KR20150057019A - 터치 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치 패널에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널은 기판; 상기 기판의 일면에 마련되고, 메쉬 형상으로 형성되는 복수의 도전체 세선; 및 상기 기판의 일면과 접합되는 반사 방지 필름; 을 포함하고, 상기 반사 방지 필름은 상기 기판과의 접합면에 소정의 요철부가 형성될 수 있다.

Description

터치 패널{TOUCH PANEL}

본 발명은 터치 패널에 관한 것이다.

터치스크린, 터치패드 등과 같은 접촉 감지 장치는 디스플레이 장치에 부착되어 사용자에게 직관적인 입력 방법을 제공할 수 있는 입력 장치로서, 최근 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 네비게이션 등과 같은 다양한 전자 기기에 널리 적용되고 있다. 특히 최근 스마트폰에 대한 수요가 증가하면서, 제한된 폼팩터에서 다양한 입력 방법을 제공할 수 있는 터치스크린의 채용 비율이 날로 증가하고 있다.

휴대용 기기에 적용되는 터치스크린은 터치 입력을 감지하는 방법에 따라 크게 저항막 방식과 정전용량 방식으로 구분할 수 있으며, 이 중 정전용량 방식은 상대적으로 수명이 길고 다양한 입력 방법과 제스처를 손쉽게 구현할 수 있는 장점으로 인해 그 적용 비율이 갈수록 높아지고 있다. 특히 정전용량 방식은 저항막 방식에 비해 멀티 터치 인터페이스를 구현하기가 용이하여 스마트폰 등의 기기에 폭넓게 적용된다.

정전용량 방식의 터치스크린은 일정한 패턴을 갖는 복수의 전극을 포함하며, 터치 입력에 의해 정전용량 변화가 생성되는 복수의 노드가 상기 복수의 전극에 의해 정의된다. 2차원 평면에 분포하는 복수의 노드는, 터치 입력에 의해 자체 정전용량(Self-Capacitance) 또는 결합 정전용량(Mutual-Capacitance) 변화를 생성하며, 복수의 노드에서 생성되는 정전용량 변화에 가중 평균 계산법 등을 적용하여 터치 입력의 좌표를 계산할 수 있다

종래의 터치패널은 터치를 인식하는 센싱전극을 통상 ITO(Indium Tin Oxide; 인듐-주석 산화물)로 형성하였다. 하지만, ITO의 경우, 원료인 인듐(Indium)이 희토류 금속이서 고가이고, 그에 따라 가격 경쟁력이 떨어질 뿐만 아니라, 10년 내에 고갈이 예상되어 수급이 원할하지 못한 문제점이 존재한다. 상기와 같은 이유로 불투명한 도전체 세선을 이용하여 전극을 형성하려는 연구가 진행되고 있는데, 도전체 세선으로 형성되는 전극은 ITO나 전도성 고분자에 비해 전기전도도가 훨씬 우수하며, 수급이 원활하다는 장점이 있다.

다만, 도전체 세선은 메쉬 형상과 같이 일정한 주기와 패턴을 가지기 마련인데, 이는 디스플레이 패널의 화소의 주기적 배열과 서로 간섭되어 터치 패널 상에서 모아레 현상이 발생되는 문제점이 있다.

일본 공개특허공보 JP 2013-142966 A

본 발명의 과제는 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판, 상기 기판의 일며에 마련되고, 메쉬 형상으로 형성되는 복수의 도전체 세선, 및 상기 기판의 일면과 접합되는 반사 방지 필름을 포함하고, 상기 반사 방지 필름은 상기 기판과의 접합면에 소정의 요철부가 형성되는 터치 패널을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판; 상기 기판의 일면에 마련되고, 메쉬 형상으로 형성되는 복수의 도전체 세선; 및 상기 기판의 일면과 접합되는 반사 방지 필름; 을 포함하고, 상기 반사 방지 필름은 상기 기판과의 접합면에 소정의 요철부가 형성되는 터치 패널을 제안한다.

상기 요철부는, 상기 메쉬 형상의 복수의 도전체 세선의 교차점에 대응되어 형성될 수 있다.

상기 요철부의 폭은 상기 복수의 도전체 세선의 선폭보다 넓을 수 있다.

상기 요철부는, 오목부 및 볼록부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 오목부 및 상기 볼록부 각각은 사각형 및 반원 형상으로 형성될 수 있다.

상기 반사 방지 필름과 접합되는 디스플레이 장치; 를 더 포함할 수 있다.

상기 반사 방지 필름과 상기 디스플레이 장치를 접합하는 투명 접착제의 두께와 상기 반사 방지 필름의 두께는 하기의 수식을 만족할 수 있다.

[수식]

(d: 투명 접착제의 두께, t: 반사 방지 필름의 두께)

상기 반사 방지 필름은 2~60%의 헤이즈(haze) 값을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 높은 투과도를 유지하면서도 모아레 현상을 방지할 수 있는 터치 패널을 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널을 포함하는 전자기기의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 단면을 나타낸 도이다.
도 4 내지 도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 방지 필름의 구조 및 배치를 설명하기 위하여 제공되는 도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 시뮬레이션 그래프이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널을 포함하는 전자기기의 외관을 나타낸 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 전자 기기(10)는 화면을 출력하기 위한 디스플레이 장치(11), 입력부(12), 음성 출력을 위한 오디오부(13) 등을 포함하며, 디스플레이 장치(11)와 일체화되어 형성되는 터치스크린 장치를 구비할 수 있으며, 터치스크린 장치 내에 터치 패널이 포함될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 모바일 기기 같은 경우 터치스크린 장치가 디스플레이 장치에 일체화되어 구비되는 것이 일반적이며, 터치스크린 장치는 디스플레이 장치가 표시하는 화면이 투과할 수 있을 정도로 높은 빛 투과율을 가져야 한다. 따라서 터치스크린 장치는 PET(Polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PES(polyethersulfone), PI(polyimide), PMMA(PolymethlymethAcrylate), COP (Cyclo-Olefin Polymers) 등의 필름, 소다 글라스(Soda glass), 또는 강화 글라스(tempered glass)와 같은 재질의 투명한 기판에 전기 전도성을 갖는 물질로 전극을 형성함으로써 구현될 수 있다. 디스플레이 장치의 베젤 영역에는 투명 전도성 물질로 형성된 전극과 연결되는 배선 패턴이 배치되며, 배선 패턴은 베젤 영역에 의해 시각적으로 차폐될 수 있다.

터치스크린 장치는 정전용량 방식에 따라 동작하는 것을 가정하므로, 소정의 패턴을 갖는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 또한 복수의 전극에서 생성되는 정전용량 변화를 검출하기 위한 정전용량 감지 회로와, 정전용량 감지 회로의 출력 신호를 디지털 값으로 변환하는 아날로그-디지털 변환 회로, 디지털 값으로 변환된 데이터를 이용하여 터치 입력을 판단하는 연산 회로 등을 포함할 수 있다.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 정면도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 패널(200)는 기판(210) 및 기판(210) 상에 마련되는 복수의 전극(220, 230)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시되어 있지 않으나, 복수의 전극(220, 230) 각각은 연결 배선 및 본딩 패드를 통해 기판(210)의 일단에 부착되는 연성 회로 기판과 전기적으로 연결될 수 있다. 연성 회로 기판에는 컨트롤러 집적회로가 실장되어 복수의 전극(220, 230)에서 생성되는 감지 신호를 검출하고, 그로부터 터치 입력을 판단할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 패널(200)는 기판(210), 기판(210) 상에 마련되는 복수의 전극(220, 230)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시되어 있지 않으나, 복수의 전극(220, 230) 각각은 연결 배선 및 본딩 패드를 통해 기판(210)의 일단에 부착되는 연성 회로 기판과 전기적으로 연결될 수 있다. 연성 회로 기판에는 컨트롤러 집적회로가 실장되어 복수의 전극(220, 230)에서 생성되는 감지 신호를 검출하고, 그로부터 터치 입력을 판단할 수 있다.

기판(210)은 복수의 전극(220, 230)이 형성되기 위한 투명한 기판일 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이, 기판(210)은 PET(Polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PES(polyethersulfone), PI(polyimide), PMMA(PolymethlymethAcrylate), COP (Cyclo-Olefin Polymers) 등의 필름, 소다 글라스(Soda glass) 또는 강화 글라스(tempered glass)와 같은 재질로 형성될 수 있다.

복수의 전극(220, 230)은 X 축 방향으로 연장되는 복수의 제1 전극(220)과, Y 축 방향으로 연장되는 복수의 제2 전극(230)을 포함한다. 제1 전극(220)과 제2 전극(230)은 기판(210)의 양면에 마련되거나, 기판(210)의 일면에 모두 마련될 수 있다. 이 때, 기판(210)의 일면에 제1 전극(220)과 제2 전극(230)이 마련되는 경우, 제1 전극(220)과 제2 전극(230)의 교차 지점에 부분적으로 소정의 절연층을 형성할 수 있다. 또한 위와 달리, 제1 전극(220)과 제2 전극(230)은 서로 다른 기판에 마련되어 교차될 수 있음은 물론이다.

복수의 전극(220, 230)과 전기적으로 연결되어 터치 입력을 감지하는 장치는, 터치 입력에 의해 복수의 전극(220, 230)에서 생성되는 정전용량 변화를 검출하고 그로부터 터치 입력을 감지한다.

제1 전극(220)은 컨트롤러 집적 회로에서 D1~D8로 정의되는 채널에 연결되어 소정의 구동 신호를 인가 받을 수 있으며, S1~S8로 정의되는 채널은 제2 전극(230)에 연결되어 제1 전극(220)과 제2 전극(230) 사이에서 형성되는 정전용량의 변화를 검출하는데 이용될 수 있다. 이 때, 컨트롤러 집적 회로는 정전용량의 변화를 감지신호로써 이용하여 터치 입력을 판단할 수 있다.

복수의 전극(220, 230)은 복수의 도전체 세선(細線)(223, 233) 및 복수의 도전체 세선(223, 233)의 양 끝 단에서 복수의 도전체 세선(223, 233)과 전기적으로 접속되는 패드(227, 237)을 포함할 수 있다.

일반적으로 복수의 도전체 세선(223, 233)은 그물망 또는 메쉬 형상으로 형성되는데, 복수의 도전체 세선(223, 233)이 그물망 또는 메쉬 형상으로 형성됨으로써, 종래 ITO(Indium-Tin Oxide) 전극이 존재하는 영역에서 패터닝 자국이 보이던 현상을 감소시키고, 터치 패널의 투과성을 향상시킬 수 있다.

복수의 도전체 세선(223, 233)은 Ag, Al, Cr, Ni, Mo, Cu 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 제조될 수 있는데, 복수의 전극(220, 230)이 금속으로 제조됨으로써, 전극의 저항값이 감소될 수 있으며, 이로써 전도성 및 검출감도가 향상될 수 있다.

도 2에서 복수의 전극(220, 230)에 구비되는 복수의 도전체 세선(223, 233)은 마름모 또는 사각형 형상으로 형성되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 육각형, 팔각형, 다이아몬드형 및 무정형(random) 등 당업자가 자명하게 또는 용이하게 도출될 수 있는 범위까지 본 발명에 속함은 물론이다.

복수의 도전체 세선(223, 233)과 전기적으로 접속되는 패드(227, 237)가 마련되는 영역에 대하여는 통상 불투명한 금속 물질로 형성되는 패드(227, 237)를 시각적으로 차폐하기 위한 소정의 인쇄층(240)이 기판(210) 상에 마련될 수 있다. 기판(210)의 가장자리 영역에 마련되는 인쇄층(240) 상에 패드(227, 237)가 형성되고, 인쇄층(240) 상에서 패드(227, 237)와 복수의 도전체 세선(223, 233)은 접속될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 단면을 나타낸 도이다. 도 3은 도시된 터치 패널은 도 2에 도시된 터치 패널에 채용되는 기판(210) 및 기판(210) 상에 마련되는 복수의 전극(220, 230)을 구성하는 복수의 도전체 세선(223, 233) 외에도 커버 윈도우(100), 반사 방지 필름(300) 및 디스플레이 장치(400)를 더 포함할 수 있다.

커버 글라스(100)는 기판(210)의 일면에 광학 투명 접착제(253)로 접착되어 터치 패널의 최외측에 마련되는데, 손가락 등의 접촉 물체로부터 터치 입력을 인가받을 수 있다.

반사 방지 필름(300)은 기판(210)의 타면에 광학 투명 접착제(255)로 접착되는데, 반사를 억제하여 눈부심을 방지하거나, 반사 방지 필름(300)의 하면에 배치되는 LCD와 같은 디스플레이(400) 장치에서 발생하는 노이즈(Noise)를 차단하는 역할을 한다. 이 때, 반사 방지 필름(300)은 2~60%의 헤이즈(haze) 값을 가질 수 있다.

디스플레이 장치(400)와 반사 방지 필름(300)은 투명 접착제(257)으로 접착될 수 있다.

도 4 내지 도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 방지 필름의 구조 및 배치를 설명하기 위하여 제공되는 도로써, 도 4(a) 및 도 4(b)는 본 실시예의 터치 패널을 개략적으로 표현한 정면도 및 단면도이며, 도 5 내지 도 7은 도 4의 실시예의 변형 실시예를 나타낸 도이다.

도 4 내지 도 7의 실시예에 따른 터치 패널은 도 2 및 도 3의 터치 패널을 개략적으로 나타낸 것으로서, 도 2 및 도 3과 동일하거나 중복되는 구성 요소는 생략하여 간략하게 도시하였다.

도 4 내지 도 7을 참조하면 본 실시예의 반사 방지 필름(300)은 기판과 접합되는 면에 소정의 요철부(350)가 형성될 수 있는데, 요철부(350)는 메쉬 형상으로 형성되는 도전체 세선의 교차점에 대응되어 형성될 수 있다. 일 예로, 요철부(350)는 기판(210)에 있어서, 반사 방지 필름의 대향면에 형성되는 복수의 도전체 세선(233)의 교차점에 대응되어 형성될 수 있다. 요철부(350)가 복수의 도전체 세선(233)의 교차점에 대응되어 형성됨으로써, 터치 패널의 투과도를 낮출 수 있다.

이 때, 요철부(350)는 사각형 형상의 볼록부(도 4(b)) 및 오목부(도 5(b)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 요철부(350)는 반원 형상의 볼록부(도 6(b)) 및 오목부(도 7(b)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 요철부(350)가 사각형 또는 반원 형상으로 한정되는 것은 아니다.

도 4 및 도 7을 참조하면, 요철부(350)의 폭은 복수의 도전체 세선(233)의 폭보다 넓을 수 있는데, 일 예로, 본 실시예에 따른 반사 방지 필름의 요철부(350)는 하기의 수학식 1을 만족할 수 있다.

이 때, Wp는 복수의 도전체 세선(233)의 선폭이며, Wf는 요철부(350)의 폭을 나타낸다.

또한, 도 4 내지 도 7에서 반사 방지 필름(300)의 두께 t라 하고, 디스플레이 장치(400)와의 거리를 d - 투명 접착제(257)의 두께 - 라 가정하는 경우 하기의 수학식 2를 만족할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 시뮬레이션 그래프이다. 도 8(a) 내지 도8(c)에서 하단에 도시된 그래프는 디스플레이 장치에서 출력되는 빛을 나타내는 그래프이며, 상단에 도시된 그래프는 반사 방지 필름을 통과한 빛을 나타내는 그래프이다.

도 8(a)와 같은 경우는 모아레 방지 효과가 적게 되고, 도 8(c)와 같은 경우 모아레 현상을 효과적으로 방지할 수 있으나, 분해능이 낮아지는 문제점이 있다. 본 실시예에 터치 패널은 도 8(b)와 같은 범위를 선택함으로써, 모아레 현상을 방지하면서도 높은 분해능을 유지할 수 있다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100: 커버 윈도우
200: 터치 패널
210: 기판
220, 230: 복수의 전극
223, 233: 복수의 도전체 세선
227, 237: 패드
253, 255, 257: 투명 접착제
300: 반사 방지 필름
400: 디스플레이 장치

Claims (8)

1. 기판;
   상기 기판의 일면에 마련되고, 메쉬 형상으로 형성되는 복수의 도전체 세선; 및
   상기 기판의 일면과 접합되는 반사 방지 필름; 을 포함하고,
   상기 반사 방지 필름은 상기 기판과의 접합면에 소정의 요철부가 형성되는 터치 패널.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 요철부는,
   상기 메쉬 형상의 복수의 도전체 세선의 교차점에 대응되어 형성되는 터치 패널.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 요철부의 폭은 상기 복수의 도전체 세선의 선폭보다 넓은 터치 패널.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 요철부는,
   오목부 및 볼록부 중 적어도 하나를 포함하는 터치 패널.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 오목부 및 상기 볼록부 각각은,
   사각형 및 반원 형상으로 형성되는 터치 패널.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 반사 방지 필름과 접합되는 디스플레이 장치; 를 더 포함하는 터치 패널.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 반사 방지 필름과 상기 디스플레이 장치를 접합하는 투명 접착제의 두께와 상기 반사 방지 필름의 두께는 하기의 수식을 만족하는 터치 패널.
   [수식]
   

   

   
   (d: 투명 접착제의 두께, t: 반사 방지 필름의 두께)
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 반사 방지 필름은 2~60%의 헤이즈(haze) 값을 가지는 터치 패널.

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