KR20150086947A

KR20150086947A - 터치 센서

Info

Publication number: KR20150086947A
Application number: KR1020140007196A
Authority: KR
Inventors: 이철훈; 이재현; 윤호동
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2014-01-21
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2015-07-29
Also published as: WO2015111871A1; TW201530410A; KR102120184B1; TWI676927B

Abstract

본 발명은 감지 셀을 구성하는 전도성 패턴과 전도성 패턴을 연결하는 브릿지를 Tx/Rx 채널 영역에 교번되는 형태로 형성하여 채널 저항으로 인한 신호 지연을 개선할 수 있도록 한 터치 센서를 제공한다.

Description

터치 센서{Touch Sensor}

본 발명은 대면적 고속 터치 센서에 관한 것으로, 구체적으로 감지 셀을 구성하는 전도성 패턴과 전도성 패턴을 연결하는 브릿지를 Tx/Rx 채널 영역에 교번되는 형태로 형성하여 채널 저항으로 인한 신호 지연을 개선할 수 있도록 한 터치 센서에 관한 것이다.

최근, 터치 센서들은, 용량성 터치 센서들의 제작 기술이 가장 널리 이용되는 모바일 폰, PDA(personal digital assistant) 및 핸드헬드(handheld) 퍼스널 컴퓨터와 같은 여러 전자적 제품에서 널리 적용되고 있다.

현재, 단일 유리 유형의 용량성 터치 센서의 구조가 터치 센서들에 대해 이용되는 주요 구조이다.

종래 기술의 단일 유리 유형의 용량성 터치 센서들에 대해, 터치 감지 전극 층을 형성하기 위한 재료는 보통 산화 인듐 주석(ITO: indium tin oxide)이다. ITO 층은 스퍼터링에 의해 유리 기판상에 직접 형성된 다음 패터닝되어 터치 감지 전극 층의 패턴을 형성한다.

터치 감지 전극 층의 패턴은 X축 감지 전극 패턴 및 Y축 감지 전극 패턴을 포함하는데, 이 패턴에서, 감지 전극 패턴의 일 축은 감지 전극 패턴의 또 다른 축을 가로지르는(across) 브릿지 구조(bridge structure)를 형성하기 위해 도전성 층을 이용한다.

절연층은 X축 감지 전극 패턴을 Y축 감지 전극 패턴으로부터 전기적으로 절연시키기 위해 서로 십자로 교차하는(crisscross), X축 감지 전극 패턴 및 Y축 감지 전극 패턴의 위치에서 형성된다.

종래 기술의 단일-유리 유형의 용량성 터치 센서에서, 브릿지 구조를 형성하기 위한 도전성 층의 재료는 일반적으로 금속이고, X축 감지 전극 패턴을 Y축 감지 전극 패턴으로부터 전기적으로 분리시키기 위한 절연 층의 재료는 보통 이산화규소이다.

이와 같이, 감지 전극 패턴으로 ITO 기반의 전도성 막이 많이 사용되고 있으나, 이러한 ITO는 대면적 터치 패널에 적용시 자체적인 RC 지연에 의하여 인식속도가 낮은 문제점이 있다.

이러한 종래 기술의 터치 센서의 구조는 도 1에서와 같이, 동일면에 X,Y축의 감지 패턴을 형성하고 투명 전도성 브릿지(13)를 사용하여 X축의 감지 패턴(11)들을 연결하는 것이다.

여기서, Y축의 감지 패턴(12)들은 투명 전도성 브릿지에 의해 연결되는 것이 아니고, 감지 패턴 형성시에 감지 패턴들이 연결되는 형태로 패터닝되고, X축의 감지 패턴(11)들은 각각 분리되도록 패터닝되어 이후의 공정에서 투명 전도성 브릿지(13)에 의해 연결되는 것이다.[대한민국 공개특허 제10-2012-0092004호 및 대한민국 공개특허 제10-2013-0116583호 참조]

그러나 이와 같은 구조의 터치 센서는 감지 패턴 및 투명 전도성 브릿지의 저항이 충분히 낮지 않으면 감도가 저하되고, 대면적화가 어렵다.

특히, Y축의 감지 패턴들은 투명 전도성 브릿지에 의해 연결되는 것이 아니고, 감지 패턴 형성시에 서로 연결되도록 패터닝되고, X축의 감지 패턴들은 각각 분리되도록 패터닝되어 투명 전도성 브릿지에 의해 연결되기 때문에 X축과 Y축의 저항값의 차이가 발생한다.

이와 같은 저항값의 차이는 터치 반응 속도를 저하시켜 고속 터치 센서의 구현을 어렵게 한다.

대한민국 공개특허 제10-2012-0092004호 대한민국 공개특허 제10-2013-0116583호

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 터치 센서의 문제를 해결하기 위한 것으로, 감지 셀을 구성하는 전도성 패턴과 전도성 패턴을 연결하는 브릿지를 Tx/Rx 채널 영역에 교번되는 형태로 형성하여 채널 저항으로 인한 신호 지연을 개선할 수 있도록 한 터치 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 전극 패턴과 전극 패턴을 연결하는 브릿지를 교번되는 형태로 삽입하기 위하여 어느 하나의 감지 영역을 구성하는 셀에 속하는 하나의 전극 패턴과 이웃하는 다른 감지 영역을 구성하는 셀에 속하는 다른 전극 패턴이 서로 연결되는 구조의 전도성 패턴들을 교차하여 배치한 터치 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 전도성 패턴을 구성하는 어느 하나의 단위 감지 셀에 속하는 하나의 전극 패턴과 이웃하는 다른 단위 감지 셀에 속하는 다른 전극 패턴 상에 형성되어 각각의 에지 부분까지 연장되는 보조 전극 라인을 갖는 터치 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 센서는 기재;어느 하나의 감지 셀을 구성하는 제 1 전극 패턴과,제 1 전극 패턴에 연결되어 이웃하는 다른 감지 셀을 구성하는 제 2 전극 패턴을 갖는 제 1 전도성 패턴;어느 하나의 감지 셀을 구성하는 제 3 전극 패턴과,제 3 전극 패턴에 연결되어 이웃하는 다른 감지 셀을 구성하는 제 4 전극 패턴을 갖는 제 2 전도성 패턴;을 포함하고,상기 기재상에, 제 1 전도성 패턴과 제 2 전도성 패턴이 길이 방향의 중심축이 서로 수직 교차하도록 반복적으로 배열되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 어느 하나의 제 1 전도성 패턴과 그에 이웃하는 전기적으로 연결되지 않은 다른 제 1 전도성 패턴을 전기적으로 연결하는 제 1 전도성 패턴 브릿지와, 어느 하나의 제 2 전도성 패턴과 그에 이웃하는 전기적으로 연결되지 않은 다른 제 2 전도성 패턴을 전기적으로 연결하는 제 2 전도성 패턴 브릿지를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 제 1 전도성 패턴 브릿지와 제 2 전도성 패턴 브릿지는, 제 1,2 전도성 패턴들의 길이 방향의 중심축이 서로 수직 교차하는 영역에 교번적으로 형성되는 것이 바람직하다.

다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 센서는 기재;상기 기재상에 형성되는 어느 하나의 제 1 전도성 패턴과 그에 이웃하는 다른 제 1 전도성 패턴을 전기적으로 연결하는 제 1 보조 전극 라인;상기 기재상에 형성되는 어느 하나의 제 2 전도성 패턴과 그에 이웃하는 다른 제 2 전도성 패턴을 전기적으로 연결하는 제 2 보조 전극 라인;을 포함하고,상기 제 1 보조 전극 라인과 제 2 보조 전극 라인은 제 1,2 전도성 패턴들의 길이 방향의 중심축이 서로 수직 교차하는 영역을 서로 교번적으로 지나는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 터치 센서는 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 전도성 패턴과 전도성 패턴을 연결하는 브릿지를 Tx/Rx 채널 영역에 교번되는 형태로 형성하여 채널 저항으로 인한 신호 지연을 개선할 수 있다.

둘째, 브릿지를 Tx/Rx 채널 영역에 교번되는 형태로 형성하여 X축과 Y축의 저항값의 차이를 없애 터치 반응 속도를 향상시켜 고속 터치 센서의 구현이 가능하다.

셋째, 하나의 전극 패턴과 이웃하는 다른 감지 영역을 구성하는 셀에 속하는 다른 전극 패턴이 서로 연결되는 구조의 전도성 패턴들을 교차하여 배치하여 설계 및 공정의 용이성을 확보할 수 있다.

넷째, 전극 패턴 상에 보조 전극 라인을 형성하여 전체 영역에서의 저항을 줄일 수 있어 대면적화가 가능하다.

도 1은 종래 기술의 터치 센서의 구성도
도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 터치 센서의 전도성 패턴의 기본 구성도
도 3은 본 발명에 따른 전도성 패턴들을 교차하여 배치한 구성도
도 4a와 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서에서 브릿지를 교번적으로 배치한 구조를 나타낸 구성도
도 5a와 도 5b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 보조 전극 라인을 갖는 터치 센서의 구성도

이하, 본 발명에 따른 터치 센서의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 터치 센서의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 터치 센서의 전도성 패턴의 기본 구성도이다.

본 발명은 터치 센서의 RC 지연에 의한 응답 속도 저하를 해결하기 위하여 것으로 RC 지연(RC Delay)은 RC 회로에서 저항 및 캐패시터 용량 값에 의해 커패시터의 충/방전 시간이 결정된다.

충전 : V(t) = V₀(1-e^-t/ ^RC) , 방전 : V(t) = V₀e^-t/ ^RC

따라서, t = R*C = τ [sec]이므로 RC 값이 작으면 커패시터의 충,방전에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있다.

본 발명은 터치 센서를 구성하는 회로 저항(R)을 낮춤으로써, RC Delay를 최소화할 수 있도록 한 것으로, 전극 패턴과 전극 패턴을 연결하는 브릿지를 교번되는 형태로 삽입하는 것이다.

본 발명은 전극 패턴과 전극 패턴을 연결하는 브릿지를 교번되는 형태로 삽입하기 위하여, 어느 하나의 감지 영역을 구성하는 셀에 속하는 하나의 전극 패턴과 이웃하는 다른 감지 영역을 구성하는 셀에 속하는 다른 전극 패턴이 서로 연결되는 구조의 전도성 패턴들을 교차하여 배치한 것이다.

이를 위한 본 발명에 따른 전도성 패턴의 기본 구조는 도 2a와 도 2b에서와 같다.

도 2a는 X축으로 길이 방향의 중심축이 연속되도록 배치되는 전도성 패턴의 기본 구조를 나타낸 것으로, 어느 하나의 전도성 패턴(200)은 어느 하나의 제 1 감지 셀 영역에 위치하여 일정 면적을 갖는 제 1 전극 패턴(20)과, 이웃하는 다른 제 2 감지 셀 영역에 위치하여 일정 면적을 갖는 제 2 전극 패턴(21)을 갖고, 제 1 전극 패턴(20)과 제 2 전극 패턴(21)이 (가) 영역의 연결 패턴에 의해 연결되는 구조이다.

도 2b는 Y축으로 길이 방향의 중심축이 연속되도록 배치되는 전도성 패턴의 기본 구조를 나타낸 것으로, 어느 하나의 전도성 패턴(200)은 어느 하나의 제 1 감지 셀 영역에 위치하여 일정 면적을 갖는 제 3 전극 패턴(22)과, 이웃하는 다른 제 2 감지 셀 영역에 위치하여 일정 면적을 갖는 제 4 전극 패턴(23)을 갖고, 제 3 전극 패턴(22)과 제 4 전극 패턴(23)이 (나) 영역의 연결 패턴에 의해 연결되는 구조이다.

여기서, 본 발명에 따른 전도성 패턴의 기본 구조를 마름모 형태로 기재하였으나 반드시 마름모 형태를 가질 필요는 없으며, 어느 하나의 감지 영역을 구성하는 셀에 속하는 하나의 전극 패턴과 이웃하는 다른 감지 영역을 구성하는 셀에 속하는 다른 전극 패턴이 서로 연결되는 구조이면 다른 형태로 구성할 수 있음은 당연하다.

그리고 본 발명에 따른 제 1 전도성 패턴의 기본 구조는 제 1 전극 패턴과 제 2 전극 패턴 그리고 제 1,2 전극 패턴을 연결하는 연결 패턴이 동일한 면 상에 동일 패터닝 공정으로 형성되는 것이다.

마찬가지로, 제 2 전도성 패턴의 기본 구조는 제 3 전극 패턴과 제 4 전극 패턴 그리고 제 3,4 전극 패턴을 연결하는 연결 패턴이 동일한 면 상에 동일 패터닝 공정으로 형성되는 것이다.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 전도성 패턴을 길이 방향의 중심축이 X 방향, Y방향으로 서로 수직 교차하도록 배치한 구성은 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 전도성 패턴들을 교차하여 배치한 구성도이다.

도 3은 도 2a에서와 같은 구조의 전도성 패턴이 X축으로 길이 방향의 중심축이 연속되도록 배치되고, 도 2b에서와 같은 구조의 전도성 패턴이 Y축으로 길이 방향의 중심축이 연속되도록 배치되는 구조를 나타낸 것이다.

즉, 어느 하나의 감지 영역을 구성하는 셀에 속하는 제1 전극 패턴과 이웃하는 다른 감지 영역을 구성하는 셀에 속하는 제 2 전극 패턴이 서로 연결되는 제 1 전도성 패턴(30)들이 X축으로 길이 방향의 중심축이 연속되도록 배치되고, 어느 하나의 감지 영역을 구성하는 셀에 속하는 제 3 전극 패턴과 이웃하는 다른 감지 영역을 구성하는 셀에 속하는 제 4 전극 패턴이 서로 연결되는 제 2 전도성 패턴(31)들이 Y축으로 길이 방향의 중심축이 연속되도록 배치되어, 전체적으로 상기 제 1 전도성 패턴(30)과 제 2 전도성 패턴(31)이 길이 방향의 중심축이 서로 수직 교차하도록 반복적으로 배치되는 구조이다.

여기서, 제 1 전도성 패턴(30)과 그에 이웃하여 전기적으로 연결되지 않은 다른 제 1 전도성 패턴(30)의 연결은 브릿지에 의해 연결되고, 제 2 전도성 패턴(31)과 그에 이웃하여 전기적으로 연결되지 않은 다른 제 2 전도성 패턴(31)의 연결은 브릿지에 의해 연결되는데, 그에 관한 상세 구성은 다음과 같다.

도 4a와 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서에서 브릿지를 교번적으로 배치한 구조를 나타낸 구성도이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서는, X축으로 배치되는 어느 하나의 제 1 전도성 패턴(41)과 그에 이웃하는 전기적으로 연결되지 않은 다른 제 1 전도성 패턴(42)을 전기적으로 연결하는 제 1 전도성 패턴 브릿지(45)와, Y축으로 배치되는 어느 하나의 제 2 전도성 패턴(43)과 그에 이웃하는 전기적으로 연결되지 않은 다른 제 2 전도성 패턴(44)을 전기적으로 연결하는 제 2 전도성 패턴 브릿지(46)를 포함한다.

여기서, 상기 제 1 전도성 패턴 브릿지(45)와 제 2 전도성 패턴 브릿지(46)는, 제 1 전도성 패턴(41)(42)의 길이 방향의 중심축과 제 1 전도성 패턴(43)(44)의 길이 방향의 중심축이 서로 수직 교차하는 영역에 교번적으로 형성된다.

그리고 도 4b에서와 같이, 기재(40)상에 형성되는 상기 제 1 전도성 패턴 브릿지(45)는, 제 2 전도성 패턴(43)(44)을 구성하는 어느 하나의 감지 영역을 구성하는 셀에 속하는 하나의 전극 패턴(Y1)과 이웃하는 다른 감지 영역을 구성하는 셀에 속하는 다른 전극 패턴(Y2)이 서로 연결되는 부분(48)의 상측에 절연막(47)을 사이에 두고 형성된다.

그리고 상기 제 2 전도성 패턴 브릿지(46)는, 제 1 전도성 패턴(41)(42)을 구성하는 어느 하나의 감지 영역을 구성하는 셀에 속하는 하나의 전극 패턴(X1)과 이웃하는 다른 감지 영역을 구성하는 셀에 속하는 다른 전극 패턴(X2)이 서로 연결되는 부분(49)의 상측에 절연막(47)을 사이에 두고 형성된다.

이와 같은 구조의 본 발명에 따른 터치 센서는 터치 센서를 구성하는 전극들의 높은 채널 저항으로 인한 신호지연(RC Delay)을 최소화하기 위한 것으로, Tx/Rx 채널간 저항 차이를 줄이기 위하여 전도성 패턴 브릿지를 교번적으로 형성한 것이다.

이와 같은 본 발명에 따른 터치 센서를 제조하기 위한 기재(Substrate)의 재료는 본 발명에 따른 전도성 패턴 및 전도성 패턴 브릿지를 적용하고자 하는 분야에 따라 적절하게 선택될 수 있으며, 구체적인 예로는 유리 혹은 무기 재료 기재, 플라스틱 기재나 필름 또는 기타 플렉시블 기재 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고 전도성 패턴(투명 전극)은 ITO/Ag NW/PEDOT 등 투명성을 갖는 전도성 물질을 사용하여 형성할 수 있고, 터치 센서의 정전용량을 형성하는 메인 전극으로 사용되는 것이다.

또한, Tx/Rx 전도성 패턴을 동일 평면에 형성하는 In-Plane 패턴으로 형성하는 것이 바람직하고, PR 코팅 후 노광 공정을 통한 패턴 형성에 의해 제조된다.

그리고 절연막은 전도성 패턴과 전도성 패턴 브릿지가 전기적으로 분리되도록 하기 위한 것으로 유기절연막 코팅 후 노광 공정을 통해 형성한다.

이와 같은 절연막 형성은 투명성을 갖는 열경화성 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 전도성 패턴 브릿지의 하부 일정부분에만 형성하는 섬(Island) 모양 패턴 방식이 바람직하다.

그리고 전도성 패턴 브릿지는 전도성 패턴과 그에 이웃하는 전기적으로 연결되지 않은 다른 전도성 패턴을 전기적으로 연결하는 것으로, 전도성 향상을 위해 비저항이 낮은 금속 예를 들면, 몰리브덴, 은, 알루미늄, 구리, 팔라듐, 금, 백금, 아연, 주석, 티타늄 또는 이들의 합금 등의 금속을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 따른 터치 센서는 전극을 구성하는 전도성 패턴이 외부환경(수분, 공기 등)에 영향을 받는 것으로 억제하기 위하여 표면보호막(Passivation Film)이 더 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 제조된 터치 센서 패널을 디스플레이 패널과 합착하기 위하여 OCR(Optical Clear Resin)과 같은 고분자 물질을 도포 후, 광경화 및 열경화를 통해 접착할 수 있다.

다른 방법으로 커버 윈도우(Cover Window) 또는 디스플레이 패널(Display Panel)을 접착하기 위해 OCA(Optically Clear Adhesive)와 같은 고분자 물질을 사용할 수 있다.

OCA(Optically Clear Adhesive)는 필름타입으로 물리적 힘을 가해 접착하는 것으로, 전면 접착 혹은 테두리만 접착하여 사용할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 전극 패턴과 전극 패턴을 연결하는 브릿지를 교번되는 형태로 삽입하는 구조는 투명 전극/유기절연막/브릿지가 적층되는 구조 및 브릿지/유기절연막/투명 전극이 적층되는 구조에 모두 적용 가능하다.

본 발명의 다른 실시 예는 메탈 보조전극을 교차 적용하여 Tx/Rx 전체 저항 낮출 수 있도록 한 것으로 다음과 같다.

도 5a와 도 5b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 보조 전극 라인을 갖는 터치 센서의 구성도이다.

도 5a와 도 5b에서와 같이, 전도성 패턴을 구성하는 어느 하나의 단위 감지 셀에 속하는 하나의 전극 패턴과 이웃하는 다른 단위 감지 셀에 속하는 다른 전극 패턴 상에 형성되어 각각의 에지 부분까지 연장되는 보조 전극 라인을 갖도록 형성하여 전체 영역에서의 저항을 줄일 수 있도록 한 것이다.

여기서, X축 전도성 패턴상에 형성되는 제 1 보조 전극 라인과 Y축 전도성 패턴상에 형성되는 제 2 보조 전극 라인을 제 1,2 전도성 패턴들의 길이 방향의 중심축이 서로 수직 교차하는 영역을 서로 교번적으로 지나도록 형성한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치 센서는, X축으로 배치되는 어느 하나의 제 1 전도성 패턴(51)과 그에 이웃하는 전기적으로 연결되지 않은 다른 제 1 전도성 패턴(52)을 전기적으로 연결하는 제 1 보조 전극 라인(55)과, Y축으로 배치되는 어느 하나의 제 2 전도성 패턴(53)과 그에 이웃하는 전기적으로 연결되지 않은 다른 제 2 전도성 패턴(54)을 전기적으로 연결하는 제 2 보조 전극 라인(56)을 포함한다.

그리고 도 5b에서와 같이, 기재(50)상에 형성되는 상기 제 1 보조 전극 라인(55)은, 제 2 전도성 패턴(53)(54)을 구성하는 어느 하나의 감지 영역을 구성하는 셀에 속하는 하나의 전극 패턴(Y1)과 이웃하는 다른 감지 영역을 구성하는 셀에 속하는 다른 전극 패턴(Y2)이 서로 연결되는 부분(58)의 상측에 절연막(57)을 사이에 두고 형성된다.

그리고 상기 제 2 보조 전극 라인(56)은, 제 1 전도성 패턴(51)(52)을 구성하는 어느 하나의 감지 영역을 구성하는 셀에 속하는 하나의 전극 패턴(X1)과 이웃하는 다른 감지 영역을 구성하는 셀에 속하는 다른 전극 패턴(X2)이 서로 연결되는 부분(59)의 상측에 절연막(57)을 사이에 두고 형성된다.

이와 같은 보조 전극 라인을 갖는 다른 실시 예에 따른 터치 센서도 마찬가지로 전도성 패턴의 기본 구조가 도 2a 및 도 2b에서와 같다.

X축으로 길이 방향의 중심축이 연속되도록 배치되는 전도성 패턴의 기본 구조는 어느 하나의 제 1 전도성 패턴은 어느 하나의 제 1 감지 셀 영역에 위치하여 일정 면적을 갖는 제 1 전극 패턴(20)과, 이웃하는 다른 제 2 감지 셀 영역에 위치하여 일정 면적을 갖는 제 2 전극 패턴(21)을 갖고, 제 1 전극 패턴(20)과 제 2 전극 패턴(21)이 (가) 영역의 연결 패턴에 의해 연결되는 구조이다.

Y축으로 길이 방향의 중심축이 연속되도록 배치되는 전도성 패턴의 기본 구조는 어느 하나의 제 2 전도성 패턴은 어느 하나의 제 1 감지 셀 영역에 위치하여 일정 면적을 갖는 제 3 전극 패턴(22)과, 이웃하는 다른 제 2 감지 셀 영역에 위치하여 일정 면적을 갖는 제 4 전극 패턴(23)을 갖고, 제 3 전극 패턴(22)과 제 4 전극 패턴(23)이 (나) 영역의 연결 패턴에 의해 연결되는 구조이다.

그리고 제 1,2 전도성 패턴들은 길이 방향의 중심축이 서로 수직 교차하도록 반복적으로 배치되고, 제 1,2 보조 전극 라인은, 전도성 패턴을 구성하는 어느 하나의 단위 감지 셀에 속하는 하나의 전극 패턴과 이웃하는 다른 단위 감지 셀에 속하는 다른 전극 패턴 상에 형성되어 각각의 에지 부분까지 연장되는 라인 형태인 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 따른 터치 센서를 다음과 같이 제조하여 선저항을 시뮬레이션한 결과는 아래의 표 1에서와 같다.

이하의 설명에서 'ITO 전극 피치'는 도 1에서와 같이 전극 패턴을 구성하는 동일한 형태의 ITO 패턴이 주기적으로 반복되는 간격을 의미하는 것이고, 'ITO 폭'은 도 2b에서와 같이 전도성 패턴을 구성하는 전극 패턴과 다른 전극 패턴을 연결하는 부분의 폭을 의미하는 것이다.

선저항 시뮬레이션을 위하여 터치 센서를, 일면에 X/Y 주 전극을 형성하고 메탈 브릿지를 통한 X 전극 연결하고, 투명 전극(ITO)에 메탈 브릿지를 적용하여 2 x 2 unit을 선저항 시뮬레이션을 한 것이다.

제조된 터치 센서의 ITO 면저항은 150 [Ω/□]이고, X/Y축 방향 모두 ITO 전극 피치는 4mm이고, 브릿지 형성 재료인 Cu 두께는 2000Å이고, 메탈 브릿지 폭은 8㎛이다.

그리고 선저항 시뮬레이션을 위하여, 비교 예(Ref.) 및 실시 예 1,2에서 모두에서 전도성 패턴을 구성하는 전극 패턴과 다른 전극 패턴을 연결하는 부분의 ITO 폭을 각각 다르게 두 가지의 경우로 제작하여 사용한다.

이는 시인성 개선을 위해 메탈 브릿지 길이를 감소시키기 위해서는 X/Y 교차부의 Y 전극을 구성하는 ITO 폭의 감소가 필요한데, 이 경우에 발생하는 X/Y 저항 차이가 커지는 문제를 확인하기 위한 것이다.

먼저, 이전 메탈 브릿지를 한쪽 방향으로만 적용하여 제조한 터치 센서의 비교 예(Ref.)에서 case 1)을 Y 전극을 구성하는 ITO 폭을 50㎛로 하고, case 2)를 Y 전극을 구성하는 ITO 폭을 25㎛로 한 것이다.

비교 예(Ref.)에서 case 1)의 경우에는 선 저항 시뮬레이션 결과가 X 전극에서는 1552Ω, Y 전극에서는 2022Ω이고, case 2)의 경우에는 X 전극에서는 1638Ω, Y 전극에서는 2375Ω의 결과를 나타내는 것을 확인할 수 있다.

그리고 전극 패턴과 전극 패턴을 연결하는 브릿지를 교번되는 형태로 삽입하는 실시 예 1의 경우에는 case 1)을 Y 전극을 구성하는 ITO 폭을 50㎛로 하고, case 2)를 Y 전극을 구성하는 ITO 폭을 25㎛로 한 것이다.

실시 예 1에서 case 1)의 경우에는 선 저항 시뮬레이션 결과가 X 전극에서는 1788Ω, Y 전극에서는 1787Ω이고, case 2)의 경우에는 X 전극에서는 2006Ω, Y 전극에서는 2005Ω의 결과를 나타내는 것을 확인할 수 있다.

그리고 메탈 보조전극을 교차 적용하여 Tx/Rx 전체 저항 낮출 수 있도록 한 실시 예 2의 경우도 마찬가지로 case 1)을 Y 전극을 구성하는 ITO 폭을 50㎛로 하고, case 2)를 Y 전극을 구성하는 ITO 폭을 25㎛로 한 것이다.

실시 예 2에서 case 1)의 경우에는 선 저항 시뮬레이션 결과가 X 전극에서는 303Ω, Y 전극에서는 304Ω이고, case 2)의 경우에는 X 전극에서는 446Ω, Y 전극에서는 446Ω의 결과를 나타내는 것을 확인할 수 있다.

표 1에서와 같이 X/Y 교차부의 Y 전극을 구성하는 ITO 폭이 작아짐에 따라 X/Y 전극의 저항 차이가 상승하는 것을 확인할 수 있으며, 이를 전극 패턴과 전극 패턴을 연결하는 브릿지를 교번되는 형태로 삽입하여 X/Y 전극의 저항을 동등 수준으로 맞춰줄 수 있음을 확인할 수 있다.

또한, 메탈 보조전극을 교차 적용하여 Tx/Rx 전체 저항 낮출 수 있음을 확인하였고, 이를 통하여 대면적/고속 반응의 터치 센서의 제작이 가능함을 알 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 터치 센서는 감지 셀을 구성하는 전도성 패턴과 전도성 패턴을 연결하는 브릿지를 Tx/Rx 채널 영역에 교번되는 형태로 형성하여 채널 저항으로 인한 신호 지연을 개선할 수 있도록 한 것이다.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

41.42. 제 1 전도성 패턴 43.44. 제 2 전도성 패턴
45. 제 1 전도성 패턴 브릿지 46. 제 2 전도성 패턴 브릿지
47. 절연막

Claims

기재;
어느 하나의 감지 셀을 구성하는 제 1 전극 패턴과,제 1 전극 패턴에 연결되어 이웃하는 다른 감지 셀을 구성하는 제 2 전극 패턴을 갖는 제 1 전도성 패턴;
어느 하나의 감지 셀을 구성하는 제 3 전극 패턴과,제 3 전극 패턴에 연결되어 이웃하는 다른 감지 셀을 구성하는 제 4 전극 패턴을 갖는 제 2 전도성 패턴;을 포함하고,
상기 기재상에, 제 1 전도성 패턴과 제 2 전도성 패턴이 길이 방향의 중심축이 서로 수직 교차하도록 반복적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
제 1 항에 있어서, 어느 하나의 제 1 전도성 패턴과 그에 이웃하는 전기적으로 연결되지 않은 다른 제 1 전도성 패턴을 전기적으로 연결하는 제 1 전도성 패턴 브릿지와,
어느 하나의 제 2 전도성 패턴과 그에 이웃하는 전기적으로 연결되지 않은 다른 제 2 전도성 패턴을 전기적으로 연결하는 제 2 전도성 패턴 브릿지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
제 2 항에 있어서, 상기 제 1 전도성 패턴 브릿지와 제 2 전도성 패턴 브릿지는,
제 1,2 전도성 패턴들의 길이 방향의 중심축이 서로 수직 교차하는 영역에 교번적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
제 2 항에 있어서, 상기 제 1 전도성 패턴 브릿지는,
제 2 전도성 패턴을 구성하는 제 3 전극 패턴과,제 3 전극 패턴에 연결되어 이웃하는 다른 감지 셀을 구성하는 제 4 전극 패턴이 서로 연결되는 부분의 상측에 절연막을 사이에 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
제 2 항에 있어서, 상기 제 2 전도성 패턴 브릿지는,
제 1 전도성 패턴을 구성하는 제 1 전극 패턴과,제 1 전극 패턴에 연결되어 이웃하는 다른 감지 셀을 구성하는 제 2 전극 패턴이 서로 연결되는 부분의 상측에 절연막을 사이에 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
기재;
상기 기재상에 형성되는 어느 하나의 제 1 전도성 패턴과 그에 이웃하는 다른 제 1 전도성 패턴을 전기적으로 연결하는 제 1 보조 전극 라인;
상기 기재상에 형성되는 어느 하나의 제 2 전도성 패턴과 그에 이웃하는 다른 제 2 전도성 패턴을 전기적으로 연결하는 제 2 보조 전극 라인;을 포함하고,
상기 제 1 보조 전극 라인과 제 2 보조 전극 라인은 제 1,2 전도성 패턴들의 길이 방향의 중심축이 서로 수직 교차하는 영역을 서로 교번적으로 지나는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
제 6 항에 있어서, 상기 제 1,2 전도성 패턴들은 길이 방향의 중심축이 서로 수직 교차하도록 반복적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
제 6 항에 있어서, 상기 제 1 전도성 패턴은 어느 하나의 감지 셀을 구성하는 제 1 전극 패턴과,제 1 전극 패턴에 연결되어 이웃하는 다른 감지 셀을 구성하는 제 2 전극 패턴을 갖고,
상기 제 2 전도성 패턴은 어느 하나의 감지 셀을 구성하는 제 3 전극 패턴과,제 3 전극 패턴에 연결되어 이웃하는 다른 감지 셀을 구성하는 제 4 전극 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
제 6 항에 있어서, 상기 제 1 보조 전극 라인은,
제 2 전도성 패턴을 구성하는 제 3 전극 패턴과,제 3 전극 패턴에 연결되어 이웃하는 다른 감지 셀을 구성하는 제 4 전극 패턴이 서로 연결되는 부분의 상측에 절연막을 사이에 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
제 6 항에 있어서, 상기 제 2 보조 전극 라인은,
제 1 전도성 패턴을 구성하는 제 1 전극 패턴과,제 1 전극 패턴에 연결되어 이웃하는 다른 감지 셀을 구성하는 제 2 전극 패턴이 서로 연결되는 부분의 상측에 절연막을 사이에 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 센서.