KR20150091679A

KR20150091679A - 터치센서

Info

Publication number: KR20150091679A
Application number: KR1020140012191A
Authority: KR
Inventors: 박장호; 오범석; 이태경
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2014-02-03
Filing date: 2014-02-03
Publication date: 2015-08-12
Also published as: US20150220184A1; JP2015146564A

Abstract

본 발명에 따른 터치센서는 중앙영역과 상기 중앙영역을 감싸며 형성되는 테두리 영역을 포함하는 윈도우 기판, 상기 윈도우 기판의 배면상의 상기 테두리 영역에 형성되며, 적어도 하나이상의 베젤층을 포함하는 베젤부, 상기 베젤부에 형성되며, 외부와의 무선통신을 송신 또는 수신하는 안테나 패턴 및 베이스 기판상에 형성되는 전극패턴을 포함하며, 상기 전극패턴은 상기 중앙영역에 대응되고, 상기 안테나 패턴과 다른 평면상에 형성되는 센서모듈을 포함할 수 있다.

Description

터치센서{Touch sensor}

본 발명은 터치센서에 관한 것이다.

디지털 기술을 이용하는 컴퓨터가 발달함에 따라 컴퓨터의 보조 장치들도 함께 개발되고 있으며, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전송장치, 그 밖의 개인 전용 정보처리장치 등은 키보드, 마우스와 같은 다양한 입력장치(Input Device)를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리를 수행한다.

하지만, 입력장치에 관한 기술은 일반적 기능을 충족시키는 수준을 넘어서 고 신뢰성, 내구성, 혁신성, 설계 및 가공 관련기술 등으로 관심이 바뀌고 있으며, 이러한 목적을 달성하기 위해서 텍스트, 그래픽 등의 정보 입력이 가능한 입력장치로서 정전용량방식 터치패널(Touch Panel)이 개발되었다.

또한, 정전용량방식 터치패널의 종류는 저항막방식(Resistive Type), 정전용량방식(Capacitive Type), 전기자기장방식(Electro-Magnetic Type), 소오방식(SAW Type; Surface Acoustic Wave Type) 및 인프라레드방식(Infrared Type)으로 구분된다. 이러한 다양한 방식의 정전용량방식 터치패널(0)(100)은 신호 증폭의 문제, 해상도의 차이, 설계 및 가공 기술의 난이도, 광학적 특성, 전기적 특성, 기계적 특성, 내환경 특성, 입력 특성, 내구성 및 경제성을 고려하여 전자제품에 채용되는데, 현재 가장 광범위한 분야에서 사용하는 방식은 저항막방식 터치패널 과 정전용량방식 터치패널이다.

최근 스마트 기기의 발전에 따라 거의 모든 전자기기 즉, 모바일 폰, 테블릿, 울트라 PC , 모니터 , TV를 포함한 백색가전에 터치패널이 적용되고 있으며, 이들 기기에 적용되는 터치패널은 기술이 발전하고 경쟁이 치열해짐에 따라 시장의 요구를 충족시키기위해 고 사양의 성능을 가지면서 동시에 두께는 더 얇아지고 비용은 저렴해지는 방향으로 제작되고 있다.

그리고, 외부 또는 다른 모바일기기 와의 다양한 통신 서비스의 증가와 이에따른 송신 또는 수신되는 데이타량의 증가로 인해, 더 많은 주파수 대역을 커버할 수 있는 안테나의 필요성이 커지게 되었고, 특히, NFC(Near Field communication)과 같은 근거리 무선통신을 위해선, 저주파 대역의 신호를 수신할 수 있는 큰 사이즈의 안테나등이 필요하게 되었다.

따라서, 다양한 통신 서비스의 주파수에 적합한 안테나들은 모바일 기기의 한정된 공간범위내에서 다양한 위치에 개별적으로 설치되었으며, 이로인해, 주변의 전자부품등과의 전기적 간섭 과 이에 따른 통신 주파수 왜곡등 뿐만 아니라, 모바일 기기의 사용자의 손의 위치에 따라 안테나의 통신에 대한 송수신 감도가 변화되는 문제점이 있었다.

2013-0013350KR

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 무선통신을 위한 안테나 패턴을 윈도우 기판상의 베젤부에 형성함으로써, 주파수 대역에 따른 다양한 안테나 패턴의 실장공간을 확보할 수 있는 터치센서를 제공하기 위한 것이다.

또한, 상기 베젤부는 하나의 베젤층을 포함하며, 상기 안테나 패턴은 상기 베젤층상에 형성될 수 있다.

또한, 상기 베젤부는 복수의 베젤층을 포함하며, 상기 안테나 패턴은 상기 베젤층 사이에 형성될 수 있다.

또한, 상기 베젤부는 복수의 베젤층을 포함하며, 상기 안테나 패턴은 상기 베젤부 상에 형성될 수 있다.

또한, 일면이 상기 윈도우 기판의 배면과 접합되며, 타면 상의 상기 테두리영역에 대응되는 영역에 상기 베젤부가 형성되는 비산방지필름을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 안테나 패턴은 상기 베젤부의 일부영역에만 형성될 수 있다.

또한, 상기 센서모듈은 상기 베이스 기판의 일면에 일방향으로 상호 평행하게 형성되는 제1전극패턴 및 상기 베이스 기판의 타면에 일방향으로 상기 제1전극패턴에 교차되는 방향으로 상호 평행하게 형성되는 제2전극패턴을 포함할 수 있다.

또한, 상기 센서모듈은 제 1 베이스 기판의 일면에 일방향으로 상호 평행하게 형성되는 제 1전극패턴 및 상기 제 2 베이스 기판의 일면에 상기 제 1전극패턴에 교차되는 방향으로 상호 평행하게 형성되는 제 2전극패턴을 포함할 수 있다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치센서는 중앙영역과 상기 중앙영역을 감싸며 형성되는 테두리 영역을 포함하는 윈도우 기판, 상기 윈도우 기판의 배면상의 상기 중앙영역에 형성된 전극패턴, 상기 윈도우 기판의 배면상의 상기 테두리 영역에 형성되며, 적어도 하나이상의 베젤층을 포함하는 베젤부 및 상기 베젤부에 형성되며, 외부와의 무선통신을 송신 또는 수신하는 안테나 패턴을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 윈도우 기판 배면의 테두리 영역에 형성되는 베젤부에 무선통신등을 위한 안테나 패턴을 실장하는 구조를 통해, 보다 다양해지는 통신환경에서 사용되는 다양한 주파수 대역의 신호에 적합한 안테나 패턴등을 효과적으로 실장할 수 있는 공간을 확보할 수 있다.

또한, 베이스 기판과 다른 평면에 구비되는 윈도우 기판 배면의 테두리 영역의 베젤부에 무선통신등을 위한 안테나 패턴을 실장함으로써, 도전성 물질로 이루어진 전극패턴등과 동일평면에 형성되어 발생할 수 있는 상호간의 전기적 간섭을 최소화 할 수 있으며, 이를 통해, 다향한 통신환경에서의 주파수 신호에 대한 송수신의 신뢰성을 확보할 수 있다.

또한, 윈도우 기판 배면에 복수의 베젤층으로 구성된 베젤부가 형성되며, 무선통신을 위한 도전성 금속으로 이루어진 안테나 패턴이 상기 베젤층 사이에 형성됨으로써, 안테나 패턴의 내수분 특성을 개선할 수 있으며, 이로인해, 정전용량방식 터치센서의 내구성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 터치센서를 포함한 디스플레이 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치센서를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치센서를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 터치센서를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 터치센서를 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 센서모듈을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 터치센서를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "일면", "타면", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 하며, 동일한 참조부호는 동일한 부재를 가리킨다.

도 1은 본 발명에 따른 터치센서를 포함한 디스플레이 장치를 나타낸 사시도이며, 도 2 내지 4는 본 발명의 제 1 내지 3 실시예에 따른 터치센서를 도 1의 I -I'를 기준으로 절단한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 터치센서를 나타낸 평면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 센서모듈을 나타낸 단면도이다.

본 실시예에 따른 터치센서(10)는 윈도우 기판(100) 배면의 테두리 영역(R2)에 형성된 베젤부(130), 외부와의 무선통신을 송수신하며, 상기 베젤부(130)에 형성되는 안테나 패턴(140) 및 베이스 기판(161,165)상에 형성되는 전극패턴(162,163)을 포함하며, 상기 윈도우 기판(100)에 대향하며 상기 베젤부(130)와 접합되는 센서모듈(160)을 포함할 수 있다. 여기에서, 터치센서(10)는 터치센서(10)의 일면과 접합되는 디스플레이부(180)를 포함할 수 있으며, 일면이 윈도우 기판(100)의 배면과 접합되며, 상기 테두리 영역(R2)에 대응되는 영역에 베젤부(130)가 형성되는 비산방지필름(120)이 더 포함될 수 있다.

윈도우 기판(100)은 중앙영역(R1) 과 상기 중앙영역(R1)을 감싸며 형성되는 테두리 영역(R2)을 포함하며, 터치센서(10)의 최외각에 배치되어 사용자의 터치를 입력받음과 동시에 강화유리등으로 형성되어 보호층의 역할을 동시에 수행할 수 있다.

나아가, 도 7에 도시된 바와 같이, 윈도우 기판(100)의 배면에는 베젤부(330) 와 전극패턴(310) 형성될 수 있으므로, 윈도우 기판(100)과 베젤부(130) 또는 전극패턴(310)사이의 접착력을 향상시키기 위해서 윈도우 기판(100)의 배면에 고주파 처리 또는 프라이머(primer)처리 등을 수행하여 표면처리층(미도시)을 형성할 수 있다.

도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 베젤부(130)는 윈도우 기판(100)의 배면상의 상기 테두리 영역(R2)에 형성되며, 적어도 하나 이상의 베젤층(130a,130b)을 포함할 수 있고, 베이스 기판(161,162)상의 불투명한 금속색을 갖는 전극배선(164)이 형성되는 영역을 가리는 역할의 수행 또는 제조사 로고 와 같은 장식패턴이 형성될 수 있다.

여기에서. 베젤부(130)는 검정색, 흰색, 초록색 또는 이들의 조합 과 실란(silane), 착색제 및 바인더 수지를 포함하는 베젤 조성물로 이루어질 수 있는 적어도 하나이상의 베젤층(130a,130b)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있으며, 상기 베젤 조성물은 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 첨가제등을 더 포함할 수 있다.

또한, 베젤부(130)는 비산방지필름(120)상의 윈도우 기판(100)의 상기 테두리 영역(R2)에 대응되는 영역에 형성되어, 비산방지필름(120)과 윈도우 기판(100)의 접합을 통해, 윈도우 기판(100)의 배면의 테두리 영역(R2)에 형성될 수 있다.

그리고, 안테나 패턴(140)은 근거리 무선통신(Near Field Communication)등과 관련된 무선신호를 송신 또는 수신하는 역할을 수행하고, 상기 무선신호의 주파수 대역에 따라, 안테나 패턴(140)의 사이즈 및 형상이 결정되는바, 종래에는 다양한 무선통신 서비스의 주파수에 적합한 안테나 패턴(140)들이 모바일 기기의 한정된 공간범위내에서 다양한 위치(모바일기기의 후단 또는 외곽영역등)에 개별적으로 설치됨에 따라, 고 기능화되는 무선통신 서비스에 필요한 안테나 패턴(140)의 실장공간이 제한되고, 다른 전자부품(전극패턴등)과의 전기적 간섭으로 인해, 무선통신의 송수신의 정확성이 떨어지는 문제점이 있었다.

하지만, 본 발명에 따른 터치센서(10)의 안테나 패턴(140)은 윈도우 기판(100)의 배면상의 상기 테두리 영역(R2)에 형성되어, 베이스 기판(161,162)상의 불투명한 금속색을 갖는 전극배선(164)이 형성되는 영역을 가리는 역할등을 수행하는 베젤부(130,230,330)에 형성될 수 있다.

즉, 윈도우 기판(100)의 배면의 테두리영역(R2)에 형성되는 베젤부(130,230,330)는 ⅰ) 하나의 베젤층(130)을 포함할 수 있으며, 안테나 패턴(140)은 상기 베젤층(130)상에 형성될 수 있고(도 2 참조), ⅱ) 복수의 베젤층((230a,230b) 또는 (330a,330b))을 포함할 수 있으며, 안테나 패턴(240 또는 340)은 상기 베젤층((230a,230b) 또는 (330a,330b))사이에 형성될 수 있으며(도 3 또는 도 7 참조) ⅲ) 복수의 베젤층(430a,430b)을 포함하며, 안테나 패턴(440)은 상기 베젤부(430)상에 형성될 수 있다(도 4 참조).

여기에서, 베젤부(130)는 복수의 베젤층(130a,130b)을 포함할 수 있으며, 상기 베젤층(130a,130b)은 복수의 적층공정을 통해, 순차적으로 적층되어, 두께가 10 ㎛ 이상으로 형성되는바, 상기 베젤층(130a,130b)사이에 안테나 패턴(140)을 실장할 수 있고, 안테나 패턴(140)은 Ag, Cu, Al 등과 같은 전도성이 높은 금속으로 구성될 수 있으며, 스크린 프린팅, 임프린팅, 포토리쏘그래피등의 방식으로 윈도우 기판(100)의 배면의 상기 테두리 영역(R2)의 베젤부(130)의 전체 또는 일부영역에 형성될 수 있다(도 5 참조)

따라서, 윈도우 기판 배면의 테두리 영역에 형성되는 베젤부에 무선통신등을 위한 안테나 패턴을 실장하는 구조를 통해, 고 기능화되는 통신환경에서 사용되는 다양한 주파수 대역의 신호에 적합한 안테나 패턴등을 종래의 한정된 공간범위내에서 실장하는 형태보다 효과적으로 실장할 수 있는 공간을 확보할 수 있다.

접착층(110,150,170)은 터치센서(10)의 구성요소를 서로 접착시키는 역할을 수행하는 것으로, 디스플레이부(180)을 통해 출력되는 화상을 사용자가 인식하는데 방해되지 않도록 투명한 재료를 이용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 광학투명접착제(Optical Clear Adhesive; OCA)를 이용할 수 있다.

디스플레이부(180)는 접착층(170)을 통해 터치센서(10)의 일면에 접합되며, 데이터를 시각적으로 화면에 출력하는 표시장치로서,주로 CRT(Cathode Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 것으로 이루어질 수 있으며, 반드시 여기에 한정되는 것은 아니다.

상기에서 검토한 바와 같이, 윈도우 기판 배면의 테두리 영역에 형성되는 베젤부에 무선통신등을 위한 안테나 패턴을 실장하는 구조를 통해, 다양한 안테나 패턴의 실장공간을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 무선통신을 위한 도전성 금속등으로 이루어진 안테나 패턴이 상기 베젤층 사이에 형성되는 경우(도 3 및 도7 참조)에는, 안테나 패턴(140)의 내수분 특성이 개선을 통해, 정전용량방식 터치센서의 내구성도 확보할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 센서모듈(160)은 ⅰ) 베이스 기판(161)의 일면에 일방향으로 상호 평행하게 형성되는 제1전극패턴(162) 및 베이스 기판(161)의 타면에 일방향으로 상기 제1전극패턴(162)에 교차되는 방향으로 상호 평행하게 형성되는 제2전극패턴(163)을 포함할 수 있으며(도 6a 참조), ⅱ) 제 1 베이스 기판(161)의 일면에 일방향으로 상호 평행하게 형성되는 제 1전극패턴(162) 및 제 2 베이스 기판(165)의 일면에 상기 제 1전극패턴(162)에 교차되는 방향으로 상호 평행하게 형성되는 제 2전극패턴(163)(도 6b 참조), ⅲ) 제 1 및 2 전극패턴(162,163)의 일단에 전기적으로 연결된 전극배선(164)을 포함할 수 있다.

즉, 안테나 패턴(140)은 베이스 기판(161,162)과 다른 평면에 구비되는 윈도우 기판(100) 배면의 테두리 영역(R2)의 베젤부(130)에 실장됨으로써, 베이스 기판(161,162)에 형성된 도전성물질로 이루어진 제1 전극패턴(162), 2 전극패턴(163) 및 전극배선(164)과 이격되어 구비될 수 있다.

상기에서 검토한 바와 같이, 본 발명의 터치센서에서의 안테나 패턴은 베이스 기판과 다른 평면에 구비되는 윈도우 기판 배면의 테두리 영역의 베젤부에 실장되는 구조를 통해, 도전성 물질로 이루어진 전극패턴등과 동일평면에 형성되어 발생할 수 있는 상호간의 전기적 간섭을 최소화 할 수 있으며, 이를 통해, 다향한 통신환경에서의 주파수 신호에 대한 송수신의 신뢰성을 확보할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 터치센서는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10 :터치센서
100 : 윈도우 기판 110,150, 170, : 접착층
120 : 비산방지필름 140 : 안테나 패턴
160 : 센서모듈

Claims

중앙영역과 상기 중앙영역을 감싸며 형성되는 테두리 영역을 포함하는 윈도우 기판;
상기 윈도우 기판의 배면상의 상기 테두리 영역에 형성되며, 적어도 하나이상의 베젤층을 포함하는 베젤부;
상기 베젤부에 형성되며, 외부와의 무선통신을 송신 또는 수신하는 안테나 패턴; 및
베이스 기판상에 형성되는 전극패턴을 포함하며, 상기 전극패턴은 상기 중앙영역에 대응되고, 상기 안테나 패턴과 다른 평면상에 형성되는 센서모듈을 포함하는 터치센서.
청구항 1에 있어서,
상기 베젤부는
하나의 베젤층을 포함하며,
상기 안테나 패턴은 상기 베젤층상에 형성되는 터치센서.
청구항 1에 있어서,
상기 베젤부는
복수의 베젤층을 포함하며,
상기 안테나 패턴은 상기 베젤층 사이에 형성되는 터치센서.
청구항 1에 있어서,
상기 베젤부는
복수의 베젤층을 포함하며,
상기 안테나 패턴은 상기 베젤부 상에 형성되는 터치센서.
청구항 1에 있어서,
일면이 상기 윈도우 기판의 배면과 접합되며, 타면 상의 상기 테두리영역에 대응되는 영역에 상기 베젤부가 형성되는 비산방지필름을 더 포함하는 터치센서.
청구항 5에 있어서,
상기 베젤부는
하나의 베젤층을 포함하며,
상기 안테나 패턴은 상기 베젤층상에 형성되는 터치센서.
청구항 5에 있어서,
상기 베젤부는
복수의 베젤층을 포함하며,
상기 안테나 패턴은 상기 베젤층 사이에 형성되는 터치센서.
청구항 5에 있어서,
상기 베젤부는
복수의 베젤층을 포함하며,
상기 안테나 패턴은 상기 베젤부 상에 형성되는 터치센서.
청구항 1에 있어서,
상기 안테나 패턴은
상기 베젤부의 일부영역에만 형성되는 터치센서.
청구항 1에 있어서,
상기 센서모듈은
상기 베이스 기판의 일면에 일방향으로 상호 평행하게 형성되는 제1전극패턴 및 상기 베이스 기판의 타면에 일방향으로 상기 제1전극패턴에 교차되는 방향으로 상호 평행하게 형성되는 제2전극패턴을 포함하는 터치센서.
청구항 1에 있어서,
상기 센서모듈은
제 1 베이스 기판의 일면에 일방향으로 상호 평행하게 형성되는 제 1전극패턴;및
상기 제 2 베이스 기판의 일면에 상기 제 1전극패턴에 교차되는 방향으로 상호 평행하게 형성되는 제 2전극패턴을 포함하는 터치센서.
중앙영역과 상기 중앙영역을 감싸며 형성되는 테두리 영역을 포함하는 윈도우 기판;
상기 윈도우 기판의 배면상의 상기 중앙영역에 형성된 전극패턴;
상기 윈도우 기판의 배면상의 상기 테두리 영역에 형성되며, 적어도 하나이상의 베젤층을 포함하는 베젤부;및
상기 베젤부에 형성되며, 외부와의 무선통신을 송신 또는 수신하는 안테나 패턴을 포함하는 터치센서.
청구항 12에 있어서,
상기 베젤부는
하나의 베젤층을 포함하며,
상기 안테나 패턴은 상기 베젤층상에 형성되는 터치센서.
청구항 12에 있어서,
상기 베젤부는
복수의 베젤층을 포함하며,
상기 안테나 패턴은 상기 베젤층 사이에 형성되는 터치센서.
청구항 12에 있어서,
상기 안테나 패턴은
상기 베젤부의 일부영역에만 형성되는 터치센서.