KR20150115486A

KR20150115486A - 터치 윈도우

Info

Publication number: KR20150115486A
Application number: KR1020140040623A
Authority: KR
Inventors: 이진웅; 유영선; 이선화
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2014-04-04
Filing date: 2014-04-04
Publication date: 2015-10-14
Also published as: KR102178805B1

Abstract

터치 윈도우가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 화면영역과 비화면영역으로 구분되고 상면이 외부로부터 터치되는 커버 기판, 상기 비화면영역의 하면에 형성되는 배선 패턴부 및 상기 비화면영역의 하면에 형성되는 안테나 패턴부를 포함하는 터치 윈도우가 제공된다.

Description

터치 윈도우{TOUCH WINDOW}

본 발명은 터치 윈도우에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 커버 기판의 비화면영역(N/A) 하면에 안테나 패턴부가 형성되는 터치 윈도우에 관한 것이다.

개인 휴대 정보 단말기(PDA), 노트북 컴퓨터, OA 기기, 의료기기 또는 카 네비게이션 시스템 등의 전자기기에서는, 영상이 표시되는 영역에 사람의 손 또는 물체 등을 이용한 터치 입력을 감지하기 위한 터치 윈도우가 널리 이용되고 있다.

한편, 터치 윈도우는 스마트폰, 태플릿 PC 또는 내비게이션 등의 통신 단말기에 장착될 수 있는 바, 이러한 통신 단말기는 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.

아울러, LTE(Long Term Evolution) WCDMA/HSDPA 등의 무선이동통신이나 NFC(Near Field Communication), BT(Blue Tooth), WIFI(Wireless Fidelity) 등의 근거리 무선통신에 대한 수요가 증가함에 따라, 이를 지원하는 무선통신모듈을 채용하고 있는 통신 단말기가 광범위하게 보급되고 있다.

이러한 무선통신모듈을 채용하고 있는 단말기들은 소정 범위의 무선주파수 대역을 통해 신호를 송수신하기 위하여 통신 단말기 안에 안테나가 구비되어야 한다.

안테나는 신호 송수신의 개시와 종료를 담당하여 신호 품질을 결정하는 핵심부품이며, 일반적으로 통신 단말기에 구비되는 안테나는 소정형태의 캐리어(carrier)를 사출성형하고, 캐리어(carrier)의 표면을 금속박막으로 코팅하며, 안테나 패턴이 마련될 영역에 마스킹공정을 통해 UV 패턴을 형성한 후 식각 공정 등을 통해 UV 패턴이 형성되지 않은 부분의 금속박막을 제거하는 제조방법을 거쳐 제품화된다.

이에 따라, 안테나 패턴이 형성된 캐리어(carrier)를 단말기 내부에 장착하기 위한 별도의 공간이 마련되어야 하므로, 통신 단말기의 부피나 두께가 증가되어 공간활용성 및 휴대성이 떨어지는 문제점이 발생한다.

또한, 통신 단말기 내부에 안테나를 장착하기 위하여 캐리어(carrier)를 마련함에 따라 재료비가 증가되는 문제점이 발생한다.

대한민국 등록특허공보 제10-1061401호: 내장형 안테나의 제조방법(2011.08.26.)

본 발명은 전술된 종래기술의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예들에 따르면 안테나를 커버 기판에 형성함으로써, 통신 단말기에서 종래 사출 캐리어의 장착에 필요했던 내부 공간을 현저히 줄이고자 한다.

또한, 터치 윈도우 상에 안테나를 박막형으로 형성함으로써, 통신 단말기의 부피 및 두께를 저감하고자 한다.

또한, 종래 사출 캐리어에 의해 차지되었던 공간을 부품에 대한 최적화 배치 또는 배터리의 크기 확장 등에 활용함으로써, 통신 단말기에 장착되는 부품들에 대한 디자인 자유도를 향상시키고 통신 단말기의 성능을 개선하고자 한다.

또한, 배선 배턴과 동일 재질 및 동일 공정을 이용하여 안테나 패턴을 형성하여 제조공정을 단순화하고 생산 원가를 절감할 수 있는 터치 원도우를 제공하고자 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 화면영역과 비화면영역으로 구분되고, 상면이 외부로부터 터치되는 커버 기판, 상기 비화면영역의 하면에 형성되는 배선 패턴부 및 상기 비화면영역의 하면에 형성되는 안테나 패턴부를 포함하는, 터치 윈도우가 제공된다.

또한, 상기 안테나 패턴부는, 상기 배선 패턴부로부터 상기 커버 기판의 가장 자리 방향으로 기 설정된 간격만큼 이격되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 안테나 패턴부는, 상기 커버 기판의 가장 자리와 배선 패턴부의 최외곽 사이에 위치하는 영역에 복수개가 형성될 수 있다.

또한, 상기 안테나 패턴부는, 상기 배선 패턴부와 동일한 공정을 통해 동일한 재질로 형성될 수 있다.

또한, 상기 안테나 패턴부는, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 그래핀(Graphene), CNT(Carbon Nano Tube), 전도성 고분자 또는 금속성부재 중 적어도 어느 하나의 재질로 이루어지고, 잉크젯 인쇄방식, 스크린 프린팅 인쇄방식 또는 그라비아 인쇄방식 중 적어도 어느 하나를 이용하여 형성될 수 있다.

또한, 상기 안테나 패턴부는, 일단으로부터 타단까지 감겨지는 코일 형상으로 상기 비화면영역의 하면에 형성될 수 있다.

또한, 상기 안테나 패턴부는, 송수신 무선주파수 대역에 상응하는 전기적 길이 및 선폭을 가질 수 있다.

또한, 상기 안테나 패턴부는, 1mm~500mm의 길이와 0.01mm~30mm의 선폭을 가질 수 있다.

또한, 상기 안테나 패턴부는, 방송정보 수신용, 무선 인터넷용 또는 근거리 통신용으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 배선 패턴부 또는 안테나 패턴부의 상부를 덮는 절연층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면 안테나를 커버 기판에 형성함으로써, 통신 단말기에서 종래 사출 캐리어의 장착에 필요했던 내부 공간을 현저히 줄일 수 있다.

또한, 터치 윈도우 상에 안테나를 박막형으로 형성함으로써, 통신 단말기의 부피 및 두께를 저감할 수 있다.

또한, 종래 사출 캐리어에 의해 차지되었던 공간을 부품에 대한 최적화 배치 또는 배터리의 크기 확장 등에 활용함으로써, 통신 단말기에 장착되는 부품들에 대한 디자인 자유도를 향상시키고 통신 단말기의 성능을 개선할 수 있다.

또한, 배선 배턴과 동일 재질 및 동일 공정을 이용하여 안테나 패턴을 형성함으로써, 제조공정을 단순화하고 생산 원가를 절감할 수 있는 터치 원도우를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 윈도우의 배면도이다.
도 2는 도 1의 A-A'선을 따라 절개한 터치 윈도우의 일부를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 윈도우의 제조 방법을 순차적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 윈도우에 형성되는 안테나 패턴의 형상을 도시한 것이다.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 이용되지 않아야 할 것이다. 이 분야의 통상의 기술자에게 본 명세서의 실시예를 포함한 설명은 다양한 응용을 갖는다는 것이 당연하다. 따라서, 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상, 임의의 실시예는 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 예시적인 것이며 본 발명의 범위가 실시예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 윈도우(100)의 배면도이고, 도 2는 도 1의 A-A'선을 따라 절개한 터치 윈도우(100)의 일부를 도시한 단면도이다.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 윈도우(100)는, 화면영역(V/A)과 비화면영역(N/A)으로 구분되고 상면이 외부로부터 터치되는 커버 기판(10), 비화면영역(N/A)의 하면에 형성되는 배선 패턴부(30) 및 비화면영역(N/A)의 하면에 형성되는 안테나 패턴부(40)를 포함한다.

커버 기판(10)은 그 하부에 배치된 LCD 등의 디스플레이부로부터 출력되는 화면을 사용자가 인식할 수 있도록 구현되어야 하므로, 빛이 투과할 수 있는 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 커버 기판(10)은 투명 필름, PET(polyethylene tTerephthalate), PC(polycarbonate), PES(polyether sulfone), PI(ployimide), PMMA(polymethly methaacrylate), 강화유리 등의 광투과성 부재로 이루어질 수 있다.

커버 기판(10)은 화면영역(V/A)과 비화면영역(N/A)으로 구분된다. 비화면영역(N/A)은 빛이 투과할 수 없는 영역을 의미하며, 패턴 필름을 커버 기판(10)에 합지하거나 인쇄잉크를 도포하여 형성될 수 있다. 즉, 비화면영역(N/A)은 그 하면에 배치된 배선 패턴부(30)가 터치 윈도우(100)의 외부에서 시인되지 않도록 시각적으로 차단하는 역할을 한다. 이에 따라, 도 2를 참조하면 비화면영역(N/A)의 단면은 화면영역(V/A)과 달리 데코층(20)이 형성된 것을 확인할 수 있다.

인쇄잉크를 도포하여 비화면영역(N/A)을 형성하는 경우, 오프셋(off-set) 인쇄 기법, 패드(pad) 인쇄 기법, 스크린 프린팅 기법, 그라비어(Gravure) 인쇄 기법, 임프린팅(Imprinting) 기법 등의 다양한 인쇄 방식을 이용하여 형성될 수 있다.

배선 패턴부(30)는 비화면영역(N/A)의 하면에 형성된다. 이러한 배선 패턴부(30)는 터치 윈도우(100)의 화면영역(V/A) 하면에 배치되는 감지 전극(미도시)과 전기적으로 연결된다. 여기서, 감지 전극은 투명한 재질로 이루어진 복수개의 도전 라인을 포함하여 사람 또는 물체에 의한 터치 입력이 인가됨에 따라 변화하는 전기 신호를 배선 패턴부(30)에 전달한다. 배선 패턴부(30)는 일단이 상기 각 도전 라인과 연결되고 타단이 회로부(미도시)와 연결되는 복수의 배선 라인(31)을 포함할 수 있다. 여기서, 회로부는 연성회로기판(FPCB)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 집적회로(IC) 등 상기 전기 신호의 변화에 따라 그에 상응하는 제어 명령을 처리할 수 있는 것이면 무관하다.

안테나 패턴부(40)는 배선 패턴부(30)와 마찬가지로 비화면영역(N/A)의 하면에 형성된다. 즉, 안테나 패턴부(40)와 배선 패턴부(30)는 비화면영역(N/A)의 하면이라는 동일 평면에 형성될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 안테나 패턴부(40)는 배선 패턴부(30)와 중복되는 부분이 발생하지 않도록 배선 패턴부(30)로부터 커버 기판(10)의 가장 자리 방향으로 기 설정된 간격만큼 이격되어 형성될 수 있다. 즉, 배선 패턴부(30)로부터 발생할 수 있는 전자기적 영향을 최소화하기 위해 안테나 패선을 소정의 이격 거리를 마련하는 것이다.

또한, 안테나 패턴부(40)는 커버 기판(10)의 가장 자리와 배선 패턴부(30)의 최외곽 사이에 위치하는 영역에 하나 이상 형성될 수 있다. 이러한 안테나 패턴부(40)는 송수신하고자 하는 무선주파수 대역에 상응하는 전기적 길이 및 선폭을 가질 수 있는 바, 일 예로서 안테나 패턴부(40)는 1mm~500mm의 길이와 0.01mm~30mm의 선폭을 가지도록 형성되어 0.8GHz~3.0GHz 무선주파수 대역을 가지는 신호를 송수신하도록 구현될 수 있다. 또한, 각 안테나 패턴부(40)는 폭이 10mm 이하이고, 너비가 30mm 이하인 영역을 가지도록 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 통신 단말기 마다 상이한 사용환경에 따라 전술한 수치를 자유롭게 변경할 수 있음은 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

통신 단말기에 장착된 터치 윈도우(100)의 안테나 패턴부(40)는 고주파용 패턴과 저주파용 패턴으로 형성되어 방송정보 수신용, 무선 인터넷용 또는 근거리 통신용 신호를 입출력하는 용도로 활용할 수 있다.

예들 들어, 도 1을 참조하면 제1 안테나 패턴부(41)는 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 수신용으로 구현하고, 제2 안테나 패턴부(42)는 NFC(Near Field Communication)용으로 구현하며, 제3 안테나 패턴부(43)는 WIFI(Wireless Fidelity) 통신용으로 구현하고, 제4 안테나 패턴부(44)는 무선 충전용으로 구현할 수 있다. 그 외에도 BT(blue tooth)와 3G(3^rd Generation) LTE(Long Term Evolution), Wibro, HSDPA, GSM, CDMA 및 WCDMA 방식 기반의 무선 통신용는 물론 무선충전 등의 다양한 용도로 구현할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 윈도우(100)의 제조 방법을 순차적으로 도시한 것이다.

우선, 도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 윈도우(100)의 제조 방법으로서, 우선 커버 기판(10)을 화면영역(V/A)과 비화면영역(N/A)으로 구분하는 공정이 수행된다(S110). 즉, 커버 기판(10)의 가장 자리로부터 기 설정된 소정의 거리만큼의 영역에 패턴 필름을 합지하거나 인쇄잉크를 도포하여 비화면영역(N/A)을 형성하고, 비화면영역(N/A)이 형성되지 않은 영역이 바로 화면영역(V/A)이 된다.

이어, 도 3b를 참조하면 비화면영역(N/A) 상에 배선 패턴부(30) 및 안테나 패턴부(40)를 형성하는 공정이 수행된다(S120). 구체적으로, 배선 패턴부(30)는 감지 전극의 도전 라인과 일대일 관계로 연결되는 복수의 배선 라인(31)을 포함할 수 있고, 이러한 각 배선 라인(31)은 ITO(Indium Tin Oxide), CNT(Carbon Nano Tube), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 그래핀(Graphene), 전도성 폴리머, 은 나노 와이어(Ag nano wire), 구리 산화물(copper oxide), 몰리브덴, 티타늄, 구리, 은, 알루미늄, 니켈 등의 전도성 부재를 이용하여 에칭(etching), 포토 리소그라피(photo lithography), 스퍼터링(sputtering), 오프셋(off-set) 인쇄 기법, 패드(pad) 인쇄 기법, 스크린 프린팅 기법, 그라비어(Gravure) 인쇄 기법, 임프린팅(Imprinting) 기법 등 다양한 방식을 통해 형성될 수 있다. 이때, 안테나 패턴부(40)는 배선 패턴부(30)와 동일한 물질을 이용하여 동일 공정을 통해 형성될 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따르면 사출 캐리어를 별로 공정을 통해 제작하여 통신 단말기에 장착하지 않고, 터치 윈도우(100)의 배선 패턴부(30)를 형성하는 공정에서 동일한 물질로 안테나 패턴부(40)를 동시에 형성할 수 있으므로, 공정을 단순화하여 제조 시간을 단축하고 생산량을 증대할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 배선 패턴부(30) 및 안테나 패턴부(40)를 형성하는 공정 이후에, 도 3c에 도시된 바와 같이 배선 패턴부(30) 및 안테나 패턴부(40) 상에 절연층(50)을 형성하는 공정(S130)이 수행될 수 있다. 이러한 절연층(50)은 배선 패턴부(30)와 안테나 패턴부(40)가 노출되는 영역을 덮도록 실리콘 계열의 재질 또는 PC(polycarbonate), PET(polyethylene terephthalate) 등으로 형성됨으로써, 배선 패턴부(30)와 안테나 패턴이 외부 충격에 의하여 손상되는 것을 방지하고, 도전 라인 간 또는 도전 라인과 안테나 패턴 간의 접촉을 차단하는 역할을 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 윈도우(100)에 형성되는 안테나 패턴의 형상을 도시한 것이다.

안테나 패턴은 그 용도 즉 송수신하고자 하는 주파수대역에 따라 선폭과 길이가 다양할 수 있음은 전술한 바와 같다. 이에, 본 발명은 안테나 패턴이 가질 수 있는 형상의 실시예들을 제안하고자 한다.

구체적으로, 본 발명의 실시예들에 따른 안테나 패턴부(40)는 도 4a와 같이 직사작형의 바(bar) 형상일 수 있고, 도 4b와 같이 일단으로부터 타단까지 감겨지는 코일 형상일 수 있다. 즉, 외측에서 내측으로 적어도 1턴(turn) 이상 소정 간격만큼 거리를 두고 감겨지는 형태로 형성될 수 있다. 또한, 안테나 패턴부(40)는 도 4c와 같이 지그재그(zigzag) 형상일 수 있으며, 도 4d와 같이 구형파 등의 펄스(pulse) 형상일 수 있다. 이때, 안테나 패턴부(40)의 일단과 타단에는 도전 라인(31)과 회로부에 연결되도록 하는 접속단자(44)가 구비될 수 있다.

한편, 안테나 패턴부(40)의 형상이 도 4에 도시된 형상으로 한정되는 것은 아니고, 용도에 따라 적절한 변형을 가할 수 있음은 당연하다.

이상에서 기재된 "포함하다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

위에서 설명된 본 발명의 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100: 터치 윈도우
10: 커버 기판
20: 데코층
30: 배선 패턴부
31: 배선 라인
40: 안테나 패턴부
41: 제1 안테나 패턴부
42: 제2 안테나 패턴부
43: 제3 안테나 패턴부
44: 제4 안테나 패턴부
48: 접속 단자
50: 절연층

Claims

화면영역과 비화면영역으로 구분되고, 상면이 외부로부터 터치되는 커버 기판;
상기 비화면영역의 하면에 형성되는 배선 패턴부; 및
상기 비화면영역의 하면에 형성되는 안테나 패턴부;
를 포함하는, 터치 윈도우.
제1항에 있어서,
상기 안테나 패턴부는,
상기 배선 패턴부로부터 상기 커버 기판의 가장 자리 방향으로 기 설정된 간격만큼 이격되어 형성되는, 터치 윈도우.
제1항에 있어서,
상기 안테나 패턴부는,
상기 커버 기판의 가장 자리와 배선 패턴부의 최외곽 사이에 위치하는 영역에 복수개가 형성되는, 터치 윈도우.
제1항에 있어서,
상기 안테나 패턴부는,
상기 배선 패턴부와 동일한 공정을 통해 동일한 재질로 형성되는, 터치 윈도우.
제1항에 있어서,
상기 안테나 패턴부는,
ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 그래핀(Graphene), CNT(Carbon Nano Tube), 전도성 고분자 또는 금속성부재 중 적어도 어느 하나의 재질로 이루어지고,
잉크젯 인쇄방식, 스크린 프린팅 인쇄방식 또는 그라비아 인쇄방식 중 적어도 어느 하나를 이용하여 형성되는, 터치 윈도우.
제1항에 있어서,
상기 안테나 패턴부는,
일단으로부터 타단까지 감겨지는 코일 형상으로 상기 비화면영역의 하면에 형성되는, 터치 윈도우.
제1항에 있어서,
상기 안테나 패턴부는,
송수신 무선주파수 대역에 상응하는 전기적 길이 및 선폭을 가지는, 터치 윈도우.
제1항에 있어서,
상기 안테나 패턴부는,
1mm~500mm의 길이와 0.01mm~30mm의 선폭을 가지는, 터치 윈도우.
제1항에 있어서,
상기 안테나 패턴부는,
방송정보 수신용, 무선 인터넷용 또는 근거리 통신용으로 형성되는, 터치 윈도우.
제1항에 있어서,
상기 배선 패턴부 또는 안테나 패턴부의 상부를 덮는 절연층;
을 더 포함하는, 터치 윈도우.