KR20160070450A - 터치스크린 패널 - Google Patents

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KR20160070450A
KR20160070450A KR1020140177407A KR20140177407A KR20160070450A KR 20160070450 A KR20160070450 A KR 20160070450A KR 1020140177407 A KR1020140177407 A KR 1020140177407A KR 20140177407 A KR20140177407 A KR 20140177407A KR 20160070450 A KR20160070450 A KR 20160070450A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널은 감지영역 및 배선영역을 포함하는 투명 기판; 상기 감지영역의 일면에 형성되어, 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 전극; 상기 감지영역의 타면에 형성되어, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 전극; 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제 2전극과 연결되고 상기 배선영역의 일면 및 타면에 형성된 복수의 배선; 및 도전성 물질을 포함하고 상기 복수의 배선 상에 부착된 보강막을 포함할 수 있다.

Description

터치스크린 패널 {TOUCHSCREEN PANEL}
본 발명은 사용자의 터치 입력을 감지하는 터치스크린 패널에 관한 것이다.
터치스크린, 터치패드 등과 같은 터치스크린 패널은 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.
정전용량 방식의 터치스크린 패널은 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.
한편, 종래의 터치스크린 패널은 복수의 전극을 통상 ITO(Indium Tin Oxide; 인듐-주석 산화물)로 형성하였다.
또한, 복수의 전극은 개별적으로 형성된 복수의 배선과 접합되고, 복수의 배선은 다시 연성 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board)을 사용하여 제어부와 연결되었다.
터치스크린 패널에 관련된 종래 기술로는 하기의 특허문헌을 참조하여 이해할 수 있다.
한국 공개특허공보 KR 10-2014-0054761
본 발명의 일 실시예에 따르면, 일체형 구조를 가져 신뢰성이 향상되고 제조 공정이 단축되는 터치스크린 패널이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널은 감지영역 및 배선영역을 포함하는 투명 기판; 상기 감지영역의 일면에 형성되어, 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 전극; 상기 감지영역의 타면에 형성되어, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 전극; 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제 2전극과 연결되고 상기 배선영역의 일면 및 타면에 형성된 복수의 배선; 및 도전성 물질을 포함하고 상기 복수의 배선 상에 부착된 보강막을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 패널은 일체형 구조를 가져 신뢰성이 향상되고 제조 공정이 단축되는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널을 구비한 전자 기기의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널을 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 2의 A영역을 확대한 일부 확대도이다.
도 5는 도 2의 B영역을 확대한 일부 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 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, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널을 구비한 전자 기기의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 전자 기기(100)는 화면을 출력하기 위한 디스플레이 장치(110), 입력부(120), 음성 출력을 위한 오디오부(130) 등을 포함하며, 디스플레이 장치(110)와 일체화되어 터치스크린 패널을 구비할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 모바일 기기 같은 경우 터치스크린 패널이 디스플레이 장치에 일체화되어 구비되는 것이 일반적이며, 터치스크린 패널은 디스플레이 장치가 표시하는 화면이 투과할 수 있을 정도로 높은 빛 투과율을 가져야 한다. 따라서 터치스크린 패널은 PET(Polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PES(polyethersulfone), PI(polyimide), PMMA (Polymethylmethacrylate) 등과 같이 투명한 필름 재질의 투명 기판에 전기 전도성을 갖는 물질로 복수의 전극을 형성함으로써 구현될 수 있다. 디스플레이 장치의 베젤 영역에는 전기 전도성 물질로 형성된 전극과 연결되는 복수의 배선이 배치되며, 복수의 배선은 베젤 영역에 의해 시각적으로 차폐된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널은 정전용량 방식에 따라 동작하는 것을 가정하므로, 소정의 패턴을 갖는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 또한 복수의 전극에서 생성되는 정전용량의 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 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널을 나타내는 평면도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 터치스크린 패널(200)은 투명기판(210), 복수의 제1 전극(220), 복수의 제2 전극(230) 및 복수의 배선(240)을 포함할 수 있고, 상기 복수의 배선(240)상에 은(Ag)과 같은 도전성 물질을 포함하는 보강막이 부착될 수 있다.
또한, 상기 투명 기판(210)은 감지영역(211) 및 배선영역(212)를 포함할 수 있다.
복수의 제1 전극(220) 및 복수의 제 2전극(230)은 투명 기판(210)의 상기 감지영역(211)의 일면 및 타면에 마련될 수 있으며, 복수의 제1 전극(220)은 제1 방향으로 연장될 수 있고, 복수의 제2 전극(230)은 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장될 수 있다.
복수의 제1 전극(220) 및 복수의 제2 전극(230)은 투명 기판(210)의 양면에 마련되거나, 또는 서로 다른 투명 기판(210)에 마련되어 교차될 수 있다.
상기 복수의 제1 전극(220) 및 복수의 제2 전극(230)은 금속 세선으로 둘러싸인 복수개의 개구부를 포함하는 메쉬 형상으로 형성될 수 있고, 이에 관하여는 도 4와 함께 후술하기로 한다.
상기 복수의 제1 전극(220) 및 상기 복수의 제 2전극(230) 각각은 복수의 배선(240)을 통해 투명 기판(210)의 일단에 부착되는 회로 기판(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이를 위해, 복수의 배선(240)의 일단은 상기 복수의 제1 전극(220) 및 복수의제2 전극(230)과 연결되고, 타단은 회로 기판과 연결하기 위해 투명 기판(210)의 일단에 형성된 패드부(260)와 연결될 수 있다.
또한, 투명 기판(210)의 배선영역(212)은 일단이 돌출된 형태를 가져 상기 회로 기판과의 연결을 용이하게 할 수 있다.
즉, 배선영역(212)의 일면 및 타면에 형성된 복수의 배선(240)이 상기 패드부(260)까지 연장되어 상기 회로 기판과 접속되므로 연성 회로 기판의 접합 공정이 생략된다.
따라서, 접합 부분에서의 단차발생이나 접합 불량과 같은 문제점을 방지할 수 있고, 공정 시간이 단축될 수 있다.
상기 회로 기판에는 컨트롤러 집적회로(미도시)가 실장되어 복수의 제1 전극(220) 및 복수의 제2 전극(230)에서 생성되는 감지 신호를 검출하고, 그로부터 터치 입력을 판단할 수 있다.
또한, 복수의 제1 전극(220) 및 복수의 제2 전극(230)이 형성되는 감지영역(211) 이외에, 복수의 제1 전극(220) 및 복수의 제2 전극(230)과 연결되는 복수의 배선(240)이 마련되는 상기 배선영역(212)에 대해서는 통상 불투명한 금속 물질로 형성되는 배선을 시각적으로 차폐하기 위한 소정의 인쇄 영역이 투명 기판(210)에 형성될 수 있다.
복수의 제1 전극(220) 및 복수의 제2 전극(230)과 전기적으로 연결되어 터치 입력을 감지하는 컨트롤러 집적회로는, 터치 입력에 의해 복수의 제1 전극(220) 및 복수의 제2 전극(230)에서 생성되는 정전용량의 변화를 검출하고 그로부터 터치 입력을 감지할 수 있다.
복수의 제1 전극(220)은 상기 컨트롤러 집적회로에 연결되어 소정의 구동 신호를 인가 받을 수 있으며, 복수의 제2 전극(230)은 상기 컨트롤러 집적 회로에 연결되어 터치스크린 패널이 감지 신호를 검출하는 데에 이용될 수 있다. 이때, 상기 컨트롤러 집적 회로는 복수의 제1 전극(220)과 복수의 제2 전극(230) 사이에서 생성되는 결합 정전용량(mutual-capacitance)의 변화를 감지 신호로 검출할 수 있으며, 복수의 제2 전극(230) 각각에 순차적으로 구동 신호를 인가하고, 복수의 제1 전극(220)에서 동시에 정전용량의 변화를 검출하는 방식으로 동작할 수 있다.
한편, 상기 복수의 제1 전극(220) 및 상기 복수의 제2 전극(230)은 전기 전도성을 갖는 물질로서, 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 및 구리(Cu) 중 어느 하나의 금속 또는 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 및 구리(Cu) 중 적어도 2개를 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널을 나타내는 단면도이다.
도 2에서 복수의 제1 전극(220)이 연장된 방향이 Y축 방향이고, 복수의 제2 전극이(230)이 연장된 방향을 X축 방향이라고 할 때, 도 3은 도 2에 도시한 터치스크린 패널(200)을 Y-Z 평면으로 잘라서 나타낸 단면도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널(200)은 도 2에서 설명한 투명 기판(210), 복수의 제1 전극(220), 복수의 제2 전극(230) 및 복수의 배선(240) 이외에 패시베이션(passivation)층(270)을 더 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 투명 기판(210)의 상면에 복수의 제1 전극(220)이 형성될 수 있고, 투명 기판(220)의 하면에 복수의 제2 전극(230)이 형성될 수 있다.
상기 복수의 배선(240)은 투명 기판(210)의 일면 및 타면에 형성되고, 제1 전극(220) 및 상기 복수의 제2 전극(230)과 연결될 수 있다.
또한, 일 예로, 은(Ag)과 같은 도전성 물질을 포함하는 보강막(250)이 상기 투명 기판(210)에 형성된 복수의 배선(240) 상에 인쇄 또는 증착 등의 방식으로 부착될 수 있다.
구체적으로, 상기 보강막(250)은 상기 투명기판(210)의 배선영역(212, 도2) 중 컨트롤러 집적회로가 실장된 회로 기판(미도시)과의 연결을 용이하게 하는 돌출부에 형성된 복수의 배선(240) 상에 부착될 수 있다.
이에 따라, 고온고습의 환경에서 금속 재질의 복수의 배선(240)에 발생하는 부식이 방지될 수 있고, 내구성이 향상될 수 있다.
상기 패시베이션층(270)은 상기 회로 기판과 접속되는 패드부(260)을 제외한 배선영역(212) 및 감지영역(211)에 코팅(coating)될 수 있다.
패시베이션층(270)이 투명 기판(210)의 대부분의 면에 코팅됨에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널(200)은 향상된 내구성을 가질 수 있다.
도 4는 도 2의 A영역을 확대한 일부 확대도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널(200, 도2)에 포함되는 복수의 제1 전극(220, 도2) 및 복수의 제2 전극(230, 도2)은 메쉬형상으로 형성될 수 있다.
메쉬형상은 세선(細線)으로 둘러 쌓인 복수개의 개구부를 포함하여 그물과 유사한 모양을 이루는 형상을 발한다.
즉, 복수의 제1 전극(220, 도2) 및 복수의 제2 전극(230, 도2)은 금속 세선(細線)(221)으로 이루어 질 수 있고 복수의 개구부(222)를 포함할 수 있다.
상기 금속 세선(221)은 도전성을 가지는 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 및 구리(Cu) 중 어느 하나의 금속 또는 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 및 구리(Cu) 중 적어도 2개를 포함하는 합금으로 제조 될 수 있다.
금속 세선(221)이 금속으로 제조됨으로써 저항이 감소되고 전도성 및 검출감도가 향상될 수 있다.
또한, 금속 세선(221)이 메쉬형상으로 형성됨으로써, 종래 ITO(Indium-Tin Oxide) 전극이 존재하는 영역에서 패터닝 자국이 보이던 현상을 감소시키고, 터치 패널의 투과성을 향상시킬 수 있다.
도 4에서 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극에 포함되는 복수의 금속 세선(221)은 마름모 형상으로 형성되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 사각형, 육각형, 팔각형, 다이아몬드형 및 무정형(random) 등 당업자가 자명하게 또는 용이하게 도출될 수 있는 범위까지 본 발명에 속함은 물론이다.
한편, 금속 세선(221)을 포함하는 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극의 표면에는 흑화층이 형성될 수 있다.
구체적으로, 흑화층은 상기 금속 세선(221)의 상면 및 측면에 형성되고, 기판의 일면 측에서 사용자가 터치스크린 패널을 바라보는 경우에 금속의 특유의 색상 또는 빛 반사에 의해 금속 세선(221)이 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이러한 흑화층은 전해 도금 또는 무전해 도금 방식으로 블랙 니켈(Black Ni)로 구현될 수 있다.
도 5는 도 2의 B영역을 확대한 일부 확대도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널(200, 도2)에 포함되는 복수의 배선(240)은 복수의 제1 전극(220, 도2) 및 복수의 제2 전극(230, 도2) 각각과 일체로 연결되어 연장될 수 있다.
복수의 배선(240)이 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극과 일체로 연결되므로, 하나의 공정을 통해 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2전극과 복수의 배선(240)을 형성할 수 있다.
따라서, 복수의 배선(240)이 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극을 연결되기 위해 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극의 끝 단에 포함하는 패드가 불요하고, 접합 부분에서의 단차 발생이나 접합 불량과 같은 문제점이 방지될 수 있으며, 제조 공정이 단축될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
210: 투명 기판
220: 복수의 제1 전극
230: 복수의 제2 전극
240: 복수의 배선
250: 보강막
260: 패드부
270: 패시베이션층

Claims (7)

  1. 감지영역 및 배선영역을 포함하는 투명 기판;
    상기 감지영역의 일면에 형성되어, 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 전극;
    상기 감지영역의 타면에 형성되어, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 전극;
    상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제 2전극과 연결되고 상기 배선영역의 일면 및 타면에 형성된 복수의 배선; 및
    도전성 물질을 포함하고 상기 복수의 배선 상에 부착된 보강막;
    을 포함하는 터치스크린 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    패드부를 제외한 배선영역 및 감지영역에 코팅(coating)된 패시베이션(passivation)층을 더 포함하는 터치스크린 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극은 금속 세선으로 둘러싸인 복수개의 개구부를 포함하는 메쉬형상으로 형성된 터치스크린 패널.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 전극 및 제2 전극은,
    은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 및 구리(Cu) 중 어느 하나의 금속 또는 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 및 구리(Cu) 중 적어도 2개를 포함하는 합금으로 형성되는 터치 스크린 패널.
  5. 제1항에 있어서
    상기 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극의 표면에는 흑화층이 형성된 터치스크린 패널.
  6. 제5항에 있어서
    상기 흑화층은 블렉 니켈을 포함하는 터치스크린 패널.
  7. 제1항에 있어서
    상기 복수의 배선은 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제 2전극 각각과 일체로 연결되어 연장되는 터치스크린 패널.

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KR20140054761A (ko) 2012-10-29 2014-05-09 삼성디스플레이 주식회사 터치스크린 패널

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