WO2011159107A2 - 터치패널센서 - Google Patents

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WO2011159107A2
WO2011159107A2 PCT/KR2011/004406 KR2011004406W WO2011159107A2 WO 2011159107 A2 WO2011159107 A2 WO 2011159107A2 KR 2011004406 W KR2011004406 W KR 2011004406W WO 2011159107 A2 WO2011159107 A2 WO 2011159107A2
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electrode pattern
touch panel
panel sensor
conductive layer
conductive
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PCT/KR2011/004406
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WO2011159107A3 (ko
WO2011159107A9 (ko
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남동식
박철
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(주)삼원에스티
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Priority claimed from KR1020110017076A external-priority patent/KR101101336B1/ko
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Priority to US13/704,585 priority patent/US20140191771A1/en
Priority to EP11795973.4A priority patent/EP2584437A2/en
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Publication of WO2011159107A3 publication Critical patent/WO2011159107A3/ko
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    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/047—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using sets of wires, e.g. crossed wires

Definitions

  • the present invention relates to a touch panel sensor, and more particularly, to a touch panel sensor for detecting a contact position of an object.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a conventional capacitive touch panel sensor.
  • the conventional touch panel sensor 1 is bonded to the lower insulating sheet 10 and the upper insulating sheet 20 at predetermined intervals.
  • the lower ITO electrode 30 and the upper ITO electrode 40 are vertically arranged on the opposite surfaces of the lower insulating sheet 10 and the upper insulating sheet 20, and specifically, the lower ITO electrode 30 is The upper surface of the lower insulating sheet 10 is oriented from left to right, and the upper ITO electrode 40 is oriented from the upper side to the lower side on the bottom surface of the upper insulating sheet 20.
  • the touch panel sensor 1 has a predetermined capacitance, that is, a capacitance value, corresponding to the area of each intersection at each intersection of the lower ITO electrode 10 and the upper ITO electrode 20 arranged to cross each other.
  • a capacitance value corresponding to the area of each intersection at each intersection of the lower ITO electrode 10 and the upper ITO electrode 20 arranged to cross each other.
  • the capacitance of the body part may be changed by adding the area of the body part to the area of the upper ITO electrode 20 disposed above.
  • a connecting line 48 made of metal is formed from the end of the upper ITO electrode 40 from the upper insulating sheet 20. It extends to the bottom of the), the lower ITO electrode 20 is also connected to the circuit board 50 by a separate connection line.
  • the connecting line 48 which is generally provided as a metal, is shiny with metallic luster and does not pass through the light, so that the connecting line 48 may be visually confirmed on the upper portion of the transparent upper insulating sheet 20.
  • a separate non-translucent film 65 for window decoration is formed on the bottom of the reinforcing substrate 60 such as glass or translucent reinforced plastic so that the connecting line 48 and the circuit board 50 are not visually checked.
  • the reinforcing substrate 60 is disposed on the upper insulating sheet 20.
  • attaching the non-translucent film 65 to the bottom surface of the reinforcing substrate 60 may cause a defect because it may be easily shifted during the attaching process, and the attaching process itself may be cumbersome and may increase the process difficulty. have.
  • an increase in the thickness of the touch panel sensor may cause a decrease in transparency and clarity of the touch panel sensor, and may decrease the sensitivity of the touch panel sensor.
  • the present invention provides a touch panel sensor capable of minimizing the possibility of damage to the upper ITO electrode provided on the bottom surface of the upper insulating sheet even by refraction or external impact of the upper insulating sheet caused by the user's contact.
  • the present invention provides a touch panel sensor in which the connecting line and the circuit board for electrically connecting the upper ITO electrode disposed on the upper insulating sheet and the external circuit board are not visually confirmed.
  • the touch panel sensor for detecting the contact position of the object is formed on the bottom surface of the insulating substrate, the insulating substrate, the electrode pattern for detecting the approach of the object, the bottom surface of the insulating substrate
  • a window decoration including a through area exposing the ends of the electrode pattern, the window decoration including a through area exposing the end of the electrode pattern, and a colored conductive layer and a colored conductive layer electrically connected to the electrode pattern. It may include a wire member electrically connected to the end of the electrode pattern disposed in the through area.
  • a lower sheet may be provided under the upper insulating substrate so as to sense the approach of a body part through interaction with the upper electrode pattern.
  • the transparent or opaque electrode pattern applied to the insulating substrate may be used to detect the contact position of the object, which may be formed in a capacitive method or a resistive film method.
  • the upper insulating substrate is a material having a high surface strength and may be manufactured using a glass material such as tempered glass or a synthetic resin such as another plastic having excellent surface strength through light transmission such as glass material or glass material.
  • the lower insulating substrate on which the lower electrode pattern interacting with the upper electrode pattern is disposed may also be manufactured by selecting the same material as the upper insulating substrate.
  • the upper electrode pattern or the lower electrode pattern may use indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) having both light transmittance and conductivity.
  • the electrode pattern may use an opaque conductive material.
  • various metals or alloys such as gold, silver, aluminum, etc. which have a coefficient of resistance smaller than ITO and IZO, can be used.
  • an opaque conductive material when an opaque conductive material is used as the material of the electrode pattern, it should be thin enough to expose the image of the display module. Specifically, when the width of the electrode pattern formed of an opaque material is more than 0 30 ⁇ m or less, it is not visually confirmed well. Therefore, it is not visible from the outside, and may expose an image of a display module such as a liquid crystal display disposed on the rear surface of the touch panel sensor.
  • a wire member electrically connected to the end of the upper electrode pattern may be disposed to connect the colored conductive layer and the external circuit board, and the wire member is a conductive connection provided by a non-transmissive metal. It can be provided in a pattern and visible from the outside. Therefore, the window decoration is provided in the shape of a frame in the peripheral region of the upper insulating substrate on which the wire member is disposed.
  • the wire member may be a conductive connection pattern using a metal formed on a window decoration, and these may be manufactured by silk screen, gravure printing, etc. using a conventional silver paste, and alternatively, metal deposition and etching. Through process, nano imprinting, inkjet printing can be formed by various methods.
  • the wire member may not be directly formed on the window decoration, but may indirectly connect the necessary electrical terminals by using the flexible circuit board.
  • the end of the upper electrode pattern is formed on the bottom of the window decoration, and the conductive connection pattern is formed on the bottom of the window decoration.
  • this is due to the refraction of the upper electrode pattern at the boundary where the upper electrode pattern and the window decoration meet. Which can degrade durability.
  • a through area is formed around the end of the upper electrode pattern in the insulating window decoration, and the end of each upper electrode pattern is disposed in the through area so that the upper electrode pattern is entirely without refracting. It may be formed on the bottom surface of the insulating substrate.
  • the colored conductive layer is provided in the above-described through region to block light, thereby preventing the inside of the touch panel sensor from being exposed through the through region, and can be applied, printed, silkscreened, inkjet, deposited, pad printed, or masked. It may be formed using any one of the following methods.
  • the colored conductive layer preferably has a color that is mutually harmonized with the window decoration, where the mutually harmonized means that the colored conductive layer visible from the outside has the same color as the window decoration, so
  • the colored conductive layer is not the same color as the window decoration, but when viewed from the outside, the colored conductive can be visually distinguished from the window decoration to display specific patterns and patterns. It may also include cases.
  • the end of the upper electrode pattern disposed in the through area and the conductive connection pattern can be electrically connected to each other, and at the same time, the opaque conductive connection pattern is transferred to the outside by the colored conductive layer. Exposure can be prevented.
  • the colored conductive layer may be formed of a material containing a conductive material such as carbon.
  • the colored conductive layer may include a conductive transparent ink provided in the through area to be electrically connected to the electrode pattern, and the conductive transparent ink may be used. May be provided to include at least one of PEDOT (polyethylenedioxythiophene), ITO, IZO, CNT (carbon nanotube).
  • the colored conductive layer may include a non-conductive coloring ink having a color corresponding to window decoration. It is easy to adjust the overall color of the colored conductive layer similarly to the window decoration by using the coloring ink, and since the conductive transparent ink described above is also transparent, it is easy to match the color with the window decoration by using the coloring ink.
  • the coloring ink may use black dye. If the window decoration is an index of white color, the coloring ink may use white dye. At this time, any of electroconductive and nonelectroconductive materials may be used for coloring ink.
  • the colored conductive layer may include a plurality of individual layers stacked, and each of the individual layers may be provided with different mixing ratios of the conductive material and the non-conductive coloring material.
  • the above-mentioned colored conductive layer blocks light in the through area, thereby preventing the inside of the touch panel sensor from being exposed through the through area.
  • the colored conductive layer includes a plurality of stacked individual layers in the present invention, wherein the ratio of the non-conductive colored material to the conductive material included in the individual layers may gradually increase as the individual layers face the upper surface of the insulating substrate.
  • the individual layers may have a color matching the window decoration.
  • the above-mentioned colored conductive layer may be provided by mixing a conductive material and a non-conductive coloring material, and as the conductive material, there is a carbon fiber in the form of a conductive material, a powder or a liquid conductive ink using a powdered metal, or a conductive organic material such as PEDOT. At least one of an electrically conductive organic material (ITO), IZO, CNT, and AZO (Al-doped zinc oxide) may be used.
  • ITO electrically conductive organic material
  • IZO IZO
  • CNT a powder or a liquid conductive ink using a powdered metal
  • AZO Al-doped zinc oxide
  • the non-conductive coloring material an ink for coloring may be used.
  • the conductive material may be in a liquid phase, but may be provided as a powder and mixed with a liquid non-conductive coloring material.
  • transparent conductive materials including at least one of PEDOT, ITO, IZO, and AZO, which are one of the conductive organic materials, may develop color by a coloring material, and the conductive materials of the transparent material may be powder or ink. It may be provided in a liquid phase and mixed with a liquid non-conductive coloring material.
  • an oxide layer may be further interposed between the insulating substrate and the window decoration, and may be provided along the window decoration area.
  • the oxide layer may be provided as a metal oxide thin film such as SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , and may form an oxide layer on the bottom surface of an insulating substrate, and then form an electrode pattern, and may form a colored conductive layer and window decoration.
  • the order of forming the oxide layer and the electrode pattern may be changed. Specifically, it is also possible to first form an electrode pattern on the bottom surface of the insulating substrate, and to form an oxide layer on the window decoration part through sputtering and selective etching.
  • the oxide layer may be provided as a single layer or may be formed of a plurality of layers in some cases.
  • the touch panel sensor for detecting the contact position of the object is formed on the transparent insulating substrate, the bottom surface of the transparent insulating substrate a plurality of for detecting the approach of the object
  • An electrode pattern is provided along the periphery of the bottom surface of the insulating substrate, and includes a through area for exposing a portion of the end portion of the plurality of electrode patterns to the bottom surface of the insulating substrate, the through area is a window decoration provided in a specific symbol shape, and the through area It may include a colored layer provided to visually distinguish the through area provided in the shape of a symbol from the surrounding window decoration.
  • symbol may refer to a whole number of signs, letters, and signs used to represent a certain meaning, and may be used to encompass numbers, letters of various languages, and pictures.
  • the colored layer is provided as one layer unlike the colored conductive layer having a plurality of individual layers described above, but the colored layer is also made of silver paste, carbon fiber, carbon powder, powder using metal and alloy, conductive ink, conductive organic
  • the color of the conductive material itself may be provided to visually distinguish the window decoration.
  • the coloring material may be provided to visually distinguish from the window decoration more actively.
  • an ink for coloring may be used.
  • the conductive material may use any one of silver paste, carbon fiber, carbon powder, powder using metals and alloys, and conductive ink, each of which has its own color, and may additionally use a coloring material.
  • the color in the case of a transparent conductive material including at least one of conductive organic materials PEDOT, ITO, IZO, and AZO, the color may be colored by a coloring material, and the conductive materials of the transparent material may be in the form of powder or ink. It can be used to be mixed with a liquid non-conductive coloring material.
  • opaque components of the touch panel sensor that can be visible from the outside through the through area through a colored layer, specifically, a metallic connection pattern or a flexible circuit board may be It can be prevented from being visible and at the same time provided visually distinct from window decoration, improving product value by design.
  • a transparent conductive layer may be separately provided between the bottom surface and the colored layer of the transparent insulating substrate, and the electrode pattern may be electrically connected to an external flexible circuit board or a main circuit by the transparent conductive layer.
  • the transparent conductive layer may be electrically connected to the external flexible circuit board or the main circuit by a metallic connection pattern provided on the bottom surface of the window decoration.
  • the touch panel sensor of the present invention forms a through area at a portion where the window decoration and the upper transparent electrode pattern formed on the bottom surface of the upper insulating board overlap, so that no bending occurs at the end of the upper transparent electrode pattern. Damage to the upper transparent electrode pattern due to refraction or external impact can be minimized.
  • the touch panel sensor of the present invention forms a colored conductive layer in the through area, thereby preventing the inside of the touch panel sensor from being visible through the through area.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a conventional capacitive touch panel sensor.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating a touch panel sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a rear perspective view of the upper sheet of the touch panel sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view cut along the A-A direction to explain the connection structure of the conductive connection pattern and the colored conductive layer in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a reference diagram for explaining a problem that may occur when bending occurs in the upper transparent electrode pattern.
  • FIG. 6 is a rear perspective view of the upper sheet of the touch panel sensor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a rear perspective view of the upper sheet of the touch panel sensor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a partially exploded perspective view of a touch panel sensor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a rear perspective view of the upper sheet of the touch panel sensor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of the top sheet of FIG. 9 cut in the A-A direction.
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of an upper sheet of a touch panel sensor according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a rear view of a top sheet of a touch panel sensor having another type of through area according to the present invention.
  • FIG. 13 is a partially exploded perspective view of a touch panel sensor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a plan view of an upper sheet of the touch panel sensor illustrated in FIG. 13.
  • FIG. 15 is a plan view of a flexible circuit board electrically connected to the top sheet of FIG. 13.
  • FIG. 16 is a partially enlarged cross-sectional view of the flexible printed circuit board of FIG. 13 cut in the B-B direction.
  • 17 is a rear view of an insulating substrate of a touch panel sensor according to another embodiment of the present invention.
  • the present invention relates to a touch panel sensor for detecting a contact position of a part of the body used in the display module.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view for explaining a touch panel sensor according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a rear perspective view of the upper sheet of the touch panel sensor according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a conductive connection pattern And a partially enlarged cross-sectional view cut in the AA direction to explain the connection structure of the colored conductive layer.
  • the touch panel sensor 100 includes an upper sheet 110, a lower sheet 130, and an insulating member 150.
  • the upper sheet 110 includes an upper insulating substrate 111 and an upper transparent electrode pattern 112, and the lower sheet 130 includes a lower insulating substrate 131 and a lower transparent electrode pattern 132.
  • the upper insulating substrate 111 is a material having a high surface strength and may be manufactured using a glass material or another plastic material that transmits light, such as glass material, and has excellent surface strength.
  • the lower insulating substrate 131 on which the lower transparent electrode pattern 132 interacting with the electrode pattern 112 is disposed may also be manufactured by selecting the same material as the upper insulating substrate 111.
  • the upper and lower insulating substrates may be made of polyethylene, polypropylene, acrylloyl, polyethylene terephthalate (PET), synthetic resins, or polycarbonate (polycarbonate).
  • PET polyethylene terephthalate
  • polycarbonate polycarbonate
  • the upper transparent electrode pattern 112 and the lower transparent electrode pattern 132 that interact with each other on the bottom surface of the upper insulating substrate 111 and the upper surface of the lower insulating substrate 131 may sense an approach of a body part.
  • the upper transparent electrode pattern 112 or the lower transparent electrode pattern 132 may be formed of indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) having both transparency and conductivity. Therefore, it may be formed of a transparent material that is not visible from the outside and may pass light emitted from a display module such as a PDP or LCD that may be disposed at the bottom of the touch panel sensor 100.
  • an insulating member 150 is disposed between the upper sheet 110 and the lower sheet 130, and the upper transparent electrode pattern 112 and the lower transparent electrode pattern 132 are electrically separated by the insulating member 150.
  • the insulating member 150 is bonded to the upper sheet 110 and the lower sheet 120 by using an optical adhesive film or an optically clear adhesive (OCA) film, and the light is well transmitted, thereby being excellent optically.
  • OCA optically clear adhesive
  • the upper transparent electrode pattern 112 is not visible from the outside by using ITO or IZO, which is widely used as a transparent electrode among conductive materials of a transparent material.
  • the upper transparent electrode pattern 112 may be provided using an opaque conductive material.
  • various metals, alloys, etc., such as gold, silver, and aluminum, can be used.
  • an opaque conductive material is used as the material of the electrode pattern, it should be thin enough to expose the image of the display module. Specifically, when the width of the electrode pattern formed of an opaque material is more than 0 30 ⁇ m or less, it is not visually confirmed well.
  • the upper transparent electrode pattern 112 provided as described above is not visible, a conductive connection is provided to be electrically connected to an end of the upper transparent electrode pattern 112 described above at one edge of the upper insulating substrate 111.
  • the pattern 113 may be visible from the outside because it is provided with a non-transmissive metal.
  • the window decoration 120 is disposed on the bottom surface of the upper insulating substrate 111 in a frame shape along its periphery to prevent the conductive connection pattern 113 from being visible from the outside.
  • the window decoration 120 prevents the end of the upper transparent electrode pattern 112 from being deflected by the window decoration 120 at the boundary portion where the window decoration 120 and the upper transparent electrode pattern 112 meet.
  • a through region 122 is formed at each end of the upper transparent electrode pattern 112. Accordingly, bending does not occur at an end portion of the upper transparent electrode pattern 112, and damage to the upper transparent electrode pattern 112 due to refraction or external impact of the upper insulating substrate 111 may be minimized. For example, as shown in FIG.
  • the upper ITO electrode Refraction may occur at the boundary portion A where the window decoration 45 and the upper ITO electrode 40 meet 40.
  • the refracted structure of the upper ITO electrode 40 is easily changed when the upper insulating sheet 20 is bent and deformed when the body part contacts the touch panel sensor. It may cause breakage. Therefore, such a touch panel sensor process is not practically suitable for making a product.
  • the through region 122 is provided in the form of a hole exposing the end portion of the upper transparent electrode pattern 112, but in some cases, the through region is the upper transparent from the boundary where the window decoration and the upper transparent electrode pattern meets It may be provided in a U-shaped incision pattern extending to the end of the electrode pattern.
  • a conductive connection pattern 113 for electrically connecting the upper transparent electrode pattern 112 and the external circuit board 160 is formed on the bottom surface of the upper insulating substrate 111.
  • the width thereof may be formed to have a width of about 300 ⁇ m to facilitate the connection with the circuit board 160. Because of this, it can be visually confirmed through the through region 122 from the outside of the upper insulating substrate 111 through which light passes well, which may have an aesthetic effect.
  • the colored conductive layer 140 is formed in the through region 122 to prevent the conductive connection pattern 113 electrically connected to the end of the upper transparent electrode pattern 112 from being exposed to the outside through the through region 122. Is placed.
  • the colored conductive layer 140 may be formed of a conductive material, and it is preferable to use a material that does not transmit light and has little reflection.
  • a material containing a conductive material such as carbon may be used, and may be mixed with an adhesive such as a thermal curing agent or an ultraviolet curing agent to be formed using a coating, printing, silkscreen, inkjet, deposition, pad printing, or masking method. can do.
  • the ends of the upper transparent electrode patterns 112 disposed in the through areas 122 and the conductive connection patterns 113 may be electrically connected to each other.
  • the opaque conductive connection pattern 113 can be prevented from being exposed to the outside by the colored conductive layer 140.
  • the colored conductive layer 140 is provided to have a color similar to that of the window decoration 120 so as not to be distinguished from the window decoration 120 from the outside. In fact, when the touch panel sensor 100 is used, a conductive connection pattern is provided.
  • the 113 is disposed under the colored conductive layer 140 so that the conductive connection pattern 113 is not visible to the colored conductive layer 140 from the outside.
  • the thickness of the window decoration 120 is usually 1 ⁇ m or more, it is generally thicker than the thickness of the upper transparent electrode pattern 112 having a thickness of 1 ⁇ m or less. Accordingly, the colored conductive layer 140 not only covers the through region 122 but also grooves the through region 122 generated due to the difference in thickness between the window decoration 120 and the upper transparent electrode pattern 112. Provide to fill.
  • the upper transparent electrode pattern 112 is electrically connected to the external circuit board 160 through the conductive connection pattern 113 formed on the bottom surface of the colored conductive layer 140 provided in the through area 122. .
  • the conductive connection pattern 113 electrically connected to the upper transparent electrode pattern 112 and the other conductive connection pant electrically connected to the lower transparent electrode pattern 132 are each a circuit board 160.
  • the electrical contact with the electrode 162 of the circuit board 160 formed on the different surface of the insulating member 150 is provided with a part cut in the portion in which the circuit board 160 is disposed.
  • FIG. 6 is a rear perspective view of the upper sheet of the touch panel sensor according to another embodiment of the present invention.
  • the colored conductive layer 240 may refer to the description of the components of the touch panel sensor described in the previous embodiment, the present embodiment will be described focusing on the parts that are different from the previous embodiment.
  • the conductive connection pattern 113 which is a wire member, is connected to the colored conductive layer 140 inside the boundary of the through region 122, but is not shown in FIG. 6.
  • the illustrated colored conductive layer 240 extends from the inside of the boundary of the through area 222 formed in the window decoration 220 to the outside of the boundary of the through area 222, whereby the conductive connection pattern 213, which is a wire member, It may be connected to the colored conductive layer 240 outside the boundary of the through area 222.
  • the through regions 122 and 222 may have a ring shape exposing end portions of the upper transparent electrode patterns 112 and 212.
  • the through region 322 is formed by the closed hole of the upper transparent electrode from the boundary where the window decoration 320 and the upper transparent electrode pattern 312 meets, as shown in FIG. It may be provided in a U-shaped cutout pattern extending to the end of the pattern 312.
  • the description of the colored conductive layer 340 may refer to the description of the components of the touch panel sensor shown in FIGS.
  • the colored conductive layer may include a non-conductive colored ink and a conductive material, the colored conductive layer may have a higher resistance than the metal due to the properties of the material.
  • the resistance is generally proportional to the length and inversely proportional to the area.
  • the colored conductive layer has a larger area than the upper transparent electrode pattern 112 disposed in the through area 122, as shown in FIG.
  • the thickness of the 120 is usually about 1 ⁇ m, and the thickness of the colored conductive layer 140 disposed in the through region 122 is also very thin, and has a resistance value capable of transferring the electrical signal of the upper transparent electrode pattern 112 without difficulty. Can be.
  • the conductive material of the colored conductive layer at least one of a conductive material in the form of a fiber, a conductive material in the form of a powder, and a conductive material in the form of a liquid may be used.
  • the conductive material in the form of a fiber may use carbon fiber, and
  • the conductive material may use at least one of carbon powder and metal powder, and the liquid conductive material may use at least one of transparent PEDOT, ITO ink, IZO ink, and CNT ink.
  • the carbon fiber is very useful for reducing the resistance of the colored conductive layer.
  • the colored conductive layer 240 increases in proportion to the length. It is very effective in reducing the resistance.
  • the coloring conductive layer has a color in harmony with the window decoration, meaning that the coloring conductive layer has the same color as or similar to the window decoration so that the coloring conductive layer and the window decoration are not visually distinguished from each other.
  • the colored conductive layer has a logo of the manufacturer or a product name or a design meaningful pattern, so that the design In terms of value, this may mean a case in which the value of the product can be improved.
  • the upper transparent electrode pattern may be connected to the terminal of the flexible circuit board through the colored conductive layer and the conductive connection pattern.
  • the colored conductive layer may be directly electrically connected to an external main circuit by using a flexible circuit board as a wire member without a separate conductive connection pattern.
  • a flexible circuit board as a wire member without a separate conductive connection pattern.
  • the upper surface of the flexible circuit board 460 is directly connected to the colored conductive layer 440 disposed in the through region 422 where the upper transparent electrode pattern 412 is exposed.
  • the upper terminal 462 to be connected is disposed.
  • the upper terminal 462 may be directly connected to the colored conductive layer 440 by being disposed within the boundary of the through region 422.
  • a lower terminal connected to the lower transparent electrode pattern may be disposed on the bottom of the flexible circuit board 460.
  • the upper transparent electrode pattern 412 is electrically connected to the upper terminal 462 provided on the upper surface of the flexible circuit board 460 without a separate conductive connection pattern, and through the flexible circuit board 460. It may be electrically connected to the main circuit.
  • the main circuit box may include a central processing unit or a control unit that receives an electrical signal, such as a change in capacitance of an electrode pattern, and detects or calculates a contact position of an object. Can be used as a concept of inclusion.
  • the lower transparent electrode pattern may be electrically connected to the lower terminal of the flexible printed circuit board 460 without a separate conductive connection pattern from the upper transparent electrode pattern 412. May be electrically connected.
  • FIG. 9 is a rear perspective view of the upper sheet of the touch panel sensor according to another exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a partially enlarged cross-sectional view of the upper sheet of FIG. 9 cut in the A-A direction.
  • the touch panel sensor 500 includes an upper sheet 510, a lower sheet, and an insulating member.
  • the lower sheet and the insulating member of the present embodiment are substantially the same as the previous embodiment, the description or drawings thereof may refer to the previous embodiment.
  • the upper sheet 510 includes an upper insulating substrate 511 and an upper transparent electrode pattern 512.
  • the upper transparent electrode pattern 512 and the lower transparent electrode pattern use ITO or IZO of a transparent material.
  • an opaque material such as a metal or an alloy may be used, and may be formed of an opaque material. If the width of the electrode pattern is greater than 0 and less than 30 ⁇ m it is not visually confirmed well.
  • the width is not easily distinguished visually, but additionally, a dark metal on the upper part of the metal electrode pattern, for example, copper / titanium (Cu / Ti), molybdenum (Mo ), A dark layer using any one of chromium (Cr) and black chromium (Black Cr) may be further provided.
  • a fine embossed or uneven structure that can be refracted light on the upper surface of the metal electrode pattern or the upper surface of the dark layer, the diffuse reflection occurs more effectively on the surface of the metal electrode, it is possible to reduce the mirror effect.
  • the upper transparent electrode pattern 512 is transparent and is not visible from the outside. However, at one edge of the upper insulating substrate 511, a conductive connection pattern 513 using silver paste electrically connected to the end of the upper transparent electrode pattern 512 is disposed, and the conductive connection pattern 513 is impervious. Since it is provided as a photosensitive metal, it may be visible from the outside, and the flexible circuit board electrically connected to the conductive connection pattern 513 may also be visible from the outside.
  • the window decoration 520 is disposed on the bottom surface of the upper insulating substrate 511 in the shape of a frame frame along the periphery thereof.
  • the window decoration 520 to prevent the end of the upper transparent electrode pattern 512 from being refracted by the window decoration 520 at the boundary portion where the window decoration 520 and the upper transparent electrode pattern 512 meet.
  • the through regions 522 are formed at the ends of the upper transparent electrode pattern 512, respectively. Therefore, bending does not occur at an end portion of the upper transparent electrode pattern 512, thereby minimizing damage to the upper transparent electrode pattern 512 due to refraction or external impact of the upper insulating substrate 511.
  • the conductive connection pattern 513 may be exposed to the outside by the through region 522 described above, in the present invention, the colored conductive layer 540 is disposed in the through region 522, thereby providing the through region 522. Through the bottom surface of the touch panel sensor 500 can be prevented from being visible.
  • the colored conductive layer 540 will be described later in detail.
  • the through region 522 is provided as a closed hole in a ring shape exposing an end portion of the upper transparent electrode pattern 512.
  • the through region is formed by the window decoration and the upper transparent electrode pattern. It may be provided in a U-shaped cut pattern extending from the boundary to the end of the upper transparent electrode pattern.
  • a conductive connection pattern 513 electrically connecting the upper transparent electrode pattern 512 and the flexible printed circuit board 560 at the bottom of the window decoration 520 may be formed in the through area 522. It is connected with the colored conductive layer 540 within the boundary.
  • the conductive connection pattern 513 may be visually identified through the through area 522 outside the upper insulating substrate 511, but the colored conductive layer 540 may prevent this.
  • the colored conductive layer 540 blocks light in the through region 522, thereby preventing the interior of the touch panel sensor 500 from being exposed through the through region 522.
  • the upper transparent electrode pattern 512 and the external main circuit may be electrically connected to each other through the conductive connection pattern 513 and the flexible circuit board 560.
  • the colored conductive layer 540 may include a non-conductive coloring ink as a conductive material and a coloring material, and the colored conductive layer 540 may have a higher resistance than a metal due to the properties of the material. However, the resistance is generally proportional to the length and inversely proportional to the area. As shown in FIG. 10, the colored conductive layer 540 has a larger area than the upper transparent electrode pattern 512 disposed in the through area 522. In addition, the thickness of the window decoration 520 is about 1 ⁇ m, and the thickness of the colored conductive layer 540 disposed in the through area 522 is also very thin so that the electrical signal of the upper transparent electrode pattern 512 can be transmitted without difficulty. It can have a value.
  • the conductive material of the colored conductive layer at least one of carbon fiber, carbon powder, powder using metal, conductive ink, PEDOT, ITO, IZO, AZO, and CNT can be used.
  • the conductive material may be transparent when it contains at least one of PEDOT, ITO, IZO, and AZO, and the conductive material may be provided in a liquid or powder form and mixed with a non-conductive coloring material.
  • the transparent conductive ink may be used as the transparent conductive ink
  • the conductive transparent ink may be prepared by dispersing powdered PEDOT, ITO, IZO, AZO, and CNT in a suitable solvent. Can be used.
  • the above-mentioned colored conductive layer 540 may be formed by various methods such as printing, silk screen, inkjet, pad printing, masking or deposition by mixing with a conductive material, a coloring material and an adhesive such as a heat curing agent or an ultraviolet curing agent. .
  • pad printing refers to pad printing after using a pad having elasticity on the surface of the printed object, which may include a conventional glass material having a smooth surface such as glass, tempered glass, and porcelain. It may mean a method of transferring the ink to the desired printed material.
  • the colored conductive layer whose thickness is provided to be about 1 ⁇ m in correspondence with the thickness of the window decoration, since the individual layers are thinner than the thickness, the colored conductive layer can be printed through the pad printing to print the colored conductive layer with high quality. It is possible.
  • the colored conductive layer 540 includes a plurality of stacked individual layers 542 (in this embodiment, the colored conductive layer includes four individual layers, but the number is two or more. May be changed).
  • Each of the individual layers 542 has a different mixing ratio between the conductive material and the non-conductive coloring material.
  • the individual layers 542 are formed on the individual layers 542 as they face the upper surface of the upper insulating substrate 511. The ratio of the non-conductive coloring material to the conductive material included is gradually increased.
  • the non-conductive coloring material is provided so that the window decoration 520 and the coloring conductive layer 540 can be harmonized with each other, and as the ratio of the non-conductive coloring material is increased, the individual layers 542 are window decoration ( It may have a color in harmony with 520.
  • the individual layer 542 having a relatively large proportion of the non-conductive coloring material is disposed closer to the top surface of the upper insulating substrate 511 so that the colored conductive layer 540 and the window decoration 520 through the individual layer 542. It is easy to adjust the colors so that they are in harmony with each other.
  • the ratio of the conductive material and the non-conductive coloring material of the individual layers is as shown in [Table 1] below, and in [Tables 2] to [Table 9], the change in the resistance value according to the length of each individual layer is summarized. .
  • Carbon may be used as the conductive material for the individual layers, and non-conductive coloring ink may be used as the non-conductive coloring material.
  • four individual layers of Tables 2 to 9 are selected to form a colored conductive layer, wherein the individual layer having a high ratio of conductive material to colored material is closer to the conductive connection pattern. Can be arranged.
  • the resistance value may be higher than that of the other individual layers.
  • the colored conductive layer has higher resistance than metal due to the characteristics of the material, as shown in FIG. 10, the colored conductive layer has a larger area than the upper transparent electrode pattern disposed in the through area, and has a thickness of window decoration. Since the thickness of the colored conductive layer disposed in the through area is usually about 1 ⁇ m, the thickness of the conductive layer and the non-conductive colored substance of the individual layer are substantially changed, so that the resistance value of the individual layer is the electrical signal of the upper transparent electrode pattern. It can be seen that it changes within the range that can be delivered to the main circuit without difficulty.
  • the colored conductive layers having different mixing ratios of the conductive material and the non-conductive coloring material have a tendency to decrease the difference in resistance value according to the length as the length is short. It may be understood that the thinner the resistance value of the colored conductive layer is in the range that can transmit the electrical signal of the upper transparent electrode pattern to the main circuit without difficulty. Further, in fact, the diameter of the through area is 5 mm or less, so the resistance value due to the length can be ignored.
  • the ratio of the non-conductive coloring material to the conductive material is 20:80, for example, was experimented.
  • the individual layer having a larger ratio of the non-conductive coloring material was also colored conductive layer. It is also possible to apply to the non-conductive coloring material, so that the correction of the increased resistance value can be made through other individual layers having a higher proportion of the conductive material.
  • the meaning that the colored conductive layer has a color harmonized with the window decoration may mean that the colored conductive layer and the window decoration have the same or similar color and are not visually distinguished from each other when observed from the outside. In some cases, even if it can be distinguished, it will also include the case of forming a similar or unified aesthetic through proper color combination.
  • the shape of the through area 722 is provided to correspond to a polygon or a specific character or picture, and one through area 722 of one upper transparent electrode pattern 712 is provided. Terminals can be arranged. In some cases, through regions having different shapes may be arranged, and terminals of one upper transparent electrode pattern may be disposed in each through region. Accordingly, the colored conductive layer 740 disposed in the through region 722 may be given a visually specific meaning, or the product value may be improved in terms of design. For reference, a conductive connection pattern 713 is provided under the colored conductive layer 740.
  • the upper transparent electrode pattern 512 of FIG. 9 and FIG. 10 has a conductive connection pattern 513 formed on the bottom surface of the window decoration 520 via the colored conductive layer 540 provided in the through area 522.
  • the conductive connection pattern 513 may be electrically connected to the terminals of the flexible printed circuit board.
  • the conductive connection pattern 513 electrically connected to the upper transparent electrode pattern 512 and the other conductive connection pattern electrically connected to the lower transparent electrode pattern may be formed on the electrodes of the flexible printed circuit board formed on different surfaces of the flexible printed circuit board, respectively. Can be electrically connected in contact.
  • the colored conductive layer 540 illustrated in FIG. 10 provides an upper transparent electrode pattern 512 and a window decoration 520 on the upper insulating substrate 511, and then a separate layer in the through region 522. 542 may be laminated to provide a colored conductive layer 540.
  • the upper transparent electrode pattern 512 may be first provided on the upper insulating substrate 511, and the colored conductive layer and the window decoration may be sequentially provided. This can be confirmed in the structure of the upper sheet as shown in FIG. 11. Specifically, the upper transparent electrode pattern 612 is provided on the upper insulating substrate 611, and the through area 622 of the window decoration 620 is provided. A window decoration 620 may be provided so that the upper transparent electrode pattern 612 and the colored conductive layer 640 may be disposed.
  • the description of the conductive connection pattern 613 of the touch panel sensor illustrated in FIG. 11 may refer to the foregoing embodiment.
  • the colored conductive layer 640 may be patterned to correspond to the through area 622.
  • the colored conductive layer 640 may be formed before the window decoration 620 so that the individual layers 642 may be provided in close contact with each other without a void in the through area 622.
  • the upper transparent electrode pattern may be provided and the upper transparent electrode pattern may be oxidized.
  • the oxidized upper transparent electrode pattern may have a specific color to improve product value.
  • the oxidized upper transparent electrode pattern may be provided by forming a transparent electrode layer for the upper transparent electrode pattern on the entire bottom surface of the upper insulating substrate, oxidizing the surface thereof, and then patterning the surface.
  • FIG. 13 is a partially exploded perspective view of a touch panel sensor according to another exemplary embodiment of the present disclosure
  • FIG. 14 is a plan view of an upper sheet of the touch panel sensor illustrated in FIG. 13, and
  • FIG. 15 is electrically connected to the upper sheet of FIG. 13.
  • 16 is a plan view of the flexible printed circuit board to be connected, and
  • FIG. 16 is a partially enlarged cross-sectional view of the flexible printed circuit board of FIG.
  • the touch panel sensor illustrated in FIGS. 13 to 16 is substantially the same as the touch panel sensor according to the previous embodiment.
  • the description of the touch panel sensor according to the present embodiment may refer to the foregoing embodiment.
  • the difference from the previous embodiment will be described based on the part.
  • the upper sheet 810 of the touch panel sensor includes an upper insulating substrate 811 and a plurality of upper transparent electrode patterns 812 disposed at uniform intervals.
  • the upper and lower ends of the plurality of (eg, three) upper transparent electrode patterns 812 are connected to form one electrode group 824.
  • one of the top or bottom, or the middle part may be electrically connected at at least one point.
  • the upper transparent electrode patterns 812 adjacent to each other may be grouped to induce a change in capacitance that is further activated.
  • Each electrode group 824 is partially exposed through the through area 822 of the window decoration 820, and the colored conductive layer 840 is disposed in the through area 822.
  • the flexible circuit board 860 is provided on the bottom surface of the upper insulating substrate 811 along the window decoration 820, and constitutes a circuit electrically connecting the upper and lower ends of the upper transparent electrode pattern 812.
  • the flexible printed circuit board 860 is provided as a frame in a frame shape electrically connected to the electrode group 824 at the top and the bottom of each electrode group 824, and each electrode is provided on the flexible printed circuit board 860.
  • a plurality of connection terminals 862 that electrically connect the upper and lower ends of the group 824 are disposed.
  • the connection terminal 862 connects the upper and lower ends of the electrode group.
  • the upper transparent electrode patterns are not grouped, it is also possible to connect the upper and lower ends of the electrode groups.
  • the flexible circuit board 860 is formed with a via hole 863 adjacent to the point where the metal connection terminals 862 intersect each other, the connection terminal 862 is in contact with each other through the via hole 863. Can be avoided. Specifically, as shown in FIG. 16, the connection terminal 862 is guided to the other surface of the circuit board 860 through the via hole 863 at the point where the connection terminal 862 intersects with the other connection terminal 862 so that the connection terminals contact each other. Is prevented.
  • the via hole 863 may be manufactured integrally with the connection terminal using the same material as that of the connection terminal, but other materials may be used to electrically connect the connection terminals provided on different surfaces of the circuit board to each other.
  • a top sheet 810 is shown, which illustrates the junction of the top sheet 810 and the flexible circuit board 860, and as shown in FIG. 16, the top sheet 810.
  • the colored conductive layer 840 is disposed in the through area 822 of the window decoration 820 disposed on the bottom surface of the upper insulating substrate 811. At this time, the colored conductive layer 840 is bonded to the connection terminal 862 of the flexible circuit board 860 via the ACF film 870 and electrically connected.
  • the anisotropic conductive film (ACF), that is, the ACF film 870 is a dispersion of conductive fine particles in the adhesive, and through the thermal compression process, the electrical anisotropy of conductivity in the thickness direction of the film and insulating in the plane direction It is a bonding material to have.
  • the touch panel sensors according to the above-described embodiments include two upper and lower insulating substrates on which upper and lower transparent electrode patterns are formed on respective bottom and top surfaces thereof.
  • One side may include an insulating substrate having a transparent electrode pattern formed on one side, which will be described in detail below.
  • 17 is a rear view of an insulating substrate of a touch panel sensor according to another embodiment of the present invention.
  • the touch panel sensor may include an insulating substrate 910, a first transparent electrode pattern 920, a second transparent electrode pattern 930, and a first transparent electrode pattern 930 formed on the insulating substrate 910.
  • the insulating pattern 940 is interposed between the transparent electrode pattern 920 and the second transparent electrode pattern 930.
  • the insulating substrate 910 may be formed of a synthetic resin film such as transparent PET, PC, or PE, or a glass substrate.
  • the first transparent electrode pattern 920 and the second transparent electrode pattern 930 may be formed on one surface of an upper surface or a bottom surface of the insulating substrate 910.
  • the first transparent electrode pattern 920 may be formed using a transparent conductive material, and is provided by a series of line patterns arranged side by side in the horizontal or vertical direction on the insulating substrate 910.
  • the line pattern for the first transparent electrode pattern 920 includes an extension part 922 and a bridge part 924 provided in a line along one direction.
  • the expansion unit 922 and the bridge unit 924 are alternately formed and arranged in a row, and may be formed of the same or different transparent conductive materials.
  • the extension 922 is formed to be relatively or significantly wider than the bridge 924, and the bridge 924 is formed between the extensions 922 to electrically connect the series of extensions 922. There is a number.
  • the shape of the extension part 922 and the bridge part 924 may be formed as a continuous rectangular motif as shown, but the shape may be a variety of shapes such as rhombus, circle or oval.
  • the extension part 922 and the bridge part 924 may be formed on the same material and the same surface together with the transparent connection part 936 for the second transparent electrode pattern 930, and may be spaced apart from each other with a minimum width. It can be chosen to be in harmony.
  • the second transparent electrode pattern 930 is formed to form a stacked structure with the first transparent electrode pattern 920.
  • the second transparent electrode pattern 930 may be formed on or under the first transparent electrode pattern 920 and is electrically separated from the first transparent electrode pattern 920.
  • an insulating pattern 940 may be formed between the first transparent electrode pattern 920 and the second transparent electrode pattern 930.
  • the insulating pattern 940 may be generally formed using a material such as SiO 2, Si 3 N 4, or TiO 2 forming an insulating thin film.
  • the second transparent electrode pattern 930 includes a low resistance line 934 and a transparent connector 936.
  • the transparent connector 936 may be formed simultaneously with the first electrode pattern 920.
  • the transparent connection part 936 may also be formed of a transparent conductive material having a width of about 0.1 mm to 0.2 mm.
  • the low resistance line 934 is formed on the insulating pattern 940 and is formed to electrically connect the entire transparent connection part 936 while passing through surfaces of the plurality of transparent connection parts 936. . It may be formed using a metal material such as gold, silver, aluminum or chromium, may be formed through a patterning process after deposition or sputtering, or may be simply formed through a process such as inkjet printing.
  • the low resistance line 934 is not transparent and may optically block the display, but may be formed to have a width of about 30 ⁇ m or less so that it is not visible to the naked eye, and more preferably, about 10 ⁇ m or less or several ⁇ m wide. It can also be formed so that it is not visible to the naked eye in any case.
  • first transparent electrode pattern 920 and the second transparent electrode pattern 930 are exposed through the through area 962 of the window decoration 960.
  • the extension 922 of the first transparent electrode pattern 920 extends and is exposed to the through region 962
  • the second transparent electrode pattern 930 also extends and is exposed to the through region 962.
  • the colored conductive layer 970 is disposed in the through area 962, and the first transparent electrode pattern 920 and the second transparent electrode pattern 930 are respectively connected to the conductive connection pattern 980 via the colored conductive layer 970. Is electrically connected to the
  • the touch panel sensor according to the present invention can be widely applied to a display for the purpose of detecting a contact position of an object.

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Abstract

피대상물의 접촉 위치를 감지하기 위한 터치패널센서는, 절연기판, 절연기판의 저면에 형성되어 피대상물의 접근을 감지하기 위한 전극패턴, 절연기판의 저면에 빛을 차단하도록 제공되며, 전극패턴의 단부를 노출시키는 관통영역을 포함하는 윈도우 데코레이션, 관통영역에서 빛을 차단하도록 제공되며, 전극패턴과 전기적으로 연결되는 착색 도전층, 착색 도전층을 매개로 관통영역에 배치되는 전극패턴의 단부와 전기적으로 연결되는 와이어부재를 포함할 수 있다.

Description

터치패널센서
본 발명은 터치패널센서에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 피대상물의 접촉 위치를 감지하기 위한 터치패널센서에 관한 것이다.
도 1은 종래의 정전용량 방식의 터치패널센서를 설명하기 위한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 터치패널센서(1)는 하부 절연시트(10) 및 상부 절연시트(20)가 소정 간격 이격되어 접합된다. 하부 절연시트(10) 및 상부 절연시트(20)의 마주보는 면에는 각각 하부 ITO전극(30)과 상부 ITO전극(40)이 상호 수직하게 배열되어 있으며, 구체적으로, 하부 ITO전극(30)은 하부 절연시트(10)의 상면에 좌측에서 우측으로 배향되어 있으며, 상부 ITO전극(40)은 상부 절연시트(20)의 저면에 상측에서 하측으로 배향되어 있다.
상술한 터치패널센서(1)는 상호 교차하도록 배치되는 하부 ITO전극(10) 및 상부 ITO전극(20)의 각 교차지점마다 각 교차지점의 면적에 대응하는 소정의 정전 용량 즉, 커패시턴스 값이 존재하는데, 신체 일부가 근접하면 상부에 배치된 상부 ITO전극(20)의 면적에 신체 일부의 면적이 더해져 커패시턴스 값이 변경될 수 있다.
또한, 상부 ITO전극(40)과 외부의 회로기판(50)의 전극(52)을 전기적으로 연결하기 위하여, 금속 재질의 연결선(48)이 상부 ITO전극(40)의 단부로부터 상부 절연시트(20)의 하부까지 연장되어 있으며, 하부 ITO전극(20) 또한 별도의 연결선에 의해서 회로기판(50)과 연결된다.
이때, 일반적으로 금속으로 제공되는 연결선(48)은 금속 광택으로 반짝이며 빛이 통과하지 않아 투명한 상부 절연시트(20)의 상부에서 육안으로 확인될 수 있다. 이에, 종래에는 연결선(48) 및 회로기판(50)이 육안으로 확인되지 않도록 윈도우 데코레이션을 위한 별도의 비투광성 필름(65)을 별도의 유리나 투광성 강화플라스틱과 같은 강화기판(60) 저면에 형성하고, 강화기판(60)을 상부 절연시트(20) 상부에 배치한다.
그러나, 상술한 비투광성 필름(65)을 강화기판(60)의 저면에 부착하는 것은, 부착 과정에서 쉽게 어긋날 수 있기 때문에 불량이 일어날 수 있으며, 부착 과정 자체도 번거로워 공정 난이도를 높이는 원인이 될 수 있다.
또한, 상부 절연시트(20)의 표면을 보호하기 위해서 강화기판(60)을 상부 절연시트(20) 상부에 더 제공하는 것은, 터치패널센서의 두께 증가를 초래하고, 조립 과정이 복잡하다는 단점이 발생한다.
더욱이, 터치패널센서의 두께 증가는 터치패널센서의 투명도 및 선명도를 떨어뜨리는 원인이 될 수 있으며, 터치패널센서의 감도를 떨어뜨릴 수도 있다.
본 발명은 사용자의 접촉에 의해서 발생하는 상부 절연시트의 굴절이나 외부 충격에 의해서도 상부 절연시트에 저면에 제공되는 상부 ITO 전극의 파손 가능성을 최소화할 수 있는 터치패널센서를 제공한다.
본 발명은 상부 절연시트에 배치되는 상부 ITO전극과 외부의 회로기판을 전기적으로 연결하기 위한 연결선 및 회로기판이 육안으로 확인되지 않는 터치패널센서를 제공한다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 피대상물의 접촉 위치를 감지하기 위한 터치패널센서는, 절연기판, 절연기판의 저면에 형성되어 피대상물의 접근을 감지하기 위한 전극패턴, 절연기판의 저면에 빛을 차단하도록 제공되며, 전극패턴의 단부를 노출시키는 관통영역을 포함하는 윈도우 데코레이션, 관통영역에서 빛을 차단하도록 제공되며, 전극패턴과 전기적으로 연결되는 착색 도전층, 착색 도전층을 매개로 관통영역에 배치되는 전극패턴의 단부와 전기적으로 연결되는 와이어부재를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 절연기판이 상부 절연기판일 경우, 상기 상부 절연기판의 하부에는 상부 전극패턴과의 상호 작용을 통해 신체 일부의 접근을 감지할 수 있도록 하는 하부시트가 제공될 수 있다. 절연기판에 적용되는 투명 또는 불투명 전극패턴은 피대상물의 접촉 위치를 감지하기 위해 사용될 수 있으며, 이는 정전용량 방식 또는 저항막 방식으로 형성될 수가 있다.
본 발명에서 상부 절연기판은 높은 표면 강도를 갖는 재료로서 강화 유리와 같은 유리 재질 혹은 유리 재질과 같이 빛이 투과하고, 표면 강도가 뛰어난 다른 플라스틱과 같은 합성수지를 이용하여 제조할 수 있으며, 마찬가지로 하부시트에서 상부 전극패턴과의 상호 작용을 하는 하부 전극패턴이 배치되는 하부 절연기판 역시 상부 절연기판과 동일한 재질을 선택하여 제조할 수 있다.
또한, 상부 전극패턴이나 하부 전극패턴은 투광성과 도전성을 모두 갖춘 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)을 사용할 수 있고, 경우에 따라서, 전극패턴은 불투명한 도전성 물질을 이용할 수도 있다. 예를 들어, ITO 및 IZO보다 작은 저항계수를 갖는 금, 은, 알루미늄 등의 다양한 금속이나 합금 등을 사용할 수 있다. 다만, 전극패턴의 재료로 불투명한 도전성 물질을 이용하는 경우에는 디스플레이 모듈의 영상을 가리지 않고 노출시킬 수 있도록 충분이 가늘게 제공되어야 한다. 구체적으로, 불투명한 재질로 형성되는 전극패턴의 폭이 0 초과 30㎛이하이면 육안으로 잘 확인되지 않는다. 따라서, 외부에서 가시되지 않으며, 터치패널센서의 배면에 배치된 액정디스플레이와 같은 디스플레이 모듈의 영상을 가리지 않고 노출시킬 수 있다.
다만, 상부 절연기판의 일측 가장자리에는 착색 도전층과 외부 회로기판을 연결하기 위하여 상부 전극패턴의 단부와 전기적으로 연결되는 와이어부재가 배치될 수 있고, 와이어부재는 비투광성의 금속으로 제공되는 도전성 연결패턴으로 제공되어서 외부에서 가시될 수 있다. 따라서, 와이어부재가 배치되는 상부 절연기판의 둘레 영역에는 액자 프레임 형상으로 윈도우 데코레이션이 제공된다.
본 명세서에서 와이어부재라 함은, 윈도우 데코레이션 상에 형성된 금속을 이용한 도전성 연결패턴이 될 수 있으며, 이들은 기존의 실버 페이스트를 이용한 실크스크린, 그라비아 인쇄 등에 의해서 제작될 수 있고, 다르게는 금속증착 및 식각을 통한 공정, 나노 임프린팅, 잉크젯 인쇄 등 다양한 방법으로 형성될 수가 있다. 이 외에도 와이어부재는 윈도우 데코레이션 상에 바로 형성되지 않고, 연성회로기판을 이용하여 간접적으로 필요한 전기 단자를 연결하게 할 수도 있다.
여기서, 상부 전극패턴의 단부가 윈도우 데코레이션 저면에 형성되도록 하고, 윈도우 데코레이션 저면에 도전성 연결패턴을 형성하는 것을 고려할 수도 있겠으나, 이는 상부 전극패턴과 윈도우 데코레이션이 만나는 경계 부분에서 상부 전극패턴에 굴절이 생기고 이는 내구성을 저하시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 터치패널센서에서는 절연성의 윈도우 데코레이션에 상부 전극패턴의 단부 주변으로 관통영역을 형성하고, 각각의 상부 전극패턴의 단부가 관통영역에 배치되도록 하여 상부 전극패턴을 전체적으로 굴절 없이 상부 절연기판의 저면에 형성할 수 있다.
착색 도전층은 상술한 관통영역에 제공되어 빛을 차단함으로써, 관통영역을 통해서 터치패널센서의 내부가 노출되는 것을 방지할 수 있고, 도포, 인쇄, 실크스크린, 잉크젯, 증착, 패드인쇄, 또는 마스킹과 같은 방법 중 어느 하나를 이용하여 형성될 수 있다.
참고로, 착색 도전층은 윈도우 데코레이션과 상호 조화를 이루는 색을 가지는 것이 바람직하며, 여기서 상호 조화를 이룬다는 의미는, 외부에서 가시되는 착색 도전층이 윈도우 데코레이션과 동일한 색을 가져 외부에서 윈도우 데코레이션과 시각적으로 구분되지 않는 것을 포함할 수도 있고, 경우에 따라서, 착색 도전층이 윈도우 데코레이션과 동일한 색은 아니지만, 외부에서 볼 때 착색 도전이 윈도우 데코레이션과 가시적으로 구분되어 특정한 문양 및 패턴을 표시할 수 있는 경우도 포함할 수 있다.
상술한 착색 도전층 밑으로 도전성 연결패턴을 형성함으로써, 관통영역에 배치되는 상부 전극패턴의 단부와 도전성 연결패턴을 서로 전기적으로 연결할 수 있으며, 동시에 착색 도전층에 의해서 불투명한 도전성 연결패턴이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.
착색 도전층은 카본과 같이 도전성 물질을 포함하는 재질을 이용할 수 있고, 경우에 따라서, 착색 도전층은 전극패턴과 전기적으로 연결되게 관통영역에 제공되는 도전성 투명잉크를 포함할 수 있으며, 도전성 투명잉크는 PEDOT(폴리에틸렌디옥시티오펜), ITO, IZO, CNT(탄소나노튜브) 중 적어도 어느 하나를 포함하도록 제공할 수 있다. 또한, 착색 도전층은 윈도우 데코레이션에 대응하는 색을 갖는 비도전성 착색용 잉크를 포함할 수 있다. 착색용 잉크를 이용하여 착색 도전층의 전체적인 색깔을 윈도우 데코레이션과 유사하게 조절하는 것이 용이하며, 앞서 설명한 도전성 투명잉크 또한 투명하기 때문에 착색용 잉크를 이용하여 윈도우 데코레이션과 색을 맞추는 것이 용이하며, 일 예로 윈도우 데코레이션이 블랙 계통의 색인 경우 착색용 잉크는 블랙 염료를 이용할 수 있으며, 윈도우 데코레이션이 화이트 계통의 색인 경우 착색용 잉크 역시 화이트 염료를 이용할 수 있다. 이때, 착색용 잉크는 도전성이나 비도전성의 재료 중 어떤 것을 사용해도 무방하다.
또한, 본 발명의 예시적인 다른 실시예에서, 착색 도전층은 적층된 복수개의 개별 레이어를 포함하며, 개별 레이어 각각은 도전성 물질과 비도전성 착색물질의 혼합비율이 상이하게 제공될 수 있다.
상술한 착색 도전층은 관통영역에서 빛을 차단함으로써, 관통영역을 통해 터치패널센서의 내부가 노출되는 것을 방지할 수 있다. 착색 도전층은 본 발명에서 복수개의 적층된 개별 레이어를 포함하는데, 개별 레이어는 절연기판의 상면을 향할수록 개별 레이어에 포함되는 도전성 물질에 대한 비도전성 착색물질의 비율이 점차적으로 증가할 수 있고, 이에, 윈도우 데코레이션과 착색 도전층의 색을 서로 조화시키기 위한 용도로 제공될 수 있는 비도전성 착색물질의 비율이 증가할수록 개별 레이어는 윈도우 데코레이션과 조화를 이루는 색을 가질 수 있다.
상술한 착색 도전층은 도전성 물질 및 비도전성 착색물질을 혼합하여 제공할 수 있으며, 도전성 물질로 섬유형태의 카본 파이버가 있으며, 분말형태의 금속을 이용한 파우더 혹은 액상의 도전성 잉크, PEDOT와 같은 도전성 유기물질(electrically conductive organic material), ITO, IZO, CNT, AZO(Al-doped zinc oxide) 중 적어도 어느 하나를 이용할 수 있다. 비도전성 착색물질로는 착색을 위한 잉크를 사용할 수 있다. 한편, 도전성 물질은 액상으로도 가능하지만, 분말로 제공되어 액상의 비도전성 착색물질과 혼합하여 사용될 수 있다.
또한, 도전성 유기물질 중 하나인 PEDOT, ITO, IZO, AZO 중 적어도 어느 하나를 포함하는 투명한 도전물질들은 착색물질에 의한 색을 발색할 수 있으며, 상기한 투명한 재질의 도전성 물질들은 분말 혹은 잉크와 같은 액상으로 제공되어 액상의 비도전성 착색물질과 혼합되어 사용될 수 있다.
또한, 상술한 절연기판과 윈도우 데코레이션 사이에는 산화물층이 더 개재될 수 있는데, 윈도우 데코레이션 영역을 따라서 제공될 수 있다. 산화물층은 SiO2, TiO2, Al2O3 등의 금속 산화물 박막으로 제공될 수 있고, 산화물층을 절연기판 저면에 형성하고 나서 전극패턴을 형성하고, 착색 도전층과 윈도우 데코레이션을 형성할 수 있고, 경우에 따라서, 산화물층과 전극패턴의 형성 순서는 바뀔 수도 있다. 구체적으로, 전극패턴을 절연기판의 저면에 먼저 형성하고, 스퍼터링과 선택적 에칭을 통해 윈도우 데코레이션 부분에 산화물층을 형성하는 것도 가능하다. 산화물층은 단층으로 제공될 수도 있으며, 경우에 따라서 복수개의 층으로 형성될 수도 있다.
또한, 본 발명의 예시적인 또 다른 실시예에 따르면, 피대상물의 접촉 위치를 감지하기 위한 터치패널센서는, 투명한 절연기판, 투명 절연기판의 저면에 형성되어 피대상물의 접근을 감지하기 위한 복수개의 전극패턴, 절연기판의 저면에서 둘레를 따라 제공되며, 복수개의 전극패턴의 단부 일부를 절연기판의 저면으로 노출시키는 관통영역을 포함하며, 관통영역은 특정 기호 형상으로 제공되는 윈도우 데코레이션, 및 관통영역에 제공되어 기호 형상으로 제공된 관통영역을 주변의 윈도우 데코레이션과 시각적으로 구분시키기 위한 유색층을 포함할 수 있다. 여기서, “기호”라 함은, 어떠한 뜻을 나타내기 위하여 쓰이는 부호, 문자, 표지 따위를 통틀어 이를 수 있으며, 숫자, 다양한 언어의 문자, 그림까지 모두 아우르는 의미로 사용할 수 있다.
여기서, 유색층은 앞서 설명한 복수개의 개별 레이어를 갖는 착색 도전층과는 다르게 하나의 층으로 제공되지만, 유색층 역시 실버페이스트, 카본 파이버, 카본 파우더, 금속 및 합금을 이용한 파우더, 도전성 잉크, 도전성 유기물질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 도전물질을 사용하여 제공함으로써, 도전물질 자체의 색깔만으로 윈도우 데코레이션과 시각적으로 구분되게 제공될 수 있다.
또한, 경우에 따라서, 착색물질을 통해서 보다 적극적으로 윈도우 데코레이션과 시각적으로 구분되게 제공될 수 있다. 착색물질로는 착색을 위한 잉크를 사용할 수 있다. 이때, 도전물질은 자체적인 색을 갖는 실버페이스트, 카본 파이버, 카본 파우더, 금속 및 합금을 이용한 파우더, 도전성 잉크 중 어느 적어도 어느 하나를 사용하고, 추가적으로 착색물질을 사용할 수 있다. 또한, 도전성 유기물질인 PEDOT, ITO, IZO, 및 AZO 중 적어도 어느 하나를 포함하는 투명한 도전물질의 경우에는 착색물질에 의한 색을 발색할 수 있으며, 상기한 투명한 재질의 도전성 물질들은 분말 혹은 잉크 형태로 제공되어 액상의 비도전성 착색물질과 혼합되어 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치패널센서는 유색층을 통해서 관통영역을 통해서 외부에서 가시될 수 있는 터치패널센서의 불투명한 구성요소들 구체적으로, 금속성 연결패턴이나 연성회로기판 등이 외부에서 가시되는 것을 방지하고, 동시에 윈도우 데코레이션과 시각적으로 구분되게 제공하여, 디자인 적으로 상품 가치를 향상시킬 수 있다.
유색층이 비도전성인 경우, 투명 절연기판의 저면 및 유색층 사이에 투광성 도전층을 별도로 제공할 수 있고, 투광성 도전층에 의해서 전극패턴은 외부의 연성회로기판이나 메인 회로와 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 투광성 도전층은 윈도우 데코레이션의 저면에 제공되는 금속성 연결패턴에 의해서 외부의 연성회로기판이나 메인 회로와 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 터치패널센서는 상부 절연기판의 저면에 형성되는 윈도우 데코레이션 및 상부 투명전극패턴이 겹쳐지는 부분에 관통영역을 형성함으로써, 상부 투명전극패턴의 단부에 굴곡이 발생하지 않으며, 이에 상부 절연기판의 굴절이나 외부 충격에 의해서 상부 투명전극패턴이 파손되는 것을 최소화할 수 있다.
본 발명의 터치패널센서는 관통영역에 착색 도전층을 형성하여, 관통영역을 통해서 터치패널센서의 내부가 가시되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 정전용량 방식의 터치패널센서를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널센서를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널센서 중 상부시트의 배면 사시도이다.
도 4는 도 3에서 도전성 연결패턴 및 착색 도전층의 연결구조를 설명하기 위하여 A-A 방향으로 절단한 부분 확대 단면도이다.
도 5는 상부 투명전극패턴에 굴곡이 생기는 경우 발생할 수 있는 문제점을 설명하기 위한 참고도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널센서 중 상부시트의 배면 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서 중 상부시트의 배면 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서의 부분 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서 중 상부시트의 배면 사시도이다.
도 10은 도 9의 상부시트를 A-A 방향으로 절단한 확대 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서 중 상부시트의 확대 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 다른 형태의 관통영역을 갖는 터치패널센서의 상부시트의 배면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서의 부분 분해 사시도이다.
도 14는 도 13에 도시된 터치패널센서 중 상부시트의 평면도이다.
도 15는 도 13의 상부시트와 전기적으로 연결되는 연성회로기판의 평면도이다.
도 16은 도 13에 도시된 연성회로기판을 B-B 방향으로 절단한 부분 확대 단면도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서 중 절연기판의 배면도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
본 발명은 디스플레이 모듈에 사용되어 신체 일부의 접촉 위치를 감지하기 위한 터치패널센서에 관한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널센서를 설명하기 위한 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널센서 중 상부시트의 배면 사시도이며, 도 4는 도전성 연결패턴 및 착색 도전층의 연결구조를 설명하기 위하여 A-A 방향으로 절단한 부분 확대 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 터치패널센서(100)는 상부시트(110), 하부시트(130), 및 절연부재(150)를 포함한다.
상부시트(110)는 상부 절연기판(111) 및 상부 투명전극패턴(112)을 포함하며, 하부시트(130)는 하부 절연기판(131) 및 하부 투명전극패턴(132)을 포함한다.
상부 절연기판(111)은 높은 표면 강도를 갖는 재료로서 유리 재질 혹은 유리 재질과 같이 빛이 투과하고, 표면 강도가 뛰어난 다른 플라스틱 재질을 이용하여 제조할 수 있으며, 마찬가지로 하부시트(130)에서 상부 투명전극패턴(112)과의 상호 작용을 하는 하부 투명전극패턴(132)이 배치되는 하부 절연기판(131) 역시 상부 절연기판(111)과 동일한 재질을 선택하여 제조할 수 있다.
참고로, 상부 및 하부 절연기판의 재질로는 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 아크릴(acryloyl), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 합성수지나, 폴리카보네이트(polycarbonate)와 같은 강화플라스틱을 두루 사용할 수 있지만, 특히, 상부 절연기판은 외부로 직접 노출되는 부분으로 강화플라스틱이나 강화유리를 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 상술한 상부 절연기판(111)의 저면 및 하부 절연기판(131)의 상면에는 각각 상호 작용하여 신체 일부의 접근을 감지할 수 있는 상부 투명전극패턴(112) 및 하부 투명전극패턴(132)이 형성되며, 상부 투명전극패턴(112)이나 하부 투명전극패턴(132)은 투광성과 도전성을 모두 갖춘 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)을 사용할 수 있다. 따라서, 외부에서 가시되지 않으며, 터치패널센서(100)의 저부에 배치될 수 있는 PDP, LCD 등과 같은 디스플레이 모듈로부터 출사되는 빛을 통과시킬 수 있는 투명한 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상부시트(110) 및 하부시트(130) 사이에는 절연부재(150)가 배치되며, 절연부재(150)에 의해서 상부 투명전극패턴(112) 및 하부 투명전극패턴(132)이 전기적으로 분리될 수 있다. 절연부재(150)는 광학접착필름 또는 OCA(Optically Clear Adhesive)필름을 이용하여, 상부시트(110)및 하부시트(120)를 접합하고, 빛이 잘 투과되어 광학적으로도 우수하다.
앞서 설명한 바와 같이, 상부 투명전극패턴(112)은 투명한 재질의 전도 물질 중 투명전극으로 널리 사용되는 ITO 또는 IZO를 사용하여, 외부에서 가시되지 않는다. 물론, 경우에 따라서, 상부 투명전극패턴(112)을 불투명한 도전성 물질을 사용하여 제공할 수도 있다. 예를 들어, 금, 은, 알루미늄 등의 다양한 금속이나 합금 등을 사용할 수 있다. 다만, 전극패턴의 재료로 불투명한 도전성 물질을 이용하는 경우에는 디스플레이 모듈의 영상을 가리지 않고 노출시킬 수 있도록 충분이 가늘게 제공되어야 한다. 구체적으로, 불투명한 재질로 형성되는 전극패턴의 폭이 0 초과 30㎛이하이면 육안으로 잘 확인되지 않는다.
상술한 바와 같이 제공되는 상부 투명전극패턴(112)은 눈으로 보이지는 않지만, 상부 절연기판(111)의 일측 가장자리에 상술한 상부 투명전극패턴(112)의 단부와 전기적으로 연결되게 제공되는 도전성 연결패턴(113)은 비투광성의 금속으로 제공되기 때문에 외부에서 가시될 수 있다.
윈도우 데코레이션(120)은 상부 절연기판(111)의 저면에 그 둘레를 따라서 액자 프레임 형상으로 배치되어, 도전성 연결패턴(113)이 외부에서 가시되는 것을 방지한다.
한편, 본 발명에서는 윈도우 데코레이션(120)과 상부 투명전극패턴(112)이 만나는 경계 부분에서 상부 투명전극패턴(112)의 단부가 윈도우 데코레이션(120)에 의해서 굴절 형성되는 것을 방지하도록 윈도우 데코레이션(120)에는 상부 투명전극패턴(112)의 단부가 각각 배치되는 관통영역(122)이 형성되어 있다. 이에, 상부 투명전극패턴(112)의 단부에 굴곡이 발생하지 않으며, 상부 절연기판(111)의 굴절이나 외부 충격에 의해서 상부 투명전극패턴(112)이 파손되는 것을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 도 5와 같이, 상부 절연시트(20)의 저면에 윈도우 데코레이션(45)을 먼저 형성하고, 윈도우 데코레이션(45)의 저면에 연결선(48)을 형성하는 경우에, 상부 ITO전극(40)이 윈도우 데코레이션(45)과 상부 ITO전극(40)이 만나는 경계선 부분(A)에서 굴절이 일어날 수 있다. 이러한 상부 ITO전극(40)의 굴절된 구조는, 터치패널센서에 신체 일부가 접촉되는 경우에 미세하게 위아래로 굴절하는 상부 절연시트(20)의 굽힘 변형 시에, 쉽게 상부 ITO전극(40)의 파손을 초래할 수 있다. 따라서, 이러한 터치패널센서의 공정은 사실상 제품을 만들기에 적절하지 못하다.
또한, 본 실시예에서는 관통영역(122)의 상부 투명전극패턴(112)의 단부를 노출시키는 홀의 형태로 제공되나, 경우에 따라서, 관통영역은 윈도우 데코레이션과 상부 투명전극패턴이 만나는 경계부터 상부 투명전극패턴의 단부까지 연장되는 U자 형태의 절개 패턴으로 제공될 수도 있다.
다시 도 2 내지 도 4를 참조하면, 상부 투명전극패턴(112)과 외부의 회로기판(160)을 전기적으로 연결하기 위한 도전성 연결패턴(113)은 상부 절연기판(111)의 저면에 형성되는데, 이는 일반적으로 회로기판(160)과 연결을 용이하게 할 수 있도록, 그 폭이 300㎛ 정도의 폭으로 형성될 수 있다. 이로 인하여, 빛이 잘 통과하는 상부 절연기판(111)의 외부에서 관통영역(122)을 통해서 육안으로 확인될 수 있으며, 이는 미관상 안 좋은 영향을 미칠 수가 있다.
이에, 관통영역(122)을 통해서 상부 투명전극패턴(112)의 단부와 전기적으로 연결되는 도전성 연결패턴(113)이 외부로 노출되는 것을 방지하도록, 관통영역(122)에는 착색 도전층(140)이 배치된다.
착색 도전층(140)은 전도성을 갖는 재질을 이용할 수 있으며, 빛이 투과하지 않고 반사가 적은 재질을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 카본과 같이 도전성 물질을 포함하는 재질을 이용할 수 있으며, 열 경화제 혹은 자외선 경화제와 같은 점착제와 혼합하여 도포, 인쇄, 실크스크린, 잉크젯, 증착, 패드인쇄, 또는 마스킹 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
상술한 착색 도전층(140) 상부에 도전성 연결패턴(113)을 형성함으로써, 관통영역(122)에 배치되는 상부 투명전극패턴(112)의 단부와 도전성 연결패턴(113)을 서로 전기적으로 연결할 수 있으며, 동시에 착색 도전층(140)에 의해서 불투명한 도전성 연결패턴(113)이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다. 참고로, 착색 도전층(140)은 외부에서 윈도우 데코레이션(120)과 잘 구분되지 않도록 윈도우 데코레이션(120)과 유사한 색을 띠도록 제공하고, 실제로 터치패널센서(100)의 사용 시에는 도전성 연결패턴(113)이 착색 도전층(140) 하부로 배치되어 외부에서 도전성 연결패턴(113)이 착색 도전층(140)에 가려 보이지 않는다.
한편, 윈도우 데코레이션(120)의 두께는 보통 1㎛ 이상으로, 1㎛이하의 두께를 갖는 상부 투명전극패턴(112)의 두께보다 두꺼운 것이 일반적이다. 따라서, 착색 도전층(140)은 관통영역(122)을 그냥 커버만 하는 것이 아니라, 윈도우 데코레이션(120)과 상부 투명전극패턴(112)의 두께 차이로 인하여 발생하는 관통영역(122)의 홈을 메울 수 있도록 제공한다.
상술한 바와 같이, 관통영역(122)에 제공되는 착색 도전층(140) 저면에 형성된 도전성 연결패턴(113)을 통해서 상부 투명전극패턴(112)은 외부의 회로기판(160)과 전기적으로 연결된다.
참고로, 도면에 도시된 바와 같이, 상부 투명전극패턴(112)과 전기적으로 연결된 도전성 연결패턴(113)과 하부 투명전극패턴(132)과 전기적으로 연결된 다른 도전성 연결팬턴은 각각 회로기판(160)의 서로 다른 면에 형성된 회로기판(160)의 전극(162)과 접하여 전기적으로 연결되며, 절연부재(150)는 이러한 회로기판(160)이 배치되는 부분은 일부 절개되어 제공된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널센서 중 상부시트의 배면 사시도이다.
도 6에 도시된 터치패널센서의 상부시트(210), 상부 절연기판(211), 상부 투명전극패턴(212), 도전성 연결패턴(213), 윈도우 데코레이션(220), 관통영역(222), 및 착색 도전층(240)에 대한 설명은 앞선 실시예에서 설명한 터치패널센서의 구성요소에 대한 설명을 참고할 수 있으며, 본 실시예에서는 앞선 실시예와 차이가 있는 부분을 중심으로 설명한다.
앞서 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 터치패널센서(100)에서 와이어부재인 도전성 연결패턴(113)은 관통영역(122)의 경계 내측에서 착색 도전층(140)에 연결되어 있으나, 도 6에 도시된 착색 도전층(240)은 윈도우 데코레이션(220)에 형성된 관통영역(222)의 경계 내측에서 관통영역(222)의 경계 외측까지 연장되어 있으며, 이에, 와이어부재인 도전성 연결패턴(213)은 관통영역(222)의 경계 외에서 착색 도전층(240)과 연결될 수 있다.
또한, 도 2 내지 도 4에 도시된 터치패널센서(100) 및 도 6에 도시된 터치패널센서에서 관통영역(122, 222)들은 상부 투명전극패턴(112, 212)의 단부를 노출시키는 링 형태의 닫힌 홀로 제공되나, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 관통영역(322)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 윈도우 데코레이션(320)과 상부 투명전극패턴(312)이 만나는 경계부터 상부 투명전극패턴(312)의 단부까지 연장되는 U자 형태의 절개된 패턴으로 제공될 수도 있다. 참고로, 도 7에 도시된 터치패널센서의 다른 구성요소, 구체적으로, 도 7에서 상부시트(310), 상부 절연기판(311), 상부 투명전극패턴(312), 도전성 연결패턴(313), 및 착색 도전층(340)에 대한 설명은 도 2 내지 도 4에 도시된 터치패널센서의 구성요소에 대한 설명을 참고할 수 있다.
한편, 착색 도전층은 비도전성 착색 잉크 및 도전물질을 포함할 수 있으며, 착색 도전층은 재질의 특성상 금속보다 저항이 높을 수 있다. 다만, 저항은 일반적으로 길이에 비례하고 면적에 반비례하는데, 착색 도전층은, 도 4에 도시된 바와 같이, 관통영역(122)에 배치되는 상부 투명전극패턴(112)보다 면적이 넓고, 윈도우 데코레이션(120)의 두께는 보통 1㎛ 정도로 관통영역(122)에 배치되는 착색 도전층(140)의 두께 역시 매우 얇아 상부 투명전극패턴(112)의 전기적인 신호를 무리 없이 전달할 수 있는 저항 값을 가질 수 있다.
착색 도전층의 도전물질로는 섬유형태의 도전성 물질, 분말형태의 도전성 물질, 및 액상의 도전성 물질 중 적어도 어느 하나를 이용할 수 있으며, 섬유형태의 도전성 물질은 카본 파이버를 이용할 수 있고, 분말형태의 도전성 물질은 카본 파우더 및 금속 파우더 중 어느 적어도 어느 하나를 이용할 수 있고, 액상의 도전성 물질은 투명한 PEDOT, ITO 잉크, IZO 잉크, CNT 잉크 중 적어도 어느 하나를 이용할 수 있다.
특히, 카본 파이버는 착색 도전층의 저항을 줄이는데 매우 유용하며, 일 예로, 도 6에 도시된 바와 같이, 착색 도전층(240)의 길이가 길어질 경우, 길이에 비례하여 증가하는 착색 도전층(240)의 저항을 감소시키는데 매우 효과적이다.
참고로, 착색 도전층이 윈도우 데코레이션과 조화를 이루는 색을 갖는다는 의미는, 착색 도전층 및 윈도우 데코레이션이 서로 시각적으로 구분되지 않도록, 착색 도전층이 윈도우 데코레이션과 동일 내지 유사한 색을 갖는다는 의미로 사용될 수 있으며, 경우에 따라서, 착색 도전층이 윈도우 데코레이션과 확연히 차이가 있는 색을 가져 시각적으로 구분되더라도, 착색 도전층이 제조사의 로고나 제품의 상품명 혹은 디자인 적으로 의미가 있는 패턴을 갖도록 하여, 디자인 측면에서 상품 가치를 향상시킬 수 있는 경우를 의미할 수도 있다.
이상 앞서 설명한 실시예들에 따른 터치패널센서들에서 상부 투명전극패턴은 착색 도전층 및 도전성 연결패턴을 매개로 연성회로기판의 단자와 연결될 수 있다.
하지만, 착색 도전층은 별도의 도전성 연결패턴 없이도 직접 와이어부재로서 연성회로기판을 사용하여 외부의 메인 회로와 직접 전기적으로 연결될 수도 있으며, 이하 도 8에 도시되는 터치패널센서를 예로 들어 구체적으로 설명한다.
도 8에 따른 터치패널센서의 부분 분해 사시도를 참조하면, 연성회로기판(460)의 상면에는 상부 투명전극패턴(412)이 노출되는 관통영역(422)에 배치된 착색 도전층(440)과 직접 연결되는 상부 단자(462)가 배치되어 있다. 여기서, 상부 단자(462)는 관통영역(422)의 경계 내에 배치됨으로써, 착색 도전층(440)과 직접 연결될 수 있다. 마찬가지로, 도 8에서 도시하지는 않지만, 연성회로기판(460)의 저면에는 하부 투명전극패턴과 연결되는 하부 단자가 배치될 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 상부 투명전극패턴(412)은 별도의 도전성 연결패턴 없이도 연성회로기판(460)의 상면에 마련된 상부 단자(462)와 전기적으로 연결되고, 연성회로기판(460)을 통해서 메인 회로와 전기적으로 연결될 수 있다. 참고로, 여기서 메인 회로 함은, 전극패턴의 정전용량 변화와 같은 전기적인 신호를 수신하고, 이를 근거로 피대상물의 접촉 위치를 감지하거나 계산할 수 있는 중앙처리장치(central processing unit) 혹은 제어장치를 포함하는 개념으로 사용될 수 있다.
마찬가지로, 도 8에서 도시하지는 않지만, 하부 투명전극패턴은 상부 투명전극패턴(412)과 별도의 도전성 연결패턴 없이 연성회로기판(460)의 하부 단자와 전기적으로 연결될 수도 있고, 별도의 도전성 연결패턴을 사용하여 전기적으로 연결될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서 중 상부시트의 배면 사시도이며, 도 10은 도 9의 상부시트를 A-A 방향으로 절단한 부분 확대 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 터치패널센서(500)는 상부시트(510), 하부시트, 및 절연부재를 포함한다. 참고로, 본 실시예의 하부시트 및 절연부재는 앞선 실시예와 사실상 동일하여, 이에 대한 설명이나 도면은 앞선 실시예를 참고할 수 있다.
상부시트(510)는 상부 절연기판(511) 및 상부 투명전극패턴(512)을 포함한다. 상부 투명전극패턴(512) 및 하부 투명전극패턴은 본 실시예에서는 투명한 재질의 ITO나 IZO를 사용하고 있으나, 경우에 따라서, 금속이나 합금 등의 불투명한 재질을 사용할 수도 있으며, 불투명한 재질로 형성되는 전극패턴의 폭이 0 초과 30㎛이하이면 육안으로 잘 확인되지 않는다. 참고로, 불투명한 금속 전극패턴의 경우 폭이 상기한 바로 제한되면 시각적으로 잘 구분되지 않으나, 추가적으로, 금속 전극패턴의 상부에 암색금속 예를 들면, 구리/티타늄(Cu/Ti), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 및 블랙크롬(Black Cr) 중 어느 하나를 이용한 암색층을 더 제공할 수도 있다. 또한, 금속 전극패턴의 상면이나 암색층 상면에 빛을 굴절시킬 수 있는 미세한 엠보싱 혹은 요철 구조를 제공하여, 금속전극의 표면에서 난반사가 보다 효과적으로 일어나, 경면효과가 저하되도록 할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상부 투명전극패턴(512)은 투명하여, 외부에서 가시되지 않는다. 다만, 상부 절연기판(511)의 일측 가장자리에는 상술한 상부 투명전극패턴(512)의 단부와 전기적으로 연결되는 실버페이스트를 이용한 도전성 연결패턴(513)이 배치되는데, 도전성 연결패턴(513)은 비투광성의 금속으로 제공되기 때문에 외부에서 가시될 수 있고, 도전성 연결패턴(513)과 전기적으로 연결되는 연성회로기판 역시 외부에서 가시될 수 있다.
따라서, 도전성 연결패턴(513) 및 연성회로기판이 외부에서 가시되는 것을 방지하기 위하여, 상부 절연기판(511)의 저면에 그 둘레를 따라서 액자 프레임 형상으로 윈도우 데코레이션(520)이 배치된다.
본 발명에서는 윈도우 데코레이션(520)과 상부 투명전극패턴(512)이 만나는 경계 부분에서 상부 투명전극패턴(512)의 단부가 윈도우 데코레이션(520)에 의해서 굴절 형성되는 것을 방지하도록, 윈도우 데코레이션(520)에는 상부 투명전극패턴(512)의 단부가 각각 배치되는 관통영역(522)이 형성된다. 따라서, 상부 투명전극패턴(512)의 단부에 굴곡이 발생하지 않으며, 이에 상부 절연기판(511)의 굴절이나 외부 충격에 의해서 상부 투명전극패턴(512)이 파손되는 것을 최소화할 수 있다.
다만, 상술한 관통영역(522)에 의해서 도전성 연결패턴(513)이 외부로 노출될 여지가 있으나, 본 발명에서는 관통영역(522)에 착색 도전층(540)을 배치함으로써, 관통영역(522)을 통해서 터치패널센서(500)의 저면이 가시되는 것을 방지할 수 있다. 착색 도전층(540)에 대해서는 뒤에서 상세하게 다시 설명하기로 한다.
본 실시예에서 관통영역(522)은 상부 투명전극패턴(512)의 단부를 노출시키는 링 형태의 닫힌 홀로 제공되나, 본 발명의 다른 실시예에서, 관통영역은 윈도우 데코레이션과 상부 투명전극패턴이 만나는 경계부터 상부 투명전극패턴의 단부까지 연장되는 U자 형태의 절개된 패턴으로 제공될 수도 있다.
다시 도 9 및 도 10을 참조하면, 윈도우 데코레이션(520)의 저면에서 상부 투명전극패턴(512)과 연성회로기판(560)을 전기적으로 연결하는 도전성 연결패턴(513)은 관통영역(522)의 경계 내에서 착색 도전층(540)과 연결된다.
도전성 연결패턴(513)은 상부 절연기판(511)의 외부에서 관통영역(522)을 통해서 육안으로 확인될 수 있으나, 착색 도전층(540)이 이를 방지할 수 있다.
다시 도 9 및 도 10을 참조하면, 착색 도전층(540)은 관통영역(522)에서 빛을 차단함으로써, 관통영역(522)을 통해서 터치패널센서(500)의 내부가 노출되는 것을 방지할 수 있으며, 도전성 연결패턴(513) 및 연성회로기판(560)을 매개로 상부 투명전극패턴(512)과 외부의 메인 회로를 전기적으로 연결할 수 있다.
착색 도전층(540)은 도전물질 및 착색물질로서 비도전성 착색 잉크를 포함할 수 있으며, 착색 도전층(540)은 재질의 특성상 금속보다 저항이 높을 수 있다. 다만, 저항은 일반적으로 길이에 비례하고 면적에 반비례하는데, 착색 도전층(540)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 관통영역(522)에 배치되는 상부 투명전극패턴(512)보다 면적이 넓고, 윈도우 데코레이션(520)의 두께는 보통 1㎛ 정도로 관통영역(522)에 배치되는 착색 도전층(540)의 두께 역시 매우 얇아 상부 투명전극패턴(512)의 전기적인 신호를 무리 없이 전달할 수 있는 저항 값을 가질 수 있다.
착색 도전층의 도전물질로서 카본 파이버, 카본 파우더, 금속을 이용한 파우더, 도전성 잉크, PEDOT, ITO, IZO, AZO, 및 CNT 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다. 특히, 도전물질은 PEDOT, ITO, IZO, 및 AZO 중 적어도 어느 하나를 포함하는 경우 투명할 수 있으며, 이러한 도전물질은 액상 또는 분말 형태로 제공되어 비도전성의 착색물질과 혼합되어 사용될 수 있다.
한편, 투명한 도전성 잉크로는 PEDOT, ITO 잉크, IZO 잉크, CNT 잉크 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있으며, 도전성 투명잉크는 분말상태의 PEDOT, ITO, IZO, AZO, CNT를 적당한 용매에 분산시켜 제조한 것을 이용할 수 있다.
상술한 착색 도전층(540)은 도전물질, 착색물질 및 열 경화제 혹은 자외선 경화제와 같은 점착제와 혼합하여 인쇄, 실크스크린, 잉크젯, 패드인쇄, 마스킹 또는 증착 방법 등의 다양한 방법을 통해서 형성할 수 있다.
참고로, 패드인쇄(pad printing)라 함은, 유리, 강화유리 및 사기 등과 같이 표면이 매끄러운 통상의 유리 재질을 포함할 수 있는 피인쇄체의 표면에 탄성을 갖는 패드를 이용하여 인쇄체를 찍어 올린 후, 이 잉크를 원하는 피인쇄체에 전이하는 방법을 의미할 수 있다. 특히, 그 두께가 윈도우 데코레이션의 두께에 대응하여 대략 1㎛ 내외로 제공되는 착색 도전층의 경우, 개별 레이어는 상기 두께보다 더 얇기 때문에, 패드 인쇄를 통해서 제공함으로써, 고품질로 착색 도전층을 인쇄하는 것이 가능하다.
착색 도전층(540)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 복수개의 적층된 개별 레이어(542)(본 실시예에서는 착색 도전층이 4개의 개별 레이어를 포함하고 있으나, 그 수는 2이상으로 얼마든지 변경될 수 있다.)를 포함한다. 개별 레이어(542) 각각은 도전성 물질과 비도전성 착색물질의 혼합비율이 상이한데, 본 실시예에 따르면, 개별 레이어(542)는 상부 절연기판(511)의 상면을 향할수록 개별 레이어(542)에 포함되어 있는 도전성 물질에 대한 비도전성 착색물질의 비율이 점차적으로 증가한다.
비도전성 착색물질은 앞서 설명한 바와 같이, 윈도우 데코레이션(520)과 착색 도전층(540)이 서로 조화를 이룰 수 있도록 제공되며, 비도전성 착색물질의 비율을 증가할수록 개별 레이어(542)는 윈도우 데코레이션(520)과 조화를 이루는 색을 가질 수 있다.
따라서, 비도전성 착색물질의 비율이 상대적으로 큰 개별 레이어(542)가 상부 절연기판(511)의 상면에 더 가까이 배치되어 개별 레이어(542)를 통해서 착색 도전층(540) 및 윈도우 데코레이션(520)의 색이 서로 조화를 이루도록 조절하기가 용이하다.
이하, 개별 레이어의 도전성 물질 및 비도전성 착색물질의 비율을 아래의 [표 1]과 같이 하고, [표 2] 내지 [표 9]에서는 각 개별 레이어 별로 그 길이에 따른 저항값의 변화를 정리하였다. 개별 레이어용 도전물질로는 카본을 사용하고, 비도전성 착색물질로는 비도전성 착색 잉크를 사용할 수 있다.
본 실시예에서는 [표 2] 내지 [표 9]의 개별 레이어 중 4개의 개별 레이어를 선택하여 착색 도전층을 형성하되, 착색물질에 대한 도전성 물질의 비율이 높은 개별 레이어가 도전성 연결패턴과 더 가까이 배치될 수 있다.
[표 1] 개별 레이어별 도전성 물질 및 비도전성 착색물질의 비율
또한, 제1 개별 레이어로부터 제8 개별 레이어로 향할수록 비도전성 착색물질이 도전성 물질보다 비교적 많이 포함되어 있어, 저항값은 다른 개별 레이어보다 높을 수 있으나, 본 발명에서는 착색 도전층을 복수개의 개별 레이어를 적층하여 사용하여, 상부 투명전극패턴(512)으로부터 착색 도전층(540)을 거쳐 도전성 연결패턴(513)까지의 저항값은 사실상 착색 도전층(540)에 의해서 크게 좌우되지 않는 경향을 갖게 한다.
또한, 앞서 언급하였지만, 착색 도전층은 비록 재질의 특성상 금속보다 저항이 높으나, 도 10에 도시된 바와 같이, 착색 도전층은 관통영역에 배치되는 상부 투명전극패턴보다 면적이 넓고, 윈도우 데코레이션의 두께는 보통 1㎛ 정도로 관통영역에 배치되는 착색 도전층의 두께 역시 매우 얇기 때문에, 사실상 개별 레이어의 도전성 물질 및 비도전성 착색물질의 비율이 변경되더라도 개별 레이어의 저항값은 상부 투명전극패턴의 전기적인 신호를 무리 없이 메인 회로로 전달할 수 있는 범위 내에서 변경된다고 볼 수 있다.
참고로, 개별 레이어의 길이는 길어질수록 그 저항값은 증가하며, 이는 아래의 [표 2] 내지 [표 9]를 참고할 수 있다.
Figure PCTKR2011004406-appb-I000002
[표 2] 제1 개별 레이어의 길이에 따른 저항값 측정
Figure PCTKR2011004406-appb-I000003
[표 3] 제2 개별 레이어의 길이에 따른 저항값 측정
Figure PCTKR2011004406-appb-I000004
[표 4] 제3 개별 레이어의 길이에 따른 저항값 측정
Figure PCTKR2011004406-appb-I000005
[표 5] 제4 개별 레이어의 길이에 따른 저항값 측정
Figure PCTKR2011004406-appb-I000006
[표 6] 제5 개별 레이어의 길이에 따른 저항값 측정
Figure PCTKR2011004406-appb-I000007
[표 7] 제6 개별 레이어의 길이에 따른 저항값 측정
Figure PCTKR2011004406-appb-I000008
[표 8] 제7 개별 레이어의 길이에 따른 저항값 측정
Figure PCTKR2011004406-appb-I000009
[표 9] 제8 개별 레이어의 길이에 따른 저항값 측정
[표 2] 내지 [표 9]와 같이, 도전성 물질과 비도전성 착색물질의 혼합비율이 서로 다른 착색 도전층은 길이가 짧을수록 길이에 따른 저항값의 차이가 줄어드는 경향을 확인할 수 있으며, 이는 짧고 얇을수록 착색 도전층의 저항값이 상부 투명전극패턴의 전기적인 신호를 무리 없이 메인 회로로 전달할 수 있는 범위에 속한다는 의미로 이해될 수 있다. 또한, 사실상 관통영역의 직경은 5mm이하로 길이에 의한 저항값은 무시할 수 있다.
또한, 저항값 측정 실험에서는 도전성 물질에 대한 비도전성 착색물질의 비율이 20 : 80까지의 경우를 예를 들어 실험하였으나, 경우에 따라서, 비도전성 착색물질의 비율이 더 큰 개별 레이어도 착색 도전층에 적용할 수 있으며, 비도전성 착색물질의 비율이 높아져 증가한 저항값에 대한 보정은 도전성 물질의 비율을 높은 다른 개별 레이어를 통해서 얼마든지 이루어질 수 있다.
한편, 착색 도전층이 윈도우 데코레이션과 조화를 이루는 색을 갖는다는 의미는, 외부에서 관찰할 때 착색 도전층 및 윈도우 데코레이션이 동일 내지 유사한 색을 가져 서로 시각적으로 구분되지 않는 것을 의미할 수 있으며, 경우에 따라서는 구분이 가능하더라도 적절한 색 배합을 통해서 유사하거나 통일된 미감을 형성하는 경우도 포함한다고 할 것이다.
예를 들어, 도 12에 도시되는 바와 같이, 관통영역(722)의 모양을 다각형 혹은 특정한 문자나 그림에 대응하게 제공하고, 하나의 관통영역(722)에 하나의 상부 투명전극패턴(712)의 단자가 배치될 수 있다. 또한, 경우에 따라서, 서로 다른 형태를 갖는 관통영역을 나열하고, 각각의 관통영역에 하나의 상부 투명전극패턴의 단자가 배치될 수도 있다. 이에, 관통영역(722)에 배치된 착색 도전층(740)에 시각적으로 특정한 의미를 부여하거나, 디자인 측면에서 상품 가치를 향상시킬 수 있다. 참고로, 착색 도전층(740) 밑으로 도전성 연결패턴(713)이 제공된다.
상술한 바와 같이, 도 9 및 도 10에서 상부 투명전극패턴(512)은 관통영역(522)에 제공되는 착색 도전층(540)을 매개로 윈도우 데코레이션(520) 저면에 형성된 도전성 연결패턴(513)과 전기적으로 연결되고, 다시 도전성 연결패턴(513)은 연성회로기판의 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 참고로, 상부 투명전극패턴(512)과 전기적으로 연결된 도전성 연결패턴(513) 및 하부 투명전극패턴과 전기적으로 연결된 다른 도전성 연결패턴은 각각 연성회로기판의 서로 다른 면에 형성된 연성회로기판의 전극과 접하여 전기적으로 연결될 수 있다.
참고로, 도 10에 도시된 착색 도전층(540)은 상부 절연기판(511) 상에 상부 투명전극패턴(512) 및 윈도우 데코레이션(520)을 제공하고, 그 후에 관통영역(522)에 개별 레이어(542)를 적층하여 착색 도전층(540)을 제공할 수 있다.
다르게는, 상부 절연기판(511) 상에 상부 투명전극패턴(512)만을 먼저 제공하고, 착색 도전층 및 윈도우 데코레이션을 순서대로 제공할 수도 있다. 이는 도 11에 도시된 바와 같은 상부시트의 구조에서 확인할 수 있으며, 구체적으로, 상부 절연기판(611) 상에 상부 투명전극패턴(612)을 제공하고, 윈도우 데코레이션(620)의 관통영역(622)이 상부 투명전극패턴(612) 및 착색 도전층(640)이 형성된 부분에 배치될 수 있도록 윈도우 데코레이션(620)을 제공할 수도 있다. 참고로, 도 11에 도시되는 터치패널센서의 도전성 연결패턴(613)에 대한 설명은 앞선 실시예를 참고할 수 있다.
물론, 윈도우 데코레이션(620)을 제공하기 전에 착색 도전층(640)은 관통영역(622)에 대응하도록 패터닝될 수 있다. 이러한 경우, 착색 도전층(640)이 윈도우 데코레이션(620)보다 먼저 형성되어 관통영역(622)에서 빈공간 없이 개별 레이어(642)가 잘 밀착된 상태로 제공될 수 있다. 또한, 경우에 따라서는 착색 도전층을 제공하는 중간에 윈도우 데코레이션을 제공하고, 다시 나머지 개별 레이어를 제공하여 착색 도전층을 제공하는 방법도 가능할 것이다.
참고로, 다른 실시예에서 상부 투명전극패턴을 제공하고, 상부 투명전극패턴을 산화시켜 제공할 수도 있다. 산화된 상부 투명전극패턴은 특정한 색깔을 띠게 되어 상품 가치를 향상시킬 수 있다. 산화된 상부 투명전극패턴은 상부 투명전극패턴을 위한 투명전극층을 상부 절연기판 저면에 전체적으로 형성하고 그 표면을 산화시킨 다음 패터닝하여 제공할 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서의 부분 분해 사시도이며, 도 14는 도 13에 도시된 터치패널센서 중 상부시트의 평면도이며, 도 15는 도 13의 상부시트와 전기적으로 연결되는 연성회로기판의 평면도이며, 도 16은 도 13에 도시된 연성회로기판을 B-B 방향으로 절단한 부분 확대 단면도이다.
도 13 내지 도 16에 도시된 터치패널센서는 앞선 실시예에 따른 터치패널센서와 사실상 동일하며, 이에, 본 실시예에 따른 터치패널센서에 대한 설명은 앞선 실시예를 참조할 수 있으며, 본 실시예에서는 앞선 실시예와 차이가 부분을 중심으로 설명한다.
도 13 내지 도 16을 참조하면, 터치패널센서의 상부시트(810)는 상부 절연기판(811) 및 서로 균일한 간격으로 배치되는 복수개의 상부 투명전극패턴(812)을 포함한다.
본 실시예에서는 복수 개(예를 들어, 3개)의 상부 투명전극패턴(812)은 상단 및 하단이 연결되어 하나의 전극 그룹(824)을 형성한다. 경우에 따라서는 상단 또는 하단 중 한 쪽, 또는 중간 부분에서도 적어도 한 지점에서 전기적으로 연결될 수가 있다. 서로 인접한 상부 투명전극패턴(812)이 그룹화되어 더 활성화된 캐패시턴스의 변화를 유도할 수 있다.
각각의 전극 그룹(824)은 윈도우 데코레이션(820)의 관통영역(822)을 통해서 일부가 노출되며, 관통영역(822)에는 착색 도전층(840)이 배치된다.
연성회로기판(860)은 윈도우 데코레이션(820)을 따라 상부 절연기판(811)의 저면에 제공되며, 상부 투명전극패턴(812)의 상단 및 하단을 전기적으로 연결하는 회로를 구성한다.
구체적으로, 연성회로기판(860)은 각각의 전극 그룹(824)의 상단 및 하단에서 전극 그룹(824)과 전기적으로 연결되는 액자 형태의 프레임으로 제공되며, 연성회로기판(860)에는 각각의 전극 그룹(824)의 상단 및 하단을 전기적으로 연결하는 복수개의 연결단자(862)가 배치되어 있다. 본 실시예에서 연결단자(862)는 전극 그룹의 상단 및 하단을 연결하나, 상부 투명전극패턴이 그룹화되지 않은 경우에서는 각각의 상단과 하단을 연결하는 것도 가능하다.
한편, 연성회로기판(860)에는 금속 재질의 연결단자(862)들이 서로 교차하는 지점에 인접하게 비아홀(863)을 형성되어 있으며, 연결단자(862)는 비아홀(863)을 통해서 서로 접촉하는 것을 피할 수 있다. 구체적으로, 도 16에 도시된 바와 같이, 연결단자(862)는 다른 연결단자(862)와 교차하는 지점에서 비아홀(863)을 통해서 회로기판(860)의 타면으로 안내됨으로써, 연결단자들이 서로 접촉되는 것이 방지된다. 비아홀(863)은 연결단자와 동일한 재질로 연결단자와 일체로 제조될 수도 있으나, 회로기판의 서로 다른 면에 제공되는 연결단자를 서로 전기적으로 연결할 수 있는 다른 재질을 이용할 수도 있다.
참고로, 도 16을 보면, 상부시트(810)가 도시되는데, 이는 상부시트(810) 및 연성회로기판(860)의 접합 부분을 도시한 것이며, 도 16에 도시된 바와 같이, 상부시트(810)의 상부 절연기판(811)의 저면에 배치된 윈도우 데코레이션(820)의 관통영역(822)에는 착색 도전층(840)이 배치된다. 이때, 착색 도전층(840)은 ACF 필름(870)을 매개로 연성회로기판(860)의 연결단자(862)와 접합되어 전기적으로 연결된다.
여기서, 이방성 도전필름(Anisotropic Conductive Film, ACF) 즉, ACF 필름(870)은 접착제 속에 도전성의 미립자를 분산시킨 것으로 열 압착 공정을 거쳐 막의 두께 방향으로는 도전성, 면 방향으로는 절연성이라는 전기적 이방성을 갖는 접합 재료이다.
이상 앞서 설명한 실시예들에 따른 터치패널센서들은 각각의 저면과 상면에 상부 및 하부 투명전극패턴이 형성된 2장의 상부 및 하부 절연기판을 포함하고 있으나, 경우에 따라서, 터치패널센서는 상면 또는 저면 중 어느 일측에 투명전극패턴이 형성된 1장의 절연기판을 포함하는 경우도 있으며, 이하 이에 대해서 상세하게 설명한다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서 중 절연기판의 배면도이다.
도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 터치패널센서는 절연기판(910), 절연기판(910) 상에 형성된 제1 투명전극패턴(920) 및 제2 투명전극패턴(930), 그리고 제1 투명전극패턴(920) 및 제2 투명전극패턴(930) 사이에 개재되는 절연패턴(940)을 포함한다.
절연기판(910)은 투명한 PET나 PC, PE 등의 합성수지 필름이나 유리 기판으로 형성될 수 있다.
제1 투명전극패턴(920) 및 제2 투명전극패턴(930)은 절연기판(910)의 상면 또는 저면 중 일면에 형성될 수가 있다.
제1 투명전극패턴(920)은 투명한 도전성 재질을 이용하여 형성될 수 있으며, 절연기판(910) 상에서 가로 또는 세로 방향을 따라 나란하게 배열되는 일련의 라인 패턴에 의해서 제공된다. 구체적으로 제1 투명전극패턴(920)을 위한 라인 패턴은 일 방향을 따라 일렬로 제공되는 확장부(922) 및 브릿지부(924)를 포함한다. 확장부(922) 및 브릿지부(924)는 서로 교대로 형성되어 일렬로 배치되며, 동일 또는 다른 투명 도전성 재질에 의해서 형성될 수가 있다.
확장부(922)는 브릿지부(924)보다 상대적으로 또는 현저하게 넓은 폭으로 형성되며, 브릿지부(924)는 확장부(922)들의 사이에 형성되어 일련의 확장부(922)를 전기적으로 연결할 수가 있다.
확장부(922) 및 브릿지부(924)의 형상은, 도시된 바와 같이, 연속된 사각형을 모티브로 형성될 수 있지만, 그 형상은 마름모, 원형 또는 타원형 등 다양한 도형을 모티브로 할 수가 있다. 또한, 확장부(922) 및 브릿지부(924)는 제2 투명전극패턴(930)을 위한 투명 연결부(936)과 함께 동일 재질 및 동일 면에 형성될 수 있으며, 상호 최소한의 폭으로 이격되도록 형상이 조화를 이루도록 선택될 수가 있다.
제1 투명전극패턴(920)과 적층된 구조를 형성하도록 제2 투명전극패턴(930)이 형성된다. 제2 투명전극패턴(930)은 제1 투명전극패턴(920)의 상부 또는 하부에 형성될 수 있으며, 제1 투명전극패턴(920)과 전기적으로 분리되도록 형성된다. 이를 위해 제1 투명전극패턴(920)과 제2 투명전극패턴(930) 사이에는 절연패턴(940)이 형성될 수가 있다. 절연패턴(940)은 일반적으로 절연 박막을 형성하는 SiO2, Si3N4 또는 TiO2 등의 소재를 이용하여 형성될 수 있다.
제2 투명전극패턴(930)은 저저항 라인(934) 및 투명 연결부(936)를 포함한다. 투명 연결부(936)는 일 예로 제1 전극패턴(920)과 동시에 형성될 수가 있다. 투명 연결부(936) 역시 약 0.1~0.2mm의 폭을 가지는 투명 도전성 재질로 형성될 수 있으며, 절연기판(910)에 형성된 ITO층을 사진식각공정으로 식각한 후 확장부(922) 및 브릿지부(924)와 함께 형성될 수가 있다.
도 21에 도시된 바와 같이, 저저항 라인(934)는 절연패턴(940) 상에 형성되며, 복수의 투명 연결부(936)의 표면을 통과하면서 투명 연결부(936) 전체를 전기적으로 연결하도록 형성된다. 금이나 은, 알루미늄, 크롬 등의 금속 재질을 이용하여 형성될 수 있으며, 증착이나 스퍼터링 후 패턴화 공정을 통해 형성될 수 있으며, 간단하게는 잉크젯 인쇄 등의 공정을 통해서도 형성될 수가 있다. 저저항 라인(934)는 투명하지 않아 디스플레이를 광학적으로 차단할 수 있으나, 약 30㎛ 이하의 폭으로 형성되도록 하여 육안으로 보이지 않도록 할 수 있으며, 더 바람직하게는 약 10㎛ 이하 또는 수 ㎛의 폭으로 형성하여 어떤 경우에서도 육안으로 확인되지 않도록 할 수도 있다.
한편, 제1 투명전극패턴(920) 및 제2 투명전극패턴(930)은 윈도우 데코레이션(960)의 관통영역(962)을 통해서 가장자리 일부가 노출된다. 구체적으로, 제1 투명전극패턴(920)의 확장부(922)가 관통영역(962)까지 연장되어 노출되며, 제2 투명전극패턴(930) 역시 관통영역(962)까지 연장되어 노출된다.
관통영역(962)에는 착색 도전층(970)이 배치되어, 제1 투명전극패턴(920) 및 제2 투명전극패턴(930)은 각각 착색 도전층(970)을 매개로 도전성 연결패턴(980)과 전기적으로 연결된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 터치패널센서는 피대상물의 접촉 위치를 감지하기 위한 용도로 디스플레이에 널리 적용될 수 있다.

Claims (16)

  1. 피대상물의 접촉 위치를 감지하기 위한 터치패널센서에 있어서,
    절연기판;
    상기 절연기판의 저면에 형성되어 피대상물의 접근을 감지하기 위한 전극패턴;
    상기 절연기판의 저면에 빛을 차단하도록 제공되며, 상기 전극패턴의 단부를 노출시키는 관통영역을 포함하는 윈도우 데코레이션;
    상기 관통영역에서 빛을 차단하도록 제공되며, 상기 전극패턴과 전기적으로 연결되는 착색 도전층; 및
    상기 착색 도전층을 매개로 상기 관통영역에 배치되는 상기 전극패턴의 단부와 전기적으로 연결되는 와이어부재;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연기판은 유리, 강화 유리, 및 합성수지 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우 데코레이션 및 상기 착색 도전층은 상호 조화를 이루는 색을 가지는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 착색 도전층은 도포, 인쇄, 실크스크린, 잉크젯, 증착, 패드인쇄, 또는 마스킹을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 착색 도전층은 도전성 물질 및 상기 윈도우 데코레이션에 대응하는 색을 갖는 비도전성 착색용 잉크를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 도전성 물질은 분말, 섬유질 및 액상 중 적어도 어느 하나의 상태로 제공되는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 도전성 물질은 카본 파이버, 카본 파우더, 금속을 이용한 파우더, 도전성 잉크, 도전성 유기물질, PEDOT(폴리에틸렌디옥시티오펜), ITO, IZO, AZO(Al-doped zinc oxide), 및 CNT(탄소나노튜브) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전극패턴은 투명 또는 불투명 도전성 물질을 이용하여 제공되는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 와이어부재는 상기 관통영역의 경계 내에서 상기 착색 도전층과 연결되는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 와이어부재는 상기 관통영역의 경계 외에서 상기 착색 도전층과 연결되는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 와이어 부재는 상기 전극패턴 및 외부의 메인 회로를 전기적으로 연결하기 위한 연성회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 연성회로기판은 상기 윈도우 데코레이션을 따라 상기 절연기판의 저면에 제공되며, 상기 전극패턴의 상단 및 하단을 전기적으로 연결하는 회로를 구성하며,
    상기 연성회로기판은 일면에 상기 전극패턴의 상단 및 하단을 전기적으로 연결하도록 상기 전극패턴의 상단에서 하단까지 연장 형성되는 연결단자를 포함하며,
    상기 연성회로기판에는 상기 연결단자 간의 교차지점에 인접하게 배치되는 비아홀이 형성되며, 상기 비아홀을 통해서 상기 연결단자를 상기 연성회로기판의 타면으로 안내함으로써 상기 연결단자 간의 접촉이 방지되는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 착색 도전층은 적층된 복수개의 개별 레이어를 포함하며,
    상기 개별 레이어 각각은 도전성 물질과 비도전성 착색물질의 혼합비율이 상이한 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 절연기판의 상면을 향할수록 상기 도전성 물질에 대한 상기 비도전성 착색물질의 비율이 점차적으로 증가하는 것을 특징으로 터치패널센서.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 전극패턴은
    일 방향을 따라 일렬로 제공되는 복수의 확장부 및 상기 복수의 확장부 사이를 연결하는 복수의 브릿지부를 포함하는 제1 전극패턴;
    상기 절연기판 상에서 상기 제1 전극패턴과 같은 면에서 상기 제1 전극패턴과 교차하도록 나란하게 형성되되 상기 제1 전극패턴과 전기적으로 분리되고, 상기 확장부 및 상기 브릿지부 이외의 영역에 형성된 복수의 투명 연결부 및 상기 브릿지부를 넘어 상기 투명 연결부를 연결하는 저저항 라인을 포함하는 제2 전극패턴; 및
    상기 제1 전극패턴의 상기 브릿지부 및 상기 저저항 라인 사이에 개재되는 절연패턴;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 절연기판 및 상기 윈도우 데코레이션 사이에 개재되는 산화물층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
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