WO2015076541A1 - 하이브리드 터치 감지 전극 및 이를 구비한 터치 스크린 패널 - Google Patents

하이브리드 터치 감지 전극 및 이를 구비한 터치 스크린 패널 Download PDF

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WO2015076541A1
WO2015076541A1 PCT/KR2014/011036 KR2014011036W WO2015076541A1 WO 2015076541 A1 WO2015076541 A1 WO 2015076541A1 KR 2014011036 W KR2014011036 W KR 2014011036W WO 2015076541 A1 WO2015076541 A1 WO 2015076541A1
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sensing electrode
touch sensing
optical functional
layer
retarder
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PCT/KR2014/011036
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박동필
양민수
이재현
이철훈
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동우화인켐 주식회사
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid touch sensing electrode and a touch screen panel having the same. More particularly, the present invention relates to a hybrid touch sensing electrode applicable to a flexible display and a touch screen panel having the same.
  • a touch screen panel is a screen panel equipped with a special input device that receives a position when touched by hand.
  • the touch screen panel receives input data directly from the screen so that when a person's hand or an object touches a character or a specific location displayed on the screen without using a keyboard, the touch screen panel can identify the location and perform specific processing by the stored software. It is made possible by being laminated
  • the use of the transparent sensing electrode is essential, and typically, a transparent sensing electrode formed in a predetermined pattern is used.
  • GFF glass-ITO film-ITO film
  • G1F glass-ITO film
  • G2 glass-only
  • a structure shown in FIG. 1 may be cited as a conventional transparent sensing electrode structure.
  • the transparent sensing electrode may be formed of the first sensing pattern 10 and the second sensing pattern 20.
  • the first sensing pattern 10 and the second sensing pattern 20 are disposed in different directions to provide information about the X and Y coordinates of the touched point. Specifically, when a person's hand or an object comes into contact with the transparent substrate, a change in capacitance according to the contact position is caused to the driving circuit via the first sensing pattern 10, the second sensing pattern 20, and the position detecting line. Delivered. Then, the contact position is grasped by the change of the capacitance converted into an electrical signal by the X and Y input processing circuit (not shown) or the like.
  • the first sensing pattern 10 and the second sensing pattern 20 are formed on the same substrate, and each pattern must be electrically connected to sense a touched point.
  • the second sensing patterns 20 are connected to each other, but the first sensing patterns 10 are separated in an island form, a separate connection is required to electrically connect the first sensing patterns 10.
  • An electrode (bridge) 50 is required.
  • connection electrode 50 should not be electrically connected to the second sensing pattern 20, the connection electrode 50 should be formed on a different layer from the second sensing pattern 20.
  • FIG. 2 an enlarged view of a portion where the connection electrode 50 is formed in the A-A 'cross section of FIG. 1 is shown in FIG. 2.
  • the first sensing pattern 10 and the second sensing pattern 20 are electrically insulated from each other by the insulating layer 30 formed thereon. As described above, since the first sensing pattern 10 needs to be electrically connected, the first sensing pattern 10 may be electrically connected using the connection electrode 50.
  • connection electrode 50 In order to connect the first sensing pattern 10 separated in an island form with the connection electrode 50 while being electrically disconnected from the second sensing pattern 20, a contact hole 40 is formed on the insulating layer 30. Afterwards, it is necessary to go through the step of forming a separate connection electrode (50).
  • the transparent sensing electrode having the connection electrode 50 separately requires a separate process for forming the contact hole 40 and the connection electrode 50, and the first sensing pattern 10 and the 2 may cause a problem that the sensing pattern 20 is electrically shorted, and there is a problem that the electrical conductivity is lowered due to the contact resistance between the connection electrode and the sensing pattern.
  • Korean Laid-Open Patent Publication No. 2010-84263 proposes a structure in which an insulating layer and a contact hole are formed after forming a connection electrode on a substrate first, and then a first sensing pattern and a second sensing pattern are formed. To solve this problem, the number of masks and the complexity of the process were solved.
  • Korean Patent Publication No. 2010-84263 also has to provide a separate connection electrode, it does not fundamentally solve the above problems.
  • the flexible display can be manufactured in the form of plastic film LCD, organic EL, wearable display, e-book, electronic paper, etc., and the range of application is also very wide. In addition to thin and light conditions, it is also resistant to external shocks, and is particularly applicable to products requiring curved or various shaped displays.
  • the conventional liquid crystal display has a disadvantage in that the thickness of the polarizing plate is 200 to 400 ⁇ m, and a single thickness of the protective layer used for protecting the polarizer is 25 to 100 ⁇ m. Thus, there is a difficulty in applying to structures such as thin cards.
  • Korean Laid-Open Patent Publication No. 2008-0073252 discloses a technique of achieving a thin structure by removing a protective film contacting a liquid crystal cell among polarizing plates bonded to a liquid crystal cell.
  • Patent Document 1 Korea Patent Publication No. 2010-84263
  • Patent Document 2 Korea Patent Publication No. 2008-0073252
  • An object of the present invention is to provide a touch sensing electrode having improved sensitivity and low noise.
  • An object of the present invention is to provide a touch sensing electrode integrated with another optical functional layer of a touch screen panel.
  • An object of the present invention is to provide a sensing electrode that does not require a separate bridge electrode.
  • Another object of the present invention is to provide a touch screen panel having a thin film structure and a touch sensing electrode having excellent visibility.
  • the dielectric constant of the first optical functional layer is 3.2 to 6.0
  • the dielectric constant of the second optical functional layer is 2.8 to 5.0
  • the hybrid touch sensing electrode is 3.2 to 6.0
  • the thickness of the first optical functional layer is 35 to 320 [ ⁇ m]
  • the thickness of the second optical functional layer is 30 to 280 [ ⁇ m]
  • the hybrid touch sensing electrode is 35 to 320 [ ⁇ m]
  • the first optical functional layer and the second optical functional layer is a hybrid touch sensing electrode, which is an optical functional layer included in a touch screen panel independently of each other.
  • the hybrid touch sensing electrode In the above 1, wherein the distance between the first sensing pattern and the second sensing pattern is 12 to 300 [ ⁇ m], the hybrid touch sensing electrode.
  • the dielectric constant between the first sensing pattern and the second sensing pattern is 2.8 to 5.0, the hybrid touch sensing electrode.
  • first optical function layer and the second optical function layer are independently selected from a group consisting of a cover window, a polarizer, and a retarder, and are not identical to each other.
  • the polarizing plate is a polarizer monolayer or a laminate of a protective film bonded to at least one side of the polarizer, a hybrid touch sensing electrode.
  • the laminated polarizing plate is a polarizer and a protective film are each a separate optical functional layer, hybrid touch sensing electrode.
  • hybrid touch sensing electrode In the above 1, wherein the first sensing pattern and the second sensing pattern does not have a separate insulating layer, hybrid touch sensing electrode.
  • the hybrid touch sensing electrode is any one of the first optical functional layer or the second optical functional layer is a retarder, when the optical functional film is bonded to the upper portion of the retarder, the adhesive;
  • the difference between the refractive index of the sensing pattern formed on the upper side relative to the retarder and the adhesive agent layer of the upper portion is 0.3 or less, touch screen panel.
  • the hybrid touch sensing electrode is any one of the first optical functional layer or the second optical functional layer is a retarder, when the optical functional film is bonded to the upper portion of the retarder, the adhesive;
  • the difference between the refractive index of the sensing pattern formed on the lower side relative to the retarder and the adhesive agent layer of the upper portion is 0.8 or less, touch screen panel.
  • the sum of the dielectric constant / thickness and the dielectric constant of each optical functional layer has a specific range, thereby improving sensitivity and reducing noise.
  • the hybrid touch sensing electrode of the present invention does not use a separate substrate for forming the touch sensing electrode by directly forming the sensing pattern on the optical functional layer forming the touch screen panel, thereby achieving a thin film structure.
  • the hybrid touch sensing electrode of the present invention since the first sensing pattern and the second sensing pattern are formed on different optical functional layers, respectively, the optical insulating layer can also perform the insulating layer function of the sensing patterns together, a separate insulating layer This eliminates the need for a bridge electrode and eliminates the need for a bridge electrode, thus achieving a thin film structure and simplifying the manufacturing process.
  • the hybrid touch sensing electrode of the present invention exhibits excellent visibility since the refractive index between the optical functional layer and the sensing pattern has a specific range.
  • the touch screen panel including the hybrid touch sensing electrode of the present invention exhibits excellent visibility since the refractive index between the adhesive layer and the sensing pattern of the touch sensing electrode has a specific range.
  • the hybrid touch sensing electrode of the present invention can be usefully applied to a flexible display in addition to the general display by having a thin film structure as described above.
  • 1 is a schematic plan view of a conventional touch sensing electrode.
  • FIG. 2 is a schematic vertical cross-sectional view of a conventional touch sensing electrode.
  • FIG. 3 is a schematic exploded vertical cross-sectional view of embodiments of a hybrid touch sensing electrode in accordance with the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic plan view of a hybrid touch sensing electrode according to an embodiment of the present invention.
  • 5 through 8 are schematic exploded vertical cross-sectional views of a hybrid touch sensing electrode in accordance with embodiments of the present invention.
  • the present invention has a first sensing pattern attached to a first optical function layer and a second sensing pattern attached to a second optical function layer, wherein the first and second optical function layers each have a dielectric constant / thickness value of 0.01 to 0.09 [1 / ⁇ m], and the sensitivity of the first and second optical functional layers is 6 to 11, so that the sensitivity is improved, the noise is low, and a hybrid touch sensing electrode capable of realizing a thin film structure and the same is provided.
  • One relates to a touch screen panel.
  • FIG. 3 schematically illustrates embodiments of the hybrid touch sensing electrode of the present invention.
  • the first sensing pattern 10 and the second sensing pattern 20 forming the touch sensing electrode are formed on different optical functional layers included in the touch screen panel. .
  • the present invention recognizes that the dielectric constant / thickness parameter of the optical functional layer is related to the touch sensitivity in the hybrid touch sensing electrode structure of the present invention, and that the specific dielectric constant / thickness range showing excellent touch sensitivity and the corresponding optical functional layer Gives a permittivity range of.
  • the dielectric constant / thickness value of each of the first and second optical functional layers according to the present invention is 0.01 to 0.09 [1 / ⁇ m], and the sum of the dielectric constants of the first and second optical functional layers is 6 to 11.
  • the touch response speed is remarkably slowed or the sensitivity is low, and when it exceeds 0.09 [1 / ⁇ m], the noise increases.
  • the sum of the dielectric constants of the first and second optical functional layers is less than 6, the touch sensing electrode does not work well, and when the sum of the dielectric constants exceeds 11, the noise increases.
  • the dielectric constant / thickness value can be adjusted by varying the dielectric constant and the thickness value, respectively, the dielectric constant value can be changed by changing the material of the optical functional layer or by adding or coating a high dielectric constant or low dielectric constant material.
  • the dielectric constant of the first optical functional layer according to the present invention is not particularly limited, but may be, for example, 3.2 to 6.0, and a dielectric constant of the second optical functional layer may be 2.8 to 5.0.
  • the dielectric constant value means an average dielectric constant value of the entire multilayer structure.
  • the sensitivity of the touch sensor may be improved by increasing the amount of change in mutual capacitance (Cm) within the above range.
  • the thickness of the first optical functional layer according to the present invention is not particularly limited, but may be, for example, 35 to 320 [ ⁇ m], and a thickness of the second optical functional layer may be 30 to 280 [ ⁇ m].
  • the sensitivity of the touch sensor may be improved by increasing the amount of change in mutual capacitance (Cm) within the above range.
  • the dielectric constant / distance value between the first and second sensing patterns is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 0.25 [1 / ⁇ m]. In this range, the touch sensitivity may be further improved.
  • the distance between the first sensing pattern (layer) formed on the first optical function layer and the second sensing pattern (layer) formed on the second optical function layer according to the present invention is not particularly limited, for example, 12 to 300 It is preferable that it is [micrometer]. Within this range, the amount of change in mutual capacitance (Cm) may be increased to improve the sensitivity of the touch sensor, and noise may be reduced.
  • the dielectric constant between the first sensing pattern and the second sensing pattern according to the present invention is not particularly limited, but, for example, preferably 2.8 to 5.0.
  • Mutual capacitance (Cm) within the above range Increasing the amount of change can improve the sensitivity of the touch sensor, and can reduce noise.
  • the optical function layer on which the sensing pattern may be formed is not particularly limited as long as it is included in the touch screen panel.
  • the cover window 100, the polarizer 200, the retarder 300, and the like may be used.
  • the sensing patterns 10 and 20 are formed on different optical functional layers among the optical functional layers.
  • the first sensing pattern 10 and the second sensing pattern 20 may be formed on one surface of the cover window 100 and one surface of the polarizer 200 (FIG. 3A), Alternatively, one surface of the cover window 100 and one surface of the retarder 300 (FIG. 3B, or one surface of the polarizer 200 and one surface of the retarder 300 (FIG. 3C)) may be formed. have.
  • the optical functional layers are formed on the first sensing pattern 10 and the second sensing pattern. Since electrical insulation between the 20 is not necessary, a separate insulating layer is not required, so that a thin film structure can be realized.
  • FIG. 4 a schematic plan view of a hybrid touch sensing electrode according to the invention is shown in FIG. 4.
  • the bridge electrode 50 is required in the prior art (FIG. 2) in which the first sensing pattern 10 and the second sensing pattern 20 are formed on the same plane. Since the patterns are positioned in the optical functional layers with each other, they are positioned on different planes, so that each pattern may have a structure electrically connected without the need for the bridge electrode 50. Therefore, not only the implementation of the thin film structure but also the manufacturing process of the touch sensing electrode can be significantly shortened.
  • the cover window 100 when at least one of the sensing patterns (10, 20) is formed in the cover window 100, the cover window 100 is generally used in the art as the purpose of the present invention As long as it does not deviate, it can be used without particular limitation, and specifically, a polyimide window film, a PMMA (Poly (methyl methacrylate)) window film, etc. can be mentioned.
  • the first sensing pattern 10 and the second sensing pattern Any one of 20 may be formed in the polarizer 200 or both may be formed in the polarizer 200.
  • the polarizer 200 may be a single layer of polarizer as shown in FIG. 3, or may be a laminate in which the protective film 220 is bonded to at least one surface of the polarizer 210 as shown in FIGS. 5 and 6. have.
  • the polarizer 200 is a polarizer 210 and a laminate in which the protective film 220 is bonded to at least one surface of the polarizer 210
  • the polarizer 210 and the protective film 220 may each be separate optical functional layers. Can be. Therefore, in the present invention, the first sensing pattern 10 and the second sensing pattern 20 may be formed on the polarizer 210 and the protective film 220, respectively.
  • FIG. 5 illustrates a structure in which a first sensing pattern 10 and a second sensing pattern 20 are formed on the polarizer 210 of the cover window 100 and the polarizer 200
  • FIG. 6 is a polarizer of the polarizer 200.
  • the first sensing pattern 10 and the second sensing pattern 20 are formed on the 210 and the protective film 220, respectively.
  • the stacking order of the polarizer 210 and the protective film 220 is merely an example, and is not particularly limited and may be changed.
  • the protective film 220 may be bonded to both surfaces of the polarizer 210.
  • the first sensing pattern 10 and the second sensing pattern 20 may be formed on different protective films 220, respectively.
  • the shape of the first sensing pattern 10 and the second sensing pattern 20 is not particularly limited unless it is the same plane.
  • a polarizer used in the art may be used without particular limitation, and for example, a dichroic dye adsorbed or oriented on a film made of polyvinyl alcohol-based resin may be used as the polarizer.
  • a polyvinyl alcohol-type resin which comprises a polarizer the copolymer of polyvinyl acetate which is a homopolymer of vinyl acetate, and vinyl acetate and the other monomer copolymerizable with this can be used.
  • the other monomer copolymerizable with vinyl acetate unsaturated carboxylic acids, unsaturated sulfonic acids, olefins, vinyl ethers and acrylamides having an ammonium group may be used.
  • the thickness of the polarizer is not particularly limited and may be prepared in the conventional thickness used in the art.
  • the polarizer may be formed as a coating layer by directly coating a polymer solution containing a polymer resin and a dichroic material on another optical function layer or a protective film.
  • Coating layer polarizer can be used preferably when forming a polarizing plate as a polarizer single layer.
  • polyvinyl alcohol-based resin may be typically used as the polymer resin for forming the polarizer coating layer.
  • the polyvinyl alcohol-based resin may preferably be a polyvinyl alcohol-based resin obtained by saponifying a polyvinyl acetate-based resin.
  • polyvinyl acetate type resin the copolymer etc. of vinyl acetate and the other monomer copolymerizable with this besides the polyvinyl acetate which is a homopolymer of vinyl acetate are mentioned.
  • an unsaturated carboxylic acid type an unsaturated sulfonic acid type, an olefin type, a vinyl ether type, an acrylamide type monomer which has an ammonium group, etc. are mentioned.
  • the polyvinyl alcohol-based resin may be modified, for example, polyvinyl formal or polyvinyl acetal modified with aldehydes.
  • the polarizer layer can be formed by mixing a dichroic substance with such a polyvinyl alcohol-based resin and forming a film.
  • polyester resins such as polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polyethylene naphthalate and polybutylene terephthalate; Cellulose resins such as diacetyl cellulose and triacetyl cellulose; Polycarbonate resins; Acrylic resins such as polymethyl (meth) acrylate and polyethyl (meth) acrylate; Styrene resins such as polystyrene and acrylonitrile-styrene copolymers; Polyolefin-based resins such as polyethylene, polypropylene, cyclo-based or norbornene-structured polyolefins, ethylene-propylene copolymers; Vinyl chloride-based resins; Amide resins such as nylon and aromatic polyamides; Imide resin; Polyether sulfone resin; Sul
  • the content of the thermoplastic resin in the polarizer protective film is 50 to 100% by weight, preferably 50 to 99% by weight, more preferably 60 to 98% by weight, most preferably 70 to 97% by weight. If the content is less than 50% by weight, it may not sufficiently express the original high transparency possessed by the thermoplastic resin.
  • Such a protective film may be one containing an appropriate one or more additives.
  • an additive a ultraviolet absorber, antioxidant, a lubricant, a plasticizer, a mold release agent, a coloring agent, a flame retardant, a nucleating agent, an antistatic agent, a pigment, a coloring agent, etc. are mentioned, for example.
  • a protective film may be surface-treated as needed.
  • Such surface treatments include dry treatments such as plasma treatments, corona treatments, primer treatments, and chemical treatments such as alkali treatments including saponification treatments.
  • At least one of the sensing patterns 10 and 20 may be formed in the retarder 300.
  • the retarder 300 functions to change the phase of transmitted light.
  • it may be an optical compensation layer for expanding the viewing angle or a quarter wave plate for preventing reflection.
  • the hybrid touch sensing electrode of the present invention is used in a flexible display, it is preferably a quarter-wave plate.
  • the first sensing pattern 10 and the second sensing pattern 20 may be formed according to the structure of the retarder. Only one of) may be formed in the retarder 300 or both may be formed in the retarder 300.
  • the retarder 300 may be a single layer as illustrated in FIG. 3, and the laminated laminate in which the cured liquid crystal film 310 is bonded to one surface of the substrate 320 as illustrated in FIGS. 7 and 8. Can be a sieve.
  • the substrate 320 may be a conventional protective film, may be an alignment film to induce the alignment of the liquid crystal compound, may be a laminated film of both.
  • the retarder 300 is a laminate in which the cured liquid crystal film 310 is bonded to one surface of the substrate 320
  • the cured liquid crystal film 310 and the substrate 320 may be separate optical functional layers. Therefore, in the present invention, the first sensing pattern 10 and the second sensing pattern 20 may be formed on the cured liquid crystal film 310 and the substrate 320, respectively.
  • FIG. 7 illustrates a structure in which a first sensing pattern 10 and a second sensing pattern 20 are formed on the cured liquid crystal film 310 of the cover window 100 and the retarder 300, respectively.
  • FIG. 8 illustrates the retarder 300.
  • the first sensing pattern 10 and the second sensing pattern 20 are formed on the cured liquid crystal film 310 and the substrate 320, respectively.
  • the stacking order of the cured liquid crystal film 310 and the protective film 220 is merely an example and is not particularly limited and may be changed.
  • the substrate 320 may be formed of a laminated film of an alignment layer and a protective film.
  • the first sensing pattern 10 and the second layer may be formed.
  • the sensing pattern 20 may be formed on the alignment layer and the protective film, respectively.
  • the shape of the first sensing pattern 10 and the second sensing pattern 20 is not particularly limited unless it is the same plane.
  • a single layer retarder used in the art may be used without particular limitation, for example, a stretched polymer film or a polymer solution containing a reactive liquid crystal monomer may be used on a predetermined substrate or other optical functional layer. It may be a coating layer obtained by coating directly on.
  • the type of polymer used in the polymer film is generally used in the art and may be used without particular limitation within the scope consistent with the object of the present invention, specifically, a polycarbonate film and a polycarbonate hybrid film.
  • a cyclic olefin polymer film (Cyclic Olefin Polymer, COP) film etc. are mentioned.
  • a laminated body retarder can be obtained by apply
  • a base material may be a normal transparent protective film and may be an oriented film inducing the orientation of a liquid crystalline compound.
  • the above-described protective film may be used in the same category, and the alignment film may be used in the art without particular limitation, but it is preferable to use an organic alignment film.
  • the organic alignment film is formed using an alignment film composition containing an acrylate-based, polyimide-based or polyamic acid.
  • the polyamic acid is a polymer obtained by reacting diamine and dianhydride, and the polyimide is obtained by imidating the polyamic acid, and their structure is not particularly limited.
  • orientation provision method is not specifically limited. For example, a rubbing process, a photocuring process by exposure, etc. can be used.
  • the cured liquid crystal film formed on the substrate is formed by applying the composition for the cured liquid crystal film onto the substrate.
  • the cured liquid crystal film composition may have an optical anisotropy and a liquid crystal compound having crosslinkability by light may be used.
  • a reactive liquid crystal monomer RM
  • the polarizing plate 200 is described above.
  • the first sensing pattern 10 and the second sensing pattern 20 may be formed in individual optical functional layers constituting each stack.
  • the first sensing pattern 10 and the second sensing pattern 20 of the touch sensing electrode formed on the optical functional layer may be any material used in the art without limitation, and may be used for the image displayed on the screen. In order not to impair visibility, it is preferable to use a transparent material or to form a fine pattern. Specific examples include indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), indium zinc oxide (IZTO), cadmium tin oxide (CTO), and PEDOT (poly (3,4-ethylenedioxythiophene) ), Carbon nanotubes (CNT), metal wires, and the like. These can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the metal used for a metal wire is not specifically limited, For example, silver, gold, aluminum, copper, iron, nickel, titanium, telenium, chromium, etc. are mentioned. These can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the optical functional layer material may be used as having excellent heat resistance, or the sensing patterns 10 and 20 may be used at a low temperature such as a printing method, a coating method, and a low temperature (room temperature) sputtering. It can also form by applying a process.
  • the hybrid touch sensing electrode of the present invention can further improve visibility by adjusting the refractive index difference between the optical functional layer and the sensing electrode.
  • a difference in refractive index between the first optical function layer and the first sensing pattern and a difference in refractive index between the second optical function layer and the second sensing pattern may be 0.8 or less. If the detection pattern has a high reflectance and a large difference between the surroundings and the reflectance is identified, the detection pattern may be visually deteriorated. Accordingly, the present invention can further improve visibility by minimizing the difference in reflectance between the sensing pattern and the optical function layer by setting a difference in refractive index between the sensing pattern provided in the optical function layer and the optical function layer to 0.8 or less. Specific refractive index values of the optical functional layer and the sensing pattern may be adjusted by methods known in the art, such as the thickness of each layer and the type of specific material.
  • the refractive index of the sensing pattern is preferably 1.3 to 2.5.
  • the refractive index difference from the optical functional layer is easily included in the scope of the present invention, and the effect of improving visibility is more excellent.
  • the hybrid touch sensing electrode of the present invention may further include a structure in which an adhesive layer and a release film are sequentially stacked on at least one surface so as to facilitate later transportation and bonding with other components.
  • the hybrid touch sensing electrode of the present invention can form a touch screen panel through additional processes known in the art.
  • an optical functional film may be bonded to the upper and lower portions of the hybrid touch sensing electrode with an adhesive.
  • an adhesive agent means an adhesive or an adhesive agent.
  • any optical function layer means the visual recognition side with respect to the optical functional layer
  • the lower part of any optical functional layer means the opposite side of the visual recognition side with respect to the optical functional layer
  • the criterion for improving the visibility of the sensing pattern is a retarder.
  • the hybrid touch sensing electrode of the present invention when the hybrid touch sensing electrode of the present invention includes a retarder, and the optical functional film is bonded to the upper part of the retarder by an adhesive, the upper surface of the retarder is formed on the basis of the retarder.
  • the difference between the refractive index of the sensing pattern and the adhesive agent layer on the upper side is preferably 0.3 or less in view of improving the visibility of the sensing pattern. If either optical functional layer is a retarder, the incident light is incident on the adhesive layer and the sensing pattern before passing through the optical functional layer, which is the retarder. Can be lowered.
  • the sensing pattern formed on the upper side of the retarder is a sensing pattern formed on the upper surface of the retarder and another optical function layer (s) disposed on the upper part of the retarder and formed on the optical function layer (s). It means to include a detection pattern. Therefore, either the first optical functional layer or the second optical functional layer according to the present invention may be a retarder.
  • the difference between the refractive index of the sensing pattern formed on the lower side relative to the retarder and the adhesive agent layer on the upper side of the retarder than when the optical functional film is bonded to the adhesive agent is 0.8
  • the sensing pattern on the lower side where the incident light meets after passing through the optical functional layer, which is the retarder becomes a sensing pattern when the difference in refractive index with the upper adhesive layer exceeds 0.8. The visibility of may be lowered.
  • the sensing pattern formed on the lower side of the retarder is a sensing pattern formed on the lower surface of the retarder and another optical function layer (s) are disposed on the lower part of the retarder and formed on the optical function layer (s). It means to include a detection pattern. Therefore, either the first optical functional layer or the second optical functional layer according to the present invention may be a retarder.
  • Optical functional films that may be bonded to the hybrid touch sensing electrode of the present invention may include, for example, a window cover film, a polarizing plate, a retarder, an antireflection film, an antifouling film, a hard coating film, and the like. no.
  • Such a touch screen panel according to the present invention can be combined with a display device such as a liquid crystal display, an OLED, a flexible display.
  • a display device such as a liquid crystal display, an OLED, a flexible display.
  • ITO was deposited at room temperature on a window film and heat-treated to form an ITO layer. Thereafter, the ITO layer was manufactured as a touch pattern using a photolithography process. Subsequently, a wire electrode was formed by depositing and etching a metal material to manufacture a first touch sensing electrode.
  • ITO layer by depositing and heat-treating ITO at room temperature on a retarder, it was manufactured as a touch pattern using the photolithography process. Subsequently, a wire electrode was formed by depositing and etching a metal material to prepare a second touch sensing electrode.
  • a touch module having a total thickness of 300 ⁇ m was manufactured by bonding a polarizing plate between the window film on which the first touch sensing electrode was formed and the retarder on which the second touch sensing electrode was formed.
  • ITO was deposited at room temperature on a window film and heat-treated to form an ITO layer. Thereafter, the ITO layer was manufactured as a touch pattern using a photolithography process, and then a wire electrode was formed by depositing and etching a metal material to manufacture a first touch sensing electrode.
  • the ITO layer was formed by depositing and heat-treating ITO on a polarizing plate at room temperature, and then using a photolithography process to prepare a touch pattern. Subsequently, a wire electrode was formed by depositing and etching a metal material to prepare a second touch sensing electrode.
  • the window film on which the first touch sensing electrode is formed and the polarizing plate on which the second touch sensing electrode is formed are bonded, and a retarder is bonded to the opposite side of the polarizing plate to produce a touch module having a total thickness of 273 ⁇ m.
  • ITO was deposited at room temperature on a polarizing plate and heat-treated to form an ITO layer. Thereafter, the ITO layer was manufactured as a touch pattern using a photolithography process, and then a wire electrode was formed by depositing and etching a metal material to manufacture a first touch sensing electrode.
  • ITO layer by depositing and heat-treating ITO at room temperature on a retarder, it was manufactured as a touch pattern using the photolithography process. Subsequently, a wire electrode was formed by depositing and etching a metal material to prepare a second touch sensing electrode.
  • the polarizer on which the first touch sensing electrode is formed and the retarder on which the second touch sensing electrode is formed are bonded to each other so that the first touch sensing electrode is positioned between the polarizing plate and the retarder. Bonded to produce a touch module having a total thickness of 280 ⁇ m.
  • ITO was deposited at room temperature on a polarizing plate and heat-treated to form an ITO layer. Thereafter, the ITO layer was manufactured as a touch pattern using a photolithography process, and then a wire electrode was formed by depositing and etching a metal material to manufacture a first touch sensing electrode.
  • ITO layer by depositing and heat-treating ITO at room temperature on a retarder, it was manufactured as a touch pattern using the photolithography process. Subsequently, a wire electrode was formed by depositing and etching a metal material to prepare a second touch sensing electrode.
  • the polarizing plate on which the first touch sensing electrode is formed and the retarder on which the second touch sensing electrode is formed are bonded (so that the polarizing plate and the retarder are positioned between the first touch sensing electrode and the second touch sensing electrode), and the polarizing plate On the other side of the window film was bonded to produce a touch module having a total thickness of 280 ⁇ m.
  • a photolithography process is used to form a touch pattern, and a metal material is deposited and etched to form a wiring electrode to form a first touch sensing electrode. Prepared.
  • ITO layer by depositing and heat-treating ITO on one surface of the retarder at room temperature, it is manufactured as a touch pattern using a photolithography process, and a wiring electrode is formed by depositing and etching a metal material to form a second touch sensing electrode. Prepared.
  • the retarder on which the second touch sensing electrode is formed and the polarizing plate are bonded to each other, and a window sheet having the first touch sensing electrode formed on the upper surface of the polarizing plate is bonded to prepare a touch module having a total thickness of 914 ⁇ m.
  • a photolithography process is used to form a touch pattern, and a metal material is deposited and etched to form a wiring electrode to form a first touch sensing electrode. Prepared.
  • the photolithography process is used to form a touch pattern, and a metal material is deposited and etched to form a wiring electrode to form a second touch sensing electrode. Prepared.
  • the window sheet on which the first touch sensing electrode is formed and the polarizing plate on which the second touch sensing electrode is formed are bonded to each other, and a retarder is bonded to a bottom surface of the polarizing plate to prepare a touch module having a total thickness of 2983 ⁇ m.
  • Example 3 The same method as in Example 3 was used except that the total thickness of the touch module was 520 ⁇ m using p-3 as the polarizing plate and r-2 as the retarder.
  • Example 2 The same method as in Example 1 was used except that the total thickness of the touch module was 430 ⁇ m using w-3 as the window film and r-3 as the retarder.
  • Example 2 The same method as in Example 1 was used except that the total thickness of the touch module was 320 ⁇ m using w-2 as the window film and r-4 as the retarder.
  • Example 3 The same method as in Example 3 was used except that the overall thickness of the touch module was 320 ⁇ m using p-4 as the polarizer and r-3 ′ as the retarder.
  • Example 3 The same method as in Example 3 was used except that the total thickness of the touch module was 300 ⁇ m using p-4 as the polarizer and r-3 ′ ′ as the retarder.
  • the dielectric constant of each layer is described in Table 1 below, and the average dielectric constant was used when each optical functional layer was a multilayer structure.
  • the embodiments included in the scope of the present invention have a larger mutual capacitance than the comparative examples, and thus have excellent touch sensitivity and low noise through a change amount of voltage of the driving IC. there was.
  • the r-3, r-3 'and r-3 "retarder is a type of dielectric material mixed with the polycarbonate and the thickness of the retarder, respectively.
  • the pattern portion is a portion where the sensing pattern is formed
  • the non-pattern portion is a portion where the sensing pattern is not formed (that is, the portion where the optical functional layer is exposed).
  • the average reflectance means the average of the reflectance at 400nm to 700nm.
  • the optical function layer is a retarder
  • the difference in refractive index between the sensing pattern on the upper part of the retarder and the upper adhesive layer is 0.3 or less, it may be confirmed that visibility is more improved.
  • the refractive index difference between the sensing pattern and the adhesive layer on the lower part of the retarder is 0.8 or less, it can be seen that the visibility is further improved.
  • first sensing pattern 20 second sensing pattern
  • polarizer 220 protective film

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Abstract

본 발명은 하이브리드 터치 감지 전극 및 이를 구비한 터치 스크린 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 제1 광학 기능층에 부착된 제1 감지 패턴 및 제2 광학 기능층에 부착된 제2 감지 패턴을 구비하고, 상기 제1 및 제2 광학 기능층은 각각 유전율/두께 값이 0.01 내지 0.09 [1/㎛]이며, 상기 제1 및 제2 광학 기능층의 유전율의 합이 6 내지 11임에 따라 감도가 향상되고 노이즈가 적으며, 박막 구조를 구현할 수 있는 하이브리드 터치 감지 전극 및 이를 구비한 터치 스크린 패널에 관한 것이다.

Description

하이브리드 터치 감지 전극 및 이를 구비한 터치 스크린 패널
본 발명은 하이브리드 터치 감지 전극 및 이를 구비한 터치 스크린 패널 에 관한 것이다. 보다 상세하게는 플렉서블 디스플레이에 적용이 가능한 하이브리드 터치 감지 전극 및 이를 구비한 터치 스크린 패널에 관한 것이다.
통상적으로 터치 스크린 패널은 손으로 접촉(touch)하면 그 위치를 입력 받도록 하는 특수한 입력장치를 장착한 스크린 패널이다. 이러한 터치 스크린 패널은 키보드를 사용하지 않고 스크린에 나타난 문자나 특정 위치에 사람의 손 또는 물체가 닿으면, 그 위치를 파악하여 저장된 소프트웨어에 의해 특정 처리를 할 수 있도록, 화면에서 직접 입력자료를 받을 수 있게 한 것으로 다층으로 적층되어 구성된다.
스크린에 표시되는 영상의 시인성을 저하시키지 않으면서 터치된 부분을 인식하기 위해서는 투명 감지 전극의 사용이 필수적이며, 통상적으로 소정의 패턴으로 형성된 투명 감지 전극이 사용된다.
터치 스크린 패널에 사용되는 투명 감지 전극 구조에는 여러가지가 소개되어 있으며, 예를 들면, GFF(Glass-ITO film-ITO film), G1F(Glass-ITO film), G2(Glass only) 구조 등을 들 수 있다.
예를 들면, 종래 투명 감지 전극 구조로 도 1에 도시된 구조를 들 수 있다.
투명 감지 전극은 제1 감지 패턴(10)과 제2 감지 패턴(20)으로 형성될 수 있다. 제1 감지 패턴(10)과 제2 감지 패턴(20)은 서로 다른 방향으로 배치되어, 터치되는 지점의 X 좌표 및 Y 좌표에 대한 정보를 제공하게 된다. 구체적으로는, 사람의 손 또는 물체가 투명 기판에 접촉되면, 제1 감지 패턴(10), 제2 감지 패턴(20) 및 위치 검출라인을 경유하여 구동회로 측으로 접촉위치에 따른 정전용량의 변화가 전달된다. 그리고, X 및 Y 입력처리회로(미도시) 등에 의해 정전용량의 변화가 전기적 신호로 변환됨에 의해 접촉위치가 파악된다.
이와 관련하여, 제1 감지 패턴(10) 및 제2 감지 패턴(20)은 동일한 기판 상에 형성되며, 터치되는 지점을 감지하기 위해서는 각 패턴들은 전기적으로 연결되어야 한다. 그런데, 제2 감지 패턴(20)은 서로 연결된 형태이지만 제1 감지 패턴(10)은 섬(island) 형태로 분리된 구조로 되어 있으므로 제1 감지 패턴(10)을 전기적으로 연결하기 위해서는 별도의 연결 전극(브릿지)(50)이 필요하다.
하지만, 상기 연결 전극(50)은 제2 감지 패턴(20)과 전기적으로 연결되어서는 안되므로, 제2 감지 패턴(20)과는 다른 층에 형성되어야 한다. 이러한 구조를 나타내기 위해, 도 1의 A-A' 단면 중 연결 전극(50)이 형성된 부분의 확대도를 도 2에 도시하였다.
도 2를 참고하면, 제1 감지 패턴(10)과 제2 감지 패턴(20)은 그 위에 형성된 절연막(30)으로 서로 전기적으로 절연되어 있는 상태이다. 그리고, 전술한 바와 같이 제1 감지 패턴(10)은 전기적으로 연결될 필요가 있으므로, 연결 전극(50)을 사용하여 전기적으로 연결된다.
섬 형태로 분리된 제1 감지 패턴(10)을 제2 감지 패턴(20)과는 전기적으로 차단되면서도 연결 전극(50)으로 연결하기 위해서는, 절연막(30) 상에 콘택홀(40)을 형성한 후에, 별도의 연결 전극(50)을 형성하는 단계를 거칠 필요가 있다.
이와 같이 연결 전극(50)을 별도로 구비하는 투명 감지 전극은, 콘택홀(40) 및 연결 전극(50)을 형성하기 위한 별도의 공정이 필요하고, 제조 공정 중에 제1 감지 패턴(10) 및 제2 감지 패턴(20)이 전기적으로 단락 되는 문제가 발생할 수도 있으며, 연결 전극과 감지 패턴 간의 콘택 저항으로 인해 전기 전도도가 저하되는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 한국공개특허 제2010-84263호는 또는 기판 상에 연결 전극을 먼저 형성한 후에 절연막 및 콘택홀을 형성하고 제1 감지 패턴 및 제2 감지 패턴을 형성하는 구조를 제안하여, 마스크 수 및 공정의 복잡성을 해결하고자 하였다.
그러나, 한국공개특허 제2010-84263호 역시 별도의 연결 전극을 구비해야 하므로, 전술한 문제점을 근본적으로 해결하지는 못한다.
한편, 최근에는 유리 기판 대신에 고분자 필름을 이용하여 종래의 패널보다 더욱 얇고 가벼우며 구부릴 수 있는 플렉서블 디스플레이에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다.
플렉서블 디스플레이는 플라스틱 필름(Plastic Film) LCD, 유기 EL, wearable 디스플레이, 전자책, 전자 종이 등의 형태로 제작될 수 있으며, 응용범위 또한 매우 광범위하여 이동 통신 단말기용 디스플레이, 휴대 정보통신기기용 디스플레이와 같이 얇고 가벼운 조건 이외에도 외부 충격에 강하고, 특히 휘어지거나 다양한 형상의 디스플레이를 요구하는 제품에 적용할 수 있다.
그런데, 플렉서블 액정 디스플레이의 경우에는 그 두께를 보다 얇게 하는 것이 중요한 관심사인데, 현재 사용되고 있는 기판 소재만 기존의 유리 기판에서 고분자 필름 기판으로 대체했을 뿐, 편광판, 백라이트 등 디스플레이 구현에 필요한 주변 소재 및 부품들은 아직까지도 유리 기판에서 적용되었던 방법을 그대로 사용하고 있다.
예를 들어, 상기 종래의 액정 디스플레이는 편광판의 두께가 200 내지 400㎛이고, 편광자의 보호를 위해 사용된 보호층의 단일 두께가 25 내지 100 ㎛으로 이를 경박단소화 함에 있어서 한계가 존재하는 단점이 있어, 얇은 카드와 같은 구조물에 적용하기에는 어려움이 존재한다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 한국공개특허 2008-0073252는 액정셀에 접합되는 편광판 중 액정셀에 접하게 되는 보호필름을 제거하여 박형 구조를 달성한 기술을 개시하고 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
특허문헌 1: 한국공개특허 제2010-84263호
특허문헌 2: 한국공개특허 제2008-0073252호
본 발명은 감도가 향상되고 노이즈가 적은 터치 감지 전극을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 터치 스크린 패널의 다른 광학 기능층과 일체화된 터치 감지 전극을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 별도의 브릿지 전극이 필요하지 않은 감지 전극을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 박막 구조이며 시인성이 우수한 터치 감지 전극을 구비하는 터치 스크린 패널을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
1. 제1 광학 기능층에 부착된 제1 감지 패턴 및 제2 광학 기능층에 부착된 제2 감지 패턴을 구비하고, 상기 제1 및 제2 광학 기능층은 각각 유전율/두께 값이 0.01 내지 0.09 [1/㎛]이며, 상기 제1 및 제2 광학 기능층의 유전율의 합은 6 내지 11인, 하이브리드 터치 감지 전극.
2. 위 1에 있어서, 상기 제1 광학 기능층의 유전율은 3.2 내지 6.0 이고, 제2 광학 기능층의 유전율은 2.8 내지 5.0 인, 하이브리드 터치 감지 전극.
3. 위 1에 있어서, 상기 제1 광학 기능층의 두께는 35 내지 320 [㎛]이고, 제2 광학 기능층의 두께는 30 내지 280 [㎛]인, 하이브리드 터치 감지 전극.
4. 위 1에 있어서, 상기 제1 광학 기능층 및 제2 광학 기능층은 서로 독립적으로 터치 스크린 패널에 포함되는 광학 기능층인, 하이브리드 터치 감지 전극.
5. 위 1에 있어서, 상기 제1 감지 패턴과 제2 감지 패턴 사이의 유전율/거리는 0.01 내지 0.25 [1/㎛]인, 하이브리드 터치 감지 전극.
6. 위 1에 있어서, 상기 제1 감지 패턴과 제2 감지 패턴 사이의 거리는 12 내지 300 [㎛]인, 하이브리드 터치 감지 전극.
7. 위 1에 있어서, 상기 제1 감지 패턴과 제2 감지 패턴 사이의 유전율은 2.8 내지 5.0인, 하이브리드 터치 감지 전극.
8. 위 1에 있어서, 상기 제1 광학 기능층 및 상기 제2 광학 기능층은 서로 독립적으로 커버 윈도우, 편광판 및 리타더로 이루어진 군에서 선택되고 서로 동일한 것은 아닌, 하이브리드 터치 감지 전극.
9. 위 8에 있어서, 상기 편광판은 편광자 단일층 또는 편광자의 적어도 일면에 보호 필름이 접합된 적층체인, 하이브리드 터치 감지 전극.
10. 위 9에 있어서, 상기 적층체 편광판은 편광자 및 보호필름이 각각 개별적인 광학 기능층인, 하이브리드 터치 감지 전극.
11. 위 8에 있어서, 상기 리타더는 단일층 또는 기재의 일면에 경화 액정막이 접합된 적층체인, 하이브리드 터치 감지 전극.
12. 위 11에 있어서, 상기 적층체 리타더는 기재 및 경화 액정막이 각각 개별적인 광학 기능층인, 하이브리드 터치 감지 전극.
13. 위 1에 있어서, 상기 제1 감지 패턴과 제2 감지 패턴은 서로 다른 평면 상에 형성되는, 하이브리드 터치 감지 전극.
14. 위 1에 있어서, 상기 제1 감지 패턴과 제2 감지 패턴은 별도의 절연층을 구비하지 않는, 하이브리드 터치 감지 전극.
15. 위 1에 있어서, 상기 제1 광학 기능층과 상기 제1 감지 패턴의 굴절률의 차이 및 상기 제2 광학 기능층과 상기 제2 감지 패턴의 굴절률의 차이는 모두 0.8 이하인 하이브리드 터치 감지 전극.
16. 위 1에 있어서, 상기 감지 패턴들의 굴절률은 1.3 내지 2.5인, 리타더 일체형 터치 감지 전극.
17. 위 1 내지 16 중 어느 한 항의 하이브리드 터치 감지 전극을 구비하는 터치 스크린 패널.
18. 위 17에 있어서, 상기 하이브리드 터치 감지 전극은 상기 제1 광학 기능층 또는 제2 광학 기능층 중 어느 하나는 리타더이고, 상기 리타더 상부에 광학 기능성 필름이 점접착체로 접합되는 경우, 상기 리타더를 기준으로 상부측에 형성되는 감지 패턴의 굴절률과 상기 상부의 점접착제층의 차이는 0.3 이하인, 터치 스크린 패널.
19. 위 17에 있어서, 상기 하이브리드 터치 감지 전극은 상기 제1 광학 기능층 또는 제2 광학 기능층 중 어느 하나는 리타더이고, 상기 리타더 상부에 광학 기능성 필름이 점접착체로 접합되는 경우, 상기 리타더를 기준으로 하부측에 형성되는 감지 패턴의 굴절률과 상기 상부의 점접착제층의 차이는 0.8 이하인, 터치 스크린 패널.
20. 위 17에 있어서, 플렉서블 디스플레이와 접합되는 터치 스크린 패널.
본 발명의 하이브리드 터치 감지전극은 각 광학기능층의 유전율/두께 및 유전율의 합이 특정 범위를 가짐에 따라 감도를 향상시키며 노이즈를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 하이브리드 터치 감지 전극은 감지 패턴을 터치 스크린 패널을 형성하는 광학 기능층에 직접 형성함으로써 터치 감지 전극을 형성하기 위한 별도의 기판을 사용하지 않으므로 박막 구조를 달성할 수 있다.
또한, 본 발명의 하이브리드 터치 감지 전극은 제1 감지 패턴과 제2 감지 패턴이 서로 다른 광학 기능층에 각각 형성되므로, 광학 기능층이 감지 패턴들의 절연층 기능도 함께 수행할 수 있으므로 별도의 절연층이 필요 없을 뿐만 아니라 브릿지 전극도 필요 없으므로 박막 구조를 달성할 수 있고 제조 공정도 단순화할 수 있다.
또한, 본 발명의 하이브리드 터치 감지 전극은 광학 기능층과 감지 패턴 간의 굴절률이 특정 범위를 가짐으로써 우수한 시인성을 나타낸다.
또한, 본 발명의 하이브리드 터치 감지 전극을 포함하는 터치 스크린 패널은 점접착제층과 터치 감지 전극의 감지 패턴 간의 굴절률이 특정 범위를 가짐으로써 우수한 시인성을 나타낸다.
또한, 본 발명의 하이브리드 터치 감지 전극은 전술한 바와 같이 박막 구조를 가짐으로써 일반 디스플레이 외에 플렉서블 디스플레이에 유용하게 적용될 수 있다.
도 1은 종래 터치 감지 전극의 개략적인 평면도이다.
도 2는 종래 터치 감지 전극의 개략적인 수직 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 터치 감지 전극의 실시예들의 개략적인 분해 수직 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 터치 감지 전극의 개략적인 평면도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 구현예들에 따른 하이브리드 터치 감지 전극의 개략적인 분해 수직 단면도이다.
본 발명은 제1 광학 기능층에 부착된 제1 감지 패턴 및 제2 광학 기능층에 부착된 제2 감지 패턴을 구비하고, 상기 제1 및 제2 광학 기능층은 각각 유전율/두께 값이 0.01 내지 0.09 [1/㎛]이며, 상기 제1 및 제2 광학 기능층의 유전율의 합이 6 내지 11임에 따라 감도가 향상되고 노이즈가 적으며, 박막 구조를 구현할 수 있는 하이브리드 터치 감지 전극 및 이를 구비한 터치 스크린 패널에 관한 것이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 3에는 본 발명의 하이브리드 터치 감지 전극의 실시예들이 개략적으로 도시되어 있다. 도 3에 도시된 본 발명의 하이브리드 터치 감지 전극은 터치 감지 전극을 형성하는 제1 감지 패턴(10) 및 제2 감지 패턴(20)이 각각 터치 스크린 패널에 포함되는 서로 다른 광학 기능층에 형성된다.
이 때, 제1 감지 패턴(10)과 제2 감지 패턴(20)이 서로 다른 광학 기능층에 형성되므로, 광학 기능층의 종류에 따라 터치의 민감도에 현저한 차이가 발생한다. 이에 본 발명은 광학 기능층의 유전율/두께 파라미터가 본 발명의 하이브리드 터치 감지 전극 구조에 있어서 터치 민감도와 관련이 있음을 파악하고, 우수한 터치 민감도를 나타내는 특정한 유전율/두께 범위 및 이에 대응하는 광학 기능층의 유전율 범위를 제공한다.
본 발명에 따른 제1 및 제2 광학 기능층 각각의 유전율/두께 값은 0.01 내지 0.09 [1/㎛]이며, 상기 제1 및 제2 광학 기능층의 유전율의 합은 6 내지 11이다.
상기 유전율/두께 값이 0.01[1/㎛] 미만일 경우, 터치 응답 속도가 현저하게 느려지거나 감도가 낮아지며, 0.09[1/㎛]를 초과하는 경우, 노이즈가 많아진다. 또한, 상기 제1 및 제2 광학 기능층의 유전율의 합이 6 미만인 경우에는 터치 감지 전극이 잘 작동되지 않으며, 11을 초과하는 경우에는 노이즈가 많아지는 문제가 있다.
상기 유전율/두께 값은 유전율과 두께 값을 각각 변화시켜 조절할 수 있는데, 유전율 값은 광학 기능층의 재료를 달리하거나 고유전율 또는 저유전율 재료를 첨가 또는 코팅함으로써 변화시킬 수 있다.
본 발명에 따른 상기 제1 광학 기능층의 유전율은 특별히 한정하지는 않으나, 예를 들면, 3.2 내지 6.0이고, 제2 광학 기능층의 유전율은 2.8 내지 5.0일 수 있다. 본 명세서에서 유전율 값과 관련하여 각 광학 기능층이 다층 구조인 경우 유전율 값은 다층 구조 전체의 평균 유전율 값을 의미한다. 상기 범위 내에서 상호 정전용량(Mutual-Capacitance, Cm)의 변화량을 증가시켜 터치 센서의 감도를 향상 시킬 수 있다.
본 발명에 따른 상기 제1 광학 기능층의 두께는 특별히 한정하지는 않으나, 예를 들면, 35 내지 320 [㎛]이고, 제2 광학 기능층의 두께는 30 내지 280 [㎛]일 수 있다. 상기 범위 내에서 상호 정전용량(Mutual-Capacitance, Cm)의 변화량을 증가시켜 터치 센서의 감도를 향상 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 하이브리드 터치 감지 전극에 있어서, 제1 및 제2 감지 패턴 사이의 유전율/거리 값은 특별히 한정하지는 않으나 예를 들면, 0.01 내지 0.25 [1/㎛]인 것이 바람직하다. 상기 범위에서 터치 민감도를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 상기 제1 광학 기능층 상에 형성된 제1 감지 패턴(층)과 제2 광학 기능층 상에 형성된 제2 감지 패턴(층) 사이의 거리는 특별히 한정하지는 않으나 예를 들면, 12 내지 300[㎛]인 것이 바람직하다. 상기 범위 내에서 상호 정전용량(Mutual-Capacitance, Cm)의 변화량을 증가시켜 터치 센서의 감도를 향상 시킬 수 있고, 노이즈를 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 제1 감지 패턴과 제2 감지 패턴 사이의 유전율은 특별히 한정하지는 않으나 예를 들면, 2.8 내지 5.0 인 것이 바람직하다, 상기 범위 내에서 상호 정전용량(Mutual-Capacitance, Cm)의 변화량을 증가시켜 터치 센서의 감도를 향상 시킬 수 있고, 노이즈를 저감시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 감지 패턴이 형성될 수 있는 광학 기능층은 터치 스크린 패널에 포함되는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 커버 윈도우(100), 편광판(200), 리타더(300) 등을 들 수 있으며, 이러한 광학 기능층 중 서로 다른 광학 기능층에 감지 패턴(10, 20)이 각각 형성된다.
도 3을 참고하여 예를 들면, 제1 감지 패턴(10)과 제2 감지 패턴은(20)은 각각 커버 윈도우(100)의 일면과 편광판(200)의 일면에(도 3(a)), 또는 커버 윈도우(100)의 일면과 리타더(300)의 일면에(도 3(b), 또는 편광판(200)의 일면과 리타더(300)의 일면에(도 3(c)) 형성될 수 있다.
이와 같이, 터치 감지 전극을 형성하는 제1 감지 패턴(10)과 제2 감지 패턴은(20)이 서로 다른 광학 기능층에 형성되면 광학 기능층들이 제1 감지 패턴(10)과 제2 감지 패턴(20) 간의 전기적 절연을 달성하게 되어 별도의 절연층을 구비할 필요가 없으므로, 박막 구조의 구현이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 하이브리드 터치 감지 전극의 개략적인 평면도가 도 4에 도시되어 있다. 도 4를 참고하면, 제1 감지 패턴(10)과 제2 감지 패턴(20)이 동일한 평면 상에 형성되는 종래기술(도 2)에서는 브릿지 전극(50)이 필요하나, 본 발명에서는 서로 다른 감지 패턴이 서로 광학 기능층에 위치하게 되므로 서로 다른 평면 상에 위치하게 되어, 각 패턴은 브릿지 전극(50) 필요 없이 전기적으로 연결된 구조를 가질 수 있다. 따라서 박막 구조의 구현뿐만 아니라 터치 감지 전극의 제조 공정도 현저하게 단축시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 감지 패턴(10, 20)중 적어도 하나가 커버 윈도우(100)에 형성되는 경우, 상기 커버 윈도우(100)는 당 분야에 일반적으로 사용되는 것으로서 본 발명의 목적에 벗어나지 않는 범위 내라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있고, 구체적으로는 폴리이미드(polyimide) 윈도우필름, PMMA(Poly(methyl methacrylate))윈도우필름 등을 예로 들 수 있다. 또한, 본 발명의 일 구현예에 있어서, 감지 패턴(10, 20)중 적어도 하나가 편광판(200)에 형성되는 경우에는, 편광판의 구조에 따라 제1 감지 패턴(10)과 제2 감지 패턴(20) 중 어느 하나만 편광판(200)에 형성되거나 둘 모두 편광판(200)에 형성될 수도 있다.
구체적으로, 편광판(200)은 도 3에 도시된 바와 같이 편광자 단일층일 수도 있으며, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 편광자(210)의 적어도 일면에 보호 필름(220)이 접합된 적층체일 수 있다.
편광판(200)이 편광자(210) 및 상기 편광자(210)의 적어도 일면에 보호 필름(220)이 접합된 적층체인 경우에는 편광자(210)와 보호 필름(220)이 각각 별개의 광학 기능층이 될 수 있다. 따라서, 본 발명에 있어서 제1 감지 패턴(10) 및 제2 감지 패턴(20)은 편광자(210)와 보호 필름(220)에 각각 형성될 수 있다.
도 5는 커버 윈도우(100)와 편광판(200)의 편광자(210)에 각각 제1 감지 패턴(10)과 제2 감지 패턴(20)이 형성된 구조이며, 도 6은 편광판(200)의 편광자(210)와 보호 필름(220)에 각각 제1 감지 패턴(10)과 제2 감지 패턴(20)이 형성된 구조이다.
도 5 및 도 6에 있어서 편광자(210)와 보호 필름(220)의 적층 순서는 예시에 불과하므로 특별히 제한되지 않고 바뀌어도 무방하며, 편광자(210)의 양면에 보호 필름(220)이 모두 접착되어 있는 경우에는 양면의 보호 필름(220)은 각각 서로 다른 광학 기능층이 되므로, 제1 감지 패턴(10)과 제2 감지 패턴(20)은 서로 다른 보호 필름(220)에 각각 형성될 수도 있다. 또한, 제1 감지 패턴(10)과 제2 감지 패턴(20)이 형성되는 면도 동일한 평면이 아니라면 특별히 제한되지 않는다.
본 발명에서 사용 가능한 편광자로는 당 분야에서 사용되는 편광자가 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 편광자로 폴리비닐알콜계 수지로 된 필름에 이색성 염료가 흡착 배향된 것을 사용할 수 있다. 편광자를 구성하는 폴리비닐알콜계 수지로는 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐과, 아세트산 비닐과 이와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체등을 사용할 수 있다. 여기서 아세트산 비닐과 공중합 가능한 다른 단량체로는 불포화 카르복시산류, 불포화 술폰산류, 올레핀류, 비닐에테르류 및 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 사용할 수 있다. 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에서 사용되는 통상적인 두께로 제조할 수 있다.
또한, 편광자는 고분자 수지 및 이색성 물질을 함유하는 고분자 용액을 다른 광학 기능층 또는 보호 필름 상에 직접 코팅하여 코팅층으로도 형성될 수 있다. 코팅층 편광자는 편광판을 편광자 단일층으로 형성하는 경우에 바람직하게 사용될 수 있다.
편광자 코팅층을 형성하기 위한 고분자 수지로는 예를 들면 대표적으로 폴리비닐알코올계 수지가 사용될 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지는 바람직하게는, 폴리아세트산 비닐계 수지를 비누화하여 얻은 폴리비닐알코올계 수지일 수 있다. 폴리아세트산 비닐계 수지로는 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산 비닐 이외에, 아세트산 비닐과 이와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산 비닐과 공중합 가능한 다른 단량체로는 불포화 카르복시산계, 불포화 술폰산계, 올레핀계, 비닐에테르계, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드계 단량체 등을 들 수 있다.
또한 폴리비닐알코올계 수지는 변성된 것일 수도 있으며, 예를 들면 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈일 수도 있다.
이러한 폴리비닐알코올계 수지에 이색성 물질을 혼합하고 막을 형성함으로써 편광자층을 형성할 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 보호 필름으로는 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등에서 우수한 필름이 사용될 수 있다. 구체적인 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 구성된 필름을 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 이용할 수도 있다.
편광자 보호 필름 중의 상기 열가소성 수지의 함량은 50 내지 100중량%, 바람직하게는 50 내지 99중량%, 보다 바람직하게는 60 내지 98중량%, 가장 바람직하게는 70 내지 97중량%인 것이 좋다. 그 함량이 50중량% 미만인 경우에는 열가소성 수지가 가지고 있는 본래의 고투명성을 충분히 발현하지 못할 수 있다.
이러한 보호 필름은 적절한 1종 이상의 첨가제가 함유된 것일 수도 있다. 첨가제로는, 예컨대 자외선흡수제, 산화방지제, 윤활제, 가소제, 이형제, 착색방지제, 난연제, 핵제, 대전방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다.
또한, 필요에 따라 보호 필름은 표면 처리된 것일 수 있다. 이러한 표면 처리로는 플라즈마 처리, 코로나 처리, 프라이머 처리 등의 건식 처리, 검화 처리를 포함하는 알칼리 처리 등의 화학 처리 등을 들 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 있어서, 감지 패턴(10, 20)중 적어도 하나가 리타더(300)에 형성될 수 있다. 리타더(300)는 투과하는 광의 위상을 변경하는 기능을 한다. 예를 들면, 시야각 확대를 위한 광학 보상층 또는 반사 방지를 위한 4분파장판(1/4λ plate)일 수 있다. 본 발명의 하이브리드 터치 감지 전극이 플렉서블 디스플레이에 사용되는 경우에는 4분파장판인 것이 바람직하다.
감지 패턴(10, 20)중 적어도 하나가 리타더(300)에 형성되는 경우에는 편광판(200)의 경우와 마찬가지로, 리타더의 구조에 따라 제1 감지 패턴(10)과 제2 감지 패턴(20) 중 어느 하나만 리타더(300)에 형성되거나 둘 모두 리타더(300)에 형성될 수도 있다.
구체적으로, 리타더(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 단일층일 수도 있으며, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 기재(320)의 일면에 경화 액정막(310)이 접합된 접합된 적층체일 수 있다. 이 때 기재(320)는 통상적인 보호 필름일 수도 있고, 액정성 화합물의 배향을 유도하는 배향막일 수도 있으며, 둘 다의 적층막일 수도 있다.
리타더(300)가 기재(320)의 일면에 경화 액정막(310)이 접합된 적층체인 경우에는 경화 액정막(310)과 기재(320)가 각각 별개의 광학 기능층이 될 수 있다. 따라서, 본 발명에 있어서 제1 감지 패턴(10) 및 제2 감지 패턴(20)은 경화 액정막(310)과 기재(320)에 각각 형성될 수 있다.
도 7은 커버 윈도우(100)와 리타더(300)의 경화 액정막(310)에 각각 제1 감지 패턴(10)과 제2 감지 패턴(20)이 형성된 구조이며, 도 8은 리타더(300)의 경화 액정막(310)와 기재(320)에 각각 제1 감지 패턴(10)과 제2 감지 패턴(20)이 형성된 구조이다.
도 7 및 도 8에 있어서 경화 액정막(310)과 보호 필름(220)의 적층 순서는 예시에 불과하므로 특별히 제한되지 않고 바뀌어도 무방하다. 또한, 경우에 따라 기재(320)는 배향막과 보호 필름의 적층막으로 구성될 수 있으며, 이 경우에는 배향막과 보호 필름이 각각 서로 다른 광학 기능층이 되므로, 제1 감지 패턴(10)과 제2 감지 패턴(20)은 배향막과 보호 필름에 각각 형성될 수도 있다. 또한, 제1 감지 패턴(10)과 제2 감지 패턴(20)이 형성되는 면도 동일한 평면이 아니라면 특별히 제한되지 않는다.
단일층 리타더로는 당분야에서 사용되는 단일층 리타더가 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 연신된 고분자 필름이거나 또는 반응성 액정 단량체를 함유하는 고분자 용액을 소정 기판 또는 다른 광학 기능층 상에 직접 코팅하여 얻어진 코팅층일 수 있다.
고분자 필름에 사용되는 고분자의 종류는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 본 발명의 목적에 부합하는 범위 내에서는 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 구체적으로는 폴리카보네이트 필름, 폴리카보네이트 하이브리드 필름. 싸이클릭 올레핀 폴리머 필름(Cyclic Olefin Polymer, COP) 필름 등을 예로 들 수 있다.
적층체 리타더는 통상적으로 기재 상에 액정성 화합물을 함유하는 고분자 용액을 도포한 후 경화시켜 얻을 수 있다. 이 때 기재는 통상적인 투명 보호 필름일 수도 있고, 액정성 화합물의 배향을 유도하는 배향막일 수도 있다.
보호 필름은 전술한 보호 필름이 동일한 범주에서 사용될 수 있으며, 배향막으로는 당분야에서 사용되는 것이 특별한 제한 없이 사용될 수 있으나, 유기 배향막을 사용하는 것이 바람직하다.
유기 배향막은 아크릴레이트계, 폴리이미드계 또는 폴리아믹산이 함유된 배향막 조성물을 사용하여 형성된다. 폴리아믹산은 디아민(di-amine)과 이무수물(dianhydride)을 반응시켜 얻어지는 폴리머이고 폴리이미드는 폴리아믹산을 이미드화하여 얻어지는 것으로 이들의 구조는 특별히 제한되지 않는다.
이후에 형성된 배향막에 배향성을 부여한다. 배향성 부여 방법은 특별히 한정하지는 않는다. 예를 들면, 러빙공정, 노광에 의한 광경화 공정 등을 사용할 수 있다.
기재 상에 형성되는 경화 액정막은 경화 액정막용 조성물을 기재 상에 도포하여 형성한다. 경화 액정막용 조성물은 광학 이방성을 가지고, 광에 의한 가교성을 갖는 액정성 화합물이 포함되어 사용될 수 있다. 예를 들면 반응성 액정 단량체(RM)을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 제1 감지 패턴(10)과 제2 감지 패턴(20)이 편광판(200)과 리타더(300)에 각각 형성되는 경우(도 3(c))에도, 전술한 바와 같이 편광판(200)과 리타더(300)가 각각 적층체인 경우에 제1 감지 패턴(10)과 제2 감지 패턴(20)은 각 적층체를 구성하는 개별적인 광학 기능층에 각각 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 광학 기능층에 형성되는 터치 감지 전극의 제1 감지 패턴(10) 및 제2 감지 패턴(20)은 당분야에서 사용되는 재료가 제한 없이 사용될 수 있으며, 스크린에 표시되는 영상의 시인성을 저해하지 않기 위해서는, 투명 소재를 사용하거나 또는 미세 패턴으로 형성되는 것이 바람직하다. 구체적인 예를 들면, 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO), PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 탄소나노튜브(CNT), 금속와이어 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
금속와이어에 사용되는 금속은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 은, 금, 알루미늄, 구리, 철, 니켈, 티타늄, 텔레늄, 크롬 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
광학 기능층 상에 감지 패턴(10, 20)을 형성하기 위해서는 광학 기능층 소재를 내열성이 우수한 것으로 사용하거나, 감지 패턴(10, 20)을 인쇄 방식, 코팅 방식, 저온(상온) 스퍼터링 등의 저온 공정을 적용하여 형성할 수도 있다.
굴절률
본 발명의 하이브리드 터치 감지 전극은 광학 기능층과 감지 전극의 굴절률 차이를 조절함으로써, 시인성을 더욱 개선할 수 있다.
예를 들면, 제1 광학 기능층과 제1 감지 패턴의 굴절률의 차이 및 제2 광학 기능층과 제2 감지 패턴의 굴절률의 차이는 모두 0.8 이하일 수 있다. 감지 패턴은 반사율이 높아 주변과 반사율 차이가 크게 되면 육안으로 식별되어, 시인성이 저하될 수 있다. 이에 본 발명은 광학 기능층과 광학 기능층에 구비되는 감지 패턴의 굴절률 차이를 0.8 이하로 하여 감지 패턴과 광학 기능층의 반사율 차이를 최소화함으로써, 시인성을 보다 개선할 수 있다. 광학 기능층과 감지 패턴의 구체적인 굴절률 값은 각 층의 두께, 구체적인 소재의 종류 등 당분야에 공지된 방법으로 조절될 수 있다. 이러한 측면에서, 감지 패턴의 굴절률은 1.3 내지 2.5인 것이 바람직하다. 감지 패턴의 굴절률이 상기 범위인 경우 광학 기능층과의 굴절률 차이가 본 발명 범위에 포함되기가 용이하고 시인성 개선 효과가 보다 뛰어나다.
전술한 바와 같은 본 발명의 하이브리드 터치 감지 전극은 추후 운송 및 타 부품과의 접합에 용이하도록 적어도 일면에 점착층 및 이형필름이 순차적으로 적층된 구조를 더 구비할 수도 있다.
본 발명의 하이브리드 터치 감지 전극은 당분야에 공지된 추가 공정을 통해 터치 스크린 패널을 형성할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 하이브리드 터치 감지 전극은 그 상부 및 하부에 각각 광학 기능성 필름이 점접착체로 접합될 수 있다. 본 발명에 있어서, 점접착제란 점착제 또는 접착제를 의미한다.
또한, 본 발명에 있어서 어떠한 광학 기능층의 상부란 그 광학 기능층을 기준으로 시인측을 의미하며, 어떠한 광학 기능층의 하부란 그 광학 기능층을 기준으로 시인측의 반대편을 의미한다.
본 발명의 터치 스크린 패널에 있어서, 감지 패턴의 시인성 개선을 위한 판단 기준은 리타더가 된다.
즉, 본 발명의 일 구현예로서, 본 발명의 하이브리드 터치 감지 전극이 리타더를 포함하고, 상기 리타더 상부에 광학 기능성 필름이 점접착체로 접합되는 경우, 상기 리타더를 기준으로 상부측에 형성되는 감지 패턴의 굴절률과 상기 상부의 점접착제층의 차이는 0.3 이하인 것이 감지 패턴의 시인성 개선 측면에서 바람직하다. 어느 한 광학 기능층이 리타더인 경우에는 입사된 광이 리타더인 광학 기능층을 통과하기 전에 점접착제층과 감지 패턴에 입사되므로 점접착제층과 감지 패턴의 굴절률이 0.3 이하이어야 감지 패턴의 반사율을 낮출 수 있다.
본 발명에 있어서, 리타더의 상부측에 형성된 감지 패턴이란, 리타더의 상면에 형성된 감지패턴 및 상기 리타더의 상부에 다른 광학 기능층(들)이 배치되고 그 광학 기능층(들)에 형성된 감지 패턴을 포함하는 것을 의미한다. 따라서, 본 발명에 따른 제1 광학 기능층 또는 제2 광학 기능층 중 어느 하나는 리타더일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예로서, 상기 리타더 상부에 광학 기능성 필름이 점접착체로 접합되는 경우 보다 상기 리타더를 기준으로 하부측에 형성되는 감지 패턴의 굴절률과 상기 상부의 점접착제층의 차이는 0.8 이하인 것이 감지 패턴의 시인성 개선 측면에서 바람직하다. 어느 한 광학 기능층이 리타더인 경우에는 입사된 광이 리타더인 광학 기능층을 통과한 후에 만나게 되는 하부측의 감지 패턴은 상부의 점접착제층과 굴절률 차이가 0.8을 초과하게 되면 하면 감지 패턴의 시인성이 저하될 수 있다.
본 발명에 있어서, 리타더의 하부측에 형성된 감지 패턴이란, 리타더의 하면에 형성된 감지패턴 및 상기 리타더의 하부에 다른 광학 기능층(들)이 배치되고 그 광학 기능층(들)에 형성된 감지 패턴을 포함하는 것을 의미한다. 따라서, 본 발명에 따른 제1 광학 기능층 또는 제2 광학 기능층 중 어느 하나는 리타더일 수 있다.
본 발명의 하이브리드 터치 감지 전극에 접합될 수 있는 광학 기능성 필름으로는 예를 들면, 윈도우 커버 필름, 편광판, 리타더, 반사방지필름, 방오필름, 하드코팅필름 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 본 발명에 따른 터치 스크린 패널은 액정 디스플레이, OLED, 플렉서블 디스플레이 등의 디스플레이 장치와 결합될 수 있다.
실시예 1
먼저 윈도우 필름에 ITO를 상온 증착 및 열처리하여 ITO층을 형성하였다. 이후 Photolithography 공정을 이용하여 상기 ITO층을 터치 패턴으로 제조하였다. 이후, 금속물질을 증착 및 에칭하여 배선 전극을 형성하여 제1 터치 감지 전극을 제조하였다.
다른 한편으로 리타더에 ITO를 상온 증착 및 열처리하여 ITO층을 형성한 후, Photolithography 공정을 이용하여 터치 패턴으로 제조하였다. 이후 금속물질을 증착 및 에칭하여 배선 전극을 형성하여 제2 터치 감지 전극을 제조하였다.
그리고, 상기 제1 터치 감지 전극이 형성된 윈도우 필름과 상기 제2 터치 감지 전극이 형성된 리타더 사이에 편광판을 개재하고 접합하여, 전체 두께가 300㎛인 터치 모듈을 제작하였다.
실시예 2
먼저 윈도우 필름에 ITO를 상온 증착 및 열처리하여 ITO층을 형성하였다. 이후 Photolithography 공정을 이용하여 상기 ITO층을 터치 패턴으로 제조한 후, 금속물질을 증착 및 에칭하여 배선 전극을 형성하여 제1 터치 감지 전극을 제조하였다.
다른 한편으로 편광판에 ITO를 상온 증착 및 열처리하여 ITO층을 형성한 후, photolithography 공정을 이용하여 터치 패턴으로 제조하였다. 이후 금속물질을 증착 및 에칭하여 배선 전극을 형성하여 제2 터치 감지 전극을 제조하였다.
그리고, 상기 제1 터치 감지 전극이 형성된 윈도우 필름과 상기 제2 터치 감지 전극이 형성된 편광판을 접합하고, 상기 편광판의 반대편에는 리타더를 접합하여 전체 두께가 273㎛인 터치 모듈을 제작하였다.
실시예 3
먼저 편광판에 ITO를 상온 증착 및 열처리하여 ITO층을 형성하였다. 이후 Photolithography 공정을 이용하여 상기 ITO층을 터치 패턴으로 제조한 후, 금속물질을 증착 및 에칭하여 배선 전극을 형성하여 제1 터치 감지 전극을 제조하였다.
다른 한편으로 리타더에 ITO를 상온 증착 및 열처리하여 ITO층을 형성한 후, Photolithography 공정을 이용하여 터치 패턴으로 제조하였다. 이후 금속물질을 증착 및 에칭하여 배선 전극을 형성하여 제2 터치 감지 전극을 제조하였다.
그리고, 상기 제1 터치 감지 전극이 형성된 편광판과 상기 제2 터치 감지 전극이 형성된 리타더를 접합(편광판과 리타더 사이에 제1 터치 감지 전극이 위치하도록)하고, 상기 편광판의 반대편에는 윈도우 필름을 접합하여 전체 두께가 280 ㎛인 터치 모듈을 제작하였다.
실시예 4
먼저 편광판에 ITO를 상온 증착 및 열처리하여 ITO층을 형성하였다. 이후 Photolithography 공정을 이용하여 상기 ITO층을 터치 패턴으로 제조한 후, 금속물질을 증착 및 에칭하여 배선 전극을 형성하여 제1 터치 감지 전극을 제조하였다.
다른 한편으로 리타더에 ITO를 상온 증착 및 열처리하여 ITO층을 형성한 후, Photolithography 공정을 이용하여 터치 패턴으로 제조하였다. 이후 금속물질을 증착 및 에칭하여 배선 전극을 형성하여 제2 터치 감지 전극을 제조하였다.
그리고, 상기 제1 터치 감지 전극이 형성된 편광판과 상기 제2 터치 감지 전극이 형성된 리타더를 접합(제1 터치 감지 전극과 제2 터치 감지 전극 사이에 편광판과 리타더가 위치하도록)하고, 상기 편광판의 반대편에는 윈도우 필름을 접합하여 전체 두께가 280 ㎛인 터치 모듈을 제작하였다.
비교예 1
윈도우 시트(window sheet)에 ITO를 상온 증착 및 열처리하여 ITO층을 형성한 후, Photolithography 공정을 이용하여 터치 패턴으로 제조하고, 금속물질을 증착 및 에칭하여 배선 전극을 형성하여 제1 터치 감지 전극을 제조하였다.
또한, 리타더의 어느 일면에 ITO를 상온 증착 및 열처리하여 ITO층을 형성한 후 Photolithography 공정을 이용하여 터치 패턴으로 제조하고, 금속물질을 증착 및 에칭하여 배선 전극을 형성하여 제2 터치 감지 전극을 제조하였다.
이후, 제2 터치 감지 전극이 형성된 리타더와 편광판을 접합하고, 상기 편광판 윗면에 제1 터치 감지 전극이 헝성된 윈도우 시트를 접합하여 전체 두께가 914㎛인 터치 모듈을 제작하였다.
비교예 2
윈도우 시트(window sheet)에 ITO를 상온 증착 및 열처리하여 ITO층을 형성한 후, Photolithography 공정을 이용하여 터치 패턴으로 제조하고, 금속물질을 증착 및 에칭하여 배선 전극을 형성하여 제1 터치 감지 전극을 제조하였다.
또한, 편광판의 어느 일면에 ITO를 상온 증착 및 열처리하여 ITO층을 형성한 후, Photolithography 공정을 이용하여 터치 패턴으로 제조하고, 금속물질을 증착 및 에칭하여 배선 전극을 형성하여 제2 터치 감지 전극을 제조하였다.
이후, 제1 터치 감지 전극이 형성된 윈도우 시트와 제2 터치 감지 전극이 형성된 편광판을 접합하고, 상기 편광판의 아랫면에 리타더를 접합하여 전체 두께가 2983㎛인 터치 모듈을 제작하였다.
비교예 3
편광판으로 p-3, 리타더로 r-2를 사용하여 터치 모듈의 전체 두께가 520㎛인 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법을 사용하였다.
비교예 4
윈도우 필름으로 w-3, 리타더로 r-3를 사용하여 터치 모듈의 전체 두께가 430㎛인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하였다.
비교예 5
윈도우 필름으로 w-2, 리타더로 r-4를 사용하여 터치 모듈의 전체 두께가 320㎛인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하였다.
비교예 6
편광판으로 p-4, 리타더로 r-3’를 사용하여 터치 모듈의 전체 두께가 320㎛인 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법을 사용하였다.
비교예 7
편광판으로 p-4, 리타더로 r-3’’를 사용하여 터치 모듈의 전체 두께가 300㎛인 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법을 사용하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 터치 모듈에 대해, 하기 표 1에 각 층의 유전율을 기재하였으며, 각 광학 기능층이 다층 구조일 경우 평균 유전율을 사용하였다.
실험예 1: 감도 측정 (Cm 변화량 측정을 통한 감도평가)
상기 기재된 제조 방법에 따라 하기 표 1의 적층 순서로 만들어진 터치 스크린 패널의 감도를 평가하기 위해서, 상호 정전용량(Mutual-Capacitance, Cm)의 변화량을 측정하여, 비교예 2의 값을 100으로 가정하여 기준으로 삼고, 이에 대한 상대적인 비(%)로 나타내었다.
실험예 2: 노이즈 측정 (구동 IC의 Voltage의 변화량)
상기 기재된 제조 방법에 따라 하기 표 1의 적층 순서로 만들어진 터치 스크린 패널의 노이즈를 평가하기 위해서, Touch Module을 제작 후, 구동 IC를 연결하여, 측정되는 Volate의 변화량을 측정하며, 비교예 2의 값을 100으로 가정하여 기준으로 삼고, 이에 대한 상대적인 비 (%)로 나타내었다.
표 1
Figure PCTKR2014011036-appb-T000001
상기 표 1을 참고하면, 본 발명의 범위에 포함되는 실시예들이 비교예들에 비해 대체적으로 상호정전용량이 큰 바 터치 감도가 우수하고, 구동 IC의 Voltage의 변화량을 통해 노이즈가 적음을 알 수 있었다.
참고로, 상기 r-3, r-3' 및 r-3" 리타더는 폴리카보네이트와 혼합하는 유전 물질의 종류 및 리타더의 두께를 각각 조절한 것이다.
실시예 5 내지 14
하기 표 3에 기재된 적층 순서 및 굴절률로 하이브리드 터치 감지 전극을 포함하는 터치 스크린 패널을 제조한 후, 패턴부와 비패턴부의 위치별 평균 반사율을 측정하였다. 패턴부는 감지 패턴이 형성된 부분이고, 비패턴부는 감지 패턴이 형성되지 않은 부분(즉, 광학 기능층이 노출된 부분)이다.
상기 평균반사율은 400nm 내지 700nm에서의 반사율의 평균을 의미한다.
실시예 5 내지 14와 관련하여 각 광학기능층의 유전율/두께, 유전율의 합은 하기 표 2와 같다.
표 2
Figure PCTKR2014011036-appb-T000002
표 3
Figure PCTKR2014011036-appb-T000003
상기 표 3을 참고하면, 광학 기능층과 그 광학 기능층에 형성된 감지 패턴의 굴절률 차이가 0.8 이하이면 시인성이 보다 우수한 것을 확인할 수 있다.
바람직하게는, 광학 기능층이 리타더이고, 상기 리타더의 상부에 있는 감지 패턴과 상면 접착제층과의 굴절률 차이가 0.3 이하인 경우가 시인성이 보다 개선된 것을 확인할 수 있다. 또한, 리타더 하부에 있는 감지 패턴과 접착제층과의 굴절률 차이가 0.8 이하인 경우 역시 시인성이 보다 개선된 것을 확인할 수 있다.
[부호의 설명]
1: 기판
10: 제1 감지 패턴 20: 제2 감지 패턴
100: 커버 윈도우
200: 편광판 또는 단일층 편광자
210: 편광자 220: 보호 필름
300: 리타더
310: 경화 액정층 320: 기재

Claims (20)

  1. 제1 광학 기능층에 부착된 제1 감지 패턴 및 제2 광학 기능층에 부착된 제2 감지 패턴을 구비하고, 상기 제1 및 제2 광학 기능층은 각각 유전율/두께 값이 0.01 내지 0.09 [1/㎛]이며, 상기 제1 및 제2 광학 기능층의 유전율의 합은 6 내지 11인, 하이브리드 터치 감지 전극.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 광학 기능층의 유전율은 3.2 내지 6.0 이고, 제2 광학 기능층의 유전율은 2.8 내지 5.0인, 하이브리드 터치 감지 전극.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 광학 기능층의 두께는 35 내지 320[㎛]이고, 제2 광학 기능층의 두께는 30 내지 280 [㎛]인, 하이브리드 터치 감지 전극.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 광학 기능층 및 제2 광학 기능층은 서로 독립적으로 터치 스크린 패널에 포함되는 광학 기능층인, 하이브리드 터치 감지 전극.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 감지 패턴과 제2 감지 패턴 사이의 유전율/거리는 0.01 내지 0.25 [1/㎛]인, 하이브리드 터치 감지 전극.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 감지 패턴과 제2 감지 패턴 사이의 거리는 12 내지 300 [㎛]인, 하이브리드 터치 감지 전극.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 감지 패턴과 제2 감지 패턴 사이의 유전율은 2.8 지 5.0 인, 하이브리드 터치 감지 전극.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 광학 기능층 및 상기 제2 광학 기능층은 서로 독립적으로 커버 윈도우, 편광판 및 리타더로 이루어진 군에서 선택되고 서로 동일한 것은 아닌, 하이브리드 터치 감지 전극.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 편광판은 편광자 단일층 또는 편광자의 적어도 일면에 보호 필름이 접합된 적층체인, 하이브리드 터치 감지 전극.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 적층체 편광판은 편광자 및 보호필름이 각각 개별적인 광학 기능층인, 하이브리드 터치 감지 전극.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 리타더는 단일층 또는 기재의 일면에 경화 액정막이 접합된 적층체인, 하이브리드 터치 감지 전극.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 적층체 리타더는 기재 및 경화 액정막이 각각 개별적인 광학 기능층인, 하이브리드 터치 감지 전극.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 감지 패턴과 제2 감지 패턴은 서로 다른 평면 상에 형성되는, 하이브리드 터치 감지 전극.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 감지 패턴과 제2 감지 패턴은 별도의 절연층을 구비하지 않는, 하이브리드 터치 감지 전극.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 광학 기능층과 상기 제1 감지 패턴의 굴절률의 차이 및 상기 제2 광학 기능층과 상기 제2 감지 패턴의 굴절률의 차이는 모두 0.8 이하인 하이브리드 터치 감지 전극.
  16. 청구항 1에 있어서, 상기 감지 패턴들의 굴절률은 1.3 내지 2.5인, 리타더 일체형 터치 감지 전극.
  17. 청구항 1 내지 16 중 어느 한 항의 하이브리드 터치 감지 전극을 구비하는 터치 스크린 패널.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 하이브리드 터치 감지 전극은 상기 제1 광학 기능층 또는 제2 광학 기능층 중 어느 하나는 리타더이고, 상기 리타더 상부에 광학 기능성 필름이 점접착체로 접합되는 경우, 상기 리타더를 기준으로 상부측에 형성되는 감지 패턴의 굴절률과 상기 상부의 점접착제층의 차이는 0.3 이하인, 터치 스크린 패널.
  19. 청구항 17에 있어서, 상기 하이브리드 터치 감지 전극은 상기 제1 광학 기능층 또는 제2 광학 기능층 중 어느 하나는 리타더이고, 상기 리타더 상부에 광학 기능성 필름이 점접착체로 접합되는 경우, 상기 리타더를 기준으로 하부측에 형성되는 감지 패턴의 굴절률과 상기 상부의 점접착제층의 차이는 0.8 이하인, 터치 스크린 패널.
  20. 청구항 17에 있어서, 플렉서블 디스플레이와 접합되는 터치 스크린 패널.
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