WO2015083959A1 - 전자 장치의 터치 감지 구조 - Google Patents

전자 장치의 터치 감지 구조 Download PDF

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WO2015083959A1
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electrode
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sub
electronic device
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양희봉
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양희봉
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    • G06F2203/04111—Cross over in capacitive digitiser, i.e. details of structures for connecting electrodes of the sensing pattern where the connections cross each other, e.g. bridge structures comprising an insulating layer, or vias through substrate
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    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04112—Electrode mesh in capacitive digitiser: electrode for touch sensing is formed of a mesh of very fine, normally metallic, interconnected lines that are almost invisible to see. This provides a quite large but transparent electrode surface, without need for ITO or similar transparent conductive material

Definitions

  • the present invention relates to a touch sensing structure of an electronic device, the first electrode line formed of a metal mesh on one surface of the first layer layer formed of an insulating material, the sub-electrode formed of a metal mesh around the first electrode line
  • One side of the electronic device includes a line, a second electrode line formed of a metal mesh on the same surface as the first electrode line, a sub electrode line formed of a metal mesh around the second electrode line, and a first optical transparent adhesive layer.
  • the present invention relates to a touch sensing structure for sensing input information.
  • a touch screen panel (TSP) was formed in a form including a plurality of glass layers or film layers, and thus it was difficult to implement a slimmer appearance (eg, GFF). , GG, GFM type TSP, etc.) Even if the TSP is formed in the form of using a single glass layer for a slim appearance, the electrode pattern is formed of ITO, so it is difficult to realize the appearance of a large area. , G2 TSP, etc.)
  • the sensitivity of the sensing may be significantly improved and slimmer than in the related art.
  • the present invention is based on this technical background, and satisfies the salping technical needs as described above, as well as provide additional technical elements that can be easily invented by those skilled in the art.
  • the present invention is implemented on one surface of various electronic devices including a transparent material and an opaque material, so that one surface of the electronic device detects touch input information and detects a user's fingerprint under certain conditions. Implementing is a challenge.
  • the first layer layer formed of an insulating material; A first electrode line formed of a metal mesh on one surface of the first layer layer; A plurality of first sub electrode lines formed of a metal mesh around the first electrode line; The first electrode line, the first sub electrode line, and a first optical transparent adhesive layer; It may include.
  • the touch sensing structure of the electronic device may be formed of a metal mesh on the same surface as the first electrode line and form an intersecting structure in a state in which the first electrode line is electrically separated from the first electrode line.
  • the touch sensing structure of the electronic device the first sub-electrode line and the second sub-electrode line formed in the same area of the plurality of areas are respectively the first electrode line and the first electrode;
  • the first electrode line and the second electrode line are electrically separated from each other at the intersection point of the first electrode line and the second electrode line.
  • a disconnection region is formed, and one of the electrode lines of the first electrode line and the second electrode line is disconnected from the disconnection region and then connected through a connection pattern.
  • the insulating layer to insulate the connection pattern and the electrode line not disconnected from the disconnection region;
  • the insulation layer further includes an insulation pattern applied in the longitudinal direction of the electrode line, an insulation pattern applied in a circular shape, an insulation pattern applied in an ellipse shape, an insulation pattern applied in an arch form, and an insulation pattern in the form of a film. Or at least one of a film form having via grooves formed thereon.
  • the layer layer is formed of a transparent material to transmit light of the light emitting part, and the first electrode line and the second electrode line are outside the light emitting part. It is formed in an inclined shape with respect to the edge, the angle of the acute angle of the first electrode line or the second electrode line with the outer edge of the light emitting portion is characterized in that 25 to 65 degrees, A line connecting a plurality of intersection points formed by the first electrode line and the plurality of second electrode lines is inclined in the range of 0 degrees to 20 degrees with respect to the perpendicular or perpendicular to the outer edge of the light emitting part. Characterized in that it is formed in jin form.
  • the first electrode line and the second electrode line may have one or more of a rhombus, a square, and a rectangle based on the pattern shape of the light emitting unit.
  • the first electrode line, the second electrode line, the first sub electrode line, and the second sub electrode line have a line width of 5 ⁇ m or less.
  • the touch controller is connected to the first electrode line, the second electrode line to control a touch signal; It may further include.
  • the touch controller when the first electrode line, the second electrode line and the first sub-electrode line, the second sub-electrode line detects a touch signal for a predetermined time or more, the user is a fingerprint recognition device And a notification window for asking whether to use the fingerprint recognition program.
  • the touch controller may include a plurality of first electrode lines, a plurality of second electrode lines, The fingerprint pattern of the user is analyzed by analyzing the touch signal recognition patterns of the plurality of sub-electrode lines.
  • a touch sensing structure of an electronic device may include a second layer layer formed of an insulating material; A third electrode line formed of a metal mesh on one surface of the second layer layer; A plurality of third sub electrode lines formed of a metal mesh around the third electrode line; The third electrode line, the third sub electrode line, and a second optical transparent adhesive layer; It may include.
  • the first layer layer and the second layer layer are formed of a transparent material to transmit light of the light emitting part, and the first electrode line and the first layer
  • the three-electrode line is formed to be inclined at an angle compared to the outer edge of the light emitting portion, and the acute angle of the first electrode line or the third electrode line with the outer edge of the light emitting portion is 25 degrees to 65 degrees.
  • the first electrode line and the third electrode line may have one or more of a rhombus, a square, and a rectangle based on the pattern shape of the light emitting unit.
  • the first electrode line, the third electrode line, the first sub electrode line, and the third sub electrode line have a line width of 5 ⁇ m or less.
  • the touch sensing structure of the electronic device may further include a touch controller connected to the first electrode line and the third electrode line to control a touch signal.
  • the touch controller when the first electrode line, the third electrode line, and the sub electrode lines detect the touch signal for a preset time or more, the touch controller recognizes that the user uses a fingerprint recognition device, and recognizes a fingerprint recognition program. And a notification window asking whether to use the touch screen.
  • the touch controller may include a touch signal of a plurality of first electrode lines, a plurality of third electrode lines, and a plurality of sub-electrode lines when a command to use a fingerprint recognition program is input.
  • the fingerprint pattern of the user may be identified by analyzing the recognition pattern.
  • a touch sensing structure of an electronic device may include a second layer layer formed of an insulating material; A fourth electrode line formed on one surface of the second layer layer as an electrode including at least one of indium tin oxide (ITO) and silver nanowires; A second optical transparent adhesive layer; It may include.
  • ITO indium tin oxide
  • the first layer layer formed of an insulating material; A first electrode line formed of a metal mesh on one surface of the first layer layer; A plurality of first sub-electrode lines and a first optically transparent adhesive layer formed of a metal mesh around the first electrode line; It includes.
  • a method of forming an electrode in an electronic device may include: (a) forming a first layer layer formed of an insulating material; (b) forming a first electrode line on a surface of the first layer layer using a metal mesh; (c) forming a plurality of first sub-electrode lines in a metal mesh around the first electrode line; (d) forming a first optically clear adhesive layer; It may include.
  • the present invention can provide a touch sensing structure capable of realizing a very high resolution of touch input sensing while maintaining a very slim thickness of the electronic device.
  • the present invention forms both the first electrode line, the second electrode line, and the sub electrode line on one surface of the layer layer, thereby simultaneously implementing a slim thickness and high performance touch sensing performance.
  • the present invention may improve the sensing sensitivity by using the structural features of the sub-electrode line and more sensitively detect the position information of the touch point.
  • the sub-electrode lines formed on a region partitioned by the first electrode line and the second electrode line may include a specific type selected from one electrode line (the first electrode line and the second electrode line). Electrode line) and is disconnected from the other electrode line, the charge amount is concentrated on one electrode line, so that the sensing sensitivity is improved and the position information of the touch point can be detected more precisely.
  • the present invention may implement an electrode pattern structure that can prevent a moire phenomenon.
  • the present invention allows the first electrode line and the second electrode line to be inclined at an acute angle of 25 degrees to 65 degrees compared to the outer edge of the light emitting unit, or the intersection points at which the first electrode line and the second electrode line cross each other. This allows the line to be formed in an inclined form in a range of 0 to 20 degrees to the left or the right side based on the vertical or perpendicular to the outer edge of the light emitting unit, and by using this structural feature The moiré phenomenon can be prevented.
  • the present invention can implement a One-Glass Soltion using a metal mesh structure. Therefore, the present invention may be implemented in a form that may be applied to one surface of a large area electronic device. Conventionally, there is no One-Glass Solution technology capable of realizing sufficient touch sensing sensitivity using a metal mesh structure.
  • the present invention provides a One-Glass solution using a metal mesh structure using a unique electrode pattern structure. Can be implemented. Therefore, unlike the conventional One-Glass Solution using an Indium Tin Oxide (ITO) electrode, the electrode pattern having a low electrical resistance can be realized, and thus, it can be easily applied to one surface of a large area electronic device.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • the plurality of electrode lines and the sub-electrode lines may be implemented as a touch screen using a fine pattern having a thin line width, the distance between the lines may be tightly realized, and each electrode line may have a touch signal recognition pattern. Analyze the fingerprint pattern of the user directly on the touch screen.
  • the present invention is to implement the first electrode line and the third electrode line on a different layer, so that the first electrode line and the third electrode line does not directly meet, the portion of the insulating layer and the two electrodes meet The same effect can be achieved without forming a bridge.
  • the present invention consists of a double layer, by using not only a metal mesh (Metal mesh) in the configuration of the electrode included in the layer, but also using indium tin oxide, silver nanowires, etc. used as a conventional touch structure as the electrode of the layer It can be combined with a common touchscreen pattern.
  • Metal mesh Metal mesh
  • 1 to 2 are exemplary views showing an example of an electronic device to which the present invention can be applied.
  • 3 to 7 are exemplary diagrams illustrating a touch sensing structure of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is an exemplary view showing an electrode pattern structure for preventing a moire phenomenon.
  • 9 to 11 are exemplary views showing an example of a cross structure formed by the first electrode line and the second electrode line.
  • 12 to 13 are exemplary views illustrating a touch sensing structure of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of forming an electrode in an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 15 is an exemplary diagram illustrating a structure of recognizing a fingerprint through a touch sensing structure of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • 16A to 16J are exemplary views illustrating a touch sensing structure of an electronic device that may be generated by combining a layer layer and an optical transparent adhesive layer in the touch sensing structure of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • each component expressed below is only an example for implementing this invention. Thus, other implementations may be used in other implementations of the invention without departing from the spirit and scope of the invention.
  • each component may be implemented by purely hardware or software configurations, but may also be implemented by a combination of various hardware and software components that perform the same function.
  • two or more components may be implemented together by one hardware or software.
  • an expression such as 'first, second, third', etc. is used only for distinguishing a plurality of components, and does not limit the order or other features between the components.
  • the touch sensing structure of an electronic device may be applied to various electronic devices.
  • the touch sensing structure may be applied to an electronic device such as a keyboard, a mouse, a remote controller, a switch body, an operating device of electronic products, various buttons, a washing machine, a car, an airplane, an office device, etc. having an opaque surface.
  • the present invention may be applied to various display devices such as a monitor, a TV, a digital picture frame, a Tablet PC, a laptop PC, an all-in-one PC, and the like having a transparent surface.
  • the touch sensing structure of the electronic device according to an embodiment of the present disclosure may be applied to various electronic devices that require sensing of a touch input in addition to the above examples.
  • FIGS. 1 to 13 a touch sensing structure of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 13.
  • a touch sensing structure of an electronic device may include a first layer layer 101 formed of an insulating material and a first layer formed on one surface of the first layer layer.
  • a second electrode line 120 formed on the same surface as the electrode line 110 and the first electrode line, and having a cross structure in a state in which the electrode line 110 is electrically separated from the first electrode line, the first electrode line and the second electrode line 120.
  • the first sub electrode lines 300A and 300C and the second sub electrode lines 300B and 300D may be formed in a region partitioned by the electrode lines.
  • the touch sensing structure of the electronic device may be implemented on one surface of various electronic devices.
  • the touch sensing structure of the electronic device may be implemented on one surface of a keyboard body as shown in FIG. As described above, it may be implemented on one surface of various switch bodies, one surface of the refrigerator body as shown in FIG. 2, or one surface of the display device as shown in FIG. 2.
  • the touch sensing structure of the electronic device may be implemented on one surface of various electronic devices. Meanwhile, one surface of the electronic device may be an outer surface or an inner surface of the electronic device.
  • the first layer layer 101 may include the first electrode line 110, the second electrode line 120, the first sub electrode line 300A and 300C, and the second sub electrode line 300B and 300D. ) Serves as a substrate layer on which is formed.
  • the first layer layer 101 may be a layer layer newly formed on one surface of the electronic device. However, in some embodiments, the first layer layer 101 may be one surface of the electronic device itself.
  • the first layer layer 101 may be formed of an insulating material, and may be formed of a transparent material or an opaque material according to the applied electronic device.
  • the first layer layer 101 may be made of 'insulating transparent material' such as glass, polymer polymer (PET, PEN, etc.), other transparent film, other transparent plastic, other transparent acrylic, or the like.
  • 'insulating transparent material' such as glass, polymer polymer (PET, PEN, etc.), other transparent film, other transparent plastic, other transparent acrylic, or the like.
  • an 'insulating opaque material' such as an opaque plastic, an opaque high polymer, or an opaque acrylic.
  • the first electrode line 110 is configured to implement a sensor electrode for touch recognition, and is formed of a conductive material.
  • the first electrode line 110 may be formed of an alloy of gold, silver, platinum, copper, nickel, chromium, and any one of them, or may be formed of a light-transmitting conductor mixture such as ITO and Ag-Nanowire. have.
  • the second electrode line 120 is configured to implement a sensor electrode for touch recognition together with the first electrode line 110, and is formed of a conductive material like the first electrode line 110.
  • the second electrode line 120 may also be formed of gold, silver, platinum, copper, nickel, chromium, and an alloy of any one thereof, or may be formed of a light-transmitting conductor mixture such as ITO and Ag-Nanowire. have.
  • the first electrode line, the second electrode line, and the sub electrode line are preferably configured in the form of a metal mesh.
  • a metal mesh When manufacturing a touch screen in the form of such a metal mesh, compared to the conventional indium oxide (ITO), using a single sputtering or nano print method, a simple manufacturing process, high transmittance (over 85%), inexpensive There are several advantages, including price, low resistance, and versatility that can be used in large TVs.
  • touch screens of up to about 10 inches in size can be manufactured with indium oxide (ITO) and about 15 inches with silver nanowires. It becomes possible to manufacture.
  • ITO indium oxide
  • the metal mesh method has a problem in that natural light is reflected, and a moire phenomenon may occur in which light interference occurs depending on the light emission pattern of the light emitting unit.
  • a touch sensing structure of an electronic device may include a first layer layer formed of an insulating material; A first electrode line formed of a metal mesh on one surface of the first layer layer; A plurality of first sub electrode lines formed of a metal mesh around the first electrode line; A second electrode line formed of a metal mesh on the same surface as the first electrode line and forming a cross structure in a state in which the first electrode line is electrically separated from the first electrode line; A plurality of second sub electrode lines formed of a metal mesh around the second electrode line, wherein the plurality of sub electrode lines are divided by the first electrode line and the second electrode line; Characterized in that formed.
  • 5 to 7 illustrate a portion where the first electrode line and the second electrode line meet and a control configuration of the touch sensing structure in the touch sensing structure of the electronic device.
  • first electrode line 110 and the second electrode line 120 are formed on the same surface of the layer layer 101, and form a cross structure in a state in which they are electrically separated from each other. .
  • a disconnection is performed so that the first electrode line 110 and the second electrode line 120 are electrically separated from each other. It is preferable that a region be formed. In addition, any one of the first electrode line 110 and the second electrode line 120 in the disconnection region is disconnected and then electrically connected through a connection pattern, and the other electrode lines are not disconnected. It is preferably formed in a shape that passes through the disconnection region as it is. This is because the first electrode line 110 and the second electrode line 120 may be formed in such a structure so that the signal can be transmitted in a state that is electrically independent of each other even if they are formed together on the same surface of the layer layer 101.
  • the second electrode line 120 is disconnected at the intersection point and the disconnection region is formed in such a manner that the first electrode line 110 passes through the intersection point as it is. In this case, it is necessary to electrically connect the disconnected second electrode lines 120.
  • the disconnected second electrode lines 120 are connected to each other using a thin plate-shaped connection pattern 140 made of a conductive material. .
  • the disconnected second electrode lines 120 may be electrically separated from the first electrode by using the thin plate connection pattern 140 electrically separated from the first electrode line 110 by the insulating layer 130. In the state of being connected to each other.
  • FIG. 1 the disconnected second electrode lines 120 are connected to each other using a thin plate-shaped connection pattern 140 made of a conductive material.
  • the disconnected second electrode lines 120 may be electrically separated from the first electrode by using the thin plate connection pattern 140 electrically separated from the first electrode line 110 by the insulating layer 130. In the state of being connected to each other.
  • the second electrode lines 120 disconnected using the arcuate connection pattern 140 are connected to each other. Specifically, the disconnected second electrode lines 120 are electrically separated from the first electrode line 110 by using the arcuate connection pattern 140 formed to form a step with the first electrode line 110. In the state of being connected to each other.
  • a plurality of regions are generated by the first electrode line 110 and the second electrode line 120, and a plurality of sub electrode lines 300 are formed in the region, which is the first sub electrode line 300A, 300C) and second sub-electrode lines 300B and 300D.
  • the sub electrode lines formed in the same region of the plurality of regions are connected to only one electrode line of the first electrode line and the second electrode line ( Only sub-electrode lines of the same color exist in one region), and the sub-electrode lines formed in the facing regions of the plurality of regions are connected to only one type of electrode line that is the same as each other, and are formed in an adjacent region of the plurality of regions.
  • the sub electrode lines are connected to different kinds of electrode lines. (Sub-electrode lines of different colors are connected between the areas attached to each area, and sub-electrode lines of the same color are connected between areas facing each other.
  • the touch sensing structure of the electronic device may include a touch controller connected to the first electrode line and the second electrode wiring line to control a touch signal.
  • the first electrode line and the second electrode line are electrically insulated through the insulating layer and the insulating pattern, and can be integratedly controlled through the touch controller.
  • the touch controller controls the touch signal transmitted by the first electrode line, the second electrode line, and the sub electrode lines by the touch, and senses each touch degree according to the position and intensity of the touch signal.
  • the touch controller recognizes that the user uses a fingerprint recognition device, and recognizes the fingerprint recognition program.
  • the user inputs a command to use the fingerprint recognition program to display a notification window asking whether to use the fingerprint recognition program, the plurality of first electrode lines, the plurality of second electrode lines, and the plurality of sub-electrode lines are input.
  • the fingerprint pattern of the user may be confirmed by analyzing the touch signal recognition pattern.
  • the touch sensing structure of the present invention is a touch sensing structure using a metal mesh, and may implement a fine pattern having a thin line width, and enables a fingerprint recognition by densely implementing a gap between lines.
  • the existing fingerprint recognition has a separate fingerprint recognition device, not the touch screen itself, and recognizes the fingerprint through it, and thus, the fingerprint recognition device should be configured while reducing additional additional configuration or display area other than the display. Recognition is compared with the image or video of the fingerprint.
  • the touch sensing structure of the present invention analyzes the pattern of the plurality of electrode lines and the plurality of sub-electrode lines adhered to the fingerprint of the touched finger to determine whether the fingerprint is a preset fingerprint and determine whether to use the fingerprint recognition program. Can be.
  • connection pattern for connecting the disconnected electrode lines in the disconnection region and an insulating layer for insulating the uninterrupted electrode lines in the disconnection region may be formed in various forms.
  • the connection pattern and the disconnected electrode line can be more reliably electrically separated.
  • the insulating layer may include at least one thermosetting, UV curing, catalytic curing polymer resin selected from the group consisting of silicone, melamine, acrylic, urethane, and alkyl.
  • the insulating layer may include at least one selected from the group consisting of titanium dioxide, silicon dioxide, and silicon nitride.
  • the insulation layer may include an insulation pattern applied in the longitudinal direction of the electrode line, an insulation pattern applied in a circular shape, an insulation pattern applied in an oval shape, an insulation pattern applied in an arch form, and an insulation pattern in the form of a film.
  • various types of insulating patterns may be included.
  • the connection pattern may be formed of a conductive material, for example, gold, silver, platinum, copper, nickel, chromium and an alloy of any one of them, or ITO, Ag-Nanowire, etc. It can be formed of a conductor mixture.
  • the diameter of the insulating layer 130 is preferably greater than the width of the first electrode line 110.
  • the insulating layer 130a may be formed along the length direction of the first electrode line 110, and may cover the region in which the first electrode line 110 is formed. have. In this case, since the insulating layer 130a is formed with a minimized area, light transmittance may be improved when the layer layer 101 is formed of a transparent material.
  • the insulating layer 150 is formed in a film form having via grooves 151 and 152 may be described.
  • electrode pads 121a and 122a may be formed at ends of the disconnected second electrode lines 121 and 122, and the electrode pads 121a and 122a may be formed in the via grooves 151 and 152 and the insulating layer.
  • connection pattern 140 formed on the upper side of the 150 the first electrode line 110 may be connected to each other in an electrically separated state.
  • the sub electrode line 300 is an auxiliary electrode formed in a region partitioned by the first electrode line 110 and the second electrode line 120.
  • the sub electrode line 300 includes a plurality of regions in which the first electrode line 110 and the second electrode line 120 are divided by forming an intersecting structure as shown in FIGS. 3, 4A, and 4B.
  • the first sub electrode lines 300A and 300C and the second sub electrode lines 300B and 300D are formed on (A, B, C, and D).
  • the sub electrode line 300 is preferably formed to be connected to only one electrode line of the first electrode line 110 and the second electrode line 120. In addition, when a plurality of sub-electrode lines 300 are formed on a plurality of regions partitioned by the first electrode line 110 and the second electrode line 120, the plurality of sub-electrode lines 300 are formed in the same region among the plurality of regions.
  • the sub electrode lines 300 are preferably connected to only one kind of electrode line. Because of the structural features of the sub-electrode line 300, the amount of charge can be concentrated to a specific electrode line, thereby increasing the sensing sensitivity and the position information of the touch point can be detected more precisely.
  • a plurality of regions A, B, C, and D are formed by a cross structure of the first electrode line 110 and the second electrode line 120. Is formed, and when the plurality of sub electrode lines 300 are formed in each region, all of the first sub electrode lines 300A formed in the region A are connected only to the first electrode line 110 and the second electrode line 120 is formed. ) And the second sub-electrode lines 300B formed in the region B are all connected only to the second electrode line 120 and disconnected from the first electrode line 110. It is preferably formed. In addition, it is preferable that all of the first sub electrode lines 300C formed in the region C are connected to only the first electrode line 110 and disconnected from the second electrode line 120. The second sub electrode lines 300D may be connected to only the second electrode line 120 and may be formed to be disconnected from the first electrode line 110.
  • the sub electrode line 300 when the sub electrode line 300 is formed on a plurality of areas partitioned by the first electrode line 110 and the second electrode line 120, the sub electrode line 300 formed in the facing area. They are preferably connected to the same kind of electrode lines. Due to the structural characteristics of the sub-electrode line 300, the charge amount is concentrated to a specific electrode line, but the charge amount may be concentrated in a directional form, and thus the performance of processing sensing information may be further improved. to be.
  • a plurality of regions A, B, C, and D are formed by the cross structure of the first electrode line 110 and the second electrode line 120.
  • the sub-electrode lines 300 formed in the A region and the C region facing each other are connected only to the same first electrode line 110 and to each other.
  • the sub-electrode lines 300 formed in the B and D regions facing each other are preferably connected only to the same second electrode line 120.
  • the sub electrode line 300 when the plurality of sub-electrode lines 300 are formed in a plurality, it is preferable to form a mesh (Mesh) structure. This is because the reliability of touch sensing can be improved through such a mesh structure.
  • the sub electrode line 300 when the layer layer 101 is formed of a transparent material, the sub electrode line 300 should be thinly formed to improve light transmittance, for example, a thickness of 0.05 ⁇ m to 10 ⁇ m and a width (width). ) 0.5 um ⁇ 5 um may be formed in the form of.
  • the sub-electrode lines may form a mesh structure at intervals of 100 um to 2000 um.
  • first electrode line 110, the second electrode line 120, and the third electrode line 125 may be formed in an appropriate shape among rhombuses, squares, and rectangles based on the pattern shape of the light emitting unit. .
  • the first electrode line, the second electrode line, the third electrode line, the first sub electrode line, the second sub electrode line, and the third sub electrode line may be formed to have a line width of at least 5 ⁇ m or less.
  • the electrode when the electrode is formed, it is possible to control the line width formed by the electrode by setting the manufacturing process and the process conditions differently, and the appropriate line width of the electrode line is 3 ⁇ m, 2.2 ⁇ m, It can form in various ways, such as 1.4 micrometers and 1.2 micrometers.
  • the line width of the electrode line is thick, the electrical resistance is increased to reduce the touch signal transmission speed, and the pattern appearing on the light emitting unit display screen can be visually observed. Therefore, the thinner the line width, the more invisible to the user's eyes, the higher the light transmittance can provide a clearer screen.
  • the sub-electrode line 300 is also formed of a conductive material, for example, gold, silver, platinum, copper, nickel, chromium and any one of these alloys, or ITO, Ag-Nanowire, etc. It may be formed of a light transmissive conductor mixture of. In addition, the sub electrode line 300 may be formed of the same material as the first electrode line 110 and the second electrode line 120 or may be formed of a different material.
  • the first layer layer 101 is formed on a part of the user's finger, and forms the first electrode line, the first sub electrode line, the second electrode line, and the second sub electrode line above or below the first layer layer.
  • the first optical transparent adhesive layer 160 may be interposed between the first layer layer and the light emitting unit 400.
  • the optical transparent adhesive layer may adhere the first layer layer and the lower adhesive, and may adhere the light emitting part such as the optical transparent adhesive film (OCA) and the optical transparent adhesive resin (OCR) to the layer layer. Any material present can be used.
  • the lower adhesive material adhered using the layer layer and the optical transparent adhesive layer may be another second and third layer layers, or may be directly adhered to the light emitting part of the electronic device.
  • the optical transparent adhesive layer may be formed of a structure that adheres to the adhesive (second layer or the light emitting portion) at the bottom, or may be formed of only the layer layer and the optical transparent adhesive layer without any other adhesive at the bottom to make the touch screen structure. have.
  • the first electrode line 110 and the second electrode line 120 are the layer layer 101. It is preferable to form a plurality in the whole, and to form a touch sensing region in the entire layer layer 101 by repeatedly forming a plurality of crossing structures.
  • first electrode line 110, the second electrode line 120, the sub electrode line 300, and the connection pattern 140 may be silk screen printed, chemical vapor deposition, vacuum deposition, or plasma deposition. , Sputtering, ion beam deposition, photolithography, gravure printing, Inkjet, Offset, Imprint process and the like.
  • the single layer layer 101 is formed of glass, and the first electrode line 110, the second electrode line 120, and the sub electrode line 300 are formed of metal (gold, Silver, platinum, copper, nickel, chromium and an alloy of any one of them), to implement a One-Glass Solution (a technique using only a single glass layer) using a metal mesh (Mesh) structure.
  • metal gold, Silver, platinum, copper, nickel, chromium and an alloy of any one of them
  • the present invention can also be implemented in a form in which the touch sensing structure is formed on the light emitting portion.
  • the light emitting unit herein refers to components for emitting light, and may include various light emitting devices such as LCD, LED, and other lighting devices.
  • the present invention may be implemented in a form in which the touch sensing structure is formed on a light emitting part in the form of a display panel or a light emitting part in the form of a backlight panel.
  • the layer layer 101 is preferably formed of a transparent material and configured to transmit light.
  • the first electrode line 110 and the second electrode line 120 may be formed in various shapes such as rhombuses, squares, rectangles, etc. based on the pattern shape of the light emitting part, and compared with an outer edge. It was formed to be inclined at an angle, and through this structure it is possible to prevent the moiré phenomenon.
  • the first electrode line 110 or the second electrode line 120 forms an acute angle of 25 degrees to 65 degrees with an outer edge of the light emitting part.
  • an acute angle ⁇ 1 of which the first electrode line 110 forms the outer edge L1 of the light emitting part or the outer edge of the light emitting part of the second electrode line 120 is l1.
  • the electrode pattern is formed so that the acute angle ⁇ 2 of 25) is 25 degrees to 65 degrees, since the moiré phenomenon can be minimized through this structural feature.
  • the touch sensing structure includes a plurality of first electrode lines 110 and a plurality of second electrode lines 120
  • the plurality of first electrode lines 110 and the plurality of second electrode lines may be inclined in a range of 0 to 20 degrees to the left or the right of the light emitting unit perpendicular to or perpendicular to the outer edge of the light emitting unit. It is preferable.
  • the line l2 connecting the plurality of intersection points is inclined in the range of 0 ° to 20 ° to the left or the right of the light emitting part perpendicular to or perpendicular to the outer edge L1 of the light emitting part. It is preferable to be formed in a jin form, because this structural feature can minimize the moiré phenomenon.
  • a touch sensing structure of an electronic device may include a first layer layer 101 formed of an insulating material and a first layer formed on one surface of the first layer layer.
  • the first and second optically transparent adhesive layers may include an optical clear resin (OCR) or an optical clear adhesive (OCA).
  • OCR optical clear resin
  • OCA optical clear adhesive
  • the touch sensing structure of FIGS. 3 to 7 may include the first electrode line, the second electrode line, the first sub-electrode line, and the first electrode line in the layer layer using one layer layer. Since both sub-electrode lines are provided, there is a need for a configuration in which the first and second electrode lines are electrically disconnected by using an insulating layer and a bridge electrode.
  • the touch sensing structure of FIGS. 12 to 13 uses two layer layers, and detects a touch signal through the first electrode line 110 and the first sub-electrode line 301 in the first layer layer.
  • the second layer layer detects a touch signal through the third electrode line 125 and the third sub-electrode line 302, thereby providing a first optical transparent adhesive layer 160 between the first layer layer and the second layer layer. Electrically insulated through, the same effect can be brought out without a separate bridge electrode and an insulating layer.
  • the yield can be increased at a low price.
  • a touch sensing structure of an electronic device may include a first layer layer formed of an insulating material and one surface of the first layer layer.
  • ITO indium tin oxide
  • one layer layer is used to form electrodes using a metal mesh
  • the other layer layer is formed of an electrode layer using indium tin oxide (ITO), silver nanowires, or the like, and used as a touch screen. It becomes possible.
  • ITO indium tin oxide
  • a method of forming an electrode in an electronic device may first include forming a layer layer formed of an insulating material (S410).
  • the method of forming an electrode in the electronic device may include a step (S420) of forming an electrode line on one surface of the layer layer as a metal mesh after the step S410.
  • the method of forming an electrode in the electronic device may include a step (S430) of forming a sub-electrode line in a metal mesh around the electrode line after the step S420.
  • the method of forming an electrode in an electronic device may include forming an optical transparent adhesive layer after the operation S430 (S440).
  • the electrode line and the sub electrode line may include silk screen printing, chemical vapor deposition, vacuum deposition, plasma deposition, sputtering, ion beam deposition, photolithography, gravure printing, inkjet, offset, imprint processes, and the like. It can be formed in a variety of ways.
  • the method of forming an electrode in an electronic device according to an embodiment of the present invention described above has a category that is substantially the same as that of the “touch sensing structure of an electronic device” according to an embodiment of the present invention. It may include features.
  • the above-described features related to the 'touch sensing structure of the electronic device' may be applied to the 'method of forming an electrode in the electronic device' according to an embodiment of the present invention. Inference can be applied. In addition, on the contrary, the above-described features related to the method of forming an electrode in the electronic device may be naturally inferred to the touch-sensitive structure of the electronic device.

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Abstract

본 발명은 전자 장치의 터치 감지 구조에 관한 것으로서, 절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층; 상기 제1 레이어층의 일면에 금속 메쉬(Metal mesh)로 형성되는 제1 전극 라인; 상기 제1 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제1 서브 전극 라인; 제1 광학 투명 접착층; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자 장치의 터치 감지 구조
본 발명은 전자 장치의 터치 감지 구조에 관한 것으로서, 절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층의 일면에 금속 메쉬로 형성되는 제1전극 라인, 상기 제1전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 서브 전극 라인, 제1전극 라인과 동일면에 금속메쉬로 형성되는 제2전극 라인, 제2전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 서브 전극 라인과 제1 광학 투명 접착층을 포함하여, 전자 장치의 일면이 터치(Touch) 입력 정보를 감지하는 터치 감지 구조에 관한 것이다.
종래 터치(Touch) 입력 정보를 감지하는 기술은, 터치 스크린(Touch screen) 등의 디스플레이 분야에서만 주로 활용되었으며, 디스플레이 장치가 아닌 일반적인 전자 장치의 일면에도 적용될 수 있는 전극 패턴 형성 기술은 많이 연구되지 않았다.
또한, 디스플레이 분야에 한정하여 살펴보더라도, 종래에는 복수의 유리(Glass)층 또는 필름층을 포함하는 형태로 TSP(Touch screen panel)가 형성되어서 보다 슬림한 외관을 구현하기가 어려웠으며(예컨대, GFF, GG, GFM 방식의 TSP 등), 슬림한 외관을 위하여 단일의 유리(Glass)층 만을 사용하는 형태로 TSP를 형성하더라도 전극 패턴이 ITO로 형성되므로 대면적의 외관을 구현하기가 어려웠다.(예컨대, G2 방식의 TSP 등).
따라서, 디스플레이 장치가 아닌 다른 일반적인 전자 장치의 일면(투명 재질의 일면 또는 불투명 재질의 일면)에도 구현될 수 있고, 디스플레이 장치에 구현되는 경우에도 종래에 비해 센싱의 감도가 현저히 향상될 수 있고 보다 슬림한 외관이 구현될 수 있는 새로운 '전자 장치의 전극 형성 기술'이 요구되고 있다.
본 발명은 이러한 기술적 배경을 바탕으로 하며, 이상에서 살핀 기술적 요구를 충족시킴은 물론, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 발명할 수 없는 추가적인 기술요소들을 제공한다.
본 발명은 투명 재질 및 불투명 재질을 포함하는 다양한 전자 장치의 일면에 구현되어서, 해당 전자 장치의 일면이 터치(Touch) 입력 정보를 감지하고, 일정 조건에서 사용자의 지문을 감지할 수 있게 하는 기술을 구현하는 것을 해결 과제로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층; 상기 제1 레이어층의 일면에 금속 메쉬(Metal mesh)로 형성되는 제1 전극 라인; 상기 제1 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제1 서브 전극 라인; 상기 제1 전극 라인, 상기 제1 서브 전극 라인과 제1 광학 투명 접착층; 을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 상기 제1 전극 라인과 동일면에 금속 메쉬로 형성되고, 상기 제1 전극 라인과 전기적으로 분리된 상태에서 교차 구조를 형성하는 제2전극 라인; 상기 제2 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제2 서브 전극 라인; 을 더 포함하고, 상기 복수의 제1 서브 전극 라인 및 상기 복수의 제2 서브 전극 라인은, 상기 제1 전극 라인과 상기 제2 전극 라인에 의해 구획되는 복수의 영역에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 상기 복수의 영역 중 동일 영역에 형성된 상기 제1 서브 전극 라인 및 상기 제2 서브 전극 라인들은 각각 상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인 중 어느 하나의 전극 라인에만 연결되고, 상기 복수의 영역 중 마주 보는 영역에 형성된 상기 제1 서브 전극 라인 및 상기 제2 서브 전극 라인들은 서로 동일한 한 가지 종류의 전극 라인에만 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인이 교차 되는 교차 지점에는 상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인이 전기적으로 분리되도록 하는 단절 영역이 형성되고, 상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인 중 어느 하나의 전극 라인은 상기 단절 영역에서 단절된 뒤에 접속 패턴을 통해 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 상기 접속 패턴과 상기 단절 영역에서 단절되지 않은 전극 라인을 서로 절연시키는 절연층; 을 더 포함하고, 상기 절연층은, 전극 라인의 길이 방향으로 도포되는 절연 패턴, 원모양으로 도포되는 절연 패턴, 타원 모양으로 도포되는 절연 패턴, 아치 형태로 도포되는 절연 패턴, 필름 형태의 절연 패턴 또는 비아 홈이 형성된 필름 형태 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 상기 레이어층은 투명 재질로 형성되어 발광부의 빛을 투과시키고, 상기 제1전극 라인 및 상기 제2전극 라인은 상기 발광부의 외곽 테두리와 비교하여 일정 각도 기울어진 형태로 형성되고, 상기 제1전극 라인 또는 상기 제2전극 라인이 상기 발광부의 외곽 테두리와 이루는 예각의 각도는 25도 내지 65도인 것을 특징으로 하며, 상기 복수의 제1전극 라인 및 상기 복수의 제2전극 라인이 형성하는 복수의 교차점들을 이은 선(Line)은, 상기 발광부의 외곽 테두리와 수직을 이루거나 또는 수직인 상태를 기준으로 0도 내지 20도의 범위에서 기울어진 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 상기 제1 전극 라인 및 상기 제2 전극 라인의 형태는, 발광부의 패턴 모양에 근거하여 마름모형, 정사각형, 직사각형 중 하나 이상을 포함하며, 상기 제1 전극 라인, 상기 제2 전극 라인, 상기 제1 서브 전극 라인, 상기 제2 서브 전극 라인은, 5μm이하의 선폭을 가지고 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 상기 제1 전극 라인과, 상기 제2 전극 라인과 연결되어 터치 신호를 제어하는 터치 컨트롤러; 를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 터치 컨트롤러는, 상기 제1 전극 라인, 상기 제2 전극 라인 및 상기 제1 서브 전극 라인, 상기 제2 서브 전극 라인이 기 설정된 시간 이상 터치 신호를 감지하는 경우, 사용자가 지문 인식 장치를 사용하는 것으로 인식하고, 지문 인식 프로그램의 사용 여부를 묻는 알림창을 표시하고, 상기 터치 컨트롤러는, 지문 인식 프로그램의 사용 명령이 입력되는 경우, 복수의 제1 전극 라인, 복수의 제2 전극 라인, 복수의 서브 전극 라인들의 터치 신호 인식 패턴을 분석하여 사용자의 지문 패턴을 확인하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 절연성 재질로 형성되는 제2 레이어층; 상기 제2 레이어층의 일면에 금속 메쉬로 형성되는 제3 전극 라인; 상기 제3 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제3 서브 전극 라인; 상기 제3 전극 라인, 상기 제3 서브 전극 라인과 제2 광학 투명 접착층; 을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 상기 제1 레이어층 및 상기 제2 레이어층은 투명 재질로 형성되어 발광부의 빛을 투과시키고, 상기 제1전극 라인 및 상기 제3전극 라인은 상기 발광부의 외곽 테두리와 비교하여 일정 각도 기울어진 형태로 형성되고, 상기 제1전극 라인 또는 상기 제3전극 라인이 상기 발광부의 외곽 테두리와 이루는 예각의 각도는 25도 내지 65도인 것을 특징으로 하며, 복수의 제1전극 라인 및 복수의 제3전극 라인을 포함하되, 상기 복수의 제1전극 라인 및 상기 복수의 제3전극 라인이 형성하는 복수의 교차점들을 이은 선(Line)은, 상기 발광부의 외곽 테두리와 수직을 이루거나 또는 수직인 상태를 기준으로 0도 내지 20도의 범위에서 기울어진 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 상기 제1 전극 라인 및 상기 제3 전극 라인의 형태는, 발광부의 패턴 모양에 근거하여 마름모형, 정사각형, 직사각형 중 하나 이상을 포함하며, 상기 제1 전극 라인, 상기 제3 전극 라인, 상기 제1 서브 전극 라인, 상기 제3 서브 전극 라인은, 5μm이하의 선폭을 가지고 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 상기 제1 전극 라인과, 상기 제3 전극 라인과 연결되어 터치 신호를 제어하는 터치 컨트롤러;를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 터치 컨트롤러는, 상기 제1 전극 라인, 상기 제3 전극 라인 및 서브 전극 라인들이 기 설정된 시간 이상 터치 신호를 감지하는 경우, 사용자가 지문 인식 장치를 사용하는 것으로 인식하고, 지문 인식 프로그램의 사용 여부를 묻는 알림창을 표시할 수 있으며, 상기 터치 컨트롤러는, 지문 인식 프로그램의 사용 명령이 입력되는 경우, 복수의 제1 전극 라인, 복수의 제3 전극 라인, 복수의 서브 전극 라인들의 터치 신호 인식 패턴을 분석하여 사용자의 지문 패턴을 확인하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 절연성 재질로 형성되는 제2 레이어층; 상기 제2 레이어층의 일면에 산화인듐주석(ITO), 은나노 와이어 중 하나 이상을 포함하는 전극으로 형성되는 제4 전극 라인; 제2 광학 투명 접착층; 을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층; 상기 제1 레이어층의 일면에 금속 메쉬(Metal mesh)로 형성되는 제1 전극 라인; 상기 제1 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제1 서브 전극 라인과 제1 광학 투명 접착층; 을 포함한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치에 전극을 형성하는 방법은, (a) 절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층이 형성되는 단계; (b) 상기 제1 레이어층의 일면에, 제1 전극 라인이 금속 메쉬로 형성되는 단계; (c) 상기 제1 전극 라인의 주변에, 복수의 제1 서브 전극 라인이 금속 메쉬로 형성되는 단계; (d) 제1 광학 투명 접착층을 형성하는 단계; 를 포함할 수 있다.
본 발명은, 전자 장치의 두께는 매우 슬림하게 유지하면서, 매우 높은 터치 입력 센싱의 해상도(Resolution)를 구현할 수 있는 터치 감지 구조를 제공할 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 레이어층의 일면에 제1전극 라인, 제2전극 라인 및 서브 전극 라인을 모두 형성하여, 슬림한 두께와 고성능의 터치 감지 성능을 동시에 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 서브 전극 라인의 구조적인 특징을 이용하여 센싱 감도를 향상시키고 터치 지점의 위치 정보를 더욱 세밀하게 감지할 수 있다. 구체적으로, 본 발명은, 상기 제1전극 라인 및 상기 제2전극 라인에 의해 구획되는 영역 상에 형성되는 서브 전극 라인들이, 일측 전극 라인(제1전극 라인 및 제2전극 라인에서 선택된 특정 종류의 전극 라인)에만 접속되고 타측 전극 라인에는 단절되는 형태로 형성되므로, 전하량이 일측 전극 라인으로 집중되어 센싱 감도가 향상되고 터치 지점의 위치 정보가 더욱 세밀하게 감지될 수 있다.
또한, 본 발명은 투명 재질로 터치 감지 구조를 형성하고 발광부가 결합된 형태로 터치 감지 구조를 형성하는 경우, 모아레(Moire) 현상을 방지할 수 있는 전극 패턴 구조를 구현할 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 제1전극 라인 및 제2전극 라인이 발광부의 외곽 테두리와 비교하여 일정 각도 25도 내지 65도의 예각으로 기울어지도록 하거나, 제1전극 라인 및 제2전극 라인이 교차되는 교차점들을 이은 선(Line)이 발광부의 외곽 테두리와 수직을 이루거나 또는 수직인 상태를 기준으로 좌측 또는 우측으로 0도 내지 20도의 범위에서 기울어진 형태로 형성되도록 할 수 있으며, 이러한 구조적인 특징을 이용하여 모아레 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 금속 메쉬 구조를 이용한 One-Glass Soltion을 구현할 수 있다. 따라서, 대면적의 전자 장치의 일면에도 적용될 수 있는 형태로 구현될 수 있다. 종래에는 금속 메쉬(Mesh) 구조를 이용하여 충분한 터치 센싱 감도를 구현할 수 있는 One-Glass Solution 기술이 존재하지 않았는데, 본 발명은 특유의 전극 패턴 구조를 이용하여 금속 메쉬 구조를 이용한 One-Glass Solution을 구현할 수 있다. 따라서, ITO(Indium Tin Oxide) 전극을 이용하는 종래의 One-Glass Solution과 달리 전기 저항이 낮은 전극 패턴을 구조를 구현할 수 있으며, 이에 따라 대면적의 전자 장치의 일면에도 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 본 발명은 복수의 전극 라인들과 서브 전극라인들이 선폭이 가는 미세 패턴을 이용하여 터치 스크린으로 구현 가능하므로, 선과 선 사이의 간격을 조밀하게 구현할 수 있고, 각 전극 라인들이 터치 신호 인식 패턴을 분석하여 사용자의 지문 패턴을 터치 스크린상에서 직접 확인할 수 있다.
또한, 본 발명은, 제1 전극 라인과 제3 전극 라인을 서로 다른 레이어 상에 구현토록 하여, 제1 전극 라인과 제3 전극 라인이 직접적으로 만나지 않게 함으로써, 절연층과 두 전극이 만나는 부분의 브릿지를 형성하지 않아도 같은 효과를 나타낼 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 레이어를 이중으로 구성하고, 레이어에 포함되는 전극의 구성시 금속 메쉬(Metal mesh) 뿐만 아니라, 기존의 터치 구조로 사용되는 산화인듐주석, 은나노 와이어 등을 레이어의 전극으로 사용함으로써 보편적인 터치스크린 패턴과 조합하여 구현이 가능하다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1 내지 도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 전자 장치의 예시를 나타내는 예시도이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조를 나타내는 예시도이다.
도 8은 모아레(Moire) 현상을 방지하기 위한 전극 패턴 구조를 나타내는 예시도이다.
도 9 내지 도 11은 제1전극 라인 및 제2전극 라인이 형성하는 교차구조의 예시를 나타내는 예시도이다.
도 12 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조를 나타내는 예시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치에 전극을 형성하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조를 통해 지문을 인식하는 구조를 나타내는 예시도이다.
도 16a 내지 도 16j는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조에서, 레이어층과 광학 투명 접착층을 조합하여 생성할 수 있는 전자 장치의 터치 감지 구조를 나타내는 예시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '전자 장치의 터치 감지 구조, 전자 장치, 전자 장치에 전극을 형성하는 방법'을 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
한편, 이하에서 표현되는 각 구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다. 또한, 각 구성부는 순전히 하드웨어 또는 소프트웨어의 구성만으로 구현될 수도 있지만, 동일 기능을 수행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 둘 이상의 구성부들이 함께 구현될 수도 있다.
또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, '제1, 제2, 제3' 등과 같은 표현은, 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
이하에서 살펴볼 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 다양한 전자 장치에 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 터치 감지 구조는 불투명 재질의 표면을 가지는 키보드(Keyboard), 마우스, 리모콘, 스위치 몸체, 전자 제품의 조작 장치, 각종 버튼, 세탁기, 자동차, 비행기, 사무기기 등의 전자 장치에 적용될 수 있으며, 투명 재질의 표면을 가지는 모니터, TV, 디지털 액자, Tablet PC, Laptop PC, All-in-one PC 등의 각종 디스플레이 장치에 적용될 수도 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 이러한 예시들 이외에도 터치(Touch) 입력의 감지가 필요한 다양한 전자 장치에 적용될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조를 살펴본다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층(101), 상기 제1 레이어층의 일면에 형성되는 제1전극 라인(110), 상기 제1전극 라인과 동일면에 형성되고 상기 제1전극 라인과 전기적으로 분리된 상태에서 교차 구조를 형성하는 제2전극 라인(120), 상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인에 의해 구획되는 영역에 형성되는 제1 서브 전극 라인(300A, 300C)과 제2 서브 전극 라인(300B, 300D)을 포함할 수 있다.
이러한 상기 전자 장치의 터치 감지 구조는, 위에서 언급했듯이 다양한 전자 장치의 일면에 구현될 수 있는데, 예를 들어, 도 1의 상측과 같이 키보드(Keyboard) 몸체의 일면에 구현되거나, 도 1의 하측과 같이 각종 스위치(Switch) 몸체의 일면에 구현되거나, 도 2의 상측과 같이 냉장고 몸체의 일면에 구현되거나, 도 2의 하측과 같이 디스플레이 장치의 일면에 구현될 수 있다. 또한, 상기 전자 장치의 터치 감지 구조는 이러한 예시들 이외에도 다양한 전자 장치의 일면에 구현될 수 있다. 한편, 여기서 상기 전자 장치의 일면은, 전자 장치의 외부면이거나 또는 내부면일 수 있다.
상기 제1 레이어층(101)은, 상기 제1전극 라인(110), 상기 제2전극 라인(120), 상기 제1 서브 전극 라인(300A, 300C), 상기 제2 서브 전극 라인(300B, 300D)이 형성되는 기판층으로써의 역할을 수행하는 구성이다. 이러한 상기 제1 레이어층(101)은 전자 장치의 일면상에 새롭게 형성되는 레이어층일 수도 있지만, 실시 예에 따라서는 전자 장치의 일면 자체일 수도 있다.
또한, 상기 제1 레이어층(101)은 절연성 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 적용되는 전자 장치에 따라 투명 재질 또는 불투명 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 레이어층(101)은, 유리(Glass), 고분자 중합체(PET, PEN 등), 기타 투명 필름(Film), 기타 투명 플라스틱, 기타 투명 아크릴 등의 '절연성 투명 재질'로 형성되거나, 불투명 플라스틱, 불투명 고분자 중합체, 불투명 아크릴 등의 '절연성 불투명 재질'로 형성될 수 있다.
상기 제1전극 라인(110)은, 터치(Touch) 인식을 위한 Sensor Electrode을 구현하기 위한 구성으로써, 전도성 재질로 형성된다. 예를 들어, 상기 제1전극 라인(110)은 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬 및 이들 중 어느 하나에 대한 합금으로 형성되거나, ITO, Ag-Nanowire 등의 투광성 전도체 혼합물로 형성될 수 있다.
상기 제2전극 라인(120)은, 상기 제1전극 라인(110)과 함께 터치 인식을 위한 Sensor Electrode를 구현하기 위한 구성으로, 상기 제1전극 라인(110)과 마찬가지로 전도성 재질로 형성된다. 구체적으로, 상기 제2전극 라인(120) 역시, 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬 및 이들 중 어느 하나에 대한 합금으로 형성되거나, ITO, Ag-Nanowire 등의 투광성 전도체 혼합물로 형성될 수 있다.
특히, 제1 전극 라인, 제2 전극 라인, 서브 전극 라인은 금속 메쉬(Metal mesh) 형태로 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 금속 메쉬 형태로 터치 스크린을 제조하게 되면, 기존의 인듐산화물(ITO)에 비하여, 스퍼터링 1회 또는 나노 프린트(Nano print) 방식을 사용하여 간단한 제조 공정, 높은 투과율(85%이상), 저렴한 가격, 낮은 저항, 대형TV 등에도 사용될 수 있는 범용성 등 여러 장점이 있게 된다.

터치스크린의 제조에 있어서, 인듐산화물(ITO)로는 10인치 이하의 크기, 은나노와이어로는 약 15인치까지의 터치스크린을 제조할 수 있지만, 메탈메쉬 방법을 사용하게 되면 30인치 이상의 대형 터치스크린도 제조할 수 있게 된다. 그러나, 메탈메쉬 방법은 자연광이 반사되는 문제점이 있고, 발광부의 발광 패턴에 따라 광 간섭이 일어나는 모아레(Moire)현상이 발생될 수도 있다.
도 3 내지 도 7을 살펴보면, 본 발명에 의한 전자 장치의 터치 감지 구조는, 절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층; 상기 제1 레이어층의 일면에 금속 메쉬(Metal mesh)로 형성되는 제1 전극 라인; 상기 제1 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제1 서브 전극 라인; 상기 제1 전극 라인과 동일면에 금속 메쉬로 형성되고, 상기 제1 전극 라인과 전기적으로 분리된 상태에서 교차 구조를 형성하는 제2전극 라인; 상기 제2 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제2 서브 전극 라인을 포함하고, 상기 복수의 서브 전극 라인은, 상기 제1 전극 라인과 상기 제2 전극 라인에 의해 구획되는 복수의 영역에 형성되는 것을 특징으로 한다.
도 5 내지 도 7은, 전자 장치의 터치 감지 구조에서, 제1 전극 라인과 제2 전극 라인이 만나는 부분과, 터치 감지구조의 제어 구성을 나타낸 것이다.
상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)은, 상기 레이어층(101)의 동일한 일면에 형성되는 것이 바람직하고, 서로 전기적으로 분리된 상태에서 교차 구조를 형성하는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)이 교차 되는 교차 지점에는 상기 제1전극 라인(110)과 상기 제2전극 라인(120)이 전기적으로 분리되도록 하는 단절 영역이 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 단절 영역에서 상기 제1전극 라인(110)과 상기 제2전극 라인(120) 중 어느 하나의 전극 라인은 단절된 뒤에 접속 패턴을 통해 전기적으로 연결되고, 나머지 전극 라인은 단절되지 않은 상태에서 상기 단절 영역을 그대로 통과하는 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 구조로 형성되어야 상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)이 상기 레이어층(101)의 동일면에 함께 형성되더라도 서로 전기적으로 독립된 상태에서 신호를 전달할 수 있기 때문이다.
도 4a 및 도 6을 참조하면 상기 교차 구조의 구체적인 예시를 살펴볼 수 있다. 도 4a 및 도 6의 예시에서는, 교차 지점에서 제2전극 라인(120)이 단절되고 제1전극 라인(110)은 상기 교차 지점을 그대로 통과하는 형태로 단절 영역이 형성된다. 이 경우 단절된 제2전극 라인(120)들을 전기적으로 연결시키는 것이 필요한데, 1) 도 4a의 예시에서는 전도성 재질의 박판형 접속 패턴(140)을 이용하여 단절된 제2전극 라인(120)들을 서로 연결시키고 있다. 구체적으로, 절연층(130)에 의해 제1전극 라인(110)과 전기적으로 분리되는 박판형 접속 패턴(140)을 이용하여, 단절된 제2전극 라인(120)들을 상기 제1전극과 전기적으로 분리된 상태에서 서로 연결시키고 있다. 2) 또한, 도 6의 예시에서는 아치형 접속 패턴(140)을 이용하여 단절된 제2전극 라인(120)들을 서로 연결시키고 있다. 구체적으로, 제1전극 라인(110)과 단차를 이루는 형태로 형성되는 아치형 접속 패턴(140)을 이용하여, 단절된 제2전극 라인(120)들을 상기 제1전극 라인(110)과 전기적으로 분리된 상태에서 서로 연결시키고 있다.
도 3과 도 4b를 참조하면, 상기 전자 장치의 터치 감지 구조가 터치 스크린상으로 나타나는 예시를 살펴볼 수 있다.
이 때, 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)에 의하여 복수의 영역들이 생성되며, 영역 안에는 복수의 서브 전극 라인(300)들이 형성되며, 이는 제1 서브 전극 라인(300A, 300C)과 제2 서브 전극 라인(300B, 300D)로 형성된다.
또한, 각 영역별로 서브 전극 라인들의 색이 다르게 나타나 있는 것처럼, 상기 복수의 영역 중 동일 영역 안에 형성된 서브 전극 라인들은 상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인 중 어느 하나의 전극 라인에만 연결되고(1개의 영역 안에는 같은 색의 서브 전극 라인들만 존재), 상기 복수의 영역 중 마주 보는 영역에 형성된 서브 전극 라인들은 서로 동일한 한 가지 종류의 전극 라인에만 연결되고, 상기 복수의 영역 중 근접하는 영역에 형성된 서브 전극 라인들은 서로 다른 종류의 전극 라인에 연결된다. (영역별로 붙어있는 영역들 끼리는 다른 색의 서브 전극 라인들이 연결되어 있고, 서로 마주 보는 영역들 끼리는 같은 색의 서브 전극 라인들이 연결되어 있음)
도 7을 참조하면, 전자 장치의 터치 감지 구조는 상기 제1 전극 라인과, 상기 제2 전극 배선 라인과 연결되어 터치 신호를 제어하는 터치 컨트롤러;를 포함할 수 있다. 제1 전극 라인과 제2 전극 라인은 절연층 및 절연 패턴을 통하여 전기적으로 절연되어 있으며, 터치 컨트롤러를 통하여 통합적으로 제어할 수 있도록 한다.
터치 컨트롤러는 제1 전극 라인, 제2 전극 라인, 서브 전극 라인들이 터치에 의하여 전송하는 터치 신호를 제어하며, 터치 신호의 위치 및 강도에 따라서 각각의 터치 정도를 감지할 수 있다.
이 때, 상기 터치 컨트롤러는, 상기 제1 전극 라인, 상기 제2 전극 라인 및 서브 전극 라인들이 기 설정된 시간 이상 터치 신호를 감지하는 경우, 사용자가 지문 인식 장치를 사용하는 것으로 인식하고, 지문 인식 프로그램의 사용 여부를 묻는 알림창을 표시하고, 사용자가 지문 인식 프로그램을 사용할 의도로 지문 인식 프로그램의 사용 명령이 입력하는 경우, 복수의 제1 전극 라인, 복수의 제2 전극 라인, 복수의 서브 전극 라인들의 터치 신호 인식 패턴을 분석하여 사용자의 지문 패턴을 확인할 수 있다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 터치 감지 구조는, 메탈 메쉬를 사용한 터치 감지 구조로, 선폭이 가는 미세 패턴을 구현할 수 있으며, 선과 선 사이의 간격을 조밀하게 구현하여 지문 인식이 가능하게 된다. 현재 기존의 지문 인식은, 터치 스크린 자체가 아닌 별도의 지문인식 장치를 구비하고, 그를 통하여 지문을 인식하는 것으로 디스플레이 외의 별도의 추가적 구성 또는 디스플레이 면적을 줄이면서 지문 인식 장치를 구성해야 하며, 기 설정된 지문의 이미지 또는 영상과 비교하여 인식하는 방식이다.
그러나, 본 발명의 터치 감지 구조는 터치된 손가락의 지문과 접착되는 복수의 전극라인 및 복수의 서브 전극 라인의 패턴을 분석하여, 기 설정된 지문인지 여부를 판단하고 지문 인식 프로그램의 사용 여부를 판단할 수 있다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 상기 교차 구조의 추가적인 예시를 살펴볼 수 있다. 도 9 내지 도 11의 예시에서는, 단절 영역에서 단절된 전극 라인을 서로 연결시키는 접속 패턴과 상기 단절 영역에서 단절되지 않은 전극 라인을 서로 절연시키기 위한 절연층이 다양한 형태로 형성될 수 있는데, 이러한 절연층에 의해 상기 접속 패턴 및 단절되지 않은 전극 라인이 더욱 확실하게 전기적으로 분리될 수 있다. 여기서, 상기 절연층은, 실리콘계, 멜라민계, 아크릴계, 우레탄계, 알킬계로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 열경화형, UV 경화형, 촉매경화형 고분자 수지를 포함할 수 있다. 또한, 상기 절연층은 이산화티탄, 이산화규소, 질화규소로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 절연층은, 전극 라인의 길이방향으로 도포되는 절연 패턴, 원모양으로 도포되는 절연 패턴, 타원 모양으로 도포되는 절연 패턴, 아치 형태로 도포되는 절연 패턴, 필름 형태의 절연 패턴을 포함할 수 있으며, 이러한 절연 패턴 이외에도 다양한 형태의 절연 패턴을 포함할 수 있다. 또한, 상기 접속 패턴은, 전도성 재질로 형성될 수 있는데, 예를 들어, 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬 및 이들 중 어느 하나에 대한 합금으로 형성되거나, ITO, Ag-Nanowire 등의 투광성 전도체 혼합물로 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 접속 패턴(140)과 단절되지 않은 제1전극 라인(110) 사이에 원형의 절연층(130)이 형성된 예시를 살펴볼 수 있다. 이 경우 절연층(130)의 지름은 상기 제1전극 라인(110)의 폭보다 더 크게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 도 10을 참조하면, 상기 절연층(130a)이 상기 제1전극 라인(110)의 길이 방향을 따라 형성되되, 상기 제1전극 라인(110)이 형성된 영역만을 커버하는 형태로 형성될 수 있다. 이 경우 상기 절연층(130a)이 최소화된 면적으로 형성되므로 상기 레이어층(101)이 투명 재질로 형성되는 경우에 광 투과성이 향상될 수 있다. 또한, 도 11을 참조하면, 절연층(150)이 비아 홈(151, 152)이 형성된 필름 형태로 형성된 예시를 살펴볼 수 있다. 이 경우, 단절된 제2전극 라인(121, 122)의 종단에 전극 패드(121a, 122a)가 형성될 수 있으며, 상기 전극 패드(121a, 122a)는 상기 비아 홈(151, 152) 및 상기 절연층(150)의 상측에 형성되는 접속 패턴(140)을 통해, 제1전극 라인(110)과 전기적으로 분리된 상태에서 서로 연결될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 서브 전극 라인(300)은, 상기 제1전극 라인(110)과 상기 제2전극 라인(120)에 의해 구획되는 영역에 형성되는 보조 전극이다. 구체적으로, 상기 서브 전극 라인(300)은, 도 3, 도 4a, 도4b와 같이 상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)이 교차 구조를 형성함으로써 구획되는 복수의 영역(A, B, C, D) 상에 제1 서브 전극 라인(300A, 300C)과 제2 서브 전극 라인(300B, 300D)이 형성되는 구성이다.
이러한 상기 서브 전극 라인(300)은, 상기 제1전극 라인(110)과 상기 제2전극 라인(120) 중 어느 하나의 전극 라인에만 연결되는 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)에 의해 구획되는 복수의 영역 상에 복수의 서브 전극 라인(300)이 형성되는 경우, 상기 복수의 영역 중 동일 영역에 형성된 서브 전극 라인(300)들은, 동일한 한 가지 종류의 전극 라인에만 연결되는 것이 바람직하다. 이러한 서브 전극 라인(300)의 구조적인 특징에 의해, 전하량이 특정 전극 라인으로 집중될 수 있고, 이에 따라 센싱 감도가 높아지고 터치 지점의 위치 정보가 더욱 세밀하게 감지될 수 있기 때문이다.

도 3 및 도 4a, 도4b를 참조하여 구체적인 예시를 살펴보면, 상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)의 교차 구조에 의해 복수의 영역(A, B, C, D)이 형성되고, 각 영역에 복수의 서브 전극 라인(300)이 형성되는 경우, A 영역에 형성된 제1 서브 전극 라인(300A)들은 모두 제1전극 라인(110)에만 연결되고 제2전극 라인(120)과는 단절되는 형태로 형성되는 것이 바람직하고, B 영역에 형성된 제2 서브 전극 라인(300B)들은 모두 제2전극 라인(120)에만 연결되고 제1전극 라인(110)과는 단절되는 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, C 영역에 형성된 제1 서브 전극 라인(300C)들은 모두 제1전극 라인(110)에만 연결되고 제2전극 라인(120)과는 단절되는 형태로 형성되는 것이 바람직하고, D 영역에 형성된 제2 서브 전극 라인(300D)들은 모두 제2전극 라인(120)에만 연결되고 제1전극 라인(110)과는 단절되는 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)에 의해 구획되는 복수의 영역 상에 서브 전극 라인(300)이 형성되는 경우, 마주 보는 영역에 형성된 서브 전극 라인(300)들은, 서로 동일한 종류의 전극 라인에 연결되는 것이 바람직하다. 이러한 서브 전극 라인(300)의 구조적인 특징에 의해, 전하량이 특정 전극 라인으로 집중되되, 방향성을 가진 형태로 전하량이 집중될 수 있고, 이에 따라 센싱 정보를 처리하는 성능이 더욱 향상될 수 있기 때문이다.
도 3, 도 4a, 도 4b를 참조하여 구체적인 예시를 살펴보면, 상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)의 교차 구조에 의해 복수의 영역(A, B, C, D)이 형성되고, 각 영역에 서브 전극 라인(300)이 형성되는 경우, 서로 마주 보는 A 영역 및 C 영역에 형성되는 서브 전극 라인(300)은 서로 동일한 제1전극 라인(110)에만 연결되고, 서로 마주보는 B 영역 및 D 영역에 형성되는 서브 전극 라인(300)은 서로 동일한 제2전극 라인(120)에만 연결되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 서브 전극 라인(300)은, 복수 개로 형성되는 경우에 메쉬(Mesh) 구조를 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 메쉬 구조를 통해 터치 감지의 신뢰성을 향상시킬 수 있기 때문이다. 또한, 상기 서브 전극 라인(300)은, 상기 레이어층(101)이 투명 재질로 형성되는 경우에는 광 투과율을 향상시키기 위해 가늘게 형성되어야 하는데, 예를 들어, 두께 0.05um ~ 10 um, 폭(너비) 0.5 um ~ 5 um 등의 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 서브 전극 라인은, 100 um ~ 2000 um의 간격을 이루면서 메쉬(Mesh) 구조를 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120), 제3 전극 라인(125)의 형태는, 발광부의 패턴 모양에 근거하여 마름모형, 정사각형, 직사각형 중 적절한 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극 라인, 제2 전극 라인, 제3 전극 라인, 제1 서브 전극 라인, 제2 서브 전극 라인, 제3 서브 전극 라인들은, 최소한 5μm 이하의 선폭을 가지고 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 전극을 형성할 때 제조 공정과 공정 조건을 다르게 설정하여 전극으로 형성되는 선폭(width)을 조절할 수 있게 되며, 터치 스크린의 용도에 따라서 적절한 전극 라인의 선폭(width)을 3μm, 2.2μm, 1.4μm, 1.2μm 등 다양하게 형성할 수 있다.
전극 라인의 선폭이 굵은 경우 전기 저항이 높아져 터치 신호 전달 속도가 감소하게 되며, 발광부 디스플레이 화면에 나타나는 패턴을 육안으로 관찰할 수 있게 된다. 따라서 선폭을 가늘게 할수록 사용자의 눈에 보이지 않고, 광투과율이 높아져 더욱 선명한 화면을 제공할 수 있게 된다.
또한, 상기 서브 전극 라인(300) 역시 전도성의 재질로 형성되는데, 예를 들어, 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬 및 이들 중 어느 하나에 대한 합금으로 형성되거나, ITO, Ag-Nanowire 등의 투광성 전도체 혼합물로 형성될 수 있다. 또한, 상기 서브 전극 라인(300)은, 상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)과 동일 재질로 형성되거나 또는 다른 재질로 형성될 수 있다.
도 16a 내지 도 16j는, 본 발명의 터치 감지 구조가 응용될 수 있는 여러 가지 형태를 보여주며, 전자 장치를 터치할 때 전자 장치의 터치 감지구조의 단면도를 나타낸 것이다. 사용자의 손가락에 닿는 부분에 제1 레이어층(101)이 형성되어, 제1 전극 라인, 제1 서브 전극 라인, 제2 전극 라인, 제2 서브 전극 라인을 제1 레이어층 상측 또는 하측에 형성하며, 상기 제1 레이어층과 발광부(400)을 접착하도록 제1 광학 투명 접착층(160)이 사이에 들어갈 수 있다.
이 때, 광학 투명 접착층은, 제1 레이어층과 하단의 접착물을 접착시킬 수 있으며, 광학용 투명 접착 필름(OCA), 광학용 투명 접착 레진(OCR) 등 발광부와 레이어층을 접착시킬 수 있는 어떠한 물질도 사용할 수 있다. 또한, 레이어층과 광학 투명 접착층을 이용하여 접착하는 하단의 접착물은, 또 다른 제2, 제3의 레이어층이 될 수 도 있으며, 곧바로 전자 장치의 발광부와 접착시킬 수도 있다.
또한, 광학 투명 접착층은 하단의 접착물(제2 레이어층 또는 발광부)과 접착시키는 구조로 형성될 수도 있으며, 하단에 다른 접착물 없이 레이어층과 광학 투명 접착층만으로 형성되어 터치 스크린 구조를 만들 수도 있다.
한편, 도 3 내지 도 11을 살펴보면, 1개의 레이어층과 1개의 발광부를 가지고 전극을 형성하는 구조에서, 상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)은 상기 레이어층(101) 전체에서 복수로 형성되는 것이 바람직하며, 복수의 교차 구조를 반복적으로 형성하여 상기 레이어층(101) 전체에 터치 감지 영역을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 이상에서 살핀 상기 제1전극 라인(110), 상기 제2전극 라인(120), 상기 서브 전극 라인(300), 접속 패턴(140)은 실크 스크린 인쇄, 화학 기상 증착법, 진공 증착법, 플라즈마 증착법, 스퍼터링법, 이온빔 증착법, 포토리소그래피, 그라비어 인쇄(Gravure print), Inkjet, Offset, Imprint 공정 등을 포함하는 다양한 방식으로 형성될 수 있다.

[One-Glass Solution]

본 발명은 상기 단일의 레이어층(101)을 유리(Glass)로 형성하고, 상기 제1전극 라인(110), 상기 제2전극 라인(120) 및 상기 서브 전극 라인(300)을 금속(금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬 및 이들 중 어느 하나에 대한 합금)으로 형성하여, 금속 메쉬(Mesh) 구조를 이용한 One-Glass Solution(단일의 유리층만을 활용하는 기술)을 구현할 수 있다. 종래에는, ITO 전극을 이용하는 One-Glass Solution 기술만이 존재하였고, 충분한 터치 센싱 감도를 구현할 수 있는 전극 패턴 구조의 부재로 금속 메쉬(Mesh)를 이용한 One-Glass Solution 기술이 존재하지 않았는데, 본 발명은 위에서 살펴본 전극 패턴 구조를 이용하여 금속 메쉬를 이용한 One-Glass Solution을 구현할 수 있다. 따라서, ITO(Indium Tin Oxide) 전극에 한정된 종래의 One-Glass Solution과 달리 전기 저항이 낮은 전극 패턴을 구조를 구현할 수 있으며, 이에 따라 대면적의 전자 장치의 일면에도 용이하게 적용될 수 있다.

[모아레(Moire) 방지 기술]

본 발명은 상기 터치 감지 구조가 발광부상에 형성되는 형태로도 구현될 수 있다. (참고로, 여기서 발광부란, 빛을 발광시키는 구성들을 의미하며, LCD, LED, 기타 조명 소자 등의 다양한 발광 소자를 포함할 수 있다.)
예를 들어, 본 발명은 상기 터치 감지 구조가 디스플레이 패널 형태의 발광부 상에 형성되거나, 백라이트 패널 형태의 발광부에 형성되는 형태로도 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 레이어층(101)은 투명 재질로 형성되어 빛을 투과시키는 형태로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 터치 감지 구조가 상기 발광부상에 형성되는 경우, 상기 터치 감지 구조가 포함하는 전극 패턴(제1전극 라인, 제2전극 라인, 서브 전극 라인 등)과 상기 발광부의 발광 패턴에 따라 광 간섭에 의한 모아레(Moire) 현상이 발생 될 수 있다. 구체적으로, 상기 전극 패턴이 포함하는 메쉬 형태 또는 격자 형태가 상기 발광부의 발광 패턴과 겹치게 되면, 나무의 나이테처럼 원을 그리는 무늬 또는 물결 무늬 형태의 간섭 패턴이 발생(모아레 현상이 발생) 될 수 있다.
본 발명은, 상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)이 상기 발광부의 패턴 모양에 근거하여 마름모형, 정사각형, 직사각형 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있고, 외곽 테두리와 비교하여 일정 각도 기울어진 형태로 형성되도록 하였으며, 이러한 구조를 통해 모아레 현상을 방지할 수 있다.
이 경우 상기 제1전극 라인(110) 또는 상기 제2전극 라인(120)이 상기 발광부의 외곽 테두리와 25도 내지 65도의 예각을 이루는 것이 바람직하다. 구체적으로, 도 8과 같이, 상기 제1전극 라인(110)이 상기 발광부의 외곽 테두리(ℓ1)와 이루는 예각의 각도(θ1) 또는 상기 제2전극 라인(120)이 상기 발광부의 외곽 테두리(ℓ1)와 이루는 예각의 각도(θ2)가 25도 내지 65도가 되도록 전극 패턴이 형성되는 것이 바람직한데, 이러한 구조적인 특징을 통해 상기 모아레 현상을 최소화시킬 수 있기 때문이다.
또한, 상기 터치 감지 구조가 복수의 제1전극 라인(110) 및 복수의 제2전극 라인(120)을 포함하는 경우, 상기 복수의 제1전극 라인(110) 및 상기 복수의 제2전극 라인(120)이 형성하는 복수의 교차점들을 이은 선(Line)이, 상기 발광부의 외곽 테두리와 수직을 이루거나 또는 수직인 상태를 기준으로 좌측 또는 우측으로 0도 내지 20도의 범위에서 기울어진 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 도 8과 같이, 복수의 교차점들을 이은 선(ℓ2)이 상기 발광부의 외곽 테두리(ℓ1)와 수직을 이루거나 또는 수직인 상태를 기준으로 좌측 또는 우측으로 0도 내지 20도의 범위에서 기울어진 형태로 형성되는 바람직한데, 이러한 구조적인 특징을 통해 상기 모아레 현상을 최소화시킬 수 있기 때문이다.
도 12 및 도 13을 참조하여, 2개의 레이어층을 사용한 전자 장치의 터치 감지구조를 살펴본다.
도 12 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층(101), 상기 제1 레이어층의 일면에 형성되는 제1전극 라인(110), 상기 제1 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제1 서브 전극 라인(301), 절연성 재질로 형성되는 제2 레이어층(102), 상기 제2 레이어층의 일면에 금속 메쉬로 형성되는 제3 전극 라인(125), 상기 제3 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제3 서브 전극 라인(302)과 제1, 2 광학 투명 접착층(160, 161)을 포함할 수 있다.
이 때, 제1, 2 광학 투명 접착층은, OCR(Optical Clear Resin) 또는 OCA(Optical Clear Adhesive)를 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 7의 구성과 비교하여 볼 때, 도 3 내지 도 7의 터치 감지 구조는 1개의 레이어층을 이용하여 레이어층 안에 제1 전극 라인, 제2 전극 라인, 제1 서브 전극 라인, 제2 서브 전극 라인이 모두 갖추어져 있어, 절연층과 브릿지 전극을 이용하여 제1, 2 전극 라인들을 전기적으로 단절시키는 구성이 필요하다.
그러나, 도 12내지 도 13의 터치 감지 구조는, 레이어층을 2개 사용하여, 제1 레이어층에는 제1 전극 라인(110)과 제1 서브 전극 라인(301)을 통하여 터치 신호를 감지하고, 제2 레이어층에는 제3 전극 라인(125)과 제3 서브 전극 라인(302)을 통하여 터치 신호를 감지하게 되어, 제1 레이어층과 제2 레이어층 사이의 제1 광학 투명 접착층(160)을 통하여 전기적으로 절연되어, 별도의 브릿지 전극과 절연층이 없어도 같은 효과를 이끌어낼 수 있다.
따라서, 제1 전극 라인, 서브 전극 라인들과 더불어 입체적인 브릿지와 절연층을 별도로 만드는 불필요한 공정을 삭제함으로써, 저렴한 가격으로 수율을 높일 수 있게 된다.
한편, 도 16g, 도 16h, 도 16i, 도 16j를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층, 상기 제1 레이어층의 일면에 형성되는 제1전극 라인, 상기 제1 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제1 서브 전극 라인, 절연성 재질로 형성되는 제2 레이어층; 상기 제2 레이어층의 일면에 산화인듐주석(ITO), 은나노 와이어 중 하나 이상을 포함하는 전극으로 형성되는 제4 전극 라인과 제2 광학 투명 접착층; 을 포함할 수 있다.
2개 이상의 레이어층으로 이루어지는 경우, 1개 레이어층을 메탈 메쉬를 사용하여 전극을 형성하고, 다른 레이어층을 산화인듐주석(ITO),은나노 와이어 등을 이용하여 전극층을 형성하고, 터치 스크린으로 이용할 수 있게 된다.
이하, 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치에 전극을 형성하는 방법을 살펴본다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치에 전극을 형성하는 방법은, 먼저, 절연성 재질로 형성되는 레이어층이 형성되는 단계(S410)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치에 전극을 형성하는 방법은, 상기 S410 단계 이후에, 상기 레이어층의 일면에 전극 라인이 금속 메쉬로 형성되는 단계(S420)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치에 전극을 형성하는 방법은, 상기 S420 단계 이후에, 전극 라인 주변에, 서브 전극 라인이 금속 메쉬로 형성되는 단계(S430)를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치에 전극을 형성하는 방법은, 상기 S430 단계 이후에, 광학 투명 접착층을 형성하는 단계(S440)를 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 전극 라인 및 상기 서브 전극 라인은 실크 스크린 인쇄, 화학 기상 증착법, 진공 증착법, 플라즈마 증착법, 스퍼터링법, 이온빔 증착법, 포토리소그래피, 그라비어 인쇄(Gravure print), Inkjet, Offset, Imprint 공정 등을 포함하는 다양한 방식으로 형성될 수 있다.
한편, 이상에서 살펴본 본 발명의 일 실시 예에 따른 '전자 장치에 전극을 형성하는 방법'은, 카테고리는 상이하지만 본 발명의 일 실시 예에 따른 '전자 장치의 터치 감지 구조'와 실질적으로 동일한 기술적 특징을 포함할 수 있다.
따라서, 중복 기재를 방지하기 위하여 자세히 기재하지는 않았지만, 상기 '전자 장치의 터치 감지 구조'와 관련하여 상술한 특징들은, 본 발명은 일 실시 예에 따른 '전자 장치에 전극을 형성하는 방법'에도 당연히 유추 적용될 수 있다. 또한, 반대로, 상기 '전자 장치에 전극을 형성하는 방법'과 관련하여 상술한 특징들은 상기 '전자 장치의 터치 감지 구조'에도 당연히 유추 적용될 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (24)

  1. 절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층;
    상기 제1 레이어층의 일면에 금속 메쉬(Metal mesh)로 형성되는 제1 전극 라인;
    상기 제1 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제1 서브 전극 라인;
    제1 광학 투명 접착층;
    을 포함하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극 라인과 동일면에 금속 메쉬로 형성되고, 상기 제1 전극 라인과 전기적으로 분리된 상태에서 교차 구조를 형성하는 제2 전극 라인;
    상기 제2 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제2 서브 전극 라인;
    을 더 포함하고,
    상기 복수의 제1 서브 전극 라인 및 상기 복수의 제2 서브 전극 라인은, 상기 제1 전극 라인과 상기 제2 전극 라인에 의해 구획되는 복수의 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 복수의 영역 중 동일 영역에 형성된 상기 제1 서브 전극 라인 및 상기 제2 서브 전극 라인들은 각각 상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인 중 어느 하나의 전극 라인에만 연결되고,
    상기 복수의 영역 중 마주 보는 영역에 형성된 상기 제1 서브 전극 라인 및 상기 제2 서브 전극 라인들은 서로 동일한 한 가지 종류의 전극 라인에만 연결되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인이 교차 되는 교차 지점에는 상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인이 전기적으로 분리되도록 하는 단절 영역이 형성되고,
    상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인 중 어느 하나의 전극 라인은 상기 단절 영역에서 단절된 뒤에 접속 패턴을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 접속 패턴과 상기 단절 영역에서 단절되지 않은 전극 라인을 서로 절연시키는 절연층;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 절연층은, 전극 라인의 길이 방향으로 도포되는 절연 패턴, 원모양으로 도포되는 절연 패턴, 타원 모양으로 도포되는 절연 패턴, 아치 형태로 도포되는 절연 패턴, 필름 형태의 절연 패턴 또는 비아 홈이 형성된 필름 형태 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 레이어층은 투명 재질로 형성되어 발광부의 빛을 투과시키고, 상기 제1전극 라인 및 상기 제2전극 라인은 상기 발광부의 외곽 테두리와 비교하여 일정 각도 기울어진 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1전극 라인 또는 상기 제2전극 라인이 상기 발광부의 외곽 테두리와 이루는 예각의 각도는 25도 내지 65도인 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  9. 제 7항에 있어서,
    복수의 제1전극 라인 및 복수의 제2전극 라인을 포함하되,
    상기 복수의 제1전극 라인 및 상기 복수의 제2전극 라인이 형성하는 복수의 교차점들을 이은 선(Line)은, 상기 발광부의 외곽 테두리와 수직을 이루거나 또는 수직인 상태를 기준으로 0도 내지 20도의 범위에서 기울어진 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 전극 라인 및 상기 제2 전극 라인의 형태는, 발광부의 패턴 모양에 근거하여 마름모형, 정사각형, 직사각형 중 하나 이상을 포함하며,
    상기 제1 전극 라인, 상기 제2 전극 라인, 상기 제1 서브 전극 라인, 상기 제2 서브 전극 라인은, 5μm이하의 선폭을 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  11. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 전극 라인과, 상기 제2 전극 라인과 연결되어 터치 신호를 제어하는 터치 컨트롤러;
    를 더 포함하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 터치 컨트롤러는,
    상기 제1 전극 라인, 상기 제2 전극 라인 및 서브 전극 라인들이 기 설정된 시간 이상 터치 신호를 감지하는 경우, 사용자가 지문 인식 장치를 사용하는 것으로 인식하고, 지문 인식 프로그램의 사용 여부를 묻는 알림창을 표시하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 터치 컨트롤러는, 지문 인식 프로그램의 사용 명령이 입력되는 경우, 복수의 제1 전극 라인, 복수의 제2 전극 라인, 복수의 서브 전극 라인들의 터치 신호 인식 패턴을 분석하여 사용자의 지문 패턴을 확인하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  14. 제 1항에 있어서,
    절연성 재질로 형성되는 제2 레이어층;
    상기 제2 레이어층의 일면에 금속 메쉬로 형성되는 제3 전극 라인;
    상기 제3 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제3 서브 전극 라인;
    제2 광학 투명 접착층;
    을 포함하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제1 레이어층 및 상기 제2 레이어층은 투명 재질로 형성되어 발광부의 빛을 투과시키고, 상기 제1전극 라인 및 상기 제3전극 라인은 상기 발광부의 외곽 테두리와 비교하여 일정 각도 기울어진 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제1전극 라인 또는 상기 제3전극 라인이 상기 발광부의 외곽 테두리와 이루는 예각의 각도는 25도 내지 65도인 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  17. 제 15항에 있어서,
    복수의 제1전극 라인 및 복수의 제3전극 라인을 포함하되,
    상기 복수의 제1전극 라인 및 상기 복수의 제3전극 라인이 형성하는 복수의 교차점들을 이은 선(Line)은, 상기 발광부의 외곽 테두리와 수직을 이루거나 또는 수직인 상태를 기준으로 0도 내지 20도의 범위에서 기울어진 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 제1 전극 라인 및 상기 제3 전극 라인의 형태는, 발광부의 패턴 모양에 근거하여 마름모형, 정사각형, 직사각형 중 하나 이상을 포함하며,
    상기 제1 전극 라인, 상기 제3 전극 라인, 상기 제1 서브 전극 라인, 상기 제3 서브 전극 라인은, 5μm이하의 선폭을 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  19. 제 14항에 있어서,
    상기 제1 전극 라인과, 상기 제3 전극 라인과 연결되어 터치 신호를 제어하는 터치 컨트롤러;
    를 더 포함하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 터치 컨트롤러는,
    상기 제1 전극 라인, 상기 제3 전극 라인 및 서브 전극 라인들이 기 설정된 시간 이상 터치 신호를 감지하는 경우, 사용자가 지문 인식 장치를 사용하는 것으로 인식하고, 지문 인식 프로그램의 사용 여부를 묻는 알림창을 표시하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 터치 컨트롤러는, 지문 인식 프로그램의 사용 명령이 입력되는 경우, 복수의 제1 전극 라인, 복수의 제3 전극 라인, 복수의 서브 전극 라인들의 터치 신호 인식 패턴을 분석하여 사용자의 지문 패턴을 확인하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  22. 제 1항에 있어서,
    절연성 재질로 형성되는 제2 레이어층;
    상기 제2 레이어층의 일면에 산화인듐주석(ITO), 은나노 와이어 중 하나 이상을 포함하는 전극으로 형성되는 제4 전극 라인;
    제2 광학 투명 접착층;
    을 포함하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
  23. 절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층;
    상기 제1 레이어층의 일면에 금속 메쉬(Metal mesh)로 형성되는 제1 전극 라인;
    상기 제1 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제1 서브 전극 라인;
    제1 광학 투명 접착층;
    을 포함하는 전자 장치.
  24. (a) 절연성 재질의 제1 레이어층이 형성되는 단계;
    (b) 상기 제1 레이어층의 일면에, 제1 전극 라인이 금속 메쉬로 형성되는 단계;
    (c) 상기 제1 전극 라인의 주변에, 복수의 제1 서브 전극 라인이 금속 메쉬로 형성되는 단계;
    (d) 제1 광학 투명 접착층을 형성하는 단계;
    를 포함하는 전자 장치에 전극을 형성하는 방법.
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