WO2015190741A1 - 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서 및 이를 이용한 터치스크린 패널 - Google Patents

비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서 및 이를 이용한 터치스크린 패널 Download PDF

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WO2015190741A1
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sensor
atypical
pattern
touch
atypical sensor
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PCT/KR2015/005584
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유성진
김태일
장경현
김달수
윤정호
윤중환
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미래나노텍(주)
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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 sensor having an atypical sensor pattern and a touch screen panel using the same. More particularly, the present invention relates to a touch sensor having an irregular shape and a touch screen panel using the same.
  • the touch screen panel is an input device added to or embedded in a display device such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode (OLED), an active matrix organic light emitting diode (AMOLED), or the like.
  • a display device such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode (OLED), an active matrix organic light emitting diode (AMOLED), or the like.
  • LCD liquid crystal display
  • PDP plasma display panel
  • OLED organic light emitting diode
  • AMOLED active matrix organic light emitting diode
  • Such touch screen panels are recently installed in mobile devices such as mobile phones, portable multimedia players (PMPs), and smart phones.
  • navigation devices, netbooks, laptops, and digital information devices (DIDs) are used.
  • It is used in all industries such as desktop computers using touch input supporting operating systems, IPTV (Internet Protocol TV), high-tech fighters, tanks and armored vehicles.
  • the touch screen panel senses capacitance change to detect the input signal, capacitance type to detect the change of resistance value by pressure, resistive type to recognize the input signal, and infrared rays are blocked by using infrared light emitting device and light receiving device.
  • capacitive type for recognizing an input signal
  • the most commonly used type is a capacitive type
  • the present invention also relates to such a capacitive touch screen panel and a touch sensor configuring the same.
  • a capacitive touch screen panel is composed of two touch sensors laminated or a touch sensor formed on both sides of a substrate, and the touch sensor is formed in a conductive pattern to detect a change in capacitance. Since light must be transmitted, the conductive pattern is formed into a mesh pattern like a mesh.
  • the mesh pattern is a form in which thin conductors are repeatedly formed at regular intervals, there is a problem in that moiré phenomenon occurs when two touch sensors are overlapped.
  • a structure in which the mesh pattern of the touch sensor is not vertical or parallel is adopted.
  • FIG. 1 illustrates a conventional touch screen panel.
  • the conventional touch screen panel has a structure in which an upper touch sensor 1 and a lower touch sensor 3 are stacked, and a mesh pattern of the upper touch sensor 1 An angle of ⁇ is formed so that 5) and the mesh pattern 7 of the lower touch sensor 3 are not parallel to each other. Therefore, the generation of moiré phenomenon due to the periodicity of the mesh pattern is suppressed.
  • the touch screen panel having a structure in which the conventional mesh patterns are not parallel has a moiré phenomena depending on the angle between the mesh patterns (the moir phenomena is still seen in a specific angular section and a special pattern).
  • the light transmittance is easily lowered depending on the circuit structure, there is a problem that the light transmittance is basically low due to the overlap of the mesh pattern.
  • Patent Document 1 Application No. KR 10-2013-0020126 (February 26, 2013)
  • the present invention has been made to solve the above problems, the problem to be solved in the present invention to provide a touch sensor and a touch screen panel using the same by improving the optical properties and moiré phenomenon by minimizing the regularity of the mesh pattern have.
  • a touch sensor having an atypical sensor pattern according to the present invention includes a substrate; Technical features include a plurality of atypical sensor patterns formed on the substrate and a wiring pattern for connecting each of the atypical sensor patterns with an external circuit.
  • the touch screen panel according to the present invention is characterized in that two touch sensors having atypical sensor patterns according to the present invention are laminated and configured.
  • the touch sensor having the atypical sensor pattern according to the present invention significantly reduces or eliminates the moiré phenomenon when forming the touch screen panel, and improves compatibility when applied to the display.
  • the touch screen panel according to the present invention has a low dependency on a specific form of an external circuit such as a display panel, and thus has excellent applicability to an external circuit.
  • the touch sensor and the touch screen panel having an atypical sensor pattern according to the present invention have excellent optical characteristics.
  • 3 to 5 illustrate embodiments of the atypical sensor line of the present invention.
  • FIG. 8 illustrates a plurality of sensor lines of a touch sensor having an atypical sensor pattern according to the present invention.
  • FIG 9 illustrates another embodiment of a touch sensor with an atypical sensor pattern in accordance with the present invention.
  • the touch sensor having the atypical sensor pattern according to the present invention includes a substrate 10, a plurality of atypical sensor patterns 20 formed on the substrate, and a wiring pattern 30 connecting each of the atypical sensor patterns 20 with an external circuit.
  • the resistance measurement terminal 40, the discharge terminal 50, and the ground electrode 60 may be further formed at one end of the atypical sensor pattern 20.
  • the substrate 10 is a region of the substrate on which the atypical sensor pattern 20 and the wiring pattern 30 are formed, and may be used without limitation of materials such as a transparent film, a glass substrate, and a plastic substrate.
  • the substrate 10 may be formed of a transparent film.
  • the transparent film may be formed of at least one of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PI), acryl, acrylic naphthalate (PEN), or glass. Can be formed.
  • the atypical sensor pattern 20 is provided on the substrate 10 to sense a user's touch signal, and is preferably formed in a line pattern instead of a conventional mesh pattern in order to increase the aperture ratio. That is, in the atypical sensor pattern 20, a plurality of atypical sensor lines 22 are formed along a predetermined direction, for example, in a horizontal or vertical direction of the substrate, and the same pattern is repeatedly formed as can be understood from the term 'atypical'. To be excluded. Preferably, all of the atypical sensor lines 22 forming the atypical sensor pattern 20 are required to have different shapes. However, in the process efficiency, the atypical sensor line 22 is somewhat to the extent that the moiré phenomenon is not visible to the human eye. Shape repetition may be allowed. The degree of atypical shape of the atypical sensor line 22 will be described in detail below, but the basic idea is that the same pattern in one atypical sensor line is not continuous more than three pitches.
  • FIG 3 shows a case where the atypical sensor line is curved as a first embodiment of the atypical sensor line of the present invention.
  • FIG. 3 (a) shows an embodiment in which the pitch of the atypical sensor line is 500 to 600 ⁇ m (Grid Pitch) ⁇ 40 to 60% (atypical strength), and FIG. 3 (b) shows the pitch of the atypical sensor line to 500 to 600 ⁇ m. Embodiments with ⁇ 70-90% are shown.
  • the pitch of the atypical sensor line is a ⁇ m ⁇ b%, where the distance between the maximum point and the maximum point or the minimum point and the minimum point is a (1-b / 100) ⁇ m when one atypical sensor line is viewed as a function of the longitudinal direction. It means that it is distributed in ⁇ a (1 + b / 100) ⁇ m.
  • the pitch of the atypical sensor line is equal to the distance at which the phase of one atypical sensor line is 360 ° apart.
  • Fig. 4 shows a case where the atypical sensor line is a broken line as a second embodiment of the atypical sensor line of the present invention.
  • FIG. 4 (a) is an embodiment in which the pitch of the atypical sensor line is 500-600 ⁇ m ⁇ 40-60%
  • FIG. 4 (b) is an embodiment in which the pitch of the atypical sensor line is 500-600 ⁇ m ⁇ 70-90%. It is shown.
  • FIG. 5 is a third embodiment of the atypical sensor line of the present invention, wherein the atypical sensor line may consist of a combination of broken lines (or straight lines) and curved lines.
  • FIG. 5 (a) shows an embodiment in which the pitch of the atypical sensor line is 500-600 ⁇ m ⁇ 40-60%
  • FIG. 5 (b) shows an embodiment in which the pitch of the atypical sensor line is 500-600 ⁇ m ⁇ 70-90%. It is shown.
  • FIG. 6 shows a case in which the same pattern is continuous three pitches in the sensor line. That is, in the present invention, that the atypical shape of the sensor pattern is satisfied means that the formation of the atypical sensor line as shown in FIG. 6 is excluded.
  • the trunk line 24 is formed at a point where the distance between neighboring atypical sensor lines 22 is minimum.
  • edge 24 also affects the opening ratio, not only the edge 24 has to be short for the opening ratio to be high, but also the edge 24 has to be short so that the resistance value of the edge 24 is small. This is because the overall resistance value of the pattern can be lowered.
  • Such trunks may be appropriately formed at a plurality of points between neighboring sensor lines.
  • FIG. 8 illustrates a plurality of sensor lines of a touch sensor having an atypical sensor pattern according to the present invention.
  • all of the atypical sensor lines 22 in the touch sensor are required to have different shapes, but even if the shape repetition of the atypical sensor lines 22 is allowed to some extent within the range where the moiré phenomenon is not visible to the human eye for process efficiency. good.
  • the degree of irregularity in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the atypical sensor line 22 is such that the atypical sensor line of the same pattern is not formed within a predetermined width w of the direction perpendicular to the longitudinal direction of the atypical sensor line. That is, as shown in FIG.
  • w is preferably 5 cm or more.
  • the wiring pattern 30 is a component that transmits a touch signal sensed from the atypical sensor pattern 20 to an external circuit (not shown), and is connected to one end of the atypical sensor pattern 20 formed on the substrate 10.
  • the wiring pattern 30 may be in the form shown in FIG. 9.
  • 9 illustrates another embodiment of a touch sensor with an atypical sensor pattern in accordance with the present invention.
  • the embodiment shown in FIG. 9 is for preventing disconnection of the conductive region when the conductive region such as the wiring pattern or the ground electrode is formed by filling the conductive material in the intaglio.
  • the wiring pattern 30 includes a pattern in which ' ⁇ ' and ' ⁇ ' are alternately continuous so as to be connected to the atypical sensor pattern 20 and not parallel to the outline of the substrate 10. Characterized in that arranged along the outline of the substrate (10). Therefore, the wiring pattern 30 is mostly formed in a zigzag pattern adjacent to the outline of the substrate 10.
  • the wiring pattern 30 may include a contact part 32 electrically connected to the atypical sensor pattern 20, and a bonding part 34 contacting an external driving circuit (not shown) to transmit a touch signal sensed by the atypical sensor pattern 20. ), And a signal line part 36 including a zigzag pattern connecting the contact part 32 and the bonding part 34.
  • the signal line unit 36 may be divided into a first signal line 36a connected to the contact unit 32 and a second signal line 36b connected between the first signal line 36a and the bonding unit 34. have.
  • the first signal line 36a is formed of a conductive grating that is not parallel to the outline of the substrate 10 (when the touch sensor is manufactured in a roll-to-roll manner, the negative pattern is filled in the transfer direction of the substrate when filling the conductive material).
  • the conductive material is well filled in the intaglio pattern by forming an oblique line, and if the intaglio pattern is perpendicular to or parallel to the transfer direction of the substrate, the filling rate of the conductive material is low, which is likely to cause disconnection in the wiring pattern.
  • the second signal line 36b is formed including a zigzag pattern along the outline of the substrate 10.
  • one end of the second signal line 36b connected to the first signal line 36a may protrude from the first signal line 36a to form a protruding end 36c.
  • the reason for forming the protruding end 36c is to cause the discharge to occur at the protruding end 36c as much as possible when electrostatics are generated during the use and manufacture of the touch sensor or the touch screen panel (because charges collect at the tip). This is to prevent the phenomenon in which the conductive material disappears (it may be accompanied by a change in the resistance value even if not disconnected or disconnected) at (36).
  • the second signal line 36b may be filled in the intaglio pattern in which the protrusion P is formed, thereby preventing departure from the substrate 10 (the upper end of the protrusion may protrude above the second signal line, thereby forming the second signal line. Serves to fix the conductive material forming).
  • the resistance measurement terminal 40 has one end that is not connected to the wiring pattern 30 of the atypical sensor pattern 20, that is, the other end of the at least one end of the atypical sensor pattern 20 that is connected to the wiring pattern 30. It is formed at and used for detecting whether the electrode is disconnected or the resistance is increased or decreased.
  • disconnection and short-circuit of the atypical sensor pattern 20 or the wiring pattern 30 connected to the wiring pattern 30 using the voltage measured by the resistance measuring terminal 40 while applying current to the wiring pattern 30. Can be determined. For example, when the voltage measured by the resistance measurement terminal 40 is measured to be lower than the preset normal value, it may be determined that the atypical sensor pattern 20 is disconnected, and when the measured voltage is measured higher than the normal value, the atypical sensor It may be determined that a short circuit has occurred between the patterns 20.
  • the discharge terminal 50 has a side end that is not connected to the wiring pattern 30 of the atypical sensor pattern 20, that is, one end of the both ends of the atypical sensor pattern 20 connected to the wiring pattern 30 at one end thereof. It is formed to discharge the static electricity induced in the atypical sensor pattern 20. Therefore, it is desirable to have a pointed tip 52 to facilitate electrostatic discharge.
  • the discharge electrode is disposed to face the atypical sensor pattern 20, or to the resistance measurement terminal 40 when the resistance measurement terminal 40 is provided. When the tip 42 is provided at the resistance measuring terminal 40, it is advantageous to discharge the tip 52 of the discharge terminal 50 and the tip 42 of the resistance measuring terminal 40 to face each other. However, for convenience of manufacturing, as shown in FIG. 2, the electrode of the grid pattern is cut to form a tip 52 of the discharge terminal 50 and a tip 42 of the resistance measuring terminal 40 to be offset from each other. have.
  • the ground electrode 60 is a component for supplying a discharge voltage of static electricity when manufacturing a touch sensor or a touch screen panel and a ground voltage when operating the touch screen panel, and may include a zigzag pattern (the wiring pattern is formed by including a zigzag pattern). Same as the reason).
  • the outermost part of the substrate 10, that is, the irregular shape of the sensor pattern 20, the wiring pattern 30, the resistance measurement terminal 40, the discharge terminal 50, etc. It is advantageous in terms of the arrangement relationship with the elements.
  • the atypical sensor pattern 20 may be formed in a form embedded in the substrate 10, that is, intaglio.
  • a roll-to-roll is formed by winding the substrate on which the sensor pattern is formed on a roll, releasing the substrate from the roll, filling the intaglio with conductive material, and then winding the roll again.
  • the roll-to-roll method allows for convenient process and suitable for mass production.
  • the atypical sensor pattern 20 may also be embossed, and accordingly, the wiring pattern 30, the resistance measurement terminal 40, and the discharge terminal 50 may also be embossed or engraved.
  • FIG. 12 and 13 illustrate a touch screen panel according to the present invention, in which the touch screen panel according to the present invention is laminated with two touch sensors 100 having an atypical sensor pattern according to the present invention (FIG. 12).
  • FIG. 12 illustrates a touch screen panel according to the present invention, in which the touch screen panel according to the present invention is laminated with two touch sensors 100 having an atypical sensor pattern according to the present invention (FIG. 12).
  • FIG. 12 illustrates a touch screen panel according to the present invention, in which the touch screen panel according to the present invention is laminated with two touch sensors 100 having an atypical sensor pattern according to the present invention
  • FIG. 13 illustrates a touch screen panel according to the present invention, in which the touch screen panel according to the present invention is laminated with two touch sensors 100 having an atypical sensor pattern according to the present invention.
  • FIG. 13 illustrates a touch screen panel according to the present invention, in which the touch screen panel according to the present invention is laminated with two touch sensors 100 having an atypical sensor pattern according to

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Abstract

본 발명은 센서 패턴이 비정형으로 형성된 터치 센서 및 이를 이용한 터치스크린 패널에 관한 것으로, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서는 기판; 상기 기판에 형성되는 복수 개의 비정형 센서 패턴 및 상기 비정형 센서 패턴 각각을 외부회로와 연결하는 배선 패턴을 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서 및 이를 이용한 터치스크린 패널
본 발명은 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서 및 이를 이용한 터치스크린 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터치 센서를 형성하는 센서 패턴이 비정형으로 형성된 터치 센서 및 이를 이용한 터치스크린 패널에 관한 것이다.
터치스크린 패널은 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode) 등과 같은 표시장치 위에 부가되거나 표시장치 내에 내장 설계되는 입력장치로서, 손가락이나 터치펜 등의 물체가 스크린에 접촉될 때 이를 입력신호로 인식하는 장치이다. 이러한 터치스크린 패널은 근래 휴대전화(Mobile phone), PMP(Portable Multimedia Player), 스마트폰(Smart Phone) 등과 같은 모바일 기기에 많이 장착되고 있으며, 그 밖에도 내비게이션 장치, 넷북, 노트북, DID(Digital Information Device), 터치입력 지원 운영체제를 사용하는 테스크탑 컴퓨터, IPTV(Internet Protocol TV), 최첨단 전투기, 탱크, 장갑차 등 전산업분야에 걸쳐 이용되고 있다.
터치스크린 패널은 정전용량 변화를 감지하여 입력신호를 인식하는 정전용량식, 압력에 의한 저항값의 변화를 감지하여 입력신호를 인식하는 저항막식, 적외선 발광소자와 수광소자를 이용하여 적외선이 차단되는지 여부로 입력신호를 인식하는 적외선 감지식 등이 있는데, 가장 일반적으로 사용되는 것은 정전용량식이고, 본 발명도 이러한 정전용량식 터치스크린 패널 및 이를 구성하는 터치 센서에 관한 것이다.
일반적으로 정전용량식 터치스크린 패널은 2장의 터치 센서가 합지되거나 1장의 기판 양면에 터치 센서가 형성됨으로써 구성되고, 터치 센서는 정전용량의 변화를 감지할 수 있도록 도선 패턴으로 형성되는데 디스플레이 장치에서 나오는 빛을 투과시켜야 하므로, 도선 패턴은 그물망과 같은 메쉬 패턴으로 형성된다.
그런데 메쉬 패턴은 일정한 간격으로 얇은 도선이 반복 형성된 형태이므로, 2장의 터치 센서가 겹쳐졌을 때 모아레 현상이 발생되는 문제가 있어 종래에는 터치 센서의 메쉬 패턴이 수직 또는 평행하지 않도록 하는 구조를 채택하였다.
종래의 터치스크린 패널의 구조가‘특허문헌 1’에 개시되어 있다. 도 1은 종래의 터치스크린 패널을 도시한 것으로, 종래의 터치스크린 패널은 상부 터치 센서(1) 및 하부 터치 센서(3)가 적층된 구조로 형성되며, 상부 터치 센서(1)의 메쉬 패턴(5)과 하부 터치 센서(3)의 메쉬 패턴(7)이 서로 평행하지 않도록 α의 각을 형성하고 있다. 따라서 메쉬 패턴의 주기성으로 인한 모아레 현상의 발생이 억제된다.
그러나 이러한 종래의 메쉬 패턴이 평행하지 않은 구조의 터치스크린 패널은 모아레 현상이 시인되는 정도가 메쉬 패턴 간 각도에 의존하므로(특정 각도 구간 및 특수패턴에서 모아레 현상이 여전히 시인된다) 구체적인 디스플레이 패널에 따라 요구되는 스펙을 만족시키지 못하는 경우가 있고, 회로구조에 따라 광투과율이 저하되기 쉬우며, 메쉬 패턴의 겹침에 의해 기본적으로 광투과율이 낮은 문제점이 있다.
(특허문헌 1) 출원번호 KR 10-2013-0020126 (2013. 2. 26.)
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 메쉬 패턴의 규칙성을 최소화함으로써 광특성 및 모아레 현상을 개선한 터치 센서 및 이를 이용한 터치스크린 패널을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서는 기판; 상기 기판에 형성되는 복수 개의 비정형 센서 패턴 및 상기 비정형 센서 패턴 각각을 외부회로와 연결하는 배선 패턴을 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터치스크린 패널은 본 발명에 따른 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서 2장이 합지되어 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 따른 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서는 터치스크린 패널 형성 시 모아레 현상이 현저히 감소 또는 제거되고 디스플레이에 적용시 호환성이 향상된다.
또한 본 발명에 따른 터치스크린 패널은 디스플레이 패널 등 외부회로의 구체적인 형태에 따른 의존성이 낮아 외부회로에 대한 적용성이 우수하다.
또한 본 발명에 따른 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서 및 터치스크린 패널은 광특성이 우수하다.
도 1은 종래의 터치스크린 패널
도 2는 본 발명에 따른 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서
도 3 내지 도 5는 본 발명의 비정형 센서 라인의 실시형태들
도 6은 센서 라인 내에 동일한 패턴이 3 피치 연속된 경우의 예시도
도 7은 센서 라인을 간선으로 연결한 센서 패턴
도 8은 본 발명에 따른 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서의 복수 개의 센서 라인
도 9는 본 발명에 따른 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서의 다른 실시형태
도 10 및 도 11은 도 9의 부분 확대도
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 터치스크린 패널
아래에서는 본 발명에 따른 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서 및 이를 이용한 터치스크린 패널을 첨부된 도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서이다. 본 발명에 따른 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서는 기판(10), 기판에 형성되는 복수 개의 비정형 센서 패턴(20) 및 비정형 센서 패턴(20) 각각을 외부회로와 연결하는 배선 패턴(30)을 포함하여 구성되고, 비정형 센서 패턴(20)의 일단에 저항측정단자(40), 방전단자(50) 및 접지전극(60)이 더 형성될 수 있다.
기판(10)은 비정형 센서 패턴(20) 및 배선 패턴(30)이 형성되는 기재의 한 영역으로서, 투명 필름, 유리 기판, 플라스틱 기판 등 소재의 제한 없이 사용될 수 있다. 특히, 기판(10)은 투명 필름으로 형성될 수 있는데 투명 필름은 PET(Polyethylene Terephthalate), PI(Polymide), 아크릴(Acryl), PEN(Polyethylene Naphthalate), 또는 글라스(Glass) 중 적어도 하나를 이용하여 형성될 수 있다.
비정형 센서 패턴(20)은 기판(10)에 구비되어, 사용자의 터치 신호를 감지하는 구성요소로서, 개구율을 높이기 위하여 종래의 메쉬 패턴이 아닌 라인 패턴으로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 비정형 센서 패턴(20)은 복수 개의 비정형 센서 라인(22)이 소정의 방향, 예를 들면 기판의 가로 또는 세로 방향을 따라 형성되는데 ‘비정형’이라는 용어에서 알 수 있듯이 동일한 패턴이 반복적으로 형성되는 것이 배제된다. 바람직하게는 비정형 센서 패턴(20)을 형성하는 비정형 센서 라인(22) 모두가 다른 형상인 것이 요구되지만, 공정 효율상 사람의 눈에 모아레 현상이 시인되지 않는 범위에서는 어느 정도 비정형 센서 라인(22)의 형상 반복이 허용되어도 좋다. 비정형 센서 라인(22)의 비정형성 정도는 아래에서 구체적으로 설명하겠지만 기본적인 사상은 하나의 비정형 센서 라인 내에 동일한 패턴이 3 피치 이상 연속되지 않도록 하는 것이다.
도 3은 본 발명의 비정형 센서 라인의 제1 실시형태로서, 비정형 센서 라인이 곡선인 경우를 도시한 것이다.
도 3(a)는 비정형 센서 라인의 피치가 500 ~ 600 ㎛(Grid Pitch) ± 40 ~ 60%(비정형 강도)인 실시형태이고, 도 3(b)는 비정형 센서 라인의 피치가 500 ~ 600 ㎛ ± 70 ~ 90%인 실시형태를 도시한 것이다. 여기서, 비정형 센서 라인의 피치가 a ㎛ ± b %라는 것은 하나의 비정형 센서 라인을 길이 방향의 함수로 보았을 때 극대점과 극대점 또는 극소점과 극소점 사이의 거리가 a(1 - b/100) ㎛ ~ a(1 + b/100) ㎛에 분포된다는 의미이다. 즉, 비정형 센서 라인의 피치란 하나의 비정형 센서 라인의 위상이 360° 차이가 나는 거리와 같다.
도 4는 본 발명의 비정형 센서 라인의 제2 실시형태로서, 비정형 센서 라인이 꺾은선인 경우를 도시한 것이다.
도 4(a)는 비정형 센서 라인의 피치가 500 ~ 600 ㎛ ± 40 ~ 60%인 실시형태이고, 도 4(b)는 비정형 센서 라인의 피치가 500 ~ 600 ㎛ ± 70 ~ 90%인 실시형태를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 비정형 센서 라인의 제3 실시형태로서, 비정형 센서 라인이 꺾은선(또는 직선) 및 곡선의 조합으로 이루어질 수도 있다.
도 5(a)는 비정형 센서 라인의 피치가 500 ~ 600 ㎛ ± 40 ~ 60%인 실시형태이고, 도 5(b)는 비정형 센서 라인의 피치가 500 ~ 600 ㎛ ± 70 ~ 90%인 실시형태를 도시한 것이다.
도 4와 도 5에 도시된 비정형 센서 라인의 제2, 제3 실시형태에서 비정형 센서 라인의 피치의 의미는 도 3의 경우와 동일하다.
도 6은 반례로서 센서 라인 내에 동일한 패턴이 3 피치 연속된 경우를 도시한 것이다. 즉, 본 발명에서 센서 패턴의 비정형성이 충족된다는 의미는 도 6에 도시된 것과 같은 비정형 센서 라인의 형성이 배제된 것이다.
도 7은 전도 신뢰성을 확보하기 위하여 센서 라인을 간선으로 연결한 센서 패턴을 도시한 것이다. 즉 비정형 센서 라인(22)과 비정형 센서 라인(22) 사이를 전도성이 있는 간선(24)으로 연결하여, 특정 비정형 센서 라인(22)이 단선되더라도 센서 패턴 전체가 단선되지 않도록{실제로는 1개 채널(도 2에서 1개의 배선 패턴과 연결된 센서 패턴)이 단선되는 것이 방지되도록} 한다. 도 7과 같이 센서 라인 사이에 간선이 형성된 경우 소수 비정형 센서 라인이 단선되더라도 하나의 센서 패턴 전체가 단선될 가능성은 매우 낮아진다. 바람직하게는 간선(24)은 이웃한 비정형 센서 라인(22) 간의 거리가 최소인 지점에서 형성되는 것이 바람직하다. 왜냐하면 간선(24)도 개구율에 영향을 미치기 때문에 개구율이 높아지려면 간선(24)이 짧아야할 뿐만 아니라, 간선(24)이 짧아야 간선(24)의 저항값이 작으므로 비정형 센서 라인이 단선되는 경우 센서 패턴의 전체적인 저항값을 낮출 수 있기 때문이다. 이러한 간선은 이웃한 센서 라인 사이의 복수 개의 지점에 적절히 형성될 수 있다.
도 3 내지 도 6을 참조한 설명에서는 비정형 센서 라인의 길이 방향에 따른 비정형성에 대해 설명하였는데, 다음으로 비정형 센서 라인의 길이 방향에 수직인 방향에 따른 비정형성에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명에 따른 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서의 복수 개의 센서 라인을 도시한 것이다. 바람직하게는 터치 센서 내의 비정형 센서 라인(22) 모두가 다른 형상인 것이 요구되지만, 공정 효율상 사람의 눈에 모아레 현상이 시인되지 않는 범위에서는 어느 정도 비정형 센서 라인(22)의 형상 반복이 허용되어도 좋다. 비정형 센서 라인(22)의 길이 방향에 수직인 방향에 따른 비정형성 정도는 비정형 센서 라인의 길이 방향에 수직인 방향의 소정 폭 w 이내에 동일한 패턴의 비정형 센서 라인이 형성되지 않도록 하는 것이다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이 소정의 폭 w 밖에 동일한 패턴의 비정형 센서 라인(a, a′)이 형성되는 것은 허용된다. 일반적인 디스플레이에 적용되는 터치 센서의 경우 5㎝ 이내에 동일한 비정형 센서 라인이 형성되는 경우 사람의 눈에 시인되기 시작하므로, w는 5 ㎝ 이상인 것이 바람직하다.
배선 패턴(30)은 비정형 센서 패턴(20)으로부터 감지된 터치 신호를 외부회로 (미도시)에 전달하는 구성요소로서, 기판(10)에 형성된 비정형 센서 패턴(20)의 일단에 연결된다.
배선 패턴(30)은 도 9와 같은 형태일 수 있다. 도 9는 본 발명에 따른 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서의 다른 실시형태를 도시한 것이다. 도 9에 도시된 실시형태는 배선 패턴, 접지전극 등 전도성 영역이 음각에 전도성 물질이 충진됨으로써 형성되는 경우 전도성 영역의 단선을 방지하기 위한 것이다.
도 9에 도시된 실시형태에서 배선 패턴(30)은 비정형 센서 패턴(20)에 연결되고 기판(10)의 외곽선과 평행하지 않도록 ‘∧’과 ‘∨’가 교대로 연속된 패턴을 포함하며, 기판(10)의 외곽선을 따라 배치되는 것을 특징으로 한다. 따라서 배선 패턴(30)은 대부분 기판(10)의 외곽선에 인접하여 지그재그 패턴으로 형성된다.
도 10 및 도 11은 도 9의 부분 확대도로서, 각각 도 9의 B, C 영역을 확대한 것이다. 배선 패턴(30)은 비정형 센서 패턴(20)과 전기적으로 연결되는 접촉부(32), 외부 구동회로(미도시)와 컨택하여 비정형 센서 패턴(20)에서 감지된 터치 신호를 전송하는 본딩부(34), 접촉부(32)와 본딩부(34)를 연결하는 지그재그 패턴을 포함하는 신호라인부(36)로 구성된다.
신호라인부(36)는 접촉부(32)에 연결되는 제1 신호라인(36a) 및 제1 신호라인(36a)과 본딩부(34) 사이에 연결되는 제2 신호라인(36b)으로 구분될 수 있다. 이때, 제1 신호라인(36a)은 기판(10)의 외곽선과 평행하지 않은 전도성 격자로 구성되는 것이 바람직하다(롤투롤 방식으로 터치 센서를 제작하는 경우 전도성 재료 충진 시 음각 패턴이 기판의 이송 방향과 사선을 이루도록 하여 전도성 재료가 음각 패턴에 잘 충진되도록 하기 위한 것이다. 음각 패턴이 기판의 이송 방향과 수직 또는 평행한 경우 전도성 재료의 충진율이 낮아져 배선 패턴에 단선이 발생될 가능성이 크다).
제2 신호라인(36b)은 기판(10)의 외곽선을 따라 지그재그 패턴을 포함하여 형성된다. 이때, 제1 신호라인(36a)과 연결되는 제2 신호라인(36b)의 일단이 제1 신호라인(36a)에 대해 돌출되어 돌출단(36c)이 형성될 수 있다. 돌출단(36c)을 형성하는 이유는 터치 센서 또는 터치스크린 패널의 사용 및 제조 시 정전기가 발생하는 경우 가급적 돌출단(36c)에서 방전이 일어나도록 하여(왜냐하면 첨점에 전하가 모이기 때문에) 신호라인부(36)에서 정전기 방전에 따라 전도성 물질이 소실되는 현상(단선 또는 단선은 아니더라도 저항값의 변화가 수반될 수 있다)을 방지하기 위한 것이다. 또한, 제2 신호라인(36b)은 돌기부(P)가 형성된 음각 패턴에 충진됨으로써 기판(10)으로부터의 이탈이 방지될 수 있다(돌기부의 상단이 제2 신호라인 위로 돌출됨으로써 제2 신호라인을 형성하는 전도성 물질을 고정하는 역할을 한다).
저항측정단자(40)는 비정형 센서 패턴(20)의 배선 패턴(30)과 연결되지 않은 측단, 즉 비정형 센서 패턴(20)의 양단 중 배선 패턴(30)과 연결된 단을 일단이라 할 때 그 타단에 형성되며, 전극의 단선 또는 저항 증감 여부 등의 검출에 사용된다.
구체적으로, 배선 패턴(30)에 전류를 인가하면서 저항측정단자(40)에서 측정된 전압을 이용하여 배선 패턴(30)에 연결된 비정형 센서 패턴(20) 또는 배선 패턴(30)의 단선 및 단락 여부를 판단할 수 있다. 가령, 저항측정단자(40)에서 측정된 전압이 기 설정된 정상값보다 낮게 측정될 경우 비정형 센서 패턴(20)이 단선된 것으로 판단할 수 있고, 측정된 전압이 정상값보다 높게 측정될 경우 비정형 센서 패턴(20)들 간 단락이 발생된 것으로 판단할 수 있다.
방전단자(50)는 비정형 센서 패턴(20)의 배선 패턴(30)과 연결되지 않은 측단, 즉 비정형 센서 패턴(20)의 양단 중 배선 패턴(30)과 연결된 단을 일단이라 할 때 그 타단에 형성되어 비정형 센서 패턴(20)에 유도된 정전기를 방전시키는 구성요소이다. 따라서, 정전기 방전이 용이하도록 뾰족한 팁(52)을 구비하는 것이 바람직하다. 방전 전극은 비정형 센서 패턴(20)에 대향 배치되거나, 저항측정단자(40)가 구비된 경우 저항측정단자(40)에 대향 배치된다. 저항측정단자(40)에 팁(42)이 구비되는 경우 방전단자(50)의 팁(52)과 저항측정단자(40)의 팁(42)이 마주보는 것이 방전에 유리하다. 다만, 제작의 편의를 위해 도 2에 도시된 바와 같이 격자 패턴의 전극을 절단하여 방전단자(50)의 팁(52)과 저항측정단자(40)의 팁(42)이 서로 어긋나도록 형성할 수도 있다.
접지전극(60)은 터치 센서 또는 터치스크린 패널 제조 시 정전기의 방전, 터치스크린 패널 동작 시 접지 전압을 공급하는 구성요소로서, 지그재그 패턴을 포함할 수 있다(배선 패턴이 지그재그 패턴을 포함하여 형성되는 이유와 동일하다). 접지전극(60)의 경우 기판(10)의 최외곽 즉, 비정형 센서 패턴(20), 배선 패턴(30), 저항측정단자(40), 방전단자(50) 등의 외곽에 형성되는 것이 다른 구성요소들과의 배치 관계 측면에서 유리하다.
한편, 비정형 센서 패턴(20)은 기판(10) 내에 매립된 형태, 즉 음각으로 형성될 수 있다. 음각으로 비정형 센서 패턴(20)이 형성될 경우, 센서 패턴이 형성된 기판을 롤(roll)에 감고, 기판을 롤에서 풀어나가며 음각에 전도성 물질을 채워 넣은 후 다시 롤(roll)에 감는 롤투롤(roll-to-roll) 방식을 이용할 수 있기 때문에 공정이 편리하고, 대량 생산에 적합하다. 물론, 비정형 센서 패턴(20)은 양각으로도 형성 가능하고, 이에 맞춰 배선 패턴(30), 저항측정단자(40) 및 방전단자(50)도 양각 혹은 음각으로 형성할 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 터치스크린 패널을 도시한 것으로서, 본 발명에 따른 터치스크린 패널은 본 발명에 따른 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서(100) 2장을 합지하거나(도 12), 하나의 기판 양면에 본 발명에 따른 비정형 센서 패턴을 형성(도 13, 굵은 선이 기판 상면에 형성된 비정형 센서 패턴이고 가는 선이 기판 하면에 형성된 비정형 센서 패턴이다)함으로써 구현할 수 있다.
[부호의 설명]
10 기판
20 비정형 센서 패턴
22 비정형 센서 라인
24 간선
30 배선 패턴
32 접촉부
34 본딩부
36 신호라인부
36a 제1 신호라인
36b 제2 신호라인
36c 돌출부
40 저항측정단자
42, 52 팁
50 방전단자
60 접지전극

Claims (12)

  1. 기판;
    상기 기판에 형성되는 복수 개의 비정형 센서 패턴 및
    상기 비정형 센서 패턴 각각을 외부회로와 연결하는 배선 패턴을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 비정형 센서 패턴은 소정의 방향을 따라 형성된 복수 개의 비정형 센서 라인으로 구성되는 것을 특징으로 하는 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 비정형 센서 라인은 동일한 패턴이 3 피치 이상 연속되지 않는 것을 특징으로 하는 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 비정형 센서 라인은 곡선, 꺾은선 또는 곡선과 꺾은선의 조합인 것을 특징으로 하는 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 비정형 센서 라인과 비정형 센서 라인 사이가 전도성이 있는 간선으로 연결된 것을 특징으로 하는 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 비정형 센서 라인의 길이 방향에 수직인 방향으로 소정 폭 이내에 상기 비정형 센서 라인과 동일한 패턴의 비정형 센서 라인이 형성되지 않는 특징으로 하는 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 소정 폭은 5 ㎝ 이상인 것을 특징으로 하는 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 비정형 센서 패턴의 상기 배선 패턴과 연결되지 않은 측단에 형성되는 저항측정단자를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 비정형 센서 패턴의 상기 배선 패턴과 연결되지 않은 측단에 상기 저항측정단자와 마주보도록 이격되어 형성되고, 접지되어 있는 방전단자를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 방전단자가 팁을 구비하는 것을 특징으로 하는 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 따른 비정형 센서 패턴을 구비한 터치 센서 2장이 합지되어 구성되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
  12. 기판;
    상기 기판의 상면 및 하면에 형성되는 복수 개의 비정형 센서 패턴 및
    상기 비정형 센서 패턴 각각을 외부회로와 연결하는 배선 패턴을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
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