JP2015204094A - タッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、タッチパネルに関する。
【解決手段】本発明の一実施例によるタッチパネルは、基板と、上記基板のベゼル領域に形成されるベゼル部と、上記基板及び上記ベゼル部上に設けられ、メッシュ状の複数の単位セルからなる導体線を含む複数の電極と、を含み、上記複数の単位セルのうち上記基板と上記ベゼル部の境界線と重なる複数の単位セルそれぞれを構成する線の一部は断線することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、タッチパネルに関する。

静電容量方式のタッチスクリーンは、所定のパターンを有する複数の電極を含み、タッチ入力によって静電容量の変化を生成する複数のノードが上記複数の電極により定義される。二次元平面に分布する複数のノードは、タッチ入力によって自己静電容量（Ｓｅｌｆ‐Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）又は結合静電容量（Ｍｕｔｕａｌ‐Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の変化を生成し、複数のノードで生成される静電容量の変化に加重平均計算法などを適用して、タッチ入力の座標を計算することができる

タッチパネルでは、タッチを認識するセンシング電極を、通常、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ；インジウム‐スズ酸化物）で形成した。しかし、ＩＴＯの場合、原料であるインジウム（Ｉｎｄｉｕｍ）が希土類金属で高価であるため価格競争力で劣るだけでなく、１０年内に枯渇すると予想されるため需給が円滑でないという問題点がある。

上記のような理由から不透明な導体線を用いて電極を形成しようとする研究が行われているが、導体線で形成される電極は、ＩＴＯや伝導性高分子と比較して電気伝導度に著しく優れており、需給が円滑であるという利点がある。

不透明な導体線をタッチスクリーン用電極に用いる場合、ユーザーに導体線が視認されることを防止するために、導体線が規則的なパターンの微細な線幅を有するように設計する。ただし、タッチパネルのベゼル領域と隣接する部分で電極の開口率が急激に減少し、導体線の規則性が崩れるため、ベゼル領域と隣接する部分が多少暗く観察され、この部分で導体線がユーザーに視認されるという問題点がある。

韓国公開特許第２０１０‐０１３７４８３号公報

本発明の目的は、基板とベゼル部の境界線近くのメッシュ状の単位セルを構成する線の一部を断線して、ベゼル部と隣接した領域で電極の開口率を確保することができるタッチパネルを提供することにある。

本発明の一実施例によると、タッチパネルは、基板と、上記基板のベゼル領域に形成されるベゼル部と、上記基板及び上記ベゼル部上に設けられ、メッシュ状の複数の単位セルからなる導体線を含む複数の電極と、を含み、上記複数の単位セルのうち上記基板と上記ベゼル部の境界線と重なる複数の単位セルそれぞれを構成する線の一部は断線することができる。

本発明の他の実施例によると、タッチパネルは、ベゼル領域と有効領域とに区画される基板と、上記ベゼル領域に形成されるベゼル部と、上記ベゼル領域と上記有効領域に設けられ、メッシュ状の複数の単位セルからなる導体線を含む複数の電極と、を含み、上記複数の単位セルのうち上記ベゼル領域と上記有効領域の境界線から上記有効領域側に基準距離未満に位置する複数の単位セルそれぞれを構成する線の一部は断線することができる。

上記境界線と重なる複数の単位セルそれぞれを構成する線の一部又は上記基準距離未満に位置する複数の単位セルそれぞれを構成する線の一部は、上記基板上又は上記有効領域で断線することができる。

上記境界線と重なる複数の単位セルそれぞれを構成する線又は上記基準距離未満に位置する複数の単位セルそれぞれを構成する線のうち一方向に形成されて上記境界線と交差するそれぞれの線の全部又は一部は断線することができる。

上記境界線と重なる複数の単位セルそれぞれを構成する線又は上記基準距離未満に位置する複数の単位セルそれぞれを構成する線のうち上記一方向と異なる方向に形成されて上記境界線と交差するそれぞれの線の線幅は、上記境界線と交差しない線の線幅より広いことができる。

上記基準距離は、上記複数の単位セルそれぞれのピッチの二倍であり、２ｍｍであることができる。

本発明によると、ベゼル部と隣接した領域で電極の開口率を確保することで、タッチパネルの透過率を高めることができる。

本発明の一実施例によるタッチパネルを含む電子機器の外観を示す斜視図である。 本発明の一実施例によるタッチパネルの正面図である。 図２の実施例によるタッチパネルをより詳細に示す図である。 本発明の一実施例によるタッチパネルの断面図である。 図４のＡ部分を概略的に示す断面図である。 本発明の様々な実施例による電極部の導体線の模式図である。 本発明の様々な実施例による電極部の導体線の模式図である。

以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

図１は本発明の一実施例によるタッチパネルを含む電子機器の外観を示す斜視図である。

図１を参照すると、本実施例による電子機器１００は、画面を出力するためのディスプレイ装置１１０と、入力部１２０と、音声を出力するためのオーディオ部１３０と、ディスプレイ装置１１０と一体化して形成されるタッチスクリーン装置と、を含むことができ、タッチスクリーン装置内にタッチパネルが含まれることができる。

図１に示すように、モバイル機器の場合、タッチスクリーン装置がディスプレイ装置に一体化して設けられることが一般的であり、タッチスクリーン装置は、ディスプレイ装置が表示する画面が透過できる程度に高い光透過率を有する必要がある。したがって、タッチスクリーン装置は、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＥＳ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）、ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ＰＭＭＡ（ＰｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ）、ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ‐Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）などのフィルム、ソーダガラス（Ｓｏｄａ ｇｌａｓｓ）又は強化ガラス（ｔｅｍｐｅｒｅｄ ｇｌａｓｓ）のような材質の透明な基板に電気伝導性を有する物質で電極を形成することで具現することができる。タッチスクリーン装置のベゼル領域には、電気伝導性物質で形成された電極と連結される配線パターンが配置され、配線パターンは、ベゼル領域によって視覚的に遮蔽される。

タッチスクリーン装置は、静電容量方式で動作するため、所定のパターンを有する複数の電極を含むことができる。また、複数の電極で生成される静電容量の変化を検出するための静電容量検知回路と、静電容量検知回路の出力信号をデジタル値に変換するアナログ‐デジタル変換回路と、デジタル値に変換されたデータを用いてタッチ入力を判断する演算回路などを含むことができる。

図２は本発明の一実施例によるタッチパネルの正面図である。

図２を参照すると、本実施例によるタッチパネル２００は、基板２１０と、基板２１０上に設けられる電極部２２０と、電極部２２０それぞれと連結される複数のパッドを含むパッド部２３０と、ベゼル部２４０と、を含むことができる。

図２には示されていないが、電極部２２０それぞれと連結されるパッド部２３０は、配線及びボンディングパッドを介して基板２１０の一端に付着される回路基板と電気的に連結されることができる。回路基板にはコントローラー集積回路が実装されて電極部２２０で生成される検知信号を検出し、そこからタッチ入力を判断することができる。

基板２１０は、電極部２２０が形成されるための透明な基板であることができる。したがって、上述のように、基板２１０は、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＥＳ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）、ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ＰＭＭＡ（ＰｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ）、ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ‐Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）などのフィルム、ソーダガラス（Ｓｏｄａ ｇｌａｓｓ）又は強化ガラス（ｔｅｍｐｅｒｅｄ ｇｌａｓｓ）のような材質で形成されることができる。

電極部２２０は、Ｘ軸方向に延長する第１電極２２３と、Ｙ軸方向に延長する第２電極２２６と、を含むことができる。第１電極２２３と第２電極２２６は、基板２１０の両面に設けられるか、互いに異なる基板２１０に設けられて交差してもよく、基板２１０の一面にすべて設けられる場合には、第１電極２２３と第２電極２２６の交差点に部分的に所定の絶縁層を形成することができる。また、上記とは異なり、第１電極２２３と第２電極２２６は、互いに異なる基板に設けられて交差してもよい。

電極部２２０と電気的に連結されてタッチ入力を検知する装置は、タッチ入力によって電極部２２０で生成される静電容量の変化を検出し、そこからタッチ入力を検知する。第１電極２２３は、コントローラー集積回路でＤ１〜Ｄ８と定義されるチャネルに連結されて所定の駆動信号の印加を受けることができ、第２電極２２６は、Ｓ１〜Ｓ８と定義されるチャネルに連結されて接触検知装置が検知信号を検出するのに用いられることができる。この際、コントローラー集積回路は、第１電極２２３と第２電極２２６との間で生成される結合静電容量（Ｍｕｔｕａｌ‐ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の変化を検出して検知信号を取得することができ、第１電極２２３それぞれに駆動信号を順次印加し、第２電極２２６から同時に静電容量の変化を検出する方式で動作することができる。

チャネルＤ１〜Ｄ８を介して第１電極２２３に駆動信号が印加されると、駆動信号が印加された第１電極２２３と、第２電極２２６との間で結合静電容量が生成される。タッチパネルに接触物体が接触すると、接触物体が接触した領域と隣接した第１電極２２３と第２電極２２６との間で生成される結合静電容量が変化する。上記静電容量の変化は、接触物体の面積に比例することができる。

図３は図２の実施例によるタッチパネルをより詳細に示す図である。

図３を参照すると、電極部２２０は、導体線からなることができ、電極部２２０を構成する導体線は、網状又はメッシュ状に形成されることができる。導体線が網状又はメッシュ状に形成されることで、従来、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ‐Ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）電極が存在する領域にパターニング跡が見える現象を低減し、タッチパネルの透過性を向上させることができる。

図３には電極部２２０を構成する導体線が菱形又は長方形であることが示されているが、これに限定されず、六角形、八角形、ダイヤモンド型及び無定形（ｒａｎｄｏｍ）など、いずれの形でもよい。

電極部２２０を構成する導体線は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）のいずれか一つ又はこれらの合金で製造されることができる。電極部２２０が金属で製造されることで、電極の抵抗値が減少し、伝導性及び検出感度が向上することができる。

パッド部２３０、パッド部２３０と回路基板を電気的に連結するための配線、及びボンディングパッドなどは、通常、不透明な金属物質で形成されるが、これを視覚的に遮蔽するために、ベゼル部２４０が基板２１０の所定の領域に設けられることができる。

ベゼル部２４０は、ユーザーのタッチ入力が印加され、タッチパネルと一体化して形成されるディスプレイ装置から出力される画面がユーザーに視認される領域‐Ｖｉｅｗ領域‐以外の基板２１０の領域に設けられ、通常、基板２１０の周縁側に位置する。以下、説明の便宜上、ベゼル部２４０が設けられる領域をベゼル領域とし、それ以外の領域を有効領域とする。

図４は本発明の一実施例によるタッチパネルの断面図である。

図４を参照すると、ベゼル部２４０は、不透明なパッド部２３０をより確実に遮蔽するために、パッド部が設けられる領域より広く基板に設けられる。本実施例では、ベゼル部２４０が基板２１０上に積層されて形成されているが、これとは異なり、基板２１０上に埋め込まれて形成されてもよい。

電極部２２０の導体線は、基板２１０からベゼル部２４０側に延長してパッド部２３０と接続することができ、透明な基板２１０から不透明なベゼル部２４０に電極部２２０の導体線が延長する場合、メッシュ状に形成される導体線からなる電極部２２０の開口率が急激に減少して、タッチパネルの透過率が減少する可能性がある。

図５は図４のＡ部分を概略的に示す断面図である。ベゼル部２４０が印刷方式で形成される場合、ベゼル部２４０は、完璧な直線状ではなく、微細な凹凸を有する直線状である。かかるベゼル部２４０の不規則な形状は、電極部２２０の導体線の規則性を減少させるため、導体線の視認性が増加する恐れがある。

本実施例によると、ベゼル領域と隣接した電極部２２０の導体線の一部を除去することで、全体の領域上で電極部２２０の開口率を一定に維持し、導体線の不可視性を高めることができる。

以下、図６及び図７を参照して、本実施例によるタッチパネルについてより詳細に説明する。

図６及び図７は本発明の様々な実施例による電極部の導体線の模式図である。

上述のように、電極部２２０の導体線は、メッシュ状に形成され、この際、メッシュ状は、複数の単位セルからなることができる。

本実施例によると、導体線の複数の単位セルのうち基板２１０とベゼル部２４０の境界線と重なる複数の単位セルそれぞれを区切る線の一部が基板２１０上で断線することで、ベゼル領域に隣接する電極部２２０の開口率を確保することができる。

また、複数の単位セルのうちベゼル領域と有効領域の境界線から上記有効領域側に基準距離未満に位置する複数の単位セルそれぞれを構成する線の一部が有効領域で断線することができる。この際、基準距離は、複数の単位セルそれぞれのピッチの二倍であり、例えば、２ｍｍであることができる。

図６及び図７に示すように、単位セルは、四角形に形成されてもよく、上述のように、六角形及び八角形などの形状に形成されてもよい。すなわち、単位セルは、所定方向の線からなるが、四角形の単位セルは、二つの方向の４個の線からなり、六角形の単位セルは、三つの方向の６個の線からなり、八角形の単位セルは、四つの方向の８個の線からなることができる。

このように、単位セルが多角形に形成される場合、境界線と重なるか基準距離未満の複数の単位セルそれぞれを構成する線のうち二つの方向に形成される２個の線が上記境界線それぞれと交差することができる。本実施例によると、境界線と重なるか基準距離未満の複数の単位セルそれぞれを構成する線のうち一方向に形成されて境界線と交差するそれぞれの線は基板２１０上で断線することができる。図６には一方向に形成されて境界線と交差するそれぞれの線の一部が断線していることが示されているが、これに限定されず、図７のように線の全てが断線していてもよい。

この際、一方向に形成されて境界線と交差するそれぞれの線を基板２１０上から除去する場合、抵抗が増加して伝導性及び検出感度が低下する可能性があり、他の方向に形成される線が切れる場合、断線が発生する可能性がある。これを防止するために、本実施例によると、一方向と異なる方向に形成されて境界線と交差するそれぞれの線の線幅が、境界線と交差しない線の線幅より広くてもよい。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。

２１０ 基板
２２０ 電極部
２２３ 第１電極
２２６ 第２電極
２３０ パッド部
２４０ ベゼル部

Claims (14)

1. 基板と、
   前記基板のベゼル領域に形成されるベゼル部と、
   前記基板及び前記ベゼル部上に設けられ、メッシュ状の複数の単位セルからなる導体線を含む複数の電極と、を含み、
   前記複数の単位セルのうち前記基板と前記ベゼル部の境界線と重なる複数の単位セルそれぞれを構成する線の一部は断線する、タッチパネル。
2. 前記境界線と重なる複数の単位セルそれぞれを構成する線の一部は、前記基板上で断線する、請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記境界線と重なる複数の単位セルそれぞれを構成する線のうち一方向に形成されて前記境界線と交差するそれぞれの線が断線する、請求項１に記載のタッチパネル。
4. 前記境界線と重なる複数の単位セルそれぞれを構成する線のうち一方向に形成されて前記境界線と交差するそれぞれの線の全てが断線する、請求項３に記載のタッチパネル。
5. 前記境界線と重なる複数の単位セルそれぞれを構成する線のうち一方向に形成されて前記境界線と交差するそれぞれの線の一部が断線する、請求項３に記載のタッチパネル。
6. 前記境界線と重なる複数の単位セルそれぞれを構成する線のうち前記一方向と異なる方向に形成されて前記境界線と交差するそれぞれの線の線幅は、前記境界線と交差しない線の線幅より広い、請求項３に記載のタッチパネル。
7. ベゼル領域と有効領域とに区画される基板と、
   前記ベゼル領域に形成されるベゼル部と、
   前記ベゼル領域と前記有効領域に設けられ、メッシュ状の複数の単位セルからなる導体線を含む複数の電極と、を含み、
   前記複数の単位セルのうち前記ベゼル領域と前記有効領域の境界線から前記有効領域側に基準距離未満に位置する複数の単位セルそれぞれを構成する線の一部は断線する、タッチパネル。
8. 前記基準距離未満に位置する複数の単位セルそれぞれを構成する線の一部は、前記有効領域で断線する、請求項７に記載のタッチパネル。
9. 前記基準距離未満に位置する複数の単位セルそれぞれを構成する複数の線のうち一方向に形成されて前記境界線と交差するそれぞれの線が断線する、請求項７に記載のタッチパネル。
10. 前記基準距離未満に位置する複数の単位セルそれぞれを構成する複数の線のうち一方向に形成されて前記境界線と交差するそれぞれの線の全てが断線する、請求項９に記載のタッチパネル。
11. 前記基準距離未満に位置する複数の単位セルそれぞれを構成する複数の線のうち一方向に形成されて前記境界線と交差するそれぞれの線の一部が断線する、請求項９に記載のタッチパネル。
12. 前記基準距離未満に位置する複数の単位セルそれぞれを構成する複数の線のうち前記一方向と異なる方向に形成されて前記境界線と交差するそれぞれの線の線幅は、前記境界線と交差しない線の線幅より広い、請求項９に記載のタッチパネル。
13. 前記基準距離は、前記複数の単位セルそれぞれのピッチの二倍である、請求項７に記載のタッチパネル。
14. 前記基準距離は、２ｍｍである、請求項７に記載のタッチパネル。

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