KR101023500B1 - 투명 터치 패널 및 전자 기기 - Google Patents

투명 터치 패널 및 전자 기기 Download PDF

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Abstract

한쪽 면에 각각 투명 도전층(111, 131)을 갖는 투명한 제1 기판(110) 및 제2 기판(130)이, 각각의 투명 도전층이 마주보도록 소정의 간격을 두고 배치되고, 각각의 투명 도전층은 양단부에 한 쌍의 전극(112, 132)을 가지며, 제1 기판 및 제2 기판의 주연부에 형성된 서라운딩 회로(113, 133)를 통해서 각각의 전극에 각각 접속된 복수의 인출용 단자(114, 134)를 구비하는 투명 터치 패널로서, 인출용 단자는 제1 기판 및 제2 기판의 각각의 마주보는 면에 각각 제공되며, 제1 기판의 주연부를 홀드하는 홀딩 부재(80, 81)를 복수 구비하고, 각각의 홀딩 부재는 도전성 재료로 이루어지고, 제1 기판과 제2 기판 사이에 삽입된 부분이 각각의 인출용 단자와 각각 접촉하도록 배치되어 있다. 이 투명 터치 패널에 의해, 소형화 및 저비용화가 달성될 수 있다.
투명 터치 패널, 전자 기기, 도전층, 기판, 전극

Description

투명 터치 패널 및 전자 기기{TRANSPARENT TOUCH PANEL AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은 투명 터치 패널 및 이를 구비한 전자 기기에 관한 것이다.
종래의 투명 터치 패널로서, 예를 들면, 일본 특허 공개 제2002-259054호 공보에 개시된 구성이 알려져 있다. 이 투명 터치 패널은, 도7에서 분해 사시도로 도시된 바와 같이, 가동(movable) 기판(110)과 고정(fixed) 기판(130)을 양면 점착 테이프로 이루어지는 스페이서(spacer)(140)를 통해서 적층함으로써 구성된다. 양면 점착 테이프의 두께는 통상 50∼100㎛ 정도이다. 가동 기판(110)은 표면측에 입력 조작면을 가지며, 투명 터치 패널에서 조작자로부터의 손가락이나 입력 펜을 이용한 입력을 수신한다.
스페이서(140)는 프레임 형상으로 형성되어 있으며, 가동 기판(110) 및 고정 기판(130)의 주연부를 따라 접착된다. 스페이서(140)는 내부의 공기 배출 구멍으로서 기능하는 절제부(excised section)(141)와, 후술하는 커넥터(120)가 장착되는 노치(notch)부(142)를 가진다. 또한, 공기 배출을 필요로 하지 않는 경우에는 절제 부(141)가 제공되지 않는 경우도 있다.
스페이서(140)로 둘러싸인 가동 기판(110)과 고정 기판(130)의 틈에는 도트 형상 스페이서(160)가 소정의 간격을 두고 제공된다. 가동 기판(110) 및 고정 기판(130)의 마주보는 면에는 각각 투명 도전층(111) 및 투명 도전층(131)이 주연부를 제외하고 거의 전체 면에 형성되어 있다. 가동 기판(110)에 형성된 투명 도전층(111)은 양단부에 한 쌍의 전극(112, 112)이 제공되며, 이 한 쌍의 전극(112, 112)에는 가동 기판(110)의 주연부에 형성된 서라운딩 회로(surrounding circuit)(113)를 통해서 인출용 단자(114, 114)가 접속되어 있다.
고정 기판(130)에 형성된 투명 도전층(131)은 양단부에 한 쌍의 전극(132, 132)이 제공된다. 이 한 쌍의 전극(132, 132)은 가동 기판(110)에 제공된 한 쌍의 전극(112, 112)과 마주보는 방향이 직교하도록 배치되어 있다. 한 쌍의 전극(132, 132)에는 고정 기판(130)의 주연부에 형성된 서라운딩 회로(133)를 통해서 인출용 단자(134, 134)가 접속되어 있다.
커넥터(120)는 상면측에 가동 기판(110)에 대한 접속용 단자(122, 122)를 가지고, 하면측에 고정 기판(130)에 대한 접속용 단자(123, 123)를 가지며, 커넥터(120)를 스페이서(140)의 노치부(notched portion)(142)에 장착하여 열압착(thermocompression) 등을 함으로써, 접속용 단자(122, 122) 및 접속용 단자(123, 123)가 인출용 단자(114, 114) 및 인출용 단자(134, 134)에 각각 접속된다.
그런데, 최근에는, 소형화나 비용 감소의 관점에서 부품 개수를 줄이는 것이 요구되고 있지만, 상기 투명 터치 패널과 같이 커넥터(120)를 사용하는 경우에는 이와 같은 요청에 대응하기 어렵다는 문제가 있었다. 특히, 휴대용 퍼스널 컴퓨터나 휴대 전화, 휴대 정보 단말기 등과 같은 휴대형 전자 기기에 있어서는, 커넥터를 이용하는 것에 의한 폐해가 더욱 현저하였다.
별도 부품의 커넥터를 이용하지 않고 외부 기기와 접속 가능하도록 구성한 투명 터치 패널은 특개평 1-221831호 공보에 개시되어 있다. 이 투명 터치 패널은 상기 커넥터에 대응하는 부분이 투명 필름으로 이루어지는 가동 기판에 일체적으로 형성되어 구성된 것이다. 그러나, 이 부분이 직사각형 형상인 가동 기판의 둘레로부터 돌출한 형상으로 되어 있기 때문에, 가동 기판을 형성하기 위한 투명 필름의 트리밍 로스(trimming loss)가 커지게 되고, 비용 감소의 관점에서 추가 개량의 여지가 있었다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 소형화 및 저비용화가 가능한 투명 터치 패널 및 전자 기기의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적은, 한쪽 면에 각각 투명 도전층을 갖는 투명한 제1 기판 및 제2 기판이, 상기 각각의 투명 도전층이 마주보도록 소정의 간격을 두고 배치되고, 상기 각각의 투명 도전층은 양단부에 한 쌍의 전극을 가지며, 상기 제1 기판 및 제2 기판의 주연부에 형성된 서라운딩 회로를 통해서 상기 각각의 전극에 각각 접속된 복수의 인출용 단자를 구비하는 투명 터치 패널로서, 상기 인출용 단자는 상기 제1 기판 및 제2 기판의 각각의 마주보는 면에 각각 제공되며, 상기 제1 기판의 주연부를 홀드(hold)하는 복수의 홀딩 부재를 구비하고, 상기 각각의 홀딩 부재는 도전성 재료로 이루어지고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 삽입된 부분이 상기 각각의 인출용 단자와 각각 접촉하도록 배치되어 있는 투명 터치 패널에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은, 전술한 투명 터치 패널 및 접속용 단자를 갖는 표시 장치를 구비하고, 상기 표시 장치의 표시면측에 상기 투명 터치 패널이 배치되어 있으며, 상기 홀딩 부재와 상기 접속용 단자가 접촉하고 있는 전자 기기에 의해 달성된다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 투명 터치 패널의 분해 사시도.
도2는 도1에 도시한 투명 터치 패널을 이용한 전자 기기의 주요부 측면도.
도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명 터치 패널의 사시도.
도4는 도3에 도시한 투명 터치 패널을 화살표 A방향에서 본 주요부 측면도.
도5는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 투명 터치 패널에 있어서의 고정 기판의 주요부 측면도.
도6은 도5에 도시한 고정 기판을 이용한 투명 터치 패널의 주요부 측면도.
도7은 종래의 투명 터치 패널을 도시한 분해 사시도.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 첨부 도면은 구성의 이해를 용이하게 하기 위해 실제 치수가 아니며 부분적으로 확대 또는 축소되어 있다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널의 분해 사시도이다. 본 실시예에서 나타내는 구성에 있어서, 도7에 도시한 종래의 투명 터치 패널과 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있다.
가동 기판(110)으로서 투명성을 갖는 각종 플라스틱 필름을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에테르 술폰(PES), 폴리에테르 에테르케톤(PEEK), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드(PA), 폴리아크릴(PAC), 노보넨계(norbonene-based) 열가소성 투명 수지 등 또는 그들의 적층체 등을 들 수 있다. 또한, 편광판, 위상차판, 하드 코팅 필름, 미세한 요철 필름 등을 서로 붙임으로써, 입력시의 탄력성이나 내구성, 시인성(視認性)을 향상시킬 수 있다. 필름 기재의 두께는 통상 20∼50㎛인 것이 이용된다.
고정 기판(130)은 가동 기판(110)과 동일한 재질을 사용할 수 있으며, 또한, 유리를 이용할 수도 있다. 고정 기판(130)의 보강이나 내구성 향상을 목적으로 해서 고정 기판(130)에 지지체를 적층해도 된다. 지지체는 폴리카보네이트 수지 기판, 아크릴 수지 기판, 폴리올레핀계 수지 기판, 유리 등으로 이루어지고, 통상 0.5∼5mm의 두께를 갖는 것이 이용된다. 지지체의 형상으로서는 평면이 일반적이지 만, 중앙이 볼록 형상으로 형성된 것을 이용하는 것도 가능하다.
가동 기판(110) 및 고정 기판(130)에서의 투명 도전층(111, 131)의 형성은 필름 기판 상에 도전성 재료를 제공하는 일반적인 방법을 이용하면 되고, 예를 들면, 스퍼터링(sputtering)법, 진공 증착법, 이온 플레이팅(plating)법 등의 PVD법 또는 CVD법, 코팅법, 인쇄법 등을 들 수 있다. 투명 도전층(111, 131)의 재료는 투명한 재료이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 인듐·주석 복합 산화물(ITO), 주석 산화물, 구리, 알루미늄, 니켈, 크롬 등을 들 수 있고, 또한, 이들 이외의 재료가 중첩되어 형성되어도 된다. 또한, 투명 도전층을 형성하기 전에 투명성이나 밀착성 등을 향상시키기 위한 언더 코팅층을 가동 기판(110) 또는 고정 기판(130)에 제공해도 된다. 또한, 가동 기판(110)에서의 투명 도전층(111)이 제공된 면과 반대측의 면에 실드(shield)시키기 위한 투명 도전층을 제공해도 된다.
투명 도전층(111, 131)은 가동 기판(110) 및 고정 기판(130)의 주연부가 노출되도록 형성되어 있다. 이 노출 부분은 가동 기판(110) 및 고정 기판(130)의 전체면에 투명 도전층(111, 131)을 형성한 후, 이 투명 도전층(111, 131)의 표면에 원하는 패턴 형상 마스크를 형성하고, 산액(acid solution)으로 에칭하여 불필요한 부분의 투명 도전층(111, 131)만을 박리한 후, 알칼리액(alkaline solution) 등의 박리제에 의해 패턴 형상 마스크를 용해시켜 제거함으로써 형성할 수 있다. 투명 도전층(111, 131)의 박리는 산액에 의한 에칭 대신에 레이저를 이용해서 제거하는 것도 가능하다.
투명 도전층(111, 131)의 양단부에 각각 형성된 한 쌍의 전극(112, 112; 132, 132)은 도전성 잉크에 의해 형성될 수 있다. 도전성 잉크로서, 은이나 카본 잉크, 구리 잉크 등의 도전성이 있는 인쇄 가능한 페이스트를 사용할 수 있으며, 은과 카본을 혼합하거나 겹쳐 칠해도 된다. 전극폭은 0.2mm ∼ 수mm, 두께는 수㎛ ∼ 수십㎛가 일반적이다. 절연성의 확보나 마이그레이션 대책으로서, 전극(112, 132)의 형성 후 절연 잉크를 투명 도전층(111, 131)이나 전극(112, 132)의 필요 부분에 도포해도 된다. 절연 잉크로는 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 등이 이용된다.
가동 기판(110) 및 고정 기판(130)의 주연부에는 서라운딩 회로(113, 133) 및 인출용 단자(114, 114; 134, 134)가 형성되어 있으며, 한 쌍의 전극(112, 112; 132, 132)은 서라운딩 회로(133, 133)를 통해서 인출용 단자(114, 114; 134, 134)에 접속되어 있다. 서라운딩 회로(133, 133) 및 인출용 단자(114, 134)는 전술한 전극(112, 132)의 형성과 동시에 형성할 수 있다. 가동 기판(110)의 인출용 단자(114, 114)와 고정 기판(130)의 인출용 단자(134, 134)는 가동 기판(110) 및 고정 기판(130)의 각각의 마주보는 면에 각각 형성되어 있으며, 서로 인접하도록 배치되어 있다.
가동 기판(110)과 고정 기판(130)은 50 ∼ 100㎛ 정도의 두께를 갖는 양면 접착 테이프(140)를 통해서 접합되어 있다. 양면 접착 테이프(140)는 심재(芯材) 필름(core film material)을 끼워서 상하면에 접착제를 도포한 것이다. 심재로서는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에테르 술폰(PES) 등 플라스틱 필름이 이용된다. 접착제로서는 아크릴계, 실리콘계, 우레 탄계, 그들을 혼합한 것이 이용된다. 양면 접착 테이프(140)에 있어서, 인출용 단자(114, 114; 134, 134)가 형성된 영역에 대응하는 위치에는 노치부(142)가 형성되어 있다.
고정 기판(130)에는 측면에서 봤을 때 "コ"자 형상으로 형성된 복수의 클립(80, 80; 81, 81)이 부착되어 있다. 이들 클립(80, 80; 81, 81)은 도전성을 갖는 금속 재료로 이루어지고, 고정 기판(130)의 주연부를 홀드하는 홀딩 부재로서 기능한다. 클립(80, 80)이 가동 기판(110)과 고정 기판(130) 사이에 삽입된 부분은 상측이 가동 기판(110)의 인출용 단자(114, 114)에 접촉하는 한편, 클립(81, 81)이 가동 기판(110)과 고정 기판(130) 사이에 삽입된 부분은 하측이 고정 기판(130)의 인출용 단자(134, 134)에 접촉한다.
이상의 구성을 구비하는 투명 터치 패널에 따르면, 클립(80, 80; 81, 81)을 구비함으로써 외부 단자와의 접속부를 노출시킬 수 있기 때문에, 종래와 같이 커넥터를 이용하지 않고, 외부의 전자 기기와 용이하게 접속하는 것이 가능해진다. 도2는 액정 표시 장치 등의 표시 장치(90)의 표시면측에 투명 터치 패널(100)이 배치된 전자 기기의 일례를 도시한 주요부 확대도이다. 도2에서, 표시 장치(90)의 상면에는 접속용 단자(92)가 제공되며, 투명 터치 패널(100)이 구비하는 클립(80, 80; 81, 81)이 접속용 단자(92)에 맞닿는다. 클립(80, 80; 81, 81)에서의 접속용 단자(92)와의 접속 부분은 반드시 본 실시예와 같이 하부일 필요는 없으며, 측면이어도 된다.
각각의 접속용 단자(92)와 클립(80, 80; 81, 81)의 접속을 견고하게 하기 위 해, 스프링 등의 탄성력을 이용해서 각각의 접속용 단자(92)를 위쪽으로 에너지를 가하여도 되고, 또는 도전성 접착제를 개재(介在)시켜도 된다. 도전성 접착제로서는, 페이스트 형상의 것을 바람직하게 이용할 수 있고, 일례로서 주식회사 쓰리본드가 제조한 2액형 에폭시계(two-component epoxy-based) 도전 접착제(제품 번호 3380B)를 들 수 있다.
클립(80, 81)이 가동 기판(110)과 고정 기판(130) 사이에 삽입된 부분의 두께는 가동 기판(110)과 고정 기판(130) 사이의 간격의 0.5 ∼ 2배인 것이 바람직하며, 0.8 ∼ 1.4배인 것이 더 바람직하다. 이 두께가 너무 작으면, 클립(80)의 부착이 곤란해지는 것과 함께 도통 불량이 발생하기 쉬워지는 한편, 이 두께가 너무 크면, 가동 기판(110)과 고정 기판(130)의 간격이 너무 넓어져서 도통 불량이나 가동 기판(110)의 굴곡이 생기기 쉬워지게 된다.
클립(80, 81)이 가동 기판(110)과 고정 기판(130) 사이에 삽입된 부분의 두께가 가동 기판(110)과 고정 기판(130)의 간격보다도 큰 경우에는, 도3에 나타내는 바와 같이, 가동 기판(110)에서의 클립(80)과 맞닿는 부분에 노치부(119)를 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 클립(80)을 가동 기판(110)과 고정 기판(130) 사이에 삽입한 상태에서, 도4에 도시한 바와 같이, 가동 기판(110)에서의 노치부(119)가 형성된 부분만이 위쪽으로 휘어질 수 있기 때문에 가동 기판(110)의 전체에 굴곡이 생기는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이 노치부(119)가 형성된 부분의 휨에 의해 누르는 압력에 의해, 가동 기판(110)의 인출용 단자(114, 114)와 클립(80, 80)의 접속을 더욱 확실하게 할 수 있다. 노치부(119)의 각각의 노치선(線)은 도4 에 도시한 바와 같이, 가동 기판(110)이 각각의 클립(80, 80; 81, 81)에 대응해서 개별적으로 가요성(flexibility)을 갖도록 형성해도 되고, 또는 가동 기판(110)에서의 클립(80, 80; 81, 81)이 형성된 영역이 일체로서(as a whole) 가요성을 갖도록 형성해도 된다.
또한, 도5에 도시한 바와 같이, 고정 기판(130)에서의 투명 도전층(131)이 형성된 면과는 반대측의 면의 주연부에 각각의 클립(80, 80; 81, 81)에 대응시켜서 복수의 홈부(groove portion)(139)를 형성해도 된다. 이에 의해, 도6에 도시한 바와 같이, 클립(80, 80; 81, 81)은 각각 하부가 각각의 홈부(139)에 수용되는 것에 의해 고정되기 때문에, 클립(80, 80; 81, 81)의 위치가 어긋나는 것을 방지할 수 있다.
클립(80, 80; 81, 81)의 형상, 크기, 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 일부를 접어 구부려서 강도를 높이도록 해도 된다. 또한, 클립(80, 80; 81, 81)은, 투명 터치 패널(100)에 부착 가능하다면 금속박에 의해 구성할 수도 있다. 클립(80, 80; 81, 81)은 전체가 금속제일 필요는 없으며, 일부에 수지를 이용해도 된다.
또한, 본 실시예에서는, 가동 기판(110)과 고정 기판(130)의 사이에 틈이 형성된 저항막 방식의 투명 터치 패널에 대해서 설명했지만, 투명 도전층(111, 131) 사이 전체에 점착 테이프 등이 개재된 투과형 정전 용량 방식의 투명 터치 패널에 대해서도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.
본 발명에 의하면, 소형화 및 저비용화가 가능한 투명 터치 패널 및 전자 기기를 제공할 수 있다.

Claims (6)

  1. 한쪽 면에 각각 투명 도전층을 갖는 투명한 제1 기판 및 제2 기판이 상기 각각의 투명 도전층이 마주보도록 소정의 간격을 두고 배치되고,
    상기 각각의 투명 도전층은 양단부에 한 쌍의 전극을 가지며,
    상기 제1 기판 및 제2 기판의 주연부(peripheral edges)에 형성된 서라운딩 회로를 통해서 상기 각각의 전극에 각각 접속된 복수의 인출용 단자를 구비하는 투명 터치 패널로서,
    상기 인출용 단자는 상기 제1 기판 및 제2 기판의 각각의 마주보는 면에 각각 제공되며,
    상기 제1 기판의 주연부만을 홀드하는(hold) 복수의 홀딩 부재를 구비하고,
    상기 각각의 홀딩 부재는 도전성 재료로 이루어지고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 삽입된 부분이 상기 각각의 인출용 단자와 각각 접촉하도록 배치되어 있는
    투명 터치 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홀딩 부재의 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 삽입된 부분의 두께가 상기 제1 기판과 제2 기판의 간격의 0.5 ∼ 2배인
    투명 터치 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기판은 상기 각각의 홀딩 부재와 접한 부분이 가요성(flexibility)을 갖도록 노치부(notched portion)가 형성되어 있는
    투명 터치 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판은 상기 투명 도전층이 형성된 면과 반대측의 면에 복수의 홈부(groove portion)를 가지며,
    상기 각각의 홀딩 부재는 상기 각각의 홈부에 각각 고정되어 있는
    투명 터치 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판은 고정 기판인
    투명 터치 패널.
  6. 제1항의 투명 터치 패널 및 접속용 단자를 갖는 표시 장치를 구비하고, 상기 표시 장치의 표시면측에 상기 투명 터치 패널이 배치되어 있으며, 상기 홀딩 부재와 상기 접속용 단자가 접촉하고 있는
    전자 기기.
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