KR101329606B1

KR101329606B1 - 터치패널센서

Info

Publication number: KR101329606B1
Application number: KR1020110099797A
Authority: KR
Inventors: 남동식
Original assignee: (주)삼원에스티
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-11-15
Also published as: KR20130035478A

Abstract

피대상물의 접촉 위치를 감지하여 외부 장치로 전달하는 터치패널센서는, 절연기판, 절연기판의 저면에 형성되는 전극패턴, 절연기판의 저면에서 전극패턴의 단부를 부분적으로 덮도록 형성되며 도전성 물질을 포함하는 윈도우 데코레이션, 및 윈도우 데코레이션의 상부에 형성되어 각각의 전극패턴과 외부장치를 전기적으로 연결하기 위한 와이어 부재를 포함하며, 와이어 부재는 상하로 대응하는 전극패턴 단부와 형성하는 저항이 그 주변의 다른 전극패턴 단부와 형성하는 저항보다 상당히 적은 것을 이용하여 상하로 대응하는 전극패턴의 단부와 배타적으로 신호를 주고 받을 수 있다.

Description

터치패널센서{TOUCH PANEL SENSOR}

본 발명은 터치패널센서에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 피대상물의 접촉 위치를 감지하기 위한 터치패널센서에 관한 것이다.

도 1은 종래의 정전용량 방식의 터치패널센서를 설명하기 위한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 터치패널센서(1)는 하부 절연시트(10) 및 상부 절연시트(20)가 소정 간격 이격되어 접합된다. 하부 절연시트(10) 및 상부 절연시트(20)의 마주보는 면에는 각각 하부 ITO전극(30)과 상부 ITO전극(40)이 상호 수직하게 배열되어 있다.

상부 ITO전극(40)과 연성회로기판(50)의 단자(52)를 전기적으로 연결하기 위하여, 금속선(48)이 상부 ITO전극(40)의 단부로부터 상부 절연시트(20)의 하부까지 연장되며, 하부 ITO전극(20) 또한 별도의 금속선(38)에 의해서 회로기판(50)과 전기적으로 연결된다.

다만, 금속선(38, 48)은 금속 광택으로 반짝이며, 빛이 통과하지 않아 투명한 상부 절연시트(20)의 상부에서 육안으로 확인될 수 있다. 따라서, 금속선(38, 48) 및 회로기판(50)이 가시되는 것을 방지하기 위하여, 투명한 유리나 강화플라스틱을 이용한 강화기판(60)의 저면에 비투광성의 윈도우 데코레이션(65)을 형성하고, 강화기판(60)을 상부 절연시트(20) 상부에 배치한다.

그러나, 강화기판(60)에 의해서 터치패널센서(1)의 두께가 증가하고, 이는 터치패널센서(1)의 투명도 및 선명도를 떨어뜨리고, 터치패널센서의 감도를 떨어뜨릴 수 있다.

또한, 강화기판(60), 상부 절연시트(20) 및 하부 절연시트(10) 사이에는 각각 광학 접착층(Optical Clearance Adhesive Layer)가 개재되기 때문에, 터치패널센서(1) 자체의 두께가 두꺼워질 수 있고, 접착 과정에서 불량 발생률이 증가할 수 있으며, 전체적으로 빛의 투과도나 선명도를 떨어뜨릴 수도 있다.

이를 해결하기 위해 상부 ITO전극과 윈도우 데코레이션을 동일 면에 형성하되, 윈도우 데코레이션에 관통홀을 형성하고 그 내부에 착색 도전층을 형성하는 기술이 등록특허 제10-1013037호에 개시되어 있다. 하지만, 착색 도전층과 윈도우 데코레이션을 별도로 형성하기 때문에, 양 요소의 색을 동일하게 형성하는 것이 어려우며, 색 조절이 조금이라도 실패하게 되면 착색 도전층의 자리가 외형적으로 드러날 수가 있다.

본 발명은 투명 전극패턴 또는 불투명 전극패턴과 외부 장치와의 전기적 접속 구조를 용이하게 할 수 있는 터치패널센서를 제공한다.

본 발명은 전극패턴과 윈도우 데코레이션을 동일 면에 형성하는 터치패널센서를 제공한다.

본 발명은 터치패널센서의 적층 레이어의 수를 줄임으로써 광학적 특성 개선, 불량 발생률 감소, 무게 경량화, 비용 절감 등의 효과를 기대할 수 있는 터치패널센서를 제공한다.

본 발명은 전기적으로 우수한 특성을 갖는 전극패턴 구조 및 윈도우 데코레이션 구조를 갖는 터치패널센서를 제공한다.

본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 피대상물의 접촉 위치를 감지하여 외부 장치로 전달하는 터치패널센서는, 절연기판, 절연기판의 저면에 형성되는 전극패턴, 절연기판의 저면에서 전극패턴의 단부를 부분적으로 덮도록 형성되며 도전성 물질을 포함하는 윈도우 데코레이션, 및 윈도우 데코레이션의 상부에 형성되어 각각의 전극패턴과 외부장치를 전기적으로 연결하기 위한 와이어 부재를 포함하며, 와이어 부재는 상하로 대응하는 전극패턴 단부와 형성하는 저항이 그 주변의 다른 전극패턴 단부와 형성하는 저항보다 상당히 적은 것을 이용하여 상하로 대응하는 전극패턴의 단부와 배타적으로 신호를 주고 받을 수 있다.

일반적으로 절연기판에 적용되는 투명 또는 불투명 전극패턴은 피대상물의 접촉 위치를 감지하기 위해 사용되며, 이는 정전용량 방식 또는 저항막 방식으로 형성될 수가 있다.

일반적으로 ITO 투명 전극패턴은 약 0.1㎛의 두께로 형성되는 반면, 윈도우 데코레이션은 약 2~3㎛의 두께로 형성되기 때문에, 윈도우 데코레이션이 형성된 기판 위에 ITO 전극패턴을 함께 형성하는 것이 어려웠으며, 기존에는 ITO 투명전극패턴과 윈도우 데코레이션을 별도의 기판 또는 별도의 면에 형성한다. 참고로, 윈도우 데코레이션이 형성된 기판에서 같은 면에 ITO 전극패턴을 형성하게 되면, 윈도우 데코레이션의 경계에서 ITO 전극패턴이 깨지거나 단전이 되는 경우가 자주 발생할 수가 있다.

하지만, 본 발명에서는 절연기판의 저면에 전극패턴을 먼저 형성하고, 윈도우 데코레이션을 같은 절연기판의 저면에 형성하고 있다. 그리고, 다시 윈도우 데코레이션 상부에 와이어 부재를 제공한다.

이하, 윈도우 데코레이션을 사이에 두고 배치되는 와이어 부재와 전극패턴 간의 전기적인 연결 방법에 대해서 설명한다.

본 발명에 따르면, 와이어 부재와 전극패턴은 상호 배타적으로 신호를 주고 받는데, 구체적으로 일 방법을 살펴보면, 먼저, 상대적으로 고저항을 가지지만 도전성을 가지는 윈도우 데코레이션을 이용함으로써, 윈도우 데코레이션은 모든 전극패턴을 전기적으로 연결하는 것이 아니라 상대적으로 고저항을 갖기 때문에 상하로 대응 또는 일치하는 와이어 부재의 단자와 전극패턴 단부를 배타적으로 연결할 수 있다. 여기서, 윈도우 데코레이션에 의해서 분리되는 서로 인접한 전극패턴과 전극패턴 사이 간격보다 상하로 배치되는 전극패턴과 와이어 부재의 간격이 짧기 때문에 윈도우 데코레이션에 의해서 생기는 저항값을 기준으로 상대적이란 용어를 사용한 것이며, 이에 대해서는 더 자세히 후술하기로 한다.

또한, 본 발명에 따라서 와이어 부재와 전극패턴이 상호 배타적으로 신호를 주고 받도록 하는 다른 방법을 살펴보면, 먼저, 윈도우 데코레이션에 전극패턴의 단부를 부분적으로 노출시키는 관통 영역을 제공하고, 관통 영역에서 빛을 차단하면서 관통 영역으로 노출된 전극패턴의 단부와 전기적으로 연결되는 착색 도전층을 제공할 수 있다. 이때, 착색 도전층은 윈도우 데코레이션보다 상대적으로 낮은 저항계수를 갖는 도전성 물질을 이용하여 형성할 수 있다.

즉, 윈도우 데코레이션은 착색 도전층과 유사한 성분으로 구성되면서, 도전성을 가지나, 윈도우 데코레이션을 착색 도전층보다 고저항을 갖도록 하여, 착색 도전층을 통한 와이어 부재 및 전극패턴 간의 배타적인 통신에 영향을 미치지 않도록 할 수가 있다.

여기서, 착색 도전층은 등록특허 제10-1013037호에 개시되어 있는 착색 도전층과는 확연히 다르다. 구체적으로, 상기 특허에서의 착색 도전층은 윈도우 데코레이션과 색을 맞추기 위해서 도전성 물질이 색을 맞추기 위한 비도전성 잉크보다 더 많이 포함되기 때문에, 색을 맞추기가 어렵지만, 본 발명에서는 착색 도전층의 도전성 물질의 비중을 낮추고, 비도전성 잉크의 비중을 높여 보다 쉽게 색을 맞출 수가 있다. 대신에 착색 도전층이 윈도우 데코레이션과의 저항 차이가 커서 상대적으로 와이어부재와 전극패턴간의 전기적인 연결이 배타적으로 가능해지는 것이다.

본 명세서에서 배타적이라 함은 상호 대응되는 단자 또는 전극끼리 신호를 주고 받으며, 약간의 노이즈는 존재하더라도 전체적으로 신호 전달에 무리가 없을 정도로 신호를 주고 받는(communicate)하는 것을 포함한다고 할 것이다.

한편, 상술한 방법들에서 윈도우 데코레이션이 도전성을 갖기 때문에 와이어 부재와의 전기적 분리를 위해 윈도우 데코레이션과 와이어 부재 사이에는 데코 절연층이 형성되는 것이 바람직하다. 데코 절연층은 윈도우 데코레이션에서 구현하는 색깔에 따라 비도전성 잉크로 이루어진 절연재로 형성될 수 있으며, 별도의 절연 또는 반사 필름을 적층하거나 절연 도료를 도포하여 제공될 수도 있다.

참고로, 와이어 부재라 함은, 윈도우 데코레이션 상에 형성된 금속라인패턴이 될 수 있으며, 이들은 기존의 실버 페이스트를 이용한 실크스크린, 그라비아 인쇄 등에 의해서 제작될 수 있고, 다르게는 금속증착 및 식각을 통한 공정, 나노 임프린팅, 잉크젯 인쇄 등 다양한 방법으로 형성될 수가 있다.

이 외에도 와이어 부재는 윈도우 데코레이션 상에 바로 형성되지 않고, 연성회로기판을 이용하여 간접적으로 필요한 전기 단자를 연결하게 할 수도 있다.

본 발명의 터치패널센서는 윈도우 데코레이션 영역의 활용을 통해서 터치패널센서의 도전 구조를 개선할 수 있으며, 강화유리기판 또는 투명수지기판 저면에 바로 전극패턴을 형성하는 것이 가능하다.

또한, 윈도우 데코레이션과 전극패턴을 동일 면에 형성하되, 전극패턴과 윈도우 데코레이션 간의 전기적 접속을 구현할 수 있다.

디스플레이가 위치한 중앙 영역에서는 ITO, AZO, IZO, CNT 와 같은 소재를 사용하여 투명 전극패턴을 형성할 수도 있지만, 0~30㎛ 폭의 미세 금속패턴을 이용하여 전극패턴을 형성할 수도 있다.

본 발명의 터치패널센서는 터치패널센서의 적층 레이어의 수를 줄임으로써 광학적 특성 개선, 불량 발생률 감소, 무게 경량화, 비용 절감 등의 효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 터치패널센서는 전기적으로 우수한 특성을 갖는 전극패턴 구조 및 윈도우 데코레이션 구조를 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 정전용량 방식의 터치패널센서를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널센서의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 터치패널센서에서 전극패턴과 와이어 부재 간의 연결관계를 설명하기 위한 부분 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 연결관계의 형성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널센서에서 전극패턴과 와이어 부재 간의 연결관계를 설명하기 위한 부분 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 연결관계의 형성을 설명하기 위한 분해 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서를 설명하기 위한 저면도이다.
도 8은 도 7의 투명연결패턴을 설명하기 위한 부분 확대 사시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서 중 상부시트 구조를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 10은 도 9의 전극패턴과 와이어 부재 간의 연결관계를 설명하기 위한 저면 사시도이다.
도 11는 도 9의 전극패턴과 와이어 부재 간의 연결관계의 형성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서 중 상부시트 구조를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 13은 도 12의 전극패턴과 와이어 부재 간의 연결관계의 형성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 14 내지 도 21은 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서 중 상부시트의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 22 내지 도 27은 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서 중 상부시트의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널센서의 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 상부시트 구조를 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 전극패턴과 와이어 부재 간의 연결관계의 형성을 설명하기 위한 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 터치패널센서(100)는 상부시트(110), 하부시트(130), 및 광학접착층(150)을 포함한다.

상부시트(110)는 상부 절연기판(111) 및 상부 전극패턴(112)을 포함하며, 하부시트(130)는 하부 절연기판(131) 및 하부 투명전극패턴(132)을 포함한다.

상부 절연기판(111)은 높은 표면 강도를 갖는 재료로서 유리 재질 혹은 유리 재질과 같이 빛이 투과하고, 표면 강도가 뛰어난 다른 플라스틱 재질을 이용하여 제조될 수 있으며, 마찬가지로 하부시트(130)에서 상부 전극패턴(112)과의 상호 작용을 하는 하부 투명전극패턴(132)이 배치되는 하부 절연기판(131) 역시 상부 절연기판(111)과 동일한 재질로 제조될 수 있다.

물론, 저항막 방식에 따른 상부시트를 형성하는 경우, 상부 절연기판은 플라스틱 필름을 이용하여 형성될 수 있다. 어떤 방식을 택하던, 플라스틱 필름을 절연기판으로 사용하는 경우, 판형 필름 또는 롤형 필름으로 절연기판이 제공될 수 있으며, 절연기판에 그라비아 인쇄 또는 필름 라미네이팅 등의 방법을 통해서 전극패턴을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상부 절연기판(111)은 유리 혹은 유리 재질과 같이 빛이 투과하는 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 아크릴(acryl), 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등의 플라스틱을 이용하여 제조될 수 있으며, 절연기판의 재질에 한정되지 아니한다.

상부 전극패턴(112)은 투광성과 도전성을 모두 갖춘 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide), ATO(Al-doped Tin Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide), 탄소나노튜브(CNT) 등을 사용하여 제조될 수 있다. 상부 전극패턴(112)은 외부에서 투명 도전성 재질로 형성되기 때문에, 외부에서 가시화되지 않으며, 터치패널센서의 하부에 배치되는 유기전계발광장치(organic light emitting diode), 액정표시장치(liquid crystal display device), 및 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel)과 같은 디스플레이의 영상을 가리지 않고 노출시킬 수 있다.

물론, 경우에 따라서, 상부 전극패턴(112)은 불투명한 도전성 물질을 이용할 수도 있다. 예를 들어, ITO 및 IZO보다 작은 저항계수를 갖는 금, 은, 알루미늄 등의 다양한 금속이나 이들의 합금 등을 사용할 수 있다. 다만, 전극패턴의 재료로 불투명한 도전성 물질을 이용하는 경우에는 디스플레이의 영상을 가리지 않고 노출시킬 수 있도록 충분이 가늘게 제공되어야 한다. 구체적으로, 금속 재질로 형성되는 전극패턴의 폭이 0 초과 30㎛이하이면 육안으로 잘 확인되지 않는다. 최근에는 나노 임프린팅 고정 등을 통해서 패턴의 굵기를 수nm까지 얇게 하는 것이 가능하다.

다시 도면을 참조하면, 상부 시트를 보면 상부 전극패턴(112) 및 투명 창이 형성되는 중앙 영역(C)이 제공되며, 중앙 영역의 주변으로 주변 영역에서 윈도우 데코레이션 영역(D)이 형성된다.

상술한 상부 절연기판(111)의 저면 및 하부 절연기판(131)의 상면에는 각각 상호 작용하여 피대상물의 접근을 감지할 수 있는 상부 전극패턴(112) 및 하부 투명전극패턴(132)이 형성된다.

상부시트(110) 및 하부시트(130) 사이에는 상기 2개의 시트를 상호 접합하기 위한 광학접착층이 제공될 수 있다. 광학접착층(150)은 OCA 필름 형태로 제공될 수 있으며, 보호필름에 덮인 상태로 제공될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상부시트(110)의 저면의 전극패턴만으로도 피대상물의 위치를 감지할 수 있는 경우, 광합접착층이나 하부시트 없이 보호필름 또는 보호층만 상부시트 저면에 제공되는 것이 가능하다.

광학접착층(150)은 비도전성 재질로 제공되며, 광학접착층(150)에 의해서 상부 전극패턴(112) 및 하부 투명전극패턴(132)이 물리적으로 접착되고 전기적으로는 분리될 수 있다. 광학접착층(150)은 광학접착필름 또는 OCA(Optically Clear Adhesive)필름을 이용하여, 상부시트(110)및 하부시트(130)를 접합하고, 빛이 잘 투과되어 광학적으로도 우수하다.

절연기판(111) 상에 상부 전극패턴(112)이 형성되며, 그 상부로 윈도우 데코레이션(120)이 제공될 수 있다. 윈도우 데코레이션(120)은 예를 들어 블랙으로 표현하기 위해서 카본 파우더 및 비도전성 블랙 잉크를 약 20:80으로 혼합하여 제공할 수 있으며, 실크스크린, 그라비아 인쇄 등 다양한 방법으로 약 2~3㎛의 두께로 형성될 수 있다. 상술한 윈도우 데코레이션은 카본 파우더와 같은 도전성 물질과 블랙 잉크와 같은 비도전성 잉크를 혼합하여 제공될 수 있고, 도전성 물질과 비도전성 잉크 간의 조성을 이용하여 전체 저항을 조절할 수 있을 것이다.

참고로, 윈도우 데코레이션 위로 100% 비도전성 블랙 잉크로 형성된 데코 절연층을 형성할 수도 있다. 이러한 경우에는 데코 절연층은 전극패턴의 단부 위치에 대응하여 형성된 관통홀을 포함할 수 있고, 관통홀은 전극패턴의 단부와 와이어 부재 단부가 상하로 일치하도록 조절된 위치에 형성될 수가 있다. 관통홀은 상기 위치에서 홀 또는 홈 형태로 제공될 수가 있다. 하지만, 본 실시예에서는 이러한 데코 절연층을 생략하며, 이러한 경우에도 윈도우 데코레이션을 사이에 두고 배치되는 와이어 부재와 상부 전극패턴(112)은 도전성을 갖는 윈도우 데코레이션을 매개로 상하로 대응하는 상부 전극패턴의 단부와 배타적으로 신호를 주고 받을 수 있다.

윈도우 데코레이션(120)은 블랙을 구현하기 위해, 카본 등을 혼합할 수도 있지만, 경우에 따라서는 블랙 이외의 다른 색 구현을 위해 다른 색의 비도전성 잉크를 혼합할 수 있고, 도전성 물질로도 카본, ATO, ITO, PEDOT, 메탈 분말, 카본 파이버, 나노실버 등 다양한 도전성 물질이 사용될 수 있다.

윈도우 데코레이션(120)은 도전성 물질과 비도전성 잉크를 혼합하는 것 외에도 다양한 방법으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 저항계수가 높은 재질로 형성된 고저항 박막을 이용하여 형성될 수 있는데, 저항계수가 높은 재질로서는 산화 블랙 크롬과 같은 산화물을 박막 형태로 형성하는 것이 있으며, 폴리아닐린이나 프탈로시아닌과 같이 전도성 폴리머 또는 전도성 유기물을 박막 형태로 형성하는 것도 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 전극패턴(112)은 윈도우 데코레이션(120)의 저면에 형성된 와이어 패턴(170)을 통해서 연성회로기판(160)과 연결될 수 있다. 윈도우 데코레이션(120)은 주변 영역에 대응하며, 실버 페이스트 등으로 형성된 와이어 패턴(170)을 시각적으로 차단하는 기능을 한다.

여기서 카본 파우더를 약 25%, 바람직하게는 약 20% 이하로 혼합함으로써 윈도우 데코레이션(120)은 상대적으로 높은 저항을 가지며, 도 4를 기준으로, 중앙에 배치된 와이어 패턴(170)은 윈도우 데코레이션(120)을 사이에 두고 그 바로 아래에 배치되어 약 2~3㎛ 이격된 전극패턴(112b)과 와이어 패턴(170) 간에는 배타적인 통신을 할 수 있지만, 그 주변으로 200㎛ 이상 떨어진 다른 전극패턴(112a, 112c)과는 정상적인 통신을 할 수가 없다. 참고로, 본 실시예에서 언급되는 카본 파우더 혹은 잉크 등의 비율은 중량%를 의미할 수 있다.

예를 들어, 소량의 카본 파우더와 상대적으로 많은 양의 비도전성 블랙 잉크를 혼합하는 경우, 도전성 도료의 비저항은 약 1000Ωcm으로 알루미늄과 비교해서 약 10억 배 정도 높게 형성될 수 있다. 이러한 고저항 도전성 잉크를 약 1mm x 1mm 면적에, 약 4㎛ 두께에서 사용한다면 상하 방향의 저항이 약 40Ω 정도가 되어서 실제 ITO 투명전극보다 낮다고 할 수 있다.

하지만, 상기 동일한 고저항 도전성 잉크를 상하 구조가 아닌 측면으로 배열하게 되고, 약 1cm 정도 떨어져 있다고 가정하게 되면, 그 저항이 현저하게 높아지는 것을 알 수 있다. 일 예로, 윈도우 데코레이션이 약 4㎛ 두께로 형성되고, 전극 간의 면적이 약 1cm x 1cm 떨어져 있다고 하면, 이 때 측면 방향의 저항은 약 2.5MΩ으로, 상기 상하 방향 저항인 약 40Ω에 비해 6만 배 이상의 저항 값이 나온다.

실제로, 상기와 같은 카본과 비도전성 블랙잉크를 20:80로 혼합한 윈도우 데코레이션(120) 및 와이어 패턴(170), 전극패턴(112b) 간의 구조에서, 상하로 인접한 와이어 패턴(170) 및 전극패턴(112b) 간의 저항은 약 10~1000Ω 정도로 측정된 반면, 측면으로 인접한 와이어 패턴(170)과 주변의 전극패턴(112a, 112c) 간의 저항은 약 10MΩ에서 100MΩ 사이로 측정되거나 100MΩ 이상이 측정될 수 있다.

이렇게 와이어 패턴(170)과 상부 전극패턴(112)은 도전성 윈도우 데코레이션(120)을 통해서 상호 전기적으로 연결될 수 있다.

본 실시예에서 상부 전극패턴은 단일 라인 형상으로 형성되어 있지만, 경우에 따라서는 복수개의 직선, 곡선, 웨이브 형상의 라인이 서로 평행하게 형성되면서 하나의 그룹을 형성하고, 그룹화된 평행 라인의 양단 중 하나가 전기적으로 연결되어 제공될 수도 있다.

이상 실시예에서는 윈도우 데코레이션(120)과 와이어 패턴(170) 사이에 별도의 절연층이 개재되지 않은 경우에 대해서 설명하였다. 이하, 본 발명의 다른 실시예에서는 윈도우 데코레이션과 와이어 패턴 사이에 절연층이 개재되는 경우를 예를 들어 설명하며, 아래 실시예에서 데코 절연층을 제외한 다른 구성요소는 사실상 앞선 실시예의 구성요소와 동일하여 상세한 설명은 앞선 실시예에 대한 설명을 참고 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널센서에서 전극패턴과 와이어 부재 간의 연결관계를 설명하기 위한 부분 분해 사시도이며, 도 6은 도 5의 연결관계의 형성을 설명하기 위한 분해 단면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 터치패널센서의 상부시트(210)는 상부 절연기판(211) 및 상부 전극패턴(212)을 포함한다.

본 실시예에서는 윈도우 데코레이션(220) 위로 100% 비도전성 블랙 잉크로 형성된 데코 절연층(225)이 더 형성함으로써, 도전성으로 제공되는 윈도우 데코레이션(220)으로 와이어 패턴(270)으로 전달되는 전기적 신호가 전달되는 것을 데코 절연층(225)이 방지할 수 있다.

다만, 이러한 경우에는 데코 절연층(225)은 상부 전극패턴(212)의 단부 위치에 대응하여 형성된 관통홀(227)을 포함할 수 있고, 관통홀(227)은 상부 전극패턴(212)의 단부와 와이어 패턴(270) 단부가 상하로 일치하도록 조절된 위치에 형성될 수가 있다. 관통홀(227)은 상기 위치에서 홀 또는 홈 형태로 제공될 수가 있다.

물론, 앞선 실시예에서와 같이, 데코 절연층을 생략하는 경우에도 윈도우 데코레이션(120)을 사이에 두고 배치되는 와이어 패턴(170)와 상부 전극패턴(112)은 도전성을 갖는 윈도우 데코레이션(120)을 매개로 배타적으로 신호를 주고 받을 수 있다.

하지만, 본 실시예에서는 윈도우 데코레이션(220)과 와이어 패턴(270) 사이에 배치되는 데코 절연층(225)에 별도의 관통홀(227)을 마련하여 서로 상하로 대응하는 와이어 패턴(270)과 상부 전극패턴(212)이 데코 절연층(225)에 의해서 전기적으로 완전히 분리 되지 않도록 함으로써, 실질적으로 상하로 배치되는 상부 전극패턴(212)과 와이어 패턴(270)은 단지 윈도우 데코레이션만(220)을 사이에 두도록 하였으며, 이러한 상태에서 서로 상하로 대응하는 상부 전극패턴(212)과 와이어 패턴(270)은 앞선 실시예와 동일하게 서로 배타적으로 신호를 주고 받을 수 있도록 한다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서를 설명하기 위한 저면도이며, 도 8은 도 7의 투명연결패턴을 설명하기 위한 부분 확대 사시도이다.

참고로, 도 7 및 도 8에서 광학 접착층은 도시화되지 않고 있으며, 상술한 바와 같이, 투명코팅층은 광학접착층이나 UV 투명경화제 등을 이용하여 형성할 수가 있다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 터치패널센서는 절연기판(310), 절연기판(310) 상에 형성된 제1 투명전극패턴(320) 및 제2 투명전극패턴(330), 그리고 제1 투명전극패턴(320) 및 제2 투명전극패턴(330) 사이에 개재되는 절연패턴(340)을 포함한다.

절연기판(310)은 투명한 PET나 PC, PE 등의 합성수지 필름이나 강화유리기판으로 형성될 수 있다. 제1 투명전극패턴(320) 및 제2 투명전극패턴(330)은 절연기판(310)의 저면에 형성되어 있다.

제1 투명전극패턴(320)은 투명한 도전성 재질을 이용하여 형성될 수 있으며, 절연기판(310) 상에서 가로 또는 세로 방향을 따라 나란하게 배열되는 일련의 라인 패턴에 의해서 제공된다. 구체적으로 제1 투명전극패턴(320)을 위한 라인 패턴은 일 방향을 따라 일렬로 제공되는 확장부(322) 및 브릿지부(324)를 포함한다. 확장부(322) 및 브릿지부(324)는 서로 교대로 형성되어 일렬로 배치되며, 동일 또는 다른 투명 도전성 재질에 의해서 형성될 수가 있다.

확장부(322)는 브릿지부(324)보다 상대적으로 또는 현저하게 넓은 폭으로 형성되며, 브릿지부(324)는 확장부(322)들의 사이에 형성되어 일련의 확장부(322)를 전기적으로 연결할 수가 있다.

확장부(322) 및 브릿지부(324)의 형상은, 도시된 바와 같이, 연속된 사각형을 모티브로 형성될 수 있지만, 그 형상은 마름모, 원형 또는 타원형 등 다양한 도형을 모티브로 할 수가 있다. 또한, 확장부(322) 및 브릿지부(324)는 제2 투명전극패턴(330)을 위한 투명 연결부(336)과 함께 동일 재질 및 동일 면에 형성될 수 있으며, 상호 최소한의 폭으로 이격되도록 형상이 조화를 이루도록 선택될 수가 있다.

제1 투명전극패턴(320)과 적층된 구조를 형성하도록 제2 투명전극패턴(330)이 형성된다. 제2 투명전극패턴(330)은 제1 투명전극패턴(320)의 상부 또는 하부에 형성될 수 있으며, 제1 투명전극패턴(320)과 전기적으로 분리되도록 형성된다. 이를 위해 제1 투명전극패턴(320)과 제2 투명전극패턴(330) 사이에는 절연패턴(340)이 형성될 수가 있다. 절연패턴(340)은 일반적으로 절연 박막을 형성하는 SiO₂, Si₃N₄ 또는 TiO₂ 등의 소재를 이용하여 형성될 수 있다.

제2 투명전극패턴(330)은 투명 연결부(336)를 포함한다. 투명 연결부(336)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 투명전극패턴(320)과 동시에 형성될 수가 있다. 투명 연결부(336) 역시 약 0.1~0.2mm의 폭을 가지는 투명 도전성 재질로 형성될 수 있으며, 절연기판(310)에 형성된 ITO층을 사진식각공정을 통해 식각한 후 확장부(322) 및 브릿지부(324)와 함께 형성될 수가 있다.

제2 투명전극패턴(330)은 투명 연결부(336) 외에 저저항 라인(334)를 선택적으로 더 포함할 수 있다. 저저항 라인(334)은 절연패턴(340) 상에 형성될 수 있으며, 복수의 투명 연결부(336)의 표면을 통과하면서 일련의 투명 연결부(336) 전체를 전기적으로 연결하도록 형성된다. 저저항 라인(334)은 금이나 은, 알루미늄, 크롬 등의 금속 재질을 이용하여 형성될 수 있으며, 후술하는 와이어 패턴(370)과 동시에 형성될 수 있다. 이들 금속 패턴은 전극패턴(320, 330)이 형성된 절연 기판(310) 상에 금속 박막층을 단층 또는 다층으로 형성하고, 정해진 저저항 라인(334) 및 와이어 패턴(370) 형상에 따라 식각하여 형성될 수가 있다. 이때 증착이나 스퍼터링 후 나노 임프린팅과 같은 패턴화 공정을 통해 형성될 수 있으며, 간단하게는 잉크젯 인쇄 등의 공정을 통해서도 형성될 수가 있다. 참고로, 본 실시예에서 저저항 라인은 제2 투명전극패턴의 상면으로 제공되어 있지만, 경우에 따라서는 상기 전극패턴의 상면 또는 저면 중 적어도 어느 일 측에 제공할 수도 있다.

저저항 라인(334)는 투명하지 않아 디스플레이를 광학적으로 차단할 수 있으나, 약 30㎛ 이하, 바람직하게는 3㎛이하의 폭으로 형성될 수가 있으며, 이러한 폭의 미세패턴은 육안으로 보이지 않도록 할 수 있다.

금속으로는 알루미늄, 구리, 금, 은, 니켈, 크롬 등 다양한 재질이 사용될 수가 있다. 예를 들어, 알루미늄의 경우 비저항(ρ)이 약 2.82*10^-6Ωcm로 상당히 낮다. 만약, 이러한 알루미늄 저저항 라인(334)이 약 1㎛의 폭, 0.1㎛의 높이, 및 약 10cm 길이로 형성된다고 가정할 때, 그때 저항은 다음과 같이 계산될 수 있다.

만약, 비슷한 조건에서 ITO 전극패턴이 100㎛ 및 길이 10cm라고 가정하여 ITO 전극패턴의 저항을 계산할 수가 있다. ITO의 면저항은 기본적으로 2~300Ω/square정도이고, 현재 기술적으로 150Ω/square 이기 때문에, ITO 전극패턴의 저항은 다음과 같이 계산될 수 있다.

즉, 같은 10cm의 길이로 형성되고, 눈에 보이지 않을 정도로 형성된다고 할 때, 알루미늄의 라인이 같은 길이의 ITO 패턴보다 현저하게 낮은 저항을 가진다는 것을 알 수 있다. 비슷한 예로, 크롬(Cr)의 경우 비저항이 약 1.27*10^-5Ωcm이기 때문에, 알루미늄과 같은 조건 하에서 약 12.7kΩ으로 ITO 전극패턴보다는 현저히 낮은 것을 알 수 있다.

한편, 제1 투명전극패턴(320)의 양단은 윈도우 데코레이션(350)과 부분적으로 중첩되도록 형성될 수 있으며, 중첩된 부분에서 데코 절연층(355)의 관통홀(357)을 통해서 와이어 패턴(370)과 전기적으로 연결된다. 참고로, 제2 투명전극패턴(330) 상에 형성된 저저항 라인(334)는 와이어 패턴(370)과 구분 없이 바로 연결될 수도 있으며, 저저항 라인(334)과 와이어 패턴(370) 간의 연결을 원활하게 하기 위한 도전성 또는 비도전성 투명 잉크를 이용하여 투명연결패턴(380)을 형성할 수도 있다.

본 실시예에서 와이어 부재를 구성하는 와이어 패턴(370)은 데코 절연층(355) 상에 형성되어 있지만, 경우에 따라서는 데코 절연층(355) 상에 직접 형성되지 않고 연성회로기판 등을 통해 간접적으로 형성될 수가 있다.

와이어 패턴(370)의 단부에는 상대적으로 넓은 면적을 갖는 접속부(374)가 제공될 수 있으며, 접속부(374)를 통해서 와이어 패턴(370)은 외부 장치와의 연결을 위한 다른 연성회로기판이나 다른 전기적 접속 단자와 연결될 수 있다.

제1 및 제2 투명전극패턴(320, 330)을 이용하여 하나의 강화유리기판 저면에 2가지 전극패턴을 형성할 수 있으며, 별도의 전극시트를 겹칠 필요가 없다. 물론, 일면에 전극패턴을 모두 형성하고, 그 저면에 접지된 시트 또는 도전성 물질이 도포된 차단층을 더 형성할 수도 있다.

본 발명에서는 윈도우 데코레이션(350) 상에 관통홀(357)이 형성된 절연층(355)을 제공하며, 관통홀(357)의 위치에서 상하로 전극패턴(320)과 와이어 패턴(370)이 일치하도록 할 수가 있다. 비록 전극패턴(320)과 와이어 패턴(370)이 직접 접하는 것은 아니지만, 도전성 윈도우 데코레이션(350)을 통해 연결되어 상하로 일치하는 단자끼리만 배타적으로 연결할 수가 있다. 또한, 관통홀(357)은 상기 위치에서 닫힌 홀 또는 일측이 개방된 홈 형태로 제공될 수가 있다.

참고로, 본 실시예에서는 윈도우 데코레이션(350) 상에 데코 절연층(355)을 더 제공하나, 앞선 실시예와 같이, 데코 절연층을 생략하는 것도 가능하다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서 중 상부시트 구조를 설명하기 위한 분해 사시도이며, 도 10은 도 9의 전극패턴과 와이어 부재 간의 연결관계를 설명하기 위한 저면 사시도이며, 도 11는 도 9의 전극패턴과 와이어 부재 간의 연결관계의 형성을 설명하기 위한 단면도이다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 실시예의 터치패널센서는 상부시트(410), 하부시트, 및 광학접착층을 포함할 수 있으며, 본 실시예에서는 앞선 실시예와 차이가 있는 상부시트(410)를 중심으로 설명하며, 그 외의 구성요소에 대한 설명은 앞선 실시예를 참고 할 수 있다.

상부시트(410)는 상부 절연기판(411) 및 상부 전극패턴(412)을 포함한다. 도 9를 보면, 절연기판(411) 상에 상부 전극패턴(412)이 형성되며, 그 상부로 윈도우 데코레이션(420)이 제공될 수 있다. 윈도우 데코레이션(420)은 상술한 다양한 방법으로 제공될 수 있으며, 예를 들어 블랙으로 표현하기 위해서 카본 파우더 및 비도전성 블랙 잉크를 약 8:92 로 혼합한 제1 도전성 도료로 제공할 수 있으며, 약 2~3㎛의 두께로 형성될 수 있다.

윈도우 데코레이션 및 착색 도전층은 블랙을 구현하기 위해, 카본 등을 혼합할 수도 있지만, 경우에 따라서는 블랙 이외의 다른 색 구현을 위해 다른 색의 비도전성 잉크를 혼합할 수 있고, 도전성 물질로도 카본, ATO. ITO, PEDOT, 메탈 분말, 카본 파이버, 나노실버 등 다양한 도전성 물질이 사용될 수 있다.

전극패턴(412)의 단부에 대응하여 윈도우 데코레이션(420)에는 관통 영역(422)이 형성될 수 있다. 관통 영역(422)은 윈도우 데코레이션(420)을 형성한 후, 식각 공정을 통해 형성될 수 있지만, 그라비아 인쇄나 실크 스크린, 잉크젯, 패드 인쇄 등 인쇄 공정에서 한번에 형성될 수도 있다.

관통 영역(422)을 통해서 상부 전극패턴(412)의 단부와 와이어 부재 단부가 상하로 일치하도록 조절된 위치에 형성될 수가 있으며, 관통 영역(422)의 위치에 대응하여 착색 도전층(440)이 형성될 수 있다. 착색 도전층(440)은 윈도우 데코레이션과 같은 카본 파우더 및 비도전성 블랙 잉크를 약 20:80으로 혼합한 제2 도전성 도료를 이용할 수 있다.

제1 및 제2 도전성 도료 모두 카본 파우더에 비해 비도전성 블랙 잉크의 비율이 높기 때문에 외형적으로 동일한 색으로 인식될 수 있다. 다만, 상대적으로 제2 도전성 도료의 저항계수가 작기 때문에, 실질적으로 와이어 패턴(470)과 상부 전극패턴(412)은 상하로 배치되는 단자들만 정상적인 통신을 할 수가 있다.

즉, 윈도우 데코레이션(420)을 위한 제1 도전성 도료 및 착색 도전층(440)을 위한 제2 도전성 도료는 도전성 물질 및 비도전성 잉크를 혼합하여 제공되되, 제1 도전성 도료에 혼합된 도전성 물질의 조성비가 제2 도전성 도료에 혼합된 도전성 물질의 조성비보다 작게 함으로써, 상하로 대응하는 와이어 패턴(470)과 상부 전극패턴(412) 사이에서 서로 배타적인 신호 전달이 이루어질 수 있는 것이다.

상부 전극패턴(412)은 윈도우 데코레이션(420)의 저면에 형성된 와이어 패턴(470)을 통해서 연성회로기판과 연결될 수 있다. 윈도우 데코레이션(420)은 주변 영역에 대응하며, 실버 페이스트 등을 형성된 와이어 패턴(470)을 시각적으로 차단하는 기능을 한다.

여기서 제2 도전성 도료의 도전성 물질 조성비는 제1 도전성 도료의 도전성 물질 조성비보다 큰 것이 바람직하며, 비도전성 잉크보다 도전성 물질의 비율을 작게 유지하면서, 약 25% 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 도전성 도료에서 도전성 물질의 조성비는 제2 도전성 도료의 도전성 물질의 조성비보다 작게 하면서, 대략 10% 이하로 혼합하는 것이 바람직하다.

실제로, 상기와 같은 카본과 비도전성 블랙잉크를 20:80로 혼합한 착색 도전층 및 ITO 재질의 와이어패턴, 금속 재질의 전극패턴 간의 구조에서, 와이어패턴 및 전극패턴 간의 저항은 약 10~1000Ω 정도로 측정되며, 착색 도전층과 윈도우 데코레이션이 같은 재질이라고 가정할 때, 측면으로 인접한 전극 간의 저항은 10MΩ에서 100MΩ 사이로 측정되거나 100MΩ 이상이 측정될 수 있다. 하물며, 착색 도전층의 주변으로 윈도우 데코레이션에서 도전성 물질의 조성은 약 10% 이하로 한다고 하면, 착색 도전층에 의한 상하 방향 저항에 비해 윈도우 데코레이션에 의한 측면 방향 저항은 거의 10만 배에서 100만 배 이상, 아니 그 이상의 차이를 보일 수 있다.

윈도우 데코레이션(420)은 도전성 물질을 포함하여 도전성을 띄기는 하지만, 비도전성 블랙 잉크에 비해 카본 파우더의 조성이 현저히 작아 실질적으로 와이어 패턴(470)과 전극패턴(412) 간의 통신에 거의 영향을 미치지 못한다. 특히, 윈도우 데코레이션(420)이 약 2~3㎛의 두께로 형성되고, 착색 도전층(440)도 수㎛의 두께로 형성된다면, 착색 도전층(440)을 통한 배타적인 통신이 가능하다. 이 때 윈도우 데코레이션(420)을 통해서 그 주변으로 다른 전극 패턴은 200㎛ 이상 떨어져 있다고 할 수 있다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서 중 상부시트 구조를 설명하기 위한 분해 사시도이며, 도 13은 도 12의 전극패턴과 와이어 부재 간의 연결관계의 형성을 설명하기 위한 단면도이다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 본 실시예의 터치패널센서는 상부시트(510), 하부시트, 및 광학접착층을 포함할 수 있으며, 본 실시예에서는 앞선 실시예와 차이가 있는 상부시트(510) 중 특히 데코 절연층(525)을 중심으로 설명하며, 그 외의 구성요소에 대한 설명은 앞선 실시예를 참고 할 수 있다.

상부시트(510)는 상부 절연기판(511) 및 상부 전극패턴(512)을 포함하며, 상부 전극패턴(512)은 투광성과 도전성을 모두 갖춘 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide), ATO(Al-doped Tin Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide), 탄소나노튜브(CNT) 등을 사용하여 제조될 수 있다. 경우에 따라서, 상부 전극패턴(512)은 불투명한 도전성 물질을 이용할 수도 있다.

절연기판(511) 상에 상부 전극패턴(512)이 형성되며, 그 상부로 윈도우 데코레이션(520) 및 데코 절연층(525)이 차례로 제공될 수 있다. 윈도우 데코레이션(520)은 예를 들어 블랙으로 표현하기 위해서 카본 파우더 및 비도전성 블랙 잉크를 약 8:92 로 혼합한 제1 도전성 도료로 제공할 수 있으며, 실크스크린, 그라비아 인쇄 등 다양한 방법으로 약 2~3㎛의 두께로 형성될 수 있다. 그리고, 윈도우 데코레이션(520) 위로 100% 비도전성 블랙 잉크로 형성된 데코 절연층(525)을 형성할 수 있다.

상부 전극패턴(512)의 단부에 대응하여 윈도우 데코레이션(520)에는 제1 관통 영역(522)이 형성될 수 있으며, 그 위의 데코 절연층(525)에는 제2 관통 영역(527)이 형성될 수 있다. 제1 및 제2 관통 영역(522, 527)은 윈도우 데코레이션(520) 및 절연층(525)을 형성한 후, 식각 공정을 통해 한번에 형성될 수 있지만, 그라비아 인쇄나 실크 스크린, 잉크젯, 패드 인쇄 등 인쇄 공정에서 한번에 형성될 수도 있다.

제1 및 제2 관통 영역(522, 527)을 통해서 상부 전극패턴(512)의 단부와 와이어 부재 단부가 상하로 일치하도록 조절된 위치에 형성될 수가 있으며, 제1 및 제2 관통 영역(522, 527)을 통해서 착색 도전층(540)이 형성될 수 있다. 착색 도전층(540)은 윈도우 데코레이션과 같은 카본 파우더 및 비도전성 블랙 잉크를 약 20:80으로 혼합한 제2 도전성 도료를 이용할 수 있다.

즉, 본 실시예의 착색 도전층(540)은 등록특허 제10-1013037호에 개시되어 있는 착색 도전층과는 확연히 다르다. 구체적으로, 상기 특허에서의 착색 도전층은 윈도우 데코레이션과 색을 맞추기 위해서 도전성 물질이 색을 맞추기 위한 비도전성 잉크보다 더 많이 포함되기 때문에, 색을 맞추기가 어렵지만, 본 발명에서는 착색 도전층의 도전성 물질 비중을 낮추고, 비도전성 잉크의 비중을 높여 보다 쉽게 색을 맞출 수가 있다. 대신에 착색 도전층(540)이 윈도우 데코레이션(520)과의 저항 차이가 커서 상대적으로 와이어부재와 전극패턴간의 전기적인 연결이 배타적으로 가능해지는 것이다.

다시 설명하면, 제1 및 제2 도전성 도료 모두 카본 파우더에 비해 비도전성 블랙 잉크의 비율이 높기 때문에 외형적으로 동일한 색으로 인식될 수 있다. 다만, 상대적으로 제2 도전성 도료의 저항계수가 작기 때문에, 실질적으로 와이어 패턴(570)과 전극패턴(512)은 상하로 배치되는 단자들만 정상적인 통신을 할 수가 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 상부 전극패턴(512)은 윈도우 데코레이션(520)의 저면에 형성된 와이어 패턴(570)을 통해서 연성회로기판과 연결될 수 있다. 윈도우 데코레이션(520)은 주변 영역에 대응하며, 실버 페이스트 등을 형성된 와이어 패턴(570)을 시각적으로 차단하는 기능을 한다.

실제로, 상기와 같은 카본과 비도전성 블랙잉크를 20:80로 혼합한 착색 도전층 및 와이어 패턴, 전극패턴 간의 구조에서, 와이어패턴 및 전극패턴 간의 저항은 약 10~1000Ω 정도로 측정되며, 착색 도전층과 윈도우 데코레이션이 같은 재질이라고 가정할 때, 측면으로 인접한 전극 간의 저항은 10MΩ에서 100MΩ 사이로 측정되거나 100MΩ 이상이 측정될 수 있다. 하물며, 착색 도전층의 주변으로 윈도우 데코레이션에서 도전성 물질의 조성은 약 10% 이하로 한다고 하면, 착색 도전층에 의한 상하 방향 저항에 비해 윈도우 데코레이션에 의한 측면 방향 저항은 거의 10만 배에서 100만 배 이상, 아니 그 이상의 차이를 보일 수 있다.

윈도우 데코레이션(520)은 도전성 물질을 포함하여 도전성을 띄기는 하지만, 비도전성 블랙 잉크에 비해 카본 파우더의 조성이 현저히 작아 실질적으로 와이어 패턴(570)과 전극패턴(512) 간의 통신에 거의 영향을 미치지 못한다. 특히, 윈도우 데코레이션(520)이 약 2~3㎛의 두께로 형성되고, 착색 도전층(540)도 수㎛의 두께로 형성된다면, 착색 도전층(540)을 통한 배타적인 통신이 가능하다. 이 때 윈도우 데코레이션(520)을 통해서 그 주변으로 다른 전극 패턴은 200㎛ 이상 떨어져 있다고 할 수 있다.

와이어 패턴(570)과 전극패턴(512)은 착색 도전층(540)을 통해서 전기적으로 연결될 수 있다. 반면, 윈도우 데코레이션(520)의 상면으로 데코 절연층(525)이 형성되어 와이어 패턴(570)에 의해서 전극패턴의 신호가 지정된 위치 밖에서 서로 통전되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서 중 상부시트의 제조방법에 대해서 설명한다.

먼저, 도 14를 참조하면, 투명하며 절연성을 갖는 상부 절연기판(610)에 상부 전극패턴을 위한 전극층(612)을 ITO 혹은 IZO와 같은 투명한 소재를 사용하여 상부 절연기판(610)의 저면 전체에 걸쳐서 형성한다.

그 후에, 사진식각공정을 통해서, 도 15에 도시된 바와 같이, 전극층(612)을 패터닝하여 원하는 패턴을 갖는 상부 전극패턴을 형성한다. 상부 전극패턴은 제1 투명전극패턴(620) 및 제2 투명전극패턴(630)을 포함한다.

제1 투명전극패턴(620)은 상부 절연기판(610) 상에서 가로 또는 세로 방향을 따라 나란하게 배열되는 일련의 라인 패턴에 의해서 제공될 수 있으며, 구체적으로 본 실시예에서 제1 투명전극패턴(620)을 위한 라인 패턴은 가로 방향을 따라 일렬로 제공되는 확장부(622) 및 브릿지부(624)를 포함한다. 확장부(622) 및 브릿지부(624)는 서로 교대로 형성되어 일렬로 배치될 수가 있다.

확장부(622)는 브릿지부(624)보다 상대적으로 또는 현저하게 넓은 폭으로 형성되며, 브릿지부(624)는 확장부(622)들의 사이에 형성되어 일련의 확장부(622)를 전기적으로 연결할 수가 있다.

확장부(622)의 형상은, 도 15에 도시된 바와 같이, 연속된 다이아몬드를 모티브로 형성될 수 있지만, 그 형상은 마름모, 원형 또는 타원형 등 다양한 도형을 모티브로 할 수가 있다.

그리고, 제2 투명전극패턴(630)은 제1 투명전극패턴(620)과 마찬가지로 상부 절연기판(610)상에 형성되며, 제1 투명전극패턴(620)과 전기적으로 분리되도록 형성된다. 제2 투명전극패턴(630)은 제1 투명전극패턴(620)의 확장부(622) 사이에 배치되는 투명 연결부(636)를 포함한다

상술한 제1 투명전극패턴(620) 및 제2 투명전극패턴(630)은 절연기판(610)에 형성된 전극층(612)을 사진식각공정을 통해 함께 형성될 수 있다.

그 후에, 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 투명전극패턴(620) 및 제2 투명전극패턴(630)이 형성된 상부 절연기판(610)의 저면 전체에 절연층(614)을 형성한다. 절연층(614)은 SiO₂, Si₃N₄ 또는 TiO₂ 등의 소재를 이용하여 형성될 수 있다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 제1 투명전극패턴(620)의 확장부(622)들은 브릿지부(624)에 의해서 서로 전기적으로 연결되어 있으나, 제2 투명전극패턴(630)의 투명 연결부(636)는 서로 전기적으로 분리되어 있다. 따라서, 확장부(622)들 사이에 세로로 배치되는 투명 연결부(636)들을 서로 전기적으로 연결하여야 한다. 이에, 도 17에 도시된 바와 같이, 사진식각공정을 통해서 절연층(614)에 각각의 투명 연결부(636)가 일부 노출될 수 있는 제1 노출 공(615)을 형성한다. 한편, 제1 및 제2 투명전극패턴(620, 630) 중 절연기판의 가장자리에 배치되는 부분에 대응하여 추후 윈도우 데코레이션(650) 상에 놓이는 와이어 패턴(670)과 전기적으로 연결시키기 위하여 제2 노출 공(616)을 형성시킬 수 있다. 참고로, 도면상에서 와이어 패턴(670)은 하얗게 처리되었으나, 이는 윈도우 데코레이션과 구분하기 위함이지 빈 공간을 의미하는 것은 아니다.

그 후에, 도 18에 도시된 바와 같이, 절연층(614) 상에 금속층(617)을 전체적으로 형성하고, 금속층(617)을 사진식각공정을 통해서, 도 19에 도시된 바와 같이, 패터닝하여 연결 라인(634)을 형성한다. 한편, 연결 라인은 외부에서 가시될 수 있기 때문에, 그 폭이 30㎛이하가 되게 하여 가시되지 않도록 하며, 실제로 3㎛정도로 형성하여 전혀 가시되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 연결 라인(634)을 형성하는 과정에서 제2 노출 공 위치에 별도의 연결 단자를 함께 형성할 수도 있으나, 이는 외부에서 노출될 수 있어 형성하지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 제2 노출 공으로는 직접 착색 도전층이 놓이게 된다.

연결 라인(634)은 절연층(614)의 제1 노출 공(616)으로 노출되는 서로 인접한 투명 연결부(636)간을 서로 전기적으로 연결할 수 있다.

그 후에, 도 20에 도시된 바와 같이, 절연기판의 가장자리에 액자 형상으로 윈도우 데코레이션(650)을 전체적으로 형성시킨 후에, 제2 노출 공(616)의 위치에 대응하여 관통 영역(652)을 형성하여, 관통 영역으로 전극패턴의 단부가 노출되도록 한다. 그 후에, 앞서 설명한 착색 도전층(640)을 관통 영역(652) 내에 형성할 수 있다.

그 후에, 착색 도전층(640) 위로, 도 21에 도시된 바와 같이, 와이어 패턴(670)을 형성한다. 참고로, 도면에서는 착색 도전층(640)과 윈도우 데코레이션(650)의 색이 약간 다르게 표시되나, 이는 도면에서 착색 도전층과 윈도우 데코레이션을 구분할 수 있도록 하기 위한 선택으로 실상은 시각적으로 구분할 수 없도록 서로 유사한 색으로 제공된다.

참고로, 본 실시예에서는 윈도우 데코레이션(650)에 관통 영역(652)을 형성하고, 착색 도전층(640)을 메우는 방법으로, 제1 및 제2 투명 전극패턴(620, 630)의 단부가 착색 도전층(640)을 매개로 와이어 패턴(670)과 전기적으로 연결되도록 하고 있으나, 경우에 따라서, 관통 영역을 윈도우 데코레이션에 형성하지 않더라도, 앞서 도 2 내지 도 4에 도시된 터치패널센서와 같이, 윈도우 데코레이션이 상대적으로 높은 저항을 갖도록 하여, 윈도우 데코레이션(620)을 사이에 두고 상하로 배치되는 제1 및 제2 투명 전극패턴의 단부와 와이어 패턴(670) 간에 배타적인 통신을 할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 도 16에 도시된 절연막을 반드시 제공할 필요는 없으나, 이는 앞서 설명한 바와 같이, 윈도우 데코레이션이 도전성을 갖기 때문에 와이어 부재와의 전기적 분리를 위해 윈도우 데코레이션과 와이어 부재 사이에 절연층을 형성하는 것이 바람직하다.

먼저, 앞선 실시예에서 도 14 및 도 15를 참조하여 설명한 바와 같이, 상부 절연기판(710)에 상부 전극패턴을 위한 전극층을 ITO 혹은 IZO와 같은 투명한 소재를 사용하여 상부 절연기판(710)의 저면 전체에 걸쳐서 형성하고, 전극층을 패터닝하여 원하는 패턴을 갖는 상부 전극패턴을 형성한다. 도 22를 살펴보면, 상부 전극패턴은 제1 투명전극패턴(720) 및 제2 투명전극패턴(730)을 포함한다.

본 실시예에서 제1 투명전극패턴(720)을 위한 라인 패턴은 가로 방향을 따라 일렬로 제공되는 확장부(722) 및 브릿지부(724)를 포함한다. 확장부(722) 및 브릿지부(724)는 서로 교대로 형성되어 일렬로 배치될 수가 있다.

브릿지부(724)는 확장부(722)들의 사이에 형성되어 일련의 확장부(722)를 전기적으로 연결할 수가 있다.

그리고, 제2 투명전극패턴(730)은 제1 투명전극패턴(720)과 마찬가지로 상부 절연기판(710)상에 형성되며, 제1 투명전극패턴(720)과 전기적으로 분리되도록 형성된다. 제2 투명전극패턴(730)은 제1 투명전극패턴(720)의 확장부(722) 사이에 배치되는 투명 연결부(736)를 포함한다

그 후에, 도 22에 도시된 바와 같이, 제1 투명전극패턴(720) 및 제2 투명전극패턴(730)이 형성된 상부 절연기판(710)의 저면 전체에 절연층(714)을 형성한다. 절연층(714)은 SiO₂, Si₃N₄ 또는 TiO₂ 등의 소재를 이용하여 형성될 수 있다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 제1 투명전극패턴(720)의 확장부(722)들은 브릿지부(724)에 의해서 서로 전기적으로 연결되어 있으나, 제2 투명전극패턴(730)의 투명 연결부(736)는 서로 전기적으로 분리되어 있다. 따라서, 확장부(722)들 사이에 세로로 배치되는 투명 연결부(736)들을 서로 전기적으로 연결하여야 한다. 이에, 도 23에 도시된 바와 같이, 사진식각공정을 통해서 절연층(714)에 각각의 투명 연결부(736)가 일부 노출될 수 있는 제1 노출 공(715)을 형성한다. 한편, 제1 및 제2 투명전극패턴(720, 730) 중 절연기판의 가장자리에 배치되는 부분에 대응하여 추후 윈도우 데코레이션(750) 상에 놓이는 와이어 패턴(770)과 전기적으로 연결시키기 위하여 제2 노출 공(716)을 형성시킬 수 있다.

그 후에, 도 24에 도시된 바와 같이, 절연층(314) 상에 저저항 투명 전극층(717)을 전체적으로 형성하고, 저저항 투명 전극층(717)을 사진식각공정을 통해서, 도 25에 도시된 바와 같이, 패터닝하여 연결 라인(734)을 형성한다. 여기서 저저항 투명 전극층(717)은 제1 및 제2 투명전극패턴보다 상대적으로 낮은 저항계수를 갖는 투명한 ITO나 IZO를 이용하여, 면저항이 상대적으로 제1 및 제2 투명전극패턴보다 작게 할 수 있고, 이에 저저항 투명 전극층(717)을 패터닝하여 형성된 연결 라인(734)은 서로 인접한 투명 연결부(736)간을 전기적으로 연결하기 용이하다. 예를 들어, 제1 및 제2 투명전극패턴의 면저항은 대략 150옴 정도라면, 저저항 투명 전극층의 면저항은 대략 10옴 정도로 제공할 수 있다.

참고로, 저저항 투명 전극층은 투명한 재질이기 때문에 앞서 금속을 사용한 연결 라인(634)과 다르게 투명하여 외부에서 가시될 염려가 없다.

또한, 연결 라인(734)을 형성하는 과정에서 제2 노출 공(716) 위치에 별도의 연결 단자를 함께 형성할 수도 있으나, 본 실시예에서는 형성하지 않는다. 따라서, 제2 노출 공으로 직접 착색 도전층이 놓이게 된다.

연결 라인(734)은 절연층(714)의 제1 노출 공(716)으로 노출되는 서로 인접한 투명 연결부(736)간을 서로 전기적으로 연결할 수 있다.

그 후에, 도 26에 도시된 바와 같이, 절연기판의 가장자리에 액자 형상으로 윈도우 데코레이션(750)을 전체적으로 형성시킨 후에, 제2 노출 공(716)의 위치에 대응하여 관통 영역(752)을 형성하여, 관통 영역으로 전극패턴의 단부가 노출되도록 한다. 그 후에, 앞서 설명한 착색 도전층(740)을 관통 영역(752) 내에 형성할 수 있다.

그 후에, 착색 도전층(740) 위로, 도 27에 도시된 바와 같이, 와이어 패턴(770)을 형성한다.

참고로, 본 실시예에서는 윈도우 데코레이션(750)에 관통 영역(752)을 형성하고, 착색 도전층(740)을 메우는 방법으로, 제1 및 제2 투명 전극패턴(720, 730)의 단부가 착색 도전층(740)을 매개로 와이어 패턴(770)과 전기적으로 연결시키고 있으나, 경우에 따라서, 관통 영역을 윈도우 데코레이션에 형성하지 않더라도, 앞서 도 2 내지 도 4에 도시된 터치패널센서와 같이, 윈도우 데코레이션이 상대적으로 높은 저항을 갖도록 하여, 윈도우 데코레이션(720)을 사이에 두고 상하로 배치되는 제1 및 제2 투명 전극패턴의 단부와 와이어 패턴(770) 간에 배타적인 통신을 할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 본 실시예에서도 절연막을 반드시 제공할 필요는 없으나, 이는 앞서 설명한 바와 같이, 윈도우 데코레이션이 도전성을 갖기 때문에 와이어 부재와의 전기적 분리를 위해 윈도우 데코레이션과 와이어 부재 사이에 절연층을 형성할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100：터치패널센서 110：상부시트
111：상부 절연기판 112：상부 전극패턴
113：금속성 연결패턴 120：윈도우 데코레이션
130：하부시트 131：하부 절연기판

Claims

피대상물의 접촉 위치를 감지하여 외부 장치로 전달하는 터치패널센서에 있어서,
절연기판;
상기 절연기판의 저면에 형성되는 전극패턴;
상기 절연기판의 저면에서 상기 전극패턴의 단부를 부분적으로 덮도록 형성되며 도전성 물질을 포함하는 윈도우 데코레이션; 및
상기 윈도우 데코레이션의 상부에 형성되어 각각의 상기 전극패턴과 외부장치를 전기적으로 연결하기 위한 와이어 부재;
를 포함하며, 상기 와이어 부재는 상하로 대응하는 상기 전극패턴 단부와 형성하는 저항이 그 주변의 다른 전극패턴 단부와 형성하는 저항보다 적은 것을 이용하여 상하로 대응하는 상기 전극패턴의 단부와 배타적으로 신호를 주고 받는 것(communicate)을 특징으로 하는 터치패널센서.
제1항에 있어서,
상기 와이어 부재는 도전성을 갖는 상기 윈도우 데코레이션을 매개로 상하로 대응하는 상기 전극패턴의 단부와 배타적으로 신호를 주고 받는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
제1항에 있어서,
상기 윈도우 데코레이션의 저면에 형성되며 상기 전극패턴의 단부에 대응하여 상기 윈도우 데코레이션을 부분적으로 노출시키는 관통홀이 형성된 데코 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
제1항에 있어서,
상기 윈도우 데코레이션은 상기 도전성 물질과 비도전성 잉크를 혼합하여 제공되며, 상기 도전성 물질과 상기 비도전성 잉크 간의 조성을 이용하여 전체 저항을 조절하는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
제4항에 있어서,
상기 도전성 물질은 카본을 포함하며, 상기 카본은 상기 비도전성 잉크의 25% 이하로 혼합되는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
제1항에 있어서,
상기 윈도우 데코레이션은 면 방향으로의 통전을 제한하는 저항계수를 갖는 재질로 형성된 고저항 박막을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
제6항에 있어서,
상기 고저항 박막은 산화 블랙 크롬을 포함하는 산화물 박막 또는 폴리아닐린 및 프탈로시아닌 중 적어도 어느 하나를 포함하는 전도성 폴리머 박막을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
제3항에 있어서,
상기 와이어 부재는 상기 윈도우 데코레이션 상에 적층되는 연성회로기판을 포함하며,
상기 연성회로기판의 단자가 상기 관통홀에 의해 노출되는 상기 윈도우 데코레이션의 저면과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
제1항에 있어서,
상기 윈도우 데코레이션은 관통 영역 및 착색 도전층을 포함하며,
상기 착색 도전층은 상기 윈도우 데코레이션보다 상대적으로 낮은 저항계수를 갖는 도전성 물질을 이용하여 형성되어 상기 전극패턴의 단부와 전기적으로 연결되고,
상기 와이어 부재는 상하로 대응하는 상기 착색 도전층의 저항이 그 주변의 상기 윈도우 데코레이션의 저항보다 적은 것을 이용하여 상하로 대응하는 상기 전극패턴의 단부와 배타적으로 신호를 주고 받는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
제9항에 있어서,
상기 윈도우 데코레이션을 위한 도전성 도료 및 상기 착색 도전층을 위한 도전성 도료는 도전성 물질 및 비도전성 잉크를 혼합하여 제공되며,
상기 윈도우 데코레이션을 위한 도전성 도료에 혼합된 도전성 물질의 조성비가 상기 착색 도전층을 위한 도전성 도료에 혼합된 도전성 물질의 조성비보다 작은 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
제1항에 있어서,
상기 전극패턴의 상면 또는 저면 중 적어도 어느 일 측에 상기 전극패턴보다 저항이 적은 금속 재질의 저저항 라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
제1항에 있어서,
상기 와이어 부재는 상기 윈도우 데코레이션 상에 형성된 금속 와이어패턴을 포함하며,
상기 전극패턴의 상면에 상기 전극패턴보다 저항이 적은 금속 재질의 저저항 라인이 형성되고, 상기 금속 와이어패턴 및 상기 저저항 라인은 동일 재질로 함께 형성되는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
제1항에 있어서,
상기 절연기판은 유리 또는 투명 합성수지를 이용하여 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
제1항에 있어서,
상기 전극패턴은 투명 또는 불투명 도전성 물질을 이용하여 제공되는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
제1항에 있어서,
상기 전극패턴은 단일 라인(single line) 또는 그룹화된 평행 라인(grouped parallel lines) 형상으로 제공되는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
제1항에 있어서,
상기 전극패턴은
일 방향을 따라 일렬로 제공되는 복수의 확장부 및 상기 복수의 확장부 사이를 연결하는 복수의 브릿지부를 포함하는 제1 전극패턴;
상기 절연기판 상에서 상기 제1 전극패턴과 같은 면에서 상기 제1 전극패턴과 교차하도록 나란하게 형성되되 상기 제1 전극패턴과 전기적으로 분리되고, 상기 확장부 및 상기 브릿지부 이외의 영역에 형성된 복수의 투명 연결부 및 상기 브릿지부를 넘어 상기 투명 연결부를 연결하는 상기 전극패턴보다 저항이 적은 저저항 라인을 포함하는 제2 전극패턴; 및
상기 제1 전극패턴의 브릿지부 및 상기 저저항 라인 사이에 개재되는 절연패턴;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.