KR101402825B1 - 전극패턴의 구조가 개선된 터치윈도우 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투명윈도우, 상기 투명윈도우의 화면영역 상에 제1 전극패턴이 형성되는 제1 감지전극층, 및 상기 화면영역 상에 상기 제1 전극패턴과 교차되는 제2 전극패턴이 형성되는 제2 감지전극층을 포함하고, 상기 제1 전극패턴의 제1 단위셀 전극패턴 또는 상기 제2 전극패턴의 제2 단위셀 전극패턴의 면적 대비, 상기 제1 단위셀 전극패턴과 상기 제1 단위셀 전극패턴과 인접한 제2 단위셀 전극패턴 간의 간격 면적의 비율은 10~20%로 형성되는 터치윈도우를 제공한다.

Description

전극패턴의 구조가 개선된 터치윈도우{TOUCH WINDOW FOR IMPROVING STRUCTURE OF ELECTRODE PATTERN}
본 발명은 터치윈도우의 전극패턴을 효율적으로 형성하기 위한 방안에 관한 것이다.
터치윈도우(Touch Window)는 음극선관(CRT; Cathode Ray Tube), 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시장치(FED; Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP; Plasma Display Panel) 및 전계발광소자(ELD; Electro Luminescence Device) 등과 같은 화상표시장치의 표시면에 설치되어 사용자가 화상표시장치를 보면서 터치 패널을 가압하여 전자기기에 미리 정해진 정보를 입력하는 장치이다.
이러한, 터치윈도우는 외부의 터치를 통해 접촉을 수용하는 투명윈도우(W)와 상기 투명윈도우의 하부에 배치되고, 감지전극층을 통해 화면영역(V/A; View Area)과 비활성영역(D/A; Dead Area)을 구현하는 터치스크린패널(TSP; Touch Screen Panel), 및 상기 터치스크린패널과 전기적으로 연결되며, 투명윈도우 표면에 형성되어 아이콘으로 구현되는 버튼부를 포함하여 구성되게 된다.
그런데, 감지전극층을 형성하는 전극패턴은 전극 소재로 ITO(indium-tin oxide)를 포함하여 많은 소재가 적용되고 있지만, 실질적으로 광학 특성이 만족스럽지 못하다. 또한, 최근 멀티터치의 수요에 따라 전극패턴을 패터닝(Pattering)하여 유효부를 설계함으로써 감지전극층을 형성하고 있지만, 전극패턴이 가지는 투과율과 색차 때문에, 터치스크린패널 상부에 보이게 되는 단점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 전극패턴이 형성되는 일례를 도시한 도면이다.
도 1에 도시한 전극패턴들은 인접한 전극패턴 간의 간격이 넓어 눈에 잘 띄게 된다는 단점이 있었다. 즉, 터치윈도우가 제품에 적용되는 경우, 사용자들이 사용 중 시인성에 불리하고, 내부 회로 및 전극패턴이 유출되는 보안상의 문제가 발생하고 있다.
본 발명의 일실시예는 단위셀 전극패턴의 면적 대비 단위셀 전극패턴들 간의 간격 면적의 비율이 10~20%로 형성함으로써, 전극패턴이 외부에 보이지 않도록 하여 시인성을 개선할수 있는 터치윈도우를 제공한다.
본 발명의 일실시예는 전극패턴이 형성되지 않은 간격의 영역에 터치 입력을 수용하지 않는 더미패턴을 형성함으로써, 전극패턴의 형상이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 터치윈도우를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 터치윈도우는 투명윈도우, 상기 투명윈도우의 화면영역 상에 제1 전극패턴이 형성되는 제1 감지전극층, 및 상기 화면영역 상에 상기 제1 전극패턴과 교차되는 제2 전극패턴이 형성되는 제2 감지전극층을 포함하고, 상기 제1 전극패턴의 제1 단위셀 전극패턴 또는 상기 제2 전극패턴의 제2 단위셀 전극패턴의 면적 대비, 상기 제1 단위셀 전극패턴과 상기 제1 단위셀 전극패턴과 인접한 제2 단위셀 전극패턴 간의 간격 면적의 비율은 10~20%로 형성될 수 있다.
상기 터치윈도우는 상기 간격의 영역에 터치 입력을 미수용하는 더미패턴이 형성되는 패턴층을 더 포함할 수 있다.
상기 패턴층은 PET, PC, PES, PI, PMMA 중 적어도 하나의 물질로 상기 더미패턴을 형성할 수 있다.
상기 패턴층은 상기 제1 전극패턴 또는 상기 제2 전극패턴과 서로 상이한 물질로 상기 터미패턴이 구성될 수도 있다.
상기 제1 감지전극층 및 상기 제2 감지전극층은 상기 제1 단위셀 전극패턴들 간을 상호 연결하도록 형성되는 제1 리드 전극의 길이 및 상기 제2 단위셀 전극패턴들 간을 상호 연결하도록 형성되는 제2 리드 전극의 길이를 30 μm 이하로 형성할 수 있다.
상기 간격의 폭은 상기 제1 리드 전극 또는 상기 제2 리드 전극의 폭보다 작거나, 크게 형성될 수 있다.
상기 터치윈도우는 상기 투명윈도우의 비활성영역에 상기 제1 전극패턴 및 상기 제2 전극패턴과 연결되는 배선패턴이 형성되는 배선부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 감지전극층은 상기 투명윈도우 상에 직접 상기 제1 전극패턴이 형성되고, 상기 제2 감지전극층은 상기 제1 감지전극층의 타면과 접착층으로 접착된 베이스기판 상에 상기 제2 전극패턴이 형성될 수 있다.
상기 제1 감지전극층 및 상기 제2 감지전극층은 상기 투명윈도우에 접착된 베이스기판의 일면 및 상기 일면에 대향하는 타면에 상기 제1 전극패턴 및 상기 제2 전극패턴이 형성될 수 있다.
상기 제1 감지전극층은 상기 투명윈도우의 일면 상에 접착된 제1 베이스기판 상에 제1 전극패턴이 형성되고, 상기 제2 감지전극층은 상기 제1 감지전극층의 타면과 접착층으로 접착된 제2 베이스기판 상에 제2 전극패턴이 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 단위셀 전극패턴의 면적 대비 단위셀 전극패턴들 간의 간격 면적의 비율이 10~20%로 형성함으로써, 전극패턴이 외부에 보이지 않도록 하여 시인성을 개선할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 전극패턴이 형성되지 않은 간격의 영역에 터치 입력을 수용하지 않는 더미패턴을 형성함으로써, 전극패턴의 형상이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 전극패턴이 형성되는 일례를 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 터치윈도우 내 감지전극층에 형성되는 전극패턴을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치윈도우 내 전극패턴의 일례를 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치윈도우의 구조를 도시한 단면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 터치윈도우 내 감지전극층에 형성되는 전극패턴을 도시한 도면이다.
도 2a를 참고하면, 터치윈도우(Touch Window)는 투명윈도우, 상기 투명윈도우의 화면영역 상에 제1 전극패턴이 형성되는 제1 감지전극층, 및 상기 화면영역 상에 상기 제1 전극패턴과 교차되는 제2 전극패턴이 형성되는 제2 감지전극층을 포함하고, 상기 제1 전극패턴의 제1 단위셀 전극패턴 또는 상기 제2 전극패턴의 제2 단위셀 전극패턴의 면적 대비, 상기 제1 단위셀 전극패턴과 상기 제1 단위셀 전극패턴과 인접한 제2 단위셀 전극패턴 간의 간격 면적의 비율은 10~20%로 형성된다. 이렇게 되면, 상기 제1 단위셀 전극패턴과 상기 제2 단위셀 전극패턴 간의 간격의 폭이 30 μm 이하로 형성될 수 있다.
상기 화면영역(V/A; View Area)은 외부에서 상기 투명윈도우에 터치 입력 시, 입력된 터치를 수용하는 영역이다. 상기 제1 감지전극층과 상기 제2 감지전극층은 상기 투명윈도우 하부에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴은 서로 겹쳐지지 않게, 교차되게 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 감지전극층에는 복수의 제1 전극패턴들이 형성되고, 상기 제2 감지전극층에는 복수의 제2 전극패턴들이 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 감지전극층은 제1 축(예를 들어, X 축) 성분들을 판단하기 위한 복수의 제1 전극패턴들이 패터닝되고, 상기 제2 감지전극층은 제2 축(예를 들어, Y 축) 성분들을 판단하기 위한 복수의 제2 전극패턴들이 패터닝될 수 있다. 상기 제1 감지전극층과 상기 제2 감지전극층은 서로 절연되는 배치를 구현하여 패터닝하는 것이 바람직하다.
여기서, 복수의 제1 전극패턴들(110, 130) 중, 하나의 전극패턴을 제1 단위셀 전극패턴(110 또는 130)이라 하고, 복수의 제2 전극패턴들(120, 140) 중, 하나의 전극패턴을 제2 단위셀 전극패턴(120 또는 140)이라 한다.
따라서, 제1 단위셀 전극패턴(110)과 제1 단위셀 전극패턴(110)과 인접한 제2 단위셀 전극패턴(120) 간에는 일정간격이 생기게 되는데, 종래에는 간격이 넓어 눈에 잘 띄게 된다는 단점이 있었다.
그러나, 본 발명에서는 제1 단위셀 전극패턴(110)과 제1 단위셀 전극패턴(110)과 인접한 제2 단위셀 전극패턴(120) 간의 간격 면적을 제1 단위셀 전극패턴(110) 또는 제2 단위셀 전극패턴(120)의 면적 대비 10~20%로 형성함으로써, 눈에 잘 띄지 않도록 시인성을 개선할 수 있다.
도 2b를 참고하면, 제1 단위셀 전극패턴(110)의 가로, 세로 길이가 'a'이고, 상기 두 단위셀 간의 간격의 폭이 'b'인 경우, 상기 간격의 면적(b2+2ab)을 제1 단위셀 전극패턴(110)의 전체 면적(a2)으로 나눈 경우(b2+2ab/a2), 상기 전체 면적 대비 상기 간격의 면적의 비율이 10~20%로 형성될 수 있다. 이때, 상기 비율이 10% 미만인 경우, 두 단위셀 간의 전기적 단란 가능성이 있고, 상기 비율이 20% 초과인 경우, 전극패턴의 시인성이 불리하다. 예를 들어, a는 4 mm이고, b는 30 μm일 수 있다.
이에 대응하여, 제1 단위셀 전극패턴(110과 130)들 간을 상호 연결하도록 형성되는 제1 리드 전극(150)의 길이 및 제2 단위셀 전극패턴(120과 140)들 간을 상호 연결하도록 형성되는 제2 리드 전극(160)의 길이를 30 μm 이하로 형성할 수 있다. 이는, 인접한 단위셀 전극패턴들 간의 간격이 종래보다 좁아지기 때문에, 단위셀 전극패턴들 간을 상호 연결하는 리드 전극의 길이도 같이 작아지도록 하기 위한 것이다.
또는, 상기 간격의 폭은 제1 리드 전극(150) 또는 제2 리드 전극(160)의 폭보다 작거나, 크게 형성될 수 있다. 즉, 제1 리드 전극(150) 또는 제2 리드 전극(160)의 폭이 28 μm 로 형성된 경우, 상기 간격의 폭은 26 μm 또는 30 μm 로 형성될 수 있다.
상기 터치윈도우는 상기 투명윈도우의 비활성영역(D/A; Dead Area)에 상기 제1 전극패턴 및 상기 제2 전극패턴과 연결되는 배선패턴이 형성되는 배선부를 더 포함할 수 있다. 상기 비활성영역은 외부에서 상기 투명윈도우에 터치 입력 시에도, 입력된 터치를 수용하지 못하는 영역이다. 따라서, 상기 배선부를 가리기 위하여, 상기 비활성영역에는 인쇄패턴이 형성될 수 있다. 상기 인쇄패턴은 한번 또는 여러 번 형성될 수 있다.
실시예로, 상기 터치윈도우는 상기 간격의 영역에 터치 입력을 미수용하는 더미패턴(Dummy Pattern)이 형성되는 패턴층을 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치윈도우 내 전극패턴의 일례를 도시한 도면이다.
도 3을 참고하면, 터치윈도우는 투명윈도우에 전극패턴(310)이 형성된 감지전극층이 형성될 수 있다. 전극패턴(310)은 도전성 물질로 구성되기 때문에, 도전성 물질이 서로 접촉되어, 도전되는 것을 방지하기 위하여 전극패턴(310) 간의 사이에는 간격 영역이 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 터치윈도우는 상기 간격영역에 터치 입력을 미수용하는 더미패턴(320)이 형성되는 패턴층을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 전극패턴(310)은 상기 투명윈도우에 터치 입력 시, 입력된 터치를 수용할 수 있지만, 더미패턴(320)은 상기 투명윈도우에 터치 입력 시에도, 입력된 터치를 수용할 수 없다.
실시예로, 더미패턴(320)은 상기 제1 전극패턴 또는 상기 제2 전극패턴으로 형성되는 ITO(Indium-tin oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(Graphene), Ag 나노와이어(Ag NW) 또는 전도성 폴리머 중 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
다른 실시예로, 더미패턴(320)은 비도전성 물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 더미패턴(320)은 PET(polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PES(polyether sulfone), PI(polyimide), PMMA(PolyMethly MethaAcrylate) 중 적어도 하나의 물질로 구성될 수 있다.
따라서, 상기 더미패턴은 상기 전극패턴과 서로 상이한 물질로 구성될 수 있다.
만약, 외부에 전극패턴(310)과 더미패턴(320)이 보이는 경우에도 전극패턴(310)과 더미패턴(320)이 함께 보이기 때문에, 어느 것이 전극패턴(310)인지 구별하기 어려워 보안성을 높일 수 있다.
반면, 상기 제1 감지전극층 및 상기 제2 감지전극층에는 ITO(Indium-tin oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(Graphene), Ag 나노와이어(Ag NW) 또는 전도성 폴리머 중 적어도 하나의 물질로 상기 제1 전극패턴 또는 제2 전극패턴이 형성될 수 있다.
한편, 상기 터치윈도우에 감지전극층을 형성하는 방법은 다양하다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치윈도우의 구조를 도시한 단면도이다.
도 4를 참고하면, 터치윈도우는 투명윈도우(400) 상에 직접 제1 전극패턴이 패터닝되어 제1 감지전극층(410)이 형성되고, 베이스기판(470)의 일면에 제2 전극패턴이 패터닝되어 제2 감지전극층(420)이 형성된다. 이때, 투명윈도우(400)와 베이스기판(470)은 접착물질층(430)으로 접합되고, 베이스기판(470)의 타면에는 액정모듈(LCM)과 접착하기 위한 양면 테이프(460)가 형성된다.
이때, 실시예에 따라 베이스기판(470)을 패턴층으로 활용하여, 베이스기판(470)에 더미패턴을 형성할 수도 있다. 따라서, 베이스기판(470)은 필름재 또는 글라스(Glass)를 이용할 수 있다. 이 경우, 상기 필름재는, PET, PC, PES, PI, PMMA 중 적어도 하나의 물질로 구성되는 필름을 이용할 수 있다.
도 5를 참고하면, 터치윈도우는 투명윈도우(500)에 제1 접착물질층(530a)으로 접착된 제1 베이스기판(570a)에 제1 전극패턴이 패터닝되어 제1 감지전극층(510)이 형성되고, 제2 베이스기판(570b)에 제2 전극패턴이 패터닝되어 제2 감지전극층(520)이 형성된다. 이때, 제1 베이스기판(570a)과 제2 베이스기판(570b)을 제2 접착물질층(530b)으로 접합한다. 제2 베이스기판(570b)의 타면에는 액정모듈(LCM)과 접착하기 위한 양면 테이프(560)가 형성된다.
이 경우에도, 제1 베이스기판(570a) 또는 제2 베이스기판(570b)을 패턴층으로 활용하여, 제1 베이스기판(570a) 또는 제2 베이스기판(570b)에 더미패턴을 형성할 수도 있다.
도 6을 참고하면, 터치윈도우는 투명윈도우(600)에 접착물질층(630)으로 접착된 베이스기판(670)의 일면에 제1 전극패턴이 패터닝된 제1 감지전극층(610)이 형성되고, 베이스기판(670)의 상기 일면에 대향하는 타면에 제2 전극패턴이 패터닝되어 제2 감지전극층(620)이 형성된다. 즉, 상기 제1 전극패턴과 제2 전극패턴은 동일한 하나의 베이스기판(670)에 패터닝되는 것이다. 제2 감지전극층(620)이 형성된 제2 베이스기판(670b)의 타면에는 액정모듈(LCM)이 형성될 수 있다.
도 7을 참고하면, 터치윈도우는 투명윈도우(700)의 일면에 제1 전극패턴이 패터닝된 제1 감지전극층(710), 제2 전극패턴이 패터닝된 제2 감지전극층(720)이 형성된다. 즉, 상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴은 동일한 하나의 투명윈도우(700)에 패터닝되는 것이다. 제1 감지전극층(710)과 제2 감지전극층(720)이 형성된 투명윈도우(700)는 보호층(780)을 사이에 두고, 양면 테이프(760)를 통해 액정모듈(LCM)과 접착될 수 있다.
도 8을 참고하면, 터치윈도우는 투명윈도우(800a) 하부에 투명윈도우(800a)와 상이한 제2 투명윈도우(800b)를 형성하고, 제2 투명윈도우(800b)의 일면 상에 상기 제1 전극패턴이 형성된 제1 감지전극층(810), 제2 투명윈도우(800b)의 상기 일면과 대향하는 타면 상에 상기 제2 전극패턴이 형성된 제2 감지전극층(820)이 형성될 수 있다. 투명윈도우(800a)와 제2 투명윈도우(800b)는 접착물질층(830)으로 접착되고, 제2 투명윈도우(800b)는 보호층(880)을 사이에 두고, 양면 테이프(860)를 통해 액정모듈(LCM)과 접착될 수 있다.
본 발명에 따른 터치윈도우는 다양한 디스플레이 장치에 부착될 수 있다. 즉 이러한 디스플레이 장치는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display) 뿐만 아니라, 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Device), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 등일 수 있다. 이때, 디스플레이장치 구동 등에 의해 발생하는 노이즈 성분이 터치센서모듈, 즉 터치스크린패널(TSP;Touch Screen Panel)에 전달되어 접촉 감지 패널의 오작동을 유발하는 것을 방지하기 위하여, 선택적으로 접촉 감지 패널과 표시 장치 사이에 차단층 (Shield Layer)을 배치할 수도 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110, 130: 제1 단위셀 전극패턴
120, 140: 제2 단위셀 전극패턴
150: 제1 리드 전극
160: 제2 리드 전극

Claims (11)

  1. 제1 전극패턴을 포함하는 제1 감지전극층; 및
    상기 제1 전극패턴과 교차되는 제2 전극패턴을 포함하는 제2 감지전극층;을 포함하고,
    상기 제1 전극패턴은 제1 단위셀 전극패턴을 포함하고, 상기 제2 전극패턴은 제2 단위셀 전극패턴을 포함하며,
    상기 제1 또는 제2 단위셀 전극패턴 간의 공간의 면적은 상기 제1 또는 제2 단위셀 전극패턴의 면적의 10 내지 20%로 구성되는 터치윈도우.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 단위셀 전극패턴 간의 공간의 면적은,
    상기 제1 또는 제2 단위셀 전극패턴의 상,하,좌,우 방향 중에서 선택되는 2 방향의 공간의 면적인 터치윈도우.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 단위셀 전극패턴 간의 공간의 면적은 하기의 수학식 1에 의해 계산되는 터치윈도우.
    [수학식 1]
    공간의 면적 =
    Figure 112013106650017-pat00010
    +2ab
    (단, a는 상기 제1 또는 제2 단위셀 전극패턴의 가로 또는 세로 길이, b 는 상기 제1 또는 제2 단위셀 전극패턴 간의 폭임.)
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 단위셀 전극패턴 간의 간격은,
    상기 제1 또는 제2 단위셀 전극패턴 간을 접속하는 리드 전극의 두께 보다 큰 터치윈도우.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 단위셀 전극패턴 간의 간격은,
    30 ㎛ 이하인 터치윈도우.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 단위셀 전극패턴 간의 공간에 배치되는 더미패턴;
    을 더 포함하는 터치윈도우.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 더미패턴은,
    비도전성 재료로 구성되는 터치윈도우.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 더미패턴은,
    상기 제1 또는 제2 단위셀 전극패턴과 상이한 재료로 구성되는 터치윈도우.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 더미패턴은,
    PET(polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PES(polyether sulfone), PI(polyimide), PMMA(PolyMethly MethaAcrylate) 중 적어도 하나를 포함하는 터치윈도우.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2 감지전극층은 동일한 베이스 기판 상에 배치되는 터치윈도우.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2 감지전극층은 서로 상이한 베이스 기판 상에 배치되는 터치윈도우.
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