KR101956202B1 - 터치 패널 - Google Patents

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KR101956202B1
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 터치 패널에 관한 것이다. 본 발명에 따른 터치 패널은 기판 상에 상호 이격되어 형성되는 감지전극 패턴; 및 상기 감지전극 패턴을 상호 전기적으로 연결하도록 형성되는 브리지 전극;을 포함하고, 상기 브리지 전극은 상호 마주보는 복수개의 미세 선폭 전극과, 상기 미세 선폭 전극을 상기 상호 전기적으로 연결하는 전극 연결부를 포함하여 구성된다.

Description

터치 패널{TOUCH PANEL}
본 발명은 터치 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 불량을 최소화하고 시인성을 향상시킨 터치 패널에 관한 것이다.
개인 휴대 정보 단말기(PDA: personal digital assistants), 노트북 컴퓨터, OA 기기, 의료기기 또는 카 네비게이션 시스템 등의 전자기기에서는, 디스플레이에 입력수단(포인팅 디바이스: pointing device)을 함께 구비한 터치 패널이 널리 이용되고 있다. 대표적인 터치 패널에는 정전용량 방식(capacitive type), 저항막 방식, 전자 유도 방식, 광학식 등이 알려져 있다.
정전용량 방식의 터치 패널은 터치 위치가 확인할 수 있는 전류를 유도하기 위하여 인체의 정전기(electrostatics)와 투명 전극 사이에서 유발된 정전용량(capacitance)의 변화를 채용한다. 사용자의 손가락 또는 첨필(stylus)의 터치 위치를 검출하기 위하여, 다양한 용량성 터치 패널 기술들이 개발되고 있다.
상기와 같은 정전용량 방식은 두 개의 용량성 센싱층(capacitive sensing layer)을 포함하는 구성으로 대부분 이루어지는데, 상기 두 개의 용량성 센싱층은 상기 층들 사이의 용량성 효과(capacitive effect)를 얻기 위해 절연 물질로 상호 공간을 두고 형성된다. 이러한 구성에 의하면 터치 패널의 두께가 증가되어 소형화에 역행하게 된다. 더욱이, 종래의 정전용량 방식의 터치 패널은 두 개의 용량성 센싱층이 각각 형성되는 양 표면 상의 기판(substrate)을 포함한다. 이러한 점에서, 스루 홀(through holes)들이 바이어스(vias)로 역할 하도록 기판상에 형성되어야 하며, 회로층 형성(circuit layering)이 상기 센싱층들의 컨덕터 요소(conductor elements)를 연결하여야 하므로 용량성 터치 패널의 제조를 어렵고 복잡하게 한다.
따라서, 이와 같은 문제점에 대응하고자 두 개의 용량성 센싱층을 하나로 줄이기 위한 기술들이 사용되고 있으며, 최근에는 이와 같은 구성을 위하여 센싱층, 즉 감지전극 패턴층을 하나의 층으로 구성하고, 각 감지전극 패턴층 간에는 브리지 전극을 통하여 상호 연결하는 방법이 사용되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 터치 패널을 도시한 도면이다.
종래기술에 따르면 도 1에 도시된 바와 같이 기판(110)상에 제1 감지전극 패턴(120)과 제2 감지전극 패턴(121)을 형성한다. 구체적으로, 제1 감지전극 패턴(120)과 제2 감지전극 패턴(121)은 에칭(etching), 스퍼터링(sputtering) 또는 스크린 프린팅(screen printing)의 방법 등에 의해 형성될 수 있으며, 투명 패턴 재료로서 일반적으로 ITO(Indium-Tin Oxide)가 사용된다.
상기와 같이 형성된 제1 감지전극 패턴(120) 및 제2 감지전극 패턴(121)상에는 절연체(130)를 형성하고, 그 상부에 브리지 전극(140)을 형성하여, 상기 브리지 전극(140)이 서로 이격되어 있는 제1 감지전극 패턴(120)들을 전기적으로 상호 연결한다.
그러나, 종래 기술에 따르면 상기 브리지 전극(140)이 미세 패턴으로 형성되므로 제조 공정 중에 브리지 전극(140) 상에 단선이 발생하거나, 또는 외부의 정전기로 인하여 브리지 전극(140)에 단선이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 브리지 전극을 미세 패턴으로 형성하여 하부의 빛을 차단하지 않고, 동시에 회절 및 간섭에 의해 메탈 브리지 라인 전극과 픽셀(pixel) 사이에 가시도(visibility)가 낮아지는 문제를 해결하고자 한다.
또한, 본 발명은 브리지 전극의 전기 전도도를 확보하면서도, 사용자의 터치 패널에 대한 시인성을 향상시키고, 브리지 전극의 일부 영역에 단선이 발생하는 경우에도 브리지 전극의 통전이 유지되도록 하여 터치 패널의 불량을 줄이고자 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널은, 기판 상에 상호 이격되어 형성되는 감지전극 패턴; 및 상기 감지전극 패턴을 상호 전기적으로 연결하도록 형성되는 브리지 전극;을 포함하고, 상기 브리지 전극은 상호 마주보는 복수개의 미세 선폭 전극과, 상기 미세 선폭 전극을 상기 상호 전기적으로 연결하는 전극 연결부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 브리지 전극은 메시(mesh) 형태로 구성된다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 브리지 전극은 은 나노-와이어 (Ag Nano wire) 또는 탄소 나토 튜브(CNT; carbon nano tube)로 구성된다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 감지전극 패턴 상에 형성되는 절연체;를 더 포함하고, 상기 브리지 전극은 상기 절연층 상에 형성된다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 브리지 전극은 1㎛ 이하의 선폭으로 형성된다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 터치 패널은, 기판 상에 터치 패널의 가로축 또는 세로축 방향인 제1축 방향으로 연장되어 형성된 복수개의 제1 감지전극 패턴; 상기 제1 감지전극 패턴들을 상호 연결하는 복수개의 도전 리드; 상기 복수개의 도전 리드에 각각에 의해 서로 이격되어, 상기 제1축 방향에 직교하는 제2축 방향으로 형성되는 복수개의 제2 감지전극 패턴을 포함하는 터치 패널.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 복수개의 제2 감지전극 패턴을 상호 전기적으로 연결하는 복수개의 브리지 전극을 더 포함하고, 상기 각 브리지 전극은 상기 복수개의 도전 리드와 동시에 교차하지 않도록 형성된다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 각 도전 리드는 상기 복수개의 브리지 전극과 교차하도록 형성된다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 도전 리드 상에 형성되는 절연체;를 더 포함하고, 상기 복수개의 브리지 전극은 각각 상기 절연체 상에 형성된다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 브리지 전극은 은 나노-와이어 (Ag Nano wire) 또는 탄소 나토 튜브 (CNT; carbon nano tube)로 구성된다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 브리지 전극은 1㎛ 이하의 선폭으로 형성된다.
본 발명에 따르면 브리지 전극을 미세 패턴으로 형성하여 하부의 빛을 차단하지 않고, 동시에 회절 및 간섭에 의해 메탈 브리지 라인 전극과 픽셀(pixel) 사이에 가시도(visibility)가 낮아지는 문제를 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 브리지 전극의 전기 전도도를 확보하면서도, 사용자의 터치 패널에 대한 시인성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 브리지 전극의 일부 영역에 단선이 발생하는 경우에도 브리지 전극의 통전을 유지하여 터치 패널의 불량을 줄일 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 터치 패널을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 터치 패널을 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 본 발명의 일실시예에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널을 도시한 도면이다.
종래의 터치 패널은 제1 감지전극 패턴(210)과 제2 감지전극 패턴(220)이 각각의 층으로 형성되었으나, 본 발명에서는 이를 개선하여 하나의 필름 층에 제1 감지전극 패턴(210)과 제2 감지전극 패턴(220)을 형성하며, 이와 같이 하나의 필름 층에 제1 감지전극 패턴(210)과 제2 감지전극 패턴(220)을 형성하기 위하여 브리지 전극(240)이 사용된다.
도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널을 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 감지전극 패턴(210)과 제2 감지전극 패턴(220)은 기판 상에 형성된다.
이때, 상기 기판은 PET(polyethylene terephthalate resin), PC(polycarbonate), PMMA(polymethyl methacrylate), TAC(triacetate cellulose) 및 PES(polyether sulfone) 중 어느 하나로 구성된다.
제1 감지전극 패턴(210)은 도전 리드(211)에 의하여 상호 연결되며, 제2 감지전극 패턴(220)은 기판 상에 상호 이격되어 형성된다.
보다 상세하게 설명하면, 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널은 복수개의 상기 제1 감지전극 패턴(210)이 기판 상에서 제1축의 방향으로 형성되며, 복수개의 상기 제2 감지전극 패턴(220)이 상기 제1축의 방향과 직교하는 제2축의 방향으로 형성된다. 여기서, 상기 제1축 방향이라 함은 터치 패널의 가로축 또는 세로축 방향을 말하며, 상기 제2축 방향이라 함은 상기 제2축 방향에 직교하는 방향이다.
한편, 제1 감지전극 패턴(210), 제2 감지전극 패턴(220) 및 도전 리드(211)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 및 ZnO(Zinc Oxide) 중에서 어느 하나의 재료로 구성되며, 상기 기판은 PET(polyethylene terephthalate resin), PC(polycarbonate), PMMA(polymethyl methacrylate), TAC(triacetate cellulose) 및 PES(polyether sulfone) 중 어느 하나로 구성된다.
또한, 도 2에서는 제2 감지전극 패턴(220)이 팔각형의 형태로 도시되어있으나, 제1 감지전극 패턴(210)과 제2 감지전극 패턴(220)은 상기 팔각형 이외에도 마름모형, 사각형, 원형 등의 다양한 4각형 이상의 다각형 형태로 형성될 수 있다.
브리지 전극(240)은 상기 상호 이격되어 있는 제2 감지전극 패턴(220)을 상호간에 전기적으로 연결한다. 보다 상세하게 설명하면, 절연체(230)가 제1 감지전극 패턴(210)과 제2 감지전극 패턴(220) 상에 형성되며, 상기 절연체(230) 상에는 브리지 전극(240)이 형성된다.
이때, 상기 브리지 전극(240)은 미세 선폭 전극(241)과 전극 연결부(242)로 구성된 미세패턴으로 형성된다. 본 발명에 따른 미세 선폭 전극(241)은 1㎛ 이하의 선폭으로 형성된 전극을 말한다.
상기 미세 선폭 전극(241)미세 선폭 전극(241)은 가는 선폭의 상호 마주보는 도전체로 형성되며, 전극 연결부(242)는 상기 미세 선폭 전극(241)를 가로지르도록 형성되어 상기 미세 선폭 전극(241) 간에 상호 전기적으로 연결되도록 한다.
이와 같이 미세 선폭 전극(241)과 전극 연결부(242)를 형성하면 도 2에 도시된 바와 같이 사다리 형태의 브리지 전극(240)이 형성된다. 또한, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면 상기 미세 선폭 전극(241)과 전극 연결부(242)를 이용하여 메시(mesh) 형태로 구성할 수도 있다.
이때, 상기 브리지 전극(240)의 미세 선폭 전극(241)과 전극 연결부(242)는 나노-와이어 (Ag Nano wire) 또는 탄소 나토 튜브 (CNT; carbon nano tube)를 재료를 이용하여, 선폭 1㎛ 이하로 형성한다.
상기 브리지 전극(240)은 탄소 나노 튜브(CNT: Carbon Nano Tube)와 같은 나노 합성체를 이용하여 형성하여 흑색으로 구성되도록 한다. 이와 같이 브리지 전극(240)을 탄소 나노 튜브(CNT: Carbon Nano Tube)와 같은 나노 합성체로 구성하는 경우에는 나노 파우더(Nano Powder)의 함량 제어를 통해 전기 전도도를 확보하면서도 브리지 전극(240)의 색과 반사율 제어가 가능한 장점이 있다.
한편, 상기 선폭이라 함은 상기 브리지 전극을 구성하는 선(line) 형태 각 전극의 두께를 말한다. 즉, 상기 브리지 전극(240)을 구성하는 상기 미세 선폭 전극(241)과 전극 연결부(242)의 각각의 두께는 선폭 1㎛ 이하로 형성하며, 상기와 같이 미세 선폭 전극(241)과 전극 연결부(242)의 두께를 각각 선폭 1㎛ 이하로 형성하면, 종래에 수㎛ 이상의 크기로 브리지 전극을 형성하는 구성과 비교하여, 브리지 전극(240)의 저항을 줄일 수 있는 효과가 있다.
상기와 같이 미세 선폭 전극(241)과 전극 연결부(242)로 구성된 미세 선폭 형태의 브리지 전극(240)을 구성하면, 브리지 전극(240)의 일부 영역에 단선이 발생하는 경우에도 통전을 유지할 수 있으며, 브리지 전극(240)이 미세 선폭으로 형성되므로 시인성이 향상되는 효과가 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 터치 패널을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널을 설명하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 감지전극 패턴(310)과 감지전극 패턴 집합부(320)는 기판 상에 형성되며, 인접한 제1 감지전극 패턴(310)들은 복수개의 도전 리드(311)에 의하여 상호 연결된다. 이때, 상기 기판은 PET(polyethylene terephthalate resin), PC(polycarbonate), PMMA(polymethyl methacrylate), TAC(triacetate cellulose) 및 PES(polyether sulfone) 중 어느 하나로 구성된다.
보다 상세하게 설명하면, 복수개의 상기 제1 감지전극 패턴(310)은 기판 상에서 제1축의 방향으로 형성된다. 이때, 상기 제1축 방향은 터치 패널의 가로축 또는 세로축의 방향을 말한다.
복수개의 상기 감지전극 패턴 집합부(320)는 상기 제1축의 방향과 직교하는 제2축의 방향으로 형성되며, 상기 감지전극 패턴 집합부(320)에는 제2 감지전극 패턴(321)과 브리지 전극(340)이 포함되어 구성된다.
한편, 제1 감지전극 패턴(310), 제2 감지전극 패턴(321) 및 도전 리드(311)는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 및 ZnO(Zinc Oxide) 중에서 어느 하나의 재료로 구성되며, 상기 기판은 PET(polyethylene terephthalate resin), PC(polycarbonate), PMMA(polymethyl methacrylate), TAC(triacetate cellulose) 및 PES(polyether sulfone) 중 어느 하나로 구성된다. 또한, 도 3에서는 제2 감지전극 패턴(321)이 팔각형의 형태로 도시되어있으나, 제1 감지전극 패턴(310)과 제2 감지전극 패턴(321)은 상기 팔각형 이외에도 마름모형, 사각형, 원형 등의 다양한 형태로 형성될 수 있다.
상기 제1 감지전극 패턴(310)들을 상호 연결하는 복수개의 도전 리드(311) 상에는 각각 절연체(330)가 형성되며, 상기 각각의 절연체(330) 상에는 브리지 전극(240)이 형성된다.
즉, 복수개의 제2 감지전극 패턴(321)은 상기 도전 리드(311) 사이의 공간에 배치되도록 구성되며, 상기 도전 리드(311)의 상부에는 복수개의 절연체(330)가 형성되어 상기 절연체(330)의 상부에 각각 브리지 전극(340)이 형성된다.
상기 브리지 전극(340)은 상호 이격되어 있는 상기 복수개의 제2 감지전극 패턴(321)을 상호 전기적으로 연결한다.
다시 말해, 도 3에 도시된 바와 같이 각 도전 리드(311)는 복수개의 브리지 전극(340)과 교차하되, 각 브리지 전극(340)은 복수개의 도전 리드(311)와 동시에 교차하지 않도록 구성된다.
한편, 상기 브리지 전극(340)은 은 나노-와이어 (Ag Nano wire) 또는 탄소 나토 튜브 (CNT; carbon nano tube)로 구성되며, 상기 브리지 전극(340)의 선폭은 1㎛ 이하로 구성된다.
상기 브리지 전극(340)은 탄소 나노 튜브(CNT: Carbon Nano Tube)와 같은 나노 합성체를 이용하여 형성하여 흑색으로 구성되도록 한다. 이와 같이 브리지 전극(340)을 탄소 나노 튜브(CNT: Carbon Nano Tube)와 같은 나노 합성체로 구성하는 경우에는 나노 파우더(Nano Powder)의 함량 제어를 통해 전기 전도도를 확보하면서도 브리지 전극(340)의 색과 반사율 제어가 가능한 장점이 있다.
또한, 상기와 같이 브리지 전극(340)의 선폭은 절연층(251)의 폭의 1/2 미만으로 형성되는 것이 바람직하며, 이와 같이 브리지 전극(340)의 폭을 줄임으로써 육안으로 보이는 가시도(visibility)를 보다 낮출 수 있다.
이때, 상기 브리지 전극(340)의 두께는 선폭 1㎛ 이하로 형성하며, 상기와 같이 브리지 전극(340)의 두께를 선폭 1㎛ 이하로 형성하면, 종래에 수㎛ 이상의 크기로 브리지 전극을 형성하는 구성과 비교하여, 브리지 전극(340)의 저항을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 3의 실시예에서와 같이 터치 패널을 복수개의 도전 리드(311)와 복수개의 브리지 전극(340)을 포함하도록 구성하면, 상기 제1 감지전극 패턴(310)을 포함하는 제1축 감지전극 라인 전체의 저항을 줄여 터치 감도를 향상시킬 수 있으며, 복수개의 브리지 전극(340) 중에서 일부 브리지 전극(340)에 단선이 발생하는 경우에도 제2 감지전극 패턴(321)간의 통전이 정상적으로 유지된다.
또한, 도 3의 실시예에 따르면 브리지 전극의 전기 전도도를 확보하면서도, 브리지 전극의 선폭 및 길이를 최소화 하고, 절연체의 크기를 최소화할 수 있으므로 터치 패널의 시인성을 향상시킬 수 있다.
즉, 일반적으로 터치 패널은 오프(off) 시에 검정(Black) 색상으로 표시되며, 그에 따라 상기 브리지 전극이 타 전극부와 반사율과 색의 차이로 인해 육안으로 보이는 문제점이 있다. 그러나, 본 발명에 따르면 브리지 전극을 보다 얇은 형태로 형성하여 브리지 전극이 시인되는 현상을 감소시킬 수 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 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
210: 제1 감지전극 패턴
211: 도전 리드
220: 제2 감지전극 패턴
230: 절연체
240: 브리지 전극
241: 미세 선폭 전극
242: 전극 연결부
310: 제1 감지전극 패턴
311: 도전 리드
320: 감지전극 패턴 집합부
321: 제2 감지전극 패턴
330: 절연체
340: 브리지 전극

Claims (19)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 복수의 제 1 감지 전극 패턴들 및 복수의 제 2 감지 전극 패턴들;
    상기 제 1 감지 전극 패턴들을 제 1 축 방향으로 연결하는 복수의 도전 리드들; 및
    상기 제 2 감지 전극 패턴들을 상기 제 1 축과 다른 제 2 축 방향으로 연결하는 복수의 브리지 전극들을 포함하고,
    상기 도전 리드들 중 적어도 하나는 상기 제 2 감지 전극 패턴들 사이에 배치되고,
    상기 제 2 감지 전극 패턴들 중 적어도 하나는 상기 도전 리드들 사이에 배치되고,
    상기 제 2 감지 전극 패턴들은 서로 이격하는 제 2-1 감지 전극 패턴, 제 2-2 감지 전극 패턴 및 제 2-3 감지 전극 패턴을 포함하고,
    상기 제 2-2 감지 전극 패턴은 상기 제 2-1 감지 전극 패턴과 상기 제 2-3 감지 전극 패턴 사이에 배치되고,
    상기 제 2-1 감지 전극 패턴과 상기 제 2-2 감지 전극 패턴은 상기 브리지 전극들 중 어느 하나의 브리지 전극과 연결되고,
    상기 제 2-2 감지 전극 패턴과 상기 제 2-3 감지 전극 패턴은 상기 브리지 전극들 중 상기 어느 하나의 브리지 전극과 다른 어느 하나의 브리지 전극과 연결되는 터치 패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은 PET(polyethylene terephthalate resin), PC(polycarbonate), PMMA(polymethyl methacrylate), TAC(triacetate cellulose) 및 PES(polyether sulfone) 중 어느 하나를 포함하는 터치 패널.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 감지 전극 패턴들, 상기 제 2 감지 전극 패턴들 및 상기 도전 리드들은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 및 ZnO(Zinc Oxide) 중 어느 하나의 물질을 포함하는 터치 패널.
  4. 제 1항에 있어서,
    각각의 도전리드는 상기 복수의 브리지 전극들과 교차하고,
    각각의 브리지 전극은 하나의 도전 리드와 교차하는 터치 패널.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 도전 리드들 사이에 배치된 상기 제 2 감지 전극 패턴들은 다각형 형상으로 형성되고,
    상기 도전 리드들 사이에 배치된 각각의 제 2 감지 전극 패턴의 면적은, 각각의 제 1 감지 전극 패턴의 면적보다 작은 터치 패널.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 감지 전극 패턴들과 상기 도전 리드들은 일체로 형성되는 터치 패널.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 도전 리드들, 상기 제 1 감지 전극 패턴들 및 상기 제 2 감지 전극 패턴들은 상기 기판의 동일한 면 상에 배치되는 터치 패널.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1축 방향과 상기 제 2축 방향은 서로 수직인 터치 패널.
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