KR102329810B1

KR102329810B1 - 메시 형태의 전극 패턴 및 전극 패턴의 형성 방법, 그리고 전극 패턴을 포함하는 터치 패널

Info

Publication number: KR102329810B1
Application number: KR1020150052686A
Authority: KR
Inventors: 이승진
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-04-14
Filing date: 2015-04-14
Publication date: 2021-11-22
Also published as: US9958998B2; US20160306464A1; CN106055135B; KR20160122934A; CN106055135A

Abstract

본 발명은 메시 형태의 전극 패턴 및 전극 패턴의 형성 방법, 그리고 전극 패턴을 포함하는 터치 패널에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴은 메시 형태를 가지며 서로 연결되어 있는 복수의 단위 패턴을 가지고, 상기 단위 패턴은 서로 연결되어 있는 복수의 변을 가지고, 복수의 단위 패턴 중 제1 단위 패턴의 면적이 제2 단위 패턴의 면적보다 작고, 상기 제1 단위 패턴의 적어도 한 변의 선폭은 상기 제2 단위 패턴의 한 변의 선폭보다 작다.

Description

메시 형태의 전극 패턴 및 전극 패턴의 형성 방법, 그리고 전극 패턴을 포함하는 터치 패널{MESH-TYPE ELECTRODE PATTERN AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND TOUCH PANEL INCLUDING THE SAME}

본 발명은 메시 형태의 전극 패턴 및 전극 패턴의 형성 방법, 그리고 전극 패턴을 포함하는 터치 패널에 관한 것이다.

액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등의 전자 장치는 사용자와의 상호 작용이 가능한 터치 감지 기능을 포함할 수 있다. 터치 감지 기능은 관찰자가 터치면 위에 손가락이나 터치 펜(touch pen) 등을 접근하거나 접촉하여 문자를 쓰거나 그림을 그리는 경우 표시 장치가 화면에 가한 압력, 전하, 빛 등의 변화를 감지함으로써 물체가 터치면에 접근하거나 접촉하였는지 여부 및 그 접촉 위치 등의 접촉 정보를 알아내는 것이다.

이러한 여러 전자 장치의 터치 감지 기능은 터치 센서를 통해 구현될 수 있다. 터치 센서는 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 전자기 유도형(electro-magnetic type, EM), 광 감지 방식(optical type) 등 다양한 방식에 따라 분류될 수 있다.

예를 들어 정전 용량 방식의 터치 센서는 감지 신호를 전달할 수 있는 복수의 감지 전극으로 이루어진 감지 축전기를 포함하고, 손가락과 같은 도전체가 터치 센서에 접근할 때 발생하는 감지 축전기의 정전 용량(capacitance)의 변화 또는 충전 전하량의 변화를 감지하여 터치 여부와 터치 위치 등을 알아낼 수 있다. 정전 용량식 터치 센서는 터치를 센싱할 수 있는 터치 감지 영역에 배치되어 있는 복수의 터치 전극 및 터치 전극과 연결되어 있는 터치 배선을 포함할 수 있다. 터치 배선은 터치 전극에 감지 입력 신호를 전달하거나 터치에 따라 생성된 터치 전극의 감지 출력 신호를 터치 구동부에 전달할 수 있다.

터치 센서는 표시 패널에 내장되거나(in-cell type) 표시 패널의 바깥쪽 면에 직접 형성되거나(on-cell type) 별도의 터치 패널이 표시 패널에 부착되어(add-on cell type) 사용될 수 있다. 터치 센서가 형성된 패널을 터치 패널이라고 한다.

이러한 터치 패널 등의 전자 장치가 무겁고 파손되기 쉬운 유리 기판을 사용하는 경우 그 휴대성 및 대화면 표시에 한계가 있어 근래에는 중량이 가볍고 충격에 강할 뿐만 아니라 유연성(flexible)이 높은 PI 등의 플라스틱 기판을 사용하는 플렉서블 전자 장치가 활발히 개발되고 있다. 이 경우 플렉서블 전자 장치는 예를 들어 구부러지거나(bendable) 접히거나(foldable) 휘거나(curved) 말릴 수 있거나(rollable) 적어도 한 방향으로 늘어나거나(stretchable) 신축성(elasticity)이 있어 변형되는 부분을 가질 수 있다. 따라서 플렉서블 전자 장치가 포함하는 전극 패턴은 유연성을 가지는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어 전극 패턴은 금속 나노와이어(metal nanowire), PEDOT 등의 도전성 폴리머(conductive polymer), 메탈메시(metal mesh), 탄소 나노 튜브(CNT), 얇은 금속층 등의 도전 물질을 적어도 하나 포함할 수 있다. 나아가 전극 패턴은 필요에 따라 빛을 투과시킬 수 있도록 소정의 투과도를 가질 수 있다.

터치 센서 등의 전자 장치에 포함되는 전극 패턴이 메시 형태일 때 메시 형태가 규칙적이거나 불규칙적일 수 있다. 메시 형태가 규칙적인 경우에는 일정한 공간 주파수 성분을 가지므로 전극 패턴이 표시 장치에 부착되거나 표시 장치에 직접 형성되거나 표시 장치의 외부에 부착되는 등 표시 장치와 겹쳐질 경우 표시 장치가 포함하는 여러 주기적인 패턴(예를 들어 블랙 매트릭스)과 함께 모아레(moire) 현상을 발생시켜 시인성이 저하될 수 있다. 메시 형태가 불규칙적인 경우에는 전극 패턴이 형성하는 다각형의 크기, 즉 개구부의 크기가 영역에 따라 일정하지 않아 전극 패턴이 형성된 층을 통과하는 빛의 휘도가 영역에 따라 일정하지 않아 암점으로 시인될 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 메시 형태의 전극 패턴을 포함하는 전극층을 투과하는 빛의 휘도가 균일하게 하는 것이며, 나아가 전극 패턴을 포함하는 표시 장치가 표시하는 영상의 밝기를 균일하게 하여 시인성을 향상하는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴은 메시 형태를 가지며 서로 연결되어 있는 복수의 단위 패턴을 가지고, 상기 단위 패턴은 서로 연결되어 있는 복수의 변을 가지고, 복수의 단위 패턴 중 제1 단위 패턴의 면적이 제2 단위 패턴의 면적보다 작고, 상기 제1 단위 패턴의 적어도 한 변의 선폭은 상기 제2 단위 패턴의 한 변의 선폭보다 작다.

본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴은 메시 형태를 가지며 서로 연결되어 있는 복수의 단위 패턴을 가지고, 상기 단위 패턴은 서로 연결되어 있는 복수의 변을 가지고, 복수의 단위 패턴 중 제1 단위 패턴의 이웃한 두 변이 이루는 각이 제2 단위 패턴의 이웃한 두 변이 이루는 각보다 작고, 상기 제1 단위 패턴의 상기 이웃한 두 변 중 적어도 한 변의 선폭은 상기 제2 단위 패턴의 상기 이웃한 두 변 중 한 변의 선폭보다 작다.

본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널은 메시 형태를 가지며 서로 연결되어 있는 복수의 단위 패턴을 가지는 전극 패턴을 포함하고, 상기 단위 패턴은 서로 연결되어 있는 복수의 변을 가지고, 복수의 단위 패턴 중 제1 단위 패턴의 면적이 제2 단위 패턴의 면적보다 작고, 상기 제1 단위 패턴의 적어도 한 변의 선폭은 상기 제2 단위 패턴의 한 변의 선폭보다 작다.

본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널은 메시 형태를 가지며 서로 연결되어 있는 복수의 단위 패턴을 가지는 전극 패턴을 포함하고, 상기 단위 패턴은 서로 연결되어 있는 복수의 변을 가지고, 복수의 단위 패턴 중 제1 단위 패턴의 이웃한 두 변이 이루는 각이 제2 단위 패턴의 이웃한 두 변이 이루는 각보다 작고, 상기 제1 단위 패턴의 상기 이웃한 두 변 중 적어도 한 변의 선폭은 상기 제2 단위 패턴의 상기 이웃한 두 변 중 한 변의 선폭보다 작다.

상기 복수의 단위 패턴의 형태는 불규칙적일 수 있다.

상기 단위 패턴이 포함하는 상기 복수의 변은 다각형을 이룰 수 있다.

상기 제1 단위 패턴의 모든 변의 선폭이 일정할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴의 형성 방법은 불규칙적인 전극 패턴의 형태를 결정하는 단계, 상기 전극 패턴을 구성하는 단위 패턴의 면적을 계산하는 단계, 상기 단위 패턴의 면적과 기준치를 비교하는 단계, 상기 단위 패턴의 면적이 상기 기준치보다 작을 경우 상기 단위 패턴의 변 중 적어도 하나의 선폭을 줄이는 단계, 그리고 상기 전극 패턴의 형태 및 상기 선폭에 따라 기판 위에 상기 전극 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 불규칙적인 전극 패턴의 형태를 결정하는 단계에서, 상기 전극 패턴의 선폭은 일정할 수 있다.

상기 단위 패턴의 면적이 상기 기준치보다 작지 않을 경우 상기 단위 패턴의 변의 선폭을 유지할 수 있다.

불규칙적인 전극 패턴의 형태를 결정하는 단계는 다각형으로 구성된 가상의 격자를 형성하는 단계, 상기 다각형의 내부에 무작위로 소정점을 생성하는 단계, 그리고 상기 소정점과 상기 다각형의 꼭지점을 연결하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 메시 형태의 전극 패턴을 포함하는 전극층을 투과하는 빛의 휘도가 균일하게 할 수 있고, 전극 패턴을 포함하는 표시 장치가 표시하는 영상의 밝기를 균일하게 하여 시인성을 향상할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴의 평면도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴의 평면도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴의 형성 방법을 나타낸 순서도이고,
도 4 내지 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴의 형성 방법에 따라 전극 패턴을 형성하는 과정을 차례대로 도시한 평면도이고,
도 7 내지 도 9는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴의 평면도이고,
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴의 형성 방법을 나타낸 순서도로서 도 3에 도시한 단계 이후의 단계를 나타내고,
도 11 내지 도 13은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴을 포함하는 전자 장치의 단면도이고,
도 14는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널의 평면도이고,
도 15는 도 14에 도시한 터치 패널의 일부의 확대도이고,
도 16은 도 15에 도시한 터치 패널을 XVI-XVI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이제 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴 및 이를 포함하는 전자 장치의 한 예로서의 터치 센서에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴에 대하여 설명한다.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴의 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴(40)은 메시 형태를 가지며 서로 연결되어 있는 복수의 단위 패턴(119)을 가진다. 단위 패턴(119)은 다각형이며 서로 연결되어 있는 복수의 변을 가진다. 전극 패턴(40)은 적어도 두 개의 서로 다른 다각형인 단위 패턴(119)을 포함할 수도 있고, 동일한 모양의 단위 패턴(119)을 포함할 수도 있다. 도 1 및 도 2는 단위 패턴(119)이 모두 사각형인 예를 도시한다. 단위 패턴(119)의 형태 및/또는 크기는 위치에 따라 랜덤할 수 있다.

구체적으로, 단위 패턴(119) 중 제1 단위 패턴(119a)은 사각형으로서 제1변(41a), 제2변(42a), 제3변(43a) 및 제4변(44a)을 포함할 수 있다. 단위 패턴(119) 중 제2 단위 패턴(119b)은 사각형으로서 제1 단위 패턴(119a)과 다른 모양 및/또는 크기를 가지고, 제1변(41b), 제2변(42b), 제3변(43b) 및 제4변(44b)을 포함할 수 있다. 하나의 단위 패턴(119)을 구성하는 복수의 변의 선폭은 일정할 수도 있고, 하나의 단위 패턴(119)을 구성하는 복수의 변 중 적어도 두 변의 선폭이 서로 다를 수도 있다.

이웃한 단위 패턴(119)은 공통된 변을 사이에 두고 이웃하거나 공통된 꼭지점을 사이에 두고 이웃할 수 있다.

전극 패턴(40)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr) 등의 금속 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따르면 단위 패턴(119)의 면적이 미리 설정한 기준치보다 작은 경우 단위 패턴(119)의 변 중 적어도 하나의 선폭은 단위 패턴(119)의 면적이 미리 설정한 기준치보다 작지 않은 경우의 단위 패턴(119)의 한 변의 선폭보다 작을 수 있다. 단위 패턴(119)의 면적이란 단위 패턴(119)의 변으로 둘러싸인 다각형의 면적을 의미한다.

구체적으로, 제1 단위 패턴(119a)의 면적이 미리 설정한 기준치보다 작고 제2 단위 패턴(119b)의 면적이 기준치보다 작지 않은 경우에 대해 살펴본다. 제1 단위 패턴(119a)의 변(41a, 42a, 43a, 44a) 중 적어도 하나의 선폭(Wa)은 제2 단위 패턴(119b)의 어느 한 변(41b, 42b, 43b, 44b)의 선폭(Wb)보다 작다. 이때 제2 단위 패턴(119b)의 모든 변(41b, 42b, 43b, 44b)의 선폭(Wb)은 모두 실질적으로 동일할 수도 있고, 적어도 두 변의 선폭이 다를 수도 있다. 도 1은 제1 단위 패턴(119a)의 변(41a, 42a, 43a, 44a) 모두의 선폭(Wa)이 제2 단위 패턴(119b)의 한 변(41b, 42b, 43b, 44b)의 선폭(Wb)보다 작은 예를 도시하며, 제2 단위 패턴(119b)의 모든 변(41b, 42b, 43b, 44b)이 실질적으로 동일한 선폭(Wb)을 가지는 예를 도시한다.

면적이 상대적으로 작은 단위 패턴(119)은 개구부의 면적이 작고 전극 패턴(40)의 밀도가 주위보다 높으므로 빛의 투과율이 상대적으로 작아지고 암점으로 시인될 수 있다. 따라서 전극 패턴(40)을 포함하는 전극층을 통과하는 빛의 휘도가 불균일하게 시인될 수 있다. 그러나 본 발명의 실시예에 따르면 면적이 상대적으로 작은 단위 패턴(119)의 변 중 적어도 하나의 선폭을 줄여 단위 패턴(119)의 면적, 즉 개구부를 넓힐 수 있다. 따라서 면적이 상대적으로 작은 단위 패턴(119)의 영역에서 빛의 투과율을 높일 수 있으므로 위와 같은 휘도의 불균일성을 해소할 수 있다.

투과되는 빛의 휘도를 균일하게 하기 위해 면적이 상대적으로 작은 제1 단위 패턴(119a)의 선폭(Wa)과 면적이 상대적으로 큰 제2 단위 패턴(119b)의 선폭(Wb)의 비는 선폭(Wb) 및 단위 패턴(119)의 면적, 형태 등을 고려해 적절히 조절될 수 있다. 예를 들면, 제1 단위 패턴(119a)의 선폭(Wa)과 제2 단위 패턴(119b)의 선폭(Wb)의 비는 대략 1:2일 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따르면 단위 패턴(119)의 이웃한 두 변이 이루는 각이 미리 설정한 기준치보다 작은 경우 두 변 중 적어도 하나의 선폭은 단위 패턴(119)의 이웃한 두 변이 이루는 각이 미리 설정한 기준치보다 작지 않은 경우 두 변의 선폭보다 작을 수 있다.

구체적으로, 제1 단위 패턴(119a)의 이웃한 두 변이 이루는 각(Aa) 이 미리 설정한 기준치보다 작고 제2 단위 패턴(119b)의 이웃한 두 변이 이루는 각(Ab)이 기준치보다 작지 않은 경우에 대해 살펴본다. 각(Aa)을 이루는 제1 단위 패턴(119a)의 두 변(41a, 42a) 중 적어도 하나의 선폭(Wa)은 각(Ab)을 이루는 제2 단위 패턴(119b)의 두 변(41b, 42b) 중 한 변의 선폭(Wb)보다 작을 수 있다. 이때 제2 단위 패턴(119b)의 두 변(41b, 42b)의 선폭(Wb)은 실질적으로 일정할 수도 있고, 서로 다른 두 변이 서로 다른 선폭을 가질 수도 있다. 도 2는 제1 단위 패턴(119a)의 각(Aa)을 이루는 두 변(41a, 42a) 모두의 선폭(Wa)이 제2 단위 패턴(119b)의 각(Ab)을 이루는 두 변(41b, 42b)의 선폭(Wb)보다 작으며, 제2 단위 패턴(119b)의 두 변(41b, 42b)이 실질적으로 동일한 선폭(Wb)을 가지는 예를 도시한다.

이웃한 두 변이 이루는 각이 상대적으로 작은 영역은 전극 패턴(40)의 밀도가 상대적으로 높아지고 단위 패턴(119)은 개구부의 면적이 작아지므로 빛의 투과율이 상대적으로 작아지고 휘도가 불균일하게 시인될 수 있다. 그러나 본 발명의 실시예에 따르면 이웃한 두 변이 이루는 각이 상대적으로 작은 단위 패턴(119)의 변 중 적어도 하나의 선폭을 줄여 개구부를 넓힐 수 있다. 따라서 이웃하는 두 변이 이루는 각이 상대적으로 작은 단위 패턴(119)의 영역에서 빛의 투과율을 높일 수 있으므로 휘도의 불균일성을 해소할 수 있다.

투과되는 빛의 휘도를 균일하게 하기 위해 이웃하는 두 변이 이루는 각이 상대적으로 작은 제1 단위 패턴(119a)의 선폭(Wa)과 이웃하는 두 변이 이루는 각이 상대적으로 큰 제2 단위 패턴(119b)의 선폭(Wb)의 비는 선폭(Wb) 및 단위 패턴(119)의 면적, 형태 등을 고려해 적절히 조절될 수 있다.

그러면 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 3 내지 10을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴(40)을 형성하는 방법에 대해 설명한다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴의 형성 방법을 나타낸 순서도이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴의 형성 방법에 따라 전극 패턴을 형성하는 과정을 차례대로 도시한 평면도이고, 도 7 내지 도 9는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴의 평면도이고, 도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴의 형성 방법을 나타낸 순서도로서 도 3에 도시한 단계 이후의 단계를 나타낸다.

먼저 도 3 및 도 4를 참조하면, 다각형(115)으로 구성된 가상의 격자를 형성한다(S10). 이때 가상의 격자를 구성하는 다각형(115)의 형태 및/또는 크기는 서로 동일할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

다음 도 3 및 도 5를 참조하면, 가상의 다각형(115)의 내부에 무작위로 소정점(117)을 생성한다(S20). 소정점(117)은 다각형(115)의 내부라면 어디든지 생성할 수 있다.

다음 도 3 및 도 6을 참조하면, 소정점(117)과 가상의 격자를 구성하는 다각형(115)의 꼭지점을 연결하여 전극 패턴(40)의 대략적인 형태를 결정한다(S30). 이때 전극 패턴(40)의 변의 선폭은 일정한 것으로 보며 앞에서 설명한 선폭(Wb)을 가질 수 있다. 소정점(117)이 다각형(115)의 내부에 무작위로 형성되므로 소정점(117)과 다각형(115)의 꼭지점을 연결하여 형성한 전극 패턴(40)의 형태도 랜덤할 수 있다. 전극 패턴(40)을 구성하는 단위 패턴(119)의 변은 무작위한 각도를 가질 수 있다.

가상의 격자를 구성하는 다각형(115)은 삼각형에 한정되지 않는다. 예를 들어 가상의 격자를 구성하는 다각형(115)은 도 7에 도시한 바와 같이 사각형일 수도 있고, 도 8에 도시한 바와 같이 육각형일 수도 있다.

도 9를 참조하면, 소정점(117)은 가상의 격자를 구성하는 모든 다각형(115)의 내부에 형성되는 것에 한정되지 않는다. 예를 들어 인접한 2개의 다각형(115) 중 1개에만 생성할 수도 있다. 즉, 가상의 격자를 따라 한 방향(화살표 방향)으로 가면서 소정점(117)이 생성된 다각형(115)과 소정점(117)이 생성되지 않은 다각형(115)이 교대로 존재할 수 있다.

다음 도 10을 참조하면, 전극 패턴(40)을 구성하는 단위 패턴(119)의 면적(B)을 계산한다(S40). 이어서 단위 패턴(119)의 면적(B)과 미리 실정된 기준치(R)를 비교한다(S50). 단위 패턴(119)의 면적(B)이 기준치(R)보다 작을 경우 단위 패턴(119)의 변 중 적어도 하나의 선폭을 축소한다(S60). 이와 달리 단위 패턴(119)의 면적(B)이 기준치(R)보다 작지 않을 경우 단위 패턴(119)의 변의 선폭은 변동하지 않고 유지할 수 있다.

도시하지 않았으나 도 10의 단계(S50)에서 단위 패턴(119)의 면적과 기준치(R)의 비교 대신에 단위 패턴(119)의 이웃한 두 변이 이루는 각과 그에 대한 기준치의 비교를 할 수도 있다. 이후 단계(S60)에서는 단위 패턴(119)의 이웃한 두 변이 이루는 각이 기준치보다 작을 경우 단위 패턴(119)의 해당 두 변의 선폭을 축소할 수 있다. 이와 달리 단위 패턴(119)의 이웃한 두 변이 이루는 각기 기준치보다 작지 않을 경우 단위 패턴(119)의 해당 두 변의 선폭은 변동하지 않을 수 있다.

이와 같이 결정된 선폭을 바탕으로 본 발명의 한 실시예에 따른 메시 형태의 전극 패턴(40)을 제조할 수 있다. 전극 패턴(40)은 기판 위에 전극 패턴용 도전 물질을 적층하고 패터닝하여 형성할 수도 있고, 프린팅 등의 다양한 방법을 이용하여 형성할 수도 있다. 또한 이러한 전극 패턴의 형성 방법은 터치 패널 등의 다양한 전자 장치의 형성 방법에 포함될 수 있다.

이와 같이 전극 패턴(40)을 구성하는 단위 패턴(119)의 형태 및 변이 이루는 각이 랜덤하므로 전극 패턴(40)이 표시 패널의 표시 영역 상부에 위치하여도 전극 패턴(40)과 표시 장치의 블랙 매트릭스 등의 주기적인 격자와 모아레 현상을 발생시키지 않아 시인성을 개선할 수 있다. 또한 소정점(117)이 생성되는 위치가 가상의 격자를 구성하는 다각형(115)의 내부로 제한되므로 전극 패턴(40)의 전기적 특성과 광학적 특성은 평균적으로 일정하고, 전극 패턴(40)의 개구율도 평균적으로 일정할 수 있다.

나아가 앞에서 설명한 바와 같이 단위 패턴(119)의 면적 또는 단위 패턴(119)의 변이 이루는 각이 작아 패턴의 밀도가 넓은 영역에서는 변의 선폭을 작게 줄임으로써 해당 영역에서의 의 투과율을 높일 수 있고 투과되는 빛의 휘도를 균일하게 할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴(40)은 터치 패널 등의 여러 전자 장치에 포함될 수 있다.

도 11을 참조하면, 전극 패턴(40)은 기판(110) 위에 형성될 수 있다. 기판(110)은 빛이 투과될 수 있도록 투명성을 가질 수 있다. 기판(110)은 유리, 플라스틱 등을 포함할 수 있고, 유연성을 가져 휘어지거나 구부러질 수도 있다.

도 12를 참조하면, 전극 패턴(40)은 기판(110)의 한 면 위에 형성되어 있는 전극 패턴(40a) 및 기판(110)의 반대쪽 면 위에 형성되어 있는 전극 패턴(40b)을 포함할 수 있다.

도 13을 참조하면, 전극 패턴(40)은 제1 기판(110a) 위에 형성되어 있는 전극 패턴(40c) 및 제2 기판(110b) 위에 형성되어 있는 전극 패턴(40d)을 포함할 수 있다. 제1 기판(110a)과 제2 기판(110b)은 접착층(120)을 통해 서로 부착될 수 있고, 전극 패턴(40c)과 전극 패턴(40d)은 서로 마주할 수 있다.

이러한 전극 패턴(40)을 포함하는 전자 장치의 한 예로서 터치 패널에 대해 설명한다.

도 14는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널의 평면도이고, 도 15는 도 14에 도시한 터치 패널의 일부의 확대도이고, 도 16은 도 15에 도시한 터치 패널을 XVI-XVI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널(1000)은 평면 구조로 볼 때 터치 영역(touch area)(TA) 및 그 주변의 주변 영역(peripheral area)을 포함한다.

터치 영역(TA)은 실제로 외부 물체가 터치면을 접촉하면 터치를 감지할 수 있는 영역으로서 터치 센서를 포함한다. 여기서 접촉이란 사용자의 손과 같은 외부 물체가 터치면에 직접적으로 닿는 경우뿐만 아니라 외부 물체가 터치면에 접근하거나 접근한 상태에서 움직이는(hovering) 경우도 포함한다.

터치 센서는 다양한 방식으로 접촉을 감지할 수 있다. 예를 들어, 터치 센서는 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 전자기 유도형(electro-magnetic type, EM), 광 감지 방식(optical type) 등 다양한 방식으로 접촉을 감지할 수 있다. 본 실시예에서는 정전 용량 방식을 예로 들어 설명한다.

터치 패널(1000)은 터치 영역(TA)에 위치하는 복수의 터치 전극을 포함한다. 복수의 터치 전극은 복수의 제1 터치 전극(410) 및 복수의 제2 터치 전극(420)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 터치 전극(410) 및 복수의 제2 터치 전극(420)은 터치 영역(TA)에서 서로 중첩되지 않도록 교호적으로 분산되어 배치될 수 있다. 복수의 제1 터치 전극(410)은 열 방향 및 행 방향을 따라 각각 복수 개씩 배치되고, 복수의 제2 터치 전극(420)도 열 방향 및 행 방향을 따라 각각 복수 개씩 배치될 수 있다.

제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)은 서로 동일한 층에 위치할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

동일한 행 또는 열에 배열된 복수의 제1 터치 전극(410)은 터치 영역(TA) 내부 또는 외부에서 서로 연결되어 있을 수도 있고 분리되어 있을 수도 있다. 동일한 열 또는 행에 배열된 복수의 제2 터치 전극(420)의 적어도 일부는 터치 영역(TA) 내부 또는 외부에서 서로 연결되어 있을 수도 있고 분리되어 있을 수도 있다. 동일한 행에 배치된 복수의 제1 터치 전극(410)이 터치 영역(TA) 내부에서 서로 연결되어 있는 경우 동일한 열에 배치된 복수의 제2 터치 전극(420)이 터치 영역(TA) 내부에서 서로 연결되어 있을 수 있다.

더 구체적으로, 각 행에 위치하는 복수의 제1 터치 전극(410)은 제1 연결부(412)를 통해 서로 연결되어 있고, 각 열에 위치하는 복수의 제2 터치 전극(420)은 제2 연결부(422)를 통해 서로 연결되어 있을 수 있다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 서로 이웃한 제1 터치 전극(410) 사이를 연결하는 제1 연결부(412)는 제1 터치 전극(410)과 동일한 층에 위치하고 제1 터치 전극(410)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 즉, 제1 터치 전극(410)과 제1 연결부(412)는 서로 일체화되어 있을 수 있으며 동시에 패터닝될 수 있다.

서로 이웃한 제2 터치 전극(420) 사이를 연결하는 제2 연결부(422)는 제2 터치 전극(420)과 다른 층에 위치할 수 있다. 즉, 제2 터치 전극(420)과 제1 연결부(412)는 서로 분리되어 있을 수 있으며 별도로 패터닝될 수 있다. 제2 터치 전극(420)과 제2 연결부(422)는 직접적인 접촉을 통해 서로 연결될 수 있다.

제1 연결부(412)와 제2 연결부(422) 사이에는 절연막(430)이 위치하여 제1 연결부(412)와 제2 연결부(422)를 서로 절연시킨다. 절연막(430)은 제1 연결부(412)와 제2 연결부(422)의 교차부마다 배치된 복수의 독립된 섬형의 절연체일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 절연막(430)은 기판(110) 위의 전면에 형성되고, 열 방향으로 이웃한 제2 터치 전극(420)의 연결을 위해 제2 터치 전극(420)의 일부 위에 위치하는 절연막(430)이 제거되어 있을 수도 있다.

각 행의 서로 연결된 제1 터치 전극(410)은 제1 터치 배선(411)과 연결되고, 각 열의 서로 연결된 제2 터치 전극(420)은 제2 터치 배선(421)과 연결된다. 제1 터치 배선(411)과 제2 터치 배선(421)은 기판(110)의 주변 영역(PA)에 위치할 수도 있고, 터치 영역(TA)에 위치할 수도 있다.

제1 터치 배선(411)과 제2 터치 배선(421)의 끝부분은 주변 영역(PA)에서 패드부(450)를 형성한다.

제1 터치 전극(410) 및 제2 터치 전극(420)은 앞에서 설명한 실시예에 따른 전극 패턴(40)을 포함하며 소정의 투과도를 가질 수 있다.

서로 이웃하는 제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)은 상호 감지 축전기(mutual sensing capacitor)로 이루어진 터치 센서를 형성한다. 제1 터치 전극(410) 및 제2 터치 전극(420) 중 하나를 통해 감지 입력 신호를 입력 받고 외부 물체의 접촉에 의한 전하량 변화를 감지 출력 신호로서 나머지 터치 전극을 통해 출력할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면 복수의 제1 터치 전극(410)과 복수의 제2 터치 전극(420)은 서로 분리되어 각각 터치 배선(도시하지 않음)과 연결되어 있을 수 있다. 이 경우 각 터치 전극은 터치 센서로서 자가 감지 축전기(self sensing capacitance)를 형성할 수 있다. 자가 감지 축전기는 감지 입력 신호를 입력 받아 소정 전하량으로 충전될 수 있고, 손가락 등의 외부 물체의 접촉이 있으면 충전 전하량에 변화가 생겨 입력된 감지 입력 신호와 다른 감지 출력 신호를 출력할 수 있다.

터치 패널(1000)은 기판(300)을 포함할 수 있다. 기판(300) 위에 복수의 터치 전극 및 이에 연결된 터치 배선이 위치할 수 있다. 이 경우 기판(300)은 표시 장치의 표시 패널에 포함된 상부 기판 또는 상부층일 수도 있고, 표시 패널과 별개의 기판일 수도 있다. 기판(300)이 표시 패널에 포함된 기판인 경우 터치 전극은 표시 패널에 내장되어 있거나 표시 패널의 외부면 위에 직접 패터닝되어 있을 수 있다. 기판(300)이 표시 패널에 포함되는 기판과 별개의 기판인 경우 터치 패널(1000)은 표시 패널의 외부면 위에 부착되어 있을 수 있다.

터치 전극을 포함하는 터치 영역(TA)은 표시 패널의 영상 표시 영역과 중첩할 수 있다.

표시 패널이 표시하는 영상은 터치 패널(1000)을 통과하여 외부에 시인될 수 있다. 본 발명의 한 실시예에 따르면 터치 센서를 이루는 터치 전극이 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 패턴(40)을 포함하므로 랜덤한 형태의 단위 패턴(119)을 포함한다. 따라서 모아레 현상이 방지될 수 있다. 또한 패턴의 밀도에 따라 단위 패턴(119)의 선폭을 조절하므로 터치 패널(1000)을 통과하여 관찰되는 영상의 밝기를 균일하게 할 수 있고 부분적으로 암점이 시인되는 것을 방지할 수 있어 시인성을 향상할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

40: 전극 패턴
41a, 41b, 42a, 42b, 43a, 43b, 44a, 44b: 변
110: 기판
117: 소정점
119: 단위 패턴
300: 기판
410, 420: 터치 전극
411, 421: 터치 배선
430: 절연막
1000: 터치 패널

Claims

메시 형태를 가지며 서로 연결되어 있는 복수의 단위 패턴을 가지고,
상기 단위 패턴은 서로 연결되어 있는 복수의 변을 가지고,
복수의 단위 패턴 중 제1 단위 패턴의 면적이 제2 단위 패턴의 면적보다 작고,
상기 제1 단위 패턴의 적어도 한 변의 선폭은 상기 제2 단위 패턴의 한 변의 선폭보다 작은
전극 패턴.
제1항에서,
상기 복수의 단위 패턴의 형태는 불규칙적인 전극 패턴.
제2항에서,
상기 단위 패턴이 포함하는 상기 복수의 변은 다각형을 이루는 전극 패턴.
제3항에서,
상기 제1 단위 패턴의 모든 변의 선폭이 일정한 전극 패턴.
메시 형태를 가지며 서로 연결되어 있는 복수의 단위 패턴을 가지고,
상기 단위 패턴은 서로 연결되어 있는 복수의 변을 가지고,
복수의 단위 패턴 중 제1 단위 패턴의 이웃한 두 변이 이루는 각이 제2 단위 패턴의 이웃한 두 변이 이루는 각보다 작고,
상기 제1 단위 패턴의 상기 이웃한 두 변 중 적어도 한 변의 선폭은 상기 제2 단위 패턴의 상기 이웃한 두 변 중 한 변의 선폭보다 작은
전극 패턴.
제5항에서,
상기 복수의 단위 패턴의 형태는 불규칙적인 전극 패턴.
제6항에서,
상기 단위 패턴이 포함하는 상기 복수의 변은 다각형을 이루는 전극 패턴.
제7항에서,
상기 제1 단위 패턴의 모든 변의 선폭이 일정한 전극 패턴.
메시 형태를 가지며 서로 연결되어 있는 복수의 단위 패턴을 가지는 전극 패턴을 포함하고,
상기 단위 패턴은 서로 연결되어 있는 복수의 변을 가지고,
복수의 단위 패턴 중 제1 단위 패턴의 면적이 제2 단위 패턴의 면적보다 작고,
상기 제1 단위 패턴의 적어도 한 변의 선폭은 상기 제2 단위 패턴의 한 변의 선폭보다 작은
터치 패널.
제9항에서,
상기 복수의 단위 패턴의 형태는 불규칙적인 터치 패널.
제10항에서,
상기 단위 패턴이 포함하는 상기 복수의 변은 다각형을 이루는 터치 패널.
제11항에서,
상기 제1 단위 패턴의 모든 변의 선폭이 일정한 터치 패널.
메시 형태를 가지며 서로 연결되어 있는 복수의 단위 패턴을 가지는 전극 패턴을 포함하고,
상기 단위 패턴은 서로 연결되어 있는 복수의 변을 가지고,
복수의 단위 패턴 중 제1 단위 패턴의 이웃한 두 변이 이루는 각이 제2 단위 패턴의 이웃한 두 변이 이루는 각보다 작고,
상기 제1 단위 패턴의 상기 이웃한 두 변 중 적어도 한 변의 선폭은 상기 제2 단위 패턴의 상기 이웃한 두 변 중 한 변의 선폭보다 작은
터치 패널.
제13항에서,
상기 복수의 단위 패턴의 형태는 불규칙적인 터치 패널.
제14항에서,
상기 단위 패턴이 포함하는 상기 복수의 변은 다각형을 이루는 터치 패널.
제15항에서,
상기 제1 단위 패턴의 모든 변의 선폭이 일정한 터치 패널.
불규칙적인 전극 패턴의 형태를 결정하는 단계,
상기 전극 패턴을 구성하는 단위 패턴의 면적을 계산하는 단계,
상기 단위 패턴의 면적과 기준치를 비교하는 단계,
상기 단위 패턴의 면적이 상기 기준치보다 작을 경우 상기 단위 패턴의 변 중 적어도 하나의 선폭을 줄이는 단계, 그리고
상기 전극 패턴의 형태 및 상기 선폭에 따라 기판 위에 상기 전극 패턴을 형성하는 단계
를 포함하는 전극 패턴의 형성 방법.
제17항에서,
상기 불규칙적인 전극 패턴의 형태를 결정하는 단계에서, 상기 전극 패턴의 선폭은 일정한 전극 패턴의 형성 방법.
제18항에서,
상기 단위 패턴의 면적이 상기 기준치보다 작지 않을 경우 상기 단위 패턴의 변의 선폭을 유지하는 전극 패턴의 형성 방법.
제19항에서,
불규칙적인 전극 패턴의 형태를 결정하는 단계는
다각형으로 구성된 가상의 격자를 형성하는 단계,
상기 다각형의 내부에 무작위로 소정점을 생성하는 단계, 그리고
상기 소정점과 상기 다각형의 꼭지점을 연결하는 단계
를 포함하는 전극 패턴의 형성 방법.