KR20050085413A - 내로우프레임 터치패널 - Google Patents

내로우프레임 터치패널 Download PDF

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KR20050085413A
KR20050085413A KR1020057010278A KR20057010278A KR20050085413A KR 20050085413 A KR20050085413 A KR 20050085413A KR 1020057010278 A KR1020057010278 A KR 1020057010278A KR 20057010278 A KR20057010278 A KR 20057010278A KR 20050085413 A KR20050085413 A KR 20050085413A
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transparent
bus bar
wire
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KR1020057010278A
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가즈히로 니시카와
가즈히코 다카하타
하지메 다케무라
츠요시 아사쿠라
가즈오 데라사와
히데키 무라카미
Original Assignee
니폰샤신인사츠가부시키가이샤
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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
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Abstract

투명절연기재(21)의 상부면의 일부에 투명전극(22)을 가짐과 더불어, 투명전극의 평행한 2변에 1쌍의 버스바(23, 24)를 갖는 한편, 투명전극 이외의 부분에는 버스바와 접속되는 외부단자 접속용 인회회로(25, 26)를 가진 아래쪽 전극부재(2)와, 가요성을 가진 투명절연기재(11)의 하부면의 일부에 투명전극(12)을 가짐과 더불어, 투명전극의 평행한 2변에 1쌍의 버스바(13, 14)를 갖는 한편, 투명전극 이외의 부분에는 버스바와 접속되는 외부단자 접속용의 인회회로(15, 16)를 각각 가진 위쪽 전극부재(1)가 방형배치로 되도록 절연성 스페이서(3)를 매개로 대향시켜 주연부에서 접착하도록 되어 있는 아날로그 저항막방식의 터치패널에 있어서, 버스바와 인회회로끼리를 각각 선직경 30∼100㎛의 금속세선(8, 223, 224, 113, 114)으로 형성하고 있다.

Description

내로우프레임 터치패널 {NARROW-FRAME TOUCH PANEL}
본 발명은, 컴퓨터에 접속된 LCD(액정 디스플레이)나 CRT(브라운관) 등의 표시화면상에 배치되어, 투시한 표시화면에 표시된 지시에 따라 손가락이나 펜 등으로 위에서 압압함으로써, 압압한 곳의 표시화면 중에서의 위치를 컴퓨터에 입력할 수 있는 아날로그 저항막방식의 터치패널에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 휴대성을 중시한 정보단말(PDA = personal digital assistance)에 사용되는 입력영역이나 표시영역을 넓게 갖춘 내로우프레임(narrow-frame) 터치패널에 관한 것이다.
종래부터, 전자 수첩이나 PC 등에 사용되는 터치패널로는 아날로그 저항막방식의 것이 있다. 일반적으로 도 9에 나타내어져 있는 바와 같이, 투명절연기재(421)의 상부면의 일부에 투명전극(422)을 가짐과 더불어, 투명전극(422)의 평행한 2변에 1쌍의 버스바(423, 424)를 갖는 한편, 투명전극(422) 이외의 부분에는 버스바(423, 424)와 외부단자를 접속하는 인회회로(routing circuit; 425,426)를 각각 가진 아래쪽 전극부재(402)와, 가요성을 가진 투명절연기재(411)의 하부면의 일부에 투명전극(412)을 가짐과 더불어, 투명전극(412)의 평행한 2변에 1쌍의 버스바(413, 414)를 갖는 한편, 투명전극(412) 이외의 부분에는 버스바(413, 414)와 외부단자를 접속하는 인회회로(415, 416)를 각각 가진 위쪽 전극부재(401)를, 버스바(413, 414, 423, 424)가 방형배치로 되도록 절연성의 스페이서(403)를 매개로 대향시켜 주연부에서 접착하도록 구성되어 있다. 또, 인회회로(415, 416, 425, 426)의 타단은 터치패널의 1변에서 모아져 필름커넥터(407)의 단부와 접속되어 있다.
아날로그 저항막방식의 투명터치패널의 원리는, 도 10에 도시된 바와 같이, 위쪽 전극부재(401) 상에서 임의의 점(P)을 손가락이나 펜 등으로 압압해서 양 투명전극(412, 422)의 점(P)이 위치한 곳을 점접촉시켰을 때, 위쪽 전극부재(401)의 투명전극(412)에 전압을 인가하고 또한 아래쪽 전극부재(402)의 투명전극(422)에는 전압을 인가하지 않음으로써, 위쪽 전극부재(401)의 투명전극(412)은 X방향으로 전위구배가 생겨 위쪽 전극부재(401)의 투명전극(412) 상의 점(P)에 분압된 전압 ex가 생기고, 이 전압 ex는 아래쪽 전극부재(402)의 분압 출력단(405)에서 검출된다. 여기서, 점 P의 좌표를 (x, y), 위쪽 전극부재(401)의 투명전극(412)의 버스바(413, 414) 사이의 거리를 Ll, 버스바(413, 414) 사이의 전압을 E로 하면, ex/E = X/Ll라는 관계에 의해 전압 ex로부터 점 P의 x좌표를 구할 수 있다. 또, 아래쪽 전극부재(402)의 투명전극(422)에 대한 전압을 인가하고 또한 위쪽 전극부재(401)의 투명전극(412)에는 전압을 인가하지 않음으로써, 아래쪽 전극부재(402)의 투명전극(422) 상의 점 P에 분압된 전압 ey가 생기고, 이 전압 ey는 아래쪽 전극부재(401)의 투명전극(412)의 분압 출력단(404)에서 검출된다. 여기서, 아래쪽 전극부재(401)의 투명전극(422)의 버스바(423, 424) 사이의 거리를 L2, 버스바(423, 424) 사이의 전압을 E로 하면, ey/E = y/L2라는 관계에 의해 전압 ey로부터 점 P의 y좌표를 구할 수 있다.
그런데, 최근에는 상기와 같은 터치패널에 대해, 제품의 소형화 및 화면의 대형화를 위해 버스바 및 인회회로의 배선이 패널의 가장자리에 가까운 내로우프레임범위에 들어가도록 형성하는 것이 요망되고 있다.
그러나, 상기 버스바(413, 414, 423, 424) 및 인회회로(415, 416, 425, 426)의 재료로는 금, 은, 동 또는 니켈 등의 금속이나 카본 등의 도전성 필러(filler)를 수지바인더 중에 분산시킨 도전성 페이스트가 사용되고 있기 때문에, 다음과 같은 문제가 있었다. 버스바(413, 414, 423, 424) 및 인회회로(415, 416, 425, 426)의 배선에는, 바인더로서 함유되는 수지 때문에 도전성 필러의 고유저항 이상의 저항이 발생하게 된다. 그리고, 터치패널에 정전압을 인가했을 때의 터치위치는, 앞에서 설명한 것처럼 분압 출력단에서 검출되는 X방향의 전압 ex 및 Y방향의 전압 ey에 의해 결정되지만, 터치위치의 x좌표가 같은 경우에도 버스바(413, 414, 423, 424)에 저항이 있으면, 검출되는 위치의 x좌표는 인회회로(415, 416,425, 426)와의 접속부분에 가까운 곳(도 9 중의 a)과 먼 곳(도 9의 b)에서 완전히 일치하지 않게 된다. 터치위치의 y좌표가 같은 경우에도 마찬가지이다. 버스바(413, 414, 423, 424)에는 도전성 페이스트재료로 구성되는 것에 의한 큰 저항이 존재하게 되는데, 이 저항은 버스바(413, 414, 423, 424)를 가늘게 형성하면 더 커져서 인회회로(415, 416, 425, 426)와의 접속부분에 가까운 곳(도 9 중의 a)과 먼 곳(도 9 중의 b)에서 위치검출의 차이가 보다 크게 눈에 띄게 된다. 즉, 리니어리티(직선성)로 인해, 투명 터치패널 상의 손가락이나 펜의 움직임을 그대로 입력할 수 없어 잘못된 입력내용으로 되고 만다. 버스바(413, 414, 423, 424)를 굵게 형성하면 위치검출의 차이는 눈에 띄지 않지만, 그렇게 되면 내로우프레임의 터치패널을 얻을 수 없게 된다.
또, 터치패널에서는, 터치패널의 터치위치와, 이를 검출해서 얻어지는 LCD의 표시위치가 겹쳐져서 보이도록 특정의 보정(calibration)이 되어 있다. 그리고, 터치패널에 정전압을 인가했을 때의 터치위치는, 상기한 것처럼 분압출력단에서 검출되는 X방향의 전압 ex 및 Y방향의 전압 ey에 의해 결정되지만, 투명전극의 저항이 경시적으로 또는 환경온도에 의해 변화하게 된 경우에는 검출되는 전압이 변화하여 LCD의 표시위치와 위치어긋남을 일으키게 된다. 그리고, 버스바 및 인회회로에는 도전성 페이스트재료로 구성되는 것에 의한 큰 저항이 존재하게 되는데, 이 배선저항이 클수록 투명전극의 저항이 경시적으로 또는 환경온도에 의해 변화할 때의 위치어긋남도 커지게 된다. 상기한 것처럼 정전압 E가 분압되어 입력위치가 결정되지만, 정확히는 정전압 E는 배선저항을 포함한 것이어서 버스바에서는 전압 E'로 되기 때문에, 전압 E'가 분압되어 입력위치가 결정된다. 그 때문에, 배선저항이 경시적으로 또는 환경온도에 의해 변화하지 않고 투명전극의 저항이 경시적으로 또는 환경온도에 의해 변화하는 경우에는, 배선저항이 클수록 투명전극의 저항의 경시변화 또는 환경온도에 의한 변화에 따른 E'의 변화가 커져 터치패널의 터치위치와 LCD의 표시위치에서 위치어긋남이 크게 눈에 띄게 되는 것이다. 버스바 및 인회회로를 굵게 형성하면, 터치패널의 터치위치와 LCD의 표시위치에서 위치어긋남이 일어나더라도 눈에 띄지는 않지만, 그렇게 되면 오히려 내로우프레임의 터치패널을 얻을 수가 없게 된다.
이상과 같이, 종래의 터치패널은 내로우프레임화에 제한이 있고, 대형의 터치패널에서는 버스바 및 인회회로가 길어짐으로써 배선저항이 커지기 때문에 내로우프레임화가 더 곤란하게 된다.
그래서, 이들 문제를 해결하기 위해, 본 출원인은 전에 버스바 및 인회회로의 배선을 금속재료만을 구성재료로 해서 형성하는 것을 제안한 바 있다(일본국 특개 2001-216090호 공보 참조). 구체적으로는, 전기도금법, 진공증착법, 스퍼터링법, 이온플레이팅법, CVD법 등으로 형성되는, 금, 은, 동, 니켈 등으로만 이루어진 금속재료로 구성한 것이다.
그러나, 상기 일본국 특개 2001-216090호 공보에 기재된 버스바 및 인회회로에는 다음과 같은 문제가 있었다.
먼저, 일본국 특개 2001-216090호 공보에서 금속재료만을 구성재료로 해서 형성된 버스바 및 인회회로는, 전기도금법, 진공증착법, 스퍼터링법, 이온플레이팅법 또는 CVD법 등으로 형성된 것이다. 전기도금법 이외의 방법은 금속박막을 전면 형성한 후에 버스바 및 인회회로로서 불필요한 부분을 제거해야만 하는 형성수단이기 때문에, 제거된 금속재료가 쓸데없는 것으로 되어 터치패널의 제조비용이 비싸진다고 하는 문제가 있었다. 또, 전기도금법에서는, 도금욕에 전체면을 침지하기 때문에, 그 후 수세(水洗)를 한다고 하더라도 투시입력하는 영역에 오염을 일으킬 염려가 있어 수율에 문제가 있었다.
또, 이 버스바 및 인회회로는 전기도금법, 진공증착법, 스퍼터링법, 이온도금법 또는 CVD법 등으로 형성되는 박막이기 때문에, 그 단면적의 대소는 버스바 및 인회회로의 형성폭의 영향을 크게 받았다. 따라서, 내로우프레임화를 도모하면, 버스바 및 인회회로의 단면적이 작아져서, 즉 저항이 커져서, 터치패널에 위치검출의 오차가 발생하기 쉬웠다. 버스바 및 인회회로를 두껍게 형성하면 위치검출의 차이는 눈에 띄지 않지만, 상기 각 박막형성법에서 30㎛ 이상의 후막(厚膜)을 형성하고자 하면 아주 긴 시간이 걸려 생산효율이 나빠진다고 하는 문제가 있었다. 또, 전기도금법 이외의 방법인 진공증착법, 스퍼터링법, 이온플레이팅법, CVD법에서는, 후막으로 하면 그 만큼 제거할 금속재료도 증가해 버려, 상기 비용의 문제가 더 커지게 된다고 하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하여, 염가로 위치검출오차가 발생하지 않고 또 생산시의 수율 및 효율이 좋은 내로우프레임 터치패널을 제공함에 있다.
도 1은, 본 발명의 제1실시예에 따른 아날로그 저항막방식의 터치패널을 나타낸 분해사시도,
도 2는, 본 발명의 제1실시예에 따른 아날로그 저항막방식의 터치패널에서의 금속세선의 고착상태를 나타낸 부분단면도,
도 3은, 본 발명의 제1실시예에 따른 아날로그 저항막방식의 터치패널에서의 금속세선의 고착상태를 나타낸 부분단면도,
도 4는, 본 발명의 제1실시예에 따른 아날로그 저항막방식의 터치패널에서의 금속세선의 고착상태를 나타낸 부분단면도,
도 5는, 본 발명의 제1실시예에 따른 아날로그 저항막방식의 터치패널에서의 금속세선의 고착상태를 나타낸 부분단면도,
도 6은, 본 발명의 제1실시예에 따른 아날로그 저항막방식의 터치패널에서의 금속세선의 고착상태를 나타낸 부분단면도,
도 7은, 본 발명의 제1실시예 따른 아날로그 저항막방식의 터치패널에서의 금속세선의 고착상태를 나타낸 부분단면도,
도 8은, 본 발명의 제1실시예에 따른 아날로그 저항막방식의 터치패널에서의 금속세선의 고착상태를 나타낸 부분단면도,
도 9는, 종래기술에 따른 아날로그 저항막방식의 터치패널의 1예를 나타낸 분해사시도,
도 10은, 아날로그 저항막방식의 터치패널의 원리도,
도 11은, 본 발명의 제2실시예에 따른 터치패널을 나타낸 분해사시도,
도 12는, 도 11에서의 금속세선의 연장부분의 배치를 나타낸 사시도,
도 13은, 본 발명의 제2실시예에 따른 터치패널을 나타낸 분해사시도,
도 14는, 도 13에서의 금속세선의 연장부분의 배치를 나타낸 사시도,
도 15a 및 도 15b는, 본 발명의 제2실시예에 따른 터치패널을 나타낸 부분단면도 및 상세한 단면도,
도 16은, 종래기술에 따른 터치패널의 1예를 나타낸 분해사시도,
도 17은, 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 터치패널에서의 도전성 페이스트로 금속세선을 피복했을 때 도전성 페이스트의 피복층 형성폭(고정면과의 접촉폭)의 굴곡부에서의 허용범위를 나타낸 단면도,
도 18은, 도 17에서 직선부를 굴곡부에 비해 비교적 좁은 폭으로 형성한 알기 쉬운 형태로 나타낸 설명도,
도 19는, 본 발명의 제1실시예의 1변형예에 따른 터치패널의 사시도,
도 20은, 도 19에 도시된 본 발명의 상기 제1실시예의 변형예에 따른 터치패널의 위쪽 전극부재의 평면도,
도 21은, 도 19에 도시된 본 발명의 상기 제1실시예의 1변형예에 따른 터치패널의 아래쪽 전극부재의 평면도이다.
본 발명은, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 다음과 같이 구성되어 있다.
본 발명의 제1실시예에 따르면, 아래쪽 투명절연기재의 상부면의 일부에 아래쪽 투명전극을 가짐과 더불어, 상기 아래쪽 투명전극의 평행한 2변에 1쌍의 아래쪽 버스바를 갖는 한편, 상기 아래쪽 투명전극 이외의 부분에는 상기 아래쪽 버스바와 접속되는 아래쪽 외부단자 접속부를 가진 아래쪽 전극부재와,
가요성을 가진 위쪽 투명절연기재의 하부면의 일부에 위쪽 투명전극을 가짐과 더불어, 상기 위쪽 투명전극의 평행한 2변에 1쌍의 위쪽 버스바를 갖는 한편, 상기 위쪽 투명전극 이외의 부분에는 상기 위쪽 버스바와 접속되는 위쪽 외부단자 접속부를 가진 위쪽 전극부재를 갖추어 이루어지되,
상기 아래쪽 전극부재와 상기 위쪽 전극부재를, 상기 위쪽 버스바와 상기 아래쪽 버스바가 방형배치로 되도록 절연성 스페이서를 매개로 대향배치시켜 주연부에서 접착하도록 되어 있는 아날로그 저항막방식의 터치패널에 있어서,
상기 아래쪽 버스바가 선직경 30∼100㎛의 금속세선으로 형성됨과 더불어, 상기 위쪽 버스바도 선직경 30∼100㎛의 금속세선으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내로우프레임 터치패널을 제공한다.
또, 발명의 제2실시예에 따르면, 상기 제1실시예에 있어서, 상기 아래쪽 전극부재가, 상기 아래쪽 투명전극 이외의 부분에 상기 아래쪽 버스바와 상기 아래쪽 외부단자 접속부를 접속하는 아래쪽 인회회로를 더 갖춤과 더불어,
상기 위쪽 전극부재는, 상기 위쪽 투명전극 이외의 부분에 상기 위쪽 버스바와 상기 위쪽 외부단자 접속부를 접속하는 위쪽 인회회로를 더 갖추되,
상기 아래쪽 인회회로를 선직경 30∼100㎛의 금속세선으로 형성함과 더불어, 상기 위쪽 인회회로를 선직경 30∼100㎛의 금속세선으로 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 내로우프레임 터치패널을 제공한다.
또, 본 발명의 제3실시예에 따르면, 상기 제2실시예에 있어서, 상기 아래쪽 인회회로와 상기 위쪽 인회회로를 각각 구성하는 상기 금속세선을, 상기 아래쪽 전극부재와 상기 위쪽 전극부재의 바깥쪽까지 연장시켜 상기 아래쪽 외부단자 접속부와 상기 위쪽 외부단자 접속부로 하고 있는 것을 특징으로 하는 내로우프레임 터치패널을 제공한다.
또, 본 발명의 제4실시예에 따르면, 상기 제1실시예에 있어서, 상기 아래쪽 버스바와 상기 아래쪽 외부단자 접속부를 직접 접속하면서 상기 아래쪽 버스바와 상기 아래쪽 외부단자 접속부를 선직경 30∼100㎛의 금속세선으로 형성하고, 또한 상기 위쪽 버스바와 상기 위쪽 외부단자 접속부를 직접 접속하면서 상기 위쪽 버스바와 상기 위쪽 외부단자 접속부도 선직경 30∼100㎛의 금속세선으로 형성하되, 상기 위쪽 외부단자 접속부의 상기 금속세선과 상기 아래쪽 외부단자 접속부의 상기 금속세선을 상기 아래쪽 전극부재와 상기 위쪽 전극부재를 접착한 곳의 바깥쪽까지 연장시키도록 된 것을 특징으로 하는 내로우프레임 터치패널을 제공한다.
또, 본 발명의 제5실시예에 따르면, 상기 제1 내지 제4실시예 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 위쪽 전극부재 및 상기 아래쪽 전극부재의 각각에서, 상기 금속세선이 도전성 페이스트를 매개로 상기 위쪽 투명절연기재 및 상기 아래쪽 투명절연기재 상에 각각 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 내로우프레임 터치패널을 제공한다.
또, 본 발명의 제6실시예에 따르면, 상기 제1 내지 제4실시예 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 위쪽 전극부재 및 상기 아래쪽 전극부재의 각각에서, 상기 금속세선의 각각이 도전성 페이스트에 의해 피복되어 상기 위쪽 투명절연기재 및 상기 아래쪽 투명절연기재상에 각각 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 내로우프레임 터치패널을 제공한다.
본 발명의 제7실시예에 따르면, 상기 제6실시예에 있어서, 상기 아래쪽 전극부재의 상기 아래쪽 인회회로의 굴곡부 및 상기 아래쪽 버스바의 적어도 한쪽에서의 상기 도전성 페이스트에 의해 피복되어 형성된 아래쪽 피복층이 상기 아래쪽 전극부재의 상기 금속세선의 직경의 2∼5배의 폭을 갖고, 그 이외의 부분에서의 상기 도전성 페이스트에 의해 피복되어 형성된 아래쪽 피복층이 상기 아래쪽 전극부재의 상기 금속세선의 직경의 1∼5배의 폭을 가지며, 또 상기 위쪽 전극부재의 상기 위쪽 인회회로의 굴곡부 및 상기 위쪽 버스바의 적어도 한쪽에서의 상기 도전성 페이스트에 의해 피복되어 형성된 위쪽 피복층이 상기 위쪽 전극부재의 상기 금속세선의 직경의 3∼5배의 폭을 갖고, 그 이외의 부분에서의 상기 도전성 페이스트에 의해 피복되어 형성된 위쪽 피복층이 상기 위쪽 전극부재의 상기 금속세선의 직경의 2∼5배의 폭을 갖도록 된 것을 특징으로 하는 내로우프레임 터치패널을 제공한다.
또, 본 발명의 제8실시예에 따르면, 제1 내지 제4실시예 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 금속세선의 비저항값이 20×10-6Ω·cm 이하인 것을 특징으로 하는 내로우프레임 터치패널을 제공한다.
본 발명의 제9실시예에 따르면, 제8실시예에 있어서, 상기 투명절연기재 상의 상기 금속세선과 그 주위가 비저항치 1×10-4Ω·cm 이하의 도전성 페이스트로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 내로우프레임 터치패널을 제공한다.
기타 발명의 다른 목적과 특징은, 첨부된 도면에 대한 바람직한 실시예와 관련된 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 첨부도면에서 같은 부품에 대해서는 같은 참조부호를 붙이도록 한다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 제1실시예에 따른 내로우프레임 터치패널을 상세히 설명한다. 한편, 터치패널의 내로우프레임(narrow-frame: 狹額緣)이라 함은, 터치패널의 상하의 투명절연기재(透明絶緣基材)에서 투명절연기재 주위의 버스바(bus bar)와 인회회로(routing circuit) 및 외부단자 접속부를 형성하는 배선영역으로서, 외형으로부터의 프레임폭 치수가 적어도 3변에서 2mm 이하로 형성되어 있는 영역을 의미한다.
도 1에 도시된 터치패널은, 아래쪽 투명절연기재(21)의 상부면의 일부에 아래쪽 투명전극(22)을 가짐과 더불어, 아래쪽 투명전극(22)의 평행한 2변에 배치된 1쌍의 아래쪽 버스바(23, 24)와, 아래쪽 투명전극(22) 이외의 부분에 배치되면서 아래쪽 버스바(23, 24)에 접속되는 아래쪽 인회회로(25, 26) 및, 아래쪽 투명전극(22) 이외의 부분에 배치되면서 아래쪽 인회회로(25, 26)에 접속되어 이 아래쪽 인회회로(25, 26)와 외부단자를 접속가능한 아래쪽 외부단자 접속부(303, 3O4)를 각각 가진 아래쪽 전극부재(2)와, 가요성을 가진 위쪽 투명절연기재(11)의 하부면의 일부에 위쪽 투명전극(12)을 가짐과 더불어, 위쪽 투명전극(12)의 평행한 2변에 배치된 1쌍의 위쪽 버스(13, 14)와, 위쪽 투명전극(12) 이외의 부분에 배치되면서 위쪽 버스바(13, 14)에 접속되는 위쪽 인회회로(15, 16) 및, 위쪽 투명전극(12) 이외의 부분에 배치되면서 위쪽 인회회로(15, 16)에 접속되어 위쪽 인회회로(15, 16)과 외부단자를 접속가능한 위쪽 외부단자 접속부(3Ol, 302)를 각각 가진 위쪽 전극부재(1)를, 위쪽 및 아래쪽 버스바(I3, 14, 23, 24)가 방형배치로 되도록 절연성 스페이서(3)를 매개로 대향시켜 주연부에서 접착하도록 되어 있는 아날로그 저항막방식의 터치패널에 있어서, 상기 위쪽 및 아래쪽 버스바(I3, 14, 23, 24)와 상기 위쪽 및 아래쪽 인회회로(15, 16, 25, 26)를 선직경 3O∼100㎛의 금속세선(8)으로 일체화 형성하고, 또한 당해 4개의 금속세선(8)을 상기 위쪽 전극부재(1)와 아래쪽 전극부재(2)의 바깥쪽까지 연장시켜 위쪽 및 아래쪽 외부단자 접속부(3Ol, 302, 303, 304)로 한 것이다. 그 1예로서, 아래쪽 전극부재(2)에서는, 아래쪽 인회회로(25, 26)의 2개의 금속세선(8)을 도 1의 아래쪽 전극부재(2)의 오른쪽 위 코너부분으로부터 바깥쪽까지 연장시켜 아래쪽 외부단자 접속부(303, 304)로 함과 더불어, 위쪽 전극부재(1)에서는, 위쪽 인회회로(15, 16)의 2개의 금속세선(8)을 도 1의 위쪽 전극부재(1)의 위쪽 변의 대략 중앙부근으로부터 바깥쪽까지 연장시켜 위쪽 외부단자 접속부(3Ol, 302)로 하도록 되어 있다.
아래쪽 전극부재(2)에 사용되는 아래쪽 투명절연기재(21)로는, 소다유리, 붕규산유리(borosilicate glass) 또는 강화유리 등의 유리판 외에, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계나 폴리에테르케톤계 등의 산업(공업)용 수지(engineering plastic), 또는 아크릴계, 폴리에틸렌테레프탈레이트계나 폴리부틸렌테레프탈레이트계 등의 투명수지판 또는 투명필름을 이용할 수 있다. 아래쪽 전극부재(2)에 사용되는 아래쪽 투명절연기재(21)는, 투명필름과 투명플라스틱판의 적층품이어도 좋다. 이 경우는, 터치패널 전체로서의 내구성이 향상되기 때문에 바람직하다.
위쪽 전극부재(1)에 사용되는 가요성을 가진 위쪽 투명절연기재(11)로서는, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계나 폴리에테르케톤계 등의 산업용 수지, 아크릴계, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트계 등의 투명필름 등을 이용할 수 있다. 한편, 위쪽 전극부재(1)의 위쪽 투명절연기재(11)의 위쪽 투명전극(12)을 설치한 면과 반대쪽 면에는 하드코팅층을 형성할 수 있다. 하드코팅층으로는, 실록산계 수지 등의 무기재료, 아크릴에폭시계나 우레탄계의 열경화형 수지, 또는 아크릴레이트계의 광경화형 수지 등의 유기재료를 들 수 있다. 하드코팅층의 두께는 1∼7×IO-3mm 정도가 적당하다. 또, 위쪽 전극부재(1)의 위쪽 투명절연기재(11)에는, 위쪽 투명전극(12)을 설치한 면과 반대쪽 면에 광반사방지를 위해 논글래어(non-glare: 눈부심방지)처리를 실시할 수 있다. 예컨대, 요철(凹凸)가공을 하거나 하드코팅층 중에 체질안료(體質顔料)나 실리카 또는 알루미나 등의 미립자를 혼입하거나 하면 좋다. 더욱이, 위쪽 전극부재(1)의 위쪽 투명절연기재(11)는 1매의 필름이 아닌 복수매의 필름을 겹친 적층체로 할 수 있다.
위쪽 및 아래쪽 투명전극(12, 22)은, 산화주석, 산화인듐, 산화안티몬, 산화아연, 산화카드뮴 또는 인듐틴옥사이드(Indium Tin Oxide: ITO) 등의 금속산화물막, 이들 금속산화물을 주체로 하는 복합막, 또는 금, 은, 동, 주석, 니켈, 알루미늄이나 팔라듐 등의 금속막으로 형성할 수 있다. 또, 위쪽 및 아래쪽 투명전극(12, 22)을 2층 이상의 다층막으로 할 수도 있다. 위쪽 및 아래쪽 투명전극(12, 22)을 구성하는 이들 투명도전막은, 진공증착, 스퍼터링, 이온플레이팅 또는 CVD법 등으로 형성할 수 있다. 투명도전막은, 산(酸) 등으로 에칭처리를 해서 위쪽 및 아래쪽 투명전극(12, 22)으로 되는 부분 이외의 불필요한 부분을 제거하는 방법으로 패턴화할 수 있다. 또, 투명도전막 상의 위쪽 및 아래쪽 투명전극(12, 22)으로 되는 부분 이외의 부분을 절연성 피막으로 덮도록 해도 좋다. 더욱이, 위쪽 및 아래쪽 투명전극(12, 22)의 어느 한쪽의 표면에는 뒤에 설명되는 도트형상의 스페이서(4)를 형성할 수 있다.
본 발명의 제1실시예의 특징은, 상기 위쪽 및 아래쪽 버스바(13, 14, 23, 24)와 상기 위쪽 및 아래쪽 인회회로(15, 16, 25, 26)를 선직경 30∼100㎛의 금속세선(8)으로 일체화되도록 형성함에 있다. 금속세선(8)을 이용함으로써 패터닝이 불필요하게 되어, 재료를 쓸데없이 버리지 않아 염가의 터치패널을 얻을 수 있게 된다. 또, 도금욕(鍍金浴)으로의 전면 침지(沈漬)에 기인한 투시입력하는 영역으로의 오염이 생기지 않아 수율이 좋은 터치패널을 얻을 수 있게 된다.
또, 금속세선(8)을 이용함으로써, 위쪽 및 아래쪽 버스바(13, 14, 23, 24)와 위쪽 및 아래쪽 인회회로(15, 16, 25, 26)가, 충분한 단면적을 확보하면서, 즉 터치패널에 위치검출의 오차가 발생하지 않도록 저항을 작게 억제하면서, 동시에 폭을 가늘게 형성할 수 있다. 따라서, 터치패널의 주연부(周緣部: 둘레가장자리부)에서 위쪽 및 아래쪽 버스바(13, 14, 23, 24)와 위쪽 및 아래쪽 인회회로(15, 16, 25, 26)가 점하는 스페이스를 작게 하는 것, 즉 내로우프레임화를 진척시킬 수 있다.
또, 상기 위쪽 및 아래쪽 인회회로(15, 16, 25, 26)를 금속세선(8)으로 형성하도록 구성함으로써, 이 금속세선(8)을 위쪽 전극부재(1)와 아래쪽 전극부재(2)의 바깥족까지 연장시켜 위쪽 및 아래쪽 외부단자 접속부(301, 302, 303, 304)로 할 수 있어, 필름 커넥터를 이용할 필요가 없게 된다. 따라서, 위쪽 전극부재(1)와 아래쪽 전극부재(2) 사이에 필름 커넥터를 삽입해서 접속을 하기 위한 스페이스를 터치패널의 주연부에 확보하지 않아도 됨으로써, 보다 좁은 내로우프레임화가 가능하게 된다.
또, 필름 커넥터를 필요로 하지 않기 때문에, 터치패널의 주연부의 전체 둘레에 균일한 접착강도가 얻어지게 된다. 따라서, 터치패널의 고온시험 등을 실시하더라도, 국소적으로 왜곡이 생겨 위쪽 전극부재(1)가 파형으로 주름지는 문제가 생기지 않게 된다.
여기서, 금속세선(8)의 재료로는, 금, 동 또는 알루미늄 등을 이용할 수 있다. 또, 금속세선(8)은 선직경이 30∼100㎛인 것을 이용한다. 선직경이 30㎛ 미만이면 단면적이 작아져 단선되기 쉬워 생산상 취급하기가 어렵게 됨과 더불어, 터치패널에 위치검출의 오차가 발생하기 쉽게 된다. 또, 선직경이 100㎛를 넘으면, 투명전극(12, 22) 사이의 갭이 커져 입력이 곤란하게 된다.
상기 금속세선(8)의 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21) 상으로의 고착(固着)은, 예컨대 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21)의 용융고화에 의해 수행할 수 있다(도 2 참조). 구체적으로는, 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21) 상에 금속세선(8)을 배치한 후, 열인두질이나 열프레스 등의 방법으로 가열가압을 가해 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21)의 표층부를 연화시킨 후 냉각에 의해 금속세선(8)의 일부를 매설한 상태로 고정한다. 다만, 아래쪽 전극부재(2)에 대해서는, 상기한 아래쪽 전극부재(2)의 아래쪽 투명절연기재(21)의 재질이 수지재료인 경우로 한정된다.
또, 상기 금속세선(8)의 고착은, 외주표면이 도전성 핫멜트재(91)로 피복된 금속세선(8)을 이용해서, 당해 핫멜트재(91)의 용융고화에 의해 금속세선을 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21) 상에 고착할 수도 있다(도 3 참조). 구체적으로는, 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21) 상에 도전성 핫멜트재(91)에 의해 피복된 금속세선(8)을 배치한 후, 당해 금속세선(8)을 가열하면서 프레스하는 등의 방법으로 가열가압을 가해 핫멜트재(91)을 연화시킨 후 냉각시킴으로써 냉각에 의한 핫멜트재(91)의 접착력으로 금속세선(8)을 고정한다. 상기 도전성 핫멜트재(91)로는, 클로로프렌 등의 합성고무 내에 금, 은 또는 니켈 등의 입자를 분산시킨 접착제나, 주석, 납, 또는 주석과 납의 합금 등을 이용할 수 있다.
또, 상기 금속세선(8)의 고착은, 금속세선(8)과 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21) 사이에 도전성 페이스트(92)를 개입시킴으로써 수행할 수도 있다(도 4 참조). 도전성 페이스트(92)로는, 에폭시수지, 페놀수지, 아크릴수지, 우레탄수지, 또는 실리콘수지 등의 열경화성 수지나 폴리아미드, 또는 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 또는 에틸렌-아크릴산에틸 공중합체 등의 열가소성 수지 중에 도전성 필러를 함유시킨 것를 사용한다. 도전성 필러로는, 은, 금, 동, 니켈, 백금 또는 팔라듐 등의 도전성 금 분말 외에, 핵재(核材)로서 알루미나나 유리 등의 무기절연체, 또는 폴리에틸렌, 폴리스티렌이나 디비닐벤젠 등의 유기고분자 등을 사용하여 핵재(核材) 표면을 금이나 니켈 등의 도전층으로 피복한 것, 카본이나 그라파이트 등을 들 수 있다. 또, 도전성 필러는, 플레이크(flake)모양, 구모양 또는 단섬유모양 등의 형상의 것을 사용할 수 있다. 도전성 페이스트(92)를 금속세선(8) 상 및 그 주위의 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21) 상에 피복하는 방법으로는, 스크린인쇄나 디스펜서에 의한 직접도포 등의 방법을 이용할 수 있다.
또, 상기 금속세선(8)의 고착은, 금속세선(8) 상 및 그 주위의 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21) 상을 접착제(93)로 피복함으로써 실시해도 좋다(도 5 참조). 구체적으로는, 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21) 상에 금속세선(8)을 배치한 후, 스크린인쇄 또는 디스펜서에 의한 직접도포 등의 방법으로 금속세선(8) 상 및 그 주위의 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21) 상으로 피복을 하여 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21)와 접착제(93) 사이에 금속세선(8)을 고정한다. 접착제(93)로는, 에폭시수지, 아크릴레이트수지 등을 이용할 수 있다. 또, 상기한 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21)나 도전성 핫멜트재(91)의 용융 연화와, 도전페이스트(92)의 개재에 의한 고정수단을 취하는 경우에 있어서, 상기 접착제(93)에 의한 피복을 조합시킴으로써 금속세선(8)의 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21) 상으로의 고착력을 향상시켜도 좋다(도 6∼도 8 참조). 이 경우, 금속세선(8)만의 경우에는 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21)에 대해 주로 선접촉을 이용하는데 대해, 접착제(93)로서 상기와 같은 도전성 페이스트를 사용하면, 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21)에 대해서는 면접촉으로 되어, 금속세선(8)만의 경우보다 전기적 접속저항이 작아져서 도통성을 보다 향상시킬 수 있다. 금속세선(8)을 도전성 페이스트로 고정하는 경우, 금속세선(8)을 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21) 상에 접속 형성할 때에, 어떤 스트레스, 작업미스 등으로 금속세선(8)이 단선되더라도, 그것을 덮고 있는 도전성 페이스트가 보조도전재로 작용하기 때문에, 기능불량으로 되지 않는다고 하는 효과가 있다.
한편, 상기한 금속세선(8)의 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21) 상으로의 고착은, 위쪽 및 아래쪽 버스바(13, 14, 23, 24)와 위쪽 및 아래쪽 인회회로(15, 16, 25, 26) 전체를 고착시킬 필요는 없고, 도통과 충분한 고착이 도모되면 부분적이라도 좋다. 또, 도 2∼도 8은 위쪽 및 아래쪽 인회회로(15, 16, 26, 26)로 되는 부분의 단면도인 바, 위쪽 및 아래쪽 버스바(13, 14, 23, 24)의 부분에서는 위쪽 및 아래쪽 투명전극(12, 22)이 존재하고, 이 위쪽 및 아래쪽 투명전극(12, 22)은 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21)를 용융연화시킬 경우에는 고착부분에서 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21)와 함께 변형한다.
스페이서(3)는, 위쪽과 아래쪽 전극부재 사이에서 방형배치되는 버스바를 절연할 수 있는 형태, 예컨대 도 1에 도시된 것과 같은 프레임형태 등으로 형성된다. 스페이서(3)의 형성재(形成材)로는, 투명절연기재와 마찬가지의 수지필름 등 외에, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지 또는 실리콘계 수지와 같은 적절한 수지를 인쇄 또는 도포함으로써 스페이서(3)를 형성할 수 있지만, 일반적으로 위쪽 전극부재(1)와 아래쪽 전극부재(2)를 고정하는 프레임형태의 양면테이프, 접착제 또는 점착제로 된 접착층과 겸하게 하는 일이 많다. 접착제 또는 점착제로 된 접착층을 형성하는 경우에는, 스크린인쇄 등이 이용된다.
또, 넓이가 큰 터치패널을 형성하는 경우, 위쪽 전극부재(1)와 아래쪽 전극부재(2)의 위쪽 및 아래쪽 투명전극(12, 22) 사이의 공극을 확보하기 위해, 위쪽 및 아래쪽 투명전극(12, 22)의 어느 한쪽 표면에 도트형상의 스페이서(4)를 형성할 수도 있다(도 1 참조). 도트형상의 스페이서(4)로는, 예컨대 멜라민아크릴레이트수지, 우레탄아크릴레이트수지, 에폭시아크릴레이트수지, 메타아크릴아크릴레이트수지, 아크릴아크릴레이트수지 등의 아크릴레이트수지, 또는 폴리비닐알코올수지 등의 투명한 광경화형 수지(光硬化型樹脂)를 포토프로세스로 미세한 도트형상으로 형성해서 얻을 수가 있다. 또, 인쇄법으로 미세한 도트를 다수 형성해서 스페이서로 할 수도 있다. 또, 무기물이나 유기물로 된 입자의 분산액을 분무 또는 도포해서 건조하는 것에 의해서도 스페이서를 얻을 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 내로우프레임 터치패널은, 상기와 같은 구성 및 작용을 하기 때문에, 다음의 효과를 거둘 수 있다.
즉, 본 발명의 제1실시예의 내로우프레임 터치패널은, 위쪽 및 아래쪽 버스바와 위쪽 및 아래쪽 인회회로를 선직경 30∼100㎛의 금속세선으로 일체화해서 형성했기 때문에, 위쪽 및 아래쪽 버스바 및 위쪽 및 아래쪽 인회회로를 형성할 때 패터닝이 필요치 않아, 쓸데없이 재료를 버리지 않게 되어 염가의 터치패널을 얻을 수 있다. 또, 도금욕에 전면 침지할 필요가 없기 때문에, 투시입력하는 영역에 오염을 일으킬 염려도 없어 수율이 좋아진다.
또, 금속세선를 이용함으로써, 위쪽 및 아래쪽 버스바와 위쪽 및 아래쪽 인회회로가 충분한 단면적을 각각 확보하면서, 즉 터치패널에 위치검출의 오차가 발생하지 않도록 저항을 작게 억제하면서, 동시에 폭을 가늘게 형성할 수 있다. 따라서, 터치패널의 주연부에서 위쪽 및 아래쪽 버스바와 위쪽 및 아래쪽 인회회로의 형성면적을 각각 작게, 즉 내로우프레임화를 진척시킬 수 있다. 이 경우, 단면적이 커서 위쪽 및 아래쪽 버스바와 위쪽 및 아래쪽 인회회로의 형성에 시간이 걸리지 않아 생산효율이 우수하다.
또, 본 발명의 제1실시예의 내로우프레임 터치패널은, 위쪽 및 아래쪽 인회회로를 금속세선으로 형성하도록 구성함으로써, 이 금속세선을 위쪽 전극부재와 아래쪽 전극부재의 바깥쪽까지 연장시켜 위쪽 및 아래쪽 외부단자 접속부로할 수 있기 때문에, 필름 커넥터를 이용할 필요가 없게 된다. 따라서, 위쪽 전극부재와 아래쪽 전극부재 사이에 필름 커넥터를 삽입해서 접속을 하기 위한 스페이스를, 터치패널의 주위 가장자리에 확보하지 않아도 되기 때문에, 보다 더 좁은 내로우프레임화가 가능하게 된다.
또, 본 발명의 제1실시예에 따른 내로우프레임 터치패널은, 필름 커넥터를 필요로 하지 않기 때문에, 터치패널의 주연부의 전 둘레에 균일한 접착강도가 얻어진다. 따라서, 터치패널에 대해 고온시험 등을 실시하더라도, 국소적으로 왜곡이 생겨 위쪽 전극부재가 파형으로 주름지거나 하는 문제가 생기지 않는다.
다음에, 본 발명의 제2실시예에 따른 내로우프레임 터치패널은, 입력영역이나 표시화면을 넓게 취한 내로우프레임 터치패널에서, 금속세선의 배치형상이 제1실시예와 다른 것이다.
종래부터, 전자수첩이나 PC 등에 사용되는 터치패널로는 아날로그 저항막방식의 것이 있다. 이는 통상적으로 도 16에 나타내어져 있는 바와 같이, 투명절연기재(511)의 하부면의 일부에 투명전극(512)을 가짐과 더불어 투명전극(512) 상에 형성되는 1쌍의 버스바(513, 514) 및 이 버스바(513, 514)와 외부단자를 접속하도록 투명전극(512) 이외의 부분에 형성되는 인회회로(515, 516)를 각각 가진 위쪽 전극부재(501)와, 투명절연기재(521)의 상부면의 일부에 투명전극(522)을 가짐과 더불어 투명전극(522) 상에 형성되는 1쌍의 버스바(523, 524) 및 이 버스바 (523, 524)와 외부단자를 접속하도록 투명전극(522) 이외의 부분에 형성되는 인회회로(525, 526)를 각각 가진 아래쪽 전극부재(502)를, 버스바(513, 514, 523, 524)가 방형배치로 되도록 스페이서(3)를 매개로 대향시켜 주연부에서 접착하도록 구성되어 있다. 또, 인회회로(515, 516, 525, 526)의 타단은 터치패널의 1변에서 모아져 필름 커넥터(505)의 단부와 접속되도록 되어 있다.
그런데, 최근에는 상기와 같은 터치패널에 대해, 제품의 소형화 및 화면의 대형화를 위해, 버스바 및 인회회로의 배선이 패널의 가장자리로부터 근소한 내로우프레임 범위에 들어가도록 형성하는 것이 요망되고 있다(일본국 특개 2001-216090호 공보 참조).
그러나, 상기 버스바(513, 514, 523, 524) 및 인회회로(515, 516, 525, 526)는, 금, 은, 동이나 니켈 등의 금속 또는 카본 등의 도전필러를 수지바인더 중에 분산시킨 도전성 페이스트를 스크린인쇄를 해서 된 것이기 때문에, 회로저항이 크고, 내로우프레임화를 위해 선폭을 가늘게 형성하면 회로저항은 더 커지게 된다. 더구나, 선폭을 가늘고 하면, 균일한 막두께로의 인쇄가 곤란하게 되어 인쇄의 긁힘이 생긴다. 이 큰 회로저항이나 긁힘은 터치패널의 입력정밀도의 저하를 초래한다. 그 때문에, 도전성 페이스트는 저항이 낮은 것을 사용하는 연구를 해 왔으나, 현상(現狀)은 비저항치 30×10-6Ω·cm 정도가 한계이다.
또, 종래기술은, 버스바(513, 514, 523, 524)와 외부단자의 접속에 필름 커넥터(505)를 이용하고, 또한 버스바(513, 514, 523, 524)와 필름 커넥터(505) 사이에는 인회회로(515, 516, 525, 526)가 존재하고 있기 때문에, 다음과 같은 문제도 생겼다. 즉, 필름 커넥터(505)와 인회회로(515, 516, 525, 526)는 터치패널의 1변에서 모아져 접속되어 있는 일이 많고, 이 경우 동일면상에서 인회회로(525)와 버스바(524)가 병렬로 형성된다. 즉, 타변과 마찬가지의 프레임폭으로 하기 위해서는, 각 선폭을 더 가늘게 형성할 필요가 있다. 이는 상기한 입력정밀도의 저하를 더 증대시키게 된다.
또, 인회회로(515, 516, 525, 526)와 필름 커넥터(505)의 접속은 종래부터 이방도전(異方導電) 접착재를 매개로 접착되지만, 접착강도를 확보하기 위해서는 넓은 접착면적을 필요로 한다. 그 때문에, 필름 커넥터(505)와 접속되는 부분의 변은 내로우프레임으로 하기가 곤란하게 된다.
따라서, 본 발명의 제2실시예의 목적은, 상기와 같은 문제를 해결하여, 입력 정밀도가 높고, 4변 모두 내로우프레임화가 가능한 내로우프레임 터치패널을 제공함에 있다.
이하, 도 11∼도 15b를 참조하면서 본 발명의 제2실시예에 따른 내로우프레임 터치패널에 대해 상세히 설명한다.
도 11 및 도 13에 도시된 터치패널은, 위쪽 투명절연기재(11)의 하부면의 일부에 위쪽 투명전극(12)을 가짐과 더불어, 위쪽 투명전극(12) 상에 형성되는 1쌍의 위쪽 버스바(13, 14)를 가진 위쪽 전극부재(1)와, 아래쪽 투명절연기재(21)의 상부면의 일부에 아래쪽 투명전극(22)을 가짐과 더불어, 아래쪽 투명전극(22) 상에 형성된 1쌍의 아래쪽 버스바(23, 24)를 가진 아래쪽 전극부재(2)를, 위쪽 및 아래쪽 버스바(13, 14, 23, 24)가 방형배치로 되도록 스페이서(3)를 매개로 대향시켜 주연부에서 접착하도록 되어 있는 아날로그 저항막방식의 터치패널로서, 본 발명의 제2실시예의 특징으로서는, 상기 위쪽 및 아래쪽 버스바(13, 14, 23, 24)만(바꿔 말해서 제2실시예에서는 인회회로는 없고, 상기 위쪽 및 아래쪽 버스바(13, 14, 23, 24)와 위쪽 및 아래쪽 외부단자 접속부(313, 314, 323, 324)를 선직경 30∼100㎛의 금속세선(113, 114, 223, 224)으로 형성하고, 또한 이 금속세선(113, 114, 223, 224)을 상기 위쪽 전극부재(1)와 상기 아래쪽 전극부재(2)를 접착한 곳의 바깥쪽까지 상기 위쪽 및 아래쪽 버스바(13, 14, 23, 24)의 일단으로부터 직접 연장시켜 위쪽 및 아래쪽 외부단자 접속부(313, 314, 323, 324)로 한 것이다. 그 1예로서, 아래쪽 전극부재(2)에서는, 금속세선(223, 224)을 도 11의 아래쪽 전극부재(2)의 좌하 코너부분과 우상 코너부분의 각각으로부터 바깥쪽까지 연장시켜 아래쪽 외부단자 접속부(323, 324)로 함과 더불어, 위쪽 전극부재(1)에서는, 2줄의 금속세선(113, 114)을 도 11의 위쪽 전극부재(1)의 좌하 코너부분과 우상 코너부분의 각각으로부터 바깥쪽까지 연장시켜 위쪽 외부단자 접속부(313, 314)로 하도록 구성되어 있다. 한편, 상기 도 11 및 상기 도 13 중 위쪽 투명전극(12) 및 위쪽 버스바(13, 14)는 위쪽 투명절연기재(11)를 투시해서 그려놓은 것이다.
한편, 금속세선(113, 114, 223, 224)의 선직경이 30㎛ 미만이면 단선되기 쉬워 생산상 취급하기 어렵게 된다. 또, 금속세선(113, 114, 223, 224)의 선직경이 100㎛를 넘으면, 위쪽과 아래쪽 투명전극(12, 22) 사이의 갭이 커져 입력이 곤란하게 된다.
상기의 비저항값이 2O×10-6Ωcm 이하로 되는 조건을 만족시키는 금속세선(113, 114, 223, 224)의 재질로는, 예컨대 금, 은, 동, 니켈, 주석, 철 등을 이용할 수 있다. 금속세선(113, 114, 223, 224)은, 동일 금속으로 구성되어도 좋고, 2종류 이상의 합금이어도 좋다. 또, 금속세선(113, 114, 223, 224)의 주위에 1종 이상의 금속층이 도금 등으로 피복되어 있어도 좋다. 또, 금속세선(113, 114, 223, 224)의 단면형상도 환형, 4각형, 타원형으로 특별히 한정되는 것이 아니라, 적절히 적응할 수 있는 형상으로 설계하면 좋다.
또, 본 발명의 제2실시예에 따른 내로우프레임 터치패널에서는, 상기 금속세선(8, 113, 114, 223, 224)의 위쪽과 아래쪽 투명절연기재(11, 21) 상으로의 고정을, 위쪽과 아래쪽 투명절연기재(11, 21) 상의 상기 금속세선(8, 113, 114, 223, 224)과 그 주위를 도전성 페이스트(6)로 피복함으로써 수행하면 좋다(도 15a 및 도 15b 참조). 한편, 상기 고정을 확실히 하기 위해서는, 두께 5㎛ 이상의 도전성 페이스트(6)로 피복하면 좋다. 도 15b는 도 15a의 상세도이고, 도면 중 3A는 위쪽과 아래쪽 투명전극(12, 22)의 절연을 확보하기 위한 절연층이다.
금속세선(8, 113, 114, 223, 224)을 고정할 때, 금속세선(113, 114, 223, 224)을 위쪽과 아래쪽 투명절연기재(11, 21) 상에 배치하고 나서 도전성 페이스트(6)을 도포해도 좋고, 미리 금속세선(8, 113, 114, 223, 224)에 도전성 페이스트(6)을 피복하고 나서 이것을 위쪽과 아래쪽 투명절연기재(11, 21) 상에 배치해도 좋다.
상기 도전성 페이스트(6)는, 수지바인더 중에 도전성 필러가 분산되어 있는 것이다. 이 도전성 필러(32)의 재질로는, 예컨대 금, 은, 동, 알루미늄, 니켈, 주석 또는 카본 등이 있다.
수지바인더라 함은, 특정한 재료끼리를 접합 또는 결합시키는 수지를 말하는 것으로, 본 발명의 상기 제2실시예의 경우에는 도전성 필러(32)끼리의 접합 및 도전성 필러(32)를 투명도전막면 상에 접합시키기 위한 접합재를 말한다. 수지바인더로는 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 또는 실리콘계 수지 등의 수지를 이용할 수 있고, 그 경화방법으로는 열경화, 용제증발건조, 또는 UV경화 등으로 적절히 경화시켜 투명전극 상에 고착시킨다. 특히, UV경화의 경우, 도포된 단부로부터 거의 동시에 경화가 가능하기 때문에, 1) 도포가 모두 완료된 후에 오븐으로 옮겨 경화시킬 필요가 없어 작업이 간략화되고, 2) 액이 흐러내릴 틈이 없기 때문에, 선폭이나 두께의 치수안정성이 뛰어나다고 하는 효과를 거둘 수가 있다.
또, 도전성 페이스트(6)로 피복해서 금속세선(113, 114, 223, 224)을 고정 하는 경우, 고정에 필요한 폭은 50∼500㎛가 바람직하다. 폭이 50㎛m 미만으로 되면, 금속세선(113, 114, 223, 224)과 위쪽과 아래쪽 투명전극(12, 22)의 접착성이 약해져 위쪽과 아래쪽 투명전극(12, 22)으로부터 금속세선(113, 114, 223, 224)이 박리되어 버릴 가능성이 있다. 폭이 500㎛를 넘으면, 위쪽 전극부재(1)와 아래쪽 전극부재(2)의 주연부의 접착력이 약해져 벗겨질 염려가 있고, 또 내로우프레임의 메리트가 없어지게 되고 만다.
또, 금속세선(113, 114, 223, 224)의 상기 위쪽과 아래쪽 버스바(13, 14, 23, 24)의 일단으로부터 연장된 부분(이하, 연장부분이라 한다)인 위쪽 및 아래쪽 외부단자 접속부(313, 314, 323, 324)는, 터치패널의 코너에 보다 가까운 곳으로 하는 것이 바람직하다. 이는, 연장부분을 터치패널의 코너에 가능한 한 가깝게 설계함으로써, 내로우프레임화가 가능하여 시인영역이 넓어지기 때문이다. 또, 금속세선(113, 114, 223, 224)의 연장부분인 위쪽 및 아래쪽 외부단자 접속부(313, 314, 323, 324)는, 터치패널의 코너마다 배치되어 외부단자와 접속되도록 해도 좋고(도 14 참조), 터치패널의 대향하는 2코너에 집약해서 배치되어 외부단자와 접속되도록 해도 좋다(도 12 참조). 외부단자의 설계상황에 맞추어 금속세선(113, 114, 223, 224)이 연장되어 설치되는 곳(위쪽 및 아래쪽 외부단자 접속부(313, 314, 323, 324)의 외부로 연장되어 배치되는 곳)을 결정하면 좋다. 한편, 외부단자의 설계상황과는 다른 관점에서 보면, 전자(前者)에는 금속세선끼리의 절연을 확보할 수 있다고 하는 이점이 있고, 후자에는 외부단자와의 접속리어수를 줄일 수 있는, 즉 터치패널 이외의 회로의 공간절약화가 가능하게 된다고 하는 이점이 있다.
위쪽 전극부재(1)에 사용되는 위쪽 투명절연기재(11)로는, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리에테르케톤계 등의 산업용 수지, 아크릴계, 폴리에틸렌테레프탈레이트계나 폴리부틸렌테레프탈레이트계와 같은 투명필름 등 가요성을 가진 것을 이용할 수 있다. 더욱이, 위쪽 전극부재(1)의 위쪽 투명절연기재(11)는 1매의 필름이 아닌 복수 매의 필름을 겹치게 한 적층체로 할 수 있다. 한편, 위쪽 전극부재(1)의 위쪽 투명절연기재(11)의 위쪽 투명전극(12)을 설치한 면과 반대쪽 면에는 하드코팅층을 형성할 수 있다. 하드코팅층으로는, 실록산계 수지 등의 무기재료, 또는 아크릴에폭시계, 우레탄계의 열경화형 수지나 아크릴레이트계의 광경화형 수지 등의 유기재료가 있다. 하드코팅층의 두께는, 1∼7×10-3mm 정도가 적당하다. 또, 위쪽 전극부재(1)의 위쪽 투명절연기재(11)에는, 위쪽 투명전극(12)을 설치한 면과 반대쪽 면에 광반사방지를 위해 논글래어처리를 실시할 수 있다. 예컨대, 위쪽 투명전극(12)을 설치한 면과 반대쪽 면에 요철가공을 실시한다거나, 하드코팅층 중에 체질안료나 실리카, 알루미나 등의 미립자를 혼입시키거나 하면 좋다.
아래쪽 전극부재(2)에 사용되는 아래쪽 투명절연기재(21)로는, 소다유리, 붕규산유리 또는 강화유리 등의 유리판 외에, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 또는 폴리에테르케톤계 등의 산업용 수지, 또는 아크릴계, 폴리에틸렌테레프탈레이트계, 폴리부틸렌테레프탈레이트계 등의 투명수지판 또는 투명필름를 이용할 수 있다. 아래쪽 전극부재(2)에 이용하는 아래쪽 투명절연기재(21)는 투명필름과 투명플라스틱판 또는 유리판과의 적층품이어도 좋다. 이 경우는 터치패널 전체로서의 내구성이 향상되기 때문에 바람직하다.
위쪽과 아래쪽 투명전극(12, 22)은, 산화주석, 산화인듐, 산화안티몬, 산화아연, 산화카드뮴, 인듐틴옥사이드(ITO) 등의 금속산화물막과 이들의 금속산화물을 주체로 하는 복합막, 또는 금, 은, 동, 주석, 니켈, 알루미늄, 팔라듐 등의 금속막으로 형성할 수 있다. 또, 위쪽과 아래쪽 투명전극(12, 22)을 2층 이상의 다층막으로 할 수 있다. 위쪽과 아래쪽 투명전극(12, 22)을 구성하는 이들 투명도전막은, 진공증착, 스퍼터링, 이온도금, CVD법 등으로 형성할 수 있다. 투명도전막은, 산(酸) 등으로 에칭처리를 실행해서, 위쪽과 아래쪽 투명전극(12, 22)으로 되는 부분 이외의 불필요한 부분을 제거하는 방법으로 패턴화할 수 있다. 또, 위쪽과 아래쪽 투명도전막 상의 위쪽과 아래쪽 투명전극(12, 22)으로 되는 부분 이외의 부분을 절연성 피막으로 피복하도록 해도 좋다.
스페이서(3)는, 위쪽과 아래쪽 투명전극(12, 22) 사이의 갭을 확보할 수 있는 형태, 예컨대 도 11, 도 13에 도시된 것과 같은 프레임형태 등으로 형성된다. 스페이서(3)의 형성재로는, 위쪽과 아래쪽 투명절연기재와 마찬가지의 수지 필름 등 외에, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 또는 실리콘계 수지와 같은 적절한 수지를 인쇄 또는 도포한 것을 이용할 수 있으나, 일반적으로 위쪽 전극부재(1)와 아래쪽 전극부재(2)를 주연부에서 접착하기 위한 양면테이프, 접착제 또는 점착제로 된 접착층과 겸하게 하는 일이 많다. 한편, 접착제 또는 점착제로 된 접착층을 형성하는 경우에는, 확실히 상하의 절연을 얻기 위해 앞에서 설명한 것과 같이 투명도전막의 패턴화나 절연성 피막의 피복이 필요하게 된다. 이에 대해, 양면 테이프의 경우는, 심재(芯材)를 갖고 있기 때문에 이미 충분히 절연성을 확보하고 있어, 투명도전막의 패턴화나 절연성 피막의 피복을 행하지 않더라도 상관없다. 즉, 공정의 생략이나 제조비용의 억제가 가능하다.
그런데, 위쪽 전극부재와 아래쪽 전극부재의 주연부에서의 접착과 관련하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 내로우프레임 터치패널에서는 금속세선이 인회회로를 구성하지 않기 때문에, 한쪽 전극부재의 버스바를 가진 변에 대향해서 접합시키는 다른쪽 전극부재의 변이 항상 평탄한 면으로 된다. 따라서, 내로우프레임화해도 접착성이 열화되지 않아 터치패널의 신뢰성이 증가하게 된다.
또, 넓이가 큰 터치패널을 형성하는 경우, 위쪽 전극부재(1)와 아래쪽 전극부재(2)의 위쪽과 아래쪽 투명전극(12, 22) 사이의 공극을 확보하기 위해, 위쪽과 아래쪽 투명전극(12, 22)의 어느 한쪽의 표면에 도트형상의 스페이서(4)를 형성할 수도 있다(도 11, 도 13 참조). 도트형상의 스페이서(4)로는, 예컨대 멜라민아크릴레이트수지, 우레탄아크릴레이트수지, 에폭시아크릴레이트수지, 메타아크릴아크릴레이트수지나 아크릴아크릴레이트수지 등의 아크릴계 수지, 또는 폴리비닐알코올수지 등의 투명한 광경화형 수지를 포토프로세스로 미세한 도트형상으로 형성해서 얻을 수 있다. 또, 인쇄법으로 미세한 도트를 다수 형성해서 스페이서로 할 수도 있다. 또, 무기물이나 유기물로 된 입자의 분산액을 분무 또는 도포해서 건조하는 것에 의해서도 스페이서를 얻을 수 있다.
본 발명의 제2실시예는, 컴퓨터에 접속된 LCD나 CRT 등의 표시화면상에 배치되어, 투시한 표시화면에 표시된 지시에 따라 손가락이나 펜 등으로 위쪽에서 압압함으로써, 압압된 곳의 표시화면 중의 위치를 컴퓨터에 입력할 수 있는 아날로그 저항막방식의 터치패널에 관한 것이다. 특히 휴대성을 중시한 정보단말(PDA)에 사용될 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 내로우프레임 터치패널은, 상기한 구성으로 되어 있기 때문에, 다음과 같은 효과를 거둘 수 있다.
즉, 본 발명의 제2실시예에 따른 내로우프레임 터치패널은, 버스바(바꿔 말해서, 제2실시예에서는 인회회로는 없고, 상기 위쪽 및 아래쪽 버스바와 위쪽 및 아래쪽 외부단자 접속부)만을 선직경 30∼100㎛의 금속세선으로 형성하고, 또한 이 금속세선을 상기 위쪽 전극부재와 상기 아래쪽 전극부재가 접착된 곳의 바깥쪽까지 상기 버스바의 일단으로부터 직접 연장시켜 위쪽 및 아래쪽 외부단자 접속부로 하기 때문에, 버스바의 선폭을 가늘게 하더라도 회로저항의 상승을 억제할 수 있어, 입력정밀도가 높은 터치패널을 제공할 수 있게 된다.
또, 본 발명의 제2실시예에 따른 내로우프레임 터치패널은, 인회회로가 존재하지 않기 때문에, 종래와 같이 동일면상에서 인회회로와 버스바가 병렬로 형성되지 않게 된다. 즉, 4변의 내로우프레임화가 입력정밀도를 저하시키지 않고 가능하게 된다.
또, 본 발명의 제2실시예에 따른 내로우프레임 터치패널은 필름 커넥터를 사용하지 않기 때문에, 종래와 같이 필름 커넥터의 접착강도를 확보하기 위한 넓은 접착면적을 필요로 하지 않게 된다. 따라서, 4변의 내로우프레임화가 가능하게 된다.
또, 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 의하면, 금속세선 및 도전성 페이스트를 이용함으로써, 버스바 및 인회회로, 또는 버스바를 종래보다도 가늘게 할 수 있기 때문에, 그들을 피복해서 절연을 확보하기 위한 프레임형상의 스페이서(양면 테이프나 점착제)도 동시에 가늘게 하는 것이 가능하게 되어, 유효조작에리어가 종래와 같은 사이즈를 확보하고서도 외형 사이즈를 작게 할 수 있어, 장치 전체의 소형화가 가능해지게 된다.
다음에는, 상기 제1실시예의 보다 구체적인 실시예(이하, 구체예라 함)에 대해 설명한다.
(구체예 1)
세로 65mm, 가로 86mm, 두께 125㎛인 폴리에스테르수지 필름을 아래쪽 투명절연기재로 사용하여, 그 상부면에 두께 15nm의 ITO막을 스퍼터링으로 형성하고서 ITO막의 주연부분을 제거해서 아래쪽 투명전극으로 했다. 이어서, 아래쪽 투명전극의 평행한 2변의 아래쪽 버스바 및 아래쪽 투명전극 이외의 부분에서 이 아래쪽 버스바에 접속하는 아래쪽 인회회로로 되도록, 금으로 된 선직경 50㎛의 금속세선 2개를, 그 일단을 아래쪽 투명절연기재의 바깥쪽으로 15mm 연장해서 배치했다. 더욱이, 금속세선을 피복하도록 디스펜서로 도전성 페이스트를 도포해서, 150㎛의 폭으로 금속세선을 아래쪽 투명절연기재에 고정하고, 아래쪽 투명절연기재의 단부로부터 폭 0.5mm를 프레임부분으로 하는 아래쪽 전극부재를 얻었다.
또, 세로 및 가로가 아래쪽 전극부재의 투명절연기재와 같은 치수이고, 두께가 188㎛인 폴리에스테르수지 필름을 위쪽 전극부재의 위쪽 투명절연기재로 사용하여, 아래쪽 전극부재와 마찬가지로 해서 위쪽 전극부재를 얻었다. 마지막으로, 양전극부재를 전극 사이에 공기층을 매개로 대향배치시켜, 양자를 주연부에서 양면테이프로 접착해서 내로우프레임 터치패널을 얻었다.
(구체예 2)
외주 표면이 주석으로 이루어진 도전성 핫멜트재로 피복된 금속세선을 사용하여, 이것을 가열하는 것에 의한 핫멜트재의 용융고화로 금속세선을 위쪽과 아래쪽 투명절연기재 상에 각각 고정하는 것 이외는, 구체예 1과 마찬가지로 했다.
(구체예 3)
위쪽과 아래쪽 투명절연기재 상에 디스펜서로 은페이스트를 각각 도포하고서, 이것을 매개로 금속세선을 위쪽과 아래쪽 투명절연기재 상에 각각 고정한 것 이외는, 구체예 1과 마찬가지로 했다.
(구체예 4)
금속세선을 위쪽과 아래쪽 투명절연기재 상에 각각 고정한 후, 다시 금속세선 상 및 그 주위의 위쪽과 아래쪽 투명절연기재 상을 은페이스트를 이용해 디스펜서로 도포하여 각각 피복한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 했다.
다음에는, 상기 제2실시예의 보다 구체적인 실시예에 대해 설명한다.
(구체예 5)
세로 85mm, 가로 60mm, 두께 188㎛의 폴리에스테르수지 필름을 아래쪽 투명절연기재로 사용하여, 그 상부면에 두께 10nm의 ITO막을 스퍼터링으로 전면에 형성하고서, ITO막의 단변부분(0.5mm 폭)을 제거하여 그 이외의 곳을 아래쪽 투명전극으로 했다. 이어서, 아래쪽 투명절연기재의 장변에 대해, 그 단부로부터 O.2mm 안쪽의 위치에 선직경 80㎛의 동선에 두께 10㎛의 주석도금을 해서 된 선직경 100㎛의 금속세선(비저항값 1.7×10-4Ωcm)을 장력을 건 상태로 각각 배치하여, 아래쪽 투명절연기재 상의 금속세선을 아래쪽 버스바로 했다. 다음에, 장력을 건 상태의 아래쪽 버스바와 그 주위 상에, 수지바인더 중에 은의 도전 필러를 함유한 도전성 페이스트(일본국 동양방제 "DW250H-57": 비저항값 3.5×10-5Ωcm)를 내경 300㎛의 침선(針先)의 디스펜서를 이용해서 두께 15㎛로 되도록 도포하고서, 800℃에서 30분간 건조를 실행하여 금속세선을 고정했다. 그 다음으로, 금속세선 중 한쪽은 버스바의 단부로부터 잘라내고, 타단은 아래쪽 버스바로부터 8mm 앞에서 잘라내어 아래쪽 전극부재를 얻었다. 아래쪽 버스바를 고정하는 데에 필요한 폭은 350㎛, 회로저항은 O.09Ω/cm로 낮은 것이었다.
한편, 세로 및 가로가 아래쪽 전극부재의 아래쪽 투명절연기재와 같은 치수이고, 두께가 188㎛인 폴리에스테르수지 필름을 위쪽 전극부재의 위쪽 투명절연기재로 사용하여, 위쪽 투명절연기재의 단변(短邊)에 위쪽 버스바를 형성하는 것 이외는 아래쪽 전극부재와 마찬가지로 해서 위쪽 전극부재를 얻었다.
위쪽과 아래쪽 투명전극 상에 형성되는 1쌍의 위쪽과 아래쪽 버스바를 가진 상기 아래쪽 전극부재 및 상기 위쪽 전극부재를, 위쪽과 아래쪽 버스바가 방형배치로 되도록 또한 금속세선의 상기 연장부분인 위쪽 및 아래쪽 외부단자 접속부가 터치패널의 코너마다 배치되도록, 위쪽과 아래쪽 투명전극 사이에 공기층을 매개로 대향배치시켜, 양자를 주연부로부터 0.5mm 폭의 양면테이프로 접착해서 내로우프레임 터치패널을 얻었다.
(구체예 6)
금속세선의 연장부분인 위쪽 및 아래쪽 외부단자 접속부가, 터치패널의 대향하는 2코너에 집약해서 배치되도록 되어 있는 것 이외는, 구체예 5와 마찬가지로 했다.
한편, 본 발명은 상기 구체예로 한정되는 것이 아니라, 그 외 여러 가지 실시예로 실시할 수 있다.
예컨대, 위쪽 전극부재(1)와 아래쪽 전극부재(2)의 각각으로부터 금속세선을 바깥쪽까지 연장시켜 위쪽 및 아래쪽 외부단자 접속부(301, 302, 303, 304)로 하도록 되어 있으나, 이에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 터치패널로서, 위쪽 전극부재(1)와 아래쪽 전극부재(2)를 모아 1곳에서 금속세선 이외의 것으로 바깥쪽까지 연장시켜 위쪽 및 아래쪽 외부단자 접속부로 하도록 해도 좋다. 구체적으로는, 도 19∼도 21에 도시된 바와 같이, 위쪽 전극부재(1)와 아래쪽 전극부재(2)의 인회회로의 4개의 금속세선을 모아서 접속한 필름 커넥터(90)를, 도 19의 우변의 상측단부 부근에 배치해도 좋다. 이와 같은 필름 커넥터(90)는 FPC(flexible printed circuit)로 구성되어 터치패널의 취출부분을 형성하는 경우에는, 이하와 같은 이점이 있다. 터치패널의 구동, 디스플레이의 구동, 장치 전체의 구동 등을 실행하고 있는 메인보드에, 가요성이 있는 필름 커넥터(90)로 쉽게 접속 및 탈착하는 것이 가능하게 됨으로써, 조립 공정수를 줄일 수 있다. 더욱이, 터치패널 단체(單體)로의 전기검사(출하시, 평가시)를 쉽게 할 수 있어 검사처리능력이 향상된다. 또, 표준 FPC를 사용함으로써 개발비를 저감할 수 있다.
금속세선(8, 113, 114, 223, 224)은 각각 직선부(150)와 굴곡부(151)로 구성되어 있다. 그중 굴곡부(151)는 환경온도변화에 따라 인장, 수축 등의 스트레스가 걸리기 때문에, 그 이외의 부분(직선부(150))에 비해 보다 강고하게 위쪽 및 아래쪽 투명전극(12, 22)에 접속시킬 필요가 있다.
그를 위해, 도전성 페이스트(93)로 금속세선(8)을 피복함으로써 피복층을 형성할 때, 도전성 페이스트(93)의 피복층 형성폭(도 17 참조; 고정면인 위쪽 및 아래쪽 투명전극(12, 22)의 표면과의 접촉폭; D2)의 굴곡부(151)에서의 허용범위는, 직선부(150)에서의 피복층 형성폭의 허용범위보다 하한값이 커지도록 하는 것이 바람직하다.
도전성 페이스트(93)로 금속세선(8)을 피복할 때, 도전성 페이스트(93)의 피복층 형성폭(D2)의 버스바부분에서의 허용범위는, 그 이외의 부분(제1실시예의 위쪽 및 아래쪽 인회회로(15, 16, 25, 26), 뒤에 설명되는 제2실시예의 출력단부분)에서의 피복층 형성폭(D2)의 허용범위보다 하한값이 커지도록 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 버스바 부분의 도전성 페이스트(93)의 피복층 형성폭(D2)이 좁으면, 금속세선(8)과 투명전극(ITO막 등; 11, 12)의 접착성이 충분치 못해 안정한 접속저항이 얻어지지 않게 되고, 또 환경온도변화 등에 의한 열팽창차로 말마암아 박리되어 버릴 가능성이 있기 때문이다. 이에 대해, 버스바부분 이외의 부분은, 투명도전막을 제거하거나 투명도전막 상에 절연막을 코팅한 부분에 배치되기 때문에, 기초(밑바탕)막과의 전기적인 접속이 필요치 않아 금속세선(8)만으로 도통을 취하게 된다. 한편, 버스바부분 이외의 부분도, 피복층 형성폭을 지나치게 좁게 하면, 금속세선(8)이 단선된 경우, 앞에서 설명한 바와 같이 도전성 페이스트를 보조도전재로 기능시키도록 해도 도통을 확보할 수 없게 된다.
또, 위쪽 투명전극(12)과 금속세선(8)의 접속은, 입력시나 환경온도변화에 따라 인장, 수축, 왜곡 등의 스트레스가 걸리기 때문에, 아래쪽 투명전극(22)과 금속세선(8)과의 접속보다도 보다 강고하게 접속시킬 필요가 있다. 그 때문에, 도전성 페이스트(93)로 금속세선(8)을 피복할 때, 위쪽 투명전극(12)에서의 도전성 페이스트(93)의 피복층 형성폭(D2)의 허용범위는, 아래쪽 투명전극(22)에서의 도전성 페이스트(93)의 피복층 형성폭(D2)의 허용범위보다 하한값이 커지도록 하는 것이 바람직하다.
그 결과, 예컨대 이하의 표 1과 같이 도전성 페이스트(93)의 피복층 형성폭(D2)을 구성하는 것이 바람직하다.
표 1 : 도전성 페이스트의 피복층 형성폭의 허용범위
굴곡부(151), 버스바부분의 도전성 페이스트의 피복층 형성폭(D2) 그 이외의 부분의 도전성 페이스트의 피복층 형성폭(D2)
위쪽 전극부재 금속세선의 직경(D1)에 대해 3∼5배 금속세선의 직경(D1)에 대해 2∼5배
아래쪽 전극부재 금속세선의 직경(D1)에 대해 2∼5배 금속세선의 직경(D1)에 대해 1∼5배
이와 같이 함으로써, 금속세선(8)과 위쪽 및 아래쪽 투명전극(12, 22)과의 접속면적을 확보할 수 있어, 인장, 수축의 스트레스에 강해지게 된다. 예컨대 직선부(150)를 비교적 좁은 폭으로 형성한 알기 쉬운 형태로 도시하면, 도 18과 같이 굴곡부(151)에 랜드가 형성된 것과 같이 된다. 한편, 직선부(150)의 폭을 굴곡부(151)에 맞추어 굵게 할 수도 있다.
더욱이, 예의 검토한 결과, 본 발명의 제2실시예에 이용하는 금속세선(113, 114, 223, 224)으로는, 비저항값 20×10-6Ω·cm 이하이면 상기 선직경 30∼100㎛에서 충분히 저저항화할 수 있다. 여기서, 비저항값을 20×10-6Ω·cm 이하로 하는 이유는 다음과 같다. 즉, 스크린인쇄로 충분히 회로형성패턴을 형성하기 위한 한계인쇄(限界印刷)에서, 폭은 O.5mm, 두께는 5㎛ 정도로 된다. 그 경우, 도전성 페이스트의 일반적인 비저항값이 9×10-5 Ω·cm이기 때문에 회로저항은 O.35Ω/cm로 된다. 그에 대해, 직경 30㎛의 금속세선를 이용하는 경우, 스크린인쇄와 동등한 회로저항값을 얻기 위해서는, 본 발명에 이용하는 금속세선(8 , 113, 114, 223, 224)의 비저항 값은 약 25×10-5Ω·cm로 되기 때문에, 금속세선의 비저항값이 20×10-5Ω·cm 이하인 것을 선택함으로써, 스크린인쇄로 회로를 형성하기 보다도 더 낮은 저항으로 내로우프레임을 이루는 회로형성이 가능해지기 때문이다.
한편, 상기 금속세선(8, 113, 114, 223, 224)의 고정수단으로는, 상기한 방법 이외의 방법을 이용할 수도 있다. 예컨대, 투명절연기재(11, 21)의 용융고화에 의해 실행할 수도 있다. 또, 금속세선(113, 114, 223, 224) 상 및 그 주위의 위쪽과 아래쪽 투명절연기재(11, 21) 상을 접착제로 피복함으로써 실행해도 좋다. 그러나, 상기한 위쪽과 아래쪽 투명절연기재(11, 21) 상의 상기 금속세선(113, 114, 223, 224)과 그 주위를 도전성 페이스트로 피복하는 수단이 투명전극(12, 22)을 가열가압해서 열화시킬 염려가 없다는 점, 및 투명전극(12, 22)과 금속세선(113, 114, 223, 224)과의 도전안정성이 있다는 점에서 가장 바람직하다.
또, 도전성 페이스트(6)로는, 비저항값이 1×10-4Ω·cm 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 종래의 회로형성용 도전성 페이스트라면 더 낮은 저항일 필요가 있지만, 본 발명의 제2실시예에서는 금속세선(8, 113, 114, 223, 224)이 위쪽과 아래쪽 버스바(13, 14, 23, 24)의 핵(核)으로 되어 있어, 당해 금속세선(8, 113, 114, 223, 224)과 투명전극(12, 22) 사이의 도통을 확보할 수 있으면 좋기 때문에, 도전성 페이스트(6)의 선택범위의 상한이 비저항값 1×10-4Ω·cm까지 확대되어 접착신뢰성 등도 충분히 고려해서 선정할 수 있다. 다만, 미리 금속세선(8, 113, 114, 223, 224)에 도전성 페이스트(6)를 피복하고 나서 이를 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21) 상에 배치하는 경우, 또는 단면형상이 환형인 경우, 또는 위쪽 및 아래쪽 투명전극(12, 22)과의 접촉면적이 작은 금속세선을 위쪽 및 아래쪽 투명절연기재(11, 21) 상에 배치하고 나서 도전성 페이스트(6)를 도포하는 경우에는, 도전성 페이스트(6)의 저항이 문제로 된다. 도전성 페이스트(6)의 비저항이 1×10-4Ω·cm를 넘으면, 금속세선과 투명전극(12, 22) 사이의 저항상승을 무시할 수 없게 되어, 펜 입력시의 입력정밀도가 낮아지게 된다.
한편, 상기 여러 가지 실시예 중의 임의의 실시예를 적절히 조합함으로써 각각이 가진 효과를 거두도록 할 수 있다.
본 발명은, 첨부도면을 참조하면서 바람직한 실시예에 관련해서 충분히 기재되어 있으나, 이 기술의 숙련된 자들에게는 여러 가지의 변형이나 수정은 명백한 바, 그와 같은 변형이나 수정은, 첨부된 청구범위에 의한 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 한 그 안에 포함된다고 이해되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 아래쪽 투명절연기재(21)의 상부면의 일부에 아래쪽 투명전극(22)을 가짐과 더불어, 상기 아래쪽 투명전극의 평행한 2변에 1쌍의 아래쪽 버스바(23, 24)를 갖는 한편, 상기 아래쪽 투명전극(22) 이외의 부분에는 상기 아래쪽 버스바와 접속되는 아래쪽 외부단자 접속부(303, 304, 323, 324)를 가진 아래쪽 전극부재(2)와,
    가요성을 가진 위쪽 투명절연기재(11)의 하부면의 일부에 위쪽 투명전극(12)을 가짐과 더불어, 상기 위쪽 투명전극의 평행한 2변에 1쌍의 위쪽 버스바(13, 14)를 갖는 한편, 상기 위쪽 투명전극 이외의 부분에는 상기 위쪽 버스바와 접속되는 위쪽 외부단자 접속부(301, 302, 313, 314)를 가진 위쪽 전극부재(1)를 갖추어 이루어지되,
    상기 아래쪽 전극부재(2)와 상기 위쪽 전극부재(1)를, 상기 위쪽 버스바와 상기 아래쪽 버스바가 방형배치로 되도록 절연성 스페이서(3)를 매개로 대향시켜 주연부에서 접착하도록 구성된 아날로그 저항막방식의 터치패널에 있어서,
    상기 아래쪽 버스바를 선직경 30∼100㎛의 금속세선(8, 223, 224)으로 형성함과 더불어, 상기 위쪽 버스바를 선직경 30∼100㎛의 금속세선(8, 113, 114)으로 형성하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 내로우프레임 터치패널.
  2. 제1항에 있어서, 상기 아래쪽 전극부재(2)가, 상기 아래쪽 투명전극 이외의 부분에 상기 아래쪽 버스바와 상기 아래쪽 외부단자 접속부를 접속하는 아래쪽 인회회로(25, 26)를 더 갖춤과 더불어,
    상기 위쪽 전극부재(1)는, 상기 위쪽 투명전극 이외의 부분에 상기 위쪽 버스바와 상기 위쪽 외부단자 접속부를 접속하는 위쪽 인회회로(15, 16)를 더 갖추되,
    상기 아래쪽 인회회로를 선직경 30∼100㎛의 금속세선(8)으로 형성함과 더불어, 상기 위쪽 인회회로를 선직경 30∼100㎛의 금속세선(8)으로 형성하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 내로우프레임 터치패널.
  3. 제2항에 있어서, 상기 아래쪽 인회회로와 상기 위쪽 인회회로를 각각 구성하는 상기 금속세선(8)을, 상기 아래쪽 전극부재와 상기 위쪽 전극부재의 바깥쪽까지 연장시켜 상기 아래쪽 외부단자 접속부와 상기 위쪽 외부단자 접속부로 하도록 된 것을 특징으로 하는 내로우프레임 터치패널.
  4. 제1항에 있어서, 상기 아래쪽 버스바와 상기 아래쪽 외부단자 접속부를 직접 접속하면서 상기 아래쪽 버스바와 상기 아래쪽 외부단자 접속부를 선직경 30∼100㎛의 금속세선(223, 224)으로 형성하고, 또한 상기 위쪽 버스바와 상기 위쪽 외부단자 접속부를 직접 접속하면서 상기 위쪽 버스바와 상기 위쪽 외부단자 접속부를 선직경 30∼100㎛의 금속세선(113, 114)으로 형성하되, 상기 위쪽 외부단자 접속부의 상기 금속세선과 상기 아래쪽 외부단자 접속부의 상기 금속세선을, 상기 아래쪽 전극부재와 상기 위쪽 전극부재를 접착한 곳의 바깥쪽까지 연장시키도록 된 것을 특징으로 하는 내로우프레임 터치패널.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위쪽 전극부재 및 상기 아래쪽 전극부재 각각에서, 상기 금속세선이 도전성 페이스트(92, 93, 6)를 매개로 상기 위쪽 투명절연기재 및 상기 아래쪽 투명절연기재 상에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 내로우프레임 터치패널.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위쪽 전극부재 및 상기 아래쪽 전극부재에서, 상기 금속세선의 각각이 도전성 페이스트(93,6)에 의해 피복되어 상기 위쪽 투명절연기재 및 상기 아래쪽 투명절연기재 상에 각각 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 내로우프레임 터치패널.
  7. 제6항에 있어서, 상기 아래쪽 전극부재의 상기 아래쪽 인회회로의 굴곡부(151) 및 상기 아래쪽 버스바의 적어도 한쪽에서의 상기 도전성 페이스트(93, 6)에 의해 피복되어 형성된 아래쪽 피복층이, 상기 아래쪽 전극부재의 상기 금속세선(8, 223, 224)의 직경(D1)의 2∼5배의 폭(D2)을 갖는 한편, 그 이외의 부분에서의 상기 도전성 페이스트(93, 6)에 의해 피복되어 형성된 아래쪽 피복층은, 상기 아래쪽 전극부재의 상기 금속세선(8, 223, 224)의 직경(D1)의 1∼5배의 폭(D2)을 갖고, 또 상기 위쪽 전극부재의 상기 위쪽 인회회로의 굴곡부(151) 및 상기 위쪽 버스바의 적어도 한쪽에서의 상기 도전성 페이스트(93, 6)에 의해 피복되어 형성된 위쪽 피복층은, 상기 위쪽 전극부재의 상기 금속세선(8, 113, 114)의 직경(D1)의 3∼5배의 폭(D2)을 갖는 한편, 그 이외의 부분에서의 상기 도전성 페이스트(93, 6)에 의해 피복되어 형성된 위쪽 피복층은, 상기 위쪽 전극부재의 상기 금속세선(8, 113, 114)의 직경(D1)의 2∼5배의 폭(D2)를 갖도록 된 것을 특징으로 하는 내로우프레임 터치패널.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속세선은 그 비저항값이 20×10-5Ω·cm 이하인 것을 특징으로 하는 내로우프레임 터치패널.
  9. 제8항에 있어서, 상기 투명절연기재 상의 상기 금속세선과 그 주위가 비저항값 1×10-4Ω·cm 이하의 도전성 페이스트로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 내로우프레임 터치패널.
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