WO2012015177A2 - 전극 배선 구조 및 이를 이용한 정전용량 터치 센서 - Google Patents

전극 배선 구조 및 이를 이용한 정전용량 터치 센서 Download PDF

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WO2012015177A2
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한정훈
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    • G06F2203/04111—Cross over in capacitive digitiser, i.e. details of structures for connecting electrodes of the sensing pattern where the connections cross each other, e.g. bridge structures comprising an insulating layer, or vias through substrate

Definitions

  • the present invention relates to an electrode wiring structure and a capacitive touch sensor using the same.
  • Touch panels are widely used as input devices for various electronic devices.
  • the touch panel is mainly configured and used together with an image display device such as a flat panel display, and is generally operated by touching a specific point of the touch panel with a finger or a pen.
  • Examples of the touch panel include a resistive type, a capacitive type, an ultrasonic type, an optical (infrared) sensor type, and an electromagnetic induction type.
  • the capacitive touch sensor detects a change in voltage distribution or loss of electric charge caused by a touch and uses a capacitive touch sensor to determine where a touch is made.
  • a transparent electrode pattern is formed on one surface of the capacitive touch sensor substrate, and a silver electrode wire connected to the transparent electrode pattern is disposed along the periphery thereof.
  • the capacitive touch panel needs an outer area that is covered by the design layer (or the printing layer) in addition to the portion corresponding to the screen when viewed from the front.
  • the product to which the capacitive touch panel is applied can be further miniaturized and there may be a margin in appearance configuration. Therefore, a method for minimizing the width of the silver electrode wiring arranged in the outer area has been recently developed. It is becoming.
  • the silver wiring is simply enumerated on one plane so that the silver electrode wiring does not overlap with each other, and the fine wiring is minimized to minimize the area of the silver electrode wiring that is widened due to the simple enumeration.
  • the minimum wiring width that can be realized by screen printing is about 60um and the photolithography process and gravure offset printing technology are set to about 30 ⁇ 40um. Therefore, the method of reducing the electrode wiring width minimizes the outer area. There is a limit to this.
  • the present invention has been made to solve the problems described above, the problem to be solved by the present invention is to minimize the space occupied by the electrode wiring to improve the appearance of the product, improve the electrical properties and reliability of the wiring It is to provide an electrode wiring structure and a capacitive touch sensor using the same.
  • An electrode wiring structure for achieving the above object includes a plurality of electrode wiring connected to the transparent electrode pattern formed on the substrate of the capacitive touch sensor, the plurality of electrode wiring is a plurality of wiring And a plurality of wiring groups are sequentially stacked on the substrate in an electrically insulated state to form a plurality of wiring layers.
  • An electrode wiring structure according to an embodiment of the present invention may further include an insulating layer formed between the plurality of wiring layers.
  • the insulating layer may be formed on an upper side of the uppermost layer of the plurality of wiring layers.
  • the plurality of electrode wirings may be arranged such that neighboring wiring layers of the plurality of wiring layers are staggered in the vertical direction.
  • Capacitive touch sensor for achieving the above object includes a substrate, a transparent electrode pattern formed on one surface of the substrate, and a plurality of electrode wirings electrically connected to the transparent electrode pattern
  • the plurality of electrode wires are allocated to a plurality of wire groups, and the plurality of wire groups are sequentially stacked on the substrate in an electrically insulated state to form a plurality of wire layers.
  • the capacitive touch sensor according to an embodiment of the present invention may further include an insulating layer formed between the plurality of wiring layers.
  • the insulating layer may be formed on an upper side of the uppermost layer of the plurality of wiring layers.
  • the plurality of electrode wirings may be arranged such that neighboring wiring layers of the plurality of wiring layers are staggered in the vertical direction.
  • the present invention by stacking the electrode wiring, it is possible to minimize the space occupied by the electrode wiring to improve the appearance of the product to which the capacitive touch sensor is applied.
  • the electrode wirings are stacked, a margin for widening the widths of the electrode wirings can be obtained. Therefore, the widths of the electrode wirings can be secured to improve the electrical characteristics and the reliability of the wirings.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a capacitive touch sensor including a transparent electrode pattern and electrode wirings.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the dashed line portion of FIG. 1 and is a schematic plan view of a portion to which an electrode wiring structure according to an exemplary embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating various embodiments of an electrode wiring structure according to an exemplary embodiment of the present invention applied to a capacitive touch sensor with a capacitive sensor.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating various embodiments of an electrode wiring structure according to an embodiment of the present invention applied to a window integrated capacitive touch sensor.
  • the electrode wiring structure 100 is a structure in which a plurality of electrode wirings 1 are formed or disposed on the substrate 200 with respect to the transparent electrode pattern 300 of the capacitive touch sensor 1000.
  • the plurality of electrode wirings 1 are allocated to the plurality of wiring groups 11 and 12 as shown in FIGS. 1 to 4, and the plurality of wiring groups 11 and 12 are electrically insulated.
  • the plurality of wiring layers 111 and 121 are sequentially stacked on the substrate 1. That is, the plurality of electrode wires 1 is divided into a plurality of wire groups 11 and 12 and arranged on the substrate 1 to form layers 111 and 121 for each wire group 11 and 12.
  • the silver electrode wiring structure 100 by way of example, after the printing of the silver (silver) electrode wiring once to form an insulating layer (2) to be described later, the silver electrode wiring is printed again for that This can be achieved by lamination.
  • the silver electrode wiring and the insulating layer 2 may be implemented by various methods such as printing and deposition.
  • the number of wiring groups and corresponding wiring layers increases, the number of electrode wirings arranged in one layer decreases, and thus the arrangement width of the electrode wirings also decreases.
  • the structure of the wiring layer is stacked too much, problems may occur in driving as the thickness of the capacitive touch sensor 1000 increases, and in view of these circumstances, several wirings of the plurality of electrode wirings 1 are considered. It is desirable to decide whether to lay out the layers.
  • the plurality of electrode wirings 1 are not arranged on one plane, but are arranged in layers, thereby minimizing the space (width) occupied by the plurality of electrode wirings 1.
  • the appearance of the product to which the touch sensor 1000 is applied may be improved.
  • the minimum wiring width that can be implemented is a screen printing method that is larger than the photolithography process
  • the minimum wiring width that is equal to or smaller than the minimum wiring width that can be realized by the photolithography process. Can be secured. That is, when the present invention is applied to the fine wiring technology, the width of the wiring area that is narrower than the width of the wiring area that can be minimized by the fine wiring technology can be realized.
  • the plurality of wiring groups 11 and 12 may be configured of two of the first wiring group 11 and the second wiring group 12.
  • the plurality of wiring layers 111 and 121 may correspond to the first wiring layer 111 and the second wiring group 12 corresponding to the first wiring group 11, and may be disposed on the upper side of the first wiring layer 111.
  • the second wiring layer 121 may be formed.
  • a plurality of wiring groups 11 and 12 are configured as two of the first wiring group 11 and the second wiring group 12, and the following description will mainly be given by way of example.
  • the plurality of electrode wirings 1 are equally assigned to the first wiring group 11 and the second wiring group 12, or the first wiring group 11 rather than the second wiring group 12. Can be assigned a lot. It is intended to place a lot of electrode wiring in the lower layer rather than the upper layer, but this is not necessarily arranged.
  • the arrangement width of the electrode wiring can be reduced by almost half as compared with the case where all the plurality of electrode wirings 1 are arranged on one conventional plane.
  • the placement height is also not excessively increased and may be a preferred embodiment.
  • the pitch of the silver electrode wiring is 200 um (wiring width 120 um, wiring spacing 80 um) and the number of silver electrode wirings is 10, the width occupied by the wiring area when simply arranged side by side as in the related art is 1920um (120um x 10 + 80um x 9).
  • the width occupied by the wiring area is 920 um (120 um x 5 + 80 um x 4) as compared to the conventional art. You can cut it by more than half.
  • the case where the wiring group is two (11) 12 is not necessarily the preferred embodiment, and as the wiring group and the wiring layer increases, the width occupied by the wiring area can be further reduced, so that the capacitive touch sensor 1000 is used. It is preferable to determine the number of wiring groups, that is, the number of layers on which the plurality of electrode wirings 1 are laminated, in consideration of the characteristics of the product, the kind of the fine wiring technique applied, and the like.
  • each wiring layer may be arranged to be staggered on a plane.
  • the arrangement structure for each wiring layer of the plurality of electrode wirings 1 is preferably determined according to the width of the plurality of electrode wirings 1 and the interval between the plurality of electrode wirings 1.
  • FIGS. 3 and 4 (a) and (b) show a plan view of this embodiment. That is, referring to FIG. 2, the first wiring group 11 and the second wiring group 12 are overlapped with each other on a plane from the start of one of the plurality of electrode wirings 1 connected to the transparent electrode pattern 300.
  • the first wiring group 11 disposed on the first wiring layer 111 is hidden from the second wiring group 11 disposed on the second wiring layer 121.
  • the wiring layers are alternately arranged for each wiring layer. Even if it is seen from a plane, the distance between the plurality of electrode wirings 1 may be further increased because they do not overlap with each other, and insulation may be more effectively performed. That is, in this case, the plurality of electrode wirings 1 may be disposed such that neighboring wiring layers of the plurality of wiring layers 111 and 121 are staggered in the vertical direction.
  • the width in the interval between the width of each electrode wiring and each electrode wiring, the width may be wider than the gap or the width may be narrower than the gap.
  • the electrode wirings for each wiring layer are overlapped on the plane. It may be advantageous to laminate, and in the case of narrow widths, it may be advantageous to alternately stack electrode wirings for each wiring layer on a plane.
  • the electrode wiring structure 100 may further include an insulating layer 2 formed between each of the plurality of wiring layers 111 and 121. have. Since the plurality of electrode wirings 1 are preferably configured not to be electrically energized with each other, an insulating layer 2 capable of blocking the flow of electric current can be provided between each wiring layer. For example, referring to FIGS. 3 and 4 (a) and (c), an insulating layer 2 is formed between the first wiring layer 111 and the second wiring layer 121 to electrically connect each layer. The connection is being blocked.
  • the insulating layer 2 may completely cover each wiring layer such that the top surface of the insulating layer 2 is flat as shown in FIGS. 3 and 4.
  • the insulating layer 2 between the first wiring layer 111 and the second wiring layer 121 may form an electrode wiring disposed on the first wiring layer 111. It is completely covered and the top surface is continuously flat.
  • the electrode wiring of the second wiring layer 121 can be freely arranged on the upper surface of the insulating layer 2 which is continuously flat.
  • the upper surface of the insulating layer 2 may not be continuously flattened as described above, and the electrode wirings between the respective wiring layers may be formed only to the extent that insulation is possible, which is the width or the pluralities of the plurality of electrode wirings 1. It is preferable to determine it according to the space
  • the insulating layer 2 may be formed on the upper side of the uppermost layer 121 of the plurality of wiring layers 111 and 121. That is, in the case of the wiring layer finally laminated on the insulating layer 2, the insulating layer 2 may or may not be included above it.
  • the insulating layer 2 is formed on the upper side of the second wiring layer 121 that is the uppermost layer of the plurality of wiring layers 111 and 121.
  • the insulating layer 2 is also formed on the upper side of the second wiring layer 121, which is the uppermost layer among the plurality of wiring layers 111 and 121.
  • the plurality of electrode wires included in the same wire layer among the plurality of wire layers 111 and 121 may be disposed to be spaced apart from each other. This is because the electrical connection between the respective wiring layers must also be cut off (insulated), but the electrical connections between the electrode wires arranged in the same wiring layer must also be cut off.
  • the salping insulating layer 2 may be previously formed in the spaced space between the plurality of electrode wirings included in the same wiring layer.
  • the insulating layer 2 is to be placed on the uppermost side of the plurality of wiring layers 111 and 121 or the spaced space between the plurality of electrode wirings included in the same wiring layer is also provided. Whether or not to be formed should be determined in consideration of various factors, but in particular, if the insulating layer 2 covers the electrode wiring, the electrode may not be exposed to the outside, thereby preventing the oxidation of the electrode. .
  • the plurality of electrode wires included in the same wire layer among the plurality of wire layers 111 and 121 may be sequentially connected to the transparent electrode pattern 300 from the electrode wire close to the transparent electrode pattern 300.
  • the transparent electrode pattern 300 is firstly used. Is connected to.
  • the electrode wiring on the left side is the most in the second wiring group 12.
  • the transparent electrode pattern 300 is connected. If the electrode wires disposed farthest from the transparent electrode pattern 300 are connected to the transparent electrode pattern 300, the insulating lines may pass through the electrode wires disposed closer to the transparent electrode pattern 300, which may cause insulation problems. Because there is.
  • 1 to 4 are views of the capacitive touch sensor 1000 to which the electrode wiring structure 100 is applied, and thus will be described with reference to the drawings.
  • the capacitive touch sensor 1000 may include a substrate 200, a transparent electrode pattern 300 formed on one surface of the substrate 200, and a transparent electrode pattern.
  • a plurality of electrode wirings 1 electrically connected to the 300, wherein the plurality of electrode wirings 1 are assigned to a plurality of wiring groups 11, 12, and a plurality of wiring groups 11, 12. ) Are sequentially stacked on the substrate 200 in an electrically insulated state to form a plurality of wiring layers 111 and 121.
  • the structure of the plurality of electrode wirings 1 forming the plurality of wiring layers 111 and 121 has the same technical characteristics as those of the salping present electrode wiring structure 100, and thus, reference is made thereto.
  • the substrate 200 may generally be a capacitive sensor substrate.
  • the substrate 200 may be a window substrate. That is, the substrate 200 in the embodiment of FIG. 3 may be a capacitive sensor substrate, and the substrate 200 in the embodiment of FIG. 4 may be a window substrate.
  • the transparent electrode pattern 300 and the plurality of electrode wirings 1 are formed on the upper surface of the substrate 200 which is the capacitive sensor substrate, and the transparent adhesive ( Since the capacitive touch panel is completed by coupling the window substrate through a transparent adhesive) or the like, in this case, a separate protective substrate is not required to form the capacitive touch sensor 1000.
  • the transparent electrode pattern 300 and the plurality of electrode wirings 1 are formed on the bottom surface of the substrate 200, which is a window substrate.
  • the capacitive touch sensor 1000 may be formed when a protective substrate for protecting is additionally bonded through a transparent adhesive or the like. That is, in the embodiment of the window-integrated capacitive touch sensor, the capacitive touch sensor 1000 is a protective substrate disposed below the substrate 200, and a transparent adhesive layer formed between the transparent electrode pattern 300 and the protective substrate. It may further include.
  • a protective layer using a printing or deposition technique it is possible to protect the components of the window-integrated capacitive touch sensor.
  • reference numeral 210 may be a reference numeral representing a design layer 210 (or a window printing unit) printed on an outer region of the window substrate.
  • the design layer 210 is considered to be included in the substrate 200 which is a window substrate, and may be formed in a rectangular band shape having a predetermined width along the outer edge of the lower surface of the substrate 200 which is the window substrate.
  • the design layer 210 may be formed of an opaque material.
  • the design layer 210 may be formed by printing or depositing a non-conductive opaque material by a silk screen method.
  • the design layer 210 may be used as an area in which the brand of the product is printed, or may be formed of an opaque material to perform a function of hiding a plurality of electrode wirings 1 formed under the window. Also called printing layer or decorative layer.
  • the transparent electrode pattern 300 may be formed by sputtering or depositing indium tin oxide (ITO), indume zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), or the like on the substrate 200. have. In addition, the transparent electrode pattern 300 may be formed on an upper surface or a lower surface of the substrate 200. 3 illustrates a case in which the transparent electrode pattern 300 is formed on the top surface of the substrate 200, and in the example illustrated in FIG. 4, the transparent electrode pattern 300 is formed on the bottom surface of the substrate 200.
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indume zinc oxide
  • ZnO zinc oxide
  • the transparent electrode pattern 300 may include two patterns formed to extend in directions perpendicular to each other, and the shape and the extending direction of the pattern are not limited to those shown in the drawings and may be variously changed. Can be.
  • the present invention relates to a capacitive touch sensor, and can be applied to input devices of various electronic devices, thereby having industrial applicability.

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Abstract

본 발명은 전극 배선 구조 및 이를 이용한 정전용량 터치 센서에 관한 것이다. 전극 배선 구조는 정전용량 터치 센서의 기판에 배치된 투명전극 패턴에 연결되는 복수의 전극 배선을 포함하되, 상기 복수의 전극 배선은 복수의 배선 그룹으로 할당되고, 상기 복수의 배선 그룹은 전기적으로 절연된 상태로 상기 기판 상에 순차적으로 적층되어 복수의 배선 층을 형성한다. 본 발명에 의하면, 전극 배선이 차지하는 공간을 최소화하여 정전용량 터치 센서가 적용된 제품의 외관을 향상시킬 수 있고, 배선의 전기적 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

전극 배선 구조 및 이를 이용한 정전용량 터치 센서
본 발명은 전극 배선 구조 및 이를 이용한 정전용량 터치 센서에 관한 것이다.
각종 전자 장비의 입력 장치로 터치패널(touch panel)이 널리 사용되고 있다. 터치패널은 주로 평판 디스플레이와 같은 영상 표시 장치에 함께 구성되어 사용되며, 터치패널의 특정 지점을 손가락이나 펜 등으로 터치함으로써 작동하는 것이 일반적이다. 터치패널의 방식으로는 저항막 방식(resistive type), 정전용량 방식(capacitive type), 초음파 방식, 광(적외선)센서 방식, 전자유도 방식 등이 있다.
이 중 정전용량 방식은 터치에 의해 유발되는 전압 분포의 변화 또는 전하가 상실된 정도를 감지하여 터치가 이루어진 곳을 파악하는 정전용량 터치 센서를 이용하는 방식이다.
이러한 정전용량 터치 센서를 이용한 정전용량 터치패널의 구동을 위해서는, 정전용량 터치 센서 기판의 일면에 투명전극 패턴이 형성되고 그 둘레를 따라 투명전극 패턴과 연결되는 실버 전극 배선이 배치된다. 이 같은 실버 전극 배선의 배치를 위해 정전용량 터치패널은 전면에서 보았을 때 화면에 해당되는 부분 이외에 디자인층(또는 인쇄층)을 통해 가려지는 외곽 영역이 필요하게 된다.
외곽 영역이 줄어들수록 정전용량 터치패널이 적용되는 제품은 보다 소형화될 수 있고 외관의 구성에 있어서도 여유가 생길 수 있으므로, 이러한 외곽 영역에 배치되는 실버 전극 배선의 배치 폭을 최소화하는 방안이 최근 이슈가 되고 있다.
그런데 종래의 실버 전극 배선의 배치 방식을 살펴보면, 실버 전극 배선이 서로 중첩되지 않도록 하나의 평면상에 단순히 열거하는 방식을 사용하면서, 단순한 열거로 인해 넓어지는 실버 전극 배선의 영역을 최소화하기 위해 미세 배선 기술을 사용하고 있다. 그러나 현재 스크린 인쇄 방식을 통해 구현할 수 있는 최소 배선 폭은 약 60um이고, 포토리소그라피 공정과 그라비아옵셋 인쇄기술을 통하여도 약 30~40um 수준으로 정해져 있으므로, 전극 배선 폭을 감소시키는 방식만으로는 외곽 영역을 최소화하는데 한계가 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전극 배선이 차지하는 공간을 최소화하여 제품의 외관을 향상시킬 수 있고, 배선의 전기적 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전극 배선 구조 및 이를 이용한 정전용량 터치 센서를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 배선 구조는 정전용량 터치 센서의 기판에 형성된 투명전극 패턴에 연결되는 복수의 전극 배선을 포함하되, 상기 복수의 전극 배선은 복수의 배선 그룹으로 할당되고, 상기 복수의 배선 그룹은 전기적으로 절연된 상태로 상기 기판 상에 순차적으로 적층되어 복수의 배선 층을 형성한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전극 배선 구조는 상기 복수의 배선 층의 사이마다 형성되는 절연 층을 더 포함할 수 있다.
상기 절연 층은 상기 복수의 배선 층 중 최상층의 상측에도 형성될 수 있다.
상기 복수의 전극 배선은 상기 복수의 배선 층 중 이웃하는 배선 층끼리 상하 방향으로 엇갈리도록 배치될 수 있다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 정전용량 터치 센서는 기판, 상기 기판의 일면에 형성되는 투명전극 패턴, 그리고 상기 투명전극 패턴에 전기적으로 연결되는 복수의 전극 배선을 포함하되, 상기 복수의 전극 배선은 복수의 배선 그룹으로 할당되고, 상기 복수의 배선 그룹은 전기적으로 절연된 상태로 상기 기판 상에 순차적으로 적층되어 복수의 배선 층을 형성한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 정전용량 터치 센서는 상기 복수의 배선 층의 사이마다 형성되는 절연 층을 더 포함할 수 있다.
상기 절연 층은 상기 복수의 배선 층 중 최상층의 상측에도 형성될 수 있다.
상기 복수의 전극 배선은 상기 복수의 배선 층 중 이웃하는 배선 층끼리 상하 방향으로 엇갈리도록 배치될 수 있다.
본 발명에 의하면, 전극 배선이 적층되도록 함으로써, 전극 배선이 차지하는 공간을 최소화하여 정전용량 터치 센서가 적용된 제품의 외관을 향상시킬 수 있다.
또한, 전극 배선이 적층되도록 함으로써 각 전극 배선의 폭을 넓힐 수 있는 여유가 생기므로, 각 전극 배선의 폭을 넓게 확보하여 배선의 전기적 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 투명전극 패턴과 전극 배선을 포함하는 정전용량 터치 센서의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 일점쇄선 부분의 확대도로서 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 배선 구조가 적용된 부분의 개략적인 평면도이다.
도 3은 정전용량 센서 부착 방식 정전용량 터치 센서에 적용된 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 배선 구조의 다양한 실시예를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 4는 윈도우 일체형 정전용량 터치 센서에 적용된 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 배선 구조의 다양한 실시예를 나타낸 개략적인 단면도이다.
이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 배선 구조(100)는 정전용량 터치 센서(1000)의 기판(200)에 형성된 투명전극 패턴(300)에 연결되는 복수의 전극 배선(1)을 포함한다. 즉 정전용량 터치 센서(1000)의 투명전극 패턴(300)에 대해 복수의 전극 배선(1)이 기판(200)에 형성 또는 배치되는 구조가 본 전극 배선 구조(100)이다.
여기서, 복수의 전극 배선(1)은 도 1 내지 도 4에 나타난 바와 같이 복수의 배선 그룹(11)(12)으로 할당되고, 복수의 배선 그룹(11)(12)은 전기적으로 절연된 상태로 기판(1) 상에 순차적으로 적층되어 복수의 배선 층(111)(121)을 형성한다. 즉 복수의 전극 배선(1)은 여러 개의 배선 그룹(11)(12)으로 나뉘어져서 기판(1) 상에 각 배선 그룹(11)(12) 별로 층(111)(121)을 이루도록 배치된다.
이러한 본 전극 배선 구조(100)에 따른 적층 방식을 예시적으로 살펴보면, 실버(silver) 전극 배선의 인쇄를 1회 실시한 뒤 후술할 절연 층(2)을 형성하고, 다시 그 위해 실버 전극 배선을 인쇄함으로써 적층이 이루어질 수 있다. 여기서 실버 전극 배선 및 절연 층(2)을 구현은 인쇄, 증착 등의 다양한 방법을 통해 이루어질 수 있다.
즉 배선 그룹과 이에 대응되는 배선 층의 수가 늘어날수록 한 층에 배치되는 전극 배선의 수는 줄어들 것이므로, 전극 배선의 배치 폭도 줄어들게 된다. 다만 배선 층이 너무 많이 적층되는 구조로 구성하게 되면 정전용량 터치 센서(1000)의 두께가 늘어남에 따라 구동에 문제가 발생할 수도 있으므로, 이러한 여건을 감안하여 복수의 전극 배선(1)의 몇 개의 배선 층에 나누어 배치할 것인지 결정함이 바람직하다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 복수의 전극 배선(1)이 한 평면상에 모두 배치되도록 하지 않고, 층마다 나누어 배치되도록 함으로써, 복수의 전극 배선(1)이 차지하는 공간(폭)을 최소화하여 정전용량 터치 센서(1000)가 적용된 제품의 외관을 향상시킬 수 있다.
예시적으로, 구현할 수 있는 최소 배선 폭이 포토리스그라피 공정보다 큰 스크린 인쇄 방식에 의하더라도 본 발명을 이용하게 되면, 포토리소그라피 공정으로 구현할 수 있는 최소 배선 폭과 동일하거나 더 작은 수준의 최소 배선 폭을 확보할 수 있게 된다. 즉 미세 배선 기술에 본 발명을 적용하게 되면 미세 배선 기술만으로 최소화할 수 있는 배선 영역의 폭보다 더 좁은 배선 영역의 폭을 구현 할 수 있게 된다.
또한 이와 같이 복수의 전극 배선(1)이 차지하는 공간이 최소화되면, 복수의 전극 배선(1) 각각의 폭을 넓힐 수 있는 여유가 생기므로, 각 전극 배선의 폭을 보다 넓게 확보하여 배선의 전기적 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.
예시적으로, 도 1 내지 도 4를 참조하면 복수의 배선 그룹(11)(12)은 제1 배선 그룹(11)과 제2 배선 그룹(12)의 둘로 구성될 수 있다. 또한 복수의 배선 층(111)(121)은 제1 배선 그룹(11)과 대응되는 제1 배선 층(111)과 제2 배선 그룹(12)과 대응되고 제1 배선 층(111)의 상측에 형성되는 제2 배선 층(121)이 될 수 있다. 이하에서는 이와 같이 복수의 배선 그룹(11)(12)이 제1 배선 그룹(11)과 제2 배선 그룹(12)의 둘로 구성된 경우로 주로 예를 들어 설명하기로 한다.
또한 이러한 실시예에서, 복수의 전극 배선(1)은 제1 배선 그룹(11)과 제2 배선 그룹(12)에 동일하게 할당되거나, 제2 배선 그룹(12)보다 제1 배선 그룹(11)에 많이 할당될 수 있다. 상층보다는 하층에 전극 배선을 많이 배치하고자 한 것인데, 반드시 이렇게 배치되어야 하는 것은 아니다.
이와 같이 배선 그룹을 둘(11)(12)로만 나누더라도, 종래의 한 평면상에 복수의 전극 배선(1)을 모두 배치하는 경우보다 전극 배선의 배치 폭이 절반 가까이 줄어들 수 있고, 전극 배선의 배치 높이도 과도하게 증가되지 않으므로 바람직한 실시예가 될 수 있다.
예시적으로, 실버 전극 배선의 피치(pitch)가 200um(배선 폭 120um, 배선 간격 80um)이고 실버 전극 배선의 수가 10개라고 하면, 이를 종래와 같이 단순히 나란하게 배치하는 경우 배선 영역이 차지하는 폭은 1920um(120um x 10 + 80um x 9)가 된다. 하지만 본 전극 배선 구조(100)를 따라 배선 수가 10개 인 것을 5개 씩 둘로 분할하여 두 개의 배선 층으로 적층시키면, 920um(120um x 5 + 80um x 4)로 배선 영역이 차지하는 폭을 종래에 비하여 절반 이상 줄일 수 있다.
그러나 반드시 배선 그룹이 둘(11)(12)인 경우만이 바람직한 실시예인 것은 아니며, 배선 그룹 및 배선 층이 늘어날수록 배선 영역이 차지하는 폭을 더욱 줄일 수 있으므로, 정전용량 터치 센서(1000)가 사용되는 제품의 특성이나 적용되는 미세 배선 기술의 종류 등을 고려하여 배선 그룹의 수, 즉 복수의 전극 배선(1)이 적층되는 층수를 결정함이 바람직하다.
그리고 복수의 전극 배선(1)은 도 3 및 도 4의 (a)와 (b)의 실시예와 같이 각 배선 층마다 평면상에서 동일한 위치에 놓이도록 배치될 수도 있고, 도 3 및 도 4의 (c)와 (d)의 실시예와 같이 각 배선 층마다 평면상에서 엇갈리게 놓이도록 배치될 수도 있다. 이러한 복수의 전극 배선(1)의 각 배선 층마다의 배치 구조는 복수의 전극 배선(1)의 폭과 복수의 전극 배선(1) 간의 간격에 따라서 결정함이 바람직하다.
즉 도 3 및 도 4의 (a)와 (b)처럼 복수의 전극 배선(1) 자체의 폭은 넓고 복수의 전극 배선(1) 사이의 간격은 좁은 경우에는, 각 배선 층마다 엇갈리게 배치하더라도 평면상에서 보면 서로 오버랩(overlap)되기(겹치기) 쉬우므로 각 배선 층마다 동일한 위치에 배치하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 실시예를 평면상에서 나타낸 도면이 도 1 및 도 2이다. 즉 도 2를 참조하면, 제1 배선 그룹(11)과 제2 배선 그룹(12)은 복수의 전극 배선(1) 중 하나가 투명전극 패턴(300)과 연결되기 시작하면서부터는 평면상에서 서로 오버랩 되어, 위에서 보았을 때 제1 배선 층(111)에 배치된 제1 배선 그룹(11)은 제2 배선 층(121)에 배치된 제2 배선 그룹(11)에 가려 보이지 않게 된다.
반대로, 도 3 및 도 4의 (c)와 (d)처럼 복수의 전극 배선(1) 사이의 간격은 넓고 복수의 전극 배선(1) 자체의 폭은 좁은 경우에는, 각 배선 층마다 엇갈리게 배치하는 것이 평면상에서 보아도 서로 오버랩 되지 않아 복수의 전극 배선(1) 간의 거리가 더욱 멀어질 수 있어 절연이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있다. 즉 이러한 경우 복수의 전극 배선(1)은 복수의 배선 층(111)(121) 중 이웃하는 배선 층끼리 상하 방향으로 엇갈리도록 배치될 수 있다.
다시 말하면, 각 전극 배선의 폭과 각 전극 배선 사이의 간격에 있어서, 폭이 간격보다 넓을 수도 있고 폭이 간격보다 좁을 수도 있는데, 폭이 넓은 경우에는 각 배선 층마다의 전극 배선을 평면상에서 오버랩 되도록 적층하는 것이 유리할 수 있으며, 폭이 좁은 경우에는 각 배선 층마다의 전극 배선을 평면상에서 엇갈리게 적층하는 것이 유리할 수 있다.
또한 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전극 배선 구조(100)는 복수의 배선 층(111)(121)의 사이마다 형성되는 절연 층(2)을 더 포함할 수 있다. 복수의 전극 배선(1)은 전기적으로 서로 통전되지 않도록 구성되는 것이 바람직하므로, 각 배선 층의 사이마다 전류의 흐름을 차단할 수 있는 절연 층(2)을 둘 수 있다. 예시적으로 도 3 및 도 4의 (a)와 (c)를 참조하면, 제1 배선 층(111)과 제2 배선 층(121)의 사이에는 절연 층(2)이 형성되어 각 층 간의 전기적 연결을 차단하고 있다.
또한 절연 층(2)은 도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이 절연 층(2)의 상면이 평탄하게 되도록 각 배선 층을 완전히 덮을 수 있다. 예시적으로 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 배선 층(111)과 제2 배선 층(121)의 사이에 있는 절연 층(2)은 제1 배선 층(111)에 배치된 전극 배선을 완전히 덮고 상면은 연속적으로 평탄하게 되어 있다. 그리고 이렇게 연속적으로 평탄하게 되어 있는 절연 층(2)의 상면에 제2 배선 층(121)의 전극 배선이 자유롭게 배치될 수 있도록 구성되어 있다.
하지만 절연 층(2)의 상면을 앞서 살핀 바와 같이 연속적으로 평탄하게 하지 않고, 각 배선 층 사이의 전극 배선끼리 절연이 가능한 정도로만 형성되도록 할 수도 있으며, 이는 복수의 전극 배선(1)의 폭이나 복수의 전극 배선 사이의 간격에 따라 결정함이 바람직하다. 즉 절연 층(2)은 각 배선 층의 전극 배선끼리 절연될 수 있는 정도로만 형성될 수도 있고, 전극 배선이 형성될 수 있는 영역에 전체에 걸쳐 넓게 형성될 수도 있다.
또한 절연 층(2)은 복수의 배선 층(111)(121) 중 최상층(121)의 상측에도 형성될 수 있다. 즉 절연 층(2) 위에 최종적으로 적층된 배선 층의 경우에는 그 상측에 절연 층(2)을 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있다. 예시적으로 도 3 및 도 4의 (a)와 (c)의 경우에는 복수의 배선 층(111)(121) 중 최상층인 제2 배선 층(121)의 상측에는 절연 층(2)이 형성되어 있지 않다. 하지만 도 3 및 도 4의 (b)와 (d)의 경우에는 복수의 배선 층(111)(121) 중 최상층인 제2 배선 층(121)의 상측에도 절연 층(2)이 형성되어 있다.
그리고 복수의 배선 층(111)(121) 중 동일한 배선 층에 포함되는 복수의 전극 배선은 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 각 배선 층 사이의 전기적 연결도 차단(절연)되어야 하지만, 같은 배선 층에 배치되어 있는 전극 배선 사이의 전기적 연결도 차단되어야 하기 때문이다. 또한 도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이, 동일한 배선 층에 포함되는 복수의 전극 배선 사이의 이격된 공간에는 앞서 살핀 절연 층(2)이 형성되어 있을 수 있다.
여기서, 복수의 배선 층(111)(121) 중 최상층의 상측에도 절연 층(2)을 둘 것인지의 여부나 동일한 배선 층에 포함되는 복수의 전극 배선 사이의 이격된 공간에도 절연 층(2)이 형성되어 있도록 할 것인지의 여부는 여러 가지 요인을 고려하여 결정하여야 할 것이지만, 특히 절연 층(2)이 전극 배선을 덮어 감싸게 되면 전극이 외부로 노출되지 않아 전극의 산화가 방지되는 효과가 있을 수 있다.
또한 복수의 배선 층(111)(121) 중 동일한 배선 층에 포함되는 복수의 전극 배선은 투명전극 패턴(300)과 가까운 전극 배선부터 순차적으로 투명전극 패턴(300)에 연결될 수 있다.
예시적으로 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 배선 그룹(11)에 포함되는 전극 배선 중 가장 좌측에 있는 전극 배선이 투명전극 패턴(300)에 가장 가까우므로 가장 먼저 투명전극 패턴(300)에 연결된다. 또한 제2 배선 그룹(12)에 포함되는 전극 배선 중 가장 좌측에 있는 전극 배선이 제2 배선 그룹(12) 내에서는 투명전극 패턴(300)에 가장 가까우므로 제2 배선 그룹(12) 내에서는 가장 먼저 투명전극 패턴(300)에 연결된다. 만약 투명전극 패턴(300)으로부터 가장 멀리 배치된 전극 배선부터 투명전극 패턴(300)에 연결하게 되면, 이보다 투명전극 패턴(300)에 가깝게 배치되어 있는 전극 배선들을 지나가야 하므로 절연성에 문제가 생길 수 있기 때문이다.
이와 같이 투명전극 패턴(300)과 가까운 전극 배선부터 투명전극 패턴(300)에 먼저 연결되도록 함으로써, 전극 배선끼리 교차되지 않도록 하여 절연성에 문제가 생기는 것을 방지할 수 있다.
한편, 이하에서는 이러한 본 전극 배선 구조(100)를 이용한 본 발명의 한 실시예에 따른 정전용량 터치 센서(1000)에 관하여 살핀다. 또한 도 1 내지 도 4는 본 전극 배선 구조(100)가 적용된 정전용량 터치 센서(1000)에 관한 도면이므로 이를 참조하여 설명한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 정전용량 터치 센서(1000)는 기판(200), 기판(200)의 일면에 형성되는 투명전극 패턴(300), 그리고 투명전극 패턴(300)에 전기적으로 연결되는 복수의 전극 배선(1)을 포함하되, 복수의 전극 배선(1)은 복수의 배선 그룹(11)(12)으로 할당되고, 복수의 배선 그룹(11)(12)은 전기적으로 절연된 상태로 기판(200) 상에 순차적으로 적층되어 복수의 배선 층(111)(121)을 형성한다. 이러한 복수의 배선 층(111)(121)을 형성하는 복수의 전극 배선(1)의 구조는 앞서 살핀 본 전극 배선 구조(100)와 동일한 기술적 특징을 가지므로 이를 참조한다.
여기서, 기판(200)은 일반적으로 정전용량 센서 기판일 수 있다. 다만 윈도우 일체형 정전용량 터치 센서의 경우라면 기판(200)은 윈도우 기판이 될 수 있다. 즉 도 3의 실시예에서의 기판(200)은 정전용량 센서 기판일 수 있고, 도 4의 실시예에서의 기판(200)은 윈도우 기판일 수 있다.
또한 일반적인 정전용량 터치 센서의 경우에는 도 3에 나타난 바와 같이 정전용량 센서 기판인 기판(200)의 상면에 투명전극 패턴(300) 및 복수의 전극 배선(1)이 형성되고, 그 위에 투명점착제(투명접착제) 등을 통해 윈도우 기판이 결합됨으로써 정전용량 터치 패널이 완성되므로, 이 경우에는 본 정전용량 터치 센서(1000)를 형성하는데 있어서 별도의 보호 기판은 필요하지 않다.
다만 윈도우 일체형 정전용량 터치 센서의 경우에는 도 4에 나타난 바와 같이 윈도우 기판인 기판(200)의 하면에 투명전극 패턴(300) 및 복수의 전극 배선(1)이 형성되므로, 그 아래에 이러한 구성들을 보호하기 위한 보호 기판이 투명점착제 등을 통해 추가적으로 결합되어야 본 정전용량 터치 센서(1000)가 형성될 수 있다. 즉 윈도우 일체형 정전용량 터치 센서의 실시예에 있어서, 본 정전용량 터치 센서(1000)는 기판(200)의 아래에 배치되는 보호 기판, 그리고 투명전극 패턴(300)과 보호 기판 사이에 형성되는 투명접착층을 더 포함할 수 있다. 한편, 이러한 보호 기판을 이용하는 방법 이외에도, 인쇄 또는 증착 기술을 이용하여 보호층이 형성되도록 함으로써 윈도우 일체형 정전용량 터치 센서의 구성들을 보호할 수 있다.
참고로, 기판(200)이 윈도우 기판인 도 4에서 도면 부호 210은 윈도우 기판의 외곽 영역에 인쇄되는 디자인층(210)(또는 윈도우 인쇄부)을 나타내는 도면 부호일 수 있다. 여기에서 디자인층(210)은 윈도우 기판인 기판(200)에 포함되는 구성으로 보며, 윈도우 기판인 기판(200)의 하면의 외곽 모서리를 따라 일정한 폭을 가지는 사각형 띠 형상으로 형성될 수 있다. 디자인층(210)은 불투명한 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들어 비전도성의 불투명 재질을 실크 스크린 등의 방법으로 인쇄하거나 증착하여 형성될 수 있다. 이러한 디자인층(210)은 해당 제품의 브랜드가 인쇄되는 영역으로 활용되기도 하고, 불투명한 재질로 형성되어 그 아래에 형성되어 있는 복수의 전극 배선(1) 등을 숨기는 기능을 수행할 수 있으며, 윈도우 인쇄층 또는 장식층이라고 불리기도 한다.
그리고 투명전극 패턴(300)은 인듐주석산화물(ITO, indume tin oxide), 인듐아연산화물(IZO, indume zinc oxide), 아연산화물(ZnO) 등을 기판(200) 상에 스퍼터링하거나 증착하여 형성될 수 있다. 또한 투명전극 패턴(300)은 기판(200)의 상면 또는 하면에 형성될 수 있다. 도 3의 실시예는 투명전극 패턴(300)이 기판(200)의 상면에 형성되는 경우이고, 도 4의 실시예는 투명전극 패턴(300)이 기판(200)의 하면에 형성되는 경우이다.
참고로, 투명전극 패턴(300)은 서로 직교하는 방향으로 각각 연장되어 형성되는 두 가지 패턴을 포함할 수 있으며, 이러한 패턴의 형태 및 연장되는 방향은 도면에 도시된 것에 한정되지 않으며 다양하게 변경될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
본 발명은 정전용량 터치 센서에 관한 것으로 각종 전자 기기의 입력 장치에 적용될 수 있어 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (8)

  1. 정전용량 터치 센서의 기판에 형성된 투명전극 패턴에 연결되는 복수의 전극 배선을 포함하되,
    상기 복수의 전극 배선은 복수의 배선 그룹으로 할당되고,
    상기 복수의 배선 그룹은 전기적으로 절연된 상태로 상기 기판 상에 순차적으로 적층되어 복수의 배선 층을 형성하는 전극 배선 구조.
  2. 제1항에서,
    상기 복수의 배선 층의 사이마다 형성되는 절연 층을 더 포함하는 전극 배선 구조.
  3. 제2항에서,
    상기 절연 층은 상기 복수의 배선 층 중 최상층의 상측에도 형성되는 전극 배선 구조.
  4. 제1항에서,
    상기 복수의 전극 배선은 상기 복수의 배선 층 중 이웃하는 배선 층끼리 상하 방향으로 엇갈리도록 배치되는 전극 배선 구조.
  5. 기판,
    상기 기판의 일면에 형성되는 투명전극 패턴, 그리고
    상기 투명전극 패턴에 전기적으로 연결되는 복수의 전극 배선을 포함하되,
    상기 복수의 전극 배선은 복수의 배선 그룹으로 할당되고,
    상기 복수의 배선 그룹은 전기적으로 절연된 상태로 상기 기판 상에 순차적으로 적층되어 복수의 배선 층을 형성하는 정전용량 터치 센서.
  6. 제5항에서,
    상기 복수의 배선 층의 사이마다 형성되는 절연 층을 더 포함하는 정전용량 터치 센서.
  7. 제6항에서,
    상기 절연 층은 상기 복수의 배선 층 중 최상층의 상측에도 형성되는 정전용량 터치 센서.
  8. 제5항에서,
    상기 복수의 전극 배선은 상기 복수의 배선 층 중 이웃하는 배선 층끼리 상하 방향으로 엇갈리도록 배치되는 정전용량 터치 센서.
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