JP2012064189A - 抵抗膜式タッチスクリーン - Google Patents

Abstract

【課題】ウインドーの下面に遮蔽膜が形成される場合、光学接着剤層が過度な厚さを有することによって発生する弾性力を抑制するために、弾性力を緩和させる弾性抑制層を含む抵抗膜式タッチスクリーンを提案する。
【解決手段】本発明に係る抵抗膜式タッチスクリーンは、画像が通過する活性領域に下部電極パターンが形成された下部基板、前記下部電極パターンと対向するように上部電極パターンが形成された上部基板及び外圧によって前記下部電極パターンに前記上部電極パターンが接触するように、前記下部基板と前記上部基板を離隔させるスペーサーを含んで構成された抵抗膜式タッチパネル、及び前記抵抗膜式タッチパネルの上側に光学接着剤によって結合され、下面の外側領域に遮蔽膜が形成され、遮蔽膜の内側領域に弾性抑制層が形成されたウインドーを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は抵抗膜式タッチスクリーンに関する。

移動通信技術の発達につれて、携帯電話、ＰＤＡ、ナビゲーションのような端末機は単純な文字情報の表示手段からさらに進んで、オーディオ、動画像、無線インターネットウェブブラウザーなどのようなより多様で複雑なマルチメディアの提供手段に、その機能が拡大されている。最近、制限された端末機の大きさ内でより大きいディスプレー画面の具現が求められていて、タッチスクリーンを適用したディスプレー方式がさらに脚光を浴びている。このようなタッチスクリーンは、スクリーンと座標入力手段を統合することにより、従来のキー入力方式に比べて空間を節約することができるという利点がある。

現在、多く採用されているタッチスクリーンの形態は大きく二つの方式に分類される。

まず、静電容量式タッチスクリーンは、第１方向性を有する第１電極パターンが形成された上部基板と、第２方向性を有する第２電極パターンが形成された下部基板が互いに離隔されて、第１電極パターンと第２電極パターンが接触されないように絶縁体が挿入される。

このような静電容量式タッチスクリーンは、入力手段がタッチスクリーンに接触することによって第１電極パターンと第２電極パターンで発生する静電容量の変化を測定して接触点の座標を算出する。

また、抵抗膜式タッチスクリーンは、上部抵抗膜が形成された上部基板と下部抵抗膜が形成された下部基板がスペーサーによって離隔されていて、外圧によって互いに接触されることができるように配置された形態である。上部抵抗膜が形成されている上部基板が指、ペンなどの入力手段によって押されると上／下部抵抗膜が通電され、その位置の抵抗値の変化による電圧変化を制御部で認知することにより接触座標を認識する方式である。

このような抵抗膜式タッチスクリーンは、上部基板上にウインドーを構成することが一般的である。これは、タッチスクリーンが表示装置に結合されて用いられるため、一定の強度を有するウインドーを結合してタッチスクリーンを保護するためである。

また、抵抗膜式タッチスクリーンは、不透明な物質で構成された電極配線が外部で認識されることができないように、遮蔽膜がウインドーの下面に形成される。そして、遮蔽膜が形成されたウインドーを光学接着剤を用いて抵抗膜式タッチスクリーンに結合する。

この際、光学接着剤（ＯＣＡ）は透明な樹脂接着剤であり、外部の衝撃を緩和させる弾性力を有する。これにより、光学接着剤が一定の厚さ以上を有する場合、幾つかの問題点が発生する。即ち、外圧によって上部基板に撓みが発生することにより、上部抵抗膜と下部抵抗膜が接触して、通電が誘導されなければならないが、光学接着剤が一定の厚さ以上を有する場合、外部圧力が発生したというタッチ信号を発生させるために過度な圧力荷重が要求されて、タッチスクリーンのタッチ感度が落ちるという問題点（使用者が外部圧力を与えても圧力荷重が低くてタッチ信号が発生しない）が発生する。これにより、使用者は数回以上ウインドーをタッチしなければならない煩わしさが発生する。

遮蔽膜がウインドーの下面に形成される場合、遮蔽膜の厚さによって光学接着剤の厚さはさらに増加し、上述の問題点はさらに顕著となるため、これを改善するための研究が行われている。

本発明は上述のような問題点を解決するために導き出されたものであり、ウインドーの下面に遮蔽膜が形成される場合、光学接着剤層が過度な厚さを有することによって発生する弾性力を抑制するために、弾性力を緩和させる弾性抑制層を含む抵抗膜式タッチスクリーンを提案することを目的とする。

本発明は抵抗膜式タッチスクリーンに関し、画像が通過する活性領域に下部電極パターンが形成された下部基板、前記下部電極パターンと対向するように上部電極パターンが形成された上部基板及び外圧によって前記下部電極パターンに前記上部電極パターンが接触するように、前記下部基板と前記上部基板を離隔させるスペーサーを含んで構成された抵抗膜式タッチパネル、及び前記抵抗膜式タッチパネルの上側に光学接着剤によって結合され、下面の外側領域に遮蔽膜が形成され、遮蔽膜の内側領域に弾性抑制層が形成されたウインドーを含む。

また、本発明は前記上部電極パターン及び前記下部電極パターンは導電性高分子で構成されたことを特徴とする。

また、本発明は前記導電性高分子が、ポリチオフェン系、ポリピロール系、ポリアニリン系、ポリアセチレン系、ポリフェニレン系のうち何れか一つであることを特徴とする。

また、本発明は前記弾性抑制層がアクリル系樹脂で構成されたことを特徴とする。

また、本発明は前記弾性抑制層の厚さは前記遮蔽膜の厚さに対応することを特徴とする。

本発明の特徴及び利点は添付図面に基づいた以下の詳細な説明によってさらに明らかになるであろう。

本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。

本発明による抵抗膜式タッチスクリーンは、ウインドーの下面に形成された遮蔽膜の内側領域に弾性抑制層を形成して光学接着剤の厚さを減少させることにより、ウインドーから上部基板への外圧伝達率を高めて圧力荷重を減少させて、タッチ感度を向上させることができる。

特に、電極パターンが導電性高分子で構成された抵抗膜式タッチスクリーンは、従来の伝導性物質で構成された電極パターンが採用された抵抗膜式タッチスクリーンより強い圧力荷重が要求されるが、弾性抑制層を採用することによって圧力荷重を減少させることができる。

本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は添付図面に係わる以下の詳細な説明および好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、本発明の説明において、係わる公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要にぼかす可能性があると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。

図１は本発明の好ましい実施例による抵抗膜式タッチスクリーンの断面図であり、図２は図１に採用される抵抗膜式タッチパネルの構成を説明するために図示した分解斜視図であり、図３は図１に採用されるまた他の抵抗膜式タッチパネルの構成を説明するために図示した分解斜視図である。以下、これを参照して本実施例による抵抗膜式タッチスクリーン（以下、タッチスクリーン）を説明する。

本実施例によるタッチスクリーンは、図１に図示されたように、抵抗膜式タッチパネル１００、抵抗膜式タッチパネルの上側に光学接着剤３００によって結合され、下面の外側領域に遮蔽膜２１０が形成され、遮蔽膜の内側領域に弾性抑制層２２０が形成されたウインドー２００を含む。

まず、図２及び図３を参照して本発明に採用されることができる抵抗膜式タッチパネル１００を説明する。

図２は通常的なアナログ抵抗膜式タッチパネルを図示している。このようなアナログ抵抗膜式タッチパネル１００は、画像が通過する活性領域に下部電極パターンが形成された下部基板、下部電極パターンと対向するように上部電極パターンが形成された上部基板及び外圧によって下部電極パターンに上部電極パターンが接触するように、下部基板と上部基板を離隔させるスペーサーを含んで構成される。

下部基板１１０と上部基板１４０は透明な部材であり、フィルム基板が用いられることができ、このフィルム基板は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）、スチレン重合体などで構成されることができ、特に限定されない。

上部基板１４０はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が採用されることが一般的であり、下部基板１１０は必要によってガラス基板が採用されることができる。

そして、下部基板１１０の上面と上部基板１４０の下面には、夫々下部電極パターン１２０と上部電極パターン１５０が対向するように形成される。

このような電極パターン１２０、１５０は表示装置で生成した画像が通過する活性領域に形成され、アナログ抵抗膜式タッチパネル１００の場合、電極パターンは膜状を有する。

そして、電極パターン１２０、１５０は金属酸化物（代表的にＩＴＯ）のような透明な伝導性物質で形成される。また、柔軟性が優れ、製造単価が安い導電性高分子が採用されることができる。導電性高分子は有機系化合物で、ポリチオフェン系、ポリピロール系、ポリアニリン系、ポリアセチレン系、ポリフェニレン系などが採用されることができ、特にポリチオフェン系のうちでもＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ化合物の場合がもっとも好ましく、前記有機系化合物のうち１種以上を混合して用いることができる。また、カーボンナノチューブなどをさらに混合すると、導電性を高めることができる。

そして、下部基板１１０と上部基板１４０の非活性領域には、電極パターン１２０、１５０と連結された電極配線１３０、１６０が形成される。このような電極配線１３０、１６０は抵抗が低い金属（特に、銀ペースト）で構成されて、下部電極配線１３０と上部電極配線１６０は互いに直交する方向性を有する。図２に図示されたように、４線式タッチパネルの場合、下部電極配線１３０はＸ方向で膜状の電極パターン１２０と通電され、上部電極配線１６０はＹ方向で膜状の電極パターン１５０と通電されて、外部接触による電圧変化を制御部に伝達する。

また、スペーサー１７０は、外圧によって上部基板１４０に撓みが発生して上部電極パターン１５０が下部電極パターン１２０に接触することができるように、開口部が形成された形状を有する。このようなスペーサー１７０は両面接着シートで構成されることができる。そして、図２に図示されていないが、タッチパネルの誤作動を防止するために、エポキシ、アクリル樹脂など絶縁性合成樹脂からなったドットスペーサー（ｄｏｔ ｓｐａｃｅｒ）をさらに含むことができる。

図３にはデジタル抵抗膜式タッチパネルを図示している。デジタル抵抗膜式タッチパネル１００’は、アナログ抵抗膜式タッチパネル１００が膜状の電極パターン１２０、１５０を含むことと異なって、パターニングされた複数の電極パターン１２０’、１５０’を含む。これにより、電極配線１３０’、１６０’の数も増加する。

このようなデジタル抵抗膜式タッチパネル１００’は、複数の電極パターンを含んで多点がタッチされた場合、電極パターン夫々で変化される電圧変化を測定して座標情報を獲得することができる長所がある。このようなデジタル抵抗膜式タッチパネル１００’の座標情報の獲得方法は公知された技術であるため、詳細な説明は省略する。

一方、図３に図示された電極パターンはバー形状を有しているが、これは一つの例示に過ぎず、他の形状に変形されて実施されることができる。

また、図１を参照してタッチパネル１００の上側に形成されたウインドー２００に対して説明する。

ウインドー２００はタッチパネル１００を保護し、入力手段が接触する接触面を提供する。このようなウインドー２００は、耐久性及び透明性が優れるフィルム基板（特に、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ））またはガラス基板（特に、強化ガラス）が採用されることができる。

ウインドー２００の下面の外側領域には遮蔽膜２１０が形成される。電極配線１３０、１５０が銀ペーストのような金属で構成される場合、外部で電極配線１３０、１５０が認識される可能性があるため、これを防止するために遮蔽膜２１０が形成される。このような遮蔽膜２１０は例えば、ブラックインクのように明度の低いインクをウインドー２００の下面の外側領域に印刷することによって形成されることができる。

下面の外側領域に遮蔽膜２１０が形成されたウインドー２００は、光学接着剤によってタッチパネルの上部基板１４０と結合される。この際、ウインドー２００の外側領域は表示装置で生成した画像が通過しない非活性領域である。

この際、光学接着剤３００を採用することにより発生する過度な弾性力の発生を防止するために、遮蔽膜２１０の内側領域に弾性抑制層２２０が形成される。

通常的に光学接着剤３００は２５μmから３５μmの厚さを有することが好ましい。これより厚さが小さいと接着力が落ちて、厚さが大きいと過度な弾性力が発生して、多い量の圧力荷重を吸収する。一方、遮蔽膜２１０はブラックインクを用いて印刷方式によって形成されても、８μmから１２μmの厚さを有する。

従来のタッチパネル１００とウインドー２００の結合方式によって光学接着剤３００のみを用いる場合、ウインドー２００の下面に形成された遮蔽膜２１０によって光学接着剤３００は外側が段差の形状を有する。

従って、遮蔽膜２１０が形成された外側領域はウインドー２００から上部基板１４０の上面まで３３μmから４７μmの範囲の厚さを有し（８μmから１２μmの厚さを有する遮蔽膜２１０と２５μmから３５μmの厚さを有する光学接着剤３００を含む）、内側領域には３３μmから４７μmの範囲の厚さが全て光学接着剤３００で満たされる。

これにより、下部電極パターン１２０と上部電極パターン１５０の接触が発生する内側領域に形成された光学接着剤３００の厚さは、２５μmから３５μmの範囲を超えて、多い量の外圧を吸収する。従って、タッチ信号を発生するためにはさらに強い圧力荷重が要求される。例えば、２５μmから３５μmの範囲で６の圧力荷重が要求されたとすると、３３μmから４７μmの範囲では８の圧力荷重が要求される。これは、２の圧力荷重が増加された光学接着剤によって吸収されたということを意味する。

本発明は上述の問題点を解決するために遮蔽膜２１０の内側領域に弾性抑制層２２０を形成して、内側領域に形成された光学接着剤３００の厚さを減少させる。弾性抑制層２２０は圧力荷重を吸収せずに上部基板１４０に伝達するため、低い圧力荷重でもタッチ信号を発生させることができる。

このような弾性抑制層２２０は、光学接着剤３００より弾性力が低く、透明な物質で構成されて、ウインドー２００の下面にスクリーン印刷方式によって形成される。

弾性抑制層２２０は前記条件を満足する様々な物質からなることができるが、アクリル系樹脂で構成されることが好ましい。アクリル系樹脂は光透過性が優れて、取り扱いが容易であるため、弾性抑制層２２０の厚さを調節することが容易であるという長所がある。

弾性抑制層２２０を形成することにより発生する効果は、電極パターン１２０、１５０が導電性高分子で構成される場合さらに明確になる。導電性高分子はＩＴＯのような金属酸化物より強い圧力荷重が印加された場合にタッチ信号を発生する特徴を有する。

例えば、ＩＴＯで電極パターンを構成した場合、２５μmから３５μmの範囲で６の圧力荷重が要求されたとすると、導電性高分子で電極パターンを構成した場合は８の圧力荷重が要求される。従って、弾性抑制層２２０が形成されずに光学接着剤３００が３３μmから４７μmの範囲を有する場合、約１０の圧力荷重が要求されて、タッチ信号を発生するための圧力荷重の絶対値がさらに増加する。

光学接着剤３００の厚さに関わらずに圧力荷重が増加する導電性高分子の場合、圧力荷重を最小化するために弾性抑制層２２０が必須である。

この際、さらに好ましいタッチスクリーンを形成するために、弾性抑制層２２０の厚さは遮蔽膜２１０の厚さに対応することが好ましい。これにより、弾性抑制層２２０と遮蔽膜２１０は平坦面を提供するようになり、光学接着剤３００は均一な厚さを有するように形成されることができる。

一方、本発明は上述の実施例に限定されず、本発明の思想及び範囲を外れずに多様に修正及び変形が出来るということは当技術分野で通常の知識を有する者には明白である。従って、このような変形例または修正例は本発明の特許請求範囲に属するというべきであろう。

本発明の好ましい実施例による抵抗膜式タッチスクリーンの断面図である。 図１に採用される抵抗膜式タッチパネルの構成を説明するために図示した分解斜視図である。 図１に採用されるまた他の抵抗膜式タッチパネルの構成を説明するために図示した分解斜視図である。

１００、１００' 抵抗膜式タッチパネル １１０ 下部基板
１２０、１２０' 下部電極パターン
１３０、１３０' 下部電極配線
１４０ 上部基板
１５０、１５０' 上部電極パターン
１６０、１６０' 上部電極配線
１７０ スペーサー
２００ ウインドー
２１０ 遮蔽膜
２２０ 弾性抑制層
３００ 光学接着剤

Claims (5)

1. 画像が通過する活性領域に下部電極パターンが形成された下部基板、前記下部電極パターンと対向するように上部電極パターンが形成された上部基板、及び外圧によって前記下部電極パターンに前記上部電極パターンが接触するように、前記下部基板と前記上部基板を離隔させるスペーサーを含んで構成された抵抗膜式タッチパネル；及び
   前記抵抗膜式タッチパネルの上側に光学接着剤によって結合され、下面の外側領域に遮蔽膜が形成され、遮蔽膜の内側領域に弾性抑制層が形成されたウインドー；
   を含む抵抗膜式タッチスクリーン。
2. 前記上部電極パターン及び前記下部電極パターンは導電性高分子で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の抵抗膜式タッチスクリーン。
3. 前記導電性高分子は、ポリチオフェン系、ポリピロール系、ポリアニリン系、ポリアセチレン系、ポリフェニレン系のうち何れか一つであることを特徴とする請求項１に記載の抵抗膜式タッチスクリーン。
4. 前記弾性抑制層はアクリル系樹脂で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の抵抗膜式タッチスクリーン。
5. 前記弾性抑制層の厚さは前記遮蔽膜の厚さに対応することを特徴とする請求項１に記載の抵抗膜式タッチスクリーン。

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