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KR200476809Y1 - 터치 전극 장치 - Google Patents

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KR200476809Y1 KR20130005479U KR20130005479U KR200476809Y1 KR 200476809 Y1 KR200476809 Y1 KR 200476809Y1 KR 20130005479 U KR20130005479 U KR 20130005479U KR 20130005479 U KR20130005479 U KR 20130005479U KR 200476809 Y1 KR200476809 Y1 KR 200476809Y1
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Abstract

본 고안의 터치 전극 장치는 기판 및 기판의 표면에 설치된 하나 이상의 투명 전극층을 포함한다. 그 중, 투명 전극층은 복수의 금속 나노 와이어를 포함한다.

Description

터치 전극 장치{TOUCH ELECTRODE DEVICE}
본 고안은 터치 전극 장치에 관한 것으로, 특히 금속 나노 와이어를 포함하는 가요성 터치 전극 장치에 관한 것이다.
터치 디스플레이는 감지기술과 디스플레이 기술이 결합하여 형성된 일종의 입력/출력 장치이며, 휴대용 또는 핸드헬드(handheld)용 전자장치와 같은 전자제품에 보편적으로 사용되고 있다.
정전용량식의 터치 패널이 일반적인 터치 패널로서, 정전용량 결합(Capacitive Coupling) 효과에 의해 터치 위치를 감지한다. 손가락으로 정전용량식 터치 패널의 표면을 터치하면, 해당 위치의 정전용량이 변하게 되고 이에 의해 터치 위치를 감지한다.
도 1a는 종래의 터치 패널의 저면도이며, 도 1b는 도 1a의 단면선 1B-1B'에 따른 단면도이다. 그중, 제1 전극(12)은 기판(10)의 상부 표면에 형성되고, 제2 전극(14)은 기판(10)의 하부 표면에 형성된다. 상기 제1 전극(12)과 제2 전극(14)은 실질적으로 서로 직교할 수 있다.
상기 종래 터치 패널의 제1 전극(12) 및 제2 전극(14)은 일반적으로 산화인듐주석(ITO)을 투명 도전 재료로 사용한다. ITO를 형성함에 있어 복잡한 공정이 필요할 뿐만 아니라, 또한 ITO 재료가 만곡될 때, 꺾이어 도전할 수 없게 되므로, 가요성 터치 패널을 제조하는데 사용할 수 없다.
종래 터치 패널이 복잡한 공정을 필요로 하거나 또는 가요성 터치 패널을 사용할 수 없는 점을 감안하여, 종래의 터치 패널의 단점을 개선한 신규 터치 전극 장치가 매우 필요하다.
상기 내용을 감안하여, 본 고안의 실시예는 가요성 터치 전극 장치를 형성하는데 사용되거나 또는 노광 및 현상을 직접 진행하여 공정 단계를 간소화시킬 수 있는 터치 전극 장치를 제공한다.
본 고안의 실시예에 따르면, 터치 전극 장치는 기판 및 하나 이상의 투명 전극층을 포함한다. 투명 전극층은 기판의 상면에 직접 또는 간접적으로 설치되고, 투명 전극층은 복수의 금속 나노 와이어를 포함한다.
본 고안에 의하면, 가요성 터치 전극 장치를 형성하는데 사용되거나 또는 노광 및 현상을 직접 진행하여 공정 단계를 간소화할 수 있다.
도 1a는 종래의 터치 패널을 나타낸 저면도이다.
도 1b는 도 1a에서 단면선 1B-1B'에 따른 단면도이다.
도 2a는 본 고안의 실시예에 따른 터치 전극 장치를 나타낸 저면도이다.
도 2b는 도 2a에서 단면선 2-2'에 따른 단면도이다.
도 2c는 다른 변화된 터치 전극 장치의 단면구조이다.
도 3a는 본 고안의 다른 일 실시예에 따른 터치 전극 장치를 나타낸 저면도이다.
도 3b는 도 3a에서 단면선 3-3'에 따른 단면도이다.
도 4a는 본 고안의 또 다른 일 실시예인 터치 전극 장치를 나타낸 저면도이다.
도 4b는 도 4a에서 단면선 4-4'에 따른 단면도이다.
도 5a ~ 도 5b는 본 실시예를 터치 디스플레이에 응용한 단면도이다.
도 6은 본 실시예를 터치 패널에 응용한 단면도이다.
도 2a는 본 고안의 실시예에 따른 터치 전극 장치(200)를 나타낸 저면도이며, 도 2b는 도 2a에서 단면선 2-2'에 따른 단면도이며, 도면에 실시예와 관련된 구성소자만 나타냈다. 본 실시예의 터치 전극 장치(200)는 주로 기판(21) 및 하나 이상의 투명 전극층(22)을 포함하며, 그중 투명 전극층(22)은 기판(21)의 표면(예를 들면 상부 표면)에 직접적으로 설치될 수 있다. 본 실시예의 특징 중 하나에 따르면, 투명 전극층(22) 내에 은 와이어와 같은 복수의 금속 나노 와이어(metal nanowire)를 포함하고, 그 내경은 나노등급(즉, 수 나노미터 내지 수백 나노미터 사이)이다. 금속 나노 와이어는 플라스틱 재료(예를 들면 수지)에 의해 투명 전극층(22) 내에 고정되어 있다. 금속 나노 와이어는 매우 가늘어서, 육안으로는 관찰 할 수 없다. 따라서 금속 나노 와이어로 구성된 투명 전극층(22)의 광 투과성이 매우 우수하고 또한 터치 전극 장치(200)의 전체 두께도 줄일 수 있다. 상기 금속 나노 와이어는 평면 분포를 이루고 있으므로, 금속 나노 와이어로 구성된 투명 전극층(22)의 도전성은 평면의 각 방향에서 대체로 동일하다.
본 실시예의 다른 특징에 따르면, 투명 전극층(22)은 감광성(photosensitive) 재료(예를 들면 아크릴)도 포함할 수 있으며, 노광 및 현상 공정에 의해 원하는 전극 패턴(pattern)을 형성할 수 있다. 종래의 ITO를 사용하여 전극층을 형성하는 공정에 비하면, 본 실시예의 투명 전극층(22)은 노광 및 현상하는 공정을 직접 진행할 수 있으므로, 제조 공정을 간소화시켜 원가를 줄일 수 있다.
상기 본 실시예의 모든 특징에 따르면, 일 실시예에서, 금속 나노 와이어 및 감광성 재료를 포함하는 투명 전극층(22)을 사전에 제조하여 준비할 수 있다. 터치 전극 장치(200)를 제조할 때, 사전에 준비한 투명 전극층(22)으로 기판(21)의 표면을 커버하여 노광 및 현상을 직접 진행하면, 원하는 형상의 투명 전극층(22)을 형성할 수 있다.
본 실시예에서, 기판(21)은 폴리에스터(polyester)와 같은 가요성 재료를 포함할 수 있다. 금속 나노 와이어는 매우 가늘어서, 가요성 기판(21)과 결합할 경우 가요성 터치 전극 장치(200)을 형성할 수 있다. 반대로, 종래기술에서 ITO를 투명 도전 재료로 사용하는데, ITO가 쉽게 파열되므로 가요성 터치 전극 장치를 형성하기 비교적 어렵고 가요성은 본 실시예(금속 나노 와이어를 포함)의 투명 도전층(22) 보다 훨씬 낮다.
도 2c는 다른 종류의 변화된 터치 전극 장치(200)의 단면구조를 나타내며, 기판(21)과 투명 도전층(22) 사이에 설치된 절연층(23)을 더 포함하므로, 투명 도전층(22)이 기판(21)의 표면에 간접적으로 설치되게 한다. 일 실시예에서, 절연층(23) 또한 감광성 재료를 포함할 수 있으며, 노광 및 현상하는 공정에 의해 투명 전극층(22)과 함께 기판(21) 상에 원하는 패턴을 형성한다.
도 2b 및 도 2c에 도시된 터치 전극 장치(200)는 단면단층의 구조이며, 즉 기판(21)의 단일 표면에 단일 투명 도전층(22)이 설치되어 있다. 그러나, 본 실시예 또한 단면 이층 구조 또는 양면 구조와 같은 다른 구조를 사용할 수 있다. 도 3a는 단면 이층 구조의 터치 전극 장치(300)를 나타낸 저면도이고, 도 3b는 도 3a의 단면선 3-3'에 따른 단면도를 나타낸다. 그중, 제1 투명 도전층(22A)과 제2 투명 전극층(22B)은 기판(21)의 동일 표면에 차례대로 설치되고, 제1 투명 전극층(22A)과 제2 투명 전극층(22B) 사이는 절연층(23)을 통해 전기적으로 격리되어 있다. 상기 제1 투명 도전층(22A)/제2 투명 도전층(22B)은 금속 나노 와이어가 포함된 재료를 사용할 수 있으며, 또한 일부 투명 도전층(22A/22B)은 다른 재료(예를 들면 ITO)를 사용할 수 있다.
도 4a는 양면 구조의 터치 전극 장치(400)를 나타낸 저면도이며, 도 4b는 도 4a에서 단면선 4-4'에 따른 단면도이다. 그중, 제1 투명 전극층(22A)과 제2 투명 전극층(22B)은 각각 기판(21)의 서로 대향하는 표면에 설치된다. 상기 제1 투명 전극층(22A)/제2 투명 전극층(22B)은 금속 나노 와이어가 포함된 재료를 사용할 수 있으며, 또한 일부의 투명 전극층(22A/22B)은 다른 재료(예를 들면 ITO)를 사용할 수 있다.
종래의 터치 전극과 비교하면, 상기 실시예의 터치 전극 장치(200/300/400)는 금속 나노 와이어가 포함된 투명 전극층(22)을 사용하므로, 가요성이 있고 제조하기 편리하다. 상기 실시예의 터치 전극 장치(200/300/400)은 터치 패널 또는 터치 디스플레이 패널과 같은 각종 터치 관련 구조(특히 정전용량식 터치 구조)에 응용될 수 있어 상기 장점을 구현할 수 있다. 다음은 예를 들어 설명한다.
도 5a는 본 실시예가 터치 디스플레이(3)에 응용되는 것을 나타낸 단면도이다. 설명의 편의를 위해, 도면에 터치 디스플레이(3)의 모든 소자를 도시하지는 않는다. 도 5a에 도시한 터치 디스플레이(3)는 주로 디스플레이 패널(300)과 터치 패널(310)을 겹쳐서 형성된다. 그중, 디스플레이 패널(300)은 주로 액정(LC)층(31) 및 컬러필터(CF)(32)를 포함한다. 터치 패널(310)은 주로 편광 시트(polarizer)(33) 및 투명 전극층(22)을 포함하고, 그중 투명 전극층(22)은 편광 시트(33)의 상부 표면에 설치되고, 상기 편광 시트(33)는 도 2a~도 4b에 도시한 구조의 기판(21)에 해당한다. 도 5a에 도시한 투명 전극층(22)은 단층 또는 다층의 투명 전극층을 포함할 수 있으며, 예를 들면 앞에서 언급한 제1 투명 전극층(22A) 및 제2 투명 전극층(22B)이다. 본 응용 실시예의 디스플레이 패널(300)은 가요성 디스플레이 패널(300, 예를 들면 연성 디스플레이 패널)이며, 가요성 터치 패널(310)과 결합하여 가요성 터치 디스플레이(3)를 형성한다.
도 5b는 본 실시예가 다른 터치 디스플레이(3')에 응용되는 것을 나타낸 단면도이다. 도 5a와 다른 점은, 도 5b에 도시한 응용 실시예의 투명 전극층(22)이 편광 시트(33)의 하부 표면에 설치된다는 점이다.
다른 일 실시예에서, 계속하여 도 5b를 참조하면, 투명 전극층(22)은 컬러필터(CF)(32)의 상부 표면에 설치되고, 상기 컬러필터(CF)(32)는 도 2a~도 4b에 도시한 구조중의 기판(21)에 해당한다.
도 6은 본 실시예가 터치 패널(5)에 응용되는 것을 나타낸 단면도이다. 본 응용 실시예에서, 제1 투명 전극층(22A), 절연층(23)과 제2 투명 전극층(22B)은 커버 글래스(cover glass)(51)의 하부 표면에 차례대로 설치되고, 상기 커버 글래스(51)는 도 2a~도 4b에 도시한 구조중의 기판(21)에 해당하며, 2차원 또는 3차원 윤곽(프로파일)이며, 각각 2차원 또는 3차원의 터치 디스플레이에 응용된다.
상기 도 5a~도 6에 도시한 각종 터치 디스플레이(3/3'/5)는 본 고안의 실시예에 따른 터치 전극 장치(200/300/400)의 일부 응용을 예시한 것뿐이며, 당업자는 본 실시예의 투명 전극층(22)을 다른 가요성 또는 비가요성 터치 관련 구조에 응용하여 종래의 전극층을 대체할 수 있다.
이상은 단지 본 고안의 바람직한 실시예일뿐, 본 고안의 권리범위는 이에 한정되지 않는다. 본 고안이 제시한 정신을 벗어나지 않는 전제하에서 진행한 등가 변형 또는 개량 형태는 모두 본 고안의 실용신안등록청구범위에 포함되어야 한다.
10: 기판
12: 제1 전극
14: 제2 전극
200: 터치 전극 장치
300: 터치 전극 장치
400: 터치 전극 장치
21: 기판
22: 투명 전극층
22A: 제1 투명전극층
22B: 제2 투명전극층
23: 절연층
3: 터치 디스플레이
3': 터치 디스플레이
5: 터치 패널
300: 디스플레이 패널
310: 터치 패널
31: 액정(LC)층
32: 컬러필터(CF)
33: 편광 시트
51: 커버 글래스

Claims (8)

  1. 기판;
    상기 기판의 표면에 설치되고, 복수의 금속 나노 와이어를 포함하는 하나 이상의 투명 전극층; 및
    상기 투명 전극층과 상기 기판 사이에 설치되고, 감광성 재료를 포함하는 절연층;
    을 포함하는 터치 전극 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 투명 전극층은 제1 투명 전극층과 제2 투명 전극층을 포함하고, 상기 기판의 동일 표면에 차례대로 설치되며, 상기 절연층은 상기 제1 투명 전극층과 상기 제2 투명 전극층 사이에 설치되어 전기적으로 격리되어 있거나, 또는 상기 제1 투명 전극층과 상기 제2 투명 전극층이 각각 상기 기판의 대향하는 표면에 설치되는, 터치 전극 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투명 전극층은 감광성 재료를 더 포함하는, 터치 전극 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 편광 시트를 포함하고, 상기 투명 전극층은 상기 편광 시트의 상부 표면 또는 하부 표면에 설치되는, 터치 전극 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 컬러 필터를 포함하고, 상기 투명 전극층은 상기 컬러 필터의 상부 표면에 설치되는, 터치 전극 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 커버 글래스를 포함하고, 상기 하나 이상의 투명 전극층은 상기 커버 글래스의 하부 표면에 설치되는, 터치 전극 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
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