JP2014093088A - タッチスクリーンパネル及びこれを含む携帯用電子装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】金属電極パターンによって反射された光がカバー層の外部に伝達されないように散乱させることにより、ディスプレイの視認性を向上することができるタッチスクリーンパネル及びこれを含む携帯用電子装置を提供する。
【解決手段】本発明によるタッチスクリーンパネル100は、タッチ手段197が接触する外部面を備えたカバー層190と、カバー層190の内部面に形成され、カバー層190を通過する光を散乱させる第1散乱層150と、第1散乱層150から離隔して、タッチ手段197が前記外部面に接触した接触点の静電容量変化を検出する電極パターン130と、第1散乱層150と電極パターン130との間に形成されて光を散乱させる第2散乱層160と、を含むものである。
【選択図】図1B
【解決手段】本発明によるタッチスクリーンパネル100は、タッチ手段197が接触する外部面を備えたカバー層190と、カバー層190の内部面に形成され、カバー層190を通過する光を散乱させる第1散乱層150と、第1散乱層150から離隔して、タッチ手段197が前記外部面に接触した接触点の静電容量変化を検出する電極パターン130と、第1散乱層150と電極パターン130との間に形成されて光を散乱させる第2散乱層160と、を含むものである。
【選択図】図1B
Description
本発明は、タッチスクリーンパネル及びこれを含む携帯用電子装置に関する。
デジタル技術を用いるコンピュータが発達するにつれて、コンピュータの補助装置もともに開発されており、パソコン、携帯用送信装置、その他の個人用の情報処理装置などは、キーボード、マウスなどの様々な入力装置(Input Device)を用いてテキスト及びグラフィック処理を行う。
しかし、情報化社会の急速な進行により、コンピュータの用途が益々拡大する傾向にあるため、現在、入力装置の役割を担当しているキーボード及びマウスだけでは、効率的な製品の駆動が困難であるという問題点がある。従って、簡単で誤操作が少なく、誰でも簡単に情報を入力することができる機器の必要性が高まっている。
また、入力装置に関する技術は、一般的な機能を満たす水準を越えて、高信頼性、耐久性、革新性、設計及び加工に関する技術などが注目されており、このような目的を達成するために、テキスト、グラフィックなどの情報入力が可能な入力装置としてタッチパネル(Touch Panel)が開発された。
このようなタッチパネルは、電子手帳、液晶表示装置(LCD;Liquid Crystal Display Device)、PDP(Plasma Display Panel)、El(Electroluminescence)などの平板ディスプレイ装置及びCRT(Cathode Ray Tube)などの画像表示装置の表示面に設けられ、ユーザが画像表示装置を見ながら所望の情報を選択するために用いられる機器である。
タッチパネルの種類は、抵抗膜方式(Resistive Type)、静電容量方式(Capacitive Type)、電磁方式(Electro−Magnetic Type)、表面弾性波方式(SAW Type;Surface Acoustic Wave Type)及び赤外線方式(Infrared Type)に区分される。このような多様な方式のタッチパネルは、信号増幅の問題、解像度の差、設計及び加工技術の難易度、光学的特性、電気的特性、機械的特性、耐環境特性、入力特性、耐久性及び経済性を考慮して電子製品に採用されるが、現在、最も幅広い分野で用いられている方式は、抵抗膜方式タッチパネル及び静電容量方式タッチパネルである。
このようなタッチパネルは、通常、電極パターンをITO(Indium Tin oxide;インジウム−スズ酸化物)で形成する。しかし、ITOは、電気伝導度が低いだけでなく、原料であるインジウム(Indium)が希土類金属で、高価であり、今後10年内に枯渇が予想されて需給がスムーズでないという欠点がある。さらに、ITOで形成した電極パターンは脆性破壊(brittle fracture)が発生しやすく、耐久性に劣る問題点が存在する。
このような理由により、2009年7月2日出願された発明の名称が「Touch panel,liquid crystal display screen using the same,and methods for making the touch panel and the liquid crystal display screen」である特許文献1には、炭素ナノチューブを用いて電極を形成する構造が開示されている。
しかし、炭素ナノチューブもまた高価であり、炭素ナノチューブを用いて電極パターンを形成することは非常に高い精度を要するため、製造コストが増加する。従って、相対的に安い金属を用いて電極パターンを形成することが製造コストの面において有利であるが、金属電極パターンを用いると、タッチスクリーンパネル内部の金属に光が反射してユーザに視認される欠点が存在する。
従って、金属電極パターンを用いるが、電極パターンが外部から視認されないようにする技術が切実に要求される。
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するために導き出されたものであって、本発明の目的は、低コストの金属材料を用いて電極パターンを形成するが、外部から電極パターンが視認されないようにするタッチスクリーンパネルを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、外部から電極パターンが視認されず、ユーザが認知するディスプレイの解像度が増加する携帯用電子装置を提供することにある。
本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネルは、タッチ手段が接触する外部面を備えたカバー層と、前記カバー層の内部面に形成され、カバー層を通過する光を散乱させる第1散乱層と、前記第1散乱層から離隔して、前記タッチ手段が前記外部面に接触した接触点の静電容量変化を検出する電極パターンと、前記第1散乱層と前記電極パターンとの間に形成されて光を散乱させる第2散乱層と、を含む。
本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネルにおいて、前記第1散乱層または前記第2散乱層は、少なくとも一面が粗面に形成されることを特徴とする。
本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネルにおいて、前記電極パターンは、互いに離隔して配置される第1電極パターン及び第2電極パターンを含み、前記第2散乱層は、前記第1電極パターンまたは前記第2電極パターンから反射される光を散乱させるために形成されることを特徴とする。
本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネルは、前記第1散乱層に隣接して配置される透明基板をさらに含み、前記第1電極パターン及び前記第2電極パターンは、透明基板の両面にそれぞれ形成されることを特徴とする。
本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネルは、前記第1散乱層から順に配置される第1透明基板及び第2透明基板をさらに含み、前記第1電極パターン及び前記第2電極パターンは、第1透明基板及び第2透明基板上にそれぞれ形成されることを特徴とする。
本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネルは、前記カバー層を保護する保護層をさらに含むことを特徴とする。
本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネルにおいて、前記保護層はハードコーティング層を含むことを特徴とする。
本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネルにおいて、前記ハードコーティング層は、アクリル(Acrylic)、エポキシ(Epoxy)及びウレタン(Urethane)のうち何れか一つまたはこれらの組み合わせからなることを特徴とする。
本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネルは、前記電極パターンに連結される配線と、前記配線から受信した信号に基づき前記接触点を検出する制御部と、をさらに含むことを特徴とする。
本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネルにおいて、前記散乱層は多結晶透明物質からなることを特徴とし、前記散乱層はSiO2またはSiNからなることを特徴とする。
また、本発明の他の実施例による携帯用電子装置は、タッチ手段によって接触されたタッチ点を検出するタッチスクリーンパネルと、前記タッチスクリーンパネルからの出力信号を受信してユーザ入力を解釈し、解釈されたユーザ入力による動作を行うプロセッサと、前記プロセッサによって制御されるディスプレイと、を含み、前記タッチスクリーンパネルは、タッチ手段が接触する外部面を備えたカバー層と、前記カバー層の内部面に形成され、カバー層を通過する光を散乱させる第1散乱層と、前記第1散乱層から離隔して、前記タッチ手段が前記外部面に接触した接触点の静電容量変化を検出する電極パターンと、前記第1散乱層と前記電極パターンの間に形成され、前記電極パターンから反射される光を散乱させる第2散乱層と、を含む。
本発明の他の実施例による携帯用電子装置において、前記第1散乱層または前記第2散乱層は、少なくとも一面が粗面に形成されることを特徴とする。
本発明の他の実施例による携帯用電子装置において、前記電極パターンは、互いに離隔して配置される第1電極パターン及び第2電極パターンを含み、前記第2散乱層は、前記第1電極パターンまたは第2電極パターンから反射される光を散乱させるために形成されることを特徴とする。
本発明の他の実施例による携帯用電子装置において、前記タッチスクリーンパネルは、前記第1散乱層に隣接して配置される透明基板をさらに含み、前記第1電極パターン及び第2電極パターンは透明基板の両面にそれぞれ形成されることを特徴とする。
本発明の他の実施例による携帯用電子装置において、前記タッチスクリーンパネルは、前記第1散乱層から順に配置される第1透明基板及び第2透明基板をさらに含み、前記第1電極パターン及び第2電極パターンは、第1透明基板及び第2透明基板上にそれぞれ形成されることを特徴とする。
本発明の他の実施例による携帯用電子装置は、前記タッチスクリーンパネルは、前記カバー層を保護する保護層をさらに含むことを特徴とする。
本発明の他の実施例による携帯用電子装置において、前記保護層はハードコーティング層を含むことを特徴とする。
本発明の他の実施例による携帯用電子装置において、前記ハードコーティング層は、アクリル(Acrylic)、エポキシ(Epoxy)及びウレタン(Urethane)のうち何れか一つまたはこれらの組み合わせからなることを特徴とする。
本発明の他の実施例による携帯用電子装置において、前記タッチスクリーンパネルは、前記電極パターンに連結される配線と、前記配線から受信した信号に基づき前記接触点を検出する制御部と、をさらに含むことを特徴とする。
本発明の他の実施例による携帯用電子装置において、前記散乱層は多結晶透明物質からなることを特徴とし、前記散乱層はSiO2またはSiNからなることを特徴とする。
本発明によると、カバーガラス及び金属電極パターンの上部に散乱層を形成することにより、金属電極パターンから反射された光を散乱させ、外部から金属電極パターンを視認できないようにする利点を有する。
また、本発明によると、金属電極パターンの上部に形成された散乱層が電極パターンから反射された光を散乱させることにより、ディスプレイ装置から出力される画像が妨害を受けない効果を有する。
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明及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、「一面」、「他面」、「第1」、「第2」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図1A及び図1Bは、本発明の好ましい第1及び第2の実施例によるタッチスクリーンパネルの断面図である。
図1Aを参照すると、本発明の第1実施例によるタッチスクリーンパネル100は、カバー層190、第1及び第2の散乱層150、160、第1透明基板110、電極パターン130、及び接着層180を含む。
図1Aに図示されたように、カバー層190の上部である外部面には、タッチ手段197が接触する。また、カバー層190の下部である内部面には、第1散乱層150が形成される。第1散乱層150は、カバー層190の外部から進入した光を1次に散乱させる。これにより、電極パターン130から反射された光が散乱される。光が第1散乱層150で散乱される過程については、図5を参照して後述する。
第1透明基板110は、電極パターン130及び電極配線135が形成される領域を提供する機能を果す支持体である。ここで、第1透明基板110は、電極パターン130を支持するための支持力と画像表示装置で提供する画像をユーザが認識するための透明性を備えなければならない。前記の支持力と透明性を考慮すると、第1透明基板110は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、環状オレフィンコポリマー(COC)、トリアセチルセルロース(Triacetylcellulose;TAC)フィルム、ポリビニルアルコール(Polyvinyl alcohol;PVA)フィルム、ポリイミド(Polyimide;PI)フィルム、ポリスチレン(Polystyrene;PS)、二軸延伸ポリスチレン(K樹脂含有biaxially oriented PS;BOPS)、ガラスまたは強化ガラスなどで形成することができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
第1透明基板110を第1散乱層150上に形成した後、第1透明基板110上にまた第2散乱層160を形成する。これにより、外部から進入した光のうち第1散乱層150を透過した光が第2散乱層160で再度散乱される。また、電極パターン130上から反射される光は、第2散乱層160及び第1散乱層150を順に透過しながらまた散乱される。これにより、電極パターン130が外部から認識できなくなる。
接着層180は、形成されたタッチスクリーンパネル100をディスプレイ装置(不図示)に接着させる機能を果す。
図1Aにおいて、電極パターン130は、第1透明基板110の一面に、メッシュパターンに形成されることができる。しかし、電極パターンが形成される方式は、これに限定されず、これについては後述する。
以下、図1Bを参照すると、本発明の第2実施例によるタッチスクリーンパネル100は、カバー層190、第1及び第2の散乱層150、160、第1透明基板110、電極パターン130、及び接着層180を含む。本明細書において同一の部材に対しては同一の図面符号が用いられる。また、明細書を簡略化するために、本明細書では同一の構成要素に対する重複した説明は省略する。
図1Bに図示されたタッチスクリーンパネルの構成要素は、第2散乱層160以外は図1Aに図示されたタッチスクリーンパネルの構成要素と類似している。図1Bに図示された第2散乱層160は、電極パターン130に接する第1面165が粗面として形成される。図1Bには、第2散乱層160の第1面165のみが粗面として形成されたものが図示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。粗面は、第1面165の反対面に形成することもでき、または第2散乱層160の両面全てに形成することもできる。それだけでなく、粗面は、第2散乱層160だけでなく、第1散乱層150の表面または裏面にも形成することもできる。
図1Bを参照すると、光は、第1散乱層150及び第2散乱層160を通過する間に散乱される。しかし、光の全部が散乱されるのではなく、依然として散乱層を透過する光が存在することができる。しかし、散乱層が粗面を有する場合、散乱層と隣接層との接触面に透過された光が一定に屈折しない。これにより、透過された光が電極パターン130に逹することを防止し、電極パターン130から反射された光がカバー層190の外部に透過されることをさらに防止することができる。
図1A及び図1Bにおいて、タッチスクリーンパネル100は、携帯用電子装置に含まれる画像表示装置で提供する画像をユーザが認識するために、85%以上の透過率を有することが好ましい。また、タッチスクリーンパネル100の透過率を85%以上に具現するために、電極パターン130の開口率が95%以上になるように調節することが好ましい。
図2A及び図2Bは、本発明の好ましい第3及び第4の実施例によるタッチスクリーンパネルの断面図である。
図2Aを参照すると、本発明の第3実施例によるタッチスクリーンパネル100は、カバー層190、第1乃至第3の散乱層150、160、170、第1及び第2の透明基板110、120、第1及び第2の電極パターン130、140、及び接着層180を含む。
図2Aに図示されたように、カバー層190の下部である内部面には第1散乱層150が形成される。第1散乱層150はカバー層190の外部から進入した光及び第1電極パターン130から反射された光を散乱させる。
図2Aに図示されたタッチスクリーンパネルは、図1Aに図示されたタッチスクリーンパネルと異なり、二つの透明基板110、120及び三つの散乱層150、160、170を含む。第1透明基板110の一面には第1電極パターン130が形成され、第2透明基板120の一面には第2電極パターン140が形成される。また、このように電極パターンがそれぞれ形成された第1透明基板110及び第2透明基板120は、図2Aに図示されたように、接着層180によって互いに接触される。
このように、図2Aに図示されたタッチスクリーンパネルは、第1電極パターン130と第2電極パターン140を互いに離隔して形成することにより、自己静電容量方式(Self Capacitive Type)のタッチスクリーンパネルまたは相互静電容量方式(Mutual Capacitive Type)のタッチスクリーンパネルに活用することができる。
また、図2Aを参照すると、第1電極パターン130上には、第2散乱層160が形成され、第2電極パターン140上には、第3散乱層170が形成される。従って、第1電極パターン130及び第2電極パターン140から反射された光が、それぞれの電極パターンの上部に形成された散乱層で散乱されるだけでなく、第1散乱層でまた散乱される。従って、第1電極パターン130及び第2電極パターン140から反射された光が、カバー層190の外部に漏れてユーザに視認されることを防止することができる。
以下、図2Bを参照すると、本発明の第4実施例によるタッチスクリーンパネル100は、カバー層190、第1乃至第3の散乱層150、160、170、第1及び第2の透明基板110、120、第1及び第2の電極パターン130、140、及び接着層180を含む。
図2Bに図示されたタッチスクリーンパネルの構成要素は、第3散乱層170以外は図2Aに図示されたタッチスクリーンパネルの構成要素と類似している。図2Bに図示された第3散乱層170は、第2電極パターン140に接する第1面174及び接着層180に接する第2面172が全て粗面として形成される。図2Bには、第3散乱層170の両面172、174全てが粗面として形成されたものが図示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。粗面は、第3散乱層170のうち何れか一面にのみ形成することもできる。
図2Bを参照すると、光は、第1散乱層150及び第2散乱層160を通過する間に散乱される。さらに、第1散乱層及び第2散乱層160を透過した光は、第2電極パターン140に逹する前に、第3散乱層170によって再度散乱される。また、第2電極パターン140によって反射された光は、第3散乱層170、第2散乱層160、及び第1散乱層を順に透過しながらまた散乱される。また、第3散乱層170が粗面を有するため、散乱層と隣接層との接触面に透過された光が一定に屈折しない。
従って、透過された光が第2電極パターン140に達することを防止し、第2電極パターン140から反射された光がカバー層190の外部に透過されることをさらに防止することができる。
図2A及び図2Bにおいて、前記第1電極パターン130及び第2電極パターン140は、ユーザがタッチする際に信号を発生させて制御部(不図示)でタッチ座標を認識するようにする機能を果すものであって、第1電極パターン130及び第2電極パターン140は、それぞれ第1透明基板110及び第2透明基板120上に形成される。第1電極パターン130及び第2電極パターン140の微細パターンについては、図3A及び図3Bを参照して後述する。
図3A及び図3Bは、図2A及び図2Bに図示されたタッチスクリーンパネルからカバーガラスを除去した平面図である。
第1配線135及び第2配線145は、第1電極パターン130及び第2電極パターン140にそれぞれ連結されて電気的信号の伝達を受ける機能を果すものであって、第1配線135及び第2配線145は、それぞれ第1電極パターン130及び第2電極パターン140と同一の平面上に形成される。
この際、第1配線135は、第1電極パターン130と一体に形成され、第2配線145は、第2電極パターン140と一体に形成される。このように、第1配線135と第1電極パターン130とを一体に形成し、第2配線145と第2電極パターン140とを一体に形成することにより、製造工程を簡素化することができ、リードタイム(Lead Time)を短縮することができる。
また、第1及び第2の配線135、145と、第1及び第2の電極パターン130、140との接合工程を省略することができるため、第1及び第2の配線135、145と、第1及び第2の電極パターン130、140との間の段差発生または接合不良の問題を予め防止することができる効果がある。但し、第1及び第2の配線135、145は、必ずしも第1及び第2の電極パターン130、140と一体に形成しなければならないものではなく、伝導性高分子、カーボンブラック(炭素ナノチューブを含む)、金属酸化物または金属類などを用いて第1及び第2の電極パターン130、140とは別に形成することもできる。
一方、第1電極パターン130の面抵抗または第2電極パターン140の面抵抗は、厚さまたは電極パターンの材料を調節して、タッチスクリーンパネル100に適するように150Ω/cm2以下であることがある。さらに具体的に、第1及び第2の電極パターン130、140の面抵抗は、0.1〜50Ω/cm2であることがある。但し、これは例示的な目的に提供されるものに過ぎず、第1及び第2の電極パターン130、140の面抵抗は、必ず前記数値に制限されるものではない。
第1及び第2の電極パターン130、140の微細パターンの線幅(W)は、面抵抗が高くなりすぎることを防止するために3μm以上であることが好ましく、ユーザに視覚的に識別されることを防止するために7μm以下であることが好ましい。結果、第1及び第2の電極パターン130、140の微細パターンの線幅(W)は3〜7μmであることが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。
また、第1電極パターン130の微細パターンと、第2電極パターン140の微細パターンは、長方形、菱形、円形、または楕円が繰り返されるメッシュ構造であることができる。即ち、第1及び第2の電極パターン130、140の微細パターンの全てが格子状に交差するメッシュ構造であることができる。
一方、図3Aの拡大図に図示されたように、第1配線135及び第2配線145の線幅X及びピッチP(隣接した配線間の間隔)は、それぞれ50μm以下であることができる。また、第1電極パターン130及び第2電極パターン140は、バー型(Bar Type)、トゥース型(Tooth Type)またはダイヤモンド型(Diamond Type)などの多様なパターンにパターニングすることができる。
第1電極パターン130及び第2電極パターン140がバー型にパターニングされる場合、第1電極パターン130及び第2電極パターン140は、互いに垂直方向に形成することができる。また、必要に応じて、第1電極パターン130と第2電極パターン140のうち何れか一つは幅が相対的に広いバー型にパターニングされ、他の一つは幅が相対的に狭いバー型にパターニングすることができる。
また、第1電極パターン130及び第2電極パターン140がトゥース型(Tooth Type)にパターニングされる場合、第1電極パターン130及び第2電極パターン140は、一方向に平行な多数の三角形に形成される。また、第1電極パターン130及び第2電極パターン140が互いに重ならないように、第1電極パターン130が第2電極パターン140の間に挿入され、第2電極パターン140が第1電極パターン130に挿入される構成に形成することができる。
また、第1電極パターン130及び第2電極パターン140がダイヤモンド型(Diamond Type)にパターニングされる場合、第1電極パターン130及び第2電極パターン140は、検知部(不図示)と連結部(不図示)からなり、第1電極パターン130と第2電極パターン140は、連結部を介して互いに垂直方向に連結させることができる。また、第1電極パターン130の検知部と第2電極パターン140の検知部とが互いに重ならないように配置することができる。
但し、上述したように、第1電極パターン130及び第2電極パターン140をバー型、トゥース型またはダイヤモンド型にパターニングすることは例示的なものに過ぎず、これに限定されるものではない。第1電極パターン130及び第2電極パターン140が当業界に公知された全てのパターンにパターニングされることができることは言うまでもない。
また、第1電極パターン130の厚さまたは第2電極パターン140の厚さは、特に限定されないが、適した透過率を確保するために、10μm以下であることができ、2μm以下であると適した透過率の確保にさらに有利である。
さらに、図3Bに図示されたように、透明基板110には、コントローラ(Controller)の一種である制御部195を備えることができる。
この際、第1配線135と第2配線145は、透明基板110に備えた制御部195に直接連結される。このように、第1配線135と第2配線145が透明基板110に備えた制御部195に直接連結されるため、従来のフレキシブルプリント回路基板を省略することができる。
例えば、制御部195は、透明基板110の一面に備えた第1制御部193と、透明基板110の他面に備えた第2制御部197と、を含むことができる。この際、第1配線135は第1制御部193に連結され、第2配線145は第2制御部197に連結される。
図4A及び図4Bは、本発明の好ましい第5及び第6の実施例によるタッチスクリーンパネルの断面図である。
図4Aを参照すると、本発明の第5実施例によるタッチスクリーンパネル100は、カバー層190、第1乃至第3の散乱層150、160、170、透明基板110、第1及び第2の電極パターン130、140、及び第1及び第2の接着層180、185を含む。
上述したように、カバー層190の下部に形成された第1散乱層150は、カバー層190の外部から進入した光及び第1及び第2の電極パターン130、140から反射される光を散乱させる。
図4Aに図示されたタッチスクリーンパネルは、図2Aに図示されたタッチスクリーンパネルと異なり、一つの透明基板110と、二つの接着層180、185と、を含む。第1接着層180は第1散乱層と第2散乱層160との間に形成され、第2接着層185は第2散乱層160と透明基板110との間に形成される。特に、第2接着層185は、第2散乱層160と第1電極パターン130または接着層180及び透明基板110が接触されるように補助する。
図4Aにおいて、第1電極パターン130及び第2電極パターン140は、透明基板110の両面にそれぞれ形成される。即ち、透明基板110の上面には第1電極パターン130が形成され、透明基板110の下面には第2電極パターン140が形成される。
この際、第1電極パターン130及び第2電極パターン140それぞれの上部には第2散乱層160及び第3散乱層170がそれぞれ形成される。これにより、第1電極パターン130及び第2電極パターン140から反射された光がそれぞれの電極パターンの上部に形成された散乱層で散乱されるだけでなく、第1散乱層でまた散乱される。従って、第1電極パターン130及び第2電極パターン140から反射された光が、カバー層190の外部に漏れてユーザに視認されることを防止することができる。
以下、図4Bを参照すると、本発明の第6実施例によるタッチスクリーンパネル100は、カバー層190、第1乃至第3の散乱層150、160、170、透明基板110、第1及び第2の電極パターン130、140、及び第1及び第2の接着層180、185を含む。
図4Bに図示されたタッチスクリーンパネルの構成要素は、第3散乱層170以外は図4Aに図示されたタッチスクリーンパネルの構成要素と類似している。図4Bに図示された第3散乱層170は、第2電極パターン140に接する第1面174及び透明基板110に接する第2面172が全て粗面として形成される。図4Bには、第3散乱層170の両面172、174全てが粗面として形成されたものが図示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。粗面は、第3散乱層170のうち何れか一面にのみ形成することもできる。
図4Bを参照すると、光は、第1散乱層150及び第2散乱層160を通過する間に散乱される。さらに、第1散乱層150及び第2散乱層160を透過した光は、第2電極パターン140に達する前に、第3散乱層170によって再度散乱される。また、第2電極パターン140によって反射された光は、第3散乱層170、第2散乱層160、及び第1散乱層を順に透過しながらまた散乱される。また、第3散乱層170が粗面を有するため、散乱層と隣接層との接触面に透過された光が一定に屈折しない。これにより、透過された光が第2電極パターン140に達することを防止し、第2電極パターン140から反射された光がカバー層190の外部に透過されることをさらに防止することができる。
図5は、本発明の第1実施例によるタッチスクリーンパネルにおいて外部から入射した光が散乱される過程を例示する図面である。
説明の便宜上、図1Aに図示されたタッチスクリーンパネル100に光が入射角Aを有して入射する場合を例示する。しかし、これは例示のために提供されるものに過ぎず、本発明はこれに限定されるものではないことに留意すべきである。
図5において、タッチスクリーンパネル100は、カバー層190、第1及び第2の散乱層150、160、透明基板110、電極パターン130、及び接着層180を含む。
カバー層190に入射角Aを有して入射する光の一部は、出射角Bを有して反射する。カバー層190の面が粗面でなければ、入射角Aと出射角Bとは同一である。また、入射光の一部は、カバー層190の内部に屈折して進む。この場合、屈折角Cは、カバー層190の外部の屈折率及びカバー層190の屈折率に応じて決定することができる。説明の便宜上、カバー層190の外部の空気の屈折率は1.003であり、カバー層190の屈折率は1.5であると仮定する。これは本発明を限定するものではないことは明白である。
そうすると、屈折角Cは、入射角Aより小さい値を有する。このようにカバー層190の内部を透過した屈折光は、またカバー層190及び第1散乱層150の境界面に達する。
しかし、第1散乱層150は、SiO2またはSiNなどを含んでおり、不規則的に入射光を散乱させる性質を有する。
従って、カバー層190と第1散乱層150との間の境界面に入射した光は、不規則的に散乱して第1電極パターン130に達することが困難である。上述したように、第1散乱層150が粗面を有すると、粗面に入射する光はさらに不規則的に散乱される。
また、散乱された光は、追加的に第2散乱層160に達してさらに散乱される。従って、カバー層190に入射した光の一部のみが第1電極パターン130に達して反射することができる。
そうすると、反射した光は、また第2散乱層160を通過しながら散乱され、第2散乱層160を透過した光は、また第1散乱層150を通過しながらさらに散乱される。従って、最終的にカバー層190に入射した光の極めて一部のみが1電極パターン130から反射されてカバー層190の外部に放出される。従って、ユーザは、第1電極パターン130の存在を視覚的に認識することが困難である。
図6は、本発明の第7実施例による携帯用電子装置に組み込まれたタッチスクリーンパネルを拡大した拡大図である。
図6は、スマートフォンまたはスマートパッドのような通常の携帯用電子装置300を図示している。また、携帯用電子装置300に含まれるディスプレイ200の一部を構成するタッチスクリーンパネルの断面図を図示している。
携帯用電子装置300は、タッチスクリーンパネルからの出力信号を受信してユーザ入力を解釈し、解釈されたユーザ入力による動作を行うプロセッサ(不図示)と、プロセッサによって制御されるディスプレイ200と、を含む。図6に図示された携帯用電子装置300に含まれるディスプレイ200は、ユーザのタッチを検知するタッチスクリーンパネルを含む。
携帯用電子装置300は、ユーザがタッチして操作可能な従来の全ての電子装置を含むことができる。従って、明細書を簡略化するために、携帯用電子装置に対する付加的な説明は省略する。
拡大した断面図を参照すると、携帯用電子装置300に含まれたタッチスクリーンパネルは、カバー層190、第1及び第2の散乱層150、160、第1透明基板110、電極パターン130、及び接着層180を含む。図6に図示されたように、カバー層の下部に形成された第1散乱層150は、外部から進入した光及び第1電極パターン130から反射される光を散乱させる。
また、第1透明基板110の一面には、第1電極パターン130が形成され、第2透明基板120の一面には、第2電極パターン140が形成される。また、このように電極パターンがそれぞれ形成された第1透明基板110及び第2透明基板120は、図6に図示されたように、接着層180によって互いに接触させる。
さらに、第1電極パターン130上には、第2散乱層160が形成され、第2電極パターン140上には、第3散乱層170が形成される。これにより、第1電極パターン130及び第2電極パターン140から反射された光がそれぞれの電極パターンの上部に形成された散乱層で散乱されるだけでなく、第1散乱層でまた散乱される。従って、第1電極パターン130及び第2電極パターン140から反射された光がカバー層190の外部に漏れてユーザに視認されることを防止することができる。
第1乃至第3の散乱層150、160、170それぞれの少なくとも一面は、粗面に形成されて光を追加的に散乱することができることは上述したとおりである。
また、カバー層の上部には、保護層(不図示)を備えることができる。保護層は、カバー層を保護する機能を果すものであって、例えば、ハードコーティング層(Hard Coating Layer)に形成することができる。特に、ハードコーティング層は、アクリル(Acrylic)、エポキシ(Epoxy)及びウレタン(Urethane)のうち何れか一つまたはこれらの組み合わせからなることができる。
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。
本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。
本発明は、タッチスクリーンパネル及びこれを含む携帯用電子装置に適用可能である。
100 タッチスクリーンパネル
110 第1透明基板(透明基板)
120 第2透明基板(透明基板)
130 第1電極パターン(電極パターン)
135 第1配線(電極配線)
140 第2電極パターン(電極パターン)
145 第2配線(電極配線)
150 第1散乱層(散乱層)
160 第2散乱層(散乱層)
170 第3散乱層(散乱層)
180 第1接着層(接着層)
185 第2接着層(接着層)
190 カバー層
195 制御部
197 タッチ手段
200 ディスプレイ
300 携帯用電子装置
110 第1透明基板(透明基板)
120 第2透明基板(透明基板)
130 第1電極パターン(電極パターン)
135 第1配線(電極配線)
140 第2電極パターン(電極パターン)
145 第2配線(電極配線)
150 第1散乱層(散乱層)
160 第2散乱層(散乱層)
170 第3散乱層(散乱層)
180 第1接着層(接着層)
185 第2接着層(接着層)
190 カバー層
195 制御部
197 タッチ手段
200 ディスプレイ
300 携帯用電子装置
Claims (22)
- タッチ手段が接触する外部面を備えたカバー層と、
前記カバー層の内部面に形成され、カバー層を通過する光を散乱させる第1散乱層と、
前記第1散乱層から離隔して、前記タッチ手段が前記外部面に接触した接触点の静電容量変化を検出する電極パターンと、
前記第1散乱層と前記電極パターンとの間に形成されて光を散乱させる第2散乱層と、を含むタッチスクリーンパネル。 - 前記第1散乱層または前記第2散乱層は、少なくとも一面が粗面に形成されることを特徴とする、請求項1に記載のタッチスクリーンパネル。
- 前記電極パターンは、互いに離隔して配置される第1電極パターン及び第2電極パターンを含み、
前記第2散乱層は、前記第1電極パターンまたは前記第2電極パターンから反射される光を散乱させるために形成されることを特徴とする、請求項1に記載のタッチスクリーンパネル。 - 前記タッチスクリーンパネルは、前記第1散乱層に隣接して配置される透明基板をさらに含み、
前記第1電極パターン及び前記第2電極パターンは、透明基板の両面にそれぞれ形成されることを特徴とする、請求項3に記載のタッチスクリーンパネル。 - 前記タッチスクリーンパネルは、前記第1散乱層から順に配置される第1透明基板及び第2透明基板をさらに含み、
前記第1電極パターン及び前記第2電極パターンは、第1透明基板及び第2透明基板上にそれぞれ形成されることを特徴とする、請求項3に記載のタッチスクリーンパネル。 - 前記カバー層を保護する保護層をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のタッチスクリーンパネル。
- 前記保護層はハードコーティング層を含むことを特徴とする、請求項6に記載のタッチスクリーンパネル。
- 前記ハードコーティング層は、アクリル(Acrylic)、エポキシ(Epoxy)及びウレタン(Urethane)のうち何れか一つまたはこれらの組み合わせからなることを特徴とする、請求項7に記載のタッチスクリーンパネル。
- 前記電極パターンに連結される配線と、
前記配線から受信した信号に基づき前記接触点を検出する制御部と、をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のタッチスクリーンパネル。 - 前記散乱層は多結晶透明物質からなることを特徴とする、請求項1に記載のタッチスクリーンパネル。
- 前記散乱層はSiO2またはSiNからなることを特徴とする、請求項10に記載のタッチスクリーンパネル。
- タッチ手段によって接触されたタッチ点を検出するタッチスクリーンパネルと、
前記タッチスクリーンパネルからの出力信号を受信してユーザ入力を解釈し、解釈されたユーザ入力による動作を行うプロセッサと、
前記プロセッサによって制御されるディスプレイと、を含み、
前記タッチスクリーンパネルは、
タッチ手段が接触する外部面を備えたカバー層と、
前記カバー層の内部面に形成され、カバー層を通過する光を散乱させる第1散乱層と、
前記第1散乱層から離隔して、前記タッチ手段が前記外部面に接触した接触点の静電容量変化を検出する電極パターンと、
前記第1散乱層と前記電極パターンの間に形成され、前記電極パターンから反射される光を散乱させる第2散乱層と、を含む、携帯用電子装置。 - 前記第1散乱層または前記第2散乱層は、少なくとも一面が粗面に形成されることを特徴とする、請求項12に記載の携帯用電子装置。
- 前記電極パターンは、互いに離隔して配置される第1電極パターン及び第2電極パターンを含み、
前記第2散乱層は、前記第1電極パターンまたは第2電極パターンから反射される光を散乱させるために形成されることを特徴とする、請求項12に記載の携帯用電子装置。 - 前記タッチスクリーンパネルは、前記第1散乱層に隣接して配置される透明基板をさらに含み、
前記第1電極パターン及び第2電極パターンは透明基板の両面にそれぞれ形成されることを特徴とする、請求項14に記載の携帯用電子装置。 - 前記タッチスクリーンパネルは、前記第1散乱層から順に配置される第1透明基板及び第2透明基板をさらに含み、
前記第1電極パターン及び第2電極パターンは、第1透明基板及び第2透明基板上にそれぞれ形成されることを特徴とする、請求項14に記載の携帯用電子装置。 - 前記タッチスクリーンパネルは、前記カバー層を保護する保護層をさらに含むことを特徴とする、請求項12に記載の携帯用電子装置。
- 前記保護層はハードコーティング層を含むことを特徴とする、請求項17に記載の携帯用電子装置。
- 前記ハードコーティング層は、アクリル(Acrylic)、エポキシ(Epoxy)及びウレタン(Urethane)のうち何れか一つまたはこれらの組み合わせからなることを特徴とする、請求項18に記載の携帯用電子装置。
- 前記タッチスクリーンパネルは、
前記電極パターンに連結される配線と、
前記配線から受信した信号に基づき前記接触点を検出する制御部と、をさらに含むことを特徴とする、請求項12に記載の携帯用電子装置。 - 前記散乱層は多結晶透明物質からなることを特徴とする、請求項12に記載の携帯用電子装置。
- 前記散乱層はSiO2またはSiNからなることを特徴とする、請求項21に記載の携帯用電子装置。
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