KR20090047090A - 터치스크린 내부 층간 전기소통방법 및 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치스크린 내부 층간 전기소통방법 및 구조에 관한 것으로, 위로부터 상부층, 상부 은패턴, 접착층, 하부 은패턴 및 하부층으로 구성되는 터치스크린에 있어서, 접착층, 하부 은패턴 및 하부층에 홀이 형성되거나, 상부층, 상부 은패턴 및 접착층에 홀이 형성되고, 홀에 도전체가 충진되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 내부 층간 전기소통구조 및 방법을 제공한다.

터치스크린, 전기소통(통전), 도전

Description

터치스크린 내부 층간 전기소통방법 및 구조{Method and structure for conducting electricity between layers inside touch screen}

본 발명은 특히 저항막 방식의 터치스크린의 경우, 하부층 또는 상부층의 한 쪽에 공급되는 전류를 다른 층으로 도통시키는 방법을 보다 안정적이고 외부 충격에 강하며 외관상 돌출되는 표시가 나지 않도록 개선한 터치스크린 내부 층간의 전기소통방법 및 구조에 관한 것이다.

저항막 방식의 터치스크린에서는 각각 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 다른 도전물질이 코팅된 두 층에 은(Ag) 패턴이 인쇄되고 코팅된 면이 마주본 채로 접합된다. 두 층의 모재(Base Material)로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 유리(Glass) 등이 사용된다. 또한, 두 층 중 한 쪽에 연성인쇄회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)이 접합되어 시스템과 연결된다.

도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이, FPCB(7)가 접합되는 층을 하부층(5)이라고 하고, 그 반대 층을 상부층(1)이라고 했을 때, FPCB(7)과 직접 연결된 하부층(5)에는 시스템으로부터 전기가 FPCB(7)를 통해 공급되지만, 그렇지 않은 상부층(1)에는 전기가 공급되지 않는다. 따라서, 일반적으로 저항막 방식의 터치스크린 에는 하부층(5)과 상부층(1) 사이의 접착층(3)에 구멍(8)을 뚫어 도전체를 주입함으로써, 하부층(5)으로부터 상부층(1)으로 전기를 도통시켜 준다.

상부층(1)과 FPCB(7)가 부착되어져 있는 하부층(5)은 도전 물질이 코팅된 면이 마주본 채로 접착제 또는 접착테이프로 구성되는 접착층(3)에 의해 접합되고, 하부층(5)에 인쇄되어 있는 스페이서(Spacer)(6)가 상부층(1)과 하부층(5)이 터치에 의해서만 닿을 수 있도록 공간을 유지시켜 준다.

종래의 저항막 방식 터치스크린에서는, 하부층(5)의 Ag 패턴(4)에서 상부층(1)의 Ag 패턴(2)으로 전기를 흘려주기 위해, 도 2에서 도시된 것처럼 두 층이 붙어있는 접착층(3)에 한 개 또는 그 이상의 도전용 홀(hole)(8)을 뚫어 도전체를 주입하였다.

위와 같은 방법으로 도전을 하였을 때에는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째로, 도전 홀(8) 부분에 물리적 또는 환경적 충격이 가하여 졌을 때 취약할 수 있다. 즉, 도전 홀(8) 부위를 세게 문지르거나 누를 경우, 도전 홀(8)에 채워져 있는 도전체에 크랙(crack)이 발생하는 등의 손상을 입혀 안정적으로 도전이 되지 않을 수 있다.

둘째로, 도전체를 주입하는 공정이 불안정하다. 도전 홀(8)에 도전체를 채워 안정적인 도전을 하기 위해서는 도전체의 양이 항상 일정량 이상 주입되어야 한다. 그러나, 도전체를 너무 많이 주입할 경우에는 전면에서 보았을 때 도전 홀(8) 부위가 불룩해져 외관상 좋지 않게 될 뿐만 아니라, 홀(8)의 높이가 접착층(3)의 두께로 한정되어 있으므로 도전체가 흘러 넘쳐 전기적 단락(short)이 일어날 가능성이 있다.

셋째로, 도전체를 주입한 후 상부층(1) 전체와 하부층(5) 전체를 접합하므로, 접합 시 상부층(1) 또는 하부층(5)에 붙여놓은 접착층(3)으로서 접착테이프의 한 쪽 이형지를 제거하는 과정에서, 주입한 도전체에 영향을 끼쳐 일부 또는 전체가 이형지와 함께 제거되는 경우가 발생할 수 있다.

도전 홀(8)의 기본적인 취약 구조로 인해, 도전 홀(8)의 개수를 늘려 하나의 도전 홀(8)이 충격에 의해 파괴되더라도, 다른 도전 홀(8)을 통해 도전되도록 할 수 있으나, 그만큼의 시간과 원자재가 추가적으로 소모되며, 또한 이것이 근본적인 해결책이 되지는 않는다.

따라서, 본 발명의 목적은 도전 홀 및 도전체의 손상을 방지하고 도전체의 주입공정을 안정시킴으로써, 하부층 또는 상부층의 한 쪽에 공급되는 전류를 다른 한 층으로 도통시키는 방법을 보다 안정적이고 외부 충격에 강하며 외관상 돌출되는 표시가 나지 않도록 개선한 터치스크린 내부 층간의 전기소통방법 및 구조를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 위로부터 상부층, 상부 은패턴, 접착층, 하부 은패턴 및 하부층으로 구성되는 터치스크린에 있어서, 접착층, 하부 은패턴 및 하부층에 홀이 형성되거나, 상부층, 상부 은패턴 및 접착층에 홀이 형성되고, 홀에 도전체가 충진되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 내부 층간 전기소통구조를 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 홀은 인접하게 2개 이상으로 형성되고 인접하는 홀끼리 연결될 수 있다.

본 발명에서 홀의 직경은 50 ㎛ 내지 2.5 ㎜인 것이 바람직하며, 특히 0.5 내지 1.5 ㎜가 바람직하다.

또한, 본 발명은 하부 은패턴이 인쇄된 하부층에 홀을 형성하거나, 상부 은패턴이 인쇄된 상부층에 홀을 형성하는 단계; 접착층에 홀을 형성하는 단계; 접착층을 이용하여 하부층 및 상부층을 접합하는 단계; 및 홀에 도전체를 주입하는 단 계를 포함하는 터치스크린 내부 층간 전기소통방법을 제공한다.

본 발명에서 접착층의 홀은 접착테이프에 홀을 가공하거나 접착제를 사용하여 홀 부위를 제외하고 인쇄함으로써 형성될 수 있다.

본 발명에서 도전체가 액체일 경우 주입 후 급속 건조하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 홀을 인접하게 연결되도록 2개 이상으로 형성한 후 도전체를 한쪽 홀에 주입하되 다른 쪽 홀에 채워지는 것을 보면서 주입할 수 있다.

본 발명에 따르면, 특히 저항막 방식의 터치스크린의 경우, 하부층 또는 상부층의 한 쪽에 공급되는 전류를 다른 한 층으로 도통시키는 방법을 보다 안정적이고 외부 충격에 강하며 외관상 돌출되는 표시가 나지 않도록 개선할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 내부 층간 전기소통구조로서, 도 3은 도전체 주입전, 도 4는 도전체 주입후의 단면도이다.

본 발명에 따른 터치스크린 내부 층간 전기소통구조는 위로부터 상부층(11), 상부 은패턴(12), 접착층(13), 하부 은패턴(14) 및 하부층(15)으로 구성되는 터치스크린에 있어서, 접착층(13), 하부 은패턴(14) 및 하부층(15)에 홀(17)이 형성되고 홀(17)에 도전체(18)가 충진되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 하부 홀 형성구조와는 반대로, 상부층(11), 상부 은패턴(12) 및 접착층(13)에 홀(17)이 형성되고 홀(17)에 도전체(18)가 충진될 수도 있으며, 이 상부 홀 형성구조는 전술한 하부 홀 형성구조와 상하 대칭적인 구조이므로, 이 상부 홀 형성구조에 대한 별도의 도면 및 설명은 생략하고, 하부 홀 형성구조 위주로 설명한다.

상부층(11)과 하부층(15)은 ITO 필름 등으로 구성되며, 두께는 0.1 내지 0.2 ㎜이다. ITO 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 유리 등의 모재에 ITO가 코팅된 것이다.

상부 은패턴(12)과 하부 은패턴(14)은 각각 상부층(11)과 하부층(15)에 도 2와 같은 패턴 등으로 인쇄된다.

접착층(13)은 상부층(11)과 하부층(15)을 접합하는 역할을 하며, 접착테이프 또는 접착제로 형성한다.

접착층(13)에 홀(17)을 형성하는 방법으로는 접착테이프를 가공하여 형성하거나, 접착제를 사용하여 필요한 부분(홀 부위 제외)에 인쇄하여 형성할 수 있다.

홀(17)은 하부층(15)에는 원형으로 뚫고, 홀(17) 부분의 접착층(13)은 하부층(15)의 홀보다는 크도록 홀 주위로 원형 또는 사각형으로 가공하여 그 단면이 T자형으로 형성되도록 한다. 이는 하부층(15)의 홀로 투여된 도전체(18)가 하부층(15)과 상부층(11) 사이에 충진되도록 하여 두 층간에 전기가 소통되도록 하기 위함이다. 또한 충진된 도전체(18)의 이탈을 방지하기 하기 위한 목적도 있다.

홀(17)의 크기는 직경 50 ㎛ 내지 2.5 ㎜인 것이 바람직하며, 특히 0.5 내지 1.5 ㎜가 바람직하다. 홀(17)의 크기가 너무 작으면 홀(17)을 가공하거나 도전체(18)를 주입하는 것이 어려우며, 반대로 홀(17)의 크기가 너무 크면 도전체(18) 의 양이 필요 이상으로 많이 쓰일 수 있고, 그로 인해 도전체(18)가 흘러내릴 수 있다.

도전체(18)로는 투여가 용이하고 내부 공간을 채워 전기소통을 원활하게 할 수 있는 액상의 은(Ag), 전도성 폴리머(Conductive Polymer) 등을 사용할 수 있다.

지지 하판(16)으로는 가공이 용이한 재료들을 생각할 수 있는데, PC, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA: Polymethyl methacrylate)와 같은 합성수지 및 기타 플라스틱, 유리 등이 용도에 따라 쓰일 수 있다.

또한, 하부층의 경우 도면과 같이 지지 하판(16)과 하부층(15) ITO 필름을 두 층으로 하여 접합한 상태가 아니라, 지지 하판과 ITO 필름을 하나로 통합하여 ITO 코팅된 하나의 층을 사용하여 홀(17)을 가공할 수도 있다.

본 발명에 따른 터치스크린 내부 층간 전기소통방법은 하부 은패턴(14)이 인쇄된 하부층(15)에 홀을 형성하는 단계; 접착층(13)에 홀을 형성하는 단계; 접착층(13)을 이용하여 하부층(15) 및 상부 은패턴(12)이 인쇄된 상부층(11)을 접합하는 단계; 및 홀(17)에 도전체(18)를 주입하는 단계로 구성된다.

이와 같은 하부 홀 형성방법과는 반대로, 상부 은패턴(12)이 인쇄된 상부층(11)에 홀을 형성하는 단계; 접착층(13)에 홀을 형성하는 단계; 접착층(13)을 이용하여 상부층(11) 및 하부 은패턴(14)이 인쇄된 하부층(15)을 접합하는 단계; 및 홀(17)에 도전체(18)를 주입하는 단계로 구성될 수도 있다. 이 상부 홀 형성방법은 전술한 하부 홀 형성방법과 상하 대칭적인 구조를 나타내므로, 이 상부 홀 형성방법에 대한 별도의 설명은 생략하고, 하부 홀 형성방법 위주로 설명한다.

구체적으로 설명하면, 먼저 은패턴(14)이 인쇄된 하부층(15)을 지지 하판(16)과 접합한 상태에서 도면에 표시되어 있는 홀(17)을 직경 0.5 내지 2 ㎜로 가공한다. 그리고 은패턴(12)이 인쇄된 상부층(11)에 홀(17) 부분과 맞닿는 부분을 제거한 상태의 접착층(13)을 붙인다. 상기와 같이 둘로 나누어진 상부층(11) 전체와 하부층(15) 전체를 접착테이프와 같은 접착층(13)을 이용하여 접합한다.

그리고 모든 층이 접합된 이후 아래쪽에서 도전체(18)를 주입하여 빈 공간을 채워넣어 동시에 하부 은패턴(14)과 상부 은패턴(12) 간에 전기가 소통되게 한다. 주입하는 도전체(18)가 액체일 경우, 흘러내리는 것을 방지하기 위해 강제적으로 보다 빨리 건조하는 공정을 추가할 수 있다.

강제적으로 건조할 수 있는 방법으로는, 예를 들어 40 내지 60℃에서 30분 내지 2시간 동안 박스 오븐(Box Oven) 안에서 건조 랙(Dry Rack)에 적재하여 충진한 도전체가 흘러내리지 않도록 한 상태에서 건조를 실시하는 방법 등이 있으며, 상기 건조 조건에서는 특별한 문제가 발생하지 않았다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 내부 층간 전기소통구조를 도시한 단면도로서, 도 3 및 도 4에 도시한 실시예가 갖고 있는 문제점을 개선한 것이다.

도 3 및 도 4를 보면, 홀(17)의 한 쪽이 막혀 있다. 따라서, 홀(17)을 막은 상태에서 도전체(18) 주입 시 홀(17) 내부의 공기압에 의해 주입이 원활히 이루어지지 않을 가능성이 있다. 그리고 얼마나 많이 도전체(18)가 주입되었는지를 확인하기 위해서는 주입을 중단한 후 홀(17)을 관찰하여야 하는 불편함이 있다.

따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 홀(17a, 17b)을 한 개 더 뚫어서 도전체 주입을 원활히 하는 동시에, 도전체가 닿는 면적을 늘려 보다 안정적으로 전기가 소통되게 한다.

즉, 홀(17a, 17b)을 U자 형태로 인접하게 연결되도록 쌍으로 형성한 후, 도전체를 한쪽 홀(17a)에 주입하되 다른 쪽 홀(17b)에 채워지는 것을 보면서 주입할 수 있다. 홀(17a, 17b)의 구조 및 크기 등은 도 3 및 도 4의 실시예와 동일하다.

주입공정을 설명하면, 한 쪽 홀(17a)에 도전체를 주입하고 다른 쪽 홀(17b)에 도전체가 채워지는 것이 보이면 도전체 주입을 종료한다. 이로 인해, 도 3 및 도 4의 실시예가 가지고 있는 두 가지 문제점을 모두 해결할 수 있다.

도 5에는 2개의 홀(17a, 17b)이 형성된 것을 예시한 것이나, 홀의 개수는 이에 한정되지 않으며, 3개 이상의 홀이 인접하게 형성될 수 있고 이 경우에도 각각의 홀은 서로 연결될 수 있다.

본 발명에 따른 통전구조로의 변경 전, 변경 후로 나누어 각 공정이 적용된 제품들을 만들어 가혹 환경에서 보관한 후 비교하였다. 실험 환경은 온도 80℃, 습도 80%에서 24시간 동안 방치하는 것이었다. 실험 결과, 본 발명에 따른 통전구조로 변경하기 전에는 10개의 제품 중 1개 제품의 통전이 원활하지 않은 불량이 발생하였으나, 본 발명에 따른 통전구조로 변경한 후에는 10개 제품 중 통전 불량이 전혀 발생하지 않았다.

도 1은 종래 저항막 터치스크린의 기본 구조를 도시한 단면도이다.

도 2는 종래의 층간 전기소통구조를 도시한 분해 사시도이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 내부 층간 전기소통구조로서, 도 3은 도전체 주입전, 도 4는 도전체 주입후의 단면도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 내부 층간 전기소통구조를 도시한 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1, 11: 상부층

2, 12: 상부 은패턴

3, 13: 접착층

4, 14: 하부 은패턴

5, 15: 하부층

6: 스페이서

7: FPCB

8, 17: 홀

16: 지지 하판

18: 도전체

Claims (7)

1. 위로부터 상부층, 상부 은패턴, 접착층, 하부 은패턴 및 하부층으로 구성되는 터치스크린에 있어서,

   접착층, 하부 은패턴 및 하부층에 홀이 형성되거나, 상부층, 상부 은패턴 및 접착층에 홀이 형성되고, 홀에 도전체가 충진되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 내부 층간 전기소통구조.
2. 제1항에 있어서, 홀이 인접하게 2개 이상으로 형성되고 인접하는 홀끼리 연결되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 내부 층간 전기소통구조.
3. 제1항에 있어서, 홀의 직경이 50 ㎛ 내지 2.5 ㎜인 것을 특징으로 하는 터치스크린 내부 층간 전기소통구조.
4. 하부 은패턴이 인쇄된 하부층에 홀을 형성하거나, 상부 은패턴이 인쇄된 상부층에 홀을 형성하는 단계;

   접착층에 홀을 형성하는 단계;

   접착층을 이용하여 하부층 및 상부층을 접합하는 단계; 및

   홀에 도전체를 주입하는 단계를 포함하는 터치스크린 내부 층간 전기소통방법.
5. 제4항에 있어서, 접착층의 홀이 접착테이프에 홀을 가공하거나 접착제를 사용하여 홀 부위를 제외하고 인쇄함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 내부 층간 전기소통방법.
6. 제4항에 있어서, 도전체가 액체일 경우 주입 후 급속 건조하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 내부 층간 전기소통방법.
7. 제4항에 있어서, 홀을 인접하게 연결되도록 2개 이상으로 형성한 후 도전체를 한쪽 홀에 주입하되 다른 쪽 홀에 채워지는 것을 보면서 주입하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 내부 층간 전기소통방법.

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