KR101536236B1

KR101536236B1 - 전자 장치의 터치 감지 구조

Info

Publication number: KR101536236B1
Application number: KR1020140153639A
Authority: KR
Inventors: 양희봉
Original assignee: 양희봉
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2014-11-06
Publication date: 2015-07-14
Anticipated expiration: 2034-11-06
Also published as: EP3051393A4; KR20150065138A; US20160306459A1; EP3051393A1

Abstract

본 발명은 전자 장치의 터치 감지 구조에 관한 것으로서, 절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층; 상기 제1 레이어층의 일면에 금속 메쉬(Metal mesh)로 형성되는 제1 전극 라인; 상기 제1 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제1 서브 전극 라인; 제1 광학 투명 접착층; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자 장치의 터치 감지 구조{TOUCH SENSITIVE STRUCTURE OF ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 전자 장치의 터치 감지 구조에 관한 것으로서, 절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층의 일면에 금속 메쉬로 형성되는 제1전극 라인, 상기 제1전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 서브 전극 라인, 제1전극 라인과 동일면에 금속메쉬로 형성되는 제2전극 라인, 제2전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 서브 전극 라인과 제1 광학 투명 접착층을 포함하여, 전자 장치의 일면이 터치(Touch) 입력 정보를 감지하는 터치 감지 구조에 관한 것이다.

종래 터치(Touch) 입력 정보를 감지하는 기술은, 터치 스크린(Touch screen) 등의 디스플레이 분야에서만 주로 활용되었으며, 디스플레이 장치가 아닌 일반적인 전자 장치의 일면에도 적용될 수 있는 전극 패턴 형성 기술은 많이 연구되지 않았다.

또한, 디스플레이 분야에 한정하여 살펴보더라도, 종래에는 복수의 유리(Glass)층 또는 필름층을 포함하는 형태로 TSP(Touch screen panel)가 형성되어서 보다 슬림한 외관을 구현하기가 어려웠으며(예컨대, GFF, GG, GFM 방식의 TSP 등), 슬림한 외관을 위하여 단일의 유리(Glass)층 만을 사용하는 형태로 TSP를 형성하더라도 전극 패턴이 ITO로 형성되므로 대면적의 외관을 구현하기가 어려웠다.(예컨대, G2 방식의 TSP 등).

따라서, 디스플레이 장치가 아닌 다른 일반적인 전자 장치의 일면(투명 재질의 일면 또는 불투명 재질의 일면)에도 구현될 수 있고, 디스플레이 장치에 구현되는 경우에도 종래에 비해 센싱의 감도가 현저히 향상될 수 있고 보다 슬림한 외관이 구현될 수 있는 새로운 '전자 장치의 전극 형성 기술'이 요구되고 있다.

본 발명은 이러한 기술적 배경을 바탕으로 하며, 이상에서 살핀 기술적 요구를 충족시킴은 물론, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 발명할 수 없는 추가적인 기술요소들을 제공한다.

본 발명은 투명 재질 및 불투명 재질을 포함하는 다양한 전자 장치의 일면에 구현되어서, 해당 전자 장치의 일면이 터치(Touch) 입력 정보를 감지하고, 일정 조건에서 사용자의 지문을 감지할 수 있게 하는 기술을 구현하는 것을 해결 과제로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층; 상기 제1 레이어층의 일면에 금속 메쉬(Metal mesh)로 형성되는 제1 전극 라인; 상기 제1 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제1 서브 전극 라인; 상기 제1 전극 라인, 상기 제1 서브 전극 라인과 제1 광학 투명 접착층; 을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 상기 제1 전극 라인과 동일면에 금속 메쉬로 형성되고, 상기 제1 전극 라인과 전기적으로 분리된 상태에서 교차 구조를 형성하는 제2전극 라인; 상기 제2 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제2 서브 전극 라인; 을 더 포함하고, 상기 복수의 제1 서브 전극 라인 및 상기 복수의 제2 서브 전극 라인은, 상기 제1 전극 라인과 상기 제2 전극 라인에 의해 구획되는 복수의 영역에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 상기 복수의 영역 중 동일 영역에 형성된 상기 제1 서브 전극 라인 및 상기 제2 서브 전극 라인들은 각각 상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인 중 어느 하나의 전극 라인에만 연결되고, 상기 복수의 영역 중 마주 보는 영역에 형성된 상기 제1 서브 전극 라인 및 상기 제2 서브 전극 라인들은 서로 동일한 한 가지 종류의 전극 라인에만 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인이 교차 되는 교차 지점에는 상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인이 전기적으로 분리되도록 하는 단절 영역이 형성되고, 상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인 중 어느 하나의 전극 라인은 상기 단절 영역에서 단절된 뒤에 접속 패턴을 통해 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 상기 접속 패턴과 상기 단절 영역에서 단절되지 않은 전극 라인을 서로 절연시키는 절연층; 을 더 포함하고, 상기 절연층은, 전극 라인의 길이 방향으로 도포되는 절연 패턴, 원모양으로 도포되는 절연 패턴, 타원 모양으로 도포되는 절연 패턴, 아치 형태로 도포되는 절연 패턴, 필름 형태의 절연 패턴 또는 비아 홈이 형성된 필름 형태 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 상기 레이어층은 투명 재질로 형성되어 발광부의 빛을 투과시키고, 상기 제1전극 라인 및 상기 제2전극 라인은 상기 발광부의 외곽 테두리와 비교하여 일정 각도 기울어진 형태로 형성되고, 상기 제1전극 라인 또는 상기 제2전극 라인이 상기 발광부의 외곽 테두리와 이루는 예각의 각도는 25도 내지 65도인 것을 특징으로 하며, 상기 복수의 제1전극 라인 및 상기 복수의 제2전극 라인이 형성하는 복수의 교차점들을 이은 선(Line)은, 상기 발광부의 외곽 테두리와 수직을 이루거나 또는 수직인 상태를 기준으로 0도 내지 20도의 범위에서 기울어진 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 상기 제1 전극 라인 및 상기 제2 전극 라인의 형태는, 발광부의 패턴 모양에 근거하여 마름모형, 정사각형, 직사각형 중 하나 이상을 포함하며, 상기 제1 전극 라인, 상기 제2 전극 라인, 상기 제1 서브 전극 라인, 상기 제2 서브 전극 라인은, 5μm이하의 선폭을 가지고 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 상기 제1 전극 라인과, 상기 제2 전극 라인과 연결되어 터치 신호를 제어하는 터치 컨트롤러; 를 더 포함할 수 있다.

이 때, 상기 터치 컨트롤러는, 상기 제1 전극 라인, 상기 제2 전극 라인 및 상기 제1 서브 전극 라인, 상기 제2 서브 전극 라인이 기 설정된 시간 이상 터치 신호를 감지하는 경우, 사용자가 지문 인식 장치를 사용하는 것으로 인식하고, 지문 인식 프로그램의 사용 여부를 묻는 알림창을 표시하고, 상기 터치 컨트롤러는, 지문 인식 프로그램의 사용 명령이 입력되는 경우, 복수의 제1 전극 라인, 복수의 제2 전극 라인, 복수의 서브 전극 라인들의 터치 신호 인식 패턴을 분석하여 사용자의 지문 패턴을 확인하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 절연성 재질로 형성되는 제2 레이어층; 상기 제2 레이어층의 일면에 금속 메쉬로 형성되는 제3 전극 라인; 상기 제3 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제3 서브 전극 라인; 상기 제3 전극 라인, 상기 제3 서브 전극 라인과 제2 광학 투명 접착층; 을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 상기 제1 레이어층 및 상기 제2 레이어층은 투명 재질로 형성되어 발광부의 빛을 투과시키고, 상기 제1전극 라인 및 상기 제3전극 라인은 상기 발광부의 외곽 테두리와 비교하여 일정 각도 기울어진 형태로 형성되고, 상기 제1전극 라인 또는 상기 제3전극 라인이 상기 발광부의 외곽 테두리와 이루는 예각의 각도는 25도 내지 65도인 것을 특징으로 하며, 복수의 제1전극 라인 및 복수의 제3전극 라인을 포함하되, 상기 복수의 제1전극 라인 및 상기 복수의 제3전극 라인이 형성하는 복수의 교차점들을 이은 선(Line)은, 상기 발광부의 외곽 테두리와 수직을 이루거나 또는 수직인 상태를 기준으로 0도 내지 20도의 범위에서 기울어진 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 상기 제1 전극 라인 및 상기 제3 전극 라인의 형태는, 발광부의 패턴 모양에 근거하여 마름모형, 정사각형, 직사각형 중 하나 이상을 포함하며, 상기 제1 전극 라인, 상기 제3 전극 라인, 상기 제1 서브 전극 라인, 상기 제3 서브 전극 라인은, 5μm이하의 선폭을 가지고 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 상기 제1 전극 라인과, 상기 제3 전극 라인과 연결되어 터치 신호를 제어하는 터치 컨트롤러;를 더 포함할 수 있다.

이 때, 상기 터치 컨트롤러는, 상기 제1 전극 라인, 상기 제3 전극 라인 및 서브 전극 라인들이 기 설정된 시간 이상 터치 신호를 감지하는 경우, 사용자가 지문 인식 장치를 사용하는 것으로 인식하고, 지문 인식 프로그램의 사용 여부를 묻는 알림창을 표시할 수 있으며, 상기 터치 컨트롤러는, 지문 인식 프로그램의 사용 명령이 입력되는 경우, 복수의 제1 전극 라인, 복수의 제3 전극 라인, 복수의 서브 전극 라인들의 터치 신호 인식 패턴을 분석하여 사용자의 지문 패턴을 확인하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 절연성 재질로 형성되는 제2 레이어층; 상기 제2 레이어층의 일면에 산화인듐주석(ITO), 은나노 와이어 중 하나 이상을 포함하는 전극으로 형성되는 제4 전극 라인; 제2 광학 투명 접착층; 을 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층; 상기 제1 레이어층의 일면에 금속 메쉬(Metal mesh)로 형성되는 제1 전극 라인; 상기 제1 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제1 서브 전극 라인과 제1 광학 투명 접착층; 을 포함한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치에 전극을 형성하는 방법은, (a) 절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층이 형성되는 단계; (b) 상기 제1 레이어층의 일면에, 제1 전극 라인이 금속 메쉬로 형성되는 단계; (c) 상기 제1 전극 라인의 주변에, 복수의 제1 서브 전극 라인이 금속 메쉬로 형성되는 단계; (d) 제1 광학 투명 접착층을 형성하는 단계; 를 포함할 수 있다.

본 발명은, 전자 장치의 두께는 매우 슬림하게 유지하면서, 매우 높은 터치 입력 센싱의 해상도(Resolution)를 구현할 수 있는 터치 감지 구조를 제공할 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 레이어층의 일면에 제1전극 라인, 제2전극 라인 및 서브 전극 라인을 모두 형성하여, 슬림한 두께와 고성능의 터치 감지 성능을 동시에 구현할 수 있다.

또한, 본 발명은 서브 전극 라인의 구조적인 특징을 이용하여 센싱 감도를 향상시키고 터치 지점의 위치 정보를 더욱 세밀하게 감지할 수 있다. 구체적으로, 본 발명은, 상기 제1전극 라인 및 상기 제2전극 라인에 의해 구획되는 영역 상에 형성되는 서브 전극 라인들이, 일측 전극 라인(제1전극 라인 및 제2전극 라인에서 선택된 특정 종류의 전극 라인)에만 접속되고 타측 전극 라인에는 단절되는 형태로 형성되므로, 전하량이 일측 전극 라인으로 집중되어 센싱 감도가 향상되고 터치 지점의 위치 정보가 더욱 세밀하게 감지될 수 있다.

또한, 본 발명은 투명 재질로 터치 감지 구조를 형성하고 발광부가 결합된 형태로 터치 감지 구조를 형성하는 경우, 모아레(Moire) 현상을 방지할 수 있는 전극 패턴 구조를 구현할 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 제1전극 라인 및 제2전극 라인이 발광부의 외곽 테두리와 비교하여 일정 각도 25도 내지 65도의 예각으로 기울어지도록 하거나, 제1전극 라인 및 제2전극 라인이 교차되는 교차점들을 이은 선(Line)이 발광부의 외곽 테두리와 수직을 이루거나 또는 수직인 상태를 기준으로 좌측 또는 우측으로 0도 내지 20도의 범위에서 기울어진 형태로 형성되도록 할 수 있으며, 이러한 구조적인 특징을 이용하여 모아레 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 금속 메쉬 구조를 이용한 One-Glass Soltion을 구현할 수 있다. 따라서, 대면적의 전자 장치의 일면에도 적용될 수 있는 형태로 구현될 수 있다. 종래에는 금속 메쉬(Mesh) 구조를 이용하여 충분한 터치 센싱 감도를 구현할 수 있는 One-Glass Solution 기술이 존재하지 않았는데, 본 발명은 특유의 전극 패턴 구조를 이용하여 금속 메쉬 구조를 이용한 One-Glass Solution을 구현할 수 있다. 따라서, ITO(Indium Tin Oxide) 전극을 이용하는 종래의 One-Glass Solution과 달리 전기 저항이 낮은 전극 패턴을 구조를 구현할 수 있으며, 이에 따라 대면적의 전자 장치의 일면에도 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 본 발명은 복수의 전극 라인들과 서브 전극라인들이 선폭이 가는 미세 패턴을 이용하여 터치 스크린으로 구현 가능하므로, 선과 선 사이의 간격을 조밀하게 구현할 수 있고, 각 전극 라인들이 터치 신호 인식 패턴을 분석하여 사용자의 지문 패턴을 터치 스크린상에서 직접 확인할 수 있다.

또한, 본 발명은, 제1 전극 라인과 제3 전극 라인을 서로 다른 레이어 상에 구현토록 하여, 제1 전극 라인과 제3 전극 라인이 직접적으로 만나지 않게 함으로써, 절연층과 두 전극이 만나는 부분의 브릿지를 형성하지 않아도 같은 효과를 나타낼 수 있도록 할 수 있다.

또한, 본 발명은 레이어를 이중으로 구성하고, 레이어에 포함되는 전극의 구성시 금속 메쉬(Metal mesh) 뿐만 아니라, 기존의 터치 구조로 사용되는 산화인듐주석, 은나노 와이어 등을 레이어의 전극으로 사용함으로써 보편적인 터치스크린 패턴과 조합하여 구현이 가능하다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.

도 1 내지 도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 전자 장치의 예시를 나타내는 예시도이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조를 나타내는 예시도이다.
도 8은 모아레(Moire) 현상을 방지하기 위한 전극 패턴 구조를 나타내는 예시도이다.
도 9 내지 도 11은 제1전극 라인 및 제2전극 라인이 형성하는 교차구조의 예시를 나타내는 예시도이다.
도 12 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조를 나타내는 예시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치에 전극을 형성하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조를 통해 지문을 인식하는 구조를 나타내는 예시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조에서, 전극을 형성한 구조를 나타내는 예시도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조에서, 레이어층과 광학 투명 접착층을 조합하여 생성할 수 있는 전자 장치의 터치 감지 구조를 나타내는 예시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '전자 장치의 터치 감지 구조, 전자 장치, 전자 장치에 전극을 형성하는 방법'을 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.

한편, 이하에서 표현되는 각 구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다. 또한, 각 구성부는 순전히 하드웨어 또는 소프트웨어의 구성만으로 구현될 수도 있지만, 동일 기능을 수행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 둘 이상의 구성부들이 함께 구현될 수도 있다.

*또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

또한, '제1, 제2, 제3' 등과 같은 표현은, 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.

이하에서 살펴볼 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 다양한 전자 장치에 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 터치 감지 구조는 불투명 재질의 표면을 가지는 키보드(Keyboard), 마우스, 리모콘, 스위치 몸체, 전자 제품의 조작 장치, 각종 버튼, 세탁기, 자동차, 비행기, 사무기기 등의 전자 장치에 적용될 수 있으며, 투명 재질의 표면을 가지는 모니터, TV, 디지털 액자, Tablet PC, Laptop PC, All-in-one PC 등의 각종 디스플레이 장치에 적용될 수도 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 이러한 예시들 이외에도 터치(Touch) 입력의 감지가 필요한 다양한 전자 장치에 적용될 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조를 살펴본다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층(101), 상기 제1 레이어층의 일면에 형성되는 제1전극 라인(110), 상기 제1전극 라인과 동일면에 형성되고 상기 제1전극 라인과 전기적으로 분리된 상태에서 교차 구조를 형성하는 제2전극 라인(120), 상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인에 의해 구획되는 영역에 형성되는 제1 서브 전극 라인(300A, 300C)과 제2 서브 전극 라인(300B, 300D)을 포함할 수 있다.

이러한 상기 전자 장치의 터치 감지 구조는, 위에서 언급했듯이 다양한 전자 장치의 일면에 구현될 수 있는데, 예를 들어, 도 1의 상측과 같이 키보드(Keyboard) 몸체의 일면에 구현되거나, 도 1의 하측과 같이 각종 스위치(Switch) 몸체의 일면에 구현되거나, 도 2의 상측과 같이 냉장고 몸체의 일면에 구현되거나, 도 2의 하측과 같이 디스플레이 장치의 일면에 구현될 수 있다. 또한, 상기 전자 장치의 터치 감지 구조는 이러한 예시들 이외에도 다양한 전자 장치의 일면에 구현될 수 있다. 한편, 여기서 상기 전자 장치의 일면은, 전자 장치의 외부면이거나 또는 내부면일 수 있다.

상기 제1 레이어층(101)은, 상기 제1전극 라인(110), 상기 제2전극 라인(120), 상기 제1 서브 전극 라인(300A, 300C), 상기 제2 서브 전극 라인(300B, 300D)이 형성되는 기판층으로써의 역할을 수행하는 구성이다. 이러한 상기 제1 레이어층(101)은 전자 장치의 일면상에 새롭게 형성되는 레이어층일 수도 있지만, 실시 예에 따라서는 전자 장치의 일면 자체일 수도 있다.

또한, 상기 제1 레이어층(101)은 절연성 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 적용되는 전자 장치에 따라 투명 재질 또는 불투명 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 레이어층(101)은, 유리(Glass), 고분자 중합체(PET, PEN 등), 기타 투명 필름(Film), 기타 투명 플라스틱, 기타 투명 아크릴 등의 '절연성 투명 재질'로 형성되거나, 불투명 플라스틱, 불투명 고분자 중합체, 불투명 아크릴 등의 '절연성 불투명 재질'로 형성될 수 있다.

상기 제1전극 라인(110)은, 터치(Touch) 인식을 위한 Sensor Electrode을 구현하기 위한 구성으로써, 전도성 재질로 형성된다. 예를 들어, 상기 제1전극 라인(110)은 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬 및 이들 중 어느 하나에 대한 합금으로 형성되거나, ITO, Ag-Nanowire 등의 투광성 전도체 혼합물로 형성될 수 있다.

상기 제2전극 라인(120)은, 상기 제1전극 라인(110)과 함께 터치 인식을 위한 Sensor Electrode를 구현하기 위한 구성으로, 상기 제1전극 라인(110)과 마찬가지로 전도성 재질로 형성된다. 구체적으로, 상기 제2전극 라인(120) 역시, 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬 및 이들 중 어느 하나에 대한 합금으로 형성되거나, ITO, Ag-Nanowire 등의 투광성 전도체 혼합물로 형성될 수 있다.

특히, 제1 전극 라인, 제2 전극 라인, 서브 전극 라인은 금속 메쉬(Metal mesh) 형태로 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 금속 메쉬 형태로 터치 스크린을 제조하게 되면, 기존의 인듐산화물(ITO)에 비하여, 스퍼터링 1회 또는 나노 프린트(Nano print) 방식을 사용하여 간단한 제조 공정, 높은 투과율(85%이상), 저렴한 가격, 낮은 저항, 대형TV 등에도 사용될 수 있는 범용성 등 여러 장점이 있게 된다.

터치스크린의 제조에 있어서, 인듐산화물(ITO)로는 10인치 이하의 크기, 은나노와이어로는 약 15인치까지의 터치스크린을 제조할 수 있지만, 메탈메쉬 방법을 사용하게 되면 30인치 이상의 대형 터치스크린도 제조할 수 있게 된다. 그러나, 메탈메쉬 방법은 자연광이 반사되는 문제점이 있고, 발광부의 발광 패턴에 따라 광 간섭이 일어나는 모아레(Moire)현상이 발생될 수도 있다.

도 3 내지 도 7을 살펴보면, 본 발명에 의한 전자 장치의 터치 감지 구조는, 절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층; 상기 제1 레이어층의 일면에 금속 메쉬(Metal mesh)로 형성되는 제1 전극 라인; 상기 제1 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제1 서브 전극 라인; 상기 제1 전극 라인과 동일면에 금속 메쉬로 형성되고, 상기 제1 전극 라인과 전기적으로 분리된 상태에서 교차 구조를 형성하는 제2전극 라인; 상기 제2 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제2 서브 전극 라인을 포함하고, 상기 복수의 서브 전극 라인은, 상기 제1 전극 라인과 상기 제2 전극 라인에 의해 구획되는 복수의 영역에 형성되는 것을 특징으로 한다.

도 5 내지 도 7은, 전자 장치의 터치 감지 구조에서, 제1 전극 라인과 제2 전극 라인이 만나는 부분과, 터치 감지구조의 제어 구성을 나타낸 것이다.

상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)은, 상기 레이어층(101)의 동일한 일면에 형성되는 것이 바람직하고, 서로 전기적으로 분리된 상태에서 교차 구조를 형성하는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)이 교차 되는 교차 지점에는 상기 제1전극 라인(110)과 상기 제2전극 라인(120)이 전기적으로 분리되도록 하는 단절 영역이 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 단절 영역에서 상기 제1전극 라인(110)과 상기 제2전극 라인(120) 중 어느 하나의 전극 라인은 단절된 뒤에 접속 패턴을 통해 전기적으로 연결되고, 나머지 전극 라인은 단절되지 않은 상태에서 상기 단절 영역을 그대로 통과하는 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 구조로 형성되어야 상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)이 상기 레이어층(101)의 동일면에 함께 형성되더라도 서로 전기적으로 독립된 상태에서 신호를 전달할 수 있기 때문이다.

도 4a 및 도 6을 참조하면 상기 교차 구조의 구체적인 예시를 살펴볼 수 있다. 도 4a 및 도 6의 예시에서는, 교차 지점에서 제2전극 라인(120)이 단절되고 제1전극 라인(110)은 상기 교차 지점을 그대로 통과하는 형태로 단절 영역이 형성된다. 이 경우 단절된 제2전극 라인(120)들을 전기적으로 연결시키는 것이 필요한데, 1) 도 4a의 예시에서는 전도성 재질의 박판형 접속 패턴(140)을 이용하여 단절된 제2전극 라인(120)들을 서로 연결시키고 있다. 구체적으로, 절연층(130)에 의해 제1전극 라인(110)과 전기적으로 분리되는 박판형 접속 패턴(140)을 이용하여, 단절된 제2전극 라인(120)들을 상기 제1전극과 전기적으로 분리된 상태에서 서로 연결시키고 있다. 2) 또한, 도 6의 예시에서는 아치형 접속 패턴(140)을 이용하여 단절된 제2전극 라인(120)들을 서로 연결시키고 있다. 구체적으로, 제1전극 라인(110)과 단차를 이루는 형태로 형성되는 아치형 접속 패턴(140)을 이용하여, 단절된 제2전극 라인(120)들을 상기 제1전극 라인(110)과 전기적으로 분리된 상태에서 서로 연결시키고 있다.

도 3과 도 4b를 참조하면, 상기 전자 장치의 터치 감지 구조가 터치 스크린상으로 나타나는 예시를 살펴볼 수 있다.

이 때, 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120)에 의하여 복수의 영역들이 생성되며, 영역 안에는 복수의 서브 전극 라인(300)들이 형성되며, 이는 제1 서브 전극 라인(300A, 300C)과 제2 서브 전극 라인(300B, 300D)로 형성된다.

또한, 각 영역별로 서브 전극 라인들의 색이 다르게 나타나 있는 것처럼, 상기 복수의 영역 중 동일 영역 안에 형성된 서브 전극 라인들은 상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인 중 어느 하나의 전극 라인에만 연결되고(1개의 영역 안에는 같은 색의 서브 전극 라인들만 존재), 상기 복수의 영역 중 마주 보는 영역에 형성된 서브 전극 라인들은 서로 동일한 한 가지 종류의 전극 라인에만 연결되고, 상기 복수의 영역 중 근접하는 영역에 형성된 서브 전극 라인들은 서로 다른 종류의 전극 라인에 연결된다. (영역별로 붙어있는 영역들 끼리는 다른 색의 서브 전극 라인들이 연결되어 있고, 서로 마주 보는 영역들 끼리는 같은 색의 서브 전극 라인들이 연결되어 있음)

도 7을 참조하면, 전자 장치의 터치 감지 구조는 상기 제1 전극 라인과, 상기 제2 전극 배선 라인과 연결되어 터치 신호를 제어하는 터치 컨트롤러;를 포함할 수 있다. 제1 전극 라인과 제2 전극 라인은 절연층 및 절연 패턴을 통하여 전기적으로 절연되어 있으며, 터치 컨트롤러를 통하여 통합적으로 제어할 수 있도록 한다.

터치 컨트롤러는 제1 전극 라인, 제2 전극 라인, 서브 전극 라인들이 터치에 의하여 전송하는 터치 신호를 제어하며, 터치 신호의 위치 및 강도에 따라서 각각의 터치 정도를 감지할 수 있다.

이 때, 상기 터치 컨트롤러는, 상기 제1 전극 라인, 상기 제2 전극 라인 및 서브 전극 라인들이 기 설정된 시간 이상 터치 신호를 감지하는 경우, 사용자가 지문 인식 장치를 사용하는 것으로 인식하고, 지문 인식 프로그램의 사용 여부를 묻는 알림창을 표시하고, 사용자가 지문 인식 프로그램을 사용할 의도로 지문 인식 프로그램의 사용 명령이 입력하는 경우, 복수의 제1 전극 라인, 복수의 제2 전극 라인, 복수의 서브 전극 라인들의 터치 신호 인식 패턴을 분석하여 사용자의 지문 패턴을 확인할 수 있다.

도 15를 참조하면, 본 발명의 터치 감지 구조는, 메탈 메쉬를 사용한 터치 감지 구조로, 선폭이 가는 미세 패턴을 구현할 수 있으며, 선과 선 사이의 간격을 조밀하게 구현하여 지문 인식이 가능하게 된다. 현재 기존의 지문 인식은, 터치 스크린 자체가 아닌 별도의 지문인식 장치를 구비하고, 그를 통하여 지문을 인식하는 것으로 디스플레이 외의 별도의 추가적 구성 또는 디스플레이 면적을 줄이면서 지문 인식 장치를 구성해야 하며, 기 설정된 지문의 이미지 또는 영상과 비교하여 인식하는 방식이다.

그러나, 본 발명의 터치 감지 구조는 터치된 손가락의 지문과 접착되는 복수의 전극라인 및 복수의 서브 전극 라인의 패턴을 분석하여, 기 설정된 지문인지 여부를 판단하고 지문 인식 프로그램의 사용 여부를 판단할 수 있다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 상기 교차 구조의 추가적인 예시를 살펴볼 수 있다. 도 9 내지 도 11의 예시에서는, 단절 영역에서 단절된 전극 라인을 서로 연결시키는 접속 패턴과 상기 단절 영역에서 단절되지 않은 전극 라인을 서로 절연시키기 위한 절연층이 다양한 형태로 형성될 수 있는데, 이러한 절연층에 의해 상기 접속 패턴 및 단절되지 않은 전극 라인이 더욱 확실하게 전기적으로 분리될 수 있다. 여기서, 상기 절연층은, 실리콘계, 멜라민계, 아크릴계, 우레탄계, 알킬계로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 열경화형, UV 경화형, 촉매경화형 고분자 수지를 포함할 수 있다. 또한, 상기 절연층은 이산화티탄, 이산화규소, 질화규소로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 절연층은, 전극 라인의 길이방향으로 도포되는 절연 패턴, 원모양으로 도포되는 절연 패턴, 타원 모양으로 도포되는 절연 패턴, 아치 형태로 도포되는 절연 패턴, 필름 형태의 절연 패턴을 포함할 수 있으며, 이러한 절연 패턴 이외에도 다양한 형태의 절연 패턴을 포함할 수 있다. 또한, 상기 접속 패턴은, 전도성 재질로 형성될 수 있는데, 예를 들어, 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬 및 이들 중 어느 하나에 대한 합금으로 형성되거나, ITO, Ag-Nanowire 등의 투광성 전도체 혼합물로 형성될 수 있다.

도 9를 참조하면, 접속 패턴(140)과 단절되지 않은 제1전극 라인(110) 사이에 원형의 절연층(130)이 형성된 예시를 살펴볼 수 있다. 이 경우 절연층(130)의 지름은 상기 제1전극 라인(110)의 폭보다 더 크게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 도 10을 참조하면, 상기 절연층(130a)이 상기 제1전극 라인(110)의 길이 방향을 따라 형성되되, 상기 제1전극 라인(110)이 형성된 영역만을 커버하는 형태로 형성될 수 있다. 이 경우 상기 절연층(130a)이 최소화된 면적으로 형성되므로 상기 레이어층(101)이 투명 재질로 형성되는 경우에 광 투과성이 향상될 수 있다. 또한, 도 11을 참조하면, 절연층(150)이 비아 홈(151, 152)이 형성된 필름 형태로 형성된 예시를 살펴볼 수 있다. 이 경우, 단절된 제2전극 라인(121, 122)의 종단에 전극 패드(121a, 122a)가 형성될 수 있으며, 상기 전극 패드(121a, 122a)는 상기 비아 홈(151, 152) 및 상기 절연층(150)의 상측에 형성되는 접속 패턴(140)을 통해, 제1전극 라인(110)과 전기적으로 분리된 상태에서 서로 연결될 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 서브 전극 라인(300)은, 상기 제1전극 라인(110)과 상기 제2전극 라인(120)에 의해 구획되는 영역에 형성되는 보조 전극이다. 구체적으로, 상기 서브 전극 라인(300)은, 도 3, 도 4a, 도4b와 같이 상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)이 교차 구조를 형성함으로써 구획되는 복수의 영역(A, B, C, D) 상에 제1 서브 전극 라인(300A, 300C)과 제2 서브 전극 라인(300B, 300D)이 형성되는 구성이다.

이러한 상기 서브 전극 라인(300)은, 상기 제1전극 라인(110)과 상기 제2전극 라인(120) 중 어느 하나의 전극 라인에만 연결되는 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)에 의해 구획되는 복수의 영역 상에 복수의 서브 전극 라인(300)이 형성되는 경우, 상기 복수의 영역 중 동일 영역에 형성된 서브 전극 라인(300)들은, 동일한 한 가지 종류의 전극 라인에만 연결되는 것이 바람직하다. 이러한 서브 전극 라인(300)의 구조적인 특징에 의해, 전하량이 특정 전극 라인으로 집중될 수 있고, 이에 따라 센싱 감도가 높아지고 터치 지점의 위치 정보가 더욱 세밀하게 감지될 수 있기 때문이다.

도 3 및 도 4a, 도4b를 참조하여 구체적인 예시를 살펴보면, 상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)의 교차 구조에 의해 복수의 영역(A, B, C, D)이 형성되고, 각 영역에 복수의 서브 전극 라인(300)이 형성되는 경우, A 영역에 형성된 제1 서브 전극 라인(300A)들은 모두 제1전극 라인(110)에만 연결되고 제2전극 라인(120)과는 단절되는 형태로 형성되는 것이 바람직하고, B 영역에 형성된 제2 서브 전극 라인(300B)들은 모두 제2전극 라인(120)에만 연결되고 제1전극 라인(110)과는 단절되는 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, C 영역에 형성된 제1 서브 전극 라인(300C)들은 모두 제1전극 라인(110)에만 연결되고 제2전극 라인(120)과는 단절되는 형태로 형성되는 것이 바람직하고, D 영역에 형성된 제2 서브 전극 라인(300D)들은 모두 제2전극 라인(120)에만 연결되고 제1전극 라인(110)과는 단절되는 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)에 의해 구획되는 복수의 영역 상에 서브 전극 라인(300)이 형성되는 경우, 마주 보는 영역에 형성된 서브 전극 라인(300)들은, 서로 동일한 종류의 전극 라인에 연결되는 것이 바람직하다. 이러한 서브 전극 라인(300)의 구조적인 특징에 의해, 전하량이 특정 전극 라인으로 집중되되, 방향성을 가진 형태로 전하량이 집중될 수 있고, 이에 따라 센싱 정보를 처리하는 성능이 더욱 향상될 수 있기 때문이다.

도 3, 도 4a, 도 4b를 참조하여 구체적인 예시를 살펴보면, 상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)의 교차 구조에 의해 복수의 영역(A, B, C, D)이 형성되고, 각 영역에 서브 전극 라인(300)이 형성되는 경우, 서로 마주 보는 A 영역 및 C 영역에 형성되는 서브 전극 라인(300)은 서로 동일한 제1전극 라인(110)에만 연결되고, 서로 마주보는 B 영역 및 D 영역에 형성되는 서브 전극 라인(300)은 서로 동일한 제2전극 라인(120)에만 연결되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 서브 전극 라인(300)은, 복수 개로 형성되는 경우에 메쉬(Mesh) 구조를 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 메쉬 구조를 통해 터치 감지의 신뢰성을 향상시킬 수 있기 때문이다. 또한, 상기 서브 전극 라인(300)은, 상기 레이어층(101)이 투명 재질로 형성되는 경우에는 광 투과율을 향상시키기 위해 가늘게 형성되어야 하는데, 예를 들어, 두께 0.05um ~ 10 um, 폭(너비) 0.5 um ~ 5 um 등의 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 서브 전극 라인은, 100 um ~ 2000 um의 간격을 이루면서 메쉬(Mesh) 구조를 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 제1 전극 라인(110)과 제2 전극 라인(120), 제3 전극 라인(125)의 형태는, 발광부의 패턴 모양에 근거하여 마름모형, 정사각형, 직사각형 중 적절한 형태로 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 전극 라인, 제2 전극 라인, 제3 전극 라인, 제1 서브 전극 라인, 제2 서브 전극 라인, 제3 서브 전극 라인들은, 최소한 5μm 이하의 선폭을 가지고 형성되는 것이 바람직하다.

도 16a 내지 도 16d를 살펴보면, 도 16a는 선폭이 3μm 인 경우, 도 16b는 선폭이 2.2μm 인 경우, 도 16c는 선폭이 1.4μm 인 경우, 도 16d는 선폭이 1.2μm 인 경우에 해당된다. 전극을 형성할 때 제조 공정과 공정 조건을 다르게 설정하여 전극으로 형성되는 선폭(width)을 조절할 수 있게 되며, 터치 스크린의 용도에 따라서 적절한 전극 라인의 선폭(width)를 형성할 수 있다.

전극 라인의 선폭이 굵은 경우 전기 저항이 높아져 터치 신호 전달 속도가 감소하게 되며, 휴대폰의 액정에 나타나는 패턴을 육안으로 관찰할 수 있게 된다. 따라서 선폭을 가늘게 할수록 사용자의 눈에 보이지 않고, 광투과율이 높아져 더욱 선명한 화면을 제공할 수 있게 된다.

또한, 상기 서브 전극 라인(300) 역시 전도성의 재질로 형성되는데, 예를 들어, 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬 및 이들 중 어느 하나에 대한 합금으로 형성되거나, ITO, Ag-Nanowire 등의 투광성 전도체 혼합물로 형성될 수 있다. 또한, 상기 서브 전극 라인(300)은, 상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)과 동일 재질로 형성되거나 또는 다른 재질로 형성될 수 있다.

도 17a 내지 도 17j는, 본 발명의 터치 감지 구조가 응용될 수 있는 여러 가지 형태를 보여주며, 전자 장치를 터치할 때 전자 장치의 터치 감지구조의 단면도를 나타낸 것이다. 사용자의 손가락에 닿는 부분에 제1 레이어층(101)이 형성되어, 제1 전극 라인, 제1 서브 전극 라인, 제2 전극 라인, 제2 서브 전극 라인을 제1 레이어층 상측 또는 하측에 형성하며, 상기 제1 레이어층과 발광부(400)을 접착하도록 제1 광학 투명 접착층(160)이 사이에 들어갈 수 있다.

이 때, 광학 투명 접착층은, 제1 레이어층과 하단의 접착물을 접착시킬 수 있으며, 광학용 투명 접착 필름(OCA), 광학용 투명 접착 레진(OCR) 등 발광부와 레이어층을 접착시킬 수 있는 어떠한 물질도 사용할 수 있다. 또한, 레이어층과 광학 투명 접착층을 이용하여 접착하는 하단의 접착물은, 또 다른 제2, 제3의 레이어층이 될 수 도 있으며, 곧바로 전자 장치의 발광부와 접착시킬 수도 있다.

또한, 광학 투명 접착층은 하단의 접착물(제2 레이어층 또는 발광부)과 접착시키는 구조로 형성될 수도 있으며, 하단에 다른 접착물 없이 레이어층과 광학 투명 접착층만으로 형성되어 터치 스크린 구조를 만들 수도 있다.

한편, 도 3 내지 도 11을 살펴보면, 1개의 레이어층과 1개의 발광부를 가지고 전극을 형성하는 구조에서, 상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)은 상기 레이어층(101) 전체에서 복수로 형성되는 것이 바람직하며, 복수의 교차 구조를 반복적으로 형성하여 상기 레이어층(101) 전체에 터치 감지 영역을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 이상에서 살핀 상기 제1전극 라인(110), 상기 제2전극 라인(120), 상기 서브 전극 라인(300), 접속 패턴(140)은 실크 스크린 인쇄, 화학 기상 증착법, 진공 증착법, 플라즈마 증착법, 스퍼터링법, 이온빔 증착법, 포토리소그래피, 그라비어 인쇄(Gravure print), Inkjet, Offset, Imprint 공정 등을 포함하는 다양한 방식으로 형성될 수 있다.

[One-Glass Solution]

본 발명은 상기 단일의 레이어층(101)을 유리(Glass)로 형성하고, 상기 제1전극 라인(110), 상기 제2전극 라인(120) 및 상기 서브 전극 라인(300)을 금속(금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬 및 이들 중 어느 하나에 대한 합금)으로 형성하여, 금속 메쉬(Mesh) 구조를 이용한 One-Glass Solution(단일의 유리층만을 활용하는 기술)을 구현할 수 있다. 종래에는, ITO 전극을 이용하는 One-Glass Solution 기술만이 존재하였고, 충분한 터치 센싱 감도를 구현할 수 있는 전극 패턴 구조의 부재로 금속 메쉬(Mesh)를 이용한 One-Glass Solution 기술이 존재하지 않았는데, 본 발명은 위에서 살펴본 전극 패턴 구조를 이용하여 금속 메쉬를 이용한 One-Glass Solution을 구현할 수 있다. 따라서, ITO(Indium Tin Oxide) 전극에 한정된 종래의 One-Glass Solution과 달리 전기 저항이 낮은 전극 패턴을 구조를 구현할 수 있으며, 이에 따라 대면적의 전자 장치의 일면에도 용이하게 적용될 수 있다.

[모아레(Moire) 방지 기술]

본 발명은 상기 터치 감지 구조가 발광부상에 형성되는 형태로도 구현될 수 있다. (참고로, 여기서 발광부란, 빛을 발광시키는 구성들을 의미하며, LCD, LED, 기타 조명 소자 등의 다양한 발광 소자를 포함할 수 있다.)

예를 들어, 본 발명은 상기 터치 감지 구조가 디스플레이 패널 형태의 발광부 상에 형성되거나, 백라이트 패널 형태의 발광부에 형성되는 형태로도 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 레이어층(101)은 투명 재질로 형성되어 빛을 투과시키는 형태로 구성되는 것이 바람직하다.

*한편, 상기 터치 감지 구조가 상기 발광부상에 형성되는 경우, 상기 터치 감지 구조가 포함하는 전극 패턴(제1전극 라인, 제2전극 라인, 서브 전극 라인 등)과 상기 발광부의 발광 패턴에 따라 광 간섭에 의한 모아레(Moire) 현상이 발생 될 수 있다. 구체적으로, 상기 전극 패턴이 포함하는 메쉬 형태 또는 격자 형태가 상기 발광부의 발광 패턴과 겹치게 되면, 나무의 나이테처럼 원을 그리는 무늬 또는 물결 무늬 형태의 간섭 패턴이 발생(모아레 현상이 발생) 될 수 있다.

본 발명은, 상기 제1전극 라인(110) 및 상기 제2전극 라인(120)이 상기 발광부의 패턴 모양에 근거하여 마름모형, 정사각형, 직사각형 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있고, 외곽 테두리와 비교하여 일정 각도 기울어진 형태로 형성되도록 하였으며, 이러한 구조를 통해 모아레 현상을 방지할 수 있다.

이 경우 상기 제1전극 라인(110) 또는 상기 제2전극 라인(120)이 상기 발광부의 외곽 테두리와 25도 내지 65도의 예각을 이루는 것이 바람직하다. 구체적으로, 도 8과 같이, 상기 제1전극 라인(110)이 상기 발광부의 외곽 테두리(ℓ1)와 이루는 예각의 각도(θ1) 또는 상기 제2전극 라인(120)이 상기 발광부의 외곽 테두리(ℓ1)와 이루는 예각의 각도(θ2)가 25도 내지 65도가 되도록 전극 패턴이 형성되는 것이 바람직한데, 이러한 구조적인 특징을 통해 상기 모아레 현상을 최소화시킬 수 있기 때문이다.

또한, 상기 터치 감지 구조가 복수의 제1전극 라인(110) 및 복수의 제2전극 라인(120)을 포함하는 경우, 상기 복수의 제1전극 라인(110) 및 상기 복수의 제2전극 라인(120)이 형성하는 복수의 교차점들을 이은 선(Line)이, 상기 발광부의 외곽 테두리와 수직을 이루거나 또는 수직인 상태를 기준으로 좌측 또는 우측으로 0도 내지 20도의 범위에서 기울어진 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 도 8과 같이, 복수의 교차점들을 이은 선(ℓ2)이 상기 발광부의 외곽 테두리(ℓ1)와 수직을 이루거나 또는 수직인 상태를 기준으로 좌측 또는 우측으로 0도 내지 20도의 범위에서 기울어진 형태로 형성되는 바람직한데, 이러한 구조적인 특징을 통해 상기 모아레 현상을 최소화시킬 수 있기 때문이다.

도 12 및 도 13을 참조하여, 2개의 레이어층을 사용한 전자 장치의 터치 감지구조를 살펴본다.

도 12 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층(101), 상기 제1 레이어층의 일면에 형성되는 제1전극 라인(110), 상기 제1 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제1 서브 전극 라인(301), 절연성 재질로 형성되는 제2 레이어층(102), 상기 제2 레이어층의 일면에 금속 메쉬로 형성되는 제3 전극 라인(125), 상기 제3 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제3 서브 전극 라인(302)과 제1, 2 광학 투명 접착층(160, 161)을 포함할 수 있다.

이 때, 제1, 2 광학 투명 접착층은, OCR(Optical Clear Resin) 또는 OCA(Optical Clear Adhesive)를 포함할 수 있다.

도 3 내지 도 7의 구성과 비교하여 볼 때, 도 3 내지 도 7의 터치 감지 구조는 1개의 레이어층을 이용하여 레이어층 안에 제1 전극 라인, 제2 전극 라인, 제1 서브 전극 라인, 제2 서브 전극 라인이 모두 갖추어져 있어, 절연층과 브릿지 전극을 이용하여 제1, 2 전극 라인들을 전기적으로 단절시키는 구성이 필요하다.

그러나, 도 12내지 도 13의 터치 감지 구조는, 레이어층을 2개 사용하여, 제1 레이어층에는 제1 전극 라인(110)과 제1 서브 전극 라인(301)을 통하여 터치 신호를 감지하고, 제2 레이어층에는 제3 전극 라인(125)과 제3 서브 전극 라인(302)을 통하여 터치 신호를 감지하게 되어, 제1 레이어층과 제2 레이어층 사이의 제1 광학 투명 접착층(160)을 통하여 전기적으로 절연되어, 별도의 브릿지 전극과 절연층이 없어도 같은 효과를 이끌어낼 수 있다.

따라서, 제1 전극 라인, 서브 전극 라인들과 더불어 입체적인 브릿지와 절연층을 별도로 만드는 불필요한 공정을 삭제함으로써, 저렴한 가격으로 수율을 높일 수 있게 된다.

한편, 도 17g, 도 17h, 도 17i, 도 17j를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 터치 감지 구조는, 절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층, 상기 제1 레이어층의 일면에 형성되는 제1전극 라인, 상기 제1 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제1 서브 전극 라인, 절연성 재질로 형성되는 제2 레이어층; 상기 제2 레이어층의 일면에 산화인듐주석(ITO), 은나노 와이어 중 하나 이상을 포함하는 전극으로 형성되는 제4 전극 라인과 제2 광학 투명 접착층; 을 포함할 수 있다.

2개 이상의 레이어층으로 이루어지는 경우, 1개 레이어층을 메탈 메쉬를 사용하여 전극을 형성하고, 다른 레이어층을 산화인듐주석(ITO),은나노 와이어 등을 이용하여 전극층을 형성하고, 터치 스크린으로 이용할 수 있게 된다.

이하, 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치에 전극을 형성하는 방법을 살펴본다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치에 전극을 형성하는 방법은, 먼저, 절연성 재질로 형성되는 레이어층이 형성되는 단계(S410)를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치에 전극을 형성하는 방법은, 상기 S410 단계 이후에, 상기 레이어층의 일면에 전극 라인이 금속 메쉬로 형성되는 단계(S420)를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치에 전극을 형성하는 방법은, 상기 S420 단계 이후에, 전극 라인 주변에, 서브 전극 라인이 금속 메쉬로 형성되는 단계(S430)를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치에 전극을 형성하는 방법은, 상기 S430 단계 이후에, 광학 투명 접착층을 형성하는 단계(S440)를 포함할 수도 있다.

여기서, 상기 전극 라인 및 상기 서브 전극 라인은 실크 스크린 인쇄, 화학 기상 증착법, 진공 증착법, 플라즈마 증착법, 스퍼터링법, 이온빔 증착법, 포토리소그래피, 그라비어 인쇄(Gravure print), Inkjet, Offset, Imprint 공정 등을 포함하는 다양한 방식으로 형성될 수 있다.

한편, 이상에서 살펴본 본 발명의 일 실시 예에 따른 '전자 장치에 전극을 형성하는 방법'은, 카테고리는 상이하지만 본 발명의 일 실시 예에 따른 '전자 장치의 터치 감지 구조'와 실질적으로 동일한 기술적 특징을 포함할 수 있다.

따라서, 중복 기재를 방지하기 위하여 자세히 기재하지는 않았지만, 상기 '전자 장치의 터치 감지 구조'와 관련하여 상술한 특징들은, 본 발명은 일 실시 예에 따른 '전자 장치에 전극을 형성하는 방법'에도 당연히 유추 적용될 수 있다. 또한, 반대로, 상기 '전자 장치에 전극을 형성하는 방법'과 관련하여 상술한 특징들은 상기 '전자 장치의 터치 감지 구조'에도 당연히 유추 적용될 수 있다.

위에서 설명된 본 발명의 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

101: 제1 레이어층
102: 제2 레이어층
110: 제1 전극 라인
120: 제2 전극 라인
125: 제3 전극 라인
160: 제1 광학 투명 접착층
161: 제2 광학 투명 접착층
103: 제1 전극 배선
105: 제1 전극 배선 패드
104: 제2 전극 배선
106: 제2 전극 배선 패드
107: 터치 컨트롤러
300A, 300C: 제1 서브 전극 라인
300B, 300D: 제2 서브 전극 라인
301: 제1 서브 전극 라인
302: 제3 서브 전극 라인
400: 발광부

Claims

절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층;
상기 제1 레이어층의 일면에 금속 메쉬(Metal mesh)로 형성되는 제1 전극 라인;
상기 제1 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제1 서브 전극 라인;
제1 광학 투명 접착층;
절연성 재질로 형성되는 제2 레이어층;
상기 제2 레이어층의 일면에 금속 메쉬로 형성되는 제3 전극 라인;
상기 제3 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제3 서브 전극 라인;
제2 광학 투명 접착층;
을 포함하고,
상기 제1 전극 라인 및 상기 제3 전극 라인의 형태는, 발광부의 패턴 모양에 근거하여 마름모형, 정사각형, 직사각형 중 하나 이상을 포함하며,
상기 제1 전극 라인, 상기 제3 전극 라인, 상기 제1 서브 전극 라인, 상기 제3 서브 전극 라인은, 5μm이하의 선폭을 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
제 1항에 있어서,
상기 제1 전극 라인과 동일면에 금속 메쉬로 형성되고, 상기 제1 전극 라인과 전기적으로 분리된 상태에서 교차 구조를 형성하는 제2 전극 라인;
상기 제2 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제2 서브 전극 라인;
을 더 포함하고,
상기 복수의 제1 서브 전극 라인 및 상기 복수의 제2 서브 전극 라인은, 상기 제1 전극 라인과 상기 제2 전극 라인에 의해 구획되는 복수의 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
제 2항에 있어서,
상기 복수의 영역 중 동일 영역에 형성된 상기 제1 서브 전극 라인 및 상기 제2 서브 전극 라인들은 각각 상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인 중 어느 하나의 전극 라인에만 연결되고,
상기 복수의 영역 중 마주 보는 영역에 형성된 상기 제1 서브 전극 라인 및 상기 제2 서브 전극 라인들은 서로 동일한 한 가지 종류의 전극 라인에만 연결되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
제 2항에 있어서,
상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인이 교차 되는 교차 지점에는 상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인이 전기적으로 분리되도록 하는 단절 영역이 형성되고,
상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인 중 어느 하나의 전극 라인은 상기 단절 영역에서 단절된 뒤에 접속 패턴을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
제 4항에 있어서,
상기 접속 패턴과 상기 단절 영역에서 단절되지 않은 전극 라인을 서로 절연시키는 절연층;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
제 5항에 있어서,
상기 절연층은, 전극 라인의 길이 방향으로 도포되는 절연 패턴, 원모양으로 도포되는 절연 패턴, 타원 모양으로 도포되는 절연 패턴, 아치 형태로 도포되는 절연 패턴, 필름 형태의 절연 패턴 또는 비아 홈이 형성된 필름 형태 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
제 2항에 있어서,
상기 레이어층은 투명 재질로 형성되어 발광부의 빛을 투과시키고, 상기 제1전극 라인 및 상기 제2전극 라인은 상기 발광부의 외곽 테두리와 비교하여 일정 각도 기울어진 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
제 7항에 있어서,
상기 제1전극 라인 또는 상기 제2전극 라인이 상기 발광부의 외곽 테두리와 이루는 예각의 각도는 25도 내지 65도인 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
제 7항에 있어서,
복수의 제1전극 라인 및 복수의 제2전극 라인을 포함하되,
상기 복수의 제1전극 라인 및 상기 복수의 제2전극 라인이 형성하는 복수의 교차점들을 이은 선(Line)은, 상기 발광부의 외곽 테두리와 수직을 이루거나 또는 수직인 상태를 기준으로 0도 내지 20도의 범위에서 기울어진 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
제 2항에 있어서,
상기 제1 전극 라인 및 상기 제2 전극 라인의 형태는, 발광부의 패턴 모양에 근거하여 마름모형, 정사각형, 직사각형 중 하나 이상을 포함하며,
상기 제1 전극 라인, 상기 제2 전극 라인, 상기 제1 서브 전극 라인, 상기 제2 서브 전극 라인은, 5μm이하의 선폭을 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
제 2항에 있어서,
상기 제1 전극 라인과, 상기 제2 전극 라인과 연결되어 터치 신호를 제어하는 터치 컨트롤러;
를 더 포함하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
제 11항에 있어서,
상기 터치 컨트롤러는,
상기 제1 전극 라인, 상기 제2 전극 라인 및 서브 전극 라인들이 기 설정된 시간 이상 터치 신호를 감지하는 경우, 사용자가 지문 인식 장치를 사용하는 것으로 인식하고, 지문 인식 프로그램의 사용 여부를 묻는 알림창을 표시하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
제 12항에 있어서,
상기 터치 컨트롤러는, 지문 인식 프로그램의 사용 명령이 입력되는 경우, 복수의 제1 전극 라인, 복수의 제2 전극 라인, 복수의 서브 전극 라인들의 터치 신호 인식 패턴을 분석하여 사용자의 지문 패턴을 확인하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 제1 레이어층 및 상기 제2 레이어층은 투명 재질로 형성되어 발광부의 빛을 투과시키고, 상기 제1전극 라인 및 상기 제3전극 라인은 상기 발광부의 외곽 테두리와 비교하여 일정 각도 기울어진 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
제 15항에 있어서,
상기 제1전극 라인 또는 상기 제3전극 라인이 상기 발광부의 외곽 테두리와 이루는 예각의 각도는 25도 내지 65도인 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
제 15항에 있어서,
복수의 제1전극 라인 및 복수의 제3전극 라인을 포함하되,
상기 복수의 제1전극 라인 및 상기 복수의 제3전극 라인이 형성하는 복수의 교차점들을 이은 선(Line)은, 상기 발광부의 외곽 테두리와 수직을 이루거나 또는 수직인 상태를 기준으로 0도 내지 20도의 범위에서 기울어진 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 제1 전극 라인과, 상기 제3 전극 라인과 연결되어 터치 신호를 제어하는 터치 컨트롤러;
를 더 포함하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
제 19항에 있어서,
상기 터치 컨트롤러는,
상기 제1 전극 라인, 상기 제3 전극 라인 및 서브 전극 라인들이 기 설정된 시간 이상 터치 신호를 감지하는 경우, 사용자가 지문 인식 장치를 사용하는 것으로 인식하고, 지문 인식 프로그램의 사용 여부를 묻는 알림창을 표시하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
제 20항에 있어서,
상기 터치 컨트롤러는, 지문 인식 프로그램의 사용 명령이 입력되는 경우, 복수의 제1 전극 라인, 복수의 제3 전극 라인, 복수의 서브 전극 라인들의 터치 신호 인식 패턴을 분석하여 사용자의 지문 패턴을 확인하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
제 1항에 있어서,
절연성 재질로 형성되는 제2 레이어층;
상기 제2 레이어층의 일면에 산화인듐주석(ITO), 은나노 와이어 중 하나 이상을 포함하는 전극으로 형성되는 제4 전극 라인;
제2 광학 투명 접착층;
을 포함하는 전자 장치의 터치 감지 구조.
절연성 재질로 형성되는 제1 레이어층;
상기 제1 레이어층의 일면에 금속 메쉬(Metal mesh)로 형성되는 제1 전극 라인;
상기 제1 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제1 서브 전극 라인;
제1 광학 투명 접착층;
절연성 재질로 형성되는 제2 레이어층;
상기 제2 레이어층의 일면에 금속 메쉬로 형성되는 제3 전극 라인;
상기 제3 전극 라인의 주변에 금속 메쉬로 형성되는 복수의 제3 서브 전극 라인;
제2 광학 투명 접착층;
을 포함하고,
상기 제1 전극 라인 및 상기 제3 전극 라인의 형태는, 발광부의 패턴 모양에 근거하여 마름모형, 정사각형, 직사각형 중 하나 이상을 포함하며,
상기 제1 전극 라인, 상기 제3 전극 라인, 상기 제1 서브 전극 라인, 상기 제3 서브 전극 라인은, 5μm이하의 선폭을 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
(a) 절연성 재질의 제1 레이어층이 형성되는 단계;
(b) 상기 제1 레이어층의 일면에, 제1 전극 라인이 금속 메쉬로 형성되는 단계;
(c) 상기 제1 전극 라인의 주변에, 복수의 제1 서브 전극 라인이 금속 메쉬로 형성되는 단계;
(d) 제1 광학 투명 접착층을 형성하는 단계;
(e) 절연성 재질의 제2 레이어층이 형성되는 단계;
(f) 상기 제2 레이어층의 일면에, 제3 전극 라인이 금속 메쉬로 형성되는 단계;
(g) 상기 제3 전극 라인의 주변에, 복수의 제3 서브 전극 라인이 금속 메쉬로 형성되는 단계;
(h) 제2 광학 투명 접착층을 형성하는 단계;
를 포함하고,
상기 제1 전극 라인 및 상기 제3 전극 라인의 형태는, 발광부의 패턴 모양에 근거하여 마름모형, 정사각형, 직사각형 중 하나 이상을 포함하며,
상기 제1 전극 라인, 상기 제3 전극 라인, 상기 제1 서브 전극 라인, 상기 제3 서브 전극 라인은, 5μm이하의 선폭을 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치에 전극을 형성하는 방법.