KR100313108B1 - 터치 패널 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 상호 평행한 제 1 및 제 2 전극들과 투명 도전막이 상부 표면에 형성된 기판과; 상기 기판상에 설치되며 상기 제 1 및 제 2 전극들에 직각으로 배치되며 상호 평행한 제 3 및 제 4 전극들과 투명 도전막이 하부 표면에 형성된 상판과; 상기 기판과 상기 상판 사이에 배치된 스페이서와; 상기 제 1 내지 제 4 전극들로부터 연장되는 연장부 배선;을 구비하는 터치 패널 장치에 있어서, 상기 연장부 배선은 상기 각 전극들의 길이 방향을 따라서 중간부 소정 위치에 연결되고, 상기 소정 위치를 경계로 전극의 폭을 상이하게 형성한 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치가 제공된다.
Description
본 발명은 터치 패널 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극의 등전위선의 선형성 경사도가 감소된 터치 패널 장치에 관한 것이다.
통상적으로 터치 패널 장치는 컴퓨터등의 입력 장치로 사용되는 것으로서,사용자가 손가락으로 터치 패널의 표면에 압력을 가하면 그 위치에 대응하는 정보가 입력되는 장치이다. 예를 들면, 은행의 현금 자동 입출금기에 구비된 모니터의 표면에는 터치 패널 장치가 장착되어 있다. 사용자는 모니터에 표시되는 안내문에 따라 터치 패널 장치의 소정 위치에 압력을 가함으로써 정보를 입력할 수 있으며, 그에 따라 현금 자동 입출금기는 소정의 작동을 수행할 수 있다.
도 1에 도시된 것은 통상적인 터치 패널 장치에 대한 개략적인 분해 사시도이다.
도면을 참조하면, 터치 패널 장치는 전극이 형성된 기판(11)과, 상기 기판(11)의 상부에 설치되며 전극이 형성된 상판(12)과, 상기 전극들을 외부 회로에 연결시키는 플렉서블 프린티드 케이블(13)을 구비한다. 통상적으로 기판(11)은 유리 재료로 형성되는 반면에, 상판(12)은 필름 재료로 형성됨으로써 유연성을 가진다. 기판(11)의 상부에는 상호 평행하게 형성된 X1 전극(16) 및 X2 전극(19)이 형성된다. 한편, 상판(12)의 하부 표면에는 상호 평행하게 형성된 Y1 전극(14) 및 Y2 전극(15)이 형성된다. X1 전극(16)은 연장부 배선(17)를 통해서 도면 번호 20 의 위치에 있는 접합부 단자에 전기적으로 연결된다. 또한 Y1 전극(14)과 Y2 전극(15)은 연장부 배선(18a,18b)를 통해서 각각 단자에 전기적으로 연결된다. 도면에는 도시되어 있지 않으나 기판(11)의 상부 표면과 상판(12)의 하부 표면에는 전면에 걸쳐서 스트립 형상의 투명 도전막이 형성되며, 이것은 각 전극에 대하여 각각 연결된다.
상판(12)과 기판(11)은 상호 접합되는데, 상기 상판(12)과 기판(11) 사이에는 스페이서(미도시)가 개재됨으로써 상기 투명 도전막이 서로에 대하여 접촉되지 않은 상태를 유지한다. 또한 상판(12)의 전극(14,15)들로부터 연장된 연장부 배선(18a,18b)는 상판(12)과 기판(11)이 상호 접합시에 각각 플렉서블 프린티드 케이블(13)의 접합부 단자(20)에 각각 연결된다. 마찬가지로 기판(11)의 전극들도 연장부 배선(17)등을 통해서 플렉서블 프린티드 케이블(13)에 대하여 접합부 단자(20)에 결된다. 플렉서블 프린티드 케이블(13)은 이방성 도전 접착제에 의해서 기판(11)상의 전극 단자에 접착된다.
위와 같이 구성된 터치 패널은 사용자가 손가락으로 상판(12)에 압력을 가하면 상판(12)에 형성된 투명 도전막과 기판(11)에 형성된 투명 도전막이 상호 접촉함으로써 도통 상태가 되고, 이때의 접촉 위치를 저항값에 따른 전류의 변화로 측정하여 정해진 신호가 입력되도록 하는 것이다.
도 2에 도시된 것은 도 1에 도시된 터치 패널 장치를 단순화시켜서 도식적으로 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 기판(11) 및 상판(12)에 평행하게 형성된 각 전극들(14,15,16,19)들은 연장 배선(17,18a,18b)을 통해서 접합부 단자(20)에 연결된다. 이때, 각 연장 배선(17,18,18b)들이 각 전극에 연결되는 위치는 제조 및 설계상의 편의에 따라서 가장 가까운 지점으로 설정되는 것이 보통이다. 예를 들면, Y1 전극(14)과 Y2 전극(15)의 경우에, 도면에서 보아 우측 단부에 연장 배선(18a,18b)이 연결된다. 또한 X1 전극(16)의 경우에는 도면에서 보아 하단부에 연장 배선(17)이 연결되는데, 이는 연장 배선(17)이 기판(11)의 중심부를 통과할수 없고 기판(11)의 가장자리를 통해서 연장되어야 하기 때문이다.
위와 같은 연장 배선의 연결 방식은 전극의 라인 저항을 증가시켜서 전압 강하를 발생시킬뿐만 아니라, 등전위선의 선형성 경사도를 증가시키는 문제점이 있다. 즉, Y1 전극(15)의 경우에 우측 단부에 연장 배선(18a)이 연결되므로 우측 단부에서 전압이 가장 높고, 좌측으로 갈수록 라인 저항이 커져서 전압이 낮아지게 된다. 또한 Y1 전극(15)과 Y2 전극(14) 사이에서 형성되는 등전위성의 선형성도 좌측으로 갈수록 경사도가 커지는 문제점이 있다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 각 전극에 대한 등전위성 선형 경사도가 감소된 터치 패널 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 터치 패널 장치의 개략적인 분해 사시도.
도 2는 도 1의 터치 패널 장치를 단순화하여 도식적으로 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 터치 패널 장치의 개략적인 분해 사시도.
도 4는 도 3의 터치 패널 장치를 단순화하여 도식적으로 나타낸 평면도.
< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >
11. 기판 12. 상판
13. 케이블 14,15,16,19. 전극
20. 접합부 단자 31. 기판
32. 상판 33. 케이블
34,35,36,39. 전극
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 상호 평행한 제 1 및 제 2 전극들과 투명 도전막이 상부 표면에 형성된 기판과; 상기 기판상에 설치되며 상기 제 1 및 제 2 전극들에 직각으로 배치되며 상호 평행한 제 3 및 제 4 전극들과 투명 도전막이 하부 표면에 형성된 상판과; 상기 기판과 상기 상판 사이에 배치된 스페이서와; 상기 제 1 내지 제 4 전극들로부터 연장되는 연장부 배선;을 구비하는 터치 패널 장치에 있어서, 상기 연장부 배선은 상기 각 전극들의 길이 방향을 따라서 중간부 소정 위치에 연결되고, 상기 소정 위치를 경계로 전극의 폭을 상이하게 형성한 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 연장부 배선이 연결되는 전극의 전체 길이를 La, 상기 연장부 배선이 연결되는 위치를 경계로 분할되는 전극의 부분 길이를 각각 Lb, 및, Lc라고 하고, 상기 Lb의 전극 부분의 폭을 Wb, 상기 Lc의 전극 부분의 폭을 Wc라고 하였을때, Lc=(LaWc)/(Wb+Wc) 이다.
이하 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 3에는 본 발명에 따른 터치 패널 장치에 대한 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 터치 패널 장치의 구조는 도 1을 참고하여 설명된 통상적인 터치 패널 장치의 구조와 유사하다.
도 3을 참조하면, 터치 패널 장치는 전극이 형성된 기판(31)과, 상기 기판(31)의 상부에 설치되며 전극이 형성된 상판(32)과, 상기 전극들을 외부 회로에 연결시키는 플렉서블 프린티드 케이블(33)을 구비한다. 통상적으로 기판(31)은 유리 재료로 형성되는 반면에, 상판(32)은 필름 재료로 형성됨으로써 유연성을 가진다. 기판(31)의 상부에는 상호 평행하게 형성된 X1 전극(36) 및 X2 전극(39)이 형성된다. 한편, 상판(32)의 하부 표면에는 상호 평행하게 형성된 Y1 전극(34) 및 Y2 전극(35)이 형성된다. X1 전극(36)은 연장부 배선(37)를 통해서 도면 번호 40 의 위치에 있는 접합부 단자에 전기적으로 연결된다. 또한 Y1 전극(34)과 Y2 전극(35)은 연장부 배선(38a,38b)를 통해서 각각 단자에 전기적으로 연결된다. 기판(31)의 상부 표면과 상판(32)의 하부 표면에는 전면에 걸쳐서 스트립 형상의 투명 도전막이 형성되며, 이것은 각 전극에 대하여 각각 연결된다.
본 발명의 특징에 따르면, 각 전극에 연결되는 연장부 배선은 전극의 단부가 아닌 전극의 길이 방향을 따라서 중간부의 소정 위치에 연결되며, 연장부 배선이 연결된 지점을 경계로 하여 전극 부분의 폭을 상이하게 형성한다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상판(32)에 형성된 Y2 전극(35)에 연결되는 연장부 배선(38a)은 Y2 전극(35)의 중간 부분의 소정 위치에서 연결되며, 그 연결 지점(P)을 경계로 하여 전극이 상이한 폭을 가지게 된다. 이와 같이 연장부 배선(38a)이 전극의 중간 부분의 소정 위치에서 연결될 경우, 연결 지점(P)으로부터 전극의 각 단부에 이르는 거리가 감소되므로 라인 저항이 감소되고, 따라서 인가되는 전압의 강하가 방지될 수 있다. 또한 등전위성의 선형성의 경사도를 감소시킬 수 있는데, 이것은 연장부 배선(38a)이 Y2 전극(35)에 대하여 길이 방향의 어느 지점에서 연결되는가에 따라서, 그리고 그러한 연결 지점으로부터 전극의 폭을 어떻게 상이하게 설정하는가에 따라서 최적으로 감소될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 터치 패널 장치를 단순화하여 도식적으로 나타낸 것이다. 도 4를 통해서, 연장부 배선(38a)이 Y2 전극(38)의 어느 부분에 연결되는 것이 최적인지를 구할 수 있다.
도 4에 표시된 기호 및, P 점을 구하기 위한 수식에 사용되는 다른 기호를 설명하면 다음과 같다. RITO(Ω/mm2) 는 모재의 도전막 면저항, r(Ω)은 전극 형성에 따른 단자 저항이며, 이것은 RITO에 전극의 종횡비를 곱한 값이다. 전극의 종횡비는평행한 전극 사이의 거리(d)를 전극의 전체 길이(La)로 나눈 값에 해당한다. RAg(Ω/mm2)는 은 페이스트(Ag paste)의 면저항을 나타내는데, 상기 은 페이스트는 각 전극들(34,35,36,39)를 형성하는데 사용된다. V(volt)는 평행한 전극들 사이의 인가 전압이다. P 점은 연장부 배선(38a)이 Y2 전극(35)과 만나는 점이다. La는 Y2 전극(35)의 전체 길이이며, Lb, Lc는 상기 Y2 전극(35)의 양 단으로부터 상기 P 점까지의 전극의 길이를 표시한다. 또한 Wb및 Wc는 상기 Lb및 Lc에 대응하는 부분의 전극의 폭을 나타낸다.
등전위성 선형성의 경사도는 다음과 같은 계산식에 의해서 계산될 수 있다.
(L/W)×RAG×(V/r)×(1/V)×100(%)
상기 계산식을 간략화하면 다음과 같다.
(L/W)×(RAG/r)×100(%)
위와 같은 계산식에 의거하여, 도면에 표시된 전극의 P 점에서 b 전극부와 c 전극부의 등전위성 선형 경사도가 같아야 한다. 이것을 상기 계산식에 대입하면,
(Lb/Wb)×(RAg/r)×100 = (Lc/Wc)×(RAg/r)×100
상기 식에서 좌변은 b 전극부의 등전위성 선형 경사도이고, 우변은 c 전극부의 등전위성 선형 경사도이다. 이때 La≥ Lb, La≥Lb, Wb≥Wa이고, Lb=La-Lc이므로,
LcWc=LbWc=(La-Lc)Wc이며, 결국, Lc=(LaWc)/(Wb+Wc) 이다. 따라서 b 전극부와 C전극부의 전극폭을 알고 전체 전극 길이(La)를 알게 되면 등전위성 선형도가 등배분되는 P 점을 알 수 있다.
예를 들면, 8.1' 급 터치 패널 장치에서 종래 방식으로 배선을 전극에 연결하는 경우와, 본 발명에 따라서 P 점을 찾아내어 배선을 전극에 연결하는 경우를 비교하면, 등전위성 선형 경사도에 있어서 다음과 같은 차이를 나타낸다.
우선 8.1' 패널 장치의 제원은 다음과 같다.
RITO=450Ω/mm2, L=La=196 mm, d=76mm, r=RITOX (d/La) = 174 Ω
RAg=0.1Ω/mm2V = 5 volts, W=Wb= 2.35 mm, Wc=1.25 mm
우선 종래 방식에 따른 등전위성의 선형성 경사도를 계산하면,
(L/W)×(RAg/r)×100 %=(196/2.35) X (0.1/174) X 100% = 4.8%
즉, 종래 방식에서는 등전위성의 선형성 경사도가 4.8 % 를 나타낸다.
이에 반하여 본원 발명에 따라서 전극의 중간부에 연장부 배선을 연결한 경우를 설정하면 다음과 같다.
우선, 연장부 배선이 연결되는 P 점을 구한다. 도 4 및 위에 설명된 계산식을 참고하면,
Lc=(LaWc)/(Wb+Wc)=(196 X 1.25)/(2.35 + 1.25) = 68 mm
Lb=La-Lc=196-68 =128 mm 이다.
즉, Y2 전극에 대하여 연장부 배선(38a)이 연결되는 지점(P)은 Y2 전극(35)의 좌측 단부로부터 128 mm 인 지점에 설정되어야 한다. 이렇게 되었을 경우, 그에 따른 등전위성의 선형성 경사도는 다음과 같다.
(Lb/Wb)×(RAG/r)×100(%)=(Lc/Wc)×(RAG/r)×100(%)
=(128/2.35) X (0.1/174) X 100(%)= (68/1.25) X (0.1/174) X 100 (%)
= 3.1 %
즉, 위에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 등전위성 선형성의 경사도는 3.1 % 로서, 종래 기술에 따른 연결 방식에서의 경사도인 4.8 % 에 비해서 약 1.7 % 의 경사도 감소 효과가 있는 것을 알 수 있다.
한편, 도 3 및 도 4를 통해서 설명된 것은 단지 평행한 Y1 전극 및 Y2 전극(34,35)에 대한 것이었으나, X1 및 X2 전극(36,39)에 대해서도 동일한 방식으로 연결될 수 있다. 즉, 연장부 배선(37)을 X1 전극(36)의 중간부의 소정 위치에 연결함으로써 경사도를 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 터치 패널 장치에서는 각 전극에 대한 연장부 배선의 연결이 전극의 중간부에서 이루어지므로 전극의 길이에 따라서 증가하는 라인 저항의 증가 및 전압 강하가 감소되는 효과가 있다. 또한 연장부 배선을 전극의 소정 위치에 연결함으로써 등전위성의 선형성 경사도를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
Claims (2)
- 상호 평행한 제 1 및 제 2 전극들과 투명 도전막이 상부 표면에 형성된 기판과; 상기 기판상에 설치되며 상기 제 1 및 제 2 전극들에 직각으로 배치되며 상호 평행한 제 3 및 제 4 전극들과 투명 도전막이 하부 표면에 형성된 상판과; 상기 기판과 상기 상판 사이에 배치된 스페이서와; 상기 제 1 내지 제 4 전극들로부터 연장되는 연장부 배선;을 구비하는 터치 패널 장치에 있어서,상기 연장부 배선은 상기 각 전극들의 길이 방향을 따라서 중간부 소정 위치에 연결되고, 상기 소정 위치를 경계로 전극의 폭을 상이하게 형성한 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 연장부 배선이 연결되는 전극의 전체 길이를 La, 상기 연장부 배선이 연결되는 위치를 경계로 분할되는 전극의 부분 길이를 각각 Lb, 및, Lc라고 하고, 상기 Lb의 전극 부분의 폭을 Wb, 상기 Lc의 전극 부분의 폭을 Wc라고 하였을때, Lc=(LaWc)/(Wb+Wc) 인 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
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