KR101133492B1 - 정전용량 방식의 터치 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 정전용량 방식의 터치 패널은 다수의 터치 패턴이 형성된 기판과, 기판의 둘레를 따라 형성된 금속 배선층과, 각 터치 패턴을 금속 배선층과 전기적으로 연결시키는 다수의 연결배선을 포함하며, 연결 배선들 중 가장 긴 연결 배선의 길이의 저항값과 동일한 저항값을 갖는 터치 패턴 각각에 연결 배선을 형성하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 본 발명은 연결 배선의 길이를 동일하고, 연결 배선이 차지하는 면적을 최소화함으로써, 각 터치 패턴의 저항값을 동일하게 할 뿐만 아니라 연결 배선에서 발생되는 터치 정전용량인 Cf값을 최소화하여 터치된 위치에 대한 좌표 계산의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

정전용량, 저항, 동일, 균일, 터치 패널, 연결 배선

Description

정전용량 방식의 터치 패널{CAPACITIVE TOUCH PANEL}

본 발명은 정전용량 방식의 터치 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각각의 터치 패턴에 동일한 길이를 갖는 연결 배선을 연결하거나 서로 다른 두께를 갖는 연결배선을 연결하여 터치 패턴별 저항값을 일정하게 할 수 있는 정전용량 방식의 터치 패널에 관한 것이다.

터치 패널은 디스플레이 장치의 표면에 장착되어 사용자의 손가락, 터치 펜 등의 물리적 접촉을 전기적 신호로 변환하여 출력하는 장치로서, 액정 표시 장치(LCD : Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널, EL(Electro-Luminescene) 소자 등에 응용되고 있다.

이와 같은 터치 패널은 동작원리에 따라 크게 정전 용량 방식, 저항막 방식, 초음파 방식, 적외선 방식 등으로 구분되며, 이 중 정전용량 방식과 저항막 방식이 현재 널리 이용되고 있다. 최근에는 저항막 방식에 비하여 내구성 및 투과율 측면에서 특성이 우수한 정전용량 방식이 각광받고 있다.

정전용량 방식을 구분하는 방법에는 여러 가지가 있지만, 대표적으로 터치 패널의 물리적인 층수의 개수에 따라 1레이어 방식과 2레이어 방식으로 구분할 수 있다. 기존의 상용화된 재품들은 2레이어 방식이나 멀티 터치가 되지 않는 1레이어 방식으로 되어 있다. 가격적인 부분에서 ITO 필름을 적게 사용하는 1레이어 방식이 유리하지만 멀티 터치 구현이 어렵다는 이유로 2레이어 방식이 시장에서 많은 부분을 차지하고 있습니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 정전용량 방식의 터치 패턴 구조에 대해 설명한다.

도 1은 종래의 정전 용량 방식의 터치 패널 구조를 도시한 도면이다.

종래의 정전용량 방식의 터치 채널에 있어서, 터치 패턴층(110)은 도 1에 도시된 바와 같이 복수개의 터치 패턴(111)이 기판(101) 상에 일정 간격을 두고 배치된 형태를 가지며, 각각의 터치 패턴(111)은 디스플레이 장치의 특정 동작에 대응된다. 여기서, 터치 패턴층(110)은 기본적으로 기판과 기판상에 적층된 ITO층 또는 도전성 폴리머로 이루어지며, 각각의 터치 패턴은 ITO층 또는 도전성 폴리머가 패터닝되어 형성된다. 또한, 기판은 유리(glass) 또는 PET(Poly Ethylene Terephthlate) 등이 사용될 수 있다.

한편, 각각의 터치 패턴(111)은 기판의 둘레를 따라 형성된 금속 배선층(113)과 전기적으로 연결되어 터치 패턴(111)에 의해 발생된 전기적 신호는 금속 배선층(113)에 전달된다. 이때, 각각의 터치 패턴(111)과 금속 배선층(113) 사이에는 연결 배선(112)이 구비되며, 복수의 터치 패턴(111) 및 연결 배선(112)은 가 시 영역 내에 구비된다.

이와 같이, 기판(101) 상에 복수개의 터치 패턴(111)이 일정 간격을 두고 배치되는 구조임에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(101)의 주변부에 위치한 터치 패턴(A)들에 비해 상대적으로 기판(101)의 중앙부에 위치한 터치 패턴(B)들은 금속 배선층(113)과 연결됨에 있어 상대적으로 긴 연결배선(112)이 요구된다.

상기와 같은 구조를 갖는 정전용량 방식의 기본 원리는 임의의 터치 패턴(111)의 저항, 전기 용량, 터치한 물체의 전기 용량을 연산한 시정수를 지속적으로 측정하며, 임의의 터치 패턴(111)이 터치되면 측정한 시정수로 X,Y축 좌표를 구한다.

이러한 X,Y축 좌표를 정확하게 구하기 위해서는 각 터치 패턴(111)별로 저항값과 전기 용량이 일정하여야 한다.

그러나, 상기의 정전용량 방식의 터치 패널 구조에서 알 수 있듯이, 판(101)의 주변부에 위치한 터치 패턴(A)들에 비해 상대적으로 기판(101)의 중앙부에 위치한 터치 패턴(B)들은 금속 배선층(113)과 연결됨에 있어 상대적으로 긴 연결배선(112)이 요구되며, 연결 배선(112)의 길이가 상대적으로 길다는 것은 저항의 증가를 의미한다. 즉, 각 터치 패턴(111)별로 각기 서로 다른 저항을 갖기 때문에 정확한 좌표 계산이 어려운 문제점이 있다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 각각의 터치 패턴에 동일한 길이를 갖는 연결 배선을 연결하거나 서로 다른 두께를 갖는 연결배선을 연결하여 터치패턴별 시정수를 일정하게 할 수 있는 정전용량 방식의 터치 패널을 제공하는데 있다.

본 발명의 목적들은 앞에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래 설명에 의해 더욱 분명하게 이해될 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 정전용량 방식의 터치 패널은 다수의 터치 패턴이 형성된 기판과, 상기 기판의 둘레를 따라 형성된 금속 배선층과, 상기 각 터치 패턴을 상기 금속 배선층과 전기적으로 연결시키는 다수의 연결배선을 포함하며, 상기 다수의 연결 배선들 중 가장 긴 연결 배선의 길이와 동일한 길이를 갖도록 상기 각 터치 패턴에 연결 배선을 형성하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.

삭제

삭제

삭제

본 발명은 연결 배선의 길이를 동일하고, 연결 배선이 차지하는 면적을 최소화함으로써, 각 터치 패턴의 저항값을 동일하게 할 뿐만 아니라 연결 배선에서 발생되는 터치 정전용량인 Cf값을 최소화하여 터치된 위치에 대한 좌표 계산의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 터치 패널의 금속 배선층과 가장 근접 거리에 있는 터치 패턴의 연결 배선의 저항값을 기준으로 금속 배선층과 거리별로 터치 패턴에 연결된 연결 배선의 두께를 다르게 형성함으로써, 각 터치 패턴에 연결된 각각의 연결 배선의 저항값을 동일하게 할 수 있기 때문에 터치된 위치에 대한 좌표 계산의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 실시 예에서 이용되는 정전 용량 방식의 기본 원리는 RC 회로에서의 시정수를 이용하는데, 시정수는 아래의 수학식1에 의해 정의될 수 있다.

τ=R*(Cp+Cf)

상기의 수학식 1에서 R은 터치한 터치 패턴의 저항값, Cp는 터치한 터치 패턴의 정전 용량, Cf는 터치한 물체의 정전 용량을 의미하며, 특정 물체가 터치 패널의 소정 위치를 터치한 경우 터치 패턴들의 터치 정전용량인 Cf가 변경되는데, 이에 따라 시정수(τ)가 변경된다. 즉, 시정수(τ)를 지속적으로 측정하여 터치여부를 판단한다.

한편, 특정 물체가 터치 패널의 소정 위치에 터치될 경우 측정된 시정수(τ)를 이용하여 X, Y 축 좌표를 측정하는데, 그 방법은 특정 물체가 터치 패널의 소정 위치에 터치됨에 따라 각 터치 패턴에서 측정된 시정수(τ)값인 An과 X축 해상도를 터치 패턴 수로 나눈 후 각 터치 패턴에 부여된 인덱스값을 곱한 결과인 Bn을 아래의 수학식 2에 적용하여 X축 좌표를 계산한다.

(A0*B0+A1*B1+A2*B2+A3*B3+…+An*Bn)/(A0+A1+A2+A3+…+An)

상기의 수학식 1, 2에서 알 수 있듯이, 좌표를 정확하게 구하기 위해서는 각 터치 패턴별로 R과 Cp가 일정해야 한다.

이런 이유로 본 발명의 실시 예에서는 각 터치 패턴의 저항값 R을 일정하게 하기 위해 각 터치 패턴에 연결된 연결 배선의 길이를 동일하게 형성한다.

상기와 같은 설명을 토대로 본 발명의 일 실시 예에서는 연결 배선의 길이를 동일하고, 연결 배선이 차지하는 면적을 최소화함으로써, 각 터치 패턴의 저항값을 동일하게 할 뿐만 아니라 연결 배선에서 발생되는 터치 정전용량인 Cf값을 최소화할 수 있는 정전용량 방식의 터치 패널에 대해 설명한다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에서는 터치 패널의 금속 배선층과 가장 근접 거리에 있는 터치 패턴의 연결 배선의 저항값을 기준으로 금속 배선층과 거리별로 터치 패턴에 연결된 연결 배선의 두께를 다르게 형성함으로써, 각 터치 패턴에 연결된 각각의 연결 배선의 저항값을 동일하게 할 수 있는 정전용량 방식의 터치 패 널에 대해 설명한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정전용량 방식의 터치 패널 구조를 도시한 도면으로서, 다수의 터치 패턴이 형성된 기판(300)과, 기판의 둘레를 따라 형성된 금속 배선층(미도시됨)과 연결되는 외부 연결 포인트(310) 및 외부 연결 포인트(310)를 통해 각 터치 패턴을 금속 배선층(미도시됨)과 전기적으로 연결시키는 다수의 연결 배선(320)을 포함한다.

본 발명의 실시 예에서는 연결 배선(320)들 중 가장 긴 연결 배선, 예를 들어 (3, 2)의 터치 패턴에 연결된 연결 배선(320)의 길이에 상응하도록 모든 터치 패턴에 연결된 연결 배선(320)을 형성하는데, 그 예로서 가장 자리의 터치 패턴에 연결된 연결 배선(320)은 연결 배선(320)이 차지하는 면적을 최소화시키기 위한 구조로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 길이가 가장 긴 연결 배선(320)을 기준으로 그 주변의 터치 패턴에 연결된 연결 배선(320)에도 적어도 하나 이상의 펄스파 모양이 포함되는 형태로 형성함으로써, 연결 배선(320)이 차지하는 면적으로 최소화시킨다.

이와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면, 연결 배선(320)의 길이를 동일하고, 연결 배선(320)이 차지하는 면적을 최소화함으로써, 각 터치 패턴의 저항값을 동일하게 할 뿐만 아니라 연결 배선(320)에서 발생되는 터치 정전용량인 Cf값을 최소화할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서는 가장 긴 연결 배선(320)을 제외한 나머지 연결 배선(320)을 형성함에 있어서 적어도 하나의 펄스파 모양이 포함되는 형태로 형성하였지만, 모든 연결 배선(320)을 펄스파 모양이 포함된 형태로 형성할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전용량 방식의 터치 패널 구조를 도시한 도면으로서, 다수의 터치 패턴이 형성된 기판(400)과, 기판의 둘레를 따라 형성된 금속 배선층(미도시됨)과 터치 패턴을 연결시키는 외부 연결 포인트(410) 및 연결 포인트(410)를 통해 각 터치 패턴을 금속 배선층(미도시됨)과 전기적으로 연결시키는 제 1, 2, 3 연결 배선(420, 422, 424)을 포함한다.

본 발명의 다른 실시 예에서는 종래와 달리 가장 자리에 위치한 터치 패턴, 즉 (1, 1), (2, 1), (3, 1), …,(6, 8), …,(1, 8), …,(1, 2)의 터치 패턴에 소정 길이와 두께를 갖는 제 1 연결 배선(420)을 형성한다.

가장 자리에 위치한 터치 패턴에 연결된 제 1 연결 배선(420)의 저항값과 제 2, 3연결 배선(422, 424)의 저항값을 동일하게 하기 위해서 가장 긴 길이를 갖는 제 3 연결 배선(424)의 두께, 즉 제 3 연결 배선(424)이 차지하는 면적을 크게 하고, 가장 긴 길이를 갖는 제 3 연결 배선(424)이 연결된 터치 패턴의 주변 터치 패턴에는 가장 긴 길이를 갖는 제 3 연결 배선(424)의 두께보다 얇은 두께를 갖는 제 2 연결 배선(422)이 연결된다.

즉, 본 발명의 다른 실시 예에서는 가장 자리에 위치한 터치 패턴에 연결된 제 1 연결 배선(420)의 저항값에 상응하도록 가장 자리를 제외한 나머지 터치 패턴에 연결된 제 2, 3 연결 배선(422, 424)의 두께를 조절하여 형성한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 가장 자리의 제 1 연결 배선(420)의 저항값을 기준으로 금속 배선층과 거리별로 터치 패턴에 연결된 연결 배선의 두께를 다르게 형성함으로써, 각 터치 패턴에 연결된 제 1, 2, 3 연결 배선(420, 422, 424)의 저항값을 동일하게 할 수 있다.

지금까지 본 발명의 일 실시 예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 당연히 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래의 정전용량 방식 터치 패널의 구조를 도시한 사시도이며,

도 2는 종래의 정전용량 방식 터치 패널의 구조를 도시한 평면도이며,

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정전용량 방식 터치 패널의 구조를 도시한 평면도이며,

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전용량 방식 터치 패널의 구조를 도시한 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

300, 400 : 기판 310, 410 : 외부 연결 포인트

320 : 연결 배선

420, 422, 424 : 제 1, 2, 3 연결 배선

Claims (4)

1. 다수의 터치 패턴이 형성된 기판과,

   상기 기판의 둘레를 따라 형성된 금속 배선층과,

   상기 각 터치 패턴을 상기 금속 배선층과 전기적으로 연결시키는 다수의 연결배선을 포함하며,

   상기 다수의 연결 배선들 중 가장 긴 연결 배선의 길이와 동일한 길이를 갖도록 상기 각 터치 패턴에 연결 배선을 형성하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는

   정전용량 방식의 터치 패널.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제

Images