KR101152756B1 - 저항막 방식 멀티 터치 패널 및 이를 이용한 터치 위치 감지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치 패널에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 멀티 터치 기능을 구현할 수 있으면서도 매우 높은 터치 해상도를 구현할 수 있는 저항막 방식의 멀티 터치 패널을 제공하는 것이다.

본 발명에서는 저항막 방식의 멀티 터치 패널로서, 상호 간에 대향 배치되는 대향면을 갖는 상부 기판과 하부 기판과, 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 구비되어 간격을 유지하는 스페이서와, 상부 기판의 대향면에 전면(全面)적으로 형성되는 투명 전도막과, 상부 기판의 일면의 모서리부에 상기 투명 전도막과 통전되도록 구비되는 전압 측정용 전극 및 하부 기판의 대향면에 일정 간격으로 패터닝 형성되는 복수 개 투명 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 멀티 터치 패널이 제공된다.

저항막, 멀티터치, 터치패널

Description

저항막 방식 멀티 터치 패널 및 이를 이용한 터치 위치 감지 방법{TOUCH PANEL AND RECOGNITION METHOD OF TOUCH POSITION USING THE SAME}

본 발명은 터치 패널 및 이를 이용한 터치 위치 감지 방법에 관한 것으로서, 하부 유리 기판에만 패터닝된 투명 전극을 구비함으로써 터치 좌표 검출을 위한 전극이 완성되는 터치 패널의 구조적 특징을 통하여 멀티 터치 기능을 구현할 수 있으면서도 매우 높은 터치 해상도를 구현할 수 있는 저항막 방식의 멀티 터치 패널 및 이를 이용한 터치 위치 감지 방법을 제공하는 것이다.

이동 통신 기술의 발달과 더불어 핸드폰, PDA, 네비게이션과 같은 전자 정보 단말기는 단순한 문자 정보의 표시 수단에서 더 나아가 오디오, 동영상, 무선 인터넷 웹 브라우저 등과 같은 더욱 다양하고 복잡한 멀티 미디어 제공 수단으로 그 기능을 확대해 나가고 있다. 이러한 멀티 미디어 기능의 발달과 더불어 제한된 전자 정보 단말기의 크기 내에서 더욱 큰 디스플레이 화면 구현이 요구되고 있고 이에 따라 터치패널 적용한 디스플레이 방식이 더욱 각광받고 있다.

액정 디스플레이 상에 터치패널을 적층 배치한 터치 디스플레이는 스크린(screen)과 좌표 입력 수단을 통합함으로써 종래 키입력 방식에 비하여 공간을 절약할 수 있는 이점이 있다. 따라서 터치 디스플레이가 적용된 전자 정보 단말기 는 스크린 사이즈(size) 및 사용자의 편의성을 더욱 증대시킬 수 있어 상기 방식의 사용이 증가되고 있는 추세이다.

검출 방식에 따라 간단히 살펴보면, 직류 전압을 인가한 상태에서 압력에 의해 눌려진 위치를 전류 또는 전압 값에 변화를 감지하는 저항막 방식(Resistive type)과, 교류 전압을 인가한 상태에서 캐패시턴스 커플링(capacitance Coupling)을 이용하는 정전 용량 방식(Capacitive type)과, 자계를 인가한 상태에서 선택된 위치를 전압의 변화를 감지하는 전자 유도 방식(Electro Magnetic type) 등이 있다.

그 중 저항막 방식은 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device)와의 조합으로 개인 휴대 단말기, 내비게이션, PMP, 전자 수첩, PDA 등에 많이 채용되고 있으며, 저항막 방식의 터치 패널은 터치 지점을 검출하는 방식에 따라 아날로그 방식과 디지털 방식으로 구분된다.

도 1a 및 도1b 는 종래 아날로그(Analog) 저항막 방식의 터치패널을 개략적으로 나타낸 분해 사시도 및 단면도이다. 도 1a 및 1b 를 참조하면, 종래 저항막 방식의 터치패널은 상부 기판(19)과 이에 대향되게 설치되는 하부 기판(29)을 구비하도록 구성되고, 상기 상부 기판(19)의 하면에는 산화주석 (SnO₂) 및 산화 인듐(In₂O₃) 피막 등으로 이루어지는 균일한 두께의 제1투명 전도막(ITO; 15)이 증착되어 있고, 상기 제1투명 전도막(15)과 통전되도록 상부 전극(11,13)이 X 방향으로 인쇄되어 있다. 상기 하부 기판(29)의 상면에는 마찬가지로 제2투명 전도막(25)이 증착되어 있고, 상기 제2투명 전도막(25)과 통전되도록 하부 전극(21,23)이 Y 방향으로 증착되어 있다. 또한, 상기 투명 전도막(15,25) 사이는 전기적 부도체로 형성된 스페이서(31)에 의하여 떨어져 있다.

도 2a 및 도 2b 는 도 1a 및 도 1b 의 아날로그 저항막 방식 터치패널의 동작원리를 설명하기 위한 회로도이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 상부 전극 "11"과 "13" 사이에 전압을 인가한 상태에서 상기 상부 전극 "11"과 "13" 사이의 임의의 지점이 터치조작되면 제1투명전도막(15)과 제2투명 전도막(25)이 닿으며 통전되고 이때, 하부 전극 "21" 또는 "23" 에서 전압을 측정하면 상기 터치된 지점의 X축 방향 위치를 검출할 수 있다.

마찬가지로, 하부 전극 "21"과 "23" 사이에 전압을 인가한 상태에서 상기 하부 전극 "21"과 "23" 사이의 임의의 지점이 터치조작되면 제1투명 전도막(15)과 제2투명 전도막(25)이 닿으며 통전되고 이때, 상부 전극 "11" 또는 "13" 에서 전압을 측정하면 상기 터치된 지점의 Y축 방향 위치를 검출할 수 있다.

상기와 같은 방식을 통하여 측정된 각 전압은 상기 상?하부 전극의 단부에 연결된 아날로그 디지털 변환기(33: Analog to Digital Converter)로 입력되어 터치지점의 좌표 정보를 나타내는 디지털 신호로 변환된 후, 각 운영 시스템의 컨트롤 드라이버(Driver)로 전송됨으로써 목적된 기능을 구현하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 아날로그(Analog) 저항막 방식의 터치패널은 구조 적 특성상 멀티터치 기능의 구현이 불가능한 단점이 있었다. 상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여 제안된 기술이 디지털(Digital) 저항막 방식의 터치패널이다.

도 3a 및 도 3b 는 종래 디지털(Digital) 저항막 방식의 터치패널의 구성을 개략적으로 나타낸 분해 사시도 및 단면도이다. 종래 디지털 저항막 방식의 터치패널은, 상기 아날로그 저항막 방식의 터치패널과 마찬가지로 상부 기판(19)과 이에 대향되게 설치되는 하부 기판(29)을 구비하도록 구성하되 상부 전극(X1,X2..Xn)과 하부 전극(Y1,Y2..Yn)의 구성에 있어서 다음과 같은 차이가 있다. 즉 종래 디지털(Digital) 저항막 방식의 터치패널은, 투명전도막의 모서리부를 따라 4 선의 상?하부 전극(도1a; 11,13/21,23)으로 프린트 인쇄된 아날로그 저항막 방식의 터치패널과는 달리, 상부 기판 및 하부 기판의 내측면 각각에 서로 수직으로 교차하는 수많은 투명 전극(Xn,Yn)이 식각 공정에 의해 패터닝 형성되어 있다.

도 3a 및 도 3b 를 참조하면, 하부 기판(29)은 ITO 필름 패터닝 또는 글래스 패터닝을 통하여 다수 개로 분할된 하부 전극(Y1,Y2...Yn)이 상호 간에 평행하게 형성되고 각 하부 전극의 단부에는 리드선과 부하저항(RL)이 연결된다. 상부 기판(19)은 ITO 필름 패터닝을 통하여 다수 개로 분할된 상부 전극(X1,X2...Xn)이 상호 간에 평행하게 형성되어 상기 상부 전극과 하부 전극은 상호 간에 수직하게 교차되도록 구성된다.

도 4는 도 3a 및 도 2b 의 디지털 저항막 방식 터치패널의 동작원리를 설명하기 위한 회로 구성도이다.

도 4를 참조하면, X1에 전압을 인가하고 SW_X1을 온(ON)시키고 나머지 스위 치는 오프(OFF)하는 방식으로 "X2", "X3".."Xn" 전극에 순차적으로 위치 검출용 신호를 인가하며 Z1,Z2...Zn 전압을 측정해 나간다. 만약 특정 지점에서 터치가 이루어지면, 터치조작된 지점(T1,T2)에서 하이(High) 신호가 발생하여 터치된 지점의 X,Y축 좌표를 검출할 수 있게 된다. 즉, 상부 전극과 하부 전극이 상호 간에 교차하는 지점(T1,T2)이 스위치(Switch)로서 동작하여, 사용자가 특정 교차지점(T1,T2)을 누를 경우 스위치가 닫혀지는 것과 같은 효과가 발생하여 이에 대응하는 출력 신호로부터 터치 지점의 검출이 가능하게 되는 것이다.

상기 디지털 저항막 방식의 터치패널은, 각각의 X,Y 전극이 소정 간격을 갖으며 패너팅 형성되어 각 전극은 분할되어 있어 두 개의 지점에서 터치동작이 동시에 발생하더라도 상호 간에 전기적으로 영향을 주지 않기 때문에 멀티터치 기능의 구현이 가능한 장점이 있다.

상기에서 살펴본 바와 같이 디지털 저항막 방식의 터치패널은 상부 전극과 하부 전극이 이루는 수 많은 교차지점에 있어서 접촉이 발생한 교차지점(T1,T2)을 판독하는 방식으로 터치 좌표를 검출한다. 따라서, 교차지점 이외의 지점 즉, 전극과 전극 사이의 투명 전극 패턴이 형성되지 않은 지점에 대응하는 터치 동작은 감지할 수 없게 된다. 이에 따라, 디지털 저항막 방식의 터치 해상도는, ITO 필름 상에 패터닝되는 상?하부 전극을 최대한 조밀한 간격으로 패터닝 형성할수록 그 터치 해상도가 높아지게 된다.

일반적으로, ITO 필름 패터닝 공정은 글래스(Glass) 패터닝 공정에 비하여, 전극을 조밀한 간격으로 패터닝 형성하기가 어렵다. 그러나, 종래 디지털 저항막 방식의 터치패널을 살펴보면, 터치 좌표를 검출하기 위한 전극을 상부 기판과 하부 기판 모두에 각각 패터닝 형성해야 했고, 하부 기판으로 유리 기판을 사용할 수 있어 하부 전극의 조밀한 패터닝 형성은 가능하나 상부 기판은 연질의 플라스틱 필름을 사용해야 하기 때문에 상부 기판 즉, ITO 필름에 상부 전극을 조밀하게 패터닝 형성하기가 어려워 결국, 터치 패널의 터치 해상도의 향상에 한계가 따르며 이에 따라 그 터치 해상도가 낮은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 터치 좌표 검출을 위한 전극 구성에 있어서, 하나의 기판 즉, 하부 유리 기판에만 전극을 패터닝 형성하는 터치 패널의 구조적 특징으로 인하여 매우 높은 터치 해상도를 구현할 수 있음과 더불어 멀티 터치 기능도 가능한 저항막 방식의 멀티 터치 패널과 이러한 터치 패널 및 이를 이용한 터치 위치 감지 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적은 저항막 방식의 멀티 터치 패널로서, 상호 간에 대향 배치되는 대향면을 갖는 상부 기판과 하부 기판과, 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 구비되어 간격을 유지하는 스페이서와, 상부 기판의 대향면에 전면(全面)적으로 형성되는 투명 전도막과, 상부 기판의 일면의 모서리부에 상기 투명 전도막과 통전되도록 구비되는 전압 측정용 전극 및 하부 기판의 대향면에 일정 간격으로 패터닝 형성되는 복수 개 투명 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 멀티 터치 패널에 의해서 달성 가능하다.

하부 기판에는 복수 개 투명 전극 중 일부 투명 전극의 일 단에 전원전압을 순차적으로 인가하기 위한 전원 인가용 배선이 구비되는 것이 바람직하며, 일부 투명 전극의 타 단에 형성되는 검출용 배선이 구비되는 것이 좋다.

또 다른 구성으로는 투명 전극 중 일부 투명 전극은 전원전압을 인가하는 Y축 전극으로 구비되고, 나머지 투명 전극은 인가된 상기 전압을 측정하기 위한 검출용 전극으로 번갈아가며 반복적으로 구비할 수 있다.

이때 하부 기판에는 상기 Y축 전극의 일 단에 전원전압을 순차적으로 인가하기 위한 전원 인가용 배선이 구비되고, 검출용 전극 일 단에 형성되는 검출용 배선이 구비되고, 전원 인가용 배선이 연결되는 Y축 전극의 일단과 검출용 배선이 연결되는 검출용 전극의 일 단을 서로 반대 방향 단부인 것이 좋다.

상기 투명 전극 사이에 발생되는 공간을 최소화하기 위하여 투명 전극은 직사각형으로 형성되는 몸체와, 몸체에 수직 방향으로 돌출되는 돌기 형상을 갖도록 하는 것이 좋다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 영상 이미지를 생성하는 디스플레이 패널 상에 형성되는 터치 패널을 구비하는 결합 구조물로서, 디스플레이 패널의 상부 기판은 유리 또는 석영으로 형성하고, 디스플레이 패널의 상부 기판 외면에 일정 간격으로 패터닝 형성되는 복수 개 투명 전극을 형성하고, 상기 디스플레이 패널의 상부 기판과 대향되는 상기 터치 패널의 상부 기판을 구비하고, 터치 패널의 상부 기판에는 전면(全面)적으로 형성되는 투명 전도막과 상부 기판의 일면의 모서리부에 상기 투명 전도막과 통전되도록 구비되는 전압 측정용 전극을 구비하고, 디스플레이 패널의 상부 기판과 상기 터치 패널의 상부 기판 사이에 구비되어 간격을 유지하는 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 상에 형성되는 터치 패널을 구비하는 결합 구조물에 의해서 달성 가능하다.

본 발명에 따른 저항막 방식의 멀티 터치 패널에 의하면 다음과 같은 현저한 효과가 있다.

1) 하부 기판에 글래스 패터닝 형성되는 Y축 전극 및 검출용 전극 그리고 상부 기판에 전면 증착되는 ITO 코팅층 및 일측 모서리부에 인쇄된 전압 측정용 전극이라는 터치 패널 구조를 통하여 멀티 터치 기능을 구현할 수 있으면서도 매우 높은 터치 해상도를 구현할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

2) 터치 좌표 검출을 위한 전극 형성을 위하여 상?하부 기판에 모두 패터닝해야 하는 종래 터치 패널과는 달리, 하나의 기판에만 투명 전극을 패터닝 하기 때문에 제조 공정을 간소화시킬 수 있고 생산 비용을 절감할 수 있는 현저한 효과가 있다.

3) 터치 좌표 검출을 위한 모든 전극 패턴이 한쪽 기판에만 구비되는 구조적 특징으로 인하여, 상?하부 기판을 정밀하게 정렬(Alignment)시키지 않아도 되므로 종래 터치 패널과는 달리 상?하부 기판을 용이하게 접합 완성할 수 있는 공정상의 편의성을 향상시켜 주는 장점이 있다.

4) 본 발명의 Y축 전극과 검출용 전극이 돌기 형상으로 엇갈리며 배치되는 패터닝 방식에 의하면, 터치 조작에 의해 닿을 수 있는 표면적을 증대시킴으로써 사용자의 터치 조작 성공 확률을 증대시킬 수 있는 현저한 효과가 있다.

5) 터치 모듈은 디스플레이 상위면에 배치되어 있는데 LCD, PDP등의 디스플 레이 상위면이 유리로 되어 있는 경우는 유리면에 ITO 패터닝 적용을 하여 유리 한 층이 빠져서 가격 절감 및 광 투과율 증가 효과가 있다.

본 발명에 따른 저항막 방식의 멀티 터치 패널은 터치 지점의 좌표를 검출하기 위한 전극의 구성에 있어서, 상?하부 기판에 각각 다수 개의 전극을 패터닝 형성하는 종래 멀티 터치 패널과는 다르게, 하나의 기판 즉, 하부 유리(Glass) 기판의 패터닝 전극 형성만으로 X축 및 Y축 터치 좌표를 모두 검출할 수 있어 터치 패널의 높은 터치 해상도를 구현할 수 있음과 동시에 멀티 터치 기능도 가능하며 한 쪽의 기판에만 패터닝하기 때문에 제조 공정이 간단한 특징을 갖는다.

도 5a 및 도 5b 는 본 발명에 따른 저항막 방식의 멀티 터치 패널 구조를 개략적으로 나타낸 분해 사시도 및 단면도이다. 본 발명에 따른 멀티 터치 패널은 기본적으로 상부 기판(190)과 이에 대향되게 설치되는 하부 기판(290)으로 구성되며, 하부 기판(290)은 유리(Glass) 또는 석영(quartz) 재질의 기판을 사용하고 상부 기판(190)은 PET 등의 얇은 투명 필름(Film)을 사용한다.

종래 디지털 터치 패널의 경우 하부 기판으로는 일반적으로 얇은 유리 또는 연질의 플라스틱 필름이 사용되는데, 하부 기판으로 유리 기판을 채용하더라도 상부 기판은 연질의 플라스틱 필름을 사용해야 했고 터치 좌표를 검출하기 위한 전극을 상부 기판과 하부 기판에 각각 패터닝 형성해야 했다. 그러나, 상부 기판의 필 름 상에는 재질 특성상 전극을 촘촘하게 패터닝하기가 어렵기 때문에 결국, 전극을 조밀하게 패터닝하기 용이한 하부 기판의 글래스 패터닝의 잇점을 살리지 못하였다.

그러나, 본 발명에 따른 터치 패널은 하나의 기판(290)의 패터닝 전극 형성만으로 X축 및 Y축 터치 좌표를 모두 검출할 수 있기 때문에, ITO 필름 상에 투명 전극을 패터닝하는 경우보다 유리 상에 투명 전극을 최대한 조밀하게 형성할 수 있는 유리한 잇점을 적극 활용할 수 있고 이에 따라, 본 발명에 따른 저항막 방식의 멀티 터치 패널은 하부 기판(290)으로 유리 기판을 채용하여 터치 해상도를 극대화할 수 있게 된다.

이하에서는, 하나의 기판에만 패터닝 전극을 형성하여 X축 및 Y축 터치 좌표를 모두 검출할 수 있으며 멀티 터치 기능도 구현할 수 있는 본 발명에 따른 저항막 방식의 멀티 터치 패널의 구조 및 동작 원리에 대하여 살펴 보도록 한다.

또한, 이하에서는 본 발명에 따른 멀티 터치 패널의 전극이 패터닝 형성되는 하부 기판(290)의 일면을 "하부 기판의 상면"이라 칭하고, 상기 하부 기판(290)의 상면과 마주보는 상부 기판(190)의 일면을 "상부 기판의 하면"이라 칭하기로 한다.

도 5a 및 도5b 을 참조하면, 본 발명에 따른 하부 기판(290)은 얇은 유리로 구성되고, 상기 하부 기판(290)의 상면에는 다수 개의 Y축 전극(Y1,Y2...Yn)과 검출용 전극(Z1,Z2...Zn)이 패터닝 형성되어 있다.

본 발명에 따른 상기 Y축 전극(Y1,Y2...Yn)과 검출용 전극(Z1,Z2...Zn)은, 상기 하부 기판(290) 상면의 전면(全面)에 산화주석(SnO₂) 및 산화 인듐(In₂O₃) 등으로 이루어지는 균일한 두께의 투명 전도막(ITO; Indium Tin Oxide)을 증착한 후, 식각 공정 등을 통하여 상기 투명 전도막을 선택적으로 패터닝함으로써 형성된다.

Y축 전극(Y1,Y2...Yn)과 검출용 전극(Z1,Z2...Zn)의 배치 구성은 다음과 같다. Y축 전극(Y1,Y2...Yn)용 복수 개 전극 패턴은 하부 기판(290)의 종방향(Y축 방향)을 따라 상호 간에 일정한 간격을 갖으며 패터닝 형성되고, 검출용 전극(Z1,Z2...Zn)의 복수 개 전극 패턴은 하부 기판의 종방향(Y축 방향)을 따라 상기 Y축 전극과 평행하게 일정한 간격을 갖으며 패터닝 형성되어 Y축 전극(Y1,Y2...Yn)과 검출용 전극(Z1,Z2...Zn)은 상호 간에 동일한 일방향으로 평행하게 배치된 구조를 갖는다.

또한, 하나의 동일한 기판 상에서 글래스(Glass) 패터닝되는 상기 Y축 전극과 검출용 전극은 상호 간에 평행하게 배열하되, 상기 Y축 전극(Y1,Y2...Yn)과 상기 검출용 전극(Z1,Z2...Zn)은 상호 간에 번갈아 가며 배열되도록 형성한다. 따라서, 전체적인 배열 구성을 살펴보면, 하나의 Y축 전극(Y1)과 다른 하나의 Y축 전극 (Y2)사이에는 하나의 검출용 전극(Z1)이 배치되고, 마찬가지로 하나의 검출용 전극(Z1)과 다른 하나의 검출용 전극(Z2) 사이에는 하나의 Y축 전극(Y2)이 배치된다.

본 발명에 따른 상부 기판(190)은 PET(Poly Ethylene Terephtalate)와 같은 플라스틱 재질의 얇은 투명 필름(Film)으로 구성되고, 상기 상부 기판(190)의 하면은 ITO (Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도막(150)이 전면(全面) 증착 코팅된다.

상기 투명 전도막이 증착된 ITO 필름상에는 전압 측정용 전극(110)이 상기 투명 전도막(150)과 통전되도록 인쇄되어 있다. 상기 전압 측정용 전극(110)은 은(Ag)으로 형성함이 바람직하며, 그 인쇄 방향 및 구조는 상기 상부 기판의 일측 모서리부에 상기 Y축 전극(Y1,Y2...Yn)과 평행한 방향으로 바(Bar) 형태로 인쇄된 구조로 형성하는 것이 바람직하다.

상부 필름(190)과 하부 유리 기판(290) 사이에는 전기적 부도체로 형성된 스페이서(310)가 상하부 기판(190, 290)의 가장자리 영역을 따라 삽입 배치되어 상부 ITO 투명 전도막(150)과 하부 전극 패턴(Y1,Y2...Yn/Z1,Z2...Zn) 사이에 뜬 공간을 마련해 준다. 또한, 가벼운 압력으로 투명 전극막 사이가 잘못 접촉되지 않도록 투명 전극막 상에 에폭시(epoxy), 아크릴 수지 등 절연성 합성수지로 이루어진 도트 스페이서(dot spacer; 미도시)를 적절한 간격으로 구비되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 저항막 방식의 멀티 터치 패널은 하부 기판(290)에 형성된 Y축 전극(Y1, Y2, ..., Yn)에 위치 검출용 전압 신호를 시간 간격을 두고 순차적으로 인가하고, 상부 필름의 임의의 지점에 손가락 등이 접촉되면 접촉 지점의 상부 필름에 코팅된 ITO 투명 전도막(150)이 스위치(Switch)와 같은 역할을 하게 되어, 이 때의 전기적 신호를 상기 검출용 전극(Z1,Z2...Zn)에서 검출하여 Y축 터치 좌표를 검출하고 전압 측정 전극(110)에서 전압을 측정하여 X축 터치 좌표를 검출하는 구조로 이루어져 있다.

이하에서는 도 6a 및 도 6b 를 참조하여, 본 발명에 따른 하부 기판(290)에 형성된 Y축 전극(Y1, Y2, ..., Yn), 검출용 전극(Z1, Z2, ..., Zn) 그리고 상부 기판(190)에 전면 ITO 투명 전도막(150), 전압 측정용 전극(110)을 이용하여 터치 좌표를 검출하는 동작 원리 및 세부적인 회로 구성에 대하여 살펴보도록 한다.

도 6a 는 본 발명에 따른 터치 패널의 회로 구성을 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 6b 는 본 발명에 따른 터치 패널로부터 X축 터치 좌표를 검출하는 동작 원리를 설명하기 위한 회로도이다.

도 6a 를 참조하면, 본 발명의 하부 기판(290)의 상면에 패터닝 형성된 복수 개의 Y축 전극(Y1, Y2, ..., Yn)의 각 일단에는 스위치(SW_Y1, SW_YL2, ..., SW_YLn)가 구비된 배선(YL1, YL2, ..., YLn)이 연결되고, Y축 전극(Y1, Y2, ..., Yn)과 평행하게 패터닝 형성된 복수 개의 검출용 전극(Z1, Z2, ..., Zn)의 각 일단에는 Y축 터치 좌표 검출용 신호를 입력받기 위한 스위치(SW_Z1, SW_Z2, ..., SW_Zn)가 구비된 검출용 배선(ZL1, ZL2, ..., ZLn)이 연결되어 있다.

상기 스위치가 구비된 배선이란, 상기 배선의 라인 상에 스위칭 소자를 포함한 리드선으로서(이하, 스위치 배선), 선로 상에 구비된 스위칭 소자의 온/오프 동작을 통하여 상기 스위치 배선으로 인가되는 전압 신호의 공급과 차단이 순차적으로 이루어질 수 있도록 해준다.

상기 검출용 배선(ZL1, ZL2, ..., ZLn)은 상기 스위치 배선(YL1,YL2..YLn)을 통하여 상기 각 Y축 전극(Y1, Y2, ..., Yn)에 인가된 전압 신호를 읽을 수 있도록 상기 각 검출용 전극(Z1, Z2, ..., Zn)에 연결되어 있는 리드선에 해당한다.

상기 검출용 배선(ZL1, ZL2, ..., ZLn)이 연결되는 검출용 전극(Z1, Z2, ..., Zn)의 일 단이란 상기 스위치 배선(YL1, YL2, ..., YLn)이 연결된 Y축 전극(Y1,Y2...Yn)의 일 단에 대향하는 타 단과 동일한 Y축 방향 상에 위치하는 검출용 전극(Z1,Z2...Zn)의 단부를 지칭한다.

상기 각 스위치 배선들(YL1, YL2, ..., YLn)의 일단은 상기 복수 개의 Y축 전극(Y1, Y2, ..., Yn)에 각각 하나씩 연결되고 상기 각 스위치 배선들(YL1, YL2, ..., YLn)의 타 단은 하나의 선으로 이루어진 전원 인가용 배선(200) 상에 연결되고 상기 전원 인가용 배선(200)은 전원전압(210)에 연결되도록 구성되어, 복수의 스위치 배선(YL1,YL2..YLn)은 모두 전원 인가용 배선(200)을 통하여 전원전압(210)으로부터 전압신호를 입력받는다.

또한, 각 검출용 배선(ZL1, ZL2, ..., ZLn)의 일단은 상기 복수 개의 검출용 전극(Z1, Z2, ..., Zn)에 각각 하나씩 연결되고 각 검출용 배선(ZL1, ZL2, ..., ZLn)의 타단에는 터치된 지점의 전압을 검출할 수 있도록 부하저항(RL)이 구비되며, 부하저항의 타 단에는 전압 측정기가 연결된다.

상기와 같은 바, 본 발명에 따른 터치 패널은, 하나의 전원전압(210)으로부터 인가되는 터치 좌표(X, Y) 검출용 전압 신호가 상기 복수의 Y축 전극(Y1, Y2, ..., Yn)에 각각 연결된 스위치 배선(YL1, YL2, ..., YLn)의 온/오프 동작에 의하여 상기 각 Y축 전극(Y1, Y2, ..., Yn)에 순차적으로 인가되고, 이 때 전기적 신호를 상기 검출용 전극 (Z1,Z2...Zn) 상에서 검출함으로써 Y축 좌표를 획득하고 또한, 본 발명의 상부 기판(190)의 하면에 형성된 전압 측정용 전극(11)에는 A/D 변환기 (33: Analog to Digital Converter)가 전기적으로 연결되어 있어 터치된 지점 에서 측정된 전압을 검출하여 X축 좌표를 획득하는 구조로 이루어져 있다.

이하에서는, 하부 기판(290)에 형성된 Y축 전극(Y1, Y2, ..., Yn), 검출용 전극 (Z1, Z2, ..., Zn) 그리고 상부 기판(190)에 형성된 ITO 투명 전도막(150), 전압 측정용 전극(110)으로 구성된 본 발명에 따른 저항막 방식의 멀티 터치 패널의 동작원리에 대하여 살펴보도록 한다.

1) 터치 지점의 Y축 좌표 검출 원리

하부 기판(290)에 형성된 Y축 전극(Y1, Y2, Y3, ..., Yn)에 위치 검출용 전압 신호를 시간 간격을 두고 순차적으로 스위치(SW_Y1, SW_Y2, ..., SW_Yn)에 인가하고, 상부 필름(190)의 임의의 지점에 손가락 등이 접촉(예컨데, T3)되면 접촉 지점의 상부 필름에 코팅된 ITO 투명 전도막(150)이 스위치(Switch)와 같은 역할을 하게되어 특정 Y축 전극(Y1)과 이웃 위치한 특정 검출용 전극(Z1) 간에 쇼트(Short)가 발생하여 통전된다. 이에 따라, 상기 특정 Y축 전극(Y1)은 Y축 전극(Y1)에 이웃 배치된 특정 검출용 전극(Z1)과 통전되어 특정 Y축 전극(Y1)에 인가된 전압 신호는 상기 특정 검출용 전극(Z1)으로 빠져나가 탐지되고 이때의 Y축 위치를 검출할 수 있게 된다.

예컨데, "Y1"에 전압을 인가하고 스위치배선의 스위치 "SW_Y1"와 검출용 배선의 스위치 "SW_Z1"을 온(ON)시키고 나머지 스위치는 모두 오프(OFF)하는 방식으로 Y1 전극에 터치가 발생하였는지 판독한다. 다음으로 Y2 전극에 전압을 인가하 고 스위치배선의 스위치 "SW_Y2"와 검출용 배선의 스위치 "SW_Z2"을 온(ON)시키고 나머지 스위치는 모두 오프(OFF)하는 방식으로 Y2 전극에 터치가 발생하였는지 판독한다. 동일한 방식으로 "Y3, ..., Yn" 전극에 순차적으로 위치 검출용 신호를 인가하면서 해당 Y전극과 이웃하는 Z전극의 전압을 측정해 나간다. 만약 "T3" 지점에서 터치 조작이 발생하면, 터치조작된 지점(T3)에서 하이(High) 신호가 발생하여 터치된 지점의 Y축 좌표를 검출할 수 있게 된다. 즉, 상부 필름에 코팅된 ITO 투명 전도막이 Y축 전극 "Y1"과 검출용 전극 "Z1" 간의 스위치(Switch)로서 동작하여, 사용자가 특정 지점(T3)을 누를 경우 이에 대응하는 Y축 전극과 검출용 전극으로부터 탐지되는 전압 신호로부터 터치 지점의 검출이 가능하게 되는 것이다.

Y축 좌표가 검출용 전극에서 검출되는 전압이 High 신호인지 Low 신호인지에 따라 측정하는 디지털 방식으로 노이즈에 강해서 정확한 동작이 가능하고 검출 시간도 AD 변환기를 사용할 때보다 빠르다. 본 발명에 따른 디지털 저항막 방식의 터치패널은 각각의 Y축 전극(Y1, Y2, Y3, ..., Yn) 및 검출용 전극(Z1, Z2, ..., Zn)이 소정 간격을 가지며 패너팅 형성되고 각 전극은 분할되어 있어 두 개의 지점(T3, T4)에서 터치동작이 동시에 발생하더라도 상호 간에 전기적으로 영향을 주지 않기 때문에, Y축 좌표를 동시 검출할 수 있어 멀티 터치 기능을 구현할 수 있게 된다.

2. 터치 지점의 X축 좌표 검출 원리

하부 기판(290)에 형성된 Y축 전극(Y1, Y2, Y3, ..., Yn)에 위치 검출용 전 압 신호를 시간 간격을 두고 순차적으로 인가하고, 상부 필름(190)의 임의의 지점에 손가락 등이 접촉되면 접촉 지점의 상부 필름에 코팅된 ITO 투명 전도막이 스위치(Switch)와 같은 역할을 하게되어 Y축 전극과 이웃 위치한 검출용 전극 간에 쇼트(Short)가 발생하며 이때의 전압을 측정함으로써 X축 터치 좌표를 산출한다.

예컨데, Y축 전극(Y1)에 5V를 인가하고 스위치배선의 스위치 "SW_Y1"와 검출용 배선의 스위치 "SW_Z1"을 온(ON)시키고 나머지 스위치는 모두 오프(OFF)된 상태에서, "T3" 지점에 터치 조작이 발생하면 해당 터치 지점의 X축 위치의 검출이 가능하다.

도 6b은 도 6a에서 "T3" 지점이 눌러진 경우의 등가회로로서, "Y1" 전극에 5볼트의 전압을 인가하고 상기 "T3" 지점에 터치 조작이 발생하면 상기 "Y1" 전극과 "Z1" 전극 간에 전위 분포가 발생하게 되며 수학식 1에 따라 터치 지점(T3)의 전압(Vt)을 측정할 수 있다.

여기서 Vt: "T3" 지점에 인가되는 전압,

R1: 터치지점에 따라 변화하는 Y축 전극 상의 저항

R2: 터치지점에 따라 변화하는 검출용 전극 상의 저항

즉, R1 과 R2의 저항비에 따라 전압(Vt)이 변하는 점을 이용하여 Y축 전극에 전압을 인가하고 터치된 점의 전압을 A/D 변환기(33)를 통해 검출하면서 디지털 신호로 변환함으로써 터치 지점의 X축 위치를 산출할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 하부 기판(290)에 패터닝 형성된 복수의 Y축 전극 (Y1, Y2, Y3, ..., Yn)과 검출용 전극(Z1, Z2, ..., Zn)을 적절히 스위칭하면서 터치 지점의 전압을 측정하고 이를 통하여 X축 위치를 산출하면, 전극 구성의 구조적 특성상 만약 "T4" 지점이 멀티 터치되더라도 주변에 회로적으로 오픈(Open)되어 있어서 전압 측정용 전극 (100)의 전압(Vt)에 영향을 미치지 않아 각 터치 지점(T3, T4)의 전압(Vt)을 정상적으로 측정할 수 있다.

또한, 상술한 "T3" 터치 지점의 X축 위치 산출 방식과 동일한 방식으로 Y2, Y3, ..., Yn에 순차적으로 전압을 인가하며 다른 터치 지점의 위치 검출 과정과 연산을 수행하면 "T4" 지점의 Y축 위치 및 X축 위치 역시 산출 가능하고 이에 따라 멀티 터치 기능을 구현할 수 있게 된다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 저항막 방식의 멀티 터치 패널은 기본적으로 하나의 기판(290)에 글래스 패터닝된 Y축 전극(Y1, Y2, ..., Yn)과 검출용 전극(Z1, Z2, ..., Zn)을 이용하여 X축 및 Y축 터지 좌표를 검출하도록 구성된다. 즉, X축 좌표 검출 방식은 터치 지점의 전압을 본 발명에 따른 전압 측정 전극(110)에서 검출한 후 A/D 변환기(33)를 통해 디지털값으로 변환하여 X축 위치를 산출하고, Y축 좌표 검출 방식은 하부 기판(290)에 글래스 패터닝된 Y축 전 극(Y1, Y2, ..., Yn)에 순차적으로 인가되는 전압 신호가 하이(High)인지 로우(Low)인지를 검출하여 Y축 위치를 산출하도록 구동된다.

또한, 본 발명에 따른 저항막 방식의 멀티 터치 패널의 X축 좌표의 터치 해상도와 직결되는 분할수는 A/D 변환기의 능력으로 결정되고, 이에 따라 고성능의 A/D 변환기를 채용하기만 하면 X축 터치 해상도를 향상시킬 수 있다. Y축 좌표의 터치 해상도는 기판에 최대한 조밀하고 촘촘하게 전극을 패터닝 형성할 수록 그 해상도를 향상시킬 수 있는데, 본 발명에 따른 저항막 방식의 멀티 터치 패널은 하부 기판의 글래스 패터닝을 통하여 전극을 형성하기 때문에 Y축 터치 좌표의 고해상도 구현이 가능하다.

즉, 종래 멀티 터치 기능이 가능한 저항막 방식의 터치 패널은 하부 기판을 유리로 채용하여 Y축 전극을 조밀하게 형성하더라도 상부 기판은 연질의 투명 필름을 사용해야 했고 X축 터치 좌표를 검출하기 위한 복수의 X축 전극을 투명 필름 상에 패터닝 형성해야 했기 때문에 X축 전극을 촘촘하게 패터닝하기가 용이하지 못하였다. 따라서, X축 터치 좌표의 해상도 향상에는 한계가 있었고 결국 전체적인터치 해상도가 높지 못하며 그 향상에 한계가 있었다.

그러나, 본 발명에 따른 저항막 방식의 멀티 터치 패널은 하나의 기판(즉, 하부 유리기판)에만 형성되는 복수의 전극(Y축 전극, 검출용 전극) 그리고 상부 기판에 전면 증착되는 ITO 코팅층과 일측 모서리부에 마련된 전압 측정용 전극이라는 단순한 터치 패널 구조를 통하여 멀티 터치 기능을 구현할 수 있으면서도 매우 높은 터치 해상도를 구현할 수 있는 뛰어난 장점이 있다.

3. 터치 지점의 Y축 좌표 검출 변형 원리

Y축 좌표 검출의 다른 방법으로는 상부기판의 하면에 형성된 전압측정용 전극을 통한 측정이 있다. 전술하는 바와 같이 상부기판(190)에 전면적으로 형성된 투명전도막(150)에는 X축 좌표값을 측정하기 위하여 투명전도막(150)과 전기적으로 연결되는 AD 변환기를 구비하며 이를 이용하여 Y축 좌표값을 측정할 수 있다. 예컨데, "Y1"에 전압을 인가하고 스위치 배선의 스위치 "SW_Y1"와 "SW_Z1" 를 온(ON)시키고, 나머지 스위치를 모두 오프(off)시킨다. 이 상태에서 도 6a의 T3 지점이 눌러지면, 전원전압(210), Y1 전극, 투명전도막(150), 전압 측정용 전극(110) 및 AD 변환기 사이에 폐루프가 형성되므로 AD 변환기에 전압이 인가되는 것을 확인함으로써 Y축 좌표값이 "Y1"임을 인식할 수 있게 된다. 이러한 측정 방식을 사용할 경우 하부기판(290)상에 패턴 형성되는 투명 전극은 Y축 전극과 검출용 전극(Z축 전극)으로 구분할 필요가 없게 되며 검출용 전극에 연결된 스위치(SW_Z1, SW_Z2, ..., SW_Zn)과 부하 저항(RL)이 Y축 전극의 타 단에 연결하면 된다. 동일한 방식으로 "Y2, Y3, ..., Yn" 전극에 순차적으로 위치 검출용 신호를 인가하며 상부기판 전압측정용 전극에서 전압신호를 AD 변환기를 이용해서 임의의 전압이 이상이 측정하면서 Y축 좌표를 구할 수 있다.

이러한 측정 방식을 사용하면 검출 방식이 간편하고 또한 Y축 전극과 검출용 전극을 구분할 필요가 없게 되므로 Y축 좌표값을 측정하기 위한 전극을 보다 고집적화시킬 수 있어 Y축 해상도를 향상시킬 수 있는 장점이 있는 반면 AD 변환기 동 작 시간 때문에 전체적으로 터치 좌표 구하는 동작시간이 늦어지는 단점이 있게 된다.

4. 하부기판 패턴의 다양한 변형예

도 6a의 바람직한 실시예에 따른 본 발명의 저항막 방식의 멀티 터치 패널은 상기 검출용 전극(Z1, Z2, ..., Zn)에 각각 연결되는 검출용 배선(ZL1, ZL2, ..., ZLn) 상에도 각각 스위칭 소자(SW_Z1, SW_Z2, ..., SW_Zn)를 포함하도록 구성하였다. 이는 특정 Y축 전극에 입력되는 전압이 의도하지 않은 다른 검출용 전극으로 흘러들어가는 것을 방지하여 터치 조작이 발생한 상기 특정 Y축 전극과 바로 이웃하고 있는 검출용 전극에서만 전압 신호가 검출되도록 보장함으로써 사용자가 의도하지 않은 잘못된 터치 지점이 인식될 수 있는 것을 방지하기 위함이다.

도 6c에 따른 실시예와 같이 Y축 전극과 검출용 전극을 구분함이 없이 검출용 배선(ZL1, ZL2, ..., ZLn) 상에 각각 구비되어 있는 스위칭 소자(SW_Z1, SW_Z2, ..., SW_Zn)를 Y축 전극의 타 단에 연결하여 본 발명에 따른 저항막 방식의 멀티 터치 패널을 구성하더라도 본 발명의 멀티터치 기능 및 고해상도 터치패널의 구현이라는 목적 및 효과를 동일하게 달성할 수 있음은 당업자에게 자명하다.

도 7a는 도 6a와 같은 검출 회로를 사용할 경우 적합한 본 발명에 따른 일 실시예의 하부 기판의 구성도이다. 도 7a에 도시된 바와 같이 하부 기판(290)에는 Y축 전극과 검출용 전극(Z 전극)이 순차적으로 번갈아가며 동일한 방향으로 폭이 좁은 장방향의 사각 형상으로 패턴 형성되고, Y축 전극의 일 단에는 전압 인가용 배선(200)이 형성되어 플렉서블 케이블(295)와 전기적으로 연결되고, 검출용 전극의 일 단에는 검출용 배선(293)이 형성되어 플렉서블 케이블(295)과 각각 연결됨을 알 수 있다. 이 때 전원 인가용 배선(200)이 Y축 전극과 연결되는 일 단과 검출용 배선(293)이 검출용 전극과 연결되는 일 단은 서로 반대 방향임을 알 수 있다. 도 6a와 대비하여 구성을 살펴보면 도 6a의 스위치(SW_Y1, ..., SW_Yn)와 전원전압(210)은 전압 인가용 배선(200)과 플렉서블 케이블(295)을 통하여 하부 기판 외부에 구성되는 회로 소자이고, 또한 도 6a의 스위치(SW_Z1, ..., SW_Zn)와 부하 저항(RL)의 경우도 검출용 배선(293)과 플렉서블 케이브(295)을 통하여 하부 기판 외부에 형성되는 회로 소자이다.

나아가 "3. 터치 지점의 Y축 좌표 검출 변형 원리"를 이용하여 Y축 좌표를 측정할 경우 도 6c 에 도시한 바와 같이 하부 기판상에 형성되는 복수 개 패턴 전극을 Y축 전극 또는 검출용 전극으로 구분하지 않고 모두 Y축 전극만을 폭이 좁은 장방향의 사각 형상으로 패턴 형성할 수 있다. 도 7b는 이러한 실시예를 보여주는 하부 기판의 구성도이다. 도 7b에 도시된 바와 같이 하부 기판(290)에는 Y축 전극이 반복적으로 패턴 형성되고, Y축 전극의 일 단에는 전압 인가용 배선(200)이 형성되어 플렉서블 케이블(295)와 전기적으로 연결되고, 타 단에는 검출용 배선(293)이 형성되어 플렉서블 케이블(295)과 각각 연결됨을 알 수 있다. 이 경우 타 단에 연결되는 검출용 배선에는 플렉서블 케이블(295)을 통하여 전기적으로 연결되는 스위치와 부하 저항(RL)이 연결된다.

실질적인 공정 상에서 발생되는 문제점을 살펴보면, 전원전압(210)과 스위치(SW_Y1, SW_Y2, ..., SW_Yn)는 구동 회로칩에 구현되고, 이러한 구동 회로칩과 하부기판(290) 상에 형성되는 Y축 전극은 플렉서블 케이블을 이용하여 전기적으로 연결되며, 플렉서블 케이블에서 각각의 Y축 전극 사이의 연결은 상부 기판에 형성되는 실버 페이스트 또는 투명 전극에 의해 이루어진다. 이러한 실버 페이스트 또는 투명 전극의 길이는 Y축 전극마다 다르게 형성되므로 이러한 배선 길이 차이로 인하여 각각의 Y좌표에서 동일한 X 좌표를 터치한 후 AD 변환기에서 검출되는 전압은 다르게 분포하게 된다. 이 문제를 해결하기 위해서 각각 Y축 전극, 즉 Y1, Y2, Y3...마다 AD 변환기의 출력전압을 보정한다. AD 변환기의 출력전압을 보정방법은 먼저 각각의 Y축 전극에 동일한 X좌표를 터치하고 이때 각각의 전압 편차를 메모리에 미리 저장하고, 이 후 AD 변환기 출력전압에서 메모리에 저장된 전압편차 만큼 보정하는 것이다.

도 8 은 본 발명의 하부 기판에 패터닝 형성되는 Y축 전극과 검출용 전극의 패턴닝 방식를 도시한 제 2실시예이다.

본 발명의 제 1실시예에 따른 하부 기판(290)에 패터닝 형성되는 Y축 전극(도5a; Y1, Y2, ..., Yn)과 검출용 전극(Z1, Z2, ..., Zn)은 직사각형의 막대기 형상으로 형성되고 각 전극 사이에는 소정 폭의 공간이 존재한다. 복수 개 Y축 전극과 검출용 전극 패턴이 형성하는 소정 폭의 공간은 터치 패널의 하부에 위치하는 표시 장치(예컨데, LCD 패널)의 각 픽셀에 대응한다. 따라서, Y축 전극과 검출용 전극 사이의 공간이 최대한 좁을수록 터치 해상도는 높아지게 되고, 또한 Y축 전극과 검출용 전극이 사용자의 터치 조작에 의해 잘 닿을 수록(통전) 터치 조작과 이에 대응하는 실행이 이루어질이 가능성이 높아진다.

도 8 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 상기 Y축 전극(Y1', Y2', ..., Yn')과 검출용 전극(Z1', Z2', ..., Zn')은, 본 발명의 제 1실시예에 따른 Y축 전극(도5a; Y1, Y2, ..., Yn)과 검출용 전극(Z1, Z2, ..., Zn)이 형성된 일방향에 수직한 방향으로 돌기 형상의 전극(400, 410)이 각각 돌출되도록 연장 형성되고, Y축 전극(Y1,Y2..Yn)으로부터 돌출 형성된 돌기 형상의 전극(400)과 검출용 전극(Z1, Z2, ..., Zn)으로부터 돌출 형성된 돌기 형상의 전극(410)은 Y축 전극 (Y1, Y2, ..., Yn)과 검출용 전극(Z1, Z2, ..., Zn)이 형성하는 사이 공간에 상호 번갈아가며 위치하도록 패터닝 형성된다.

상기와 같은 돌기 형상의 전극 패턴(Y1',Y2'..Yn'/Z1',Z2'..Zn') 형성에 의하여 Y축 전극(Y1',Y2'..Yn')과 검출용 전극(Z1',Z2'..Zn')이 터치 조작에 의해 닿을 수 있는 표면적을 증대시킴으로써 사용자의 터치 조작 성공 확률을 증대시켜줄 수 있도록 하였다.

도 9는 종래 표시 장치의 디스플레이 패널과 그 상부에 위치하는 터치 패널의 결합 구조물을 도시한 단면도이다. 도 9 에 도시된 바와 같이, 종래 표시 장치의 디스플레이 패널의 예로서 액정 패널(800)은 상판(810)과 하판(820) 사이에 액 정 물질(830)이 주입된 구조를 가지며, 상부 기판(190)과 하부 기판(290)으로 구성된 터치 패널(700)이 상기 액정 패널의 상판 위에 접합되는 구조로 이루어져 있다. 즉, 디스플레이 패널의 상판 상에 본 발명에 따라 유리로 이루어지는 터치 패널용 하부 기판(290)이 적층되기 때문에 터치 디스플레이 장치의 두께가 두꺼워 지는 단점이 있었다.

이하에서는 상기와 같이 연속 적층되는 두개의 기판으로 인해 터치 디스플레이 장치의 두께가 두꺼워지는 문제점을 해결할 수 있는 터치 패널 구조를 제시하고자 한다.

도 10 은 본 발명에 따른 디스플레이 패널과 터치 패널의 결합 구조를 도시한 단면도이다. 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 디스플레이 패널(800)과 터치 패널(700)의 결합 구조는 디스플레이 패널의 상판 역할과 터치 패널의 하부 기판 역할을 동시에 수행하는 공유 기판(500)을 적용함으로써, 두개의 기판이 연속 적층되었던 종래 터치 디스플레이 장치의 두께를 감소시킬 수 있게 된다.

즉, 디스플레이 상판과 터치 패널의 하판은 같은 재질의 기판을 사용할 수 있다. 상기와 같은 점을 활용하여 하나의 공유 기판(500)의 일면에는 터치 패널에 사용되는 전극(600)을 패터닝 형성하고, 상기 일면의 반대면에는 디스플레이 패널 상부기판에 필요한 ITO 전극(840)을 형성함으로써, 하나의 공유 기판(500)으로 디스플레이 패널의 상판 역할과 터치 패널의 하부 기판 역할을 동시에 수행하는 결합 구조를 통하여 터치 디스플레이 장치의 두께를 감소시킬 수 있다.

본 발명에서 의미하는 디스플레이 패널은 자체 발광 또는 외부 광을 이용하여 영상 이미지를 생성하는 패널을 총칭하는 것으로서, 도 9 및 도 10의 실시예에서는 디스플레이 패널로 액정 패널을 사용하는 예를 도시하였으나 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 디스플레이 패널로는 유리 또는 석영을 상판으로 사용하는 유기 이엘 패널, 전계 방출 소자 패널 등이 사용될 수 있음은 물론이다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 기술되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 바람직한 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것을 자명한 일이다.

이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

도 1a 및 도1b 는 종래 아날로그(Analog) 저항막 방식의 터치패널을 개략적으로 나타낸 분해 사시도 및 단면도.

도 2a 및 도 2b 는 도 1a 및 도 1b 의 아날로그 저항막 방식 터치패널의 동작원리를 설명하기 위한 회로도.

도 3a 및 도 3b 는 종래 디지털(Digital) 저항막 방식의 터치패널의 구성을 개략적으로 나타낸 분해 사시도 및 단면도.

도 4는 도 3a 및 도 2b 의 디지털 저항막 방식 터치패널의 동작원리를 설명하기 위한 회로 구성도.

도 5a 및 도 5b 는 본 발명에 따른 저항막 방식의 멀티 터치 패널 구조를 개략적으로 나타낸 분해 사시도 및 단면도.

도 6a 는 본 발명에 따른 터치 패널의 회로 구성을 개략적으로 나타낸 평면도.

도 6b 는 본 발명에 따른 터치 패널로부터 X축 터치 좌표를 검출하는 동작 원리를 설명하기 위한 회로도.

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 일 실시예의 터치 패널의 하부 기판 구성도.

도 8 은 본 발명의 하부 기판에 패터닝 형성되는 Y축 전극과 검출용 전극의 패턴닝 방식를 도시한 제2실시예.

도 9는 종래 표시 장치의 디스플레이 패널과 그 상부에 위치하는 터치 패널 의 결합 구조물을 도시한 단면도.

도 10 은 본 발명에 따른 디스플레이 패널과 터치 패널의 결합 구조를 도시한 단면도.

Claims (12)

1. 동시에 두 군데 이상 지점을 터치하는 경우 각 터치 좌표를 인식하는 저항막 방식의 멀티 터치 패널로서,

   상호 간에 대향 배치되는 대향면을 갖는 상부 기판과 하부 기판;

   상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 구비되어 간격을 유지하는 스페이서;

   상기 상부 기판의 대향면에 전면(全面)적으로 형성되는 투명 전도막;

   상기 하부 기판의 대향면에 일정 간격으로 패터닝 형성되며 인가되는 전원을 순차적으로 인가받고, 터치 지점에 대한 직교 좌표값 중에서 어느 하나의 좌표값을 검출하는 신호를 제공하는 복수 개 투명 전극; 및

   상기 상부 기판의 대향면을 구성하는 네 개의 변 중에서 선택된 어느 하나의 변만을 따라서 형성되며 상기 투명 전극에 인가된 전위를 상기 투명 전도막을 통해 전달받아 상기 직교 좌표값 중에서 나머지 하나의 좌표값을 검출하기 위한 신호를 출력하는 전압 측정용 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 멀티 터치 패널.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 하부 기판에는 복수 개 투명 전극 중 일부 투명 전극의 일 단에 전원전압을 순차적으로 인가하기 위한 전원 인가용 배선이 구비되는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 멀티 터치 패널.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 하부 기판에는 상기 일부 투명 전극의 타 단에 형성되는 검출용 배선이 구비되는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 멀티 터치 패널.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 투명 전도막, 상기 전압 측정용 전극 및 복수 개 투명 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)로 형성하고, 상기 전원 인가용 배선 및 상기 검출용 배선은 은(Ag)으로 형성하고, 상기 하부 기판은 유리 또는 석영으로 형성되는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 멀티 터치 패널.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 투명 전극 중 일부 투명 전극은 전원전압을 인가하는 Y축 전극으로 구비되고, 나머지 투명 전극은 인가된 상기 전압을 측정하기 위한 검출용 전극으로 구비되는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 멀티 터치 패널.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 Y축 전극과 상기 검출용 전극은 하나씩 번갈아가면서 구비되는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 멀티 터치 패널.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 하부 기판에는 상기 Y축 전극의 일 단에 전원전압을 순차적으로 인가하기 위한 전원 인가용 배선이 구비되고, 상기 검출용 전극 일 단에 형성되는 검출용 배선이 구비되고, 상기 전원 인가용 배선이 연결되는 Y축 전극의 일단과 상기 검출용 배선이 연결되는 검출용 전극의 일 단을 서로 반대 방향 단부인 것을 특징으로 하는 저항막 방식 멀티 터치 패널.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 투명 전도막, 상기 전압 측정용 전극 및 복수 개 투명 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)로 형성하고, 상기 전원 인가용 배선 및 상기 검출용 배선은 은(Ag)으로 형성하고, 상기 하부 기판은 유리 또는 석영으로 형성하는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 멀티 터치 패널.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 투명 전극은 직사각형으로 형성되는 몸체와, 상기 몸체에 수직 방향으로 돌출되는 돌기 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 멀티 터치 패널.
10. 영상 이미지를 생성하는 디스플레이 패널 상에 형성되는 터치 패널을 구비하는 결합 구조물로서,

    상기 디스플레이 패널의 상부 기판은 유리 또는 석영으로 형성하고,

    상기 디스플레이 패널의 상부 기판 외면에 일정 간격으로 패터닝 형성되는 복수 개 투명 전극을 형성하고,

    상기 디스플레이 패널의 상부 기판과 대향되는 상기 터치 패널 상부 기판을 구비하고,

    상기 터치 패널 상부 기판에는 전면(全面)적으로 형성되는 투명 전도막과 상기 터치 패널 상부 기판의 네 개의 변 중에서 선택된 어느 하나의 변만을 따라서 형성되며 상기 투명 전극에 인가된 전위를 상기 투명 전도막을 통해 전달받아 터치 지점에 대한 하나의 좌표값을 검출하기 위한 신호를 출력하는 전압 측정용 전극을 구비하고,

    상기 디스플레이 패널의 상부 기판과 상기 터치 패널 상부 기판 사이에 구비되어 간격을 유지하는 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 상에 형성되는 터치 패널을 구비하는 결합 구조물.
11. 상기 제 1항에 제시된 저항막 방식 멀티 터치 패널을 이용하여 터치 위치를 감지하는 방법으로서,

    상기 복수 개 투명 전극 일부의 일 단에 순차적으로 전압을 인가하는 제 1 단계;

    상기 제 1 단계에서 전압이 인가된 투명 전극과 이웃하는 위치에 놓여진 투명 전극에 전압이 인가되는지 여부를 인식하여 전압이 인가된 상기 투명 전극을 인식하여 직교좌표를 구성하는 하나의 좌표값 검출에 이용하는 제 2단계; 및

    상기 제 1단계에 의해 상기 투명 전극에 인가된 전압에 의해 상기 투명 전도막을 통해 전압 측정용 전극에 인가되는 전위값을 파악하여 직교좌표를 구성하는 나머지 하나의 좌표값 검출에 이용하는 제 3단계를 포함하고, 상기 제 2단계와 상기 제 3단계는 순서에 무관한 것을 특징으로 하는 저항막 방식 멀티 터치 패널을 이용하여 터치 위치를 감지하는 방법.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 제 3단계에서 수행되는 전위값 파악은 AD 변환기에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 멀티 터치 패널을 이용하여 터치 위치를 감지하는 방법.

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