KR101471753B1 - 터치 감응전극 구조 - Google Patents

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Abstract

일종의 터치 감응전극 구조는 제1방향을 따라 서로 간격을 두고 설치되며, 간격을 두고 설치되면서 전기적으로 접속되는 다수의 제1 전극블록을 구비하는 다수의 제1 전극열과; 제2방향을 따라 서로 간격을 두고 설치되면서 상기 제1 전극열과 서로 절연되게 중첩되며, 간격을 두고 설치되면서 전기적으로 접속되는 다수의 제2 전극블록을 구비하는 다수의 제2 전극열을 포함하며;
그 중 상기 제1 전극블록 및 상기 제2 전극블록은 상기 제2 방향을 따라 간격을 두고 설치되는 다수의 제2 도선 및 상기 제1 방향을 따라 상기 제2 도선에 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 제1 도선을 구비한다.

Description

터치 감응전극 구조{TOUCH SENSING ELECTRODE STRUCTURE}
본 발명은 터치 감응전극 구조에 관한 것으로서, 특히 터치패널에 응용되는 감응전극 구조에 관한 것이다.
일반적으로 흔히 볼 수 있는 터치패널은 1층 또는 2층 이상의 전극층을 이용하여 터치위치를 감지하는 목적을 달성하며, 종래 기술에서는 이미 다양한 각층의 전극구조가 제시되어 있다. 예를 들어 정전식 터치패널은 전극을 이용하여 사용자가 손가락으로 터치할 때의 정전기가 발생시키는 정전용량치 변화를 감지하여, 각기 다른 방향의 전극을 통해 손가락 끝이 터치패널의 좌표위치에 터치되는 것을 감지할 수 있다.
전극구조의 재료를 살펴보면, 산화인듐주석(Indium Tin Oxides, ITO) 등의 투명도전막을 이용할 수 있으나, 단 대형 치수의 터치패널에 대한 소비자들의 수요로 인해 현재는 금속선을 전극으로 사용하는 구조 설계도 있다. 금속선은 즉 금, 은, 동 등 재료를 사용할 수 있다. 터치패널은 이상의 재료로 형성되는 전극 구조를 통해 정전용량과 대응되는 전류변화량을 감지하여 터치 위치를 검출하며, 터치 시의 정전 커플링이 일으키는 각기 다른 방향의 감응전극에 의해 전압 변화가 발생되어 터치 위치를 검출할 수 있다.
종래 기술에 공개된 전극구조는 도 1에 도시된 바와 같으며, 본 예는 중국특허 공개번호 CN102262925(2011/11/30 공개)에 기재된 기술로서, 도면에 도시된 터치패널에 응용되는 전극구조는 2층의 각기 축방향이 다른 전극구조의 제1 전극층(11)과 제2 전극층(12)으로서, 각기 다른 축방향의 전극구조는 두 방향(수직과 수평)의 전극 신호를 제공한다.
도 1에 도시된 전극구조는 금속 세선으로 제작되며, 도시된 바와 같이, 각 금속 세선은 구부러지고 절곡되어 있으며 또한 서로 교차 연결된다. 상기 특허의 설명에 따르면, 각 전극층은 각 방향마다 두 개 이상의 대형 격자를 구성하며, 각각의 대형 격자는 두 개 이상의 소형 격자로 구성되고, 첫 번째 대형 격자의 가장자리 주위에 기타 격자와 연결되지 않는 보조 패턴이 형성되며, 소형 격자는 가장 작은 정사각형이다. 이와 같이 서로 연결되며 다수의 교차점을 구비한 금속선 전극구조의 주요 목적은 감응 터치 이벤트의 정밀도를 보장하여 선이 끊어져 감응 불량 현상이 발생하는 것을 방지하고자 하는데 있다.
전술한 제1 전극층(11)과 제2 전극층 중의 대형 격자 패턴은 상호 보완적이기 때문에 서로 중첩 결합될 때 과다하게 중첩되는 부분이 생기지 않으며, 관련 터치 패널은 터치 시 일정 범위 내에서 두 개 방향의 신호를 동시에 발생시킬 수 있어, 이를 통해 터치 위치를 확정할 수 있다.
도 2는 또 다른 종래 기술 중 터치 패널에 응용되는 전극구조를 도시한 것으로서, 본 예는 중화민국 특허 제I346297호(2011/08/01에 공고)에 기재되어 있다. 상기 터치패널은 플레이트층(2)이 도시되어 있으며, 플레이트층(2)의 상하 표면에 도시된 바와 같이 서로 직교하는 제1 전극(21)과 제2 전극(22)을 이루는 각기 다른 방향의 전극구조가 구비되고, 플레이트층(2)은 동시에 두 전극층을 이격시키는 격판 역할을 한다.
제1 전극층(21)과 제2 전극층(22)은 컨트롤러(23)에 동시에 접속되며, 컨트롤러(23)는 전극 그룹에 전력을 수송하여 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에 하나의 전기장이 형성되도록 한다. 도면에는 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 패턴이 다수의 서로 직렬로 연결된 격자형 금속 세선이 도시되어 있는데, 패널에 조밀하게 분포되는 이러한 격자형의 금속세선들은 터치패널의 도전성을 증가시킬 수 있다.
전술한 종래 기술들은 서로 연결되는 금속 세선의 배치를 이용하여 그물형 또는 격자형 패턴의 전극 블록을 형성하고 있는데, 목적은 터치 패널의 도전성을 증가시키고, 비교적 높은 정밀도를 제공하고자 하는 것이나, 단 그물형 또는 격자형 전극블록이 형성하는 터치패널이 갖는 광투과율이 상당히 낮기 때문에 디스플레이 스크린의 영상을 차폐하게 되어 터치 기능을 구비한 디스플레이 장치의 디스플레이 품질의 저하를 초래하기 쉽다. 이밖에, 그물형 또는 격자형 전극블록의 패턴이 비교적 복잡하여, 제조과정이 복잡할 뿐만 아니라, 또한 비교적 많은 도전 재료를 사용해야 하므로 제조원가가 비싸고 실시 효과와 이득이 없다.
터치패널의 터치 민감성 및 정밀도를 높이는 동시에, 높은 광투과율을 구비하도록 하기 위하여, 본 발명은 일종의 감응전극 구조를 제공한다. 언급할 만 한 점은, 본 발명에서 공개하는 감응전극 구조의 실시예는 광간섭무늬의 현상을 더욱 잘 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 제작 원가 면에서도 역시 경쟁력을 지닐 수 있다는 것이다.
본 발명의 감응전극구조는 다수의 제1 전극열 및 다수의 제2 전극열을 포함한다. 그중, 다수의 제1 전극열은 제1방향을 따라 서로 간격을 두고 설치되며, 제1 전극열은 다수의 간격을 두고 설치되면서 전기적으로 접속되는 제1 전극블록을 구비한다. 다수의 제2 전극열은 제2 방향을 따라 서로 간격을 두고 설치되면서 상기 제1 전극열과 서로 절연 중첩되며, 제2 전극열은 다수의 간격을 두고 설치되면서 전기적으로 접속되는 제2 전극블록을 구비한다.
상기 제1 전극블록 및 제2 전극블록은 모두 제2 방향을 따라 간격을 두고 설치되는 다수의 제2 도선 및 제1방향을 따라 상기 제2 도선에 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 제1 도선을 구비한다.
실시예에 따르면, 제1 전극열, 제2 전극열, 제1 도선 및 제2 도선은 수평방향에 대향하여 경사지게 설치된다. 또한, 제1 전극열은 다수의 제3 도선을 더 구비하며, 또한 제3 도선은 두 개의 서로 인접한 제1 전극블록의 제1 도선에 전기적으로 접속된다. 또한, 제2 전극열은 다수의 제4 도선을 더 구비하며, 또한 제4 도선은 두 개의 서로 인접한 제2 전극블록의 제2 도선에 전기적으로 접속된다.
또한, 본 발명의 감응전극구조에 사용되는 제1 전극블록 및 제2 전극블록은 마름모형 또는 육각형 등 기하 윤곽을 구비할 수 있다.
본 발명이 소정 목적을 달성하기 위해 채택한 기술, 방법 및 효과를 더욱 진일보 이해할 수 있도록, 이하 본 발명에 관한 상세한 설명과 도면을 참조하면 본 발명의 목적, 특징과 특성을 심도 있고 구체적으로 이해할 수 있을 것이라 믿으나, 단 첨부한 도면과 별첨 문건은 단지 참고 및 설명용일 뿐, 결코 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다.
본 발명인 터치 감응전극 구조는 높은 광투과율을 구비할 뿐만 아니라, 제1 전극블록과 제2 전극블록은 마름모형 또는 육각형의 기하윤곽을 구비하여 그 터치 감응면적이 비교적 크기 때문에, 높은 터치 민감도 및 정확도를 구비한다. 이밖에, 본 발명에 사용되는 제조과정은 단계가 간단하고 제조원가가 낮아 산업 이용성을 지닌다.
도 1은 종래 기술 중 터치패널에 응용되는 전극구조 1을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 기술 중 터채패널에 응용되는 전극구조 2를 나타낸 도면이다.
도 3a는 본 발명인 터치감응전극 구조의 제1 전극열을 나타낸 실시예도이다.
도 3b는 본 발명인 터치감응전극 구조의 제2 전극열을 나타낸 실시예도이다.
도 4a는 본 발명을 응용한 터치패널 내의 제1 전극층을 나타낸 실시예도이다.
도 4b는 본 발명을 응용한 터치패널 내의 제2 전극층을 나타낸 실시예도이다.
도 4c는 본 발명을 응용한 터치패널 내의 제1 전극층을 제2 전극층에 중첩시킨 설명도이다.
도 5는 본 발명인 터치 감응전극 구조의 또 다른 실시예도이다.
본 발명에서 제공하는 터치 감응전극구조는 터치 패널에 응용될 수 있으며, 특히 중대형 치수의 터치 패널에 응용될 수 있다. 실시예는 도 3a에 도시된 본 발명의 터치 감응전극 구조의 제1 전극열의 실시예도를 참조하면, 본 예는 제1 전극열(31)에서의 제1 전극블록(310) 내의 도선(3101, 3102) 방향이 도시된 방향축(D1, D2)에 대응될 수 있다. 실시 형태 1에 따르면, D1(제1방향)과 D2(제2방향)는 평행하지 않은 방향이며, 그 중 하나는 수직에 가까운 두 개의 방향일 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 전극열(31)은 간격을 두고 설치되면서 전기적으로 접속되는 다수의 제1 전극블록(310)을 구비하며, 그중 제1 전극블록(310)은 제2방향(D2)을 따라 간격을 두고 설치되는 다수의 제2 도선(3102) 및 제1 방향(D1)을 따라 상기 제2 도선(3102)에 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 제1 도선(3101)을 구비한다. 본 실시예에서, 상기 제2 도선(3102)은 평행한 방식으로 간격을 두고 배열되나, 단 본 발명의 보호범위는 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다. 도시된 바와 같이, 제1 전극열(31)은 제3 도선(3103)을 더 포함하고, 또한 제3 도선(3103)은 두 개의 서로 인접한 제1 전극블록(310)의 제1 도선(3101)에 전기적으로 접속되어, 이와 같이 두 개의 서로 인접한 제1 전극블록(310)은 전기적으로 통전을 형성한다. 이밖에, 본 발명의 제1 전극블록(310)의 가장 바람직한 실시형태는 마름모형 또는 육각형(미도시)의 기하 윤곽을 구비한다.
이어서 도 3b를 참조하면 본 발명의 터치 감응전극구조의 제2 전극열을 도시한 실시예도이다. 본 도면에서는 제2 전극열(32)을 제1 전극열(31)의 설치방향과 다르게 도시하였다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 제2 전극열(32)은 간격을 두고 설치되면서 전기적으로 접속되는 다수의 제2 전극블록(320)을 구비하며, 그중 제2 전극블록(320)은 제2방향(D2)을 따라 간격을 두고 설치되는 다수의 제2 도선(3202) 및 제1방향(D1)을 따라 상기 제2 도선(3202)에 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 제1 도선(3201)을 구비한다. 여기서 특별히 설명해야 할 점은, 도 3a 및 도 3a를 통해 알 수 있듯이, 본 발명인 터치 감응전극 구조 중의 제1 전극블록(310)과 제2 전극블록(320)의 구조가 동일하다는 점이다. 도면에 도시된 바와 같이, 제2 전극열(32)은 제4 도선(3203)을 더 구비하며, 또한 제4 도선(3203)은 두 개의 서로 인접한 제2 전극블록(320)의 제2 도선(3202)에 전기적으로 접속되어, 이와 같이 두 개의 서로 인접한 제2 전극블록(320)은 전기적으로 통전을 형성한다. 이밖에, 본 발명의 제2 전극블록(320)의 가장 바람직한 실시형태는 마름모형 또는 육각형(미도시)의 기하 윤곽을 구비한다.
도 4a~4c는 본 발명인 터치 감응전극구조를 응용한 터치패널의 일 바람직한 실시에로서, 그중 도 4a는 본 발명을 응용한 터치패널 내의 제1 전극층을 도시한 실시예도이다. 도시된 터치패널의 제1 전극층에 포함되는 다수의 제1 전극열(41)은 제1방향(D1)을 따라 제1 투명기판(40)에 서로 간격을 두고 설치된다. 제1 전극열(41)은 간격을 두고 설치되면서 전기적으로 접속되는 제1 전극블록(410)을 구비하며, 그중 제1 전극블록(410)은 제2방향(D2)을 따라 간격을 두고 설치되는 다수의 제2 도선(4102) 및 제1방향(D1)을 따라 상기 제2 도선(4102)에 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 제1 도선(4101)을 구비한다. 제1 전극열(41)은 다수의 제3 도선(4103)을 더 구비하며, 또한 제3 도선(4103)은 두 개의 서로 인접한 제1 전극블록(410)의 제1 도선(4101)에 전기적으로 접속되어, 이와 같이 두 개의 서로 인접한 제1 전극블록(410)은 전기적으로 통전을 형성한다. 마지막으로, 각각의 제1 전극열(41)은 신호선(4104)을 통해 제어회로(45)에 전기적으로 접속되며, 제어회로(45)에 의해 이러한 제1 전극열(41)에 전원이 공급되어 터치 이벤트가 발행할 때의 신호를 검출한다.
설명해야 할 점은, 이러한 실시예 중 제1 전극열(41), 제1 도선(4101) 및 제2 도선(4102)은 모두 수평방향(X)에 대향하여 경사지게 설치되며, 경사각도는 대체로 30도~60도로서, 이를 통해 터채패널의 도선과 디스플레이(미도시)의 화소전극의 광간섭으로 인한 간섭무늬를 억제할 수 있다는 것이다.
도 4b는 본 발명을 응용한 터치패널 내의 제2 전극층을 도시한 실시예도이다. 도시된 터치패널의 제2 전극층에 포함되는 다수의 제2 전극열(42)은 제2 방향(D2)을 따라 제2 투명기판(43)에 서로 간격을 두고 설치된다. 제2 전극열(42)은 간격을 두고 설치되며 전기적으로 접속되는 다수의 제2 전극블록(420)을 구비하며, 그중 제2 전극블록(420)은 제2방향(D2)을 따라 간격을 두고 설치되는 다수의 제2 도선(4202) 및 제1방향(D1)을 따라 상기 제2 도선(4202)에 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 제1 도선(4201)을 구비한다. 여기서 특별히 설명해 두어야 할 점은, 도 4a 및 도 4b를 통해 알 수 있듯이, 본 발명인 터치 감응전극 구조 중의 제1 전극블록(410)과 제2 전극블록(420)의 구조가 동일하다는 점이다. 도시된 바와 같이, 제2 전극열(42)은 다수의 제4 도선(4203)을 더 구비하며, 또한 제4 도선(4203)은 두 개의 서로 인접한 제2 전극블록(420)의 제2 도선(4202)에 전기적으로 접속되어, 이와 같이 두 개의 서로 인접한 제2 전극블록(420)은 전기적으로 통전을 형성한다. 마지막으로, 각각의 제2 전극열(42)은 신호선(4204)을 통해 제어회로(45)에 전기적으로 접속되며, 제어회로(45)에 의해 이러한 제2 전극열(42)에 전원이 공급되어 터치 이벤트가 발행할 때의 신호를 검출한다.
이밖에 설명해야 할 점은, 이러한 실시예 중 제2 전극열(42), 제1 도선(4201) 및 제2 도선(4202)은 모두 수평방향(X)에 대향하여 경사지게 설치되며, 경사각도는 대체로 30도~60도로서, 이를 통해 터채패널의 도선과 디스플레이(미도시)의 화소전극의 광간섭으로 인한 간섭무늬를 억제할 수 있다는 것이다.
도 4c는 본 발명을 응용한 터치패널 내의 제1 전극층을 제2 전극층에 중첩한 것을 나타낸 설명도이다. 도시된 바와 같이, 다수의 제2 전극열(42)과 다수의 제1 전극열(41)은 서로 절연되게 중첩되며, 제1 투명기판(40) 및 제2 투명기판(43) 자체가 절연효과를 구비하기 때문에, 터치패널 내의 제1 전극층과 제2 전극층이 서로 중첩될 때, 제2 전극열(42)과 제1 전극열(41) 사이는 제1 투명기판(40) 또는 제2 투명기판(43)이 이격되어 있어 전기적으로 접촉되지 않게 되며, 실질적으로 제2 전극열(42)과 제1 전극열(41)은 즉 서로 절연된다. 도 1과 도 4c를 비교하면, 본 발명인 터치 감응전극 구조가 종래 기술의 전극구조에 비해 상대적으로 간단하다는 것을 알 수 있으며, 디스플레이에 대한 영상 차폐 면적이 상대적으로 적기 때문에 높은 광투과율을 구비한다.
도 5는 본 발명의 터치 감응전극 구조의 또 다른 실시예도이다. 본 발명인 터치 감응전극 구조의 제1 도선 및 제2 도선은 투명 도전재질(예를 들어 산화인듐주석) 또는 단층 금속재질(예를 들어 구리, 금, 은, 크롬, 니켈, 아연, 알루미늄, 주석, 티타늄, 구리니켈 합금, 구리니켈크롬 합금 등)로 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 도선 및 제2 도선은 또한 바람직한 항부식 능력을 지닌 2층 금속 재질(50)을 사용할 수 있다. 2층 금속재질(50)은 구리를 바탕층(501)으로 하고, 구리니켈합금, 구리크롬합금, 구리니켈크롬합금 중의 일종을 피복층(502)으로 형성할 수 있다.
따라서, 본 발명인 터치 감응전극 구조는 높은 광투과율을 구비할 뿐만 아니라, 제1 전극블록과 제2 전극블록은 마름모형 또는 육각형의 기하윤곽을 구비하여 그 터치 감응면적이 비교적 크기 때문에, 높은 터치 민감도 및 정확도를 구비한다. 이밖에, 본 발명에 사용되는 제조과정은 단계가 간단하고 제조원가가 낮아 산업 이용성을 구비한다.
이상의 설명은 단지 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐이며, 본 발명의 특허출원범위에 따라 실시되는 균등한 변화와 수식은 모두 본 발명의 범위에 포함되어야 할 것이다.
2: 플레이트층 11: 제1 전극층
12: 제2 전극층 21: 제1 전극
22: 제2 전극 23: 컨트롤러
31: 제1 전극열 32: 제2 전극열
40: 제1 투명기판 41: 제1 전극열
42: 제2 전극열 43: 제2 투명전극
45: 제어회로 50: 2층 금속재질
310: 제1 전극블록 320: 제2 전극블록
410: 제1 전극블록 420: 제2 전극블록
501: 바탕층 502: 피복층
3101: 제1 도선 3102: 제2 도선
3103: 제3 도선 3201: 제1 도선
3202: 제2 도선 3203: 제4 도선
4101: 제1 도선 4102: 제2 도선
4103: 제3 도선 4104: 신호선
4201: 제1 도선 4202: 제2 도선
4203: 제4 도선 4204: 신호선
D1, D2: 방향축 X: 수평방향

Claims (8)

  1. 투명기판의 제1 전극층 상에 구성되는 다수의 제2 전극열로서, 제1 방향을 따라 서로 간격을 두고 설치되며, 간격을 두고 설치되면서 전기적으로 접속되는 다수의 제1 전극블록을 구비하는 다수의 제1 전극열과;
    투명기판의 제2 전극층 상에 구성되는 다수의 제2 전극열로서, 제2 방향을 따라 서로 간격을 두고 설치되면서 상기 투명기판에 의해 상기 제1 전극열과 서로 절연되게 중첩되고, 간격을 두고 설치되면서 전기적으로 접속되는 다수의 제2 전극블록을 구비하는 다수의 제2 전극열을 포함하며;
    상기 제1 방향은 상기 제2 방향과 수직하게 형성되고,
    상기 제1 전극블록 및 상기 제2 전극블록은 상기 제2 방향을 따라 간격을 두고 설치되는 다수의 제2 도선, 및, 상기 제1 방향을 따라 상기 제2 도선에 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 제1 도선을 구비하고,
    상기 제1 전극열은 다수의 제3 도선을 더 구비하며, 또한 상기 제3 도선은 두 개의 서로 인접한 제1 전극블록의 제1 도선에 전기적으로 접속되고,
    상기 제2 전극열은 다수의 제4 도선을 더 구비하며, 또한 상기 제4 도선은 두 개의 서로 인접한 제2 전극블록의 제2 도선에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 터치 감응전극 구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극블록 및 제2 전극블록은 마름모형 또는 육각형의 기하 윤곽을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 감응전극 구조.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극열, 상기 제2 전극열, 상기 제1 도선 및 상기 제2 도선은 수평방향에 대향하여 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 터치 감응전극 구조.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 도선 및 상기 제2 도선은 투명 도전재질 또는 단층 금속재질 또는 2층 금속재질로 형성되고, 상기 투명기판에 의해 분리되어 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 감응전극 구조.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 단층 금속재질은 구리, 금, 은, 크롬, 니켈, 아연, 알루미늄, 주석, 티타늄, 구리니켈 합금, 구리크롬 합금, 구리니켈크롬 합금 중의 일종에서 선택되는 것을 특징으로 하는 터치 감응전극 구조.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 2층 금속재질은 구리를 바탕층으로 하고, 구리니켈 합금, 구리크롬 합금, 구리니켈크롬 합금 중의 일종을 피복층으로 하여 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 감응전극 구조.
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