KR101494259B1

KR101494259B1 - 복합터치 부가형 패널과 이를 이용한 터치 인식 방법

Info

Publication number: KR101494259B1
Application number: KR20130029862A
Authority: KR
Inventors: 황수환; 조의식; 권상직; 한재희; 이수민; 이정민
Original assignee: 가천대학교 산학협력단
Priority date: 2013-03-20
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2015-02-17
Also published as: WO2014148788A1; KR20140115141A

Abstract

본 발명은 정전용량방식 터치패널이 감압터치를 인식할 수 있도록 하는 복합터치 부가형 패널(100)과 이를 이용한 터치 인식 방법에 관한 것이다. 본 발명의 구조는 제1 투광성 기판(111), 상기 제1 투광성 기판(111)에 적층된 제1 투명 도전막(112) 및 상기 제1 투명 도전막(112)과 전기적으로 연결되는 접지수단(150)을 포함하는 제1 기판부(110); 제2 투광성 기판(121), 상기 제2 투광성 기판(121)에 적층된 제2 투명 도전막(122)을 포함하는 제2 기판부(120); 및 상기 제1 기판부(110)와 제2 기판부(120)를 이격시켜 절연시키고 일정 형태로 배치된 스페이서를 포함하는 스페이서 및 절연층(130);을 포함하고, 상기 제1 기판부(110) 상부로부터 사용자에 의해 외부 압력이 가해지는 경우 상기 외부 입력이 가해지는 위치의 상기 제1 투명 도전막(112)과 상기 제2 투명 도전막(122)의 쇼트에 의해 상기 제1 투명 도전막(112)과 상기 제2 투명 도전막(122) 그리고 상기 접지수단(150)으로의 전기적인 경로가 형성됨으로써, 상기 복합터치 부가형 패널(100)을 눌렀을 시 정전용량방식 터치패널이 터치된 위치의 좌표를 인식 할 수 있도록 하는 구동 방식에 관한 것이다.

Description

복합터치 부가형 패널과 이를 이용한 터치 인식 방법{COMPOSITE TOUCH PANNEL WITH APPENDIX AND METHOD FOR DETECTING TOUCH USING THEREFOR}

본 발명은 감압 터치를 통해 정용량방식 터치패널에서 터치 입력을 인식할 수 있도록 하는 복합터치 부가형 패널과 이를 이용한 터치 인식 방법에 관한 것이다.

본 발명은 교육과학기술부 및 한국연구재단의 기초연구사업-일반연구자지원사업-기본연구지원사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2012R1A1A2042186, 과제명: 레이저 패터닝에 의한 고전도성 그래핀 이중투명전극 개발 및 터치패널 응용기술].

개인용 컴퓨터, 휴대용 전송 장치 그 밖의 개인전용 정보처리장치 등은 키보드, 마우스, 디지타이저 등의 다양한 입력장치를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리 등을 수행한다.

이러한 입력장치들은 PC의 용도 확대에 따라 인터페이스로서의 입력장치로서 키보드 및 마우스만으로는 제품대응이 어렵다. 이에 따라 기존의 키보드 및 마우스 보다 간단하고 오 조작은 적으면서 누구라도 입력할 수 있고 또 휴대하면서 손으로 문자입력도 가능한 필요성에 의해 발전했다. 특히 간단하고, 오 조작이 적으며 휴대하면서 누구라도 입력이 가능하고, 다른 입력기기 없이 문자입력도 가능한 입력 장치로서 터치패널(Touch Panel)이 알려져 있으며, 그에 따른 검출방식, 구조 및 성능 등에 있어서는 자세히 알려져 있다.

간단히 살펴보면, 스페이서에 의해 격리되고 눌림에 의해 서로 접촉될 수 있도록 배치된 두 개의 저항 성분의 시트를 합쳐놓아 구성되는 저항막 방식 (Resistive) 터치패널(스크린), 패널표면에 전류가 계속 흐르도록 만들고, 화면에 손가락 또는 전도체가 닿으면 액정 위를 흐르던 전자가 접촉 지점으로 끌려오게 되어 인식하는 정전용량 방식 (Capacitive) 터치패널, 초음파식, 광(적외선)센서식, 전자유도식 등이 있다.

저항막 방식(감압식) 터치패널은 액정 위에 여러 겹으로 막(스크린)이 쌓여있는 형태로 가장 바깥쪽(손이나 펜이 맞닿는 부위)에는 부드러우면서 흠집에 강한 재질의 막이 있고, 다음에는 충격을 완화시켜주는 막, 그리고 다음은 입력을 감지하는 투명 전도막(전기가 통하는 얇고 투명한 기판) 2장이 겹쳐있는 방식이다.

이런 저항막 방식 터치패널에 대해 도 1을 참조하여 설명하면, 저항막 방식 터치패널(40)은 하부 투명 전도막(42)(예를 들어 도전 재료가 코팅된 유리판), 상부 투명 전도막(44)(예를 들어 내측에 도전금속 니스가 있는 폴리에스테르 박판) 및 이들 사이에 위치하는 스페이서(spacer)(46)를 포함하여 구성된다. 하부 투명 도전막(42)의 주변과 상부 투명 도전막(44) 상에는 모두 전극(도면에 미도시)이 형성되어 있는데, 손가락으로 저항막 방식 터치패널(40)의 일지점을 누를 경우, 곧바로 상기 지점의 하부 투명 도전막(42)과 상부 투명 도전막(44)이 함께 눌려져(전기적 접촉, 압력) 발생한 전류와 저항의 변화를 감지해 입력을 판별(가로, 세로 좌표인식)한다.

따라서 손가락은 물론, 스타일러스 펜(터치펜), 손에 쥘 수 있는 거의 모든 것을 이용해 화면을 터치할 수 있으며, 연속된 필기 입력이나 작은 아이콘 터치에도 유리하다. 또한 원리가 간단한 만큼 제조 비용이 많이 들지 않기 때문에 가장 보편적으로 적용되는 터치스크린 방식이기도 하다. 이를 활용한 주요기기로는 닌텐도 DS 등의 휴대용 게임기나 삼성 애니콜 햅틱폰, LG 싸이언 쿠키폰 등의 휴대폰이 대표적이다. 이들은 각각 필기 입력 방식의 게임을 지원한다거나 아기자기한 사용자 인터페이스가 특징인 기기다.

정전용량 방식(정전식) 터치스크린은 우리 몸에 있는 정전기를 이용하는 방식이다. 즉 액정 유리에 전기가 통하는 화합물을 코팅해서 전류가 계속 흐르도록 만들고, 화면에 손가락이 닿으면 액정 위를 흐르던 전자가 접촉 지점으로 끌려오게 된다. 그러면 터치스크린 모퉁이의 센서가 이를 감지해서 입력을 판별하게 된다.

이런 정전용량 방식 터치패널에 대해 도 2을 참조하여 설명하면 정전용량 방식 터치패널(50)은 도전층(52)(유리판상의 도전재료) 및 상기 도전층(52) 주변에 형성된의 전극(56A~56D)을 포함하여 구성된다. 손가락으로 정전용량 방식 터치패널(50)을 누를 경우, 곧바로 도전층(52) 상에 형성된 전기장으로 인해 전기용량 결합을 생성하여 미세한 전류를 빨아들인다. 각 전극(56A~56D)의 모서리부로부터 나오는 전류를 측정하고, 다시 제어기(54)를 이용하여 손가락 접촉지점의 좌표를 정한다.

따라서 화면을 살짝 스치듯 만져도 터치 입력이 가능(감성적인 느낌 연출)하며, 멀티 터치(여러 접촉 부위를 동시에 인식)를 지원한다. 또한 유전체(전기가 통하는 화합물)가 코팅된 액정 유리를 사용했기 때문에 화질이 저하될 염려도 없다. 이를 활용한 주요기기로는 요즘 출시되는 거의 대부분의 스마트폰이 있으며, 이들 제품처럼 작은 화면에 효과적인 사용자 인터페이스를 적용하는 데는 정전식 입력 방식이 적합하다. 최근에는 휴대폰 보다 화면이 큰 태블릿 PC(삼성 갤럭시탭, 애플 아이패드 등)가 인기를 끌고 있는데, 이들 역시 대부분 감압식 보다는 정전식 터치스크린을 채택하고 있다.

다만, 이러한 두 종류의 터치스크린 방식은 각각 일정한 기술적 문제점을 갖고 있다.

우선 '저항막 방식 터치스크린 구조'는 액정 위에 여러 겹으로 막을 쌓아 올린 만큼 화면 선명도가 떨어지고, 충격에 약하다는 단점이 있어, 고해상도 화면을 지원하는 기기는 화질 저하가 우려되는 단점이 있다. 또한 날카로운 재질로 터치할 경우 화면에 흠집이 생길 수 있다는 문제도 존재한다. 나아가 여러 지점의 터치를 동시에 인식하는 '멀티터치'를 구현하기 어려운 것도 단점으로 작용한다.

이러한 '저항막 방식 터치스크린 구조'의 문제점을 해결하기 위하여 현재 일반화된 기술이 정전식 터치스크린이지만, 정전식 터치스크린에도 역시 문제점은 있다. 가장 먼저 손가락처럼 전자를 유도하는 물질이 아닐 경우(비전도체: 전기가 흐르지 않음) 터치 입력이 불가능하다. 따라서 저항막 방식에서 쓰이는 일반적인 스타일러스 펜을 이용할 수 없으며, 손가락이나 정전식 전용 스타일러스 펜을 이용해야만 한다. 또한 장갑을 끼고 화면을 터치할 수도 없으며, 손가락이 굵은 사람은 작은 아이콘을 터치할 때 어려움이 있을 수 있다. 뿐만 아니라, 정전식 터치스크린의 내구성은 저항막 방식에 비해 뛰어난 것(코팅된 강화 유리를 사용하기 때문)은 분명하지만, 작은 손상(충격으로 인한 흠집, 화면 일부 찍힘 등)에도 터치스크린이 오작동할 가능성이 높다.

이러한 문제점을 해결하고자 한국공개특허 10-2010-0057252호 "복합식 터치패널 및 그 제작 방법"의 선행특허가 제안되었다. 제안된 선행특허에서 제시하고 있는 복합식 터치패널(100)은 도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이, 제 1 절연층(12A), 제 1 도전층(14A), 다수개의 스페이서(16), 제 2 도전층(14B), 제 2 절연층(12B) 및 전극을 포함하여 구성되는데, 상관된 전극을 통하여 상기 제 1 도전층(14A)과 상기 제 2 도전층(14B)의 제어기(10)까지 전기적으로 연결되어 있다.

상기 선행특허에서는 정전식 터치와 감압식 터치를 인식하기 위한 것으로, 상기 제 2 도전층에 제 1 작업전압이 가해진 후, 제 1 도전층의 4개 모서리부에서 전압값을 측정한다. 만일 측정된 전압값 중에서 임의의 어느 하나의 전압값이 제 1 임계전압보다 클 경우, 상기 복합식 터치패널은 저항식 유형으로 작업할 것을 판단하고, 저항식 유형에 따라 접촉위치를 판단한다. 만일 측정된 전압값이 모두 제 1 임계전압보다 작을 경우, 전기용량식 유형의 판단방법에 따라 접촉여부와 접촉위치를 결정하는 방법을 제안하고 있다.

그러나 상기 선행특허에 의하더라도 전극을 사용하여 비용이 증가하며, 다수의 도전층을 이용하기 때문에 액정스크린에 사용할 경우 투광율이 떨어지게 된다. 또한 제어기가 저항식 터치패널과 전기용량식 터치패널의 전기신호를 동시에 인식해야 하기 때문에 판독이 어렵다는 문제점이 있다.

한국 공개특허 10-2010-0057252호 (공개일: 2010.05.31)

본 발명은 상술한 바와 같이, 두 가지 터치스크린 방식의 갖고 있는 문제점을 해결하고, 아울러 각각의 방식이 갖는 장점을 모두 구비할 수 있는 복합터치 부가형 패널과 이를 이용한 터치 인식 방법을 제안하고자 한다.

나아가 본 발명은 정전용량방식 터치패널을 사용하다가 필요 시 변환판넬을 상기 정전용량방식 터치패널 위에 올려 사용하도록 하여 평소에는 정전용량방식 터치패널의 장점을 그대로 느낄 수 있고 복합터치 부가형 패널을 사용 시 비전도체의 경우에도 터치입력도 가능하도록 구성하여 정전용량방식 터치패널의 쇼트현상을 막고 오작동 및 손상 비율을 대폭 감소시키고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기존의 저항막 터치패널의 형태를 응용하나 전극을 사용하지 않는다. 이는 정전용량식 터치패널이 인식할 수 있도록 쇼트만 일으켜주면 되기 때문에 따로 상기 제1투명도전막과 상기 제2투명도전막 사이에 쇼트가 일어나는 위치를 따로 인식할 프로그램과 장치가 필요하지 않다.

본 발명에 따른 제1 특징은 제1 투광성 기판, 상기 제1 투광성 기판에 적층된 제1 투명 도전막 및 접지를 위한 접지수단를 구비하는 제1 기판부; 및 제2 투광성 기판, 상기 제2 투광성 기판에 적층된 제2 투명 도전막을 구비하는 제2 기판부를 포함하며, 상기 제1 기판부 및 제2 기판부 사이에 절연과 일정 간격을 유지하기 위하여 형성된 스페이서를 구비하며 합착된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1 투광성 기판, 상기 제2 투광성 기판 중 적어도 어느 하나에 사용하는 재료는 Glass, PET, OHP film, 금속호일 중 하나 이상의 재료를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 제1 투광성 기판은 PET를 재질로 하는 것이 바람직하다.

상기 제1 투명 도전막, 상기 제2 투명 도전막 중 적어도 어느 하나에 사용하는 재료는 ITO, 그래핀, 전도성고분자, CNT, SnO2, ZnO, IZO 중 하나 이상의 재료를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 접지수단에 사용하는 재료는 카본, 크롬, 알루미늄, 니켈, 스테인레스 스틸, 은, 동, 금, 질화티타늄, 은, 주석 중 하나 이상의 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 그리고 플렉시블 인쇄회로기판(FPCB, flexible printed circuit board)과같이 얇고 플렉시블한 형태를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에 따른 제2 특징은 제1 투광성 기판, 상기 제1 투광성 기판에 적층된 제1 투명 도전막 및 접지를 위한 접지단자를 구비하는 제1 기판부; 및 제2 투광성 기판, 상기 제2 투광성 기판에 적층된 제2 투명 도전막을 구비하는 제2 기판부를 포함하는데, 이때 상기 제2투명 도전막은 일반적인 박막형태 또는 패턴이 들어가며 그 모양은 삼각형, 사각형, 육각형 중 하나 이상의 모양을 선택하는 것이 바람직하다. 상기 제2 투명 도전막에 패턴형태를 선택 시 패턴과 패턴사이가 단절되어있는 것이 바람직하다. 상기 제1 기판부 및 제2 기판부 사이에 절연과 일정 간격을 유지하기 위하여 형성된 스페이서를 구비하며 합착된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 제 3특징으로서, 복합터치 부가형 패널의 제조방법은 제1 투광성 기판 일면에 형성된 제1 투명 도전막, 상기 제1 투명 도전막과 접합된 접지수단을 포함하는 제1 기판부를 형성하는 단계; 제2 투광성 기판 일면에 형성된 제2 투명 도전막을 포함하는 제2 기판부를 형성하는 단계; 상기 제1 기판부 및 제2 기판부 사이에 절연과 일정 간격을 유지하기 위하여 형성된 스페이서를 구비하며 합착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1 기판부를 형성하는 단계는, 제1 투광성 기판에 제1 투명 도전막을 형성하는 단계; 상기 제1 투명 도전막 상에 전도성 피막과 전도체로 형성된 접지수단을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 기판부를 형성하는 단계는, 제2 투광성 기판에 제2 투명 도전막을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

더하여서 상기 제2 기판부 위에 스페이서를 스크린인쇄 또는 디스펜싱에 의하여 도포 한 뒤 상기 제2 기판부와 상기 제1 기판부를 접착제 또는 접합과정을 통하여 접합하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 복합터치 부가형 패널을 이용한 정전용량방식 터치패널의 터치 인식 방법은 상기 복합터치 부가형 패널의 상기 제2 기판부(120)를 상기 정전용량방식 터치패널과 접촉시키는 단계; 상기 복합터치 부가형 패널의 상부로부터 외부 압력을 수신하는 단계; 상기 외부 압력에 의해 상기 제1 투명 도전막(112)과 상기 제2 투명 도전막(122)이 쇼트되는 단계; 상기 외부 압력이 수신된 상기 정전용량방식 터치패널의 위치에서 상기 상기 제1 투명 도전막(112), 상기 제2 투명 도전막(122)과 상기 접지수단(150)으로 전기적인 경로가 형성되는 단계; 및 상기 형성된 상기 전기적인 경로에 의한 상기 상기 정전용량방식 터치패널 상의 전자 변화를 감지하여 상기 외부 압력이 수신된 터치 위치를 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 복합터치 부가형 패널에는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 기존의 정전용량방식 터치패널의 장점을 그대로 느낄 수 있으며 기존의 정전용량방식 터치기기에 바로 사용이 가능하다. 즉, 저항막 방식 터치스크린 구조를 가지는 부가형 패널을 이용하여 멀티 터치가 가능하다.

둘째, 상기 복합터치부가형 패널을 사용 시 비전도체의 경우에도 터치입력이 가능하다.

즉, 전용 스타일러스펜이 필요 없고 입력 시 어떤 물체든지 사용할 수 있게 된다.

셋째, 평소 정전용량방식 터치패널위에 씌운 상기 복합터치 부가형 패널내의 스페이서 및 절연층이 평상시의 불필요한 쇼트를 막아주어 오작동 및 손상을 막아 준다.

넷째, 본 발명의 제조 시 전극이 필요하지 않아 불량률이 크게 줄고 제조단가도 낮출 수 있어 경쟁력이 증대된다.

다섯째, 부가형 패널 내에 위치를 감지하기 위한 별도의 전극들을 사용하지 않기 때문에 패널의 두께를 얇게 제조할 수 있고, 상부에서의 눌림에 의해 제1 투명 도전막과 제2 투명 도전막의 쇼트에 의해 위치 감지가 이루어지기 때문에 손가락이 굵은 사람도 작은 아이콘을 터치하기에 용이한 장점이 있다.

본 발명을 적용하면 ,정전용량 방식의 터치 패널 위에 본 발명의 부가형 패널을 올려서 기존에 정전용량 방식에서 감지 가능하던 전도성을 가지는 물체의 터치와 동시에 저항막 방식에서 감지 가능하던 부도체 또는 뾰족한 끝을 가지는 형태의 물체의 터치도 감지 가능하다.

종래의 복합터치가 가능한 패널은 대체로 각각의 터치 이벤트마다 저항막 방식이 적절할 지 정전용량 방식이 적절할 지를 선택하여 적용하였기 때문에 서로 다른 종류의 터치 입력을 동시에 감지하는 데에 어려움이 있었는데, 본 발명은 각각의 터치 이벤트를 그대로 인식 가능하므로, 서로 다른 종류의 물체가 동시에 이루어져도 이를 모두 감지할 수 있다. 즉, 전도성을 가지는 사람의 손과 뾰족한 끝을 가지는 부도체를 이용한 멀티 터치까지도 감지 가능하다.

도 1은 종래 기술에 따른 저항막 방식 터치패널의 설명도를 나타낸 것이다.
도 2는 종래 기술에 따른 정전용량 방식 터치패널의 설명도를 나타낸 것이다.
도 3은 종래 기술에 따른 복합식 터치패널의 측면도에 대한 일 예들을 나타낸 것이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합터치부가형 패널의 사시도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합터치 부가형 패널의 분리 사시도를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 상기 복합터치부가형 패널(100)의 상기 제1 기판부(110)의 변형 형태에 대한 일 실시예의 사시도를 나타낸 것이다.
본 발명의 실시예 중 접지수단(150)의 변형형태에 제1 기판부(110)에 관한 사시도를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합터치 부가형 패널을 정전용량방식 터치패널 위에 접합하거나 올려서 사용할 때의 사시도를 나타낸 것이다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합터치 부가형 패널과 이를 이용한 터치 인식 방법을 첨부된 도 4 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 복합터치 부가형 패널의 사시도를 나타낸 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 복합터치 부가형 패널은 제2 투광성 기판(121), 제2 투명 도전막(122), 제1 투광성 기판(111), 제1 투명 도전막(112), 스페이서 및 절연층(130), 접착제(140), 접지수단(150)으로 구성된다. 즉, 상기 제1 투광성 기판(111), 상기 제1 투명도전막(112), 접지수단(150)을 구비하는 제1 기판부(110)와 상기 제2 투광성 기판(121), 상기 제2 투명도전막(122)을 구비하는 제2 기판부(120)가 접착제(140)에 의해 접합되고, 이 상기 제1 기판부 및 제2 기판부 사이에 상기 제1 투명도전막(112)과 상기 제2 투명도전막(122)의 쇼트 절연을 위하여 상기 스페이서 및 절연층(130)이 충진된 구조로 형성된다.

여기서, 상기 제2 투광성 기판(121)에 사용하는 재료는 Glass, PET(poly(ethylene terephthalate)), OHP film, 금속 호일 중 하나 이상의 재료를 포함할 수 있고, 상기 제1 투광성 기판에 사용하는 재료 또한 Glass, PET, OHP film, 금속 호일 중 하나 이상의 재료를 포함할 수 있지만, 상기 제1 투광성 기판(111)은 PET를 재질로 하는 것이 바람직하다. 이 때, 제2 투광성 기판(121)은 두께가 얇게 형성되는 것이 바람직하고, 제1 투광성 기판(111)은 플렉서블한 기판을 사용하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1 투명 도전막(112)과 상기 제2 투명 도전막(122) 중 적어도 어느 하나에 사용하는 재료는 ITO(Indium Tin Oxide), 그래핀, 전도성고분자, CNT, SnO2, ZnO, IZO 중 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다.

또한, 상기 접지수단(150)에 사용하는 재료는 카본, 크롬, 알루미늄, 니켈, 스테인레스 스틸, 은, 동, 금, 질화티타늄, 은, 주석 중 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 복합터치 부가형 패널은 플렉서블 인쇄회로기판(FPCB, flexible printed circuit board)과 같이 얇고 플렉서블한 형태를 사용하는 것이 바람직하다.

도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 복합터치 부가형 패널의 제조 공정을 살펴보면, 제1 기판부(110)를 제조하는 단계, 제2 기판부(120)를 제조하는 단계, 제1 기판부(120) 상에 스페이서 및 절연층(130)을 제조하는 단계; 및 접착제(140)를 이용하여 제1 기판부(110)와 제2 기판부(120)를 접합시켜 복합터치 부가형 패널을 제조하는 단계로 이루어진다.

먼저, 제1 기판부(110)의 제조 공정을 설명하면, 상기 제1 기판부(110)는 제1 투광성 기판(111) 상에 제1 투명 도전막(112)을 형성하고, 제1 투명 도전막(112) 측면에 접지가 되는 접지수단(150)을 형성하여 상기 제1 기판부(110)를 구성한다.

이 때, 접지수단(150)은 감압의 물리적 힘이 인가되었을 때 상기 제1 투명 도전막(112)과 제2 투명 도전막(122)이 접촉하며 쇼트가 일어나면 정전용략 방식 터치패널의 액정 위를 흐르던 전자가 접촉 지점으로 끌려오게 되어 터치패널 모퉁이의 센서가 이를 감지해서 터치 입력 좌표를 판별할 수 있도록 하는 수단으로, 상기 제1 투명 도전막(112)의 한쪽 끝을 인체 또는 접지용 물체에 접지할 수 있도록 하는 접지연결자로 다양한 형태를 가질 수도 있고, 다양한 위치에 형성될 수 있다. 물론, 접지수단(150)은 터치 입력이 용이하도록 패널의 측면에 위치하는 것이 바람직하다.

상황에 따라 접지수단(150)은 제1 투광성 기판(111)과 제1 투명 도전막(112) 모두의 측면에 형성될 수도 있다.

제2 기판부(120)와 스페이서 및 절연층(130)의 제조 공정을 살펴보면, 제2 기판부(120)는 제2 투광성 기판(121) 상에 제2 투명 도전막(122)을 형성하고, 제2 투명 도전막(121) 상에 제1 투명 도전막(111)과 제2 투명 도전막(122)의 절연과 일정 간격을 유지하기 위한 스페이서 및 절연층(130)을 형성한다.

이 때, 스페이서는 본 발명에 따른 부가형 패널의 내구성을 증가시키고, 제1 기판부(110)와 제2 기판부(120)의 간격을 조절하기 위한 구성으로, 그 배치 간격은 패널의 내구성, 패널의 두께 등을 고려하여 결정될 수 있다.

또한, 본 발명은 스페이서를 사용함으로써, 외부 압력이 가해졌을 때 제1 기판부(110)의 변형이 이루어지는 부분이 제한되고 따라서 제1 기판부(110)의 변형이 이루어지는 공간적 범위와 넓이를 한정할 수 있다.

제2 기판부(120) 상에 스페이서 및 절연층(130)이 형성되면 제2 기판부(120) 테두리 상에 접착제(140)를 형성하고, 이를 이용하여 제1 기판부(110)와 제2 기판부(120)를 합착함으로써, 본 발명에 따른 복합터치 부가형 패널을 제조할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 복합터치 부가형 패널은 상기 제1 투명 도전막(112)과 제2 투명 도전막(122)에 추가적인 전기적 접촉 및 감지를 수행하기 위한 전극이 없으므로 제조 시 불량률이 현저하게 낮아지고 고른 평면을 유지할 수 있게 되며, 나아가 패널의 두께를 얇게 제조할 수 있다.

이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합터치 부가형 패널(100)의 구성을 살펴보았으며, 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 복합터치 부가형 패널(100)에서의 상기 제1 기판부(110)와 상기 제2 기판부(120)의 접합 방법을 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합터치 부가형 패널의 분리 사시도를 나타낸 것으로, 상기 복합터치 부가형 패널(100)의 상기 제1 기판부(110)와 상기 제2 기판부(120)의 분리 형태와 결합 형태를 나타낸 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 복합터치 부가형 패널(100)은 상기 제1 투광성 기판(111), 상기 제1 투명 도전막(112), 상기 접지수단(150)을 구비하는 제1 기판부(110)와 상기 제2 투광성 기판(121), 상기 제2 투명 도전막(122)을 구비하는 제2 기판부(120)가 접합되고, 이 상기 제1 기판부(110) 및 제2 기판부(120) 사이에 상기 제1 투명 도전막(112)과 상기 제2 투명 도전막(122)의 쇼트 절연을 위하여 상기 스페이서 및 절연층(130)가 충진된 구조로 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 상기 제1 기판부(110) 및 제2 기판부(120)의 접합 방법은 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 복합터치 부가형 패널(100)을 제조하는 방법에 상응한다 할 수 있다.

먼저, 상기 제1 기판부(110), 상기 제2 기판부(120) 및 상기 접착제(140)를 준비한다. 이때, 상기 접착제(140)에 사용하는 재료는 UV접착제, OCA, 양면테이프 등 산업용 특수 접착제 중 하나 이상의 재료를 포함하는 것이 바람직하다.

이 때, 제1 기판부(110)와 상기 제2 기판부(120)는 전술한 바와 같이 각각 절연기판 상에 투명 도전층이 적층된 구조를 가지며 상기 절연기판은 투명 재질의 유리기판 또는 PET(poly(ethylene terephthalate)) 등으로 구성될 수 있으며, 상기 투명 도전층은 ITO(Indium Tin Oxide) 등으로 구성될 수 있다.

이와 같이 상기 제1 기판부(110)와 상기 제2 기판부(120)가 준비된 상태에서, 상기 접착제(140)을 이용하여 상기 제1 기판부(110)와 상기 제2 기판부(120)을 결합한다. 상기 접착제(140)은 상기 제1 기판부(110)와 상기 제2 기판부(120)의 외곽 둘레를 따라 구비되는 것이 바람직하다. 또한 상기 접착제(140)은 상기 접지수단(150)에 대응되는 곳 또는 이들을 포함하는 영역 상에 구비된다. 이에 따라, 상기 접착제(140)가 구비되지 않는 영역에서의 상기 제1 기판부(110)와 상기 제2 기판부(120) 사이는 스페이서 및 절연층(130)으로 남게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 상기 복합터치부가형 패널(100)의 상기 제1 기판부(110)의 변형 형태에 대한 일 실시예의 사시도를 나타낸 것이다.

도 6을 참조하면, 상기 제1 기판부(110)의 변형형태는 상기 접지수단(150)이 상기 제1 투명 도전막(112)과 직접적으로 연결되지 않고 상기 제1 투광성 기판(111)의 접지연결수단(151)에 도포된 전도성 물질과 연결된다.

이는 본 발명의 또 다른 실시예로 상기 접지수단(150)의 위치를 바꾸어주어 디자인적인 부분에서 장점을 취하고 접합 시 상기 접지수단(150)로 인하여 평탄화의 영향을 주는 부분을 보완할 수 있다. 이와 같이, 상기 접지수단(150)는 상기 제1 기판부(110)의 상기 제1 투광성 기판(111)을 관통하는 접지연결수단(151)을 형성하여 외부와 접지 시 연결되도록 하는 구조로 형성할 수 있는 형태도 포함 할 수 있다. 그리고 상기 접지연결수단(151) 내부에는 은을 재질로 하는 페이스트를 도포하여 상기 제1 투명 도전막(112)와 접지수단(150)을 연결할 수 있으며, 이 뿐만 아니라 전도성이 높은 물질이면 어떠한 것도 가능함은 물론이다.

나아가, 상기 접지연결수단(151) 내부에 전도성 물질로 채우고 제1 투명 도전막(112)과 접지연결수단(151)의 접촉부위, 접지연결수단(151)과 접지수단(150)의 접촉부위에만 은을 재질로 하는 페이스트를 이용하여 전기적으로 연결할 수도 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 복합터치 부가형 패널(100)을 정전용량방식 터치패널 위에 접합하거나 올려서 사용할 때의 사시도를 나타낸 것으로, 본 발명에 따른 복합터치 부가형 패널을 이용하여 터치를 인식하는 방법을 설명하기 위한 것이다.

본 발명의 복합터치 부가형 패널은 정전용량방식 터치패널 위에 올려놓고 사용하게 되는데 도 7을 참조하여 본 발명의 작동이 어떻게 이루어지는 가에 대하여 설명한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 정전용량방식 터치패널은 ITO로 코팅된 유리기판으로 구성되어 있으며 상기 유리기판 네 모서리에 센서가 부착되어 있다, 상기 유리기판에는 지속적으로 전류가 흐르게 되는데 이때 상기 센서의 가로 세로방향으로 정밀하게 전하를 축적하게 된다. 전도성을 띄는 사람의 손가락 및 신체 부위 또는 전도성 물질로 상기 정전용량방식 터치패널을 접촉하게 되면 상기 유리기판에 흐르던 전자가 신체로 이동하게 되고, 상기 센서는 이러한 전자의 변화를 감지해 좌표를 측정하게 된다.

본 발명의 복합터치 부가형 패널은 이와 같은 원리를 이용한 것으로, 상기 복합터치 부가형 패널(100)을 상기 정전용량방식 터치패널 위에 올리고 부도체 또는 전도체로 상기 복합터치 부가형 패널(100)에 물리적 입력을 가해주면 상기 물리적 입력으로 인하여 상기 제1 기판부(110)가 눌려지게 된다.

이 때, 제1 기판부(110)의 가압에 의하여 제1 투명 도전막(112)과 제2 투명 도전막(122)이 접촉하게 되면서 사람의 신체 또는 접지물체와 접지되어 있는 접지수단(150)과 상기 제1 투명 도전막(112)과 상기 제2 투명 도전막(122)이 하나의 전도체가 되어 상기 정전용량방식 터치패널을 터치하는 것과 동일하게 인식하게 되고, 따라서 상기 유리기판에 흐르던 전자가 상기 제1 투명 도전막(112), 상기 제2 투명 도전막(122), 그리고 상기 접지수단(150)을 통하여 상기 사람의 신체 또는 접지 물체로 이동하게 됨으로써, 정전용량방식 터치패널의 센서가 이러한 전자의 변화를 감지하여 터치된 부분의 좌표를 측정하게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 복합터치 부가형 패널은 저항막 방식의 터치패널에서 좌표 측정을 위한 전극 구조와 이에 대한 배선 구조 그리고 좌표 계산을 위한 제어기 등의 구성을 사용하지 않고, 정전용량방식 터치패널 상에 올려 놓은 상태로 사용하기 때문에 정전용량방식 터치패널을 부도체 또는 비전도체 뿐만 아니라 사람 인체, 전도체 등을 이용하여 터치가 가능하고, 또한 멀티 터치 뿐만 아니라 좌에서 우로의 연속적인 터치, 패턴 입력 등과 같은 제스쳐 입력과 이에 대한 인식도 가능하다.

나아가, 본 발명에 따른 복합터치 부가형 패널은 얇게 제작이 가능하기 때문에 약한 힘으로도 제1 투명 도전막과 제2 투명 도전막의 쇼트에 의해 터치 감지가 가능하고, 정전용량방식 터치패널의 손상을 방지하여 사용 시간 늘리고 오작동을 방지함으로써, 터치 위치 감지의 정확성과 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 복합터치 부가형 패널을 통해 상부에 접촉되는 면적이 넓더라도 제2 투명 도전막과의 쇼트되는 면적이 좁아지기 때문에 손가락이 굵은 사람도 작은 아이콘 터치를 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 복합터치 부가형 패널은 저항막 방식의 구조를 사용하지만, 정전용량방식 터치패널 상부에 올려놓고 사용하기 때문에 시간에 따른 터치 변화를 용이하게 감지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100 : 복합터치 부가형 패널
110 : 제1 기판부
111 : 제1 투광성 기판 112 : 제1 투명 도전막
120 : 제2 기판부
121 : 제2 투광성 기판 122 : 제2 투명 도전막
130 : 스페이서 및 절연층
140 : 접착제
150 : 접지수단
151 : 접지연결수단

Claims

제1 투광성 기판(111) 및 상기 제1 투광성 기판(111)에 적층된 제1 투명 도전막(112)을 포함하는 제1 기판부(110);
제2 투광성 기판(121), 상기 제2 투광성 기판(121)에 적층된 제2 투명 도전막(122)을 포함하는 제2 기판부(120); 및
상기 제1 기판부(110)와 제2 기판부(120)를 이격시켜 절연시키고 일정 형태로 배치된 스페이서를 포함하는 스페이서 및 절연층(130);
을 포함하는 패널부; 및
상기 패널부의 외부에 위치하며, 상기 제1 기판부(110)의 상기 제1 투명 도전막(112)의 외측면에 전기적으로 연결되는 접지수단(150)을 포함하고,
상기 제1 기판부(110)는 그 내부 및 상기 제2 기판부(120)와의 사이의 공간에 별도의 전극 없이 직접적으로 상기 스페이서 및 절연층(130)과 접촉하고,
상기 패널부의 상기 제2 투광성 기판(121)이 외부의 정전용량식 터치패널 상에 접촉하면서 상기 제1 기판부(110) 상부로부터 사용자에 의해 외부 압력이 가해지는 경우 상기 외부 입력이 가해지는 위치의 상기 제1 투명 도전막(112)과 상기 제2 투명 도전막(122)의 쇼트에 의해 상기 제1 투명 도전막(112)과 상기 제2 투명 도전막(122) 그리고 상기 접지수단(150)으로의 전기적인 경로가 형성되고,
상기 외부의 정전용량식 터치패널에 의하여 상기 제1 투명 도전막(112)과 상기 제2 투명 도전막(122)이 쇼트된 위치에서 전도체의 터치가 이루어진 것과 동일하게 인식되는 복합터치 부가형 패널.
제1항에 있어서,
상기 제2 투명 도전막(122)은
미리 결정된 패턴으로 형성된 패턴형 투명 도전막인 것을 특징으로 하는 복합터치 부가형 패널.
제1항에 있어서,
상기 제1 투광성 기판(111) 및 상기 제2 투광성 기판(121)은
Glass, PET, OHP film, 금속호일 중 하나 이상의 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 복합터치 부가형 패널.
제1항에 있어서,
상기 제1투명 도전막(112) 및 상기 제2투명 도전막(122)은
ITO, 그래핀, 전도성고분자, CNT, SnO2, ZnO 및 IZO 중 하나 이상의 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 복합터치 부가형 패널.
제1항에 있어서,
상기 접지수단(150)은
상기 제1 투광성 기판(111)을 관통하여 상기 제1 투명 도전막(112)과 연결되는 접지연결수단(151)을 포함하고,
상기 접지연결수단(151)은
표면에 전도성 물질이 도포된 것을 특징으로 하는 복합터치 부가형 패널.
제1항에 있어서,
상기 접지수단(150)은
상기 제1 투광성 기판(111)을 관통하여 상기 제1 투명 도전막(112)과 연결되는 접지연결수단(151)을 포함하며,
상기 접지연결수단(151)은
전도성 물질로 구성되고 상기 제1 투광성 기판(111)과의 접촉부에만 은(Ag)이 도포된 것을 특징으로 하는 복합터치 부가형 패널.
상기 제1항의 복합터치 부가형 패널의 상기 제2 기판부(120)를 상기 복합터치 부가형 패널의 외부의 정전용량방식 터치패널과 접촉시키는 단계;
상기 복합터치 부가형 패널의 상기 제1 기판부(110)의 상부의 적어도 하나 이상의 특정 위치 각각에서 외부 압력을 수신하는 단계;
상기 외부 압력에 의해 상기 특정 위치 각각에서 상기 제1 투명 도전막(112)과 상기 제2 투명 도전막(122)이 쇼트되는 단계;
상기 외부 압력이 수신된 상기 복합터치 부가형 패널의 상기 특정 위치 각각에서 상기 제1 투명 도전막(112), 상기 제1 투명 도전막(112) 외측면에 형성된 상기 접지수단(150) 및 상기 제2 투명 도전막(122)으로 전기적인 경로가 형성되는 단계; 및
상기 전기적인 경로에서 발생하는 전하의 움직임에 기인하여, 상기 정전용량방식 터치패널 상의 상기 특정 위치 각각에서 전도체의 터치가 이루어진 것과 동일하게 인식되며, 상기 정전용량방식 터치패널의 위치 센서에 의하여 상기 특정 위치 각각에서 상기 외부 압력에 대응하는 터치 위치를 감지하는 단계
를 포함하는 복합터치 부가형 패널을 이용한 정전용량방식 터치패널의 터치 인식 방법.