KR101630326B1

KR101630326B1 - 터치패널

Info

Publication number: KR101630326B1
Application number: KR1020090098140A
Authority: KR
Inventors: 안중성; 김태환
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-10-15
Filing date: 2009-10-15
Publication date: 2016-06-15
Also published as: KR20110041109A

Abstract

본 발명은 정전용량 방식의 터치패널에 있어서, 정전기에 대한 신뢰도를 향상시키기 위하여, 서로 교차배치되는 복수의 X 전극 및 복수의 Y 전극이 형성되는 터치스크린; 상기 복수의 X 전극 및 복수의 Y 전극에 각각 대응하는 복수의 패드; 상기 복수의 X 전극 및 복수의 Y 전극과 상기 복수의 패드를 각각 연결하는 복수의 패드링크; 접지전원이 인가되는 그라운드라인; 및 일측이 상기 복수의 패드링크 각각에 연결되고 다른 일측이 상기 그라운드라인에 연결되며 중간부분이 단절되도록 형성되는 복수의 그라운드링크를 포함하는 터치패널에 관한 것이다.

터치패널, 정전기

Description

터치패널{TOUCH PANEL}

본 발명은 터치패널에 관한 것으로, 특히 정전기에 의한 전극 손상을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 정전용량 방식의 터치패널에 관한 것이다.

일반적으로, 개인용 컴퓨터, 휴대용 통신장치, 그 밖의 개인전용 정보처리장치 등은 키보드, 마우스, 디지타이저(Digitizer) 등의 다양한 입력장치(Input Device)를 이용하여 사용자와의 인터페이스를 구성한다. 한편, 개인용 컴퓨터의 용도가 확대됨에 따라, 키보드와 마우스 등과 같은 입력장치로는 제품의 완성도를 높이기 어려운 면이 있어, 더욱 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있으며, 휴대가능한 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다. 이와 같은 요구에 발맞춰, 사용자가 손이나 펜 등으로 화면을 직접 접촉하여 정보를 입력하는 터치패널(Touch Panel)이 제안되었다.

터치패널은 간단하고, 오작동이 적으며, 휴대가 용이하고, 다른 입력기기를 없이 문자 입력이 가능하며, 사용자가 용이하게 사용방법을 인지할 수 있다는 장점이 있어 최근 다양한 정보처리장치에 적용되고 있다.

이와 같은 터치패널은 접촉된 지점의 좌표를 감지하는 방식으로, 상판 또는 하판에 금속 전극을 형성하여 직류전압을 인가한 상태에서 접촉된 위치를 저항에 따른 전압 구배로 판단하는 저항막 방식(Resistive type), 도전막에 등전위를 형성하고 접촉에 따른 상하판의 전압 변화가 일어난 위치를 감지하는 정전용량 방식(Capacitive type), 전자펜이 도전막을 접촉함에 따라 유도되는 LC값을 읽어들여 접촉된 위치를 감지하는 전자 유도 방식(Electro Magnetic type) 등이 있다.

그 중 정전용량 방식의 터치패널을 더욱 상세히 살펴보면, 투명 기판 위에 절연층을 사이에 두고 서로 교차배열되도록 형성되는 복수의 X 전극과 복수의 Y 전극을 포함하고, X 전극과 Y 전극의 사이에서 발생되는 정전용량이 변동되는지 여부를 감지하여 해당 부분의 접촉여부를 판단한다.

즉, 정전용량 방식의 터치패널은 X 전극, Y 전극 및 X 전극과 Y 전극 사이에 형성되는 절연층을 포함하여 구성될 뿐, 액티브층을 포함하지 않으므로, 정방회로를 구성하기 위한 트랜지스터를 형성하기 위해서는 별도로 액티브층을 형성해야만 한다. 이에 따라, 종래기술에 따른 정전용량 방식의 터치패널은 액티브층을 형성하는 단계를 제외하여 정방회로를 적용하지 않으므로, 터치패널에 정전기(Electrostatic Discharge)가 유입되는 경우, 정전기를 배출할 방안을 마련할 수 없다. 따라서, 정전기 유입에 의해 순간적으로 발생되는 고전류에 의해 전극이 손상될 우려가 있으므로, 터치패널의 정전기에 대한 신뢰도가 낮아질 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 정방회로를 적용하지 않는 정전용량 방식의 터치패널에 있어서, 터치패널에 유입된 정전기를 외부로 배출시킴으로써 정전기에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있는 터치패널을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

이와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 서로 교차배치되는 복수의 X 전극 및 복수의 Y 전극이 형성되는 터치스크린; 상기 복수의 X 전극 및 복수의 Y 전극에 각각 대응하는 복수의 패드; 상기 복수의 X 전극 및 복수의 Y 전극과 상기 복수의 패드를 각각 연결하는 복수의 패드링크; 접지전원이 인가되는 그라운드라인; 및 일측이 상기 복수의 패드링크 각각에 연결되고 다른 일측이 상기 그라운드라인에 연결되며 중간부분은 단절되는 복수의 그라운드링크를 포함하는 터치패널을 제공한다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 정전용량 방식의 터치패널에 있어서, 복수의 X 전극 및 복수의 Y 전극과 각각에 대응하는 패드를 연결하는 링크에 일측이 연결되고, 접지전원이 인가되는 그라운드라인에 다른 일측이 연결되며, 중간부분이 단절되는 복수의 그라운드링크를 이용하여, 정전기의 유입으로 인해 발생되는 고전류를 외부로 배출시킬 수 있다. 이에 따라, 정방회로를 적용하지 않는 정전용량 방식 터치패널의 정전기에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 터치패널에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치패널을 개략적으로 나타낸 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 터치패널은, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 X 전극(10~14)과 복수의 Y 전극(20~24)이 서로 교차배치되는 터치스크린(100), 복수의 X 전극(10~14) 및 복수의 Y 전극(20~24)에 각각 대응하는 복수의 패드(210~219), 복수의 X 전극(10~14) 및 복수의 Y 전극(20~24)과 복수의 패드(210~219)를 각각 연결하는 복수의 패드링크(220~229), 접지전원(미도시)과 연결되는 그라운드패드(300), 그라운드패드(300)로부터 접지전원(미도시)이 인가되는 그라운드라인(310) 및 복수의 링크(220~229)에 일측이 연결되고 그라운드라인(310)에 다른 일측이 연결되며 중간부분이 단절되는 그라운드링크(320~329)를 포함하여 구성된다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치패널의 터치스크린을 개략적으로 나타낸 것이고, 도 3은 도 2(b)의 A-A' 및 B-B'의 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 터치스크린(100)은, 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 가로방향으로 배열되는 복수의 X 전극(10~14) 및 세로방향으로 배열되는 복수의 Y 전극(20~24)을 포함하여 구성되어, 복수의 X 전극(10~14)과 복수의 Y 전극(20~24) 사이에서 발생되는 정전용량의 변화로부터 터치된 좌표를 인지한다. 복수의 X 전 극(10~14) 각각은 브릿지(30)를 통해 가로방향으로 연결되는 복수의 마름모 형태로 형성되고, 복수의 Y 전극(20~24) 각각은 세로방향으로 연결되는 복수의 마름모 형태로 형성된다.

예를들어, 위쪽에서부터 순차적으로 다섯번째 배치된 X 전극(14)은 복수의 Y 전극(20~24)과 교차되는 부분에서 각각 폭이 좁아져서, 가로로 배열되는 복수의 마름모 형태로 형성된다. 또한, 왼쪽에서부터 순차적으로 네번째 배치된 Y 전극(23)은 복수의 X 전극(10~14)과 교차되는 부분에서 각각 폭이 좁아져서, 세로로 배열되어 위쪽 꼭지점과 아랫쪽 꼭지점 부분이 서로 연결되는 복수의 마름모 형태로 형성된다. 이때, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, X 전극(14)를 형성하는 복수의 마름모는 브릿지(30)를 통해 인접한 마름모와 각각 연결된다.

또한, 터치스크린(100)의 전극 단면 구조를 살펴보면, 유리 등과 같은 투명한 재질의 지지기판 상부에 복수의 X 전극(10~14) 및 복수의 Y 전극(20~24)가 형성되고, 그 위에 절연층이 증착되며, X 전극(10~14)의 일부가 노출되도록 콘택홀이 절연층(50)에 형성되고 금속 또는 ITO를 증착하여 브릿지가 형성된다.

즉, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 지지기판(40)의 상부에 X 전극(14)과 Y 전극(23)이 형성되고, 그 위에 절연층(50)이 형성된다.

그리고, 브릿지(30) 부분의 단면구조를 살펴보면 다음과 같다. 즉, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 단절되어 있는 X 전극(14)의 왼쪽 부분과 오른쪽 부분을 연결시키기 위하여, X 전극(14)의 양측 일부가 노출되도록 절연층(50)에 콘택홀이 형성되고, 인접한 2개의 X 전극(14)을 상기 콘택홀을 통해 전기적으로 연결하도록 상 기 절연층(50) 위에 브릿지(30)가 형성된다. 이와 같은 브릿지(30)에 의해 X 전극(14)을 형성하는 복수의 마름모가 가로방향으로 연결된다.

그리고, 복수의 X 전극(10~14) 및 복수의 Y 전극(20~24)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 각각에 대응하는 복수의 패드링크(220~229)를 통해 각각에 대응하는 패드(210~219)에 연결된다.

즉, 첫번째 X 전극(10)은 제1 패드링크(220)를 통해 제1 패드(210)와 연결되고, 두번째 X 전극(11)은 제10 패드링크(229)를 통해 제10 패드(219)와 연결되며, 세번째 X 전극(12)은 제2 패드링크(221)를 통해 제2 패드(211)와 연결되고, 네번째 X 전극(13)은 제9 패드링크(228)를 통해 제9 패드(218)와 연결되며, 다섯번째 X 전극(14)는 제3 패드링크(222)를 통해 제3 패드(212)에 연결된다. 그리고, 첫번째 Y 전극(20)은 제4 패드링크(223)를 통해 제4 패드(213)에 연결되고, 두번째 Y 전극(21)은 제5 패드링크(224)를 통해 제5 패드(214)에 연결되며, 세번째 Y 전극(22)은 제6 패드링크(225)를 통해 제6 패드(215)에 연결되고, 네번째 Y 전극(23)은 제7 패드링크(226)를 통해 제7 패드(216)에 연결되고, 다섯번째 Y 전극(24)은 제8 패드링크(227)를 통해 제8 패드(217)에 연결된다.

이때, 제1 내지 제9 패드(210~219)는 복수의 X 전극(10~14) 및 복수의 Y 전극(20~24)와 각각 대응하고, 외부 컨트롤러(미도시)와 연결된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 터치패드는, 도 1에 도시된 바와 같이, 외부의 접지전원에 연결되는 그라운드패드(300), 그라운드패드(300)에 연결되어 그라운드패드(300)로부터 접지전원이 인가되는 그라운드라인(310) 및 그라운드라인(310) 와 복수의 패드링크(210~219)에 각각 연결되고 중간부분이 단절되는 복수의 그라운드링크(320~329)를 포함한다. 터치스크린(100)에 유입된 정전기가 그라운드링크(320~329), 그라운드라인(310) 및 그라운드 패드(300)를 통해 외부로 배출되도록 한다.

여기서, 그라운드라인(310)는 그라운드패드(300)를 통해 외부의 접지전원(미도시)를 인가받아서, 접지레벨로 유지된다. 이때, 그라운드라인(310)은 터치스크린(100) 및 복수의 패드링크(220~229)를 둘러싸는 형태로 형성되어, 복수의 패드링크(220~229)와의 연결이 용이하도록 한다.

복수의 그라운드링크(320~329)는 정전기가 유입되었을 경우, 복수의 패드링크(210~219) 각각과 그라운드라인(310) 사이를 연결시킨다. 즉, 일반적인 상태에서 복수의 패드링크(210~219) 각각과 그라운드라인(310)은 복수의 그라운드링크(320~329)에 의해 연결되지 않는다. 그러나, 터치스크린(100)에 정전기가 유입되어, 복수의 패드링크(210~219)에 고전류가 흐르게 되는 경우, 복수의 그라운드링크(320~329)를 통해 복수의 패드링크(210~219)에 흐르는 고전류를 그라운드라인(310)으로 배출시킨다.

도 1의 C부분을 확대한 도 4를 참고해보면, 제9 그라운드링크(328)는 링크컨택홀(340)를 통해 제9 패드링크(228)에 연결되고, 링크컨택홀(341)를 통해 그라운드라인(310)에 연결되며, 중간부분이 단절된다. 이때, 제9 그라운드링크(328)의 중간부분은 마주보는 방향으로 폭이 점차 좁아지면서 단절되는 피뢰침 형태로 형성되어, 고전류가 용이하게 흐를 수 있도록 한다. 이와 마찬가지로, 제10 그라운드링 크(329)는 링크컨택홀(342)를 통해 제10 패드링크(229)에 연결되고, 링크컨택홀(343)을 통해 그라운드라인(310)에 연결되며, 중간부분이 단절되는 피뢰침 형태로 형성된다. 이에 따라, 일반적인 상태에서 복수의 패드링크(220~229)는 그라운드라인(310)과 연결되어 있지 않으므로, 접지전원이 인가되지 않는다. 그러나, 정전기가 유입되어 복수의 패드링크(220~229)에 고전류가 흐르는 경우, 복수의 그라운드링크(320~329)를 통해 고전류가 그라운드라인(310)으로 배출되게 된다.

이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 정방회로를 구성할 수 없는 정전용량 방식 터치패널에 있어서, 정전기 유입에 따라 발생되는 고전류가 피뢰침 형태를 가지는 복수의 그라운드링크(320~329), 그라운드라인(310) 및 그라운드패드(300)를 통해 외부로 방출되어 터치스크린에 잔류하지 않게 된다. 이에 따라 터치패널의 정전기에 대한 신뢰도가 향상될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 복수의 제1 전극(10)과 복수의 제2 전극(20)은 연속되는 마름모 형태를 갖는 것으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐이며, 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극 각각의 면적이 균일하게 되도록 하는 형태라면 어느 것으로도 변형가능하다.

또한, 복수의 그라운드링크(320~329)의 중간부분이 피뢰침 형태인 것으로 도시 및 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐이며, 고전류가 발생되었을 때 단락상태를 벗어나 연결상태로 되는 형태라면 어느 것으로도 변형가능하다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치패널의 터치스크린을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 3은 도 2(b)의 A-A' 및 B-B'의 단면도이다.

도 4는 도 1에서의 C 부분을 확대하여 도시한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 식별번호 설명>

100: 터치스크린 10~14: 복수의 X 전극

20~24: 복수의 Y 전극 30: 브릿지

200: 패드부 300: 그라운드패드

310: 그라운드라인 320~329: 그라운드링크

Claims

서로 교차배치되는 복수의 X 전극 및 복수의 Y 전극이 형성되는 터치스크린;

상기 복수의 X 전극 및 복수의 Y 전극에 각각 대응하는 복수의 패드;

상기 복수의 X 전극 및 복수의 Y 전극과 상기 복수의 패드를 각각 연결하는 복수의 패드링크;

접지전원이 인가되는 그라운드라인; 및

일측이 상기 복수의 패드링크 각각에 연결되고 다른 일측이 상기 그라운드라인에 연결되며 중간부분은 단절되는 복수의 그라운드링크를 포함함을 특징으로 하는 터치패널.
제1항에 있어서,

상기 복수의 그라운드링크 각각의 중간부분은 서로 마주보는 방향으로 폭이 점차 좁아지면서 단절되는 피뢰침 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치패널.
제1항에 있어서,

상기 접지전원 및 상기 그라운드라인과 연결되어, 상기 그라운드라인에 상기 접지전원을 인가하는 그라운드패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널.
제1항에 있어서,

상기 그라운드라인은 상기 터치스크린을 둘러싸는 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 터치패널.
제1항에 있어서,

상기 복수의 X 전극 각각은 제1 방향으로 배열되고 브릿지를 통해 서로 연결되는 복수의 마름모 형태를 가지고,

상기 복수의 Y 전극 각각은 상기 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 연속되는 복수의 마름모 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 터치패널.
제5항에 있어서,

상기 브릿지는, 상기 Y 전극과 상기 브릿지 사이에 절연층을 두고, 상기 Y 전극과 교차되는 것을 특징으로 하는 터치패널.