KR20040103127A

KR20040103127A - 터치 패널의 선형성 측정 장비 및 이를 이용한 터치패널의 선형성 측정 방법

Info

Publication number: KR20040103127A
Application number: KR1020030035049A
Authority: KR
Inventors: 방용익
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2003-05-31
Filing date: 2003-05-31
Publication date: 2004-12-08
Also published as: KR100475114B1

Abstract

본 발명은 국부적으로 왜곡 현상이 잘 발생되는 외곽에 인접한 부위에 라인형으로 선형성을 검사할 수 있는 터치 패널의 선형성 측정 장비 및 이를 이용한 터치 패널의 선형성 측정 방법에 관한 것이다.

본 발명의 터치 패널의 선형성 측정 장비는 서로 소정 간격 이격된 제 1, 제 2 선형성 측정 펜과, 상기 제 1, 제 2 선형성 측정 펜이 동일한 간격을 유지하도록 상기 제 1, 제 2 선형성 측정 펜을 고정할 수 있는 펜 연결용 바와, 상기 펜 연결용 바를 이동시킬 수 있는 펜 연결용 바 이동 라인 및 선형성 측정이 이루어지는 터치 패널이 위치하는 지그(JIG)를 포함하여 이루어지며, 이를 이용한 선형성 측정 방법은 터치 패널의 X축 또는 Y-전극바에 각각 제 1 전압 및 제 2 전압을 인가하는 단계와, 상기 제 1, 제 2 전압의 중간 값에 해당되는 기준 전압 라인을 검출하는 단계와, 상기 좌우 X-전극바 또는 상하 Y-전극바에 동일 간격 이격된 제 1 라인 및 제 2 라인을 동시에 터치하는 단계 및 상기 제 1 라인과 제 2 라인의 중간 전압 값에 해당되는 검출 라인을 상기 기준 전압 라인과 비교하여 선형성을 판단하는 단계를 포함하여 이루어짐에 특징이 있다.

Description

터치 패널의 선형성 측정 장비 및 이를 이용한 터치 패널의 선형성 측정 방법{Equipment for Measuring Linearity of Touch Panel and the Method of Measuring with using the same}

본 발명은 터치 패널에 관한 것으로 특히, 국부적으로 왜곡 현상이 잘 발생되는 외곽에 인접한 부위에 라인형으로 선형성을 검사할 수 있는 터치 패널의 선형성 측정 장비 및 이를 이용한 터치 패널의 선형성 측정 방법에 관한 것이다.

각종 전자기기를 효율적으로 사용하기 위하여, 리모콘이나 별도의 입력 장치 없이 표시장치의 표시면에서 신호를 입력하기 위한 터치 패널이 널리 사용되고 있다. 즉, 전자 수첩과, 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), EL(Electro Luminescence) 등의 평판 표시 장치 및 CRT(Cathode Ray Tube) 등과 같은 화상 표시 장치의 표시면에 터치 패널이 설치된다. 따라서 상기 터치 패널은 사용자가 화상 표시 장치의 화면 상에서 펜 또는 손가락으로 표면을 가압하면 그 위치에 대응되는 정보가 입력되도록 한다.

이와 같은 터치 패널은 터치를 감지하는 방법에 따라 저항막 방식(resistive type), 정전 용량형(capacitive type), 전자기 유도형(EM, Electro-magnetic type) 등으로 구분할 수 있다.

상기와 같은 터치 패널 중 저항막 방식의 터치 패널의 기본 구조는 상부 전극이 형성된 상부 투명기판과, 하부 전극이 형성된 하부 투명 기판이 일정 공간을 갖고 적층되어 있다. 따라서, 상부 전극이 형성되어 있는 상부 기판에 펜 또는 손가락 같은 소정의 입력 수단으로 어느 한 지점에 접촉하게 되면, 상부 기판에 형성된 상부 전극과 하부 기판에 형성된 하부 전극이 상호 통전되고, 그 위치의 저항값에 의하여 변화된 전압 값을 읽어들인 후 제어 장치에서 전위차의 변화에 따라 위치 좌표를 찾게되는 장치이다.

또한, 상기와 같은 터치 패널 중 정전 용량 방식의 터치 패널의 기본 구조는 투명 전극이 형성된 필름을 액정 패널 상에 설치하고 상기 투명 전극에 균일한 전기장이 생성되도록 상기 필름의 각 모서리 또는 코너에 전압을 인가하여 손가락 또는 도전성 펜(conductive stylus)이 접촉되면 전압 드롭(voltage drop)을 발생시켜 위치 좌표를 찾게되는 장치이다.

이와 같은 종래의 터치패널 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 터치 패널을 나타낸 분해 사시도 및 터치 패널의 전원 인가 제어부를 나타낸 블록도이며, 도 2는 종래의 터치 패널의 위치 검출 방법에 대응되는 각 금속 전극에 전원 인가를 나타낸 도면이다.

종래의 터치 패널 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 터치 지점의 좌표신호를 출력하는 터치패널(10)과, 상기 터치패널(10)의 구동을 제어하고 터치패널(10)로부터의 좌표신호에 따른 좌표 값을 검출하여 시스템(40)으로 출력하는 터치패널 컨트롤러(30)와, 터치패널 컨트롤러(30)로부터의 좌표 값에 응답하여 해당 명령을 수행하기 위한 시스템(40)을 구비하여 구성된다.

상기 터치패널(10)은 상부필름(12)과 하부 필름(16)을 구비하여, 서로 마주보는 면의 상기 상부필름(12)에 제 1 투명 도전층(14)이 형성되고, 서로 마주보는 면의 하부필름(16)에 제 2 투명 도전층(18)이 형성되어, 상기 상부필름(12)과 하부필름(16)이 일정간격 이격되어 배치된다.

상기 상부필름(12)과 하부필름(16)은 비터치 영역인 외곽부에서 접착제(22)에 의해 합착되고 상기 접착제(22) 높이 만큼 이격된다. 또한, 터치 영역에서 상부필름(12)과 하부필름(16)의 이격을 위하여 다수의 도트 스페이서들(20)이 상부필름(12)의 제 1 투명 도전층(14) 또는 하부필름(16)의 제 2 투명 도전층(18) 상에 더 형성된다.

펜 또는 손가락에 의해 눌려지는 상부필름(12)으로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등의 투명 필름이 주로 이용되고, 하부필름(16)으로는 상부필름(12)과 같은 재질의 투명 필름, 유리 기판, 또는 플라스틱 기판이 이용된다. 상기 상부 및 하부필름(12, 16)에 형성된 제 1 및 제 2 투명 도전층(14, 18)으로는 ITO (Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), ITZO(Indium-Tin-Zinc-Oxide)들 중 어느 하나가 이용된다.

그리고, 상기 터치패널(10)은 제 1 투명 도전층(14)에 X축 방향으로 전압을 인가하기 위해 상기 제 1 투명 도전층(14) 양측부에 접속되는 X-전극바(15)와, 제 2 투명 도전층(18)에 Y축 방향으로 전압을 인가하기 위해 상기 제 2 도전층(18) 양측부와 접속되는 Y-전극바(19)를 더 구비한다. 상기 X-전극바(15)는 제 1 투명 도전층(14)에 X축 방향으로 전류가 흐르게 하기 위하여 구동 전압(Vcc)을 공급하는 제 1 X-전극바(15a)와 기저전압(GND)을 공급하는 제 2 X-전극바(15b)로 구성된다. 상기 Y-전극바(19)는 제 2 투명 도전층(16)에 Y축 방향으로 전류가 흐르게 하기 위하여 구동 전압(Vcc)을 공급하는 제 1 Y-전극바(19a)와 기저전압(GND)을 공급하는 제 2 Y-전극바(19b)로 구성된다.

상기 터치패널(10)은 펜 또는 손가락이 상부필름(12)을 눌러 제 1 투명 도전층(14)이 제 2 투명 도전층(18)과 접촉하게 되면 그 접촉 위치에 따라 상기 제 1, 제 2 투명 도전층(14, 18)의 면저항에 따라 저항 값이 가변된다. 그리고, 가변된저항 값에 따라 전류 또는 전압이 달라지게 되므로 그 변화하는 전류 또는 전압을 터치패널(10)은 제 2 투명 도전층(18)에 접속된 제 1 또는 제 2 Y-전극바(19a or 19b)를 통해 X축 좌표신호로 출력하고, 제 1 투명 도전층(14)에 접속된 제 1 또는 제 2 X-전극바(15a or 15b)를 통해 Y축 좌표신호로 출력하게 된다. 이 경우, 터치패널(10)은 터치패널 컨트롤러(30)의 제어에 의해 X축 좌표신호와 Y축 좌표신호를 순차적으로 출력하게 된다.

구체적으로, 도 2와 같이, 상기 터치패널(10)은 제 1 스위치(24)를 통해 X-전극바(15)에 구동 전압(Vcc) 및 기저전압(GND)이 공급되면 제 1 및 제 2 투명 도전층(14, 18)이 접촉된 지점에 의해 가변되는 저항치에 응답하여 제 2 Y-전극바(19b) 및 제 2 스위치(26)를 통해 X축 좌표신호를 상기 터치 패널 컨트롤러(30)를 통해 출력하게 된다.

마찬가지로, 도시되지 않았지만, 상기 터치패널(10)은 제 1 및 제 2 스위치(24, 26)를 통해 Y-전극바(19)에 구동 전압(Vcc) 및 기저전압(GND)이 공급되면 제 1 및 제 2 투명 도전층(14, 18)이 접촉된 지점에 의해 가변되는 저항 치에 응답하여 제 2 X-전극바(15b)를 통해 Y축 좌표신호를 출력하게 된다.

여기서, 상기 제 1 스위치(24)는 터치패널 컨트롤러(30)로부터의 제어 신호(CS)에 응답하여 구동 전압(Vcc)을 제 1 X-전극바(15a) 또는 제 1 Y-전극바(19a)로 공급하게 된다. 상기 제 2 스위치(26)는 터치패널 컨트롤러(30)로부터의 제어 신호(CS)에 응답하여 기저 전압(GND)을 제 2 X-전극바(15b) 또는 제 2 Y-전극바(19b)로 공급하거나 터치된 위치의 전압을 출력하게 된다.

상기 터치패널 컨트롤러(30)는 터치패널(10)로부터 출력되는 터치 지점의 X축 및 Y축 좌표신호에 따른 좌표 값을 검출하여 시스템(40)으로 공급하게 된다. 그리고, 상기 터치패널 컨트롤러(30)는 X축 좌표 모드 및 Y축 좌표 모드에 따라 제 1 및 제 2 스위치(24, 26)를 제어하여 터치패널(10)로의 전원(Vcc, GND) 공급을 제어하게 된다.

이를 위하여, 터치패널 컨트롤러(30)는 터치패널(10)로부터의 X축 및 Y축 좌표신호를 디지탈 데이터로 변환하기 위한 아날로그-디지탈 컨버터(이하, ADC라 함)(32)와, ADC(32)로부터의 X축 및 Y축 좌표 데이터 조합으로 좌표 값을 검출하여 시스템(40)으로 출력하는 마이컴(34)과, 마이컴(34)으로부터의 좌표 값을 중계하여 시스템(40)으로 공급하는 인터페이스부(36)를 구비한다.

상기 ADC(32)는 터치패널(10)로부터 순차적으로 공급되는 X축 좌표신호 및 Y축 좌표신호 각각을 디지털 데이터로 변환하여 출력한다.

상기 마이컴(34)은 ADC(32)로부터 순차적으로 공급되는 X축 및 Y축 좌표 데이터를 조합하여 터치패널(10) 접촉 지점의 좌표 값을 검출하고, 검출된 좌표 값을 인터페이스부(36)를 통해 시스템(40)으로 공급한다. 또한, 마이컴(34)은 일정한 주기마다 제어 신호(CS)를 발생하여 제 1 스위치(24)가 구동 전압(Vcc)을 제 1 X-전극바(15a) 또는 제 1 Y-전극바(19a)에 공급하게 하고, 제 2 스위치(26)가 기저전압(GND)을 제 2 X-전극바(15b) 또는 제 2 Y-전극바(19b)에 공급하며 터치에 따른 전압을 출력하게 한다.

상기 시스템(40)은 상기 터치패널 컨트롤러(30)로부터 공급된 좌표 값을 감지하여 그 좌표 값에 의해 해당되는 명령을 실행하거나 그와 관련된 응용프로그램을 실행시키게 된다. 또한, 시스템(40)은 터치패널(10)이 표면에 장착되는 디스플레이(도시하지 않음)에 필요한 전원 신호와 비디오 데이터를 공급하게 된다.

이와 같이, 종래의 터치패널 장치는 펜 또는 손가락에 의해 눌려진 좌표 값을 검출하여 시스템(40)으로 전송함으로써 시스템(40)에서 그 좌표 값에 해당되는 명령을 수행하게 된다.

도 3은 종래의 터치 패널의 선형성 검사 방법으로 터치 패널 검사시 국부적으로 나타낸 선형성 왜곡을 도시한 도면이다.

도 3과 같이, 종래의 터치 패널의 선형성 측정 방법은 터치 패널의 전 영역을 일정 간격으로 포인트를 찍어 탐침을 통해 전압을 감지하였다.

정상적으로 제조된 저항막 방식의 터치 패널이라면, 제 1, 제 2 X-전극바(15a, 15b) 및 제 1, 제 2 Y-전극바(19a, 19b)에 구동 전압(Vcc)과 접지 전압(GND)이 연결되어 있을 때, 양 전극바 간의 거리에 따라 저항 값이 비례되기 때문에 전압 값도 비례되어 측정되는데, 제 1 투명 도전층(14) 또는 제 2 투명 도전층(18) 등의 일부 크랙(crack) 등으로 선형성이 유지되지 못하는 영역이 발생될 수 있다.

도 3에서는 일정 간격으로 전압을 측정하였을 때, 측정 구간 사이에서 선형성이 유지되지 못한 경우에, 이를 검출할 수 없는 문제점을 나타내고 있다.

특히, 터치 패널(10)의 경우 중앙 부위보다 에지(edge) 부위에 전극 바의 형성 공정이나, 접착제 도포 공정 등으로 복수개의 공정이 진행되어 크랙이 발생하기쉬어 에지 부위에서 이러한 선형성에 왜곡이 발생하기 쉽다.

여기서, 설명하지 않는 FPC(Flexible Printed Cable)(25)는 상기 제 1, 제 2 X-전극바(15a, 15b) 및 제 3, 제 4 Y-전극바(19a, 19b)에 전압 신호를 인가하기 위해 구동 전압 또는 접지 전압에 연결된 라인들이 형성된 케이블이다.

도 4는 종래의 선형성 측정 방법과 선형성 왜곡이 가능한 범위를 도시한 그래프이다.

도 4와 같이, 종래의 선형성 측정 방법은 터치 패널의 소정의 두 지점의 전압 값이, 각각 Vb, Va일 때, 두 지점 사이의 전압 값이 선형성을 유지하는 Vx에 비해 어느 정도의 차이를 갖는가를 검사하도록 이루어진다.

즉, 선형성 왜곡도는 두 지점 사이의 일 지점의 전압 값이 Vc일 때, 상기 전압 값 Vc와 두 지점 사이의 이상적으로 선형성을 갖는 Vx과의 차이를 두 지점의 전압 차(Vb-Va)로 나눈 값으로 이에 대한 식은 다음과 같다.

즉, 선형성 왜곡도(%)= (Vx-Vc)/(Vb-Va) ×100 이다.

이 경우, 상기 선형성 왜곡도가 ±1.5% 범위 내에 있으며, 터치 패널은 유효한 특성을 갖는 것으로, 제품으로 출시하고 그 이상의 선형성 왜곡도를 가질 때는 제품에서 누락시킨다.

상기와 같은 종래의 터치 패널의 선형성 측정 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

정상적으로 작동하는 터치 패널을 제조하기 위해서는 일정 범위 내에 선형성왜곡을 갖는 제품만을 출시하고, 일정 범위 이상의 선형성 왜곡을 갖는 제품을 상기 선형성 검사를 통해 공정 상에서 누락시키는데, 이 경우 보다 정확한 선형성 검사를 위해서는 측정 포인트의 수를 가능한한 늘려야 한다. 그러나, 공정 중에 상기 선형성 검사에 투입되는 시간은 비용적인 면에서 제약을 가지므로, 제한된 시간 안에서 진행되는 종래의 선형성 검사 방법으로는 측정 포인트 사이에 선형성 왜곡에 대해 무방비하다는 문제점을 갖는다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 국부적으로 왜곡 현상이 잘 발생되는 외곽에 인접한 부위에 라인형으로 선형성을 검사할 수 있는 터치 패널의 선형성 측정 장비 및 이를 이용한 터치 패널의 선형성 측정 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 터치 패널을 나타낸 분해 사시도 및 터치 패널의 전원 인가 제어부를 나타낸 블록도

도 2는 터치 패널의 위치 검출 방법을 나타낸 도면

도 3은 종래의 터치 패널의 선형성 검사 방법으로 터치 패널 검사시 국부적으로 나타낸 선형성 왜곡을 도시한 도면

도 4는 종래의 선형성 측정 방법과 선형성 왜곡이 가능한 범위를 도시한 그래프

도 5는 본 발명의 터치 패널을 나타낸 분해 사시도 및 터치 패널의 전원 인가 제어부를 나타낸 블록도

도 6은 본 발명의 터치 패널의 선형성 측정 방법에 이용되는 선형성 측정 장치를 나타낸 개략 평면도

도 7은 도 6의 사시도

도 8은 본 발명의 터치 패널의 선형성 측정 방법을 전압 측면에서 본 개념도

도 9는 본 발명의 터치 패널의 선형성 측정 방법을 적용한 경우의 시뮬레이션도

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

50 : 터치패널 52 : 상부필름

54 : 제 1 투명 도전막 55 : X-전극바

55a : 제 1 X-전극바 55b : 제 2 X-전극바

56 : 하부기판 58 : 제 2 투명 도전막

59 : Y-전극바 59a : 제 1 Y-전극바

59b : 제 2 Y-전극바 60 : 도트 스페이서

64, 66 : 스위치 65 : FPC

70 : 터치패널 컨트롤러 72 : 아날로그-디지탈 컨버터(ADC)

74 : 마이컴 76 : 인터페이스부

80 : 시스템 81 : 제 1 선형성 측정용 펜

82 : 제 2 선형성 측정용 펜 83 : 펜 연결용 바

84 : 펜 연결용 바 이동 라인 90 : 지그(JIG)

100 : 표시 장치

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치 패널의 선형성 측정 장비는 서로 소정 간격 이격된 제 1, 제 2 선형성 측정 펜과, 상기 제 1, 제 2 선형성 측정 펜이 동일한 간격을 유지하도록 상기 제 1, 제 2 선형성 측정 펜을 고정할 수 있는 펜 연결용 바와, 상기 펜 연결용 바를 이동시킬 수 있는 펜 연결용 바 이동 라인 및 선형성 측정이 이루어지는 터치 패널이 위치하는 지그(JIG)를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.

상기 제 1, 제 2 선형성 측정 펜을 이용하여 상기 터치 패널 상에 동일 간격을 유지하여 라인상으로 터치하였을 때 검출되는 전압 라인과, 상기 제 1, 제 2 선형성 측정 펜의 중앙 기준 전압 라인의 차이로 상기 터치 패널의 선형성 유효 정도를 판단하는 제어 수단을 더 구비함을 특징으로 한다.

또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치 패널의 선형성 측정 방법은 터치 패널의 좌우 X-전극바에 각각 제 1 전압 및 제 2 전압을 인가하는 단계와, 상기 제 1 전압 및 제 2 전압의 중간 값에 해당되는 기준 전압 라인을 검출하는 단계와, 상기 좌우 X-전극바에 동일 간격 이격된 제 1 라인 및 제 2 라인을 동시에 터치하는 단계 및 상기 제 1 라인과 제 2 라인의 중간 전압 값에 해당되는 검출 라인을 상기 기준 전압 라인과 비교하여 선형성을 판단하는 단계를 포함하여 이루어짐에 특징이 있다.

상기 제 1 라인 및 제 2 라인의 터치는 상기 기준 전압 라인으로부터 동일 간격을 유지하여 이루어진다.

상기 선형성을 판단하는 단계는 상기 검출 라인이 상기 기준 전압 라인으로부터 떨어진 거리를 판단하여 이루어진다.

상기 검출 라인이 상기 기준 전압 라인에 떨어진 거리가 유효 범위를 넘게 될 때 선형성 NG로 판단한다.

상기 유효 범위는 ±기준 전압 ×0.75% 이내이다.

상기 선형성의 판단은 터치 패널의 컨트롤러에서 이루어진다.

상기 제 1 라인 및 제 2 라인은 상기 좌우 X-전극바에 각각 3 내지 5mm 이격된다.

또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 터치 패널의 선형성 측정 방법은 터치 패널의 상하 Y-전극바에 각각 제 1 전압 및 제 2 전압을 인가하는 단계와, 상기 제1 전압 및 제 2 전압의 중간 값에 해당되는 기준 전압 라인을 검출하는 단계와, 상기 상하 Y-전극바에 동일 간격 이격된 제 1 라인 및 제 2 라인을 동시에 터치하는 단계 및 상기 제 1 라인과 제 2 라인의 중간 전압 값에 해당되는 검출 라인을 상기 기준 전압 라인과 비교하여 선형성을 판단하는 단계를 포함하여 이루어짐에 또 다른 특징이 있다.

상기 검출 라인이 상기 기준 전압 라인에 떨어진 거리가 유효 범위를 넘게 될 때 선형성 NG로 판단함한다.

상기 유효 범위는 ±기준 전압 ×0.75% 이내이다.

상기 제 1 라인 및 제 2 라인은 상기 상하 Y-전극바에 각각 3 내지 5mm 이격된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 선형성 측정 장비 및 이를 이용한 터치 패널의 선형성 측정 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 터치 패널을 나타낸 분해 사시도 및 터치 패널의 전원 인가 제어부를 나타낸 블록도이다.

도 5와 같이, 본 발명의 터치 패널은 터치 지점의 좌표신호를 출력하는 터치패널(50)과, 터치패널(50)의 구동을 제어하고 터치패널(50)로부터의 좌표신호에 따른 좌표 값을 검출하여 시스템(80)으로 출력하는 터치패널 컨트롤러(70)와, 터치패널 컨트롤러(70)로부터의 좌표 값에 응답하여 해당 명령을 수행하기 위한 시스템(80)을 구비한다.

상기 터치패널(50)은 서로 마주보는 면에 각각 제 1 투명 도전층(54)이 형성된 상부필름(52)과, 제 2 투명 도전층(58)이 형성된 하부필름(56)을 구비하고, 상기 상부필름(52)과 하부필름(56)은 일정간격 이격되어 합착된다.

상기 상부필름(52)과 하부필름(56)은 비터치 영역인 외곽부에서 접착제(62)에 의해 접합되고 상기 접착제(62) 높이만큼 이격된다. 또한, 터치 영역에서 상부필름(52)과 하부필름(56)의 이격을 위하여 다수의 도트 스페이서들(60)이 상부필름(52)의 제 1 투명 도전층(54) 또는 하부필름(56)의 제 2 투명 도전층(58) 상에 더 형성된다.

펜 또는 손가락에 의해 눌려지는 상부필름(52)으로는 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET) 등의 투명 필름이 주로 이용되고, 하부필름(56)으로는 상부필름(52)과 같은 재질의 투명 필름, 유리 기판, 또는 플라스틱 기판이 이용된다. 상기 제 1 및 제 2 투명 도전층(54, 58)으로는 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), ITZO(Indium-Tin-Zinc-Oxide)들 중 어느 하나가 이용된다.

그리고, 상기 터치패널(50)은 제 1 투명 도전층(54)에 X축 방향으로 전압을 인가하기 위해 상기 제 1 투명 도전층(54) 양측부와 접속되는 X-전극바(55)와, 제 2 투명 도전층(58)에 Y축 방향으로 전압을 인가하기 위해 상기 제 2 투명도전층(58) 양측부와 접속되는 Y-전극바(59)를 더 구비한다. 상기 X-전극바(55)는 제 1 투명 도전층(54)에 X축 방향으로 전류가 흐르게 하기 위하여 구동 전압(Vcc)을 공급하는 제 1 X-전극바(55a)와 기저전압(GND)을 공급하는 제 2 X-전극바(55b)로 구성된다. 상기 Y-전극바(59)는 제 2 투명 도전층(56)에 Y축 방향으로 전류가 흐르게 하기 위하여 구동 전압(Vcc)을 공급하는 제 1 Y-전극바(59a)와 기저전압(GND)을 공급하는 제 2 Y-전극바(59b)로 구성된다.

이러한 터치패널(50)은 펜 또는 손가락이 상부필름(52)을 눌러 제 1 투명 도전층(54)이 제 2 투명 도전층(58)과 접촉하게 되면 그 접촉 위치에 따라 상기 투명 도전층의 면저항이 다르므로 저항값이 가변된다. 그리고, 가변된 저항치에 따라 전류 또는 전압이 달라지게 되므로 그 변화하는 전류 또는 전압을 터치패널(50)은 제 1 투명 도전층(54)에 전압이 인가될 때 제 2 Y-전극바(59b)를 통해 X축 좌표신호를 출력하고, 제 2 투명 도전층(58)에 전압이 인가될 때 제 2 X-전극바(55b)를 통해 Y축 좌표신호를 출력하게 된다. 이 경우, 상기 터치패널(50)은 터치패널 컨트롤러(70)의 제어에 의해 X축 좌표신호와 Y축 좌표신호를 순차적으로 출력하게 된다.

구체적으로, 터치패널(50)은 제 1 및 제 2 스위치(64, 66)를 통해 X-전극바(55)에 구동 전압(Vcc) 및 기저전압(GND)이 공급되면, 제 1 및 제 2 투명 도전층(54, 58)이 접촉된 지점에 의해 가변되는 저항치에 응답하여 제 2 Y-전극바(59b)를 통해 X축 좌표신호를 출력하게 된다. 이어서, 터치패널(50)은 제 1 및 제 2 스위치(64, 66)를 통해 Y-전극바(59)에 구동 전압(Vcc) 및기저전압(GND)이 공급되면 제 1 및 제 2 투명 도전층(54, 58)이 접촉된 지점에 의해 가변되는 저항치에 응답하여 제 2 X-전극바(55b)를 통해 Y축 좌표신호를 출력하게 된다.

여기서, 제 1 스위치(64)는 터치패널 컨트롤러(70)로부터의 제어 신호(CS)에 응답하여 구동 전압(Vcc)을 제 1 X-전극바(55a) 또는 제 1 Y-전극바(59a)로 공급하게 된다. 제 2 스위치(66)는 터치패널 컨트롤러(70)로부터의 제어 신호(CS)에 응답하여 기저 전압(GND)을 제 2 X-전극바(55b) 또는 제 2 Y-전극바(59b)로 공급하거나 출력 전압을 출력하게 된다.

상기 터치패널 컨트롤러(70)는 터치패널(50)로부터 공급되는 터치 지점의 X축 및 Y축 좌표신호에 따른 좌표 값을 검출하여 시스템(80)으로 공급하게 된다. 그리고, 터치패널 컨트롤러(70)는 제 1 및 제 2 스위치(64, 66)를 제어하여 터치패널(50)로의 전원(Vcc, GND) 공급을 제어하게 된다.

이를 위하여, 터치패널 컨트롤러(70)는 터치패널(50)로부터의 X축 및 Y축 좌표신호를 디지탈 데이터로 변환하기 위한 아날로그-디지탈 컨버터(이하, ADC라 함)(72)와, ADC(72)로부터의 X축 및 Y축 좌표 데이터 조합으로 좌표 값을 검출하여 시스템(80)으로 출력하는 마이컴(74)과, 마이컴(74)으로부터의 좌표 값을 중계하여 시스템(80)으로 공급하는 인터페이스부(76)를 구비한다.

ADC(72)는 터치패널(50)로부터 순차적으로 공급되는 X축 좌표신호 및 Y축 좌표신호 각각을 디지털 데이터로 변환하여 출력한다.

마이컴(74)은 일정한 시간 단위로 제어 신호(CS)를 발생하여 제 1스위치(64)가 구동 전압(Vcc)을 제 1 X-전극바(55a) 또는 제 1 Y-전극바(59a)에 공급하게 하고, 제 2 스위치(66)가 기저전압(GND)을 제 2 X-전극바(55b) 또는 제 2 Y-전극바(59b)에 공급하게 한다. 이에 따라, 마이컴(74)은 ADC(72)로부터 순차적으로 공급되는 X축 및 Y축 좌표 데이터를 조합하여 터치패널(50) 터치 지점의 좌표 값을 검출하고, 검출된 좌표 값을 인터페이스부(76)를 통해 시스템(80)으로 공급한다.

도 6은 본 발명의 터치 패널의 선형성 측정 방법에 이용되는 선형성 측정 장치를 나타낸 개략 평면도이며, 도 7은 도 6의 사시도이다.

도 6 및 도 7과 같이, 본 발명의 선형성 측정 방법을 위해 본 발명의 선형성 측정 장비는 서로 소정 간격 이격된 제 1, 제 2 선형성 측정 펜(81, 82)과 상기 제 1, 제 2 선형성 측정 펜(81, 82)이 상기 라인들(L1, L2)을 지나면서 동일한 간격을 유지하도록 상기 제 1, 제 2 선형성 측정 펜(81, 82)을 고정할 수 있는 펜 연결용 바(83)와, 상기 펜 연결용 바(83)를 이동시킬 수 있는 펜 연결용 바 이동 라인(84) 및 선형성 측정이 이루어지는 터치 패널(50)이 위치하는 지그(JIG)(90)를 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 제 1, 제 2 선형성 측정 펜(81, 82)을 이용하여 상기 터치 패널 상에 동일 간격을 유지하여 라인상으로 터치하였을 때 검출되는 전압 라인과, 상기 제 1, 제 2 선형성 측정 펜의 중앙 기준 전압 라인의 차이로 상기 터치 패널의 선형성 유효 정도를 판단하는 제어 수단을 소프트웨어(software)적으로 터치 패널의 컨트롤러(70)에 더 구비하거나 별도로 터치 패널 외부에 선형성 유효 정도를판단할 수 있는 제어 수단을 구비하여 선형성을 측정하도록 한다.

이러한 본 발명의 선형성 측정 장비를 이용한 본 발명의 터치 패널의 선형성 측정 방법은 제 1, 제 2 선형성 측정 펜(81, 82)을 각각 제 1, 제 2 Y-전극바(59a, 59b)에 인접하여 위치시키고, 상기 제 1, 제 2 Y-전극바(59a, 59b)에 각각 5V와 0V를 인가하여, 상기 제 1, 제 2 Y-전극바(59a, 59b)의 중간 지점에 해당하는 기준 전압 라인(Lref)을 검출한다. 이어, 상기 제 1, 제 2 선형성 측정 펜(81, 82)을 터치 패널의 일측 끝에서 타측 끝까지 동일한 간격을 유지하여 선을 그으면서, 상기 제 1, 제 2 선형성 측정 펜(81, 82)의 터치로 인해 측정되는 검출 라인(Vref)의 전압 값을 관측하도록 이루어진다. 그리고, 측정된 상기 검출 라인(Vref)과 상기 기준 전압 라인(Lref)의 차를 관측하여 유효한 범위에 있는지를 판단하여 선형성 NG 유무를 가려내도록 한다.

이 때, 상기 제 1, 제 2 선형성 측정 펜(81, 82)이 제 1, 제 2 라인(L1, L2)에서 선이 그어지므로, 관측되는 전압 값은 상기 제 1 라인(L1)의 전압 값(Vy1)과, 상기 제 2 라인(L2)의 전압 값(Vy2)의 중간 전압 값이 출력된다. 도 6에는 상기 제 1 라인(L1)의 전압 값(Vy1)과 상기 제 2 라인(L2)의 중간 전압 값에 상당하는 Y축 상의 위치가 굵은 선(Vref)으로 표시되어 있다.

실제 상기 제 1 라인(L1)과 제 2 라인(L2)간의 물리적인 1/2 라인은 Lref으로 표시되어질 수 있으나, 상기 제 1라인(L1)과 제 2 라인(L2)을 지나면서 투명 도전층의 크랙 등으로 일부 선형성 왜곡이 발생되어 상기 Lref 라인에 비해 약간의 차를 갖는 부위에 두 라인(L1, L2)의 각 전압(Vy1, Vy2) 값의 1/2 지점이 굵은선(Vref)으로 표시되어 나타나는 것이다.

여기서, LE1과 LE2로 표시된 부위는 상기 제 1 라인(L1)과 제 2 라인(L2)의 중간 전압 값이 검출될 수 유효 범위로 상기 범위를 넘어 굵은 선(Vref, 중간 전압 값에 해당하는 Y축 위치)이 위치하게 되면 이는 선형성 왜곡이 유효 범위가 넘었다고 판단하고, 이러한 조건의 터치 패널은 NG 제품으로 판단한다.

이와 같이, 본 발명의 선형성 측정 방법을 진행하는 터치 패널은 상하부 필름이 접착제를 통해 합착된 완성품으로, 실제 검출의 대상이 되는 부분은 상부 필름의 에지 부분이 된다. 이는 선형성 왜곡이 일어나는 원인인 상하부 필름 상의 투명 도전층의 크랙이 상부 필름 쪽에서 심하며, 터치 패널의 중앙 영역보다는 외곽의 에지 부위에서 크랙 현상이 발생하기 쉽기 때문에 상기 상부 필름의 에지 라인을 지정하여 선형성을 측정하도록 한 것이다.

여기서, 상기 제 1 라인(L1)과 제 2 라인(L2)은 상기 제 1, 제 2 Y-전극바(59a, 59b)에 비해 약 3 내지 5mm의 간격을 갖고 이격되어 있다.

상술한 설명에서는 제 1, 제 2 Y-전극바(59a, 59b)에 인접한 에지 라인에 검출이 이루어지고 있으나, 동일한 방식으로 제 1, 제 2 X-전극바(55a, 55b)에 인접한 에지 라인에 검출 라인을 지정하여 선형성을 측정하는 방법도 가능하다.

한편, FPC(65)는 상기 제 1, 제 2 X-전극바(55a, 55b)와 제 1, 제 2 Y-전극바(59a, 59b)에 전압을 인가하기 위해 전원 전압 또는 접지 전압으로부터 연결된 라인이 인쇄되어 있다.

이러한 본 발명의 선형성 측정 방법으로는 상부 필름의 에지 부분의 선형적인 검사뿐만 아니라, 상기 FPC(65)의 오픈 검사 또한 가능하다. 이러한 이상 여부는 도 6에서 두 라인(L1, L2)의 중간 전압으로 나타나는 굵은 선이 상기 LE1과 LE2 선을 넘도록 표시되어 나타난다.

도 8은 본 발명의 터치 패널의 선형성 측정 방법을 전압 측면에서 본 개념도이다.

도 8과 같이, 본 발명의 터치 패널의 선형성 측정 방법을 전압의 인가 측면에서 살펴보면, 상기 제 1, 제 2 X-전극바(55a, 55b)와 제 1, 제 2 Y-전극바(59a, 59b)에 FPC(65)를 통해 터치 패널 컨트롤러(70)에 연결되어 전압 인가의 제어를 받으며, 상기 터치 패널 컨트롤러(70)는 시스템(80)에 연결되어 연산된 좌표 값을 출력하며, 최종적으로 상기 연산된 좌표 값에 해당되는 위치가 검사화면(100)을 통해 디스플레이되어 표시된다.

상기 제 1 라인(L1)과 제 2 라인(L2)의 각각 제 1, 제 2 Y-전극 바(59a, 59b)에서 동일 간격으로 이격되고, 상기 제 1, 제 2 Y-전극바(59a, 59b)에 각각 5V 및 0V를 인가하였을 때, 상기 제 1, 제 2 Y-전극바(59a, 59b)의 중간 지점이 이상적으로 2.5V의 기준 전압(Vyr) 라인이 되며, 실제 관측되는 두 라인의 중간 전압 값의 유효 범위는 상기 기준 전압(Vyr)의 1.5%인 37.5mV(=2.5V×1.5% )이 되며, 따라서, 상기 기준 전압(Vyr) 라인에 아래 위로 ±18.75mV(37.5mV×1/2)의 유효 전압 라인(Vyr+, Vyr-)을 갖는다.

이와 같이, 라인 검사 방식을 취하는 본 발명의 터치 패널의 선형성 측정 방법의 경우 유효 전압 라인(Vyr+, Vyr-)이 기준 전압(Vyr)의 ±0.75%로 종래의 1/2값을 갖는 이유는 두 라인(L1, L2)에서 측정된 전압 값의 중간 값이 검출 라인(Vref)에서 관측되기 때문에, 하나의 측정 포인트에서 가능한 유효 범위에 1/2 값을 곱하였기 때문이다.

이러한 선형성 유효 범위에 대한 판단은 터치 패널 컨트롤러(70)에 프로그래밍되어 터치 패널 컨트롤러(70)에서 제어할 수 있도록 한다.

도 9는 본 발명의 터치 패널의 선형성 측정 방법을 적용한 경우의 시뮬레이션도이다.

본 발명의 터치 패널의 선형성 측정 방법을 적용하여 시뮬레이션을 하였을 때, 하부에 일측에 선형성 왜곡이 일어났을 때는 도 9와 같이, 타측에는 정상적으로 중간 지점에서 전압 값이 검출되다가, 일측에 오면서 검출 라인(Vref)이 유효 전압 라인(Vyr+, Vyr-)에 비해 넘어서 관측됨을 알 수 있다. 이러한 경우를 선형성 NG라 판단하고, 공정 상에서 누락시킨다.

이상에서 설명한 선형성 측정 방법에서는 상하 Y-전극바에 각각 5V, 0V를 인가하고, 상기 상하 Y-전극바에 각각 동일 간격 이격한 제 1, 제 2 라인에 대한 전압 검출 라인을 상기 상하 Y-전극바의 중간 라인인 기준 전압 라인과 비교하는 방법으로 이루어졌는데, 같은 원리를 적용하여 좌우 X-전극바에 동일 간격 이격한 라인을 터치하여 이루어짐도 가능하다.

또한, 상기 X-전극바 또는 Y-전극바에 인가하는 제 1 전압, 제 2 전압을 (5V, 0V) 대신, (3.3V, 0V)를 각각 인가하여 그 중간 값(1.65V)을 기준 전압 값으로 하여 측정하여 상기 기준 전압 값의 ±0.75% 범위 내의 값을 유효 범위로 정하여 이루어질 수도 있다.

한편, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 변경 실시할 수 있는 범위 내에 있다.

상기와 같은 본 발명의 터치 패널의 선형성 측정 장비 및 이를 이용한 선형성 측정 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 소정 간격을 가지고, 복수개의 부위에서 전압 값을 측정하여 진행하는 방식에 비해 전극바에 인접한 에지 라인상으로 선형성을 검사하여 측정 포인트 사이에 일어나는 왜곡 현상까지 검출할 수 있다.

둘째, 선형성을 검사하는 부위를 상부 필름의 전극 바에 인접한 에지 부분으로 한정되더라도 선형성 왜곡이 주로 문제되었던 부분으로 한정하여 진행하여 검사 시간을 최소화할 수 있다.

셋째, 일측에서 타측으로 라인상으로 전압을 검출하여 FPC 오픈 검사까지 가능하다.

Claims

서로 소정 간격 이격된 제 1, 제 2 선형성 측정 펜;

상기 제 1, 제 2 선형성 측정 펜이 터치 패널의 X-전극바 또는 Y-전극바로부터 동일한 간격을 유지하도록 상기 제 1, 제 2 선형성 측정 펜을 고정할 수 있는 펜 연결용 바;

상기 펜 연결용 바를 이동시킬 수 있는 펜 연결용 바 이동 라인; 및

선형성 측정이 이루어지는 터치 패널이 위치하는 지그(JIG)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 터치 패널의 선형성 측정 장비.
제 1항에 있어서,

상기 제 1, 제 2 선형성 측정 펜을 이용하여 상기 터치 패널 상에 동일 간격을 유지하여 라인상으로 터치하였을 때 검출되는 전압 라인과, 상기 제 1, 제 2 선형성 측정 펜의 중앙 기준 전압 라인의 차이로 상기 터치 패널의 선형성 유효 정도를 판단하는 제어 수단을 더 구비함을 특징으로 하는 터치 패널의 선형성 측정 장비.
터치 패널의 좌우 X-전극바에 각각 제 1 전압 및 제 2 전압을 인가하는 단계;

상기 제 1 전압 및 제 2 전압의 중간 값에 해당되는 기준 전압 라인을 검출하는 단계;

상기 좌우 X-전극바에 동일 간격 이격된 제 1 라인 및 제 2 라인을 동시에 터치하는 단계; 및

상기 제 1 라인과 제 2 라인의 중간 전압 값에 해당되는 검출 라인을 상기 기준 전압 라인과 비교하여 선형성을 판단하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 터치 패널의 선형성 측정 방법.
제 3항에 있어서,

상기 제 1 라인 및 제 2 라인의 터치는 상기 기준 전압 라인으로부터 동일 간격을 유지하여 이루어짐을 특징으로 하는 터치 패널의 선형성 측정 방법.
제 3항에 있어서,

상기 선형성을 판단하는 단계는 상기 검출 라인이 상기 기준 전압 라인으로부터 떨어진 거리를 판단하여 이루어짐을 특징으로 하는 터치 패널의 선형성 측정 방법.
제 5항에 있어서,

상기 검출 라인이 상기 기준 전압 라인에 떨어진 거리가 유효 범위를 넘게 될 때 선형성 NG로 판단함을 특징으로 하는 터치 패널의 선형성 측정 방법.
제 6항에 있어서,

상기 유효 범위는 ±기준 전압 ×0.75% 이내임을 특징으로 하는 터치 패널의 선형성 측정 방법.
제 3항에 있어서,

상기 선형성의 판단은 터치 패널의 컨트롤러에서 이루어짐을 특징으로 하는 터치 패널의 선형성 측정 방법.
제 3항에 있어서,

상기 제 1 라인 및 제 2 라인은 상기 좌우 X-전극바에 각각 3 내지 5mm 이격된 것을 특징으로 하는 터치 패널의 선형성 측정 방법.
터치 패널의 상하 Y-전극바에 각각 제 1 전압 및 제 2 전압을 인가하는 단계;

상기 제 1 전압 및 제 2 전압의 중간 값에 해당되는 기준 전압 라인을 검출하는 단계;

상기 상하 Y-전극바에 동일 간격 이격된 제 1 라인 및 제 2 라인을 동시에 터치하는 단계; 및

상기 제 1 라인과 제 2 라인의 중간 전압 값에 해당되는 검출 라인을 상기 기준 전압 라인과 비교하여 선형성을 판단하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 터치 패널의 선형성 측정 방법.
제 10항에 있어서,

상기 제 1 라인 및 제 2 라인의 터치는 상기 기준 전압 라인으로부터 동일 간격을 유지하여 이루어짐을 특징으로 하는 터치 패널의 선형성 측정 방법.
제 10항에 있어서,

상기 선형성을 판단하는 단계는 상기 검출 라인이 상기 기준 전압 라인으로부터 떨어진 거리를 판단하여 이루어짐을 특징으로 하는 터치 패널의 선형성 측정 방법.
제 12항에 있어서,

상기 검출 라인이 상기 기준 전압 라인에 떨어진 거리가 유효 범위를 넘게 될 때 선형성 NG로 판단함을 특징으로 하는 터치 패널의 선형성 측정 방법.
제 13항에 있어서,

상기 유효 범위는 ±기준 전압 ×0.75% 이내임을 특징으로 하는 터치 패널의 선형성 측정 방법.
제 10항에 있어서,

상기 선형성의 판단은 터치 패널의 컨트롤러에서 이루어짐을 특징으로 하는 터치 패널의 선형성 측정 방법.
제 10항에 있어서,

상기 제 1 라인 및 제 2 라인은 상기 상하 Y-전극바에 각각 3 내지 5mm 이격된 것을 특징으로 하는 터치 패널의 선형성 측정 방법.