KR20050021080A

KR20050021080A - 터치 패널의 불량 검출 방법

Info

Publication number: KR20050021080A
Application number: KR1020030059169A
Authority: KR
Inventors: 서호수; 이성근
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-08-26
Filing date: 2003-08-26
Publication date: 2005-03-07

Abstract

본 발명은, 적어도 한 개 이상의 X축 전극이 임의의 간격을 두고 배치되는 제1기판과, 상기 제1기판에 합착되며 적어도 한 개 이상의 Y축 전극이 임의의 간격을 두고 배치되는 제2기판과, 상기 제1 및 제2기판의 합착시 상기 X축 전극 및 Y축 전극 각각과의 전기적 신호 통로를 형성하기 위해 FPC(Flexible Printed Cable)가 접속되는 접합부를 구비한 저항막식의 터치 패널의 불량 검출 방법에 관한 것으로서, 상기 X축전극과 Y축전극 각각의 초기 저항치를 설정하는 과정과; 상기 접합부에서 X축전극과 Y축전극의 각각의 저항치를 소정 횟수 측정하는 과정과; 상기 X축전극의 저항치와 상기 Y축전극의 저항치가 초기 저항치를 초과하는지 판단하는 과정과; 상기 판단결과 상기 초기 저항치를 초과하면 비정상임을 검출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 터치 패널의 X축 및 Y축 전극의 저항치를 측정하여 FPC접합부의 불량상태를 정확하게 검출할 수 있다.

Description

터치 패널의 불량 검출 방법{method for detecting the defect of touch panel}

본 발명은 터치 패널의 불량 검출방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 터치 패널의 접합부의 불량상태를 검출하는 방법에 관한 것이다.

컴퓨터, 휴대용 전송 장치 그 밖의 개인 전용 정보처리장치 등은 키보드, 마우스, 키보드, 디지타이저(Digitizer)등의 다양한 입력 디바이스(Input Device)를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리 등을 수행한다.

특히 디지타이저는 특수하게 제작된 평판 상에 손가락이나 펜의 위치를 디지털적으로 검출하고 이를 XY좌표화하여 출력하는 장치로서 마우스, 키보드, 스캐너 등에 비해 글씨나 그림을 보다 편하고 정교하게 입력할 수 있는 장점이 있다.

이같은 디지타이저의 하나인 터치 패널(Touch Panel)은 전자수첩이나 개인용 정보처리장치(Personal Digital Assistance:PDA) 등에 흔하게 사용되어 왔다.

도 1과 같이 디스플레이(10)의 앞면에 터치 패널(Panel)(20)을 붙여 디스플레이(10)에 여러 가지 화면동작 기능을 수행할 수 있게 한 디지타이저 장치(Apparatus of Digitizer)는 그래픽 유저 인터페이스(GUI: Graphic User Interface)의 대표적인 유형으로 볼 수 있다.

터치 패널은 보통 스페이서에 의해 격리되고 눌림에 의해 서로 접촉될 수 있도록 배치된 두 개의 저항 성분의 시트로 구성된다.

터치 패널의 종류를 방식에 따라 구분하면 저항막식(Resistive), 정전용량식(Capacitive), 초음파식, 광(적외선)센서식, 전자유도식 등이 있으며, 그 중 저항막식은 LCD(Liquid Crystal Display)와의 조합으로 전자수첩, PDA, 휴대용 PC등 입력 기기로서 많이 보급되고 있으며 박형, 소형, 경량 그리고 저소비전력이어서 다른 방식에 비해 메리트가 큰 방식이다.

도 2는 저항막식의 터치 패널을 도식적으로 나타낸 것으로, 그 구조는 상부 전극인 제1기판(30)과 하부 전극이 되는 제2기판(40)에 각각 투명도전막(50a, 50b)을 형성하고 두 기판(30)(40) 사이의 전기적 절연을 위한 도트 스페이서(60)를 형성하여 두 기판을 이용, X,Y좌표 상에서의 시그널 분포를 접촉기(connector)를 통해 연산하여 외부 드라이버 소프트웨어로 보내도록 되어 있다.

도 3a와 도3b는 버스라인이 4선인 저항막식의 터치 패널(20)로서 그 구조는 버스 라인 수와 관계없이 제1기판(30)과 제2기판(40) 그리고 제1기판(30)과 제2기판(40) 사이를 절연막(Insulator)으로 처리한 경우이다.

도 3a와 같이 제2기판(40)은 절연막 공정후 투명도전막(50b) 양측에 저저항메탈로 X축방향으로 X축 전극(60a)(60b)이 고저항메탈로 이루어지는 액티브영역(a1)을 형성하도록 2선 배열되었고, 제1기판(30)은 도 3b와 같이 절연막 공정 후 투명도전막(50a) 위에 저저항메탈을 Y축 방향으로 고저항메탈로 이루어지는 액티브영역(a2)을 형성하도록 Y축 전극(70a)(70b)이 2선 배열되었다.

그리고 X축 좌표를 감지하기 위한 제2기판(40)과 Y축 좌표를 감지하기 위한 제1기판(30)을 투명도전막(50)이 마주보도록 합착한다.

제2기판(40)에는 외부로부터 터치 패널(20)에 신호를 인가하기 위하여 FPC(Flexible Printed Cable : 80)가 접속되는데, 제2기판(40)은 FPC(80)의 접촉을 위한 소정의 접합부(Contact)(82)를 갖는다.

제2기판(40)의 접합부(82)는, 하나의 X축 전극(60a)에서 임의의 'L1'길이(비액티브영역) 만큼 돌출한 패턴1(84)과, 액티브영역(a1)의 바깥 주변을 따라 길게 연장되어 다시 꺾여져 상기 패턴1(84)과 나란히 위치하는 다른 하나의 X축 전극(60b)으로부터 연장된 패턴2(85)로 이루어지는 FPC 접합부(86)를 가지며, 이 FPC 접합부(86)가 형성하는 임의의 길이 'L1'영역 안에 나란히 놓여 두 기판(30)(40)이 합착될 때 제1기판(30)의 시그널 접합부(83)와 닿는 패턴3(87)과 패턴4(88)가 FPC 접합부(86)와 닿지 않게 배열되어 구성된다.

따라서, 각 패턴(84)(85)(87)(88)들은 제2기판(30)의 절연막(41)상에서 임의의 길이로 서로 FPC 접합부(86)와 시그널 접합부(81)의 패턴을 2개씩 공유하는 접합부(82)를 형성한다.

제1기판(30)의 접합부(82)는, 각각의 Y축 전극(70a)(70b)의 끝에서 가운데 방향으로 모여지는 패턴5(89)와 패턴6(90)이 바깥방향으로 임의의 길이 'L2'로 돌출한 형태로 시그널 접합부(83)를 형성한다.

제1기판(30)과 제2기판(40)의 각 접합부(82)(83)가 만드는 접촉점은 제1기판(30)과 제2기판(40)의 합착 공정을 통해 살펴보면, 제2기판(40)위에 제1기판(30)을 얹어 합치면 제2기판(40)의 패턴3(87)에는 제1기판(40)의 패턴5(89)의 끝이 패턴3(87)의 접촉점에 정확히 닿고 제2기판(40)의 패턴4(88)에는 제1기판(30)의 패턴6(90)의 끝이 패턴4(88)의 접촉점에 정확히 닿아 접촉이 이루어진다. 따라서 제1기판(30)과 제2기판(40)은 서로 한곳에 모여지는 접합부(82)(83)를 통해 하나의 FPC(80)를 통해 FPC접합부(86)와 시그널 접합부(81)를 구분하여 전달할 수 있는 접합부를 만든다.

위와 같은 구조에서 X축 좌표를 검출하기 위하여 제2기판(40)에 있는 FPC 접합부(86)를 통해 전위를 인가하면 그 전위가 투명도전막 전면에 분포된다.

손가락 또는 펜을 이용하여 터치 패널에 압력을 가해 제1기판(30)과 제2기판(40)이 접촉되었을 때 그 점에서의 전위가 상대편 제1기판(30)에 유기 되는데 이때 이 신호를 시그널 접합부(81)로 읽어들여 X축 좌표를 계산한다. 이렇게 제1기판(30)과 제2기판(40)이 접촉되고 있는 동안에 제1기판(30)에도 Y축 좌표를 검출하기 위한 전위를 인가하고 그 전위가 투명도전막 전면에 분포되도록 한다.

마찬가지로 손가락 또는 펜이 접촉한 점에서의 Y축 전위가 제2기판(40)의 기판에 유기 되고 이를 시그널 접합부(81)(83)를 통해 받아들여 이 신호를 이용하여 Y축 좌표를 계산한다.

그런데, 접합부의 접합은 터치 패널의 신뢰성을 좌우한다. 그러나, 접합부의 본딩(bonding)이 완전하지 않을 경우, X축 전극간에 또는 Y축 전극간에 도통이 제대로 이루어지지 않아 좌표를 측정하기 위한 X축 전극간 또는 Y축 전극간의 기준저항이 무한대로 형성되어 정확한 좌표 인식이 되지 않으므로, 정보 입력 장치의 역할을 제대로 하지 못하게 된다. 이에 따라서, 터치 패널의 접합부가 비정상적인 상태에서 휴대용 단말기, ATM(Automated Teller Machine)기 같은 복합 단말기의 환경 조건이 심하게 변화되는 기기에 투입될 때 제품의 신뢰도가 저하되게 된다.

그러나, 종래에는 터치 패널 공정 과정에서, 접합부의 접합이 완전한지를 판단하기 위해서 지그(jig)등을 사용하지 않고, 접합부의 접합이 완전하다는 기준으로서 선형성(linearity)만을 측정하여 판단하였다. 선형성이란 터치 패널상에 일직선을 형성하도록 점을 찍었을 때 터치 패널이 부착된 모니터 화면상에서 동일한 좌표, 즉 위치에 점이 표시되는지를 판단하는 것이다. 이와 같이, 종래에는 터치 패널의 FPC가 접속되는 접합부의 접합 정도를 판단하기 위한 수단이 없었으며, 접합부의 완전한 정도를 측정하지 않았다.

따라서, 본 발명의 목적은, 터치 패널의 접합부에 지그를 접속시켜 X축 및 Y축 전극의 저항치를 측정하여 접합부의 불량상태를 정확하게 검출할 수 있는 터치 패널 불량 검출 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 적어도 한 개 이상의 X축 전극이 임의의 간격을 두고 배치되는 제1기판과, 상기 제1기판에 합착되며 적어도 한 개 이상의 Y축 전극이 임의의 간격을 두고 배치되는 제2기판과, 상기 제1 및 제2기판의 합착시 상기 X축 전극 및 Y축 전극 각각과의 전기적 신호 통로를 형성하기 위해 FPC(Flexible Printed Cable)가 접속되는 접합부를 구비한 저항막식의 터치 패널의 불량 검출 방법에 있어서, 상기 X축전극과 Y축전극 각각의 초기 저항치를 설정하는 과정과; 상기 접합부에서 X축전극과 Y축전극의 각각의 저항치를 소정 횟수 측정하는 과정과; 상기 X축전극의 저항치와 상기 Y축전극의 저항치가 초기 저항치를 초과하는지 판단하는 과정과; 상기 판단결과 상기 초기 저항치를 초과하면 비정상임을 검출하는 과정을 포함하는 것에 의해 달성된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

일반적으로, 터치 패널은 크게 x, y 좌표를 인식하기 위하여 제1기판과 제2기판, 전기적 특성을 전달하기 위한 접합부로 구성된다. 특히, 접합부는 전기적 신호를 전달하기 위한 부분으로서 터치 패널(20)에서 인식된 전기신호를 구동부에 전달하는 기능을 한다.

도 4는 본 발명이 적용되는 터치 패널(20)과 FPC(80)의 연결상태도이다. 도 4는 종래기술과는 다른 공정과정에 의해 제조된 것으로서, 본원 발명의 전극 배치는 도 3a와 3b에 도시된 터치 패널의 전극 배치와 상이함을 참고하기 바란다.

도 4에 도시된 바와 같이, 터치 패널은 X축 좌표를 감지하기 위한 제1기판(30)과 Y축 좌표를 감지하기 위한 제2기판(40)이 합착되어 제조된다. 제1기판(30)의 양측 모서리에 대향되도록 부착된 X+전극 및 X-전극의 단부가 '??'자 형상으로 절곡되어 제1기판의 모서리에 나란히 배치되고, 제2기판(40)의 양측에 모서리에 대향되게 부착된 Y+전극 및 Y-전극의 단부가 '??'자 형상으로 절곡되어 제2기판의 모서리에 나란히 배치된다. 제1기판(30)과 제2기판(40)을 합착시키면, 제1기판(30)에 부착된 X+전극 및 X-전극의 단부와 제2기판(40)에 부착된 Y+전극 및 Y-전극의 단부가 집합되어 접합부(200)를 형성한다. 터치 패널(20)의 접합부(200)에서 X축 전극들과 Y축 전극들이 X+전극, Y+전극, X-전극, Y-전극 순으로 배치된다. X축 전극(101, 103)과 Y축 전극(104, 106)에 전기적 신호를 전달하는 FPC(80)의 FPCB(100)가 터치 패널(20)의 접합부(200)에 접속된다.

도 5는 도 4의 터치 패널(20)의 접합부(200)의 단면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 접합부(100)는 X+전극(101)과 X-전극(103)과 더미(dummy) 전극(102)이 부착된 제1기판(30), Y+전극(104)과 Y-전극(106)과 더미(dummy) 전극(104)이 부착된 제2기판(40), 제1기판(30) 및 제2기판(40) 사이에 마련되는 FPCB(Flexible Printed Cable Board: 80)와, 은으로 된 도전체(107)와, 제1기판(30)과 제2기판(40)사이에 FPCB(100)를 합착시키기 위한 다수의 도전볼을 포함하는 도전성 본딩부(108)로 구성된다.

FPCB(80)에는 관통홀이 형성되어 있으며, 관통홀에 채워진 도전성 본딩부(108)에 의해 제1기판(30)과 제2기판(40)의 전극들이 도통하게 된다.

도 6은 본 발명에 따라 터치 패널(20)의 접합부의 불량 측정을 위한 제어 블록도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 터치 패널(20)의 전압값을 측정하기 위한 구성으로서, 터치 패널(20)의 접합부(200)에서 X축 전극쌍과 Y축 전극쌍에 각각 접속되는 지그(11)와, 지그(11)에 접속되는 전압 측정기(13)와, 전압 측정기(13)와 연결되어 측정된 전압에 의해 X축 전극과 Y축 전극의 저항치를 검출하는 PC(25)로 구성된다.

PC(25)에 마련된 중앙처리장치(미도시)에는 X축 전극과 Y축 전극의 초기 저항치 x, y와, x의 저항치 간의 기준오차 c와, y의 저항치 간의 기준오차 d가 미리 설정되어 있다. 기준오차 c는 X축에서 측정된 저항치의 최소값과 최대값의 기준오차이고, 기준오차 d는 Y축에서 측정된 저항치의 최소값과 최대값의 기준오차이다.

터치 패널(20)의 특정 버튼(미도시)을 누르면, 터치 패널(20)의 X축 전극(101, 103)과 Y축 전극(104, 106)에 걸린 전압값이 PC(25)의 A/D컨버터(미도시)를 통해 중앙처리장치로 입력되고, 중앙처리장치는 터치 패널(20)로 입력되는 전류값으로 전압값을 나누는 연산을 수행하여 저항치를 측정하게 된다.

중앙처리장치는, 일정 시간동안 소정 시간 주기로 X축과 Y축 저항치를 측정하여 측정된 저항치가 미리 설정된 초기 값을 초과하는지 판단하고, 측정된 X축의 저항치의 최소값과 최대값의 차가 기준오차 c를 초과하는지 판단한다. 마찬가지로, Y축의 저항치의 최소값과 최대값의 차가 기준오차 d를 초과하는지 판단한다. 예를 들어, X축 전극의 저항치가 250Ω이내이면 정상으로 판단하고, Y축 전극의 저항치가 600Ω이내이면 정상으로 판단한다.

도 7은 본 발명에 따른 터치 패널(20)의 접합부(200)의 불량 검출 방법의 순서도이다. 도면에 도시된 바와 같이, S100단계에서 X축 전극과 Y축 전극 각각의 초기 저항치 x, y 값을 설정한다. 이를 각각 a, b라 가정하고, S101단계에서 x의 측정값 간의 오차 c, y의 측정값 간의 오차 d를 설정한다.

S102단계에서, 사용자가 터치 패널(20)의 접합부(100)에 지그(11)를 접속시켜, 전압 측정기(13)와 PC(25)를 통해 X축 전극(60a, 60b)의 x 저항치와 Y축 전극(70a, 70b)의 y 저항치를 소정 시간 동안 일정 시간 주기로 여러 번 측정한다. 이때, X축 전극(60a, 60b)에 전류를 흘려서 전압을 측정한 다음 X축 전극(60a, 60b)에 흘려진 전류값으로 측정된 전압을 나누어서 저항치를 측정한다. Y축 전극(70a, 70b)에 대해서도 동일한 방식으로 저항치를 측정한다. S103단계에서 측정한 X축 전극 및 Y축 전극의 저항치가 각각의 초기 저항치 a, b값을 초과하는지 판단한다. 그리고, S103단계에서, 여러 번에 걸쳐 측정한 x의 저항치들 중 최대값과 최소값의 차가 미리 설정된 기준오차 c를 초과하는지 판단하고, 마찬가지로 y의 저항치들 중 최대값과 최소값의 차가 미리 설정된 기준오차 d를 초과하는지 판단한다. 판단결과, 측정한 x 저항치와 y 저항치가 초기 저항치 a, b를 각각 초과하지 않고, x 저항치의 최대값과 최소값의 차가 기준오차 c를 초과하지 않으면, 터치 패널(20)이 정상인 것으로 판단한다. 그러나, S103단계와 S104단계의 판단결과, 초기 저항치 a, b와 기준오차 c, d를 초과하면 S106단계에서, 터치 패널(20)이 불량인 것으로 판단한다.

위와 같은 터치 패널 불량 검출 방법을 소프트웨어로 구현하여, 지그와 소프트웨어를 이용하여 완제품이 출하되기 이전에 공정과정에서 불량을 사전에 간편하게 검출할 수 있으므로, 제품의 신뢰도가 향상될 수 있다.

따라서, 터치 패널의 접합부의 X축 전극 및 Y축 전극의 신호라인에 대해, X축 전극과 Y축 전극의 저항치를 측정하여 측정된 저항치가 저항 기준치를 초과하거나, 여러 회에 걸쳐 측정한 저항치의 최대값과 최소값의 차가 기준오차를 초과하는지 비교함으로써 접합부의 불량상태를 검출할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 터치 패널의 X축 및 Y축 전극의 저항치를 측정하여 FPC접합부의 불량상태를 정확하게 검출할 수 있는 터치 패널 불량 검출 방법이 제공된다.

도 1은 터치 패널 구동 회로 블록도,

도 2는 터치 패널의 측단면도,

도 3a 및 도 3b는 일반적인 터치 패널을 구성하는 제1기판과 제2기판의 구조도,

도 4는 본 발명의 적용되는 터치 패널과 FPC의 연결상태도,

도 5는 도 4의 접합부의 측단면도,

도 6은 본 발명에 따른 터치 패널의 불량 검출을 위한 제어블록도,

도 7은 본 발명에 따른 터치 패널의 불량 검출 방법의 순서도,

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 터치 패널 11 : 지그

13 : 전압 측정기 25 : PC

30 : 터치 패널 상판 40 : 터치 패널 하판

80 : FPC 100 : FPCB

101, 103 : X축 전극 104, 106 : Y축 전극

102, 104 : 더미 전극

Claims

적어도 한 개 이상의 X축 전극이 임의의 간격을 두고 배치되는 제1기판과, 상기 제1기판에 합착되며 적어도 한 개 이상의 Y축 전극이 임의의 간격을 두고 배치되는 제2기판과, 상기 제1 및 제2기판의 합착시 상기 X축 전극 및 Y축 전극 각각과의 전기적 신호 통로를 형성하기 위해 FPC(Flexible Printed Cable)가 접속되는 접합부를 구비한 저항막식의 터치 패널의 불량 검출 방법에 있어서,

상기 X축전극과 Y축전극 각각의 초기 저항치를 설정하는 과정과;

상기 접합부에서 X축전극과 Y축전극의 각각의 저항치를 소정 횟수 측정하는 과정과;

상기 X축전극의 저항치와 상기 Y축전극의 저항치가 초기 저항치를 초과하는지 판단하는 과정과;

상기 판단결과 상기 초기 저항치를 초과하면 비정상임을 검출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 접합부 불량 검출 방법.
제1항에 있어서, 상기 X축 전극과 Y축 전극 각각의 저항치간의 오차 기준치를 설정하는 과정과;

상기 검출한 상기 X축 전극 및 Y축 전극 각각의 저항치들 중 최대값과 최소값의 차를 산출하는 과정과;

상기 최대값과 최소값의 차가 상기 오차 기준치를 초과하는지 판단하는 과정과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 불량 검출 방법.
제1항에 있어서, 상기 X축 전극과 Y축 전극의 저항치를 측정하는 과정은,

상기 X축 전극과 Y축 전극에 각각 전류를 인가하는 과정과;

상기 FPC의 X축 전극 접속라인과 Y축 전극 접속라인에 지그를 접속시켜 전압을 측정하는 과정과;

상기 인가된 전류치와 상기 측정된 전압치에 근거하여 저항치를 측정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 불량 검출 방법.