KR20050026070A - 터치 존을 갖는 단일층 터치패드 - Google Patents

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Abstract

단일층 터치패드는 클리어 기판, 클리어 기판 위에 배치된 제 1 활성 전극, 그리고 제 1 활성 전극 위에 배치된 감지 전극으로 구성되며, 이때 상기 제 1 활성 전극 및 감지 전극은 도전 재료로 이루어지며, 그리고 이때 상기 제 1 활성 전극은 상기 감지 전극과 결합하여 존 내의 지시 대상을 존재여부를 검출하는데 사용되고, 그리고 이때 상기 제 1 활성 전극 및/또는 감지 전극은 디스플레이 스크린을 볼 때 사용자에게 시각적으로 검출되도록 충분히 가시적이게 되게 만들어진다.

Description

터치 존을 갖는 단일층 터치패드{SINGLE-LAYER TOUCHPAD HAVING TOUCH ZONES}
본 발명은 터치패드에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 컴퓨터 모니터, PDA, 또는 이동 전화와 같은 디스플레이 스크린 상에 배치될 수 있는 터치패드에 관한 것이고, 이때 상기 터치패드는 사용자가 디스플레이 스크린 상에서 터치하고 있는 존(zone)을 결정할 수 있다.
터치패드 분야의 기술은 새로운 장치 및 적용예가 생성됨에 따라 더욱 변화되고 있다. 터치패드는 기본적으로 터치-센서티브 장치이고, 일반적으로 저항 센싱, 커패시턴스 센싱, 광학 센싱 또는 다른 수단의 센싱 원리를 이용하여 동작된다.
터치패드에 관한 실험이 증가됨에 따라 터치패드는 클리어 기판(clear substrate) 위로 배치될 수 있고, 이때 터치패드의 감지 범위를 정의하는 전극은 인듐주석산화물(ITO)과 같은 클리어 잉크로부터 만들어진다. 비록 이 방법에 일부 어려운 점이 있겠지만, 상기 전극은 매우 얇은 와이어로부터 만들어질 수 있다. 따라서, 투시형(see-through) 또는 클리어 터치패드로써, 상기 터치패드는 디스플레이 스크린 위로 배치될 수 있고 그리고 종래 기술에서 터치스크린처럼 작동될 수 있다.
클리어 터치패드의 전극이 놓이는 기판은 단단하거나 혹은 유연할 수 있지만, 실제로 상기 기판은 비교적 얇다. 얇은 기판은 상기 클리어 터치패드를 가능한 투명하게 하도록 한다. 투명성은 클리어 터치패드 아래에 있을 수 있는 디스플레이 스크린의 특성으로 인해 중요하다. 다시 말해서, 디스플레이 스크린은 특별히 밝은 스크린이 될 수는 없다. 따라서, 사용자 눈의 피로를 증가시키지 않도록, 상기 디스플레이 스크린은 기판 및 클리어 패드의 전극을 통과할 때 가능한 적게 감광(dimming)되어야 한다.
비교적 클리어하고 사용자가 디스플레이 스크린을 볼 수 있는 기판용 재료는 KAPTON??, MYLARTM, KADADEX??, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN??) 및 다른 유사한 기계적 전기적 성질을 갖는 재료를 포함한다.
본 출원의 초점은 클리어 터치패드에 관한 것이다. 선호되는 실시예는 따라서 제한된 터치패드 기능(여기서는'존 검출'로 정의됨)을 제공하는 클리어 터치패드에 관한 것이다. 그러나, 클리어 터치패드는 단일층 터치패드에 제한되지는 않는다. 따라서, 본 출원은 또한 두 개의 터치패드 전극층을 이용함으로써 완전한 터치패드 기능을 갖는 터치패드를 다룬다.
완전한 터치패드 기능은 컴퓨터, 텔레비전, 또는 PDA, 카메라, 이동전화와 같은 휴대용 전자 제품에서 커서 제어(cursor control)를 제공하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 상기 터치패드가 가령, 서크 코퍼레이션에서 제공하는 커패시턴스 센싱 기술을 사용할 때 이러한 터치패드는 둘 이상의 센싱 전극 층을 필요로한다. 다수의 기판 층 및 전극 다수의 또는 오버래핑 층은 투명한 터치패드를 이루게 되지만, 투시하기는 어렵다. 이는 상기 터치패드가 디스플레이 스크린 상에 배치될 때 문제가 된다.
상기 기판 층 및 전기적 트레이스에 사용되는 잉크를 더욱 얇게 하고 따라서 더욱 분명한 투명성을 갖도록 하는 시도가 이루어져 왔다. 지금까지의 시도에서는 상기 터치패드 전극에 의해 불안하게 감광된 디스플레이 스크린을 갖게 되었다.
따라서, 사용자들이 더욱 편안하게 볼 수 있도록 더욱 투명하고 완전한 터치패드 기능을 제공하는 터치패드가 필요하다.
도 1은 디스플레이 스크린 및 입력을 제공하기 위해 상기 디스플레이 스크린 위에 배치된 클리어 터치패드를 갖는 휴대용 전자 제품의 투시도이다.
도 2는 스크롤 입력을 제공하기 위해 세로로 배열된 존을 도시하고 있다.
도 3은 두 개의 서로 다른 입력에 대한 스크롤링 컨트롤을 제공하기 위해 두 개의 세로 병렬 존을 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 원리에 따라 만들어진 클리어 터치패드용 전극의 확대된 개략적 레이아웃이다.
도 5는 클리어 터치패드용 전극의 서로 다른 레이아웃을 개략적으로 나타낸 확대된 다이어그램이다.
도 6은 기계적 돔 스위치가 놓여있는 클리어 터치 패드의 확대된 단면도이다.
본 발명의 목적은 오직 하나의 활성 전극 및 하나의 감지 전극을 단일 기판위에 갖는 터치패드를 제공하는 것이며, 따라서 터치패드에 사용된 전체 전극의 수를 줄임으로써 디스플레이 스크린의 클래리티(clarity)를 개선하게 된다.
본 발명의 또 다른 목적은 터치패드의 센서 영역내 다수의 다른 위치 내에 하나의 활성 전극을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 하나의 활성 전극 및 하나의 감지 전극을 투명한 기판 위에 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 하나의 활성 전극 및 하나의 감지 전극을 투명한 ITO 잉크로서 제공하는 것이다.
또 다른 목적은 단일층의 터치패드를 제공하는 것이며, 이때 터치패드는 존을 터치하는 대상을 검출할 수 있고 그리고 상기 대상이 검출된 존을 결정할 수 있다.
또 다른 목적은 단일층의 터치패드를 제공하는 것이며, 이때 상기 터치패드는 터치패드의 다수의 서로 다른 존을 터치하는 다수의 대상들의 존재여부를 동시에 검출할 수 있다.
또 다른 목적은 단일층의 터치패드를 제공하는 것이며, 이때 상기 터치패드의 하나의 활성 전극 및 감지 전극은 원하는 패턴으로 배열되고, 그리고 이때 상기 원하는 패턴은 디스플레이 스크린을 볼 때 가시적일 수 있지만 최소의 간섭만을 갖게 된다.
선호되는 실시예에서, 본 발명은 비교적 클리어한 기판으로 이루어진 단일층 터치패드이고, 제 1 활성 전극이 상기 기판 위에 배치되며, 그리고 그 위에 감지 전극이 배치되고, 이때 상기 제 1 활성 전극 및 감지 전극은 도전 재료를 포함하며, 이때 상기 제 1 활성 전극은 상기 감지 전극과 결합하여 존 내에서 지시 대상의 존재여부를 검출하는데 사용되어 상기 지시 대상이 검출되는 존을 결정하게 되거나 혹은 다수의 존에서 다수의 지시 대상들의 존재여부를 동시에 검출하는데 사용되며, 그리고 이때 상기 제 1 활성 전극 및/또는 감지 전극은 상기 디스플레이 스크린을 볼 때 사용자가 시각적으로 검출할 수 있는 패턴이 되도록 충분히 가시적으로 만들어진다.
터치패드의 특징을 논의할 때, 커서 제어가 완전한 기능성 터치패드의 원하는 기능으로 앞서 언급되었다. 다른 원하는 기능으로는 스크롤링 능력 및 문서 이동에 대한 네비게이션 키 또는 웹 브라우저 페이지를 통한 컨트롤링 네비게이션이 있다. 그러나, 이러한 특징은 터치패드가 사용되는 특별한 디바이스에서 항상 필요하지는 않다.
앞서 설명된 클리어 터치패드에서, 본 발명은 커패시턴스-센서티브 제한된 기능성 터치패드에서 터치 존 제어를 제공한다. 터치 존 제어는 유용한 특징이고, 이때 본 발명의 클리어 터치패드는 앞서 언급된 디스플레이 스크린을 갖는 휴대용 전자 제품과 같은 디바이스에 데이터를 전송한다.
도 1에서, 다양한 전극(102)으로 도시된 클리어 터치패드(100)는 디스플레이 스크린(104) 위로 배치된다. 상기 디스플레이 스크린(104) 및 클리어 터치패드(100)는 휴대용 전자 제품(106)의 부분이다. 상기 휴대용 전자 제품은 앞서 언급된 것이거나 또는 터치패드 입력을 이용할 수 있는 디스플레이 스크린을 갖는 다른 형태의 디바이스가 될 수 있다. 상기 다양한 전극(102)은 클리어 터치패드의 동작에 필요한 전기적 연결 없이 도시되어 있다. 이러한 전기적 연결은 후속 도면에서 주어진다. 더욱이, 상기 다양한 전극(102)은 상기 디스플레이 스크린(104) 상에서 매우 어두운 라인으로 주어진다. 상기 다양한 전극(102)의 어두움은 예시의 목적으로 과장되어 있다. 상기 다양한 전극(102)에 사용되는 잉크 또는 다른 도전 재료들은 비교적 사용자들에게 투명하다.
도 1에 도시된 클리어 터치패드(100)는 더욱 상세히 도시되어질 개별 존을 정의하게 된다. 상기 클리어 터치패드(100)와 관련된 센싱 회로에서 전송되는 데이터는 상기 휴대용 전자 제품(106)으로 지시 대상에 의한 접촉 검출을 표시한다. 상기 지시 대상은 손가락이나 다른 대상이 될 수 있어서, 커패시턴스-센서티브 클리어 터치패드(100)에 의해 검출될 수 있다. 또한, 상기 클리어 터치패드(100)는 상기 접촉이 이루어진 존을 표시할 수 있다.
따라서, 본 발명은 1차원 입력 디바이스의 기능성을 제공한다. 예를 들어, 상기 클리어 터치패드(100)는 버튼의 입력을 제공할 수 있다. 각각의 분리는 단일 버튼이다. 어떤 존이나 버튼이 터치되었는가를 검출함으로써, 개별 동작은 상기 휴대용 전자 제품에서 실행될 수 있다.
1차원 입력의 또 다른 예는 슬라이드 또는 스크롤 컨트롤이다. 도 2에서는 존(108)이 칼럼(column)을 형성하도록 한 줄로 되어 있고, 존에서 존으로의 이동은 개별 단계로 검출될 수 있다. 만일 복잡한 터치패드 회로가 제공된다면, 상기 칼럼을 따른 정교한 이동을 결정할 수 있고, 따라서 상기 칼럼을 따라서 더 작은 증가의 이동을 제공하게 된다.
더욱이, 하나이상의 칼럼이 도 3과 같이 제공될 수 있어서, 다수의 스크롤링 구역은 칼럼1(110) 및 칼럼2(112), 병렬 클리어 터치패드, 수직 클리어 터치패드, 또는 원하는 다른 존 배열에 의해 설명되는 바와 같이, 상기 동일한 클리어 터치패드에 의해 제어될 수 있다. 1차원 구역 또는 존의 패턴이나 레이아웃은 완전히 바뀔 수 있지만, 본 발명의 제한 요인으로 생각되어서는 안 된다.
도 4는 본 발명의 선호되는 실시예의 확대된 개략적 레이아웃이다. 도 4는 도면의 평면으로 추정되는 단일층 기판(10)을 보여준다. 단일 활성 전극(X 또는 Y)만이 존에서 터치를 검출하는데 필요하다. 전극(20, 22, 24, 26)은 X 전극임을 가정한다. 도 4는 네 개의 존(12, 14, 16, 18)을 갖는다. 이러한 네 개의 존(12, 14, 16, 18)은 상응하는 전극(20, 22, 24, 26) 및 상기 전극 주위의 공간으로 이루어지며, 외부에는 하나의 감지 전극(30)이 있다. 상기 감지 전극(30)은 상기 하나의 감지 전극을 다른 전극 와이어나 다른 간섭에 대한 신호들로부터 보호하는 그라운딩(grounding) 링(32)으로 둘러싸여 있다.
본 발명은 상기 활성 전극(20, 22, 24, 26) 및 하나의 감지 전극(30)이 상기 클리어 터치패드(10)와 관련된 터치패드 센싱 회로에 결합될 때 동작한다. 상기 터치패드 센싱 회로는 서크 코퍼레이션에서 판매하는 회로가 될 수 있다. 완전한 터치패드 기능성을 제공하도록 설계된 터치패드 센싱 회로는 단일 층을 갖는 클리어 터치패드에 사용될 수 있다. 그러나, 상기 터치패드 센싱 회로는 또한 활성 전극(제한된 터치패드의 기능만을 제공할 때 사용되지 않는)에 대한 입력 없어도 더욱 효과적으로 동작하도록 수정될 수 있다.
본 발명의 중요한 태양은 활성 전극, 감지 전극, 또는 상기 활성 전극 및 감지 전극 모두를 원하는 패턴으로 구현하는 것이다. 디스플레이 스크린의 디밍(dimming)을 피하기 위해 상기 전극을 사용자에게 투명하게 하는 것이 바람직하다는 점이 앞서 언급되었다. 그러나, 디스플레이 스크린을 볼 때, 상기 전극의 일부분을 사용자에게 보이도록 하는 게 바람직할 것이다.
따라서, 본 발명의 중요한 태양은 상기 디스플레이 스크린을 볼 때 원하는 패턴을 보일 수 있도록 하는 능력이다. 단일 층의 터치패드가 상기 디스플레이 스크린과 사용자 사이에 배치된다고 가정하거나, 혹은 터치패드가 디스플레이 스크린의 밑면에서 보일 수 있다고 가정하면, 상기 터치패드는 사용자에게 완전히 투명하게 만들어지지는 않는 것이 바람직할 수 있다.
예를 들어, 터치패드의 전극은 전극내에 사용되는 재료의 일부 특성을 이용하여 사용자에게 보여지게 만들어질 수 있다. 전극의 폭이나 두께가 다양한 가시 정도를 획득하도록 변경될 수 있는 상기 전극의 도전 재료를 고려한다. 더욱이, 상기 전극에 사용되는 도전 재료에는 추가 재료가 추가될 수 있고, 이때 상기 추가 재료는 도전 재료의 외관을 밝게 하거나 어둡게 한다.
전극의 불투명도를 증가시키는 목적은 상기 클리어 터치패드의 존재여부를 식별할 수 없도록 하는 목적에 반대가 될 것이다. 그러나, 상기 전극을 하나이상의 존에서 적어도 부분적으로 보일 수 있도록 함으로써, 디바이스의 판매자는 특별한 이미지가 프로덕트의 구매자의 사용자에게 보일 수 있도록 하는 것이 가능하다. 다시 말해서, 판매자는 로고, 다른 서비스 또는 상표를 사용자나 구매자가 시각적으로 식별할 수 있을 때, 상기 디바이스의 판매자에게 실수가 없도록 상기 디바이스에 상표를 남길 수 있다.
도 4에서, 상기 판매자의 로고는 전극(20, 22, 24, 또는 26) 중 하나의 형태임을 가정한다. 상기 전극(20, 22, 24, 또는 26) 중 하나 또는 전부는 디스플레이 스크린을 볼 때 약간 보여질 수 있다.
상기 클리어 터치패드에 의해 제공될 수 있는 존의 수는 사용되는 클리어 패드의 특성에 따라 수정될 수 있다. 상기 존의 수는 제한 요인은 아니므로, 상기 터치패드 및 관련된 터치패드 센싱 회로는 원하는 만큼의 많은 개별 존을 제공하도록 수정될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 클리어 터치패드의 확대된 개략적 블록도이다. 상기 활성 전극(40, 42, 44, 46)의 모양은 도 4의 모양과는 다르다. 이는 상기 전극의 모양이 원하는 만큼 많은 모양과 패턴으로 수정될 수 있음을 말하는 것이다.
본 발명의 또 다른 중요한 태양으로, 상기 클리어 터치패드의 기능은 다른 기계적 특징부와 결합될 수 있다. 예를 들어, 하나의 원하는 기계적 특징부는 돔 버튼이 될 수 있다. 도 6은 이러한 개념을 도시한 단면도이고, 이때 터치패드 기판(50)이 보여진다. 상기 기판(50)은 기판 위에 상기 클리어 터치패드의 전극(52)의 원하는 패턴 및 레이아웃을 배치하고 있다. 상기 전극 위로는 기계적 돔 스위치(54)가 배치된다. 전극(52)에 의해 제공된 기능은 스크롤링 구역의 기능이 될 수 있다. 상기 기계적 돔 스위치(54)는 따라서 동일한 공간에서 다른 기능을 제공하게 된다. 그러나, 상기 전극(52)은 또한 버튼으로 작용할 수 있다. 따라서, 동일한 영역을 이중으로 사용할 수 있다. 상기 전극이 활성이면, 상기 전극 스위치는 작동된다. 전극이 비활성이면, 상기 기계적 돔 스위치는 다른 입력을 제공하도록 작동될 수 있다.

Claims (1)

  1. 디스플레이 스크린을 갖는 디바이스에 입력을 제공하는 단일층 터치패드에 있어서, 상기 단일층 터치패드는
    - 터치-센서티브 영역의 둘 이상의 개별 구역내에 배치된 제 1 활성 전극으로서, 이때 상기 제 1 활성 전극은 디스플레이 스크린 위로 배치될 때 투명한 상기 제 1 활성 전극,
    - 상기 둘 이상의 개별 구역내의 상기 제 1 활성 전극에 인접하게 배치된 감지 전극으로서, 이때 상기 감지 전극은 상기 디스플레이 스크린 위로 배치될 때 투명한 상기 감지 전극, 그리고
    - 상기 제 1 활성 전극 및 상기 감지 전극에 결합된 터치패드 센싱 회로로서, 이때 상기 터치패드 센싱 회로는 지시 대상이 상기 터치-센서티브 영역과 접촉할 때를 결정하고, 그리고 이때 상기 터치패드 센싱 회로는 상기 둘 이상의 개별 구역에서 상기 지시 대상이 접촉하였던 구역을 결정하게 되는 상기 터치패드 센싱 회로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 단일층 터치패드.
KR1020057001717A 2002-08-02 2003-08-04 터치 존을 갖는 단일층 터치패드 KR20050026070A (ko)

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