KR20060090931A - 터치 스크린 어셈블리용 접촉 입력 장치 - Google Patents

Abstract

접촉 스크린 어셈블리의 능동 영역을 통하여 선형 응답을 제공하는 접촉 입력 장치가 한 기판, 상기 기판의 제 1 표면에 그리고 그 바깥측 주변을 따라 배치된 상대적으로 낮은 저항 재료의 제 1패턴, 그리고 상기 제 1 표면에 배치되며 상기 기판의 바깥측 주변으로부터 내향하여 분리하여 떨어져 있는 내측 주변을 따라 상기 제 1 패턴과 평행하여 연장되는 상대적으로 낮은 저항 재료의 제 2 패턴을 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 패턴은 함께 이들 사이에서 한 저항 영역을 만들며, 상기 저항 영역은 상기 제 1 및 제 2 패턴사이에서 연장되는 다수의 이산 통로를 갖는다. 상기 저항 통로는 상기 저항 영역의 나머지에서 보다 상대적으로 낮은 전기 저항을 갖는 하나 또는 둘 이상의 재료로 형성된다.

Description

터치 스크린 어셈블리용 접촉 입력 장치{CONTACT INPUT APPARATUS FOR TOUCH SCREEN ASSEMBLIES}

도 1은 종래 기술 이중 층 접촉 입력 시스템 일부를 도시한 도면.

도 1A는 종래 기술 이중 층 접촉 입력 시스템 일부를 도시한 도면.

도 2는 도 1에서 도시된 어셈블된 이중 층 접촉 입력 시스템 측 단면도.

도 3은 종래 기술 이론상 단일 층 접촉 입력 시스템을 도시한 도면.

도 4는 종래 기술 단일 층 접촉 입력 시스템을 도시한 도면.

도 5는 종래 기술 단일 층 접촉 입력 시스템을 도시한 도면.

도 5A는 도 5에서 설명된 접촉 입력 시스템 일부의 확대도.

도 6은 본 발명의 단일 층 접촉 입력 장치를 도시한 도면.

도 7은 도 6에서 도시된 접촉 입력 장치 일부의 확대도.

도 8은 전압 극성이 리버스된 도 6에서 도시된 접촉 입력 장치를 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 단일 층 접촉 입력 장치 일부 확대도.

도 10은 본 발명의 단일 층 접촉 입력 장치를 도시한 도면.

도 10A는 도 10에서 설명된 단일 층 접촉 입력 장치 일부의 확대도.

도 11은 본 발명의 단일 층 접촉 입력 장치를 도시한 도면.

도 11A는 도 11에서 도시된 단일 층 접촉 입력 장치 일부의 확대도.

본 발명은 처치 스크린 어셈블리에 대한 것이며, 특히 전압 응용 포인트 그리고 접지사이 능동 영역 주변에서 선형 전압 강하를 제공함으로써, 상기 터치 스크린 어셈블리 능동 영역에서 선형 응답을 제공하는 접촉 입력 시스템에 대한 것이다.

터치 스크린 어셈블리는 상기 어셈블리의 능동 영역내 한 좌표 조정 위치를 결정하기 위한 멀티플 층 또는 단일 층 접촉 입력 시스템을 사용한다. 이차원 적인 전압-베이스 아날로그 접촉 입력 시스템은 저항 표면에서 선형 전압 강하를 필요록 하여 상기 좌표 접촉 위치를 가장 잘 결정할 수 있도록 한다. 이들 달성하기 위한 한 가지 방법은 각기 다른 저항 표면에서 두 독립한 전압 강하를 발생시키는 것이다. 이 같은 이중 층 회로가 종래 접촉 입력 시스템의 한 공통 예이다. 이 같은 종래 시스템의 한 예가 도 1 및 1A에서 도시되며, 두 개의 상대적으로 높은 저항 표면(10, 14)을 도시하고 있고, 이 같은 저항 표면위에서 상대적으로 낮은 저항 재료로 구성된 장방형의 대향된 전극(12, 13, 15, 16)이 연결된다. 이 같은 상대적으로 낮은 저항 전극은 가해진 전압을 균등하게 분산시키며, 전극사이에서 균일한 전압 강하를 발생시킨다.

도 2에서 도시되는 바와 같이, 제 1 및 제 2 표면(10, 14)은 서로 마주보는 관계로 어셈블된다. 제 1 및 제 2 표면(10, 14)는 유전체 스페이서 도트(17)에 의해 분리되어 이들 사이에서 우발적인 접촉이 일어나지 않도록 한다. 그러나, 보통 유연한 기판인 상측 표면(10)은 오퍼레이터의 손가락 또는 스타일러스에 의해 의도적으로 변형되어 구동된 회로의 작동 포인트에서 가해지는 전압이 상기 감지 회로에 적용될 수 있도록 한다. 이와 같이 측정된 전압은 다음 동작으로 상기 작동 좌표 위치를 대표하는 디지탈 값으로 변환된다.

일단 한 좌표가 상기 설명된 바와 같이 성공적으로 결정되면, 상기 이중층 접촉 입력 시스템내 저항 회로의 역할 각각이 스위치되며, 이에의해 상기 제 1 좌표를 결정하기 위해 전압 강하를 발생시키도록 사요되었던 구동된 층이 감지 회로가 되며, 상기 제 1 좌표를 감지하도록 사용된 층은 상기 제 1 접촉 좌표를 결정하기 위해 앞서 발생되었던 전압 강하를 기준으로 90도 오프세트된 선형 전압 강하를 발생시키도록 사용된다. 이와 같은 직각의 관계는 도 1에서 도시된 전극(12,13,15,16)을 한층의 상응하는 전극들이 다른 한층의 전극들과 관련하여 직각의 관계가 되도록 배치함으로써 달성된다.

이중 층 접촉 입력 시스템 선형 특성에도 불구하고, 다수의 심각한 단점이 존재한다. 가령, 층 저항 각각과 저항의 균일도가 위치 정확도를 유지시키기위해 시스템의 동작 수명동안 일정해야 한다. 그러나 반복적인 이와 같은 일정함은, 상기 변형가능 층에서의 저항 코팅이 갈라지는 경향이 있으며, 아니면 시간이 지남에 따라 질이 떨어져서 바람직하지 않은 응답 변동을 발생시키도록 하기 때문에 실제의 응용에서는 도달할 수 없다.

멀티플 층 감지 시스템과 관련하여 상기 설명된 단점은 단일 층에서 X및 Y좌표 전압 강하 모두를 발생시키는 시스템에서 극복될 수 있다. 단일 층에서 접촉을 감지하는 시스템은 저항이 변경되지 않는 재료, 또는 상기 구동 저항 층이 손상을 입지 않는 재료, 또는 연속된 사용으로 질이 떨어지는 것이 키르히호프 제 2 법칙으로 상기 저항층에 대한 변경에 의해 영향을 받지 않는 재료를 사용하여 만들어질 수 있다. 따라서 단일 층 접촉 입력 시스템은 단일 전도 코팅 층을 사용하여 상기 X및 Y좌표 방향 모두로 전압 기울기를 얻도록 한다. 그러나 단일 층 접촉 입력 시스템은, 상기 터치 스크린의 의도된 능동 영역 각 가장 자리를 따라 직선의 낮은 저항 전극을 사용하여 올바르게 동작하지 않는데, 이는 전극 구성이 상기 스크린 에서 영구의 단락 회로를 발생시키기 때문이다.

대신 단일 층 입력 시스템은 도 3에서 도시된 바와 같은 하나 또는 둘 이상의 전기 연결 포인트를 사용한다. 도 3의 상기 장방형 입력 시스템 예에서, 응용 포인트(22)에서 한 전압을 가함으로써 그리고 응용 포인트(23, 25)에서 상기 시스템을 접지시킴으로써, 한 전압 강하가 발생된다. 제 1 좌표 위치는 상기 전압이 응용 포인트(22, 24)에서 적용되어 결정되며, 접촉 입력의 제 2 좌표는 포인트(24, 15)에서 전압을 가하고 그리고 포인트(22, 23)에서 접지시키는 것과 같이, 상기 응용 포인트 한 쌍을 리버스함으로써, 맵될 수 있다. 이 같은 리버스는 상기 접촉 위치의 제 1 좌표를 결정하기 위해 사요되었던 전압 강하를 기준으로 오프세트 90도의 전압 강하를 발생시킨다. 따라서 상기 단일 층 접촉 입력 시스템은 상기 스크린 접촉의 X 및 Y좌표 위치 모두를 결정하기 위해 필요한 90도 오프세트 전압 강하을 발생시킬 수 있다.

그러나 단일 층 접촉 입력 시시템을 사용하게 됨에 따라 발생되는 어려움은 상기 구동 및 접지 포인트사이 재료 고유 저항으로 인한 전장 왜곡이 있다는 것이다. 교정을 하지 않고는, 도 3에서 도시된 시스템의 상기 접촉 입력 필드는 결국 도 4에서 도시된 능동 영역에서 동작되는 전장을 발생시킨다는 것이다. 이 같은 전장 왜곡은 결국 상기 실제 접촉 위치와 직접 관련되지 않은 접촉 입력 신호를 발생시키며, 보다 정확한 접촉 위치 표시를 찾아내기 위해 상기 시스템에 의해 알고리즘 또는 다른 해석적 교정 측정이 사용되어야 한다는 것이다.

다양한 메카니즘이 상기 전장 왜곡을 극복하기 위해 그리고 그에의해 접촉 입력 응답의 전체적인 선형도를 개선시키기 위해 개발되어 왔다. 단일 층 접촉 입력 시스템 생산업자는 상기 접촉 입력 층의 주변에서 상기 저항 재료로 직접 가해지는 한 세트의 전극을 사용하여 상기 저항을 줄이도록 하였다. 다수의 인접한 및/또는 사이에 끼이는 전극을 사용하여 상기 접촉 입력 층 전체 선형도를 개선하도록 하였으나, 상기 구동된 그리고 상기 스크린의 각각 접지된 부분들이 제로로 세트될 수 없기 때문에 아직도 전장 왜곡의 문제는 남아 있다. 부분적으로 개선된 접촉 입력 층의 예가 도 5 그리고 5A에 도시되며, 상기 전장 왜곡은 아직 남아 있다.

전장 왜곡을 줄이기 위해 다양한 다른 방법론들이 개발되었고 단일 층 접촉 입력 시스템내에 사용되었다. 그러나, 오늘날 까지 제안된 시스템 각각은 상기 터치 응답 영역의 상대적으로 넓은 전극 패턴 또는 왜곡된 주변 부분을 숨기기 위해 상대적으로 넓은 수동 주변 영역을 제안하였다.

종래의 단일층 시스템에서 또다른 고유한 문제는 상기 능동 영역의 주변에서 제로에 가까운 저항 전극에 인접한 접촉위치에서 "후킹(hooking)" 효과가 있다는 것이다. 이 같은 후킹 효과는 가능한 한 작은 개별 전극을 사용하여 최소로 되는 것으로 알려져 있다. 그러나 단일 층 접촉 입력 시스템에서 전극을 설치하는 현재의 기술은 제한이 있는 것이다.

따라서 본 발명의 목적은 작은 수동 주변 영역에서 많은 수의 전극을 사용하며, 상기 능동 영역에서 높은 수준의 선형 터치 응답을 얻을 수 있도록 하는 한 단일 층 접촉 입력 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 단일 층 접촉 입력 시스템의 능동 영역에서 최소로 간섭하는 에지 선형 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 접촉 입력 시스템 주변에서 연장된 다수의 공간적으로 떨어져 있는 낮은 저항 패턴을 사용하는 에지 선형 구성을 가지는 단일 층 접촉 입력 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 에지 선형 구성이 다수의 공간적으로 떨어진 낮은 저항 패턴사이에서 연장된 저항 통로들을 포함하며, 상기 저항 통로들이 사전에 정해진 저항이어서 상기 전압 응용 위치에서부터의 거리에 따라 낮는 저항 패턴에서의 전압 강하를 선형화하도록 하는 단일 층 접촉 입력 시스템을 위한 에지 선형 구성을 제공하는 것이다.

본원 발명에 의해, 선형 응답의 능동 영역이 단일 층 접촉 입력 시스템을 위 해 제공된다. 본 발명의 상기 장치는 측명의 보상 전극을 사용하지 않고, 그리고 상기 능동 영역내로 내향하여 배치된 포물선 전극 패턴을 포함하지 않고 측면 전압 보상을 가능하게 한다. 특히, 본 발명은 상기 패턴들이 상기 저항 기판의 주변에 배치되는 상대적으로 낮은 저항 재료의 다수의 떨어져 분리된 패턴을 사용함을 포함한다. 이와 같이 떨어져 있는 낮은 저항 재료 패턴과 조화되어, 다수의 이산 저항 통로가 두 개 또는 그 이상의 낮은 저항 패턴사이에서 연장되어 제공된다. 이 같은 통로는 상기 접촉 입력 시스템내 전압 응용 포인트에 대한 근접도 각각에 따라 각기 다른 저항 값을 가진다.

한 특정 실시 예에서, 본 발명의 상기 접촉 입력 장치는 한 기판, 상기 기판의 제 1 표면에 그리고 그 바깥측 주변을 따라 배치된 상대적으로 낮은 저항 재료의 제 1패턴, 그리고 상기 제 1 표면에 배치되며 상기 기판의 바깥측 주변으로부터 내향하여 분리하여 떨어져 있는 내측 주변을 따라 상기 제 1 패턴과 평행하여 연장되는 상대적으로 낮은 저항 재료의 제 2 패턴을 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 패턴은 집합적으로 이들 사이에서 한 저항 영역을 만들며, 상기 저항 영역은 상기 제 1 및 제 2 패턴사이에서 연장되는 다수의 이산 통로를 갖는다. 상기 저항 통로는 상기 저항 영역의 나머지에서 보다 상대적으로 낮은 전기 저항을 갖는 하나 또는 둘 이상의 재료로 형성된다.

바람직하게는, 상기 접촉 입력 장치가 네 측면과 네 코너를 갖는 장방형이며, 상기 제 2 패턴에 의해 만들어진 주변 경계내 제 1 표면에서 한 능동 영역을 갖는다. 상기 제 1 및 제 2 패턴은 어는 하나 또는 둘 모두가 다수의 불연속 전극 또는 상대적으로 낮은 저항 재료의 연속 트레이스로 형성된다. 상기 접촉 입력 장치는 적어도 한 측면을 따라 배치된 다수의 저항 통로를 더욱 포함하며, 상기 기판의 코너 각각에 근접한 저항 통로 각각이 각 코너에서 떨어진 저항 통로 각각보다 높은 저항을 가진다. 또한, 상기 저항 통로는 상기 코너로부터 상기 코너 사이 중간 지점 각각으로 저항이 점차 작아 지게 된다.

또다른 실시 예에서, 본원 발명의 상기 접촉 입력 장치는 능동 영역내에서 제 1의 균일한 저항, 그리고 상기 기판 바깥측 주변을 따라 배치된 상대적으로 낮은 저항 재료의 제 1 및 제 2 패턴 각각 사이에 만들어진 저항 영역내 제 2 불연속 저항을 갖는 기판을 포함한다. 상기 제 2 패턴은 상기 제 1 패턴으로부터 내측을 향해 상기 제 1 패턴으로부터 분리하여 있다. 상기 저항 영역은 상대적으로 높은 저항 재료의 불연속 부분을 포함하며, 이들 불연속 부분들 사이에서 상대적으로 낮은 저항 갭(gap)을 만들고, 이들 갭들이 상기 제 1 및 제 2 패턴사이에서 불연속 저항 통로를 형성시킨다.

상기 접촉 입력 장치는 상기 기판의 바깥측 주변에서 하나 이상의 전압 적용 포인트를 포함하며, 사전에 정해진 전압이 제 1 패턴에 적용되고 제 2 패턴에서 유도 되어진다. 바람직하게는 상기 저항 통로 각각이 상기 전압 적용 포인트로부터의 거리가 증가함에 따라 저항이 점차 작아져서, 등전위 전압이 제 1 및 제 2 패턴에 평행한 전체 길이를 따라 발생되도록 한다.

단일 쉬트 저항-타입 터치 센서가 상기 센서 한 주변 부에 위치한 한 전압 적용 포인트를 갖는 기판을 포함한다. 상기 터치 센서는 상기 기판의 주변 부를 따 라 배치된 상대적으로 낮은 저항 재료의 제 1 및 제 2 패턴을 포함하며, 상기 제 2 패턴이 상기 제 1 패턴으로 부터 내측을 향해 떨어져 불리된다. 상기 제 1 및 제 2 패턴사이 연속 공간은 제 1 전기 저항의 제 1 부분 그리고 제 2 전기 저항의 제 2 부분을 갖는 저항 영역을 만든다. 상기 제 1 부분은 상기 제 2 부분 저항보다 상대적으로 높은 전기 저항을 가지며, 상기 주변 부분주위에서 불연속 패턴으로 형성된다. 상기 제 1 부분의 불연속 패턴은 상기 제 1 패턴으로부터 상기 제 2 패턴으로 연장된 제 2 부분만의 다수의 연속 통로를 만든다. 바람직하게 상기 통로 각각은 제 1 및 제 2 패턴사이에서 정해진 저항을 가지며, 상기 통로의 각 저항은 상기 통로 각각으로의 전압 적용 포인트가 증가함에 따라 점점 줄어든다.

하기에서는 첨부도면을 참조하여 본원 발명을 상세히 설명한다.

본 원 발명의 한 실시예가 도 6에서 도시되며, 접촉 입력 장치(40)가 제 1 표면(44)을 갖는 기판(42)을 포함하고, 상기 제 1 표면위에 상대적으로 낮은 저항 재료로 만들어진 제 1 및 제 2 패턴(50, 52)이 배치되어 진다. 제 1 패턴(50)은 기판(42)의 바깥측 주변(46)을 따라 연장되고, 제 2 패턴(520은 제 1 패턴(50)과 평행한 관계로 기판(42) 주변으로 연장된다. 도 6에서 도시된 바와 같이, 제 2 패턴(52)은 바깥측 주변(46)으로부터 내측을 향해 떨어져 있는 기판(42)의 내측 주변을 따라 연장된다. 제 2 패턴(52)이 제 1 패턴(50)과 평행한 관계로 연장된 것으로 도 6에서 도시되 있으나, 본 발명은 제 1 및 제 2 패턴(50, 52)을 위한 다양한 상대적인 구성을 만들 수 있다. 가령, 제 2 패턴(52)은 측면(61,62, 63 및 64) 각각의 중 간 지점(53A, 53B, 53C, 및 53D)에서 꼭지점을 포물선 경로를 따라 제 1 패턴(50)을 향해 외향하여 구부려 질 수 있기도하다. 선택에 따라서는, 제 1 패턴(50)이 측면(61, 62, 63 및 64)을 따라 각각의 포물선 경로를 따라 제 2 패턴(52)을 향해 내측을 향해 구부려 질 수 있기도하며, 이때 상기 측면은 제 패턴(50)의 중간 지점(54A, 54B, 54C, 및 54D)에서 꼭지점을 갖는다. 또한, 제 1 및 제 2 패턴(50, 52)은 서로를 향해 구부려 질 수 있기도 하며, 혹은 필요로 되는 응용에 따라 다른 비-선형 구성으로 만들어질 수 있기도 하다.

기판(42)은 유리, 플라스틱, 또는 기타의 재료로부터 만들어진 저항 몸체이며, 제 1 표면(44)에 배치된 하나 또는 둘 이상의 저항 코팅을 더욱 포함한다. 이와 같은 코팅은 가령 리튬-주석 산화물(ITO), 주석 산화물, 주석 안티몬 산화물, 인듐 산화물, 탄화 재료등과 같은 반도체 금속 산화물을 포함한다. 균일한 저항 표면을 갖는 사전 제작 기판이 널리 상업적으로 이용될 수 있다. 기판(42)은 제 1 표면(44)에서 저항 코팅을 포함할 수 있기도 하다.

기판(42)은 네 개의 측면(61, 62, 63, 64) 그리고 네 개의 코너(66, 67, 68, 69)을 갖는 장방형 영역을 만드는 것으로 도면에서 도시된다. 그러나 기판(42)은 장방형이 아닌 주변 구성을 만들 수 있으며, 평면, 원통형, 또는 이차원의 다른 복잡한 모양으로 구성될 수 있기도 하다.

도 6에서 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 패턴(50, 52)은 제 1 표면(44)에서 이들 패턴들 사이에서 저항 영역(72)을 만든다. 저항 영역(72)은 도 7에서 더욱 상세하게 설명되며, 접촉 입력 장치(40) 일부를 설명한다. 저항 영역(72)은 제 1 및 제 2 패턴(50, 52)사이에서 다수의 이산 저항 통로(74)을 만드는 유사하지 않은 저항 영역을 포함한다. 저항 통로(74)는 제 1 및 제 2 패턴(50, 52) 각 부분 사이 최소 전기 저항 통로를 나타내는 점선에 의해 도 7에서 도시된다. 따라서 이 같은 저항 통로(74)는 우회 세크먼트(76) 형태의 전기 저항 재료 불연속 패턴에 의해 불 연속적으로 만들어지며, 우회 패턴(78)을 형성한다. 따라서 저항 통로(74)는 저항 영역(72) 나머지를 형성시키는, 우회 패턴(78)을 만드는 재료보다 상대적으로 낮은 전기 저항값을 갖는 하나 또는 둘 이상의 재료를 형성된다.

상기 설명된 바와 같이, 본 발명의 일차 목적은 상기 장치(40)의 선형 응답 능동 영역(45)을 제공하는 것이다. 능동 영역(45)에서 선형 응답을 얻기 위한 제 1 특징은 전압 적용 포인트와 접지 포인트(존재한다면)사이 장치(40)내 모든 전극에서의 전압 강하를 균등하게 함으로써 측면 보상 또는 "바우 효과(bow effect)"를 제공하는 것이다. 이 같은 전압 응용 포인트들 그리고 접지 포인트들이 도 6에서 코너(66, 67, 68, 69)로 도시되고 설명된다. 능동 영역(45)에서 터치 사건의 X 및 Y 축 좌표 위치 모두를 얻을 수 있기 위해, 90도 전압 강하 오프세트 기능이 장방형 장치(40)의 경우 코너(67, 69)와 같은 한 세트의 대각선 대향 코너들 극성을 리버스함으로써 적용된다. 이와 같은 관계가 도 6과 8 사이에서 점진적으로 설명되며, 코너(69)에는 처음 전압 전위가 제공되고, 코너(67)에는 접지 전위가 제공되고, 그리고 상기 코너들의 특징을 스위칭하여, 코너(69)가 접지되는 동안 코너(67)는 일정 전압 전위를 가질 수 있도록 한다. 제1 및 제 2 패턴(50, 52)으로의 전기 전위 적용중에 이들 패턴에 대한 측면 보상은 도7에서 도시된 신규한 배치에 의해 제공된다. 장치(40)의 능동 영역에서의 등 전압 전위를 만들기 위해 그리고 상기 시스템의 높고 낮은 전위 각각을 발생시키기 위해 사용된 제 1 및 제 2 패턴(50, 52)의 각 부분을 만들기 위해, 제 1 및 제 2 전극(50, 52) 사이 본질적으로 다른 저항 경로가 발생된다.

전극 레그 각각을 만드는 측면(61, 62, 63, 64)의 중앙을 향하여 중립의 저항 강하를 반작용 시키기위해, 제 1 및 제 2 패턴(50, 52)사이의 저항이 상기 전압적용 포인트 및/또는 시스템(40)의 접지 포인트로부터의 거리에 따라 조정된다. 특히, 각 전극 측면 코너 모두가 등 전압 전위로 세트되는 때(전압이 가해지거나 접지됨), 상기 할당된 전압은 상기 전극 패턴내 고유한 전기 저항으로 인해 각 코너 사이 전기 패턴에서 강하된다. 전극을 가로지르는 경우에서와 같은 전압 불 균등을 극복하기 위해, 본 발명의 장치(40)는 상기 각 코너로부터 멀리 떨어진 제 2 패턴(52) 부분과 비교하여, 코너 각각에 근접한 제 2 패턴 부분으로 더욱더 많은 저항을 추가 시키기 위한 수단을 사용한다. 이와 같이 추가된 저항은 제 1 및 제 2 패턴(50, 52)사이에서 분리하여 전기 저항 재료를 사용하여 저항 영역(72)에서 얻어진다. 또한, 장치(40) 코너 각각으로부터의 거리에 따라 제 2 패턴(52)으로의 상기 "추가된" 저항의 차이는 전극 레그(leg)를 만드는 코너 각각으로부터의 거리 함수로서 제 1 및 제 2 패턴(50, 52)사이에 배치된 전기 저항의 크기를 변경시킴으로써 얻어진다. 바람직한 실시 예에서, 제 1 및 제 2 패턴(50, 52)사이 저항 변경은 각기 다른 길이, 폭, 및/또는 재료를 갖는 상대적인 컨덕턴스의 통로를 발생시킴으로써, 상기 통로 길이, 및/또는 재료 저항이 감소함에 따라, 및/또는 상기 통로 폭 이 제 1 및 제 2 패턴(50, 52)사이에서 증가함에 따라 상기 저항이 감소하도록 하여 가능해진다. 도 7에서 도시된 실시 예에서, 전극 레그 코너 각각에 근접하여 배치된 통로(74) 각각은 그와 같은 각각의 코너들로부터 멀리 떨어져 배치된 통로(74)보다 상대적으로 길다. 가령, 전극 레그 중간 점(54)은 상기 전극 레그 코너 각각으로 부터 제 1 및 제 2 패턴(50, 52)사이 가장 먼 통로를 나타내기 때문에 가장 짧은 통로이다.

도 7에서 도시된 바와 같이, 통로(74)는 엇갈린 상대적인 방향으로 저항 영역(72)에서 우회 세크먼트(76)의 예정된 위치에 의해 더욱 짧거나 길도록 만들어진다. 우회 세그먼트(76)가 저항 영역(72) 나머지에서 보다 더욱 높은 전기 저항을 갖거나 적어도 통로(74)에서보다는 높은 전기 저항을 갖는 재료로 만들어진다는 사실로 인해, 도 7에서 도시된 것과 유사한 구성으로 서로에 대하여 상기 우회 세그먼트들을 엇갈리게 함으로써, 최소 전기 저항의 경로가 주변으로 방향을 돌려지게 한다. 따라서 우회 세스먼트(76)를 일정한 각도로 엇갈리게함으로써 각기 다른 길이의 통로(74)을 제공하며, 따라서 각기 다른 전체 전기 저항을 제공한다.

통로(74)에는 또한 아니면 대신에 각 저항의 폭을 조정함으로써 본질적으로 다른 수준의 저항이 제공될 수 있다. 통로(74)의 상기 전체 저항이 폭을 증가시키는 함수로서 줄어들기 때문에, 전극 레그의 각 코너에 근접하여 배치된 통로(74)는 그와 같은 각 코너로부터 멀리 떨어져 있는 통로(74)에서 보다 상대적으로 좁다. 또한, 가변 길이 그리고 폭의 조합은 본 발명에 의해 각 코너로부터의 거리가 증가하는 때 제 1 패턴(50)과 제 2 패턴(52)사이에서와 같이 줄어드는 저항 특성에 영 향을 줄수 있도록 사용된다.

다양한 재료가 장치(40)의 저항 영역(72)에서 사용하기 위해 사용된다. 바람직한 실시 예에서, 기판(42)의 제 1 표면은 ITO와 같은 저항 재료로 코팅될 수 있다. 그러나 이와 같은 저항 재료 코팅은 상기 베이스 기판에서보다 전기 저항이 적으며, 우회 세그먼트(78)가 나머지 저항 코팅에서 보다 높은 전기 저항 을 갖는 우회 패턴(78)을 형성하도록 저항 영역(72)에서의 저항 코팅을 부분적으로 제거시킴으로써 형성될 수 있게 된다. 한 특정 실시 예에서, 우회 패턴(78)을 형성시키기 위해 그와 같은 저항 코팅을 제거시키는 것은 공지의 삭제 기술을 통하여 수행될 수 있다. 그러나 다른 실시 예에서, 우회 세그먼트(76)는 스크린 프린트된 그렇지 않으면 저항 영역(72)에서 기판(42)상에 배치된 전기 저항 재로 형성될 수 있다. 마찬가지로, 이와 같이 전기적으로 저항 재료 배치는 ITP등과 같은 저항 재료 코팅위에 실시 될 수 있다. 이와 같은 전기 저항 재료를 우회 패턴(78)을 위해 불연속 패턴으로 적용시키는 것은 스크린 프린팅, 진공 증착등과 같은 다양한 공지 기술을통하여 달성될 수 있다.

본 발명의 또다른 실시 예가 도 9에서 설명되며, 저항 영역(172)이 제 1 및 제 2 패턴(150, 152)사이에서 연장되는 다수의 통로(174A-E)를 포함한다. 상기에서 설명된 바와 같은 본질적으로 상이한 저항 추가 측정을 달성하기 위해, 통로(174A-E) 각각이 각기 다른 전기 저항값을 갖는 각기 다른 재료로부터 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 통로(174A)가 통로(174B)보다 높은 전기 저항을 가지며, 통로(174B)는 통로(174C)보다 상대적으로 높은 전기 저항을 갖는 재료로부터 만들어지 고, 이 같은 구성으로 계속하여 진다. 통로(174D)는 장치(140)의 각 측면 중간 점(154)에 위치하기 때문에, 통로(174D)는 도10에서 설명된 배치의 통로(174)들에서 사용된 모든 재료가운데 가장 낮은 전기 저항을 갖는 재료로부터 만들어지는 것이 바람직하다. 물론, 코너들 각각으로부터 더욱 멀리 떨어져 배치된 통로들이 상대적으로 낮은 전기 저항값을 사용한다면, 상기 측면 각 코너들로 부터 같은 거리에 있는 통로(174)의 해당 쌍들은 동일한 재료로부터 만들어질 수 있다.

도 7 및 9에서 설명된 실시 예에서, 각 통로(74, 174)는 특정 응용에서 필요한 전압 강하 보상의 전체 크기에 해당되는 저항값을 정확하게 사정할 수 있도록 하였다. 다시말해서, 통로(74, 174) 각각에는, 전압 강하 보상 전체 부하가 접촉 입력 장치의 측면 각각에서 수행된다고 할때, 그 각각의 분담몫에 적절한 사전에 정해진 전기 저항이 제공된다. 상기에서 설명된 바와 같이, 제 1 및 제 2 패턴(50, 52)은 도체 또는 반도체와 같은 상대적으로 낮은 전기 저항 재료로 부터 만들어지는 것이 바람직하다. 바람직한 실시 예에서, 제 1 및 제 2 패턴(50, 52)은 은, 금, 또는 다른 전도 재와 같은 금속 재료로 부터 만들어진다. 이와 같은 금속 재료는 가령 잉크 형태로 제 1 및 제 2 패턴(50, 52)의 바람직한 구성으로 적용된다.

또한, 제 1 및 제 2 패턴(50, 52)은 상대적으로 낮은 저항 재료의 연속 및 불 연속인 세스먼트 모두를 포함하는 다양한 구성으로 형성될 수 있다. 도 6-9에서 설명된 실시 예에서, 제 1 및 제 2 패턴(50, 52)은 기판(42)의 주변에서 상대적으로 낮은 저항 재료의 연속 트래이스를 만드는 전극을 형성시킨다. 상기에서 설명된 바와 같이, 비록 상대적으로 낮은 저항 재료의 연속 트레이스가 커다란 전류 드로 (draw)를 발생시키는 단점을 포함하지만, 본원 발명에서는 능동 영역(45) 그리고 저항 영역(72)보다 저항이 적은, 중간 전도도의 재료를 제 1 및 제 2 패턴에서 사용한다. 이와 같은 중간 전도도 재료는 가령 반도체 재료를 포함할 수 있다.

그러나 또다른 실시 예에서, 다수의 불연속 전극은 제 1 및 제 2 패턴(50,52)을 각각 만든다. 도 10, 10A는 제 1 및 제 2 패턴(250, 252)에 다수의 불연속 전극을 사용하는 접촉 입력 장치(240)의 바람직한 실시 예를 설명한다. 상기 전극들은 따로 떨어져 있으며, 그러나 중간에 끼인 및/또는 겹쳐진 부분을 사용하여 저항을 줄이도록 하고, 따라서 이들 사이의 전압 강하를 줄이도록 한다. 제 1 및/또는 제 2 패턴에 대한 불연속 전극 패턴으 또다른 예가 도 11 및 11A에서 도시되며, 여기서 제 1 및 제 2 패턴(350, 352)은 일련의 겹쳐지는 전극 세그먼트를 포함한다. 매우 다양한 사이에 끼이는 및/또는 중첩되는 전극 세스먼트 패턴이 본 발명과 관련하여 사용될 수 있으며, 본원 발명 기술분야 당업자에게 잘알려져 있는바와 같다. 따라서 연속 또는 불연속 전극 세스먼트 및 구성의 다양한 조합이 본원 발명의 접촉 입력 장치에서 사용될 수 있다. 따라서 상기 도면 설명에서 식별되는 예들은 본원 발명에서 사용될 수 있는 다양한 타입 및 구성의 전극에 대한 제한으로 해석되어서는 아니된다.

본원 발명의 접촉 입력 장치에 의해 소개되는 또다른 장점은 많은 수의 전극 세스먼트를 사용하여 전극 레그 전극 스트링에 인접한 능동 영역 주변에서 불연속 전압 강하를 최소로 한다는 것이다. 후킹 효과(hooking effect)가 전도 전극 세그먼트의 근접한 곳에 위치하기 때문에 능동 영역의 주변에 있는 통상의 접촉 입력 시스템에서 발견된다. 상기 후킹 효과는 더욱더 작은 크기의 전극을 사용하여 최소로 될 수 있으며, 인접한 전극 세스먼트들 사이 전압 전위 차가 줄어들도록 한다. 이 같은 효과는 전극 레그에서 각 전극의 저항을 결정하기 위해 다음의 관계식에 의해 결정될 수 있다.

상기 식에서 Rs 는 높은 저항 균일 기판의 공칭 저항값;

L 는 인접 전극 세그먼트들 사이 오버랩된 거리;

W 는 인접 전극 세그먼트들사이의 거리; 그리고

N 는 상기 전극 레그내 저항기 갭(gap)의 수이다..

전극 레그 각각은 : (1) 두 포인트가 등 전위로 세트된 때, 한 전극 쌍의 가장 가까운 구동 또는 접지 포인트사이에서 전극 레그 모든 내측 전극들에서 등전위 전압; 그리고 (2) 한 전압을 상기 전극 레그의 한 코너에 전압을 적용하고 그 대향 부분을 접지시키는 것과 같이, 두 전압 전위가 적용되는 때 상기 전극 레그의 전체 길이를 통해 선형 전압 강하를 발생시킨다. 모든 내측 전극에서 등전위 전압을 발생시키기 위해, 상기 전극 레그의 전도 코너 세그먼트들이 예정된 전압 또는 접지로 세트되며, 90도 오프세트로 동일한 코너에 부착된 전극들은 교대 전위(전압 전위 또는 접지)로 세트된다.

가령 도 10에서 도시된 바와 같이, 제 2 패턴(252)은 제 1 패턴(250)보다 더욱 큰 전극 세그먼트를 포함하여 통상의 접촉 입력 시스템과 관련된 후킹 효과를 더욱 줄일 수 있도록 한다. 또한, 도면 부호(74)로 도 8에서 도시된 바와 같이, 저항 통로를 통해 제 1 패턴(250)에서의 전극으로 제 2 패턴의 모든 제 2 또는 제 3 전극만을 연결시킴으로써, 제 2 패턴(252)의 전극들이 브리지 전극으로서 작용하며 제 1패턴(250)에 동작할 수 있도록 연결된 것들을 조정하고, 상기 전극들이 균등 전위가 전극 레그 각각의 두 단부에 적용되는 때 상기 전압를 균등하게 분산시킨다.

본 발명의 접촉 입력 시스템에 의해 밝혀진 또 다른 장점은 측면 보상 전극에 할당되는 주변 영역이 상당히 감소한다는 것이다. 바람직한 실시 예에서, 장치(40)의 능동 영역(45) 바깥측 주변 영역 폭"W"은 3-5mm이다. 이와 대비하여, 통상적인 접촉 입력 시스템에서의 폭 크기는 약 10-20mm 이다. 결과적으로, 더욱 큰 능동 영역이 상기 전체 접촉 입력 장치를 확대하지 않고 얻어질 수 있다.

본원 발명은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도에서 다양한 다른 장치로서 수행될 수 있기도 한 것이다.

Claims (26)

1. 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치에 있어서, 상기 접촉 입력 장치가:

   (a) 기판;

   (b) 상기 기판의 제 1 표면에 그리고 그 바깥측 주변을 따라 배치된 상대적으로 낮은 저항 재료의 제 1패턴;

   (c) 상기 기판 제 1 표면에 배치되며 상기 기판의 바깥측 주변으로부터 내향하여 분리하여 떨어져 있는 내측 주변을 따라 상기 제 1 패턴과 평행하여 연장되는 상대적으로 낮은 저항 재료의 제 2 패턴;

   (d) 상기 제 1 및 제 2 패턴사이 제 1 표면에서 한 영역에 의해 만들어지는 저항 영역으로서, 상기 제 1 및 제 2 패턴사이에서 연장되는 다수의 이산 저항 통로를 가지며, 상기 저항 통로가 상기 저항 영역의 나머지에서 보다 상대적으로 낮은 전기 저항을 갖는 하나 또는 둘 이상의 재료로 형성되는 저항 영역을 포함함을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 기판의 제 1 표면에서 상기 제 2 패턴에 의해 만들어진 주변 경계내에 한 능동 영역을 포함함을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 패턴이 다수의 불연속 전극을 포함함을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 패턴이 상대적으로 낮은 저항 재료의 연속 트레이스를 포함함을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 패턴이 다수의 불연속 전극을 포함함을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치.
6. 제 1항에 있어서, 제 2 패턴이 상대적으로 낮은 저항 재료의 연속 트레이스를 포함함을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 패턴이 0.2-10 mm 크기로 상기 제 1 패턴으로부터 떨어져 있음을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기 저항 영역에 배치된 제 1 저항 재료를 포함하며, 상기 제 1 저항 재료가 상기 기판의 전기 저항값보다 상대적으로 적은 전기 저항값을 가짐을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 저항 통로가 상기 제 1 저항 재료 층으로 구성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치.
10. 제 9항에 있어서, 상기 저항 통로가 상기 저항 영역으로 부터 상기 제 1 저항 재룡층을 부분적으로 제거함으로써 구성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치.
11. 제 10항에 있어서, 상기 부분적 제거가 저항 재료 층 삭제를 통하여 달성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치.
12. 제 1항에 있어서, 상기 기판이 네개의 측면 그리고 네개의 코너를 갖는 장방형임을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치.
13. 제 12항에 있어서, 다수의 상기 저항 통로가 상기 측면 중 적어도 한 측면을 따라 배치되며, 상기 기판의 코너 각각으로 부터 가까이에 있는 저항 통로 각각이 상기 코너 각각으로부터 멀리 있는 저항 통로 각각보다 저항이 크도록 됨을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치.
14. 제 13항에 있어서, 상기 저항 통로가 상기 코너들 사이 상기 코너들로부터 중간점으로 점점 저항이 작아짐을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치.
15. 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치에 있어서,

    (a) 네 측면과 네 코너를 갖는 장방형 기판;

    (b) 상기 기판의 제 1 표면에서 바깥측 주변을 따라 배치된 상대적으로 낮은 저항 재료의 제 1 패턴;

    (c) 상기 기판의 제 1 표면에 배치되며 상기 기판의 바깥측 주변으로부터 내측을 향해 불리하여 떨어져 있는 내측 주변을 따라 제 1패턴과 평행한 관계로 연장되는 제 2 패턴으로서, 상기 제 1 및 제 2 패턴은 이들 패턴의 저항 값보다 상당히 높은 저항값을 갖는 하나 또는 둘 이상의 재료로 만들어진 다수의 구분이되는 저항 통로를 통하여 연결됨을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치.
16. 제 15항에 있어서, 한 저항 영역이 상기 제 1 및 제 2 패턴사이 상기 제 1 표면에서의 영역에 의해 만들어짐을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치.
17. 제 16항에 있어서, 상기 저항 통로들이 상기 저항 영역 나머지에서보다 상대 적으로 작은 전기 저항값을 가지는 하나 또는 둘 이상의 재료로 형성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치.
18. 제 15항에 있어서, 상기 기판의 제 1 표면에 한 저항 코팅을 포함함을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치.
19. 제 18항에 있어서,

    상기 저항 코팅이 상기 기판의 전기 저항 값보다 작은 전기 저항값을 가짐을 특징으로하는 터치 스크린 어셈블리에서 사용하기 위한 접촉 입력 장치.
20. 터치 스크린 어셈블리의 능동 영역을 통하여 선형 응답을 제공하기 위한 접촉 입력 장치로서, 상기 접촉 입력 장치가

    (a) 능동 영역내에서 제 1의 균일한 저항, 그리고 상기 기판 바깥측 주변을 따라 배치된 상대적으로 낮은 저항 재료의 제 1 및 제 2 패턴 각각 사이에 만들어진 저항 영역내 제 2 불연속 저항을 갖는 기판을 포함을 포함하며, 상기 제 2 패턴은 상기 제 1 패턴으로부터 내측을 향해 상기 제 1 패턴으로부터 분리하여 있고, 상기 저항 영역은 상대적으로 높은 저항 재료의 불연속 부분을 포함하며, 이들 불연속 부분들 사이에서 상대적으로 낮은 저항 갭(gap)을 만들고, 이들 갭들이 상기 제 1 및 제 2 패턴사이에서 다수의 불연속 저항 통로를 형성시킴을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리의 능동 영역을 통하여 선형 응답을 제공하기 위한 접촉 입력 장치.
21. 제 20항에 있어서, 상기 기판의 바깥측 주변에서 하나 이상의 전압 적용 포인트를 포함하며, 사전에 정해진 전압이 상기 제 1 패턴에 적용될 수 있음을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리의 능동 영역을 통하여 선형 응답을 제공하기 위한 접촉 입력 장치.
22. 제 21항에 있어서, 상기 저항 통로 각각이 상기 전압 적용 포인트로부터 멀어짐에 따라 점점 작은 저항을 갖게 되며, 선형 전압 강하가 상기 능동 영역에서 발생되도록 함을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리의 능동 영역을 통하여 선형 응답을 제공하기 위한 접촉 입력 장치.
23. 제 20항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 패턴이 0.5- 5 mm 의 크기로 서로 떨어져 있음을 특징으로 하는 터치 스크린 어셈블리의 능동 영역을 통하여 선형 응답을 제공하기 위한 접촉 입력 장치.
24. 능동 영역을 통하여 선형 응답을 갖는 단일 쉬트 저항-타입 터치 센서에 있어서, 상기 센서가:

    (a) 상기 센서 한 주변 부에 위치한 한 전압 적용 포인트를 갖는 기판; 그리고

    (b) 상기 기판의 주변 부를 따라 배치된 상대적으로 낮은 저항 재료의 제 1 및 제 2 패턴을 포함하며, 상기 제 2 패턴이 상기 제 1 패턴으로 부터 내측을 향해 떨어져 불리되고, 상기 제 1 및 제 2 패턴사이 연속 공간은 제 1 전기 저항의 제 1 부분 그리고 제 2 전기 저항의 제 2 부분을 갖는 저항 영역을 만들며, 상기 제 1 부분은 상기 제 2 부분 저항보다 상대적으로 높은 전기 저항을 가지며, 상기 주변 부분주위에서 불연속 패턴으로 형성되고, 상기 제 1 부분의 불연속 패턴은 상기 제 1 패턴으로부터 상기 제 2 패턴으로 연장된 제 2 부분만의 다수의 연속 통로를 만들도록 함을 특징으로 하는 능동 영역을 통하여 선형 응답을 갖는 단일 쉬트 저항-타입 터치 센서.
25. 제 24항에 있어서, 상기 통로 각각은 제 1 및 제 2 패턴사이에서 정해진 길이를 가지며, 상기 전압 응용 포인트로부터 상기 통로 각각으로의 길이가 증가함에 따라 상기 통로의 각 길이가 점점 줄어들게 됨을 특징으로하는 능동 영역을 통하여 선형 응답을 갖는 단일 쉬트 저항-타입 터치 센서.
26. 제 24항에 있어서, 상기 통로 각각이 상기 제 1 및 제 2 패턴사이에서 예정된 저항을 가지며, 상기 전압 응용 포인트로부터 상기 통로 각각으로의 길이가 증가함에 따라 상기 통로의 각각의 저항이 점점 줄어들게 됨을 특징으로하는 능동 영역을 통하여 선형 응답을 갖는 단일 쉬트 저항-타입 터치 센서.

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