KR20070005888A - 전자 장치 및 이 장치의 터치패널 배치 방법 - Google Patents

전자 장치 및 이 장치의 터치패널 배치 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자 장치 및 이 장치의 터치패널 배치 방법을 공개한다. 화면을 디스플레이 하는 디스플레이 패널, 커버면과 복수개의 전극을 구비하고, 상기 복수개의 전극이 상기 커버면에 부착되는 터치패널을 구비하며, 상기 복수개의 전극으로부터 발생되는 정전용량의 변화에 따른 딜레이를 감지하여 디지털 데이터 신호를 출력하는 복수개의 디지털 콘택트 컨트롤러를 구비하는 센서부를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
따라서, 따라서, ITO층의 전면 도포를 실시한 고가의 기판을 사용하지 않고서도 사용자의 편의나 목적에 따라 다양한 응용이 가능한 저가의 터치패널을 구비하는 전자 장치의 구현이 가능하다.

Description

전자 장치 및 이 장치의 터치패널 배치 방법{Electronic device and touch panel arrangement method of the same}
도1은 종래의 액정표시장치의 표시면에 터치패널을 구비하는 디스플레이 시스템의 구성을 간략히 나타낸 도면이다.
도2는 도1의 터치패널의 구성을 나타낸 단면도이다.
도3a는 본 발명의 터치패널을 구비한 전자 장치의 구조를 설명하기 위한 제1 실시 예에 따른 단면도를 나타낸 것이다.
도3b는 도3a에 도시된 구조를 간략히 나타낸 평면도이다.
도3c는 본 발명에 따른 전극의 접촉 감지 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도3d는 본 발명의 센서부에 구비되는 디지털 콘택트 컨트롤러의 블록도이다.
도4a, 4b는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 도면을 나타낸 것이다.
도5a, 5b는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 도면을 나타낸 것이다.
도6은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 도면을 나타낸 것이다.
도7은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 도면을 나타낸 것이다.
본 발명은 전자 장치에 관한 것으로, 특히 화면을 표시하는 패널의 화면 표시부 이외에 구비하여 사용이 가능한 터치패널을 구비한 전자 장치 및 이 장치의 터치패널 배치 방법에 관한 것이다.
터치패널은 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT), 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP) 및 전계발광소자(Electro Luminescence Device : ELD) 등과 같은 화상표시장치의 표시면에 설치되어 사용자가 화상표시장치를 보면서 터치패널을 가압하여 컴퓨터에 미리 정해진 정보를 입력하는 컴퓨터 주변장치 이다.
도1은 종래의 액정표시장치의 표시면에 터치패널을 구비하는 디스플레이 시스템의 구성을 간략히 나타낸 도면으로, 전극을 구비하며 접촉이 발생되는 터치패널(10), 동작에 따른 화면이 표시되는 액정패널(20), 액정패널에 광을 제공하기 위한 백라이트(30)가 각각 독립적으로 존재하며, 접촉 발생에 따라 동작시키기 위해서 터치패널(10)이 신호선(40)에 의해 터치패널 컨트롤러(50)에 연결되며, 터치패널 컨트롤러(50)는 컴퓨터 본체(60)에 연결된다.
동작은 터치패널(10)에 소정의 목적을 위한 동작을 위해 일정 이상의 압력 혹은 저항 물질로 터치를 하게 되면, 압력 센서 및 접촉 감지 센서 등의 장치에서 접촉이 발생되는 위치에서의 저항치 내지 전압치의 변화를 감지하고, 터치패널 컨트롤러(50)에서는 접촉이 발생한 위치에 따른 좌표를 인식하게 되고, 인식된 좌표는 연결된 컴퓨터 본체(60)에 전송되며, 좌표에 따른 해당 정보가 액정패널(20)에 표시된다.
도1의 터치패널(10)의 단면도를 나타낸 도2를 참조하면, 상부 기판(11), 상부 기판의 일면에 형성되어 있는 상부 투명 전극(12)과, 하부 기판(13), 상부 투명 전극(12)에 대면되는 하부 기판(13)의 일면에 하부 투명 전극(14)을 구비하며, 각 상부 투명 전극 및 하부 투명 전극(12, 14)의 가장자리에는 전도성 X축 패턴(16) 및 Y축 패턴(15)이 각각 형성되어 있으며, X축 패턴(16)과 Y축 패턴(15)은 절연체(17)에 의해 분리되어 있다.
상부 투명 전극(12)이 형성되어 있는 상부 기판(11)과 하부 투명 전극(13)이 형성되어 있는 하부 기판(13)은 절연체(17)인 접착제로 접착된다.
상부 투명 전극(12)과 하부 투명 전극(14) 사이에는 복수개의 도트 스페이서(18, dot spacer)가 설치되어 있으며, 상부 투명 전극(12)과 하부 투명 전극(14) 사이는 도트 스페이서(8)에 의하여 적절한 간격이 유지된다. 도트 스페이서(18)에 의하여 유지되는 상부 및 하부 투명 전극(12, 14) 사이의 간격은 약 50μm 이내로 아주 작다.
펜 또는 손가락에 의해 눌려지는 상부 기판(11)으로는 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET) 등의 투명 필름이 주로 이용되고, 하부 기판(13)으로는 상부 기판(11)과 같은 재질의 투명 필름, 유리 기판, 또는 플라스틱 기판이 이용된다. 상부 기판 및 하부 기판(11, 13)에 형성된 상부 및 하부 투명 전극(12, 14)으로는 ITO (Indium-Tin-Oxide)가 주로 이용되며, IZO(Indium-Zinc-Oxide), ITZO(Indium-Tin- Zine-Oxide) 등도 이용된다.
투명 전극의 형성에 있어서 가장 큰 문제점은 이것을 패턴 인쇄할 수 없다는 점이다. 투명 전극은 유리제의 기판과의 부착성이 나빠 이를 패턴 인쇄하면 에지(edge)가 불규칙해지는 등 전극 구성에 필요한 진직성(進直性)을 얻을 수 없게 된다. 이에 따라 상부 기판(11) 상에 ITO를 전면 도표하여 ITO층을 형성한 뒤 이를 사진식각법에 의해 패터닝하여 투명전극을 형성하게 된다.
이러한 방법은 후막 공정인 인쇄에 의해 전극이나 절연체 등의 다른 기능층을 형성할 수 있는데 비해, ITO 투명 전극은 박막 공정인 사진식각법에 의존해야 하므로 공정원가를 현저히 증가시키고 있다.
또한, ITO층의 전면 도표도 현장시공에 있어 균일한 두께의 성막이 곤란하여, 부득이 고가인 ITO층이 형성된 기판을 구득하여 사용하고 있는 실정이다.
본 발명의 목적은 패널의 표시면 이외에도 구비하여 사용할 수 있는 전극을 이용한 터치패널을 구비하는 전자 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 목적을 달성하기 위한 전자 장치에 터치패널을 배치키는 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자 장치는 화면을 디스플레이 하는 디스플레이 패널, 및 커버면과 복수개의 전극을 구비하고, 상기 복수개의 전극이 상기 커버면에 부착되는 터치패널을 구비하는 전자 장치인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상기 전자 장치는 상기 복수개의 전극으로부터 발생되는 정전용량의 변화에 따른 딜레이를 감지하여 디지털 데이터 신 호를 출력하는 복수개의 디지털 콘택트 컨트롤러를 추가적으로 구비하는 센서부를 구비하는 전자 장치인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상기 디스플레이 패널은 화면이 표시되는 화면 표시부, 외부로부터 영상신호 등을 수신하여 상기 화면 표시부에 구동하는 드라이버, 상기 화면 표시부의 후면에서 광을 제공하는 광원, 및 상기 광원으로부터 제공되는 광을 상기 화면 표시부에 균일하게 분포시키는 광 확산기를 구비하는 전자 장치인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상기 커버면은 가장자리의 하부에 복수개의 비전도성인 불투명 영역을 구비하며, 불투명 영역 하부에 전극을 구비시켜 접촉을 감지하는 전자 장치인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상기 커버면에 부착되는 복수개의 전극은 상기 커버면과 상기 패널 사이에 구비되는 전자 장치인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상기 커버면에 부착되는 복수개의 전극은 상기 커버면에 정렬함에 있어서, 상기 디스플레이 패널의 화면 표시부에 표시되는 화면과 동일한 형태, 위치, 및 크기를 갖도록 구비되는 전자 장치인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상기 커버면에 부착되는 복수개의 전극은 구비되는 조건에 따라 투명 전극, 불투명 전극, 반투명 전극 등의 형태로 구비되는 전자 장치인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상기 광 확산기는 적어도 하나의 금 속판으로 구성되어 전극으로 사용이 가능한 전자 장치인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상기 센서부는 복수개의 디지털 콘택트 컨트롤러를 구비하여 접촉의 발생 유무뿐만 아니라, 접촉의 방향과 크기도 판단할 수 있는 전자 장치인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상기 복수개의 디지털 콘택트 컨트롤러는 상기 투명 전극에 발생하는 유도용량, 정전용량, 및 저항치의 변화에 따른 딜레이를 감지하여 디지털 데이터 신호를 출력하는 전자 장치인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상기 복수개의 디지털 콘택트 컨트롤러 각각은 고정된 지연시간을 가지는 기준 신호와 외부로부터 인가되는 신호의 임피던스 값에 따라 가변되는 지연시간을 가지는 센싱 신호를 발생하는 지연시간 가변부, 및 상기 기준 신호와 상기 센싱 신호간의 지연시간차를 계산하고, 상기 계산된 지연시간차에 상응하는 값을 가지는 디지털 데이터를 발생하는 지연시간 계산 및 데이터 발생부를 구비하는 전자 장치인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상기 지연시간 가변부는 측정 신호를 발생하는 측정 신호 발생부, 상기 측정 신호를 일정 시간 지연시켜 상기 기준 신호를 발생하는 고정 지 연부, 및 상기 외부로부터 인가되는 신호의 임피던스 값에 응답하여 지연시간을 가변 하고, 가변된 지연시간에 따라 상기 측정 신호를 지연시켜 상기 센싱 신호를 발생 하는 가변 지연부를 구비하는 전자 장치인 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자 장치의 터치패널 배치 방 법은 화면이 표시되는 화면 표시부를 포함하는 디스플레이 패널을 구비하는 전자 장치의 터치패널 배치 방법에 있어서, 상기 화면 표시부의 상부에 커버면을 배치하고, 상기 커버면의 일면에 복수개의 전극을 배치하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치패널 배치 방법인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상기 커버면은 가장자리의 하부에 복수개의 비전도성인 불투명 영역을 구비하고, 불투명 영역 하부에 전극을 구비시킬 수 있는 전자 장치의 터치패널 배치 방법인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상기 커버면에 부착되는 복수개의 전극은 상기 커버면과 상기 디스플레이 패널 사이에 구비되는 전자 장치의 터치패널 배치 방법인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상기 커버면에 부착되는 복수개의 전극은 상기 커버면에 정렬함에 있어서, 상기 디스플레이 패널의 화면 표시부에 표시되는 화면과 동일한 형태, 위치, 및 크기를 갖도록 구비시키는 전자 장치의 터치패널 배치 방법인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상기 커버면에 부착되는 복수개의 전극은 구비되는 조건에 따라 투명 전극, 불투명 전극, 반투명 전극 등의 형태로 구비되는 것이 가능한 전자 장치의 터치패널 배치 방법인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상기 커버면에 부착되는 복수개의 전극은 상기 커버면 전체 범위를 일정 구간으로 구분하고, 각 구간별로 적어도 하나의 전극을 구비하여 사용하는 것이 가능한 전자 장치의 터치패널 배치 방법인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 전자 장치 및 이 장치의 터치패널 배치 방법을 설명하면 다음과 같다.
종래의 전극을 구비한 터치패널은 화면 표시 장치 상부에 구비되어 사용되어진 반면, 본 발명에서는 전자장비의 커버를 형성하는 판의 하부 및 그 외의 위치에 전극을 배치시켜 사용 가능하도록 한다.
도3a, 도3b는 본 발명에 따른 전극을 핸드폰의 커버면 하부에 구비시킨 실시예의 단면도, 및 평면도를 간략히 나타낸 것이고, 도3c는 전극의 접촉 감지 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도3a는 본 발명에 따른 전극을 핸드폰의 커버면 하부에 구비시킨 전자 장치의 단면도를 간략히 나타낸 것이다.
도면은 터치패널(100), 터치패널(100) 하부에 구비되어 화면을 표시하는 패널(200), 및 패널(200)에 구비되는 회로를 핸드폰 본체의 내부 회로에 연결하기 위해 패널(200)의 하부에 구비되는 회로 기판(300)을 구비한다.
터치패널(100)은 커버면(110), 커버면(100) 하부에 복수개의 전극(130)이 구비되며, 커버면(100)의 양 가장자리에는 패널(200) 내부에 구비되는 장치들이 외부로 노출되는 것을 막기 위해 비전도성인 불투명 영역(120)이 위치한다.
패널(200)은 터치패널(100) 하부에 화면이 디스플레이 되는 화면 표시부(210)를 구비하고, 화면 표시부(210)의 하부에는 외부로부터 영상 신호 등을 수 신하여 구동하는 드라이버(220), 광을 제공하는 광원(240), 및 광원으로부터 제공되는 광을 화면 표시부(210)에 균일하게 분포시키는 광 확산기(230)가 구비되어 있다.
터치패널(100)에 구비되는 전극(130)은 패널(200)의 화면 표시부(210)의 화면 구성과 동일한 형태 및 크기를 가지고 동일한 위치에 형성된다.
또한, 상기에서는 설명을 위해 구비되는 전극은 사용자의 편의나 목적에 따라 투명, 불투명, 반투명 등 어느 것도 사용하는 것이 가능하다.
도3b는 상기 도3a의 핸드폰의 평면도를 간략히 나타낸 것이다.
외곽의 불투명 영역(120)은 도전성이 없는 플라스틱 등의 절연체로 구성되어 보통 회사 로고 등이 부착되어 있으며, 점선으로 표시되어 있는 12개의 사각형 각각은 핸드폰 커버면(110)의 하부에 위치하고 있는 전극(130)을 나타내는 것으로, 형태 및 위치는 패널(200)의 화면 표시부(210)에 표시되는 화면과 동일하게 구성되어 있다. 본 설명에서의 12개의 사각형(130) 각각은 1~9, *, 0, 및 #를 나타내는 핸드폰의 번호 누름 패드의 하부에 구비되는 전극을 나타낸 것이다.
사용자가 패널(200)의 화면 표시부(210)의 화면을 보고 원하는 동작을 위한 커버면(110)을 손가락이나 물체를 이용하여 누르면, 커버면(110)의 하부에 있는 전극(130)과 접촉되는 물체 간에 접촉이 이루어지고, 접촉에 따라 패널(200)의 화면 표시부(210)의 화면에 해당하는 기능을 수행한다.
도3c는 도3a, 3b에서 설명한 전극의 접촉 감지 방법을 설명하기 위한 도면으로, 커버면(110) 하부에 구비되는 복수개의 전극(201 ~ 212) 각각은 핸드폰 내부에 위치하여, 전극들(201 ~ 212) 각각과 대응되어 접촉을 감지하는 복수개의 디지털 콘택트 컨트롤러(DCC1 ~ DCC12)를 구비하는 센서부(600)에 연결되어 있다.
디지털 콘택트 컨트롤러(Digital Contact Controller : DCC)는 공개특허 10-2005-0115170호에 공개되어 있는 기술로서, 외부 접촉에 따라 발생되는 유도용량, 정전용량, 저항치의 변화에 따른 딜레이를 감지하는 특성을 지니고 있으므로 외부 접촉 물체는 반드시 손가락 등의 저항성 물체일 필요는 없다.
복수개의 디지털 콘택트 컨트롤러의 감지단(Sensing unit)(DCC1 ~ DCC12) 각각은 감지되는 접촉에 따라 복수개의 디지털 데이터(Dig_sig1 ~ Dig_sig12)를 출력하고, 디지털 데이터를 인가받은 컨트롤러(700)는 디지털 데이터(Dig_sig1 ~ Dig_sig12)의 정보에 따라 동작을 수행하고, 그 결과를 패널의 화면 표시부(미도시)에 디스플레이 한다.
전극(130)을 커버면(110)에 배치시키는데 있어, 패널(200)의 화면 표시부(210)를 드라이버에 의해 전자 방해(Electromagnetic interference : EMI)가 발생하는 것을 방지하기 위해 그라운드 처리를 하는 경우에는 패널(200)의 동작이 접촉이 발생하는 전극에 영향을 주기 않기 때문에 단지 전극이 그라운드와 쇼트가 되거나 정전용량이 너무 크지 않도록 일정 간격으로 유지시키면 된다.
만일, 패널의 윗면을 그라운드 처리를 하지 않은 경우에는, 전극과 패널의 간격을 넓게 하여 패널에서 발생하는 신호가 커플링(coupling)이 최소화되도록 하거나, 센싱 패드의 동작을 액정패널장치의 해당 부분에 신호가 없는 시간을 사용한다.
또한, 자체 발광형 유기물질(Organic Light Emitting Diodes : OLED)과 같이 백라이트가 필요 없는 경우에는 광원(240)이 없는 것은 당연하다.
지금까지는 12개의 사각형(130)이 휴대폰의 번호로만 설명하였지만, 그래픽 유저 인터페이스(Graphic user interface : GUI)를 12개의 사각형(130)과 같은 형태로 변경하여 다양한 응용에도 사용할 수 있다. 예를 들어, 전화 통화 시에는 누름 버튼 1~9, *, 0, 및 #로 화면을 만들고, 메뉴 선택의 경우는 12개의 아이콘을 가진 화면으로 만드는 것이다.
도3d는 상기 센서부에 구비되는 디지털 콘택트 컨트롤러의 블록도로서, 지연시간 가변부(620)와 지연시간 계산 및 데이터 발생부(620)를 구비하고, 상기 지연시간 가변부(620)는 측정 신호 발생부(622), 가변 지연부(624), 고정 지연부(626)를 구비한다.
이 때, 접촉패드(201)는 외부의 자극 강도에 따라 임피던스 값(Isen)을 가변한다. 이에 접촉패드로는 외부의 자극 강도에 따라 정전용량, 유도용량, 저항치가 가변되는 모든 종류의 소자가 활용될 수 있다.
상기 지연시간 가변부(620)는 상기 접촉패드(201)의 임피던스 값(Isen)에 비례하여 가변되는 지연 시간차를 가지는 기준 신호(ref)와 센싱 신호(sen)를 발생한다. 이를 위해 상기 측정 신호 발생부(622)는 제1시간을 주기로 클러킹되는 측정 신호(in)를 발생하여 상기 가변 지연부(624)와 상기 고정 지연부(626) 각각에 인가하고, 상기 가변 지연부(624)는 접촉패드(201)과 연결되어, 측정 신호(in)를 상기 가변 지연부(624) 자체의 임피던스 값과 접촉패드(201)의 임피던스 값에 따라 지연 시켜 센싱 신호(sen)를 발생하고, 상기 고정 지연부(626)는 측정 신호(in)를 상기 고정 지연부(626) 자체의 임피던스 값에 따라 지연시켜 기준 신호(ref)를 발생한다.
지연시간 계산 및 데이터 발생부(630)는 기준 신호(ref)와 센싱 신호(sen)를 인가받아, 기준 신호(ref)와 센싱 신호(sen)의 지연 시간차를 계산하고, 계산된 지연 시간차에 상응하는 값을 가지는 디지털 데이터(Dig_sig)를 발생한다.
도4a, 4b는 본 발명의 제2 실시 예를 나타낸 것으로, 커버면이 전자장치의 외부 덮개에 의해 고정되는 형태이다.
도4a에 도시되어 있는 구조물은 커버면(110)의 양 가장자리가 외곽의 덮개(150)에 의해 고정되어 있으며, 커버면(110) 하부의 양 가장자리에는 불투명 영역(120)이 구비되고, 불투명 영역(120) 사이에는 복수개의 전극(130)이 구비되어 있다. 불투명 영역(120)의 하부에도 외곽의 덮개(150)가 구비되어 고정되며, 이 덮개 하부에는 화면을 표시하는 패널(200)이 위치하고 있다.
상기 구조는 커버면(110)이 외곽의 덮개(150)에 의해 고정되어 있음으로, 접촉 시에 압력을 가하는 위치에 따라 휘어지는 정도가 달라진다. 예를 들어, 정 가운데는 잘 휘어지지만 가장자리는 잘 휘어지지 않는다. 이와 같은 구조는 접촉 유무만을 감지하는 것이 아니라, 휘어지는 정도가 다르기 때문에 휘어지는 정도에 따라 서로 다른 동작이 이루어지도록 하는 방법도 가능하다.
상기의 비선형을 이용한 구조를 나타낸 도면인 4b를 참조하면, 커버면 전체 범위를 일정 구간으로 구분하여 전극을 구비하고, 압력에 의해 잘 휘어지는 부분은 마우스 모드(Mouse mode)로 사용하고, 잘 휘어지지 않는 부분은 조이스틱 모드(Joystick mode)로 사용하는 일예를 나타낸 것이다. 여기서, 마우스 모드는 감지된 움직인 거리만큼 포인터를 움직이는 것이고, 조이스틱 모드 영역은 감지된 움직임 거리만큼 화면 전체를 지속적으로 움직이는 것이다.
상기 압력에 의한 동작은 커버면을 스킨(skin) 형태로 사용하는 원격 조정 장치(Remote controller), 게임 입력 장치 등에 응용하여 사용할 수 있다.
도5a, 5b는 본 발명의 제3 실시 예를 나타낸 것으로, 각 전극과 접촉 시의 방향과 크기에 따라 동작이 이루어지는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 사용되는 복수개의 디지털 콘택트 컨트롤러를 구비하고 있는 센서부는 비 접촉 상태에서 동일한 정전용량 값을 가지는 전극에 접촉이 발생하여 증가되는 정전용량의 양을 측정하는 것이 가능하기 때문에 접촉 여부뿐만 아니라, 가해진 방향과 크기를 감지할 수 있다.
도5a에 도시된 4개의 전극은 비 접촉 상태에서 각각 C1, C2, C3, C4의 정전용량 값을 가지고 있으며, 그 값은 모두 동일하다. 하지만, 도5a의 경우와 같이 접촉이 C2, 및 C4의 정전용량 값을 가지는 전극에는 발생되지 않고, C1, 및 C3의 정전용량 값을 가지는 전극에 동시에 접촉이 발생하되, C1의 정전용량을 가지는 전극에 C3의 정전용량을 가지는 전극보다 더 강한 압력이 주어진다면, 각 전극의 정전용량 값의 변화는 ΔC1>ΔC3>ΔC2=ΔC4 가 된다.
만약, 4개의 전극이 방향키의 기능을 가지고 있고, C1의 정전용량 값을 가지는 전극은 좌측 상단으로의 이동을, C2의 정전용량 값을 가지는 전극은 우측 상단 으로의 이동을, C3의 정전용량 값을 가지는 전극은 좌측 하단으로의 이동을, C4의 정전용량 값을 가지는 전극은 우측 하단으로의 이동을 지시한다면, 도5a의 경우에는 기울기가 작은 형태로 좌측 상단으로 화면이나 포인터가 이동하게 된다.
도5b의 경우처럼 C1의 정전용량 값을 가지는 전극에만 접촉이 발생하면, 각 전극의 정전용량 값의 변화는 ΔC1>ΔC2=ΔC3=ΔC4 가 되므로, C3의 정전용량 값을 가지는 전극과 함께 접촉이 발생하였을 경우보다 더 급한 기울기를 가지고 좌측 상단으로 화면이나 포인터가 이동할 것이다.
지금까지는 상기 4개의 전극이 디스플레이 패널에 있는 것으로 설명하였으나, 휴대폰의 다른 외곽에도 구비할 수 있음은 당연하다.
도6은 본 발명의 제4 실시 예를 나타내는 것으로, 커버면의 불투명 영역에 전극을 구비 시키는 경우를 설명하기 위한 도면이다. 점선으로 표시한 부분이 불투명 영역의 하부에 구비되어 있는 전극을 나타낸 것이다.
본 제4 실시 예는 화면이 투영되는 커버면의 하부에 투명전극을 배치시키는 것이 아니라, 커버면의 불투명 영역의 하부에 전극을 구비하는 방법이므로, 투명 전극이 아니더라도 상관없다. 예를 들어, 도6에 구비되어 상측의 전극(P1), 하측의 전극(P2), 좌측의 전극(P3), 우측의 전극(P4) 각각이 상, 하, 좌, 우의 4방향으로의 이동을 지시하는 기능을 갖도록 할 수 있을 것이다. 또한, 한 변에 하나의 전극을 구비 시키지 않고, 복수개의 전극을 한 변에 배치하여 스크롤 용도로 사용하는 등 전극을 커버면의 어느 곳에 구비하여도 되므로, 사용자의 편의나 디자인에 따라 다양한 응용이 가능하다.
도7은 본 발명의 제5 실시 예로, 디스플레이 내부에 구비되는 광 확산기를 전극으로 사용하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
패널(200)에 구비되는 장치들이 외부로 노출되는 것을 막기 위해 하부의 양 가장자리에 불투명 영역(120)을 구비하는 커버면(110)을 구비하며, 불투명 영역(120) 하부에는 패널(200)이 구비되어 있다. 패널(200) 하부에는 패널(200) 내부의 구성 장치들을 핸드폰 본체의 내부 회로에 연결하기 위한 회로 기판(300)이 구비된다.
패널(200)은 불투명 영역(120) 하부에 화면이 디스플레이 되는 화면 표시부(210)를 구비하고, 화면 표시부(210) 하부에는 외부로부터 영상신호 등을 수신하여 원하는 화면을 구동하는 드라이버(220), 광을 제공하는 광원(240), 및 광원으로부터 제공되는 광을 화면 표시부(210)에 균일하게 분포시키는 광 확산기(230)가 구비되어 있다.
본 발명의 실시 예를 위해 금속성의 판인 광 확산기 자체를 하나의 전극으로 이용한다. 물론, 광 확산기 하부에 별도로 전극을 구비시켜 접촉을 감지하는 방법도 가능하다.
도7에 나타낸 구조는 단순히 접촉 및 비 접촉을 구별하기 위한 기능을 하며, 커버면(110)으로부터 먼 곳에 배치되어 있기 때문에 캐패시티브 센싱 감도를 높이기 위해 큰 면적을 사용해야 하며, 광 확산기를 하나의 금속판 내지 복수개의 금속판으로 나누어 전극으로 활용하는 것이 가능하다.
단지 접촉 및 비 접촉 상태를 구별하므로, 휴대폰을 받기 위해 귀에 댈 경 우, 휴대폰과 귀의 거리가 전극의 정전용량의 변화를 감지할 정도가 되면 대기 모드에서 수신 모드로 상태를 전환시키거나, 사용하다가 통화가 중단되지 않은 상태에서 귀에서 멀리 떨어짐으로 인해서 발생되는 정전용량의 변화를 감지하여 뮤트(Mute)시키는 등의 경우로 사용이 가능하다.
본 발명을 설명하기 위해서 핸드폰의 경우를 예로 들었지만, 디스플레이 패널을 구비하는 전자 장비를 사용하는 많은 응용 분야에서 광범위하게 사용할 수 있다.
또한, 상기에서 설명하였듯이 터치패널에 구비되는 전극은 사용자의 목적, 구성, 편의 등에 따라서 투명 전극, 불투명 전극, 반투명 전극, 금속판 장치 등도 광범위하게 사용할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 전극을 이용한 터치패널은 디스플레이 패널에 구애 받지 않고, 커버 하단, 디스플레이 패널의 내부, 비전도성인 불투명 영역의 하부 등에 투명 전극 내지 불투명 전극, 반투명 전극 등을 구비 시키는 것이 가능하다.
따라서, ITO층의 전면 도포를 실시한 고가의 기판을 사용하지 않고서도 사용자의 편의나 목적에 따라 다양한 응용이 가능한 저가의 터치패널을 구비하는 전자 장치의 구현이 가능하다.

Claims (18)

  1. 화면을 디스플레이 하는 디스플레이 패널; 및
    커버면과 복수개의 전극을 구비하고, 상기 복수개의 전극이 상기 커버면에 부착되는 터치패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어, 상기 전자 장치는
    상기 복수개의 전극으로부터 발생되는 정전용량의 변화에 따른 딜레이를 감지하여 디지털 데이터 신호를 출력하는 복수개의 디지털 콘택트 컨트롤러를 추가적으로 구비하는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  3. 제1항에 있어, 상기 디스플레이 패널은
    화면이 표시되는 화면 표시부;
    외부로부터 영상신호 등을 수신하여 상기 화면 표시부에 구동하는 드라이버;
    상기 화면 표시부의 후면에서 광을 제공하는 광원; 및
    상기 광원으로부터 제공되는 광을 상기 화면 표시부에 균일하게 분포시키는 광 확산기를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  4. 제1항에 있어, 상기 커버면은
    가장자리의 하부에 복수개의 비전도성인 불투명 영역을 구비하며, 불투명 영역 하부에 전극을 구비시켜 접촉을 감지하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  5. 제1항에 있어, 상기 커버면에 부착되는 복수개의 전극은
    상기 커버면과 상기 패널 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  6. 제5항에 있어, 상기 커버면에 부착되는 복수개의 전극은
    상기 커버면에 정렬함에 있어서, 상기 디스플레이 패널의 화면 표시부에 표시되는 화면과 동일한 형태, 위치, 및 크기를 갖도록 구비되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  7. 제6항에 있어, 상기 커버면에 부착되는 복수개의 전극은
    구비되는 조건에 따라 투명 전극, 불투명 전극, 반투명 전극 등의 형태로 구비되는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  8. 제3항에 있어, 상기 광 확산기는
    적어도 하나의 금속판으로 구성되어 전극으로 사용이 가능한 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  9. 제2항에 있어, 상기 센서부는
    복수개의 디지털 콘택트 컨트롤러를 구비하여 접촉의 발생 유무뿐만 아니라, 접촉의 방향과 크기도 판단할 수 있는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  10. 제9항에 있어, 상기 복수개의 디지털 콘택트 컨트롤러는
    상기 투명 전극에 발생하는 유도용량, 정전용량, 및 저항치의 변화에 따른 딜레이를 감지하여 디지털 데이터 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  11. 제10항에 있어, 상기 복수개의 디지털 콘택트 컨트롤러 각각은
    고정된 지연시간을 가지는 기준 신호와 외부로부터 인가되는 신호의 임피던스 값에 따라 가변되는 지연시간을 가지는 센싱 신호를 발생하는 지연시간 가변부; 및
    상기 기준 신호와 상기 센싱 신호간의 지연시간차를 계산하고, 상기 계산된 지연시간차에 상응하는 값을 가지는 디지털 데이터를 발생하는 지연시간 계산 및 데이터 발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  12. 제11항에 있어, 상기 지연시간 가변부는
    측정 신호를 발생하는 측정 신호 발생부;
    상기 측정 신호를 일정 시간 지연시켜 상기 기준 신호를 발생하는 고정 지 연부; 및
    상기 외부로부터 인가되는 신호의 임피던스 값에 응답하여 지연시간을 가변 하고, 가변된 지연시간에 따라 상기 측정 신호를 지연시켜 상기 센싱 신호를 발생 하는 가변 지연부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  13. 화면이 표시되는 화면 표시부를 포함하는 디스플레이 패널을 구비하는 전자 장치의 터치패널 배치 방법에 있어서,
    상기 화면 표시부의 상부에 커버면을 배치하고,
    상기 커버면의 일면에 복수개의 전극을 배치하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치패널 배치 방법.
  14. 제13항에 있어, 상기 커버면은
    가장자리의 하부에 복수개의 비전도성인 불투명 영역을 구비하고, 불투명 영역 하부에 전극을 구비시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치패널 배치 방법.
  15. 제13항에 있어, 상기 커버면에 부착되는 복수개의 전극은
    상기 커버면과 상기 디스플레이 패널 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치패널 배치 방법.
  16. 제15항에 있어, 상기 커버면에 부착되는 복수개의 전극은
    상기 커버면에 정렬함에 있어서, 상기 디스플레이 패널의 화면 표시부에 표 시되는 화면과 동일한 형태, 위치, 및 크기를 갖도록 구비시키는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치패널 배치 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 커버면에 부착되는 복수개의 전극은
    구비되는 조건에 따라 투명 전극, 불투명 전극, 반투명 전극 등의 형태로 구비되는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치패널 배치 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 커버면에 부착되는 복수개의 전극은
    상기 커버면 전체 범위를 일정 구간으로 구분하고, 각 구간별로 적어도 하나의 전극을 구비하여 사용하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 전자 장치의 터치패널 배치 방법.
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