KR20080033068A - 터치 패널 입력 장치 - Google Patents

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Abstract

전극 면적 등이 작아져도 검지 정밀도가 극단적으로 저하하지 않도록 개량하는 것을 과제로 하고, 이를 위해 패널(10)의 표면측에 X열 전극(20)이, 이면에 Y열 전극(30)(제 2 전극)이 평면적으로 시프팅되어 배치되고, 패널(10)의 표면상에 있어서의 X열 전극(20)과 Y열 전극(30) 사이의 부근에 손가락이 접촉되었는지의 여부를 검지하는 구성으로 되어 있고, Y열 전극(30)의 면적을 X열 전극(20)에 비해 크게 하는 방법, 패널(10) 및 코트(40)의 재질이나 두께를 선정하는 방법에 의해 정전 용량(Cf1)과 정전 용량(Cf2)이 동일하게 되도록 구성되어 있다.
터치 패널 입력 장치

Description

터치 패널 입력 장치{TOUCH PANEL INPUT DEVICE}
본 발명은 패널 표면상의 소정 위치에 손가락이 터치되었는지의 여부를 검지하는 정전 용량형의 터치 패널 입력 장치에 관한 것이다.
이 종류의 터치 패널 입력 장치는 패널로서 유리나 PEN(Polyethylene Naphthalate) 등을 적층한 것이 많이 사용되고, 패널 내부의 표면측ㆍ이면측에 X열 전극ㆍY열 전극이 평면적으로 시프팅되어 배치되고, 패널의 표면상에 있어서의 X열 전극과 Y열 전극 사이의 부근에 손가락이 접촉되었는지의 여부를 검지하는 기본 구성으로 되어 있었다(예를 들면, 특허문헌 1 등).
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평8-44493호 공보
그러나, 상기 종래예에 의한 경우, 고분해능의 요청에 따라 X열 전극ㆍY열 전극의 면적이나 피치 간격이 작아지면 손가락을 접촉했을 때에 출력되는 정전 용량의 변화량이 작고, 검지 정밀도가 극단적으로 저하된다. 따라서, 출력 신호에 대하여 증폭이나 필터 등의 신호 처리의 실시가 필요하게 되고, 그만큼 가격이 상승한다.
본 발명은 상기 배경하에 창작된 것이며, 전극 면적 등이 작아져도 검지 정밀도가 극단적으로 저하하지 않도록 개량한 터치 패널 입력 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 터치 패널 입력 장치는 표면과 이면을 갖고, 표면상에 손가락이 접촉 가능한 패널과, 패널의 표면측에 배치된 제 1 전극과, 패널의 표면측에 제 1 전극과 평면적으로 시프팅되어 배치된 제 2 전극을 구비한다. 제 1 전극과 손가락의 사이에 발생하는 정전 용량과 제 2 전극과 손가락의 사이에 발생하는 정전 용량을 동일 레벨로 하기 위해서 제 2 전극이 제 1 전극에 비해 크게 되어 있다. 또한, 패널의 재질 및/또는 두께가 선정되어 있다.
손가락을 접촉했을 때의 제 1 전극, 제 2 전극과 손가락의 사이에 각각 발생하는 정전 용량이 동일하게 되도록 구성되어 있으므로 손가락을 접촉했을 때에 출력되는 정전 용량의 변화량이 크고, 고분해능의 요청에 따라 전극 면적이나 피치 간격이 작아져도 검지 정밀도가 극단적으로 저하하지 않는다. 따라서, 증폭이나 필터 등의 신호 처리를 실시할 필요가 없어서 저가격화를 도모하는 것이 가능하게 된 다.
바람직하게는 패널로서 1장의 투명 시트를 사용하고, 제 1 전극 및 제 2 전극으로서 투명 전극을 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 패널의 표면상에 제 1 전극을 배치하고, 이면상에 제 2 전극을 배치하고, 필요에 따라 패널의 표면상을 투명한 소재로 하드 코팅 처리하면 좋다. 또한, 패널은 일차 곡면을 따라 굴곡 가능하게 하기 위해서 유연성을 갖는 기재로 구성하면 좋다.
패널로서 1장의 투명판 등을 사용한 구성으로 되어 있는 경우 투명성이 높고, 뉴턴의 원무늬(Newton's ring)가 발생하지 않으며, 굴곡도 용이해서 저가격 및 경량화를 도모하는 것도 가능하게 된다.
이하, 본 발명의 터치 패널 입력 장치의 실시형태를 도면을 참조해서 설명한다. 도 1은 동 장치의 모식적 정면도, 도 2는 동 장치의 모식적 측면도, 도 3은 손가락을 터치했을 때에 X열 전극, Y열 전극 사이에 각각 발생하는 정전 용량을 아울러 나타낸 동 장치의 모식적 단면도이다.
여기에서 설명한 터치 패널 입력 장치는 플렉서블 디스플레이 패널 장치에 사용되는 정전 용량형의 투명한 터치 센서이다. 동 장치는 패널(10)과, 패널(10)의 표면측에 배치된 다수의 X열 전극(20)(제 1 전극)과, 패널(10)의 이면측에 제 1 전극과 평면적으로 시프팅되어 배치된 복수의 Y열 전극(30)(제 2 전극)을 구비하고, 패널(10)의 표면상에 있어서의 X열 전극(20)과 Y열 전극(30) 사이의 부근에 손가락이 접촉되었는지의 여부를 검지하는 구성으로 되어 있다.
패널(10)에 대해서는 투명하고, 또한 일차 곡면을 따라 굴곡 가능하게 하기 위해서 투과성 및 유연성을 갖는 기재로 구성되어 있다. 구체적으로는 종래와 같이 복수장의 투명판을 적층시킨 것을 사용하지 않고 1장의 투명판을 사용하고, 재질은 유리, PET, PEN, 또는 PC 등, 두께는 수㎛∼몇㎜로 하고 있다.
동 장치의 터치면인 패널(10)의 표면에는 그 내구성을 향상시키기 위해서 투명한 소재, 예를 들면 UV 경화형 투명 하드 코트(hard coat)를 사용하여 하드 코팅 처리되어 있다. 이것을 도면에 코트(coat)(40)로서 나타내고 있다. 코트(40)에 의해 패널(10) 표면의 전체가 커버링되어 있다.
X열 전극(20) 및 Y열 전극(30)은 투명 전극이며, 비동일 평면상에 완전히 겹쳐지지 않게 배치되어 있다. 구체적으로는, 패널(10)의 표면 및 이면에 증착 또는 도포되어 있고, 도 1에 도시된 바와 같이, 4열(Ⅰ∼Ⅳ)×2행(ⅰ∼ⅱ)의 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 그 재질은 ITO(산화 인듐 + 산화 주석), IZO(산화 인듐 + 산화 아연), AZO(AI가 도핑된 산화 아연), 도전성 고분자(PEDOT 또는 PSS 등) 등이다.
X열 전극(20), Y열 전극(30)의 전극 리드(21, 31)에 대해서는 패널(10) 이면의 에지(edge)에 부착된 도시되지 않은 커넥터에 접속되어 있다.
동 커넥터에는 도시되지 않은 터치 패널의 신호 처리 장치가 전기 접속된다.동 장치에 의해, X열 전극(20)과 Y열 전극(30)의 입출력 신호를 시분할로 제어하는 한편, X열 전극(20)과 Y열 전극(30) 사이의 정전 용량의 변화량을 측정하고, 이 결과, 패널(10)의 표면상에 접촉했을 때의 손가락의 위치를 특정하게 되어 있다.
예를 들면, 패널(10)의 표면상의 도 1 중에 아울러 나타낸 "A" 또는 "B"의 부근을 손가락으로 접촉하면, 도 3에 도시된 바와 같이, I 열의 X열 전극(20)과 손가락의 사이에 정전 용량(Cf1)이, i행의 Y열 전극(30)과 손가락의 사이에 정전 용량(Cf2)이 각각 발생하고, 이에 따라, I 열의 X열 전극(20)과 i행의 Y열 전극(30) 사이의 정전 용량이 다른 것에 비해 높아지고, 이 결과, 손가락의 위치가 특정되게 되어 있다.
본 장치에 있어서 가장 특징적인 것은 정전 용량(Cf1)과 정전 용량(Cf2)이 동일하게 되도록 구성되어 있는 점이다. 구체적으로는 (a) Y열 전극(30)의 면적을 X열 전극(20)에 비해 크게 하는 방법, (b) 패널(10) 및 코트(40)의 재질이나 두께를 선정하는 방법에 의해 실현하고 있다.
(a)의 방법에 있어서는 Y열 전극(30)의 면적을 크게 하면 이에 따라, 정전 용량(Cf2)이 커진다. (b)의 방법에 있어서는 패널(10), 코트(40)의 유전률(ε1, ε2)을 크게 하고, 패널(10), 코트(40)의 두께(t1, t2)를 작게 하면 정전 용량(Cf2)이 커진다. 이러한 방법 또는 이것들을 조합시킴으로써 정전 용량(Cf1)과 정전 용량(Cf2)을 동일하게 하면 좋다.
이와 같이, 정전 용량(Cf1)과 정전 용량(Cf2)이 동일하게 되도록 구성됨으로써 종래예에 의한 경우에 비하여 패널(10)의 표면을 손가락으로 접촉했을 때에 X열 전극(20)과 Y열 전극(30)의 사이에 발생하는 정전 용량의 변화량이 커진다. 이것은 X열 전극(20), 손가락, Y열 전극(30)으로 구성되는 직렬 회로의 용량값이 정전 용량(Cf1)과 정전 용량(Cf2)이 동일할 때에 최대가 되는 것에 의거하고 있다.
이러한 점에서, 종래예에 의한 경우 정전 용량(Cf1)에 비해 정전 용량(Cf2)이 작고, 고분해능의 요청에 따라 X열 전극(20)과 Y열 전극(30)의 면적이나 피치 간격이 작아지면 양자의 차이가 점점 커지고, 검지 정밀도가 극단적으로 저하하는 큰 원인이 되고 있었다.
이에 대하여, 본 장치의 경우 X열 전극(20)과 Y열 전극(30)의 면적이나 피치 간격이 작아져도 패널(10)의 표면을 손가락으로 접촉했을 때에 X열 전극(20)과 Y열 전극(30)의 사이에 발생하는 정전 용량의 변화량이 여전히 크고, 검지 정밀도가 극단적으로 저하하지 않는다. 따라서, 종래예에 의한 경우와는 다르고, 터치 패널의 신호 처리 장치에 있어서 증폭이나 필터 등의 신호 처리를 실시할 필요가 없어서 이 점에서 저가격화를 도모하는 것이 가능하게 된다.
또한, 패널(10)로서 1장의 투명판을 사용함으로써 투명성이 높고, 뉴턴의 원무늬가 발생하지 않고, 굴곡도 용이해서 저가격화 및 경량화를 도모하는 것도 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 의한 터치 패널 입력 장치는 휴대 전화 터치 패널, NAVI용 터치 패널, ATM 터치 패널, 음악 휴대용 터치 패널 등에도 당연히 적용 가능해서 패널의 표면측에 제 1 전극이, 이면측에 제 2 전극이 평면적으로 시프팅되어 배치되고, 패널의 표면상에 있어서의 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 부근에 손가락이 접촉되었는지의 여부를 검지하는 구성인 한, 패널의 재질, 매수, 전극의 형상, 배열 등에 대해서는 본 실시형태에 한정되지 않는다. 또한, 내구성을 고려할 필요가 없으면 패널 표면상의 코팅을 생략하는 것도 가능하다. 패널이 복수매로 구성된 경우에는 상기 패널 표면측의 내부에 제 1 전극을 배치하고, 상기 패널의 이면측의 내부에 제 2 전극을 배치할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 터치 패널 입력 장치의 실시형태를 설명하기 위한 도면이며, 동 장치의 모식적 정면도이다.
도 2는 동 장치의 모식적 측면도이다.
도 3은 손가락을 터치했을 때에 X열 전극, Y열 전극 사이에 각각 발생하는 정전 용량을 아울러 나타내는 동 장치의 모식적 단면도이다.
<부호의 설명>
10 : 패널 20 : X열 전극
30 : Y열 전극 40 : 코트

Claims (6)

  1. 정전 용량형 터치 패널 입력 장치에 있어서:
    표면과 이면을 갖고, 표면상에 손가락이 접촉 가능한 패널과,
    상기 패널의 표면측에 배치된 제 1 전극과,
    상기 패널의 이면측에 상기 제 1 전극과 평면적으로 시프팅되어 배치된 제 2 전극을 구비하고;
    상기 제 1 전극과 상기 손가락의 사이에 발생하는 정전 용량과, 상기 제 2 전극과 상기 손가락의 사이에 발생하는 정전 용량을 동일 레벨로 하기 위해서 상기 제 2 전극이 상기 제 1 전극에 비해 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는 터치 패널 입력 장치.
  2. 정전 용량형 터치 패널 입력 장치에 있어서:
    표면과 이면을 갖고, 표면상에 손가락이 접촉 가능한 패널과,
    상기 패널의 표면측에 배치된 제 1 전극과,
    상기 패널의 이면측에 상기 제 1 전극과 평면적으로 시프팅되어 배치된 제 2 전극을 구비하고;
    상기 제 1 전극과 상기 손가락의 사이에 발생하는 정전 용량과, 상기 제 2 전극과 상기 손가락의 사이에 발생하는 정전 용량을 동일 레벨로 하기 위해서 상기 패널의 재질 및 두께 중 적어도 하나가 선정되어 있는 것을 특징으로 하는 터치 패 널 입력 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 패널로서 1장의 투명판이 사용되고, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극으로서 투명 전극이 사용되어 있는 것을 특징으로 하는 터치 패널 입력 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 패널의 표면상에 상기 제 1 전극이 배치되어 있고, 이면상에 상기 제 2 전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 터치 패널 입력 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 패널의 표면상은 투명한 소재로 하드 코팅 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 터치 패널 입력 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 패널은 일차 곡면을 따라 굴곡 가능하게 하기 위해서 유연성을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 터치 패널 입력 장치.
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