KR20090029159A

KR20090029159A - 다중터치인식이 가능한 저항막 방식 터치스크린

Info

Publication number: KR20090029159A
Application number: KR1020080004548A
Authority: KR
Inventors: 양민성
Original assignee: 에이디반도체(주)
Priority date: 2007-09-17
Filing date: 2008-01-15
Publication date: 2009-03-20
Also published as: KR101006457B1

Abstract

본 발명은 다중터치인식이 가능한 저항막 방식 터치스크린에 관한 것으로서, 복수개의 줄이 나란하게 배열된 형태를 하는 제1저항성 감지패턴(200a)과 제2저항성 감지패턴(300a)을 서로 직교하도록 배열하고, 터치가 발생한 부분의 제1저항성 감지패턴(200a) 및 제2저항성 감지패턴(300a)의 줄에만 전압을 교대로 인가하여 X, Y 좌표를 판단하는 것을 특징으로 한다. 종래의 경우는 한 점의 터치만을 인식하도록 되어 있으나, 본 발명에 의하면, 종래의 저항막 터치스크린에서는 구현이 불가능한 다중 터치 인식이 가능하다.

저항막 터치스크린, 다중터치, 저항성 감지패턴, 폐루프

Description

다중터치인식이 가능한 저항막 방식 터치스크린{Resistive touch screen which can identify multi-touch}

본 발명은 저항막 방식 터치스크린에 관한 것으로서, 특히 다중터치인식이 가능한 저항막 방식 터치스크린에 관한 것이다.

도 1은 종래의 저항막 방식 터치스크린을 설명하기 위한 도면으로서, 절연막(10)상에 하층 투명필름(20)과 상층 투명필름(30)이 적층되며, 하층 투명필름(20)의 윗면과 상층 투명필름(30)의 아랫면에는 ITO 저항막(20a, 30a)이 형성된다. ITO 저항막(20a, 30a)의 양단에는 전압을 인가하기 위한 전극(20b, 30b)이 설치되는데, 하층 투명필름(20)에 설치되는 Y축 전극(20b)과 상층 투명필름(30)에 설치되는 X축 전극(30b)은 서로 직교하도록 배치된다.

ITO 저항막(20a, 30a)에 터치가 이루어지는 경우, X축 전극(30b)과 Y축 전극(20b)에 교대로 전압을 인가하면서 터치지점에서의 전압을 읽으면 X, Y 좌표를 알 수 있다. 그러나 이러한 종래의 방식은 한 번에 하나의 터치만을 인식할 수 있어 다중터치인식이 불가능하다는 문제점을 가지고 있다. 또한 ITO 저항막(20a, 30a)의 폭이 넓어 면저항 형태를 띠기 때문에 중앙에서 멀어질수록 오차가 커지게 되어 정확한 좌표를 구하기 위해서는 반드시 보정이 필요하게 된다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 다중터치인식이 가능할 뿐만 아니라 저항막의 폭을 좁게 하여 선저항 형태를 띠도록 함으로써 종래와 같은 좌표보정이 필요없는 저항막 방식 터치스크린을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 저항막 방식 터치스크린은 절연막; 상기 절연막 상에 적층되는 하층 투명필름; 상기 하층 투명필름 상에 적층되는 상층 투명필름; 상기 하층 투명필름에 형성되며 복수개의 줄이 나란하게 배열된 형태를 하는 제1저항성 감지패턴; 상기 상층 투명필름에 형성되며 복수개의 줄이 나란하게 배열된 형태를 하며 상기 제1저항성 감지패턴과는 수직으로 교차하는 제2저항성 감지패턴; 상기 제1저항성 감지패턴의 줄 양단에 설치되는 제1전극; 상기 제2저항성 감지패턴의 줄 양단에 설치되는 제2전극; 및 상기 제1전극 및 제2전극에 전압을 인가하고 터치가 발생한 부분의 전압을 읽어 X, Y 좌표를 판단하는 좌표인식수단; 을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1저항성 감지패턴은 상기 하층 투명필름의 윗면에 설치되고, 상기 제2저항성 감지패턴은 상기 상층 투명필름의 아랫면에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 제1저항성 감지패턴 및 제2저항성 감지패턴이 ITO와 같은 투명도전성 필름으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 제1전극 및 제2전극은 은 잉크를 발라서 형성하는 것이 바람직하다.

상기 좌표인식수단은 터치가 발생한 부분의 상기 제1저항성 감지패턴 및 상기 제2저항성 감지패턴의 줄에만 전압을 교대로 인가하여 X, Y 좌표를 판단하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 좌표인식수단은 상기 제1저항성 감지패턴과 상기 제2저항성 감지패턴이 교차하는 영역내에 있어서의 터치 위치 변화시에 deltaV의 변화량에 대한 위치 변화량도 감안하여 XY좌표를 판단하는 것이 바람직하다.

상기 좌표인식수단은 인접한 제1저항성 감지패턴 줄이 동시에 터치되는 경우에는 동시에 터치되는 제1저항성 감지패턴 줄에 대하여 전압을 각각 읽어 이들의 평균값으로서 좌표값을 판단하는 것이 바람직하다. 인접한 제2저항성 감지패턴 줄이 동시에 터치되는 경우에도 동시에 터치되는 제2저항성 감지패턴 줄에 대하여 전압을 각각 읽어 이들의 평균값으로서 좌표값을 판단하는 것이 바람직하다.

상기 좌표인식수단은 다중으로 터치가 발생하고 그 터치점이 폐루프를 이루어서 제1저항성 감지패턴이 2줄 이상이 터치되는 경우에는 터치가 이루어지는 상기 제1저항성 감지패턴의 줄에 동시에 전압을 인가하여 좌표값을 읽는 것이 바람직하다. 터치점이 폐루프를 이루어서 제2저항성 감지패턴이 2줄 이상이 터치되는 경우에도 터치가 이루어지는 상기 제2저항성 감지패턴의 줄에 동시에 전압을 인가하여 좌표값을 읽는 것이 바람직하다.

종래의 저항막 방식 터치스크린의 경우는 한 점의 터치만을 인식하도록 되어 있으나, 본 발명에 의하면, 종래의 저항막 터치스크린에서는 구현이 불가능한 다중 터치 인식이 가능하며, ITO 저항막이 복수개의 줄 형태로 구분되어 폭이 좁기 때문에 선저항 형태를 하게 되어 종래에 있었던 면저항에 기한 좌표보정이 필요없게 된다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다.

도 2는 본 발명에 따른 다중터치인식이 가능한 저항막 방식 터치스크린을 설명하기 위한 도면이다. 절연막(100)상에 하층 투명필름(200)과 상층 투명필름(300)이 적층되며, 하층 투명필름(200)의 윗면에는 Y축 투명 저항성 감지패턴(200a)이 형성되고, 상층 투명필름(300)의 아랫면에는 X축 투명 저항성 감지패턴(300a)이 형성된다.

투명 저항성 감지패턴(200a, 300a)은 종래와 같이 ITO막으로 형성시킬 수 있지만, 종래와 달리 하나의 막이 복수개의 줄(stripe)로 나누어진 형태를 하며, Y축 투명 저항성 감지패턴(200a)과 X축 투명 저항성 감지패턴(300a)은 행과 열을 이루도록 서로 수직으로 교차하게 배열된다. 투명 저항성 감지패턴(200a, 300a)의 줄 양단에는 Y축 전극(200b)과 X축 전극(300b)이 형성된다. 전극(200b, 300b)으로는 은 잉크(silver ink)를 사용할 수 있다.

도 3은 도 2를 위에서 내려다 본 경우를 도시한 것으로서, 다중터치인식이 가능한 본 발명의 특징을 설명하기 위하여 투명 저항성 감지패턴(200a, 200b)과 전극(200b, 300b)만을 도시한 것이다.

[A 좌표]

Y1+에 VDD를 인가하고 Y1-에 GND 인가하여 X2+(혹은 X2-)에서 전압을 읽으면 이 전압 값이 X좌표를 나타낸다.

즉, X좌표 전압 = VDD*(1/6)+deltaV = X좌표

X2+에 VDD를 인가하고 X2-에 GND 인가하여 Y1+(혹은 Y1-)에서 전압을 읽으면 이 전압 값이 Y좌표를 나타낸다.

즉, Y좌표 전압 = VDD*(8/9)+deltaV = Y좌표

여기서 deltaV값은 A점이 X2축과 Y1축이 교차하는 영역에서의 위치 변화시에 나타나는 전압 변화량을 나타내는 것으로, X축에서 보면 이 값은 최대 VDD*(1/6)을 넘지 않고 Y축에서 보면 이 값은 최대 VDD*(1/9)를 넘지 않는다.

Y축 투명 저항성 감지패턴(200a)과 X축 투명 저항성 감지패턴(300a)이 교차하는 영역내에서 터치 위치에 변화가 발생하는 경우에는 deltaV의 크기가 변하게 된다. 따라서 이러한 deltaV의 변화량을 반영하면 Y축 투명 저항성 감지패턴(200a)과 X축 투명 저항성 감지패턴(300a)이 교차하는 영역내에서도 정확한 터치 위치를 파악할 수 있게 된다.

[B 좌표]

Y1+에 VDD를 인가하고 Y1-에 GND를 인가하여 X4+(혹은 X4-) 및 X5+(혹은 X5-)에서 전압을 읽어 제1평균값을 얻고, Y2+에 VDD를 인가하고 Y2-에 GND를 인가하여 X4+(혹은 X4-) 및 X5+(혹은 X5-)에서 전압을 읽어 제2평균값을 얻은 후에, 제1평균값과 제2평균값의 평균값을 다시 구하면 이 전압 값이 곧 X좌표를 나타낸다.

X4+에 VDD를 인가하고 X4-에 GND 인가하여 Y1+(혹은 Y1-) 및 Y2+(혹은 Y2-)에서 전압을 읽어 제1평균값을 얻고, X5+에 VDD를 인가하고 X5-에 GND를 인가하여 Y1+(혹은 Y1-) 및 Y2+(혹은 Y2-)에서 전압을 읽어 제2평균값을 얻은 후에, 제1평균값과 제2평균값의 평균값을 다시 구하면 이 전압 값이 곧 Y좌표를 나타낸다.

이와 같은 방법을 C, D, E 점의 위치도 독립적으로 나타낼 수 있다. 특히 C점의 경우에는 일반적인 매트릭스 방법으로는 A점과 D점을 터치한 상태에서 C점을 터치하게 되면 감지가 되지 않으나 본 발명에서는 C점도 독립적으로 감지가 된다.

[C 좌표]

Y5+에 VDD를 인가하고 Y5-에 GND 인가하여 X2+(혹은 X2-)에서 전압을 읽으면 이 전압 값이 X좌표를 나타낸다.

즉, X좌표 전압 = VDD*(1/6)+deltaV = X좌표

X2+에 VDD를 인가하고 X2-에 GND 인가하여 Y5+(혹은 Y5-)에서 전압을 읽으면 이 전압 값이 Y좌표를 나타낸다.

즉, Y좌표 전압 = VDD*(4/9)+deltaV = Y좌표

[D 좌표]

Y5+에 VDD를 인가하고 Y5-에 GND 인가하여 X6+(혹은 X6-)에서 전압을 읽으면 이 전압 값이 X좌표를 나타낸다.

즉, X좌표 전압 = VDD*(5/6)+deltaV = X좌표

X6+에 VDD를 인가하고 X6-에 GND 인가하여 Y5+(혹은 Y5-)에서 전압을 읽으면 이 전압 값이 Y좌표를 나타낸다.

즉, Y좌표 전압 = VDD*(4/9)+deltaV = Y좌표

[F, G 좌표]

F점과 G점은 독립적으로 인식하지 못하게 되는데 이는 F점과 G점이 X5열과 Y8행으로 구성된 투명 저항성 감지패턴(200a, 300a) 내에 동시에 존재하기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 투명 저항성 감지패턴(200a, 300a)의 행과 열을 좀 더 세분화시키면 된다. 투명 저항성 감지패턴(200a, 300a)의 행과 행 사이 및 열과 열 사이의 간격은 투명도전성 박막인 ITO의 절연이 유지되는 범위 내에서 최소화하는 것이 바람직하다.

그러나 도 3의 경우라 하더라도 어느 특정 형태의 다중 터치인 경우에는 터치위치를 파악하는데 어려움이 있다. 도 4a 및 도 4b는 도3의 이러한 단점을 설명하기 위한 도면들이다.

도 4a에서 H, I, J점만을 터치하여 폐루프가 형성되지 않았을 경우, H점을 읽기 위해서는 Y1+ 전극에 VDD를 인가하고, Y1- 전극에 GND를 인가 한 후 X2+(혹은 X2-)전극에서 전압 값을 읽으면 H점의 X좌표를 알 수가 있다.

그러나, H, I, J, K점을 동시에 터치하여 이 네 개의 터치점이 폐루프를 형성하는 경우에는 도 4b에 도시된 바와 같이 실제 측정하기 위해 필요한 저항성분에 병렬로 추가 저항이 발생하게 된다. 이럴 경우 읽혀지는 값은 실제 좌표와는 다르게 된다.

H점을 예로 살펴보면,

1) 정확한 좌표값으로서 읽혀져야 할 값

X좌표값 = VDD*R1/(R6+R5+R1)

2) 폐루프 형성으로 인해 실제 읽혀지는 값

X좌표값 = VDD*R1/(R6+(R5//(R2+R3+R4))+R1)

이 된다. 위의 계산식 1)과 2)를 비교해보면 X좌표값이 차이가 나는 것을 알 수 있다. 따라서 이렇게 폐루프가 형성되는 경우에는 아래와 같은 방법으로 좌표값을 읽을 필요가 있다. 즉, H, I, J, K점까지 터치하여 폐루프가 형성되는 경우에는 Y1+ 전극에 VDD를 인가하고, Y1- 전극에 GND를 인가하는 것 이외에, 이와 동시에 Y4+ 전극에도 VDD를 인가하고, Y4- 전극에 GND를 인가한 후 X2+ 전극에서 H점의 위치에 해당하는 전압을 읽고, X2- 전극에서는 J점의 위치에 해당하는 전압을 읽으면 된다. 도 5는 이러한 경우를 설명하기 위해 모델링된 회로도이다.

도 5의 (a)에서와 같이 이상적인 경우에는 I점 및 K점의 X좌표값은 VI = 4.375V, VK = 4.792V 이다. 그러나 도 5의 (b)와 같이 H, I, J, K 점이 폐루프를 이룰 경우에는 VI=4.259V, VK=3.593V로서 이상적인 좌표값과 차이가 나게 된다. 특히 VK의 경우에는 1V이상 차이가 크게 나므로 좌표위치에 큰 에러를 유발한다.

도 5의 (c)는 이렇게 폐루프 형성시의 에러를 방지하기 위하여 모델링된 것이며, 폐루프가 형성되는 경우에 Y1+ 전극에 VDD를 인가하고, Y1- 전극에 GND를 인가하는 것 이외에, 이와 동시에 Y4+ 전극에도 VDD를 인가하고, Y4- 전극에 GND를 인가한 후 X6+(또는 X6-)전극에서 I점 및 K점의 위치에 해당하는 전압을 읽는다. 그러면 VI=4.440V이고 VK=4.765V로서 이상적인 좌표값과 크게 차이가 나지 않게 된다. 즉, 폐루프 형성에 따른 저항값 변화로 인한 위치 오차가 보정되게 된다.

도 4a에서 L과 M의 두 점을 동시에 눌렀을 경우에도 이를 확장해서 보면 위의 경우와 같이 폐루프를 형성하게 되며, 이때에도 Y5+와 Y6+에 VDD를, Y5-와 Y6-에 GND를 동시에 인가하고 X2(혹은 X3)에서 L의 좌표값을, X5(혹은 X6)에서 M의 좌표값을 읽으면 된다. L점과 N점이, N점과 O점이, M점과 O점이 동시에 눌렸을 경우에도 이와 동일한 방법으로 좌표값을 읽으면 된다.

본 발명에 따른 터치스크린의 수직 구조는 기존의 저항막 터치스크린의 구조와 동일한 구조로 되어 있어, 손가락 뿐만 아니라 종래의 저항막 터치스크린에서 사용할 수 있는 모든 기구물, 예를 들면 스타일러스펜, 카드, 손톱 등을 사용하여 터치 할 수 있다.

본 발명에 따른 터치스크린의 좌표값을 읽는 인식회로에서는 종래의 저항막 터치스크린에서의 좌표값을 읽는 방법과 유사하게, 터치가 발생한 부분의 행과 열에만 전압을 인가하여 좌표를 읽으므로 불필요한 시간 및 전력의 낭비를 피할 수 있다. 특히 모바일 기기에서 배터리 소모를 최소화하기 위해서는 대기 전력을 최소화해야 하는데 본 발명은 종래의 저항막 터치스크린의 장점을 모두 유지하면서도, 종래의 저항막 터치스크린에서는 구현이 불가능한 다중 터치 인식을 가능하도록 하였다. 또한 ITO 저항막의 폭이 좁아 선저항 형태를 하므로 종래에 있었던 면저항에 기한 좌표보정이 필요없게 된다.

도 1은 종래의 저항막 방식 터치스크린을 설명하기 위한 도면;

도 2는 본 발명에 따른 다중터치인식이 가능한 저항막 방식 터치스크린을 설명하기 위한 도면;

도 3은 도 2를 위에서 내려다 본 평면도;

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 있어서 폐루프 형성시의 문제점을 설명하기 위한 도면;

도 5는 폐루프 형성시의 문제점을 해결하는 방안을 설명하기 위한 모델링된 회로도이다.

<도면의 주요부분에 대한 참조번호의 설명>

10, 100: 절연막

20, 30, 200, 300: 투명필름

20a, 30a: ITO 저항막

20b, 30b, 200b, 300b: 전극

200a, 300a: ITO 투명 저항성 감지패턴

Claims

절연막;

상기 절연막 상에 적층되는 하층 투명필름;

상기 하층 투명필름 상에 적층되는 상층 투명필름;

상기 하층 투명필름에 형성되며 복수개의 줄이 나란하게 배열된 형태를 하는 제1저항성 감지패턴;

상기 상층 투명필름에 형성되며 복수개의 줄이 나란하게 배열된 형태를 하며 상기 제1저항성 감지패턴과는 수직으로 교차하는 제2저항성 감지패턴;

상기 제1저항성 감지패턴의 줄 양단에 설치되는 제1전극;

상기 제2저항성 감지패턴의 줄 양단에 설치되는 제2전극; 및

상기 제1전극 및 제2전극에 전압을 인가하고 터치가 발생한 부분의 전압을 읽어 X, Y 좌표를 판단하는 좌표인식수단; 을 구비하는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 터치스크린.
제1항에 있어서, 상기 제1저항성 감지패턴이 상기 하층 투명필름의 윗면에 설치되는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 터치스크린.
제1항에 있어서, 상기 제2저항성 감지패턴이 상기 상층 투명필름의 아랫면에 설치되는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 터치스크린.
제1항에 있어서, 상기 제1저항성 감지패턴 및 제2저항성 감지패턴이 투명도전성 필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 터치스크린.
제1항에 있어서, 상기 제1전극 및 제2전극이 은 잉크를 발라서 형성되는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 터치스크린.
제1항에 있어서, 상기 좌표인식수단은 터치가 발생한 부분의 상기 제1저항성 감지패턴 및 상기 제2저항성 감지패턴의 줄에만 전압을 교대로 인가하여 X, Y 좌표를 판단하는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 터치스크린.
제1항에 있어서, 상기 좌표인식수단은 상기 제1저항성 감지패턴과 상기 제2저항성 감지패턴이 교차하는 영역내에 있어서의 터치 위치 변화시에 deltaV의 변화량에 대한 위치 변화량도 감안하여 XY좌표를 판단하는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 터치스크린.
제1항에 있어서, 상기 좌표인식수단은 인접한 제1저항성 감지패턴 줄이 동시에 터치되는 경우에 동시에 터치되는 제1저항성 감지패턴 줄에 대하여 전압을 각각 읽어 이들의 평균값으로서 좌표값을 판단하는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 터치스크린.
제1항에 있어서, 상기 좌표인식수단은 인접한 제2저항성 감지패턴 줄이 동시에 터치되는 경우에 동시에 터치되는 제2저항성 감지패턴 줄에 대하여 전압을 각각 읽어 이들의 평균값으로서 좌표값을 판단하는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 터치스크린.
제1항에 있어서, 상기 좌표인식수단은 다중으로 터치가 발생하고 그 터치점이 폐루프를 이루어서 제1저항성 감지패턴이 2줄 이상이 터치되는 경우에 터치가 이루어지는 상기 제1저항성 감지패턴의 줄에 동시에 전압을 인가하여 좌표값을 읽는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 터치 스크린.
제1항에 있어서, 상기 좌표인식수단은 다중으로 터치가 발생하고 그 터치점이 폐루프를 이루어서 제2저항성 감지패턴이 2줄 이상이 터치되는 경우에 터치가 이루어지는 상기 제2저항성 감지패턴의 줄에 동시에 전압을 인가하여 좌표값을 읽는 것을 특징으로 하는 저항막 방식 터치 스크린.