KR20090040695A - 터치 스크린 - Google Patents

Abstract

일반적으로 터치 스크린은 2차원 좌표 체계를 가지며, 사용자가 의도하는 위치를 해석하는 장치이다. 여기서는 2차원 좌표 혹은 이방성 좌표 체계를 가진 형태의 터치 스크린의 구성 및 패턴의 형성에 대하여 설명한다. 본 발명은 5선 저항막 방식 혹은 아날로그 정전용량 방식의 터치 스크린에 적용이 가능하고, 기존의 이러한 방식의 터치 스크린에 즉시 적용이 가능한 향상된 전극 구조의 터치 스크린에 대하여 기술한다. 본 발명은 패턴의 형태가 터치 스크린의 모서리와 이를 둘러싼 변(邊)에 위치하며, 각 패턴을 형성하는 단위인 유닛의 저항성 결합으로 형성되어, 일정한 전기 저항성 간극(Gap)을 가지는 체인(Chain)의 형태로 결합한 형태를 가진다. 또한 본 터치 스크린은 단일 레이어(Single Layer) 상태에서 구현하고 있으며, 제조 또한 공정의 추가 장치를 요구하는 것이 아니라, 제품의 설계 차원에서 제품의 질적 향상을 꾀하기 때문에, 기존의 일반적 터치 스크린 공정을 그대로 사용할 수 있으므로, 즉시 적용이 가능하고 비용적인 부담 없이 적용할 수 있다.

레이어, 모서리, 전기 저항성 체인, 패턴, 기판, 시트, 터치 스크린

Description

터치 스크린{Touch Screen}

본 발명은 본 발명의 2차원 좌표 체계를 가지는 터치 센서에 속한 것으로 저항막 방식의 터치 스크린과 아날로그 방식 정전용량 터치 스크린에 관한 것이다.

일반적으로 터치 스크린은 2차원 좌표 체계를 가지며, 사용자가 의도하는 위치를 해석하는 장치이다. 2차원 좌표를 가지는 터치 센서 중에서 손이나 전용 펜(Stylus) 등을 사용하는 터치 스크린, 터치 패드, 터치 스위치의 범주에 속하며, 일반적으로 액정 표시 장치(LCD)나 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 브라운관(CRT)등의 위에서 사용된다.

통상적으로 이러한 종류의 터치 센서들은 개인 휴대 장치, 산업용 제어 장치, POS 단말기, 무인 안내 장치(KIOSK), 무선 조정 장치(Remote Controller) 등에서 각광을 받고 있다. 별도의 입력 장치 없이도 사용 가능한 편의성, 위지위그(WYSIWYG: What You See Is What You Get)의 강력하고 편리한 인터페이스를 무기로 거의 전반적인 분야에서 널리 사용되며, 현재에도 비약적 발전이 기대되는 분야이다.

최초의 터치 센서가 개발된 지 30여 년이 지나, 현재는 전기, 전자 산업에서 필수요소가 되었지만, 위에서 언급된 디스플레이 장치의 표면에서 주로 사용되고 있는 것은 변함이 없다.

이러한 분야에서 특히 저항막 방식의 경우 가장 널리 사용되어 가장 다양한 구조와 방식으로 발전하게 되었다. 그 중에서 가장 전통적인 방식으로 4선 저항막 방식과 5선 저항막 방식을 꼽을 수 있는데, 4선 저항막 방식은 그 구조가 단순하여 대량 생산이 쉽게 가능하나, 외부 환경에 의하여 정확성이 떨어지는 문제가 있다.

이와는 달리 5선 저항막 방식의 경우 4선 저항막 방식이 가지는 외부 환경에 의한 변화를 최소화하여 좌표의 신뢰성을 향상시켜 사용 내구성을 획기적으로 증가시켰으나, 그 구조적인 특징으로 인하여 4선 저항막 방식에 비하여 높은 소모 전류, 좌표의 신뢰성에 비하여 일반적으로 4선 저항막 방식보다 정확성이 떨어지는 단점을 가진다.

반면 5선 저항막 방식의 패턴은 그 구조의 특수성으로 인하여, 아날로그 정전용량 방식에서도 사용할 수 있는데, 마찬가지로 5선 저항막 방식이 가지는 장단점은 유사하다. 단 아날로그 정전용량 방식에서 사용되는 기판은 5선 저항막 방식에 사용되는 그것보다 일반적으로 높은 전기 저항성을 가진다.

이와 같이, 좌표로 위치 정보를 판독하기 위해서는 어떠한 경우든지 터치 스크린에서 발생한 아날로그 신호에 의존하게 되는데, 대부분의 5선 방식이나 아날로그 정전용량 방식의 경우 이러한 패턴의 구조나 형성 과정 등에서 전기장의 왜곡이 발생한다.

전기장의 왜곡이 발생하면 왜곡이 발생한 영역은 위치 좌표로서의 오차나 오 동작의 원인이 되며, 결국 터치 스크린 자체의 정확성을 떨어뜨리는 가장 큰 원인이 된다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여, 터치 스크린상에서 네 모서리와 주변을 따라 형성되는 패턴 구조를 새롭게 구성하여 전기장의 왜곡 영역을 최소화하여 실제로 좌표로서 사용할 수 있는 유효한 면적을 극대화하는 터치 스크린을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 기존의 2차원 좌표센서 방식은 5선 저항막 방식이나 아날로그 정전용량이 가지는 패턴의 형태를 개선하여 정확성 향상, 작동 영역의 극대화, 소모 전력의 감소를 도모하며, 또한 기존 기술이 사용하는 생산 방식의 변화 없이 바로 적용 가능한 장점을 가지는 터치 스크린을 제공하는 데에 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 스크린은, 단일 레이어(Single Layer)에 존재하며, 네 모서리를 따라 전기 저항성 체인을 이루며 형성되는 직선형의 주 패턴과, 상기 주 패턴에 전원을 공급하기 위하여 사각 네 모서리에서 결합된 형태를 가지며, 전압과 전류를 모서리의 4개의 변이 교차하는 지점에서 인가하여 단일 기판 혹은 시트 상에서 X 좌표 방향과 Y좌표 방향을 동시에 구성하는 배선을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기판은 투명하거나 혹은 불투명한 전기 저항성 기판을 사용하되, 300~500옴/Sq. 범위내의 체적 저항을 가진 유리 기판을 사용한다.

상기 기판은 PMMA, 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴레에스터(Polyester) 시트 혹은 필름 중 어느 하나의 재질의 기판을 사용한다.

상기 주 패턴은 상기 4개의 모서리 및 가장자리에서 불연속적이고 일정한 범위 내에서 반복적인 형태를 가진다.

터치 스크린의 전압 기울기에 의한 선형 오차를 최소화하는 보조 패턴들을 더 형성한다.

상기 보조 패턴은, 터치 스크린 패널의 모서리 영역에 위치하여 네 모서리의 교차점 부근에서 시작되는 전류 흐름을 X와 Y 방향으로 균형 있게 펼쳐지도록 유도하고, 모서리의 중심 부분에서 발생하는 전압 기울기에 의한 선형(Linearity) 왜곡을 방지한다.

상기 보조 패턴은, 은(silver), 금(gold) 또는 구리(Cupper)를 이용한 페이스트 혹은 이러한 소재들이 혼합된 합금 페이스트 중 어느 하나의 재질을 사용하여 전기 저항성 기판보다 상대적으로 낮은 체적 저항을 가진다.

상기 보조 패턴은, 선택 부식법 혹은 인쇄법을 사용하여 형성한다.

상기 보조 패턴에 의하여 형성되는 전기장의 미세한 조정을 위하여 전기 저항성 기판에 전기 전도성을 가지지 않는 절연 패턴을 추가로 형성한다.

상기 절연 패턴은 화학 부식법 또는 레이저 식각법을 이용하여 형성한다.

상기 절연 패턴은 모서리에서 변(邊)의 중앙으로 갈수록 간극이 넓어지도록 형성된다.

본 발명에 따른 터치 스크린은, 전기장의 왜곡이 줄어들게 되어 그만큼 좌표 영역으로서 사용할 수 있는 공간이 확장되고, 또한 컨트롤 유닛의 연산 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 기존 전통적 형태의 5선 저항막 방식 터치 스크린과 아날로그 정전용량 방식의 설계 구조적인 측면을 재해석하여 기존에 가지고 있는 좌표의 왜곡 현상을 최소화하여 향상된 정확성을 제공할 수 있으며, 동일한 크기의 동종 터치 스크린에 비하여 유효 좌표 영역(Effective coordinates Area)이 넓기 때문에 날로 발전해가는 평판 패널 디스플레이(Flat Panel Display)의 화면 영역의 극대화 방향에 부합하고, 유연한 적용성을 제공하는 효과가 있다.

또한, 한가지 종류의 터치 스크린에 국한되지 아니하고 이종(異種)의 터치 스크린인 저항막 방식과 아날로그 정전용량 방식에서 동시 적용할 수 있기 때문에 효율적인 구성법이라 할 수 있다.

더욱이 본 발명은 터치 스크린의 설계적인 부분으로 제품의 질적 향상을 꾀하고 있는바, 기존 공정과의 완벽한 호환성이 있으며, 추가적 제조 시설이나 설비의 부담이 발생하지 않기 때문에 가격적인 경쟁력 확보에 유리한 다양한 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 터치 스크린은 다음과 같은 구성을 가진다.

기본적으로 5선 저항막 방식이나 정전용량과 같이 단일 기판 혹은 시트 상에서 X 좌표 방향과 Y좌표 방향을 동시에 구성할 수 있는 특징이 있다. 이러한 특징을 갖기 위하여 전압과 전류를 모서리의 4개의 변이 교차하는 지점에서 인가한다. 물론 4개의 변이 교차하지 않고 모서리의 4개 변의 각 중심에서 인가하는 경우도 가능하지만, 이것은 터치 스크린의 크기에 반해 작동영역이 상대적으로 작아지는 경향이 있기 때문에 통상적으로 모서리 4개 변의 교차점 지점에서 인가하는 방식을 취한다.

일반적으로 사용되는 기판은 투명하거나 혹은 불투명한 전기 저항성 기판을 사용하고, 일반적으로 300~500옴/Sq. 정도 범위의 체적 저항을 가진 유리 기판을 사용한다. 유리 기판 이외에도 PMMA, 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴레에스터(Polyester) 시트 혹은 필름 등과 같은 재질의 기판을 사용할 수도 있다. 패턴의 형태는 네 모서리 및 가장자리에서 불연속적이고 일정한 범위 내에서 반복적인 형태를 가진다. 패턴의 형상은 기본적으로 직선형의 패턴이 전기 저항성 체인을 이루며, 네 모서리를 따라 형성된다. 그러나 네 모서리를 따라 형성되는 패턴의 형상만으로는 전기 저항성 체인으로 인하여 모서리의 중심부분에서 전압 기울기(Voltage Gradient)가 발생한다. 이러한 이유로 터치 스크린의 전압 기울기에 의한 선형 오차를 최소화하는 보조 패턴들을 형성한다. 보조 패턴의 역할은 크게 두 가지 형태로 나뉜다. 하나는 터치 스크린 패널의 모서리 영역에 위치하여 네 모서리의 교차점 부근에서 시작되는 전류 흐름을 X와 Y 방향으로 균형 있게 펼쳐지도록 유도하고, 다른 하나의 보조 패턴은 모서리의 중심 부분에서 필연적으로 발생하는 전압 기울기에 의한 선형(Linearity) 왜곡을 방지하는 역할을 한다.

패턴은 일반적으로 전기 저항성 기판(예를 들어 I.T.O, A.T.O, A.Z.O, Conductive Polymer, C.N.T등)보다 상대적으로 낮은 체적 저항을 가지며, 이러한 소재는 일반적으로 은(silver), 금(gold), 구리(Cupper)등을 이용한 페이스트 혹은 이러한 소재들이 혼합된 합금 페이스트 등을 사용한다. 패턴의 형성 방법은 일반적으로 선택 부식법 혹은 인쇄법 등을 사용한다.

또한, 패턴에 의하여 형성되는 전기장의 미세한 조정을 위하여 전기 저항성 기판에 전기 전도성을 가지지 않는 전기 절연성 패턴을 추가로 필요로 한다. 이러한 전기 절연성 패턴은 일반적으로 화학 부식법, 레이저 식각법 등을 주로 이용하여 이 외 다른 방법으로도 형성할 수 있다.

본 발명에서 설명하려는 패턴은 상기에 설명하는 방법을 사용하여 형성하며, 패턴의 형태나 기본적인 원리를 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명이 제시하는 기본적인 터치 스크린의 동작 원리를 나타낸다.

그림에서 보는 바와 같이 터치 스크린(10)에서 발생한 아날로그 데이터를 컨트롤 유닛(70)을 통하여 디지털 데이터로 가공 후 호스트 시스템(80)으로 전송한다. 호스트 시스템(80)은 가공된 디지털 데이터를 디스플레이 화면(미도시)에 출력한다.

여기서 컨트롤 유닛(70)은 단순한 데이터 가공 역할뿐만 아니라 노이즈 필터링이나 신호 증폭 등 다양한 처리를 담당한다. 이러한 데이터의 처리는 알고리즘에 따라 다양한 방식을 사용하나 호스트 시스템(80)에 위치 정보와 동작 신호를 보낸 다는 것은 모두 동일하다.

그렇다면 좌표로 위치 정보를 컨트롤 유닛(70)이 판독하기 위해서는 어떠한 경우든지 터치 스크린(10)에서 발생한 아날로그 신호에 의존하게 되는데, 대부분의 5선 방식이나 아날로그 정전용량 방식의 경우 이러한 패턴의 구조나 형성 과정 등에서 전기장의 왜곡이 발생한다. 전기장의 왜곡이 발생하면 왜곡이 발생한 영역은 위치 좌표로서의 오차나 오동작의 원인이 되며, 결국 터치 스크린 자체의 정확성을 떨어뜨리는 가장 큰 원인이 된다. 그러므로 컨트롤 유닛(70)의 필터링, 노이즈 방지, 정확성 향상을 하더라도 원본 데이터인 터치 스크린(10)의 아날로그 데이터가 명확하지 않다면 컨트롤 유닛(70)이 이러한 문제를 해결하기 위해서는 대단히 번거롭고 복잡한 과정이 필요하다.

본 발명은 터치 스크린(10) 상에서 네 모서리와 주변을 따라 형성되는 패턴 구조를 새롭게 구성하여 전기장의 왜곡 영역을 최소화하여 실제로 좌표로서 사용할 수 있는 유효한 면적을 극대화하는 것이다. 전기장의 왜곡이 줄어들게 되면 그만큼 좌표 영역으로서 사용할 수 있는 공간이 확장되는 것을 의미하고, 또한 컨트롤 유닛의 연산 부담을 줄일 수 있다.

도 2는 본 발명이 제시하는 방법에서 5선 저항막 방식의 터치 스크린의 전체적인 형태를 나타낸다.

도 2에서 도면부호 10은 터치 스크린을 지칭하며, 베이스 기판으로 전도성 박막이 증착된 유리를 사용하였다. 터치 스크린의 경우 일반적으로 플랫 패널 디스플레이(FPD)에 장착하기 때문에 전극이 위치한 모서리 이외에는 투명하여 디스플레 이에서 표현되는 이미지를 투과하여 보여준다. 도면부호 11, 12, 13, 14는 터치 스크린(10)에 전원을 공급하는 배선을 표기하였고, 이것은 다음 그림에서 자세히 설명한다. 도면부호 15는 도 3과 4에서 설명할 터치 스크린 절단면을 표기하였다.

도 3은 본 발명이 제안하는 5선 저항막 방식과 아날로그 정전용량 방식에 있어서의 기본적인 전류의 흐름도를 나타낸다. 여기서는 표현 관계상 터치 스크린(10)에서 4분의 1면만을 도시하였다.

도면부호 10은 도 1에서와 마찬가지로 터치 스크린을 지칭한다. 도면부호 31은 전원이 인가되는 부분으로 터치 스크린의 좌측 상단 모서리이다. 여기서는 도 2의 11, 12에 각각 5v의 전압을 인가하고, 13, 14에는 0v를 인가하였다. 컨트롤 유닛(70)에서 발생한 전압이 도 2의 배선(11, 12, 13, 14)을 통하여 모서리(31)에 도달하면, 보이는 바와 같이 전류의 일정한 흐름이 발생한다. 여기서는 눈에 보이지 않는 전류의 흐름을 도면부호 31과 같이 화살표로 표기하였다.

도시한 바와 같이 전류 31은 왼쪽에서 오른쪽으로, 즉 전압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐른다. 단 여기서 전기장이 형성되기 위한 전도성 박막은 전 영역에 걸쳐 일정한 면저항(Surface Resistance)을 가지고 있다.

도 4는 도 3과 같이 전류가 흐름을 도시하였는데 도 2의 배선(11, 13)에 5v의 전압을 인가하고 배선(12, 14)에 0v를 인가하였다는 것이 도 3과 다르다. 도 4는 도 3과 동일하게 전압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르며 전기장을 형성하는 한다. 도 4에서는 전류는 42의 화살표 방향, 즉 위에서 아래로 전류가 흐르게 된다.

도 3과 도 4에서 보는 바와 같이 5선 저항막과 아날로그 정전용량 방식은 전 압을 특정 모서리 부분(31)에 인가함에 따라 단일 기판상에서 X/Y 좌표로 사용할 수 있는 전압과 전류가 일정한 방향성을 가지고 흐른다는 것을 알 수 있다. 여기서 주의할 점은 5선 저항막 방식이 주로 DC 전압을 위치 판단 요소로 이용하는 반면, 아날로그 정전용량 방식의 경우는 도 3과 4가 표시하는 바와 같이 전류량의 변화로 위치를 판단하게 된다. 그러나 아날로그 정전용량의 경우에서는 도 3의 33이나 도 4의 43과 같이 전류 방향성은 일정하지만 터치 스크린의 중앙 부분에서 약간의 전류 밀도 저하가 발생한다는 것을 간접적으로 판단할 수 있다. 그러므로 아날로그 정전용량에서는 이러한 핀쿠션(pincushion) 현상을 추가로 보완해 주어야 한다.

도 5는 본 발명이 제안하는 구체적인 터치 스크린의 형태를 나타낸다. 도시한 부분은 도 2의 16번을 확대한 부분으로 터치 스크린의 패턴 부분 중 본 발명에 사용되는 하나의 유닛(Unit)에 해당한다. 이러한 유닛이 결합하여 하나의 패턴을 형성하게 되는 것이다.

도면부호 51은 주 패턴(Main Pattern)으로서 모서리에서 인가된 전압이 일정한 간격으로 터치 스크린의 중앙 변(邊)까지 도달하도록 하는 역할을 한다. 여기서 일정한 간격은 저항성 박막으로 구성되며, 이 간격에 의하여 모서리에서 발생한 전압과 중앙 변에서 발생하는 전압의 차이가 발생한다. 그러나 패턴은 일반적으로 X 방향 혹은 Y 방향으로 항상 수평되도록 설치되므로 전압의 차이나 전압의 기울기(Voltage Gradient)가 발생하면, 실제 좌표 데이터로 사용되는 등전위선(Equipotential Line)이 패턴과 수평을 이루지 못하고 모서리에서 반대쪽 모서리까지 일정한 포물선을 형성한다. 터치 스크린에서 좌표가 포물선으로 발생한다는 것은 X/Y의 데이터를 취득할 수 없다. 이러한 등전위선이 패턴과 수평되도록 하기 위해서 보조 패턴(Sub Pattern) 52를 사용한다. 보조 패턴(52)은 주 패턴(51)에서 발생하는 전압의 차이를 최소화하도록 하는 역할을 하며, 주 패턴(51)에서 발생한 전압을 보조 패턴(52)의 크기에 따라 전압이 보조 패턴(52)의 좌측과 우측이 거의 일치되도록 등전위 영역(Equipotential Area)를 형성한다. 이렇게 되면 주 패턴(51)에서 발생한 전압의 기울기를 일정하게 분할하기 때문에 전압의 기울기를 대폭 감소시킬 수 있다. 전압의 기울기가 줄어들게 되면, 마지막으로 설치되는 절연 패턴(Compensation Pattern) 53을 형성하는데 있어서 보다 효율적으로 구성할 수 있게 된다. 본 발명에서 절연 패턴(53)은 주로 절연(Insulation)특성을 이용하며, 이것은 주 패턴(51)과 보조 패턴(52)이 전도성 특성을 이용하는 것과 다르다.

절연 패턴(53)이 절연 특성을 이용하는 것은 전압 기울기(Voltage Gradient)를 주 패턴(51)과 보조 패턴(52)만으로 보완하기 어렵기 때문이다. 왜냐하면, 주 패턴(51)과 보조 패턴(52)은 일반적으로 은(Ag), 구리(Cu) 등과 같이 전도성이 뛰어난 소재를 사용하기 때문에 전압 기울기를 보완하는 데는 효율적이지만, 반대로 저항 특성을 조절하기는 어렵기 때문이다. 본 발명은 주 패턴(51)과 보조 패턴(52)으로 전압 기울기를 최소화하는데 기여하지만, 추가로 이러한 절연 패턴 특성을 이용하여 전압기울기에 대한 보상(Compensation)을 하도록 고안되었다.

절연 패턴(53)은 구성상 주 패턴(51)이나 보조 패턴(52)과 다른 구성이다. 본 발명에서 사용되는 주 패턴(51)과 보조 패턴(52)은 양각(Positive)를 사용하여 도 5에서 보이듯이 패턴의 형상 자체로 전류를 통과시키지만, 절연 패턴(53)의 경 우는 자체가 전기가 통하지 않는 특성이 있다. 그래서 절연 패턴(53)은 패턴을 형성하고 남은 음각(Negative)이 가지는 저항 특성을 이용하게 된다.

즉, 도 5의 절연 패턴(53)은 좌측과 우측에 유사하거나 혹은 동일한 직선형태의 절연 패턴(53)들이 있는데, 절연 패턴(53)이 형성하고자 하는 것은 절연 패턴(53)과 그 사이의 간극(Gap)을 실질적인 저항요소로 이용한다. 이러한 절연 패턴(53)을 사용하는 이유는 모서리(31)에서 발생한 전압이 터치 스크린(10)의 중앙 변에 다다르는 동안 여러 개의 저항성 박막을 통하기 때문에 필연적으로 전기장(Electric Field)이 형성된다. 전기장은 도 3과 4에 도시된 바와 같이 진행 방향성을 가지고 진행하는데, 전기장이 절연 패턴(53)과 인접한 절연 패턴들이 가지는 좁은 간극을 통과할 때, 전기장은 일종의 타원형 밴드(Oval Band)를 형성한다. 이 타원형 밴드는 전압 기울기를 보완하는 매우 중요한 요소이며, 최종적으로 발생하는 전압 기울기를 보상하는 요소로 작용한다. 이 전압 기울기 효과는 다음 도식에서 자세히 다룬다.

도 6은 본 발명에서 전압 기울기를 보상하는 요소인 절연 패턴을 설명하기 위한 상세 도식이다. 역시, 도 5와 마찬가지로 하나의 유닛을 기준으로 설명하였다. 도식에서 51, 52, 53은 도 5에서 설명한 바와 동일한 요소이며, 61은 본 발명에 의하여 구성된 등전위선(Equipotential Line)을 표현한 것이다. 등전위선은 전류의 흐름 64와 90도 위상이 바뀌어 형성되기 때문에, 전류가 위에서 아래로 진행하는 도 6 부분도 이다. 단 이러한 등전위선은 전압 측정 방식을 취하는 5선 저항막 방식에서 주로 사용되는 성분이며, 정전용량은 전술한 바와 같이 전류 성분이 다. 도면부호 63을 보면 등전위선이 앞서 설명한 타원형 밴드(Oval Band)를 형성한 부분이며, 보이는 바와 같이 타원형의 등전위선 영역이 절연 패턴 53과 인접한 절연 패턴 사이에서 발생한다. 특이한 점은 이 절연 패턴 사이의 간극의 크기에 따라 타원형 등전위선의 크기가 다르다는 점이다. 이 밖에 등전위선의 크기는 간극에 걸쳐 있는 전압의 세기에 따라서도 달라지지만, 본 발명의 주 패턴(51)과 보조 패턴(52)으로 전압의 기울기를 최소화하였으므로 절연 패턴(53)에 걸리는 전압은 완만한 전압 기울기를 가진다. 그러므로 주로 절연 패턴(53)에서 형성되는 간극으로 이 타원형의 등전위선 밴드의 크기를 가지고 최종적으로 전압 기울기에 의한 왜곡을 조정하게 된다. 62는 타원형의 등전위 밴드가 형성하는 비(非) 좌표 영역(Dead Space)으로서 등전위선이 타원형의 형태를 가지기 때문에 좌표로서 유효하지 않은 영역이다. 그러나 본 발명에 의한 구성으로서 형성된 이러한 비 좌표 영역 62는 약 2mm 이내의 영역으로 터치 스크린에 사용하기에는 충분히 작은 영역을 차지한다. 반면 61은 패턴들의 조합으로 형성된 직선형 전위선을 형성하는 영역으로서 좌표로 활용되는 부분이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명이 제시하는 기본적인 터치 스크린의 동작 원리를 나타낸 블록 구성도.

도 2는 본 발명이 제시하는 방법에서 5선 저항막 방식의 터치 스크린의 전체적인 형태를 나타낸 도면.

도 3 및 도 4는 본 발명이 제안하는 5선 저항막 방식과 아날로그 정전용량 방식에 있어서의 기본적인 전류의 흐름을 나타낸 도면.

도 5는 본 발명이 제안하는 구체적인 터치 스크린의 형태를 나타낸 도면.

도 6은 본 발명에서 전압 기울기를 보상하는 요소인 절연 패턴을 설명하기 위한 상세도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11, 12, 13, 14 : 배선 31 : 모서리

51 : 주 패턴 52 : 보조 패턴

53 : 절연 패턴

Claims (11)

1. 단일 레이어(Single Layer)에 존재하며, 네 모서리를 따라 전기 저항성 체인을 이루며 형성되는 직선형의 주 패턴과,

   상기 주 패턴에 전원을 공급하기 위하여 사각 네 모서리에서 결합된 형태를 가지며, 전압과 전류를 모서리의 4개의 변이 교차하는 지점에서 인가하여 단일 기판 혹은 시트 상에서 X 좌표 방향과 Y좌표 방향을 동시에 구성하는 배선을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 기판은 투명하거나 혹은 불투명한 전기 저항성 기판을 사용하되, 300~500옴/Sq. 범위 내의 체적 저항을 가진 유리 기판을 사용하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 기판은 PMMA, 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴레에스터(Polyester) 시트 혹은 필름 중 어느 하나의 재질의 기판을 사용하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 주 패턴은 상기 4개의 모서리 및 가장자리에서 불연속적이고 일정한 범위 내에서 반복적인 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
5. 제 1항에 있어서,

   터치 스크린의 전압 기울기에 의한 선형 오차를 최소화하는 보조 패턴들을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 보조 패턴은,

   터치 스크린 패널의 모서리 영역에 위치하여 네 모서리의 교차점 부근에서 시작되는 전류 흐름을 X와 Y 방향으로 균형 있게 펼쳐지도록 유도하고, 모서리의 중심 부분에서 발생하는 전압 기울기에 의한 선형(Linearity) 왜곡을 방지하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 보조 패턴은,

   은(silver), 금(gold) 또는 구리(Cupper)를 이용한 페이스트 혹은 이러한 소재들이 혼합된 합금 페이스트 중 어느 하나의 재질을 사용하여 전기 저항성 기판보다 상대적으로 낮은 체적 저항을 가지는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 보조 패턴은, 선택 부식법 혹은 인쇄법을 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
9. 제 6항에 있어서,

   상기 보조 패턴에 의하여 형성되는 전기장의 미세한 조정을 위하여 전기 저항성 기판에 전기 전도성을 가지지 않는 절연 패턴을 추가로 형성하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 절연 패턴은 화학 부식법 또는 레이저 식각법을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 절연 패턴은 모서리에서 변(邊)의 중앙으로 갈수록 간극이 넓어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.

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