KR20100004827A - 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치를 개시한다.

본 발명에 따르는 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치는 기판과, 상기 기판의 중앙부에 형성되어 영상이 표시되는 표시영역과, 상기 표시영역의 외곽에 형성되어 상기 기판의 단부까지 연장되고 복수개의 신호전달용배선전극이 위치하는 비활성영역과, 상기 표시영역에 위치하여 좌표를 표시하기 위해 2차원적으로 배열되는 2쌍의 복수개의 위치감지용메인센서전극과, 상기 2쌍의 복수개의 위치감지용메인센서전극이 각 방향으로 서로 전기적으로 연결되도록 그 사이에 위치하는 복수개의 브릿지전극과, 상기 복수개의 신호전달용배선전극의 일단은 각각 상기 2쌍의 복수개의 위치감지용메인센서전극과 연결되며, 그 타단이 전기적으로 연결된 외부단자부와, 상기 2쌍의 복수개의 위치감지용메인센서전극의 각각에는 전기적으로 연결되되, 상기 복수개의 브릿지전극이 연결된 방향과는 다른 방향으로 형성된 위치감지용서브전극을 포함하는 특징이 있는데, 이에 의할 때, 입출력 신호전달용배선전극의 개수를 증가시키지 아니하고, 대형터치패널장치에 사용될 수 있으며, 동일한 크기의 터치패널장치의 경우에는 정밀한 좌표위치 감지가 가능하고, 따라서 동일한 개수의 위치감지용메인센서전극을 가지는 경우에는 신호전달용배선전극의 개수가 감소하므로 이에 의한 공간을 절약할 수 있어 디지털방식의 정전용량터치패널장치의 경박단소화를 달성할 수 있다.

터치패널장치(Touch panel device), 정전용량(Capacitive Coupling), 디지털 방식(Digital Type), 센서전극(Sensor Electrode), 배선전극(Lead Electrode)

Description

고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치{Touch panel device of digital capacitive coupling type with high sensitivity}

본 발명은 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 입출력 신호전달용배선전극의 개수를 증가시키지 아니하고, 대형터치패널장치에 사용될 수 있으며, 동일한 크기의 터치패널장치의 경우에는 정밀한 좌표위치 감지가 가능하고, 따라서 동일한 개수의 위치감지용메인센서전극을 가지는 경우에는 신호전달용배선전극의 개수가 감소하므로 이에 의한 공간을 절약할 수 있어 경박단소화를 달성할 수 있는 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치에 관한 것이다.

종래에 그래픽사용자인터페이스(Graphic User Interface)시스템의 발달 및 대중화에 따라 입력이 간단한 터치패널장치(Touch panel device)의 사용이 보편화되었는데, 상기 터치패널장치에 사용되는 방식에는 크게 저항막방식, 정전용량방식, 광센서방식, 초음파방식, 전자기(Electromagnetic)방식, 벡터력(Vector Force)방식 등이 있다.

이러한 터치패널장치는 종류별로 각각 단점을 지니고 있어 모든 애플리케이 션(Application)에 문제없이 사용될 수 있는 것은 없다.

상기 저항막방식은 두 개의 기판사이의 투명도전막이 접촉되어 동작하는 방식으로 현재까지 나온 터치패널장치 방식 중에 가장 손쉽게 구현이 가능하고 성능이 뛰어나지만, 기계적 및 환경적 신뢰성이 떨어지는 단점이 있다.

상기 광센서방식은 광출력 소자와 광입력 소자사이의 광경로가 차단될 때 위치를 판별하는 방식으로 외광의 영향을 받는 단점이 있다.

또한, 상기 초음파방식 역시 광센서방식과 비슷하게 음파발생 소자와 음파인식 소자 사이의 음파 경로가 차단될 때 위치를 판별하는 방식으로 공장의 소음 또는 노이즈에 취약한 단점이 있다.

상기 전자기방식은 패러데이(Faraday)법칙의 자석과 기전력 발생 원리를 이용한 방식으로써, 각기 위치별로 코일에 흐르는 전류의 양을 판단하여 좌표를 계산한다. 코일에 교류의 신호를 인가해야 하므로 특수 전용펜을 필요로 하는 단점이 있다.

한편, 상기 정전용량방식은 센서전극과 손가락 사이에 정전용량변화에 따라 흐르는 미세한 전류를 감지하여 위치를 판별하는 방식으로 노이즈 신호에 취약한 단점이 있으나, 환경적 신뢰성에 강하고 상부에 위치하는 보호층(Protective Layer)를 변경함에 따라 기계적 신뢰성도 자유롭게 바꿀 수가 있는 장점이 있다.

이러한 정전용량방식에는 도 1의 아날로그(Analog)방식과 도 2의 디지탈(Digital)방식이 있다. 도 1은 종래기술에 따른 아날로그방식의 전극구조를 나타내는 도면이고, 도 2는 종래기술에 따른 디지탈방식의 전극구조를 나타내는 도면이 다.

도 1 및 2를 참조하면, 상기 아날로그방식은 센서전극(10)이 전면(Sheet)형태의 전극으로 감지 동작 영역내 패턴이 필요 없고, 상기 디지탈방식은 감지 동작 영역내 일정한 형태로 패턴(pattern)된 센서전극(20)이 필요하다. 상기 아날로그방식이든 디지탈방식이든 모두 기본적으로 외부환경으로부터 센서전극(10, 20)을 보호하기 위한 특정 유전율을 갖는 보호층(미도시)을 구비한다.

상기 센서전극(10, 20)에 교류성분의 신호가 인가되고, 큰 의미에서 접지성분의 도체라고 할 수 있는 손가락을 통해 흐르는 미세 전류의 양을 판단하여 위치를 판별하는 방식과, 쌍을 이루는 두 개의 전극에서 한쪽에 교류 신호를 인가하여 이 때 손가락에 의해 왜곡되는 정전용량(Capacitor)의 변화량을 감지하여 위치를 감지하는 방식인 두 가지가 있다.

사람의 손가락을 통해 흐르는 미세한 전류의 양을 도 1에서와 같이 네 개의 모퉁이에서 측정하여 이값으로부터 좌표를 인식하게 된다. 패널의 센서전극(10)에 전기적 신호를 전달하는 리드전극(12)이 4개이므로 패널의 화면 크기가 커져도 리드전극(12)이 설치되는 영역의 폭이 크게 증가하지 않아 대형 패널의 경박단소화에 유리하나, 미세한 전류의 양을 상대적인 비교치로 계산하므로 회로 제어부가 복잡해지고, 초기값이 변하는 등 외부 환경 노이즈 변화에 취약한 단점이 있다.

또한, 접촉점의 수가 복수개일 경우 접촉점이 중간 지점으로 인식하므로 복수의 접촉(Multi Touch)기능 구현이 어려운 단점이 있다.

종래의 디지탈방식의 경우도 외부환경 노이즈 변화에 취약한 단점이 있지만, 아날로그방식과는 달리 온도, 습도, 저항치 변화 등으로 인한 초기치 변화로 인한 접촉 위치가 변하는 것은 막을 수가 있다.

이러한 디지탈방식을 더 상세하게 이해하기 위하여 도 3 및 도 4를 참조한다. 도 3 및 도 4는 종래의 디지탈방식의 전극구조를 각각 X축, Y축으로 상세하게 표현한 도면이다.

기판(30, 40)상에 위치인식용센서전극(31, 41) 및 이들을 전기적으로 연결하는 신호전달용 브릿지전극(32, 42)이 형성됨을 알 수 있다.

한편, 도 5는 도 2에서의 B-B'선에 따라 절개한 단면구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 기판(21)의 상하부로 센서전극(20)이 불연속적으로 형성되어 있고, 상기 센서전극(20)은 보호층(30)으로 덮여있어 외력으로부터 상기 센서전극(20)을 보호한다.

이와 같이, 아날로그방식과는 달리 디지탈방식은 상기 센서전극(20)이 연결된 각각 격자(Grid )형상의 X축 및 Y축을 따라 교류신호를 인가하고 이때 손가락을 통해 전달되어 흐르는 미세 전류의 변화량을 Y축 및 X축에서 각각 측정을 하여 가장 많이 변화한 지점에서의 위치를 손가락 접촉 위치로서 인식하게 된다.

디지탈방식은 기생정전량(Parasitic Capacitance, 도 5상 C1, C2 및 C3)를 통해 흐르는 교류 신호를 이용하여 위치 좌표를 계산하는데, 정확한 위치 좌표를 계산하기 위해서는 단위면적당 일정 수 이상의 위치 감지용 센서전극(20)이 필요하다. 여기서 위치 좌표를 정확하게 인식하는 메카니즘을 상세하게 설명한다.

도 6은 종래의 소형으로 구현되는 디지탈방식에 따른 정전용량의 커플링(coupling)특성을 나타내는 그래프이다.

도 6을 참조하면, 손가락과 신호를 교환하는 위치감지용센서전극의 밀도가 충분하여 정확한 위치 좌표 계산이 가능하다. 불연속적인 센서전극을 통해 얻어진 신호들을 이용하여 위치 좌표를 계산하기 위하여 센서전극별 신호를 정규분포 형태를 가지는 가우시안(Gausian)곡선으로 나타낼 수 있고, 이때 전극 사이에 신호 레벨이 존재하지 않는 영역에서 근사된 가우시안 함수값을 이용하여 최대의 값을 나타내는 지점을 손가락이 접촉한 위치 좌표로 설정할 수가 있다.

그러나, 소형 디지털방식의 경우와 달리, 대형 디지탈방식은 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 적어도 2~3개의 전극 신호를 가지지 못하여 가우시안 함수를 적용할 수 없는 문제가 있다. 도 7은 종래의 대형으로 구현되는 디지탈방식에 따른 정전용량의 커플링(coupling)특성을 나타낸 도면이다.

대형 디지탈방식이라 하더라도 신호전달용배선전극이 설치되는 영역인 비활성영역(Non-Active Area)의 폭이 대폭적으로 증가하는 것이 아니라, 소형 디지털 정전용량방식보다 소폭으로 증가하는 것에 그친다. 일반적으로 터치패널장치의 비활성영역은 액정디스플레이장치(LCD)의 전극설계마진 영역 즉 비표시영역(Non-Viewing Area)과 거의 일치하게 설계하는데, 액정디스플레이장치의 비표시영역의 폭은 그 크기와 관계없이 거의 일정하게 2 내지 3㎜ 내에서 설계된다.

신호전달용배선전극의 크기나 갯수는 비활성영역(Non-Active Area)의 폭에 영향을 받으므로, 실제적 표시영역(Display Area)에 설치할 수 있는 위치감지용센 서전극의 수는 소형의 방식에 비해 거의 증가시킬 수 없는 문제가 있다.

따라서, 센서전극간의 간격이 넓어지므로 이를 보완하기 위하여 센서전극들의 면적을 증가시키게 되는데, 이럴 경우 손가락과 센서전극간의 기생정전량이 증가하여 커플링(Coupling)이 역시 증가하는 효과는 있으나, 손가락과 커플링이 일어나는 센서전극의 수가 증가하는 것은 아니다.

따라서, 손가락과 커플링이 일어나는 센서전극의 면적이 커져서 일정 면적 이상으로 되면 손가락의 미세한 움직임을 감지할 수가 없게 되므로 센서전극의 크기는 손가락이 터치패널장치에 접촉될 때 접촉 면적내에 X 및 Y축 센서전극이 적어도 2 내지 3개 정도가 되도록 센서전극의 크기가 결정되어야 한다. 즉, 대형의 경우 정확한 위치감지를 할 수가 없게 되므로, 디지털방식방식의 경우 적용할 수 있는 디스플레이표시장치의 크기가 제한되는 문제점이 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 입출력 신호전달용배선전극의 개수를 증가시키지 아니하고, 대형터치패널장치에 사용될 수 있으며, 동일한 크기의 터치패널장치의 경우에는 정밀한 좌표위치 감지가 가능하고, 따라서 동일한 개수의 위치감지용메인센서전극을 가지는 경우에는 신호전달용배선전극의 개수가 감소하므로 이에 의한 공간을 절약할 수 있어 경박단소화를 달성할 수 있는 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여,

기판과, 상기 기판의 중앙부에 형성되어 영상이 표시되는 표시영역과, 상기 표시영역의 외곽에 형성되어 상기 기판의 단부까지 연장되고 복수개의 신호전달용배선전극이 위치하는 비활성영역과, 상기 표시영역에 위치하여 좌표를 표시하기 위해 2차원적으로 배열되는 2쌍의 복수개의 위치감지용메인센서전극과, 상기 2쌍의 복수개의 위치감지용메인센서전극이 각 방향으로 서로 전기적으로 연결되도록 그 사이에 위치하는 복수개의 브릿지전극과, 상기 복수개의 신호전달용배선전극의 일단은 각각 상기 2쌍의 복수개의 위치감지용메인센서전극과 연결되며, 그 타단이 전기적으로 연결된 외부단자부와, 상기 2쌍의 복수개의 위치감지용메인센서전극의 각각에는 전기적으로 연결되되, 상기 복수개의 브릿지전극이 연결된 방향과는 다른 방향으로 형성된 위치감지용서브전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 고감도 디지 탈방식의 정전용량터치패널장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 2쌍의 복수개의 위치감지용메인센서전극은 각각 X축방향 및 Y방향으로 연장되어 구비될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 위치감지용메인센서전극에 연결되는 위치감지용서브센서전극은 적어도 하나이상일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 위치감지용서브센서전극은 상기 복수개의 브릿지전극이 형성된 방향과 직각을 이루는 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 위치감지용서브센서전극의 형상은 상기 위치감지용메인센서전극과 동일할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 위치감지용서브센서전극의 형상은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 구각형, 십각형 및 원형 형상으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 위치감지용서브센서전극은 제1보조전극 및 제2보조전극을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 제1보조전극 및 제2보조전극의 면적의 합은 상기 위치감지용서브센서전극과 동일한 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 제1보조전극 및 제2보조전극은 그 면적의 비(ratio)는 상기 제1보조전극:제2보조전극

일 수 있다.(단, m은 위치감지용서브센서전극의 개수이며, x는 임의번째의 위치감지용서브 센서전극이다.)

본 발명에 따르는 고감도 디지탈정전용량방식의 터치패널장치는 입출력 신호전달용배선전극의 개수를 증가시키지 아니하고, 대형터치패널장치에 사용될 수 있으며, 동일한 크기의 터치패널장치의 경우에는 정밀한 좌표위치 감지가 가능하고, 따라서 동일한 개수의 위치감지용메인센서전극을 가지는 경우에는 신호전달용배선전극의 개수가 감소하므로 이에 의한 공간을 절약할 수 있어 디지털방식의 정전용량터치패널장치의 경박단소화를 달성할 수 있는 효과를 가진다.

이하,본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은 첨부된 도면을 통하여 설명하게 되나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도면에서 막 또는 영역들의 크기 또는 두께는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어진 것이다.

본 발명에 따르는 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치는 기판과, 상기 기판의 중앙부에 형성되어 영상이 표시되는 표시영역과, 상기 표시영역의 외곽에 형성되어 상기 기판의 단부까지 연장되고 복수개의 신호전달용배선전극이 위치하는 비활성영역과, 상기 표시영역에 위치하여 좌표를 표시하기 위해 2차원적으로 배열되는 2쌍의 복수개의 위치감지용메인센서전극과, 상기 2쌍의 복수개의 위치감지용메인센서전극이 각 방향으로 서로 전기적으로 연결되도록 그 사이에 위치하는 복수개의 브릿지전극과, 상기 복수개의 신호전달용배선전극의 일단은 각각 상기 2쌍의 복수개의 위치감지용메인센서전극과 연결되며, 그 타단이 전기적으로 연결된 외부단자부와, 상기 2쌍의 복수개의 위치감지용메인센서전극의 각각에는 전기적으로 연결되되, 상기 복수개의 브릿지전극이 연결된 방향과는 다른 방향으로 형성된 위치감지용서브전극을 포함하는 특징이 있다.

먼저, 도 8은 본 발명에 따르는 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치를 개략적으로 표현한 도면이다.

도 8을 참조하면, 기판(100), 표시영역(200), 비활성영역(300), 신호전달용배선전극(400), 복수개의 위치감지용메인센서전극(500), 브릿지전극(600), 외부단자부(700) 및 위치감지용서브센서전극(800)이 형성되어 있음을 볼 수 있다.

이러한 구성을 통하여 디지털방식이 경박단소화되고 신호전달용배선전극(400)의 수를 증가시키지 않는 범위내에서 고감도의 입력신호의 인식이 가능한 터치패널장치를 실현할 수 있게 된다.

상기 기판(100)은 다양한 재질이나 형상으로 적용될 수 있으며, 예를 들면, 유리, 플라스틱 및 필름으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있으며, 사각형 형상 뿐만아니라 다각형이나 원형의 형상도 가능하다.

상기 기판(100)은 크게 2 부분으로 영역을 나눌 수가 있는데, 실제로 사람의 손가락과 같은 외부의 터치에 의하여 입력신호를 발생시키거나 본 발명이 액정디스플레이장치, 플라즈마디스플레이장치, 유기발광장치, 전계발생장치와 같은 디스플레이장치에 구현되는 경우에 다양한 영상을 표시할 수 있는 표시영역(200)과 디스 플레이장치를 보호하기 위해 가장 외곽에 배치되는 제품케이스에 가려서 보이지 않는 비활성영역(300)이 여기에 해당된다.

상기 비활성영역(300)은 주로 신호전달용배선전극(400)이 배치되며, 여기의 일 단부에는 외부단자부(700)가 구비되어, 외부의 전기회로(미도시)와 전기적으로 연결된다. 예를 들면, 에프피씨(Flexible printed circuit, FPC)와 같은 전자부품소재가 결합된다.

또한, 상기 표시영역(200)의 내부로는 상기 복수개의 위치감지용메인센서전극(500)이 위치하는데, 상기 위치감지용메인센서전극(500)은 2쌍의 복수개의 제1 및 제2위치감지용메인센서전극(501, 502)으로 이루어진다.

여기서 2쌍이라는 개념은 도 8에서 볼 수 있는 것을 기준으로 볼 때, 가로축을 따라 배치되는 복수개의 제1위치감지용메인센서전극(501)와 세로축을 따라 배치되는 복수개의 제2위치감지용메인센서전극(502)가 외부의 신호에 의하여 좌표를 인식한다는 의미에서 2개의 전극군(group of electrodes)으로 구성되어 있다는 의미이다. 예를 들면, X-Y 절대좌표계의 경우는 Y축의 위치를 감지해내는 Y축위치감지용메인센서전극에 해당하는 제1위치감지용메인센서전극(501)과 X축의 위치를 감지해내는 X축위치감지용메인센서전극에 해당하는 제2위치감지용메인센서전극(502)이다.

또한, 상기 제1 및 제2위치감지용메인센서전극(501, 502)은 복수개로 형성되어 있으며, 각각은 브릿지전극(600)으로 연결되어 전기적으로 통전된다.

또한, 상기 제1 및 제2위치감지용메인센서전극(501, 502)은 각각이 대응되는 복수개의 신호전달용배선전극(400)의 일단과 연결되어 있다.

한편, 상기 제1 및 제2위치감지용메인센서전극(501, 502)은 브릿지전극(600)이 연결된 방향과 다른 방향으로 상기 위치감지용서브센서전극(800)과 연결되어 있는데, 상기 위치감지용서브센서전극(800)은 적어도 하나 이상 연결된다.

여기서, 상기 위치감지용서브센서전극(800)은 손가락에 의한 위치좌표를 정확하게 인식하기 위하여, 예를 들어 가로축을 기준으로 상기 위치감지용서브센서전극(800)은 (N번째)와 (N+1번째)의 위치감지용메인센서전극(500) 내에서 위치 변화를 정전기커플링(Capacitive Coupling)량의 차이로 나타날 수 있도록 (N번째)의 위치감지용메인센서전극(500)과 전기적으로 연결되는 위치감지용서브센서전극(800) 및 (N+1번째)의 위치감지용메인센서전극(500)과 전기적으로 연결되는 위치감지용서브센서전극(800)의 면적비율을 조절한다.

이를 위하여 상기 위치감지용서브센서전극(800)은 2부분으로 나누어지며, 그 각각을 제1 및 제2보조전극(810, 811)이라 하고 한다. 또한, 상기 제1보조전극(810)들은 서로 전기적으로 브릿지전극(600)으로 연결되며, 상기 제2보조전극(811)들도 브릿지전극(600)으로 서로 연결된다.

또한, 상기 면적비율은, 예를 들어 (N번째)와 (N+1번째)의 위치감지용메인센서전극(500)에 연결된 위치감지용서브센서전극(800)이 m개 일 때, 상기 제1보조전극(810)은 (N번째)에서 (N+1번째) 방향으로 점점 그 면적이 감소되는데, 그 감소되는 정도는 아래 <수학식 1>로 표현될 수 있다.

반대로, (N번째)에서 (N+1번째)방향으로 보면, 상기 제2보조전극(811)은 점점 그 면적이 증가되는데, 그 증가되는 정도는 아래 <수학식 2>로 표현될 수 있다.

상기 수학식 1 및 2를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 상기 위치감지용서브센서전극(800)은 그 면적이 위치감지용메인센서전극(500)과 동일한데, 이를 수식으로 표현하면 아래 <수학식 3>으로 나타낼 수 있다.

즉, m개의 위치감지용서브센서전극(800)은 그 어떤 것도, 예를 들어 x번째의 것도 항상 그 면적이 상기 위치감지용메인센서전극(500)과 동일함을 알 수 있다. 물론, 여기서 "동일"의 의미는 전기적 감도가 허용하는 한도에서 유사한 범위까지임은 당연하다.

또한, 상술한 m개의 위치감지용서브센서전극(800)중 m=3인 실시예를 들어 더욱 상세하게 설명하는데, 도 9를 본다.

도 9는 본 발명에 따르는 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치의 위치감지용서브센서전극을 위주로 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 제1위치감지용메인센서전극(501)에는 위치감지용서브센서전극(800)이 3개 연결되어 있음을 볼 수 있다. 또한, 상기 위치감지용서브센서전극(800)은 각각 제1보조전극(810)와 제2보조전극(811)으로 이루어져 있음도 알 수 있다.

상기 제1보조전극(810)은 그 면적이 위 <수학식 1> 및 <수학식 2>에 의하여 계산해 보면, 예를 들어 N번째의 제1위치감지용메인센서전극(501)에 연결된 1번째 위치감지용서브센서전극의 제1보조전극(810)의 경우에는 {3÷(3+1)}=0.75이고, 제2보조전극(811)의 경우는 {1÷(3+1)}=0.25이어서, 그 면적의 합이 0.25+0.75=1이 되는 관계임을 알 수 있다.

이러한 관계는 도 9상의 (N번째), (N+1번째)이 해당하는 가로축뿐만 아니라, 세로축에 대하여도 동일하게 적용됨은 물론이다.

한편, 상기 제1 및 제2위치감지용메인센서전극의 형상은 위치감지용서브센서전극의 형상과 동일할 수 있고, 상기 위치감지용서브센서전극의 형상은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 구각형, 십각형 및 원형 형상으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있는데, 본 발명은 위치감지용메인센서전극이나 위치감지용서브센서전극의 형상은 정전기적으로 커플링되어 외부의 전자회로에 의하여 정확한 위치좌표의 인식 및 해석이 가능한 범위에서 위에서 언급한 바와 같이, 단일 또는 여러개를 혼합하여 사용할 수 있음은 당연하다.

한편, 도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명에 따르는 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 10a 및 도 10b를 참조하면, 상부로부터 보호층(110), 센서전극(550), 기판(100), 차폐전극(900)을 차례로 볼 수 있다.

상기 센서전극(550)은 위에서 설명한 위치감지용메인센서전극이나 위치감지용서브센서전극에 해당되는 것으로 도 10a의 경우는 상기 센서전극(550)이 상기 기판(100)을 기준으로 상하로 위치하고 있으며, 도 10b의 경우는 상기 센서전극이 상기 기판(100)의 일면에 위치하고 있음을 알 수 있다. 이러한 경우에 대하여 본 발명에 따르는 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치는 모두 적용될 수 있다. 예를 들어 위에서 설명한 가로축에 해당하는 위치감지용메인센서전극을 상부에 세로축에 해당하는 위치감지용메인센서전극을 하부에 배치할 수 있다. 다만, 상기 기판(100)의 일면에 가로축에 해당하는 위치감지용메인센서전극과 세로축에 해당하는 위치감지용메인센서전극을 배치하는 경우에는 각각에 해당하는 전기적 신호를 분리시켜주어야 하는 관계상 복수개의 위치감지용메인센서전극을 연결하는 브릿지전극이 서로 겹치는 공통부(미도시)가 형성되어 합선(short)되므로, 이를 방지하기 위하여 상기 공통부에는 브릿지전극사이에 절연부를 형성시킨다. 상기 절연부는 스크린인쇄와 같은 방법으로 형성하거나, 이미지공정을 통하여 광학적으로 형성하는 등 그 방법에 제한을 둘 필요가 없다.

한편, 상기 차폐전극(900)은 그 하부의 디스플레이장치와 같은 전자시스템으로부터의 노이즈(noise)를 제거하기 위하여 배치한다. 그러나, 상기 전자시스템으 로부터의 노이즈의 영향이 적을 때에는 이를 생략하여도 무방하다.

도 1은 종래기술에 따른 아날로그방식의 전극구조를 나타내는 도면이다.

도 2는 종래기술에 따른 디지탈방식의 전극구조를 나타내는 도면이다.

도 3 및 도 4는 종래의 디지탈방식의 전극구조를 각각 X축, Y축으로 상세하게 표현한 도면이다.

도 5는 도 2에서의 B-B'선에 따라 절개한 단면구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 6은 종래의 소형으로 구현되는 디지탈방식에 따른 정전용량의 커플링(coupling)특성을 나타내는 그래프이다.

도 7은 종래의 대형으로 구현되는 디지탈방식에 따른 정전용량의 커플링(coupling)특성을 나타낸 도면이다.

도 8은 본 발명에 따르는 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치를 개략적으로 표현한 도면이다.

도 9는 본 발명에 따르는 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치의 위치감지용서브센서전극을 위주로 도시한 도면이다.

도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명에 따르는 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.

Claims (9)

1. 기판;

   상기 기판의 중앙부에 형성되어 영상이 표시되는 표시영역;

   상기 표시영역의 외곽에 형성되어 상기 기판의 단부까지 연장되고 복수개의 신호전달용배선전극이 위치하는 비활성영역;

   상기 표시영역에 위치하여 좌표를 표시하기 위해 2차원적으로 배열되는 2쌍의 복수개의 위치감지용메인센서전극;

   상기 2쌍의 복수개의 위치감지용메인센서전극이 각 방향으로 서로 전기적으로 연결되도록 그 사이에 위치하는 복수개의 브릿지전극;

   상기 복수개의 신호전달용배선전극의 일단은 각각 상기 2쌍의 복수개의 위치감지용메인센서전극과 연결되며, 그 타단이 전기적으로 연결된 외부단자부;

   상기 2쌍의 복수개의 위치감지용메인센서전극의 각각에는 전기적으로 연결되되, 상기 복수개의 브릿지전극이 연결된 방향과는 다른 방향으로 형성된 위치감지용서브전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 2쌍의 복수개의 위치감지용메인센서전극은 각각 X축방향 및 Y방향으로 연장되어 구비되는 것을 특징으로 하는 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 위치감지용메인센서전극에 연결되는 위치감지용서브센서전극은 적어도 하나이상인 것을 특징으로 하는 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 위치감지용서브센서전극은 상기 복수개의 브릿지전극이 형성된 방향과 직각을 이루는 것을 특징으로 하는 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 위치감지용서브센서전극의 형상은 상기 위치감지용메인센서전극과 동일한 것을 특징으로 하는 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 위치감지용서브센서전극의 형상은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 구각형, 십각형 및 원형 형상으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 위치감지용서브센서전극은 제1보조전극 및 제2보조전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 제1보조전극 및 제2보조전극의 면적의 합은 상기 위치감지용서브센서전극과 동일한 것을 특징으로 하는 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 제1보조전극 및 제2보조전극은 그 면적의 비(ratio)는 상기 제1보조전극:제2보조전극

   

   인 것을 특징으로 하는 고감도 디지탈방식의 정전용량터치패널장치.(단, m은 위치감지용서브센서전극의 개수이며, x는 임의번째의 위치감지용서브센서전극이다.)

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