KR20100095189A - 터치패널의 검사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치패널의 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기적 특성을 검사하고자 하는 정전용량형 터치패널의 터치부와 동일한 패턴구조를 갖는 검사용 기판을 서로 대응시킨 상태에서 검사용 기판에 접속된 단자를 통해 터치패널의 전기적 특성을 간접적으로 검사함으로써 터치패널의 인터페이스 단자와 접촉하기 위한 핀 프로브가 사용되지 않아 유지보수 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 터치패널의 인터페이스 단자부와 접촉을 위한 시간이 절약되어 검사시간을 절약할 수 있다.
터치패널, 패턴전극, 해상도, 정전용량, 커플링, 간접, 단선, 단락

Description

터치패널의 검사장치{INSPECTION APPARATUS OF TOUCH PANEL}
본 발명은 터치패널의 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기적 특성을 검사하고자 하는 정전용량형 터치패널의 터치부와 동일한 패턴구조를 갖는 검사용 기판을 서로 대응시킨 상태에서 검사용 기판에 고정적으로 연결된 단자를 통해 터치패널의 전기적 특성을 간접적으로 검사하는 터치패널의 검사장치에 관한 것이다.
일반적으로, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전송 장치 등 개인용 정보처리장치 등은 키보드(keyboard), 마우스(mouse), 디지타이저(digitizer) 등 다양한 입력장치(Input device)를 이용하여 문자(text) 및 그래픽(Graphic) 처리 등을 수행한다.
또한, 각종 전자기기를 효율적으로 사용하기 위하여, 리모콘이나 상술한 입력 장치를 사용하지 않고 표시장치의 표시면에서 신호를 입력하기 위한 터치패널이 널리 사용되고 있다. 즉, 전자수첩과, 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), EL(Electroluminescence) 등의 평판 디스플레이 장치 및 CRT(Cathode Ray Tube) 등과 같은 화상 표시장치의 표시면에 설치되어 사용자가 화상 표시장치를 보면서 원하는 정보를 선택하도록 하는데 이용되고 있다.
이와 같은 터치패널은 터치를 감지하는 방법에 따라 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 전자 유도 방식(EM) 등으로 구분할 수 있다.
각각의 방식에 따라 신호 증폭의 문제, 해상도 차이, 설계 및 가공 기술의 난이도 차이 등이 다르게 나타나는 특징을 갖고 있기 때문에 장점을 잘 살릴 수 있는 방식을 선택한다. 선택 기준은 광학적 특성, 전기적 특성, 기계적 특성, 내환경 특성, 및 입력 특성 뿐만 아니라, 내구성 및 경제성도 고려되어야 한다.
그 중, 저항막 방식의 터치패널의 기본 구조는 서로 마주보는 면에 상부 전극이 형성된 상부 투명 기판과, 하부 전극이 형성된 하부 투명 기판이 스페이서(spacer)에 의해 일정 공간을 갖고 합착되어 있다. 따라서, 상부 기판의 표면에 펜 또는 손가락 같은 소정의 입력 수단으로 어느 한 지점을 접촉하게 되면, 상부 기판에 형성된 상부 전극과 하부 기판에 형성된 하부 전극이 상호 통전됨에 따라 그 위치의 저항값에 의하여 출력 전압이 변화되고, 변화된 전압 값을 읽어 들인 후 제어 장치에서 전위차의 변화에 따라 위치 좌표를 찾게 되는 방식이다.
또한, 정전용량 방식의 터치패널의 기본 구조는 하나의 기판에 구동전극과 감지전극의 교차점에 대응되는 매트릭스타입의 터치키 어레이로 구비되어 구동신호가 구동전극에 인가되면 구동신호의 감지전극과의 용량성 커플링(capacitive coupling) 정도는 구동신호에서의 변화에 응답하여 감지전극에 전달된 변화량을 측정함으로써 결정되기 때문에 주어진 키에서 전극들 간의 용량성 커플링 정도는 키 부근에 물체들이 있는지에 따라 결정된다. 따라서, 손가락 또는 도전성 펜이 터치치 어레이에 접촉되면 이들 물체들이 전극들 간에 전기장 패턴을 변경시키기 때문에 이들 위치 좌표를 찾게 되는 방식이다.
이러한 터치패널이 사용자가 선택한 지시 내용의 위치를 정확하게 검출하는지를 판단하기 위해 전극패턴의 전기적인 특성을 측정할 필요가 있다.
도 1은 일반적인 터치패널의 검사장치를 나타낸 도면이다.
여기에 도시된 바와 같이 측정부(20)의 핀 프로브(22)를 통해 터치패널(10)의 인터페이스 단자부(14)와 각각 접촉한 상태에서 터치가 이루어지는 터치부(12)에 형성된 패턴전극의 구동전극과 감지전극을 순차적으로 선택하면서 각 교차점에서의 전기적인 특성값을 측정하면 제어부(30)에서 각 교차점에 대한 기준값과 측정된 특성값을 서로 비교함으로써 해당 교차점에 대한 양부여부를 판단하게 된다.
이때 구동전극과 감지전극은 일정한 간격을 갖고 서로 절연되는 다른 층에 형성되어 서로 겹쳐서 배치된다.
위에서 설명한 기술은 본 발명이 속하는 기술분야의 배경기술을 의미하며, 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
그러나 위와 같이 터치패널을 검사하기 위해 측정부에서 핀 프로브를 통해 터치패널의 인터페이스 단자부와 접촉하여 측정할 경우 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 핀 프로브는 반복적인 접촉 작업에 의해 핀 프로브의 접촉다리가 변형을 일으켜 접촉 불량이 발생하는 문제점이 있다.
둘째, 터치패널의 해상도가 높아지거나 크기가 커짐에 따라 배선수가 많아질 뿐만 아니라 전극이 협소해져 고해상력의 협소한 전극의 접촉면에 대응하도록 핀 프로브의 직경을 현재보다 아주 작은 것을 사용할 경우 핀 프로브의 강성문제로 굽힘 모멘트에 취약하여 와이어에 굽힘 변형이 생겨 전극의 접촉면에 접촉 불량이 발생하는 문제점이 있다.
셋째, 핀 프로브와 터치패널의 인터페이스 단자와의 가압접촉시 고가이면서도 내구성이 없는 핀 프로브가 쉽게 손상될 뿐만 아니라 교체에 따른 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.
넷째, 핀 프로브를 터치패널의 인터페이스 단자에 가압 접촉시켜야 하기 때문에 접촉에 따른 스크래치(scratch)로 인하여 패턴전극의 손상으로 인한 또 다른 불량요인이 발생되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명은 전기적 특성을 검사하고자 하는 정전용량형 터치패널의 터치부와 동일한 패턴구 조를 갖는 검사용 기판을 서로 대응시킨 상태에서 검사용 기판에 고정적으로 연결된 단자를 통해 터치패널의 전기적 특성을 간접적으로 검사하는 터치패널의 검사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 터치패널의 검사장치는 터치가 이루어지는 터치부에 형성된 패턴전극과 각각 연결되어 인터페이스하기 위한 인터페이스 단자부와 인터페이스 단자부와 터치부의 패턴전극을 연결하기 위한 배선부를 포함하는 터치패널의 전기적인 특성을 검사하기 위한 터치패널의 검사장치에 있어서, 터치패널의 터치부에 형성된 패턴전극과 동일하게 형성되어 터치부와 대응되는 위치에 배치되는 터치검사부 및 인터페이스 단자부와 대응되는 위치에 배치되는 통전극을 포함하는 검사용 기판; 터치검사부의 패턴전극과 개별적으로 연결되어 터치검사부의 패턴전극과 터치부의 패턴전극이 대응되도록 밀착시킨 상태에서 터치검사부의 패턴전극과 통전극으로 교류신호를 선택적으로 인가하면서 전기적 특성값을 측정하는 측정부; 및 측정부에서 측정된 전기적 특성값을 입력받아 기준값과 비교하여 터치패널의 양부를 판단하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 터치패널은 정전용량 타입인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 검사용 기판에는 터치패널이 안착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 통전극은 터치부의 가로방향 패턴전극과 연결된 인터페이스 단자부에 대응되는 가로 통전극 및 터치부의 세로방향 패턴전극과 연결된 인터페이스 단자부에 대응되는 세로 통전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명은 전기적 특성을 검사하고자 하는 정전용량형 터치패널의 터치부와 동일한 패턴구조를 갖는 검사용 기판을 서로 대응시킨 상태에서 검사용 기판에 고정적으로 연결된 단자를 통해 터치패널의 전기적 특성을 간접적으로 검사할 수 있다.
또한, 본 발명은 검사용 기판과 연결된 단자를 통해 터치패널의 전기적 특성을 간접적으로 측정함으로써 터치패널의 인터페이스 단자와 접촉하기 위한 핀 프로브가 사용되지 않아 유지보수 비용을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 터치패널을 검사용 기판에 안착시켜 밀착시킨 상태에서 측정함으로써 터치패널의 인터페이스 단자부와 접촉을 위한 시간이 절약되어 검사시간을 절약할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 터치패널의 검사장치의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치패널의 검사장치를 나타낸 도면이다.
여기에 도시된 바와 같이 터치패널의 검사장치는 검사대상물인 터치패널(10)과, 검사용 기판(40), 측정부(20) 및 제어부(30)를 포함한다.
터치패널(10)은 터치가 이루어지는 터치부(12)에 형성된 패턴전극과 각각 연결되어 인터페이스하기 위한 인터페이스 단자부(14)와, 인터페이스 단자부(14)와 터치부(12)의 패턴전극을 연결하기 위한 배선부(16)를 포함하는 정전용량 타입이다.
또한, 터치부(12)의 패턴전극은 가로방향과 세로방향으로 배열된 구동전극과 감지전극이 일정한 간격을 갖고 서로 절연되는 다른 층에 형성되어 서로 겹쳐서 배치된다.
이때 패턴전극의 각 구동전극과 감지전극은 일측에 인터페이스 단자부(14)를 통해 외부의 제어장치(미도시)와 연결될 수 있도록 형성된다.
검사용 기판(40)은 전기적 특성을 검사하기 위한 측정대상물인 터치패널(10)이 안착될 수 있도록 형성되며 터치패널(10)의 터치부(12)에 형성된 패턴전극과 동일하게 형성되어 터치부(12)와 대응되는 위치에 배치되는 터치검사부(42)와 터치패널(10)의 다수개의 인터페이스 단자부(14)들과 대응되는 위치에 배치되어 인터페이스 단자부(14)로 동시에 교류신호를 인가하거나 응답신호를 측정하기 위한 통전극(50)이 형성된다.
통전극(50)은 터치부(12)의 가로방향 패턴전극과 연결된 인터페이스 단자부(14)에 대응되는 가로 통전극(52) 및 터치부(12)의 세로방향 패턴전극과 연결된 인터페이스 단자부(14)에 대응되는 세로 통전극(54)을 포함하며, 통전극(50)을 통해 터치패널(10)의 배선부(16)에서 단선이 발생된 경우를 검사하게 된다.
또한, 터치검사부(42)의 전극패턴과 측정부(20)는 각각 개별적으로 연결되며 검사대상물인 터치패널(10)의 배선부(16)와 대응되지 않아도 무방하다.
측정부(20)는 검사용 기판(40)의 터치검사부(42)의 패턴전극들과 각각 개별적으로 연결되어 검사용 기판(40)의 패턴전극과 터치패널(10)의 패턴전극이 대응되도록 밀착시킨 상태에서 검사용 기판(40)의 x축 패턴전극을 순차적으로 선택하면서 교류신호를 인가한 후 y축 패턴전극을 순차적으로 선택하면서 전기적 특성값을 측정하거나 통전극(50)을 통해 교류신호를 인가한 후 순차적으로 패턴전극을 선택하면서 전기적 특성값을 측정한다.
이때 전기적 특성값은 검사용 기판(40)에 대응되는 터치패널(10)의 패턴전극간의 커패시턴스를 측정할 수도 있고 교류신호가 인가된 상태에서 측정되는 전압값을 측정할 수도 있다.
제어부(30)는 측정부(20)에서 측정된 특성값을 입력받아 기준값과 비교하여 전기적 특성을 판단한다.
이때 기준값은 통상적으로 다수개의 터치패널(10)에 대해 측정한 전기적 특성값들 중 일정한 측정 범위내에 있는 전기적 특성값들을 수집하여 평균값을 취한 값으로 설정한다.
이와 같이 검사용 기판(40)에 터치패널(10)을 안착하여 검사용 기판(40)의 패턴전극과 터치패널(10)의 패턴전극을 나란하게 적층시킬 경우 검사용 기판(40)의 패턴전극과 터치패널(10)의 패턴전극 사이에 용량성 커플링이 발생하기 때문에 터치패널(10)의 패턴전극에 단선이나 단락이 발생했을 경우 대응되도록 배치된 검사용 기판(40)의 패턴전극과의 정전용량에 변화를 주게 되어 이미 정확하게 알고 있는 검사용 기판(40)의 터치검사부(42)를 통해 단선이나 단락을 측정하더라도 터치패널(10)의 터치부(12)에서의 단선이나 단락을 측정할 수 있게 된다.
위와 같이 이루어진 터치패널의 검사장치를 통한 터치패널의 검사과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 검사용 기판의 터치검사부를 나타낸 도면이다.
첫째, 터치부 전체에 대한 광범위적인 결함을 검사할 수 있다.
검사용 기판(40)의 터치검사부(42)에 형성된 패턴전극의 x1부터 x5까지를 회로적으로 단락시켜 하나의 전극으로 묶고, y1부터 y5까지를 회로적으로 단락시켜 또 다른 하나의 전극으로 묶는다. 그리고 검사용 기판(40)에 터치패널(10)을 안착시킨 상태에서 두 전극 그룹 사이의 전기적 특성값을 다수번 측정하여 기준값으로 설정한다. 이때 전기적으로 5개 전극을 하나로 묶는 방법은 측정부(20)에서 회로적으로 구현할 수 있다.
이후 검사용 기판(40)에 터치패널(10)을 안착시킨 후 위와 같은 방법으로 검사용 기판(40)의 하나의 전극에 교류신호를 인가하고 다른 하나의 전극에서 전기 적 특성값을 측정할 경우 터치패널(10)의 x-y간 단락이나 단선이 발생하거나 패턴모양의 불량으로 인해 x-y간 정전용량이 변하게 되면 미리 측정했던 기준값과 다른 특성값이 측정되므로 제품의 불량을 감지할 수 있다.
이와 같은 방법은 터치부(12) 전체에 대한 광범위적인 결함 여부를 간단하게 측정할 수 있으나 개별적으로 패턴전극에 단락과 단선이 모두 존재할 경우에는 검사할 수 없다.
둘째, 터치부의 패턴전극에 대한 개별적인 결함을 검사할 수 있다.
터치부(12)의 패턴전극이 x축 방향으로 5개의 전극이 형성되고 y축 방향으로 5개의 전극이 형성된 경우 교차점은 총 25개가 된다.
따라서, 검사용 기판(40)에 터치패널(10)을 안착시킨 상태에서 터치부(12)와 동일하게 형성된 검사용 기판(40)의 터치검사부(42)에서 교차점 25개에 대한 x-y간 전기적 특성값을 다수번 측정하여 25개 각각에 대한 기준값을 설정한다.
이후 검사용 기판(40)에 터치패널(10)을 안착시킨 상태에서 터치검사부(42)를 통해 x-y간 전기적 특성값을 측정하여 각 교차점에 대한 기준값과 비교하여 불량여부를 검사한다.
즉, 교류신호를 인가한 후 측정한 전압값이 기준값보다 높게 측정될 경우 해당 교차점을 이루는 x축 패턴전극과 y축 패턴전극에 단락이 발생한 것으로 판단할 수 있고, 기준값보다 낮게 측정될 경우 해당 교차점을 이루는 x축 패턴전극과 y축 패턴전극에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
셋째, 동일 방향의 인접한 패턴전극에 대한 결함을 검사할 수 있다.
검사용 기판(40)에 터치패널(10)을 안착시킨 상태에서 터치검사부(42)의 x축 패턴전극들 사이의 전기적 특성값을 다수번 측정하여 기준값으로 설정한 후 검사용 기판(40)에 터치패널(10)을 안착한 상태에서 터치검사부(42)를 통해 x축 패턴전극들 사이의 전기적 특성값을 측정하여 기준값과 비교함으로써 x전극들 간에 발생된 단락이나 단선에 의한 패턴불량으로 검사할 수 있다.
즉, x1 패턴전극에 교류신호를 인가한 후 x2 패턴전극에서 전기적 특성값을 측정하고, x2 패턴전극에 교류신호를 인가한 후 x3 패턴전극에서 전기적 특성값을 측정하는 방식으로 x축 패턴전극에 대한 인접한 패턴전극들에 대한 전기적 특성값의 기준값을 설정한 후 터치패널(10)을 안착시킨 후 전기적 특성값을 측정하여 기준값과 비교하여 인접한 패턴전극들간의 패턴불량을 검사할 수 있다.
y축 패턴전극들에 대해서도 위와 같은 동일한 방법에 의해 인접한 패턴전극들간의 패턴불량을 검사할 수 있다.
넷째, 터치부의 배선부에서 발생되는 결함을 검사할 수 있다.
검사용 기판(40) 위에 형성된 통전극(50)과 터치검사부(42)의 패턴전극들 사이나 통전극(50)의 가로 통전극(52)과 세로 통전극(54) 사이에 교류신호를 인가한 후 응답되는 신호변화를 감지하여 터치패널(10)의 배선부(16)에 발생된 단선 여부를 검사할 수 있다.
한편, 배선부(16)에서 단락이 발생한 경우에는 터치부(12)의 해당 패턴전극에 영향을 미치기 때문에 두 번째 검사방법이나 세 번째 검사방법에서 해당 패턴전극에 대해 단락 결함으로 검사할 수 있다.
위와 같이 검사대상물인 터치패널(10)을 검사용 기판(40)에 대응시켜 터치패널(10)과 검사용 기판(40)사이에 존재하는 정전용량 성분을 통해 검사용 기판(40)에 교류신호를 인가한 후 응답되는 전기적 특성값을 측정하여 기준값과 비교함으로써 터치패널(10)과는 직접적으로 접촉하지 않은 상태에서 터치패널(10)에 대한 전기적 결함 여부를 검사할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
도 1은 일반적인 터치패널의 검사장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치패널의 검사장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 검사용 기판의 터치검사부를 나타낸 도면이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
10 : 터치패널 12 : 터치부
14 : 인터페이스 단자부 16 : 배선부
20 : 측정부 22 : 핀 프로브
30 : 제어부 40 : 검사용 기판
42 : 터치검사부 50 : 통전극
52 : 가로 통전극 54 : 세로 통전극

Claims (4)

  1. 터치가 이루어지는 터치부에 형성된 패턴전극과 각각 연결되어 인터페이스하기 위한 인터페이스 단자부와 상기 인터페이스 단자부와 상기 터치부의 패턴전극을 연결하기 위한 배선부를 포함하는 터치패널의 전기적인 특성을 검사하기 위한 터치패널의 검사장치에 있어서,
    싱기 터치패널의 터치부에 형성된 상기 패턴전극과 동일하게 형성되어 상기 터치부와 대응되는 위치에 배치되는 터치검사부 및 상기 인터페이스 단자부와 대응되는 위치에 배치되는 통전극을 포함하는 검사용 기판;
    상기 터치검사부의 패턴전극과 개별적으로 연결되어 상기 터치검사부의 패턴전극과 상기 터치부의 패턴전극이 대응되도록 밀착시킨 상태에서 상기 터치검사부의 패턴전극과 상기 통전극으로 교류신호를 선택적으로 인가하면서 전기적 특성값을 측정하는 측정부; 및
    상기 측정부에서 측정된 전기적 특성값을 입력받아 기준값과 비교하여 상기 터치패널의 양부를 판단하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널의 검사장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 터치패널은 정전용량 타입인 것을 특징으로 하는 터치패널의 검사장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 검사용 기판에는 상기 터치패널이 안착되는 것을 특징으로 하는 터치패널의 검사장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 통전극은 상기 터치부의 가로방향 패턴전극과 연결된 상기 인터페이스 단자부에 대응되는 가로 통전극 및 상기 터치부의 세로방향 패턴전극과 연결된 상기 인터페이스 단자부에 대응되는 세로 통전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널의 검사장치.
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