KR20110029470A - 터치패널 및 이를 구비하는 휴대용 단말기 - Google Patents

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박숭균
오한규
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 사용자의 접촉 위치를 감지하여 입력신호를 판별하는 터치패널 및 이를 구비하는 휴대용 단말기에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 가상의 좌표 상에서 단일 축을 구성하는 투명전극패턴부가 전기적으로 분리된 다수 개의 분리패턴으로 이루어지므로, 투명전극패턴부 상에서 전기신호가 전달되는 거리가 축소됨과 함께 전기저항이 줄어들어, 터치패널의 작동 신뢰성이 향상되는 이점이 있다. 또한, 투명전극패턴부가 다수 개의 분리패턴으로 이루어짐에 의하여 전기적으로 분리된 다수의 터치영역을 형성할 수 있으므로, 멀티 터치에 의한 전기 신호 간섭이 줄어들게 되어 멀티 터치가 정확하게 이루어지고 전기신호의 상호 간섭에 의한 오류가 최소화되는 이점이 있다.
터치스크린, 투명전극, 분리패턴, 멀티 터치

Description

터치패널 및 이를 구비하는 휴대용 단말기{A TOUCH PANEL AND A MOBILE TERMINAL HAVING THE SAME}
본 발명은 사용자의 접촉 위치를 감지하여 입력신호를 판별하는 터치패널 및 이를 구비하는 휴대용 단말기에 관한 것이다.
휴대용 단말기는 휴대가 가능하면서 음성 및 영상 통화 기능, 정보를 입·출력하는 기능, 데이터 송수신 기능 및 데이터 저장 기능 등을 하나 이상 갖춘 전자 기기이다.
그리고 휴대용 단말기는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복잡한 기능들을 갖추고 있으며, 종합적인 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.
이러한 멀티 미디어 기기에는 복잡한 기능을 구현하기 위해 하드웨어 또는 소프트웨어의 면에서 새로운 다양한 시도들이 적용되고 있다. 일 예로 사용자가 쉽고 편리하게 기능을 검색하거나 선택하기 위한 유저 인터페이스(User Interface) 환경이 제공되고 있다.
최근 휴대용 단말기는 경박단소화에 대한 요구에 따라 별도의 키패드가 없어지고 터치패널이 구비된 터치스크린 방식의 디스플레이 모듈을 사용하는 추세이다. 터치스크린 방식의 디스플레이 모듈은 키패드와 같은 별도의 입력장치를 사용하지 않고, 화면에 나타난 문자나 특정위치에 손가락 등이 닿으면 그 위치를 파악하여 특정한 기능을 처리하도록 한 것이다.
일반적으로 정전용량 방식의 터치패널에서, 도전성 물질로 형성된 다각형 모양의 센싱패드는 일 방향으로 다수개가 전기적으로 연결되어 패턴부를 구성하고, 다수의 패턴부는 열을 이루어 패턴어레이를 구성하는데, 이와 같은 패턴어레이는 횡방향과 종방향으로 배열되어 가상의 좌표를 구성하게 된다.
이와 같은 터치스크린 방식의 디스플레이 모듈 중 정전용량 방식의 터치패널을 사용하는 경우 접촉에 의한 정전용량의 변화가 정밀하게 감지되어야 하는데 접촉 위치가 컨트롤러 등의 제어부와 멀리 떨어진 경우에는 저항(Impedance loss 등)에 의하여 전기신호가 완전하게 전달되지 않아 사용자 입력신호를 정확하게 판별하지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 일반적인 터치패널은 가상의 좌표 상에서 단일 축을 형성하는 패턴부가 하나의 영역에서 모두 전기적으로 연결되어 있어 단일 축 상의 다수 지점에서 접촉(멀티 터치)이 이루어지는 경우 접촉 지점을 정밀하게 감지하지 못하여 잘못된 신호가 입력되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 사용자의 접촉을 감지하기 위하여 가상의 좌표 상에서 단일 축을 형성하는 패턴부가 전기적으로 분리되는 터치패드 및 이를 구비하는 휴대용 단말기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 하나의 디스플레이부에서 전기적으로 분리된 다수의 접촉영역이 구획되는 터치패드 및 이를 구비하는 휴대용 단말기를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 활성영역과 상기 활성영역의 가장자리를 따라 배치되는 비활성영역을 갖는 기판과; 상기 기판 일면의 활성영역에 형성되고, 전기적으로 서로 분리되는 적어도 두 개 이상의 분리패턴을 포함하는 다수의 투명전극패턴부가 서로 이격되어 열을 형성하도록 배치되는 투명전극패턴어레이와; 상기 기판의 비활성영역에 형성되고, 상기 두 개 이상의 분리패턴에 각각 전기적으로 연결되는 다수의 외곽전극배선;을 포함하여 구성되는 터치패널을 제공한다.
상기 하나의 투명전극패턴부를 이루는 적어도 두 개 이상의 상기 분리패턴은 서로 이웃하는 분리패턴과 하나의 열을 형성하도록 배치된다.
상기 하나의 투명전극패턴을 이루는 적어도 두 개 이상의 분리패턴은 각각 하나의 열을 형성하여 이웃한 분리패턴의 길이방향으로 서로 어긋나게 배치된다.
상기 하나의 투명전극패턴부를 이루는 상기 두 개 이상의 분리패턴 중 하나의 분리패턴은 상기 활성영역의 일단에서 상기 외곽전극배선에 연결되고, 나머지 분리패턴은 상기 활성영역의 타단에서 상기 외곽전극배선에 연결된다.
상기 투명전극패턴부는 상기 활성영역에서 좌표 상의 단일 축을 형성하되, 두 개 이상의 상기 분리패턴은 상기 투명전극패턴부에 의해 이루어지는 좌표 상의 단일 축을 전기적으로 분리시킨다.
상기 두 개 이상의 분리패턴은 상기 기판 일면의 활성영역을 전기적으로 서로 분리된 두 개 이상의 터치 영역으로 구획한다.
상기 투명전극패턴어레이는, 상기 기판 전면의 활성영역에서 다수의 제1투명전극패턴부가 한쪽 방향으로 서로 평행하게 형성되는 제1투명전극패턴어레이와, 상기 기판 배면의 활성영역에서 상기 제1투명전극패턴부와 수직하게 배치된 다수의 제2투명전극패턴부가 서로 평행하게 형성되는 제2투명전극패턴어레이;를 포함한다.
상기 기판은, 상기 제1투명전극패턴어레이가 형성되는 제1기판과; 상기 제2투명전극패턴어레이가 형성되고, 제1기판에 접착되는 제2기판;을 포함한다.
상기 제1투명전극패턴어레이는 센싱패드의 꼭지점이 일정간격 이격되게 종방향으로 서로 연결된 다수개의 상기 제1투명전극패턴부가 횡방향으로 일정간격 이격 되게 배열되어 구성되고, 상기 제2투명전극패턴어레이는 센싱패드의 꼭지점이 일정간격 이격되게 횡방향으로 서로 연결된 다수개의 제2투명전극패턴부가 종방향으로 일정간격 이격되게 배열되어 구성된다.
상기 제2투명전극패턴부는 상기 제1투명전극패턴부 각각의 사이에 직교형태로 배열되어 제1투명전극패턴어레이와 제2투명전극패턴어레이는 직교형 격자모양으로 형성된다.
상기 기판은 글라스(Glass), PET(Polyethylene Terephthalate), PEN(Polyethylene Naphthalate), PI(Polyimide) 또는 아크릴(Acryl) 중 적어도 어느 하나를 이용하여 투명필름 형태로 형성된다.
상기 투명전극패턴부는 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), AZO(Al-doped ZnO), 탄소나노튜브(CNT), 전도성 고분자(PEDOT: poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 은(Ag) 또는 구리(Cu) 투명잉크 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
본 발명은 상기 외곽전극배선과 전기적으로 연결되어 전기신호를 좌표신호로 변환하는 외부구동부를 더 포함하여 구성된다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 본체와; 상기 본체에 구비되어 상기 본체에서 처리되는 정보를 표시 출력하는 디스플레이부와; 상기 디스플레이부와 레이어 구조를 형성하도록 구비되는 터치패널;을 포함하여 구성되고, 상기 터치패널은, 투명한 재질로 형성되는 기판과, 상기 기판에 형성되고, 사용자 입력을 받는 가상의 좌표 상에서 단일 축을 이루며 상 기 단일 축 상에서 전기적으로 분리되는 적어도 두 개 이상의 분리패턴을 포함하는 다수의 투명전극패턴부가 서로 이격되어 열을 형성하도록 배치되는 투명전극패턴어레이와, 상기 두 개 이상의 분리패턴에 각각 전기적으로 연결되는 다수의 외곽전극배선과, 상기 외곽전극배선과 전기적으로 연결되어 전기신호를 좌표신호로 변환하는 외부구동부,를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기를 제공한다.
본 발명에 의하면, 가상의 좌표 상에서 단일 축을 구성하는 투명전극패턴부가 전기적으로 분리된 다수 개의 분리패턴으로 이루어지므로, 투명전극패턴부 상에서 전기신호가 전달되는 거리가 축소됨과 함께 전기저항이 줄어들어, 터치패널의 작동 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.
또한, 투명전극패턴부가 다수 개의 분리패턴으로 이루어짐에 의하여 전기적으로 분리된 다수의 터치영역을 형성할 수 있으므로, 멀티 터치에 의한 전기 신호 간섭이 줄어들게 되어 멀티 터치가 정확하게 이루어지고 전기신호의 상호 간섭에 의한 오류가 최소화되는 이점이 있다.
이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 휴대용 단말기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 설명되는 휴대용 단말기에는 휴대폰, 스마트폰(smart phone), 노트북컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, 피디에이(PDA, Personal Digital Assistants), 피엠피(PMP, Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함될 수 있다.
도 1에는 본 발명에 의한 휴대용 단말기의 바람직한 실시예의 구성을 보인 블록 구성도(block diagram)가 도시되어 있다.
이 도면에 도시된 바에 따르면, 휴대용 단말기(100)(이하 '단말기')는 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리부(160), 인터페이스부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
무선 통신부(110)는 단말기(100)와 무선 통신시스템 사이 또는 단말기(100)와 단말기(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함하여 구성된다. 예를 들어, 무선 통신부(110)는 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114) 및 위치정보 모듈(115) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다.
상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널 등을 의미할 수 있다. 상기 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기(100)에 송신하는 서버 등을 의미할 수 있다.
상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결 합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.
한편, 상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련된 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있으며, 이러한 경우에는 이동통신 모듈(112)에 의해 수신될 수 있다.
상기 방송 관련 정보는 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 형태로 존재할 수 있다.
방송 수신 모듈(111)은, 각종 방송 시스템을 이용하여 방송 신호를 수신하는데, 특히, DMB-T(Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial), DMB-S(Digital Multimedia Broadcasting-Satellite), MediaFLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial) 등의 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다.
물론, 방송 수신 모듈(111)은, 상술한 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 방송 신호를 제공하는 모든 방송 시스템에 적합하도록 구성된다. 방송 수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리부(160)에 저장될 수 있다.
또한, 이동통신 모듈(112)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서 버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 무선 인터넷 모듈(113)은 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.
근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.
또한, 위치 정보 모듈(115)은 지피에스(GPS, Global Position System)등과 같이 단말기(100)의 위치를 획득하기 위한 모듈로서 복수 개의 인공위성으로부터 위치 정보를 수신한다.
한편, A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라 모듈(121)과 마이크 모듈(122) 등이 포함될 수 있다.
카메라 모듈(121)은 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 그리고, 처리된 화 상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있다.
카메라 모듈(121)에서 처리된 화상 프레임은 메모리부(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라 모듈(121)은 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.
마이크 모듈(122)은 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다.
그리고, 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(112)를 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크 모듈(122) 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)를 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.
사용자 입력부(130)는 사용자가 단말기(100)의 동작 제어를 위하여 입력하는 키 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.
센싱부(140)는 단말기(100)의 개폐 상태, 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무, 단말기(100)의 방위, 단말기(100)의 가속/감속 등과 같이 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다.
예를 들어 단말기(100)가 슬라이드 폰 형태인 경우 슬라이드 폰의 개폐 여부를 센싱할 수 있다. 또한, 전원 공급부(190)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(170) 의 외부 기기 결합 여부 등과 관련된 센싱 기능을 담당한다. 한편, 센싱부(140)는 근접 센서(141)를 포함할 수도 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(151), 음향 출력 모듈(152), 알람 출력 모듈(153), 햅틱 모듈(154) 및 프로젝터 모듈(155) 등이 포함될 수 있다.
디스플레이부(151)는 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시 출력한다. 예를 들어 단말기(100)가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 그리고 단말기(100)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.
디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다.
디스플레이부(151)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 바디의 디스플레이부(151)가 차지하는 영역을 통해 단말기 바디의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.
그리고 단말기(100)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(151)가 2개 이상 존재 할 수도 있다. 예를 들어, 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.
디스플레이부(151)와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서')가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린')에, 디스플레이부(151)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.
터치 센서는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.
터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어부로 보내진다. 터치 제어부는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.
도 1을 참조하면, 상기 터치스크린에 의해 감싸지는 단말기(100)의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다. 상기 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다.
상기 근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 터치스크린 상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 칭하고, 상기 터치스크린 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 칭한다.
상기 터치스크린 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 상기 포인터가 근접 터치될 때 상기 포인터가 상기 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다.
상기 근접센서는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 상기 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다.
음향 출력 모듈(152)은 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리부(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력한다. 또한, 음향 출력 모듈(152)은 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력한다. 음향 출력 모듈(152)에는 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.
알람 출력 모듈(153)은 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출 력한다. 단말기(100)에서 발생되는 이벤트의 예로는 호신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 터치 입력 등이 있다.
알람 출력 모듈(153)은 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. 상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부(151)나 음성 출력 모듈(152)을 통해서도 출력될 수 있으므로, 디스플레이부(151)나 음성 출력 모듈(152)은 알람부(153)의 일부로 분류될 수도 있다.
햅틱 모듈(haptic module)(154)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(154)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택 모듈(154)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어가능하다. 예를 들어, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.
햅틱 모듈(154)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(eletrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.
햅틱 모듈(154)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(154)은 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.
프로젝터 모듈(155)은, 단말기(100)를 이용하여 이미지 프로젝트(project) 기능을 수행하기 위한 구성요소로서, 제어부(180)의 제어 신호에 따라 디스플레이부(151)상에 디스플레이되는 영상과 동일하거나 적어도 일부가 다른 영상을 외부 스크린 또는 벽에 디스플레이할 수 있다.
구체적으로, 프로젝터 모듈(155)은, 영상을 외부로 출력하기 위한 빛(일 예로서, 레이저 광)을 발생시키는 광원(미도시), 광원에 의해 발생한 빛을 이용하여 외부로 출력할 영상을 생성하기 위한 영상 생성 수단 (미도시), 및 영상을 일정 초점 거리에서 외부로 확대 출력하기 위한 렌즈(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 프로젝터 모듈(155)은, 렌즈 또는 모듈 전체를 기계적으로 움직여 영상 투사 방향을 조절할 수 있는 장치(미도시)를 포함할 수 있다.
프로젝터 모듈(155)은 디스플레이 수단의 소자 종류에 따라 CRT(Cathode Ray Tube) 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 모듈 및 DLP(Digital Light Processing) 모듈 등으로 나뉠 수 있다. 특히, DLP 모듈은, 광원에서 발생한 빛이 DMD(Digital Micromirror Device) 칩에 반사됨으로써 생성된 영상을 확대 투사하는 방식으로 프로젝터 모듈(151)의 소형화에 유리할 수 있다.
바람직하게, 프로젝터 모듈(155)은, 단말기(100)의 측면, 정면 또는 배면에 길이 방향으로 구비될 수 있다. 물론, 프로젝터 모듈(155)은, 필요에 따라 단말기(100)의 어느 위치에라도 구비될 수 있음은 당연하다.
메모리부(160)는 제어부(180)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 전화번호부, 메시지, 오디오, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 메모리부(160)에는 상기 데이터들 각각에 대한 사용 빈도(예를 들면, 각 전화번호, 각 메시지, 각 멀티미디어에 대한 사용빈도)도 함께 저장될 수 있다. 또한, 메모리부(160)에는 상기 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리부(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 메모리부(160)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.
인터페이스부(170)는 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다.
예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인 터페이스부(170)에 포함될 수 있다.
식별 모듈은 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identify Module, UIM), 가입자 인증 모듈(Subscriber Identify Module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.
인터페이스부(170)는 단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 단말기(100)로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 단말기(100)가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.
제어부(controller, 180)는 통상적으로 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다.
제어부(180)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(181)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 모듈(181)은 제어부(180) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(180)와 별도로 구현될 수도 있다.
제어부(180)는 상기 터치스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리 기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다.
전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.
여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 제어부(180) 자체로 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리부(160)에 저장되고, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있다.
도 2에는 본 발명에 의한 휴대용 단말기의 바람직한 실시예의 전면 구성을 보인 사시도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 단말기(100)의 본체는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용이 가능하다.
바디는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 본 실시예에서, 케이스는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)로 구분될 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 사이에 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 중간 케이스가 추가로 배치될 수도 있다. 이와 같은 바디 및 케이스 등은 본체와 혼용될 수 있으며 명확히 구분되지 않는다.
케이스들은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속 재질, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS) 또는 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 재질을 갖도록 형성될 수도 있다.
단말기 바디, 주로 프론트 케이스(101)에는 디스플레이부(151), 음향출력부(152), 카메라 모듈(121), 사용자 입력부(130/131,132), 마이크 모듈(122), 인터페이스부(170) 등이 배치될 수 있다.
디스플레이부(151)는 프론트 케이스(101)의 주면의 대부분을 차지한다. 디스플레이부(151)의 양단부 중 일 단부에 인접한 영역에는 음향출력부(152)와 카메라 모듈(121)이 배치되고, 다른 단부에 인접한 영역에는 사용자 입력부(131)와 마이크 모듈(122)이 배치된다. 사용자 입력부(132)와 인터페이스부(170) 등은 프론트 케이 스(101) 및 리어 케이스(102)의 측면들에 배치될 수 있다.
사용자 입력부(130)는 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력받기 위해 조작되는 것으로서, 복수의 조작 유닛들(131,132)을 포함할 수 있다. 조작 유닛들(131,132)은 조작부(manipulating portion)로도 통칭 될 수 있으며, 사용자가 촉각 적인 느낌을 가면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다.
제1 또는 제2조작 유닛들(131, 132)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작 유닛(131)은 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령을 입력받고, 제2 조작 유닛(132)은 음향출력부(152)에서 출력되는 음향의 크기 조절 또는 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력받을 수 있다.
도 3에는 본 발명에 의한 휴대용 단말기의 바람직한 실시예의 배면 구성을 보인 사시도가 도시되어 있다.
이 도면을 참조하면, 단말기 바디의 후면, 다시 말해서 리어 케이스(102)에는 카메라 모듈(121')이 추가로 장착될 수 있다. 카메라 모듈(121')은 카메라 모듈(121, 도 2 참조)과 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지며, 카메라 모듈(121)과 서로 다른 화소를 가지는 카메라 모듈일 수 있다.
예를 들어, 카메라 모듈(121)은 화상 통화 등의 경우에 사용자의 얼굴을 촬영하여 상대방에 전송함에 무리가 없도록 저 화소를 가지며, 카메라 모듈(121')은 일반적인 피사체를 촬영하고 바로 전송하지는 않는 경우가 많기에 고 화소를 가지 는 것이 바람직하다. 카메라 모듈(121,121')은 회전 또는 팝업(pop-up) 가능하게 단말기 바디에 설치될 수도 있다.
카메라 모듈(121')에 인접하게는 플래쉬(123)와 거울(124)이 추가로 배치된다. 플래쉬(123)는 카메라 모듈(121')로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향해 빛을 비추게 된다. 거울(124)은 사용자가 카메라 모듈(121')을 이용하여 자신을 촬영(셀프 촬영)하고자 하는 경우에, 사용자 자신의 얼굴 등을 비춰볼 수 있게 한다.
단말기 바디의 후면에는 음향 출력부(152')가 추가로 배치될 수도 있다. 음향 출력부(152')는 음향 출력부(152, 도 2 참조)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.
단말기 바디의 측면에는 통화 등을 위한 안테나 외에 방송신호 수신용 안테나(미도시)가 추가적으로 배치될 수 있다. 방송수신모듈(111, 도 1 참조)의 일부를 이루는 안테나는 단말기 바디에서 인출 가능하게 설치될 수 있다.
단말기 바디에는 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(190)가 장착된다. 전원공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 직접 탈착될 수 있게 구성될 수 있다.
리어 케이스(102)에는 터치를 감지하기 위한 터치 패드(135)가 추가로 장착될 수 있다. 터치 패드(135) 또한 디스플레이부(151)와 마찬가지로 광 투과형으로 구성될 수 있다. 이 경우에, 디스플레이부(151)가 양면에서 시각 정보를 출력하도록 구성된다면, 터치 패드(135)를 통해서도 상기 시각 정보를 인지할 수 있게 된다. 상기 양면에 출력되는 정보는 터치 패드(135)에 의해 모두 제어될 수도 있다. 이와 달리, 터치 패드(135)에는 디스플레이가 추가로 장착되어, 리어 케이스(102)에도 터치 스크린이 배치될 수도 있다.
터치 패드(135)는 프론트 케이스(101)의 디스플레이부(151)와 상호 관련되어 작동한다. 터치 패드(135)는 디스플레이부(151)의 후방에 평행하게 배치될 수 있다. 이러한 터치 패드(135)는 디스플레이부(151)와 동일하거나 작은 크기를 가질 수 있다.
도 4에는 본 발명 실시예에서 투명전극패턴어레이의 구성을 개략적으로 보인 사시도가 도시되어 있다.
이 도면을 참조하면, 단말기(100)의 터치스크린에 마름모꼴로 형성된 전도체가 인접한 마름모꼴 전도체와 꼭지점끼리 접촉하여 연결된 형태로 각 채널을 형성하고 있다.
가로방향으로 향하는 채널들을 구성하는 마름모의 네 변 사이에 생기는 또다른 마름모꼴 공간에, 세로방향으로 향하는 채널들을 구성하는 마름모꼴 전도체들이 형성되어 있다.
이러한 배치는, 가로채널들과 세로채널들을 구성하는 전도체끼리 서로 가림으로 간섭이 일어나는 것을 막을 수 있다. 상기와 같은 배치를 갖는 터치스크린의 특정 지점(t)에 전도체에 의한 터치가 있게 되면, 특정 지점(t)에 가장 가까운 가로 채널과 가장 가까운 세로 채널의 정전용량 증가량이 가장 클 것이다. 이러한 정전용량 값의 변화를 검출하여 터치 제어부(310, 도 5 참조)는 터치의 좌표를 판단하고, 그에 따른 터치 신호를 단말기(100)의 제어부(180)에 전달할 수 있다.
이하, 터치스크린 방식의 디스플레이부를 구성하기 위하여 구비되는 터치 패널에 대하여 설명한다. 터치패널은 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식 등이 사용되고 있으며, 이하에서는 정전용량 방식 터치패널에 대하여 설명한다.
도 5에는 본 발명 실시예를 구성하는 터치패널을 보인 평면도가 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명 실시예에서 터치패널을 구성하는 제1기판을 보인 평면도가 도시되어 있으며, 도 7에는 본 발명 실시예에서 터치패널을 구성하는 제2기판을 보인 평면도가 도시되어 있고, 도 8에는 본 발명 실시예를 구성하는 터치패널의 단면을 보인 단면도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 터치패널은 투명한 재질로 형성되는 기판(200)과, 기판(200)에 형성되고 도전성 물질로 이루어진 투명전극패턴어레이(220,260)와, 외곽전극배선(240,280)에 의해 투명전극패턴어레이(220,260)와 전기적으로 연결되고 전기신호를 좌표신호로 변환하는 외부구동부(300)를 포함할 수 있다.
기판(200)은 광투과율이 높은 유전필름 형태로 이루어진다. 기판(200)은 글라스(Glass), PET(Polyethylene Terephthalate), PEN(Polyethylene Naphthalate), PI(Polyimide) 또는 아크릴(Acryl) 중 적어도 어느 하나를 이용하여 이루어짐이 바람직하다.
기판(200)은 그 양면에 각각 활성영역(Y)과 활성영역(Y)의 가장자리를 따라 배치되는 비활성영역(X)을 갖는다. 그리고 기판(200)은 하나의 단일 기판으로 구비될 수도 있고, 두 개 이상의 단일 기판이 서로 결합되어 하나의 기판(200)을 구성 할 수도 있다.
본 실시예에서, 기판(200)은 각각 투명전극패턴어레이(220,260)가 형성되어 서로 접착된 제1기판(210) 및 제2기판(250)을 포함하여 구성될 수 있다. 제1기판(210) 및 제2기판(250)은 일측면이 층간 접착제(O, 도 8 참조)에 의해 서로 합착되어 있으며, 각각 활성영역(Y) 및 비활성영역(X)을 갖는다. 층간 접착제(O)는 투명 접착제로서 광학용 투명 접착제(Optically Clear Adgesive, OCA) 등이 사용될 수 있다.
투명전극패턴어레이(220,260)는 기판(200)의 활성영역(Y) 상에 형성된다. 투명전극패턴어레이(220,260)는 제1기판(210)의 타측면에 형성되는 제1투명전극패턴어레이(220)와, 제2기판(250)의 타측면에 형성되는 제2투명전극패턴어레이(260)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 제1투명전극패턴어레이(220)는 센싱패드(S)의 꼭지점이 일정간격 이격되게 종방향으로 서로 연결된 다수개의 제1투명전극패턴부(230)가 횡방향으로 일정간격 이격되게 배열됨에 의하여 구성되고, 제2투명전극패턴어레이(260)는 센싱패드(S)의 꼭지점이 일정간격 이격되게 횡방향으로 서로 연결된 다수개의 제2투명전극패턴부(270)가 종방향으로 일정간격 이격되게 배열됨에 의하여 구성된다.
이들을 보다 상세하게 설명하면, 제1투명전극패턴어레이(220)는 종(세로)방향으로 길게 형성된 다수개의 제1투명전극패턴부(230)가 횡(가로)방향으로 일정간격 이격되게 배열됨에 의하여 구성된다. 즉, 제1투명전극패턴어레이(220)는 기 판(200) 전면의 활성영역(Y)에서 다수의 제1투명전극패턴부(230)가 한쪽 방향으로 서로 평행하게 형성되어 구성된다.
제1투명전극패턴부(230)는 다각형 형상으로 이루어진 다수 센싱패드(Sensing Pad)(S)의 꼭지점이 일정간격 이격되고, 서로 이웃한 센싱패드(S)가 종방향으로 전기적으로 연결됨에 의하여 구성된다.
제2투명전극패턴어레이(260)는 횡방향으로 길게 형성된 다수개의 제2투명전극패턴부(270)가 종방향으로 일정간격 이격되게 배열됨에 의하여 구성된다.
즉, 제2투명전극패턴어레이(260)는 기판(200) 배면의 활성영역(Y)에서 제1투명전극패턴부(230)와 수직하게 배치된 다수의 제2투명전극패턴부(270)가 서로 평행하게 형성되어 구성된다.
제2투명전극패턴부(270)는 다각형 형상으로 이루어진 다수 센싱패드(S)의 꼭지점이 일정간격 이격되고, 서로 이웃한 센싱패드(S)가 횡방향으로 전기적으로 연결됨에 의하여 구성된다.
이때, 다수 센싱패드(S)는 연결라인(L)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 센싱패드(S)는 설계조건에 따라 삼각형, 사각형, 오각형 등의 다각형뿐만 아니라, 원형 또는 타원형 등의 다양한 모양으로 형성될 수도 있다.
제2투명전극패턴부(270)는 제1투명전극패턴부(230) 각각의 사이에 직교형태로 배열되어 제1투명전극패턴어레이(220)와 제2투명전극패턴어레이(260)는 직교형 격자모양으로 형성된다.
제1투명전극패턴부(230) 및 제2투명전극패턴부(270)는 인듐-틴-옥사이 드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), AZO(Al-doped ZnO), 탄소나노튜브(CNT), 전도성 고분자(PEDOT: poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 은(Ag) 또는 구리(Cu) 투명잉크 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어진다.
제1투명전극패턴부(230) 및 제2투명전극패턴부(270)는 기판(200) 일면의 활성영역(Y)에 형성되고 전기적으로 서로 분리되는 적어도 두 개 이상의 분리패턴(232,234)을 포함하는데, 분리패턴(232,234)에 관한 자세한 설명은 후술한다.
외곽전극배선(240,280)은 기판(200)의 비활성영역(X)에 각각 형성된다. 외곽전극배선(240,280)은 제1기판(210)의 타측면 비활성영역(X) 상에서 제1투명전극패턴어레이(220)의 각 제1투명전극패턴부(230)와 전기적으로 연결되는 제1외곽전극배선(240)과, 제1기판(210)의 타측면 비활성영역(X) 상에서 제2투명전극패턴어레이(260)의 각 제2투명전극패턴부(270)에 전기적으로 연결되는 제2외곽전극배선(280)을 포함한다.
그리고, 기판(200)의 비활성영역(X) 상에는 터치패널을 전체적으로 구동 및 제어하기 위하여 제1외곽전극배선(240) 및 제1외곽전극배선(280)과 각각 전기적으로 연결되도록 연성회로기판(302)(예컨데, FPC(Flexible Printed Circuit) 또는 COF(Chip on Flim) 등) 상에 터치 제어부(310)를 탑재한 외부구동부(300)가 구비된다.
추가적으로, 도면에 도시되지는 않았지만, 제2기판(250)의 타측면에서 층간 접착제(O)에 의해 일측면이 합착되며, 활성영역(Y)과 비활성영역(X)을 갖는 투명기판과, 전자방해(Elctromagnetic Interference, EMI) 노이즈(Noise)를제거하기 위하 여 상기 투명기판의 타측면 활성영역(Y)에 형성되는 노이즈 신호 제거용 차폐전극패턴이 더 포함될 수 있다.
더욱이, 상기 투명 기판의 타측면 비활성영역(X)에 상기 차폐전극패턴과 전기적으로 연결되도록 외곽 차폐전극배선이 더 포함될 수도 있다. 한편, 상기 차폐전극패턴은 플레이트(Plate) 또는 메쉬(Mesh) 형태 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 투명기판, 차폐전극패턴 및 외곽 차폐전극배선의 위치가 변경된 구조도 가능하다. 즉, 상기 투명기판의 일측면 특정영역에 상기 차폐전극패턴 및 외곽 차폐전극배선이 각각 특정형상으로 형성되어 있으며, 층간 접착제(O)에 의해 상기 투명기판의 일측면이 제2기판(250)의 타측면에 합착된 구조로 이루어질 수도 있다.
이하에서는 투명전극패턴부(230,270)를 구성하는 다수의 분리패턴(232,234)에 대하여 설명한다.
투명전극패턴부(230,270)는 기판(200) 일면의 활성영역(Y)에 형성되고, 전기적으로 서로 분리되는 적어도 두 개 이상의 분리패턴(232,234)를 포함한다. 즉, 분리패턴(232,234)은 세 개 이상으로 구성될 수 있으나, 본 실시예에서는 두 개의 분리패턴(232,234)을 예로 들어 설명한다.
도 6을 참조하면, 투명전극패턴부(230)는 가상의 좌표 상에서 단일 축을 형성하고, 두 개의 분리패턴(232,234)은 투명전극패턴부(230)에 의해 이루어지는 좌표 상의 단일 축을 전기적으로 분리하여 구성된다.
다시 말하면, 하나의 투명전극패턴부(230)는 사용자 입력을 받는 가상의 좌 표 상에서 단일 축을 이루며, 단일 축 상에서 전기적으로 분리되는 적어도 두 개 이상의 분리패턴(232,234)을 포함한다.
하나의 투명전극패턴부(230)를 이루는 두 개 이상의 분리패턴(232,234) 중 하나의 분리패턴(232)은 활성영역(Y)의 일단에서 외곽전극배선(240)에 연결되고, 나머지 분리패턴(234)은 활성영역(Y)의 타단에서 외곽전극배선(240)에 연결된다.
즉, 두 개의 분리패턴(232,234)은 제1분리패턴(232)과 제2분리패턴(234)으로 구분될 수 있고, 제1외곽전극배선(240)은 제1분리패턴(232)에 전기적으로 연결되는 제1배선부(242)와 제2분리패턴(234)에 전기적으로 연결되는 제2배선부(242)로 구분될 수 있다.
이를 보다 상세하게 설명하면, 제1분리패턴(232)과 제2분리패턴(234)이 분리되는 부분의 연장선을 분리선(D)으로 정의할 때, 제1분리패턴(232)은 제1기판(210)의 하단을 향해 연장되어 활성영역(Y)의 하단에서 제1배선(242)과 연결되고, 제2분리패턴(234)은 제1기판(210)의 상단을 향해 연장되어 활성영역(Y)의 상단에서 제2배선(244)과 연결된다.
이와 같이, 두 개의 분리패턴(232,234)은 기판(200) 일면의 활성영역(Y)을 전기적으로 분리된 두 개의 터치 영역(A1,A2)으로 구획한다. 즉, 분리선(D)을 기준으로 활성영역(Y)의 하부는 제1터치영역(A1), 활성영역(Y)의 상부는 제2터치영역(A2)로 구분될 수 있고, 제1터치영역(A1)과 제2터치영역(A2)은 서로 전기적으로 연결되지 않는다.
도 9에는 본 발명 실시예에서 전기적으로 분리된 분리패턴의 배치 관계를 보 인 설명도가 도시되어 있고, 도 10에는 본 발명 실시예에서 제1투명전극패턴부와 제2투명전극패턴부의 배치관계를 보인 설명도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 하나의 투명전극패턴부(230)를 이루는 적어도 두 개 이상의 분리패턴(232,234)은 서로 이웃하는 분리패턴(232,234)과 하나의 열을 형성하도록 배치된다.
한편, 하나의 투명전극패턴부(230)를 이루는 두 개의 분리패턴(232,234)은 설계조건에 따라 서로 연속하지 않는 별개의 열을 형성할 수도 있다.
도 11에는 본 발명의 다른 실시예에 의한 분리패턴의 배치 관계를 보인 설명도가 도시되어 있다.
이 도면을 참조하면, 하나의 투명전극패턴(230)을 이루는 적어도 두 개 이상의 분리패턴(232,234)은 각각 하나의 열을 형성하여 이웃한 분리패턴(232,234)의 길이방향으로 서로 어긋나게 배치될 수도 있다. 즉, 제1분리패턴(232)이 형성하는 열과 제2분리패턴(234)이 형성하는 열은 제1분리패턴(232) 또는 제2분리패턴(234)의 길이방향에 수직한 방향으로 일정 거리(g)를 유지하도록 이격되는 것이다.
이러한 경우, 제1투명전극패턴(230)과 수직한 방향으로 형성되는 제2투명전극패턴(270)의 센싱패드(S)는 제1터치영역(A1)과 제2터치영역(A2)에서 각각 제1분리패턴(232)과 제2분리패턴(234)에 대응되도록 배치된다.
이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 터치패널 및 이를 구비하는 휴대용 단말기의 작용을 상세히 설명한다.
도 12에는 본 발명의 실시예에서 두 개의 터치영역으로 분리된 디스플레이부 를 보인 설명도가 도시되어 있고, 도 13에는 본 발명의 실시예에서 다수 개의 터치영역으로 분리된 디스플레이부를 보인 설명도가 도시되어 있다.
도 12를 참조하면, 가상의 좌표 상에서 단일 축을 형성하는 투명전극패턴(230)이 전기적으로 분리되는 두 개의 분리패턴(232,234)으로 이루어지면, 기판(200) 일면의 활성영역(Y)은 전기적으로 분리된 두 개의 터치 영역(A1,A2)으로 구획한다.
이와 같이, 제1분리패턴(232) 및 제2분리패턴(234)이 함께 단일 축을 형성하면 투명전극패턴(230)이 좌표 상에서 단일 축을 형성할 때보다 전기신호가 흐르는 거리가 줄어들게 된다.
즉, 투명전극패턴부(230) 상에서 전기신호가 흐르는 거리가 반으로 줄어들게 되어 전기저항이 줄어들게 되면, 전기저항이 줄어드는 만큼 전기신호가 외부구동부(300)로 정확하게 전달되어 사용자 입력의 오류가 발생할 확률이 줄어드는 것이다.
또한, 분리선(D)을 기준으로 분리되는 제1터치영역(A1)과 제2터치영역(A2)은 전기적으로 분리되므로, 제1터치영역(A1)에 터치가 일어날 때 제2터치영역(A2)에는 전기신호가 전달되지 않는다.
이는 제1터치영역(A1)과 제2터치영역(A2)에서 동시에 터치가 일어나는 멀티 터치의 경우에도 각각의 전기신호가 간섭되지 않는 것을 의미한다. 따라서, 단일 축을 이루는 하나의 투명전극패턴부(230)에서 두 개의 분리패턴(232,234)에 각각 터치입력이 일어나더라도 이들 사이에는 전기신호의 간섭이 일어나지 않아 멀티 터 치에 의한 입력 오류가 발생하지 않게 된다.
한편, 도 13을 참조하면, 하나의 투명전극패턴부(230)을 두 개의 분리패턴(232,234)으로 분리시키는 것과 마찬가지로, 제1투명전극패턴부(230)를 세 개 이상의 분리패턴(232,234)으로 분리시킬 수 있으며, 제2투명전극패턴부(270) 역시 다수 개의 분리패턴으로 분리하여 활성영역(Y)을 다수의 터치영역으로 구획할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
도 1은 본 발명에 의한 휴대용 단말기의 바람직한 실시예의 구성을 보인 블록 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 휴대용 단말기의 바람직한 실시예의 전면 구성을 보인 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 휴대용 단말기의 바람직한 실시예의 배면 구성을 보인 사시도.
도 4는 본 발명 실시예에서 투명전극패턴어레이의 구성을 개략적으로 보인 사시도.
도 5는 본 발명 실시예를 구성하는 터치패널을 보인 평면도.
도 6은 본 발명 실시예에서 터치패널을 구성하는 제1기판을 보인 평면도.
도 7은 본 발명 실시예에서 터치패널을 구성하는 제2기판을 보인 평면도.
도 8은 본 발명 실시예를 구성하는 터치패널의 단면을 보인 단면도.
도 9는 본 발명 실시예에서 전기적으로 분리된 분리패턴의 배치 관계를 보인 설명도.
도 10은 본 발명 실시예에서 제1투명전극패턴부와 제2투명전극패턴부의 배치관계를 보인 설명도.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 분리패턴의 배치 관계를 보인 설명도.
도 12는 본 발명의 실시예에서 두 개의 터치영역으로 분리된 디스플레이부를 보인 설명도.
도 13은 본 발명의 실시예에서 다수 개의 터치영역으로 분리된 디스플레이부를 보인 설명도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 단말기 151: 디스플레이부
200: 기판 210: 제1기판
220: 제1투명전극패턴어레이 230: 제1투명전극패턴부
232: 제1분리패턴 234: 제2분리패턴
240: 제1외곽전극배선 242: 제1배선부
244: 제2배선부 250: 제2기판
260: 제2투명전극패턴어레이 270: 제2투명전극패턴부
280: 제2외곽전극배선 300: 외부구동부
302: 연성회로기판 310: 터치제어부
Y: 활성영역 X: 비활성영역
S: 센싱패드 L: 연결라인
D: 분리선 A1: 제1터치영역
A2: 제2터치영역

Claims (14)

  1. 활성영역과 상기 활성영역의 가장자리를 따라 배치되는 비활성영역을 갖는 기판과;
    상기 기판 일면의 활성영역에 형성되고, 전기적으로 서로 분리되는 적어도 두 개 이상의 분리패턴을 포함하는 다수의 투명전극패턴부가 서로 이격되어 열을 형성하도록 배치되는 투명전극패턴어레이와;
    상기 기판의 비활성영역에 형성되고, 상기 두 개 이상의 분리패턴에 각각 전기적으로 연결되는 다수의 외곽전극배선;을 포함하여 구성되는 터치패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나의 투명전극패턴부를 이루는 적어도 두 개 이상의 상기 분리패턴은 서로 이웃하는 분리패턴과 하나의 열을 형성하도록 배치됨을 특징으로 하는 터치패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나의 투명전극패턴을 이루는 적어도 두 개 이상의 분리패턴은 각각 하나의 열을 형성하여 이웃한 분리패턴의 길이방향으로 서로 어긋나게 배치됨을 특징으로 하는 터치패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나의 투명전극패턴부를 이루는 상기 두 개 이상의 분리패턴 중 하나의 분리패턴은 상기 활성영역의 일단에서 상기 외곽전극배선에 연결되고, 나머지 분리패턴은 상기 활성영역의 타단에서 상기 외곽전극배선에 연결됨을 특징으로 하는 터치패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명전극패턴부는 상기 활성영역에서 좌표 상의 단일 축을 형성하되, 두 개 이상의 상기 분리패턴은 상기 투명전극패턴부에 의해 이루어지는 좌표 상의 단일 축을 전기적으로 분리시킴을 특징으로 하는 터치패널.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 분리패턴은 상기 기판 일면의 활성영역을 전기적으로 서로 분리된 두 개 이상의 터치 영역으로 구획함을 특징으로 하는 터치패널.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명전극패턴어레이는,
    상기 기판 전면의 활성영역에서 다수의 제1투명전극패턴부가 한쪽 방향으로 서로 평행하게 형성되는 제1투명전극패턴어레이와,
    상기 기판 배면의 활성영역에서 상기 제1투명전극패턴부와 수직하게 배치된 다수의 제2투명전극패턴부가 서로 평행하게 형성되는 제2투명전극패턴어레이;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 터치패널.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기판은,
    상기 제1투명전극패턴어레이가 형성되는 제1기판과;
    상기 제2투명전극패턴어레이가 형성되고, 제1기판에 접착되는 제2기판;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 터치패널.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1투명전극패턴어레이는 센싱패드의 꼭지점이 일정간격 이격되게 종방향으로 서로 연결된 다수개의 상기 제1투명전극패턴부가 횡방향으로 일정간격 이격되게 배열되어 구성되고, 상기 제2투명전극패턴어레이는 센싱패드의 꼭지점이 일정간격 이격되게 횡방향으로 서로 연결된 다수개의 제2투명전극패턴부가 종방향으로 일정간격 이격되게 배열되어 구성됨을 특징으로 하는 터치패널.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2투명전극패턴부는 상기 제1투명전극패턴부 각각의 사이에 직교형태로 배열되어 제1투명전극패턴어레이와 제2투명전극패턴어레이는 직교형 격자모양으로 형성됨을 특징으로 하는 터치패널.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 글라스(Glass), PET(Polyethylene Terephthalate), PEN(Polyethylene Naphthalate), PI(Polyimide) 또는 아크릴(Acryl) 중 적어도 어느 하나를 이용하여 투명필름 형태로 형성됨을 특징으로 하는 터치패널.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명전극패턴부는 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), AZO(Al-doped ZnO), 탄소나노튜브(CNT), 전도성 고분자(PEDOT: poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 은(Ag) 또는 구리(Cu) 투명잉크 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패널.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 외곽전극배선과 전기적으로 연결되어 전기신호를 좌표신호로 변환하는 외부구동부를 더 포함하여 구성되는 터치패널.
  14. 본체와;
    상기 본체에 구비되어 상기 본체에서 처리되는 정보를 표시 출력하는 디스플레이부와;
    상기 디스플레이부와 레이어 구조를 형성하도록 구비되는 터치패널;을 포함 하여 구성되고,
    상기 터치패널은,
    투명한 재질로 형성되는 기판과;
    상기 기판에 형성되고, 사용자 입력을 받는 가상의 좌표 상에서 단일 축을 이루며, 상기 단일 축 상에서 전기적으로 분리되는 적어도 두 개 이상의 분리패턴을 포함하는 다수의 투명전극패턴부가 서로 이격되어 열을 형성하도록 배치되는 투명전극패턴어레이와;
    상기 두 개 이상의 분리패턴에 각각 전기적으로 연결되는 다수의 외곽전극배선과;
    상기 외곽전극배선과 전기적으로 연결되어 전기신호를 좌표신호로 변환하는 외부구동부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
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