KR20110102996A - 터치스크린 감지패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치스크린 감지패널에 관한 것으로 터치 감도를 향상시키기 위하여 다음과 같은 구성을 포함한 것을 특징으로 하며, 특히 동작 패턴과 감지 패턴은 동일한 평면 상에 구비된 단일층 구조인 것이 특징이다.
기판;
상기 기판의 전면에 가로, 또는 세로로 다수개 배열된 동작 패턴;
상기 동작 패턴의 내측에 구비되는 것으로, 음각에 의해 각각은 서로 고립되고, 동시에 상기 동작 패턴과는 격리되는 감지 패턴;
상기 동작 패턴의 일측, 또는 타측과, 상기 감지 패턴의 일측 및/또는 타측과 연결되어 상기 기판의 후면에 도달하도록 기판을 관통하는 링크전극;
상기 기판의 후면에서 동작 패턴과 연결된 링크전극 및 상기 감지 패턴과 연결된 링크전극과 연결되는 제1,2 리드전극;

Description

터치스크린 감지패널{Touch sensing panel for Touch screen}

본 발명은 터치스크린에서 사용자의 접촉, 또는 근접을 감지하기 위한 터치스크린 감지패널에 관한 것이다.

터치스크린 장치는 디스플레이 화면상에서 사용자의 접촉 위치를 감지하고, 감지된 접촉 위치에 관한 정보를 입력 정보로 하여 디스플레이 화면 제어를 포함한 전자기기의 전반적인 제어를 수행하기 위한 입력 장치를 일컫는다.

이와 같은 터치스크린 장치는 여러 방식이 있지만 그 중에서도 대표적인 방식은 저항막(레지스티브) 방식 터치스크린과 캐패시티브 방식 터치스크린이 있다.

저항막 방식 터치스크린은 현재 상업적으로 많이 사용되고 있는 방식인데, 이것은 압력을 통해 터치의 유무를 판단하게 된다. 따라서 스타일러스(Stylus) 펜을 사용할 수 있는 큰 장점을 가지고 있으나 압력이 약할 때는 감지를 못하는 단점을 가지고 있다.

반면 캐패시티브 방식 터치스크린은 구조적인 측면에서 저항막 방식에 비해서 단순하고, 터치시 터치화면에 변형이 발생하지 않으므로 보다 내구연한이 길고 화면의 오염 및 파손 우려가 낮아 향후 더욱 많은 시스템에 적용될 것으로 예상된다. 보다 구체적으로는 캐패시티브 방식 터치스크린은 스크린 전면부가 압력에 의해 변형될 필요가 없으므로 반영구적인 형태로 만들 수 있고 터치를 할 수 있는 물질, 예를 들어 손이나 스타일러스 펜 등이 직접 터치를 하지 않아도 근거리에서 위치를 인식할 수 있는 기능적 장점을 가지고 있다. 이런 캐패시티브 방식 터치스크린은 크게 자기 축전 방식(self-capacitive)와 상호 축전 방식(mutual-capacitive)으로 나뉘어진다.

자기 축전 방식은 감지패턴과 동작패턴을 구성하고 있는 투명 전극을 동일한 이차원 평면에 동시에 배치함으로써 낮은 비용으로 터치 스크린을 구성할 수 있으나, 터치스크린이 결합되는 디스플레이(LCD 패널 및 PDP 패널 등)부터 방출되는 노이즈 및 EMI 등이 감지패턴에 커다란 영향을 제공함으로써 상호 축전 방식에 비해 성능이 매우 떨어지는 단점을 지니고 있고, 상호 축전 방식은 감지패턴과 동작패턴을 구성하고 있는 투명 전극을 서로 다른 층에 배치하는 삼차원 구조를 가짐으로써 자기 축전 방식에 비해 구조가 복잡하지만 화면으로부터 방출되는 전자기파의 영향을 최소화할 수 있어 터치스크린의 성능이 매우 크게 개선될 수 있다.

이와 같이 자기 축전 방식과 상호 축전 방식은 각각 장단점이 존재한다. 따라서 향후 캐패시티브 방식 관련 터치스크린 기술은 이러한 자기 축전 방식과 상호 축전 방식의 단점들은 보완하고 장점들은 더욱 향상시키는 방향으로 정진해야 한다.

본 발명의 목적은 투명도 및 접촉 인식(터치 감도)을 향상시키기 위하여 감지 패턴의 밀도를 높이고, 동작 패턴과 감지 패턴을 동일한 평면상에 구비한 새로운 형태의 터치스크린 감지패널을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 기판과;

상기 기판의 전면에 수직, 또는 수평으로 다수개 배열된 동작 패턴과;

상기 동작 패턴의 내측에 구비되는 것으로, 음각에 의해 각각은 서로 고립되고, 동시에 상기 동작 패턴과는 격리되는 감지 패턴;을 포함하며,

상기 동작 패턴과 감지 패턴은 동일한 평면상에 구비된 단일층 구조인 것을 특징으로 하는 터치스크린 감지패널에 의해 달성된다.

본 발명에 의하면 동작 패턴과 감지 패턴이 동일한 평면상에 구비되어 있어, 투명도가 향상된다.

또한, 감지 패턴의 밀도가 높아 터치 스크린 패널의 전체적인 균일한 감도를 통해 손가락이나 스타일러스 펜의 접촉 유무를 더욱 정밀하게 알 수 있으며, 이에 따라 증폭회로 및 옵셋조절, 전류량 측정 등의 부가 회로를 생략할 수 있어 제어회로의 구성이 간결해지고, 노이즈 차폐 성능이 우수하여 이를 휴대폰 등에 적용하면 동작 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 동작 패턴과 감지 패턴이 동일한 이차원 평면에 배치됨으로써 작업 단계가 줄어들어 생산 단가가 절감되는 효과가 있고, 기존의 다른 이차원 평면에 존재하는 동작 패턴과 감지 패턴으로 이루어진 터치스크린 패널에 비해 동작을 위해 필요한 전기장의 감소로 인한 누설전류량을 줄이고 민감도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 터치스크린 감지패널의 양면을 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 B, C 확대도,
도 3은 도 1의 A부분 패턴 분리도,
도 4는 도 1의 F-F 단면도,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 터치스크린 감지패널의 다른 실시예를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 감지 패턴의 다양한 패턴예를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명에 따른 터치스크린 감지패널의 사용 일예를 나타낸 도면,
도 9는 동작패턴과 감지패턴이 복층구조로 이루어진 종래의 상호 축전 방식 감지패널의 일단면도,
도 10은 동작패턴과 감지패턴이 단층구조로 이루어진 본 발명에 따른 터치스크린 감지패널의 일단면도,
도 11 내지 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동작패턴과 감지패턴을 나타낸 도면.

본 발명은 터치스크린 감지패널에 관한 것으로, 특히, 동작패턴과 감지패턴을 동일한 평면상에 구성한 것이 특징이다. 즉, 종래에는 터치스크린 감지패널을 도 9의 (a)와 같이 복층 구조로 구성하였으나, 본 발명은 도 10의 (b)와 같은 단층구조로 구성한 것이다.

종래의 복층 구조를 단층 구조로 변경하여 구성함으로써 나타나는 효과는 전술한 효과와 같고, 더불어서 도 9와 도 10을 비교해보면 본 발명이 적용한 단층구조는 복층구조에 비해 불필요한 전기장을 감소시킨다는 것을 알 수 있다. 또한 불필요한 전기장의 감소는 전력소모와 직결되므로 이는 곧 전력소모를 줄일 수 있는 효과로 작용된다.

이하, 본 발명의 양호한 실시예를 도시한 첨부 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 터치스크린 감지패널은 기판(100)과, 동작 패턴(10)과, 감지 패턴(20)과, 링크전극(31,32)과, 제1,2 리드전극(41,42)을 포함하여 구성된다.

도 1의 (a)는 기판(100)의 전면이고, (b)는 기판(100)의 후면이다. 도시된 바와 같이 기판(100)의 전면에는 동작 패턴(10)과 감지 패턴(20)이 복잡한 형태의 패턴으로 구비되어 있고, 기판(100)의 후면에는 상기 동작 패턴(10)과 감지 패턴(20)을 각각 연결하는 제1,2 리드전극(41,42)이 구비되어 있다. 그리고 기판(100)의 전면과 후면에는 도 4에 도시한 바와 같이 동작/감지 패턴(10,20) 및 제1,2 리드전극(41,42)을 보호하는 보호층(51,52)이 형성되어 있다.

동작 패턴(10)은 상기 기판(100)의 전면에 구비되는 것으로, 도 1에 도시한 바와 같이 가로로 다수개(X01 ~ X15) 배열할 수 있고, 도시하지는 않았지만 세로로 다수개 배열할 수도 있음은 자명하다. 동작 패턴(10) 간의 사이는 음각(11)이 형성되어 있는데 이러한 음각(11)에 의해 각 동작 패턴(10)은 X01 부터 X15 까지 구분된다.

또한, 동작 패턴(10)의 일측, 또는 타측에는 상기 기판(100)을 관통하여 기판(100)의 후면에 도달하는 링크전극(32)이 연결된다. 도 1을 살펴보면 X01 ~ X07 까지의 동작 패턴(10)은 왼쪽 끝단에 링크전극(32)이 연결되고, X08 ~ X15 까지의 동작 패턴(10)은 오른쪽 끝단에 링크전극(32)이 연결된다.

제2 리드전극(42)은 기판(100)의 후면측에서 동작 패턴(10)과 연결된 링크전극(32)과 커패시턴스 측정회로(71,72)와 연결된다.

감지 패턴(20)은 상기 기판(100)의 전면 및 상기 동작 패턴(10)의 내측에 구비되는 것으로, 음각(11)에 의해 각각은 서로 고립되고, 동시에 상기 동작 패턴(10)과는 격리되는 구성이다.

즉, 감지 패턴(20)은 동작 패턴(10)의 내측에 다수개(Y1 ~ Y8) 구비되는데 음각(11)에 의해 감지 패턴(20)의 각각은 서로 고립된 상태가 되고, 동시에 상기 동작 패턴(10)과는 격리되어 있는 구성이어서, 동작 패턴(10)과 감지 패턴(20)은 서로 분리된 형태이다.

여기서, 상기 음각(10)은 터치수단(손가락, 스타일러스 펜 등)이 상기 기판(100)의 상부측 어느 위치를 터치하거나, 근접하더라도 동작 패턴(10)과 감지 패턴(20)을 동시에 누를 정도의 조밀성을 확보한 미로형태로 형성되는 것이 바람직한데, 일예로 도 2와 같은 음각(11) 패턴이 바람직하다.

그리고 이와는 다르게 음각(11) 패턴을 어떻게 형성하느냐에 따라서, 도 7의 (2)와 (3)과 같은 직렬 형태의 감지 패턴(20)을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명은 감지 패턴(20)을 도 7의 (4)와 같은 병렬 형태로 형성할 수도 있다.

도 3은 도 1의 A부분 중 동작 패턴(10)과, 감지 패턴(20)을 분리한 도면으로, 동작 패턴(10)은 어느 한 방향에만 링크전극(32)이 연결되어 있는데, 감지 패턴(20)은 상,하부에 두개의 링크전극(31)이 연결되어 있음을 알 수 있다. 이는 감지 패턴(20)을 수직방향 및 직렬로 연결하기 위한 부분연결전극(41a)과의 연결을 위한 것이다. 그러나 감지 패턴(20)이라도 상기 기판(100)의 후면 중 최상부, 또는 최하부에 위치한 감지 패턴(20)에는 근접한 다른 감지 패턴(20)이 없기 때문에 하나의 링크전극(31)만이 연결된다. 또한, 하나의 링크전극(31)만이 연결된 감지 패턴(20)이 도 1에 도시한 바와 같이 기판(100)의 최하부에 있는 것이라면, 최상부에 위치한 감지 패턴(20)의 링크전극(31) 중 어느 하나는 단자연결전극(41b)에 의해 커패시턴스 측정회로(71,72)와 연결된다.

이와 같은 구성에서 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명은 손가락이 기판(100)의 어느 위치를 터치하거나, 근접하더라도 동작 패턴(10)과 감지 패턴(20)을 동시에 누를 정도로 음각(11)에 의한 조밀성이 확보된 것이어서, 동작 패턴(10) 뿐 아니라 감지 패턴(20)이 동시에 반응할 수 있는 구조로 이루어져 있어, 스타일러스 펜이나, 어린 아이의 손가락 등에도 민감하게 반응할 수 있다.

한편, 본 발명에서 동작패턴과 감지패턴은 도 11 내지 도 13에 도시한 바와 같이 구성될 수 있다. 즉, 전술한 동작패턴(10)과 감지패턴(20)은 동작패턴(10) 내부에 감지 패턴(20)이 격리되고 고립된 형태로 이루어진데 반해, 도 11 내지 도 13에 도시한 바와 같은 동작패턴(10')과 감지패턴(20')은 동작패턴(10')과 감지패턴(20')이 서로를 고립시켜 맞물려 배치된 형태로서, 감지패턴(20')이 연결되어 있고 이로 인해 동작패턴(10')이 고립된 형태다.

이상 본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 기판 200: 휴대폰
10,10': 동작 패턴 11: 음각
20,20': 감지 패턴 31,32: 링크전극
41: 제1 리드전극 41a: 부분연결전극
41b: 단자연결전극 42: 제2 리드전극

Claims (5)

1. 기판(100)과;
   상기 기판(100)의 전면에 가로, 또는 세로로 다수개 배열된 동작 패턴 및 감지 패턴을 포함하며,
   상기 동작 패턴과 감지 패턴은 서로를 고립시켜 맞물려 배치된 형태로 형성되고, 상기 동작 패턴과 감지 패턴은 동일한 평면상에 구비된 단일층 구조인 것을 특징으로 하는 터치스크린 감지패널.
2. 기판(100)과;
   상기 기판(100)의 전면에 가로, 또는 세로로 다수개 배열된 동작 패턴(10)과;
   상기 동작 패턴(10)의 내측에 구비되는 것으로, 음각(11)에 의해 각각은 서로 고립되고, 동시에 상기 동작 패턴(10)과는 격리되는 감지 패턴(20);을 포함하며,
   상기 동작 패턴(10)과 감지 패턴(20)은 동일한 평면상에 구비된 단일층 구조인 것을 특징으로 하는 터치스크린 감지패널.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 음각(10)은 터치수단이 상기 기판(100)의 상부측 어느 위치를 터치하거나, 근접하더라도 동작 패턴(10)과 감지 패턴(20)을 동시에 누를 정도의 조밀성을 확보한 미로형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 감지패널.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 기판(100)은,
   상기 동작 패턴(10)의 일측, 또는 타측과, 상기 감지 패턴(20)의 일측 및/또는 타측과 연결되어 상기 기판(100)의 후면에 도달하도록 기판(100)을 관통하는 링크전극(31,32)과;
   상기 기판(100)의 후면에서 동작 패턴(10)과 연결된 링크전극(31) 및 상기 감지 패턴(20)과 연결된 링크전극(32)과 연결되는 제1,2 리드전극(41,42);을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 감지패널.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 감지패턴은 "ㄹ"자 형태, 와류형의 직렬형태, 또는 병렬형태 중 선택되는 어느 하나의 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 감지패널.

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