KR20110121992A

KR20110121992A - 터치스크린

Info

Publication number: KR20110121992A
Application number: KR1020100041545A
Authority: KR
Inventors: 김운천; 오용수; 이종영
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2010-05-03
Filing date: 2010-05-03
Publication date: 2011-11-09
Also published as: KR101119386B1

Abstract

본 발명은 터치스크린에 관한 것으로, 제1 투명기판, 상기 제1 투명기판의 양면에 형성되고 접촉입력시 정전용량의 변화를 감지하는 제1 투명전극 및 제2 투명전극, 상기 제1 투명기판과 이격하여 대향되게 형성되는 제2 투명기판, 및 상기 제2 투명기판에 형성되고 접촉입력시 상기 제2 투명전극과 전기적으로 연결되어 저항 또는 전압의 변화를 감지하는 제3 투명전극을 포함하는 것을 특징으로 하며, 정전용량 방식과 저항막 방식을 모두 사용하여 정확한 좌표측정이 가능한 터치스크린을 제공한다.

Description

터치스크린{Touch screen}

본 발명은 터치스크린에 관한 것이다.

전자공학기술과 정보기술이 발전을 거듭함에 따라 업무환경을 포함한 일상생활에서 전자기기가 차지하는 비중은 꾸준히 증가하고 있다. 특히, 전자기술이 계속 발전함에 따라, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전송장치 등은 키보드, 마우스, 디지타이저(Digitizer) 등의 다양한 입력 장치(Input Device)를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리 등을 수행하고 있다. 그러나, 이러한 입력 장치들은 개인용 컴퓨터의 용도 확대에 따라 개발된 것으로서 최근의 소형화, 박형화 추세에 있는 휴대용 기기에 적용되기에는 문제점이 있다. 이에 따라, 휴대용 기기에 적합한 입력 수단으로 터치스크린이 대두되고 있다.

터치스크린은 일반적으로 디스플레이 장치에 설치되어 사용자가 접촉하는 화면상의 위치를 감지하고, 감지된 접촉 위치에 관한 정보를 입력 정보로 하여 디스플레이의 화면 제어를 포함한 전자기기의 제어를 수행하기 위한 장치로서, 간단하면서도 오조작이 적고 공간 절약이 가능하며, IT 기기와의 연동성이 용이한 점 등 다양한 장점이 있다.

한편, 터치스크린은 저항막 방식(Resistive Type), 정전용량 방식(Capacitive Type), 전기자기장 방식(Electro-Magnetic Type), 소오 방식(Saw Type), 및 인프라레드 방식(Infrared Type) 등 여러 방식으로 사용되고 있는데, 기능적인 측면과 경제적인 측면을 모두 고려한 저항막 방식과 정전용량 방식이 많이 이용되고 있는 실정이다.

도 1은 종래의 일 예에 따른 저항막 방식의 터치스크린(10)의 단면도이다. 이하, 이를 참고하여, 종래의 저항막 방식의 터치스크린(10)을 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 저항막 방식의 터치스크린(10)은 두 장의 투명기판(11), 투명전극(14), 및 접착층(17)으로 구성된다.

각각의 투명기판(11)에는 투명전극(14)이 형성되고, 투명전극(14)에는 전극(19)이 연결되어 전압이 인가된다. 또한, 투명기판(11) 간 외측은 접착층(17)에 의해 접착되고, 투명기판(11) 간 내측 하부 투명전극(16)에는 도트스페이서(18; Dot Spacer)가 형성된다.

한편, 사용자가 입력을 하기 위하여 상부 투명기판(12)에 압력을 인가하면, 상부 투명기판(12)과 상부 투명전극(15)은 하부 투명기판(13)을 향하여 휘게 되고, 상부 투명전극(15)과 하부 투명전극(16)이 맞닿아 변화되는 저항을 감지하여 좌표의 위치를 찾아낸다.

그러나, 종래의 일 예에 따른 저항막 방식의 터치스크린(10)은 가벼운 터치일 때, 즉, 압력이 충분히 인가되지 않은 경우, 상부 투명전극(15)과 하부 투명전극(16)이 접촉되지 않아 터치 여부를 감지하지 못하는 문제점이 있었다.

도 2는 종래의 다른 예에 따른 정전용량 방식의 터치스크린(20)의 단면도이다. 이하, 이를 참고하여, 종래의 정전용량 방식의 터치스크린(20)을 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시한 바와 같이, 종래의 정전용량 방식의 터치스크린(20)은 두 장의 투명기판(21), 투명전극(22), 및 접착층(23)을 포함한다.

여기서, 각 투명기판(21)에는 투명전극(22)이 형성되고, 접착층(23)은 두 장의 투명기판(21) 간 전면에 형성된다. 사용자가 입력을 하는 경우, 투명전극(22)이 전극이 되고 투명기판(21)이 유전체가 되어 기생용량이 발생하며, 기생용량에 의한 정전용량의 변화를 감지할 수 있다.

그러나, 종래의 다른 예에 따른 정전용량 방식의 터치스크린(20)은 사용자가 손톱 또는 스타일러스 펜 등과 같이 뾰족하여 면적이 작은 물체로 투명기판(21)을 터치하는 경우 기생용량이 매우 작아 정전용량의 변화가 거의 없으므로, 터치 여부를 인식하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가벼운 터치, 즉 접촉입력의 압력이 충분히 크지 않은 경우에도 정확한 좌표 측정이 가능한 터치스크린을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 접촉입력의 면적이 작은 경우에도 터치 여부의 인식이 가능한 터치스크린을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치스크린은, 제1 투명기판, 상기 제1 투명기판의 양면에 형성되고 접촉입력시 정전용량의 변화를 감지하는 제1 투명전극 및 제2 투명전극, 상기 제1 투명기판과 이격하여 대향되게 형성되는 제2 투명기판, 및 상기 제2 투명기판에 형성되고 접촉입력시 상기 제2 투명전극과 전기적으로 연결되어 저항 또는 전압의 변화를 감지하는 제3 투명전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1 투명기판, 상기 제1 투명전극, 및 상기 제2 투명전극은 접촉입력시 정전용량 방식의 터치스크린이 되고, 상기 제1 투명기판, 상기 제2 투명전극, 상기 제2 투명기판, 및 상기 제3 투명전극은 접촉입력시 저항막 방식의 터치스크린이 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 신체가 접촉입력하는 경우 상기 정전용량 방식의 터치스크린이 작동되고, 스타일러스 펜이 접촉입력하는 경우 상기 저항막 방식의 터치스크린이 작동되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 투명전극, 및 상기 제2 투명전극은 전도성 고분자로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 투명기판과 상기 제2 투명기판의 외측을 접착하는 제1 접착층, 및 상기 제3 투명전극 상에 형성된 도트스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 접촉입력시 상기 제2 투명전극과 상기 제3 투명전극은 직접 접촉하여 전기적으로 연결되는 것을 한다.

또한, 상기 제1 투명기판과 상기 제2 투명기판을 접착하되, 도전성 볼을 포함하는 제2 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 접촉입력시 상기 제2 투명전극과 상기 제3 투명전극은 상기 도전성 볼을 사이에 두고 이를 통하여 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 접착층은 대전방지제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 접촉입력의 해제시 상기 제1 투명기판 및 상기 제2 투명전극이 원위치될 수 있도록 상기 제2 접착층은 탄성을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따른 터치스크린은, 제1 투명기판, 제1 투명전극, 및 제2 투명전극으로 구성되는 정전용량 방식의 터치스크린을 이용함으로써, 접촉입력의 압력이 충분하지 않더라도 기생용량은 발생하여 정전용량의 변화를 측정할 수 있으므로, 정확한 좌표측정이 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 제1 투명기판, 제2 투명전극, 제2 투명기판, 제3 투명전극, 및 제1 접착층으로 구성된 저항막 방식의 터치스크린을 이용하여, 접촉입력의 면적이 충분하지 않더라도, 제2 투명전극과 제3 투명전극이 접촉되면 저항 또는 저항의 변화를 측정할 수 있으므로, 정확한 좌표측정이 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 도전성 볼이 포함된 제2 접착층을 사용함으로써, 저항막 방식의 터치스크린에서 공기층을 제거하여 뉴턴링 현상을 방지하고 투명도를 향상시키며, 롤투롤(roll to roll) 공정이 가능해져 터치스크린의 제조비용 및 제조시간이 절감되는 장점이 있다.

도 1은 종래의 일 예에 따른 저항막 방식의 터치스크린의 단면도이다.
도 2는 종래의 다른 예에 따른 정전용량 방식의 터치스크린의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 터치스크린의 단면도이다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시한 터치스크린의 작동방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 터치스크린의 단면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

한편, 본 발명의 용어에 있어서, “접촉입력”이라 함은 "접촉”과 "접근”을 모두 통칭하는 의미이다. “접촉”은 완전히 닿는 경우를 의미하고 “접근”은 완전히 닿지는 않더라도 매우 근접한 경우를 의미한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

터치스크린의 구조 - 제1 실시예

도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 터치스크린(100a)의 단면도이고, 도 4 및 도 5는 도 3에 도시한 터치스크린(100a)의 작동방식을 설명하기 위한 도면이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 터치스크린(100a)에 대해 설명하기로 한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 다른 터치스크린(100a)는 제1 투명기판(111), 제1 투명전극(121), 제2 투명전극(122), 제2 투명기판(112), 제3 투명전극(123), 및 제1 접착층(130a)을 포함한다.

제1 투명기판(111)은 사용자의 신체 또는 스타일러스 펜 등의 특정 물체로부터 접촉입력을 인가받는 부재로서 양면에 제1 투명전극(121)과 제2 투명전극(122)이 형성되는 공간을 제공한다.

여기서, 제1 투명기판(111)은 접촉입력을 인가받아서 휘어지고, 접촉입력이 해제되면 다시 원위치가 될 수 있도록 탄성을 갖는 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 제1 투명기판(111)은 사용자의 신체 또는 스타일러스 펜 등의 특정물체로부터 접촉입력을 인가받으므로, 터치스크린(100a)의 다른 구성을 외력으로부터 충분히 보호할 수 있도록 내구성이 큰 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 터치스크린(100a)의 하부에 설치되는 디스플레이(미도시)로부터의 영상이 사용자에게 깨끗하게 전달될 수 있도록 투명한 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 물질로서, 제1 투명기판(111)은 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES) 또는 고리형 올레핀 고분자(COC)로 구성될 수 있다. 이외에도 일반적으로 이용되는 유리(Glass) 또는 강화유리를 활용할 수도 있다.

또한, 제1 투명기판(111)의 상부에는 별도의 윈도우판(미도시)이 형성되어 제1 투명기판(111)의 일면에 형성된 제1 투명전극(121)을 보호할 수 있다. 이때, 윈도우판(미도시)은 제1 투명기판(111)과 같이, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등으로 구성될 수 있다.

한편, 제1 투명기판(111)의 양면에는 제1 투명전극(121)과 제2 투명전극(122)이 각각 형성되는바, 이들과의 접착력을 향상시키기 위하여 고주파 처리 또는 프라이머(Primer) 처리를 하는 것이 바람직하다.

제1 투명전극(121)과 제2 투명전극(122)은 제1 투명기판(111)의 양면에 형성되어 접촉입력으로부터 정전용량의 변화를 감지하는 부재이다.

여기서, 제1 투명전극(121)과 제2 투명전극(122)은 예를 들어, 각각 X축 패턴과 Y축 패턴으로 구성되어 접촉입력으로부터 기생용량을 측정하고 정전용량의 변화를 감지하여 이를 제어부(미도시)에 전달하고, 제어부(미도시)는 눌림 위치의 좌표를 인식하여 원하는 동작을 구현할 수 있다. 구체적으로, 제1 전극(141) 및/또는 제2 전극(142)에 의해 전압을 인가하여 고주파를 제1 투명전극(121) 및/또는 제2 투명전극(122)의 전면에 퍼지게 한 후 접촉입력이 발생하면, 제1 투명전극(121) 또는 제2 투명전극(122)을 전극으로 하고 제1 투명기판(111) 또는 윈도우판(미도시)을 유전체로하여 소정의 커패시턴스 변화가 발생하고, 제어부(미도시)에서 변형된 파형을 감지하여 접촉 위치, 또는 접촉 발생 여부 등을 인식할 수 있다.

한편, 제1 투명전극(121)과 제2 투명전극(122)은 터치스크린(100a) 하부의 디스플레이(미도시)를 사용자가 볼 수 있도록 투명한 물질로 구성되고, 도전성이 있는 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 예들 들어, 제1 투명전극(121)과 제2 투명전극(122)은 폴리-3, 4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술포네이트(PEDOT/PSS), 폴리 아닐린 등을 단독 또는 혼합한 전도성 고분자, 또는 인듐-주석 산화물(ITO; Indium Tin Oxide) 등의 금속 산화물로 구성될 수 있다. 여기서, 제1 투명전극(121)과 제2 투명전극(122)이 전도성 고분자로 구성된 경우에는 유연성이 있으므로, 접촉입력에 의해 제1 투명전극(121)과 제2 투명전극(122)이 제2 투명기판(112)을 향하여 자주 휘더라도 불량률이 감소될 수 있다. 이때, 전도성 고분자의 경우 실크스크린 인쇄법, 잉크젯 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 또는 오프셋 인쇄법 등을 통하여 제1 투명기판(111)에 형성할 수 있다.

한편, 도 3에서는 제1 투명전극(121)과 제2 투명전극(122)이 막대형인 경우를 도시하였으나 이는 예시적인 것으로서, 마름모형, 육각형, 팔각형, 삼각형 등 다양한 형상으로 구현될 수 있다.

살핀 바와 같이, 제1 투명기판(111), 제1 투명전극(121), 및 제2 투명전극(122)은 정전용량의 변화를 감지하여 좌표의 위치를 검출하는 정전용량 방식의 터치스크린을 구성할 수 있다. 따라서, 가벼운 터치와 같이 접촉입력의 압력이 충분히 크지 않은 경우에도 기생용량은 발생될 수 있으므로, 정전용량의 변화를 측정하여 터치 위치를 검출할 수 있다. 또한, 정전용량 방식의 터치스크린을 이용하여 멀티 터치 입력이 가능할 수 있다.

한편, 제1 투명기판(111)과 제2 투명전극(122)은 이하에서 설명하는 바와 같이, 정전용량 방식의 터치스크린의 구성요소이면서, 저항막 방식의 터치스크린의 구성요소가 될 수 있다.

제2 투명기판(112)은 터치스크린(100a)의 최하부에 위치되는 부재로서 제3 투명전극(123)이 형성되는 공간을 제공한다.

여기서, 제2 투명기판(112)은 제1 투명기판(111)과 이격되어 대향되게 형성될 수 있다. 이에 따라 제1 투명기판(111)과 제2 투명기판(112) 간에는 일정한 공간이 형성될 수 있다.

한편, 제2 투명기판(112)의 일면에는 제3 투명전극(123)이 형성되고 타면에는 예를 들어, 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), EL(Electroluminescense) 등의 디스플레이(미도시)가 결합될 수 있다. 이때, 제2 투명기판(112)과 디스플레이(미도시)는 예를 들어, 양면 접착 테이프(DAT) 또는 광학 투명 접착제(OCA)로써 결합될 수 있다.

제3 투명전극(123)은 제2 투명기판(112)의 일면에 형성되되 접촉입력시 제2 투명전극(122)과 전기적으로 연결되어 저항 또는 전압의 변화를 감지하는 부재이다.

여기서, 제3 투명전극(123)은 접촉입력이 발생하면, 제2 투명전극(122)과 직접 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 사용자의 신체 또는 스타일러스 펜 등의 특정물체에 의한 접촉입력시 제1 투명기판(111)과 제2 투명전극(122)은 압력에 의하여 제2 투명기판(112)의 방향으로 휘게 되고, 이에 따라 제2 투명전극(122)과 제3 투명전극(123)은 직접 접촉되어 저항 또는 전압의 변화가 발생하게 되며, 이를 기초로 제어부(미도시)에서 눌림 좌표를 인식할 수 있다. 또한, 제어부(미도시)는 눌림 위치의 좌표를 인식하여 원하는 동작을 구현할 수 있다. 이때, 제1 투명전극(121)과 제2 투명전극(122)이 전도성 고분자로 구성된 경우, 제1 투명기판(111)의 유연성이 커져 접촉입력이 있을 때 더 많이 휠 수 있으므로, 즉, 곡률 반경이 작아지므로 정확한 좌표의 측정이 가능하다.

한편, 제3 투명전극(123)과 제2 투명전극(122)은 예를 들어, X축 패턴과 Y축 패턴으로 구성될 수 있으며, 서로 직교하는 막대형으로 구성되어 접촉입력을 더욱 명확하게 감지할 수 있다. 또한, 제3 투명전극(123)은 제2 투명전극(122)과 같이, 예를 들어, 금속 산화물 또는 전도성 고분자로 구성될 수 있으며, 다양한 형상의 패턴으로 구성될 수 있다.

제1 접착층(130a)은 제1 투명기판(111)과 제2 투명기판(112) 간 외측에 형성되어, 제1 투명기판(111)과 제2 투명기판(112)을 접착시키는 부재이다.

여기서, 제1 접착층(130a)은 제2 투명전극(122)이 형성된 제1 투명기판(111)의 타면과 제3 투명전극(123)이 형성된 제2 투명기판(112)의 일면 간 외측에 형성되고, 제1 접착층(130a)의 내측에는 공기층인 개구부(132)가 형성될 수 있다. 이때, 제1 투명기판(111)과 제2 투명기판(112) 간 내측에 제1 접착층(130a)이 형성되지 않은 이유는, 접촉입력시 제2 투명전극(122)과 제3 투명전극(123)이 직접 접촉되게 하기 위함이다.

한편, 제3 투명전극(123) 상에는 도트스페이서(131)가 더 형성될 수 있다. 도트스페이서(131)는 제2 투명전극(122)과 제3 투명전극(123)이 접촉할 때의 충격을 완화하고, 압력이 해제되면 제1 투명기판(111)이 원위치될 수 있도록 반발력을 제공한다. 또한, 외부 압력이 없는데 제2 투명전극(122)과 제3 투명전극(123)이 접촉되는 경우가 발생하지 않도록, 평소에는 제2 투명전극(122)과 제3 투명전극(123) 간 절연을 유지하는 역할을 수행한다.

한편, 터치스크린(100a)에는 각 투명전극(140)에 전압을 인가하는 전극(140)이 더 형성될 수 있다.

여기서, 제1 전극(141)은 제1 투명전극(121)에, 제2 전극(142)은 제2 투명전극(122)에, 제3 전극(143)은 제3 투명전극(123)에 각각 전압을 공급할 수 있도록 전기전도성이 우수한 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 전극(140)은 은 페이스트(Ag Paste) 또는 유기은으로 조성된 물질로 구성될 수 있다. 또한, 베젤 영역을 줄이기 위하여 전극(140)은 투명전극(121, 122, 123)과 같이 투명한 물질로서, 전도성 고분자 또는 금속 산화물로 구성될 수 있다.

살핀 바와 같이, 제1 투명기판(111), 제2 투명전극(122), 제2 투명기판(112), 제3 투명전극(123), 및 제1 접착층(130a)은 저항막 방식의 터치스크린을 구성할 수 있다. 따라서, 손톱이나 펜 등과 같이 면적이 작은 물체가 접촉입력하는 경우에도, 압력이 충분하다면 제2 투명전극(122)과 제3 투명전극(123)이 접촉될 수 있으므로, 저항 또는 전압 변화를 측정하여 터치 위치를 검출할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 터치스크린(100a)은 다음과 같이 디스플레이(미도시)에 표시되는 메뉴에 따라 정전용량 방식과 저항막 방식을 선택적으로 적용하는 것이 가능하다.

먼저, 도 4에 도시한 바와 같이, 디스플레이(미도시)에 표시되는 메뉴가 단지 손가락 등의 터치만을 필요로 하는 경우에는 정전용량 방식의 터치스크린이 작동될 수 있다. 구체적으로, 손가락 등과 같은 신체가 접촉입력하는 경우에는 압력을 충분히 인가하지 않는 가벼운 터치가 발생될 수 있다. 이때, 저항막 방식은 제2 투명전극(122)과 제3 투명전극(123)이 접촉되야 하기 때문에, 신체의 가벼운 터치의 경우에는 접촉입력을 감지하지 못할 수 있다. 그러나, 압력이 충분하지 않더라도 신체는 접촉입력을 인가할 때의 면적이 비교적 넓기 때문에 기생용량은 검출될 수 있다. 따라서, 신체 등의 접촉입력을 필요로 하는 경우에는 저항막 방식의 터치스크린은 작동되지 않고 정전용량 방식의 터치스크린이 작동되는 것이 바람직하다.

다음, 도 5에 도시한 바와 같이, 디스플레이(미도시)에 표시되는 메뉴가 필기를 필요로 하는 경우, 즉, 스타일러스 펜의 접촉입력을 필요로 하는 경우에는 저항막 방식의 터치스크린이 작동될 수 있다. 구체적으로, 스타일러스 펜은 뾰족하여 접촉입력을 인가할 때의 면적이 좁기 때문에 기생용량을 검출하기가 어려워 접촉입력을 감지하지 못할 수 있다. 그러나, 면적이 충분하지 않더라도 접촉입력의 압력이 충분하다면 제2 투명전극(122)과 제3 투명전극(123)은 접촉될 수 있기 때문에, 저항막 방식의 터치스크린은 작동될 수 있다. 따라서, 스타일러스 펜 등의 접촉입력을 필요로 하는 경우에는 정전용량 방식의 터치스크린은 작동되지 않고 저항막 방식의 터치스크린이 작동되는 것이 바람직하다.

한편, 접촉입력의 압력과 면적이 모두 충분한 경우에는 정전용량 방식, 또는 저항막 방식의 어느 하나만 작동하게 하거나, 두 가지 방식이 모두 작동하여 평균을 출력 값으로 도출해 내는 것도 가능하다.

터치스크린의 구조 - 제2 실시예

도 6은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 터치스크린(100b)의 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 터치스크린(100b)에 대해 설명하기로 한다. 여기서, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면부호로 지칭되며, 제1 실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 다른 터치스크린(100b)은 제1 투명기판(111), 제1 투명전극(121), 제2 투명전극(122), 제2 투명기판(112), 제3 투명전극(123), 및 제2 접착층(130b)을 포함하고, 제2 접착층(130b)에 도전성 볼(133)이 포함된 것을 특징으로 한다.

제2 접착층(130b)은 제1 투명기판(111)과 제2 투명기판(112) 간 전면에 형성되어, 제1 투명기판(111)과 제2 투명기판(112)을 접착시키는 부재이다.

여기서, 제2 접착층(130b)은 내부에 도전성 볼(133)을 포함한다. 도전성 볼(133)은 접촉입력이 발생했을 때 압력이 가해지면 제2 투명전극(122)과 제3 투명전극(123) 간을 전기적으로 연결할 수 있다. 구체적으로, 접촉입력의 압력에 의해 제1 투명기판(111)과 제2 투명전극(122)이 제2 투명기판(112)을 향하여 휘게 되고, 이에 따라 도전성 볼(133)이 제2 투명전극(122)과 제3 투명전극(123) 간 위치하여, 저항 또는 전압의 변화를 감지할 수 있다. 이때, 도전성 볼(133)은 약 10㎚ 내지 100㎛의 크기를 가질 수 있고, 터치스크린(100b) 하부의 디스플레이(미도시)로부터의 영상이 깨끗하게 전달되도록 투명한 물질로 구성될 수 있다.

한편, 제2 접착층(130b)은 열을 가하면 접착력을 가질 수 있고, 예를 들어, 실리콘계, 폴리우레탄계, PVC계, 아크릴계 등의 탄성을 갖는 접착제로 구성될 수 있다. 제2 접착층(130b)이 탄성을 가진 물질로 구성되는 경우, 접촉 압력이 해제되었을 때, 제1 투명기판(111)과 제2 투명전극(122)이 원위치될 수 있다.

또한, 제2 접착층(130b)에는 대전방지제가 더 포함될 수 있다. 대전방지제는 제2 접착층(130b)을 통하여 도전성 볼(133)이 제2 투명전극(122)과 제3 투명전극(123)을 전기적으로 연결할 수 있도록 만드는 부재로서, 약 10⁴ 내지 10¹⁰Ω/□의 저항을 갖는 것이 바람직하다. 대전방지제가 10⁴Ω/□미만인 경우에는 압력이 가해지지 않는 경우라도 제2 투명전극(122)과 제3 투명전극(123) 사이에 통전이 이루어지는 경우가 발생할 수 있으며, 10¹⁰Ω/□ 이상인 경우에는 압력이 가해져 도전성 볼(133) 간 거리가 줄어들어도 통전이 불가능한 경우가 발생할 수 있기 때문이다. 대전방지제의 물질로서는 투명한 물질인 것이 바람직하므로, 예를 들어, 폴리-3, 4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술포네이트(PEDOT/PSS), 폴리 아닐린 등을 단독 또는 혼합한 전도성 고분자를 사용할 수 있다.

한편, 도전성 볼(133)이 포함된 제2 접착층(130b)을 사용함으로써, 저항막 방식의 터치스크린에서 제1 투명기판(111)과 제2 투명기판(112) 간의 공기층이 제거될 수 있다. 이에 따라, 투명도가 향상될 수 있고, 얇은 막에 의한 빛의 간섭 현상인 뉴턴링 현상을 방지할 수 있다. 또한, 제2 접착층(130b)이 제1 투명기판(111)과 제2 투명기판(112) 간 전면에 형성되므로 연속적인 롤투롤 공정에 의해 터치스크린(100b)을 제조하여, 터치스크린(100b)의 제조시간 및 제조비용이 절감될 수 있다.

살핀 바와 같이, 본 실시예에서는 제1 투명기판(111), 제1 투명전극(121), 및 제2 투명전극(122)이 정전용량 방식의 터치스크린으로 작용하고, 제1 투명기판(111), 제2 투명전극(122), 제2 투명기판(112), 제3 투명전극(123), 및 제2 접착층(130b)이 저항막 방식의 터치스크린으로서 작용할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 터치스크린은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

111 : 제1 투명기판 112 : 제2 투명기판
121 : 제1 투명전극 122 : 제2 투명전극
123 : 제3 투명전극 130a : 제1 접착층
130b: 제2 접착층 131 : 도트스페이서
132 : 개구부 133 : 도전성 볼
140 : 전극 141 : 제1 전극
142 : 제2 전극 143 : 제3 전극

Claims

제1 투명기판;
상기 제1 투명기판의 양면에 형성되고 접촉입력시 정전용량의 변화를 감지하는 제1 투명전극 및 제2 투명전극;
상기 제1 투명기판과 이격하여 대향되게 형성되는 제2 투명기판; 및
상기 제2 투명기판에 형성되고 접촉입력시 상기 제2 투명전극과 전기적으로 연결되어 저항 또는 전압의 변화를 감지하는 제3 투명전극;
을 포함하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 투명기판, 상기 제1 투명전극, 및 상기 제2 투명전극은 접촉입력시 정전용량 방식의 터치스크린이 되고,
상기 제1 투명기판, 상기 제2 투명전극, 상기 제2 투명기판, 및 상기 제3 투명전극은 접촉입력시 저항막 방식의 터치스크린이 되는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 2에 있어서,
신체가 접촉입력하는 경우 상기 정전용량 방식의 터치스크린이 작동되고, 스타일러스 펜이 접촉입력하는 경우 상기 저항막 방식의 터치스크린이 작동되는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 투명전극, 및 상기 제2 투명전극은 전도성 고분자로 구성된 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 투명기판과 상기 제2 투명기판의 외측을 접착하는 제1 접착층; 및
상기 제3 투명전극 상에 형성된 도트스페이서;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서,
접촉입력시 상기 제2 투명전극과 상기 제3 투명전극은 직접 접촉하여 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 투명기판과 상기 제2 투명기판을 접착하되, 도전성 볼을 포함하는 제2 접착층;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 7에 있어서,
접촉입력시 상기 제2 투명전극과 상기 제3 투명전극은 상기 도전성 볼을 사이에 두고 이를 통하여 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 7에 있어서,
상기 제2 접착층은 대전방지제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린.
청구항 7에 있어서,
접촉입력의 해제시 상기 제1 투명기판 및 상기 제2 투명전극이 원위치될 수 있도록 상기 제2 접착층은 탄성을 갖는 것을 특징으로 하는 터치스크린.