KR20120002008A - 복합 터치 스크린 패널 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자 기기에 적용되는 복합 터치 스크린 패널 장치에 관한 것으로서, 데이터를 출력하기 위한 디스플레이 모듈과, 상기 디스플레이 모듈의 상부에 배치되는 면 터치 패널과, 상기 면 터치 패널의 구성 요소 중에 개재되어 동작하는 공간 터치 장치 및 상기 공간 터치 장치와 면 터치 패널에서 검지된 터치 위치를 감지하여 기기의 해당 기능을 수행하는 제어부를 포함하여, 상기 면 터치 패널의 구성 요소중에 공간 터치 방식을 접목시켜 사용하기 때문에 복합 터치를 사용하더라도 실장 공간이 기존보다 현저히 줄어들어 단말기의 슬림화에 기여할 수 있을뿐만 아니라, 전계 센서에 의한 전력 소모 감소 및 설치시 제조 원가의 절감을 도모할 수 있다.

Description

복합 터치 스크린 패널 장치{COMPOSITE TOUCH SCREEN PANNEL}

본 발명은 전자기기의 데이터 입출력 수단으로 사용되는 복합 터치 스크린 패널 장치에 관한 것으로서, 특히 기존의 면터치 패널 구조를 그대로 이용하면서 3차원 공간 터치 방식을 부가하여 실장 공간의 효율성을 증대시키도록 구현되는 복합 터치 스크린 패널 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 전자 기기에는 데이터의 입력을 위한 입력 장치들과 데이터의 출력을 위한 출력 장치들을 구비한다. 상기 입력 장치로는 키버튼 장치 등이 대별될 수 있으며 상기 출력 장치로는 디스플레이 모듈을 포함하는 디스플레이 장치로 대별될 수 있을 것이다.

최근에는 전자 기기의 부피를 현저히 줄이면서 그 기능을 다양화할 수 있도록 데이터 입, 출력이 같은 위치에서 수행될 수 있는 터치 스크린 패널 장치가 출시되고 있다. 상기 터치 스크린 패널 장치는 투명 터치 패널이 디스플레이 모듈의 상부에 배치됨으로써, 입, 출력이 동시에 이루어 지는데, 이러한 터치 패널은 저항막 방식(Resistive) 터치 패널, 정전 용량식 터치 패널, 초음파식 터치 패널, 광(적외선) 센서식 터치 패널, 전자유도식 터치 패널, 음파 터치 패널 등 다양한 방식의 터치 패널로 구별된다.

이러한 터치 패널들 중, 상기 저항막방식이나 정전 용량식 터치 패널은 면 터치 방식으로 적용되기 때문에 이 자체만으로는 3차원 공간 터치로 사용되지 못하는 단점이 있다.

상기 광(적외선 방식) 터치 패널은 광원(예를 들어, 적외선 LED)을 디스플레이 모듈의 외곽에 일정 간격으로 다수개를 배치하고 특정 공간으로 광을 조사시킴으로써 공간상의 물체(손가락 등)에 반사되는 적외선을 포토 센서가 수광함으로써 해당 좌표를 인지하여 터치 동작을 수행한다.

이러한 공간 터치 패널은 직접 터치 스크린 면을 터치하지 않기 때문에 이물질에 오염되지 않고, 스크린 표면을 손상시키지 않는 장점을 갖는 반면, 면 터치 패널이 갖는 정확하고 정밀한 터치 동작이 불가능할 뿐만 아니라 전력 소모량이 매우 큰 단점이 있다. 예를 들어, IR 한 개당 16mA가 소모되며, 최소 30mW의 발광 및 수광부를 포함해야하는 단점이 있다. 더욱이, 다수의 발광부 및 수광부의 실장 공간을 별도로 제공해야하기 때문에 결과적으로 단말기의 슬림화에 역행하는 문제점이 발생하게 된다.

역시, 음파 터치 패널은 글라스재 기판의 주연부에 다수의 입력 압전체와 수신 압전체를 대향되도록 설치하여 입역 압전체에서 방출되는 탄성 표면파를 수신 압전체가 수신하고 상기 탄성 표면파의 감쇄 여부에 따라 터치를 감지하는 방식이다. 그러나, 이러한 음파 터치 방식은 손가락 터치 지속 시간을 알 수 없어 롱키(long key) 기능이나 드래그(drag) 기능이 불가능한 문제점이 있었다.

따라서, 상술한 터치 패널간의 단점을 보완하기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있는 실정이다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기존의 면터치 패널과 부가적인 공간 터치 패널 장치를 이용하여 상술한 단점들을 보완하도록 구현되는 복합 터치 스크린 패널 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 실장 공간을 최대한 줄여 단말기의 슬림화에 기여하면서 공간 터치 방식과 면 터치 방식을 동시에 사용할 수 있도록 구현되는 복합 터치 스크린 패널 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 최소한의 전력 소모로 공간 터치와 면 터치를 함께 이용할 수 있도록 구현되는 복합 터치 스크린 패널 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 더욱 더 다른 목적은 제조 원가를 절감시킬 수 있도록 구현되는 복합 터치 스크린 패널 장치를 제공하는데 있다.

상술한 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 전자 기기에 적용되는 복합 터치 스크린 패널 장치에 있어서, 데이터를 출력하기 위한 디스플레이 모듈과, 상기 디스플레이 모듈의 상부에 배치되는 면 터치 패널과, 상기 면 터치 패널의 구성 요소 중에 개재되어 동작하는 공간 터치 장치 및 상기 공간 터치 장치와 면 터치 패널에서 검지된 터치 위치를 감지하여 기기의 해당 기능을 수행하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.

바람직하게도, 상기 공간 터치 장치는 상기 ITO 필름층의 도전층에 형성되는 전계 생성부(electrode transmitter)와 상기 ITO 필름층 이외의 층에 형성 또는 설치되어 상기 전계 생성부에서 생성되는 전계값을 독취하기 위한 적어도 하나의 전계 센서를 포함한다.

본 발명은 기존의 면 터치 패널과, 상기 면 터치 패널의 구성 요소중에 공간 터치 방식을 접목시켜 사용하기 때문에 복합 터치를 사용하더라도 실장 공간이 기존보다 현저히 줄어들어 단말기의 슬림화에 기여할 수 있을뿐만 아니라, 전계 센서에 의한 전력 소모 감소 및 설치시 제조 원가의 절감을 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 복합 터치 스크린 패널 장치가 적용되는 휴대용 단말기의 사시도;
도 2는 본 발명에 따른 복합 터치 스크린 패널 장치의 분리 사시도;
도 3은 본 발명에 따른 전계 센서의 배치도; 및
도 4는 본 발명에 따른 복합 터치 스크린 패널의 요부 단면도;

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 하기와 같다. 그러나 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 도면에서는 휴대용 단말기를 도시하고, 이에 적용되는 복합 터치 스크린 패널 장치를 도시하고 기술하였으나, 이에 국한되지 않는다. 예컨대, 본 발명에 따른 복합 터치 스크린 패널 장치는 데이터 입출력을 위한 터치 스크린 장치를 가질 수 있는 다양한 전자 기기에 적용 가능할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 터치 스크린 패널 장치가 적용되는 휴대용 단말기(100)의 사시도로써, 단말기(100)의 전면(101)에 복합 터치 스크린 패널 장치(1)가 소정의 케이스 프레임(101)내에 설치된다. 상기 복합 터치 스크린 패널 장치(1)는 데이터의 입, 출력 기능을 동시에 지원한다. 역시, 상기 터치 스크린 패널 장치(1)의 상부에 스피커 장치(102)가 설치되며, 상기 터치 스크린 패널 장치(1)의 하측에 마이크 장치(103)가 설치된다.

본 발명에 따르면, 상기 복합 터치 스크린 패널 장치(1)는 사용자의 손가락을 터치 스크린의 표면에 직접 접촉하지 않아도 동작한다. 이는 후술될 공간 터치 패널(전계 센서)에 기인한 것이다. 그러나, 사용자가 상기 터치 스크린에 손가락을 접촉시켜서 동작하더라도 면 터치 동작이 수행된다. 이는 상기 공간 터치 패널과 함께 실장되는 기존의 면 터치 패널(예를 들면, 저항막 방식(Resistive) 터치 패널, 정전 용량식 터치 패널 등)에 기인한 것이다. 즉, 사용자의 기호에 따라 다양한 터치 동작의 수행이 가능한 것이다. 예를 들어, 비교적 정밀한 터치 동작이 요구될 경우 사용자는 터치 스크린 표면에 직접 손가락을 접촉시켜 면 터치 패널만을 동작시켜 터치 동작을 수행할 것이며, 롱 키 기능이나 드래그 기능을 주로 원할 경우에는 주로 손가락을 터치 스크린 표면에서 이격시켜 공간 터치 패널을 이용하여 터치 동작을 수행할 것이다.

따라서, 바람직하게도 상기 공간 터치 패널과 면 터치 패널은 상호 배타적으로 동작하는 것이 바람직하다. 즉, 공간 터치 패널이 동작할 경우 면 터치 패널은 동작하지 않을 것이며, 상기 면 터치 패널이 동작할 경우 공간 터치 패널이 동작하면 안될 것이다. 그러나 이에 국한되지는 않으며, 예컨대, 공간 터치 패널이 동작될 경우 면 터치 패널은 동작하여도 무관할 것이다.

이하 상술한 복합 터치 스크린 패널 장치(1)를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 복합 터치 스크린 패널 장치의 분리 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 전계 센서의 배치도이다.

본 발명에 따른 복합 터치 스크린 패널 장치(1)는 디스플레이 모듈(4)의 상측에 배치되는 면 터치 패널내에 함께 공존한다. 따라서, 별도의 공간 터치 패널용 공간이 배제됨으로써 단말기의 슬림화에 기여할 것이다. 바람직하게도, 상기 디스플레이 모듈은 엘씨디 모듈(LCD; Liquid Crystal Module)일 수 있다.

또한, 상기 면 터치 패널과 디스플레이 모듈을 함께 수납하여 하나의 어셈블리로 구현하기 위한 보강 플레이트(7) 및 백라이트 유닛(6)이 더 설치된다.

상기 보강 플레이트(7)는 상기 백라이트 유닛(6)을 수용하기 위한 평면부(71)과 상기 평면부(71)의 테두리를 따라 일정 높이로 상향 절곡된 측면부(72)를 갖는데 이는 상기 수납되는 구성 요소들을 외부의 충격으로부터 보호하기 위함이다. 바람직하게도, 상기 보강 플레이트(7)는 SUS 재질 또는 합성 수지 재질로 구현할 수 있을 것이다.

상기 보강 플레이트(7)의 상부에 적층되는 백라이트 유닛(6)은 테두리를 따라 합성 수지 재질의 프레임(61)으로 둘러싸여 상기 보강 플레이트(7)의 평면부(71)에 적층이 용이하게 한다.

상기 디스플레이 모듈(4)은 고화질 컬러 TFT 디스플레이 모듈일 수 있으며, 소정의 양면 테이프(5)에 의해 상기 백라이트 유닛(6)의 상부에 부착될 것이다.

그후, 상기 디스플레이 모듈(4)의 상부에는 면 터치 패널이 적층되며, 이 터치 패널의 구성 요소 내에 본 발명에 따른 공간 터치 장치가 설치된다.

본 발명에 따른 공간 터치 장치는 후술될 면 터치 패널 중 ITO(Indium Tin Oxide) 층에 형성되는 전계생성부(electrode transmitter)와, 상기 터치 패널의 구성 요소 중 적절한 위치에 개재되는 전계센서를 포함한다.

상기 전계 생성부는 상기 ITO층(투명 필름)의 AG 라인을 회피하여 설계될 수 있으며, ITO층의 테두리를 따라 형성될 수 있다. 따라서, 전원이 인가되면, 상기 전계 생성부에 의해 일정값의 전계가 지속적으로 생성될 수 있을 것이다.

상기 전계 센서는 도 3에 도시한 바와 같이, 케이스 프레임(101)의 엘씨디 패널(4)의 테두리에 설치될 수 있다. 그러나 이에 국한되지 않으며, 상기 엘씨디 패널(4)의 활성 영역(25)이 아닌 테두리의 비 활성 영역을 따라 설치 또는 형성될 수 있다. 상기 전계 센서(3)는 각 테두리의 변을 따라 길이 방향으로 설치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 단말기의 제어부는 상기 각각의 전계 센서(3)에 의해 상기 전계 생성부에서 생성되는 일정 전계값을 지속적으로 수신하도록 할 수 있으며, 패널 상부에 검지되는 유전체에 의한 전계값의 변화를 독취하고, 이 위치를 검출할 수 있을 것이다.

역시, 상기 단말기 제어부는 상기 전계 센서(3)가 동작할 경우, 면 터치 패널의 동작을 중지시킬 수 있으며, 면 터치가 수행될 경우, 상기 전계 센서의 동작을 중지시킬 수 있을 것이다.

바람직하게도, 상기 면 터치 패널(2)은 공지의 저항막방식이나 정전 용량식 터치 패널의 구성을 가질 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 복합 터치 스크린 패널의 요부 단면도로써, ITO(Indium Tin Oxide) 필름층(21)과, 상기 ITO 필름층(21)의 상, 하부에서 OCA(Optical Clear Adhesive)(22)에 의해 각각 부착되는 윈도우 글라스(24) 및 PET층(23)이 적층된다. 상기 PET층(23)의 저부에는 미도시된 에어갭 층과, 양면 테이프층이 더 부가될 수 있을 것이다.

한편, 본 발명에 따른 전계 생성부는 상기 ITO 필름층(21) 중 도전층(미도시됨)에 형성될 수 있는데, 이러한 경우 AG 라인을 회피하여 형성시키는 것이 바람직하다. 따라서, 전원이 인가될 경우, 면 터치를 위한 AG라인과, 공간 터치를 위한 전계 생성 라인이 개별적으로 동작되도록 회로 구성을 구현하는 것이 바람직할 것이다. 또한, ITO층(21)이 상, 하부 ITO 필름층으로 분리될 경우 상부 ITO 필름층에 전계 생성부를 형성하는 것이 바람직하다. 그러나 이에 국한되지 않으며, 하부 ITO 필름층에 형성시킬 수도 있을 것이다.

또한, 상기 전계 센서(3)는 면 터치 패널(2)의 구성 요소 중 어느 위치에 설치하여도 무방하다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, ITO의 필름층(21)의 상부, 즉 윈도우 글라스(24)의 저부에 배치하였으나 이에 국한되지 않는다. 예컨대, 상기 전계 센서(3)는 ITO 필름층(21)의 바로 저부에 배치하여도 무방하며, 상기 PET층(23)의 저부에 배치하여도 무방할 것이다. 즉, 적용되는 단말기의 형상, 실장 공간의 설계에 따라 다양한 위치에 배치가능하다.

분명히, 청구항들의 범위내에 있으면서 이러한 실시예들을 변형할 수 있는 많은 다양한 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있을 것이다.

1: 복합 터치 스크린 패널 장치 2: 면 터치 패널 장치
3: 전계 센서 4: 디스플레이 모듈
21: ITO 필름층 및 전계 생성부

Claims (10)

1. 전자 기기에 적용되는 복합 터치 스크린 패널 장치에 있어서,
   데이터를 출력하기 위한 디스플레이 모듈;
   상기 디스플레이 모듈의 상부에 배치되는 면 터치 패널;
   상기 면 터치 패널의 구성 요소 중에 개재되어 동작하는 공간 터치 장치; 및
   상기 공간 터치 장치와 면 터치 패널에서 검지된 터치 위치를 감지하여 기기의 해당 기능을 수행하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 복합 터치 스크린 패널 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 면 터치 패널은 도전층이 AG라인으로 사용되는 ITO 필름층을 포함함을 특징으로 하는 복합 터치 스크린 패널 장치.
   
3. 제 2항에 있어서, 상기 공간 터치 장치는,
   상기 ITO 필름층의 도전층에 형성되는 전계 생성부(electrode transmitter)와,
   상기 ITO 필름층 이외의 층에 형성 또는 설치되어 상기 전계 생성부에서 생성되는 전계값을 독취하기 위한 적어도 하나의 전계 센서를 포함함을 특징으로 하는 복합 터치 스크린 패널 장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 전계 생성부는 라인 형상으로 상기 ITO 필름의 테두리를 따라 형성시키되, 상기 AG라인을 회피하여 배치시킴을 특징으로 하는 복합 터치 스크린 패널 장치.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 전계 센서는 상기 ITO 필름층의 상부 또는 저부 중 어느 한 곳에 설치됨을 특징으로 하는 복합 터치 스크린 패널 장치.
   
6. 제 4항에 있어서,
   상기 전계 센서는 상기 디스플레이 모듈의 테두리를 따라 변의 길이 방향으로 4군데에 배치시키되, 상기 디스플레이 모듈의 활성 영역(active area)을 회피하여 배치시킴을 특징으로 하는 복합 터치 스크린 패널 장치.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 공간 터치 장치와 면 터치 패널을 상호 배타적으로 동작시킴을 특징으로 하는 복합 터치 스크린 패널 장치.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 제어부는 면 터치 패널이 동작할 경우 상기 공간 터치 장치를 동작시키지 않음을 특징으로 하는 복합 터치 스크린 패널 장치.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 면 터치 패널은 저항막 방식 터치 패널 또는 정전 용량식 터치 패널 중 어느 하나임을 특징으로 하는 복합 터치 스크린 패널 장치.
   
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 따른 기술적 구성을 갖는 복합 터치 스크린 패널 장치를 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기.
    

Images