KR20120004244A - Capacitive and resistive type planer member for touch panel and touch type liquid crystal display using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 터치 패널용 면상 부재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 입력물의 전하 유무에 관계없이 구동이 가능하고, 2차원적인 터치 위치뿐 아니라 터치 두께를 포함한 3차원적인 감지할 수 있는 박막 정전 정압 방식 터치패널용 면상 부재에 관한 것이다.The present invention relates to a planar member for a touch panel, and more particularly, a thin film electrostatic positive pressure that can be driven with or without charge of an input and can be sensed in three dimensions including a touch thickness as well as a two-dimensional touch position. It relates to a planar member for an anticorrosive touch panel.
개인 휴대 정보 단말기 (PDA: personal digital assistants), 노트북 컴퓨터, OA 기기, 의료기기 또는 카 내비게이션 시스템 등의 전자기기에서는, 이들 디스플레이에 입력수단 (포인팅 디바이스 (pointing device))을 함께 구비하기 위한 터치 패널이 널리 이용되고 있다. 대표적인 터치 패널에는 저항막 방식, 전자 유도 방식, 광학식 등 외에도 정전용량 방식 (capacitive type) (용량 결합방식이라고도 함)이 알려져 있다.In electronic devices such as personal digital assistants (PDAs), notebook computers, OA devices, medical devices or car navigation systems, touch panels for providing input means (pointing devices) to these displays together. This is widely used. Representative touch panels are known as capacitive types (also called capacitive coupling methods) in addition to resistive film type, electromagnetic induction type, and optical type.
도 1은 종래 기술에 따른 정전용량 방식의 터치패널의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 정전 용량 방식의 터치 패널은 X축, Y축으로 연결된 도전성 투명 패턴 (120)을 갖는 상, 하판 (110) 층으로 구성된다. 일반적으로 X축, Y축으로 연결된 도전성 투명 패턴 (120)은 인듐-주석-옥사이드 (ITO; Indium Tin Oxide), 인듐-아연-옥사이드 (IZO; Indium Zinc Oxide), 인듐-주석-아연-옥사이드 (ITZO; Indium Tin Zinc Oxide) 들 중 하나에 은(Ag)을 인쇄함으로써 형성된다.1 is a cross-sectional view of a capacitive touch panel according to the prior art. Referring to FIG. 1, a conventional capacitive touch panel includes upper and lower layers 110 having conductive
여기서, 전하를 띄는 손가락 또는 펜 (이하 터치물로 지칭함)으로 터치 패널의 표면을 접촉하면, 표면과 X축, Y축 도전성 투명 패턴 (120) 사이의 기생 정전 용량의 변화가 발생하며, 이러한 정전 용량의 변화가 X축, Y축으로 연결된 도전성 투명 패턴 (120)에 각각 연결된 금속 전극 (미도시)으로 감지되어 터치된 부위의 위치를 식별하게 된다.Here, when the surface of the touch panel is touched with a charged finger or a pen (hereinafter referred to as a touch object), a parasitic capacitance change occurs between the surface and the X-axis and Y-axis conductive
그러나 이러한 종래 기술에 따른 정전 용량 방식의 터치패널은 위치를 감지하기 위해서는 정전용량의 변화가 발생하여야 하기 때문에 터치물이 인체 부위, 예를 들어 손가락과 같이 전하를 띄는 물질이어야 한다. 따라서, 전하를 띄지 않는 부도체로 구성된 연필과 같은 물체로 터치하는 경우는 감지하지 못한다. 또한, X, Y축에 따른 2차원적인 위치만을 감지할 수 있어, 터치하는 강도에 따른 변화를 인식할 수 없어, 감성적인 터치를 인식하는데 한계가 있다. 더욱이, 도면에는 도시되지 않았지만, 상, 하판 사이에 OCA 층이 존재하여 두께가 증가하고, 투과율 및 시인성 향상에 장애가 되었다. However, since the capacitive touch panel according to the related art requires a change in capacitance in order to detect a position, the touch material should be a material that charges like a human body part, for example, a finger. Therefore, a touch with an object such as a pencil composed of a non-conducting non-charger is not detected. In addition, since only two-dimensional positions along the X and Y axes can be sensed, a change due to the touched intensity cannot be recognized, and thus there is a limit in recognizing the emotional touch. Furthermore, although not shown in the figure, the OCA layer is present between the upper and lower plates, which increases the thickness and impedes the improvement of the transmittance and visibility.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 터치물의 전하 유무와 관계없이 구동하며, 터치의 강도까지 감지할 수 있으며, OCA가 존재하지 않는 박막의 정전 정압 방식 터치패널용 면상 부재를 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above-described problem, the object of the present invention is to drive regardless of the presence or absence of the charge of the touch, can detect the intensity of the touch, the electrostatic constant pressure type touch panel of the thin film does not exist OCA It is to provide a molten cotton member.
상기 목적을 달성하기 위한 정전 정압 방식 터치패널용 면상 부재의 구조는, 투명기판과 투명 절연층 사이에, 제 1축으로 배열된 복수의 제 1도전성 투명 패턴; 상기 복수의 제 1도전성 투명 패턴 각각에 연결된 복수의 제 1금속전극; 및 상기 복수의 제 1도전성 투명 패턴의 상부 또는 하부에 형성된 압전체층을 포함한다. In order to achieve the above object, a structure of a planar member for an electrostatic constant pressure type touch panel includes: a plurality of first conductive transparent patterns arranged in a first axis between a transparent substrate and a transparent insulating layer; A plurality of first metal electrodes connected to each of the plurality of first conductive transparent patterns; And a piezoelectric layer formed on or below the plurality of first conductive transparent patterns.
또한, 상기 정전 정압 방식 터치패널용 면상 부재는, 상기 투명기판과 투명 절연층 사이에, 상기 압전체층을 사이에 두고, 상기 복수의 제 1도전성 투명 패턴과 대향하도록 형성된 제 2축으로 배열된 복수의 제 2도전성 투명 패턴; 및 상기 복수의 제 2도전성 투명 패턴 각각에 연결된 복수의 제 2금속전극을 더 포함할 수도 있다.The planar member for the electrostatic constant pressure type touch panel may include a plurality of second members arranged in a second axis between the transparent substrate and the transparent insulating layer so as to face the plurality of first conductive transparent patterns. A second conductive transparent pattern of; And a plurality of second metal electrodes connected to each of the plurality of second conductive transparent patterns.
특히, 상기 정전 정압 방식 터치패널용 면상 부재는, 상기 투명 기판과 복수의 제 2도전성 투명 패턴 사이에 형성된 투명 절연층을 더 포함할 수도 있다.In particular, the planar member for the electrostatic constant pressure type touch panel may further include a transparent insulating layer formed between the transparent substrate and the plurality of second conductive transparent patterns.
그리고 상기 압전체의 재료는, 페로브 스카이드 구조, ABO3 구조, 텅스텐 브론즈형 강 유전체, 비스므스층상 구조 강유전체, 입자 배향형 압전체, 및 유기물 형태의 압전재료 중 하나 이상인 것이 바람직하다.The material of the piezoelectric body is preferably at least one of a perovskite structure, an ABO 3 structure, a tungsten bronze steel dielectric, a bismuth layered ferroelectric material, a grain-oriented piezoelectric material, and an organic material piezoelectric material.
한편, 상기 제 1, 제 2도전성 투명 패턴의 재료는 ITO (Indium Tin Oxide)일 수 있다.Meanwhile, the material of the first and second conductive transparent patterns may be indium tin oxide (ITO).
또한, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 터치형 LCD 의 구성은, 전술한 정전 전압 방식 터치패널용 면상 부재의 일면에 형성된 LCD 패널 (liquid crystal display panel)을 포함한다.Further, the configuration of the touch type LCD according to another embodiment of the present invention includes an LCD panel (liquid crystal display panel) formed on one surface of the planar member for the electrostatic voltage type touch panel described above.
본 발명에 의해, 입력물의 전하 유무에 관계없이 구동이 가능하고, 2차원적인 터치 위치뿐 아니라 터치 두께를 포함한 3차원적인 감지가 가능하다. 또한, OCA층과 ITO층을 하나의 부재로 통합하여 두께를 감소하고, OCA 제거에 따라 투과율과 시인성을 증가시킬 수 있다. 더욱이, 절연층을 삽입하여 투과율을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, driving is possible regardless of whether or not the input is charged, and the three-dimensional sensing including the touch thickness as well as the two-dimensional touch position is possible. In addition, by combining the OCA layer and the ITO layer in one member, the thickness can be reduced, and the transmittance and visibility can be increased as the OCA is removed. Moreover, the transmittance can be improved by inserting an insulating layer.
도 1은 종래 기술에 따른 정전용량 방식의 터치패널의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 정전 정압 방식 터치패널용 면상 부재의 구성을 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 정전 정압 방식 터치패널용 면상 부재의 구동방식을 나타내는 상면도.1 is a cross-sectional view of a capacitive touch panel according to the prior art.
2 is a perspective view showing the configuration of a planar member for an electrostatic constant pressure type touch panel according to an embodiment of the present invention.
3 is a top view showing a driving method of a planar member for an electrostatic constant pressure type touch panel according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 일 실시형태에 따른 정전 정압 방식 터치패널용 면상 부재에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a planar member for an electrostatic constant pressure type touch panel according to a preferred embodiment will be described in detail. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid unnecessarily obscuring the subject matter of the present invention.
실시형태의 설명에 있어서, "상 (on)"과 "아래(under)"는 직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다. In the description of the embodiments, "on" and "under" include both directly and "indirectly" formed through other components. The reference to the top or bottom of the clothes will be described with reference to the drawings.
또한, 본 명세서에서의 제 1축 및 제 2축의 의미는 절대적인 방향을 정한 것이 아니며, 서로 상대적으로 수직한 방향을 의미하는 것이다. (다만, 제 1축과 제 2축의 사이각이 수직이 아닌 예각 또는 둔각이 될 수도 있음은 당업자에게 자명하다) 예를 들어, 제 2축으로 배열된 도전성 투명 패턴 (이하, "제 2도전성 투명 패턴" 이라 지칭함) 위에 제 1축으로 배열된 도전성 투명 패턴 (이하, "제 1도전성 투명 패턴" 이라 지칭함)이 형성된 구조는, 보는 시각을 달리했을 경우 제 1축으로 배열된 도전성 투명 패턴 위에 제 2축으로 배열된 투명 패턴이 형성된 구조와 동일하다.In addition, the meaning of the 1st axis and the 2nd axis in this specification does not set an absolute direction, but means the direction which is relatively perpendicular to each other. (However, it will be apparent to those skilled in the art that the angle between the first axis and the second axis may be a non-vertical acute or obtuse angle.) For example, a conductive transparent pattern arranged in a second axis (hereinafter referred to as “second conductive transparent A structure having a conductive transparent pattern arranged in a first axis (hereinafter referred to as a “first conductive transparent pattern”) formed on the conductive transparent pattern arranged in the first axis when the viewing angle is different. It is the same as the structure in which the transparent pattern arranged biaxially was formed.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 정전 정압 방식 터치패널용 면상 부재의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 정전 정압 방식 터치패널용 면상 부재는 상부 투명 절연층 (210), 금속전극 (222 및 225), 제 1도전성 투명 패턴 (230), 압전체층 (240), 제 2도전성 투명 패턴 (250), 하부 투명 절연층 (260), 및 투명 기판 (270)을 포함한다. It is a perspective view which shows the structure of the planar member for electrostatic constant pressure type touch panels which concerns on one Embodiment of this invention. Referring to FIG. 2, the planar member for a capacitive touch panel according to an embodiment of the present invention may include an upper
더욱 상세하게는, 투명 기판 (270) 상에 하부 투명 절연층 (260), 세로축으로 배열된 것으로 도시된 복수의 제 2도전성 투명패턴 (250), 압전체층 (240), 가로축으로 배열된 것으로 도시된 복수의 제 1도전성 투명패턴 (230), 금속전극 (222 및 225), 및 상부 투명 절연층 (210)이 형성된다. 여기서, 금속전극 (222 및 225)은 복수의 제 1도전성 투명 패턴 (230) 각각에 연결된 제 1금속전극과 (225), 복수의 제 2도전성 투명 패턴 (250) 각각에 연결된 제 2금속전극 (222)을 포함한다. 또한, 제 1도전성 투명 패턴 (230) 및 제 2도전성 투명 패턴 (250)은 인듐-주석-옥사이드 (ITO; Indium Tin Oxide), 인듐-아연-옥사이드 (IZO; Indium Zinc Oxide), 인듐-주석-아연-옥사이드 (ITZO; Indium Tin Zinc Oxide) 들 중 하나일 수 있다. 그리고 압전체층 (240)은 제 1도전성 투명 패턴 (230)과 제 2도전성 투명 패턴 (250) 사이에 형성된다.In more detail, the lower
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 정전 정압 방식 터치패널용 면상 부재는 제 1도전성 투명 패턴 (230)과 제 2도전성 투명 패턴 (250) 중 하나만으로 구성될 수 있다. 이 경우, 압전체층 (240)은 제 1도전성 투명 패턴 (230) 또는 제 2도전성 투명 패턴 (250)의 상부 또는 하부에 형성될 수 있다.Meanwhile, the planar member for a capacitive touch panel according to the exemplary embodiment of the present invention may be composed of only one of the first conductive
여기서, 압전체층 (240)은 압전 효과를 이용하여 터치물이 전하와 관계없이 터치패널이 구동되도록 하기 위한 구성요소이다. 더욱 상세하게는, 압전 효과란, 어떤 종류의 결정판에 일정한 방향에서 압력을 가하면 판의 양면에 외력에 비례하는 양전하와 음전하가 나타나는 현상이며, 압전체 (piezoelectrics)는 외부의 기계적인 압력이 가해졌을 때 물질 내부에 분극이 유도되거나 혹은 외부 전기장에 의하여 기계적인 변형이 일어나는 재료를 말한다. 전자시계에 사용되는 수정이 대표적인 응용 사례이다. 현재 압전체로 가장 많이 사용되는 재료는 PZT 재료로서 페로브스카이트 결정 구조를 가지며 Pb(Zr,Ti)O3의 조성을 갖는다.Here, the
이러한 압전체의 재료는, 예를 들어, SrTiO3, KTaO3, Pb(Zr,Ti)O3, (Pb,La)TiO3, BaTiO3 계, KNbO3, NaNbO3, LiNBO3 계, (Bi1 /2Na1 /2)TiO3계, (Bi1/2Na1/2)1 - xBaxTiO3[BNBT-100x]계, (1-x)(Bi1 /2Na1 /2)TiO3 - xNaNbO3계, (Bi1/2Na1/2)TiO3 - xNaNbO3계, (Bi1 /2Na1 /2)TiO3 - KNbO3 -1 - 1/2(Bi2O3, SC2O3)계, (Bi0.5Na0.5)TiO3 - BaTiO3 - SrTiO3계 중 하나 이상일 수 있다. 또한, 모든 페로브 스카이드 구조, ABO3 구조, 텅스텐 브론즈형 강 유전체, 비스므스층상 구조 강유전체, 입자 배향형 압전체, 입자배향형 비스므스 층상 구조 강유전체 이외 유기물 형태의 압전 재료 중 하나 이상일 수도 있다.Such piezoelectric materials include, for example, SrTiO 3 , KTaO 3 , Pb (Zr, Ti) O 3 , (Pb, La) TiO 3 , BaTiO 3 , KNbO 3 , NaNbO 3 , LiNBO 3 , and (Bi 1). / 2 Na 1/2) TiO 3 system, (Bi 1/2 Na 1/2) 1 - xBaxTiO 3 [BNBT-100x] system, (1-x) (Bi 1/2 Na 1/2) TiO 3 - xNaNbO 3 series, (Bi 1/2 Na 1/2) TiO 3 - xNaNbO 3 series, (Bi 1/2 Na 1 /2) TiO 3 - KNbO 3 -1 - 1/2 (Bi 2 O 3, SC 2 O 3 ) system, (Bi 0.5 Na 0.5 ) TiO 3 -BaTiO 3 -SrTiO 3 system may be at least one. It may also be one or more of all perovskite structures, ABO 3 structures, tungsten bronze steel dielectrics, bismuth layered ferroelectrics, grain-oriented piezoelectrics, and piezoelectric materials in organic form other than grain-oriented bismuth layered ferroelectrics.
이러한 압전층 (240)에 터치물이 압력을 가하는 경우, 터치물이 전하를 포함하는지 여부와 관계없이, 압력의 강도에 비례하는 전하가 흐르게 되어 그 위치 및 강도를 감지할 수 있다. 따라서, 제 1축과 제 2축에 따른 2차원적인 감지뿐만 아니라, 제 3축, 즉 Z축에 대한 감지로 터치 패널이 구동 가능하다.When the touch material applies pressure to the
그리고 투명 기판 (270)과 복수의 제 2도전성 투명 패턴 (250) 사이에 형성된 하부 투명 절연층 (260)은 광학 특성을 고려하여 단층 또는 복층으로 구성될 수 있다. 또한, 상부 투명 절연층 (210), 압전체층 (240), 및 하부 투명 절연층 (260)은 유기 또는 무기물 계열의 재료들이 모두 사용될 수 있다.The lower
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 정전 정압 방식 터치패널용 면상 부재의 구동방식을 나타내는 상면도이다. 도 3을 참조하면, 도시된 바와 같이 복수의 제 2도전성 패턴 (250) 각각에 시간에 따라 진폭이 2/3V인 -2/3Vo의 전압이 인가되고, 복수의 제 1도전성 패턴 (230) 각각에 진폭이 2/3V인 1/3Vo가 인가된다. 이와 같이 시간에 따른 전압이 인가되는 도중에 외부 압력이 인가되면, 압력이 인가된 부분에 외부 압력 세기에 비례하는 Ac 전압이 발생한다. 따라서, 압력이 인가된 부분에 압전 효과에 따른 분극 효과로 인해 전압 차가 발생한다. 이러한 전압차를 증폭기 (미도시)를 통한 신호로 증폭하여 위치와 압력의 정도를 검출할 수 있다.3 is a top view showing a driving method of a planar member for an electrostatic constant pressure type touch panel according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, a voltage of −2 / 3Vo having an amplitude of 2 / 3V over time is applied to each of the plurality of second
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. In the foregoing detailed description of the present invention, specific examples have been described. However, various modifications are possible within the scope of the present invention. The technical spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments of the present invention, but should be determined by the claims and equivalents thereof.
110a: 상판 110b: 하판
120: 도전성 투명 패턴 130: 금속 전극
140: 기생 용량 210: 상부 투명 절연층
222: 제 2금속전극 225: 제 1금속전극
230: 제 1도전성 투명 패턴 240: 압전체층
250: 제 2도전성 투명 패턴 260: 하부 투명 절연층
270: 투명 기판110a:
120: conductive transparent pattern 130: metal electrode
140: parasitic capacitance 210: upper transparent insulating layer
222: second metal electrode 225: first metal electrode
230: first conductive transparent pattern 240: piezoelectric layer
250: second conductive transparent pattern 260: lower transparent insulating layer
270: transparent substrate
Claims (6)
제 1축으로 배열된 복수의 제 1도전성 투명 패턴;
상기 복수의 제 1도전성 투명 패턴 각각에 연결된 복수의 제 1금속전극; 및
상기 복수의 제 1도전성 투명 패턴의 상부 또는 하부에 형성된 압전체층을 포함하는 정전 정압 방식 터치패널용 면상 부재.
Between the transparent substrate and the transparent insulating layer,
A plurality of first conductive transparent patterns arranged in a first axis;
A plurality of first metal electrodes connected to each of the plurality of first conductive transparent patterns; And
And a piezoelectric layer formed on or below the plurality of first conductive transparent patterns.
상기 정전 정압 방식 터치패널용 면상 부재는,
상기 투명기판과 투명 절연층 사이에,
상기 압전체층을 사이에 두고, 상기 복수의 제 1도전성 투명 패턴과 대향하도록 형성된 제 2축으로 배열된 복수의 제 2도전성 투명 패턴; 및
상기 복수의 제 2도전성 투명 패턴 각각에 연결된 복수의 제 2금속전극을 더 포함하는 정전 정압 방식 터치패널용 면상 부재.
The method of claim 1,
The surface member for the electrostatic constant pressure type touch panel,
Between the transparent substrate and the transparent insulating layer,
A plurality of second conductive transparent patterns arranged in a second axis with the piezoelectric layer interposed therebetween so as to face the plurality of first conductive transparent patterns; And
And a plurality of second metal electrodes connected to each of the plurality of second conductive transparent patterns.
상기 정전 정압 방식 터치패널용 면상 부재는,
상기 투명 기판과 복수의 제 2도전성 투명 패턴 사이에 형성된 투명 절연층을 더 포함하는 정전 정압 방식 터치패널용 면상 부재.
The method of claim 2,
The surface member for the electrostatic constant pressure type touch panel,
And a transparent insulating layer formed between the transparent substrate and the plurality of second conductive transparent patterns.
상기 압전체의 재료는,
페로브 스카이드 구조, ABO3 구조, 텅스텐 브론즈형 강 유전체, 비스므스층상 구조 강유전체, 입자 배향형 압전체, 및 유기물 형태의 압전재료 중 하나 이상인 정전 정압 방식 터치패널용 면상 부재.
The method of claim 3, wherein
The material of the piezoelectric body is
A planar member for a capacitive static touch panel comprising at least one of a perovskite structure, an ABO 3 structure, a tungsten bronze steel dielectric, a bismuth layered ferroelectric, a grain-oriented piezoelectric material, and a piezoelectric material in the form of an organic material.
상기 제 1, 제 2도전성 투명 패턴의 재료는 ITO (Indium Tin Oxide)인 정전 정압 방식 터치패널용 면상 부재.
The method of claim 4, wherein
The material of the first and second conductive transparent patterns is indium tin oxide (ITO).
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