KR20120027956A

KR20120027956A - 정전용량식 터치 패널

Info

Publication number: KR20120027956A
Application number: KR1020100089853A
Authority: KR
Inventors: 최진욱; 안성준; 이원희; 윤정호
Original assignee: 하이디스 테크놀로지 주식회사
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2012-03-22

Abstract

본 발명에 따른 정전용량식 터치 패널은 제1방향을 따라 동일한 x좌표를 나타내도록 배열되는 제1감지전극; 상기 제1감지전극에서 이격되어 제2방향을 따라 동일한 y좌표를 나타내도록 배열되는 제2감지전극; 인접한 상기 제1감지전극을 제1방향을 따라 전기적으로 연결하는 제1접속전극; 인접한 상기 제2감지전극을 제2방향을 따라 전기적으로 연결하는 제2접속전극;을 포함하되, 상기 제1감지전극의 가장자리와 상기 제2감지전극의 가장자리에는 각각 서로 이격되어 맞물리도록 돌출 또는 함몰 형성되는 요철부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여 각각의 감지전극 가장자리에 요철부가 형성됨으로써, 터치 패널에서 물체가 터치되어 이동한 괘적과 터치 패널이 인식하는 괘적을 실질적으로 일치시킴은 물론 상호 마주보는 제1감지전극과 제2감지전극의 가장자리 경계면 길이가 증가됨으로써, 근접 또는 접촉 위치에서의 정전용량을 증가시키고, 이에 따른 터치 감도 또는 터치에 대한 반응 속도를 향상시킬 수 있는 정전용량식 터치 패널이 제공된다.

Description

정전용량식 터치 패널{electrostatic capacitance touch panel}

본 발명은 정전용량식 터치 패널에 관한 것으로, 터치 패널에서 두 감지전극의 형상을 개선함으로써, 터치 패널에서 물체가 터치되어 이동한 괘적과 터치 패널이 인식하는 이동 괘적을 실질적으로 일치시킴은 물론 두 감지전극 간의 정전용량을 증가시켜 터치 위치에서의 터치 감도 또는 터치에 대한 반응속도를 향상시킬 수 있는 정전용량식 터치 패널에 관한 것이다.

정전용량 방식의 터치 센서는 손가락 등의 물체가 스크린에 근접 또는 접촉됨에 따라 상호 이격 배열된 두 전극 사이에서 변화하는 정전용량을 측정하여 물체가 접촉한 부분을 확인할 수 있다.

첨부 도면 도 1은 종래 기술에 따른 감지전극의 배열 상태를 도시한 도면으로써, 도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 정전용량식 터치 패널은 스크린(미도시) 또는 별도의 센서패드(미도시)에 제1방향을 따라 동일한 x좌표를 나타내도록 제1감지전극(1)과, 제1감지전극(1)에서 이격되어 제2방향을 따라 동일한 y좌표를 나타내도록 제2감지전극(2)이 배열된다. 그리고 제1접속전극(3)이 인접한 제1감지전극(1)을 제1방향을 따라 전기적으로 연결하고, 제2접속전극(4)이 인접한 제2감지전극(2)을 제2방향을 따라 전기적으로 연결한다.

여기서 제1접속전극(3)은 연결되는 제1감지전극(1)과 동일 평면에 형성되는 패턴전극이고, 제2접속전극(4)은 연결되는 제2감지전극(2)과 다른 평면에 형성되는 라인전극일 수 있다. 통상적으로 패턴전극은 감지전극(1, 2) 형성시 동일 물질로 동시에 형성된다. 그리고 라인전극은 아일랜드 형태로 감지전극(1, 2)을 형성한 다음 감지전극(1, 2) 상에 절연막(미도시)을 형성할 때, 절연막(미도시)에는 감지전극(1, 2)의 끝단부에 대응하는 영역에 콘텍홀(H)을 형성하여 감지전극(1, 2)이 노출되도록 하고, 노출된 감지전극(1, 2)을 전기적으로 연결함으로써 형성된다.

그러면 손가락 등의 물체가 스크린(미도시) 또는 별도의 센서패드(미도시)에 근접 또는 접촉됨에 따라 제1감지전극(1)과 제2감지전극(2) 사이에서 변화하는 정전용량을 측정하여 물체가 접촉한 부분을 확인할 수 있다.

첨부 도면 도 2와 도 3은 종래 기술에 따른 감지전극 간의 정전용량 변화 상태를 도시한 도면으로써, 도 2는 평면도를 나타내고, 도 3은 단면도를 나타낸다. 여기서 도 3의 (a)는 제1감지전극(1)과 제2감지전극(2) 사이에서의 정전용량 변화를 나타내고, 도 3의 (b)는 제2감지전극(2)의 끝단부에서 제2감지전극(2)과 제1접속전극(3) 사이에서의 정전용량 변화를 나타낸다.

도 2와 도 3을 참조하면, 터치 패널의 어느 한 지점을 터치한 후 다른 어느 지점까지 터치한 상태로 이동할 경우, 제1감지전극(1)과 물체(M) 사이에 형성되는 정전용량의 변화(C1)와, 제2감지전극(2)과 물체(M) 사이에 형성되는 정전용량의 변화(C2)에 의해 터치 위치가 파악된다. 또한, 제2감지전극(2)과 제1접속전극(3)이 인접한 부분에서는 제2감지전극(2)과 물체(M) 사이의 정전용량 변화(C1)와, 물체(M)와 제1접속전극(3) 사이의 정전용량 변화(C2)에 의해 물체(M)의 터치 위치가 파악된다.

하지만, 제1감지전극(1)과 제2감지전극(2) 사이에서의 정전용량 변화(C1, C2)는 감지전극의 경사면을 따라 변화되지만, 제2감지전극(2)과 제1접속전극(3)이 인접한 부분에서의 정전용량 변화(C1, C2)는 제1접속전극(3)을 따라 변경됨에 따라 정전용량 변화(C1, C2)의 방향이 제1접속전극 부근에서 갑자기 변경되므로 터치하여 물체(M)가 이동한 괘적이 점선(P)과 같이 직선을 나타내는 반면 터치 패널에서 인식하는 괘적은 실선(L)과 같이 왜곡된 선으로 나타나는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 터치 센서의 어느 한 지점을 터치한 후 다른 어느 지점까지 터치한 상태로 이동할 경우, 터치 패널에서 물체가 터치되어 이동한 괘적과 터치 패널이 인식하는 괘적을 실질적으로 일치시킬 수 있는 정전용량식 터치 패널을 제공함에 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 제1방향을 따라 동일한 x좌표를 나타내도록 배열되는 제1감지전극; 상기 제1감지전극에서 이격되어 제2방향을 따라 동일한 y좌표를 나타내도록 배열되는 제2감지전극; 인접한 상기 제1감지전극을 제1방향을 따라 전기적으로 연결하는 제1접속전극; 인접한 상기 제2감지전극을 제2방향을 따라 전기적으로 연결하는 제2접속전극;을 포함하되, 상기 제1감지전극의 가장자리와 상기 제2감지전극의 가장자리에는 각각 서로 이격되어 맞물리도록 돌출 또는 함몰 형성되는 요철부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량식 터치 패널에 의해 달성된다.

여기서 상기 요철부는 다각형 또는 원형으로 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 제1접속전극과 제2접속전극은 각각 연결되는 감지전극과 동일 평면에 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 제1접속전극과 제2접속전극 중 적어도 하나의 접속전극은 연결되는 감지전극과 다른 평면에 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 각각의 감지전극 가장자리에 요철부가 형성됨으로써, 터치 패널에서 물체가 터치되어 이동한 괘적과 터치 패널이 인식하는 괘적을 실질적으로 일치시킬 수 있는 정전용량식 터치 패널이 제공된다.

또한, 상호 마주보는 제1감지전극과 제2감지전극의 가장자리 경계면 길이가 증가됨으로써, 근접 또는 접촉 위치에서의 정전용량을 증가시키고, 이에 따른 터치 감도 또는 터치에 대한 반응 속도를 향상시킬 수 있는 정전용량식 터치 패널이 제공된다.

또한, 마름모 형상인 제1감지전극과 제2감지전극에서는 제1접속전극과 제2접속전극이 연결되는 꼭지점 부근에서의 저항을 감소시킬 수 있는 정전용량식 터치 패널이 제공된다.

또한, 스크린 또는 터치패드의 장축과 단축 비율에 따라 장축에서의 저항을 상대적으로 낮출 수 있고, 이에 따라 장축과 단축 간의 저항 차이를 조절하며, 터치 센서가 설치되는 스크린 또는 터치패드의 장축과 단축 비율을 최적화할 수 있는 정전용량식 터치 패널이 제공된다.

도 1은 종래 기술에 따른 감지전극의 배열 상태를 도시한 도면,
도 2와 도 3은 종래 기술에 따른 감지전극 간의 정전용량 변화 상태를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 감지전극의 배열 상태를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 제1실시예에서 감지전극 간의 정전용량 변화 상태를 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 감지전극의 배열 상태를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 제2실시예에서 감지전극 간의 정전용량 변화 상태를 나타내는 도면,
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 감지전극의 배열 상태를 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 제3실시예에서 감지전극 간의 정전용량 변화 상태를 나타내는 도면이다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 정전용량식 터치 패널에 대하여 상세하게 설명한다.

첨부 도면 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 감지전극의 배열 상태를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에서 감지전극 간의 정전용량 변화 상태를 나타내는 도면이다.

도 4와 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 정전용량식 터치 패널은 제1감지전극(10)과 제2감지전극(20)과 제1접속전극(30)과 제2접속전극(40)을 포함한다.

제1감지전극(10)은 제1방향(y축 방향)을 따라 동일한 x좌표를 나타내도록 배열되고, 제2감지전극(20)은 제1감지전극(10)에서 이격되어 제2방향(x축 방향)을 따라 동일한 y좌표를 나타내도록 배열된다. 개별의 감지전극(10, 20)은 각각 마름모 형상으로 x축과 y축이 서로를 수직이등분하도록 하고 x축의 양단부로부터 y축의 양단부를 향해 점차적으로 폭이 좁아지도록 형성될 수 있다.

그리고 제1접속전극(30)은 제1방향(y축 방향)을 따라 인접한 제1감지전극(10)을 전기적으로 연결하고, 제2접속전극(40)은 제2방향(x축 방향)을 따라 인접한 제2감지전극(20)을 전기적으로 연결한다.

이때 본 발명의 제1실시예에서는 제1감지전극(10)의 가장자리와 제2감지전극(20)의 가장자리에는 각각 서로 이격되어 맞물리도록 돌출 또는 함몰 형성되는 요철부를 더 포함하는 것이 특징이다. 본 발명의 제1실시예에서 요철부는 삼각형 형상으로 각각의 감지전극(10, 20) 가장자리를 따라 돌출 또는 함몰 형성되어 있다. 본 발명의 요철부는 제1감지전극(10)과 제2감지전극(20) 사이의 이격 거리가 실질적으로 동일하도록 제1감지전극(10)과 제2감지전극(20)의 가장자리를 따라 돌출 또는 함몰 형성될 수 있으면 충분하다. 요철부는 통상 제1감지전극(10) 또는 제2감지전극(20)을 형성할 때, 동일 평면에 동시에 형성된다.

이러한 요철부의 형성에 따라 터치 패널의 어느 한 지점을 터치한 후 다른 어느 지점까지 터치한 상태로 이동할 경우, 터치하여 물체가 이동한 괘적은 점선(P)과 같이 직선을 나타내고, 터치 패널에서 인식하는 괘적도 실선(N)과 같이 직선으로 나타남으로써, 물체가 터치하여 이동한 괘적과 터치 패널에서 인식하는 괘적을 일치시킬 수 있는 것이다. 다시 말해, 터치 패널의 어느 한 지점을 터치한 후 다른 어느 지점까지 터치한 상태로 이동할 경우, 제2감지전극(20)과 제1접속전극(30)이 인접한 부분에서의 정전용량 변화와 실질적으로 동일하도록 제1감지전극(10)과 제2감지전극(20) 사이에서의 정전용량 변화가 요철부에 의해 일정한 미세 패턴으로 변화됨으로써, 물체(M)가 터치하여 이동한 괘적(P)과 터치 패널에서 인식하는 괘적(L)을 일치시킬 수 있는 것이다.

또한, 마주보고 있는 요철부에 의해 전기장 필드를 형성하는 두 감지전극(10, 20) 간의 경계면 길이가 종래에 비해 증가시키게 된다. 일반적으로 동일 영역에서의 전기장 필드의 변화는 두 전극 간의 경계면의 길이에 비례하므로, 요철부의 형성에 따라 제1감지전극(10)과 제2감지전극(20) 사이에서 전기장 필드의 변화가 증가되고, 캐패시턴스 변화를 증가시키게 되어 터치 감도 또는 터치에 대한 반응속도를 향상시키게 된다.

본 발명의 제1실시예에서 제1접속전극(30)은 연결되는 제1감지전극(10)과 동일 평면에 형성되는 패턴전극이고, 제2접속전극(40)은 연결되는 제2감지전극(20)과 다른 평면에 형성되는 라인전극이다.

통상적으로 패턴전극은 감지전극(10, 20) 형성시 동일 물질로 동시에 형성된다. 그리고 라인전극은 아일랜드 형태로 감지전극(10, 20)을 형성한 다음 감지전극(10, 20) 상에 절연막(미도시)을 형성할 때, 절연막(미도시)에는 감지전극(10, 20)의 끝단부에 대응하는 영역에 콘텍홀(H)을 형성하여 감지전극(10, 20)이 노출되도록 하고, 노출된 감지전극(10, 20)을 전기적으로 연결함으로써 형성된다.

이에 따라 제1접속전극(30)과 제2접속전극(40)은 각각 연결되는 감지전극(10, 20)과 동일 평면에 형성될 수 있다. 다시 말해, 제1접속전극(30)과 제2접속전극(40)은 모두 패턴전극으로 형성될 수 있는 것이다. 이때, 본 발명의 정전용량식 터치 패널에서 두 감지전극(10, 20)은 각각 다른 평면에 형성되도록 하는 것이 유리하다.

또한, 제1접속전극(30)과 제2접속전극(40) 중 적어도 하나의 접속전극은 연결되는 감지전극(10, 20)과 다른 평면에 형성될 수 있다. 다시 말해, 제1접속전극(30)과 제2접속전극(40)이 모두 라인전극으로 형성될 수 있다. 이때, 본 발명의 정전용량식 터치 패널에서 두 감지전극(10, 20)은 각각 다른 평면에 형성되도록 하는 것이 유리하다. 또한, 제1접속전극(30)이 라인전극이고 제2접속전극(40)이 패턴전극으로 형성될 수 있으며, 제1접속전극(30)이 패턴전극이고 제2접속전극(40)이 라인전극으로 형성될 수 있는 것이다. 이때, 본 발명의 정전용량식 터치 패널에서 두 감지전극(10, 20)은 동일 평면에 형성되도록 하는 것이 유리하다.

마름모 형상인 개별의 제1감지전극(10)과 제2감지전극(20)에서 제1방향(y축 방향)의 길이 또는 제2방향(x축 방향)의 길이는 약 5 밀리미터 정도이고, 제1방향(y축 방향)의 양단부 폭은 약 0.7 밀리미터 정도이고, 제2방향(x축 방향)의 양단부 폭은 약 1.25 밀리미터 정도를 이루도록 할 수 있다.

다시 말해, 본 발명의 정전용량식 터치 패널은 통상 화면 비율을 볼 때 장축인 x축 방향이 단축인 y축 방향에 비해 같거나 크게 형성됨에 따라 제2방향(x축 방향)의 양단부 폭은 제1방향(y축 방향)의 양단부 폭보다 같거나 크고, 제1방향(y축 방향)의 양단부 폭의 2배보다 같거나 작은 크기로 이루어지는 것이 유리하다.

그러면, 개별의 접속전극(30, 40)이 각각 연결되는 개별의 감지전극(10, 20)의 단부 부근에서 저항 성분을 감소시킬 수 있다.

또한, 정전용량식 터치 패널의 화면 비율(장축과 단축의 비율)에 따라 상대적으로 장축인 x축 방향으로의 저항 성분을 낮출 수 있고, 이에 따라 장축과 단축 간의 저항 차이를 조절할 수 있으며, 동일한 전압 하에서 장축인 x축 방향과 단축인 y축 방향의 전류 흐름을 동일 또는 유사하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 정전용량식 터치 패널에서 장축인 x축과 단축인 y축의 길이 비율을 최적화할 수 있다.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 정전용량식 터치 패널에 대하여 설명한다.

첨부 도면 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 감지전극의 배열 상태를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에서 감지전극 간의 정전용량 변화 상태를 나타내는 도면이다.

도 6과 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 정전용량식 터치 센서는 제1감지전극(10)과 제2감지전극(20)과 제1접속전극(30)과 제2접속전극(40)을 포함하여 구성된다.

본 발명의 제2실시예에 따른 제1감지전극(10)과 제2감지전극(20)과 제1접속전극(30)과 제2접속전극(40)은 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 제1감지전극(10)과 제2감지전극(20)과 제1접속전극(30)과 제2접속전극(40)의 구성과 동일한 구성으로 상술한 설명으로 대신한다.

다만, 본 발명의 제2실시예에 따른 요철부는 각각의 감지전극(10, 20) 가장자리에서 돌출 또는 함몰되도록 형성되되, 그 형상은 원형으로 형성된다. 이때, 제1감지전극(10)과 제2감지전극(20) 사이의 이격 거리는 실질적으로 동일한 것으로 본다.

본 발명의 제2실시예에 따른 요철부는 제1감지전극(10)과 제2감지전극(20) 사이의 이격 거리가 실질적으로 동일하도록 제1감지전극(10)과 제2감지전극(20)의 가장자리를 따라 돌출 또는 함몰 형성될 수 있으면 충분하다.

다음으로 본 발명의 제3실시예에 따른 정전용량식 터치 패널에 대하여 설명한다.

첨부 도면 도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 감지전극의 배열 상태를 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 제3실시예에서 감지전극 간의 정전용량 변화 상태를 나타내는 도면이다.

도 8과 도 9를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 정전용량식 터치 센서는 제1감지전극(10)과 제2감지전극(20)과 제1접속전극(30)과 제2접속전극(40)을 포함하여 구성된다.

본 발명의 제3실시예에 따른 제1감지전극(10)과 제2감지전극(20)과 제1접속전극(30)과 제2접속전극(40)은 각각 본 발명의 제1실시예 또는 제2실시예에 따른 제1감지전극(10)과 제2감지전극(20)과 제1접속전극(30)과 제2접속전극(40)의 구성과 동일한 구성으로 상술한 설명으로 대신한다.

다만, 본 발명의 제3실시예에 따른 요철부는 각각의 감지전극(10, 20) 가장자리에서 돌출 또는 함몰되도록 형성되되, 그 형상은 삼각형과 원형의 혼합형으로 형성된다. 이때, 제1감지전극(10)과 제2감지전극(20) 사이의 이격 거리는 실질적으로 동일한 것으로 본다.

본 발명의 제3실시예에 따른 요철부는 제1감지전극(10)과 제2감지전극(20) 사이의 이격 거리가 실질적으로 동일하도록 제1감지전극(10)과 제2감지전극(20)의 가장자리를 따라 돌출 또는 함몰 형성될 수 있으면 충분하다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

10: 제1감지전극 20: 제2감지전극 30: 제1접속전극
40: 제2접속전극 H: 콘텍홀

Claims

제1방향을 따라 동일한 x좌표를 나타내도록 배열되는 제1감지전극;
상기 제1감지전극에서 이격되어 제2방향을 따라 동일한 y좌표를 나타내도록 배열되는 제2감지전극;
인접한 상기 제1감지전극을 제1방향을 따라 전기적으로 연결하는 제1접속전극;
인접한 상기 제2감지전극을 제2방향을 따라 전기적으로 연결하는 제2접속전극;을 포함하되,
상기 제1감지전극의 가장자리와 상기 제2감지전극의 가장자리에는 각각 서로 이격되어 맞물리도록 돌출 또는 함몰 형성되는 요철부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량식 터치 패널.
제1항에 있어서,
상기 요철부는 다각형 또는 원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량식 터치 패널.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1접속전극과 제2접속전극은 각각 연결되는 감지전극과 동일 평면에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량식 터치 패널.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1접속전극과 제2접속전극 중 적어도 하나의 접속전극은 연결되는 감지전극과 다른 평면에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량식 터치 패널.