KR20120095818A - 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조에 관한 것으로, X축 터치를 인식하는 X축 센서와 Y축 터치신호를 인식하는 Y축 센서가 각각 구비되며, 평면상 상기 Y축 센서의 도전성 패턴을 일측 방향으로 위치시키고, X축 센서의 도전성 패턴은 상기 Y축 센서와 반대방향으로 패터닝된 후 터치센서의 가장자리를 따라 Y축 센서의 도전성 패턴과 동일한 방향으로 패터닝된 구조를 가지는 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조에 있어서, X축 값이 서로 다른 X축 도전성 패턴은 서로 브릿지(bridge) 되도록 패터닝 되고, Y축 값이 서로 다른 X축 도전성 패턴은 서로 접속되지 않도록 패터닝되는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 구성되는 본 발명은 터치센서를 도전성 패턴 구조 설계에 있어 중복 패턴에 대해 브릿지 회로를 구현함으로써 도전성 패턴의 공간을 최소화시켜 결과적으로 기구의 사이즈를 결정할 수 있는 장점이 있다.

Description

싱글 터치센서의 신호 패턴 구조{Signal pattern structure of single touch sensor}

본 발명은 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 공간적 제약을 최소화시킬 수 있도록 터치센서의 전기적 신호를 전달하는 도전성 패턴의 구조에 관한 것이다.

전자공학기술과 정보기술이 발전을 거듭함에 따라 업무환경을 포함한 일상생활에서 전자기기가 차지하는 비중은 꾸준히 증가하고 있다. 근래에 들어서는 전자기기의 종류도 매우 다양해 졌다. 특히 노트북, 휴대폰, PMP(portable multimedia Player), 타블렛(Tablet)PC등의 휴대용 전자기기 분야에서는 날마다 새로운 기능이 부가된 새로운 디자인의 기기들이 쏟아져 나오고 있다.

이처럼 일상생활에서 접하게 되는 전자기기의 종류가 점차 다양해지고, 각 전자기기의 기능이 고도화, 복잡화함에 따라, 사용자가 쉽게 익힐 수 있고 직관적인 조작이 가능한 사용자 인터페이스의 필요성이 제기되고 있다. 이러한 필요를 충족시킬 수 있는 입력 장치로서 터치패널 장치가 주목 받고 있으며, 이미 여러 전자기기에 널리 적용되고 있다.

특히, 터치 패널(이하, "터치 센서"라 함.) 장치의 가장 일반적인 응용인 터치센서는 디스플레이 화면상의 사용자의 접촉 위치를 감지하고, 감지된 접촉 위치에 관한 정보를 입력정보로 하여 디스플레이 화면 제어를 포함한 전자기기의 전반적인 제어를 수행하기 위한 장치를 일컫는다.

이러한 터치센서의 대중화와 함께 터치센서의 제조에서 있어서, 터치스크린용 정전용량 측정 회로 및 이를 담당하는 정전용량 컨트롤러 반도체의 중요성은 날로 증가되고 있다.

일반적으로 터치센서(touch sensor)는 손으로 접촉(touch)하면 그 위치를 입력받도록 하는 특수한 입력장치를 장착한 화면을 말한다. 즉, 키보드를 사용하지 않고 화면(스크린)에 나타난 문자나 특정 위치에 사람의 손 또는 물체가 닿으면, 그 위치를 파악하여 저장된 소프트웨어에 의해 특정 처리를 할 수 있도록 화면에서 직접 입력 자료를 받을 수 있게 한 화면을 말한다.

이러한 정전용량 방식의 터치센서는 투명 재질의 창과 인체의 접촉을 감지하는 터치센서, 그리고 센서에 전기적 신호를 구동하여 센서로부터 발생되는 전기적 신호의 변화로부터 디스플레이 상에 입력되는 사용자의 터치 행위에 대한 좌표를 계산해내는 컨트롤러 반도체와 디스플레이 장치로 구성된다.

상기 터치센서가 구비된 전자기기는 동시에 두 점(두 손가락) 이상의 사용자 입력을 감지 할 수 있음으로 인해 단순한 한 점(한 손가락)의 터치 입력 외에도 동시에 여러 점 이상의 터치 입력이 가능하여, 사용자의 단순한 한 점의 터치입력 동작뿐만 아니라 그래픽유저인터페이스(GUI)를 통해 구현되는 다양한 형태의 다중 입력 명령체계의 입력장치로서의 적용에 유리한 장점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조를 도시한 도면이다. 정전용량 방식의 터치센서에서 Multi touch를 구현하기 위해서는 Touch IC의 전송단과 수신단을 각각의 독립된 도전성 Pattern(11, 21)으로 형성해 주어야 한다. 여기서 도전성 패턴은 X축 센서(20)에 대한 도전성 패턴(21)과 Y축 센서(10)에 대한 도전성 패턴(11)이 구성된다.

도시된 바와 같이 정전용량을 감지하는 터치 IC로 터치센서(30)에서 입력되는 신호를 제공하기 위하여 X축 도전성 패턴과 Y축 도전성 패턴의 아래쪽 방향으로 집중되는 구조는 갖는다. 이때, X축 센서의 도전성 패턴이 각각 패터닝 됨에 따라 pattern 구현을 위한 공간 확보에 어려움을 가지고 있는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 터치센서를 적용하는 다양한 디지털 기기에서 도전성 패턴 공간을 최소화하여 공간적 제약을 해소 시킬 수 있는 신호 패턴 구조를 제공할 수 있는 신호 패턴 구조를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

즉, 본 발명은 정전용량을 이용한 Touch sensor를 제작하는데 있어, 한 개층의 도전 면만을 이용하여 Multi Touch를 구현하기 위한 구조를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 Pattern line상에 Bridge 형태의 Board 사용하여 중복 pattern을 정리하여 줌으로써 종래의 문제점을 극복할 수 있고, 하나의 도전면을 이용하면서도 한 면만을 사용할 때 발생하는 공간 확보의 문제를 해결할 수 있는 터치센서의 패턴 구조를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, X축 터치를 인식하는 X축 센서와 Y축 터치신호를 인식하는 Y축 센서가 각각 구비되며, 평면상 상기 Y축 센서의 도전성 패턴을 일측 방향으로 위치시키고, X축 센서의 도전성 패턴은 상기 Y축 센서와 반대방향으로 패터닝된 후 터치센서의 가장자리를 따라 Y축 센서의 도전성 패턴과 동일한 방향으로 패터닝된 구조를 가지는 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조에 있어서, X축 값이 서로 다른 X축 도전성 패턴은 서로 브릿지(bridge) 되도록 패터닝 되고, Y축 값이 서로 다른 X축 도전성 패턴은 서로 접속되지 않도록 패터닝 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 X축 도전성 패턴은, 보드(board)에 패터닝 되며, 상기 터치센서와 접속되는 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, Y축 값이 서로 다른 X축 도전성 패턴은 서로 접속되지 않도록 멀티레이어 구조를 갖는 브릿지 보드로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 X축 도전성 패턴은, 별도의 보드(board)에 구성되고, 상기 터치센서에 본딩되는 구조는 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 X축 도전성 패턴과 본딩되는 세로축 배열의 도전성 패턴은 상기 터치센서와 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 X축 도전성 패턴은, 상기 터치센서를 기준으로 상단에 하단에 각각 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 X축 도전성 패턴은, 다수의 X축 신호를 좌측과 우측으로 나누어 보내도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 터치센서에 입력되는 전기적 신호를 구조적으로 한쪽 방향으로 집중시키고자 하는데 패턴 구조에서 임의의 축(X축 또는 Y축)에 대한 도전성 패턴을 브릿지(Bridge)하여 형성함으로써 한쪽 방향으로 집중되는 패턴수를 줄여 결과적으로 도전성 패턴의 공간을 줄일 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조에서 브릿지 보드의 확대도,
도 4는 본 발명에 따른 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조를 이용한 터치센서의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조는, X축 터치를 인식하는 X축 센서(100)와 Y축 터치신호를 인식하는 Y축 센서(110)가 각각 구비되며, 평면상 상기 Y축 센서의 도전성 패턴(130)을 일측 방향으로 위치시키고, X축 센서의 도전성 패턴은 상기 Y축 센서와 반대방향으로 패터닝된 후 터치센서의 가장자리를 따라 Y축 센서의 도전성 패턴과 동일한 방향으로 패터닝된 구조를 가지는 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조에 있어서, X축 값이 서로 다른 X축 도전성 패턴(120)은 서로 브릿지(bridge) 되도록 패터닝 되고, Y축 값이 서로 다른 X축 도전성 패턴은 서로 접속되지 않도록 패터닝되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조는, 도전성 패턴의 공간을 최소화시켜 패턴 설계의 용이성과 공간적 효율성을 확보할 수 있는 터치센서의 신호 패턴 구조를 주요 기술적 요지로 한다.

우선, 본 발명의 설명에 앞서 본 발명에 따른 신호 패턴 구조의 필요성에 대해서 설명하면, 터치센서가 사용되는 스마트폰, PDA, 네비게이션, 스마트 패드 등 다양한 디지털 기기에 적용될 때 터치센서의 경우는 디스플레이 사이즈에 대응하게 형성되며, 이때 터치센서의 전기적 신호를 처리하기 위하여 도전성 패턴이 터치센서에 접속하게 된다. 이때 터치센서로부터 입력되는 정전용량(사용자의 터치에 의한 정전용량)을 감지한 후 이를 신호처리하기 위하여 각각의 터치센서에는 도전성 패턴을 통해 터치 IC가 집적된 회로와 접속하기 위하여 수신단 측으로 집중되는 구조에서 도전성 패턴의 수를 최소화시켜 공간적 제약을 해소할 수 있는 구조를 패턴 구조를 제안하고자 한다.

도 2는 본 발명에 따른 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조를 도시한 도면이다. 터치센서의 구조는 일반적으로 사용자의 터치 입력을 통해 x축, y축에 해당하는 위치(좌표)를 인식할 수 있도록 ITO 필름 등으로 구성되는 터치센서(300)가 구성되고, 상기 터치센서에는 X축 방향의 신호를 인식하는 X축 도전성 패턴(120)과 Y축 방향의 신호를 인식하는 Y축 도전성 패턴(130)으로 구성되며, X축 도전성 패턴의 경우 X축 방향에 대한 도전성 패턴은 브릿지(bridge) 되도록 구성한다.

즉, X축 센서의 신호를 인식하기 위하여 X축 방향과 Y축 방향으로 각각 구성되는 센서에서 X축 방향에 대한 도전성 패턴이 브릿지 되어 하나의 도전성 패턴으로 구성되는 것이다. 도면에서 보면, X축 센서의 x0의 센서는 모두 하나의 패턴으로 연결되도록 구성함으로써, 중복되는 패턴을 하나로 구성되어 패턴의 폭을 줄일 수 있다.

다시 보면, 좌측편에 패터닝된 도전성 패턴이 도 1과 비교했을 때 현저히 감소했다. 도 1과 같은 종래기술에서는 X축 센서와 연결되는 도전성 패턴이 X축 방향과 Y축 방향 모두 각각의 도전성 패턴으로 구성하였기에 도전성 패턴의 공간이 많이 차지하는 문제점을 본 발명에서 해결한 것이다.

이때, X축 도전성 패턴은 패턴 보드(board)로 구성하여 터치센서(300)와 본딩(bonding)되는 구조를 갖기 위하여 별도의 접점부(210)가 브릿지 보드(200)와 터치센서측에 각각 구성되고, 상기 접점부(210)를 통해 본딩 접합하는 구조를 가진다.

여기서, 좌측면에 형성되는 도전성 패턴은 터치센서와 일체로 형성되는 구조를 가지며, 상기 X축 도전성 패턴이 구성된 브릿지 보드와 본딩 접합되는 구조를 가질 수 있다.

또한, 상기 브릿지 보드(200)의 경우 분할 구성할 수 있는데, 도 2에서 보면, 상부측에 X축 방향으로 하나의 브릿지 보드가 구성되고, 상기 브릿지 보드에 다시 본딩 접합되어 하부측으로 연결되는 브릿지 보드를 별도로 구성할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조에서 브릿지 보드의 확대도이다. 도시된 바와 같이 접점부(210)가 브릿지 보드(200)와 터치센서에 각각 형성되어 있다. 이때, 상기 브릿지 보드는 도전성 패턴을 브릿지 시킬 때 다른 도전성 패턴과 접속되지 않도록 멀티 레이어로 구성하여 브릿지 보드를 제작하고, 접점부를 구성하여 터치센서와 본딩함으로써 접속시킨다.

도 4는 본 발명에 따른 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조를 이용한 터치센서의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이 터치센서(300)를 기준으로 상부측에 X축 도전성 패턴이 구성되는 브릿지 보드(200)가 상단에 위치하여 터치센서의 접점부와 본딩된다. 이때, 필요에 따라서는 하단측에 연결되는 X축 도전성 패턴도 동일하게 브릿지 보드(400)로 구성할 수 있다. 하지만, 이는 본 발명의 목적인 터치센서의 구조적 제약 해소를 위한 양측 공간의 최소화를 위한 목적에는 반영되지 않을 수 있다.

한편, 상기 터치센서를 기준으로 좌우측에 형성되는 도전성 패턴의 수를 줄여 구조적 공간을 최소화시키기 위한 구성으로, 상기 X축 도전성 패턴은 다수의 X축 신호를 좌측과 우측으로 나누어 보내도록 구성된다. 도면에 나타낸 일예를 살펴보면, 상단측의 X축 도전성 패턴의 전기적 신호를 좌측으로 3개의 패턴, 우측으로 2개의 패턴으로 분배함으로써 패턴수를 보다 줄임으로써 기구적 공간을 보다 축소시킬 수 있는 장점이 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 터치센서를 구성함에 있어 전기적 신호를 전달하는 도전성 패턴을 브릿지시켜 공유함으로써 패턴수를 줄여 결과적으로 사이즈를 줄일 수 있는 장점이 있다.

이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

100 : X축 센서
110 : Y축 센서
120 : X축 도전성 패턴
130 : Y축 도전성 패턴
200 : 브릿지 보드
210 : 접점부
300 : 터치센서
400 : 브릿지 보드

Claims (7)

1. X축 터치를 인식하는 X축 센서와 Y축 터치신호를 인식하는 Y축 센서가 각각 구비되며, 평면상 상기 Y축 센서의 도전성 패턴을 일측 방향으로 위치시키고, X축 센서의 도전성 패턴은 상기 Y축 센서와 반대방향으로 패터닝된 후 터치센서의 가장자리를 따라 Y축 센서의 도전성 패턴과 동일한 방향으로 패터닝된 구조를 가지는 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조에 있어서,
   X축 값이 서로 다른 X축 도전성 패턴은 서로 브릿지(bridge) 되도록 패터닝 되고,
   Y축 값이 서로 다른 X축 도전성 패턴은 서로 접속되지 않도록 패터닝되는 것을 특징으로 하는 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 X축 도전성 패턴은,
   보드(board)에 패터닝 되며, 상기 터치센서와 접속되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조.
3. 제 1항에 있어서,
   Y축 값이 서로 다른 X축 도전성 패턴은 서로 접속되지 않도록 멀티레이어 구조를 갖는 브릿지 보드로 구성되는 것을 특징으로 하는 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 X축 도전성 패턴은,
   별도의 보드(board)에 구성되고, 상기 터치센서에 본딩되는 구조는 갖는 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 X축 도전성 패턴과 본딩되는 세로축 배열의 도전성 패턴은 상기 터치센서와 일체로 형성되는 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조.
6. 제 1항에 있어서, 상기 X축 도전성 패턴은,
   상기 터치센서를 기준으로 상단에 하단에 각각 구성되는 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조.
7. 제 1항에 있어서, 상기 X축 도전성 패턴은,
   다수의 X축 신호를 좌측과 우측으로 나누어 보내도록 구성되는 싱글 터치센서의 신호 패턴 구조.

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