KR20130014400A - 터치 패널 및 터치 패널 내장 표시 장치 - Google Patents

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KR20130014400A
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Abstract

본 발명은 종래의 상호 용량 검출 방식과는 상이한 신규의 검출 방식을 채용한 터치 패널과, 터치 패널 내장 표시 장치를 제공하기 위한 것으로, 표시 패널과, 상기 표시 패널에 내장되는 터치 패널을 구비하는 터치 패널 내장 표시 장치로서, 상기 터치 패널은, 상기 표시 패널에 형성되는 복수의 주사 전극과, 상기 표시 패널에 형성되고, 상기 복수의 주사 전극과 교차하는 복수의 검출 전극과, 상기 각 주사 전극에 순차 1주사 기간마다 정전류원을 접속하는 수단1과, 상기 각각의 검출 전극에서 검출되는 전류의 변동에 기초하여, 표시 패널 상의 터치 위치를 검출하는 수단2를 갖는다. 상기 복수의 주사 전극 및 상기 복수의 검출 전극의 한쪽의 전극은, 상기 표시 패널의 관찰자측의 면에 형성되고, 상기 복수 주사 전극 및 상기 복수의 검출 전극의 다른 쪽의 전극은, 상기 표시 패널의 내부에 형성된다.

Description

터치 패널 및 터치 패널 내장 표시 장치{TOUCH PANEL AND TOUCH PANEL EMBEDDED DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 터치 패널 및 터치 패널 내장 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 주사 전극과 검출 전극이 서로 다른 면에 형성되는 터치 패널에 적용해서 유효한 기술 터치 패널에 관한 것이다.
표시 화면에 사용자의 손가락 또는 펜 등을 사용해서 터치 조작(접촉 압박 조작, 이하, 간단히 터치라고 칭함)해서 정보를 입력하는 장치(이하, 터치 센서 또는 터치 패널이라고도 칭함)를 구비한 표시 장치는, PDA나 휴대 단말 등의 모바일용 전자 기기, 각종 가전 제품, 현금 자동 입출금기(Automated Teller Machine) 등에 사용되고 있다. 이러한 터치 패널로서, 터치된 부분의 저항값 변화를 검출하는 저항막 방식, 혹은 용량 변화를 검출하는 정전 용량 방식, 또는 광량 변화를 검출하는 광 센서 방식 등이 알려져 있다.
정전 용량 방식의 터치 패널은, 종횡 이차원 매트릭스 형상으로 배치한 검출용 종방향의 전극(X전극)과 검출용 횡방향의 전극(Y전극)을 설치하고, 입력 처리부에서 각 전극의 용량을 검출한다. 터치 패널의 표면에 손가락 등의 도체가 접촉한 경우에는, 각 전극의 용량이 증가하기 때문에, 입력 처리부에서 이것을 검지하고, 각 전극이 검지한 용량 변화의 신호를 기초로 입력 좌표를 계산한다.
도 1a~도 1b는, 종래의 터치 패널이 구비된 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다. 동일 도면a는, 종래의 터치 패널이 구비된 표시 장치의 개략적인 구성을 도시하는 블록도, 동일 도면b는, 종래의 터치 패널이 구비된 표시 장치의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1b에 도시하는 바와 같이, 정전 용량 방식의 터치 패널(106)은, 표시 장치(여기서는, 액정 표시 패널)(101) 상에 접착제(110)로 접착된다. 후술하는 바와 같이, 터치 패널(106)은, 후술하는 바와 같이, 용량 검출용의 X전극과, Y전극을 갖는다.
터치 패널(106)은, 표시 패널(101)의 전방면에 설치된다. 따라서, 표시 패널(101)에 표시된 화상을 사용자가 볼 경우에는, 표시 화상이 터치 패널(106)을 투과할 필요가 있기 때문에, 터치 패널(106)은 광투과율이 높은 것이 바람직하다.
터치 패널(106)의 X전극과 Y전극은, 배선(107)에 의해 터치 패널 제어부(108)에 접속된다.
터치 패널 제어부(108)는, Y전극을 주사 전극으로 해서, 순차 구동 전압을 인가하고, X전극을 검출 전극으로 함으로써, 각 전극 교점에 있어서의 전극간 용량을 측정하고, 각 전극간의 교점의 용량값에 의해 변화되는 용량 검출 신호로부터 입력 좌표를 연산해서 구한다.
터치 패널 제어부(108)는, I/F 신호(109)를 사용하여, 입력 좌표를 시스템 제어부(105)에 전송한다.
시스템 제어부(105)는, 터치 조작에 의해 터치 패널(106)로부터 입력 좌표가 전송되면, 그 터치 조작에 따른 표시 화상을 생성하여, 표시 제어 신호(104)로서 표시 제어 회로(103)에 전송한다.
표시 제어 회로(103)는, 표시 제어 신호(104)에 의해 전송되는 표시 화상에 따라서 표시 신호(102)를 생성하고, 표시 패널(101)에 화상을 표시한다.
또한, 표시 패널로서는, 터치 패널(106)을 사용할 수 있는 것이면 되고, 액정 표시 패널에 한하지 않고, 유기 발광 다이오드 소자나 표면 전도형 전자 방출 소자를 사용하는 표시 패널, 혹은, 유기 EL 표시 패널 등도 사용 가능하다.
표시 패널(101)로서, 액정 표시 패널을 사용하는 경우, 액정 표시 패널의 관찰자측과는 반대측의 면 아래에 배치된 백라이트(도시하지 않음)를 구비한다. 여기서, 액정 표시 패널은, 예를 들어 IPS 방식, TN 방식, VA 방식 등의 액정 표시 패널이 사용되고 있다.
잘 알려져 있는 바와 같이, 액정 표시 패널은, 대향해서 배치된 2매의 기판이 접합되어 형성되어 있고, 2매의 기판의 외측에는 편광판이 설치되어 있다.
도 2a~도 2b는, 터치 패널(106)을 설명하기 위한 도면이다. 동일 도면a는, 터치 패널(106)의 전극 패턴을 도시하는 도면, 동일 도면b는, 동일 도면a의 IIB-IIB 절단선을 따른 단면 구조를 도시하는 단면도이다.
도 2a에 도시하는 바와 같이, 터치 패널(106)은, 용량 검출용의 X전극(201)과, Y전극(202)을 갖는다. 여기서는, 예를 들어, X전극(201)을 5개, Y전극(202)을 6개로 나타내고 있지만, 전극수는 이것에 한정되지 않는다.
도 2b에 있어서, 도면 부호 204는, 글래스 기판이나 PET 필름 등으로 구성되는 터치 패널 기판이며, 터치 패널(106)은, 터치 패널 기판(204) 상에 X전극(201), Y전극(202)이 형성되고, 이 X전극(201), Y전극(202) 상에는, 보호막(203)이 형성된다. 또한, 도 2b에서는, 터치 패널 기판(204)의 표시 패널측의 면에 실드 전극(205)이 형성된다.
도 3a~도 3b는, 종래의 터치 패널 내장 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
동일 도면a는, 종래의 터치 패널 내장 표시 장치의 개략적인 구성을 도시하는 블록도, 동일 도면b는, 종래의 터치 패널 내장 표시 장치의 단면 구조를 도시하는 도면이다.
도 3b에 도시하는 바와 같이, 정전 용량 방식의 터치 패널(301)은, 표시 장치(여기서는, 액정 표시 패널)(101)의 내부에 형성된다. 그 이외의 구성은, 도 1a와 동일하므로, 재차 상세한 설명은 생략한다. 도 4a~도 4b는, 터치 패널(301)을 설명하기 위한 도면으로서, 동일 도면a는, 터치 패널(301)의 전극 패턴을 도시하는 도면, 동일 도면b는, 동일 도면a의 IVB-IVB 절단선을 따른 단면 구조를 도시하는 단면도이다.
도 4a에 도시하는 바와 같이, 터치 패널(301)은, 용량 검출용의 X전극(201)과, Y전극(202)을 갖는다. 여기서는, 예를 들어, X전극(201)을 5개, Y전극(202)을 6개로 나타내고 있지만, 전극수는 이것에 한정되지 않는다.
도 4b에 있어서, 도면 부호 211은 제1 기판, 도면 부호 212는 제2 기판, 도면 부호 213은 하측 편광판, 도면 부호 214는 상측 편광판, 도면 부호 215는 액정층, 도면 부호 216은 시일재이다. 도 4b에 도시하는 바와 같이, X전극(201)과 Y전극(202)은, 액정 표시 패널의 구조 부재의 서로 다른 부위에 형성되어 있다.
또한, 제1 기판(211), 제2 기판(212)은 광투과율이 높은 것이 바람직하다.
또한, 일반적으로, IPS 방식의 액정 표시 패널에 있어서, 제1 기판(211)의 액정층측의 면에는, 제1 기판(211)으로부터 액정층(215)을 향해서 순서대로, 주사선(게이트 선이라고도 함), 층간 절연막, 영상선(소스선 또는 드레인선이라고도 함) 및 박막 트랜지스터(TFT) 및 화소 전극, 층간 절연막, 대향 전극(공통 전극이라고도 함), 배향막이 형성되지만, 도 4b에서는, 이들의 도시는 생략하고 있다.
또한, 제2 기판(212)의 액정층측에는, 제2 기판(212)으로부터 액정층(215)을 향해서 순서대로, 차광막, 적·녹·청 컬러 필터, 평탄화막, 배향막이 형성되지만, 도 4b에서는, 이들의 도시는 생략하고 있다.
도 4b의 구조에서는, 제2 기판의 액정층과 반대측의 면에 형성된 이면 전극이 X전극(201)을 겸용하고, 대향 전극이 Y전극(202)을 겸용한다.
도 5a~도 5c는, 터치 패널(106)의 종래의 검출 방식을 설명하기 위한 도면이다. 동일 도면a는, 터치 조작이 행해지지 않고 있는 상태를 도시하는 도면, 동일 도면b는, 손가락(502)이 터치 패널(106)에 근접한 상태를 도시하는 도면, 동일 도면c는, 검출되는 신호의 변화를 도시하는 그래프이다.
X전극(201), Y전극(202) 중 어느 한쪽의 전극(여기서는, Y전극(202))에, 전압원(504)을 접속하여, 전압원(504)으로부터 펄스를 입력하고, 전압원(504)으로부터의 입력 펄스에 수반하는 과도 전류를, 용량 결합하는 다른 쪽의 전극(여기서는, X전극(201)) 경유로 검출 회로(505, 506)에 있어서 검출한다. 도 5a에 도시하는 바와 같이, 용량 결합은, X, Y전극간에 있어서의 전기력선(501)을 형성한다.
도 5b에 도시하는 바와 같이, 손가락(502)이 터치 패널(106)에 근접하면, 전기력선(501)이 차단된다. 이에 의해 과도 전류가 감소한다.
도 5c에 도시하는 바와 같이, 도 5a의 상태로부터, 도 5b의 상태로 변화되면, 손가락(502)에 가장 가까운 부분의 신호(507)가 크게 저하한다. 저하량(503)이 신호 강도로 된다. 손가락으로부터 먼 부위에서는, 변화(508)는 미소하다.
도 6a~도 6c는, 터치 패널(301)의 종래의 검출 방식을 설명하기 위한 도면으로서, 동일 도면a는, 터치 조작이 행해지지 않고 있는 상태를 도시하는 도면, 동일 도면b는, 손가락(502)이 터치 패널(106)에 근접한 상태를 도시하는 도면, 동일 도면c는, 검출되는 신호의 변화를 도시하는 그래프이다.
도 6a에 도시하는 바와 같이, X전극(201), Y전극(202)의 한쪽의 전극(여기서는, Y전극(202))의 전극에, 전압원(504)을 접속하여, 전압원(504)으로부터 펄스를 입력하고, 전압원(504)으로부터의 입력 펄스에 수반하는 과도 전류를, 용량 결합하는 한쪽의 전극(여기서는, X전극(201)) 경유로 검출 회로(505, 506)에 있어서 검출한다. 도 6a에 도시하는 바와 같이, 용량 결합은, X, Y전극간에 있어서의 전기력선(601)을 형성한다. 그러나, 도 5b에 도시하는 바와 같이, X전극(201)과 Y전극(202)이 동일 면내에 있는 경우와 비교하여, 전기력선(601)의 표시 패널 외부에의 발생량은 저하한다.
도 6b에 도시하는 바와 같이, 손가락(502)이 터치 패널에 근접하면, 전기력선(601)이 차단된다. 이에 의해 과도 전류가 감소한다.
그러나, 도 5b에 도시하는 바와 같이, X전극(201)과 Y전극(202)이 동일 면내 있는 경우와 비교하여, 표시 패널 외부에의 전기력선(601)의 발생량이 저하하고 있기 때문에 감소폭은 없다.
도 6c에 도시하는 바와 같이, 도 6a의 상태로부터 도 6b의 상태로 변화하면, 손가락(502)에 가장 가까운 부분의 신호(603)가 약간 저하하지만, 신호 강도는 미소하다. 이것이 감도 저하의 요인이 된다.
도 7a~도 7b는, 터치 패널(106)과, 터치 패널(301)에 있어서의, X전극과 Y전극의 시인성(전극 외관)에 대해서 설명하는 도면이다.
동일 도면a는, 터치 패널(106)의 전극 구조의, X전극과 Y전극의 시인성(전극 외관)을 설명하기 위한 도면이고, 도 7b는, 터치 패널(301)의 전극 구조의, X전극과 Y전극의 시인성(전극 외관)을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a에 도시하는 바와 같이, 터치 패널(106)의 전극 구조에서는, 전극 간격(701)은 미세하여 목시되기 어렵다.
도 7b에 도시하는 바와 같이, 터치 패널(301)의 전극 구조에서는, 전극 간격(702)은 확대하여 목시되기 쉽다.
US2007/0262966 A1
종래의 터치 패널에 있어서, 예를 들어, 표시 패널에 터치 패널을 내장한 터치 패널 내장 표시 장치 등과 같이, X전극과 Y전극을 서로 다른 면에 형성하고, 또한, 전극 간격을 넓게 하면, 검출 감도의 저하와, 관찰자로부터, X전극과 Y전극이 시인되기 쉬워진다고 하는 문제점이 있었다.
X전극과 Y전극을 서로 다른 면에 형성하고, 또한, X전극끼리, Y전극끼리를 조밀하게 배치함으로써, X전극의 간격과, Y전극의 전극 간격이 미세하게 되므로, 관찰자로부터, X전극과 Y전극이 시인되기 어려워지고, 관찰자로부터, X전극과 Y전극이 시인되기 쉬워진다고 하는 문제점은 해결할 수 있다.
그러나, X전극과 Y전극을 서로 다른 면에 형성하고, 또한, X전극끼리, Y전극끼리를 조밀하게 배치하면, 종래의 상호 용량 검출 방식(즉, X전극과 Y전극 사이의 전계를 손가락이 차폐하는 영향을 검출하는 방식)을 적용할 수 없게 된다고 하는 문제점 있었다.
본 발명은, 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 종래의 상호 용량 검출 방식과는 상이한 신규의 검출 방식을 채용한 터치 패널과, 터치 패널 내장 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 신규의 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 명확하게 된다.
본원에 있어서 개시되는 발명 중, 대표적인 것의 개요를 간단하게 설명하면, 하기와 같다.
(1) 복수의 주사 전극과, 상기 복수의 주사 전극과 교차하는 복수의 검출 전극을 갖는 터치 패널로서, 상기 각 주사 전극에, 순차 1주사 기간마다 정전류원을 접속하는 수단1과, 상기 각각의 검출 전극에서 검출되는 전류의 변동에 기초하여, 터치 패널 상의 터치 위치를 검출하는 수단2를 갖는다.
(2) (1) 상기 복수의 주사 전극과, 상기 복수의 검출 전극은 서로 다른 면에 형성되어 있다.
(3) (1)에 있어서, 상기 복수의 주사 전극과, 상기 복수의 검출 전극은, 절연체를 사이에 두고 서로 다른 면에 형성되어 있다.
(4) (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 상기 복수의 주사 전극과, 상기 복수의 검출 전극은, 스트라이프 형상의 전극이다.
(5) (4)에 있어서, 상기 복수의 주사 전극의 전극 간격과 상기 복수의 검출 전극의 전극 간격은, 20㎛ 이상 30㎛ 이하이다.
(6) (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 있어서, 상기 정전류원의 주파수를 조정하는 수단3을 갖는다.
(7) 표시 패널과, 상기 표시 패널에 내장되는 터치 패널을 구비하는 터치 패널 내장 표시 장치로서, 상기 터치 패널은, 상기 표시 패널에 형성되는 복수의 주사 전극과, 상기 표시 패널에 형성되고, 상기 복수의 주사 전극과 교차하는 복수의 검출 전극과, 상기 각 주사 전극에, 순차 1주사 기간마다 정전류원을 접속하는 수단1과, 상기 각각의 검출 전극에서 검출되는 전류의 변동에 기초하여, 표시 패널 상의 터치 위치를 검출하는 수단2를 갖는다.
(8) (7)에 있어서, 상기 복수의 주사 전극과, 상기 복수의 검출 전극과는 상이한 면에 형성되어 있다.
(9) (7)에 있어서, 상기 복수의 주사 전극 및 상기 복수의 검출 전극의 한쪽의 전극은 상기 표시 패널의 관찰자측의 면에 형성되고, 상기 복수의 주사 전극 및 상기 복수의 검출 전극의 다른 쪽의 전극은, 상기 표시 패널의 내부에 형성된다.
(10) (7)에 있어서, 상기 표시 패널은, 제1 기판과, 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 협지되는 액정층을 갖는 액정 표시 패널이고, 상기 제2 기판은, 관찰자측에 배치되고, 상기 복수의 주사 전극 및 상기 복수의 검출 전극의 한쪽의 전극은, 상기 제2 기판의 상기 액정층과 반대측의 면에 형성되고, 상기 복수의 주사 전극 및 상기 복수의 검출 전극의 다른 쪽의 전극은, 상기 제1 기판의 상기 액정층측의 면에 형성된다.
(11) (7) 내지 (10) 중 어느 하나에 있어서, 상기 복수의 주사 전극과, 상기 복수의 검출 전극은, 스트라이프 형상의 전극이다.
(12) (11)에 있어서, 상기 복수의 주사 전극의 전극 간격과 상기 복수의 검출 전극의 전극 간격은, 20㎛ 이상 30㎛ 이하이다.
(13) (7) 내지 (12) 중 어느 하나에 있어서, 상기 정전류원의 주파수를 조정하는 수단3을 갖는다.
본원에 있어서 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의해 얻어지는 효과를 간단히 설명하면, 하기와 같다.
본 발명에 따르면, 종래의 상호 용량 검출 방식과는 상이한 신규의 검출 방식을 채용한 터치 패널과, 터치 패널 내장 표시 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1a~도 1b는 종래의 터치 패널이 구비된 표시 장치를 설명하기 위한 도면.
도 2a~도 2b는 도 1에 도시하는 터치 패널을 설명하기 위한 도면.
도 3a~도 3b는 종래의 터치 패널 내장 표시 장치를 설명하기 위한 도면.
도 4a~도 4b는 도 3에 도시하는 터치 패널을 설명하기 위한 도면.
도 5a~도 5c는 도 1에 도시하는 터치 패널의 종래의 검출 방식을 설명하기 위한 도면.
도 6a~도 6c는 도 3에 도시하는 터치 패널의 종래의 검출 방식을 설명하기 위한 도면.
도 7a~도 7b는 도 1에 도시하는 터치 패널과, 도 3에 도시하는 터치 패널에 있어서의, X전극과 Y전극의 시인성에 대해서 설명하는 도면.
도 8a~도 8b는 본 발명의 실시예의 터치 패널이 구비된 표시 장치에 있어서의, 터치 패널의 전극 구조를 설명하기 위한 도면.
도 9a~도 9c는 본 발명의 실시예의 터치 패널에, 종래의 검출 방식을 조합한 경우의 문제점을 설명하기 위한 도면.
도 10a~도 10b는 본 발명의 실시예의 터치 패널 내장 표시 장치의 터치 패널의 전극 구조를 설명하기 위한 도면.
도 11a~도 11c는 본 발명의 실시예의 터치 패널의 검출 방식을 설명하기 위한 도면.
도 12a~도 12b는 본 발명의 실시예의 터치 패널의 검출 원리를 설명하기 위한 도면.
도 13a~도 13b는 본 발명의 실시예의 터치 패널의 검출 원리를 설명하기 위한 도면.
도 14a~도 14c는 본 발명의 실시예의 터치 패널의 검출 원리를 설명하기 위한 도면.
도 15a~도 15c는 본 발명의 실시예의 터치 패널의 검출 원리를 설명하기 위한 도면.
도 16a~도 16b는 본 발명의 실시예의 터치 패널에 의한 검출 결과의 일례를 도시하는 도면.
도 17a~도 17b는 본 발명의 실시예의 터치 패널에 의한 검출 결과의 다른 예를 도시하는 도면.
이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
또한, 실시예를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서, 동일 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 붙이고, 그 반복되는 설명은 생략한다. 또한, 이하의 실시예는, 본 발명의 특허청구의 범위의 해석을 한정하기 위한 것은 아니다.
[본 실시예의 터치 패널의 특징]
도 8a~도 8b는, 본 발명의 실시예의 터치 패널 내장 표시 장치의 터치 패널(301)을 설명하기 위한 도면이다.
동일 도면a는, 본 실시예의 터치 패널(301)의 전극 패턴을 도시하는 도면, 동일 도면b는, 동일 도면a의 VIIIB-VIIIB 절단선을 따른 단면 구조를 도시하는 단면도이다.
본 실시예의 터치 패널(301)에서는, X전극(201)과 Y전극(202)은 스트라이프 형상으로 형성되고, 복수의 Y전극(202)은, 복수의 X전극(201)과 교차하도록 배치된다.
본 실시예에서도, 제2 기판의 액정층과 반대측의 면에 형성된 이면 전극이 X전극(201)을 겸용하고, 대향 전극이 Y전극(202)을 겸용한다.
도 8a에 도시하는 바와 같이, 본 실시예의 터치 패널(301)의 전극 구조에서는, 전극 간격(701)을 미세하게 해서 조밀하게 배치하고 있다. 그 때문에, 본 실시예의 터치 패널(301)의 전극 구조에서는, 전극 간격(701)은, 터치 패널(106)과 마찬가지로 미세하기 때문에 목시되기 어렵다.
여기서, 전극 간격(701)이 30㎛인 경우에는, 간격은 얇게 보이고, 20㎛ 정도에서는 거의 보이지 않게 된다.
도 9a~도 9c는, 본 발명의 실시예의 터치 패널(301)에, 종래의 검출 방식을 조합한 경우의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
동일 도면a는, 터치 조작이 행해지지 않고 있는 상태를 도시하는 도면, 동일 도면b는, 손가락(502)이 터치 패널(106)에 근접한 상태를 도시하는 도면, 동일 도면c는, 검출되는 신호의 변화를 도시하는 그래프이다.
도 9a에 도시하는 바와 같이, Y전극(202)에 전압원(504)을 접속하고, X전극(201)에 검출 회로(505)를 접속하고 있다. 전압원(504)으로부터의 입력 펄스는, X전극(201)과 Y전극(202) 사이에 전계를 형성하지만, 전기력선(901)은, X전극(201)이 조밀하게 배치되어 있기 때문에 외부에 누설되지 않는다.
도 9b에 도시하는 바와 같이, 본 실시예의 터치 패널(301)에, 손가락(502)이 접근해도, 손가락(502)과 전기력선(901)은 거의 상호 작용이 없다.
따라서, 도 9c에 도시하는 바와 같이, 도 9a의 상태로부터 도 9b의 상태로 변화하였음에도 불구하고 검출 회로(505)에서 검출되는 신호(603)는 변화하지 않아, 터치 조작을 검출할 수 없다.
도 10a~도 10b는, 본 발명의 실시예의 터치 패널 내장 표시 장치의 터치 패널(301)의 전극 구조를 설명하기 위한 도면이다.
동일 도면a는, 본 실시예의 터치 패널(301)의 전극 패턴을 도시하는 도면, 동일 도면b는, 동일 도면a의 XB-XB 절단선을 따른 단면 구조를 도시하는 단면도이다.
도 10a에 도시하는 본 실시예의 터치 패널(301)의 전극 패턴은, 도 8a에 도시하는 전극 패턴과 동일하다. 단, 도 10b에 도시하는 단면 구조의 단면 설정의 선분 A-B는, X전극(201)과 평행하게 설정되어 있다.
도 11a~도 11c는, 본 발명의 실시예의 터치 패널(301)의 검출 방식을 설명하기 위한 도면이다.
동일 도면a는, 터치 조작이 행해지지 않고 있는 상태를 도시하는 도면, 동일 도면b는, 손가락(502)이 터치 패널(106)에 근접한 상태를 도시하는 도면, 동일 도면c는, 검출되는 신호의 변화를 도시하는 그래프이다.
도 11a에 도시하는 바와 같이, 본 실시예의 검출 방식에서는, X전극(201), Y전극(202)의 한쪽의 전극(여기서는, X전극(201))에, 정전류원(1106)을 접속한다. 한편, X전극(201), Y전극(202)의 다른 쪽의 전극(여기서는, Y전극(202))의 각각에는, 검출 회로(1101~1105)가 접속된다.
본 실시예의 터치 패널(301)에서는, 검출 신호원으로서 정전류원(1106)이 사용된다. 정전류원(1106)을 사용함으로써, 터치 패널(301)의 상태에 관계없이, 각각의 Y전극(202)에는, 일정한 전류가 흐르는 상태로 되어 있다.
도 11b에 도시하는 바와 같이, 터치 패널(301)에 손가락(502)이 접근하면, 터치 패널(301)에 전류 경로가 추가되게 되지만, 전류는 일정하기 때문에, 증가한 전류 경로분의 전류가 다른 경로에서 감소하게 된다. 이 현상은, 손가락(502)의 근접 위치에 접속되는 경로에 있어서 현저하게 된다.
따라서, 도 11c에 도시하는 바와 같이, 도면 부호 1107~1109의 검출 신호 중에서, 검출 회로(1103)의 검출 신호(1107)가 가장 크게 감소하게 되어, 손가락(502)의 접촉 위치를 판별할 수 있다.
도 12a~도 14c는, 본 발명의 실시예의 터치 패널(301)의 검출 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 12a, 도 13a는, 본 발명의 실시예의 터치 패널(301)의 전극 구조와, 정전류원(1106) 및 검출 회로(1101~1105)의 접속 관계를 도시하는 도면이다.
도 12b는, 터치 조작이 행해지지 않고 있는 상태에 있어서의, 본 발명의 실시예의 터치 패널(301)의 등가 회로를 도시하는 회로도이다.
도 13b는, 터치 패널(301)에 손가락(502)이 접근한 상태에 있어서의, 본 발명의 실시예의 터치 패널(301)의 등가 회로를 도시하는 회로도이다.
도 14a는, 터치 조작이 행해지지 않고 있는 상태에 있어서의, 본 발명의 실시예의 터치 패널(301)의 등가 회로를 도시하는 회로도이고, 도 12b와 동일한 도면이다.
도 14b는, 터치 패널(301)에 손가락(502)이 접근한 상태에 있어서의, 본 발명의 실시예의 터치 패널(301)의 등가 회로를 도시하는 회로도이고, 도 13b와 동일한 도면이다.
도 14c는, 도 14a의 상태로부터 도 14b의 상태로의 변화에 수반하는 전류의 변화를 도시하는 도면이다.
정전류원(1106)이 발생하는 전류 총량(I0)은, 터치 패널(301)의 상태에 관계없이 일정하다. 따라서, 도 12b에 도시하는 바와 같이, 터치 패널(301)에 터치 조작이 행해지지 않고 있는 상태에서는, 정전류원(1106)이 발생하는 전류 총량(I0)은, 도면 부호 1101~1105의 검출 회로를 흐르는 전류(I1~I5)의 합(I0=I1+I2+I3+I4+I5)으로 된다.
또한, 도 13b에 도시하는 바와 같이, 터치 패널(301)에 손가락(502)이 접근한 상태에 있어서의 등가 회로에서는, 터치 패널(301)에 접근한 손가락(502)은, 용량(512)으로 표시된다. 이것은, 정전류원(1106)에 대해서는, 새로운 전류 경로(전류량 I3”)로 된다.
그러나, 정전류원(1106)이 발생하는 전류 총량은 변화되지 않는다. 이로 인해, 도 14c의 그래프에 나타내는 바와 같이, 손가락(502)의 용량(512)이 접속하는 점에 접속하는 기존 전류 경로에 흐르는 전류가 새로운 전류(I3”)분 감소해서 I3’로 된다.
도 15a~도 15c는, 본 발명의 실시예의 터치 패널(301)의 검출 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 15a는, 터치 조작이 행해지지 않고 있는 상태에 있어서의, 본 발명의 실시예의 터치 패널(301)의 등가 회로를 회로 도시하는 도면이고, 도 12b와 동일한 도면이다.
도 15b는, 터치 패널(301)에 손가락(502)이 접근한 상태 있어서의, 본 발명의 실시예의 터치 패널(301)의 등가 회로를 도시하는 회로도이고, 도 13b와 동일한 도면이다.
도 15c는, 정전류원(1106)의 전류 발생 주파수와 검출 감도의 관계를 도시하는 그래프이다. 본 실시예의 터치 패널(301)에 대한 손가락(502)의 근접은 측정계의 전달 특성을 변화시키는 것이다. 따라서, 도 15c에 도시하는 바와 같이, 특정한 주파수에 있어서, 그 변화가 현저하게 전류 변화에 반영되게 된다.
본 실시예에서는, 그러한 최적인 주파수에서 정전류원(1106)에 의한 전류 발생을 행하도록 하고 있다.
도 16a~도 16b는, 본 발명의 실시예의 터치 패널(301)에 의한 검출 결과의 일례를 도시하는 도면이다.
도 16a는, 손가락(502)의 접촉 위치가, RY1 내지 RY8의 Y전극(202)에 순서대로 이동하는 것을 도시하는 도면이다.
도 16b는, 손가락(502)의 접촉 위치가, RY1 내지 RY8의 Y전극(202)에 순서대로 이동한 상태에 있어서, RY1 내지 RY8의 Y전극(202)으로부터 검출되는 검출 신호를 도시하는 그래프이다.
도 16b에 도시하는 바와 같이, 손가락(502)의 접촉 위치의 이동에 대응해서, RY1 내지 RY8의 Y전극(202)으로부터 검출되는 검출 신호가, 손가락(502)의 접촉 위치를 판별 가능한 분포 상태로 변화되는 것을 알 수 있다.
도 17a~도 17b는, 본 발명의 실시예의 터치 패널(301)에 의한 검출 결과의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 17a는, 손가락(502)이, RY2와 RY7의 Y전극(202)에 동시에 접촉하고 있는 것을 도시하는 도면이다.
도 17b는, 손가락(502)이, RY2와 RY7의 Y전극(202)에 동시에 접촉하고 있는 상태에 있어서, RY1 내지 RY8의 Y전극(202)으로부터 검출되는 검출 신호를 도시하는 그래프이다.
도 17b에 도시하는 바와 같이, RY2와 RY7의 Y전극(202)에 동시에 접촉하고 있는 상태에 있어서, 동시 2점의 접촉 위치에 대응하는 신호 분포가 얻어지고 있는 것을 알 수 있다. 이에 의해, 동일 전극 상에의 복수점 접촉에서도, 각 점의 좌표를 산출 가능하다.
또한, 전술한 실시예에서는, 본 발명을, 터치 패널 내장 표시 장치에 적용한 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은, 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명은, 예를 들어, 복수의 X전극과, 복수의 Y전극이, 절연체를 사이에 두고 서로 다른 면에 형성되어 있는, 복수의 X전극과, 상기 복수의 Y전극이 서로 다른 면에 형성되는 터치 패널에도 적용 가능한 것은 물론이다.
이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을, 상기 실시예에 기초하여 구체적으로 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 변경 가능한 것은 물론이다.
101 : 표시 패널
103 : 표시 제어 회로
105 : 시스템 제어부
106, 301 : 터치 패널
107 : 배선
108 : 터치 패널 제어부
110 : 접착제
201 : X전극
202 : Y전극
203 : 보호막
204 : 터치 패널 기판
205 : 실드 전극
211 : 제1 기판
212 : 제2 기판
213 : 하측 편광판
214 : 상측 편광판
215 : 액정층
216 : 시일재
501, 601, 901 : 전기력선
502 : 손가락
504 : 전압원
505, 506, 1101~1105 : 검출 회로
512 : 손가락에 의한 용량
701, 702 : 전극 간격
1106 : 정전류원

Claims (13)

  1. 복수의 주사 전극과,
    상기 복수의 주사 전극과 교차하는 복수의 검출 전극
    을 갖는 터치 패널로서,
    상기 각 주사 전극에, 순차 1주사 기간마다 정전류원을 접속하는 수단1과,
    상기 각각의 검출 전극에서 검출되는 전류의 변동에 기초하여, 터치 패널 상의 터치 위치를 검출하는 수단2
    를 갖는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 주사 전극과, 상기 복수의 검출 전극은, 서로 다른 면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 주사 전극과, 상기 복수의 검출 전극은, 절연체를 사이에 두고 서로 다른 면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 주사 전극과, 상기 복수의 검출 전극은, 스트라이프 형상의 전극인 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 주사 전극의 전극 간격과 상기 복수의 검출 전극의 전극 간격은, 20㎛ 이상 30㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정전류원의 주파수를 조정하는 수단3을 갖는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  7. 표시 패널과,
    상기 표시 패널에 내장되는 터치 패널
    을 구비하는 터치 패널 내장 표시 장치로서,
    상기 터치 패널은, 상기 표시 패널에 형성되는 복수의 주사 전극과,
    상기 표시 패널에 형성되고, 상기 복수의 주사 전극과 교차하는 복수의 검출 전극과,
    상기 각 주사 전극에, 순차 1주사 기간마다 정전류원을 접속하는 수단1과,
    상기 각각의 검출 전극에서 검출되는 전류의 변동에 기초하여, 표시 패널 상의 터치 위치를 검출하는 수단2
    를 갖는 것을 특징으로 하는 터치 패널 내장 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 주사 전극과, 상기 복수의 검출 전극은, 서로 다른 면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터치 패널 내장 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 주사 전극 및 상기 복수의 검출 전극의 한쪽의 전극은, 상기 표시 패널의 관찰자측의 면에 형성되고,
    상기 복수의 주사 전극 및 상기 복수의 검출 전극의 다른 쪽의 전극은, 상기 표시 패널의 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 내장 표시 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 표시 패널은, 제1 기판과, 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 협지되는 액정층을 갖는 액정 표시 패널이며,
    상기 제2 기판은, 관찰자측에 배치되고,
    상기 복수의 주사 전극 및 상기 복수의 검출 전극의 한쪽의 전극은, 상기 제2 기판의 상기 액정층과 반대측의 면에 형성되고,
    상기 복수의 주사 전극 및 상기 복수의 검출 전극의 다른 쪽의 전극은, 상기 제1 기판의 상기 액정층측의 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 내장 표시 장치.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 주사 전극과, 상기 복수의 검출 전극은, 스트라이프 형상의 전극인 것을 특징으로 하는 터치 패널 내장 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 주사 전극의 전극 간격과 상기 복수의 검출 전극의 전극 간격은, 20㎛ 이상 30㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 터치 패널 내장 표시 장치.
  13. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정전류원의 주파수를 조정하는 수단3을 갖는 것을 특징으로 하는 터치 패널 내장 표시 장치.
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