KR20130022568A - 단일층 정전식 터치 장치 - Google Patents

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KR20130022568A
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쿠에이-칭 왕
싱-치아오 린
렝-치에 린
밍-추 투
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이터보터치 테크날로지 인코퍼레이티드
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Abstract

터치 패널, 복수의 삼각 센싱 패드, 복수의 도선, 및 제어 회로를 포함하는 정전식 터치 장치. 삼각 센싱 패드는 네 개씩 정렬되어 터치 패널에 사각형을 형성한다. 각 삼각 센싱 패드는 하나의 위치에 대응되며 하나의 도선을 통하여 제어 회로에 전기적으로 연결되어 있다. 복수의 삼각 센싱 패드가 터치되어 센싱 신호를 생성하면, 제어 회로는 센싱 신호의 강도에 따라 터치 포인트의 위치를 계산할 수 있다.

Description

단일층 정전식 터치 장치{SINGLE-LAYER CAPACITANCE TOUCH DEVICE}
본 발명은 정전식 터치 장치, 보다 상세하게는 단일층 정전식 터치 장치에 관한 것이다.
최근 터치 패널이 이동 전화에 사용되면서 시장에서 인기를 끌게 되어, 많은 제조업자들은 터치 패널의 디자인 및 개발에 참여하고 있다. 정전식 터치 장치(capacitance touch device)는 양호한 내구성 및 터치 민감성(susceptibility)을 가지고 있어, 저항식(resistance) 터치 장치를 대체하여 차세대 주류가 될 수 있다. 그러나, 정전식 터치 장치는 아주 소수의 소비 제품에만 사용되는데, 그 가장 큰 이유는 그 비용이다.
도 1을 참조하면, 도 1은 종래의 투영 정전식 터치(PCT: Projective Capacitance Touch) 장치의 센싱 패드의 개략도이다. PCT 장치(100)는 센싱 패드를 위하여 두 개의 도전층(conduction layer)을 사용하기 때문에, 제어 회로가 센싱 신호를 두 방향으로 스캔할 수 있게 된다. PCT 장치(100)는 일례로 유리 기판을 사용한 터치 패널(도시되지 않음), 유리 기판 상에 형성된 커버층(도시되지 않음), 유리 기판의 상부 측에 형성된 Y축 센싱 패드(102), 및 유리 기판의 하부 측에 형성된 X축 센싱 패드(101)를 포함한다. Y축 센싱 패드(y1, y2, y3, y4...)는 고정된 공간(fixed space)에 의하여 분리되어 있다. X축 센싱 패드(x1, x2, x3, x4...)는 Y축 센싱 패드(y1, y2, y3, y4...)에 대하여 수직이며, 고정된 공간에 의하여 분리되어 있다. 손가락이 커버층에 접근하거나 커버층을 터치하면, 터치 포인트에서의 X축 센싱 패드 및 Y축 센싱 패드의 정전 용량(capacitance)의 변화가 제어 회로에 의해 감지되어 X축 및 Y축의 좌표 데이터를 생성한다. 이중층(double-layer) PCT 장치(100)는 X축 센싱 패드 및 Y축 센싱 패드를 유리 기판의 하부 측 및 상부 측에 각각 형성하여야 한다. 일반적으로, 투명 센싱 패드는 인듐 주석 산화물(ITO: Indium-Tin-Oxide)로 만들어지기 때문에 비용이 더 많이 든다. 이중층 PCT 장치(100)의 비용을 줄이기 위하여, 단일층 정전식 터치 장치가 개발된다.
도 2를 참조하면, 도 2는 종래의 단일층 정전식 터치 장치의 개략도이다. 단일층 정전식 터치 장치(200)와 이중층 정전식 터치 장치(100)의 차이점은 단일층 정전식 터치 장치(200)가 센싱 패드를 유리 기판의 일측에만 형성한다는 것이다. 복수개의 삼각 센싱 패드(201)가 고정된 공간에 의해 분리되어 유리 기판의 Y축을 따라 형성되어 있다. 삼각 센싱 패드(201)는 두 개씩 대칭적으로 배치되어 X축에 평행한 긴 직사각형을 형성한다. 복수개의 삼각 센싱 패드는 Y축을 따라 포개져 있다. 이런 방법으로, 삼각 센싱 패드 하강하는 빗변과 상승하는 빗변이 번갈아 정렬되어, X축의 정전 용량의 변화가 감지될 수 있고, 터치 포인트(S)의 X축의 좌표 데이터가 보간법(interpolation)에 의하여 계산될 수 있다. 반면에, 터치 포인트(S)의 Y축의 좌표 데이터는 삼각 센싱 패드의 위치에 의해 얻어질 수 있다. 단일층 정전식 터치 장치의 가장 유리한 점은 비용 절감이다.
도 3을 참조하면, 도 3은 종래의 또 다른 단일층 정전식 터치 장치의 개략도이다. 정전식 터치 장치(300)는 터치 패널(301) 및 제어 회로(303)를 포함한다. 터치 패널(301)은 복수의 센싱 패드(304) 및 복수의 도선(conducting wires)(302)을 포함한다. 각 센싱 패드(304)는 도선(302)을 통하여 제어 회로(303)에 전기적으로 연결되어 있다. 센싱 패드가 터치되어 센싱 신호를 생성하면, 제어 회로(303)는 센싱 신호의 세기에 따라 터치 포인트의 위치를 계산할 수 있다. 그러나, 인접한 센싱 패드(304)는 사각형 센싱 패드(304) 때문에 X축 또는 Y축에만 센싱 신호를 생성할 수 있으며, 따라서 터치 장치(300)의 감도는 낮다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 단일층 정전식 터치 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 단일층 정전식 터치 장치를 제공한다. 본 발명의 정전식 터치 장치는, 터치 패널, 복수의 센싱 패드, 복수의 도선, 및 제어 회로를 포함한다. 복수의 센싱 패드는 터치 패널 상에 형성되어 있고, 각 센싱 패드가 X축과 Y축에 평행하지 않은 에지(edge)를 포함한다. 각 도선은 상기 센싱 패드의 하나에 전기적으로 연결되어 있다. 제어 회로는 복수의 도선에 전기적으로 연결되고, 복수의 센싱 패드가 터치되었을 때 센싱 신호의 강도에 따라 터치 포인트의 위치를 계산한다.
본 발명은 또 다른 형태의 단일층 정전식 터치 장치를 제공한다. 정전식 터치 장치는 터치 패널, 복수의 삼각 센싱 패드, 복수의 도선, 및 제어 회로를 포함한다. 복수의 삼각 센싱 패드는 터치 패널 상에 형성되어 있고, 복수의 삼각 센싱 패드가 서로 근접하도록 삼각 센싱 패드는 네 개씩 정렬되어 사각형을 형성한다. 각 도선은 삼각 센싱 패드의 하나에 전기적으로 연결되어 있다. 제어 회로는 복수의 도선에 전기적으로 연결되고, 복수의 삼각 센싱 패드가 터치되었을 때 센싱 신호의 강도에 따라 터치 포인트의 위치를 계산한다.
본 발명의 상기 목적과 그 외의 목적들은 뒤따르는 다양한 도면에 도시된 실시례에 대한 및 상세한 설명에 의해 당업자에게 자명해짐은 의심할 여지가 없다.
본 발명의 단일층 정전식 터치 장치에 따르면, 터치 패널의 감도가 향상되는 효과 및 터치 작동이 쉬워지는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 투영 정전식 터치(PCT: Projective Capacitance Touch) 장치의 센싱 패드의 개략도이다.
도 2는 종래의 단일층 정전식 터치 장치의 개략도이다.
도 3은 종래의 또 다른 단일층 정전식 터치 장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시례에 따른 단일층 정전식 터치 장치의 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 정전식 터치 장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시례에 따른 단일층 정전식 터치 장치의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시례에 따른 단일층 정전식 터치 장치의 개략도이다.
도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 제1 실시례에 따른 단일층 정전식 터치 장치(single-layer capacitance touch device)의 개략도이다. 단일층 정전식 터치 장치(400)는 터치 패널(401) 및 제어 회로(403)를 포함한다. 터치 패널(401)은 복수의 센싱 패드(404) 및 복수의 도선(conducting wires)(402)을 포함한다. 복수의 센싱 패드(404)는 도선(402)을 통하여 제어 회로(403)에 전기적으로 연결되어 있고, 각 도선(402)은 하나의 센싱 패드(404)에 전기적으로 연결되어 있다. 센싱 패드(404)가 터치되어 센싱 신호를 생성하면, 터치된 센싱 패드(404)는 각각 자신의 도선(402)을 통하여 센싱 신호를 제어 회로(403)로 전송한다. 제어 회로(403)는 센싱 신호의 강도에 따라 터치 포인트의 위치를 계산할 수 있다. 복수의 센싱 패드(404) 및 복수의 도선(402)은 동일한 도전층 상에 형성되어 있다. 도전층은 인듐 주석 산화물(ITO: Indium-Tin-Oxide), 안티몬 주석 산화물(ATO: Antimony-Tin-Oxide), 알루미늄 아연 산화물(AZO: Aluminum-Zinc-Oxide), 또는 티타늄, 아연, 지르코늄, 안티몬, 인듐, 주석, 알루미늄 및 실리콘으로 이루어진 금속 산화물의 그룹에서 선택된 하나를 포함하는 투명한 재료로 만들어진다. 본 실시례에서, 센싱 패드(01-24)는 삼각형이고, 삼각 센싱 패드(404)는 네 개씩 정렬되어 사각형을 형성한다. 예를 들어, 삼각 센싱 패드(01, 04, 05 및 10)가 사각형을 형성한다. 따라서, 두 개의 인접한 센싱 패드(404)는 X축 및 Y축에 센싱 신호를 더욱 쉽게 생성할 수 있다. 예를 들어, 삼각 센싱 패드(01, 05)가 X축 및 Y축 양쪽에 센싱 신호를 생성할 수 있다. 게다가, 삼각 센싱 패드(404)는 네 개씩 정렬되어 사각형을 형성하여 복수의 센싱 패드(404)가 터치 패널(401) 상에서 서로 근접하도록 한다.
도 5를 참조하면, 도 5는 본 발명에 따른 정전식 터치 장치의 단면도이다. 정전식 터치 장치(400)는 터치 패널(401), 디스플레이 패널(410), 장식용 필름(decoration film)(412) 및 프레임(413)을 포함한다. 터치 패널(401)은 양면 접착 테이프 또는 광학용 투명 접착제(OCA: Optical Clear Adhesive)에 의하여 디스플레이 패널(410)에 접착된다. 양면 접착 테이프는 터치 패널(401) 및 디스플레이 패널(410)의 에지에 사용되나, OCA는 터치 패널(401)과 디스플레이 패널(410) 사이의 전체 표면에 사용된다. 터치 패널(401) 및 디스플레이 패널(410)은 프레임(413) 내에 설치되어 있다. 프레임은 불투명한 재료로 만들어진다. 장식용 필름은 상부 면, 기재 및 하부 면을 포함한다. 장식용 필름(412)의 상부 면은 투명 아크릴 또는 에폭시 수지 재료로 만들어진다. 장식용 필름(412)의 상부 면은 프레임(413)과 함께 동일 평면을 형성한다. 장식용 필름(412)의 기재는 폴리카보네이트(PC: poly carbonate), 아르톤(arton), 폴리에테르 술폰(PES: polyether sulfone), 제오노르(zeonor), 트리아세틸 셀룰로오스(TAC: tri-acetyl Cellulose), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate), 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA: polymethyl methacrylate)로 만들어진다. 장식용 필름(412)의 하부 면은 투명 아크릴 또는 에폭시 수지 재료로 만들어진다. 장식용 필름(412)의 하부 면은 OCA에 의하여 터치 패널(401)과 접착되어 있다. 장식용 필름(412)의 하부 면은 장식용 패턴을 가지고 있다. 장식용 패턴은 딥 코팅(dip coating), 그라비어/릴리프(gravure/relief) 코팅, 스퍼터링(sputtering), 열 증착(thermal evaporation), 화학 기상 증착(chemical vapor deposition), 스크린 프린팅(screen printing), 또는 패드 프린팅(pad printing)의 방법으로 형성된다. 장식용 패턴은 컬러 패턴일 수 있다. 일반적으로, 프레임은 터치 패널보다 높기 때문에, 종래의 터치 패널의 에지는 바깥쪽으로 평평하게 연장될 수 없고, 종래 터치 패널의 에지상의 터치 작동은 편리하지 않다. 따라서, 터치 패널(401)은 장식용 필름(412)을 프레임(413)과 함께 동일 평면을 형성하도록 사용하여, 터치 패널(401)의 에지상의 터치 작동을 사용자가 쉽게 할 수 있도록 한다.
도 6을 참조하면, 도 6은 본 발명의 제2 실시례에 따른 단일층 정전식 터치 장치의 개략도이다. 단일층 정전식 터치 장치는 터치 패널(601) 및 제어 회로(603)을 포함한다. 터치 패널(601)은 복수의 센싱 패드(604) 및 복수의 도선(602)을 포함한다. 센싱 패드(604)가 터치되어 센싱 신호를 생성하면, 터치된 센싱 패드(604)는 각각 자신의 도선(602)을 통하여 센싱 신호를 제어 회로(603)로 전송한다. 제어 회로(603)는 센싱 신호의 강도에 따라 터치 포인트의 위치를 계산할 수 있다. 본 실시례에서, 센싱 패드(01-24)는 부채꼴이고, 부채꼴 센싱 패드는 네 개가 정렬되어 원을 형성한다. 예를 들어, 부채꼴 센싱 패드(01, 04, 05 및 10)가 원을 형성한다. 따라서, 두 개의 인접한 센싱 패드(604)는 터치 패널(601)의 감도를 향상시키기 위하여 센싱 신호를 X축 및 Y축으로 더 쉽게 생성할 수 있다. 예를 들어, 부채꼴 센싱 패드(01, 05)가 X축 및 Y축 양쪽에 센싱 신호를 생성할 수 있다.
도 7을 참조하면, 도 7은 본 발명의 제3 실시례에 따른 단일층 정전식 터치 장치의 개략도이다. 단일층 정전식 터치 장치는 터치 패널(701) 및 제어 회로(703)을 포함한다. 터치 패널(701)은 복수의 센싱 패드(704) 및 복수의 도선(702)을 포함한다. 센싱 패드(704)가 터치되어 센싱 신호를 생성하면, 터치된 센싱 패드(704)는 각각 자신의 도선(702)을 통하여 센싱 신호를 제어 회로(703)로 전송한다. 제어 회로(703)는 센싱 신호의 강도에 따라 터치 포인트의 위치를 계산할 수 있다. 본 실시례에서, 센싱 패드(01-24)는 마름모꼴이고, 마름모꼴 센싱 패드는 네 개가 정렬되어 마름모를 형성한다. 예를 들어, 마름모꼴 센싱 패드(01, 04, 05 및 10)가 마름모를 형성한다. 따라서, 두 인접한 센싱 패드(704)는 터치 패널(701)의 감도를 향상시키기 위하여 센싱 신호를 X축 및 Y축으로 더 쉽게 생성할 수 있다. 예를 들어, 마름모꼴 센싱 패드(01, 05)가 X축 및 Y축 양쪽에 센싱 신호를 생성할 수 있다.
결론적으로, 본 발명에 따른 단일층 정전식 터치 장치는 터치 패널의 감도를 향상시킨다. 본 발명의 정전식 터치 장치는 터치 패널, 복수의 센싱 패드, 복수의 도선, 및 제어 회로를 포함한다. 각 센싱 패드는 하나의 도선을 통하여 제어 회로에 전기적으로 연결되어 있다. 각 센싱 패드는 감도를 향상시키기 위하여 X축 및 Y축에 평행하지 않은(unparallel) 에지를 가진다. 본 발명의 실시례에는, 삼각 센싱 패드, 부채꼴 센싱 패드, 및 마름모꼴 센싱 패드가 나타나 있다. 특히, 센싱 패드는 네 개씩 정렬되어 사각형을 형성하여 복수의 센싱 패드를 터치 패널 상에서 서로 근접하도록 한다. 게다가, 본 발명의 정전식 터치 장치는 장식용 필름 및 프레임을 더 포함한다. 장식용 필름은 OCA에 의해 터치 패널에 접착되어 프레임과 함께 동일 평면을 형성한다. 평면은 정전식 터치 장치의 터치 작동을 쉽게 한다.
당업자라면 본 발명의 사상을 유지하면서 본 발명의 장치 및 방법을 용이하게 변경 또는 개조할 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. 터치 패널;
    상기 터치 패널 상에 형성되어 있고, 각 센싱 패드가 X축과 Y축에 평행하지 않은(unparallel) 에지(edge)를 포함하는 복수의 센싱 패드;
    각 도선이 상기 센싱 패드의 하나에 전기적으로 연결되어 있는 복수의 도선(conducting wires); 및
    상기 복수의 도선에 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 센싱 패드가 터치되었을 때 센싱 신호의 강도에 따라 터치 포인트의 위치를 계산하는 제어 회로를 포함하는,
    단일층 정전식 터치 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 센싱 패드 및 상기 복수의 도선은 투명한 재료로 만들어지고,
    상기 투명 재료는 인듐 주석 산화물(ITO: Indium-Tin-Oxide), 안티몬 주석 산화물(ATO: Antimony-Tin-Oxide), 알루미늄 아연 산화물(AZO: Aluminum-Zinc-Oxide), 또는 티타늄, 아연, 지르코늄, 안티몬, 인듐, 주석, 알루미늄 및 실리콘으로 이루어진 금속 산화물의 그룹에서 선택된 하나를 포함하는,
    터치 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 터치 패널에 광학용 투명 접착제(OCA: Optical Clear Adhesive)에 의하여 접착되어 있는 장식용 필름을 더 포함하는,
    터치 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    프레임을 더 포함하고,
    상기 장식용 필름 및 상기 프레임이 동일 평면을 형성하는,
    터치 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 센싱 패드는 삼각 센싱 패드이고,
    삼각 센싱 패드는 네 개씩 정렬되어 사각형을 형성하는,
    터치 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 센싱 패드는 부채꼴 센싱 패드이고,
    부채꼴 센싱 패드는 네 개씩 정렬되어 원을 형성하는,
    터치 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 센싱 패드는 마름모꼴 센싱 패드이고,
    마름모꼴 센싱 패드는 네 개씩 정렬되어 마름모를 형성하는,
    터치 장치.
  8. 터치 패널;
    상기 터치 패널 상에 형성되어 있고, 삼각 센싱 패드는 네 개씩 정렬되어 사각형을 형성하여 상기 복수의 삼각 센싱 패드를 서로 근접하도록 하는 복수의 삼각 센싱 패드;
    각 도선이 상기 삼각 센싱 패드의 하나에 전기적으로 연결되어 있는 복수의 도선(conducting wires); 및
    상기 복수의 도선에 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 삼각 센싱 패드가 터치되었을 때 센싱 신호의 강도에 따라 터치 포인트의 위치를 계산하는 제어 회로를 포함하는,
    단일층 정전식 터치 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 삼각 센싱 패드 및 상기 복수의 도선은 투명한 재료로 만들어지고,
    상기 투명 재료는 인듐 주석 산화물(ITO: Indium-Tin-Oxide), 안티몬 주석 산화물(ATO: Antimony-Tin-Oxide), 알루미늄 아연 산화물(AZO: Aluminum-Zinc-Oxide), 또는 티타늄, 아연, 지르코늄, 안티몬, 인듐, 주석, 알루미늄 및 실리콘으로 이루어진 금속 산화물의 그룹에서 선택된 하나를 포함하는,
    터치 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 터치 패널에 광학용 투명 접착제(OCA: Optical Clear Adhesive)로 접착되어 있는 장식용 필름을 더 포함하는,
    터치 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    프레임을 더 포함하고,
    상기 장식용 필름 및 상기 프레임이 동일 평면을 형성하는,
    터치 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150118862A (ko) * 2014-04-15 2015-10-23 크루셜텍 (주) 터치 검출 장치
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