KR20130089322A - 다각형 터치 센싱 패턴을 갖는 터치 센싱 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정전용량 방식의 터치스크린 패널에 있어서 터치 센싱을 구현하기 위하여 접촉 위치 및 동작을 정확하게 검출할 수 있는 터치 센서의 패턴의 형태에 관한 것이다. 본 발명의 터치 센서는 일축 방향으로 연장되고, 일축 방향의 제 1 종단 측에 위치한 제 1 종단부, 제 1 종단 측의 타측에 있는 제 2 종단 측에 위치한 제 2 종단부, 및 제 1 종단부와 제 2 종단부 사이에 접하는 중간부를 포함하며, 일축 방향으로 연장된 중간부의 변은 이와 연결되며 일축 방향으로 연장된 제 1 종단부의 변 및 제 2 종단부의 변 중 적어도 하나의 변과 기울기가 상이한 것을 특징으로 한다. 본 발명의 터치 센서는 양 종단을 포함한 전체적으로 정확한 좌표값의 센싱이 가능하며 멀티 터치 입력에 대해 정확한 접촉 위치 및 접촉 여부 판단에 효과적이다.
Description
본 발명은 일반적으로 터치스크린 입력 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 정전용량 방식의 터치스크린 패널에 있어서 터치 센싱을 구현하기 위하여 접촉 위치 및 동작을 정확하게 검출할 수 있는 터치 센서의 패턴의 형태에 관한 것이다.
전자 기술의 비약적인 진보로 인해, 일 디바이스로부터 디스플레이 화면 상에 광학적 출력만을 담당했던 스크린 장치들은 종래 출력에 대한 기술뿐만 아니라 사용자의 입력 장치로서 기능하게 되었다. 특히, 터치스크린 장치는 디스플레이 화면상의 사용자의 손가락 또는 터치펜 등의 접촉 위치를 감지하고, 감지된 접촉 위치에 관한 정보를 입력 정보로 하여 디스플레이 화면 제어를 포함한 전자기기의 전반적인 제어를 수행하기 위한 입력 장치를 일컫는다.
현재 터치스크린 패널 상에서 터치된 좌표를 검출하는 방식은 전기저항 방식, 정전용량 방식, 적외선 등의 광학 방식, 초음파 등의 음파감응 방식 등이 있다. 그 중에서 정전용량 방식은 사람의 손가락 또는 사람 손에 들린 도전체가 패널 표면에 접촉하였을 때 패널 내부에 발생하는 정전 용량의 변화를 검출하여 2차원 평면상에서 접촉된 좌표를 산출하는 것이다. 이러한 정전 용량의 변화 원리에 따라 소정의 주기마다 반복적으로 좌표값을 검출하고, 검출된 좌표값과 시간의 변화를 함께 고려하여, 손가락의 이동 속도나 방향 등을 계산하게 된다. 특히, 정전용량 방식은 터치스크린 패널을 내구성을 유지하면서도 박막화할 수 있을 뿐만 아니라 멀티 터치가 가능하다는 점에서 최근 휴대폰, 소형 휴대 전자기기, 전자책, 노트북 등의 터치스크린에 널리 적용되고 있다.
한편, 정전용량 방식의 터치스크린 패널은 기판 상에 전도성 물질로 이루어진 소정 형상의 패턴을 형성한 후, 그러한 패턴들을 도전성 물질로 이루어진 패턴 라인으로 연결하는 터치 센서를 포함한다. 이러한 터치 센서 상에 패널 표면의 접촉으로 인한 정전 용량의 변화를 주기적으로 감지하게 되고, 감지된 신호는 터치 센서에 연접한 연결 회로를 통하여 제어 회로로 전달된다. 제어 회로는 전달된 감지 신호를 통하여 접촉된 좌표값을 산출하고, 검출된 좌표값과 시간의 변화를 종합적으로 고려함으로써 손가락의 접촉 위치뿐만 아니라 손가락의 이동 속도, 방향, 제스처를 검출할 수 있다.
도 1a 및 1b 는 종래 기술에 따른 터치 센서의 패턴이다. 도 1a 및 1b 에 도시된 패턴 형태와 같이 전도성 물질로 이루어진 일정한 모양의 패턴을 형성한 후에, 그 패턴들을 도전성 물질로 이루어진 패턴 라인으로 연결하게 된다.
도 1a 에 도시된 바와 같은 사각형 방식은, 직사각형 바 형태나 다이아몬드처럼 마름모 형태 등의 패턴으로 구성하여 화면상에서의 손가락 등의 접촉 및 제스쳐 동작시 패턴을 센싱하게 하는 방식으로서, 멀티 터치 입력에 대해 정확한 접촉 위치 및 접촉 여부 판단에 용이하지 않을 수 있고, 대각선 제스쳐에 대하여는 원형링 형태에 비하여 센싱이 용이하나 상하 좌우의 직선 이동성을 확장하기에는 많은 제약과 한계가 있다는 단점이 있다.
도 1b 에 도시된 바와 같은 원형 방식은, 기존 입력 패턴을 여러 개의 물결 파문처럼 원형 링 형태로 구성하여 화면상에서의 손가락 등의 접촉 및 제스쳐 동작시 패턴을 센싱하게 하는 방법으로서, 멀티 터치 입력에 대해 정확한 접촉 위치 및 접촉 여부 판단에 용이하지 않을 수 있고, 원형 링 형태의 패턴인식 장치는 상하 좌우의 단순동작은 인식이 되나 대각선의 제스쳐 등은 인식에 한계가 있어 제스쳐를 정확하게 센싱하는데 한계가 있다는 단점이 있다.
도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 터치 센서의 패턴이다. 도 2a 및 2b 에 도시된 패턴 형태와 같이 전도성 물질로 이루어진 일정한 모양의 패턴을 형성한 후에, 그 패턴들을 도전성 물질로 이루어진 패턴 라인으로 연결하게 된다.
도 2a 에 도시된 삼각형 방식은 삼각형 형태의 터치 센서 패턴을 대칭적으로 반복하여 구성하여 화면상에서의 손가락 등의 접촉 및 제스쳐 동작시 패턴을 센싱하게 하는 방법으로서, 특히 삼각형의 소정의 기울기를 갖는 빗변의 구성을 통해 접촉된 좌표값을 비교적 정확하게 인식할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 삼각형 방식의 패턴에 있어서, 터치 센서 패턴의 일축의 양 단부를 이루는 삼각형의 꼭지점 근방에서는 변과 변사이의 거리가 극히 감소됨으로써 접촉된 좌표값의 센싱이 불가능해질 수도 있다는 단점이 있다.
도 2b 에 도시된 사다리꼴 방식은 사다리꼴 형태의 터치 센서 패턴을 대칭적으로 반복하여 구성하여 화면상에서의 손가락 등의 접촉 및 제스쳐 동작시 패턴을 센싱하게 하는 방법으로서, 사다리꼴 빗변의 양 단부에서도 변과 변사이의 거리가 충분히 확보될 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 사다리꼴 형태의 패턴에 있어서, 삼각형 형태에 비해 사다리꼴 빗변의 기울기가 완만해지기 때문에 전체적으로 좌표값의 센싱이 어려우며 멀티 터치 입력에 대해 정확한 접촉 위치 및 접촉 여부 판단에 용이하지 않을 수 있기 때문에, 종래 사각형 방식이나 원형 방식과 차이점을 두기 어렵다는 단점이 있다.
따라서, 터치 센서 패턴의 양 단부를 포함한 전체 부분에서 정확한 좌표값 센싱이 가능한 동시에 멀티 터치 입력에 대한 접촉 위치, 접촉 여부, 및 제스처의 정확한 검출이 가능한 터치 센서 패턴의 필요성이 요구된다.
본 발명의 터치 센서는, 일축 방향으로 연장된 터치 센서로서 상기 일축 방향의 제 1 종단 측에 위치한 제 1 종단부, 상기 제 1 종단 측의 타측에 있는 제 2 종단 측에 위치한 제 2 종단부 및 상기 제 1 종단부와 상기 제 2 종단부 사이에 접하는 중간부를 포함하고, 상기 일축 방향으로 연장된 상기 중간부의 제 1 변은, 상기 중간부의 제 1 변과 연결되며 상기 일축 방향으로 연장된 상기 제 1 종단부의 제 1 변 및 상기 제 2 종단부의 제 1 변 중 적어도 하나의 변과 기울기가 상이한 것을 특징으로 한다.
일 실시형태에 있어서, 상기 터치 센서는 상기 중간부의 제 1 변의 기울기가 상기 적어도 하나의 변의 기울기보다 상기 일축 방향에 대해 더 큰 것을 특징으로 한다.
일 실시형태에 있어서, 상기 터치 센서는 상기 중간부의 제 1 변이 복수의 기울기를 갖는 복수의 변들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시형태에 있어서, 상기 터치 센서는 상기 제 1 종단부의 제 1 변과 상기 제 2 종단부의 제 1 변이 길이 또는 기울기가 서로 동일한 것을 특징으로 한다.
일 실시형태에 있어서, 상기 터치 센서는 상기 제 1 종단부의 제 1 변과 상기 제 2 종단부의 제 1 변이 모두 상기 일축 방향과 평행한 것을 특징으로 한다.
일 실시형태에 있어서, 상기 터치 센서는 상기 일축 방향으로 연장되며 상기 제 1 종단부의 제 1 변의 측과 상이한 타측에 형성되는 상기 제 1 종단부의 제 2 변, 상기 제 1 종단부의 제 2 변과 연결되는 상기 중간부의 제 2 변, 및 상기 중간부의 제 2 변과 연결되는 상기 제 2 종단부의 제 2 변이 하나의 직선을 이루는 것을 특징으로 한다.
일 실시형태에 있어서, 상기 터치 센서는 상기 일축 방향으로 연장되며 상기 제 중간부의 제 1 변의 측과 상이한 타측에 형성되는 상기 제 중간부의 제 2 변이, 상기 중간부의 제 2 변과 연결되며 상기 일축 방향으로 연장된 상기 제 1 종단부의 제 2 변 및 상기 제 2 종단부의 제 2 변 중 적어도 하나의 변과 기울기가 상이한 것을 특징으로 한다.
일 실시형태에 있어서, 상기 터치 센서의 형태는 n 각형이고, n 은 6 이상의 자연수인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 터치 센싱 장치는, 일축 방향으로 연장되며 접촉을 감지하는 복수의 감지부를 포함하고, 상기 복수의 감지부 중 적어도 하나는 상기 일축 방향의 제 1 종단 측에 위치한 제 1 종단부, 상기 제 1 종단 측의 타측에 있는 제 2 종단 측에 위치한 제 2 종단부, 및 상기 제 1 종단부와 상기 제 2 종단부 사이에 접하는 중간부를 포함하고, 상기 일축 방향으로 연장된 상기 중간부의 제 1 변은 상기 중간부의 제 1 변과 연결되며 상기 일축 방향으로 연장된 상기 제 1 종단부의 제 1 변 및 상기 제 2 종단부의 제 1 변 중 적어도 하나의 변과 기울기가 상이한 것을 특징으로 한다.
일 실시형태에 있어서, 상기 복수의 감지부 중 적어도 일부는 인접한 감지부와 대응되는 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
일 실시형태에 있어서, 상기 터치 센싱 장치는 상기 복수의 감지부로부터 발생되는 감지 신호를 수신받고 상기 감지 신호를 기초로 감지 정보를 생성하는 제어부를 더 포함한다.
일 실시형태에 있어서, 상기 터치 센싱 장치는 상기 복수의 감지부로부터 발생되는 감지 신호를 상기 제어부에 전달하는 연결부를 더 포함한다.
일 실시형태에 있어서, 상기 감지 정보는 감지된 접촉의 위치 정보, 이동 방향 정보, 또는 이동 속도이다.
본 발명의 터치 센싱 장치를 제조하는 방법은, 기판을 배치하는 단계, 상기 기판 상에 전도성을 갖는 물질을 도포하는 단계, 및 상기 전도성을 갖는 물질을 소정의 형태가 복수로 배치되도록 패터닝하여 복수의 감지 전극을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 소정의 형태는 상기 일축 방향의 제 1 종단 측에 위치한 제 1 종단부, 상기 제 1 종단 측의 타측에 있는 제 2 종단 측에 위치한 제 2 종단부, 및 상기 제 1 종단부와 상기 제 2 종단부 사이에 접하는 중간부를 포함하고, 상기 일축 방향으로 연장된 상기 중간부의 제 1 변은, 상기 중간부의 제 1 변과 연결되며 상기 일축 방향으로 연장된 상기 제 1 종단부의 제 1 변 및 상기 제 2 종단부의 제 1 변 중 적어도 하나의 변과 기울기가 상이한 것을 특징으로 한다.
일 실시형태에 있어서, 상기 중간부의 제 1 변은 복수의 기울기를 갖는 복수의 변들을 포함한다.
일 실시형태에 있어서, 상기 복수의 감지 전극 중 적어도 일부는 인접한 감지 전극과 대응되는 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
일 실시형태에 있어서, 상기 기판은 투명한 유리 또는 플라스틱을 포함한다.
일 실시형태에 있어서, 상기 전도성을 갖는 물질은 산화인듐주석 (ITO) 이다.
본 발명은 터치 센서 패턴에 있어서 양 종단부 측 변들의 기울기가 완만함에 따라, 양 종단부측 꼭지점 근방에서 접촉 위치 및 접촉 이동을 검출할 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 터치 센서 패턴에 있어서 중간부의 변의 기울기가 급격함에 따라, 전체적으로 정확한 좌표값의 센싱이 가능한 효과를 갖는다. 또한, 본 발명의 터치 센서 패턴을 통하여, 멀티 터치 입력에 대해 정확한 접촉 위치 및 접촉 여부 판단이 가능한 효과를 갖는다.
도 1a 는 종래 기술에 따라 사각형의 형태를 갖는 터치 센서의 패턴을 도시한다.
도 1b 는 종래 기술에 따라 원형의 형태를 갖는 터치 센서의 패턴을 도시한다.
도 2a 는 종래 기술에 따라 삼각형의 형태를 갖는 터치 센서의 패턴을 도시한다.
도 2b 는 종래 기술에 따라 사다리꼴의 형태를 갖는 터치 센서의 패턴을 도시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치스크린 입력을 갖는 장치를 도시한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치스크린에 포함된 터치 센싱 장치를 도시한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치 센서의 패턴을 도시한다.
도 6 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치 센서의 패턴을 도시한다.
도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치 센서의 패턴을 도시한다.
도 8 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치 센서의 패턴을 형성하는 방법 을 도시한다.
도 1b 는 종래 기술에 따라 원형의 형태를 갖는 터치 센서의 패턴을 도시한다.
도 2a 는 종래 기술에 따라 삼각형의 형태를 갖는 터치 센서의 패턴을 도시한다.
도 2b 는 종래 기술에 따라 사다리꼴의 형태를 갖는 터치 센서의 패턴을 도시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치스크린 입력을 갖는 장치를 도시한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치스크린에 포함된 터치 센싱 장치를 도시한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치 센서의 패턴을 도시한다.
도 6 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치 센서의 패턴을 도시한다.
도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치 센서의 패턴을 도시한다.
도 8 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치 센서의 패턴을 형성하는 방법 을 도시한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치스크린 입력을 갖는 장치 (300) 를 도시한다. 예시적인 일 실시형태에서 장치 (300) 는 휴대폰, 스마트폰, 개인 휴대 정보 단말기 (PDA), MP3 플레이어 등의 소형 음악 재생기기, 휴대용 멀티미디어 플레이어 (PMP), 게임기 또는 게임기의 콘트롤러, 노트북이나 태블릿 PC 등과 같은 터치스크린에 의한 입력이나 입출력을 동시에 요구하는 장치일 수도 있다. 예시적인 일 실시형태에서, 장치 (300) 는 입력을 용이하게 하기 위하여 터치스크린을 사용한 입력이나 입출력이 가능한 임의의 장치 또는 디바이스에 해당할 수도 있다.
도시된 실시형태에서, 예시적으로 장치 (300) 는 터치스크린 (310) 을 포함한다. 터치스크린 (310) 은 사용자의 손가락이나 접촉용 도전 막대에 의한 직접적인 접촉이 일어나고 유리, 플라스틱 등의 소재로 구성된 표면을 포함할 수도 있다. 터치스크린 (310) 은 장치 (300) 의 화면 출력을 담당하는 디스플레이의 일 형태일 수도 있으나, 반드시 화면 출력을 담당해야만 하는 것은 아니다. 터치스크린 (110) 은 화면 출력을 위하여 투명한 소재로 구성될 수도 있으나, 반투명하거나 불투명한 입력 장치의 형태일 수도 있다.
도시된 실시형태에서, 예시적으로 장치 (300) 는 터치스크린 (310) 에 의한 입력 외에 추가 입력부 (320) 를 포함할 수도 있다. 추가 입력부 (320) 는 버튼의 형태로서 해당 부분의 감압을 인식할 수도 있고, 또는 자이로 센서 (gyro sensor) 의 형태로서 장치 (300) 의 3차원 움직임을 인식할 수도 있으며, 또는 근접 센서 (proximity sensor) 의 형태로서 소정 거리 이내의 물체의 존재 및 부존재를 인식할 수도 있다. 또한, 추가 입력부 (320) 는 또다른 터치스크린의 형태로서 부가될 수도 있다. 추가 입력부 (320) 의 형태를 예시를 통해 설명했지만, 반드시 위의 형태로 한정되는 것은 아니다.
도시된 실시형태에서, 예시적으로 장치 (300) 는 터치스크린 (310) 에 의한 출력 외에 추가 출력부 (330) 를 포함할 수도 있다. 추가 출력부 (330) 는 스피커로서 장치의 출력을 사운드 신호의 형태로 발생시킬 수도 있다. 추가 출력부 (330) 는 LED, 또는 스크린으로서 장치의 출력을 광학적 신호의 형태로 발생시킬 수도 있다. 추가 출력부 (330) 는 진동 모터로서 장치의 출력을 진동 신호의 형태로 발생시킬 수도 있다. 추가 출력부 (330) 의 형태를 예시를 통해 설명했지만, 반드시 위의 형태로 한정되는 것은 아니다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치스크린에 포함된 터치 센싱 장치 (400) 를 도시한다. 예시적인 일 실시형태에서 터치 센싱 장치 (400) 는 기판 (410) 상에 형성되어 사용자의 접촉을 감지하는 터치 센서 (420), 터치 센서 (420) 에서 발생된 전류 또는 전압 신호를 제어부에 전달하는 연결 회로 (430), 및 전달된 전압 신호를 통하여 사용자의 접촉에 대한 위치, 속도, 방향 등을 검출하는 제어 회로 (440) 를 포함할 수도 있다.
도시된 실시형태에서, 예시적으로 기판 (410) 은 터치 센싱 장치 (400) 를 지지하고, 복수의 터치 센서 (420) 를 배열하기 위해 사용된다. 기판 (410) 은 그 아래에 형성되는 화면 출력을 투과시키기 위하여 투명 또는 반투명의 재질을 갖는 유리나 플라스틱 등으로 구현될 수도 있으나, 이러한 예에 한정되지 않고 불투명하거나 다른 소재를 통하여 구현될 수도 있다.
도시된 실시형태에서, 예시적으로 터치 센서 (420) 는 산화인듐주석 (ITO) 으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 전도성이 높은 동시에 투명하거나, 반투명하거나, 또는 불투명한 재료로 구성될 수도 있다. 터치 센서 (420) 의 표면에는 연결 회로 (430) 를 통하여 전류가 흐르는 상태가 유지되는데, 사용자의 손가락 또는 도전체 등의 접촉체가 접촉되는 순간 터치 센서 (420) 의 표면에 흐르던 전자가 접촉체를 통해 몸 안으로 흐르게 된다. 일 실시형태에서, 터치 센서 (420) 는 대칭되는 복수의 다각형 형태의 패턴을 갖는다.
도시된 실시형태에서, 예시적으로 연결 회로 (430) 는 터치 센서 (420) 에 전류를 공급하는 동시에 접촉에 의해 터치 센서 내부에 발생하는 정전 용량의 변화에 의한 감지 신호를 제어 회로 (440) 에 전달한다. 연결 회로 (430)는 기판 (410) 상에 형성될 수도 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고 기판 외에 다른 부분에 형성되고 터치 센서 (420) 와 별도의 배선을 통해 연결되는 구성일 수도 있다. 또한, 연결 회로 (430) 는 기판상에 형성되는 배선 패턴의 일 형태일 수도 있다.
도시된 실시형태에서, 예시적으로 제어 회로 (440) 는 접촉에 의해 발생된 감지 신호를 통하여, 터치 센서 (420) 의 평면상에서 접촉된 좌표 또는 접촉 위치를 산출한다. 제어 회로 (440) 는 접촉 위치의 검출뿐만 아니라 접촉 시간을 함께 고려함으로써 접촉의 이동 방향, 또는 접촉의 제스처를 결정할 수도 있다. 또한, 제어 회로 (440) 는 하나 이상의 접촉에 대한 복수의 감지 신호를 통하여, 복수의 접촉 위치, 접촉의 이동 방향, 또는 접촉의 제스처를 결정할 수도 있다. 상술한 실시형태에서 접촉에 대한 정보로서 위치, 이동방향, 및 제스처의 예시를 들었지만 이에 한정되지 않고, 제어 회로 (440) 는 다른 입력 정보 또는 상태 정보들과 결합하여 결정될 수 있는 다양한 정보를 검출, 결정, 제어 등을 수행할 수도 있다. 또한, 제어 회로 (440) 는 터치 센서의 배열에 따라 복수의 회로로 구성될 수도 있다. 또한, 제어 회로 (440) 는 반드시 터치 센싱 장치 (400) 내에 배치될 필요는 없고 상술한 터치스크린 입력을 갖는 장치 (300) 내의 제어 장치에서 그 역할을 담당할 수도 있다.
도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치 센서의 패턴 (500) 을 도시한다. 예시적인 일 실시형태에 있어서, 일축 방향은 도시된 바와 같이 터치 센서의 패턴이 이루는 평면상에서 x 축으로 정의될 수도 있다.
도시된 실시형태에서, 예시적으로 터치 센서의 패턴 (500) 은 일축 방향으로 연장되고, 일축 방향의 제 1 종단 측에 위치한 제 1 종단부 (510), 제 1 종단 측의 타측에 있는 제 2 종단 측에 위치한 제 2 종단부 (520), 및 제 1 종단부와 제 2 종단부 사이에 접하는 중간부 (530) 를 포함한다. 터치 센서의 패턴 (500) 은 제 1 종단부 (510) 및 제 2 종단부 (520) 의 일축 방향과 나란한 변들 (511, 521) 은 이러한 변들 (511, 521) 과 연결되면서 일축 방향과 나란한 중간부의 변 (531) 과 기울기가 상이할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 도 2a 에 도시된 삼각형 방식에서는 터치 센서의 패턴의 양 단부를 이루는 삼각형의 꼭지점 근방에서 빗변과 밑변사이의 거리가 극히 감소됨을 알 수 있다. 따라서, 삼각형 방식에서 삼각형의 빗변 양단의 꼭지점 근방에서는 접촉에 의한 정전 용량의 변화가 검출되기 곤란하고, 나아가 근방의 접촉 위치 및 시간에 따른 접촉의 이동도 검출되기 곤란하다. 이러한 문제점은 접촉된 좌표값을 정확하게 인식하기 위하여 터치 센서의 패턴의 형태를 소정의 기울기를 갖는 빗변을 포함하는 삼각형으로 형성함으로 인해 꼭지점의 양단에 급격한 기울기가 형성되는데 기인한다. 또한, 도 2b 에 도시된 사다리꼴 방식에서는 사다리꼴의 빗변의 기울기가 삼각형 방식에 비하여 완만해지기 때문에 빗변 양단의 꼭지점 근방의 접촉 위치를 검출할 수 있으나, 빗변의 완만한 기울기 때문에 위치에 따른 정전 용량의 변화가 미미하여 전체적으로 좌표값의 센싱이 어려우며 멀티 터치 입력에 대해 정확한 접촉 위치 및 접촉 여부 판단에 용이하지 않다. 이러한 문제점은 꼭지점 근방의 좌표값을 인식하기 위해 터치 센서의 패턴의 형태를 소정의 기울기를 갖는 빗변을 포함하는 사다리꼴을 형성함으로 인해 빗변의 기울기가 완만하게 형성되는데 기인한다.
도시된 실시형태에서, 예시적으로 본 발명의 터치 센서의 패턴 (500) 은 제 1 종단부 (510) 및 제 2 종단부 (520) 의 일축 방향과 나란한 변들 (511, 521) 을 이러한 변들 (511, 521) 과 연결되며 일축 방향과 나란한 중간부의 변 (531) 과 기울기가 상이하게 형성하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 터치 센서의 패턴 (500) 은 양 단부측의 변들 (511, 521) 의 기울기가 완만함에 따라, 삼각형 방식과 달리 양 단부측 꼭지점 근방에서 접촉 위치 및 접촉 이동을 검출할 수 있다. 또한, 터치 센서의 패턴 (500) 은 중간부의 변 (531) 의 기울기가 급격함에 따라, 사다리꼴 방식과 달리 전체적으로 정확한 좌표값의 센싱이 가능하고 멀티 터치 입력에 대해 정확한 접촉 위치 및 접촉 여부 판단이 가능하다.
도시된 실시형태에서, 예시적으로 터치 센서의 패턴 (500) 은 일축 방향과 나란하며 서로 연결된 제 1 종단부, 제 2 종단부, 및 중간부의 변들 (511, 521, 531) 이 중간부의 변의 중심을 기준으로 점대칭의 형태를 갖는 것을 특징으로 할 수도 있다. 따라서, 상술된 형태의 패턴을 갖는 터치 센서들을 소정의 일정한 간격을 두고 복수로 배치할 수도 있다.
도시된 실시형태에서, 예시적으로 제 1 종단부 및 제 2 종단부의 변들 (511, 521) 이 일축 방향과 평행하고, 제 1 종단부 (510) 및 제 2 종단부 (520) 의 형태가 직사각형의 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.
도시된 실시형태에서, 예시적으로 제 1 종단부 및 제 2 종단부의 변들 (511, 521) 의 길이는 터치 센서의 사이즈에 따라 양측 종단부에서 접촉 좌표를 정확히 인식할 수 있는 동시에 중간부의 빗변의 기울기를 충분히 확보할 수 있는 정도로 설정할 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 제 1 종단부 및 제 2 종단부의 변들 (511, 521) 의 길이는 각각 터치 센서의 x축 방향의 전체 길이의 50 % 이하일 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 제 1 종단부 및 제 2 종단부의 변들 (511, 521) 의 길이는 각각 터치 센서의 x축 방향의 전체 길이의 25 % 이하일 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 제 1 종단부 및 제 2 종단부의 변들 (511, 521) 의 길이는 각각 터치 센서의 x축 방향의 전체 길이의 5 % 이상일 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 제 1 종단부 및 제 2 종단부의 변들 (511, 521) 의 길이는 각각 터치 센서의 x축 방향의 전체 길이의 10 % 이상일 수도 있다. 상술한 실시형태에서 제 1 종단부 및 제 2 종단부의 변들 (511, 521) 의 길이에 대해 한정하였으나, 이는 예시적인 것으로서 터치 센서의 사이즈에 따라 양측 종단부에서 접촉 좌표를 정확히 인식할 수 있는 동시에 중간부의 빗변의 기울기를 충분히 확보할 수 있는 길이라면 어떠한 길이를 갖더라도 무방하다.
도 6 은 본 발명의 또다른 실시형태에 따른 터치 센서의 패턴 (600) 을 도시한다. 예시적인 일 실시형태에 있어서, 일축 방향은 도시된 바와 같이 터치 센서의 패턴이 이루는 평면상에서 x 축으로 정의될 수도 있다.
도시된 실시형태에서, 예시적으로 터치 센서의 패턴 (600) 은 일축 방향으로 연장되고, 일축 방향의 제 1 종단 측에 위치한 제 1 종단부 (610), 제 1 종단 측의 타측에 있는 제 2 종단 측에 위치한 제 2 종단부 (620), 및 제 1 종단부와 제 2 종단부 사이에 접하는 중간부 (630) 를 포함한다. 터치 센서의 패턴 (600) 은 제 1 종단부 (610) 및 제 2 종단부 (620) 의 일축 방향과 나란한 변들 (611, 621) 은 이러한 변들 (611, 621) 과 연결되면서 일축 방향과 나란한 중간부의 변 (631) 과 기울기가 상이한 동시에, 제 1 종단부 (610) 및 제 2 종단부 (620) 의 일축 방향과 나란한 변들 (612, 622) 은 이러한 변들 (612, 622) 과 연결되면서 일축 방향과 나란한 중간부의 변 (632) 과 기울기가 상이할 수도 있다.
도시된 실시형태에서, 예시적으로 본 발명의 터치 센서의 패턴 (600) 은 상술한 본 발명의 터치 센서의 패턴 (500) 에 비해 중간부의 일축 방향과 나란한 변들 (631, 632) 상호 간의 상대적인 기울기가 더욱 증가됨으로써 전체적으로 보다 더 정확한 좌표값의 센싱, 및 멀티 터치 입력에 대한 보다 더 정확한 접촉 위치 및 접촉 여부 판단이 가능하다.
도 7 은 본 발명의 또다른 실시형태에 따른 터치 센서의 패턴 (700) 을 도시한다. 예시적인 일 실시형태에 있어서, 일축 방향은 도시된 바와 같이 터치 센서의 패턴이 이루는 평면상에서 x 축으로 정의될 수도 있다.
도시된 실시형태에서, 예시적으로 터치 센서의 패턴 (700) 의 제 1 종단부 (710) 및 제 2 종단부 (720) 는 도 5 에 도시된 형태와 동일하고, 중간부 (730) 의 일축 방향과 나란한 변 (731) 은 복수의 기울기를 갖는 변들 (731a, 731b) 을 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 터치 센서의 사이즈나 x 축 방향의 길이, 또는 y 축 방향의 길이 등에 따라 중단부의 복수의 기울기를 갖는 변들의 갯수 및 기울기의 크기를 적절하게 선택할 수도 있다.
일 실시형태에서 터치 센서의 패턴 (700) 의 중단부 (730) 의 일축 방향과 나란한 변 (731) 은 복수의 기울기를 갖는 변들을 포함하는 대신에, 곡선의 형태로 이루어질 수도 있다. 이러한 경우에는 복수의 기울기를 갖는 변들의 갯수는 무한대로 표현될 수도 있다.
바람직하게는, 상술한 도 7의 실시형태에서 도시된 다각형의 형태가 상호 대응되며 각 형태들이 일정한 간격을 유지하며 배치될 수 있도록 변들의 기울기 및 개수가 정해진다.
도 8 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 터치스크린에 포함된 터치 센서의 패턴을 형성하는 방법 (800) 을 도시한다.
도시된 실시형태에서, 단계 810 에서 터치 센서가 실질적으로 지지되는 기판을 배치한다. 일 실시형태에서 기판은 투명 또는 반투명의 재질을 갖는 유리나 플라스틱 등으로 구현될 수도 있으나, 이러한 예에 한정되지 않고 불투명하거나 다른 소재를 통하여 구현될 수도 있다.
그 다음, 단계 820 에서 배치된 기판상에 전도성이 높은 물질을 도포한다. 일 실시형태에서 전도성이 높은 물질은 산화인듐주석 (ITO) 으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 투명하거나, 반투명하거나, 또는 불투명한 임의의 물질일 수도 있다. 전도성이 높은 물질들의 투명이나 불투명 정도는 실시형태에 따라 당업자에 의해 용이하게 선택되어 진다.
다음으로, 단계 830 에서 기판상에 도포된 전도성이 높은 물질을 소정의 형태로 패터닝한다. 일 실시형태에서 소정의 형태는 하나의 터치 센서의 패턴을 반복하여 배치한 형태로서, 이러한 패터닝을 통하여 기판상에 터치 센서를 이루는 복수의 감지 전극을 형성할 수도 있다. 일 실시형태에서 소정의 형태는 도 5에 도시된 6각형 형태의 터치 센서의 패턴을 반복하여 배치한 형태이다. 일 실시형태에서 소정의 형태는 도 6에 도시된 8각형 형태의 터치 센서의 패턴을 반복하여 배치한 형태이다. 일 실시형태에서 소정의 형태는 도 7에 도시된 터치 센서의 패턴과 같이 중간부의 변이 복수의 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 형태이다.
본원에서 사용된 임의의 예시, 또는 임의의 실시형태는 다른 예시들 또는 실시형태들에 비하여 반드시 바람직하거나 유리한 것으로서 해석할 필요는 없다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한, 본 발명의 바람직한 실시형태를 다양하게 변경 및 개량할 수 있음이 당업자에게는 자명하다. 따라서, 본 발명은 특허 청구 범위와 그 균등물에 상응하는 최광의의 변경 및 개량을 포함한다.
Claims (22)
- 일축 방향으로 연장된 터치 센서로서,
상기 일축 방향의 제 1 종단 측에 위치한 제 1 종단부;
상기 제 1 종단 측의 타측에 있는 제 2 종단 측에 위치한 제 2 종단부; 및
상기 제 1 종단부와 상기 제 2 종단부 사이에 접하는 중간부를 포함하고,
상기 일축 방향으로 연장된 상기 중간부의 제 1 변은, 상기 중간부의 제 1 변과 연결되며 상기 일축 방향으로 연장된 상기 제 1 종단부의 제 1 변 및 상기 제 2 종단부의 제 1 변 중 적어도 하나의 변과 기울기가 상이한, 터치 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 중간부의 제 1 변의 기울기는 상기 적어도 하나의 변의 기울기보다 상기 일축 방향에 대해 더 큰, 터치 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 중간부의 제 1 변은 복수의 기울기를 갖는 복수의 변들을 포함하는, 터치 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 종단부의 제 1 변과 상기 제 2 종단부의 제 1 변은 길이가 서로 동일한, 터치 센서. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 종단부의 제 1 변과 상기 제 2 종단부의 제 1 변은 기울기가 서로 동일한, 터치 센서. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 종단부의 제 1 변과 상기 제 2 종단부의 제 1 변은 모두 상기 일축 방향과 평행한, 터치 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 일축 방향으로 연장되며 상기 제 1 종단부의 제 1 변의 측과 상이한 타측에 형성되는 상기 제 1 종단부의 제 2 변, 상기 제 1 종단부의 제 2 변과 연결되는 상기 중간부의 제 2 변, 및 상기 중간부의 제 2 변과 연결되는 상기 제 2 종단부의 제 2 변은 하나의 직선을 이루는, 터치 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 일축 방향으로 연장되며 상기 제 중간부의 제 1 변의 측과 상이한 타측에 형성되는 상기 제 중간부의 제 2 변은, 상기 중간부의 제 2 변과 연결되며 상기 일축 방향으로 연장된 상기 제 1 종단부의 제 2 변 및 상기 제 2 종단부의 제 2 변 중 적어도 하나의 변과 기울기가 상이한, 터치 센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 터치 센서의 형태는 n 각형이고, n 은 6 이상의 자연수인, 터치 센서. - 일축 방향으로 연장되며 접촉을 감지하는 복수의 감지부를 포함하고,
상기 복수의 감지부 중 적어도 하나는,
상기 일축 방향의 제 1 종단 측에 위치한 제 1 종단부;
상기 제 1 종단 측의 타측에 있는 제 2 종단 측에 위치한 제 2 종단부; 및
상기 제 1 종단부와 상기 제 2 종단부 사이에 접하는 중간부를 포함하고,
상기 일축 방향으로 연장된 상기 중간부의 제 1 변은, 상기 중간부의 제 1 변과 연결되며 상기 일축 방향으로 연장된 상기 제 1 종단부의 제 1 변 및 상기 제 2 종단부의 제 1 변 중 적어도 하나의 변과 기울기가 상이한, 터치 센싱 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 중간부의 제 1 변은 복수의 기울기를 갖는 복수의 변들을 포함하는, 터치 센싱 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 복수의 감지부 중 적어도 일부는 인접한 감지부와 대응되는 형상을 갖는, 터치 센싱 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 복수의 감지부로부터 발생되는 감지 신호를 수신받고 상기 감지 신호를 기초로 감지 정보를 생성하는 제어부를 더 포함하는, 터치 센싱 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 복수의 감지부로부터 발생되는 감지 신호를 상기 제어부에 전달하는 연결부를 더 포함하는, 접촉 감지 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 감지 정보는 감지된 접촉의 위치 정보인, 터치 센싱 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 감지 정보는 감지된 접촉의 이동 방향 정보인, 터치 센싱 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 감지 정보는 감지된 접촉의 이동 속도 정보인, 터치 센싱 장치. - 터치 센싱 장치를 제조하는 방법으로서,
기판을 배치하는 단계;
상기 기판 상에 전도성을 갖는 물질을 도포하는 단계; 및
상기 전도성을 갖는 물질을 소정의 형태가 복수로 배치되도록 패터닝하여 복수의 감지 전극을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 소정의 형태는,
상기 일축 방향의 제 1 종단 측에 위치한 제 1 종단부;
상기 제 1 종단 측의 타측에 있는 제 2 종단 측에 위치한 제 2 종단부; 및
상기 제 1 종단부와 상기 제 2 종단부 사이에 접하는 중간부를 포함하고,
상기 일축 방향으로 연장된 상기 중간부의 제 1 변은, 상기 중간부의 제 1 변과 연결되며 상기 일축 방향으로 연장된 상기 제 1 종단부의 제 1 변 및 상기 제 2 종단부의 제 1 변 중 적어도 하나의 변과 기울기가 상이한, 터치 센싱 장치를 제조하는 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 중간부의 제 1 변은 복수의 기울기를 갖는 복수의 변들을 포함하는, 터치 센싱 장치를 제조하는 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 복수의 감지 전극 중 적어도 일부는 인접한 감지 전극과 대응되는 형상을 갖는, 터치 센싱 장치. - 제 18 항에 있어서,
상기 기판은 투명한 유리 또는 플라스틱을 포함하는, 터치 센싱 장치를 제조하는 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 전도성을 갖는 물질은 산화인듐주석 (ITO) 인, 터치 센싱 장치를 제조하는 방법.
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|---|---|---|---|---|
| KR20160143276A (ko) * | 2015-06-05 | 2016-12-14 | 주식회사 지니틱스 | 기생 커패시턴스를 감소시키는 터치패널 |
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