KR20140140701A - 무베젤 센서 패널 - Google Patents

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KR20140140701A
KR20140140701A KR1020130061381A KR20130061381A KR20140140701A KR 20140140701 A KR20140140701 A KR 20140140701A KR 1020130061381 A KR1020130061381 A KR 1020130061381A KR 20130061381 A KR20130061381 A KR 20130061381A KR 20140140701 A KR20140140701 A KR 20140140701A
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sensor electrodes
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electrodes
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김재경
이광식
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(주)인터플렉스
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Abstract

제 1 기판; 상기 제 1 기판 상에 제 1 방향으로 연장된 복수개의 제 1 센서전극; 상기 제 1 센서전극 상에 형성된 제 2 기판; 및 상기 제 2 기판 상에 상기 제 1 방향과 교차하는 방향으로 연장된 복수개의 제 2 센서전극;을 포함하며, 상기 각각의 제 1 센서전극은 스트립(Strip) 형태이며, 상기 각각의 제 1 센서전극의 일단은 구동부와 전기적으로 연결되며, 상기 각각의 제 1 센서전극의 타단은 플로팅 되며, 상기 각각의 제 2 센서전극은 제 1 단부에서 시작해서 제 2 단부에서 끝나는 스트립(Strip) 형태이며, 상기 제 1 단부는 상기 제 1 방향과 교차되는 상기 제 2 기판의 변을 따라 배열되며, 상기 제 2 단부는 상기 제 1 방향과 평행한 상기 제 2 기판의 변을 따라 배열되며, 상기 제 1 단부는 구동부와 전기적으로 연결되며, 상기 제 2 단부는 플로팅 되는 것을 특징으로 하는 센서 패널을 제공한다.

Description

무베젤 센서 패널{BEZELESS SENSOR PANEL}
본 발명은 터치 패널용 센서 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사선 방향으로 센서전극을 형성하여 무베젤이 가능한 센서 패널 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
종래 정전 용량 방식의 터치 센서 패널은 일반적으로 다층 구조를 갖는다. 예컨대, x축 방향으로 배치된 전극 및 상기 x축과 직교된 y축 방향으로 배치된 전극을 포함하고, 상기 x축 방향으로 배치된 전극과 상기 y축 방향으로 배치된 전극 사이에 절연층이 배치된다.
상기와 같이 전극이 배치될 경우, x축 양단 및 y축 양단에 배선이 구비되어야 한다. 이를 위해서 상기 x축 양단 및 상기 y축 양단에 배선을 구비하기 위한 공간을 구비하여야 한다. 이러한 패널의 양단부에서 화면이 존재하지 않는 모서리 부를 베젤(bezel)이라고도 하는데, 상기 배선을 위해서는 상기 베젤이 상기 배선들을 수용할 수 있을 만큼 이상의 폭을 가져야 한다.
그런데 전자기기에서 기구의 크기는 작게 하면서 화면을 크게 하기 위하여 베젤부의 면적을 최소화 할 필요가 있다. 이에 최근 전자기기 분야에서는 베젤부의 면적을 최소화하려는 연구가 이루어지고 있다.
본 발명의 일례에서는 센서패널 테두리부에 배선이 필요 없고 발진 방식이 적용된 센서패널을 제안하고자 한다.
본 발명의 일예에서는 제 1 기판; 상기 제 1 기판 상에 제 1 방향으로 연장된 복수개의 제 1 센서전극; 상기 제 1 센서전극 상에 형성된 제 2 기판; 및 상기 제 2 기판 상에 상기 제 1 방향과 교차하는 방향으로 연장된 복수개의 제 2 센서전극;을 포함하며, 상기 각각의 제 1 센서전극은 스트립(Strip) 형태이며, 상기 각각의 제 1 센서전극의 일단은 구동부와 전기적으로 연결되며, 상기 각각의 제 1 센서전극의 타단은 플로팅 되며, 상기 각각의 제 2 센서전극은 제 1 단부에서 시작해서 제 2 단부에서 끝나는 스트립(Strip) 형태이며, 상기 제 1 단부는 상기 제 1 방향과 교차되는 상기 제 2 기판의 변을 따라 배열되며, 상기 제 2 단부는 상기 제 1 방향과 평행한 상기 제 2 기판의 변을 따라 배열되며, 상기 제 1 단부는 구동부와 전기적으로 연결되며, 상기 제 2 단부는 플로팅 되는 것을 특징으로 하는 센서 패널을 제공한다.
본 발명의 일예에 따르면 상기 제 1 방향과 상기 제 2 센서전극이 이루는 각도가 20도 내지 70도 범위일 수 있다.
본 발명의 일예에 따르면 상기 제 2 센서전극들 사이에 복수개의 더미전극이 형성될 수 있다.
본 발명의 일예에 따르면 상기 복수개의 제 1 센서전극의 총 면적과 상기 복수개의 제 2 센서전극의 총면적이 서로 다를 수 있다.
본 발명의 일예에 따르면 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판은 고분자 필름, 플라스틱 또는 유리 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일예에서는 제 1 기판 상에 제 1 방향으로 복수개의 제 1 센서전극을 스트립(Strip) 형태로 형성하는 단계; 상기 제 1 센서전극의 일단을 구동부와 전기적으로 연결하고, 상기 제 1 센서전극의 타단을 플로팅 시키는 단계; 제 2 기판 상에 상기 제 1 방향과 교차하는 방향으로 복수개의 제 2 센서전극을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 합지하는 단계;를 포함하며, 상기 복수개의 제 2 센서전극을 형성하는 단계는, 상기 각각의 제 2 센서전극을 제 1 단부에서 시작해서 제 2 단부에서 끝나는 스트립(Strip) 형태로 형성하는 단계; 상기 제 1 단부를 상기 제 1 방향과 교차되는 상기 제 2 기판의 변을 따라 형성하는 단계; 상기 제 2 단부를 상기 제 1 방향과 평행한 상기 제 2 기판의 변을 따라 형성하는 단계; 및 상기 제 1 단부를 구동부와 전기적으로 연결하고, 상기 제 2 단부를 플로팅 시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 패널의 제조방법을 제공한다.
본 발명에서는 베젤이 필요 없는 이중층 센서 패널을 제공한다. 그 결과, 상기 센서 패널의 제조 공정이 간단해지고, 센서전극의 얼라인 셋팅에 유리하고, 베젤이 없어서 화면을 크게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패널(100), 센서 연결부(300), 신호출력부(400), 신호 연결부(500) 및 구동부(600)를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 센서전극(210)의 구조를 설명하기 위한 도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제 2 센서전극(220, 230)의 구조를 설명하기 위한 도이다.
도 4는 도 3의 A 부분을 확대하여 더미전극(240)을 설명하기 위한 도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 2 센서전극(220,230)의 구조를 설명하기 위한 도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서패널(100)의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 센서전극(210), 센서 연결부(300), 신호출력부(400), 신호연결부(500) 및 구동부(600)간의 연결 관계를 보여주는 도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제 2 센서전극(220,230), 센서 연결부(300), 신호출력부(400), 신호연결부(500) 및 구동부(600)간의 연결 관계를 보여주는 도이다.
도 9a는 본 발명의 일실시예에 따른 기준 주파수를 나타낸 도이다.
도 9b는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 발생시 주파수를 나타낸 도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 위치를 판단하는 과정을 설명하기 위한 도이다.
도 11a는 도 10과 같이 터치가 이루어진 경우 상기 제 2 회로부(420)에서 출력되는 주파수를 나타낸 그래프이다.
도 11b는 도 10과 같이 터치가 이루어진 경우 상기 제 3 회로부(430)에서 출력되는 주파수를 나타낸 그래프이다.
도 11c는 도 10과 같이 터치가 이루어진 경우 상기 제 1 회로부(410)에서 출력되는 주파수를 나타낸 그래프이다.
도 11d는 도 10과 같이 터치가 이루어진 경우 상기 제 1 회로부(410)에서 출력되는 주파수를 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패널의 터치 인식 과정을 설명하는 순서도이다.
이하, 구체적인 도면을 참조하여 본 발명의 예들을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 설명하는 실시예나 도면들로 한정되는 것은 아니다. 이하에서 설명되는 내용과 도면에 도시된 실시예들로부터 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 표현하기 위해 사용된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
참고로, 상기 도면에서는, 이해를 돕기 위하여 각 구성요소와 그 형상 등이 간략하게 그려지거나 또는 과장되어 그려지기도 하였다. 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.
또한, 어떤 층이나 구성요소가 다른 층이나 또는 구성요소의 '상'에 있다 라고 기재되는 경우에는, 상기 어떤 층이나 구성요소가 상기 다른 층이나 구성요소와 직접 접촉하여 배치된 경우뿐만 아니라, 그 사이에 제3의 층이 개재되어 배치된 경우까지 모두 포함하는 의미이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패널(100), 센서 연결부(300), 신호출력부(400), 신호 연결부(500) 및 구동부(600)를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 터치 센서 패널은 센서 패널(100), 센서 연결부(300), 신호출력부(400), 신호 연결부(500) 및 구동부(600)를 포함한다.
센서 연결부(300), 신호출력부(400), 신호 연결부(500) 및 구동부(600)는 상기 센서 패널(100)에 형성된 상기 복수개의 제 1 센서전극(210) 및 복수개의 제 2 센서전극(220,230)과 전기적으로 연결된다.
상기 센서 연결부(300)는 제 1 센서 연결부(301) 및 제 2 센서 연결부(302)를 포함한다.
상기 신호출력부(400)는 제 1 신호출력부(401) 및 제 2 신호출력부(402)를 포함한다.
한편 복수개의 제 2 센서전극은 두 개의 그룹으로 나뉠 수 있으며, 하나의 그룹은 하단부가 전기적으로 연결된 복수개의 제 2 센서전극이며 도면에서 220으로 나타내고 있고, 나머지 다른 하나의 그룹은 상단부가 전기적으로 연결된 복수개의 제 2 센서전극이며 도면에서 230으로 나타내고 있다. 이는 복수개의 제 2 센서전극을 사선방향으로 제작하고 무베젤을 형성하기 위한 구조이다.
센서패널(100)의 하단에 위치한 제 1 신호출력부(401)는 복수개의 제 1 센서전극(210)의 하단부와 제 1 센서연결부(301)를 통하여 연결된다. 또한 상기 제 1 신호출력부(401)는 복수개의 제 2 센서전극(220)의 하단부와 제 1 센서 연결부(301)를 통하여 연결된다.
센서패널(100)의 상단에 위치한 제 2 신호출력부(402)는 복수개의 제 2 센서전극(230)의 상단부와 제 2 센서 연결부(302)를 통하여 연결된다.
즉, 복수개의 제 1 센서전극(210)은 하단부만 전기적으로 연결되고, 복수개의 제 2 센서전극(220)은 하단부가 전기적으로 연결되고, 복수개의 제 2 센서전극(230)은 상단부가 전기적으로 연결된다. 따라서, 본 발명에 포함되는 센서전극들은 모두 어느 일단만 전기적으로 연결되고 타단은 플로팅된다.
상기 신호 연결부(500)는 제 1 신호 연결부(510), 제 2 신호연결부(520) 및 제 3 신호연결부(530)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 센서전극(210)의 구조를 설명하기 위한 도이다.
이하 도면에서는 도 2를 기준으로 센서 패널의 가로 방향을 제 2 방향, 세로 방향을 제 1 방향으로 가정하여 설명하도록 한다.
도 2를 참조하면 상기 센서패널(100)은 제 1 기판(110) 및 상기 제 1 기판(110) 상에 제 1 방향으로 연장된 복수개의 제 1 센서전극(210)을 포함한다.
상기 각각의 제 1 센서전극(210)은 스트립(Strip) 형태일 수 있으며, 상기 각각의 제 1 센서전극(210)의 일단은 구동부(600)와 전기적으로 연결되며, 상기 각각의 제 1 센서전극(210)의 타단은 플로팅 될 수 있다.
도 2에서 상기 복수개의 제 1 센서전극(210) 각각을 211, 212, 213, 214, 215, 216, 217, 218으로 나타내고 있다. 상기 제 1 센서전극(211 내지 218) 각각의 일단에는 제 1 회로연결선(311 내지 318)이 연결될 수 있다. 상기 복수개의 제 1 회로연결선(311 내지 318)을 통칭하여 310으로 나타낼 수 있다.
상기 연결관계로 인하여 상기 복수개의 제 1 센서전극(210)의 일단만 전기적으로 연결된다.
상기와 같이 제 1 센서전극(210)을 제 1 방향으로 길게 연장되어 형성하는 것은 일예에 불과하고, 상기 제 1 센서전극(210)을 제 1 방향과 사선방향으로 형성할 수 있다.
도 2에서는 센서 패널의 제 1 방향으로 8개의 제 1 센서전극(210)이 형성되어 있는 것을 예시하였지만, 상기 제 1 센서전극(210)의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 상기 제 1 센서전극(210)의 개수는 센서패널의 크기, 디스플레이의 용도 및 해상도에 따라 조절될 수 있다.
상기 제 1 기판(110)은 고분자 필름, 플라스틱 또는 유리 중 어느 하나에 의하여 형성될 수 있다.
또한 상기 제 1 센서전극(210), 제 1 회로연결선(310)은 도전성을 갖는 투명재료로 형성될 수 있다. 이러한 도전성을 갖는 투명재료로서 투명전도성 산화물(transparent conductive oxide; TCO)을 사용할 수 있다. 상기 투명전도성 산화물로서 ITO를 사용할 수 있으며, 이외에도 AZO, IZO, ZnO 등을 사용할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제 2 센서전극(220, 230)의 구조를 설명하기 위한 도이다.
도 3을 참조하면 상기 센서패널(100)은 상기 제 1 센서전극(210) 상에 형성된 제 2 기판(120); 및 상기 제 2 기판(120) 상에 상기 제 1 방향과 교차하는 방향으로 연장된 복수개의 제 2 센서전극(220, 230);을 포함한다.
도 3에서 상기 복수개의 제 2 센서전극(220) 각각을 221, 222, 223, 224, 225, 226, 227, 228으로 나타내고 있고, 상기 복수개의 제 2 센서전극(230) 각각을 231, 232, 233, 234, 235, 236, 237, 238으로 나타내고 있다. 상기 제 2 센서전극(220)은 각각 제 1 단부(221a 내지 228a)와 제 2 단부(221b 내지 228b)를 포함한다. 상기 제 1 단부(221a 내지 228a) 각각에는 제 2 회로연결선(321 내지 328)이 연결될 수 있다. 상기 복수개의 제 2 회로연결선(321 내지 328)을 통칭하여 320으로 나타낼 수 있다. 상기 제 1 단부(221a 내지 228a)를 통칭하여 220a로 나타낼 수 있다. 상기 제 2 단부(221b 내지 228b)를 통칭하여 220b로 나타낼 수 있다. 상기 제 2 센서전극(230)은 각각 제 1 단부(231a 내지 238a)와 제 2 단부(231b 내지 238b)를 포함한다. 상기 제 1 단부(231a 내지 238a) 각각의 일단에는 제 3 회로연결선(331 내지 338)이 연결될 수 있다. 상기 복수개의 제 3 회로연결선(331 내지 338)을 통칭하여 330으로 나타낼 수 있다. 상기 제 1 단부(231a 내지 238a)를 통칭하여 230a로 나타낼 수 있다. 상기 제 2 단부(231b 내지 238b)를 통칭하여 230b로 나타낼 수 있다.
상기 각각의 제 2 센서전극(220)은 제 1 단부(220a, 230a)에서 시작해서 제 2 단부(220b, 230b)에서 끝나는 스트립(Strip) 형태이며, 상기 제 1 단부(220a, 230a)는 상기 제 1 방향과 교차되는 상기 제 2 기판(120)의 변을 따라 배열되며, 상기 제 2 단부(220b, 230b)는 상기 제 1 방향과 평행한 상기 제 2 기판(120)의 변을 따라 배열되며, 상기 제 1 단부(220a, 230a)는 구동부(600)와 전기적으로 연결되며, 상기 제 2 단부(220b, 230b)는 플로팅 될 수 있다.
즉, 제 2 센서전극(220)은 제 1 단부(220a)만 전기적으로 연결되고 제 2 단부(220b)는 플로팅 되며, 제 2 센서전극(230)은 제 1 단부(230a)만 전기적으로 연결되고 제 2 단부(220b)는 플로팅 되므로, 발진방식의 센서패널 구동이 가능해진다. 자세한 발진방식의 구동방법은 후술한다.
상기와 같이 제 2 센서전극(220, 230)을 제 1 방향과 교차하는 방향으로 길게 연장되어 형성할 경우, 상기 제 1 방향과 상기 제 2 센서전극(220, 230)이 이루는 각도를 20도 내지 70도 범위에서 조정할 수 있다.
도 3에서는 8개의 제 2 센서전극(220, 230)이 형성되어 있는 것을 예시하였지만, 상기 제 2 센서전극(220, 230)의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 상기 제 2 센서전극(220, 230)의 개수는 센서패널의 크기, 디스플레이의 용도 및 해상도에 따라 조절될 수 있다.
상기 제 2 기판(120)은 고분자 필름, 플라스틱 또는 유리 중 어느 하나에 의하여 형성될 수 있다.
또한 상기 제 2 센서전극(220, 230), 제 2 회로연결선(320) 및 제 3 회로연결선(330)은 도전성을 갖는 투명재료로 형성될 수 있다. 이러한 도전성을 갖는 투명재료로서 투명전도성 산화물(transparent conductive oxide; TCO)을 사용할 수 있다. 상기 투명전도성 산화물로서 ITO를 사용할 수 있으며, 이외에도 AZO, IZO, ZnO 등을 사용할 수도 있다.
상기 제 1 센서전극(210) 및 제 2 센서전극(220, 230), 제 1 회로연결선(310), 제 2 회로연결선(320) 및 제 3 회로연결선(330)은 동일한 재료에 의하여 형성될 수도 있고, 서로 다른 재료에 의하여 형성될 수도 있다.
제조상의 편의성 등을 고려할 때 상기 제 1 센서전극(210) 및 제 2 센서전극(220), 제 1 회로연결선(310), 제 2 회로연결선(320) 및 제 3 회로연결선(330)은 동일한 재료로 형성될 수도 있다.
도 4는 도 3의 A 부분을 확대하여 더미전극(240)을 설명하기 위한 도이다.
도 4를 참조하면, 상기 제 2 센서전극(220, 230)들 사이에 복수개의 더미전극(240)이 형성될 수 있다. 상기 제 2 센서전극(220, 230) 사이 빈 공간을 더미전극(240)으로 채움으로써, 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 2 센서전극(220,230)의 구조를 설명하기 위한 도이다.
도 5를 참조하면, 도 5에 예시된 제 2 센서전극(220,230)은 도 3에 예시된 제 2 센서전극(220, 230)과 제 1 방향을 기준으로 좌우 대칭되게 형성될 수 있다. 즉, 제 2 센서전극(220, 230)이 제 1 방향과 20도 내지 70도의 각도 범위 내에서 다양하게 실시 될 수 있음을 보여주고 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서패널(100)의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서패털(100)은 제 1 기판(110), 상기 제 1 기판(110) 상에 제 1 방향으로 연장된 복수개의 제 1 센서전극(210), 상기 제 1 센서전극(210) 상에 형성된 제 2 기판(120) 및 상기 제 2 기판(120) 상에 상기 제 1 방향과 교차하는 방향으로 연장된 복수개의 제 2 센서전극(220, 230)을 포함한다. 상기 도 6을 통하여 전체적인 본 발명의 적층 구조를 나타내고 있다. 상기 제 1 센서전극(210) 사이에는 절연물질이 배치될 수 있고, 상기 제 2 센서전극(220, 230) 사이에는 더미전극(240)이 형성될 수 있다.
한편, 상기 복수개의 제 1 센서전극(210)의 총 면적과 상기 복수개의 제 2 센서전극(220, 230)의 총 면적이 서로 다를 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 센서전극(210), 센서 연결부(300), 신호출력부(400), 신호연결부(500) 및 연산부(600)간의 연결 관계를 보여주는 도이다.
상기 제 1 센서전극(210)의 말단은 제 1 회로연결선(310)을 통하여 제 1 회로부(410)와 연결된다. 제 1 회로부(410)는 제 1 신호연결부(511 내지 518)와 연결된다. 상기 제 1 신호연결부 511, 512, 513, 514, 515, 516, 517, 518은 510으로 통칭할 수 있다. 상기 제 1 신호연결부(510)는 구동부(600)와 연결된다. 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 센서전극(211)은 제 1 회로부(411)과 연결되고, 상기 제 1 회로부(411)는 제 1 신호연결부(511)을 통하여 구동부(600)와 연결된다. 나머지 제 1 센서전극(212 내지 218)도 제 1 센서전극(211)과 동일하게 순차적으로 구동부(600)와 연결된다.
상기 제 1 회로부(410)는 상기 제 1 센서전극(210)의 일단에만 배치된다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제 2 센서전극(220,230), 센서 연결부(300), 신호출력부(400), 신호연결부(500) 및 연산부(600)간의 연결 관계를 보여주는 도이다.
상기 제 1 단부(220a)는 제 2 회로연결선(320)을 통하여 제 2 회로부(420)와 연결된다. 제 2 회로부(420)는 제 2 신호연결부(521 내지 528)와 연결된다. 상기 제 2 신호연결부 521, 522, 523, 524, 525, 526, 527, 528은 520으로 통칭할 수 있다. 상기 제 2 신호연결부(520)는 구동부(600)와 연결된다. 따라서, 상기 제 1 단부(220a)만 전기적으로 연결되고, 제 2 단부(220b)는 전기적으로 차단된다.
상기 제 1 단부(230a)는 제 3 회로연결선(330)을 통하여 제 3 회로부(430)와 연결된다. 제 3 회로부(430)는 제 3 신호연결부(531 내지 538)와 연결된다. 상기 제 3 신호연결부 531, 532, 533, 534, 535, 536, 537, 538은 530으로 통칭할 수 있다. 상기 제 3 신호연결부(530)는 구동부(600)와 연결된다. 따라서, 상기 제 1 단부(230a)만 전기적으로 연결되고, 제 2 단부(230b)는 전기적으로 차단된다. 예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 제 2 센서전극(221)은 제 2 회로부(421)와 연결되며, 제 2 신호연결부(521)을 통하여 구동부(600)와 연결된다. 나머지 제 2 센서전극(222 내지 228, 231 내지 238)도 제 2 센서전극(221)과 동일하게 순차적으로 구동부(600)와 연결된다.
상기 도 7 및 도 8을 참조하여 상기 센서 패널(100)의 구동원리를 설명한다.
상기 제 1 회로부(410), 제 2 회로부(420) 및 제 3 회로부(430)는 전원이 인가되는 경우 일정한 주파수를 갖는 발진 신호가 출력되도록 설계된 발진회로이다. 따라서 상기 제 1 회로부(410), 제 2 회로부(420) 및 제 3 회로부(430)에서는 상기 제 1 센서전극(210) 및 제 2 센서전극(220, 230) 자체의 저항 및 커패시턴스에 의해 일정한 발진 신호가 출력되게 된다. 이때 발진 신호의 주파수를 기준 주파수라 한다.
상기 기준 주파수는 아래와 같이 표현될 수 있다.
[식1]
F(주파수) = a / [R(센서전극의 저항)]*[C(센서전극의 커패시턴스)](a:상수)
또한, 터치가 이루어진 경우, 상기 터치로 인해 상기 제 1 센서전극(210) 및 제 2 센서전극(220, 230)의 저항과 커패시턴스가 변하게 된다. 이에 따라 상기 제 1 회로부(410), 제 2 회로부(420) 및 제 3 회로부(430)에서 출력되는 발진 신호의 주파수 역시 변화하게 된다. 이때 발진 신호의 주파수를 터치 발생시 주파수라 한다.
상기 터치 발생시 주파수는 아래와 같이 표현될 수 있다.
[식2]
F(주파수) = a / {[Rt(터치부까지 센서전극의 저항)]*[Ct(접촉부까지 센서전극의 커패시턴스)+Ca(센서전극과 신체사이의 커패시턴스)+Cb(인체 커패시턴스)]} (a:상수)
상기 제 1 회로부(410), 제 2 회로부(420) 및 제 3 회로부(430)에서 출력된 발진 신호의 주파수 값은 상기 구동부(600)의 입력으로 된다. 상기 구동부(600)에서는 입력된 주파수의 변화를 이용하여 터치가 이루어진 위치를 파악하게 된다.
도 9a는 본 발명의 일실시예에 따른 기준 주파수를 나타낸 도이다. 도 9b는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 발생시 주파수를 나타낸 도이다. 예컨대, 상기 기준 주파수를 500khz로 설정한 경우, 터치 발생시 주파수는 480khz~490khz 범위로 나타날 수 있다. 상기 주파수 파형이 구형파(Square Wave)로 표현되어 있으나, 출력신호가 반드시 구형파 형태로 한정되는 것은 아니며, 사인파(Sine Wave), 삼각파(Triangle Wave) 등 다양한 형태의 출력신호가 될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 위치를 판단하는 과정을 설명하기 위한 도이다. 이하에서 도 10에서와 같이 T1과 T2에 터치가 이루어진 경우에 터치 위치를 판단하는 과정을 설명한다. 이하에서 상기 기준 주파수는 500khz로 한다.
터치 위치를 판단하는 과정은 상기 제 1 회로부(410)의 출력 신호의 주파수 변화량을 이용하여 주파수 변화가 일어난 제 1 센서전극(210)의 위치를 판단하고, 상기 제 2 회로부(420) 및 상기 제 3 회로부(430)의 출력 신호의 주파수 변화량을 이용하여 제 2 센서전극(220, 230)의 위치를 판단한다. 그 뒤, 상기 제 1 센서전극(210)의 위치와 상기 제 2 센서전극(220, 230)의 위치가 교차되는 위치를 최종 확인하는 단계를 거친다.
우선 상기 제 1 회로부(410), 제 2 회로부(420) 및 제 3 회로부(430)에 교대로 전원이 인가되어 발진 신호를 출력한다. 즉, 제 1 회로부(411), 제 2 회로부(421), 제 3 회로부(438), 제 1 회로부(412), 제 2 회로부(422), 제 3 회로부(437), 제 1 회로부(413), 제 2 회로부(423), 제 3 회로부(436)과 같은 순서로 전원이 순차적으로 인가된다. 터치가 없는 경우에는 각각의 회로부에서 기준 주파수 값이 출력된다. 또한, 터치가 발생한 경우에는 변화된 주파수 값이 출력된다.
도 11a는 도 10과 같이 터치가 이루어진 경우 상기 제 2 회로부(420)에서 출력되는 주파수를 나타낸 그래프이다. 도 11b는 도 10과 같이 터치가 이루어진 경우 상기 제 3 회로부(430)에서 출력되는 주파수를 나타낸 그래프이다. 도 11c는 도 10과 같이 터치가 이루어진 경우 상기 제 1 회로부(410)에서 출력되는 주파수를 나타낸 그래프이다. 도 11d는 도 10과 같이 터치가 이루어진 경우 상기 제 1 회로부(410)에서 출력되는 주파수를 나타낸 그래프이다.
도 11a의 그래프를 참조하면, 제 2 회로부(420)의 출력 신호의 주파수는 터치 지점과 근접한 제 2 회로부(425)에서 기준 주파수 대비 변화량이 가장 크게 나타나게 된다. 도 11b의 그래프를 참조하면, 제 3 회로부(430)의 출력 신호의 주파수는 터치 지점과 근접한 제 3 회로부(435)에서 기준 주파수 대비 변화량이 가장 크게 나타나게 된다. 도 11c의 그래프를 참조하면, 제 1 회로부(410)의 출력 신호의 주파수는 터치 지점과 근접한 제 1 회로부(413)에서 기준 주파수 대비 변화량이 가장 크게 나타나게 된다. 도 11d의 그래프를 참조하면, 제 1 회로부(410)의 출력 신호의 주파수는 터치 지점과 근접한 제 1 회로부(416)에서 기준 주파수 대비 변화량이 가장 크게 나타나게 된다.
따라서 도 10에서 멀티 터치(T1, T2)가 이루어진 위치는 기준 주파수 대비 변화량이 가장 크게 나타난 회로부((413,425), (416,435))의 위치로 판단될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패널의 터치 인식 과정을 설명하는 순서도이다. 본 발명에 따른 터치 인식 과정은, 상기 제 1 회로부(410)의 출력신호, 제 2 회로부(420) 및 제 3 회로부(430)의 출력신호를 감지하는 단계(S101), 상기 제 1 회로부(410), 제 2 회로부(420) 및 제 3 회로부(430) 출력신호의 주파수를 기준 주파수와 비교하는 단계(S102), 상기 비교를 통하여 터치가 발생한 x축 상의 위치를 판단하는 단계(S103), 상기 비교를 통하여 터치가 발생한 y축 상의 위치를 판단하는 단계(S104)를 포함하여 이루어진다.
이하, 상기 센서 패널(100)을 형성하는 방법에 대해서 설명한다.
제 1 기판(110) 상에 제 1 방향으로 복수개의 제 1 센서전극(210)을 스트립(Strip) 형태로 형성하는 단계; 상기 제 1 센서전극(210)의 일단을 구동부(600)와 전기적으로 연결하고, 상기 제 1 센서전극(210)의 타단을 플로팅 시키는 단계; 제 2 기판(120) 상에 상기 제 1 방향과 교차하는 방향으로 복수개의 제 2 센서전극(220, 230)을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 기판(110)과 상기 제 2 기판(120)을 합지하는 단계;를 포함하며, 상기 복수개의 제 2 센서전극(220, 230)을 형성하는 단계는, 상기 각각의 제 2 센서전극(220, 230)을 제 1 단부(220a, 230a)에서 시작해서 제 2 단부(220b, 230b)에서 끝나는 스트립(Strip) 형태로 형성하는 단계; 상기 제 1 단부(220a, 230a)를 상기 제 1 방향과 교차되는 상기 제 2 기판(120)의 변을 따라 형성하는 단계; 상기 제 2 단부(220b, 230b)를 상기 제 1 방향과 평행한 상기 제 2 기판(120)의 변을 따라 형성하는 단계; 및 상기 제 1 단부(220a, 230a)를 구동부(600)와 전기적으로 연결하고, 상기 제 2 단부(220b, 230b)를 플로팅 시키는 단계를 포함한다.
이상에서 설명된 센서패널 및 그의 제조방법의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 보호범위는 본 발명 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등예를 포함할 수 있다.
100 : 센서 패널 110 : 제 1 기판
120 : 제 2 기판
210 : 제 1 센서전극 220, 230 : 제 2 센서전극
220a, 230a : 제 1 단부 220b, 230b : 제 2 단부
240 : 더미전극
300 : 센서 연결부
301 : 제 1 센서 연결부(310, 320) 302 : 제 2 센서 연결부(330)
310 : 제 1 회로연결선 320 : 제 2 회로연결선
330 : 제 3 회로연결선
400 : 신호출력부
401 : 제 1 신호출력부(410, 420) 402 : 제 2 신호출력부(430)
410 : 제 1 회로부 420 : 제 2 회로부
430 : 제 3 회로부
500 : 신호연결부
510 : 제 1 신호연결부 520 : 제 2 신호연결부
530 : 제 3 신호연결부
600 : 구동부

Claims (6)

  1. 제 1 기판;
    상기 제 1 기판 상에 제 1 방향으로 연장된 복수개의 제 1 센서전극;
    상기 제 1 센서전극 상에 형성된 제 2 기판; 및
    상기 제 2 기판 상에 상기 제 1 방향과 교차하는 방향으로 연장된 복수개의 제 2 센서전극;을 포함하며,
    상기 각각의 제 1 센서전극은 스트립(Strip) 형태이며, 상기 각각의 제 1 센서전극의 일단은 구동부와 전기적으로 연결되며, 상기 각각의 제 1 센서전극의 타단은 플로팅 되며,
    상기 각각의 제 2 센서전극은 제 1 단부에서 시작해서 제 2 단부에서 끝나는 스트립(Strip) 형태이며, 상기 제 1 단부는 상기 제 1 방향과 교차되는 상기 제 2 기판의 변을 따라 배열되며, 상기 제 2 단부는 상기 제 1 방향과 평행한 상기 제 2 기판의 변을 따라 배열되며, 상기 제 1 단부는 구동부와 전기적으로 연결되며, 상기 제 2 단부는 플로팅 되는 것을 특징으로 하는 센서 패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 방향과 상기 제 2 센서전극이 이루는 각도가 20도 내지 70도 범위 인 것을 특징으로 하는 센서패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 센서전극들 사이에 복수개의 더미전극이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 센서패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 제 1 센서전극의 총 면적과 상기 복수개의 제 2 센서전극의 총면적이 서로 다른 것을 특징으로 하는 센서 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판은 고분자 필름, 플라스틱 또는 유리 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 센서 패널.
  6. 제 1 기판 상에 제 1 방향으로 복수개의 제 1 센서전극을 스트립(Strip) 형태로 형성하는 단계;
    상기 제 1 센서전극의 일단을 구동부와 전기적으로 연결하고, 상기 제 1 센서전극의 타단을 플로팅 시키는 단계;
    제 2 기판 상에 상기 제 1 방향과 교차하는 방향으로 복수개의 제 2 센서전극을 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 합지하는 단계;를 포함하며,
    상기 복수개의 제 2 센서전극을 형성하는 단계는,
    상기 각각의 제 2 센서전극을 제 1 단부에서 시작해서 제 2 단부에서 끝나는 스트립(Strip) 형태로 형성하는 단계;
    상기 제 1 단부를 상기 제 1 방향과 교차되는 상기 제 2 기판의 변을 따라 형성하는 단계;
    상기 제 2 단부를 상기 제 1 방향과 평행한 상기 제 2 기판의 변을 따라 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 단부를 구동부와 전기적으로 연결하고, 상기 제 2 단부를 플로팅 시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 패널의 제조방법.
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