KR20150051719A - 터치패널센서 - Google Patents

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KR20150051719A
KR20150051719A KR1020130133572A KR20130133572A KR20150051719A KR 20150051719 A KR20150051719 A KR 20150051719A KR 1020130133572 A KR1020130133572 A KR 1020130133572A KR 20130133572 A KR20130133572 A KR 20130133572A KR 20150051719 A KR20150051719 A KR 20150051719A
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박철
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(주)삼원에스티
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Abstract

슬림화에 기여할 수 있으며, 구조 및 제조공정을 간소화할 수 있는 터치패널센서이 개시된다. 디스플레이 상부에 배치되어 대상체의 접촉위치를 감지하는 터치패널센서는, 디스플레이의 전체 영역에 대응하는 RF(radio frequency) 신호를 동시에 발생하는 공통 트랜스미터 채널(general transmitter channel); 제1방향을 따라 이격되게 배치되며, RF 신호에 대응하여 제1방향을 따른 대상체의 터치를 감지하는 제1리시버 채널(first receiver channel); 및 제1방향과 교차되는 제2방향을 따라 이격되게 배치되며, RF 신호에 대응하여 제2방향을 따른 대상체의 터치를 감지하는 제2리시버 채널(second receiver channel);를 포함하고, 제1리시버 채널 및 제2리시버 채널에서 감지된 신호를 이용하여 대상체의 터치 입력 위치를 판단한다.

Description

터치패널센서{TOUCH PANEL SENSOR AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 터치패널센서에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 디스플레이 상에 접근하는 대상체의 접촉 위치를 감지할 수 있는 터치패널센서에 관한 것이다.
일반적으로 개인휴대단말기는 누구나 손쉽게 휴대가 가능하고 어느 곳에서나 자유롭게 사용할 수 있는 편리함으로 사용이 보편화되고 있는 실정이다.
이와 같은 개인휴대단말기는 무선의 음성 통신용으로 사용되기 시작했으나, 점차 그 기능 영역이 다양화됨에 따라 기본적인 음성 통신 기능과 함께 게임, MP3 등과 같은 각종 부가적인 기능을 갖도록 개발되고 있다.
아울러, 최근 개인휴대단말기에는 공간활용성이 높고 사용이 편리함 이점으로 인해 터치스크린 또는 터치패드와 같은 터치패널의 장착이 보편화되고 있다. 즉, 터치패널은 정보를 출력하기 위한 표시부와 신호를 입력하기 위한 입력부의 기능을 동시에 수행할 수 있으며, 이러한 터치패널은 크게 정전용량 방식, 압력식 저항막 방식, 적외선 감지방식, 표면 초음파 방식으로 구분될 수 있다.
정전용량 방식은 구동 방식에 따라 자체 정전용량(self-capacitance)을 이용하는 방식과, 상호 정전용량(mutual-capacitance)을 이용하는 방식으로 분류될 수 있다.
정전용량 방식 중 하나로서, 자체 정전용량을 이용하는 방식은 터치 입력 인식을 위해 별도의 구동 신호를 인가하지 않고 손가락과 같은 접촉 물체와 터치패널 내의 감지 전극 사이에서 생성되는 정전용량을 감지하여 터치 입력 위치를 판단하는 방식이다. 터치센서에 신체 일부가 접촉되면, 접촉된 신체와 감지 전극 사이에서 정전용량이 생성되며, 터치센서와 전기적으로 연결된 센싱 회로는 터치센서에 전하를 공급하고 그에 따른 전압(또는 전류) 변화를 측정함으로써, 터치센서에서의 접촉 유무와 접촉 면적을 감지하게 된다.
정전용량 방식 중 다른 하나로서, 상호 정전용량를 이용하는 방식은 드라이빙-센싱(Driving-Sensing) 원리에 의해 터치를 감지하는 센싱전극(receiver)과 구동신호가 인가되는 구동전극(transmitter)이 형성된 터치패널에, 손가락과 같은 접촉 물체의 접촉에 따른 두 전극 간의 상호 정전용량의 변화를 감지하여 터치 입력 위치를 판단하는 방식이다. 자체 정전용량의 경우에는 2지점 이상에서의 멀터 터치를 동시에 감지하기 어렵지만, 상호 정전용량을 이용하는 방식은 멀티 터치 입력을 감지할 수 있어 널리 사용되고 있다. 상술한 상호 정전용량를 이용하는 방식의 터치패널센서에 대한 구체적인 내용은 공개특허공보 제10-2011-0137231호(2011.12.22)에 개시되는 터치패널센서를 참고할 수 있다.
한편, 기존 정전용량 방식 터치패널센서에서는 센싱전극과 구동전극 간의 상호 간섭을 방지하기 위해, 센싱전극과 구동전극의 일정 이격 간격이 확보될 수 있어야 한다. 즉, 센싱전극과 구동전극 간의 이격 간격이 일정 조건(대략 2㎛) 작을 경우에는 상호 간섭에 의해 커패시턴스 값이 커져 터치패널센서의 본연의 역할을 수행하기 어렵다. 이에 기존에는 센싱전극과 구동전극의 사이에 OCA(Optically Clear Adhesive)와 같은 접착층을 두껍게 형성함으로써, 센싱전극과 구동전극의 사이에 이격 간격이 확보될 수 있도록 하였다. 하지만, 센싱전극과 구동전극의 사이에 형성되는 접착층의 두께가 두꺼워질수록 불량률이 높아지고 부착이 어려워지는 문제점이 있으며, 터치패널센서의 두께를 일정 이상 슬림화하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 기존에는 센싱전극과 구동전극의 사이에 이격 간격이 확보되어야 함에 따라 불가피하게 터치패널센서의 두께가 두꺼워지는 문제점이 있다.
이에 따라 최근에는 터치패널센서의 제조 공정을 간소화하고, 두께를 슬림화할 수 있으며, 감도를 향상시키기 위한 다양한 연구가 이루어지고 있다.
본 발명은 슬림화에 기여할 수 있으며, 터치 감도를 향상시킬 수 있는 터치패널센서를 제공한다.
또한, 본 발명은 제조 공정을 간소화할 수 있으며, 제조 시간을 단축할 수 있는 새로운 방식의 터치패널센서를 제공한다.
또한, 본 발명은 두개의 리시버 채널 간의 이격 간격을 최소화할 수 있는 터치패널센서를 제공한다.
또한, 본 발명은 리시버 채널을 무기물 소재로 형성 가능한 터치패널센서를 제공한다.
또한, 본 발명은 불량률을 감소시킬 수 있으며, 제조 원가를 절감할 수 있는 터치패널센서를 제공한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 디스플레이 상부에 배치되어 대상체의 접촉위치를 감지하는 터치패널센서는, 디스플레이의 전체 영역에 대응하는 RF(radio frequency) 신호를 동시에 발생하는 공통 트랜스미터 채널(general transmitter channel); 제1방향을 따라 이격되게 배치되며, RF 신호에 대응하여 제1방향을 따른 대상체의 터치를 감지하는 제1리시버 채널(first receiver channel); 및 제1방향과 교차되는 제2방향을 따라 이격되게 배치되며, RF 신호에 대응하여 제2방향을 따른 대상체의 터치를 감지하는 제2리시버 채널(second receiver channel);를 포함하고, 제1리시버 채널 및 제2리시버 채널에서 감지된 신호를 이용하여 대상체의 터치 입력 위치를 판단한다.
공통 트랜스미터 채널은 디스플레이의 전체 영역에 대응하는 RF 신호를 동시에 발생하도록 제공되는 바, 본 발명에서는 제1리시버 채널 및 제2리시버 채널에 대해 각각 별도의 트랜스미터 채널을 제공할 필요없이, 제1리시버 채널 및 제2리시버 채널이 단 하나의 공통 트랜스미터 채널에 의한 RF 신호에 의해 대상체의 터치를 감지할 수 있다. 여기서, 공통 트랜스미터 채널이 디스플레이의 전체 영역에 대응하는 RF 신호를 동시에 발생한다 함은, 대상체의 터치를 감지하기 위한 제1리시버 채널 또는 제2리시버 채널 전체를 동시에 구동시킬 수 있는 영역에 RF 신호가 발생되는 것으로 이해될 수 있다.
공통 트랜스미터 채널은 디스플레이의 전체 영역에 대응하는 RF 신호를 동시에 발생할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 공통 트랜스미터 채널은 투명한 도전막 형태로 제공될 수 있다. 다른 일 예로, 공통 트랜스미터에 의한 커패시턴스의 증가를 최소화할 수 있도록 공통 트랜스미터 채널은 저커패시턴스(low-capacitance) 다공성 구조체로 제공될 수 있다. 여기서, 공통 트랜스미터 채널이 저커패시턴스 다공성 구조체로 제공된다 함은, 공통 트랜스미터 채널에 의한 커패시턴스 증가를 최소화할 수 있도록 공통 트랜스미터 채널 상에 복수개의 홀 또는 관통부와 같은 다공성 구조가 적용된 구조로 이해될 수 있다. 일 예로, 공통 트랜스미터 채널은 세로 라인 및 가로 라인을 포함하는 그리드(grid) 구조로 제공될 수 있으며, 다른 일 예로, 공통 트랜스미터 채널에는 행렬을 이루도록 복수개의 관통홀이 형성될 수 있다.
제1리시버 채널 및 제2리시버 채널은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 패턴 형태로 제공될 수 있다. 일 예로, 제1리시버 채널 및 제2리시버 채널은 사각 또는 다이아몬드 형상 등으로 다양하게 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 제1리시버 채널 및 제2리시버 채널이 일반적인 라인 형상 혹은 상기 라인의 상부나 하부가 연결되어 둘 이상 전기적으로 연결되는 그룹 형상으로 제공될 수도 있다.
제1리시버 채널 및 제2리시버 채널에서 감지된 신호를 이용한 대상체의 터치 입력 위치를 판단은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
일 예로, 제1리시버 채널 및 제2리시버 채널은 공통 트랜스미터 채널에서 발생된 RF 신호에 대응하여 제1방향을 따른 대상체의 터치, 및 제2방향을 따른 대상체의 터치를 시간차를 두고 교번적으로 감지할 수 있다. 보다 구체적으로, RF 신호는, 제1리시버 채널에 대응하는 제1방향 RF 신호, 및 제2리시버 채널에 대응하는 제2방향 RF 신호를 포함할 수 있으며, 공통 트랜스미터 채널은 제1방향 RF 신호 및 제2방향 RF 신호를 서로 교번적으로 번갈아 발생시킬 수 있다. 일 예로, 제1방향 RF 신호는 디스플레이 영역의 서로 마주보는 한 쌍의 변 중 어느 하나에서 다른 하나로 교대로 발생할 수 있고, 제2방향 RF 신호는 디스플레이 영역의 서로 마주보는 다른 한 쌍의 변 중 어느 하나에서 다른 하나로 교대로 발생할 수 있다.
다른 일 예로, 제1리시버 채널 및 제2리시버 채널은 공통 트랜스미터 채널에서 발생된 RF 신호에 대응하여 제1방향 및 제2방향을 따른 대상체의 터치를 동시에 감지하도록 구성될 수 있다. 가령, 공통 트랜스미터 채널에서 발생된 RF 신호는 디스플레이 영역의 서로 마주보는 한 쌍의 꼭지점 중 어느 하나에서 다른 하나로 교대로 발생할 수 있다.
본 발명에 따르면 기존의 자체 정전용량 방식 또는 상호 정전용량 방식과 다른 새로운 방식의 슬림한 터치패널센서를 제공할 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면 하나의 공통 트랜스미터 채널을 공통적으로 이용하여 서로 교차하는 방향을 따른 대상체의 터치를 각각 감지할 수 있는 제1리시버 채널 및 제2리시버 채널을 포함하는 터치패널센서가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면 제1리시버 채널 및 제2리시버 채널이 상호 간의 간섭없이 공통 트랜스미터 채널을 이용하여 터치 감지를 수행할 수 있기 때문에, 제1리시버 채널 및 제2리시버 채널 간의 이격 간격을 최소화할 수 있다. 특히, 본 발명의 따르면 제1리시버 채널 및 제2리시버 채널의 이격 간격을 0.1㎛ 정도로 매우 작게 형성하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면 제1리시버 채널 및 제2리시버 채널이 무기물 소재로 형성될 수 있기 때문에, 절연기판으로서 글라스 기판을 사용하는 구조에서 제1리시버 채널 및 제2리시버 채널의 열처리가 가능한 이점이 있다. 가령, 무기물 소재로 형성된 제1리시버 채널 및 제2리시버 채널은 어닐링(annealing)과 같은 열처리가 가능하며, 열처리를 통해 제1리시버 채널 및 제2리시버 채널의 저항을 낮출 수 있기 때문에, 터치 감도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 제조 공정을 간소화할 수 있으며, 제조 시간을 단축할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 공통 트랜스미터 채널이 저커패시턴스 다공성 구조체로 제공될 수 있기 때문에 공통 트랜스미터 채널에 의한 커패시턴스 증가를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 공통 트랜스미터 채널로서 기존 디스플레이의 일부 구조물을 사용하는 것이 가능하기 때문에, 구조를 간소화할 수 있으며, 제품을 보다 얇게 제작하는 것이 가능하다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 터치패널센서를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 터치패널센서로서, 제1리시버 채널에 의한 터치 감지를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 터치패널센서로서, 제2리시버 채널에 의한 터치 감지를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널센서를 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서를 도시한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 터치패널센서를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 터치패널센서로서, 제1리시버 채널에 의한 터치 감지를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 터치패널센서로서, 제2리시버 채널에 의한 터치 감지를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 터치패널센서(100)는 디스플레이 상에 놓여 대상체의 접촉 위치를 감지하기 위해 사용될 수 있으며, 공통 트랜스미터 채널(110), 제1리시버 채널(120) 및 제2리시버 채널(130)을 포함한다.
상기 공통 트랜스미터 채널(110)은 디스플레이의 전체 영역에 대응하는 RF(radio frequency) 신호를 동시에 발생하도록 제공된다. 본 발명에서는 후술할 제1리시버 채널(120) 및 제2리시버 채널(130)에 대해 각각 별도의 트랜스미터 채널을 제공할 필요없이, 제1리시버 채널(120) 및 제2리시버 채널(130)이 단 하나의 공통 트랜스미터 채널(110)에 의한 RF 신호에 의해 대상체의 터치를 감지할 수 있다.
여기서, 상기 공통 트랜스미터 채널(110)이 디스플레이의 전체 영역에 대응하는 RF 신호를 동시에 발생한다 함은, 대상체의 터치를 감지하기 위한 후술할 제1리시버 채널(120) 또는 제2리시버 채널(130) 전체를 동시에 구동시킬 수 있는 영역에 RF 신호가 발생되는 것으로 이해될 수 있다.
상기 공통 트랜스미터 채널(110)은 디스플레이의 전체 영역에 대응하는 RF 신호를 동시에 발생할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 공통 트랜스미터 채널(110)은 투명한 도전막 형태로 제공될 수 있다.
상기 공통 트랜스미터 채널(110)은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 재질로 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 공통 트랜스미터 채널(110)은 ITO 또는 IZO, ATO, AZO, 탄소나노튜브, 투명한 유기재질 등을 이용하여 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 공통 트랜스미터 채널(110)이 실버 나노 화이버(silver nano fiber)와 같은 금속섬유를 이용하여 형성되는 것도 가능하며, 금속섬유용액을 이용하여 형성되는 공통 트랜스미터 채널은 매우 얇게 형성하더라도 섬유상의 금속섬유가 서로 연결이 되기 때문에 높은 전도성을 유지할 수 있고, 1㎛ 이하의 매우 얇은 두께로 형성하는 것도 가능하다. 다르게는 공통 트랜스미터 채널(110)이 대략 10㎛ 이하의 두께를 갖는 금속메시(metal mesh)로 형성되는 것도 가능하다. 또 다르게는, LCD 구조에 사용되는 카본과 같은 통상의 무기물 소재를 이용하여 공통 트랜스미터 채널(110)을 형성하는 것도 가능하다.
상기 제1리시버 채널(first receiver channel)(120)은 제1방향을 따라 이격되게 배치되며, 상기 공통 트랜스미터 채널(110)에서 발생된 RF 신호에 대응하여 제1방향을 따른 대상체의 터치를 감지하도록 제공된다.
일 예로, 상기 제1리시버 채널(120)은 X축 방향을 따라 소정 간격을 두고 이격되게 복수개가 제공될 수 있으며, 공통 트랜스미터 채널(110)에서 발생된 RF 신호에 대응하여 복수개의 제1리시버 채널(120) 중 적어도 어느 하나에서 감지된 신호를 통해 X축 방향을 따른 대상체의 터치 위치를 감지할 수 있다.
상기 제1리시버 채널(120)은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 패턴 형태로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 제1리시버 채널(120)은 사각 또는 다이아몬드 형상 등으로 다양하게 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 제1리시버 채널이 일반적인 라인 형상 혹은 상기 라인의 상부나 하부가 연결되어 둘 이상 전기적으로 연결되는 그룹 형상으로 제공될 수도 있다.
상기 제1리시버 채널(120)은 ITO 또는 IZO, ATO, AZO, 탄소나노튜브, 투명한 유기재질 등을 이용하여 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 제1리시버 채널이 실버 나노 화이버(silver nano fiber)와 같은 금속섬유를 이용하여 형성되는 것도 가능하다. 다르게는 제1리시버 채널(120)이 대략 10㎛ 이하의 두께를 갖는 금속메시(metal mesh)로 형성되는 것도 가능하다. 또 다르게는, LCD 구조에 사용되는 카본과 같은 통상의 무기물 소재를 이용하여 제1리시버 채널(120)을 형성하는 것도 가능하다.
상기 제1리시버 채널(120)은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 제1리시버 채널(120)은 제1절연층(122) 상에 전극막(미도시)을 형성한 후, 통상의 에칭 방법에 의해 전극막을 소정 형태로 패터닝하여 제공될 수 있다. 경우에 따라서는 인쇄 또는 여타 다른 방식으로 제1리시버 채널을 형성하는 것도 가능하다. 다르게는 공통 트랜스미터 채널(110) 상에 직접 제1리시버 채널(120)을 형성하는 것도 가능하다.
상기 제2리시버 채널(second receiver channel)(130)은 상기 제1방향과 교차되는 제2방향을 따라 이격되게 배치되며, 상기 RF 신호에 대응하여 제2방향을 따른 대상체의 터치를 감지하도록 제공된다.
일 예로, 상기 제2리시버 채널(130)은 Y축 방향을 따라 소정 간격을 두고 이격되게 복수개가 제공될 수 있으며, 공통 트랜스미터 채널(110)에서 발생된 RF 신호에 대응하여 복수개의 제2리시버 채널(130) 중 적어도 어느 하나에서 감지된 신호를 통해 Y축 방향을 따른 대상체의 터치 위치를 감지할 수 있다.
참고로, 본 발명의 실시예에서는 제1리시버 채널(120) 및 제2리시버 채널(130)이 X축 방향 및 Y축 방향을 따라 배열된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 제1리시버 채널 및 제2리시버 채널이 서로 교차 가능한 여타 다른 방향을 따라 배열되는 것도 가능하다.
상기 제2리시버 채널(130)은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 패턴 형태로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 제2리시버 채널(130)은 사각 또는 다이아몬드 형상 등으로 다양하게 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 제2리시버 채널이 일반적인 라인 형상 혹은 상기 라인의 상부나 하부가 연결되어 둘 이상 전기적으로 연결되는 그룹 형상으로 제공될 수도 있다.
상기 제2리시버 채널(130)은 ITO 또는 IZO, ATO, AZO, 탄소나노튜브, 투명한 유기재질 등을 이용하여 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 제2리시버 채널이 실버 나노 화이버(silver nano fiber)와 같은 금속섬유를 이용하여 형성되는 것도 가능하다. 다르게는 제2리시버 채널이 대략 10㎛ 이하의 두께를 갖는 금속메시(metal mesh)로 형성되는 것도 가능하다. 또 다르게는, LCD 구조에 사용되는 카본과 같은 통상의 무기물 소재를 이용하여 제2리시버 채널을 형성하는 것도 가능하다.
상기 제2리시버 채널(130)은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 제2리시버 채널(130)은 제2절연층(132) 상에 전극막(미도시)을 형성한 후, 통상의 에칭 방법에 의해 전극막을 소정 형태로 패터닝하여 제공될 수 있다. 경우에 따라서는 인쇄 또는 여타 다른 방식으로 제2리시버 채널을 형성하는 것도 가능하다.
전술한 바와 같이, 공통 트랜스미터 채널(110)에서 발생된 RF 신호에 대응하여 제1리시버 채널(120)은 제1방향을 따른 대상체의 터치를 감지할 수 있고, 제2리시버 채널(130)은 제2방향을 따른 대상체의 터치를 감지할 수 있으며, 상기 제1리시버 채널(120) 및 제2리시버 채널(130)에서 감지된 신호를 이용하여 대상체의 터치 입력 위치를 판단할 수 있다.
참고로, 본 발명에 따른 터치패널센서(100)는 서로 교차하는 X,Y 축 방향을 따라 대상체의 터치를 각각 감지하여 터치 입력 위치를 판단하되, 서로 교차하는 방향을 따른 대상체의 터치를 감지하기 위한 2개의 리시버 채널이 하나의 공통 트랜스미터 채널(110)을 공통적으로 사용하기 때문에, 기존 알려진 자체 정전용량(self-capacitance) 방식의 터치패널센서(100), 및 상호 정전용량(mutual-capacitance) 방식의 터치패널센서(100)와는 다른 방식으로 분류될 수 있다.
상기 제1리시버 채널(120) 및 제2리시버 채널(130)에서 감지된 신호를 이용한 대상체의 터치 입력 위치를 판단은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
일 예로, 상기 제1리시버 채널(120) 및 제2리시버 채널(130)은 공통 트랜스미터 채널(110)에서 발생된 RF 신호에 대응하여 제1방향을 따른 대상체의 터치, 및 제2방향을 따른 대상체의 터치를 시간차를 두고 교번적으로 감지할 수 있다.
즉, 상기 제1리시버 채널(120)은 공통 트랜스미터 채널(110)에서 발생된 RF 신호에 대응하여 제1방향을 따른 대상체의 터치를 감지할 수 있고, 상기 제1리시버 채널(120)에 의한 터치 감지와 시간차를 두고 제2리시버 채널(130)은 공통 트랜스미터 채널(110)에서 발생된 RF 신호에 대응하여 제2방향을 따른 대상체의 터치를 감지할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 RF 신호는, 상기 제1리시버 채널(120)에 대응하는 제1방향 RF 신호, 및 상기 제2리시버 채널(130)에 대응하는 제2방향 RF 신호를 포함할 수 있으며, 상기 공통 트랜스미터 채널(110)은 제1방향 RF 신호 및 제2방향 RF 신호를 서로 교번적으로 번갈아 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 공통 트랜스미터 채널(110)은 디스플레이의 전체 영역에 대응하는 RF 신호를 발생시킬 수 있기 때문에, 상기 공통 트랜스미터 채널(110)에서 발생된 RF 신호는 복수개의 제1리시버 채널(120)(또는 제2리시버 채널(130))을 동시에 스캐닝할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 제1방향 RF 신호는 디스플레이 영역의 서로 마주보는 한 쌍의 변 중 어느 하나에서 다른 하나로 교대로 발생할 수 있다. 일 예로, 상기 제1방향 RF 신호는 디스플레이 영역의 좌측변에서 우측변으로, 또 디스플레이 영역의 우측변에서 좌측변으로 번갈아 발생되어 복수개의 제1리시버 채널(120)을 동시에 스캔할 수 있으며, 대상체가 접촉될 시 커패시턴스 값의 변화에 의해서 발생하는 제1리시버 채널(120)의 출력 신호 변화를 감지함으로써, 제1방향을 따른 대상체의 터치 위치를 감지할 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 제2방향 RF 신호는 디스플레이 영역의 서로 마주보는 다른 한 쌍의 변 중 어느 하나에서 다른 하나로 교대로 발생할 수 있다. 일 예로, 상기 제2방향 RF 신호는 디스플레이 영역의 상부변에서 하부변으로, 또 디스플레이 영역의 하부변에서 상부변으로 번갈아 발생되어 복수개의 제2리시버 채널(130)을 동시에 스캔할 수 있으며, 대상체가 접촉될 시 커패시턴스 값의 변화에 의해서 발생하는 제2리시버 채널(130)의 출력 신호 변화를 감지함으로써, 제2방향을 따른 대상체의 터치 위치를 감지할 수 있다.
상기와 같이, 상기 제1리시버 채널(120) 및 제2리시버 채널(130)에서 감지된 신호를 이용하여 대상체의 최종 터치 입력 위치(X,Y 좌표)를 판단할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널센서를 도시한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
전술한 본 발명의 실시예에서는 공통 트랜스미터 채널에서 발생된 RF 신호에 대응하여 제1리시버 채널 및 제2리시버 채널이 순차적으로 대상체의 터치를 감지하도록 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 제1리시버 채널 및 제2리시버 채널이 공통 트랜스미터 채널에서 발생된 RF 신호에 대응하여 제1방향 및 제2방향을 따른 대상체의 터치를 동시에 감지하도록 구성될 수 있다.
즉, 도 5를 참조하면, 공통 트랜스미터 채널(1110)에서 발생된 RF 신호는 디스플레이 영역의 서로 마주보는 한 쌍의 꼭지점 중 어느 하나에서 다른 하나로 교대로 발생할 수 있다. 일 예로, RF 신호는 디스플레이 영역의 좌측 상단 꼭지점에서 우측 하단 꼭지점으로, 또 우측 하단 꼭지점에서 좌측 상단 꼭지점으로 번갈아 발생되어 복수개의 제1리시버 채널(1120) 및 복수개의 제2리시버 채널(1130)을 동시에 스캔할 수 있으며, 대상체가 접촉될 시 커패시턴스 값의 변화에 의해서 발생하는 제1리시버 채널(1120) 및 제2리시버 채널(1130)의 출력 신호 변화를 동시에 감지함으로써, 제1방향 및 제2방향을 따른 대상체의 터치 위치를 감지할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서는 제1리시버 채널(120) 및 제2리시버 채널(130)이 공통 트랜스미터 채널(110)에서 발생된 RF 신호에 대응하여 각각 대상체의 터치를 감지할 수 있기 때문에, 제1리시버 채널(120) 및 제2리시버 채널(130) 간의 이격 간격을 최소화할 수 있는 이점이 있다. 참고로, 기존 상호 정전용량 방식의 터치패널센서의 경우에는, 센싱전극과 구동전극 간의 상호 간섭을 방지하기 위해 센싱전극과 구동전극 간의 이격 간격이 일정 조건(대략 2㎛) 이상으로 유지될 수 있어야 했지만, 본 발명에서는 공통 트랜스미터 채널(110)을 공통적으로 사용하여 제1리시버 채널(120) 및 제2리시버 채널(130)에서 각각 독립적으로 대상체의 터치를 감지할 수 있기 때문에 제1리시버 채널(120) 및 제2리시버 채널(130) 간의 이격 간격을 최소화하는 것이 가능하다. 일 예로, 상기 제1리시버 채널(120) 및 제2리시버 채널(130)의 이격 간격은 0.05~ 0.15㎛ 정도로 매우 작게 형성되는 것이 가능하다. 바람직하게, 제1리시버 채널(120) 및 제2리시버 채널(130)의 이격 간격은 0.1㎛로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 제1리시버 채널(120) 및 제2리시버 채널(130)이 무기물 소재로 형성될 수 있기 때문에, 절연기판으로서 글라스 기판을 사용하는 구조에서 제1리시버 채널(120) 및 제2리시버 채널(130)의 열처리가 가능한 이점이 있다. 일 예로, 무기물 소재로 형성된 제1리시버 채널(120) 및 제2리시버 채널(130)은 어닐링(annealing)과 같은 열처리가 가능하며, 열처리를 통해 제1리시버 채널(120) 및 제2리시버 채널(130)의 저항을 낮출 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치패널센서를 도시한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 공통 트랜스미터 채널(2110)은 저커패시턴스(low-capacitance) 다공성 구조체로 제공될 수 있다.
여기서, 상기 공통 트랜스미터 채널(2110)이 저커패시턴스 다공성 구조체로 제공된다 함은, 공통 트랜스미터 채널(2110)에 의한 커패시턴스 증가를 최소화할 수 있도록 공통 트랜스미터 채널(2110) 상에 복수개의 홀 또는 관통부와 같은 다공성 구조가 적용된 구조로 이해될 수 있다.
일 예로, 도 6을 참조하면, 공통 트랜스미터 채널(2110)은 세로 라인(2111) 및 가로 라인(2112)을 포함하는 그리드(grid) 구조로 제공될 수 있다. 참고로, 세로 라인(2111) 및 가로 라인(2112)의 두께, 이격 간격 및 스펙은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있다. 이와 같이 공통 트랜스미터 채널(2110)은 그리드 구조로 제공될 수 있기 때문에, 공통 트랜스미터 채널(2110)에 의한 커패시턴스 증가를 최소화할 수 있으며, 커패시턴스 증가에 따른 터치 인식 불능을 방지할 수 있다.
또한, 제1리시버 채널(2120)과 제2리시버 채널(2130)의 교차 부위는 공통 트랜스미터 채널(2110)의 관통된 영역 상에 배치는 것이 바람직하다. 물론, 제1리시버 채널과 제2리시버 채널의 교차 부위가 세로 라인 및 가로 라인의 교차 부위와 중첩되게 배치되는 것도 가능하나, 이 경우 커패시턴스가 증가할 수 있기 때문에, 제1리시버 채널(2120)과 제2리시버 채널(2130)의 교차 부위는 공통 트랜스미터 채널(2110)의 관통된 영역 상에 배치될 수 있다.
아울러, 그리드(grid) 구조를 갖는 공통 트랜스미터 채널은 별도로 제공되는 것도 가능하지만, 경우에 따라서는 디스플레이의 일부 구조물을 공통 트랜스미터 채널로 사용하는 것도 가능하다. 예를 들어, LCD 구조에 사용되고 있는 카본 그리드 구조물을 공통 트랜스미터 채널로 사용하는 것도 가능하다.
다른 일 예로, 도 7을 참조하면, 공통 트랜스미터 채널(3110)은 행렬을 이루도록 복수개의 관통홀(3112)이 형성된 저커패시턴스 다공성 구조체로 제공될 수 있다. 이하에서는 대략 원형 관통홀(3112)이 소정 행렬을 이루도록 형성된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 관통홀이 사각 또는 여타 다른 형상으로 형성될 수 있으며, 관통홀의 형상 및 크기에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 전술한 실시예와 마찬가지로, 공통 트랜스미터 채널(3110)에 의한 커패시턴스 증가를 최소화할 수 있도록 제1리시버 채널(3120)과 제2리시버 채널(3130)의 교차 부위는 공통 트랜스미터 채널(3110)의 관통된 영역(관통홀 영역) 상에 배치는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 터치패널센서 110 : 공통 트랜스미터 채널
120 : 제1리시버 채널 130 : 제2리시버 채널

Claims (13)

  1. 디스플레이 상부에 배치되어 대상체의 접촉위치를 감지하는 터치패널센서에 있어서,
    상기 디스플레이의 전체 영역에 대응하는 RF(radio frequency) 신호를 동시에 발생하는 공통 트랜스미터 채널(general transmitter channel);
    제1방향을 따라 이격되게 배치되며, 상기 RF 신호에 대응하여 상기 제1방향을 따른 상기 대상체의 터치를 감지하는 제1리시버 채널(first receiver channel); 및
    상기 제1방향과 교차되는 제2방향을 따라 이격되게 배치되며, 상기 RF 신호에 대응하여 상기 제2방향을 따른 상기 대상체의 터치를 감지하는 제2리시버 채널(second receiver channel);를 포함하고,
    상기 제1리시버 채널 및 상기 제2리시버 채널에서 감지된 신호를 이용하여 상기 대상체의 터치 입력 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1리시버 채널 및 상기 제2리시버 채널은 상기 RF 신호에 대응하여 상기 제1방향을 따른 상기 대상체의 터치, 및 상기 제2방향을 따른 상기 대상체의 터치를 시간차를 두고 교번적으로 감지하는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 RF 신호는, 상기 제1리시버 채널에 대응하는 제1방향 RF 신호, 및 상기 제2리시버 채널에 대응하는 제2방향 RF 신호를 포함하고,
    상기 공통 트랜스미터 채널은 상기 제1방향 RF 신호 및 상기 제2방향 RF 신호를 서로 교번적으로 발생하는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1방향 RF 신호는 상기 디스플레이 영역의 서로 마주보는 한 쌍의 변 중 어느 하나에서 다른 하나로 교대로 발생되고,
    상기 제2방향 RF 신호는 상기 디스플레이 영역의 서로 마주보는 다른 한 쌍의 변 중 어느 하나에서 다른 하나로 교대로 발생되는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1리시버 채널 및 상기 제2리시버 채널은 상기 RF 신호에 대응하여 상기 제1방향 및 상기 제2방향을 따른 상기 대상체의 터치를 동시에 감지하는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 RF 신호는 상기 디스플레이 영역의 서로 마주보는 한 쌍의 꼭지점 중 어느 하나에서 다른 하나로 교대로 발생되는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공통 트랜스미터 채널, 상기 제1리시버 채널 및 상기 제2리시버 채널 중 적어도 어느 하나는, 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 금속섬유 및 금속메시 중 적어도 어느 하나를 이용하여 제공되는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 공통 트랜스미터 채널, 상기 제1리시버 채널 및 상기 제2리시버 채널 중 적어도 어느 하나는, 무기물 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 공통 트랜스미터 채널은 저커패시턴스(low-capacitance) 다공성 구조체로 제공되는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 공통 트랜스미터 채널은 세로 라인 및 가로 라인을 포함하는 그리드(grid) 구조로 제공되는 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 공통 트랜스미터 채널에는 행렬을 이루도록 복수개의 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1리시버 채널과 상기 제2리시버 채널의 교차 부위는 상기 공통 트랜스미터 채널의 관통된 영역 상에 배치된 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1리시버 채널 및 상기 제2리시버 채널의 이격 간격은 0.05~ 0.15㎛인 것을 특징으로 하는 터치패널센서.
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