WO2018038456A1 - 터치 패널 - Google Patents

터치 패널 Download PDF

Info

Publication number
WO2018038456A1
WO2018038456A1 PCT/KR2017/008936 KR2017008936W WO2018038456A1 WO 2018038456 A1 WO2018038456 A1 WO 2018038456A1 KR 2017008936 W KR2017008936 W KR 2017008936W WO 2018038456 A1 WO2018038456 A1 WO 2018038456A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
substrate
pressure
disposed
section
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/008936
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이상영
김갑영
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020160109394A external-priority patent/KR20180023673A/ko
Priority claimed from KR1020160117256A external-priority patent/KR20180029402A/ko
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to CN201790001196.3U priority Critical patent/CN209570915U/zh
Publication of WO2018038456A1 publication Critical patent/WO2018038456A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means

Definitions

  • the present invention relates to a touch panel, and more particularly, to a touch panel that senses touch and pressure.
  • a touch panel is a special input device that receives a position when touched by hand, and when a human hand or an object touches a character or a specific position shown on a screen without using a keyboard, the position is touched. It means to grasp and to allow specific processing by the stored software.
  • Such a touch panel can be used for various portable terminals such as mobile phones, MP3, PDAs, PMPs, PSPs, portable game consoles, and DMB receivers from various monitors such as navigation, industrial terminals, notebook computers, financial automation devices, and game machines, as well as refrigerators and electronics. It is widely used as an input device for various electric and electronic devices ranging from various home appliances such as ranges and washing machines.
  • the touch panel may be applied to a screen, that is, a touch window such as a mobile phone on which a display is displayed, or a touch pad such as a notebook computer on which a screen is not displayed.
  • the touch recognition method in the touch sensor may be largely divided into a resistive film method and a capacitive method.
  • the resistive film method has been widely used because it is economically inexpensive, but recently, almost all devices have been replaced with a capacitive method that has excellent durability, a clear screen, and multi-touch.
  • the capacitive touch panel uses a capacitance in a human body to recognize touch by measuring a change in resistance and current caused by a human capacitance using an alternating voltage and charging a capacitor. It can be divided into a method of determining the presence or absence of the touch by comparing the amount. Such a capacitive touch panel is superior in durability compared to a resistive film method using a film, and thus does not interfere with operation even with moisture or small damage.
  • a touch panel using a capacitive charging method can recognize multiple points and can be manufactured in a small size.
  • a touch panel having a touch sensing function up to now does not support any function other than a function of detecting a touch position, which is a main purpose in the touch sensing method.
  • additional functions such as pressure sensing rather than simple touch position recognition have been conducted in various ways.
  • a separate pressure sensor must be separately provided on the touch panel. As the cost increases or the structure changes, the basic touch sensor has a problem.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a touch panel that can simultaneously sense the touch and pressure.
  • a touch panel includes a first substrate; An elastic layer disposed on the first substrate; a second substrate disposed on the elastic layer; A first electrode disposed on the first substrate and extending in a first direction; And a second electrode disposed on the second substrate and extending in a second direction different from the first direction, wherein the first electrode and the second electrode time-divisionally sense a position and a pressure, and the position Moving from the sensing section to the pressure sensing section, the operation method of the first electrode and the second electrode is converted.
  • the pressure applied to the touch panel and the touched position can be sensed at the same time.
  • FIG. 1 is a block diagram of a touch panel according to an embodiment.
  • FIG. 2 illustrates a time division operation section of a touch panel according to an exemplary embodiment.
  • FIG 3 is an exploded perspective view of the touch panel according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a touch panel according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for describing pressure sensitivity and touch sensitivity of a touch panel according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a touch panel according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 8 is a plan view illustrating the electrode pattern of FIG. 7.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of a touch panel according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 9.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of a touch panel according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a cross section taken along line CC ′ in FIG. 11.
  • FIG. 13 is a diagram for describing pressure sensitivity and touch sensitivity of a touch panel according to an embodiment.
  • each layer, region, pattern, or structure may be “on” or “under” the substrate, each layer, region, pad, or pattern.
  • Substrate formed in includes all formed directly or through another layer. Criteria for the top / bottom or bottom / bottom of each layer will be described with reference to the drawings.
  • the second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component.
  • the touch panel according to the embodiment described below may be applied to the inside of the vehicle.
  • the touch panel according to the embodiment may be a vehicle touch pad that controls the operation of the vehicle, the lighting of the vehicle, and the like by touch and pressure in the interior of the vehicle.
  • FIG. 1 illustrates a block diagram of a touch panel according to an embodiment of the present invention.
  • the touch panel may be divided into a panel unit 1 and a driver 2.
  • the panel unit 1 may include a plurality of substrates and an electrode disposed on the substrates.
  • the electrode may include a first electrode 11 and a second electrode 21, and the driving unit 2 applies a signal to the first electrode 11 and the second electrode 21, and these By sensing the capacitance change, the touch position and the strength of the pressure applied to the touch panel may be sensed.
  • the driving unit 2 may drive the first electrode 11 and the second electrode 21 as a transmitting electrode and a receiving electrode, or as a ground electrode or a self electrode.
  • the driving unit 2 may drive the position detection signal and the pressure detection signal by time-dividing to detect the touch position and the pressure when the panel unit 1 is touched, and the first electrode 11 and the first electrode.
  • the driving signals of the two electrodes 21 may be interchanged and driven.
  • the driving unit 2 may be mounted on a separate member such as a printed circuit board to be electrically connected to the first electrode 11 and the second electrode 21 of the panel unit 1. Can be.
  • FIG. 2 is a graph illustrating an example of a time division operation of a touch panel according to an embodiment.
  • the touch position may be sensed by driving the first electrode 11 and the second electrode 21 during the first section T1, and the first position during the second section T2.
  • the pressure applied to the touch panel may be sensed by driving the electrode 11 and the second electrode 21. That is, the first section T1 may be a position sensing section and the second section T2 may be a pressure sensing section.
  • the driving method is a method of detecting a change in mutual capacitance between the first electrode 11 and the second electrode 21 and itself of the first electrode 11 and the second electrode 21. Both ways of sensing self capacitance change are possible.
  • the first section and the second section may be alternately repeated with a period as time passes.
  • One time division period may include the first section and the second section.
  • the touch position may be recognized by recognizing a change in capacitance of the first electrode 11 and the second electrode 21.
  • the switching time division driving may be performed to detect a touch pressure by recognizing a change in capacitance of the first electrode 11 and the second electrode 21 in the second section.
  • the time division interval may range from 4 ms (millisecond) to 12.7 ms. If the time division interval is less than 4 ms, the capacitance necessary for measuring the capacitance change of the first electrode 11 and the second electrode 21 may not be formed. In addition, if the time division interval exceeds 12.7ms, it may be difficult to synchronize signals with other devices.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a panel unit according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a cross-sectional view taken along the line AA 'of FIG.
  • a touch panel may include a first substrate 10, a first electrode 11, an elastic layer 15, a second substrate 20, and a second electrode ( 21).
  • the thickness of the first substrate 10 and the second substrate 20 may be 0.2mm to 2mm.
  • the first substrate 10 and the second substrate 20 may be rigid or flexible.
  • the first substrate 10 and the second substrate 20 may include glass or plastic.
  • the first substrate 10 and the second substrate 20 include chemically strengthened / semi-hardened glass such as soda lime glass or aluminosilicate glass, or polyimide (PI). It may include reinforced or soft plastics such as polyethylene terephthalate (PET), propylene glycol (PPG) polycarbonate (PC), or may include sapphire.
  • first substrate 10 and the second substrate 20 may include an optically isotropic film.
  • first substrate 10 and the second substrate 20 is a cyclic olefin copolymer (COC), cyclic olefin polymer (COP), isotropic polycarbonate (PC) or isotropic polymethyl methacrylate (PMMA) and the like.
  • Sapphire is a material that can be used as a cover substrate because it has excellent electrical properties such as permittivity and can dramatically increase the touch response speed, and can easily realize spatial touch such as hovering and high surface strength.
  • hovering refers to a technique of recognizing coordinates even at a distance far from the display.
  • first substrate 10 and the second substrate 20 may be curved while having a partially curved surface. That is, the first substrate 10 and the second substrate 20 may be partially curved and partially curved.
  • the ends of the first substrate 10 and the second substrate 20 may have a curved surface, or may have a curved surface or a surface including a random curvature.
  • first substrate 10 and the second substrate 20 may be a flexible substrate having flexible characteristics.
  • first substrate 10 and the second substrate 20 may be a curved or bent substrate. That is, the touch panel including the first substrate 10 and the second substrate 20 may also be formed to have a flexible, curved or bent characteristic. For this reason, the touch panel according to the embodiment is easy to carry and can be changed in various designs.
  • the second substrate 20 may be a cover substrate. Alternatively, a separate cover substrate may be further disposed on the second substrate 20.
  • An effective area AA and an invalid area UA may be defined in the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • a pressure and / or a position of an input device or the like can be sensed, and the non-effective area UA disposed around the effective area AA. May not sense pressure and / or position.
  • the second substrate 20 or the cover substrate on the second substrate 20 may include one surface to which the input device contacts and the other surface opposite to the one surface, and the input device may be disposed on one surface of the substrate.
  • the position and / or pressure at the contact surface can be sensed.
  • a decoration layer may be disposed on at least one of the effective area and the invalid area of the cover base material or the second base material (when the second base material is a cover base material).
  • the deco layer is formed of a material having a predetermined color so that an electrode, a wiring electrode, and a printed circuit board connecting the wiring electrode to an external circuit, which are disposed on the effective area and the ineffective area, are not visible from the outside. can do.
  • the decor layer may be disposed on the effective area to form a plurality of icons that perform different operations according to touch and pressure.
  • the icon may be formed in various shapes such as a logo, letters, or numbers that match the operation to be implemented.
  • the deco layer may have a color suitable for a desired appearance, and may include black or white pigment, for example, including black or white pigment.
  • black or white pigment for example, including black or white pigment.
  • various color films may be used to represent various color colors such as red and blue.
  • the deco layer may form a desired logo and the like in various ways.
  • a deco layer may be formed by vapor deposition, printing, wet coating, or adhesion.
  • the decor layer may be arranged in at least one layer.
  • the decor layer may be disposed in one layer or in at least two layers having different widths.
  • the first electrode 11 may be disposed on the first substrate 10.
  • the second electrode 21 may be disposed on the second substrate 20.
  • the first electrode 11 may include a plurality of electrode patterns extending in one direction.
  • the second electrode 21 may include a plurality of electrode patterns extending in a direction different from the one direction.
  • the first electrode 11 and the second electrode 21 may include a conductive material such as metal.
  • the first electrode 11 and the second electrode 21 may be disposed through a printing process.
  • the first electrode 11 and the second electrode 21 may be formed in various shapes to detect whether an input tool such as a finger or a star illustration is in contact with each other.
  • the first electrode 11 and the second electrode 21 may include a transparent or opaque conductive material.
  • the first electrode 11 and the second electrode 21 may include a transparent conductive material so that electricity can flow without disturbing the transmission of light.
  • the first electrode 11 and the second electrode 21 may include a material having high conductivity and having a light transmittance of 80% or more in the visible light region.
  • the first electrode 11 and the second electrode 21 may be indium tin oxide, indium zinc oxide, copper oxide, tin oxide. And metal oxides such as zinc oxide and titanium oxide. Accordingly, when manufacturing a touch panel in which the flexible and / or the bending is implemented, the degree of freedom may be improved.
  • the first electrode 11 and the second electrode 21 may include nanowires, photosensitive nanowire films, carbon nanotubes (CNT), graphene, conductive polymers, or mixtures thereof. Accordingly, when manufacturing a touch panel in which the flexible and / or the bending is implemented, the degree of freedom may be improved.
  • nano composite such as nano wire or carbon nanotube (CNT)
  • it may be composed of black, and has the advantage of controlling color and reflectance while securing electric conductivity through controlling the content of nano powder.
  • the first electrode 11 and the second electrode 21 may include various metals.
  • the first electrode 11 and the second electrode 21 are chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), and molybdenum (Mo).
  • Gold (Au), titanium (Ti) and their alloys may include at least one metal. Accordingly, when manufacturing a touch panel in which the flexible and / or the bending is implemented, the degree of freedom may be improved.
  • first electrode 11 and the second electrode 21 may be arranged in a mesh shape.
  • first electrode 11 and the second electrode 21 may include a plurality of sub-electrodes disposed to cross each other, and the first and second electrodes 11 and 11 may be disposed by the sub-electrodes.
  • the second electrode 21 may be disposed in a mesh shape as a whole.
  • the resistance of the touch panel may be applied even when the first electrode 11 and the second electrode 21 are applied to a large size touch panel. Can be lowered.
  • the first electrode 11 and the second electrode 21 may include a mesh line formed by a plurality of sub-electrodes crossing each other and a mesh opening between the mesh lines.
  • the line width of the mesh line may be about 0.1 ⁇ m to about 10 ⁇ m.
  • a mesh line having a line width of less than about 0.1 ⁇ m may not be possible in a manufacturing process.
  • the sensing electrode pattern may be visually recognized from the outside to reduce visibility.
  • the line width of the mesh line may be about 1 ⁇ m to about 5 ⁇ m.
  • the line width of the mesh line may be about 1.5 ⁇ m to about 3 ⁇ m.
  • the thickness of the mesh line may be about 100nm to about 500nm.
  • the electrode resistance may be increased to reduce electrical characteristics
  • the thickness of the mesh line is greater than about 500 nm, the overall thickness of the touch panel may be thick and process efficiency may be reduced.
  • the thickness of the mesh line may be about 150nm to about 200nm. More preferably, the thickness of the mesh line may be about 180 nm to about 200 nm.
  • the first electrode 11 and the second electrode 21 may be formed by depositing an electrode material on each of the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • an indium oxide main film can be formed entirely on the first substrate 10 and the second substrate 20 by sputtering.
  • a photoresist is applied, and a desired pattern in which the underlying indium tin oxide is exposed is formed by exposure and development.
  • the exposed indium oxide is etched with an etching solution using the photoresist pattern as a mask.
  • the etching solution may be a carboxylic acid-based, ferric chloride-based, hydrobromic acid-based, hydroiodic acid-based or aqua regia-based solution.
  • the photoresist may be removed to form the first electrode 11 and the second electrode 21 having a pattern.
  • the embodiment is not limited thereto, and the first electrode 11 and the second electrode 21 may be formed through various processes such as a printing process and laminating.
  • a wiring electrode may be disposed on the ineffective regions of the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • the wiring electrode may include a first wiring electrode connected to the first electrode 11 and a second wiring electrode connected to the second electrode 21.
  • the first wiring electrode and the second wiring electrode may be made of a metal having excellent electrical conductivity.
  • the first wiring electrode and the second wiring electrode may include a material having a sheet resistance of 0.4 ⁇ / sq or less.
  • the first wiring electrode and the second wiring electrode may include platinum, gold, silver, aluminum, or copper.
  • the first wiring electrode and the second wiring electrode may further include chromium, molybdenum, or nickel to improve adhesion to the first substrate 10. That is, the first wiring electrode and the second wiring electrode may be formed of at least one layer.
  • the thickness of the first wiring electrode and the second wiring electrode may be 100 nm to 2000 nm.
  • a printed circuit board connected to the first wiring electrode and the second wiring electrode may be further located.
  • Printed circuit boards come in many forms
  • a printed circuit board may be applied.
  • a flexible printed circuit board FPCB
  • FPCB flexible printed circuit board
  • a driving chip corresponding to the driving unit may be mounted on the printed circuit board, and a driving signal may be transmitted to the first electrode 11 and the second electrode 21 through the wiring electrode.
  • the elastic layer 15 may be stacked with a predetermined width and thickness between the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • the elastic layer 15 acts as a kind of dielectric and at the same time, when pressure is applied from the outside, the elastic layer 15 may be deformed in shape and then restored.
  • the material of the elastic layer 15 is not particularly limited as long as it is a material and a shape that can be elastically changed resiliently.
  • the elastic layer 15 may include a transparent resin material having elasticity and adhesive properties. That is, the elastic layer 15 may be an adhesive layer having elasticity.
  • the elastic layer 15 may be polyolefin-based, PVC-based, polystyrene-based, polyester-based, polyurethane-based, polyamide-based, silicone, rubber and the like.
  • the elastic layer 15 has a Young's modulus of about 1 MPa to about 2 MPa, a compressive modulus of about 150 MPa to about 200 MPa, and a shear modulus of about 0.4 MPa To about 0.7 MPa and have a bulk modulus of about 2 GPa to about 3.5 GPa.
  • the elastic layer 15 may have a thickness of about 500 ⁇ m or less. In detail, the elastic layer 15 may have a thickness of about 100 ⁇ m to about 500 ⁇ m. In more detail, the elastic layer 15 may have a thickness of about 300 ⁇ m to about 500 ⁇ m.
  • the thickness of the elastic layer 15 exceeds about 500 ⁇ m, accuracy may be degraded when sensing the pressure of the force applied from the input device.
  • the thickness of the elastic layer 15 is less than about 100 ⁇ m, the adhesion of the substrates is reduced, the reliability of the touch panel may be lowered.
  • the first substrate 10 may be disposed on a metal frame, and a cover substrate may be further disposed on the second electrode 21.
  • One surface of the cover substrate may face the second electrode 21, and the other surface may be a surface on which the input device is touched.
  • the cover substrate may be transparent.
  • the cover base material is alkali glass, such as soda glass, boron silicate glass, alkali-free glass, or glass such as chemically strengthened glass.
  • polyester films such as polyethylene terephthalate, polyethylene photosensitive nanowire film, carbon nanotunnaphthalate having transparency, polyimide film having high heat resistance and transparency, polymethyl methacrylate, polycarbonate, It may be a substrate.
  • the cover substrate may be a thin glass and plastic substrate that is well deformed.
  • a protective film or an anti-finger coating layer may be further disposed on the surface of the cover substrate.
  • the first electrode 11 may be disposed in the frame, and the second electrode 21 may be disposed under the cover substrate.
  • the thickness of the first electrode 11 and the second electrode 21 may be 5um or less.
  • the driving unit 2 may apply a predetermined driving signal to the first electrode 11 during the first section T1. That is, the first electrode 11 may operate as the transmission electrode Tx, and the second electrode 21 may operate as the reception electrode Rx. Accordingly, the touched position may be sensed by detecting the capacitance change value of the second electrode by the mutual capacitance method during the first period.
  • the touch position may be sensed by a mutual cap method during the first section T1.
  • a capacitance having a predetermined value may be formed according to the arrangement shape of the transmitting electrode and the receiving electrode. At this time, if a touch tool such as an input device does not exist near the capacitor to be measured, the value of the capacitance having the predetermined value does not change.
  • the size of the capacitance is reduced by the fringing capacity of the capacitance to be measured removed by the touch tool. Therefore, in the mutual capacitance method, when a touch input is made, the touched position may be sensed by detecting a change in capacitance between the transmitting electrode and the receiving electrode.
  • the driving unit 2 grounds the second electrode 21 and serves as a ground electrode during the second section T2 by switching time-division driving, and uses the capacitance of the first electrode 11. It can detect the pressure to be detected. That is, during the second period, the touched pressure may be detected by sensing the capacitance change value of the first electrode 11 while driving in the self capacitance method.
  • the touch position may be sensed by the self cap method during the second section T2.
  • the self capacitance method only one sensing electrode (self electrode) provided in advance is used. At this time, if there is no touch tool near the sensing electrode, the capacitance formed by the one sensing electrode is zero. If a touch tool exists near the sensing electrode, capacitance is generated between the one sensing electrode and the touch tool.
  • the size of the generated capacitance is determined by the area and distance of the one sensing electrode and the touch tool facing each other. In particular, the closer the distance between the sensing electrode and the ground electrode, the larger the capacitance.
  • the shape of the elastic layer 15 to which the pressure is applied to the touch pad is deformed so that the distance between the second electrode 21 serving as the ground electrode and the sensing electrode becomes closer. Therefore, it is possible to sense the pressure applied to the touch panel by detecting the capacitance change of the second electrode 21 generated at this time.
  • Figure 4 (a) shows before the shape of the elastic layer 15 is deformed
  • Figure 4 (b) shows that the shape of the elastic layer is deformed. Referring to FIG. 4, it can be seen that the elastic layer 15 is pressed in FIG. 4 (b) to close the distance between the second electrode and the first electrode.
  • the first electrode 11 operates as the transmitting electrode, and the second electrode 21 serves as the sensing electrode to sense a touched position, and in the second section, the first electrode 11 is detected. ) And the function of the second electrode 21 are switched, so that the first electrode 11 acts as a sensing electrode and the second electrode 21 acts as a ground electrode.
  • the self-capacitance of the first electrode 11 may be sensed to sense the pressure applied to the touch panel.
  • the frame of the touch panel may be grounded to remove noise.
  • the driving unit 2 uses the first electrode 11 as the transmitting electrode and the second electrode 21 as the receiving electrode in the same manner as in the first embodiment.
  • the touched pressure may be sensed by switching the functions of the first electrode 11 and the second electrode 21 during the second period.
  • a driving signal may be applied to the second electrode 21 during the second period so that the second electrode 21 operates as a transmitting electrode and the first electrode 11 operates as a receiving electrode.
  • the first electrode 11 may be a sensing electrode to sense a pressure to be touched.
  • the self capacitance detection method is not used, but only the mutual capacitance detection method is used, and both the touch position and the touch pressure can be detected by switching time division driving.
  • the frame of the touch panel may be grounded to remove noise.
  • FIG. 5 illustrates a cross-sectional view of a touch panel according to another embodiment.
  • a touch panel may include a frame 30, a first substrate 10 disposed on the frame 30, and a first electrode disposed on the first substrate 10. 11, an elastic layer 15 disposed on the first substrate 10, a second substrate 20 disposed on the elastic layer 15, and an agent disposed on the second substrate 20. It can be seen that the two electrodes 21 are included.
  • the frame may be used as the ground electrode, and the first electrode 11 and the second electrode 21 may be driven in a self capacitance method.
  • the first electrode 11 may be driven during the first period to detect a self capacitance of the first electrode 11 to detect a touched position, and the second electrode 21 may be detected during the second period.
  • By driving to detect the self capacitance of the second electrode 21 can be detected a pressure to be touched.
  • the pressure to be touched increases, the contact area between the touch panel and the touch tool (finger) increases, and thus the amount of change in capacitance increases. Therefore, the touched pressure can be calculated by detecting the degree of change in capacitance.
  • the pressure may be detected more accurately. That is, when the difference between the self capacitance value of the first electrode and the self capacitance value of the second electrode during the second period is obtained during the first period, the touched pressure can be detected more accurately.
  • the self capacitance change value in the second section includes both the capacitance change caused by the finger and the capacitance change generated as the shape of the elastic layer 15 changes.
  • the pressure can be detected more accurately.
  • FIG. 7 shows another embodiment of the present invention.
  • the touch panel may include a first substrate 10, a first electrode 11 disposed on the first substrate 10, and an elastic layer 15 disposed on the first substrate 10. And a second substrate 20 disposed on the elastic layer 15, a second electrode 21 disposed on the second substrate 20, and a third electrode disposed on the second substrate 20. (31).
  • the fourth embodiment may further include a third electrode 22 unlike the above-described embodiments.
  • FIG. 8 is a view illustrating only the electrode arrangement of FIG. 7 in detail.
  • the second electrode 21 and the third electrode 31 may have a “c” shape in a shape in which one side is opened and the other side is connected, and may be arranged side by side.
  • the open portions of the second electrode 21 and the third electrode 31 may be disposed in opposite directions to each other.
  • the second electrode 21 and the third electrode 31 may be disposed to intersect the first electrode.
  • the third electrode 31 may include the same or similar material as that of the first electrode 11 and the second electrode 21 described above. In addition, a third wiring electrode may be connected to the third electrode 31. The thickness of the third wiring electrode may be 100 nm to 2000 nm. In addition, the third wiring electrode may be connected to the printed circuit board described above.
  • the line width of the third electrode 31 may be smaller than the line width of the second electrode 21.
  • the line width of the second electrode 21 may be 10 times or more than that of the third electrode 31. Since the line width of the second electrode 21 is wider than that of the third electrode 31, the area occupied by the second electrode 21 is also larger than that of the second electrode 22.
  • the electrode pattern may be disposed in the form of a manhattan pattern.
  • the first electrode 11 may have a bar shape
  • the second electrode 21 and the third electrode 31 may have a 'c' shape in which one side is open.
  • the third electrode 31 may be disposed between the second electrode 21, and may be disposed such that the opened portions of the third electrode 31 and the second electrode 21 are opposite to each other. .
  • the driving unit 2 may apply a driving signal to the first electrode 11.
  • the first electrode 11 may operate as a transmitting electrode
  • the second electrode 21 and the third electrode 31 may operate as a receiving electrode.
  • the second electrode 21 and the third electrode 31 are driven by time division. That is, the third electrode 31 is not driven while the second electrode 21 is driven, and the second electrode 21 is not driven while the third electrode 31 is driven.
  • the second electrode 21 may sense a pressure touched by the first receiving electrode during the second period, and the third electrode 31 may sense a position touched by the second receive electrode during the first period. can do. That is, the third electrode 31 may be driven during the first period to detect the mutual capacitance of the third electrode 31 to detect a touched position, and the second electrode (the second electrode) may be detected during the second period. 21 may be driven to sense the mutual capacitance of the second electrode 21 to sense the touched pressure. At this time, as the pressure to be touched increases, the contact area between the touch panel and the touch tool (finger) increases, and accordingly, the amount of change in capacitance increases.
  • the touched pressure can be calculated by sensing the degree of change in capacitance.
  • the pressure can be detected more accurately. That is, when the difference between the mutual capacitance value of the third electrode 31 and the mutual capacitance value of the second electrode 21 during the second period is obtained, the touched pressure is detected more accurately. can do.
  • the mutual capacitance change value in the second section includes both the capacitance change caused by the finger and the capacitance change generated as the shape of the elastic layer 15 changes.
  • the pressure can be detected more accurately.
  • the second electrode 21 forms a pressure sensitive direct couling and the third electrode 31 forms a touch sensitive edge coulpling.
  • the driving unit 2 may sense a pressure to be touched by sensing a change in mutual capacitance of the second electrode 21, and a position touched by detecting a change in mutual capacitance of the third electrode 31. Can be detected.
  • FIGS. 9 and 10 a touch panel according to another exemplary embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
  • the touch panel may include a first substrate 10, a first electrode 11, an elastic layer 15, a second substrate 20, a second electrode 21, an adhesive layer 25, and a third substrate. 30, and a third electrode 31.
  • the second substrate 20 may be disposed above the first substrate 10, and the third substrate 30 may be disposed below the first substrate 10.
  • the third substrate 30 and the third electrode 31 may further include differently from the above-described embodiments.
  • the first electrode 11 may be a first receiving electrode Rx1 and may sense a pressure applied to the touch panel. For example, when pressure is applied through an input device such as a finger or a stylus pen, a change in capacitance occurs between the first electrode 11 and the third electrode 31, thereby detecting the pressure. have.
  • the elastic layer 15 is disposed between the first substrate 10 and the second substrate 20.
  • the second electrode 21 may operate as the second receiving electrode Rx2, and may detect a position touched by an input device such as a finger or a stylus pen. When touched by a finger or a stylus pen, a change in capacitance occurs at the touched point, thereby detecting the position.
  • the second electrode 21 may be disposed in the same direction as the first electrode 11 and may include the same or similar material as that of the first electrode.
  • the width of the second electrode 21 may be narrower than the width of the first electrode 11, and the width of the first electrode 11 is about 1.2 times or more than the width of the second electrode 21. Can be.
  • the first electrode 11 may advantageously widen the line width in order to react more sensitively to capacitance change with distance.
  • the minimum line width for detecting capacitance changes should be at least 100um.
  • the second electrode 21 may be formed to be narrower than the first electrode 11 to accurately identify the touched position.
  • the adhesive layer 25 bonds the second substrate 20 to the third substrate 30.
  • the adhesive layer 25 may be transparent.
  • the adhesive layer 25 may include a UV resin, a thermosetting resin, an optical film, or an optical resin.
  • the third substrate 30 may include a material that is the same as or similar to that of the first substrate 10 and the second substrate 20 described above.
  • the third substrate 30 may be a frame positioned at the top or bottom of the touch panel.
  • Reference numeral 32 shows an example of a frame.
  • the third electrode 31 is disposed on the third substrate 30 and may be used as the transmission electrode Tx. Therefore, the third electrode 31 may include a plurality of electrode patterns extending in different directions from the first electrode 11 and the second electrode 21.
  • the third electrode 31 may include the same or similar material as the first and second electrodes described above.
  • the first electrode 11 and the second electrode 21 may be a receiving electrode Rx
  • the third electrode 31 may be a transmitting electrode Tx. Therefore, the pressure applied to the touch panel by the capacitance change between the first electrode 11 and the third electrode 31 is sensed, and between the second electrode 21 and the third electrode 31. The touched position of the touch can be detected by the change in capacitance.
  • the first electrode 11 When the first electrode 11 is a first receiving electrode, the second electrode 21 is a second receiving electrode, and the third electrode 31 is a transmitting electrode, the first electrode 11 is disposed between the first electrode and the third electrode.
  • a first capacitance may be formed, and a second capacitance may be formed between the second electrode and the third electrode. It may be a mutual capacitance interacting between two electrodes of the capacitance.
  • the input device touches the touch panel by applying pressure to the touch device
  • the first capacitance and the second capacitance change.
  • the pressure applied to the touch panel may be sensed by sensing the change of the first capacitance
  • the pressure applied to the touch panel may be sensed by detecting the change of the second capacitance.
  • the first capacitance change value may include a capacitance change value due to a charge exiting to the input tool and a capacitance change value due to a decrease in the distance of the elastic layer 15, and the second capacitance change value is an input tool. It may include a change value by the preceding term exiting to the side.
  • the first electrode 11, the second electrode 21, and the third electrode 31 may have a thickness of 5 ⁇ m or less.
  • the first electrode 11 and the second electrode 21 may be time divisionally driven. That is, the first and second electrodes are not driven at the same time, but the second electrode is driven at a predetermined time interval after the first electrode 11 is driven.
  • the time division interval may range from 4 ms to 12.7 ms. If the time division interval is 4 ms or less, the capacitance required to measure the capacitance change of the first electrode and the second electrode may not be formed. In addition, if the time division interval exceeds 12.7ms, it may be difficult to synchronize signals with other devices.
  • the touch panel may sense a pressure applied to the touch panel when the first electrode 11 is driven, and sense a touch position when the second electrode 21 is driven.
  • the touch panel may include a first substrate 10, a first electrode 11, an elastic layer 15, a second substrate 20, a second electrode 21, an adhesive layer 25, and a third substrate. 30, and a third electrode 31.
  • the materials and operations of the substrates 10, 20, 30 and the electrodes 11, 21, 31 are the same as those of the fifth embodiment described above, and the third electrode 31 is formed. ) Is different from the fifth embodiment.
  • the third electrode 31 may be disposed on one surface of the second substrate 20.
  • the second electrode 21 may be disposed on one surface of the second substrate 20, and the third electrode 31 may be disposed on the other surface of the second substrate 20 opposite to the one surface. .
  • both the second electrode 21 and the third electrode 31 may be disposed on one substrate.
  • the capacitance value changes between the transmitting electrode Tx and the receiving electrode Rx, and the capacitance value is transmitted to the driving unit 2.
  • the driving unit 2 drives the transmitting electrode Tx and the receiving electrode Rx, and receives the capacitance value between the transmitting electrode Tx and the receiving electrode Rx to detect the touched area and the strength of the pressure. Can be.
  • the driver 2 drives the first receiving electrode Rx1 and the second receiving electrode Rx2 by time division, and the time division interval may be 4 ms to 12.7 ms. That is, the second receiving electrode Rx2 is not driven while the first receiving electrode Rx1 is driven, and the first receiving electrode Rx1 is not driven while the second receiving electrode Rx2 is driven.
  • the driver 1 detects a pressure applied to the touch panel by calculating an amount of change in capacitance between the first receiving electrode Rx1 and the transmitting electrode Tx, and sensing the pressure applied to the touch panel, and the second receiving electrode Rx2 and the transmitting electrode Tx.
  • the touched area of the touch panel may be detected by calculating the amount of change in capacitance therebetween. That is, the amount of change in the first capacitance between the first electrode 11 and the third electrode 31 is calculated to sense the pressure applied to the touch panel, and between the second electrode 21 and the third electrode 31.
  • the second capacitance change amount may be measured to detect a touched position on the touch panel.
  • the driving unit 1 may more accurately sense the pressure applied to the touch panel by subtracting the second capacitance change amount from the first capacitance change amount.
  • each input tool may have different electrical characteristics.
  • the capacitance change value due to the electric charge exiting from the first electrode and the second electrode when the touch with pressure is applied may be different. Therefore, when removing the first capacitance change value corresponding to the capacitance change value due to the electric charge exiting the input tool included in the second capacitance change value, the capacitance value due to the change in the thickness of the elastic body is more accurately measured. can do. Through this process, it is possible to ignore the electrical characteristics of the input tool and recognize the correct pressure level.
  • the first electrode 11 may be driven to sense a touch during the first section T1
  • the second electrode 21 may be driven to sense the pressure during the second section T2. can do.
  • the first section and the second section may be alternately repeated with a period as time passes.
  • One time division period may include a first section and a second section.
  • a change in capacitance of the first electrode 11 may be recognized, and a change in capacitance of the second electrode 21 may be recognized. You can't.
  • the capacitance change of the second electrode 21 may be recognized, and the capacitance change of the first electrode 11 may not be recognized.
  • the touch panel When the touch panel is operated for a time division period or more, the first section T1 and the second section T2 are alternately repeated, and the capacitance change of the first electrode 11 and the second electrode 21 is measured alternately. can do.
  • the time division is applied as described above, the error due to the capacitance change value generated due to interference between the first electrode 11 and the second electrode 21 serving as the receiving electrode can be eliminated, thereby more accurately The change value can be measured.
  • the first electrode 11 may detect only the touch and the second electrode 21 may detect only the pressure to increase the touch sensitivity and the pressure sensitivity.
  • 13 is a graph showing the relationship between pressure and capacitance.
  • the capacitance may receive the capacitance value and detect the touch sensitivity and the strength of the pressure.
  • the touch panel according to the embodiment may be applied to a touch window displaying a display such as a mobile device, a monitor, a TV, or a navigation.
  • a display may be displayed in the effective area AA, and a display may not be displayed in the non-effective area UA disposed around the effective area AA.
  • At least one of the effective area AA and the invalid area UA may detect a pressure and / or a position of an input device (for example, a finger or a stylus pen).
  • an input device for example, a finger or a stylus pen.
  • the effective region may include a first electrode and a second electrode including the transparent conductive material described above.
  • first electrode and the second electrode may have a mesh shape. Since the first electrode 11 and the second electrode 21 have a mesh shape, the patterns of the first electrode 11 and the second electrode 21 may not be visible on the effective region. That is, even if the first electrode 11 and the second electrode 21 are formed of metal, the pattern can be made invisible.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

실시예에 따른 터치 패널은, 제 1 기재; 상기 제 1 기재 상에 배치되는 탄성층 상기 탄성층 상에 배치되는 제 2 기재; 상기 제 1 기재 상에 배치되고, 제 1 방향으로 연장하는 제 1 전극; 및 상기 제 2 기재 상에 배치되고, 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 연장하는 제 2 전극을 포함하고, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은 위치 및 압력을 시분할하여 감지하고, 상기 위치 감지 구간에서 상기 압력 감지 구간으로 이동하며, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극의 동작 방식이 변환된다.

Description

터치 패널
본 발명은 터치 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터치 및 압력을 감지하는 터치 패널에 관한 것이다.
일반적으로 터치 패널은 손으로 접촉(touch)하면 그 위치를 입력받도록 하는 특수한 입력 장치로서, 키보드를 사용하지 않고 화면(스크린)에 나타난 문자나 특정 위치에 사람의 손 또는 물체가 닿으면, 그 위치를 파악하여 저장된 소프트웨어에 의해 특정 처리를 할 수 있도록 하는 것을 말한다.
이러한 터치 패널은 내비게이션, 산업용 단말기, 노트북 컴퓨터, 금융 자동화기기, 게임기 등의 각종 모니터로부터, 휴대전화기, 엠피쓰리, PDA, PMP, PSP, 휴대용 게임기, DMB 수신기 등 각종 휴대용 단말기는 물론, 냉장고, 전자레인지, 세탁기와 같은 각종 가전제품에 이르기까지 다양한 전기전자장치의 입력장치로 널리 사용되고 있다.
예를 들어, 상기 터치 패널은 화면 즉, 디스플레이가 표시되는 휴대 전화기 등의 터치 윈도우 또는 화면이 표시되지 않는 노트북 컴퓨터 등의 터치 패드 등에 적용될 수 있다.
최근의 기기는 대부분 터치 센서를 적용하여 다양한 기능을 구현하고 있다. 터치 센서에서 터치를 인식하는 방식은 크게 저항 막 방식과 정전용량 방식으로 나뉠 수 있다. 종래에는 저항 막 방식이 경제적인 측면에서 저렴하기 때문에 널리 사용되어 왔으나, 최근에는 거의 모든 기기에서 내구성이 우수하고 화면이 선명하며 멀티 터치가 가능한 정전용량 방식으로 교체되었다.
정전용량 방식의 터치 패널은, 사람의 몸에 있는 정전용량을 이용하는 방식으로, 교류 전압을 이용하여 사람의 정전용량에 의해 일어나는 저항과 전류의 변화를 측정하여 터치를 인식하는 방식과, 커패시터의 충전되는 양을 비교하여 터치 유무를 판단하는 방식으로 나눌 수 있다. 이와 같은 정전용량 방식의 터치 패널은, 필름을 사용하는 저항 막 방식에 비해 내구성이 탁월하여 수분이나 작은 손상에도 동작에 지장이 없다.
또한, 터치의 정확도가 비교적 높고, 광학적 특성이 우수하여 화면이 선명하다. 특히, 정전용량의 충전 방식을 이용하는 터치 패널은 다중 포인트의 인식이 가능하고 소형으로 제작이 가능하다.
그러나 현재까지의 터치 센싱 기능을 갖는 터치 패널은 터치 센싱의 방식에서 주요 목적인 터치 위치를 감지하는 기능 외의 다른 기능은 지원하고 있지 못한 실정이다. 최근에는 단순한 터치 위치 인식이 아닌 압력센싱 등의 추가적인 기능의 구현을 위한 연구가 다양한 방안으로 진행되고 있으나, 터치 패널에서 압력센싱을 구현하기 위해서는 별도의 압력 센서를 터치 패널 상에 별도 구비해야 하므로 제조비용이 증가하거나 구조의 변경으로 기본 터치 센서는 문제점이 있다,
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 터치와 압력을 동시에 감지할 수 있는 터치 패널을 제공하는 것이다.
실시예에 따른 터치 패널은, 제 1 기재; 상기 제 1 기재 상에 배치되는 탄성층 상기 탄성층 상에 배치되는 제 2 기재; 상기 제 1 기재 상에 배치되고, 제 1 방향으로 연장하는 제 1 전극; 및 상기 제 2 기재 상에 배치되고, 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 연장하는 제 2 전극을 포함하고, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은 위치 및 압력을 시분할하여 감지하고, 상기 위치 감지 구간에서 상기 압력 감지 구간으로 이동하며, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극의 동작 방식이 변환된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 터치 패널에 가해지는 압력 및 터치되는 위치를 동시에 감지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 터치 패널에 가해지는 압력을 보다 정확하게 감지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 압력 감지 전극과 위치 감지 전극 사이의 간섭 현상을 줄일 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 터치 패널의 블럭도를 도시한 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 터치 패널의 시분할 동작 구간을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 터치 패널의 분해 사시도를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 A-A’를 따라서 절단한 단면도를 도시한 도면이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 터치 패널의 단면도를 도시한 도면이다.
도 6은 실시예에 따른 터치 패널의 압력 감도 및 터치 감도를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 터치 패널의 단면도를 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 전극 패턴의 평면도를 도시한 도면이다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 터치 패널의 분해 사시도를 도시한 도면이다.
도 10은 도 9의 B-B'를 따라서 절단한 단면도를 도시한 도면이다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 터치 패널의 분해 사시도를 도시한 도면이다.
도 12는 도 11의 C-C'를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 13은 실시예에 따른 터치 패널의 압력 감도 및 터치 감도를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계 없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하에서 설명하는 실시예에 따른 터치 패널은 차량의 내부에 적용될 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 터치 패널은 차량의 내부에서 터치 및 압력 의해 차량의 동작, 차량의 조명 등을 제어하는 차량용 터치 패드일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 블럭도를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 터치 패널은 패널부(1)와 구동부(2)로 구분될 수 있다.
상기 패널부(1)는 복수의 기재들과 상기 기재들에 배치된 전극을 포함할 수 있다. 상기 전극은 제 1 전극(11)과 제 2 전극(21)을 포함할 수 있으며, 상기 구동부(2)는 상기 제 1 전극(11)과 제2 전극(21)에 신호를 인가하고, 이들의 정전용량 변화를 감지하여, 터치 위치 및 터치 패널에 인가되는 압력의 세기를 감지할 수 있다.
이때 상기 구동부(2)는 상기 제 1 전극(11)과 상기 제 2 전극(21)을 송신 전극 및 수신전극으로 구동하거나 그라운드 전극 또는 셀프 전극으로 구동할 수 있다.
상기 구동부(2)는 패널부(1)가 터치될 때 터치 위치와 압력을 구분하여 감지하기 위해 위치 감지 신호와 압력 감지 신호를 시분할하여 구동할 수 있으며, 상기 제 1전극(11)과 상기 제 2 전극(21)의 구동 신호를 서로 바꿔서(siwthcing) 구동할 수도 있다.
도면에는 도시되지 않았으나, 상기 구동부(2)는 인쇄회로기판 등의 별도의 부재에 실장되어, 상기 패널부(1)의 상기 제 1 전극(11)과 상기 제 2 전극(21)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 터치 패널의 시분할 동작의 일례를 나타낸 그래프이다.
도 2를 참조하면, 제 1 구간(T1) 동안에는 상기 제1 전극(11) 및 상기 제2 전극(21)을 구동하여 터치 위치를 감지할 수 있고, 제 2 구간(T2) 동안은 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)을 구동하여 터치 패널에 인가되는 압력을 감지할 수 있다. 즉, 상기 제 1 구간(T1)은 위치 감지 구간이고, 상기 제 2 구간(T2)은 압력 감지 구간일 수 있다.
구동 방식은 상기 제 1 전극(11)과 상기 제 2 전극(21) 사이의 상호 정전용량(mutual capacitance) 변화를 감지하는 방식 및 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)의 자체 정전용량(self capacitance) 변화를 감지하는 방식이 모두 가능하다.
시분할을 적용하는 경우, 시간이 지남에 따라 주기를 가지고 상기 제 1 구간 및 상기 제 2 구간이 교대로 반복될 수 있다. 하나의 시분할 주기는 상기 제 1 구간 및 상기 제 2 구간을 포함할 수 있으며, 상기 제 1 구간에서는 상기 제 1 전극(11)과 상기 제 2 전극(21)의 정전용량 변화를 인식하여 터치 위치를 감지한 후, 스위칭 시분할 구동하여 제2 구간에서는 상기 제1 전극(11)과 상기 제 2 전극(21)의 정전용량 변화를 인식하여 터치되는 압력을 감지할 수 있다.
이때 시분할 간격은 4ms(millisecond) 내지 12.7ms 범위일 수 있다. 시분할 간격이 4ms 미만이면 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)의 정전용량 변화 측정에 필요한 정도의 정전용량이 형성되지 않을 수 있다. 또한 시분할 간격이 12.7ms를 초과하면 다른 기기와 신호의 동기화가 어려울 수 있다.
이하에서는 상기 패널부(1)의 구조 및 전극의 구동 방법에 대해 자세히 살펴보기로 한다.
실시예 1
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패널부의 분해 사시도를 나타낸 것이고, 도 4는 도 3의 A-A'를 따라서 절단한 단면도를 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널은 제 1 기재(10), 제 1 전극(11), 탄성층(15), 제 2 기재(20) 및 제2 전극(21)을 포함할 수 있다.
상기 제 1기재(10) 및 상기 제 2 기재(20)의 두께는 0.2mm 내지 2mm 일 수 있다.
상기 제 1 기재(10) 및 상기 제 2 기재(20)는 리지드(rigid)하거나 또는 플렉서블(flexible)할 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 기재(10) 및 상기 제 2 기재(20)는 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 기재(10) 및 상기 제 2 기재(20)는 소다라임유리(soda lime glass) 또는 알루미노실리케이트유리 등의 화학 강화/반강화유리를 포함하거나, 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 프로필렌 글리콜(propylene glycol, PPG) 폴리 카보네이트(PC) 등의 강화 혹은 연성 플라스틱을 포함하거나 또는 사파이어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 기재(10) 및 상기 제 2 기재(20)는 광등방성 필름을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 기재(10) 및 상기 제 2 기재(20)는 COC(Cyclic Olefin Copolymer), COP(Cyclic Olefin Polymer), 광등방 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 또는 광등방 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등을 포함할 수 있다.
사파이어는 유전율 등 전기 특성이 매우 뛰어나 터치 반응 속도를 획기적으로 올릴수 있을 뿐 아니라 호버링(Hovering) 등 공간 터치를 쉽게 구현 할 수 있고 표면 강도가 높아 커버 기재로도 적용 가능한 물질이다. 여기서, 호버링이란 디스플레이에서 약간 떨어진 거리에서도 좌표를 인식하는 기술을 의미한다.
또한, 상기 제 1 기재(10) 및 상기 제 2 기재(20)는 부분적으로 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 즉, 상기 제 1 기재(10) 및 상기 제 2 기재(20)는 부분적으로는 평면을 가지고, 부분적으로는 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 기재(10) 및 상기 제 2 기재(20)의 끝단이 곡면을 가지면서 휘어지거나 랜덤한 곡률을 포함한 표면을 가지며 휘어지거나 구부러질 수 있다.
또한, 상기 제 1 기재(10) 및 상기 제 2 기재(20)는 유연한 특성을 가지는 플렉서블(flexible) 기재일 수 있다.
또한, 상기 제 1 기재(10) 및 상기 제 2 기재(20)는 커브드(curved) 또는 벤디드(bended) 기재일 수 있다. 즉, 상기 제 1 기재(10) 및 상기 제 2 기재(20)를 포함하는 터치 패널도 플렉서블, 커브드 또는 벤디드 특성을 가지도록 형성될 수 있다. 이로 인해, 실시예에 따른 터치 패널은 휴대가 용이하며, 다양한 디자인으로 변경이 가능할 수 있다.
상기 제 2 기재(20)는 커버 기재일 수 있다. 또는 상기 제 2 기재(20) 상에는 별도의 커버 기재가 더 배치될 수 있다.
상기 제 1 기재(10) 및 상기 제 2 기재(20)에는 유효 영역(AA)및 비유효 영역(UA)이 정의될 수 있다.
상기 유효 영역(AA)에서는 입력 장치 등(예를 들어, 손가락 또는 스타일러스 펜 등)의 압력 및/또는 위치를 감지할 수 있고, 상기 유효 영역(AA) 주위에 배치되는 상기 비유효 영역(UA)에서는 압력 및/또는 위치를 감지하지 않을 수 있다.
즉, 상기 제 2 기재(20) 또는 상기 제 2 기재(20) 상의 커버 기재에는 상기 입력 장치가 접촉되는 일면 및 상기 일면과 반대되는 타면을 포함할 수 있고, 상기 기재의 일면에서 상기 입력 장치가 접촉되는 경우, 접촉면에서의 위치 및/또는 압력을 감지할 수 있다.
한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 커버 기재 또는 상기 제 2 기재(상기 제 2 기재가 커버 기재인 경우)의 상기 유효 영역 및 비유효 영역 중 적어도 하나의 영역 상에는 데코층이 배치될 수 있다.
상기 데코층은 상기 유효 영역 및 상기 비유효 영역 상에 배치되는 전극, 배선 전극, 상기 배선 전극을 외부 회로에 연결하는 인쇄회로기판 등을 외부에서 보이지 않도록 할 수 있게 소정의 색을 가지는 물질로 형성할 수 있다.
또한, 상기 데코층은 상기 유효 영역 상에 배치되어, 터치 및 압력에 따라 각각 다른 동작을 수행하는 복수 개의 아이콘 들을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 아이콘은 구현하고자 하는 동작과 매칭되는 로고, 문자 또는 숫자 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 데코층은 원하는 외관에 적합한 색을 가질 수 있는데, 일례로 흑색 또는 흰색 안료 등을 포함하여 흑색 또는 흰색을 나타낼 수 있다. 또는 다양한 칼라 필름 등을 사용하여 빨강색, 파란색 등의 다양한 칼라색을 나타낼 수 있다.
그리고 상기 데코층에는 다양한 방법으로 원하는 로고 등을 형성할 수 있다. 이러한 데코층은 증착, 인쇄, 습식 코팅 또는 접착 등에 의하여 형성될 수 있다.
상기 데코층은 적어도 1층 이상으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 데코층은 하나의 층으로 배치되거나 또는 폭이 서로 다른 적어도 두 층으로 배치될 수 있다.
상기 제 1 전극(11)은 상기 제 1 기재(10)의 상부에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 2 전극(21)은 상기 제 2 기재(20)의 상부에 배치될 수 있다.
상기 제 1 전극(11)은 일 방향으로 연장하는 복수 개의 전극 패턴을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 2 전극(21)은 상기 일 방향과 다른 방향으로 연장하는 복수 개의 전극 패턴을 포함할 수 있다.
상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)은 금속과 같은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)은 인쇄 공정을 통해 배치될 수 있다.
상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)은 손가락이나 스타일러스트 등의 입력 도구가 접촉되었는지를 감지할 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)은 투명 또는 불투명한 전도성 물질을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)은 광의 투과를 방해하지 않으면서 전기가 흐를 수 있도록 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)은 전도도가 높고, 가시광 영역에서 광 투과율이 80 % 이상인 물질을 포함할 수 있다.
일례로, 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 구리 산화물(copper oxide), 주석 산화물(tin oxide), 아연 산화물(zinc oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide) 등의 금속 산화물을 포함할 수 있다. 이에 따라, 플렉서블 및/또는 벤딩이 구현된 터치 패널을 제조할 때, 자유도를 향상할 수 있다.
또는, 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)은 나노와이어, 감광성 나노와이어 필름, 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(graphene), 전도성 폴리머 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 이에 따라, 플렉서블 및/또는 벤딩이 구현된 터치 패널을 제조할 때, 자유도를 향상할 수 있다.
나노 와이어 또는 탄소나노튜브(CNT)와 같은 나노 합성체를 사용하는 경우 흑색으로 구성할 수 도 있으며, 나노 파우더의 함량제어를 통해 전기전도도를 확보 하면서 색과 반사율 제어가 가능한 장점이 있다.
또는, 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)은 다양한 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo). 금(Au), 티타튬(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다. 이에 따라, 플렉서블 및/또는 벤딩이 구현된 터치 패널을 제조할 때, 자유도를 향상할 수 있다.
또는, 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)은 메쉬 형상으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)은 서로 교차하며 배치되는 복수 개의 서브 전극들을 포함할 수 있고, 이러한 서브 전극들에 의해 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)은 전체적으로 메쉬 형상으로 배치될 수 있다.
상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)이 메쉬 형상을 가짐으로써, 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)이 대형 크기의 터치 패널에 적용되어도 터치 패널의 저항을 낮출 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)은 서로 교차하는 복수 개의 서브 전극들에 의해 형성되는 메쉬선 및 상기 메쉬선 사이의 메쉬 개구부를 포함할 수 있다.
상기 메쉬선의 선폭은 약 0.1㎛ 내지 약 10㎛일 수 있다. 상기 메쉬선의 선폭이 약 0.1㎛ 미만인 메쉬 선은 제조 공정 상 불가능할 수 있고, 약 10㎛를 초과하는 경우, 감지 전극 패턴이 외부에서 시인되어 시인성이 저하될 수 있다. 또는, 메쉬선의 선폭은 약 1㎛ 내지 약 5㎛일 수 있다. 또는, 상기 메쉬선의 선폭은 약 1.5㎛ 내지 약 3㎛일 수 있다.
또한, 상기 메쉬선의 두께는 약 100㎚ 내지 약 500㎚ 일 수 있다. 상기 메쉬선의 두께가 약 100㎚ 미만인 경우, 전극 저항이 높아져서 전기적 특성이 저하될 수 있고, 약 500㎚을 초과하는 경우, 터치 패널의 전체적인 두께가 두꺼워지고, 공정 효율이 저하될 수 있다. 바람직하게는, 상기 메쉬선의 두께는 약 150㎚ 내지 약 200㎚일 수 있다. 더 바람직하게는, 상기 메쉬선의 두깨는 약 180㎚ 내지 약 200㎚일 수 있다.
상기 제1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)은 상기 제 1 기재(10) 및 상기 제 2 기재(20) 각각에 전극 물질을 증착하여 형성될 수 있다. 일례로, 인듐 산화 주성막을 스퍼터링법을 이용해 상기 제 1 기재(10) 및 상기 제 2 기재(20)에 전체적으로 성막할 수 있다. 주지의 포토리소그래피 기술을 이용하여, 포토레지스트를 도포하고, 노광, 현상에 의해, 하층의 인듐 산화 주석이 노출된 원하는 패턴을 형성한다. 다음으로, 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여, 노출된 인듐산화 주석을 에칭 용액으로 에칭한다. 이때, 상기 에칭 용액은 카복실산계, 염화제2철계, 취화수소산계, 요오드화수소산계 또는 왕수계 용액일 수 있다. 다음으로 포 토레지스트를 제거하여, 패턴이 형성된 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)이 형성될 수 있다.
그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)은 인쇄 공정, 라미네이팅등 다양한 공정을 통해 형성될 수 있다.
도면에는 도시하지 않았으나, 상기 제 1 기재(10) 및 상기 제 2 기재(20)의 상기 비유효 영역 상에는 배선 전극이 배치될 수 있다.
자세하게, 상기 배선 전극은 상기 제 1 전극(11)과 연결되는 제 1 배선 전극 및 상기 제 2 전극(21)과 연결되는 제 2 배선 전극을 포함할 수 있다.
상기 제 1 배선 전극 및 상기 제 2 배선 전극은 전기 전도성이 우수한 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 제 1 배선 전극 및 상기 제 2 배선 전극은 면저항 0.4 Ω/sq 이하인 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 배선 전극 및 상기 제 2 배선 전극은 백금, 금, 은, 알루미늄 또는 구리를 포함할 수 있다.
상기 제 1 배선 전극 및 상기 제 2 배선 전극은 상기 제1 기재(10)와의 밀착력을 향상하기 위해 크롬, 몰리브덴 또는 니켈을 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 제 1 배선 전극 및 상기 제 2 배선 전극은 적어도 하나 이상의 층으로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 배선 전극 및 상기 제 2 배선 전극의 두께는 100 nm 내지 2000 nm 일 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 상기 제 1 배선 전극 및 상기 제 2 배선 전극에 연결되는 인쇄회로기판이 더 위치할 수 있다. 인쇄 회로 기판으로는 다양한 형태의
인쇄 회로 기판이 적용될 수 있는데, 일례로 플렉서블 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board, FPCB) 등이 적용될 수 있다.
상기 인쇄회로기판에는 상기 구동부와 대응되는 구동칩이 실장되고, 상기 배선 전극을 통해 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)에 구동 신호를 전달할 수 있다.
상기 탄성층(15)은 상기 제 1 기재(10)와 상기 제 2 기재(20) 사이에 일정한 폭 및 두께를 가지면서 적층될 수 있다. 상기 탄성층(15)은 일종의 유전체로 작용하면서 동시에 외부로부터 압력이 가해지면 모양에 변형된 후 다시 복원될 수 있다. 상기 탄성층(15)의 소재로는 복원성 있게 탄성적으로 가변시킬 수 있는 소재와 형상이라면 특히 제한되지 아니한다.
상기 탄성층(15)은 탄성 및 접착 특성을 가지는 투명한 수지 물질을 포함할 수 있다. 즉, 상기 탄성층(15)은 탄성을 가지는 접착층일 수 있다.
예를들어, 상기 탄성층(15)은 폴리올레핀계, PVC계, 폴리스틸렌계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리아미드계, 실리콘, 고무 등이 사용될 수 있다.
상기 탄성층(15)은 영률(Youngs modules)의 크기가 약 1㎫ 내지 약 2㎫이고, 압축계수(Compressive modulus)가 약 150㎫ 내지 약 200㎫이고, 전단 계수(Shear modulus)가 약 0.4㎫ 내지 약 0.7㎫이고, 체적 탄성률(Bulk modulus)이 약 2㎬ 내지 약 3.5㎬의 물성을 가지는 물질을 포함할 수 있다.
상기 탄성층(15)의 두께는 약 500㎛ 이하일 수 있다. 자세하게, 상기 탄성층(15)의 두께는 약 100㎛ 내지 약 500㎛일 수 있다. 더 자세하게, 상기 탄성층(15)의 두께는 약 300㎛ 내지 약 500㎛일 수 있다.
상기 탄성층(15)의 두께가 약 500㎛을 초과하는 경우, 입력 장치로부터 가해지는 힘의 압력을 감지할 때 정확성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 탄성층(15)의 두께가 약 100㎛ 미만인 경우, 기재들의 접착력이 감소되어, 터치 패널의 신뢰성이 저하될 수 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 제 1 기재(10)는 금속재질의 프레임 상에 배치될 수 있고, 상기 제 2 전극(21) 상에는 커버 기재가 더 배치될 수 있다. 상기 커버 기재의 일면은 상기 제 2 전극(21)을 향하고 타면은 입력 장치가 터치되는 표면일 수 있다.
상기 커버 기재는 투명할 수 있다. 상기 커버 기재는 소다 글래스, 붕소 규소산 글래스 등의 알칼리 글래스, 무알칼리 글래스, 또는 화학 강화 등의 글래스
기재일 수 있다. 또한, 투명성을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌감광성 나노와이어 필름, 탄소나노튜나프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름, 내열성과 투명성이 높은 폴리이미드 필름, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트 등 투명성을 갖는 복합 폴리머 계열의 기재일 수 있다. 바람직하게는, 상기 커버 기재는 변형이 잘 되는 얇은 글래스 및 플라스틱 기재일 수 있다. 또한, 상기 커버 기재의 표면에는 보호 필름이나 안티핑거(anti-finger) 코팅층이 더 위치할 수 있다.
상기 제 1 전극(11)은 상기 프레임에 배치될 수 있고, 제2 전극(21)은 상기 커버 기재의 하부에 배치될 수 있다.
상기 제 1 전극(11) 및 제 2 전극(21)의 두께는 5um이하일 수 있다.
다음으로, 상기 구동부(2)에 의한 전극(11, 12)의 동작을 살펴본다.
상기 구동부(2)는 상기 제 1 구간(T1) 동안 상기 제 1 전극(11)에 소정의 구동신호를 인가할 수 있다. 즉, 상기 제 1 전극(11)은 송신전극(Tx)으로 동작하고, 상기 제 2 전극(21)은 수신전극(Rx)으로 동작할 수 있다. 따라서 상기 제 1 구간 동안에는 상호 정전용량 방식에 의해 상기 제 2 전극의 정전용량 변화값을 감지하여 터치되는 위치를 감지할 수 있다.
즉, 상기 제 1 구간(T1) 동안에는 뮤추얼 캡(Mutual Cap) 방식에 의해 터치 위치를 감지할 수 있다.
상호 정전용량 방식은 송신전극과 수신전극의 배치 형상에 따라 미리 결정된 값을 가지는 정전용량이 형성될 수 있다. 이때, 상기 측정 대상 커패시터 근처에 입력 장치 등의 터치도구가 존재하지 않으면, 상기 미리 결정된 값을 갖는 정전용량의 값은 변화하지 않는다.
그러나 만일 상기 측정 대상 커패시터 근처에 터치도구가 존재하게 되면, 상기 터치도구에 의해 제거되는 상기 측정 대상 정전용량의 프린징 용량만큼 정전용량의 크기가 감소하게 된다. 따라서 상호 정전용량 방식에서는 터치입력이 이루경우에 송신전극과 수신전극 사이의 정전용량의 변화를 감지하여 터치되는 위치를 감지할 수 있다.
또한, 상기 구동부(2)는 스위칭 시분할 구동에 의해 상기 제 2 구간(T2) 동안에는 상기 제 2전극(21)을 접지(GND)시켜 그라운드 전극으로 활용하고, 상기 제 1 전극(11)의 정전용량을 검출하여 터치되는 압력을 검출할 수 있다. 즉, 상기 제2 구간 동안에는 셀프 정전용량 방식으로 구동하에 상기 제1 전극(11)의 정전용량 변화값을 감지하여 터치되는 압력을 검출할 수 있다.
즉, 상기 제 2 구간(T2) 동안에는 셀프 캡(Self Cap) 방식에 의해 터치 위치를 감지할 수 있다.
셀프 정전용량 방식에서는 미리 제공된 한 개의 감지 전극(셀프 전극)만을 이용한다. 이때, 상기 감지전극 근처에 터치도구가 존재하지 않으면, 이상적으로 상기 한 개의 감지전극에 의해서 형성되는 정전용량은 0이 된다. 만일 상기 감지전극 근처에 터치도구가 존재하게 되면, 상기 한 개의 감지전극과 상기 터치도구 사이에 정전용량이 발생하게 된다.
이때 발생하는(즉, 변화하는) 정전용량의 크기는 상기 한 개의 감지전극과 상기 터치도구가 서로 마주보는 면적 및 거리 등에 의해 결정되게 된다. 특히 감지전극과 그라운드 전극과의 거리가 가까워질수록 정전용량은 커지게 된다.
터치패드에 압력이 가해지는 탄성층(15)의 모양은 변형되어 그라운드 전극으로 동작하는 제2 전극(21)과 감지전극의 거리는 가까워지게 된다. 따라서 이때 발생하는 제2 전극(21)의 정전용량 변화를 감지하여 터치패널에 가해지는 압력을 감지할 수 있다.
도 4의 (a)는 탄성층(15)의 모양이 변형되기 전을 나타낸 거이고, 도 4의(b)는 탄성층의 모양이 변형된 것을 나타낸 것이다. 도 4를 참조하면, 도 4의 (b)에서 탄성층(15)이 눌려져 제2 전극과 제1 전극의 거리가 가까워진 것을 확인할 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이, 제1 구간에서는 제1 전극(11)이 송신전극으로 동작하고, 제2 전극(21)이 감지전극으로 동작하여 터치되는 위치를 감지하여, 제2 구간에서는 제1 전극(11)과 제2 전극(21)의 기능이 전환(switch)되어, 제1 전극(11)은 감지전극으로 동작하고 제2 전극(21)은 접지전극으로 동작한다.
따라서 제1 전극(11)의 셀프 정전용량을 감지하여 터치패널에 가해지는 압력을 감지할 수 있다.
이때 터치 패널의 프레임은 노이즈 제거를 위해 접지되어 사용될 수 있다.
실시예 2
또한, 본 발명의 다른 일 실시예로써, 상기 구동부(2)는 제1 구간 동안은 실시예 1과 마찬가지로 상기 제 1 전극(11)을 송신전극, 상기 제 2 전극(21)을 수신전극으로 사용하고, 상기 제 2 구간동안 상기 제 1 전극(11)과 상기 제 2 전극(21)의 기능을 상호 전환하여 터치되는 압력을 감지할 있다.
즉, 상기 제 2 구간 동안 상기 제 2 전극(21)에 구동 신호를 인가하여 상기 제 2 전극(21)이 송신전극으로 동작하고 상기 제 1 전극(11)이 수신전극으로 동작하게 할 수도 있다. 이때, 상기 제 2 구간 동안에는 제1 전극(11)이 감지전극이 되어 터치되는 압력을 감지할 수 있다.
실시예 2에서는 셀프 정전용량 감지 방식을 사용하지 않고, 상호 정전용량 감지 방식만을 사용하되, 스위칭 시분할 구동함으로써 터치 위치와 터치 압력을 모두 검출할 수 있다.
이때 터치 패널의 프레임은 노이즈 제거를 위해 접지되어 사용될 수 있다.
실시예 3
도 5는 또 다른 실시예에 따른 터치 패널의 단면도를 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 터치 패널은 프레임(30), 상기 프레임(30) 상에 배치된 제1 기재(10), 상기 제1 기재(10) 상에 배치된 제1 전극(11), 상기 제 1 기재(10) 상에 배치된 탄성층(15), 상기 탄성층(15) 상에 배치된 제2 기재(20) 및 상기 제2 기재(20) 상에 배치된 제2 전극(21)을 포함하고 있는 것을 확인할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 터치 패널에서는 프레임을 접지 전극으로 사용하고 상기 제 1 전극(11)과 상기 제 2 전극(21)을 셀프 정전용량 방식을 구동할 수 있다.
상기 제 1 구간 동안 상기 제 1 전극(11)을 구동하여 상기 제 1 전극(11)의 셀프 정전용량을 감지하여 터치되는 위치를 검출할 수 있고, 상기 제 2 구간 동안 상기 제 2 전극(21)을 구동하여 상기 제 2 전극(21)의 셀프 정전용량을 감지하여 터치되는 압력을 감지할 수 있다. 터치되는 압력이 세질수록 터치 패널과 터치도구(손가락)의 접촉면적은 증가하고 그에 따라 정전용량의 변화량도 증가하게 된다. 따라서 정전용량의 변화정도를 감지하여 터치되는 압력을 산출할 수 있다.
또한, 상기 제 1 구간에서의 정전용량 변화량과 상기 제 2 구간에서의 정전용량 변화량을 차감하면 보다 정확하게 압력을 감지할 수 있다. 즉, 상기 제 1 구간 동안의 상기 제 1 전극의 셀프 정전용량값과 상기 제 2 구간 동안의 상기 제 2 전극의 셀프 정전용량값의 차이를 구하면 터치되는 압력을 보다 정확하게 감지할 수 있다. 상기 제 2 구간에서의 셀프 정전용량 변화값은 손가락에 의한 정전용량 변화와 탄성층(15)의 모양이 변함에 따라 발생하는 정전용량 변화를 모두 포함한다.
따라서 상기 제 1 구간에서의 손가락에 의한 정전용량 변화를 차감하게 되면 보다 정확하게 압력을 감지할 수 있다.
이때 터치되는 압력이 증가할수록 제2 전극(21)에 접촉되는 터치도구의 면적이 증가함과 동시에 탄성층(15)의 변형에 의해 제2 전극(21)과 그라운드 전극(30)간의 거리도 가까워지게 된다. 따라서 터치 패널에 가해지는 압력이 증가함에 따라 터치 감도와 압력 감도는 동시에 좋아지게 된다. 도 6을 참조하면, 이러한 관계를 쉽게 확인할 수 있다.
실시예 4
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예를 나타낸 것이다.
도 7을 참조하면, 터치 패널은 제 1 기재(10), 상기 제 1 기재(10) 상에 배치되는 제 1 전극(11), 상기 제1 기재(10) 상에 배치되는 탄성층(15), 상기 탄성층(15) 상에 배치되는 제 2 기재(20), 상기 제2 기재(20) 상에 배치되는 제 2 전극(21) 및 상기 제 2 기재(20) 상에 배치되는 제 3 전극(31)을 포함할 수 있다.
실시예 4는 앞서 설명한 실시예들과 다르게 제3 전극(22)을 더 포함할 수 있다.
도 8은 상기 도 7의 전극 배치만을 상세히 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기 제 2 전극(21)과 상기 제 3 전극(31)은 일측이 개방되고 다른 일측이 연결된 모양으로 "ㄷ"자 형성일 수 있으며, 나란히 배치될 수 있다. 그리고 상기 제 2전극(21)과 상기 제 3 전극(31)은 개방된 부분이 서로 반대방향으로 배치될 수 있다.
상기 제 2 전극(21)과 상기 제 3 전극(31)은 상기 상기 제 1 전극과 교차하도록 배치될 수 있다.
상기 제 3 전극(31)은 앞서 설명한 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)과 동일 또는 유사한 물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 3 전극(31)에는 제 3 배선 전극이 연결될 수 있다. 상기 제 3 배선 전극의 두께는 100nm 내지 2000nm 일 수 있다. 또한, 상기 제 3 배선 전극은 앞서 설명한 상기 인쇄회로기판과 연결될 수 있다.
상기 제 3 전극(31)의 선폭은 상기 제 2 전극(21)의 선폭보다 작을 수 있다. 이때, 상기 제 2 전극(21)의 선폭은 상기 제 3 전극(31)의 10배 이상일 수 있다. 상기 제2 전극(21)은 상기 제 3 전극(31)에 비해 선폭이 넓으므로 차지하는 면적도 상기 제2 전극(22)에 비해 넓다.
또한, 상기 전극 패턴은 맨하탄 패턴(manhattan pattern) 형태로 배치될 수 있다. 이때 상기 제1 전극(11)은 바(bar) 형상일 수 있으며, 상기 제2 전극(21)과 상기 제 3 전극(31)은 'ㄷ'자 형상으로 일측이 개방된 형상일 수 있다.
상기 제 3 전극(31)은 상기 제 2 전극(21)의 사이에 배치되고, 상기 제 3 전극(31)과 상기 제 2 전극(21)의 개방된 부분이 서로 반대 방향이 되도록 배치될 수 있다.
이때, 구동부(2)는 상기 제 1 전극(11)에 구동신호를 인가할 수 있다.
즉, 상기 제 1 전극(11)은 송신전극으로 동작할 수 있고, 상기 제 2 전극(21)과 상기 제 3 전극(31)은 수신전극으로 동작할 수 있다. 이때, 상기 제 2 전극(21)과 상기 제 3 전극(31)은 시분할되어 구동된다. 즉, 상기 제 2 전극(21)이 구동되는 동안 상기 제 3 전극(31)은 구동되지 않으며, 상기 제 3 전극(31)이 구동되는 동안 상기 제 2 전극(21)은 구동되지 않는다.
상기 제2 전극(21)은 상기 제 2 구간 동안 제 1 수신전극으로 터치되는 압력을 감지할 수 있고, 상기 제 3 전극(31)은 상기 제 1 구간 동안 제 2 수신전극으로 터치되는 위치를 감지할 수 있다. 즉, 상기 제 1 구간 동안 상기 제 3 전극(31)을 구동하여 상기 제 3 전극(31)의 상호 정전용량을 감지하여 터치되는 위치를 검출할 수 있고, 상기 제 2 구간 동안 상기 제 2 전극(21)을 구동하여 상기 제 2 전극(21)의 상호 정전용량을 감지하여 터치되는 압력을 감지할 수 있다. 이때 터치되는 압력이 세질수록 터치 패널과 터치도구(손가락)의 접촉면적은 증가하고 그에 따라 정전용량의 변화량도 증가하게 된다.
따라서, 정전용량의 변화정도를 감지하여 터치되는 압력을 산출할 수 있다.
또한, 상기 제 2 전극(21)과 상기 제 3 전극(31)의 정전용량 변화량을 차감하면 보다 정확하게 압력을 감지할 수 있다. 즉, 상기 제 1 구간 동안의 상기 제 3 전극(31)의 상호 정전용량값과 상기 제 2 구간 동안의 상기 제 2 전극(21)의 상호 정전용량값의 차이를 구하면 터치되는 압력을 보다 정확하게 감지할 수 있다.
상기 제 2 구간에서의 상호 정전용량 변화값은 손가락에 의한 정전용량 변화와 탄성층(15)의 모양이 변함에 따라 발생하는 정전용량 변화를 모두 포함한다.
따라서 상기 제 1 구간에서의 손가락에 의한 정전용량 변화를 차감하게 되면 보다 정확하게 압력을 감지할 수 있다.
상기 제 2 전극(21)은 압력에 민감한 다이렉트 커플링(direct couling)을 형성하고 상기 제 3 전극(31)은 터치에 민감한 에지 커플링(edge coulpling)을 형성한다.
따라서, 상기 구동부(2)는 상기 제 2 전극(21)의 상호 정전용량 변화량을 감지하여 터치되는 압력을 감지할 수 있고, 상기 제 3 전극(31)의 상호 정전용량 변화량을 감지하여 터치되는 위치를 감지할 수 있다.
실시예 5
이하, 도 9 및 도 10을 참조하여, 다른 실시예에 따른 터치 패널을 설명한다.
다른 실시예에 따른 터치 패널은 제 1 기재(10), 제 1 전극(11), 탄성층(15), 제 2 기재(20), 제 2 전극(21), 접착층(25), 제 3 기재(30), 및 제 3 전극(31)을 포함할 수 있다.
자세하게, 상기 제 2 기재(20)는 상기 제 1 기재(10)의 상부에 배치되고, 상기 제 3 기재(30)는 상기 제 1 기재(10)의 하부에 배치될 수 있다.
실시예 5에서는 앞서 설명한 실시예들과 다르게 상기 제 3 기재(30) 및 제 3 전극(31)을 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 전극(11)은 제 1 수신 전극(Rx1)일 수 있으며, 터치 패널에 가해지는 압력을 감지할 수 있다. 예를 들어, 손가락이나 스타일러스 펜 등의 입력 장치를 통해 압력이 인가되면 상기 제 1 전극(11)과 상기 제 3 전극(31) 사이의 정전용량의 변화가 발생하므로 이를 감지하여 압력을 감지할 수 있다.
상기 탄성층(15)은 제 1 기재(10)와 제 2 기재(20) 사이에 배치된다.
상기 제 2 전극(21)은 제 2 수신전극(Rx2)으로 동작할 수 있으며, 손가락 또는 스타일러스 펜 등의 입력 장치에 의해 터치되는 위치를 감지할 수 있다. 손가락이나 스타일러스 펜에 의해 터치되면 터치된 지점에 정전용량의 변화가 생기므로 위치를 감지할 수 있다.
상기 제 2 전극(21)은 상기 제 1 전극(11)과 동일한 방향으로 배치될 수 있으며, 상기 제 1 전극과 동일 또는 유사한 물질을 포함할 수 잇다.
이때, 상기 제 2 전극(21)의 폭은 상기 제 1 전극(11)의 폭보다 좁을 수 있으며, 상기 제 1 전극(11)의 폭은 상기 제 2 전극(21)의 폭보다 대략 1.2배 이상일 수 있다.
상기 제 1 전극(11)은 거리에 따른 정전용량 변화에 더욱 민감하게 반응하도록 하기 위해 선폭을 넓게 하는 것이 유리하다. 정전용량 변화를 감지하기 위한 최소한의 선폭은 100um 이상이어야 한다. 상기 제 2 전극(21)은 터치되는 위치를 정확하게 파악하기 위해 상기 제 1 전극(11)보다는 좁게 형성할 수 있다.
상기 접착층(25)은 상기 제 2 기재(20)와 상기 제 3 기재(30)를 접착한다. 상기 접착층(25)은 투명할 수 있다. 상기 접착층(25)은 UV 수지, 열경화 수지, 광학 필름 또는 광학 수지를 포함 할 수 있다.
상기 제 3 기재(30)는 앞서 설명한 상기 제 1 기재(10) 및 상기 제2 기재(20)와 동일 또는 유사한 물질을 포함할 수 있다. 상기 제3 기재(30)는 터치 패널의 최상부 또는 최하부에 위치되는 프레임일 수 있다. 도면번호 32는 프레임의 일례를 나타낸 것이다.
상기 제 3 전극(31)은 상기 제 3 기재(30) 상에 배치되며 송신전극(Tx)으로 사용될 수 있다. 따라서 상기 제 3 전극(31)은 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)과 다른 방향으로 연장되는 복수개의 전극 패턴을 포함할 수 있다. 상기 제 3 전극(31)은 앞서 설명한 상기 제 1, 2 전극과 동일 또는 유사한 물질을 포함할 수 있다.
즉, 상기 제 1 전극(11)과 상기 제 2 전극(21)은 수신전극(Rx)일 수 있으며, 상기 제 3 전극(31)은 송신전극일(Tx) 수 있다. 따라서, 상기 제 1 전극(11)과 상기 제 3 전극(31) 사이의 정전용량 변화에 의해 터치 패널에 가해지는 압력을 감지하고, 상기 제 2 전극(21)과 상기 제 3 전극(31) 사이의 정전용량 변화에 의해 터치에서 터치되는 위치를 감지할 수 있다.
상기 제 1 전극(11)은 제1 수신전극, 상기 제 2 전극(21)이 제 2 수신전극, 상기 제 3 전극(31)은 송신전극인 경우, 상기 제 1 전극과 상기 제 3 전극 사이에는 제 1 정전용량이 형성될 수 있고, 상기 제 2 전극과 상기 제 3 전극 사이에는 제 2 정전용량이 형성될 수 있다. 상기 정전용량의 두 전극 사이에 상호 작용하는 상호 정전용량일 수 있다.
터치 패널에 입력장치가 근접하여 압력을 인가하여 터치하는 경우 제 1 정전용량 및 제 2 정전용량이 변화하게 된다. 이들 정전용량의 변화를 감지하여 터치되는 압력 및 위치를 감지할 수 있다. 제 1 정전용량의 변화를 감지하여 터치 패널에 가해지는 압력을 감지하고 있고, 제 2 정전용량의 변화를 감지하여 터치 패널의 가해지는 압력을 감지할 수 있다.
이때 제 1 정전용량 변화값은 입력 도구 측으로 빠져나가는 전하에 의한 정전용량 변화값 및 탄성층(15)의 거리 감소로 인한 정전용량 변화값을 포함할 수 있고, 제 2 정전용량 변화값은 입력도구 측으로 빠져나가는 전항에 의한 변화값을 포함할 수 있다.
상기 제 1 전극(11), 상기 제 2 전극(21) 및 상기 제 3 전극(31)의 두께는 5um 이하일 수 있다.
이때 상기 제 1 전극(11)과 상기 제 2 전극(21)은 시분할 구동될 수 있다. 즉, 제 1, 2 전극이 동시에 구동되는 것이 아니라 상기 제 1 전극(11)이 구동된 후 소정 시간 간격을 두고 상기 제 2 전극이 구동된다. 시분할 간격은 4ms 내지 12.7ms 범위일 수 있다. 시분할 간격이 4ms 이하이면 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극의 정전용량 변화 측정에 필요한 정도의 정전용량이 형성되지 않을 수 있다. 또한 시분할 간격이 12.7ms를 초과하면 다른 기기와 신호의 동기화가 어려울 수 있다.
터치 패널은 상기 제 1 전극(11)이 구동될 때에는 터치 패널에 가해지는 압력을 감지하고, 상기 제 2 전극(21)이 구동될 때에는 터치 위치를 감지할 수 있다.
실시예 6
이하, 도 11 및 도 12를 참조하여, 다른 실시예에 따른 터치 패널을 설명한다.
다른 실시예에 따른 터치 패널은 제1 기재(10), 제 1 전극(11), 탄성층(15), 제 2 기재(20), 제 2 전극(21), 접착층(25), 제 3 기재(30), 및 제 3 전극(31)을 포함할 수 있다.
제 6 실시예에 따른 터치 패널에서, 기재들(10, 20, 30) 및 전극들(11, 21, 31)의 물질 및 동작은 앞서 설명한 제 5 실시예와 동일하고, 상기 제 3 전극(31)의 배치가 상기 제 5 실시예와 상이하다.
제 6 실시예에서는 제 3 전극(31)은 제 2 기재(20)의 일면 상에 배치될 수 있다.
자세하게, 상기 제 2 기재(20)의 일면 상에는 상기 제 2 전극(21)이 배치되고, 상기 일면과 반대되는 상기 제 2 기재(20)의 타면 상에는 상기 제 3 전극(31)이 배치될 수 있다.
즉, 하나의 기재 상에 상기 제 2 전극(21) 및 상기 제 3 전극(31)이 모두 배치될 수 있다.
이하, 도 1, 도 9 내지 도 12를 참조하여, 실시예 5 및 실시예 6의 구동 방법을 설명한다.
상기 패널부(1)가 손가락 또는 스타일러스펜으로 터치되면 송신전극(Tx)와 수신전극(Rx) 사이에 정전용량값이 변화하게 되고, 정전용량값은 구동부(2)로 전달된다.
상기 구동부(2)는 송신전극(Tx)과 수신전극(Rx)을 구동하고, 송신전극(Tx)과 수신전극(Rx) 사이의 정전용량값을 수신하여 터치되는 영역 및 압력의 세기를 감지할 수 있다. 구동부(2)는 제1 수신전극(Rx1)과 제2 수신전극(Rx2)을 시분할하여 구동하고, 시분할 간격은 4ms 내지 12.7ms 일수 있다. 즉, 제1 수신전극(Rx1)이 구동되는 동안 제2 수신전극(Rx2)는 구동되지 않고, 제2 수신전극(Rx2)이 구동되는 동안 제1 수신전극(Rx1)은 구동되지 않는다.
상기 구동부(1)는 제1 수신전극(Rx1)과 송신전극(Tx) 사이의 정전용량 변화량을 산출하여 터치 패널에 가해지는 압력을 감지하고, 제2 수신전극(Rx2)과 송신 전극(Tx) 사이의 정전용량 변화량을 산출하여 터치 패널의 터치되는 영역을 감지할 수 있다. 즉, 제1 전극(11)과 제3전극(31) 사이의 제1 정전용량 변화량을 산출하여 터치 패널에 가해지는 압력을 감지하고, 제2 전극(21)과 제3 전극(31) 사이의 제2 정전용량 변화량을 측정하여 터치 패널에서 터치되는 위치를 감지할 수 있다.
이때 제1 정전용량 변화량과 제2 정전용량 변화량의 차이를 이용하는 경우, 압력에 의한 변화량을 보다 정확하게 측정할 수 있다. 즉, 구동부(1)는 제1 정전용량 변화량에서 제2 정전용량 변화량을 차감하여 터치 패널에 가해지는 압력을 보다 정확하게 감지할 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 각각의 입력도구는 그 전기적 특성이 다를 수 있다.
예를 들어, 각 개인의 신체적 특성이 다르므로, 압력을 동반한 터치 인가 시, 제1 전극 및 제2 전극에서 빠져나가는 전하에 의한 정전용량 변화 값이 상이할 수 있다. 따라서 제2 정전용량 변화 값이 포함하고 있는 입력 도구로 빠져나가는 전하에 의한 정전용량 변화값에 대응하는 제1 정전용량 변화값을 제거하는 경우, 보다 정확하게 탄성체의 두께 변화에 의한 정전용량 값을 측정할 수 있다. 이러한 과정을 거치면, 입력도구의 전기적 특성을 무시하고, 정확한 압력 크기를 인식할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 구간(T1) 동안은 제1 전극(11)이 구동되어 터치를 감지할 수 있고, 제2 구간(T2) 동안은 제2 전극(21)이 구동되어 압력을 감지할 수 있다.
시분할을 적용하는 경우, 시간이 지남에 따라 주기를 가지고 제1 구간 및 제 2 구간이 교대로 반복될 수 있다. 하나의 시분할 주기는 제1 구간 및 제2 구간을 포함할 수 있으며, 제1 구간에서는 제1 전극(11)의 정전용량 변화를 인식할 수 있고, 제2 전극(21)의 정전용량 변화를 인식하지 않을 수 있다. 반대로, 제2 구간에서는 제2 전극(21)의 정전용량 변화를 인식할 수 있고, 제1 전극(11)의 정전용량 변화를 인식하지 않을 수 있다.
시분할 주기 이상의 시간 동안 터치 패널이 동작하면, 제1 구간(T1)과 제 2 구간(T2)이 교대로 반복되면서 제1 전극(11)과 제2 전극(21)의 정전용량 변화를 교대로 측정할 수 있다. 상기와 같이 시분할을 적용하는 경우, 수신 전극의 역할을 하는 제1 전극(11)과 제2 전극(21)간에 간섭으로 발생하는 정전용량 변화 값에 의한 오차를 제거할 수 있어, 보다 정확하게 정전용량 변화 값을 측정할 수 있다.
따라서 제1 전극(11)은 터치만을 감지하고 제2 전극(21)은 압력만을 감지함으로써 터치 감도 및 압력 감도를 높일 수 있다.
도 13은 압력과 정전용량과의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 13을 참조하면, 패널부(1)에 터치되는 압력이 강할수록 제1 수신전극(Rx1)과 제2 수신전극(Rx2) 사이의 간격(gap)이 작아지므로 정전용량이 커지게 되고, 구동부(2)는 정전용량값을 수신하여 터치 감도 및 압력의 세기를 감지할 수 있다.
상기와 같은 구조 및 시분할 구동에 의해, 터치 패널이 터치되는 위치 및 압력의 강도를 동시에 감지할 수 있다.
한편, 실시예에 따른 터치 패널은 모바일 기기, 모니터, TV 또는 네비게이션 등 디스플레이를 표시하는 터치 윈도우에 적용될 수 있다.
자세하게, 상기 유효 영역(AA)에서는 디스플레이가 표시될 수 있고, 상기 유효 영역(AA) 주위에 배치되는 상기 비유효 영역(UA)에서는 디스플레이가 표시되지 않을 수 있다.
또한, 상기 유효 영역(AA) 및 상기 비유효 영역(UA) 중 적어도 하나의 영역에서는 입력 장치(예를 들어, 손가락 또는 스타일러스 펜 등)의 압력 및/또는 위치를 감지할 수 있다.
상기 유효 영역에는 앞서 설명한 투명 전도성 물질을 포함하는 제 1 전극 및 제 2 전극을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은 메쉬 형상을 포함할 수 있다. 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)이 메쉬 형상을 가짐으로써, 유효 영역 상에서 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)의 패턴이 보이지 않게 할 수 있다. 즉, 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(21)이 금속으로 형성되어도, 패턴이 보이지 않게 할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다

Claims (10)

  1. 제 1 기재;
    상기 제 1 기재 상에 배치되는 탄성층
    상기 탄성층 상에 배치되는 제 2 기재;
    상기 제 1 기재 상에 배치되고, 제 1 방향으로 연장하는 제 1 전극; 및
    상기 제 2 기재 상에 배치되고, 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 연장하는 제 2 전극을 포함하고,
    상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은 위치 및 압력을 시분할하여 감지하고,
    상기 위치 감지 구간에서 상기 압력 감지 구간으로 이동하며, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극의 동작 방식이 변환되는 터치 패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 위치 감지 구간에서는 뮤추얼 캡 방식으로 터치 위치를 감지하고,
    상기 압력 구간에서는, 셀프 캡 방식으로 압력을 감지하는 터치 패널.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 위치 감지 구간에서는, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극이 감지 전극으로 동작하고,
    상기 압력 구간에서는, 상기 제 1 전극은 그라운드 전극으로 동작하고, 상기 제 2 전극은 감지 전극으로 동작하는 터치 패널.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 위치 감지 구간에서는 뮤추얼 캡 방식으로 터치 위치를 감지하고,
    상기 압력 구간에서는, 뮤추얼 캡 방식으로 압력을 감지하는 터치 패널.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 위치 감지 구간에서는, 상기 제 1 전극은 송신 전극으로 동작하고, 상기 제 2 전극은 수신 전극으로 동작하고,
    상기 압력 구간에서는, 상기 제 1 전극은 수신 전극으로 동작하고, 상기 제 2 전극은 송신 전극으로 동작하는 터치 패널.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 위치 감지 구간에서는 셀프 캡 방식으로 터치 위치를 감지하고,
    상기 압력 구간에서는, 셀프 캡 방식으로 압력을 감지하는 터치 패널.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 위치 감지 구간에서는, 상기 제 1 전극이 감지 전극으로 동작하고, 상기 제 2 전극이 그라운드 전극으로 동작하고,
    상기 압력 구간에서는, 상기 제 1 전극은 그라운드 전극으로 동작하고, 상기 제 2 전극은 감지 전극으로 동작하는 터치 패널.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 기재 상에 배치되고, 상기 제 2 전극 사이에 배치되는 제 3 전극을 더 포함하고,
    상기 제 1 전극은 송신 전극으로 동작되고,
    상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극은 수신 전극으로 동작되고,
    상기 위치 감지 구간에서는 상기 제 1 전극 및 상기 제 3 전극이 동작하고,
    상기 압력 구간에서는, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극이 동작하는 터치 패널.
  9. 제 1 기재;
    상기 제 1 기재의 상부에 배치되는 탄성층;
    상기 탄성층의 상부에 배치되는 제 2 기재;
    상기 제 1 기재의 하부에 배치되는 제 3 기재;
    상기 제 1 기재 상에 배치되고, 제 1 방향으로 연장하는 제 1 전극; 및
    상기 제 2 기재 상에 배치되고, 상기 제 1 방향으로 연장하는 제 2 전극
    상기 제 3 기재 상에 배치되고, 상기 제 1 방향과 다른 방향으로 연장하는 제 3 전극을 포함하고,
    상기 제 1 전극, 상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극은 위치 및 압력을 시분할하여 감지하고,
    상기 위치 감지 구간에서 상기 압력 감지 구간으로 이동하며, 상기 제 1 전극, 상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극의 동작 방식이 변환되는 터치 패널.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 위치 감지 구간에서는 뮤추얼 캡 방식으로 터치 위치를 감지하고,
    상기 압력 구간에서는, 뮤추얼 캡 방식으로 압력을 감지하고,
    상기 압력 구간에서는, 상기 제 1 전극과 상기 제 3 전극의 제 1 정전용량 변화량을 측정하고,
    상기 위치 감지 구간에서는 상기 제 2 전극과 상기 제 3 전극의 제 2 정전용량 변화량을 측정하고,
    상기 제 1 정전용량 변화량 및 상기 제 2 정전용량 변화의 차이에 의해 압력의 변화량을 감지하는 터치 패널.
PCT/KR2017/008936 2016-08-26 2017-08-17 터치 패널 WO2018038456A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201790001196.3U CN209570915U (zh) 2016-08-26 2017-08-17 触摸面板

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0109394 2016-08-26
KR1020160109394A KR20180023673A (ko) 2016-08-26 2016-08-26 터치 패널
KR10-2016-0117256 2016-09-12
KR1020160117256A KR20180029402A (ko) 2016-09-12 2016-09-12 터치 패널

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018038456A1 true WO2018038456A1 (ko) 2018-03-01

Family

ID=61245075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/008936 WO2018038456A1 (ko) 2016-08-26 2017-08-17 터치 패널

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN209570915U (ko)
WO (1) WO2018038456A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3626791A1 (en) * 2018-09-20 2020-03-25 Zechuan Yang Protective film for mobile phone with game function
EP4062537A4 (en) * 2019-11-22 2023-11-29 Corning Incorporated LAMINATE WITH INTEGRATED FORCE SENSOR AND ASSOCIATED METHODS

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI721785B (zh) * 2020-02-18 2021-03-11 凌巨科技股份有限公司 整合式觸控裝置
CN112492435B (zh) * 2020-11-06 2023-03-10 珠海普林芯驰科技有限公司 侧压式电容感应装置及其工作方法、电子设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130083303A (ko) * 2012-01-12 2013-07-22 주식회사 제이앤드제이 캐미칼 터치 패널
KR20150108003A (ko) * 2014-03-14 2015-09-24 삼성디스플레이 주식회사 터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치
KR20160012690A (ko) * 2014-07-25 2016-02-03 전자부품연구원 정전용량방식의 터치 패널
KR20160068466A (ko) * 2014-12-05 2016-06-15 주식회사 하이딥 디스플레이 패널, 터치입력장치, 디스플레이 패널로부터 터치위치와 터치압력을 검출하는 검출장치, 및 검출방법
US20160188082A1 (en) * 2014-12-29 2016-06-30 Lg Display Co., Ltd. Touch panel and display device including the smae

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130083303A (ko) * 2012-01-12 2013-07-22 주식회사 제이앤드제이 캐미칼 터치 패널
KR20150108003A (ko) * 2014-03-14 2015-09-24 삼성디스플레이 주식회사 터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치
KR20160012690A (ko) * 2014-07-25 2016-02-03 전자부품연구원 정전용량방식의 터치 패널
KR20160068466A (ko) * 2014-12-05 2016-06-15 주식회사 하이딥 디스플레이 패널, 터치입력장치, 디스플레이 패널로부터 터치위치와 터치압력을 검출하는 검출장치, 및 검출방법
US20160188082A1 (en) * 2014-12-29 2016-06-30 Lg Display Co., Ltd. Touch panel and display device including the smae

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3626791A1 (en) * 2018-09-20 2020-03-25 Zechuan Yang Protective film for mobile phone with game function
EP4062537A4 (en) * 2019-11-22 2023-11-29 Corning Incorporated LAMINATE WITH INTEGRATED FORCE SENSOR AND ASSOCIATED METHODS

Also Published As

Publication number Publication date
CN209570915U (zh) 2019-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016178498A1 (en) Touch panel
WO2018038456A1 (ko) 터치 패널
WO2017135774A1 (ko) 터치 입력 장치
WO2016043546A2 (ko) 스마트폰
WO2016129827A1 (ko) 터치 입력 장치 및 전극 시트
JP5337061B2 (ja) タッチパネル及びこれを備える表示装置
WO2015137643A1 (en) Touch window
WO2011111906A1 (ko) 터치 패널
WO2017099400A1 (ko) 온도 보상이 적용된 압력을 검출할 수 있는 전극시트 및 터치 입력 장치
KR100994608B1 (ko) 전극 일체형 윈도우를 포함하는 접촉 감지 패널, 및 그 제조 방법
WO2013062385A1 (en) Touch panel
TWI472285B (zh) 附有保護面板之電子機器
WO2011025213A2 (ko) 터치패널센서
WO2013051752A1 (ko) 터치 감지 장치 및 방법
WO2012018176A2 (en) Optical touch screen and method for assembling the same
WO2016021862A1 (en) Touch window
WO2016006923A1 (en) Touch window
WO2018097460A1 (ko) 사용자 인터페이스 제공을 위한 터치 입력 방법 및 장치
WO2015050332A1 (en) Touch window and display including the same
WO2016008353A1 (zh) 一种具有鼠标功能的键盘
WO2012011686A2 (en) Camera module and optical touch screen using the same
WO2013105724A1 (ko) 터치패널센서
WO2015108290A1 (en) Touch window and touch device
WO2015137642A2 (en) Touch window and display with the same
WO2014189204A1 (ko) 투명 전극 패턴 적층체 및 이를 구비한 터치 스크린 패널

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17843876

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17843876

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1