KR101344591B1

KR101344591B1 - 터치 패널

Info

Publication number: KR101344591B1
Application number: KR1020120013544A
Authority: KR
Inventors: 미츠히로 세키자와; 고이치 곤도
Original assignee: 후지쯔 콤포넌트 가부시끼가이샤
Priority date: 2011-04-06
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2013-12-26
Also published as: KR20120114151A; US20120255848A1; CN102736814A; JP2012221120A; TW201246043A

Abstract

[과제] 복수의 위치에서 동시에 접촉된 경우에 각각의 접촉 위치를 검출할 수 있음과 동시에 디스플레이의 표시 시인성을 향상시킨 터치 패널을 제공한다.
[해결수단] 표시 패널과 포개어져 배설되는 터치 패널로서, 제1 기판 상에 형성되어 세로 방향으로 3분할 이상 또한 가로 방향으로 3분할 이상으로 분할된 복수의 도전 영역을 포함하고, 상기 복수의 도전 영역의 경계선이 상기 표시 패널의 화소의 배열 방향에 대해 정해진 각도를 이루는 제1 도전막을 구비하는 제1 전극 기판과, 제2 기판 상에 형성되어 상기 제1 도전막과 대향하는 제2 도전막을 갖는 제2 전극 기판을 포함한다.

Description

터치 패널{TOUCH PANEL}

본 발명은 터치 패널에 관한 것이다.

터치 패널은 디스플레이에 직접 입력할 수 있는 입력 디바이스이고, 디스플레이의 앞면에 설치하여 사용된다. 이 터치 패널은 디스플레이에 의해 시각적으로 파악한 정보에 근거하여 직접 입력할 수 있다는 점에서 여러가지 용도로 보급되어 있다.

이러한 터치 패널로서는 저항막 방식이 널리 알려져 있다. 저항막 방식의 터치 패널은 투명 도전막이 형성된 상부 전극 기판 및 하부 전극 기판에 있어서, 각각의 투명 도전막끼리가 대향하도록 설치하고, 상부 전극 기판의 한점에 힘을 가함으로써 각각의 투명 도전막끼리가 접촉하여 힘이 가해진 위치의 위치 검출을 실시할 수 있다.

저항막 방식의 터치 패널은 4선식과 5선식으로 크게 나눌 수 있다. 4선식은 상부 전극 기판 또는 하부 전극 기판의 어느 하나에 X축 전극이 형성되어 있고, 다른 하나에 Y축 전극이 형성되어 있다. 한편, 5선식은 하부 전극 기판에 X축 전극 및 Y축 전극이 함께 형성되어 있고, 상부 전극 기판은 전압을 검출하기 위한 프로브로서 기능한다(예를 들어, 특허문헌 1, 2).

구체적으로, 도 1 및 도 2에 근거하여 5선식 터치 패널에 대하여 설명한다. 도 1은 5선식 터치 패널의 사시도이고, 도 2는 5선식 터치 패널의 단면 개요도이다.

5선식 터치 패널(200)은 상부 전극 기판이 되는 한쪽면에 투명 도전막(230)이 형성된 필름(210)과, 하부 전극 기판이 되는 한쪽면에 투명 도전막(240)이 형성된 유리(220)로 이루어지고, 투명 도전막(230) 및 투명 도전막(240)이 대향하도록 스페이서(250)를 통하여 설치되어 있다. 5선식 터치 패널(200)과 미도시의 호스트컴퓨터는 케이블(260)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

이와 같은 구성의 5선식 터치 패널(200)에서는, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 투명 도전막(240)의 단부 4변에 형성된 전극(241, 242, 243, 244)에 의해, X축 방향, Y축 방향으로 교대로 전압을 인가하고, 투명 도전막(230)과 투명 도전막(240)이 접촉 위치 A점에서 접촉함으로써, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 투명 도전막(230)을 통하여 전위(Va)를 검출하여 X축 방향 및 Y축 방향의 각각의 좌표 위치를 검출하는 방식이다.

그런데, 상술한 5선식 터치 패널에서는 한점에서 접촉 위치를 검출하는 것은 가능하지만, 복수점이 동시에 접촉한 경우에는 위치 검출을 할 수 없다.

즉, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 투명 도전막(240)의 4변에 형성된 전극(241, 242, 243, 244)에 의해 X축 방향, Y축 방향으로 교대로 전압을 인가한 경우에 있어서, 투명 도전막(230)과 투명 도전막(240)이 접촉 위치 A점 및 B점의 2점에서 접촉하면, A점과 B점 사이의 중간점에 있어서의 압하되어 있지 않은 한점의 좌표 위치가 검출되어 버린다. 이는 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 전위 검출에 의한 위치 검출 방법인 점에서, 접촉 위치 A점 및 B점의 2점에서 접촉한 경우에도 투명 도전막(230)을 통하여 검출되는 전위는 Vc의 하나뿐이므로 접촉 위치가 한점이라고 판단하여 버리기 때문이다.

일본 공개 특허 공보 제2004－272722호 일본 공개 특허 공보 제2008－293129호

그런데, 상부 전극 기판 또는 하부 전극 기판에 형성하는 투명 도전막을 복수의 영역으로 분할하여 복수의 위치에서 동시 접촉을 검출하는 터치 패널에 있어서, 복수의 영역의 경계선이 디스플레이의 화소의 배열 방향과 동일한 방향을 향하고 있으면, 경계선이 눈에 띄고 디스플레이와 포개어 실장한 경우 디스플레이의 표시 시인성이 나빠진다는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 복수의 위치에서 동시에 접촉된 경우에 각각의 접촉 위치를 검출할 수 있음과 동시에 디스플레이의 표시 시인성을 향상시킨 터치 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 관점에 의한 터치 패널은, 표시 패널과 포개어져 배설되는 터치 패널로서, 제1 기판 상에 형성되고, 세로 방향으로 3분할 이상 또한 가로 방향으로 3분할 이상으로 분할된 복수의 도전 영역을 포함하고, 상기 복수의 도전 영역의 경계선이 상기 표시 패널의 화소의 배열 방향에 대해 정해진 각도를 이루는 제1 도전막을 구비하는 제1 전극 기판과, 제2 기판 상에 형성되고, 상기 제1 도전막과 대향하는 제2 도전막을 구비하는 제2 전극 기판을 포함한다.

또한, 상기 제1 전극 기판과 상기 제2 전극 기판 중 상기 제1 전극 기판이 상기 표시 패널측에 배설되어도 된다.

또한, 상기 제1 전극 기판과 상기 제2 전극 기판 중 상기 제2 전극 기판이 상기 표시 패널측에 배설되어도 된다.

또한, 상기 제1 기판은 평면에서 볼 때 직사각 형상이고, 상기 제1 도전막의 상기 복수의 도전 영역의 각각의 사이의 경계선은 상기 제1 기판의 단부변에 대해 상기 정해진 각도를 이루도록 형성되어도 된다.

또한, 상기 제1 도전막의 상기 복수의 도전 영역의 각각의 사이의 경계선은 상기 제1 도전막의 단부변에 대해 상기 정해진 각도로 상기 제1 도전막을 세로 방향 또는 가로 방향으로 비스듬하게 직선 형상으로 구분짓는 경계선이어도 된다.

또한, 상기 제1 도전막의 상기 복수의 도전 영역의 각각의 사이의 경계선은 상기 제1 도전막을 세로 방향 또는 가로 방향으로 톱니파(sawtooth wave) 형상으로 구분짓는 경계선이어도 된다.

또한, 상기 제1 도전막의 상기 복수의 도전 영역의 각각의 사이의 경계선은 상기 제1 도전막을 세로 방향 또는 가로 방향으로 곡선 형상으로 구분짓는 경계선이어도 된다.

또한, 상기 복수의 도전 영역 중에 상기 제1 전극 기판의 어느 단부변에도 접하지 않은 도전 영역은 상기 단부변으로 연장되는 인출부를 구비하여도 된다.

또한, 상기 복수의 도전 영역 중 제1 군의 도전 영역에 접속되는 제1 커넥터와, 상기 복수의 도전 영역 중 제1 군에 포함되지 않는 제2 군의 도전 영역에 접속되는 제2 커넥터를 더 포함하고, 상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터는 서로 상기 제1 전극 기판의 상이한 변에 배설되어도 된다.

또한, 상기 제2 도전막에 있어서 전위 분포를 발생시키기 위하여 상기 제2 도전막의 4변의 단부에 형성된 전극과 상기 제1 도전막의 상기 복수의 도전 영역의 각각에 접속되고, 상기 복수의 도전 영역 중 어느 하나가 상기 제2 도전막과 접촉하면 접촉한 도전 영역의 좌표 위치를 검출하는 좌표 검출 회로를 더 포함하여도 된다.

본 발명에 의하면 복수의 위치에서 동시에 접촉된 경우에 각각의 접촉 위치를 검출할 수 있음과 동시에 디스플레이의 표시 시인성을 향상시킨 터치 패널을 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 5선식 터치 패널의 사시도이다.
도 2는 종래의 5선식 터치 패널의 단면 개요도이다.
도 3은 종래의 5선식 터치 패널에 있어서의 좌표 검출 방법의 설명도(1)이다.
도 4는 종래의 5선식 터치 패널에 있어서의 좌표 검출 방법의 설명도(2)이다.
도 5는 실시형태에 있어서의 터치 패널의 상부 전극 기판의 구조도이다.
도 6은 실시형태에 있어서의 터치 패널의 하부 전극 기판의 구조도이다.
도 7은 실시형태에 있어서의 터치 패널의 단면도이다.
도 8은 실시형태에 있어서의 터치 패널의 설명도이다.
도 9는 실시형태에 있어서의 터치 패널의 상부 전극 기판의 도전 영역의 설명도이다.
도 10은 본 실시형태의 터치 패널의 구동 회로를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 실시형태의 터치 패널의 구동 회로를 구동하기 위한 타이밍차트를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 실시형태의 터치 패널의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 실시형태의 터치 패널의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 실시형태의 터치 패널의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 실시형태의 터치 패널의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 16은 본 실시형태의 터치 패널의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 실시형태의 터치 패널의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 실시형태의 터치 패널의 변형예를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태의 터치 패널에 대하여 설명한다.

도 5는 본 실시형태에 있어서의 터치 패널의 상부 전극 기판의 구조도이다. 도 6은 본 실시형태에 있어서의 터치 패널의 하부 전극 기판의 구조도이다. 도 7은 본 실시형태에 있어서의 터치 패널의 단면도이다. 도 8은 본 실시형태에 있어서의 터치 패널의 설명도이다.

본 실시형태에 있어서의 터치 패널은 필름(11)의 한쪽면에 투명 도전막(12)이 형성된 대략 직사각 형상의 상부 전극 기판(10)과, 상부 전극 기판(10)과 대략 동일한 형상의 유리 기판(21)의 한쪽면에 투명 도전막(22)이 형성된 하부 전극 기판(20)을 포함한다.

또한, 터치 패널은 좌표 검출 회로(50)을 구비한 구동 회로(51)를 더 포함한다. 또한, 도 7에 나타낸 좌표 검출 회로(50) 및 구동 회로(51)는 일례에 불과하며, 좌표 검출 회로(50) 및 구동 회로(51)의 구성은 도 7에 나타낸 것으로 한정되는 것은 아니다.

상부 전극 기판(10)과 하부 전극 기판(20)은 상부 전극 기판(10)의 투명 도전막(12)과 하부 전극 기판(20)의 투명 도전막(22)이 대향하도록 스페이서(31) 등을 통하여 접착제 또는 양면 테이프에 의해 접합되어 있다.

상부 전극 기판(10)의 투명 도전막(12)은 단변(짧은 변) 방향인 세로 방향으로 4분할, 장변(긴 변) 방향인 가로 방향으로 8분할되어 있어 전체가 32개의 도전 영역으로 분할되어 있다.

여기서, 투명 도전막(12)을 32개의 도전 영역으로 분할하는 경계선 중에, 가로 방향으로 연장하는 경계선을 50X, 세로 방향으로 연장하는 경계선을 50Y라고 한다.

본 실시형태에서는, 경계선(50X, 50Y)은 필름(11)의 4변에 대해 정해진 각도를 이루도록 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 정해진 각도는 일례로서 20도이지만, 정해진 각도는 약 10도에서 약 80도의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

투명 도전막(12)의 각각의 도전 영역의 분할[경계선(50X, 50Y)의 형성]은 도전 영역이 되는 영역 간의 투명 도전막(12)을 제거함으로써 행해진다. 이로써, 분할된 도전 영역 간에서는 전기적으로 절연될 수 있다.

각각의 분할된 투명 도전막(12)은 상부 전극 기판(10)의 단변 방향의 양단에 형성된 인출 전극부(13)의 각각의 인출 전극과 접속되어 있고, 상부 전극 기판(10)의 주위에 배선되어 상부 전극 기판(10)의 장변 방향의 한쪽 단부에 있어서 플렉시블 기판(Flexible printed circuits：FPC)(14)과 접속되어 있다. 플렉시블 기판(14)의 단부에는 단자(15)가 접속되어 있다. 단자(15)는 좌표 검출 회로(50)를 포함하는 구동 회로(51)(도 7 참조)에 접속된다.

또한, 하부 전극 기판(20)은, 도 8에 나타낸 바와 같이, 하부 전극 기판(20)을 구성하는 4변의 단부에서 투명 도전막(22) 상에 직사각 고리 형상의 전극(23)이 형성되어 있다. 전극(23)은, 예를 들어, Ag 또는 Ag－C제 저항막으로 구성되어 있고, 4개의 정점부(LL, LR, UL, UR)에는 각 정점부의 전위를 제어하기 위해 인출선이 접속되어 있다. 이 인출선은 하부 전극 기판(20)의 주위로부터 인출되어, 도 6에 나타낸 바와 같이, 하부 전극 기판(20)의 장변 방향의 한쪽 단부에서 플렉시블 기판(27)에 접속되고, 나아가 플렉시블 기판(27)에는 단자(28)가 접속되어 있다.

플렉시블 기판(14)의 단자(15)와 플렉시블 기판(27)의 단자(28)는 모두 후술하는 구동 회로에 접속되어 있고, 나아가 미도시의 호스트 컴퓨터에 접속되어 있다. 또한, 투명 도전막(12) 및 투명 도전막(22)를 구성하는 재료로서는 ITO(Indium Tin Oxide), ZnO(산화아연)에 Al 또는 Ga등이 첨가된 재료, SnO₂(산화주석)에 Sb 등이 첨가된 재료 등을 들 수 있다.

또한, 필름(11)은 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트： PolyEthylene Terephthalate), PC(폴리카보네이트： PolyCarbonate) 및 가시 영역에서 투명인 수지재료를 들 수 있다. 나아가, 유리 기판(21) 대신에 수지 기판을 사용하여도 된다.

본 실시형태에 있어서의 터치 패널은 상부 전극 기판(10)을 손가락 등으로 누름으로써 상부 전극 기판(10)의 투명 도전막(12)와 하부 전극 기판(20)의 투명 도전막(22)이 접촉하고, 접촉한 위치에 있어서의 전압을 검지함으로써 상부 전극 기판(10)과 하부 전극 기판(20)의 접촉 위치, 즉, 상부 전극 기판(10)이 손가락 등에 의해 눌려진 위치가 특정된다. 구체적으로는, 상부 전극 기판(10)에 있어서 분할된 투명 도전막(12)의 각각에 대해 시분할에 의한 주사가 행해지고, 접촉한 타이밍에 의해 접촉 위치가 포함되는 도전 영역을 특정할 수 있다.

또한, 하부 전극 기판(20)에 있어서의 투명 도전막(22) 상에 형성된 직사각 고리 형상의 전극(23)의 정점부(LL, LR, UL, UR)에 인가하는 전압을 제어함으로써 X축 방향, Y축 방향으로 교대로 전압이 인가되도록 구성되어 있다.

이와 같이, 상부 전극 기판(10)에 있어서 투명 도전막(12)을 분할하여 도전 영역을 형성함으로써, 상부 전극 기판(10)과 하부 전극 기판(20)이 접촉한 접촉 위치가 복수이어도 분할된 투명 도전막(12)의 도전 영역마다 접촉 위치를 좌표 검출 회로(50)에서 특정할 수 있으므로, 각각의 접촉 위치를 독립적으로 검출하는 것이 가능하다.

즉, 도 8에 나타낸 바와 같이, 상부 전극 기판(10)의 투명 도전막(12)과 하부 전극 기판(20)의 투명 도전막(22)의 접촉 위치가, 화살표 A, B, C, D, E로 나타낸 바와 같이 5개인 경우에도, 각각의 접촉 위치는 분할된 투명 도전막(12)의 영역이 상이하므로 각각 독립적으로 접촉 위치를 검출할 수 있다.

구체적으로는, 상부 전극 기판(10)과 하부 전극 기판(20)의 접촉 위치가 화살표 A로 나타낸 위치인 경우 투명 도전막(12)의 도전 영역(12a)에서 접촉하고 있고, 접촉 위치가 화살표 B로 나타낸 위치인 경우 투명 도전막(12)의 도전 영역(12b)에서 접촉하고 있고, 접촉 위치가 화살표 C로 나타낸 위치인 경우 투명 도전막(12)의 도전 영역(12c)에서 접촉하고 있고, 접촉 위치가 화살표 D로 나타낸 위치인 경우 투명 도전막(12)의 도전 영역(12d)에서 접촉하고 있고, 접촉 위치가 화살표 E로 나타낸 위치인 경우 투명 도전막(12)의 도전 영역(12e)에서 접촉하고 있지만, 투명 도전막(12)의 도전 영역(12a, 12b, 12c, 12d, 12e)은 서로 절연된 상이한 영역인 점에서 각각을 독립적으로 검출할 수 있다.

따라서, 상부 전극 기판(10)과 하부 전극 기판(20)의 접촉 위치가 5개인 경우에도 각각의 접촉 위치를 특정하는 것이 가능하다.

또한, 상술한 제어를 가능하게 하기 위한 구동 회로의 구성에 대해서는 도 10 및 도 11을 이용하여 후술하기로 한다.

이상으로부터, 투명 도전막(12)과 투명 도전막(22)의 접촉 위치가 복수이어도 접촉한 도전 영역을 특정할 수 있음과 동시에, 투명 도전막(22)에서의 전위 분포를 검출함으로써 보다 정확하게 좌표 위치를 검출하는 것이 가능하다. 또한, 투명 도전막(12)과 투명 도전막(22)의 접촉 위치를 이동시킨 경우에도 접촉 위치가 이동한 것을 인식할 수 있음과 동시에, 투명 도전막(22)에서의 전위 분포를 검출함으로써 이동한 접촉 위치의 위치 좌표를 검출할 수도 있다.

다음으로, 상부 전극 기판(10)의 투명 도전막(12)의 도전 영역 분할에 대하여 설명한다.

도 9에 나타낸 바와 같이 X축, Y축을 상정한다. X축은 필름(11)(도 5 참조)의 장변 방향으로 연장하는 단부변에 평행한 축이고, Y축은 필름(11)의 단변 방향으로 연장하는 단부변에 평행한 축이다. 또한, X축, Y축은 본 실시형태의 터치 패널이 실장되는 디스플레이(미도시)의 화소의 배열 방향과 동일하다.

본 실시형태에서는, 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이, 투명 도전막(12)은 단변 방향인 세로 방향으로 4분할, 장변 방향인 가로 방향으로 8분할되어 있고, 합계로 32분할되어 있다.

이와 같은 투명 도전막(12)의 32개의 도전 영역은 3개의 경계선(50X1∼50X3)과 7개의 경계선(50Y1∼50Y7)에 의해 분할되어 있다.

여기서, 경계선(50X1∼50X3)은 X축에 대해 20도의 각도(θx)를 이루고, 경계선(50Y1∼50Y7)은 Y축에 대해 20도의 각도(θy)를 이룬다.

또한, 이하에서는 경계선(50X1∼50X3)의 각각을 구별하지 않을 때에는 경계선(50X)이라고 칭하고, 경계선(50Y1∼50Y7)의 각각을 구별하지 않을 때에는 경계선(50Y)이라고 칭하기로 한다.

이와 같이, X축, Y축에 대해 경계선(50X, 50Y)에 각도를 부여함으로써 디스플레이 상에 본 실시형태의 터치 패널을 포갠 경우 경계선(50X, 50Y)이 눈에 띄지 않게 되므로 표시내용의 시인성을 향상시킬 수 있다. 이와 같이, 경계선(50X, 50Y)이 눈에 띄지 않게 되는 것은 경계선이 화소의 배열 방향과 동일한 방향인 경우(θx, θy가 모두 0도인 경우)에 비해 경계선에 의한 반사가 억제되기 때문이다.

이들 분할된 영역은 상측 2단과 하측 2단으로 나눌 수 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 상측 2단은 상단이 되는 단변 방향(세로 방향)의 한쪽 단부에서 인출 전극부(13)의 각각의 인출 전극과 접속되어 있고, 하측 2단은 하단이 되는 단변 방향(세로 방향)의 다른쪽 단부에서 인출 전극부(13)의 각각의 인출 전극과 접속되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 터치 패널은 각각의 도전 영역이 직사각 형상 또는 정사각 형상으로 형성되어 있고, 주로 손가락으로 조작하는 것이므로, 복수의 도전 영역 중에서 가장 큰 도전 영역에 있어서의 장변 또는 한변의 길이는 25㎜이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20㎜ 이하이다. 이는 손가락의 굵기에 근거한 것으로 손가락끝과 손가락끝에 의해 복수의 접촉 위치에서 접촉하는 경우에도, 한변의 길이가 손가락끝과 손가락끝의 간격보다 짧으면 각각의 접촉 위치를 독립적으로 검출하는 것이 가능하기 때문이다. 이 때문에 사람의 손가락끝과 손가락끝의 간격 및 쾌적한 조작성 등을 기준으로 하여 도전 영역의 한변의 길이 범위를 정할 수 있다. 한편, 너무 작으면 후술하는 인출부의 영역이 증가하여 기능상 지장을 초래하므로, 상기 관점을 감안한 경우 복수의 도전 영역 중 가장 작은 도전 영역에 있어서의 단변 또는 한변의 길이는 5㎜ 이상이 바람직하고 보다 바람직하게는 7㎜ 이상이다.

또한, 투명 도전막(12)에 있어서 각각의 도전 영역은 각각의 도전 영역의 주변부를 따라 투명 도전막(12)을 제거함으로써 형성된다. 이로써 인접하는 도전 영역과의 사이에서 절연성을 유지하는 것이 가능하다.

투명 도전막(12)을 제거하는 방법으로는 투명 도전막(12)이 제거될 영역에 레이저광을 조사하고, 레이저광이 조사된 부분의 투명 도전막(12)을 열 또는 어브레이션에 의해 제거하는 방법, 투명 도전막(12) 상에 포토레지스트를 도포하고 노광 장치에 의해 노광, 현상을 실시하여 도전 영역이 되는 영역 상에 레지스트 패턴을 형성하고 드라이 에칭 또는 웨트 에칭을 실시함으로써 레지스트 패턴이 형성되어 있지 않은 영역의 투명 도전막(12)을 제거하는 방법, 나아가서는, 투명 도전막(12)이 제거되는 영역 상에 에칭 페이스트를 인쇄 등을 하여 제거하는 방법 등을 들 수 있다. 이 중에서, 레이저광의 조사에 의해 투명 도전막(12)을 제거하는 방법이 바람직하다.

또한, 도전 영역을 형성하기 위해서 제거되는 투명 도전막(12)의 폭은 1㎜이하인 것이 바람직하다. 터치 패널에서는 형성되는 도전 영역의 폭이 넓어지면 검출 불능 영역이 많아져 버려 터치 패널로서의 기능을 충분히 발휘할 수 없다. 따라서, 터치 패널에 접촉될 것으로 상정되는 것은 손가락 또는 펜 등이며, 펜 등의 선단은 반경 0.8㎜ 정도인 점에서, 투명 도전막(12)이 제거되는 영역의 폭이 1㎜ 이하이면 터치 패널로서의 기능에 지장을 초래하지 않을 것으로 생각되기 때문이다. 본 실시형태에서는 터치 패널의 시인성을 보다 높임과 동시에, 기능을 향상시키기 위하여 투명 도전막(12)이 제거되는 영역의 폭이 약 100㎛로 형성되어 있다.

본 실시형태에 있어서의 터치 패널에서는 상부 전극 기판(10)의 투명 도전막(12)에 있어서, 도전 영역(121)과 도전 영역(122)으로 이루어지는 도전 영역의 패턴을 반전시킨 패턴이 상측에도 형성되어 있고, 세로 방향으로 나란히 배치된 4개의 도전 영역의 패턴과 동일한 패턴이 가로 방향으로 8열 형성되어 있다.

도 9의 (a)에서 파선으로 둘러싸인 영역의 확대도를 도 9의 (b)에 나타낸다. 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이, 투명 도전막(12)의 하측에 있어서 2개로 분할된 것 중의 한쪽을 도전 영역(121), 다른쪽을 도전 영역(122)으로 한 경우, 한쪽의 도전 영역(122)은 상부 전극 기판(10)의 4변 중 장변 방향을 따른 하나의 변과 접하고 있고, 한쪽의 도전 영역(121)은 상부 전극 기판(10)의 4변 중 장변 방향을 따른 변과는 접하지 않는다. 이 때문에, 한쪽의 도전 영역(121)의 영역부(121a)로부터 상부 전극 기판(10)의 장변 방향을 따른 변의 끝단까지 연장되는 인출부(121b)를 형성하고, 나아가 이 변의 끝단에 접하는 접속부(121c)를 형성한다. 또한, 이 인출부(121b)는 상부 전극 기판(10)의 장변 방향을 따른 변과 접하는 2개의 도전 영역의 사이에 형성된다. 즉, 도전 영역(122)과 도전 영역(122)에 인접하는 변과 접하는 도전 영역의 사이에 형성된다. 따라서, 본래는 도전 영역(122)이 되는 영역에 형성되는 것이다. 이 때문에, 접촉 위치의 오인식을 방지하기 위해서도 인출부(121b)는 가능한 한 가늘게 형성하는 것이 바람직하다.

이로써, 한쪽의 도전 영역(121)은 접속부(121c)에 있어서 인출 전극(131)과 접속할 수 있고, 다른쪽의 도전 영역(122)은 도전 영역(122)에 있어서의 상부 전극 기판(10)의 변의 단부의 근방에서 인출 전극(132)과 접속할 수 있다.

도전 영역(121)의 접속부(121c)와 인출 전극(131)은 접속부(121c) 상에 은(Ag) 페이스트를 형성하여 접속한다. 이와 마찬가지로 도전 영역(122)과 인출 전극(132)은 상부 전극 기판(10)의 변의 단부의 도전 영역(122) 상에 은 페이스트를 형성하여 접속한다. 또한, 인출 전극(131 및 132)가 복수 모임으로써 도 5에 나타낸 인출 전극부(13)가 형성된다.

도 10은 본 실시형태의 터치 패널의 구동 회로를 나타내는 도면이다.

본 실시형태의 터치 패널의 구동 회로(100)는 MCU(Memory Control Unit)(101), 전위 제어부(102), 멀티플렉서(103), 출력 조정 회로(104) 및 노이즈 필터(105)를 포함한다.

MCU(101)는 전위 제어부(102) 및 멀티플렉서(103)의 구동을 제어함과 동시에 터치한 위치의 좌표를 나타내는 신호를 처리하는 것으로, 터치한 좌표를 검출한다. 또한, MCU(101)는 32분할된 투명 도전막(12)의 각 영역으로부터 얻어지는 좌표를 나타내는 신호를 처리하는 처리부로서 아날로그/디지털 컨버터(101A)를 내장한다.

전위 제어부(102)는 6개의 트랜지스터(102A∼102F)를 포함하고, 하부 전극 기판(20)의 투명 도전막(22) 상에 형성된 직사각 고리 형상의 전극(23)의 정점부(LL, LR, UL, UR)에 인가하는 전압을 제어함으로써 하부 전극 기판(20)에 X축 방향, Y축 방향의 전위 분포를 교대로 형성하기 위한 회로이다.

트랜지스터(102A, 102C 및 102E)는 P형 트랜지스터, 트랜지스터(102B, 102D 및 102F)는 N형 트랜지스터이다. 트랜지스터(102A)의 에미터에는 전원[5(V)]이 접속되어 있고, 트랜지스터(102B)의 에미터는 접지되어 있다. 트랜지스터(102A 및 102B)의 베이스에는 MCU(101)로부터 입력되는 구동 신호(PSW1, PSW2)가 각각 입력된다. 또한, 트랜지스터(102A 및 102B)의 컬렉터끼리는 접속되고, 그 접속점은 정점부(LR)에 접속되어 있다.

트랜지스터(102C)의 에미터에는 전원[5(V)]이 접속되어 있고, 트랜지스터(102D)의 에미터는 접지되어 있다. 트랜지스터(102C 및 102D)의 베이스에는 MCU(101)로부터 입력되는 구동 신호(PSW3, PSW4)가 각각 입력된다. 또한, 트랜지스터(102C 및 102D)의 컬렉터끼리는 접속되고, 그 접속점은 정점부(UR)에 접속되어 있다.

트랜지스터(102E)의 에미터는 전원[5(V)]에 접속되고, 베이스에는 MCU(101)로부터 입력되는 구동 신호(PSW5)가 입력되고, 컬렉터는 정점부(UR)에 접속되어 있다.

트랜지스터(102F)의 에미터는 접지되고, 베이스에는 MCU(101)로부터 입력되는 구동 신호(PSW6)가 입력되고, 컬렉터는 정점부(LL)에 접속되어 있다.

전위 제어부(102)는 MCU(101)로부터 입력되는 구동 신호(PSW1∼PSW6)에 근거하여 하부 전극 기판(20)에 X축 방향, Y축 방향의 전위 분포를 교대로 형성한다.

멀티플렉서(103)는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 4행×8열로 32 분할되어 있는 투명 도전막(12)의 각 영역에 접속되어 있고, 1열씩 주사를 실시하여 각 영역의 전위 분포를 나타내는 신호를 검출한다. 또한, 이러한 주사는 MCU(101)로부터 입력되는 영역 선택 신호(S0, S1, S2)에 의해 행해진다. 영역 선택 신호(S0∼S2)는 각 행 중에 있어서 열 방향으로 배열되는 8개의 영역을 차례로 선택하기 위한 신호이다. 이 영역 선택 신호(S0∼S2)에 의해 각 행에 있어서의 열 방향의 영역이 차례로 선택되어 4행 동시에 영역 선택이 이루어진다. 각 행에 대한 전위 분포를 나타내는 출력 신호(AN0∼AN3)는 MCU(101)에 내장되는 아날로그/디지털 컨버터(101A)에 입력되고 XY좌표가 검출된다.

출력 조정 회로(104)는 멀티플렉서(103)의 각 행의 출력 신호(AN0∼AN3)를 MCU(101)에 출력하는 신호선의 각각에 접속되어 있고, 조정용 저항기(104a∼104d)와 스위칭 소자(104A∼104D)도 포함한다. 스위칭 소자(104A∼104D)는 MCU(101)로부터 출력되는 PSW0 신호가 베이스에 입력되도록 구성되어 있고, 터치를 하기 전에는 온으로 되어 투명 도전막(22)의 전위를 접지 전위(0(V))로 유지함과 동시에, 터치를 하면 오프로 되어 신호선의 전위를 부유 전위로 유지한다. 또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 도전막(12)은 단변 방향에 있어서 내측의 2행에 배열되는(16개의) 도전막(12)이 단변 방향의 외측에 배열되는(16개의) 도전막(12)보다 저항이 크므로, 터치한 때에 MCU(101)에서 전위 변화의 검출이 늦어진다. 이것을 방지하기 위하여, 조정용 저항기(104a∼104d)는 단변 방향의 내측의 2행에 접속되는 조정용 저항기(104b, 104c)의 저항값이 단변 방향의 외측의 2행에 접속되는 조정용 저항기(104a, 104d)의 저항값보다 작아지도록 조정되어 있다. 이로써, 단변 방향의 내측 2행의 영역과 외측 2행의 영역에서 터치된 경우의 반응의 차이를 없애고 있다.

노이즈 필터(105)는 멀티플렉서(103)의 각 행의 출력 신호(AN0∼AN3)를 MCU(101)에 출력하는 신호선의 각각에 접속되어 있고, 출력 신호(AN0∼AN3)에 포함되는 노이즈를 제거하기 위해서 배설되어 있는 RC 필터 회로이다. 노이즈 필터(105)를 통과한 출력 신호(AN0∼AN3)는 MCU(101)에 내장되는 아날로그/디지털 컨버터(101A)에 입력된다.

도 11은 본 실시형태의 터치 패널의 구동 회로를 구동하기 위한 타이밍차트를 나타내는 도면이다. 여기서는, 시각 t0와 t1에서 터치하는 것으로 한다.

시각 t0보다 전의 상태에서는 구동 신호(PSW1∼PSW6)는 모두 L레벨로 유지되어 있고, 이로써 전극(23)의 각 정점에는 LR：5(V), UL：5(V), UR：5(V), LL：부유전위(개방)으로 되어 있다.

또한, 이 때 PSW0는 H레벨이고, 출력 조정 회로(104)의 스위칭 소자(104A∼104D)는 온이 되고, 출력 신호(AN0∼AN3)는 모두 0(V)이며, 터치가 이루어지지 않은 것을 나타내고 있다.

또한, MCU(101)로부터 출력되는 영역 선택 신호(S0∼S2)는 도 11에 나타낸 바와 같이 구동됨으로써 각 행에 대해 8개의 영역이 멀티플렉서(103)에 의해 순차적으로 선택되어 출력 신호(AN0∼AN3)가 MCU(101)에 입력되어 있다. 각 행에 있어서의 8개의 영역(0∼7)의 선택은, S0：L, S1：L, S2：L로 영역(0)이 선택되고, S0：H, S1：0, S2：L로 영역(1), S0：L, S1：H, S2：L로 영역(2), S0：H, S1：H, S2：L로 영역(3), S0：L, S1：L, S2：H로 영역(4), S0：H, S1：L, S2：H로 영역(5), S0：L, S1：H, S2：H로 영역(6), S0：H, S1：H, S2：H로 영역(7)이 순차적으로 선택된다. 이것은 4행의 각 행에 대해 동시에 행해진다.

시각 t0에서 32개의 영역의 어느 하나에 터치를 한다고 하자. 여기서는, 출력 신호(AN0)에 대응하는 행의 0번째의 영역에 터치가 있던 것으로 한다. 출력 신호(AN0)에 대응하는 행의 0번째의 영역이란, 예를 들어, 도 9에 나타낸 좌측상측(UL)에 가장 가까운 모서리 영역이다.

시각 t0에서 출력 신호(AN0)가 상승하면(온이 되면), X좌표를 검출하기 위하여 PSW3와 PSW4가 상승함과 동시에, PSW6가 상승하고, 이로써 하부 전극 기판(20)의 투명 도전막(22)에 X축 방향의 전위 분포가 생긴다. 또한, 이 때, PSW7는 L레벨이 되고, 출력 조정 회로(104)의 스위칭 소자(104A∼104D)는 오프가 된다.

나아가, Y좌표를 검출하기 위하여 PSW3, PSW4가 L레벨로 내려감과 동시에 PSW1, PSW2가 상승한다.

시각 t0에서는 상부 전극 기판(10)의 투명 도전막(12)은 압압되어 하부 전극 기판(20)의 투명 도전막(22)과 접하므로, 상부 전극 기판(10)의 투명 도전막(12)에는 터치가 있었던 X좌표, Y좌표에 대응하는 전위가 생겨, 이것이 출력 신호(AN0)로서 출력된다.

출력 신호(AN0)는 MCU(101)에 입력되고, MCU(101) 내의 아날로그/디지털 컨버터(101A)에서 터치가 있었던 X, Y좌표가 디지털 신호로 변환되어 출력된다.

X, Y좌표의 검출이 끝나면, PSW1, PSW2는 L레벨로 돌아오고, PSW6도 L레벨로 돌아온다. 이로써 영역(1)의 출력 신호를 검출할 준비가 갖추어진다. 이와 같은 X, Y좌표의 검출은 시각 t1에서 동일 영역 내에서 터치한 경우에도 마찬가지이고, 또한, 다른 영역에서 터치를 하고 있는 경우에도 마찬가지이다.

여기서, 투명 도전막(12)의 32개의 영역은 상술한 바와 같이 서로 절연되어 있고, 출력 신호도 멀티플렉서(103)에서 영역마다 순차적으로 선택되어 출력된다. 이 때문에, 1∼4행째에 대응하는 출력 신호(AN0∼AN3)의 어느 하나 중 영역(0∼7)의 32개의 모든 영역에서 별개로 독립적으로 좌표를 검출할 수 있다.

본 실시형태의 터치 패널에 의하면, 상부 전극 기판(10)에 있어서 분할된 투명 도전막(12)의 각각에 대해 시분할에 의한 주사가 행해지고, 접촉한 타이밍에 의해 접촉 위치가 포함된 도전 영역을 특정할 수 있다.

또한, 상부 전극 기판(10)에 있어서 투명 도전막(12)을 분할하여 도전 영역을 형성함으로써, 상부 전극 기판(10)과 하부 전극 기판(20)이 접촉한 접촉 위치가 복수이어도 분할된 투명 도전막(12)의 도전 영역마다 접촉 위치를 특정할 수 있다.

이 때문에 복수 지점을 터치한 경우에도 각각의 접촉 위치를 독립적으로 검출하는 것이 가능하다.

다음으로, 도 12 내지 도 18을 이용하여 본 실시형태의 터치 패널의 변형예에 대하여 설명한다.

이상의 실시형태에서는 필름(11)에 투명 도전막(12)을 형성하고, 유리 기판(21)에 투명 도전막(22) 및 전극(23)을 형성하였지만, 도 12에 나타낸 바와 같이, 필름(11)에 투명 도전막(22) 및 전극(23)을 형성하고, 유리 기판(21)에 투명 도전막(12)을 형성하여도 된다.

이와 같이, 필름(11)측에서 전위 분포를 발생시켜 유리 기판(21)측에서 접촉 위치를 검출하도록 하여도, 상술한 실시형태의 터치 패널과 마찬가지로 복수 위치의 검출을 실시할 수 있다.

또한, 이 경우에는 경계선(50X, 50Y)(도 9 참조)이 유리 기판(21)측에 형성되게 되므로, 필름(11)측으로부터 디스플레이를 보고 조작하는 이용자에게 있어 경계선(50X, 50Y)은 더욱 눈에 띄지 않게 된다.

또한, 이상의 실시형태에서는, 경계선(50X1∼50X3, 50Y1∼50Y7)이 X축, Y축에 대해 각도를 이루고 있었지만, 도 13에 나타낸 바와 같이, 경계선(50Y1∼50Y7)만 Y축에 대해 각도를 이루도록 하여도 된다. 이와 마찬가지로, 도 14에 나타낸 바와 같이, 경계선(50X1∼50X3)만 X축에 대해 각도를 이루도록 하여도 된다.

이러한 경우에는, X축 방향 또는 Y축 방향의 경계선 중 적어도 하나를 눈에 띄지 않게 할 수 있다.

또한, 이상의 실시형태에서는, 경계선(50X1∼50X3, 50Y1∼50Y7)이 모두 직선 형상이었지만, 도 15에 나타낸 바와 같이, 경계선(50X1∼50X3, 50Y1∼50Y7)는 곡선 형상이어도 된다. 경계선(50X1∼50X3, 50Y1∼50Y7)이 곡선 형상으로 형성됨으로써 투명 도전막(12)을 복수의 도전 영역으로 분할하는 경계선은 필름(11)의 단부변에 대해 각도를 이루게 된다.

또한, 경계선(50X1∼50X3, 50Y1∼50Y7)은, 도 16에 나타낸 바와 같이, 톱니파 형상으로 형성되어도 된다.

또한, 도 17에 나타낸 바와 같이, 경계선(50X1∼50X3, 50Y1∼50Y7)이 X축, Y축과 이루는 각도(θx, θy)를 모두 0도로 하고, 디스플레이(150)에 대하여 각도를 이루도록 터치 패널(160)을 실장하여도 된다.

이와 같이 디스플레이(150)에 대하여 각도(θx, θy)가 모두 0도인 터치 패널(160)이 각도를 이루도록 장착됨으로써, 디스플레이(150)의 화소의 배열 방향에 대해 경계선(50X, 50Y)이 각도를 이루게 되므로 경계선(50X, 50Y)이 눈에 띄지 않게 할 수 있다.

또한, 도 5에는 상부 전극 기판(10)의 장변 방향의 하나의 단부에 플렉시블 기판(14)이 접속되고, 플렉시블 기판(14)의 단부에 단자(15)가 배설되는 구성에 대하여 설명하였지만, 플렉시블 기판(14) 및 단자(15)의 구성은 도 18의 (A), 도 18의 (B)에 나타낸 바와 같이 변형할 수도 있다.

도 18의 (A)에 나타낸 터치 패널의 상부 전극 기판(10)에는 상부 전극 기판(10)의 장변 방향의 양측으로 각각 플렉시블 기판(14A, 14B)가 접속되고, 인출 전극부(13)는 플렉시블 기판(14A, 14B)으로 배분되어 배선되어 있다. 플렉시블 기판(14A, 14B)의 단부에는 각각 단자(15A, 15B)가 배설되어 있다.

또한, 도 18의 (B)에 나타낸 터치 패널의 상부 전극 기판(10)에는 상부 전극 기판(10)의 장변 방향의 일단과 단변 방향의 일단에 각각 플렉시블 기판(14A, 14B)가 접속되어 있다. 인출 전극부(13)는 플렉시블 기판(14A, 14B)에 배분되어 배선되고, 플렉시블 기판(14A, 14B)의 단부에는 각각 단자(15A, 15B)가 배설되어 있다.

도 18의 (A), 도 18의 (B)에 나타낸 바와 같이, 상부 전극 기판(10)의 상이한 단부로부터 플렉시블 기판(14A, 14B)과 단자(15A, 15B)를 인출하면, 예를 들어, 도전 영역의 수가 많고 인출 전극부(13)의 수가 많은 등의 경우에 인출 전극부(13)의 배선을 용이하게 할 수 있다. 또한, 단자(15A, 15B)의 접속처의 배치 장소에 제약이 있는 등의 경우에 접속처와 단자(15A, 15B)의 접속을 용이하게 할 수 있다.

지금까지 본 발명의 예시적인 실시형태의 터치 패널에 대하여 설명했지만, 본 발명은 구체적으로 개시된 실시형태로 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위로부터 일탈하지 않고 여러 가지 변형이나 변경이 가능하다.

본원은 2011년 4월 6일에 출원한 일본 특허 출원 제2011－084830호에 근거하여 우선권을 주장하는 것이며 상기 일본 특허 출원의 모든 내용을 본원에 참조로서 원용한다.

10: 상부 전극 기판 11: 필름
12: 투명 도전막 13: 인출 전극부
14, 14A, 14B: 플렉시블 기판 15, 15A, 15B: 단자
20: 하부 전극 기판 21: 유리 기판
22: 투명 도전막 23: 전극
27: 플렉시블 기판 31: 스페이서
50X, 50X1∼X3, 50Y, 50Y1∼50Y7: 경계선
100: 구동 회로 101: MCU
101A: 아날로그/디지털 컨버터 102: 전위 제어부
103: 멀티플렉서 104: 출력 조정 회로
104a∼104d: 조정용 저항기 104A∼104D: 스위칭 소자
105: 노이즈 필터 121: 도전 영역
121a: 영역부 121b: 인출부
121c: 접속부 122: 도전 영역
131: 인출 전극 132: 인출 전극

Claims

표시 패널과 포개어져 배설되는 터치 패널로서,
제1 기판 상에 형성되고, 세로 방향으로 3분할 이상 또한 가로 방향으로 3분할 이상으로 분할된 복수의 도전 영역을 포함하고, 상기 복수의 도전 영역의 경계선이 상기 표시 패널의 화소의 배열 방향에 대해 정해진 각도를 이루는 제1 도전막을 구비하는 제1 전극 기판과,
제2 기판 상에 형성되고, 상기 제1 도전막과 대향하는 제2 도전막을 구비하는 제2 전극 기판
을 포함하는 터치 패널.
제1항에 있어서, 상기 제1 전극 기판과 상기 제2 전극 기판 중 상기 제1 전극 기판은 상기 표시 패널측에 배설되는 것인 터치 패널.
제1항에 있어서, 상기 제1 전극 기판과 상기 제2 전극 기판 중 상기 제2 전극 기판은 상기 표시 패널측에 배설되는 것인 터치 패널.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 기판은 평면에서 볼 때 직사각 형상이고, 상기 제1 도전막의 상기 복수의 도전 영역의 각각의 사이의 경계선은 상기 제1 기판의 단부변에 대해 상기 정해진 각도를 이루도록 형성되어 있는 것인 터치 패널.
제4항에 있어서, 상기 제1 도전막의 상기 복수의 도전 영역의 각각의 사이의 경계선은 상기 제1 도전막의 단부변에 대해 상기 정해진 각도를 갖도록 형성되고, 상기 제1 도전막을 상기 제1 도전막의 단부변에 대하여 세로 방향 또는 가로 방향으로 비스듬하게 직선 형상으로 구분짓는 경계선인 것인 터치 패널.
제4항에 있어서, 상기 제1 도전막의 상기 복수의 도전 영역의 각각의 사이의 경계선은 상기 제1 도전막을 세로 방향 또는 가로 방향으로 톱니파 형상으로 구분짓는 경계선인 것인 터치 패널.
제4항에 있어서, 상기 제1 도전막의 상기 복수의 도전 영역의 각각의 사이의 경계선은 상기 제1 도전막을 세로 방향 또는 가로 방향으로 곡선 형상으로 구분짓는 경계선인 것인 터치 패널.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 도전 영역 중, 상기 제1 전극 기판의 어느 단부변에도 접하지 않은 도전 영역은 상기 단부변으로 연장되는 인출부를 구비하는 것인 터치 패널.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 도전 영역 중 제1 군의 도전 영역에 접속되는 제1 커넥터와, 상기 복수의 도전 영역 중 제1 군에 포함되지 않는 제2 군의 도전 영역에 접속되는 제2 커넥터를 더 포함하고,
상기 제1 커넥터와 상기 제2 커넥터는 서로 상기 제1 전극 기판의 상이한 변에 배설되는 것인 터치 패널.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 도전막에 있어서 전위 분포를 발생시키기 위하여 상기 제2 도전막의 4변의 단부에 형성된 전극과,
상기 제1 도전막의 상기 복수의 도전 영역의 각각에 접속되고, 상기 복수의 도전 영역 중 어느 하나가 상기 제2 도전막과 접촉하면 그 접촉한 도전 영역의 좌표 위치를 검출하는 좌표 검출 회로
를 더 포함하는 터치 패널.