KR20140058997A - Method for bonding pcb to substrate and device for sensing user input manufactured by the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 회로 기판 본딩 방법 및 이에 의해 제조된 사용자 입력 감지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연성 인쇄 회로 기판을 전극 패드와 신호 배선이 배치된 기판에 본딩하는 방법 및 이에 의해 제조된 터치 감지 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circuit board bonding method and a user input sensing device manufactured thereby, and more particularly, to a method of bonding a flexible printed circuit board to a substrate on which electrode pads and signal lines are disposed, .
터치 패널은 영상 표시 장치에 의해 표시된 내용에 기초하여 사람의 손 또는 다른 접촉수단으로 터치하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력 장치이다. The touch panel is an input device that allows a user to input a command of a user by touching with a human hand or other contact means based on the content displayed by the video display device.
이를 위하여 터치 패널은 영상 표시 장치의 전면(front face)에 구비되어 사람의 손 또는 다른 접촉수단으로 직접 접촉된 접촉 위치를 전기적 신호로 변환한다. 이에 따라 접촉 위치에서 선택된 지시 내용이 입력 신호로 받아들여진다.To this end, the touch panel is provided on the front face of the image display device and converts the contact position, which is directly in contact with a human hand or other contact means, into an electrical signal. Accordingly, the instruction content selected at the contact position is accepted as the input signal.
이와 같은 터치 패널은 키보드 및 마우스와 같은 입력 장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용 범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.Since such a touch panel can replace an input device such as a keyboard and a mouse, its use range is gradually expanding.
터치 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전 용량 방식 등이 알려져 있다. 이 중 정전 용량 방식의 터치 패널은 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 도전성 감지 패턴이 주변의 다른 감지 패턴 또는 접지 전극 등과 형성하는 정전 용량의 변화를 감지함으로써 접촉 위치를 전기적 신호로 변환한다.As a method of implementing a touch panel, a resistive film type, a light sensing type, and a capacitive type are known. Among them, the capacitive touch panel converts the contact position into an electrical signal by sensing a change in the capacitance that the conductive sensing pattern forms with other peripheral sensing patterns or the ground electrode when a human hand or an object touches.
여기서 접촉면에서의 접촉 위치를 판단하기 위하여 감지 패턴은 제1 방향을 따라 연결되도록 형성된 제1 감지 패턴(X 패턴)과 제2 방향을 따라 연결되도록 형성된 제2 감지 패턴(Y 패턴)을 포함하여 이루어진다.Here, in order to determine the contact position on the contact surface, the sensing pattern includes a first sensing pattern (X pattern) formed to be connected along the first direction and a second sensing pattern (Y pattern) formed to be connected along the second direction .
도 1은 종래의 터치 패널의 분해 평면도이다.1 is an exploded plan view of a conventional touch panel.
종래의 터치 패널(10)은 투명 기판(11), 투명 기판(11) 위에 차례로 형성된 제1 감지 패턴(12), 제1 절연막(13), 제2 감지 패턴(14), 금속 패턴(15) 및 제2 절연막(16)을 포함한다.The
제1 감지 패턴(12)은 투명 기판(11)의 일면 위에 제1 방향을 따라 연결되도록 형성된다. 예를 들면, 제1 감지 패턴(12)은 투명 기판(11) 위에 복수의 다이아몬드 모양이 일렬로 연결된 규칙적인 패턴으로 형성될 수 있다.The
이와 같은 제1 감지 패턴(12)은 X 좌표가 동일한 하나의 열에 위치하는 제1 감지 패턴(12)끼리 서로 연결되도록 형성된 복수의 X 패턴으로 이루어질 수 있다.The
제1 감지 패턴(12)은 열 단위로 금속 패턴(15)과 전기적으로 연결될 수 있도록 패드(12a)를 구비한다. 제1 감지 패턴(12)의 패드(12a)는 열 단위로 형성될 수 있다.The
제2 감지 패턴(14)은 제1 절연막(13) 위에 제2 방향을 따라 연결되도록 형성되며, 제1 감지 패턴(12)과 중첩되지 않도록 제1 감지 패턴(12)과 교호로 배치된다. 예를 들면, 제2 감지 패턴(14)은 제1 감지 패턴(12)과 동일한 다이아몬드 패턴으로 형성될 수 있으며, Y 좌표가 동일한 하나의 행에 위치하는 제2 감지 패턴(14)끼리 서로 연결된다.The
제2 감지 패턴(14)은 행 단위로 금속 패턴(15)과 전기적으로 연결될 수 있도록 패드(14a)를 구비한다. 제2 감지 패턴(14)의 패드(14a)는 행 단위로 형성될 수 있다.The
한편 제1 및 제2 감지 패턴(12, 14)은 인듐-틴 옥사이드(이하, ITO)와 같은 투명한 도전성 물질로 이루어지고, 제1 절연막(13)은 투명한 절연 물질로 이루어진다.The first and
단위의 감지 패턴(12, 14)은 각각 위치 검출 라인(도시하지 않음)과 전기적으로 연결되어 구동 회로(도시하지 않음) 등으로 접촉 위치 신호를 공급한다.
도 1에 도시된 터치 패널(10)에 손 또는 물체가 접촉되면 제1 및 제2 감지 패턴(12, 14), 금속 패턴(15) 및 위치 검출 라인을 경유하여 구동 회로 측으로 접촉 위치에 따른 정전 용량의 변화가 전달된다. 그리고 X 및 Y 입력 처리 회로(도시하지 않음) 등에 의하여 정전 용량의 변화가 전기적 신호로 변환됨에 따라 접촉 위치가 파악된다.When a hand or an object touches the
그러나 종래의 터치 패널(10)은 X 및 Y에 대한 각각의 레이어에 ITO 패턴을 구비하여야 하고, X 레이어와 Y 레이어 사이에 절연층을 구비하여야 하므로 두께가 증가한다. 더불어 터치에 의해 미세하게 발생하는 정전 용량의 변화를 수차례 축적하여야 터치 검출이 가능하기 때문에 높은 주파수로 정전 용량 변화를 감지하여야 한다. 이를 위해서 복잡한 연산 및 통계 처리 과정이 필요하다.However, in the
또한 터치 전후의 전기적 신호의 차이가 극히 미세하므로 배선 저항의 영향을 받으며 이 때문에 낮은 저항을 유지하기 위하여 금속 패턴(15)과 같은 금속 배선을 필요로 한다. 이러한 금속 패턴(15)을 형성하기 위해 추가의 마스크 공정이 필요하다.In addition, the difference in electrical signals before and after the touch is extremely small, so that it is influenced by wiring resistance. Therefore, a metal wiring such as the
또한 종래의 터치 패널(10)의 터치 검출은 저항값에 크게 의존하며 노이즈에 민감하기 때문에 터치 검출 감도를 증가시키는 데 많은 어려움이 존재한다. Further, the touch detection of the
더욱이 종래의 터치 패널(10)은 복잡한 연산을 통해 수차례 축적된 정전용량의 미세한 변화를 이용하여 터치를 검출하므로 정확한 터치 면적을 산출할 수 없었다. 따라서, 사용자는 상기 터치 면적을 사용자 입력의 하나의 수단으로 이용하는 것이 현실적으로 불가능하였다.Moreover, the
그리고, 도 2는 종래의 터치 감지 장치의 평면예시도이다.2 is a plan view of a conventional touch sensing apparatus.
도 2에서 보는 바와 같이, 제1 감지 패턴(12) 및 제2 감지 패턴(14)에 각각 연결된 금속 배선(15)은 구동 장치(21)가 형성될 수 있는 회로 기판(20)과 전기적으로 접속될 수 있다.The
금속 배선(15)과 회로 기판(20)을 접속하기 위해 사용되는 일반적인 방법으로는 이방성 도전체인 ACA(anisotropic conductive adhisive) 또는 ACF(anisotropic conductive film)과 같은 도전성 접착제/접착 테이프를 이용하여 본딩 접속하는 방법과 핀 커넥터에 의해 접속하는 방법 등이 알려져 있다.As a general method used for connecting the
그리고, 도전성 접착제/접착 테이프에 의해 본딩하는 방법이나 핀 커넥터에 의해 접속하는 방법의 경우 모두 회로 기판(20)과 금속 배선(15)이 바르게 연결되도록 조정하기 위한 다양한 정렬장치 및 방법이 사용되고 있다.In the case of a method of bonding by a conductive adhesive / adhesive tape or a method of connecting by a pin connector, various alignment devices and methods for adjusting the
그런데, 일반적으로 금속 배선(15)의 폭은 수 마이크로미터 내지 수십 마이크로미터 수준으로 아주 가늘기 때문에, 이러한 금속 배선(15)이 회로 기판(20)의 배선(22)에 정확하게 연결되도록 위치를 조정하는 것이 까다롭다.However, since the width of the
만일, 금속 배선(15)이 회로 기판(20)의 배선(22)에 정확하게 연결되지 않고 단선 등이 발생되는 경우에는 오작동 또는 고장이 발생할 수 있다. If the
따라서, 회로 기판(20)의 배선(22)과 터치 패널의 금속 배선(15) 간의 위치를 파악하여 정확한 연결위치로 조정하고 본딩하기 위한 효과적인 방법이 요구되고 있다.Therefore, there is a need for an effective method of grasping and bonding the
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 연성 인쇄 회로 기판과 터치 스크린 패널의 금속 배선이 용이하게 정위치 되도록 조정하여 본딩하는 회로 기판 본딩 방법 및 이에 의해 제조된 사용자 입력 감지 장치를 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a circuit board bonding method for bonding a flexible printed circuit board and a touch screen panel, Device.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 단일 계층에 투명 물질로 형성된 전극 패드와 신호 배선을 포함하는 터치 패널의 기판에 제1정렬마크가 형성되는 단계; 회로 기판에 상기 제1정렬마크에 대응되는 제2정렬마크가 형성되는 단계; 상기 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크를 탐지하여 상기 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크의 중심이 일치되도록 상기 기판 및 상기 회로 기판 중 적어도 어느 하나의 위치를 조정하는 단계; 그리고 상기 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크의 중심이 일치되도록 하여 상기 신호 배선과 상기 회로 기판의 배선이 전기적으로 연결되도록 하는 단계를 포함하여 이루어지는 회로 기판 본딩 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a touch panel including: forming a first alignment mark on a substrate of a touch panel including an electrode pad and a signal line formed of a transparent material in a single layer; Forming a second alignment mark on the circuit board corresponding to the first alignment mark; Detecting the first alignment mark and the second alignment mark and adjusting a position of at least one of the substrate and the circuit board so that the center of the first alignment mark and the center of the second alignment mark coincide with each other; And aligning the first alignment mark and the second alignment mark so that the signal wiring and the wiring of the circuit board are electrically connected to each other.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 전극 패드, 신호 배선 및 제1정렬마크는 동일한 재질로 이루어질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the electrode pad, the signal wiring, and the first alignment mark may be made of the same material.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 동일한 재질은 인듐-틴 옥사이드(ITO)일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the same material may be indium-tin oxide (ITO).
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크는 조사되는 유브이(UV) 광 또는 엘이디(LED) 광에 의해 위치가 탐지될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the first alignment mark and the second alignment mark may be detected by UV light or LED light to be irradiated.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제2 정렬마크는 상기 회로 기판의 배선과 동일한 재질로 이루어질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the second alignment mark may be made of the same material as the wiring of the circuit board.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제2 정렬마크가 형성되는 단계 후에, 상기 기판과 상기 회로 기판 사이에 이방성 도전 필름이 배치되는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, after the step of forming the second alignment mark, an anisotropic conductive film may be disposed between the substrate and the circuit board.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 전극 패드는 복수개가 구비되며, 각각은 고립된 매트릭스 형태로 배치되고, 상기 신호 배선은 상기 전극 패드의 개수 이상일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plurality of electrode pads are provided, and each of the plurality of electrode pads is disposed in an isolated matrix shape, and the signal wiring may be more than the number of the electrode pads.
한편, 본 발명의 일실시예는 단일 계층에 투명 물질의 전극 패드와 신호 배선이 배치되고 제1정렬마크가 형성되는 기판을 가지는 터치 패널; 및 상기 제1정렬마크에 대응되는 제2정렬마크가 형성되는 회로 기판을 포함하고, 상기 기판 및 상기 회로 기판 중 적어도 어느 하나는 상기 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크가 탐지되고 상기 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크의 중심이 일치되도록 위치가 조정되어 상기 신호 배선과 상기 회로 기판의 배선이 전기적으로 연결되는 사용자 입력 감지 장치를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a touch panel including a substrate on which a transparent electrode pad and a signal line are disposed in a single layer and a first alignment mark is formed; And a circuit board on which a second alignment mark corresponding to the first alignment mark is formed, wherein at least one of the substrate and the circuit board detects the first alignment mark and the second alignment mark, The position of the alignment mark is adjusted so that the center of the second alignment mark is aligned with the alignment mark, and the signal wiring and the wiring of the circuit board are electrically connected to each other.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 전극 패드, 신호 배선 및 제1정렬마크는 동일한 재질로 이루어질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the electrode pad, the signal wiring, and the first alignment mark may be made of the same material.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크는 조사되는 유브이(UV) 광 또는 엘이디(LED) 광에 의해 위치가 탐지될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the first alignment mark and the second alignment mark may be detected by UV light or LED light to be irradiated.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 전극 패드는 복수개가 구비되며, 각각은 고립된 매트릭스 형태로 배치되고, 상기 신호 배선은 상기 전극 패드의 개수 이상일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plurality of electrode pads are provided, and each of the plurality of electrode pads is disposed in an isolated matrix shape, and the signal wiring may be more than the number of the electrode pads.
본 발명에 따르면, 기판에는 제1정렬마크가 형성되어 제1광학장치에 의해 위치가 탐지되고, 회로 기판에는 제2정렬마크가 형성되어 제2광학장치에 의해 위치가 탐지되어 기판 및 회로 기판 중 적어도 어느 하나의 위치가 조정될 수 있기 때문에, 기판의 신호배선과 회로 기판의 배선이 정확한 연결위치로 조정될 수 있다.According to the present invention, a first alignment mark is formed on the substrate and a position is detected by the first optical device, a second alignment mark is formed on the circuit board and the position is detected by the second optical device, Since at least one of the positions can be adjusted, the signal wiring of the substrate and the wiring of the circuit board can be adjusted to the correct connecting position.
또한, 본 발명에 따르면, 제1정렬마크는 전극 패드 및 신호배선과 동일하게 ITO로 이루어질 수 있기 때문에, 제1정렬마크는 전극 패드 및 신호배선이 형성될 때 동시에 형성될 수 있으며, 이를 통해, 공정이 추가되지 않을 수 있게 된다.Further, according to the present invention, since the first alignment marks can be made of ITO like the electrode pads and the signal wirings, the first alignment marks can be formed at the same time when the electrode pads and the signal wirings are formed, The process may not be added.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.
도 1은 종래의 터치 패널의 분해 평면도이다.
도 2는 종래의 터치 감지 장치의 평면예시도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 회로 기판 본딩 방법에 의해 제조된 사용자 입력 감지 장치를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 회로 기판 본딩 방법에 의해 본딩되기 전과 본딩된 후의 사용자 입력 감지 장치의 상태를 나타낸 평면 예시도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 회로 기판 본딩 방법이 실행되는 예를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 회로 기판 본딩 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 감지 장치의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 셀의 등가 회로도이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 셀의 파형도이다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치셀 및 검출부의 개략적인 블록도이다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 검출부의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치셀과 기준셀의 전압 차를 터치 용량의 함수로 나타낸 그래프이다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 감지 장치에서 터치 셀과 메모리의 대응 관계를 설명하기 위한 개략도이다.
도 14는 본 발명의 한 실시예에 따른 접촉 면적 및 접촉 위치의 산출 방법을 도시한 흐름도이다.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 한 실시예에 따른 접촉 면적 및 접촉 위치의 산출하는 방법을 구체적으로 도시한 도면이다.1 is an exploded plan view of a conventional touch panel.
2 is a plan view of a conventional touch sensing apparatus.
3 is a view illustrating an example of a user input sensing apparatus manufactured by a circuit board bonding method according to an embodiment of the present invention.
4 is a plan view illustrating a state of a user input sensing device before and after bonding by a circuit board bonding method according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary view showing an example in which a circuit board bonding method according to an embodiment of the present invention is executed.
6 is a flowchart illustrating a circuit board bonding method according to an embodiment of the present invention.
7 is a block diagram of a touch sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is an equivalent circuit diagram of a touch cell according to an embodiment of the present invention.
9 is a waveform diagram of a touch cell according to an embodiment of the present invention.
10 is a schematic block diagram of a touch cell and a detection unit according to an embodiment of the present invention.
11 is a graph for explaining the operation of the detector according to an embodiment of the present invention.
12 is a graph showing a voltage difference between a touch cell and a reference cell as a function of a touch capacitance according to an embodiment of the present invention.
13 is a schematic diagram for explaining a correspondence relationship between a touch cell and a memory in a touch sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
14 is a flowchart illustrating a method of calculating a contact area and a contact position according to an embodiment of the present invention.
15 to 18 are views showing in detail a method of calculating the contact area and the contact position according to the embodiment of the present invention.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail exemplary embodiments thereof with reference to the attached drawings in which: FIG. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. Also, the terms " part, "" module, " and " module" in the specification mean units for processing at least one function or operation, Lt; / RTI >
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결" 되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 시스템을 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only a direct connection but also a connection with another system in the middle.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 회로 기판 본딩 방법에 의해 제조된 사용자 입력 감지 장치를 나타낸 예시도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 회로 기판 본딩 방법에 의해 본딩되기 전과 본딩된 후의 사용자 입력 감지 장치의 상태를 나타낸 평면 예시도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 회로 기판 본딩 방법이 실행되는 예를 나타낸 예시도이다. FIG. 3 is a view illustrating an example of a user input sensing device manufactured by a circuit board bonding method according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic view of a circuit board bonding method according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a circuit board bonding method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 3 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 사용자 입력 감지 장치는 터치 패널 및 회로 기판(200)을 포함하여 이루어질 수 있다. 3 to 5, the user input sensing device may include a touch panel and a
그리고, 터치 패널은 투명 소재의 유리 또는 플라스틱 필름 등의 기판(100) 위에 형성되어 있는 복수의 전극 패드(110)와 이에 연결되어 있는 복수의 신호 배선(120)을 포함한다. The touch panel includes a plurality of
전극 패드(110)는 단일 계층에 투명 물질로 형성될 수 있다.The
또한, 복수의 전극 패드(110)는 예를 들어 사각형 또는 마름모꼴일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 전극 패드(110)는 균일한 형태의 다각형 형태로 구현될 수 있다. 전극 패드(110)는 실질적으로 인접한 다각형의 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. The plurality of
각각의 신호 배선(120)은 한쪽 끝이 전극 패드(110)에 연결되어 있으며 다른 쪽 끝은 기판(100)의 아래 가장자리까지 뻗어 있다. 신호 배선(120)의 선폭은 수~수십 마이크로 미터 수준으로 상당히 좁게 설계될 수 있다. Each
전극 패드(110)와 신호 배선(120)은 ITO(indium-tin-oxide), IZO(indium-zinc-oxide), CNT(carbon nanotube), 그래핀(graphene) 등 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널의 전극 패드(110)는 각각 신호 배선(120)과 연결되어 있기 때문에, 도 1에 도시된 종래 기술에 비해 더 많은 배선수를 갖는다. 즉, 신호 배선(120)의 개수는 전극 패드(110)의 개수와 같거나 많다. 또한, 신호 배선(120)은 전극 패드(110)와 동일 레이어에 동일한 투명 도전 물질로 형성된다. 이와 같이, 미세 선폭의 투명 물질로 이루어진 다수의 신호 배선(120)을 회로기판(200)의 배선과 정렬하는 것을 육안으로 수행하는 것은 불가능하다.The
전극 패드(110)와 신호 배선(120)은, 예를 들어 ITO 막을 기판(100) 위에 스퍼터링 등의 방법으로 적층한 다음 포토리소그래피 등의 에칭 방법을 사용하여 패터닝함으로써 동시에 형성할 수 있다. The
전극 패드(110)와 신호 배선(120)은 투명한 절연막(도시하지 않음)으로 덮일 수 있다. The
그리고, 기판(100)에는 제1정렬마크(310)가 형성될 수 있다. A
여기서, 제1정렬마크(310)는 기판(100)의 일면에 하나 이상이 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1정렬마크(310)는 기판(100)의 하면에 하나 이상이 일정한 간격으로 형성될 수 있다. Here, at least one
그리고, 제1정렬마크(310)는 중심이 용이하게 파악될 수 있는 형상으로 형성될 수 있으나, 어떠한 특정한 형상으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제1정렬마크(310)는 다각형 형상으로 형성될 수 있으며, 제1정렬마크(310)의 내부는 채워지지 않을 수 있다. The
또한, 제1정렬마크(310)는 전극 패드(110) 및 신호 배선(120)과 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제1정렬마크(310)는 ITO로 이루어질 수 있다. In addition, the
이와 같이, 제1정렬마크(310)가 금속 재질이 아니라, 전극 패드(110) 및 신호 배선(120)과 동일한 재질로 이루어짐에 따라, 제1정렬마크(310)는 전극 패드(110) 및 신호 배선(120)이 형성될 때 동시에 형성될 수 있으며, 이를 통해, 새로운 공정이 추가되지 않을 수 있게 된다. Since the
그리고, 회로 기판(200)의 일면에는 제2정렬마크(320)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2정렬마크(320)는 회로 기판(200)의 상면에 형성될 수 있다. A
여기서, 회로 기판(200)은 인쇄 회로 기판, 유연 인쇄 회로 기판(FPCB) 및 가요성 회로 필름 등일 수 있다. Here, the
그리고, 제2정렬마크(320)는 제1정렬마크(310)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있으며, 제1정렬마크(310)에 대응되는 위치에 대응되는 개수가 형성될 수 있다. The
이러한 제2정렬마크(320)의 형성 위치는 기판(100)의 신호 배선(120)과 회로 기판(200)의 배선(290)이 일치되도록 하는 위치, 즉, 기판(100)의 신호 배선(120)과 회로 기판(200)의 배선(290)이 정위치가 되도록 하는 위치에 형성될 수 있다. The
보다 상세하게는, 제1정렬마크(310)와 제2정렬마크(320)는, 제1정렬마크(310)의 중심과 제2정렬마크(320)의 중심이 일치되면 기판(100)의 신호 배선(120)과 회로 기판(200)의 배선(290)이 일치되도록 하는 위치에 형성될 수 있다. The
제2정렬마크(320)는 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 금속은 구리(Cu), 주석(Sn) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The
또한, 제2 정렬마크(320)는 회로 기판(200)의 배선(290)과 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 즉, 제2 정렬마크(320)를 형성함에 있어 별도의 공정을 추가하지 않고, 회로기판(200)의 배선(290)을 형성할 때 동시에 형성할 수 있으므로, 공정을 단순화하고 제조 비용을 최소화하는 이점이 있다. In addition, the second alignment marks 320 may be made of the same material as the
그리고, 제1정렬마크(310)는 제1광학장치(400)에 의해 위치가 탐지될 수 있다. Then, the
이를 위해, 제1광학장치(400)는 기판(100)의 하측에 위치될 수 있으며, 제1광학장치(400)의 위치는 미리 설정된 위치에 고정될 수 있다. To this end, the first
또한, 제2정렬마크(320)는 제2광학장치(410)에 의해 위치가 탐지될 수 있으며, 이를 위해, 제2광학장치(410)는 회로 기판(200)의 상측에 위치될 수 있고, 제2광학장치(410)의 위치는 고정될 수 있다. In addition, the
그리고, 제1광학장치(400) 및 제2광학장치(410)는 유브이(UV)광 또는 엘이디(LED) 광인 조사광을 각각 대향되는 기판(100)과 회로 기판(200)에 조사할 수 있다. The first
여기서, UV 광은 일정한 파장을 가질 수 있으며, 예를 들면, 405nm의 파장을 가질 수 있다. Here, the UV light may have a constant wavelength, for example, a wavelength of 405 nm.
이와 같이, 조사광이 기판(100)과 회로 기판(200)에 조사되면 제1정렬마크(310)와 제2정렬마크(320)의 패턴 형상이 보이게 되면서 제1광학장치(400) 및 제2광학장치(410)를 통해 제1정렬마크(310)와 제2정렬마크(320)의 위치가 탐지될 수 있게 된다. When the irradiation light is irradiated on the
그리고, 이렇게 파악된 제1정렬마크(310)와 제2정렬마크(320)의 위치에 근거하여 위치조정장치(420)는 기판(100) 및 회로 기판(200) 중 적어도 어느 하나의 위치를 조정할 수 있다. Based on the position of the
즉, 위치조정장치(420)는 기판(100) 만을 이동시키거나, 또는 회로 기판(200) 만을 이동시키거나, 또는 기판(100)과 회로 기판(200)을 모두 이동시키면서 제1정렬마크(310)와 제2정렬마크(320)의 중심이 일치되도록 위치를 조정할 수 있다. That is, the
이를 위해, 제1광학장치(400), 제2광학장치(410) 및 위치조정장치(420)의 작동을 제어하기 위해 제어장치(430)가 더 구비될 수 있다. To this end, a
제어장치(430)는 제1광학장치(400) 및 제2광학장치(410)를 통해 탐지되는 제1정렬마크(310)와 제2정렬마크(320)의 위치 정보를 전달받아 기판(100)과 회로 기판(200)의 위치를 파악할 수 있으며, 위치조정장치(420)의 제어를 통해 기판(100)과 회로 기판(200)이 정위치 되도록 조정할 수 있다. The
전술한 구성에 의해, 투명한 미세 선폭의 다수의 신호 배선(120)은 회로 기판(200)의 배선과 정확히 정렬되어 본딩될 수 있다.With the above-described configuration, the plurality of
즉, 도 4의 (a)에서 보는 바와 같이 따로 분리된 상태의 기판(100)과 회로 기판(200)이, 도 4의 (b)에서 보는 바와 같이 기판(100)의 신호 배선(120)과 회로 기판(200)의 배선(290)이 정확한 연결위치로 조정될 수 있다. 4 (a), the
그리고, 제1정렬마크(310)와 제2정렬마크(320)의 중심이 일치되면 기판(100) 및 회로 기판(200)은 고정될 수 있으며, 이후, 기판(100)의 신호 배선(120)과 회로 기판(200)의 배선(290)은 전기적으로 연결될 수 있다. When the centers of the first alignment marks 310 and the second alignment marks 320 coincide with each other, the
또한, 기판(100)의 신호 배선(120)과 회로 기판(200)의 배선(290)의 사이에는 이방성 도전 필름(300)이 배치될 수 있다. 이방성 도전 필름(300)은 ACF(anisotropic conductive film)일 수 있다. 이방성 도전 필름(300)은 기판(100)과 회로 기판(200)의 사이에 배치된 후 열압착되며, 이를 통해 각 신호 배선(120)과 각 회로 기판(200)의 배선(290)을 전기적으로 연결시킨다. An anisotropic
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 회로 기판 본딩 방법을 나타낸 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating a circuit board bonding method according to an embodiment of the present invention.
도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 회로 기판 본딩 방법에서는 먼저 단일 계층에 투명 물질로 형성된 전극 패드와 신호 배선을 포함하는 터치 패널의 기판에 제1정렬마크가 형성되는 단계(S10)가 이루어질 수 있다. 6, in the circuit board bonding method according to the embodiment of the present invention, a first alignment mark is formed on a substrate of a touch panel including an electrode pad and a signal line formed of a transparent material in a single layer (step S10 ) Can be made.
여기서, 제1정렬마크는 전극 패드 및 신호 배선과 동일한 재질일 수 있으며, 예를 들면, ITO일 수 있다. Here, the first alignment mark may be the same material as the electrode pad and the signal wiring, and may be, for example, ITO.
그리고, 회로 기판에 상기 제1정렬마크에 대응되는 제2정렬마크가 형성되는 단계(S20)가 진행될 수 있다. Then, a step S20 may be performed in which a second alignment mark corresponding to the first alignment mark is formed on the circuit board.
제2정렬마크는 회로 기판의 배선과 동일한 재질로 이루어질 수 있으며, 제2정렬마크는 제1정렬마크에 대응되는 형상으로 형성되고 제1정렬마크에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. The second alignment mark may be made of the same material as the wiring of the circuit board and the second alignment mark may be formed in a shape corresponding to the first alignment mark and formed at a position corresponding to the first alignment mark.
여기서, 기판과 회로 기판의 사이에 이방성 도전 필름이 배치되는 단계(S30)가 더 이루어질 수 있다. 여기서, 이방성 도전 필름은 ACF일 수 있다. Here, step S30 may be further performed in which an anisotropic conductive film is disposed between the substrate and the circuit board. Here, the anisotropic conductive film may be ACF.
또한, 제1정렬마크와 제2정렬마크를 탐지하여 제1정렬마크와 제2정렬마크의 중심이 일치되도록 기판 및 회로 기판 중 적어도 어느 하나의 위치를 조정하는 단계(S40)가 진행될 수 있다. In addition, the step of adjusting the position of at least one of the substrate and the circuit board may be performed so as to detect the first alignment mark and the second alignment mark so that the centers of the first alignment mark and the second alignment mark coincide with each other (S40).
여기서, 제1정렬마크는 제1광학장치에 의해 위치가 탐지될 수 있으며, 제2정렬마크는 제2광학장치에 의해 위치가 탐지될 수 있다. Here, the first alignment mark can be detected by the first optical device, and the second alignment mark can be detected by the second optical device.
이를 위해, 제1광학장치와 제2광학장치에서는 UV 광 또는 LED 광을 조사할 수 있다. For this purpose, the first optical device and the second optical device can irradiate UV light or LED light.
그리고, UV 광 또는 LED 광이 조사된 제1정렬마크와 제2정렬마크의 패턴 형상이 보이게 되면서 제1광학장치 및 제2광학장치를 통해 제1정렬마크와 제2정렬마크의 위치가 탐지될 수 있게 된다. The position of the first alignment mark and the second alignment mark is detected through the first optical device and the second optical device while the pattern shape of the first alignment mark and the second alignment mark irradiated with UV light or LED light is visible .
이후, 제1정렬마크와 제2정렬마크의 중심이 일치되도록 하여 신호 배선과 회로 기판의 배선이 전기적으로 연결되도록 하는 단계(S50)가 이루어질 수 있다. Thereafter, a step S50 may be performed in which the signal lines and the wiring of the circuit board are electrically connected so that the centers of the first alignment marks and the second alignment marks are aligned with each other.
여기서, 기판의 신호 배선과 회로기판의 배선은 열압착 등의 방법에 의해 기판과 회로 기판의 사이에 배치될 수 있는 이방성 도전 필름에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. Here, the signal wiring of the substrate and the wiring of the circuit board can be electrically connected by an anisotropic conductive film that can be disposed between the board and the circuit board by a method such as thermal compression.
또한, 신호 배선은 전극 패드의 개수 이상일 수 있다.Further, the signal wiring can be more than the number of the electrode pads.
한편, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 감지 장치의 블록도이다.7 is a block diagram of a touch sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참고하면, 터치 패널을 구동하기 위한 구동 장치는 기판(100)의 일부에 직접 실장되거나, 회로 기판(200) 위에 형성될 수 있다. Referring to FIG. 7, a driving apparatus for driving the touch panel may be directly mounted on a part of the
그리고, 구동 장치는 구동부(210), 검출부(220), 신호 처리부(230), 메모리(240) 등을 포함할 수 있으며, 하나 이상의 직접회로(IC) 칩으로 구현이 가능하다.The driving device may include a
구동부(210)는 신호 배선(120)과 연결되어 있으며, 신호 처리부(230)로부터 신호를 받아 터치 검출을 위한 회로들을 구동하고, 터치 검출의 판단 결과에 대응하는 전압을 출력한다. 구동부(210)는 전극 패드(110)과 연결된 다수의 스위칭 소자와 축전기를 포함할 수 있다. The driving
검출부(220)는 구동부(210)와 연결되어 있으며, 구동부(210)로부터 받은 전극 패드(110)의 전압 변동값을 변환, 증폭 또는 디지털화하여 메모리(240)에 기억시킨다. 검출부(220)는 증폭기 및 아날로그-디지털 변환기를 포함할 수 있다.The
신호 처리부(230)는 구동부(210)를 제어하는 신호를 인가하거나, 메모리(240)에 기억된 디지털 전압을 처리하여 필요한 정보를 생성한다. 신호 처리부(230)는 아날로그 신호 처리부와 디지털 신호 처리부로 분리되어 구현될 수 있다. 여기서 아날로그 신호처리부는 구동부(210)을 제어하며, 디지털 신호 처리부는 검출부(220)으로부터 검출된 전압 변동값에 기초하여 터치 면적 및 터치 좌표를 산출할 수 있다. 신호 처리부(230)는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)를 포함할 수 있으며, 펌 웨어를 통해 정해진 신호 처리를 수행할 수 있다. The
메모리(240)는 터치 검출, 면적 산출, 터치 산출에 이용되는 미리 정해진 데이터 또는 실시간 수신되는 데이터를 신호 처리부(230)의 명령에 따라 저장한다. The
전술한 바와 같이, 구동부(210), 검출부(220), 신호 처리부(230), 메모리(240)는 각각 분리되거나, 둘 이상의 구성 요소들이 통합되어 구현될 수 있다. As described above, the driving
도 8 및 도 9를 참고하여 도 7에 도시한 터치 패널 및 구동부의 구체적인 실시예 및 그 동작에 대하여 상세하게 설명한다.8 and 9, a detailed description will be given of a specific embodiment of the touch panel and the driving unit shown in FIG. 7 and the operation thereof.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 셀의 등가 회로도이고, 도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 셀의 파형도이다.FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of a touch cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a waveform diagram of a touch cell according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참고하면, 구동부(210)는 복수의 트랜지스터(Q) 및 복수의 제1축전기(C1)를 포함하며, 복수의 패드 축전기(Cp)를 선택적으로 더 포함할 수 있다. 트랜지스터(Q), 제1축전기(C1) 및 패드 축전기(Cp)는 전극 패드(110) 및 신호 배선(120) 당 하나씩 그룹을 이룰 수 있으며, 앞으로 전극 패드(110), 신호 배선(120), 트랜지스터(Q), 제1축전기(C1) 및 패드축전기(Cp)를 합하여 "터치셀" 이라 한다.8, the driving
트랜지스터(Q)는 예를 들어 전계 효과 트랜지스터로서, 게이트에는 제어 전압(Vc)이 인가되고, 소스(또는 드레인)에는 데이터 전압(Vd)이 인가될 수 있으며, 드레인(또는 소스)은 신호 배선(120)에 연결될 수 있다. 제어 전압(Vc)과 데이터 전압(Vd)은 신호 처리부(230)의 제어에 의해 인가될 수 있다. 여기에서 트랜지스터(Q) 대신 스위칭을 할 수 있는 다른 소자가 사용되어도 무방하다.The transistor Q may be a field effect transistor, for example, a control voltage Vc applied to its gate, a data voltage Vd applied to its source (or drain), and a drain (or source) 120, respectively. The control voltage Vc and the data voltage Vd may be applied under the control of the
제1축전기(C1)는 트랜지스터(Q)의 게이트와 드레인 사이에 형성될 수 있으며, 필요한 용량 확보를 위하여 설계자가 별도로 형성할 수도 있다. 제1축전기(C1)에 인가되는 전압 신호는 트랜지스터(Q)의 게이트에 인가되는 전압 신호와 동일한 신호가 될 수도 있지만, 별도의 전압 신호가 인가될 수도 있다. 제1축전기(C1)에 인가되는 전압 신호는 바람직하게는 구형파 신호이다.The first capacitor C1 may be formed between the gate and the drain of the transistor Q, and may be separately formed by a designer for securing a required capacity. The voltage signal applied to the first capacitor C1 may be the same as the voltage signal applied to the gate of the transistor Q, but a separate voltage signal may be applied. The voltage signal applied to the first capacitor C1 is preferably a square wave signal.
패드 축전기(Cp)는 전극 패드(110) 또는 신호 배선(120) 등에 의해 형성되는 일종의 기생 용량이다. 패드 축전기(Cp)는 구동부(210), 터치패널, 영상 표시 장치에 의해 발생하는 임의의 기생 용량을 포함할 수 있다. 도 8에서 도면 부호 Ct는 사용자가 전극 패드(110)를 터치할 경우에 전극 패드(110)와 사용자의 손가락 사이에 형성되는 용량을 나타낸 것이다.The pad capacitor Cp is a kind of parasitic capacitance formed by the
한편, 사용자가 터치할 수 없는 위치에 배치되거나, 항상 터치되지 않는 전기적 특성을 갖는 셀을 배치할 수 있는데, 앞으로 이를 "기준 셀" 이라 한다. "기준 셀"은 물리적으로 존재할 수도 있지만, 데이터 값만 갖는 가상의 셀이 될 수도 있다.On the other hand, it is possible to arrange a cell having an electrical characteristic that is placed in a position that the user can not touch or is not always touched. The "reference cell" may be physically present, but may be a virtual cell having only data values.
도 9를 참고하면, 신호 처리부(230)는 데이터 전압(Vd)과 제어 전압(Vc)을 각각 트랜지스터(Q)의 소스와 게이트에 인가할 수 있다.9, the
데이터 전압(Vd)이 상승한 후에, 게이트에 인가되는 제어 전압(Vc)이 저전압(VL)에서 고전압(VH)으로 올라가면 트랜지스터(Q)가 턴온된다. 이에 따라 출력 전압(Vo)은 데이터 전압(Vd)이 될 것이다. After the data voltage Vd rises, the transistor Q is turned on when the control voltage Vc applied to the gate rises from the low voltage VL to the high voltage VH. Accordingly, the output voltage Vo will be the data voltage Vd.
다음, 제어 전압(Vc)이 고전압(VH)에서 저전압(VL)으로 내려가면 트랜지스터(Q)가 턴 오프되면서, 전극 패드(110)는 플로팅(floating) 상태가 된다. 이때, 제1축전기(C1)에 인가된 구형파의 레벨 강하에 의하여 전극 패드(110)의 출력 전압(Vo)은 전압 레벨이 순간적으로 강하되는 현상이 발생한다. 이러한 전압 강하 현상은 "킥 백(Kick-back)" 이라고 불리기도 한다. Next, when the control voltage Vc falls from the high voltage VH to the low voltage VL, the transistor Q is turned off, and the
터치 셀에 터치가 없을 경우나 기준 셀의 경우(Case 1), 즉 전극 패드(110)에 연결된 축전기가 제1 축전기(C1)와 패드 축전기(Cp)밖에 없는 경우에는 이들 축전기(C1, Cp)에 의한 출력 전압(Vo)의 전압 강하(V1)는,In the case where there is no touch on the touch cell or the reference cell (Case 1), that is, when the capacitors connected to the
로 주어진다. 여기에서 편의상 축전기와 그 용량의 도면 부호는 동일하게 사용한다.. For the sake of convenience, the same reference numerals are used for the capacitors and their capacitances.
수학식 1은 전압 강하 전, 후에 총 전하량을 구하는 수식들로부터 용이하게 도출된다.Equation (1) is easily derived from the equations for obtaining the total amount of charge before and after the voltage drop.
그러나 도 8에 도시한 것처럼, 사용자가 전극 패드(110)를 터치하고 있는 경우(Case 2), 전극 패드(110)와 사용자의 손가락이나 접촉 수단 사이에 축전기(Ct)가 형성되며, 이에 따라 전극 패드(110)에 연결된 축전기는 제1 축전기(C1)와 패드 축전기(Cp) 외에도 터치 축전기(Ct)가 더해진다. 이들 세 축전기(C1, Cp, Ct)에 의한 전극 패드(110)의 전압 강하(V2)는 다음 [수학식 2]와 같아진다.8, when the user touches the electrode pad 110 (Case 2), a capacitor Ct is formed between the
결국, 터치가 있는 경우(Case 2)의 전압 강하(V2)는 터치가 없는 경우(Case 1)의 전압 강하(V1)에 비하여 작아진다. 전압 강하(V2)와 전압 강하 (V1)의 차이는 터치 용량(Ct)에 따라 달라진다. As a result, the voltage drop (V2) in the case of the touch (Case 2) becomes smaller than the voltage drop (V1) of the case without the touch (Case 1). The difference between the voltage drop (V2) and the voltage drop (V1) depends on the touch capacitance (Ct).
일반적으로 축전기의 정전 용량(C)은 전극의 면적(A)에 비례하고 전극 사이의 거리(d)에 비례하므로, 즉 C=εA/d (ε은 유전 상수)이다. 따라서, 터치 면적이 커질수록 터치 용량(Ct)이 커진다. 이와 같은 관계를 이용하여, 터치 전후의 전극 패드(110)의 전압 강하의 차이를 이용하여 터치 면적을 산출할 수 있다. 터치 면적 산출에 관한 자세한 설명은 후술하기로 한다.In general, the capacitance C of the capacitor is proportional to the area A of the electrode and is proportional to the distance d between the electrodes, that is, C = εA / d (ε is the dielectric constant). Accordingly, the larger the touch area, the larger the touch capacitance Ct. Using this relationship, the touch area can be calculated using the difference in voltage drop between the
도 9에 도시된 바와 같이, 트랜지스터(Q)가 턴 오프 되었을 때 제1축전기(C1)에 인가되는 제어 전압(Vc)의 변동이 발생하면, 출력 전압(Vo)의 전압 변동이 발생한다. 본 발명의 실시예에서는 터치 전후의 출력 전압(Vo)의 변동 값의 차이(즉, 전압 강하 (V2)와 전압 강하(V1)의 차이)로부터 터치를 검출할 수 있다.As shown in Fig. 9, when the control voltage Vc applied to the first capacitor C1 fluctuates when the transistor Q is turned off, a voltage variation of the output voltage Vo occurs. In the embodiment of the present invention, the touch can be detected from the difference of the variation value of the output voltage Vo before and after the touch (that is, the difference between the voltage drop V2 and the voltage drop V1).
한편, 도시되지 않았지만 트랜지스터(Q)가 턴 오프 되어 플로팅 상태가 되었을 때, 제1 축전기(C1)에 인가되는 전압이 저전압(VL)에서 고전압(VH)으로 상승할 때에는, 출력 전압 레벨이 상승하는 현상이 발생한다. 이 경우 터치가 있는 경우(Case 2)의 전체 정전 용량이 터치가 없는 경우(Case 1)의 전체 정전 용량에 비하여 크기 때문에 전압 상승이 적게 발생될 것이다 (수학식 1 및 2 참조).On the other hand, when the voltage applied to the first capacitor C1 rises from the low voltage (VL) to the high voltage (VH) when the transistor Q is turned off and becomes a floating state, although not shown, A phenomenon occurs. In this case, the total capacitance of Case 2 (Case 2) is larger than the total capacitance of Case 1 (Case 1), so that the voltage rise will be small (see Equations 1 and 2).
다음 도 10 내지 도 12를 참고하여 도 7에 도시한 검출부의 구체적인 예 및 그 동작에 대하여 상세하게 설명한다.Next, a specific example of the detection unit shown in FIG. 7 and its operation will be described in detail with reference to FIGS. 10 to 12. FIG.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치셀 및 검출부의 개략적인 블록도이다.10 is a schematic block diagram of a touch cell and a detection unit according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참고하면, 본 실시예에 따른 검출부는 증폭기(222) 및 아날로그-디지털 변환기(ADC)(224)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10, the detector according to the present embodiment may include an
증폭기(222)의 두 입력은 터치 셀(250)의 출력 전압(Vo)과 기준 셀(260)의 출력 전압(Vr)일 수 있으며, 증폭기(222)는 두 출력 전압(Vo, Vr)의 차를 증폭하여 출력하는 차동 증폭기일 수 있다. 도 10에서 Va는 증폭기(222)의 출력 전압을 나타내며, VaD는 증폭기(222)의 출력 전압을 디지털화한 것을 나타낸다.The two inputs of the
여기에서 터치 셀(250)은 도 8에 도시한 전극 패드(110), 신호 배선(120), 트랜지스터(Q), 제1축전기(C1) 및 패드 축전기(Cp)를 포함하고, 터치가 있는 경우에는 터치 축전기(Ct)를 더 포함하는 통상의 터치 셀을 의미하고, 기준 셀(260)은 앞서 언급한 것처럼 사용자의 터치가 발생하지 않아 터치 축전기(Ct)를 포함하지 않는 터치 셀을 의미한다.Here, the
터치 셀(250)의 출력 전압(Vo)과 기준 셀(260)의 출력 전압(Vr)의 전압 차이(ΔV = Vo - Vr)는 제어 전압(Vc)이 고전압(VH)에서 저전압(VL)으로 떨어질 때의 전압 차이를 의미한다.The voltage difference (? V = Vo - Vr) between the output voltage Vo of the
제어 전압(Vc)이 고전압(VH)에서 저전압(VL)으로 떨어지는 시점에서의 터치 셀(Vo)과 기준 셀(Vr)의 전압 차이(ΔV)는 이하의 수학식 3과 같다.The voltage difference? V between the touch cell Vo and the reference cell Vr at the time when the control voltage Vc falls from the high voltage VH to the low voltage VL is expressed by the following equation (3).
도 11은 본 발명의 한 실시예에서 증폭기의 출력을 도시한 그래프도이다.11 is a graph showing the output of the amplifier in one embodiment of the present invention.
증폭기(222)가 차동 증폭기인 경우 차 전압(ΔV)은 선형적으로 증폭되다가, 특정값 이상에서는 포화되어 일정한 값을 출력하게 된다.When the
도 11을 참고하면, 증폭기(222)의 출력 전압(Va)은 차 전압(ΔV)이 포화 전압(ΔVs) 이상인 경우에는 Vas이고, 이보다 작은 경우에는 차 전압(ΔV)에 비례하는 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 차 전압(ΔV)이 0이면 출력 전압(Va)도 0, 차 전압(ΔV)이 ΔV1이면 출력 전압(Va)은 Va1, 차 전압(ΔV)이 ΔV2이면 출력 전압(Va)은 Va2, 차 전압(ΔV)이 ΔV3이면 출력 전압(Va)은 Va3일 수 있다.11, the output voltage Va of the
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 패드(110)가 충분히 작은 사이즈이며, 터치 발생시 손가락에 의해 전극 패드(110)이 전부 덮이는 경우에는 차 전압(ΔV)은 최대값을 가지며, 더 이상 증가하지 않게 된다. Meanwhile, when the
따라서, 포화 전압 (ΔVs)이 차 전압(ΔV)의 최대값보다 작거나 같게 증폭기(222)를 설계함에 의해 증폭기에 선형성을 부여할 수 있다. 상기 선형성은 정확한 터치 면적의 산출에 이용될 수 있다.Therefore, by designing the
증폭기(222)의 출력 전압(Va)은 ADC(224)로 입력되며, ADC(224)는 입력된 아날로그 전압(Va)을 디지털 신호(VaD)로 바꾸어 출력할 수 있다.The output voltage Va of the
예를 들어, ADC(224)는 증폭기(222)의 출력 전압(Va)을 4 개의 구간으로 나누고 각 구간에 대하여 크기 순서대로 2 비트의 디지털 값을 부여할 수 있다. 도 13을 참고하면, 증폭기(222) 출력 전압(Va)이 약 0 ~ Va1인 경우에는 00, Va1 ~ Va2 인 경우에는 01, Va2 ~ Va3 인 경우에는 10, 그리고 Va3 이상인 경우에는 11의 디지털 값을 부여할 수 있다.For example, the
그러나 디지털 값을 2 비트로 한다는 것은 하나의 예일 뿐 4 비트, 8 비트, 10 비트 등 다른 예로 가능하다However, the digital value of 2 bits is only an example, and other examples such as 4 bits, 8 bits, and 10 bits are possible
도 12는 본 발명의 일 실시예에서 차 전압과 터치 용량과의 관계를 도시한 그래프도 이다.12 is a graph showing the relationship between the difference voltage and the touch capacitance in an embodiment of the present invention.
수학식 3을 터치 용량(Ct)을 차 전압(ΔV)의 함수로 다시 정리하면 이하와 같다. Equation (3) is summarized again as a function of the difference voltage (V) as the touch capacitance (Ct).
(여기서, K1=C1(VH-VL), K2=C1+Cp, (Where K1 = C1 (VH-VL), K2 = C1 + Cp,
따라서, K1 및 K2는 상수이며, 0보다 크다)Thus, K1 and K2 are constants, and are greater than zero)
도 12에 도시한 것처럼 차 전압(ΔV)이 0일 때 터치 용량(Ct)은 0이고 차 전압(ΔV )이 증가할수록 터치 용량(Ct)은 증가한다. As shown in FIG. 12, the touch capacitance Ct is 0 when the difference voltage V is 0. When the difference voltage V is increased, the touch capacitance Ct increases.
여기서, 터치 용량(Ct)은 터치 면적(A)에 비례하고 터치 수단과 전극 패드(110) 사이의 거리(d)에 반비례하므로, 즉 Ct=εA/d (ε은 유전 상수)이므로, 거리(d)가 일정한 경우 터치 면적과 터치 용량(Ct)은 선형 비례 관계이다. Here, since the touch capacitance Ct is proportional to the touch area A and inversely proportional to the distance d between the touch means and the
결국 차 전압(ΔV )이 클수록 터치 면적(A)도 큰 것을 이해할 수 있다. As a result, it can be understood that the larger the difference voltage? V, the larger the touch area A is.
앞서 설명한 바와 같이, 전극 패드(110)의 전체 면적이 손가락 등의 터치에 의해 완전히 덮인 경우에는 차 전압(ΔV)은 최대값이 되며, 터치 면적(A)도 최대값이 된다. 왜냐하면, 터치 면적(A)는 전극 패드(110)의 면적보다 클 수 없기 때문이다. As described above, when the entire area of the
결국, 도 12의 그래프는 차 전압(ΔV)은 0에서 최대값 (ΔV_max) 사이의 구간에서 유효하며, 이러한 특성을 이용하여 차 전압(ΔV)과 터치 면적(A)과의 선형성을 부여할 수 있다.12 is effective in the interval between 0 and the maximum value DELTA V_max and the linearity of the differential voltage DELTA V and the touch area A can be given by using this characteristic have.
예를 들어, 상기 유효 구간에서 선형 함수를 생성하고 각각의 차 전압(ΔV)에 대해 상기 생성된 선형 함수의 출력 값을 매칭시킬 수 있다.For example, a linear function may be generated in the valid period and an output value of the generated linear function may be matched to each of the difference voltages? V.
또 다른 방법으로는, 각각의 차 전압(ΔV)의 출력에 미리 정해진 가중치를 부여하여 보정함으로써, 차 전압(ΔV)과 터치 면적(A) 사이에 선형성을 부여할 수 있다.Alternatively, linearity can be given between the differential voltage? V and the touch area A by applying a predetermined weight to the output of each differential voltage? V and correcting it.
또는 감마보정과 같이, 차 전압(ΔV)과 터치 면적(A)의 역함수를 이용하여 선형성을 부여할 수 있다.Or linearity can be imparted by using the inverse function of the differential voltage? V and the touch area A, such as gamma correction.
이러한, 선형성 부여를 위한 보정은 아날로그-디지털 변환 후 또는 변환과 동시에 처리하면 연산량을 감소시킬 수 있다. Such correction for linearity can be reduced after the analog-to-digital conversion or simultaneously with the conversion.
또는, 차 전압과(ΔV)과의 터치 면적(A)의 관계가 완벽한 선형 비례가 아니더라도 기울기가 충분히 완만하여 면적 산출에 충분한 정확도를 제공하는 경우, 실질적으로 선형 비례하는 것으로 취급하고, 특별한 보정 처리 없이 차 전압(ΔV)을 터치 면적(A) 산출에 이용할 수 있다.Alternatively, when the relationship between the differential voltage and the touch area A of the voltage difference? Is not perfectly linear, the inclination is sufficiently gentle to provide sufficient accuracy for area calculation, and is treated as being substantially linear proportional, The differential voltage DELTA V can be used for calculating the touch area A.
도 11과 관련된 실시예에서 설명한 바와 같이, 증폭기(222)에 의해 차 전압(ΔV)과 증폭값(Va) 역시 선형성을 가지므로, 차 전압(ΔV)의 증폭값(Va) 역시 터치 면적(A)과 선형성을 갖는다. 당연히 증폭값(Va)의 디지털화된 값(VaD)도 터치 면적 (A)와 선형성을 갖는다.As described in the embodiment related to Fig. 11, since the difference voltage V and the amplification value Va also have a linearity by the
이상 설명한 다양한 실시예에 의해 정의된 차 전압(ΔV), 그의 증폭값(Va 또는 VaD)과 터치 면적(A)의 관계를 "실질적 선형 비례" 라고 칭한다. 이러한 "실질적 선형 비례" 관계를 이용하면 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 장치는 매우 정확한 터치 면적과 좌표를 검출할 수 있다. The relationship between the differential voltage (? V) and its amplification value (Va or VaD) defined by the various embodiments described above and the touch area (A) is referred to as "substantially linear proportional ". Using this "substantially linear proportional" relationship, the touch sensing device according to an embodiment of the present invention can detect a very accurate touch area and coordinates.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 감지 장치에서 터치 셀과 메모리의 대응 관계를 설명하기 위한 개략도이다.13 is a schematic diagram for explaining a correspondence relationship between a touch cell and a memory in a touch sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 7에 도시한 메모리(240)는 예를 들어 터치 셀(250)[엄밀하게 말하면 전극 패드(110)라고 해야 하나 설명의 편의상 터치 셀(250)로 사용함]에 대응하는 주소를 가지는 복수의 메모리 셀을 포함할 수 있으며, 각 메모리 셀은 증폭기(222)와 ADC(224)를 통하여 증폭 및 디지털화된 차 전압(VaD)을 기억할 수 있다. The
앞서 설명한 바와 같이, 증폭되고 디지털화된 차 전압(VaD)는 전극 패드(110)에 대한 터치 면적과 실질적으로 선형 비례한다. 따라서, 증폭 및 디지털화된 차 전압(VaD)을 터치된 디지털 면적 값과 동일하게 취급하도록 한다. As described above, the amplified and digitized difference voltage VaD is substantially linearly proportional to the touch area with respect to the
앞으로 본 명세서에, 증폭 및 디지털화된 차 전압(VaD)는 편의상 "전압 변동값(VaD)"이라고 칭한다.In the present specification, the amplified and digitized difference voltage (VaD) is referred to as "voltage variation value (VaD)" for convenience.
도 13에는 C1 내지 C16의 터치 셀과 M1 내지 M16의 메모리 셀이 도시되어 있으며, M1 내지 M16은 각각 C1 내지 C16에 대응한다. 터치 셀(C6, C7, C10, C11, C14, C15)에 터치가 발생하고, C6은 전체 면적의 약 2/5, C7은 약 3/5, C10 및 C11은 전체, C14 및 C15는 약 1/10 이하가 손가락과 접촉했다고 하자.13, the touch cells C1 to C16 and the memory cells M1 to M16 are shown, and M1 to M16 correspond to C1 to C16, respectively. Touches are generated in the touch cells C6, C7, C10, C11, C14 and C15, C6 is about 2/5 of the total area, C7 is about 3/5, C10 and C11 are all, C14 and C15 are about 1 Let's say that less than 10 touches your finger.
그러면 터치가 없거나 거의 없는 터치 셀(C1~C5, C8, C9, C12~C16)에 대응하는 메모리 셀(C1~C5, C8, C9, C12~C16)에는 00이 기억되고, M6에는 01, M7에는 10, M10 및 M11에는 11이 기억될 수 있다.00 is stored in the memory cells C1 to C5, C8, C9, and C12 to C16 corresponding to the touch cells C1 to C5, C8, C9, and C12 to
신호 처리부(230)는 메모리(240)로부터 이러한 터치 셀(C1~C16)의 디지털 면적값들을 읽어 와서 접촉 면적과 접촉 위치를 판단할 수 있다. 이에 대하여 도 14 내지 도 18을 참고하여 상세하게 설명한다.The
도 14는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 면적 및 터치 좌표를 산출 방법을 도시한 흐름도이다.FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of calculating a touch area and touch coordinates according to an embodiment of the present invention.
도 14를 참고하면, 본 실시예에 따른 터치 감지 장치는 먼저, 각각의 터치 셀의 전압 변동값(VaD)을 측정한다(S110). 전압 변동값(VaD)의 측정을 위하여 각각의 전극 패드(110)가 미리 정해진 주파수와 순서로 스캔된다. 전압 변동값(VaD)이 0이 아닌 터치셀은 터치가 발생한 것으로 판단되고, 전압 변동값(VaD)은 메모리(240)에 각각의 터치셀에 대응되어 기록된다.Referring to FIG. 14, the touch sensing apparatus according to the present embodiment first measures a voltage variation value (VaD) of each touch cell (S110). In order to measure the voltage variation value VaD, each of the
다음으로, 전압 변동값(VaD)이 0이 아닌 인접 터치 셀로 이루어진 터치 셀 그룹을 추출해낸다(S120). 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극 패드(110)는 각각 고립된 매트릭스 형태로 구현되기 때문에 멀티 터치 감지 기능을 제공한다. 따라서, 멀티 터치가 발생했을 경우, 각각의 터치 면적과 좌표를 산출하기 위하여 터치가 발생한 터치셀을 그룹핑하는 단계가 필요하다. Next, a touch cell group composed of adjacent touch cells whose voltage variation value VaD is not 0 is extracted (S120). According to an embodiment of the present invention, since the
이어 터치 셀 그룹의 전압 변동값(VaD)을 기초로 하여, 터치 영역의 면적을 산출한다(S130). 전술한 바와 같이, 전압 변동값(VaD)과 터치 면적은 상호 비례하기 때문에 터치 셀 그룹 내의 전압 변동값(VaD)을 합산함으로써 터치 면적을 산출할 수 있다.Next, the area of the touch area is calculated based on the voltage variation value (VaD) of the touch cell group (S130). As described above, since the voltage variation value VaD and the touch area are mutually proportional, the touch area can be calculated by summing the voltage variation values VaD in the touch cell group.
다음, 산출된 터치 영역의 면적으로부터 터치 영역의 좌표를 산출한다(S140). 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널은 전극 패드(110)가 크기가 균일한 다각형의 형태를 가지며, 촘촘하게 매트릭스 형태로 배치된다. 따라서, 전극 패드(110) 각각의 미리 정해진 면적과 주소를 가진 상태에서 영상 표시장치를 덮게 된다. 따라서, 전극 패드(110)의 점유 면적은 영상 표시 장치의 좌표와 매칭될 수 있다. Next, coordinates of the touch area are calculated from the area of the calculated touch area (S140). In the touch panel according to an embodiment of the present invention, the
단계(S130)에서 산출된 터치 면적으로부터 각각의 전극 패드에 대해 터치 점유 면적에 관한 정보를 산출되면, 전극 패드 매트릭스의 X축과 Y축의 터치 면적 분포를 구할 수 있다. 상기 면적 분포에 기초하여 X축 및 Y축의 면적 중심점을 구하면 터치 좌표의 산출이 가능하다.When the information on the touch occupation area is calculated for each electrode pad from the touch area calculated in step S130, the touch area distribution of the X axis and the Y axis of the electrode pad matrix can be obtained. If the area center points of the X and Y axes are found based on the area distribution, the touch coordinates can be calculated.
이러한 터치 패널의 구조와 상기 산출된 터치 면적을 이용하여 터치 좌표를 매우 정확하게 산출할 수 있다.The touch coordinates can be calculated very accurately using the structure of the touch panel and the calculated touch area.
이상 도 14에 도시된 처리는 터치 감지 장치의 내, 외부에 배치된 신호 처리부에서 수행될 수 있다.14 can be performed in a signal processing unit disposed inside or outside the touch sensing apparatus.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 한 실시예에 따른 접촉 면적 및 접촉 위치의 산출하는 과정을 설명하는 도면이다.FIGS. 15 to 18 are views for explaining a process of calculating the contact area and the contact position according to an embodiment of the present invention.
도 13의 접촉 위치를 영역으로 표시하면 도 15의 빗금친 영역이 된다. 이때 00이 아닌 디지털 면적값을 가지는 인접한 4 개의 터치 셀로 이루어진 그룹, 예를 들면 2×2 셀을 잡고, 이 그룹에 속하는 터치 셀의 디지털 면적값, 즉 01, 10, 11, 11을 합한 것을 이산화된 터치 면적으로 간주할 수 있다. When the contact position shown in Fig. 13 is expressed as an area, it becomes a hatched area in Fig. At this time, for example, a group consisting of four adjacent touch cells having a digital area value other than 00, for example, 2 × 2 cells, and the sum of the digital area values of the touch cells belonging to this group, ie, 01, 10, 11, It can be regarded as a touch area.
상기 면적값은 전압 변동값(VaD)와 터치 면적이 실질적으로 선형 비례 관계에 있기 때문에 산출 가능하다.The area value can be calculated because the voltage variation value VaD and the touch area are substantially linearly proportional to each other.
여기서 2×2 셀 그룹을 예로 들어 설명하였지만, 전극 패드의 크기와 터치 면적의 크기에 따라 더 많거나 적은 셀로 이루어진 그룹이 선택될 수 있다. 터치 셀의 값을 디지털화된 전압 변동값(VaD)를 2비트로 표시하는 경우에는 하나의 셀에 대해서 총 4개의 면적값을 얻을 수 있으며, 2×2 셀 그룹 에서 16개의 면적값을 얻을 수 있다.Although a 2x2 cell group has been described as an example, a group consisting of more or fewer cells may be selected depending on the size of the electrode pad and the size of the touch area. In the case of displaying the digitized voltage variation value (VaD) of the touch cell by 2 bits, a total of 4 area values can be obtained for one cell and 16 area values can be obtained in the 2x2 cell group.
디지털화된 전동 변압값을 더 높은 bit로 디지털화하면, 산출되는 면적값은 더욱 정확해질 수 있으며, 0이 아닌 디지털 면적값을 가지는 인접한 터치 셀 그룹의 사이즈는 더 커질 수 있다.If the digitized motorized voltage value is digitized to a higher bit, the calculated area value can be more accurate, and the size of the adjacent touch cell group having a non-zero digital area value can be larger.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따라 터치좌표를 산출하는 방법을 도시한 도면이다.16 is a diagram illustrating a method of calculating touch coordinates according to an embodiment of the present invention.
도 16을 참고하면, 도 15에 도시한 터치 영역의 중심 위치는 X로 표시한 지점이 될 수 있다. 2×2 터치 셀 그룹에 대해서 좌상, 우상, 좌하, 우하의 터치 셀의 디지털 면적값, 즉 01, 10, 11, 11을 연이어 기재한 값인 01101111을 접촉 위치를 나타내는 값으로 정하고, 이값과 이에 대응하는 중심 위치(X)의 좌표를 룩업 테이블의 형태로 만들어 내부 또는 외부 메모리에 기억해 둘 수 있다.Referring to FIG. 16, the center position of the touch region shown in FIG. 15 may be a point indicated by X. FIG. The digital area values of the upper left, upper right, lower left, and lower right touch cells for the 2x2 touch cell group, that is, 01101111 successively described as 01, 10, 11, and 11 are defined as values indicating the contact positions, The coordinates of the center position X can be stored in the internal or external memory in the form of a look-up table.
또는, 터치가 발생한 터치셀 그룹이 결정되면, 터치셀의 좌표와 터치셀의 디지털 면적값의 상호 대응 관계에 기초하여 실시간으로 터치 좌표를 산출할 수도 있다.Alternatively, when the touch cell group in which the touch occurs is determined, the touch coordinates may be calculated in real time based on the mutual correspondence relationship between the coordinates of the touch cell and the digital area value of the touch cell.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 터치좌표를 산출하는 방법을 도시한 도면이다.17 is a diagram illustrating a method of calculating touch coordinates according to another embodiment of the present invention.
도 17을 참고하면, 2×2 행렬의 형태인 터치 셀 그룹의 각 행 X축과 각 열 Y축에 대해서 터치 셀의 디지털 면적값을 합하고 이를 그래프로 나타낸다. 예를 들어 도 17에는 아래쪽과 오른쪽에 각각 그래프가 도시되어 있다. Referring to FIG. 17, the digital area values of the touch cells are summed with respect to each of the row X-axis and each column Y-axis of the touch cell group in the form of a 2x2 matrix, and is shown in a graph. For example, a graph is shown on the lower side and on the right side respectively in Fig.
아래쪽 그래프에서, 제1열에 대응하는 디지털 면적값의 합은 01+11이며, 마찬가지로, 제2열에 대응하는 디지털 면적값의 합인 10+11이다. 이어 이 그래프에서 X 축으로 적분한 값(즉,가로축 사이에 놓인 영역의 면적)을 이등분하는 X 좌표를 찾는다.In the lower graph, the sum of the digital area values corresponding to the first column is 01 + 11 and the sum of the digital area values corresponding to the second column is 10 + 11. In this graph, an X coordinate is obtained by bisecting the value integrated on the X axis (that is, the area of the area between the horizontal axes).
예를 들어 터치 셀의 너비가 1이고 블록의 왼쪽 경계를 0이라고 한다면, 가로축이 0~1인 범위에서는 높이가 십진법으로 4(=01+11)이고 가로축과 평행한 직선이 그려질 것이고, 가로축이 1~2인 범위에서는 높이가 십진법으로 5(=10+11)이고 가로축과 평행한 직선이 그려질 것이다. 가로축과 이들 직선 사이의 영역은 도 16에서처럼 계단형 도형이 될 것이고, 이 도형의 면적은 9(=4+5)이다. 이 도형의 면적을 이등분하는 세로선의 가로 좌표를 (1+x)로 놓으면 (4+5x)=5(1-x)이어야 하므로 x=0.1이 된다. 따라서 세로선의 가로 좌표는 1.1이 된다.For example, if the width of the touch cell is 1 and the left boundary of the block is 0, a straight line parallel to the horizontal axis will be drawn with a height of 4 (= 01 + 11) in decimal notation in the range of 0 to 1, In the range of 1 ~ 2, the height will be 5 (= 10 + 11) in decimal and a straight line parallel to the horizontal axis will be drawn. The area between the horizontal axis and these straight lines will be a stepped shape as shown in Fig. 16, and the area of this figure is 9 (= 4 + 5). (4 + 5x) = 5 (1-x) when the abscissa of the vertical line bisecting the area of the figure is set to (1 + x). Therefore, the horizontal coordinate of the vertical line becomes 1.1.
이와 마찬가지로 오른쪽 그래프에서 제1행에 대한 디지털 면적값은 01+10이며, 제2행에 대한 디지털 면적값의 합인 11+11이 된다. 이 경우에도 역시, Y 축으로 적분한 값(즉,세로축 사이에 놓인 영역의 면적)을 이등분하는 Y 좌표를 찾는다.Similarly, in the right graph, the digital area value for the first row is 01 + 10, which is the sum of the digital area values for the second row, 11 + 11. In this case as well, a Y coordinate that bisects the value integrated in the Y axis (i.e., the area of the area between the vertical axes) is found.
예를 들어 터치 셀의 높이가 1이고 블록의 위쪽 경계를 0이라고 하며, 아래 쪽으로 갈수록 좌표 값이 커진다고 하면, 세로축이 0~1인 범위에서는 높이가 십진법으로 3(=01+10)이고 세로축과 평행한 직선이 그려질 것이고, 세로축이 1~2인 범위에서는 높이가 십진법으로 6(=11+11)이고 세로축과 평행한 직선이 그려질 것이다. 세로축과 이들 직선 사이의 영역은 도 17에서처럼 계단형 도형이 될 것이고, 이 도형의 면적은 9(=3+6)이다. 이 도형의 면적을 이등분하는 가로선의 세로 좌표를 (1+x)로 놓으면 (3+6x)=6(1-x)이어야 하므로 x=0.25가 된다. 따라서 가로선의 세로 좌표는 1.25가 된다.For example, if the height of the touch cell is 1, the upper boundary of the block is 0, and the coordinate value becomes larger toward the lower side, the height is 3 (= 01 + 10) A parallel straight line will be drawn. In the range of 1 to 2 on the vertical axis, the height will be 6 (= 11 + 11) in decimal and a straight line parallel to the longitudinal axis will be drawn. The area between the vertical axis and these straight lines will be a stepped shape as shown in Fig. 17, and the area of this figure is 9 (= 3 + 6). (3 + 6x) = 6 (1-x) when the ordinate of the horizontal line bisecting the area of the figure is set to (1 + x). Therefore, the ordinate of the horizontal line is 1.25.
이와 같은 방법으로 터치 면적의 중심이 되는 x 좌표와 y 좌표를 구함으로써, 터치 좌표를 산출할 수 있다. In this manner, touch coordinates can be calculated by obtaining the x-coordinate and the y-coordinate which are the centers of the touch area.
전극 패드는 매트릭스 형태로 영상 표시 장치 위에 배치되기 때문에, 전극 패드 매트릭스에서의 좌표는 영상 표시 장치의 좌표와 매칭될 수 있다. 따라서, 터치가 발생한 터치 셀 그룹에서 X축과 Y축의 면적 분포의 중심 위치의 좌표를 이용하면, 영상 표시 장치에서 전체 터치 면적의 중심 위치를 산출할 수 있다. Since the electrode pads are arranged on the image display device in the form of a matrix, the coordinates in the electrode pad matrix can be matched with the coordinates of the image display device. Therefore, by using the coordinates of the center position of the area distribution of the X axis and the Y axis in the touch cell group in which the touch occurs, the center position of the entire touch area can be calculated in the image display apparatus.
신호 처리부(230)는 이와 같은 방법으로 각각의 셀을 점유하는 터치 면적을 이용하여 터치 위치를 판단할 수 있다. 터치 셀의 값을 2비트로 표시하는 경우에도 하나의 블록에 대해서 총 256개의 위치를 얻을 수 있을 정도이므로 터치 셀의 개수 보다 더 높은 터치 좌표 해상도를 얻을 수 있다. The
만약, 디지털화된 면적값이 더 높은 bit로 제공된다면, 터치 좌표의 해상도는 훨씬 더 높아지게 된다. 즉, 디지털화된 면적값이 더 높은 bit로 제공된다면, 미세한 터치 면적 분포의 변화를 감지할 수 있고, 이를 이용하여 미세한 터치 좌표의 변화를 감지할 수 있다. If the digitized area value is provided with a higher bit, the resolution of the touch coordinates will be much higher. That is, if the digitized area value is provided with a higher bit, the change of the fine touch area distribution can be detected, and the change of the fine touch coordinates can be detected using the digitized area value.
도 17은 상당히 간단한 예시를 들어 설명한 것이며, 터치셀 그룹내에서 더 정확한 면적 분포를 산출하기 위하여 추가의 통계 처리가 더 수행될 수도 있다. FIG. 17 illustrates a fairly simple example, and additional statistical processing may be further performed to produce a more accurate area distribution within the touch cell group.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 기초하여 터치 좌표와 터치 면적으로 함께 도시한 도면이다.18 is a diagram showing touch coordinates and a touch area together according to an embodiment of the present invention.
도 18을 참고하여 정리하자면, 소정 영역에 터치가 발생한 경우 00이 아닌 디지털 면적값을 가지는 터치 셀들의 집합인 터치 셀 그룹에 속하는 터치 셀들의 디지털 면적값들을 더하여 정확한 접촉 면적을 산출하고, 이들 디지털 면적값들의 분포를 적절히 처리하여 접촉의 정확한 중심 위치를 찾아낼 수 있다.Referring to FIG. 18, when a touch occurs in a predetermined area, an accurate contact area is calculated by adding digital area values of touch cells belonging to a touch cell group, which is a set of touch cells having a digital area value other than 00, The distribution of area values can be appropriately processed to find the exact center of contact.
또한, 터치가 발생한 터치 셀의 좌표 정보를 이용하여 터치가 발생한 영역의 형상 정보를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 도 18에서는 2x2의 터치셀 그룹에 터치가 발생하였으므로, 검출된 면적을 가지는 원형의 터치 영역이 산출될 수 있을 것이다. 그러나, 2x3의 터치셀 그룹에서 터치가 발생하였다면 세로축이 긴 타원형의 터치 영역이 산출될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 터치 영역의 형상도 사용자 입력의 하나로 이용할 수 있을 것이다.In addition, by using the coordinate information of the touch cell in which the touch occurs, the shape information of the area where the touch is generated can be provided. For example, in FIG. 18, since a touch occurs in the 2x2 touch cell group, a circular touch area having the detected area can be calculated. However, if a touch occurs in the 2x3 touch cell group, a long oval touch region having a vertical axis can be calculated. Therefore, according to the embodiment of the present invention, the shape of the touch region may be used as one of the user inputs.
더불어, 터치 셀 그룹의 터치 셀내의 터치 면적값까지 고려한다면 더 정밀한 터치 영역의 형상이 산출될 수 있다. In addition, if the touch area value in the touch cell of the touch cell group is taken into consideration, a more precise shape of the touch area can be calculated.
이렇게 구한 터치 면적과 터치 위치는 터치 감지 장치와 관련된 표시 장치를 포함하는 전자 장치, 예를 들면 스마트폰 등을 구동하는 입력 제스추어로 사용될 수 있다. The obtained touch area and the touch position can be used as an input gesture for driving an electronic device including a display device related to the touch sensing device, for example, a smart phone or the like.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
100: 기판 110: 전극 패드
120: 신호 배선 200: 회로 기판
210: 구동 220: 검출부
222: 증폭기 224: 아날로그-디지털 변환기
230: 신호 처리부 240: 메모리
250: 터치 셀 260: 기준 셀
290: 배선 300: 이방성 도전 필름
310: 제1정렬마크 320: 제2정렬마크
400: 제1광학장치 410: 제2광학장치
420: 위치조정장치 430: 제어장치100: substrate 110: electrode pad
120: signal wiring 200: circuit board
210: drive 220:
222: amplifier 224: analog-to-digital converter
230: signal processor 240: memory
250: touch cell 260: reference cell
290: Wiring 300: Anisotropic conductive film
310: first alignment mark 320: second alignment mark
400: first optical device 410: second optical device
420: Position adjusting device 430: Control device
Claims (11)
회로 기판에 상기 제1정렬마크에 대응되는 제2정렬마크가 형성되는 단계;
상기 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크를 탐지하여 상기 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크의 중심이 일치되도록 상기 기판 및 상기 회로 기판 중 적어도 어느 하나의 위치를 조정하는 단계; 그리고
상기 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크의 중심이 일치되도록 하여 상기 신호 배선과 상기 회로 기판의 배선이 전기적으로 연결되도록 하는 단계를 포함하여 이루어지는 회로 기판 본딩 방법. Forming a first alignment mark on a substrate of a touch panel including an electrode pad and a signal line formed of a transparent material in a single layer;
Forming a second alignment mark on the circuit board corresponding to the first alignment mark;
Detecting the first alignment mark and the second alignment mark and adjusting a position of at least one of the substrate and the circuit board so that the center of the first alignment mark and the center of the second alignment mark coincide with each other; And
And aligning the first alignment mark and the second alignment mark so that the signal wiring and the wiring of the circuit board are electrically connected to each other.
상기 전극 패드, 신호 배선 및 제1정렬마크는 동일한 재질로 이루어지는 것인 회로 기판 본딩 방법. The method according to claim 1,
Wherein the electrode pad, the signal wiring, and the first alignment mark are made of the same material.
상기 동일한 재질은 인듐-틴 옥사이드(ITO)인 것인 회로 기판 본딩 방법. 3. The method of claim 2,
Wherein the same material is indium-tin oxide (ITO).
상기 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크는 조사되는 유브이(UV) 광 또는 엘이디(LED) 광에 의해 위치가 탐지되는 것인 회로 기판 본딩 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the first alignment mark and the second alignment mark are detected by UV light or LED light to be illuminated.
상기 제2 정렬마크는 상기 회로 기판의 배선과 동일한 재질로 이루어지는 회로 기판 본딩 방법.The method according to claim 1,
And the second alignment mark is made of the same material as the wiring of the circuit board.
상기 제2 정렬마크가 형성되는 단계 후에, 상기 기판과 상기 회로 기판 사이에 이방성 도전 필름이 배치되는 단계를 더 포함하는 회로 기판 본딩 방법.The method according to claim 1,
Further comprising the step of placing an anisotropic conductive film between the substrate and the circuit board after the step of forming the second alignment mark.
상기 전극 패드는 복수개가 구비되며, 각각은 고립된 매트릭스 형태로 배치되고, 상기 신호 배선은 상기 전극 패드의 개수 이상인 것인 회로 기판 본딩 방법. The method according to claim 1,
Wherein a plurality of the electrode pads are provided, each of the electrode pads is arranged in an isolated matrix shape, and the signal wiring is more than the number of the electrode pads.
상기 제1정렬마크에 대응되는 제2정렬마크가 형성되는 회로 기판을 포함하고,
상기 기판 및 상기 회로 기판 중 적어도 어느 하나는 상기 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크가 탐지되고 상기 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크의 중심이 일치되도록 위치가 조정되어 상기 신호 배선과 상기 회로 기판의 배선이 전기적으로 연결되는 사용자 입력 감지 장치.A touch panel having a substrate on which an electrode pad and a signal line of a transparent material are disposed in a single layer and on which a first alignment mark is formed; And
And a circuit board on which a second alignment mark corresponding to the first alignment mark is formed,
Wherein at least one of the substrate and the circuit board is positioned such that the first alignment mark and the second alignment mark are detected and the centers of the first alignment mark and the second alignment mark coincide with each other, Wherein the wiring of the circuit board is electrically connected.
상기 전극 패드, 신호 배선 및 제1정렬마크는 동일한 재질로 이루어지는 사용자 입력 감지 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the electrode pad, the signal wiring, and the first alignment mark are made of the same material.
상기 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크는 조사되는 유브이(UV) 광 또는 엘이디(LED) 광에 의해 위치가 탐지되는 것인 사용자 입력 감지 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the first alignment mark and the second alignment mark are detected by UV light or LED light to be illuminated.
상기 전극 패드는 복수개가 구비되며, 각각은 고립된 매트릭스 형태로 배치되고, 상기 신호 배선은 상기 전극 패드의 개수 이상인 사용자 입력 감지 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the plurality of electrode pads are arranged in an isolated matrix, and the signal wiring is equal to or greater than the number of the electrode pads.
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