JP2012048699A

JP2012048699A - タッチスクリーン

Info

Publication number: JP2012048699A
Application number: JP2010271246A
Authority: JP
Inventors: Don-Sik Yu; シクユ・ドン; Yong-Su O; スオ・ヨン; Jong Young Lee; ヨンリ・ジョン; Yun Ki Hong; キホン・ユン; Fee-Bam Lee; バムリ・フィ; Kyoung Soo Chae; スチェ・キュン
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2010-08-26
Filing date: 2010-12-06
Publication date: 2012-03-08
Also published as: KR101084848B1; US20120050212A1

Abstract

【課題】ドットスペーサーの間の間隔を流動的に変化させ、正確な接触入力の位置を検出することができて、ドットスペーサーの製造工程を簡単化し、製造コスト及び製造時間が節減されるタッチスクリーンを提供する。
【解決手段】本発明によるタッチスクリーンは、第１透明基板に形成された第１透明電極、前記第１透明基板と対向されるように形成された第２透明基板に形成され、接触入力が発生すると前記第１透明電極と接触して抵抗または電圧の変化を感知する第２透明電極、前記第１透明基板と前記第２透明基板の外側を接合し、内側に開口部が形成された接着層、及び前記開口部に形成され、移動可能に形成された多数のドットスペーサーを含むことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明はタッチスクリーンに関する。

電子技術が発展を続けるにつれて、パソコン、ポータブル伝送装置などはキーボード、マウス、デジタイザー（Ｄｉｇｉｔｉｚｅｒ）などの様々な入力装置（ＩｎｐｕｔＤｅｖｉｃｅ）を用いてテキスト及びグラフィックの処理などを遂行している。しかし、このような入力装置はパソコンの用途の拡大によって開発されたものであり、最近の小型化、薄型化の趨勢にあるポータブル機器に適用されるには問題点がある。これにより、ポータブル機器に適する入力手段としてタッチスクリーンが台頭している。

タッチスクリーンは、一般的にディスプレー装置に設けられて、使用者が求める情報を選択するために用いられる装置であり、簡単ながらも誤操作が少なくて空間節約が可能であり、ＩＴ器機との連動性が容易である点等、多様な長所を有する。このような長所により、産業、交通、サービス、医療、モバイルなど、多様な分野にて幅広く活用されている。

一方、タッチスクリーンは、抵抗膜方式（Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）、静電容量方式（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ）、電磁方式（Ｅｌｅｃｔｒｏ‐Ｍａｇｎｅｔｉｃ）、表面弾性波方式（ＳＡＷ；ＳｕｒｆａｃｅＡｃｏｕｓｔｉｃＷａｖｅ）及び赤外線方式（Ｉｎｆｒａｒｅｄ）に区分され、相対的に価格が安くて接触入力の位置を正確に検出することができる抵抗膜方式が多く用いられている実情である。

図１は従来技術による抵抗膜方式のタッチスクリーン１０の断面図である。以下、これを参考して、従来のタッチスクリーン１０を説明すると次の通りである。
図１に図示したように、従来のタッチスクリーン１０は、透明基板１１、ＩＴＯ電極（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）１２、電極１３、両面接着テープ（ＤＡＴ）１４、及びドットスペーサー（ＤｏｔＳｐａｃｅｒ）１５を含む。

ここで、透明基板１１は上部透明基板１１ａ及び下部透明基板１１ｂの二枚で構成され、透明基板１１の一面にはＩＴＯ電極１２が形成される。また、電極１３はＩＴＯ電極１２に電圧を印加する手段であり、透明基板１１の一面にＩＴＯ電極１２と連結されるように形成される。一方、上部透明基板１１ａ及び下部透明基板１１ｂ間の外側には両面接着テープ１４が形成され、上部透明基板１１ａ及び下部透明基板１１ｂを接着させる。また、透明基板１１ａと透明基板１１ｂ間の内側にはドットスペーサー１５が下部ＩＴＯ電極１２ｂに接合されて形成される。

しかし、従来技術によるタッチスクリーン１０は、ドットスペーサー１５が下部ＩＴＯ電極１２ｂに固定されて形成されるため、正確な位置の測定が困難であるという問題点があった。具体的には、固定されたドットスペーサー１５の間隔が広すぎる場合は接触入力の位置が特定されないため、位置を正確に測定することが困難であり、固定されたドットスペーサー１５の間隔が狭すぎる場合は上部ＩＴＯ電極１２ａと下部ＩＴＯ電極１２ｂが相接する空間が十分でないため、接触入力自体を認識できないという問題点があった。

また、ドットスペーサー１５を作る過程で、開口部が形成されたメタルスクリーンを用いるため、工程が複雑であり、タッチスクリーンの製造コスト及び製造時間が増加されるという問題点があった。

本発明は上述のような従来技術の問題点を解決するために導き出されたものであり、本発明はドットスペーサーの間の間隔を流動的に変化させて、正確な接触入力の位置を検出することができるタッチスクリーンを提供することをその目的とする。
また、本発明はドットスペーサーの製造工程を簡単化し、製造コスト及び製造時間が節減されるタッチスクリーンを提供することをその他の目的とする。

本発明の好ましい実施例によるタッチスクリーンは、第１透明基板に形成された第１透明電極、前記第１透明基板と対向されるように形成された第２透明基板に形成され、接触入力が発生すると前記第１透明電極と接触して抵抗または電圧の変化を感知する第２透明電極、前記第１透明基板と前記第２透明基板の外側を接合し、内側に開口部が形成された接着層、及び前記開口部に形成され、移動可能に形成された多数のドットスペーサーを含むことを特徴とする。

ここで、接触入力が発生すると、前記多数のドットスペーサーが前記開口部内で移動されて密着され、前記多数のドットスペーサーの間の空間である接触領域で前記第１透明電極と前記第２透明電極が接触されることを特徴とする。
また、前記接触領域の幅は７８．５mm^２以下であることを特徴とする。
また、前記ドットスペーサーは球形であることを特徴とする。

また、前記第１透明基板及び前記第２透明基板に夫々形成されて、前記第１透明電極及び前記第２透明電極に電圧を印加する電極をさらに含むことを特徴とする。
また、前記開口部に満たされた潤滑部材をさらに含むことを特徴とする。
また、前記ドットスペーサーの直径は２０〜４０μｍであることを特徴とする。

本発明の特徴及び利点は添付図面に基づいた以下の詳細な説明によってさらに明らかになるであろう。
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されるべきである。

本発明によるタッチスクリーンは、接触入力が発生すると接触領域の外側にドットスペーサーが移動され、接触領域で第１透明電極と第２透明電極が相接することによって、正確な接触入力の位置を感知することができる長所がある。

また、本発明によると、製造が完了されたドットスペーサーを単に接着層の開口部に満たすことにより、タッチスクリーンの製造コスト及び製造時間が節減される長所がある。
また、本発明によると、接着層の開口部に潤滑部材を満たし、ドットスペーサーの移動を円滑にさせる長所がある。

本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は添付図面と以下の詳細な説明および好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明するために用いられることができるが、前記構成要素は前記用語によって限定されてはならない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にのみ用いられる。また、本発明の説明において、係わる公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要にぼかす可能性があると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図２は本発明の好ましい実施例によるタッチスクリーン１００の断面図であり、図３は図２に図示したタッチスクリーン１００の平面図であり、図４及び図５は図２に図示したタッチスクリーン１００の作動方式を説明するための断面図及び平面図である。以下、これを参照して本実施例によるタッチスクリーン１００に対して説明する。

ここで、図３及び図５では第１透明基板１１１、第１透明電極１２１、第１電極１３１、及び接着層１４０の図示を省略したが、これは説明の便宜のためであり、本実施例によるタッチスクリーン１００は上述の構成要素を全て含む概念である。
図２及び図３に図示したように、本実施例によるタッチスクリーン１００は、透明基板１１０、透明電極１２０、電極１３０、接着層１４０、及びドットスペーサー１５０を含み、ドットスペーサー１５０が移動可能に設計されたことを特徴とする。

透明基板１１０は第１透明基板１１１と第２透明基板１１２の二枚を含むことができる。
ここで、第１透明基板１１１は、使用者の身体またはスタイラスペンなどの特定物体から圧力の印加を受ける部材であり、一面に第１透明電極１２１が形成される。また、第１透明基板１１１は圧力の印加を受けて曲がる部材であるため、圧力が解除されると再び原位置に戻ることができるように、弾性を有する物質で構成されることが好ましい。例えば、第１透明基板１１１は透明で弾性を有する物質であり、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、または環状オレフィン高分子（ＣＯＣ）で構成されたフィルム形態であることができる。この他にも、一般的に用いられるガラスまたは強化ガラスを活用することもできる。一方、第１透明基板１１１の上部に別途のウインドウ板（未図示）を形成し、タッチスクリーン１１０を保護することも可能である。

第２透明基板１１２は第１透明基板１１１と向かい合うように形成される部材であり、一面に第２透明電極１２２が形成される。ここで、第２透明基板１１２は第１透明基板１１１のように透明な材料で構成されることができるが、第１透明基板１１１のように弾性を有する必要はない。
一方、透明基板１１０には透明電極１２０が夫々形成され、透明電極１２０との接着力を向上させるために、透明基板１１０の一面に高周波処理またはプライマー（ｐｒｉｍｅｒ）処理をすることが好ましい。

透明電極１２０は夫々の透明基板１１０に形成され、相互接触されることによって接触入力の信号を認知する部材である。
ここで、透明電極１２０は第１透明電極１２１と第２透明電極１２２で構成されることができ、第１透明電極１２１は第１透明基板１１１上に、第２透明電極１２２は第２透明基板１１２上に、相互対向されるように形成されることができる。また、第１透明電極１２１は、第１透明基板１１１に加えられた圧力によって第２透明電極１２２と接触して電圧または抵抗の変化が発生し、これを基に制御部（未図示）で押される座標を認識することができるようにし、制御部（未図示）は押される位置の座標を認識して、求める動作を具現することができる。

また、第１透明電極１２１と第２透明電極１２２は、Ｘ軸座標とＹ軸座標を夫々認識することができるように互いに直交する棒状で構成されることができる。但し、これに限定されず、菱形、六角形、八角形、三角形、など多様な形状に構成されることができる。また、アナログ抵抗膜方式で構成される場合、透明電極１２０は透明基板１１０の外郭を除いて透明基板１１０の全面に棒状に形成されることができる。

一方、透明電極１２０は下部のディスプレー（未図示）を使用者が見ることができるように、透明な物質で構成され、導電性を有する物質で構成されることが好ましい。例えば、透明電極１２０は、ＩＴＯなどの金属酸化物、またはポリ−３、４−エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリンなどを単独または混合した導電性高分子で構成されることができる。この際、透明電極１２０が金属酸化物で構成された場合、蒸着、現像、エッチングなどを通じて透明基板１１０にコーティングされることができ、導電性高分子で構成された場合、シルクスクリーン印刷法、インクジェット印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法などを通じて透明基板１１０に形成されることができる。

電極１３０は透明電極１２０と電気的に連結され、透明電極１２０に電圧を供給する部材である。
ここで、電極１３０は第１電極１３１と第２電極１３２で構成され、第１電極１３１は第１透明基板１１１の一面上に第１透明電極１２１と連結されるように、第２電極１３２は第２透明基板１１２の一面上に第２透明電極１２２と連結されるように形成されることができる。また、電極１３０は透明電極１２０に電圧を供給することができるように、電気伝導性が優れた物質で構成されることが好ましい。例えば、電極１３０は銀ペースト（ＡｇＰａｓｔｅ）または有機銀で組成された物質で構成されることができる。また、電極１３０は透明基板１１０の外側に形成されるため、必ずしも透明な物質で構成される必要はない。

接着層１４０は透明電極１２０が形成された透明基板１１１と透明基板１１２の一面間の外側に形成される部材である。
ここで、接着層１４０は例えば、両面接着テープ（ＤＡＴ）で構成され、第１透明基板１１１と第２透明基板１１２を相互接合させることができる。また、接着層１４０は、接触入力によって透明基板１１０の内側の間で第１透明電極１２１と第２透明電極１２２が接触されることができるように、透明基板１１０の外側の間に形成され、これによって接着層１４０の内側には開口部１４１が形成されることができる。一方、電極１３０は透明基板１１０の外側に形成され、接着層１４０に含浸されるように形成されることができる。
ドットスペーサー１５０は透明基板１１０の内側の間に形成され、移動可能に形成された部材である。

ここで、ドットスペーサー１５０は第１透明電極１２１と第２透明電極１２２が接触する時の衝撃を緩和し、圧力が解除されると第１透明基板１１１が原位置に戻ることができるように反発力を提供する。また、ドットスペーサー１５０は、外部圧力がない状態で第１透明電極１２１と第２透明電極１２２が接触される場合が発生しないように、普段は透明電極１２０の間の絶縁を維持する役割を遂行する。
一方、ドットスペーサー１５０は、第１透明基板１１１と第２透明基板１１２の内側の間、即ち、接着層１４０の開口部１４１に形成されることができる。また、ドットスペーサー１５０は多数で構成され、移動可能に設計されることができる。また、ドットスペーサー１５０は移動が容易であるように球形であることが好ましい。但し、これに限定されず、ドットスペーサー１５０は移動可能な形状であれば十分である。

また、ドットスペーサー１５０が位置された接着層１４０の開口部１４１には潤滑部材が満たされて、ドットスペーサー１５０の移動をより容易にすることができる。ここで、潤滑部材としては、例えば、透明な液晶などを用いることによってドットスペーサー１５０の移動を円滑にし、屈折率の差を緩和することができる。
接触入力が印加される場合、ドットスペーサー１５０が移動される現象を説明すると次の通りである。

図４及び図５に図示したように、接触入力が印加されると、ドットスペーサー１５０が移動して開口部１４１内に接触領域１５１を形成する。具体的に、ドットスペーサー１５０は開口部１４１内で移動可能であるため、接触入力が印加されると、接触入力の圧力によってドットスペーサー１５０は接触入力が発生した地点の外側に押されて移動し、第１透明電極１２１と第２透明電極１２２が相接する接触領域１５１を除いた領域でドットスペーサー１５０は密着されることができる。即ち、第１透明電極１２１と第２透明電極１２２が接触することができる程度の空間が形成される唯一の領域が接触領域１５１となり、他の空間では多数のドットスペーサー１５０が密着されることができる。また、接触入力の位置によって接触領域１５１が変化されることができ、ドットスペーサー１５０の間の間隔が流動的に変わるため、正確な接触入力の位置を測定することができる。

ここで、接触領域１５１の幅は７８．５mm^２以下であることができる。具体的に説明すると、指が第１透明基板１１１に接触される領域の直径は約８〜１０mmで、ドットスペーサーの直径は約２０〜４０μｍであるため、第１透明電極１２１と第２透明電極１２２が接触される領域は約７８．５mm^２の幅を有することができる。また、マルチタッチが可能である場合、例えば、二つの地点を同時に測定することが可能である場合、接触領域１５１の幅は７８．５mm^２の二倍である１５７mm^２以下であることができ、三つの地点を同時に測定することが可能である場合は２３５．５mm^２以下であることができる。

一方、ドットスペーサー１５０は透明電極１２０上に形成されるのでなく、予め硬化されて単に接着層１４０の開口部１４１に満たされるため、工程が比較的簡単である。従って、タッチスクリーン１００の製造コスト及び製造時間が節減されることができる。

以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明によるタッチスクリーンはこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。

本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。

従来技術による抵抗膜方式のタッチスクリーンの断面図である。本発明の好ましい実施例によるタッチスクリーンの断面図である。図２に図示したタッチスクリーンの平面図である。図２に図示したタッチスクリーンの作動方式を説明するための断面図である。図２に図示したタッチスクリーンの作動方式を説明するための平面図である。

１１０透明基板
１１１第１透明基板
１１２第２透明基板
１２０透明電極
１２１第１透明電極
１２２第２透明電極
１３０電極
１３１第１電極
１３２第２電極
１４０接着層
１４１開口部
１５０ドットスペーサー
１５１接触領域

Claims

第１透明基板に形成された第１透明電極；
前記第１透明基板と対向されるように形成された第２透明基板に形成され、接触入力が発生すると前記第１透明電極と接触して抵抗または電圧の変化を感知する第２透明電極；
前記第１透明基板と前記第２透明基板の外側を接合し、内側に開口部が形成された接着層；及び
前記開口部に形成され、移動可能に形成された多数のドットスペーサー；
を含むタッチスクリーン。
接触入力が発生すると、前記多数のドットスペーサーが前記開口部内で移動されて密着され、前記多数のドットスペーサーの間の空間である接触領域で前記第１透明電極と前記第２透明電極が接触されることを特徴とする請求項１に記載のタッチスクリーン。
前記接触領域の幅は７８．５mm^２以下であることを特徴とする請求項２に記載のタッチスクリーン。
前記ドットスペーサーは球形であることを特徴とする請求項１に記載のタッチスクリーン。
前記第１透明基板及び前記第２透明基板に夫々形成され、前記第１透明電極及び前記第２透明電極に電圧を印加する電極；
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のタッチスクリーン。
前記開口部に満たされた潤滑部材；
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のタッチスクリーン。
前記ドットスペーサーの直径は２０〜４０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のタッチスクリーン。