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표제지
목차
국문요지 7
1. 서론 13
1.1. 연구배경 13
1.2. 연구목적 15
2. 이론적 배경 16
2.1. 터치스크린의 분류 16
2.2. Projected Capacitive 터치스크린의 동작원리 22
2.2.1. Self Capacitive 방식 23
2.2.2. Mutual Capacitive 방식 24
2.3. Capacitance 계산 방법 26
2.4. Mesh 센서의 전하 형성 29
3. Metal Mesh 터치스크린 패널의 제작 공정 30
3.1. 공정 조건 31
3.1.1. 재료의 선택 31
3.1.2. Mesh의 저항 계산 32
3.1.3. Mesh의 투과율 계산 34
3.1.4. Metal Coating 37
3.1.5. Photolithography 38
3.2. 패턴 설계 및 패널의 Data 39
3.2.1. 패턴 설계 39
3.2.2. 패널의 Data 41
3.2.3. 패널의 Capacitance 측정 45
3.3. 전기장, 자기장 분석 tool (Q3D)를 이용한 Capacitance Simulation 46
3.3.1. 센서간 거리에 따른 Capacitance 48
3.3.2. 센서의 크기 확장 및 배선 추가 시 Capacitance 51
3.3.3. Rx_bar 패턴을 제거한 형태의 Capacitance 55
3.3.4. Dummy 패턴 추가 시 Capacitance 58
3.3.5. 사각센서와 Mesh 센서와의 Capacitance 비교 60
4. 터치스크린패널의 구동평가 62
4.1. 패널의 저항 측정 64
4.2. 패널의 Data 65
4.3. Multi Touch 67
5. 결론 69
5.1. 결론 69
5.2. 추후연구사항 71
참고문헌 73
Abstract 75
[표 2-1] 터치스크린의 분류 16
[표 3-1] 디스플레이에 사용되는 대표적인 물질의 비저항 31
[표 3-2] 투과율 비교 그래프 36
[표 3-3] 알루미늄 증착조건 37
[표 3-4] Photolithography 조건 38
[표 3-5] 9x11 터치스크린의 Mutual Capacitance 측정 45
[표 3-6] 3x4 채널 초기상태의 Capacitance Matrix 47
[표 3-7] 채널간 거리에 따른 Capacitance Matrix 50
[표 3-8] 채널 폭 확장에 따른 Capacitance Matrix 51
[표 3-9] Tx 패턴의 배선 및 Ground 추가에 따른 Capacitance Matrix 54
[표 3-10] Rx_bar 패턴 제거 Capacitance Matrix 55
[표 3-11] Ground 패턴 추가 Capacitance Matrix 57
[표 3-12] Dummy 패턴 추가 Capacitance Matrix 58
[표 3-13] 사각센서와 Mesh 센서의 Capacitance 비교 61
[그림 2-1] 중, 소형 터치스크린이 적용된 대표적 사례 17
[그림 2-2] 저항막 방식의 터치스크린 구조 17
[그림 2-3] 정전용량 방식의 터치스크린 구조 18
[그림 2-4] 하이브리드 방식의 터치스크린 구조 19
[그림 2-5] 대형스크린에서 사용되는 터치스크린 방식 21
[그림 2-6] Projected Capacitive 방식 터치스크린의 동작원리 22
[그림 2-7] Self Capacitive 방식의 동작원리 23
[그림 2-8] Self Capacitive 방식의 Ghost Finger 24
[그림 2-9] Mutual Capacitive 방식의 동작원리 25
[그림 2-10] 평행한 커패시터 27
[그림 2-11] Capacitance 변화에 영향을 주는 요인 28
[그림 2-12] Mesh 센서의 전하 형성 형태 29
[그림 3-1] 공정 순서도 30
[그림 3-2] 도선의 저항 32
[그림 3-3] Mesh 의 저항 계산법 33
[그림 3-4] Mesh 의 투과율 계산법 34
[그림 3-5] Metal Coating 에 사용된 RF Magnetron Sputter (MHS 1500) 37
[그림 3-6] 일반적인 Two Layer 방식의 터치스크린 구조 39
[그림 3-7] 단일 막 Metal Mesh 패턴의 초기 도안 40
[그림 3-8] 7x9 터치패널의 Raw Data 41
[그림 3-9] 7x9 패널의 Layout 42
[그림 3-10] 9x11 터치스크린 패널의 배선 Layout 43
[그림 3-11] 9x11 터치스크린 패널의 Raw Data 44
[그림 3-12] 3x4 채널 초기상태의 Simulation 설계 형태 46
[그림 3-13]채널간 거리에 따른 패턴 구조 49
[그림 3-14] Rx_bar 폭 200um 확장 51
[그림 3-15] Tx 패턴 배선 추가 53
[그림 3-16] Rx_bar 패턴 주위 Ground 패턴 추가 53
[그림 3-17] Rx_bar 패턴을 제거한 형태 55
[그림 3-18] Ground 패턴을 추가한 형태 56
[그림 3-19] Dummy 패턴을 추가한 구조 58
[그림 3-20] 사각센서와 Mesh 센서의 구조 60
[그림 4-1] 9x11 패널과 PCB 62
[그림 4-2] TMA340 9 x 11 PCB 회로도 63
[그림 4-3] Mesh 의 저항 측정결과 64
[그림 4-4] 9x11 터치스크린패널의 Raw Data 65
[그림 4-5] 9x11 터치스크린패널의 Local iDAC 66
[그림 4-6] 9x11 터치스크린패널의 멀티터치 결과 68
[그림 5-1] 좌표 점 이상인식 71
[그림 5-2] Film 위의 Metal mesh 패턴 불량 72
초록보기 더보기
최근 Display 장치 및 모바일 기기의 필수 입력장치로 터치스크린이 사용되고 있다. 이는 기존 Display 장비의 주 입출력 장치였던 시각과 청각이 가진 한계를 넘어 촉각, 후각, 미각 등 사람이 사용할 수 있는 모든 감각을 사용하기 위한 욕구에 의한 결과이다.
터치스크린은 동작방식에 따라 크게 다섯 가지로 나뉘어지며, 대부분의 휴대용 기기에서 Projected Capacitive 방식의 터치스크린 패널을 적용하고 있다. 그러나 저항막 방식에 비해 높은 진입장벽과 재료가 가진 한계로 인해 대형화 된Display기기에 Projected Capacitive방식의 터치패널을 적용하지 못하고 있으며, 이를 극복하기 위한 기술의 개발이 필요하다. 이에 본 연구에서는 단일 Metal Mesh 층으로 이루어진 단순화된 공정을 제시하고, ITO에 비해 낮은 비저항을 가진 Metal을 이용해 Projected Capacitive 방식의 터치스크린 패널을 제작하여, 대형화에 용이하도록 한다.
본 연구에서 제안된 Metal Mesh 터치스크린 패널의 경우 단일 층에 모든 센서가 구현이 되므로 각 센서간 거리, 면적, 배선의 영향을 고려해야 한다.
패널의 Capacitance는 Ansys Q3D를 이용한 선 검증 방법을 도입, 그 Simulation 결과를 토대로 패널이 설계되며 구동 평가를 통해 제작된 패널의 안정도를 검사 한다.
위 과정을 통해 제작된 패널의 결과를 토대로 One Mask를 이용한 터치스크린 패널 공정을 확립하여, 기술의 진입장벽을 낮출 수 있도록 한다.
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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