KR101235180B1 - Fluorescent optical touch panel and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 형광 터치 패널 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 이는 기판 상에 배열되는 복수개의 형광 소자로 이루어지고, 외부의 광이 지향하는 지점의 형광 소자가 외부의 광에 감응하여 출력광을 방출시키게 되는 형광 소자 어레이; 기판 상에 형성되되 형광 소자 어레이가 내부에 배치되도록 하고, 출력광의 경로를 제공하게 되는 광도파로; 정해진 위치에 설치되어 광도파로를 통해 전달되는 출력광을 검출하게 되는 광 검출기(PD:photo detector) 및; 광 검출기로부터 출력광 정보를 입력받아 외부의 광이 지향하는 지점을 도출하게 되는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 형광 터치 패널 및 그의 제조방법은, 레이저 광과 같은 지향성 광이 이격거리를 가지며 터치 패널의 표면으로 입사되어 형광 소자에 의해 감응되면서 입력신호가 생성되도록 함에 따라, 원거리에서도 터치 패널의 조작이 가능해지고, 특히 대형 디스플레이에 적용되어 대형 디스플레이가 원거리에서 광에 의해 조작되는 터치스크린으로 기능할 수 있도록 하며, 변조 주파수가 다른 지향성 광을 동시적으로 수용하면서 멀티 터치(multi-touch) 기능도 수행할 수 있도록 한다.The present invention relates to a fluorescent touch panel and a method of manufacturing the same. It comprises a plurality of fluorescent elements arranged on the substrate, the fluorescent element array in which the fluorescent element at the point to which the external light is directed to emit the output light in response to the external light; An optical waveguide formed on the substrate to allow the array of fluorescent elements to be disposed therein and to provide a path for output light; A photo detector (PD) installed at a predetermined position to detect output light transmitted through the optical waveguide; And a controller configured to receive output light information from a photo detector and derive a point to which external light is directed.
In the fluorescent touch panel and the manufacturing method thereof, the directional light such as laser light is incident on the surface of the touch panel to generate an input signal while being sensed by the fluorescent element. It can be operated, especially applied to large displays, allowing the large display to function as a touch screen operated by light at a long distance, and multi-touch function while simultaneously receiving directional light of different modulation frequencies. It can also be done.
Description
본 발명은 형광 터치 패널 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 레이저 광과 같은 지향성 광이 이격거리를 가지며 터치 패널의 표면으로 입사되어 형광 소자에 의해 감응되면서 입력신호가 생성되도록 함에 따라, 원거리에서도 터치 패널의 조작이 가능해지고, 특히 대형 디스플레이에 적용되어 대형 디스플레이가 원거리에서 광에 의해 조작되는 광학식 터치스크린으로 기능할 수 있도록 하며, 변조 주파수가 다른 지향성 광을 동시적으로 수용하면서 멀티 터치(multi-touch) 기능도 수행할 수 있는 형광 터치 패널 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a fluorescent touch panel and a method of manufacturing the same, and more particularly, as directional light such as laser light is spaced apart and is incident on the surface of the touch panel to generate an input signal while being sensed by the fluorescent element. The touch panel can be operated at a long distance, and especially applied to a large display, allowing the large display to function as an optical touch screen operated by light at a long distance. The present invention relates to a fluorescent touch panel capable of performing a multi-touch function and a method of manufacturing the same.
터치 패널(touch panel)은 사용자 중심의 인터페이스(interface)를 가지는 입력장치로서, 사용자의 손이나 펜과 같은 입력기구가 터치 패널 표면의 특정부위를 누르거나 접촉하게 되면, 이를 입력신호로 받아 신호를 처리하게 된다. 이와 같은 터치 패널은 현재 모니터, 휴대폰의 액정화면과 같은 각종 디스플레이 장치에 적용되고 있는데, 특히 최근 들어 급속히 늘어나고 있는 스마트폰이나 휴대용 컴퓨터 단말기에 터치 패널이 적용되어 그 활용분야가 더욱 확대되고 다양화되고 있는 추세이다. 여기서, 터치 패널은 LCD(liquid crystal display), OLED(organic light emitting diodes) 디스플레이 등에 적용되는데, 디스플레이 표면의 터치에 따른 압력에 의해 전기저항의 변화나 정전압의 변화를 검출하여 터치되는 지점의 위치정보를 산출하고, 이를 통해 입력신호를 생성하게 된다.A touch panel is an input device having a user-centered interface. When an input device such as a user's hand or a pen presses or contacts a specific part of the surface of the touch panel, the touch panel receives an input signal and receives a signal. Will be processed. Such touch panels are currently being applied to various display devices such as LCD screens of monitors and mobile phones. In particular, touch panels have been applied to smart phones and portable computer terminals, which are rapidly increasing in recent years, and their fields of application have been expanded and diversified. There is a trend. Here, the touch panel is applied to a liquid crystal display (LCD), organic light emitting diodes (OLED) display, and the like, and detects a change in electrical resistance or a change in constant voltage by pressure according to the touch of the display surface, and thus position information of the touched point. Calculate and generate an input signal.
LCD, OLED 디스플레이를 포함하는 각종 디스플레이는 현재 대형화되고 있는 추세로서, 공공장소에 대형 디스플레이가 설치되어 각종 정보를 제공하거나, 가정, 회사, 각종 기관에 대형 디스플레이가 구비되어 출력장치로서 다양하게 활용되고 있는데, 대형 디스플레이를 터치 패널 구조로 구현하기에는 기술상 어려운 점이 많았으며, 대형 디스플레이를 터치 패널 구조로 구현한다고 하더라도 사용자가 직접 터치 패널 구조의 대형 디스플레이 표면을 터치하는데 위치상 어려움이 있거나 터치 자체가 불가능한 경우가 빈번할 우려가 있다. 따라서, 사용자의 손이나 펜 등을 이용하는 기존의 터치 패널 구조가 아닌 위치상의 제약이 없는 터치 패널 구조를 개발하여 대형 디스플레이에 적용할 필요가 있었다.
Various displays, including LCD and OLED displays, are currently being enlarged, and large displays are installed in public places to provide various kinds of information, or large displays are provided in homes, companies, and various institutions, and are utilized as output devices. However, there are many technical difficulties in implementing a large display as a touch panel structure, and even when the large display is implemented as a touch panel structure, when a user has difficulty in touching the large display surface of the touch panel structure or the touch itself is impossible. Is likely to be frequent. Therefore, there is a need to develop a touch panel structure without any constraint on position other than the existing touch panel structure using a user's hand or a pen and apply it to a large display.
한편, 상기와 같은 저항막 방식 터치 패널이나 정전용량 방식 터치 패널과 달리 광학적 구조가 적용되는 광학식 터치 패널(optical touch panel)이 개발되었는데, 이와 같은 광학식 터치 패널은 광을 발생시키는 광원, 광이 지나가는 통로 역할을 하는 광도파로, 사용자의 손이나 펜과 같은 입력기구에 의한 터치로 발생되는 광분포 변화를 검출하기 위한 광 검출기(PD:photo detector)를 구비하여 이루어지는 것이 일반적이다.On the other hand, unlike the resistive touch panel or capacitive touch panel as described above, an optical touch panel having an optical structure has been developed. Such an optical touch panel has a light source for generating light and a light passing therethrough. An optical waveguide serving as a passage is generally provided with a photo detector (PD) for detecting a change in light distribution generated by a touch by an input device such as a user's hand or a pen.
이와 같은 광학식 터치 패널과 관련한 기술로는 미국공개특허 US2009167724 "Optical Touch Panel", 한국공개특허 KR 2009-0077771 "광 터치 패널", 일본공개특허 JP2010151992 "Optical waveguide, optical waveguide type touch panel and method of manufacturing the optical waveguide" 등이 안출되어 있다.As a technology related to such an optical touch panel, US Patent Publication US2009167724 "Optical Touch Panel", Korean Patent Publication KR 2009-0077771 "Optical Touch Panel", Japanese Patent Publication JP2010151992 "Optical waveguide, optical waveguide type touch panel and method of manufacturing the optical waveguide ".
상기 미국공개특허 US2009167724는 여러개의 광원을 순차적으로 점멸하면서 구동하고, 디스플레이의 표면을 통과하여 광 검출기에 다다른 광신호를 시간 축상에서 분석하여 어떤 위치에서 손가락 등의 물체가 디스플레이 표면에 닿았는지를 검출하는 기술이고, 상기 한국공개특허 KR 2009-0077771호는 광섬유를 통하여 디스플레이의 주변부에 빛을 전송하고 일부분의 빛을 특정 부위에서 출력하여 디스플레이 내부로 전파시킨 후, 돌아오는 빛을 광섬유를 통하여 받아들인 후 최종적으로 광 검출기에서 검출하는 기술이며, 상기 일본특허 JP2010151992는 채널형 광도파로 구조의 터치 검출 어레이를 형성하고, 터치가 발생하는 지점에서 광도파로 간의 신호 누화가 발생하게 만들어서 빛이 검출되는 광도파로의 위치를 확인하는 기술이다. 상기한 종래의 광학식 터치 패널은 패널의 주변부에서 생성된 빛이 광도파로를 따라 진행해 나가는 도중에 터치로 인해 영향을 받게 되는 광신호의 변화를 검출하는 방식으로, 직접적인 터치에 의해 입력신호가 생성되는 것임에 따라, 대형 디스플레이에 적용하기에 여전히 어려운 점이 많았고, 원거리에서는 터치 패널을 조작할 수 없는 한계를 여전히 안고 있었다.
The U.S. Patent Publication No. US2009167724 sequentially drives a plurality of light sources while blinking and analyzes an optical signal that passes through the surface of the display and reaches the photodetector on a time axis to determine where an object such as a finger touches the display surface. It is a technology for detecting, and the Korean Patent Publication No. KR 2009-0077771 transmits the light to the periphery of the display through the optical fiber and outputs a part of the light from a specific area to propagate the inside of the display, and then receives the return light through the optical fiber. It is a technology that finally detects the light detector after entering the light, and the Japanese Patent JP2010151992 forms a touch detection array having a channel type optical waveguide structure, and makes a signal cross-talk between the optical waveguides at the point where a touch occurs so that light is detected. It is a technique to check the position of the waveguide. The above-described conventional optical touch panel detects a change in an optical signal that is affected by a touch while light generated at the periphery of the panel travels along the optical waveguide, and an input signal is generated by direct touch. As a result, there were still many difficulties in applying to large displays, and still had limitations in that the touch panel could not be operated at a long distance.
한편, 발광된 빛이 광도파로나 자유공간을 통하여 전파하도록 만들어 두고, 외부에서 다가오는 물체에 의해 발생하는 그림자의 위치를 파악하여 이로부터 접촉이 이루어진 지점을 계산해내는 기술이 국제출원 공개공보 WO2010134899 "Optical touch panel", WO2010141395 "An infrared retroreflecting device used for a high-aspect-ratio optical touch panel" 등으로 안출된 바 있으며, 광원에서 발생한 빛을 광도파로 내부로 입사시키는 과정에서 균일한 광파워를 디스플레이 표면에 공급해주기 위한 다양한 구조의 광도파로 입출력 구조를 제공하기 위한 기술도 한국특허 KR 2009-0077771호 "광 터치 패널", KR 2010-0086941호 "발광 소자가 형성된 광 도파로 및 광학식 터치 패널", 일본공개특허 JP2010211382 "Optical waveguide and optical touch panel" 등으로 안출되어 있다. On the other hand, the technology which makes the emitted light propagate through the optical waveguide or free space, and grasps the position of the shadow generated by the approaching object from the outside and calculates the point of contact therefrom is disclosed in International Patent Application Publication WO2010134899 "Optical touch panel ", WO2010141395" An infrared retroreflecting device used for a high-aspect-ratio optical touch panel ", and the like, in which light generated from a light source is incident on an optical waveguide, uniform optical power is applied to the display surface. Korean Patent KR 2009-0077771 "Optical Touch Panel", KR 2010-0086941 "Optical Waveguide and Optical Touch Panel with Light-Emitting Element", Japanese Patent Application JP2010211382 "Optical waveguide and optical touch panel".
또한, 광도파로 어레이를 상부와 좌측에 위치시키고, 렌즈 구조를 광도파로 끝에 제작하여 빛의 직진성을 높이고, 반사 미러 구조를 도입하여 입사광을 반사시켜서 검출부에서 검출하되 수신 도파관 어레이의 앞면을 형광물질로 코팅하여 제작하는 기술이 중국공개특허 CN101546239 "Apparatus using waveguide, optical touch panel, and method of fabricating waveguide" 등으로 안출되어 있으며, 수광부에 광 검출기 어레이를 이용하는 대신 형광물질 반도체를 이용하여 광학식 터치 패널의 구조를 단순화시킨 기술이 일본공개특허 JP2005316517 "Optical touch panel" 등으로 안출되어 있다.In addition, the optical waveguide array is positioned at the top and the left side, and the lens structure is manufactured at the end of the optical waveguide to increase the straightness of the light. The coating fabrication technology is disclosed in Chinese Patent Application No. CN101546239 "Apparatus using waveguide, optical touch panel, and method of fabricating waveguide", and the structure of the optical touch panel using a fluorescent semiconductor instead of using a photodetector array in the light receiving unit. A technique that simplifies this is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. JP2005316517 "Optical touch panel".
그러나, 상기한 광학식 터치 패널 기술들도 광도파로 구조의 개선, 형광물질을 이용한 광 검출기 구조의 개선을 목적으로 한 것으로 여전히 직접적인 터치에 의해 입력신호가 생성되는 구성임에 따라, 대형 디스플레이에 적용하기에 여전히 어려운 점이 많았고, 원거리에서는 터치 패널을 조작할 수 없는 한계를 여전히 안고 있었다.
However, the above-described optical touch panel technologies are also aimed at improving the optical waveguide structure and the optical detector structure using fluorescent materials, and are still configured to generate input signals by direct touch. Was still difficult, and still had the limitations of not being able to operate the touch panel from a distance.
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 레이저 광과 같은 지향성 광에 의해 광-접촉(touch)식으로 입력신호가 생성되도록 하는 구성이 제공됨에 따라, 원거리에서도 터치 패널에 대한 조작이 가능해질 수 있도록 하는 새로운 형태의 형광 터치 패널 및 그의 제조방법을 제공함에 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and is provided with a configuration in which an input signal is generated in a light-touch manner by a directional light such as a laser light, so that the touch panel can be operated at a long distance. It is an object of the present invention to provide a new type of fluorescent touch panel and a method of manufacturing the same.
특히, 본 발명은 입력신호 생성을 위한 특정위치에 대한 직접적인 터치가 불가능하거나 어려운 대형 디스플레이에 적용되어 대형 디스플레이가 광학식 터치스크린 구조로 작용될 수 있도록 하고, 이를 레이저 포인터와 같은 입력기구에 의한 원거리 상의 광-접촉(touch)를 통해 구현하도록 함으로써 대형 디스플레이의 기능이 향상하도록 하고, 사용자에 의한 신호 입력이 간편하고 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 새로운 형태의 형광 터치 패널 및 그의 제조방법을 제공함에 목적이 있다.
In particular, the present invention is applied to a large display that is impossible or difficult to directly touch a specific position for generating an input signal, so that the large display can be operated as an optical touch screen structure, which can be operated at a long distance by an input device such as a laser pointer. It is an object of the present invention to provide a new type of fluorescent touch panel and a method of manufacturing the same to improve the function of a large display by implementing it through a light-touch and to enable a simple and easy signal input by a user. .
그리고, 본 발명은 터치 패널의 기판 상에 복수개의 형광 소자가 픽셀(pixel)을 이루며 배열되어 레이저 광과 같은 지향성 광에 감응하도록 하는 구성이 제공됨에 따라, 지향성 광의 에너지를 흡수한 후 파장이 다른 출력광을 방출시키게 되는 형광 소자의 특성에 의해 광신호의 간섭이 방지되어 지향성 광이 지향하는 지점이 오류없이 도출되면서 입력신호가 생성될 수 있도록 하는 새로운 형태의 형광 터치 패널 및 그의 제조방법을 제공함에 목적이 있다.
The present invention provides a configuration in which a plurality of fluorescent elements are arranged in a pixel on a substrate of a touch panel so as to respond to directional light such as laser light, and thus have different wavelengths after absorbing energy of the directional light. Provides a new type of fluorescent touch panel and a method of manufacturing the same that allows the input signal can be generated while the interference of the optical signal is prevented by the characteristics of the fluorescent element that emits the output light, so that the point to which the directional light is directed without error can be generated There is a purpose.
또한, 본 발명은 출력되는 레이저 광의 주파수 변조가 가능한 레이저 포인터가 구비되고, 다수개의 레이저 포인트로부터 서로 다른 주파수로 변조된 레이저 광이 터치 패널로 동시적으로 입사되면서 입력신호를 생성하도록 함으로써 멀티 터치(multi-touch) 기능도 수행할 수 있도록 하는 새로운 형태의 형광 터치 패널 및 그의 제조방법을 제공함에 목적이 있다.
In addition, the present invention is provided with a laser pointer capable of frequency modulation of the output laser light, the laser light modulated at different frequencies from a plurality of laser points to generate an input signal while being simultaneously incident to the touch panel multi-touch ( It is an object of the present invention to provide a novel type of fluorescent touch panel and a method of manufacturing the same that can also perform a multi-touch function.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 기판 상에 배열되는 복수개의 형광 소자로 이루어지고, 외부의 광이 지향하는 지점의 형광 소자가 상기 외부의 광에 감응하여 출력광을 방출시키게 되는 형광 소자 어레이와; 상기 기판 상에 형성되되 상기 형광 소자 어레이가 내부에 배치되도록 하고, 상기 출력광의 경로를 제공하게 되는 광도파로와; 정해진 위치에 설치되어 상기 광도파로를 통해 전달되는 출력광을 검출하게 되는 광 검출기(PD:photo detector) 및; 상기 광 검출기로부터 출력광 정보를 입력받아 외부의 광이 지향하는 지점을 도출하게 되는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention is composed of a plurality of fluorescent elements arranged on a substrate, the fluorescent element at the point to which the external light is directed in response to the external light output light A fluorescent element array which emits light; An optical waveguide formed on the substrate to allow the fluorescent element array to be disposed therein and to provide a path of the output light; A photo detector (PD) installed at a predetermined position to detect output light transmitted through the optical waveguide; And a controller configured to receive output light information from the photo detector and derive a point to which external light is directed.
이와 같은 본 발명에 따른 형광 터치 패널에서 상기 형광 소자는 도트(dot) 형상으로 이루어져 행과 열을 이루며 상기 기판 상에 균일하게 배열되도록 하여 각 형광 소자가 터치 패널의 픽셀(pixel)을 이루게 되는 것을 특징으로 한다.
In the fluorescent touch panel according to the present invention, the fluorescent elements are formed in a dot shape to form rows and columns and are uniformly arranged on the substrate so that each fluorescent element forms a pixel of the touch panel. It features.
이와 같은 본 발명에 따른 형광 터치 패널에서 상기 광도파로는 정해진 폴리머 소재로 된 광도파로 코어로 이루어지되, 상기 형광 소자는 상기 광도파로 코어의 내부에 형성되도록 한다.
In the fluorescent touch panel according to the present invention, the optical waveguide is made of an optical waveguide core made of a predetermined polymer material, and the fluorescent element is formed inside the optical waveguide core.
이와 같은 본 발명에 따른 형광 터치 패널에서 상기 광도파로는 상기 형광 소자 어레이가 내부에 수용되는 크기의 평면 광도파로(planar lightwave guide)이고, 상기 광 검출기는 상기 광도파로의 측면부에 위치되어 상기 광 검출기의 위치에서 검출되는 출력광의 광파워를 측정하게 되며, 상기 컨트롤러는 각 광 검출기로부터 입력되는 출력광의 광파워 분포를 산출하여 외부의 광이 지향하는 지점을 도출하게 된다.In the fluorescent touch panel according to the present invention, the optical waveguide is a planar lightwave guide of a size in which the fluorescent element array is accommodated therein, and the optical detector is located at the side of the optical waveguide and is located in the optical detector. The optical power of the output light detected at the position of is measured, and the controller calculates an optical power distribution of the output light input from each photodetector to derive a point to which external light is directed.
이와 달리, 상기 광도파로는 상기 형광 소자 어레이가 내부에 수용되는 크기의 채널형 광도파로(channel lightwave guide)일 수 있는데, 이와 같은 광도파로는 행과 열을 이루며 서로 교차되는 다수개의 채널로 이루어져 상기 형광 소자 어레이의 각 형광 소자가 상기 채널이 서로 교차되는 지점에 배치되도록 하는 채널형 광도파로이고, 상기 광 검출기는 상기 채널형 광도파로의 각 채널 출력단에 위치되어 출력광의 출력 여부를 검출하게 된다.
In contrast, the optical waveguide may be a channel type light waveguide having a size of the fluorescent element array accommodated therein. The optical waveguide may include a plurality of channels crossing each other in rows and columns. Each fluorescent element of the fluorescent element array is a channel type optical waveguide for disposing at the point where the channels cross each other, and the optical detector is positioned at each channel output terminal of the channel type optical waveguide to detect whether output light is output.
이와 같은 본 발명에 따른 형광 터치 패널에서 상기 채널형 광도파로는 각 채널의 출력단이 정해진 위치 상으로 집속되도록 하고, 상기 광 검출기는 정해진 위치에 단일하게 설치되어 집속된 각 채널의 출력단과 동시에 연통되는데, 이와 같은 상기 광 검출기는 각 채널의 출력단에 대응하는 수광소자가 다수개 집적된 CMOS, CCD와 같은 광 검출기 어레이(PD array)일 수 있다.
In the fluorescent touch panel according to the present invention, the channel type optical waveguide is configured to focus the output terminal of each channel onto a predetermined position, and the photodetector is installed in a single position at a predetermined position to communicate with the output terminal of each focused channel. The photo detector may be a photo detector array (PD array) such as a CMOS or a CCD in which a plurality of light receiving elements corresponding to the output terminal of each channel are integrated.
이와 같은 본 발명에 따른 형광 터치 패널에서 상기 컨트롤러는 주파수분해 알고리즘이 구비되도록 하여, 서로 다른 변조 주파수를 가진 외부의 다수 광에 동시적으로 감응하는 상기 형광 소자 어레이로부터 상기 광도파로를 통해 상기 광 검출기로 유도되는 다중의 출력광이 주파수 영역별로 분리되어 외부의 다수 광 각각이 개별적으로 지향하는 지점이 도출되도록 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
In the above-described fluorescent touch panel according to the present invention, the controller is provided with a frequency decomposition algorithm so that the photodetector through the optical waveguide from the fluorescent element array that simultaneously responds to multiple external lights having different modulation frequencies. It is characterized in that a plurality of output light is induced to be separated by frequency domain so that each of the plurality of external light can be pointed individually.
이와 같은 본 발명에 따른 형광 터치 패널은 출력되는 레이저 광의 세기를 서로 다른 주파수 신호로 변조 가능한 레이저 포인터를 입력기구로서 구비하여, 다수개의 상기 레이저 포인트로부터 서로 다른 주파수로 변조된 레이저 광이 상기 형광 소자 어레이에 동시적으로 입사되면서 멀티 터치(multi-touch) 기능이 수행될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
Such a fluorescent touch panel according to the present invention includes a laser pointer capable of modulating the intensity of the laser light output into different frequency signals as an input device, so that the laser light modulated at different frequencies from the plurality of laser points is the fluorescent element. The multi-touch function may be performed while being incident on the array simultaneously.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 본 발명은 터치 패널의 제조방법에 있어서, 합성수지 소재와 유리 소재 중에서 선택된 어느 하나의 소재를 사용하여 정해진 크기의 기판(substrate)를 형성하는 단계와; 형광물질을 포함하는 폴리머(polymer) 재료를 상기 기판의 표면에 일정두께로 코팅하여 형광 소자용 박막을 형성하는 단계와; 상기 형광 소자용 박막을 가공하여 복수개의 형광 소자로 이루어지는 형광 소자 어레이를 형성하는 단계와; 정해진 종류의 폴리머 재료를 상기 기판의 표면에 일정두께로 코팅하여 광도파로 코어를 형성하되, 상기 광도파로 코어는 내부에 상기 형광 소자 어레이가 배치되도록 하는 단계와; 정해진 위치에 광 검출기(PD:photo detector)를 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to another feature of the present invention for achieving the above object, the present invention is a method of manufacturing a touch panel, using a material selected from a synthetic resin material and a glass material to form a substrate (substrate) of a predetermined size Steps; Forming a thin film for a fluorescent device by coating a polymer material including a fluorescent material on the surface of the substrate to a predetermined thickness; Processing the thin film for fluorescent elements to form a fluorescent element array comprising a plurality of fluorescent elements; Coating a predetermined kind of polymer material on a surface of the substrate to form an optical waveguide core, wherein the optical waveguide core has the fluorescent element array disposed therein; And installing a photo detector (PD) at a predetermined position.
이와 같은 본 발명에 따른 형광 터치 패널의 제조방법에서 상기 형광 소자 어레이는 광 경화성 폴리머 재료로 이루어진 형광 소자용 박막이 포토리소그래피(photolithography) 공정에 의해 가공되면서 형성되거나, 형광 소자용 박막이 임프린팅(imprinting) 공정에 의해 가공되면서 형성된다.
In the method of manufacturing a fluorescent touch panel according to the present invention, the fluorescent element array is formed while a thin film for a fluorescent device made of a photocurable polymer material is processed by a photolithography process, or the thin film for a fluorescent device is imprinted ( It is formed while processing by imprinting process.
이와 같은 본 발명에 따른 형광 터치 패널의 제조방법에서 상기 광도파로 코어는 정해진 종류의 폴리머 재료가 행과 열을 이루며 서로 교차되는 다수개의 채널을 상기 기판의 표면에 일정높이로 형성하면서 이루어지되, 상기 채널이 서로 교차되는 지점에 상기 형광 소자 어레이의 각 형광 소자가 배치되도록 하여 채널형 광도파로를 제공할 수 있다.
In the method of manufacturing a fluorescent touch panel according to the present invention, the optical waveguide core is formed by forming a plurality of channels at a predetermined height on the surface of the substrate, in which a predetermined kind of polymer material forms rows and columns and crosses each other. Each fluorescent element of the fluorescent element array may be disposed at a point where channels cross each other to provide a channel type optical waveguide.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 형광 터치 패널 및 그의 제조방법은, 레이저 광과 같은 지향성 광이 터치 패널 기판 상에 배열된 형광 소자에 의해 감응되어 광 검출기(PD:photo detector)에 의한 검출되는 구성의 제공으로, 원거리에서의 광-접촉(touch)식 터치 패널 조작이 가능해질 수 있게 된다. 특히, 본 발명은 대형 디스플레이에 적용되어 대형 디스플레이가 원거리에서 광에 의해 조작되는 광학식 터치스크린으로 기능할 수 있도록 하여 대형 디스플레이의 기능성과 조작성을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 본 발명은 변조 주파수가 다른 지향성 광을 동시적으로 수용하면서 멀티 터치(multi-touch) 기능도 수행할 수 있게 되어 터치 패널의 조작성이 더욱 향상되는 효과도 가질 수 있게 된다.
The fluorescent touch panel of the present invention and the manufacturing method thereof according to the present invention have a structure in which a directional light such as laser light is sensed by a fluorescent element arranged on a touch panel substrate and detected by a photo detector (PD). With the provision, it becomes possible to operate a light-touch touch panel at a far distance. In particular, the present invention is applied to a large display to enable the large display to function as an optical touch screen operated by light at a long distance, thereby improving the functionality and operability of the large display. In addition, the present invention can also perform a multi-touch (multi-touch) function while simultaneously receiving a directional light of a different modulation frequency can have the effect of further improving the operability of the touch panel.
도 1의 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 형광 터치 패널의 기본 구성과 기술적 사상을 보여주기 위한 도면;
도 2는 본 발명에 따른 형광 터치 패널의 각 구성요소가 배치되는 구조를 보여주기 위한 도면;
도 3의 (a)와 (b)는 도트형 형광 소자가 형성된 본 발명의 형광 터치 패널을 보여주기 위한 단면도;
도 4의 (a)와 (b)는 도트형 형광 소자가 형성된 본 발명의 형광 터치 패널을 보여주기 위한 평면도;
도 5는 채녈형 광도파로가 형성된 본 발명의 형광 터치 패널을 보여주기 위한 평면도;
도 6의 (a)와 (b)는 채널형 광도파로와 광 검출기 어레이가 형성된 본 발명의 형광 터치 패널을 보여주기 위한 평면도;
도 7의 (a) 내지 (d)는 본 발명에 따른 형광 터치 패널의 제조방법을 보여주기 위한 도면;
도 8의 (a) 내지 (e)는 클래딩층을 형성하는 본 발명의 형광 터치 패널의 제조방법을 보여주기 위한 도면이다.1 (a) to (c) is a view for showing the basic configuration and technical spirit of the fluorescent touch panel according to the present invention;
2 is a view showing a structure in which each component of the fluorescent touch panel according to the present invention is disposed;
3 (a) and 3 (b) are cross-sectional views for showing a fluorescent touch panel of the present invention in which a dot-shaped fluorescent element is formed;
4A and 4B are plan views showing the fluorescent touch panel of the present invention in which a dot-shaped fluorescent element is formed;
5 is a plan view showing a fluorescent touch panel of the present invention in which a channel-type optical waveguide is formed;
6A and 6B are plan views showing the fluorescent touch panel of the present invention in which a channel type optical waveguide and a photo detector array are formed;
7 (a) to (d) are views for showing a method of manufacturing a fluorescent touch panel according to the present invention;
8A to 8E are views for illustrating a method of manufacturing the fluorescent touch panel of the present invention for forming a cladding layer.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 8에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 터치 패널, 터치 스크린, 형광 소자, 광 검출기, 기판, 광도파로 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Meanwhile, in the drawings and the detailed description, illustrations and descriptions of constructions and functions easily understood by those skilled in the art from general touch panels, touch screens, fluorescent devices, photo detectors, substrates, optical waveguides, etc. are briefly or omitted. In the drawings and specification, there are shown in the drawings and will not be described in detail, and only the technical features related to the present invention are shown or described only briefly. Respectively.
도 1의 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 형광 터치 패널의 기본 구성과 기술적 사상을 보여주기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 형광 터치 패널의 각 구성요소가 배치되는 구조를 보여주기 위한 도면이다.
1 (a) to (c) is a view showing the basic configuration and technical idea of the fluorescent touch panel according to the present invention, Figure 2 is a structure in which each component of the fluorescent touch panel according to the present invention is arranged It is a figure for showing.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 형광 터치 패널(100)은 형광 소자 어레이(20), 광도파로(30), 광 검출기(PD:photo detector)(40), 컨트롤러(50)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
1 and 2, the
형광 소자 어레이(20)는 복수개의 형광 소자(22)로 이루어지는 것으로, 터치 패널(100)을 이루는 기판(10) 상에 복수개의 형광 소자(22)가 배열되면서 이루어지게 된다. 여기서, 형광 소자(22)는 광에 감응하는 형광물질로 이루어지거나, 형광물질을 함유하여 이루어지거나, 형광물질이 표면에 코팅되어 이루어질 수 있다. 이와 같은 형광 소자(22)는 다양한 형상으로 이루어질 수 있는데, 도 1과 도 2에는 막대형 형광 소자(22)가 도시되어 있다. The
이와 같은 형광 소자 어레이(20)는 도 1의 (b)와 (c)에서와 같이 외부의 광(1)이 지향하는 지점의 형광 소자(22)가 외부의 광(1)에 감응하여 출력광(1')을 방출시키게 된다. 여기서, 형광 소자 어레이(20)로 입사되어 인가되는 외부의 광(1)은 레이저 광과 같은 지향성 광이고, 이를 위하여 사용자에 의해 조작되는 레이저 포인터가 레이저 광의 발생을 위해 사용될 수 있다. 이와 같은 외부의 광(1)은 터치 패널(100)로부터 이격된 위치에서 사용자에 의해 터치 패널(100) 방향으로 지향되어 입사되는 것이다.In the
형광 소자(22)는 외부의 광(1)에 감응하여 광 에너지를 일정크기 흡수하게 되는데, 형광 소자(22)가 방출시키게 되는 출력광(1')은 stock's shift 현상에 의해 입력되는 외부의 광(1)보다 파장이 길게 된다. 이에 따라 형광 소자 어레이(20)을 이루는 특정 형광 소자(22)가 외부의 광(1)에 감응하여 방출시키는 출력광(1')은 타 형광 소자(22)와 감응하지 않고 광도파로(30)를 따라 도파되게 된다.The
이와 같은 형광 소자 어레이(20)는 복수개의 형광 소자(22)가 행과 열을 이루며 기판(10) 상에 균일하게 배열되도록 하는데, 이에 따라, 형광 소자 어레이(20)를 이루는 각 형광 소자(22)는 광에 감응하는 터치 패널(100)의 픽셀(pixel)을 이루게 된다.
The
광도파로(30)는 형광 소자 어레이(20)가 내부에 배치되도록 하는 것으로, 형광 소자(22)로부터 방출되는 출력광(1')이 도파되는 경로를 제공하게 된다. 즉, 출력광(1')은 형광 소자(22)로부터 360°입체각(solid angle) 방향으로 균일하게 방사되는데, 이와 같이 방사되는 출력광(1')의 일부가 광도파로(30) 내부에 갇히면서 광도파로(30) 내부에서 도파되게 된다.The
이와 같은 광도파로(30)는 기판(10) 상에 형성되도록 하는데, 이를 위하여 기판(10) 표면 상에 일정높이를 이루는 정해진 폴리머 소재의 광도파로 코어(32)가 형성될 수 있다. 여기서, 광도파로 코어(32)의 내부에 형광 소자(22)가 형성된다. 그리고, 광도파로(30)는 다양한 구조의 것이 사용될 수 있는데, 도 1과 도 2에는 형광 소자 어레이(20)가 내부에 수용되는 크기의 평면 광도파로(planar lightwave guide)(30a)가 도시되어 있다.The
광 검출기(40)는 터치 패널(100)의 정해진 위치에 설치되어 광도파로(30)를 통해 전달되는 출력광(1')을 검출하게 되는 것으로, 출력광(1') 검출시 전기적 신호를 발생시켜 이를 컨트롤러(50)로 전달하게 된다. 이와 같은 광 검출기(40)는 형광 소자 어레이(20)와 광도파로(30)의 가장자리 둘레 부위에 설치되는 것이 바람직하다. 광 검출기(40)로는 다양한 구조와 구성의 것이 사용될 수 있다.The
이와 같은 광 검출기(40)는 다수개가 설치될 수 있는데, 도 1과 도 2에 도시된 광 검출기(40)는 광도파로(30)의 측면부에 다수개가 설치되어 각각의 광 검출기(40)의 위치에서 검출되는 출력광(1')의 광파워를 측정하게 된다. 여기서, 각각의 광 검출기(40)는 광도파로(30)의 측면부의 서로 다른 위치에 설치됨에 따라, 광도파로(30)를 통해 출력광(1')이 각각의 광 검출기(40)에 도달하게 될 시 각각의 광 검출기(40)에서 검출되는 출력광(1')의 광파워는 그 크기가 서로 달라질 수 있다.
A plurality of
컨트롤러(50)는 광 검출기(40)와 연결되어 광 검출기(40)로부터 출력광(1') 정보를 입력받게 되는 것으로, 입력되는 출력광(1') 정보를 통해 터치 패널(100)로 입사되어 인가되는 외부의 광(1)이 지향하는 지점을 도출하게 된다. 여기서, 도 1과 도 2에서와 같이 평면 광도파로(30a)가 형성되고, 다수개의 광 검출기(40)가 설치된 터치 패널(100)의 컨트롤러(50)는 각각의 광 검출기(40)로부터 입력되는 출력광(1')의 광파워 정보를 통해 출력광(1')의 광파워 분포를 산출하여 외부의 광(1)이 지향하는 지점을 도출하게 된다. 이와 같은 외부의 광(1)이 지향하는 지점이 도출되면 해당 위치가 터치된 것으로 인식하여 기존의 터치 패널에서와 같이 해당 위치에 대응하는 입력신호를 생성하게 된다.
The
도 3의 (a)와 (b)는 도트형 형광 소자가 형성된 본 발명의 형광 터치 패널을 보여주기 위한 단면도이고, 도 4의 (a)와 (b)는 도트형 형광 소자가 형성된 본 발명의 형광 터치 패널을 보여주기 위한 평면도이다.
3A and 3B are cross-sectional views illustrating a fluorescent touch panel of the present invention in which a dot fluorescent element is formed, and FIGS. 4A and 4B are views of the present invention in which a dot fluorescent element is formed. A plan view for showing a fluorescent touch panel.
도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 형광 터치 패널(100)는 형광 소자(22)가 도트(dot) 형상으로 이루어지도록 할 수 있는데, 이와 같은 도트형 형광 소자(22b)도 복수개가 행과 열을 이루며 기판(10) 상에 균일하게 배열되어 각 형광 소자(22)가 외부의 광(1)에 감응하는 터치 패널(100)의 픽셀(pixel)을 이루게 된다.3 and 4, in the
여기서, 도트형 형광 소자(22)는 광도파로(30)를 이루는 정해진 폴리머 소재로 된 광도파로 코어(32) 내부에 형성된다.Here, the
한편, 광 검출기(40)는 광도파로(30)를 이루는 광도파로 코어(32)의 측면 둘레를 따라 정해진 간격으로 복수개가 배열되어 광도파로(30)를 통해 도파되는 출력광(1')이 원활하게 검출될 수 있도록 한다.
On the other hand, the
도 5는 채녈형 광도파로가 형성된 본 발명의 형광 터치 패널을 보여주기 위한 평면도이다.
5 is a plan view illustrating a fluorescent touch panel of the present invention in which a channel type optical waveguide is formed.
도 5를 참조하면, 본 발명의 형광 터치 패널(100)은 형광 소자 어레이(20)가 내부에 수용되는 크기의 채널형 광도파로(channel lightwave guide)(30b)를 가질 수 있다. 이와 같은 채널형 광도파로(30b)는 행과 열을 이루며 서로 교차되는 다수개의 채널(34)로 이루어지는데, 형광 소자 어레이(20)를 이루는 각각의 형광 소자(22)는 이와 같이 채널형 광도파로(30b)를 이루는 각 채널(34)이 서로 교차되는 지점에 배치되고, 광 검출기(40)는 각 채널(34)의 출력단(342)에 위치되어 출력광(1')의 출력 여부를 검출하게 된다. 이에 따라, 터치 패널(100)로 입사되어 인가되는 외부의 광(1)이 지향하는 지점의 특정 형광 소자(22)가 외부의 광(1)과 감응하여 출력광(1')을 방출하게 되면, 출력광(1')은 해당 형광 소자(22)가 배치된 채널(34)을 따라 안내되면서 채널(34)의 출력단(342)으로 도파되게 되고, 해당 채널(34)의 출력단(342)에 위치한 광 검출기(40)에서 출력광(1')을 검출하게 된다.Referring to FIG. 5, the
이와 같이 채널형 광도파로(30b)에서는 출력광(1')이 채널(34)에 의해 광 검출기(40)로 안내되어 해당 채널(34)의 출력단(342)에 위치한 광 검출기(40)에서만 출력광(1')이 검출됨에 따라, 외부의 광(1)이 지향하는 지점이 신속하고 용이하게 도출되고, 이로써 해당 위치에 대응하는 입력신호의 생성도 신속하고 용이하게 이루어지는 이점이 있다.
As described above, in the channel type
도 6의 (a)와 (b)는 채널형 광도파로와 광 검출기 어레이가 형성된 본 발명의 형광 터치 패널을 보여주기 위한 평면도이다.
6A and 6B are plan views illustrating the fluorescent touch panel of the present invention in which a channel type optical waveguide and a photo detector array are formed.
도 6을 참조하면, 본 발명의 형광 터치 패널(100)은 채널형 광도파로(30b)를 이루는 각 채널(34)의 출력단(342)이 정해진 위치 상으로 집속되도록 할 수 있다. 즉, 채널형 광도파로(30b)을 이루는 각 채널(34)의 일단부는 폐쇄되도록 하고, 각 채널(34)의 타단부는 출력단(342)으로서 광도파로(30)의 일단부의 정해진 지점에 위치되면서 개방되어 광 검출기(40)와 연결되도록 하는데, 이를 위하여 각 채널(34)는 곡선 경로 부위를 가지면서 꺾이는 형상으로 이루어질 수 있다. 여기서, 도 6에 도시된 채널형 광도파로(30b)는 'ㄴ'형상이나 'ㄱ'형상으로 이루어진 채널(34)을 가진다.Referring to FIG. 6, in the
또한, 광 검출기(40)는 채널형 광도파로(30b)를 이루는 각 채널(34)의 출력단(342)이 집속되는 정해진 지점에 단일하게 설치되어 집속된 각 채널(34)의 출력단(342)과 동시에 연통된다. 이를 위하여 광 검출기(40)로는 각 채널(34)의 출력단(342)에 대응하는 수광소자가 다수개 집적된 CMOS, CCD와 같은 광 검출기 어레이(PD array)(40a)가 사용될 수 있다.In addition, the
상기와 같이 채널형 광도파로(30b)가 정해진 위치 상으로 집속되는 채널(34)을 가지도록 하고, 이에 대응하여 각 채널(34)의 출력단(342)이 집속되는 정해진 지점에 광 검출기 어레이(40a)가 단일하게 설치되도록 하면, 채널형 광도파로(30b)의 각 채널(34)에 대응하는 갯수만큼 광 검출기(40)를 구비할 필요없이 하나의 광 검출기(40)로도 출력광(1')을 검출하여 외부의 광(1)이 지향하는 지점을 산출할 수 있는 이점이 있다.
As described above, the channel type
한편, 본 발명의 형광 터치 패널(100)는 서로 다른 변조 주파수를 가진 외부의 다수 광(1)이 동시적으로 입사되어 인가되도록 할 수 있다. 이에 대응하여 컨트롤러(50)는 주파수분해 알고리즘을 구비하여, 서로 다른 변조 주파수를 가진 외부의 다수 광(1)에 동시적으로 감응하는 형광 소자 어레이(20)로부터 광도파로(30)를 통해 광 검출기(40)로 유도되는 다중의 출력광(1')이 주파수 영역별로 분리되어 외부의 다수 광(1) 각각이 개별적으로 지향하는 지점이 도출되도록 한다.Meanwhile, the
여기서, 본 발명의 형광 터치 패널(100)은 출력되는 레이저 광의 세기를 서로 다른 주파수 신호로 변조 가능한 레이저 포인터를 입력기구로서 구비할 수 있는데, 이 경우 본 발명의 형광 터치 패널(100)은 다수개의 레이저 포인트로부터 서로 다른 주파수로 변조된 레이저 광이 형광 소자 어레이(20)에 동시적으로 입사되도록 함으로써 멀티 터치(multi-touch) 기능을 수행할 수 있게 된다.
Here, the
도 7의 (a) 내지 (d)는 본 발명에 따른 형광 터치 패널의 제조방법을 보여주기 위한 도면이다.
7 (a) to 7 (d) are views for illustrating a method of manufacturing a fluorescent touch panel according to the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명은 형광 터치 패널의 제조방법은 먼저 합성수지 소재나 유리 소재로 이루어지는 기판(substrate)(10)을 정해진 크기로 형성시키게 된다.Referring to FIG. 7, in the method of manufacturing a fluorescent touch panel, first, a
그리고, 형광물질을 포함하거나, 형광물질로 이루어지는 폴리머(polymer) 재료를 기판(10)의 표면에 일정두께로 코팅하여 형광 소자용 박막(60)을 형성시키게 된다. 이와 같이 형성된 형광 소자용 박막(60)이 가공되면서 복수개의 형광 소자(22)로 이루어지는 형광 소자 어레이(20)를 형성시키게 된다. 여기서, 형광 소자 어레이(20)는 광 경화성 폴리머 재료로 이루어진 형광 소자용 박막(60)이 포토리소그래피(photolithography) 공정에 의해 가공되면서 형성되거나, 형광 소자용 박막(60)이 임프린팅(imprinting) 공정에 의해 가공되면서 형성될 수 있다.In addition, a polymer material including a fluorescent material or a fluorescent material is coated on the surface of the
다음으로, 정해진 종류의 폴리머 재료를 기판(10)의 표면에 일정두께로 코팅하여 광도파로 코어(32)를 형성시키게 되는데, 이와 같은 광도파로 코어(32)가 형성시키는 광도파로(30) 내부에 형광 소자 어레이(20)가 배치되도록 한다.Next, a predetermined kind of polymer material is coated on the surface of the
여기서, 평면 광도파로(30a)를 형성시킬 경우, 광도파로 코어(32)는 정해진 종류의 폴리머 재료가 형광 소자 어레이(20)의 상측에서 기판(10)의 표면으로 스핀 코팅(spin coating)되면서 이루어지게 된다.When the planar
이와 달리, 채널형 광도파로(30b)를 형성시킬 경우, 광도파로 코어(32)는 정해진 종류의 폴리머 재료가 행과 열을 이루며 서로 교차되는 다수개의 채널(34)을 기판(10)의 표면에 일정높이로 형성하면서 이루어지게 되는데, 형광 소자 어레이(20)를 이루는 각 형광 소자채널(34)은 채널(34)이 서로 교차되는 지점에 배치되도록 한다. 여기서, 채널형 광도파로(30b)를 형성시키는 공정은 형광 소자 어레이(20)를 형성시키는 공정과 동시적으로 이루어지도록 하여 공정 상의 번거로움이 최소화되도록 할 수도 있다.In contrast, when the channel type
그리고, 광 검출기(40)를 정해진 위치에 설치한 후, 필요한 후처리공정을 거쳐 터치 패널(100)의 제조공정을 완료하게 된다.
After the
도 8의 (a) 내지 (e)는 클래딩층을 형성하는 본 발명의 형광 터치 패널의 제조방법을 보여주기 위한 도면이다.
8A to 8E are views for illustrating a method of manufacturing the fluorescent touch panel of the present invention for forming a cladding layer.
도 8을 참조하면, 본 발명의 형광 터치 패널의 제조방법에서 기판(10)이 높은 굴절률의 합성수지 소재로 이루어질 경우, 기판(10)의 표면에 낮은 굴절률의 폴리머 재료로 이루어진 클래딩층(70)을 먼저 형성한 후, 형광 소자 어레이(20)와 광도파로(30)를 형성하게 된다.
Referring to FIG. 8, when the
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.
1 : 외부 광 1' : 출력광
10 : 기판 20 : 형광 소자 어레이
22 : 형광 소자 22a : 막대형 형광 소자
22b : 도트형 형광 소자 30 : 광도파로
30a : 평면 광도파로 30b : 채널형 광도파로
32 : 광도파로 코어 34 : 채널
342 : 출력단 40 : 광 검출기
40a : 광 검출기 어레이 50 : 컨트롤러
60 : 형광 소자용 박막 70 : 클래딩층
100 : 형광 터치 패널1: external light 1 ': output light
10
22
22b: dot fluorescent device 30: optical waveguide
30a: planar
32: optical waveguide core 34: channel
342: output stage 40: photo detector
40a: photo detector array 50: controller
60 thin film for
100: fluorescent touch panel
Claims (14)
기판 상에 배열되는 복수개의 형광 소자로 이루어지고, 외부의 광이 지향하는 지점의 형광 소자가 상기 외부의 광에 감응하여 출력광을 방출시키게 되는 형광 소자 어레이와;
상기 기판 상에 형성되되 상기 형광 소자 어레이가 내부에 배치되도록 하고, 상기 출력광의 경로를 제공하게 되는 광도파로와;
정해진 위치에 설치되어 상기 광도파로를 통해 전달되는 출력광을 검출하게 되는 광 검출기(PD:photo detector) 및;
상기 광 검출기로부터 출력광 정보를 입력받아 외부의 광이 지향하는 지점을 도출하게 되는 컨트롤러를 포함하는 형광 터치 패널로서,
상기 형광 소자는 도트(dot) 형상으로 행과 열을 이루며 상기 기판 상에 균일하게 배열되어 각 형광 소자가 패널의 픽셀(pixel)을 이루게 되는 것을 특징으로 하는 형광 터치 패널.In the touch panel,
A fluorescent element array composed of a plurality of fluorescent elements arranged on a substrate, wherein the fluorescent element at a point to which external light is directed emits output light in response to the external light;
An optical waveguide formed on the substrate to allow the fluorescent element array to be disposed therein and to provide a path of the output light;
A photo detector (PD) installed at a predetermined position to detect output light transmitted through the optical waveguide;
A fluorescent touch panel comprising a controller for receiving output light information from the photo detector to derive a point to which the external light is directed.
And the fluorescent elements are arranged in rows and columns in a dot shape and are uniformly arranged on the substrate so that each of the fluorescent elements forms a pixel of the panel.
상기 광도파로는 정해진 폴리머 소재로 된 광도파로 코어로 이루어지되,
상기 형광 소자는 상기 광도파로 코어의 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 형광 터치 패널.The method of claim 1,
The optical waveguide is composed of an optical waveguide core made of a predetermined polymer material,
The fluorescent element is formed in the interior of the optical waveguide core fluorescent touch panel.
상기 광도파로는 상기 형광 소자 어레이가 내부에 수용되는 크기의 평면 광도파로(planar lightwave guide)이고,
상기 광 검출기는 상기 광도파로의 측면부에 위치되어 상기 광 검출기의 위치에서 검출되는 출력광의 광파워를 측정하게 되며,
상기 컨트롤러는 각 광 검출기로부터 입력되는 출력광의 광파워 분포를 산출하여 외부의 광이 지향하는 지점을 도출하게 되는 것을 특징으로 하는 형광 터치 패널.The method of claim 1,
The optical waveguide is a planar lightwave guide of a size in which the fluorescent element array is accommodated therein,
The optical detector is located on the side of the optical waveguide to measure the optical power of the output light detected at the position of the optical detector,
And the controller calculates an optical power distribution of output light input from each photo detector to derive a point to which external light is directed.
상기 광도파로는 상기 형광 소자 어레이가 내부에 수용되는 크기의 채널형 광도파로(channel lightwave guide)인 것을 특징으로 하는 형광 터치 패널.The method of claim 1,
The optical waveguide is a channel type light waveguide having a size of the fluorescent element array accommodated therein.
상기 광도파로는 행과 열을 이루며 서로 교차되는 다수개의 채널로 이루어져 상기 형광 소자 어레이의 각 형광 소자가 상기 채널이 서로 교차되는 지점에 배치되도록 하는 채널형 광도파로이고,
상기 광 검출기는 상기 채널형 광도파로의 각 채널 출력단에 위치되어 출력광의 출력 여부를 검출하게 되는 것을 특징으로 하는 형광 터치 패널.6. The method of claim 5,
The optical waveguide is a channel type optical waveguide having a plurality of channels crossing each other in rows and columns so that each fluorescent element of the fluorescent element array is disposed at a point where the channels cross each other.
And the optical detector is positioned at each channel output terminal of the channel type optical waveguide to detect whether output light is output.
상기 채널형 광도파로는 각 채널의 출력단이 정해진 위치 상으로 집속되도록 하고,
상기 광 검출기는 정해진 위치에 단일하게 설치되어 집속된 각 채널의 출력단과 동시에 연통되는 것을 특징으로 하는 형광 터치 패널.The method according to claim 6,
The channel type optical waveguide is configured to focus the output terminal of each channel onto a predetermined position,
And the photo detector is installed at a single position at a predetermined position and communicates with the output terminal of each focused channel simultaneously.
상기 광 검출기는 각 채널의 출력단에 대응하는 수광소자가 다수개 집적된 CMOS, CCD와 같은 광 검출기 어레이(PD array)인 것을 특징으로 하는 형광 터치 패널.8. The method of claim 7,
The photo detector is a fluorescent touch panel, characterized in that the photo detector array (PD array), such as CMOS, CCD in which a plurality of light receiving elements corresponding to the output terminal of each channel is integrated.
상기 컨트롤러는 주파수분해 알고리즘이 구비되도록 하여,
서로 다른 변조 주파수를 가진 외부의 다수 광에 동시적으로 감응하는 상기 형광 소자 어레이로부터 상기 광도파로를 통해 상기 광 검출기로 유도되는 다중의 출력광이 주파수 영역별로 분리되어 외부의 다수 광 각각이 개별적으로 지향하는 지점이 도출되도록 할 수 있는 것을 특징으로 하는 형광 터치 패널.The method of claim 1,
The controller is equipped with a frequency decomposition algorithm,
Multiple output light guided to the photodetector through the optical waveguide from the fluorescent element array simultaneously responding to multiple external lights having different modulation frequencies are separated by frequency region, so that each of the external multiple lights is individually A fluorescent touch panel, characterized in that the point to be directed can be derived.
출력되는 레이저 광의 세기를 서로 다른 주파수 신호로 변조 가능한 레이저 포인터를 입력기구로서 구비하여, 다수개의 상기 레이저 포인트로부터 서로 다른 주파수로 변조된 레이저 광이 상기 형광 소자 어레이에 동시적으로 입사되면서 멀티 터치(multi-touch) 기능이 수행될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 형광 터치 패널.The method of claim 9,
A laser pointer capable of modulating the intensity of the laser light output into different frequency signals is provided as an input device, and the laser light modulated at different frequencies from the plurality of laser points is simultaneously incident on the fluorescent element array, thereby providing multi-touch ( and a multi-touch function.
합성수지 소재와 유리 소재 중에서 선택된 어느 하나의 소재를 사용하여 정해진 크기의 기판(substrate)를 형성하는 단계와;
형광물질을 포함하는 폴리머(polymer) 재료를 상기 기판의 표면에 일정두께로 코팅하여 형광 소자용 박막을 형성하는 단계와;
상기 형광 소자용 박막을 가공하여 복수개의 형광 소자로 이루어지는 형광 소자 어레이를 형성하는 단계와;
정해진 종류의 폴리머 재료를 상기 기판의 표면에 일정두께로 코팅하여 광도파로 코어를 형성하되, 상기 광도파로 코어는 내부에 상기 형광 소자 어레이가 배치되도록 하는 단계와;
정해진 위치에 광 검출기(PD:photo detector)를 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 터치 패널의 제조방법.In the manufacturing method of the touch panel,
Forming a substrate having a predetermined size using any one material selected from a synthetic resin material and a glass material;
Forming a thin film for a fluorescent device by coating a polymer material including a fluorescent material on the surface of the substrate to a predetermined thickness;
Processing the thin film for fluorescent elements to form a fluorescent element array comprising a plurality of fluorescent elements;
Coating a predetermined kind of polymer material on a surface of the substrate to form an optical waveguide core, wherein the optical waveguide core has the fluorescent element array disposed therein;
A method of manufacturing a fluorescent touch panel, comprising installing a photo detector (PD) at a predetermined position.
상기 형광 소자 어레이는 광 경화성 폴리머 재료로 이루어진 형광 소자용 박막이 포토리소그래피(photolithography) 공정에 의해 가공되면서 형성되는 것을 특징으로 하는 형광 터치 패널의 제조방법.12. The method of claim 11,
The fluorescent device array is a method of manufacturing a fluorescent touch panel, characterized in that the thin film for a fluorescent device made of a photocurable polymer material is formed by processing by a photolithography process.
상기 형광 소자 어레이는 형광 소자용 박막이 임프린팅(imprinting) 공정에 의해 가공되면서 형성되는 것을 특징으로 하는 형광 터치 패널의 제조방법.12. The method of claim 11,
The fluorescent device array is a fluorescent touch panel manufacturing method characterized in that the thin film for the fluorescent device is formed while being processed by an imprinting (imprinting) process.
상기 광도파로 코어는 정해진 종류의 폴리머 재료가 행과 열을 이루며 서로 교차되는 다수개의 채널을 상기 기판의 표면에 일정높이로 형성하면서 이루어지되, 상기 채널이 서로 교차되는 지점에 상기 형광 소자 어레이의 각 형광 소자가 배치되도록 하여 채널형 광도파로를 제공하는 것을 특징으로 하는 형광 터치 패널의 제조방법.12. The method of claim 11,
The optical waveguide core is formed by forming a plurality of channels having a predetermined kind of polymer material in rows and columns and crossing each other at a predetermined height on the surface of the substrate, wherein each of the fluorescent element arrays is formed at a point where the channels cross each other. Method of manufacturing a fluorescent touch panel, characterized in that the fluorescent element is arranged to provide a channel type optical waveguide.
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