KR102236314B1 - 에너지 수확 기능을 갖는 터치 표시 장치 - Google Patents

에너지 수확 기능을 갖는 터치 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102236314B1
KR102236314B1 KR1020140148359A KR20140148359A KR102236314B1 KR 102236314 B1 KR102236314 B1 KR 102236314B1 KR 1020140148359 A KR1020140148359 A KR 1020140148359A KR 20140148359 A KR20140148359 A KR 20140148359A KR 102236314 B1 KR102236314 B1 KR 102236314B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
display device
touch
sensing electrodes
touch display
driving mode
Prior art date
Application number
KR1020140148359A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160052928A (ko
Inventor
홍원기
이종서
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020140148359A priority Critical patent/KR102236314B1/ko
Priority to US14/811,709 priority patent/US9753538B2/en
Publication of KR20160052928A publication Critical patent/KR20160052928A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102236314B1 publication Critical patent/KR102236314B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04184Synchronisation with the driving of the display or the backlighting unit to avoid interferences generated internally

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

본 발명의 터치 표시 장치는 유전체 층 아래에 행렬 형태로 배열된 복수 개의 감지 전극을 포함하는 패널; 적어도 두 개의 상기 감지 전극과 접속되는 정류부; 및 상기 정류부와 접속되는 적어도 하나의 용량 소자를 포함하는 에너지 저장부를 포함한다.

Description

에너지 수확 기능을 갖는 터치 표시 장치{TOUCH DISPLAY DEVICE FOR ENERGY HARVESTING}
본 발명은 터치 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 마찰전기(Triboelectric)를 통해 에너지 수확기능을 갖는 터치 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
터치 표시 장치는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시 장치(FED, Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP, Plasma Display Panel), 전계 발광 표시 장치(EL, Electroluminescence Device), 전기영동 표시 장치 등에 터치 기능이 부가된 표시 장치를 의미한다.
터치 패널과 디스플레이 패널은 별도로 형성될 수도 있고, 일체로 형성될 수도 있다. 최근에는 두께가 얇은 휴대용 단말기를 구현하기 위해 표시 장치의 내부에 터치 패널을 포함하는 인셀(In-cell) 형식의 터치 표시 장치의 개발이 증가하고 있다.
또한 터치 패널은 터치 전극 구성의 방식에 따라 상호 용량 방식(Mutual Capacitance)과 자기 용량 방식(Self Capacitance)으로 구분된다.
상호 용량 방식에서는 Tx 전극과 Rx 전극이 별도로 존재함으로써 상호 용량성의 변화를 측정하여 터치 여부를 판별한다.
자기 용량 방식에서는 Tx 전극과 Rx 전극의 구분이 없고, 각각의 전극이 독립적으로 자기 용량 변화를 감지함으로써 터치 여부를 판별한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 마찰전기를 통해 에너지 수확 기능을 갖는 터치 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치는 유전체 층 아래에 행렬 형태로 배열된 복수 개의 감지 전극을 포함하는 패널; 적어도 두 개의 상기 감지 전극과 접속되는 정류부; 및 상기 정류부와 접속되는 적어도 하나의 용량 소자를 포함하는 에너지 저장부를 포함한다.
복수 개의 상기 감지 전극은 두 개씩 N 개의 쌍을 이루고, N은 자연수이고, 상기 정류부는 N개의 상기 정류기를 포함하고, 한 쌍의 상기 감지 전극은 각각 하나의 상기 정류기와 대응되도록 접속될 수 있다.
상기 정류부는 하나의 상기 정류기로 구성되고, 복수 개의 상기 감지 전극은 제어 신호에 따라 하나의 상기 정류기와 접속 또는 차단될 수 있다.
상기 유전체 층은 음전하로 대전되어 있을 수 있다.
상기 패널은 물결 모양으로 굴곡져있고, 복수 개의 상기 감지 전극 중 적어도 일부에 전압이 인가됨에 따라, 척력에 의해 상기 패널의 굴곡이 완화될 수 있다.
상기 터치 표시 장치는 자기 용량 방식으로 터치 신호를 감지할 수 있다.
구동 모드에 따른 제어 신호를 출력하는 타이밍 제어부; 터치 구동 전압을 공급하고 터치 신호를 처리하는 터치 제어부; 및 제1 구동 모드에서 복수 개의 상기 감지 전극을 상기 터치 제어부와 연결시키고, 제2 구동 모드에서 복수 개의 상기 감지 전극을 상기 정류부와 선택적으로 연결시키는 모드 선택부를 더 포함할 수 있다.
햅틱 전압을 공급하는 햅틱 구동부를 더 포함하고, 상기 모드 선택부는 제3 구동 모드에서 복수 개의 상기 감지 전극을 상기 햅틱 구동부에 연결시킬 수 있다.
각각의 구동 모드는 시분할 구동될 수 있다.
상기 제1 구동 모드가 선택된 이후에 상기 제2 구동 모드가 선택되고, 상기 제1 구동 모드에서 터치 입력 신호가 검출되는 적어도 두 개의 감지 전극은 상기 제2 구동 모드에서 상기 정류부의 상기 정류기와 폐회로를 형성하고, 상기 폐회로를 통해 생성된 전류는 상기 에너지 저장부에 저장될 수 있다.
상기 제1 구동 모드 및 상기 제2 구동 모드가 디스플레이 휴지기 동안에 반복해서 구동될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 마찰전기를 통해 에너지 수확 기능을 갖는 터치 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 터치 표시 장치의 일부를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 3은 사용자의 터치에 의해 마찰전기가 발생하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 표시 장치의 구성 및 마찰 전기가 발생하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 표시 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 감지 전극과 에너지 수확부의 연결 관계를 설명하기 위한 회로도이다.
도 7은 디스플레이 휴지기 동안에 각 감지 전극에 인가되는 전압의 타이밍도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용하는 것으로, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 뿐, 상기 구성요소들을 한정하기 위해 사용되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치는 복수 개의 감지 전극(E1-E30)을 포함하는 패널(100), 타이밍 제어부(200), 모드 선택부(300), 터치 제어부(400), 햅팁 구동부(500), 및 에너지 수확부(600)를 포함한다.
도 1에 도시된 구성은 예시적인 것이며 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
예를 들어 햅틱 구동부(500)가 제거되더라도 사용자에게 촉감 제공 이외의 터치 표시 장치의 동작에는 문제가 없을 수 있다.
또한 감지 전극(E1-E30)과 터치 제어부(400) 사이의 배선 또는 감지 전극과 에너지 수확부(600) 사이의 배선을 직접 연결하도록 구성하고, 타이밍 제어부에서 제어 신호로 구동을 제어함으로써 모드 선택부(300) 또한 제거 될 수 있다.
각 구성의 이름은 설명의 편의를 위해 명명되어진 것이며, 각 구성은 별도로 혹은 다른 구성과 일체로 형성될 수도 있다.
패널(100)은 디스플레이 패널과 터치 패널이 별도로 구성될 수 있다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 디스플레이 패널과 터치 패널이 일체로 형성된 것을 전제로 한다.
패널(100)에는 행렬 형태로 배열된 복수 개의 감지 전극(E1-E30)이 형성되어 있다. 도면에는 설명의 편의를 위해 감지 전극이 30개가 형성되어 있지만, 감지 전극의 개수는 제한되지 않는다.
감지 전극(E1-E30)은 디스플레이 모드를 위해서 투명한 도전체(예를 들어 ITO, Graphene, CNT, Ag nano wire)로 구성될 수 있다.
감지 전극(E1-E30)의 패턴은 도트 매트릭스(Dot Matrix) 형태이나 스트라이프(Stripe) 형태도 가능하다.
본 발명에서는 설명의 편의를 위해 감지 전극이 자기 용량 방식으로 구성되는 경우로 설명한다. 즉, 각각의 감지 전극은 서로 별개의 배선으로 연결된다.
행렬 형태로 배열된 복수 개의 감지 전극(E1-E30) 상에는 유전체 층(111, 도 2)이 형성된다.
복수 개의 감지 전극(E1-E30)은 모드 선택부(300)를 통해 터치 제어부(400), 햅틱 구동부(500), 또는 에너지 수확부(600)와 선택적으로 연결될 수 있다.
터치 제어부(400)는 일반적인 터치 기능을 제어하는 구성이다. 터치 구동 전압을 공급하기 위한 별도의 전원을 포함할 수 있다. 또한, 터치 신호 입력 여부를 판별하고 터치 좌표를 AP(Application Processor)로 전송하는 처리 회로를 포함할 수 있다.
햅틱 구동부(500)는 사용자가 터치 시에 다양한 촉감을 느낄 수 있도록 전압 신호를 인가하는 구성이다. 햅틱 구동부(500)는 복수 개의 감지 전극(E1-E30)에 선택적으로 전압을 인가하는 별도의 전원을 포함할 수 있다.
햅틱 구동 시에 다양한 진폭(amplitude), 주파수(frequency), 위상 변조(phase modulation) 등을 통해서 다양한 촉감이 구현 가능하다.
에너지 수확부(600)는 사용자의 터치 시에 발생하는 마찰전기(Triboelectric)를 수확(harvesting)하여 저장하는 구성이다. 에너지 수확부(600)는 정류부(610) 및 에너지 저장부(620)을 포함한다. 에너지 수확부(600)의 자세한 구성 및 동작은 도 6의 실시예에서 기재한다.
모드 선택부(300)는 타이밍 제어부(200)의 제어 신호에 따라 감지 전극(E1-E30)과 터치 제어부(400), 햅틱 구동부(500), 및 에너지 수확부(600)의 연결 관계를 스위칭한다.
모드 선택부(300)는 디스플레이 휴지기 동안에 시분할 구동되어 연결 관계를 스위칭할 수 있다.
모드 선택부(300)는 멀티플렉서(Multiplexer)로 구성될 수 있다.
타이밍 제어부(200)는 외부로부터 인가되는 영상 신호, 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync), 클록 신호 등을 사용하여 디스플레이를 위한 영상 데이터, 데이터 제어 신호, 게이트 제어 신호 등을 생성하여 데이터 드라이버(미도시) 및 게이트 드라이버(미도시)에 공급한다.
본 발명은 디스플레이 기간이 아닌 디스플레이 휴지기 동안의 동작을 설명하기 위한 것으로서, 데이터 드라이버 및 게이트 드라이버에 관한 구성은 설명의 편의상 생략하였다.
타이밍 제어부(200)는 모드 선택부(300), 터치 제어부(400), 햅틱 구동부(500), 및 에너지 수확부(600)에 구동 모드에 따른 제어 신호를 출력함으로써 디스플레이 휴지기 동안의 동작을 제어한다.
제1 구동 모드는 복수 개의 감지 전극(E1-E30)이 터치 제어부(400)와 연결됨으로써 구동되는 터치 감지 모드이다.
제2 구동 모드는 복수 개의 감지 전극(E1-E30)이 에너지 수확부(600), 구체적으로는 정류부(610)에 연결됨으로써 구동되는 에너지 수확 모드이다.
제3 구동 모드는 복수 개의 감지 전극(E1-E30)이 햅틱 구동부(500)에 연결됨으로써 구동되는 햅틱 제공 모드이다.
각각의 구동 모드는 제작자의 의도에 따라 순서가 달리 구성될 수 있다. 즉, 제1 구동 모드, 제2 구동 모드, 제3 구동 모드 순서로 동작될 수도 있고, 제1 구동모드, 제3 구동 모드, 제2 구동 모드 순서로 동작될 수도 있다.
또한 제3 구동모드를 제외하고 제1 구동 모드, 제2 구동 모드만 동작될 수도 있으며, 제1 구동 모드 및 제2 구동 모드가 하나의 디스플레이 휴지기 동안 2회 이상 반복됨으로써 에너지 수확에 터치 표시 장치의 기능이 집중될 수 있다.
따라서 각 구동 모드가 어떻게 시분할 되어 구동될 지는 제한되지 않는다.
도 2는 터치 표시 장치의 일부분(110)을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면 터치 표시 장치의 일부분(110)은 유전체 층(111), 절연체(112), 제1 감지 전극(E1), 제2 감지 전극(E2), 기판(113)을 포함한다.
기판(113)은 디스플레이 패널 및 감지 전극과 연결되는 배선을 포함할 수 있으나, 설명의 편의상 생략하고 도시하였다.
기판(113) 상에는 절연체(112)를 개재하여 이격되는 제1 감지 전극(E1) 및 제2 감지 전극(E2)이 배치된다. 감지 전극을 두 개만 도시한 것은 설명의 편의를 위한 것으로서, 각각의 제1 감지 전극 및 제2 감지 전극은 감지 전극의 연결 관계에 따라 각각 복수 개의 감지 전극을 대표할 수도 있다.
제1 감지 전극(E1), 제2 감지 전극(E2), 및 절연체(112) 위에 유전체 층(111, dielectric layer)이 증착될 수 있다. 유전체 층(111)은 음전하로 대전되어 있을 수 있다.
도 3은 사용자의 터치에 의해 마찰전기가 발생하는 과정을 도시한 도면이다.
도 3a에서 사용자의 손가락(114)은 제1 감지 전극(E1) 위에 터치되고 있다.
도 3b에서는 사용자의 손가락(114)이 이동함에 따라 제2 감지 전극(E2) 위에 터치되고 있다.
본 실시예에서는 설명의 편의상 유전체 층(111)이 음전하로 대전되어 있는 경우로 한정하여 설명한다.
하지만, 유전체(111)가 양전하로 대전되어 있는 경우도 같이 설명할 수 있으며, 유전체(111)가 중성인 경우에도 상대적인 마찰전기로 인해서 유사한 효과를 발휘 할 수도 있다.
도 3a의 시점에서, 음전하로 대전되어 있는 유전체 층(111)으로 인해 사용자의 손가락(114)은 상대적으로 양전하로 대전되게 된다.
이로 인해 제1 감지 전극(E1)은 양전하로 대전된다. 그 결과 주변 전극인 제2 감지 전극(E2)은 음전하로 대전된다.
따라서, 제1 감지 전극(E1) 및 제2 감지 전극(E2)이 전선으로 연결되어 있다면, 제1 감지 전극(E1)으로부터 제2 감지 전극(E2)으로 전류가 흐르게 된다.
도 3b의 시점에서, 음전하로 대전되어 있는 유전체 층(111)으로 인해 사용자의 손가락(114)은 상대적으로 양전하로 대전되고, 제2 감지 전극(E2)은 양전하로 대전된다.
이때 주변 전극인 제1 감지 전극(E1)은 음전하로 대전된다.
따라서, 제1 감지 전극(E1) 및 제2 감지 전극(E2)이 전선으로 연결되어 있다면, 제2 감지 전극(E2)으로부터 제1 감지 전극(E1)으로 전류가 흐르게 된다.
이러한 서로 다른 방향의 전류를 수확하여 저장하는 에너지 수확부(600)의 구성에 대해서는 도 6의 실시예에서 자세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 표시 장치의 구성 및 마찰 전기가 발생하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a를 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 표시 장치는 기판(115)을 더 포함한다. 기판(115)은 유전체 층(111) 상에 배치될 수 있다.
도 4b 및 도4c에서는 설명의 편의를 위해, 제3 감지 전극(E3)이 위치한 영역까지 확장하여 터치 표시 장치의 일부분을 도시하였다.
도 4b에서 사용자의 손가락(114)은 제1 감지 전극(E1) 위에 터치되고 있다.
도 4c에서는 사용자의 손가락(114)이 이동함에 따라 제2 감지 전극(E2) 위에 터치되고 있다.
도 3의 실시예와 유사하게, 도 4b의 시점에서, 제1 감지 전극(E1) 및 제3 감지 전극(E3)이 전선으로 연결되어 있다면, 제1 감지 전극(E1)으로부터 제3 감지 전극(E3)으로 전류가 흐른다.
또한 도 4c의 시점에서, 제1 감지 전극(E1) 및 제3 감지 전극(E3)이 전선으로 연결되어 있다면, 제3 감지 전극(E3)으로부터 제1 감지 전극(E1)으로 전류가 흐른다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 표시 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a를 참조하면 터치 표시 장치의 패널(100)이 물결 모양으로 굴곡져 있다. 도 5a에는 설명의 편의를 위해 터치 표시 장치의 일부분(110)만 도시하였지만, 패널(100) 전체가 물결 모양으로 굴곡져 있을 수 있다. 또는 패널(100)의 일부만 물결 모양으로 굴곡져 있을 수 있다.
굴곡진 기판(113)은 사출을 통해서 생산할 수 있다. 굴곡진 기판(113) 위에 기타 구성을 증착함으로써 굴곡진 모양으로 생산될 수 있다.
이때 기판(113)은 가요성(flexible)일 수 있다.
도 5a의 패널(100) 구조에는 많은 이점이 있다.
햅틱 제공 모드에서 복수 개의 감지 전극(E1-E30)에 전압을 인가하면 척력에 의해, 패널(100)의 굴곡이 완화되게 된다(도 5b). 즉, 전압의 각 감지 전극에의 선택적 인가 및 인가 정도에 따라 패널(100)의 형태가 변형될 수 있다.
사용자는 터치를 통해 다양한 촉감을 느낄 수 있다.
에너지 수확 모드에서 또한 이점이 있다.
패널(100)이 굴곡져 있으므로, 평면 형태의 패널(100)에 비해 표면적이 증가한다. 따라서 더 많은 전하가 생성 가능하고, 결과적으로 에너지 수확량이 늘어나게 된다.
도 6은 감지 전극과 에너지 수확부의 연결 관계를 설명하기 위한 회로도이다.
도 6을 참고하면 제1 감지 전극(E1)과 제2 감지 전극(E2)은 모드 선택부(300)를 통해서 에너지 수확부(600)와 폐회로를 구성한다. 에너지 수확부(600)는 정류부(610)와 에너지 저장부(620)을 포함한다.
도 6의 폐회로가 구성되는 시점은 타이밍 제어부(200)의 제어에 따라 에너지 수확 모드로 터치 표시 장치가 구동될 때일 수 있다.
이때 모드 선택부(300)는 적어도 두 개의 감지 전극과 정류부(610)의 정류기를 연결시킨다. 도 6의 실시예에서는 제1 감지 전극(E1) 및 제2 감지 전극(E2)만을 도시하고 있지만, 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 정류부(610)의 정류기의 한쪽 단자에 3개의 감지 전극(E1, E6, E11)이 연결되고, 정류부(610)의 정류기의 다른쪽 단자에 3개의 다른 감지 전극(E2, E7, E12)가 연결되어 폐회로가 구성될 수도 있다.
도 3 및 도 4의 실시예에서 전술한 바와 같이, 양전하로 대전된 손가락(114)이 이동함에 따라 폐회로를 구성하는 감지 전극(E1, E2)에 흐르는 전류의 방향이 달라진다.
따라서 정류기는 이러한 전류의 방향을 일정하게 해주는 역할을 한다. 도 6에서는 4개의 다이오드로 구성되는 기본적인 정류기를 도시하였지만, 정류 동작을 하는 회로라면 무엇이든 사용될 수 있다.
정류기는 폐회로를 구성하는 감지 전극 쌍(pair)마다 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 감지 전극(E1) 및 제2 감지 전극(E2)을 위한 정류기, 제6 감지 전극(E6) 및 제7 감지 전극(E7)을 위한 정류기, 제11 감지 전극(E11) 및 제12 감지 전극(E12)를 위한 정류기가 각각 독립하여 형성될 수 있다. 이 경우 복수 개의 터치 드래그(touch drag)가 발생하더라도, 이에 대해 모두 에너지 수확이 가능하다.
또한 제1 감지 전극 그룹(E1, E6, E11) 및 제2 감지 전극 그룹(E2, E7, E12)을 위한 정류기가 형성될 수도 있다.
또한 정류부(610)는 하나의 정류기만으로 구성될 있다. 스캔(scan) 속도를 빠르게 한다면, 멀티 터치(multi-touch)가 발생하더라도 하나의 정류기로 정류 처리가 가능하다. 복수 개의 감지 전극은 스캔 신호에 따라 하나의 정류기와 접속 또는 차단될 수 있다.
에너지 저장부(620)는 적어도 하나의 용량 소자를 포함한다. 용량 소자는 커패시터(Capacitor)일 수 있다.
용량 소자는 복수 개의 정류기에 대해 병렬로 연결됨으로써 하나만 형성될 수 있다.
또한 용량 소자는 각각의 정류기 마다 대응하여 복수 개 형성될 수도 있다.
도 7은 디스플레이 휴지기 동안에 각 감지 전극에 인가되는 전압의 타이밍도이다. 각각의 전압(V1-V30)은 각각의 감지 전극(E1-E30)에 대응된다.
제1 기간(T1)은 터치 감지 모드에 대응된다. 본 명세서의 실시예에서는 자기 용량 방식의 터치 구동 방식으로 설명하고 있기 때문에, 모든 감지 전극에 동시에 구동 전압 공급이 가능하다. 터치 표시 장치 마다 구동 전압 공급 타이밍은 달라질 수 있다. 상호 용량 방식에서는 라인 별로 구동 전압이 시분할되어 공급될 수 있다.
제1 기간(T1)에서 사용자의 손가락(114)이 제3 감지 전극(E3)에서 제4 감지 전극(E4)으로 이동하는 것이 감지된다.
제2 기간(T2)은 햅틱 제공 모드에 대응된다. 햅틱 구동부(500)는 제3 감지 전극(E3)에 햅틱 구동 전압을 공급하여, 사용자에게 촉감을 제공한다.
제3 기간(T3)은 에너지 수확 모드에 대응된다. 이때는 감지 전극에 별도의 구동 전압을 인가하는 것이 아니라, 마찰전기로 발생한 전류를 이용하여 에너지를 수확한다.
이때 제3 감지 전극(E3)와 제4 감지 전극(E4) 사이에 폐회로가 구성된다. 에너지 수확 과정은 도 6에서 전술한 바와 같다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 패널
200: 타이밍 제어부
300: 모드 선택부
400: 터치 제어부
500: 햅틱 구동부
600: 에너지 수확부
610: 정류부
620: 에너지 저장부
111: 유전체 층
112: 절연체
113, 115: 기판

Claims (11)

  1. 유전체 층 아래에 행렬 형태로 배열된 복수 개의 감지 전극을 포함하는 패널;
    적어도 두 개의 상기 감지 전극과 접속되는 적어도 하나의 정류기를 포함하는 정류부; 및
    상기 정류기와 접속되는 적어도 하나의 용량 소자를 포함하는 에너지 저장부를 포함하고,
    상기 패널은 물결 모양으로 굴곡져있고,
    복수 개의 상기 감지 전극 중 적어도 일부에 전압이 인가됨에 따라, 척력에 의해 상기 패널의 굴곡이 완화되는,
    터치 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    복수 개의 상기 감지 전극은 두 개씩 N 개의 쌍을 이루고,
    N은 자연수이고,
    상기 정류부는 N개의 상기 정류기를 포함하고,
    한 쌍의 상기 감지 전극은 각각 하나의 상기 정류기와 대응되도록 접속되는
    터치 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 정류부는 하나의 상기 정류기로 구성되고,
    복수 개의 상기 감지 전극은 제어 신호에 따라 하나의 상기 정류기와 접속 또는 차단되는
    터치 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 유전체 층은 음전하로 대전되어 있는
    터치 표시 장치.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 터치 표시 장치는 자기 용량 방식으로 터치 신호를 감지하는
    터치 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    구동 모드에 따른 제어 신호를 출력하는 타이밍 제어부;
    터치 구동 전압을 공급하고 터치 신호를 처리하는 터치 제어부; 및
    제1 구동 모드에서 복수 개의 상기 감지 전극을 상기 터치 제어부와 연결시키고, 제2 구동 모드에서 복수 개의 상기 감지 전극을 상기 정류부와 선택적으로 연결시키는 모드 선택부를 더 포함하는
    터치 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    햅틱 전압을 공급하는 햅틱 구동부를 더 포함하고,
    상기 모드 선택부는 제3 구동 모드에서 복수 개의 상기 감지 전극을 상기 햅틱 구동부에 연결시키는
    터치 표시 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    각각의 구동 모드는 시분할 구동되는
    터치 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 구동 모드가 선택된 이후에 상기 제2 구동 모드가 선택되고,
    상기 제1 구동 모드에서 터치 입력 신호가 검출되는 적어도 두 개의 감지 전극은 상기 제2 구동 모드에서 상기 정류부의 상기 정류기와 폐회로를 형성하고,
    상기 폐회로를 통해 생성된 전류는 상기 에너지 저장부에 저장되는
    터치 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 구동 모드 및 상기 제2 구동 모드가 디스플레이 휴지기 동안에 반복해서 구동되는
    터치 표시 장치.
KR1020140148359A 2014-10-29 2014-10-29 에너지 수확 기능을 갖는 터치 표시 장치 KR102236314B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140148359A KR102236314B1 (ko) 2014-10-29 2014-10-29 에너지 수확 기능을 갖는 터치 표시 장치
US14/811,709 US9753538B2 (en) 2014-10-29 2015-07-28 Touch display device for energy harvesting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140148359A KR102236314B1 (ko) 2014-10-29 2014-10-29 에너지 수확 기능을 갖는 터치 표시 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160052928A KR20160052928A (ko) 2016-05-13
KR102236314B1 true KR102236314B1 (ko) 2021-04-05

Family

ID=55852640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140148359A KR102236314B1 (ko) 2014-10-29 2014-10-29 에너지 수확 기능을 갖는 터치 표시 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9753538B2 (ko)
KR (1) KR102236314B1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10042446B2 (en) 2013-08-13 2018-08-07 Samsung Electronics Company, Ltd. Interaction modes for object-device interactions
US10318090B2 (en) * 2013-08-13 2019-06-11 Samsung Electronics Company, Ltd. Interaction sensing
KR102350084B1 (ko) * 2015-01-15 2022-01-11 삼성디스플레이 주식회사 터치 패널 및 이를 이용한 표시장치
KR20170108046A (ko) * 2015-01-30 2017-09-26 임머숀 코퍼레이션 정전 햅틱 액추에이터, 및 정전 햅틱 액추에이터를 갖는 사용자 인터페이스
KR102348687B1 (ko) 2015-07-16 2022-01-07 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
US9886098B2 (en) * 2015-12-08 2018-02-06 Georgia Tech Research Corporation Personality identified self-powering keyboard
KR102618540B1 (ko) * 2016-07-25 2023-12-27 삼성전자주식회사 마찰 전기 노트
KR102617253B1 (ko) * 2016-10-13 2023-12-27 삼성디스플레이 주식회사 전기 변색 패널 및 그것을 포함하는 표시 장치
US20190354222A1 (en) * 2017-01-06 2019-11-21 Sabic Global Technologies B.V. Triboelectric sensor with haptic feedback
US10635213B2 (en) 2018-05-11 2020-04-28 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. On-touch self-powered e-display
KR20210073793A (ko) 2019-12-11 2021-06-21 삼성전자주식회사 에너지를 수집하기 위한 구조를 갖는 전자 장치

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3905418B2 (ja) * 2001-05-18 2007-04-18 セイコーインスツル株式会社 電源装置および電子機器
US20040185178A1 (en) * 2003-03-20 2004-09-23 Rood Leonard D. Negative static electrically charged coating for glass
US7088031B2 (en) * 2003-04-22 2006-08-08 Infinite Power Solutions, Inc. Method and apparatus for an ambient energy battery or capacitor recharge system
TWI325618B (en) * 2007-01-02 2010-06-01 Chipmos Technologies Inc Film type package for fingerprint sensor
ES2526818T3 (es) * 2007-01-22 2015-01-15 Panasonic Corporation Dispositivo para cocinar
KR100968905B1 (ko) * 2008-06-03 2010-07-14 한국과학기술원 굽힘을 이용한 햅틱피드백 장치
US7843277B2 (en) 2008-12-16 2010-11-30 Immersion Corporation Haptic feedback generation based on resonant frequency
US8686952B2 (en) 2008-12-23 2014-04-01 Apple Inc. Multi touch with multi haptics
WO2010078597A1 (en) 2009-01-05 2010-07-08 Tactus Technology, Inc. User interface system
US8077021B2 (en) * 2009-03-03 2011-12-13 Empire Technology Development Llc Dynamic tactile interface
EP2392994A4 (en) * 2009-08-12 2014-06-25 Solution Depot Shenzhen Ltd ACTIVE TOUCH CONTROL SYSTEM
KR101658139B1 (ko) 2009-10-15 2016-09-20 엘지디스플레이 주식회사 터치패널
US20110100727A1 (en) * 2009-10-30 2011-05-05 Shin John Choi Touch Sensitive Device with Dielectric Layer
CN101719039B (zh) * 2009-12-31 2011-08-24 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 触控板以及使用该触控板的电子装置
US8780060B2 (en) 2010-11-02 2014-07-15 Apple Inc. Methods and systems for providing haptic control
US9733706B2 (en) * 2011-10-26 2017-08-15 Nokia Technologies Oy Apparatus and associated methods for touchscreen displays
KR20140012410A (ko) 2012-07-20 2014-02-03 엘지이노텍 주식회사 터치패널 및 상기 터치패널 충전 방법
KR101976089B1 (ko) 2012-08-27 2019-05-10 삼성디스플레이 주식회사 터치 스크린 패널
KR102002605B1 (ko) 2012-10-10 2019-07-22 엘지디스플레이 주식회사 촉각 피드백 터치 스크린
KR102113258B1 (ko) * 2013-02-15 2020-05-20 삼성전자주식회사 디스플레이 장치 및 이를 포함한 무선 충전 시스템
US20150055057A1 (en) * 2013-08-23 2015-02-26 Austin L. Huang Touch sensitive display
US9899939B2 (en) * 2013-10-03 2018-02-20 Disney Enterprises, Inc. Harvesting energy from interaction with papers

Also Published As

Publication number Publication date
US20160124555A1 (en) 2016-05-05
US9753538B2 (en) 2017-09-05
KR20160052928A (ko) 2016-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102236314B1 (ko) 에너지 수확 기능을 갖는 터치 표시 장치
EP2990910B1 (en) Touch panel and touch driving circuit
CN105867706B (zh) 触摸输入设备
US9235265B2 (en) Touch-screen device including tactile feedback actuator
EP3401768B1 (en) Touch panel
KR101021440B1 (ko) 터치입력장치, 이를 이용한 휴대기기 및 그 제어방법
US9195350B2 (en) Apparatus and associated methods
US11442546B2 (en) Method and apparatus for finger position tracking and haptic display using conductive islands
JP2015049889A (ja) タッチic及びこれを用いたタッチスクリーン一体型表示装置
US20130222339A1 (en) Electronic device
US10209811B2 (en) Mobile terminal device and driving method thereof
JP6027908B2 (ja) 表示装置及びタッチパネル
US10845878B1 (en) Input device with tactile feedback
KR20140123895A (ko) 촉각 제공 장치 및 방법
EP3803552B1 (en) Mechanical keyboard overlay for touch screen
CN110032300A (zh) 触摸面板及触摸面板装置
KR102192520B1 (ko) 터치 스크린 장치 및 그의 구동 방법
JP7438677B2 (ja) 触覚提示装置
KR102263311B1 (ko) 진동 촉각 터치 스크린
KR102029438B1 (ko) 햅틱 터치 스크린
KR20140145707A (ko) 햅틱 터치 스크린
CN108121473A (zh) 触摸显示设备、触摸驱动电路及其驱动方法
US10840905B2 (en) Tactile presentation device
JP2019121353A (ja) タッチパネル及びタッチパネル装置
KR20150010418A (ko) 터치스크린 패널 장치 및 그의 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant