KR102628520B1

KR102628520B1 - 오브젝트 위치 검출 장치

Info

Publication number: KR102628520B1
Application number: KR1020220117500A
Authority: KR
Inventors: 이성호
Original assignee: 이성호
Priority date: 2022-09-17
Filing date: 2022-09-17
Publication date: 2024-01-23
Also published as: US20240094847A1; US11995266B2

Abstract

본 발명은 도전체 상면에 설치된 본 발명의 오브젝트 검출장치를 구성하는 ODA에 펜이 터치 되었을 때, 유효영역의 변화에 기초한 터치신호가 선형적으로 검출되도록 센서패턴을 구성하는 방법에 관한 것이다. 또한 표시장치와의 간섭에 의한 모아레를 최소화하는 센서패턴을 구성하는 방법에 관한 것이다. 이로 인해 펜의 글자 작성에 대한 가독성이 향상되고 모아레 회피에 따른 시인성이 향상되는 효과가 있다.

Description

오브젝트 위치 검출 장치{Object Location Detection Device}

본 발명은 신체의 손가락 또는 펜과 같은 오브젝트(Object)에 의한 정전용량 방식의 터치입력을 검출하는 터치패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오브젝트에 의한 터치발생 시 오브젝트의 위치를 효과적으로 파악하기 위한 터치센서의 구조에 관한 것이다.

휴대전화의 전화번호를 누르기 위해 예전에는 기계식 버튼이 사용되었으나, 최근에는 손가락을 휴대전화의 표시장치에 가볍게 접촉하는 것만으로도 전화번호가 입력되는 등 입력장치가 기계식에서 전자식으로 변화하고 있으며, 이러한 전자식 입력장치의 일례로 정전용량식(Capacitive Type) 터치 입력장치가 주로 사용되고 있다. 정전용량식 터치 입력장치는, 표시장치 상면에 설치된 오브젝트 검출 영역인 터치센서에 손가락이나 Pen과 같은 오브젝트(Object)의 근접 또는 접촉에 의한 터치(Touch)시 발생하는 정전용량 크기(Capacitance)의 변화를 감지하여, 기계식 버튼이 눌린 것처럼 해당위치의 입력이 유효한 것으로 판단한다.

최근에 태블릿(Tablet)이 많이 보급되면서, 입력장치의 수단으로 터치 펜(Touch Pen)의 사용이 많이 확대되고 있다. 터치 펜의 팁(Tip)은 1~2mm 정도의 직경으로 구성되는 것이 일반적이므로, 손가락보다 좁은 폭의 터치 펜을 인식하기 위해서는 터치센서도 좁게 형성되어야 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예인 오브젝트 검출장치이다. 오브젝트 검출장치의 기본 구성요소는 오브젝트 검출 영역(Object Detection Area, 100, 이하 ODA) 및 Touch IC(300)이다. 도1에서 오브젝트 검출 영역은 8개의 행(Row)와 10개의 열(Column)로 구성되었다. 도1의 실시예는 도면작성의 편의를 고려한 하나의 예시일 뿐이며, 실제로는 본 발명의 오브젝트 검출장치가 부착된 표시장치의 크기나 사용목적에 따라 다양한 수의 행과 열로 표시될 수 있다.

Touch IC(300)는 ODA신호선(200)을 통하여 수집한 전압형태의 터치 신호를 기초로, 터치 여부 및 터치 지점을 검출하는 디바이스를 지칭하며, ODA에서 터치를 검출하는 모든 프로세스를 제어하는 반도체IC이다. Touch IC(300)에는 ADC나 DAC 또는 멀티플렉서(Multiplexer) 또는 전원부, 메모리, 차동증폭기 등 여러가지 회로물들이 포함된다. 또한, 터치 프로세스를 제어하는 Logic부 또는 CPU가 포함될 수 있다.

Column1에는, Touch IC(300)의 근거리에 위치한 Row8 ODA 및 원거리에 해당하는 Row1 ODA 등 8개의 ODA가 위치한다. 임의의 ODA는 동작방법에 따라 센싱 ODA(Sensing ODA)와 구동 ODA(Driving ODA)로 구분된다.

센싱 ODA에서 오브젝트에 의한 터치 발생 시, 센싱 ODA에서 발생한 전압의 변화를 검출하기 위해, 센싱 ODA와 연결된 센싱 ODA 신호선은 Touch IC(300) 내부의 센싱부에 연결된다. 또한 구동 ODA에 연결된 구동 ODA 신호선은 Touch IC(300) 내부의 구동부에 접속되어 소정 크기의 구동전압이 인가된다.

ODA컬럼의 ODA는 순차적으로 하나의 센싱 ODA 및 하나 또는 복수의 구동 ODA로 구분된다. 도1에는 10개의 ODA컬럼이 존재하므로, 10개의 센싱 ODA가 존재한다. 구동 ODA는 센싱 ODA와 이웃하여 구동전압이 인가되는 ODA이다. 일 실시예로, 임의의 ODA컬럼에서 Row4 ODA가 센싱 ODA로 선택되면, 동일한 ODA컬럼에서 Row4 ODA와 이웃한 Row3/Row2 및 Row5/Row6 ODA와 같이 상하로 복수의 구동 ODA가 선택될 수 있으며, Row3 및 Row5와 같이 상하로 하나의 구동 ODA가 선택될 수 있다.

Touch IC(300)는 ODA컬럼에서 시분할 방법에 의해 센싱 ODA와 구동 ODA를 순차적으로 선택하고, 터치 센싱에 관한 프로세싱을 진행한다.

하나의 ODA컬럼에서 하나의 센싱 ODA가 선택되며, 효과적인 프로세싱을 위해 각 ODA컬럼에서 선택된 센싱 ODA는 동일한 행(Row)에 위치하는 것이 바람직하다. 일 실시예로 도1에서, Row1에 속한 10개의 ODA가 센싱ODA로 선택되어 프로세싱이 종료된 후, Row2에 속한 10개의 ODA가 센싱ODA로 선택되고, Row3 ODA 부터 마지막 Row8에 속한 ODA가 순차적으로 센싱 ODA로 선택되어 프로세싱이 수행된다. 만일 Row1에 속한 ODA가 센싱 ODA로 선택되면 Row1과 이웃한 Row2 (또는 Row3도 포함)가 구동 ODA로 동작하며, Row2 ODA가 센싱ODA로 선택되면 Row1 및 Row3(또는 Row4도 포함)가 구동 ODA로 선택된다. 동일한 방법으로 Row3에 속한 10개의 ODA가 센싱 ODA로 선택되면, Row3 ODA와 이웃한 Row2 ODA(또는 Row1 ODA도 포함됨) 및 Row4 ODA(또는 Row5 ODA도 포함됨)가 구동ODA로 선택되어 소정의 크기를 가지는 AC 교번전압이 인가된다.

구동 ODA에 교번전압이 인가되면, 회로적으로는 센싱 ODA와 구동 ODA사이에 형성된 상호정전용량에 구동전압이 인가되는 것과 동일하므로, 센싱ODA 및 센싱ODA신호선에 형성된 기생 정전용량(예를 들어, 공통전극 정전용량 및 Touch IC 내부에서 센싱 ODA와 이웃하여 형성된 기생 정전용량 등)과 상호정전용량 사이에 전하공유 현상이 발생하여, 센싱 ODA 신호선에서 전하공유에 기초한 전압이 검출되고, Touch IC는 센싱 ODA 신호선에서 검출된 전압의 크기에 기초하여 터치여부를 판단한다.

도1에서 하나의 ODA컬럼은 8개의 ODA로 구성되며, ODA와 연결된 ODA 신호선(200)은 신호선들의 묶음인 신호선 띠(Signal Line Harness, 이하 SLH)를 구성한다. 원거리 Row에서 근거리 Row로 올수록 ODA 신호선의 개수가 많아지므로, 원거리에서 근거리로 올수록 SLH의 폭이 넓어진다. 도1의 실시예는 10개의 ODA 컬럼으로 구성되었으므로 10개의 SLH가 형성된다.

본 명세서에서 복수의 ODA로 구성된 컬럼1(Column1) 내지 컬럼10을 "ODA 컬럼"으로 정의한다. 도1의 실시예의 경우, ODA컬럼에 구속된 ODA신호선(200)은 ODA컬럼의 우측에 단일의 경로로 위치하는 것으로 예시하였으나, ODA컬럼의 좌측과 우측 등 양방향으로 배치될 수도 있다. 즉, 기수 ODA의 신호선(200)은 ODA컬럼의 좌측에 배치되고, 우수 ODA의 신호선(200)은 ODA 컬럼의 우측에 배치되는 등의 실시예가 가능하다.

한편, ODA컬럼과 직교방향을 행(Row)로 정의한다. 또한 Touch IC(300)를 기준으로 원근거리 즉, 상하방향으로 배치된 ODA의 한 변을 장변(Long Side)으로 정의하며, 장변과 직교하는 방향의 변(Side)를 단변(Short Side)으로 정의한다. 도1의 실시예에서 모든 ODA의 장변의 길이는 동일하다. 그러나 SLH가 하측방향으로 점차 두꺼워지므로, ODA의 단변의 길이는 하측방향의 ODA일수록 점차 감소한다.

도1의 오브젝트 검출장치에 관한 본 발명의 실시예에서, 손가락에 비해 터치면적이 작은 펜 Tip의 터치 좌표를 정밀하게 알아내기 위해서는 ODA 장변의 길이 및 단변의 길이가 짧을수록 즉, ODA의 면적이 작을수록 좋다. 이는 본 발명의 오브젝트 검출장치에 다수의 ODA가 설치되어야 함을 의미한다. 다수의 ODA가 설치되면 ODA컬럼에 ODA가 증량되고, 이로 인해 SLH의 폭이 넓어지므로 ODA의 수량을 늘리는데 한계가 있으며, ODA의 증가에 따라 ODA 신호선(200)이 입력되는 Touch IC(300)의 면적이 넓어져서 원가가 상승하므로 상품화가 어렵다는 문제가 있다.

ODA를 증량하지 않으면서 펜의 위치 검출 분해능(Resolution)을 향상시키는 방법중의 하나는, ODA의 단변의 길이를 최소화하되, 동일한 ODA컬럼에서 임의의 ODA 및 이와 상하로 이웃한 ODA끼리 마름모 형상으로 서로 교차 배치하여 교차영역에서 펜의 이동에 따른 면적차이에 기초하여 펜의 터치위치를 파악하는 것이다.

본 출원자가 선 출원하여 등록한 한국 등록특허 10-1740269 (출원번호 10-2015-0095747, 이하 인용특허1)의 문단번호 [0106]을 인용하면 다음과 같다.

"터치 패널의 각 컬럼(column)은 도 2a에 도시된 바와 같이, 200-1의 제1 패턴과 200-2의 제1 패턴이 서로 위상이 180도 반전된 상태에서 위아래로 서로 맞물려진 형상이 반복 배치됨으로써 형성된다."

또한, 동일한 특허의 문단번호 [0118] 내지 [0119]는 다음과 같다.

"또한 도 2(b)에서는 각각의 제1 패턴이 2.5개의 제2 패턴이 서로 연결되어 형성된 것으로 도시되었으나, 제1패턴을 구성하는 제2 패턴은 3개, 3.5개, 4개, 또는 4.5개등 분해능에 따라 가변적이다.

상기에서 언급된 바와 같이 기본 패턴인 제1 패턴을 구성하는 제2 패턴의 형상은 마름모 형상이다."

인용발명1의 도면2를 참조하면, 인용발명1의 제1 패턴은 마름모 형상이 반복 배치된 복수의 제2 패턴으로 구성되되, 서로 위상이 180도 반전된 상태에서 위아래로 서로 맞물려진 형상이 반복 배치됨으로써 형성된다. 이러한 배치방법에 의한 장점은, 인용발명1의 문단번호 [0122]에 기술된 바와 같이, "본원 발명에서의 마름모 형상 또는 다이아몬드 형상으로 구성한 경우에 장점은 원(250)에 도시된 바와 같이 200-1 패턴과 200-2 패턴 간의 면적차이에 의해 터치 위치 검출이 보다 용이하게 이루어질 수 있다"는 것이다. 즉, 도면2의 원(250)을 터치 펜이라고 가정하면, 터치 펜이 이동할 때 터치 펜에 의한 상측 패턴(200-1)과 하측 패턴(200-2)의 면적 점유율 차이로 터치 펜의 상하측 위치를 판정하는 것이 가능하다는 의미이다.

한편, 인용발명1의 문단번호 [0225] 내지 [228]을 참조하면 다음과 같다.

[0225] 도 2에 도시된 제2 패턴은 전체적으로 마름모 형상을 가지고 있으나, 이 마름모 형상은 점차적으로 폭이 넓어지는 사각형을 이어 붙이고, 점차적으로 폭이 좁아지는 사각형을 이어 붙여서 형성된다.

[0226] 도 12의 240-5의 제2 패턴은 제1 영역(1220), 제2 영역(1230) 및 제3 영역(1240)등의 폭이 넓어지는 사각형을 이어 배치함으로써 형성된다.

[0227] 사각형의 폭이 넓어지는 증가 영역들은 마름모 형상의 마주보는 두개의 꼭지점이 최대 폭 지점까지 배치될 것이며, 최대 폭 지점으로 부터는 사각형의 폭이 좁아지는 복수개의 감소 영역들이 반복 배치될 것이다.

[0228] 도 12의 240-2의 제2 패턴은 제1 영역(1250), 제2 영역(1260) 및 제3 영역(1270)으로 갈수록 사각형의 폭이 점차적으로 좁아지는 것을 보여준다.

상기 인용발명1의 문단번호 [0225] 내지 [228]의 설명을 참조하면, 마름모 형상의 제2 패턴은, 면적이 서로 다른 사각형을 이어 붙여 형성된 다각형이다. 인용발명1의 도면12에서 면적이 증감하는 (특히, 단변의 길이만 증감하는) 사각형의 연속 연결에 의해 구성된 제1 영역(1220, 1250) 및 제2 영역(1230, 1260)) 및 제3 영역(1240, 1270) 중 하나의 영역안에서는, 마주하는 두 사각형의 면적이 동일하여 펜의 위치변화에 의한 면적차이가 발생하지 않으므로, 펜 터치에 의한 위치변화를 검출하는 것이 불가능하다.

이로 인해 펜의 이동에 따른 터치면적변화는 선형적으로 발생하는 것이 아니라 사각형의 크기 변화에 대응하여 블록별로 발생하여 선형성이 저하되므로, 펜으로 글씨를 쓸 때 글씨의 형성이 잘 안되거나 형체를 알아볼 수 없는 등 선형성이 저하된 글씨가 써지는 문제가 있다.

한국 등록특허: 제10-1760061 (이하: 인용특허1)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 펜의 위치변화에 대응하여 터치 유효영역의 변화가 선형적으로 발생하는 오브젝트 위치 검출 장치를 제공하는데 있다.

또한, 터치검출 오류가 발생하지 않도록 펜 Tip의 직경과 연관성을 갖는 터치센서 구조를 제공하는데 있다.

또한, 표시장치와 ODA 상호간 광학적 결합에 의해 발생하는 모아레 현상을 회피하여, 시각적으로 향상된 오브젝트 검출장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예는,표시장치의 일측에 설치되며 투과성 도전체로 구성되고, 일측에서 ODA신호선의 일측과 연결되고 다른것과는 연결되지 않은 제1형상 Object Detection Area (ODA);복수의 상기 제1형상 ODA가 적층 배치되어 구성된 ODA 컬럼;상기 ODA컬럼에 포함된 제1형상 ODA들에 대해서, 하나의 제1형상 ODA 마다 하나씩 연결된 상기 ODA신호선;상기 ODA신호선들의 묶음인 신호선띠(Signal Line Harness, SLH)를 형성하여 상기 ODA 컬럼의 일측에 동일한 방향으로 배치되고 다른 신호선과 연결되지 않는 복수의 ODA 신호선;
상기 ODA신호선에서 검출한 전압의 크기에 기초하여 터치여부를 판단하는 Touch IC;상기 Touch IC를 기준으로 원거리에서 근거리 방향으로 증가하는 상기 제1형상 ODA 수량에 비례하여 상기 ODA 신호선의 수량이 증가하고, 원거리에서 근거리 방향으로 증가하는 상기 제1형상 ODA 수량에 의해 상기 ODA컬럼을 구성하는 제1형상 ODA의 면적이 점차 감소하는 ODA 컬럼;상기 투과성 도전체로 구성되며, 상기 제1형상 ODA의 중심부에 위치하고 상기 제1형상 ODA의 일부를 구성하는 제2형상 ODA 연결부;소정의 면적을 가지는 투과성 도전체로 구성되어 상기 제2형상 ODA 연결부에 연결되고, 상기 제2형상 ODA 연결부를 중심으로 제1방향 및 제2 방향으로 배치되되 제1형상 ODA를 구성하는 복수의 제2형상 ODA;상기 제1형상 ODA의 제1 중심선 및 상기 제1형상 ODA와 이웃한 제1형상 ODA의 제1 중심선 사이에 형성되되, 상기 제1형상 ODA를 구성하는 상기 제2형상 ODA 연결부에서 발원하여 제1방향으로 배치된 상기 복수의 제2형상 ODA 및, 상기 제1형상 ODA와 이웃한 제1형상 ODA를 구성하는 제2형상 ODA 연결부에서 발원하여 제2방향으로 배치된 복수의 제2형상 ODA가 교차 배치되어 형성된 교차영역; 및상기 제2형상 ODA 연결부를 중심으로 3개의 상기 제1형상 ODA가 소정의 공간으로 이격되어 선간 정전용량을 형성하고, 상기 ODA 컬럼에서 n번째 신호선이 검출신호선(Sensing signal line)으로 선택되면 동일한 상기 ODA 컬럼에서 (n-1) 또는 (n+1), 또는 (n-1) 및 (n+1)번째 ODA 신호선이 구동신호선(Driving signal line)으로 선택되고, 상기 선택된 구동신호선에 구동전압을 인가하여 상기 검출신호선과 연결된 검출ODA(sensing ODA)에 부가된 오브젝트 정전용량을 검출한다.
바람직 하게는, 상기 n번째 검출신호선과 연결된 검출ODA(sensing ODA)에 부가된 오브젝트 정전용량이 없을 때 n번째 검출신호선에서 검출된 전압은 <수학식1>로 결정되고, 상기 n번째 검출신호선과 연결된 검출ODA(sensing ODA)에 부가된 오브젝트 정전용량 Cobj에 의해 n번째 검출신호선에 검출된 전압은 <수학식2>로 결정되며, <수학식1> - <수학식2>의 계산결과에 기초하여 터치발생 여부 및 터치좌표를 추출한다.

<수학식1>

<수학식2>

여기에서,
a) Cd는 센싱 ODA 및 구동 ODA사이에 형성된 선간 정전용량.
b) Ccm은 센싱 ODA와 표시장치의 공통전극이 대향하여 형성된 공통전극 정전용량.
c) Cprs는 센싱 ODA신호선에 형성된 기생 정전용량.
d) Vp1은 구동 ODA에 구동전압 Vd1을 인가했을 때 센싱 ODA에서 검출되는 전압.
e) Vp2는 구동 ODA에 구동전압 Vd2를 인가했을 때 센싱 ODA에서 검출된 전압.

더 바림직 하게는,표시장치의일측에 설치되며 투과성 도전체로 구성되고, 일측에서 ODA신호선의 일측과 연결되고 다른것과는 연결되지 않은 제1형상 ObjectDetection Area (ODA);복수의상기 제1형상 ODA가 적층 배치되어 구성된 ODA 컬럼;상기 ODA컬럼에 포함된 제1형상 ODA들에 대해서, 하나의 제1형상 ODA마다 하나씩 연결된 상기 ODA신호선;상기ODA신호선들의 묶음인 신호선띠(Signal Line Harness, SLH)를 형성하여 상기 ODA 컬럼의 일측에 동일한 방향으로 배치되고 다른 신호선과 연결되지 않는 복수의 ODA 신호선;상기ODA신호선에서 검출한 전압의 크기에 기초하여 터치여부를 판단하는 TouchIC;상기Touch IC를 기준으로 원거리에서 근거리 방향으로 증가하는 상기 제1형상 ODA 수량에 비례하여 상기 ODA신호선의 수량이 증가하고, 원거리에서 근거리 방향으로 증가하는 상기 제1형상 ODA 수량에 의해 상기 ODA컬럼을 구성하는 제1형상 ODA의 면적이 점차 감소하는 ODA 컬럼;상기 투과성 도전체로 구성되며, 상기 제1형상 ODA의 중심부에 위치하고 상기 제1형상 ODA의 일부를 구성하는 제2형상 ODA연결부;소정의면적을 가지는 투과성 도전체로 구성되어 상기 제2형상 ODA 연결부에 연결되고, 상기 제2형상 ODA연결부를 중심으로 제1방향 및 제2 방향으로 배치되되 제1형상 ODA를 구성하는 복수의 제2형상 ODA;상기제1형상 ODA의 제1 중심선 및 상기 제1형상 ODA와 이웃한 제1형상 ODA의 제1 중심선 사이에 형성되되, 상기 제1형상 ODA를 구성하는 상기 제2형상 ODA연결부에서 발원하여 제1방향으로 배치된 상기 복수의 제2형상 ODA 및, 상기 제1형상 ODA와 이웃한 제1형상 ODA를 구성하는 제2형상 ODA 연결부에서 발원하여 제2방향으로 배치된 복수의 제2형상 ODA가 교차 배치되어 형성된 교차영역; 및상기제2형상 ODA 연결부를 중심으로 3개의 상기 제1형상 ODA가 소정의 공간으로 이격되어 선간 정전용량을 형성하고, 입력 장치로 사용되는 터치펜 및, 사전에 정해진 규격(Specification)에 기초하여 제조된 터치 펜에서 소정 크기의 전압 및 주파수가 출력되어 상기 ODA 컬럼에서 선택된 복수의 검출 ODA에 펜의 신호가 전달될 때 상기 복수의 검출ODA와 개별적으로 연결된 검출신호선에서 펜의 신호를 검출한다.
더 바림직 하게는,상기 제2형상 ODA는 이등변사각형 또는 이등변 삼각형이다.
더 바림직 하게는,상기 제2형상 ODA의 면적보다 작으며 도전체가 박리된 제3형상 ODA는, 상기 제2형상 ODA의 내부 또는 외형에 상하좌우로 배치된다.
더 바림직 하게는,상하로 배치된 제3형상 ODA의 중심점은 가상의 제1 종방향 중심선을 통과하고, 좌우로 배치된 제3형상 ODA의 중심점은 가상의 제1 횡방향 중심선을 통과하되, 서로 이웃한 복수의 종방향 중심전의 간격은 동일하고 서로 이웃한 횡방향 중심선의 간격도 동일하다.
더 바림직 하게는,서로 다른 제1형상 ODA를 구성하되 교차영역에서 대향하는 제1방향 제2형상 ODA 및 제2방향 제2형상 ODA에 대하여, 제1방향 제2형상 ODA를 구성하는 임의의 제3형상 ODA 행에서 도전체로 구성된 터치검출 유효영역과, 상기 임의의 제3형상 ODA 행과 동일한 제3형상 ODA 행을 구성하되 제2방향 제2형상 ODA를 구성하는 제3형상 ODA행의 유효영역의 면적 평균은, 제3형상 ODA의 행의 위치에 무관하게 동일하다.
더 바림직 하게는,상기 제1형상 ODA를 구성하는 복수의 상기 제2형상 ODA는, 상기 이웃한 제1형상 ODA의 제2형상 ODA 연결부와 소정의 간격을 형성하여 배치되고, 상기 소정의 간격은 상기 복수의 제2형상 ODA에 대해 모두 동일하다.
더 바림직 하게는,상기 좌우로 배치된 복수의 제3형상 ODA 제3형상 ODA 구성하고, 상기제2형상 ODA 복수의 상기 제3형상 ODA 상하로 배치되어 구성될 때, 하나의제3형상 ODA 구성하는 복수의 제3형상 ODA들의면적은 동일한 크기이다.
더 바림직 하게는,상기 좌우로 배치된 복수의 제3형상 ODA는 제3형상 ODA행을 구성하고, 상기 제2형상 ODA는 복수의 상기 제3형상 ODA행이 상하로 배치되어 구성될 때, 상기 제3형상 ODA의 면적은 제3형상 ODA행마다 서로 다르고, 제3형상 ODA 행의 상하 위치 변경 시 제3형상 ODA의 면적은 소정의 동일한 비율로 증감한다.
더 바림직 하게는,상기 제3형상 ODA 면적의 증감은, 제3형상 ODA의 중심점을 지나는 가상의 종방향 중심선을 기준으로 좌우로 동일한 비율로 증감한다.
더 바림직 하게는,상기 제3형상 ODA의 외형(Outline)을 구성하는 장변(Long side) 및/또는 단변(Short side)은 표시장치의 source 신호선 및/또는 gata 신호선과 소정의 각도를 갖게 구성된다.
더 바림직 하게는,상기 제3형상 ODA는 사각형, 마름모, 좌돌출 꺽쇠 또는 우돌출 꺽쇠, 또는 소정의 각도를 갖는 직선 또는 X 형태 또는 Z 형태 또는 V 형태 중 하나이거나 또는 복수로 구성된다.
더 바림직 하게는,상기 좌돌출 꺽쇠 또는 우돌출 꺽쇠 중 하나가 상하로 적층되어 제3형상 ODA의 종방향 컬럼을 구성하고, 다른 하나도 상하로 적층되어 제3형상 ODA의 종방향 컬럼을 구성할 때, 두개의 서로 다른 제3형상 ODA의 종방향 컬럼은 180도의 위상차를 갖도록 이웃하여 설치된다.
더 바림직 하게는,상기 좌돌출 꺽쇠와 우돌출 꺽쇠는 상하로 교번하며 적층되어 제3형상 ODA의 종방향 컬럼을 구성한 구성체; 및 복수의 상기 구성체가 이웃하여 연속적으로 설치된다.
더 바림직 하게는,상기 제3형상 ODA를 구성하는 사각형, 좌돌출 꺽쇠 또는 우돌출 꺽쇠, 또는 소정의 각도를 갖는 직선 또는 X 형태 또는 Z 형태 또는 V 형태의 단변(Short side)은 횡방향에 대하여 소정의 각도를 갖도록 구성된다.
더 바림직 하게는,하나의 ODA 컬럼에 포함된 상기 제3형상 ODA의 외형(Outline)은 모두 동일한 형상(Shape)이다.
더 바림직 하게는,상기 좌돌출 꺽쇠 또는 상기 우돌출 꺽쇠는, 상하로 대칭되는 두 사선 접합부를 통과하는 가상의 횡방향 중심선에 대해 상기 상하로 대칭되는 두 사선 각도의 크기는 동일하다.
더 바림직 하게는,서로 다른 제1형상 ODA를 구성하되 교차영역에서 대향하는 서로 다른 제2형상 ODA의 대향간격은, 이웃한 제3형상 ODA의 단변의 피치 또는 이웃한 3형상 ODA의 종방향 중심선간의 피치를 기준으로 1부터 시작하는 정수배의 간격을 갖는다.
더 바림직 하게는,제2형상 ODA를 구성하는 제3형상 ODA는 상기 제2형상 ODA의 일측에 연결된 ODA 신호선에 사용되며, ODA 신호선에 사용된 제3형상 ODA의 가상의 종방향 중심선의 피치 및 횡방향 중심선의 피치는 이웃한 제2형상 ODA에 속한 제3형상 ODA의 종방향 중심선의 피치 및 횡방향 중심선의 피치와 동일한 피치이다.
더 바림직 하게는,제1항 또는 제3항중 어느 한 항에 있어서,,
SLH를 구성하는 ODA 신호선들의 전기적 절연을 위해 연속적으로 연결된 제3형상 ODA가 사용되고, 상기 연속 연결된 제3형상 ODA 사이에 Dummy 제3형상 ODA가 배치되되, 상기 Dummy 제3형상 ODA는 제3형상 ODA와 동일한 외형(Outline)으로 구성되고 상호 분리되어 적층된다.
더 바림직 하게는,제2형상 ODA 연결부에는 하나의 제3형상 ODA행 또는 복수의 제3형상 ODA행이 설치되며, 상기 제3형상 ODA행에 포함된 제3형상 ODA의 면적은 이웃한 제3형상 ODA의 증감에 관한 선형성이 연속된다.
더 바림직 하게는,상기 제1방향 또는 상기 제2방향으로 배치된 상기 제2형상 ODA에 포함된 제3형상 ODA행의 개수는, 상기 ODA 컬럼에서 이웃한 제1형상 ODA를 구성하는 상기 제1방향 또는 상기 제2방향으로 배치된 상기 제2형상 ODA에 포함된 제3형상 ODA행의 개수와 동일하다.
더 바림직 하게는,상기 교차영역에서 교차배치된 서로 다른 제2형상 ODA는 외형(Outline)으로 계산한 면적 기준으로 동일한 면적이다.
더 바림직 하게는,교차영역에 대향 배치된 서로 다른 두개의 제2형상 ODA에 터치 된 펜; 및 상기 서로 다른 두개의 제2형상 ODA에서 상기 터치검출 유효영역과 펜사이에 형성된 정전용량의 비율 차이에 기초하여 펜의 상하 터치좌표가 결정되고, 펜의 좌우 터치좌표는 복수의 ODA컬럼에서 검출되는 펜의 정전용량의 비율에 기초하여 결정한다.
더 바림직 하게는,상기 교차영역을 구성하는 복수의 제2형상 ODA 중, 단일의 제2형상 ODA의 좌우방향 피치폭 또는 단변의 피치폭은 상기 터치펜 직경의 1/2 이하이다.
더 바림직 하게는,상기 제2형상 ODA가 이등변 삼각형일 때, 상기 제2형상 ODA의 답변의 피치폭 또는 좌우방향 피치폭은 터치펜 직경의 1/n (n=2,4,6.. 등 우수)이다.
더 바림직 하게는,상기 제2형상 ODA 연결부의 상하방향 폭의 상한은 펜 팁 직경까지이고, 하한은 상기 터치 펜팁 직경의 1/3이다.
더 바림직 하게는,Touch IC에는, 터치펜의 기하학적 형상 또는 터치펜에서 출력되는 전압 또는 주파수에 관한 정보 또는 Sequence에 관한 정보가 사전에 입력된다.

삭제

본 발명의 일 실시예에 따르면, 펜의 미세한 위치이동에 대해 ODA에서도 동일한 미세 면적변화가 발생하므로, 오브젝트의 위치 검출 분해능이 향상되고, 선형성(Linearity)이 향상되는 효과가 있다.

또한, ODA의 개수를 증량 시키지 않으면서도 펜의 터치위치를 고 해상도로 검출하는 것이 가능하므로, Touch IC의 면적을 감소시켜 원가 절감을 가능하게 하는 효과가 있다.

또한 모아레 현상에 의한 시인성 불량이 개선되어 상품성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 펜 Tip의 직경과 상관관계를 갖도록 제2형상 ODA의 면적을 구성하여, 이상좌표가 검출되는 검출오류를 방지하는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도1은 오브젝트 검출장치에 관한 본 발명의 일 실시예이다.
도2는 ODA의 교차배치에 관한 본 발명의 일 실시예이다.
도3은 도2b의 View "A"에 대한 상세도이다.
도4는 Row4 ODA와 상하로 이웃한 Row3 및 Row5 ODA의 반날개를 구성하는 제3형상 ODA의 위치에 따른 면적 변화에 관한 본 발명의 일 실시예이다.
도5는 제2형상 ODA가 이등변 삼각형으로 구성된 본 발명의 일 실시예이다.
도6은 제3형상 ODA의 면적 축소 및 면적확대 방법에 관한 본 발명의 일 실시예이다.
도7은 좌돌출 또는 우돌출 꺾쇠가 제3형상 ODA로 사용될 때 중심선의 위치 및 사선의 각도결정에 대한 본 발명의 일 실시예이다.
도8은 좌돌출 꺾쇠 및 우돌출 꺾쇠의 조합으로 제3형상 ODA가 형성된 본 발명의 일 실시예이다.
도9는 본 발명의 오브젝트 검출장치에 사용되는 펜 Tip의 형상에 관한 본 발명의 일 실시예이다.
도10은 제2형상 ODA의 구성 및 펜 Tip 터치면적과의 상관관계를 나타낸 본 발명의 일 실시예이다.
도11은 4 * 6의 해상도를 가지는 표시장치이다.
도12는 모아레를 회피하기 위한 제3형상 ODA의 외형에 관한 본 발명의 일 실시예이다.
도13은 ODA 신호선의 묶음인 SLH에 사용된 제3형상 ODA 실시 태양에 관한 본 발명의 일 실시예이다
도14는 좌돌출 꺾쇠 및 우돌출 꺾쇠의 복합으로 제3형상 ODA가 구성된 본 발명의 일 실시예이다.
도15는 꺾쇠의 단변이 하나의 사선으로 구성된 본 발명의 일 실시예이다.
도16은 "Z" Type이 제3형상 ODA로 사용된 본 발명의 일 실시예이다.
도17은 "X" Type이 제3형상 ODA로 사용된 본 발명의 일 실시예이다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어가 사용되었으며, 이 경우, 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 상세히 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타냈으며, 본 발명은 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께나 폭(Width)등을 상대적 확대 및 상대적 축소등의 그림으로 과장되게 나타냈다. 층, 영역 등의 부분이 다른 부분 "위에" " 또는 "상측"에 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

또한, 원거리/근거리 등의 거리와 방향(Direction)은 Touch IC(300)를 기준으로 한다. 원거리는 Touch IC(300)에서 멀리 떨어져 있으며 근거리는 Touch IC(300)에서 가깝다는 의미이다.

또한, 본 발명의 오브젝트 검출장치의 종방향 및 횡방향은 Touch IC(300)를 기준으로 한다. 본 발명의 ODA 컬럼은 Touch IC에 대해 수직으로 위치하므로 종방향으로 설치된 것으로 이해되어야 한다.

또한 표시장치(10)의 Source Drive IC는 표시장치의 하측에 위치하는 것으로 가정하였고, Gate Drive IC는 표시장치의 우측에 설치되는 것으로 가정하였다. Gate Drive IC는 별체의 반도체 IC인 경우도 있으나, 표시장치를 구성하는 TFF를 이용하여 표시장치에 내장하는 형태로 구성될 수도 있다.

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 있음을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, ODA(100) 및 이에 연결된 ODA신호선(200)은 기하학적으로는 구분되지만, 전기적으로는 동일한 의미를 갖는다. 그러므로 "센싱 ODA에서 전압을 검출한다"라는 의미는, "그 센싱 ODA에 연결된 신호선에서 전압을 검출한다"라는 의미와 동일하다.

또한, 본 명세서에서 센싱 ODA 신호선 및 구동 ODA 신호선을 ODA 신호선으로 총칭하였으며, 명확한 의미가 필요한 경우 센싱 ODA 신호선 또는 구동 ODA 신호선으로 구분하였다.

또한, Touch IC의 제어에 의해 ODA는 순차적으로 센싱 ODA가 되거나 구동 ODA가 되거나 아무런 역할을 하지 않는 ODA로 동작한다. 본 명세서에서 "ODA에서 검출된 전압"은 "ODA가 센싱 ODA로 동작할 때 검출된 전압"과 동일한 의미를 갖는다.

또한 본 발명의 정전용량 검출장치는, 센싱 신호선과 이웃한 구동 신호선에 구동전압을 인가한 후 센싱신호선의 전위가 안정된 후 센싱신호선에서 전압을 검출하는 "시스템(System)"이다. 구동신호선에 구동전압을 인가한 후 센싱신호선에서 검출되는 전압을 나타내는 수학식은 시스템의 "전달함수"로 표현하였다.

또한 본 발명의 오브젝트 검출장치가 표시장치 상면에 설치될 때 오브젝트 검출장치 상면에는 유리나 플라스틱의 보호재질로 덮여 있다. 따라서 펜으로 오브젝트 검출장치에 글씨를 쓰거나 터치를 위한 자유동작 시 보호재질 상면에서 터치가 이루어지는 것으로 고려되어야 한다.

또한 오브젝트 검출 영역(Object Detect Area, ODA)은 터치를 검출하는 터치센서와 동일한 의미로 사용되었다.

또한, 제3형상 ODA의 장변(Long Side)은 상하방향 외형(Outline)이고 단변(Short Side)은 좌우방향 외형이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실시예를 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 사용하였다.

도2는 ODA의 교차배치에 관한 본 발명의 일 실시예이다. 도2a 및 도2b는 도1의 임의의 ODA컬럼에서 Row3 ODA 내지 Row6 ODA만 분리한 것이다.

도2c는 Row4 ODA이며, 6개의 사각형(121,122,123,125,126,127) 및 연결부(124)로 구성되었다. 각 사각형은 제2형상 ODA 연결부(124)를 기준으로 상하로 대향 배치된다. 이때, 6개의 이등변 사각형 중 하나를 제2형상 ODA로 호칭하며, 제2형상 ODA는 투과성 도전체인 ITO나 IZO 또는 메탈 메시(Metal Mesh) 등으로 구성된다. 제2형상 ODA는 제2형상 ODA 연결부(124)에 의해 전기적으로 상호 연결된다.

도2의 복수의 제2형상 ODA 및 제2형상 ODA 연결부(124)에는 하나의 ODA신호선(200)이 연결되며, 이를 제1형상 ODA로 호칭한다. 따라서, 제1형상 ODA는 하나의 ODA 신호선(200) 및 복수의 제2형상 ODA(121,122,123,125,126,127))와 제2형상 ODA 연결부(124)로 구성된다.

도2a는 제1형상 ODA의 개념적인 구성을 나타내는 반면, 도2c는 실질적인 제1형상 ODA의 외형을 표현하고 있으며, 도2c에서 대향하는 두 ODA간 형성된 상호정전용량의 크기, 또는 펜과의 터치면적 등을 예측하는 것이 가능하다.

도2c는, 도2a의 4개의 ODA 중 Row4에 속한 제1형상 ODA이며, 중심선(Center Line, C.L)을 기준으로 원거리 방향의 제2형상 ODA 및 근거리 방향의 제2형상 ODA와, 근거리 및 원거리 제2형상 ODA 사이의 제2형상 연결부(124)로 구성된다. 본 명세서에서 편의상 원거리 방향의 제2형상 ODA는 제1 반날개(Half Wing)로 호칭하고, 근거리 방향의 제2형상 ODA는 제2 반날개로 호칭한다.

제1 반날개 및 제2 반날개는 이웃한 ODA의 중심선 근처까지 확장 배치되되, 이웃한 ODA의 제2형상 ODA 연결부(124)와 소정의 간격을 두고 배치된다. 따라서, 제2형상 ODA연결부(124)에서는 자신의 반날개가 상하로 전개되며, 상하로 이웃한 두개의 ODA에서 확장된 두 반날개의 엣지(Edge)가 소정의 공간을 두고 배치되므로 3개의 ODA가 위치한다 (최상측 및 최하측 ODA에는 2개의 ODA만 위치한다).

만일, 제2형상 ODA연결부(124)에 인접하여 상하로 배치된 이웃하는 ODA의 반날개 엣지부가, 제2형상 ODA연결부의 ODA의 중심선을 초과하면, 초과한 영역에서는 제2형상 ODA연결부(124)가 소실되어 제1형상 ODA(110)를 구성하는 제2형상 ODA간 전기적 연결이 해체되는 문제가 발행하여 안정전인 터치 검출이 불가하므로, 반날개의 엣지는 이웃하는 ODA의 제2형상 ODA 연결부(124)와 소정의 간격을 두고 배치되어야 한다.

또한, 임의의 ODA에서 발원한 제1 반날개 및 제2 반날개는, 이웃하는 ODA와 교차영역을 공유한다. 즉, Row4 ODA의 제1 반날개는 Row3 ODA의 제2 반날개와 교차영역에서 상호 대향하여 교차 배치되며, Row4 ODA의 제2 반날개는 Row5의 제1 반날개와 교차영역에서 상호 대향하여 교차 배치된다. 교차영역은 이웃한 두 ODA의 중심선과 중심선 사이의 영역이다.

교차영역은, 도2a의 개념적인 ODA의 배치도에서, 이웃한 두 ODA의 중심선(C.L) 사이에 두 ODA가 동일한 면적을 공여하여 형성된다. 두 ODA간 공여비율이 다르면 터치면적 비율에 따른 검출좌표가 일정하지 않는 검출오류가 발생하므로 ODA마다 공여 비율은 동일해야 한다. 교차영역에서 교차 대향하는 두 반날개는, 전기적 단락(Short)을 회피하기 위하여 소정의 간격을 두고 배치된다.

상호 대향 길이를 모두 합한 대향 길이의 총합은 제2형상 ODA의 개수가 많을수록 더 길어지며, 두 ODA사이에 형성되는 상호 정전용량의 크기는 대향 길이의 총합에 비례한다. 후술하는 도10a에 비해 도10c의 대향 길이 총합은 더 크므로, 도10c는 도10a보다 상호 정전용량의 크기가 더 크다.

교차영역에서 대향하는 두 ODA 상호간 형성된 상호 정전용량의 크기는 후술하는 수학식2 내지 수학식3의 실시예와 같이 전달함수의 분모에 위치한다. 후술하는 수학식2 내지 수학식3을 참조하면, 상호정전용량의 크기가 커질수록 전달함수의 분모가 더 커져서 검출전압이 낮아지는 즉, 터치감도가 저하되는 문제가 있으므로, 터치감도의 향상을 위해서는 상호 정전용량의 크기를 낮추는 것이 바람직하다. 상호 정전용량의 크기를 낮추기 위해서는, 제2형상 ODA의 개수를 줄이고, 대향 간격을 넓게 하여야 한다.

한편, 후술하는 도10에 기초하여 펜 터치의 좌표 검출 오류를 논하는 부분에 따르면, 제2형상 ODA의 개수가 많을수록 펜의 좌표 검출 오류가 개선된다. 펜의 좌표 검출 분해능의 향상을 위해서는 제2형상 ODA의 개수가 많아야 되고, 검출감도의 향상을 위해서는 제2형상 ODA의 개수가 적어야 하므로 펜의 좌표 검출 성능과 펜의 터치감도는 서로 반비례 관계를 갖는다.

펜의 터치감도 향상을 위해서는, ADC의 정밀도를 향상시키거나 구동전압의 크기를 향상시키는 등 별도의 수단이 제공될 수 있으므로, 펜의 검출감도 향상보다는 좌표 검출기능의 향상이 우선시되어 제2형상 ODA의 개수는 많을수록 좋다. 한편, 제2형상 ODA의 개수가 많아지면 교차영역에서 대향하는 두 ODA의 상호 정전용량의 크기가 커지므로, 상호 정전용량의 크기를 줄이는 또 하나의 방법은 대향하는 두 ODA의 대향 간격을 늘리는 것이다.

인용발명1의 도면 12를 참조하면, 분홍색의 제2패턴과 노란색의 제2패턴은 하나의 흰색 꺾쇠를 경계로 분리되어 있음을 알 수 있다. 후술하는 바와 같이, 하나의 꺾쇠는 표시장치의 Sub Pixel의 크기에 연동하여 크기가 결정되되 Sub Pixel의 크기와 유사하다. 최근 표시장치의 제조능력에 따르면, 표시장치의 화소(Pixel)의 크기는 300um(H) x 300um(V)을 초과하지 않으므로, 화소를 구성하는 Sub Pixel의 크기는 100um(H) x 300um(V) 보다는 작게 구성된다. 인용발명1의 도면 12의 분홍색 제2패턴과 노란색 제2패턴을 구성하는 꺾쇠의 크기는 Sub Pixel의 크기와 유사하므로, 분홍색 제2패턴과 노란색 제2패턴은 대략 100um의 간격정도로 분리되어 있음을 추론할 수 있다.

하나의 꺾쇠 간격 정도의 대향 간격으로 협소하게 대향하는 인용발명1의 두개의 제2패턴은, 제조공정 과정의 이물질 또는 노광 불량 등 공정불량에 의해 서로 단락(Short) 될 가능성이 높으며, 대향 간격이 두개의 꺾쇠나 세개의 꺾쇠일때에 비해 상호 정전용량의 크기도 30% 또는 60%정도 커지게 된다. 따라서, 본 발명 도2의 교차영역에서 대향하는 두개의 ODA는 후술하는 제3형상 ODA의 단변(Short Side)의 피치(또는 종방향 중심선간 피치)를 기준으로 두배 또는 세 배 등 복수의 간격을 갖는 것이 바람직하다.

도2b를 참조하면, 하나의 ODA에서 발원된 제1 반날개 및 제2 반날개에 있어서, ODA신호선(200)의 영향으로 면적이 서로 동일한 ODA가 있고 동일하지 않은 ODA가 있다. Row4 ODA의 경우, 상측 Row3 ODA 신호선의 영향만 받으므로, Row4 ODA의 제1 반날개 및 제2 반날개의 면적비는 동일하다. 반면에, Row5 ODA는 Row4 ODA 신호선 및 자신의 제2형상 ODA 연결부(124)에서 발원된 ODA신호선 등 두 ODA신호선의 영향을 받으므로 재2반날개의 면적은 제1반날개의 면적보다 감소된다.

이와 같이, 자신의 제2형상 ODA 연결부(124)에서 ODA신호선(200)이 발원되는 ODA는 상측 제1 반날개에 비해 하측 제2반날개의 면적이 감소된다. 펜과 같이 터치면적이 반날개의 면적보다 현저히 작은 경우, 제1형상 ODA를 구성하는 제1반날개 및 제2반날개의 면적차이로 인한 터치좌표 검출오류는 발생하지 않는다. 그러나 손가락과 같이 넓은 면적에 의한 터치는, 하나의 제1형상 ODA를 구성하는 제1반날개 및 제2반날개에 동시에 위치할 수 있으므로, 제1반날개 및 제2 반날개의 면적차이에 의해 터치좌표 검출오류가 발생할 수 있다.

따라서, 하나의 제1형상 ODA를 구성하는 제1반날개 및 제2 반날개의 면적이 서로 다른 경우, 제1 반날개에 비해 면적이 작은 제2 반날개의 면적차이를 보상해 주는 것이 바람직하다. 보상방법은, ODA 신호선(200)에 의해 축소된 면적만큼 제2 반날개의 면적을 소정의 비율로 더 넓게 연산하는 것이며, 이러한 작업은 Touch IC(300)에 내장된 소프트웨어를 이용하여 수행될 수 있다. 이때, ODA컬럼에서의 ODA의 위치와 터치면적, 그리고 ODA신호선에 의한 면적 감소량을 변수로 하는 계산식으로 보상면적의 크기를 결정한다.

도3은 도2b의 View "A"에 대한 상세도이다.

도3을 참조하면, Row4 ODA의 중심선(C.L of Row4)을 기준으로 Row4 ODA의 제1 반날개 및 제2 반날개가 전개되며, Row4 ODA의 제1 반날개 사이로 Row3의 제2 반날개가 위치하고, Row4 ODA의 제2 반날개 사이로 Row5 ODA의 제1 반날개가 위치한다.

각 반날개에는 다수의 직사각형이 상하좌우로 규칙적으로 배치되어 상하 설치위치에 따라 면적이 점차 증감하는데, 제2 형상 ODA 내부에 설치되되 동일한 기하학적 형태를 갖는 도형을 제3형상 ODA로 호칭한다. 도3 실시예의 제3형상 ODA는 이등변사각형이지만, 꺾쇠 또는 마름모꼴 또는 다이아몬드 형태의 사각형 또는 V자형 X자 등 수직선 및 수평선과 소정의 각도를 가지는 사선형태의 모든 기하학적 형태가 제3형상 ODA로 사용될 수 있다.

제3형상 ODA는 제2형상 ODA에 배치될 뿐만 아니라 SLH에도 설치되는 등 본 발명의 오브젝트 위치 검출장치의 모든 기하학적 형상은 제3형상 ODA를 기반으로 형성된다.

도3을 참조하면, Row4의 (가상의) 중심선(C.L of Row4)이 위치한 제2형상 ODA 연결부(124)에 위치하며 흰색으로 표시된 제3형상 ODA의 면적이 제일 작고, 반날개의 엣지(Edge)로 갈수로 제3형상 ODA의 면적이 점차 증가하는 것을 알 수 있다. 제3형상 ODA는 제2형상 ODA를 구성하는 도전체를 제거한 영역으로서, 도3에서 흰색(White)의 사각형으로 표시하였다. 참고로, Row4 ODA는 도2의 실시예와 동일하게 진한 회색(Dark Gray)으로 표시하였고, Row3 ODA 및 Row5 ODA는 연한 회색(Light Gray)으로 표시하였다.

오브젝트에 의한 터치발생 시, 센싱 ODA와 오브젝트 사이에 형성되는 오브젝트 정전용량(Cobj)은 다음의 수식1과 같이 결정된다.

<수식1>

Cobj=eS/d

(e은 유전율이며, S는 센싱 ODA와 오브젝트가 대향하는 면적이고, d는 센싱 ODA와 오브젝트간 이격거리이다)

제3형상 ODA는 도전체가 박리된 상태이므로, 제3형상 ODA의 면적이 넓을수록 "터치를 검출하는 유효영역"(이하, 유효영역)을 나타내는 <수식1>의 면적 "S"의 크기가 감소하여, 오브젝트 정전용량의 크기가 축소된다. ODA 중심선에서 제3형상 ODA 면적이 가장 작고 반날개의 엣지로 갈수록 제3형상 ODA의 면적이 점차 증가하는 도3의 실시예에서, 동일한 터치면적에 의한 오브젝트 정전용량(Cobj)의 크기는, 반날개의 엣지로 갈수록 점차 축소된다.

터치가 안된 상태에서, 구동 ODA에 구동전압을 인가하여 센싱 ODA에서 검출되는 전압은 다음의 수학식2와 같이 결정된다.

<수학식2>

(Cd는 센싱 ODA 및 구동 ODA사이에 형성된 상호 정전용량이며, Ccm은 센싱 ODA와 표시장치의 공통전극이 대향하여 형성된 공통전극 정전용량이며, Cprs는 센싱 ODA신호선에 형성된 기생 정전용량이며, Vp1은 구동 ODA에 구동전압 Vd1을 인가했을 때 센싱 ODA에서 검출되는 전압이고, Vp2는 구동 ODA에 구동전압 Vd2를 인가했을 때 센싱 ODA에서 검출된 전압의 크기이다)

또한, 오브젝트에 의한 터치에 의해 오브젝트와 센싱 ODA 사이에 오브젝트 정전용량 Cobj가 형성되면, 구동 ODA에 구동전압을 인가하여 센싱 ODA에서 검출되는 전압은 다음의 수학식3과 같이 결정된다.

<수학식3>

<수학식2>와 <수학식3>을 비교하면, <수학식3>은 <수학식2>로 표시된 전달함수의 분모에 오브젝트 정전용량 Cobj가 추가된 것이다. 따라서, 터치가 발생하면, <수학식2> - <수학식3>의 결과값은 영(Zero) 보다 커지므로, 결과값을 참조하여 터치발생 여부 및 터치좌표를 추출하는 것이 가능하다.

도3의 실시예에서, 제3형상 ODA의 면적은 ODA의 중심선에서 가장 작고(즉, ODA 유효영역이 가장 넓고), 반날개의 엣지로 이동할수록 점차 커지는 것으로 도시하였으나, 제3형상 ODA의 면적은 ODA의 중심선에서 가장 넓고 반날개의 엣지로 이동할수록 점차 작아지도록 제3형상 ODA를 배치하는 것도 가능하다.

제3형상 ODA의 단변(Short Side)의 길이는 제3형상 ODA가 속한 행 위치(ODA3L-1 또는, ODA3L-2 등)에 따라 변하지만, 장변(Long Side)의 길이는 변하지 않는다. 본 발명에서 모든 ODA의 제2형상 연결부(124)의 상하폭과 반날개의 길이는 동일하므로, 반날개에 포함된 제3형상 ODA의 행(Row)의 개수는 동일하다.

도3의 Row4 ODA의 제1 반날개에 포함된 제3형상 ODA의 행(Row)을 ODA3L로 표기하였고 제2 반날개에 포함된 제3형상 ODA의 행을 ODA3S로 표기하였다. 이때 3은 제3형상 ODA를 나타내고 L은 원거리 방향(Long)을 나타내고, S는 근거리 방향(Short)을 의미한다.

다시 도3을 참조하면, ODA3L-1이 가리키는 제3형상 ODA의 행(Row)영역은, Row4 ODA의 제1 반날개가 시작되고 Row3 ODA의 제2 반날개가 종료되는 지점이다. 또한, ODA3S-1이 가리키는 제3형상 ODA의 행(Row) 영역은 Row4 ODA의 제2 반날개가 시작되고 Row5 ODA의 제1 반날개가 종료되는 지점이다.

Row3 ODA 및 Row5 ODA의 반날개는 Row4 ODA의 (가상의) 중심선을 침범하지 않는다. 또한, Row3 ODA의 제2 반날개의 종점(Ending Point)에서 Row4 ODA의 중심선까지의 거리인 d9와, Row5ODA의 제1 반날개의 종점에서 Row4 ODA의 중심선까지의 거리인 d11의 길이는 동일하고, 이러한 규칙은 본 발명의 모든 ODA에 적용된다.

한편, 반날개가 시작되는 제3형상 ODA의 행(Row)은 (예를 들어, 도3의 ODA3L-1), 교차영역에서 대향하여 설치된 이웃한 ODA의 반날개가 종료되는 지점이 되는 것이 바람직하다.

제3형상 ODA는 모아레 현상을 회피하기 위하여 표시장치의 화소에 대응하여 크기가 결정된다. 더욱 상세하게는, 화소(Pixel)는 Red/Green/Blue를 나타내는 서브 픽셀(Sub Pixel)로 구성되며, 제3형상 ODA는 서브 픽셀의 크기에 관계를 갖도록 크기가 결정된다. 일 실시예로, 제3형상 ODA의 크기가 서브 픽셀의 크기와 동일한 관계인 경우, 서브 픽셀의 크기가 70um(H) x 210um(V)이면 제3형상 ODA의 설치 가능한 최대 면적은 70um(H) x 210um(V)로 결정된다. 이때 제3형상 ODA의 면적이 10%라는 의미는, 제3형상 ODA의 설치 가능한 최대 면적인 70um(H) x 210um(V)의 10%인 7um(H) x 210um(V)만 도전체가 제거됨을 의미하며, 도전체가 제거되지 않은 90%의 영역은 터치를 검출할 수 있는 유효영역이다.

본 발명은 반날개의 시점부터 반날개의 종점까지 소정의 동일한 비율로 제3형상 ODA의 면적이 커지거나 감소한다 (본 명세서에서는 반날개의 시점부터 반날개의 종점까지 제3형상 ODA의 면적이 점차 커지는 것으로 가정한다).

도4는, Row4 ODA와 상하로 이웃한 Row3 ODA 및 Row5 ODA의 반날개를 구성하는 제3형상 ODA의 위치에 따른 면적 변화에 관한 본 발명의 일 실시예이다.

도3 및 도4를 참조하면, 도3의 ODA3L-1에서 Row4 ODA의 제1 반날개가 개시되며, 이때 제3형상 ODA의 면적은 10%라고 가정하면 유효영역의 면적은 90%이다. 또한 ODA3L-1은 Row3 ODA의 제2 반날개의 종점이기도 하므로 Row3 ODA 제2 반날개의 종점부에서 제3형상 ODA의 면적은 80%라고 가정하면 유효영역의 면적은 20%이다. ODA3L-1에서 Row4 ODA의 유효영역 비율은 90%이고 Row3 ODA의 유효영역 비율은 20%이므로, ODA3L-1행(Row) 전체의 유효영역 면적의 평균은 55%이다.

도4의 실시예에서, 제3형상 ODA가 위치하는 행이 바뀔 때 마다, Row4 ODA의 제1반날개 및 Row3 ODA의 제2 반날개를 구성하는 제3형상 ODA의 면적을 1%씩 증감시키면, 모든 제3형상 ODA 행의 유효영역 평균은 동일한 크기인 55%가 됨을 알 수 있다.

또한 동일한 규칙에 의해, Row4 ODA의 제2반날개 및 Row5 ODA의 제1 반날개의 교차영역인 ODA3S 영역에서도 모든 제3형상 ODA 행의 유효영역 평균은 55%이다.

상기의 제3형상 ODA 설계기법에 의해, 펜에 의한 터치면적이 교차영역에 배치된 두 반날개의 면적을 동일한 비율로 점유할 시, 상하방향으로 이동하는 펜에 의해 두 반날개에서 검출되는 오브젝트 정전용량의 합은 펜의 위치와 무관하게 항상 동일하다. 다만, 펜의 상하이동에 의해 제1반날개 및 제2 반날개에서 검출되는 개별 오브젝트 정전용량의 크기는 펜의 위치에 따라 수시로 변한다.

일 실시예로, 교차영역에 위치한 두 ODA에 대해, 펜에 의한 "터치면적"이 교차영역에 배치된 두 반날개의 면적을 동일비율로 점유할 시, 제1반날개에서 펜 터치에 의한 "유효영역"의 면적을 s1이라고 하고 제2반날개에서 펜 터치에 의한 유효영역의 면적을 s2라고 가정하면, s1+s2의 크기는 교차영역에서 펜의 위치와 무관하게 동일하고, s1 및 s2의 크기는 펜의 상하방향 위치에 연동하여 변한다. 또한 펜의 위치는 s1/(s1+s2) 또는 s2/(s1+s1)의 간단한 수식으로 결정된다. (s1이나 s2는 수학식1 내지 수학식3에 기초한 오브젝트 정전용량으로 변환되는 과정이 필요하며 이러한 과정은 Touch IC에 의해 수행된다.)

도3 및 도4를 기초로 하는 본 발명의 실시예에서 중요한 것은, 제3형상 ODA행의 종점과 시점에 적용된 제3형상 ODA의 면적은 모든 ODA에 동일하게 적용되고, 제3형상 ODA 행이 변경될 때마다 제3형상 ODA의 면적변화율은 동일한 크기라는 점이다. 또한, 교차영역에서 하나의 ODA의 반날개의 시점과 다른 하나의 ODA 반날개의 종점은 동일한 행에 위치한다는 점이다.

제1형상 ODA의 중심부인 제2형상 ODA 연결부(124)에 펜이 위치하면, 제2형상 ODA연결부(124) 및 상하로 이웃한 2개의 ODA 등 3개의 ODA에서 펜 터치가 발생한다.

펜 Tip의 직경이 2mm라고 가정하고 제2형상 ODA연결부(124)의 상하폭이 2.5mm라고 가정하면, 제2형상 ODA연결부(124)의 상하 폭인 2.5mm 이내에서 펜이 상하로 이동할 때 제2형상 ODA연결부(124)와 맞닿은 이웃하는 ODA의 제1 반날개 및 제2 반날개의 면적변화는 검출되지 않으므로 상하방향에 대하여 펜의 이동은 없는 것으로 측정된다. 따라서 펜에 의한 글씨가 선형적이지 않고 글씨를 못 알아보는 문제가 발생할 수도 있다.

또한, 제2형상 ODA 연결부(124)의 상하폭이 극단적으로 좁으면(예를 들어, 0.2mm), 제2형상 ODA 연결부(124)를 중심으로 상하로 이동하는 펜의 움직임에 대하여 제2형상 ODA연결부(124)와 맞닿은 이웃한 ODA의 제1 반날개 및 제2 반날개에 의한 면적의 변화가 급격히 발생하여, 상하방향에 대하여 펜은 너무 급히 이동하는 현상이 관측될 것이다. 이로 인해 제2형상 ODA연결부(124)가 문턱(Threshold)역할을 제대로 못하여 제2형상 ODA연결부(124)를 기준으로 상하방향에 대한 펜의 미세한 떨림이 글씨에 반영되어 자연스러운 형태의 글씨가 써지지 않거나 선형성이 급격히 무너지는 현상이 발생하여 자연스러운 글씨가 써지지 않게 된다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 제2형상 ODA연결부(124)의 상하폭의 하한은 펜 Tip 직경의 1/3 이고, 상한은 펜 Tip 직경까지이다. 만일 제2형상 ODA연결부(124)의 단변의 폭이 펜 Tip의 1/3 수준이면, 펜 Tip은 제2형상 ODA 연결부(124) 및 연결부(124)에 인접한 두개의 반날개와 동일하게 1/3씩의 폭(Width)을 공유한다. 이로 인해 연결부(124) 근처에서 펜의 상하 이동에 대해 연결부(124) 및 연결부(124)와 인접한 두개의 반날개 간에 선형적으로 면적변화가 발생하여 글씨가 선형적으로 써진다.

또한 연결부(124)의 단변이 펜 Tip의 직경과 동일하면, 펜의 상하방향 이동에 대해 어떠한 경우에도 연결부(124)와 인접한 반날개의 영역도 포함되므로 훌륭한 선형성이 확보되지는 않더라도 펜의 상하방향 이동에 대한 면적의 변화가 검출되어 적어도 글씨가 써질 수 있는 환경은 구축된다.

제2형상 ODA 연결부(124)에 하나의 제3형상 ODA가 설치되거나, 복수의 제3형상 ODA가 서로 다른 행에 배치될 때, ODA 연결부(124)에 포함된 제3형상 ODA의 면적은, 제1 반날개 및 제2 반날개에 포함된 제3형상 ODA의 증감에 관한 선형성이 연속되도록 결정되는 것이 바람직하다. 일 실시예로, 도3 및 도4의 실시예에서 ODA3L-1 및 ODA3S-1에서 제3형상 ODA의 면적이 10%이고 변화율은 1%이므로 연결부(124)에 하나 배치된 제3형상 ODA의 면적은 9%로 결정되는 것이 바람직하다. 만일 연결부(124)의 서로 다른 행에 3개의 제3영역 ODA로 배치되면, 중심선에 위치한 제3형상 ODA의 면적은 8%이고 나머지 2개는 9%로 결정되고, 4개의 서로 다른 행에 제3영역 ODA가 배치되면 중심선 가까이에 위치한 2개의 면적은 8%이고 나머지 두개는 9%로 결정되어야 한다.

상기의 설명은 도3 및 도4를 일실시예로 Row4 ODA 내지 Row5 ODA에 한정하여 설명하였으나, 특정위치의 ODA에 한정되지 않고 모든 위치의 ODA에 적용된다.

도5는 제2형상 ODA가 이등변 삼각형으로 구성된 본 발명의 일 실시예이다.

도5의 실시예와 같이 제1형상 ODA가 제2형상 ODA 연결부(124)를 기준으로 상하로 대향하는 삼각형 형상의 제2형상 ODA로 구성된 경우에도, 도2 내지 도4의 실시예에 도입된 모든 기술사상이 동일하게 적용된다. 전술한 바와 같이, 그러한 기술사상은 1) 교차영역의 구성, 2) 교차영역에서 제3형상 ODA의 증감. 3) 교차영역에서 제1반날개 및 제2반날개를 구성하는 횡방향의 제3형상 ODA의 유효영역의 합은 동일한 것, 4) 제3형상 ODA 행의 시점과 종점이 동일한 행에 위치하는 것, 5) 면적보상 등이다.

후술하는 바와 같이, 본 발명이 인용발명1의 도면12의 실시예에서 인용한 문제점은, 본 발명의 제2형상 ODA를 구성하는 제3 형상 ODA의 선형적 면적변화에 의해 해결이 될 수 있다. 또한 제3형상 ODA의 선형적 면적변화 및 삼각형으로 구성된 제2형상 ODA의 면적변화가 동시에 발생하므로 더 우수한 특성의 터치신호 검출이 가능하다.

도6은제3형상 ODA의 면적 축소 및 면적 확대 방법에 관한 본 발명의 일 실시예로서, 진한 회색(Dark Gray)으로 도전체임을 나타내는 제2형상 ODA(121)에, 도전체가 박리되어 흰색인 제3형상 ODA(130)가 배치된 일 실시예이다.

제3형상 ODA(130)는 상단에서 하단으로 배치될 수록 동일한 비율로 면적이 증가하거나 감소하되, 가상의 종방향 중심선(135)을 기준으로 좌우로 증감한다. 일 실시예로, 상하배치에 따른 제3형상 ODA 면적의 변화율이 1%일 때, 종방향 중심선(135)을 기준으로 좌측으로 0.5% 및 우측으로 0.5% 변한다.

도6a의 실시예는 상단에서 하단으로 이동할수록 제3형상 ODA의 면적은 소정의 동일 비율로 감소하며, 도6b의 실시예는 상단에서 하단으로 이동할수록 제3형상 ODA의 면적은 소정의 동일 비율로 증가한다. 증감의 방향은 화소와의 정합성에 의해 결정되므로 설계단계에서 시뮬레이션이나 실배치를 통하여 결정하는 것이 바람직하다.

종방향 중심선(135)을 기준으로 제3형상 ODA가 배치될 때, 서로 이웃한 복수의 종방향 중심선(135)의 간격 즉, 피치는 동일하다. 예를 들어, 도6a의 a1 또는 b1은 서로 이웃하는 종방향 중심선(135) 간의 피치이며 a1과 b1은 같은 크기의 값을 갖는다. 또한 제3형상 ODA의 횡방향 중심점을 연결하는 횡방향 중심선(136)의 피치(Pitch)인 c1과 d1도 동일한 크기이며, 이웃하는 횡방향 중심선(136)의 피치도 동일한 크기를 갖는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 제3형상 ODA의 크기는 표시장치의 화소 또는 서브 픽셀에 대응하여 크기가 결정되고 표시장치에서 화소의 크기는 동일하기 때문에, 제3형상 ODA의 배열도 균등하게 이루어져야 한다. 이로 인해 이웃하는 제3형상 ODA의 종방향 중심선(135)의 피치는 동일해야 하고, 이웃하는 횡방향 중심선(136)의 피치도 동일한 크기를 가져야 한다.

도3의 ODA3S-1 내지 ODA3S-11 등 하나의 반날개에 포함된 모든 횡방향 중심선의 피치는 동일한 크기이지만, 반날개 시점의 횡방향 중심선(136)인 ODA3S-1 및 Row4의 중심선(C.L of Row4)의 피치크기는 반날개에 포함된 횡방향 중심선(136)의 피치와는 다른 값을 가질 수도 있다. 이는 모든 ODA에서, 제2형상 ODA에서 제3형상 ODA의 시점과 종점을 동일한 위치에 배치하기 위한 오프셋(Offset)으로 사용하기 위함이다. 이와 같이 본 발명은 제2형상 ODA의 반날개에 배치된 제3형상 ODA의 횡방향 중심선(136)의 피치는 동일하지만, 제3형상 ODA가 시작되는 횡방향 중심선(136)과 ODA의 중심선(C.L)간의 피치는 반날개에 포함된 횡방향 중심선(136)의 피치와 서로 다를 수 있다.

도6b는 좌돌출 꺾쇠(<)가 제3형상 ODA로 사용된 경우이다. 전술한 바와 같이 반날개에 포함된 종방향 중심선(135)간 피치는 동일하고, 횡방향 중심선간 피치도 서로 동일하다.

도7은 좌돌출 또는 우돌출 꺾쇠가 제3형상 ODA로 사용될 때, 가상의 종방향 중심선(135) 및 횡방향 중심선(136)의 위치 및 사선의 각도결정에 대한 본 발명의 일 실시예이다. 도6b의 실시예에서 제3형상 ODA로 사용된 좌돌출 꺾쇠에는, 도7의 실시예와 같이 상하로 대칭되는 두 사선 접합부의 중심점에 제3형상 ODA 종방향 중심선(135) 및 횡방향 중심선(136)이 통과한다. 좌돌출 꺾쇠는 가상의 종방향 중심선(135)을 축으로 하여 좌우방향으로 균등하게 축소되거나 확대된다. 예를 들어 중심점에서 좌측으로 0.1mm가 증가하면 중심점의 우측으로도 0.1mm가 증가하여 사선의 폭이 결정된다.

또한 좌돌출 꺾쇠나 우돌출 꺾쇠가 본 발명에 사용되어 면적이 축소 또는 확대될 때, 종방향의 중심선(135)을 기준으로 실시된 면적의 증감 전후 두사선의 각도(도7의 θ1 및 θ2)는 동일하게 유지되어야 한다. 또한 θ1=θ2의 관계를 유지하는 것이 바람직하다. 사선의 각도는 표시장치의 화소 또는 서브 픽셀과 대향하여 모아레가 형성될 때 모아레의 정도를 결정짓는 중요한 변수이다. 따라서 모아레를 최소화하기 위한 각도가 결정되면 모든 꺾쇠의 사선에 대하여 동일한 각도를 유지하는 것이 바람직하다. 이러한 기술사상은 후술하는 Z 형상 및 X 형상의 제3형상 ODA에도 동일하게 적용되며, 본 발명의 기술에 적합한 실시 태양을 가지는 모든 제3형상 ODA에 적용된다.

도8은 좌돌출 꺾쇠 및 우돌출 꺾쇠의 조합으로 제3형상 ODA가 형성된 본 발명의 일 실시예이다. 도8을 참조하면, 진한 회색(Dark Gray)으로 도전체임를 나타내는 제2형상 ODA(121)를 바탕으로 흰색의 제3형상 ODA(130)가 위치하되 제3형상 ODA의 도전체는 박리된 상태이다.

좌돌출 꺾쇠로 구성된 ODA컬럼 및 우돌출 꺾쇠로 구성된 ODA컬럼이 종방향으로 교차 사용되되, 180도의 위상차를 유지한다. 도8과 같이 180도의 위상차를 가지는 동일한 두개의 제3형상 ODA의 교차사용으로 인한 장점은, 그러하지 아니한 도 6b의 실시예에 비해 제3형상 ODA사이의 횡방향 일직선 모양의 도전체 형상을 하나의 횡방향에 위치시키지 않고 두개의 횡방향으로 분리시켜, 표시장치의 게이트 신호선(12)과 평행으로 위치할 수 있는 확률을 낮추어 모아레 회피에 대해 더 좋은 효과를 볼 수 있다는 점이다.

도8 또는 후술하는 도14의 경우와 같이, 본 발명의 제3형상 ODA는 180도의 위상차를 유지하며 종방향으로 교차 사용될 수 있다.

도9는 본 발명의 오브젝트 검출장치에 사용되는 펜 Tip의 형상에 관한 본 발명의 일 실시예이다. 도9를 참조하면, 펜 Tip의 길이(Height)는 5.5mm이며, 오브젝트 검출장치와 접촉하는 펜의 직경은 2mm로 규정되어 있다. 도9의 도면에는 표시되지 않았으나, 펜이 오브젝트 검출장치에 접촉하여 소정의 힘(Force)이 인가되면, 펜의 접촉스위치가 턴 온 되어 펜이 오브젝트 검출장치에 접촉된 상태라는 정보가 시스템에 통보된다. 시스템의 호스트(Host) CPU는, 접촉스위치가 턴온 된 상태에서 펜 터치 정보를 받아들이는 모드와, 펜이 오브젝트 검출장치에서 떠 있는(Hovering) 상태에서 펜의 접촉스위치가 턴 오프 되었을 때 펜의 터치입력을 받아들이는 모드를 별개로 구분하여 신호를 처리한다. 호버링 상태는 펜이 오브젝트 검출장치의 보호유리 상면에 떠있는 상태이므로 펜 팁의 터치면적을 예측할 수 없다. 이에 반해, 펜의 접촉스위치가 턴온 된 상태는, 보호유리로 덮여진 ODA 및 하드(Hard) 한 재질로 만들어진 펜 Tip이 보호유리에 접촉된 상태임을 나타내므로 펜의 터치 위치에 무관하게 펜 Tip의 터치면적은 도면에 표시된 면적과 동일하다.

본 발명의 오브젝트 검출장치를 설계 및 제조하기 위해서는, 사전에 제공되는 펜에 대한 모든 정보를 고려해야 한다. 예를 들어, USI(The Universal Stylus Initiative) 규격(Specification)은, Stylus Pen에 대한 모든 규격을 정하고 있으며, USI 규격에 적합한 오브젝트 검출장치를 만들기 위해서는 USI에서 정한 펜 규격을 따라야 한다. 또한 MPP(Microsoft Pen Protocol)도 펜에 대한 모든 규격(Specification)이 정해져 있으며, 마이크로 소프트사가 제공하는 Windows 환경에서 펜 터치를 사용하기 위해서는, MPP에서 규정한 펜의 모든 규격을 따라야 한다.

펜의 규격은, 펜 Tip의 직경 등 펜에 관한 기하학적 형상 및, 펜에서 방사되는 전압의 크기 및 주파수 또는 주파수 변조에 기초하여 제공되는 정보(Tx) 또는 정보입력(Rx)을 위한 주파수 및 시퀀스(Sequence) 등을 포함한다. 이와 같이 사전에 제공되는 펜 정보에 기초하여, 제2형상 ODA의 개수 또는 제2형상 ODA의 장변 및 단변폭이 설계에 반영되고, 프로토콜(Protocol)에 관한 사항도 Firmware를 이용하여 Touch IC(300)에 입력된다.

도10은 제2형상 ODA의 구성 및 펜 Tip 터치면적과의 상관관계를 나타낸 본 발명의 일 실시예로서, 도10a 내지 도10c는 제2형상 ODA가 이등변 사각형의 경우이고, 도10d 및 도10e는 제2형상 ODA가 이등변 삼각형의 경우이다.

도10을 참조하면, 도2와 동일하게 진 회색(Dark Gray)으로 채워진 ODA는 Row4 ODA이고, Row4 ODA의 상하 측으로 연회색(Light Gray)으로 채워진 Row3 ODA및 Row5 ODA가 위치하며, A 내지 L 등은 펜 Tip의 터치면적 및 위치를 나타낸다.

실 사용 예에서, ODA컬럼의 단변폭 길이는 통상 4~5mm 정도이며, 장변폭 길이는10~20mm 정도이다. 본 발명의 일실시예로, ODA컬럼의 단변폭이 4mm라고 가정하면, 도10a의 경우와 같이 교차영역의 제2형상 ODA가 4개인 경우, 단일의 제2형상 ODA의 단변 피치폭은 1mm이다. 또한 도10b의 경우, 교차영역의 제2형상 ODA는 6개이므로, 단일의 제2형상 ODA의 단변 피치폭은 0.67mm정도이며, 도10c의 경우, 제2형상 ODA는 8개이므로 단일의 제2형상 ODA의 단변 피치폭은 0.5mm이다.

또한, 도10d 및 10e의 경우와 같이 교차영역에서 이웃한 두개의 제1형상 ODA가 각 2.5개의 삼각형으로 5개의 삼각형을 형성하는 경우, 각 삼각형의 중심점을 통과하는 가상의 수직선 사이인 j1이나 j2를 제2형상 ODA의 단변 피치폭으로 정의한다. 도10d의 경우 5개의 삼각형에 대해 단변 피치폭은 0.8mm이다.

펜으로 오브젝트 검출장치에 글씨를 쓰거나 터치를 위한 자유 이동 시, 펜의 움직임은 ODA에서 상하방향 및 좌우방향의 벡터량으로 분리 검출되고, Touch IC(300)는 상하방향의 터치좌표 및 좌우방향의 터치좌표를 추출하여 시스템의 호스트 CPU로 통보한다. 펜의 상하 터치좌표는, 하나의 ODA 컬럼 또는 복수의 ODA컬럼의 상하에 위치한 복수의 ODA에서 검출되는 펜의 정전용량 비율차이로 검출하고, 펜의 좌우 터치좌표는 복수의 ODA컬럼에서 검출되는 펜의 정전용량의 비율에 기초하여 결정된다. 따라서 상하방향 터치좌표를 추출하기 위해 참조하는 데이터는 종축(Vertical Axis)에서 추출된 y1, y2, y3정도의 데이터를 참조할 것이고, 좌우방향 터치좌표를 추출하기 위해서는 횡축에서 추출된 x1, x2, x3 등의 데이터를 참조할 것이다(y1이나 x1등은 터치면적에 기초하여 수학식2 또는 수학식3에서 추출된 전압이다).

만일 펜이 ODA컬럼3의 모처에 위치하면, 펜 Tip의 폭이 2mm밖에 안되더라도 (도9의 실시예에서 펜 Tip의 높이는 5.5mm이므로) ODA컬럼2 및 ODA컬럼4에서도 공간 전자기장을 통하여 펜 Tip과의 정전용량이 형성되고, ODA컬럼2에서 추출된 x2 및 ODA컬럼3에서 추출된 x3 그리고 ODA컬럼4에서 추출된 x4를 이용하여 좌우방향의 터치좌표 검출이 가능하다.

본발명은, 교차영역에 대향 배치된 두 ODA의 제1반날개 및 제2반날개에 터치 된 펜의 터치 유효영역 비율차이에 기초하여, 펜의 상하방향의 터치좌표를 검출한다. 비록 오브젝트로 펜의 경우를 한정하였으나, 펜 Tip보다 넓은 손가락의 경우에는 펜보다 더 용이하게 터치좌표를 추출하는 것이 가능하므로, 본 명세서에서 오브젝트의 실시예로 펜을 사용하였다 하더라도 동일한 터치검출 방식이 손가락 터치에도 적용된다.

도10의 실시예는 도3의 실시예와 같이, ODA의 중심선(Center Line)부터 ODA날개의 엣지로 이동할수록 제3형상 ODA의 면적이 선형적으로 증가한다고 가정한다.

도10a의 "교차영역1"에서, 펜 A'가 Row4 ODA의 제2형상 ODA를 터치한 면적과 Row5 ODA의 제1형상 ODA를 터치한 면적을 동일하게 유지하며 하측 방향으로 이동시, Row4 ODA의 유효영역은 선형적으로 감소하고, Row5 ODA의 유효영역은 선형적으로 증가한다. 또한 Row4 ODA 및 Row5 ODA에 터치 된 펜의 면적은 동일하다고 가정하였으므로, 펜 위치와 무관하게 Row4 ODA 및 Row5 ODA의 유효영역 평균은 항상 일정하고 개별 유효영역의 크기만 선형적으로 서로 변한다.

이와 같이 본 발명이 펜 터치로 인해 터치면적이 선형적으로 변하는 것은, 인용발명1 도면 12의 사각형 1230 또는 1240의 경우와 같이 사각형의 크기가 변하는 변곡점에서만 펜의 터치면적이 변하는 비선형적 변화에 비하여 개선이 이루어지는 것이며 본 발명이 인용발명1에 비해 더욱 진보적임을 보여준다.

인용발명1 도면 12의 사각형 1230이나 1240을 참조하면, 본 발명의 제3형상 ODA라고 할 수 있는 꺾쇠 모양의 형상이 8개 또는 9개마다 사각형의 면적변화가 발생하는 변곡점이 위치하고, 펜이 변곡점을 지날 때만 터치면적이 변한다. 펜이 상하방향의 꺾쇠를 하나씩 이동할 때마다 터치면적변화가 발생하는 본 발명과 달리 인용발명1은 펜이 동일한 사각형내의 8개 또는 9개의 꺾쇠를 지날 때 마다 터치면적 변화가 발생하는 것을 알 수 있다.

인용발명1은 펜 글씨가 선형적으로 써지지 않으므로 글씨 자동인식이 불가하고 시인성에 문제가 있을 수 있다. 그러나 본 발명에서는, 펜의 이동에 의해 제3형상 ODA의 위치가 하나씩 바뀔 때 마다 터치면적의 변화가 발생하여, 인용발명1에 비하여 선형성이 개선되는 것을 알 수 있다. 이로 인해 펜 터치에 의한 글자는 인용발명1에 비해 더욱 자연스럽게 형성된다.

정량적 분석방법에 따르면, 인용발명1은 8개 내지 9개의 꺾쇠마다 터치면적의 변화가 발생하고, 본 발명은 하나의 꺾쇠마다 터치면적이 변하므로, 본 발명에서 펜의 선형성은 인용발명1 대비 8배 내지 9배 정도 향상되었음을 알 수 있다.

한편, 도10a의 교차영역1에 위치한 펜 A'가 Row4 ODA 및 Row5 ODA를 동일한 면적으로 터치하는 경우, Row4 ODA에서 펜 터치에 의한 유효영역의 면적을 s1이라고 하고, Row5 ODA에서 펜 터치에 의한 유효영역의 면적을 s2라고 하면, 펜의 상하방향 이동에 대해 s1+s2의 크기는 항상 일정한 것은 도4의 실시예에서 살펴보았다.

펜이 교차영역1의 상측에 있을 때, s1의 크기는 s2보다 더 크고, 펜이 교차영역1의 하측에 있을 때 s2의 크기는 s1보다 더 크다. 이때 펜의 위치는 s1/(s1+s2) 또는 s2/(s1+s2)의 간단한 연산에 의해 결정된다.

만일 펜이 Row4 ODA의 제2형상 ODA연결부(124)에 위치하는 경우 Row3 ODA의 제2 반날개 및 Row5 ODA의 제1반날개와 면적을 공유하므로, 공유하는 3개 ODA의 면적을 기초로 무게중심을 구하면 펜의 상하방향 좌표가 결정된다.

도10a는 제2형상 ODA의 단변 피치가 펜 Tip의 1/2인 경우의 실시예이다. Tip의 직경이 2mm인 펜이 Row3 ODA의 제2 반날개 및 Row4 ODA의 제1반날개에 동일 비율로 터치한 A 위치에서는, Row3 ODA 및 Row4 ODA의 터치 면적비율이 50:50이다. 그러나 B 위치에서는 Row4 ODA의 터치면적 비율이 더 크므로, 펜은 실제 좌표보다 더 하측에 있는 것으로 측정되는 검출오류가 발생한다. 또한 C위치에서는 Row3 ODA의 터치면적이 더 크므로, 펜은 실제좌표보다 더 상측에 존재하는 검출오류가 발생한다.

도10b는 제2형상 ODA의 단변 피치가 펜 Tip의 1/3인 경우의 실시예이다. 도10b의 D영역 및 F영역에서는 Row3 ODA 및 Row4 ODA의 터치면적이 동일하므로 검출오류가 발생하지 않는다. 그러나 영역E에서는 Row4 ODA의 터치면적이 더 크므로 터치좌표 검출오류가 발생한다. 영역E에서의 면적 점유율 차이는 B나 C에 비해 더 개선되고 있다.

도10c는 제2형상 ODA의 단변 피치가 펜 Tip 직경의 1/4인 경우의 실시예이다. 영역 G 및 영역 I에서 Row4 ODA 및 Row5 ODA의 터치면적은 동일하므로 검출오류는 발생하지 않는다. 또한 영영 H에서는 좌표 검출오류가 발생하고 있으나, 영역 B 및 영역E에 비해 검출오류가 개선되고 있음을 알 수 있다.

도10d는 제2형상 ODA가 삼각형으로 이루어진 경우의 실시예이며, 도10a 내지 도10c의 실시예와는 달리 제2형상 ODA가 삼각형으로서 펜 터치에 의해 유효영역의 면적이 변하는 것 외에도 제2형상 ODA의 면적도 변한다는 특징이 있다. 즉, 펜의 위치에 따라 제3형상 ODA의 면적차이에 의한 유효영역 면적 및 제2형상 ODA를 구성하는 도전체의 면적이 같이 변한다는 특징이 있다.

도10d의 J는 제2형상 ODA의 단변의 피치는 펜 팁 직경의 1/2인 경우로서, 두개의 제2형상 ODA로 만들어진 사각형의 내측인 s1과 동일한 길이이므로 두개의 제2형상 ODA의 터치면적에 기초한 실제 펜의 터치 위치는 정상적이다. 만일 제2형상 ODA 단변의 피치가 펜 팁 직경의 1/2을 초과하면, j1과 같이 Row5 ODA인 연한 회색 삼각형부에 터치가 발생하지 않으므로 터치좌표 검출오류가 발생한다.

도10d의 K는 제2형상 ODA의 단변의 피치가 펜 팁 직경의 1/3인 경우로서, 교차영역의 중심에서 3개의 제2형상 ODA에만 터치가 발생하였다. 이로 인해 Row4 ODA인 진한 회색의 면적 점유율이 더 크므로 펜 터치 좌표는 실제 위치보다 더 하측으로 검출되는 검출오류가 발생할 것이다.

한편, 도10d의 L 위치는 제2형상 ODA 단변의 피치가 펜 팁 직경의 1/4인 경우로서, 두개의 제2형상 ODA로 만들어진 사각형의 내측인 s2과 동일한 길이이므로 4개의 제2형상 ODA의 터치면적에 기초한 실제 펜의 터치 위치는 정상적이다.

이와 같이 제2형상 ODA가 이등변 삼각형인 경우, 제2형상 ODA 단변의 피치의 최대값은 펜 팁 직경의 1/2이다. 또한, 제2형상 단변 피치의 폭은 펜 팁 직경의 1/2 또는 1/4 또는 1/6과 같이 분모가 우수로 결정되어야 한다. 이로 인해 제2형상 ODA는 홀수개가 아닌 짝수개 모두에서 펜 터치가 발생하므로 터치좌표 검출오류가 발생하지 않는다.

이상 살펴본 바와 같이, 펜 Tip의 직경에 비해 제2형상 ODA의 단변 피치폭이 좁을수록 펜의 위치 검출 오류가 개선되는 것을 알 수 있다. 그러나 제1형상 ODA에 많은 수의 제2형상 ODA가 설치될수록 교차영역에서 상호 대향하는 두개의 제2형상 ODA와의 대향 길이가 증가하고 이는 수식2 또는 수식3에서 상호정전용량인 Cd의 크기를 증가시켜 터치감도를 약화시키기 때문에, 제2형상 ODA의 개수 증량에는 한계가 있다. 제2형상 ODA의 단변 피치는 펜 Tip 직경의 1/4 정도가 바람직 하다.

한편, 제2형상 ODA 단변 피치폭의 최대길이는 펜 Tip 직경의 1/2과 같거나 그 이하이다. 도10a의 실시예에서 제2형상 ODA 단변 피치가 펜 Tip 직경의 1/2을 초과하는 A1의 경우, 펜 터치에 의해 대부분 Row4 면적만 검출되므로 A1 펜은 교차영역1의 상단부에 위치하는 것으로 검출될 것이고, 제2형상 ODA 단변 피치가 펜 Tip 직경의 1/2을 초과하는 A2의 경우에도 A2 펜은 교차영역 1의 하단부에 위치하는 것으로 측정이 되는 검출오류가 발생할 것이다. 이와 같이 상당한 큰 폭의 검출오류를 방지하기 위하여 제2형상 ODA 단변 피치는 펜 Tip 직경의 1/2을 초과하지 않는 것이 바람직하다.

본 발명의 오브젝트 검출장치의 제2형상 ODA(121,122,123,125,126,127)의 외곽 및 제3형상 ODA(130)와 ODA신호선(200)이 수직이나 수평의 직선 상태에서 표시장치의 상면에 설치되면, 표시장치의 구성요소인 Source 신호선 및 Gate 신호선과 모아레 현상을 유발(Induction)하여 표시장치의 표시품질이 저하되는 문제가 발생하므로 이를 회피하기 위한 방안이 도입되어야 한다.

도11은 4 x 6의 해상도를 가지는 표시장치(10)이다. 실질적으로 표시장치(10)는 FHD급(1920 x 1080)이나 UHD급(3840 * 2160) 등 매우 높은 해상도가 사용되겠지만, 도시된 실시예에서는 본 발명의이해를 돕기 위해 4 x 6의 저급 해상도를 가정하여 예시하였다.

표시장치는 Red/Green/Blue 등 3개의 Sub Pixel로 구성된 단위 화소(Unit Pixel)의 집합으로 이루어진다. 도11은 횡방향으로 4개의 단위 화소가 위치하고 종방향으로 6개의 화소 행(Row)이 위치하므로 해상도는 4 x 6이다. Source Drive IC에서 제공하는 화소 전압은 종방향의 두꺼운 신호선으로 표시된 Source Signal Line(11)을 통하여 각 Sub Pixel로 공급된다. Gate 신호선(12)은 Source 신호선(11)과 물리적인 층(Layer)를 달리하여 횡방향으로 설치되며, Gate Drive IC에서 공급하는 턴온 또는 턴 오프 전압을 각 Sub Pixel에 설치된 스위칭 소자인 TFT(Thin Film Transistor)에 공급한다.

Gate 턴온(Turn on) 전압은 Gate Line 1(G1)부터 G2→G3→G4→G5→G6→G1...의 순서로 시분할(Time Sharing) 방식으로 순차적으로 공급되고, 순차적으로 횡방향의 화소를 활성화시킨다. 턴온 전압이 인가되는 Gate 신호선을 제외한 나머지 Gate 신호선에는 턴오프 전압이 인가된다.

LCD와 같은 표시장치(10)의 BLU(Back Light Unit)에서 방사된 광(Light)은, 수직으로 배치된 Source 신호선(11)이나 수평으로 배치된 Gate 신호선(12)에서 부분적으로 차단되어 주변 화소와 명암차이가 발생한다. 또한, OLED와 같이 자발광(Self Lighting)하는 표시장치도, 수직으로 배치된 Source 신호선(11)이나 수평으로 배치된 Gate 신호선(12)은 발광하지 않으므로 신호선주변의 화소와 명암차이가 발생한다.

LCD 또는 OLED의 상면에 도2b와 같이 제2형상 ODA 및 ODA신호선이 수평 또는 수직으로 이루어진 오브젝트 검출장치가 설치되거나, 도6a와 같이 제3형상 ODA가 수직 및 수평으로 이루어진 오브젝트 검출장치가 설치되면, ODA를 구성하는 도전체에 의해 수직 및 수평으로 광이 일부 차단되어 투과율 차이가 발생한다.

이때 어떤 영역에서는 표시장치의 Source 신호선(11) 또는 Gate 신호선(12) 중 하나 또는 두 신호선만 인식되며, 다른 영역에서는 Source 신호선(11) 또는 Gate 신호선(12)과 오브젝트 검출장치의 제2형상 ODA 또는 제3형상 ODA 또는 ODA신호선이 겹쳐져 명암패턴의 반복으로 인식되므로 모아레 무늬가 발생한다.

모아레 간섭 현상은 주기성을 갖는 공간적 무늬가 겹쳐졌을 때 발생하는 간섭 으로서, 관측자에게 인지되는 모아레 간섭 현상에 의한 무늬를 통상 모아레 무늬 또는 모아레 현상이라 부른다. 모아레 무늬는 표시품질을 저하시키는 원인으로 작용한다. 이러한 모아레 패턴은 화소의 크기, 관측자의 위치, 오브젝트 검출장치와 표시장치간 대향거리 등에 의해 크기나 모양이 달라진다.

이러한 모아레 무늬를 회피하기 위한 방안의 하나는, 오브젝트 검출장치의 제2형상 ODA 또는 제3형상 ODA 또는 ODA신호선이 표시장치의 소스 신호선(11) 및 게이트 신호선(12)과 동일한 수평선 또는 동일한 수직선에 위치하지 않게 하는 것이다.

도12는 모아레를 회피하기 위한 제3형상 ODA의 외형에 관한 본 발명의 일 실시예이다. 도11의 표시장치(10)의 구성요소 중 Source 신호선(11)은 종방향으로 배치되었으므로, Source 신호선(11)과 제3형상 ODA의 종방향 외형(Outline)이 동일 수직선상에 위치하는 것을 회피하기 위하여 제3형상 ODA의 종방향 장변 외형은 수직선과 소정의 각도를 이루도록 사선으로 구성한다 (회색으로 표시된 도12의 제3형상 ODA는 도전체가 제거된 것을 의미한다).

제3형상 ODA는 제2형상 ODA의 외형을 결정하고, 도13의 실시예와 같이 ODA 신호선의 외형도 제3형상 ODA에 의해 결정되므로, 사선으로 구성된 제3형상 ODA에 의해 제2형상 ODA 및 ODA 신호선(200)도 사선으로 형성된다. 이에 따라 본 발명의 오브젝트 검출장치를 구성하는 모든 기하학적 형태는 제3형상 ODA의 외형에 기초한 사선으로 형성된다.

도12의 좌돌출 꺾쇠 또는 우돌출 꺾쇠의 장변(Long Side)은 서로 다른 각도를 가지는 두개의 사선으로 구성되되 두 사선의 교차영역 중심점에서 하나의 변곡점을 가진다.

표시장치(10)의 Gate 신호선(12)은 수평으로 설치되므로 제3형상 ODA의 단변은 수평선과 소정의 각도를 가지는 사선으로 형성되어야 한다. 이때 사선은 하나의 사선으로 구성될 수도 있고, 하나의 변곡점을 가지는 두개의 복합사선으로 구성될 수도 있고, 두개 이상의 변곡점을 가지는 복합사선으로 구성될 수도 있다.

도12에서 도12f를 제외한 모든 제3형상 ODA의 단변은, Gate 신호선(12)과 동일한 횡방향에 위치하는 것을 회피하기 위하여 두개의 사선 및 하나의 변곡점으로 구성된 복합사선으로 구성되었다. 또한 도12f는 3개의 사선 및 두개의 변곡점을 가지는 복합사선으로 구성되었다.

제2형상 ODA의 반날개 중 제3형상 ODA의 위치별로 꺾쇠형태 제3형상 ODA의 면적 증감 시, 도12a의 실시예와 같이 두 사선의 교차영역 중심부인 C.L(Center Line)을 중심으로 좌우로 동일한 비율로 면적이 축소되거나 확대된다.

도12a는 단변이 하측으로 돌출되며 도12b는 도12a와 반대 위상이다. 도12a와 도12b는 도8의 실시예와 같이 180도의 위상차이로 좌우로 이웃하여 동시에 사용될 수 있다.

또한 도12c의 단변은 상 측으로 돌출되었으며, 도12d의 단변은 상측 및 하측 모두 돌출되었고 도12e는 단변이 하측 및 상 측으로 돌출되었다. 도12d와 도12e는 상하로 이웃하여 연속적층 가능하다.

도12의 실시예와 같이, 제3형상 ODA의 단변은 2중 사선에 의해 상측 또는 하측의 단방향으로 돌출이 가능하며, 상하측 양방향으로 돌출이 가능할 수 있다. 또한, 단변이 상하 측으로 돌출된 제3형상 ODA는 상하로 이웃하여 연속적층이 가능하다.

도12에서 꺾쇠 형상의 단변을 기초로 하는 실시태양은, 표시장치에 수평으로 설치된 Gate 신호선과 제3형상 ODA단변이 동일한 수평방향에 위치하지 않으려는 다양한 방법으로서, 수평방향에 대해 소정의 각도를 가지는 사선으로 구성된다는 특징이 있다. 비록 도12의 실시 태양에서는 꺾쇠를 예로 들었으나, 평행사변형 또는 X type 또는 V type 등 다양한 기하학적 형태로 구성된 제3형상 ODA에 모두 적용 가능하다.

제3형상 ODA의 단변의 형상이, 후술하는 도15 내지 도16의 실시예와 같이 하나의 사선으로 형성되거나, 도12a 내지 도12e와 같이 두개의 사선으로 구성되거나 도12f와 같이 두개 이상의 복수의 사선으로 구성되는 것은 Sub Pixel의 크기와 연관성을 가지므로 시뮬레이션이나 실 제품에서의 매칭(Matching)을 통하여 적합한 방식을 확보하는 것이 바람직하다.

한편, 인용발명1의 도면12 또는 도면13을 참조하면, 부등호 미세패턴의 장변은 사선으로 형성되었으나 단변은 일직선으로 형성되어 있음을 알 수 있다. 본 발명의 꺾쇠 패턴은 인용발명1의 부등호 미세패턴과 실질적으로 유사한 구조이며, 장변 및 단변 모두에 모아레 현상을 회피할 수 있는 사선이 적용되었다는 관점에서 본 발명의 꺾쇠 type은 도1의 실시예에 비해 진보된 구조임을 알 수 있다.

도13은 ODA 신호선의 묶음인 SLH에 사용된 제3형상 ODA 실시 태양에 관한 본 발명의 일 실시예이다. 도13에서 진한 회색은 SLH를 구성하는 ODA 신호선(200)으로서 도전체로 구성되었고, 흰색은 도전체가 박리된 제3형상 ODA이다.

도13을 참조하면, ODA 신호선(200)은 다수의 변곡점을 가지며 상하로 연속적으로 연결된 제3형상 ODA에 의해 전기적으로 절연된다. 도1의 실시예를 참조하면, Row4 ODA 신호선의 우측에는 Row3 ODA의 신호선이 위치하고 Row4 ODA 신호선의 좌측에는 Row5 ODA의 신호선이 위치할 것이다.

도2b를 참조하면, ODA 신호선(200)의 시점(Starting Point) 일부영역에서 이웃한 ODA를 구성하는 제2형상 ODA와 대향 배치된다. 이때, ODA 신호선(200)을 구성하는 제3형상 ODA의 종방향 중심선(135)의 피치 및 횡방향 중심선(136)의 피치도, 이웃한 ODA의 반날개에 적용된 피치와 동일한 피치를 유지하는 것이 바람직하다.

ODA신호선(200)은 터치 검출을 하지 않으므로, ODA 신호선(200)을 구성하는 제3형상 ODA의 크기는 서로 동일한 크기로 구성될 수 있으며, 주변의 제3형상 ODA와 동일 또는 유사한 면적을 유지하여 제3형상 ODA의 면적차에 의한 시인성 불량의 원인을 제공하지 않는 것도 바람직하다.

원거리에 배치된 ODA를 연결하는 ODA신호선의 선저항(Line Resistance) 크기는 신호선의 길이에 비례하고 선저항의 폭에 반비례하므로, 선저항의 크기를 줄이기 위해 신호선의 폭을 넓게 구성하는 경우가 있다.

도13의 실시예에서 Row2 ODA의 신호선(200)은 원거리에 위치하므로 ODA 신호선(200)의 선저항을 줄이기 위해 신호선폭을 넓게 구성하였다. 이때 신호선의 폭만 넓게 하면 단위면적당 제3형상 ODA의 밀도차에 의해 투과율 차이가 발생하고, 이로 인해 Row2 ODA의 ODA 신호선(200)이 인식되는 시인성 불량이 발생할 가능성이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, Row2 ODA의 ODA 신호선에는 더미(Dummy) 제3형상 ODA가 주변 제3형상 ODA들과 유사한 밀도를 가지도록 배치된다. "유사한 밀도"는 더미 제3형상 ODA의 종방향 중심선(135)의 피치크기가 이웃한 종방향 중심선(135)의 피치크기와 동일하다는 의미이다.

더미 제3형상 ODA는, ODA 신호선을 전기적으로 분리시키기 위해 연속적으로 연결된 이웃한 제3형상 ODA와 달리 자신이 배치된 ODA 신호선(200)을 전기적으로 연결시켜야 하므로 상호 분리되어 상하 적층 된다.

만일 제2형상 ODA가 도8의 실시예와 같이 상호 위상이 반전된 제3형상 ODA가 교차 사용되는 경우, ODA 신호선도 동일하게 상호 위상이 반전된 제3형상 ODA가 교차 사용되며, 이웃한 제2형상 ODA와 정합성을 이루도록 배치된다.

이와 같이 본 발명은 ODA 신호선의 묶음인 SLH에 전기적 절연을 위해 연속 연결된 제3형상 ODA가 사용되며, 연속 연결된 제3형상 ODA 사이에 더미 제3형상 ODA가 배치될 수 있다. 이때 더미 제3형상 ODA의 종방향 중심선(135)과 이웃한 제3형상 ODA의 종방향 중심선(135)의 피치는, 이웃하는 제2형상 ODA를 구성하는 제3형상 ODA의 종방향 중심선(135)의 피치와 동일한 크기를 갖는다. 또한 제3형상 ODA와 더미 제3형상 ODA는 동일한 외형(Outline)으로 구성되어야 시인성 불량을 회피하기 좋은 조건이 된다.

도14는 좌돌출 꺾쇠 및 우돌출 꺾쇠의 복합으로 제3형상 ODA가 구성된 본 발명의 일 실시예이다.

도14는 제1형상 ODA를 구성하는 제2형상 ODA(121)의 일부이며, 제2형상 ODA는 꺾쇠 형상을 가진 복수의 제3형상 ODA로 구성되었다. 도14의 제3형상 ODA(130)는 장변 및 단변에 모아레 회피를 위한 사선이 적용되었으므로, 장변에만 사선이 적용된 인용발명1의 실시예에 비해 더 우수한 모아레 회피특성을 보여준다. 또한 좌돌출 꺾쇠 및 우돌출 꺾쇠가 180도의 위상차로 교차 사용되어 단변 사이의 도전체가 두개의 행으로 분산되므로, 단변사이의 도전체가 게이트 신호선(12)과 평행으로 위치하는 빈도가 절반으로 감소하여 모아레 회피에 더 우수한 특성을 보여준다.

좌돌출 꺾쇠의 중심을 지나는 종방향 중심선(135)의 피치인 a1 및 a2의 크기는 동일하고, 우돌출 꺾쇠의 중심을 통과하는 종방향 중심선(135)의 피치인 b1과 b2의 크기도 서로 동일하다. 또한 바람직하게는 a1과 b1의 크기도 서로 동일하다.

또한 좌돌출 꺾쇠 및 우돌출 꺾쇠의 횡방향 중심을 통과하는 횡방향 중심선(136)의 피치인 c1 내지 c4의 크기도 서로 동일하다.

도15는 꺾쇠의 단변이 하나의 사선으로 구성된 본 발명의 일 실시예이다. 도14의 실시예에서 좌돌출 꺾쇠 및 우돌출 꺾쇠는 180도의 위상차이를 가지고 서로 다른 열(Column)에서 교차 사용되지만, 도15의 실시예는 좌돌출 꺾쇠 및 우돌출 꺾쇠가 동일한 열에 같이 사용된다는 특징이 있다.

꺾쇠의 단변은 수평방향에 대해 소정의 각도를 갖도록 사선으로 구성되되, 꺾쇠의 상측 단변 및 하측 단변의 사선은 횡방향 중심선(136)을 기준으로 동일한 크기의 각도로 구성되는 것이 바람직하다. 일 실시예로 상측 단변 사선의 각도가 30도의 경우, 하측 단변의 각도는 -30도이다.

또한, 좌돌출 꺾쇠의 중심점을 지나는 가상의 종방향 중심선은 모든 좌돌출 꺾쇠의 중심점을 지나고, 우돌출 꺾쇠의 중심점을 지나는 종방향 중심선도 모든 우돌출 꺾쇠의 중심점을 통과한다.

또한, 도14의 경우와 같이, 좌돌출 꺾쇠의 중심점을 연결하는 가상의 종방향 중심선(135)의 피치는 서로 동일한 크기이고, 우돌출 꺾쇠의 중심점을 연결하는 가상의 종방향 중심선(135)의 피치도 서로 동일한 크기이다.

도15의 실시예는, 하나의 ODA컬럼에서 좌돌출 꺾쇠 및 우돌출 꺾쇠가 상하로 연속 적층 사용되고, 단변에 하나의 사선이 사용된다는 특징이 있으나, 단변의 사선은 도12의 실시예와 같이 두개의 사선 및 하나의 변곡점을 가지는 복합사선이나, 두개 이상의 변곡점을 가지는 복합사선으로 구성되는 것도 가능하며, 표시장치(10)와의 정합성을 따져서 모아레가 최소화되는 방향으로 선택을 하는 것이 바람직하다.

도16은 "Z" Type이 제3형상 ODA로 사용된 본 발명의 일 실시예이다.

화소가 도11의 실시예와 같이 스트라이프(Stripe)구조인 경우에, 꺾쇠 type이 제3형상 ODA의 실시예로 많이 사용된다. 그러나 화소가 델타(Delta) 구조인 경우, 세개의 사선 및 두개의 변곡점으로 구성된 Z 형태의 제3형상 ODA가 모아레에 더 효과적인 경우도 있다. 화소가 델타 구조인 경우 R/G/B의 Sub Pixel은 삼각형 형태로 위치하므로 꺾쇠 형상보다 더 많은 굴곡이 필요할 수 있다.

또한, 스트라이프 구조의 화소 배열에서도 Z type은 사선의 각도 및 길이 조절에 의해, 꺾쇠구조보다 더 효과적인 모아레 방지효과가 있을 수 있다.

도 15에서 Z type을 구성하는 좌돌출 형상의 중심부를 통과하는 종방향 중심선(135)의 피치인 a1 내지 a4의 길이는 동일한 것이 바람직하다. 또한 Z type의 우돌출 형상의 중심부를 통과하는 종방향 중심선(135)의 피치인 b1 내지 b3의 길이는 동일한 것이 바람직하며, a1과 b1의 길이는 서로 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 또한 Z type의 두 변곡점을 통과하는 횡방향 중심선(136)의 피치인 c1 내지 c3의 길이도 동일한 것이 바람직하다.

도16에서 Z 형상의 상단 및 하단의 사선부는 하나의 사선으로 구성되었으나 도12의 실시예와 같이 복수의 복합사선으로 구성하는 것도 가능하다. 또한 상단 및 하단 사선각도는 동일한 것이 바람직하다.

도17은 "X" Type이 제3형상 ODA로 사용된 본 발명의 일 실시예이며, X type의 제3형상 ODA(130)로 구성된 제2형상 ODA(121)의 일부를 참조한 것이다.

도17을 참조하면, 도전체가 박리된 X type의 제3형상 ODA는 흰색으로 표시되었으며, 진한 회색은 유효영역이다. X type은 상단의 V 및 하단의 역형상 V가 맞닿은 형태로 구성되며, X type의 허리부분은 이웃한 X자의 돌출부와 대향하여 배치된다. 상측 V와 하측 V의 사이각은 동일한 것이 바람직하다.

상하로 적층 된 X type의 사이에는 도17a와 같이 다이아몬드 형상의 유효영역이 존재하므로, 유효영역의 면적을 증감시키기 위하여 X type의 사이에는 도17b의 실시예와 같이, 이등변 사각형 또는 다이아몬드의 형상으로 도전체가 제거될 수 있다.

단변은 이중사선으로 구성되었으나, 횡방향에 대해 소정의 각도를 가지는 하나의 사선으로 구성될 수도 있고 2개 이상의 복합사선으로 구성되는 것도 가능하다.

X type의 좌측 꺾쇠부의 중심점을 지나는 종방향 중심선(135)끼리의 피치는 서로 동일한 길이이고, 우측 꺾쇠부의 중심선을 지나는 종방향 중심선(135)끼리의 피치도 서로 동일하며, 이는 도14 또는 도16의 실시예에서 설명한 바와 동일하다. 또한 X type의 허리를 관통하는 횡방향 중심선의 피치 길이도 서로 동일하며, 도14 또는 도16의 실시예에서 설명한 바와 동일하다.

종방향 피치 또는 횡방향 피치가 동일한 것은, 표시장치를 구성하는 화소가 규칙적으로 배열되었고 화소에 대응하여 제3형상 ODA의 배치가 결정되므로, 제3형상 ODA도 규칙적으로 배열되어야 하기 때문이다.

전술 한 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 예시 적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 표시장치
11: Source Signal Line
12: Gate Signal Line
20: 오브젝트
100: ODA (Object Detection Area)
110: 제1형상 ODA
121: 제2형상 ODA
122: 제2형상 ODA
123: 제2형상 ODA
124: 제2형상 ODA 연결부
125: 제2형상 ODA
126: 제2형상 ODA
127: 제2형상 ODA
130: 제3형상 ODA
135: 제3형상 ODA의 종방향 중심선
136: 제3형상 ODA의 횡방향 중심선
200: ODA 신호선
300: 터치IC(Touch IC)

Claims

표시장치의 일측에 설치되며 투과성 도전체로 구성되고, 일측에서 ODA신호선의 일측과 연결되고 다른것과는 연결되지 않은 제1형상 Object Detection Area (ODA);
복수의 상기 제1형상 ODA가 적층 배치되어 구성된 ODA 컬럼;
상기 ODA컬럼에 포함된 제1형상 ODA들에 대해서, 하나의 제1형상 ODA 마다 하나씩 연결된 상기 ODA신호선;
상기 ODA신호선들의 묶음인 신호선띠(Signal Line Harness, SLH)를 형성하여 상기 ODA 컬럼의 일측에 동일한 방향으로 배치되고 다른 신호선과 연결되지 않는 복수의 ODA 신호선;
상기 ODA신호선에서 검출한 전압의 크기에 기초하여 터치여부를 판단하는 Touch IC;
상기 Touch IC를 기준으로 원거리에서 근거리 방향으로 증가하는 상기 제1형상 ODA 수량에 비례하여 상기 ODA 신호선의 수량이 증가하고, 원거리에서 근거리 방향으로 증가하는 상기 제1형상 ODA 수량에 의해 상기 ODA컬럼을 구성하는 제1형상 ODA의 면적이 점차 감소하는 ODA 컬럼;
상기 투과성 도전체로 구성되며, 상기 제1형상 ODA의 중심부에 위치하고 상기 제1형상 ODA의 일부를 구성하는 제2형상 ODA 연결부;
소정의 면적을 가지는 투과성 도전체로 구성되어 상기 제2형상 ODA 연결부에 연결되고, 상기 제2형상 ODA 연결부를 중심으로 제1방향 및 제2 방향으로 배치되되 제1형상 ODA를 구성하는 복수의 제2형상 ODA;
상기 제1형상 ODA의 제1 중심선 및 상기 제1형상 ODA와 이웃한 제1형상 ODA의 제1 중심선 사이에 형성되되, 상기 제1형상 ODA를 구성하는 상기 제2형상 ODA 연결부에서 발원하여 제1방향으로 배치된 상기 복수의 제2형상 ODA 및, 상기 제1형상 ODA와 이웃한 제1형상 ODA를 구성하는 제2형상 ODA 연결부에서 발원하여 제2방향으로 배치된 복수의 제2형상 ODA가 교차 배치되어 형성된 교차영역; 및
상기 제2형상 ODA 연결부를 중심으로 3개의 상기 제1형상 ODA가 소정의 공간으로 이격되어 선간 정전용량을 형성하고, 상기 ODA 컬럼에서 n번째 신호선이 검출신호선(Sensing signal line)으로 선택되면 동일한 상기 ODA 컬럼에서 (n-1) 또는 (n+1), 또는 (n-1) 및 (n+1)번째 ODA 신호선이 구동신호선(Driving signal line)으로 선택되고, 상기 선택된 구동신호선에 구동전압을 인가하여 상기 검출신호선과 연결된 검출ODA(sensing ODA)에 부가된 오브젝트 정전용량을 검출하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제1항에 있어서,
상기 n번째 검출신호선과 연결된 검출ODA(sensing ODA)에 부가된 오브젝트 정전용량이 없을 때 n번째 검출신호선에서 검출된 전압은 <수학식1>로 결정되고, 상기 n번째 검출신호선과 연결된 검출ODA(sensing ODA)에 부가된 오브젝트 정전용량 Cobj에 의해 n번째 검출신호선에 검출된 전압은 <수학식2>로 결정되며, <수학식1> - <수학식2>의 계산결과에 기초하여 터치발생 여부 및 터치좌표를 추출하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출 장치.

<수학식1>
<수학식2>
여기에서,
a) Cd는 센싱 ODA 및 구동 ODA사이에 형성된 선간 정전용량.
b) Ccm은 센싱 ODA와 표시장치의 공통전극이 대향하여 형성된 공통전극 정전용량.
c) Cprs는 센싱 ODA신호선에 형성된 기생 정전용량.
d) Vp1은 구동 ODA에 구동전압 Vd1을 인가했을 때 센싱 ODA에서 검출되는 전압.
e) Vp2는 구동 ODA에 구동전압 Vd2를 인가했을 때 센싱 ODA에서 검출된 전압.
표시장치의 일측에 설치되며 투과성 도전체로 구성되고, 일측에서 ODA신호선의 일측과 연결되고 다른것과는 연결되지 않은 제1형상 Object Detection Area (ODA);
복수의 상기 제1형상 ODA가 적층 배치되어 구성된 ODA 컬럼;
상기 ODA컬럼에 포함된 제1형상 ODA들에 대해서, 하나의 제1형상 ODA 마다 하나씩 연결된 상기 ODA신호선;
상기 ODA신호선들의 묶음인 신호선띠(Signal Line Harness, SLH)를 형성하여 상기 ODA 컬럼의 일측에 동일한 방향으로 배치되고 다른 신호선과 연결되지 않는 복수의 ODA 신호선;
상기 ODA신호선에서 검출한 전압의 크기에 기초하여 터치여부를 판단하는 Touch IC;
상기 Touch IC를 기준으로 원거리에서 근거리 방향으로 증가하는 상기 제1형상 ODA 수량에 비례하여 상기 ODA 신호선의 수량이 증가하고, 원거리에서 근거리 방향으로 증가하는 상기 제1형상 ODA 수량에 의해 상기 ODA컬럼을 구성하는 제1형상 ODA의 면적이 점차 감소하는 ODA 컬럼;
상기 투과성 도전체로 구성되며, 상기 제1형상 ODA의 중심부에 위치하고 상기 제1형상 ODA의 일부를 구성하는 제2형상 ODA 연결부;
소정의 면적을 가지는 투과성 도전체로 구성되어 상기 제2형상 ODA 연결부에 연결되고, 상기 제2형상 ODA 연결부를 중심으로 제1방향 및 제2 방향으로 배치되되 제1형상 ODA를 구성하는 복수의 제2형상 ODA;
상기 제1형상 ODA의 제1 중심선 및 상기 제1형상 ODA와 이웃한 제1형상 ODA의 제1 중심선 사이에 형성되되, 상기 제1형상 ODA를 구성하는 상기 제2형상 ODA 연결부에서 발원하여 제1방향으로 배치된 상기 복수의 제2형상 ODA 및, 상기 제1형상 ODA와 이웃한 제1형상 ODA를 구성하는 제2형상 ODA 연결부에서 발원하여 제2방향으로 배치된 복수의 제2형상 ODA가 교차 배치되어 형성된 교차영역; 및
상기 제2형상 ODA 연결부를 중심으로 3개의 상기 제1형상 ODA가 소정의 공간으로 이격되어 선간 정전용량을 형성하고, 입력 장치로 사용되는 터치펜 및, 사전에 정해진 규격(Specification)에 기초하여 제조된 터치 펜에서 소정 크기의 전압 및 주파수가 출력되어 상기 ODA 컬럼에서 선택된 복수의 검출 ODA에 펜의 신호가 전달될 때 상기 복수의 검출ODA와 개별적으로 연결된 검출신호선에서 펜의 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제1 또는 제3항중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2형상 ODA는 이등변사각형 또는 이등변 삼각형인 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제1 또는 제3항중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2형상 ODA의 면적보다 작으며 도전체가 박리된 제3형상 ODA는, 상기 제2형상 ODA의 내부 또는 외형에 상하좌우로 배치되는 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제5항에 있어서,
상하로 배치된 제3형상 ODA의 중심점은 가상의 제1 종방향 중심선을 통과하고, 좌우로 배치된 제3형상 ODA의 중심점은 가상의 제1 횡방향 중심선을 통과하되, 서로 이웃한 복수의 종방향 중심전의 간격은 동일하고 서로 이웃한 횡방향 중심선의 간격도 동일한 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제6항에 있어서,
서로 다른 제1형상 ODA를 구성하되 교차영역에서 대향하는 제1방향 제2형상 ODA 및 제2방향 제2형상 ODA에 대하여, 제1방향 제2형상 ODA를 구성하는 임의의 제3형상 ODA 행에서 도전체로 구성된 터치검출 유효영역과, 상기 임의의 제3형상 ODA 행과 동일한 제3형상 ODA 행을 구성하되 제2방향 제2형상 ODA를 구성하는 제3형상 ODA행의 유효영역의 면적 평균은, 제3형상 ODA의 행의 위치에 무관하게 동일한 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치
제1 또는 제3항중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1형상 ODA를 구성하는 복수의 상기 제2형상 ODA는, 상기 이웃한 제1형상 ODA의 제2형상 ODA 연결부와 소정의 간격을 형성하여 배치되고, 상기 소정의 간격은 상기 복수의 제2형상 ODA에 대해 모두 동일하게 적용되는 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치
제5항에 있어서,
상기 좌우로 배치된 복수의 제3형상 ODA 제3형상 ODA 구성하고, 상기 제2형상 ODA 복수의 상기 제3형상 ODA 상하로 배치되어 구성될 때, 하나의 제3형상 ODA 구성하는 복수의 제3형상 ODA들의면적은 동일한 크기인 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제5항에 있어서,
상기 좌우로 배치된 복수의 제3형상 ODA는 제3형상 ODA행을 구성하고, 상기 제2형상 ODA는 복수의 상기 제3형상 ODA행이 상하로 배치되어 구성될 때, 상기 제3형상 ODA의 면적은 제3형상 ODA행마다 서로 다르고, 제3형상 ODA 행의 상하 위치 변경 시 제3형상 ODA의 면적은 소정의 동일한 비율로 증감하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제10항에 있어서,
상기 제3형상 ODA 면적의 증감은, 제3형상 ODA의 중심점을 지나는 가상의 종방향 중심선을 기준으로 좌우로 동일한 비율로 증감하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제5항에 있어서,
상기 제3형상 ODA의 외형(Outline)을 구성하는 장변(Long side) 및/또는 단번(Short side)은 표시장치의 source 신호선 및/또는 gata 신호선과 소정의 각도를 갖게 구성되는 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제12항에 있어서,
상기 제3형상 ODA는 사각형, 마름모, 좌돌출 꺽쇠 또는 우돌출 꺽쇠, 또는 소정의 각도를 갖는 직선 또는 X 형태 또는 Z 형태 또는 V 형태 중 하나이거나 또는 복수로 구성된 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치
제13항에 있어서,
상기 좌돌출 꺽쇠 또는 우돌출 꺽쇠 중 하나가 상하로 적층되어 제3형상 ODA의 종방향 컬럼을 구성하고, 다른 하나도 상하로 적층되어 제3형상 ODA의 종방향 컬럼을 구성할 때, 두개의 서로 다른 제3형상 ODA의 종방향 컬럼은 180도의 위상차를 갖도록 이웃하여 설치되는 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제13항에 있어서,
상기 좌돌출 꺽쇠와 우돌출 꺽쇠는 상하로 교번하며 적층되어 제3형상 ODA의 종방향 컬럼을 구성한 구성체; 및 복수의 상기 구성체가 이웃하여 연속적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제13항에 있어서,
상기 제3형상 ODA를 구성하는 사각형, 좌돌출 꺽쇠 또는 우돌출 꺽쇠, 또는 소정의 각도를 갖는 직선 또는 X 형태 또는 Z 형태 또는 V 형태의 단변(Short side)은 횡방향에 대하여 소정의 각도를 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제5항에 있어서,
하나의 ODA 컬럼에 포함된 상기 제3형상 ODA의 외형(Outline)은 모두 동일한 형상(Shape)인 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제13항에 있어서,
상기 좌돌출 꺽쇠 또는 상기 우돌출 꺽쇠는, 상하로 대칭되는 두 사선 접합부를 통과하는 가상의 횡방향 중심선에 대해 상기 상하로 대칭되는 두 사선 각도의 크기는 동일한 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제1항 또는 제3항중 어느 한 항에 있어서,
서로 다른 제1형상 ODA를 구성하되 교차영역에서 대향하는 서로 다른 제2형상 ODA의 대향간격은, 이웃한 제3형상 ODA의 단변의 피치 또는 이웃한 3형상 ODA의 종방향 중심선간의 피치를 기준으로 1부터 시작하는 정수배의 간격을 갖는 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제6항에 있어서,
제2형상 ODA를 구성하는 제3형상 ODA는 상기 제2형상 ODA의 일측에 연결된 ODA 신호선에 사용되며, ODA 신호선에 사용된 제3형상 ODA의 가상의 종방향 중심선의 피치 및 횡방향 중심선의 피치는 이웃한 제2형상 ODA에 속한 제3형상 ODA의 종방향 중심선의 피치 및 횡방향 중심선의 피치와 동일한 피치인것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제1항 또는 제3항중 어느 한 항에 있어서,,
SLH를 구성하는 ODA 신호선들의 전기적 절연을 위해 연속적으로 연결된 제3형상 ODA가 사용되고, 상기 연속 연결된 제3형상 ODA 사이에 Dummy 제3형상 ODA가 배치되되, 상기 Dummy 제3형상 ODA는 제3형상 ODA와 동일한 외형(Outline)으로 구성되고 상호 분리되어 적층되는 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제1항 또는 제3항중 어느 한 항에 있어서,
제2형상 ODA 연결부에는 하나의 제3형상 ODA행 또는 복수의 제3형상 ODA행이
설치되며, 상기 제3형상 ODA행에 포함된 제3형상 ODA의 면적은 이웃한 제3형상 ODA의 증감에 관한 선형성이 연속되는 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제1항 또는 제3항중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1방향 또는 상기 제2방향으로 배치된 상기 제2형상 ODA에 포함된 제3형상 ODA행의 개수는, 상기 ODA 컬럼에서 이웃한 제1형상 ODA를 구성하는 상기 제1방향 또는 상기 제2방향으로 배치된 상기 제2형상 ODA에 포함된 제3형상 ODA행의 개수와 동일한 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제1항 또는 제3항중 어느 한 항에 있어서,
상기 교차영역에서 교차배치된 서로 다른 제2형상 ODA는 외형(Outline)으로 계산한 면적 기준으로 동일한 면적인것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제7항에 있어서,
교차영역에 대향 배치된 서로 다른 두개의 제2형상 ODA에 터치 된 펜; 및
상기 서로 다른 두개의 제2형상 ODA에서 상기 터치검출 유효영역과 펜사이에 형성된 정전용량의 비율 차이에 기초하여 펜의 상하 터치좌표가 결정되고, 펜의 좌우 터치좌표는 복수의 ODA컬럼에서 검출되는 펜의 정전용량의 비율에 기초하여 결정하는 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제3항에 있어서,
상기 교차영역을 구성하는 복수의 제2형상 ODA 중, 단일의 제2형상 ODA의 좌우방향 피치폭 또는 단변의 피치폭은 상기 터치펜 직경의 1/2 이하 인것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출 장치
제 26항에 있어서,
상기 제2형상 ODA가 이등변 삼각형일 때, 상기 제2형상 ODA의 답변의 피치폭 또는 좌우방향 피치폭은 터치펜 직경의 1/n (n=2,4,6.. 등 우수)인 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치.
제3항에 있어서,
상기 제2형상 ODA 연결부의 상하방향 폭의 상한은 펜 팁 직경까지이고, 하한은 상기 터치 펜팁 직경의 1/3인 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치
제3항에 있어서,
Touch IC에는, 터치펜의 기하학적 형상 또는 터치펜에서 출력되는 전압 또는 주파수에 관한 정보 또는 Sequence에 관한 정보가 사전에 입력되는 것을 특징으로 하는 오브젝트 위치 검출장치