KR101076236B1 - 정전용량식 터치 패널 - Google Patents

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KR101076236B1
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Abstract

본 발명은 터치 패널에 관한 것으로서, 터치시 전극에서 발생되는 정전용량 변화에 의해 터치 위치가 감지되는 정전용량식 터치 패널에 있어서, 기판 위에 일방향으로 균일한 저항 성분을 갖으며, 기준신호를 일측부에서 타측부로 종단하도록 마련된 하나 이상의 전극;과, 상기 전극의 일측부에 기준신호를 인가하며, 전극을 종단하면서 터치시 전극에 형성된 저항과 커패시턴스에 의해 변형된 기준신호를 전극의 타측부로 수신하며, 상기 기준신호와 수신된 변형된 기준신호의 상호 비교를 통해 터치 위치를 판별하는 위치감지부;를 포함한다.
이에 의해, 종래의 터치 패널보다 정밀한 전압변화를 측정할 수 있는 정정용량식 터치 패널을 구현할 수 있으며, 대형 터치스크린 장치 등에 적용될 수 있는 정정용량식 터치 패널을 구현할 수 있다.
터치 스크린, 터치 패널, 정전용량, 전극

Description

정전용량식 터치 패널{CAPACITANCE TYPE TOUCH PANEL}
본 발명은 정전용량식 터치 패널에 관한 것으로서, 상세하게는 터치 패널에 구성된 위치감지수단을 전극의 일측부에 기준신호를 인가하며, 터치시 전극에 형성된 저항과 커패시턴스에 의해 전극을 종단하며 전압변화된 기준신호를 전극의 타측부로 수신하도록 구성하여서, 종래의 터치 패널보다 정밀한 전압변화를 측정할 수 있는 정정용량식 터치 패널에 관한 것이다.
전자공학기술과 정보기술이 발전을 거듭함에 따라 업무환경을 포함한 일상생활에서 전자기기가 차지하는 비중은 꾸준히 증가하고 있다.
근래에 들어서는 전자기기의 종류도 매우 다양해졌는데, 특히 노트북, 휴대폰, PMP(portable multimedia player) 등의 휴대용 전자기기 분야에서는 날마다 새로운 기능이 부가된 새로운 디자인의 기기들이 쏟아져 나오고 있다.
이처럼 일상생활에서 접하게 되는 전자기기의 종류가 점차 다양해지고, 각 전자기기의 기능이 고도화, 복잡화함에 따라, 사용자가 쉽게 익힐 수 있고 직관적인 조작이 가능한 사용자 인터페이스의 필요성이 제기되고 있다.
이러한 필요를 충족시킬 수 있는 입력 장치로서 터치스크린 장치가 주목받고 있으며, 이미 여러 전자기기에 널리 적용되고 있다.
터치스크린 장치는 디스플레이 화면상의 사용자의 접촉 위치를 감지하고, 감지된 접촉 위치에 관한 정보를 입력정보로 하여 디스플레이 화면 제어를 포함한 전자기기의 전반적인 제어를 수행하기 위한 장치를 일컫는다.
터치스크린 장치의 접촉 위치 감지 방법은 크게 이산 위치 감지 방식과 연속 위치 감지 방식으로 구분할 수 있다.
이산 위치 감지 방식(discrete location detecting)은 소위 매트릭스 방식이라고 불리는 것으로서, 패널상의 2차원 평면을 복수의 구획으로 나누어, 각 구획에 대한 접촉/비접촉 여부를 감지하는 것을 일컫는다.
반면 연속 위치 감지 방식(continuous location detecting)은 접촉 감지 영역을 제한된 수의 구획으로 나누지 않고, 2차원 평면상의 접촉 위치를 연속적인 값으로 인식하는 방식이다.
연속 위치 감지 방식의 터치스크린 장치는 흔히 제한된 수의 전극을 통해 측정된 값으로부터 연속적인 좌표를 계산하기 위해 특정한 알고리즘을 이용한다.
도 1은 종래의 연속 위치 감지 방식 정전용량 터치 패널을 예시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 연속 위치 감지 방식의 정전용량 터치 패널은 터치시 전극(10)에 형성된 저항(Rf)과 커패시턴스(Cf)에 의한 전압변화를 감지하여 접촉위치를 파악한다.
정전용량식 터치 패널은 상기 전압변화를 감지하기 위한 수단으로 감지 부(20)가 구비된다.
종래의 정전용량식 터치 패널은 감지부(20)에서 구성된 기준신호를 인가하는 입력채널(21)과 전극(10)을 통해 전압변화가 발생한 기준신호를 수신하는 수신채널(22)이 전극의 일측부에 하나의 연결 도선을 통해 연결된다.
이러한 경우, 인가되는 기준신호와 전극(10)을 흐르다 수신되는 신호가 하나의 연결 도선을 이용하기 때문에 수신되는 신호에 대한 전압변화를 측정하는데 오차가 발생하여 터치 위치의 정밀한 감지를 하는데 용이하지 못한 문제점이 있다.
여기서, 상기 전압변화의 측정오차는 전극(10)이 길어짐에 따라 형성되는 저항성분이 커질수록 크게 나타난다.
따라서, 종래의 정전용량식 터치 패널은 전극(10)의 길이가 길어지는 대형 크기의 터치스크린 장치 등에는 적용할 수 없는 문제점이 있다.
상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 위치감지부를 전극의 일측부에 기준신호를 인가하며, 터치시 전극에 형성된 저항과 커패시턴스에 의해 전극을 종단하며 전압변화된 기준신호를 전극의 타측부로 수신하도록 구성하여서, 종래의 터치 패널보다 정밀한 전압변화를 측정할 수 있는 정정용량식 터치 패널을 제공하는 데 있다.
또한, 상기와 같은 구성을 통해 대형 터치스크린 장치 등에 적용될 수 있는 정정용량식 터치 패널을 제공하는 데 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 터치시 전극에서 발생되는 정전용량 변화에 의해 터치 위치가 감지되는 정전용량식 터치 패널에 있어서, 기판 위에 일방향으로 균일한 저항 성분을 갖으며, 기준신호를 일측부에서 타측부로 종단하도록 마련된 하나 이상의 전극과, 상기 전극의 일측부에 기준신호를 인가하며, 전극을 종단하면서 터치시 전극에 형성된 저항과 커패시턴스에 의해 변형된 기준신호를 전극의 타측부로 수신하며, 상기 기준신호와 수신된 변형된 기준신호의 상호 비교를 통해 터치 위치를 판별하는 위치감지부;를 포함하는 정전용량식 터치 패널에 의해 달성된다.
여기서, 상기 위치감지부는, 상기 기준신호를 발생시켜 상기 전극의 일측부에 기준신호를 인가하는 입력센싱채널과, 상기 전극의 타측부를 통해 전극을 종단 하여 변형된 기준신호를 수신받아 위치판별신호를 발생시키는 수신센싱채널과, 상기 기준신호와 위치판별신호의 일정 주기에 대한 시간을 측정하는 타이머와, 상기 타이머를 통해 측정된 기준신호와 위치판별신호의 일정 주기에 대한 시간을 상호 비교하여 기준신호에 대한 위치판별 신호의 시간차를 도출하는 비교부와, 상기 시간차를 통해 터치되는 위치를 판별하는 중앙처리부를 포함한다.
또한, 상기 수신센싱채널은 멀티플랙서(MUX)를 포함하여 상기 기준신호와 상기 변형된 기준신호를 결합시켜서 상기 위치판별신호를 발생시킨다.
여기서, 상기 기준신호는 일정 주기동안 전압의 상승 하강을 반복하는 펄스신호로 마련된다.
바람직하게는, 상기 기준신호는 삼각파형의 펄스신호로 마련된다.
한편, 상기 위치감지부는 상기 전극의 일측에 기준신호를 인가하며, 상기 변형된 기준신호를 전극의 타측을 통해 수신하는 제1 위치감지부와, 상기 제1 위치감지부에 대응하여 상기 전극의 타측에 기준신호를 인가하며, 변형된 기준신호를 상기 전극의 일측을 통해 수신하는 제2 위치감지부를 포함한다.
여기서, 상기 중앙처리부는 상기 전극의 일단 및 타단 중 어느 하나의 접촉 거리와 전하 충방전 특성의 관계를 나타내는 룩업 테이블을 참조하여 접촉위치를 계산하도록 마련된다.
또한, 상기 전극은 투명 도전물질인 ITO(indium tin oxide)로 마련된다.
또한, 상기 전극은 전극의 폭에 비해 길이가 상대적으로 긴 형상을 이루며, 상기 기판의 일방향으로 등간격으로 다수 위치한다.
여기서, 상기 전극은 사각형상으로 형성된다.
여기서, 기하학적 형상의 절곡된 패턴이 균일하게 반복 형성된다.
또한, 상기 기하학적 형상은 '
Figure 112009039478127-pat00001
' 형상 또는 '
Figure 112009039478127-pat00002
' 형상 '
Figure 112009039478127-pat00003
' 형상 중 어느 하나로 형성된다.
따라서, 본 발명은 상기 과제 해결 수단을 통해, 종래의 터치 패널보다 정밀한 전압변화를 측정할 수 있는 정정용량식 터치 패널을 구현할 수 있다.
또한, 상기 과제 해결 수단을 통해, 대형 터치스크린 장치 등에 적용될 수 있는 정정용량식 터치 패널을 구현할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 정전용량식 터치 패널에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량식 터치 패널의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 정전용량식 터치 패널은 기판(150) 위에 일방향으로 균일한 전극(100)을 갖는 하나 이상의 전극(100)과, 상기 전극(100)의 일측에 기준신호를 인가하며, 터치시 전극(100)에 형성된 저항과 커패시턴스에 의해 전극(100)을 종단하면서 변형된 기준신호를 전극(100)의 타측을 통해 수신하여 상호 비교를 통해 터치 위치를 판별하는 위치감지부(200)를 포함한다.
여기서, 상기 위치감지부(200)는 상기 전극(100)의 일측에 기준신호를 인가 하며, 상기 변형된 기준신호를 전극(100)의 타측을 통해 수신하는 제1 위치감지부(200a)와, 상기 제1 위치감지부(200a)에 대응하여 상기 전극(100)의 타측에 기준신호를 인가하며, 변형된 기준신호를 상기 전극(100)의 일측을 통해 수신하는 제2 위치감지부(200b)를 포함하여 구성된다.
전극(100)은 ITO(indium tin oxide)와 같이 균일한 저항 성분을 갖는 투명 도전물질을 예컨대 진공 증착방법을 이용하여 기판(150) 위에 균일한 두께로 도포함으로써 형성된다.
여기서, 상기 기판(150)은 일반적으로 ITO와 같은 전극(100)이 도포될 수 있는 투명 필름(Film)이나 글래스(Glass)로 마련된다.
상기 전극(100)은 본 발명에 따른 정전용량식 터치 패널의 각 실시예에 따라 그 형상이 달라질 수 있지만, 기본적으로 상기 기판(150)의 일방향으로 일정한 간격을 가지며 위치한다.
여기서, 상기 인접한 전극(100)은 서로 전기적으로 분리되며, 기판(150)상의 특정한 축방향으로 연장되는 형상으로 형성된다.
이러한 형상은 본 발명의 일실시예인 도 2에 도시한 바와 같이 전극(100)의 폭에 비해 길이가 상대적으로 긴 형상을 가지므로, 상하 방향을 나타내는 축방향으로 연장되는 형상을 갖는 것으로 정의할 수 있다.
여기서, 본 발명의 상기 전극(100)은 본 발명의 실시예인 도 2에 도시된 바와 같이 일정한 폭과 길이를 가지는 직사각형 형상을 갖도록 형성될 수 있으나, 이러한 전극(100)의 형상은 본 발명의 다른 실시예로 일축으로 연장되는 다양한 형상 으로 정의할 수 있는 모든 전극(100) 형상을 포함한다.
즉, 상기 전극(100)은 도 2에 도시된 바와 같은 직사각형 형상뿐만 아니라 도 3내지 도 5에 도시된 바와 같이 기하학적 형상의 절곡된 패턴이 균일하게 반복 형성될 수 있다.
상기 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같은 형상으로 형성된 전극(100)은 종단 저항을 기존의 저항값에 비해 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 그 균일성도 기하학적 형상의 기본 단위를 작게 함으로써 유지 가능하다.
여기서, 상기 기하학적 형상은 도 3에 도시된 바와 같은 '
Figure 112009039478127-pat00004
' 형상 또는 도 4에 도시된 바와 같은 '
Figure 112009039478127-pat00005
' 형상 또는 도 5에 도시된 바와 같은 '
Figure 112009039478127-pat00006
' 형상 등으로 형성될 수 있다.
상기와 같은 기하학적 형상으로 전극(100)을 구현하면, 전극(100)의 좌/우 간의 종단 저항이 클수록 R-C에 의한 신호의 지연 효과가 극대화됨으로 센싱 전극(100)의 종단 저항값은 좌우 길이에 따라 균일한 상태에서 값을 가질수록 유리하다.
상기 각 전극(100)의 일측단 및 타측단에는 도선(300)이 연결된다.
여기서, 각 전극(100)은 도선(300)을 통하여 상기 위치감지부(200)와 전기적으로 연결되며, 위치감지부(200)는 도선(300)을 통한 접촉에 의해 전극(100)에서 발생한 감지 신호를 수신하여 접촉 여부 및 접촉 위치를 판단한다.
이처럼 각 전극(100)에 대한 접촉을 감지하기 위해 각 전극(100)과 위치감지 부(200)를 연결하여 전기적 신호가 인가되며 수신되는 물리적, 논리적 연결구조를 센싱채널(sensing channel)이라 정의한다.
이하에서는 도선(300)을 포함한 전기적 신호의 인가수단과 수신수단을 총괄하여 센싱채널이라는 의미로 사용하기로 한다.
본 발명에서는 종래의 정전용량식 터치 패널에서 구현된 것과는 달리 상기 센싱채널을 상기 전극(100)의 일측부에 연결된 입력센싱채널(210)과, 상기 전극(100)의 일측부와 대응되는 곳에 위치한 타측부에 연결된 수신센싱채널(230)로 분리하여 구성하고 있다.
도 6은 투명 전극(100)과 연결되어 접촉 여부 및 접촉 위치를 판단하는 위치감지부(200)의 내부구성을 도시한 개략적인 회로도이다.
도 6을 참조하면, 상기 위치감지부(200)는 상기 기준신호를 발생시켜 상기 전극(100)의 일측부에 인가하는 입력센싱채널(210)과, 상기 전극(100)의 타측부를 통해 전극(100)을 종단하여 변형된 기준신호를 수신받아 위치판별신호를 발생시키는 수신센싱채널(230)과, 상기 기준신호와 위치판별신호의 일정 주기에 대한 시간을 측정하는 타이머(260)와, 상기 타이머(260)를 통해 측정된 기준신호와 위치판별신호의 일정 주기에 대한 시간을 상호 비교하여 기준신호에 대한 위치판별 신호의 시간차를 도출하는 비교부(250)와, 상기 시간차를 통해 터치되는 위치를 판별하는 중앙처리부(150)을 포함한다.
여기서, 상기 입력센싱채널(210) 및 수신센싱채널(230)은 상기 전극(100)의 수(N)에 대응하여 구비될 수 있으며, N개의 센싱채널 중 어느 하나를 통해 개의 전 극(100) 중 하나에 연결된다.
상기 기준신호는 일정 주기 동안 기준전압의 상승 하강을 반복하는 펄스신호로 마련되며, 이러한 신호를 발생시키기 위하여 스위칭회로를 포함한 기준신호 발생수부(220)가 구성된다.
상기 기준신호는 일정 주기를 갖는 다양한 펄스파로 마련될 수 있으며, 바람직하게는 신호에 대한 충방전 특성이 용이하게 나타날 수 있는 삼각파형의 펄스신호로 마련될 수 있다.
이러한 기준신호는 상기 입력센싱채널(210)을 통해 인가되어 전극(100)을 통과하면서 터치시 전극(100)에 형성된 저항과 커패시턴스에 의한 전압변화에 따른 시간응답에 대한 시간차(Δt)가 발생하며, 이와 같은 변형된 기준신호는 수신센싱채널(230)로 수신되는데 본 발명에서는 이를 이용하여 전극(100)에 터치되는 위치를 판별하도록 구성되어 있다.
여기서, 상기 시간차에 대한 비교를 위해 전극(100)으로 인가되는 기준신호와 상기 변형된 기준신호를 시간축에 대하여 동기화시킬 필요가 있다.
이를 위해 상기 수신센싱채널(230)과 연결되며 상기 기준신호와 변형된 기준신호를 결합하여 동기화시켜서 상기 위치판별신호를 발생시키는 멀티플랙서(240)(MUX)를 구성한다.
즉, 본 발명의 일실시예 따른 터치 패널의 터치 감지방법을 설명하는 도면인 도 8에 도시된 바와 같이 터치시 전극(100)에 형성된 상기 저항과 터치된 손가락 등의 터치물에 의해 형성된 커패스턴시에 의해 상기 기준신호에 대한 충방전 특성 이 나타나게 되는데, 이러한 충방전 특성에 따른 기준신호의 전압에 대한 시간적 변화를 통해 전극(100)에서의 축방향 성분에 대한 터치위치를 파악할 수 있다.
이를 상세히 설명하면, 기판(150)위에 형성된 전극(100)위에 터치를 시켜서 기판(150)위에 형성된 전극(100)에 접촉이 발생하면, 접촉면에 손가락 등의 접촉물에 의한 캐패시턴스 C1이 형성되고, 상기 전극(100)에는 접촉된 위치를 기준으로 전극(100)에 접촉되는 위치에 대한 거리에 비례하는 저항 R1과 R2가 형성된다.
상기 저항 R1과 R2는 거리와 전극(100)의 면저항(sheet resistance) 값에 의해 결정된다.
일반적으로 상기 전극(100)은 투명 도전물질로서 ITO를 이용할 경우 약 10Ω/sq ~ 1kΩ/sq 범위의 면저항 값을 얻을 수 있다.
상기와 같이 터치에 의한 접촉이 발생하면, 전극(100)에 형성된 저항과 커패시턴스에 의한 RC 등가 회로로 인해 상기 전극(100)으로 인가되는 기준신호의 신가에 따른 전압변화가 발생한다.
여기서, 상기 시간에 따른 전압 변화를 결정하는 시정수(time constant : τ)는 전극(100)에 형성된 저항성분 중에서 상기 기준신호가 인가되어 커패시턴스가 형성는 접촉위치까지 흐르는 부분에 대한 저항 성분 R1 및 캐패시턴스 C1에 의존하며, 다음과 같은 식으로 표현된다.
Figure 112009039478127-pat00007
또한, 상기 수학식 1과 같은 시정수를 통하여 터치시 접촉에 따른 전하 재분포가 완료된 이후의 시간에 따른 전압 변화량(V(t))은 다음과 같이 나타낸다.
Figure 112009039478127-pat00008
상기 수학식 2에서 V0는 기준신호의 초기 기준전압을 의미하며, Vf는 접촉에 따른 전하 재분포가 완료된 이후의 최종 전압을 의미한다.
상기 수학식 2를 통해 알 수 있듯이 시간에 따른 전압변화량은 시정수(τ) 값에 따라 다르게 나타난다.
또한, 상기 시정수(τ) 값은 수학식 1에서 알 수 있듯이 전극(100)에서 터치에 의한 접촉위치까지의 저항성분 R1과, 터치에 의해 형성된 캐패시턴스 C1에 비례한다.
여기서, 상기 캐패시턴스 C1은 터치되는 물체의 종류나 터치되는 강도에 의해 변화될 수 있으나, 그 변화값은 미비하기 때문에 상기 시정수(τ) 값은 터치되는 위치에 따라 선형적으로 변하는 상기 저항성분 R1에 의해 주로 결정된다.
따라서, 상기 시정수(τ) 값의 변화량에 따라 변화되는 시간에 따른 전압 변 화량(V(t))을 파악하면, 전극(100)의 일단으로부터의 터치되는 접촉위치를 파악할 수 있다.
즉, 시간에 따른 전압 변화량(V(t))에 의한 전압의 충방전 특성에 따른 기준신호의 펄스 주기에 대한 시간차(Δt)를 비교하면, 상기 터치되는 접촉위치를 계산할 수 있다.
이는 각각의 터치위치에 따른 변화된 기준신호의 파형을 나타낸 도면인 도 9를 참조하면 확인할 수 있다.
도 9의 파형은 도 8에 도시된 바와 같은 전극(100)의 각 접촉지점(a1, a2, a3,....., a9)에 터치했을 경우, 상기 수신센싱채널(230)을 통해 검출된 파형을 나타낸 그래프로, 터치가 되는 지점이 전극(100)의 단부로부터 멀어질수록 기준파형의 펄스주기에 대한 시간차가 점점 커지는 것을 알 수 있다.
이러한 시간차는 기준신호에 대한 펄스의 주기마다 누적되어 충방전되기 때문에 기준신호의 한주기 펄스에 대하여 측정하는 것보다 여려 주기 단위를 구간기준으로 삼아 측정하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 원리에 기초하여, 전극(100) 상에 사용자의 접촉이 발생한 경우에 접촉 위치를 찾아내는 과정을 설명하도록 한다.
복수의 전극(100) 각각의 일단은 도선(300)을 통해 입력센싱채널(210)에 연결되고, 타측단은 수신센싱채널(230)에 해당 전극(100)에 대응하는 각각의 타측단은 수신센싱채널(230)에 연결된다.
본 발명의 일실시예인 도 2 및 도 8을 참조하면, 상기 입력센싱채널(210)과 수신센싱채널(230)은 위치감지부(200)에 연결된다.
상기 위치감지부(200)는 기준신호를 상기 전극(100)의 일측과 타측에 각각 대응하여 드라이빙할 수 있도록 하는 제1 위치감지부(200a)와 제2 위치감지부(200b)로 마련된다.
여기서, 제1 위치감지부(200a)와 제2 위치감지부(200b)의 각각의 입력센싱채널(210)과 수신센싱채널(230)은 상호 교차 연결된다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 위치감지부(200a)의 입력센싱채널(210)은 제2 위치감지부(200b)의 수신센싱채널(230)과 연결되며, 제2 위치감지부(200b)의 입력센싱채널(210)은 제1 위치감지부(200a)의 수신센싱채널(230)과 연결된다.
이는 제1 위치감지부(200a)와 제2 위치감지부(200b)가 전극(100)의 대칭되는 단부에서 일정 주기 간극을 두며 기준신호를 상호 드라이빙시킬 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 상기 복수의 전극(100)은 등간격을 유지하며, 일렬로 배열되어 있어서, 터치시 접촉되는 배열 전극(100)의 위치에 의해 접촉위치의 일축방향인 Y축 방향의 위치를 판별한다.
상기 Y축 방향의 터치 위치 판별은 위치감지부(200)에 구성된 중앙처리부(150)에 의해 처리된다.
X축 방향의 터치 위치 판별은 전술한 바와 같이 전극(100)에 형성된 저항과 커패시턴스에 의한 충방전 특성으로 인해 기준신호의 펄스 주기에 대한 시간차(Δt)를 통해 판별하게 된다.
시간차(Δt)에 대한 판별은 상기 비교부(250)에 구성된 비교기를 통해서 상기 수신센싱채널(230)과 펄티플랙스를 거처서 발생하는 위치판별신호와 상기 기준신호를 비교하여 이루어진다.
상기 기준신호와 위치판별신호의 비교는 상기 언급한 바와 같이 기준 시간 동안의 전압 변화량, 또는 기준전압까지 전압이 변화하는데 걸리는 시간을 이용한다.
상기 비교를 통해 중앙처리부(150)은 전극(100)의 일단으로부터 접촉 위치까지의 거리를 계산한다.
여기서, 상기 중앙처리부(150)은 거리계산에 참조되는 룩업테이블을 포함하여 참조할 수 있다.
여기서, 룩업테이블이란, 전극의 일단 및 타단 중 어느 하나의 접촉 거리와 전하 충방전 특성의 관계를 나타내는 도표를 의미한다.
따라서, 상기 룩업 테이블에 거리와 전하 충방전 특성의 상관관계를 미리 기록하고, 중앙처리부(150)에서 룩업 테이블을 참조하여 전하 충방전 특성으로부터 거리를 계산함으로써, 연산 속도를 높이고 회로 구현의 복잡도를 낮출 수 있다.
상기 본 명세서에 기재된 내용 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 뿐만 아니라 도면에 도시된 형상 및 구 성은 본 발명의 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 발명의 출원시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 종래의 정전용량식 터치 패널에 대한 접촉위치 감지방법을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량식 터치 패널의 개략적인 구성을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전용량식 터치 패널의 개략적인 구성을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전용량식 터치 패널의 개략적인 구성을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전용량식 터치 패널의 개략적인 구성을 나타낸 도면,
도 6은 전극과 연결되어 접촉 여부 및 접촉 위치를 판단하는 위치감지부의 내부구성을 도시한 개략적인 회로도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량식 터치 패널의 기준신호의 흐름을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전용량식 터치 패널에 대한 접촉위치 감지방법을 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량식 터치 패널의 변화된 기준신호의 파형을 나타낸 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 전극 150 : 기판
200 : 위치감지부 210 : 입력센싱채널
230 : 수신센싱채널 250 : 비교부
270 : 중앙처리부 300 : 도선

Claims (12)

  1. 터치시 전극에서 발생되는 정전용량 변화에 의해 터치 위치가 감지되는 정전용량식 터치 패널에 있어서,
    기판 위에 일방향으로 균일한 저항 성분을 갖으며, 기준신호를 일측부에서 타측부로 종단하도록 마련된 하나 이상의 전극;
    상기 전극의 일측부에 기준신호를 인가하며, 전극을 종단하면서 터치시 전극에 형성된 저항과 커패시턴스에 의해 변형된 기준신호를 전극의 타측부로 수신하며, 상기 기준신호와 수신된 변형된 기준신호의 상호 비교를 통해 터치 위치를 판별하는 위치감지부;를 포함하며,
    상기 위치감지부는,
    상기 기준신호를 발생시켜 상기 전극의 일측부에 기준신호를 인가하는 입력센싱채널;
    상기 전극의 타측부를 통해 전극을 종단하여 변형된 기준신호를 수신받아 위치판별신호를 발생시키는 수신센싱채널;
    상기 기준신호와 위치판별신호의 일정 주기에 대한 시간을 측정하는 타이머;
    상기 타이머를 통해 측정된 기준신호와 위치판별신호의 일정 주기에 대한 시간을 상호 비교하여 기준신호에 대한 위치판별 신호의 시간차를 도출하는 비교부;
    상기 시간차를 통해 터치되는 위치를 판별하는 중앙처리부;를 포함하고,
    상기 위치감지부는 상기 전극의 일측에 기준신호를 인가하며, 상기 변형된 기준신호를 전극의 타측을 통해 수신하는 제1 위치감지부;
    상기 제1 위치감지부에 대응하여 상기 전극의 타측에 기준신호를 인가하며, 변형된 기준신호를 상기 전극의 일측을 통해 수신하는 제2 위치감지부;를 포함하여 구성되는 정전용량식 터치 패널.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수신센싱채널은 멀티플랙서(MUX)를 포함하여 상기 기준신호와 상기 변형된 기준신호를 결합시켜서 상기 위치판별신호를 발생시키는 정전용량식 터치 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기준신호는 일정 주기동안 전압의 상승 하강을 반복하는 펄스신호로 마련되는 정전용량식 터치 패널.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기준신호는 삼각파형의 펄스신호로 마련되는 정전용량식 터치 패널.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 중앙처리부는 상기 전극의 일단 및 타단 중 어느 하나의 접촉 거리와 전하 충방전 특성의 관계를 나타내는 룩업 테이블을 참조하여 접촉위치를 계산하도록 마련되는 정전용량식 터치 패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전극은 투명 도전물질인 ITO(indium tin oxide)로 마련되는 정전용량식 터치 패널.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전극은 전극의 폭에 비해 길이가 상대적으로 긴 형상을 이루며, 상기 기판의 일방향으로 등간격으로 다수 위치하는 것을 특징으로 하는 정전용량식 터치 패널.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전극은 사각형상으로 형성되는 정전용량식 터치 패널.
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 전극은 '
    Figure 112011013622347-pat00009
    ' 형상 또는 '
    Figure 112011013622347-pat00010
    ' 형상 '
    Figure 112011013622347-pat00011
    ' 형상 중 어느 하나로 형성되는 정전용량식 터치 패널.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013129742A1 (en) * 2012-02-29 2013-09-06 Lg Innotek Co., Ltd. Position sensing method of touch panel and integrated circuit
US9019219B2 (en) 2011-07-11 2015-04-28 Electronics And Telecommunications Research Institute Touch screen panel

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120079666A (ko) 2011-01-05 2012-07-13 삼성엘이디 주식회사 발광소자 패키지
KR101426376B1 (ko) * 2011-07-15 2014-08-05 이현재 Ｅｓｄ 기능이 구비된 터치스크린 패널
TWI475455B (zh) * 2011-07-26 2015-03-01 Byd Co Ltd 感應單元、觸摸螢幕檢測裝置及觸控裝置
CN102902391B (zh) * 2011-07-28 2015-12-02 国民技术股份有限公司 一种单触点感应定位方法及装置
KR101370808B1 (ko) * 2012-03-06 2014-03-07 주식회사 리딩유아이 정전용량식 터치패널
JP2013225266A (ja) * 2012-04-23 2013-10-31 Fujitsu Component Ltd タッチパネル
US9639201B2 (en) 2012-06-25 2017-05-02 Lg Innotek Co., Ltd. Touch panel, position sensing method of touch panel, and integrated circuit
CN102880367B (zh) * 2012-09-12 2015-05-13 京东方科技集团股份有限公司 投射电容式触摸屏的参数τ计算方法及其图形控制器
US9513663B2 (en) 2013-04-02 2016-12-06 Apple Inc. Electronic device with touch sensitive display
DE102013105802B4 (de) * 2013-06-05 2016-09-15 Polylc Gmbh & Co. Kg Folienkörper, Verfahren zum Hinterspritzen eines Folienkörpers und Hinterspritzwerkzeug dazu
CN103941908B (zh) 2013-12-23 2017-03-08 上海天马微电子有限公司 一种触摸屏显示面板以及触摸屏显示装置
CN103699269B (zh) * 2013-12-27 2017-02-01 京东方科技集团股份有限公司 一种双面触摸显示装置
US20150324044A1 (en) * 2014-01-15 2015-11-12 Inputek Co. Ltd. Capacitive touch sensor architecture with adjustable resistance and noise reduction method
KR102088769B1 (ko) 2014-04-02 2020-04-16 한국전자통신연구원 터치 스크린 패널 제작 방법 및 터치 스크린 패널
US9823794B2 (en) 2015-03-31 2017-11-21 Synaptics Incorporated Differential readout for sensor array
US9740326B2 (en) * 2015-03-31 2017-08-22 Synaptics Incorporated Sensor array with split-drive differential sensing
US10236398B2 (en) 2015-07-06 2019-03-19 Electronics And Telecommunications Research Institute Method for manufacturing transparent electrode
TWI597643B (zh) * 2015-08-31 2017-09-01 矽創電子股份有限公司 觸控感測模組
KR102549718B1 (ko) 2015-12-28 2023-07-03 삼성디스플레이 주식회사 터치 표시 장치 및 이의 제조 방법
US10067599B2 (en) * 2016-07-29 2018-09-04 Ncr Corporation Touchscreen defroster
KR102323877B1 (ko) 2016-09-28 2021-11-10 한국전자통신연구원 전기 도금 장치
US10705647B2 (en) * 2016-12-30 2020-07-07 Lg Display Co., Ltd. Touch display device capable of selectively changing characteristic of touch driving signal
KR102409364B1 (ko) 2017-08-18 2022-06-17 한국전자통신연구원 전극 구조체 제조 장치
CN109343731B (zh) * 2018-09-03 2020-07-10 深圳市华星光电技术有限公司 触控显示器及其触控检测方法
CN111240523B (zh) * 2020-02-11 2021-10-08 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 一种显示装置
CN113589970B (zh) * 2021-08-02 2024-04-02 广西中沛光电科技有限公司 一种大尺寸电容式触摸屏系统设计方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6825833B2 (en) * 2001-11-30 2004-11-30 3M Innovative Properties Company System and method for locating a touch on a capacitive touch screen
GB2439614B (en) * 2006-05-31 2008-12-24 Harald Philipp Two-dimensional position sensor
JP4967780B2 (ja) * 2007-04-20 2012-07-04 セイコーエプソン株式会社 座標入力装置及び表示装置
KR20090000921A (ko) * 2007-06-29 2009-01-08 주식회사 이노터치테크놀로지 터치 스크린
JP5171132B2 (ja) * 2007-07-03 2013-03-27 株式会社ジャパンディスプレイイースト タッチパネル付き表示装置
JP4945345B2 (ja) * 2007-07-03 2012-06-06 株式会社 日立ディスプレイズ タッチパネル付き表示装置
KR101440291B1 (ko) * 2007-11-12 2014-09-18 (주)멜파스 터치스크린 장치, 접촉 감지 장치 및 사용자 입력 장치
KR101035967B1 (ko) * 2009-04-01 2011-05-23 주식회사 애트랩 접촉센서 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9019219B2 (en) 2011-07-11 2015-04-28 Electronics And Telecommunications Research Institute Touch screen panel
WO2013129742A1 (en) * 2012-02-29 2013-09-06 Lg Innotek Co., Ltd. Position sensing method of touch panel and integrated circuit
US9477360B2 (en) 2012-02-29 2016-10-25 Lg Innotek Co., Ltd. Position sensing method of touch panel and integrated circuit

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CN102473044A (zh) 2012-05-23
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