KR101482988B1

KR101482988B1 - Device for detecting touch

Info

Publication number: KR101482988B1
Application number: KR20120117434A
Authority: KR
Inventors: 김재흥; 조인호; 박동서
Original assignee: 크루셜텍 (주)
Priority date: 2012-06-04
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2015-01-16
Also published as: KR101473186B1; KR101447664B1; KR20130136374A; KR101382435B1; KR101410414B1; KR101461925B1; KR101416562B1; KR101390003B1; KR20130136353A; KR20130136361A; KR20130136376A; KR20130136362A; KR20130136356A; KR20130136414A; KR101482931B1; KR20130136364A; KR20130136358A; KR20130136350A; KR20130136357A; KR20130136360A

Abstract

본 발명의 일실시예는 터치 감도가 향상되고, 정확한 터치 좌표의 추출이 가능한 터치 검출 장치를 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 장치는 터치 패널, 구동 장치 및 회로 기판을 포함하여 이루어진다. 여기서, 터치 패널은 기판과, 기판 위에 고립되어 배치된 투명 소재의 복수의 센서 패드와, 센서 패드에 각각 연결되는 복수의 신호 배선을 가진다. 그리고 구동 장치는 터치 패널을 구동한다. 또한, 센서 패드는 하나의 기본 열을 구성하는 두 개의 단위 열에 반복하여 배치되고, 기본 열은 행 방향으로 반복하여 배치된다.An embodiment of the present invention provides a touch detection device capable of improving touch sensitivity and extracting accurate touch coordinates. A touch detection apparatus according to an embodiment of the present invention includes a touch panel, a driver, and a circuit board. Here, the touch panel has a substrate, a plurality of sensor pads of transparent material disposed on the substrate, and a plurality of signal wirings connected to the sensor pads, respectively. And the driving device drives the touch panel. Further, the sensor pads are repeatedly arranged in two unit columns constituting one basic column, and the basic columns are repeatedly arranged in the row direction.

Description

[0001] DEVICE FOR DETECTING TOUCH [0002]

본 발명은 터치 검출 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터치 감도가 향상되고, 정확한 터치 좌표의 추출이 가능한 터치 검출 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a touch detection apparatus, and more particularly, to a touch detection apparatus capable of improving touch sensitivity and extracting accurate touch coordinates.

터치 스크린 패널은 영상 표시 장치에 의해 표시된 내용에 기초하여 사람의 손 또는 다른 접촉수단으로 터치하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력 장치이다.The touch screen panel is an input device for touching a user's hand or other contact means based on the contents displayed by the image display device so as to input a command of the user.

이를 위하여 터치 스크린 패널은 영상 표시 장치의 전면(front face)에 구비되어 사람의 손 또는 다른 접촉수단으로 직접 접촉된 접촉 위치를 전기적 신호로 변환한다.　 이에 따라 접촉 위치에서 선택된 지시 내용이 입력 신호로 받아들여진다.To this end, the touch screen panel is provided on the front face of the image display device and converts the contact position, which is in direct contact with a human hand or other contact means, into an electrical signal. Accordingly, the instruction content selected at the contact position is accepted as the input signal.

터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전 용량 방식 등이 알려져 있다.　 이 중 정전 용량 방식의 터치 패널은 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 도전성 센서 패턴이 주변의 다른 센서 패턴 또는 접지 전극 등과 형성하는 정전 용량의 변화를 감지함으로써 접촉 위치를 전기적 신호로 변환한다.As a method of implementing a touch screen panel, a resistive film type, a light sensing type, and a capacitive type are known. Among them, the capacitive touch panel converts the contact position into an electrical signal by detecting a change in the capacitance formed by the conductive sensor pattern with other surrounding sensor patterns or the ground electrode when a human hand or an object is contacted.

도 1은 종래 기술에 따른 정전식 터치 스크린 패널의 일 예에 관한 분해 평면도이다.1 is an exploded top view of an example of a conventional capacitive touch screen panel.

종래의 터치 스크린 패널(1)은 투명 기판(2), 투명 기판(2) 위에 차례로 형성된 제1 센서 패턴(3), 제1 절연막(4), 제2 센서 패턴(5) 및 제2 절연막(6)과 위치 검출 라인(7)을 포함한다.The conventional touch screen panel 1 includes a transparent substrate 2, a first sensor pattern 3 formed sequentially on the transparent substrate 2, a first insulating film 4, a second sensor pattern 5, 6 and a position detection line 7.

제1 센서 패턴(3)은 투명 기판(2)의 일면 위에 횡방향을 따라 연결되도록 형성된다. 예를 들면, 제1 센서 패턴(3)은 투명 기판(2) 위에 복수의 다이아몬드 모양이 일렬로 연결된 규칙적인 패턴으로 형성될 수 있다.The first sensor pattern 3 is formed to be connected to one side of the transparent substrate 2 along the transverse direction. For example, the first sensor pattern 3 may be formed on the transparent substrate 2 in a regular pattern in which a plurality of diamond shapes are connected in a line.

이와 같은 제1 센서 패턴(3)은 Y 좌표가 동일한 하나의 행에 위치하는 제1 센서 패턴(3)끼리 서로 연결되도록 형성된 복수의 Y 패턴으로 이루어질 수 있으며, 행 단위로 위치 검출 라인(7)과 연결된다.The first sensor pattern 3 may be composed of a plurality of Y patterns formed so that the first sensor patterns 3 located on one row having the same Y coordinate are connected to each other. Lt; / RTI >

제2 센서 패턴(5)은 제1 절연막(4) 위에 열방향을 따라 연결되도록 형성되며, 제1 센서 패턴(3)과 중첩되지 않도록 제1 센서 패턴(3)과 교호로 배치된다.　 예를 들면, 제2 센서 패턴(5)은 제1 센서 패턴(3)과 동일한 다이아몬드 패턴으로 형성될 수 있으며, X 좌표가 동일한 하나의 열에 위치하는 제2 센서 패턴(5)끼리 서로 연결된다. 또한 제2 센서 패턴(5)은 열 단위로 위치 검출 라인(7)과 연결된다.The second sensor patterns 5 are formed on the first insulating film 4 so as to be connected along the column direction and arranged alternately with the first sensor patterns 3 so as not to overlap with the first sensor patterns 3. For example, the second sensor pattern 5 may be formed in the same diamond pattern as the first sensor pattern 3, and the second sensor patterns 5 positioned in one column having the same X-coordinate are connected to each other. And the second sensor pattern 5 is connected to the position detection line 7 in units of columns.

한편 제1 및 제2 센서 패턴(3, 5)은 인듐-틴 옥사이드(이하, ITO)와 같은 투명한 도전성 물질로 이루어지고, 제1 절연막(4)은 투명한 절연 물질로 이루어진다.The first and second sensor patterns 3 and 5 are made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO), and the first insulating layer 4 is made of a transparent insulating material.

단위의 센서 패턴(3, 5)은 각각 위치 검출 라인(7)과 전기적으로 연결되어 구동 회로(도시하지 않음) 등으로 접촉 위치 신호를 공급한다.Unit sensor patterns 3 and 5 are respectively electrically connected to the position detection line 7 to supply a contact position signal to a driving circuit (not shown) or the like.

도 1에 도시된 터치 스크린 패널(1)에 손 또는 물체가 접촉되면 제1 및 제2 센서 패턴(3, 5) 및 위치 검출 라인(7)을 경유하여 구동 회로 측으로 접촉 위치에 따른 정전 용량의 변화가 전달된다.　 그리고 X 및 Y 입력 처리 회로(도시하지 않음) 등에 의하여 정전 용량의 변화가 전기적 신호로 변환됨에 따라 접촉 위치가 파악된다.When a hand or an object is brought into contact with the touch screen panel 1 shown in Fig. 1, the first and second sensor patterns 3 and 5 and the position detection line 7, Change is delivered. The contact position is recognized as a change in capacitance is converted into an electrical signal by an X and Y input processing circuit (not shown) or the like.

그러나 종래의 터치 스크린 패널(1)은 X 및 Y에 대한 각각의 레이어에 ITO 패턴을 구비하여야 하고, X 레이어와 Y 레이어 사이에 절연층을 구비하여야 하므로 두께가 증가한다.　 더불어 터치에 의해 미세하게 발생하는 정전 용량의 변화를 수차례 축적하여야 터치 검출이 가능하기 때문에 높은 주파수로 정전 용량 변화를 감지하여야 한다.　 이를 위해서 복잡한 연산 및 통계 처리 과정이 필요하다.However, the conventional touch screen panel 1 must have an ITO pattern in each layer for X and Y, and an insulating layer must be provided between the X layer and the Y layer, thereby increasing the thickness. In addition, since the touch detection can be performed by accumulating the change of the capacitance which is generated finely by the touch several times, the capacitance change should be detected at the high frequency. This requires complex computation and statistical processing.

또한 터치 전후의 전기적 신호의 차이가 극히 미세하므로 배선 저항의 영향을 받으며 이 때문에 낮은 저항을 유지하기 위하여 금속 배선을 필요로 한다.　 이러한 금속 배선을 형성하기 위해 추가의 마스크 공정이 필요하다.In addition, the difference between the electrical signals before and after the touch is extremely small, so it is influenced by the wiring resistance. Therefore, metal wiring is required to maintain a low resistance. An additional masking process is needed to form such metallization.

또한 종래의 터치 스크린 패널(1)의 터치 검출은 저항 값에 크게 의존하며 노이즈에 민감하기 때문에 터치 검출 감도를 증가시키는 데 많은 어려움이 존재한다. 특히 터치 시 터치정전용량이 접지되는 것이 아니라 인체가 안테나로 감응하여 환경 주파수 성분의 노이즈 신호가 터치 패널에 입력으로서 유입된다. 실제로 50Hz 또는 60Hz 가정 전원을 사용하는 환경에서 손 끝에 걸리는 전기 신호는 가정 전원에서 발생되는 전기장의 간섭을 받아 해당 주파수의 입력 신호가 터치 센싱 노드에 유입된다. 인체 방사 노이즈 신호가 터치 패널에 유입되면, 터치에 의한 터치 검출 값이 크게 변화되어 터치 여부를 분간할 수 없게 된다.In addition, since the touch detection of the conventional touch screen panel 1 is highly dependent on the resistance value and is sensitive to noise, there is a great difficulty in increasing the touch detection sensitivity. In particular, a touch capacitance is not grounded at the time of touch, but a human body is affected by an antenna, and a noise signal of an environmental frequency component flows into the touch panel as an input. Actually, in an environment using a 50 Hz or 60 Hz home power source, an electric signal applied to a hand tip is interfered with an electric field generated from a home power source, and an input signal of the corresponding frequency is input to a touch sensing node. When a human body radiated noise signal flows into the touch panel, the touch detection value by the touch greatly changes, and it is impossible to distinguish whether or not the touch is detected.

더욱이 종래의 터치 스크린 패널(1)은 복잡한 연산을 통해 수 차례 축적된 정전용량의 미세한 변화를 이용하여 터치를 검출하므로 정확한 터치 면적을 산출할 수 없었다. 따라서, 사용자는 터치 면적을 사용자 입력의 하나의 수단으로 이용하는 것이 현실적으로 불가능하였다.Furthermore, the conventional touch screen panel 1 can not calculate an accurate touch area because a touch is detected by using a minute change of the capacitance accumulated several times by a complicated calculation. Thus, it was practically impossible for the user to use the touch area as one means of user input.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 터치 감도가 향상되고, 정확한 터치 좌표의 추출이 가능한 터치 검출 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a touch detection apparatus capable of improving touch sensitivity and extracting accurate touch coordinates.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 기판과, 상기 기판 위에 고립되어 배치된 투명 소재의 복수의 센서 패드와, 상기 센서 패드에 각각 연결되는 복수의 신호 배선을 가지는 터치 패널; 그리고 상기 터치 패널을 구동하는 구동 장치를 포함하여 이루어지고, 상기 센서 패드는 하나의 기본 열을 구성하는 두 개의 단위 열에 반복하여 배치되고, 상기 기본 열은 행 방향으로 반복하여 배치되는 터치 검출 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a touch panel including a substrate, a plurality of sensor pads of transparent material disposed on the substrate, and a plurality of signal lines connected to the sensor pads, respectively; And a driving device for driving the touch panel, wherein the sensor pads are repeatedly arranged in two unit columns constituting one basic column, and the basic columns are repeatedly arranged in the row direction to provide.

여기서, 상기 센서 패드는, 열 방향으로 연장 형성되고, 중앙을 기준으로 서로 대칭되게 형성되며, 상기 하나의 기본 열에 상기 두 개의 단위 열로 반복하여 배치되는 제1센서 패드와, 열 방향으로 연장 형성되고, 상기 제1센서 패드에 이웃하여 상기 제1센서 패드가 배치되는 상기 기본 열의 적어도 어느 하나의 단위 열에 배치되는 제2센서 패드로 구성될 수 있다.The sensor pad may include a first sensor pad extending in the column direction and formed symmetrically with respect to the center of the sensor pad, the first sensor pad being repeatedly arranged in the two unit columns in the one basic column, And a second sensor pad disposed in at least one unit column of the basic column in which the first sensor pad is disposed adjacent to the first sensor pad.

그리고, 상기 제1센서 패드는 중앙에서 일단부로 갈수록 면적이 넓어지도록 형성되는 제1단위센서 패드와, 중앙에서 타단부로 갈수록 면적이 넓어지도록 형성되는 제2단위센서 패드를 가질 수 있다.The first sensor pad may have a first unit sensor pad formed to have a wider area from the center to one end and a second unit sensor pad formed to have an area wider from the center to the other end.

또한, 상기 제2센서 패드는 상기 제1단위센서 패드 또는 상기 제2단위센서 패드에 대응되는 형상으로 형성되고, 어느 한 개의 단위 열에 배치된 상기 제1단위센서 패드 또는 상기 제2단위센서 패드와 하나의 쌍을 이루어 나머지 한 개의 단위 열에 배치될 수 있다.The second sensor pad is formed in a shape corresponding to the first unit sensor pad or the second unit sensor pad, and the first unit sensor pad or the second unit sensor pad disposed in any one unit column, They can be arranged in one unit column in the other pair.

그리고, 상기 제1센서 패드는 오각형의 형상이고, 상기 제2센서 패드는 직각삼각형의 형상일 수 있다.The first sensor pad may have a pentagon shape and the second sensor pad may have a right triangle shape.

또한, 각각의 상기 기본 열에서 상기 구동 장치와 가장 가까이 구비되는 상기 제1센서 패드 및 상기 제2센서 패드의 면적은 나머지 제1센서 패드 및 제2센서 패드의 면적보다 작을 수 있다.The areas of the first sensor pad and the second sensor pad, which are closest to the driving unit in each basic column, may be smaller than the areas of the first and second sensor pads.

한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 기판과, 상기 기판 위에 고립되어 배치된 투명 소재의 복수의 센서 패드와, 상기 센서 패드에 각각 연결되는 복수의 신호 배선을 가지는 터치 패널, 그리고 상기 터치 패널을 구동하는 구동 장치를 포함하고, 상기 센서 패드 중 서로 인접한 제1센서 패드의 일부와 제2센서 패드의 일부의 영역을 포함하여 가상의 센싱 영역을 형성하는 터치 검출 장치를 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a touch sensor including a substrate, a plurality of sensor pads of transparent material disposed on the substrate, and a plurality of signal wires connected to the sensor pads, And a driving device for driving the touch panel. The touch sensing device includes a sensing area including a part of the first sensor pad adjacent to the sensor pad and a part of the second sensor pad, to provide.

여기서, 상기 가상의 센싱 영역의 개수는 센서 패드 개수보다 많을 수 있다.Here, the number of the virtual sensing areas may be greater than the number of sensor pads.

본 발명에 따르면, 센서 패드의 수를 줄일 수 있으며, 이를 통해, 구동 장치의 크기를 감소시킬 수 있어 실장이 유리해지고, 신호 배선의 수도 줄일 수 있기 때문에 신호 배선 사이에서 발생하는 기생정전용량의 영향을 감소시켜 터치 감도가 향상될 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the number of sensor pads, thereby reducing the size of the driving device, and thus the mounting is advantageous and the number of signal lines can be reduced. Therefore, the influence of parasitic capacitance The touch sensitivity can be improved.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1은 종래의 터치 스크린 패널의 분해 평면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출 장치의 분해 평면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출부를 예시한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출부의 예시적인 파형도이다.
도 6은 도 5에 도시한 파형도의 충전 구간에서 충전 전압이 축전기에 충전되는 상태를 도시한 개략도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 레벨 시프트 검출부의 블록도이다.
도 8은 도 7에 도시한 버퍼부 및 증폭부의 예시적인 회로도이다.
도 9는 도 8에 도시한 회로에 의한 입출력 신호를 도시한 개략도이다.
도 10은 도 8에 도시한 회로의 출력 신호를 필터링 처리하여 도시한 개략도이다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 정보 처리부의 블록도이다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 센서 패드에 관한 정보가 저장된 메모리의 구조를 설명하기 위한 개략도이다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출 방법을 도시한 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 검출 장치의 분해 예시도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 검출 장치의 평면 예시도이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 검출 장치의 터치에 따른 터치감도를 나타낸 예시도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 검출 장치의 센서 패드를 비교한 예시도이다.1 is an exploded top view of a conventional touch screen panel.
2 is an exploded top view of a touch detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a configuration of a touch detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram illustrating a touch detection unit according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary waveform diagram of a touch detection unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram showing a state in which a charging voltage is charged in a capacitor in a charging section of the waveform diagram shown in FIG.
7 is a block diagram of a level shift detection unit according to an embodiment of the present invention.
8 is an exemplary circuit diagram of the buffer unit and the amplifying unit shown in FIG.
9 is a schematic diagram showing input / output signals by the circuit shown in Fig.
10 is a schematic diagram showing the output signal of the circuit shown in Fig.
11 is a block diagram of a touch information processing unit according to an embodiment of the present invention.
12 is a schematic view for explaining a structure of a memory in which information on a sensor pad according to an embodiment of the present invention is stored.
13 is a flowchart illustrating a touch detection method according to an embodiment of the present invention.
14 is an exploded view of a touch detection apparatus according to another embodiment of the present invention.
15 is a plan view of a touch detection apparatus according to another embodiment of the present invention.
16 and 17 are diagrams illustrating touch sensitivities of a touch detection device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram for comparing sensor pads of a touch detection device according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "indirectly connected" . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출 장치의 분해 평면도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 2 is an exploded top view of a touch detection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a touch detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 터치 검출 장치는 터치 패널(100)과 구동 장치(200) 및 이 둘을 연결하는 회로 기판(20)을 포함한다.Referring to FIGS. 2 and 3, the touch detection apparatus according to the present embodiment includes a touch panel 100, a driving apparatus 200, and a circuit board 20 connecting the touch panel 100 and the touch panel 100.

터치 패널(100)은 투명 소재의 유리 또는 플라스틱 필름 등의 기판(15) 위에 형성되어 있는 복수의 센서 패드(110)와 이에 연결되어 있는 복수의 신호 배선(120)을 포함한다.The touch panel 100 includes a plurality of sensor pads 110 formed on a substrate 15 such as a transparent glass or plastic film and a plurality of signal lines 120 connected thereto.

복수의 센서 패드(110)는 예를 들어 사각형 또는 마름모꼴일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 센서 패드(110)는 균일한 형태의 다각형 형태로 구현될 수 있다. 센서 패드(110)는 실질적으로 인접한 다각형의 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.The plurality of sensor pads 110 may be, for example, rectangular or rhombic, but are not limited thereto. The sensor pad 110 may be implemented as a uniform polygonal shape. The sensor pads 110 may be arranged in the form of a matrix of substantially contiguous polygons.

각각의 신호 배선(120)은 한 쪽 끝이 센서 패드(110)에 연결되어 있으며 다른 쪽 끝은 기판(15)의 아래 가장자리까지 뻗어 있다. 신호 배선(120)의 선폭은 수~수십 마이크로 미터 수준으로 상당히 좁게 설계될 수 있다.Each signal line 120 has one end connected to the sensor pad 110 and the other end extending to the lower edge of the substrate 15. The line width of the signal line 120 can be designed to be quite narrow to the order of several to several tens of micrometers.

센서 패드(110)와 신호 배선(120)은 ITO(indium-tin-oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), IZO(indium-zinc-oxide), CNT(carbon nanotube), 그래핀(graphene) 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.The sensor pad 110 and the signal line 120 may be formed of a material such as indium tin oxide (ITO), antimony tin oxide (ATO), indium zinc oxide (IZO), carbon nanotube (CNT), graphene It can be made of a transparent conductive material.

센서 패드(110)와 신호 배선(120)은, 예를 들어 ITO막을 기판(15) 위에 스퍼터링 등의 방법으로 적층한 다음 포토리소그래피 등의 에칭 방법을 사용하여 패터닝함으로써 동시에 형성할 수 있다.The sensor pad 110 and the signal wiring 120 can be formed at the same time by, for example, laminating an ITO film on the substrate 15 by a method such as sputtering and then patterning using an etching method such as photolithography.

센서 패드(110)와 신호 배선(120)은 투명한 절연막(10)으로 덮일 수 있다.The sensor pad 110 and the signal wiring 120 may be covered with a transparent insulating film 10.

터치 패널(100)을 구동하기 위한 구동 장치(200)는 인쇄 회로 기판이나 가요성 회로 필름과 같은 회로 기판(20) 위에 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않으며 기판(15)의 일부에 직접 실장될 수도 있다. 구동 장치(200)는 터치 검출부(210), 터치 정보 처리부(220), 메모리(230) 및 제어부(240) 등을 포함할 수 있으며, 하나 이상의 직접회로(IC) 칩으로 구현될 수 있다.The driving device 200 for driving the touch panel 100 may be formed on a circuit board 20 such as a printed circuit board or a flexible circuit film but is not limited thereto and may be mounted directly on a part of the substrate 15 have. The driving apparatus 200 may include a touch detection unit 210, a touch information processing unit 220, a memory 230, and a control unit 240, and may be implemented by one or more integrated circuit (IC) chips.

터치 검출부(210)는 신호 배선(120)과 연결되어 있으며, 제어부(240)로부터 신호를 받아 터치 검출을 위한 회로들을 구동하고, 터치 검출의 판단 결과에 대응하는 전압을 출력한다. 터치 검출부(210)는 센서 패드(110)와 연결된 다수의 스위치와 축전기를 포함할 수 있다.The touch detection unit 210 is connected to the signal line 120 and receives signals from the control unit 240 to drive circuits for touch detection and outputs a voltage corresponding to a result of the touch detection determination. The touch detection unit 210 may include a plurality of switches connected to the sensor pad 110 and a capacitor.

또한 터치 검출부(210)는 센서 패드(110)의 전압 변화의 차이를 변환, 증폭 또는 디지털화하여 메모리(230)에 기억시키며, 증폭기 및 아날로그-디지털 변환기를 포함할 수 있다.The touch detection unit 210 may include an amplifier and an analog-to-digital converter, which converts, amplifies or digitizes the difference in voltage change of the sensor pad 110 and stores the same in the memory 230.

터치 정보 처리부(220)는 메모리(230)에 기억된 디지털 전압을 처리하여 터치 여부, 터치 면적 및 터치 좌표 등의 필요한 정보를 생성한다.The touch information processing unit 220 processes the digital voltage stored in the memory 230 to generate necessary information such as touch state, touch area, and touch coordinates.

제어부(240)는 터치 검출부(210) 및 터치 정보 처리부(220)를 제어하며, 마이크로 컨트롤 유닛(micro control unit, MCU)을 포함할 수 있으며, 펌 웨어를 통해 정해진 신호 처리를 수행할 수 있다.The control unit 240 controls the touch detection unit 210 and the touch information processing unit 220 and may include a micro control unit (MCU), and may perform predetermined signal processing through the firmware.

메모리(240)는 터치 검출부(210)로부터 검출된 전압 변화의 차이에 기초한 디지털 전압과 터치 검출, 면적 산출, 터치 산출에 이용되는 미리 정해진 데이터 또는 실시간 수신되는 데이터를 기억한다.The memory 240 stores a predetermined voltage or real-time data to be used for the touch detection, the area calculation, the touch calculation, and the digital voltage based on the difference of the voltage change detected from the touch detection unit 210.

전술한 바와 같이, 터치 검출부(210), 터치 정보 처리부(220), 메모리(230), 제어부(240)는 각각 분리되거나, 둘 이상의 구성 요소들이 통합되어 구현될 수 있다.As described above, the touch detection unit 210, the touch information processing unit 220, the memory 230, and the control unit 240 may be separated, or two or more components may be integrated.

도 4 내지 도 6을 참고하여 터치 패널 및 터치 검출부의 구체적인 실시예 및 그 동작에 대하여 상세하게 설명한다.4 to 6, a specific embodiment of the touch panel and the touch detection unit and its operation will be described in detail.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출부를 예시한 회로도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출부의 예시적인 파형도이며, 도 6은 도 5에 도시한 파형도의 충전 구간에서 충전 전압이 축전기에 충전되는 상태를 도시한 개략도이다.FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a touch detection unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is an exemplary waveform diagram of a touch detection unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a waveform diagram of FIG. FIG. 3 is a schematic view showing a state in which a charging voltage is charged in a capacitor in a charging section. FIG.

도 4를 참고하면, 터치 검출부(210)는, 선택 가능한 복수의 저항(R1~Rn), 스위칭 동작을 하는 복수의 트랜지스터(211), 복수의 기생 축전기(Cp), 복수의 구동 축전기(Cdrv), 복수의 공통 축전기(Cvcom) 및 복수의 레벨 시프트 검출부(212)를 포함하며, 신호 배선(120)을 통하여 센서 패드(110)에 연결되어 있다. 트랜지스터(211), 기생 축전기(Cp), 구동 축전기(Cdrv), 공통 축전기(Cvcom) 및 레벨 시프트 검출부(212)는 센서 패드(110) 및 신호 배선(120) 당 하나씩 그룹을 이룰 수 있으며, 앞으로 센서 패드(110), 신호 배선(120), 트랜지스터(211), 기생 축전기(Cp), 구동 축전기(Cdrv) 및 공통 축전기(Cvcom)를 합하여 "터치 셀"이라 한다. 상기 터치 셀은 각각의 구성요소가 멀티플렉서에 의해 전기적으로 연결된 경우를 포함하는 개념이다. 이하 편의상 축전기와 그 정전용량의 도면 부호는 동일하게 사용한다.4, the touch detection unit 210 includes a plurality of selectable resistors R1 through Rn, a plurality of transistors 211 performing a switching operation, a plurality of parasitic capacitors Cp, a plurality of drive capacitors Cdrv, A plurality of common capacitors Cvcom and a plurality of level shift detectors 212 and are connected to the sensor pads 110 through signal lines 120. [ The transistor 211, the parasitic capacitor Cp, the drive capacitor Cdrv, the common capacitor Cvcom and the level shift detection unit 212 can be grouped one by one per sensor pad 110 and signal line 120, The sensor pad 110, the signal wiring 120, the transistor 211, the parasitic capacitor Cp, the driving capacitor Cdrv, and the common capacitor Cvcom are collectively referred to as a "touch cell ". The touch cell is a concept that includes the case where each component is electrically connected by a multiplexer. For the sake of simplicity, the capacitors and their capacitances shall have the same reference numerals.

트랜지스터(211)는 예를 들어 전계 효과 트랜지스터로서, 게이트에는 제어 신호(Vg)가 인가되고, 소스(또는 드레인)에는 충전 신호(Vb)가 인가될 수 있으며, 드레인(또는 소스)은 신호 배선(120)에 연결될 수 있다. 제어 신호(Vg)와 충전 신호(Vb)는 제어부(240)의 제어에 의해 인가될 수 있다. 여기에서 트랜지스터(211) 대신 스위칭을 할 수 있는 다른 소자가 사용되어도 무방하다.The transistor 211 is, for example, a field effect transistor, and a control signal Vg may be applied to the gate, a charge signal Vb may be applied to the source (or drain) 120, respectively. The control signal Vg and the charge signal Vb may be applied under the control of the control unit 240. [ Here, other elements capable of switching in place of the transistor 211 may be used.

복수의 저항(R1~Rn)은 그 중 어느 하나가 선택되어 충전 신호(Vb)와 트랜지스터(211) 사이에 연결된다.One of the resistors (R1 to Rn) is selected and connected between the charging signal (Vb) and the transistor (211).

기생정전용량(Cp)은 센서 패드(110)에 부수되는 정전용량을 의미하는 것으로 센서 패드(110), 신호 배선(120) 등에 의해 형성되는 일종의 기생 용량이다. 기생정전용량(Cp)은 터치 검출부(210), 터치 패널, 영상 표시 장치에 의해 발생하는 임의의 기생 용량을 포함할 수 있다.The parasitic capacitance Cp means a capacitance attached to the sensor pad 110 and is a kind of parasitic capacitance formed by the sensor pad 110, the signal wiring 120, and the like. The parasitic capacitance Cp may include any parasitic capacitance generated by the touch detection unit 210, the touch panel, and the image display device.

공통정전용량(Cvcom)은 터치 패널(100)이 표시 장치(도시하지 않음) 위에 장착될 때 표시 장치의 공통 전극(도시하지 않음)과 터치 패널(100) 사이에 형성되는 정전용량이다. 공통 전극에는 구형파 등의 공통 전압(Vcom)이 표시 장치에 의하여 인가된다. 한편 공통정전용량(Cvcom)도 일종의 기생 용량으로서 기생정전용량(Cp)에 포함될 수 있으며, 이하 별도로 언급이 없으면 공통정전용량(Cvcom)은 기생정전용량(Cp)에 포함되는 것으로 하여 설명한다.The common capacitance Cvcom is a capacitance formed between the common electrode (not shown) of the display device and the touch panel 100 when the touch panel 100 is mounted on a display device (not shown). A common voltage Vcom such as a square wave is applied to the common electrode by the display device. On the other hand, the common capacitance Cvcom can be included in the parasitic capacitance Cp as a kind of parasitic capacitance, and the common capacitance Cvcom will be included in the parasitic capacitance Cp unless otherwise noted.

구동정전용량(Cdrv)은 센서 패드(110)별 소정 주파수로 교번하는 교번 전압(Vdrv)을 공급하는 경로에 형성되는 정전용량이다. 구동 축전기(Cdrv)에 인가되는 교번 전압(Vdrv)은 바람직하게는 구형파 신호이다. 교번 전압(Vdrv)은 듀티비(duty ratio)가 동일한 클럭 신호일 수도 있으나 듀티비가 상이할 수도 있다. 교번 전압(Vdrv)은 별도의 교번 전압 생성 수단에 의하여 제공될 수도 있으나, 공통 전압(Vcom)을 이용할 수도 있다.The driving capacitance Cdrv is a capacitance formed in a path for supplying an alternating voltage Vdrv alternating at a predetermined frequency for each sensor pad 110. [ The alternating voltage Vdrv applied to the driving capacitor Cdrv is preferably a square wave signal. The alternating voltage Vdrv may be a clock signal having the same duty ratio but may have a different duty ratio. The alternating voltage Vdrv may be provided by a separate alternating voltage generating means, but the common voltage Vcom may also be used.

한편 도 4에서 터치정전용량(Ct)은 사용자가 센서 패드(110)를 터치할 경우에 센서 패드(110)와 사용자의 손가락 등의 터치 입력 도구 사이에 형성되는 정전용량을 나타낸 것이다.4, the touch capacitance Ct indicates capacitance formed between the sensor pad 110 and a touch input tool such as a user's finger when the user touches the sensor pad 110. [

앞으로, 사용자가 터치할 수 없는 위치에 배치되거나, 항상 터치되지 않는 전기적 특성을 갖는 셀을 배치할 수 있는데, 앞으로 이를 "기준 셀"이라 한다. "기준 셀"은 물리적으로 존재할 수도 있지만, 데이터 값만 갖는 가상의 셀이 될 수도 있다.In the future, it is possible to arrange a cell having an electrical characteristic that is placed in a position that can not be touched by the user, or is not always touched. The "reference cell" may be physically present, but may be a virtual cell having only data values.

도 5를 참고하면, 제어부(240)는 충전 신호(Vb)와 제어 신호(Vg)를 각각 트랜지스터(211)의 소스와 게이트에 인가할 수 있다.5, the controller 240 may apply the charge signal Vb and the control signal Vg to the source and gate of the transistor 211, respectively.

먼저 센서 패드(110)에 터치 입력 도구가 터치되지 않은 경우(non-touch)에 대하여 살펴본다. 충전 신호(Vb)가 예를 들면 10V로 상승한 후에, 트랜지스터(211)의 게이트에 인가되는 제어 신호(Vg)가 저전압(VL)에서 고전압(VH)으로 올라가면서 충전 구간(T1)이 시작되면 트랜지스터(211)가 턴온된다. 이에 따라 센서 패드(110)는 충전 신호(Vb)에 의하여 충전되기 시작하며, 기생 축전기(Cp), 구동 축전기(Cdrv) 및 공통 축전기(Cvcom)에도 충전 전압(Vb)에 의하여 전하가 충전된다. 센서 패드(110)에 충전된 전하가 목표 전압(Vpc)에 이르면 제어부(240)는 제어 신호(Vg)를 고전압(VH)에서 저전압(VL)으로 강하시켜 트랜지스터(211)를 턴 오프시키고, 충전 구간(T1)을 마친다. 터치 검출부(210)는 비교기(도시하지 않음)를 구비하여 목표 전압(Vpc)과 출력 전압(Vo)을 비교기의 입력으로 하고 그 출력을 제어 신호(Vg)로 사용할 수도 있다.First, a case where the touch input tool is not touched to the sensor pad 110 (non-touch) will be described. When the charging period T1 starts after the charging signal Vb rises to, for example, 10 V and the control signal Vg applied to the gate of the transistor 211 rises from the low voltage VL to the high voltage VH, (211) is turned on. Accordingly, the sensor pad 110 starts to be charged by the charge signal Vb, and the charge is also charged to the parasitic capacitor Cp, the drive capacitor Cdrv, and the common capacitor Cvcom by the charge voltage Vb. When the charge charged in the sensor pad 110 reaches the target voltage Vpc, the control unit 240 lowers the control signal Vg from the high voltage VH to the low voltage VL to turn off the transistor 211, And completes the section T1. The touch detection unit 210 may include a comparator (not shown) so that the target voltage Vpc and the output voltage Vo may be input to the comparator and the output thereof may be used as the control signal Vg.

도 6을 참고하면 충전 구간(T1)이 시작되어 트랜지스터(211)가 턴온되면 전체 축전기(C)에 충전되는 전압, V=Vb*e-^t/(R*C)와 같다. 여기서 R은 복수의 저항(R1~R4) 중에서 선택된 저항값이고, C는 기생 축전기(Cp), 구동 축전기(Cdrv) 및 공통 축전기(Cvcom)의 정전용량의 합이다. 만약 충전 전압(Vb)이 목표 전압(Vpc)보다 충분히 큰 전위에 있으면, 위 수식에 의하여 목표 전압(Vpc)에 도달하는 시간을 단축할 수 있다.Referring to FIG. 6, when the charging period T1 starts and the transistor 211 is turned on, it is equal to the voltage V = Vb * e- ^{t / (R * C)} charged in the entire capacitor C. Here, R is a resistance value selected from a plurality of resistors R1 to R4, and C is a sum of capacitances of the parasitic capacitor Cp, the driving capacitor Cdrv, and the common capacitor Cvcom. If the charging voltage Vb is sufficiently higher than the target voltage Vpc, the time required to reach the target voltage Vpc can be shortened by the above equation.

예를 들어, 목표 전압(Vpc)이 5V일 때, 충전 전압(Vb)이 5V인 경우(V1)보다 충전 전압(Vb)이 10V 인 경우(V2) 목표 전압(Vpc)에 도달되는 시간은 전자의 절반 수준으로 단축시킬 수 있다. 이에 따라 터치 검출 속도를 빠르게 할 수 있다. 또한 복수의 저항(R1~Rn) 중에서 선택되는 저항값에 따라 축전기(C)에 충전되는 전압(V)의 파형은 V3과 같이 달라질 수 있다.For example, when the target voltage Vpc is 5 V, the time when the charging voltage Vb is 5 V (V1) and the charging voltage Vb is 10 V (V2) To about half the level. Accordingly, the touch detection speed can be increased. Also, the waveform of the voltage V charged in the capacitor C may vary as in V3 depending on the resistance value selected from the plurality of resistors R1 to Rn.

따라서, 터치 검출 시 특정 주파수 대역에서의 오동작이 발생할 경우, 복수의 저항(R1~Rn) 중에서 저항을 선택하여 오동작 대역의 회피 기동이 가능하도록 할 수 있다. 저항(V1~Vn)뿐만 아니라 목표 전압(Vpc)과 충전 전압(Vb)도 필요에 따라 가변시킬 수 있으며, 이에 따라 전하 충전 속도와 전류량을 제어할 수 있다. 충전 전압(Vb)이 충분히 고압인 경우 목표 전압(Vpc)을 높여 상대적인 강전류 검출이 가능하며, 이와 같이 강전류 검출 조건이 성립되면 터치 검출 시 축전기(C)의 충전 전위가 높기 때문에 인체로부터 방사되는 허압 상태의 방사 노이즈에 강한 특성을 갖게 된다.Therefore, when a malfunction occurs in a specific frequency band at the time of touch detection, it is possible to select a resistor among the plurality of resistors R1 to Rn to enable the malfunction band avoidance start-up. Not only the resistors V1 to Vn but also the target voltage Vpc and the charging voltage Vb can be varied as needed so that the charge charging speed and the amount of current can be controlled. When the charging voltage Vb is sufficiently high, the relative strong current can be detected by raising the target voltage Vpc. When the strong current detection condition is established as described above, since the charging potential of the capacitor C is high during touch detection, Which is strong against the radiated noise in the self-pressing state.

다음, 제어 신호(Vg)가 고전압(VH)에서 저전압(VL)으로 내려가면서 센싱 구간(T2)이 시작되면 트랜지스터(211)가 턴 오프되고, 터치 축전기(Ct), 기생 축전기(Cp), 구동 축전기(Cdrv) 및 공통 축전기(Cvcom)가 충전된 상태로 고립된다. 이 때, 충전된 신호를 안정적으로 고립시키기 위하여 레벨 시프트 검출부(212)의 입력단은 하이 임피던스를 갖는 것이 바람직하지만, 센서 패드(110) 및 구동 축전기(Cdrv) 등에 충전된 신호를 방전시키면서 터치 입력을 관찰하거나, 다른 수단으로 충전 신호를 고립시키거나, 방전 개시 시점에서 신속한 관찰이 가능한 경우에는 레벨 시프트 검출부(212)의 입력단의 임피던스가 낮아도 무방하다.Next, when the sensing period T2 starts with the control signal Vg falling from the high voltage VH to the low voltage VL, the transistor 211 is turned off, and the touch capacitor Ct, the parasitic capacitor Cp, The capacitor Cdrv and the common capacitor Cvcom are isolated in a charged state. In order to stably isolate the charged signal, the input terminal of the level shift detection unit 212 preferably has a high impedance. However, when discharging the charged signal to the sensor pad 110 and the driving capacitor Cdrv, The impedance of the input terminal of the level shift detection unit 212 may be low if the charge signal is isolated by observation or other means or if it is possible to quickly observe the discharge start point.

이와 같이 센서 패드(110) 등에 충전된 전하가 고립되어 있는 상태를 플로팅(floating) 상태라 칭한다. 이때, 구동 축전기(Cdrv)에 인가된 교번 전압(Vdrv)이, 예를 들면 0V에서 5V로, 상승하면 센서 패드(110)의 출력 전압(Vo)은 전압 레벨이 순간적으로 상승되고, 다시 5V에서 0V로 하강하면 출력 전압(Vo)의 레벨은 순간적으로 강하된다. 이렇게 전압 레벨이 상승 또는 강하되는 현상은 "킥 백(kick-back)"이라고 불리기도 한다.A state in which the charge charged in the sensor pad 110 is isolated is referred to as a floating state. At this time, when the alternating voltage Vdrv applied to the drive capacitor Cdrv increases from 0 V to 5 V, for example, the voltage level of the output voltage Vo of the sensor pad 110 instantaneously rises, The level of the output voltage Vo drops instantaneously. This phenomenon of rising or falling voltage levels is sometimes called "kick-back".

센서 패드(110)에 터치가 없는 경우, 즉 센서 패드(110)에 연결된 축전기가 구동 축전기(Cdrv)와 기생 축전기(Cp)밖에 없는 경우에는 이들 축전기(Cdrv, Cp)에 의한 출력 전압(Vo)의 전압 변동(ΔVo)은,When there is no touch on the sensor pad 110, that is, when the capacitors connected to the sensor pad 110 are only the driving capacitors Cdrv and the parasitic capacitors Cp, the output voltage Vo by these capacitors Cdrv, The voltage variation?

[수학식 1][Equation 1]

로 주어진다. 여기서 VdrvH와 VdrvL은 각각 교번 전압(Vdrv)의 하이 레벨 전압 및 로우 레벨 전압이다.. Here, VdrvH and VdrvL are the high level voltage and the low level voltage of the alternating voltage Vdrv, respectively.

다음으로 센서 패드(110)에 터치 입력 도구가 터치된 경우에 대하여 살펴본다. 터치 발생 시에는 센서 패드(110)와 터치 입력 도구 사이에 터치 축전기(Ct)가 형성되며, 이에 따라 센서 패드(110)에 연결된 축전기는 구동 축전기(Cdrv)와 기생 축전기(Cp) 외에도 터치 축전기(Ct)가 더해진다. 앞서 설명한 방식과 마찬가지로 충전 구간(T3)에서 충전 전압(Vb)에 의하여 충전을 시키고, 센싱 구간(T4)에서 이들 세 축전기(Cdrv, Cp, Ct)에 의한 센서 패드(110)의 전압 변동(ΔVo)은 다음 [수학식 2]와 같아진다.Next, a case where the touch input tool is touched on the sensor pad 110 will be described. The touch capacitors Ct are formed between the sensor pad 110 and the touch input tool so that the capacitors connected to the sensor pad 110 are connected to the touch capacitors Cdrv and Cp in addition to the capacitors Cdrv and Cp. Ct) is added. The charging voltage Vb is charged in the charging period T3 and the voltage fluctuation? Vo of the sensor pad 110 by the three capacitors Cdrv, Cp, and Ct during the sensing period T4 ) Is expressed by the following equation (2).

[수학식 2]&Quot; (2) "

[수학식 1]과 [수학식 2]를 비교하면, [수학식 2]의 분자 항목에 터치정전용량(Ct)이 추가된 것이므로, 결국, 터치가 있는 경우의 전압 변동(ΔVo)은 터치가 없는 경우의 전압 변동(ΔVo)에 비하여 작고, 그 차이는 터치 용량(Ct)에 따라 달라진다. 이와 같이 터치 전후의 전압 변동(ΔVo)의 차이를 "레벨 시프트"라고 칭한다.Comparing the equations (1) and (2), the touch capacitance Ct is added to the numerator item of the equation (2), so that the voltage variation? Quot; is smaller than the voltage variation [Delta] Vo in the absence of the touch capacitance Ct, and the difference is dependent on the touch capacitance Ct. The difference in voltage fluctuation? Vo before and after the touch is referred to as "level shift ".

일반적으로 축전기의 정전용량(C)은 전극의 면적(A)에 비례하고 전극 사이의 거리(d)에 비례하므로, 즉 C=εA/d (ε은 유전 상수)이다. 따라서, 터치 면적이 커질수록 터치정전용량(Ct)이 커진다. 그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 트랜지스터(211)가 턴 오프 되는 센싱 구간(T2, T4)에서 구동 축전기(Cdrv)에 인가되는 교번 전압(Vdrv)의 변동이 발생하면, 출력 전압(Vo)의 전압 변화가 발생한다. 이와 같은 관계를 이용하여, 터치 전후의 출력 전압(Vo)의 전압 변동(ΔVo)의 차이를 이용하여 터치 여부 및 터치 면적을 산출할 수 있다.In general, the capacitance C of the capacitor is proportional to the area A of the electrode and is proportional to the distance d between the electrodes, that is, C = εA / d (ε is the dielectric constant). Therefore, as the touch area increases, the touch capacitance Ct increases. 5, when the alternating voltage Vdrv applied to the driving capacitor Cdrv fluctuates in the sensing periods T2 and T4 during which the transistor 211 is turned off, A voltage change occurs. By using such a relationship, it is possible to calculate the touch area and the touch area using the difference in the voltage variation (? Vo) of the output voltage Vo before and after the touch.

다시 도 4를 참고하면, 레벨 시프트 검출부(212)는 플로팅 상태에서 교번 전압(Vdrv)에 의해 발생하는 레벨 시프트를 검출한다. 구체적으로, 레벨 시프트 검출부(212)는 터치 미발생 시의 센서 패드(110)에서의 출력 전압(Vo)의 변동분(ΔVo) 및 터치 발생시 센서 패드(110)에서의 출력 전압(Vo)의 변동분(ΔVo)을 측정하여 레벨 시프트가 발생하였는지를 검출할 수 있다. 즉, 센서 패드(110)의 전위는 인가된 교번 전압(Vdrv)에 의해 상승 또는 하강 하게 되는데, 터치가 발생한 경우의 전압 레벨 변동은 터치가 발생하지 않은 경우의 전압 레벨 변동 보다 작은 값을 가진다. 따라서, 레벨 시프트 검출부(212)는 터치 전후의 출력 전압(Vo) 레벨을 비교함으로써 레벨 시프트를 검출한다. 또한, 레벨 시프트 검출부(212)는 전압 변동분의 차분에 기초하여 터치 신호를 획득할 수 있다.Referring again to FIG. 4, the level shift detecting section 212 detects a level shift caused by the alternating voltage Vdrv in the floating state. Specifically, the level shift detection unit 212 detects a variation (? Vo) of the output voltage (Vo) at the sensor pad 110 at the time of occurrence of a non-touch and a variation (? V0) of the output voltage Vo at the sensor pad ? Vo) can be measured to detect whether a level shift has occurred. That is, the potential of the sensor pad 110 is raised or lowered by the applied alternating voltage Vdrv. The voltage level fluctuation when the touch occurs is smaller than the voltage level fluctuation when the touch is not generated. Therefore, the level shift detection section 212 detects the level shift by comparing the output voltage Vo levels before and after the touch. Further, the level shift detection unit 212 can acquire the touch signal based on the difference of the voltage variation.

그러면 레벨 시프트 검출부(212)에 대하여 좀 더 상세하게 설명한다.The level shift detector 212 will now be described in more detail.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 레벨 시프트 검출부의 블록도이다.7 is a block diagram of a level shift detection unit according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 레벨 시프트 검출부(212)는 증폭부(2121), 버퍼부(2122), 기준 전압 제공부(2123), 아날로그-디지털 변환부(ADC)(2124), 레벨 시프트 출력부(2125), 레벨 시프트 보정부(2126) 및 노이즈 보정부(2127)를 포함한다. 레벨 시프트 검출부(212)는 필요에 따라 이들 중 적어도 하나의 요소를 생략할 수 있으며, 이 외에도 주파수 전압 변환기(Voltage to Frequency Converter, VFC), 플립플롭(Flip-Flop), 래치(Latch), 트랜지스터(Transistor), 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor), 비교기 등 중 적어도 하나를 더 조합하여 구성될 수 있다.7, the level shift detection unit 212 according to the present embodiment includes an amplification unit 2121, a buffer unit 2122, a reference voltage supply unit 2123, an analog-to-digital conversion unit (ADC) 2124, A level shift output section 2125, a level shift correction section 2126, and a noise correction section 2127. The level shift detector 212 may omit at least one of the elements as needed and may further include a voltage to frequency converter (VCO), a flip-flop, a latch, a transistor A thin film transistor (TFT), a comparator, and the like.

증폭부(2121)는 터치 셀의 출력 전압(Vo)을 증폭한다. 증폭부(2121)는 차동 증폭기일 수 있고, 이 때 차동 증폭기의 두 입력은 터치 셀의 출력 전압(Vo)과 기준 셀의 기준 전압(Vr)일 수 있으며, 증폭부(2121)는 두 전압(Vo, Vr)의 차를 증폭하여 증폭 전압(Vop)을 출력한다.The amplifying unit 2121 amplifies the output voltage Vo of the touch cell. The amplification unit 2121 may be a differential amplifier and the two inputs of the differential amplifier may be the output voltage Vo of the touch cell and the reference voltage Vr of the reference cell. Vo, and Vr) and outputs the amplified voltage Vop.

여기에서 앞서 언급한 것처럼 터치 셀은 도 4에 도시한 센서 패드(110), 신호 배선(120), 트랜지스터(212), 구동 축전기(Cdrv) 및 기생 축전기(Cp)를 포함하고, 터치가 있는 경우에는 터치 축전기(Ct)를 더 포함하는 통상의 터치 셀을 의미하고, 기준 셀은 사용자의 터치가 발생하지 않아 터치 축전기(Ct)를 포함하지 않는 터치 셀을 의미한다.Here, as mentioned above, the touch cell includes the sensor pad 110, the signal wiring 120, the transistor 212, the driving capacitor Cdrv, and the parasitic capacitor Cp shown in Fig. 4, Refers to a conventional touch cell that further includes a touch capacitor Ct and the reference cell refers to a touch cell that does not include a touch capacitor Ct because no user touch occurs.

터치 셀의 출력 전압(Vo)과 기준 셀의 기준 전압(Vr)의 전압 차이(ΔV = Vr - Vo)는 교번 전압(Vdrv)이 고전압(VdrvH)일 때의 전압 차이를 의미하고, 이 전압 차이(ΔV)는 터치 전후의 전압 변동(ΔVo)의 차이(레벨 시프트)와 같고, 다음 [수학식 3]과 같이 표현될 수 있다.The voltage difference (? V = Vr - Vo) between the output voltage Vo of the touch cell and the reference voltage Vr of the reference cell means a voltage difference when the alternating voltage Vdrv is the high voltage VdrvH, (? V) is equal to the difference (level shift) of the voltage fluctuation? Vo before and after the touch, and can be expressed by the following equation (3).

[수학식 3]&Quot; (3) "

여기서 ΔVr=Vr-Vb, ΔVo=Vo-Vb이다.Here,? Vr = Vr-Vb and? Vo = Vo-Vb.

터치정전용량(Ct)이 0일 때, 즉 미터치 시 전압 차이(ΔV)는 0이고, 터치정전용량(Ct)이 증가할수록 전압 차이(ΔV)도 증가한다. 터치정전용량(Ct)은 터치 면적(A)에 비례하고 터치 수단과 센서 패드(110) 사이의 거리(d)에 반비례하므로, 즉 Ct=εA/d (ε은 유전 상수)이므로, 거리(d)가 일정한 경우 터치 면적(A)과 터치정전용량(Ct)은 선형 비례 관계이다. 따라서 전압 차이(ΔV)가 클수록 터치 면적(A)도 큰 것으로 이해할 수 있다.When the touch capacitance Ct is 0, that is, when the untouched voltage difference? V is 0, the voltage difference? V increases as the touch capacitance Ct increases. Since the touch capacitance Ct is proportional to the touch area A and inversely proportional to the distance d between the touch pad and the touch pad 110, i.e., Ct =? A / d (? Is a dielectric constant) ) Is constant, the touch area (A) and the touch capacitance (Ct) are linearly proportional. Therefore, it can be understood that the larger the voltage difference? V, the larger the touch area A is.

한편, 기준 전압 제공부(2123)는 기준 셀을 대신하여 증폭부(2121)에 기준 전압(Vr)을 제공할 수 있다. 기준 전압 제공부(2123)는 센서 패드(110)별로 메모리(230)에 기준 전압(Vr)의 디지털 값을 기억해 두고 이를 독출한 후 디지털-아날로그 변환을 거쳐 아날로그 기준 전압(Vr)을 차동 증폭기에 제공할 수 있다. 증폭부(2121)가 단일 입력 증폭기인 경우에는, 기준값 제공부(2123)는 감산 회로를 포함할 수 있으며, 증폭부(2121)의 증폭비와 동일한 수준으로 증폭된 기준 전압(Vr)에서 증폭부(2121)의 증폭 전압(Vop)을 감산한 값을 출력할 수도 있다.The reference voltage providing unit 2123 may provide the reference voltage Vr to the amplifying unit 2121 instead of the reference cell. The reference voltage providing unit 2123 stores the digital value of the reference voltage Vr in the memory 230 for each sensor pad 110 and reads the digital value of the reference voltage Vr for each sensor pad 110. The reference voltage supplying unit 2123 then outputs the analog reference voltage Vr to the differential amplifier . If the amplification unit 2121 is a single input amplifier, the reference value providing unit 2123 may include a subtraction circuit. The reference value providing unit 2123 may include a subtraction circuit, It is also possible to output a value obtained by subtracting the amplification voltage (Vop)

버퍼부(2122)는 증폭부(2121)로부터의 증폭 전압(Vop)이 변동되지 않도록 증폭 전압(Vop)을 유지하여 출력 전압(Vob)으로 내보내며, 예를 들면 레일 투 레일(rail to rail) 버퍼일 수 있다.The buffer unit 2122 holds the amplified voltage Vop and outputs the amplified voltage Vop to the output voltage Vob so that the amplified voltage Vop from the amplification unit 2121 does not fluctuate, Buffer.

노이즈 보정부(2127)는 버퍼부(2122)의 출력 전압(Vob)으로부터 터치 접촉 수단의 접촉에 따라 유입된 노이즈 성분을 제거하고 버퍼부(2122)의 출력 전압(Vob)을 보정한다.The noise corrector 2127 removes the noise components from the output voltage Vob of the buffer unit 2122 and corrects the output voltage Vob of the buffer unit 2122 according to the contact of the touch contact means.

그러면 도 8 내지 도 10을 참고하여 노이즈 보정부(2127)에 대하여 좀 더 상세하게 설명한다.The noise corrector 2127 will be described in more detail with reference to FIGS. 8 to 10. FIG.

도 8은 도 7에 도시한 버퍼부(2122) 및 노이즈 보정부(2127)의 예시적인 회로도이고, 도 9는 도 8에 도시한 회로에 의한 입출력 신호를 도시한 개략도이며, 도 10은 도 8에 도시한 회로의 출력 신호를 필터링 처리하여 도시한 개략도이다.8 is an exemplary circuit diagram of the buffer unit 2122 and the noise correcting unit 2127 shown in Fig. 7, Fig. 9 is a schematic diagram showing input / output signals by the circuit shown in Fig. 8, Is a schematic view showing the output signal of the circuit shown in Fig.

도 8을 참고하면 노이즈 보정부(2127)는 두 개의 차동 증폭기(2127a, 2127b)를 포함한다. 증폭부(2121)의 증폭 전압(Vop)이 버퍼부(2122)에 입력되고, 버퍼부(2122)의 출력 전압(Vob)은 차동 증폭기(2127a)의 + 단자와 차동 증폭기(2127b)의 - 단자에 입력되며, 추적 전압(Vtr)은 차동 증폭기(2127a)의 - 단자와 차동 증폭기(2127b)의 + 단자에 입력된다. 따라서, 차동 증폭기(2127a)는 버퍼부(2122)의 출력 전압(Vob) 중에서 추적 전압(Vtr)보다 큰 부분을 증폭하여 전압(Vop)을 내보내고, 차동 증폭기(2127b)는 출력 전압(Vob) 중에서 추적 전압(Vtr)보다 작은 부분을 반전 증폭하여 전압(Vom)을 내보낸다.Referring to FIG. 8, the noise corrector 2127 includes two differential amplifiers 2127a and 2127b. The amplification voltage Vop of the amplification section 2121 is input to the buffer section 2122 and the output voltage Vob of the buffer section 2122 is input to the positive terminal of the differential amplifier 2127a and the negative terminal of the differential amplifier 2127b And the tracking voltage Vtr is input to the negative terminal of the differential amplifier 2127a and the positive terminal of the differential amplifier 2127b. Accordingly, the differential amplifier 2127a amplifies a portion of the output voltage Vob of the buffer portion 2122 that is larger than the tracking voltage Vtr and outputs the voltage Vop, and the differential amplifier 2127b amplifies a portion of the output voltage Vob Inverts and amplifies a portion smaller than the tracking voltage Vtr and outputs a voltage Vom.

노이즈 보정부(2127)는, 도 9에 도시한 것처럼, 차동 증폭기(2127a)의 출력 신호(Vop)와 차동 증폭기(2127b)의 출력 신호(Vom)의 진폭이 실질적으로 동일하도록 추적 전압(Vtr)을 설정한다. 예를 들면 차동 증폭기(2127a) 출력 신호(Vop)의 최댓값에서 차동 증폭기(2127b) 출력 신호(Vom)의 최댓값을 뺀 값을 2로 나눈 값을 추적 전압(Vtr) 값으로 할 수 있다. 이와 같이 추적 전압(Vtr)을 설정함으로써 추적 전압(Vtr)을 기준으로 버퍼부(2122)의 출력 전압(Vob)의 + 피크값과 - 피크값의 크기는 실질적으로 동일하게 된다.The noise correction section 2127 corrects the tracking voltage Vtr so that the amplitudes of the output signal Vop of the differential amplifier 2127a and the output signal Vom of the differential amplifier 2127b are substantially equal to each other, . A value obtained by dividing the value obtained by subtracting the maximum value of the output signal Vom of the differential amplifier 2127b from the maximum value of the output signal Vop of the differential amplifier 2127a may be set as the tracking voltage Vtr. By setting the tracking voltage Vtr in this manner, the magnitude of the + peak value and the-peak value of the output voltage Vob of the buffer unit 2122 becomes substantially equal to each other based on the tracking voltage Vtr.

노이즈 보정부(2127)는 아날로그 또는 디지털 저역 필터를 더 포함할 수 있으며, 차동 증폭기(2127a)의 출력 신호(Vop) 및 차동 증폭기(2127b)의 출력 신호(Vom)를 이 저역 필터에 통과시켜 얻은 신호(Vop', Vom')를 합산한다. 그러면 도 10에 도시한 것처럼, 정류기를 통과한 것과 유사하게 평탄한 파형을 가진 출력 신호(Vop'+Vom')를 얻게 되며, 이 신호가 노이즈 보정된 레벨 시프트 값에 대응하게 된다.The noise corrector 2127 may further include an analog or digital low pass filter and may output the output signal Vop of the differential amplifier 2127a and the output signal Vom of the differential amplifier 2127b through the low pass filter. And adds the signals (Vop ', Vom'). Then, as shown in Fig. 10, an output signal (Vop '+ Vom') having a flat waveform similar to that passing through the rectifier is obtained, and this signal corresponds to the noise-corrected level shift value.

도 4에서 손가락 등의 터치 입력 수단이 센서 패드(110)에 접촉되면 인체 방사 노이즈가 센서 패드(110)를 통하여 유입되고 이것은 출력 전압(Vo)에 영향을 미치게 되어 터치 여부를 판단하기 어렵게 된다. 도 9의 첫 번째 파형과 같이 인체 방사 노이즈가 포함된 버퍼부(2122) 출력 전압(Vob)을 그대로 사용한다면 추적 전압(Vtr) 아래 부분의 파형에서 터치가 발생하여도 미터치로 판단될 수 있고, 또한 정확한 터치 면적을 산출하기도 어렵다. 그러나 추적 전압(Vtr)을 기준으로 하여 버퍼부(2122) 출력 전압(Vob)의 하측 부분을 반전시키고 이를 상측 부분과 합산하면 노이즈에 대한 영향을 제거할 수 있으며 정확한 터치 면적을 산출할 수 있다.4, when a touch input means such as a finger touches the sensor pad 110, human body radiation noise flows through the sensor pad 110, which affects the output voltage Vo, making it difficult to determine whether or not the touch is input. 9, if the output voltage Vob of the buffer unit 2122 including the human body radiation noise is used as it is, even if a touch occurs in the waveform below the tracking voltage Vtr, it can be determined as a meter value, It is also difficult to calculate the exact touch area. However, if the lower part of the output voltage Vob of the buffer part 2122 is inverted based on the tracking voltage Vtr and added to the upper part of the buffer part 2122, the influence on the noise can be eliminated and the accurate touch area can be calculated.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 레벨 시프트 검출부(212)의 증폭부(2121)는 생략될 수 있다. 이 경우 센서 패드(110)의 출력 전압(Vo)은 버퍼부(2122)에 직접 입력되고, 노이즈 보정부(2127)의 차동 증폭기(2127a, 2127b)를 이용하여 센서 패드(110)의 출력 전압(Vo)을 증폭할 수 있다. 또한 기준 셀에 대하여도 노이즈 보정부(2127)를 거쳐 기준 셀의 기준 전압(Vr)을 증폭할 수 있으며, 증폭된 출력 전압(Vo)과 증폭된 기준 전압(Vr)을 이용하여 레벨 시프트를 산출할 수 있다.Meanwhile, the amplification unit 2121 of the level shift detection unit 212 according to the embodiment of the present invention may be omitted. In this case, the output voltage Vo of the sensor pad 110 is directly input to the buffer unit 2122, and the output voltage Vo of the sensor pad 110 is obtained by using the differential amplifiers 2127a and 2127b of the noise corrector 2127 Vo) can be amplified. Also, the reference voltage Vr of the reference cell can be amplified for the reference cell via the noise corrector 2127. The level shift can be calculated using the amplified output voltage Vo and the amplified reference voltage Vr can do.

아날로그-디지털 변환부(2124)는 노이즈 보정부(2127)에서 이용되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 필요에 따라 차동 증폭기(2127a) 및 차동 증폭기(2127b)의 출력 신호(Vop, Vom)를 변환하거나 이들의 합 신호(Vop+Vom)를 변환 할 수도 있으며, 필터 처리된 후의 신호를 디지털 변환할 수도 있다. 아날로그-디지털 변환부(2124)는 노이즈 보정부(2127)의 출력 신호를 4 개의 구간으로 나누고 각 구간에 대하여 크기 순서대로 2 비트의 디지털 값을 부여할 수 있다. 그러나 디지털 값을 2 비트로 한다는 것은 하나의 예일 뿐 4 비트, 8 비트, 10 비트 등 다른 비트 수도 가능하다.The analog-to-digital converter 2124 converts the analog signal used in the noise corrector 2127 into a digital signal and outputs the digital signal. It is possible to convert the output signals Vop and Vom of the differential amplifier 2127a and the differential amplifier 2127b or to convert the sum signals (Vop + Vom) of the differential amplifiers 2127a and 2127b as necessary, have. The analog-to-digital converter 2124 divides the output signal of the noise corrector 2127 into four sections and assigns digital values of two bits in the order of magnitude to each section. However, the digital value of 2 bits is only an example, and other bits such as 4 bits, 8 bits, and 10 bits are also possible.

앞으로 설명의 편의를 위하여 어떠한 방식으로 처리되든지, 노이즈 보정부(2127)의 최종 출력 신호(Vop'+Vom')가 디지털 변환된 값을 "레벨 시프트 출력값"이라 한다.The value obtained by digitally converting the final output signal (Vop '+ Vom') of the noise corrector 2127 is referred to as a "level shift output value ".

한편, [수학식 3]에서 터치정전용량(Ct) 값이 분모에 위치하므로 터치 전후의 전압 차이(ΔV)는 터치정전용량(Ct) 값이 상승함에 따라 상승하지만 완전한 선형성을 갖지 않는다. 레벨 시프트 보정부(2126)는 터치 셀의 비선형성을 보정하여 터치에 따른 면적과 출력값이 선형적인 관계가 될 수 있도록 레벨 시프트 출력값을 보정한다.Meanwhile, since the touch capacitance Ct is located in the denominator in Equation (3), the voltage difference? V before and after the touch rises as the touch capacitance Ct increases, but does not have perfect linearity. The level shift correction unit 2126 corrects the nonlinearity of the touch cell, and corrects the level shift output value so that the touch area and the output value are linearly related.

일 예로서, 레벨 시프트 보정부(2126)는 레벨 시프트 출력값과 터치정전용량(Ct) 값이 일대일로 대응하는 테이블을 포함할 수 있으며, 레벨 시프트 출력값에 대응하는 터치정전용량(Ct) 값을 추출하여 내보낼 수 있다.As an example, the level shift correction unit 2126 may include a table in which the level shift output value and the touch capacitance Ct value correspond one-to-one, and the touch capacitance Ct corresponding to the level shift output value is extracted .

다른 예로서, 레벨 시프트 보정부(2126)는 레벨 시프트 출력값을 구간별로 나누고 각 구간에서 선형 함수를 생성하고 각각의 전압 차이(ΔV)에 대해 상기 생성된 선형 함수의 출력 값을 매칭시킬 수도 있다.As another example, the level shift correction unit 2126 may divide the level shift output value by intervals, generate a linear function in each interval, and match the output value of the generated linear function with respect to each voltage difference? V.

또 다른 방법으로는, 각각의 전압 차이(ΔV)의 출력에 미리 정해진 가중치를 부여하여 보정함으로써, 전압 차이(ΔV)와 터치 면적(A) 사이에 선형성을 부여할 수 있다.Alternatively, linearity can be given between the voltage difference? V and the touch area A by applying a predetermined weight to the output of each voltage difference? V and correcting it.

한편, 전압 차이(ΔV)와 터치 면적(A)의 관계가 완벽한 선형 비례가 아니더라도 기울기가 충분히 완만하여 면적 산출에 충분한 정확도를 제공하는 경우, 실질적으로 선형 비례하는 것으로 취급하고, 특별한 보정 처리 없이 전압 차이(ΔV)를 터치 면적(A) 산출에 이용할 수 있다. 이 경우 레벨 시프트 보정부(2126)는 레벨 시프트 검출부(212)에서 생략될 수 있다.On the other hand, when the relationship between the voltage difference [Delta] V and the touch area (A) is not a perfect linear proportion, if the gradient is sufficiently gentle and provides sufficient accuracy for area calculation, The difference DELTA V can be used for calculating the touch area A. In this case, the level shift correction unit 2126 may be omitted from the level shift detection unit 212. [

레벨 시프트 출력부(2125)는 레벨 시프트 보정부(2126)에서 보정된 값을 출력하여 메모리(230)에 저장한다.The level shift output unit 2125 outputs the corrected value in the level shift correction unit 2126 and stores the corrected value in the memory 230. [

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 레벨 시프트 검출부(212)에 의하면, 인체 접촉으로부터 발생되는 노이즈 유입을 적절하게 보상할 수 있고, 또한 터치 전후의 레벨 시프트와 터치 면적(A)은 선형 비례 관계에 있게 된다. 따라서 이러한 선형 비례 관계를 이용하면 본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 장치는 매우 정확한 터치 면적과 터치 좌표를 검출할 수 있다.As described above, according to the level shift detector 212 according to the embodiment of the present invention, it is possible to appropriately compensate for the noise input generated from the human body contact, and the level shift before and after the touch and the touch area A are linearly proportional . Accordingly, by using this linear proportional relationship, the touch detection apparatus according to the embodiment of the present invention can detect a very accurate touch area and touch coordinates.

그러면 도 11 내지 도 13을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 장치가 터치 면적 및 터치 좌표를 검출하는 동작에 대하여 상세하게 설명한다.The operation of detecting the touch area and touch coordinates by the touch detection apparatus according to the embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to FIGS. 11 to 13. FIG.

도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 정보 처리부의 블록도이고, 도 12는 발명의 한 실시예에 따른 센서 패드에 관한 정보가 저장된 메모리의 구조를 설명하기 위한 개략도이며, 도 13은 발명의 한 실시예에 따른 터치 검출 방법을 도시한 흐름도이다.FIG. 11 is a block diagram of a touch information processing unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 12 is a schematic view for explaining a structure of a memory in which information about a sensor pad according to an embodiment of the present invention is stored, Fig. 3 is a flowchart illustrating a touch detection method according to an embodiment of the present invention.

도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치 정보 처리부(220)는 터치 셀을 검출하는 터치 셀 검출부(221), 터치가 발생한 터치 셀의 터치 면적을 산출하는 터치 면적 산출부(222), 그리고 산출된 터치 면적을 이용하여 터치 좌표를 산출하는 터치 좌표 산출부(223)를 포함한다.11, the touch information processing unit 220 according to the embodiment of the present invention includes a touch cell detecting unit 221 for detecting a touch cell, a touch area calculating unit for calculating a touch area of the touch cell in which the touch is generated 222), and a touch coordinate calculation unit 223 for calculating touch coordinates using the calculated touch area.

도 12에 도시한 메모리(230)는 예를 들어 터치 셀[엄밀하게 말하면 센서 패드(110)라고 해야 하나 설명의 편의상 터치 셀로 사용함]에 대응하는 주소를 가지는 복수의 메모리 셀을 포함할 수 있으며, 각 메모리 셀은 레벨 시프트 검출부(212)를 통하여 증폭, 디지털화 및 보정된 레벨 시프트 값(ΔVD)을 기억할 수 있다.The memory 230 shown in FIG. 12 may include a plurality of memory cells having an address corresponding to, for example, a touch cell (strictly speaking, the sensor pad 110 is used as a touch cell for descriptive convenience) Each memory cell can store the amplified, digitized, and corrected level shift value DELTA VD through the level shift detection unit 212. [

앞서 설명한 바와 같이, 메모리(230)에 기억되어 있는 레벨 시프트 값(ΔVD)은 센서 패드(110)에 대한 터치 면적과 선형 비례한다. 따라서, 이러한 레벨 시프트 값(ΔVD)을 터치된 디지털 면적 값과 동일하게 취급하도록 한다. 레벨 시프트 값(ΔVD)은 예를 들어 2bit로 디지털화되었을 때, 00, 01, 10, 11의 4개의 값을 가질 수 있다. 여기서, 00은 터치가 되지 않은 것을 의미하며, 11은 센서 패드(110) 전체가 터치되어 덮인 것을 의미한다. 전술한 바와 같이, 레벨 시프트 값(ΔVD)의 크기는 하나의 센서 패드(110)에 대한 터치 면적의 크기와 대응한다.The level shift value DELTA VD stored in the memory 230 is linearly proportional to the touch area with respect to the sensor pad 110, as described above. Therefore, the level shift value DELTA VD is treated as the same as the touched digital area value. When the level shift value DELTA VD is digitized into, for example, 2 bits, it can have four values of 00, 01, 10 and 11. [ Here, 00 means no touch, and 11 means that the entire sensor pad 110 is covered by touching. As described above, the magnitude of the level shift value DELTA VD corresponds to the magnitude of the touch area with respect to one sensor pad 110. [

도 12에는 M11 내지 M54의 메모리 셀이 도시되어 있으며, 이는 각각 터치 셀 C11 내지 C54에 대응한다. 터치 셀(C11, C12, C21, C22, C34, C44)에 터치가 발생되었다면 터치가 없거나 거의 없는 터치 셀에 대응하는 메모리 셀(M13, M14, M23, M24, M31, M32, M33, M41, M42, M43, M51, M52, M53, M54)에는 00이 기억되고, 터치가 발생된 터치 셀(C11, C12, C21, C22, C34, C44)에 대응하는 메모리 셀(M11, M12, M21, M22, M34, M44)에는 접촉 면적에 따른 디지털 값이 기억되어 있을 것이다.In Fig. 12, memory cells M11 to M54 are shown, which correspond to the touch cells C11 to C54, respectively. The memory cells M13, M14, M23, M24, M31, M32, M33, M41, and M42 corresponding to the touch cells having no or little touched touch are generated in the touch cells C11, C12, C21, C22, C34, M12, M21, M22, and M44 corresponding to the touch cells C11, C12, C21, C22, C34, and C44 in which touched are generated, and the memory cells M11, M34, and M44, the digital value corresponding to the contact area will be stored.

터치 정보 처리부(220)는 메모리(230)로부터 이러한 터치 셀(C11~C54)의 디지털 면적값들을 읽어 와서 접촉 면적과 접촉 위치를 판단할 수 있다.The touch information processing unit 220 can read the digital area values of the touch cells C11 to C54 from the memory 230 to determine the contact area and the contact position.

도 13을 참고하면, 본 실시예에 따른 터치 검출 장치는 먼저, 터치 검출 장치가 장착되는 표시 장치의 공통 전압(Vcom) 주기를 검출한다(S100). 터치 검출 장치는 공통 전압(Vcom) 주기 검출을 위한 별도의 회로를 포함할 수 있으나, 이와 달리 공통 전압(Vcom)의 주기 및 상승(또는 하강) 에지 시점과 같은 공통 전압(Vcom)에 대한 정보를 표시 장치로부터 제공받을 수도 있다.Referring to FIG. 13, the touch sensing apparatus according to the present embodiment first detects a common voltage (Vcom) period of a display device to which the touch sensing apparatus is mounted (S100). The touch detection apparatus may include a separate circuit for detecting the common voltage Vcom but may otherwise include information on the common voltage Vcom such as the period of the common voltage Vcom and the rising (or falling) Or may be provided from a display device.

터치 검출 장치는 공통 전압(Vcom)이 고전압(또는 저전압)인 상태에서 교번 전압(Vdrv)의 상승 에지와 하강 에지가 발생되도록 교번 전압(Vdrv)의 타이밍을 제어한다. 이와 같이 함으로써 교번 전압(Vdrv)에 의한 레벨 시프트가 공통 전압(Vcom)에 의하여 왜곡되지 않도록 할 수 있다.The touch detection apparatus controls the timing of the alternating voltage Vdrv so that the rising edge and the falling edge of the alternating voltage Vdrv are generated in a state where the common voltage Vcom is high voltage (or low voltage). In this way, the level shift by the alternating voltage Vdrv can be prevented from being distorted by the common voltage Vcom.

한편, 앞서 설명한 바와 같이 공통 전압(Vcom)은 터치 검출 장치의 교번 전압(Vdrv)으로 이용될 수 있으며, 이 경우 교번 전압(Vdrv)을 생성하기 위한 별도의 수단은 생략될 수 있다. 공통 전압(Vcom)의 주기에 따라 제어 신호(Vg)의 주기가 결정되며, 바람직하게는 도 5에 도시한 바와 같이 제어 신호(Vg) 주기가 공통 전압(Vcom) 주기의 2배가 되도록 할 수 있다. 공통 전압(Vcom)이 고전압(VdrvH)인 상태에서 제어 신호(Vg)의 상승 에지 및 하강 에지가 발생하지 않도록 제어 신호(Vg)의 타이밍을 제어한다.On the other hand, as described above, the common voltage Vcom can be used as the alternate voltage Vdrv of the touch detection device, and in this case, a separate means for generating the alternate voltage Vdrv can be omitted. The period of the control signal Vg is determined according to the period of the common voltage Vcom and preferably the period of the control signal Vg is twice the period of the common voltage Vcom as shown in Figure 5 . The timing of the control signal Vg is controlled so that the rising edge and the falling edge of the control signal Vg do not occur in the state where the common voltage Vcom is the high voltage VdrvH.

터치 검출 장치는 충전 신호(Vb)가 상승된 상태에서 제어 신호(Vg)를 저전압(VL)에서 고전압(VH)으로 상승시켜 트랜지스터(211)를 턴온하여 센서 패드(110)를 충전 신호(Vb)로 충전한다(S110).The touch detection apparatus raises the control signal Vg from the low voltage VL to the high voltage VH in the state where the charging signal Vb is raised and turns on the transistor 211 to turn the sensor pad 110 into the charging signal Vb, (S110).

그러고 터치 검출 장치는 각각의 터치 셀에 대하여 제어 신호(Vg)를 고전압(VH)에서 저전압(VL)으로 하강시켜 센서 패드(110)를 플로팅 상태로 만든다. 그 후 공통 전압(Vcom)이 저전압(VdrvL)에서 고전압(VdrvH)으로 상승하면 센서 패드(110)의 출력 전압(Vo)을 측정하여 각각의 센서 패드(110)를 미리 정해진 순서로 스캔한다(S120).Then, the touch detection apparatus lowers the control signal Vg from the high voltage VH to the low voltage VL for each touch cell, thereby bringing the sensor pad 110 into a floating state. When the common voltage Vcom rises from the low voltage VdrvL to the high voltage VdrvH, the output voltage Vo of the sensor pad 110 is measured and the respective sensor pads 110 are scanned in a predetermined order (S120 ).

터치 검출 장치는 출력 전압(Vo)을 증폭하고 아날로그-디지털 변환함으로써 레벨 시프트 값(ΔVD)을 검출한다(S130). 검출된 레벨 시프트 값(ΔVD)은 각각의 터치 셀에 대응되어 메모리(230)에 기록된다.The touch detection apparatus detects the level shift value? VD by amplifying the output voltage Vo and analog-to-digital conversion (S130). The detected level shift value DELTA VD is recorded in the memory 230 corresponding to each touch cell.

레벨 시프트 값(ΔVD)이 0인지 판단하여(S140) 0인 경우는 단계(S110) 내지 단계(S130)를 반복한다(S140). 즉, 레벨 시프트 값(ΔVD)이 0이면 터치 셀은 터치가 발생되지 않은 것이므로 터치가 발생될 때까지 레벨 시프트 값(ΔVD)을 검출한다.It is determined whether the level shift value DELTA VD is 0 (S140). If the level shift value DELTA VD is 0, steps S110 to S130 are repeated (S140). That is, if the level shift value? VD is 0, since the touch cell does not generate a touch, the level shift value? VD is detected until a touch is generated.

레벨 시프트 값(ΔVD)이 0이 아니면, 레벨 시프트 값(ΔVD)이 0이 아닌 인접 터치 셀로 이루어진 터치 셀 그룹을 추출해낸다(S150). 본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서 패드(110)는 각각 고립된 매트릭스 형태로 구현되기 때문에 멀티 터치 감지 기능을 제공한다. 따라서, 멀티 터치가 발생했을 경우, 각각의 터치 면적과 좌표를 산출하기 위하여 터치가 발생한 터치 셀을 그룹핑하는 단계가 필요하다.If the level shift value DELTA VD is not 0, the touch cell group consisting of adjacent touch cells whose level shift value DELTA VD is not 0 is extracted (S150). According to an embodiment of the present invention, since the sensor pads 110 are each implemented in an isolated matrix form, the multi-touch sensing function is provided. Accordingly, when multi-touch occurs, a step of grouping the touch cells in which the touch occurs is required to calculate the respective touch areas and coordinates.

이어 터치 셀 그룹의 레벨 시프트 값(ΔVD)을 기초로 하여, 터치 영역의 면적을 산출한다(S160). 전술한 바와 같이, 레벨 시프트 값(ΔVD)과 터치 면적은 상호 비례하기 때문에 터치 셀 그룹 내의 레벨 시프트 값(ΔVD)을 합산함으로써 터치 면적을 산출할 수 있다.Next, based on the level shift value DELTA VD of the touch cell group, the area of the touch area is calculated (S160). As described above, since the level shift value DELTA VD and the touch area are mutually proportional, the touch area can be calculated by summing the level shift values DELTA VD in the touch cell group.

다음, 산출된 터치 영역의 면적으로부터 터치 영역의 좌표를 산출한다(S170). 본 발명의 일 실시예에서 따른 터치 패널(100)은 센서 패드(110)가 크기가 균일한 다각형의 형태를 가지며, 촘촘하게 매트릭스 형태로 배치된다. 따라서, 센서 패드(110) 각각은 미리 정해진 면적과 주소를 가진 상태에서 표시 장치를 덮게 된다. 따라서, 센서 패드(110)의 점유 면적은 영상 표시 장치의 좌표와 매칭될 수 있다.Next, coordinates of the touch area are calculated from the area of the calculated touch area (S170). The touch panel 100 according to an embodiment of the present invention has a sensor pad 110 having a uniform polygonal shape and being arranged in a closely arranged matrix. Therefore, each of the sensor pads 110 covers the display device with a predetermined area and address. Accordingly, the occupied area of the sensor pad 110 can be matched with the coordinates of the image display device.

단계(S170)에서 산출된 터치 면적으로부터 각각의 센서 패드(110)에 대해 터치 점유 면적에 관한 정보가 산출되면, 센서 패드 매트릭스의 X축과 Y축의 터치 면적 분포를 구할 수 있다. 상기 면적 분포에 기초하여 X축 및 Y축의 면적 중심점을 구하면 전체 터치 면적의 중심점에 대응하는 터치 좌표를 산출할 수 있다. 이러한 터치 패널(100)의 구조와 상기 산출된 터치 면적을 이용하여 터치 좌표를 매우 정확하게 산출할 수 있다.When information on the touch occupation area is calculated for each sensor pad 110 from the touch area calculated in step S170, the touch area distribution of the X axis and the Y axis of the sensor pad matrix can be obtained. If the area center points of the X axis and the Y axis are found based on the area distribution, the touch coordinates corresponding to the center point of the entire touch area can be calculated. The touch coordinates can be calculated very accurately using the structure of the touch panel 100 and the calculated touch area.

이러한 단계[(S110) 내지 (S170)]를 반복함으로써 지속적으로 터치 여부, 터치 면적 및 터치 좌표를 검출할 수 있다.By repeating this step (S110) to (S170), it is possible to continuously detect touch, touch area and touch coordinates.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 검출 장치의 분해 예시도이고, 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 검출 장치의 평면 예시도이고, 도 16 및 도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 검출 장치의 터치에 따른 터치감도를 나타낸 예시도이다.FIG. 14 is an exploded view of a touch detection device according to another embodiment of the present invention, FIG. 15 is a plan view of a touch detection device according to another embodiment of the present invention, and FIGS. FIG. 8 is a diagram illustrating touch sensitivity of a touch detection device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 14 내지 도 17에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 터치 검출 장치는, 기판(3015)과 기판(3015) 위에 고립되어 배치된 투명 소재의 복수의 센서 패드와 센서 패드에 각각 연결되는 복수의 신호 배선(3120)을 가지는 터치 패널(3001)과, 터치 패널(3001)을 구동하는 구동 장치(3200)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 센서 패드는, 하나의 기본 열(BC)을 구성하는 두 개의 단위 열(UC1,UC2)에 반복하여 배치될 수 있고, 기본 열(BC)은 행 방향(제1방향)으로 반복하여 배치될 수 있다.14 to 17, the touch detection apparatus according to the present embodiment includes a substrate 3015 and a plurality of transparent sensor pads arranged on the substrate 3015 in an isolated manner, and a plurality of A touch panel 3001 having a signal wiring 3120 and a driving device 3200 for driving the touch panel 3001. [ Here, the sensor pads can be repeatedly arranged in two unit columns UC1 and UC2 constituting one basic column BC, and the basic columns BC are arranged repeatedly in the row direction (first direction) .

상세히, 센서 패드는 제1센서 패드(3500)와 제2센서 패드(3600)로 구성될 수 있다.In detail, the sensor pad may include a first sensor pad 3500 and a second sensor pad 3600.

그리고, 제1센서 패드(3500)는 열 방향(제2방향)으로 연장 형성될 수 있으며, 제1센서 패드(3500)는 중앙을 기준으로 서로 대칭되게 형성될 수 있다.The first sensor pads 3500 may extend in a column direction (second direction), and the first sensor pads 3500 may be formed symmetrically with respect to the center.

즉, 제1센서 패드(3500)는 중앙에서 일단부로 갈수록 면적이 넓어지도록 형성되는 제1단위센서 패드(3501)와, 중앙에서 타단부로 갈수록 면적이 넓어지도록 형성되는 제2단위센서 패드(3502)를 가질 수 있으며, 제1단위센서 패드(3501)와 제2단위센서 패드(3502)는 서로 대칭되게 형성될 수 있다. That is, the first sensor pad 3500 includes a first unit sensor pad 3501 formed to have a wider area from the center to one end, and a second unit sensor pad 3502 formed to have a wider area from the center to the other end And the first unit sensor pad 3501 and the second unit sensor pad 3502 may be formed symmetrically with respect to each other.

제1단위센서 패드(3501) 및 제2단위센서 패드(3502)는 직각삼각형의 형상일 수 있으며, 따라서, 제1센서 패드(3500)는 오각형의 형상일 수 있다. The first unit sensor pad 3501 and the second unit sensor pad 3502 may be in the shape of a right triangle, so that the first sensor pad 3500 may have a pentagon shape.

그리고, 제1센서 패드(3500)는 하나의 기본 열(BC)을 구성하는 두 개의 단위 열(UC1,UC2)에 반복하여 배치될 수 있다. The first sensor pad 3500 may be repeatedly arranged in two unit columns UC1 and UC2 constituting one basic column BC.

또한, 기본 열(BC)을 이루는 어느 하나의 단위 열(UC1 또는 UC2)의 제1단위센서 패드(3500)는 나머지 단위 열(UC2 또는 UC1)의 제1단위센서 패드(3500)와 하나의 쌍을 이루도록 배치될 수 있다.The first unit sensor pad 3500 of any unit column UC1 or UC2 constituting the basic column BC is connected to the first unit sensor pad 3500 of the remaining unit column UC2 or UC1 by one pair As shown in FIG.

따라서, 어느 하나의 단위 열(UC1 또는 UC2)의 제1센서 패드(3500)의 제1단위센서 패드(3501) 또는 제2단위센서 패드(3502)와 하나의 쌍을 이루도록 배치되는 나머지 단위 열(UC2 또는 UC1)의 제1센서 패드(3500)의 제2단위센서 패드(3502) 또는 제1단위센서 패드(3501)는 전체적으로는 직사각형의 형상을 이룰 수 있다.Therefore, the remaining unit rows (one row) are arranged to form a pair with the first unit sensor pads 3501 or the second unit sensor pads 3502 of the first sensor pads 3500 of any one unit column UC1 or UC2 The second unit sensor pad 3502 or the first unit sensor pad 3501 of the first sensor pad 3500 of the UC2 or UC1 may have a rectangular shape as a whole.

그리고, 제2센서 패드(3600)는 열 방향으로 연장 형성될 수 있으며, 제1센서 패드(3500)에 이웃하여 제1센서 패드(3500)가 배치되는 기본 열(BC)의 적어도 어느 하나의 단위 열(UC1 또는 UC2)에 배치될 수 있다.The second sensor pad 3600 may extend in the column direction and may include at least one unit of the basic column BC disposed adjacent to the first sensor pad 3500 and in which the first sensor pad 3500 is disposed. May be disposed in column UC1 or UC2.

이를 위해, 제2센서 패드(3600)는 제1단위센서 패드(3501) 또는 제2단위센서 패드(3502)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2센서 패드(3600)는 직각삼각형의 형상일 수 있다.For this purpose, the second sensor pad 3600 may be formed in a shape corresponding to the first unit sensor pad 3501 or the second unit sensor pad 3502. For example, the second sensor pad 3600 may be in the shape of a right triangle.

그리고, 제2센서 패드(3600)는 기본 열(BC)의 어느 하나의 단위 열(UC1 또는 UC2)에 배치된 제1단위센서 패드(3501) 또는 제2단위센서 패드(3502)와 하나의 쌍을 이루어 나머지 한 개의 단위 열(UC2 또는 UC1)에 배치될 수 있다.The second sensor pad 3600 is connected to the first unit sensor pad 3501 or the second unit sensor pad 3502 disposed in any one unit column UC1 or UC2 of the basic column BC, (UC2 or UC1) in the other unit column.

즉, 제2센서 패드(3600)는 제1센서 패드(3500) 간에 서로 쌍이 지어지고 난 나머지 공간(단위 열의 빈 공간)에 배치되어 제1센서 패드(3500)의 제1단위센서 패드(3501) 또는 제2단위센서 패드(3502)와 쌍을 이룰 수 있게 된다.That is, the second sensor pads 3600 are disposed in the remaining space (empty space in the unit row) which are paired with each other between the first sensor pads 3500 and are connected to the first unit sensor pads 3501 of the first sensor pads 3500, Or the second unit sensor pad 3502, as shown in FIG.

또한, 어느 하나의 단위 열(UC1 또는 UC2)의 제1단위센서 패드(3501) 또는 제2단위센서 패드(3502)와 하나의 쌍을 이루도록 배치되는 나머지 단위 열(UC2 또는 UC1)의 제2센서 패드(3600)도 전체적으로는 직사각형의 형상을 이룰 수 있다.The second sensor unit 3502 of the remaining unit column UC2 or UC1 arranged to form a pair with the first unit sensor pad 3501 or the second unit sensor pad 3502 of any one unit column UC1 or UC2, The pad 3600 may also have a rectangular shape as a whole.

그리고, 이와 같이 형성된 기본 열(BC)은 행 방향(제1방향)으로 반복하여 배치될 수 있다.The basic column BC thus formed can be repeatedly arranged in the row direction (first direction).

한편, 도 16의 (a)에서 보는 바와 같이, 1지점(TP1)에서 사용자의 터치가 이루어지는 경우에는 제1센서 패드(3500)의 제1단위센서 패드(3501)에 의해 제1터치감도(TS1)를 얻을 수 있다.16 (a), when a user touches the touch point TP1 at one point, the first touch sensor 3501 of the first sensor pad 3500 detects the first touch sensitivity TS1 ) Can be obtained.

그리고, 2지점(TP2)에서 사용자의 터치가 이루어지는 경우에는 제2센서 패드(3600)와 제1센서 패드(3500)의 제1단위센서 패드(3501)에 의해 제2터치감도(TS2)를 얻을 수 있다.When the user touches the second point TP2, a second touch sensitivity TS2 is obtained by the second sensor pad 3600 and the first unit sensor pad 3501 of the first sensor pad 3500 .

또한, 3지점(TP3)에서 사용자의 터치가 이루어지는 경우에는 제2센서 패드(3600) 및 제1센서 패드(3500a)의 제1단위센서 패드(3501a)에 의해 제3터치감도(TS3)를 얻을 수 있다.When the user touches the third point TP3, the third touch sensitivity TS3 is obtained by the second sensor pad 3600 and the first unit sensor pad 3501a of the first sensor pad 3500a .

그리고, 4지점(TP4)에서 사용자의 터치가 이루어지는 경우에는 제1센서 패드(3500)의 제2단위센서 패드(3502)와, 제1센서 패드(3500a)의 제1단위센서 패드(3501a)에 의해 제4터치감도(TS4)를 얻을 수 있다.When the user touches the fourth unit point TP4, the second unit sensor pad 3502 of the first sensor pad 3500 and the first unit sensor pad 3501a of the first sensor pad 3500a The fourth touch sensitivity TS4 can be obtained.

즉, 2지점(TP2)에서 4지점(TP4)까지 이어지는 구간에서 행 방향으로 사용자 터치가 연속적으로 이루어질 때, 두 개의 센서 패드에 걸쳐 중첩적으로 터치가 이루어지기 때문에, 해당 구간 내에서 각 센서 패드에서 얻어지는 최대 터치 감도에 상응하는 터치 감도를 일정하게 얻을 수 있다.That is, when the user touch is continuously performed in the row direction in the section from the second point TP2 to the fourth point TP4, since the touches are superposed on the two sensor pads in an overlapping manner, The touch sensitivity corresponding to the maximum touch sensitivity obtained from the touch sensor can be constantly obtained.

이러한 터치감도는 도 16의 (b) 및 (c)에서 보는 바와 같이, 터치감도에 미치는 영향이 하나의 센서 패드에 의한 것이 아니기 때문에 가능해질 수 있다.As shown in FIGS. 16 (b) and 16 (c), this touch sensitivity can be made because the influence on the touch sensitivity is not caused by one sensor pad.

즉, 도 16의 (b)에서 보는 바와 같이, 각각의 센서 패드(1100) 간의 간격(d1)이 넓은 경우, 간격이 넓을수록 접촉되는 면적이 작게 되기 때문에 터치감도의 변화가 낮게 되어(약 20% 정도) 정확한 터치 위치를 파악하기가 어려울 수 있다.16 (b), when the distance d1 between the sensor pads 1100 is wide, the contact area becomes smaller as the spacing becomes larger, so that the change of the touch sensitivity becomes lower (about 20 %) It may be difficult to grasp the exact touch location.

또한, 도 16의 (c)에서 보는 바와 같이, 각각의 센서 패드(1100) 간의 간격(d2)을 좁히게 되면 터치감도는 어느 정도 확보 가능하지만(약 40% 정도), 센서 패드(1100)의 수가 증가함으로 인해 센서 패드(1100)와 구동 장치를 연결하는 신호 배선의 수 또한 증가하게 된다. 즉, 신호 배선수의 증가는 신호 배선들 간에 발생하는 기생정전용량(Coupling Cp와 Parasitic Cp)을 증가시켜, 터치감도의 저하 및 좌표 검출의 정확성을 저하시키는 요인이 된다. 그리고, 신호 배선수의 증가에 따라 구동 장치에서의 채널 개수 또한 늘어나야 하기 때문에 구동 장치의 크기 증대가 불가피할 뿐만 아니라, 신호 배선의 배치를 위한 공간 확보를 위해 센서 패드의 형상을 불가피하게 변경해야 하는 경우가 발생할 수 있다.16 (c), when the distance d2 between the sensor pads 1100 is narrowed, the touch sensitivity can be secured to some extent (about 40%), The number of signal wirings connecting the sensor pad 1100 and the driving device is also increased. That is, the increase of the signal multiplier increases the parasitic capacitances (Coupling Cp and Parasitic Cp) generated between the signal wirings, which deteriorates the touch sensitivity and the accuracy of the coordinate detection. In addition, since the number of channels in the driving device must be increased as the number of signal carriers increases, it is inevitable to increase the size of the driving device. In addition, the shape of the sensor pad must be inevitably changed Can occur.

그러나, 도 16의 (a)에서 보는 바와 같이, 제1센서 패드(3500)는 제1단위센서 패드(3501)와 제2단위센서 패드(3502)로 형성되고, 각각의 단위 열에서 서로 쌍을 이루어 배치되기 때문에 센서 패드 간의 간격에 따라 터치감도에 미치는 영향이 줄어들 수 있다.However, as shown in FIG. 16A, the first sensor pad 3500 is formed of the first unit sensor pad 3501 and the second unit sensor pad 3502, The influence on the touch sensitivity can be reduced according to the interval between the sensor pads.

즉, 하나의 쌍을 이루어 배치되는 센서 패드(3500,3600)에 터치되는 면적이 감지됨으로써 상호 보완적이 되어 터치감도의 저하를 보상할 수 있다. That is, an area touched by the sensor pads 3500 and 3600 disposed in a pair is detected, thereby complementing each other, thereby compensating for a decrease in touch sensitivity.

따라서, 터치감도의 안정화가 가능하며, 이를 통해, 더욱 정확한 터치 좌표가 추출될 수 있다.Thus, the touch sensitivity can be stabilized, and more accurate touch coordinates can be extracted.

또한, 하나의 쌍을 이루어 배치되는 두 개의 센서 패드(3500,3600)가 서로 상보적인 역할을 하기 때문에 터치감도의 저하를 보상해 줄 수 있게 된다.In addition, since the two sensor pads 3500 and 3600 arranged in a pair play complementary roles, it is possible to compensate for a decrease in touch sensitivity.

한편, 각각의 기본 열(BC)에서 구동 장치(3200)와 가장 가까이 구비되는 제1센서 패드(3500) 및 제2센서 패드(3600)의 면적은 나머지 제1센서 패드(3500) 및 제2센서 패드(3600)의 면적보다 작을 수 있다.The areas of the first sensor pad 3500 and the second sensor pad 3600 that are closest to the driving unit 3200 in each base column BC are the same as those of the first sensor pad 3500 and the second sensor pad 3600, May be smaller than the pad 3600 area.

즉, 각각의 기본 열(BC)에서 구동 장치(3200)와 가장 가까운 행(R1)에 구비되는 제1센서 패드(3500)의 제1단위센서 패드(혹은 제2단위센서 패드) 및 제2센서 패드(3600)는 신호 배선(3120)의 저항이 다른 센서 패드보다 낮기 때문에 신호 왜곡이 아주 적거나 거의 없어 터치 좌표를 추출하기 위한 충분한 터치 감도가 확보될 수 있다.That is, the first unit sensor pad (or the second unit sensor pad) of the first sensor pad 3500 provided in the row R1 closest to the driving unit 3200 in each base column BC, Since the resistance of the signal line 3120 is lower than that of the other sensor pads, the pad 3600 has little or no signal distortion and sufficient touch sensitivity can be secured for extracting the touch coordinates.

그리고, 도 17의 (a)에서 보는 바와 같이, 단위센서 패드(3501과 3502) 또는 단위센서 패드(3501 또는 3502)와 센서 패드(3600)가 한 쌍을 이루어 구성됨에 따라, 터치가 슬라이딩되면서 이루어지는 경우에는 선형적인 터치감도가 확보될 수 있다.As shown in FIG. 17A, since the unit sensor pads 3501 and 3502 or the unit sensor pads 3501 and 3502 and the sensor pads 3600 are formed as a pair, A linear touch sensitivity can be secured.

이러한 선형적인 터치감도의 확보는 예를 들면, 볼륨(volume)을 높이거나 내리는 등의 신호전달시에 더욱 자연스러움을 제공할 수 있게 된다.Such securing of linear touch sensitivity can provide more naturalness at the time of signal transmission such as raising or lowering the volume, for example.

즉, 도 17의 (b)에서 보는 바와 같이, 센서 패드(1100)가 개별적으로 배치되는 경우에는 터치가 슬라이딩되면서 이루어지는 경우에 계단형의 터치감도, 즉, 선형적이지 못한 터치감도가 확보될 수 있기 때문에, 전술한 효과가 제공되기 어렵다.In other words, as shown in FIG. 17B, when the sensor pads 1100 are individually disposed, when the touch is made by sliding, a stepwise touch sensitivity, that is, a non-linear touch sensitivity can be secured It is difficult to provide the above-mentioned effect.

도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 검출 장치의 센서 패드를 비교한 예시도이다.FIG. 18 is a diagram for comparing sensor pads of a touch detection device according to another embodiment of the present invention.

도 18에서 보는 바와 같이, 센서 패드 중 서로 인접한 제1센서 패드(3500)의 일부와 제2센서 패드(3600)의 일부의 영역을 포함하여 가상의 센싱 영역(110b)이 형성될 수 있다.As shown in FIG. 18, a virtual sensing area 110b including a part of the first sensor pad 3500 adjacent to the sensor pad and a part of the second sensor pad 3600 may be formed.

그리고, 가상의 센싱 영역(1100b)의 개수는 센서 패드(제1센서 패드(3500) 및 제2센서 패드(3600)) 개수보다 많을 수 있다.The number of the virtual sensing areas 1100b may be greater than the number of the sensor pads (the first sensor pad 3500 and the second sensor pad 3600).

여기서, 가상의 센싱 영역(1100b)은 센서 패드(1100; 도 16 참조)가 가지는 센싱 영역을 의미할 수 있다.Here, the virtual sensing area 1100b may mean a sensing area of the sensor pad 1100 (see FIG. 16).

예를 들면, 도 18에서 보는 바와 같이, 제1센서 패드(3500) 및 제2센서 패드(3600)가 가지는 가상의 센싱 영역(1100b)이 6개인 경우, 실제로 이와 동일한 센싱 영역을 가지기 위해서는 6개의 센서 패드(1100; 도 16 참조)가 필요하게 된다.For example, as shown in FIG. 18, when there are six virtual sensing areas 1100b of the first sensor pad 3500 and the second sensor pad 3600, in order to have the same sensing area, six A sensor pad 1100 (see FIG. 16) is required.

따라서, 6개의 센서 패드(1100; 도 16 참조)가 배치되는 경우, 각 센서 패드(1100; 도 16 참조)가 하나의 신호 배선(1120)을 가짐을 고려할 때, 6개의 신호 배선(1120)이 요구되지만, 본 발명의 실시예에서는 4개의 신호 배선(3120)이 요구될 수 있다.Therefore, when six sensor pads 1100 (see Fig. 16) are arranged, it is assumed that six signal wirings 1120 However, in the embodiment of the present invention, four signal lines 3120 may be required.

즉, 이 경우에는 신호 배선(3120)의 수가 2/3로 감소할 수 있게 된다.That is, in this case, the number of signal wirings 3120 can be reduced to 2/3.

물론, 제1센서 패드(3500) 및 제2센서 패드(3600)의 면적을 적절히 조절하여 형성되는 가상의 센싱 영역을 늘리게 되면 신호 배선의 수는 더욱 감소될 수 있다.Of course, if the virtual sensing area formed by appropriately adjusting the areas of the first sensor pad 3500 and the second sensor pad 3600 is increased, the number of signal wirings can be further reduced.

이러한 신호 배선(3120) 수의 감소에 따라 구동 장치(3200; 도 15 참조)의 크기도 줄어들 수 있으며, 이는 회로 기판(3250; 도 15 참조)에 실장시에 더욱 유리함을 제공할 수 있다.As the number of such signal lines 3120 is reduced, the size of the driving device 3200 (see FIG. 15) can be reduced, which can provide more advantage in mounting the circuit board 3250 (see FIG. 15).

또한, 신호 배선(3120)의 수가 줄어 듦에 따라 인접한 신호 배선(3120) 사이에서 발생하는 기생정전용량의 영향이 감소될 수 있고, 터치감도가 향상될 수 있다.In addition, as the number of the signal lines 3120 is reduced, the influence of the parasitic capacitance generated between the adjacent signal lines 3120 can be reduced, and the touch sensitivity can be improved.

전술한 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 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

10,3010: 절연막 15,3015: 기판
20,3250: 회로 기판 100,3001: 터치 패널
110,1100: 센서 패드 120,1120,3120: 신호 배선
200,3200: 구동 장치 210: 터치 검출부
212: 트랜지스터 212: 레벨 시프트 검출부
2121: 증폭부 2122: 버퍼부
2123: 기준값 제공부 2124: 아날로그-디지털 변환부
2125: 레벨 시프트 출력부 2126: 레벨 시프트 보정부
2127: 노이즈 보정부 220: 터치 정보 처리부
221: 터치셀 검출부 222: 터치 면적 산출부
223: 터치 좌표 산출부 230: 메모리
240: 제어부 3500: 제1센서 패드
3501: 제1단위센서 패드 3502: 제2단위센서 패드
3600: 제2센서 패드10, 3010: insulating film 15, 3015:
20, 3250: circuit board 100, 3001: touch panel
110, 1100: sensor pads 120, 1120, 3120: signal wiring
200, 3200: driving device 210: touch detection unit
212: transistor 212: level shift detector
2121: amplifying unit 2122: buffer unit
2123: reference value providing unit 2124: analog-to-digital conversion unit
2125: level shift output unit 2126: level shift correction unit
2127: noise correction unit 220: touch information processing unit
221: Touch cell detecting unit 222: Touch area calculating unit
223: touch coordinate calculation unit 230: memory
240: control unit 3500: first sensor pad
3501: first unit sensor pad 3502: second unit sensor pad
3600: Second sensor pad

Claims

A touch panel comprising: a substrate; a plurality of sensor pads of transparent material disposed on the substrate; and a plurality of signal wirings connected to the sensor pads, respectively, and a driving device for driving the touch panel,
And a virtual sensing area including a part of the first sensor pad and a part of the second sensor pad adjacent to each other of the sensor pads.

The method according to claim 1,
Wherein the sensor pads are repeatedly arranged in two unit columns constituting one basic column, and the basic columns are repeatedly arranged in the row direction.

3. The method of claim 2,
The sensor pad
The first sensor pad being formed to extend in the column direction and being symmetrical to each other with respect to the center, the first sensor pad being repeatedly arranged in the two unit columns in the one basic column,
And the second sensor pad extending in a column direction and disposed in at least one unit column of the basic column in which the first sensor pad is disposed adjacent to the first sensor pad.

The method of claim 3,
Wherein the first sensor pad has a first unit sensor pad formed to have a wider area from the center to one end and a second unit sensor pad formed to have an area wider from the center to the other end.

5. The method of claim 4,
The second sensor pad is formed in a shape corresponding to the first unit sensor pad or the second unit sensor pad, and the first unit sensor pad or the second unit sensor pad, which is disposed in any one unit column, And are arranged in pairs in the other unit column.

The method of claim 3,
Wherein the first sensor pad has a pentagon shape and the second sensor pad has a right triangle shape.

The method of claim 3,
Wherein an area of each of the first sensor pad and the second sensor pad which is closest to the driving unit in each basic column is smaller than the area of the remaining first sensor pad and the second sensor pad.

The method according to claim 1,
Wherein the number of virtual sensing areas is greater than the number of sensor pads.