KR101760063B1 - 확장 터치 패널 및 터치 검출 방법 - Google Patents

확장 터치 패널 및 터치 검출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신체의 손가락 또는 이와 유사한 도전 특성을 갖는 터치입력수단의 정전식 터치입력 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시장치의 해상도 증가 또는 물리적인 사이즈 증가에 따라 터치검출센서의 추가 이외에 터치 드라이브 IC의 변형 또는 터치 신호 전달을 위한 수신채널의 증가를 항상 요구하지 않음으로써 보다 유연하게 사용될 수 있는 확장 터치 패널 및 터치 검출 방법에 관한 것이다.

Description

확장 터치 패널 및 터치 검출 방법 {EXTENDED TOUCH PANEL AND TOUCH DETECTION METHOD}
본 발명은 신체의 손가락 또는 이와 유사한 도전 특성을 갖는 터치입력수단의 정전식 터치입력 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시장치의 해상도 증가 또는 물리적인 사이즈 증가에 따라 터치검출센서의 추가 이외에 터치 드라이브 IC의 변형 또는 터치 신호 전달을 위한 수신채널의 증가를 항상 요구하지 않음으로써 보다 유연하게 사용될 수 있는 확장 터치 패널 및 터치 검출 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 터치 패널(Touch Panel)은 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode) 등의 표시장치 위에 부착되는 것으로서, 손가락이나 펜 등의 물체가 터치될 때 해당 위치에 대응하는 신호를 발생시키는 입력장치의 하나이다. 터치 패널은 소형 휴대단말기, 산업용 단말기, DID(Digital Information Device) 등 매우 폭넓은 분야에서 이용되고 있다.
종래 터치 패널은 다양한 유형이 개시되어 있으나, 제조공정이 간단하고 제조 비용이 저렴한 저항방식의 터치 패널이 가장 널리 이용되고 있다. 그러나 저항방식의 터치 패널은 투과율이 낮고 압력을 인가해야 하므로 사용이 불편하고 멀티터치 및 제스처 인식이 곤란하고 검출오류가 발생하는 등의 문제점을 안고 있다.
이에 반해, 정전식 터치 패널은 투과율이 높고 소프트 터치를 인식할 수 있고 멀티터치 및 제스처 인식이 양호한 장점을 갖고 있어 점차 시장을 넓혀가고 있다.
도 1은 종래 정전식 터치 패널의 일 예를 보여준다. 도 1을 참조하면, 플라스틱 또는 유리 등으로 제조된 투명기판(2)의 상하면에 투명도전막이 형성되며, 투명기판(2)의 네 모서리 각각에 전압인가용 금속전극(4)이 형성되어 있다. 상기 투명도전막은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide) 등의 투명한 금속으로 형성된다. 그리고 상기 투명도전막의 네 모서리에 형성되는 금속전극(4)들은 은(Ag) 등의 저항률이 낮은 도전성 금속으로 프린팅하여 형성한다. 상기 금속전극(4)들의 주변에는 저항 네트워크가 형성된다. 상기 저항 네트워크는 상기 투명도전막의 표면 전체에 균등하게 컨트롤신호를 송출하기 위하여 선형성 패턴(Linearization Pattern)으로 형성된다. 그리고 금속전극(4)을 포함한 투명도전막의 상부에는 보호막이 코팅된다.
위와 같은 정전식 터치 패널은 상기 금속전극(4)에 고주파의 교류 전압을 인가하면 이는 투명기판(2)의 전면에 퍼지게 된다. 이때 손가락(8)이나 도전성 터치입력수단으로 투명기판(2) 상면의 투명도전막을 가볍게 터치하면, 일정량의 전류가 체내로 흡수되면서 컨트롤러(6)에 내장된 전류센서에서 전류의 변화를 감지하고 4개의 금속전극(4) 각각에서의 전류량을 연산하여 터치 지점을 인식하게 된다.
그런데, 도 1과 같은 정전식 터치 패널은 미소 전류의 크기를 검출하는 방식으로서, 고가의 검출장치를 필요로 하므로 가격이 상승하며 복수개의 터치를 인식하는 멀티터치가 어려운 문제점이 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여 근래에는 도 2와 같은 정전식 터치 패널이 주로 사용되고 있다. 도 2의 터치 패널은 횡방향의 선형터치검출 센서(110a) 및 종방향의 선형터치검출 센서(110b), 터치신호를 분석하는 터치드라이브IC(130)로 이루어져 있다. 이러한 터치 패널은 선형터치검출 센서(110)과 손가락(8) 사이에 형성되는 커패시턴스의 크기를 검출하는 방식으로서, 횡방향의 선형터치검출 센서(110a)과 종방향의 선형터치검출 센서(110b)을 스캔하여 신호를 검출하므로 복수개의 터치지점을 인식할 수 있다.
도 3a는 도 2를 더 구체적으로 도시한 것으로, 터치 드라이브 IC의 입력단자들과 터치검출센서의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a에 도시된 터치 패널(300)은 5개의 컬럼(column) 및 6개의 로우(row)로 구성된 터치검출센서(110)을 포함하고 있다.
각 터치검출센서(110)는 개별 신호선(120)을 통하여 터치드라이브IC(130)에 연결된다. 터치드라이브IC(130)의 각 그룹의 입력단자의 수는 각 컬럼의 터치검출센서(110)의 수와 동일하고, 또한, 터치드라이브IC(130)의 각 그룹의 입력단자의 수는 신호선(120)의 수와 동일하게 구성된다.
즉, 각각의 터치검출센서(110) 및 신호선은 터치드라이브IC(130)의 각 입력단자와 일대일로 대응되도록 구성된다.
도 3a처럼 구성된 터치 패널(300)은 정해진 사이즈의 표시장치에만 사용할 수 있다. 다시 말해서, 표시장치의 사이즈가 커짐에 따라서 터치검출센서(110)의 개수가 증가되어야 하고, 그에 따라 신호선(120)의 개수가 증가되어야 하고 동시에 터치드라이브IC(130)의 각 그룹의 입력단자의 개수도 터치검출센서 및 신호선의 증가 개수만큼 증가되어야 한다.
표시장치의 사이즈에 따라서 터치패널의 터치검출센서(110), 신호선(120) 및 터치드라이브IC(130)를 모두 변형하여야 함에 따라 제조비용이 증가하게 되고, 터치 패널의 유연성(flexibility)이 부족한 구조를 갖는 문제점이 있었다.
본 발명은 표시장치의 해상도 증가 또는 물리적인 사이즈 증가에 따라 터치검출센서의 추가 이외에 터치 드라이브 IC의 변형 또는 터치 신호 전달을 위한 수신채널의 증가를 항상 요구하지 않음으로써 보다 유연하게 사용될 수 있는 확장 터치 패널 및 터치 검출 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 확장 터치 패널의 일 측면에 따라,
확장 터치 패널(extended touch panel)에 있어서,
매트릭스 형태의 복수개의 터치검출센서;
상기 터치검출센서에 연결되어 터치 검출 신호를 전송하는 복수개의 터치 신호선; 및
상기 위치검출 신호를 분석하여 상기 터치검출센서에서 수행된 터치를 검출하는 터치 드라이브 IC(TDI : Touch Drive IC);를 포함하되,
상기 터치 신호선은
하나의 터치검출센서와 상기 터치 드라이브 IC를 연결하는 제 1 터치 신호선;
두개이상의 터치검출센서와 상기 터치 드라이브 IC를 연결하는 제 2 터치 신호선; 및
두개이상의 터치검출센서간을 연결하는 제 3 터치 신호선을 포함한다.
바람직하게는,
상기 터치 패널은 손가락 또는 이와 유사한 도전체와 상기 터치검출센서 사이에 생성된 터치커패시턴스(Ct)의 생성여부에 따라 발생하는 상기 터치검출센서의 전압 변화를 감지하는 정전식인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 3 터치 신호선에 연결된 상기 두개이상의 터치검출센서 중 하나를 상기 터치 드라이브 IC에 연결하는 제 4 터치 신호선을 더 포함한다.
바람직하게는,
상기 제 2 터치 신호선에 연결된 터치검출센서들과 상기 제 3 터치 신호선에 연결된 터치검출센서들은 서로 다른 로우(row)에 배치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 터치 드라이브 IC의 입력단자들은 상기 터치검출센서의 컬럼별로 그룹화되어 구성되고,
각 컬럼에 구성된 상기 터치검출센서의 개수는 각 그룹에 구성된 상기 터치 드라이브 IC의 입력단자의 개수보다 더 많은 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 1 터치 신호선 및 상기 제 2 터치 신호선과 상기 제 3 터치 신호선은 각 컬럼의 터치 검출 센서의 서로 다른 측면에 배치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 2 터치 신호선 및 상기 제 3 터치 신호선에 연결된 2개의 터치검출센서사이에는 적어도 하나이상의 상기 제 1 터치 신호선에 연결된 터치검출센서가 배치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 2 터치 신호선에 연결된 터치검출센서들은 크기가 서로 다른 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 3 터치 신호선에 연결된 터치검출센서들은 크기가 서로 다른 것을 특징으로 한다.
본 발명의 확장 터치 패널에서의 터치 검출 방법에서의 일 측면에 따라,
확장 터치 패널(extended touch panel)에서의 터치 검출 방법에 있어서,
상기 터치 패널은 매트릭스 형태의 복수개의 터치검출센서, 상기 터치검출센서에 연결되어 터치 검출 신호를 전송하는 복수개의 터치 신호선 및 상기 위치검출 신호를 분석하여 상기 터치검출센서에서 수행된 터치를 검출하는 터치 드라이브 IC(TDI : Touch Drive IC);를 포함하여 구성되되.
터치가 제 1 유형의 터치검출센서에서 발생한 것인지 또는 제 2 유형의 터치검출센서에서 발생한 것인지를 판단하는 단계;
상기 제 1 유형의 터치검출센서에서 터치가 발생한 것으로 결정되면, 손가락 또는 이와 유사한 도전체와 상기 제 1 유형의 터치검출센서 사이에 생성된 터치커패시턴스(Ct)의 생성여부에 따라 발생하는 상기 터치검출센서의 전압 변화를 기초로 상기 제 1 유형의 터치검출센서의 위치를 검출하는 단계;
상기 제 2 유형의 터치검출센서에서 터치가 발생한 것으로 결정되면, 상기 제 2 유형의 터치검출센서에 이웃하는 터치검출센서의 전압 변화의 값을 검출하는 단계; 및
상기 이웃하는 터치검출센서의 전압 변화를 수반하는 상기 제 2 유형의 터치 검출 센서의 전압 변화를 기초로 상기 제 2 유형의 터치검출센서의 위치를 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 1 유형의 터치검출센서는 하나의 터치검출센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 1 유형의 터치검출센서는 제 1 터치 신호선을 통하여 상기 터치 드라이브 IC에 연결되되, 상기 제 1 터치 신호선은 하나의 터치검출센서와 상기 터치 드라이브 IC를 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 2 유형의 터치검출센서는 2개이상의 터치검출센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 2 유형의 터치검출센서는 제 2 터치 신호선 또는 제 3 터치 신호선을 통하여 상기 터치 드라이브 IC에 연결되되,
상기 제 2 터치 신호선은 두개이상의 터치검출센서와 상기 터치 드라이브 IC를 연결하도록 구성되고, 상기 제 3 터치 신호선은 두개이상의 터치검출센서간을 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 3 터치 신호선에 연결된 상기 두개이상의 터치검출센서 중 하나를 상기 터치 드라이브 IC에 연결하는 제 4 터치 신호선을 더 포함한다.
바람직하게는,
상기 터치 드라이브 IC의 입력단자들은 상기 터치검출센서의 컬럼별로 그룹화되어 구성되고,
각 컬럼에 구성된 상기 터치검출센서의 개수는 각 그룹에 구성된 상기 터치 드라이브 IC의 입력단자의 개수보다 더 많은 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 1 터치 신호선 및 상기 제 2 터치 신호선과 상기 제 3 터치 신호선은 각 컬럼의 터치 검출 센서의 서로 다른 측면에 배치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 2 터치 신호선 및 상기 제 3 터치 신호선에 연결된 2개의 터치검출센서사이에는 적어도 하나이상의 상기 제 1 터치 신호선에 연결된 터치검출센서가 배치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 2 터치 신호선에 연결된 터치검출센서들은 크기가 서로 다른 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 3 터치 신호선에 연결된 상기 터치검출센서들은 크기가 서로 다른 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 2 터치 신호선에 연결된 터치검출센서들과 상기 제 3 터치 신호선에 연결된 터치검출센서들은 서로 다른 로우(row)에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 확장 터치 패널 및 터치 검출 방법에 의하면, 터치검출센서의 추가 이외에 터치 신호 전달을 위한 수신채널의 증가를 항상 요구하지는 않음으로써 또는 별도의 터치드라이브 IC의 변형을 요구하지 않음으로써 여러 사이즈의 표시 장치에 보다 적응적으로 활용될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 터치 패널의 일 예를 보인 사시도이다.
도 2는 종래 터치 패널의 다른 예를 보인 평면구성도이다.
도 3a는 도 2를 더 구체적으로 도시한 것으로, 터치 드라이브 IC의 입력단자들과 터치검출센서의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3b는 본 발명에 따른 확장 터치 패널의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 확장 터치 패널을 구성하는 터치검출센서와 신호선의 종류를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 확장 터치 패널을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6는 본 발명에 따른 확장 터치 패널에서의 터치 검출 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 확장 터치 패널에서의 터치 검출 방법을 일 예를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에서 언급되는 표시장치는 LCD, PDP, OLED 중 어느 하나이거나, 기타 화상을 표시하는 모든 수단을 의미한다.
위에 나열한 표시장치 중 LCD는 액정의 구동을 위해 공통전압(Vcom)을 필요로 한다. 일 예로서, 휴대기기용 중소형 LCD에서는 소비전류를 감소시키기 위하여 공통전극의 공통전압이 하나 또는 복수의 게이트라인별로 교번하는 라인 인버젼(Line inversion) 방식을 사용한다. 다른 예로서, 대형 LCD는 공통전극의 공통전압이 일정한 DC 레벨을 가지며 도트 인버젼(Dot Inversion) 구동방식을 사용한다. 또 다른 예로서, 횡전계 모드 LCD의 경우, 공통전극은 LCD를 구성하는 TFT 기판의 일부영역에 형성되어 라인 인버젼이나 도트 인버젼 구동방식에 의해 화상이 표시된다. 이러한 횡전계모드 LCD의 경우, 백 그라운드(Back Ground)가 배면 ITO를 통해 외부로 노출된 칼라필터 전체에 공통으로 형성되며, ESD 차단을 위해 그라운드 신호와 접지시킨다.
본 발명은 손가락이나 이와 유사한 전기적 특성을 갖는 터치입력수단의 비접촉 터치입력을 검출한다. 여기서 “비접촉 터치입력”이라 함은 손가락 등의 터치입력수단이 입력수단과 터치검출 센서 사이에 존재하는 기판에 의해 터치검출 센서와 소정 거리 이격된 상태에서 터치입력을 하는 것을 의미한다. 터치입력수단이 기판의 외면에 대하여는 접촉될 수 있다. 하지만 이 경우에도 터치입력수단과 터치검출 센서는 비접촉 상태를 유지한다. 따라서, 터치검출 센서에 대한 손가락의 터치 행위는 “접근”이라는 용어로 표현될 수 있다. 한편, 기판의 외면에 대하여는 손가락이 접촉된 상태일 수 있으므로, 기판에 대한 손가락의 터치 행위는 “접촉”이라는 용어로 표현될 수 있다. 본 명세서에서 “접근”과 “접촉”은 통용된다.
또한, 이하에서 설명되는 “~부”와 같은 구성들은, 특정기능을 수행하는 단위 기능 요소(Unit Function Element)들의 집합체로서, 예를 들면 어떤 신호의 증폭기는 단위 기능 요소이며 증폭기나 신호변환기들이 모인 집합체는 신호변환부로 명명할 수 있다. 또한, “~부”는 더 큰 구성요소 또는 “~부”에 포함되거나, 더 작은 구성요소들 및 “~부”들을 포함할 수 있다. 또한, “~부”는 자체적으로 독자적인 CPU를 가질 수도 있다.
이하의 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께나 영역을 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하였다. 층, 영역, 기판 등의 부분이 다른 부분 “위에” 또는 “상면” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 위에” 있는 경우 뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 “바로 위에” 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
또한, 본 명세서에 기재된 “신호”는 특별한 언급이 없는 한, 전압 또는 전류를 총칭한다.
또한, 본 명세서에서 “커패시턴스”는 물리적인 크기를 나타내며, “정전용량”과 동일한 의미로 사용된다. 한편,“커패시터”는 물리적인 크기인 커패시턴스를 갖는 소자(Element)를 지칭한다.
본 명세서에서 커패시터의 기호로 사용된 부호인 C는 커패시터를 지칭하는 부호로 사용되며 또한 커패시터의 크기인 커패시턴스를 나타낸다. 예를 들어 C1은 커패시터를 지칭하는 부호이기도 하며 또한 그 커패시터의 크기인 커패시턴스가 C1임을 의미한다.
또한, 본 명세서에서“신호(signal)를 인가(forcing)"한다는 의미는 어떤 상태를 유지하고 있던 신호의 레벨(Level)이 바뀐다는 의미이다. 예를 들어, 스위칭소자의 온/오프 제어단자에 신호를 인가한다는 의미는, 기존의 로우(Low) 레벨 전압이 하이(Hi)레벨로 바뀐다는 의미이다.
도 3b는 본 발명에 따른 확장 터치 패널의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3b에 도시된 본 발명에 따른 확장 터치 패널은 도 3a에 비하여 추가된 3개의 로우(row)들(Add 1, Add 2 및 Add 3)을 더 포함하여 구성되지만, 터치 드라이브 IC(130)의 입력단자의 개수는 변화가 없다.
상기에서 언급된 바와 같이 터치검출센서의 개수를 증가시켜서 더 큰 사이즈 디스플레이에 사용될 수 있는 터치패널을 구성할 수 있음과 동시에, 터치 드라이브 IC는 확장전 터치 패널에서 사용된 것과 동일한 구성을 취하는 바 디스플레이의 사이즈의 변화에 따른 적응성이 뛰어난 터치 패널 및 터치드라이브 IC를 구성할 수 있는 것이 본원 발명의 특징이다.
즉, 터치 검출 센서들과 터치 드라이브 IC(130)가 연결되는 부분에서의 각 컬럼의 신호선의 개수는 6개로 동일하게 구성된다.
도 3a에 비하여 비교하여 확장된 패턴의 터치검출센서를 포함하여 구성되고 있지만, 터치 드라이브 IC(130) 부분은 변화가 없다.
도 3b에는 두개 이상의 터치검출센서들을 연결하는 새로운 유형의 터치 신호선이 존재한다. 구체적으로, 두개의 터치검출센서(310-1, 310-2)와 터치 드라이브 IC(130)를 연결하는 제 2 터치 신호선(320) 및 두개의 터치검출센서(330-1, 330-2)를 연결하는 제 3 터치 신호선(340)를 포함하여 구성된다.
도면에서 제 2 터치 신호선 및 제 3 터치 신호선은 두개의 터치검출센서를 연결하는 것으로 도시하고 있으나, 이는 단지 일 예를 보여주는 것일 뿐이며, 두개 이상의 터치검출센서를 동시에 연결할 수 있음은 당해 기술 분야의 당업자에게 자명하다.
도 3b에는 제 3 터치 신호선(340)에 연결된 두개의 터치검출센서(330-1 및 330-2) 중 하나의 터치검출센서(330-2)를 터치 드라이브 IC(130)에 연결하는 제 4 터치 신호선(350)가 도시된다.
터치 신호선(120)은 하나의 터치검출센서(110)를 터치 드라이브 IC(130)에 연결한다.
본원 발명에 따른 확장 터치 패널을 구성하는 새로운 유형의 터치 신호선은 이하에서 더 상세하게 설명한다.
본원 발명에 따른 확장 터치 패널은 도 3b에 도시된 바와 같이, 제 2 터치 신호선에 연결된 터치검출센서들과 제 3 터치 신호선에 연결된 터치검출센서들은 서로 다른 로우(row)에 배치되도록 구성된다.
상기의 설명은 컬럼 5를 참고하여 설명하였으나, 본원 발명의 확장 터치 패널에서의 터치검출센서 및 터치 신호선은 나머지 컬럼에서도 유사하게 구성되는바 나머지 컬럼에서의 구체적인 설명은 생략한다.
도 4는 본 발명에 따른 확장 터치 패널을 구성하는 터치검출센서와 신호선의 종류를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명에서의 터치 신호선은 종래의 하나의 터치검출센서를 터치드라이브IC에 연결하는 한가지 유형으로 구성되지 않는다.
도 4(a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이 본 발명에서의 터치 신호선은 네가지 종류로 구성될 수 있다
도 4(a)에는 하나의 터치검출센서(110)와 터치 드라이브 IC(130)를 연결하는 제 1 터치 신호선(120)이 도시되어 있다.
도 4(b)에는 두개의 터치검출센서(410-1, 410-2)와 터치 드라이브 IC(130)를 연결하는 제 2 터치 신호선(420)이 도시되어 있다.
도 4(c)에는 두개의 터치검출센서(430-1, 430-2)간을 연결하는 제 3 터치 신호선(440)이 도시되어 있다.
도 4(c)에는 또한 제 3 터치 신호선에 연결된 두개의 터치검출센서 중 하나(430-2)를 터치 드라이브 IC(130)에 연결하는 제 4 터치 신호선(450)을 더 포함한다.
본원 발명의 터치 패널은 모든 구성 터치검출센서를 터치 드라이브IC(130)에 연결하지 않고, 두개이상의 터치검출센서를 하나의 터치 신호선을 통하여 터치드라이브IC(130)에 연결하거나, 터치검출센서를 터치드라이브IC(130)에 연결하지 않고서 터치검출센서들 끼리 연결하는 터치 신호선을 포함하여 구성된다는 것이 특징이다.
본원 발명의 구성에 의하면, 터치드라이브 IC를 표시장치의 사이즈에 따라 변화시키지 않고, 즉, 전체 입력단자의 개수를 유지함과 동시에 각 컬럼별로 그룹화된 입력단자의 수도 변화시키지 않고 여러 표시장치에 활용할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 확장 터치 패널을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 3에서의 터치드라이브IC(130)를 제외한 나머지 부분의 일부를 도시한 도면이다.
본 발명의 확장 터치 패널(extended touch panel)은 매트릭스 형태의 복수개의 터치검출센서 및 터치검출센서에 연결되어 터치 검출 신호를 전송하는 복수개의 터치 신호선 및 위치검출 신호를 분석하여 터치검출센서에서 수행된 터치를 검출하는 터치 드라이브 IC(TDI : Touch Drive IC);를 포함하여 구성된다.
본원 발명에서의 터치 신호선은 도 4를 참조하여 상기에서 검토된 바와 같이, 여러 유형의 터치 신호선으로 구성된다.
본원 발명에서 언급되는 터치 패널은 손가락 또는 이와 유사한 도전체와 터치검출센서 사이에 생성된 터치커패시턴스(Ct)의 생성여부에 따라 발생하는 터치검출센서의 전압 변화를 감지하는 정전식인 것을 특징으로 한다.
본원 발명에서의 터치 드라이브IC는 입력단자들이 터치검출센서의 컬럼별로 그룹화되어 구성되고, 각 컬럼에 구성된 터치검출센서의 개수는 각 그룹에 구성된 터치 드라이브 IC의 입력단자의 개수보다 더 많은 것을 특징으로 한다.
도 3를 참조하여 설명된 종래의 터치 패널에서, 각각의 터치검출센서(110)와 신호선이 터치드라이브IC(130)의 각 입력단자간에 일대일로 대응되도록 구성되는 것과 대비된다.
본원 발명의 터치패널은 단지 터치검출센서와 터치 신호선의 구성만을 변경함으로써 터치드라이브IC(130)의 입력단자의 개수만으로 판단될 수 있는 표시장치 뿐만 아니라, 그 보다 더 큰 사이즈의 표시장치에 사용될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 터치 신호선(예, 120) 및 제 2 터치 신호선(420)과 제 3 터치 신호선(440)은 각 컬럼의 터치 검출 센서의 서로 다른 측면에 배치되는 것을 특징으로 한다.
도 5는 본원 발명에 따른 터치 패널의 터치검출센서와 터치 신호선 부분의 일부만을 확대하여 도시한 것이다.
도 5를 참조하여, 제 2 터치 신호선(420) 및 제 3 터치 신호선에 연결된 두개의 터치검출센서(430-1과 430-2)사이에는 적어도 하나이상의 제 1 터치 신호선(120)에 연결된 터치검출센서가 배치될 수 있다.
도 5에 도시되지는 않았지만, 제 2 터치 신호선(420)에 연결된 두개의 터치검출센서(410-1과410-2) 사이에 하나이상의 제 1 터치 신호선에 연결된 터치검출센서가 되는 경우에, 제 1 터치 신호선(120)과 제 2 터치 신호선(420)은 터치검출 센서를 기준으로 서로 다른 측면에 연결되어 터치드라이브IC(130)에 연결될 것이다.
본 발명의 일 변형 실시예로서, 제 2 터치 신호선(420)에 연결된 터치검출센서들(410-1 및 410-2)은 크기가 서로 다른 것을 특징으로 한다.
터치 신호를 전달하는 터치 신호선에 의한 저항치는 터치검출센서와 터치드라이브IC(130)사이의 거리에 따라 달라진다. 거리에 따라 터치 신호선의 저항치가 달라지는 것은 터치 신호의 검출에 있어서 바람직하지 않은 것으로, 거리에 따라 신호선의 저항치가 일정하도록 제 2 터치 신호선(420)에 연결된 터치검출센서들(410-1 및 410-2)의 크기가 서로 다르게 구성될 수 있다.
제 2 터치 신호선에 연결된 터치검출센서와 마찬가지로, 제 3 터치 신호선(440)에 연결된 터치검출센서들의 크기도 서로 다르게 구성될 수 있다.
도 6는 본 발명에 따른 확장 터치 패널에서의 터치 검출 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
본원 발명에서의 확장 터치 패널(extended touch panel)에서의 터치 검출 방법은 터치가 제 1 유형의 터치검출센서에서 발생한 것인지 또는 제 2 유형의 터치검출센서에서 발생한 것인지를 판단하는 단계(S610)로 시작한다.
제 1 유형의 터치검출센서에서 터치가 발생한 것으로 결정되면, 손가락 또는 이와 유사한 도전체와 제 1 유형의 터치검출센서사이에 생성된 터치커패시턴스(Ct)의 생성여부에 따라 발생하는 터치검출센서의 전압 변화를 기초로 제 1 유형의 터치검출센서의 위치를 검출한다(S620).
제 2 유형의 터치검출센서에서 터치가 발생한 것으로 결정되면, 제 2 유형의 터치검출센서에 이웃하는 터치검출센서의 전압 변화의 값을 검출한다(S630).
이웃하는 터치검출센서의 전압 변화를 수반하는 제 2 유형의 터치 검출 센서의 전압 변화를 기초로 제 2 유형의 터치검출센서의 위치를 검출한다(S640).
상기 제 1 유형의 터치검출센서는 하나의 터치검출센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 터치 검출 방법.
제 1 유형의 터치검출센서는 도 4(a)에 도시된 하나의 터치 신호선에 의해 터치드라이브IC(130)에 연결되는 하나의 터치검출센서(110)를 지칭한다.
따라서, 제 1 유형의 터치검출센서는 제 1 터치 신호선을 통하여 터치 드라이브 IC(130)에 연결되되, 제 1 터치 신호선은 하나의 터치검출센서와 상기 터치 드라이브 IC를 연결하도록 구성된다.
예로서 도 4(b)및 도 4(c)에 도시된 터치검출센서를 포함하는 것으로, 제 2 유형의 터치검출센서는 두개이상의 터치검출센서를 포함하여 구성된다.
따라서, 제 2 유형의 터치검출센서는 제 2 터치 신호선 또는 제 3 터치 신호선을 통하여 터치 드라이브 IC에 연결된다.
제 2 터치 신호선은 두개이상의 터치검출센서와 터치 드라이브 IC를 연결하도록 구성되고, 제 3 터치 신호선은 두개이상의 터치검출센서간을 연결하도록 구성된다.
제 3 터치 신호선에 연결된 두개이상의 터치검출센서 중 하나를 터치 드라이브 IC에 연결하는 제 4 터치 신호선을 더 포함할 수 있다.
터치 드라이브 IC의 입력단자들은 상기 터치검출센서의 컬럼별로 그룹화되어 구성되고,
각 컬럼에 구성된 상기 터치검출센서의 개수는 각 그룹에 구성된 상기 터치 드라이브 IC의 입력단자의 개수보다 더 많은 것을 특징으로 하는, 터치 검출 방법.
도 7은 본 발명에 따른 확장 터치 패널에서의 터치 검출 방법을 일 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6에서의 S640의 제 2 유형의 터치검출센서의 위치를 검출하는 과정을 명확하게 설명하기 위한 도면이다.
제 2 유형의 터치검출센서는 하나의 터치신호선에 두개의 터치검출센서가 연결되어 있기 때문에 터치드라이브IC(130)에서 터치위치를 정확하게 판단하기 위해서는 도 7에 도시된 것과 S640 단계의 수행이 요구된다.
도 7은 하나의 신호선에 두개의 터치검출센서(410-1 및 410-2) 또는 (430-1 및 430-2)에 터치가 수행된 예제를 도시한다.
두개의 터치검출센서(410-1 및 410-2)의 터치신호의 ADC(analog to digital current)의 값은 각각 128 및 45 이다.
상기에서 언급된 터치신호의 ADC 값은 이해를 쉽게 하기 위해 예시된 것일 뿐 실제 터치패널에서 검출되는 ADC 값과는 상이할 수 있다.
S640 단계에서는 제 2 유형의 터치검출센서의 위치를 판단하기 위해서 터치검출센서의 이웃하는 터치검출센서 ADC 값을 비교한다.
즉, 도 7에서 터치검출센서(410-1)에 이웃하는 터치검출센서(710-1, 710-2, 710-3, 710-4, 710-5, 710-6, 710-7 및 710-8)의 ADC값은 각각 110, 120, 102, 118, 114, 113, 108, 105이다.
이에 반하여, 터치검출센서(410-2)에 이웃하는 터치검출센서(710-9, 710-10, 710-11, 710-12, 710-13, 710-14, 710-15 및 710-16)의 ADC값은 각각 37, 38, 45, 44, 47, 47, 48, 50이다.
터치검출센서(410-1)에 이웃하는 터치검출센서(710-1, 710-2, 710-3, 710-4, 710-5, 710-6, 710-7 및 710-8)의 ADC값들이 터치검출센서(410-2)에 이웃하는 터치검출센서(710-9, 710-10, 710-11, 710-12, 710-13, 710-14, 710-15 및 710-16)의 ADC값에 비하여 크다.
따라서, 도 7에 도시된 예제에서 터치 위치는 터치검출센서(410-1)이다.
이와 같이 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (21)

  1. 확장 터치 패널(extended touch panel)에 있어서,
    매트릭스 형태의 복수개의 터치검출센서;
    상기 터치검출센서에 연결되어 터치 검출 신호를 전송하는 복수개의 터치 신호선; 및
    상기 터치 검출 신호를 분석하여 상기 터치검출센서에서 수행된 터치를 검출하는 터치 드라이브 IC(TDI : Touch Drive IC);를 포함하되,
    상기 터치 신호선은
    하나의 터치검출센서와 상기 터치 드라이브 IC를 연결하는 제 1 터치 신호선;
    두개이상의 터치검출센서와 상기 터치 드라이브 IC를 연결하는 제 2 터치 신호선; 및
    두개이상의 터치검출센서간을 연결하는 제 3 터치 신호선을 포함하되,
    상기 제3 터치 신호선은,
    상기 두개이상의 터치검출센서의 사이에 배치된 적어도 하나의 터치검출센서와 중첩되지 않게, 상기 두개이상의 터치센서와의 동일 평면 상에서 우회하고,
    상기 제1 및 제2 터치 신호선과 대향되게, 상기 두개이상의 터치검출센서를 중심으로 반대 측에 배선되는 것을 특징으로 하는, 확장 터치 패널.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 터치 패널은 손가락 또는 이와 유사한 도전체와 상기 터치검출센서 사이에 생성된 터치커패시턴스(Ct)의 생성여부에 따라 발생하는 상기 터치검출센서의 전압 변화를 감지하는 정전식인 것을 특징으로 하는, 확장 터치 패널.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 3 터치 신호선에 연결된 두개이상의 터치검출센서 중 하나를 상기 터치 드라이브 IC에 연결하는 제 4 터치 신호선을 더 포함하는, 확장 터치 패널.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 터치 신호선에 연결된 터치검출센서들과 상기 제 3 터치 신호선에 연결된 터치검출센서들은 서로 다른 로우(row)에 배치되는 것을 특징으로 하는, 확장 터치 패널.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 터치 드라이브 IC의 입력단자들은 상기 터치검출센서의 컬럼(column)별로 그룹화되어 구성되고,
    각 컬럼에 구성된 상기 터치검출센서의 개수는 각 그룹에 구성된 상기 터치 드라이브 IC의 입력단자의 개수보다 더 많은 것을 특징으로 하는, 확장 터치 패널.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 터치 신호선 및 상기 제 3 터치 신호선에 연결된 두개의 터치검출센서사이에는 적어도 하나이상의 상기 제 1 터치 신호선에 연결된 터치검출센서가 배치되는 것을 특징으로 하는, 확장 터치 패널.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 터치 신호선에 연결된 터치검출센서들은 크기가 서로 다른 것을 특징으로 하는, 확장 터치 패널.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 3 터치 신호선에 연결된 터치검출센서들은 크기가 서로 다른 것을 특징으로 하는, 확장 터치 패널.
  10. 확장 터치 패널(extended touch panel)에서의 터치 검출 방법에 있어서,
    상기 확장 터치 패널은 매트릭스 형태의 복수개의 터치검출센서, 상기 터치검출센서에 연결되어 터치 검출 신호를 전송하는 복수개의 터치 신호선 및 상기 터치 검출 신호를 분석하여 상기 터치검출센서에서 수행된 터치를 검출하는 터치 드라이브 IC(TDI: Touch Drive IC);를 포함하되,
    제3 터치 신호선은,
    두개이상의 터치검출센서간의 사이에 배치된 적어도 하나의 터치검출센서와 중첩되지 않게, 상기 두개이상의 터치센서와의 동일 평면 상에서 우회하고,
    제1 및 제2 터치 신호선과 대향되게, 상기 두개이상의 터치검출센서를 중심으로 반대 측에 배선되는 것으로,
    터치가 제 1 유형의 터치검출센서에서 발생한 것인지 또는 제 2 유형의 터치검출센서에서 발생한 것인지를 판단하는 단계;
    상기 제 1 유형의 터치검출센서에서 터치가 발생한 것으로 결정되면, 손가락 또는 이와 유사한 도전체와 상기 제 1 유형의 터치검출센서 사이에 생성된 터치커패시턴스(Ct)의 생성여부에 따라 발생하는 상기 터치검출센서의 전압 변화를 기초로 상기 제 1 유형의 터치검출센서의 위치를 검출하는 단계;
    상기 제 2 유형의 터치검출센서에서 터치가 발생한 것으로 결정되면, 상기 제 2 유형의 터치검출센서에 이웃하는 터치검출센서의 전압 변화의 값을 검출하는 단계; 및
    상기 이웃하는 터치검출센서의 전압 변화를 수반하는 상기 제 2 유형의 터치 검출 센서의 전압 변화를 기초로 상기 제 2 유형의 터치검출센서의 위치를 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 터치 검출 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 1 유형의 터치검출센서는 하나의 터치검출센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 터치 검출 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 1 유형의 터치검출센서는 제 1 터치 신호선을 통하여 상기 터치 드라이브 IC에 연결되되, 상기 제 1 터치 신호선은 하나의 터치검출센서와 상기 터치 드라이브 IC를 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 터치 검출 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제 2 유형의 터치검출센서는 두개이상의 터치검출센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 터치 검출 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제 2 유형의 터치검출센서는 제 2 터치 신호선 또는 제 3 터치 신호선을 통하여 상기 터치 드라이브 IC에 연결되되,
    상기 제 2 터치 신호선은 두개이상의 터치검출센서와 상기 터치 드라이브 IC를 연결하도록 구성되고, 상기 제 3 터치 신호선은 두개이상의 터치검출센서간을 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 터치 검출 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제 3 터치 신호선에 연결된 두개이상의 터치검출센서 중 하나를 상기 터치 드라이브 IC에 연결하는 제 4 터치 신호선을 더 포함하는, 터치 검출 방법.
  16. 청구항 10에 있어서,
    상기 터치 드라이브 IC의 입력단자들은 상기 터치검출센서의 컬럼별로 그룹화되어 구성되고,
    각 컬럼에 구성된 상기 터치검출센서의 개수는 각 그룹에 구성된 상기 터치 드라이브 IC의 입력단자의 개수보다 더 많은 것을 특징으로 하는, 터치 검출 방법.
  17. 삭제
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 제 2 터치 신호선 및 상기 제 3 터치 신호선에 연결된 두개의 터치검출센서사이에는 적어도 하나이상의 상기 제 1 터치 신호선에 연결된 터치검출센서가 배치되는 것을 특징으로 하는, 터치 검출 방법.
  19. 청구항 14에 있어서,
    상기 제 2 터치 신호선에 연결된 터치검출센서들은 크기가 서로 다른 것을 특징으로 하는, 터치 검출 방법.
  20. 청구항 14에 있어서,
    상기 제 3 터치 신호선에 연결된 상기 터치검출센서들은 크기가 서로 다른 것을 특징으로 하는, 터치 검출 방법.
  21. 청구항 14에 있어서,
    상기 제 2 터치 신호선에 연결된 터치검출센서들과 상기 제 3 터치 신호선에 연결된 터치검출센서들은 서로 다른 로우(row)에 배치되는 것을 특징으로 하는, 터치 검출 방법.
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KR101597483B1 (ko) 2007-10-04 2016-02-24 애플 인크. 단일 층 터치-감지 디스플레이

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