KR101956139B1

KR101956139B1 - 터치 패널

Info

Publication number: KR101956139B1
Application number: KR1020120021098A
Authority: KR
Inventors: 마사시 하시모토
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2019-06-19
Also published as: KR20130099525A

Abstract

본 발명은 터치 패널에 관한 것으로, 그 장치는 복수의 X 전극 라인들; X 전극 라인들과 교차하는 방향으로 형성된 복수의 Y 전극 라인들; 및 Y 전극 라인과의 사이에서 더미 커패시턴스를 형성하도록 Y 전극 라인들 교차하는 방향으로 터치 스크린의 일측 외곽 영역에 형성되는 더미 커패시턴스 전극을 포함한다.

Description

터치 패널{TOUCH PANEL}

본 발명의 정전 용량 방식의 터치 패널에 관한 것이다.

일반적으로, 개인용 컴퓨터, 휴대용 통신장치, 그 밖의 개인전용 정보처리장치 등은 키보드, 마우스, 디지타이저(Digitizer) 등의 다양한 입력장치(Input Device)를 이용하여 사용자와의 인터페이스를 구성한다.

한편, 개인용 컴퓨터의 용도가 확대됨에 따라, 키보드와 마우스 등과 같은 입력장치로는 제품의 완성도를 높이기 어려운 면이 있어, 더욱 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있으며, 휴대가능한 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다.

이와 같은 요구에 발맞춰, 사용자가 손이나 펜 등으로 화면을 직접 접촉하여 정보를 입력하는 터치패널(Touch Panel)이 제안되었다. 터치패널은 간단하고, 오작동이 적으며, 휴대가 용이하고, 다른 입력기기 없이 문자 입력이 가능하며, 사용자가 용이하게 사용방법을 인지할 수 있다는 장점이 있어 최근 다양한 정보처리장치에 적용되고 있다.

이와 같은 터치패널은 접촉된 지점의 좌표를 감지하는 방식으로, 상판 또는 하판에 금속 전극을 형성하여 직류 전압을 인가한 상태에서 접촉된 위치를 저항에 따른 전압 구배로 판단하는 저항막 방식(Resistive type), 도전막에 등전위를 형성하고 접촉에 따른 상하판의 전압 변화가 일어난 위치를 감지하는 정전용량 방식(Capacitive type), 전자펜이 도전막을 접촉함에 따라 유도되는 LC값을 읽어들여 접촉된 위치를 감지하는 전자 유도 방식(Electro Magnetic type) 등이 있다.

본 발명은 노이즈에 강한 구조를 가지는 터치 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 터치 패널은, 복수의 X 전극 라인들; 상기 X 전극 라인들과 교차하는 방향으로 형성된 복수의 Y 전극 라인들; 및 상기 Y 전극 라인과의 사이에서 더미 커패시턴스를 형성하도록, 상기 Y 전극 라인들 교차하는 방향으로 터치 스크린의 일측 외곽 영역에 형성되는 더미 커패시턴스 전극을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 더미 커패시턴스 전극을 터치 스크린의 일측 외곽 영역에 배치함으로써, 터치 패널의 전극 라인과의 사이에 더미 커패시턴스를 형성하여 유전체 파라미터 변동(fluctuation)으로부터 기인한 차등 신호 오프-밸런스(differential ginal off-balance)를 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 패널의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 2는 물체의 접촉에 따른 캐패시턴스(capacitance)의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 11은 터치 스크린상의 접촉 위치를 검출하는 방법에 대한 실시예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 패널의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 13은 터치 패널에 구비되는 비교기의 구성에 대한 일실시예를 나타내는 회로도이다.
도 14는 터치 스크린상의 접촉 위치를 검출하는 방법에 대한 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 X 전극 라인 및 Y 전극 라인의 패턴에 대한 일예를 나타내는 도면이다.
도 16 및 도 17은 X 전극 라인 및 Y 전극 라인의 배치에 대한 일예를 설명하기위한 도면들이다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 전극 패턴을 나타내는 도면이다.
도 19는 도 18에 도시된 TD 전극 라인 및 더미 전극 라인의 배치에 대한 일실시예를 나타내는 단면도이다.
도 20 내지 도 22는 전극들 사이의 전기장의 변화를 설명하기 위한 단면도들이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 패널의 구성을 회로도로 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 터치 패널은 투명 기판 위에 절연층을 사이에 두고 서로 교차배열 되도록 형성되는 복수의 X 전극 라인들(TX₁~TX_n)과 복수의 Y 전극 라인들(RX₁~RX_m)을 포함하는 터치 스크린(100)을 포함할 수 있다.

터치 스크린(100) 상의 접촉 위치는 X 전극 라인들(TX₁~TX_n)과 Y 전극 라인들(RX₁~RX_m) 사이에서 발생되는 커패시턴스가 변동되는지 여부를 감지하여 해당 부분에서의 접촉 여부를 판단함으로서 검출될 수 있다.

도 2를 참조하면, 사용자의 손가락이 터치 스크린(100) 상의 특정 위치에 접촉되는 경우, 상기 접촉 위치에 대응되는 X 전극 라인과 Y 전극 라인의 교차 지점에서 커플링 커패시터(coupling capacitor)의 유효 값(effective value)이 특정 값(예를 들어, C_M) 만큼 감소할 수 있다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 터치 패널은 터치 스크린(100) 상의 접촉 위치를 검출하기 위한 또 다른 전자 부품들을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 또 다른 전자 부품들은 "on-cell" 터치 패널의 경우 상기 또 다른 전자 부품들은 터치 스크린(100)과 별도의 IC 칩으로 구현되거나, "in-cell" 터치 패널의 경우 터치 스크린(100) 상의 전극 라인들과 동일한 필름상에 구현될 수도 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 서로 인접한 두 Y 전극 라인들 사이에 복수의 비교기들이 연결되고, 터치 스크린(100) 상의 접촉 위치는 상기 비교기들의 출력 값들을 이용하여 구성된 출력 코드에 따라 검출될 수 있다.

이하에서는, 상기 인접한 두 Y 전극 라인들이 일방향으로 연속하여 배치된 두 개의 Y 전극 라인들인 것을 예로 들어 설명하나, 상기 인접한 두 Y 전극 라인들이 서로 가깝게 배치되고 그들 사이에 하나 또는 그 이상의 Y 전극 라인이 배치되는 경우도 포함할 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 11을 참조하여 터치 스크린(100) 상의 접촉 위치를 검출하는 방법에 대한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 사용자가 TX₁ 전극 라인과 RX₂ 전극 라인이 교차하는 영역(T)에 손가락을 접촉시키는 경우, 상기 TX₁ 전극 라인과 RX₂ 전극 라인 사이의 커플링 커패시턴스는 기존 C_E에서 C_M 만큼 감소할 수 있다. 즉, 상기 접촉 위치에 대응되는 영역에서 X 전극 라인과 Y 전극 라인 사이의 커플링 커패시턴스는 (C_E-C_M) 값을 가질 수 있다.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 먼저 X 전극 라인들(TX₁~TX_n)에는 그라운드 전압(GND)이 인가되고, Y 전극 라인들(RX₁~RX_m)에는 V_DD/2의 전압이 인가된다.

그를 위해, Y 전극 라인들(RX₁~RX_m)과 교차하는 방향으로 현성된 또 다른 TD 전극 라인(TD)과 φ3에 그라운드 전압(GND)이 인가되고, φ1, φ4, φ5 및 φ6에는 V_DD전압이 인가될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널은 상기한 바와 같은 전극 라인들로의 전압 인가를 위해 TX 디코더(110)를 구비하며, V_DD/2의 전압을 인가하기 위한 전압 발생기(120)를 구비할 수 있다.

그 후 t0 시점에서, φ1 및 φ4에 그라운드 전압(GND)이 인가되고, φ3에 V_DD 전압이 인가되어, X 전극 라인들(TX₁~TX_n)과 비교기들(즉, 제1 Y 전극 라인(RX1)과 제2 Y 전극 라인(RX2) 사이에 연결된 두 비교기들(C1-1, C1-2))은 V_DD/2의 샘플링 유지 전압 레벨(sampling hold voltage level)을 가지게 된다.

그 후 t1 시점에서, TX₁ 전극 라인에 VDD 전압이 인가되면, RX₁ 전극 라인, RX₂ 전극 라인 및 RX₃ 전극 라인의 전압은 다음의 수학식 1과 같을 수 있다.

상기 수학식 1에서, C_E는 X 전극 라인과 Y 전극 라인의 교차 지점들에서의 커플링 커패시터 각각의 커패시턴스를 나타내며, n은 터치 스크린(100) 상에 배치된 X 전극 라인들의 개수이며, C_M은 사용자의 손가락 접촉에 따라 형성되는 음의 커패시턴스를 나타낸다.

또한, C_s는 샘플링 전압 유지 커패시터들(sampling voltage holding capacitors)의 커패시턴스를 나타내며, C_D는 더미 커패시터(dummy capacitor)의 커패시턴스를 나타낸다.

그 후, t2 시점에서 φ5에 인가되는 전압이 V_DD로 변경되면, RX₁ 전극 라인으로부터 S1c가 끊어지고(disconnected), RX₂ 전극 라인으로부터 S1b 및 S2c가 끊어지며, RX₃ 전극 라인으로부터 S2b가 끊어지게 된다.

그에 따라, 상기 S1b, S1c, S2b 및 S2c에 연결된 커패시터 C_s는 V_RX1(t1), V_RX2(t1) 및 V_RX3(t1)를 유지할 수 있다.

한편, t3 시점에서, TD 전극 라인(TD)에 인가되는 전압이 그라운드 전압(GND)에서 V_DD/2로 변경되면, RX₁ 전극 라인, RX₂ 전극 라인 및 RX₃ 전극 라인의 전압은 다음의 수학식 2와 같을 수 있다.

그 후, t4 시점에서 φ6에 그라운드 전압(GND)이 인가되면, RX₁ 전극 라인으로부터 S1a가 끊어지고, RX₂ 전극 라인으로부터 S1d 및 S2a가 끊어지며, RX₃ 전극 라인으로부터 S2d가 끊어지게 된다.

그에 따라, 상기 S1a, S1d, S2a 및 S2d에 연결된 커패시터 C_s는 V_RX1(t3), V_RX2(t3) 및 V_RX3(t3)를 유지할 수 있다.

그로 인해, 비교기들(C1-1, C1-2, C2-1, C2-2) 각각에 대한 입력 레벨의 차는 다음의 수학식 3과 같이 계산될 수 있다.

위의 수학식 3에서 C_D와 C_M이 동일하다고 가정하면, 비교기들(C1-1, C1-2, C2-1, C2-2)의 출력 값들은 각각 1, 1, 0, 0이 된다.

이때, 터치 스크린(100) 상의 접촉 위치를 검출하기 위한 출력 코드는 비교기들(C1-1, C1-2, C2-1, C2-2)의 출력 값들을 이용하여 구성될 수 있으며, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 제1 비교기(C1-1)와 제2 비교기(C1-2)의 출력 값들의 논리 곱(AND)을 제1 값으로 하고 상기 제1 비교기(C1-1)의 출력 값을 제2 값으로 할 수 있다.

구체적으로, 상기 RX₁ 전극 라인과 RX₂ 전극 라인에 대한 출력 코드인 [O₁ _-1, O_1-0]는 [1,1]이 되고, 상기 RX₂ 전극 라인과 RX₃ 전극 라인에 대한 출력 코드인 [O₂ _-1, O₂ _-0]는 [0,0]이 될 수 있다.

즉, RX₁ 전극 라인과 RX₂ 전극 라인에 대한 출력 코드가 [1,1]임에 의해, RX₂ 전극 라인 상에 접촉 위치가 존재함을 알 수 있다.

한편, RX₂ 전극 라인과 RX₃ 전극 라인에 대한 출력 코드가 [0,0]임에 의해, RX₂ 전극 라인 상에 접촉 위치가 존재함을 알 수 있다.

위와 같은 접촉 위치의 검출 방법에 따르면, 임의의 두 Y 전극 라인들에 대한 출력 코드가 [1,1]인 경우, 상기 두 Y 전극 라인들 중 우측에 위치한 Y 전극 라인 상에 접촉 위치가 존재하는 것으로 판단될 수 있다.

반대로, 임의의 두 Y 전극 라인들에 대한 출력 코드가 [0,0]인 경우, 상기 두 Y 전극 라인들 중 좌측에 위치한 Y 전극 라인 상에 접촉 위치가 존재하는 것으로 판단될 수 있다.

또한, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 서로 인접한 두 Y 전극 라인들에 손가락이 모두 접촉되어 있지 않거나, 또는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 서로 인접한 두 Y 전극 라인들에 손가락이 모두 접촉되어 있는 경우에는, 비교기들(C3-1, C3-2, C5-1, C5-2) 각각에 대한 입력 레벨의 차는 다음의 수학식 4와 같을 수 있다.

상기 수학식 4에 따르면, 손가락이 모두 접촉되어 있지 않은 RX₃ 전극 라인과 RX₄ 전극 라인에 대한 출력 코드 [O₃ _-1, O₃ _-0]는 [0,1]이고, 손가락이 모두 접촉되어 있는 RX₅ 전극 라인과 RX₆ 전극 라인에 대한 출력 코드 [O₅ _-1, O₅ _-0]도 [0,1]이므로, 손가락이 모두 접촉되어 있지 않은 경우와 손가락이 모두 접촉되어 있는 경우가 상기 출력 코드에 의해 서로 구별되지 않을 수 있다.

이 경우, 상기 [0,1]의 출력 코드를 가지는 서로 인접한 두 Y 전극 라인들에 대한 접촉 여부는 또 다른 서로 인접한 Y 전극 라인들에 대한 출력 코드에 따라 판단될 수 있다.

예를 들어, 가장 좌측에 배치된 서로 인접한 Y 전극 라인들에 대한 출력 코드 [O₁ _-1, O₁ _-0]가 [0,0]이면, RX₁ 전극 라인 상에 접촉 위치가 존재하고, RX₂ 전극 라인 상에는 접촉 위치가 존재하지 않는다.

또한, 다음의 서로 인접한 Y 전극 라인들에 대한 출력 코드 [O₂ _-1, O₂ _-0]가 [0,1]이면, RX₂ 전극 라인과 RX₃ 전극 라인 사이의 전압 차가 0이므로, RX₃ 전극 라인 상에도 접촉 위치가 존재하지 않으며, [O₃ _-1, O₃ _-0]는 [0,1]인 경우 RX₄ 전극 라인 상에도 접촉 위치가 존재하지 않는 것으로 판단될 수 있다.

한편, 가장 좌측에 배치된 서로 인접한 Y 전극 라인들에 대한 출력 코드 [O_1-1, O₁ _-0]가 [1,1]이면, RX₂ 전극 라인 상에 접촉 위치가 존재하고, RX₁ 전극 라인 상에는 접촉 위치가 존재하지 않는다.

또한, 다음의 서로 인접한 Y 전극 라인들에 대한 출력 코드 [O₂ _-1, O₂ _-0]가 [0,1]이면, RX₂ 전극 라인과 RX₃ 전극 라인 사이의 전압 차가 0이므로, RX₃ 전극 라인 상에도 접촉 위치가 존재하며, [O₃ _-1, O₃ _-0]는 [0,1]인 경우 RX₄ 전극 라인 상에도 접촉 위치가 존재하는 것으로 판단될 수 있다.

그리고, 가장 좌측에 배치된 서로 인접한 Y 전극 라인들에 대한 출력 코드 [O_1-1, O₁ _-0]가 [0,1]이면, RX₁ 전극 라인 및 RX₂ 전극 라인 상에 모두 접촉 위치가 존재하지 않거나, 또는 RX₁ 전극 라인 및 RX₂ 전극 라인 상에 모두 접촉 위치가 존재할 수 있다.

이 경우, [0,0] 또는 [1,1]의 출력 코드가 나타날 때까지는, 우선 접촉 위치가 존재하지 않는 것으로 가정될 수 있다.

예를 들어, [O₅ _-1, O₅ _-0]가 [0,0]이면, RX₁ 전극 라인부터 RX₅ 전극 라인까지 모두 접촉되고, RX₆ 전극 라인 상에는 접촉 위치가 존재하지 않는 것으로 판단될 수 있다.

반대로, [O₅ _-1, O₅ _-0]가 [1,1]이면, RX₁ 전극 라인부터 RX₅ 전극 라인까지 모두 접촉되어 있지 않고, RX₆ 전극 라인 상에는 접촉 위치가 존재하는 것으로 판단될 수 있다.

한편, 모든 출력 코드들이 [0,1]인 경우에는, 모든 Y 전극 라인 상에 접촉되어 있거나 또는 접촉되어 있지 않은 것으로 판단될 수 있으므로, 이러한 경우에는 사용자의 손가락 접촉(finger touch)이 없거나 비-의도적으로 모든 지점이 접촉된 것으로 보아, 터치 입력에 따른 특정 동작이 수행되지 않도록 할 수 있다.

도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 패널의 구성을 회로도로 도시한 것으로, 도 12에 도시된 터치 패널의 구성 및 동작 중 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.

도 12를 참조하면, 도 1에 도시된 TD 전극 라인(TD) 대신에 φ2 라인을 추가하고, TD 전극 라인(TD)에 인가되는 전압을 상기 φ2 라인에 인가하여 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명한 바와 같은 터치 패널의 동작이 수행될 수 있다.

이 경우, TD 전극 라인(TD)이 배치된 영역에 사용자의 손가락 등이 접촉됨에 따른 커패시턴스의 변화가 방지될 수 있다.

한편, TD 전극 라인(또는, φ2 라인)에 인가되는 하이 레벨 전압(TD high level)을 변경시킴에 따라 터치의 민감도(touch sensitivity)가 증가 또는 감소될 수 있다.

예를 들어, 상기 TD 전극 라인에 인가되는 하이 레벨 전압이 상기한 바와 같이 V_DD/2인 경우, 제1 비교기(C1-1)와 제2 비교기(C1-2) 각각의 입력 전압 차이들은 다음의 수학식 5와 같을 수 있다.

또한, 사용자의 손가락 접촉에 따른 커패시턴스 변화량인 C_M이 0에서 C_m 사이의 값을 가진다고 가정하면, 상기 수학식 5로부터 다음의 수학식 6과 같은 관계가 도출될 수 있다.

이 경우, 상기 C_M의 커패시턴스 값에 관계없이 제1 비교기(C1-1)의 출력 값은 1이지만, 제2 비교기(C2-1)의 출력 값은 상기 C_M의 커패시턴스 값이 0.5C_m 미만일때 0의 값을 가질 수 있다.

한편, 상기 TD 전극 라인에 인가되는 하이 레벨 전압이 0.2V_DD인 경우, 제1 비교기(C1-1)와 제2 비교기(C1-2) 각각의 입력 전압 차이들은 다음의 수학식 7과 같을 수 있다.

또한, 사용자의 손가락 접촉에 따른 커패시턴스 변화량인 C_M이 0에서 C_m 사이의 값을 가진다고 가정하면, 상기 수학식 7로부터 다음의 수학식 8과 같은 관계가 도출될 수 있다.

이 경우, 상기 C_M의 커패시턴스 값에 관계없이 제1 비교기(C1-1)의 출력 값은 1이지만, 제2 비교기(C2-1)의 출력 값은 상기 C_M의 커패시턴스 값이 0.2C_m 미만일때 0의 값을 가질 수 있다.

즉, 상기 TD 전극 라인에 인가되는 하이 레벨 전압이 0.5V_DD에서 0.2V_DD로 감소시킴에 따라, 손가락 접촉 및 비접촉 커패시턴스 한계치(threshold)는 60% 만큼 확대될 수 있다.

제2 비교기(C2-1)와 제4 비교기(C2-2)의 경우에도 위와 같은 터치 민감도의 조정이 가능할 수 있다.

즉, 상기 TD 전극 라인에 인가되는 하이 레벨 전압이 V_DD/2인 경우, 제3 비교기(C2-1)와 제4 비교기(C2-2) 각각의 입력 전압 차이들은 다음의 수학식 9와 같을 수 있다.

또한, 상기 TD 전극 라인에 인가되는 하이 레벨 전압이 0.2V_DD인 경우, 제3 비교기(C2-1)와 제4 비교기(C2-2) 각각의 입력 전압 차이들은 다음의 수학식 10과 같을 수 있다.

이 경우, 상기 C_M의 커패시턴스 값에 관계없이 제3 비교기(C2-1)의 출력 값은 1이지만, 제4 비교기(C2-2)의 출력 값은 상기 C_M의 커패시턴스 값이 0.2C_m 미만일때 0의 값을 가질 수 있다.

그로 인해, 상기 TD 전극 라인에 인가되는 하이 레벨 전압이 0.5V_DD에서 0.2V_DD로 감소시킴에 따라, 손가락 접촉 및 비접촉 커패시턴스 한계치는 60% 만큼 확대될 수 있다.

한편, 서로 인접한 두 Y 전극 라인들에 손가락이 모두 접촉되어 있거나 또는 모두 접촉되어 있지 않은 경우, 상기 TD 전극 라인에 인가되는 하이 레벨 전압이 0.5V_DD이면, 비교기들 각각의 입력 전압의 차이들은 다음의 수학식 11과 같이 계산될 수 있다.

또한, 서로 인접한 두 Y 전극 라인들에 손가락이 모두 접촉되어 있거나 또는 모두 접촉되어 있지 않은 경우, 상기 TD 전극 라인에 인가되는 하이 레벨 전압이 0.2V_DD이면, 비교기들 각각의 입력 전압의 차이들은 다음의 수학식 12와 같이 계산될 수 있다.

상기 수학식 11 및 12의 경우에 있어서는, 상기 TD 전극 라인에 인가되는 하이 레벨 전압에 관계없이, 비교기들의 출력 값은 동일하다.

결과적으로, 상기 TD 전극 라인에 인가되는 하이 레벨 전압을 감소시킴에 따라 손가락 접촉의 민감도가 상승될 수 있다.

도 13은 터치 패널에 구비되는 비교기의 구성에 대한 일실시예를 회로도로 도시한 것이며, 도 14는 터치 스크린상의 접촉 위치를 검출하는 방법에 대한 또 다른 실시예를 설명하기 위한 것이다. 도 14에 도시된 검출 방법 중 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.

도 13을 참조하면, 비교기는 비교기의 입력 단들에서의 전압 차이가 발생한 이후, 예를 들어 도 14에 도시된 t5 시점에 동작될 수 있으며, 상기 비교기의 동작은 상기 시점(즉, t5)까지는 비활성화(de-activated)될 수 있다.

한편, 상기 비교기에 대한 제어 신호들(φ5 내지 φ9)는 도 14에 도시된 바와 같은 타이밍 다이어그램에 따를 수 있으며, t5 시점까지 φ7은 V_DD로 설정되고, φ8 및 φ9는 그라운드 전압(GND)으로 설정될 수 있다.

그 후, t5 시점에서 φ8에 V_DD가 인가되면, 비교기의 동작이 시작되며, DRAMs에서 사용되고 있는 것과 동일한 일련의 동작 시퀀스가 수행된다.

상기에서는, 도 1 내지 도 14를 참조하여 일방향으로 연속하여 배치된 두 개의 Y 전극 라인들(예를 들어, RX₁ 전극 라인과 RX₂ 전극 라인) 사이에 2개의 비교기들(예를 들어, C1-1 및 C1-2)이 연결되는 것을 예로 들어 본 발명의 일실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.

예를 들어, 적어도 하나의 Y 전극 라인이 사이에 배치된 두 개의 Y 전극 라인들(예를 들어, RX₁ 전극 라인과 RX₃ 전극 라인) 사이에 2개의 비교기들이 연결될 수 있다.

구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 일렬로 배치된 Y 전극 라인들이 교번적으로 터치 스크린(100)의 양측에 각각 구비된 IC 칩들에 연결되는 경우(예를 들어, 홀수 번째의 Y 전극 라인들은 좌측에 구비된 제1 IC 칩에 연결되고, 짝수 번째의 Y 전극 라인들은 우측에 구비된 제2 IC 칩에 연결되는 경우), 하나의 Y 전극 라인을 사이에 두고 인접하게 배치된 두 Y 전극 라인들 사이에 2개의 비교기들이 연결될 수도 있다.

한편, 상기에서는 인접한 두 Y 전극 라인들 사이에 2개의 비교기들이 연결되는 것을 예로 들어 본 발명의 일실시예를 설명하였으나, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 인접한 두 Y 전극 라인들 사이에 3개 또는 그 이상의 비교기들이 연결될 수도 있다.

또한, 인접한 두 Y 전극 라인들 사이에 연결되는 비교기들의 수가 증가할수록, 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널이 접촉 위치를 검출하는 터치 민감도(touch sensitivity)가 향상될 수 있다.

도 15는 X 전극 라인 및 Y 전극 라인의 패턴에 대한 일예를 도시한 것이다.

도 15를 참조하면, X 전극 라인들(TX)과 Y 전극 라인들(RX)은 서로 교차하는 방향으로 터치 스크린(100)에 배치되며, X 전극 라인(TX)과 Y 전극 라인(RX)이 교차하는 지점에서 커플링 커패시터(coupling capacitor)가 형성될 수 있다.

한편, 도 16 및 도 16에 도시된 a-a' 라인을 따라 절개한 단면을 나타내는 도 17을 참조하면, X 전극 라인(TX)은 Y 전극 라인(RX)과 부분적으로 중첩될 수 있다.

또한, X 전극 라인(TX)과 Y 전극 라인(RX) 사이에는 절연층(105)이 배치되고, 그 위에는 사용자의 손가락 등과 같은 물체가 접촉되는 플레이트(106), 예를 들어 글라스 플레이트(glass plate)가 배치될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명한 바와 같이, 더미 커패시터(dummy capacitor, C_D)가 터치 스크린(100)에 형성될 수 있다.

상기 더미 커패시터(C_D)는 상기한 C_E 또는 C_M이 형성되는 유전체(dielectric material)와 동일하게 형성되어, 유전체 파라미터 변동(fluctuation)으로부터 기인한 차등 신호 오프-밸런스(differential ginal off-balance)를 감소시킬 수 있다.

도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 전극 패턴을 도시한 것으로, 도 18에 도시된 전극 패턴 중 도 1 내지 도 17을 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.

도 18을 참조하면, 상기한 C_E가 형성되는 플레이트와 동일한 플레이트 상에 상기 더미 커패시터(C_D)가 형성될 수 있다.

상기 더미 커패시터(C_D)를 형성하기 위해, 도 18에 도시된 바와 같이, TD 전극 라인(TD) 및 더미 전극 라인(dummy TX)가 추가될 수 있으며, 상기 더미 전극 라인(dummy TX)에는 그라운드 전압(GND)이 인가될 수 있다.

한편, 상기 TD 전극 라인(TD)에 인가되는 전압 및 구동 타이밍은 도 2 내지 도 14를 참조하여 상기에서 설명한 것과 동일할 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 19를 참조하면, TD 전극 라인(TD)은 글라스 플레이트(106) 상에 형성될 수 있으며, 상기 TD 전극 라인(TD)과 Y 전극 라인(RX) 사이에 더미 커패시터(C_D)가 형성된다.

한편, TD 전극 라인(TD)과 더미 전극 라인(dummy TX) 사이에 형성되는 커패시턴스는 신호 센싱 동작에 영향을 미치지는 아니하나, 더미 전극 라인(dummy TX)이 TD 전극 라인(TD)에 대한 전기장 보호 층(electric field shielding layer)로 작용하여 사용자의 손가락과 Y 전극 라인(RX) 사이에 형성되는 C_M과 같은 기능을 할 수 있다.

이하, 도 20 내지 도 22를 참조하여, 전극들 사이의 전기장의 변화에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 20을 참조하면, X 전극 라인(TX)과 Y 전극 라인(RX) 사이에 형성된 전기장은 X 전극 라인(TX)과 Y 전극 라인(RX) 사이의 교차 지점들 각각에서 커플링 커패시터(C_E)를 형성할 수 있다.

도 21을 참조하면, 사용자의 손가락(Finger)이 글라스 플레이트 상에 접촉되는 경우, 상기 손가락(Finger)과 Y 전극 라인(RX) 사이에 전기장이 형성되어, X 전극 라인(TX)과 Y 전극 라인(RX) 사이의 전기장이 왜곡되며, 그에 따라 상기 Y 전극 라인(RX)에 커플링되는 유효 커패시턴스 값이 C_M 만큼 감소될 수 있다.

이 경우, 상기 손가락(Finger)은 그라운드 전극과 같이 동작하며, 이는 사람의 몸이 거대한 커패시터와 같기 때문이다.

도 20 및 도 21에 도시된 경우에 있어서, TX에 V_DD 전압이 인가되면, 전기장은 TX로부터 시작하여 RX와 TD 전극 라인들에서 끝난다.

도 22를 참조하면, 더미 전극 라인(dummy TX)이 그라운드에 연결되어 있으므로, 전기장은 TD 전극 라인(TD)으로부터 상기 더미 전극 라인(dummy TX)으로 진행된다.

한편, 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명한 바와 같이, TD 전극 라인(TD)에 V_DD/2의 전압이 인가될 수 있으며, 상기 더미 커패시터(CD)의 커패시턴스와 C_M의 커패시턴스가 일치하도록 하기 위해 TD 전극 라인(TD)이 폭이 적절하게 선택될 수 있다.

한편, 상술한 본 발명에 따른 터치 패널의 접촉 위치 검출 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims

복수의 X 전극 라인들;
상기 X 전극 라인들과 교차하는 방향으로 형성된 복수의 Y 전극 라인들; 및
상기 Y 전극 라인과의 사이에서 더미 커패시턴스를 형성하도록, 상기 Y 전극 라인들과 교차하는 방향으로 터치 스크린의 일측 외곽 영역에 형성되는 더미 커패시턴스 전극을 포함하고,
상기 더미 커패시턴스 전극은 글라스 플레이트(glass plate) 상에 형성되는 터치 패널.
제1항에 있어서,
상기 더미 커패시턴스 전극에 인가되는 전압은 그라운드 전압(GND)에서 전원 전압(V_DD)으로 변경되는 터치 패널.
제1항에 있어서,
상기 X 전극 라인과 상기 Y 전극 라인 사이에 배치되는 절연층을 더 포함하는 터치 패널.
제1항에 있어서,
그라운드 전압이 인가되는 더미 전극 라인을 더 포함하는 터치 패널.
제1항에 있어서,
상기 X 전극 라인과 상기 Y 전극 라인의 교차하는 지점에 커플링 커패시턴스가 형성되고,
상기 더미 커패시턴스는상기 커플링 커패시턴스가 형성되는 플레이트와 동일한 플레이트 상에 형성되는 터치 패널.
제1항에 있어서,
인접한 제1 Y 전극 라인과 제2 Y 전극 라인 사이에 연결되는 복수의 비교기들을 포함하고,
상기 비교기들의 출력 값들을 이용하여 구성된 출력 코드에 따라 상기 터치 스크린상의 접촉 위치가 검출되는 터치 패널.