KR102107786B1 - 터치 스크린 시스템 - Google Patents

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KR102107786B1
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Abstract

본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 시스템은, 제 1방향으로 배열되는 복수의 구동 라인들 및 상기 복수의 구동 라인들 별로 각각 연결되는 복수의 구동 전극들과; 제 1방향과 교차하는 제 2방향으로 배열되는 복수의 감지 라인들 및 상기 복수의 감지 라인들 별로 각각 연결되며, 상기 복수의 구동 전극들과 중첩되지 않게 교호적으로 배치되는 복수의 감지 전극들과; 상기 구동 전극들의 상부 레이어에 각각이 독립된 패턴을 갖도록 패터닝되어 상기 구동 전극들을 전기적으로 연결하는 제1 연결패턴들과; 상기 감지 전극들과 동일 레이어 상에서 일체형으로 형성되어 상기 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제2 연결패턴들과; 상기 제2 연결패턴들 상에 형성된 압전 소자들과; 상기 압전소자들 및 제1 연결패턴들 사이에 형성된 절연막이 포함된다.

Description

터치 스크린 시스템{touch screen system}
본 발명은 터치 스크린 시스템에 관한 것으로, 특히 상호 정전용량 방식의 터치 스크린 패널에서 터치 압력의 세기를 동시에 검출할 수 있는 터치 스크린 시스템에 관한 것이다.
터치 스크린 패널은 영상표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다.
이를 위해, 터치 스크린 패널은 영상표시장치의 전면(front face)에 구비되어 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다. 이에 따라, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다. 이와 같은 터치 스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전용량 방식 등이 알려져 있으며, 최근 들어서는 상기 터치 스크린 패널을 통해 멀티 터치 인식을 구현하는 멀티 터치 스크린 시스템에 대한 관심이 증가되고 있다.
특히 상기 정전용량 방식의 경우 자기 정전용량(self capacitance) 방식과 상호 정전용량(mutual capacitance) 방식을 통해 멀티 터치 인식을 구현할 수 있으며, 이는 사람의 손가락이 터치 스크린 패널의 표면에 하나 이상 접촉될 때, 인체의 전기장에 의해 상기 접촉 면에 위치한 감지셀들에 형성되는 커패시턴스 변화를 검출하여 상기 접촉 위치를 인식하는 원리를 이용한다.
그러나, 종래의 정전용량 방식 터치 스크린 패널의 경우 커패시턴스의 변화를 검출하기 위한 전극들만 구비하여 터치시 발생되는 압력의 세기를 감지하기 어려운 단점이 있다.
본 발명의 실시예는 상호 정전용량 방식의 터치 스크린 시스템에 있어서, 전극들의 교차부에 압전 소자를 형성하여 터치 위치 인식뿐 아니라 터치 압력의 세기를 함께 검출할 수 있는 터치 스크린 시스템을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 시스템은, 제 1방향으로 배열되는 복수의 구동 라인들 및 상기 복수의 구동 라인들 별로 각각 연결되는 복수의 구동 전극들과; 제 1방향과 교차하는 제 2방향으로 배열되는 복수의 감지 라인들 및 상기 복수의 감지 라인들 별로 각각 연결되며, 상기 복수의 구동 전극들과 중첩되지 않게 교호적으로 배치되는 복수의 감지 전극들과; 상기 구동 전극들의 상부 레이어에 각각이 독립된 패턴을 갖도록 패터닝되어 상기 구동 전극들을 전기적으로 연결하는 제1 연결패턴들과; 상기 감지 전극들과 동일 레이어 상에서 일체형으로 형성되어 상기 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제2 연결패턴들과; 상기 제2 연결패턴들 상에 형성된 압전 소자들과; 상기 압전소자들 및 제1 연결패턴들 사이에 형성된 절연막이 포함된다.
이 때, 상기 압전 소자들은 투명 재질의 산화아연(ZnO) 나노막대(Nanorod) 또는 질화알루미늄(AlN) 중 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 구동라인들과 연결된 구동 전극들 및 상기 구동 전극들 각각에 인접하여 위치하여 상기 감지 라인들과 연결된 감지 전극들이 각각 독립된 감지셀들을 구성한다.
또한, 상기 구동 라인들에 순차적으로 구동신호를 인가하는 구동회로와; 상기 감지 라인들과 접속되며, 상기 각 감지셀들로부터 감지된 정전용량 변화를 검출하여 생성된 감지신호를 인가 받는 감지회로와; 상기 감지회로로부터 감지신호를 제공받아 검출된 터치 위치를 판별하는 처리부가 더 포함된다.
또한, 상기 감지회로는 상기 각 감지셀들에 포함된 압전 소자들에서 발생되는 압력 세기의 변화 정보를 상기 감지셀들과 연결된 감지 라인들을 통해 인가 받고, 상기 처리부는 상기 압력 세기의 변화를 검출할 수 있다.
또한, 상기 처리부는 한 프레임의 제 1구간에는 압력 세기의 변화를 검출하고, 한 프레임의 제 2구간에는 검출된 터치 위치를 판별하며, 상기 제 1구간 동안에는 상기 구동 라인들로 구동 신호들이 인가되지 않고, 제 2구간 동안에는 상기 구동 라인들로 구동 신호들이 순차적으로 인가된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상호 정전용량 방식의 터치 스크린 시스템을 구성하는 전극들의 교차부에 압전 소자를 형성하여 터치 위치 인식뿐 아니라 터치 압력의 세기를 함께 검출할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 시스템의 구성 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 전극들을 도시한 부분 확대도.
도 3은 도 2의 특정 영역(I-I')에 대한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 시스템의 구동 동작을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 시스템의 구성 블록도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 시스템(100)은, 제 1방향으로 배열되는 복수의 구동 라인들(112)(X1,X2,…,Xn) 및 상기 복수의 구동 라인들(112) 별로 각각 연결되는 복수의 구동 전극들(170a)(x11~x1m 내지 xn1~xnm)과; 상기 구동 라인들(112)과 교차되는 방향으로 배열되는 복수의 감지 라인들(114)(Y1,Y2,…,Ym) 및 상기 복수의 감지 라인들(114) 별로 각각 연결되며, 상기 복수의 구동 전극들(170a)과 중첩되지 않게 교호적으로 배치되는 복수의 감지 전극들(170b)(y11~y1n 내지 ym1~xmn)이 포함되는 터치 스크린 패널(110)과; 상기 각 구동 라인들(112)에 순차적으로 구동신호를 인가하는 구동회로(120)와; 상기 각 감지 라인들(114)로부터 감지된 정전용량 변화를 검출하여 생성된 감지신호를 인가 받는 감지회로(130)와; 상기 감지회로(130)로부터 감지신호를 제공받아 검출된 터치 위치를 판별하는 처리부(140)를 포함하여 구성된다.
이 때, 상기 터치 스크린 패널(110)에 접촉되는 대상은 도시된 바와 같이 손가락(150) 또는 스타일러스(160)가 될 수 있다.
또한, 상기 구동 전극들(170a) 및 감지 전극들(170b)은 서로 다른 레이어 상에 형성되거나, 동일 레이어 상에 형성될 수 있으며, 이는 서로 중첩되지 않으면서 서로 밀접되도록 교호적으로 배치된다.
일 예로 상기 구동 전극들(170a) 및 감지 전극들(170b)은 다이아몬드 패턴과 같이 규칙적인 패턴으로 밀접 되도록 형성될 수 있다. 단, 이는 하나의 실시예로서 상기 전극들의 형상이 다이아몬드 형상에 한정되는 것은 아니며, 구동 전극들 및 감지 전극들이 밀접될 수 있는 다양한 형상으로 구현될 수 있다.
또한, 상기 구동 전극들(170a) 및 감지 전극들(170b)이 동일 레이어 상에 형성될 경우에는 상기 구동 전극들(170a) 및 감지 전극들(170b)의 교차 노드(116)에서 쇼트가 발생되므로, 동일한 라인에 배열되는 구동 전극들(170a) 또는 감지 전극들(170b)은 다른 레이어에 형성된 브릿지 패턴을 통해 연결하도록 하여, 이들과 교차되는 감지 전극들(170b) 또는 구동 전극들(170a)의 연결부에서 쇼트가 발생됨을 방지한다.
상기 복수의 구동 전극들(170a) 및 감지 전극들(170b)은 투명 도전성 물질로 구현됨이 바람직하며, 상기 투명 도전성 물질은 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide) 또는 CNT(Carbon Nano Tube) 등으로 형성될 수 있다.
이와 같은 상기 구동 전극들(170a)과 감지 전극들(170b)의 배열에 의해 서로 교차되는 인접한 구동 전극 및 감지 전극 사이에서 상호 정전용량(Mutual Capacitance)이 형성되며, 상기 상호 정전용량이 형성된 각 구동 전극 및 감지 전극 은 터치 인식을 구현하는 각각의 감지셀(170)로서의 역할을 수행한다.
단, 상기 감지셀(170)에서 생성된 상호 정전용량은 상기 감지셀에 포함되는 구동 전극(170a)에 연결된 구동 라인(112)에 상기 구동회로(120)로부터 구동 신호가 인가되는 경우, 상기 감지셀에 포함되는 감지 전극(170b)에 연결된 감지라인(114)으로 커플링된 감지 신호를 발생시킨다.
즉, 상기 각 감지셀에서 생성된 상호 정전용량은 상기 각 감지셀에 연결된 구동 라인으로 구동 신호가 인가되는 경우에 상기 각 감지셀과 연결된 감지라인을 통해 감지되는 것이다.
또한, 상기 구동회로(120)는 각 구동 라인들(X1,X2,…,Xn)에 순차적으로 구동 신호를 제공하므로, 상기 구동회로(120)가 구동 라인들(X1,X2,…,Xn) 중 어느 한 구동 라인에 구동 신호를 제공할 경우 그 외 다른 구동 라인들은 접지 상태를 유지한다.
따라서, 상기 구동 신호가 인가되는 구동 라인에 연결된 구동 전극들 및 이들과 교차되어 인접한 복수의 감지 전극들은 각각의 감지셀을 구성하여 각 감지셀 별로 상호 정전용량이 형성되며, 이와 같은 각 감지셀들에 손가락(150) 또는 스타일러스(160)가 접촉되는 경우 이에 대응되는 감지셀에서 정전용량의 변화가 발생된다.
정리하면, 상기 구동 전극(170a)과 이에 교차하여 인접한 감지전극(170b)는 감지셀(170)을 구성하며, 상기 감지셀(170)에 근접하는 도전성 물체(손가락(150) 또는 스타일러스(160))가 없는 경우라면 상기 감지셀(170)에서 발생되는 상호 정전용량(CM)은 변화가 없으나, 상기 도전성 물체가 감지셀(170)에 근접 또는 접촉될 경우에는 상기 상호 정전용량의 변화가 발생되며, 이러한 변화는 결과적으로 상기 감지셀(170)에 연결된 감지 라인(114)으로 운반되는 전류(및/또는 전압)을 변화시킨다.
이에 상기 감지 라인(114)와 연결된 감지회로(130)는 상기 정전용량 변화 및 감지셀(170)의 위치에 대한 정보(감지신호)를 ADC(미도시)를 거쳐 소정의 형태로 변환하여 처리부(도 1의 140)에 전송한다.
상기 정전용량 변화가 발생된 감지셀(170)의 위치를 검출하는 방식에 대한 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.
상기 감지회로(130)는 상기 감지셀(170)에 연결된 감지 라인(114)의 정전용량 변화를 감지하게 되면, 상기 정전용량 변화가 발생된 감지 라인(114)의 좌표와 상기 구동회로(120)로부터 구동신호가 입력된 구동 라인(112) 즉, 상기 구동 라인(112)와 연결된 감지셀(170)을 구성하는 감지 전극(170a)의 좌표를 출력하여, 접촉이 수행된 적어도 하나의 감지셀(170)의 좌표를 얻게 된다.
이는 상기 감지회로(130)가 상기 구동회로(120)와 배선(미도시) 등을 통해 접속됨을 통해 구현되는 것으로서, 상기 구동회로(120)는 상기 구동 라인들(112)에 대해 스캔(순차적으로 구동 신호를 인가)하는 동시에 상기 스캔한 구동 라인들의 좌표를 상기 감지회로(130)로 끊임없이 출력함으로써, 상기 감지회로(130)는 상기 감지 라인(114)에 대한 정전용량 변화를 감지함과 동시에 상기 정전용량이 변화되는 지점 즉, 감지셀(170)을 구성하는 감지 전극(170a)의 위치 좌표도 얻을 수 있게 된다.
기존의 상호 정전용량 방식 터치 스크린 패널의 경우 커패시턴스의 변화를 검출하기 위한 전극들에 있어서, 구동 전극들 및 감지 전극들만 구비하여 터치시 발생되는 압력의 세기를 감지하기 어려운 단점이 있으나, 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 시스템은 상기 감지셀을 구성하는 구동 전극 및 감지 전극의 교차부에 압전 소자를 형성하여 터치 위치 인식뿐 아니라 터치 압력의 세기를 함께 검출할 수 있음을 특징으로 한다.
이하, 도 2 및 도 3을 통해 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 전극 구조를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 전극들을 도시한 부분 확대도이며, 도 3은 도 2의 특정 영역(I-I')에 대한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 감지셀(170)은 각각 구동 전극(170a)과 이와 교차하여 인접한 감지 전극(170b)으로 구성된다.
이 때, 상기 구동 전극들(170a)은 제 1방향(X축 방향)을 따라 복수의 구동 전극들(170a)이 서로 연결되도록 형성되며, 상기 감지 전극들(170b)은 상기 구동 전극들(170a)과 중첩되지 않도록 교호적으로 배치되되 제1 방향과 교차하는 제2 방향(Y축 방향)을 따라 연결되도록 형성된다.
이 때, 도시된 바와 같이 상기 구동 전극들(170a) 및 감지 전극들(170b)은 동일한 면적을 갖는 동일한 다이아몬드 형태로 구성된다.
또한, 상기 구동 전극들(170a) 및 감지 전극들(170b)은 도시된 바와 같이 각각 제1 및 제2 연결패턴들(170a1, 170b1)에 의해 제1 및 제2 방향을 따른 라인 단위로 연결된다.
여기서, 제1 및/또는 제2 연결패턴들(170a1, 170b1)은, 각각이 독립된 패턴을 갖도록 패터닝되어 직, 간접적 연결에 의해 구동 전극 또는 감지 전극(170a, 170b)에 연결되거나, 혹은 구동 전극 또는 감지 전극(170a, 170b)을 패터닝하는 단계에서부터 구동 전극 또는 감지 전극(170a, 170b)과 일체로 연결되도록 패터닝될 수 있다.
예컨대, 제1 연결패턴들(170a1)은 구동 전극들(170a)의 상부 레이어에 각각이 독립된 패턴을 갖도록 패터닝되어 상기 구동 전극들(170a)의 상부에서 이들에 전기적으로 연결되면서 상기 구동 전극들(170a)을 제1 방향을 따른 라인 단위로 연결할 수 있다.
이러한 제1 연결패턴들(170a1)은 상기 전극(170a, 170b)과 같이 ITO 등의 투명전극물질을 이용하여 형성되거나, 혹은 불투명한 저저항 물질을 이용하여 형성되되 패턴의 가시화가 방지되도록 그 폭 등이 조절되어 형성될 수 있다.
또한, 제2 연결패턴들(170b1)은 상기 전극들(170a, 170b)을 패터닝하는 단계에서부터 감지 전극들(170b)을 제2 방향을 따른 라인 단위로 연결하도록 상기 감지 전극들(170b)과 일체로 패터닝될 수 있다.
이때, 제1 연결패턴들(170a1)과 제2 연결패턴들(170b1)의 사이에는 안정성을 확보하기 위한 절연막(172)이 개재되며, 이를 통해 상기 구동 전극들(170a) 및 감지 전극들(170b)가 동일 레이어 상에 형성되더라도, 상기 전극들의 교차 지점에서 발생되는 쇼트를 방지할 수 있다.
상기 구조의 감지셀(170)에 있어서, 상기 감지셀(170)에 접촉이 발생되면 상기 구동 전극(170a)과 연결된 구동 라인(도 1의 112)으로 구동신호가 인가되고, 이에 대응하는 감지신호가 상기 감지 전극(170b)와 연결된 감지 라인(도 1의 114)를 통해 감지회로(도 1의 130)로 제공된다.
다만, 본 발명의 실시예는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 감지셀(170)을 구성하는 구동 전극(170a) 및 감지 전극(170b)의 교차부에 압전 소자(200)를 형성하여 위와 같은 터치 위치 인식뿐 아니라 터치 압력의 세기를 동시에 검출할 수 있음을 특징으로 한다.
보다 구체적으로 상기 압전 소자(200)는 상기 제 2연결패턴(170b1) 상에 형성되는 것으로서, 이는 상기 절연막(172)에 의해 그 상부에 형성된 제 1연결패턴(170a1)과는 절연된다.
즉, 상기 압전 소자(200)들은 상기 절연막(172)이 형성되는 노드(도 1의 116) 위치에 해당하는 상기 제 2연결패턴(170b1)들 상에 각각 형성되는 것으로, 상기 압전 소자(200)들이 형성된 후 상기 절연막(172)에 의해 절연된다.
또한, 상기 압전 소자(200)는 투명 재질로서, 산화아연(ZnO) 나노막대(Nanorod) 또는 질화알루미늄(AlN) 중 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예의 경우 상기 압전 소자(200)들이 감지셀(170)들의 각 노드(도 1의 116)에 해당하는 제 2연결패턴(170b1) 상에 형성됨으로써, 앞서 설명한 상호 정전용량 방식에 의한 터치 위치의 인식과 더불어 터치가 수행된 감지셀에 인가된 터치 압력의 세기도 파악할 수 있게 된다.
단, 본 발명의 실시예는 각각의 감지셀(170)에 대응되는 노드(도 1의 116)별로 압전 소자에 인가된 압력의 변화를 인식하는 것이 아니라, 상기 압전 소자(200)가 형성된 제 2연결패턴(170b1)에 대응되는 감지 라인(도 1의 114) 전체의 변화를 센싱하는 구조이다.
즉, 터치 위치의 인식은 각 감지셀별로 정전용량의 변화를 감지하여 그 좌표를 얻음을 통해 구현하고, 압력의 세기는 상기 얻어진 터치 위치에 대응되는 감지 라인 상에 형성된 압전 소자(200)의 압력 세기의 변화를 인식함을 통해 구현한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 시스템의 구동 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 실시예는 감지셀에서의 정전용량 변화를 검출하기 위해 소정의 감지셀(170)을 대하여 동일 레이어 상에서 서로 인접하여 배치된 구동 전극(170a) 및 감지 전극(170b) 간의 상호 정전용량 전계선(electric field line)(210)이 도시되어 있다. 상기 구동 전극(170a) 및 감지 전극(170b) 상부에는 보호막(118)이 형성되어 있으나, 이는 경우에 따라 제거될 수 있다.
또한, 상기 소정의 감지셀(170)에 대응되는 감지 전극(170b)의 제 2연결패턴(170b1) 상에 형성된 압전 소자(200)가 형성되어 있으며, 이를 통해 상기 감지셀(170)에 대한 터치가 수행된 경우 상기 터치의 압력 세기 정보는 상기 감지 전극(170b)와 연결된 감지 라인을 통해 감지 회로(130)에 전달된다.
먼저 본 발명의 실시예에 의한 터치 위치 인식 동작을 설명하면 다음과 같다.
상기 감지셀(170)을 구성하는 구동 전극(170a) 및 감지 전극(170b) 사이에 상호 정전용량(Mutual Capacitance, CM)이 형성된다.
단, 상기 각 감지셀(170)에서 생성된 상호 정전용량(CM)은 상기 각 감지셀을 구성하는 구동 전극(170a)과에 연결되는 구동 라인(도 1의 112)에 구동회로(120)로부터 구동 신호가 인가되는 경우에 발생된다.
또한, 상기 구동회로(120)는 도시된 바와 같이 앞서 설명한 감지회로(130) 및 처리부(140)과 함께 집적되어 하나의 IC 칩에 실장될 수 있다.
상기 구동회로(120)는 각 구동 라인들(도 1의 X1,X2,…,Xn)에 순차적으로 구동 신호를 제공하고, 상기 구동회로(120)가 구동 라인들(X1,X2,…,Xn) 중 어느 한 구동 라인에 구동 신호를 제공할 경우 그 외 다른 구동 라인들은 접지 상태를 유지한다.
또한, 복수의 구동 라인들(112) 별로 각각 연결되는 복수의 구동 전극들(170a)(도 1의 x11~x1m 내지 xn1~xnm)과, 상기 구동 라인들(112)과 교차되는 방향으로 배열되는 복수의 감지 라인들(114) 별로 각각 연결되며, 상기 복수의 구동 전극들(170a)과 중첩되지 않게 교호적으로 배치되는 복수의 감지 전극들(170b)(도 1의 y11~y1n 내지 ym1~xmn)에 있어서, 서로 인접한 구동 전극 및 감지 전극이 각각의 감지셀(170)을 구성한다.
따라서, 상기 복수의 감지셀들에는 이를 구성하는 각각의 구동 전극 및 감지 전극 사이의 상호 정전용량이 형성되며, 이에 따라 상기 구동 신호가 인가되는 감지셀 별로 이에 연결된 감지라인(Y1,Y2,…,Ym)들로 상기 상호 정전용량에 대응되는 전압이 감지되며, 이를 통해 터치 위치의 좌표를 구할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 실시예는 앞서 설명한 바와 같이 상기 압전 소자(200)가 소정의 감지셀(170)에 해당하는 제 2연결패턴(170b1) 상에 형성됨으로써, 앞서 설명한 상호 정전용량 방식에 의한 터치 위치의 인식과 더불어 터치가 수행된 감지셀에 인가된 터치 압력의 세기도 파악할 수 있음을 특징으로 한다.
단, 본 발명의 실시예는 상기 소정의 감지셀(170)에 대응되는 노드(도 1의 116)별로 압전 소자에 인가된 압력의 변화를 인식하는 것이 아니라, 상기 압전 소자(200)가 형성된 제 2연결패턴(170b1)에 대응되는 감지 라인(도 1의 114) 전체의 변화를 센싱하는 구조이므로, 동일한 감지 라인을 통해 정전용량 변화의 정보와 압력 세기 변화의 정보가 전달되어야 한다.
이를 위해 본 발명의 실시예에 의한 처리부(140)는 센싱 기간 즉, 상기 구동회로(120)에서 각 구동 라인들(도 1의 X1,X2,…,Xn)에 순차적으로 구동 신호를 제공하는 한 프레임 구간을, 상기 센싱 기간을 압력 세기 변화에 의한 전압 변동를 센싱하는 구간(제 1구간)과 정전용량 변화에 의한 전압 변동을 센싱하는 구간(제 2구간)으로 나누어 수행한다.
일 예로 구동 라인이 20라인이고, 한 프레임의 주기가 60Hz라 가정하면, 1회 센싱 리포트 시간은 16ms이 되고, 감지 라인이 15라인이라면 하나의 감지 라인 당 1.066ms 간격으로 센싱이 수행된다.
상기 센싱 간격 중 앞단의 일부 기간을 통해 압력 세기 변화의 정보를 측정하고, 나머지를 구동 라인들을 스캐닝하면서 각 감지셀에 대응하는 노드별로 정전용량의 변화를 측정한다.
즉, 특정 감지 라인(일 예로 제 1감지 라인)의 센싱 기간 중 최초 0.03ms 동안에는 압력 세기의 변화를 측정하고, 나머지 1.036ms은 터치가 수행된 감지셀에서의 정전용량 변화를 측정하는데 사용한다.
결과적으로 압력 세기의 변화를 측정하는 제 1구간은 구동 라인들로 구동 신호들이 인가되지 않으므로 터치가 수행된 감지셀에서 정전용량의 변화가 없으며, 이에 대해 압전 소자에 의한 전압의 변화가 상기 제 1감지 라인을 통해 감지 회로(130)로 제공되고, 이후 제 2구간 동안 구동 라인들에 구동 신호들이 순차적으로 인가됨을 통해 상기 터치가 수행된 감지셀에 대응되는 감지 라인 즉, 상기 제 1감지 라인으로 상기 감지셀에서의 정전용량 변화를 감지하여 터치 위치를 인식할 수 있게 된다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100: 터치 스크린 시스템 110: 터치 스크린 패널
112: 구동 라인 114: 감지 라인
120: 구동회로 130: 감지회로
140: 처리부 170a: 구동 전극
170b: 감지 전극 170: 감지셀
200: 압전 소자

Claims (7)

  1. 제 1방향으로 배열되는 복수의 구동 라인들 및 상기 복수의 구동 라인들 별로 각각 연결되는 복수의 구동 전극들과;
    제 1방향과 교차하는 제 2방향으로 배열되는 복수의 감지 라인들 및 상기 복수의 감지 라인들 별로 각각 연결되며, 상기 복수의 구동 전극들과 중첩되지 않게 교호적으로 배치되는 복수의 감지 전극들과;
    상기 구동 전극들의 상부 레이어에 각각이 독립된 패턴을 갖도록 패터닝되어 상기 구동 전극들을 전기적으로 연결하는 제1 연결패턴들과;
    상기 감지 전극들과 동일 레이어 상에서 일체형으로 형성되어 상기 감지 전극들을 전기적으로 연결하는 제2 연결패턴들과;
    상기 제2 연결패턴들 상에 형성된 압전 소자들과;
    상기 압전소자들 및 제1 연결패턴들 사이에 형성된 절연막들이 포함되고,
    상기 제1 연결패턴들은,
    상기 압전 소자들로부터 이격되고,
    상기 절연막들은,
    상기 압전 소자들과 상기 제1 연결패턴들 사이에 형성된 공간에 형성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 압전 소자들은 투명 재질의 산화아연(ZnO) 나노막대(Nanorod) 또는 질화알루미늄(AlN) 중 적어도 하나의 물질로 형성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 구동라인들과 연결된 구동 전극들 및 상기 구동 전극들 각각에 인접하여 위치하여 상기 감지 라인들과 연결된 감지 전극들이 각각 독립된 감지셀들을 구성함을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 구동 라인들에 순차적으로 구동신호를 인가하는 구동회로와;
    상기 감지 라인들과 접속되며, 상기 각 감지셀들로부터 감지된 정전용량 변화를 검출하여 생성된 감지신호를 인가 받는 감지회로와;
    상기 감지회로로부터 감지신호를 제공받아 검출된 터치 위치를 판별하는 처리부가 더 포함됨을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 감지회로는 상기 각 감지셀들에 포함된 압전 소자들에서 발생되는 압력 세기의 변화 정보를 상기 감지셀들과 연결된 감지 라인들을 통해 인가 받고,
    상기 처리부는 상기 압력 세기의 변화를 검출함을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 처리부는 한 프레임의 제 1구간에는 압력 세기의 변화를 검출하고, 한 프레임의 제 2구간에는 검출된 터치 위치를 판별함을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1구간 동안에는 상기 구동 라인들로 구동 신호들이 인가되지 않고, 제 2구간 동안에는 상기 구동 라인들로 구동 신호들이 순차적으로 인가됨을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.
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