KR102308609B1 - 감소된 커패시턴스를 유지하여 터치 감도를 증강시킨 터치 스크린 - Google Patents

감소된 커패시턴스를 유지하여 터치 감도를 증강시킨 터치 스크린 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린은 RX 터치 센서 전극들에 생성된 커패시턴스를 감소시켜 터치 스크린의 터치 감도를 증강시킬 수 있다.
본 발명에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린은 복수의 먹스들을 포함하여 RX 터치 센서 전극들에 생성된 커패시턴스를 감소시키는 효과를 실현할 수 있다.

Description

감소된 커패시턴스를 유지하여 터치 감도를 증강시킨 터치 스크린{TOUCH SCREEN ENHANCES TOUCH SENSITIVITY BY MAINTAINING REDUCED CAPACITANCE}
본 발명은 터치 스크린에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 원 레이어(1 layer) 뮤추얼(mutual) 방식의 터치 스크린의 터치 감도 증강에 관한 것이다.
일반적으로 터치 스크린은, 스마트 폰, PDA(Personal Digital Assistants), 그리고 PMP(Portable Multimedia Player) 등과 같은 모바일 기기는 물론, 네비게이션, 넷북, 노트북, 태블릿 PC, DID(Digital Information Device), 그리고 IPTV(Internet Protocol TV) 등과 같은 다양한 유형의 전자 장치에 적용될 수 있다.
상기 터치 스크린은, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 그리고 OLED(Organic Light Emitting Diode) 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 위에 부가되거나, 상기 디스플레이 내부에 일체형으로 내장될 수 있다.
상기 터치 스크린이 적용되는 디스플레이는, 터치 스크린 부착형(add-on type) 디스플레이, 터치 스크린 상판형(on-cell type) 디스플레이, 그리고 터치 스크린 내장형(in-cell type) 디스플레이 등으로 다양하게 구분될 수 있다.
도 1은 종래의 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린의 개략도를 도시하는 도면이다.
원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린은 두개의 터치 센서층을 포함하는 터치 스크린을 개량한 것으로, 하나의 투명 터치 센서층 만을 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 터치 센서들은 전도성 물질로 구성된 TX 터치 센서 전극들(100) 및 RX 터치 센서 전극들(110)을 포함한다. TX 터치 센서 전극들(100) 및 RX 터치 센서 전극들(110)은 전도성 물질로 구성되어 서로 이격되어 배치되지만 전기적으로 상호간에 연결된다.
복수의 터치 센서 신호선들(120)이 TX 터치 센서 전극들과 RX 터치 센서 전극들에 센싱 신호 또는 터치 신호들을 송신 및 수신하기 위해 센서 전극들에 각각 연결된다.
도 1에 도시된 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)(130)는 센서 신호선들(120)에 연결되는 연결 배선부를 포함하여 센싱 신호 및 터치 신호를 터치 드라이브 IC(140)에 전달한다.
종래의 센서 신호들과 FPCB에 포함된 연결된 터치 센서 신호선들은 항상 연결되어 있어서, RX 터치 센서 전극들(110)에 생성되는 커패시턴스는 아래와 수식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112020006464590-pat00001
도 1에는 단지 예시를 위하여 5개의 컬럼(column)으로 구성된 터치 스크린을 포함하도록 도시되어 있지만, 컬럼의 수는 한정적인 의미로 사용되지 않고, 단지 예시를 위한 것으로 5개를 초과하는 수의 컬럼으로 구성될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
수학식 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 각 로우(row)의 RX 터치 센서 전극들에 생성되는 커패시턴스는 각 컬럼의 RX 터치 센서 전극들에 생성된 커패시턴스의 합으로 표현된다.
도 1에 도시된 종래의 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린은 컬럼의 수가 증가함에 따라 RX 터치 센서 전극들에 생성되는 커패시턴스가 증가함을 알 수 있다.
RX 터치 센서 전극들에 생성된 커패시턴스가 커지면 터치 스크린의 터치 감도가 감소하게 되어 대형 사이즈(size)의 디스플레이에 적용하기에 어려움이 있다.
본 발명은 종래의 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린의 문제점을 해결하기 위한 것으로, RX 터치 센서 전극들에 생성된 커패시턴스를 감소시켜 터치 스크린의 터치 감도를 증강시키기 위한 구조를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 원 레이어(1 layer) 뮤추얼(mutual) 방식의 터치 스크린에 있어서,
복수의 컬럼(column)으로 배치된 복수의 터치 센서들로서, 상기 터치 센서들의 각 컬럼은 수직 바 타입의 세장형(elongated) 하나의 TX 센서 전극; 및 상기 TX 센서 전극과 이격되어 배치되고, 복수의 터치 신호들을 생성하는 복수의 열로 구성된 RX 센서 전극들;을 포함하는, 상기 복수의 터치 센서들;
상기 터치 센서들로부터의 상기 터치 신호들을 분석하여 각 터치 센서의 터치 여부를 판단하는 터치 드라이브 IC;
상기 TX 센서 전극 및 상기 RX 센서 전극들에 연결되어 센싱 신호 또는 상기 터치 신호를 전송하는 복수의 센서 신호선들;
각 컬럼에 하나씩 배치된 복수의 먹스(MUX)들로서, 상기 TX 센서 전극이 활성화된 컬럼에 속하는 RX센서 전극들로부터의 터치 신호만을 출력하도록 구성되는, 상기 복수의 먹스들; 및
상기 먹스들을 통하여 상기 센서 신호선들에 선택적으로 연결되는 연결 배선부를 포함하여 상기 센싱 신호 및 상기 터치 신호를 상기 터치 드라이브 IC로 전달하는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)를 포함한다.
바람직하게는,
각 칼럼의 상기 TX 센서 전극 및 상기 RX 센서 전극들은 투명한 전도성 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
각 칼럼의 상기 TX 센서 전극 및 상기 RX 센서 전극들은 상기 터치 스크린을 포함하는 디스플레이 장치의 화소(pixel)와 화소 사이의 비활성 영역(BM : Black Matrix) 영역에 금속 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 먹스는 입력과 출력의 수가 각 컬럼에 속한 상기 RX 센서 전극들의 수와 같도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 복수의 터치 센서들 및 상기 복수의 센서 신호선들을 하나의 레이어(layer)상에 형성되고, 상기 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)는 상기 디스플레이 장치의 TFT 레이어 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 원 레이어(1 layer) 뮤추얼(mutual) 방식의 터치 스크린에 있어서,
복수의 컬럼(column)으로 배치된 복수의 터치 센서들로서, 상기 터치 센서들의 각 컬럼은 수직 바 타입의 세장형(elongated) 하나의 RX 센서 전극; 및 상기 RX 센서 전극과 이격되어 배치되고, 복수의 센싱 신호들을 인가하는 복수의 열로 구성된 TX 센서 전극들;을 포함하는, 상기 복수의 터치 센서들;
상기 터치 센서들로부터의 터치 신호들을 분석하여 각 터치 센서의 터치 여부를 판단하는 터치 드라이브 IC;
상기 TX 센서 전극 및 상기 RX 센서 전극들에 연결되어 센싱 신호 또는 상기 터치 신호를 전송하는 복수의 센서 신호선들;
각 컬럼에 하나씩 배치된 복수의 먹스(MUX)들로서, 활성화된 로우에 속하는 TX 센서 전극에 센싱 신호를 인가하도록 구성되는, 상기 복수의 먹스들; 및
상기 먹스들을 통하여 상기 센서 신호선들에 선택적으로 연결되는 연결 배선부를 포함하여 상기 센싱 신호 및 상기 터치 신호를 상기 터치 드라이브 IC로 전달하는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)를 포함한다.
바람직하게는,
각 칼럼의 상기 TX 센서 전극 및 상기 RX 센서 전극들은 투명한 전도성 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
각 칼럼의 상기 TX 센서 전극 및 상기 RX 센서 전극들은 상기 터치 스크린을 포함하는 디스플레이 장치의 화소(pixel)와 화소 사이의 비활성 영역(BM : Black Matrix) 영역에 금속 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 먹스의 입력은 각 컬럼에 속한 TX 센서 전극들의 수와 같지만, 상기 먹스의 출력은 각 컬럼에 속한 상기 TX 센서 전극들 중 하나만 활성화하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 복수의 터치 센서들 및 상기 복수의 센서 신호선들을 하나의 레이어(layer)상에 형성되고, 상기 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)는 상기 디스플레이 장치의 TFT 레이어 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린은 RX 터치 센서 전극들에 생성된 커패시턴스를 감소시켜 터치 스크린의 터치 감도를 증강시킬 수 있다.
본 발명에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린은 터치 감도를 증강시켜 큰 사이즈의 디스플레이에도 적용 가능한 장점이 있다.
도 1은 종래의 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린의 개략도를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린의 개략도를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린의 개략도를 도시하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공기 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린의 개략도를 도시하는 도면이다.
원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린은 복수의 터치 센서들(210 및 220), 터치 드라이브 IC(230), 복수의 센서 신호선들(240), 복수의 먹스(MUX)들(250) 및 FPCB(260)을 포함한다.
복수의 터치 센서들은 복수의 컬럼(column)으로 배치된다.
복수의 터치 센서들은 각 컬럼에 수직 바 타입의 세장형(elongated) 하나의 TX 센서 전극(210) 및 TX 센서 전극과 이격되어 배치되고, 복수의 터치 신호들을 생성하는 복수의 열로 구성된 RX 센서 전극들(220)을 포함한다.
터치 드라이브 IC(Integrated Circuit)(230)는 터치 센서들로부터의 터치 신호들을 분석하여 각 터치 센서의 터치 여부를 판단한다.
복수의 센서 신호선들(240)은 TX 센서 전극 및 RX 센서 전극들에 연결되어 센싱 신호 또는 터치 신호를 전송한다.
각 컬럼에 하나씩 배치된 복수의 먹스(MUX)들(250)을 포함한다. 각각의 먹스는 TX 센서 전극이 활성화된 컬럼에 속하는 RX센서 전극들로부터의 터치 신호만을 출력하도록 구성된다.
FPCB(Flexible Printed Circuit Board)는 먹스들을 통하여 센서 신호선들에 선택적으로 연결되는 연결 배선부를 포함하여 센싱 신호 및 터치 신호를 터치 드라이브 IC로 전달하는 기능을 수행한다.
각 칼럼의 TX 센서 전극 및 RX 센서 전극들은 투명한 물질로 형성된다.
다른 실시예에서, 각 칼럼의 상기 TX 센서 전극 및 RX 센서 전극들은 터치 스크린을 포함하는 디스플레이 장치의 화소(pixel)와 화소 사이의 비활성 영역(BM : Black Matrix) 영역에 금속 물질로 형성된다.
복수의 터치 센서들 및 복수의 센서 신호선들을 하나의 레이어(layer)상에 형성된다.
FPCB(Flexible Printed Circuit Board)는 디스플레이 장치의 TFT 레이어 상에 형성된다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린의 제 1 컬럼의 활성화된 TX 센서 전극 및 RX 센서 전극들을 도시한 도면이다.
먹스(250)는 입력과 출력의 수가 각 컬럼에 속한 RX 센서 전극들의 수와 같도록 구성된다.
제 1 컬럼의 TX 센서 전극(210-1)은 터치 드라이 IC(230)에 의해 공급된 센싱 신호에 의해 활성화된다.
또한, 제 1 컬럼에 속한 다섯 개의 RX 센서 전극(220-1(1) 내지 220-1(5))는 먹스(250-1)에 의해 활성화된다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 먹스(250-1)에 의해 다섯 개의 RX 센서 신호선들(240-1(2))이 FPCB의 연결 배선부에 연결된다.
컬럼 2 내지 컬럼 5에 배치된 TX 센서 전극들 및 RX 센서 전극들은 활성화되지 않는다.
도 2a에 도시된 터치 스크린에 의해 생성된 RX 센서 전극의 커패시턴스는 각각 수학식 2과 같다.
Figure 112020006464590-pat00002
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린의 제 2 컬럼의 활성화된 TX 센서 전극 및 RX 센서 전극들을 도시한 도면이다.
제 2 컬럼의 TX 센서 전극(210-2)은 터치 드라이 IC(230)에 의해 공급된 센싱 신호에 의해 활성화된다.
또한, 제 2 컬럼에 속한 다섯 개의 RX 센서 전극(220-2(1) 내지 220-2(5))는 먹스(250-2)에 의해 활성화된다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 먹스(250-2)에 의해 다섯 개의 RX 센서 신호선들(240-2(2))이 FPCB의 연결 배선부에 연결된다.
컬럼 1 및 컬럼 3 내지 컬럼 5에 배치된 TX 센서 전극들 및 RX 센서 전극들은 활성화되지 않는다.
도 2b에 도시된 터치 스크린에 의해 생성된 RX 센서 전극의 커패시턴스는 각각 수학식 3과 같다.
Figure 112020006464590-pat00003
도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린의 제 3 컬럼의 활성화된 TX 센서 전극 및 RX 센서 전극들을 도시한 도면이다.
도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린의 제 3 컬럼의 활성화된 TX 센서 전극 및 RX 센서 전극들을 도시한 도면이다.
제 3 컬럼의 TX 센서 전극(210-3)은 터치 드라이 IC(230)에 의해 공급된 센싱 신호에 의해 활성화된다.
또한, 제 3 컬럼에 속한 다섯 개의 RX 센서 전극(220-3(1) 내지 220-3(5))는 먹스(250-3)에 의해 활성화된다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 먹스(250-3)에 의해 다섯 개의 RX 센서 신호선들(240-3(2))이 FPCB의 연결 배선부에 연결된다.
컬럼 1 내지 컬럼 2 및 컬럼 4 내지 컬럼 5에 배치된 TX 센서 전극들 및 RX 센서 전극들은 활성화되지 않는다.
도 2c에 도시된 터치 스크린에 의해 생성된 RX 센서 전극의 커패시턴스는 각각 수학식 4와 같다.
Figure 112020006464590-pat00004
도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린의 제 4 컬럼의 활성화된 TX 센서 전극 및 RX 센서 전극들을 도시한 도면이다.
도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린의 제 4 컬럼의 활성화된 TX 센서 전극 및 RX 센서 전극들을 도시한 도면이다.
제 4 컬럼의 TX 센서 전극(210-4)은 터치 드라이 IC(230)에 의해 공급된 센싱 신호에 의해 활성화된다.
또한, 제 4 컬럼에 속한 다섯 개의 RX 센서 전극(220-4(1) 내지 220-4(5))는 먹스(250-4)에 의해 활성화된다.
도 2d에 도시된 바와 같이, 먹스(250-4)에 의해 다섯 개의 RX 센서 신호선들(240-4(2))이 FPCB의 연결 배선부에 연결된다.
컬럼 1 내지 컬럼 3 및 컬럼 5에 배치된 TX 센서 전극들 및 RX 센서 전극들은 활성화되지 않는다.
도 2d에 도시된 터치 스크린에 의해 생성된 RX 센서 전극의 커패시턴스는 각각 수학식 5와 같다.
Figure 112020006464590-pat00005
도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린의 제 5 컬럼의 활성화된 TX 센서 전극 및 RX 센서 전극들을 도시한 도면이다.
도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린의 제 5 컬럼의 활성화된 TX 센서 전극 및 RX 센서 전극들을 도시한 도면이다.
제 5 컬럼의 TX 센서 전극(210-5)은 터치 드라이 IC(230)에 의해 공급된 센싱 신호에 의해 활성화된다.
또한, 제 5 컬럼에 속한 다섯 개의 RX 센서 전극(220-5(1) 내지 220-5(5))는 먹스(250-5)에 의해 활성화된다.
도 2e에 도시된 바와 같이, 먹스(250-5)에 의해 다섯 개의 RX 센서 신호선들(240-5(2))이 FPCB의 연결 배선부에 연결된다.
컬럼 1 내지 컬럼 4에 배치된 TX 센서 전극들 및 RX 센서 전극들은 활성화되지 않는다.
도 2e에 도시된 터치 스크린에 의해 생성된 RX 센서 전극의 커패시턴스는 각각 수학식 6과 같다.
Figure 112020006464590-pat00006
수학식 1과 수학식 2 내지 수학식 6의 비교에 의하여, RX 센서 전극의 커패시턴스 현저히 감소됨을 확인할 수 있다.
상기에서 언급된 바와 같이, RX 터치 센서 전극들에 생성된 커패시턴스를 감소시켜 터치 스크린의 터치 감도를 증강시킬 수 있다.
일반적으로 TX 센서 전극 및 RX 센서 전극은 투명 전극의 동일한 재료로 형성됨을 감안하면, 수학식 2 내지 수학식 6으로 표현된 각 컬럼의 RX 터치 센서 전극들에 생성된 커패시턴스는 항상 일정한 값을 유지함을 짐작할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린의 개략도를 도시하는 도면이다.
도 3에 도시된 본 발명의 다른 실시예는 TX 센서 전극과 RX 센서 전극의 센싱 신호와 터치 신호를 도 2에 도시된 실시예와 반대로 인가하는 것을 특징으로 한다.
도 3에 도시된 먹스(350)의 입력은 각 컬럼에 속한 TX 센서 전극들의 수와 같지만, 먹스의 출력은 각 컬럼에 속한 TX 센서 전극들 중 하나만 활성화하도록 구성된다.
도 3a 내지 도 3e에 도시된 실시예에서, 각 컬럼은 수직 바 타입의 세장형(elongated) 하나의 RX 센서 전극 및 RX 센서 전극과 이격되어 배치되고, 복수의 센싱 신호들을 인가하는 복수의 열로 구성된 TX 센서 전극들을 포함한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린의 각 컬럼의 활성화된 RX 센서 전극들 및 제 1 로우에 활성화된 TX 센서 전극들을 도시한 도면이다.
제 1 로우의 TX 센서 전극(320-1(1) 내지 320-5(1))은 터치 드라이 IC(330)에 의해 공급된 센싱 신호에 의해 활성화된다. 제 1 로우의 TX 센서 전극은 먹스(350-1 내지 350-5)에 의해 활성화된다.
또한, 제 1 컬럼 내지 제 5 컬럼에 속한 다섯 개의 RX 센서 전극(310-1 내지 310-5)이 각각 활성화된다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 제 1 로우의 TX 센서 전극(320-1(1) 내지 320-5(1))에 연결된 다섯 개의 TX 센서 신호선들이 FPCB의 연결 배선부에 연결된다.
로우 2 내지 로우 5에 배치된 TX 센서 전극들은 활성화되지 않는다.
도 3a에 도시된 터치 스크린에 의해 생성된 RX 센서 전극의 커패시턴스는 각각 수학식 7과 같다.
Figure 112020006464590-pat00007
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린의 각 컬럼의 활성화된 RX 센서 전극들 및 제 2 로우에 활성화된 TX 센서 전극들을 도시한 도면이다.
제 2 로우의 TX 센서 전극(320-1(2) 내지 320-5(2))은 터치 드라이 IC(230)에 의해 공급된 센싱 신호에 의해 활성화된다. 제 2 로우의 TX 센서 전극은 먹스(350-1 내지 350-5)에 의해 활성화된다.
또한, 제 1 컬럼 내지 제 5 컬럼에 속한 다섯 개의 RX 센서 전극(310-1 내지 310-5)이 각각 활성화된다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 제 2 로우의 TX 센서 전극(320-1(2) 내지 320-5(2))에 연결된 다섯 개의 TX 센서 신호선들이 FPCB의 연결 배선부에 연결된다.
로우 1 및 로우 3 내지 로우 5에 배치된 TX 센서 전극들은 활성화되지 않는다.
도 3b에 도시된 터치 스크린에 의해 생성된 RX 센서 전극의 커패시턴스는 각각 수학식 8과 같다.
Figure 112020006464590-pat00008
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린의 각 컬럼의 활성화된 RX 센서 전극들 및 제 3 로우에 활성화된 TX 센서 전극들을 도시한 도면이다.
제 3 로우의 TX 센서 전극(320-1(3) 내지 320-5(3))은 터치 드라이 IC(230)에 의해 공급된 센싱 신호에 의해 활성화된다. 제 3 로우의 TX 센서 전극은 먹스(350-1 내지 350-5)에 의해 활성화된다.
또한, 제 1 컬럼 내지 제 5 컬럼에 속한 다섯 개의 RX 센서 전극(310-1 내지 310-5)이 각각 활성화된다.
도 3c에 도시된 바와 같이, 제 3 로우의 TX 센서 전극(320-1(3) 내지 320-5(3))에 연결된 다섯 개의 RX 센서 신호선들이 FPCB의 연결 배선부에 연결된다.
로우 1 내지 로우 2 및 로우 4 내지 로우 5에 배치된 TX 센서 전극들은 활성화되지 않는다.
도 3c에 도시된 터치 스크린에 의해 생성된 RX 센서 전극의 커패시턴스는 각각 수학식 9와 같다.
Figure 112020006464590-pat00009
도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린의 각 컬럼의 활성화된 RX 센서 전극들 및 제 4 로우에 활성화된 TX 센서 전극들을 도시한 도면이다.
제 4 로우의 TX 센서 전극(320-1(4) 내지 320-5(4))은 터치 드라이 IC(230)에 의해 공급된 센싱 신호에 의해 활성화된다. 제 4 로우의 TX 센서 전극은 먹스(350-1 내지 350-5)에 의해 활성화된다.
또한, 제 1 컬럼 내지 제 5 컬럼에 속한 다섯 개의 RX 센서 전극(310-1 내지 310-5)이 각각 활성화된다.
도 3d에 도시된 바와 같이, 제 4 로우의 TX 센서 전극(320-1(4) 내지 320-5(4))에 연결된 다섯 개의 RX 센서 신호선들이 FPCB의 연결 배선부에 연결된다.
로우 1 내지 로우 3 및 로우 5에 배치된 TX 센서 전극들은 활성화되지 않는다.
도 3d에 도시된 터치 스크린에 의해 생성된 RX 센서 전극의 커패시턴스는 각각 수학식 10과 같다.
Figure 112020006464590-pat00010
도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 원 레이어 뮤추얼 방식의 터치 스크린의 각 컬럼의 활성화된 RX 센서 전극들 및 제 5 로우에 활성화된 TX 센서 전극들을 도시한 도면이다.
제 5 로우의 TX 센서 전극(320-1(5) 내지 320-5(5))은 터치 드라이 IC(230)에 의해 공급된 센싱 신호에 의해 활성화된다. 제 5 로우의 TX 센서 전극은 먹스(350-1 내지 350-5)에 의해 활성화된다.
또한, 제 1 컬럼 내지 제 5 컬럼에 속한 다섯 개의 RX 센서 전극(310-1 내지 310-5)이 각각 활성화된다.
도 3e에 도시된 바와 같이, 제 5 로우의 TX 센서 전극(320-1(5) 내지 320-5(5))에 연결된 다섯 개의 RX 센서 신호선들이 FPCB의 연결 배선부에 연결된다.
로우 1 내지 로우 4에 배치된 TX 센서 전극들은 활성화되지 않는다.
도 3e에 도시된 터치 스크린에 의해 생성된 RX 센서 전극의 커패시턴스는 각각 수학식 11과 같다.
Figure 112020006464590-pat00011
수학식 1과 수학식 7 내지 수학식 11의 비교에 의하여, RX 센서 전극의 커패시턴스 현저히 감소됨을 확인할 수 있다.
상기에서 언급된 바와 같이, RX 터치 센서 전극들에 생성된 커패시턴스를 감소시켜 터치 스크린의 터치 감도를 증강시킬 수 있다.
일반적으로 TX 센서 전극 및 RX 센서 전극은 투명 전극의 동일한 재료로 형성됨을 감안하면, 수학식 7 내지 수학식 11로 표현된 각 컬럼의 RX 터치 센서 전극들에 생성된 커패시턴스는 항상 일정한 값을 유지함을 짐작할 수 있다.
이상, 상세히 설명한 본 발명의 각 실시예들은, 개별적으로 실시되거나, 또는 서로 결합되어 혼용 실시될 수도 있다. 이와 같이 설명한 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 가능하다. 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
210 TX 센서 전극
220 RX 센서 전극
230 터치 드라이브 IC
240 센서 신호선
250 먹스(MUX)
260 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)

Claims (10)

  1. 원 레이어(1 layer) 뮤추얼(mutual) 방식의 터치 스크린에 있어서,
    복수의 컬럼(column)으로 배치된 복수의 터치 센서들로서, 상기 터치 센서들의 각 컬럼은 수직 바 타입의 세장형(elongated) 하나의 TX 센서 전극; 및 상기 TX 센서 전극과 이격되어 배치되고, 복수의 터치 신호들을 생성하는 복수의 열로 구성된 RX 센서 전극들;을 포함하는, 상기 복수의 터치 센서들;
    상기 터치 센서들로부터의 상기 터치 신호들을 분석하여 각 터치 센서의 터치 여부를 판단하는 터치 드라이브 IC;
    상기 TX 센서 전극 및 상기 RX 센서 전극들에 연결되어 센싱 신호 또는 상기 터치 신호를 전송하는 복수의 센서 신호선들;
    각 컬럼에 하나씩 배치된 복수의 먹스(MUX)들로서, 상기 TX 센서 전극이 활성화된 컬럼에 속하는 RX센서 전극들로부터의 터치 신호만을 출력하도록 구성되는, 상기 복수의 먹스들; 및
    상기 먹스들을 통하여 상기 센서 신호선들에 선택적으로 연결되는 연결 배선부를 포함하여 상기 센싱 신호 및 상기 터치 신호를 상기 터치 드라이브 IC로 전달하는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)를 포함하는, 터치 스크린.
  2. 청구항 1에 있어서,
    각 칼럼의 상기 TX 센서 전극 및 상기 RX 센서 전극들은 투명한 전도성 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
  3. 청구항 1에 있어서,
    각 칼럼의 상기 TX 센서 전극 및 상기 RX 센서 전극들은 상기 터치 스크린을 포함하는 디스플레이 장치의 화소(pixel)와 화소 사이의 비활성 영역(BM : Black Matrix) 영역에 금속 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 먹스는 입력과 출력의 수가 각 컬럼에 속한 상기 RX 센서 전극들의 수와 같도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 터치 센서들 및 상기 복수의 센서 신호선들을 하나의 레이어(layer)상에 형성되고, 상기 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)는 상기 디스플레이 장치의 TFT 레이어 상에 형성되는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
  6. 원 레이어(1 layer) 뮤추얼(mutual) 방식의 터치 스크린에 있어서,
    복수의 컬럼(column)으로 배치된 복수의 터치 센서들로서, 상기 터치 센서들의 각 컬럼은 수직 바 타입의 세장형(elongated) 하나의 RX 센서 전극; 및 상기 RX 센서 전극과 이격되어 배치되고, 복수의 센싱 신호들을 인가하는 복수의 열로 구성된 TX 센서 전극들;을 포함하는, 상기 복수의 터치 센서들;
    상기 터치 센서들로부터의 터치 신호들을 분석하여 각 터치 센서의 터치 여부를 판단하는 터치 드라이브 IC;
    상기 TX 센서 전극 및 상기 RX 센서 전극들에 연결되어 센싱 신호 또는 상기 터치 신호를 전송하는 복수의 센서 신호선들;
    각 컬럼에 하나씩 배치된 복수의 먹스(MUX)들로서, 활성화된 로우에 속하는 TX 센서 전극에 센싱 신호를 인가하도록 구성되는, 상기 복수의 먹스들; 및
    상기 먹스들을 통하여 상기 센서 신호선들에 선택적으로 연결되는 연결 배선부를 포함하여 상기 센싱 신호 및 상기 터치 신호를 상기 터치 드라이브 IC로 전달하는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)를 포함하는, 터치 스크린.
  7. 청구항 6에 있어서,
    각 칼럼의 상기 TX 센서 전극 및 상기 RX 센서 전극들은 투명한 전도성 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
  8. 청구항 6에 있어서,
    각 칼럼의 상기 TX 센서 전극 및 상기 RX 센서 전극들은 상기 터치 스크린을 포함하는 디스플레이 장치의 화소(pixel)와 화소 사이의 비활성 영역(BM : Black Matrix) 영역에 금속 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 먹스의 입력은 각 컬럼에 속한 TX 센서 전극들의 수와 같지만, 상기 먹스의 출력은 각 컬럼에 속한 상기 TX 센서 전극들 중 하나만 활성화하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수의 터치 센서들 및 상기 복수의 센서 신호선들을 하나의 레이어(layer)상에 형성되고, 상기 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)는 상기 디스플레이 장치의 TFT 레이어 상에 형성되는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
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