KR20100019326A - Touch-panel device of analogue-digital hybrid and method of sensing the pressure therewith - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An analog-digital hybrid touch panel device and a sensing method thereof are provided to perform multi-touch without increasing the number of lead electrodes and remove a thin film process, thereby reducing manufacturing costs. CONSTITUTION: The first transparent conductive layers(300) are arranged in the vertical direction. A plurality of first cell electrodes(310) transfer electric signals. The second transparent conductive layers(320) are arranged in a horizontal direction. A plurality of dot spacers(340) prevent the first and second transparent conductive layers from being electrically contacted.

Description

아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치 및 그 인식방법{Touch-panel device of analogue-digital hybrid and method of sensing the pressure therewith}Touch-panel device of analogue-digital hybrid and method of sensing the pressure therewith}

본 발명은 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치 및 그 인식방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 리드전극의 개수를 증가시키지 아니하고 멀티터치가 가능하고, 박막공정을 적용할 필요가 없어 제조원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 인식되는 좌표의 정밀도 또한, 우수한 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치 및 그 인식방법에 관한 것이다.The present invention relates to an analog-digital hybrid touch panel device and a method for recognizing the same, and more particularly, multi-touch is possible without increasing the number of lead electrodes, and there is no need to apply a thin film process, thereby reducing manufacturing costs. Furthermore, the precision of the recognized coordinates also relates to an excellent analog-digital hybrid touch panel device and a recognition method thereof.

그래픽사용자인터페이스(Graphic User Interface)시스템의 발달 및 대중화에 따라 입력이 간단한 터치패널이 보편화되어 있다. 이러한 터치패널은 크게 정전용량방식, 광센서방식, 초음파방식, 전자기(Electromagnetic)방식, 저항막방식 등이 있다.BACKGROUND ART With the development and popularization of the Graphic User Interface system, a touch panel with simple input has become commonplace. Such touch panels are classified into capacitive, optical sensor, ultrasonic, electromagnetic, and resistive films.

먼저, 정전용량방식은 센서전극과 손가락 사이에 정전용량변화에 따라 흐르는 미세한 전류를 감지하여 위치를 판별하는 방식으로서, 환경적 신뢰성에 강하고 상부의 방지층(Barrier Layer)을 변경함에 따라 기계적 신뢰성도 자유롭게 바꿀 수 가 있는 장점이 있으나, 노이즈 신호에 취약한 단점이 있다. 또한, 광센서방식은 광출력 소자와 광입력 소자사이의 광경로가 차단될 때 위치를 판별하는 방식으로 외광의 영향을 쉽게 받는 단점이 있다. 초음파방식 역시 광센서방식과 비슷하게 음파발생 소자와 음파인식 소자 사이의 음파 경로가 차단될 때 위치를 판별하는 방식으로 공장의 소음 또는 노이즈에 취약한 단점이 있다. 상기 전자기방식은 패러데이(Faraday)법칙의 자석과 기전력 발생 원리를 이용한 방식으로서, 각기 위치별로 코일에 흐르는 전류의 양을 판단하여 좌표를 계산하는데, 코일에 교류의 신호를 인가해야 하므로 특수 전용펜을 필요로 하는 단점이 있다.First, the capacitive method is a method of determining the position by sensing the minute current flowing in accordance with the capacitance change between the sensor electrode and the finger, strong in environmental reliability and freely mechanical reliability by changing the upper barrier layer (Barrier Layer) There is an advantage that can be changed, but there is a weak point to the noise signal. In addition, the optical sensor method has a disadvantage of being easily influenced by external light by determining a position when the optical path between the optical output device and the optical input device is blocked. Similar to the optical sensor method, the ultrasonic method has a disadvantage in that it is vulnerable to noise or noise in the factory by determining a position when the sound path between the sound wave generating element and the sound wave recognition element is blocked. The electromagnetic method is a method using the principle of magnetism and electromotive force of Faraday's law, and calculates the coordinates by determining the amount of current flowing through the coil for each position. There is a drawback to this.

한편, 상기 저항막방식은 두 개의 기판사이의 투명도전층이 접촉되어 동작하는 방식으로 현재까지의 방식 중에 가장 손쉽게 구현이 가능하고 성능이 뛰어나며, 동작도 손이나 펜 등 모두 우수한 응답특성을 가지며 제조원가가 매우 저렴한 장점이 있다. 상기 저항막 방식은 크게 4선 저항막 방식과 5선 저항막방식 등 아날로그 방식과 디지털방식이 있다.On the other hand, the resistive film method is a method in which the transparent conductive layer between the two substrates in contact with each other and is the most easily implemented and excellent in performance to date, and also has excellent response characteristics such as hand or pen, and the manufacturing cost It is very inexpensive. The resistive film method is largely classified into analog and digital methods such as a 4-wire resistive film method and a 5-wire resistive film method.

먼저, 상기 4선 저항막 방식은 상판의 투명도전층과 하판의 투명도전층에 각각 리드전극을 2개씩 가지게 되며, 전체적으로 4개의 리드전극으로 구성되어 4선 저항막이라 불린다.First, the four-wire resistive film type has two lead electrodes in the transparent conductive layer on the upper plate and the transparent conductive layer on the lower plate, respectively, and is composed of four lead electrodes.

도 1은 종래의 4선 저항막방식의 터치패널에 대한 분리 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a conventional 4-wire resistive touch panel.

상부로부터 필름(10), 도전층(12), 리드전극(16), 스페이서(14), 기판(18)을 볼 수 있다. 외부에서 손가락이나 펜과 같은 물체에 의하여 터치패널의 임의의 지점에 압력을 가하면 도전층(12)에서 저항값의 변화와 같은 전기적신호가 발생되고, 이러한 전기적 신호는 리드전극(16)을 통하여 외부의 회로나 시스템에 전달된다. 이와 유사하게, 상기 5선 저항막 방식은 상판에 전면형태의 감지용전극 1개와 하판의 투명도전층에 전계를 인가할 수 있는 4개의 리드전극을 가진다.The film 10, the conductive layer 12, the lead electrode 16, the spacer 14, and the substrate 18 can be seen from above. When an external pressure is applied to an arbitrary point of the touch panel by an object such as a finger or a pen, an electrical signal such as a change in resistance value is generated in the conductive layer 12, and the electrical signal is externally transmitted through the lead electrode 16. Is passed to the circuit or system. Similarly, the 5-wire resistive film method has one upper sensing electrode for sensing on the top plate and four lead electrodes for applying an electric field to the transparent conductive layer on the lower panel.

상기 저항막 방식은 4선 방식이든 5선 방식이든 모두 기본적으로 상,하판의 접촉에 의하여 위치를 인식하게 되며, 4선 저항막 방식의 경우는 상파과 하판 모두를 인식좌표로 사용하고, 5선 저항막 방식의 경우는 하판만을 인식좌표로 이용하고 상판은 단지 그 인식좌표 정보를 감지하는 전극으로서 동작하게 된다.In the resistive film method, whether the 4-wire or 5-wire method is used, the position is basically recognized by the contact of the upper and lower plates. In the 4-wire resistive film method, both the upper wave and the lower board are used as the recognition coordinates, and the 5-wire resistor is used. In the case of the membrane method, only the bottom plate is used as the recognition coordinates, and the top plate operates only as an electrode for detecting the recognition coordinate information.

그러나, 상기 4선 또는 5선 저항막 방식은 두 지점이상을 누르게 되면, 눌린 두지점 사이의 전압값은 상판과 하판의 ITO 저항의 합성 임피던스로 인하여, 그 중간지점의 값으로 인식이 된다. 따라서 멀티터치(multi-touch)의 처리가 불가능한 단점이 있다.However, when the four-wire or five-wire resistive film is pressed at two or more points, the voltage value between the two pressed points is recognized as the middle point due to the combined impedance of the ITO resistors of the upper and lower plates. Therefore, there is a disadvantage in that multi-touch processing is impossible.

한편, 저항막 방식중 디지털 방식을 살펴보면, 기본적으로 아날로그 방식의 최대 단점이었던 멀티터치의 처리가 불가능한 점을 개선하는 방식이다.On the other hand, when looking at the digital method of the resistive method, it is a method that improves the impossibility of multi-touch processing, which was basically the biggest disadvantage of the analog method.

도 2는 종래 디지털 방식의 터치패널을 개략적으로 나타내는 도면이다.2 is a view schematically showing a conventional digital touch panel.

상판과 하판의 투명도전층(20)이 복수의 스트라이프(stripe)형상으로 구비된다. 상판과 하판 각각의 투명도전층(20)은 일정한 각도를 이루는데 통상은 직교하는 형태이다. 이와 같이 직교하는 투명도전층이 교차되는 영역을 셀(cell, 21)이라 한다.The upper and lower transparent conductive layers 20 are provided in a plurality of stripe shapes. The transparent conductive layer 20 of each of the upper and lower plates forms a predetermined angle, and is generally orthogonal. The region where the orthogonal transparent conductive layers intersect is called a cell 21.

또한, 상기 투명도전층의 양 끝단에는 도전성물질로 복수의 리드전극(22)을 구비하여 외부의 회로나 시스템에 전기적신호를 전달하게 된다. 구체적으로는 하판 의 투명도전층에 전원을 인가하고 눌린 부분의 값을 상판의 투명도전층을 통하여 디지털 형태의 온/오프(on-off) 신호를 한번에 읽어내면 X 좌표가 되고, 반대로 상판의 투명도전층에 전원을 인가하고 눌린 부분의 값을 하판의 투명도전층을 통하여 디지털 형태의 온/오프 신호를 한번에 읽어내면 Y 좌표가 되는 것이다. 이러한 구조를 통하여 두 지점 이상(멀티터치)의 지점이 눌리면, 디지털적으로 두 지점의 값을 알아낼 수 있어 멀티터치를 인식할 수 있게 된다.In addition, both ends of the transparent conductive layer are provided with a plurality of lead electrodes 22 as a conductive material to transmit an electrical signal to an external circuit or system. Specifically, when power is supplied to the transparent conductive layer of the lower plate and the value of the pressed portion is read out at once by digital on-off signal through the transparent conductive layer of the upper plate, it becomes the X coordinate. When the power is applied and the value of the pressed part is read through the digital conductive on / off signal at one time through the transparent conductive layer on the bottom, it becomes the Y coordinate. Through this structure, when two or more points (multi-touch) points are pressed, the values of the two points can be digitally recognized to recognize the multi-touch.

그러나, 이러한 디지털방식은 도 2에서 보는 바와 같이 복수의 투명도전층에 전기적으로 연결된 복수의 리드전극의 갯수가 증가하는 문제점이 있다.However, this digital method has a problem in that the number of lead electrodes electrically connected to the plurality of transparent conductive layers increases as shown in FIG. 2.

또한, 증가된 리드전극으로 인하여, 이의 패턴을 형성하는 경우에 많은 공간을 필요로 하게 되어 필연적으로 박막(thin layer)공정이 개입되고 이어서 제조원가의 상승을 불러일으킨다. 상술한 박막공정을 적용하게 되면 투명도전층과 리드전극 사이에 단차가 커서, 상기 리드전극에 균열(crack)이 발생할 가능성이 증가하는 문제가 있다.In addition, due to the increased lead electrode, a large amount of space is required in forming a pattern thereof, which inevitably involves a thin layer process, which leads to an increase in manufacturing cost. When the above-described thin film process is applied, there is a problem in that a step is large between the transparent conductive layer and the lead electrode, thereby increasing the possibility of cracking in the lead electrode.

또한, 인식되는 좌표의 정밀도가 셀의 개수에 비례하므로, 정밀도 향상을 위하여 셀의 숫자를 증가시키게 되는데, 이때 각각의 셀은 그 면적이 협소할 수 밖에 없다. 따라서, 셀과 셀 사이를 터치(touch)하거나 및 드래그(drag)하는 경우에 그 압력으로 인하여 셀을 구성하는 투명도전층이 파괴될 수 있는 문제가 있다.In addition, since the accuracy of the recognized coordinates is proportional to the number of cells, the number of cells is increased to improve the precision, in which case each cell has a narrow area. Accordingly, when the cell is touched or dragged between the cells, the pressure may destroy the transparent conductive layer constituting the cell.

본 발명이 해결하고자 하는 첫번째 기술적 과제는 리드전극의 개수를 증가시키지 아니하고 멀티터치가 가능하고, 박막공정을 적용할 필요가 없어 제조원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 인식되는 좌표의 정밀도 또한, 우수한 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치를 제공하는 것이다.The first technical problem to be solved by the present invention is not to increase the number of lead electrodes, multi-touch is possible, and there is no need to apply a thin film process to reduce the manufacturing cost, the accuracy of the recognized coordinates, also excellent analog It is to provide a digital hybrid touch panel device.

본 발명이 해결하고자 하는 두번째 기술적 과제는 리드전극의 개수를 증가시키지 아니하고 멀티터치가 가능하고, 박막공정을 적용할 필요가 없어 제조원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 인식되는 좌표의 정밀도 또한, 우수한 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치의 인식방법을 제공하는 것이다.The second technical problem to be solved by the present invention is multi-touch without increasing the number of lead electrodes, it is not necessary to apply a thin film process to reduce the manufacturing cost, the accuracy of the recognized coordinates, also excellent analog To provide a method for recognizing a digital hybrid touch panel device.

본 발명은 상술한 첫번째 기술적 과제를 해결하기 위하여, 복수의 바 형태의 패턴을 가지는 제1투명도전층; 상기 제1투명도전층의 일단에 연결된 그룹별의 리드전극인 제1 그룹전극; 상기 제1투명도전층의 타단에, 상기 제1 그룹전극의 각 그룹 내에서 셀마다 구비된 리드전극인 제1 셀전극; 상기 제1투명도전층과 대향되게 배치되며, 상기 제1투명도전층의 패턴과 직교하는 복수의 바 형태의 패턴을 가지는 제2투명도전층; 상기 제2투명도전층의 일단에 연결된 그룹별의 리드전극인 제2 그룹전극; 상기 제2투명도전층의 타단에, 상기 제2 그룹전극의 각 그룹 내에서 셀마다 구비된 리드전극인 제2 셀전극; 및 상기 제1투명도전층과 제2투명도전층이 전기적으로 접촉되는 것을 방지하는 복수의 도트스페이서를 포함하는 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치를 제공한다. 보다 구체적으로, 상기 제1 그룹전극 및 제2 그룹전극 각각은 그룹마다 하나씩 연결되고, 상기 제1 셀전극은 제1 그룹전극에 대응되는 각 그룹 내에서 순서가 동일한 셀에는 동일한 전극이 연결되며, 상기 제2 셀전극은 제2 그룹전극에 대응되는 각 그룹 내에서 순서가 동일한 셀에는 동일한 전극이 연결될 수 있다.The present invention, in order to solve the above first technical problem, the first transparent conductive layer having a plurality of bar-shaped pattern; A first group electrode which is a lead electrode for each group connected to one end of the first transparent conductive layer; A first cell electrode on the other end of the first transparent conductive layer, which is a lead electrode provided for each cell in each group of the first group electrodes; A second transparent conductive layer disposed to face the first transparent conductive layer and having a plurality of bar-shaped patterns orthogonal to the pattern of the first transparent conductive layer; A second group electrode which is a lead electrode for each group connected to one end of the second transparent conductive layer; A second cell electrode on the other end of the second transparent conductive layer, which is a lead electrode provided for each cell in each group of the second group electrodes; And a plurality of dot spacers for preventing the first transparent conductive layer and the second transparent conductive layer from being in electrical contact with each other. More specifically, each of the first group electrode and the second group electrode is connected to each group, the first cell electrode is connected to the same electrode in the same cell in each group corresponding to the first group electrode, The second cell electrode may have the same electrode connected to cells having the same order in each group corresponding to the second group electrode.

본 발명의 일 실시 예는 상기 그룹전극들 및 셀전극들을 이용하여 터치된 지점의 셀(이하 '터치 셀')의 디지털 좌표를 측정하고, 측정된 디지털 좌표에 기반하여 터치 셀의 보다 정확한 좌표 즉, 아날로그 좌표를 산출하는 컨트롤러를 포함한다. An embodiment of the present invention measures the digital coordinates of the cell (hereinafter referred to as 'touch cell') of the touched point using the group electrodes and the cell electrodes, and based on the measured digital coordinates And a controller for calculating analog coordinates.

보다 구체적으로, 상기 컨트롤러는 상기 제1 그룹전극, 제1 셀전극, 제2 그룹전극 및 제2 셀전극을 이용하여 터치 셀의 디지털 좌표를 측정하고, 상기 디지털 좌표에 기반하여 상기 터치 셀에 대응하는 그룹전극의 전압값을 측정하여 상기 터치 셀의 하이브리드 좌표를 산출한다.More specifically, the controller measures the digital coordinates of the touch cell using the first group electrode, the first cell electrode, the second group electrode, and the second cell electrode, and corresponds to the touch cell based on the digital coordinates. The hybrid coordinate of the touch cell is calculated by measuring the voltage value of the group electrode.

본 발명의 다른 실시 예에서, 상기 컨트롤러는 상기 제1 셀전극 중 상기 터치 셀에 대응하는 셀전극에만 구동 전압(VCC)을 인가한 상태에서 상기 제2 그룹전극 중 상기 터치 셀에 대응하는 그룹전극의 전압값을 측정하고, 상기 제2 셀전극 중 상기 터치 셀에 대응하는 셀전극에만 구동 전압(VCC)을 인가한 상태에서 상기 제1 그룹전극 중 상기 터치 셀에 대응하는 그룹전극의 전압값을 측정하여 상기 터치 셀의 하이브리드 좌표를 산출한다.In another embodiment of the present invention, the controller is a group electrode corresponding to the touch cell of the second group electrode while the driving voltage (VCC) is applied only to the cell electrode corresponding to the touch cell of the first cell electrode The voltage value of the first electrode and the group electrode corresponding to the touch cell of the first group electrode while the driving voltage (VCC) is applied only to the cell electrode corresponding to the touch cell of the second cell electrode The measurement calculates the hybrid coordinates of the touch cell.

본 발명의 또 다른 실시 예에서, 상기 컨트롤러는 둘 이상의 터치 셀들에 대 한 디지털 좌표가 측정되는 경우, 상기 제2 그룹전극에 구동 전압(VCC)을 인가하고 상기 제2 셀전극에 기저 전압(GND)을 인가한 상태에서 상기 제1 셀전극의 전압값을 측정한 후, 측정된 전압값의 크기를 비교하여 쉐도우 셀을 검출한다.In another embodiment of the present invention, when the digital coordinates of two or more touch cells are measured, the controller applies a driving voltage VCC to the second group electrode and a ground voltage GND to the second cell electrode. After measuring the voltage value of the first cell electrode in the state that is applied), the shadow cell is detected by comparing the magnitude of the measured voltage value.

본 발명의 또 다른 실시 예에서, 둘 이상의 터치 셀에 대한 디지털 좌표가 측정되는 경우, 상기 제1 셀전극 중 상기 터치 셀에 대응하는 셀 전극에만 구동 전압(VCC)를 인가하고 나머지 제1 셀전극, 상기 제1 그룹전극 및 상기 제2 그룹전극에는 기저 전압(GND)을 인가한 상태에서, 상기 제2 셀전극의 전압을 측정하여 유효 좌표 조합을 검출한다.According to another embodiment of the present invention, when digital coordinates of two or more touch cells are measured, the driving voltage VCC is applied only to the cell electrodes corresponding to the touch cells among the first cell electrodes and the remaining first cell electrodes. The effective coordinate combination is detected by measuring the voltage of the second cell electrode while a ground voltage GND is applied to the first group electrode and the second group electrode.

본 발명의 상술한 두번째 기술적 과제를 해결하기 위하여, 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치의 제1 그룹전극, 제1 셀전극, 제2 그룹전극 및 제2 셀전극을 이용하여 디지털 좌표를 측정하는 단계; 및 상기 디지털 좌표에 기반하여 상기 터치 셀에 대응하는 그룹전극의 전압값을 측정하여 터치 셀의 하이브리드 좌표를 산출하는 단계를 포함하고, 상기 제1 그룹전극은 복수의 바 형태의 패턴을 가지는 제1투명도전층의 일단에 그룹마다 연결되고, 상기 제1 셀전극은 상기 제1투명도전층의 타단에 셀마다 연결되며, 상기 제2 그룹전극은 상기 제1투명도전층의 패턴과 직교하는 복수의 바 형태의 패턴을 가지는 제2투명도전층의 일단에 그룹마다 연결되고, 상기 제2 셀전극은 상기 제2투명도전층의 타단에 셀마다 연결되는 것을 특징으로 하는 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치의 인식방법을 제공한다.In order to solve the above-described second technical problem of the present invention, measuring the digital coordinates using the first group electrode, the first cell electrode, the second group electrode and the second cell electrode of the analog-digital hybrid touch panel device; And calculating a hybrid coordinate of the touch cell by measuring a voltage value of the group electrode corresponding to the touch cell based on the digital coordinates, wherein the first group electrode has a plurality of bar-shaped patterns. One end of the transparent conductive layer is connected to each group, the first cell electrode is connected to the other end of the first transparent conductive layer for each cell, the second group electrode of the plurality of bar shape orthogonal to the pattern of the first transparent conductive layer It provides a method for recognizing an analog-digital hybrid touch panel device, characterized in that connected to each end of the second transparent conductive layer having a pattern for each group, the second cell electrode is connected to the other end of the second transparent conductive layer for each cell. .

본 발명에 따르는 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치 및 그 인식방법 은 리드전극의 개수를 증가시키지 아니하고 멀티터치가 가능하고, 박막공정을 적용할 필요가 없어 제조원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 인식되는 좌표의 정밀도 또한, 우수한 효과가 있다. The analog-digital hybrid touch panel device and the recognition method thereof according to the present invention can be multi-touched without increasing the number of lead electrodes, and there is no need to apply a thin film process, thereby reducing manufacturing costs, and recognizing coordinates. Precision also has an excellent effect.

이하,본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명은 첨부된 도면을 통하여 설명하게 되나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도면에서 막 또는 영역들의 크기 또는 두께는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어진 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. Although the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention illustrated in the following may be modified in many different forms, the scope of the present invention is not limited to the embodiments described in the following. In the drawings, the size or thickness of films or regions is exaggerated for clarity.

도 3은 본 발명에 따르는 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 3 is a view schematically showing an analog-digital hybrid touch panel device according to the present invention.

도 3을 참조하면, 도면상 수직한 방향으로 배치된 복수의 스트라이프 형상의 제1투명도전층(300), 상기 제1투명도전층(300) 각각의 양 끝단에 전기적으로 연결되어 외부의 회로나 시스템에 전기적신호를 전달하는 복수의 제1 셀전극(310)과, 상기 상판의 제1투명도전층(300)과 대향되게 배치되며 도면상 수평방향으로 배치되는 복수의 스트라이프 형상의 제2투명도전층(320), 상기 제2투명도전층(320) 각각의 양 끝단에 전기적으로 연결되어 외부의 회로나 시스템에 전기적 신호를 전달하는 복수의 제2 셀전극(330), 상기 제1투명도전층(300)과 제2투명도전층(320)이 전기적으로 접촉되는 것을 방지하는 복수의 도트스페이서(340)가 구비된다.Referring to FIG. 3, a plurality of stripe-shaped first transparent conductive layers 300 and a plurality of stripe-shaped first transparent conductive layers 300 arranged in a vertical direction are electrically connected to both ends of each of the first transparent conductive layers 300. A plurality of stripe-shaped second transparent conductive layers 320 disposed to face the first cell electrode 310 for transmitting an electrical signal and the first transparent conductive layer 300 of the upper plate and arranged in a horizontal direction in the drawing. And a plurality of second cell electrodes 330 electrically connected to both ends of each of the second transparent conductive layers 320 to transmit electrical signals to an external circuit or system, and the first transparent conductive layers 300 and the second. A plurality of dot spacers 340 are provided to prevent the transparent conductive layer 320 from being in electrical contact.

여기서, 상기 제1투명도전층(300)을 구비한 상판(미도시)과 상기 제2투명도 전층(320)을 구비한 하판(미도시)은 도면에서 생략한다. 상기 상판과 하판은 통상 터치패널장치의 특성상 투명한 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들면, 유리기판, 플라스틱기판, 투명필름이 사용될 수 있으며 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트도 사용될 수 있다.Here, the upper plate (not shown) having the first transparent conductive layer 300 and the lower plate (not shown) having the second transparent conductive layer 320 are omitted in the drawings. The upper plate and the lower plate may be generally formed of a transparent material due to the characteristics of the touch panel device. For example, a glass substrate, a plastic substrate, a transparent film may be used, and polyethylene terephthalate or polycarbonate may also be used.

또한, 상기 상판과 하판은 상기 제1,2투명도전층(300,320)을 지지해 주는 역할을 수행하는 관계상 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 상판은 제1투명도전층(300)의 상부에, 상기 하판은 제2투명도전층(320)의 하부에 구비된다.In addition, since the upper plate and the lower plate serve to support the first and second transparent conductive layers 300 and 320, as shown in FIG. 3, the upper plate is formed on the upper portion of the first transparent conductive layer 300. The lower plate is provided below the second transparent conductive layer 320.

한편, 상기 제1,2투명도전층(300,320)은 투과도가 90%를 상회하는 물질로 구성되는데, 통상 ITO(Indum-Tin-Oxide), IZO(Indum-Zine-Oxide) 및 ITZO(Indum-Tin-Zine-Oxide)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나가 이용될 수 있다.Meanwhile, the first and second transparent conductive layers 300 and 320 are made of a material having a transmittance of more than 90%. In general, indium-tin-oxide (ITO), indium-zine-oxide (IZO), and indium-tin-ITZO (ITZO) Zine-Oxide) can be used any one selected from the group consisting of.

또한, 상기 제1,2투명도전층(300,320)은 각각 스트라이프(Stripe) 형상으로 서로 대향되게 배치되는데 그 배치는 직교(perpendicularity)된 형태일 수 있다.In addition, the first and second transparent conductive layers 300 and 320 may be disposed to face each other in a stripe shape, and the arrangement may be a perpendicular shape.

한편, 상기 제1,2투명도전층(300,320)의 양끝단에는 전기적으로 연결되어 외부의 회로나 시스템에 전기적신호를 전달하는 복수의 제1,2리드전극(310,330)이 구비된다. 먼저 제1리드전극(310)은 상기 제1투명도전층(300)의 일단에서 전기적으로 연결된 복수의 그룹 전극과 타단의 셀 전극으로 구성될 수 있는데, 이는 도 4를 통하여 설명한다.Meanwhile, a plurality of first and second lead electrodes 310 and 330 are electrically connected at both ends of the first and second transparent conductive layers 300 and 320 to transmit electrical signals to an external circuit or system. First, the first lead electrode 310 may include a plurality of group electrodes electrically connected at one end of the first transparent conductive layer 300 and cell electrodes at the other end, which will be described with reference to FIG. 4.

도 4는 본 발명에 따르는 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치의 일부를 보여주는 도면이다.4 is a view showing a part of the analog-digital hybrid touch panel device according to the present invention.

도 4를 참조하면, 복수의 바 형태의 ITO 패턴을 가지는 제1투명도전층(400), 상기 제1투명도전층(400)에 패턴으로 되어 있는 바의 양 끝단에 전기적으로 연결되어 외부의 회로나 시스템에 전기적신호를 전달하는 복수의 제1리드전극(410)과, 상판의 제1투명도전층(400)과 대향되게 배치되며 복수의 바 형태의 패턴을 가지는 제2투명도전층(420), 제2투명도전층(420)에 패턴으로 되어 있는 바의 양 끝단에 전기적으로 연결되어 외부의 회로나 시스템에 전기적 신호를 전달하는 복수의 제2리드전극(430), 제1투명도전층(400)과 제2투명도전층(420)이 전기적으로 접촉되는 것을 방지하는 복수의 도트스페이서(440)가 배치된다. 제1투명도전층(400)의 바 패턴은 제2투명도전층(420)의 바 패턴과 직교하도록 배치된다.Referring to FIG. 4, an external circuit or system is electrically connected to both ends of a first transparent conductive layer 400 having a plurality of bar-shaped ITO patterns and a bar connected to the first transparent conductive layer 400. A plurality of first lead electrode 410 for transmitting an electrical signal to the second transparent conductive layer 420, the second transparent conductive layer 420 having a plurality of bar-shaped patterns disposed opposite to the first transparent conductive layer 400 of the upper plate The plurality of second lead electrodes 430, the first transparent conductive layer 400, and the second transparency, which are electrically connected to both ends of the bar having a pattern on the front layer 420, and transmit electrical signals to an external circuit or system. A plurality of dot spacers 440 are disposed to prevent the entire layer 420 from being in electrical contact. The bar pattern of the first transparent conductive layer 400 is disposed to be orthogonal to the bar pattern of the second transparent conductive layer 420.

또한, 상기 제1리드전극(410)은 복수의 제1 그룹전극(a,b,c)으로 구성되어 있음을 알 수 있으며, 각각의 그룹에 속하는 제1 셀전극의 수는 3개임을 알 수 있다. 물론, 상기 제1 셀전극의 수가 3개인 것은 예시일 뿐 본 2개, 4개와 같이 여러개도 가능함은 물론이다.In addition, it can be seen that the first lead electrode 410 is composed of a plurality of first group electrodes a, b, and c, and that the number of first cell electrodes belonging to each group is three. have. Of course, the number of the first cell electrode is only three examples, as well as a plurality of the two, four, of course.

또한, 상기 제1리드전극(410)은 상기 제1투명도전층(400)의 일단에 전기적으로 연결된 복수의 제1 그룹전극의 그룹 전극(a,b,c)을 구비하고, 상기 제1투명도전층(400)의 타단에서 각 그룹에 속하는 셀 전극(a',b',c')은 전기적으로 독립되어 있음을 알 수 있다.In addition, the first lead electrode 410 includes group electrodes (a, b, c) of a plurality of first group electrodes electrically connected to one end of the first transparent conductive layer 400, and the first transparent conductive layer It can be seen that the cell electrodes a ', b', and c 'belonging to each group at the other end of 400 are electrically independent.

아울러, 여기서 상기 제1투명도전층의 타단에 전기적으로 독립된 복수의 셀 전극(10,20,30)은 각각 인접한 그룹의 셀 전극과 함께 순서대로 배열되어 있다. 한편, 제2리드전극은 상기 제2투명도전층의 일단에 전기적으로 연결된 복수의 그룹 전극과 타단의 셀 전극으로 구성될 수 있다.In addition, the plurality of cell electrodes 10, 20, 30, which are electrically independent of the other end of the first transparent conductive layer, are arranged in order with the cell electrodes of adjacent groups, respectively. The second lead electrode may include a plurality of group electrodes electrically connected to one end of the second transparent conductive layer and a cell electrode at the other end.

도 5는 본 발명에 따르는 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치의 일부를 보여주는 도면이다.5 is a view showing a part of the analog-digital hybrid touch panel device according to the present invention.

도 5를 참조하면, 복수의 스트라이프 형상의 제1투명도전층(500), 상기 제1투명도전층(500) 각각의 양 끝단에 전기적으로 연결되어 외부의 회로나 시스템에 전기적 신호를 전달하는 복수의 제1리드전극(510)과, 상기 상판의 제1투명도전층(500)과 대향되게 배치되며 복수의 스트라이프 형상의 제2투명도전층(520), 상기 제2투명도전층(520) 각각의 양 끝단에 전기적으로 연결되어 외부의 회로나 시스템에 전기적 신호를 전달하는 복수의 제2리드전극(530), 상기 제1투명도전층(500)과 제2투명도전층(520)이 전기적으로 접촉되는 것을 방지하는 복수의 도트스페이서(540)가 배치됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, a plurality of stripe-shaped first transparent conductive layers 500 and a plurality of agents electrically connected to both ends of each of the first transparent conductive layers 500 to transmit electrical signals to an external circuit or system. The lead electrode 510 and the first transparent conductive layer 500 of the upper plate are disposed to face each other, and are electrically connected to both ends of each of the plurality of stripe-shaped second transparent conductive layers 520 and the second transparent conductive layers 520. A plurality of second lead electrode 530, the first transparent conductive layer 500 and the second transparent conductive layer 520 to be connected to the external circuit or system to transmit an electrical signal to prevent the electrical contact It can be seen that the dot spacer 540 is disposed.

여기서 상기 제2리드전극(530)은 복수의 제2 그룹 전극(d,e,f)으로 구성되어 있음을 알 수 있으며, 각각의 그룹에 속하는 제2 셀전극의 수는 3개임을 알 수 있다. 물론, 상기 셀 전극의 수가 3개인 것은 예시일 뿐 2개, 4개 와 같이 여러 개이어도 무방하다.Here, it can be seen that the second lead electrode 530 is composed of a plurality of second group electrodes d, e, and f, and that the number of second cell electrodes belonging to each group is three. . Of course, the number of the three cell electrodes is only an example, and may be several, such as two, four.

또한, 상기 제2 셀전극(530)은 상기 제2투명도전층(520)의 일단에 전기적으로 연결된 제2 그룹전극 즉, 복수의 그룹 전극(d, e, f)으로 형성됨과 동시에 상기 제2투명도전층(520)의 타단에는 상기 제2 그룹전극 각각에 속한 제2 셀전극(530) 즉, 셀 전극(d',e',f')은 전기적으로 독립되어 있음을 알 수 있다.In addition, the second cell electrode 530 is formed of a second group electrode electrically connected to one end of the second transparent conductive layer 520, that is, a plurality of group electrodes d, e, and f, and at the same time, the second transparency. At the other end of the front layer 520, it can be seen that the second cell electrodes 530, that is, the cell electrodes d ', e', and f 'belonging to each of the second group electrodes are electrically independent.

아울러, 상기 제2투명도전층의 타단에 전기적으로 독립된 복수의 제2 셀전극(40,50,60)은 각각 인접한 제2 그룹전극의 셀 전극과 순서대로 배열되어 있다. In addition, the plurality of second cell electrodes 40, 50, and 60, which are electrically independent of the other end of the second transparent conductive layer, are arranged in order with the cell electrodes of adjacent second group electrodes.

터치패널장치의 컨트롤러(미도시)를 구비할 수 있다. 상기 컨트롤러는 아날로그-디지털 컨버터, 상기 X좌표값, Y좌표값을 검출하여 외부의 회로나 시스템으로 출력하는 마이컴, 상기 마이컴으로부터의 좌표값을 중계하여 외부의 회로나 시스템으로 공급하는 인터페이스부를 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러, 컨버터, 마이컴 및 인터페이스부는 특별하게 한정하여 사용되지는 아니하며 통상의 것들을 이용할 수 있다.A controller (not shown) of the touch panel device may be provided. The controller may include an analog-to-digital converter, a microcomputer that detects the X coordinate value and a Y coordinate value and outputs it to an external circuit or system, and an interface unit which relays the coordinate values from the microcomputer to supply an external circuit or system. Can be. The controller, the converter, the microcomputer, and the interface unit are not particularly limited and may be used.

한편, 이하에서는 본 발명에 따르는 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치의 인식방법을 설명한다.On the other hand, the following describes a method for recognizing an analog-digital hybrid touch panel device according to the present invention.

본 발명에 따르는 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치의 인식방법은 디지털 좌표 측정 과정과 하이브리드 스캐닝 과정으로 구성된다. 디지털 좌표 측정 과정은 터치패널장치의 상판 및 하판에서 터치된 지점이 속한 그룹을 결정하는 단계와, 결정된 그룹 내에서 터치된 지점이 속한 셀의 셀 전극을 판단하여 디지털 좌표를 결정하는 단계를 포함한다. 하이브리드 스캐닝 과정은 디지털 좌표에 기반하여 보다 정밀한 아날로그 좌표를 측정하는 단계이다. 보다 구체적으로, 이 단계는 디지털 X좌표에 기반하여 아날로그 Y좌표를 측정하고, 디지털 Y좌표에 기반하여 아날로그 X좌표를 측정하는 단계이다.A method of recognizing an analog-digital hybrid touch panel device according to the present invention includes a digital coordinate measuring process and a hybrid scanning process. The digital coordinate measuring process includes determining a group to which a touched point belongs to the upper and lower plates of the touch panel device, and determining digital coordinates by determining a cell electrode of a cell to which the touched point belongs within the determined group. . The hybrid scanning process is a step of measuring more precise analog coordinates based on digital coordinates. More specifically, this step is to measure the analog Y coordinate based on the digital X coordinate, and to measure the analog X coordinate based on the digital Y coordinate.

도 6a은 본 발명에 따르는 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치에서 단일 터치된 경우를 도시한 것이다. 6A illustrates a case where a single touch is performed in the analog-digital hybrid touch panel device according to the present invention.

먼저, 도 6a을 참고하여 디지털 좌표 측정 과정을 설명한다. 디지털 좌표의 측정에는 제1 그룹전극들(a, b, c), 제1 셀전극들(a', b', c'), 제2 그룹전극 들(d,e,f), 제2 셀전극(d', e', f')에 연결되어 각 전극에 구동 전압(VCC)나 기저 전압(GND)을 인가하고 특정 전극에서 전압을 검출하는 컨트롤러가 사용된다.First, a digital coordinate measuring process will be described with reference to FIG. 6A. The measurement of the digital coordinates includes the first group electrodes a, b and c, the first cell electrodes a ', b' and c ', the second group electrodes d, e and f and the second cell. A controller is connected to the electrodes d ', e', and f 'to apply a driving voltage VCC or a ground voltage GND to each electrode and detect a voltage at a specific electrode.

외부의 압력이 가해져 상판과 하판이 맞닿는 영역을 터치지점(A)이라고 한다. X축의 그룹 위치를 결정하기 위해 하판에서 터치지점(A)이 속하는 제2투명도전층과 연결된 제2 그룹전극들(d,e,f)에 구동 전압(VCC)을 인가하고, 타단의 셀전극(d', e', f')은 전압을 인가하지 않고 개방한다. 또한, 상판에서 제1투명도전층과 연결된 제1 셀전극들(a', b', c')에 기저 전압(GND)을 인가한다. 이 상태에서, 상판의 제1 그룹전극들(a, b, c)을 통하여 전압을 측정하면 특정의 그룹 전극(이 경우에는 a에서 구동 전압이 검출된다)에 대응하는 그룹을 결정할 수 있다. X축의 그룹 위치 측정 예는 도 6b에 도시되어 있다.The area where the upper plate and the lower plate abut due to external pressure is called a touch point (A). In order to determine the group position of the X axis, a driving voltage VCC is applied to the second group electrodes d, e, and f connected to the second transparent conductive layer to which the touch point A belongs, and the cell electrode of the other end ( d ', e', f ') open without applying a voltage. In addition, a ground voltage GND is applied to the first cell electrodes a ', b', and c 'connected to the first transparent conductive layer on the upper plate. In this state, by measuring the voltage through the first group electrodes a, b, and c of the upper plate, it is possible to determine a group corresponding to a specific group electrode (in this case, the driving voltage is detected at a). An example of group position measurement on the X axis is shown in FIG. 6B.

X축의 디지털 좌표를 결정하기 위해 하판에서 터치지점(A)이 속하는 제2투명도전층과 연결된 제2 그룹전극들(d,e,f)에 구동 전압(VCC)을 인가하고, 타단의 셀 전극(d', e', f')은 전압을 인가하지 않고 개방한다. 그리고, 상판의 제1 그룹전극들(a, b, c)에 기저 전압(GND)을 인가한다. 이 상태에서, 상판의 제1 셀전극들(a', b', c')을 통하여 전압을 측정하면 특정의 그룹에 속하는 셀 전극(이 경우에는 b'에서 구동 전압이 검출된다)에 대응하는 셀을 결정할 수 있다. 도 6a의 예에서, 컨트롤러는 디지털 X좌표를 1로 결정한다. 디지털 X좌표 측정 예는 도 6c에 도시되어 있다.In order to determine the digital coordinates of the X-axis, a driving voltage VCC is applied to the second group electrodes d, e and f connected to the second transparent conductive layer to which the touch point A belongs, and the cell electrode of the other end ( d ', e', f ') open without applying a voltage. The base voltage GND is applied to the first group electrodes a, b, and c of the upper plate. In this state, when the voltage is measured through the first cell electrodes a ', b', and c 'of the upper plate, corresponding to the cell electrodes belonging to a specific group (in this case, the driving voltage is detected at b'). The cell can be determined. In the example of FIG. 6A, the controller determines the digital X coordinate to be 1. An example of digital X coordinate measurement is shown in FIG. 6C.

다음, Y축의 그룹 위치를 결정하기 위해 상판에서 터치지점(A)이 속하는 제1투명도전층과 연결된 제1 그룹전극들(a,b,c)에 구동 전압(VCC)을 인가하고, 타단의 셀전극(a', b', c')은 전압을 인가하지 않고 개방한다. 또한, 하판에서 제2투명도전층과 연결된 제2 셀전극들(d', e', f')에 기저 전압(GND)을 인가한다. 이 상태에서, 하판의 제2 그룹전극들(d, e, f)을 통하여 전압을 측정하면 특정의 그룹 전극(이 경우에는 e에서 구동 전압이 검출된다)에 대응하는 그룹을 결정할 수 있다. Y축의 그룹 위치 측정 예는 도 6e에 도시되어 있다.Next, in order to determine the group position of the Y-axis, a driving voltage VCC is applied to the first group electrodes a, b, and c connected to the first transparent conductive layer to which the touch point A belongs, on the upper plate, and the cell at the other end. The electrodes a ', b', c 'open without applying a voltage. In addition, a base voltage GND is applied to the second cell electrodes d ', e', and f 'connected to the second transparent conductive layer on the lower plate. In this state, when the voltage is measured through the second group electrodes d, e, and f of the lower plate, it is possible to determine a group corresponding to a specific group electrode (in this case, the driving voltage is detected at e). An example of measuring the group position of the Y axis is shown in FIG. 6E.

Y축의 디지털 좌표를 결정하기 위해 상판에서 터치지점(A)이 속하는 제1투명도전층과 연결된 제1 그룹전극들(a,b,c)에 구동 전압(VCC)을 인가하고, 타단의 셀전극(a', b', c')은 전압을 인가하지 않고 개방한다. 그리고, 하판의 제2 그룹전극들(d, e, f)에 기저 전압(GND)을 인가한다. 이 상태에서, 하판의 제2 셀전극들(d', e', f')을 통하여 전압을 측정하면 특정의 그룹에 속하는 셀 전극(이 경우에는 d'에서 구동 전압이 검출된다)에 대응하는 셀을 결정할 수 있다. 도 6a의 예에서, 컨트롤러는 디지털 Y좌표를 3으로 결정한다. 디지털 Y좌표 측정 예는 도 6f에 도시되어 있다.In order to determine the digital coordinates of the Y-axis, a driving voltage VCC is applied to the first group electrodes a, b, and c connected to the first transparent conductive layer to which the touch point A belongs, and the cell electrode at the other end ( a ', b', c ') open without applying a voltage. The base voltage GND is applied to the second group electrodes d, e, and f of the lower plate. In this state, if the voltage is measured through the second cell electrodes d ', e', f 'of the lower plate, corresponding to the cell electrodes belonging to a specific group (in this case, the driving voltage is detected at d'). The cell can be determined. In the example of FIG. 6A, the controller determines the digital Y coordinate to be 3. An example of digital Y coordinate measurement is shown in FIG. 6F.

본 발명은 위에서 결정된 디지털 좌표를 이용하여 아날로그 좌표를 측정한다. 디지털 좌표 측정에 기반하여 아날로그 좌표 측정을 수행하는 것을 본 발명에서는 하이브리드 스캐닝이라고 한다. 하이브리드 스캐닝은 디지털 방식으로 하나 이상의 터치 셀 위치를 결정하고, 결정된 터치 셀의 좌표를 아날로그적으로 다시 읽어내는 것이다.The present invention measures analog coordinates using the digital coordinates determined above. Performing analog coordinate measurement based on digital coordinate measurement is called hybrid scanning in the present invention. Hybrid scanning is digitally determining one or more touch cell positions and analog reading back the coordinates of the determined touch cell.

이하에서는 (1, 3)의 디지털 좌표 위치가 터치된 경우를 가정하여 하이브리드 저항막 터치 패널에서의 좌표 처리를 설명한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 패널은 좌표 처리를 위하여 터치된 셀의 디지털 좌표 측정 이후에 측정된 디지털 좌표에 대응하는 셀에만 전압 인가 후 반대편 패널의 셀을 통하여 전압값을 측정함으로써 정밀 좌표를 구하는 하이브리드 스캐닝 과정을 수행하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.Hereinafter, assuming that the digital coordinate positions (1, 3) are touched, the coordinate processing in the hybrid resistive touch panel will be described. Hybrid panel according to an embodiment of the present invention by applying a voltage only to the cell corresponding to the digital coordinate measured after the digital coordinate measurement of the touched cell for the coordinate processing by measuring the voltage value through the cell of the opposite panel Obtaining may include a controller for performing a hybrid scanning process.

먼저, 아날로그 Y좌표를 측정하는 방법을 설명한다. 디지털 X좌표('1')를 구한 후, 컨트롤러는 상판에서 터치된 셀의 셀전극(b')에만 구동 전압(VCC)을 인가하고 나머지 셀전극(a', c')에는 기저 전압(GND)을 인가한다. 그리고, 상판의 그룹전극(a, b, c)에는 기저 전압(GND)을 인가하고, 하판의 셀전극(d', e', f')은 전압을 인가하지 않고 개방한다. 이 상태에서, 하판에서 터치지점(A)에 대응하는 그룹전극(e)의 전압 값을 아날로그-디지털 변환으로 읽어내면, 눌려진 지점의 정밀한 좌표값을 결정할 수 있다. 결정되는 좌표값은 전압의 크기에 비례하도록 정할 수 있다. 이때, 전압값은 아날로그-디지털 변환기의 비트 정밀도로 읽어낼 수 있다. 결국, 얻어진 값은 아날로그 방식의 매우 정교한 Y좌표값이다. 아날로그 Y좌표 측정 예는 도 6d에 도시되어 있다.First, a method of measuring analog Y coordinates will be described. After obtaining the digital X coordinate ('1'), the controller applies the driving voltage VCC only to the cell electrode b 'of the cell touched on the top plate and the ground voltage GND to the remaining cell electrodes a' and c '. ) Is applied. The base voltage GND is applied to the group electrodes a, b, and c of the upper plate, and the cell electrodes d ', e', f 'of the lower plate are opened without applying a voltage. In this state, by reading the voltage value of the group electrode e corresponding to the touch point A on the lower plate by analog-digital conversion, it is possible to determine the precise coordinate value of the pressed point. The determined coordinate value may be determined to be proportional to the magnitude of the voltage. At this time, the voltage value can be read out with the bit precision of the analog-to-digital converter. After all, the obtained value is a very precise Y coordinate value of the analog method. An example of analog Y coordinate measurement is shown in FIG. 6D.

다음으로, 아날로그 X좌표를 측정하는 방법을 설명한다. 디지털 Y좌표('3')를 구한 후, 컨트롤러는 하판에서 터치된 셀의 셀전극(d')에만 구동 전압(VCC)을 인가하고 나머지 셀전극(e', f')에는 기저 전압(GND)을 인가한다. 그리고, 하판의 그룹 전극(d, e, f)에는 기저 전압(GND)을 인가하고, 상판의 셀전극(a', b', c')은 전압을 인가하지 않고 개방한다. 이 상태에서, 상판에서 터치지점에 대응하는 그룹전극(a)의 전압값을 아날로그-디지털 변환으로 읽어내면, 눌려진 지점의 정밀한 좌 표값을 결정할 수 있다. 결정되는 좌표값은 전압의 크기에 비례하도록 정할 수 있다. 이때, 전압값은 아날로그-디지털 변환기의 비트 정밀도로 읽어낼 수 있다. 결국, 얻어진 값은 아날로그 방식의 매우 정교한 X좌표값이다. 아날로그 X좌표 측정 예는 도 6g에 도시되어 있다.Next, a method of measuring analog X coordinates will be described. After obtaining the digital Y coordinate ('3'), the controller applies the driving voltage VCC only to the cell electrode d 'of the cell touched on the lower plate and the ground voltage GND to the remaining cell electrodes e' and f '. ) Is applied. The base voltage GND is applied to the lower group electrodes d, e, and f, and the cell electrodes a ', b', c 'of the upper plate are opened without applying a voltage. In this state, by reading the voltage value of the group electrode a corresponding to the touch point on the upper plate by analog-to-digital conversion, it is possible to determine the precise coordinate value of the pressed point. The determined coordinate value may be determined to be proportional to the magnitude of the voltage. At this time, the voltage value can be read out with the bit precision of the analog-to-digital converter. After all, the values obtained are very sophisticated X coordinate values of the analog system. An example of analog X coordinate measurement is shown in FIG. 6G.

이상의 하이브리드 스캐닝을 통하여 디지털 좌표 (1,3) 및 여기에 기반한 아날로그 좌표 (X,Y)를 얻어낼 수 있다.Through the above hybrid scanning, digital coordinates (1, 3) and analog coordinates (X, Y) based on the excitation can be obtained.

도 7은 본 발명에 따르는 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치에서 멀티(multi) 터치된 경우의 디지털 좌표 측정 과정을 보여주는 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a digital coordinate measurement process when a multi-touch is performed in the analog-digital hybrid touch panel device according to the present invention.

먼저, 멀티 터치에서 X축의 그룹 위치를 측정하는 과정을 설명한다. 외부의 압력이 가해져 상판과 하판이 맞닿는 영역을 터치지점(T1, T2)라고 정의한다. 터치지점(T1, T2)이 속하는 제2투명도전층과 연결되는 하판의 제2 그룹전극들(d,e,f)에 구동 전압(VCC)을 인가하고, 타단의 셀전극(d', e', f')은 전압을 인가하지 않고 개방한다. 그리고, 상판의 제1 셀전극들(a',b',c')에 기저 전압(GND)을 인가한다. 이 상태에서, 상판의 제1 그룹전극들(a, b, c)을 통하여 전압을 측정하면 특정의 그룹 전극(이 경우에는 a에서 구동 전압이 검출된다)에 대응하는 그룹을 결정할 수 있다.First, the process of measuring the group position of the X-axis in the multi-touch will be described. The area where the upper plate and the lower plate abut due to external pressure is defined as the touch points T1 and T2. The driving voltage VCC is applied to the second group electrodes d, e and f of the lower plate connected to the second transparent conductive layer to which the touch points T1 and T2 belong, and the cell electrodes d 'and e' of the other end are applied. , f ') opens without applying a voltage. The base voltage GND is applied to the first cell electrodes a ', b', and c 'of the upper plate. In this state, by measuring the voltage through the first group electrodes a, b, and c of the upper plate, it is possible to determine a group corresponding to a specific group electrode (in this case, the driving voltage is detected at a).

다음, 멀티 터치에서 X축의 셀 위치를 측정하는 과정을 설명한다. 터치지점(T1, T2)이 속하는 제2투명도전층과 연결되는 하판의 제2 그룹전극들(d,e,f)에 구동 전압(VCC)을 인가하고, 타단의 셀전극(d', e', f')은 전압을 인가하지 않고 개방한다. 그리고, 상판의 제1 그룹전극들(a, b, c)에 기저 전압(GND)을 인가한다. 이 상태에서, 상판의 제1 셀전극들(a', b', c')을 통하여 전압을 측정하면 특정의 셀 전극(이 경우에는 b'와 c'에서 구동 전압이 검출된다)에 대응하는 셀을 결정할 수 있다. 도 7의 예에서, 컨트롤러는 둘 이상의 셀이 검출되므로, 멀티 터치가 발생하였다고 판단 수 있다. 이에 따라, 디지털 X좌표 1과 2를 구할 수 있다.Next, a process of measuring the cell position of the X-axis in the multi-touch will be described. The driving voltage VCC is applied to the second group electrodes d, e and f of the lower plate connected to the second transparent conductive layer to which the touch points T1 and T2 belong, and the cell electrodes d 'and e' of the other end are applied. , f ') opens without applying a voltage. The base voltage GND is applied to the first group electrodes a, b, and c of the upper plate. In this state, when the voltage is measured through the first cell electrodes a ', b', and c 'of the upper plate, the voltage corresponding to a specific cell electrode (in this case, the driving voltage is detected at b' and c ') is measured. The cell can be determined. In the example of FIG. 7, since the controller detects two or more cells, the controller may determine that multi-touch has occurred. Accordingly, the digital X coordinates 1 and 2 can be obtained.

한편, 디지털 Y좌표 측정은 디지털 X좌표 측정과 유사한 과정으로 수행된다. 상판의 제1 그룹전극들(a,b,c)에 구동 전압(VCC)을 인가하고, 타단의 셀전극(a', b', c')은 전압을 인가하지 않고 개방한다. 그리고, 하판의 제2 셀전극들(d',e',f')에 기저 전압(GND)을 인가한 상태에서, 하판의 제2 그룹전극들(d, e, f)을 통하여 전압을 측정하면 특정의 그룹 전극(이 경우에는 e에서 구동 전압이 검출된다)에 대응하는 그룹을 결정할 수 있다. 그리고, 하판의 제2 그룹전극들(d, e, f)에 기저 전압(GND)을 인가한 상태에서, 하판의 제2 셀전극들(d', e', f')을 통하여 전압을 측정하면 특정의 셀 전극(이 경우에는 d'와 e'에서 구동 전압이 검출된다)에 대응하는 셀을 결정할 수 있다. 이에 따라, 디지털 Y좌표 3과 4를 구할 수 있다.On the other hand, the digital Y coordinate measurement is performed in a similar process to the digital X coordinate measurement. The driving voltage VCC is applied to the first group electrodes a, b, and c of the upper plate, and the cell electrodes a ', b', and c 'of the other end are opened without applying a voltage. The base voltage GND is applied to the second cell electrodes d ', e' and f 'of the lower plate, and the voltage is measured through the second group electrodes d, e and f of the lower plate. In this case, a group corresponding to a specific group electrode (in this case, a driving voltage is detected at e) can be determined. In addition, the base voltage GND is applied to the second group electrodes d, e and f of the lower plate, and the voltage is measured through the second cell electrodes d ', e' and f 'of the lower plate. In this case, a cell corresponding to a specific cell electrode (in this case, a driving voltage is detected at d 'and e') can be determined. Accordingly, the digital Y coordinates 3 and 4 can be obtained.

도 7의 예는 X축 및 Y축으로 동일 그룹 내의 셀이 터치된 경우이므로, 그룹 위치를 알고 있는 상태에서 셀 위치만 측정하면 디지털 X좌표 및 디지털 Y좌표를 각각 결정할 수 있다. 그러나, 멀티 터치가 서로 다른 그룹에서 발생한 경우에는 가상의 터치 지점인 쉐도우 셀을 고려해야 한다.In the example of FIG. 7, since the cells in the same group are touched on the X and Y axes, the digital X coordinate and the digital Y coordinate may be determined by measuring only the cell position in a state where the group position is known. However, when multi-touch occurs in different groups, the shadow cell, which is a virtual touch point, should be considered.

도 8은 본 발명에 따르는 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치에서 멀티 터치된 경우 쉐우도 셀이 발생하는 것을 보여주는 도면이다. 8 is a view showing that a shadow cell occurs when the multi-touch in the analog-digital hybrid touch panel device according to the present invention.

도 8에서, 도 7에 도시된 예와는 달리, 터치된 지점(T1, T2)이 서로 다른 그룹에 속해있음을 알 수 있다. X축 및 Y축에서, 둘 이상의 그룹을 둘 이상의 셀에 각각 매칭시켜야 하므로 쉐도우 셀(F1, F2)이 발생할 수 있다.In FIG. 8, unlike the example illustrated in FIG. 7, it can be seen that the touched points T1 and T2 belong to different groups. In the X and Y axes, shadow cells F1 and F2 may occur because two or more groups must be matched to two or more cells, respectively.

도 8을 참고로 하여, 멀티 터치에서 디지털 좌표 측정 과정을 설명한다. 디지털 Y좌표 측정부터 설명한다. 상판의 제1 그룹전극들(a,b,c)에 구동 전압(VCC)을 인가하고, 타단의 셀전극(a', b', c')은 전압을 인가하지 않고 개방한다. 그리고, 하판의 제2 셀전극들(d',e',f')에 기저 전압(GND)을 인가한 상태에서, 하판의 제2 그룹전극들(d, e, f)을 통하여 전압을 측정하면 특정의 그룹 전극(이 경우에는 e에서 구동 전압이 검출된다)에 대응하는 그룹을 결정할 수 있다. 그리고, 하판의 제2 그룹전극들(d, e, f)에 기저 전압(GND)을 인가한 상태에서, 하판의 제2 셀전극들(d', e', f')을 통하여 전압을 측정하면 특정의 셀 전극(이 경우에는 d'와 e'에서 구동 전압이 검출된다)에 대응하는 셀을 결정할 수 있다. 디지털 X좌표와는 달리, 디지털 Y좌표는 3과 4로 결정된다.Referring to FIG. 8, the digital coordinate measuring process in the multi-touch will be described. The digital Y coordinate measurement will be described first. The driving voltage VCC is applied to the first group electrodes a, b, and c of the upper plate, and the cell electrodes a ', b', and c 'of the other end are opened without applying a voltage. The base voltage GND is applied to the second cell electrodes d ', e' and f 'of the lower plate, and the voltage is measured through the second group electrodes d, e and f of the lower plate. In this case, a group corresponding to a specific group electrode (in this case, a driving voltage is detected at e) can be determined. In addition, the base voltage GND is applied to the second group electrodes d, e and f of the lower plate, and the voltage is measured through the second cell electrodes d ', e' and f 'of the lower plate. In this case, a cell corresponding to a specific cell electrode (in this case, a driving voltage is detected at d 'and e') can be determined. Unlike digital X coordinates, digital Y coordinates are determined by 3 and 4.

디지털 X좌표는 디지털 Y좌표와 유사한 방식으로 측정된다. 하판의 제2 그룹전극들(d,e,f)에 구동 전압(VCC)을 인가하고, 타단의 셀전극(d', e', f')은 전압을 인가하지 않고 개방한다. 그리고, 상판의 제1 셀전극들(a',b',c')에 기저 전압(GND)을 인가한 상태에서, 상판의 제1 그룹전극들(a, b, c)을 통하여 전압을 측정하면 특정의 그룹 전극(이 경우에는 a와 b에서 구동 전압이 검출된다)에 대응하는 그룹을 결정할 수 있다. 컨트롤러는 둘 이상의 그룹이 검출되므로, 멀티 터치가 발생하였다고 판단 수 있다. 다음, 상판의 제1 그룹전극들(a, b, c)에 기저 전 압(GND)을 인가한 상태에서, 상판의 제1 셀전극들(a', b', c')을 통하여 전압을 측정하면 특정의 셀 전극(이 경우에는 a'와 b'에서 구동 전압이 검출된다)에 대응하는 셀을 결정할 수 있다. 그런데, X축의 그룹이 둘 이상이므로, 디지털 X좌표가 2개로 결정되지 않는다. 도 8에서 보는 바와 같이, 디지털 X좌표는 쉐도우 셀(F1, F2)을 포함하여 0, 1, 3, 4가 측정된다.Digital X coordinates are measured in a similar way to digital Y coordinates. The driving voltage VCC is applied to the second group electrodes d, e, and f of the lower plate, and the cell electrodes d ', e', and f 'of the other end are opened without applying a voltage. The base voltage GND is applied to the first cell electrodes a ', b', and c 'of the upper plate, and the voltage is measured through the first group electrodes a, b and c of the upper plate. In this case, a group corresponding to a specific group electrode (in this case, a driving voltage is detected at a and b) can be determined. The controller may determine that two or more groups are detected, and thus, multi-touch has occurred. Next, while the base voltage GND is applied to the first group electrodes a, b, and c of the upper plate, a voltage is applied through the first cell electrodes a ', b', and c 'of the upper plate. By measuring, it is possible to determine a cell corresponding to a specific cell electrode (in this case, the driving voltage is detected at a 'and b'). However, since there are two or more groups on the X axis, the digital X coordinates are not determined to be two. As shown in FIG. 8, the digital X coordinates include shadow cells F1 and F2, and 0, 1, 3, and 4 are measured.

따라서 멀티 터치에서는 디지털 좌표를 명확히 하기 위해, 검출된 셀이 실제 터치 셀인지 쉐도우 셀인지를 구분해야 하는데, 이를 위하여 추가적인 검출 방법이 필요하다.Therefore, in multi-touch, in order to clarify the digital coordinates, it is necessary to distinguish whether the detected cell is an actual touch cell or a shadow cell. An additional detection method is required for this purpose.

이하에서는 쉐도우 셀 검출 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a shadow cell detection method will be described.

먼저, 제1 셀전극에서 각각 검출되는 전압값을 비교하는 과정을 통하여 쉐도우 셀을 구분할 수 있다. 즉, 제2 그룹전극(d,e,f)에 구동 전압(VCC)을 인가하고, 타단의 제2 셀전극(d', e', f')에 기저 전압(GND)을 인가한다. 제1 그룹전극(a, b, c)은 전압을 인가하지 않고 개방한 상태에서, 제1 셀전극(a',b',c')에서 전압값을 읽어 각각을 비교한다.First, the shadow cells may be distinguished by comparing the voltage values detected by the first cell electrodes. That is, the driving voltage VCC is applied to the second group electrodes d, e, and f, and the base voltage GND is applied to the second cell electrodes d ', e', and f 'at the other end. The first group electrodes a, b, and c are opened without applying a voltage, and the voltages are read from the first cell electrodes a ', b', and c 'and compared with each other.

터치 셀이 속하는 첫 번째 그룹전극(a)의 셀 전극(a', b', c')의 배열 순서대로 F2, T1, 그리고 터치가 없는 부분이 있는데, 각각에 대응하는 전압값을 V1, V2 및 V3라고 정의한다. 이때, 제1 셀전극(a',b',c')에서 읽혀진 전압값은 V2>V1, V3=0 의 관계가 성립한다. 즉, 쉐도우 셀 F2는 T2에 해당하는 전압값(V1)을 가지지만, T1에서 읽히는 전압값(V2)보다 작게 된다. 이러한 전압값들(V1, V2)을 비교하여 더 높은 전압값(V2)을 가지는 T1 지점이 실제로 터치된 지점임을 알 수 있고, 마찬가지로 T2의 X좌표도 결정할 수 있게 된다. 결국, 도 8에서 디지털 X좌표는 1과 3으로 결정된다.In the arrangement order of the cell electrodes (a ', b', c ') of the first group electrode (a) to which the touch cell belongs, there are F2, T1, and a part without touch, and corresponding voltage values are V1 and V2. And V3. At this time, the voltage value read from the first cell electrodes a ', b', and c 'has a relationship of V2> V1, V3 = 0. That is, the shadow cell F2 has a voltage value V1 corresponding to T2 but becomes smaller than the voltage value V2 read out from T1. By comparing these voltage values V1 and V2, it can be seen that the point T1 having the higher voltage value V2 is actually a touched point, and likewise, the X coordinate of T2 can be determined. As a result, in FIG. 8, the digital X coordinates are determined to be 1 and 3.

상술한 쉐도우 셀 검출 과정은 하나의 그룹 내에서 멀티 터치되거나 복수의 그룹이지만 싱글 셀에서 멀티 터치가 된 경우에는 쉐도우 셀이 발생하지 않게 되므로 생략될 수 있다. 도 7의 예에서 쉐도우 셀 검출이 필요하지 않았던 것도 같은 이유이다.The above-described shadow cell detection process may be omitted because multi-touch in one group or a plurality of groups but multi-touch in a single cell does not generate a shadow cell. For the same reason, shadow cell detection was not necessary in the example of FIG.

도 8에서, 디지털 X좌표는 1과 3, 디지털 Y좌표는 3과 4로 결정되지만, 터치 지점(T1, T2)의 좌표쌍을 바로 결정할 수는 없다. 디지털 X좌표가 2개, 디지털 Y좌표가 2개이므로, (X,Y)의 조합은 (1, 3), (1, 4), (3, 3), (3, 4)의 총 4가지가 나오기 때문이다. 실제로 필요한 좌표 조합은 2개이므로, 나머지 조합 (1, 4), (3, 3)을 배제할 수 있어야 한다. 도 7과 같이 쉐도우 셀이 없는 경우에도, 유효한 좌표 조합을 결정하기 위해서는 이하에서 설명하는 좌표 조합 검출 방법을 사용해야 한다.In FIG. 8, the digital X coordinates are determined to be 1 and 3, and the digital Y coordinates are determined to be 3 and 4, but the coordinate pairs of the touch points T1 and T2 cannot be directly determined. Since there are two digital X coordinates and two digital Y coordinates, there are four combinations of (X, Y): (1, 3), (1, 4), (3, 3), (3, 4) Because it comes out. Since there are actually two coordinate combinations needed, it should be possible to exclude the remaining combinations (1, 4) and (3, 3). Even when there is no shadow cell as shown in FIG. 7, in order to determine an effective coordinate combination, a coordinate combination detection method described below should be used.

도 8을 참고하여 좌표 조합 검출 방법을 설명한다.A method of detecting coordinate combinations will be described with reference to FIG. 8.

먼저 하나의 터치 지점(T1)을 기준으로 좌표 조합을 검출하기 위해, 제1 그룹전극(a,b,c)에 기저 전압(GND)을 인가한다. 그리고, 제1투명도전층의 타단에 연결된 제1 셀전극(b')에만 구동 전압(VCC)을 인가하고 나머지 제1 셀전극(a', c')에는 기저 전압(GND)을 인가한다. 제2 그룹전극(d,e,f)에 기저 전압(GND)을 인가한 상태에서 제2 셀전극(d',e',f')을 읽으면 디지털 X좌표 1에 대응하는 Y좌표를 결정할 수 있다. 도 8의 예에서 d'에서만 구동 전압(VCC)이 검출되므로, T1에 대한 Y좌 표는 3이 된다. T1의 좌표 조합이 (1, 3)으로 결정되므로, T2의 좌표 조합은 (3, 4)로 결정된다. 따라서, 좌표 조합 검출시에는 모든 터치 지점을 확인할 필요는 없다.First, in order to detect a coordinate combination based on one touch point T1, a ground voltage GND is applied to the first group electrodes a, b, and c. The driving voltage VCC is applied only to the first cell electrode b 'connected to the other end of the first transparent conductive layer, and the base voltage GND is applied to the remaining first cell electrodes a' and c '. When the second cell electrodes d ', e' and f 'are read while the ground voltage GND is applied to the second group electrodes d, e and f, the Y coordinate corresponding to the digital X coordinate 1 can be determined. have. In the example of FIG. 8, since the driving voltage VCC is detected only at d ', the Y coordinate with respect to T1 becomes 3. Since the coordinate combination of T1 is determined to be (1, 3), the coordinate combination of T2 is determined to be (3, 4). Therefore, it is not necessary to confirm every touch point when detecting the coordinate combination.

한편, 다른 하나의 터치 지점(T2)을 기준으로 좌표 조합을 검출할 수도 있다. 먼저, 제1 그룹전극(a,b,c)에 기저 전압(GND)을 인가한다. 그리고, 제1투명도전층의 타단에 연결된 제1 셀전극(a')에 구동 전압(VCC)을 인가하고 나머지 제1 셀전극(b', c')에 기저 전압(GND)을 인가한다. 제2 그룹전극(d,e,f)에 기저 전압(GND)을 인가한 상태에서 타단의 제2 셀전극(d',e',f')을 읽으면 디지털 X좌표 3에 대응하는 Y좌표를 결정할 수 있다. 도 8의 예에서 e'에서만 구동 전압(VCC)이 검출되므로, T2에 대한 Y좌표는 4가 된다. T2의 좌표 조합이 (3, 4)로 결정되므로, T1의 좌표 조합은 (1, 3)으로 결정된다. 따라서, T1에 대해서 좌표 조합을 확인할 필요는 없다.Meanwhile, the coordinate combination may be detected based on the other touch point T2. First, a ground voltage GND is applied to the first group electrodes a, b, and c. In addition, the driving voltage VCC is applied to the first cell electrode a 'connected to the other end of the first transparent conductive layer, and the base voltage GND is applied to the remaining first cell electrodes b' and c '. If the second cell electrodes d ', e', f 'at the other end are read while the ground voltage GND is applied to the second group electrodes d, e, f, the Y coordinate corresponding to the digital X coordinate 3 is read. You can decide. In the example of FIG. 8, since the driving voltage VCC is detected only at e ', the Y coordinate of T2 is four. Since the coordinate combination of T2 is determined to be (3, 4), the coordinate combination of T1 is determined to be (1, 3). Therefore, it is not necessary to confirm the coordinate combination with respect to T1.

이와 같은 좌표 조합 검출 과정을 통해 T1의 좌표는 (1,3)으로 결정되고, T2의 좌표는 (3,4)로 결정된다.Through this coordinate combination detection process, the coordinate of T1 is determined as (1,3), and the coordinate of T2 is determined as (3,4).

한편, 멀티 터치에서도 정교한 제어를 위하여 하이브리드 스캐닝을 할 수 있다. 이때 상, 하판 전극이 각각의 셀들이 유기적으로 연결된 구조를 가지기 때문에 싱글 터치와는 달리 매우 정확한 위치 값을 얻을 수 없다. 이를 개선하기 위하여, 보상 방법이 필요하다.Meanwhile, hybrid scanning may be performed even for multi-touch for precise control. In this case, since the upper and lower electrodes have a structure in which each cell is organically connected, a very accurate position value cannot be obtained unlike a single touch. In order to improve this, a compensation method is needed.

이하에서는 멀티 터치에서 하이브리드 스캐닝 보상 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a hybrid scanning compensation method in multi touch will be described.

도 9는 하이브리드 멀티 터치의 상판의 전극 구조만을 도시한 것이다. 9 illustrates only the electrode structure of the upper plate of the hybrid multi-touch.

도 10은 도 9의 전극 구조에 대한 등가회로를 나타낸 것이다. FIG. 10 illustrates an equivalent circuit for the electrode structure of FIG. 9.

전극상의 두 지점 은 터치 지점을 의미한다. 이때 두 지점은 하판 전극을 통하여 병렬 연결되는 구조를 가지게 된다. 도 10의 Zp 는 병렬 연결되는 임피던스를 의미한다. 일반적으로 터치를 하지 않았을 때, 도 10 에서와 같이 전원을 인가하면, C0, C1, C2, C3 지점의 전압을 각각 Vc0, Vc1, Vc2, Vc3라 할 때, Vc0 = Vc1= Vc2 = Vc3 = VCC/2 가 되어 항상 일정하게 된다. 따라서 이때 전류 값 i0 = i1= i2 를 만족하며, i3 = i4= i5 = ip = 0 이 된다.The two points on the electrode represent the touch points. At this time, the two points will have a structure that is connected in parallel through the lower electrode. Zp of FIG. 10 means impedance connected in parallel. In general, when no power is applied and power is applied as shown in FIG. 10, when the voltages at points C0, C1, C2, and C3 are Vc0, Vc1, Vc2, and Vc3, respectively, Vc0 = Vc1 = Vc2 = Vc3 = VCC / 2, which is always constant. Therefore, the current value i0 = i1 = i2 is satisfied and i3 = i4 = i5 = ip = 0.

그러나 도 10 에서 멀티 터치가 발생하게 되면, 합성 임피던스 Zp 만큼의 병렬 임피던스가 연결됨으로써, Vc0 와 Vc1의 전압 값은 왜곡이 발생하게 된다. 이때 왜곡 전압값은 합성 임피던스 Zp로 흐르는 전류 ip에 비례하게 된다.However, when multi-touch occurs in FIG. 10, parallel impedance equal to the combined impedance Zp is connected, and distortion occurs in the voltage values of Vc0 and Vc1. At this time, the distortion voltage value is proportional to the current ip flowing through the composite impedance Zp.

도 10에서, 각각의 전압 전류에 대하여 키르히호프의 법칙을 적용하면 다음 식을 만족하게 된다.In Fig. 10, if Kirchhoff's law is applied to each voltage current, the following equation is satisfied.

도 9에서 멀티 터치 시, 전극 C0, C1, C2, C3(Float) 지점을 읽어내면, 그때 전압을 각각 Vc0, Vc1, Vc2, Vc3라 할때, 도 10에서 부터 Vc0, Vc1, Vc2는 수학식 1 내지 3을 만족하게 된다.When the electrodes C0, C1, C2, and C3 (Float) points are read at the time of multi-touch in FIG. 9, the voltages are Vc0, Vc1, Vc2, and Vc3, respectively, and from FIG. 10, Vc0, Vc1, and Vc2 1 to 3 are satisfied.

Vc0 = VCC -(i0+i3)* Rcell Vc0 = VCC-(i0 + i3) * Rcell

여기서, Rcell은 각 ITO 셀의 저항값이므로 모든 ITO셀에서 항상 동일한 값을 갖는다.Here, since Rcell is a resistance value of each ITO cell, it always has the same value in all ITO cells.

Vc1 = (i1+i4)* Rcell Vc1 = (i1 + i4) * Rcell

Vc2 = (i2+i5) * Rcell Vc2 = (i2 + i5) * Rcell

이때 수학식 1 내지 3을 이용하면 i0, i1, i2, i3, i4, i5 을 다음의 수학식 4 내지 9와 같이 각각 계산해 낼 수 있다. In this case, using Equations 1 to 3, i0, i1, i2, i3, i4, and i5 may be calculated as shown in Equations 4 to 9, respectively.

i0 = (VCC - Vc0) /Rcell - i3i0 = (VCC-Vc0) / Rcell-i3

i1 = Vc1 / Rcell - i4 i1 = Vc1 / Rcell-i4

i2 = Vc2 / Rcell - i5 i2 = Vc2 / Rcell-i5

i4 = (Vc3-Vc1) / Rcell i4 = (Vc3-Vc1) / Rcell

i5 = (Vc3 - Vc2)/ Rcell i5 = (Vc3-Vc2) / Rcell

i3 = i4 + i5 = (vc0- Vc3) / Rcell i3 = i4 + i5 = (vc0- Vc3) / Rcell

멀티 터치 지점이 어디건 간에, Vc0, Vc1, Vc2, Vc3의 값을 알 수 있기 때문에, 항상 i0, i1, i2, i3, i4, i5를 정확하게 측정할 수 있다. Rcell = R1+ R2 = R3+ R4 를 이용하여, 도 10의 등가 회로에 키르히 호프의 법칙을 적용하면 다음 식 을 얻어낼 수 있다.Wherever the multi-touch points are, the values of Vc0, Vc1, Vc2, Vc3 are known, so that i0, i1, i2, i3, i4, i5 can always be measured accurately. By applying Kirchhoff's law to the equivalent circuit of FIG. 10 using Rcell = R1 + R2 = R3 + R4, the following equation can be obtained.

ip = (VCC - Vc1 - i1 * Rcell) /R1 = ip7ip = (VCC-Vc1-i1 * Rcell) / R1 = ip7

ip = (Vc0 - i0 * Rcell) /R4 = ip8ip = (Vc0-i0 * Rcell) / R4 = ip8

수학식 10의 계산 값과 수학식 11의 계산 값이 일치해야 한다. 그러나, 실제 계산된 두 ip의 값은 차이가 날수 있다. 이는 R1,과 R4의 근사화 오차에 기인하게 되며, 이 오차를 최소화 하기 위해 위의 계산식에서 계산된 두 ip전류를 평균(ip = (ip7 + ip8)/2)하여 그 오차를 최소화 할 수 있다.The calculated value of Equation 10 and the calculated value of Equation 11 must match. However, the actual calculated values of two ips may differ. This is due to the approximation error of R1 and R4, and in order to minimize this error, the error can be minimized by averaging (ip = (ip7 + ip8) / 2) the two ip currents calculated in the above equation.

ip를 구하기 위하여 근사화된 R1, R4 값을 이용하였는데, R1, R4는 디지털 좌표를 근거로 근사화된 값이기 때문에 오차가 그대로 반영되어 있는 값이다. 따라서, 수학식 10 및 11의 ip값의 계산에도 오차가 있게 된다. 이 오차를 제거하기 위해서 수학식 10 및 11의 평균을 취하였는데, 이때 구해진 ip의 평균값을 이용하여 근사화된 R1, R4 값을 보정할 수 있다. 이에 따른 R1, R4 값은 수학식 12 및 13과 같다.In order to obtain ip, the approximated values of R1 and R4 are used. Since R1 and R4 are approximated values based on digital coordinates, the error is reflected. Therefore, there is an error in the calculation of the ip values of the equations (10) and (11). In order to remove this error, the averages of Equations 10 and 11 were taken. At this time, the approximated values of R1 and R4 can be corrected using the average value of ip. Accordingly, the values of R1 and R4 are as shown in Equations 12 and 13.

R4 = (Vc0 - i0 * Rcell) / ipR4 = (Vc0-i0 * Rcell) / ip

R1= VCC - Vc1 - i1 * RcellR1 = VCC-Vc1-i1 * Rcell

위에서 계산된 전류 i0, i1, ip, R1, R4로 부터, 터치 지점의 위치 좌표를 계산해보면, 터치 지점의 전압을 각각 V1, V2 라 할때, 다음식을 만족하게 된다.From the currents i0, i1, ip, R1, and R4 calculated above, when calculating the position coordinates of the touch points, when the voltages of the touch points are V1 and V2, the following equations are satisfied.

V1 = VCC- (i1 + ip) * R1 V1 = VCC- (i1 + ip) * R1

V2 = (i0 + ip) * R4 V2 = (i0 + ip) * R4

수학식 14 및 15에서 읽힌 전압값이 그대로 좌표가 되며, 전극 방향 및 옵셋전압을 고려하여 좌표 값 Y1, Y2 는 Y1 = (V1 - Vc1)/(VCC - Vc1) * Resolution , Y2 = (1 - V2 / Vc0) * Resolution 과 같이 보정하여 사용할 수 있다. 이러한 보정 과정은 상술한 컨트롤러에 의해 수행된다. 여기서, 'Resolution'은 해상도를 의미한다.The voltage values read in Equations 14 and 15 are coordinates as they are, and the coordinate values Y1 and Y2 are Y1 = (V1-Vc1) / (VCC-Vc1) * Resolution, Y2 = (1- V2 / Vc0) * It can be used by correcting as Resolution. This calibration process is performed by the controller described above. Here, 'Resolution' means resolution.

지금까지 살펴본 바에 의하면, 상기 보정 식의 유도 과정으로부터 정확한 전류값 i0~i5 을 얻을 수 있으며, 오차를 최적화 한 근사의 ip를 유도해 낼 수 있었다. 또한 구해진 전류 값으로부터 정확한 위치 좌표를 간단히 계산해 낼 수 있다. 이와 같이 디지털 좌표를 이용한 보상된 정밀한 아날로그 좌표를 환산할 수 있다. 마찬 가지로 하판에 대하여 동일한 방법의 일련의 보상을 실행하여 정확한 아날로그 좌표 값을 계산할 수 있다. 하이브리드 스캐닝에 의하면, 멀티 터치에서도 디지털 좌표에 비하여 수십 배 이상 정교한 좌표 처리가 가능하게 한다.According to the above, the accurate current values i0 to i5 can be obtained from the derivation process of the above correction equation, and an approximate ip for optimizing the error can be derived. It is also possible to simply calculate the exact position coordinates from the obtained current values. In this way, it is possible to convert the compensated precise analog coordinates using digital coordinates. Similarly, the same series of compensations can be performed on the bottom plate to calculate the correct analog coordinate values. According to hybrid scanning, even coordinates can be processed more than ten times more precisely than digital coordinates.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시 예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그리고, 이와 같은 변형 은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and variations may be made therefrom. And, such modifications should be considered to be within the scope of technical protection of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

본 발명은 정교하면서도 전력 소비가 적은 터치 인식이 가능하고, 소형화가 가능한 터치패널 및 그 인식 기술에 관한 것으로, 터치 인식을 기본으로 하는 휴대폰, 스마트폰, PDA 등의 모바일 기기 등에 적용될 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a touch panel capable of sophisticated touch recognition with low power consumption, and to a miniaturized touch panel and a recognition technology thereof.

도 1은 종래의 4선 저항막방식의 터치패널에 대한 분리사시도이다.1 is an exploded perspective view of a conventional 4-wire resistive touch panel.

도 2는 종래 디지털 방식의 터치패널을 개략적으로 나타내는 도면이다.2 is a view schematically showing a conventional digital touch panel.

도 3은 본 발명에 따르는 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.3 is a view schematically showing an analog-digital hybrid touch panel device according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따르는 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치의 일부를 보여주는 도면이다.4 is a view showing a part of the analog-digital hybrid touch panel device according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따르는 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치의 일부를 보여주는 도면이다.5 is a view showing a part of the analog-digital hybrid touch panel device according to the present invention.

도 6a 내지 6g은 본 발명에 따르는 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치에서 단일 터치된 경우의 인식과정을 보여주는 도면이다.6A to 6G illustrate a recognition process when a single touch is performed in the analog-digital hybrid touch panel device according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따르는 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치에서 멀티(multi) 터치된 경우의 인식과정을 보여주는 도면이다.7 is a diagram illustrating a recognition process when a multi-touch is performed in the analog-digital hybrid touch panel device according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따르는 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치에서 멀티(multi) 터치된 경우의 인식과정을 보여주는 도면이다. 8 is a view illustrating a recognition process when a multi-touch is performed in the analog-digital hybrid touch panel device according to the present invention.

도 9는 하이브리드 멀티 터치의 상판의 전극 구조만을 도시한 것이다. 9 illustrates only the electrode structure of the upper plate of the hybrid multi-touch.

도 10은 도 9의 전극 구조에 대한 등가회로를 나타낸 것이다. FIG. 10 illustrates an equivalent circuit for the electrode structure of FIG. 9.

Claims (7)

복수의 바 형태의 패턴을 가지는 제1투명도전층;A first transparent conductive layer having a plurality of bar-shaped patterns; 상기 제1투명도전층의 일단에 연결된 그룹별의 리드전극인 제1 그룹전극;A first group electrode which is a lead electrode for each group connected to one end of the first transparent conductive layer; 상기 제1투명도전층의 타단에, 상기 제1 그룹전극의 각 그룹 내에서 셀마다 구비된 리드전극인 제1 셀전극;A first cell electrode on the other end of the first transparent conductive layer, which is a lead electrode provided for each cell in each group of the first group electrodes; 상기 제1투명도전층과 대향되게 배치되며, 상기 제1투명도전층의 패턴과 직교하는 복수의 바 형태의 패턴을 가지는 제2투명도전층;A second transparent conductive layer disposed to face the first transparent conductive layer and having a plurality of bar-shaped patterns orthogonal to the pattern of the first transparent conductive layer; 상기 제2투명도전층의 일단에 연결된 그룹별의 리드전극인 제2 그룹전극;A second group electrode which is a lead electrode for each group connected to one end of the second transparent conductive layer; 상기 제2투명도전층의 타단에, 상기 제2 그룹전극의 각 그룹 내에서 셀마다 구비된 리드전극인 제2 셀전극; 및A second cell electrode on the other end of the second transparent conductive layer, which is a lead electrode provided for each cell in each group of the second group electrodes; And 상기 제1투명도전층과 제2투명도전층이 전기적으로 접촉되는 것을 방지하는 복수의 도트스페이서를 포함하는 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치.And an analog-digital hybrid touch panel device including a plurality of dot spacers for preventing the first transparent conductive layer and the second transparent conductive layer from being in electrical contact with each other. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 그룹전극 및 제2 그룹전극 각각은 그룹마다 하나씩 연결되고, 상기 제1 셀전극은 제1 그룹전극에 대응되는 각 그룹 내에서 순서가 동일한 셀에 대해 동일한 전극이며, 상기 제2 셀전극은 제2 그룹전극에 대응되는 각 그룹 내에서 순서가 동일한 셀에 대해 동일한 전극인 것을 특징으로 하는, 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치.Each of the first group electrode and the second group electrode is connected to each group, and the first cell electrode is the same electrode for a cell having the same order within each group corresponding to the first group electrode. Is the same electrode for a cell having the same order in each group corresponding to the second group electrode, the analog-digital hybrid touch panel device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 그룹전극, 제1 셀전극, 제2 그룹전극 및 제2 셀전극을 이용하여 터치 셀의 디지털 좌표를 측정하고, 상기 디지털 좌표에 기반하여 상기 터치 셀에 대응하는 그룹전극의 전압값을 측정하여 상기 터치 셀의 하이브리드 좌표를 산출하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치.The digital coordinates of the touch cell are measured using the first group electrode, the first cell electrode, the second group electrode, and the second cell electrode, and the voltage value of the group electrode corresponding to the touch cell is determined based on the digital coordinates. And measuring and calculating a hybrid coordinate of the touch cell. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 컨트롤러는The controller 상기 제1 셀전극 중 상기 터치 셀에 대응하는 셀전극에만 구동 전압(VCC)을 인가한 상태에서 상기 제2 그룹전극 중 상기 터치 셀에 대응하는 그룹전극의 전압값을 측정하고, 상기 제2 셀전극 중 상기 터치 셀에 대응하는 셀전극에만 구동 전압(VCC)을 인가한 상태에서 상기 제1 그룹전극 중 상기 터치 셀에 대응하는 그룹전극의 전압값을 측정하여 상기 터치 셀의 하이브리드 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치.The voltage value of the group electrode corresponding to the touch cell among the second group electrodes is measured while the driving voltage VCC is applied only to the cell electrode corresponding to the touch cell among the first cell electrodes. A hybrid coordinate of the touch cell is calculated by measuring a voltage value of a group electrode of the first group electrode corresponding to the touch cell while applying a driving voltage VCC only to a cell electrode of the electrode. Analog-digital hybrid touch panel device, characterized in that. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 컨트롤러는The controller 둘 이상의 터치 셀들에 대한 디지털 좌표가 측정되는 경우, 상기 제2 그룹전 극에 구동 전압(VCC)을 인가하고 상기 제2 셀전극에 기저 전압(GND)을 인가한 상태에서 상기 제1 셀전극의 전압값을 측정한 후, 측정된 전압값의 크기를 비교하여 쉐도우 셀을 검출하는 것을 특징으로 하는, 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치.When the digital coordinates of two or more touch cells are measured, the voltage of the first cell electrode is applied while a driving voltage VCC is applied to the second group electrode and a ground voltage GND is applied to the second cell electrode. After measuring the value, the shadow cell is detected by comparing the magnitude of the measured voltage value, analog-digital hybrid touch panel device. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 컨트롤러는The controller 둘 이상의 터치 셀에 대한 디지털 좌표가 측정되는 경우, 상기 제1 셀전극 중 상기 터치 셀에 대응하는 셀 전극에만 구동 전압(VCC)를 인가하고 나머지 제1 셀전극, 상기 제1 그룹전극 및 상기 제2 그룹전극에는 기저 전압(GND)을 인가한 상태에서, 상기 제2 셀전극의 전압을 측정하여 좌표 조합을 검출하는 것을 특징으로 하는, 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치.When the digital coordinates of two or more touch cells are measured, a driving voltage VCC is applied only to the cell electrodes corresponding to the touch cells among the first cell electrodes, and the remaining first cell electrodes, the first group electrodes, and the first electrode. And a coordinate combination is detected by measuring a voltage of the second cell electrode while a base voltage (GND) is applied to the two group electrodes. 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치의 제1 그룹전극, 제1 셀전극, 제2 그룹전극 및 제2 셀전극을 이용하여 디지털 좌표를 측정하는 단계; 및Measuring digital coordinates using the first group electrode, the first cell electrode, the second group electrode, and the second cell electrode of the analog-digital hybrid touch panel device; And 상기 디지털 좌표에 기반하여 상기 터치 셀에 대응하는 그룹전극의 전압값을 측정하여 터치 셀의 하이브리드 좌표를 산출하는 단계를 포함하고,Calculating hybrid coordinates of the touch cell by measuring a voltage value of a group electrode corresponding to the touch cell based on the digital coordinates, 상기 제1 그룹전극은 복수의 바 형태의 패턴을 가지는 제1투명도전층의 일단에 그룹마다 연결되고, 상기 제1 셀전극은 상기 제1투명도전층의 타단에 셀마다 연결되며, 상기 제2 그룹전극은 상기 제1투명도전층의 패턴과 직교하는 복수의 바 형 태의 패턴을 가지는 제2투명도전층의 일단에 그룹마다 연결되고, 상기 제2 셀전극은 상기 제2투명도전층의 타단에 셀마다 연결되는 것을 특징으로 하는, 아날로그-디지털 하이브리드 터치패널장치의 인식방법.The first group electrode is connected for each group to one end of the first transparent conductive layer having a plurality of bar-shaped patterns, and the first cell electrode is connected for each cell to the other end of the first transparent conductive layer, and the second group electrode Is connected per group to one end of the second transparent conductive layer having a plurality of bar-shaped patterns orthogonal to the pattern of the first transparent conductive layer, and the second cell electrode is connected to each other at the other end of the second transparent conductive layer. Characterized in that the analog-digital hybrid touch panel device recognition method.
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