KR20100054886A - Touchscreen device having conductive sensing-net of two dimensions - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 터치스크린 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 보다 단순화된 구조에 의해 생산성을 높이고 제조 원가를 절감할 수 있으며 고해상도의 감지능력을 구현할 수 있으며 대면적화가 용이한 보다 향상된 동작 성능을 갖는 이차원 전도성 감지망을 구비한 터치스크린 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a touch screen device, and more specifically, to a two-dimensional conductivity having improved operation performance that can increase productivity, reduce manufacturing costs, realize high resolution, and facilitate large-area, by a simplified structure. The present invention relates to a touch screen device having a sensing network.
터치스크린은 키보드나 마우스와 같은 입력장치를 사용하지 않고, 화면(스크린)에 나타난 문자나 특정위치에 사람의 손 또는 물체가 닿으면 그 위치를 파악하여 특정한 기능을 처리하도록 한 것으로 최근 여러 장치에 많이 장착되고 있다. 터치스크린 장치는 저항막 방식, 표면탄성파 방식, 적외선차광 방식, 전자유도 방식, 정전용량 방식 등이 있다.The touch screen does not use an input device such as a keyboard or a mouse, and detects the position of a person's hand or an object on a character or a specific location on the screen (screen) to process the specific function. It is attached a lot. The touch screen device includes a resistive film type, surface acoustic wave type, infrared light shielding type, electromagnetic induction type, and capacitive type.
저항막 방식의 터치스크린은 통상적으로 뒷면에 도전막(ITO)을 형성한 PET 기판이 사용되며 공기층을 끼고 유리 위로 형성한 도전막(ITO)과 상대하고 있다. 그리고 두 면 사이의 공간을 유지하고 터치하지 않았을 때의 상호 접촉(short)을 방지하기 위해 공간 내에는 스페이서가 동일한 간격으로 배치되어 있다. 이와 같 이 저항막 방식의 터치스크린은 그 구조적 특징으로 인하여 빛의 투과율을 저하는 불가피하다. 또한 터치할 때마다 도전막끼리 기계적인 접촉을 하는 관계로 내구성을 유지하기 위해서는 도전막을 두껍게 하지 않으면 안 된다. 이로 인해 투과율을 더욱 나빠지고 심지어는 황색을 띠는 경향까지 나타나고 있다.In general, a resistive touch screen uses a PET substrate having a conductive film (ITO) formed on its rear surface, and faces an electrically conductive film (ITO) formed on a glass with an air layer thereon. Spacers are arranged at equal intervals in the space in order to maintain the space between the two surfaces and prevent mutual contact (short) when not touching. As described above, the resistive touch screen is inevitably reduced in light transmittance due to its structural features. Moreover, in order to maintain durability, the conductive film must be thickened because the conductive films are in mechanical contact with each other when they are touched. As a result, the transmittance becomes worse and even yellowish.
표면 탄성파를 이용한 방식의 터치스크린은 X축, Y축의 송신용 변환기로부터 진동을 보내면 유리 표면에 탄성파가 진행한다. 이때, 유리 표면에 손가락을 대면 그 부분의 진동(energy)이 손가락에 흡수되어 진동이 전달되지 않아 위치를 검출할 수 있게 된다. 이 방식은 손톱, 막대기 등 유리 표면의 탄성파를 흡수하지 못하는 물체로 터치 했을 때에는 검출되지 않을 경우는 있다. 또한 물방울이 남아 있으면 여기에 표면탄성파가 흡수되기 때문에 터치 검출에 장애를 받을 염려가 있다.In the touch screen using the surface acoustic wave, when the vibration is transmitted from the transducer for transmission on the X and Y axes, the elastic wave propagates on the glass surface. At this time, when the finger is placed on the glass surface, the vibration of the portion is absorbed by the finger so that the vibration is not transmitted and the position can be detected. This method may not be detected when touched by an object that does not absorb elastic waves on the glass surface such as nails or sticks. In addition, if water droplets remain, surface acoustic waves are absorbed there, which may interfere with touch detection.
적외선차광 방식의 터치스크린은 가로, 세로 한쪽에 LED를 이용한 발광면을 설치하고 그 반대편에 수광면을 설치한다. 그리하여 화면을 터치할 때 빛이 차단됨으로 빛을 차단한 위치가 어디인지 판단할 수 있게 된다. 화면 위에는 검출소자가 없기 때문에 투과율을 100%이다. 그러한 장점이 있는 반면 먼지나 곤충 등 광원을 차단하는 물체에 약하기 때문에 사용할 수 있는 환경이 제한된다. 또한 조명이나 햇빛이 화면에 들어오는 경우 장애가 발생할 경우가 있다.Infrared light shielding type touch screen installs light emitting surface using LED on one side of horizontal and vertical and light receiving surface on the other side. Thus, when the screen is touched, the light is blocked so that it is possible to determine where the light is blocked. Since there is no detection element on the screen, the transmittance is 100%. While there is such an advantage, the environment that can be used is limited because it is weak to an object blocking the light source such as dust or insects. In addition, if the light or sunlight enters the screen, there may be a problem.
전자유도 방식의 터치스크린은 자계를 발생할 수 있는 특별한 장치로 터치해야 하는 것으로 타블렛 등에서 많이 사용되어 왔지만 손가락으로는 동작시킬 수 없음으로 응용범위는 한정되어 있다. 일반적으로 터치스크린에서는 빛이 막을 통과할 때 공기와 막과의 경계에서 반사가 일어나거나 또는 막과 소재와의 경계에서도 반사가 일어난다. 따라서 막과 층의 수가 적을수록 불필요한 반사는 일어나지 않는다. 이러한 점에서 정전용량 방식의 터치스크린은 각 층 사이에는 공기층이 없기 때문에 투과율이 좋고 불필요한 반사도 거의 없다. 그러나 해상도를 높이기에는 단순히 패턴을 미세화하는 것으로는 여러 문제점을 내포하고 있다.Electro-induced touch screen is a special device that can generate a magnetic field, and has been used in tablets and the like, but its application range is limited because it cannot be operated with a finger. In general, when the light passes through the membrane, the reflection occurs at the boundary between the air and the membrane or at the boundary between the membrane and the material. Therefore, the smaller the number of films and layers, the less unnecessary reflection occurs. In this regard, the capacitive touch screen has good transmittance and almost no unnecessary reflection because there is no air layer between the layers. However, in order to increase the resolution, simply miniaturizing the pattern has several problems.
이와 같은 여러 방식의 터치스크린이 다양한 장치들에 널리 장착되고 있지만 가격 저하를 위해 그리고 성능 향상을 위해 해결해야할 부분들이 존재하고 있다. 즉, 보다 단순화된 구조와 보다 향상된 동작 성능을 갖는 터치스크린 장치가 요구된다. 또한 기존의 터치스크린 장치들은 대면적화가 용이하지 않는 문제점이 있다.While these types of touchscreens are widely installed in various devices, there are some areas to be solved to reduce the price and to improve the performance. In other words, there is a need for a touch screen device having a simplified structure and improved operating performance. In addition, existing touch screen devices have a problem in that large area is not easy.
본 발명의 목적은 보다 단순화된 구조에 의해 생산성을 높이고 제조 원가를 절감할 수 있으며 고해상도의 감지능력을 구현할 수 있으며 대면적화가 용이한 보다 향상된 동작 성능을 갖는 이차원 전도성 감지망을 구비한 터치스크린 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is a touch screen device having a two-dimensional conductive sensing network having improved operation performance that can increase productivity, reduce manufacturing costs, implement high resolution sensing capability, and facilitate large area by a simplified structure. To provide.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 터치스크린 장치에 관한 것이다. 본 발명의 터치스크린 장치는: 터치 감지 영역을 갖는 기판 부재; 상기 터치 감지 영역에 사상되도록 상기 기판 부재의 일면에 복수개의 노드와 복수 개의 단위 가지를 갖고 이차원 그물 구조로 형성되며 스캔 신호가 전송되는 전도성 감지망; 상기 터치 감지 영역에서 터치된 위치의 X축 좌표를 감지하기 위하여 상기 전도성 감지망의 일측으로 구비된 복수개의 제1 스캔 신호 출력단; 상기 터치 감지 영역에서 터치된 위치의 Y축 좌표를 감지하기 위하여 상기 전도성 감지망의 다른 일측으로 구비된 복수개의 제2 스캔 신호 출력단; 상기 복수개의 제1 스캔 신호 출력단을 순차적으로 스캐닝하여 전기적 특성 값을 감지하는 X축 센싱 회로; 및 상기 복수개의 제2 스캔 신호 출력단을 순차적으로 스캐닝하여 전기적 특성 값을 감지하는 Y축 센싱 회로를 포함한다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to a touch screen device. The touch screen device of the present invention comprises: a substrate member having a touch sensing area; A conductive sensing network having a plurality of nodes and a plurality of unit branches on one surface of the substrate member so as to be mapped to the touch sensing region, and having a two-dimensional network structure and transmitting a scan signal; A plurality of first scan signal output terminals provided on one side of the conductive detection network to detect the X-axis coordinates of the touched position in the touch sensing area; A plurality of second scan signal output terminals provided on the other side of the conductive detection network to detect the Y-axis coordinates of the touched position in the touch sensing area; An X-axis sensing circuit configured to sequentially scan the plurality of first scan signal output terminals and detect an electrical characteristic value; And a Y-axis sensing circuit configured to sequentially scan the plurality of second scan signal output terminals to sense an electrical characteristic value.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 감지 영역에서 터치된 위치의 X축 좌표를 감지하기 위하여 상기 전도성 감지망으로 스캔 신호를 입력하기 위한 제1 공통 입력단; 및 상기 터치 감지 영역에서 터치된 위치의 Y축 좌표를 감지하기 위하여 상기 전도성 감지망으로 스캔 신호를 입력하기 위한 제2 공통 입력단을 포함한다.In one embodiment, a first common input terminal for inputting a scan signal to the conductive sensing network for sensing the X-axis coordinates of the touched position in the touch sensing area; And a second common input terminal for inputting a scan signal to the conductive sensing network to sense the Y-axis coordinate of the touched position in the touch sensing area.
일 실시예에 있어서, 상기 스캔 신호를 발생하는 스캔 신호 발생원; 및 상기 스캔 신호 발생원과 상기 제1 및 제2 공통 입력단 사이에서 선택적인 전기적 연결을 제공하는 스위칭 회로를 포함한다.In one embodiment, a scan signal generator for generating the scan signal; And a switching circuit providing a selective electrical connection between the scan signal source and the first and second common input terminals.
일 실시예에 있어서, 상기 스위칭 회로는 일반모드와 슬립모드를 갖고, 일반모드에서는 상기 스캔 신호 발생원을 상기 제1 및 제2 공통 신호 입력단 사이에서 순차적으로 주기적인 전기적 연결을 갖도록 스위칭 동작하며, 슬립동작모드에서는 상기 스캔 신호 발생원을 상기 제1 또는 제2 공통 입력단의 어느 하나에 고정되어 전기적 연결을 갖도록 한다.In one embodiment, the switching circuit has a normal mode and a sleep mode, in the normal mode switching operation so that the scan signal source has a periodic electrical connection between the first and second common signal input terminal sequentially In the operation mode, the scan signal source is fixed to either one of the first or second common input terminals so as to have an electrical connection.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 공통 입력단에 연결되는 제1 스캔 신호 발생원 및 상기 제2 공통 입력단에 연결되는 제2 스캔 신호 발생원을 포함한다.In an exemplary embodiment, a first scan signal source connected to the first common input terminal and a second scan signal source connected to the second common input terminal are included.
일 실시예에 있어서, 상기 스캔 신호를 발생하기 위한 스캔 신호 발생원; 상기 전도성 감지망으로 상기 스캔 신호를 입력하는 스타일러스 팬; 및 상기 스캔 신호 발생원과 상기 스타일러스 팬 사이에 연결되어 상기 스타일러스 팬을 구동하는 스타일러스 팬 구동부를 포함한다.In one embodiment, a scan signal source for generating the scan signal; A stylus fan configured to input the scan signal to the conductive sensing network; And a stylus fan driver connected between the scan signal source and the stylus fan to drive the stylus fan.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 복수개의 스캔 신호 출력단으로 출력되는 복수개의 출력 신호들의 전기적 특성값들의 비율비교분석에 의해 상기 터치 감지 영역에서 터치된 위치를 판단한다.In example embodiments, the touched position in the touch sensing area is determined by a ratio comparison analysis of electrical characteristic values of the plurality of output signals output to the first and second plurality of scan signal output terminals.
일 실시예에 있어서, 상기 전도성 감지망은 투명 인듐 주석 산화물, 투명한 도전성 중합체, 불투명 도전체 중 어느 하나를 포함한다.In one embodiment, the conductive sensing network includes any one of a transparent indium tin oxide, a transparent conductive polymer, and an opaque conductor.
일 실시예에 있어서, 상기 기판 부재는 상기 전도성 감지망을 덮는 보호막을 포함한다.In example embodiments, the substrate member may include a passivation layer covering the conductive sensing net.
일 실시예에 있어서, 상기 스캔 신호는 교류 신호를 포함한다.In one embodiment, the scan signal comprises an alternating current signal.
일 실시예에 있어서, 상기 스캔 신호는 변조된 신호를 포함한다.In one embodiment, the scan signal comprises a modulated signal.
일 실시예에 있어서, 상기 기판 부재는 접지 쉴드를 포함한다.In one embodiment, the substrate member comprises a ground shield.
일 실시예에 있어서, 상기 기판 부재 이면에 장착되는 편광판를 포함한다.In an exemplary embodiment, a polarizer may be mounted on the rear surface of the substrate member.
본 발명의 이차원 전도성 감지망을 구비한 터치스크린 장치에 의하면, 전도 성 감지망을 기판 부재의 일면에 형성하기 때문에 제조 과정이 단순화되어 생산성을 높일 수 있어서 제조 원가를 매우 저렴하게 할 수 있다. 전도성 감지망의 망 구조를 매우 조밀하고 세밀하게 구성할 수 있어서 고해상도의 터치스크린을 구현할 수 있다. 또한 단순화된 망구조를 반복하여 확대하는 것으로 터치스크린의 대면적화를 용이하게 달성할 수 있다. 또한 단일 기판 부재를 사용하여 전도성 감지망을 단층으로 완성하기 때문에 터치스크린 장치의 박막화가 가능하다.According to the touch screen device having the two-dimensional conductive sensing network of the present invention, since the conductive sensing network is formed on one surface of the substrate member, the manufacturing process can be simplified and productivity can be increased, thereby making the manufacturing cost very low. Since the network structure of the conductive sensing network can be configured very densely and precisely, a high resolution touch screen can be realized. In addition, it is possible to easily achieve a large area of the touch screen by repeatedly expanding the simplified network structure. In addition, since the conductive sensing network is completed in a single layer using a single substrate member, the touch screen device can be thinned.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.In order to fully understand the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiment of the present invention may be modified in various forms, the scope of the invention should not be construed as limited to the embodiments described in detail below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings and the like may be exaggerated to emphasize a more clear description. It should be noted that the same members in each drawing are sometimes shown with the same reference numerals. Detailed descriptions of well-known functions and constructions which may be unnecessarily obscured by the gist of the present invention are omitted.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 스크린 장치의 회로 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 기판 부재의 일면에 구성되는 전도성 감지망의 일부를 확대하여 보여주는 도면이다. 그리고 도 3은 기판 부재의 부분 단면도이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a circuit configuration of a touch screen device according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion of a conductive sensing network configured on one surface of a substrate member. 3 is a partial cross-sectional view of the substrate member.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 터치스크린 장치는 터치 감지 영역을 갖는 기판 부재(30)와 기판 부재(30)의 일면에 구성되는 전도성 감지망(31)을 포함한다. 전도성 감지망(31)은 터치 감지 영역에 사상 되도록 기판 부재(30)의 일면에 구성된다. 전도성 감지망(31)은 복수개의 노드(32)와 복수개의 단위 가지(33)가 격자형으로 배열된 이차원 그물 구조로 형성된다. 그럼으로 전도성 감지망(31)은 복수개의 노드(32)와 복수개의 단위 가지(33)에 의해 사각으로 둘러 쌓여지는 비여있는 셀(34)들이 복수개가 형성된다. 전도성 감지망(31)에는 터치 감지 영역에서 터치된 위치의 X축 좌표를 감지하기 위한 제1 공통 입력단(35)과 복수개의 제1 스캔 신호 출력단(37)을 구비한다. 그리고 Y축 좌표를 감지하기 위한 제2 공통 입력단(36)과 복수개의 제2 스캔 신호 출력단(38)을 구비한다. 예를 들어, 전도성 감지망(31)이 전체적으로 사각형 구조를 갖는 경우 제1 공통 입력단(36)과 복수개의 제1 스캔 신호 출력단(37)은 마주 대향된 일면으로 그리고 제2 공통 입력단(37)과 복수개의 제2 스캔 신호 출력단(38)은 마주 대향된 다른 일면으로 배치된다.1 to 3, the touch screen device of the present invention includes a
전도성 감지망(31)을 구성하는 복수개의 노드(32)와 가지(33)는 저항 성분을 갖는 광 투과성 전도체로 예를 들어, 투명 인듐 주석 산화물 또는 투명한 도전성 중합체를 사용할 수 있다. 기판 부재(30)는 투명 기판 예를 들어, PET 필름을 사용할 수 있다. 터치스크린 장치(10)는 액정디스플레이와 같은 디스플레이 장치의 화면위에 장착되는 디스플레이 오버레이 터치스크린으로 사용되는 경우 광 투과를 위하여 기판 부재(30)와 전도성 감지망(31)은 투명한 재료를 사용하게 된다. 그러나 광 투과가 불필요한 경우 기판 부재(30)나 전도성 감지망(31)은 반투명한 또는 불투명한 재료를 사용할 수도 있다. 도면에는 구체적으로 도시되지 않았으나, 기판 부재(30)는 전도성 감지망(52)의 외곽을 둘러서 접지 쉴드(미도시)가 설치된다. 접지 쉴드는 전도성 감지망(31)과 동일한 물질을 사용할 수 있다.The plurality of
도 3에 도시된 바와 같이, 기판 부재(30)는 전도성 감지망(31)을 덮도록 보호막(41)이 형성되고 그 면이 디스플레이 장치(40)의 표면에 장착되는 구조를 갖는다. 그리고 기판 부재(30)의 상부면에 편광판(42)이 장착된다. 그럼으로 편광판(42)에 의해 기판 부재(30)가 보호될 수 있으며 터치스크린 장치의 동작 효율을 높일 수 있다.As shown in FIG. 3, the
도 4 내지 도 7은 전도성 감지망의 비여있는 셀의 변형 구조를 예시하는 도면이다.4 to 7 are diagrams illustrating a modified structure of the empty cell of the conductive sensing network.
도 4 내지 도 7을 참조하여, 전도성 감지망(31)의 비여있는 셀(34)들의 구조는 사각형 구조, 원형 구조, 교차형 구조 등으로 다양한 구조로 변형될 수 있다. 그리고 비여있는 셀(34)의 내부 영역에 나선형으로 연장된 도선(39a, 39b)을 구성하거나 빗살 구조로 연장된 도선(39c)을 구성할 수 있다.4 to 7, the structure of the
도 8은 전도성 감지망과 디스플레이 장치의 이차원 좌표와의 대응 관계를 예시하는 도면이다.8 is a diagram illustrating a correspondence relationship between a conductive sensing network and two-dimensional coordinates of a display device.
도 8을 참조하여, 전도성 감지망(31)의 망 구조는 예를 들어, 이차원 그물 구조를 갖는다. 복수개의 노드(32)와 복수개의 단위 가지(33)로 형성되는 이차원 그물 구조는 터치 감지 영역(30)에 균일한 분산도를 갖도록 배치되어진다. 그럼으로 터치 감지 영역(30)에 사상된 전도성 감지망(31)의 임의의 지점은 이차원 좌표 에 대응될 수 있다. 또한, 복수개의 제1 및 제2 스캔 신호 출력단(37, 38)에서 출력되는 출력 신호는 전도성 감지망(31)의 터치된 위치와 상관성을 갖는다. 즉, 터치된 위치와 상관되어 발생되는 스캔 신호의 전기적 왜곡 성분은 복수개의 제1 및 제2 스캔 신호 출력단(37, 38)에서 차등적으로 반영되어 출력된다. 따라서 복수개의 제1 및 제2 스캔 신호 출력단(37, 38)에서 출력되는 출력 신호의 전기적 특성값(예를 들어, 검출전압)의 비율은 터치 위치와 상관성을 갖는다. 그럼으로 그 상관성에 기초하여 이루어지는 비율비교분석에 의해 터치된 위치의 좌표값을 얻을 수 있다.Referring to FIG. 8, the network structure of the
다시 도 1을 참조하여, 터치스크린 장치(10)는 터치스크린 구동 회로(20)에 의해 구동되어 기판 부재(30)의 터치 감지 영역에 터치 입력이 있는 경우 터치된 위치를 감지한다. 터치스크린 구동 회로(20)는 크게 스캔 신호 발생원(27), 스위칭 회로(26), X축 센싱 회로(22, 24)와 Y축 센싱 회로(21, 23), 및 제어부(25)를 포함한다. 스위칭 회로(26)는 제어부(25)로부터 제공되는 스위칭 신호(SW_m)에 따라서 스위칭동작하며, 스캔 신호 발생원(27)에서 발생된 스캔 신호는 스위칭 회로(26)를 통하여 제1 공통 입력단(35)과 제2 공통 입력단(36)으로 교대적으로 입력되어 전도성 감지망(31)을 통하여 전송된다.Referring back to FIG. 1, the
X축 센싱 회로(22, 24)는 복수개의 제1 스캔 신호 출력단(37)에 연결되는 제1 스위칭 회로(22)와 제1 스위칭 회로(22)의 출력단에 연결된 제1 센싱 회로(24)를 구비한다. 제1 공통 입력단(35)으로 스캔 신호가 입력되는 주기 동안에 제1 스위칭 회로(22)는 복수개의 제1 스캔 신호 출력단(37)의 각 출력단을 순차적으로 스위 칭하며 출력 신호(S_x)가 제1 센싱 회로(24)로 입력되도록 한다. 제1 센싱 회로(24)는 순차적으로 입력되는 출력 신호(S_x)의 전기적 특성값 예를 들어 전압 레벨을 검출하고 검출된 전압값(VS_x)을 제어부(25)로 제공한다. Y축 센싱 회로(21, 23)는 복수개의 제2 스캔 신호 출력단(38)에 연결되는 제2 스위칭 회로(21)와 제2 스위칭 회로(21)의 출력단에 연결된 제2 센싱 회로(23)를 구비한다. 제2 공통 입력단(36)으로 스캔 신호가 입력되는 주기 동안에 제2 스위칭 회로(21)는 복수개의 제2 스캔 신호 출력단(38)의 각 출력단을 순차적으로 스위칭하며 출력 신호(S_y)가 제2 센싱 회로(23)로 입력되도록 한다. 제2 센싱 회로(23)는 순차적으로 입력되는 출력 신호(S_y)의 전기적 특성값 예를 들어 전압 레벨을 검출하고 검출된 전압값(VS_y)을 제어부(25)로 제공한다. 이상과 같은 터치 입력을 감지하기 위한 터치스크린 구동 회로(20)의 동작을 설명하기 위한 타이밍도가 첨부도면 도 9에 도시되어 있다. 제어부(27)는 제1 및 제2 센싱 회로(24, 23)로부터 제공되는 검출된 전압들(VS_x, VS_y)에 대한 비율비교분석에 의해 터치 위치를 감지한다.The
스캔 신호 발생원(21)에서 발생되는 스캔 신호는 고주파 신호, 저주파 신호와 같은 다양한 형태의 교류 신호를 사용할 수 있으며, 다양한 변조 방식에 의한 변조된 신호를 사용할 수 도 있다. 복수개의 제1 및 제2 스캔 신호 출력단(37, 38)은 플로팅 처리를 위하여 다수개의 고저항(미도시)을 연결하여 접지되도록 할 수 있다. 또는 동일한 기능을 하도록 커패시터(미도시)나 코일(미도시)을 연결할 수 있다. 이와 같은 구조에 의해 전도성 감지망(31)의 터치 감응도를 향상 시킬 수 있다.The scan signal generated by the
스위칭 회로(26)는 소비전력을 감소하기 위하여 일반모드와 슬립모드의 두 가지 동작 모드를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 일반모드에서 스위칭 회로(26)는 스캔 신호 발생원(27)을 제1 및 제2 공통 입력단(35, 36)에 순차적으로 주기적인 전기적 연결을 갖도록 스위칭 동작한다. 반면, 슬립동작모드에서 스위칭 회로(26)는 스캔 신호 발생원(27)을 제1 또는 제2 공통 입력단(35, 36) 중 어느 하나에 고정되어 전기적 연결을 갖도록 한다. 이와 대응하여 제1 및 제2 스위칭 회로(22, 21) 중 어느 하나만 스위칭 동작하도록 할 수 있다. 그럼으로 슬립모드에서는 스위칭 회로(26)의 스위칭 동작과 제1 또는 제2 스위칭 회로(22, 21)의 스위칭 동작이 정지되기 때문에 그에 따른 따른 전력 소비를 감소할 수 있다.The switching
도 10는 제1 및 제2 공통 입력단에 각기 개별적으로 스캔 신호 발생원을 연결하여 구성한 변형예를 예시하는 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating a modification in which scan source sources are separately connected to first and second common input terminals, respectively.
도 10을 참조하여, 본 발명의 일 변형예에 따른 터치스크린 장치(10a)는 상술한 실시예의 터치스크린 장치(10)와 기본적으로 동일한 구성을 갖는다. 다만, 터치 스크린 구동 회로(20a)는 두 개의 제1 및 제2 스캔 신호 발생원(27-1, 27-2)을 구비하며 별도의 스위칭 회로를 구비하지 않는다. 제1 스캔 신호 발생원(27-1)과 제2 스캔 신호 발생원(27-2)의 주파수(f1, f2)은 서로 다른 주파수를 갖는다. 이외의 동작 방식은 상술한 예와 동일하며, 이때 비율비교분석은 각 주파수 특성을 고려하여 이루어진다.Referring to FIG. 10, the
도 11은 스타일러스 팬을 포함하는 터치스크린 장치의 변형예를 예시하는 도면이다.11 is a diagram illustrating a modification of the touch screen device including a stylus fan.
본 발명의 또 다른 변형예에 따른 터치스크린 장치(10b)는 상술한 실시예와 동일한 구성을 갖는다. 다만, 터치스크린 구동 회로(20b)는 전도성 감지망(31)으로 스캔 신호를 입력하기 위하여 스캔 신호 발생원(27)과 스타일러스 팬 구동부(28) 및 스타일러스 팬(29)을 구비한다. 스타일러스 팬(29)은 스타일러스 팬 구동부(28)를 통하여 스캔 신호 발생원(27)에서 발생된 스캔 신호를 입력받는다. 스타일러스 팬(29)은 그 끝단에 스캔 신호를 출력할 수 있는 전극을 구비하고 이 전극이 기판 부재(30)의 터치 감지 영역에 접촉하는 것에 의해서 전도성 감지망(31)으로 스캔 신호가 입력된다. 전도성 감지망(31)으로 입력된 스캔 신호는 X축 센싱 회로(22, 24)와 Y축 센싱 회로(21, 23)로 입력되어 출력 신호의 전압 레벨이 검출되어 제어부(27)로 제공된다. 제어부(25)는 검출된 전압들(VS_x, VS_y)의 비율비교분석에 의해 터치 위치를 감지한다.
본 발명의 터치스크린 장치는 복수의 터치입력에 대하여 발생되는 출력신호 왜곡 성분은 각 터치 위치에 상관되기 때문에 한 지점에서의 터치 입력뿐만 아니라 둘 또는 셋 이상의 다지점의 터치 입력에 대하여도 용이하게 감지할 수 있다. 터치스크린 장치를 대면적화하는 경우에도 전도성 감지망을 전체적으로 하나로 구현할 수도 있으나 둘 이상의 분리된 전도성 감지망을 하나의 터치 감지 영역에 사상 시키는 것도 가능하다. 예를 들어, 하나의 터치 감지 영역에 대하여 두 개의 전도성 감지망을 분할하여 구성하는 것도 가능하다.The touch screen device of the present invention easily detects two or three or more multi-point touch inputs as well as touch inputs at one point because output signal distortion components generated for a plurality of touch inputs are correlated to each touch position. can do. Even when the touch screen device has a large area, the conductive sensing network may be implemented as a whole, but two or more separate conductive sensing networks may be mapped to a single touch sensing region. For example, two conductive sensing networks may be divided and configured for one touch sensing region.
이상에서 설명된 본 발명의 이차원 전도성 감지망을 구비한 터치스크린 장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Embodiment of the touch screen device having a two-dimensional conductive sensing network of the present invention described above is merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and other equivalent implementation therefrom You can see that examples are possible. Accordingly, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims. It is also to be understood that the present invention includes all modifications, equivalents, and substitutes within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 스크린 장치의 회로 구성을 보여주는 도면이다.1 is a diagram illustrating a circuit configuration of a touch screen device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 기판 부재의 일면에 구성되는 전도성 감지망의 일부를 확대하여 보여주는 도면이다.FIG. 2 is an enlarged view of a portion of a conductive sensing network configured on one surface of a substrate member.
도 3은 기판 부재의 부분 단면도이다.3 is a partial cross-sectional view of the substrate member.
도 4 내지 도 7은 전도성 감지망의 비여있는 셀의 변형 구조를 예시하는 도면이다.4 to 7 are diagrams illustrating a modified structure of the empty cell of the conductive sensing network.
도 8은 전도성 감지망과 디스플레이 장치의 이차원 좌표와의 대응 관계를 예시하는 도면이다.8 is a diagram illustrating a correspondence relationship between a conductive sensing network and two-dimensional coordinates of a display device.
도 9는 터치 입력을 감지하기 위한 터치 스크린 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.9 is a timing diagram illustrating an operation of a touch screen device for detecting a touch input.
도 10는 제1 및 제2 공통 입력단에 각기 개별적으로 스캔 신호 발생원을 연결하여 구성한 변형예를 예시하는 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating a modification in which scan source sources are separately connected to first and second common input terminals, respectively.
도 11은 스타일러스 팬을 포함하는 터치스크린 장치의 변형예를 예시하는 도면이다.11 is a diagram illustrating a modification of the touch screen device including a stylus fan.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10: 터치스크린 장치 20: 터치스크린 구동 회로10: touch screen device 20: touch screen drive circuit
21: Y축 스위칭 회로 22: X축 스위칭 회로21: Y-axis switching circuit 22: X-axis switching circuit
23, 24: 센싱 회로 25: 제어부23, 24: sensing circuit 25: control unit
26: 스위칭 회로 27: 스캔신호 발생원26: switching circuit 27: scan signal source
30: 기판 부재 31: 전도성 감지망30: substrate member 31: conductive sensing network
32: 노드 33: 가지32: Node 33: branches
34: 비여있는 셀 35: 제1 공통 입력단34: empty cell 35: first common input terminal
36: 제2 공통 입력단 37: 제1 스캔 신호 출력단36: second common input terminal 37: first scan signal output terminal
38: 제2 스캔 신호 출력단 39a, 39b, 39c:: 연장된 도선38: second scan
40: 디스플레이 장치 41: 보호막40: display device 41: protective film
42: 편광판42: polarizer
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