KR20130132061A

KR20130132061A - 터치 센싱 장치

Info

Publication number: KR20130132061A
Application number: KR1020120056146A
Authority: KR
Inventors: 이정섭; 김홍철; 김성철; 이정한; 표승은
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2013-12-04
Also published as: KR101885815B1

Abstract

본 발명은 터치 센싱 장치에 관한 것으로, 다수의 정전 용량 센서들과, 상기 정전 용량 센서들에 연결된 배선들을 포함한 터치 스크린; 상기 배선들을 통해 구동 신호를 상기 정전 용량 센서들에 공급하는 터치 센싱회로; 및 상기 배선들 각각에 연결되는 보상부를 포함한다. 상기 보상부는 상기 배선들의 길이에 반비례하는 저항값과 커패시턴스값 중 하나 이상을 갖는 RC 보상소자를 포함한다.

Description

터치 센싱 장치{TOUCH SENSING APPARATUS}

본 발명은 터치 센싱 장치에 관한 것이다.

유저 인터페이스(User Interface, UI)는 사람(사용자)과 각종 전기, 전자 기기 등의 통신을 가능하게 하여 사용자가 기기를 쉽게 자신이 원하는 대로 제어할 수 있게 한다. 이러한 유저 인터페이스의 대표적인 예로는 키패드, 키보드, 마우스, 온스크린 디스플레이(On Screen Display, OSD), 적외선 통신 혹은 고주파(RF) 통신 기능을 갖는 원격 제어기(Remote controller) 등이 있다. 유저 인터페이스 기술은 사용자 감성과 조작 편의성을 높이는 방향으로 발전을 거듭하고 있다. 최근, 유저 인터페이스는 터치 UI, 음성 인식 UI, 3D UI 등으로 진화되고 있으며, 터치 UI는 휴대용 정보기기에 기본적으로 설치되고 있는 추세에 있다. 터치 UI를 구현하기 위하여, 가전기기나 휴대용 정보기기의 표시소자 상에 터치 스크린이 설치된다.

정전 용량 방식의 터치 스크린은 다수의 정전 용량 센서들을 이용하여 터치 를 감지할 수 있다. 이러한 정전 용량 방식의 터치 스크린은 내구성과 선명도가 좋고, 멀티 터치 인식과 근접 터치 인식이 가능하여 다양한 어플리케이션에 적용될 수 있는 장점이 있다. 정전 용량 방식의 터치 스크린에서 정전 용량 센서들에 구동 신호를 인가하고 터치 스크린의 저항과 커패시터 성분으로 결정되는 구동 신호의 지연 시간을 분석하여 터치 입력 여부를 판단할 수 있다. 구동 신호를 발생하는 터치 센싱회로는 정전 용량 센서들에 연결된 배선들을 통해 정전 용량 센서들에 구동 신호를 공급한다. 그런데, 터치 센싱회로와 정전 용량 센서들 사이의 거리에 따라 터치 스크린의 배선 길이가 달라진다. 배선 길이는 배선 저항의 편차를 초래하여 터치 스크린에서 정전 용량 센서들의 위치에 따라 터치 인식 감도의 차이를 다르게 한다.

본 발명은 터치 스크린의 모든 위치에서 터치 인식 감도를 균일하게 할 수 있는 터치 센싱 장치를 제공한다.

본 발명의 터치 센싱 장치는 다수의 정전 용량 센서들과, 상기 정전 용량 센서들에 연결된 배선들을 포함한 터치 스크린; 상기 배선들을 통해 구동 신호를 상기 정전 용량 센서들에 공급하는 터치 센싱회로; 및 상기 배선들 각각에 연결되는 보상부를 포함한다. 상기 보상부는 상기 배선들의 길이에 반비례하는 저항값과 커패시턴스값 중 하나 이상을 갖는 RC 보상소자를 포함한다.

본 발명은 터치 스크린에 형성된 배선 길이에 반비례하는 저항이나 커패시터를 이용하여 배선들의 길이 차이로 인하여 초래되는 정전 용량 센서들의 RC 지연 편차를 균일하게 보상할 수 있다. 그 결과, 본 발명은 터치 스크린의 모든 위치에서 터치 인식 감도를 균일하게 할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다양한 형태의 터치 스크린과 표시패널의 조합을 나타내는 도면들이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도이다.
도 5는 인셀 타입으로 표시패널에 내장된 정전 용량 방식의 터치 스크린에서 배선 구조를 보여 주는 평면도이다.
도 6은 도 5와 같은 터치 스크린을 센싱하기 위한 구동 신호를 보여 주는 파형도이다.
도 7은 터치 센싱회로와 배선들 사이에 설치되는 멀티플렉서를 보여 주는 도면이다.
도 8은 정전 용량 방식의 터치 스크린을 보여 주는 등가 회로도이다.
도 9는 정전 용량 방식의 터치 스크린에서 터치 입력의 센싱 원리를 보여 주는 파형도이다.
도 10은 터치 스크린의 배선 저항 차이를 보여 주는 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 터치 스크린의 배선 길이의 차이로 인하여 발생되는 구동 신호의 지연 시간 차이를 보여 주는 도면들이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 보상부를 간략하게 보여 주는 도면이다.
도 13은 도 12에 도시된 보상부를 상세히 보여 주는 회로도이다.
도 14a 및 도 14b는 보상부로 인하여 구동 신호의 지연 시간 차이가 동일하게 되는 효과를 보여 주는 도면들이다.
도 15는 터치 스크린을 다수의 블록들로 구획하고 동일 블록 내의 정전 용량 센서들에 연결된 배선들에 동일한 보상 저항을 적용한 예를 보여 주는 도면이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 보상부를 간략하게 보여 주는 도면이다.
도 17은 도 16에 도시된 보상부를 상세히 보여 주는 회로도이다.
도 18은 터치 스크린을 다수의 블록들로 구획하고 동일 블록 내의 정전 용량 센서들에 연결된 배선들에 동일한 보상 커패시터를 적용한 예를 보여 주는 도면이다.
도 19는 본 발명의 제3 실시예에 따른 보상부를 간략하게 보여 주는 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자 기반으로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시소자의 일 예로서 표시장치를 액정표시소자 중심으로 설명하지만, 본 발명의 표시장치는 액정표시소자에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.

본 발명의 표시장치에는 도 1 내지 도 3과 같은 방법으로 정전 용량 방식의 터치 스크린(TSP)이 설치될 수 있다. 터치 스크린(TSP)은 도 1과 같이 표시패널의 상부 편광판(POL1) 상에 접합되거나, 도 2와 같이 표시패널의 상부 편광판(POL1)과 상부 기판(GLS1) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 터치 스크린(TSP)의 정전 용량 센서들은 도 3과 같이 표시패널(DIS)의 픽셀 어레이에 내장될 수 있다. 도 1 내지 도 3에서 "PIX"는 픽셀의 화소전극, "GLS2"는 하부 기판, "POL2"는 하부 편광판을 각각 의미한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 표시장치는 표시패널(10), 표시패널 구동회로(202, 204, 200), 터치 센싱회로(100) 등을 포함한다.

표시패널(10)은 두 장의 기판들 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 기판들은 유리 기판, 플라스틱 기판, 필름 기판 등으로 제작될 수 있다. 표시패널(10)의 하부 기판에 형성된 픽셀 어레이는 데이터라인들(11), 데이터라인들(11)과 직교되는 게이트라인들(12), 매트릭스 형태로 배치된 픽셀들을 포함한다. 픽셀 어레이는 데이터라인들(11)과 게이트라인들(12)의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin Film Transistor), 픽셀들에 데이터전압을 충전시키기 위한 화소전극들, 화소전극들에 접속되어 픽셀 전압을 유지시키는 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 더 포함한다.

픽셀들 각각의 액정셀은 화소전극에 인가되는 데이터전압과, 공통전극에 인가되는 공통전압의 전압차에 따라 인가되는 전계에 의해 구동되어 입사광의 투과양을 조절한다. TFT들은 게이트라인으로부터의 게이트펄스에 응답하여 턴-온되어 데이터라인(11)으로부터의 전압을 화소전극에 공급한다. 공통전극은 하부 기판이나 상부 기판에 형성될 수 있다.

표시패널(10)의 상부 기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등을 포함할 수 있다. 표시패널(10)의 상부 기판과 하부 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(10)의 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 스페이서가 형성된다.

이러한 표시패널(10)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 액정 모드로도 구현될 수 있다. 표시패널(10)의 배면에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(Direct type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(10)에 빛을 조사한다.

표시패널 구동회로는 데이터 구동회로(202)와 게이트 구동회로(204)를 이용하여 입력 영상의 데이터를 표시패널(10)의 픽셀들에 기입한다. 또한, 표시패널 구동회로는 데이터 구동회로(202)와 게이트 구동회로(204)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(200)를 더 포함한다.

데이터 구동회로(202)는 타이밍 콘트롤러(200)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 발생한다. 데이터 구동회로(202)는 타이밍 콘트롤러(200)의 제어 하에 데이터전압을 데이터라인들(11)에 공급하고, 데이터전압의 극성을 반전시킨다. 게이트 구동회로(204)는 데이터전압에 동기되는 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 게이트라인들(12)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시패널(10)의 라인을 선택한다.

타이밍 콘트롤러(200)는 외부의 호스트 시스템으로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터를 데이터 구동회로(202)의 IC(Integrated Circuit)들에 공급한다. 타이밍 콘트롤러(200)는 외부의 호스트 시스템으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(202)와 게이트 구동회로(204)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들(DDC, GDC)을 발생한다. 타이밍 콘트롤러(200) 또는 호스트 시스템은 표시패널 구동회로와 터치 센싱회로(100)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 동기신호를 발생할 수 있다.

터치 센싱회로(100)는 터치 스크린의 정전 용량 센서들에 연결된 배선들에 구동 신호를 인가하여 정전 용량 센서들의 전압이나 용량값 변화를 센싱한다. 터치 센싱회로(100)는 정전 용량 센서들의 전압이나 용량값 변화를 디지털 데이터로 변환하여 터치 원시 데이터(Touch raw data)를 발생한다. 그리고 터치 센싱회로(100)는 미리 설정된 터치 인식 알고리즘을 실행하여 정전 용량 센서들의 전압이나 용량값 변화를 분석하여 터치(또는 근접) 입력 여부와 그 위치를 검출한다. 터치 센싱회로(100)는 터치(또는 근접) 입력 위치의 좌표를 포함한 터치 레포트(Touch report) 데이터를 호스트 시스템으로 전송한다.

호스트 시스템은 네비게이션 시스템, 셋톱박스, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 방송 수신기, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템은 스케일러(scaler)를 이용하여 입력 영상의 디지털 비디오 데이터를 표시패널(10)의 해상도에 맞는 포맷으로 변환하고 그 데이터와 함께 타이밍 신호를 타이밍 콘트롤러(200)에 전송한다. 또한, 호스트 시스템은 터치 센싱 회로(100)로부터 입력되는 터치 레포트 데이터 에 응답하여 터치(또는 근접) 입력과 연계된 응용 프로그램을 실행한다.

도 5는 인셀 타입으로 표시패널에 내장된 정전 용량 방식의 터치 스크린(TSP)에서 배선 구조를 보여 주는 평면도이다. 도 6은 도 5와 같은 터치 스크린(TSP)을 센싱하기 위한 구동 신호를 보여 주는 파형도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 터치 스크린(TSP)은 전극들(COM1~COMn)과, 전극들(COM1~COMn)과 터치 센싱회로(100)를 연결하는 배선들(S1~Sn)을 포함한다.

전극들(COM1~COMn) 각각은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 도전 물질로 형성될 수 있다. 전극(COM1~COMn) 각각은 픽셀들 보다 크고, 다수의 픽셀들과 중첩되는 투명 전극 패턴들로 픽셀 어레이 내에 형성된다. 전극들(COM1~COMn) 각각은 정전 용량 센서에 연결된다.

1 프레임 기간이 표시패널 구동 기간과 터치 스크린 구동 기간으로 시분할 될 때, 표시패널 구동 기간 동안 배선들(S1~Sn)을 통해 전극들(COM1~COMn)에는 픽셀 어레이의 공통전압이 공급된다. 그리고 터치 스크린 구동 기간 동안 배선들(S1~Sn)을 통해 전극들(COM1~COMn)에는 도 6과 같은 구동 신호들이 공급된다. 따라서, 전극들(COM1~COMn) 각각은 픽셀 어레이의 공통전극과 자기 용량 센서의 전극 역할을 겸한다.

터치 스크린(TSP)의 배선들(S1~Sn)은 도 1 내지 도 3과 같은 형태로 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al) 중 하나 이상이 적층된 금속들로 표시패널(10)의 기판이나 픽셀 어레이 내에 형성될 수 있다.

터치 센싱회로(100)의 입/출력 채널 핀(pin) 수를 줄이기 위하여, 터치 센싱회로(100)와 배선들(S1~Sn) 사이에는 도 7과 같은 멀티플렉서(multiplexer, 102)가 설치될 수 있다. 멀티플렉서(102)가 1:N(N은 2 이상 n 보다 작은 양의 정수) 멀티플렉서로 구현되는 경우에, 터치 센싱회로(100)에서 구동신호가 출력되는 n/N 개의 입/출력 핀들이 멀티플렉서(102)의 입력 단자들에 연결된다. 그리고, 멀티플렉서(102)에서 n 개의 출력 단자들은 배선들(S1~Sn)에 1:1로 연결된다. 따라서, 본 발명은 멀티플렉서(102)를 이용하여 터치 센싱회로(100)의 핀 수를 1/N 만큼 줄일 수 있다.

센싱 라인들(S1~Sn)이 3 개의 그룹들로 나뉜다면, 멀티플렉서(102)는 n/3 개의 입/출력 핀들(P1~Pn/3)을 제1 그룹의 센싱 라인들에 연결하여 제1 그룹의 센싱 라인들에 연결된 정전 용량 센서들에 구동 신호를 동시에 공급한다. 이어서, 멀티플렉서(102)는 n/3 개의 입/출력 핀들(P1~Pn/3)을 제2 그룹의 센싱 라인들에 연결하여 제2 그룹의 센싱 라인들에 연결된 정전 용량 센서들에 구동 신호를 동시에 공급한다. 이어서, 멀티플렉서(102)는 n/3 개의 입/출력 핀들(P1~Pn/3)을 제3 그룹의 센싱 라인들에 연결하여 제3 그룹의 센싱 라인들에 연결된 정전 용량 센서들에 구동 신호를 동시에 공급한다. 따라서, 터치 센싱회로(100)는 멀티플렉서(102)를 이용하여 n/3 개의 핀들을 통해 n 개의 전극(COM1~COMn)에 구동신호를 공급할 수 있다.

도 8은 정전 용량 방식의 터치 스크린(TSP)을 보여 주는 등가 회로도이다. 도 9는 정전 용량 방식의 터치 스크린(TSP)에서 터치 입력의 센싱 원리를 보여 주는 파형도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 정전 용량 방식의 터치 스크린은 저항(R)과 커패시터(Cg, Cd, Co)를 포함한다. 저항(R)은 터치 스크린(TSP)과 표시패널(10)의 배선 저항 및 기생 저항을 포함한다. Cg는 터치 스크린(TSP)의 배선과 게이트라인(12) 사이의 커패시터이고, Cd는 터치 스크린(TSP)의 배선과 데이터라인(11) 사이의 커패시터이다. Co는 표시패널(10)에서 데이터라인(11)과 게이트라인(12) 이외의 다른 구성요소들과, 터치 스크린(TSP)의 배선 사이에 형성된 커패시터이다.

터치 스크린(TSP)의 배선에 구동 신호(Vo)를 인가하면 그 구동 신호(Vo)의 라이징 에지(rising edge) 및 폴링 에지(falling edge)는 도 8의 저항(R)과 커패시터(Cg, Cd, Co)에 따라 결정되는 RC 지연값만큼 지연된다. 터치 스크린(TSP)에 도체나 손가락이 접촉하면 도 8에서 Cf 만큼 커패시턴스(Capacitance)가 증가하여 RC 지연이 더 커진다. 일 예로, 도 9에서 실선은 터치 입력이 없을 때 구동 신호의 폴링 에지이고, 점선은 터치 입력이 있을 때 구동 신호의 폴링 에지를 나타낸다. 터치 센싱회로(100)는 구동 신호의 라이징 에지와 폴링 에지 중 적어도 어느 하나를 미리 설정된 기준 전압값(Vx)과 비교한다. 그리고 터치 센싱회로(100)는 구동 신호의 라이징 에지와 폴링 에지 중 적어도 어느 하나에서 자기 용량 센서의 전압이 기준 전압값(Vx)에 도달할 때까지의 지연 시간을 카운트하여 정전 용량 센서의 용량값 변화를 센싱한다. 터치 입력이 없을 때 기준 전압값(Vx)에 도달하는 기준 시간 정보는 터치 센싱회로(100)에 미리 저장되어 있다. 터치 센싱회로(100)는 카운터로 실시간 측정된 구동 신호의 지연 시간과 미리 알고 있는 기준 시간 정보 간의 시간차(Δt)가 미리 설정됨 임계값 이상이면 현재 센싱된 정전 용량 센서를 터치(또는 근접) 입력 위치의 센서로 판단한다.

터치 스크린(TSP)에서 정전 용량 센서의 위치에 따라 배선 저항이 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 10에서 제1 정전 용량 센서(CH1)와 터치 센싱 회로(100) 사이의 거리(L1)가 길기 때문에 제1 정전 용량 센서(CH1)와 터치 센싱 회로(100)를 연결하는 제3 배선(S3)의 저항(Rs3)이 크다. 이에 비하여, 도 10에서 제2 정전 용량 센서(CH2)를 터치 센싱 회로(100)에 연결하는 제2 배선(S2)의 저항(Rs2)은 그 길이(L2)가 제3 배선(S3)에 비하여 짧기 때문에 제3 배선(S3)의 저항(Rs3) 보다 작다. 도 10에서 제3 정전 용량 센서(CH3)를 터치 센싱 회로(100)에 연결하는 제1 배선(S1)의 저항(Rs1)은 그 길이(L3)가 제2 배선(S2)에 비하여 짧기 때문에 제2 배선(S2)의 저항(Rs2) 보다 작다. 따라서, 배선들(S1~S3)을 통해 제1 내지 제3 정전 용량 센서들(CH1~CH3)에 구동 신호를 공급하고 그 지연 시간을 카운터를 측정하면, 도 11a 및 도 11b와 같이 배선들(S1~S3)로부터 측정된 구동 신호의 지연 시간을 측정한 카운트값들(CNT)이 달라진다. 배선 저항이 가장 작은 제1 배선(S1)에서 측정된 카운트값이 N(N은 2 이상의 양의 정수)이라 할 때, 배선 길이의 차이로 인하여 제3 배선(S3)에서 측정된 카운트값은 N + β(β는 2 이상의 양의 정수)이고, 제2 배선(S2)에서 측정된 카운트값은 N + α(α는 β 보다 작은 양의 정수)이다. 정전 용량 신호들의 용량 변화를 센싱하기 위하여 배선 저항들을 통해 측정된 카운트값이 달라지면 정전 용량 신호들의 터치(또는 근접) 감도가 달라진다.

본 발명은 배선 길이의 차이로 인한 배선의 RC 지연값 편차를 보상하여 터치 스크린(TSP)의 모든 위치에서 터치(또는 근접) 감도를 균일하게 하기 위하여, RC 보상 소자를 배선들 각각에 연결한다. RC 보상 소자들은 터치 스크린(TSP)의 배선들에 연결된다. 이러한 RC 보상 소자들은 저항이나 커패시터 중 하나 이상을 이용하여 배선 길이 차이로 인한 배선의 RC 지연값 편차를 보상한다. RC 보상 소자들은 터치 스크린(TSP)의 배선 길이에 반비례하는 저항값과 커패시턴스값 중 하나 이상을 포함한다.

도 12 및 도 13는 본 발명의 제1 실시예에 따른 보상부(104)를 보여 주는 도면들이다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 보상부(104)는 터치 센싱회로(100)와 배선들(S1~Sn) 사이에 연결된다. 배선들(S1~Sn)에는 터치 스크린(TSP)의 전극들(COM1~COMn)이 연결된다.

보상부(104)는 배선들(S1~S4)에 직렬 연결된 저항들(R1~R4)을 포함한다. 저항들(R1~R4)은 배선들(S1~S4)의 RC 지연값이 동일하게 되도록 배선 길이에 반비례하는 저항값을 갖는다.

제1 저항(R1)은 가장 긴 제1 배선(S1)에 연결되고, 그 저항값은 다른 저항들(R2~R4) 보다 작다. 제2 저항(R2)은 제1 배선(S1) 보다 짧은 제2 배선(S2)에 연결되고, 그 저항값은 제1 저항(R1) 보다 크고 제3 및 제4 저항들(R3, R4) 보다 작다. 제3 저항(R3)은 제2 배선(S2) 보다 짧은 제3 배선(S3)에 연결되고, 그 저항값은 제1 및 제2 저항들(R1, R2) 보다 크고 제4 저항(R4) 보다 작다. 제4 저항(R4)은 가장 짧은 제4 배선(S4)에 연결되고, 그 저항값은 다른 저항들(R1~R3) 보다 크다. 보상 저항값이 작은 제1 및 제2 저항들(R1, R2)은 생략될 수 있다.

저항들(R1~R4)은 배선의 RC 지연값 측정 결과에 따라 저항값이 조정될 수 있도록 가변 저항으로 구현되거나 그 측정 결과를 바탕으로 최적화된 저항값을 갖는 고정 저항으로 구현될 수 있다.

본 발명은 보상부(104)를 이용하여 배선들의 저항을 균일하게 할 수 있다. 이로 인하여, 본 발명은 도 14a 및 도 14b와 같이 터치 센싱회로(100)와의 거리가 서로 다른 정전 용량 센서들(CH1~CH3)에 인가되는 구동 신호의 지연 시간 카운트값(CNT)을 동일하게 할 수 있다.

배선 길이의 차이가 작은 배선들은 그 RC 지연값 편차가 작다. 따라서, 터치 센싱회로(100)와의 거리차를 기준으로 터치 스크린(TSP)을 도 15와 같이 다수의 블록들(BL1, BL2)로 구획하고, 같은 블록 내에 존재하는 정전 용량 센서들에 연결되는 배선들의 보상 저항값을 동일하게 설정할 수 있다. 이는 같은 블록 내에서 이웃하는 정전 용량 센서들과 연결된 배선들의 길이 차이가 작기 때문이다. 배선 길이의 차이가 비교적 큰 블록들 간에는 보상 저항값을 다르게 설정한다. 예를 들어, 도 15에서 제1 블록(BL1)의 정전 용량들에 연결된 배선들(S3 및 S4)의 보상 저항(R2)을 동일한 저항값으로 구현하고, 제2 블록(BL2)의 정전 용량들에 연결된 배선들(S1 및 S2)의 보상 저항(R1)을 동일한 저항값으로 구현한다. 제1 블록(BL1)의 보상 저항(R2)은 배선 길이가 제2 블록(BL2)의 배선들의 그것보다 짧기 때문에 제2 블록(BL2)의 보상 저항(R1) 보다 크게 설정될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는 배선의 RC 지연값 편차를 보상하여 터치 스크린(TSP)의 모든 위치에서 터치(또는 근접) 감도를 균일하게 하기 위하여, 도 16 및 도 17과 같이 터치 스크린(TSP)의 배선들(S1~S4)에 커패시터를 이용한 보상부(106)를 연결한다.

도 16 및 도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 보상부를 보여 주는 도면들이다.

도 16 및 도 17을 참조하면, 보상부(106)는 터치 센싱회로(100)와 배선들(S1~Sn) 사이에서 배선들(S1~Sn)과 기저전압원(GND) 사이에 연결되는 다수의 커패시터들(C1~C4)을 포함한다.

커패시터들(C1~C4)은 배선들(S1~S4)의 RC 지연값이 균일하게 되도록 배선 길이에 반비례하는 커패시턴스 값을 갖는다.

제1 커패시터(C1)는 가장 긴 제1 배선(S1)에 연결되고, 그 커패시턴스 값은 다른 커패시터들(C2~C4) 보다 작다. 제2 커패시터(C2)는 제1 배선(S1) 보다 짧은 제2 배선(S2)에 연결되고, 그 커패시턴스 값은 제1 커패시턴스 값(C1) 보다 크고 제3 및 제4 커패시터들(C3, C4) 보다 작다. 제3 커패시터(C3)는 제2 배선(S2) 보다 짧은 제3 배선(S3)에 연결되고, 그 커패시턴스 값은 제1 및 제2 커패시터들(C1, C2) 보다 크고 제4 커패시터(C4) 보다 작다. 제4 커패시터(C4)는 가장 짧은 제4 배선(S4)에 연결되고, 그 커패시턴스 값은 다른 커패시터들(R1~R3) 보다 크다. 보상 커패시턴스 값이 작은 제1 및 제2 커패시터들(C1, C2)은 생략될 수 있다.

본 발명은 보상부(106)를 이용하여 배선들의 저항을 균일하게 할 수 있다. 이로 인하여, 본 발명은 도 14a 및 도 14b와 같이 터치 센싱회로(100)와의 거리가 서로 다른 정전 용량 센서들(CH1~CH3)에 인가되는 구동 신호의 지연 시간 카운트값(CNT)을 동일하게 할 수 있다.

배선 길이의 차이가 작은 배선들은 그 RC 지연값 편차가 작다. 따라서, 터치 센싱회로(100)와의 거리차를 기준으로 터치 스크린(TSP)을 도 18과 같이 다수의 블록들(BL1, BL2)로 구획하고, 같은 블록 내에 존재하는 정전 용량 센서들에 연결되는 배선들의 보상 커패시턴스 값을 동일하게 설정할 수 있다. 이는 같은 블록 내에서 이웃하는 정전 용량 센서들과 연결된 배선들의 길이 차이가 작기 때문이다. 배선 길이의 차이가 비교적 큰 블록들 간에는 보상 커패시턴스 값을 다르게 설정한다. 예를 들어, 도 18에서 제1 블록(BL1)의 정전 용량들에 연결된 배선들(S3 및 S4)의 보상 커패시터(C2)를 동일한 커패시턴스 값으로 구현하고, 제2 블록(BL2)의 정전 용량들에 연결된 배선들(S1 및 S2)의 보상 커패시터(C1)를 동일한 커패시턴스 값으로 구현한다. 제1 블록(BL1)의 보상 커패시터(C2)는 배선 길이가 제2 블록(BL2)의 배선들의 그것보다 짧기 때문에 제2 블록(BL2)의 보상 커패시터(C1) 보다 크게 설정될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예는 도 19와 같이 보상 저항들을 포함한 제1 보상부(104)와, 보상 커패시터들을 포함한 제2 보상부(106)를 터치 스크린(TSP)의 배선들에 함께 연결한다. 제1 보상부(104)의 보상 저항들은 도 13과 같은 형태로 배선들에 연결되고, 배선 길이에 반비례하는 저항값을 갖는다. 제2 보상부(106)의 보상 커패시터들은 도 17과 같은 형태로 배선들에 연결되고, 배선 길이에 반비례하는 커패시턴스 값을 갖는다.

보상부들(104, 106) 각각은 터치 센싱회로(100)와 터치 스크린(TSP) 사이에 서 배선들(S1~Sn)에 연결될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 보상부들(104, 106)은 터치 센싱회로(100)와 터치 스크린(TSP) 내에서 형성되어 배선들(S1~Sn)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 터치 스크린(TSP) 내에 형성된 배선들(S1~Sn)의 설계에 보상부들(104, 106)의 저항과 커패시터를 추가할 수 있다. 이와 다른 방법으로서, 보상부들(104, 106)의 저항과 커패시터가 터치 센싱회로(100)의 입/출력 채널 핀(pin)과 연결되도록 터치 센싱회로(100) 내에 그 저항과 커패시터를 내장할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

10 : 표시패널 TSP : 터치 스크린
100 : 터치 센싱회로 104, 106 : 보상부
R1~R4 : 보상 저항 C1~C4 : 보상 커패시터

Claims

다수의 정전 용량 센서들과, 상기 정전 용량 센서들에 연결된 배선들을 포함한 터치 스크린;
상기 배선들을 통해 구동 신호를 상기 정전 용량 센서들에 공급하는 터치 센싱회로; 및
상기 배선들 각각에 연결되는 보상부를 포함하고,
상기 보상부는 상기 배선들의 길이에 반비례하는 저항값과 커패시턴스값 중 하나 이상을 갖는 RC 보상소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 보상부는 상기 배선들에 직렬 연결된 다수의 저항들을 포함하고,
상기 저항들의 저항값은 상기 배선들의 길이에 반비례하는 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 보상부는 상기 배선들에 연결된 다수의 커패시터들을 포함하고,
상기 커패시터들의 커패시턴스 값은 상기 배선들의 길이에 반비례하는 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,
상기 보상부는 상기 터치 센싱 회로와 상기 터치 스크린 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,
상기 보상부는 상기 터치 스크린 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,
상기 보상부는 상기 터치 센싱회로 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.