KR20140130923A

KR20140130923A - 터치 패널

Info

Publication number: KR20140130923A
Application number: KR20130049509A
Authority: KR
Inventors: 조현욱
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-05-02
Filing date: 2013-05-02
Publication date: 2014-11-12

Abstract

본 발명은 다수의 제1 터치전극들; 상기 제1 터치전극들과 교차되는 다수의 제2 터치전극들; 및 상기 제1 터치전극들 및 상기 제2 터치전극들과 연결되고, 제1 기간 동안 상기 제1 터치전극들과 상기 제2 터치전극들로 구동 전류를 공급하며, 제2 기간 동안 상기 제1 터치전극들로 구동 전압을 공급하는 터치 컨트롤러; 를 포함하는 터치 패널에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 커패시턴스 방식과 인덕턴스 방식을 동일 터치 패널 상에서 구현할 수 있는 터치 패널을 제공할 수 있다.

Description

터치 패널{TOUCH PANEL}

본 발명은 터치 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 커패시턴스 방식과 인덕턴스 방식을 동일 터치 패널 상에서 구현할 수 있는 터치 패널에 관한 것이다.

터치 패널은 영상표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다.

이를 위해, 터치 패널은 영상표시장치에 구비되어 사람의 손 또는 물체에 의해 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다. 이에 따라, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다.

이와 같은 터치 패널은, 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.

터치 패널을 구현하는 방식으로는 정전용량의 변화를 이용한 커패시턴스(capacitance) 방식과, 자기장의 변화를 이용한 인덕턴스(inductance) 방식이 대표적이다.

최근, 커패시턴스 방식과 인덕턴스 방식을 함께 채용한 터치 패널들이 소개되고 있다.

그러나, 이러한 종래의 터치 패널들은 커패시턴스 방식의 터치 패널과 인덕턴스 방식의 터치 패널을 단순 조합한 경우에 불과하고, 또한 개별적으로 터치 컨트롤러를 각각 구비해야 한다는 문제점이 있었다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 커패시턴스 방식과 인덕턴스 방식을 동일 터치 패널 상에서 구현할 수 있는 터치 패널을 제공하기 위한 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 다수의 제1 터치전극들, 상기 제1 터치전극들과 교차되는 다수의 제2 터치전극들 및 상기 제1 터치전극들 및 상기 제2 터치전극들과 연결되고, 제1 기간 동안 상기 제1 터치전극들과 상기 제2 터치전극들로 구동 전류를 공급하며, 제2 기간 동안 상기 제1 터치전극들로 구동 전압을 공급하는 터치 컨트롤러를 포함한다.

또한, 각 제1 터치전극의 일단과 상기 컨트롤러 사이를 연결하는 다수의 제1 배선들, 각 제1 터치전극의 타단과 상기 컨트롤러 사이를 연결하는 다수의 제2 배선들, 각 제2 터치전극의 일단과 상기 컨트롤러 사이를 연결하는 다수의 제3 배선들 및 각 제2 터치전극의 타단과 상기 컨트롤러 사이를 연결하는 다수의 제4 배선들을 더 포함한다.

또한, 상기 터치 컨트롤러는, 상기 제1 배선들과 각각 접속되는 제1 단자들, 상기 제2 배선들과 각각 접속되는 제2 단자들, 상기 제3 배선들과 각각 접속되는 제3 단자들 및 상기 제4 배선들과 각각 접속되는 제4 단자들을 포함한다.

또한, 상기 터치 컨트롤러는, 전류원과 상기 제1, 3 단자들 사이에 위치하는 제1 스위치를 더 포함한다.

또한, 상기 터치 컨트롤러는, 상기 제1 기간 동안 상기 제2 단자들 및 상기 제4 단자들에서 출력되는 신호를 통해 터치 위치를 검출하는 제1 터치 검출부를 더 포함한다.

또한, 상기 제1 스위치는, 상기 제1 기간 동안 온되고, 상기 제2 기간 동안 오프되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 터치 컨트롤러는, 상기 제1 터치 검출부와 상기 제2, 4 단자들 사이에 각각 위치하는 제2 스위치를 더 포함한다.

또한, 상기 제2 스위치는, 상기 제1 기간 동안 온되고, 상기 제2 기간 동안 오프되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 터치 컨트롤러는, 전압원과 상기 제1, 2 단자들 사이에 각각 위치하는 제3 스위치를 더 포함한다.

또한, 상기 터치 컨트롤러는, 상기 제2 기간 동안 상기 제3 단자들 및 상기 제4 단자들에서 출력되는 신호를 통해 터치 위를 검출하는 제2 터치 검출부를 더 포함한다.

또한, 상기 제3 스위치는, 상기 제1 기간 동안 오프되고, 상기 제2 기간 동안 순차적으로 온되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 터치 컨트롤러는, 집적 회로(IC)로 구현되는 것을 특징으로 한다.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 커패시턴스 방식과 인덕턴스 방식을 동일 터치 패널 상에서 구현할 수 있는 터치 패널을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 패널을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 터치 컨트롤러를 나타낸 도면이다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

이하, 본 발명의 실시예들 및 이를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명의 실시예에 의한 터치 패널에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 패널을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 터치 컨트롤러를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 터치 패널(1)은 다수의 제1 터치전극들(10), 다수의 제2 터치전극들(20), 터치 컨트롤러(50)를 포함한다.

다수의 제1 터치전극들(10)과 다수의 제2 터치전극들(20)은 기판(30) 상에 위치할 수 있다.

이 때, 기판(30)은 유리, 플라스틱, 실리콘 또는 합성수지와 같은 절연성을 가지는 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 기판(30)은 휘거나 접힘이 가능하도록 유연성을 가지는 필름으로 구현될 수 있다.

제1 터치전극들(10)과 제2 터치전극들(20)은 상호 교차하도록 위치할 수 있다.

예를 들어, 제1 터치전극(10)은 제1 방향(예를 들어, X축 방향)으로 길게 형성되어 제1 방향과 교차하는 제2 방향(예를 들어, Y축 방향)을 따라 복수개가 배열될 수 있다.

또한, 제2 터치전극(20)은 제2 방향(예를 들어, Y축 방향)으로 길게 형성되어 제2 방향과 교차하는 제1 방향(예를 들어, X축 방향)을 따라 복수개가 배열될 수 있다.

제1 터치전극들(10)과 제2 터치전극들(20)은 투명 도전성 물질로 형성되는 것이 바람직하나, 불투명 금속 등과 같은 여타 도전성 물질로도 형성될 수 있다.

일례로, 제1 터치전극들(10)과 제2 터치전극들(20)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), 그래핀(Graphene), 탄소나노튜브(Carbon nanotube), AgNWs(Silver Nanowires) 등으로 형성될 수 있다.

제1 터치전극들(10)과 제2 터치전극들(20)의 접촉을 방지하기 위하여, 제1 터치전극들(10)과 제2 터치전극들(20) 사이에는 절연막(미도시)이 개재될 수 있다.

이러한 절연막(미도시)은 제1 터치전극들(10)과 제2 터치전극들(20) 사이에 전면적으로 형성되거나, 제1 터치전극들(10)과 제2 터치전극들(20)의 교차 부위에만 국부적으로 형성될 수도 있다.

또한, 도 1에서는 제2 터치전극들(20)이 제1 터치전극들(10)의 상측에 위치하는 경우를 도시하였으나, 그 반대로 제1 터치전극들(10)이 제2 터치전극들(20)의 상측에 위치할 수도 있을 것이다.

그리고, 도 1에서는 4개의 제1 터치전극들(10)과 3개의 제2 터치전극들(20)을 도시하였으나, 제1 터치전극들(10)과 제2 터치전극들(20)의 개수는 다양하게 변화될 수 있다.

터치 컨트롤러(50)는 제1 터치전극들(10) 및 제2 터치전극들(20)과 연결되어, 상기 터치전극들(10, 20)을 커패시턴스 방식의 터치 센서로 구동시키거나 인덕턴스 방식의 터치 센서로 구동시킬 수 있다.

예를 들어, 터치 컨트롤러(50)는 제1 기간 동안 제1 터치전극들(10)과 제2 터치전극들(20)로 구동 전류를 공급함으로써, 인덕턴스 방식으로 터치 패널(1)을 구동시킬 수 있다.

또한, 터치 컨트롤러(50)는 제2 기간 동안 제1 터치전극들(10)로 구동 전압을 공급함으로써, 커패시턴스 방식으로 터치 패널(1)을 구동시킬 수 있다.

이 때, 제1 기간과 제2 기간은 번갈아가면서 진행될 수 있다.

터치전극들(10, 20)과 터치 컨트롤러(50) 사이의 연결은 제1 배선들(71), 제2 배선들(72), 제3 배선들(73), 제4 배선들(74)을 통해 이루어질 수 있다.

예를 들어, 제1 배선들(71)은 각 제1 터치전극(10)의 일단과 터치 컨트롤러(50) 사이를 연결할 수 있고, 제2 배선들(72)은 각 제1 터치전극(10)의 타단과 터치 컨트롤러(50) 사이를 연결할 수 있다.

이 때, 제1 배선들(71)은 터치 컨트롤러(50)의 제1 단자들(81)에 각각 접속될 수 있으며, 제2 배선들(72)은 터치 컨트롤러(50)의 제2 단자들(82)에 각각 접속될 수 있다.

또한, 제3 배선들(73)은 각 제2 터치전극(20)의 일단과 터치 컨트롤러(50) 사이를 연결할 수 있고, 제4 배선들(74)은 각 제2 터치전극(20)의 타단과 터치 컨트롤러(50) 사이를 연결할 수 있다.

이 때, 제3 배선들(73)은 터치 컨트롤러(50)의 제3 단자들(83)에 각각 접속될 수 있으며, 제4 배선들(74)은 터치 컨트롤러(50)의 제4 단자들(84)에 각각 접속될 수 있다.

따라서, 터치 컨트롤러(50)는 제1 기간 동안 제1 배선들(71)과 제3 배선들(73)로 구동 전류를 공급할 수 있으며, 제2 배선들(72)과 제4 배선들(74)을 통해 출력되는 신호를 이용하여 터치 위치를 검출할 수 있다.

또한, 터치 컨트롤러(50)는 제2 기간 동안 제1 배선들(71)과 제2 배선들(72)로 구동 전압을 공급할 수 있으며, 제3 배선들(73)과 제4 배선들(74)을 통해 출력되는 신호를 이용하여 터치 위치를 검출할 수 있다.

이 때, 터치 컨트롤러(50)는 하나의 집적 회로(integrated circuit)로 구현될 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 터치 컨트롤러(50)는 제1 단자들(81), 제2 단자들(82), 제3 단자들(83), 제4 단자들(84)을 포함할 수 있다.

제1 단자들(81)은 각각 제1 배선들(71)과 접속되고, 제2 단자들(82)은 각각 제2 배선들(72)과 접속되며, 제3 단자들(83)은 각각 제3 배선들(73)과 접속되고, 제4 단자들(84)은 각각 제4 배선들(74)과 접속될 수 있다.

또한, 터치 컨트롤러(50)는 전류원(110)과 접속되는 제1 보조단자(112)와, 전압원(210)과 접속되는 제2 보조단자(212)를 포함할 수 있다.

전류원(110)은 구동 전류를 공급하기 위한 것으로, 터치 컨트롤러(50)의 외부에 위치할 수 있다.

또한, 전압원(210)은 구동 전압을 공급하기 위한 것으로, 터치 컨트롤러(50)의 외부에 위치할 수 있다.

터치 컨트롤러(50)는 인덕턴스 방식으로 터치 패널(1)을 구동시키기 위한 제1 스위치(120)와, 제1 터치 검출부(140)를 포함할 수 있다.

제1 스위치(120)는 전류원(110)과 제1, 3 단자들(81, 83) 사이에 위치할 수 있다.

따라서, 제1 스위치(120)가 턴-온되는 경우, 구동 전류가 전류원(110)으로부터 제1, 3 단자들(81, 83)을 통해 제1, 3 배선들(71, 73)로 공급될 수 있게 된다.

이에 따라, 구동 전류는 제1 배선들(71)을 통해 각각의 제1 터치전극들(10)로 입력되고, 다시 제2 배선들(72)을 통해 터치 컨트롤러(50)의 제2 단자들(82)로 입력될 수 있다.

또한, 구동 전류는 제3 배선들(73)을 통해 각각의 제2 터치전극들(20)로 입력되고, 다시 제4 배선들(74)을 통해 터치 컨트롤러(50)의 제4 단자들(84)로 입력될 수 있다.

이 때, 제1 스위치(120)는 제1 기간 동안 온되고, 제2 기간 동안 오프되는 것이 바람직하다.

제1 터치 검출부(140)는 터치 컨트롤러(50)의 제2 단자들(82) 및 제4 단자들(84)과 연결되어, 상기 제2 단자들(82)과 제4 단자들(84)로부터 출력되는 신호를 통해 터치 위치를 검출할 수 있다.

특히, 제1 터치 검출부(140)는 제1 기간 동안 제1 터치전극들(10)과 제2 터치전극들(20)에서 발생되는 자기장의 변화를 검출함으로서, 터치 위치를 산출해 낼 수 있다.

예를 들어, 사람의 손이나 물체가 근접한 터치전극에는 자기장의 변화가 발생되며, 이에 따라 터치전극에 흐르는 전류 역시 변화하게 된다.

따라서, 터치 컨트롤러(50)는 제2 단자들(82)과 제4 단자들(84)에서 검출되는 전류 신호 등을 이용하여 터치 위치를 산출해 낼 수 있다.

또한, 제1 터치 검출부(140)와 제2, 4 단자들(82, 84) 각각 사이에는 제2 스위치(130)가 위치할 수 있다.

즉, 터치 패널(1)이 인덕턴스 방식으로 동작하는 제1 기간 동안에는 제2 스위치(130)가 온 상태로 존재할 수 있고, 터치 패널(1)이 커패시턴스 방식으로 동작하는 제2 기간 동안에는 제2 스위치(130)가 오프 상태로 존재할 수 있다.

터치 컨트롤러(50)는 커패시턴스 방식으로 터치 패널(1)을 구동시키기 위한 제3 스위치(230)와, 제2 터치 검출부(240)를 포함할 수 있다.

제3 스위치(230)는 전압원(210)과 제1, 2 단자들(81, 82) 사이에 각각 위치할 수 있다.

따라서, 제3 스위치(230)가 턴-온되는 경우, 구동 전압이 전압원(210)으로부터 제1, 2 단자들(81, 82)을 통해 제1, 2 배선들(71, 72)로 공급될 수 있다.

이에 따라, 구동 전압은 제1, 2 배선들(71, 72)을 통해 제1 터치전극들(10)로 공급될 수 있다.

이 때, 구동 전압은 제1 터치전극들(10)에 순차적으로 공급될 수 있으며, 이를 위하여 다수의 제3 스위치들(230)은 순차적으로 턴-온될 수 있다.

예를 들어, 다수의 제3 스위치들(230)은 제1 기간 동안 온되고, 제2 기간 동안 순차적으로 온되는 것이 바람직하다.

제2 터치 검출부(240)는 터치 컨트롤러(50)의 제3 단자들(83) 및 제4 단자들(84)과 연결되어, 상기 제3 단자들(83) 및 제4 단자들(84)로부터 출력되는 신호를 통해 터치 위치를 검출할 수 있다.

특히, 제2 터치 검출부(240)는 제2 기간 동안 제1 터치전극들(10)과 제2 터치전극들(20) 사이에 존재하는 상호 정전용량(Mutual Capacitance)의 변화를 제2 터치전극들(20)을 통해 감지함으로써, 터치 위치를 산출해 낼 수 있다.

터치 컨트롤러(50) 내에 존재하는 제1 스위치(120), 제2 스위치(130), 제3 스위치(230) 등은 별도의 제어부(250)에 의해 온-오프 동작이 제어될 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 터치 패널 10: 제1 터치전극
20: 제2 터치전극 30: 기판
50: 터치 컨트롤러 71: 제1 배선
72: 제2 배선 73: 제3 배선
74: 제4 배선 81: 제1 단자
82: 제2 단자 83: 제3 단자
84: 제4 단자 110: 전류원
120: 제1 스위치 130: 제2 스위치
140: 제1 터치 검출부 210: 전압원
230: 제3 스위치 240: 제2 터치 검출부

Claims

다수의 제1 터치전극들;
상기 제1 터치전극들과 교차되는 다수의 제2 터치전극들; 및
상기 제1 터치전극들 및 상기 제2 터치전극들과 연결되고, 제1 기간 동안 상기 제1 터치전극들과 상기 제2 터치전극들로 구동 전류를 공급하며, 제2 기간 동안 상기 제1 터치전극들로 구동 전압을 공급하는 터치 컨트롤러; 를 포함하는 터치 패널.
제1항에 있어서,
각 제1 터치전극의 일단과 상기 컨트롤러 사이를 연결하는 다수의 제1 배선들;
각 제1 터치전극의 타단과 상기 컨트롤러 사이를 연결하는 다수의 제2 배선들;
각 제2 터치전극의 일단과 상기 컨트롤러 사이를 연결하는 다수의 제3 배선들; 및
각 제2 터치전극의 타단과 상기 컨트롤러 사이를 연결하는 다수의 제4 배선들; 을 더 포함하는 터치 패널.
제2항에 있어서, 상기 터치 컨트롤러는,
상기 제1 배선들과 각각 접속되는 제1 단자들, 상기 제2 배선들과 각각 접속되는 제2 단자들, 상기 제3 배선들과 각각 접속되는 제3 단자들 및 상기 제4 배선들과 각각 접속되는 제4 단자들을 포함하는 터치 패널.
제3항에 있어서, 상기 터치 컨트롤러는,
전류원과 상기 제1, 3 단자들 사이에 위치하는 제1 스위치를 더 포함하는 터치 패널.
제4항에 있어서, 상기 터치 컨트롤러는,
상기 제1 기간 동안 상기 제2 단자들 및 상기 제4 단자들에서 출력되는 신호를 통해 터치 위치를 검출하는 제1 터치 검출부를 더 포함하는 터치 패널.
제5항에 있어서, 상기 제1 스위치는,
상기 제1 기간 동안 온되고, 상기 제2 기간 동안 오프되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
제5항에 있어서, 상기 터치 컨트롤러는,
상기 제1 터치 검출부와 상기 제2, 4 단자들 사이에 각각 위치하는 제2 스위치를 더 포함하는 터치 패널.
제7항에 있어서, 상기 제2 스위치는,
상기 제1 기간 동안 온되고, 상기 제2 기간 동안 오프되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
제5항에 있어서, 상기 터치 컨트롤러는,
전압원과 상기 제1, 2 단자들 사이에 각각 위치하는 제3 스위치를 더 포함하는 터치 패널.
제9항에 있어서, 상기 터치 컨트롤러는,
상기 제2 기간 동안 상기 제3 단자들 및 상기 제4 단자들에서 출력되는 신호를 통해 터치 위를 검출하는 제2 터치 검출부를 더 포함하는 터치 패널.
제10항에 있어서, 상기 제3 스위치는,
상기 제1 기간 동안 오프되고, 상기 제2 기간 동안 순차적으로 온되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
제1항에 있어서, 상기 터치 컨트롤러는,
집적 회로(IC)로 구현되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.