KR20140130970A - 터치 스크린 패널, 터치 센싱 컨트롤러 및 터치 센싱 시스템 - Google Patents

터치 스크린 패널, 터치 센싱 컨트롤러 및 터치 센싱 시스템 Download PDF

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KR20140130970A
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Abstract

터치 스크린 패널이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널은 기판의 제1 방향 및 제2 방향으로 행렬로 배열되는 복수의 제1 전극 및 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 방향으로 상기 제1 전극과 교번적으로 배열되는 복수의 제2 전극을 구비하는 감지영역; 및 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극의 신호를 전송하는 복수의 채널 배선을 구비하고, 상기 감지영역의 외곽에 배치되는 채널배선영역;을 포함하고, 서로 다른 행 및 서로 다른 열에 배치되는 상기 제1 전극들 중 적어도 두 전극은, 상기 배선 영역에서, 동일한 채널 배선에 연결된다.

Description

터치 스크린 패널, 터치 센싱 컨트롤러 및 터치 센싱 시스템 {Touch screen panel, touch senssing controller and touch sensing system comprising the same}
본 발명은 터치 스크린 패널에 관한 것으로서, 자세하게는 센싱 감도를 향상시킨 터치 스크린 패널, 터치 센싱 컨트롤러 및 이를 구비하는 터치 센싱 시스템에 관한 것이다.
터치 스크린 패널은 표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 터치 펜 등으로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다. 이와 같은 터치 스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같이 표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있으며, 사용자가 화면에 표시되는 내용을 통해 신속하고 용이하게 조작할 수 있다는 편리성 때문에 다양한 표시장치에 적용되고 있다. 정전 용량 방식의 터치 스크린 패널의 경우, 손가락 또는 터치 펜이 터치 스크린 패널에 근접하거나 또는 접촉되는 경우 터치 스크린 패널 상에 구비되는 복수의 센싱 유닛의 커패시턴스 값이 가변하여 접촉의 발생 및 위치를 감지한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 제조 공정의 단계가 감소되는 터치 스크린 패널을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또다른 과제는, 터치 데이터의 산포를 감소시켜 터치 감도를 향상시킬 수 있는 터치 스크린 패, 터치 센싱 컨트롤러 및 터치 센싱 시스템을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린 패널은, 기판의 제1 방향 및 제2 방향으로 행렬로 배열되는 복수의 제1 전극; 및 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 방향으로 상기 제1 전극과 교번적으로 배열되는 복수의 제2 전극을 구비하는 감지영역; 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극의 신호를 전송하는 복수의 채널 배선을 구비하고, 상기 감지영역의 외곽에 배치되는 채널배선영역; 및 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 각각을 상기 복수의 채널 배선에 연결하는 복수의 전극 배선을 구비하고, 상기 감지영역 상에 배치되는 전극배선영역을 포함하고, 서로 다른 행 및 서로 다른 열에 배치되는 상기 제1 전극들 중 적어도 두 전극은, 동일한 채널 배선에 연결된다.
일 실시예에 있어서, 동일한 열에 배치되는 상기 제1 전극들 중, 적어도 두 전극은 서로 다른 채널 배선에 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 동일한 열에 배치되는 상기 제1 전극들 중, 인접하는 두 행에 각각 배치되는 두 전극은 서로 다른 채널 배선에 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 채널배선영역은, 상기 감지영역의 대향하는 두 측면의 외곽에 배치되는 제1 채널배선영역 및 제2 채널배선영역을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 제1 전극은, 상기 제1 방향 상의 위치에 따라 제1 그룹 및 제2 그룹으로 구분되고, 상기 제1 그룹의 상기 제1 전극들은 상기 제1 채널배선영역 상의 상기 채널 배선들에 연결되고, 상기 제2 그룹의 상기 제1 전극들은 상기 제2 채널배선영역 상의 상기 채널 배선들에 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 제1 전극은, 상기 제2 방향 상의 위치에 따라 적어도 두 그룹으로 구분되고, 홀수번째 그룹의 상기 제1전극들은 상기 제1 채널배선영역상의 채널 배선들에 연결되고, 짝수번째 그룹의 상기 제1 전극들은 상기 제1 채널배선영역 상의 상기 채널 배선들에 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 제1 전극은, 상기 제2 방향 상의 위치에 따라 적어도 두 그룹으로 구분되고, 서로 다른 그룹의 상기 제1 전극들은 서로 다른 채널 배선들에 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극은 상기 기판의 동일면에 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 채널배선영역은 상기 기판과 별개로서, 상기 기판에 부착되는 회로 기판에 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 감지영역에서 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극에 의하여 형성되는 커패시터의 커패시턴스 변화를 이용하여 접촉을 감지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센싱 컨트롤러는 복수의 패드들을 포함하고, 터치 스크린 패널로부터 제공되는 복수의 센싱 신호를 수신하는 패드부; 및 상기 센싱 신호에 기초하여, 터치 데이터를 발생하고, 상기 터치 데이터가 상기 터치 스크린 패널의 대응하는 전극의 위치에 따라 저장영역에 저장되도록 터치 데이터의 저장 위치를 보상하는 데이터 맵핑부를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 데이터 맵핑부는, 터치 구동 타이밍 신호 및 채널배선 연결정보에 기초하여, 상기 터치 데이터가 저장되는 위치를 제어할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 구동 타이밍 신호는 상기 터치 스크린 패널상에서 구동되는 전극의 제2 축 상의 위치를 나타내는 신호일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 데이터 맵핑부는, 상기 센싱 신호를 증폭하고 변환하여 상기 터치 데이터를 생성하는 터치 데이터 발생부; 및 터치 구동 타이밍 신호 및 채널배선 연결정보에 기초하여, 상기 터치 데이터가 저장될 어드레스를 생성하는 어드레스 디코더를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 데이터 맵핑부는, 복수의 입력 단자; 및 각각이 입력 단자로 수신되는 상기 센싱 신호를 기초로, 상기 터치 데이터를 생성하는 복수의 터치 데이터 생성 유닛을 구비하는 터치 데이터 발생부; 상기 패드부의 복수의 패드와 상기 터치 데이터 발생부의 복수의 입력 단자를 각각 연결하고, 스위칭 제어 신호에 기초하여 상기 연결을 스위칭하는 스위칭부; 및 터치 구동 타이밍 신호 및 채널배선 연결정보에 기초하여 상기 제어 신호를 생성하는 스위칭 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 구동 타이밍 신호에 기초하여 상기 터치 데이터가 저장될 어드레스를 생성하는 어드레스 디코더를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 스위칭부는, 상기 제어 신호에 기초하여 턴온 또는 턴오프 되는 복수의 스위치를 구비할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 스크린 패널의 전극과 상기 복수의 채널의 연결관계를 나타내는 정보를 포함하는 룩업 테이블을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 한 프레임의 상기 터치 데이터가 저장되는 터치 데이터 메모리를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센싱 시스템은 접촉이 발생하는 터치 스크린 패널; 및 상기 터치 스크린 패널로부터 제공되는 센싱 신호로부터 터치 데이터를 획득하고, 상기 터치 데이터에 기초하여, 상기 접촉이 발생한 위치를 판단하는 터치 센싱 컨트롤러를 포함하고, 상기 터치 스크린 패널은, 기판의 제1 방향 및 제2 방향으로 행렬로 배열되는 복수의 제1 전극; 및 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 방향으로 상기 제1 전극과 교번적으로 배열되는 복수의 제2 전극을 구비하는 감지영역; 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극의 신호를 전송하는 복수의 채널 배선을 구비하고, 상기 감지영역의 외곽에 배치되는 채널배선영역; 및 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 각각을 상기 복수의 채널 배선에 연결하는 복수의 전극 배선을 구비하고, 상기 감지영역 상의 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 전극배선영역을 포함하고, 서로 다른 행 및 서로 다른 열에 배치되는 상기 제1 전극들 중 적어도 두 전극은, 동일한 채널 배선에 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 동일한 열에 배치되는 상기 제1 전극들 중, 적어도 두 전극은 서로 다른 채널 배선에 연결될 수 있다..
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극은 상기 기판의 동일면에 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 센싱 컨트롤러는, 상기 센싱 신호에 기초하여, 터치 데이터를 발생하고, 상기 터치 데이터가 상기 터치 스크린 패널의 대응하는 전극의 위치에 따라 저장영역에 저장되도록 터치 데이터의 저장 위치를 보상할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 적어도 한 프레임의 터치 데이터가 저장되는 데이터 메모리를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널은, 기판의 제1 방향 및 제2 방향으로 행열로 배열되는 복수의 제1 전극; 및 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 방향으로 상기 복수의 제1 전극과 교번적으로 배열되는 복수의 제2 전극을 포함하는 감지영역; 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극의 신호를 전송하는 복수의 채널 배선을 구비하고, 상기 감지영역의 외곽에 배치되는 채널배선영역; 및 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 각각을 상기 복수의 채널 배선에 연결하는 복수의 전극 배선을 구비하고, 상기 감지영역 상의 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 전극배선영역을 포함하고, 상기 복수의 제1 전극들은, 상기 제2 방향 상의 위치에 따라 적어도 두 그룹으로 구분되고, 서로 다른 그룹의 상기 제1 전극들은 상기 서로 다른 채널 배선에 연결된다.
일 실시예에 있어서, 상기 채널배선영역은 상기 감지영역의 대향하는 두 측면의 외곽에 배치되는 제1 채널배선영역 및 제2 채널배선영역을 구비하고, 상기 상기 적어도 두 그룹 중 홀수번째 그룹의 상기 제1 전극들은 상기 제1 채널배선영역 상의 채널배선들에 연결되고, 짝수번째 그룹의 상기 제1 전극들은 상기 제2 채널배선영역 상의 채널배선들에 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 홀수번째 그룹의 상기 제1 전극들 중, 서로 다른 행 및 서로 다른 열에 배치되는 적어도 두 전극은 상기 제1 채널배선영역 상의 상기 채널배선들 중 동일한 채널 배선에 연결되고, 상기 짝수번째 그룹의 상기 제1 전극들 중, 서로 다른 행 및 서로 다른 열에 배치되는 적어도 두 전극은 상기 제2 채널배선영역 상의 상기 채널배선들 중 동일한 채널 배선에 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 서로 다른 그룹의 상기 제1 전극들은 서로 다른 채널 배선에 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 동일한 그룹의 서로 다른 행 및 서로 다른 열에 배치되는 상기 제1 전극들 중 적어도 두 전극은, 동일한 채널 배선에 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극은 상기 기판의 동일면에 형성될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 터치 스크린 패널은 적층 구조를 단순화하여 비용 및 제조 공정의 단계를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 따른 터치 스크린 패널은 기생 성분에 따른 영향을 감소시켜 센싱 감도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린 패널을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 터치 스크린 패널의 배선구조를 상세하게 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 터치 스크린 패널의 커패시턴스와 신호 코드의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센싱 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 5는 도 4의 터치 센싱 컨트롤러의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 5의 터치 센싱 컨트롤러의 일 구현예를 나타낸 블록도이다.
도 7은 도 5의 터치 센싱 컨트롤러의 다른 구현예를 나타낸 블록도이다.
도 8은 도 4의 터치 센싱 컨트롤러의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치 스크린 패널을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 터치 스크린 패널을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 터치 스크린 패널을 나타낸 도면이다.
도 12는 제1 전극의 y 축상의 위치에 따른 전류를 나타낸 그래프이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 터치 스크린 패널을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱 시스템이 장착된 디스플레이 시스템의 PCB 구조를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 시스템의 패널 구조를 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른, 터치 스크린 패널과 디스플레이 패널을 일체화시킨 경우의 PCB 구조를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시 예에 따른, 터치 스크린 패널과 디스플레이 패널을 일체화시킨 경우의 PCB 구조를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 칩을 나타내는 블록도이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 시스템의 패널 구조를 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명의 일실시 예에 따른 터치 센싱 시스템이 탑재된 다양한 제품의 응용 예를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린 패널을 나타낸 도면이다. 설명의 편의를 위하여 터치 스크린 패널(100)의 전극들(111, 112)의 패턴, 및 전기적 연결관계를 개략적으로 도시하였다.
도 1을 참조하면 터치 스크린 패널(100)은 접촉이 발생하는 감지영역(110) 및 감지영역(110)의 외곽에 배치되는 배선영역(120)을 구비할 수 있다.
감지영역(110)은 접촉이 발생하는 2차원의 평면으로서, 감지영역(110)에 상기 접촉의 위치를 감지하는 전극들(111, 112)이 패터닝된다. 이때, 접촉은, 터치 스크린 패널(100) 상에 물체가 직접적으로 닿는 것 뿐만 아니라, 감지영역(110)에서 물체의 접근을 감지할 수 있을 정도로 상기 물체가 터치 스크린 패널(100)에 근접하는 하는 경우도 의미한다.
감지영역(110)에는 접촉의 제1 방향, 예컨대 x축 방향의 위치를 감지하는 복수의 제1 전극(111) 및 접촉의 제2 방향, 예컨대 y축 방향의 위치를 감지하는 복수의 제2 전극(112)이 배열될 수 있다. 설명의 편의를 위하여 이하, 제1 방향은 x 축 방향이고 제2 방향은 y 축 방향이라고 지칭하기로 한다. 감지영역(110)의 일부에는, 복수의 제1 전극들(111) 각각에 연결되는 복수의 전극 배선(Wb)이 형성되는 전극배선영역(130)이 구비될 수 있다. 전극배선영역(130)은 제1 전극(111)과 제2 전극(112) 사이에 배치되거나, 제1 전극(111) 아래에 배치될 수 있다.
감지영역(110)은 기판, 예컨대 투명 기판 상에 마련될 수 있으며, 복수의 제1 전극(111) 및 복수의 제2 전극(112)은 상기 기판의 동일한 면에 ITO와 같은 투명전극으로 형성될 수 있다. 전극 배선(Wb) 역시 투명 전극으로 형성될 수 있으며, 상기 전극들(111, 112)과 동일한 소재 또는 다른 소재로 형성될 수 있다. 투명 전극은 ITO(Indium Tin Oxide), 산화아연(Zinc oxide; ZnO), 메탈 매쉬(metal mesh), 그래핀(Graphene), PEDOT/PSS와 같은 전도성 고분자(PEDOT), 탄소 나노 튜브(Carbon nano tube; CNT)및 은나노 와이어(Ag nano eire) 등 다양한 전도성 소재로 형성될 수 있다.
복수의 제1 전극(111)은 기판의 x축 방향 및 y축 방향으로 행렬로 배열되며, 복수의 제2 전극(112)은 x축 방향으로 연장되어, 연장된 기판의 y축 방향으로 제1 전극(111)과 교번적으로 배열될 수 있다. 도1 에 도시된 바와 같이, 제2 전극(112)은 x축 방향으로 긴 형태의 전극이며, 제1 전극(111)은 제2 전극(112)보다 상대적으로 짧은 전극이며, 제2 전극(112)과 복수의 제1 전극(111)이 y축 방향으로 교번적으로 배열될 수 있다.
한편, 제1 전극(111)과 제1 전극(111)에 인접하는 제2 전극(112)의 일부는 감지노드(10)를 구성할 수 있다. 상호용량방식(Mutual Capacitive method)의 터치 스크린 패널의 경우, 구동전극(Drive electrode)에 일정한 전압펄스가 인가되고 수신전극(Receive electrode)에서 전압펄스에 대응되는 전하를 수집(Collected Charge)하게 된다. 이때 사람의 손가락이나 터치 펜과 같은 도전성 물질이 상기 두 전극 사이에 놓이게 되는 경우 전기장이 변화하고, 이에 따라 두 전극 간 커패시턴스의 변화를 통해 접촉을 감지하게 된다. 본 실시예에서, 제2 전극(112)은 구동전극이고, 제1 전극(111)은 수신전극일 수 있다. 또는 반대로 제1 전극(111)이 구동전극이고, 제2 전극(112)이 수신전극일 수 있다. 그러므로, 제1 전극(111)과 제2 전극(112)의 일부는 접촉을 감지하는 지점이 되는 감지노드(10)를 구성할 수 있다. 감지영역(110) 상에 행렬로 배열되는 복수의 제1 전극(112)들 각각이, 인접하는 제2 전극(112)의 일부와 함께 감지노드(10)를 형성하므로, 복수의 감지노드(10)가 감지영역(110) 상에 행렬로 배열될 수 있다. 그리고, 감지영역(110)에 접촉이 발생하면, 접촉이 발생한 지점에 위치하는 감지노드(10)의 커패시턴스가 변화하여 접촉의 발생 여부 및 그 위치를 감지할 수 있다.
도 1에서는, 터치 스크린 패널(100)은 6행으로 배열된 제2 전극들(111)과 6행 6열로 배열된 36개의 제1 전극(112)들을 구비하며, 이에 따라 6행 6열의 감지노드(10)가 감지영역(110) 상에 구비되는 것으로 도시되었다. 그러나, 이는 일 예일뿐, 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 전극들(112) 및 제2 전극들(111)의 개수, 그리고 전극들(111, 1112)의 정렬 형태(alignment)는 감지영역(110)의 면적에 따라, 그리고, 접촉위치를 얼마나 정확하게 산출할 것인가에 따라 달라질 수 있다.
계속하여 도 1을 참조하면, 채널배선영역(120)은 감지영역(110)의 외곽에 배치될 수 있으며, 복수의 채널 배선(Wa)을 구비할 수 있다. 복수의 채널배선(Wa)은 상술한 ITO (Indium Tin Oxide), 메탈 매쉬(metal mesh), 그래핀(Graphin) 등과 같은 소재로 형성되는 투명전극이거나 또는 스크린 프린팅 기법으로 형성되는 Ag 박막일 수도 있다.복수의 채널배선(Wa)은 이외에도 다양한 전도성 소재 및 다양한 기법으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 채널배선영역(120)은 감지영역(110)의 좌측, 우측 및 하측의 외곽에 배치되는 것으로 도시되었으나 이에 제한되는 것은 아니다. 채널배선영역(120)은 감지영역(110)의 측면들 중 일부 또는 전부의 외곽에 배치될 수 있다.
복수의 채널 배선(Wa)은 제1 전극들(111) 및 제2 전극들(112)에 전기적으로 연결되어, 외부로부터 전극들(111, 112)에 인가되는 신호 또는 상기 전극들(111, 112) 로부터 생성되어 외부로 출력되는 신호를 전송할 수 있다. 복수의 채널 배선(Wa)은 전극 배선(Wb)을 통해 상기 전극들(111, 112)과 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 센싱 컨트롤러와 같은 터치 스크린 패널(100)의 외부장치(미도시)는 터치 스크린 패널(100) 상의 전극들(111, 112)과 전기적으로 연결되고, 복수의 채널(CHR1~CHR6, CHC1~CHC6)을 통해 신호를 송/수신하여, 각 감지노드(10)의 터치 데이터, 예컨대 감지노드(10)의 커패시턴스의 변화량을 수치로 나타내는 데이터를 획득할 수 있다. 그리고 획득된 터치 데이터를 기초로 터치 스크린 패널(100) 에 접촉이 발생하였는지 여부 및 그 위치를 판단할 수 있다. 이때, 복수의 채널 배선(Wa)은 전극들(111, 112)과 복수의 채널(CHR1~CHR6, CHC1~CHC6)들 사이에서 신호를 전송한다. 채널 배선(Wa)을 통해 전송되는 신호는 예컨대, 전압 신호 또는 전류 신호일 수 있으며, 시간 또는 주파수 등의 측면에서 변조된 신호일 수 있다. 채널 배선(Wa)의 수는 채널(CHR1~CHR6, CHC1~CHC6)의 수와 같을 수 있으며, 일 예로서, 복수의 채널 배선(Wa)은 서로 평행하게 등간격으로 배열될 수 있다.
한편, 도시된 바와 같이, 제2 전극들(112)은 채널배선영역(120)에서 각각 다른 채널 배선(Wa)에 연결되며, 제1 전극들(111) 중 y축 상의 동일한 위치, 즉, 동일한 행에 배열된 전극들 역시 채널배선영역(120)에서 각각 다른 채널 배선(Wa)에 연결될 수 있다. 그리고, 제1 전극들(111) 중 y축 상의 서로 다른 위치에 배열된 전극들, 즉, 서로 다른 행에 배열된 전극들은 채널배선영역(120)에서 동일한 채널 배선(Wa)에 연결될 수 있다. 제1 전극들(111)은 접촉의 x축 상의 위치를 감지한다. 그러므로, y 축 상에서 동일한 위치에 배열된 제1 전극들(111)은 전기적으로 분리되어야 하지만, y 축 상에서 서로 다른 위치에 배열된 제1 전극들(111)은 전기적으로 연결되어도 무방하다. 그러므로, y축 상에서 서로 다른 위치에 배열된 제1 전극들(111)을 동일한 채널 배선(Wa)에 연결함으로써, 채널 배선(Wa)의 수를 감소시킬 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널(100)에서는, 도시된 바와 같이, x축 및 y축 상에서 서로 다른 위치에 배열된 제1 전극들(111), 즉 서로 다른 행 및 서로 다른 열에 배열된 제1 전극들(111)이 채널배선영역(120)에서 동일한 채널 배선(Wa)에 연결될 수 있다.
그런데, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널(100)과 같이, 접촉의 x축 상의 위치를 감지하는 제1 전극(111)과 접촉의 y축 상의 위치를 감지하는 제2 전극(112)이 동일한 기판의 동일 면에 형성되고, 제1 전극들(111)이 전극 배선(Wb) 및 채널 배선(Wa)을 통해 감지영역(110)의 외곽에 배치된 채널배선영역(120)에서 서로 전기적으로 연결될 경우, 배선들(Wa, Wb)의 길이 및 두께의 차이에 따른 기생 성분, 예컨대 기생 커패시턴스 및 기생 저항값의 차이가 터치 스크린 패널(100)의 접촉 감지 특성에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 이러한 배선들(Wa, Wb)의 기생 성분에 따른 접촉 감지 특성의 저하를 방지하기 위하여, x축 및 y축 상에서 서로 다른 위치에 배열되는 적어도 두 제1 전극들(111)을 동일한 채널 배선(Wa)에 연결시킴으로써, 하나의 채널 배선(Wa)에 x축 상에서 다양한 위치에 배열된 제1 전극들(111)이 연결되게 할 수 있다. 이러한 배선구조에 대하여, 도 2를 참조하여 더 상세하게 후술하기로 한다.
도 2는 도 1의 터치 스크린 패널(100)의 배선구조를 상세하게 나타낸 도면이다. 설명의 편의를 위하여, 16개의 제1 전극(111)이 4행 4열로 배열되며, 4개의 제2 전극(112)이 4행으로 배열되는 것으로 도시하였으며, 제1 전극들(111)의 배선 관계를 도시하였다.
도 2를 참조하면, 첫번째 행에 배열된 제1 전극들(B11~B14)은 차례로 제1 내지 제4 채널 배선(Wa1~Wa4)에 연결될 수 있다. 두번째 행에 배열된 제1 전극들(B21~B24) 중 첫번째 열의 전극(B21)은 제4 채널 배선(Wa4)에, 두번째 열의 전극(B22)은 제1 채널 배선(Wa1)에, 세번째 열의 전극(B23)은 제2 채널 배선(Wa2)에, 네번째 열의 전극(B24)은 제3 채널 배선(Wa3)에 연결될 수 있다. 세번째 행에 배열된 제1 전극들(B31~B34) 중 첫번째 열의 전극(B31)은 제3 채널 배선(Wa3)에, 두번째 열의 전극(B32)은 제4 채널 배선(Wa4)에, 세번째 열의 전극(B33)은 제1 채널 배선(Wa1)에, 네번째 열의 전극(B34)는 제2 채널 배선(Wa2)에 연결될 수 있으며, 4번째 행에 배열된 제1 전극들(B41~B44) 중 첫번째 열의 전극(B41)은 제2 채널 배선(Wa2)에, 두번째 열의 전극(B42)은 제3 채널 배선(Wa3)에, 세번째 열의 전극(B43)은 제4 채널 배선(Wa4)에, 네번째 열의 전극(B44)는 제1 채널 배선(Wa1)에 연결될 수 있다. 이와 같이 각각의 행에 배열된 제1 전극들(B11~14, B21~B24, B31~B34, B41~B44)과 채널 배선들(Wa1~Wa4)의 연결관계는 서로 다를 수 있다. 이에 따라 x축 및 y축 상에서 서로 다른 위치에 배치된 제1 전극들(111)이 동일한 채널 배선에 연결될 수 있으며, x 축 상에서 동일한 위치에 배치된 제1 전극들(111)이 서로 다른 채널 배선에 연결될 수 있다.
한편, 각각의 제1 전극들(111)과 채널 배선(Wa1~Wa4)을 연결하는 전극 배선들(Wb1~Wb3)은 그 길이가 서로 다르다. 이때, 제1 전극들(111) 간의 x 축 상의 거리(d1) 및 제1 전극(111)과 제1 채널 배선(Wa1) 사이의 거리(d2)는 대략 수 mm(milli meter) 이하일 수 있으며, 채널 배선들(Wa1~Wa4) 간의 거리(d3)는 대략 수백 um(micro meter) 이하일 수 있다. 따라서, 전극 배선들(Wb1~Wb3)의 길이는 연결되는 제1 전극(111)의 x 축 상의 위치에 따라 다를 수 있다. 이때, 전극 배선들(Wb1~Wb4)의 길이가 다르므로, 전극 배선(Wb1~Wb4)의 기생 커패시턴스(Cwb1~Cwb4)의 크기 또한 다르다. 전극 배선의 기생 커패시턴스(Cwb1~Cwb4)는 대략적으로 다음과 같이 나타낼 수 있다.
CWb1 = Cd1*3+Cd2, CWb2 = Cd1*2+Cd2, CWb3 = Cd1*1+Cd2, CWb4 = Cd2
이때, Cd1은 제1 전극(111)들 간의 거리에 따른 커패시턴스이고, Cd2는 네번째 열에 배열된 제1 전극(111)과 제1 채널배선(Wa1) 간의 거리(d2)에 따른 커패시턴스이다.
종래와 같이, x 축 상의 동일한 위치에 배치된 제1 전극들(111)이 동일한 채널 배선에 연결되고, 각 행의 제1 전극들(Bn1~Bn4)이 차례로 제1 내지 제4 채널 배선(Wa1~Wa4)에 연결될 경우, 채널 배선들(Wa1~Wa4) 각각이 연결되는 채널(CH1~CH4)의 기생 커패시턴스(C_CH1~C_CH4)는 다음과 같을 수 있다.
C_CH1= Cwa+4*Cwb1 = Cwa+4*(3*Cd1+Cd2),
C_CH2= Cwa+4*Cwb2 = Cwa+4*(2*Cd1+Cd2),
C_CH3= Cwa+4*Cwb3 = Cwa+4*(1*Cd1+Cd2),
C_CH4= Cwa+4*Cwb4 = Cwa+4*(0*Cd1+Cd2)
따라서, 채널들(CH1~CH4) 사이의 기생 커패시턴스 성분의 차이가 클 수 있다. 그러나, 상술한 본 발명의 실시예에 따른 배선 방법에 따를 경우, 채널 배선들(Wa1~Wb4) 각각에 제1 내지 제4 전극 배선(Wa1~Wa4)이 하나씩 연결되므로, 채널들(CH1~CH4)의 기생 커패시턴스(C_CH1~C_CH4)는 다음과 같이 산출되며, 서로 동일 또는 유사할 수 있다.
C_CHn = Cwa + Cwb1 + Cwb2 + Cwb3 + Cwb4
그러므로 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널(100)은, 채널들간의 기생 커패시턴스의 차이가 적으므로 터치 감도가 향상될 수 있다. 한편, 도 2에서는 제1 전극(111)이 4행 4열로 배열되어 있고 제1 전극들(111)이 4개의 채널 배선(Wa1~Wa4)에 연결되는 경우를 예를 들어 설명하였으나, 제1 전극(111)이 m행 n열 (n > m)로 배열되고, 채널 배선(Wa)이 n 개인 경우에도, 상술한 바와 같이, 제1 전극들(111)과 채널 배선(Wa)의 연결관계를 적절히 조절하여, 각 채널에 연결되는 전극 배선(Wb)의 길이를 유사하게 구성할 수 있다. 이에 따라, 채널들(CH1~CHn)간의 기생 커패시턴스의 산포가 크지않도록 조절하여, 터치 데이터의 균일성을 높일 수 있다.
또한, 채널 배선들(Wa1~Wa4)이 동일한 폭(width)으로 레이아웃 되더라도, 실제 채널 배선들(Wa1~Wa4)의 폭은 차이가 있을 수 있다. 이에 따라 채널 배선들(Wa1~Wa4)의 기생 커패시턴스 및 기생 저항값에 있어서 차이가 발생할 수 있다. 이때, 하나의 채널 배선에 x 축 상의 동일한 위치의 제1 전극들(111)이 연결될 경우, 채널 배선들(Wa1~Wa4)의 기생 성분의 차이가 터치 데이터에 반영되어 접촉의 x 축 상의 위치가 잘못 산출될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예와 같이, 하나의 채널 배선에 x 축 상의 서로 다른 위치의 제1 전극들(111)이 연결되면, 각 행의 터치 데이터에 채널 배선들(Wa1~W4)의 기생 성분의 차이가 반영되더라도, x 축 상의 동일한 위치에 대응하는 터치 데이터들을 가중 평균하여 접촉의 x 축 상의 위치를 구할때, 채널 배선들(Wa~Wa4)의 기생 성분의 차이가 상쇄될 수 있다.
계속하여 도 1을 참조하면, 채널배선영역(120)은 감지영역(110)의 우측 외곽에 배치되는 제1 채널배선영역(120R)과 감지영역(110)의 좌측 외곽에 배치되는 제2 채널배선영역(120L)으로 구분될 수 있다. 그리고, 제1 전극(111)들은 x 축 상의 중앙을 기준으로 좌우에 배치되는 두 그룹으로 구분되어, 우측 그룹에 포함되는 제1 전극(111)들은 제1 채널배선영역(120R)에서 채널 배선들(Wa)에 연결되며, 좌측 그룹에 포함되는 제1 전극들(111)은 제2 채널배선영역(120L)에서 채널 배선(Wa)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 감지영역(110)의 좌측 및 우측의 외곽에 채널배선(Wa)이 형성됨으로써, 감지영역(110)의 일 측면의 외곽에만 채널배선(Wa)이 형성됨으로 인하여, 상기 채널배선(Wa)이 형성된 측면의 두께가 다른 측면의 두께보다 두꺼워지는 것을 방지할 수 있다. 그러나 이는 일 예일 뿐, 이에 제한되는 것은 아니다. 채널배선(Wa)이 감지영역(110)의 일 측면의 외곽에만 형성되더라도, 이에 따른 터치 스크린 패널(100)의 각 측면의 두께의 차이가 허용되는 범위라면, 채널배선영역(120)은 감지영역(110)의 일 측면에만 배치될 수도 있다.
한편, 채널배선영역(120)은 감지영역(110)과 동일한 기판 또는 다른 기판에 형성될 수 있다. 채널배선영역(120)이 감지영역(110)과 다른 기판에 형성될 경우, 채널배선영역(120)이 형성된 기판은 감지영역(110)이 형성된 기판에 부착될 수 있다. 예컨대, 감지영역(110)은 투명 기판에 형성되고, 채널배선영역(120)은 연성회로기판(FPCB) 등과 같은 회로기판에 형성되어, 상기 투명 기판에 부착될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널(100) 및 배선구조에 대하여 설명하였다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예 따른 터치 스크린 패널(100)은, x 축 상의 위치를 감지하는 제1 배선(111)과 y 축 상의 위치를 감지하는 제2 배선(112)이 동일한 기판의 동일한 면에 형성될 수 있어, 터치 스크린 패널(100)의 제조 시간 및 비용이 절약될 수 있다. 또한 x축 상에서 동일한 위치에 배열된 제1 전극들(111), 즉 동일한 열에 배열된 제1 전극들(111)이, 서로 다른 채널 배선(Wa)에 분산되어 연결될 수 있는바, 전극배선(Wb)에 따른 기생 성분의 차이가 제1 전극들(111)이 연결된 채널들(CHC1~CHC6)간에 크게 나타나지 않으며, 채널 배선들(Wa)의 두께의 차이에 따른 영향이 크지 않아 센싱 감도가 향상될 수 있다. 이에 따라 터치 스크린 패널(100)은 접촉 감지 특성이 향상될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 터치 스크린 패널의 상호 커패시턴스의 센싱값과 신호의 디지털 코드의 관계를 설명하기위한 도면이다. 도 3a는 채널간 기생 커패시턴스의 산포가 큰 경우를 도시하며, 도 3b는 도 1의 터치 스크린 패널(100)과 같은 배선 구조에 따라 채널간 기생 커패시턴스의 산포가 크지 않은 경우를 도시하고 있다.
도 3a 및 도 3b의 그래프는 터치 스크린 패널(TSP)의 채널별 상호 커패시턴스(Mutual Capacitance)의 센싱값을 나타낸다. 상호 커패시턴스의 센싱값에는 기생 커패시턴스와 기생 저항 등의 기생 성분이 반영된다.이에 따라, 제1 전극(도 1의 111)과 제2 전극(112) 간의 상호 커패시턴스(Mutual capacita)가 채널간에 동일하더라도, 배선(Wa, Wb) 등에 의해 발생하는 기생 성분에 의하여 채널별 상호 커패시턴스의 센싱값은 달라질 수 있다. 따라서, 상호 커패시턴스가 채널별로 동일하더라도 각 채널별 기생 커패시턴스의 산포에 의하여 채널별 상호 커패시턴스의 센싱값이 달라질 수 있다. 이때, 선 A는 터치 스크린 패널(TSP)에 접촉이 발생하지 않았을 때의 채널별 상호 커패시턴스의 센싱값을 나타내고, 선 B는 터치 스크린 패널(TSP)에 접촉이 발생하였을 때의 채널별 상호 커패시턴스의 센싱값을 나타낸다. 접촉이 발생함에 따라 상호 커패시턴스가 감소될 수 있는바, 도시된 바와 같이, 접촉이 발생하였을때의 상호 커패시턴스의 센싱값(B)이 접촉이 발생하지 않았을 때의 상호 커패시턴스의 센싱값(선 A)보다 작을 수 있다.
한편, 터치 스크린 패널 상의 채널들에서 감지되는 상호 커패시턴스는 전류 또는 전압 신호로서 접촉 감지 회로로 인가될 수 있으며, 접촉 감지 회로의 아날로그 디지털 변환기(ADC)에서는 상기 전류 또는 전압 신호를 디지털 코드로 변환할 수 있다. 이때, 신호의 디지털 코드값(SC)은 다음의 수학식 1으로 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
여기서, N은 디지털 코드의 총 비트 수이고, CR은 터치 스크린 패널에서 감지되는 상호 커패시턴스의 총 변화량이며, ΔCT 는 접촉에 따라 발생하는 상호 커패시턴스의 감소량을 나타낸다.
수학식 1을 참조하면, ΔCT 가 동일할 경우에, CR이 작을수록 디지털 코드값(SCS)이 증가됨을 알 수 있다. 이때, 디지털 코드값(SC)이 증가되면, 상호 커패시턴스의 변화를 더 정밀하게 감지할 수 있는바, 센싱 감도가 증가될 수 있다.
도 3a의 경우, 채널들 간의 기생 커패시턴스의 산포가 커서 터치 스크린 패널에서 감지되는 상호 커패시턴스의 총 변화량 CR이 큰 반면, 도 3b의 경우, 채널들 간의 기생 커패시턴스의 산포가 작아 터치 스크린 패널에서 감지되는 상호 커패시턴스의 총 변화량 CR이 작다. 따라서, 채널들 간의 기생 커패시턴스의 산포가 작을수록 디지털 코드값(SC)이 증가하여 센싱 감도가 증가됨을 알 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널(도 1의 100)의 배선구조에 따르면, 채널들 간의 기생 커패시턴스의 산포가 작아져, 센싱 감도가 증가될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱 시스템(1000)을 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 터치 센싱 시스템(1000)은 터치 스크린 패널(100) 및 터치 센싱 컨트롤러(200)를 포함할 수 있다.
터치 스크린 패널(100)은 도 1의 터치 스크린 패널(100)일 수 있다. 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 접촉의 x 축 상의 위치를 감지하는 제1 전극(111) 및 접촉의 y 축 상의 위치를 감지하는 제2 전극(112)이 동일한 기판의 동일 면에 형성되며, x축 상에서 동일한 위치에 배치된 제1 전극들(111)이 서로 다른 채널 배선(Wa)에 연결되고, x축 및 y축 상에서 서로 다른 위치에 배치된 제1 전극들(111) 중 적어도 두 전극이 동일한 채널 배선(Wa)에 연결될 수 있다. 터치 스크린 패널(100)에 대해서는 도 1을 참조하여 상세하게 설명하였으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
터치 센싱 컨트롤러(200)는 채널들을 통하여 터치 스크린 패널(100)과 신호를 송/수신하여, 터치 스크린 패널(100)에 접촉의 발생여부 및 그 위치를 산출할 수 있다. 터치 센싱 컨트롤러(200)는 감지노드(10)의 커패시턴스의 변화에 따른 터치 데이터를 획득하고, 터치 데이터에 기초하여 접촉의 발생여부 및 그 위치를 산출할 수 있다.
한편 터치 센싱 컨트롤러(200)는, 터치 데이터가 저장영역(미도시)에 저장될 때, 터치 스크린 패널(100)의 배선구조, 즉 채널 배선(Wa)과 제1 전극(111)의 연결관계를 고려하여 터치 데이터가 저장되는 위치를 보상할 수 있다. 또는 터치 센싱 컨트롤러(200)는 저장영역에 저장된 터치 데이터를 독출하여 터치 좌표를 산출할때, 독출된 터치 데이터를 터치 스크린 패널(100)의 배선구조를 고려하여 재배열 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널(100)의 배선구조에 의하여, 터치 스크린 패널(100)의 x 축 상에서 동일한 위치, 즉 동일한 열의 제1 전극들(111)에서 발생한 센싱 신호들이 각각 다른 채널(CHC1~CHC6)을 통하여 수신된다. 터치 데이터가, 대응하는 센싱 신호가 수신된 채널(CHC1~CHC6) 순서에 따라 저장영역에 저장될 경우, 터치 스크린 패널(100) 상에서 동일한 열의 제1 전극들(111)에 대응하는 터치 데이터들이 저장영역 상에서는 서로 열에 배치되게 된다. 이후, 터치 좌표 산출시 터치 데이터가 저장된 위치에 따라 터치 데이터를 독출하여 터치 좌표 산출에 이용할 경우, 잘못된 좌표가 산출되게 된다. 따라서, 터치 센싱 컨트롤러(200)는 정확한 터치 좌표를 산출하기 위하여, 터치 스크린 패널(100)의 제1 전극들(111)과 채널배선(Wa)의 연결관계를 고려하여, 터치 데이터가 저장되는 위치를 보상하거나 또는 터치 데이터가 저장된 후, 터치 좌표 산출을 위하여 터치 데이처가 독출될 때, 터치 데이터를 재배열할 수 있다.
도 5는 도 4의 터치 센싱 컨트롤러의 일 예를 나타내는 블록도이다. 설명의 편의를 위하여, 터치 스크린 패널(100)의 전극 배열 및 배선을 간략화하여 함께 도시하였으며, 복수의 제1 전극(111)들로부터 감지되는 신호들이 3개의 채널(CH1, CH2, CH3)을 통하여 터치 센싱 컨트롤러(200a)에 제공되는 것으로 도시하였다. 도 5를 참조하면, 터치 스크린 패널(100)에서 각 행의 제1 전극들(B11~B13, B21~B23, B31~B33)은 전극배선영역(130) 상의 전극 배선(Wb)에 각각 연결되고, 전극 배선(Wb)을 통해 채널배선영역(120)에서 제1 내지 제3 채널 배선(Wa1~Wa3)에 연결된다. 이에 따라, 각 행의 제1 전극들(B11~B13, B21~B23, B31~B33)에서 감지된 센싱 신호는 제1 내지 제3 채널(CH1~CH3)을 통해 터치 센싱 컨트롤러(200a)로 제공될 수 있다. 터치 센싱 컨트롤러(200a)로 제공되는 센싱 신호는 디지털 신호(D_B11~D_B33)로 변환되고, 데이터 메모리(220) 등과 같은 저장 영역에 저장될 수 있다.
이때, 터치 스크린 패널(100)의 배선구조에 따라 동일한 열의 제1 전극들(B11~B31, B12~B32, B13~B33)에서 감지된 센싱 신호가 서로 다른 채널(CH1~CH3)을 통해 터치 센싱 컨트롤러(200)로 인가될 수 있다. 예컨대, 첫번째 열의 제1 전극들(B11, B21, B31) 중 제1 행의 제1 전극(B11)에서 감지된 센싱 신호는 제1 채널(CH1)을 통해 인가되고, 제2 행의 제1 전극(B21)은 제3 채널(CH3)을 통해 인가되고, 제3 행의 제1 전극(B31)은 제2 채널(CH2)을 통해 인가될 수 있다. 터치 센싱 컨트롤러(200)는 상기와 같이 동일한 열의 제1 전극들(B11~B31, B12~B32, B13~B33)에 대응하는 센싱 신호들이 서로 다른 채널(CH1~CH3)을 통해 인가되더라도, 상기 센싱 신호들에 따른 터치 데이터(D_B11~D_B31, D_B12~D_B32, D_B13~D_B3)들이 데이터 메모리(220) 상에서 동일한 열(M11~M31, M12~M32, M13~M33)에 저장될 수 있도록 터치 데이터(D_B11~D_B33)가 저장되는 위치를 보상할 수 있다. 이를 위해, 터치 센싱 컨트롤러(200)는 터치 데이터(D_B11~D_B33)가 저장되는 위치를 보상하는 데이터 맵핑부(210)를 구비할 수 있다.
데이터 맵핑부(210)는 터치 데이터(D_B11~D_B33)가 데이터 메모리(220) 등과 같은 저장 영역에 저장될 때, 대응하는 제1 전극(B11~B33)의 위치, 예컨대 제1 전극(B11~B33)의 좌표에 기초하여 저장될 수 있도록, 터치 데이터의 생성 또는 터치 데이터의 저장을 제어할 수 있다.
예를 들어, 제1행 제1 열의 제1 전극(B11)에서 감지된 센싱 신호가 제1 채널(CH1)을 통해 인가되었을 때, 센싱 신호에 대응하는 터치 데이터(D11)를 데이터 메모리(220)의 제1 행 제1 열(M11)에 저장할 수 있다. 이후, 제2 행 제1 열의 제1 전극(B21)에서 감지된 센싱 신호가 제3 채널(CH3)을 통해 인가되었을 때, 대응하는 터치 데이터(D21)를 데이터 메모리(220)의 제2 행 제3 열(M23)이 아닌 제2 행 제1 열(M21)에 저장할 수 있다. 마찬가지로 제3 행 제1 열의 제1 전극(B31)에서 감지된 센싱 신호가 제2 채널(CH2)을 통해 인가되었을 때, 대응하는 터치 데이터(D31)를 데이터 메모리(220)의 제3 행 제2 열(M32)이 아닌 제3 행 제1 열(M31)에 저장함으로써, 동일한 열의 제1 전극들에 대응하는 터치 데이터들(D_B11, D_B21, D_B31)이 데이터 메모리(220) 상에서 동일한 열(M11, M21, M31)에 저장되도록 할 수 있다. 이때, 데이터 맵핑부(210)는 터치 구동 타이밍 신호(TDTS) 및 채널배선 연결 정보(CWCI)에 기초하여 터치 데이터의 생성 또는 터치 데이터의 저장을 제어함으로써, 터치 데이터가 저장되는 위치를 보상할 수 있다. 터치 구동 타이밍 신호(TDTS)는 구동전극, 예컨대 제2 전극(111)의 구동 시작을 나타내는 신호, 구동 종료를 나타내는 신호 또는 구동전극의 위치를 나타내는 신호일 수 있다. 채널배선 연결정보(CWCI)는 터치 스크린 패널(100) 상의 제1 전극들(B11~B33)과 채널 배선(Wa)의 연결관계를 나타내는 정보일 수 있다. 예를 들어, 터치 구동 타이밍 신호(TDTS)가 터치 스크린 패널(100) 상의 첫번째 행의 제2 전극(112)이 구동되고 있음을 나타낼 경우, 채널배선 연결정보(CWCI)는 상기 구동되는 제2 전극(112)과 함께 감지노드들(10)을 형성하는, 첫번째 행의 제1 전극들(B11~B13)과 채널배선(Wa)의 연결관계를 포함할 수 있다. 터치 센싱 컨트롤러(200)는 내부에 상기 채널배선 연결정보(CWCI)를 포함하는 룩업 테이블(미도시)를 구비할 수도 있다.
상술한 같이, 데이터 맵핑부(210)는 터치 데이터(D_B11~D_B33)가 저장되는 위치를 보상하여, 터치 데이터(D_B11~D_B33)가 대응하는 제1 전극(B11~B33)의 위치에 기초하여 데이터 메모리(220)에 저장될 수 있도록 한다. 이에 따라, 도시된 바와 같이, 터치 데이터(D_B11~D_B33)는 대응하는 제1 전극(B11~B33)의 위치, 즉, 제1 전극(B11~B33)의 행 및 열에 따라 재정렬되어, 데이터 메모리(220)에 저장될 수 있다.
한편, 도 5에서, 데이터 메모리(220)가 터치 센싱 컨트롤러(TSC) 내부에 구비되는 것으로 도시되었으나, 이는 일 예일뿐, 이에 제한되는 것은 아니다. 데이터 메모리(220)는 터치 센싱 컨트롤러(TSC)와 별개로 구비될 수도 있다.
도 6은 도 5의 터치 센싱 컨트롤러의 일 구현예를 나타낸 블록도이다. 설명의 편의를 위하여, 터치 스크린 패널(100)의 전극 배열 및 배선을 간략화하여 함께 도시하였으며, 복수의 제1 전극(111)들로부터 감지되는 신호들이 3개의 채널(CH1, CH2, CH3)을 통하여 터치 센싱 컨트롤러(200a_1)에 제공되는 것으로 도시하였다.
도 6을 참조하면, 터치 센싱 컨트롤러(200a_1)는 패드부(230) 및, 데이터 맵핑부(210a)를 포함하며, 또한 데이터 메모리(220)를 더 포함할 수 있다.
패드부(230)는 복수의 패드들(PD1~PD3)을 포함하고, 복수의 패드들(PD1~PD3) 각각은 복수의 채널(CH1~CH3)을 통해 터치 스크린 패널(100)로부터 제공되는 센싱 신호를 수신한다. 각각의 패드들(PD1~PD3)에서 수신된 센싱 신호는 데이터 맵핑부(210a)로 제공된다. 한편, 한편, 본 실시예에서 패드부(230)는 세개의 채널에 연결되는 세개의 패드를 포함하는 것으로 도시되었으나, 이는 일 예일뿐이고, 채널 및 패드의 개수는 수 있다.
데이터 맵핑부(210a)는 데이터 발생부(211) 및 어드레스 디코더를(212a)를 포함하고, 센싱 신호를 기초로 터치 데이터(TDATA)를 생성하여, 데이터 메모리(220)에 저장할 수 있다. 이때, 데이터 맵핑부(201a)는 터치 데이터(TDATA)를 대응하는 제1 전극(111)의 좌표에 기초하여 데이터 메모리(220)에 저장할 수 있다.
터치 데이터 발생부(211)는 복수의 채널(CH1~CH3)을 통해 터치 스크린 패널(100)로부터 제공되는 복수의 센싱 신호를 수신하여 증폭하고, 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하여 터치 데이터들(TDATA)을 발생한다. 터치 데이터 발생부(211)는 생성된 터치 데이터들(TDAT)을 어드레스 디코더(212a)로 순차적으로 또는 병렬적으로 전송할 수 있다.
어드레스 디코더(212a)는 터치 구동 타이밍 신호(TDTS), 채널배선 연결 정보(CWCI) 등의 제어신호에 기초하여, 터치 데이터(TDAT)의 어드레스(ADDR)를 지정할 수 있다. 어드레스 디코더(212a)는 터치구동 타이밍 신호(TDTS)에 따라, 터치 데이터 발생부(211)로부터 수신되는 터치 데이터들(TDAT)이 몇번째 행의 감지노드(10)에 대응하는지 판단하고, 상기 감지 노드(10)에 대응하는 제1 전극들(111)의 채널배선 연결정보(CWCI)에 기초하여 상기 터치 데이터들(TDAT)의 컬럼 어드레스를 지정할 수 있다. 예를 들어, 어드레스 디코더(212a)는 터치 구동 타이밍 신호(TDTS)에 따라, 터치 데이터(TDAT)의 로우 어드레스를 지정하고, 채널배선 연결정보(CWCI)에 기초하여, 터치 데이터(TDAT)의 컬럼 어드레스를 지정할 수 있다.
데이터 메모리(220)는 스크린 패널(100)의 적어도 한 프레임에 해당하는 터치 데이터(TDATA)를 저장하며, 어드레스 디코더(212a)로부터 제공되는 어드레스(ADDR)에 기초하여, 터치 데이터(TDATA)를 저장할 수 있다. 이에 따라, 터치 데이터(TDATA)들은 도시된 바와 같이, 대응하는 제1 전극들(111)의 행렬 배열에 기초하여 데이터 메모리(220)에 저장될 수 있다. 데이터 메모리(220)는 프레임 메모리일 수 있으며, SRAM(Static random access memory), DRAM(Dynamic random access memory) 또는 레지스터(register) 등 다양한 종류의 메모리로 구현될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예의 터치 센싱 컨트롤러(200a_1)는 센싱 신호에 기초하여 터치 데이터를 생성한 후, 터치구동 타이밍신호(TDTS), 채널배선 연결정보(CWCI) 등의 제어신호에 기초하여, 터치 데이터(TDATA)의 어드레스(ADDR)를 지정함으로써, 데이터 메모리(220) 상에서 터치 데이터(TDAT)가 저장되는 위치와 터치 스크린 패널(110) 상에서의 제1 전극(111)의 위치가 서로 대응되도록 할 수 있다.
도 7은 도 5의 터치 센싱 컨트롤러의 다른 구현예를 나타낸 블록도이다.
도 7을 참조하면, 터치 센싱 컨트롤러(200a_2)는 패드부(230) 및 데이터 맵핑부(210b)를 구비한다. 또한, 터치 센싱 컨트롤러(200a_2)는 데이터 메모리(220)를 더 구비할 수 있다.
패드부(230)는 복수의 채널(CH1~CH3) 각각에 대응하는 복수의 패드들(PD1~PD3)을 포함하며, 패드들(PD1~PD3)은 상기 채널들(CH1~CH3)을 을 통해 터치 스크린 패널(100)로부터 제공되는 센싱 신호를 수신하고, 센싱 신호를 데이터 맵핑부(210b)로 전송할 수 있다.
데이터 맵핑부(210b)는 스위칭부(213), 스위칭 제어부(214), 터치 데이터 발생부(211) 및 어드레스 디코더(212b)를 포함하며, 센싱 신호를 기초로 터치 데이터(TDATA)를 생성하여, 데이터 메모리(220)에 저장할 수 있다. 이때, 데이터 맵핑부(210b)는 터치 데이터(TDATA)를 대응하는 제1 전극(111)의 좌표에 기초하여 데이터 메모리(220)에 저장할 수 있다.
터치 데이터 발생부(211)는 복수의 입력단자(I1~I3)를 통해 수신되는 센싱 신호를 증폭하여, 터치 데이터들(TDATA)을 발생할 수 있다. 한편, 터치 데이터 발생부(211)는 입력단자(I1~I3) 각각에 연결되는 복수의 터치 데이터 생성 유닛(GU1~GU3)을 포함하고, 복수의 터치 데이터 생성 유닛(GU1~GU3)은 입력단자(I1~I3) 각각에 인가되는 센싱 신호를 병렬적으로 처리하여 터치 데이터들(TDATA)을 발생할 수 있다.
스위칭부(213)는 스위칭 제어신호(CNT)에 응답하여, 패드들(PD1~PD3)과 터치 데이터 발생부(211)의 입력단자(I1~I3)간의 연결을 스위칭할 수 있다. 즉, 스위칭부(213)는 패드들(PD1~PD3)과 데이터 발생부(211)의 입력단자(I1~I3)를 포인트 투 포인트로 연결하며, 이때, 스위칭 제어신호(SWCNT)에 응답하여, 그 연결관계가 변화될 수 있다. 예를 들어, 스위칭부(213)는 패드들(PD1~PD3)과 터치 데이터 발생부(211)의 복수의 입력단자(I1~I3) 사이에 연결되는 복수의 스위치들을 포함하며, 복수의 스위치들 각각이 스위칭 제어신호(SECNT)에 응답하여 턴온/턴오프 됨으로써, 패드들(PD1~PD3)과 터치 데이터 발생부(211)의 입럭단자(I1~I3)간의 연결을 스위칭할 수 있다.
한편, 스위칭 제어부(214)는 터치 구동 타이밍 신호(TDTS) 및 채널 배선 연결 정보(CWCI)에 기초하여 스위칭 제어신호(SWCNT)를 생성함으로써, 동일한 열의 제1 전극들(111)으로부터 수신되는 센싱 신호들이 서로 다른 패드(PD1~PD3)를 통해 수신되더라도, 터치 데이터 발생부(211)의 입력 단자(I1~I3)들 중 동일한 입력단자에 제공될 수 있도록 한다. 예를 들어, 스위칭 제어부(214)는 터치 구동 타이밍 신호(TDTS)가 가리키는 행의 제1 전극들(B11~B13, B21~B23, B31~B33)의 채널배선 연결정보(CWCI)를 기초로, 제1 열의 제1 전극들(B11~B31)로부터의 센싱 신호는 터치 데이터 발생부(211)의 제1 입력단자(I1)로 제공되고, 제2 열의 제2 전극들(B12~B32)로부터의 센싱 신호는 제2 입력단자(I2)로 제공되고, 제3 열의 제1 전극들(B13~B33)로부터의 센싱 신호는 제3 입력단자(I3)로 제공되도록, 스위칭부(213)를 제어하는 스위칭 제어신호(SWCNT)를 생성할 수 있다.
어드레스 디코더(212b)는 터치 데이터 발생부(211)에서 생성된 터치 데이터(TDATA)에 대하여, 터치 구동 타이밍 신호(TDTS)에 기초하여, 어드레스를 지정할 수 있다. 예를 들어 어드레스 디코더(212b)는 터치 구동 타이밍 신호(TDTS)에 기초하여, 터치 데이터 발생부(211)로부터 수신되는 터치 데이터가 몇번째 행의 제1 전극들(111)에 대응하는지 판단하고, 이에 따라 로우 어드레스를 지정할 수 있다. 이때, 어드레스 디코더(212b)는 터치 데이터 생성 유닛(GU1~GU3) 중 동일한 터치 데이터 생싱 유닛으로부터 생성되는 터치 데이터에 대하여 동일한 컬럼 어드레스를 지정할 수 있으며, 또한, 어드레스 디코더(212b)는 터치 데이터 생성 유닛(GU1~GU3)에서 생성된 터치 데이터들이 차례로 수신될 경우, 수신되는 순서에 기초하여 컬럼 어드레스를 지정할 수 있다.
데이터 메모리(220)는 터치 데이터(TDATA)를 지정된 어드레스에 따른 위치에 저장할 수 있다. 데이터 메모리(220)는 적어도 한 프레임에 해당하는 터치 데이터(TDATA)를 저장할 수 있다.
이상, 도 5 내지 7을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따라 터치 데이터(TDATA)가 저장되는 위치를 보상하는 터치 센싱 컨트롤러(200a)에 대하여 설명하였다. 상술한 바와 같이, 터치 센싱 컨트롤러(200a)는 터치 데이터 발생 후 터치 구동 타이밍 신호(TDTS) 및 채널배선 연결정보(CWCI)에 기초하여, 터치 데이터가(TDATA)의 어드레스를 지정하거나(도 6의 실시예), 또는 터치 데이터 발생 전에 터치 데이터 발생부(211)에 인가되는 센싱 신호의 순서를 바꿈으로써(도 7의 실시예), 터치 데이터(TDATA)가 저장되는 위치를 보상할 수 있으며, 이외에도, 다양한 방법이 적용될 수 있다.
도 8은 도 4의 터치 센싱 컨트롤러의 다른 예를 나타낸 블록도이다.도 8을 참조하면, 터치 센싱 컨트롤러(200b)는 터치 데이터 발생부(211), 어드레스 디코더(212), 데이터 메모리(220) 및 좌표 추출부(240)을 포함할 수 있다.
터치 데이터 발생부(211)는 복수의 채널(CH1~CH3)을 통해 수신되는 센싱 신호에 기초하여 터치 스크린 패널(100)의 제1 전극들(111)에 대응하는 터치 데이터(TDATA)를 발생한다.
어드레스 디코더(212)는 터치 데이터 발생부(211)에서 생성된 터치 데이터(TDATA)에 대하여, 터치 구동 타이밍 신호(TDTS)에 기초하여, 어드레스(Addr)를 지정할 수 있다.
데이터 메모리(220)는, 적어도 한 프레임의 터치 데이터(TDATA)를 저장하며, 상기 어드레스(Addr)가 나타내는 위치에 터치 데이터(TDATA)를 저장할 수 있다.
좌표 추출부(240)는 데이터 메모리(220)에 저장된 터치 데이터(TDATA)를 독출하여, 터치가 발생한 좌표를 추출한다. 한편, 좌표 추출부(240)는 좌표 계산시 터치 스크린 패널(100) 상에서 인접한 전극들, 예컨대 인접하는 행열의 제1 전극들(111)에 대응하는 터치 데이터들을 이용하여 터치 좌표를 산출한다. 그런데, 터치 스크린 패널(100)에서의 배선구조, 즉 제1 전극들(B11~B33)과 채널 배선(Wa)의 연결에 의하여, 동일한 열의 제1 전극들(B11~B31, B12~B32, B13~B33)에서 센싱된 센싱 신호가 서로 다른 채널(CH1~CH3)을 통해 터치 센싱 컨트롤러(200b)로 제공되고, 그대로 터치 데이터(TDATA)로 변환되어, 데이터 메모리(220)에 저장되므로, 터치 데이터들(TDATA)이 데이터 메모리(220)에 저장되는 위치는 터치 스크린 패널(100)의 제1 전극들(111)의 행열에 대응되지 않는다. 그러므로, 좌표 추출부(240)는 터치 데이터(TDATA)를 데이터 메모리(220)으로부터 독출하여 이용할 때, 우선 터치 데이터(TDATA)를 터치 스크린 패널(100)의 제1 전극들(111)의 행열에 대응하도록 재정렬하여야 한다. 좌표 추출부(240)는 터치 데이터(TDATA) 각각에 대응하는 어드레스(Addr)를 함께 수신하고, 상기 어드레스(Addr)와 채널배선 연결정보(CWCI)에 기초하여, 터치 데이터들(TDATA)을 터치 스크린 패널(100)의 제1 전극들(111)의 행열에 대응하여 정렬되도록 재배열하고, 재배열된 터치 데이터들(TDATA)을 이용하여, 좌표를 추출할 수 있다. 예를 들어, 좌표 추출부(240)가 내부에 구비되는 레지스터(미도시) 등으로 터치 데이터(TDAT)를 읽어올 때 터치 데이터의 어드레스(Addr)와 채널배선 연결정보(CWCI)에 기초하여, 터치 데이터(TDATA)를 대응하는 제1 전극(111)의 순서에 기초하여 정렬되도록 할 수 있다.
상기와 같이 본 실시예에 따른 터치 센싱 컨트롤러(200b)는 채널들(CH1~CH3)을 통하여 수신되는 센싱 신호를 그대로 터치 데이터(TDATA)로 변환하여 데이터 메모리(220)에 저장한 후, 이후, 터치 좌표 산출 시, 터치 데이터(TDATA)를 터치 스크린 패널(100)의 대응하는 제1 전극들(111)의 위치에 기초하여 재정렬한 후, 재정렬된 터치 데이터(TDATA)를 이용하여, 터치 좌표를 산출할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널을 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 터치 스크린 패널(100a)은 접촉이 발생하는 감지영역(110) 및 감지영역(110)의 외곽에 배치되는 채널배선영역(120)을 구비할 수 있다. 감지영역(110)에는 접촉의 제1 방향, 예컨대 x축 방향의 위치를 감지하는 복수의 제1 전극(111) 및 접촉의 제2 방향, 예컨대 y축 방향의 위치를 감지하는 복수의 제2 전극(112)이 배열될 수 있다. 또한, 감지영역(110)의 일부에는 전극배선영역(130)이 구비되고, 복수의 전극들(111, 112) 각각에 연결되는 전극 배선(Wb)을 구비할 수 있다. 감지영역(110)은 제1 전극(111) 및 제2 전극(112) 사이에 형성될 수 있다.
채널배선영역(120)은 감지영역(110)의 외곽에 배치될 수 있으며, 복수의 채널 배선(Wa)을 구비할 수 있다. 배선 영역(120)은 감지영역(110)의 좌측 외곽에 배치되는 제1 채널배선영역(120R) 및 감지영역(110)의 우측 외곽에 배치되는 제2 채널배선영역(120L)을 포함할 수 있다.
복수의 제1 전극(111), 복수의 제2 전극(112) 및 채널 배선(Wa)의 형태 및 정렬형태(alignment)는 도 1의 터치 스크린 패널(100)과 유사한바, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
한편, 복수의 제1 전극들(111)은 y 축 방향에 따라 복수의 그룹으로 구분되고, 그 중 홀수번째 그룹의 제1 전극들(111)은 제1 채널 배선영역(120R) 상에 형성된 제1 채널배선(Wa_1)에 연결되고, 짝수번째 그룹의 제1 전극들(111)은 제2 채널배선영역(120R) 상에 형성된 제2 채널배선(Wa_2)에 연결될 수 있다.
예를 들어, 복수의 제1 전극들(111)은 소정의 k행 단위로 구분되고, 교번적으로 홀수번째 그룹의 제1 전극들(111)은 제1 채널배선영역(120R)상의 제1 채널배선(Wa_1)에 연결되고, 제2 그룹에 포함되는 제1 전극들(111)은 제2 채널배선영역(120R) 상의 제2 채널배선(Wa_2)에 연결될 수 있다. 이때, 복수의 제1 전극들(111)이 y축 방향으로 M행으로 배열되었다면, k는 1 이상, M/2이하의 자연수일 수 있다.
도 9에는 k는 1이고, M은 6인 경우가 도시되어 있다. 복수의 제1 전극들(111)은 1행 단위로 구분되고, 홀수번째 그룹, 즉 1행, 3행 및 5행에 배열된 제1 전극들(111)은 제1 채널배선영역(120R) 상의 제1 채널 배선(Wa_1)에 연결되고, 짝수번째 그룹, 즉 2행, 4행 및 6행에 배열된 제1 전극들(111)은 제2 채널배선영역(120L) 상의 제2 채널 배선(Wa_2)에 연결될 수 있다. 만약, k가 2라면, 1행 및 2행에 포함된 제1 전극들(111)은 제1 그룹으로 구분되고, 3행 및 4행에 포함된 제1 전극들(111)은 제2 그룹으로 구분되며, 5행 및 6행에 포함되는 제2 전극들(111)은 제3 그룹으로 구분될 수 있다. 홀수번째 그룹에 포함되는 제1 전극들(111)은 제1 채널배선영역(120R)상의 제1 채널배선(Wa_1)에 연결될 수 있고, 짝수번째 그룹에 포함되는 제1 전극들(111)은 제2 채널배선영역(120L) 상의 제2 채널배선(Wa_2)에 연결될 수 있다. 한편, 터치 스크린 패널(100b)의 대칭적인 특성을 위하여 제1 채널 배선들(Wa_1)의 수와 제2 채널 배선들(Wa_2)의 수는 동일한 것이 바람직할 수 있다.
공정 산포 등과 같은 요인에 의하여 제1 채널배선영역(120R)에 구비되는 복수의 제1 채널 배선(Wa_1)과 제2 채널배선영역(120L)에 구비되는 복수의 제2 채널 배선(Wa_2)은 비대칭적인 특성을 가질수 있다. 이때, x축 상의 중심을 기준으로 좌측에 배치되는 제1 전극들(111)이 제2 채널배선영역(120L)에서 복수의 제2 채널배선(Wa_2)에 연결되고, 우측에 배치되는 제2 전극들(111)이 제1 채널배선영역(120R)에서 복수의 제1 채널배선(Wa_1)에 연결된다면, 감지영역(110)의 좌측과 우측의 경계 부분에서 접촉 감지 특성이 나빠질 수 있다.
그러나, 본 실시예의 터치 스크린 패널(100b)은 동일한 행에 배열된 제1 전극들(111)이 동일한 채널배선영역(120R 또는 120L)에서 복수의 채널배선들(Wa_1 또는 Wa_2)에 연결되므로 x축 상의 경계에서 접촉 감지 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 감지영역(110)의 양 측면의 외곽에 채널배선영역(120R, 120L)을 배치하고, 교번적으로 배선함으로써, 감지영역(110)의 양 측면 중 어느 한쪽의 두께가 두꺼워지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이러한 배선은 접촉 감지 시에 전류 분산을 가져와 배선상 노이즈를 감쇄시키는 효과가 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널(100b)를 나타낸 도면이다.
도 10의 터치 스크린 패널(100b)과 도 9의 터치 스크린 패널(100a)을 비교하면, 제1 전극(111)의 배선에 있어서 차이가 있다. 도 9에서는 같은 그룹에 포함되는 제1 전극들(111)에 있어서, x 축 상에서 동일한 위치에 배치된 제1 전극들(111)은 동일한 채널 배선에 연결되었으나, 도 10의 터치 스크린 패널(100b)에서는, 같은 그룹에 포함되는 제1 전극들(111)에 있어서, x 축 상에서 동일한 위치에 배치된 제1 전극들(111)은 서로 다른 채널 배선에 연결될 수 있다. 또한, x축 및 y 축 상에서 서로 다른 위치에 배치된 제1 전극들(111)이 동일한 채널배선에 연결될 수 있다. 이에 따라 제1 전극들(111)과 연결되는 채널들(CHCa1~CHCa6, CHCb1~CHCb6)간의 기생 커패시턴스의 차이가 감소되어 접촉 감지 특성이 향상될 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널을 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 터치 스크린 패널(100c)은 접촉이 발생하는 감지영역(110) 및 감지영역(110)의 외곽에 배치되는 채널배선영역(120)을 구비할 수 있다. 감지영역(110)에는 접촉의 제1 방향, 예컨대 x축 방향의 위치를 감지하는 복수의 제1 전극(111) 및 접촉의 제2 방향, 예컨대 y축 방향의 위치를 감지하는 복수의 제2 전극(112)이 배열될 수 있다. 또한, 복수의 전극들(111, 112) 각각에 연결되는 전극 배선(Wb)을 구비할 수 있다.
채널배선영역(120)은 감지영역(110)의 외곽에 배치될 수 있으며, 복수의 채널 배선(Wa)을 구비할 수 있다.
복수의 제1 전극(111) 및 복수의 제2 전극(112)의 형태 및 정렬형태(alignment)는 도 1의 터치 스크린 패널(100)과 유사한바, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
감지영역(110)은 y 축 상의 위치에 따라 적어도 두 영역(110a, 110b)으로 구분되고, 이에 따라 복수의 제1 전극들(111)은 적어도 두 영역(110a, 110b) 중 하나에 포함되는 적어도 두 그룹으로 구분될 수 있다. 이때, 서로 다른 그룹에 포함되는 제1 전극들(111)은 채널배선영역(120)에서 서로 다른 채널 배선에 연결될 수 있다.
도 11을 참조하면, 감지영역(110)은 상부의 제1 영역(110a) 및 하부의 제2 영역(110b)으로 구분되고, 제1 전극들(111)은 각각 제1 영역(110a)에 포함되는 제1 그룹 및 제2 영역(110b)에 포함되는 제2 그룹으로 구분될 수 있다. 제1 그룹에 포함되는 제1 전극들(111)은 제2 그룹에 포함되는 제1 전극들(111)과는 다른 채널 배선에 연결될 수 있다. 제1 그룹에 포함되는 제1 전극들(111)은 제1 채널배선들(Wa_11, Wa_12)에 연결되고, 제2 그룹에 포함되는 제2 전극들(111)은 제2 채널배선들(Wa_21, Wa22)에 연결될 수 있다.
한편, 도시된 바와 같이, 채널배선영역(120)은 감지영역(110)의 좌측 및 우측의 외곽에 배치되는 제1 채널배선영역(120R) 및 제2 채널배선영역(120L)을 구비할 수 있다. x 축의 중심을 기준으로, 감지영역(110)의 좌측에 위치하는 제1 전극들(111)은 제2 채널배선영역(120L)에 배치되는 채널배선들(wa_12, Wa_22)에 연결되고, x 축의 중심을 기준으로 감지영역(110)의 우측에 위치하는 제1 전극들(111)은, 제1 채널배선영역(120R)에 배치되는 채널배선들(wa_11, Wa_21)에 연결될 수 있다. 또한, 동일한 그룹에 포함되는 제1 전극들(111) 중 같은 열에 배치되는 제1 전극들(111)은 동일한 채널 배선에 연결될 수 있다.
한편, 도 11에서는 제1 전극들(111)이 두 그룹으로 구분되는 경우를 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 전극들(111)은 y 축 상의 위치에 따라 더 많은 수의 그룹으로 구분되어 서로 다른 채널배선에 연결될 수 있다. 상술한 바와 같은 배선 구조에 따라, 제1 전극들(111)의 y 축 상의 위치에 따른 터치 데이터의 산포가 감소될 수 있다. 이에 대하여 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.
도 12는 제1 전극의 y 축 상의 위치에 따른 감지 전류의 산포를 나타낸 그래프이다. 선 A는 종래의 배선에 따른 감지 전류를 나타내고, 선 B 및 선 C는 도 11을 참조하여 설명한 배선에 따른 감지 전류을 나타낸다. 이때, 도 B는 제1 전극(111)을 두 그룹으로 구분하였을 경우이고, 도 C는 제1 전극(111)을 세 그룹으로 구분하여 배선하였을 경우의 센싱 전류를 나타낸다. 도 12를 참조하면, 종래의 배선에 따라 x 축 상에서 동일한 위치에 배치되는 제1 전극들(111)이 동일한 채널 배선에 연결될 경우, 감지 전류의 산포가 매우 크다. 그러나, 제1 전극(111)을 y축 상의 위치에 따라 적어도 두 그룹으로 구분하여 배선할 경우, 감지 전류의 산포가 줄어드는 것을 볼 수 있다. 또한, 제1 전극(111)을 두 그룹으로 구분할 때보다 세 그룹으로 구분하여 배선할 경우 감지 전류의 산포가 더 줄어든다는 것을 알 수 있다.
이러한 도 11의 배선구조는 터치 스크린 패널의 사이즈가 크거나, 전극 저항이 클 경우, 그리고 기생 커패시턴스가 클 경우, 터치 스크린 패널에서 획득될 수 있는 터치 데이터간의 산포를 줄일 수 있다. 이에 따라, 터치 데이터의 균일성이 개선되며, 센싱 감도가 향상될 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널(100d)을 도시한 도면이다.
도 13의 터치 스크린 패널(100d)과 도 11의 터치 스크린 패널(100c)을 비교하면, 제1 전극(111)의 배선구조에 있어서 차이가 있다. 도 11에서는 같은 그룹에 포함되는 제1 전극들(111)에 있어서, x 축 상에서 동일한 위치에 배치된 제1 전극들(111)은 동일한 채널 배선에 연결되었으나, 도 13의 터치 스크린 패널(100e)에서는, 같은 그룹에 포함되는 제1 전극들(111)에 있어서, x 축 상에서 동일한 위치에 배치된 제1 전극들(111)은 서로 다른 채널 배선에 연결될 수 있다. 또한, x축 및 y 축 상에서 서로 다른 위치에 배치된 제1 전극들(111)이 동일한 채널배선에 연결될 수 있다. 이에 따라 제1 전극들(111)과 연결되는 채널들(CHCa1~CHCa6, CHCb1~CHCb6)간의 기생커패시턴스의 차이가 감소되어 접촉 감지 특성이 향상될 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널이 장착된 디스플레이 장치의 PCB 구조를 나타내는 도면이다. 도 14에서는 터치 스크린 패널과 디스플레이 패널이 서로 구분되는 구조를 갖는 디스플레이 장치를 나타낸다.
도 14에 도시된 바와 같이, 상기 디스플레이 장치(300)는 윈도우 글라스(310), 터치 스크린 패널(320) 및 디스플레이 패널(340)을 구비할 수 있다. 또한 터치 스크린 패널(320)과 디스플레이 패널(340)의 사이에는 광학적 특성을 위해 편광판(330)이 더 배치될 수 있다.
윈도우 글라스(310)는 일반적으로 아크릴이나 강화유리 등의 소재로 제작되어, 외부 충격이나 반복적인 터치에 의한 긁힘으로부터 모듈을 보호한다.
터치 스크린 패널(320)은 투명한 기판위에 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전극으로 전극이 패터닝되어 형성될 수 있다. 투명 기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COC), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol; PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide; PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene; PS), 이축연신폴리스틸렌(K레진 함유 biaxially oriented PS; BOPS), 유리 또는 강화유리 등으로 형성될 수 있다.
터치 센싱 콘트롤러(321)는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 위에 COB(Chip on Board) 형태로 실장될 수 있으며, 각각의 센싱 전극. 예컨데, 제1 전극(도1의 111) 및 제2 전극(도 1의 112)로부터의 커패시턴스 변화를 감지하여 터치 좌표를 추출하고 이를 호스트 콘트롤러로 제공한다.
디스플레이 패널(340)은 일반적으로 상판과 하판으로 이루어진 두 장의 유리를 접합하여 형성된다. 또한 모바일용 디스플레이 패널의 경우, 디스플레이 구동회로(341)가 COG(Chip on Glass) 형태로 부착될 수 있다.
도 15는 도 14의 디스플레이 장치의 패널 구조를 나타내는 도면이다. 도 15에는 디스플레이 장치로서 OLED가 예시되어 있다. 도 15에 도시된 바와 같이, 센싱 전극은 투명 전극(ITO(sensor))을 패터닝함에 의하여 형성될 수 있다. 센싱 전극, 디스플레이 패널과는 서로 구분되는 별도의 유리기판 상에 형성될 수 있다. 한편, 센싱 전극은 접촉의 제1 방향, 예컨대 x축 방향의 위치를 감지하는 전극과 접촉의 제2 방향, 예컨대 y축 방향의 위치를 감지하는 두 전극을 포함할 수 있으며, 상기 두 전극은 동일한 기판의 동일면에 형성될 수 있다. 센싱 전극이 형성된 유리기판은 소정의 에어갭 또는 레진(Air gap or resin)에 의해 윈도우 글래스와 구분될 수 있으며, 또한 디스플레이 패널을 구성하는 상판 및 하판 글래스와는 소정의 편광판을 기준으로 구분될 수 있다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린 패널과 디스플레이 패널을 일체화시킨 경우의 PCB 구조를 나타내는 도면이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(400)는 윈도우 글라스(410), 디스플레이 패널(420) 및 편광판(430)을 구비할 수 있다. 특히, 터치 스크린 패널을 구현함에 있어서, 상기 터치 스크린 패널이 별도의 유리기판 상에 형성되는 것이 아니라, 상기 디스플레이 패널(420)의 상판에 투명 전극을 패턴함으로써 형성될 수 있다. 도 16은 디스플레이 패널(420)의 상판에 다수의 센싱 유닛(SU)이 형성된 일예를 도시한다. 또한, 이와 같이 패널 구조가 형성되는 경우, 터치 콘트롤러와 디스플레이 구동회로가 집적된 하나의 반도체 칩(421)이 바람직하게 적용될 수 있다.
하나의 반도체 칩(421)에 터치 컨트롤러부와 디스플레이 구동부가 집적되는 경우, 반도체 칩(421)은 터치 데이터에 관련된 패드와 상기 영상 데이터 및 계조 데이터에 관련된 패드를 구비할 수 있다. 반도체 칩(421)은 터치 패널의 일측에 연결되는 도전라인(440)을 통하여 센싱 유닛(SU)으로부터의 전압 신호를 수신한다. 반도체 칩(421) 상에 패드들을 배치함에 있어서, 전압 신호를 수신하는 패드의 위치를 상기 전압 신호를 전달하기 위한 도전라인(440)과 인접하는 위치에 배치시키는 것이 데이터의 노이즈 감소 측면에서 바람직할 수 있다. 도 16에 도시되지는 않았으나, 디스플레이 패널로 계조 데이터를 제공하기 위한 도전라인이 상기 터치 데이터전압 신호를 전달하는 도전라인(440)과 반대편에 위치하는 경우, 상기 계조 데이터를 제공하기 위한 패드 또한 상기 전압 신호를 수신하는 패드의 반대편에 위치하도록 배치시킬 수 있다.
한편, 도 17은 도 16의 디스플레이 장치와 대략 유사한 구조를 갖는 것으로서, 센싱 유닛으로부터의 전압 신호가 FPCB를 통하여 반도체 칩(421)으로 제공되는 것이 아니라 도전 라인을 통해 직접 반도체 칩(421)으로 제공되는 일 예를 나타낸다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 칩(IC)를 나타내는 블록도이다. 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 칩(IC)은 디스플레이 드라이버 회로(DDI) 및 터치 센싱 컨트롤러(TSC)를 포함할 수 있다. 디스플레이 칩(IC)은 외부 호스트로부터 영상 데이터를 수신하고, 터치 스크린 패널로부터 센싱 신호를 수신한다. 디스플레이 구동 회로(DDI)는 영상 데이터를 처리하여, 실제 디스플레이 장치를 구동하기 위한 계조 데이터를 발생하고 이를 디스플레이 패널로 제공한다. 그리고, 터치 센싱 컨트롤러(TSC)는 상기 센싱 신호를 기초로 터치 데이터를 획득하고, 터치 데이터를 기초로 터치가 발생된 지점의 위치를 판단하여 외부 호스트로 제공할 수 있다. 이때, 터치 센싱 컨트롤러(TSC)는 도 4 내지 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이 터치 스크린 패널 상의 동일한 행 또는 열에 대한 센싱 신호가 동일한 채널을 통해 수신되지 않을 경우, 상기 센싱 신호로부터 획득되는 터치 데이터를 터치 스크린 패널 상의 위치에 대응하여 정렬시킬 수 있다.
디스플레이 구동 회로(DDI)와 터치 센싱 콘트롤러(TSC)는 서로간에 명령신호, 타이밍 신호 등을 송/수신하며, 상호 보완적으로 동작할 수 있다.
한편, 본 실시예와 같이 디스플레이 구동 회로(DDI)와 터치 센싱 컨트롤러(TSC)가 집적된 디스플레이 칩(IC)은 도 16 및 도 17의 디스플레이 장치와 같이 디스플레이 패널과 터치 스크린 패널이 일체로서 형성된 경우뿐만 아니라 도 14의 디스플레이 장치와 같이 디스플레이 패널과 터치 스크린 패널이 분리된 경우에도 채용될 수 있다.
도 19는 도 16 및 도 17의 디스플레이 장치의 패널 구조를 나타내는 도면이다. 본 발명의 일실시예에 따른 디스플레이 장치에서는 터치 스크린 패널과 디스플레이 패널을 효과적으로 일체화시킬 수 있다. 도 19에는 디스플레이 장치로서 OLED가 예시되어 있다. 투명 전극(ITO(sensor))을 별도의 유리기판이나 PET 필름 위에 형성하는 것이 아니라, 도시된 바와 같이 투명 전극(ITO(sensor))이 디스플레이 패널의 상판 위에 직접 형성될 수 있다. 한편, 센싱 전극은 접촉의 제1 방향, 예컨대 x축 방향위 위치를 감지하는 전극과 접촉의 제2 방향, 예컨대 y축 방향의 위치를 감지하는 두 전극을 포함할 수 있으며, 상기 두 전극은 디스플레이 패널의 상판 위에 형성될 수 있다. 이 경우, 터치 디스플레이 패널을 구현함에 있어서 비용과 모듈 두께 측면에서 유리하게 된다. 투명 전극(ITO(sensor))과 디스플레이 상판(Top Glass) 사이의 거리가 가까워짐에 따라, 센싱 유닛의 수직 기생 커패시턴스 성분이 증가하게 될 수 있으나, 앞서 설명된 본 발명의 일실시예에 따르면, 기생 커패시턴스 성분에 따른 영향이 감소되므로, 상기한 바와 같이 터치 스크린 패널과 디스플레이 패널을 효과적으로 일체화시킬 수 있다.
도 20은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따른 터치 센싱 시스템이 탑재된 다양한 제품의 응용 예를 보여주는 도면이다.
현재 터치 스크린 방식의 제품은 폭넓은 분야에서 사용되고 있고, 공간 상의 이점으로 빠르게 버튼 방식의 기기들을 대체하고 있다. 가장 폭발적인 수요는 역시 휴대폰 분야라고 할 수 있다. 특히 휴대폰에서는 그 편의성뿐만 아니라 단말기의 크기가 민감한 분야라서 별도의 키를 마련하지 않거나 키를 최소화하는 터치 폰 방식이 크게 각광을 받고 있다. 따라서 본 발명에 따른 터치 센싱 시스템(1000)은 휴대폰(1210)에 채용할 수 있음을 물론이고, 터치 스크린을 채용한 TV(1220), 은행의 현금 입출납을 자동적으로 대행하는 ATM기(1230), 엘리베이터(1240), 지하철 등에서 사용되는 티켓 발급기(1250), PMP(1260), e-book(1270), 네비게이션(1280) 등에 폭넓게 사용될 수 있다. 이 외에도 사용자 인터페이스가 필요한 모든 분야에서 터치 센싱 시스템(1000)이 채용될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100, 100a, 100b, 100c, 100d: 터치 스크린 패널
200, 200a, 200a_1, 200a_2, 200b: 터치 센싱 컨트롤러 1000: 터치 센싱 시스템
110: 감지영역 120: 채널배선영역
130: 전극배선영역111: 제1 전극 112: 제2 전극
Wa: 채널 배선 Wb: 전극 배선

Claims (20)

  1. 기판의 제1 방향 및 제2 방향으로 행렬로 배열되는 복수의 제1 전극; 및 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 방향으로 상기 제1 전극과 교번적으로 배열되는 복수의 제2 전극을 구비하는 감지영역;
    상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극의 신호를 전송하는 복수의 채널 배선을 구비하고, 상기 감지영역의 외곽에 배치되는 채널배선영역; 및
    상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 각각을 상기 복수의 채널 배선에 연결하는 복수의 전극 배선을 구비하고, 상기 감지영역 상에 배치되는 전극배선영역을 포함하고,
    서로 다른 행 및 서로 다른 열에 배치되는 상기 제1 전극들 중 적어도 두 전극은, 동일한 채널 배선에 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  2. 제1 항에 있어서,
    동일한 열에 배치되는 상기 제1 전극들 중, 적어도 두 전극은 서로 다른 채널 배선에 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  3. 제1 항에 있어서,
    동일한 열에 배치되는 상기 제1 전극들 중, 인접하는 두 행에 각각 배치되는 두 전극은 서로 다른 채널 배선에 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 채널배선영역은,
    상기 감지영역의 대향하는 두 측면의 외곽에 배치되는 제1 채널배선영역 및 제2 채널배선영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극은, 상기 제1 방향 상의 위치에 따라 제1 그룹 및 제2 그룹으로 구분되고, 상기 제1 그룹의 상기 제1 전극들은 상기 제1 채널배선영역 상의 상기 채널 배선들에 연결되고, 상기 제2 그룹의 상기 제1 전극들은 상기 제2 채널배선영역상의 상기 채널 배선들에 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극은, 상기 제2 방향 상의 위치에 따라 적어도 두 그룹으로 구분되고, 홀수번째 그룹의 상기 제1전극들은 상기 제1 채널배선영역상의 채널 배선들에 연결되고, 짝수번째 그룹의 상기 제1 전극들은 상기 제1 채널배선영역상의 상기 채널 배선들에 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극은, 상기 제2 방향 상의 위치에 따라 적어도 두 그룹으로 구분되고, 서로 다른 그룹의 상기 제1 전극들은 서로 다른 채널 배선들에 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극은 상기 기판의 동일면에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 채널배선영역은 상기 기판과 별개로서, 상기 기판에 부착되는 회로 기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 감지영역에서 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극에 의하여 형성되는 커패시터의 커패시턴스 변화를 이용하여 접촉을 감지하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  11. 복수의 패드들을 포함하고, 터치 스크린 패널로부터 제공되는 복수의 센싱 신호를 수신하는 패드부; 및
    상기 센싱 신호에 기초하여, 터치 데이터를 발생하고, 상기 터치 데이터가 상기 터치 스크린 패널의 대응하는 전극의 위치에 따라 저장영역에 저장되도록 터치 데이터의 저장 위치를 보상하는 데이터 맵핑부를 포함하는 터치 센싱 컨트롤러.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 데이터 맵핑부는,
    터치 구동 타이밍 신호 및 채널배선 연결정보에 기초하여, 상기 터치 데이터가 저장되는 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 컨트롤러.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 터치 구동 타이밍 신호는 상기 터치 스크린 패널상에서 구동되는 전극의 제2 축 상의 위치를 나타내는 신호인 것을 특징으로 하는 터치 센싱 컨트롤러.
  14. 제11 항에 있어서, 상기 데이터 맵핑부는,,
    상기 센싱 신호를 증폭하고 변환하여 상기 터치 데이터를 생성하는 터치 데이터 발생부; 및
    터치 구동 타이밍 신호 및 채널배선 연결정보에 기초하여, 상기 터치 데이터가 저장될 어드레스를 생성하는 어드레스 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 컨트롤러.
  15. 제11 항에 있어서, 상기 데이터 맵핑부는,,
    복수의 입력 단자; 및 각각이 입력 단자로 수신되는 상기 센싱 신호를 기초로, 상기 터치 데이터를 생성하는 복수의 터치 데이터 생성 유닛을 구비하는 터치 데이터 발생부;
    상기 패드부의 복수의 패드와 상기 터치 데이터 발생부의 복수의 입력 단자를 각각 연결하고, 스위칭 제어 신호에 기초하여 상기 연결을 스위칭하는 스위칭부; 및
    터치 구동 타이밍 신호 및 채널배선 연결정보에 기초하여 상기 제어 신호를 생성하는 스위칭 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 컨트롤러.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 터치 구동 타이밍 신호에 기초하여 상기 터치 데이터가 저장될 어드레스를 생성하는 어드레스 디코더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 컨트롤러.
  17. 제15 항에 있어서, 상기 스위칭부는,
    상기 제어 신호에 기초하여 턴온 또는 턴오프 되는 복수의 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 컨트롤러.
  18. 제11 항에 있어서, 상기 터치 스크린 패널의 전극과 상기 복수의 채널의 연결관계를 나타내는 정보를 포함하는 룩업 테이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 컨트롤러.
  19. 제11 항에 있어서,
    한 프레임의 상기 터치 데이터가 저장되는 터치 데이터 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 컨트롤러.
  20. 제11 항에 있어서,
    상기 터치 데이터를 기초로 접촉이 발생한 위치의 좌표를 산출하는 좌표 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 컨트롤러.

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TW103115106A TWI616783B (zh) 2013-05-02 2014-04-28 觸碰螢幕面板、觸碰感測控制器以及包含上述的觸碰感測系統
US14/267,050 US9383874B2 (en) 2013-05-02 2014-05-01 Touch screen panel, touch sensing controller, and touch sensing system including the same
CN201410185180.5A CN104133602B (zh) 2013-05-02 2014-05-04 触摸屏面板、触摸感测控制器和触摸感测系统
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106095160A (zh) * 2016-05-26 2016-11-09 武汉华星光电技术有限公司 压力传感器及压力触控面板
KR102409864B1 (ko) * 2021-02-13 2022-06-16 이성호 하나의 디코더를 사용하여 복수의 스위치그룹에서 복수의 신호선을 동시에 추출하는 방법

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102237859B1 (ko) * 2014-05-14 2021-04-09 엘지이노텍 주식회사 터치 패널 및 이를 포함하는 터치 디바이스
CN105607791A (zh) 2014-11-13 2016-05-25 财团法人工业技术研究院 导线结构与感测元件
TWI574187B (zh) * 2014-11-13 2017-03-11 財團法人工業技術研究院 導線結構與感測元件
JP6757327B2 (ja) * 2015-03-10 2020-09-16 サーク・コーポレーション 単一レイヤのタッチ・センサ上で電極ルーティングを減らす方法
CN104750345A (zh) * 2015-03-30 2015-07-01 深圳市华星光电技术有限公司 触控面板及触控显示屏
TWI590434B (zh) * 2016-03-16 2017-07-01 錸寶科技股份有限公司 顯示面板
CN105786256A (zh) * 2016-03-21 2016-07-20 京东方科技集团股份有限公司 触控基板及显示装置
TWI580032B (zh) * 2016-04-19 2017-04-21 錸寶科技股份有限公司 顯示面板
TWI610213B (zh) * 2016-09-07 2018-01-01 晨星半導體股份有限公司 互容式觸控面板
EP3561648B1 (en) * 2018-02-27 2022-04-20 Shenzhen Goodix Technology Co., Ltd. Sensor and touch display screen
KR102493681B1 (ko) * 2018-03-30 2023-01-31 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 장치 및 터치 센싱 방법
KR102463812B1 (ko) * 2018-04-03 2022-11-03 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 장치 및 터치 센싱 방법
KR102461365B1 (ko) * 2018-04-04 2022-10-31 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 패널 및 터치 디스플레이 장치
KR102640257B1 (ko) * 2018-11-08 2024-02-26 엘지디스플레이 주식회사 표시패널
EP3674861B1 (en) * 2018-12-28 2022-05-04 LG Display Co., Ltd. Touch display device, touch panel, touch sensing circuit, and touch sensing method
US11416099B2 (en) * 2019-12-31 2022-08-16 Lg Display Co., Ltd. Touch display panel and touch display device comprising the same
CN111857433B (zh) * 2020-07-24 2022-07-15 武汉天马微电子有限公司 一种触控板及触控显示面板
CN113064507A (zh) * 2021-03-04 2021-07-02 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 触控面板及电子设备
CN113703619A (zh) * 2021-09-23 2021-11-26 合肥京东方光电科技有限公司 触控电极结构及其制备方法、触控显示装置
CN114168017B (zh) * 2021-12-14 2024-02-27 武汉天马微电子有限公司 显示面板和显示装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080081411A (ko) * 2007-03-05 2008-09-10 (주)멜파스 단순한 적층 구조를 갖는 접촉위치 감지 패널
KR20080104108A (ko) * 2008-11-11 2008-12-01 주식회사 애트랩 터치 패널 및 이를 구비하는 입력 장치

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3178333A (en) * 1961-12-12 1965-04-13 Bramwell W Gabrielsen Safety mat with target for diving boards
US3350094A (en) * 1964-11-05 1967-10-31 Donald H Moss Retractable diving board
US4998718A (en) * 1989-11-20 1991-03-12 Jacob Arens Spring diving board safety apparatus
US5423093A (en) * 1990-08-06 1995-06-13 Hall-Vandis; Nancy Protective inflatable edge guard for use with swimming pool structural components
US5370591A (en) * 1993-09-24 1994-12-06 Trampolines Unlimited, Inc. Training vaulting board
US5592705A (en) * 1995-02-27 1997-01-14 West; Raymond O. Impact cushioning device to prevent fall related injuries
US5916031A (en) * 1997-08-05 1999-06-29 Casillan; Ramoncito Diving platform cover
KR20000041955A (ko) * 1998-12-24 2000-07-15 김영환 박막 트랜지스터 액정표시소자
NO315728B1 (no) * 2000-03-22 2003-10-13 Thin Film Electronics Asa Multidimensjonal adresseringsarkitektur for elektroniske innretninger
KR100471397B1 (ko) * 2001-05-31 2005-02-21 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 프린지 필드 스위칭 액정표시장치 및 그 제조방법
US7244216B2 (en) * 2003-04-05 2007-07-17 Omnitek Partners Llc Method and system for preventing pole vault fall injuries
US20050130803A1 (en) * 2003-08-04 2005-06-16 Rastegar Jahangir S. Safety devices and methods for gymnastics and other activities
GB2428306B (en) 2005-07-08 2007-09-26 Harald Philipp Two-dimensional capacitive position sensor
US8619054B2 (en) 2006-05-31 2013-12-31 Atmel Corporation Two dimensional position sensor
JP2009009249A (ja) 2007-06-26 2009-01-15 Nissha Printing Co Ltd 静電容量式タッチパネル及びこれを用いた2方式併用タッチパネル
JP2010533329A (ja) 2007-07-12 2010-10-21 アトメル・コーポレイション 2次元タッチパネル
US8487898B2 (en) 2008-04-25 2013-07-16 Apple Inc. Ground guard for capacitive sensing
US8300019B2 (en) * 2008-07-15 2012-10-30 Apple Inc. Capacitive sensor coupling correction
TW201025108A (en) 2008-12-31 2010-07-01 Acrosense Technology Co Ltd Capacitive touch panel
KR20100099632A (ko) 2009-03-03 2010-09-13 위순임 터치스크린 장치
US9495042B2 (en) 2009-04-14 2016-11-15 Atmel Corporation Two-dimensional position sensor
US8711108B2 (en) 2009-06-19 2014-04-29 Apple Inc. Direct connect single layer touch panel
TWI408580B (zh) 2009-10-30 2013-09-11 Hannstar Display Corp 投射電容式觸控感測器
CN102200866B (zh) * 2010-03-24 2015-11-25 上海天马微电子有限公司 互电容触摸感应装置及其检测方法、触摸显示装置
KR101735297B1 (ko) 2010-03-30 2017-05-16 (주)멜파스 접촉 감지 패널 및 접촉 감지 장치
JP5620193B2 (ja) * 2010-08-23 2014-11-05 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出機能付き表示装置、タッチ検出装置、および電子機器
KR20120080390A (ko) * 2011-01-07 2012-07-17 삼성모바일디스플레이주식회사 터치 스크린 패널
CN102985900B (zh) * 2011-02-24 2016-05-25 谱瑞科技股份有限公司 单层触摸传感器
TWI461999B (zh) * 2011-10-06 2014-11-21 Mstar Semiconductor Inc 互容式觸控感應裝置及包含其之互容式觸控感應電子系統
KR101169250B1 (ko) 2012-05-02 2012-08-02 (주)이미지스테크놀로지 단일 적층 구조를 갖는 개량된 접촉 위치 감지 패널
KR20140051005A (ko) * 2012-10-22 2014-04-30 삼성디스플레이 주식회사 터치스크린패널
US20140184522A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 Wintek Corporation Touch-sensitive display panel
CN103207719A (zh) * 2013-03-28 2013-07-17 北京京东方光电科技有限公司 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
US9235285B2 (en) * 2013-05-13 2016-01-12 Himax Technologies Limited Pixel matrix, touch display device and drving method thereof
US9310925B2 (en) * 2013-08-16 2016-04-12 Sony Corporation Apparatus and method for controlling an interface based on bending
KR101512568B1 (ko) * 2013-12-24 2015-04-15 삼성전기주식회사 터치 패널 및 이를 포함하는 터치스크린 장치
US9695609B2 (en) * 2014-01-02 2017-07-04 Alexander Povzner Method and apparatus to prevent diver injury from hitting the diving platform after commencement of the dive

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080081411A (ko) * 2007-03-05 2008-09-10 (주)멜파스 단순한 적층 구조를 갖는 접촉위치 감지 패널
KR20080104108A (ko) * 2008-11-11 2008-12-01 주식회사 애트랩 터치 패널 및 이를 구비하는 입력 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106095160A (zh) * 2016-05-26 2016-11-09 武汉华星光电技术有限公司 压力传感器及压力触控面板
WO2017201800A1 (zh) * 2016-05-26 2017-11-30 武汉华星光电技术有限公司 压力传感器及压力触控面板
KR102409864B1 (ko) * 2021-02-13 2022-06-16 이성호 하나의 디코더를 사용하여 복수의 스위치그룹에서 복수의 신호선을 동시에 추출하는 방법

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