KR20160021685A - 플렉서블 터치 스크린 패널에 포함되는 터치 검출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 고스트 터치의 발생이 억제되면서도 플렉서블 터치 스크린 패널에 적용이 가능한 터치 검출 장치를 개시한다.
일 실시예에 따르면, 복수의 행과 열을 이루도록 배치되며, 각각이 복수개의 채널 중 어느 하나와 연결되는 복수의 센서패드; 및 상기 복수개의 채널 중 제 1 채널에 연결된 어느 하나의 센서패드와 인접한 센서패드들에는 구동 신호를 인가하며, 상기 제1 채널에 연결된 다른 하나의 센서패드와 인접한 센서패드들에는 상기 구동 신호와 상이한 신호를 인가하고, 상기 제1 채널에 연결된 센서패드로부터 상기 구동 신호에 대한 응답신호를 수신하여 터치 발생을 검출하는, 터치 검출부를 포함하는 터치 검출 장치를 제공한다.

Description

플렉서블 터치 스크린 패널에 포함되는 터치 검출 장치 {TOUCH DETECTING APPARATUS INCLUDED IN TOUCH SCREEN PANEL}

본 발명은 플렉서블 터치 스크린 패널에 포함되는 터치 검출 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 고스트(ghost) 터치의 발생이 억제되며 플렉서블 터치 스크린 패널에 적용될 수 있는 터치 검출 장치에 관한 것이다.

터치 스크린 패널은 영상 표시 장치의 화면에 표시된 문자나 도형을 사람의 손가락이나 다른 접촉수단으로 접촉하여 사용자의 명령을 입력하는 장치로서, 영상 표시 장치 위에 부착되어 사용된다. 터치 스크린 패널은 사람의 손가락 등으로 접촉된 접촉 위치를 전기적 신호로 변환한다. 상기 전기적 신호는 입력 신호로서 이용된다.

도 1은 종래 기술에 따른 정전식 터치 스크린 패널의 일 예에 관한 분해 평면도이다.

도 1을 참고하면, 터치 스크린 패널(10)은 투명 기판(12)과 투명 기판(12) 위에 차례로 형성된 제1 센서 패턴층(13), 제1 절연막층(14), 제2 센서 패턴층(15) 및 제2 절연막층(16)과 금속 배선(17)으로 이루어진다.

제1 센서 패턴층(13)은 투명 기판(12) 위에 횡방향을 따라 연결될 수 있으며, 행 단위로 금속 배선(17)과 연결된다.

제2 센서 패턴층(15)은 제1 절연막층(14) 위에 열방향을 따라 연결될 수 있으며, 제1 센서 패턴층(13)과 중첩되지 않도록 제1 센서 패턴층(13)과 교호로 배치된다. 또한, 제2 센서 패턴층(15)은 열 단위로 금속 배선(17)과 연결된다.

터치 스크린 패널(10)에 사람의 손가락이나 접촉 수단이 접촉되면 제1 및 제2 센서 패턴층(13, 15) 및 금속 배선(17)을 통하여 구동 회로 측으로 접촉 위치에 따른 정전용량의 변화가 전달된다. 그리고 이렇게 전달된 정전용량의 변화가 전기적 신호로 변환됨에 따라 접촉 위치가 파악된다.

그러나 이러한 터치 스크린 패널(10)은 각 센서 패턴층(13, 15)에 인듐-틴 옥사이드(ITO)와 같은 투명한 도전성 물질로 이루어진 패턴을 별도로 구비하여야 하고, 센서 패턴층(13, 15) 사이에 절연막층(14)을 구비하여야 하므로 두께가 증가한다.

또한, 터치에 의해 미세하게 발생하는 정전용량의 변화를 수차례 축적하여야 터치 검출이 가능하기 때문에 높은 주파수로 정전용량 변화를 감지하여야 한다. 그리고, 정전용량의 변화를 정해진 시간 내에 충분히 축적하기 위해서는 낮은 저항을 유지하기 위한 금속 배선을 필요로 하는데, 이러한 금속 배선은 터치 스크린의 테두리에 베젤을 두껍게 하고 추가의 마스크 공정을 발생시킨다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 도 2에 도시되는 바와 같은 터치 검출 장치가 제안되었다.

도 2에 도시되는 터치 검출 장치는 터치 패널(20)과 구동 장치(30) 및 이 둘을 연결하는 회로 기판(40)을 포함한다.

터치 패널(20)은 기판(21) 위에 형성되며 다각형의 매트릭스 형태로 배열되는 복수의 센서패드(22) 및 센서패드(22)에 연결되어 있는 복수의 신호배선(23)을 포함한다.

각 신호배선(23)은 한쪽 끝이 센서패드(22)에 연결되어 있으며 다른 쪽 끝은 기판(21)의 아래 가장자리까지 뻗어 있다. 센서패드(22)와 신호배선(23)은 커버 유리(50)에 패터닝 될 수 있다.

이에 따라, 터치 검출 장치 내에 ITO 패턴의 형성에 따른 제약이 발생할 수 있다. 예를 들어 수율을 고려한 ITO 패턴의 형성이 공차 30um의 허용오차가 있다고 가정하자. ITO 로 형성된 연결채널은 최소 30um 의 폭과 최소 30um 의 채널간 공간이 요구된다. 따라서 연결채널이 패널의 Y 방향으로 형성되고 Y 방향에 총 20개의 electrode 가 놓여진다고 한다면 electrode 사이의 연결채널의 폭은 최대 30*21+30*20 = 1230 um 가 된다.

일례로, 신호배선(23)이 Y축 방향으로 연장되어 형성되는 경우, Y축 방향에 배치된 센서패드(22)들 각각에서 연장된 신호배선(23) 각각은 모두 Y축 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. Y축 방향에 배치된 센서패드(22)의 개수에 비례하여 각각의 센서패드(22)와 연결된 신호배선(23)의 개수가 증가하게 되고, 신호배선을 중복되지 않게 패터닝하기 위하여, 동일한 열에 배치된 센서패드(22)에서 연장된 신호배선이 형성되는 영역의 폭은 증가할 수 밖에 없다.

신호배선(23)은 보통 센서패드(22)의 X축 방향 간격에 형성되는데, Y축 방향에 배치된 센서패드(22)들 개수에 비례하여, 신호배선(23)이 형성되는 센서패드(22) 간의 X축 간격은 증가하게 되고, 이에 따라 각각의 센서패드(22)들은 Y 방향으로는 근접해서 배치될 수 있으나 X축 방향으로는 근접하게 배치될 수 없다.

즉, 터치 검출 장치 내에 X축 방향으로 터치를 검출할 수 없는 영역(신호배선이 패터닝 되는 영역)이 크게 존재하게 되고, 이는 실제 터치를 검출할 때 터치를 검출할 수 있는 도전체의 최소 크기의 제약으로 작용하게 되어, 터치 검출의 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.

구동 장치(30)는 복수의 센서패드(22)를 순차적으로 하나씩 선택하여 해당 센서패드(22)의 정전용량을 측정하고, 이를 통해 터치 발생 여부를 검출해낸다.

고스트 터치는 터치가 실제 일어나지 않은 위치에 터치가 존재하는 것처럼 보이는 현상을 말한다.

터치 검출 장치는 고스트 터치가 발생하는 것을 방지하기 위해, 복수개의 센서패드를 매트릭스 형태로 배치하고, 복수개의 터치 패드 각각이 다른 형태를 가지도록 구성하여, 복수개의 터치 패드 각각이 서로 다른 접촉 신호를 발생하도록 하거나, 터치 검출부와 복수개의 센서패드 각각을 개별적으로 연결하여 멀티 터치를 판단 할 수 있도록 하였다. 즉 매트릭스 형태로 배치된 센서패드가 개별적으로 접촉을 감지할 수 있도록 구성하였다. 그러나 상기한 터치 검출 장치는 복수개의 센서패드가 서로 다른 형태를 갖거나, 개별적으로 터치 검출부와 연결되어야 하므로, 설계가 복잡하고 제조비용이 높다는 문제가 있다.

또한, 최근 들어 플렉서블(Flexible)한 영상표시장치가 개발되고 있는 추세이며, 이 경우 상기 플렉서블 영상표시장치에 적용되는 터치 스크린 패널 역시 플렉서블한 특성이 요구된다.

통상적인 디스플레이 패널에는 유리 기판이 적용되기 ?문에 일반적으로 얇은 두께를 요구하는 특성을 만족시키지 못하고, 플렉서블한 특성을 구현할 수 없었다.

따라서, 고스트 터치의 발생이 억제되면서도 플렉서블 터치 스크린 패널에 적용이 가능한 터치 검출 장치가 요구된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 고스트 터치의 발생을 억제하기 위한 터치 검출 장치를 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면 복수의 행과 열을 이루도록 배치되며, 각각이 복수개의 채널 중 어느 하나와 연결되는 복수의 센서패드; 및 상기 복수개의 채널 중 제 1 채널에 연결된 어느 하나의 센서패드와 인접한 센서패드들에는 구동 신호를 인가하며, 상기 제1 채널에 연결된 다른 하나의 센서패드와 인접한 센서패드들에는 상기 구동 신호와 상이한 신호를 인가하고, 상기 제1 채널에 연결된 센서패드로부터 상기 구동 신호에 대한 응답신호를 수신하여 터치 발생을 검출하는 터치 검출부를 포함하는 터치 검출 장치를 제공한다.

동일한 채널에 연결된 제1 센서패드와 제2 센서패드에 있어서, 상기 제1 센서패드와 인접한 센서패드들이 연결된 채널은, 상기 제2 센서패드와 인접한 센서패드들이 연결된 채널과 배열 패턴이 중복되지 않는다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수의 행과 열을 이루도록 배치되는 복수의 센서 패드를 포함하는 터치 검출 장치의 터치 검출 방법에 있어서, 상기 복수개의 채널 중 특정 채널에 연결된 어느 하나의 센서패드와 인접한 센서패드들에는 구동 신호를 인가하며, 상기 특정 채널에 연결된 다른 하나의 센서패드와 인접한 센서패드들에는 구동 신호와 상이한 신호를 인가하는 단계; 상기 제1 채널에 연결된 센서패드로부터 상기 구동 신호에 대한 응답신호를 수신하는 단계; 및 상기 제1 채널에 연결된 센서패드로부터 수신되는 응답신호의 터치 발생 전 후 변화 폭을 기초로, 상기 제1 채널에 연결된 센서패드 중 진성 터치가 감지된 센서패드를 식별하여 터치를 검출하는 단계를 포함하는 터치 검출 장치의 터치 검출 방법을 제공한다,

상기 수신된 응답 신호를 기초로 터치 검출을 수행하는 단계를 포함하되, 상기 특정 채널에 연결된 제1 센서패드와 인접한 센서패드들이 연결된 채널은, 상기 특정 채널에 연결된 제2 센서패드와 인접한 센서패드들이 연결된 채널과 배열 패턴이 중복되지 않는다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 장치에 의하면, 간단한 설계 변형을 통해 고스트 터치의 발생을 억제하고 진성 터치를 감지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 장치에 의하면, 채널 수가 감소되어, 이에 따라 채널 형성을 위해 요구되는 터치를 검출할 수 없는 영역이 줄어들 수 있으므로, 터치 감지의 정확도가 향상될 수 있다.

도 1은 종래의 터치 스크린 패널의 분해 평면도이다.
도 2는 통상적인 터치 검출 장치의 분해 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는, 도3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치에 포함된 1행, 2행 및 3행의 센서패드를 상세하게 도시한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 멀티플렉서가 선택한 센서패드와 인접한 센서패드들에 구동신호와 동일한 신호 및 상이한 신호가 인가된 경우, 터치 발생 여부에 따라 출력 신호가 변화하는 범위를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 터치 검출 방법을 도시한 순서도이다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 그리고 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 시스템을 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 4는, 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치에 포함된 1행, 2행 및 3행의 센서패드를 상세하게 도시한 예시도이다. 참고로, 도 4는, 동일한 채널을 통해 그룹화된 센서패드들에 동일한 알파벳을 표기 하였다.

본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 장치는 터치 패널(100)과 구동부(200)를 포함한다.

터치 패널(100)은 기판 위에 형성되어 있는 복수의 센서패드(110) 및 센서패드(110)에 연결되어 있는 복수의 신호배선(미도시)을 포함한다. 기판은 투명한 소재의 유리 또는 플라스틱 필름 등으로 만들어질 수 있다.

예를 들어 복수의 센서패드(110)는 사각형 또는 마름모꼴일 수 있으나 이와 다른 형태일 수도 있으며, 균일한 형태의 다각형 형태일 수도 있다. 센서패드(110)는 인접한 다각형의 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.

본 명세서 상에서 ‘채널’은, 동일한 구동 신호가 인가되는 적어도 둘 이상의 신호배선들을 의미하며, 일 실시예에 따른, 복수의 센서 패드(110)들은 2개 이상씩 그룹을 지어 하나의 채널로서 터치 검출부(210)와 연결된다.

도 4를 참조하여 살펴보면, 1행에 배치된 센서패드 중 ‘A-1와 ‘A-2’로 표시된 2개의 센서 패드로부터 연장되는 신호 배선은 하나의 채널로서 후술할 터치 검출부(210)에 연결된다. ‘B-1’ 및 ‘B-2’로 표시된 2개의 센서 패드로부터 연장되는 신호 배선, 'C-1' 및 ‘C-2’ 그리고 ‘D-1’ 및 ‘D-2’로 표시된 2개의 센서 패드로부터 연장되는 신호 배선도 하나의 채널로서 터치 검출부(210)에 연결될 수 있다. ‘E-1' 및 ‘E-2’로 표시된 센서패드로부터 연장되는 신호배선도 동일한 원리로, 하나의 채널로서 터치 검출부(210)에 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 동일한 채널을 통해 연결된 센서패드들 중 어느 하나에 인접하는 센서 패드는 다른 하나에 인접하는 센서 패드와 동일한 채널로 그룹화되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 특정 채널을 통해 연결되는 센서패드에 인접한 센서패드들이 연결된 채널들의 배열 패턴은 중복되지 않는다. 이와 같이, 동일한 채널에 연결된 복수개의 센서 패드들 각각에 인접한 센서 패드들은 상호 배타적으로 다른 채널과 연결될 수 있다.

도 4를 참조하여 살펴보면, A라는 채널을 통해 연결된 센서패드 중 어느 하나인A-1로 표시된 센서 패드에 인접한 센서 패드는 B-1로 표시된 센서 패드로, B채널을 통해 그룹화되나, 다른 하나인A-2로 표시된 센서 패드에 인접하여, E-1 및 C-2로 표시된 센서패드가 배치되므로, B채널과 동일한 채널로 그룹화된 센서 패드가 존재하지 않는다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 동일한 채널로 그룹화된 복수개의 센서 패드(110)가 터치 발생 여부 감지를 위하여 선택되더라도, 선택된 복수개의 센서 패드(110) 중 어느 하나에 인접한 센서 패드들은, 다른 하나에 인접한 센서 패드들과 동일한 채널로 그룹화되지 않게 된다.

이에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, 터치 검출을 위해 특정 채널(B 채널)에 연결되는 센서패드들(B-1, B-2)이 선택되고, 당해 채널(B채널)에 연결되는 센서 패드 중 제1 센서패드(B-1)에서 진성 터치가 이루어진 경우, 동일한 채널(B채널)에 연결된 제2 센서패드(B-2)에 인접한 센서 패드(E-2, D-2)들에는, 제1 센서패드(B-1)에 인접한 센서 패드(A-1, C-1)들에 인가되는 것과는 상이한 신호가 인가될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 터치 여부 감지를 위해 선택된 채널에 연결된 복수개의 센서 패드에 인접한 센서패드들 각각에 서로 상이한 신호가 인가되는 것을 통하여, 진성 터치가 발생한 센서패드를 정확하게 감지할 수 있다.

도 4와 같은 경우, 동일한 채널(B채널)에 연결된 센서패드(B-1, B-2)들 각각과 인접한 센서패드들에 서로 상이한 신호가 인가됨에 따라, 제1 센서 패드(B-1)에서 진성 터치가 발생하였음을 감지하고, 제2 센서패드(B-2)에서 감지될 수 있는 고스트 터치(ghost touch)를 진성 터치와 구분할 수 있다. 이에 대해서는, 도 5를 참조하여 보다 상세하게 살펴보도록 한다.

복수의 신호배선은 각각의 센서패드(110)로부터 기판의 아래 가장자리까지 연장되어 있어, 후술한 터치 검출부(210)에 접속될 수 있다. 이때, 동일한 채널로 그룹화된 센서패드들은 동일한 신호배선을 통하여 연결될 수 있다. 신호배선의 선폭은 수 마이크로미터 내지 수십 마이크로미터 수준으로 상당히 좁게 형성될 수 있다.

센서패드(110)와 신호배선은 ITO(indium-tin-o×ide), ATO(Antimony Tin O×ide), IZO(indium-zinc-o×ide), CNT(carbon nanotube), 그래핀(graphene) 등의 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다.

센서패드(110)와 신호배선은, 예를 들어 ITO 막을 기판 위에 스퍼터링(sputtering) 등의 방법으로 적층한 다음 포토리소그래피 (photolithography) 등의 에칭 방법을 사용하여 패터닝함으로써 동시에 형성할 수 있다. 기판은 투명 필름이 이용될 수 있다.

한편, 커버 유리에 센서패드(110)와 신호배선이 직접 패터닝 될 수 있다. 이 경우 커버 유리, 센서패드(110), 신호배선이 일체형으로 구현되기 때문에 기판은 생략될 수 있다.

터치 패널(100)을 구동하기 위한 구동부(200)는 인쇄 회로 기판이나 가요성 회로 필름과 같은 회로 기판 위에 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않으며 기판 또는 커버 유리의 일부에 직접 실장될 수도 있다.

구동부(200)는 터치 검출부(210), 터치 정보 처리부(220), 메모리(230), 제어부(240) 등을 포함할 수 있으며, 하나 이상의 직접회로(IC) 칩으로 구현될 수 있으며, 터치 검출부(210), 터치 정보 처리부(220), 메모리(230), 제어부(240)는 각각 분리되거나, 둘 이상의 구성 요소들이 통합되어 구현될 수 있다.

터치 검출부(210)는, 동일한 채널로 연결되는 복수개의 센서패드(110)들을 채널 단위로 선택하여, 터치 여부를 감지할 수 있다.

터치 검출부(210)는 신호배선과 연결된 복수의 스위치, 복수의 커패시터 및 복수의 임피던스 소자들을 포함할 수 있으며, 터치 검출을 위해 센서패드(110)가 연결된 채널을 선택적으로 연결하는 멀티플렉서(MUX, 미도시)를 더 포함할 수 있다. 터치 검출부(210)는 제어부(240)로부터 신호를 받아 터치 검출을 위한 회로들을 구동하고, 터치 검출 결과에 대응하는 전압을 출력한다.

본 발명의 실시예에 따른, 터치 검출부(210)는 멀티플렉서를 통해 채널을 선택하여, 선택한 채널에 연결된 센서패드(110)들의 터치 발생 여부를 감지한다.

본 발명의 실시예에 따른 멀티플렉서는 채널 단위로 센서패드(110)들을 선택하되, 동일한 채널로 연결되는 센서패드(110)들을 동시에 선택할 수 있다. 따라서, 센서패드(110) 각각을 개별적으로 선택하여 터치를 감지하는 일반적인 터치 검출 장치와 비교하여, 터치 검출을 위해 센서패드(110)를 감지하는 시간이 줄어들 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 센서패드 각각이 별개의 채널로, 터치 검출부(210)와 연결되는 것이 아닌, 둘 이상의 센서패드가 하나의 채널로, 터치 검출부(210)와 연결되므로, 터치 검출 장치에 포함된 채널 수가 감소되어, 채널 형성을 위해 요구되는 터치를 검출할 수 없는 영역이 줄어들 수 있으므로, 터치 감지의 정확도가 향상될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 터치 검출부(210)는, 진성 터치가 감지된 센서패드(110)를 감지하기 위하여, 멀티플렉서가 선택한 특정 채널을 통해 연결되는 센서패드와 인접하는 센서패드들에, 특정 채널을 통해 연결되는 센서패드에 인가되는 구동 신호와 동일 또는 상이한 신호를 인가할 수 있다. 따라서, 동일한 채널을 통해 연결된 센서패드라 하더라도, 인접한 센서패드(110)의 영향에 따라 발생하는 기생 정전용량의 값이 상이해질 수 있다. 즉, 멀티플렉서가 선택한 채널을 통해 연결되는 센서패드들과 인접하는 센서패드들에 가해지는 전압 값에 따라, 터치 발생시 출력 신호의 변화 값이 상이해질 수 있어, 터치 검출부(210)는 진성 터치가 감지된 센서패드를 식별할 수 있다. 이에 대해서 이하, 도 5를 참조하여 보다 상세하게 살펴보도록 한다.

일 실시예에 따른, 터치 검출부(210)는 증폭기 및 아날로그-디지털 변환기를 포함할 수 있으며, 센서패드(110)의 전압 변화의 차이를 변환, 증폭 또는 디지털화하여 메모리(230)에 기억시킬 수 있다.

터치 정보 처리부(220)는 메모리(230)에 기억된 디지털 전압을 처리하여 터치 여부, 터치 면적 및 터치 좌표 등의 필요한 정보를 생성한다.

제어부(240)는 터치 검출부(210) 및 터치 정보 처리부(220)를 제어하며, 마이크로 컨트롤 유닛(micro control unit, MCU)을 포함할 수 있으며, 펌 웨어를 통해 정해진 신호 처리를 수행할 수 있다.

메모리(230)는 터치 검출부(210)로부터 검출된 전압 변화의 차이에 기초한 디지털 전압과 터치 검출, 면적 산출, 터치 좌표 산출에 이용되는 미리 정해진 데이터 또는 실시간 수신되는 데이터를 기억한다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 진성 터치 검출 방법에 대하여 살펴보도록 한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 멀티플렉서가 선택한 채널을 통해 연결된 센서패드에 인접하는 센서패드들에 구동신호와 동일한 신호 및 상이한 신호가 인가된 경우, 터치 발생 여부에 따라 출력 신호가 변화하는 범위를 도시한 예시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 경우, 센서패드에 전도체가 접근한 경우의 출력 신호 값 변화를 통해 터치 여부를 감지한다. 이때, 터치 발생 여부 감지를 위해 선택한 센서패드와 인접하는 센서패드들에 인가되는 신호에 따라 터치 발생시의 출력 신호값 변화 폭이 상이해질 수 있다.

터치 검출을 위해 선택된 특정 채널에 연결된 센서패드들에 인가되는 구동신호와 동일한 신호가, 특정 채널에 연결된 센서패드 중 어느 하나인 제1 센서패드에 인접한 센서패드들에 인가되는 경우, 제1 센서패드와 인접한 센서패드 간의 커플링 정전용량(coupling capacitance)의 값이 최소화 될 수 있다.

반면, 터치 검출을 위해 선택된 특정 채널에 연결된 센서패드 중 다른 하나인 제2 센서패드와 인접한 센서패드에, 특정 채널에 연결된 센서패드들에 인가되는 구동신호와 상이한 신호가 인가되는 경우, 제2 센서패드와 인접한 센서패드 간 전압 차이에 의한 커플링 정전용량 값이 상승하게 되어, 출력 신호 값이 상이해질 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 센서패드에 터치가 발생하여 출력 신호값이 상승하는 경우를 가정하고, 터치 발생 여부에 따른 출력 신호의 변화 범위를 살펴본다.

도 5에 (a)에 도시된 바와 같이, 터치 검출을 위해 선택된 제1 채널에 연결된 센서패드 중 어느 하나인 제1 센서패드와 인접한 센서패드에, 제1 센서패드에 인가되는 구동신호와 동일한 신호가 인가되는 경우, 제1 센서패드와 인접한 센서패드 간의 전력차가 최소화되어, 기생 정전용량 값이 미미하므로, 터치가 발생하지 않았을 때 제1 센서패드의 출력 값은 작은 값을 갖는다.

반면, 도 5에 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 채널에 연결된 센서패드 중 다른 하나인 제2 센서패드와 인접한 센서패드에, 제2 센서패드에 인가되는 구동신호와 상이한 신호 예를 들어, 그라운드(GND) 신호가 인가되는 경우, 제2 센서패드와 인접한 센서패드 간의 전압차(=구동신호 ? 그라운드 신호)에 따라 발생하는 기생 정전용량 값이 상승하게 된다. 이에 따라, 터치가 발생하지 않는 경우의 제2 센서패드의 출력 값이, 제1 센서패드의 출력 값보다 상승한다. 따라서, 제2 센서패드에 인접한 센서패드들에, 제2 센서패드에 인가되는 구동신호와 상이한 신호가 인가되는 경우, 터치 미발생시의 출력 값이 상승하므로, 도 5에 도시된 바와 같이, 터치 발생시 발생되는 출력 값의 증가 폭(=터치 발생시 출력값 ? 터치 미발생시 출력값)이 줄어들게 된다.

예를들어, 도 4에 도시된B 채널에 연결되는 센서패드들(B-1, B-2)에 구동 신호를 인가하고, 선택된 채널(B)에 연결된 센서패드 중 어느 하나인 제1 센서패드(B-1)에 인접한 센서패드들(A-1, C-1)에 구동 신호와 상이한 그라운드 전압을 인가하고, 선택된 채널(B)에 연결된 센서패드 중 다른 하나인 제2 센서패드(B-2)에 인접한 센서패드들(E-2, D-2)에는 구동신호와 동일한 신호를 인가하였다고 가정한다.

터치 검출 결과, B 채널에서 터치가 검출되면, 본 발명에 따른 터치 검출 장치는, 터치 발생 전후의 출력 값 변화에 따라, 진성 터치가 감지된 센서패드를 식별할 수 있다. 즉, 터치 발생 전후의 출력 값 변화가 큰 경우는, 기생 정전용량 값이 미미한 경우로, 인접한 센서패드들에 구동 신호와 동일한 신호가 인가된 제2센서패드(B-2)에서 진성 터치가 검출되었음을 알 수 있다. 터치 검출을 위해 선택된 센서패드와 인접하는 센서패드에, 구동신호와 동일한 신호가 인가된 경우, 기생 정전 용량의 영향이 줄어들어, 터치 발생시에 생기는 출력 값의 증가 폭이, 인접한 센서패드에 구동신호와 상이한 신호(예를 들어, GND)가 인가된 경우 보다, 크기 때문이다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 복수개의 센서패드를 터치 패널 상에 배치하더라도, 멀티플렉서가 진성 터치 감지를 위해 센서패드 각각을 별개로 선택하여 터치 발생 여부를 감지하지 않고서도, 진성 터치가 감지된 센서패드의 위치를 감지할 수 있다.

이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 검출 방법에 대하여 살펴보도록 한다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 검출 장치의 터치 검출 방법을 도시한 순서도이다.

본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 장치는, 복수의 센서패드를 포함하며, 이들 복수개의 센서패드 중 하나 이상의 센서패드는, 동일한 채널을 통해 터치 검출부와 연결될 수 있으며, 터치 검출 장치는, 채널을 선택적으로 연결하여, 선택한 채널의 터치 발생 여부를 감지할 수 있다.

보다 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 장치는, 복수개의 채널 중 터치 검출을 위하여 특정 채널을 선택하여(S610), 선택한 특정 채널에 연결된 센서패드들에는 구동신호를 인가한다.

그리고, 선택한 특정 채널에 연결된 제1 센서패드와 인접한 센서패드들에는 구동 신호를 인가하고, 상기 특정 채널에 연결된 제2센서패드와 인접한 센서패드들에는 구동 신호와 상이한 신호를 인가할 수 있다(S620). 이때, 특정 채널에 연결된 제1 센서패드와 인접한 센서패드들이 연결된 채널은, 상기 특정 채널에 연결된 제2 센서패드와 인접한 센서패드들이 연결된 채널과 배열 패턴이 중복되지 않는다.

이후, 터치 검출 장치는, 상기 구동 신호 인가에 따라 특정 채널의 센서 패드로부터 출력되는 응답 신호를 수신하여(S630) 수신된 응답 신호를 기초로 터치 검출을 수행할 수 있다(S640).

이와 같이, 본 발명에 따르면, 특정 채널에 연결되는 센서패드 중 어느 하나와 인접한 센서패드에는 구동신호와 동일한 신호를, 다른 하나와 인접한 센서패드에는 상이한 신호를 인가하여, 터치 발생시에 발생되는 출력 값의 증가 폭이 상이하게 되므로, 이를 기초로 진성 터치가 감지된 센서패드를 식별할 수 있다.

전술한 본 개시의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술일 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 개시의 보호 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 터치 검출 장치,
110: 센서패드
200: 구동부
210: 터치 검출부
220: 터치 정보 처리부
230: 메모리
240: 제어부

Claims (4)

1. 복수의 행과 열을 이루도록 배치되며, 각각이 복수개의 채널 중 어느 하나와 연결되는 복수의 센서패드; 및
   상기 복수개의 채널 중 제 1 채널에 연결된 어느 하나의 센서패드와 인접한 센서패드들에는 구동 신호를 인가하며, 상기 제1 채널에 연결된 다른 하나의 센서패드와 인접한 센서패드들에는 상기 구동 신호와 상이한 신호를 인가하고, 상기 제1 채널에 연결된 센서패드로부터 상기 구동 신호에 대한 응답신호를 수신하여 터치 발생을 검출하는, 터치 검출부를 포함하는 터치 검출 장치.
2. 제1항에 있어서,
   동일한 채널에 연결된 제1 센서패드와 제2 센서패드에 있어서,
   상기 제1 센서패드와 인접한 센서패드들이 연결된 채널은, 상기 제2 센서패드와 인접한 센서패드들이 연결된 채널과 배열 패턴이 중복되지 않는, 터치 검출 장치.
3. 복수개의 채널 중 제1 채널에 연결된 어느 하나의 센서패드와 인접한 센서패드들에는 구동 신호를 인가하며, 상기 제1 채널에 연결된 다른 하나의 센서패드와 인접한 센서패드들에는 구동 신호와 상이한 신호를 인가하는 단계;
   상기 제1 채널에 연결된 센서패드로부터 상기 구동 신호에 대한 응답신호를 수신하는 단계; 및
   상기 제1 채널에 연결된 센서패드로부터 수신되는 응답 신호의 터치 발생 전 후 변화 폭을 기초로, 상기 제1 채널에 연결된 센서패드 중 진성 터치가 감지된 센서패드를 식별하여 터치를 검출하는 단계를 포함하는, 터치 검출 장치의 터치 검출 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 채널에 연결된 제1 센서패드와 인접한 센서패드들이 연결된 채널은, 상기 제1 채널에 연결된 제2 센서패드와 인접한 센서패드들이 연결된 채널과 배열 패턴이 중복되지 않는, 터치 검출 장치의 터치 검출 방법.

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