KR20160130067A

KR20160130067A - 터치 표시 장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20160130067A
Application number: KR1020150062072A
Authority: KR
Inventors: 김철
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2016-11-10
Also published as: KR102371677B1; CN106095152A; US20160320877A1; CN106095152B; US10061452B2

Abstract

본 발명의 터치 표시 장치는, 단일 층에 배열되는 복수의 감지 전극; 및 상기 복수의 감지 전극으로부터 검출되는 전압에 의해 사용자의 터치 여부를 판단하는 터치 검출 회로를 포함하고, 상기 복수의 감지 전극은 적어도 하나의 제1 그룹 및 제2 그룹을 포함하고, 상기 제1 그룹은 적어도 하나의 제2 감지 전극을 개재하여 이격된 두 개 이상의 제1 감지 전극을 포함하고, 상기 제2 그룹은 두 개 이상의 상기 제1 감지 전극 사이에 개재되는 적어도 하나의 상기 제2 감지 전극을 포함하고, 상기 제1 그룹 및 제2 그룹은 각각 하나의 배선을 통해 상기 터치 검출 회로와 연결된다.

Description

터치 표시 장치 및 그 구동 방법{TOUCH DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 터치 표시 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 단일 층(Single Layer)에 복수의 감지 전극이 배치된 터치 표시 장치에 관한 것 이다.

터치 표시 장치는 터치 패널을 포함한다. 터치 패널은 일반적으로 행렬 형태로 배치된 복수의 감지 전극을 포함한다. 이러한 복수의 감지 전극의 배치 및 이를 이용하여 터치 검출 회로가 사용자의 터치를 감지하는 방식에 따라 상호 정전 용량 방식(Mutual-Capacitance Type)과 자기 정전 용량 방식(Self-Capacitance Type)으로 크게 구분된다.

도 1은 종래의 자기 정전 용량 방식의 터치 표시 장치의 일부를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면 종래의 터치 표시 장치는 5 개의 감지 전극(101, 102, 103, 104, 105)를 단일 층에 포함하고, 각 감지 전극은 별도의 배선을 통해 패드부(Pads)와 연결된다. 각각의 배선은 직접 또는 디멀티플렉서(demultiplexer)(미도시)를 통해 터치 검출 회로(미도시)와 연결된다.

이러한 터치 표시 장치의 해상도를 높이기 위해서는 같은 면적에 더 많은 수로 더 작은 크기의 감지 전극을 배치해야 한다. 하지만, 이에 대응하여 터치 검출 회로로부터 복수의 감지 전극에 연결되는 배선의 개수를 증가시켜야 하는 문제점이 있다. 즉, 10 개의 감지 전극을 포함하기 위해서는 10 개의 배선이 필요하고, 20 개의 감지 전극을 포함하기 위해서는 20 개의 배선이 필요하게 된다.

배선이 많아 질수록 공간이 부족하여 터치 해상도를 증가시키는데 한계가 있으며(특히, 단일 층 구조의 터치 패널), 또한 배선 간 또는 배선과 감지 전극 간에 기생 정전 용량이 복잡하게 발생하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 터치 패널의 배선의 개수를 유지하면서 터치 해상도를 높일 수 있는 터치 표시 장치가 필요하다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 터치 패널의 배선의 개수를 유지하면서 터치 해상도를 높일 수 있는 터치 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 터치 표시 장치는, 단일 층에 배열되는 복수의 감지 전극; 및 상기 복수의 감지 전극으로부터 검출되는 전압에 의해 사용자의 터치 여부를 판단하는 터치 검출 회로를 포함하고, 상기 복수의 감지 전극은 적어도 하나의 제1 그룹 및 제2 그룹을 포함하고, 상기 제1 그룹은 적어도 하나의 제2 감지 전극을 개재하여 이격된 두 개 이상의 제1 감지 전극을 포함하고, 상기 제2 그룹은 두 개 이상의 상기 제1 감지 전극 사이에 개재되는 적어도 하나의 상기 제2 감지 전극을 포함하고, 상기 제1 그룹 및 제2 그룹은 각각 하나의 배선을 통해 상기 터치 검출 회로와 연결된다.

상기 터치 검출 회로는 상기 제1 그룹에 인접한 N 개의 제2 그룹에 터치 구동 전압을 시분할적으로 N 회 인가하고, 상기 제1 그룹으로부터 터치 검출 전압을 시분할적으로 N 회 검출하여, 상기 제1 그룹을 구성하는 두 개 이상의 상기 제1 감지 전극 중 어느 제1 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는지를 판별할 수 있다.

상기 터치 검출 회로는 상기 터치 검출 전압을 시분할적으로 N 회 검출함에 있어서, 각 검출 시점마다 상기 터치 검출 전압과 제1 전압을 비교하여 그 차이가 특정 임계 범위를 넘는 경우 횟수를 카운팅하고, 카운팅된 상기 횟수에 따라 상기 제1 그룹을 구성하는 두 개 이상의 상기 제1 감지 전극 중 어느 제1 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는지를 판별하고, 상기 제1 전압은 사용자의 터치가 발생하지 않았을 때의 터치 검출 전압일 수 있다.

상기 터치 검출 회로는 상기 제2 그룹에 인접한 적어도 한 개의 제1 그룹에 터치 구동 전압을 1회 또는 시분할적으로 복수 회 인가하고, 상기 제2 그룹으로부터 터치 검출 전압을 1회 또는 시분할적으로 복수 회 검출하여, 상기 제2 그룹을 구성하는 적어도 하나의 상기 제2 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는지를 판별할 수 있다.

상기 제2 그룹은 적어도 하나의 상기 제1 감지 전극을 개재하여 이격된 두 개 이상의 상기 제2 감지 전극을 포함할 수 있다.

상기 터치 검출 회로는 상기 제1 그룹에 터치 구동 전압을 인가하고, 상기 제1 그룹으로부터 터치 검출 전압을 검출하여, 상기 터치 검출 전압의 크기에 따라 상기 제1 그룹을 구성하는 두 개 이상의 상기 제1 감지 전극 중 어느 제1 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는지를 판별할 수 있다.

상기 제1 그룹에 포함된 두 개 이상의 상기 제1 감지 전극은 저항 값 및 커패시턴스 값 중 적어도 하나가 서로 다를 수 있다.

상기 터치 검출 회로는 상기 제2 그룹에 터치 구동 전압을 인가하고, 상기 제2 그룹으로부터 터치 검출 전압을 검출하여, 상기 터치 검출 전압의 크기에 따라 상기 제2 그룹을 구성하는 두 개 이상의 상기 제2 감지 전극 중 어느 제2 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는지를 판별할 수 있다.

상기 제2 그룹에 포함된 두 개 이상의 상기 제2 감지 전극은 저항 값 및 커패시턴스 값 중 적어도 하나가 서로 다른 형상 및 구성물질 중 적어도 하나가 서로 다를 수 있다.

상기 제1 그룹에 포함된 두 개 이상의 상기 제1 감지 전극은 형상 및 구성물질 중 적어도 하나가 서로 다르고, 상기 제2 그룹에 포함된 두 개 이상의 상기 제2 감지 전극은 형상 및 구성물질 중 적어도 하나가 서로 다를 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 터치 표시 장치의 구동 방법은, 제1 감지 전극 그룹에 인접한 N 개의 제2 감지 전극 그룹에 터치 구동 전압을 시분할적으로 N 회 인가하는 단계; 상기 제1 감지 전극 그룹으로부터 터치 검출 전압을 시분할적으로 N 회 검출하는 단계; 및 상기 제1 감지 전극 그룹을 구성하는 두 개 이상의 제1 감지 전극 중 어느 제1 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는 지를 판별하는 단계를 포함한다.

상기 터치 검출 전압을 N 회 검출함에 있어서, 각 검출 시점마다 상기 터치 검출 전압과 사용자의 터치가 발생하지 않았을 때의 터치 검출 전압인 제1 전압을 비교하는 단계; 및 상기 터치 검출 전압과 상기 제1 전압의 차이가 특정 임계 범위를 넘는 경우 횟수를 카운팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 감지 전극 그룹에 인접한 M 개의 상기 제1 감지 전극 그룹에 터치 구동 전압을 시분할적으로 M 회 인가하는 단계; 상기 제2 감지 전극 그룹으로부터 터치 검출 전압을 시분할적으로 M 회 검출하는 단계; 및 상기 제2 감지 전극 그룹을 구성하는 두 개 이상의 제2 감지 전극 중 어느 제2 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는 지를 판별하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 감지 전극 그룹에 인접한 적어도 한 개의 제1 감지 전극 그룹에 터치 구동 전압을 인가하는 단계; 상기 제2 감지 전극 그룹으로부터 터치 검출 전압을 1회 또는 시분할적으로 복수 회 검출하는 단계; 및 상기 제2 감지 전극 그룹을 구성하는 적어도 하나의 제2 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는 지를 판별하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 터치 표시 장치의 구동 방법은, 제1 감지 전극 그룹에 터치 구동 전압을 인가하는 단계; 상기 제1 감지 전극 그룹으로부터 터치 검출 전압을 검출하는 단계; 및 상기 터치 검출 전압의 크기에 따라 상기 제1 그룹을 구성하는 두 개 이상의 상기 제1 감지 전극 중 어느 제1 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는지를 판별하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면 터치 패널의 배선의 개수를 유지하면서 터치 해상도를 높일 수 있는 터치 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 자기 정전 용량 방식의 터치 표시 장치의 일부를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 표시 장치의 일부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 검출 회로를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 표시 장치의 일부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서 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.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

또한, 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 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 표시 장치의 일부를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 표시 장치는 제1 감지 전극(201, 202, 203, 204), 제2 감지 전극(211, 212, 213) 및 패드부(250)를 포함한다.

제1 감지 전극(201, 202, 203, 204) 및 제2 감지 전극(211, 212, 213)은 단일 층에 배열된다. 모든 배선(L1, L2, L3, L4, L5)이 동일한 방향(세로 방향)으로 연장되어 있으므로 별도의 브릿지 전극 또는 브릿지 전극 층을 필요로 하지 않는다.

도 2의 제1 실시예에는 7 개의 감지 전극(201, 202, 203, 204, 211, 212, 213)이 배열되어 있지만, 후술할 감지 전극의 구조적 특징에 따라 동일한 패턴으로 감지 전극의 개수를 증가시켜 터치 표시 장치를 구성할 수 있음은 당업자에게 자명한 사항이다.

복수의 감지 전극(201, 202, 203, 204, 211, 212, 213)은 적어도 하나의 제1 그룹 및 제2 그룹을 포함한다.

도 2의 제1 실시예에서 터치 표시 장치는 2 개의 제1 그룹((201, 202), (203, 204)) 및 3 개의 제2 그룹(211, 212, 213)을 포함한다.

제1 그룹은 적어도 하나의 제2 감지 전극을 개재하여 이격된 두 개 이상의 제1 감지 전극을 포함한다. 제1 실시예에서, 제1 그룹((201, 202))은 제2 감지 전극(211)을 개재하여 이격된 두 개의 제1 감지 전극(201, 202)을 포함한다.

제1 그룹((203, 204))은 제2 감지 전극(213)을 개재하여 이격된 두 개의 제1 감지 전극(203, 204)을 포함한다.

제2 그룹(211)은 제1 그룹((201, 202))을 구성하는 두 개의 제1 감지 전극(201, 202) 사이에 개재되는 하나의 제2 감지 전극(211)을 포함한다.

제2 그룹(212)은 두 개의 제1 감지 전극(202, 203) 사이에 개재되는 하나의 제2 감지 전극(212)을 포함한다.

제2 그룹(213)은 두 개의 제1 감지 전극(203, 204) 사이에 개재되는 제2 감지 전극(213)을 포함한다.

제1 그룹((201, 202), (203, 204)) 및 제2 그룹(211, 212, 213)은 각각 하나의 배선(L1, L2, L3, L4, L5)에 연결되고, 각각의 배선(L1, L2, L3, L4, L5)은 패드부(250)를 통해 터치 검출 회로(10, 도 3 참조)에 연결된다. 터치 검출 회로(10)는 각각의 배선(L1, L2, L3, L4, L5)과 직접 또는 디멀티플렉서 등을 개재하여 연결될 수 있다.

제1 그룹((201, 202))은 배선(L1)에 연결되고, 제1 그룹((203, 204))은 배선(L4)에 연결된다. 제2 그룹(211)은 배선(L2)에 연결되고, 제2 그룹(212)은 배선(L3)에 연결되고, 제2 그룹(213)은 배선(L5)에 연결된다.

따라서 5 개의 감지 전극(101, 102, 103, 104, 105)이 5 개의 배선을 필요로 하던 도 1의 종래 기술과 비교했을 때, 배선(L1, L2, L3, L4, L5)의 개수를 5개로 유지하면서 감지 전극(201, 202, 203, 204, 211, 212, 213)의 개수를 7개로 증가시켰다. 감지 전극의 개수가 증가함에 따라 터치 해상도가 증가하게 된다. 이때 배선(L1)을 공유하는 두 개의 제1 감지 전극(201, 202) 중 어느 것에 사용자의 터치가 발생했는 지를 판별하는 구동 방법이 필요하다. 이에 대해서는 도 4에서 자세히 설명한다.

제1 그룹((201, 202), (203, 204))과 제2 그룹(211, 212, 213)은 배선 형성 방향으로 서로 교번하여 배치되어 있다. 따라서, 제1 감지 전극(201, 202, 203, 204) 및 제2 감지 전극(211, 212, 213)은 각각 인접한 감지 전극과 상호 정전 용량(Mutual Capacitance)을 형성한다.

제1 감지 전극(201)과 제2 감지 전극(211)은 상호 정전 용량(C11a)을 형성한다. 제2 감지 전극(211)과 제1 감지 전극(202)은 상호 정전 용량(C11b)을 형성한다. 제1 감지 전극(202)과 제2 감지 전극(212)은 상호 정전 용량(C12a)을 형성한다. 제2 감지 전극(212)과 제1 감지 전극(203)은 상호 정전 용량(C12b)을 형성한다. 제1 감지 전극(203)과 제2 감지 전극(213)은 상호 정전 용량(C13a)을 형성한다. 제2 감지 전극(213)과 제1 감지 전극(204)은 상호 정전 용량(C13b)을 형성한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 검출 회로를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면 터치 검출 회로(10)는 예비 전압 충전부(20), 구동 커패시터(Cdrv) 및 검출부(30)를 포함한다. 정전 용량(Cvcom, Cm, Ct)은 물리적으로 제조된 구성이 아니라 다른 소자와의 관계에서 발생하는 커패시턴스이다.

터치 검출 회로(10)는 노드(B)를 통해 감지 전극(201, 202, 203, 204, 211, 212, 213)과 연결된다. 감지 전극(201, 202, 203, 204, 211, 212, 213)은 사용자의 터치가 발생할 때, 사용자의 신체와 터치 정전 용량(Ct)을 형성한다. 사용자의 터치가 발생하지 않을 때, 터치 정전 용량(Ct)은 존재하지 않는다.

예비 전압 충전부(20)는 제어 신호(Vg)에 따라 예비 전압(Vpre)을 노드(B)에 인가한다. 예비 전압 충전부(20)는 트랜지스터로 구성될 수 있다. 도 3에서 예비 전압 충전부(20)는 N형 트랜지스터로 구성되어 있으며, 제어 신호(Vg)가 하이 레벨일 때 도통되어 예비 전압(Vpre)을 노드(B)에 인가한다. 예비 전압(Vpre)은 노드(B)에 연결된 정전 용량(Cdrv, Cvcom, Cm, Ct)을 충전할 때까지 충분히 인가될 수 있다.

노드(B)가 예비 전압(Vpre)으로 충전되면, 제어 신호(Vg)가 로우 레벨이 되어 Hi-z 상태가 된다. 검출부(30)도 터치 검출 전압을 입력받지않는 상태이므로 Hi-z 상태이다. 따라서 충전된 노드(B)의 전하는 고립된 상태가 된다.

구동 커패시터(Cdrv)의 일단은 노드(B)에 연결되고, 타단은 구동 전압 공급선에 연결된다. 구동 커패시터(Cdrv)는 터치 검출 회로(10)의 제어에 따라 구동 전압 공급선을 통해 터치 구동 전압(Vdrv_a)을 인가받는다. 이에 따라 노드(B)의 전압이 변동하게 된다. 이때 노드(B)의 전압을 터치 검출 전압(VB)이라고 한다. 터치 검출 전압(VB)은 미리 충전된 예비 전압(Vpre)을 기준으로 변동하게 된다. 이러한 터치 검출 전압(VB)을 검출부(30)가 입력받고, 터치 검출 전압(VB)의 크기를 미리 결정된 기준 전압인 제1 전압(VB_ref)의 크기와 비교함으로써 사용자의 터치 여부를 판별하게 된다. 제1 전압(VB_ref)은 사용자의 터치가 발생하지 않았을 때의 터치 검출 전압이다.

다만, 하나의 터치 검출 회로(10)가 터치 구동 전압(Vdrv_a)을 공급하고, 터치 검출 전압(VB)을 센싱하는 경우, 이러한 터치 검출 회로(10)는 자기 정전 용량 방식으로 사용자의 터치를 검출한다고 할 수 있다. 자기 정전 용량 방식으로 구동 되는 방법에 대해서는 도 6에서 자세히 설명한다.

적어도 두 개의 터치 검출 회로(10)가 상호작용하여 사용자의 터치를 검출하는 경우, 이를 상호 정전 용량 방식이라고 할 수 있다. 즉, 하나의 터치 검출 회로(10)가 터치 구동 전압(Vdrv_a)을 공급하고, 다른 터치 구동 회로가 감지 전극 간의 상호 정전 용량을 통해서 터치 검출 전압(VB)을 검출하는 방식이다. 제1 실시예가 이러한 상호 정전 용량 방식으로 구동될 수 있음을 도 4에서 자세히 설명한다. 다만, 이러한 구동 방식은 예시적인 것이며, 제1 실시예의 형태로 감지 전극(201, 202, 203, 204, 211, 212, 213)이 배치되더라도 후술할 도 6의 자기 정전 용량 방식이 동일하게 적용될 수 있다.

공통 전극 정전 용량(Cvcom)은 터치 표시 장치에 포함된 공통 전극과 노드(B)에 연결된 감지 전극(201, 202, 203, 204, 211, 212, 213) 사이에 형성된 기생 정전 용량을 의미한다.

터치 표시 장치가 액정 표시 장치일 때, 공통 전극은 액정 층을 개재하여 화소 전극과 대향하는 판형 전극일 수 있다. 터치 표시 장치가 유기 발광 표시 장치일 때, 공통 전극은 각 화소의 유기 발광 다이오드가 공통으로 사용하는 판형 캐소드일 수 있다.

터치 검출 회로(10)는 공통 전극을 통해 공통 전극 정전 용량(Cvcom)에 인가되는 전압의 변동을 피하여 구동하도록 구성될 수 있다. 이러한 전압의 변동은 터치 검출에 있어서 노이즈로 작용한다.

상호 정전 용량(Cm)은 노드(B)에 연결된 감지 전극과 인접한 감지 전극 사이에 형성되는 정전 용량이다. 인접한 감지 전극의 개수 및 거리에 따라 상호 정전 용량(Cm)이 감지 전극마다 달리 결정될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 각 배선(L1, L2, L3, L4, L5)을 기준으로 구동 기간(drive)과 검출 기간(detect)이 시간 순서로 배치되어 있다. 다만, 도 4에서는 본 발명의 터치 표시 장치가 터치 구동 전압(Vdrv_a)을 인가하는 송신용 터치 검출 회로 및 터치 검출 전압(VB)을 검출하는 수신용 터치 검출 회로를 포함하는 두 개의 터치 검출 회로(10)를 포함하는 것으로 가정한다. 송신용 터치 검출 회로와 수신용 터치 검출 회로의 구성은 터치 검출 회로(10)와 동일하므로, 도 3을 참고하여 설명한다. 다만, 송신용 터치 검출 회로와 수신용 터치 검출 회로의 예비 전압(Vpre)은 서로 다르게 설정될 수 있다. 송신용 터치 검출 회로 및 수신용 터치 검출 회로는 디멀티플렉서를 통해 각각 하나의 배선과 선택적으로 연결되는 것으로 가정한다.

후술하는 터치 검출 예에서는 제1 그룹((201, 202))에 포함되는 제1 감지 전극(201, 202)에 터치가 이루어졌을 때, 제1 감지 전극(201)에 터치가 발생하였는지, 또는 제1 감지 전극(202)에 터치가 발생하였는 지를 구별하는 원리를 설명한다.

먼저, 송신용 터치 검출 회로와 배선(L2)이 연결되고, 노드(B)에 예비 전압(Vpre)이 충전된다. 그리고, 송신용 터치 검출 회로의 구동 커패시터(Cdrv)에 터치 구동 전압(Vdrv_a)이 인가된다. 이로써 배선(L2)의 구동 기간(drive)이 시작된다. 송신용 터치 검출 회로의 노드(B)에서 발생하는 제2 터치 구동 전압(Vdrv_b)은 정전 용량에 비례하여 다음과 같이 근사적으로 계산될 수 있다.

[수학식 1]

Vdrv_b=Vpre+Vdrv_a_delta*(Cdrv/(Cdrv+Cvcom+Cm))

수학식 1의 전압(Vdrv_a_delta)은 터치 구동 전압(Vdrv_a)의 변화량을 의미하며, 터치 구동 전압(Vdrv_a)의 라이징 엣지(rising edge)에서는 양의 값이고, 터치 구동 전압(Vdrv_a)의 폴링 엣지(falling edge)에서는 음의 값이다.

배선(L2)에는 제2 감지 전극(211)이 연결되어 있으므로, 상호 정전 용량(Cm)은 제2 감지 전극(211)을 기준으로 정해진다. 즉, 제2 감지 전극(211)에 인접한 제1 감지 전극(201)과 발생하는 상호 정전 용량(C11a) 및 제1 감지 전극(202)과 발생하는 상호 정전 용량(C11b)의 합이 상호 정전 용량(Cm)이 된다.

전술하는 수학적 관계 및 후술하는 수학적 관계는 근사적인 것이며, 실제 제품의 설계에 따라 세부적인 인자가 더해지거나 빠질 수 있다. 이하 이러한 설명은 생략한다.

수신용 터치 검출 회로는 배선(L1)과 연결된 상태이고, 수신용 검출 회로의 노드(B)는 예비 전압(Vpre)으로 충전된 상태이다. 본 실시예에서는 터치 구동 전압(Vdrv_a)의 후속하는 제2 엣지에 대응하여 터치 검출 신호(VB)를 검출하도록 도시되어 있다. 시점(T1)은 구동 기간(drive)의 후반부로서 터치 구동 전압(Vdrv_a)의 제2 엣지(폴링 또는 라이징 엣지)에 대응한 시점이다. 이는 예시적인 시점이며, 다른 실시예에서 시점(T1)은 구동 기간(drive)의 전반부로서 터치 구동 전압(Vdrv_a)의 제1 엣지(라이징 또는 폴링 엣지)에 대응한 시점일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 구동 기간(drive)과 검출 기간(detect)이 더욱 중첩되어, 터치 구동 전압(Vdrv_a)의 제1 엣지 및 제2 엣지에 대응하여 터치 검출 전압(VB)을 두 번 검출할 수도 있다.

수신용 검출 회로는 시점(T1)에서 아래 수학식 2에 따른 터치 검출 전압(VB)을 검출한다.

[수학식 2]

VB=Vpre+Vdrv_b_delta*((C11a+C11b)/(Cdrv+Cvcom+C11a+C11b+C12a+Ct))

전압(Vdrv_b_delta)은 제2 터치 구동 전압(Vdrv_b)의 변화량을 의미하며, 제2 터치 구동 전압(Vdrv_b)의 라이징 엣지(rising edge)에서는 양의 값이고, 제2 터치 구동 전압(Vdrv_b)의 폴링 엣지(falling edge)에서는 음의 값이다.

수신용 검출 회로의 노드(B)는 배선(L1)을 통해서 제1 감지 전극(201) 및 제1 감지 전극(202)와 연결되어 있다. 따라서 제2 터치 구동 전압(Vdrv_b)은 상호 정전 용량(C11a) 및 상호 정전 용량(C11b)을 통해 수신용 검출 회로의 노드(B)로 인가된다. 이때 도 3의 상호 정전 용량(Cm)은 상호 정전 용량(C11a, C11b, C12a)의 합일 수 있다.

수학식 2에서는 터치 정전 용량(Ct)이 분모에 더 포함된다. 제1 감지 전극(201)과 제1 감지 전극(202)은 동일한 노드(B)에 연결되어 있고, 물리적인 거리 또한 같으므로, 제1 감지 전극(201)과 제1 감지 전극(202) 중 어느 감지 전극에 사용자의 터치가 발생하였는지 현재 시점(T1)에서는 알 수 없다. 본 실시예에서는 모든 감지 전극(201, 202, 203, 204, 211, 212, 213)이 동일한 크기와 형태를 갖고, 균등한 간격으로 배치되어 있다고 가정한다. 배선(L1, L2, L3, L4, L5)의 저항 값은 서로 동등하며 및 기생 정전 용량 값은 무시하도록 한다.

수신용 검출 회로의 검출부(30)는 터치 검출 전압(VB)과 제1 전압(VB_ref)을 비교하여 그 차이가 특정 임계 범위를 넘는 경우 횟수를 카운팅한다. 전술한 바와 같이 제1 전압(VB_ref)은 사용자의 터치가 발생하지 않았을 때의 터치 검출 전압이다. 상술한 특정 임계 범위는 본 발명이 적용되는 제품의 스펙(정전 용량 값, 저항 값, 설정된 터치 민감도 등)에 따라 달리 정해질 수 있다.

본 실시예에서는 제1 그룹((201, 202))에 포함되는 제1 감지 전극(201) 또는 제2 감지 전극(202)에 터치가 된 경우를 가정하므로, 현재 카운팅 횟수는 1이다. 전술한 바와 같이, 제1 감지 전극(201)과 제1 감지 전극(202) 중 어느 감지 전극에 사용자의 터치가 발생하였는지 현재 시점(T1)에서는 알 수 없다.

다음으로, 상술한 바와 동일한 과정을 통해, 시점(T2)를 기준으로, 배선(L3)에 터치 구동 전압(Vdrv_a)가 인가되고, 배선(L1)을 통해 터치 검출 전압(VB)이 검출된다. 이때 수학식 1의 상호 정전 용량(Cm)은 상호 정전 용량(C12a)와 동일하고, 수학식 2는 아래 수학식 3으로 대체될 수 있다.

[수학식 3]

VB=Vpre+Vdrv_b_delta*(C12a/(Cdrv+Cvcom+C11a+C11b+C12a+Ct))

즉, 수학식 2와 비교했을 때, 수학식 2의 분자의 정전 용량(C11a+C11b)은 수학식 3의 정전 용량(C12a)로 대체되었다. 이는 제2 감지 전극(212)으로부터 제2 터치 구동 전압(Vdrv_b)이 인가됨으로부터 기인한다.

이때 터치 정전 용량(Ct)은 사용자의 터치가 제1 감지 전극(201) 및 제1 감지 전극(202) 중 어느 제1 감지 전극에 발생했느냐에 따라 달라진다. 즉, 사용자의 터치가 제1 감지 전극(201)에 발생했을 때 터치 정전 용량(Ct)은 상대적으로 작고, 사용자의 터치가 제1 감지 전극(202)에 발생했을 때 터치 정전 용량(Ct)은 상대적으로 크게 감지된다. 이는 제2 터치 구동 전압(Vdrv_b)이 제1 감지 전극(202)을 통해서 인가되기 때문에, 제1 감지 전극(202)과 사용자의 신체가 터치 정전 용량(Ct)을 구성할 때, 제2 터치 구동 전압(Vdrv_b)에 의한 제1 감지 전극(202)에 축적된 전하량의 변화를 저지하기 때문이다.

따라서, 제1 감지 전극(201)보다는 상대적으로 터치 정전 용량(Ct)이 크게 감지되는 제1 감지 전극(202)에 사용자의 터치가 발생했는 지를 제1 전압(VB_ref)과 비교하는 것이 상술한 특정 임계 범위를 설정하는데 있어서 용이하다. 즉, 제1 실시예에서는 제1 감지 전극(201)이 터치되었을 때의 터치 검출 전압(VB)이 제1 전압(VB_ref)과 큰 차이가 없는 경우를 가정한다. 터치 해상도가 높아질수록 각 감지 전극(201, 202, 203, 204, 211, 212, 213)의 크기가 작아지게 되므로, 제1 감지 전극(201)이 터치되었을 때의 터치 검출 전압(VB)이 제1 전압(VB_ref)과 큰 차이가 없게 된다.

다른 실시예로서, 제1 감지 전극(201)이 터치되었을 때의 터치 검출 전압(VB)이 제1 전압(VB_ref)과 소정의 차이가 있고, 이러한 소정의 차이를 검출부(30)에서 판단할 수 있는 경우, 시점(T1)에서 구동 기간(drive) 및 검출 기간(detect)을 생략할 수 있다. 즉, 시점(T2)에서의 구동 기간(drive) 및 검출 기간(detect)만으로 제1 감지 전극(201) 및 제1 감지 전극(202) 중 어느 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는 지를 판별할 수 있다.

수신용 터치 검출 회로는 터치 검출 전압(VB)과 제1 전압(VB_ref)을 비교하여 그 차이가 특정 임계 범위를 넘는 경우 횟수를 카운팅한다.

제1 실시예에서 제1 감지 전극(201)에 터치가 발생한다면 터치 검출 전압(VB)과 제1 전압(VB_ref)의 차이가 특정 임계 범위를 넘지 않아 횟수가 카운팅되지 않는다. 따라서 이때 총 카운팅 횟수는 1이다. 이에 따라 터치 검출 회로(10)는 제1 감지 전극(201)에 사용자의 터치가 발생하였음을 판별한다.

제1 실시예에서 제1 감지 전극(202)에 터치가 발생하였다면 터치 검출 전압(VB)과 제1 전압(VB_ref)의 차이가 특정 임계 범위를 넘어 횟수가 카운팅된다. 따라서 이때 총 카운팅 횟수는 2이다. 이에 따라 터치 검출 회로(10)는 제1 감지 전극(202)에 사용자의 터치가 발생하였음을 판별한다.

따라서, 시점(T2)에서는 제1 감지 전극(201) 및 제1 감지 전극(202) 중 어느 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는 지를 판별할 수 있다.

시점(T3)에서는 배선(L1)에 송신용 터치 검출 회로가 연결되고, 배선(L2)에 수신용 터치 검출 회로가 연결된 상태이다. 제2 그룹(211)은 하나의 제2 감지 전극(211)만을 포함하므로, 어느 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는 지를 구별할 필요가 없다. 따라서, 제2 감지 전극(211)에 사용자의 터치가 발생했는 지 여부는 수신용 터치 검출 회로의 터치 검출 전압(VB)과 제1 전압(VB_ref)을 비교하여 시점(T3)에서 즉시 알 수 있다. 이러한 구동 방법은 시점(T1)에서의 구동 방법과 유사하므로 상세한 설명 및 수학식은 생략한다.

시점(T4)에서는 배선(L1)에 송신용 터치 검출 회로가 연결되고, 배선(L3)에 수신용 터치 검출 회로가 연결된 상태이다. 제2 그룹(212)은 하나의 제2 감지 전극(212)만을 포함하므로, 어느 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는 지를 구별할 필요가 없다. 따라서, 제2 감지 전극(212)에 사용자의 터치가 발생했는 지 여부는 수신용 터치 검출 회로의 터치 검출 전압(VB)과 제1 전압(VB_ref)을 비교하여 시점(T4)에서 즉시 알 수 있다. 이러한 구동 방법은 시점(T1)에서의 구동 방법과 유사하므로 상세한 설명 및 수학식은 생략한다.

시점(T5)에서는 배선(L5)에 송신용 터치 검출 회로가 연결되고, 배선(L4)에 수신용 터치 검출 회로가 연결된 상태이다. 시점(T5)을 기준으로 제2 감지 전극(213)으로부터 발생하는 제2 터치 구동 신호(Vdrv_b)가 상호 정전 용량(C13a, C13b)을 통해서 제1 그룹((203, 204))의 제1 감지 전극(203) 및 제1 감지 전극(204)에 인가된다. 수신용 터치 검출 회로는 배선(L4)를 통해서 감지된 터치 검출 전압(VB)을 제1 전압(VB_ref)와 비교하여, 상술한 특정 임계 범위를 넘는 경우 횟수를 카운팅한다. 사용자의 터치가 감지되더라도 현재 시점(T5)에서는 제1 감지 전극(203) 및 제1 감지 전극(204) 중 어느 감지 전극에 사용자의 터치가 발생하였는 지는 알 수 없다.

시점(T6)에서는 배선(L3)에 송신용 터치 검출 회로가 연결되고, 배선(L4)에 수신용 터치 검출 회로가 연결된 상태이다. 시점(T6)을 기준으로 제2 감지 전극(212)으로부터 발생하는 제2 터치 구동 신호(Vdrv_b)가 상호 정전 용량(C12b)를 통해서 제1 감지 전극(203)에 인가된다. 수신용 터치 검출 회로는 제1 감지 전극(203)을 기준으로 검출된 터치 검출 전압(VB)과 제1 전압(VB_ref)을 비교하여 특정 임계 범위를 넘으면 횟수를 카운팅한다. 터치 검출 회로(10)는 총 카운팅 횟수가 0이면 제1 그룹((203, 204))에 사용자의 터치가 발생하지 않은 것으로 판단한다. 또한 터치 검출 회로(10)는 총 카운팅 횟수가 1이면 제1 감지 전극(204)에 사용자의 터치가 발생한 것으로 판단한다. 또한 터치 검출 회로(10)는 총 카운팅 횟수가 2이면 제1 감지 전극(203)에 사용자의 터치가 발생한 것으로 판단한다. 시점(T5) 및 시점(T6)에서의 구동 방법은 시점(T1) 및 시점(T2)에서의 구동 방법과 각각 유사하므로 상세한 설명 및 수학식은 생략한다.

시점(T7)에서는 배선(L4)에 송신용 터치 검출 회로가 연결되고, 배선(L5)에 수신용 터치 검출 회로가 연결된 상태이다. 제2 그룹(213)은 하나의 제2 감지 전극(213)만을 포함하므로, 어느 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는 지를 구별할 필요가 없다. 따라서, 제2 감지 전극(213)에 사용자의 터치가 발생했는 지 여부는 수신용 터치 검출 회로의 터치 검출 전압(VB)과 제1 전압(VB_ref)을 비교하여 시점(T7)에서 즉시 알 수 있다. 이러한 구동 방법은 시점(T1)에서의 구동 방법과 유사하므로 상세한 설명 및 수학식은 생략한다.

결론적으로, 도 2 및 4를 참조하면, 패드부(250)는 5개의 패드를 포함하여 배선(L1, L2, L3, L4, L5)과 연결됨에도 불구하고, 7개의 감지 전극(201, 202, 203, 204, 211, 212, 213)으로부터 사용자의 터치 정보를 받아들일 수 있다. 또한 터치 검출 회로(10)는 시분할적으로 터치 구동 전압(Vdrv_a)을 인가하고 터치 검출 전압(VB)를 검출함으로써 어떤 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는지 판별할 수 있다. 따라서 본 발명에 따르면 터치 패널의 배선 및 패드의 개수를 유지하면서 터치 해상도를 높일 수 있다.

제1 실시예에서는 터치 검출 회로(10)가 수신용 터치 검출 회로와 송신용 터치 검출 회로 두 개로 구성된 경우를 가정하여, 7개의 감지 전극(201, 202, 203, 204, 211, 212, 213)에 사용자의 터치 여부를 판별하는 7번의 시점(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7)이 필요하였다. 하지만 터치 검출 회로(10)가 3 개 이상으로 구성되는 경우 7 번 이하의 시점으로 구동 방법을 도출해낼 수 있다. 이에 대해서 현재 점유되지 않은 배선을 사용하거나, 터치 구동 전압(Vdrv_a)의 제1 엣지와 제2 엣지를 모두 터치 판별에 사용하는 등 다양한 방법이 있을 수 있다.

도 2에서는, 예를 들어, 각가의 제2 그룹이 하나의 제2 감지 전극만 포함하도록 도시되어 있지만, 각각의 제2 그룹이 복수의 제2 감지 전극을 포함하도록 구성할 수 있다. 이때는 복수의 제2 감지 전극의 수에 맞춰 터치 구동 전압을 시분할적으로 복수 회 인가하고, 터치 검출 전압을 시분할적으로 복수 회 검출하는 것이 필요하다. 예를 들어 도 5에 도시된 제2 실시예의 감지 전극의 배치가 채용되어, 제1 실시예의 구동 방법으로 구동될 수 있다. 이에 대해서는 시점(T1)과 시점(T2)에서 원리를 상세히 설명하였으므로, 상세한 설명은 생략한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 표시 장치의 일부를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 표시 장치는 제1 감지 전극(511, 512, 531, 532), 제2 감지 전극(501, 502, 521, 522) 및 패드부(550)를 포함한다.

제1 감지 전극(511, 512, 531, 532) 및 제2 감지 전극(501, 502, 521, 522)은 단일 층에 배열된다. 모든 배선(La, Lb, Lc, Ld)이 동일한 방향(세로 방향)으로 연장되어 있으므로 별도의 브릿지 전극 또는 브릿지 전극 층을 필요로 하지 않는다.

복수의 감지 전극(501, 502, 511, 512, 521, 522, 531, 532)은 적어도 하나의 제1 그룹 및 제2 그룹을 포함한다.

제2 실시예에서 터치 표시 장치는 2 개의 제1 그룹((511, 512), (531, 532)) 및 2 개의 제2 그룹((501, 502), (521, 522))을 포함한다.

제1 그룹은 적어도 하나의 제2 감지 전극을 개재하여 이격된 두 개 이상의 제1 감지 전극을 포함한다. 제2 실시예에서, 제1 그룹((511, 512))은 제2 감지 전극(502)을 개재하여 이격된 두 개의 제1 감지 전극(511, 512)을 포함한다. 제1 그룹((531, 532))은 제2 감지 전극(522)을 개재하여 이격된 두 개의 제1 감지 전극(531, 532)을 포함한다.

제2 그룹은 적어도 하나의 제1 감지 전극을 개재하여 이격된 두 개 이상의 상기 제2 감지 전극을 포함한다. 제2 실시예에서, 제2 그룹((501, 502))은 제1 감지 전극(511)을 개재하여 이격된 두 개의 제2 감지 전극(501, 502)을 포함한다. 제2 그룹((521, 522))은 제1 감지 전극(531)을 개재하여 이격된 두 개의 제2 감지 전극(521, 522)을 포함한다.

제1 그룹((511, 512), (531, 532)) 및 제2 그룹((501, 502), (521, 522))은 각각 하나의 배선(La, Lb, Lc, Ld)에 연결되고, 각각의 배선(La, Lb, Lc, Ld)은 패드부(550)를 통해 터치 검출 회로(10, 도 3 참조)에 연결된다. 터치 검출 회로(10)는 각각의 배선(La, Lb, Lc, Ld)과 직접 또는 디멀티플렉서 등을 개재하여 연결될 수 있다.

제1 그룹((511, 512))은 배선(Lb)에 연결되고, 제1 그룹((531, 532))은 배선(Ld)에 연결된다. 제2 그룹((501, 502))은 배선(La)에 연결되고, 제2 그룹((521, 522))은 배선(Lc)에 연결된다.

따라서 5 개의 감지 전극(101, 102, 103, 104, 105)이 5 개의 배선을 필요로 하던 도 1의 종래 기술과 비교했을 때, 배선(La, Lb, Lc, Ld)의 개수를 4개로 유지하면서 감지 전극(501, 502, 511, 512, 521, 522, 531, 532)의 개수를 8개로 증가시켰다. 즉, 배선 대비 두 배로 감지 전극의 개수를 증가시킨 것이다. 감지 전극의 개수가 증가함에 따라 터치 해상도가 증가하게 된다. 이때 배선(La)을 공유하는 두 개의 제1 감지 전극(501, 502) 중 어느 것에 사용자의 터치가 발생했는 지를 판별하는 구동 방법이 필요하다. 이에 대해서는 도 6에서 자세히 설명한다.

제1 그룹((511, 512), (531, 532))과 제2 그룹((501, 502), (521, 522))은 배선 형성 방향으로 서로 교번하여 배치되어 있다. 따라서, 제1 감지 전극(511, 512, 531, 532) 및 제2 감지 전극(501, 502, 521, 522)은 각각 인접한 감지 전극과 상호 정전 용량(Mutual Capacitance)을 형성한다.

제1 감지 전극(511)과 제2 감지 전극(501)은 상호 정전 용량(Cab1)을 형성한다. 제1 감지 전극(511)과 제2 감지 전극(502)은 상호 정전 용량(Cab2)을 형성한다. 제1 감지 전극(512)과 제2 감지 전극(502)은 상호 정전 용량(Cab3)을 형성한다. 제1 감지 전극(512)과 제2 감지 전극(521)은 상호 정전 용량(Cbc)을 형성한다. 제1 감지 전극(531)과 제2 감지 전극(521)은 상호 정전 용량(Ccd1)을 형성한다. 제1 감지 전극(531)과 제2 감지 전극(522)은 상호 정전 용량(Ccd2)을 형성한다. 제1 감지 전극(532)과 제2 감지 전극(522)은 상호 정전 용량(Ccd3)을 형성한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다. 제2 실시예에서도 도 3의 터치 검출 회로(10)를 사용하는 것으로 설명한다. 이는 설명의 편의를 위해서이며, 제2 실시예에서는 다른 종류의 자기 정전 용량 방식의 터치 검출 회로를 채용가능하다.

도 6의 구동 방법을 적용하기 위해서, 각각의 그룹에 포함되는 복수의 감지 전극은 그룹 내에서 저항 값 및 커패시턴스 값 중 적어도 하나가 서로 다른 것으로 가정한다. 상술한 저항 값이 서로 다른 경우는, 감지 전극의 저항 값은 서로 동일하되 각각의 감지 전극에 연결된 배선의 저항이 다르도록 설계된 경우일 수 있다. 상술한 바와 같이 저항 값 또는 커패시턴스 값이 다르기 위해서는, 그룹 내에 포함된 각각의 감지 전극의 형상 및 구성물질 중 적어도 하나가 서로 다를 수 있다.

먼저, 터치 검출 회로(10)가 배선(La)에 연결된 제2 그룹((501, 502))에 포함된 제2 감지 전극(501, 502)에 사용자의 터치가 발생했는 지를 판단하는 방법을 설명한다.

전술한 바와 같이 터치 검출 회로(10)는 도 6의 구동 방법에서 자기 정전 용량 방식으로 동작한다. 즉, 터치 검출 회로(10)는 노드(B)를 예비 전압(Vpre)으로 충전하고, 터치 구동 전압(Vdrv_a)을 구동 커패시터(Cdrv)에 인가하고, 노드(B)의 터치 검출 전압(VB)를 검출함으로써 사용자의 터치 여부를 판별한다.

[수학식 4]

VB=Vpre+Vdrv_a_delta*(Cdrv/(Cdrv+Cvcom+Cm+Ct))

수학식 4의 상호 정전 용량(Cm)은 노드(B)에 연결된 상호 정전 용량(Cab1+Cab2+Cab3)에 해당한다. 만약 사용자의 터치가 존재하지 않는 다면 터치 정전 용량(Ct)은 0이고, 이때의 터치 검출 전압(VB)이 제1 전압(VB_ref)에 해당하게 된다. 만약 사용자의 터치가 존재한다면 터치 정전 용량(Ct)은 0을 초과하는 값이다. 따라서 검출부(30)는 터치 검출 전압(VB)을 제1 전압(VB_ref)과 비교하여 제2 그룹((501, 502))에 터치가 발생하였는 지를 판별할 수 있다.

이때, 예를 들어, 제2 감지 전극(501)이 사용자의 신체와 형성하는 터치 정전 용량(Ct)이 제2 감지 전극(502)이 사용자의 신체와 형성하는 터치 정전 용량(Ct) 보다 클 수 있다. 이는 제2 감지 전극(501, 502)이 서로 동일한 구성물질로 이루어졌다면, 제2 감지 전극(501)의 크기가 제2 감지 전극(502)의 크기보다 더 크게 형성된 경우일 수 있다.

상술한 바와 같이 제2 감지 전극(501, 502) 간의 터치 정전 용량(Ct)이 서로 다르면, 터치 검출 전압(VB)이 서로 다를 것이고, 검출부(30)는 이러한 터치 검출 전압(VB)의 차이에 따라 제2 그룹((501, 502))에 포함된 제2 감지 전극(501, 502) 중 어느 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는 지를 판별할 수 있다.

예를 들어, 제2 감지 전극(501)의 구성물질의 저항 값이 제2 감지 전극(502)의 구성 물질의 저항 값보다 크다면, 검출부(30)는 터치 검출 전압(VB)의 강하 또는 RC delay의 차이에 따라, 제2 그룹((501, 502))에 포함된 제2 감지 전극(501, 502) 중 어느 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는 지를 판별할 수 있다.

동일한 원리 및 구동 방법을 통해서, 배선(Lb)에 연결된 제1 그룹((511, 512))에 포함된 제1 감지 전극(511, 512) 중 어느 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는 지를 판별할 수 있다. 배선(Lc) 및 배선(Ld)에도 동일한 원리 및 구동 방법이 적용된다.

지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10: 터치 검출 회로
30: 검출부
201, 202, 203, 204: 제1 감지 전극
211, 212, 213: 제2 감지 전극
250: 패드부
L1, L2, L3, L4, L5: 배선

Claims

단일 층에 배열되는 복수의 감지 전극; 및
상기 복수의 감지 전극으로부터 검출되는 전압에 의해 사용자의 터치 여부를 판단하는 터치 검출 회로를 포함하고,
상기 복수의 감지 전극은 적어도 하나의 제1 그룹 및 제2 그룹을 포함하고,
상기 제1 그룹은 적어도 하나의 제2 감지 전극을 개재하여 이격된 두 개 이상의 제1 감지 전극을 포함하고,
상기 제2 그룹은 두 개 이상의 상기 제1 감지 전극 사이에 개재되는 적어도 하나의 상기 제2 감지 전극을 포함하고,
상기 제1 그룹 및 제2 그룹은 각각 하나의 배선을 통해 상기 터치 검출 회로와 연결되는
터치 표시 장치.
제1 항에 있어서,
상기 터치 검출 회로는
상기 제1 그룹에 인접한 N 개의 제2 그룹에 터치 구동 전압을 시분할적으로 N 회 인가하고,
상기 제1 그룹으로부터 터치 검출 전압을 시분할적으로 N 회 검출하여,
상기 제1 그룹을 구성하는 두 개 이상의 상기 제1 감지 전극 중 어느 제1 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는지를 판별하는
터치 표시 장치.
제2 항에 있어서,
상기 터치 검출 회로는
상기 터치 검출 전압을 시분할적으로 N 회 검출함에 있어서, 각 검출 시점마다 상기 터치 검출 전압과 제1 전압을 비교하여 그 차이가 특정 임계 범위를 넘는 경우 횟수를 카운팅하고,
카운팅된 상기 횟수에 따라 상기 제1 그룹을 구성하는 두 개 이상의 상기 제1 감지 전극 중 어느 제1 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는지를 판별하고,
상기 제1 전압은 사용자의 터치가 발생하지 않았을 때의 터치 검출 전압인
터치 표시 장치.
제2 항에 있어서,
상기 터치 검출 회로는
상기 제2 그룹에 인접한 적어도 한 개의 제1 그룹에 터치 구동 전압을 1회 또는 시분할적으로 복수 회 인가하고,
상기 제2 그룹으로부터 터치 검출 전압을 1회 또는 시분할적으로 복수 회 검출하여,
상기 제2 그룹을 구성하는 적어도 하나의 상기 제2 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는지를 판별하는
터치 표시 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제2 그룹은 적어도 하나의 상기 제1 감지 전극을 개재하여 이격된 두 개 이상의 상기 제2 감지 전극을 포함하는
터치 표시 장치.
제5 항에 있어서,
상기 터치 검출 회로는
상기 제1 그룹에 터치 구동 전압을 인가하고,
상기 제1 그룹으로부터 터치 검출 전압을 검출하여,
상기 터치 검출 전압의 크기에 따라 상기 제1 그룹을 구성하는 두 개 이상의 상기 제1 감지 전극 중 어느 제1 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는지를 판별하는
터치 표시 장치.
제6 항에 있어서,
상기 제1 그룹에 포함된 두 개 이상의 상기 제1 감지 전극은 저항 값 및 커패시턴스 값 중 적어도 하나가 서로 다른
터치 표시 장치.
제6 항에 있어서,
상기 터치 검출 회로는
상기 제2 그룹에 터치 구동 전압을 인가하고,
상기 제2 그룹으로부터 터치 검출 전압을 검출하여,
상기 터치 검출 전압의 크기에 따라 상기 제2 그룹을 구성하는 두 개 이상의 상기 제2 감지 전극 중 어느 제2 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는지를 판별하는
터치 표시 장치.
제8 항에 있어서,
상기 제2 그룹에 포함된 두 개 이상의 상기 제2 감지 전극은 저항 값 및 커패시턴스 값 중 적어도 하나가 서로 다른
터치 표시 장치.
제9 항에 있어서,
상기 제1 그룹에 포함된 두 개 이상의 상기 제1 감지 전극은 형상 및 구성물질 중 적어도 하나가 서로 다르고,
상기 제2 그룹에 포함된 두 개 이상의 상기 제2 감지 전극은 형상 및 구성물질 중 적어도 하나가 서로 다른
터치 표시 장치.
제1 감지 전극 그룹에 인접한 N 개의 제2 감지 전극 그룹에 터치 구동 전압을 시분할적으로 N 회 인가하는 단계;
상기 제1 감지 전극 그룹으로부터 터치 검출 전압을 시분할적으로 N 회 검출하는 단계; 및
상기 제1 감지 전극 그룹을 구성하는 두 개 이상의 제1 감지 전극 중 어느 제1 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는 지를 판별하는 단계를 포함하는
터치 표시 장치의 구동 방법.
제11 항에 있어서,
상기 터치 검출 전압을 N 회 검출함에 있어서, 각 검출 시점마다 상기 터치 검출 전압과 사용자의 터치가 발생하지 않았을 때의 터치 검출 전압인 제1 전압을 비교하는 단계; 및
상기 터치 검출 전압과 상기 제1 전압의 차이가 특정 임계 범위를 넘는 경우 횟수를 카운팅하는 단계를 더 포함하는
터치 표시 장치의 구동 방법.
제12 항에 있어서,
상기 제2 감지 전극 그룹에 인접한 M 개의 상기 제1 감지 전극 그룹에 터치 구동 전압을 시분할적으로 M 회 인가하는 단계;
상기 제2 감지 전극 그룹으로부터 터치 검출 전압을 시분할적으로 M 회 검출하는 단계; 및
상기 제2 감지 전극 그룹을 구성하는 두 개 이상의 제2 감지 전극 중 어느 제2 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는 지를 판별하는 단계를 더 포함하는
터치 표시 장치의 구동 방법.
제12 항에 있어서,
상기 제2 감지 전극 그룹에 인접한 적어도 한 개의 제1 감지 전극 그룹에 터치 구동 전압을 인가하는 단계;
상기 제2 감지 전극 그룹으로부터 터치 검출 전압을 1회 또는 시분할적으로 복수 회 검출하는 단계; 및
상기 제2 감지 전극 그룹을 구성하는 적어도 하나의 제2 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는 지를 판별하는 단계를 더 포함하는
터치 표시 장치의 구동 방법.
제1 감지 전극 그룹에 터치 구동 전압을 인가하는 단계;
상기 제1 감지 전극 그룹으로부터 터치 검출 전압을 검출하는 단계; 및
상기 터치 검출 전압의 크기에 따라 상기 제1 그룹을 구성하는 두 개 이상의 상기 제1 감지 전극 중 어느 제1 감지 전극에 사용자의 터치가 발생했는지를 판별하는 단계를 포함하는
터치 표시 장치의 구동 방법.