KR20180069280A - 멀티 포인트 터치 스크린 패널 - Google Patents

멀티 포인트 터치 스크린 패널 Download PDF

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KR20180069280A
KR20180069280A KR1020160171321A KR20160171321A KR20180069280A KR 20180069280 A KR20180069280 A KR 20180069280A KR 1020160171321 A KR1020160171321 A KR 1020160171321A KR 20160171321 A KR20160171321 A KR 20160171321A KR 20180069280 A KR20180069280 A KR 20180069280A
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이성호
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Abstract

본 발명은, 멀티 포인트 터치 스크린 패널에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 멀티 포인트 터치 스크린 패널은, 외부 오브젝트의 접촉 또는 접근에 따라 신호를 생성하는 메쉬 패턴의 다수의 터치 센서들; 상기 다수의 터치 센서들과 전기적으로 접속되는 다수의 신호선들; 상기 신호를 수신하는 터치 드라이브 IC; 및 상기 다수의 신호선들 중 어느 하나를 선택적으로, 상기 터치 드라이브 IC에 접속시키는 다수의 먹스들을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명은 상술한 실시예와 다른 실시예들도 포함한다.

Description

멀티 포인트 터치 스크린 패널 {MULTI POINT TOUCH SCREEN PANNEL}
본 발명은, 예를 들어, 사용자의 손가락 또는 전자 펜 등에 의해 터치된 멀티 포인트를 검출할 수 있는 멀티 포인트 터치 스크린 패널에 관한 것이다.
일반적으로 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel)은, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode) 등과 같은 다양한 유형의 표시 장치 위에 부착될 수 있다. 상기 터치 스크린 패널은, 사용자의 손가락 또는 전자 펜 등과 같은 외부 오브젝트가 접촉 또는 접근할 때, 해당 위치에 대응되는 신호를 발생시키는 입력 장치의 하나이다.
상기 터치 스크린 패널은, 소형 휴대 단말기, 산업용 단말기, 또는 DID(Digital Information Device) 등과 같은 매우 폭넓은 분야에서 이용되고 있으며, 상기 터치 스크린 패널의 검출 방식에는, 저항 방식과 정전 방식 등의 다양한 검출 방식이 있다. 이하에서는, 상기 정전 방식의 터치 스크린 패널에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 터치 스크린 패널의 일 예를 도시한 사시도이다. 도 1을 참조하면, 플라스틱 또는 유리 등으로 제조된 투명 기판(2)의 상하면에 투명 도전막이 형성되고, 상기 투명 기판(2)의 네 모서리 각각에는, 전압 인가용 금속 전극(4)이 형성된다. 상기 투명 도전막은, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide) 등과 같은 전도성 투명 물질로 형성된다. 상기 투명 도전막의 네 모서리에 형성되는 금속 전극(4)들은, 은(Ag)과 같은 저항률이 낮은 도전성 금속으로 프린팅하여 형성된다.
상기 금속 전극(4)들의 주변에는, 저항 네트워크가 형성되고, 상기 저항 네트워크는, 상기 투명 도전막의 표면 전체에 균등하게 컨트롤 신호를 송출하기 위하여 선형 패턴(Linearization Pattern)으로 형성된다. 상기 금속 전극(4)을 포함한 투명 도전막의 상부에는, 보호막이 코팅된다.
상기 터치 스크린 패널은, 상기 금속 전극(4)에 고주파의 교류 전압이 인가되면, 상기 투명 기판(2)의 전면에 퍼지게 되고, 이때 사용자의 손가락(8) 또는 전자 펜 등과 같은 외부 오브젝트로, 상기 투명 기판(2) 상면의 투명 도전막을 터치하면, 일정량의 전류가 상기 외부 오브젝트로 흡수되면서 컨트롤러(6)의 내부에 포함된 전류 센서에서 전류의 변화를 감지하고, 4개의 금속 전극(4) 각각에서의 전류량을 연산하여 터치 지점을 인식하게 된다. 그러나, 도 1과 같은 터치 스크린 패널은, 미소 전류의 크기를 검출하기 때문에, 고가격이고 터치된 멀티 포인트를 동시에 인식하기 어려운 문제점이 있다.
도 2는 터치 스크린 패널의 다른 일 예를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 상기 터치 스크린 패널은, 횡 방향의 터치 센서(5a)와 종 방향의 터치 센서(5b), 그리고 터치 신호를 분석하는 터치 드라이브 IC(7) 등을 포함한다. 상기 터치 스크린 패널은, 예를 들어, 상기 터치 센서(5)와 손가락(8) 사이에 형성되는 커패시턴스(capacitance)의 크기를 검출하는 것으로, 상기 횡 방향의 터치 센서(5a)과 종 방향의 터치 센서(5b)을 순차적으로 스캔하여 신호를 검출하기 때문에 터치된 멀티 포인트를 동시에 인식할 수 있다.
그러나, 상기 터치 스크린 패널이, 예를 들어, LCD 등과 같은 표시 장치 위에 실장되는 경우, 노이즈로 인해 신호 검출이 어려운 문제점이 있다. 예를 들어, LCD는 액정에 공통 전압(Vcom)이 인가되는 공통 전극을 사용하며, 액정에 인가되는 화소 전압에 따라 상기 공통 전압이 영향을 받는다. 이로 인해 상기 공통 전압이 불안정하게 흔들리는 경우, 공통 전극의 공통 전압(Vcom)은 터치 지점 검출시 노이즈로 작용한다.
또한, 상기 터치 신호를 획득하기 위해 횡 방향의 터치 센서(5a)과 종 방향의 터치 센서(5b)을 스캔하는 것에 의해서도, 스캔 신호가 공통 전압에 영향을 끼쳐 화질 불량이 발생하는 문제점이 있다.
도 3은 터치 스크린 패널이 표시 장치 위에 설치된 일 예의 단면도이다. 도 3을 참조하면, LCD 등과 같은 표시 장치(200)는, 하측의 TFT 기판(205)과 상측의 칼라 필터(215) 사이에 액정이 봉입되어 액정층(210)을 형성한다. 상기 액정의 봉입을 위하여, 상기 TFT 기판(205)과 칼라 필터(215)는, 외곽부에서 실런트(230)에 의해 접합된다. 도시하지 않았지만, 액정 패널의 상하로는 편광판이 부착되고, 그 밖에도 BLU(Back Light Unit) 등이 설치된다.
상기 표시 장치(200)의 상부에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 터치 스크린 패널이 설치된다. 상기 터치 스크린 패널은, 기판(1)의 상면에 터치 센서(5)가 올려진 구조를 갖는다. 상기 기판(1)의 위에는 터치 센서(5)을 보호하기 위한 보호 패널(3)이 부착된다. 상기 터치 스크린 패널은 DAT(Double Adhesive Tape) 등과 같은 접착 부재(9)에 의해 상기 표시 장치(200)의 에지부에 접착되고, 상기 표시 장치(200)와의 사이에는 에어 갭(9a)이 형성된다.
예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 손가락 터치가 발생하면, 손가락(8)과 터치 센서(5) 사이에는 터치 커패시턴스(Ct)가 형성된다. 상기 터치 센서(5)와 표시 장치(200)의 칼라 필터(215) 하면에 형성된 공통 전극(220) 사이에도, 공통 전극 커패시턴스(Cvcom)가 형성되고, 상기 터치 센서(5)에는, 패턴 사이의 커패시턴스 결합 또는 제조 공정 요인 등에 의한 미지의 기생 커패시턴스(Cp)도 작용한다.
도 4는 도 3의 터치 커패시턴스를 검출하는 등가 회로도이다. 도 4를 참조하면, 상기 터치 스크린 패널은, 터치 커패시턴스(Ct)의 변화 량을 검출하여 터치를 인식한다. 이때 공통 전극 커패시턴스(Cvcom)와 기생 커패시턴스(Cp)는, 상기 터치 커패시턴스(Ct)의 검출에 있어서 노이즈로서 작용한다.
상기 공통 전극 커패시턴스(Cvom)은, 예를 들어, 상기 터치 커패시턴스(Ct) 보다 열 배 이상 큰 경우도 있기 때문에, 상기 공동 전극 커패시턴스(Cvcom)의 흔들림으로 인해 터치 신호가 왜곡되고, 터치 감도가 저하되는 문제점이 있다.
도 5는 공통 전압(Vcom)을 줄일 수 있는 터치 스크린 패널의 실시예를 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 상기 터치 스크린 패널은, 예를 들어, 터치 센서(10), 신호선(22), 그리고 터치 드라이브 IC(30) 등을 포함할 수 있다. 상기 터치 드라이브 IC(30)는, 먹스(또는 멀티플렉서, 이하 '먹스'라고 함)를 구비한 구동부(31)를 포함하며, 상기 터치 드라이브 IC(30)은, 예를 들어, COF(Chip On Flexible Printed Circuit) 또는 FPC(Flexible Printed Circuit) 등과 같은 연성 회로 기판 상에 실장될 수 있다.
상기 터치 센서(10)는, 상기 신호선(22)를 통해 상기 터치 드라이브 IC(30)와 전기적으로 접속되고, 상기 터치 드라이브 IC(30)에 포함된 구동부(31)의 먹스는, 상기 신호선(22)의 개수에 상응하는 입력 단자의 개수를 갖는다. 예를 들어, 상기 터치 센서(10)가 400 개이면, 상기 터치 센서에 접속되는 신호선(22)도 400 개가 되고, 상기 신호선이 접속되는 먹스의 입력 단자도 400 개가 된다.
상기 터치 스크린 패널의 터치 감도 향상을 위해, 상기 터치 센서(10)의 개수가 증가하는 경우, 상기 신호선(22)의 개수와 상기 먹스(MUX)의 입력 단자의 개수도 증가한다. 이 경우, 상기 먹스의 사이즈가 커지게 되므로, 상기 터치 드라이브 IC(30)의 사이즈가 커지게 된다.
이로 인해, 상기 터치 드라이브 IC(30)을, COF 또는 FPC 등과 같은 연성 회로 기판 상에 실장하는 데 어려움이 발생한다. 또한, 상기 먹스의 입력 단자에 접속되는 신호선의 개수가 증가하게 되므로, 상기 신호선들 사이에서 발생하는 간섭 노이즈 등이 증가하게 된다.
본 발명은, 예를 들어, 각 터치 센서의 신호선과, 연성 회로 기판에 실장되는 터치 드라이브 IC 간의 연결 경로 상에, 다수의 먹스(MUX)를 효율적으로 배치하여, 터치 드라이브 IC의 사이즈를 줄이고, 또한 먹스의 개수를 줄일 수 있으며, 각 신호선들 사이에서 발생하는 간섭 노이즈를 줄일 수 있는 멀티 포인트 터치 스크린 패널을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 멀티 포인트 터치 스크린 패널은, 멀티 포인트 터치 스크린 패널에 있어서, 외부 오브젝트의 접촉 또는 접근에 따라 신호를 생성하는 메쉬 패턴의 다수의 터치 센서들; 상기 다수의 터치 센서들과 전기적으로 접속되는 다수의 신호선들; 상기 신호를 수신하는 터치 드라이브 IC; 및 상기 다수의 신호선들 중 어느 하나를 선택적으로, 상기 터치 드라이브 IC에 접속시키는 다수의 먹스들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 멀티 포인트 터치 스크린 패널은, 멀티 포인트 터치 스크린 패널에 있어서, 외부 오브젝트의 접촉 또는 접근에 따라 신호를 생성하는 메쉬 패턴의 다수의 터치 센서들; 상기 다수의 터치 센서들과 전기적으로 접속되는 다수의 신호선들; 상기 신호를 수신하는 터치 드라이브 IC; 및 상기 다수의 신호선들 중 적어도 하나를 선택적으로, 상기 터치 드라이브 IC에 접속시키는 다수의 먹스들을 포함하되, 상기 다수의 터치 센서들은, 다수의 컬럼과 로우의 행렬로 배치되고, 상기 다수의 먹스들 중 기수 번째 먹스는, 적어도 2 개의 기수 번째 컬럼들에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속되고, 상기 다수의 먹스들 중 우수 번째 먹스는, 적어도 2 개의 우수 번째 컬럼들에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 멀티 포인트 터치 스크린 패널은, 멀티 포인트 터치 스크린 패널에 있어서, 외부 오브젝트의 접촉 또는 접근에 따라 신호를 생성하는 메쉬 패턴의 다수의 터치 센서들; 상기 다수의 터치 센서들과 전기적으로 접속되는 다수의 신호선들; 상기 신호를 수신하는 터치 드라이브 IC; 및 상기 다수의 신호선들 중 적어도 하나를 선택적으로, 상기 터치 드라이브 IC에 접속시키는 다수의 먹스들을 포함하되, 상기 다수의 터치 센서들은, 다수의 컬럼과 로우의 행렬로 배치되고, 상기 다수의 먹스들 중 기수 번째 먹스는, 상기 행렬의 수직 중심 선을 기준으로 각각 좌우 영역에 속하는 적어도 2 개의 기수 번째 컬럼들에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속되고, 상기 다수의 먹스들 중 우수 번째 먹스는, 상기 행렬의 수직 중심 선을 기준으로 각각 좌우 영역에 속하는 적어도 2 개의 우수 번째 컬럼들에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 멀티 포인트 터치 스크린 패널에 의하면, 터치 드라이브 IC의 사이즈를 줄일 수 있으므로, COF 또는 FPC 등과 같은 연성 회로 기판 상에, 상기 터치 드라이브 IC를 안정적으로 실장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 먹스로 입력되는 신호선들의 개수를 줄일 수 있으므로, 상기 신호선들 사이에서 발생하는 간섭 노이즈 등을 최소화하여, 멀티 포인트의 터치 감도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 먹스의 개수를 효율적으로 줄일 수 있다.
도 1은 터치 스크린 패널의 일 예를 도시한 사시도.
도 2는 터치 스크린 패널의 다른 일 예를 도시한 도면.
도 3은 터치 스크린 패널이 표시 장치 위에 설치된 일 예의 단면도.
도 4는 도 3의 터치 커패시턴스를 검출하는 등가 회로도.
도 5는 공통 전압(Vcom)을 줄일 수 있는 터치 스크린 패널의 실시예를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 포인트 터치 스크린 패널을 예시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 패턴의 터치 센서를 예시한 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 메쉬 패턴의 터치 센서를 예시한 도면.
도 9은 도 6의 멀티 포인트 터치 스크린 패널의 일부 구성을 예시한 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 포인트 터치 스크린 패널을 예시한 도면.
도 11는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티 포인트 터치 스크린 패널의 일부 구성을 예시한 도면.
도 12은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티 포인트 터치 스크린 패널의 일부 구성을 예시한 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에서 언급되는 표시 장치는 LCD, PDP, OLED 중 어느 하나이거나, 기타 화상을 표시하는 모든 수단을 의미한다. 위에 나열한 표시 장치 중 LCD는 액정의 구동을 위해 공통 전압(Vcom)을 필요로 한다. 일 예로서, 휴대기기용 중소형 LCD에서는 소비 전류를 감소시키기 위하여 공통 전극의 공통 전압이 하나 또는 복수의 게이트 라인 별로 교번하는 Line inversion 방식을 사용한다.
다른 예로서, 대형 LCD는 공통 전극의 공통 전압이 일정한 DC 레벨을 가지며 도트 인버전(Dot Inversion) 구동 방식을 사용한다. 또 다른 예로서, 횡전계 모드 LCD의 경우, 공통 전극은 LCD TFT 기판의 일부 영역에 형성되어 라인 인 버전이나 도트 인 버전 구동 방식에 의해 화상이 표시된다. 이러한 횡전계 모드 LCD의 경우, 백 그라운드(Back Ground)가 배면 ITO를 통해 외부로 노출된 컬러 필터 전체에 공통으로 형성되며, ESD(Electrostatic Discharge) 차단을 위해 그라운드 신호와 접지시킨다.
본 발명에서는 위와 같이 공통 전압(Vcom)이 인가되는 전극 이외에, 표시 장치 내에서 공통으로 역할하는 모든 전극들을 “공통 전극”이라 칭하기로 하며 표시 장치의 공통 전극에 인가되는 교번 전압이나 DC 전압 또는 불특정 주파수로 교번하는 형태의 전압을 “공통 전압”이라 칭하기로 한다.
본 발명은 손가락이나 이와 유사한 전기적 특성을 갖는 터치 입력 수단의 비접촉 터치 입력을 검출한다. 여기서 “비접촉 터치 입력”이라 함은 손가락 등의 터치 입력 수단이 기판에 의해 터치 센서와 소정 거리 이격된 상태에서 터치 입력을 하는 것을 의미한다. 터치 입력 수단이 기판의 외면에 대하여는 접촉될 수 있다. 하지만 이 경우에도 터치 입력 수단과 터치 센서는 비접촉 상태를 유지한다.
따라서, 터치 센서에 대한 손가락의 터치 행위는 “접근”이라는 용어로 표현될 수 있다. 한편, 기판의 외면에 대하여는 손가락이 접촉된 상태일 수 있으므로, 기판에 대한 손가락의 터치 행위는 “접촉”이라는 용어로 표현될 수 있다. 본 명세서에서 “접근”과 “접촉”은 위와 같은 의미로 통용된다.
또한, 이하에서 설명되는 “~부”와 같은 구성들은, 특정 기능을 수행하는 단위 기능 요소(Unit Function Element)들의 집합체로서, 예를 들면 어떤 신호의 증폭기는 단위 기능 요소이며 증폭기나 신호 변환기들이 모인 집합체는 신호 변환부로 명명할 수 있다. 또한, “~부”는 더 큰 구성 요소 또는 “~부”에 포함되거나, 더 작은 구성 요소들 및 “~부”들을 포함할 수 있다. 또한, “~부”는 자체적으로 독자적인 CPU를 가질 수도 있다.
이하의 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께나 영역을 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하였다. 층, 영역, 기판 등의 부분이 다른 부분 “위에” 또는 “상면” 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, 본 명세서에 기재된 “신호”는 특별한 언급이 없는 한, 전압 또는 전류를 총칭한다. 또한, 본 명세서에서 “커패시턴스”는 물리적인 크기를 나타내며, “정전 용량”과 동일한 의미로 사용된다. 한편,“커패시터”는 물리적인 크기인 커패시턴스를 갖는 소자(Element)를 지칭한다. 커패시턴스는 설계된 값 및 공정에 의해 만들어지기도 하며, 임의의 거리로 평행한 두개의 신호선 사이에 자연적으로 생성되는 것처럼 간접적으로 만들어지기도 한다. 본 명세서에서는 직접 만들어진 커패시터나 간접적으로 형성된 커패시터 모두를 구분하지 않고 “커패시터”로 명명한다.
또한, 본 명세서에서“신호(signal)를 인가(forcing)"한다는 의미는 이미 어떤 상태를 유지하고 있던 신호의 레벨(Level)이 바뀌거나, 플로팅(Floating) 상태에서 어떤 신호에 접속된다는 의미이다. 예를 들어, 스위칭 소자의 온/오프 제어 단자에 신호를 인가한다는 의미는, 기존의 로우(Low) 레벨 전압이 하이(Hi) 레벨로 바뀐다는 의미로 사용되기도 하며, 아무런 신호도 없이 플로팅된 상태의 스위칭 소자의 온/오프 제어 단자에 스위칭 소자를 턴 온/턴 오프를 하기 위한 어떤 전압을 인가한다는 의미로도 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에서 “드라이빙 백 (Driving back) 현상” 또는 “드라이빙 백 (Driving back)”은 동일한 의미로 사용되며 "D/B"로 축약하여 사용한다. 또한 본 발명에서 터치 드라이브 IC(Touch Drive IC)는 TDI로 축약하여 사용한다. 또한 본 발명에서, 터치가 발생하지 않은 경우에 D/B에 의한 전압을 검출하고 또한 터치가 발생했을 때 D/B에 의한 전압을 검출하여 두 전압의 상관 관계(Relationship)을 이용하여 터치 여부 및 터치 수단의 접촉 면적을 판단하므로, D/B 현상에 의한 전압을 검출한다는 의미와 터치 신호를 검출한다는 의미는 동일하게 사용된다
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 포인트 터치 스크린 패널을 예시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 상기 멀티 포인트 터치 스크린 패널(300)은, 터치 센서(10), 신호선(22), 그리고 터치 드라이브 IC(30) 등을 포함할 수 있고, 상기 터치 드라이브 IC(30)은, 예를 들어, COF 또는 FPC 등과 같은 연성 회로 기판(96) 상에 실장될 수 있다.
상기 터치 센서(10)는, 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide) 등의 전도성 투명 물질로서, 도트(dot) 형상의 터치 패드(pad)로 형성되거나, 은(Ag) 등과 같이 저항률이 낮은 비투명한 도전성 금속 물질로서 메쉬(mesh) 패턴 등으로 다양하게 형성될 수 있다.
더 나아가, 상기 터치 센서(10)는, 표시 장치(예: LCD, OLED, AMOLED 등)의 화소(Pixel)와 화소 사이의 경계면(예: Black Matrix))에 메쉬 패턴으로 형성될 수 있으며, 상기 신호선(22)도 마찬가지로, ITO 또는 ATO 등의 전도성 투명 물질이거나, 은(Ag) 등과 같이 저항률이 낮은 비투명한 도전성 금속 물질 등으로 다양하게 형성될 수 있다. 여기서, 본 발명에 따른 다양한 메쉬 패턴의 터치 센서들에 대해서는, 도 7 및 도 8을 참조로 후술한다.
더 나아가, 상기 신호선은, 표시 기판의 가시 영역과 비가시 영역에 배치되되, 상기 기사 영역 내의 신호선은, 전도성 투명 물질이고, 상기 비가시 영역 내의 신호선은, 비투명성 금속 물질일 수 있다. 여기서, 상기 신호선의 전도성 투명 물질과 비투명성 금속 물질은, 예를 들어, 다양한 종류의 도전성 접합 물질(예: Ag-에폭시계의 도전성 접착제 또는 Sn 도금 부품의 접합체 등)에 의해 전기적으로 접합 및 연결될 수 있다.
상기 터치 센서(10)는, 예를 들어, 터치 패드 또는 센서 패턴 등과 같은 다양한 명칭으로 일컬어질 수 있고, 상기 신호선(22)은, 센서 신호선 또는 터치 트레이스(trace) 등과 같은 다양한 명칭으로 일컬어질 수 있고, 상기 터치 드라이브 IC(30)는, 컨트롤러 또는 프로세서 등과 같은 다양한 명칭으로 일컬어질 수 있다.
상기 멀티 포인트 터치 스크린 패널(300)에는, 예를 들어, 수 백 개(예: 400개) 이상의 터치 센서들이 다양한 어레이(array) 형태로 배열될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 도 6에 도시한 바와 같이, 4 개의 컬럼(C1~C4)과 4 개의 로우(R1~R4)가 교차하는 각각의 좌표 지점에, 16 개의 터치 센서(10)들이 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 간단한 구조의 실시예를 참조로 상세히 설명한다.
상기 터치 센서(10)는, 사람의 손가락 또는 전자 펜 등과 같은 외부 오브젝트(object)의 접촉 또는 접근에 따라, 그에 상응하는 터치 신호를 발생시킬 수 있고, 상기 신호선(22)는, 상기 터치 센서(10)와 상기 터치 드라이브 IC(30)를 전기적으로 연결할 수 있고, 상기 터치 드라이브 IC(30)은, 상기 신호선(22)을 통해 상기 터치 센서에서 발생된 터치 신호를 수신할 수 있다.
상기 멀티 포인트 터치 스크린 패널(300)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 표시 기판(91)의 가시 영역(90)과 비가시 영역(92) 등으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 상기 가시 영역(90)은, 표시 장치(예: LCD)에서 디스플레이 되는 화면이 보이도록 할당된 중앙 부분일 수 있고, 상기 비가시 영역(92)는, 표시 장치의 에지(edge) 부분으로서, 상기 가시 영역(90) 이외의 나머지 외곽 부분일 수 있다. 여기서 상기 표시 기판(91)은, 예를 들어, 글라스 기판 또는 광투과성 기판 등일 수 있다.
상기 가시 영역(90)에는, 상기 터치 센서(10)와 신호선(22)이 배치되고, 상기 비가시 영역(92)에는, 상기 터치 드라이브 IC(30)로 향하는 상기 신호선(22)의 일부가 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 비가시 영역(92)에는, 다수의 먹스들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 비가시 영역(92)의 하단 부분에는, 상기 가시 영역(90)에 배치된 각 터치 센서들의 신호선들이 접속되는 제1 내지 제4 먹스들(mux1~4)이 배치될 수 있다.
여기서, 상기 다수의 먹스들(mux1~4)은, 상기 비가시 영역(92)의 하단 부분에 배치되거나, 또는 임의의 다른 부분, 예를 들어, 상기 비가시 영역의 상단 부분 또는 측면 부분 등에 다양한 비율로 배치될 수 있다. 상기 터치 드라이브 IC(30)의 구동부(31)에 포함된 먹스는 삭제될 수 있다. 이로 인해, 상기 터치 드라이브 IC(30)의 사이즈가 줄어 들어, 상기 터치 드라이브 IC(30)을 상기 연성 회로 기판(96) 상에 보다 용이하게 실장할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 패턴의 터치 센서를 예시한 도면이다. 도 7을 참조하면, 터치 센서(10)의 내부에 형성된 터치 검출 패턴은, 메쉬(meah) 패턴일 수 있고, 메쉬 패턴의 폭에 따라 터치 검출 면적의 점유율이 결정될 수 있다. 도 7에서는, 단순한 형상의 메쉬 패턴을 예로 들었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 실시예의 메쉬 패턴들을 가질 수 있다.
상기와 같은 메쉬 패턴의 장점 중 하나는, 터치 센서(10)에, 터치 입력 수단이 일정 량 이상 접촉되어야만 정상적인 터치 검출이 가능하기 때문에, 사용자가 무의식적으로 터치 입력 수단을 터치 센서(10)의 일부에 한하여 터치하는 경우에는, 불필요하게 반응하지 않을 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 메쉬 패턴의 터치 센서를 예시한 도면이다. 도 8을 참조하면, 예를 들어, 표시 장치(예: lcd, OLED, AMOLED 등)에서 색감을 표시하는 레진이 Red/Green/Blue 형태로 존재하고, 각각의 Red, Green, 및 Blue를 화소라고 정의하고, R/G/B의 3개 화소(270a, 270b, 270c)가 결합된 형태를 도트(Dot, 270)라고 정의할 수 있다.
예를 들어, 도 8에서와 같이, 가로 방향으로 6개의 도트(270)와 세로 방향으로 5개의 도트(270)로 구성된 각 화소(270a, 270b, 270c)의 경계인 BM(Black Matrix, 275)에는, 터치 센서(10)가 메쉬 패턴으로 배치될 수 있다. 상기 BM(275)은, 표시 장치의 각 화소(270a, 270b, 270c)에 연결되는 신호선을 가리거나 화소의 색감을 구분 짓는 등의 역할을 하며, 통상 수 um에서 수십 um정도의 폭으로 배치된다. 상기 BM(275)은 반사되지 않으며 투과되지 않는 검정 계열의 물질로 구성될 수 있다.
또한, 하나의 화소(270a, 270b, 270c)에서 BM(275)의 점유율은 통상 20%~50% 정도일 수 있다. 따라서 BM(275)에 터치 센서(10)을 형성하여도 충분한 터치 검출 면적을 확보할 수 있다. 도 8을 참조하면, 터치 센서(10)는, 화소간의 BM에 배치되며, 하나의 터치 센서(10)는 4 개의 도트(270)를 수용하도록 형성될 수 있다.
상기 터치 센서(10)는 화소(270a, 270b, 270c) 및 도트(270) 둘레의 BM(275) 내에서, 메쉬 패턴으로 모두 서로 연결될 수 있으며, 센서 신호선(22)도 BM(275)에 배선되어, 터치 드라이브 IC(30)에 연결될 수 있다.
상기와 같이, 상기 터치 센서(10)와 센서 신호선(22)을 비가시영역인 BM(275)에 배치하여, 터치 센서(10) 및 센서 신호선(22)을 메탈로 구성할 수 있다는 것이다. 따라서 한 장의 마스크로 터치 센서(10)와 센서 신호선(22)을 구성할 수 있음은 물론, 센서 신호선(22)의 저항 값도 낮출 수 있어 배선저항을 크게 고려하지 않아도 된다.
또한, 터치 센서(10)와 센서 신호선(22)을 메탈로 구성하여도, 화소의 개구 율을 저하시키지 않으며, 메탈의 전기 전도도가 우수하므로 좀 더 안정적으로 신호를 터치 드라이브 IC로 전달하는 것이 가능하다.
도 8의 실시예는 센서 신호선(22)을 배선하기 위해 터치 센서(10)와 터치 센서(10) 사이에 터치 센서가 포함되지 않는 복수개의 화소가 필요하다. 또한, 도시된 예시에서는 상하 방향의 터치 센서(10) 경계면에는 하나의 화소를 경계로 구분 지었으나 복수개의 화소로 경계를 지을 수도 있다.
본 실시예에서는 터치 센서와 센서 신호선을 금속 비투명성 물질로 예시하였으나, 상기 터치 센서와 센서 신호선은 투명 도전성 물질 역시 적용 가능하다.
도 9은 도 6의 멀티 포인트 터치 스크린 패널의 일부 구성을 예시한 도면이다. 도 9을 참조하면, 상기 멀티 포인트 터치 스크린 패널은, 다수의 터치 센서(10)와, 다수의 신호선(22), 그리고 터치 드라이브 IC(30) 등을 포함할 수 있으며, 상기 다수의 신호선(22) 중 어느 하나를 선택적으로, 상기 터치 드라이브 IC(30)에 접속시키기 위한 다수의 먹스(330)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 터치 센서(10)은, 도 7과 도 8을 참조로 전술한 바와 같이 다양한 메쉬(mesh) 패턴을 가질 수 있다.
상기 다수의 먹스(330)는, 상기 터치 드라이브 IC(30)와 별개로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 터치 드라이브 IC(30)는, COF 또는 FPC 등과 같은 연성 회로 기판 상에 배치되고, 상기 다수의 먹스(330)는, 상기 연성 회로 기판과는 별개인 표시 기판 상에 배치될 수 있다.
상기 다수의 터치 센서(10)는, 상기 표시 기판의 가시 영역에 배치되고, 상기 다수의 먹스(330)는, 상기 표시 기판의 비가시 영역에 배치될 수 있다. 상기 다수의 먹스(330) 중 적어도 하나는, 상기 표시 기판의 비가시 영역의 하단 부분에 배치될 수 있다. 또한 본 발명의 다른 실시 예로서, 상기 표시 기판의 비가시 영역의 측면 부분 등에 다양하게 배치될 수 있다.
상기 다수의 터치 센서(10)는, 상기 표시 기판의 가시 영역 내에, 다수의 컬럼(column)과 로우(row)의 교차 지점에 매트릭스 형태로 배치되고, 상기 다수의 먹스(330)는, 상기 컬럼의 개수에 상응하는 개수만큼, 상기 표시 기판의 비가시 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시한 바와 같이, 터치 센서(10)가, 제1 내지 제4 컬럼(Col 1~4)과 제1 내지 제4 로우(Row 1~4)의 교차 지점에 매트릭스 형태로 배치되는 경우, 제1 내지 제4 먹스(Mux 1~4)가, 터치 드라이브 IC(30)와는 별도의 구성으로서, 상기 표시 기판의 비가시 영역에 배치될 수 있다.
상기 각각의 먹스는, 상기 각 컬럼에 속하는 터치 센서의 신호선들을 입력 받고 그 중 어느 하나의 신호선을 선택적으로, 상기 터치 드라이브 IC에 접속시킬 수 있다. 예를 들어, 도 9의 제1 먹스(Mux 1)는, 제1 컬럼(Col 1)에 속하는 제1 내지 제4 로우(Row 1~4)의 터치 센서들에 접속된 4 개의 신호선들을 입력 받고, 그 중 어느 하나를 선택적으로, 상기 터치 드라이브 IC(30)에 접속시킬 수 있다.
상기 제1 먹스(Mux 1)에 의해 선택된 하나의 신호선은, 상기 터치 드라이브 IC(30)에 포함된 스위치(310)와 버퍼(320) 사이의 노드(node)에 전기적으로 접속될 수 있으며, 상기 스위치(310)와 버퍼(320)의 개수는, 상기 먹스의 개수에 대응될 수 있다. 상기 제2 내지 제4 먹스 (Mux 2~4)에 의해 각각 선택되는 하나의 신호선들 또한 상기 터치 드라이브 IC(30)에 포함된 스위치와 버퍼 사이의 노드에 각각 전기적으로 접속될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 터치 스크린 패널은, 사용자의 손가락 또는 전자 펜 등과 같은 외부 오브젝트가, 상기 터치 스크린 패널에 접촉 또는 접근하는 경우, 도 9에 도시한 바와 같이, 다수의 컬럼과 로우의 교차 지점에 매트릭스 형태로 배치된 터치 센서들을 순차 스캔하여, 멀티 포인트의 터치 여부를 검출할 수 있다.
예를 들어, 스캔 시간 t1에서, 제1 내지 제4 먹스의 출력은, (Row 1, Col 1), (Row 1, Col 2), (Row 1, Col 3), (Row 1, Col 4)이고, 스캔 시간 t2에서 제1 내지 제4 먹스의 출력은, (Row 2, Col 1), (Row 2, Col 2), (Row 2, Col 3), (Row 2, Col 4)이고, 스캔 시간 t3에서 제1 내지 제4 먹스의 출력은, (Row 3, Col 1), (Row 3, Col 2), (Row 3, Col 3), (Row 3, Col 4)이고, 스캔 시간 t4에서 제1 내지 제4 먹스의 출력은, (Row 4, Col 1), (Row 4, Col 2), (Row 4, Col 3), (Row 4, Col 4)가 될 수 있다.
상기 제1 내지 제4 먹스는, 4 개의 입력 단자와 1 개의 출력 단자를 갖는 4in x 1out 먹스들이 사용될 수 있다. 여기서, 상기 먹스는 회로의 단순화를 위하여 동일한 타입을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 먹스는, ADC(Analog to Digital Converter) 또는 증폭기(Amplifier) 등과 함께 소형의 IC 소자로 제작될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 포인트 터치 스크린 패널을 예시한 도면이다. 도 10을 참조하면, 상기 멀티 포인트 터치 스크린 패널(400)은, 도 6 및 도 10을 참조로 전술한 바와 같이, 다수의 터치 센서(10)와 다수의 신호선(22), 그리고 터치 드라이브 IC(30) 등을 포함할 수 있으며, 다수의 먹스들을 더 포함할 수 있다.
상기 다수의 먹스들은, 예를 들어, 도 10에 도시한 바와 같이, 표시 기판의 비가시 영역 중 측면 부분에 다양한 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 먹스(M1)는, 제1 컬럼(Col 1)에 속하는 제1 내지 제4 로우의 신호선들 중 어느 하나를 선택하는 4in X 1out 먹스이고, 제2 먹스(M2)는, 제2 컬럼(Col 2)에 속하는 제1 내지 제4 로우의 신호선들 중 어느 하나를 선택하는 4in X 1out 먹스일 수 있다.
또한, 제3 먹스(M3)는, 제3 컬럼(Col 3)에 속하는 제1 내지 제4 로우의 신호선들 중 어느 하나를 선택하는 4in X 1out 먹스이고, 제4 먹스(M4)는, 제4 컬럼(Col 4)에 속하는 제1 내지 제4 로우의 신호선들 중 어느 하나를 선택하는 4in X 1out 먹스일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 다수의 먹스는, 상기 터치 드라이브 IC(30)와는 별개의 구성으로, 상기 터치 드라이브 IC(30)는, 연성 회로 기판에 배치되고, 상기 다수의 먹스는, 표시 기판의 비가시 영역의 측면에 다양하게 배치될 수 있다.
여기서, 상기 다수의 먹스는, 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 비가시 영역의 측면 부분에 동일한 비율(예: 2:2)로 나누어 배치되거나, 또는 설계의 필요에 따라 서로 다른 비율(예: 1:3, 0:4) 등으로 다양하게 배치될 수 있다.
도 11는 본 발명의 또 다른 멀티 포인트 터치 스크린 패널의 일부 구성을 예시한 도면이다. 도 11를 참조하면, 상기 멀티 포인트 터치 스크린 패널은, 다수의 터치 센서(10)와, 다수의 신호선(22), 그리고 터치 드라이브 IC(30) 등을 포함할 수 있으며, 상기 다수의 신호선(22) 중 어느 하나를 선택적으로, 상기 터치 드라이브 IC(30)에 접속시키기 위한 다수의 먹스(330)를 더 포함할 수 있다.
상기 다수의 터치 센서(30)는, 다수의 컬럼(column)과 로우(row)의 행렬로 배치될 수 있다. 설명의 편의를 위해, 도 11를 참조하면, 상기 다수의 터치 센서(30)는, 8 개의 컬럼(Col 1~8)과 4 개의 로우(Row 1~4)의 행렬로 배치될 수 있다.
상기 다수의 먹스(330) 중 기수(odd) 번째 먹스는, 적어도 2 개의 기수(odd) 번째 컬럼들에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속되고, 상기 다수의 먹스들 중 우수(even) 번째 먹스는, 적어도 2 개의 우수(even) 번째 컬럼들에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속될 수 있다.
예를 들어, 도 11에 도시한 바와 같이, 기수 번째인 제1 먹스(Mux 1)는, 제1 컬럼(Col 1)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과, 제3 컬럼(Col 3)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속될 수 있다.
상기 제1 먹스(Mux 1)는, 상기 제1 컬럼(Col 1)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택하고, 이후 상기 제3 컬럼(Co1 3)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택할 수 있다.
한편, 우수 번째인 제2 먹스(Mux 2)는, 제2 컬럼(Col 2)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과, 제4 컬럼(Col 4)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속될 수 있다.
상기 제2 먹스(Mux 2)는, 상기 제2 컬럼(Col 2)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택하고, 이후 상기 제4 컬럼(Col 4)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택할 수 있다.
또한, 기수 번째인 제3 먹스(Mux 3)는, 제5 컬럼(Col 5)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과, 제7 컬럼(Col 7)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속될 수 있다.
상기 제3 먹스(Mux 3)는, 상기 제5 컬럼(Col 5)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택하고, 이후 상기 제7 컬럼(Co1 7)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택할 수 있다.
한편, 우수 번째인 제4 먹스(Mux 4)는, 제6 컬럼(Col 6)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과, 제8 컬럼(Col 8)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속될 수 있다.
상기 제4 먹스(Mux 4)는, 상기 제6 컬럼(Col 6)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택하고, 이후 상기 제8 컬럼(Col 6)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택할 수 있다.
상기 다수의 먹스들의 개수는, 상기 다수의 터치 센서들이 배치된 컬럼의 개수의 반일 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 컬럼의 개수가 8 개이면, 상기 먹스의 개수는 4 개가 될 수 있다.
상기 각각의 먹스(Mux)에 의해 선택된 하나의 신호선은, 상기 터치 드라이브 IC(30)에 포함된 스위치(310)와 버퍼(320) 사이의 노드(node)에 전기적으로 접속될 수 있으며, 상기 스위치(310)와 버퍼(320)의 개수는, 상기 먹스의 개수에 대응될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 터치 스크린 패널은, 사용자의 손가락 또는 전자 펜 등과 같은 외부 오브젝트가, 상기 터치 스크린 패널에 접촉 또는 접근하는 경우, 도 11에 도시한 바와 같이, 다수의 컬럼과 로우의 교차 지점에 행렬로 배치된 터치 센서들을, 기수 번째 컬럼과 우수 번째 컬럼으로 교번하여 스캔할 수 있다.
예를 들어, 스캔 시간 t1에서, 제1 내지 제4 먹스는, (Row 1, Col 1), (Row 1, Col 3), (Row 1, Col 5), (Row 1, Col 7)를 출력한 후 (Row 1, Col 2), (Row 1, Col 4), (Row 1, Col 6), (Row 1, Col 8)을 출력할 수 있다.
스캔 시간 t2에서, 제1 내지 제4 먹스는, (Row 2, Col 1), (Row 2, Col 3), (Row 2, Col 5), (Row 2, Col 7)를 출력한 후 (Row 2, Col 2), (Row 2, Col 4), (Row 2, Col 6), (Row 2, Col 8)을 출력할 수 있다.
스캔 시간 t3에서, 제1 내지 제4 먹스는, (Row 3, Col 1), (Row 3, Col 3), (Row 3, Col 5), (Row 3, Col 7)을 출력한 후 (Row 3, Col 2), (Row 3, Col 4), (Row 3, Col 6), (Row 3, Col 8)을 출력할 수 있다.
스캔 시간 t4에서, 제1 내지 제4 먹스는, (Row 4, Col 1), (Row 4, Col 3), (Row 4, Col 5), (Row 4, Col 7)을 출력한 후 (Row 4, Col 2), (Row 4, Col 4), (Row 4, Col 6), (Row 4, Col 8)을 출력할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기와 같이 기수 번째의 컬럼에 대응되는 터치 센서들의 신호를 먼저 출력하고, 이후 우수 번째의 컬럼에 대응되는 터치 센서들의 신호를 출력할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 먹스는, 8 개의 입력 단자와 1 개의 출력 단자를 갖는 8in x 1out 먹스들이 사용될 수 있다. 여기서, 상기 먹스는 회로의 단순화를 위하여 동일한 타입을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 먹스는, ADC(Analog to Digital Converter) 또는 증폭기(Amplifier) 등과 함께 소형의 IC 소자로 제작될 수 있다.
상기 다수의 먹스(330)는, 상기 터치 드라이브 IC(30)와 별개로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 터치 드라이브 IC(30)는, COF 또는 FPC 등과 같은 연성 회로 기판 상에 배치되고, 상기 다수의 먹스(330)는, 상기 연성 회로 기판과는 별개인 표시 기판 상에 배치될 수 있다.
상기 다수의 터치 센서(10)는, 상기 표시 기판의 가시 영역에 배치되고, 상기 다수의 먹스(330)는, 상기 표시 기판의 비가시 영역에 배치될 수 있다. 상기 다수의 먹스(330) 중 적어도 하나는, 상기 표시 기판의 비가시 영역의 하단 부분에 배치될 수 있다.
상기 다수의 먹스(330) 중 적어도 하나는, 상기 표시 기판의 비가시 영역의 측면 부분 등에 다양하게 배치될 수 있다. 상기 다수의 터치 센서(10)는, 상기 표시 기판의 가시 영역 내에, 다수의 컬럼(column)과 로우(row)의 교차 지점에 매트릭스 형태의 행렬로 배치될 수 있다. 상기 터치 센서들과 신호선들은, 전도성 투명 물질이거나, 비투명성 금속 물질일 수 있다.
상기 신호선들은, 표시 기판의 가시 영역과 비가시 영역에 배치되되, 상기 가시 영역 내의 신호선들은, 전도성 투명 물질이고, 상기 비가시 영역 내의 신호선들은, 비투명성 금속 물질일 수 있다. 상기 터치 센서들과 신호선들은, 표시 장치의 화소와 화소 사이인 경계면에 배치될 수 있다.
도 12은 본 발명의 또 다른 멀티 포인트 터치 스크린 패널의 일부 구성을 예시한 도면이다. 도 12을 참조하면, 상기 멀티 포인트 터치 스크린 패널은, 다수의 터치 센서(10)와, 다수의 신호선(22), 그리고 터치 드라이브 IC(30) 등을 포함할 수 있으며, 상기 다수의 신호선(22) 중 어느 하나를 선택적으로, 상기 터치 드라이브 IC(30)에 접속시키기 위한 다수의 먹스(330)를 더 포함할 수 있다.
상기 다수의 터치 센서(30)는, 다수의 컬럼(column)과 로우(row)의 행렬로 배치될 수 있다. 설명의 편의를 위해, 도 11를 참조하면, 상기 다수의 터치 센서(30)는, 8 개의 컬럼(Col 1~8)과 4 개의 로우(Row 1~4)의 행렬로 배치될 수 있다.
상기 다수의 먹스(330) 중 기수(odd) 번째 먹스는, 상기 행렬의 수직 중심 선(예: 도 12의 점선 "S")을 기준으로 각각 좌우 영역에 속하는 적어도 2 개의 기수(odd) 번째 컬럼들에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속되고, 상기 다수의 먹스들 중 우수(even) 번째 먹스는, 상기 행렬의 수직 중심 선을 기준으로 각각 좌우 영역에 속하는 적어도 2 개의 우수(even) 번째 컬럼들에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속될 수 있다.
예를 들어, 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 다수의 먹스들 중 제1 먹스(Mux 1)는, 상기 행렬의 수직 중심 선(S)을 기준으로 좌 영역에 속하는 제1 번째 컬럼인 제1 컬럼(Col 1)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과, 상기 행렬의 수직 중심 선(S)을 기준으로 우 영역에 속하는 제1 번째 컬럼인 제5 컬럼(Col 5)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속될 수 있다.
상기 제1 먹스(Mux 1)는, 상기 좌 영역에 속하는 제1 번째 컬럼이 제1 컬럼(Col 1)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택하고, 이후 상기 우 영역에 속하는 제1 번째 컬럼인 제5 컬럼(Col 5)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택할 수 있다.
한편, 상기 다수의 먹스들 중 제2 먹스(Mux 2)는, 상기 행렬의 수직 중심 선을 기준으로 좌 영역에 속하는 제2 번째 컬럼인 제2 컬럼(Col 2)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과, 상기 행렬의 수직 중심 선을 기준으로 우 영역에 속하는 제2 번째 컬럼인 제6 컬럼(Col 6)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속될 수 있다.
상기 제2 먹스(Mux 2)는, 상기 좌 영역에 속하는 제2 번째 컬럼이 제2 컬럼(Col 2)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택하고, 이후 상기 우 영역에 속하는 제2 번째 컬럼인 제6 컬럼(Col 6)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택할 수 있다.
또한, 상기 다수의 먹스들 중 제3 먹스(Mux 3)는, 상기 행렬의 수직 중심 선(S)을 기준으로 좌 영역에 속하는 제3 번째 컬럼인 제3 컬럼(Col 3)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과, 상기 행렬의 수직 중심 선(S)을 기준으로 우 영역에 속하는 제3 번째 컬럼인 제7 컬럼(Col 7)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속될 수 있다.
상기 제3 먹스(Mux 1)는, 상기 좌 영역에 속하는 제3 번째 컬럼이 제3 컬럼(Col 3)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택하고, 이후 상기 우 영역에 속하는 제3 번째 컬럼인 제7 컬럼(Col 7)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택할 수 있다.
한편, 상기 다수의 먹스들 중 제4 먹스(Mux 4)는, 상기 행렬의 수직 중심 선을 기준으로 좌 영역에 속하는 제4 번째 컬럼인 제4 컬럼(Col 4)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과, 상기 행렬의 수직 중심 선을 기준으로 우 영역에 속하는 제4 번째 컬럼인 제8 컬럼(Col 8)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속될 수 있다.
상기 제4 먹스(Mux 4)는, 상기 좌 영역에 속하는 제4 번째 컬럼이 제4 컬럼(Col 4)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택하고, 이후 상기 우 영역에 속하는 제4 번째 컬럼인 제8 컬럼(Col 8)에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택할 수 있다.
상기 다수의 먹스들의 개수는, 상기 다수의 터치 센서들이 배치된 컬럼의 개수의 반일 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 컬럼의 개수가 8 개이면, 상기 먹스의 개수는 4 개가 될 수 있다.
상기 각각의 먹스(Mux)에 의해 선택된 하나의 신호선은, 상기 터치 드라이브 IC(30)에 포함된 스위치(310)와 버퍼(320) 사이의 노드(node)에 전기적으로 접속될 수 있으며, 상기 스위치(310)와 버퍼(320)의 개수는, 상기 먹스의 개수에 대응될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 터치 스크린 패널은, 사용자의 손가락 또는 전자 펜 등과 같은 외부 오브젝트가, 상기 터치 스크린 패널에 접촉 또는 접근하는 경우, 도 12에 도시한 바와 같이, 다수의 컬럼과 로우의 교차 지점에 형렬로 배치된 터치 센서들을, 상기 행렬의 수직 중심 선(S)을 기준으로 각각 좌우 영역으로 교번하여 스캔할 수 있다.
예를 들어, 스캔 시간 t1에서, 제1 내지 제4 먹스는, (Row 1, Col 1), (Row 1, Col 2), (Row 1, Col 3), (Row 1, Col 4)를 출력한 후 (Row 1, Col 5), (Row 1, Col 6), (Row 1, Col 7), (Row 1, Col 8)을 출력할 수 있다.
스캔 시간 t2에서, 제1 내지 제4 먹스는, (Row 2, Col 1), (Row 2, Col 2), (Row 2, Col 4), (Row 2, Col 4)를 출력한 후 (Row 2, Col 5), (Row 2, Col 6), (Row 2, Col 7), (Row 2, Col 8)을 출력할 수 있다.
스캔 시간 t3에서, 제1 내지 제4 먹스는, (Row 3, Col 1), (Row 3, Col 2), (Row 3, Col 3), (Row 3, Col 4)을 출력한 후 (Row 3, Col 5), (Row 3, Col 6), (Row 3, Col 7), (Row 3, Col 8)을 출력할 수 있다.
스캔 시간 t4에서, 제1 내지 제4 먹스는, (Row 4, Col 1), (Row 4, Col 2), (Row 4, Col 3), (Row 4, Col 4)을 출력한 후 (Row 4, Col 5), (Row 4, Col 6), (Row 4, Col 7), (Row 4, Col 8)을 출력할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 행렬의 수직 중심 선(S)을 기준으로 좌 영역에 속하는 컬럼에 대응되는 터치 센서들의 신호를 먼저 출력하고, 이후 우 영역에 속하는 컬럼에 대응되는 터치 센서들의 신호를 출력할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 먹스는, 8 개의 입력 단자와 1 개의 출력 단자를 갖는 8in x 1out 먹스들이 사용될 수 있다. 여기서, 상기 먹스는 회로의 단순화를 위하여 동일한 타입을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 먹스는, ADC(Analog to Digital Converter) 또는 증폭기(Amplifier) 등과 함께 소형의 IC 소자로 제작될 수 있다.
상기 다수의 먹스(330)는, 상기 터치 드라이브 IC(30)와 별개로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 터치 드라이브 IC(30)는, COF 또는 FPC 등과 같은 연성 회로 기판 상에 배치되고, 상기 다수의 먹스(330)는, 상기 연성 회로 기판과는 별개인 표시 기판 상에 배치될 수 있다.
상기 다수의 터치 센서(10)는, 상기 표시 기판의 가시 영역에 배치되고, 상기 다수의 먹스(330)는, 상기 표시 기판의 비가시 영역에 배치될 수 있다. 상기 다수의 먹스(330) 중 적어도 하나는, 상기 표시 기판의 비가시 영역의 하단 부분에 배치될 수 있다.
상기 다수의 먹스(330) 중 적어도 하나는, 상기 표시 기판의 비가시 영역의 측면 부분 등에 다양하게 배치될 수 있다. 상기 다수의 터치 센서(10)는, 상기 표시 기판의 가시 영역 내에, 다수의 컬럼(column)과 로우(row)의 교차 지점에 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 상기 터치 센서들과 신호선들은, 전도성 투명 물질이거나, 비투명성 금속 물질일 수 있다.
상기 신호선들은, 표시 기판의 가시 영역과 비가시 영역에 배치되되, 상기 가시 영역 내의 신호선들은, 전도성 투명 물질이고, 상기 비가시 영역 내의 신호선들은, 비투명성 금속 물질일 수 있다. 상기 터치 센서들과 신호선들은, 표시 장치의 화소와 화소 사이인 경계면에 배치될 수 있다.
이상, 상세히 설명한 본 발명의 각 실시예들은, 개별적으로 실시되거나, 또는 서로 결합되어 혼용 실시될 수도 있다. 이와 같이 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10: 터치 센서 22: 신호선
30: 터치 드라이브 IC 31: 구동부
330: 먹스 310: 스위치
320: 버퍼

Claims (26)

  1. 멀티 포인트 터치 스크린 패널에 있어서,
    외부 오브젝트의 접촉 또는 접근에 따라 신호를 생성하는 메쉬 패턴의 다수의 터치 센서들;
    상기 다수의 터치 센서들과 전기적으로 접속되는 다수의 신호선들;
    상기 신호를 수신하는 터치 드라이브 IC; 및
    상기 다수의 신호선들 중 어느 하나를 선택적으로, 상기 터치 드라이브 IC에 접속시키는 다수의 먹스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치 센서는, 전도성 투명 물질이고,
    상기 터치 센서의 내부에, 메쉬 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 신호선은, 표시 기판의 가시 영역과 비가시 영역에 배치되되,
    상기 가시 영역 내의 신호선은, 전도성 투명 물질이고,
    상기 비가시 영역 내의 신호선은, 전도성 투명 물질 또는 비투명성 금속 물질인 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 터치 센서는, 전도성 투명 물질 또는 비투명성 금속 물질이고,
    상기 터치 센서는, 표시 장치의 화소와 화소 사이의 경계면 상에 메쉬 패턴으로 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 신호선은, 전도성 투명 물질 또는 비투명성 금속 물질이고,
    상기 표시 장치의 화소와 화소 사이의 경계면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 터치 드라이브 IC는, 연성 회로 기판 상에 배치되고,
    상기 다수의 먹스는, 표시 기판의 비가시 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  7. 멀티 포인트 터치 스크린 패널에 있어서,
    외부 오브젝트의 접촉 또는 접근에 따라 신호를 생성하는 메쉬 패턴의 다수의 터치 센서들;
    상기 다수의 터치 센서들과 전기적으로 접속되는 다수의 신호선들;
    상기 신호를 수신하는 터치 드라이브 IC; 및
    상기 다수의 신호선들 중 적어도 하나를 선택적으로, 상기 터치 드라이브 IC에 접속시키는 다수의 먹스들을 포함하되,
    상기 다수의 터치 센서들은, 다수의 컬럼과 로우의 행렬로 배치되고,
    상기 다수의 먹스들 중 기수 번째 먹스는, 적어도 2 개의 기수 번째 컬럼들에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속되고,
    상기 다수의 먹스들 중 우수 번째 먹스는, 적어도 2 개의 우수 번째 컬럼들에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속되는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 터치 센서는, 전도성 투명 물질이고,
    상기 터치 센서의 내부에, 메쉬 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 신호선은, 표시 기판의 가시 영역과 비가시 영역에 배치되되,
    상기 가시 영역 내의 신호선은, 전도성 투명 물질이고,
    상기 비가시 영역 내의 신호선은, 전도성 투명 물질 또는 비투명성 금속 물질인 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 터치 센서는, 전도성 투명 물질 또는 비투명성 금속 물질이고,
    상기 터치 센서는, 표시 장치의 화소와 화소 사이의 경계면 상에 메쉬 패턴으로 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 신호선은, 전도성 투명 물질 또는 비투명성 금속 물질이고,
    상기 표시 장치의 화소와 화소 사이의 경계면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 터치 드라이브 IC는, 연성 회로 기판 상에 배치되고,
    상기 다수의 먹스는, 표시 기판의 비가시 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 다수의 먹스들 중 제1 번째 먹스는, 제1 번째 컬럼에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과, 제3 번째 컬럼에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속되는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 번째 먹스는, 상기 제1 번째 컬럼에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택하고, 이후 상기 제3 번째 컬럼에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 다수의 먹스들 중 제2 번째 먹스는, 제2 번째 컬럼에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과, 제4 번째 컬럼에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속되는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 번째 먹스는, 상기 제2 번째 컬럼에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택하고, 이후 상기 제4 번째 컬럼에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  17. 멀티 포인트 터치 스크린 패널에 있어서,
    외부 오브젝트의 접촉 또는 접근에 따라 신호를 생성하는 메쉬 패턴의 다수의 터치 센서들;
    상기 다수의 터치 센서들과 전기적으로 접속되는 다수의 신호선들;
    상기 신호를 수신하는 터치 드라이브 IC; 및
    상기 다수의 신호선들 중 적어도 하나를 선택적으로, 상기 터치 드라이브 IC에 접속시키는 다수의 먹스들을 포함하되,
    상기 다수의 터치 센서들은, 다수의 컬럼과 로우의 행렬로 배치되고,
    상기 다수의 먹스들 중 기수 번째 먹스는, 상기 행렬의 수직 중심 선을 기준으로 각각 좌우 영역에 속하는 적어도 2 개의 기수 번째 컬럼들에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속되고,
    상기 다수의 먹스들 중 우수 번째 먹스는, 상기 행렬의 수직 중심 선을 기준으로 각각 좌우 영역에 속하는 적어도 2 개의 우수 번째 컬럼들에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속되는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 터치 센서는, 전도성 투명 물질이고,
    상기 터치 센서의 내부에, 메쉬 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 신호선은, 표시 기판의 가시 영역과 비가시 영역에 배치되되,
    상기 가시 영역 내의 신호선은, 전도성 투명 물질이고,
    상기 비가시 영역 내의 신호선은, 전도성 투명 물질 또는 비투명성 금속 물질인 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 터치 센서는, 전도성 투명 물질 또는 비투명성 금속 물질이고,
    상기 터치 센서는, 표시 장치의 화소와 화소 사이의 경계면 상에 메쉬 패턴으로 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 신호선은, 전도성 투명 물질 또는 비투명성 금속 물질이고,
    상기 표시 장치의 화소와 화소 사이의 경계면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 터치 드라이브 IC는, 연성 회로 기판 상에 배치되고,
    상기 다수의 먹스는, 표시 기판의 비가시 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 다수의 먹스들 중 제1 번째 먹스는, 상기 행렬의 수직 중심 선을 기준으로 좌 영역에 속하는 제1 번째 컬럼에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과, 상기 행렬의 수직 중심 선을 기준으로 우 영역에 속하는 제1 번째 컬럼에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속되는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제1 번째 먹스는, 상기 좌 영역에 속하는 제1 번째 컬럼에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택하고, 이후 상기 우 영역에 속하는 제1 번째 컬럼에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  25. 제17항에 있어서,
    상기 다수의 먹스들 중 제2 번째 먹스는, 상기 행렬의 수직 중심 선을 기준으로 좌 영역에 속하는 제2 번째 컬럼에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과, 상기 행렬의 수직 중심 선을 기준으로 우 영역에 속하는 제2 번째 컬럼에 대응되는 터치 센서들의 신호선들과 접속되는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 제2 번째 먹스는, 상기 좌 영역에 속하는 제2 번째 컬럼에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택하고, 이후 상기 우 영역에 속하는 제2 번째 컬럼에 대응되는 터치 센서들의 신호선들 중 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 멀티 포인트 터치 스크린 패널.
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