WO2013012216A2 - Esd 기능이 구비된 터치스크린 패널 - Google Patents

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Lee Hyun Jae
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    • G09G3/2003—Display of colours

Definitions

  • the present invention relates to a touch screen panel having an ESD function, and more particularly, to absorb static electricity emitted from the touch panel from the outside and discharge the discharge to the outside, thereby preventing malfunction and failure of the touch drive IC due to the static electricity.
  • To control the functions of the remaining slave touch drive ICs by assigning a master function to one of the plurality of touch drive ICs. will be.
  • a touch screen panel is attached to a display device such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode (OLED), an active matrix organic light emitting diode (AMOLED), or the like.
  • a display device such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode (OLED), an active matrix organic light emitting diode (AMOLED), or the like.
  • LCD liquid crystal display
  • PDP plasma display panel
  • OLED organic light emitting diode
  • AMOLED active matrix organic light emitting diode
  • a protective plate such as a protective glass or a protective plastic, which is mounted to prevent damage to the touch panel, is attached to the lower part of the touch screen panel by a transparent double-sided tape.
  • the static electricity generated from the user's clothes or the surrounding environment, or the experimental device is radiated to the surface of the protective plate, the static electricity does not penetrate through the protective wires of glass and plastic material, the protective plate and the touch screen panel are bonded. It will penetrate around the rim.
  • resistive touch screen panel having a simple manufacturing process and a low manufacturing cost is most widely used.
  • the resistive touch screen panel has low transmittance and pressure to be applied, which is inconvenient to use, difficult to multi-touch and gesture recognition, and a detection error occurs.
  • capacitive touch screen panels have a high transmittance, soft touch recognition, and good multi-touch and gesture recognition, thereby expanding the market.
  • FIG. 1 shows an example of a conventional capacitive touch screen panel.
  • a transparent conductive film is formed on upper and lower surfaces of a transparent substrate 2 made of plastic, glass, or the like, and a voltage applying metal electrode 4 is formed at each of four corners of the transparent substrate 2.
  • the transparent conductive film is formed of a transparent metal such as indium tin oxide (ITO).
  • ITO indium tin oxide
  • the metal electrodes 4 formed at four corners of the transparent conductive film are formed by printing a conductive metal having a low resistivity such as silver (Ag).
  • a resistance network is formed around the metal electrodes 4.
  • the resistance network is formed in a linearization pattern in order to transmit control signals evenly over the entire surface of the transparent conductive film.
  • a protective film is coated on the transparent conductive film including the metal electrode 4.
  • the capacitive touch screen panel when an alternating voltage of high frequency is applied to the metal electrode 4, the capacitive touch screen panel spreads on the front surface of the transparent substrate 2. At this time, if you lightly touch the transparent conductive film on the upper surface of the transparent substrate 2 with the finger 8 or the conductive touch input tool, a certain amount of current is absorbed into the body and the current sensor built in the controller 6 detects the change of current. The touch point is recognized by calculating a change amount of current in each of the two metal electrodes 4.
  • a detection system is expensive as a method of detecting a small current, and a single touch drive IC can detect a touch signal for the entire area of the touch screen panel.
  • a single touch drive IC can detect a touch signal for the entire area of the touch screen panel.
  • multi-touch for recognizing touch is difficult.
  • the capacitive touch screen panel as shown in FIG. 2 is mainly used.
  • the touch screen panel of FIG. 2 includes a linear sensor pattern 5a in the lateral direction, a linear sensor pattern 5b in the longitudinal direction, and touch drive ICs 7a and 7b for analyzing a touch signal.
  • the touch screen panel detects the magnitude of the capacitance formed between the linear sensor pattern 5 and the finger 8, and scans the linear sensor pattern 5a in the horizontal direction and the linear sensor pattern 5b in the longitudinal direction. Since the signal is detected, a plurality of touch points can be recognized.
  • the touch screen panel is large, it is impossible to detect a touch signal in the entire area of the touch screen panel with one touch drive IC.
  • the area of the linear sensor pattern 5 becomes wider when the touch screen panel is wider, so that the number of sensor patterns 5 facing the finger becomes smaller, and in extreme cases, one finger If only the linear sensor pattern 5 is in contact, a phenomenon in which linearity, in which an error occurs in detection of a finger position, is poor occurs.
  • FIG. 3 a method of detecting a touch by dividing a screen of a touch screen panel into a plurality of touch drive ICs 7a and 7b is conventionally used as shown in FIG. 3.
  • a touch drive IC 7a detecting a touch in the area A of the upper end of the touch panel 50 and a touch drive IC 7b detecting the area B in the lower part of the touch panel 50.
  • An integrated controller 11 for controlling the drive ICs 7a and 7b is provided.
  • the integrated controller 11 communicates with or transmits a control signal to the touch drive ICs 7a and 7b through the control and communication line 8, thereby performing all operations related to detecting touch signals of the touch drive ICs 7a and 7b. It controls and receives touch data from touch drive ICs 7a and 7b to extract touch coordinates.
  • an object of the present invention is to absorb the static electricity radiated to the touch panel from the outside to discharge to the outside, to prevent malfunction and failure of the touch drive IC by the static electricity in advance It provides a touch screen panel with ESD function, which is designed to control the functions of the remaining slave touch drive ICs by providing a master function to one of the plurality of touch drive ICs, and to have a relatively low system construction cost. It is in doing it.
  • a predetermined sensor pattern 10 for sensing the approach or contact of a part of the body or the conductive touch means is formed, the touch panel 50 is divided into a plurality of individual areas by the boundary portion; And a plurality of touch drive ICs 7a having a discharge path connected to a ground or a predetermined potential, and receiving a touch signal sensed by a sensor signal line 22 for each individual area of the touch panel 50.
  • Each touch drive IC 7a and 7b includes a synchronization signal line 17 through which a synchronization signal for synchronizing a scan time point and a scan point and a feedback signal for the synchronization signal are transmitted.
  • touch signal line 15 through which the sensed touch signal is transmitted are connected to each other, and the synchronization signal line 17 and the touch signal line 15 correspond to the timing of the inflow of static electricity on the touch panel 50.
  • a touch screen panel having an ESD function which is disposed around the edge and absorbs static electricity flowing from the outside to discharge through the discharge path.
  • a predetermined sensor pattern 10 for sensing the approach or contact of a part of the body or the conductive touch means is formed, the touch panel 50 is divided into a plurality of individual areas by the boundary portion; A plurality of touch drive ICs 7a and 7b connected to each other by the sensor signal line 22 to receive the sensed touch signals; And connected to an external ground or a predetermined potential through the flexible circuit board 19 connected to the touch panel 50, disposed on the touch panel 50 around the edge corresponding to the point of inflow of static electricity from the outside.
  • a touch screen panel with an ESD function including an ESD absorption line 62 for absorbing static electricity to be discharged through the flexible circuit board 19.
  • a predetermined sensor pattern 10 for sensing the approach or contact of a part of the body or the conductive touch means is formed, the touch panel 50 is divided into a plurality of individual areas by the boundary portion ; A plurality of touch drive ICs 7a and 7b connected to the ground or a predetermined potential to receive a touch signal sensed by the sensor signal line 22 for each individual area of the touch panel 50 and having a discharge path.
  • a touch screen panel with an ESD function including an ESD absorption line 62 for discharging through a path.
  • the touch panel 50 is formed a predetermined sensor pattern for sensing the approach or contact of a part of the body or the conductive touch means;
  • a touch drive IC 7 connected to the touch panel 50 and the sensor signal line 22 to receive a sensed touch signal; And connected to an external ground or a predetermined potential through the flexible circuit board 19 connected to the touch panel 50, disposed on the touch panel 50 around the edge corresponding to the point of inflow of static electricity from the outside.
  • a touch screen panel with an ESD function including an ESD absorption line 62 for absorbing static electricity to be discharged through the flexible circuit board 19.
  • the touch panel 50 is formed a predetermined sensor pattern for sensing the approach or contact of a part of the body or the conductive touch means;
  • a touch drive IC 7 connected to the touch panel 50 by a sensor signal line 22 to receive a sensed touch signal, and connected to a ground or a predetermined potential and having a discharge path;
  • an ESD absorption line 62 connected to the touch drive IC 7 and disposed around the edge corresponding to the point of inflow of static electricity on the touch panel 50 to absorb static electricity flowing from the outside and to discharge the static electricity through the discharge path.
  • a touch screen panel having an ESD function including.
  • the static electricity emitted to the touch panel from the outside is absorbed and discharged to the outside, thereby preventing the malfunction and failure of the touch drive IC due to the static electricity in advance.
  • the control design for controlling the functions of the remaining slave touch drive ICs is simplified and the system construction cost is relatively low.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a conventional capacitive touch screen panel
  • FIG. 2 is a plan view showing another example of a conventional capacitive touch screen panel
  • FIG. 3 is a block diagram of detecting a touch signal of a single touch screen panel using a plurality of conventional ICs
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the touch panel and the touch drive IC of the touch screen panel with an ESD function according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a configuration diagram showing an example of a conventional capacitive touch screen panel
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a principle of detecting a touch input of a touch signal detection system of a touch screen panel according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a block diagram showing another configuration of the touch panel and the touch drive IC of the touch screen panel with an ESD function according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a waveform diagram illustrating an example of a signal transmitted and received between a master touch drive IC and a slave touch drive IC according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a side view illustrating a combined state of a display device and a touch screen panel having an ESD function according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 11 to 13 are diagrams illustrating the configuration of an ESD absorption line of a touch screen panel having an ESD function according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a touch panel and a touch drive IC of the touch screen panel with an ESD function according to an embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a touch signal of the touch screen panel according to an embodiment of the present invention
  • 7 is a schematic diagram illustrating a principle of detecting a touch input of a detection system
  • FIG. 7 is a diagram illustrating another configuration of a touch panel and a touch drive IC of a touch screen panel having an ESD function according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a touch screen panel having an ESD function according to a preferred embodiment of the present invention.
  • 11 to 13 illustrate a combined state of a display device.
  • FIG. 11 to FIG. 13 illustrate a touch screen having an ESD function according to an exemplary embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the structure of the ESD absorption line of a panel.
  • the present invention detects a non-contact touch input of a conductive touch means having a finger or similar electrical characteristics.
  • the non-contact touch input means that a touch input means such as a finger makes a touch input while being spaced apart from the sensor pattern by a touch screen panel by a predetermined distance.
  • the touch input means may contact the outer surface of the touch screen panel.
  • the touch input means and the sensor pattern maintain a non-contact state. Therefore, the touch action of the finger on the sensor pattern may be expressed by the term approach.
  • the finger since the finger may be in contact with the outer surface of the substrate, the touch action of the finger against the substrate may be expressed in terms of contact. In this specification, access and contact are used in the same sense as above.
  • touch signal line 15 and the synchronization signal line 17 are represented by one solid line throughout the specification, a plurality of communication lines such as a clock and an in / out signal line may be used in the case of the touch signal line 15. 17) a plurality of signal lines such as clock or in / out signal lines may be used.
  • touch drive ICs 7a and 7b are used to give a master function to one and a slave function to another, but this is merely an embodiment for simplifying the drawing, and in fact, three
  • the above-described plurality of touch drive ICs may be used to provide a master function to one and a slave function to the remaining touch drive ICs.
  • the present invention relates to a touch screen panel having an ESD function for detecting a touch signal of a single touch panel 50 by a plurality of touch drive ICs 7a and 7b.
  • touch detection is not possible with the drive IC
  • the sensing area of the touch panel 50 is divided into a plurality of pieces, and the touch of each sensing individual area is detected by the plurality of touch drive ICs 7a and 7b, and a plurality of touch drive ICs
  • the integrated controller 11 controlling 7a and 7b requires one of the plurality of touch drive ICs 7a and 7b to have a master function and the other touch drive IC 7b to have a slave function.
  • the slave touch drive IC 7b proceeds with touch detection and enables synchronization for touch detection between the master touch drive IC 7a and the slave touch drive IC 7b.
  • touch panels larger than 7 inches are usually used with three or four touch drive ICs, the screen of the touch panel is divided into a plurality of detection areas, and individual touch drive ICs are used for each detection area of the divided touch panel. (11) controls these operations and accepts all the touch signals detected by the individual touch drive ICs, and functions to calculate touch coordinates.
  • the integrated controller 11 is often not a dedicated product for applying to touch products, and even in the case of designing and manufacturing a dedicated product, small and medium-sized businesses design and manufacture such a dedicated integrated controller 11. Since it is difficult to do so, there is no choice but to use a general-purpose microcomputer or a CPU. Since these general-purpose microcomputers and CPUs consume excessive current, when the integrated controller 11 is used in the touch screen panel of the portable device, the use time of the portable device may be shortened, thereby reducing portability.
  • the portable device since the portable device is light and small, it is not easy to secure a mounting space even for small parts. Furthermore, since the integrated controller 11 must include a CPU for calculation, the integrated controller 11 is generally configured in a package of 5mm x 5mm or more, and in order to mount a component of this size, a large mounting area is required and mounting position is difficult.
  • the current consumption is reduced and the components are reduced. It is possible to realize the effect of reducing the mounting area of the product and reducing the manufacturing cost.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a touch panel and a touch drive IC of a touch screen panel with an ESD function according to an embodiment of the present invention, two touches between the boundary of the bar-type single touch panel 50 This is the case when drive ICs 7a and 7b are used.
  • the master touch drive IC 7a located on the left side of the touch panel 50 detects a touch signal in the detection area on the left side of the boundary of the touch panel 50, and the slave touch drive IC 7b located on the right side of the touch panel 50. Detects a touch signal of a detection area on the right side of the boundary of the touch panel 50.
  • the transverse sensor pattern 10b for detecting a touch is disconnected at the boundary of the touch panel 50, and the sensor pattern 10 on the left side of the touch panel 50 is connected to the master touch drive IC 7a.
  • the sensor pattern 10 on the right side of the touch panel 50 is connected to the slave touch drive IC 7b.
  • the sensor signal line 22 of FIG. 4 is a means for connecting the sensor pattern 10 and the touch drive ICs 7a and 7b.
  • the touch signal detected by the sensor pattern 10 is transferred to the master touch drive IC 7a and the slave touch. It transfers to the drive IC 7b.
  • the point type touch detection unit is connected to the touch drive ICs 7a and 7b through the sensor signal line 22. 2 or 4 is a line touch detection method
  • the sensor pattern 10 of FIG. 5 is a point method, which is another embodiment of a commercially available capacitive touch method.
  • FIG. 6 is an embodiment of a touch signal detection system of a touch screen panel for detecting a capacitive touch in the sensor pattern 10.
  • the sensor pattern 10 and the finger 25 are spaced at an interval of “d” and “A”.
  • a capacitance "C” is formed between the finger 25 and the sensor pattern 10 as shown in the right equivalent circuit and the equation of FIG.
  • a difference in capacitance occurs according to the contact area between the sensor pattern 10 and the touch means 25 such as a finger, and the difference in capacitance causes a difference in the amount of charge accumulated, and eventually, the sensor
  • the difference in the opposing area between the pattern 10 and the touch means 25 causes a difference in the voltage detected in the capacitance.
  • the touch drive ICs 7a and 7b detect such a difference in voltage to detect touch.
  • FIG. 7 illustrates an embodiment for detecting a touch in a single touch panel 50 using a plurality of touch drive ICs 7a and 7b of the point touch detection method of FIG. 5.
  • the touch panel 50 is divided into two sensing individual regions based on the boundary portion, and the master touch drive IC 7a which detects the touch signal of the left sensing region and the touch signal of the right sensing region are divided.
  • the detecting slave touch drive ICs 7b are connected to each other so as to be signaled by the touch signal line 15 and the synchronization signal line 17.
  • the plurality of touch drive ICs of FIG. 4 or FIG. 7 should be defined as a master touch drive IC 7a or a slave touch drive IC 7b in advance.
  • a master touch drive IC 7a or a slave touch drive IC 7b There may be various means to accomplish this, but the easiest method is to have a means for setting the master touch drive IC 7a and the slave touch drive IC 7b in the register area inside the touch drive ICs 7a and 7b. For example, suppose that a bit called M / S exists in a specific region of a register of the touch drive ICs 7a and 7b.
  • this bit is HI, it works as master touch drive IC (7a). If it is "LO”, it is operated as slave touch drive IC (7b) .If this bit is set to HI or LO in advance, a plurality of touch drive ICs (7a) are used. And 7b), the master touch drive IC 7a and the slave touch drive IC 7b can be individually set. Another embodiment of the method is to assign specific pins to the touch drive IC to change their potentials. If two pins are used for this purpose, if the pin is set to "00”, it will be set to the master touch drive IC (7a), and if it is "01", it is the slave touch drive IC (7b) and the first drive. May be set to IC. In addition, in case of "10”, it may be positioned as a second drive IC while being a slave drive IC, and in case of "11", it may be set as a third slave drive IC.
  • the slave touch drive ICs 7b should also be assigned different numbers for each position.
  • the master drive IC 7a is transmitted to itself.
  • the touch drive ICs 7a and 7b should be connected to the CPU 40.
  • the CPU 40 receives the touch coordinates from the touch drive ICs 7a and 7b and executes various execution operations such as operating the MP3 palette function or moving the screen of any device to which the touch panel 50 is applied. do.
  • the connection between the touch drive ICs 7a and 7b and the CPU 40 is made using a PCB, a flexible circuit board 19, or the like, and is typically made using a flexible circuit board 19.
  • the CPU 40 may be connected to each of the master touch drive IC 7a and the slave touch drive IC 7b.
  • the CPU 40 may be connected to the master touch drive IC. It can only be connected to 7a.
  • the touch signal line 15 is connected between the master touch drive IC 7a and the slave touch drive IC 7b. This must exist.
  • the touch signal line 15 may be serial communication such as I2C or SPI, and various communication methods such as USB or parallel communication may be used, but it is preferable to use serial communication to reduce the number of signal lines.
  • the data transmitted by the CPU 40 to the master touch drive IC 7a or the slave touch drive IC 7b are register values necessary for the operation of the touch drive ICs 7a and 7b or the touch drive ICs 7a and 7b. Programs required for operation. If there is a separate register area for the slave touch drive IC 7b in the register area of the master touch drive IC 7a, the master touch drive IC 7a refers to this and the slave touch drive IC 7b needs it.
  • the register values may be transmitted to the slave touch drive IC 7b through the touch signal line 15.
  • the data transmitted from the CPU 40 to the master drive IC 7a may be bypassed by the slave touch drive IC 7b according to a communication protocol previously specified.
  • each slave touch drive IC 7b may be configured to receive only data having the same ID as itself.
  • the touch signal line 15 may be installed in the touch panel 50 to connect the master touch drive IC 7a and the slave touch drive IC 7b, and the master touch drive IC 7a through the outside of the touch panel 50. ) And slave touch drive IC 7b may be connected.
  • the slave touch drive IC 7b transmits the touch data of the boundary portion to the master touch drive IC 7a through the touch signal line 15, and touches flexibly as if the boundary portion is operated by one touch drive IC.
  • the touch coordinates are extracted by calculating the touch data so that the operation can be performed.
  • the master touch drive IC 7a and the slave touch drive IC 7b should be synchronized with each other. Referring to FIG. 4, the reason why the synchronization signal is required between the touch drive ICs 7a and 7b is described. The explanation is as follows.
  • the master drive IC 7a on the left detects a signal at C1
  • the slave touch drive IC 7b on the right is Assume that C11 detects a touch signal.
  • a finger is in a state of being touched by C11 to C12 and is in a state of being touched by C9 to C10 by moving to the upper end of the touch panel 50 after a predetermined time. Since the slave touch drive IC 7b on the right is scanning the path of C11 C12 C13, the touch signal is detected by the finger.
  • the master drive IC 7a on the left scans from C1 to the path of C2 C3 C4 ... Since it is scanning, the touch signal has not been detected because the finger C11 has not been scanned yet. Since the left side of the master touch drive IC 7a sequentially scans from C1 to scan C9, a predetermined time is required. During this time, the finger moves upwards of the touch panel 50 to be positioned at C9 and C10. It became. Subsequently, the slave touch drive IC 7b transmits the detected touch data to the master drive IC 7a using the touch signal line 15, and the master drive IC 7a transmits its own touch data and the slave touch detected at the boundary. Touch coordinates of the drive IC 7b are analyzed to calculate touch coordinates.
  • the master drive IC 7a detects that a touch has occurred in C9, and the slave touch drive IC 7b on the right detects that a touch has occurred in C11, the master drive IC 7a detects that the touch has occurred in C11. It will recognize as if two touches occurred.
  • the master touch drive IC 7a and the slave touch drive IC 7b have a process of matching the scan point with the scan point. Requires a synchronization process. As described above, if the master touch drive IC 7a and the slave touch drive IC 7b start scanning from C1 (identification of the scan point) at the same time (identification of the scan point), the master touch drive IC 7a ) And the slave touch drive IC 7b detect the touch by the finger at the same time point and the same point, so that the touch is recognized as one touch and analyzed according to the passage of time. You will notice that you are moving from bottom to top.
  • a synchronization signal is required, and the synchronization signal may be generated by the master touch drive IC 7a or the slave touch drive IC 7b.
  • the master touch drive IC 7a Normally, the master touch drive IC 7a generates it.
  • the generated synchronizing signal may be transferred to the slave touch drive IC 7b through the touch signal line 15 to be synchronized, but in view of the fact that normal serial communication is not fast, the slave touch drive using a separate synchronizing signal line 17 is used. It is preferable to transmit the synchronization signal to the IC 7b.
  • the synchronization signal does not require a special protocol, but one embodiment will be described with reference to FIG. 8.
  • a synchronization signal which is information about a scan start point (C1 in the embodiment of FIG. 4 or 7) of the master drive IC 7a is transmitted to the slave touch drive IC 7b through the synchronization signal line 17.
  • Start_master the scan start point is represented by two pulses, which is only an example, and various methods of informing that the scan start point may be used. For example, three pulses may come, the pulse width may be long, or may be achieved by a combination of pulse width modulation and pulse number.
  • the slave touch drive IC 7b indicates that the scan start point has been recognized in response to the start_master, which is a synchronization signal received from the master touch drive IC 7a.
  • the feedback signal which is an arbitrary signal, is transmitted to the master touch drive IC 7a via the synchronization signal line 17. This is because of the noise from the master touch drive IC 7a to the slave touch drive IC 7b. Since the distortion of the transmitted signal may occur, the slave touch drive IC 7b determines whether the received signal is correctly received from the master touch drive IC 7a to determine the validity of the feedback signal.
  • the scan timing for each line after the scan start point can also be transmitted to the slave touch drive IC 7b via the synchronization signal line 17.
  • pulses that are sequentially generated after the scan start point are synchronization signals that sequentially scan C2 C3...
  • the slave touch drive IC 7b receiving this synchronization signal from the master touch drive IC 7a transmits the same signal or a predefined signal to the master touch drive IC 7a, thereby receiving a master signal.
  • the master touch drive IC 7a and the slave touch drive IC 7b detect the touch on the same line from a certain point after the communication with each other is completed, the boundary portion generated due to the asynchronous scan signal in the previous embodiment. There is no detection error at.
  • FIG. 9 is an embodiment of a data format in which the slave touch drive IC 7b transmits the data detected at the boundary to the master touch drive IC 7a.
  • the signal processor in the touch drive ICs 7a and 7b reads the voltage through the ADC included in the touch detector in the touch drive ICs 7a and 7b.
  • the voltage of each sensor pattern 10 read through the ADC may be converted into a capacitance, and may be converted into an area value by the equation of FIG. 6.
  • FIG. 9 is one of an ADC value of each unit sensor pattern 10 or a value converted from an ADC value into an area.
  • the left side is the value detected by the master drive IC 7a and the right side is the value detected by the slave touch drive IC 7b.
  • the master drive IC 7a or the slave touch drive IC 7b must extract the touch coordinates using the values detected at the boundary, and for this purpose, the master drive IC 7a needs all the data at the boundary.
  • the master touch drive IC 7a since the master touch drive IC 7a performs this integrated operation, it is assumed that the master touch drive IC 7a collects data at the boundary, but the slave touch drive IC 7b may perform the integrated operation. .
  • the type of data required by the master touch drive IC 7a to perform the integrated operation may be defined in advance.
  • the ADC value or the area value of each unit sensor pattern 10 or the value of the detected unit sensor patterns 10 may be added to both the vertical and horizontal directions.
  • the ADC value or the area value of the unit sensor pattern 10 detected by the master drive IC 7a and the slave touch drive IC 7b at the boundary part is displayed. If the master drive IC 7a needs the data of the unit sensor pattern 10, the slave touch drive IC 7b transmits these data to the master touch drive IC 7a via the touch signal line 15. do. Since the master drive IC 7a is data in which the transmitted data and the data owned by the master are already synchronized, the data of the master touch drive IC 7a and the data of the slave touch drive IC 7b are the same plane as shown in FIG. 9. When the operation is performed on the touch panel, the touch can be detected as if the touch was detected by one drive IC.
  • transmitting all the data of the unit sensor pattern 10 to the master touch drive IC (7a) has the advantage that the accuracy of the data is improved, but as the number of touch increases the amount of data increases the master touch drive IC (7a) May cause a delay in data transmission. This causes a decrease in the operation speed and causes a problem in that the touch speed is lowered.
  • the master drive IC 7a may accept the data of the sensor pattern 10 as paper or the sum of the widths and calculate the touch center point based on these data. This method reduces the amount of data transmitted by the slave touch drive IC 7b to the master touch drive IC 7a so as not to cause a problem of deterioration of touch speed due to communication delay.
  • 60 and 62 in the horizontal direction add data of the sensor pattern 10 detected by the slave touch drive IC 7b and 100 and 17 indicate sensor patterns 10 detected by the slave touch drive IC 7b.
  • the number of data detected by the slave touch drive IC 7b is only four, so that the sum of data is the same as the sum of the total data. However, as the number of touches increases, the amount of data summed in the longitudinal and transverse directions decreases. You lose.
  • FIG. 10 illustrates an embodiment in which the touch panel 50 is attached to the upper surface of the display device 58.
  • a display device 58 such as an LCD
  • a protective glass and a protective plastic for preventing the touch panel 50 from being damaged.
  • the protective plate 52 of the back is bonded to the touch panel 50 and the transparent double-sided tape 59.
  • ESD electrostatic discharge
  • the edge of the edge of the touch panel 50 will penetrate. Since the static electricity is transmitted from the periphery of the edge starting penetration into the center, in the present specification, the periphery of the edge of the touch panel 50 is defined as a start point of inflow of static electricity. If the static electricity flows into the touch drive ICs 7a and 7b through the sensor pattern 10 and the sensor signal line 22, the touch drive ICs 7a and 7b may malfunction or fail.
  • FIG. 11 is another embodiment of the present invention for preventing the inflow of static electricity by using the touch signal line 15 or the synchronization signal line 17 between the master drive IC 7a and the slave touch drive IC 7b.
  • the touch signal line 15 or the synchronization signal line 17 in the resting period when the touch signal line 15 or the synchronization signal line 17 is not used as the intended communication or control signal line, the touch signal line 15 or the synchronization signal line 17 is the touch drive IC 7a, 7b) It is connected to a predetermined potential having a ground or DC or AC voltage therein and has a discharge path.
  • DC will be between 0 and several tens of volts
  • AC will also be an alternating voltage alternating between 0 and several tens of volts.
  • the touch drive ICs 7a and 7b do not have an AC voltage, it is preferable to be connected to a ground or a DC voltage.
  • the touch signal line 15 or the synchronization signal line 17 is connected to the ground or a predetermined potential and has a discharge path, the entire touch panel 50 is covered from the time point of the inflow path of static electricity. When introduced, the touch panel 50 is protected by the touch signal line 15 or the sync signal line 17 and discharged through the ground or a predetermined potential.
  • the touch signal line 15 or the synchronization signal line 17 should not perform an operation involving a communication operation or a control signal.
  • the touch signal line 15 or the synchronous signal line 17 which is not operated should be connected to ground or a voltage having a predetermined potential.
  • an ESD absorbing line 62 for implementing an ESD function is disposed separately, and the ESD absorbing line 62 is connected to an external ground or a predetermined potential not shown through the flexible circuit board 19. to be.
  • the ESD absorption line 62 is shown in FIG. 12 as being connected to an external potential, the ESD absorption line 62 may be connected to the touch drive ICs 7a and 7b to be connected to the ground provided by the touch drive ICs 7a and 7b or to a predetermined potential. have.
  • the ESD absorption line 62 may be positioned at a time point of the penetration path of the static electricity, which is the outside of the touch panel 50, at a time point of the penetration path around the edge.
  • the dedicated ESD absorption line 62 is always connected to ground or the touch signal line 15 and the synchronization signal line 17, which are the embodiments of FIG. Since it is connected to a predetermined potential, discharge countermeasure against static electricity is always possible.
  • FIG. 13 shows an embodiment in which the ESD absorption line 62 is applied when using the single touch drive IC 7.
  • the ESD absorption line 62 is connected to an external ground or a predetermined potential through the flexible circuit board 19, and may be connected to one potential or two different external potentials. If connected to different external potentials, the ESD absorption lines 62 should be separated from each other, and even if connected to one potential, they may be separated from each other since they may form a closed loop to serve as an antenna.
  • 13 illustrates an embodiment in which the ESD absorption line 62 is connected to an external potential through the flexible circuit board 19, but the ESD absorption line 62 is connected to the touch drive ICs 7a and 7b to touch the touch. It may be connected to a potential such as ground provided by the drive ICs 7a and 7b.

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Abstract

본 발명의 특징에 따르면, 신체의 일부 또는 도전성 터치수단의 접근 또는 접촉을 감지하기 위한 소정의 센서패턴(10)이 형성되며, 경계부에 의해 복수 개의 개별영역으로 구획되는 터치패널(50); 및 상기 터치패널(50)의 각 개별영역별로 센서신호선(22)에 의해 신호연결되어 감지된 터치신호를 전달받으며, 그라운드 또는 소정의 전위에 접속되어 방전경로를 갖는 복수 개의 터치 드라이브IC(7a,7b);를 포함하되, 각 터치 드라이브IC(7a,7b)는, 스캔 시점(時點)과 스캔 지점(地點)을 동기화하기 위한 동기신호 및 상기 동기신호에 대한 피드백신호가 전송되는 동기신호선(17)과, 감지된 터치신호가 전송되는 터치신호선(15)에 의해 상호 신호연결되며, 상기 동기신호선(17) 및 터치신호선(15)은, 상기 터치패널(50) 상에서 정전기 유입의 시점에 해당하는 테두리 둘레에 배치되어 외부로부터 유입되는 정전기를 흡수하여 상기 방전경로를 통해 방전시키는 것을 특징으로 하는 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널이 제공된다.

Description

ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널
본 발명은 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부로부터 터치패널에 방사된 정전기를 흡수하여 외부로 방전되도록 구비되어, 상기 정전기에 의한 터치 드라이브IC의 오작동 및 고장을 사전에 방지하며, 복수 개의 터치 드라이브IC 중 하나에 마스터 기능을 부여하여 나머지 슬레이브 터치 드라이브IC의 기능을 통제하기 위한 제어설계가 간소화되고 시스템 구축비용이 상대적으로 저렴한 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널에 관한 것이다.
일반적으로, 터치스크린 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) 등의 표시장치 위에 부착되는 것으로서, 손가락이나 펜 등의 물체가 터치될 때 해당 위치에 대응하는 신호를 발생시키는 입력장치의 하나이다. 이러한 터치스크린 패널은 소형 휴대단말기, 산업용 단말기, 타블렛 PC 등 매우 폭넓은 분야에서 이용되고 있다.
이러한 터치스크린 패널이 LCD 등의 표시장치의 상면에 부착되는 경우, 터치패널의 파손을 방지하기 위해 장착되는 보호유리나 보호플라스틱 등의 보호판이 투과성양면 테잎에 의해 상기 터치스크린 패널의 하부에 부착된다.
여기서, 사용자의 옷이나 주변환경에서 유발되거나, 또는 실험용 기기에서 유발된 정전기가 상기 보호판의 표면에 방사되면, 정전기는 유리, 플라스틱 재질의 보호파늘 관통하지 못하므로 보호판과 터치스크린 패널이 접합되어 있는 테두리 둘레부분으로 침투하게 될 것이다.
이러한 정전기가 터치스크린 패널 내부의 센서패턴 및 센서신호선을 통하여 터치 드라이브IC에 전달되면 상기 터치 드라이브IC의 오작동 및 고장을 유발시키는 문제점이 있다.
한편, 종래 터치스크린 패널은 다양한 유형이 개시되어 있으나, 제조공정이 간단하고 제조코스트가 저렴한 저항방식의 터치스크린 패널이 가장 널리 이용되고 있다. 그러나 저항방식의 터치스크린 패널은 투과율이 낮고 압력을 인가해야 하므로 사용이 불편하고 멀티터치 및 제스처 인식이 어렵고 검출오류가 발생하는 등의 문제점을 안고 있다.
이에 반해, 정전식 터치스크린 패널은 투과율이 높고 소프트 터치를 인식할 수 있고 멀티터치 및 제스처 인식이 양호한 장점을 갖고 있어 점차 시장을 넓혀가고 있다.
도 1은 종래 정전식 터치스크린 패널의 일예를 보여준다. 도 1을 참조하면, 플라스틱 또는 유리 등으로 제조된 투명기판(2)의 상하면에 투명도전막이 형성되며, 투명기판(2)의 네 모서리 각각에 전압인가용 금속전극(4)이 형성되어 있다. 상기 투명도전막은 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명한 금속으로 형성된다. 그리고 상기 투명도전막의 네 모서리에 형성되는 금속전극(4)들은 은(Ag) 등의 저항률이 낮은 도전성 금속으로 프린팅하여 형성한다. 상기 금속전극(4)들의 주변에는 저항 네트워크가 형성된다.
상기 저항 네트워크는 상기 투명도전막의 표면 전체에 균등하게 컨트롤신호를 송출하기 위하여 선형성 패턴(Linearization Pattern)으로 형성된다. 그리고 금속전극(4)을 포함한 투명도전막의 상부에는 보호막이 코팅된다.
위와 같은 정전식 터치스크린 패널은 상기 금속전극(4)에 고주파의 교류 전압을 인가하면 이는 투명기판(2)의 전면에 퍼지게 된다. 이때 손가락(8)이나 도전성 터치입력도구로 투명기판(2) 상면의 투명도전막을 가볍게 터치하면, 일정량의 전류가 체내로 흡수되면서 컨트롤러(6)에 내장된 전류센서에서 전류의 변화를 감지하고 4개의 금속전극(4) 각각에서의 전류의 변화량을 연산하여 터치 지점을 인식하게 된다.
그런데, 도 1과 같은 정전식 터치스크린 패널은 미소 전류의 크기를 검출하는 방식으로서 검출 시스템이 고가이며, 하나의 터치드라이브IC로 터치스크린 패널의 전체 면적에 대해 터치신호를 검출할 수 있지만 복수 개의 터치를 인식하는 멀티터치가 어려운 문제점이 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여 근래에는 도 2와 같은 정전식 터치스크린 패널이 주로 사용되고 있다. 도 2의 터치스크린 패널은 횡방향의 선형센서패턴(5a) 및 종방향의 선형센서패턴(5b), 터치신호를 분석하는 터치드라이브IC(7a,7b)로 이루어져 있다. 이러한 터치스크린 패널은 선형센서패턴(5)과 손가락(8) 사이에 형성되는 커패시턴스의 크기를 검출하는 방식으로서, 횡방향의 선형센서패턴(5a)과 종방향의 선형센서패턴(5b)을 스캔하여 신호를 검출하므로 복수 개의 터치지점을 인식할 수 있다.
그러나, 터치스크린 패널이 큰 경우, 하나의 터치드라이브IC로 터치스크린 패널의 전 영역에서 터치 신호를 검출하는 것이 불가능하다. 예를 들어, 단일 터치드라이브IC를 사용하는 경우 터치스크린 패널이 넓어지면 선형센서패턴(5)의 면적도 넓어지므로 손가락과 대향하는 센서패턴(5)의 수가 적어지고 극단적인 경우, 손가락에 하나의 선형센서패턴(5)만이 접촉된다면 손가락 위치의 검출에 오류가 발생하는 선형성(linearity)이 불량한 현상이 발생하게 된다.
이러한 문제점을 극복하기 위해, 기존에는 도 3과 같이 복수 개의 터치드라이브IC(7a,7b)로 터치스크린 패널의 화면을 분할하여 터치를 검출하는 방법이 사용된다. 도 3을 참조하면, 터치패널(50) 상단부의영역A"에서 터치를 검출하는 터치드라이브IC(7a)와, 하단부의 "영역B"를 검출하는 터치드라이브IC(7b)가 있으며, 복수 개의 터치드라이브IC(7a, 7b)를 제어하는 통합콘트롤러(11)가 구비된다.
상기 통합콘트롤러(11)는 제어 및 통신선(8)을 통하여 터치드라이브IC(7a, 7b)들과 통신을 하거나 제어신호를 보내어, 터치드라이브IC(7a,7b)의 터치신호 검출에 관한 모든 동작을 제어하고, 터치드라이브IC(7a,7b)로 부터 터치 데이터를 전송받아 터치 좌표를 추출하는 역할을 한다.
그러나 이러한 구성은 별도의 통합 콘트롤러(11)를 사용해야 하므로 전류의 소모가 많고, 가격이 상승하게 되고, 통합 콘트롤러(11)의 실장을 위한 별도의 공간이 필요하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 외부로부터 터치패널에 방사된 정전기를 흡수하여 외부로 방전되도록 구비되어, 상기 정전기에 의한 터치 드라이브IC의 오작동 및 고장을 사전에 방지하며, 복수 개의 터치 드라이브IC 중 하나에 마스터 기능을 부여하여 나머지 슬레이브 터치 드라이브IC의 기능을 통제하기 위한 제어설계가 간소화되고 시스템 구축비용이 상대적으로 저렴한 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 특징에 따르면, 신체의 일부 또는 도전성 터치수단의 접근 또는 접촉을 감지하기 위한 소정의 센서패턴(10)이 형성되며, 경계부에 의해 복수 개의 개별영역으로 구획되는 터치패널(50); 및 상기 터치패널(50)의 각 개별영역별로 센서신호선(22)에 의해 신호연결되어 감지된 터치신호를 전달받으며, 그라운드 또는 소정의 전위에 접속되어 방전경로를 갖는 복수 개의 터치 드라이브IC(7a,7b);를 포함하되, 각 터치 드라이브IC(7a,7b)는, 스캔 시점(時點)과 스캔 지점(地點)을 동기화하기 위한 동기신호 및 상기 동기신호에 대한 피드백신호가 전송되는 동기신호선(17)과, 감지된 터치신호가 전송되는 터치신호선(15)에 의해 상호 신호연결되며, 상기 동기신호선(17) 및 터치신호선(15)은, 상기 터치패널(50) 상에서 정전기 유입의 시점에 해당하는 테두리 둘레에 배치되어 외부로부터 유입되는 정전기를 흡수하여 상기 방전경로를 통해 방전시키는 것을 특징으로 하는 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 신체의 일부 또는 도전성 터치수단의 접근 또는 접촉을 감지하기 위한 소정의 센서패턴(10)이 형성되며, 경계부에 의해 복수 개의 개별영역으로 구획되는 터치패널(50); 상기 터치패널(50)의 각 개별영역별로 센서신호선(22)에 의해 신호연결되어 감지된 터치신호를 전달받는 복수 개의 터치 드라이브IC(7a,7b); 및 상기 터치패널(50)에 접속되는 연성회로기판(19)을 통해 외부의 그라운드 또는 소정의 전위에 접속되며, 상기 터치패널(50) 상에서 정전기 유입의 시점에 해당하는 테두리 둘레에 배치되어 외부로부터 유입되는 정전기를 흡수하여 상기 연성회로기판(19)을 통해 방전시키는 ESD 흡수선(62);을 포함하는 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 신체의 일부 또는 도전성 터치수단의 접근 또는 접촉을 감지하기 위한 소정의 센서패턴(10)이 형성되며, 경계부에 의해 복수 개의 개별영역으로 구획되는 터치패널(50); 상기 터치패널(50)의 각 개별영역별로 센서신호선(22)에 의해 신호연결되어 감지된 터치신호를 전달받으며, 그라운드 또는 소정의 전위에 접속되어 방전경로를 갖는 복수 개의 터치 드라이브IC(7a,7b);를 포함하되, 상기 복수 개의 터치 드라이브IC(7a,7b)에 접속되며, 상기 터치패널(50) 상에서 정전기 유입의 시점에 해당하는 테두리 둘레에 배치되어 외부로부터 유입되는 정전기를 흡수하여 상기 방전경로를 통해 방전시키는 ESD 흡수선(62);를 포함하는 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 신체의 일부 또는 도전성 터치수단의 접근 또는 접촉을 감지하기 위한 소정의 센서패턴이 형성된 터치패널(50); 터치패널(50)과 센서신호선(22)에 의해 신호연결되어 감지된 터치신호를 전달받는 터치 드라이브IC(7); 및 상기 터치패널(50)에 접속되는 연성회로기판(19)을 통해 외부의 그라운드 또는 소정의 전위에 접속되며, 상기 터치패널(50) 상에서 정전기 유입의 시점에 해당하는 테두리 둘레에 배치되어 외부로부터 유입되는 정전기를 흡수하여 상기 연성회로기판(19)을 통해 방전시키는 ESD 흡수선(62);을 포함하는 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 신체의 일부 또는 도전성 터치수단의 접근 또는 접촉을 감지하기 위한 소정의 센서패턴이 형성된 터치패널(50); 상기 터치패널(50)과 센서신호선(22)에 의해 신호연결되어 감지된 터치신호를 전달받으며, 그라운드 또는 소정의 전위에 접속되어 방전경로를 갖는 터치 드라이브IC(7); 및 상기 터치 드라이브IC(7)에 접속되며, 상기 터치패널(50) 상에서 정전기 유입의 시점에 해당하는 테두리 둘레에 배치되어 외부로부터 유입되는 정전기를 흡수하여 상기 방전경로를 통해 방전시키는 ESD 흡수선(62);를 포함하는 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널이 제공된다.
이상에서와 같이, 외부로부터 터치패널에 방사된 정전기를 흡수하여 외부로 방전되도록 구비되어, 상기 정전기에 의한 터치 드라이브IC의 오작동 및 고장이 사전에 방지되는 효과를 구현할 수 있다.
또한, 복수 개의 터치 드라이브IC 중 하나에 마스터 기능을 부여하여 나머지 슬레이브 터치 드라이브IC의 기능을 통제하기 위한 제어설계가 간소화되고 시스템 구축비용이 상대적으로 저렴한 장점이 있다.
도 1은 종래 정전식 터치스크린 패널의 일예를 보인 사시도
도 2는 종래 정전식 터치스크린 패널의 다른 예를 보인 평면구성도
도 3은 종래 복수의 IC를 사용하여 단일 터치스크린 패널의 터치신호를 검출하는 구성도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널의 터치패널과 터치 드라이브IC의 구성을 나타낸 구성도,
도 5는 종래 정전식 터치스크린 패널의 일예를 보인 구성도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치스크린 패널의 터치신호 검출 시스템의 터치입력을 검출하는 원리를 예시한 개략도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널의 터치패널과 터치 드라이브IC의 다른 구성을 나타낸 구성도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마스터 터치드라이브IC와 슬레이브 터치드라이브IC 간의 송수되는 신호의 예시를 나타낸 파형도,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널과 과 표시장치의 결합된 상태를 나타낸 측면도,
도 11 내지 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널의 ESD 흡수선의 구성을 나타낸 구성도이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널의 터치패널과 터치 드라이브IC의 구성을 나타낸 구성도, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치스크린 패널의 터치신호 검출 시스템의 터치입력을 검출하는 원리를 예시한 개략도, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널의 터치패널과 터치 드라이브IC의 다른 구성을 나타낸 구성도, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마스터 터치드라이브IC와 슬레이브 터치드라이브IC 간의 송수되는 신호의 예시를 나타낸 파형도, 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널과 과 표시장치의 결합된 상태를 나타낸 측면도, 도 11 내지 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널의 ESD 흡수선의 구성을 나타낸 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명은 손가락이나 이와 유사한 전기적 특성을 갖는 도전성 터치수단의 비접촉 터치입력을 검출한다. 여기서 비접촉 터치입력이라 함은 손가락 등의 터치입력 수단이 터치스크린 패널에 의해 센서패턴과 소정 거리 이격된 상태에서 터치입력을 하는 것을 의미한다. 터치입력 수단이 터치스크린 패널의 외면에 대하여는 접촉될 수 있다. 하지만 이 경우에도 터치입력 수단과 센서패턴은 비접촉 상태를 유지한다. 따라서, 센서패턴에 대한 손가락의 터치 행위는 접근이라는 용어로 표현될 수 있다. 한편, 기판의 외면에 대하여는 손가락이 접촉된 상태일 수 있으므로, 기판에 대한 손가락의 터치 행위는 접촉이라는 용어로 표현될 수 있다. 본 명세서에서 접근과 접촉은 위와 같은 의미로 통용된다.
또한 명세서 전체에서 터치신호선(15) 및 동기신호선(17)은 하나의 실선으로 표시되었으나, 터치신호선(15)의 경우에는 clock 및 in/out signal line 등 복수 개의 통신선이 사용될 수 있으며, 동기신호선(17)도 clock 또는 in/out 신호선 등 복수 개의 신호선이 사용될 수 있다.
또한 명세서 전체에서 단지 두 개의 터치드라이브IC(7a,7b)를 사용하여 하나에는 마스터 기능을 부여하고 또 다른 하나에는 슬레이브 기능을 부여하였으나, 이는 도면을 간편하게 하기 위한 일 실시예일 뿐이며, 실제로는 세 개 이상되는 복수 개의 터치드라이브IC가 사용되어 하나에는 마스터 기능을 부여하고 나머지 터치드라이브IC에는 슬레이브 기능을 부여된 상태로 사용될 수 있다.
우선, 본 발명은 복수의 터치드라이브IC(7a,7b)로 단일 터치패널(50)의 터치신호를 검출하기 위한 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널에 관한 것으로, 종래에는 터치패널이 커서 하나의 터치드라이브IC로 터치 검출이 불가능할 때, 터치패널(50)의 감지영역을 복수 개로 분할하고 복수 개의 터치드라이브IC(7a,7b)로 각각의 감지 개별영역의 터치를 검출하며, 복수의 터치드라이브IC(7a,7b)를 제어하는 통합콘트롤러(11)를 필요로 하던 것을 복수의 터치드라이브IC(7a,7b) 중 하나는 마스터 기능을 갖고 나머지 터치드라이브IC(7b)는 슬레이브 기능을 갖도록 하여, 마스터 터치드라이브IC(7a)의 제어에 의해 슬레이브 터치드라이브IC(7b)가 터치 검출을 진행하고 마스터 터치드라이브IC(7a)와 슬레이브 터치드라이브IC(7b)간에 터치 검출을 위한 동기를 가능하게 해준다.
최근에는 휴대용 기기가 보편화 되고 화면도 7인치 이상 대형화되면서, 하나의 터치드라이브IC로 7인치 이상되는 터치패널의 터치신호를 검출하기가 쉽지 않게 되었다. 이로 인해, 7인치 이상되는 터치패널에는 통상 서너 개의 터치드라이브IC를 사용하고, 터치패널의 화면을 복수 개의 감지영역으로 분할하여 분할된 터치패널의 감지영역별로 개별 터치드라브IC를 사용하고 통합콘트롤러(11)가 이들의 동작을 제어하고 또한 개별 터치드라이브IC가 검출한 터치신호를 모두 받아들여, 터치좌표를 연산하는 기능을 하게 된다.
그러나, 통합 컨트롤러(11)는 터치제품에 적용하기 위한 전용제품이 아닌 경우가 대부분이며, 전용제품을 설계 및 제조하는 경우에도 사업규모가 작은 중소기업들은 이러한 전용의 통합콘트롤러(11)를 설계 및 제조하기가 어려우므로, 범용의 마이컴이나 CPU 등을 사용할 수 밖에 없다. 이러한 범용의 마이컴이나 CPU들은 소비전류가 과하기 때문에 이러한 통합콘트롤러(11)를 휴대용기기의 터치스크린 패널에 사용하는 경우 휴대용기기의 사용시간이 단축되어 휴대성이 저하된다는 문제점이 있다.
또한 휴대용 기기는 경박단소하므로, 작은 부품이라도 실장공간을 확보하기가 쉽지 않다. 더욱이 통합콘트롤러(11)는 연산을 위한 CPU가 포함되어야 하므로 통상 5mm x 5mm 이상 되는 패키지로 구성되어 있으며, 이러한 크기의 부품을 실장하기 위해서는 상당히 넓은 실장면적을 필요로 하며 실장위치 선정도 어려워진다.
따라서, 상기와 같은 통합콘트롤러(11)를 사용하지 않고 복수의 터치드라이브IC(7a,7b)만으로 분할된 터치패널(50)의 터치검출을 가능하게 하는 수단을 제공함으로써, 소비전류가 감소하고 부품의 실장면적을 줄이고 제조원가가 절감되는 효과를 구현할 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널의 터치패널과 터치 드라이브IC의 구성을 나타낸 구성도로서, Bar 타입의 단일 터치패널(50)의 경계부를 사이로 두 개의 터치드라이브IC(7a, 7b)가 사용된 경우이다. 터치패널(50)의 좌측에 위치한 마스터 터치드라이브IC(7a)는 터치패널(50)의 경계부 좌측 감지영역의 터치 신호를 검출하며, 터치패널(50)의 우측에 위치한 슬레이브 터치드라이브IC(7b)는 터치패널(50)의 경계부 우측 감지영역의 터치 신호를 검출한다.
여기서, 터치패널(50)의 경계부에서는 터치를 검출하기 위한 횡방향 센서패턴(10b)이 단절되어 있으며, 터치패널(50) 좌측의 센서패턴(10)은 마스터 터치드라이브IC(7a)에 접속되고, 터치패널(50) 우측의 센서패턴(10)은 슬레이브 터치드라이브IC(7b)에 접속되어 있다. 도 4의 센서신호선(22)은 센서패턴(10)과 터치드라이브IC(7a,7b)을 연결하는 수단이며, 센서패턴(10)에서 검출된 터치신호를 마스터 터치드라이브IC(7a) 및 슬레이브 터치드라이브IC(7b)로 전달하는 역할을 한다.
도 5를 참조하면, 포인트방식의 터치검출부가 센서신호선(22)을 통해 터치드라이브IC(7a,7b)로 연결되어 있다. 도 2나 도 4의 실시예가 라인(line) 터치검출 방식인 것에 비해, 도 5의 센서패턴(10)은 포인트방식으로 되어 있으며, 이는 상용화된 정전식 터치방식의 또 다른 실시예이다.
한편, 도 6은 센서패턴(10)에서 정전식 터치를 검출하기 위한 터치스크린 패널의 터치신호 검출 시스템에 관한 실시예이다. 도 6의 실시예에서, 센서패턴(10)에 손가락(25) 또는 이와 유사한 도전성 터치수단이 접근했을 때, 센서패턴(10)과 손가락(25)이 "d"의 간격으로 이격되며, "A"라는 대향면적을 갖는다고 가정하면, 도 6의 우측 등가회로 및 수식에서 보여지듯이 손가락(25)과 센서패턴(10) 사이에는 정전용량 "C"가 형성된다. 정전용량 "C"를 가지는 센서패턴(10)의 신호입력선에 전압이나 전류의 신호를 공급하여 전하량 "Q"의 크기를 갖는 전하가 축적되면, V=Q/C라는 관계식이 형성되어 정전용량 "C"는 전하를 축적할 수 있다. 수식을 참조하면, 센서패턴(10)과 손가락 등의 터치수단(25)과의 접촉면적에 따라 정전용량의 차이가 발생하며, 정전용량의 차이는 축적되는 전하량의 차이를 유발하므로, 결국은 센서패턴(10)과 터치수단(25)과의 대향면적의 차이는 정전용량에서 검출되는 전압의 차이를 발생시킨다. 터치드라이브IC(7a,7b)는 이러한 전압의 차이를 검출하여 터치여부를 검출하게 된다.
도 7은 도 5의 포인트 터치검출 방식의 터치드라이브IC(7a,7b)를 복수 개 사용하여, 단일 터치패널(50)에서 터치를 검출하기 위한 일 실시예이다. 도 7을 참조하면, 터치패널(50)은 경계부를 기준으로 2개의 감지 개별영역으로 분할되어 있으며, 좌측 감지영역의 터치신호를 검출하는 마스터 터치드라이브IC(7a)와 우측 감지영역의 터치신호를 검출하는 슬레이브 터치드라이브IC(7b)가 터치신호선(15) 및 동기신호선(17)에 의해 신호연결되도록 상호 접속되어 있다.
도 4 또는 도 7을 참조하여 마스터와 슬레이브의 기능 및 터치 검출방법을 설명하면 다음과 같다. 우선, 도 4 또는 도 7의 복수 개의 터치드라이브IC는 사전에 마스터 터치드라이브IC(7a) 또는 슬레이브 터치드라이브IC(7b)로 정의되어야 한다. 이를 수행하기 위한 다양한 수단이 있겠으나 가장 손쉬운 방법은 터치드라이브IC(7a,7b) 내부에 레지스터 영역에서 마스터 터치드라이브IC(7a)와 슬레이브 터치드라이브IC(7b)를 설정하는 수단을 갖는 것이다. 예를 들면, 터치 드리이브 IC(7a,7b)의 레지스터의 특정영역에, M/S라고 하는 bit가 있다고 가정해 보자.
이 bit가 HI면 마스터 터치드라이브IC(7a)로 동작하고 "LO"면 슬레이브 터치드라이브IC(7b)로 동작한다고 할 때, 이 bit를 사전에 HI나 LO로 설정하면 복수 개의 터치드라이브IC(7a,7b)에 개별적으로 마스터 터치드라이브IC(7a) 및 슬레이브 터치드라이브IC(7b)의 기능을 부여하도록 설정할 수 있는 것이다. 또 다른 방법의 실시예로서, 터치드라이브IC에 특정 pin을 할당하여 이들의 전위를 달리하는 방법이다. 만일 두 개의 pin을 이러한 용도로 사용하고자 할때, pin이 "00"로 설정된 경우에는 마스터 터치드라이브IC(7a)로 설정될 것이며, "01"인 경우에는 슬레이브 터치드라이브IC(7b)이면서 첫번째 드라이브IC로 설정될 수 있을 것이다. 또한 "10"인 경우에는 슬레이브드라이브IC이면서 두번째 드라이브IC로 자리매김될 수 있으며, "11"로 설정된 경우에는 세번째 슬레이브드라이브IC로 설정될 수 있다.
복수 개의 슬레이브 드라이브IC(7a,7b)가 사용되는 경우, 분할된 터치스크린패널(50)에서 각자의 위치가 정해져 있으므로 슬레이브 터치드라이브IC(7b)도 위치별로 번호가 다르게 할당되어야 한다. 후술하는 터치 신호선(15)을 통해 마스터 드라이브IC(7a)로 터치신호를 전송할 때, 통신 프로토콜에 슬레이브 드라이브IC(7b)의 위치를 삽입할 수 있으므로, 마스터 드라이브IC(7a)는 자신에게 전송된 신호를 분석할 때 분할된 터치스크린패널(50)의 어느 영역에서 전송된 신호인지를 판단하는 것이 가능하다.
도 4 또는 도 7에 실시예에 도시되어 있지는 않으나, 터치드라이브IC(7a,7b)는 CPU(40)와 연결되어야 한다. CPU(40)는 터치드라이브IC(7a,7b)로부터 터치좌표를 전송받아 터치패널(50)이 적용된 임의의 기기의 MP3 Palyer 기능을 동작시키거나 화면을 움직이거나 하는 등의 각종 실행동작을 시행하게 된다. 이러한 터치드라이브IC(7a,7b)와 CPU(40)와의 연결은 PCB나 연성회로기판(19)등을 이용하여 이루어지며 통상은 연성회로기판(19)을 이용하여 이루어진다. 이때 CPU(40)는 마스터 터치드라이브IC(7a)와 슬레이브 터치드라이브IC(7b) 각각에 접속될 수도 있겠으나, 연성회로기판(19)의 사용을 최소화하기 위하여 CPU(40)는 마스터 터치드라이브IC(7a)에만 접속될 수 있다. 이러한 경우 슬레이브 터치드라이브IC(7b)로 전달되는 정보는 마스터 터치드라이브IC(7a)를 경유하여 전달되어야 하므로, 마스터 터치드라이브IC(7a)와 슬레이브 터치드라이브IC(7b) 사이에는 터치신호선(15)이 존재하여야 한다. 상기 터치신호선(15)은 I2C나 SPI등의 serial통신이 사용되기도 하며 USB나 parallel 통신등 다양한 통신방법이 사용될 수 있으나 신호선의 개수를 줄이기 위하여 serial 통신을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 CPU(40)가 마스터 터치드라이브IC(7a)나 슬레이브 터치드라이브IC(7b)로 전송하는 데이터는 터치드라이브IC(7a,7b)의 동작에 필요한 레지스터 값들이거나 터치드라이브IC(7a,7b) 동작에 필요한 프로그램 등이다. 만일 마스터 터치드라이브IC(7a)의 레지스터 영역에 슬레이브 터치드라이브IC(7b)를 위한 레지스터 영역이 별도로 존재한다면, 마스터 터치드라이브IC(7a)는 이를 참조하여 슬레이브 터치드라이브IC(7b)가 필요로 하는 레지스터 값들을 터치신호선(15)을 통하여 슬레이브 터치드라이브IC(7b)로 전송할 수 있다.
또는 사전에 지정한 통신 프로토콜에 따라 CPU(40)로부터 마스터 드라이브IC(7a)로 전송된 data는 슬레이브 터치드라이브IC(7b)로 by-pass 될 수도 있다.
만일 두 개 이상의 슬레이브 터치드라이브IC(7b)가 마스터 터치드라이브IC(7a)에 접속되어 있고, 각 슬레이브 터치드라이브IC(7b)마다 서로 다른 데이터를 기입하는 경우라고 하면, 각 슬레이브 터치드라이브IC(7b)에 ID를 부여하고 통신 프로토콜에 ID를 기입하면 슬레이브 터치드라이브IC(7b)는 자신과 동일한 ID의 데이터만 수납하도록 할 수도 있을 것이다.
이러한 터치신호선(15)은 터치패널(50) 내에 설치되어 마스터 터치드라이브IC(7a)와 슬레이브 터치드라이브IC(7b)롤 연결할 수도 있으며, 터치패널(50)의 외부를 통하여 마스터 터치드라이브IC(7a)와 슬레이브 터치드라이브IC(7b)를 연결할 수도 있다.
후술하겠지만, 이러한 터치신호선(15)을 통하여 슬레이브 터치드라이브IC(7b)는 경계부의 터치데이터를 마스터 터치드라이브IC(7a)로 전송하고, 경계부에서도 마치 하나의 터치드라이브IC로 동작되는 것처럼 유연하게 터치동작이 될 수 있도록 터치데이터를 연산하여 터치좌표를 추출한다. 이러한 경계부에서의 데이터 처리를 위해서, 마스터 터치드라이브IC(7a)와 슬레이브 터치드라이브IC(7b)는 상호 동기되어야 하는데, 도 4를 참조하여 터치드라이브IC(7a,7b)간에 동기신호가 필요한 이유를 설명하면 다음과 같다.
만일 복수의 터치드라이브IC(7a, 7b)가 현재 서로 동기가 되지 않은 상태라고 가정하고, 왼쪽의 마스터 드라이브IC(7a)는 C1에서 신호를 검출하고 있으며, 우측의 슬레이브 터치드라이브IC(7b)는 C11에서 터치신호를 검출하고 있다고 가정하자. 이때 손가락이 C11 ~ C12 에 터치된 상태이고 소정 시간 후에 터치패널(50)의 상단부로 이동하여 C9 ~ C10에 터치된 상태라고 가정한다. 우측의 슬레이브 터치드라이브IC(7b)는 C11 C12 C13의 경로를 스캔하고 있으므로 손가락에 의한 터치 신호를 검출하였으나, 좌측의 마스터 드라이브IC(7a)는 C1부터 스캔하여 C2 C3 C4...등의 경로를 스캔하고 있으므로 아직 손가락이 걸쳐진 C11을 스캔하지 못하여 터치 신호를 검출하지 못한 상태이다. 좌측의 마스터 터치드라이브IC(7a)가 C1부터 순차적으로 스캔하여 C9를 스캔하는 시간까지 소정의 시간이 필요하므로 이 시간동안 손가락은 터치패널(50)의 상방향으로 이동하여 C9와 C10에 위치하게 되었다. 이후 슬레이브 터치드라이브IC(7b)는 검출된 터치 데이터를 터치신호선(15)을 이용하여 마스터 드라이브IC(7a)로 전송하게 되고 마스터 드라이브IC(7a)는 경계부에서 검출된 자신의 터치 데이터와 슬레이브 터치드라이브IC(7b)의 터치 데이터를 분석하여 터치 좌표를 연산하게 된다.
이때, 마스터 드라이브IC(7a)는 C9에서 터치가 발생한 것을 검출하였고, 우측의 슬레이브 터치드라이브IC(7b)는 C11에서 터치가 발생한 것을 검출하였으므로, 마스터 드라이브IC(7a) C9와 C11의 양방향에서 마치 두 개의 터치가 발생한 것처럼 인식하게 된다.
도 7과 같은 포인트방식에서도 마스터 드라이브IC(7a)와 슬레이브 터치드라이브IC(7b)가 서로 동기되지 않으면 경계부에서 터치좌표 인식의 오류가 발생하는 것은 도 4의 실시예와 동일하며, 상세 설명은 생략한다.
경계부에서, 하나의 터치에 대해 두 개의 멀티터치처럼 인식되는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 마스터 터치드라이브IC(7a)와 슬레이브 터치드라이브IC(7b)는 스캔 시점과 스캔 지점을 동일하게 일치시키는 과정인 동기화 과정을 필요로 한다. 만일 상술한 바와 같이, 마스터 터치드라이브IC(7a)와 슬레이브 터치드라이브IC(7b)가 C1부터(스캔지점의 동일화) 동일시점에(스캔시점의 동일화) 스캔을 시작한다면, 마스터 터치드라이브IC(7a)와 슬레이브 터치드라이브IC(7b) 모두 동일 시점 및 동일지점에서 손가락에 의한 터치를 검출하게 되므로 하나의 터치로 인식하게 되고 이를 시간의 추이에 따라 분석하면, 하나의 손가락이 터치패널(50)의 하부에서 상부로 이동하고 있음을 알아차릴 수 있다.
마스터 터치드라이브IC(7a)와 슬레이브 터치드라이브IC(7b)가 동기되기 위해서는 동기 신호가 필요하며, 동기 신호는 마스터 터치드라이브IC(7a)가 생성하거나 슬레이브 터치드라이브IC(7b)가 생성할 수 있으며 통상은 마스터 터치드라이브IC(7a)가 생성한다. 생성된 동기신호는 터치신호선(15)을 통하여 슬레이브 터치드라이브IC(7b)로 전달되어 동기될 수도 있으나, 통상의 시리얼 통신이 빠르지 않음을 감안하면 별도의 동기신호선(17)을 사용하여 슬레이브 터치드라이브IC(7b)로 동기신호를 전송하는 것이 바람직하다.
동기신호는 특별한 규약을 필요로 하는 것은 아니나, 한 가지 실시예를 설명하면 도 8과 같다. 도 8을 참조하면, 마스터 드라이브IC(7a)의 스캔 시작점(도 4 또는 도 7의 실시예에서는 C1)에 대한 정보인 동기신호를 동기신호선(17)을 통하여 슬레이브 터치드라이브IC(7b)로 전송한다(start_master). 도 8에서 스캔 시작점은 두 개의 펄스로 표시되어 있으며, 이는 실시예에 불과하며 시작점임을 알리는 다양한 방법들이 사용될 수 있다. 예를 들면, 세 개의 펄스가 올 수도 있고 펄수 폭이 길어질수도 있고 또는 펄스 폭의 변조와 펄스 개수의 조합에 의해서도 달성될 수 있다.
슬레이브 터치드라이브IC(7b)는 마스터 터치드라이브IC(7a)로부터 받은 동기신호인 start_master"에 대응하여 자신이 스캔 시작점을 인지했음을, 마스터 터치드라이브IC(7a)가 보낸 동일한 신호나 또는 사전에 규정된 임의의 신호인 피드백 신호를 동기신호선(17)을 통해 마스터 터치드라이브IC(7a)로 전송한다(start_slave). 이러한 이유는 노이즈에 의해 마스터 터치드라이브IC(7a)에서 슬레이브 터치드라이브IC(7b)로 전송되는 신호의 왜곡이 발생할 수 있으므로, 슬레이브 터치드라이브IC(7b)가 마스터 터치드라이브IC(7a)로 부터 전송된 신호를 정확히 받았는지를 확인하여 피드백(feedback)받은 신호의 유효성을 판단한다.
한편, 스캔 시작점 이후의 각 라인별 스캔 시점도 마스터 드라이브IC(7a)는 슬레이브 터치드라이브IC(7b)로 동기신호선(17)을 통하여 전송할 수 있다. 도 8을 참조하면, 스캔 시작점 이후부터 순차적으로 발생하는 펄스는 C2 C3...등을 순차적으로 스캔하는 동기신호이다. 이러한 동기신호를 마스터 터치드라이브IC(7a)로 부터 받은 슬레이브 터치드라이브IC(7b)는 동일한 신호나 사전에 규정된 신호를 마스터 터치드라이브IC(7a)로 전송하여 자신이 이상 없이 신호를 받았음을 마스터에게 고지한다. 마스터 터치드라이브IC(7a)와 슬레이브 터치드라이브IC(7b)는 서로의 통신이 완료된 후, 일정시점부터 동일하게 해당 라인에 대해 터치를 검출하면 앞의 실시예에서 스캔 신호의 비동기로 인해 발생했던 경계부에서의 검출에러가 발생하지 않게 된다.
이와 같이 마스터 드라이브IC(7a)와 슬레이브 터치드라이브IC(7b)가 상호 동기 된 후 경계부에서 검출된 슬레이브 터치드라이브IC(7b)의 데이터는 터치신호선(15)을 통하여 마스터 터치드라이브IC(7a)로 전송된다. 도 9는 슬레이브 터치드라이브IC(7b)가 경계부에서 검출된 데이터를 마스터 터치드라이브IC(7a)로 전송하는 데이터 형식에 관한 일 실시예이다. 도 9를 참조하면, 경계부에 터치수단인 손가락(25)이 접촉되었을 때 도 6의 수식에 따른 정전용량이 형성되고, 정전용량은 V=Q/C라고 하는 고전적인 수식에 의해 전압으로 환산되어, 터치드라이브IC(7a,7b) 내부의 신호처리부는 터치드라이브IC(7a,7b) 내부의 터치검출부에 포함된 ADC를 통해 전압을 읽는다. ADC를 통해 읽어 들인 각 센서패턴(10)의 전압은 정전용량으로 환산될 수도 있으며, 도 6의 수식에 의해 면적값으로 환산될 수 있다.
다시 도 9을 참조하면, 도 9는 도 7의 실시예에서 손가락이 센서패턴(10)을 터치했을 때, 각 단위 센서패턴(10)의 ADC 값이거나 또는 ADC 값을 면적으로 환산한 값 중의 하나이다. 경계부를 중심으로 좌측은 마스터 드라이브IC(7a)가 검출한 값이며 우측은 슬레이브 터치드라이브IC(7b)가 검출한 값이다.
경계부에서 검출된 값을 이용하여 마스터 드라이브IC(7a) 또는 슬레이브 터치드라이브IC(7b)는 터치좌표를 추출해야 하며, 그러기 위해서 마스터 드라이브IC(7a)는 경계부에서의 모든 데이터를 필요로 한다. 본 발명에서는 이러한 통합 연산을 마스터 터치드라이브IC(7a)가 실시하므로 경계부에서의 데이터를 마스터 터치드라이브IC(7a)가 취합하는 것으로 가정하였으나 슬레이브 터치드라이브IC(7b)가 통합연산을 실시할 수도 있다.
통합연산을 실시하기 위해 마스터 터치드라이브IC(7a)가 필요로 하는 데이터의 형태가 어떤 것인지 사전에 정의될 수 있다. 예컨대, 각 단위 센서패턴(10)의 ADC 값이나 면적값 또는 검출된 단위 센서패턴(10)들의 값을 종과 횡으로 모두 더한 값일 수도 있다.
다시 도 9를 참조하면, 경계부에서 마스터 드라이브IC(7a)와 슬레이브 터치드라이브IC(7b)에 의해 검출된 단위 센서패턴(10)의 ADC 값 또는 면적값이 표시되어 있다. 만일 마스터 드라이브IC(7a)가 이러한 단위 센서패턴(10)의 데이터를 필요로 한다면, 슬레이브 터치드라이브IC(7b)는 이들 데이터를 마스터 터치드라이브IC(7a)에게 터치신호선(15)을 통해 전송하면 된다. 마스터 드라이브IC(7a)는 전송받은 데이터와 자신이 가지고 있는 데이터가 이미 동기되어 있는 데이터이므로, 도 9와 같이 마스터 터치드라이브IC(7a)의 데이터와 슬레이브 터치드라이브IC(7b)의 데이터를 동일한 평면에 놓고 연산을 하면, 마치 하나의 드라이브 IC로 터치를 검출하는 것과 동일하게 터치를 검출하는 것이 가능하다.
한편, 단위 센서패턴(10)의 모든 데이터를 마스터 터치드라이브IC(7a)에게 전송하는 것은 데이터의 정확도가 향상된다는 장점은 있으나, 터치의 개수가 많아지면 데이터 양이 많아져서 마스터 터치드라이브IC(7a)로 전달되는 데어터의 전송 지연이 발생할 수 있다. 이는 연산속도의 저하를 유발하여 터치 속도가 저하되는 문제를 일으킨다.
이러한 문제를 극복하기 위하여, 마스터 드라이브IC(7a)는 센서패턴(10)의 데이터를 종이나 횡의 합으로 받아들이고 이들 데이터를 기본으로 터치 중심점을 연산할 수도 있다. 이러한 방법은 슬레이브 터치드라이브IC(7b)가 마스터 터치드라이브IC(7a)로 전송하는 데이터의 양을 감소시켜 통신 지연으로 인한 터치속도 저하문제를 발생시키지 않는다. 도 9의 우측의 60과 62는 슬레이브 터치드라이브IC(7b)가 검출한 센서패턴(10)의 데이터를 횡방향으로 더한 것이며 100과 17은 슬레이브 터치드라이브IC(7b)가 검출하 센서패턴(10)의 데이터를 종방향으로 합산한 것이다. 도 9의 실시예에서는 슬레이브 터치드라이브IC(7b)에 의해 검출된 데이터의 개수가 4개 밖에 안되어 합산한 데이터의 양과 동일하게 보이지만 터치의 개수가 많을수록 종방향과 횡방향으로 합산한 데이터의 양은 적어지게 된다.
즉, 좌표가 많아질수록 좌표 data를 모두 보내는 것은 데이터가 많아서 속도저하문제가 발생하지만, 종과 횡으로 더한 양은 좌표가 많아질수록 상대적으로 갯수가 줄어든다는 의미한다.
한편, 도 10은 터치패널(50)이 표시장치(58)의 상면에 부착된 실시예이다. 도10을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널(50)이 LCD 등의 표시장치(58)의 상면에 부착되는 경우, 터치패널(50)의 파손을 방지하는 보호유리 및 보호플라스틱 등의 보호판(52)이 터치패널(50)과 투과성양면 테잎(59)으로 접합된다. 이러한 구성에서, 사용자의 옷이나 주변환경에서 유발되거나, 또는 실험용 기기에서 유발된 정전기(ESD, Electro Static Discharge)가 상기 보호판(52) 등의 표면에 방사되면, 정전기는 유리 및 플라스틱 재질을 관통하지 못하므로 보호판(52)과 터치패널(50)이 접합되어 있는 에지(edge) 즉, 터치패널(50)의 테두리 둘레부터 침투하게 될 것이다. 침투가 시작되는 테두리 둘레부터 중심으로 정전기가 전달되므로 본 명세서에서는 터치패널(50)의 테두리 둘레부분을 정전기 유입의 시점(start point)이라고 정의한다. 만일 이러한 정전기가 센서패턴(10) 및 센서신호선(22)을 통하여 터치드라이브IC(7a,7b)로 유입되면 터치드라이브IC(7a,7b)의 오작동이나 고장을 유발하게 된다.
이러한 정전기로 인한 터치드라이브IC(7a,7b)의 오작동이나 고장을 방지하기 위해, 정전기가 유입되는 경로의 시점에, 그라운드나 또는 임의의 DC나 AC 전위등 소정의 전위를 가진 배선이 존재한다면, 정전기는 배선을 통해 방전되고 배선 안쪽으로 유입되지 않을 것이다.
도 11은 마스터 드라이브IC(7a)와 슬레이브 터치드라이브IC(7b) 간의 터치신호선(15)이나 동기신호선(17)을 이용하여 정전기의 유입을 방지하는 본 발명의 또 다른 실시예이다. 도 11을 참조하면, 터치신호선(15)이나 동기신호선(17)이 소기의 목적인 통신이나 제어신호선으로 사용되지 않는 휴지기에는, 터치신호선(15)이나 동기신호선(17)은 터치드라이브IC(7a,7b) 내부에서 그라운드 또는 DC나 AC 전압을 갖는 소정의 전위에 접속되며 방전경로를 갖고 있다. 예를 들어 DC는 0 ~ 수십 볼트 사이가 될 것이며 AC도 0 ~ 수십 볼트를 교번하는 교번전압이 될 것이다. 일반적으로 터치드라이브IC(7a,7b)에는 AC 전압이 없으므로, 그라운드나 DC 전압에 접속되는 것이 바람직하다.
터치신호선(15)이나 동기신호선(17)이 그라운드나 소정의 전위에 접속되어 있고 방전경로를 가진 상태에서, 정전기의 유입경로 시점에서 부터 터치패널(50) 전체를 감싸고 있으므로, 정전기가 터치장치의 유입되는 경우 이들 터치신호선(15)이나 동기신호선(17)에 의해 흡수되어 그라운드나 소정의 전위를 통해 방전되므로 터치패널(50)은 안전하게 보호된다.
한편, 터치신호선(15)이나 동기신호선(17)을 이용한 정전기 방지방식에 있어서, 적어도 터치신호선(15)과 동기신호선(17) 둘 중에 하나는 통신동작이나 제어신호를 수반하는 동작을 하지 않아야 하며, 동작을 하지 않는 터치신호선(15) 또는 동기신호선(17)은 그라운드나 소정 전위를 가지는 전압에 접속되어야 한다.
도 4 또는 도 7의 실시예와 같이 터치신호선(15)이나 동기신호선(17)이 터치패널(50) 전체를 감싸지 못하는 경우, 또는 터치신호선(15)이나 동기신호선(17)이 지속적으로 마스터 터치드라이브IC(7a)와 슬레이브 터치드라이브IC(7b) 간의 통신에 할당되는 경우에는 터치신호선(15)이나 동기신호선(17)으로 정전기를 방지하는 기능을 구현하기가 어렵게 될 수 있다. 도 12는 이러한 문제점을 극복하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예이다.
도 12를 참조하면, ESD 기능을 구현하기 위한 ESD 흡수선(62)이 별도로 배치되어 있으며 ESD 흡수선(62)은 연성회로기판(19)을 통하여 도시되지 않은 외부의 그라운드나 소정의 전위에 접속된다는 점이다. 도 12에는 ESD 흡수선(62)이 외부의 전위와 접속되는 것으로 표시되었으나, 터치드라이브IC(7a,7b)와 접속되어 터치드라이브IC(7a,7b)가 제공하는 그라운드나 소정의 전위에 접속될 수도 있다.
다시 도 12를 참조하면. ESD 흡수선(62)은 터치패널(50)의 외곽인 정전기의 침투경로의 시점이 테두리 둘레의 침투경로 시점에 위치하는 것이 바람직하다. 도 11의 실시예인 터치신호선(15) 및 동기신호선(17) 들이 간헐적으로 그라운드나 소정의 전위에 접속되어 정전기가 침투될 수 있는 확률이 높은 것에 비해, 전용의 ESD 흡수선(62)은 항상 그라운드나 소정의 전위에 접속되어 있으므로 항상 정전기에 대한 방전대책이 가능하다.
도 13은 단일 터치드라이브IC(7)를 사용할 때 ESD 흡수선(62)이 적용된 경우의 실시예이다. 도 13을 참조하면 ESD 흡수선(62)이 연성회로기판(19)을 통하여 외부의 그라운드나 소정의 전위에 접속되었으며, 하나의 전위로 접속되거나 두 개의 서로 다른 외부 전위로 접속될 수 있다. 만일 서로 다른 외부의 전위로 접속된다면 ESD 흡수선(62)은 서로 분리되어야 할 것이며 하나의 전위로 접속되어도 폐루프(roop)를 형성하여 안테나 역할을 할 수 있으므로 서로 분리될 수도 있다. 도 13의 실시예는 ESD 흡수선(62)이 연성회로기판(19)을 통하여 외부의 전위와 연결되는 실시예를 설명하였으나, ESD 흡수선(62)은 터치드라이브IC(7a,7b)와 접속되어 터치드라이브IC(7a,7b)가 제공하는 그라운드 등의 전위에 접속될 수도 있다.
이상에서 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 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

Claims (6)

  1. 신체의 일부 또는 도전성 터치수단의 접근 또는 접촉을 감지하기 위한 소정의 센서패턴(10)이 형성되며, 경계부에 의해 복수 개의 개별영역으로 구획되는 터치패널(50); 및
    상기 터치패널(50)의 각 개별영역별로 센서신호선(22)에 의해 신호연결되어 감지된 터치신호를 전달받으며, 그라운드 또는 소정의 전위에 접속되어 방전경로를 갖는 복수 개의 터치 드라이브IC(7a,7b);를 포함하되,
    상기 복수 개의 터치 드라이브IC(7a,7b)는, 마스터 터치드라이브IC(7a)의 동기 신호가 전송되는 동기 신호선(17)과, 슬레이브 터치드라이브IC(7b)에서 감지된 터치신호가 전송되는 터치 터치 신호선(15)에 의해 상호 신호연결되며,
    상기 동기신호선(17) 및 터치신호선(15)은, 상기 터치패널(50) 상에서 정전기 유입의 시점에 해당하는 테두리 둘레에 배치되어 외부로부터 유입되는 정전기를 흡수하여 상기 방전경로를 통해 방전시키는 것을 특징으로 하는 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 동기 신호선(17)은,
    상기 마스터 터치드라이브IC(7a)와 슬레이브 터치드라이브IC(7b)의 스캔 시점(時點)과 스캔 지점(地點)을 동기화하기 위한 마스터 터치드라이브IC(7a)의 동기 신호가 전송되는 신호선인 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널의 터치신호 검출 시스템.
  3. 신체의 일부 또는 도전성 터치수단의 접근 또는 접촉을 감지하기 위한 소정의 센서패턴(10)이 형성되며, 경계부에 의해 복수 개의 개별영역으로 구획되는 터치패널(50);
    상기 터치패널(50)의 각 개별영역별로 센서신호선(22)에 의해 신호연결되어 감지된 터치신호를 전달받는 복수 개의 터치 드라이브IC(7a,7b); 및
    상기 터치패널(50)에 접속되는 연성회로기판(19)을 통해 외부의 그라운드 또는 소정의 전위에 접속되며, 상기 터치패널(50) 상에서 정전기 유입의 시점에 해당하는 테두리 둘레에 배치되어 외부로부터 유입되는 정전기를 흡수하여 상기 연성회로기판(19)을 통해 방전시키는 ESD 흡수선(62);을 포함하는 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널.
  4. 신체의 일부 또는 도전성 터치수단의 접근 또는 접촉을 감지하기 위한 소정의 센서패턴(10)이 형성되며, 경계부에 의해 복수 개의 개별영역으로 구획되는 터치패널(50);
    상기 터치패널(50)의 각 개별영역별로 센서신호선(22)에 의해 신호연결되어 감지된 터치신호를 전달받으며, 그라운드 또는 소정의 전위에 접속되어 방전경로를 갖는 복수 개의 터치 드라이브IC(7a,7b);를 포함하되,
    상기 복수 개의 터치 드라이브IC(7a,7b)에 접속되며, 상기 터치패널(50) 상에서 정전기 유입의 시점에 해당하는 테두리 둘레에 배치되어 외부로부터 유입되는 정전기를 흡수하여 상기 방전경로를 통해 방전시키는 ESD 흡수선(62);를 포함하는 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널.
  5. 신체의 일부 또는 도전성 터치수단의 접근 또는 접촉을 감지하기 위한 소정의 센서패턴이 형성된 터치패널(50);
    터치패널(50)과 센서신호선(22)에 의해 신호연결되어 감지된 터치신호를 전달받는 터치 드라이브IC(7); 및
    상기 터치패널(50)에 접속되는 연성회로기판(19)을 통해 외부의 그라운드 또는 소정의 전위에 접속되며, 상기 터치패널(50) 상에서 정전기 유입의 시점에 해당하는 테두리 둘레에 배치되어 외부로부터 유입되는 정전기를 흡수하여 상기 연성회로기판(19)을 통해 방전시키는 ESD 흡수선(62);을 포함하는 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널.
  6. 신체의 일부 또는 도전성 터치수단의 접근 또는 접촉을 감지하기 위한 소정의 센서패턴이 형성된 터치패널(50);
    상기 터치패널(50)과 센서신호선(22)에 의해 신호연결되어 감지된 터치신호를 전달받으며, 그라운드 또는 소정의 전위에 접속되어 방전경로를 갖는 터치 드라이브IC(7); 및
    상기 터치 드라이브IC(7)에 접속되며, 상기 터치패널(50) 상에서 정전기 유입의 시점에 해당하는 테두리 둘레에 배치되어 외부로부터 유입되는 정전기를 흡수하여 상기 방전경로를 통해 방전시키는 ESD 흡수선(62);를 포함하는 ESD 기능이 구비된 터치스크린 패널.
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