WO2016028038A1 - 하이브리드 스캔 방식 터치 검출 방법 및 장치 - Google Patents

하이브리드 스캔 방식 터치 검출 방법 및 장치 Download PDF

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WO2016028038A1
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sensor pad
sensor
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정익찬
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Definitions

  • the present invention relates to a touch detection method and apparatus, and more particularly, to a touch detection method and apparatus capable of detecting accurate multi-touch.
  • the touch screen panel is a device for inputting a user's command by touching a character or a figure displayed on a screen of the image display device with a human finger or other contact means, and is attached to and used on the image display device.
  • the touch screen panel converts a contact position touched by a human finger or the like into an electrical signal.
  • the electrical signal is used as an input signal.
  • the touch detection apparatus determines whether a touch is generated and a touch generation point by detecting a touch capacitance formed in a relationship between the touch generating means and the sensor pad. Specifically, when the touch generating means approaches the sensor pad, there is a difference in the capacitance formed on the sensor pad when compared with the case where it is not, and the touch generating point and the touch generating area are determined according to the size of the capacitance. You can do it.
  • the cross-sectional area of the touch generating means is much smaller than the area of the sensor pad, there is a problem that the touch is generated at the same point, that is, the center point of the corresponding sensor pad, even if a touch occurs at different points in one sensor pad. It was.
  • a sensor pad of the type as shown in FIG. 1 has been developed to accurately determine a touch generation point even for a touch by a touch generating means having a narrow cross-sectional area.
  • the sensor pads 11 forming a plurality of rows and columns are disposed on the touch panel 10.
  • a plurality of bar-shaped strips (b) in which the longitudinal direction is parallel to the column direction are formed at the upper and lower edges of each sensor pad 11.
  • the bar pad strip b is formed only at the lower edge of the sensor pad 11 disposed at the uppermost side, and the bar strip b is formed only at the upper edge of the sensor pad 11 disposed at the lowermost thereof.
  • the bar strips b are formed only in the column direction, and the sensor pads 11 are illustrated to be engaged with each other in the column direction. However, the bar strips b are formed in the row direction of the sensor pads 11. Thus, the neighboring sensor pads 11 in the row direction may be engaged with each other. In addition, the bar strips b may be formed for both the column direction and the row direction. In this case, the neighboring sensor pads 11 may be engaged with each other in the row direction as well as the column direction.
  • a bar-shaped strip (b) is formed in the column direction of the sensor pad 11, and the adjacent sensor pads 11 in the column direction are illustrated as interlocking with each other.
  • the bar strips b of the sensor pads 11 which are disposed in the same row and are adjacent to each other are not electrically contacted with each other, but are arranged to engage with each other.
  • a touch generation signal output signal difference value between no touch and touch occurrence
  • the touch point is determined as the first sensor pad 11a.
  • a touch generation signal is output from the first sensor pad 11a and the second sensor pad 11b, but a relatively larger touch generation signal is generated from the first sensor pad 11a.
  • a point closer to the first sensor pad 11a in the area between the first sensor pad 11a and the second sensor pad 11b may be recognized as a touch generation point.
  • the touch generation point is entirely an area of the first sensor pad 11a or heat. It is possible to distinguish whether the area is shared with the neighboring second sensor pad 11b in the direction.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a case in which a multi-touch, that is, a touch on a plurality of points occurs in the sensor pad 11 illustrated in FIG. 1.
  • a circle formed by a broken line indicates a point where a touch is made by the touch generating means, and a touch generation signal obtained when a touch is generated only for a specific sensor pad is 100%, and bar bars of two sensor pads are engaged.
  • a touch generation signal of 50% is obtained from two sensor pads, respectively.
  • a touch occurs in an area where the bar strips of the A sensor pad A and the B sensor pad B engage with each other, and at the same time, the B sensor pad B and the C sensor A touch occurred in the area where the bar strips of the pad C are engaged.
  • 50%, 100%, and 50% of touch generation signals are obtained from the A sensor pad A, the B sensor pad B, and the C sensor pad C, respectively.
  • the touch is generated by the touch generating means having a very large cross-sectional area around the B sensor pad B, and the multi-touch is not properly sensed.
  • a touch occurs in an area where the bar strips of the A sensor pad A and the B sensor pad B engage with each other, and at the same time, the C sensor pad C is alone.
  • 50%, 50%, and 100% touch generation signals are obtained from the A sensor pad A, the B sensor pad B, and the C sensor pad C, respectively.
  • the conductive material e.g., a liquid having conductivity such as water
  • the multi-touch Can not be detected correctly.
  • the touch is not made as a single touch generating means but the multi-touch is made through correction of touch coordinates when the touch generation signal is processed. It is difficult to accurately determine which part of the touch point is a touch generation point.
  • a touch generation signal of 50% is obtained from the A sensor pad A, the B sensor pad B, the C sensor pad C, and the D sensor pad D. If a touch is made with one object, since 200% of the touch generation signals must be obtained from the B sensor pad B and the C sensor pad C, it can be determined that the multi touch has occurred through software compensation. Can be.
  • a touch generation signal of 50% is obtained from the A sensor pad A and the B sensor pad B, and a touch generation signal is acquired from the C sensor pad C. Since the touch generation signal of 100% is obtained from the D sensor pad D, it is possible to detect that the multi-touch occurs around the C sensor pad C even without software compensation.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to accurately determine the touch generation point even for a multi-touch having a close distance to each other.
  • another object of the present invention is to remove the difference in light transmission characteristics for each region by making the pattern between the region where the sensor pad is formed and the region where the signal wiring is formed similar.
  • another object of the present invention is to prevent the color temperature difference and color difference of each unit area from occurring when the touch detection apparatus is stacked on the display device.
  • a portion of at least two sensor pads and a single area node composed of a part of a single sensor pad among the sensor pads arranged in a plurality of rows and columns on a single layer are alternated.
  • a plurality of sensor nodes including a configured shared area node;
  • a touch detector for detecting a first touch generation signal according to a change in touch capacitance formed between each sensor pad and the touch generation means, and a second touch generation signal according to a mutual capacitance change between neighboring sensor pads in a first direction ;
  • a touch information processor configured to process touch information generated at the single area node or touch information generated at the shared area node based on the first and second touch generation signals.
  • At least one side of each of the sensor pads includes a plurality of bar strips extending in the first direction, and the sensor pads adjacent in the first direction are disposed so that the plurality of bar strips engage with each other so that the shared area node is disposed. Can be configured.
  • a dummy pad having a longitudinal direction parallel to the first direction may be formed at an edge of the plurality of bar strips in a second direction perpendicular to the first direction.
  • a plurality of grooves may be formed in the first direction edge of the sensor pad in an inward direction of the sensor pad, and the grooves may have a longitudinal direction parallel to the first direction.
  • the grooves may be formed to periodically increase or decrease in depth based on a second direction perpendicular to the first direction.
  • At least one slit may be formed in an area of the sensor pad, the length direction of which is parallel to the column direction in which the sensor pad is disposed.
  • At least some of the line segments parallel to the first direction constituting the sensor pad may be formed in a saw blade pattern.
  • Each of the sensor pads may be connected to a driving unit including the touch detector and the touch information processor through signal wiring, and the number of the sensor pads may be smaller than that of the sensor nodes.
  • the touch detector may detect a touch generation signal in a self capacitance method in the single area node, and detect the touch generation signal in a mutual capacitance method in the shared area node.
  • the touch generation signal detection operation in the self capacitance method and the touch generation signal detection operation in the mutual capacitance method may be alternately performed.
  • the touch information processing unit may be configured to include a plurality of touch signals in the same sensor pad when the first touch generation signal and the second touch generation signal detected by the single area node and the shared area node in the same sensor pad are equal to or greater than a predetermined value. It can be treated that a touch has occurred.
  • the touch information processor may be configured to set the first touch generation signal detected by the specific sensor pad to be less than a predetermined value.
  • the touch may be processed as a multi-touch in which a touch is generated at each shared area node formed by a specific sensor pad.
  • the touch detector may detect the second touch generation signal based on an output voltage level change value of another sensor pad as the potential of a specific sensor pad is instantaneously changed among the sensor pads forming the shared region node. .
  • the change of the touch capacitance Detecting a first touch generation signal; Detecting a second touch generation signal according to a change in mutual capacitance between sensor pads neighboring in a first direction; And processing touch information generated at a single area node configured as a part of a single sensor pad and a shared area node configured as a part of at least two sensor pads alternately based on the first and second touch generation signals.
  • a touch detection method is provided.
  • the single region node and the shared region node are alternately arranged in the first direction, and the detecting of the first touch generation signal and the detecting of the second touch generation signal are arranged in the first direction. It can be performed repeatedly alternately for single area nodes and shared area nodes.
  • the first touch generation signal may be detected by a self capacitance method, and the second touch generation signal may be detected by a mutual capacitance method.
  • the detecting of the first touch generation signal and the detecting of the second touch generation signal may be alternately performed.
  • a touch panel composed of sensor pads engaged with each other in a predetermined direction
  • a plurality of capacitive touch detection methods an area in which the sensor pads are disposed alone and the sensor pads are engaged with each other. It is possible to determine exactly where the touch occurs in the area where the touch is placed.
  • the touch pads may determine whether a touch occurs in an area in which the sensor pads are engaged with each other through a mutual capacitive touch detection method, the touch generation point even for a multi-touch having a close distance to each other. Can be accurately determined.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a touch panel configuration of a conventional touch detection apparatus.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a touch detection operation with respect to the touch panel of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a view for explaining a configuration of a touch detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 4 and 5 are views for explaining a touch detection method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a configuration of a touch detector according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a sensor pad configuration of a touch detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a sensor pad configuration of a touch detection apparatus according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view for explaining a configuration of a touch detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the touch detection apparatus includes a touch panel 100 and a driver 200.
  • the touch panel 100 includes a plurality of sensor pads 110 arranged in a plurality of rows and columns in a single layer. Each of the plurality of sensor pads 110 is connected to the driving unit 200 through one signal wiring 120.
  • the driver 200 may include a touch detector 210, a touch information processor 220, a memory 230, a controller 240, and the like, and may be implemented as one or more integrated circuit (IC) chips.
  • the touch detector 210, the touch information processor 220, the memory 230, and the controller 240 may be separated from each other, or two or more components may be integrated and implemented.
  • the touch detector 210 may include a plurality of switches, a plurality of capacitors, and a plurality of impedance elements connected to the signal line 120, and may further include a multiplexer for selecting the sensor pad 110 for touch detection. have. According to an exemplary embodiment, the touch detector 210 may select a specific sensor pad 110 through a multiplexer, and detect whether a touch is made through a signal output from the corresponding sensor pad 110.
  • the sensor pad 110 forms a touch capacitance in relation to the touch generating means. Since the signal output from the sensor pad 110 is different according to the touch capacitance, the sensor pad 110 is detected by detecting the output signal. ) Can be detected.
  • the touch detector 210 receives a signal from the controller 240 to drive circuits for touch detection and outputs a voltage corresponding to the touch detection result.
  • the touch detector 210 may include an amplifier and an analog-to-digital converter, and may convert the output signal difference of the sensor pad 110 into a memory 230 by converting, amplifying, or digitizing the difference.
  • the touch detector 210 performs touch detection by using the touch detection method for each of the sensor pads 110.
  • the first method is a self capacitance method in which a specific sensor pad 110 is selected to detect a touch generation signal according to a change in touch capacitance formed between the touch generation means and the corresponding sensor pad 110 itself.
  • the second method is a mutual capacitance method for detecting a touch generation signal according to a change in mutual capacitance between the specific sensor pad 110 and the neighboring sensor pad 110 according to whether the touch generating means is touched.
  • the touch detector 210 performs a touch detection on the sensor pads 110 by mixing the first and second methods.
  • the touch detection method in which the touch detection unit 210 mixes the first method and the second method is called a “hybrid scan method”. This will be described later in detail.
  • the touch information processor 220 processes the digital voltage stored in the memory 230 to generate necessary information such as whether or not it is touched, a touch area, and touch coordinates.
  • the controller 240 may control the touch detector 210 and the touch information processor 220, may include a micro control unit (MCU), and perform predetermined signal processing through firmware.
  • MCU micro control unit
  • the memory 230 stores digital voltages and predetermined data used for touch detection, area calculation, and touch coordinate calculation or data received in real time based on the difference in the voltage change detected by the touch detector 210.
  • the sensor pad 110 of the touch panel 100 is divided into three parts: an upper sub pad 110_1, a middle sub pad 110_2, a lower sub pad 110_3.
  • the central sub pad 110_2 is formed in a quadrangular shape, and the upper sub pad 110_1 and the lower sub pad 110_3 are electrically connected to each other in an up and down direction in a column direction when the central sub pad 110_2 is formed in a quadrangular shape. Are connected and placed.
  • the upper sub pad 110_1 and the lower sub pad 110_3 are formed in a shape including a plurality of bars whose length direction is parallel to the column direction. That is, at least one side of the sensor pad 110 may be formed of a plurality of bar strips extending in the column direction.
  • the upper sub pad 110_1 and the lower sub pad 110_3 are illustrated as including three bars, respectively, but may be formed in two or four or more bar shapes.
  • the upper sub pad 110_1 and the lower sub pad 110_3 are formed in a bar shape
  • the upper sub pad 110_1 and the lower sub pad 110_3 may overlap with other sensor pads 110 neighboring in the column direction in an electrically insulated state.
  • the sensor pads 110 adjacent to each other in the column direction may be arranged such that the bar strips are insulated from each other.
  • the bar strips of the upper sub pad 110_1 are coplanar with each other to form the bar strips forming the lower sub pads of the other sensor pads adjacent to the upper part in the column direction with the corresponding sensor pad 110.
  • the bar-shaped strips of the lower subpad 110_3 are mutually insulated from the bar-shaped strips forming the upper subpad of the other sensor pad adjacent to the bottom in the column direction with the corresponding sensor pad 110. Can interlock in the same plane.
  • the engagement of the first subpad with the second subpad should be understood to mean that the bar strips constituting the second subpad are disposed at a distance between the bar strips constituting the first subpad.
  • FIG. 4 is a diagram for describing a method of detecting a touch when a touch occurs by a touch generating means at a plurality of points in the touch detection device of FIG. 3.
  • m (m is a natural number) sensor nodes N1 and N2 may be formed in one column.
  • the sensor nodes N1 and N2 may be referred to as a unit of detection of touch or not, and the sensor nodes N1 and N2 may be a single area node N1 in which one sensor pad 110 is disposed alone, and At least two sensor pads 110 are divided into shared area nodes N2 arranged together.
  • a part of a sensor pad 110a is disposed alone in a single area node N1, and a part of a sensor pad 110a and b sensor pad (a) are shared in a shared area node N2 adjacent thereto in a column direction.
  • a portion of 110b) is arranged together.
  • a plurality of bar-shaped strips extending in one direction are arranged to engage with each other.
  • the single area node N1 may be defined as a node where no strip is disposed.
  • the single region node N1 and the shared region node N2 are alternately formed in the column direction in one column.
  • one sensor pad 110 is disposed at one single area node N1 and two shared area nodes N2 adjacent to the single area node N1 in a column direction.
  • the number of sensor pads 110 arranged in one column may be smaller than the number of sensor nodes N1 and N2 present in one column.
  • the number of sensor pads 110 arranged in one row is five, but the total number of sensor nodes N1 and N2 formed by the five sensor pads 110 is nine.
  • the total number of sensor nodes N1 and N2 formed by the n sensor pads 110 is 2 (n-1) +1.
  • fewer rows of sensor pads 110 may be configured to have the same length of columns, and fewer rows of sensor pads 110 may further increase the number of rows. That is, the same number of sensor pads 110 as in the conventional method, but implement the touch panel of the same area, it is possible to further increase the number of columns. In other words, the touch panel having the same area can be implemented with the same number of channels as the conventional method, but the number of columns can be further increased.
  • the resolution in determining whether row direction is touched can be increased.
  • the resolution of the column direction touch determination can be maintained as it is.
  • multi-touch touches occurring simultaneously in a plurality of points at the same time.
  • a second node N2 which is a shared area node in which a part of the sensor pad B is disposed together, and a fourth node N4 which is a shared area node in which a part of the B sensor pad B and the C sensor pad C are arranged together. Is assumed to occur).
  • a region where a circle is formed with a broken line is a point at which a touch is made.
  • the touch generation signal may correspond to, for example, a difference value between an output signal obtained from a corresponding sensor pad when a metric value and a touch occurs.
  • a touch detection operation on the first node N1 should be performed. Since the first node N1 is a single area node in which the A sensor pad A is disposed alone, the first node N1 selects the A sensor pad A and performs a touch detection operation in a self-capacitive manner. Since a touch is generated in the second node N2 which is a shared area node, a touch generation signal corresponding to 50% is obtained from the A sensor pad A.
  • the touch detection operation with respect to the second node N2 is performed as follows. Since the second node N2 is a shared area node in which the A sensor pad A and the B sensor pad B are disposed together, the touch detection operation on the second node N2 may be performed in a mutual capacitance method.
  • the bar strips of the A sensor pads A and the bar strips of the B sensor pads B are electrically spaced apart from each other and are arranged to cross each other. Mutual capacitance may be formed between the B sensor pads B.
  • the A sensor pad A and the B sensor pad B are arranged together. It may be determined whether a touch on the second node N2 occurs.
  • the A sensor pad A is the transmission electrode Tx in the mutual capacitance touch detection method, and an electrical signal is applied thereto, and the B sensor pad B is the reception electrode Rx. A response signal according to the signal application can be obtained.
  • the B sensor pad B may function as the transmitting electrode Tx and the A sensor pad A as the receiving electrode Rx.
  • the touch detection for this node is the same as that of the first node N1.
  • touch detection of the fourth node N4 may be performed in the same manner as in the second node N2. Specifically, by making one of the B sensor pad B and the C sensor pad C disposed together in the fourth node N4 function as the transmitting electrode Tx and the other as the receiving electrode Rx, The touch detection operation may be performed in a capacitive manner. Regardless of which sensor pad is used as the receiving electrode Rx, a different signal will be output depending on whether a touch is generated, and it can be confirmed that the touch is generated at the fourth node N4. That is, the touch generation signal corresponding to 100% may be detected at the fourth node N4.
  • the touch detection of the first to fourth nodes N1 to N4 is performed by 50% from the A sensor node A and the B sensor node B through the self-capacitive touch detection method. And a touch generation signal corresponding to 100% and a second node N2 and B sensor pad B in which the A sensor pad A and the B sensor pad B are disposed together through a mutual capacitance touch detection method. ) And C sensor pad (C) was confirmed that the touch by the touch generating means is made to the fourth node (N4) arranged together.
  • the center of the touch generating means will be located at the third node N3, and thus, the touch sensor B will detect the touch on the third node N3. 200% of the touch generation signal should be obtained. However, a touch corresponding to 50% at the second node N2 and 50% at the fourth node N4 where a part of the B sensor pad B is disposed, and thus a total of 100% of the B sensor pad B occurs. Since the signal is detected, it can be seen that the touch generation signal at the second node N2 and the fourth node N4 is not output by one touch generating means.
  • a touch generation signal of a predetermined value for example, 100%
  • a touch generation signal corresponding to a predetermined value of less than 200% or 100% or less is detected at a single area node N3 where is independently disposed, a touch is generated at each of the two shared area nodes N2 and N4. It can be judged.
  • the touch point can be accurately determined even in the multi-touch having a short distance between the touch generating means.
  • the touch generation signal detected at the single area node of the specific sensor pad is equal to or greater than the predetermined value
  • the touch generation signal detected at the shared area node formed by the sensor pad is also equal to or greater than the predetermined value
  • a single sensor If a touch generation signal of a predetermined value or more is detected in the shared area node and a touch generation signal of less than a predetermined value is detected in a single area node of the corresponding sensor pad, the touch is recognized as occurring in the shared area node of the corresponding sensor pad. Thereby, the accuracy or resolution in detecting the touch generation point can be improved.
  • the selection of each of the sensor pads A, B, and C, a signal supply for touch detection, and an output signal acquisition are performed by the touch detector 210 (see FIG. 3), and a touch occurs according to an output signal acquisition. Whether it is determined and whether a touch occurs may be determined by the touch information processor 220.
  • the touch detector 210 detects the touch generation signal in the single area node and the touch generation signal in the shared area node, and the touch information processor 220 performs the function in the single area node and the shared area node. The touch information is processed to determine where the touch occurs.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining another example of performing touch detection according to an embodiment of the present invention.
  • an area where a circle is formed with a broken line is an area where an actual touch occurs.
  • the touch detection operation is performed on the first node N1, the third node N3, and the fifth node N5 in a self-capacitive manner, as described with reference to FIG. 4, and the second node.
  • the touch detection operation is performed on the N2 and the fourth node N4 in a mutual capacitance manner.
  • the boundary between the touch generation points is made clear through the fourth node N4.
  • a touch is generated at the second node N2 having the A sensor pad A and the B sensor pad B disposed together, and at the fifth node N5 having the C sensor pad C disposed alone. It becomes clear.
  • the minimum distance between the touch generation points that can accurately detect the multi-touch can be shortened compared to the prior art.
  • FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a principle of a self capacitance method and a mutual capacitance method in the touch detection method described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the touch is performed at the first node N1 having the A sensor pad A alone, the second node N2 having the A sensor pad A, and the B sensor pad B disposed together.
  • the detection method will be described.
  • a touch capacitance Ct is formed between the touch generating tool and the A sensor pad A.
  • FIG. The sensor pad A is selectively connected to the ground potential by the first switch SW1 and selectively connected to the first input terminal IN1 of the operational amplifier OP-amp through the second switch SW2. do.
  • the driving capacitance Cdrv is formed between the first input terminal IN1 and the output terminal OUT of the operational amplifier OP-map, and the first switch SW1 is connected to both ends of the driving capacitance Cdrv.
  • the reference voltage Vref is input to the second input terminal of the operational amplifier OP-amp.
  • unknown parasitic capacitance Cp is formed on the A sensor pad A.
  • FIG. The first and second switches SW1 and SW2, the driving capacitance Cdrv, the operational amplifier OP-amp, the analog-to-digital converter ADC may be included in the touch detector 210 (see FIG. 1).
  • a touch detection operation on the first node N1 which is a single area node in which a part of the A sensor pad A is disposed alone, is performed in a self-capacitive manner.
  • the A sensor pad A is selected by the multiplexer (not shown) included in the touch detector 210 and the first switch SW1 is turned on, the A sensor pad A is connected to the ground potential. Both ends of the driving capacitance Vdrv are also reset to the coin position. Therefore, the parasitic capacitance Cp, the touch capacitance Ct, and the driving capacitance Cdrv are all initialized.
  • the potential difference across the driving capacitance Cdrv is 0 V, and the node connected to the first input terminal IN1 of the operational amplifier OP-amp is connected to one end of the driving capacitance Cdrv. Since the potential of is maintained at the reference voltage Vref, the amount of change ⁇ Vo of the output terminal OUT of the op-amp before and after the touch op amp is changed across the driving capacitance Cdrv after the second switch SW2 is turned on. Is equal to the voltage (Vdrv).
  • the voltage Vdrv across the driving capacitance Cdrv. ) Is proportional to the touch capacitance Ct.
  • the touch capacitance Ct formed on the A sensor pad A may be measured by the self capacitance method through the change of the output voltage OUT of the operational amplifier OP-amp.
  • the A sensor pad A may function as the receiving electrode Rx
  • the B sensor pad B may function as the transmitting electrode Rx, or vice versa.
  • a case where the A sensor pad A and the B sensor pad B function as the receiving electrode Rx and the transmitting electrode Tx will be described as an example.
  • the mutual capacitance Cm depends on the flux between the A sensor pad A and the B sensor pad B, and the second node (A) and the B sensor pad B are disposed together.
  • the flux is partially absorbed by the touch generating means to form mutual capacitance Cm of a specific value.
  • the multiplexer of the touch detection unit 210 changes the potential of the B sensor pad B in a state where the A sensor pad A is selected, the mutual contact between the A sensor pad A and the B sensor pad B is performed. The capacitance Cm is changed.
  • the driving capacitance (The amount of charge charged in Cdrv) is equal to the sum of the charges charged in the A touch capacitance Ct, the parasitic capacitance Cp, and the mutual capacitance Cm.
  • the output voltage Vo of the A sensor pad A that is, the operational amplifier OP-amp.
  • the instantaneous potential fluctuation operation with respect to the B sensor pad B can be performed in various ways.
  • the B sensor pad B may be connected to the reference voltage Vg by the switch SW.
  • another potential for example, ground potential
  • the touch detection operation on the single area node N1 and the touch detection operation on the shared area node N2 are not necessarily performed sequentially.
  • the touch detection operation on the shared area node N2 is sufficient to be selectively performed.
  • the self-capacitance touch detection operation on the entire sensor pad is performed by N frames (N is a natural number), and then the shared area is performed.
  • the mutual capacitive touch detection operation for the node N2 may be performed.
  • the mutual capacitive touch on the shared area node N2 while performing a self-capacitive touch detection operation on the single area node N1, the mutual capacitive touch on the shared area node N2 only when a touch generation signal is detected by an arbitrary sensor pad.
  • the detection operation may be performed.
  • the term “frame” may refer to a unit of performing a touch detection operation on all of the sensor pads.
  • FIG. 7 is a view for explaining the detailed structure of the sensor pad in the touch detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • one sensor pad 110 may include an upper sub pad 110_1, a middle sub pad 110_2, and a lower sub pad 110_3.
  • the central subpad 110_2 is formed in a quadrangular shape.
  • a plurality of grooves h are formed in an inward direction in an area not connected to the upper subpad 110_1 or the lower subpad 110_3 in one direction (preferably, in the column direction) of the central subpad 110_2. Is formed.
  • the plurality of grooves h may be formed in parallel to each other in a longitudinal direction in a form parallel to a column direction in which the sensor pad 110 is disposed.
  • the depths of the plurality of grooves h may be formed differently. According to an embodiment, as illustrated in FIG. 7, when the plurality of grooves h are formed in parallel in the row direction of the middle sub pad 110_2 of the sensor pad 110, the groove h ) May increase or decrease periodically based on the row direction.
  • the upper sub pad 110_1 and the lower sub pad 110_3 are formed of a plurality of bar strips whose length direction is parallel to the column direction in which the sensor pads 110 are disposed, and the bar strips all have a rectangular shape. It is electrically connected to the upper edge and the lower edge of the formed central subpad (110_2).
  • the upper sub pad 110_1 and the lower sub pad 110_3 are described as being electrically connected to the middle sub pad 110_2, but the central sub pad 110_2, the upper sub pad 110_1, and the lower sub
  • the pad 110_3 is preferably manufactured integrally.
  • the upper edge (ie, one end) of the bar-shaped strips forming the upper subpad 110_1 and the lower edge (ie, one end) of the bar-shaped strips forming the lower subpad 110_3 are also applied to the middle subpad 110_2.
  • the same groove h as formed is formed.
  • the plurality of grooves h formed in the upper sub pad 110_1 and the lower sub pad 110_3 may also have a length direction parallel to a column direction in which the sensor pad 110 is disposed.
  • the depth of the grooves h may also be formed to repeat a periodic increase or decrease along the row direction in which the sensor pad 110 is disposed.
  • a plurality of grooves h may be formed in at least a part of the edge of the sensor pad 110 in a length direction parallel to a column direction in which the sensor pad 110 is disposed.
  • the longitudinal direction is parallel to the column direction in which the sensor pad 110 is disposed.
  • One plurality of slits 1 is formed.
  • the width of the slit l may be formed to be equal to the width of the groove h, and both ends thereof may be formed to be adjacent to the distal ends of the different grooves h. If the end portion of the slit l and the distal end of the groove h are defined as the bridge b, the sensor pad 110 is separated by the slit l and the groove h, but is separated from each other by the bridge b. It may also be described as consisting of a plurality of strip pads that are electrically connected through the.
  • Each of the sensor pads 110 is connected to the driving unit 200 (see FIG. 3) through one signal wiring 120 as described above. If the sensor pad 110 has a groove h and a slit l, If not formed, a difference occurs in the pattern plane between the area where the signal wires 120 are arranged side by side and the area where the sensor pad 110 is arranged. Specifically, an area in which the plurality of signal wires 120 are arranged side by side has a shape in which a plurality of strips are arranged side by side at a predetermined interval, but an area in which the sensor pad 110 is disposed has a shape in which one conductive plate is widely disposed. Will have In addition, the touch panel 100 (refer to FIG.
  • the display device is typically disposed on the display device, and is emitted from the display device due to a difference in light transmittance between the area where the signal wiring 120 is disposed and the area where the sensor pad 110 is disposed.
  • the light also shows different light transmission characteristics in both regions.
  • the groove h and the slit l are formed in the sensor pad 110, and the widths of the groove h and the slit l are formed to be equal to the distance between the signal wires 120.
  • the widths of the groove h and the slit l are formed to be equal to the distance between the signal wires 120.
  • the touch panel 100 is stacked on the display device, the light transmittance difference between the region where the sensor pad 110 is disposed and the region where the signal wiring 120 is disposed may be eliminated.
  • a part of the sensor pad 110 may be damaged by the static electricity generated during the manufacturing process or operation, and even if a part is damaged, the same as the plurality of strips connected to each other through the bridge (b) is formed. As a result, the entire single sensor pad 110 can be operated normally.
  • a dummy pad 110_D may be further formed at a side edge of the bar strip which forms the upper sub pad 110_1 and the lower sub pad 110_3 of the sensor pad 110.
  • the dummy pad 110_D is formed to be spaced apart from the bar strip of the sensor pad 110 by a predetermined distance, and the distance of the dummy pad 110_D is equal to the width of the groove h and the slit 1.
  • the length direction of the dummy pad 110_D is disposed in parallel with the column direction of the sensor pad 110.
  • the bar strips overlap with the bar strips of the other sensor pads, and the dummy pad 110_D is the bar of the other sensor pads.
  • the dummy pad 110_D may be disposed at an edge adjacent to the bar strips of the other sensor pads among the side edges of the bar strips forming the upper sub pad 110_1 and the lower sub pad 110_3 of the sensor pad 110.
  • FIG. 8 is a view showing the shape of a sensor pad according to another embodiment of the present invention.
  • all line segments parallel to the column direction may be formed in a saw pattern. That is, the side edges of the bar strips forming the upper sub pads 110_1 and the lower sub pads 110_3 of the sensor pad 110 and the side edges of the middle sub pads 110_2 may be formed in a saw blade pattern, and the entire sensor In the pad 110, a line segment parallel to the longitudinal direction of the line segment forming the inner wall surface of the groove h and the line segment forming the slit 1 may be formed in a saw blade pattern.
  • the sensor pad 110 may be described as having a plurality of strip pads separated from each other by the groove h and the slit l. They can all be formed in a saw blade pattern.
  • the dummy pad 110_D may also have a longitudinal line segment having a saw blade pattern, and the signal line 120 may also be formed with a saw blade pattern.
  • the touch panel may be stacked on or embedded in the display device, and the display device may include a backlight, a polarizer, a substrate, a liquid crystal layer, a pixel layer, and the like, wherein the pixel layer is a surface of the liquid crystal layer (upper surface) for displaying an image. Or a lower surface), and the color filter is formed on a pixel unit of red, green, and blue (hereinafter, referred to as R, G, and B) to implement colors in the liquid crystal display.
  • R, G, and B pixel unit of red, green, and blue
  • the pixel layer includes a plurality of pixels including subpixels of R, G, and B.
  • each sensor pad 110 and the signal wiring line 120 disposed on the upper touch panel are formed in a straight line shape, each sensor pad An area in which the 110 and the signal lines 120 overlap with the R, G, and B subpixels is different according to each area.
  • each pixel has a difference in color temperature generated by each pixel according to light transmittances of the sensor pad 110 and the signal wiring 120 superimposed on each pixel, and color difference is generated.
  • the row, column, and line segments of the R, G, and B subpixels and the line segment and signal wiring 120 of the sensor pad 110 form a predetermined angle, and the angles are periodically repeated and changed accordingly.
  • the touch panel 100 When the touch panel 100 is divided into a plurality of unit areas, there is no significant difference in the area where the R, G, and B subpixels and the sensor pad 110 or the signal wiring 120 overlap each other. Therefore, the color temperature difference and the color difference according to the region can be minimized throughout the touch panel 100.
  • the sensor pads when the sensor pads are engaged with each other, it is possible to accurately determine whether or not the touched areas are touched, and thus the accuracy of touch detection may be improved.
  • the touch points can be accurately detected even when the multi-touch is close to each other.

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 단일 레이어에 복수개의 행과 열을 이루어 배치된 센서패드 중 단일 센서패드의 일부로 구성된 단독 영역 노드 및 적어도 두 개의 센서패드의 일부가 교번되어 구성된 공유 영역 노드를 포함하는 복수개의 센서노드들; 각각의 센서패드와 터치 발생 수단 간에 형성되는 터치 정전용량의 변화에 따른 제1 터치 발생 신호, 및 제1 방향으로 이웃하는 센서패드 간의 상호 정전용량 변화에 따른 제2 터치 발생 신호를 검출하는 터치 검출부; 및 상기 제1 및 제2 터치 발생 신호들에 기초하여 상기 단독 영역 노드에서 발생된 터치 정보 또는 상기 공유 영역 노드에서 발생된 터치 정보를 처리하는 터치 정보 처리부를 포함하는, 터치 검출 장치가 제공된다.

Description

하이브리드 스캔 방식 터치 검출 방법 및 장치
본 발명은 터치 검출 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 정확한 멀티 터치에 대한 감지가 가능한 터치 검출 방법 및 장치에 관한 것이다.
터치 스크린 패널은 영상 표시 장치의 화면에 표시된 문자나 도형을 사람의 손가락이나 다른 접촉수단으로 접촉하여 사용자의 명령을 입력하는 장치로서, 영상 표시 장치 위에 부착되어 사용된다. 터치 스크린 패널은 사람의 손가락 등으로 접촉된 접촉 위치를 전기적 신호로 변환한다. 상기 전기적 신호는 입력 신호로서 이용된다.
통상적으로 터치 검출 장치는 터치 발생 수단과 센서패드 간의 관계에서 형성되는 터치 정전용량을 검출함으로써 터치 발생 여부 및 터치 발생 지점을 판단하게 된다. 구체적으로, 센서패드에 터치 발생 수단이 접근하게 되면, 그렇지 않은 경우와 비교하였을 때 센서패드에 형성되는 정전용량에 차이가 생기게 되는데, 그 정전용량의 크기에 따라 터치 발생 지점과 터치 발생 면적을 판단할 수 있게 된다.
그러나, 센서패드의 면적에 비해 터치 발생 수단의 단면적이 훨씬 작다면 하나의 센서패드 내에 서로 다른 지점에 터치가 발생하더라도 동일한 지점, 즉, 해당 센서패드의 중심점에 터치가 발생한 것으로 판단되는 문제점이 존재하였다.
따라서, 단면적이 좁은 터치 발생 수단에 의한 터치에 대해서도 그 터치 발생 지점을 정확하게 판단할 수 있도록 도 1과 같은 형태의 센서패드가 개발되었다.
본 명세서에서의 '행'과 '열'은 상대적인 의미로 이해되어야 한다. 구체적으로, 이하의 설명에서 '행'과 '열'은 상호 교환되어서도 사용될 수 있으며, 모든 경우가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
도 1을 참조하면, 터치패널(10)에는 복수개의 행과 열을 이루는 센서패드(11)들이 배치된다.
각각의 센서패드(11)의 상하 방향 가장자리에는 길이 방향이 열 방향과 평행한 복수개의 바(bar)형 스트립(b)이 형성된다. 동일한 열에서 최상측에 배치되는 센서패드(11)에는 하부 가장자리에만 바 형 스트립(b)이 형성되며, 최하측에 배치되는 센서패드(11)에는 상부 가장자리에만 바 형 스트립(b)이 형성된다.
도 1에서는 열 방향으로만 바 형 스트립(b)이 형성되고, 센서패드(11)들이 열 방향으로 서로 맞물리는 것으로 예시되었으나, 센서패드(11)의 행 방향으로 바 형 스트립(b)이 형성되어, 행 방향으로 이웃하는 센서패드(11)들이 상호 맞물릴 수도 있다. 또한, 바 형 스트립(b)이 열 방향 및 행 방향 모두에 대해 형성될 수도 있다. 이 경우에는 열 방향뿐만 아니라 행 방향으로 이웃하는 센서패드(11)들이 상호 맞물릴 수 있다.
이하에 설명되는 모든 실시예에서는 설명의 편의를 위해, 센서패드(11)의 열 방향으로 바 형 스트립(b)이 형성되고, 열 방향으로 이웃한 센서패드(11)들이 상호 맞물리는 것으로 예시하여 설명한다.
동일한 열에 배치되며, 서로 이웃하는 센서패드(11)들의 바 형 스트립(b)은 서로 전기적으로는 접촉되지 않되, 맞물리도록 배치된다.
열 방향으로 서로 이웃하는 제1 센서패드(11a)와 제2 센서패드(11b)의 'A', 'B' 지점에 터치가 발생한 경우를 가정하면 아래와 같다.
먼저, 'A' 지점에 터치가 발생한 경우에는 제1 센서패드(11a)에서 출력되는 터치 발생 신호(터치 미발생 시와 터치 발생 시 간의 출력 신호 차이값)가 모든 센서패드(11)를 통틀어 월등히 클 것이며, 이에 따라, 터치 지점은 제1 센서패드(11a)로 판단되게 된다.
'B' 지점에 터치가 발생한 경우에는 제1 센서패드(11a)와 제2 센서패드(11b)에서 터치 발생 신호가 출력되지만, 상대적으로 제1 센서패드(11a)에서 조금 더 큰 터치 발생 신호가 출력되므로, 제1 센서패드(11a)와 제2 센서패드(11b) 사이 영역 중 제1 센서패드(11a)와 조금 더 가까운 지점이 터치 발생 지점으로 인식될 수 있다.
즉, 도 1에서와 같이 센서패드(11)를 배치시킴으로써, 동일하게 제1 센서패드(11a) 상부 영역에 터치가 발생하더라도, 터치 발생 지점이 온전히 제1 센서패드(11a)의 영역인지 아니면 열 방향으로 이웃하는 제2 센서패드(11b)와 공유되는 영역인지 구분해낼 수 있게 된다.
그러나, 동시에 복수개의 지점에서 터치가 발생하는 경우를 가정해보면 다음과 같다.
도 2는 도 1에 도시된 센서패드(11)에서 멀티 터치, 즉, 동시에 복수개의 지점에 대한 터치가 발생하는 경우를 설명하는 도면이다.
도 2에서 파선으로 이루어진 원은 터치 발생 수단에 의해 터치가 이루어진 지점을 나타내고, 특정 센서패드에 대해서만 터치가 발생한 경우 얻어지는 터치 발생 신호가 100%라 하고, 두 개의 센서패드의 바 형 스트립이 맞물리는 영역에 터치가 발생한 경우, 두 개의 센서패드로부터 각각 50%씩의 터치 발생 신호가 얻어지는 것으로 가정한다.
먼저, 도 2의 (a)를 참조하면, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)의 바 형 스트립이 맞물리는 영역에 터치가 발생하였고, 이와 동시에 B 센서패드(B)와 C 센서패드(C)의 바 형 스트립이 맞물리는 영역에 터치가 발생하였다. 도 2의 (a)에 도시되는 경우에는 A 센서패드(A), B 센서패드(B), C 센서패드(C)로부터 각각 50%, 100%, 50%의 터치 발생 신호가 얻어지게 된다. 이에 따르면, B 센서패드(B)를 중심으로 단면적이 매우 넓은 터치 발생 수단에 의해 터치가 발생한 경우와 동일해지며, 멀티 터치에 대한 감지가 제대로 이루어지지 않게 된다.
마찬가지 원리로, 도 2의 (b)와 같이, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)의 바 형 스트립이 맞물리는 영역에 터치가 발생하고, 이와 동시에 C 센서패드(C)가 단독으로 배치되는 영역에 터치가 발생하는 경우를 가정하면, A 센서패드(A), B 센서패드(B), C 센서패드(C)로부터 각각 50%, 50%, 100%의 터치 발생 신호가 얻어진다. 이 때에는, C 센서패드(C)를 중심으로 전도성 물질(예를 들면, 물과 같은 전도성을 띄는 액체)이 A 센서패드(A)까지 길게 배치되어 있는 것과 동일해지며, 이 경우에도 멀티 터치에 대한 감지가 정확히 이루어질 수 없게 된다. 다만, 전도성 물질이 A 센서패드(A)로부터 C 센서패드(C)까지 길게 이어지는 경우에는 B 센서패드(B)로부터 200%(=50%+100%+50%)의 터치 발생 신호가 획득되어야 하기 때문에, 터치 발생 신호에 대한 처리 시 터치 좌표의 보정 등을 통해 이 경우는 하나의 터치 발생 수단으로서 터치가 이루어진 것이 아니라 멀티 터치가 이루어졌음을 판단할 수 있겠지만, 이 역시 C 센서패드(C)의 어느 부분이 터치 발생 지점인지 정확하게 판단하기가 어렵다.
또한, 도 2의 (c)의 경우에는, A 센서패드(A), B 센서패드(B), C 센서패드(C), D 센서패드(D)로부터 모두 50%의 터치 발생 신호가 획득되지만, 하나의 물체로 터치가 이루어졌다면, B 센서패드(B)와 C 센서패드(C)로부터는 각각 200%의 터치 발생 신호가 획득되어야 하므로, 소프트웨어적인 보상을 통해 멀티 터치가 발생하였음을 판단할 수 있다.
한편, 도 2의 (d)의 경우에는, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)로부터는 50%의 터치 발생 신호가 획득되고, C 센서패드(C)로부터는 터치 발생 신호가 획득되지 않으며, D 센서패드(D)로부터는 100%의 터치 발생 신호가 획득되기 때문에, 소프트웨어적 보상이 없더라도 C 센서패드(C)를 경계로 멀티 터치가 발생하였음을 감지할 수 있다.
상기의 예에서 살펴본 바와 같이, 도 1에 도시되는 터치패널(10)에 있어서는, 복수개의 터치 발생 지점 간 거리가 최소한 도 2의 (b)에 도시되는 경우 이상이 되어야 멀티 터치로 인식되게 된다.
따라서, 멀티 터치가 발생하였을 때, 그 터치 발생 지점 간의 거리가 근접하더라도 멀티 터치로 인식하고, 각각의 터치 발생 지점을 정확하게 파악할 수 있는 기술이 필요하다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상호 거리가 가까운 멀티 터치에 대해서도 그 터치 발생 지점을 정확하게 판별할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.
한편, 본 발명의 또 다른 목적은, 센서패드가 형성된 영역과 신호배선이 형성된 영역 간의 패턴을 유사하게 하여 영역별 광투과 특성 차이를 제거하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 터치 검출 장치가 디스플레이 장치 상에 적층될 때 단위 영역별 색온도 차이 및 색감차가 발생하지 않도록 하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단일 레이어에 복수개의 행과 열을 이루어 배치된 센서패드 중 단일 센서패드의 일부로 구성된 단독 영역 노드 및 적어도 두 개의 센서패드의 일부가 교번되어 구성된 공유 영역 노드를 포함하는 복수개의 센서노드들; 각각의 센서패드와 터치 발생 수단 간에 형성되는 터치 정전용량의 변화에 따른 제1 터치 발생 신호, 및 제1 방향으로 이웃하는 센서패드 간의 상호 정전용량 변화에 따른 제2 터치 발생 신호를 검출하는 터치 검출부; 및 상기 제1 및 제2 터치 발생 신호들에 기초하여 상기 단독 영역 노드에서 발생된 터치 정보 또는 상기 공유 영역 노드에서 발생된 터치 정보를 처리하는 터치 정보 처리부를 포함하는, 터치 검출 장치가 제공된다.
상기 센서패드 각각의 적어도 일측은, 상기 제1 방향으로 연장되는 복수개의 바 형 스트립으로 이루어지고, 상기 제1 방향으로 인접한 센서패드들은 상기 복수개의 바 형 스트립이 서로 맞물리도록 배치되어 상기 공유 영역 노드를 구성할 수 있다.
상기 복수개의 바 형 스트립의 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향의 가장자리에는, 길이 방향이 상기 제1 방향과 평행한 더미패드가 형성될 수 있다.
상기 센서패드의 제1 방향 가장자리에는 상기 센서패드의 내측 방향으로 복수개의 홈들이 형성되며, 상기 홈들은 길이 방향이 제1 방향과 평행하게 형성될 수 있다.
상기 홈들은 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 기준으로 깊이가 주기적으로 증가 또는 감소하도록 형성될 수 있다.
상기 센서패드의 영역 내부에는 길이 방향이 상기 센서패드가 배치된 열 방향과 평행한 일 이상의 슬릿이 형성될 수 있다.
상기 센서패드를 이루는 제1 방향과 평행한 선분들 중 적어도 일부는 톱날 패턴으로 형성될 수 있다.
상기 센서패드 각각은 신호배선을 통해 상기 터치 검출부 및 터치 정보 처리부를 포함하는 구동부와 연결되어 있으며, 상기 센서패드의 개수는 상기 센서 노드 보다 적게 형성될 수 있다.
상기 터치 검출부는 상기 단독 영역 노드에서는 셀프 정전용량 방식으로 터치 발생 신호를 검출하며, 상기 공유 영역 노드에서는 상호 정전용량 방식으로 터치 발생 신호를 검출할 수 있다. 셀프 정전용량 방식으로의 터치 발생 신호 검출 동작과 상호 정전용량 방식으로의 터치 발생 신호 검출 동작은 번갈아가며 반복적으로 수행될 수 있다.
상기 터치 정보 처리부는, 동일한 센서패드에서의 상기 단독 영역 노드와 상기 공유 영역 노드에서 검출되는 상기 제1 터치 발생 신호 및 상기 제2 터치 발생 신호가 미리 정해진 값 이상인 경우에는 상기 동일한 센서패드 내에서 멀티 터치가 발생한 것으로 처리할 수 있다.
상기 터치 정보 처리부는, 특정 센서패드가 이루는 공유 영역 노드들 모두에서 상기 제2 터치 발생 신호가 검출된 경우, 상기 특정 센서패드에서 검출되는 상기 제1 터치 발생 신호의 크기가 미리 정해진 값 미만이라면 상기 특정 센서패드가 이루는 공유 영역 노드 각각에서 터치가 발생한 멀티 터치로 처리할 수 있다.
상기 터치 검출부는, 상기 공유 영역 노드를 이루는 센서패드들 중 특정 센서패드의 전위를 순간적으로 변화시킴에 따른 다른 센서패드의 출력전압 레벨 변화값을 기초로 상기 제2 터치 발생 신호를 검출할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단일 레이어에 복수개의 행과 열을 이루어 배치되며 터치 발생 수단과의 관계에서 터치 정전용량을 형성하는 복수개의 센서패드들에 대해, 상기 터치 정전용량의 변화에 따른 제1 터치 발생 신호를 검출하는 단계; 제1 방향으로 이웃하는 센서패드 간의 상호 정전용량 변화에 따른 제2 터치 발생 신호를 검출하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 터치 발생 신호들에 기초하여, 단일 센서패드의 일부로 구성된 단독 영역 노드 및 적어도 두 개의 센서패드의 일부가 교번되어 구성된 공유 영역 노드에서 발생된 터치 정보를 처리하는 단계를 포함하는, 터치 검출 방법이 제공된다.
상기 단독 영역 노드와 상기 공유 영역 노드는 상기 제1 방향으로 교번하여 배치되고, 상기 제1 터치 발생 신호를 검출하는 단계 및 상기 제2 터치 발생 신호를 검출하는 단계는, 상기 제1 방향으로 배치된 단독 영역 노드 및 공유 영역 노드들에 대해 교번하여 반복적으로 수행될 수 있다.
상기 제1 터치 발생 신호는 셀프 정전용량 방식으로 검출되며, 상기 제2 터치 발생 신호는 상호 정전용량 방식으로 검출될 수 있다.
상기 제1 터치 발생 신호 검출 단계와 상기 제2 터치 발생 신호 검출 단계는 번갈아가며 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 소정의 방향으로 서로 맞물려 있는 센서패드들로 구성되는 터치 패널에 있어서, 복수의 정전용량 터치 검출 방식을 혼용함으로써, 센서패드 단독으로 배치된 영역 및 센서패드들이 서로 맞물려 배치되는 영역 중 어디에서 터치가 발생하였는지를 정확히 판단할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상호 정전용량 터치 검출 방식을 통해 센서패드들이 서로 맞물려 배치되는 영역에 대한 터치 발생 여부를 판단해낼 수 있기 때문에, 상호 거리가 가까운 멀티 터치에 대해서도 그 터치 발생 지점을 정확하게 판단해낼 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 센서패드에 홈과 슬릿을 형성하고 홈과 슬릿의 폭 및 간격을 일정하게 형성함으로써, 터치패널의 영역별 광투과 특성 차이를 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 센서패드의 측면 가장자리, 슬릿, 홈, 더미패드 등을 톱날 패턴으로 형성함에 따라 터치패널에서 발생하는 색온도 차이 및 색감차를 최소화할 수 있다.
도 1은 종래의 터치 검출 장치의 터치 패널 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 터치 패널에 대한 터치 검출 동작을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출부의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 센서패드 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 검출 장치의 센서패드 구성을 나타내는 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 실시예에 따른 터치 검출 장치는 터치패널(100)과 구동부(200)를 포함한다.
터치패널(100)은 단일 레이어에 복수개의 행과 열을 이루며 배치되는 복수개의 센서패드(110)를 포함한다. 복수개의 센서패드(110) 각각은 하나씩의 신호배선(120)을 통해 구동부(200)와 연결된다.
구동부(200)는 터치 검출부(210), 터치 정보 처리부(220), 메모리(230), 제어부(240) 등을 포함할 수 있으며, 하나 이상의 집적회로(IC) 칩으로 구현될 수 있다. 터치 검출부(210), 터치 정보 처리부(220), 메모리(230), 제어부(240)는 각각 분리되거나, 둘 이상의 구성 요소들이 통합되어 구현될 수 있다.
터치 검출부(210)는 신호배선(120)과 연결된 복수의 스위치, 복수의 커패시터 및 복수의 임피던스 소자들을 포함할 수 있으며, 터치 검출을 위해 센서패드(110)를 선택하기 위한 멀티플렉서를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 터치 검출부(210)는 멀티플렉서를 통해 특정 센서패드(110)를 선택하고, 해당 센서패드(110)로부터 출력되는 신호를 통해 터치 여부를 검출할 수 있다.
센서패드(110)는 터치 발생 수단과의 관계에서 터치 정전용량을 형성하는데, 이러한 터치 정전용량에 따라 센서패드(110)로부터 출력되는 신호가 상이하므로, 그 출력 신호 검출을 통해 해당 센서패드(110)에 대한 터치 여부를 검출할 수 있게 된다. 이러한 터치 검출부(210)는 제어부(240)로부터 신호를 받아 터치 검출을 위한 회로들을 구동하고, 터치 검출 결과에 대응하는 전압을 출력한다. 또한, 터치 검출부(210)는 증폭기 및 아날로그-디지털 변환기를 포함할 수 있으며, 센서패드(110)의 출력 신호 차이를 변환 및 증폭 또는 디지털화하여 메모리(230)에 기억시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 검출부(210)는 각각의 센서패드(110)들에 대해 그 터치 검출 방식을 혼용하여 터치 검출을 수행한다.
제1 방식은 특정 센서패드(110)를 선택하여, 터치 발생 수단과 터치되는 해당 센서패드(110) 자체 사이에 형성된 터치 정전용량 변화에 따른 터치 발생 신호를 검출하는 셀프(self) 정전용량 방식이며, 제2 방식은 터치 발생 수단의 터치 여부에 따라 특정 센서패드(110)와 이웃 센서패드(110) 간의 상호 정전용량의 변화에 따른 터치 발생 신호를 검출하는 상호(mutual) 정전용량 방식이다.
터치 검출부(210)는 제1 방식과 제2 방식을 혼용하여 센서패드(110)들에 대한 터치 검출을 수행한다. 본 발명에서는 터치 검출부(210)가 제1 방식과 제2 방식을 혼용하는 터치 검출 방식을 “하이브리드 스캔 방식”이라고 한다. 이에 대해서는 후에 상세히 설명하기로 한다.
터치 정보 처리부(220)는 메모리(230)에 기억된 디지털 전압을 처리하여 터치 여부, 터치 면적 및 터치 좌표 등의 필요한 정보를 생성한다.
제어부(240)는 터치 검출부(210) 및 터치 정보 처리부(220)를 제어하며, 마이크로 컨트롤 유닛(micro control unit, MCU)을 포함할 수 있으며, 펌 웨어를 통해 정해진 신호 처리를 수행할 수 있다.
메모리(230)는 터치 검출부(210)로부터 검출된 전압 변화의 차이에 기초한 디지털 전압과 터치 검출, 면적 산출, 터치 좌표 산출에 이용되는 미리 정해진 데이터 또는 실시간 수신되는 데이터를 기억한다.
본 발명의 실시예에 따른 터치패널(100)의 센서패드(110)는 상부 서브패드(110_1), 중부 서브패드(110_2), 하부 서브패드(110_3), 총 세 부분으로 나뉜다.
중부 서브패드(110_2)는 사각형 형상으로 형성되며, 사각형 형상으로 형성된 중부 서브패드(110_2)를 기준으로 하였을 때 열 방향으로 상하 방향에 상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)가 각각 전기적으로 연결되어 배치된다.
상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)는 길이 방향이 열 방향과 평행한 복수개의 바를 포함하는 형태로 형성된다. 즉, 센서패드(110)의 적어도 일측은 열 방향으로 연장되는 복수개의 바 형 스트립으로 이루어질 수 있다.
도 3에서는 상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)가 각각 3개씩의 바를 포함하는 것으로 예시되었으나, 2개 또는 4개 이상의 바 형태로 형성될 수도 있다.
상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)가 바 형태로 형성됨에 따라 열 방향으로 이웃한 다른 센서패드(110)와 해당 영역에서 전기적으로 절연된 상태로 중첩될 수 있다. 환언하면, 열 방향으로 이웃한 센서패드(110)들은 바 형 스트립(strip) 들이 서로 절연된 상태로 맞물리도록 배치될 수 있다.
구체적으로, 상부 서브패드(110_1)의 바 형 스트립들은 해당 센서패드(110)와 열 방향으로 상부에 인접해 있는 다른 센서패드의 하부 서브패드를 이루는 바 형 스트립들과 상호 절연된 상태로 동일 평면에서 맞물릴 수 있고, 하부 서브패드(110_3)의 바 형 스트립들은 해당 센서패드(110)와 열 방향으로 하부에 인접해 있는 다른 센서패드의 상부 서브패드를 이루는 바 형 스트립들과 상호 절연된 상태로 동일 평면에서 맞물릴 수 있다.
제1 서브패드와 제2 서브패드가 맞물린다는 것은 제1 서브패드를 이루는 바 형 스트립들 사이의 간격에 제2 서브패드를 이루는 바 형 스트립들이 배치된다는 의미로 이해되어야 할 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 터치 검출 장치에 있어서, 동시에 복수의 지점에 터치 발생 수단에 의한 터치가 발생하였을 때 이를 감지하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4의 터치패널(100)에 있어서 하나의 열에는 m개(m은 자연수)의 센서노드(N1, N2)가 형성되는 것으로 설명할 수도 있다.
센서노드(N1, N2)는 터치 여부 검출의 단위라고 할 수 있는데, 이러한 센서노드(N1, N2)는 그 내부에 하나의 센서패드(110)가 단독으로 배치되는 단독 영역 노드(N1) 및 그 내부에 적어도 2개의 센서패드(110)가 함께 배치되는 공유 영역 노드(N2)로 나뉜다.
구체적으로, 단독 영역 노드(N1)에는 a 센서패드(110a)의 일부가 단독으로 배치되고, 그와 열 방향으로 인접한 공유 영역 노드(N2)에는 a 센서패드(110a)의 일부와 b 센서패드(110b)의 일부가 함께 배치된다. 구체적으로는 일 방향으로 연장되는 복수개의 바 형 스트립이 서로 맞물리도록 배치된다. 이에 따라 단독 영역 노드(N1)는 스트립이 배치되지 않는 노드라고 정의할 수도 있다.
하나의 열 내에서 단독 영역 노드(N1)와 공유 영역 노드(N2)는 열 방향으로 서로 번갈아가며 형성된다.
도 3의 예에서 하나의 센서패드(110)는 하나의 단독 영역 노드(N1)와 상기 단독 영역 노드(N1)와 열 방향으로 인접한 두 개의 공유 영역 노드(N2)에 배치된다.
이러한 패턴으로 배치됨에 따라, 하나의 열에 존재하는 센서노드(N1, N2)의 수보다 하나의 열에 배치되는 센서패드(110)의 수가 더 적어질 수 있다.
도 3의 예에서 하나의 열에 배치된 센서패드(110)의 개수는 5개이지만, 5개의 센서패드(110)가 형성하는 센서노드(N1, N2)는 총 9개가 된다. 일반화시키면, 하나의 열에 n개의 센서패드(110)가 배치되는 경우, n개의 센서패드(110)에 의해 형성되는 센서노드(N1, N2)는 총 2(n-1)+1 개가 된다.
이에 따라, 기존 형태의 방식과 비교하였을 때 더 적은 수의 센서패드(110)로 동일한 길이의 열을 구성할 수 있고, 줄어든 숫자의 센서패드(110)로 열의 개수를 더 늘릴 수 있다. 즉, 기존 방식과 동일한 개수의 센서패드(110)로 동일한 면적의 터치 패널을 구현하되, 그 열의 수를 더 늘릴 수 있게 된다. 환언하면, 기존 방식과 동일한 채널 수로 동일한 면적의 터치 패널을 구현하되, 그 열의 수를 더 늘릴 수 있게 된다.
이렇게 함으로써, 행 방향 터치 여부 판단에 있어서의 해상도를 증가시킬 수 있다. 또한, 단독 영역 노드(N1)와 공유 영역 노드(N2) 각각에서의 터치 여부 판단이 가능하므로, 열 방향 터치 여부 판단의 해상도도 그대로 유지할 수 있게 된다.
이하, 동시에 복수의 지점에 동시에 발생하는 터치를 "멀티 터치"라 칭하기로 한다.
센서패드(B)의 일부가 함께 배치되는 공유 영역 노드인 제2 노드(N2), B 센서패드(B)와 C 센서패드(C)의 일부가 함께 배치되는 공유 영역 노드인 제4 노드(N4)에 발생하였다고 가정한다. 도 4에서 파선으로 원이 형성되어 있는 영역이 터치가 이루어진 지점이다.
한편, 하나의 센서패드가 단독으로 배치되는 단독 영역 노드(N1, N3)에 터치가 발생하였을 때, 해당 센서패드에 대한 셀프 정전용량 방식의 터치 검출 동작을 수행하면 100%의 터치 발생 신호가 검출되고, 두 개의 센서패드가 함께 배치되는 공유 영역 노드(N2, N4)에 터치가 발생하였을 때에는 터치 접촉이 발생한 두 개의 센서패드에 대해 셀프 정전용량 방식의 터치 검출 동작을 실시할 시, 각각 50%의 터치 발생 신호가 검출되는 것으로 가정한다. 여기서, 터치 발생 신호라 함은, 예를 들면, 미터치 시와 터치 발생 시 해당 센서패드로부터 획득되는 출력 신호의 차이값에 대응될 수 있다.
터치 발생 지점 검출을 위해서는 제1 노드(N1)에 대한 터치 검출 동작을 수행하여야 한다. 제1 노드(N1)는 A 센서패드(A)가 단독으로 배치되는 단독 영역 노드이기 때문에 A 센서패드(A)를 선택하여 셀프 정전용량 방식으로 터치 검출 동작을 수행하게 된다. 공유 영역 노드인 제2 노드(N2)에 터치가 발생한 상황이기 때문에, A 센서패드(A)로부터는 50%에 해당하는 터치 발생 신호가 획득되게 된다.
한편, 제2 노드(N2)에 대한 터치 검출 동작은 다음과 같이 행해진다. 제2 노드(N2)는 A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)가 함께 배치되는 공유 영역 노드이므로, 제2 노드(N2)에 대한 터치 검출 동작은 상호 정전용량 방식으로 행해질 수 있다.
공유 영역 노드인 제2 노드(N2)에서는 A 센서패드(A)의 바 형 스트립과 B 센서패드(B)의 바 형 스트립이 전기적으로 이격되면서 상호 교차 배열되기 때문에, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B) 사이에는 상호 정전용량이 형성될 수 있다.
제2 노드(N2) 상에 터치가 발생하면, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B) 사이에 전도성 물질이 개입된 것과 동일한 상태가 되기 때문에, 상호 정전용량의 크기가 변하게 된다. 따라서, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B) 사이의 상호 정전용량의 크기에 변화가 있는지 여부를 판단할 수 있다면, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)가 함께 배치된 제2 노드(N2)에 대한 터치 발생 여부를 판단할 수 있다.
A 센서패드(A)와 B 센서패드(B) 중 어느 하나에 전기적인 신호를 인가하고, 나머지 하나로부터 출력 신호를 획득하면, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B) 사이에 터치 발생 수단이 존재하는 지에 따라 서로 다른 출력 신호가 획득될 수 있다. 즉, 제2 노드(N2)에의 터치 미발생 상태와 터치 발생 상태에 서로 다른 출력 신호가 획득될 수 있다.
예를 들어, A 센서패드(A)을 상호 정전용량 터치 검출 방식에 있어서의 송신 전극(Tx)으로 하여 이에 전기적 신호를 인가시키고, B 센서패드(B)를 수신 전극(Rx)으로 하여 상기 전기적 신호 인가에 따른 응답 신호를 획득할 수 있다. 물론, B 센서패드(B)가 송신 전극(Tx), A 센서패드(A)가 수신 전극(Rx)으로 기능할 수도 있다.
도 4에서는 제2 노드(N2)에 터치 발생이 이루어졌으므로, 수신 전극(Rx)으로 기능하는 B 센서패드(B)로부터 터치 미발생시와는 다른 신호가 획득될 것이다. 즉, 제2 노드(N2)에서 100%에 해당하는 터치 발생 신호가 검출될 수 있다. 따라서, 제2 노드(N2)에 대한 상호 정전용량 터치 검출 방식 수행으로, 해당 제2 노드(N2)에서의 터치 발생 여부를 판단할 수 있다.
제3 노드(N3)는 B 센서패드(B)가 단독으로 배치되는 단독 영역 노드이므로, 이 노드에 대한 터치 검출은 제1 노드(N1)에서와 동일하게 B 센서패드(B)에 대한 셀프 정전용량 터치 검출 방식을 행함으로써 이루어질 수 있다. B 센서패드(B)의 일부가 A 센서패드(A)와 함께 배치된 제2 노드(N2), B 센서패드(B)의 일부가 C 센서패드(C)와 함께 배치된 제4 노드(N4)에 터치가 발생하였으므로, B 센서패드(B)에 대해 터치 검출을 수행하면, 100%(=50%+50%)에 해당하는 터치 발생 신호가 획득된다.
제4 노드(N4)는 B 센서패드(B)와 C 센서패드(C)가 함께 배치되는 공유 영역 노드이므로, 이 노드에 대한 터치 검출은 제2 노드(N2)에서와 동일하게 이루어질 수 있다. 구체적으로, 제4 노드(N4)에 함께 배치되는 B 센서패드(B)와 C 센서패드(C) 중 어느 하나를 송신 전극(Tx), 다른 하나를 수신 전극(Rx)으로 기능하게 함으로써, 상호 정전용량 방식으로 터치 검출 동작을 수행할 수 있다. 어느 센서패드를 수신 전극(Rx)으로 사용하는지 여부와는 상관없이 터치 발생 여부에 따라 다른 신호가 출력될 것이고, 이를 통해 제4 노드(N4)에 터치 발생이 이루어졌음을 확인할 수 있다. 즉, 제4 노드(N4)에서 100%에 해당하는 터치 발생 신호가 검출될 수 있다.
제1 내지 제4 노드(N1~N4)에 대한 터치 검출을 수행한 상기의 내용을 정리해보면, 셀프 정전용량 터치 검출 방식을 통해 A 센서노드(A) 및 B 센서노드(B)로부터 각각 50% 및 100%에 해당하는 터치 발생 신호가 획득되었고, 상호 정전용량 터치 검출 방식을 통해 A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)가 함께 배치된 제2 노드(N2), B 센서패드(B)와 C 센서패드(C)가 함께 배치된 제4 노드(N4)에 터치 발생 수단에 의한 터치가 이루어졌음을 확인할 수 있었다.
만약 상기 터치 발생 신호가 하나의 터치 발생 수단에 의한 것이라면, 터치 발생 수단의 중심은 제3 노드(N3)에 위치할 것이므로, 제3 노드(N3)에 대한 터치 검출 시 B 센서패드(B)에 대해 200%의 터치 발생 신호가 획득되어야 할 것이다. 그러나, B 센서패드(B)의 일부가 배치되는 제2 노드(N2)에서 50%, 제4 노드(N4)에서 50%, 따라서 B 센서패드(B)에 대해 총 100%에 해당하는 터치 발생 신호가 검출되었기 때문에, 제2 노드(N2)와 제4 노드(N4)에서의 터치 발생 신호는 하나의 터치 발생 수단에 의해 출력되는 것이 아님을 알 수 있다.
환언하면, 특정 센서패드에 있어서, 해당 센서패드가 형성하는 두 개의 공유 영역 노드(N2, N4) 각각에서 미리 정해진 값(예를 들면, 100%) 이상의 터치 발생 신호가 획득되는 경우, 해당 센서패드가 단독으로 배치되는 단독 영역 노드(N3)에서 200% 미만의 미리 정해진 값 또는 100% 이하에 해당하는 터치 발생 신호가 검출된다면, 두 개의 공유 영역 노드(N2, N4) 각각에 터치 발생이 이루어졌다는 것으로 판단할 수 있게 된다.
따라서, 동일한 센서패드 내에 있어서도 일정 거리 이상의 멀티 터치에 대한 감지 및 그 각각의 위치를 감지할 수 있게 된다. 터치 발생 지점 간 거리가 도 4와 동일한 도 2의 (a)의 경우에 대한 설명에서, 셀프 정전용량 터치 검출 방식에만 따르면, 멀티 터치에 대한 검출이 불가능하였었다. 그러나, 본 발명의 하이브리드 스캔 방식에 따르면, 터치 발생 수단 간의 거리가 짧은 멀티 터치에 있어서도 터치 지점을 정확하게 판단할 수 있게 된다.
더 나아가, 특정 센서패드의 단독 영역 노드에서 검출되는 터치 발생 신호가 미리 정해진 값 이상이고, 해당 센서패드가 이루는 공유 영역 노드에서 검출되는 터치 발생 신호 또한 미리 정해진 값 이상이라면, 단일 센서패드에 대해 단독 영역 노드와 공유 영역 노드 모두에서 터치가 발생한 경우, 즉, 단일 센서패드에 대해 멀티 터치가 발생한 경우로 인식할 수도 있다.
그리고, 종래 기술에 따르면 특정 센서패드에 대해 한번씩의 스캔만을 수행하므로, 특정 센서패드로부터 터치 발생 신호가 검출되었어도 어느 위치에서 터치가 발생하였는지를 정확하게 판단할 수 없었으나, 본 실시예에 따르면, 단일 센서패드에 있어서 공유 영역 노드에서 미리 정해진 값 이상의 터치 발생 신호가 검출되고, 해당 센서패드의 단독 영역 노드에서 미리 정해진 값 미만의 터치 발생 신호가 검출된다면 해당 센서패드의 공유 영역 노드에서 터치가 발생한 것으로 인식함으로써, 터치 발생 지점 검출에 있어서의 정확도 또는 해상도가 향상될 수 있다.
한편, 4개의 센서패드(A, B, C, D) 및 이와 연결되는 4개의 신호배선(미도시됨)만으로, 단독 영역 노드 4개, 공유 영역 노드 3개, 총 7개의 노드에 대한 터치 발생 신호를 획득할 수 있게 된다. 따라서, 실제 채널 수 대비 약 2배에 달하는 해상도로 터치 검출 동작이 행해지게 된다.
상기의 설명에서 각 센서패드(A, B, C)에 대한 선택, 터치 검출을 위한 신호 공급 및 출력 신호 획득은 터치 검출부(210; 도 3 참조)에 의해 이루어지며, 출력 신호 획득에 따른 터치 발생 여부 확인 및 터치 발생 지점 판단은 터치 정보 처리부(220)에 의해 이루어질 수 있다. 구체적으로, 터치 검출부(210)는 단독 영역 노드에서의 터치 발생 신호 및 공유 영역 노드에서의 터치 발생 신호를 검출하는 기능을 수행하며, 터치 정보 처리부(220)는 상기 단독 영역 노드 및 공유 영역 노드에서 발생된 터치 정보를 처리하여, 어느 위치에 터치가 발생하였는지를 판단하는 기능을 수행한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 터치 검출을 수행하는 다른 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 5에서 파선으로 원이 형성된 영역이 실제 터치가 발생한 영역이다.
도 5에서도 도 4를 참조하여 설명한 바와 동일하게, 제1 노드(N1), 제3 노드(N3), 제5 노드(N5)에 대해서는 셀프 정전용량 방식으로 터치 검출 동작을 수행하고, 제2 노드(N2) 및 제4 노드(N4)에 대해서는 상호 정전용량 방식으로 터치 검출 동작을 수행한다.
A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)가 함께 배치된 제2 노드(N2), C 센서패드(C)가 단독으로 배치된 제5 노드(N5)에 터치 발생이 이루어진 상태이므로, 제1 노드(N1)에 대한 셀프 정전용량 방식 터치 검출 동작의 결과로서는 A 센서패드(A)에서 50%에 해당하는 터치 발생 신호가 획득될 것이다. 제2 노드(N2)에 대한 상호 정전용량 방식 터치 검출 동작의 결과로서는 100%에 해당하는 터치 발생 신호가 획득될 것이다. 제3 노드(N3)에 대한 터치 검출 동작의 결과로는 B 센서패드(B)에서 50%에 해당하는 터치 발생 신호가 획득되며, 제4 노드(N4)에 대한 터치 검출 동작의 결과로는 0%에 해당하는 터치 발생 신호가 획득된다. 마지막으로, 제5 노드(N5)에 대한 셀프 정전용량 방식 터치 검출 동작의 결과로서는 C 센서패드(C)에서 100%에 해당하는 터치 발생 신호가 획득될 것이다.
공유 영역 노드인 제4 노드(N4)에서 터치 발생 신호가 검출되지 않기 때문에 제4 노드(N4)를 통해 터치 발생 지점 간의 경계가 명확해진다. 이로 인해, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)가 함께 배치된 제2 노드(N2), C 센서패드(C)가 단독으로 배치된 제5 노드(N5)에 터치 발생이 이루어졌다는 것이 명확해진다.
멀티 터치 발생 시, 터치 발생 지점 간 거리가 도 5에서와 동일한 도 2의 (b)의 경우에 있어서, 종래 기술에 따르면, 터치 발생 신호에 대한 처리 시 터치 좌표의 보정, 즉, 공유 영역 노드와 단독 영역 노드 간의 터치 발생 신호의 비교를 통해 하나의 물체에 의한 터치 발생으로 검출이 가능할지에 대한 판단을 함으로써 멀티 터치를 검출하였었다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따르면, 이러한 소프트웨어적인 보상 과정이 없더라도 명확히 멀티 터치가 발생하였다는 것을 확인할 수 있게 된다.
즉, 멀티 터치를 정확히 검출할 수 있는 터치 발생 지점 간 최소 거리가 종래 기술에 비해 단축될 수 있다.
도 6은 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 터치 검출 방식에 있어서, 셀프 정전용량 방식과 상호 정전용량 방식의 원리를 설명하기 위한 회로도이다.
도 6을 참조하여, A 센서패드(A)가 단독으로 배치된 제1 노드(N1), A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)가 함께 배치된 제2 노드(N2)에서의 터치 검출 방식에 대해 설명하기로 한다.
터치 발생 도구와 A 센서패드(A) 사이에는 터치 정전용량(Ct)이 형성된다. A 센서패드(A)는 제1 스위치(SW1)에 의해 그라운드 전위와 선택적으로 연결되며, 제2 스위치(SW2)를 통해서는 연산 증폭기(OP-amp)의 제1 입력단(IN1)과 선택적으로 연결된다. 연산 증폭기(OP-map)의 제1 입력단(IN1)과 출력단(OUT) 사이에는 구동 정전용량(Cdrv)이 형성되고, 구동 정전용량(Cdrv) 양단에는 제1 스위치(SW1)가 연결된다. 또한, 연산 증폭기(OP-amp)의 제2 입력단에는 기준 전압(Vref)이 입력된다. 한편, A 센서패드(A)에는 미지의 기생 정전용량(Cp)이 형성된다. 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2), 구동 정전용량(Cdrv), 연산 증폭기(OP-amp), 아날로그-디지털 변환기(ADC) 등은 터치 검출부(210; 도 1 참조)에 포함될 수 있다.
A 센서패드(A)의 일부가 단독으로 배치된 단독 영역 노드인 제1 노드(N1)에 대한 터치 검출 동작은 셀프 정전용량 방식으로 수행되는데, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.
터치 검출부(210)에 포함되는 멀티플렉서(미도시됨)에 의해 A 센서패드(A)가 선택된 후, 제1 스위치(SW1)가 온 상태가 되면, A 센서패드(A)가 그라운드 전위와 연결되어 리셋되고, 구동 정전용량(Vdrv) 양단도 동전위가 되어 리셋된다. 따라서, 기생 정전용량(Cp), 터치 정전용량(Ct), 구동 정전용량(Cdrv)은 모두 초기화된다.
제1 스위치(SW1)가 오프 상태가 되고, 제2 스위치(SW2)가 온 상태가 되면, 연산 증폭기(OP-amp)의 제1 입력단(IN1) 전위가 기준 전압(Vref)과 같아진다. 정상 상태에 도달하면, 터치 정전용량(Ct)과 기생 정전용량(Cp)이 모두 기준 전압(Vref)으로 충전된 상태가 된다. 이 때, 전하 보존의 법칙에 의해 터치 정전용량(Ct)과 기생 정전용량(Cp)에 충전된 전하량의 합과 구동 정전용량(Cdrv)에 충전된 전하량은 동일해진다.
제2 스위치(SW2)가 온 되기 전, 구동 정전용량(Cdrv) 양단의 전위차는 0V이고, 구동 정전용량(Cdrv)의 일단 중 연산 증폭기(OP-amp)의 제1 입력단(IN1)과 연결된 노드의 전위는 기준 전압(Vref)으로 유지되므로, 터치 전후 연산 증폭기(OP-amp)의 출력단(OUT) 전압의 변화량(ΔVo)은 제2 스위치(SW2)가 온 된 후의 구동 정전용량(Cdrv) 양단의 전압(Vdrv)과 같아진다.
전술한 바와 같이, 구동 정전용량(Cdrv)에 충전된 전하량은 터치 정전용량(Ct)과 기생 정전용량(Cp)에 충전된 전하량의 합과 같으므로, 구동 정전용량(Cdrv) 양단의 전압(Vdrv)은 터치 정전용량(Ct)에 비례하게 된다.
따라서, 연산 증폭기(OP-amp)의 출력단(OUT) 전압(Vo) 변화를 통해 A 센서패드(A)에 형성된 터치 정전용량(Ct)을 셀프 정전용량 방식으로 측정할 수 있게 된다.
다음으로, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)가 함께 배치된 공유 영역 노드인 제2 노드(N2)에 대한 터치 검출 동작에 대해 설명하기로 한다. 이는 상호 정전용량 방식으로 수행된다.
이 때에는 A 센서패드(A)가 수신 전극(Rx), B 센서패드(B)가 송신 전극(Rx)으로 기능할 수도 있고, 그 역일 수도 있다. 여기에서는, A 센서패드(A) 및 B 센서패드(B)가 각각 수신 전극(Rx) 및 송신 전극(Tx)으로 기능하는 경우를 예로 들어 설명한다.
상호 정전용량(Cm)은 A 센서패드(A)와 B 센서패드(B) 간의 플럭스(Flux)에 따라 달라지는데, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B)가 함께 배치된 제2 노드(N2)에 터치가 발생하면, 해당 플럭스가 터치 발생 수단에 의해 일부 흡수되어 특정 값의 상호 정전용량(Cm)이 형성되게 된다.
터치 검출부(210)의 멀티플렉서가 A 센서패드(A)를 선택한 상태에서, B 센서패드(B)의 전위를 순간적으로 변동시켜주게 되면, A 센서패드(A)와 B 센서패드(B) 간의 상호 정전용량(Cm)이 변화된다.
상호 정전용량(Cm)은 터치 정전용량(Ct)과 병렬로 연결된 상태와 동일하기 때문에, 제1 스위치(SW1)과 오프 상태이고, 제2 스위치(SW2)가 온 상태일 때, 구동 정전용량(Cdrv)에 충전되는 전하량은 A 터치 정전용량(Ct), 기생 정전용량(Cp) 및 상호 정전용량(Cm)에 충전된 전하량의 합과 같아진다.
따라서, 상호 정전용량(Cm)이 변화하게 되면, 구동 정전용량(Cdrv)에 충전되는 전하량 또한 달라지게 되며, 결과적으로 연산 증폭기(OP-amp)의 출력단(OUT) 전압(Vo)이 달라지게 된다.
제2 노드(N2)에서의 터치 미발생 시와 터치 발생 시에 상호 정전용량(Cm) 값은 서로 다르므로, A 센서패드(A)의 출력 전압(Vo), 즉, 연산 증폭기(OP-amp)의 출력단(OUT) 전압(Vo) 레벨의 상승 값 또는 하강 값을 검출함으로써, 제2 노드(N2)에 대한 터치 발생 여부 및 터치 발생 상태를 판단할 수 있게 된다.
한편, B 센서패드(B)에 대한 순간적 전위 변동 동작은 다양한 방식으로 행해질 수 있다. 예를 들어, B 센서패드(B)에 대한 터치 여부 검출 동작이 행해지지 않을 시, B 센서패드(B)는 스위치(SW)에 의해 기준전압(Vg)과 연결되어 있을 수 있는데, 스위치(SW) 제어를 통해 B 센서패드(B)를 순간적으로 다른 전위(예를 들면, 그라운드 전위)와 연결시켜 줌으로써, 순간적 전위 변동 동작이 이루어지도록 할 수 있다.
단독 영역 노드(N1)에 대한 터치 검출 동작과 공유 영역 노드(N2)에 대한 터치 검출 동작은 반드시 순차적으로 이루어질 필요는 없다. 공유 영역 노드(N2)에 대한 터치 검출 동작은 선택적으로 수행되면 충분하며, 예를 들어, 전체 센서패드에 대한 셀프 정전용량 방식의 터치 검출 동작을 N 프레임(N은 자연수)만큼 수행하다가, 공유 영역 노드(N2)에 대한 상호 정전용량 방식의 터치 검출 동작을 수행할 수 있다. 또한, 단독 영역 노드(N1)에 대한 셀프 정전용량 방식의 터치 검출 동작을 수행하다가, 임의의 센서패드에서 터치 발생 신호가 검출되는 경우에 한해 공유 영역 노드(N2)에 대한 상호 정전용량 방식의 터치 검출 동작을 수행할 수도 있다. 상기에서 "프레임"이라 함은 전체 센서패드 모두에 대한 터치 검출 동작 수행 단위라고 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 장치에서 센서패드의 상세한 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 전술한 바와 같이 하나의 센서패드(110)는 상부 서브패드(110_1), 중부 서브패드(110_2), 하부 서브패드(110_3)로 구성될 수 있다.
중부 서브패드(110_2)는 사각형 형태로 형성된다. 중부 서브패드(110_2)의 일 방향(바람직하게는, 열 방향) 상하 가장자리 영역 중 상부 서브패드(110_1) 또는 하부 서브패드(110_3)와 접속되지 않는 영역에는 내측 방향으로 복수개의 홈(h)이 형성된다. 복수개의 홈(h)은 길이 방향이 센서패드(110)가 배치된 열 방향과 평행한 형태로 서로 평행하게 형성될 수 있다.
복수개의 홈(h)의 깊이는 서로 다르게 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도 7에 도시되는 바와 같이, 센서패드(110)의 중부 서브패드(110_2)의 행 방향으로 일정 간격을 두고 복수개의 홈(h)이 평행하게 형성되는 경우, 홈(h)의 깊이는 행 방향을 기준으로 주기적으로 증가 또는 감소를 반복할 수 있다.
한편, 상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)는 길이 방향이 센서패드(110)가 배치된 열 방향과 평행한 복수개의 바 형 스트립으로 형성되며, 이 바 형 스트립들은 모두 사각형 형태로 형성되는 중부 서브패드(110_2)의 상부 가장자리와 하부 가장자리에 전기적으로 연결된다. 설명의 편의를 위해 상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)가 중부 서브패드(110_2)에 전기적으로 접속되는 것으로 설명하였으나, 중부 서브패드(110_2), 상부 서브패드(110_1), 하부 서브패드(110_3)는 일체로 제조되는 것이 바람직하다.
상부 서브패드(110_1)를 이루는 바 형 스트립들의 상부 가장자리(즉, 일단부), 하부 서브패드(110_3)를 이루는 바 형 스트립들의 하부 가장자리(즉, 일단부)에도 역시 중부 서브패드(110_2)에 형성된 것과 동일한 홈(h)이 형성된다. 상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)에 형성된 복수개의 홈(h)들 또한 그 길이 방향이 센서패드(110)가 배치된 열 방향과 평행할 수 있다. 홈(h)들의 깊이도 센서패드(110)가 배치된 행 방향을 따라 주기적인 증가 또는 감소를 반복하도록 형성될 수 있다.
종합적으로, 센서패드(110)의 가장자리의 적어도 일부에는 길이 방향이 센서패드(110)가 배치된 열 방향과 평행한 복수개의 홈(h)이 형성될 수 있다.
한편, 상부 서브패드(110_1), 중부 서브패드(110_2), 하부 서브패드(110_3)의 영역 중 홈(h)이 형성되지 않은 영역에는 길이 방향이 센서패드(110)가 배치된 열 방향과 평행한 복수개의 슬릿(l)이 형성된다.
슬릿(l)의 폭은 홈(h)의 폭과 동일하게 형성될 수 있고, 그 양단이 각각 서로 다른 홈(h)의 말단부와 인접하도록 형성될 수 있다. 슬릿(l)의 일단부와 홈(h)의 말단부가 맞닿는 부분을 브릿지(b)로 정의한다면, 센서패드(110)는 슬릿(l)과 홈(h)에 의해 분리되되, 서로 브릿지(b)를 통해 전기적으로 연결되는 복수개의 스트립 패드로 구성되는 것으로 묘사할 수도 있다.
각각의 센서패드(110)들은 전술한 바와 같이 하나씩의 신호배선(120)을 통해 구동부(200; 도 3 참조)와 연결되는데, 만약 센서패드(110)에 홈(h)과 슬릿(l)이 형성되어 있지 않다면, 신호배선(120)들이 나란하게 배열되어 있는 영역과 센서패드(110)가 배치된 영역 간에는 패턴면에서 차이가 발생하게 된다. 구체적으로, 복수개의 신호배선(120)이 나란히 배열된 영역은 복수개의 스트립들이 일정 간격으로 나란히 배치된 형상을 갖게 되지만, 센서패드(110)가 배치된 영역은 하나의 도전판이 넓게 배치된 형상을 갖게 된다. 또한, 터치패널(100; 도 3 참조)은 통상적으로 디스플레이 장치 상에 배치되는데, 신호배선(120)이 배치된 영역과 센서패드(110)가 배치된 영역 간 광투과성 차이로 인해 디스플레이 장치로부터 방출되는 광 또한 양 영역에 있어서 서로 다른 광투과 특성을 보이게 된다.
본 발명의 실시예에서는 센서패드(110)에 홈(h)과 슬릿(l)을 형성하고, 홈(h)과 슬릿(l)의 폭을 신호배선(120)들 간의 간격과 동일하게 형성하며, 서로 평행한 홈(h)들 간의 간격 및 슬릿(l)들 간의 간격을 신호배선(120)의 폭과 동일하게 함으로써, 센서패드(110)가 배치된 영역과 신호배선(120)이 배치된 영역 간의 외관상 패턴을 동일하게 할 수 있다.
또한, 이에 따라, 터치패널(100)을 디스플레이 장치 상에 적층시켰을 경우에도 센서패드(110)가 배치된 영역과 신호배선(120)이 배치된 영역 간의 광투과성 차이가 제거될 수 있다.
한편, 센서패드(110)는 제조 공정 또는 동작 시 발생하는 정전기 등에 의해 그 일부가 파손될 수 있는데, 일부가 파손이 되더라도 서로 브릿지(b)를 통해 연결되어 있는 복수개의 스트립들이 형성되어 있는 것과 동일해지므로, 전체 단일 센서패드(110) 관점에 있어서는 정상적으로 동작할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서패드(110)의 상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)를 이루는 바 형 스트립의 측면 가장자리에는 더미패드(110_D)가 더 형성될 수 있다.
더미패드(110_D)는 센서패드(110)의 바 형 스트립과 일정 간격 이격되어 형성되며, 그 이격된 거리는 홈(h) 및 슬릿(l)의 폭과 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 더미패드(110_D)의 길이 방향은 센서패드(110)의 열 방향과 평행하게 배치된다.
전술한 바와 같이, 상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)의 영역에서는 바 형 스트립들이 다른 센서패드의 바 형 스트립들과 중첩되게 되는데, 더미패드(110_D)는 이렇게 다른 센서패드의 바 형 스트립들과 중첩될 시, 센서패드 간 기생 정전용량의 형성 및 신호 간섭을 최대한 막기 위해 형성된다. 이로 인해, 더미패드(110_D)는 센서패드(110)의 상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)를 이루는 바 형 스트립의 측면 가장자리 중 다른 센서패드의 바 형 스트립들과 인접하는 가장자리에 배치될 수 있다. 즉, 제1 센서패드(110)의 바 형 스트립과 제2 센서패드(110)의 바 형 스트립이 서로 인접하게 배치될 때 그 사이 영역에 더미패드(110_D)가 배치될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서패드의 형태를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 센서패드(110)에 있어서, 열 방향과 평행한 선분들이 모두 톱날(saw) 패턴으로 형성될 수 있다. 즉, 센서패드(110)의 상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)를 이루는 바 형 스트립의 측면 가장자리, 중부 서브패드(110_2)의 측면 가장자리가 톱날 패턴으로 형성될 수 있으며, 전체 센서패드(110)에 있어서 홈(h)의 내측 벽면을 이루는 선분 및 슬릿(l)을 이루는 선분 중 길이 방향과 평행한 선분이 톱날 패턴으로 형성될 수 있다. 환언하면, 전술한 바와 같이 센서패드(110)는 홈(h)과 슬릿(l)에 의해 서로 분리된 복수개의 스트립 패드로 이루어지는 것으로 설명할 수 있는데, 이러한 복수개의 스트립 패드에 있어서 길이 방향의 선분들이 모두 톱날 패턴으로 형성될 수 있다.
한편, 이에 따라, 더미패드(110_D) 역시 그 길이 방향 선분이 톱날 패턴으로 형성될 수 있으며, 신호배선(120) 또한 톱날 패턴으로 형성될 수 있다.
터치패널은 디스플레이 장치 위에 적층되거나 내부에 내장될 수 있으며, 디스플레이 장치는 백라이트, 편광판, 기판, 액정층, 픽셀 층 등을 포함할 수 있는데, 픽셀 층은 화상을 표시하기 위한 액정층의 면(상면 또는 하면)에 형성되는 컬러 필터를 의미하며, 적색, 녹색, 청색(이하, R, G, B이라 함)의 화소 단위로 액정 표시 장치에서 컬러를 구현할 수 있도록 한다.
픽셀 층은 R, G, B의 서브 픽셀을 포함하는 복수의 픽셀을 포함하는데, 상부 터치패널에 배치된 센서패드(110) 및 신호배선(120)의 선분들이 직선 형태로 형성되면, 각 센서패드(110) 및 신호배선(120)들이 R, G, B 서브 픽셀과 중첩되는 면적이 각 영역에 따라 차이를 보이게 된다. 이로 인해, 픽셀 각각은, 각 픽셀 위에 중첩된 센서패드(110) 및 신호배선(120)의 광투과율에 따라 각 픽셀이 발생시키는 색온도에 차이를 보이게 되고, 색감차가 발생하게 되는데, 도 8에 도시되는 실시예에 따르면, R, G, B 서브 픽셀의 행 또는 열 방향과 센서패드(110)의 선분 및 신호배선(120)이 일정 각도를 형성하게 되며, 그 각도가 주기적으로 반복되며 바뀜에 따라 터치패널(100)을 복수개의 단위 영역으로 나누었을 경우, 단위 영역 별로 R, G, B 서브 픽셀과 센서패드(110) 또는 신호배선(120)이 중첩되는 면적에 큰 차이가 없게 된다. 따라서, 터치패널(100) 전체에 걸쳐서 영역에 따른 색온도 차이 및 색감차가 최소화될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 센서패드들이 서로 맞물려 배치될 때, 맞물리는 영역에 대한 터치 여부를 정확하게 할 수 있게 되며, 따라서, 터치 검출의 정확성이 향상될 수 있다.
또한, 터치가 센서패드 단독 배치 영역에서 발생하였는지, 아니면 서로 다른 센서패드가 맞물려 배치되는 영역에서 발생하였는지를 정확하게 판단할 수 있기 때문에, 서로 거리가 가까운 멀티 터치 시에도 그 터치 지점들을 정확하게 검출해낼 수 있다.
또한, 센서패드에 일정한 간격과 폭의 홈 및 슬릿을 형성함으로써 터치패널의 영역별 광투과 특성 차이를 최소화할 수 있으며, 센서패드를 이루는 선분들을 톱날 패턴으로 형성함으로써 터치패널에서 발생하는 색온도 차이 및 색감차를 최소화할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 단일 레이어에 복수개의 행과 열을 이루어 배치된 센서패드 중 단일 센서패드의 일부로 구성된 단독 영역 노드 및 적어도 두 개의 센서패드의 일부가 교번되어 구성된 공유 영역 노드를 포함하는 복수개의 센서노드들;
    각각의 센서패드와 터치 발생 수단 간에 형성되는 터치 정전용량의 변화에 따른 제1 터치 발생 신호, 및 제1 방향으로 이웃하는 센서패드 간의 상호 정전용량 변화에 따른 제2 터치 발생 신호를 검출하는 터치 검출부; 및
    상기 제1 및 제2 터치 발생 신호들에 기초하여 상기 단독 영역 노드에서 발생된 터치 정보 또는 상기 공유 영역 노드에서 발생된 터치 정보를 처리하는 터치 정보 처리부를 포함하는, 터치 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서패드 각각의 적어도 일측은, 상기 제1 방향으로 연장되는 복수개의 바 형 스트립으로 이루어지고,
    상기 제1 방향으로 인접한 센서패드들은 상기 복수개의 바 형 스트립이 서로 맞물리도록 배치되어 상기 공유 영역 노드를 구성하는, 터치 검출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수개의 바 형 스트립의 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향의 가장자리에, 길이 방향이 상기 제1 방향과 평행한 더미패드가 형성되는, 터치 검출 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서패드의 제1 방향 가장자리에는 상기 센서패드의 내측 방향으로 복수개의 홈들이 형성되며, 상기 홈들은 길이 방향이 제1 방향과 평행하게 형성되는, 터치 검출 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 홈들은 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 기준으로 깊이가 주기적으로 증가 또는 감소하도록 형성되는, 터치 검출 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센서패드의 영역 내부에 길이 방향이 상기 센서패드가 배치된 열 방향과 평행한 일 이상의 슬릿이 형성되는, 터치 검출 장치.
  7. 제1항 내지 제4항 또는 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 센서패드를 이루는 제1 방향과 평행한 선분들 중 적어도 일부는 톱날 패턴으로 형성되는, 터치 검출 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 센서패드 각각은 신호배선을 통해 상기 터치 검출부 및 터치 정보 처리부를 포함하는 구동부와 연결되어 있으며, 상기 센서패드의 개수는 상기 센서 노드 보다 적은, 터치 검출 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 터치 검출부는 상기 단독 영역 노드에서는 셀프 정전용량 방식으로 터치 발생 신호를 검출하며, 상기 공유 영역 노드에서는 상호 정전용량 방식으로 터치 발생 신호를 검출하는, 터치 검출 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 터치 정보 처리부는,
    동일한 센서패드에서의 상기 단독 영역 노드와 상기 공유 영역 노드에서 검출되는 상기 제1 터치 발생 신호 및 상기 제2 터치 발생 신호가 미리 정해진 값 이상인 경우에는 상기 동일한 센서패드 내에서 멀티 터치가 발생한 것으로 처리하는, 터치 검출 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 터치 정보 처리부는,
    특정 센서패드가 이루는 공유 영역 노드들 모두에서 상기 제2 터치 발생 신호가 검출된 경우, 상기 특정 센서패드에서 검출되는 상기 제1 터치 발생 신호의 크기가 미리 정해진 값 미만이라면 상기 특정 센서패드가 이루는 공유 영역 노드 각각에서 터치가 발생한 멀티 터치로 처리하는, 터치 검출 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 터치 검출부는,
    상기 공유 영역 노드를 이루는 센서패드들 중 특정 센서패드의 전위를 순간적으로 변화시킴에 따른 다른 센서패드의 출력전압 레벨 변화값을 기초로 상기 제2 터치 발생 신호를 검출하는, 터치 검출 장치.
  13. 단일 레이어에 복수개의 행과 열을 이루어 배치되며 터치 발생 수단과의 관계에서 터치 정전용량을 형성하는 복수개의 센서패드들에 대해, 상기 터치 정전용량의 변화에 따른 제1 터치 발생 신호를 검출하는 단계;
    제1 방향으로 이웃하는 센서패드 간의 상호 정전용량 변화에 따른 제2 터치 발생 신호를 검출하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 터치 발생 신호들에 기초하여, 단일 센서패드의 일부로 구성된 단독 영역 노드 및 적어도 두 개의 센서패드의 일부가 교번되어 구성된 공유 영역 노드에서 발생된 터치 정보를 처리하는 단계를 포함하는, 터치 검출 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 터치 발생 신호는 셀프 정전용량 방식으로 검출되며, 상기 제2 터치 발생 신호는 상호 정전용량 방식으로 검출되는, 터치 검출 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 터치 발생 신호 검출 단계와 상기 제2 터치 발생 신호 검출 단계는 번갈아가며 수행되는, 터치 검출 방법.
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