WO2020027622A2 - 터치센서패널 구동방법 - Google Patents

터치센서패널 구동방법 Download PDF

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WO2020027622A2
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electrode
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sensor panel
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김세엽
김본기
김종식
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주식회사 하이딥
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    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
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    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means

Definitions

  • FIG. 1A is a schematic diagram of a capacitive touch sensor 10 included in a touch sensor panel 1 of a general touch input device 1000 and a configuration for an operation thereof.
  • the touch sensor 10 includes a plurality of driving electrodes TX1 to TXn and a plurality of receiving electrodes RX1 to RXm, and a plurality of driving electrodes for operation of the touch sensor 10. Touch by receiving a sensing signal including information on the amount of capacitance change according to a touch on the touch surface from the driving unit 12 and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm that apply a driving signal to TX1 to TXn. And a detector 11 for detecting a touch position.
  • the touch sensor 10 may include a plurality of driving electrodes TX1 to TXn and a plurality of receiving electrodes RX1 to RXm.
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm of the touch sensor 10 form an orthogonal array, the present invention is not limited thereto.
  • the electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may have any number of dimensions and application arrangements thereof, including diagonal, concentric circles, and three-dimensional random arrangements.
  • n and m are positive integers, which may have the same or different values, and may vary in size according to embodiments.
  • the reception of the signal may be performed by using some terminals of the driver 12 without using the sensor 11.
  • the switch to the sensing section may be turned off, and the switch between the corresponding terminal of the driving section and the receiver may be turned on. Accordingly, a part of the driving unit serves as a sensing unit.
  • the 2-1 electrode TX1 and the 2-1 'electrode TX1 may be electrically connected to each other using the 2-1 trace, and the 2-2 electrode TX2 and the 2-2' may be electrically connected to each other.
  • the electrodes TX2 may be electrically connected to each other using a second-2 trace, and the 2-3 electrodes TX3 and the second-3 ′ electrodes TX3 may be electrically connected to each other using a second trace.
  • the first trace may electrically connect the same receiving electrode
  • the second trace may electrically connect the same driving electrode.
  • the big touch region (the dotted region of FIGS. 3, 9A, 10A, and 17A) may be defined as a relatively larger area than the touch area of the remaining fingers, such as the touch area of the thumb.
  • the area of the big touch area may be implemented to about 15mm * 15mm or more and about 20mm * 20mm or less, but preferably, about 16mm * 16mm.
  • FIG. 3A for convenience of description, the embodiment is illustrated as having a size of about 16 mm (width) * 12 mm (length), but the scope of the present invention is limited thereto.
  • an area of the unit cell (the portion S of FIG. 3A) may be implemented to about 2 mm (width) * 4 mm (length).
  • the receiving electrode is disposed first and then the driving electrode is illustrated based on the form.
  • the scope of the present invention is not limited thereto, and the driving electrode is disposed first and then the receiving electrode is disposed. Even in the form of the present invention, the present invention can be applied to the same / similarly.
  • an odd-numbered physical drive electrode is used as an actual driving electrode, and an even-numbered physical drive electrode is used as an actual receiving electrode.
  • an odd-numbered physical drive electrode is used as an actual receiving electrode, and an even-numbered physical drive electrode is used.
  • the driving electrode may be used as the actual driving electrode.
  • the physical driving electrodes of odd-numbered columns may be used as actual driving electrodes, and the physical driving electrodes of even-numbered columns may be used as actual receiving electrodes.
  • M columns may be alternately used as actual driving electrodes and actual receiving electrodes.
  • the M adjacent real driving electrode rows and the L adjacent actual receiving electrode rows may be repeated among the N driving columns.
  • some physical driving electrode rows may be left in a floating state during driving.
  • the actual driving electrode column and the actual receiving electrode column may be sequentially shifted and driven.
  • the arrangement of the physical driving electrodes may be configured in units of lines instead of columns.
  • Some of the plurality of physical drive electrodes include at least one actual driving electrode line ((a) row, (c) row) used together as a line unit, and the other part of the plurality of physical drive electrodes together line by line It may include at least one actual receiving electrode line ((b) row, (d) row) used as.
  • FIG. 15B a mechanism in which a part of the physical driving electrode of FIG. 15A is used as the actual driving electrode and the other is used as the actual receiving electrode will be described.
  • the basic capacitance is between TX (column) and RX (column B) and TX ((C)). Arrangement) and RX (layout), but according to the touch sensor panel driving method of FIG. 15A, as shown in FIG. 15C, the basic capacitance is arranged in TX ((b) row). Since it occurs only between and RX (arranged in (C) row), the basic capacitance of a lower value compared to the touch sensor panel driving method of FIG. 14A is measured. In other words, the touch sensor panel driving method of FIG. 15A has an additional advantage that the basic capacitance can be reduced compared to the touch sensor panel driving method of FIG. 14A.
  • the touch sensor panel driving method (TX-RX-TX-RX) of FIG. 14A and the touch sensor panel driving method (TX-TX-RX-RX) of FIG. 15A are representative embodiments implemented to detect only the LGM jamming signal.
  • a combination of TX-TX-TX-RX, TX-RX-RX-RX, and the like is also possible.
  • a part of the physical driving electrode line may be set to a floating state, and thus may be implemented as a TX-floating-RX-floating state.

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 복수의 제1전극들과 복수의 제2전극들이 동일 층에 형성된 터치센서패널에서의 터치센서패널 구동방법은, 상기 터치센서패널은 상기 복수의 제1전극들을 포함하는 복수의 제1전극어레이들 및 상기 복수의 제1전극어레이들과 교대로 배치되는 상기 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2전극어레이들을 포함하고, 상기 복수의 제1전극어레이들 중 어느 하나인 제1전극어레이에 포함되는 제1전극들 중 어느 하나에 상기 복수의 제2전극어레이들 중 어느 하나인 제2전극어레이에 포함되는 제2전극들 중 적어도 두 개가 인접하도록 대응하여 배치되며, 상기 터치센서패널을 구동하기 위해 상기 복수의 제1전극들은 이용하지 않고 상기 복수의 제2전극들 중 일부를 실제구동전극들로 이용하고 상기 복수의 제2전극들 중 나머지를 실제수신전극들로 이용하는 것을 특징으로 한다.

Description

터치센서패널 구동방법
본 발명은 터치센서패널의 구동방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 장치를 손으로 잡지 않은 상태에서의 터치감지 성능을 개선시킨 터치센서패널의 구동방법에 관한 것이다.
컴퓨팅 시스템의 조작을 위해 다양한 종류의 입력 장치들이 이용되고 있다. 예컨대, 버튼(button), 키(key), 조이스틱(joystick) 및 터치 스크린과 같은 입력 장치가 이용되고 있다. 터치 스크린의 쉽고 간편한 조작으로 인해 컴퓨팅 시스템의 조작시 터치 스크린의 이용이 증가하고 있다.
터치 스크린은, 터치-감응 표면(touch-sensitive surface)을 구비한 투명한 패널일 수 있는 터치 센서 패널(touch sensor panel)을 포함하는 터치 입력 장치의 터치 표면을 구성할 수 있다. 이러한 터치 센서 패널은 디스플레이 스크린의 전면에 부착되어 터치-감응 표면이 디스플레이 스크린의 보이는 면을 덮을 수 있다. 사용자가 손가락 등으로 터치 스크린을 단순히 터치함으로써 사용자가 컴퓨팅 시스템을 조작할 수 있도록 한다. 일반적으로, 컴퓨팅 시스템은 터치 스크린상의 터치 및 터치 위치를 인식하고 이러한 터치를 해석함으로써 이에 따라 연산을 수행할 수 있다.
터치센서패널은 구동전극에 구동신호를 인가하고 수신전극을 통해 입력되는 신호로부터 터치 여부를 판별한다. 구동전극과 수신전극은 서로 다른 층에 형성할 수도 있고, 동일한 층에 형성할 수도 있다. 구동전극과 수신전극을 동일한 층에 형성한 예로는 미국 특허공개 US2013/0181942호가 있다. 구동전극과 수신전극을 서로 다른 층에 형성하면 원가가 상승하므로 동일한 층에 형성하는 것이 바람직하다. 다만, 동일층에 구동전극과 수신전극을 구현하더라도, 배선수를 줄여야 할 필요성이 있다거나, 배선수가 줄어든 터치센서패널의 전극 배치 형태를 다양하게 변경하여 노이즈를 감소시키거나, 불필요한 신호 발생을 억제할 필요가 있다.
그밖에, 동일층이나 이중층의 터치센서패널에 구동전극과 수신전극을 구현하는 경우에는 스마트폰 등의 터치센서패널이 실장된 장치를 손으로 잡지 않은 상태에서 터치할 때에 LGM(low ground mass)에 의해 정상적으로 감지되어야 하는 신호가 사라지거나 또는 두 지점 이상에서 터치된 것으로 신호가 나타나는 현상이 발생하는 경우가 있다.
본 발명은 동일층이나 이중층으로 구동전극과 수신전극이 배치된 터치센서패널에서 LGM(low ground mass) 방해 신호만을 검출하여 LGM 방해 신호가 발생하였는지 여부를 판별하도록 한다. 이를 이용하여 사용자가 장치를 손으로 잡은 상태인지 아닌지를 판별한다. 더 나아가서, LGM 방해 신호의 발생 양상을 구분하여, 최종 정전용량변화량 출력값이 거의 없어졌는지 또는 갈라졌는지 여부를 판별하도록 한다.
본 발명의 다른 목적은 동일층이나 이중층으로 구동전극과 수신전극이 배치된 터치센서패널을 구비한 장치에서, 장치를 손으로 잡고 있지 않은 상태에서의 터치감지 성능을 개선하는 것이다.
실시예에 따르면, 복수의 제1전극들과 복수의 제2전극들이 동일 층에 형성된 터치센서패널에서의 터치센서패널 구동방법으로서, 상기 터치센서패널은 상기 복수의 제1전극들을 포함하여 제1 방향으로 연장된 복수의 제1전극어레이들 및 상기 복수의 제1전극어레이들과 교대로 배치되는 상기 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2전극어레이들을 포함하고, 상기 복수의 제1전극어레이들 중 어느 하나인 제1전극어레이에 포함되는 제1전극들 중 어느 하나에 상기 복수의 제2전극어레이들 중 어느 하나인 제2전극어레이에 포함되는 제2전극들 중 적어도 두 개가 제2 방향으로 인접하도록 대응하여 배치되며, 상기 터치센서패널을 구동하기 위해 상기 복수의 제1전극들은 이용하지 않고 상기 복수의 제2전극들 중 일부를 실제구동전극들로 이용하고 상기 복수의 제2전극들 중 나머지를 실제수신전극들로 이용할 수 있다.
상기 복수의 제2전극들 중 1/2을 상기 실제구동전극들로 이용하고 상기 복수의 제2전극들 중 나머지 1/2을 상기 실제수신전극들로 이용할 수 있다.
상기 실제구동전극들을 구성하는 적어도 하나의 제2전극어레이와 상기 실제수신전극들을 구성하는 적어도 하나의 제2전극어레이는 각각 적어도 한 번 이상 반복되어 교대로 배치될 수 있다.
상기 제1전극은 상대적으로 사이즈가 큰 전극이고, 상기 제2전극은 상기 제1전극에 비해 상대적으로 사이즈가 작은 전극일 수 있다.
실시예에 따르면, 복수의 제1전극들과 복수의 제2전극들이 동일 층에 형성된 터치센서패널에서의 터치센서패널 구동방법으로서, 상기 터치센서패널은 상기 복수의 제1전극들을 포함하여 제1 방향으로 연장된 복수의 제1전극어레이들 및 상기 복수의 제1전극어레이들과 교대로 배치되는 상기 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2전극어레이들을 포함하고, 상기 복수의 제1전극어레이들 중 어느 하나인 제1전극어레이에 포함되는 제1전극들 중 어느 하나에 상기 복수의 제2전극어레이들 중 어느 하나인 제2전극어레이에 포함되는 제2전극들 중 적어도 두 개가 제2 방향으로 인접하도록 대응하여 배치되며, 상기 터치센서패널을 구동하기 위해 상기 복수의 제2전극들은 이용하지 않고 상기 복수의 제1전극들 중 일부를 실제구동전극들로 이용하고 상기 복수의 제1전극들 중 나머지를 실제수신전극들로 이용할 수 있다.
상기 복수의 제1전극들 중 1/2을 상기 실제구동전극들로 이용하고 상기 복수의 제1전극들 중 나머지 1/2을 상기 실제수신전극들로 이용할 수 있다.
상기 실제구동전극들을 구성하는 적어도 하나의 제1전극어레이와 상기 실제수신전극들을 구성하는 적어도 하나의 제1전극어레이는 각각 적어도 한 번 이상 반복되어 교대로 배치될 수 있다.
상기 제1전극은 상대적으로 사이즈가 큰 전극이고, 상기 제2전극은 상기 제1전극에 비해 상대적으로 사이즈가 작은 전극일 수 있다.
실시예에 따르면, 복수의 제1전극들과 복수의 제2전극들이 이중 층에 형성된 터치센서패널에서의 터치센서패널 구동방법으로서, 상기 터치센서패널은 상기 복수의 제1전극들을 포함하는 복수의 제1전극어레이들 및 상기 복수의 제1전극어레이들과 교차하여 상기 이중 층에 배치되는 상기 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2전극어레이들을 포함하고, 상기 터치센서패널을 구동하기 위해 상기 복수의 제1전극들은 이용하지 않고 상기 복수의 제2전극들 중 일부를 실제구동전극들로 이용하고 상기 복수의 제2전극들 중 나머지를 실제수신전극들로 이용할 수 있다.
상기 복수의 제2전극들 중 1/2을 상기 실제구동전극들로 이용하고 상기 복수의 제2전극들 중 나머지 1/2을 상기 실제수신전극들로 이용할 수 있다.
상기 실제구동전극들을 구성하는 적어도 하나의 제2전극어레이와 상기 실제수신전극들을 구성하는 적어도 하나의 제2전극어레이는 각각 적어도 한 번 이상 반복되어 교대로 배치될 수 있다.
상기 복수의 제2전극어레이들은 플로팅 전극들로 이용되는 적어도 하나의 제2전극어레이를 더 포함하고, 상기 플로팅 전극들로 이용되는 적어도 하나의 제2전극어레이를 사이에 두고 상기 실제구동전극들을 구성하는 적어도 하나의 제2전극어레이와 상기 실제수신전극들을 구성하는 적어도 하나의 제2전극어레이가 배치될 수 있다.
상기 복수의 제1전극들을 포함하는 복수의 제1전극어레이들 및 상기 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2전극어레이들 각각은 상기 이중 층에서 서로 겹치지 않도록 배치될 수 있다.
상기 복수의 제1전극들 및 상기 복수의 제2전극들 각각은 마름모 형상일 수 있다.
상기 제1전극은 상기 이중 층 중 상층에 배치되고, 상기 제2전극은 상기 이중 층 중 하층에 배치될 수 있다.
실시예에 따르면, 복수의 제1전극들과 복수의 제2전극들이 이중 층에 형성된 터치센서패널에서의 터치센서패널 구동방법으로서, 상기 터치센서패널은 상기 복수의 제1전극들을 포함하는 복수의 제1전극어레이들 및 상기 복수의 제1전극어레이들과 교차하여 이중 층에 배치되는 상기 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2전극어레이들을 포함하고, 상기 터치센서패널을 구동하기 위해 상기 복수의 제2전극들은 이용하지 않고 상기 복수의 제1전극들 중 일부를 실제구동전극들로 이용하고 상기 복수의 제1전극들 중 나머지를 실제수신전극들로 이용할 수 있다.
상기 복수의 제1전극들 중 1/2을 상기 실제구동전극들로 이용하고 상기 복수의 제1전극들 중 나머지 1/2을 상기 실제수신전극들로 이용할 수 있다.
상기 실제구동전극들을 구성하는 적어도 하나의 제1전극어레이와 상기 실제수신전극들을 구성하는 적어도 하나의 제1전극어레이는 각각 적어도 한 번 이상 반복되어 교대로 배치될 수 있다.
상기 복수의 제1전극어레이들은 플로팅 전극들로 이용되는 적어도 하나의 제1전극어레이를 더 포함하고, 상기 플로팅 전극들로 이용되는 적어도 하나의 제1전극어레이를 사이에 두고 상기 실제구동전극들을 구성하는 적어도 하나의 제1전극어레이와 상기 실제수신전극들을 구성하는 적어도 하나의 제1전극어레이가 배치될 수 있다.
상기 복수의 제1전극들을 포함하는 복수의 제1전극어레이들 및 상기 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2전극어레이들 각각은 상기 이중 층에서 서로 겹치지 않도록 배치될 수 있다.
상기 복수의 제1전극들 및 상기 복수의 제2전극들 각각은 마름모 형상일 수 있다.
상기 제1전극은 상기 이중 층 중 상층에 배치되고, 상기 제2전극은 상기 이중 층 중 하층에 배치될 수 있다.
상기 복수의 제1전극들은 상기 제2 방향을 기준으로 배치되는 복수의 전극유닛들로 구성되고, 제1 전극유닛에는 상기 실제구동전극들 중 일부가 제1 순서로 배치된 후 상기 실제수신전극들 중 일부가 제2 순서로 배치되고, 제2 전극유닛에는 상기 실제수신전극들 중 다른 일부가 상기 제1 순서로 배치된 후 상기 실제구동전극들 중 다른 일부가 상기 제2 순서로 배치될 수 있다.
상기 실제구동전극들 중 일부는 제1단자에 연결되는 동일한 제1전극들로 구성되고, 상기 실제수신전극들 중 일부는 제2단자에 연결되는 동일한 제1전극들로 구성되며, 상기 실제수신전극들 중 다른 일부는 제3단자에 연결되는 동일한 제1전극들로 구성되고, 상기 실제구동전극들 중 다른 일부는 제4단자에 연결되는 동일한 제1전극들로 구성될 수 있다.
상기 복수의 제1전극들은 상기 제2 방향을 기준으로 배치되는 복수의 전극유닛들로 구성되고, 제1 전극유닛에는 상기 실제구동전극들 중 일부가 제1 순서로 배치된 후 상기 실제수신전극들 중 일부가 제2 순서로 배치되고, 제2 전극유닛에는 상기 실제수신전극들 중 다른 일부가 상기 제1 순서로 배치된 후 상기 실제구동전극들 중 다른 일부가 상기 제2 순서로 배치될 수 있다.
상기 실제구동전극들 중 일부는 제1단자에 연결되는 동일한 제1전극들로 구성되고, 상기 실제수신전극들 중 일부는 제2단자에 연결되는 동일한 제1전극들로 구성되며, 상기 실제수신전극들 중 다른 일부는 제3단자에 연결되는 동일한 제1전극들로 구성되고, 상기 실제구동전극들 중 다른 일부는 제4단자에 연결되는 동일한 제1전극들로 구성될 수 있다.
동일층이나 이중층에 구동전극과 수신전극이 배치된 터치센서패널에서 LGM(low ground mass) 방해 신호만을 검출하여 LGM 방해 신호가 발생하였는지 여부를 판별할 수 있게 된다. 이를 이용하여 사용자가 장치를 손에 잡고 있지 않은지 여부(즉, LGM 상태인지 여부)를 판별할 수 있다. LGM 상태라고 판별되면 일반적인 구동방법을 사용하여 획득한 데이터와 본 발명의 구동방법을 사용하여 감지된 데이터를 조합하여 터치위치를 감지함으로써 LGM 상태에서의 터치감지 성능을 개선할 수 있다.
도 1a은 터치센서패널의 구성도이며, 도 1b 내지 도 1d는 상이한 층에 구현된 터치센서 또는 동일층에 구현된 터치센서의 배치 형태를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예가 적용되는 동일층에 구현된 터치센서의 배치 형태를 나타낸 도면.
도 3은 도 2의 터치센서패널의 구조를 기초로 한 종래 기술에 따른 터치센서패널의 구동방식을 설명하기 위해 참조되는 도면.
도 4 내지 도 8은 LGM 방해 신호의 발생 원리 및 이를 개선하기 위한 방안을 설명하기 위해 참조되는 도면.
도 9는 동일층의 터치센서패널에서의 일 실시예에 따른 터치센서패널 구동방식을 설명하는 도면이고, 도 10는 동일층의 터치센서패널에서의 다른 실시예에 따른 터치센서패널 구동방식을 설명하는 도면.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 터치센서패널 구동방법이 적용되는 이중 층의 터치센서패널의 형태를 나타낸 도면
도 12 및 도 13은 이중 층의 터치센서패널에서 LGM 이 발생하는 원리를 설명하기 위해 참조되는 도면
도 14는 이중 층의 터치센서패널에서의 일 실시예에 따른 터치센서패널 구동방식을 설명하기 위해 참조되는 도면
도 15는 이중 층의 터치센서패널에서의 다른 실시예에 따른 터치센서패널 구동방식을 설명하기 위해 참조되는 도면
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치센서패널에서의 다양한 실시예의 터치센서패널 구동방식들이 적용되는 예를 설명하기 위해 참조되는 도면
도 17은 동일 층의 터치센서패널에서의 또 다른 실시예에 따른 터치센서패널 구동방식을 설명하기 위해 참조되는 도면
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)를 설명한다. 이하에서는 정전용량 방식의 터치센서패널(1)을 예시하나 임의의 방식으로 터치 위치를 검출할 수 있는 터치센서패널(1)에도 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 1a는 일반적인 터치 입력 장치(1000)의 터치센서패널(1)에 포함되는 정전 용량 방식의 터치 센서(10) 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도이다. 도 1a를 참조하면, 터치 센서(10)는 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn) 및 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함하며, 상기 터치 센서(10)의 동작을 위해 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)에 구동신호를 인가하는 구동부(12), 및 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)으로부터 터치 표면에 대한 터치에 따라 변화되는 정전용량 변화량에 대한 정보를 포함하는 감지신호를 수신하여 터치 및 터치 위치를 검출하는 감지부(11)를 포함할 수 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 터치 센서(10)는 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다. 도 1a에서는 터치 센서(10)의 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)이 직교 어레이를 구성하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)이 대각선, 동심원 및 3차원 랜덤 배열 등을 비롯한 임의의 수의 차원 및 이의 응용 배열을 갖도록 할 수 있다. 여기서, n 및 m은 양의 정수로서 서로 같거나 다른 값을 가질 수 있으며 실시예에 따라 크기가 달라질 수 있다.
복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 각각 서로 교차하도록 배열될 수 있다. 구동전극(TX)은 제1축 방향으로 연장된 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)을 포함하고 수신전극(RX)은 제1축 방향과 교차하는 제2축 방향으로 연장된 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 서로 다른 층에 형성될 수 있다. 예컨대, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm) 중 어느 하나는 디스플레이 패널(200A)의 상면에 형성되고, 나머지 하나는 후술하게될 커버의 하면에 형성되거나 디스플레이 패널(200A)의 내부에 형성될 수 있다.
또한, 도 1c 및 도 1d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예가 적용되는 터치 센서(10)에서 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 서로 동일한 층에 형성될 수 있다. 예컨대, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 디스플레이 패널의 상면에 형성될 수 있다.
복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극 (RX1 내지 RXm)은 투명 전도성 물질(예를 들면, 산화주석(SnO2) 및 산화인듐(In2O3) 등으로 이루어지는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide)) 등으로 형성될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 다른 투명 전도성 물질 또는 불투명 전도성 물질로 형성될 수도 있다. 예컨대, 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 은잉크(silver ink), 구리(copper), 은나노(nano silver) 및 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nanotube) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)는 메탈 메쉬(metal mesh)로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 구동부(12)는 구동신호를 구동전극(TX1 내지 TXn)에 인가할 수 있다. 또한, 구동부(12)의 일부 열을 신호를 수신하는데 사용할 수 있다. 즉, 물리적 구동전극과 물리적 수신전극이 동일 층에 형성된 터치센서패널에서, 물리적 구동전극의 일부는 실제구동전극으로 이용하고, 물리적 구동전극의 나머지는 실제수신전극으로 이용할 수 있다.
일 실시예에서, N개 열(column)로 이루어진 물리적 구동전극 중에서 홀수번째 열의 물리적 구동전극은 실제구동전극으로 사용하고, 짝수번째 열의 물리적 구동전극은 실제수신전극으로 사용할 수 있다. 다른 실시예에서, N개 열로 이루어진 물리적 구동전극 중에서 M개 열씩 번갈아가며 실제구동전극과 실제수신전극으로 사용할 수 있다. 다른 실시예에서, N개 열로 이루어진 물리적 구동전극 중에서 M개의 인접하는 실제구동전극 열과 L개의 인접하는 실제수신전극 열이 반복되도록 구동할 수 있다. 또한, 구동시에 일부 물리적 구동전극 열을 플로팅 상태로 둘 수 있다. 일 실시예에서, 실제구동전극 열과 실제수신전극 열을 순차적으로 시프트하여 구동할 수 있다. 물리적 구동전극의 배치를 열(column) 단위가 아닌 행(line) 단위로 구성하는 것도 가능하다.
일반적인 구동방법에서 감지부(11)는 수신전극(RX1 내지 RXm)을 통해 구동신호가 인가된 구동전극(TX1 내지 TXn)과 수신전극(RX1 내지 RXm) 사이에 생성된 정전용량(Cm: 14)에 관한 정보를 포함하는 감지신호를 수신함으로써 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있다. 예컨대, 감지신호는 구동전극(TX)에 인가된 구동신호가 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이에 생성된 정전용량(Cm: 14)에 의해 커플링된 신호일 수 있다. 이와 같이, 제1구동전극(TX1)부터 제n구동전극(TXn)까지 인가된 구동신호를 수신전극(RX1 내지 RXm)을 통해 감지하는 과정은 터치 센서(10)를 스캔(scan)한다고 지칭할 수 있다.
예를 들어, 감지부(11)는 각각의 수신전극(RX1 내지 RXm)과 스위치를 통해 연결된 수신기(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 스위치는 해당 수신전극(RX)의 신호를 감지하는 시간구간에 온(on)되어서 수신전극(RX)으로부터 감지신호가 수신기에서 감지될 수 있도록 한다. 수신기는 증폭기(미도시) 및 증폭기의 부(-)입력단과 증폭기의 출력단 사이, 즉 궤환 경로에 결합된 궤환 캐패시터를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 증폭기의 정(+)입력단은 그라운드(ground)에 접속될 수 있다. 또한, 수신기는 궤환 캐패시터와 병렬로 연결되는 리셋 스위치를 더 포함할 수 있다. 리셋 스위치는 수신기에 의해 수행되는 전류에서 전압으로의 변환을 리셋할 수 있다. 증폭기의 부입력단은 해당 수신전극(RX)과 연결되어 정전용량(Cm: 14)에 대한 정보를 포함하는 전류 신호를 수신한 후 적분하여 전압으로 변환할 수 있다. 감지부(11)는 수신기를 통해 적분된 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 ADC(미도시: analog to digital converter)를 더 포함할 수 있다. 추후, 디지털 데이터는 프로세서(미도시)에 입력되어 터치 센서(10)에 대한 터치 정보를 획득하도록 처리될 수 있다. 감지부(11)는 수신기와 더불어, ADC 및 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 신호의 수신을 감지부(11)를 사용하지 않고 구동부(12)의 일부 단자를 사용하여 수행할 수 있다. 이 경우에는 감지부로의 스위치는 오프 상태로 하고, 구동부의 해당 단자와 상기 수신기 사이의 스위치를 온 상태로 할 수 있다. 이에 따라 구동부의 일부가 감지부로서의 역할을 수행한다.
제어부(13)는 구동부(12)와 감지부(11)의 동작을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 제어부(13)는 구동제어신호를 생성한 후 구동부(12)에 전달하여 구동신호가 소정 시간에 미리 설정된 구동전극(TX)에 인가되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(13)는 감지제어신호를 생성한 후 감지부(11)에 전달하여 감지부(11)가 소정 시간에 미리 설정된 수신전극(RX)으로부터 감지신호를 입력받아 미리 설정된 기능을 수행하도록 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 제어부(13)는 구동부(12)의 일부 단자에서 구동신호가 일부 물리적 구동전극(TX)(실제구동전극)에 인가되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(13)는 구동부(12)의 다른 물리적 구동전극(실제수신전극)에 연결된 단자들에서 감지신호를 입력받도록 구동할 수 있다. 바람직하게는, 동일한 열에 배치된 물리적 구동전극은 모두 실제구동전극으로 사용되거나, 모두 실제수신전극으로 사용될 수 있다. 구동신호 인가와 감지신호 입력은 동시에 이루어질 수도 있고, 구동신호를 인가한 후 일정 시간후에 감지신호를 입력받도록 구성할 수도 있다.
도 1a에서 구동부(12) 및 감지부(11)는 터치 센서(10)에 대한 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 검출 장치(미도시)를 구성할 수 있다. 터치 검출 장치는 제어부(13)를 더 포함할 수 있다. 터치 검출 장치는 터치 센싱 IC(touch sensing Integrated Circuit) 상에 집적되어 구현될 수 있다. 터치 센서(10)에 포함된 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 예컨대 전도성 트레이스(conductive trace) 및/또는 회로 기판상에 인쇄된 전도성 패턴(conductive pattern)등을 통해서 터치 센싱 IC에 포함된 구동부(12) 및 감지부(11)에 연결될 수 있다. 터치 센싱 IC는 전도성 패턴이 인쇄된 회로 기판, 예컨대 터치 회로 기판(이하 터치PCB로 지칭) 상에 위치할 수 있다. 실시예에 따라 터치 센싱 IC는 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 메인보드 상에 실장되어 있을 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 구동전극(TX)과 수신전극(RX)의 교차 지점마다 소정 값의 정전용량(Cm)이 생성되며, 손가락과 같은 객체가 터치 센서(10)에 근접하는 경우 이러한 정전용량의 값이 변경될 수 있다. 도 1a에서 상기 정전용량은 상호 정전용량(Cm, mutual capacitance)을 나타낼 수 있다. 이러한 전기적 특성을 감지부(11)에서 감지하여 터치 센서(10)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치를 감지할 수 있다. 예컨대, 제1축과 제2축으로 이루어진 2차원 평면으로 이루어진 터치 센서(10)의 표면에 대한 터치의 여부 및/또는 그 위치를 감지할 수 있다.
보다 구체적으로, 터치 센서(10)에 대한 터치가 일어날 때 구동신호가 인가된 구동전극(TX)을 검출함으로써 터치의 제2축 방향의 위치를 검출할 수 있다. 이와 마찬가지로, 터치 센서(10)에 대한 터치시 수신전극(RX)을 통해 수신된 수신신호로부터 정전용량 변화를 검출함으로써 터치의 제1축 방향의 위치를 검출할 수 있다.
도 1c 및 도 1d와 같이, 동일층에 구동전극과 수신전극이 배치되는 경우, 배선수가 많아질 수 있다. 따라서, 도 2를 기초로, 배선수가 감소된 형태의 터치센서패널에 대해서 기술하고, 이어서 해당 터치센서패널을 기초로 한 구동 방식에 대해 설명한다. 다만, 도 2 및 이하 도면에서는 수신전극이 먼저 배치되고 이어서 구동전극이 배치된 형태를 기초로 예시하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 제한되지 않고, 구동전극이 먼저 배치되고 이어서 수신전극이 배치된 형태의 경우에도 본 발명이 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 2는, 본 발명에 따라 동일층에 구동전극과 수신전극이 배치된, 또 다른 형태의 터치센서패널의 형태이다. 도 1d가 각각 4개의 구동전극을 구비한 4개의 구동전극 열의 좌측에 각각 하나의 수신전극이 인접하여 배치되어 있지만, 도 2에서는 각각 3개의 구동전극을 구비한 4개의 구동전극 열 좌측에 동일한 수신전극이 인접하여 배치되어 있다. 한편, 본 발명은 하나의 수신전극에 대응하여 배치되는 구동전극의 수가 3개 또는 4개로 제한되는 것은 아니며, 2개 또는 5개 이상이 배치될 수도 있다.
도 2의 경우에는, 도 1d와 비교하여 구동전극 사이의 배선에 차이가 있다. 도 2의 실시예에 의한 전극 연결 방법에 따르면, 도 1d의 실시예에 의한 전극 연결 방법과 비교하여, 배선수가 감소하게 된다. 예를 들어, 12종류의 구동전극과 8종류의 수신전극을 도 1d의 방법으로 연결하면, 8 + 8*12 = 104 개의 트레이스를 필요로 한다. 반면, 동일한 조건에서 도 2의 전극 연결 방법을 적용하면, 4*8 + 3*8 = 64개의 트레이스를 필요로 한다.
이렇게 도 2의 터치센서패널에서 트레이스의 개수가 줄어든 이유는, 도 1d가 하나의 수신전극열에 인접하여 대응하는 각 구동전극이 모두 다른 트레이스에 연결되는 반면, 도 2의 경우에는 하나의 수신전극 열에 인접하여 대응하는 각 구동전극들 중에서 동일한 구동전극끼리는 서로 동일한 하나의 트레이스로 연결하도록 함으로서 가능한 것이다. 이러한 트레이스의 개수가 줄어들 수 있도록 구현한 특징은 본 발명의 전체 터치센서패널에 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 2에 도시한 본 발명의 실시예에 따른 터치센서패널은 도 9, 도 10, 도 17등의 다양한 터치센서패널 구동방식에 적용될 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치센서패널은 제1 방향으로 연장된 복수의 제1전극어레이들(A 내지 G)과 복수의 제2전극어레이들(A' 내지 G')을 포함할 수 있다. 그리고, 전반적으로는 제1전극어레이들(A 내지 G)과 복수의 제2전극어레이들(A' 내지 G')은 서로 교대로 배치될 수 있다.
복수의 제1전극어레이들(A열 내지 G열)은 복수의 제1전극들(RX1 내지 RX8)을 포함할 수 있고, 복수의 제2전극어레이들(A'열 내지 G'열)은 복수의 제2전극들(TX1 내지 TX12)을 포함할 수 있다. 도 2에서는 복수의 제1전극들(RX1 내지 RX8)이 제2 방향을 우선 순위로 하여 순차적으로 배치되고, 복수의 제2전극들(TX1 내지 TX12)도 제2 방향을 우선 순위로 하여 순차적으로 배치된 것을 예시하였으나 본 발명의 권리범위는 이에 제한되지 않는다. 본 발명에서는 제1 방향을 열 방향으로, 제2 방향을 행 방향으로 예시하였으나, 제1 방향이 행 방향이고 제2 방향이 열 방향인 경우에도 본 발명이 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 2 및 도 3a를 참조하면, 임의의 제1전극어레이(예>A열)에 포함되는 제1전극(예>RX1)에 인접하여 대응하는 제2전극어레이(예>A'열)에 포함되는 복수의 제2전극들(TX1->TX2->TX3)이 제2 방향으로 순차적으로 배치될 수 있다. 그리고, 임의의 제1전극어레이(예>A열)에 포함되는 임의의 제1전극(예>RX1)에 인접하여 대응하는 제2전극어레이(예>A'열)에 포함되는 복수의 제2전극들(TX1->TX2->TX3)의 개수와, 동일한 임의의 제1전극어레이(예>A열)에 포함되는 또 다른 임의의 제1전극(예>RX2)에 인접하여 대응하는 동일한 제2전극어레이(예>A'열)에 포함되는 복수의 제2전극들(TX1->TX2->TX3)의 개수는 동일할 수 있다. 그리고, 이는, 터치센서패널(1)에 포함된 모든 RX에 동일/유사하게 적용될 수 있다.
한편, 도 3a의 빅터치 영역(점선 영역)은 복수의 제1전극들 중 제1방향으로 제1개수의 연속되는 제1전극들 및 상기 제1개수의 제1전극들 중 적어도 하나에 대해서 제2방향으로 제2개수의 연속되는 제2전극들이 대응하여 구성되는 것으로 정의할 수 있다.
다만, 도 2는 전체 터치센서패널(1)의 일부를 도시한 것으로, 제2 방향 및 제1 방향으로 나머지 제1전극들과 나머지 제2전극들이 더 배치될 수 있다. 그리고, 도 2에서는 상대적으로 사이즈가 큰 제1전극을 수신전극으로, 상대적으로 사이즈가 작은 제2전극을 구동전극으로 가정하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 제한되지 않고, 제1전극을 구동전극으로 정의하고 제2전극을 수신전극으로 정의해도 본 발명에 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 2 및 도 3a를 참조하여 (가)행 및 (나)행을 기준으로 설명하면, 제1전극어레이(A열)에는 제1-1전극(RX1)과 제1-2전극(RX2)이 배치될 수 있다. 제2전극어레이(A'열)에는 제1-1전극(RX1)에 인접하여 대응하는 제2-1전극(TX1), 제2-2전극(TX2), 제2-3전극(TX3) 및 제1-2전극(RX2)에 인접하여 대응하는 제2-1'전극(TX1), 제2-2'전극(TX2), 제2-3'전극(TX3)이 배치될 수 있다. 그리고, 제2-1전극(TX1)과 제2-1'전극(TX1)은 제2-1트레이스를 이용하여 서로 전기적으로 연결될 수 있고, 제2-2전극(TX2)과 제2-2'전극(TX2)은 제2-2트레이스를 이용하여 서로 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2-3전극(TX3)과 제2-3'전극(TX3)은 제2-3트레이스를 이용하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 참고로, 본 발명에서 제1 트레이스는 동일 수신전극을 전기적으로 연결하고, 제2 트레이스는 동일 구동전극을 전기적으로 연결할 수 있다.
이하 도 2, 도 3, 도 9a, 도 10a 등에서는 편의상 터치센서패널의 전체 전극을 표시하지 않고 일부 전극만을 번호로 간략하게 표기한다. 다만, 이는 본 발명의 개념을 설명하기 위해 전극의 일부를 도시한 것이고, 우측 및/또는 하측에 추가적으로 전극들이 배치될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 도 2의 터치센서패널(1)을 기초로 종래의 터치센서패널(1) 구동방식을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 3a는 구동신호로 1번 구동전극이 구동되고, 이에 각각 상응하는 감지신호가 복수의 수신전극 전체(RX1 내지 RX8 모두)를 통해 감지되는 경우를 보여주고 있으며, 도 3b는 구동신호로 5번 구동전극이 구동되고, 이에 각각 상응하는 감지신호가 복수의 수신전극 전체(RX1 내지 RX8 모두)를 통해 감지되는 경우를 보여주고 있다. 5번 구동전극이 구동된 상태에서 1번 수신전극에서 신호가 감지되면, 5번 구동전극과 1번 수신전극이 위치하는 곳에 터치 객체에 의한 터치가 이루어졌다고 판단한다. 참고로, 이하의 설명에서 터치 객체는 손가락 또는 스타일러스 등을 포함할 수 있다.
도 3의 터치센서패널 구동 방식에 따르면, 임의의 한 셀 영역(도 3, 도 9a, 도 10a의 점선영역으로, 복수의 동일 수신전극(RX1) 및 이에 대응하는 복수의 구동전극(TX1 내지 TX12)을 포함하는 영역으로 정의한다)에 복수의 동일 수신전극(RX1)이 배치되어, 로우그라운드매스(LGM, Low Ground Mass, 이하 LGM으로 약칭한다.)일 때 감지되는 신호(이하, 'LGM 방해 신호'라 함)의 발생량이 상대적으로 많아지게 된다. 그리고, 이로서, 최종적으로 출력되는 정전용량변화량(△C)이 작아지게 된다. 특히, 빅터치의 경우에 LGM 방해 신호가 상대적으로 더 많아진다.
참고로, 본 발명에서 빅터치 영역(도 3, 도 9a, 도 10a, 도 17a의 점선영역)은 엄지손가락의 터치 면적처럼 나머지 손가락의 터치 면적보다 상대적으로 넓은 면적으로 정의할 수 있다. 구체적으로, 빅터치 영역의 면적은 약 15mm*15mm 이상 약 20mm*20mm 이하로 구현될 수 있으나, 바람직하게는 약 16mm*16mm의 크기로 구현될 수 있다. 다만, 도 3a에서는 설명의 편의를 위해 약 16mm(가로)*12mm(세로)의 크기로 구현된 것을 예시하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것이다. 그리고, 단위셀(도 3a의 S부분)의 면적은 대략 2mm(가로)*4mm(세로)정도로 구현될 수 있다.
전술한 빅터치 영역에서 LGM 방해 신호가 상대적으로 많은 구체적인 이유를 도 4 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
구체적으로, 도 4와 같이 LGM 방해 신호에 의해 최종 출력값(정전용량변화량(△C))이 갈라지거나, 도 5와 같이 LGM 방해 신호에 의해 최종 출력값(정전용량변화량(△C))이 거의 소멸되게 된다.
도 3b는 빅터치 영역(점선 부분)에 복수의 동일 수신전극(RX1)이 배치되어, LGM 방해 신호의 발생량이 상대적으로 많아지게 되는 전극 배치 형태를 나타낸다.
본 발명에서 동일 수신전극이란 동일 감지단자에 의해 하나의 트레이스로 연결되는 수신전극들을 의미하고, 동일 구동전극이란 동일 구동단자에 의해 하나의 트레이스로 연결되는 구동전극들을 의미한다.
이 때, 도 4a에 도시한 바와 같이, 엄지 손가락으로 터치센서패널(1)의 표면을 터치하게 되면, 손가락 터치 영역(빅터치 영역(점선 부분))에서 도 4b에 도시한 바와 같이 LGM(Low Ground Mass) 방해 신호가 발생하지 않는 정상적인 상황에서는 최종 정전용량변화량(△Ctotal)이 '+' 커패시턴스값(△Cm, 예> +250)만으로 구성되나, LGM 방해 신호가 발생하는 상황에서는 '-' LGM 방해 신호(CLGM, 예> -200)에 의해 보다 낮은 최종 정전용량변화량(△Ctotal, 예>50)을 획득하게 된다. 즉, LGM 방해 신호란 '+' 커패시턴스값과 반대로 작용하여 최종적으로 획득되는 최종 정전용량변화량(△Ctotal)이 작아지게 하는 신호로 정의된다.
정상 출력값은 하나의 곡선을 이루는 반면, LGM 방해 신호가 발생하는 상황에서는 중간에 신호가 갈라져 봉우리 부분이 생기고, 이로서 두 개의 곡선이 생기게 된다. 예를 들어, 정상적인 상황은, 사용자가 터치입력장치(1000)를 그립(grip)한 상태에서 터치입력장치(1000)의 표면을 터치하여, 손가락이 정상적인 그라운드로 작용하는 상황을 예시한다. 그리고, LGM 방해 신호가 발생하는 상황은, 터치입력장치(1000)가 바닥에 놓여있는 상태에서 터치입력장치(1000)의 표면을 터치하여, 플로팅(floating)이 발생함으로써 손가락이 정상적인 그라운드로 작용하지 못하는 상황을 예시한다.
도 5의 경우는, 엄지 손가락 터치 면적이 점차 커지면서, 해당 터치 면적에 포함되는 동일 수신전극(RX1)의 개수가 점차 많아지는 상황을 나타낸다. (상태1에서 1개 -> 상태2에서 3개 -> 상태3에서 4개)
빅터치 영역에서, LGM 방해 신호가 발생하지 않는 정상적인 상황에서 최종 정전용량변화량(△Ctotal)은 '+' 커패시턴스값(△Cm, 예> +250)만으로 구성되나 LGM 방해 신호가 크게 발생한 상황에서는 최종 정전용량변화량(△Ctotal)이 거의 소멸되게 된다.이렇듯, 동일 수신전극(RX1)의 개수가 많아지면, LGM 방해 신호의 크기가 점차 커지게 되며, 결과적으로 최종 출력값(정전용량변화량(△C))이 거의 소멸되게 됨을 알 수 있다.
참고로, 도 4에서 예시한 LGM 방해 신호에 의해 최종 출력값(정전용량변화량(△C))이 갈라진 결과는 도 6의 실험 데이터에서도 확인할 수 있다.
도 6a는 정상적인 상황에서의 실험 데이터를 도시한 것이며, 도 6b는 LGM 방해 신호에 의해 최종 출력값(정전용량변화량(△C))이 갈라진 결과를 참조하기 위한 실험 데이터를 도시한 것이다. 정상적인 상황에서는 도 6a와 같이 최고치의 정전용량변화량(△C)이 중간 부분에 한 번 나오지만, LGM 방해 신호가 출력되는 상황에서는 도 6b와 같이 최고치의 정전용량변화량(△C)이 중간 부분에 두 번 나오게 됨을 알 수 있다. 이렇게 되면, 실제 한 번의 빅터치가 이루어졌음에도 두 번의 일반 터치가 이루어진 것으로 인식될 수도 있는 것이다.
마찬가지로, 도 5에서 예시한 LGM 방해 신호에 의해 최종 출력값(정전용량변화량(△C))이 거의 소멸된 상태는 도 7의 실험 데이터에서도 확인할 수 있다.
도 7a는 정상적인 상황에서의 실험 데이터를 도시한 것이며, 도 7b는 LGM 방해 신호에 의해 최종 출력값(정전용량변화량(△C))이 거의 소멸된 상태를 참조하기 위한 실험 데이터를 도시한 것이다.
정상적인 상황에서는 도 7a와 같이 최고치의 정전용량변화량(△C)이 중간 부분에 집중 분포되지만, LGM 방해 신호가 출력되는 상황에서는 도 7b와 같이 최종 출력값(정전용량변화량(△C))이 거의 소멸되게 됨을 알 수 있다. 이렇게 되면, 실제 한 번의 빅터치가 이루어졌음에도 동일 지점에서 터치가 이루어지지 않은 것으로 인식될 수도 있다.
결국, 도 8a에 도시한 바와 같이, 그라운드가 낮은(LOW GROUND) 전도성 객체로 구동전극과 수신전극이 연결되면 별도의 전류 경로가 생성되고, 이 경로를 통해 TX 신호가 RX 전극에 전달되어 정상 터치 신호와 반대되는 LGM 방해 신호가 생성된다.
한편, 전술한 바와 같이, 도 3의 터치센서패널 구동 방식에 따르면, 임의의 한 셀 영역에 복수의 동일 수신전극(RX1)이 배치되어, LGM의 발생량이 상대적으로 많아지게 된다. 즉, 도 8b의 (a)와 같이, 터치 면적 안에 배치된 동일한 수신전극(RX1)의 개수가 많거나, 도 8b의 (b)와 같이, 터치 면적 안에 배치된 동일한 구동전극(TX1)의 개수가 많은 경우, LGM 방해 신호가 상대적으로 많아짐을 알 수 있다.
도 4 내지 도 8에서 전술한 바와 같이, 종래 터치센서패널 구동방식에 따르면, '+' 커패시턴스값(△Cm) 이외에 LGM 방해 신호(CLGM)까지 함께 출력되므로, 최종 정전용량변화량(△Ctotal)이 작아지게 하는 것 뿐 아니라 두 신호가 서로 혼합/상쇄 되어 각 신호를 개별적으로 검출하기 어려웠다. 이하 도 9 및 도 10를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 터치센서패널 구동방식을 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 두 신호 중 LGM 방해 신호(CLGM) 만이 검출될 수 있다. 즉, '+' 커패시턴스값(△Cm)이 거의 검출되지 않은 상태에서 검출된 LGM 방해 신호(CLGM)만을 이용하여 LGM 방해 신호가 발생하였는지 여부를 판별할 수 있다. 즉, LGM 방해 신호의 발생을 역 이용하여 LGM 상태인지 아닌지를 구별할 수 있는 정보로 활용하여 그립(그라운드) 상태인지, 플로팅 상태인지를 구별하고, 더불어 빅터치에서 신호 끊김 현상 등을 방지할 수 있게 된다. 이와 더불어, 최종 정전용량변화량(△Ctotal) 출력값이 갈라졌는지 또는 최종 정전용량변화량(△Ctotal) 출력값이 거의 없어졌는지 여부를 판별하는 데에 이용할 수도 있다. 다만, 도 9 및 도 10에서는 수신전극이 먼저 배치되고 이어서 구동전극이 배치된 형태를 기초로 예시하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 제한되지 않고, 구동전극이 먼저 배치되고 이어서 수신전극이 배치된 형태의 경우에도 본 발명이 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 9는 동일층에 형성된 터치센서패널에서의 터치센서패널 구동방식을 설명하는 도면이고, 도 10는 동일층에 형성된 터치센서패널에서의 다른 터치센서패널 구동방식을 설명하는 도면이다.
도 9에 도시한 터치센서패널 구동방식에 따르면, 물리적 수신전극은 사용하지 않고, 물리적 구동전극만을 이용하여 터치 위치를 검출할 수 있다. 구체적으로, 물리적 구동전극의 일부는 실제구동전극(점으로 표기)으로 이용하고, 물리적 구동전극의 나머지는 실제수신전극(빗금으로 표기)으로 이용할 수 있다. 도 9a의 실시예에 따르면, 전체 물리적 구동전극(TX1 내지 TX12)의 반(1/2, TX1 내지 TX3, TX7 내지 TX9)을 실제구동전극으로 이용하고, 나머지 반(1/2, TX4 내지 TX6, TX10 내지 TX12)을 실제수신전극으로 이용할 수 있다. 그리고, 실제구동전극라인과 실제수신전극라인은 물리적 수신전극라인을 사이에 두고 교대로 배치될 수 있다. 도 9a의 경우에는 실제구동전극라인이 먼저 배치되고 실제수신전극라인이 나중에 배치되었으나, 실시예에 따라 실제수신전극라인이 먼저 배치되고 실제구동전극라인이 나중에 배치될 수도 있다. 그리고, 동일열에 배치된 실제구동전극((A')열의 TX1 내지 TX3 또는 (C')열의 TX7 내지 TX9)은 함께 라인단위로 구동되고, 동일열에 배치된 실제수신전극((B')열의 TX4 내지 TX6 또는 (D')열의 TX10 내지 TX12)을 통해서는 함께 라인단위로 정전용량변화량(△Ctotal)이 출력될 수 있다.
도 9a의 터치센서패널 구동방식에 따르면, 구동신호가 복수의 실제구동전극((A')열, (C')열, (E')열, (G')열)에 동시에 인가되고, 복수의 실제수신전극((B')열, (D')열, (F')열)을 통해 감지신호가 출력되어 터치 위치를 감지할 수 있다.
도 9a에서는 홀수열의 물리적 구동전극을 실제구동전극으로 사용하고, 짝수열의 물리적 구동전극을 실제수신전극으로 사용하였으나, 실시예에 따라서는 홀수열의 물리적 구동전극을 실제수신전극으로 사용하고, 짝수열의 물리적 구동전극을 실제구동전극으로 사용할 수도 있다.
또한, 첫번째 구동시에는 짝수열의 물리적 구동전극을 실제구동전극으로 사용하고 홀수열의 물리적 구동전극을 실제수신전극으로 사용하고, 두번째 구동시에는 홀수열의 물리적 구동전극을 실제구동전극으로 사용하고 짝수열의 물리적 구동전극을 실제수신전극으로 사용할 수도 있다. 이와 같이 실제구동전극을 시프트해 가면서 구동하고 획득한 신호 데이터를 LGM 상태에서의 터치위치를 파악하는데 사용할 수도 있다.
도 9b를 참조하여, 도 9a의 물리적 구동전극의 일부가 실제 구동전극으로 이용되고, 나머지는 실제 수신전극으로 이용되는 매커니즘을 설명한다.
본 실시예에서 사용되는 터치 센싱 IC는 구동 단자(TX)를 구동용으로 사용할 수도 있고 수신용으로 사용할 수 있도록 프로그래밍할 수 있다. 도 9b의 (U)는 구동 단자(TX)를 수신 단자로서 사용하는 경우의 내부 연결을 보여주며, (S)는 구동 단자(TX)를 구동 단자로서 사용하는 경우의 내부 연결을 보여주고 있다. 즉, 물리적 구동전극을 실제 구동전극으로서 사용하는 경우에는 구동 단자(TX)가 (S)에 도시된 것처럼 연결되도록 IC 내부의 스위치를 제어하며, 물리적 구동전극을 실제 수신전극으로서 사용하는 경우에는 구동 단자(TX)가 (U)에 도시된 것처럼 IC 내부의 수신회로로 연결되도록 스위치를 제어한다.
한편, 도 9a의 터치센서패널 구동방식에 따르면, 도 9c와 같이 TX1과 RX1 사이 및/또는 TX2와 RX2 사이는 소정의 거리(예를 들어, 2mm)만큼 이격되어 있어, '+' 커패시턴스값(△Cm)이 거의 발생하지 않고, LGM 방해 신호(CLGM)만이 발생하게 된다. 이는 도 3c에서 구동전극과 수신전극이 거의 붙어있어 '+' 커패시턴스값(△Cm)이 발생하는 상황과 다르다. 따라서, LGM 방해 신호를 이용하여 LGM 방해 신호가 발생하였는지 여부를 판별할 수 있다. 또한, 이를 이용하여 빅터치(big touch, 본원 발명에서는 엄지손가락의 터치 면적처럼 나머지 손가락의 터치 면적보다 넓은 면적을 가지는 경우를 빅터치로 정의한다.)가 이루어질 경우, 최종 정전용량변화량(△Ctotal) 출력 신호가 갈라졌는지/거의 없어졌는지 여부를 판별하는 데에 이용할 수 있다. 또는, 현재의 터치센서패널(1) 상태가 플로팅되었는지 여부를 판별할 수도 있게 된다.
다만, 도 9a의 터치센서패널의 전극 배치 형태를 기초로 한 다른 터치센서패널 구동방식에 따르면, 물리적 구동전극은 사용하지 않고, 물리적 수신전극만을 이용하여 터치 위치를 검출할 수도 있다. 이 경우에는, 물리적 수신전극의 일부(예>1/2)는 실제구동전극으로 이용하고, 물리적 수신전극의 나머지(예>1/2)는 실제수신전극으로 이용할 수 있다. 이 경우에도, 실제구동전극라인과 실제수신전극라인은 물리적 구동전극라인을 사이에 두고 교대로 배치될 수 있으며, 실제구동전극라인 또는 실제수신전극라인이 먼저 배치될 수 있음은 전술한 바와 동일하게 적용될 수 있다.
다만, 본 발명의 권리범위는 도 9a의 터치센서패널의 전극 배치 형태에 제한되지 않고, 도 9a와 같이 물리적 수신전극이 먼저 배치되는 것이 아니라 물리적 구동전극이 먼저 배치되는 경우(즉, 제1전극이 물리적 구동전극인 경우), 물리적 구동전극은 사용하지 않고, 물리적 수신전극만을 이용하여 터치 위치를 검출할 수도 있다. 이 경우에는, 물리적 수신전극의 일부는 실제구동전극으로 이용하고, 물리적 수신전극의 나머지는 실제수신전극으로 이용할 수 있다. 이와 반대로, 물리적 수신전극은 사용하지 않고, 물리적 구동전극만을 이용하여 터치 위치를 검출할 수도 있다. 이 경우에는, 물리적 구동전극의 일부는 실제구동전극으로 이용하고, 물리적 구동전극의 나머지는 실제수신전극으로 이용할 수 있다. 그밖에 상세한 작동 원리는 도 9에서 전술한 바와 동일/유사한 원리가 적용될 수 있다.
도 10에 의한 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치센서패널 구동방식에 따르면, 도 9와 같이, 물리적 수신전극은 사용하지 않고, 물리적 구동전극만을 이용하여 터치 위치를 검출할 수 있다. 구체적으로, 물리적 구동전극의 일부는 실제구동전극(점으로 표기)으로 이용하고, 물리적 구동전극의 나머지는 실제 수신전극(빗금으로 표기)으로 이용할 수 있다. 도 10a의 실시예에 따르면, 전체 물리적 구동전극(TX1 내지 TX12)의 반(1/2, TX1 내지 TX6)을 실제 구동전극으로 이용하고, 나머지 반(1/2, TX7 내지 TX12)을 실제 수신전극으로 이용할 수 있다. 그리고, 실제구동전극라인들과 실제수신전극라인들은 각각 적어도 두 번 이상 반복되어 교대로 배치될 수 있다. 도 10a의 경우에는 실제구동전극라인이 먼저 배치되고 실제수신전극라인이 나중에 배치되었으나, 실시예에 따라 실제수신전극라인이 먼저 배치되고 실제구동전극라인이 나중에 배치될 수도 있다.
그리고, 동일열에 배치된 실제 구동전극((A')열의 TX1 내지 TX3 또는 (B')열의 TX4 내지 TX6)은 함께 라인단위로 구동되고, 동일열에 배치된 실제 수신전극((C')열의 TX7 내지 TX9 또는 (D')열의 TX10 내지 TX12)을 통해서는 함께 라인단위로 정전용량변화량(△Ctotal)이 출력될 수 있다.
도 10a의 터치센서패널 구동방식에 따르면, 구동신호가 복수의 실제 구동전극((A')열, (B')열, (E')열, (F')열)에 동시에 인가되고, 복수의 실제 수신전극((C')열, (D')열, (G')열)을 통해 감지신호가 출력되어 터치 위치를 감지할 수 있다.
한편, 도 10a에서는 구동전극열이 2번 반복(A', B')되고, 수신전극열이 2번 반복(C', D') 된 실시예를 기술하였으나, 다른 실시예에 따라 구동전극열의 반복횟수와 수신전극열의 반복횟수를 터치입력장치(1000) 제조 시에 이와 다르게 설정할 수 있다. 예를 들어, 구동전극열이 3번 반복되고, 수신전극열이 3번 반복되도록 설정할 수도 있다.
도 10a에서는 1열(A'열) 및 2열(B'열)의 물리적 구동전극을 실제구동전극라인으로 사용하고, 3열(C'열) 및 4열(D'열)의 물리적 구동전극을 실제수신전극라인으로 사용하였으나, 실시예에 따라서는 1열 및 2열의 물리적 구동전극을 실제수신전극라인으로 사용하고, 3열 및 4열의 물리적 구동전극을 실제구동전극라인으로 사용할 수도 있다.
또한, 첫번째 구동시에는 1열 및 2열의 물리적 구동전극을 실제구동전극라인으로 사용하고 3열 및 4열의 물리적 구동전극을 실제수신전극라인으로 사용하고, 두번째 구동시에는 1열 및 2열의 물리적 구동전극을 실제수신전극라인으로 사용하고 3열 및 4열의 물리적 구동전극을 실제구동전극라인으로 사용할 수도 있다. 또는, 첫번째 구동시에는 1열 및 2열의 물리적 구동전극을 실제구동전극라인으로 사용하고 3열 및 4열의 물리적 구동전극을 실제수신전극으로 사용하고, 두번째 구동시에는 2열 및 3열의 물리적 구동전극을 실제구동전극라인으로 사용하고 1열 및 4열의 물리적 구동전극을 실제수신전극라인으로 사용하고, 세번째 구동시에는 3열 및 4열의 물리적 구동전극을 실제구동전극라인으로 사용하고 1열 및 2열의 물리적 구동전극을 실제수신전극라인으로 사용하도록 구성할 수도 있다. 이와 같이 실제구동전극을 시프트해 가면서 구동하고 획득한 신호 데이터를 LGM 상태에서의 터치위치를 파악하는데 사용할 수도 있다.
도 10b를 참조하여, 도 10a의 물리적 구동전극의 일부가 실제 구동전극으로 이용되고, 나머지는 실제 수신전극으로 이용되는 매커니즘을 설명한다.
도 10b에 도시한 바와 같이, 구동부(12)의 구동 단자(TX)를 통해 구동신호가 실제 구동전극으로 인가되고(하단), 실제 수신전극으로부터 출력된 감지신호가 감지부(11)의 구동 단자로 입력된다(상단). 즉, 구동신호가 실제 구동전극으로 인가될 때에는 구동부(12)의 구동 단자(TX)가 구동부(12)의 수신 단자(RX)와 분리되나(하단), 감지신호가 감지부(11)로 출력될 때에는, 감지부(11)의 구동 단자(TX)가 감지부(11)의 수신 단자(RX)와 연결되어(상단), 물리적 구동전극의 일부가 실제 수신전극으로 이용될 수 있다.
한편, 도 10a의 터치센서패널 구동방식에 따르면, 도 10c와 같이, TX1과 RX1 사이는 소정의 거리(예를 들어, 2mm)만큼 이격되어 있어, '+' 커패시턴스값(△Cm)이 거의 발생하지 않고, LGM 방해 신호가 발생하게 된다. 따라서, LGM 방해 신호를 이용하여 LGM 방해 신호가 발생하였는지 여부를 판별할 수 있다. 또한, 이를 이용하여 빅터치(big touch, 본원 발명에서는 엄지손가락의 터치 면적처럼 나머지 손가락의 터치 면적보다 넓은 면적을 가지는 경우를 빅터치로 정의한다.)가 이루어질 경우, 최종 정전용량변화량(△Ctotal) 출력값이 갈라졌는지/거의 없어졌는지 여부를 판별하는 데에 이용할 수 있다.
다만, 도 10a의 터치센서패널의 전극 배치 형태를 기초로 한 다른 터치센서패널 구동방식에 따르면, 물리적 구동전극은 사용하지 않고, 물리적 수신전극만을 이용하여 터치 위치를 검출할 수도 있다. 이 경우에는, 물리적 수신전극의 일부(예>1/2)는 실제구동전극으로 이용하고, 물리적 수신전극의 나머지(예>1/2)는 실제수신전극으로 이용할 수 있다. 이 경우에도, 실제구동전극라인들과 실제수신전극라인들은 각각 적어도 두 번 이상 반복되어 교대로 배치될 수 있다. 또한, 실제구동전극라인 또는 실제수신전극라인이 먼저 배치될 수 있음은 전술한 바와 동일하게 적용될 수 있다.
다만, 본 발명의 권리범위는 도 10a의 터치센서패널의 전극 배치 형태에 제한되지 않고, 도 10a와 같이 물리적 수신전극이 먼저 배치되는 것이 아니라 물리적 구동전극이 먼저 배치되는 경우(즉, 제1전극이 물리적 구동전극인 경우), 물리적 구동전극은 사용하지 않고, 물리적 수신전극만을 이용하여 터치 위치를 검출할 수도 있다. 이 경우에는, 물리적 수신전극의 일부는 실제구동전극으로 이용하고, 물리적 수신전극의 나머지는 실제수신전극으로 이용할 수 있다. 이와 반대로, 물리적 수신전극은 사용하지 않고, 물리적 구동전극만을 이용하여 터치 위치를 검출할 수도 있다. 이 경우에는, 물리적 구동전극의 일부는 실제구동전극으로 이용하고, 물리적 구동전극의 나머지는 실제수신전극으로 이용할 수 있다. 그밖에 상세한 작동 원리는 도 10에서 전술한 바와 동일/유사한 원리가 적용될 수 있다.
더불어, 도 9a의 터치센서패널 구동방식에 따르면, 도 9c에 도시한 바와 같이, 기본 커패시턴스가 TX1과 RX1 사이, 그리고 TX2와 RX2 사이에서 발생하지만, 도 10a의 터치센서패널 구동방식에 따르면, 도 10c에 도시한 바와 같이, 기본 커패시턴스는 TX1과 RX1 사이에서만 발생하므로, 도 9a의 터치센서패널 구동방식에 비해 낮은 값의 기본 커패시턴스가 측정되게 된다. 다시 말해, 도 10a의 터치센서패널 구동방식은 도 9a의 터치센서패널 구동방식에 비해 기본 커패시턴스를 줄일 수 있다는 이점이 있게 된다.
이외에도 도 10a의 터치센서패널 구동방식의 경우, 각 구동라인을 순차적으로 이동(shift)하여 각 구동라인의 구동을 변경할 수 있다. 예를 들어, 최초에 도 10a와 같이 TX-TX-RX-RX(①)의 형태로 구동라인이 구동되고 있었다면, 이를 RX-TX-TX-RX(②), RX-RX-TX-TX(③), TX-RX-RX-TX(④) 의 형태로 자동 변경되도록 설정할 수 있다. 다만, ① 내지 ④ 의 변경 순서는 다양하게 조합이 가능하며, 이로 인한 조합 역시 미리 설정할 수 있다.
한편, 도 9a의 터치센서패널 구동방식 및 도 10a의 터치센서패널 구동방식을 터치위치를 감지하는데 사용하는 대신에 사용자가 스마트폰 등의 장치를 손에 쥐고 있는지 여부를 판별하는데 사용할 수도 있다. 즉, 도 9a의 터치센서패널 구동방식 및 도 10a의 터치센서패널 구동방식 중 어느 하나를 사용하게 되면, TX와 TX 라인간의 간격이 상대적으로 멀리 떨어져 있어서 사용자가 스마트폰 등의 장치를 손에 쥐고 있지 않은 경우에 LGM 신호가 두드러지게 된다. 따라서, 도 9a의 터치센서패널 구동방식 및 도 10a의 터치센서패널 구동방식 중 어느 하나를 이용하여 사용자가 스마트폰 등의 장치를 손에 쥐고 있는지 여부를 판별하고, 실제 터치위치 스캔은 종래의 구동방식을 사용하여 수행한 후에, 사용자가 스마트폰 등의 장치를 손에 쥐고 있는지 여부에 따라 감지된 신호의 해석을 달리 하도록 구성할 수 있다.
마지막으로, 도 9a의 터치센서패널 구동방식(TX-RX-TX-RX) 및 도 10a의 터치센서패널 구동방식(TX-TX-RX-RX)은 LGM 방해 신호만을 검출하기 위해 구현된 대표적인 실시예이며, 본 발명에 따르면, TX-TX-TX-RX, TX-RX-RX-RX 등의 조합도 가능하다. 또한, 물리적 구동전극 라인의 일부는 플로팅 상태로 설정하여, TX-floating-RX-floating 상태로의 구현도 가능하다.
도 9a 내지 도 10c에서는 도 1d와 유사한 형태의 동일층에 구동전극과 수신전극이 배치된 터치센서패널을 기초로 한 구동방법을 기술하였으나, 도 1c와 같이 동일층에 구동전극과 수신전극이 다이아몬드 형태로 배치되고 구동전극 및 수신전극 중 어느 하나가 브릿지로 연결되는 구조의 터치센서패널의 경우에도 도 9a 내지 도 10c에서 기술한 터치센서패널 구동방법이 동일/유사하게 적용될 수 있다.
지금까지는 동일 층에 형성된 터치센서패널에서의 터치센서패널 구동방법에 대하여 기술하였으며, 이하에서는 이중 층에 형성된 터치센서패널에서의 터치센서패널 구동방법에 대하여 기술한다.
도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 서로 다른 층에 형성될 수 있다. 예컨대, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm) 중 어느 하나는 디스플레이 패널(200A)의 상면에 형성되고, 나머지 하나는 후술하게될 커버의 하면에 형성되거나 디스플레이 패널(200A)의 내부에 형성될 수 있다.본 발명의 실시예에 따른 구동부(12)는 구동신호를 구동전극(TX1 내지 TXn)에 인가할 수 있다. 또한, 구동부(12)의 일부 열을 신호를 수신하는데 사용할 수 있다. 즉, 물리적 구동전극과 물리적 수신전극이 다른 층에 형성된 터치센서패널에서, 물리적 수신전극은 이용하지 않고 물리적 구동전극만을 이용하여, 물리적 구동전극의 일부는 실제구동전극으로 이용하고, 물리적 구동전극의 나머지는 실제수신전극으로 이용할 수 있다. 또는, 물리적 구동전극과 물리적 수신전극이 다른 층에 형성된 터치센서패널에서, 물리적 구동전극은 이용하지 않고 물리적 수신전극만을 이용하여, 물리적 수신전극의 일부는 실제구동전극으로 이용하고 물리적 수신전극의 나머지는 실제수신전극으로 이용할 수 있다.
일 실시예에서, N개 열(column)로 이루어진 물리적 구동전극 중에서 홀수번째 열의 물리적 구동전극은 실제구동전극으로 사용하고, 짝수번째 열의 물리적 구동전극은 실제수신전극으로 사용할 수 있다. 다른 실시예에서, N개 열로 이루어진 물리적 구동전극 중에서 M개 열씩 번갈아가며 실제구동전극과 실제수신전극으로 사용할 수 있다. 다른 실시예에서, N개 열로 이루어진 물리적 구동전극 중에서 M개의 인접하는 실제구동전극 열과 L개의 인접하는 실제수신전극 열이 반복되도록 구동할 수 있다. 또한, 구동시에 일부 물리적 구동전극 열을 플로팅 상태로 둘 수 있다. 일 실시예에서, 실제구동전극 열과 실제수신전극 열을 순차적으로 시프트하여 구동할 수 있다. 물리적 구동전극의 배치를 열(column) 단위가 아닌 행(line) 단위로 구성하는 것도 가능하다.
일반적인 구동방법에서 감지부(11)는 수신전극(RX1 내지 RXm)을 통해 구동신호가 인가된 구동전극(TX1 내지 TXn)과 수신전극(RX1 내지 RXm) 사이에 생성된 정전용량(Cm: 14)에 관한 정보를 포함하는 감지신호를 수신함으로써 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있다. 예컨대, 감지신호는 구동전극(TX)에 인가된 구동신호가 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이에 생성된 정전용량(Cm: 14)에 의해 커플링된 신호일 수 있다. 이와 같이, 제1구동전극(TX1)부터 제n구동전극(TXn)까지 인가된 구동신호를 수신전극(RX1 내지 RXm)을 통해 감지하는 과정은 터치 센서(10)를 스캔(scan)한다고 지칭할 수 있다.
도 12는 이중 층의 전극들로 형성된 종래 터치센서패널에서의 구동방식에 따라 LGM 방해 신호가 생성되는 예를 설명하기 위한 실험 데이터이다.
도 12a는 정상적인 상황에서의 실험 데이터를 도시한 것이며, 도 12b는 LGM 방해 신호에 의해 최종 출력값(정전용량변화량(△Ctotal))이 거의 소멸된 상태를 참조하기 위한 실험 데이터를 도시한 것이다.
정상적인 상황에서는 도 12a와 같이 최고치의 정전용량변화량(△Ctotal)이 중간 부분에 집중 분포되지만, LGM 방해 신호가 출력되는 상황에서는 도 12b와 같이 최종 출력값(정전용량변화량(△Ctotal))이 거의 소멸되게 됨을 알 수 있다. 이렇게 되면, 실제 한 번의 빅터치가 이루어졌음에도 동일 지점에서 터치가 이루어지지 않은 것으로 인식될 수도 있다.
도 12a와 같은 정상적인 상황은, 사용자가 터치입력장치(1000)를 그립(grip)한 상태에서 터치입력장치(1000)의 표면을 터치하여, 손가락이 정상적인 그라운드로 작용하는 상황을 예시한다. 그리고, 도 12b와 같은 LGM 방해 신호가 발생하는 상황은, 터치입력장치(1000)가 바닥에 놓여있는 상태에서 터치입력장치(1000)의 표면을 터치하여, 플로팅(floating)이 발생함으로써 손가락이 정상적인 그라운드로 작용하지 못하는 상황을 예시한다.
도 13은 이중 층으로 구현된 터치센서패널에서의 종래의 터치센서패널 구동방식에 의해 LGM 방해 신호가 생성되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
참고로, 이하의 설명에서 터치 객체는 손가락 또는 스타일러스 등을 포함할 수 있다.
도 13의 터치센서패널 구동 방식에 따르면, 임의의 한 셀 영역(도 13a의 점선영역내 포함되는 복수의 구동전극 및 복수의 수신전극을 포함)에서 로우그라운드매스(LGM, Low Ground Mass, 이하 LGM으로 약칭한다.)일 때 감지되는 신호(이하, 'LGM 방해 신호'라 함)의 발생량이 상대적으로 많아지게 된다. 그리고, 이로서, 최종적으로 출력되는 정전용량변화량(△Ctotal)이 작아지게 된다. 특히, 빅터치(big touch, 본원 발명에서는 엄지손가락의 터치 면적처럼 나머지 손가락의 터치 면적보다 넓은 면적을 가지는 경우를 빅터치로 정의한다.)의 경우에 LGM 방해 신호가 상대적으로 더 많아진다.
도 13a 및 도 13b에 도시한 바와 같이, 터치 객체로 터치센서패널(1)의 표면을 터치하게 되면, 구동전극과 수신전극 사이의 상호정전용량(△Cm)이 생성되는 것 이외에 터치 객체와 구동전극 및/또는 수신전극 사이에 LGM 방해 신호 (CLGM)(C1, C2) 가 발생하게 된다.
이렇듯, 도 13c에 도시한 바와 같이, 객체의 터치 영역에서, LGM 방해 신호가 발생하지 않는 정상적인 상황(Good Ground)에서는 정상 출력값(정전용량변화량(△Ctotal))을 얻게 되나, LGM 방해 신호가 발생하는 상황(Poor Ground)에서는 정상 출력값보다 낮은 최종 출력값(정전용량변화량(△Ctotal))이 출력되는 것을 알 수 있다. 정상적인 상황에서 최종 정전용량변화량(△Ctotal, 예> +250)은 '+' 커패시턴스값(△Cm, 예> +250) 만으로 구성되나, LGM 방해 신호가 발생한 상황에서는 '-' 로 작용하는 LGM 방해 신호(CLGM, 예> -200)에 의해 보다 낮은 정전용량변화량(△Ctotal, 예>+50)을 얻게 된다.
도 13에서 전술한 바와 같이, 이중층에서의 종래 터치센서패널 구동방식에 따르면, '+' 커패시턴스값(△Cm) 값이 LGM 방해 신호(CLGM)와 함께 출력되므로, 두 신호가 서로 혼합/상쇄 되어 각 신호를 개별적으로 검출하기 어려웠다. 이하 도 14 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이중 층에서의 터치센서패널 구동방식을 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 두 신호 중 LGM 방해 신호(CLGM) 만이 검출될 수 있다. 즉, '+' 커패시턴스값(△Cm) 값이 거의 검출되지 않은 상태에서 검출된 LGM 방해 신호(CLGM)만을 이용하여 LGM 방해 신호가 발생하였는지 여부를 판별할 수 있다. 즉, LGM 방해 신호의 발생을 역 이용하여 LGM 상태인지 아닌지를 구별할 수 있는 정보로 활용하여 그립(그라운드) 상태인지, 플로팅 상태인지를 구별하고, 더불어 빅터치에서 신호 끊김 현상 등을 방지할 수 있게 된다. 이와 더불어, 최종 정전용량변화량(△Ctotal) 출력값이 갈라졌는지 또는 최종 정전용량변화량(△Ctotal) 출력값이 거의 없어졌는지 여부를 판별하는 데에 이용할 수도 있다.
도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따라 복수의 물리적 구동전극과 복수의 물리적 수신전극이 서로 다른 층에 구비된 터치센서패널을 예시한다. 도 11b의 터치센서패널에 따르면, 제1 방향으로 배치된 복수의 물리적 구동전극과 제2 방향으로 배치된 복수의 물리적 수신전극이 이중 층에서 서로 겹치지 않도록 배치될 수 있다. 즉, 물리적 구동전극/물리적 수신전극이 배치된 영역의 상, 하 방향으로는 물리적 수신전극/물리적 구동전극이 배치되지 않을 수 있다. 이 때, 물리적 구동전극과 물리적 수신전극은 서로 인접하여 배치될 수 있다. 그리고, 복수의 구동전극라인과 복수의 수신전극라인은 서로 교차하여 배치될 수 있다. 도 11b는 복수의 물리적 구동전극이 제1 방향으로 배치되고 복수의 물리적 수신전극이 제2 방향으로 배치된 것을 예시하였으나, 복수의 물리적 구동전극이 제2 방향으로 배치되고 복수의 물리적 수신전극이 제1 방향으로 배치된 경우에도 아래 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다.
이 때, 복수의 물리적 구동전극과 복수의 물리적 수신전극은 마름모 형상일 수 있으나, 본 발명의 권리범위는 이에 제한되지 않고 원형, 타원형 등 다양한 방식으로 설계 가능하다.
도 11b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이중층에 형성된 전극들로 구성된 터치센서패널(1)은 제1 방향으로 연장된 복수의 제1전극들을 포함하는 복수의 제1전극어레이들((A)열 내지 (D)열) 및 상기 복수의 제1전극어레이들((A)열 내지 (D)열)과 교차하여 제2 방향으로 연장된 상기 이중 층에 배치되는 상기 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2전극어레이들((가)행 내지 (라)행)을 포함할 수 있다.
도 11b의 터치센서패널을 기초로 구동하는 도 14a에 도시한 터치센서패널 구동방식에 따르면, 물리적 수신전극은 사용하지 않고, 물리적 구동전극만을 이용하여 터치 위치를 검출할 수 있다. 구체적으로, 복수의 물리적 구동전극의 일부는 실제구동전극(점으로 표기)으로 이용하고, 복수의 물리적 구동전극의 나머지는 실제수신전극(빗금으로 표기)으로 이용할 수 있다. 도 14a의 실시예에 따르면, 전체 물리적 구동전극의 반(1/2, (가)행, (다)행)을 실제구동전극들로 이용하고, 전체 물리적 구동전극의 나머지 반(1/2, (나)행, (라)행)을 실제수신전극들로 이용할 수 있다.
참고로, 도 14 내지 도 16에서는 제1전극은 제1층에 배치된 전극으로, 제2전극은 제1층과 다른 제2층에 배치된 전극으로 정의한다. 예를 들어, 제1전극을 이중층 중 상층에 배치된 전극으로, 제2전극을 이중층 중 하층에 배치된 전극으로 정의할 수 있다.
복수의 물리적 구동전극의 일부는 함께 라인단위로서 이용되는 적어도 하나의 실제구동전극라인((가)행, (다)행))을 포함하고, 상기 복수의 물리적 구동전극의 다른 일부는 함께 라인단위로서 이용되는 적어도 하나의 실제수신전극라인((나)행, (라)행)을 포함할 수 있다.
도 14a와 같이, 제1 실제구동전극라인이 배치되고 이어서 제1 실제수신전극라인이 배치되며, 제2 실제구동전극라인이 배치되고 이어서 제2 실제수신전극라인이 배치될 수 있다. 두 실제구동전극라인들 사이에 하나의 실제수신전극라인이 배치될 수 있고, 두 실제수신전극라인들 사이에 하나의 실제구동전극라인이 배치될 수 있다.
도 14a에 따르면, 실제구동전극라인이 먼저 배치되고 실제수신전극라인이 나중에 배치되었으나, 실시예에 따라 실제수신전극라인이 먼저 배치되고 실제구동전극라인이 나중에 배치될 수도 있다.
도 14a의 터치센서패널 구동방식에 따르면, 구동신호가 복수의 실제구동전극((가)행, (다)행)에 동시에 인가되고, 복수의 실제수신전극((나)행, (라)행)을 통해 감지신호가 출력되어 터치 위치를 감지할 수 있다. 다만, 이는 일 실시예에 불과하며 구동신호가 복수의 실제구동전극((가)행, (다)행)에 순차적으로 인가될 수도 있다.
도 14a에서는 홀수열의 물리적 구동전극을 실제구동전극으로 사용하고, 짝수열의 물리적 구동전극을 실제수신전극으로 사용하였으나, 실시예에 따라서는 홀수열의 물리적 구동전극을 실제수신전극으로 사용하고, 짝수열의 물리적 구동전극을 실제구동전극으로 사용할 수도 있다.
또한, 첫번째 구동시에는 짝수열의 물리적 구동전극을 실제구동전극라인으로 사용하고 홀수열의 물리적 구동전극을 실제수신전극라인으로 사용하고, 두번째 구동시에는 홀수열의 물리적 구동전극을 실제구동전극라인으로 사용하고 짝수열의 물리적 구동전극을 실제수신전극라인으로 사용할 수도 있다. 또는, 이와 반대로 사용할 수도 있다. 이와 같이 실제구동전극을 시프트해 가면서 구동하고 획득한 신호 데이터를 LGM 상태에서의 터치위치를 파악하는데 사용할 수도 있다.
도 14b를 참조하여, 도 14a의 물리적 구동전극의 일부가 실제 구동전극으로 이용되고, 나머지는 실제 수신전극으로 이용되는 매커니즘을 설명한다.
본 실시예에서 사용되는 터치 센싱 IC는 구동 단자(TX)를 구동용으로 사용할 수도 있고 수신용으로 사용할 수 있도록 프로그래밍할 수 있다. 도 14b의 (U)는 구동 단자(TX)를 수신 단자로서 사용하는 경우의 내부 연결을 보여주며, (S)는 구동 단자(TX)를 구동 단자로서 사용하는 경우의 내부 연결을 보여주고 있다. 즉, 물리적 구동전극을 실제 구동전극으로서 사용하는 경우에는 구동 단자(TX)가 (S)에 도시된 것처럼 연결되도록 IC 내부의 스위치를 제어하며, 물리적 구동전극을 실제 수신전극으로서 사용하는 경우에는 구동 단자(TX)가 (U)에 도시된 것처럼 IC 내부의 수신회로로 연결되도록 스위치를 제어한다.
한편, 도 14a의 터치센서패널 구동방식에 따르면, 도 14c와 같이 TX((가)행에 배치)전극과 RX((나)행에 배치)전극 사이 및/또는 TX((다)행에 배치)전극과 RX((라)행에 배치)전극 사이는 소정의 거리(예를 들어, 2mm)만큼 이격되어 있어, '+' 커패시턴스값(△Cm) 이 거의 발생하지 않고, LGM 방해 신호(CLGM)만이 발생하게 된다. 다시 말해, 실제구동전극과 실제수신전극은 서로 '+' 커패시턴스값(△Cm) 이 거의 발생하지 않도록 충분히 이격된 거리에 배치될 수 있다. 이는 도 13a에서 구동전극과 수신전극이 아주 근접하여 충분한 양의 '-' 커패시턴스값(Cm)이 발생하는 상황과 다르다. 따라서, LGM 방해 신호만을 검출하여 LGM 방해 신호가 발생하였는지 여부를 판별할 수 있다. 또한, 이를 이용하여 빅터치(big touch, 본원 발명에서는 엄지손가락의 터치 면적처럼 나머지 손가락의 터치 면적보다 넓은 면적을 가지는 경우를 빅터치로 정의한다.)가 이루어질 경우, 최종 정전용량변화량(△Ctotal) 출력 신호가 갈라졌는지/거의 없어졌는지 여부를 판별하는 데에 이용할 수 있다. 또는, 현재의 터치센서패널(1) 상태가 플로팅되었는지 여부를 판별할 수도 있게 된다.
한편, 도 14a에서는 실제구동전극라인 바로 다음에 실제수신전극라인이 배치된 것을 예시하였으나(TX->RX->TX->RX), 실시예에 따라 복수의 물리적 구동전극의 또 다른 일부는 플로팅전극으로 이용되어, 실제구동전극과 실제수신전극은 적어도 하나의 플로팅전극을 사이에 두고 배치될 수도 있다. 구체적으로, 실제구동전극열과 실제수신전극열은 적어도 하나의 플로팅전극열을 사이에 두고 배치될 수도 있다. 이 경우에도, 실제구동전극열과 실제수신전극열은 도 14a 보다도 멀리 이격되어 있으므로 상호정전용량이 발생하지 않아 LGM 방해 신호만을 검출할 수 있다.
다만, 본 발명의 권리범위는 도 14a의 형태에 제한되지 않고, 본 발명의 다른 터치센서패널 구동 방식에 따라 도 14d와 같이 물리적 구동전극은 사용하지 않고, 물리적 수신전극만을 이용하여 터치 위치를 검출할 수도 있다. 이 경우에는, 복수의 물리적 수신전극의 일부는 실제구동전극들로 이용((A)열, (C)열)하고, 복수의 물리적 수신전극의 나머지는 실제수신전극들로 이용((B)열, (D)열)할 수 있다. 그밖에 상세한 작동 원리는 도 14a에서 전술한 바와 동일/유사한 원리가 적용될 수 있다.
도 14a 및 도 14d에서는 물리적 수신전극층이 위에 배치되고 물리적 구동전극층이 아래에 배치된 것을 예시하였으나, 이와 반대로 구현된 경우에도 전술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다.또한, 도 14a 및 도 14d에 도시한 물리적 수신전극과 물리적 구동전극을 서로 반대로 구현한 경우에도 전술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다.
한편, 도 11b의 터치센서패널을 기초로 구동하는 도 15a에 도시한 터치센서패널 구동방식에 따르면, 물리적 수신전극은 사용하지 않고, 물리적 구동전극만을 이용하여 터치 위치를 검출할 수 있다. 구체적으로, 복수의 물리적 구동전극의 일부는 실제구동전극(점으로 표기)으로 이용하고, 복수의 물리적 구동전극의 나머지는 실제수신전극(빗금으로 표기)으로 이용할 수 있다. 도 15a의 실시예에 따르면, 전체 물리적 구동전극의 반(1/2, (가)행, (나)행)을 실제구동전극들로 이용하고, 전체 물리적 구동전극의 나머지 반(1/2, (다)행, (라)행)을 실제수신전극들로 이용할 수 있다.
복수의 물리적 구동전극의 일부는 함께 라인단위로서 이용되는 적어도 하나의 실제구동전극라인((가)행, (나)행)을 포함하고, 상기 복수의 물리적 구동전극의 다른 일부는 함께 라인단위로서 이용되는 적어도 하나의 실제수신전극라인((다)행, (라)행)을 포함할 수 있다.
도 15a와 같이, 제1 실제구동전극라인이 배치되고 이어서 제2 실제구동전극라인이 배치되며, 제1 실제수신전극라인이 배치되고 이어서 제2 실제수신전극라인이 배치될 수 있다.
도 15a에 따르면, 실제구동전극라인이 먼저 배치되고 실제수신전극라인이 나중에 배치되었으나, 실시예에 따라 실제수신전극라인이 먼저 배치되고 실제구동전극라인이 나중에 배치될 수도 있다.
도 15a에 따르면, 구동신호가 복수의 실제구동전극((가)행, (나)행)에 동시에 인가되고, 복수의 실제수신전극((다)행, (라)행)을 통해 감지신호가 출력되어 터치 위치를 감지할 수 있다. 다만, 이는 일 실시예에 불과하며 구동신호가 복수의 실제구동전극((가)행, (나)행)에 순차적으로 인가될 수도 있다.
한편, 도 15a에서는 실제구동전극라인이 2번 반복되고, 실제수신전극라인이 2번 반복된 실시예를 기술하였으나, 다른 실시예에 따라 실제구동전극열의 반복횟수와 실제수신전극열의 반복횟수를 터치입력장치(1000) 제조 시에 이와 다르게 소정의 수치로 설정할 수 있다. 예를 들어, 실제구동전극라인이 3번 반복되고, 실제수신전극라인이 3번 반복되도록 설정할 수도 있다.
도 15a에서는 (가)행 및 (나)행의 물리적 구동전극을 실제구동전극으로 사용하고, (다)행 및 (라)행의 물리적 구동전극을 실제수신전극으로 사용하였으나, 실시예에 따라서는 (가)행 및 (나)행의 물리적 구동전극을 실제수신전극으로 사용하고, (다)행 및 (라)행의 물리적 구동전극을 실제구동전극으로 사용할 수도 있다.
또한, 첫번째 구동시에는 (가)행 및 (나)행의 물리적 구동전극을 실제구동전극라인으로 사용하고 (다)행 및 (라)행의 물리적 구동전극을 실제수신전극라인으로 사용하고, 두번째 구동시에는 (가)행 및 (나)행의 물리적 구동전극을 실제수신전극라인으로 사용하고 (다)행 및 (라)행의 물리적 구동전극을 실제구동전극라인으로 사용할 수도 있다. 또는, 첫번째 구동시에는 (가)행 및 (나)행의 물리적 구동전극을 실제구동전극라인으로 사용하고 (다)행 및 (라)행의 물리적 구동전극을 실제수신전극라인으로 사용하고, 두번째 구동시에는 (나)행 및 (다)행의 물리적 구동전극을 실제구동전극라인으로 사용하고 (라)행 및 (가)행의 물리적 구동전극을 실제수신전극라인으로 사용하고, 세번째 구동시에는 (다)행 및 (라)행의 물리적 구동전극을 실제구동전극라인으로 사용하고 (가)행 및 (나)행의 물리적 구동전극을 실제수신전극라인으로 사용하도록 구성할 수도 있다. 이와 같이 실제구동전극을 시프트해 가면서 구동하고 획득한 신호 데이터를 LGM 상태에서의 터치위치를 파악하는데 사용할 수도 있다.
도 15b를 참조하여, 도 15a의 물리적 구동전극의 일부가 실제 구동전극으로 이용되고, 나머지는 실제 수신전극으로 이용되는 매커니즘을 설명한다.
도 15b에 도시한 바와 같이, 구동부(12)의 구동 단자(TX)를 통해 구동신호가 실제 구동전극으로 인가되고(하단), 실제 수신전극으로부터 출력된 감지신호가 감지부(11)의 구동 단자로 입력된다(상단). 즉, 구동신호가 실제 구동전극으로 인가될 때에는 구동부(12)의 구동 단자(TX)가 구동부(12)의 수신 단자(RX)와 분리되나(하단), 감지신호가 감지부(11)로 출력될 때에는, 감지부(11)의 구동 단자(TX)가 감지부(11)의 수신 단자(RX)와 연결되어(상단), 물리적 구동전극의 일부가 실제 수신전극으로 이용될 수 있다.
한편, 도 15a의 터치센서패널 구동방식에 따르면, 도 15c와 같이, TX전극과((나)행에 배치) RX전극((다)행에 배치) 사이는 소정의 거리(예를 들어, 2mm)만큼 이격되어 있어, '+' 커패시턴스값(△Cm)이 거의 발생하지 않고, LGM 방해 신호가 발생하게 된다. 다시 말해, 실제구동전극과 실제수신전극은 서로 '+' 커패시턴스값(△Cm)이 거의 발생하지 않도록 충분히 이격된 거리에 배치될 수 있다. 따라서, LGM 방해 신호를 이용하여 LGM 방해 신호가 발생하였는지 여부를 판별할 수 있다. 또한, 이를 이용하여 빅터치(big touch, 본원 발명에서는 엄지손가락의 터치 면적처럼 나머지 손가락의 터치 면적보다 넓은 면적을 가지는 경우를 빅터치로 정의한다.)가 이루어질 경우, 최종 정전용량변화량(△Ctotal) 출력 신호가 갈라졌는지/거의 없어졌는지 여부를 판별하는 데에 이용할 수 있다. 또는, 현재의 터치센서패널(1) 상태가 플로팅되었는지 여부를 판별할 수도 있게 된다.
도 15a에서는 실제구동전극열이 소정 횟수 반복된 바로 다음에 실제수신전극열이 동일한 소정 횟수만큼 반복하여 배치된 것을 예시하였으나(TX->TX->RX->RX), 실시예에 따라 복수의 물리적 구동전극의 또 다른 일부는 플로팅전극으로 이용되어, 실제구동전극과 실제수신전극은 적어도 하나의 플로팅전극을 사이에 두고 배치될 수도 있다. 구체적으로, 실제구동전극열과 실제수신전극열은 적어도 하나의 플로팅전극열을 사이에 두고 배치될 수도 있다. 이 경우에도, 실제구동전극열과 실제수신전극열은 도 15a보다도 멀리 이격되어 있으므로 상호정전용량이 발생하지 않아 LGM 방해 신호만을 검출할 수 있다.
다만, 본 발명의 권리범위는 도 15a의 형태에 제한되지 않고, 본 발명의 다른 터치센서패널 구동 방식에 따라 도 15d와 같이 물리적 구동전극은 사용하지 않고, 물리적 수신전극만을 이용하여 터치 위치를 검출할 수도 있다. 이 경우에는, 복수의 물리적 수신전극의 일부는 실제구동전극으로 이용((A)열, (B)열)하고, 복수의 물리적 수신전극의 다른 일부는 실제수신전극으로 이용((C)열, (D)열)할 수 있다. 그밖에 상세한 작동 원리는 도 15a에서 전술한 바와 동일/유사한 원리가 적용될 수 있다.
도 15a 및 도 15d에서는 수신전극층이 위에 배치되고 구동전극층이 아래에 배치된 것을 예시하였으나, 이와 반대로 구현된 경우에도 전술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다.
또한, 도 15a 및 도 15d에 도시한 물리적 수신전극과 물리적 구동전극을 서로 반대로 구현한 경우에도 전술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다.
더불어, 도 14a의 터치센서패널 구동방식에 따르면, 도 14c에 도시한 바와 같이, 기본 커패시턴스가 TX((가)행에 배치)와 RX((나)행에 배치) 사이 및 TX((다)행에 배치)와 RX((라)행에 배치) 사이에서 발생하지만, 도 15a의 터치센서패널 구동방식에 따르면, 도 15c에 도시한 바와 같이, 기본 커패시턴스는 TX((나)행에 배치)와 RX((다)행에 배치) 사이에서만 발생하므로, 도 14a의 터치센서패널 구동방식에 비해 낮은 값의 기본 커패시턴스가 측정되게 된다. 다시 말해, 도 15a의 터치센서패널 구동방식은 도 14a의 터치센서패널 구동방식에 비해 기본 커패시턴스를 줄일 수 있다는 추가 이점이 있게 된다.
이외에도 도 15a의 터치센서패널 구동방식의 경우, 각 구동라인을 순차적으로 이동(shift)하여 각 구동라인의 구동을 변경할 수 있다. 예를 들어, 최초에 도 15a와 같이 TX-TX-RX-RX(①)의 형태로 구동라인이 구동되고 있었다면, 이를 RX-TX-TX-RX(②), RX-RX-TX-TX(③), TX-RX-RX-TX(④) 의 형태로 자동 변경되도록 설정할 수 있다. 다만, ① 내지 ④ 의 변경 순서는 다양하게 조합이 가능하며, 이로 인한 조합 역시 미리 설정할 수 있다.
한편, 도 14a의 터치센서패널 구동방식 및 도 15a의 터치센서패널 구동방식을 터치위치를 감지하는데 사용하는 대신에 사용자가 스마트폰 등의 장치를 손에 쥐고 있는지 여부를 판별하는데 사용할 수도 있다. 즉, 도 14a의 터치센서패널 구동방식 및 도 15a의 터치센서패널 구동방식 중 어느 하나를 사용하게 되면, TX와 TX 라인간의 간격이 상대적으로 멀리 떨어져 있어서 사용자가 스마트폰 등의 장치를 손에 쥐고 있지 않은 경우에 LGM 신호가 두드러지게 된다. 따라서, 도 14a의 터치센서패널 구동방식 및 도 15a의 터치센서패널 구동방식 중 어느 하나를 이용하여 사용자가 스마트폰 등의 장치를 손에 쥐고 있는지 여부를 판별하고, 실제 터치위치 스캔은 종래의 구동방식을 사용하여 수행한 후에, 사용자가 스마트폰 등의 장치를 손에 쥐고 있는지 여부에 따라 감지된 신호의 해석을 달리 하도록 구성할 수 있다.
마지막으로, 도 14a의 터치센서패널 구동방식(TX-RX-TX-RX) 및 도 15a의 터치센서패널 구동방식(TX-TX-RX-RX)은 LGM 방해 신호만을 검출하기 위해 구현된 대표적인 실시예이며, 본 발명에 따르면, TX-TX-TX-RX, TX-RX-RX-RX 등의 조합도 가능하다. 또한, 물리적 구동전극 라인의 일부는 플로팅 상태로 설정하여, TX-floating-RX-floating 상태로의 구현도 가능하다.
한편, 도 16을 참조하면, 도 14에 따른 터치센서패널 구동방식 및 도 15에 따른 터치센서패널 구동방식은 도 11a의 형태의 터치센서패널에 대해서도 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 11a는 본 발명의 다른 실시예에 따라 복수의 물리적 구동전극과 복수의 물리적 수신전극이 서로 다른 층에 구비된 터치센서패널을 예시한다. 도 11a의 터치센서패널에 따르면, 제1 방향으로 배치된 복수의 물리적 구동전극과 제2 방향으로 배치된 복수의 물리적 수신전극이 이중 층에서 서로 교차하여 겹치도록 배치될 수 있다. 도 11a는 복수의 물리적 구동전극이 제1 방향으로 배치되고 복수의 물리적 수신전극이 제2 방향으로 배치된 것을 예시하였으나, 복수의 물리적 구동전극이 제2 방향으로 배치되고 복수의 물리적 수신전극이 제1 방향으로 배치된 경우에도 아래 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다.
이 때, 복수의 물리적 구동전극과 복수의 물리적 수신전극은 긴 막대 형상일 수 있으나, 본 발명의 권리범위는 이에 제한되지 않고 원형, 타원형 등 다양한 방식으로 설계 가능하다.
도 11a의 터치센서패널을 기초로 구동하는 터치센서패널 구동방식에 따르면, 도 16a 및 도 16b와 같이 물리적 수신전극은 사용하지 않고, 물리적 구동전극만을 이용하여 터치 위치를 검출할 수 있다. 구체적으로, 복수의 물리적 구동전극의 일부는 실제구동전극(점으로 표기)으로 이용하고, 복수의 물리적 구동전극의 나머지는 실제수신전극(빗금으로 표기)으로 이용할 수 있다. 도 16a 및 도 16b의 실시예에 따르면, 전체 물리적 구동전극의 반을 실제구동전극들로 이용하고, 전체 물리적 구동전극의 나머지 반을 실제수신전극들로 이용할 수 있다.
이 때, 도 16a와 같이 실제구동전극과 실제수신전극이 TX->RX->TX->RX의 형태로 배치될 수도 있고, 도 16b와 같이 실제구동전극과 실제수신전극이 TX->TX->RX->RX의 형태로 배치될 수도 있다.
한편, 도 16c 및 도 16d와 같이 물리적 구동전극은 사용하지 않고, 물리적 수신전극만을 이용하여 터치 위치를 검출할 수 있다. 구체적으로, 복수의 물리적 수신전극의 일부는 실제구동전극(점으로 표기)으로 이용하고, 복수의 물리적 수신전극의 다른 일부는 실제수신전극(빗금으로 표기)으로 이용할 수 있다. 도 16c 및 도 16d의 실시예에 따르면, 전체 물리적 수신전극의 반을 실제구동전극들로 이용하고, 전체 물리적 수신전극의 나머지 반을 실제수신전극들로 이용할 수 있다.
이 때, 도 16c와 같이 실제구동전극과 실제수신전극이 TX->RX->TX->RX의 형태로 배치될 수도 있고, 도 16d와 같이 실제구동전극과 실제수신전극이 TX->TX->RX->RX의 형태로 배치될 수도 있다.
도 16a 내지 도 16d에서는 물리적 수신전극층이 위에 배치되고 물리적 구동전극층이 아래에 배치된 것을 예시하였으나, 이와 반대로 구현된 경우에도 전술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다.
또한, 도 16a 내지 도 15d에 도시한 물리적 수신전극과 물리적 구동전극을 서로 반대로 구현한 경우에도 전술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치센서패널 구동 방식을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 17에 도시한 터치센서패널 구동방식에 따르면, 물리적 구동전극은 사용하지 않고, 물리적 수신전극만을 이용하여 터치 위치를 검출할 수 있다. 구체적으로, 물리적 수신전극의 일부는 실제구동전극으로 이용하고, 물리적 수신전극의 나머지는 실제수신전극으로 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 17의 실시예에 따르면, 전체 물리적 수신전극(RX1 내지 RX8)의 반(1/2, RX1, RX3, RX6, RX8)을 실제수신전극으로 이용하고, 나머지 반(1/2, RX2, RX4, RX5, RX7)을 실제구동전극으로 이용할 수 있다. 다만, 전체 물리적 수신전극 중 포함되는 실제수신전극과 실제구동전극의 비율은 이에 한정되지 않고, (1/3:2/3, 1/4:3/4) 등인 경우에도 본 발명이 동일/유사하게 적용될 수 있다. 즉, 실제수신전극과 실제구동전극간의 비율이 동일한 경우, 또는 실제수신전극과 실제구동전극간의 비율이 다른 경우에도 본 발명이 동일/유사하게 적용될 수 있으며, 후자의 경우에는, 실제수신전극의 비율이 실제구동전극의 비율이 높은/낮은 경우 모두에 적용될 수 있다. 본 발명의 터치센서패널 구동방식에 따르면, 복수의 동일 실제수신전극이 서로 인접하여 배치되고, 이어서 복수의 동일 실제구동전극이 서로 인접하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 17a의 경우에는 (가)행을 기준으로 4개의 동일 실제수신전극이 서로 인접하여 배치되고, 이어서 3개의 동일 실제구동전극이 서로 인접하여 배치된 것을 예시한다. 실시예에 따라 서로 인접하여 배치된 복수의 동일 실제수신전극과 복수의 동일 실제구동전극의 개수는 서로 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
그리고, 동일한 수신 단자에 연결되는 복수의 물리적 수신전극은 적어도 하나의 존(zone)을 형성할 수 있으며, 이 존(zone)은 물리적 수신전극을 실제구동전극/실제수신전극으로 이용하는 기준 단위가 될 수 있다. 예를 들어, 도 17a와 같이 제1 수신단자에 연결되는 RX1에 해당하는 4개의 동일한 물리적 수신전극을 실제수신전극으로 이용하고, 제2 수신단자에 연결되는 RX5에 해당하는 3개의 동일한 물리적 수신전극을 실제구동전극으로 이용할 수 있다. (본 명세서에서 동일한 물리적 수신전극이란 동일한 수신단자에 연결되는 전극을 의미하고, 동일한 물리적 구동전극이란 동일한 구동 단자에 연결되는 전극을 의미할 수 있다.)
즉, 실시예에 따라 실제구동전극들 중 일부(예> (가)행의 RX1 전극들)는 제1단자에 연결되는 동일한 제1전극들로 구성되고, 상기 실제수신전극들 중 일부(예> (가)행의 RX5 전극들)는 제2단자에 연결되는 동일한 제1전극들로 구성되며, 상기 실제수신전극들 중 다른 일부(예> (나)행의 RX2 전극들)는 제3단자에 연결되는 동일한 제1전극들로 구성되고, 상기 실제구동전극들 중 다른 일부(예> (나)행의 RX6 전극들)는 제4단자에 연결되는 동일한 제1전극들로 구성될 수 있다.
도 2 및 도 17a를 함께 참조하면, 복수의 제1전극들은 제2 방향 기준으로 배치되는 복수의 전극유닛들((가)행 내지 (라)행)로 구성되고, 제1 전극유닛(예> (가)행)에는 실제구동전극들 중 일부가 제1 순서로 배치된 후 실제수신전극들 중 일부가 제2 순서로 배치되고, 제2 전극유닛(예> (나)행)에는 상기 실제수신전극들 중 다른 일부가 상기 제1 순서로 배치된 후 상기 실제구동전극들 중 다른 일부가 상기 제2 순서로 배치될 수 있다.
즉, 동일 행(ROW, (가)행)을 기준으로, 복수의 동일 실제수신전극과 복수의 동일 실제구동전극이 교대로 배치될 수 있고, 다음 행(ROW, (나)행)을 기준으로, 이전 행((가)행)과 반대의 순서로 복수의 동일 실제구동전극과 복수의 동일 실제수신전극이 교대로 배치될 수 있다. 즉, 제1행(가)에서 실제수신전극들->실제구동전극들의 순서로 배치되었다면, 제2행(나)에서는 실제구동전극들->실제수신전극들의 순서로 배치될 수 있다. 이런 경우, 지그재그(zigzag)형태의 전극 패턴을 나타낼 수 있다.
다만, 도 17에서는 최초 행인 (가)행을 기준으로 실제수신전극이 배치된 이후 실제구동전극이 배치된 예를 기술하였으나, 최초 행인 (가)행을 기준으로 실제구동전극이 먼저 배치된 이후 실제수신전극이 나중에 배치된 경우에도 동일/유사하게 적용될 수 있다.
예를 들어, 첫번째 구동에는 최초 행인 (가)행을 기준으로 실제수신전극이 먼저 배치된 이후 실제구동전극이 나중에 배치되도록 구동하고, 두번째 구동에는 최초 행인 (가)행을 기준으로 실제구동전극이 먼저 배치된 이후 실제수신전극이 나중에 배치되도록 구동 방식을 변경할 수 있다. 이와 같이 실제구동전극/실제수신전극을 모드 변환해 가면서 구동하고 획득한 신호 데이터를 LGM 상태에서의 터치위치를 파악하는데 사용할 수도 있다.
구동방식과 관련하여, 도 17a에 도시한 바와 같이, RX2-RX4-RX5-RX7을 실제구동전극으로 이용하고 RX1-RX3-RX6-RX8을 실제수신전극으로 이용할 수 있으나, RX2-RX4-RX5-RX7을 실제수신전극으로 이용하고 RX1-RX3-RX6-RX8을 실제구동전극으로 이용할 수 있다. 이 때, 일 실시예에 따라 구동신호를 복수의 실제구동전극에 동시에 인가할 수도 있으며, 다른 실시예에 따라 구동신호를 실제구동전극에 순차적으로 하나씩 인가할 수도 있다. 또한, 구동 채널을 몇 개의 그룹으로 구분하여, 그룹별로 순차적으로 구동할 수도 있다.
도 17a의 터치센서패널 구동방식에 따르면, 임의의 한 셀 영역(도 17a의 점선영역으로, 복수의 물리적 수신전극(RX1, RX5)의 일부 및 이에 대응하는 복수의 구동전극(TX1 내지 TX12)을 포함하는 영역으로 정의한다)에서 발생하는 LGM 방해 신호만을 검출할 수 있게 된다. 즉, 도 3a의 경우, 도 3c를 참조하면, 임의의 한 셀 영역(도 17a의 임의의 한 셀 영역과 동일 사이즈의 면적의)을 기준으로 LGM 방해 신호(CLGM) 이외에 +' 커패시턴스값(△Cm)이 발생하여 두 신호가 혼합되어 있는 것을 알 수 있으나, 도 17a의 터치센서패널 구동방식에 따르면, 물리적 RX1(실제수신전극)과 물리적 RX5(실제구동전극) 사이는 소정의 거리(예를 들어, 2mm)만큼 이격되어 있어, +' 커패시턴스값(△Cm)이 거의 발생하지 않고, LGM 방해 신호(CLGM)만이 발생하게 된다. 이는 도 3c에서 구동전극과 수신전극이 거의 붙어있어 +' 커패시턴스값(△Cm) 이 발생하는 상황과 다르다. 따라서, LGM 방해 신호를 이용하여 LGM 방해 신호가 발생하였는지 여부를 판별할 수 있다. 또한, 이를 이용하여 빅터치(big touch, 본원 발명에서는 엄지손가락의 터치 면적처럼 나머지 손가락의 터치 면적보다 넓은 면적을 가지는 경우를 빅터치로 정의한다.)가 이루어질 경우, 최종 정전용량변화량(△Ctotal) 출력 신호가 갈라졌는지/거의 없어졌는지 여부를 판별하는 데에 이용할 수 있다. 또는, 현재의 터치센서패널(1) 상태가 플로팅되었는지 여부를 판별할 수도 있게 된다.
이외에도, 도 17a의 터치센서패널 구동방식에 따르면 각 물리적 전극의 피치(pitch)가 결과적으로 늘어나는 효과도 있다.
구체적으로, 종래의 터치센서패널 구동방식에 따르면, 1개의 물리적 수신전극(예>RX1)과 1개의 물리적 구동전극(예>TX1)으로 구성되는 영역이 기본 영역으로써 정의되어, 해당 영역을 기초로 터치 동작을 감지하기 때문에 전술한 빅 터치(big touch)가 감지된 경우, 신호간 간섭량이 많아 신호를 구분하는 것이 어려웠다. 하지만, 도 17a의 터치센서패널 구동방식에 따르면, 4개의 물리적 수신전극((A)(B)(C)(D)열의 RX1)을 포함하는 영역이 기본 영역으로써 정의되어, 피치(pitch)가 결과적으로 커지게 되고, 해당 영역을 기초로 터치 동작을 감지하기 때문에, 빅 터치(big touch)가 감지되더라도 신호간섭량이 현저하게 감소하게 되어, 특정 신호를 용이하게 구분해낼 수 있게 되는 것이다.
도 17b를 참조하여, 도 17a의 물리적 수신전극의 일부가 실제구동전극으로 이용되고, 나머지는 실제수신전극으로 이용되는 매커니즘을 설명한다.
본 실시예에서 사용되는 터치 센싱 IC는 수신 단자(RX)를 구동용으로 사용할 수도 있고 수신용으로 사용할 수 있도록 프로그래밍할 수 있다. 도 17b의 (S)는 수신 단자(RX)를 수신 단자로서 사용하는 경우의 내부 연결을 보여주며, (U)는 수신 단자(RX)를 구동 단자로서 사용하는 경우의 내부 연결을 보여주고 있다. 즉, 물리적 수신전극을 실제구동전극으로서 사용하는 경우에는 수신 단자(RX)가 (U)에 도시된 것처럼 IC 내부의 구동회로로 연결되도록 IC 내부의 스위치를 제어하며, 물리적 수신전극을 실제수신전극으로서 사용하는 경우에는 수신 단자(RX)가 (S)에 도시된 것처럼 IC 내부의 수신회로로 연결되도록 스위치를 제어한다.
다만, 도 17a의 터치센서패널의 전극 배치 형태를 기초로 한 다른 터치센서패널 구동방식에 따르면, 물리적 수신전극은 사용하지 않고, 물리적 구동전극만을 이용하여 터치 위치를 검출할 수도 있다. 이 경우에는, 물리적 구동전극의 일부(예>1/2)는 실제구동전극으로 이용하고, 물리적 구동전극의 나머지(예>1/2)는 실제수신전극으로 이용할 수 있다. 그밖에 상세한 작동 원리는 도 17a에서 전술한 바와 동일/유사한 원리가 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 권리범위는 도 17a의 형태에 제한되지 않고, 도 17a와 같이 물리적 수신전극이 먼저 배치되는 것이 아니라 물리적 구동전극이 먼저 배치되는 경우, 물리적 수신전극은 사용하지 않고, 물리적 구동전극만을 이용하여 터치 위치를 검출할 수도 있다. 이 경우에는, 물리적 구동전극의 일부는 실제구동전극으로 이용하고, 물리적 구동전극의 나머지는 실제수신전극으로 이용할 수 있다. 또는, 물리적 구동전극은 사용하지 않고 물리적 수신전극만을 이용하여 터치 위치를 검출할 수도 있다. 이 경우에는, 물리적 수신전극의 일부는 실제구동전극으로 이용하고, 물리적 수신전극의 나머지는 실제수신전극으로 이용할 수도 있다. 그밖에 상세한 작동 원리는 도 17에서 전술한 바와 동일/유사한 원리가 적용될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
동일층이나 이중층에 구동전극과 수신전극이 배치된 터치센서패널에서 LGM(low ground mass) 방해 신호만을 검출하여 LGM 방해 신호가 발생하였는지 여부를 판별할 수 있게 된다. 이를 이용하여 사용자가 장치를 손에 잡고 있지 않은지 여부(즉, LGM 상태인지 여부)를 판별할 수 있다. LGM 상태라고 판별되면 일반적인 구동방법을 사용하여 획득한 데이터와 본 발명의 구동방법을 사용하여 감지된 데이터를 조합하여 터치위치를 감지함으로써 LGM 상태에서의 터치감지 성능을 개선할 수 있다.

Claims (26)

  1. 복수의 제1전극들과 복수의 제2전극들이 동일 층에 형성된 터치센서패널에서의 터치센서패널 구동방법으로서,
    상기 터치센서패널은 상기 복수의 제1전극들을 포함하여 제1 방향으로 연장된 복수의 제1전극어레이들 및 상기 복수의 제1전극어레이들과 교대로 배치되는 상기 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2전극어레이들을 포함하고,
    상기 복수의 제1전극어레이들 중 어느 하나인 제1전극어레이에 포함되는 제1전극들 중 어느 하나에 상기 복수의 제2전극어레이들 중 어느 하나인 제2전극어레이에 포함되는 제2전극들 중 적어도 두 개가 제2 방향으로 인접하도록 대응하여 배치되며,
    상기 터치센서패널을 구동하기 위해 상기 복수의 제1전극들은 이용하지 않고 상기 복수의 제2전극들 중 일부를 실제구동전극들로 이용하고 상기 복수의 제2전극들 중 나머지를 실제수신전극들로 이용하는,
    터치센서패널 구동방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 제2전극들 중 1/2을 상기 실제구동전극들로 이용하고 상기 복수의 제2전극들 중 나머지 1/2을 상기 실제수신전극들로 이용하는,
    터치센서패널 구동방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 실제구동전극들을 구성하는 적어도 하나의 제2전극어레이와 상기 실제수신전극들을 구성하는 적어도 하나의 제2전극어레이는 각각 적어도 한 번 이상 반복되어 교대로 배치되는,
    터치센서패널 구동방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1전극은 상대적으로 사이즈가 큰 전극이고, 상기 제2전극은 상기 제1전극에 비해 상대적으로 사이즈가 작은 전극인,
    터치센서패널 구동방법.
  5. 복수의 제1전극들과 복수의 제2전극들이 동일 층에 형성된 터치센서패널에서의 터치센서패널 구동방법으로서,
    상기 터치센서패널은 상기 복수의 제1전극들을 포함하여 제1 방향으로 연장된 복수의 제1전극어레이들 및 상기 복수의 제1전극어레이들과 교대로 배치되는 상기 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2전극어레이들을 포함하고,
    상기 복수의 제1전극어레이들 중 어느 하나인 제1전극어레이에 포함되는 제1전극들 중 어느 하나에 상기 복수의 제2전극어레이들 중 어느 하나인 제2전극어레이에 포함되는 제2전극들 중 적어도 두 개가 제2 방향으로 인접하도록 대응하여 배치되며,
    상기 터치센서패널을 구동하기 위해 상기 복수의 제2전극들은 이용하지 않고 상기 복수의 제1전극들 중 일부를 실제구동전극들로 이용하고 상기 복수의 제1전극들 중 나머지를 실제수신전극들로 이용하는,
    터치센서패널 구동방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 복수의 제1전극들 중 1/2을 상기 실제구동전극들로 이용하고 상기 복수의 제1전극들 중 나머지 1/2을 상기 실제수신전극들로 이용하는,
    터치센서패널 구동방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 실제구동전극들을 구성하는 적어도 하나의 제1전극어레이와 상기 실제수신전극들을 구성하는 적어도 하나의 제1전극어레이는 각각 적어도 한 번 이상 반복되어 교대로 배치되는,
    터치센서패널 구동방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 제1전극은 상대적으로 사이즈가 큰 전극이고, 상기 제2전극은 상기 제1전극에 비해 상대적으로 사이즈가 작은 전극인,
    터치센서패널 구동방법.
  9. 복수의 제1전극들과 복수의 제2전극들이 이중 층에 형성된 터치센서패널에서의 터치센서패널 구동방법으로서,
    상기 터치센서패널은 상기 복수의 제1전극들을 포함하는 복수의 제1전극어레이들 및 상기 복수의 제1전극어레이들과 교차하여 상기 이중 층에 배치되는 상기 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2전극어레이들을 포함하고,
    상기 터치센서패널을 구동하기 위해 상기 복수의 제1전극들은 이용하지 않고 상기 복수의 제2전극들 중 일부를 실제구동전극들로 이용하고 상기 복수의 제2전극들 중 나머지를 실제수신전극들로 이용하는,
    터치센서패널 구동방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 복수의 제2전극들 중 1/2을 상기 실제구동전극들로 이용하고 상기 복수의 제2전극들 중 나머지 1/2을 상기 실제수신전극들로 이용하는,
    터치센서패널 구동방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 실제구동전극들을 구성하는 적어도 하나의 제2전극어레이와 상기 실제수신전극들을 구성하는 적어도 하나의 제2전극어레이는 각각 적어도 한 번 이상 반복되어 교대로 배치되는,
    터치센서패널 구동방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 복수의 제2전극어레이들은 플로팅 전극들로 이용되는 적어도 하나의 제2전극어레이를 더 포함하고,
    상기 플로팅 전극들로 이용되는 적어도 하나의 제2전극어레이를 사이에 두고 상기 실제구동전극들을 구성하는 적어도 하나의 제2전극어레이와 상기 실제수신전극들을 구성하는 적어도 하나의 제2전극어레이가 배치되는,
    터치센서패널 구동방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 복수의 제1전극들을 포함하는 복수의 제1전극어레이들 및 상기 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2전극어레이들 각각은 상기 이중 층에서 서로 겹치지 않도록 배치된,
    터치센서패널 구동방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 복수의 제1전극들 및 상기 복수의 제2전극들 각각은 마름모 형상인,
    터치센서패널 구동방법.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 제1전극은 상기 이중 층 중 상층에 배치되고, 상기 제2전극은 상기 이중 층 중 하층에 배치되는,
    터치센서패널 구동방법.
  16. 복수의 제1전극들과 복수의 제2전극들이 이중 층에 형성된 터치센서패널에서의 터치센서패널 구동방법으로서,
    상기 터치센서패널은 상기 복수의 제1전극들을 포함하는 복수의 제1전극어레이들 및 상기 복수의 제1전극어레이들과 교차하여 이중 층에 배치되는 상기 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2전극어레이들을 포함하고,
    상기 터치센서패널을 구동하기 위해 상기 복수의 제2전극들은 이용하지 않고 상기 복수의 제1전극들 중 일부를 실제구동전극들로 이용하고 상기 복수의 제1전극들 중 나머지를 실제수신전극들로 이용하는,
    터치센서패널 구동방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 복수의 제1전극들 중 1/2을 상기 실제구동전극들로 이용하고 상기 복수의 제1전극들 중 나머지 1/2을 상기 실제수신전극들로 이용하는,
    터치센서패널 구동방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 실제구동전극들을 구성하는 적어도 하나의 제1전극어레이와 상기 실제수신전극들을 구성하는 적어도 하나의 제1전극어레이는 각각 적어도 한 번 이상 반복되어 교대로 배치되는,
    터치센서패널 구동방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 복수의 제1전극어레이들은 플로팅 전극들로 이용되는 적어도 하나의 제1전극어레이를 더 포함하고,
    상기 플로팅 전극들로 이용되는 적어도 하나의 제1전극어레이를 사이에 두고 상기 실제구동전극들을 구성하는 적어도 하나의 제1전극어레이와 상기 실제수신전극들을 구성하는 적어도 하나의 제1전극어레이가 배치되는,
    터치센서패널 구동방법.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 복수의 제1전극들을 포함하는 복수의 제1전극어레이들 및 상기 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2전극어레이들 각각은 상기 이중 층에서 서로 겹치지 않도록 배치된,
    터치센서패널 구동방법.
  21. 제 16항에 있어서,
    상기 복수의 제1전극들 및 상기 복수의 제2전극들 각각은 마름모 형상인,
    터치센서패널 구동방법.
  22. 제 16항에 있어서,
    상기 제1전극은 상기 이중 층 중 상층에 배치되고, 상기 제2전극은 상기 이중 층 중 하층에 배치되는,
    터치센서패널 구동방법.
  23. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 제1전극들은 상기 제2 방향을 기준으로 배치되는 복수의 전극유닛들로 구성되고,
    제1 전극유닛에는 상기 실제구동전극들 중 일부가 제1 순서로 배치된 후 상기 실제수신전극들 중 일부가 제2 순서로 배치되고,
    제2 전극유닛에는 상기 실제수신전극들 중 다른 일부가 상기 제1 순서로 배치된 후 상기 실제구동전극들 중 다른 일부가 상기 제2 순서로 배치되는,
    터치센서패널 구동방법.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 실제구동전극들 중 일부는 제1단자에 연결되는 동일한 제1전극들로 구성되고, 상기 실제수신전극들 중 일부는 제2단자에 연결되는 동일한 제1전극들로 구성되며,
    상기 실제수신전극들 중 다른 일부는 제3단자에 연결되는 동일한 제1전극들로 구성되고, 상기 실제구동전극들 중 다른 일부는 제4단자에 연결되는 동일한 제1전극들로 구성되는,
    터치센서패널 구동방법.
  25. 제 5항에 있어서,
    상기 복수의 제1전극들은 상기 제2 방향을 기준으로 배치되는 복수의 전극유닛들로 구성되고,
    제1 전극유닛에는 상기 실제구동전극들 중 일부가 제1 순서로 배치된 후 상기 실제수신전극들 중 일부가 제2 순서로 배치되고,
    제2 전극유닛에는 상기 실제수신전극들 중 다른 일부가 상기 제1 순서로 배치된 후 상기 실제구동전극들 중 다른 일부가 상기 제2 순서로 배치되는,
    터치센서패널 구동방법.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 실제구동전극들 중 일부는 제1단자에 연결되는 동일한 제1전극들로 구성되고, 상기 실제수신전극들 중 일부는 제2단자에 연결되는 동일한 제1전극들로 구성되며,
    상기 실제수신전극들 중 다른 일부는 제3단자에 연결되는 동일한 제1전극들로 구성되고, 상기 실제구동전극들 중 다른 일부는 제4단자에 연결되는 동일한 제1전극들로 구성되는,
    터치센서패널 구동방법.
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