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KR101578075B1 - 터치 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 터치 검출 장치 - Google Patents

터치 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 터치 검출 장치 Download PDF

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KR101578075B1
KR101578075B1 KR1020090034024A KR20090034024A KR101578075B1 KR 101578075 B1 KR101578075 B1 KR 101578075B1 KR 1020090034024 A KR1020090034024 A KR 1020090034024A KR 20090034024 A KR20090034024 A KR 20090034024A KR 101578075 B1 KR101578075 B1 KR 101578075B1
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touch panel
electrodes
electrode
touch
driving
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이성규
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양병덕
여동민
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

터치 검출 방법이 제공된다. 터치 검출 방법은 터치에 응답하여 터치 패널을 구동하기 위한 외부 전원이 공급된다. 터치 패널에 연결된 하부 구동 소자들이 순차적으로 턴온된다. 하부 구동 소자들 각각이 턴온되는 동안, 터치 패널에 연결된 상부 구동 소자들이 순차적으로 턴온되어 멀티 터치된 X좌표 위치들이 리드아웃(read-out)된다. 리드아웃된 X좌표 위치들의 정보가 수신된다. 터치 패널에 연결된 상부 구동 소자들이 순차적으로 턴온된다. 상부 구동 소자들 각각이 턴온되는 동안, 터치 패널에 연결된 하부 구동 소자들이 순차적으로 턴온되어 멀티 터치된 Y좌표의 위치들이 리드아웃된다. 리드아웃된 Y좌표 위치들의 정보가 수신된다. 센싱 소자가 턴온된다. 센싱 소자가 턴오프된다. 이와 같이, 복수개의 제1 전극들과 복수개의 제2 전극들에 순차적으로 구동 전압과 리딩 전압을 인가함으로써, 터치 패널이 멀티 터치될 때 상기 멀티 터치된 위치를 정확하게 인식할 수 있다.

Description

터치 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 터치 검출 장치{METHOD OF DETECTING A TOUCH AND DEVICE OF DETECTING A TOUCH FOR PERFORMING THE SAME}
본 발명은 터치 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 터치 검출 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 복수의 터치를 동시에 인식할 수 있는 터치 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 터치 검출 장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회로 급진전함에 따라 대량의 정보를 처리하고 이를 표시하는 표시장치가 발전하고 있다.
각종 전자기기들을 효율적으로 사용하기 위해, 리모콘이나 별도의 입력 장치 없이 표시 장치의 표시면에서 신호를 입력하는 터치 패널이 널리 사용되고 있다. 즉, 전자 수첩과, 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display Device), 화상 표시 장치의 표시면에 터치 패널이 설치된다.
상기 터치 패널은 마우스나 키보드 등의 입력 방식을 대체할 수 있는 새로운 입력 방식으로, 손이나 펜을 이용하여 스크린에 직접 정보를 입력할 수 있는 정보 입력 방식이다. 터치스크린 패널은 누구나 쉽게 조작할 수 있기 때문에 이상적인 정보 입력 방식 중에 하나로 평가받고 있으며, 현재, 휴대폰, PDA 등의 각종 기기 에 채용되고 있고, 은행이나 관공서 등의 주요 기관에서도 사용되고 있다.
이와 같은 터치 패널은 터치를 감지하는 방법에 따라, 정전 용량형(capacitive type), 저항막 방식(resistive type), 전자기 유도형(EM, Electro-magnetic type) 등으로 구분할 수 있다.
상기 정전 용량 방식의 터치 패널의 기본 구조는 전극이 형성된 필름을 액정 패널 상에 설치하고, 상기 전극에 균일한 전기장이 생성되도록 상기 필름의 각 모서리 또는 코너에 전압을 인가한다. 상기 전극에 손가락 또는 도전성 펜이 접촉될 때, 전압 강하가 발생되어 위치 좌표를 찾을 수 있다.
또한, 상기 저항막 방식의 터치 패널의 기본 구조는 화상이 출사되고 터치 영역을 제공하는 상부 전극이 형성된 상부 투명 기판과, 상기 상부 투명 기판에 대향하는 하부 전극이 형성된 하부 투명 기판이 일정 공간을 갖고 적층되어 있다. 상기 상부 전극이 형성되어 있는 상부 기판에 펜 또는 손가락 같은 입력 수단이 한 지점에 접촉되면, 상부 기판에 형성된 상부 전극과 하부 기판에 형성된 하부 전극이 상호 통전되고, 그 위치의 저항값에 따른 전압의 변화를 감지하여, 상기 터치 패널의 제어 장치에서 상기 전압의 변화에 따른 위치 좌표를 찾을 수 있다.
일반적으로, 펜 또는 손가락의 터치를 인식하는 터치 패널 입력 장치로서, 상기 저항막 방식의 터치 패널이 주로 사용되고 있다. 이러한 저항막 방식은 상부 전극과 하부 전극의 면 저항에 차이에 따라, 터치를 인식하는 방식이다. 상기 저항막 방식은 하나의 전극을 사용하므로, 2지점 이상의 멀티 터치가 발생될 경우, 2지점간의 평균 전위를 인식한다. 따라서, 터치된 2지점을 정확하게 인식하는 것이 아 니라, 상기 터치된 2지점간의 중간 지점을 터치 지점으로 오인하게 되는 문제점이 발생하게 된다.
이에 따라, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로 저항막 방식을 이용하면서 복수의 터치를 정확하게 인식할 수 있는 터치 검출 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 터치 검출 방법을 수행하기 위한 터치 검출 장치를 제공한다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따라, 터치 검출 방법을 제공한다. 상기 터치 검출 방법은 터치에 응답하여 터치 패널을 구동하기 위한 외부 전원이 공급된다. 이어서, 상기 터치 패널에 연결된 하부 구동 소자들이 순차적으로 턴온된다. 이어서, 상기 하부 구동 소자들 각각이 턴온되는 동안, 상기 터치 패널에 연결된 상부 구동 소자들이 순차적으로 턴온되어 멀티 터치된 X좌표 위치들이 리드아웃(read-out)된다. 이어서, 상기 리드아웃된 X좌표 위치들의 정보가 수신된다. 이어서, 상기 터치 패널에 연결된 상부 구동 소자들이 순차적으로 턴온된다. 이어서, 상기 상부 구동 소자들 각각이 턴온되는 동안, 상기 터치 패널에 연결된 상기 하부 구동 소자들이 순차적으로 턴온되어 멀티 터치된 Y좌표의 위치들이 리드아웃된다. 이어서, 상기 리드아웃된 Y좌표 위치들의 정보가 수신된다. 이어서, 상기 센싱 소자가 턴온된다. 이어서, 상기 센싱 소자가 턴오프된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 센싱 소자가 턴온되어 있는 동안, 수신된 상기 X좌표 위치들의 정보 및 상기 Y좌표 위치들의 정보가 디지털 위치 값으로 변환된다. 이어서, 상기 디지털 위치 값에 근거하여, 멀티 터치된 위치들이 계산된다. 이어서, 상기 계산된 정보가 상기 터치 패널 아래에 배치된 표시 패널의 구동을 제어하는 시스템으로 전송된다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 따른 터치 검출 장치는 터치 패널, 터치 패널 구동부, 터치 패널 제어부를 포함한다. 상기 터치 패널은 제1 방향으로 배열된 복수의 제1 전극들을 갖는 하부 기판과, 상기 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 배열된 복수의 제2 전극들을 갖는 상부 기판과, 상기 하부 기판 및 상기 상부 기판 사이에 형성된 복수의 스페이서들을 포함한다. 상기 터치 패널 구동부는 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들을 구동하는 구동 소자부와 상기 구동 소자부에 응답하여 터치 패널의 터치를 센싱하는 센싱 소자부를 포함한다. 상기 터치 패널 제어부는 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들이 순차적으로 구동되도록 상기 터치 패널 구동부를 제어하는 터치 패널 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 구동 소자부는 상기 제1 방향으로 배열된 제1 전극들 각각에 연결된 하부 구동 소자들 및 상기 제2 방향으로 배열된 제2 전극들 각각에 연결된 상부 구동 소자들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 센싱 소자부는 센싱 저항 및 상기 구동 소자부에 의해 터치가 센싱되는 동안, 로우 레벨을 유지하고, 상기 구동 소자부에 의 한 센싱이 종료된 후, 하이 레벨을 유지하는 센싱 소자를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 터치 패널 제어부는 상기 터치 패널 구동부로부터 수신된 아날로그 위치 값을 디지털 위치 값으로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터(ADC) 및 상기 ADC로부터 수신된 디지털 위치 값을 계산하여 위치를 검출하는 마이크로 컨트롤러(MCU)를 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 또 다른 실시예에 따라, 터치 검출 방법을 제공한다. 상기 터치 검출 방법은 터치에 응답하여 터치 패널을 구동하기 위한 구동 펄스가 상기 터치 패널에 연결된 하부 시간 지연 배선부에 공급된다. 상기 구동 펄스가 상기 하부 시간 지연 배선부들에 공급되는 동안, 리딩 펄스가 상기 터치 패널에 연결된 상부 시간 지연 배선부에 공급된다. 이어서, 상기 리딩 펄스에 따라 리드아웃된 X좌표 위치들의 정보가 수신된다. 이어서, 상기 X좌표 위치들의 정보에 응답하여, 상기 구동 펄스가 상기 터치 패널에 연결된 상부 시간 지연 배선부에 공급된다. 이어서, 상기 구동 펄스가 상기 상부 시간 지연 배선부들에 공급되는 동안, 상기 리딩 펄스가 상기 터치 패널에 연결된 하부 시간 지연 배선부에 공급된다. 이어서, 상기 리딩 펄스에 따라 리드아웃된 Y좌표 위치들의 정보가 수신된다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 또 다른 실시예에 따른 터치 검출 장치는 터치 패널, 터치 패널 구동부, 터치 패널 제어부를 포함한다. 상기 터치 패널은 제1 방향으로 배열된 복수의 제1 전극들을 갖는 하부 기판과, 상기 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 배열된 복수의 제2 전극들을 갖는 상부 기판과, 상 기 하부 기판 및 상기 상부 기판 사이에 형성된 복수의 스페이서들을 포함한다. 상기 터치 패널 구동부는 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들을 순차적으로 구동하기 위해, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극들 각각에 인가되는 펄스를 지연시키는 복수의 시간 지연 배선부들을 포함한다. 상기 터치 패널 제어부는 상기 터치 패널 구동부에 상기 펄스를 인가하는 터치 패널 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 시간 지연 배선부는 상기 제1 전극들에 연결된 복수의 하부 시간 지연 배선부들 및 상기 제2 전극들에 연결된 복수의 상부 시간 지연 배선부들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 하부 시간 지연 배선부 및 상기 상부 시간 지연 배선부는 꼬임 패턴들로 형성된 배선들을 포함하고, 상기 배선들은 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들에 인가되는 상기 펄스를 순차적으로 지연시키기 위해 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들에 순차적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 하부 시간 지연 배선부 및 상기 상부 시간 지연 배선부는 꼬임 패턴들로 형성된 배선들을 포함하고, 상기 배선들은 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들에 인가되는 상기 펄스를 임의로 지연시키기 위해 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들에 임의로 연결될 수 있다.
이러한 터치 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 터치 검출 장치에 따르면, 복수개의 제1 전극들과 복수개의 제2 전극들에 순차적으로 구동 전압과 리딩 전압을 인가함으로써, 터치 패널이 멀티 터치될 때 상기 멀티 터치된 위치를 정확하게 인 식할 수 있다.
또한, 상기 제1 전극들과 제2 전극들에 연결된 배선들의 레이아웃만을 변경하여 상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들에 인가되는 펄스를 일정 시간 지연시킴으로써, 어떤 소자의 사용이 불필요하게 되므로 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 전극들과 제2 전극들에 전압이 아닌 펄스를 인가함에 따라 X축과 Y축의 값을 거의 동시에 리드아웃함으로써, 구동 시간을 감소시키고 멀티 터치를 정확하게 인식할 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요 소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 위에 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 아래에 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 바로 아래에 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
실시예 1
도 1는 본 발명의 실시예 1에 따른 터치 패널(100)의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 패널(100)은 하부 기판(110), 상부 기판(120), 및 스페이서(130)를 포함한다.
상기 하부 기판(110)에는 제1 방향으로 배열된 복수의 제1 전극(140)들이 형성되어 있다. 상기 제1 전극(140)들은 스트라이프 형상 또는 사각 형상으로 제1 방향(제1 전극의 폭 방향)으로 배열된다. 상기 하부 기판(110)은 유리, 플라스틱, 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET) 중 하나로 이루어질 수 있다. 상기 제1 전극(140)들은 인듐 주석 옥사이드(Indium Tin Oxide: ITO) 또는 인듐 아연 옥사이드(Indium Zinc Oxide)의 투명 전도성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 상부 기판(120)에는 상기 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 배열된 복수의 제2 전극(150)들이 형성되어 있다. 상기 상부 기판(120)은 펜 또는 손가락에 의해 눌려지므로, 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET) 등의 투명 필름으로 이루어질 수 있다. 상기 제2 전극(150)들은 인듐 주석 옥사이드(Indium Tin Oxide: ITO) 또는 인듐 아연 옥사이드(Indium Zinc Oxide)의 투명 전도성 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 하부 기판(110) 및 상기 상부 기판(120)은 상기 제1 전극(140) 및 상기 제2 전극(150)이 형성되지 않은 비터치 영역인 외곽부의 접착제(160)에 의해 합착된다. 따라서, 상기 접착제(160)의 높이에 따라, 상기 하부 기판(110) 및 상기 상부 기판(130)의 이격 거리가 설정될 수 있다.
상기 스페이서(130)는 상기 하부 기판(110)과 상기 상부 기판(120) 사이에 배치되어, 상기 제1 전극(140) 및 상기 제2 전극(150) 사이의 소정 갭을 유지시킨다. 또한, 상기 스페이서(130)의 각각은 일정 간격 이격되어 형성된다. 상기 스페이서(130)는 상기 하부 기판(110)의 제1 전극(140) 또는 상기 상부 기판(120) 상에 형성될 수 있다. 또한, 상기 스페이서(130)는 상기 제1 전극(140) 하에 형성될 수도 있다. 상기 스페이서(130)는 에폭시, 아크릴 수지 등의 절연성 수지로 이루어질 수 있다.
도 2는 도 1의 터치 패널(100)의 동작의 설명을 위한 단면도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 상부 기판(120)이 펜 또는 손가락에 의해 가압될 때, 상기 제2 전극(150)이 제1 전극(140)에 접촉하게 된다. 상기 제1 전극(140) 및 제2 전극(150)이 접촉함으로써, 저항 값은 변화되어 전압이 변화된다. 따라서, 변화된 전압으로 터치된 위치를 알 수 있다.
하지만, 종래의 이러한 저항막 방식은 하나의 하부 전극과 하나의 상부 전극을 이용하여, 상기 전극들의 위치에 따른 면저항으로 터치된 위치를 인식하였다. 따라서, 2지점 이상이 멀티 터치된 경우, 2지점간의 평균 전위를 인식하게 된다.
반면, 본 실시예에 따른 터치 패널(100)은 다수의 하부 전극과 다수의 상부 전극을 포함하고 있으므로, 종래의 터치 패널의 문제점을 해결할 수 있다.
도 3은 본 실시예에 따른 터치 검출 장치(500)의 블록도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 검출 장치(500)는 터치 패널(100), 터치 패널 구동부(200), 및 터치 패널 제어부(300)를 포함한다.
상기 터치 패널(100)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 전극(140)과 상기 제1 전극(140)에 교차하는 제2 전극(150)을 포함한다.
상기 터치 패널 구동부(200)는 구동 소자부(미도시) 및 센싱 소자부(미도시)를 포함한다. 상기 터치 패널 구동부(200)는 상기 터치 패널(100)의 상부 기판(120)에 펜 또는 손가락에 의한 터치가 있을 때, 외부로부터 인가되는 전압을 인가받는다. 따라서, 상기 구동 소자부 및 상기 센싱 소자부를 이용하여, 상기 제1 전극(140)들 및 상기 제2 전극(150)들에 전압을 인가하고 스캐닝하여 상기 상부 기판(120)의 터치되는 위치를 인식한다.
상기 터치 패널 제어부(300)는 상기 터치 패널(100)의 상부 기판(120)이 터 치되면, 상기 터치 패널 구동부(200)에 전압을 인가한다. 또한, 상기 터치 패널 제어부(300)는 상기 터치 패널 구동부(200)의 구동 소자부 및 상기 센싱 소자부를 제어하기 위한 제어 신호(CON1 내지 CON10, 및 S)를 제공한다. 따라서, 상기 터치 패널 제어부(300)는 상기 터치 패널 구동부(200)를 제어할 수 있다.
또한, 상기 터치 패널 제어부(300)는 아날로그-디지털 변환기(Analog to Digital Converter: ADC)(310) 및 마이크로 컨트롤러(Micro-controller: MCU)(320)를 포함한다. 상기 ADC(310)는 상기 터치 패널(100)에 어떤 전압 차가 발생될 때 수집된 아날로그 값을 상기 아날로그 값에 대응하는 디지털 값으로 변환한다. 상기 MCU(320)는 변환된 상기 디지털 값을 계산하여 전압 차가 발생된 위치를 검출한다.
도 4는 도 3의 일례에 따른 터치 패널(100)에 연결된터치 패널 구동부(200)의 상세도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 패널(100)에 연결된 터치 패널 구동부(200)는 하부 구동 소자부(210), 상부 구동 소자부(220) 및 센싱 소자부(230)를 포함한다.
상기 하부 구동 소자부(210)는 상기 제1 방향으로 배열된 복수의 제1 전극(140)들 각각에 연결된다.
상기 상부 구동 소자부(220)는 상기 제1 방향으로 배열된 상기 제1 전극(140)에 교차하는 상기 제2 방향으로 배열된 복수의 제2 전극(150)들 각각에 연결된다.
상기 센싱 소자부(230)는 센싱 저항(231) 및 상기 센싱 소자(232)를 포함한 다. 상기 센싱 저항(231)은 상기 제2 전극(150)이 상기 제1 전극(140)과 터치될 때 발생되는 전압차를 인식한다. 상기 센싱 소자(232)는 상기 구동 소자부들(210 및 220)에 의해 터치가 센싱되는 동안, 로우 레벨을 유지하고, 상기 구동 소자부들(210 및 220)에 의한 센싱이 종료된 후, 하이 레벨을 유지함으로써, 상기 센싱 저항(231)에 의해 전압 차를 센싱할 수 있다.
또한, 상기 터치 패널(100)은 상기 제1 전극(140)과 상기 제1 전극(140)에 교차하는 제2 전극(150)이 서로 접촉되는 복수의 단위 셀을 포함한다.
도 5는 도 4의 검출 장치의 구동에 따른 터치 패널(100)에인가되는 신호의 타이밍도이다.
본 실시예의 설명의 간단화를 위해, 6개의 제1 전극(140)과 상기 제1 전극(140)에 교차하는 4개의 제2 전극(150)을 갖는 터치 패널에 연결된 검출 장치의 구동 동작을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명할 것이다.
따라서, 상기 터치 패널(100)에 따르면, 상기 터치 패널(100)의 단위 셀의 관점에서 볼 때, 6×4 매트릭스의 터치 영역이 검출될 수 있게 된다.
예를 들어, 상기 터치 패널(100)에서, 제1행1열(1, 1) 및 제1행3열의 위치들에 멀티 터치가 발생된 경우를 설명할 것이다.
먼저, 상기 터치 패널 제어부(300)가 상기 복수의 터치들을 인식하면, 상기 터치 패널 제어부(300)는 상기 터치 패널 구동부(200)의 하부 구동 소자들(210)에 순차적으로 전압을 인가한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 첫번째 제1 전극(140a)에 연결된 제1 하부 구동 소자(210a)가 턴온되고(SR1), 상기 첫번째 제1 전극(140a)에 전원이 인가된다. 상기 제1 하부 구동 소자(210a)가 턴온(turn on)되어 있는 동안, 상기 상부 구동 소자부(220)가 상기 터치 패널 제어부(300)로부터 리딩 신호를 인가 받아, 상기 제2 전극(150)들이 첫번째 제2 전극(150a), 두번째 제2 전극(150b), 세번째 제2 전극(150c) 및 네번째 제2 전극(150d)으로 순차적으로 리드아웃(readout)된다. 여기서, 상기 첫번째 제2 전극(150a)의 리드아웃시, 상기 첫번째 제2 전극(150a)이 상기 첫번째 제1 전극(140a)에 접촉되어 일정 전압이 강하되므로, 상기 센싱 저항(231)에서 상기 전압의 강하를 인식한다. 따라서, 하나의 터치가 상기 터치 패널(100)의 제1 행제1 열(1, 1)의 위치에서 발생되었음을 인식할 수 있다. 또한, 상기 세번째 제2 전극(150c)의 리드아웃시, 상기 세번째 제2 전극(150c)이 상기 첫번째 제1 전극(140a)에 접촉되어 일정 전압이 강하되므로, 상기 센싱 저항(231)에서 상기 전압의 강하를 인식한다. 따라서, 또 다른 터치가 상기 터치 패널(100)의 제1 행제3 열(1, 3)의 위치에서 발생되었음을 인식할 수 있다. 여기서, 상기 터치 패널 제어부(300)는 상기 센싱 소자(232)를 턴오프(turn off) 상태로 유지시킨다.
또한, 두번째 제1 전극(140b)에 연결된 제2 하부 구동 소자(210b)가 턴온되고(SR2), 상기 두번째 제1 전극(140b)에 전원이 인가된다. 상기 제2 하부 구동 소자(210b)가 턴온되어 있는 동안, 상기 상부 구동 소자부(220)가 상기 터치 패널 제어부(300)로부터 리딩 신호를 인가 받아, 상기 제2 전극(150)들이 첫번째 제2 전극(150a), 두번째 제2 전극(150b), 세번째 제2 전극(150c) 및 네번째 제2 전극(150d)으로 순차적으로 리드아웃된다. 여기서, 상기 터치 패널 제어부(300)는 상 기 센싱 소자(232)를 턴오프 상태로 유지시킨다.
또한, 세번째 제1 전극(140c)에 연결된 제3 하부 구동 소자(210c)가 턴온되고(SR3), 상기 세번째 제1 전극(140c)에 전원이 인가된다. 상기 제3 하부 구동 소자(210c)가 턴온되어 있는 동안, 상기 상부 구동 소자부(220)가 상기 터치 패널 제어부(300)로부터 리딩 신호를 인가 받아, 상기 제2 전극(150)들이 첫번째 제2 전극(150a), 두번째 제2 전극(150b), 세번째 제2 전극(150c) 및 네번째 제2 전극(150d)으로 순차적으로 리드아웃된다. 여기서, 상기 터치 패널 제어부(300)는 상기 센싱 소자(232)를 턴오프 상태로 유지시킨다.
또한, 네번째 제1 전극(140d)에 연결된 제4 하부 구동 소자(210d)가 턴온되고(SR4), 상기 네번째 제1 전극(140d)에 전원이 인가된다. 상기 제4 하부 구동 소자(210d)가 턴온되어 있는 동안, 상기 상부 구동 소자부(220)가 상기 터치 패널 제어부(300)로부터 리딩 신호를 인가 받아, 상기 제2 전극(150)들이 첫번째 제2 전극(150a), 두번째 제2 전극(150b), 세번째 제2 전극(150c) 및 네번째 제2 전극(150d)으로 순차적으로 리드아웃된다. 여기서, 상기 터치 패널 제어부(300)는 상기 센싱 소자(232)를 턴오프 상태로 유지시킨다.
또한, 다섯번째 제1 전극(140e)에 연결된 제5 하부 구동 소자(210e)가 턴온되고(SR5), 상기 다섯번째 제1 전극(140e)에 전원이 인가된다. 상기 제5 하부 구동 소자(210e)가 턴온되어 있는 동안, 상기 상부 구동 소자부(220)가 상기 터치 패널 제어부(300)로부터 리딩 신호를 인가 받아, 상기 제2 전극(150)들이 첫번째 제2 전극(150a), 두번째 제2 전극(150b), 세번째 제2 전극(150c) 및 네번째 제2 전 극(150d)으로 순차적으로 리드아웃된다. 여기서, 상기 터치 패널 제어부(300)는 상기 센싱 소자(232)를 턴오프 상태로 유지시킨다.
또한, 여섯번째 제1 전극(140f)에 연결된 제6 하부 구동 소자(210f)가 턴온되고(SR6), 상기 여섯번째 제1 전극(140f)에 전원이 인가된다. 상기 제6 하부 구동 소자(210f)가 턴온되어 있는 동안, 상기 상부 구동 소자부(220)가 상기 터치 패널 제어부(300)로부터 리딩 신호를 인가 받아, 상기 제2 전극(150)들이 첫번째 제2 전극(150a), 두번째 제2 전극(150b), 세번째 제2 전극(150c) 및 네번째 제2 전극(150d)으로 순차적으로 리드아웃된다. 여기서, 상기 터치 패널 제어부(300)는 상기 센싱 소자(232)를 턴오프 상태로 유지시킨다.
따라서, 상기의 일련의 동작에 따라, 제1 행제1 열(1, 1) 및 제1 행제3 열(1, 3) 에서 제1 터치 및 제2 터치의 멀티 터치가 있음을 확인하였다.
이어서, 상기 터치 패널 제어부(300)는 상기 터치 패널 구동부(200)의 상기 상부 구동 소자들(220)에 순차적으로 전원을 인가한다.
먼저, 첫번째 제2 전극(150a)에 연결된 제1 상부 구동 소자(220a)가 턴온되고(SC1), 상기 첫번째 제2 전극(150a)에 전원이 인가된다. 상기 제1 상부 구동 소자(220a)가 턴온되어 있는 동안, 상기 하부 구동 소자부(210)는 상기 터치 패널 제어부(300)로부터 리딩 신호를 인가받아, 상기 첫번째 제1 전극(140a)부터 상기 여섯번째 제1 전극(140f)이 순차적으로 리드아웃된다. 따라서, 상기 제1 터치가 상기 제1 행제1 열(1, 1)의 위치에서 전압 강하가 있음을 인식할 수 있다. 여기서, 상기 터치 패널 제어부(300)는 상기 센싱 소자(232)를 턴오프 상태로 유지시킨다.
상기 제1 전극(140)의 구동시 상기 두번째 제2 전극(150b)에서 어떤 전압 강하가 발생되지 않았으므로, 상기 두번째 제2 전극(150b)의 구동은 생략될 수 있다. 따라서, 터치된 위치를 인식하기 위한 구동 시간을 감소시킬 수 있다.또한, 세번째 제2 전극(150c)에 연결된 제3 상부 구동 소자(220c)가 턴온되고(SC3), 상기 세번째 제2 전극(150c)에 전원이 인가된다. 상기 제3 상부 구동 소자(220c)가 턴온되어 있는 동안, 상기 하부 구동 소자부(210)는 상기 터치 패널 제어부(300)로부터 리딩 신호를 인가받아, 상기 첫번째 제1 전극(140a)부터 상기 여섯번째 제1 전극(140f)이 순차적으로 리드아웃된다. 따라서, 상기 제2 터치가 상기 제1 행제3 열(1, 3)의 위치에서 전압 강하가 있음을 인식할 수 있다. 여기서, 상기 터치 패널 제어부(300)는 상기 센싱 소자(232)를 턴오프 상태로 유지시킨다.
상기 제1 전극(140)의 구동시 상기 네번째 제2 전극(150d)에서 어떤 전압 강하가 발생되지 않았으므로, 상기 두번째 제2 전극(150d)의 구동은 생략될 수 있다. 따라서, 터치된 위치를 인식하기 위한 구동 시간을 감소시킬 수 있다.
이어서, 상기 구동 소자들(210 및 220)에 의해 상기의 동작이 완료되면, 상기 터치 패널 제어부(300)는 상기 센싱 소자(232)를 턴온시킨다(SS). 상기 센싱 소자(232)가 턴온되어 있는 동안(SS), 상기의 일련의 동작에 의해 얻어진 아날로그의 위치 값들은 상기 ADC(310)에서 디지털 위치 값으로 변환된다. 상기 변환된 디지털 위치 값들이 상기 MCU(320)에 제공되고, 상기 MCU(320)는 상기 디지털 위치 값을 근거로, 멀티 터치된 위치를 계산한다. 즉, 상기 센싱 소자(232)가 하이 레벨이 되는 구간은 상기 MCU(320)가 멀티 터치된 위치를 계산하는 구간이다. 이어서, 상기 MCU(320)는 상기 계산된 위치 정보를 액정 패널(미도시)을 구동시키는 시스템(400)으로 제공할 수 있다.
상기 구동 소자들(210 및 220)에 의해 멀티 터치된 위치들을 센싱하고, 상기 MCU(320)에 의해 상기 위치들을 계산하는 일련의 동작들은 1프레임 내에 모두 이루어진다.
상기 구동 소자들(210 및 220)에 의해 위치들이 센싱되는 시간은 ㎒ 단위로 구동되어 ㎱ 단위의 시간만이 소요될 수 있으므로, 상기 MCU(320)에서 상기 센싱된 위치들을 계산하는 시간을 충분히 확보할 수 있다.
즉, 종래의 기술에 따르면, 1프레임 동안, 터치된 위치를 인식하기 위해, ㎳ 단위의 시간이 소요되던 것에 비해, 본 실시예에 따르면, 1프레임 동안, 터치된 위치를 인식하기 위해, 하부 구동 소자들(210)에 의해 소요되는 시간(㎱)과 상부 구동 소자들(220)에 의해 소요되는 시간(㎱)이 ㎱ 단위에 불과하다. 따라서, 상기 구동 소자들(210 및 220)에 의해 소요되는 시간에, 상기 구동 소자들(210 및 220)에 의해 센싱된 위치를 검출하는 시간을 더하더라도 종래의 기술보다 적은 시간이 소요되거나 비슷한 시간이 소요될 수 있다.
또한, 상기 구동 소자들(210 및 220) 및 상기 센싱 소자는 외장형을 기본으로 하고 다채널의 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor:FET)를 사용할 수 있다. 하지만, 상기 구동 소자들(210 및 220) 및 상기 센싱 소자는 내장형일 수도 있다.
도 6은 본 실시예에 따른 터치 검출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 실시예에 따른 터치 패널(100)에 발생되는 터치의 검출 동작을 설명할 것이다.
본 실시예에 따라, 상기 상부 기판(120)이 펜 또는 손가락에 의해 터치되어 가압되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 상부 기판(120)에 형성된 제2 전극(150)과 상기 하부 기판(110)에 형성된 제1 전극(140)이 접촉한다. 따라서, 전압의 변화가 발생되어, 상기 터치 패널 제어부(300)는 터치되었음을 인식할 수 있다.
먼저, 상기 터치 패널 제어부(300)가 상기 터치되었음을 인식하면, 상기 터치 패널 제어부(300)는 상기 터치에 응답하여 상기 터치 패널을 구동하기 위한 외부 전원을 상기 터치 패널 구동부(200)에 공급한다 (단계 S110).
이어서, 공급된 상기 외부 전원에 따라 상기 하부 기판(110)에 형성된 상기 제1 전극(140)들에 연결된 하부 구동 소자들(210)을 순차적으로 턴온시킨다(단계 S120). 상기 하부 구동 소자들(210)의 각각이 턴온되는 동안, 상기 상부 기판(120)에 형성된 상기 제2 전극(150)들에 연결된 상부 구동 소자들(220)을 순차적으로 턴온시킴으로써, X좌표에서 전압의 강하가 발생된 위치들을 리드아웃하도록 한다(단계 S130).
리드아웃된 상기 위치들의 정보를 상기 터치 패널 제어부(300)에 전송한다(단계 S140).
상기 터치 패널 제어부(300)에 전송된 위치 정보에 따라, 상기 상부 기판(110)에 형성된 상기 제2 전극(150)들에 연결된 상부 구동 소자들(220)을 선택적으로 턴온시킨다(단계 S150). 상기 단계(단계 S150)에서, 선택된 상기 상부 구동 소자들(220)의 각각이 턴온되는 동안, 상기 하부 기판(110)에 형성된 상기 제1 전극(150)들에 연결된 하부 구동 소자들(210)을 순차적으로 턴온시킴으로써, Y좌표에서 전압의 강하가 발생된 위치들을 리드아웃하도록 한다(단계 S160).
리드아웃된 상기 위치들의 정보를 상기 터치 패널 제어부(300)에 전송한다(단계 S170).
이어서, 상기 센싱 소자(232)를 턴온시킨다(단계 S180).
도 7은 도 6의 단계 S180에 따른 터치 패널 제어부(300)의 구성 요소들의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 상기 센싱 소자(232)가 턴온되어 있는 동안(단계 S180), 상기 터치 패널 제어부(300)의 상기 ADC(310)는 상기 터치 패널 구동부(200)로부터 수신된 아날로그 위치 값을 디지털 위치 값으로 변환하고(단계 S210), 상기 터치 패널 제어부(300)의 상기 MCU(320)는 상기 디지털 위치 값을 계산하여 정확한 위치를 인식한다(단계 S220).
이에 따라, 상기 터치 패널 제어부(300)는 상기 MCU(320)의 계산으로부터 획득한 정보를 상기 액정 패널(미도시)을 구동하는 시스템(400)에 전송한다(단계 S230).
이어서, 상기 터치 패널 제어부(300)는 상기 센싱 소자(232)를 턴오프 시킨다(단계 S190).
따라서, 본 실시예에 따르면, 상기 터치 패널(100)의 상부 기판(120)에 복수의 터치가 발생되면, 상기 터치 검출 장치(500)의 일련의 동작을 따라 불필요한 터 치 검출 구동 동작을 생략함으로써, 터치를 검출하는 소요 시간을 감소시키고, 터치된 위치를 정확하게 인식할 수 있다.
도 8은 본 실시예에 따른 터치 검출 장치(200)에 포함되는 터치 패널(100a)의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
상기 제1 전극(140)들은 제1 방향으로 배열된다. 상기 복수의 제2 전극(150)들이 상기 하나의 제1 전극(140)에 대응되어 제2 방향으로 배열된다. 따라서, 상기 복수의 제1 전극(140)의 각각에 대응되어 배열된 상기 제2 전극(150)들은 평면상에서 볼 때, 매트릭스 형상을 이룬다.
여기서, 상기 제2 전극(150)들은 홀수 열의 제2 전극(150)들과 짝수 열의 제2 전극(150)들이 하나의 그룹을 형성하여, 연결부(170)에 의해 제1 방향으로 각각 직선 연결되지 않고, 지그재그 연결된다.
예를 들어, 첫번째 제1 전극(140a)에 대응되는 복수의 제2 전극(150)들 중 제1 열의 제3 방향으로 해칭 처리된 박스의 제2 전극(150a)은 두번째 제1 전극(140b)에 대응되는 복수의 제2 전극(150)들 중 제2 열의 제3 방향으로 해칭 처리된 박스의 제2 전극(150a)에 연결부(170)에 의해 대각선 연결된다. 상기 두번째 제1 전극(140b)에 대응되는 복수의 제2 전극(150)들 중 상기 제2 열의 제3 방향으로 해칭 처리된 박스의 제2 전극(150a)은 세번째 제1 전극(140c)에 대응되는 복수의 제2 전극(150)들 중 제1 열의 제3 방향으로 해칭 처리된 박스의 제2 전극(150a)에 연결부(170)에 의해 대각선 연결된다.
또한, 상기 첫번째 제1 전극(140a)에 대응되는 복수의 제2 전극(150)들 중 제2 열의 미해칭 처리된 박스의 제2 전극(150b)은 상기 두번째 제1 전극(140b)에 대응되는 복수의 제2 전극(150)들 중 제1 열의 미해칭 처리된 박스의 제2 전극(150b)에 상기 연결부(170)에 의해 연결된다. 상기 두번째 제1 전극(140b)에 대응되는 복수의 제2 전극(150)들 중 상기 제1 열의 미해칭 처리된 박스의 제2 전극(150b)은 상기 세번째 제1 전극(140)에 대응되는 복수의 제2 전극(150)들 중 제2 열의 미해칭 처리된 박스의 제2 전극(150b)에 연결부(170)에 의해 연결된다.
도 9a는 도 8의 A부분의 확대도이다. 도 9b는 도 9a의 B부분의 단면도이다.
도 8 내지 도 9b를 참조하면, 일례에 따른 연결부(170)는 제1 연결선(170a) 및 제2 연결선(170b)을 포함한다. 제3 방향으로 해칭 처리된 박스의 상기 제2 전극(150a)들과 미해칭 처리된 박스의 상기 제2 전극(150b)들이 같은 층에 형성된다. 하지만, 상기 제1 연결선(170a) 및 상기 제2 연결선(170b)들이 제3 방향으로 해칭 처리된 박스의 상기 제2 전극(150a)들의 각각과 미해칭 처리된 박스의 상기 제2 전극(150b)의 각각을 연결할 때, 상기 제1 연결선(170a)은 상기 제2 연결선(170b)과 다른 층에 배치되도록 형성되어야 한다.
즉, 상기 제1 연결선(170a) 및 상기 제2 연결선(170b)은 상기 제2 전극(150)들과 동일한 층에 형성되도록, 상기 제1 연결선(170a)의 두께(d1) 및 상기 제2 연결선(170b)의 두께(d2)는 상기 제2 전극(150)들의 두께(D)보다 작거나 같을 수 있다. 따라서, 상기 제1 연결선(170a)은 상기 제2 연결선(170b)과 서로 다른 층에 형성되지만, 상기 제1 연결선(170a) 및 상기 제2 연결선(170b)은 상기 제2 전극(150)과 동일한 층에 형성될 수 있다.
여기서, 제3 방향으로 해칭 처리된 박스의 상기 제2 전극(150a)들을 연결하는 연결선과 미해칭 처리된 박스의 상기 제2 전극(150b)들을 연결하는 연결선의 층의 배치는 특별히 한정하지 않는다.
상기 제1 연결선(170a)은 상기 제2 연결선(170b)과 교차되어 있다. 외부의 터치에 의해 상기 상부 기판(120)이 가압될 때, 상기 연결부(170)가 형성된 이외의 영역이 가압되더라도 상기 제1 연결선(170a) 및 상기 제2 연결선(170b)이 교차되는 부분이 접촉되어 단락될 수도 있다. 따라서, 상기 제1 연결선(170a)이 상기 제2 연결선(170b)과 교차되는 상기 제1 연결선(170a) 및 상기 제2 연결선(170b)의 교차 부분에 오목부(171)를 형성할 수 있다.
상기 제1 연결선(170a)에 형성된 제1 오목부(171a)의 크기는 상기 제2 연결선(170b)에 형성된 제2 오목부(171b)의 크기와 다를 수 있다.
상기 연결부(170)는 패턴의 꼬는 횟수, 패턴의 굵기, 패턴의 너비, 패턴의 모양 등에 따라 저항 값을 조절할 수 있다. 따라서, 상기 연결부(170)의 패턴 조절에 따라 저항 값을 조절하여, 상기 제1 전극(140)과 상기 제2 전극(150)의 접촉시 강하되는 전압 값을 임의로 설정할 수 있다.
각 행마다 0.1V씩 일정한 전압이 강하되도록 저항 값을 설정한 경우를 예로서 설명하면, 도 8에 정의된 하나의 단위 셀의 상기 제2 전극(150)이 상기 제1 전극(140)과 접촉시, 0.1V 강하되고, 상기 연결부(170)에 의해 연결된 다음 단위 셀의 제2 전극(150)이 상기 제1 전극(140)과 접촉시, 0.1V 강하된다. 따라서, 상기 0.1V씩 전압이 선형적으로 강하될 수 있다.
반면, 상기 제1 전극(140)들과 상기 제2 전극(150)들의 접촉시, 0.1V와 0.2V의 전압이 교대로 강하되도록 상기 연결부(170)의 저항 값을 다르게 설정한 경우를 예로서 설명하면, 상기 하나의 단위 셀의 제2 전극(150)이 상기 제1 전극(140)과 접촉시, 0.1V 강하되고, 상기 연결부(170)에 의해 연결된 다음 단위 셀의 제2 전극(150)이 상기 제1 전극(140b)과 접촉시, 0.2V 강하된다. 즉, 0.1V, 0.2V, 0.1V, 0.2V의 순서대로 전압이 강하되도록 상기 연결부(170)의 패턴을 변경할 수 있다. 상기 연결부(170)의 패턴 변경에 따라 저항 값이 교대로 변화되고, 이에 따라 전압이 강하되는 정도가 변경될 수 있다.
상기 연결부(170)의 패턴에 따라 전압의 강하되는 정도가 조절됨으로써, 상기 전극들의 에러 발생시 발생될 수 있는 위치 인식의 오차 범위를 줄일 수 있다.
여기서, 상기 저항 값이 일정할 때보다 상기 저항 값이 일정한 주기로 변경될 때, 상기 터치 패널이 오차를 더 효율적으로 처리할 수 있음이 실험적 계산에 의해 증명되었다.
도 10은 본 실시예에 따른 터치 검출 장치(200)에 포함되는 터치 패널(100b)의 또 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 10을 참조하면, 터치 패널(100)은 상기 하부 기판(110)에 형성된 복수의 제1 전극(140)들 및 상기 상부 기판(120)에 형성된 복수의 제2 전극(150)들을 포함한다.
상기 제1 전극(140)들은 제1 방향으로 배열된다. 상기 복수의 제2 전극(150)들이 상기 하나의 제1 전극(140)에 대응되어 제2 방향으로 배열된다. 따라서, 상기 복수의 제1 전극(140)의 각각에 대응되어 배열된 상기 제2 전극(150)들은 평면상에서 볼 때, 매트릭스 형상을 이룬다.
여기서, 상기 제2 전극(150)들은 매트릭스 상의 제1 열에 배열된 제2 전극(150)들끼리 직선 연결되는 것이 아니라, 제1 열에 배열된 제2 전극(150)이 이웃하는 제2 열에 배열된 제2 전극(150)과 제3 연결선(170c)에 의해 지그재그 연결된다. 또한, 제2 열에 배열된 제2 전극(150)이 이웃하는 제3 열에 배열된 제2 전극(150)과 제3 연결선(170c)에 의해 지그재그 연결된다.
즉, 상기 첫번째 제1 전극(140a)에 대응되는 복수의 제2 전극(150)들 중 제1 열의 제3 방향으로 해칭 처리된 박스의 상기 제2 전극(150c)은 제2 행의 상기 제1 전극(140b)에 대응되는 복수의 제2 전극(150)들 중 제2 열의 제3 방향으로 해칭 처리된 박스의 제2 전극(150c)에 상기 제3 연결선(170c)에 의해 연결된다. 상기 두번째 제1 전극(140b)에 대응되는 복수의 제2 전극(150)들 중 제2 열의 제3 방향으로 해칭 처리된 박스의 제2 전극(150c)은 상기 세번째 상기 제1 전극(140)에 대응되는 복수의 제2 전극(150)들 중 제1 열의 제3 방향으로 해칭 처리된 박스의 제2 전극(150c)에 상기 제3 연결선(170c)에 의해 연결된다.
또한, 상기 첫번째 제1 전극(140a)에 대응되는 복수의 제2 전극(150)들 중 제2 열의 제4 방향으로 해칭 처리된 박스의 제2 전극(150d)은 상기 두번째 제1 전극(140b)에 대응되는 복수의 제2 전극(150)들 중 제3 열의 제4 방향으로 해칭 처리된 박스의 제2 전극(150d)에 상기 제3 연결부(170c)에 의해 연결된다. 상기 두번째 제1 전극(140b)에 대응되는 복수의 제2 전극(150)들 중 제3 열의 제4 방향으로 해 칭 처리된 박스의 제2 전극(150d)은 상기 세번째 제1 전극(140c)에 대응되는 복수의 제2 전극(150)들 중 제2 열의 제4 방향으로 해칭 처리된 제2 전극(150d)에 상기 제3 연결선(170c)에 의해 연결된다.
하지만, 상기 터치 패널(100)은 제3 연결부(170c)만에 의해서 상기 제2 전극(150)들의 각각을 교차 없이 연결하므로, 도 8에 도시된 터치 패널(100)의 전극 구조와 같이 교차 부분이 발생되지 않는다. 따라서, 상기 제3 연결부(170c)는 상기 실시예 1의 상기 제1 연결부(170a) 및 상기 제2 연결부(170b)와 같이 오목부가 형성될 필요가 없다.
반면, 도 10에 도시된 터치 패널(100)의 전극 구조는 상기 전극의 외각을 따라 이격된 미해칭 처리된 박스의 제2 전극(150e)들을 연결하기 위한 프레임선(810)을 더 포함한다.
상기 프레임선(810)은 상기 제3 방향으로 해칭 처리된 박스의 제2 전극(150c) 및 상기 제4 방향으로 해칭 처리된 박스의 제2 전극(150d)들을 상기 제3 연결선(170c)에 의해 연결하고 남은 상기 미해칭 처리된 박스의 제2 전극(150e)들을 연결하는 선이다. 상기 남은 미해칭 처리된 박스의 제2 전극(150e)들이 상기 전극 세트(100b)의 외각에 이격되어 배치되어 있으므로, 상기 남은 미해칭 처리된 박스의 제2 전극(150e)들을 상기 프레임선(810)을 이용해 외각으로 연결한다.
실시예 2
도 11은 본 발명의 실시예 2에 따른 터치 검출 장치(1000)의 블록도이다. 도 12는 도 11의 일례에 따른 터치 패널(100)에 연결된 터치 패널 구동부(900)의 상세도이다. 본 실시예는 상기 터치 패널 구동부(900)가 구동 소자 또는 센싱 소자를 구비하지 않고, 상기 터치 패널 제어부(300)로부터 전압 대신 펄스를 입력받아 상기 터치를 검출하는 터치 검출 장치 이외에, 실시예 1과 동일한 터치 패널(100)을 이용하고 있어 구성 요소들이 동일하므로, 상기 실시예 1에서 설명한 구성 요소들과 동일한 참조 번호를 이용하며, 구성 요소들에 관한 중복되는 내용은 생략할 것이다.
도 1, 도 2, 도 11 및 도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 상기 터치 패널 구동부(900)는 하부 시간 지연 배선부(910) 및 상부 시간 지연 배선부(920)를 포함한다.
여기서, 상기 터치 패널 구동부(900)는 상기 터치 패널 제어부(300)로부터 전압 대신 구동 펄스(또는, 신호)를 인가받아 상기 터치 패널(100)을 구동시킨다.
상기 하부 시간 지연 배선부(910)는 특정 패턴으로 꼬아진 배선들을 포함할 수 있다. 상기 배선들의 길이는 상기 하부 시간 지연 배선부(910)들 각각마다 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 즉, 상기 하부 시간 지연 배선부(910)들 각각에 포함된 배선들의 길이에 따라 지연되는 시간이 일정하거나 특정한 주기를 가지도록 조절할 수 있다.
또한, 상기 하부 시간 지연 배선부(910)는 상기 제1 전극들(140)의 사이사이에 연결되어, 상기 구동 펄스가 제1 전극(140)들의 각각에 인가되는 시간을 충분히 지연시킴으로써, 상기 제1 전극(140)들에 순차적으로 상기 구동 펄스를 인가할 수 있다.
상기 상부 시간 지연 배선부(920)는 특정 패턴으로 꼬아진 배선들이 포함한다. 상기 배선들의 길이는 상기 상부 시간 지연 배선부(920)들 각각마다 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 즉, 상기 상부 시간 지연 배선부(920)들 각각에 포함된 배선들의 길이에 따라 지연되는 시간이 일정하거나 특정한 주기를 가지도록 조절할 수 있다.
또한, 상기 상부 시간 지연 배선부(920)는 상기 제2 전극들(150)의 사이사이에 연결되어, 상기 구동 펄스가 제2 전극(150)들의 각각에 인가되는 시간을 충분히 지연시킴으로써, 상기 제2 전극(140)들에 순차적으로 상기 구동 펄스를 인가할 수 있다.
도 13은 도 12의 구동 동작에 따른 터치 패널의 타이밍도이다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 상기 터치 패널 제어부(300)로부터 인가된 하나의 구동 펄스는 먼저 상기 여섯번째 제1 전극(140f)에 인가된다.
또한, 상기 구동 펄스가 상기 다섯번째 제1 전극(140e)에 인가되기 전에, 상기 구동 펄스는 상기 여섯번째 제1 전극(140f)과 상기 다섯번째 제1 전극(140e) 사이에 배치된 제5 하부 시간 지연 배선부(910e)에 의해 일정한 시간 지연되어, 상기 다섯번째 제1 전극(140e)에 인가된다.
또한, 상기 구동 펄스가 상기 네번째 제1 전극(140d)에 인가되기 전에, 상기 구동 펄스는 상기 다섯번째 제1 전극(140e)과 상기 네번째 제1 전극(140d) 사이에 배치된 제4 하부 시간 지연 배선부(910d)에 의해 일정한 시간 지연되어, 상기 네번 째 제1 전극(140d)에 인가된다.
또한, 상기 구동 펄스가 상기 세번째 제1 전극(140c)에 인가되기 전에, 상기 구동 펄스는 상기 네번째 제1 전극(140d)과 상기 세번째 제1 전극(140c) 사이에 배치된 제3 하부 시간 지연 배선부(910c)에 의해 일정한 시간 지연되어, 상기 세번째 제1 전극(140c)에 인가된다.
또한, 상기 구동 펄스가 두번째 제1 전극(140b)에 인가되기 전에, 상기 구동 펄스는 상기 세번째 제1 전극(140c)과 상기 두번째 제1 전극(140b) 사이에 배치된 제2 하부 시간 지연 배선부(910b)에 의해 일정한 시간 지연되어, 상기 두번째 제1 전극(140b)에 인가된다.
또한, 상기 구동 펄스가 첫번째 제1 전극(140a)에 인가되기 전에, 상기 구동 펄스는 상기 두번째 제1 전극(140b)과 상기 첫번째 제1 전극(140a) 사이에 배치된 제1 하부 시간 지연 배선부(910a)에 의해 일정한 시간 지연되어, 상기 첫번째 제1 전극(140a)에 인가된다.
따라서, 상기 하부 시간 지연 배선부(910)가 각각의 제1 전극(140) 사이사이에 배치되므로, 본 실시예의 6개의 제1 전극(140)을 갖는 터치 패널(100)에는 5개의 하부 시간 지연 배선부가 형성될 수 있다. 하지만, 특별히 5개의 하부 시간 지연 배선부로 한정되는 것은 아니다.
상기 여섯번째 제1 전극(140f)에 구동 펄스가 인가되는 동안, 상기 상부 시간 지연 배선부(920)에도 리딩(reading) 펄스가 인가된다. 즉, 상기 터치 패널 제어부(300)는 상기 상부 시간 지연 배선부(920)에 리딩 펄스를 인가하여, 어떤 터치 로 인한 전위의 변화가 있음을 인식한다. 따라서, 상기 전위의 변화가 발생된 곳의 위치를 리드아웃한다.
상기 상부 시간 지연 배선부(920)도 상기 하부 시간 지연 배선부(910)와 마찬가지로, 상기 터치 패널 제어부(300)로부터 리딩 펄스를 인가받아, 상기 네번째 제2 전극(150d)에 먼저 리딩 펄스를 인가한다.
상기 리딩 펄스는 상기 네번째 제2 전극(150d)과 상기 세번째 제2 전극(150c) 사이에 배치된 제3 상부 시간 지연 배선부(920c)에 의해 일정한 시간 지연되어, 상기 세번째 제2 전극(150c)에 인가된다.
또한, 상기 리딩 펄스는 상기 세번째 제2 전극(150c)과 상기 두번째 제2 전극(150b) 사이에 배치된 제2 상부 시간 지연 배선부(920b)에 의해 일정한 시간 지연되어, 상기 두번째 제2 전극(150b)에 인가된다.
또한, 상기 리딩 펄스는 상기 두번째 제2 전극(150b)과 상기 첫번째 제2 전극(150a) 사이에 배치된 제1 상부 시간 지연 배선부(920a)에 의해 일정한 시간 지연되어, 상기 첫번째 제2 전극(150a)에 인가된다.
따라서, 상기 상부 시간 지연 배선부(920)가 각각의 제2 전극(150) 들 사이에 배치되므로, 본 실시예의 4개의 제2 전극(150)들을 갖는 터치 패널(100)에는 3개의 상부 시간 지연 배선부(920)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부 시간 지연 배선부(920)에 구동 펄스를 인가하는 동안, 상기 하부 시간 지연 배선부(910)들에 리딩 펄스를 인가하는 반대의 구동도 동일하게 이루어질 것이므로, 이에 해당하는 설명은 생략할 것이다.
또한, 본 실시예에 있어서, 도 8 및 도 10에 예들로 도시되어 있는 터치 패널들이 적용될 수 있다.도 14는 본 실시예에 따른 터치 검출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1, 도 2, 도 11 내지 도 14를 참조하여, 본 실시예에 따른 터치 패널(100)에 발생되는 터치의 검출 동작을 설명할 것이다.
본 실시예에 따라, 상기 상부 기판(120)이 펜 또는 손가락에 의해 터치되어 가압되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 상부 기판(120)에 형성된 제2 전극(150)과 상기 하부 기판(110)에 형성된 제1 전극(140)이 접촉한다. 따라서, 전압의 변화가 발생되어, 상기 터치 패널 제어부(300)는 터치되었음을 인식할 수 있다.
먼저, 상기 터치 패널 제어부(300)가 상기 터치되었음을 인식하면, 상기 터치 패널 제어부(300)는 상기 터치에 응답하여 상기 터치 패널을 구동하기 위해 구동 펄스를 상기 터치 패널 구동부(900)의 상기 하부 시간 지연 배선부(910)에 공급한다 (단계 S310).
이어서, 상기 하부 시간 지연 배선부들(910)의 각각에 상기 구동 펄스가 순차적으로 공급되는 동안, 상기 상부 기판(120)에 형성된 상기 제2 전극(150)들에 연결된 상부 시간 지연 배선부들(920)에 리딩 펄스가 순차적으로 인가됨으로써, X좌표에서 멀티 터치된 위치들에서의 전위의 변화 또는 단락을 리드아웃하도록 한다(단계 S320).
이어서, 리드아웃된 상기 X좌표 위치들의 정보를 상기 터치 패널 제어부(300)에 전송한다(단계 S330).
이어서, 상기 상부 기판(110)에 형성된 상기 제2 전극(150)들에 연결된 상부 시간 지연 배선부들(920)의 각각에 상기 구동 펄스를 순차적으로 공급한다(단계 S340).
이어서, 상기 상부 시간 지연 배선부들(920)의 각각에 상기 구동 펄스가 순차적으로 공급되는 동안, 상기 하부 기판(110)에 형성된 상기 제1 전극(150)들에 연결된 하부 시간 지연 배선부들(910)에 리딩 펄스가 순차적으로 인가됨으로써, Y좌표에서 멀티 터치된 위치들에서의 전위의 변화 또는 단락을 리드아웃하도록 한다(단계 S350).
이어서, 리드아웃된 상기 Y좌표 위치들의 정보를 상기 터치 패널 제어부(300)에 전송한다(단계 S360).
이어서, 상기 터치 패널 제어부(300)는 수신된 상기 X좌표 위치들의정보 및 상기 X좌표 위치들의 정보에 근거하여 상기 터치 패널(100)에 멀티 터치된 위치들을 계산하여 검출한다(단계 S370).
따라서, 본 실시예에 따르면, 상기 터치 패널(100)의 상부 기판(120)에 복수의 터치가 발생되면, 상기 구동 펄스 및 상기 리딩 펄스가 꼬임 패턴의 배선들에 따라 시간 지연되어 상기 터치 검출 장치(1000)의 상기 터치 패널 제어부(300)로부터 상기 전극들에 제공됨으로써, 불필요한 소자들을 생략함으로써, 터치를 검출하는 소요 시간을 감소시키고 제조 비용을 줄일 수 있다.
본 실시예에 따라, 상기 하부 시간 지연 배선부(910)는 상기 제1 전극(140)에 하나의 펄스를 순차적으로 인가할 수 있도록 연결되어, 상기 제1 전극(140)들의 각각에 도달하는 펄스의 도달 시간을 지연시켰다. 또한, 상기 상부 시간 지연 배선부(920)는 상기 제2 전극(150)에 하나의 펄스를 순차적으로 인가할 수 있도록 연결되어, 상기 제2 전극(150)들의 각각에 도달하는 펄스의 도달 시간을 지연시켰다.
하지만, 상기 하부 시간 지연 배선부(910) 및 상기 상부 시간 지연 배선부(920) 내의 배선의 길이를 변화시키지 않고, 상기 하부 시간 지연 배선부(910)가 상기 제1 전극(140)들의 각각에 연결되는 순서를 임의로 변경하고, 상기 상부 시간 지연 배선부(920)가 상기 제2 전극(150)의 지그재그 열(ZC)들의 각각에 연결되는 순서를 임의로 변경함으로써, 상기 펄스의 도달 시간을 지연시킬 수도 있다.
본 실시예에 따른 터치 패널 구동부(900)는 상기 터치 패널 제어부(300)로부터 제공되는 하나의 펄스를 이용하여, 상기 펄스의 시간 지연에 따라 순차적으로 상기 전극(140 및 150)들에 인가된다. 즉, 스위칭 소자 등을 사용하지 않고, 배선의 레이아웃(lay-out)만을 변경함으로써, 상기 펄스가 상기 전극들에 도달하는 시간을 지연시킴으로써, 원가를 절감할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 복수개의 제1 전극들과 복수개의 제2 전극들에 순차적으로 구동 전압과 리딩 전압을 인가함으로써, 터치 패널이 멀티 터치될 때 상기 멀티 터치된 위치를 정확하게 인식할 수 있다.
또한, 상기 제1 전극들과 제2 전극들에 연결된 배선들의 레이아웃만을 변경하여 상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들에 인가되는 펄스를 일정 시간 지연시킴으로써, 어떤 소자의 사용이 불필요하게 되므로 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 전극들과 제2 전극들에 전압이 아닌 펄스를 인가함에 따라 X축과 Y축의 값을 거의 동시에 리드아웃함으로써, 구동 시간을 감소시키고 멀티 터치를 정확하게 인식할 수 있다.
또한, 종래의 터치 패널에 비해, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 패널이 터치된 위치를 인식하는 속도가 빠르므로, 응답 속도를 감소시킬 수 있다.
이에 따라, 복수의 터치가 발생하더라도, 동일한 시간 내에 터치된 위치들을 정확하게 인식할 수 있다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1는 본 발명의 실시예 1에 따른 터치 패널의 단면도이다.
도 2는 도 1의 터치 패널의 동작의 설명을 위한 단면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 터치 검출 장치의 블록도이다.
도 4는 도 3의 일례에 따른 터치 패널에 연결된 터치 패널 구동부의 상세도이다.
도 5는 도 4의 검출 장치의 구동에 따른 터치 패널에 인가되는 신호의 타이밍도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 터치 검출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 도 6의 단계 S180에 따른 터치 패널 제어부의 구성 요소들의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 실시예에 따른 터치 검출 장치에 포함되는 터치 패널의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 9a는 도 8의 A부분의 확대도이다. 도 9b는 도 9a의 B부분의 단면도이다.
도 10은 본 실시예에 따른 터치 검출 장치에 포함되는 터치 패널의 또 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예 2에 따른 터치 검출 장치의 블록도이다.
도 12는 도 11의 일례에 따른 터치 패널에 연결된 터치 패널 구동부의 상세도이다.
도 13은 도 12의 구동 동작에 따른 터치 패널의 타이밍도이다.
도 14는 본 실시예에 따른 터치 검출 방법을 나타내는 순서도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 터치 패널 110: 하부 기판
120: 상부 기판 130: 스페이서
140: 제1 전극 150: 제2 전극
160: 접착제 200, 900: 터치 패널 구동부
210: 하부 구동 소자부 220: 상부 구동 소자부
230: 센싱 소자부 300: 터치 패널 제어부
310: ADC 320: MCU
400: 시스템 500, 1000: 터치 검출 장치
910: 하부 시간지연 배선부 920: 상부 시간 지연 배선부

Claims (11)

  1. 터치에 응답하여 터치 패널을 구동하기 위한 외부 전원을 공급하는 단계;
    상기 터치 패널에 연결된 하부 구동 소자들을 순차적으로 턴온시키는 단계;
    상기 하부 구동 소자들 각각이 턴온되는 동안, 상기 터치 패널에 연결된 상부 구동 소자들을 순차적으로 턴온시켜 멀티 터치된 X좌표 위치들을 리드아웃(read-out)하는 단계;
    상기 리드아웃된 X좌표 위치들의 정보를 수신하는 단계;
    상기 터치 패널에 연결된 상부 구동 소자들을 순차적으로 턴온시키는 단계;
    상기 상부 구동 소자들 각각이 턴온되는 동안, 상기 터치 패널에 연결된 상기 하부 구동 소자들을 순차적으로 턴온시켜 멀티 터치된 Y좌표의 위치들을 리드아웃하는 단계;
    상기 리드아웃된 Y좌표 위치들의 정보를 수신하는 단계;
    상기 터치 패널의 터치를 센싱하는 센싱 소자를 턴온시키는 단계; 및
    상기 센싱 소자를 턴오프시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 센싱 소자가 턴온시키는 단계는,
    수신된 상기 X좌표 위치들의 정보 및 상기 Y좌표 위치들의 정보를 디지털 위치 값으로 변환하는 단계;
    상기 디지털 위치 값에 근거하여, 멀티 터치된 위치들을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 정보를 상기 터치 패널 아래에 배치된 표시 패널의 구동을 제어하는 시스템으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 검출 방법.
  3. 제1 방향으로 배열된 복수의 제1 전극들을 갖는 하부 기판과, 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 배열된 복수의 제2 전극들을 갖는 상부 기판과, 상기 하부 기판 및 상기 상부 기판 사이에 형성된 복수의 스페이서들을 갖는 터치 패널; 및
    상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들을 구동하는 구동 소자부와 상기 구동 소자부에 응답하여 터치 패널의 터치를 센싱하는 센싱 소자부를 포함하는 터치 패널 구동부를 포함하고,
    상기 제1 전극들 각각이 구동되는 동안 상기 제2 전극들이 순차적으로 구동되고, 상기 제2 전극들 각각이 구동되는 동안 상기 제1 전극들이 순차적으로 구동되고,
    상기 센싱 소자부는,
    센싱 저항; 및
    상기 구동 소자부에 의해 터치가 센싱되는 동안, 로우 레벨을 유지하고, 상기 구동 소자부에 의한 센싱이 종료된 후, 하이 레벨을 유지하는 센싱 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 검출 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 구동 소자부는,
    상기 제1 방향으로 배열된 제1 전극들 각각에 연결된 하부 구동 소자들; 및
    상기 제2 방향으로 배열된 제2 전극들 각각에 연결된 상부 구동 소자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 검출 장치.
  5. 삭제
  6. 제3항에 있어서, 상기 터치 검출장치는 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들이 순차적으로 구동되도록 상기 터치 패널 구동부를 제어하는 터치 패널 제어부를 포함하고,
    상기 터치 패널 제어부는 상기 터치 패널 구동부로부터 수신된 아날로그 위치 값을 디지털 위치 값으로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터(ADC); 및
    상기 ADC로부터 수신된 디지털 위치 값을 계산하여 위치를 검출하는 마이크로 컨트롤러(MCU)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 검출 장치.
  7. 터치에 응답하여 터치 패널을 구동하기 위한 구동 펄스를 상기 터치 패널에 연결된 하부 시간 지연 배선부에 공급하는 단계;
    상기 구동 펄스가 상기 하부 시간 지연 배선부들에 공급되는 동안, 리딩 펄스를 상기 터치 패널에 연결된 상부 시간 지연 배선부에 공급하는 단계;
    상기 리딩 펄스에 따라 리드아웃된 X좌표 위치들의 정보를 수신하는 단계;
    상기 X좌표 위치 정보에 응답하여, 상기 구동 펄스를 상기 터치 패널에 연결된 상부 시간 지연 배선부에 공급하는 단계;
    상기 구동 펄스가 상기 상부 시간 지연 배선부들에 공급되는 동안, 상기 리딩 펄스를 상기 터치 패널에 연결된 하부 시간 지연 배선부에 공급하는 단계;
    상기 리딩 펄스에 따라 리드아웃된 Y좌표 위치들의 정보를 수신하는 단계; 및
    수신된 상기 X좌표 위치 및 상기 Y좌표 위치에 근거하여 멀티 터치된위치들을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 검출 방법.
  8. 제1 방향으로 배열된 복수의 제1 전극들을 갖는 하부 기판과, 상기 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 배열된 복수의 제2 전극들을 갖는 상부 기판과, 상기 하부 기판 및 상기 상부 기판 사이에 형성된 복수의 스페이서들을 갖는 터치 패널;
    상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들을 순차적으로 구동하기 위해, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극들 각각에 인가되는 펄스를 지연시키는 복수의 시간 지연 배선부들을 포함하는 터치 패널 구동부; 및
    상기 터치 패널 구동부에 상기 펄스를 인가하는 터치 패널 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 검출 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 시간 지연 배선부는,
    상기 제1 전극들에 연결된 복수의 하부 시간 지연 배선부들; 및
    상기 제2 전극들에 연결된 복수의 상부 시간 지연 배선부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 검출 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하부 시간 지연 배선부 및 상기 상부 시간 지연 배선부는 꼬임 패턴들로 형성된 배선들을 포함하고,
    상기 배선들은 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들에 인가되는 상기 펄스를 순차적으로 지연시키기 위해 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들에 순차적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 검출 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 하부 시간 지연 배선부 및 상기 상부 시간 지연 배선부는 꼬임 패턴들로 형성된 배선들을 포함하고,
    상기 배선들은 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들에 인가되는 상기 펄스를 임의로 지연시키기 위해 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들에 임의로 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 검출 장치.
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