KR20110111192A - 터치 패널에서 전극 패턴을 형성하는 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
터치 패널을 채용하는 터치 디스플레이 시스템에서 실제 터치되는 지점과 단말기에 표시되는 터치 좌표 간의 오차를 줄일 수 있는 방법이 제시된다. 센싱 유닛으로 구성되는 2개 이상의 전극열 또는 전극행을 하나로 묶은 연결선을 터치 컨트롤러로 연결하여서 터치 에너지량이 줄지 않으면서도 터치 정확도는 오히려 높아질 수 있는 방법과 장치를 개시한다.
Description
본 발명은 터치 센스 패널의 터치 정확도 향상과 관련된다. 구체적으로 터치 패널을 채용하는 디스플레이 장치나 시스템에 있어서 터치 센스 패널에서 정확도를 향상시키는 방법 및 센싱 정확도가 향상된 터치 시스템에 관한 것이다.
최근 휴대형 전자장치는 사용자의 요구에 맞추어 점점 소형화, 슬림화되어 가고 있다. 비단 소형 기기뿐 아니라 일반 ATM 기기, TV 및 일반 가전제품에도 별도의 버튼이 차지하는 공간을 최소화하고 디자인의 세련미를 위해서 터치스크린을 이용하는 방식이 선호되고 있는 추세이다. 특별히 소형화가 더욱 요구되는 휴대용 전화기, PMP, PDA, e-book 등은 이동과 휴대에 용이하도록 그 크기가 점점 작아지고 있는데, 이러한 휴대용 기기의 소형화를 위해서는 입력 버튼을 화면과 일체시키는 방법이 각광받고 있다. 이러한 방식을 위해서는 터치 패널의 터치를 인식하여 인터페이스가 가능한 터치스크린의 터치 인식 기술이 중요한 기술로 대두되고 있다.
일반적으로, 터치스크린은 각종 디스플레이를 이용하는 정보통신기기와 사용자 간의 인터페이스를 구성하는 입력 장치 중 하나로 사용자가 손이나 스타일러스 펜 등의 입력도구를 이용하여 화면을 직접 접촉함으로써, 상기 정보통신기기 만으로 남녀노소 누구나 쉽게 사용할 수 있게 해준다. 터치스크린을 구비한 평판 디스플레이 장치로서는 액정 디스플레이 장치(LCD; liquid crystal device), 전계방출 디스플레이 장치(FED; fie이 emission display device), 유기 발광 디스플레이 장치(OLED; organic light emitting display), 플라즈마 디스플레이 장치(PDP; plasma display device) 등이 있다.
일반적으로 이러한 평판 디스플레이 장치들은 이미지를 디스플레이하기 위하여 매트릭스 형태로 배열된 복수 개의 픽셀들을 포함한다. 예컨대, 액정 디스플레이 장치는 게이트 신호(gate signal)를 전달하기 위한 다수의 스캔 라인들과 계조 데이터(gray level data)를 전달하기 위한 다수의 데이터 라인들을 포함할 수 있다. 픽셀들은 스캔 라인들과 데이터 라인들의 교차점에 형성되며, 각 픽셀은 트랜지스터와 커패시터를 포함하거나 또는 커패시터 만으로 구성되는 경우도 있다.
이러한 터치스크린은 저항막 방식(Resistive Overlay), 정전용량 방식(Capacitive Overlay), 표면초음파 방식(Surface Acoustic Wave), 적외선 방식(Infrared), 표면탄성파 방식, 인덕티브 방식 등 다양한 방식이 사용될 수 있다.
저항막 방식의 터치스크린은 유리나 투명 플라스틱판 위에 저항 성분의 물질을 코팅하고 그 위에 폴리에스테르 필름을 덮어씌운 형태로, 두 면이 서로 닿지 않도록 일정한 간격으로 절연봉이 설치되어 있는데 접촉 시 저항값이 변하게 되고 전압도 변하게 되는데 이러한 전압의 변화 정도로 접촉된 손의 위치를 인식한다. 저항막 방식은 필기체 입력이 가능하다는 장점이 있으나 낮은 투과율과 낮은 내구성, 다접점 감지가 불가한 문제점 등이 있다.
표면초음파 방식의 터치스크린은 음파를 발사하는 트랜스미터(transmitter)를 유리의 한쪽 모서리에 부착하고 일정한 간격으로 음파를 반사시키는 리플랙터(reflector)를 부착하고 그 반대쪽에 리시버(Receiver)를 부착한 형태로 구성되는데, 손가락 같이 음파를 방해하는 물체가 음파의 진행 경로를 방해하게 될 때 그 시점을 계산하여 터치 지점을 인식한다.
적외선방식의 터치스크린은 사람의 눈에 보이지 않는 적외선의 직진성을 이용하는 방법으로 발광 소자인 적외선 LED와 수광소자인 포토트랜지스터를 서로 마주보게 배치하여 매트릭스를 구성하고 이 매트릭스 안에 손가락과 같은 물체에 의해 빛이 차단되는 것을 감지하여 터치 지점을 인식하게 된다.
현재, 휴대형 전자장치에는 값이 싸고, 손가락, 펜 등의 다양한 입력 도구를 사용할 수 있는 저항막 방식이 주로 사용되고 있다. 하지만, 최근 멀티 터치를 이용한 사용자 인터페이스에 대한 연구가 활발해지면서 멀티 터치 인식이 가능한 정전용량 방식의 터치스크린이 주목을 받고 있다.
이러한 터치스크린 장치를 인터페이스로 사용하는데 있어서 가장 중요한 점은 결국 사용자가 터치를 한 지점과 정보통신기기가 그 위치를 인식하여 정확한 좌표에 디스플레이 장치를 통해 표시하는 것이라 할 수 있다.
터치스크린 장치를 정보통신기기의 인터페이스로 사용하는데 있어서 사용자가 터치를 한 지점과 정보통신기기가 그 위치를 인식하여 정확한 좌표에 디스플레이 장치를 통해 표시할 수 있도록 하는 터치 패널 장치와 터치 패널 패턴을 형성하는 방법이 요구된다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 터치 센스 패널은 터치 센스 패널 제 1 축의 전극 중 적어도 2개의 전극을 연결하여 하나의 전극으로 인식하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 연결된 적어도 2개의 전극은 서로 이웃한 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 터치 센스 패널의 제 2 축의 전극 중 적어도 2개의 전극을 연결하여 하나의 전극으로 인식하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 제 2 축 상에서 연결된 적어도 2개의 전극은 서로 이웃한 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 터치 센스 패널을 구성하는 픽셀은 다이아몬드형인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 또 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 터치 센스 패널에서 전극 패턴을 형성하는 방법은 터치 센스 패널의 제 1 축의 전극 중 적어도 2개의 전극을 연결하는 단계; 및 상기 연결된 적어도 2개의 전극을 하나의 연결선을 통해 터치 컨트롤러에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 터치 센스 패널의 제 2 축의 전극 중 적어도 2개의 전극을 연결하는 단계; 및 상기 제 2 축 상에 연결된 적어도 2개의 전극을 하나의 연결선을 통해 터치 컨트롤러에 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 다수의 전극을 하나의 전극으로 연결하는 전극 패턴 형성 방법 또는 그러한 전극 패턴을 갖는 터치 시스템 채용에 의해 터치 에너지를 줄이지 않으면서 터치 지점과 디스플레이되는 터치 좌표 간의 오차를 줄일 수 있다.
도 1은 정전용량방식의 터치 센스 패널을 나타낸다.
도 2는 상호용량방식의 터치 패널을 사용하는 경우 터치를 센싱하는 개념을 설명한다.
도 3a, b는 정전용량방식의 터치 센스 패널을 나타낸다.
도 4는 크기가 서로 다른 센싱 유닛에 대하여 도전봉이 터치되는 것을 나타내는 도면이다.
도 5a는 정전용량방식의 터치 센스 패널에서 도전봉이 옮겨가는 것을 나타내는 도면이다.
도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량방식의 터치 센스 패널에서 도전봉이 옮겨가는 것을 나타내는 도면이다.
도 6a는 정전용량방식의 터치 센스 패널의 전극 연결선을 나타낸다.
도 6b는 도 6a에 따른 터치 센스 패널에서 전극 유닛 셀을 나타낸다.
도 7a는 본 발명의 일실시예에 따라 정전용량방식의 터치 센스 패널에서 센싱 유닛이 2쌍으로 연결되는 것을 나타낸다.
도 7b는 도 7a에 따른 터치 센스 패널에서 전극 유닛 셀을 나타낸다.
도 7c는 본 발명의 일실시예에 따라 정전용량방식의 터치 센스 패널에서 센싱 유닛이 3쌍으로 연결되는 것을 나타낸다.
도 7d는 도 7b에 따른 터치 센스 패널에서 전극 유닛 셀을 나타낸다.
도 8은 정전용량방식의 터치 센스 패널에서 전극 패턴에 따라 터치 지점과 터치 좌표 간의 정확도를 나타내는 시뮬레이션 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 2개 이상의 전극을 연결한 터치 패널을 구성하는 것을 나타내는 흐름도이다.
도 10a,b,c,d는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널이 장착된 디스플레이 장치의 PCB 구조를 나타내는 도면이다.
도 11a,b는 터치 패널과 디스플레이 패널을 일체화시킨 경우의 PCB 구조를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널이 탑재되는 다양한 제품의 응용 예를 나타낸다.
도 2는 상호용량방식의 터치 패널을 사용하는 경우 터치를 센싱하는 개념을 설명한다.
도 3a, b는 정전용량방식의 터치 센스 패널을 나타낸다.
도 4는 크기가 서로 다른 센싱 유닛에 대하여 도전봉이 터치되는 것을 나타내는 도면이다.
도 5a는 정전용량방식의 터치 센스 패널에서 도전봉이 옮겨가는 것을 나타내는 도면이다.
도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량방식의 터치 센스 패널에서 도전봉이 옮겨가는 것을 나타내는 도면이다.
도 6a는 정전용량방식의 터치 센스 패널의 전극 연결선을 나타낸다.
도 6b는 도 6a에 따른 터치 센스 패널에서 전극 유닛 셀을 나타낸다.
도 7a는 본 발명의 일실시예에 따라 정전용량방식의 터치 센스 패널에서 센싱 유닛이 2쌍으로 연결되는 것을 나타낸다.
도 7b는 도 7a에 따른 터치 센스 패널에서 전극 유닛 셀을 나타낸다.
도 7c는 본 발명의 일실시예에 따라 정전용량방식의 터치 센스 패널에서 센싱 유닛이 3쌍으로 연결되는 것을 나타낸다.
도 7d는 도 7b에 따른 터치 센스 패널에서 전극 유닛 셀을 나타낸다.
도 8은 정전용량방식의 터치 센스 패널에서 전극 패턴에 따라 터치 지점과 터치 좌표 간의 정확도를 나타내는 시뮬레이션 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 2개 이상의 전극을 연결한 터치 패널을 구성하는 것을 나타내는 흐름도이다.
도 10a,b,c,d는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널이 장착된 디스플레이 장치의 PCB 구조를 나타내는 도면이다.
도 11a,b는 터치 패널과 디스플레이 패널을 일체화시킨 경우의 PCB 구조를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널이 탑재되는 다양한 제품의 응용 예를 나타낸다.
이하 본 명세서에서 기술되는 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있어서 반드시 직접 연결된 것이 아니라 공간적으로 떨어져 있거나 무선으로 연결되는 모든 형태의 연결이나 접속을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 위와 마찬가지로 해석되어야 한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하기 위한 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있음을 주지하여야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있고 복수로 표현되었다고 하더라도 단수를 지칭할 수도 있다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 일부 또는 이들의 조합이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 일부 또는 이들의 조합이 존재하거나 또는 부가될 수 있는 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다..
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 또한 본 명세서 전체를 걸쳐, 터치 스크린 패널, 터치 센스 패널, 터치 센싱 패널, 터치 패널이라는 용어는 동일한 의미로 사용된다.
도 1은 일반적인 터치 스크린 패널 및 터치 신호를 처리하기 위한 신호처리부를 나타낸다. 도시된 바와 같이 도 1의 터치 스크린 시스템(100)은, 복수의 센싱 유닛을 포함하는 터치 스크린 패널(101)과 상기 스크린 패널의 센싱 유닛의 커패시턴스 변화를 센싱하고 이를 처리하여 터치 데이터를 발생하는 신호처리부(103)를 구비한다.
터치 스크린 패널(101)은 열(row) 방향으로 배치된 복수의 센싱 유닛과 행(column) 방향으로 배치된 복수의 센싱 유닛을 포함한다. 열(row) 방향과 행(column) 방향은 상대적인 방향일 뿐, 사용자의 편의에 의해 열(row)이 행으로, 행(column)이 열로 이해될 수 있다. 도시된 바와 같이 터치 스크린 패널(101)은 센싱 유닛이 배치되는 복수 개의 열을 구비하며, 각각의 열에는 복수 개의 센싱 유닛이 배치된다. 각각의 로우에 배치되는 센싱 유닛들은 서로 전기적으로 연결된다. 또한 터치 스크린 패널(101)은 센싱 유닛이 배치되는 복수 개의 행을 구비하며, 각각의 행에는 복수 개의 센싱 유닛이 배치된다. 각각의 행에 배치되는 센싱 유닛들은 서로 전기적으로 연결된다.
신호 처리부(103)는 터치 스크린 패널(101)의 센싱 유닛의 커패시턴스 변화를 센싱하여 터치 데이터를 발생한다. 일예로서, 복수 개의 열 및 복수 개의 행으로부터의 커패시턴스 변화를 센싱함으로써, 상기 터치 스크린 패널(101) 상에서 손가락 또는 터치 펜(스타일러스 펜) 등이 접촉되었는지 및 접촉된 위치를 판단한다.
도 2는 상호용량방식의 터치 패널을 사용하는 경우 터치를 센싱하는 개념을 설명한다.
도 2를 참조하면, 상호용량방식(Mutual Capacitive method)은 구동전극(Drive electrode)에 일정한 전압펄스를 인가하고 수신전극(Receive electrode)에서 전압펄스에 대응되는 전하를 수집(Collected Charge)하게 된다. 이 때 사람의 손가락이 2개의 전극 사이에 놓이게 되는 경우 전기장(점선)이 변화한다.
터치 스크린 패널을 채용하는 시스템은 두 전극 간의 전기장 변화를 통해 전극 간 커패시턴스 변하게 되고 이를 통해 터치를 감지하게 된다. 도 2에서 상호용량방식이 도시되었으나, 본 발명은 자기용량(self-capacitance)방식에서도 충분히 응용가능하며, 오히려 자기용량(self-capacitance)에서 더욱 좋은 효과를 발휘할 수 있다.
도 3은 정전용량방식의 터치 센스 패널을 나타낸다.
도 3a의 터치 스크린 패널(300)은 터치가 일어날 시 x축 좌표와 y축 좌표 상의 어느 지점에서 터치가 일어났는지를 감지할 수 있도록 복수 개의 센싱 유닛들이 행과 열로 조밀하게 배치되어 있다. 도 3a에서는 터치 스크린 패널을 간략하게 도시한 일례로서, x축으로는 x1~x6까지, y축으로는 y1~y6까지 배치되어 있다. 이러한 x1열, y1행 각각을 '전극'이라고 한다. 픽셀이라고도 하는 각각의 센싱 유닛(301)에는 손가락이나 스타일러스 펜 등의 대상 물체가 접근하여 터치되면 정전용량값이 바뀌게 되고, 이러한 정전용량값의 변화를 감지하여 터치 좌표를 산출한다.
그런데, 스타일러스 펜과 같이 아주 작은 터치 지점을 포인팅하고 드래깅하게 되는 대상 물체에 대해서 정확한 좌표를 디스플레이에 나타내려면 동일한 패널 면적 상에 좀더 크기가 작은 픽셀을 배치하여 센싱하는 것이 요구된다.
도 3b의 경우 도 3a와 개별 센싱 유닛의 형태는 동일하되 동일한 패널 면적에 더 조밀한 센싱 유닛(311)이 배치된 일례를 도시한다. 도 3a에 비해 동일한 패널 면적에서 x축으로 x1~x10, y축으로 y1~y10까지 센스 유닛의 갯수가 증가하였다. 도 3b의 경우는 도 3a에 비해 좀더 정확한 좌표를 표시할 수 있는 장점이 있지만, 센싱 유닛의 크기가(엄밀하게는 면적) 작아짐으로 인해 역시 센싱 유닛 당 센스 에너지량이 작아지는 단점이 있어서, 터치와 터치가 아닌 것을 식별하기가 좀더 어려워진다. 그리고, 노이즈에도 더 취약해지는 단점이 있다. 또한, x 전극채널과 y 전극채널의 갯수도 많아지게 되므로 신호처리부(103)로 연결되는 연결선이 많아지게 되며 그에 따라 연결선 패턴이 차지하는 면적이 넓어지게 된다. 패턴이 차지하는 면적이 넓어지면 터치 패널과 결합되는 디스플레이 패널 쪽에서는 불가피하게 터치에 이용하지 않는 데드존(dead zone)을 만들어서 패턴을 배치하여야 한다. 이는 터치 센스 패널을 채용하는 단말기의 공간 효율을 떨어뜨린다.
정전용량방식의 터치 시스템에서 센싱 전극을 구성하는 센싱 유닛 형태는 터치 평가 관련 다양한 규격에 영향을 미치게 된다. 즉, 터치를 인식하기 위한 터치 패널 상의 센싱 유닛 및 센싱 유닛에 의한 센싱 전극의 크기와 모양은 터치 시스템의 성능을 결정하는 중요한 요소가 된다.
도 4는 크기가 서로 다른 센싱 유닛에 대하여 도전봉이 터치된 것을 나타내는 도면이다.
앞에서 설명한 바와 같이 도 3a에서 도 3b로 센싱 유닛의 형태는 동일하면서 크기가 작게되면 좀더 정밀한 좌표를 인식할 가능성이 커지지만, 그와 함께 나타나는 센싱 에너지 용량 상의 단점도 언급한 바 있다. 도 4에서는 이를 좀더 명확히 보여준다.
도 4의 (a)에 따르면 도전봉(410)의 대부분의 면적을 하나의 센싱 유닛(401)이 차지하고 있다. 도전봉(410)은 스타일러스 펜의 끝부분이라고 생각해도 좋다. 사람의 손가락 끝단인 경우는 그 크기가 좀더 커질 수 있을 것이다.
(a)의 경우 도전봉(410)이 센싱 유닛(401)에 터치됨으로 인해 발생하는 정전용량의 변화(터치 인식 신호)는 주변 어떠한 센싱 유닛의 정전용량의 변화보다 클 것이다. 도 4의 (b)의 경우 마찬가지로 도전봉이 터치되는 부분의 중앙에는 센싱 유닛(403)이 차지하고 있고, 이 센싱 유닛(403)의 정전용량의 변화(터치 인식 신호)가 주변 센싱 유닛의 정전용량의 변화보다 클 것이지만, 401의 면적이 403의 면적보다 크기 때문에, 이 경우 동일한 지점을 터치하는데 대해 터치 에너지 량은,
401 센싱 유닛 > 403 센싱 유닛
이 성립할 것이다.
또한, 동일한 선상에서 SNR(401) > SNR(403)이 성립할 것임을 알 수 있다. 이러한 측면에서는 센싱 유닛이 어느 정도 커야 좋겠지만, 도전봉(410)이 도 4의 경우보다 작아져서 오히려 센싱 유닛(401)의 피치(430)보다 도전봉의 지름이 작아지는 경우 즉, (a)에서 작은 도전봉(411)이 센싱 유닛(401)에 포함되는 경우 어느 정도 좌표가 변하여 도전봉의 위치가 411에서 413으로 변하여도 센싱 유닛(401) 내에 계속 포함되므로 실제로는 도전봉이 움직였음에도 표시되는 좌표는 변동이 없게 되어 서로 오차가 발생한다.
반면에, (b)에서 센싱 유닛(401)이 작아지는 경우 도전봉의 처음 위치 421에서는 센싱 유닛 403을 벗어나는 부분으로 인해 디스플레이 좌표가 센싱 유닛(403)의 중심점보다 좌측이 되고, 위치가 423이면 도전봉은 센싱 유닛(403)의 내부에 위치하므로 디스플레이 좌표는 센싱 유닛 403의 중앙이 될 것이다. 도전봉이 425 위치로 옮겨가면 센싱 유닛 403의 우측 센싱 유닛을 터치하는 면적이 증가하므로 디스플레이 좌표는 센싱 유닛 423의 중앙점에서 약간 우측으로 이동하게 되어, (a) 경우보다는 실제 터치된 부분과 디스플레이에 표시하는 좌표 간의 오차는 줄어들게 됨을 알 수 있다.
도 5a는 정전용량방식의 터치 센스 패널에서 도전봉이 옮겨가는 것을 나타내는 도면이다.
도전봉이 501 -> 503 -> 505 위치로 옮겨간다고 가정해보자. 그 중심위치는 511 -> 513 -> 515로 옮겨갈 것이다. 설명의 편의를 위해 x축 상으로의 위치변동만을 생각해 보기로 한다. 먼저 501 위치에서는 도전봉은 센싱 유닛 c를 가장 많이 포함하고 있다. 즉, x 위치는 오로지 c 센싱 유닛에 의해서만 결정되고 있다. 센싱 유닛 a, b, d, e는 모두 y축을 표시하기 위한 센싱 유닛으로 x축 위치를 확인하는데에는 기여를 하지 않는다.
도전봉이 503으로 옮겨간다면 실제 도전봉 중심 위치는 511 -> 513으로 변경된다. 하지만, 도전봉이 501일 때나 503일 때나 x축을 결정하는 센싱 유닛 c를 차지하는 면적에는 변함이 없으므로 화면에 표시되는 위치는 x축 상으로 변동이 없다. 따라서 실제 터치 위치와 화면에 표시되는 위치 간에 오차가 발생하게 된다.
이제 도전봉이 503에서 505로 옮겨 간다. 센싱 유닛 c를 차지하던 면적은 503에 비해 줄어들고 505 도전봉은 센싱 유닛 f를 일부분(B) 점유하게 된다. 이 경우에 있어서도 도전봉이 503에서 505로 위치가 변경되면서 중심점 위치는 513에서 515로 변경되는데, 이 때 도전봉의 위치 변경에 따라 센싱 유닛 c에서 감소하는 면적(A)은 f에서 새로이 증가하는 면적(B)보다 크게 된다. 그 결과 도전봉이 터치하는 위치와 디스플레이 상에 표시되는 좌표 상에 오차가 발생하게 되는데, 이는 도전봉이 원형이고 센싱 유닛은 다이아몬드형이면서 도전봉의 터치 면적과 비교할 때 상대적으로 센싱 유닛의 크기가 크기 때문이다. 따라서, x축 상에서의 디스플레이 좌표의 위치 변동(513 -> 515)이 실제 터치되는 위치의 변동과 비례적으로 이루어지지 않는다.
이와 같이 도전봉이 실제로는 x 축상으로 균일한 거리로 선형적으로 변동하더라도 실제 표시 좌표는 그렇지 않을 수 있다. 이러한 단점을 최소화하기 위해 도 5b와 같이 인접한 두 x 축 상의 센싱 유닛과 인접한 y축 상의 센싱 유닛을 하나로 연결한 터치 패널 패턴을 가지는 경우를 살펴보도록 한다. 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량방식의 터치 센스 패널에서 도전봉이 옮겨가는 것을 나타내는 도면이다.
도 5b에서 알 수 있는 바와 같이 x1, x2는 x축 상에서 이웃한 두 센싱 유닛을 하나로 연결하여 하나의 전극열로 취급한다. 또한 y1, y2는 y축 상에서 이웃한 두 센싱 유닛을 하나로 연결하여 하나의 전극행으로 취급한다.
즉, x1 연결에 의해 센싱 유닛 b, f는 서로 연결된 것으로 취급된다. 또한, y1 연결에 의해 센싱 유닛 h, e는 서로 연결된 것으로 취급된다. 이제 도 5b에 의해 도전봉이 507 위치에서 509 위치로 옮겨갈 때의 예를 살펴보도록 한다.
도 5b의 경우 도 5a 보다는 개별 센싱 유닛의 크기를 약간 작게 설정하였다. 실제로 도 5b와 같이 2개의 센싱 유닛을 쌍으로 연결하면 도 5a의 경우보다 조금 더 작은 센싱 유닛을 사용하여도 터치 센싱 에너지 측면에서 불리하지 않다. 예를 들어, 도 5a의 센싱 유닛보다 크기를 60%로 작게하여도 이웃한 두 개의 센싱 유닛을 쌍으로 연결하여 오히려 센싱 유닛의 면적 측면에서는 도 5a보다 도 5b가 더 커지므로 센싱 에너지 측면에서는 도 5b의 경우가 더 유리하다.
도전봉이 최초에 507 지점에 놓여있을 때 중심점은 517이 된다. 이 때 센싱 유닛 a~m 중 x 축 상으로 센싱하는 센싱 유닛은 b, d, f, i이고 이들은 쌍으로 묶인 x1 전극에 의해 하나의 전극으로 취급된다. 만일 도전봉이 509 지점으로 옮겨가면 x2 전극으로 인식되는 k, m에서 터치 인식이 이루어지고, x 축으로의 변동을 감지할 수 있다. 이 때, k, m에서 509에 의해 증가하는 센싱 유닛의 면적보다는 b, d에서 감소하는 센싱 유닛의 면적이 더 커보이지만, 509 도전봉에 의해 f, i에서의 면적도 약간 증가하는 부분이 있게 되고, 전체적으로 도 5b는 도 5a보다 좀더 정확한 터치 좌표를 반영할 수 있다. 개념적으로 만일 센싱 유닛이 상당한 정도로 작은 크기로 터치 패널 평면 상에 배열되면, 도전봉이 이동함에 따라 센싱 유닛 터치 면적의 변화량이 더욱 정밀하게 반영될 수 있고, 그 결과, 도전봉 이동에 따른 터치 면적의 변화량의 선형성이 증가한다.
따라서, 센싱 유닛의 크기를 작게 하면서 도 5b와 같이 x 축 상으로 두개의 이웃하는 센싱 유닛이 쌍으로 묶여져서 하나의 전극으로 취급되면 터치 센싱 감도는 떨어지는 것이 아니라 더 높아질 수 있고, 센싱 유닛의 크기가 작아짐으로 인해 터치되는 지점과 실제 디스플레이되는 좌표 간의 오차도 줄어든다.
이렇게 센싱 유닛을 쌍(pair)로 묶어서 연결하게 되면 또 다른 장점으로는 센싱 유닛의 크기를 작게함으로 발생하는 터치 센싱 에너지량의 감소 단점도 보완할 수 있다는 것이다. 즉, 이웃하는 두 센싱 유닛을 하나로 연결하므로 두 센싱 유닛에 모두 터치가 되면 그 만큼 터치 센싱 에너지량은 증가하게 되고 따라서 두 센싱 유닛을 연결하지 않고 그대로 쓰는 경우보다 SNR이 높아질 수 있다.
또한, 전극선을 연장하여 터치 컨트롤러에 연결할 때 패턴이 차지하는 면적도 줄일 수 있다.
도 6a는 정전용량방식의 터치 센스 패널의 전극 연결선을 나타낸다.
도 6a에서는 기존 정전용량방식의 터치 센스 패널(600)에서는 x 축 상으로 세개(x1, x2, x3)의 전극선(601)이 나와서 터치 컨트롤러(미도시)에 연결될 수 있고, y 축 상으로는 네개(y1, y2, y3, y4)의 전극선(603)이 나와서 터치 컨트롤러(미도시)에 연결될 수 있다. 이 때 가장 작은 단위 전극 유닛 셀은 611에서와 같이 센싱 유닛을 둘러싸는 정사각형 형태가 된다. 단위 전극 유닛 셀의 면적은 두 개의 센싱 유닛의 면적과 동일하다. 상술한 바와 같이 도 6과 같은 센싱 유닛을 채용할 경우 센싱 좌표의 정확도에 있어서 후술하는 도 7a에서 전극이 쌍으로 연결된 경우보다 떨어진다.
앞에서 설명한 바와 같이 도전봉이 센싱 유닛보다 큰 경우도 정확도에서 문제가 발생하지만, 작은 경우도 문제가 발생한다. 만일 도전봉의 크기가 621과 같고 그 위치가 621 -> 622 -> 623으로 옮겨간다고 가정해보자. 도전봉이 621, 622, 623과 같이 센싱 유닛 내부에 있을 때는 y 축 상으로 센싱하는 센싱 유닛이 없으므로 순간적으로 y축의 위치를 판별할 수 없게 된다. 621 -> 622로 옮겨가는 중간 과정에서는 y3와 y4의 일부를 지나가서 y축 상의 위치를 판별할 수 있겠지만, 다시금 622 위치가 되면 y축 상으로 센싱하는 센싱 유닛에 도전봉이 터치를 하고 있지 않아 y축 상으로의 좌표를 결정하는데 어려워진다. 따라서, 단위 센싱 유닛이 작아지는 것이 바람직하고 극단적으로 아주 촘촘한 센싱 유닛이 자리하고 있을 경우 센싱 좌표를 결정하는데 정확도 면에서는 좋을 것이다.
도 6b는 도 6a에 따른 터치 센스 패널에서의 전극 유닛 셀을 나타낸다. 전극 유닛 셀(611)의 면적은 2개의 센싱 유닛의 면적과 동일하다.
도 7a, b는 본 발명의 일실시예에 따라 정전용량방식의 터치 센스 패널(700)에서 센싱 유닛이 2쌍으로 연결되는 것을 나타낸다.
단위 센싱 유닛의 크기는 도 6에 비해 작아졌다. 하지만 이웃하는 2개의 전극을 하나로 연결(binding)하여 구성된 것을 볼 수 있다. 이웃하는 2개의 픽셀이 하나의 전극으로 취급되도록 전극쌍 셀(713)을 구성한다. 도 7a에서 2개의 이웃하는 전극쌍을 하나로 묶어서 형성된 터치 센스 패널의 전극 유닛셀(711)은 도시한 바와 같다. 센싱 유닛 자체는 같은 면적의 터치 센스 패널에서 도 6의 경우와 비해 더 작게 만들어도 두 개의 전극을 하나로 묶기 때문에 SNR 측면에서 불리하지 않다. 또한, 센싱 유닛 자체의 크기는 도 6보다 작아지기 때문에 묶여서 센싱한다는 것을 고려하더라도 터치 좌표 정확도 면에서 오히려 향상된다.
도 7a에서는 도 6의 경우보다 센싱 유닛의 한 변의 크기가 1/2이고 면적으로는 1/4배로 하여 연결선 패턴을 구성하는데 있어서 차이가 없다. 즉, 도 6의 경우 x, y축 상의 연결선이 각각 3, 4개이고, 이는 도 7에서도 마찬가지이다. 3개의 x축 상의 연결선(701)과 4개의 y축 상의 연결선(703)을 볼 수 있다. 그러나 도 7에서 센싱 유닛의 한 변의 크기가 1/2배가 아니고 2/3배라고 하자. 만일 한 축으로 센싱 유닛이 도 6a 경우 36개가 배치된다면 동일한 터치 센스 패널에 대해 도 7의 경우에는 54개가 배치되어야 하고, 54개에 대해서 연결선은 27개가 필요하다. 즉, 도 6의 경우 연결선은 36개이고, 도 7a의 경우 27개로 75%의 연결선 패턴 공간 절약이 가능하다.
또한, 산술적으로 계산하더라도 터치 에너지량은 도 7의 경우 1.3배가 될 것이다. 도 7에서 센싱 유닛 자체는 작아졌으므로 도 6a에서 설명한 동일한 크기의 도전봉이 721 -> 722 -> 723으로 옮겨갈 때에도 오로지 하나의 축의 전극에만 속하여 다른 축의 좌표를 산출하기 어려워지는 도 6에서 설명한 단점이 상당한 정도로 만회될 수 있음을 알 수 있다.
도 7b는 도 7a에 따른 터치 패널에서 전극유닛 셀만을 따로 보여주는 도면이다.
도 7c은 본 발명의 일실시예에 따라 정전용량방식의 터치 센스 패널에서 센싱 전극이 3쌍으로 연결되는 것을 나타낸다.
x1은 이웃하는 3개의 전극을 하나로 연결하고 있고, x2 역시 마찬가지로 이웃하는 3개의 전극을 하나로 연결하고 있다. y축 상의 y1, y2 역시 마찬가지이다. 따라서 x축 상으로 전극이 묶여져서 터치 컨트롤러와 연결되는 연결선(751)은 2개이고, y축 상으로 전극이 묶여져서 터치 컨트롤러와 연결되는 연결선(753)도 2개로 족하다. 전극 유닛 셀(761)은 도시된 바와 같이 최소 단위 센싱 유닛 18개가 포함되어 있다. 이 외에도 센싱 전극은 3개 이상도 하나의 연결선으로 연결될 수 있다.
도 7d는 도 7c에 따른 터치 패널에서 전극 유닛 셀만을 따로 보여주는 도면이다. 만일 전극 유닛 셀의 크기가 도 6에 따른 센싱 유닛의 크기와 동등하다면, 도 7c에 따른 터치 패널에서 센싱 유닛은 도 6에 따른 센싱 유닛에 비해 길이가 1/3이고, 면적은 1/9이 된다.
도 8은 정전용량방식의 터치 센스 패널에서 전극 패턴에 따라 터치 지점과 터치 좌표 간의 정확도를 비교하는 시뮬레이션 그래프이다.
먼저 도 8a는 도 6과 같이 하나의 전극열이나 행에 대해 하나의 연결선을 사용하는 방식에서 터치 지점과 터치 좌표 간의 정확도를 나타내는 그래프이다. 그래프에서 y축은 정확도(Accuracy)를 나타내는데 실제로는 오차 수치라고 이해하는 편이 바람직하다. 따라서 y축 상에서는 그래프가 0으로 접근할 수록 실제 터치 지점과 표시되는 터치 좌표 간의 오차가 작아진다.
그래프의 x축은 도전봉의 크기라고 할 수 있다. 터치되는 말단부가 아주 작은 경우 1 부터 터치 말단의 크기가 아주 큰 7까지를 비교하여 도시하고 있다. 대체로 터치 부위 말단의 크기가 클수록 다수의 센싱 유닛이 터치를 센싱할 수 있고 따라서 정확도는 커질 것이기 때문에 대체로 오차값이 작아져서 정확도가 높아짐을 알 수 있다.
총 4개의 서로 다른 그래프가 도시되어 있다. 각각은 전극 유닛 셀의 피치가 1 부터 4까지 일 때를 나타낸다. 도 6인 경우 피치는 기본 센싱 유닛의 중심점에서 이웃한 센싱 유닛의 중심점 까지라고 할 수 있으므로 그대로 기본 센싱 유닛의 길이와 동일하다. 여기서 1 에서 4는 정확한 수치가 아니라 상대적인 크기를 나타낸다. 센싱 유닛의 피치가 작을수록 즉, 센싱 유닛의 크기가 작을 수록 정확도가 높아지는 것은 당연하다.
도 8b는 본 발명에 따라 두개의 전극을 하나로 묶어서 하나의 연결선으로 터치 센싱하는 일례에 대하여 터치 정확도를 나타내는 시뮬레이션 그래프이다.
y축과 x축은 도 8a에서 설명한 바와 같다. 단지, 도 8b의 전극 유닛셀은 도 8a와 조금 달라서 도 7a의 전극 유닛셀(711)과 같이 형성되고, 이 때 도 8a의 전극 유닛셀(1, 2, 3, 4)과 도 8b에서 대응되는 전극 유닛셀(1, 2, 3, 4)은 각각 그 크기가 같은 것으로 시뮬레이션 하였다.
도 8a 와 비교하여 볼 때 전체적으로 정확도가 향상되었음을 알 수 있다. 즉, 오차크기가 작아졌다. 예를 들어 도전봉의 크기가 2 인 경우 도 8a 에서는 전극 유닛셀의 피치가 2일 때 정확도값이 약 1.6 부근인데 도 8b 에서는 1보다 약간 작다. 상술한 바와 같이 정확도는 사실 상 오차도를 의미하는 것이므로 도 8b 가 더 우수한 성능을 나타내고 있음을 알 수 있다. 터치 센싱 표준에서는 이러한 정확도가 도전봉 크기에 대해 어느 기준 이하일 것으로 요구하고 있다. 예를 들어, 도전봉 크기 4에 대해 정확도는 1 이하일 것을 요구하는 사양이 있는데, 이 경우 도 8a 그래프를 통해 볼 때 적합한 경우는 전극 유닛 셀이 1, 2인 경우 밖에 없으나, 도 8b의 경우는 전극 유닛 셀이 1, 2, 3, 4 인 경우 모두 가능하다.
y축 상으로 그래프를 해석해보면, 도 8a의 경우 정확도가 1 이하를 만족하여야 하는 사양이라면, 전극 유닛셀이 피치 2 인 경우 도전봉 크기는 3.8보다 커야 한다. 동일한 조건에서 도 8b의 경우 정확도가 1 이하를 만족하여야 하는 사양이라면, 전극 유닛셀이 피치 2인 경우 도전봉 크기가 2 정도여도 사양을 만족시킨다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 2개 이상의 전극을 연결한 터치 패널을 구성하는 것을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 제 1 축에서 적어도 2개의 전극을 하나의 전극으로 취급되도록 연결한다(S910). 제 1 축은 x축이 될 수도 있고 y축이 될 수도 있다. 제 1 축이 x축이면 후술하는 제 2 축은 y축이 될 것이다. 적어도 2개의 전극을 하나의 전극으로 연결하므로, 2개의 전극을 하나의 전극으로 연결할 수도 있고 그 이상의 전극을 하나의 전극으로 연결할 수도 있다. 이렇게 하나의 전극으로 연결되는 복수의 전극은 이웃하고 있는 전극인 것이 바람직하다.
이제 제 2 축에서 적어도 2개의 전극을 하나의 전극으로 취급되도록 연결한다(S920). 마찬가지로, 적어도 2개의 전극을 하나의 전극으로 연결하므로, 2개의 전극을 하나의 전극으로 연결할 수도 있고 그 이상의 전극을 하나의 전극으로 연결할 수도 있다. 이렇게 하나의 전극으로 연결되는 복수의 전극은 이웃하고 있는 전극인 것이 바람직하다.
이제 복수의 전극이 하나로 연결된 제 1 축과 제 2 축의 연결선을 터치 콘트롤러로 연결한다(S930). 이러한 터치 센스 패널에서의 패턴 연결에 의해 본 발명에 따라 노이즈에 강하면서도 터치 감도가 더 우수한 터치 센스 패널을 구현할 수 있다.
도 10a,b,c,d는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널이 장착된 디스플레이 장치의 PCB 구조를 나타내는 도면이다. 도 10a,b,c,d에서는 터치 패널과 디스플레이 패널이 서로 구분되는 구조를 갖는 디스플레이 장치를 나타낸다.
도 10a에 도시된 바와 같이, 상기 디스플레이 장치(1000)는 윈도우 글라스(1010), 터치 패널(1020) 및 디스플레이 패널(1040)을 구비할 수 있다. 또한 터치 패널(1020)과 디스플레이 패널(1040)의 사이에는 광학적 특성을 위해 편광판(1030)이 더 배치될 수 있다.
윈도우 글라스(1010)는 일반적으로 아크릴이나 강화유리 등의 소재로 제작되어, 외부 충격이나 반복적인 터치에 의한 긁힘으로부터 모듈을 보호한다. 터치 패널(1020)은 유리기판이나 PET(Polyethylene Terephthlate) 필름 위에 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전극을 이용하여 전극을 패터닝하여 형성된다. 터치 컨트롤러(1021)는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 위에 COB(Chip on Board) 형태로 실장될 수 있으며, 각각의 전극으로부터의 커패시턴스 변화를 감지하여 터치 좌표를 추출하고 이를 호스트 컨트롤러로 제공한다. 디스플레이 패널(1040)은 일반적으로 상판과 하판으로 이루어진 두 장의 유리를 접합하여 형성된다. 또한 일반적으로 모바일용 디스플레이 패널에는 디스플레이 구동회로(1041)가 COG(Chip on Glass) 형태로 부착된다. 터치 패널(1020)로부터 터치 컨트롤러(1021)까지의 연결 패턴(1023)은 본 발명에 따른 방식에 의해 2개 이상의 전극선을 하나로 묶을 경우 그 면적이 줄어들고 따라서 디스플레이 패널이나 윈도우 글라스의 데드 영역(dead zone)을 줄일 수 있다.
도 10b는 본 발명의 디스플레이 장치의 또 다른 PCB 구조의 예를 나타낸다. 도 10b에 도시된 바와 같이, 터치 컨트롤러(1021)는 메인보드(1060) 상에 배치될 수 있으며, FPCB를 통하여 터치 패널(1020)과 터치 컨트롤러(1021) 사이에 센싱 유닛으로부터의 전압 신호가 연결 패턴(1023)에 의해 송수신될 수 있다. 반면에, 디스플레이 구동회로(1041)는 도 10a에서와 같이 COG(Chip on Glass) 형태로 부착될 수 있다. 상기 디스플레이 구동회로(1041)는 FPCB를 통하여 메인보드(1060)와 연결될 수 있다. 즉, 터치 컨트롤러(1021)와 디스플레이 구동회로(1041)는 메인보드(1060)를 통하여 각종 정보 및 신호를 서로 송수신할 수 있다. 상술한 바와 같이 도 10b에 의한 예에서도 본 발명에 따라 2개 이상의 이웃하는 전극을 하나로 묶어서 연결 패턴(1023)을 구성하면 연결 패턴이 차지하는 면적이 상대적으로 줄어들 것이다.
도 10c는 터치 컨트롤러부와 디스플레이 구동부가 하나의 반도체 칩에 집적된 경우의 디스플레이 장치의 구조를 나타낸다. 도 10c에 도시된 바와 같이, 상기 디스플레이 장치(1000)는 윈도우 글라스(1010), 터치 패널(1020), 편광판(1030) 및 디스플레이 패널(1040) 등을 구비할 수 있다. 특히, 반도체 칩(1051)은 COG(Chip on Glass) 형태로 디스플레이 패널에 부착될 수 있다. 터치 패널(1020)과 반도체 칩(1051)은 연결패턴(1023)을 통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 10d는 도 10a,b,c의 디스플레이 장치의 패널 구조를 나타내는 도면이다. 도 10d에는 디스플레이 장치로서 OLED가 예시되어 있다. 도 10d에 도시된 바와 같이, 센싱 유닛은 투명 전극(ITO(sensor))을 패터닝함에 의하여 형성될 수 있으며, 디스플레이 패널과는 서로 구분되는 별도의 유리기판 상에 형성될 수 있다. 센싱 유닛이 형성된 유리기판은 소정의 에어갭 또는 레진(Air gap or resin)에 의해 윈도우 글래스와 구분될 수 있으며, 또한 디스플레이 패널을 구성하는 상판 및 하판 글래스와는 소정의 편광판을 기준으로 구분될 수 있다.
도 11a,b는 터치 패널과 디스플레이 패널을 일체화시킨 경우의 PCB 구조를 나타내는 도면이다. 도 11a에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(1100)는 윈도우 글라스(1110), 디스플레이 패널(1120) 및 편광판(1130)을 구비할 수 있다. 특히, 터치 패널을 구현함에 있어서, 상기 터치 패널이 별도의 유리기판 상에 형성되는 것이 아니라, 상기 디스플레이 패널(1120)의 상판에 투명 전극을 패턴함으로써 형성될 수 있다. 도 11a는 디스플레이 패널(1120)의 상판에 다수의 센싱 유닛(SU)이 형성된 일예를 도시한다. 또한, 이와 같이 패널 구조가 형성되는 경우, 터치 컨트롤러와 디스플레이 구동회로가 집적된 하나의 반도체 칩(1121)이 바람직하게 적용될 수 있다. 터치 컨트롤러로 연결되는 연결 패턴(1140)은 본 발명의 사상에 따라 다수의 전극을 하나로 묶음으로써 간소화될 수 있다. 그에 따라 윈도우 글라스(1110)에서 데드 영역(1150)을 줄일 수 있는 장점이 있다.
한편, 도 11b는 도 11a의 디스플레이 장치와 대략 유사한 구조를 갖는 것으로서, 센싱 유닛으로부터의 전압 신호가 FPCB를 통하여 반도체 칩(1121)으로 제공되는 것이 아니라 도전 라인을 통해 직접 반도체 칩(1121)으로 제공되는 일예를 나타낸다. 상술한 바와 마찬가지로, 도 11b에서 터치 컨트롤러로 연결되는 연결 패턴(1140)은 본 발명의 사상에 따라 다수의 전극을 하나로 묶음으로써 간소화될 수 있다. 그에 따라 윈도우 글라스(1110)에서 데드 영역(1150)을 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 시스템이 탑재되는 다양한 제품의 응용 예를 나타낸다.
현재 터치스크린 방식의 제품은 폭넓은 분야에서 사용되고 있고, 공간 상의 이점으로 빠르게 버튼 방식의 기기들을 대체하고 있다. 가장 폭발적인 수요는 역시 휴대폰 분야라고 할 수 있다. 특히 휴대폰에서는 그 편의성 뿐만 아니라 단말의 크기가 민감한 분야라서 별도의 키를 마련하지 않거나 키를 최소화하는 터치 폰 방식이 요즘 크게 각광을 받고 있는 것이 주지의 사실이다. 따라서 본 발명에 따른 터치 시스템(1200)은 휴대폰(1210)에 채용할 수 있음을 물론이고, 터치스크린을 채용한 TV(1220), 은행의 현금 입출납을 자동적으로 대행하는 ATM기(1230), 엘리베이터(1240), 지하철 등에서 사용되는 티켓 발급기(1250), PMP(1260), e-book(1270), 네비게이션(1280) 등에 폭넓게 사용될 수 있다. 이 외에도 사용자 인터페이스가 필요한 모든 분야에서 터치 디스플레이 장치는 빠르게 기존의 버튼식 인터페이스를 대체해가고 있음은 자명하다.
이상으로 도면과 명세서를 통해 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이행할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100; 터치 스크린 시스템
101; 터치 스크린 패널 103; 신호처리부
300; 터치 스크린 패널 301, 311; 센싱 유닛
711 761; 전극 유닛셀 713; 전극쌍 셀
1000; 디스플레이 장치 1010; 윈도우 글라스
1020; 터치 패널 1023; 연결패턴
1040; 디스플레이 패널 1060; 메인보드
1100; 디스플레이 장치 1110; 윈도우 글라스
1120; 디스플레이 패널 1130; 편광판
1200; 터치 시스템 1210; 휴대폰
1220; TV 1230; ATM
1240; 엘리베이터 1250; 티켓 발급기
1260; PMP 1270; e-book
1280; 네비게이션
101; 터치 스크린 패널 103; 신호처리부
300; 터치 스크린 패널 301, 311; 센싱 유닛
711 761; 전극 유닛셀 713; 전극쌍 셀
1000; 디스플레이 장치 1010; 윈도우 글라스
1020; 터치 패널 1023; 연결패턴
1040; 디스플레이 패널 1060; 메인보드
1100; 디스플레이 장치 1110; 윈도우 글라스
1120; 디스플레이 패널 1130; 편광판
1200; 터치 시스템 1210; 휴대폰
1220; TV 1230; ATM
1240; 엘리베이터 1250; 티켓 발급기
1260; PMP 1270; e-book
1280; 네비게이션
Claims (13)
- 터치 센스 패널의 제 1 축의 전극 중 적어도 2개의 전극을 연결하여 하나의 전극으로 인식하는 것을 특징으로 하는 터치 센스 패널.
- 제1항에 있어서, 상기 연결된 적어도 2개의 전극은 서로 이웃한 것을 특징으로 하는 터치 센스 패널.
- 제1항에 있어서, 상기 터치 센스 패널의 제 2 축의 전극 중 적어도 2개의 전극을 연결하여 하나의 전극으로 인식하는 것을 특징으로 하는 터치 센스 패널.
- 제3항에 있어서, 상기 제 2 축 상에서 연결된 적어도 2개의 전극은 서로 이웃한 것을 특징으로 하는 터치 센스 패널.
- 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 터치 센스 패널을 구성하는 픽셀은 다이아몬드형인 것을 특징으로 하는 터치 센스 패널.
- 터치 센스 패널의 제 1 축의 전극 중 적어도 2개의 전극을 연결하는 단계; 및
상기 연결된 적어도 2개의 전극을 하나의 연결선을 통해 터치 컨트롤러에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센스 패널에서 전극 패턴을 형성하는 방법. - 제6항에 있어서, 상기 연결된 적어도 2개의 전극은 서로 이웃한 것을 특징으로 하는 터치 센스 패널에서 전극 패턴을 형성하는 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 터치 센스 패널의 제 2 축의 전극 중 적어도 2개의 전극을 연결하는 단계; 및
상기 제 2 축 상에 연결된 적어도 2개의 전극을 하나의 연결선을 통해 터치 컨트롤러에 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센스 패널에서 전극 패턴을 형성하는 방법. - 제8항에 있어서, 상기 제 2 축 상에 연결된 적어도 2개의 전극은 서로 이웃한 것을 특징으로 하는 터치 센스 패널에서 전극 패턴을 형성하는 방법.
- 제6항 및 제8항에 있어서, 상기 터치 센스 패널을 구성하는 픽셀은 다이아몬드형인 것을 특징으로 하는 터치 센스 패널에서 전극 패턴을 형성하는 방법.
- 제 1 축의 전극 중 적어도 2개의 전극을 하나의 전극으로 연결한 복수의 제 1 축 쌍 연결 전극을 포함하는 터치 센스 패널을 포함하는 터치 센스 시스템.
- 제11항에 있어서, 상기 터치 센스 패널은 제 2 축의 전극 중 적어도 2개의 전극을 연결한 복수의 제 2 축 쌍 연결 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센스 시스템.
- 제12항에 있어서, 상기 복수의 제 1 축 쌍 연결 전극을 연결하는 연결선과 상기 복수의 제 2 축 쌍 연결 전극을 연결하는 연결선이 연결되어 터치를 센스하는 신호로 판단하는 터치 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센스 시스템.
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