KR101356024B1

KR101356024B1 - 정확한 터치 위치 감지 능력을 갖는 단일층 정전용량 방식의 터치 스크린 장치

Info

Publication number: KR101356024B1
Application number: KR1020120016835A
Authority: KR
Inventors: 노봉규
Original assignee: 세심광전자기술(주)
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2014-01-28
Also published as: KR20130095426A

Abstract

본 발명은 정확한 터치 위치 감지 능력을 갖는 단일층 정전용량 방식의 터치 스크린 장치에 관한 것으로서, 본 발명에서는 기판상에 n 개의 장방형 막대 형상의 신호전극을 일정 간격으로 구비하는 터치 스크린 패널과 상기 터치 스크린 패널을 구동시키는 구동모듈을 구비하고 상기 신호전극 양단에 V1, V2전압을 번갈아 인가하면서 터치 위치를 결정하는 단일층 펄스정전용량방식 터치 스크린 장치에 있어서, 복수 개 신호전극 중에서 적어도 일부의 신호전극을 모양을 달리하여 신호전극의 저항분포를 균일하게하여 전압이 일정하게 달라지는 단일층 펄스정전용량방식 터치 스크린 장치가 제공된다.

Description

정확한 터치 위치 감지 능력을 갖는 단일층 정전용량 방식의 터치 스크린 장치{SINGLE LAYER CAPACITIVE TOUCH SCREEN APPARATUS WITH ENHANCED POSIOTION DETECTION ABILITY}

본 발명은 신호전극에 걸리는 전압을 일정하게 하여 위치의 정확도를 높인 단일층 정전 용량(Single Layer Capacitive) 방식의 터치 스크린 장치의 구조에 관한 것이다.

터치 스크린 패널은 정보 입력이 간단하여, 휴대폰이나 모니터에서 많이 쓰인다. 터치 스크린 여러 기술 가운데 정전용량방식은 단일층으로 만들 수 있고, 또한 디스플레이 소자 위에 바로 부착할 수 있어 투과율이 높아 휴대폰에 많이 쓰이고 있다.

단일층 정전용량 터치 스크린은 두 전극의 구조를 달리하여 검출하고자하는 위치에 따라서 손가락에 접촉하는 면적비를 이용하는 방식과, 막대모양의 전극 가장자리에 펄스파를 인가하여 RC 지연을 재는 방식과 그리고 막대모양의 전극 양단에 다른 파형의 전압을 걸어 접촉하는 손가락으로 인해 유도된 전하를 재는 펄스정전용량(pulse capacitive) 방식이 있다.

본 출원은 측정의 정밀도, 대면적에서 구현, 그리고 여러 터치점을 인식하는 멀티 터치(multi-touch)에 유리한 단일층 펄스정전용량 방식에 관한 것이다.

단일층 펄스정전용량 방식의 터치 스크린패널은 장방형 막대 형상의 신호전극(120)이 가로축(X축)과 나란하게 여러 개 있는 구조이다. 도 1은 단일층 펄스정전용량방식의 터치 스크린 패널(100)의 단면도이고, 도 2는 단일층 펄스정전용량방식의 터치 스크린 패널(100)의 평면도이다. 기판(110) 위에 신호전극(120)의 장축이 X축과 나란하게 다수 형성되어 있다. 신호전극(120)은 ITO와 같은 투명하면서 전기가 통하는 물질로 만든다. 기판(110)은 투명한 플라스틱 또는 윈도우용 강화유리로 만든다. 신호전극(111)의 면저항은 보통 20∼200Ω/㎠ 이다.

도 3은 신호전극에 손가락(300)이 접촉했을 때의 펄스정전용량 방식의 설명도이다. 신호전극의 전체길이를 L이라 하고, 손가락이 접촉하는 위치를 x라고 한다. 도 4는 펄스정전용량 방식의 등가회로도이다. 시작 기준선에서 x까지의 신호전극의 저항을 R이라 하고, x에서 끝단(끝 기준선)까지의 저항을 R`라고 한다. 신호전극은 저항 R과 R`가 직렬로 연결된 등가회로로 볼 수 있다. 신호전극의 면저항이 균일하다고 가정하면 저항 R과 R`는 수학식 1을 만족한다.

손가락은 수백 pF의 접지된 축전지로 볼 수 있다. 따라서 펄스정전용량 방식의 등가회로는 신호전극의 저항 R과 R` 사이에 손가락에 대응되는 축전기 C가 접지된 구조이다.

도 5는 펄스정전용량 방식의 터치 스크린 패널의 동작 설명도이다. (가)는 신호전극 오른쪽 끝단에 전압 파형 V가 인가되고, 왼쪽 끝단을 접지시켰을 때의 등가회로이며, 이때를 +프레임이라고 한다. +프레임에서 손가락이 접촉한 x 위치의 손가락의 축전기 C에 충전되는 전하 Q(+)는 아래 수학식 2와 같다.

(나)는 전압파형을 바꿔서 걸어주었을 때의 등가회로이며, 이때를 -프레임이라고 한다. -프레임에서 손가락이 접촉한 x 위치의 손가락의 축전기 C에 충전되는 전하 Q(-)는 아래 수학식 3과 같다.

+프레임과 -프레임에서 손가락에 유도된 전하량 Q(+), Q(-)로부터 손가락의 접촉점의 위치를 아래 수학식 4와 같이 구할 수 있다.

손가락이 닿는 Y축은 신호전극에 축적된 전하량의 무게 중심 위치로부터 결정할 수 있다. 도 6에서와 같이 인접 신호전극 사이의 이격 거리가 P라면 손가락이 닿는 Y축 좌표 y는 아래 수학식 5로 구한다. Qn(+)와 Qn(-)는 n번째 신호전극에 유도된 +프레임과 -프레임에 손가락에 유도된 전하이다.

도 7은 종래 펄스정전용량 방식의 터치 스크린 장치의 구성도이다. 터치 스크린 장치는 크게 터치 스크린 패널(100)과 구동모듈(200)로 구성된다. 구동모듈은 한 개 또는 여러 개 IC(Integrated Circuits, 집적회로)칩으로 구성된다. 구동모듈은 전체 제어를 담당하는 제어부(210)와 터치 스크린 패널의 신호전극에 전압 파형을 걸어주는 구동부(220) 그리고 터치 스크린 패널의 신호전극에 축적된 전하량을 감지하는 감지부(230)와 감지신호를 처리하여 X,Y좌표로 전환하는 신호처리부(240)로 구성된다. 신호처리부는 외부 시스템에서 그 기능을 수행할 수도 있다. 구동부에서 신호전극으로 전압이 인가될 때는 감지부와 신호전극이 전기적으로 단절이 되고, 신호를 감지하는 경우에는 구동부와 신호전극이 전기적으로 단절된다. 신호전극은 도 8의 구동모듈의 감지부(230)에 연결된다. 감지부는 감지전극을 순차로 선택하는 (n×1) 멀티플렉스(231)와 전하를 모아서 전압으로 바꾸어주는 적분회로(232)로 구성된다. 손가락 접촉으로 생기는 전하(Q(+), Q(-))가 연산증폭기(OP Amp)에 연결된 축전기 CS에서 모인다. RS(Reset switch)를 연결하면 CS에 축적된 전하가 방전되면서 초기화된다. 아날로그-디지털 변환기(ADC, Analogy Digital Converter)를 한 개만 두고, 신호전극을 하나씩 멀티플렉스(231)를 써서 번갈아가면서 읽는다. ADC에서 디지털로 변환된 값은 디에스피(DSP, Digital Signal Processing) 회로에서 연산 처리하여 위치좌표를 계산한다.

펄스정전용량방식은 신호전극의 저항분포가 균일해야, 전압분포가 X축에 따라 일정하게 되어, 손가락의 위치의 정확도를 높일 수 있다. 신호전극으로 많이 쓰이는 ITO(In Tin Oxide) 400×500mm 기판의 경우에, 면저항이 200Ω/□ 정도이면, 면저항분포가 ±2.5% 정도이다. 따라서 이러한 면저항의 차이는 신호전극에 걸리는 전압변화를 주어 위치의 정밀도를 떨어뜨린다.

터치 위치를 정확하게 감지하기 위해 인용문헌 1, 인용문헌 2 및 인용문헌 3에 여러 가지 방식의 시도가 있어 왔으나, 보다 정확한 터치 위치 감지에 대한 신호전극의 구조가 필요하게 되었다.

또한 구동부에서 신호전극의 연결점까지는 여러 스위칭(Switching)회로와 멀티플렉스(multiplex)등의 회로가 직렬로 연결되므로 어느 정도 저항성분이 있다. 이러한 저항성분은 같은 구동 IC 내부에서도 편차가 있기 때문에, 그 차이를 보정할 필요성이 대두 되었다.

인용문헌 1: 대한민국 공개특허 10-2009-0048770 인용문헌 2: 대한민국 공개특허 10-2011-0081474 인용문헌 3: 대한민국 공개특허 10-2008-0028852

본 발명은 펄스정전용량방식의 터치 스크린에 있어서 구동부에서 신호전극의 연결점까지는 여러 스위칭(Switching)회로와 멀티플렉스(multiplex)등의 회로가 직렬로 연결됨에 따라 신호전극마다 저항성분이 달라지는 문제를 용이하게 보정할 수 있는 신호전극 구조를 갖는 펄스정전용량방식의 터치 스크린을 제공하는 것을 목적으로 한다.

펄스정전용량방식의 터치 스크린용 신호전극의 패턴은 직사각형 모양으로 비교적 간단하여 보통 레이저를 조사하여 신호전극들을 패터닝(patterning)하는데 본 발명에서는 신호전극의 면저항의 차이와 구동부의 여러 회로에 의한 저항의 차이를 레이저를 이용하여 신호전극을 식각하거나 또는 플로팅 전극을 신호전극 내부에 만들어, 저항의 차이에 의한 영향을 줄일 수 있는 신호전극 구조를 갖는 펄스정전용량방식의 터치 스크린을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적은 기판상에 n 개의 장방형 막대 형상의 신호전극을 일정 간격으로 구비하고 상기 신호전극은 중앙 부분이 가장자리 부분보다 두꺼운 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널과 상기 터치 스크린 패널을 구동시키는 구동모듈을 구비하고 상기 신호전극 양단에 V1, V2전압을 번갈아 인가하면서 터치 위치를 결정하는 단일층 펄스정전용량방식 터치 스크린 장치에 있어서, 복수 개 신호전극 중에서 적어도 일부의 신호전극은 길이방향을 기준으로 중앙으로 갈수록 좁은 폭을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 단일층 펄스정전용량방식 터치 스크린 장치에 의해서 달성 가능하다.

본 발명의 상기 목적은 기판상에 n 개의 장방형 막대 형상의 신호전극을 일정 간격으로 구비하고 상기 터치 스크린 패널을 구동시키는 구동모듈을 구비하고 상기 신호전극 양단에 V1, V2전압을 번갈아 인가하면서 터치 위치를 결정하는 단일층 펄스정전용량방식 터치 스크린 장치에 있어서, 복수 개 신호전극 중에서 적어도 일부의 신호전극의 모양을 달리하여 신호전극의 전압분포가 일정하게 유지한 것을 특징으로 하는 단일층 펄스정전용량방식 터치 스크린 장치에 의해서 달성 가능하다.

종래 펄스정전용량방식의 터치 스크린에서는 구동부에서 신호전극의 연결점까지 여러 스위칭(Switching)회로와 멀티플렉스(multiplex) 등의 회로가 직렬로 연결되므로 신호전극마다 저항성분이 달라지는 문제가 발생하였는데 본 발명에서는 터치패널에 구동부를 부착한 다음 신호전극에 레이저를 조사하여 패터닝함으로써 저항의 편차를 손쉽게 보정하여 높은 위치 정밀도를 유지할 수 있게 되었다.

종래 펄스정전용량방식의 터치 스크린에서는 구동부에서 신호전극의 연결점까지 여러 스위칭(Switching)회로와 멀티플렉스(multiplex)등의 회로가 직렬로 연결되므로 신호전극마다 저항성분이 달라지는 문제와 신호전극의 두께가 위치마다 차이가 나는 문제로 신호전극의 전압분포가 일정하지않았는데, 본 발명에서는 터치패널에 구동부를 부착한 다음 신호전극에 레이저를 조사하여 패터닝함으로써 저항의 편차를 손쉽게 보정하여 높은 위치 정밀도를 유지할 수 있게 되었다.

도 1은 단일층 펄스정전용량방식의 터치 스크린 패널(100)의 단면도이다.
도 2는 단일층 펄스정전용량방식의 터치 스크린 패널(100)의 평면도이다.
도 3은 신호전극에 손가락(300)이 접촉했을 때의 펄스정전용량 방식의 설명도이다.
도 4는 펄스정전용량 방식의 등가회로도이다.
도 5는 종래 펄스정전용량 방식의 터치 스크린 패널의 동작 설명도이다.
도 6은 종래 펄스정전용량 방식의 Y축 좌표를 계산하는 설명도이다.
도 7은 펄스정전용량 방식의 터치 스크린 장치의 구성도이다.
도 8은 감지부와 신호처리부의 구성도이다.
도 9는 X축에 따른 신호전극의 막 두께분포를 나타낸다.
도 10은 는 신호전극의 전압분포를 나타내는 예다.
도 11은 본 발명의 한 실시예이다.
도 12는 Y축 위치 결정에 대한 오차를 나타내는 설명도이다.
도 13은 본 발명의 한 실시예다.
도 14는 Y축 위치 결정에 대한 오차를 나타내는 설명도이다.
도 15는 본 발명의 실시예이다.

이하에서, 본 발명에 따른 유리 표면 이물 검사 장치의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

신호전극에 많이 쓰이는 ITO는 스퍼터 방식으로 코팅을 하는데, 일반적으로 스퍼터 방식으로 신호전극을 형성할 때 타겟의 가운데 부분은 두껍게 형성되고, 모서리 부근으로 갈수록 얇게 코팅 형성된다. 도 10은 스퍼터 방식으로 형성된 신호전극에서 장방향 길이방향(X방향)에 따른 막 두께분포를 나타내는 그래프이다. 피막 기판을 여러 장으로 나누지 않고, 원장 크기로 터치스크린을 만든 경우이다. 신호전극 가운데 부분은 다른 부위에 비하여 두껍게 형성된다. 도 9와 같은 두께분포를 갖는 신호전극에 도 5 (가)와 같이 신호전극 양단에 전압을 걸어주면 도 10의 곡선 B와 같은 전압분포가 생긴다. 도 10에서 곡선 A는 신호전극을 X축에 따라 일정한 두께로 형성한 이상적인 경우에 있어서의 전압분포를 나타내는 그래프이다. 도 10에서 신호전극의 양끝단과 가운데에서는 두 전압분포곡선(곡선 A, 곡선 B)이 만난다. 저항변화가 큰 부분에서는 전압변화가 크고, 저항변화가 작은 부분에서는 전압변화가 작다. 도 10에 도시된 바와 같이 이상적인 두께 분포를 갖는 신호전극에서 실제 인식되어야 하는 지점 X2점은 스퍼터 방식으로 인해 두께 차이를 가지면서 형성되는 신호전극(B곡선)에서는 X1점으로 인식되는 오차가 발생되며, 이러한 오차는 신호전극의 저항변화에 기인하는 것이다.

도 11은 종래 신호전극의 패턴 및 본 발명에 따른 일 실시예의 신호전극의 패터닝 형상을 도시한 것이다. 길이방향인 X축 변화에 따른 신호전극의 막두께는 도 9와 같은 분포로 형성되었다고 가정하였다. 도 11의 (가)는 종래 신호전극 형상으로서 변형을 가하지 않은 장방형의 사각 형상으로 구현한 예이다. (나)는 본 발명에서 제시하는 패터닝된 신호전극의 예로서, 사각 형상의 패턴(점선)을 기준으로 X축 중앙부위의 상하에서 식각을 많이 하고(121), 신호전극의 양단으로 갈수록 식각을 작게 하여 신호전극의 폭을 X축 방향에 따라 달리 형성하는 것이다. 도 11의 (나) 형상과 같은 패턴으로 식각하면 신호전극이 형성된 부분과 식각되어 사라진 부분(121) 사이의 투과율 차이로 인해 경계면이 눈에 띌 수 있다.

도 11의 (다)와 같이 플로팅 전극으로 식각 영역을 최소로 하면 막 두께분포도 보정할 수 있고 경계면에서의 투과율 차이를 줄일 수 있다. 도 11 (다) 형상의 전극은 도 11 (가)와 같은 사각 형상의 전극 패턴을 형성한 후에 신호전극의 좌측 상부 영역에서 중앙 및 우측 상부 영역을 가로지르며 패터닝을 식각하는 상부 식각 패턴(126)을 형성하고, 신호전극의 좌측 하부 영역에서 중앙 및 우측 하부 영역을 가로지르며 패터닝을 식각하는 하부 식각 패턴(125)을 형성하여 형성한다. 이때 상부 식각 패턴(126)은 사각 형상의 신호전극을 형성하는 상부변을 기준으로 좌우측에서 중앙으로 갈수록 상부변에서 멀어지도록 식각 패턴을 형성하고, 좌우 대칭으로 형성하는 것이 바람직하며, 하부 식각 패턴(125)은 사각 형상의 신호전극을 형성하는 하부변을 기준으로 좌우측에서 중앙으로 갈수록 하부변에서 멀어지도록 식각 패턴을 형성하고, 좌우 대칭으로 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 식각 패턴에 의해서 신호전극은 세 개의 부분 신호전극(122, 123, 124)로 분할 형성되고, 이중 중앙에 형성된 부분 신호전극(123)에만 전압이 인가되고, 부분 신호전극(123)과 상하부에 절연 상태로 형성되는 플로팅 신호전극 또는 부분 신호전극(124, 122)에는 전압이 인가되지 않는다.

도 12는 도 11의 (나)의 패턴을 갖는 신호전극이 식각이 수행되지 않은 사각형상 패턴의 신호전극 사이에 형성되었을 때 Y축 값의 편차를 설명하는 도면이다. 손가락이 D줄 상에 접촉하는 경우에 인식되는 전하량이 C줄 상에 접촉하는 경우보다 Y축 값이 크게 인식된다. N+1 신호전극에서는 C줄 상이나 D줄 상이나 손가락이 동일한 면적에 접촉되나, N 신호전극에서는 C줄상에 손가락이 접촉하는 경우가 D줄 상에 손가락이 접촉하는 경우보다 접촉 면적이 넓게 형성됨을 알 수 있다. 따라서 수학식 5에 따라 계산한 Y축 값은 D줄에서 더 크게 나타난다.

이러한 문제를 극복하기 위해서 식각 패터닝 또는 플로팅전극을 신호전극 내부에 형성하는 것이 바람직하다.

도 13은 본 발명에 따른 일 실시예로서 Y축의 측정 오차를 줄인 신호전극의 패턴모양이다. 도 13은 모두 신호전극의 X축 방향으로 가운데 부분의 피막 두께가 양단보다 두껍게 형성되어 양단보다 가운데 부분의 저항이 낮게 형성되는 것을 보정하는 패턴이다. 도 13의 (가)는 신호전극 내부에 동그라미 형상의 식각부위(123)를 불연속으로 만든 것으로서, X축을 기준으로 가운데 부분에 형성되는 동그라미 형상의 식각부위의 넓이가 넓고, 양단 부분으로 갈수록 작은 반경을 갖는 동그라미 형상의 식각부위를 갖는 것을 특징으로 한다. 식각형상은 동그라미 외에도 사각형상, 삼각형상 등의 다양한 형상으로 구현할 수 있음은 물론이다.

도 13의 (나)는 신호전극 내부에 연속적으로 형성되는 식각부위(124)를 형성한 경우이다. 식각부위(124)는 장축방향으로 늘린 럭비공의 장축 방향으로 자른 단면 형상으로 형성됨을 알 수 있다.

도 13의 (다)는 하나의 신호전극이 두 개의 부분 전극으로 형성된 예이며, 내부에 형성되는 부분 전극 또는 플로팅전극(125)을 구비하는 패턴모양이다. 먼저 사각 형상의 신호전극을 형성한 후, 신호전극 내부에 장축방향으로 늘린 럭비공의 외곽 테두리 형상으로 식각패턴(127)을 형성하는 방식으로 이루어지며, 상호 절연 상태로 형성되는 신호전극(125)과 내부 플로팅 전극(128)으로 구비됨을 알 수 있다.

도 13의 (라)는 도 13의(나)의 패턴에서 사이사이마다 상하로 연결하는 브리지 패턴을 남기는 식각을 한 것으로서, (나) 패턴에 비해 X축 위치에 따른 전압의 변화를 줄인 것이 특징이다. 도 13의 (마)에 제시된 신호전극은 중앙을 중심으로 상하로 구분된 상부영역과 하부영역에 각각 브리지를 갖는 식각 부위(130, 131)를 둔 것이다. 신호전극 내부에 식각 부위나 플로팅 전극을 두는 경우에는 신호전극의 중심선을 두고 서로 대칭된 구조로 만들어야 Y축 오차를 줄일 수 있다.

도 14는 도 13의 (마)의 패턴을 갖는 신호전극이 정상 패턴의 신호전극 사이에 있었을 때의 Y축 값의 편차를 설명하기 위한 도면이다. 손가락이 E줄상에 접촉하는 경우가 F줄상에 접촉하는 경우에 비해 신호전극 N에서 손가락과 접촉되는 면적이 넓은 것을 알 수 있다. 그러나 측면 전기장 효과로 인해 손가락 접촉 면적 차이로 발생하는 축전용량 C값의 변화는 줄일 수 있다.

도 14는 도 13의 (마)의 패턴을 갖는 신호전극(N)이 정상 패턴의 신호전극(N-1, N+1) 사이에 있었을 때의 Y축 값의 편차를 설명하기 위한 도면이다. 손가락이 E줄상에 접촉하는 경우가 F줄상에 접촉하는 경우에 비해 신호전극 N에서 손가락과 접촉되는 면적이 넓은 것을 알 수 있다. 접촉하는 면적은 도13의 (라)와 같지만 신호전극이 식각된 부분을 둘로 나눈 것이다. 신호전극이 없는 부분의 폭이 w라고하면, 신호전극이 없는 부분이 영향을 미치는 것은 폭인 w보다 낮은 영역이다. 즉 신호전극에서 전극이 없는 폭인 w이상 위로 떨어는 영역은 물리적 차이가 식각된 전극이 있는 경우나 없는 경우나 매우 적다. 신호전극이 없지만, 식각 영역의 폭보다 떨어지면, 식각되지 않는 신호전극의 측면방향으로 생기는 측면 전기장으로 손가락 접촉 면적 차이로 발생하는 축전용량 C값의 변화는 줄일 수 있다.

터치 화면이 커질 경우 손가락에 유도된 전하를 충방전 시키기 위해서는 RC지연으로 인해 많은 시간이 필요하다. RC지연을 줄이려면 면저항이 낮은 투명전극으로 신호전극을 형성하여야 한다. 터치 화면이 20인치인 경우에는 약 100Ω/□대의 면저항을 갖는 투명도전막을 사용한다. 이 경우 신호전극의 양단 사이의 저항은 약 10KΩ이고, 손가락과 기타 기생축전기의 크기가 약 1nF이라면 1회 측정시 약 10배의 시상수(τ= RC)가 필요하므로, 1회 측정 시간은 0.1ms로 1초당 약 10,000회 측정할 수 있다. 실질적으로는 정전용량 방식의 터치 스크린 장치에서는 100번 정도 측정값을 평균하여 터치 위치를 결정하므로, 1초에 약 100회 정도 위치정보를 갱신할 수 있다. 40인치 크기로 화면 사이즈가 커지는 경우에는 신호전극의 면저항이 50Ω/□대이어야 하며, 그 이상의 화면 사이즈에 대응하기 위해서는 신호전극의 면저항은 30Ω/□대가 요구된다.

도 7에 제시한 바와 같이 구동전압을 인가하거나 차단하는 스위치를 전용 IC칩으로 구현할 경우, 보통 스위치의 ON 저항은 10Ω에서 50Ω 사이의 값을 갖는다. 물론 ON 저항을 수 Ω 정도로 작게 만들 수 있으나, 이 경우에는 OFF 저항을 10GΩ 이상으로 높게 형성하기 어렵다. 따라서 IC칩의 ON저항과 기타 구동부에서 신호선 접촉점(127)까지의 저항 차이를 신호선 양단의 식각하여 모든 신호전극의 시작점과 끝점에서 동일한 전압분포를 유지하도록 구현할 수 있다.

도 15에서는 각각의 신호전극마다 구동전압원(미 도시)과 구동회로 연결면(131, 132) 사이에서 발생하는 저항값 차이를 보정하기 위하여 구동회로 연결면(131)과 액티브 영역의 좌측 기준선(140) 사이 또는 구동회로 연결면(132)과 액티브 영역의 우측 기준선(150) 사이에 소정의 식각 패턴(127, 128)을 형성한 예를 도시한 것이다. 액티브 영역이란, 액티브 영역 좌측 기준선(140)과 액티브 영역 우측 기준선(150) 사이의 영역을 의미하는 것으로서, 실질적으로 사용자가 터치할 수 있고 터치 위치 감지가 가능한 화면상의 영역을 의미하는 것이다. 편의상 액티브 영역을 구성하는 좌측 지점을 액티브 영역 좌측 기준선(140)이라 칭하고, 우측 지점을 액티브 영역 우측 기준선(150)이라 칭하기로 한다. 또한, 구동회로 연결면(131, 132)이란 구동 회로(포괄적으로 구동모듈)와 신호전극이 전기적으로 상호 접합되는 영역을 의미한다.

즉, 액티브 영역 좌측 기준선(140)에서 다른 신호전극보다 전압 강하가 적게 발생되는 신호전극이 있을 경우, 해당 신호전극에서 구동회로 연결면(131)과 액티브 영역 좌측 기준선(140) 사이에 식각 패턴을 형성하여 다른 신호전극과 동일한 전압강하를 갖도록 하였다.

예로서, 도 15 (나) 신호전극은 구동회로 연결면(131)과 액티브 영역 좌측 기준선(140) 사이에서 신호전극의 외곽 테두리로부터 내측으로 식각한 상태를 도시한 것이다. 도 15 (다) 신호전극은 구동회로 연결면(131)과 액티브 영역 좌측 기준선(140) 사이에서 내부에 절연영역(128)을 구비한 것이고, 도 15 (라) 신호전극은 구동회로 연결면(131)과 액티브 영역 좌측 기준선(140) 사이에서 내부에 제 1 절연영역(128)을 구비하도록 하고, 구동회로 연결면(132)과 액티브 영역 우측 기준선(140) 사이에 내부 제 2 절연영역(129)을 구비한 예이나, 제 1 절연영역(128)과 제 2 절연영역(129)의 면적이 상이함을 알 수 있다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

본 발명은 단일층 펄스정전용량방식에서 손가락이 접촉하는 위치의 정밀도를 높일 수 있게 되었다. 본 발명을 적용한 단일층펄스정전용량방식은 모니터, 스마트 TV, 및 기타 대형 정보단말기의 터치 입력장치로 쓰일 수 있다.

100 : 펄스정전용량 방식의 터치 스크린 패널
110 : 기판 120 : 신호전극
121, 127 : 식각부위 122 : 플로팅 전극
123, 124, 126, 128 : 내부식각부위
125 : 내부 플로팅 전극 131, 132 : 구동회로 연결면
140 : 액티브 영역의 좌측 기준선 150 : 액티브 영역의 우측 기준선
200 : 구동모듈
210 : 제어부 220 : 구동부
230 : 감지부 231 : 멀티플렉스
231 : 적분기 240 : 신호처리부

Claims

기판의 일면 상에만 n 개의 장방형 막대 형상의 신호전극이 일정 간격으로 구비하는 터치 스크린 패널과, 상기 터치 스크린 패널을 구동시키는 구동모듈을 구비하고 상기 신호전극 양단에 V1, V2전압을 번갈아 인가하면서 터치 위치를 결정하는 단일층 펄스정전용량방식 터치 스크린 장치에 있어서,
복수 개 신호전극 중에서 적어도 일부의 신호전극의 형상이 타 신호전극과 상이하게 형성되는 것을 특징으로 하는 단일층 펄스정전용량방식 터치 스크린 장치.
제 1항에 있어서,
상기 적어도 일부의 신호전극은 중앙을 기준으로 좌우측이 대칭적인 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 단일층 펄스정전용량방식 터치 스크린 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 구동모듈과 상기 신호전극이 접합되는 구동회로 연결면과 상기 신호전극의 액티브 영역 사이 공간에 위치되는 신호전극을 구성하는 도전물체 내부에 절연영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 단일층 펄스정전용량방식 터치 스크린 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
복수 개 신호전극 중에서 적어도 일부 신호전극은 상호 절연 상태를 유지하는 분할된 부분 신호전극으로 형성되고, 상기 분할된 부분 신호전극에는 전압이 인가되지 않는 것을 특징으로 하는 단일층 펄스정전용량방식 터치 스크린 장치.
제 4항에 있어서,
상기 구동모듈과 상기 신호전극이 접합되는 구동회로 연결면과 상기 신호전극의 액티브 영역 사이 공간에 위치되는 신호전극을 구성하는 도전물체 내부에 절연영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 단일층 펄스정전용량방식 터치 스크린 장치.