KR101466506B1 - 터치 패널 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 사용자의 터치를 인식하는 터치 패널은 제 1 방향으로 배열된 다수의 드라이빙 라인과, 상기 제 1 방향과 교차되는 방향으로 배열된 다수의 센싱 라인과, 상기 드라이빙 라인과 센싱 라인의 교차되는 영역에 각각 형성되는 픽셀들을 포함하고, 상기 픽셀들 중 일부는 뮤추얼 커패시턴스 방식으로 상기 사용자의 터치를 인식하는 뮤추얼 픽셀로 구성되고, 나머지 픽셀들은 셀프 커패시턴스 방식으로 상기 사용자의 터치를 인식하는 셀프 픽셀로 구성되는 것을 특징으로 한다.
제안되는 본 발명의 터치 패널은 사용자의 터치 입력시 뮤추얼 커패시턴스 방식과 셀프 커패시턴스 방식을 동시에 사용하여 사용자가 터치한 좌표를 스캔할 수 있다. 따라서, 본 발명의 터치패널은 터치해상도가 높고 노이즈에 강하며, 근접 센싱이 가능한 장점을 갖는다.

Description

터치 패널 및 그 구동방법 {TOUCH PANEL AND THE DRIVING METHOD}
본 발명은 터치 패널에 관한 것이다.
일반적으로, 개인용 컴퓨터, 휴대용 통신장치, 그 밖의 개인전용 정보처리장치 등의 입력장치(Input Device)에는 사용자가 손이나 펜 등으로 화면을 직접 접촉하여 정보를 입력하는 터치패널(Touch Panel)이 사용된다.
터치패널은 간단하고, 오작동이 적으며, 휴대가 용이하고, 다른 입력기기 없이 문자 입력이 가능하며, 사용자가 용이하게 사용방법을 인지할 수 있다는 장점이 있어 최근 다양한 정보처리장치에 적용되고 있다.
이러한 터치패널을 구현하는 기술로 정전용량 방식(Capacitive type)이 주로 사용되고 있는데, 이와 같은 정전용량 방식의 종류로는 셀프 커패시턴스 방식 (self-capacitance)과 뮤추얼 커패시턴스 방식((mutual-capacitance)이 있다.
먼저, 셀프 커패시턴스 방식에 대하여 설명하면, 터치패널을 이루는 전극판에 전도체가 접근할 때 전도체와 전극 사이에서 유기되는 커패시턴스의 변화를 측정하여 전도체가 터치한 좌표를 센싱하는 기술이다. 이러한 셀프 커패시턴스 방식은 사용자의 터치가 전도체에 직접 맞닿지 않고 근접하기만 하여도(이하, '근접 센싱'이라 한다) 이를 센싱할 수 있는 장점이 있으나, 잡음에 취약하고 터치해상도가 낮아 정확한 터치 좌표의 인식이 어려운 문제점이 있다.
반면에, 뮤추얼 커패시턴스 방식은 터치패널을 이루는 도전막에 등전위를 형성하고, 전도체의 접촉시 상부에 배치되는 면적에 따라 도전막 사이에서 변하는 컨패시턴스 값을 센싱하여 사용자의 터치입력을 인식하는 기술이다.
이러한 뮤추얼 커패시턴스 방식은 터치해상도가 높다는 장점이 있으나, 근접 센싱이 불가능하다는 문제점이 있다.
최근 근접 센싱의 중요성이 높아지면서, 뮤추얼 커패시턴스 방식의 터치패널에 별도의 셀프 커패시턴스 패드를 배치하는 방법이 제안되었으나, 이러한 방법은 터치패널의 두께와 생산비용이 증가하는 문제점을 갖고, 또한, 셀프 커패시턴스 방식과 뮤추얼 커패시턴스 방식이 전혀 별개로 동작하는 문제가 있다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 셀프 커패시턴스 방식과 뮤추얼 커패시턴스 방식이 동시에 적용된 하이브리드 방식의 터치패널을 제안하고자 한다.
본 실시예의 사용자의 터치를 인식하는 터치 패널은 제 1 방향으로 배열된 다수의 드라이빙 라인과, 상기 제 1 방향과 교차되는 방향으로 배열된 다수의 센싱 라인과, 상기 드라이빙 라인과 센싱 라인의 교차되는 영역에 각각 형성되는 픽셀들을 포함하고, 상기 픽셀들 중 일부는 뮤추얼 커패시턴스 방식으로 상기 사용자의 터치를 인식하는 뮤추얼 픽셀로 구성되고, 나머지 픽셀들은 셀프 커패시턴스 방식으로 상기 사용자의 터치를 인식하는 셀프 픽셀로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 터치 패널의 구동방법은 뮤추얼 커패시턴스 방식으로 사용자의 터치를 인식하는 뮤추얼 픽셀들과 셀프 커패시턴스 방식으로 사용자의 터치를 인식하는 셀프 픽셀들로 구성된 터치 패널의 구동방법으로서, 드라이빙 신호가 상기 픽셀에 입력되어 구동되는 단계와, 각각의 상기 픽셀에서 상기 드라이빙 신호에 따라서 발생하는 센싱 신호를 측정하는 단계와, 상기 사용자의 터치에 따라서 변화한 상기 센싱 신호를 측정하여, 상기 변화된 센싱 신호를 출력하는 픽셀을 사용자에 의해 터치된 것으로 인식하여 터치 좌표를 산출해내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제안되는 본 발명의 터치 패널은 사용자의 터치 입력시 뮤추얼 커패시턴스 방식과 셀프 커패시턴스 방식을 동시에 사용하여 사용자가 터치한 좌표를 스캔할 수 있다.
따라서, 본 발명의 터치패널은 터치해상도가 높고 노이즈에 강하며, 근접 센싱이 가능한 장점을 갖는다.
또한, 본 실시예는 뮤추얼 커패시턴스 방식과 셀프 커패시턴스 방식을 동시에 구동할 수 있으므로, 초당 터치 좌표를 스캔할 수 있는 프래임수가 증가하는 장점이 있다.
도 1은 터치스크린패널 표시장치의 단면도이다.
도 2는 일반적인 터치패널의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 터치패널의 평면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 터치패널을 이루는 픽셀들로 구성된 그룹을 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 드라이빙 라인의 패턴이 변경된 그룹을 나타내는 평면도이다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른, 뮤추얼 커패시턴스 방식에 따라서 사용자의 터치시와 미터치시 센싱되는 전하량을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 셀프 커패시턴스 방식에 따라서 터치시와 미터치시 센싱되는 전하량을 나타내는 그래프이다.
이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경 등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다.
본 발명은 셀프 커패시턴스 방식과 뮤추얼 커패시턴스 방식의 터치패널 기술이 함께 적용된 하이브리드 터치패널에 관한 것이다.
본 실시예에서는 일반적으로 2개의 레이어로 구성되는 뮤추얼 커패시턴스 방식의 터치패널에 셀프 커패시턴스 방식을 가능하게 하는 구성을 추가하여 하이브리드 터치패널을 구현하는 방법을 제안하고자 한다.
다만, 본 실시예와 달리 단일 레이어에 구현되는 터치패널에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 당연할 것이다.
도 1은 터치스크린패널 표시장치의 단면도를 나타내고, 도 2는 일반적인 뮤추얼 커패시턴스 방식의 터치패널을 나타내는 평면도이다.
도 1에 도시된 터치스크린패널 표시장치는 GFF 타입이다. 터치스크린패널 표시장치는 디스플레이(10), 상기 디스플레이(10)의 상부에 적층된 X축 ITO 필름(200), X축 ITO 필름(200)의 상부에 적층된 Y축 ITO 필름(100), 및 Y축 ITO 필름(100)의 상부에 적층된 윈도우 글래스(70)를 포함한다. 또한, 디스플레이(10)와 X축 ITO필름(200) 사이, X축 ITO 필름(200)과 Y축 ITO 필름(100) 사이, Y축 ITO 필름(100)과 윈도우 글래스(70) 사이에는 OCA(optical clear adhesive; 20, 40, 60)가 형성된다. 또한, X축 ITO 필름(200)의 상면에는 X축 터치센서패턴(210)이 형성되어 있으며, Y축 ITO 필름(100)의 상면에는 Y축 터치센서패턴(110)이 형성되어 있다.
이러한 구조의 터치스크린패널에 비하여, ITO 필름에 금속 패턴을 보다 쉽게 형성할 수 있는 GG 타입의 터치스크린 패널 등에도 본 실시예가 적용될 수 있다.
이와 같은 터치스크린패널에서 X축 ITO 필름(200)과 X축 터치센서패턴(210), Y축 ITO 필름(100)과 Y축 터치센서패턴(110)을 터치패널의 구성으로 본다.
즉, 터치패널은 X축 패턴(210)과 Y축 패턴(110)이 레이어를 달리하여 상호 배향되도록 배치되므로, 그리드 또는 매트릭스 형태의 구조를 갖는다.
이하에서는 편의상 X축 패턴을 드라이빙 라인(210)이라고 정의하고, Y축 패턴을 센싱 라인(110)이라고 정의한다.
도 2를 참조하여 상기 터치 패널에 대해 좀더 상세히 설명하면, 일반적인 뮤추얼 커패시턴스 방식의 터치패널은 좌표를 나타내기 위하여 그리드 또는 매트릭스 형태로 배치되는 드라이빙 라인(210)과 센싱 라인(110)을 포함한다.
그리고, 상기 드라이빙 라인(210)의 일단부에는 컨택부(310)가 형성되고, 상기 컨택부(310)는 각각의 트레이스(trace) 라인(320)과 이와 연결된 포트들(ports)(400)을 통해 구동부(미도시)에 연결된다.
이러한 구동부는 각각의 드라이빙 라인(210)에 기준클럭신호를 인가하여, 드라이빙 라인(210)과 센싱 라인(110)을 커패시티브 커플링(capacitive coupling) 함으로써, 상기 터치패널을 구동시키는 역할을 한다.
한편, 상기 드라이빙 라인(210)이 소정의 간격을 두고 X축으로 배치된다고 하였을 때, 상기 센싱 라인(110)은 레이어를 달리하여 소정의 간격을 두고 Y축으로 배치된다.
이러한 센싱 라인(110)의 단부에는 센싱 컨택부(330)가 마련되며, 각각의 센싱 컨택부(330)들은 트레이스 라인을 따라 연결된 각각의 포트들을 통해 센싱부(미도시)에 연결된다.
이러한 센싱부는 사용자의 터치에 의하여 변화하는 커패시턴스를 센싱하며, 본 실시예에서 센싱부는 센싱 라인(110)을 통하여 전달되는 전하량의 변화를 측정하여 커패시턴스 변화를 센싱할 수 있다.
상기 커패시턴스 변화를 좀더 상세히 설명하면, 먼저, 사용자의 터치가 없을 때 뮤추얼 커패시턴스는 드라이빙 라인(210)과 센싱 라인(110)이 평행하게 만나는 지점에서 기생하는 전하량과, 드라이빙 라인(210)과 센싱 라인(110)이 평행하지 않게 만나는 지점의 전하량의 합으로 나타낼 수 있다.
사용자의 터치가 있을 때, 상기 드라이빙 라인(210)과 센싱 라인(110)이 평행하게 만나지 않는 지점의 전하량은 사용자의 터치에 커플링 되어 그라운드로 빠져나가게 되어, 뮤추얼 커패시턴스는 변화하게 된다. (더 정확히 감소하게 된다)
이러한 뮤추얼 커패시턴스 변화를 센싱하여, 사용자의 터치 좌표를 센싱하는 방식을 뮤추얼 커패시턴스 방식이라 한다.
반면에, 셀프 커패시턴스는 센싱 라인(110)과 사용자 사이에서 발생하는 커패시턴스이다. 즉, 센싱 라인(110)을 사용자가 터치할 때, 센싱 라인(110)과 사용자 사이에서 유기되는 커패시턴스를 측정하여 터치 좌표를 인식하는 기술을 셀프 커패시턴스 방식으로 정의할 수 있다.
좀더 상세히, 상기 셀프 커패시턴스 방식은 상기 센싱 라인(110) 상에 접지된 사용자가 다가가면 추가 전하량이 센싱 라인(110)을 통해 사용자에게 흘러가게 되어 셀프 커패시턴스가 증가하게 된다. 상기 셀프 커패시턴스 방식은 이를 측정하여 사용자의 터치 좌표를 센싱하는 것이다.
한편, 도 2에서 센싱 라인(110)과 드라이빙 라인(210)이 교차하는 지점(pixel)(510) 마다 뮤추얼 커패시턴스를 갖게 되므로, 상기 센싱부는 각 픽셀 마다 뮤추얼 커패시턴스 방식으로 터치 좌표를 스캔할 수 있다.
본 실시예는 상기 복수개의 픽셀(510) 중 일부를 뮤추얼 커패시턴스 방식으로 구성하고, 나머지 픽셀(510)을 셀프 커패시턴스 방식으로 구성함으로써, 두가지 방식을 함께 제공하는 터치 패널을 제공하려는 것이다.
이하에서는, 상기 픽셀(510)들을 그룹(500)화 하였을 때, 그룹(500) 중 일부 픽셀은 뮤추얼 커패시턴스 방식으로 터치 좌표를 스캔하고, 나머지 픽셀은 셀프 커패시턴스 방식으로 터치 좌표를 스캔하는 하이브리드 방식의 터치 패널에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 터치 패널의 평면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 터치패널은 상기 픽셀(510)들이 모여서 형성된 그룹(500)들이 모여 구성된다.
본 실시예에서는 인접한 9개의 픽셀(510)을 하나의 그룹으로 지정하였으나, 실시예에 따라서 n개의 픽셀(510)을 다양한 방법으로 그룹화하는 것이 가능할 것이다.
상기 그룹(500)을 확대한 도면을 보면, 상기 그룹(500)은 뮤추얼 커패시턴스 방식으로 터치 좌표를 센싱하는 8개의 뮤추얼 픽셀(M)들과, 셀프 커패시턴스 방식으로 터치 좌표를 센싱하는 1개의 셀프 픽셀(S)을 포함한다.
즉, 상기 그룹(500)의 중심에 위치하는 셀프 픽셀(S)은 셀프 커패시턴스 방식으로 사용자의 터치를 인식하고, 셀프 픽셀(S)을 둘러싸는 8개의 뮤추얼 픽셀(M)은 뮤추얼 커패시턴스 방식으로 사용자의 터치를 인식한다.
다만, 본 실시예와 달리 셀프 픽셀(S)과 뮤추얼 픽셀(M)을 다양한 방법으로 배치하여 하이브리드 터치패널을 구성하는 것도 가능할 것이다.
이하에서는 각 픽셀(510)을 셀프 픽셀(S)과 뮤추얼 픽셀(M)로 구현하기 위한 방법에 대해 설명한다.
도 2에 도시된 일반적인 뮤추얼 커패시턴스 방식의 터치패널은 사용자의 터치시 뮤추얼 커패시턴스 변화를 정밀하게 관찰하기 위하여, 센싱 라인(110)을 얇은 폭으로 구성한다.
이러한 얇은 폭의 센싱 라인(110)은 사용자의 손가락이 근접하여도 손가락과 센싱 라인(110) 사이에서 겹치는 면적이 좁아서 그 사이에서 유기되는 커패시턴스 변화가 매우 작으므로, 셀프 픽셀(S)을 구현하기 어려운 문제점이 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 터치패널을 이루는 픽셀들로 구성된 그룹을 나타내는 평면도이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도 4를 참조하면, 터치패널을 이루는 그룹(500)은 센싱 라인(110)의 일부의 폭을 증가시킨 셀프 픽셀(S)을 포함한다.
좀더 상세히, X축을 행으로 Y축을 열로 구분하였을 때, 두번째 행과 두번째 열 부분의 센싱 라인(110)의 폭을 증가시켜 셀프 픽셀(S)을 형성하고, 나머지 픽셀(510)들의 센싱 라인(110)을 얇은 폭으로 유지시켜 뮤추얼 픽셀(M)을 형성한다.
상기 센싱 라인(110)의 폭이 증가하여 사용자와 터치될 수 있는 표면적이 증가하였으므로, 상기 증가한 폭(511)과 사용자 사이에서 유기될 수 있는 셀프 커패시턴스의 양도 증가할 것이다.
즉, 상기 셀프 픽셀(S)을 구성하는 센싱 라인(110)의 폭을 증가시켜서, 손가락이 근접할 때 발생하는 셀프 커패시턴스의 변화량을 증가시키는 방법으로 셀프 픽셀(S)을 형성할 수 있다.
그런데, 이와 같이 센싱 라인(110)의 폭을 증가시키면, 증가된 폭(511)과 드라이빙 라인(210)의 뮤추얼 커패시턴스의 값이 매우 커지게 될 것이다.
이렇게 셀프 픽셀(S)의 뮤추얼 커패시턴스 값이 커지게 되면, 같은 드라이빙 라인(210)에 교차되는 센싱 라인(100)들이 커플링될 때, 드라이빙 신호의 최대치가 상기 셀프 픽셀(S)에 의해 결정되어 뮤추얼 픽셀(M)의 센싱 신호가 감쇄되므로, 정확한 터치좌표를 스캔하는데 방해가 되는 문제점이 발생한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 드라이빙 라인의 패턴이 변경된 그룹을 나타내는 평면도이다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 도 5를 참조하면, 넓어진 센싱 라인(111)의 하측에 배치된 드라이빙 라인(211)의 패턴을 변경한 모습이다.
좀더 상세히, 상기 셀프 픽셀(S)은 센싱 라인(111)의 하측에 배치된 드라이빙 라인(211)의 패턴이 변경되도록 구성된다.
즉, 상기 셀프 픽셀(S)을 구성하는 드라이빙 라인(211)의 면적을 감소시키면, 상측에 배치된 센싱 라인(111)과 교차하는 면적을 감소될 것이므로, 교차면적 사이에서 발생하는 뮤추얼 커패시턴스 값을 줄일 수 있다.
본 실시예에서는 상기 드라이빙 라인(211) 폭을 선형적으로 감소시키다가, 감소된 일정 폭으로 유지한 후, 다시 선형적으로 증가시키는 방법으로 표면적을 감소시켰다. 다만, 본 실시예와 달리 상기 드라이빙 라인(211)은 센싱 라인(111)과 교차면적을 줄일 수 있는 다양한 형상으로 구성될 수 있을 것이다.
교차면적이 줄어든 결과, 상기 셀프 픽셀(S)의 드라이빙 라인(211)과 센싱 라인(111) 사이에서 형성되는 뮤추얼 커패시턴스의 값은 줄어들게 된다.
즉, 상기 셀프 픽셀(S)의 드라이빙 라인(211)과 센싱 라인(111)의 교차면적이 감소하게 되면, 셀프 픽셀(S)은 뮤추얼 픽셀(M)의 뮤추얼 커패시턴스 값과 비슷한 뮤추얼 커패시턴스 값을 갖는다.
이러한 구성으로부터, 상기 셀프 픽셀(S)은 사용자의 터치에 따른 셀프 커패시턴스의 변화량은 늘리면서, 뮤추얼 픽셀(M)과 비슷한 뮤추얼 커패시턴스를 갖을 수 있다.
위와 같은 구성으로 형성된 상기 셀프 픽셀(S)과 뮤추얼 픽셀(M)의 일반적인 동작과 사용자의 터치시 변화된 동작을 도 6과 도 7을 참조하여 설명한다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른, 뮤추얼 커패시턴스 방식에 따라서 사용자의 터치시와 미터치시 센싱부에서 측정되는 전하량을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 셀프 커패시턴스 방식에 따라서 터치시와 미터치시 센싱부에서 측정되는 전하량을 나타내는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 뮤추얼 픽셀(M)의 동작을 나타내는 그래프로, 위에서부터 차례대로 구동부가 드라이빙 라인(210)을 통해 뮤추얼 픽셀(M)에 입력하는 드라이빙 신호와, 사용자의 미터치시 뮤추얼 픽셀(M)의 센싱 라인(110)을 통해 센싱부에 입력되는 전하와, 사용자의 터치시 센싱 라인(110)을 통해 센싱부에 입력되는 전하를 나타내는 그래프이다.
앞서 설명한 바와 같이, 구동부는 각각의 드라이빙 라인(210)에 시간의 차이를 두고 드라이빙 신호를 입력하고 있다.
본 실시예에서는 상기 드라이빙 신호로 소정 주파수의 펄스 신호가 사용되었으나, 고주파 신호, 교류 신호, 직류 신호 등이 사용될 수 있으며, 이러한 신호는 드라이빙 라인(210)을 구동할 수 있는 신호이면 특별히 한정되지 않는다.
소정 주파수의 펄스 신호가 뮤추얼 픽셀(M)의 드라이빙 라인(210)에 입력되면, 뮤추얼 픽셀(M)의 센싱 라인(110)은 드라이빙 라인(210)에 커패시티브 커플링되어 소정의 전하가 센싱부로 전달된다.
보다 상세히, 사용자의 미터치시에는 드라이빙 신호의 주기에 따라서 소정의 진폭(Y1)을 갖고 지수(exponential)적으로 감소하는 전하 값이 주기신호(이하 '센싱 신호'라 한다)로 센싱부에 전달되고, 센싱부는 이를 적분하여 전하량(A1)을 산출한다.
그런데, 사용자의 터치가 있는 순간 뮤추얼 커패시턴스의 양이 감소하게 되어 센싱 라인(110)에 커패시티브 커플링되는 전하량도 감소하게 된다. 즉, 사용자의 터치에 의하여 소정의 진폭(Y1)보다 작은 진폭(Y2)을 갖는 센싱 신호가 센싱부에 전달되므로, 센싱부에서 적분되는 전하량(A2)도 감소하게 된다.
그리고, 상기 센싱부는 위와 같이 감소한 전하량(A2)이 기 설정된 레퍼런스 값(Aref1)보다 작으면, 상기 뮤추얼 픽셀(M)이 사용자에 의해 터치된 것으로 보아, 상기 뮤추얼 픽셀(M)의 위치를 터치 좌표로 산출해낸다. 이때, 상기 레퍼런스 값(Aref1)은 사용자의 미터치시 센싱부에서 산출되는 전하량(A1) 보다는 당연히 작을 것이다.
반면에, 도 7을 참조하면, 셀프 픽셀(S)의 동작을 나타내는 그래프로, 위에서부터 차례대로 구동부가 셀프 픽셀(S)의 드라이빙 라인(210)을 통해 입력하는 드라이빙 신호와, 사용자의 미터치시 셀프 픽셀(S)의 센싱 라인(110)을 통해 센싱부에 입력되는 전하와, 사용자의 터치시 셀프 픽셀(S)의 센싱 라인(110)을 통해 센싱부에 입력되는 전하를 나타내는 그래프이다.
소정 주파수의 펄스 신호가 셀프 픽셀(S)의 드라이빙 라인(211)에 입력되면, 셀프 픽셀(S)의 센싱 라인(111)은 드라이빙 라인(211)과 커패시티브 커플링되어 소정의 전하가 센싱부로 전달된다.
즉, 사용자의 미터치시에는 드라이빙 신호의 주기에 따라서 소정의 진폭을 갖고 지수적으로 감소하는 전하(센싱 신호)가 주기적으로 센싱 라인(111)을 통해 센싱부에 전달되고, 센싱부는 이를 적분하여 전하량(A3)을 산출한다.
그런데, 셀프 픽셀(S)에 사용자의 터치가 있는 경우, 앞서 설명한 바와 같이 셀프 커패시턴스가 증가하게 되어, 센싱 신호의 전달시간이 지연된다.
그러므로, 구동 시간 내에 커플링된 전하가 센싱부에 모두 전달되지 못하고, 일정 전하(Y3)가 센싱 라인에 잔존하게 된다. 이로 인하여, 상기 센싱부에서 적분되는 전하량(A4) 또한 감소하게 된다.
좀더 상세히, 지수적으로 감소하는 센싱 신호의 시상수(time constant)는 셀프 커패시턴스에 비례하므로, 사용자의 터치에 따라 증가한 셀프 커패시턴스 값에 따라 시상수도 증가하게 된다.
상기 센싱 신호의 시상수 증가로 인하여, 구동시간 동안 상기 센싱부에는 센싱 라인(111)에 커패시티브 커플링된 전하가 모두 전달되지 못하고, 센싱 라인(111)에 일정량의 전하(Y3)가 잔존하게 된다.
그러므로, 상기 센싱부는 사용자의 터치시 감소되어 측정된 전하량(A4)이 기 설정된 레퍼런스 값(Aref2) 보다 작은 경우, 상기 셀프 픽셀(S)의 위치를 터치 좌표로 산출해낼 수 있다. 이때, 상기 레퍼런스 값(Aref2)은 사용자의 미터치시 센싱부에서 산출되는 전하량(A3) 보다는 당연히 작을 것이다.
이때, 상기 뮤추얼 픽셀(M)에서 미터치시와 터치시의 적분된 전하량(A1,A2)과 셀프 픽셀의 미터치시와 터치시의 적분된 전하량(A3, A4)이 각각 비슷한 값을 갖도록 센싱 라인(110)의 면적과 드라이빙 라인(210)의 면적을 조절한다면, 상기 센싱부는 단일 레퍼런스 값(Aref1=Aref2=Aref)으로 터치좌표를 센싱할 수 있을 것이다.
그러므로, 전술한 본 실시예의 터치패널은 셀프 커패시턴스 방식과 뮤추얼 커패시턴스 방식을 함께 적용하여 사용자의 터치좌표를 인식할 수 있어, 터치해상도가 높고 노이즈에 강하며, 근접 센싱이 가능한 이점을 갖는다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.
10: 디스플레이
20, 40, 60: OCA (optical clear adhesive)
100: Y축 ITO 필름
110: 센싱 라인
200: X축 ITO 필름
210: 드라이빙 라인
500: 그룹
510: 픽셀

Claims (9)

  1. 사용자의 터치를 인식하는 터치 패널로서,
    제 1 방향으로 배열된 다수의 드라이빙 라인과,
    상기 제 1 방향과 교차되는 방향으로 배열된 다수의 센싱 라인과,
    상기 드라이빙 라인과 센싱 라인의 교차되는 영역에 각각 형성되는 픽셀들을 포함하고,
    상기 픽셀들 중 일부는 뮤추얼 커패시턴스 방식으로 상기 사용자의 터치를 인식하는 뮤추얼 픽셀로 구성되고, 나머지 픽셀들은 셀프 커패시턴스 방식으로 상기 사용자의 터치를 인식하는 셀프 픽셀로 구성되는 터치 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀프 픽셀을 구성하는 센싱 라인의 폭은 상기 뮤추얼 픽셀을 구성하는 센싱 라인의 폭보다 넓게 형성된 터치 패널.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 셀프 픽셀을 구성하는 드라이빙 라인의 폭은 상기 뮤추얼 픽셀을 구성하는 드라이빙 라인의 폭보다 좁게 형성된 터치 패널.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 셀프 픽셀을 구성하는 드라이빙 라인과 센싱 라인이 교차되는 영역의 면적은 상기 뮤추얼 픽셀을 구성하는 드라이빙 라인과 센싱 라인이 교차되는 영역의 면적과 같은 터치 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 드라이빙 라인에 연결되어 드라이빙 신호를 인가하는 구동부를 더 포함하는 터치 패널.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 센싱 라인에 연결되어 센싱 신호를 측정하는 센싱부를 더 포함하는 터치 패널.
  7. 뮤추얼 커패시턴스 방식으로 사용자의 터치를 인식하는 뮤추얼 픽셀들과 셀프 커패시턴스 방식으로 사용자의 터치를 인식하는 셀프 픽셀들로 구성된 터치 패널의 구동방법으로서,
    구동부가 드라이빙 신호를 드라이빙 라인을 통해 상기 픽셀에 입력하는 단계와,
    센싱부가 상기 픽셀로부터 센싱 라인을 통해 상기 드라이빙 신호에 따라서 발생하는 센싱 신호를 측정하는 단계와,
    상기 센싱부는 상기 사용자의 터치에 따라서 변화한 상기 센싱 신호를 측정하여, 상기 변화된 센싱 신호를 출력하는 픽셀을 사용자에 의해 터치된 것으로 인식하여 터치 좌표를 산출해내는 단계를 포함하는 터치 패널의 구동방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 센싱부가 픽셀에서 센싱 신호를 측정하는 단계는 상기 센싱부가 상기 드라이빙 신호에 따라 상기 센싱 라인에 발생하는 전하를 전달받아, 상기 전하를 적분하여 전하량으로 산출하는 것인 터치 패널의 구동방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 센싱부가 터치 좌표를 산출해내는 단계는 상기 센싱부가 상기 픽셀에서 측정된 전하량이 기 설정된 레퍼런스 값보다 작을 때, 상기 픽셀의 위치를 터치 좌표로 인식하는 것인 터치 패널의 구동방법.
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