KR101621277B1

KR101621277B1 - 터치 검출 장치

Info

Publication number: KR101621277B1
Application number: KR1020140107768A
Authority: KR
Inventors: 정익찬; 양철승
Original assignee: 크루셜텍 (주)
Priority date: 2014-08-19
Filing date: 2014-08-19
Publication date: 2016-05-16
Also published as: KR20160022105A

Abstract

일 실시예에 따르면, 복수의 행과 열로 이루어지며, 터치 발생 수단과의 관계에서 터치 정전용량을 형성하는 복수의 센서패드를 포함하며, 상기 센서패드의 적어도 일측은, 상기 열 방향으로 연장되는 복수개의 바 형 스트립으로 이루어지고, 상기 센서패드의 가장자리에는 길이 방향이 상기 열 방향과 평행한 복수개의 홈이 형성되며, 상기 센서패드의 적어도 일부에는 길이 방향이 상기 열 방향과 평행한 복수개의 슬릿이 형성되는, 터치 검출 장치가 제공된다.

Description

터치 검출 장치{TOUCH DETECTING APPARATUS}

본 발명은 터치 검출 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 단면적이 좁은 터치 발생 수단에 의한 터치일지라도 정확한 터치 발생 지점을 검출해낼 수 있는 터치 검출 장치에 관한 것이다.

터치 스크린 패널은 영상 표시 장치의 화면에 표시된 문자나 도형을 사람의 손가락이나 다른 접촉수단으로 접촉하여 사용자의 명령을 입력하는 장치로서, 영상 표시 장치 위에 부착되어 사용된다. 터치 스크린 패널은 사람의 손가락 등으로 접촉된 접촉 위치를 전기적 신호로 변환한다. 상기 전기적 신호는 입력 신호로서 이용된다.

도 1은 통상적인 터치 검출 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 1에 도시되는 터치 검출 장치는 터치패널(20)과 구동 장치(30) 및 이 둘을 연결하는 회로 기판(40)을 포함한다.

터치패널(20)은 기판(21) 위에 형성되며 다각형의 매트릭스 형태로 배열되는 복수의 센서패드(22) 및 센서패드(22)에 연결되어 있는 복수의 신호배선(23)을 포함한다.

각 신호배선(23)은 한쪽 끝이 센서패드(22)에 연결되어 있으며 다른 쪽 끝은 기판(21)의 아래 가장자리까지 뻗어 있다. 센서패드(22)와 신호배선(23)은 커버 유리(50)에 패터닝 될 수 있다.

구동 장치(30)는 복수의 센서패드(22)를 순차적으로 하나씩 선택하여 해당 센서패드(22)의 정전용량을 측정하고, 이를 통해 터치 발생 여부를 검출해낸다.

신호배선(23)은 센서패드(22)와 구동 장치(30)를 연결하는데, 이러한 신호배선(23)은 ITO 로 패터닝 될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시되는 터치 검출 장치의 구성을 나타내는 평면도이다.

도 2를 참조하면, 터치패널(20)에는 센서패드(22)가 복수의 행과 열을 이루도록 배치되며, 구동 장치(30)는 센서패드(22)들로부터의 출력 신호에 기초하여 터치 발생 지점을 판단해낸다. 도 2에서는 센서패드(22) 각각으로부터의 출력 신호를 구동 장치(30)로 전달하기 위한 신호배선(23)을 생략하여 도시하였다.

터치 발생 수단은 센서패드(22)와의 관계에서 터치 정전용량을 형성하기 때문에, 터치가 발생한 센서패드(22)로부터의 출력 신호가 터치 미발생인 경우와 차이를 보이게 된다. 터치 정전용량은 터치 발생 수단이 센서패드(22)에 닿는 면적에 따라 달라지게 되며, 그 면적이 넓을수록 터치 정전용량이 크게 형성되므로, 터치 전후 센서패드(22)로부터 출력되는 신호의 크기 차이가 커지게 된다.

터치 발생 수단이 하나의 센서패드(22)에 대해서만 터치를 발생시키는 경우에는 문제가 되지 않지만, 센서패드(22)가 일정 크기의 사각형 구조로 이루어지고, 행과 열을 이루어 배치되기 때문에 터치 발생 영역은 복수의 센서패드(22)를 덮도록 형성될 수 있다.

일 예로 도 2에 도시되는 바와 같이, 터치 발생 수단에 의해 형성된 터치 영역(T)이 4개의 센서패드(22_1, 22_2, 22_3, 22_4)를 덮도록 형성되는 경우를 가정하면, 4개의 센서패드(22_1, 22_2, 22_3, 22_4) 각각으로부터의 출력 신호가 터치 미발생인 경우와 차이를 보이게 된다.

터치 발생 수단과 닿는 면적이 제2 센서패드(22_2)에서 가장 크다고 가정하면, 터치 전후 출력 신호의 차이를 가장 많이 보이는 센서패드는 제2 센서패드(22_2)가 될 것이다. 따라서, 구동 장치(30)는 제2 센서패드(22_2)에서 터치가 발생한 것으로 판단하게 된다.

이와 같이 종래 터치 검출 방법은 터치 발생 수단이 접촉되는 면적을 기초로 하여 어느 센서패드에 터치가 발생하였는지를 판단한다.

이처럼 터치 발생 수단의 단면적이 넓어 터치 발생 영역(T)이 큰 경우에는 그 정확도에 있어서 큰 문제가 없으나, 터치 발생 수단의 단면적이 센서패드(22)의 면적보다 작은 경우에는 다음과 같은 문제가 발생하게 된다.

터치 발생 수단에 의해 제5 센서패드(22_5) 영역에 터치가 발생하는 경우를 가정하면, 제5 센서패드(22_5)의 영역 중 좌측 상단에 터치가 발생할 수도 있고(Ta), 중심부 근처에 터치가 발생할 수도 있으며(Tb), 우측 가장자리에 터치가 발생할 수도 있다(Tc). 그러나, 이 세가지 경우 모두 터치 발생 수단과 센서패드(22_5) 간에 형성되는 정전용량은 동일하기 때문에, 구동 장치(30)는 어느 경우에나 제5 센서 패드(22_5)의 영역에 터치가 발생한 것으로 판단할 수밖에 없게 된다.

이에 따르면, 3가지의 경우 모두 터치 지점이 상이함에도 불구하고, 제5 센서 패드(22_5)의 무게 중심인 중앙부에 터치가 발생한 것으로 판단되기 때문에 터치 정확성에 문제가 발생하게 된다.

따라서, 손가락 외 단면적이 좁은 터치 발생 도구의 신규 개발 등의 추세에 맞추어, 미세 터치 동작에도 그 터치 검출의 정확성을 향상시킬 수 있도록 하는 기술이 요구된다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 터치 검출 장치의 센서패드의 열 방향 길이를 길게 형성하되, 열 방향으로의 양단 영역을 바 형 스트립으로 구성하여 인접 센서패드와 맞물리도록 함으로써, 해당 영역에서의 터치 검출 정확성을 향상시키는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 기존 방식과 채널 수를 동일하게 하면서도 행 방향의 터치 여부 검출 해상도를 향상시키는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 인접 센서패드와 맞물리는 영역의 기생 정전용량의 형성을 방지하여, 터치 검출의 정확성을 더욱 향상시키는 것이다.

한편, 본 발명의 또 다른 목적은, 센서패드가 형성된 영역과 신호배선이 형성된 영역 간의 패턴을 유사하게 하여 영역별 광투과 특성 차이를 제거하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 터치 검출 장치가 디스플레이 장치 상에 적층될 때 단위 영역별 색온도 차이 및 색감차가 발생하지 않도록 하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도전성 물질로 이루어진 복수의 센서패드; 일 이상의 상기 센서 패드의 일부분이 배치되는 센서노드를 포함하며, 상기 센서패드의 적어도 일측은, 일 방향으로 연장되는 복수개의 바 형 스트립으로 이루어지고, 열 방향으로 인접한 센서패드들은 상기 복수개의 바 형 스트립이 서로 맞물리도록 배치되는 터치 검출 장치가 제공된다.

상기 센서패드는, 중부 서브패드; 및 상기 일 방향을 기준으로 상기 중부 서브패드의 상부와 하부에 각각 배치되며, 상기 복수개의 바 형 스트립으로 이루어지는 상부 서브패드와 하부 서브패드로 구성될 수 있다.

상기 센서패드의 가장자리에는 길이 방향이 상기 일 방향과 평행한 복수개의 홈이 형성되며, 상기 센서패드의 적어도 일부에는 길이 방향이 상기 일 방향과 평행한 복수개의 슬릿이 형성될 수 있다.

상기 복수개의 홈은 상기 센서패드의 가장자리 또는 상기 바 형 스트립의 일단부로부터 연장되며, 상기 복수개의 홈이 상기 행 방향으로 일정 간격을 두고 평행하게 형성되는 경우, 상기 홈의 깊이는 상기 행 방향을 기준으로 주기적인 증가 또는 감소를 반복할 수 있다.

상기 홈과 슬릿의 폭은 상기 복수의 센서패드 각각으로부터 연장되며 서로 평행하게 배치되는 복수개의 신호배선들 간의 간격과 동일하게 형성될 수 있다.

상기 센서패드 중 상기 복수개의 바 형 스트립이 형성된 영역은, 상기 열 방향으로 인접한 다른 센서패드에 형성된 복수개의 바 형 스트립과 동일 평면에서 절연된 상태로 맞물리며, 상기 중첩되는 복수개의 바 형 스트립들 사이에는 더미 패드가 배치될 수 있다.

상기 센서패드, 상기 홈 및 상기 슬릿을 이루는 선분들은 톱날(saw) 패턴으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 터치 검출 장치의 센서패드의 열 방향 길이를 길게 형성하되, 열 방향으로의 양단 영역을 바 형 스트립으로 구성하여 인접 센서패드와 맞물리도록 하고, 해당 영역에서의 터치 발생 시 각 센서패드로부터 출력되는 터치 검출 신호의 크기를 비교함으로써, 터치 발생 지점을 정확하게 판단할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 열 방향으로 배치되는 센서패드의 개수를 줄이되 그 해상도를 유지하고, 열 방향에서 줄어든 센서패드의 개수로 열의 개수를 늘려 전체적으로는 동일한 채널 수를 사용하면서도 해상도가 향상된 터치 검출 장치를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 인접 센서패드와 일부 영역에서 맞물리나, 맞물리는 영역에 더미 패드를 둠으로써, 양 센서패드 간 기생 정전용량의 형성 및 신호 간섭이 방지될 수 있다.

한편, 본 발명에 따르면, 센서패드 전 영역에 걸쳐 신호배선들 간의 간격과 동일한 폭을 가지는 홈 및 슬릿이 형성되기 때문에, 센서패드가 배치된 영역과 신호배선이 배치된 영역 간의 패턴 차이가 없어지게 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 센서패드를 이루는 선분들 중 열 방향과 평행한 선분들이 모두 톱날 패턴으로 형성됨에 따라, 터치 검출 장치가 디스플레이 장치 상에 적층될 시 단위 영역별 색온도 차이 및 색감차가 발생하지 않게 된다.

도 1은 종래의 터치 검출 장치의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 터치 검출 장치의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 센서패드 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 검출 장치의 센서패드 구성을 나타내는 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 구성을 설명하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 실시예에 따른 터치 검출 장치는 터치패널(100)과 구동부(200)를 포함한다.

터치패널(100)은 복수개의 행과 열을 이루며 배치되는 복수개의 센서패드(110)를 포함한다. 복수개의 센서 패드(110) 각각은 하나씩의 신호 배선(120)을 통해 구동부(200)와 연결된다.

구동부(200)는 터치 검출부(210), 터치 정보 처리부(220), 메모리(230), 제어부(240) 등을 포함할 수 있으며, 하나 이상의 직접회로(IC) 칩으로 구현될 수 있다. 터치 검출부(210), 터치 정보 처리부(220), 메모리(230), 제어부(240)는 각각 분리되거나, 둘 이상의 구성 요소들이 통합되어 구현될 수 있다.

터치 검출부(210)는 신호배선(120)과 연결된 복수의 스위치, 복수의 커패시터 및 복수의 임피던스 소자들을 포함할 수 있으며, 터치 검출을 위해 센서패드(110)를 선택하기 위한 멀티플렉서를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 터치 검출부(210)는 멀티플렉서를 통해 특정 센서패드(110)를 선택하고, 해당 센서패드(110)로부터 출력되는 신호를 통해 터치 여부를 검출할 수 있다.

센서패드(110)는 터치 발생 수단과의 관계에서 터치 정전용량을 형성하는데, 이러한 터치 정전용량에 따라 센서패드(110)로부터 출력되는 신호가 상이하므로, 그 출력 신호 검출을 통해 해당 센서패드(110)에 대한 터치 여부를 검출할 수 있게 된다. 이러한 터치 검출부(210)는 제어부(240)로부터 신호를 받아 터치 검출을 위한 회로들을 구동하고, 터치 검출 결과에 대응하는 전압을 출력한다. 또한, 터치 검출부(210)는 증폭기 및 아날로그-디지털 변환기를 포함할 수 있으며, 센서패드(110)의 출력 신호 차이를 변환 및 증폭 또는 디지털화하여 메모리(230)에 기억시킬 수 있다.

터치 정보 처리부(220)는 메모리(230)에 기억된 디지털 전압을 처리하여 터치 여부, 터치 면적 및 터치 좌표 등의 필요한 정보를 생성한다.

제어부(240)는 터치 검출부(210) 및 터치 정보 처리부(220)를 제어하며, 마이크로 컨트롤 유닛(micro control unit, MCU)을 포함할 수 있으며, 펌 웨어를 통해 정해진 신호 처리를 수행할 수 있다.

메모리(230)는 터치 검출부(210)로부터 검출된 전압 변화의 차이에 기초한 디지털 전압과 터치 검출, 면적 산출, 터치 좌표 산출에 이용되는 미리 정해진 데이터 또는 실시간 수신되는 데이터를 기억한다.

본 발명의 실시예에 따른 터치패널(100)의 센서패드(110)는 상부 서브패드(110_1), 중부 서브패드(110_2), 하부 서브패드(110_3), 총 세 부분으로 나뉜다.

중부 서브패드(110_2)는 사각형 형상으로 형성되며, 사각형 형상으로 형성된 중부 서브패드(110_2)를 기준으로 하였을 때 열 방향으로 상하 방향에 상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)가 각각 전기적으로 연결되어 배치된다.

상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)는 길이 방향이 열 방향과 평행한 복수개의 바를 포함하는 형태로 형성된다. 즉, 센서패드(110)의 적어도 일측은 열 방향으로 연장되는 복수개의 바 형 스트립으로 이루어질 수 있다.

도 3에서는 상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)가 각각 3개씩의 바를 포함하는 것으로 예시되었으나, 2개 또는 4개 이상의 바 형태로 형성될 수도 있다.

상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)가 바 형태로 형성됨에 따라 열 방향으로 이웃한 다른 센서패드(110)와 해당 영역에서 전기적으로 절연된 상태로 중첩될 수 있다. 환언하면, 열 방향으로 이웃한 센서패드(110)들은 바 형 스트립(strip) 들이 서로 절연된 상태로 맞물리도록 배치될 수 있다.

구체적으로, 상부 서브패드(110_1)의 바 형 스트립들은 해당 센서패드(110)와 열 방향으로 상부에 인접해 있는 다른 센서패드의 하부 서브패드를 이루는 바 형 스트립들과 상호 절연된 상태로 동일 평면에서 맞물릴 수 있고, 하부 서브패드(110_3)의 바 형 스트립들은 해당 센서패드(110)와 열 방향으로 하부에 인접해 있는 다른 센서패드의 상부 서브패드를 이루는 바 형 스트립들과 상호 절연된 상태로 동일 평면에서 맞물릴 수 있다.

제1 서브패드와 제2 서브패드가 맞물린다는 것은 제1 서브패드를 이루는 바 형 스트립들 사이의 간격에 제2 서브패드를 이루는 바 형 스트립들이 배치된다는 의미로 이해되어야 할 것이다.

일 실시예에 따르면, 센서패드(110)가 커버하는 열 방향 길이, 즉, 상부 서브패드(110_1), 중부 서브패드(110_2) 및 하부 서브패드(110_3)의 열 방향 길이의 합은 센서패드(110)의 행 방향 폭에 비해 상대적으로 크게 형성된다. 열 방향 길이가 길더라도, 상하로 인접한 센서패드(110)의 일부 영역이 중첩되며, 터치 발생 시에는 각 센서패드(110)를 통해 검출되는 터치 발생 신호의 크기들 간에 차이가 발생하기 때문에, 이를 이용하여 터치 발생 지점을 정확히 검출해 낼 수 있게 된다.

예를 들어, 도 3에서 'A' 지점에 터치가 발생한 경우에는 a 센서패드(110a)에서 출력되는 터치 발생 신호(예를 들면, 터치 미발생 시와 터치 발생 시 간의 출력 신호 차이값)가 모든 센서패드(110)를 통틀어 월등히 클 것이며, 이에 따라, 터치 지점은 a 센서패드(110a)로 판단되게 된다.

만약, 도 3에서 'B' 지점에 터치가 발생한 경우에는 a 센서패드(110a)와 b 센서패드(110b)에서 터치 발생 신호가 출력되겠지만, 상대적으로 a 센서패드(110a)에서 조금 더 큰 터치 발생 신호가 출력될 것이다. 이러한 점을 기초로, a 센서패드(110a)와 b 센서패드(110b) 사이의 영역 중 a 센서패드(110a)와 조금 더 가까운 지점이 터치 발생 지점으로 인식될 수 있다.

다음으로, 도 3에서 'C' 지점에 터치가 발생한 경우에는 동일한 원리로서 b 센서패드(110b)의 하부 영역에 터치가 발생한 것으로 판단될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 센서패드(110)의 열 방향 길이를 길게 하되, 일부 영역을 열 방향으로 인접한 다른 센서패드(110)와 중첩되도록 함으로써, 그 중첩 영역에서 터치 발생 시 터치 발생 지점이 열 방향으로 어느 센서패드(110)에 어느 정도 가까운지를 판단할 수 있게 된다.

또한, 센서패드(110)의 행 방향 폭을 기존 형태보다 좁게 함으로써, 행 방향의 터치 여부 감지 해상도(resolution)를 향상시킬 수 있고, 결과적으로는 전체 터치패널(100)에 걸쳐서 터치 발생 여부 및 터치 지점에 대한 판단 정확도가 향상될 수 있다.

행 방향 폭을 기존 형태보다 좁게 하여 열의 개수를 늘리더라도 이하에서 설명하는 바와 같이, 하나의 열에 배치되는 센서패드(110)의 개수가 기존 형태보다 줄어들기 때문에 종래 터치 패널과 동일한 수의 센서패드(110)로 동일한 면적의 터치 패널(100)을 구현할 수 있게 된다.

따라서, 기존 형태와 동일한 수의 채널을 유지하면서도 터치 여부 감지에 대한 해상도 및 터치 검출의 정확도를 향상시킬 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 하나의 열에는 m개(m은 자연수)의 센서노드(N1, N2)가 형성될 수 있다.

센서노드(N1, N2)는 터치 여부 검출의 단위라고 할 수 있는데, 이러한 센서노드(N1, N2)는 그 내부에 하나의 센서패드(110)가 단독으로 배치되는 단독 영역 노드(N1) 및 그 내부에 적어도 2개의 센서패드(110)가 함께 배치되는 공유 영역 노드(N2)로 나뉜다.

구체적으로, 단독 영역 노드(N1)에는 a 센서패드(110a)의 일부가 단독으로 배치되고, 그와 열 방향으로 인접한 공유 영역 노드(N2)에는 a 센서패드(110a)의 일부와 b 센서패드(110b)의 일부가 함께 배치된다. 구체적으로는 일 방향으로 연장되는 복수개의 바 형 스트립이 서로 맞물리도록 배치된다. 이에 따라 단독 영역 노드(N1)는 스트립이 배치되지 않는 노드라고 정의할 수도 있다.

하나의 열 내에서 단독 영역 노드(N1)와 공유 영역 노드(N2)는 열 방향으로 서로 번갈아가며 형성된다.

도 3의 예에서 하나의 센서패드(110)는 하나의 단독 영역 노드(N1)와 상기 단독 영역 노드(N1)와 열 방향으로 인접한 두 개의 공유 영역 노드(N2)에 배치된다.

이러한 패턴으로 배치됨에 따라, 하나의 열에 존재하는 센서노드(N1, N2)의 수보다 하나의 열에 배치되는 센서패드(110)의 수가 더 적어질 수 있다.

도 3의 예에서 하나의 열에 배치된 센서패드(110)의 개수는 5개이지만, 5개의 센서패드(110)가 형성하는 센서노드(N1, N2)는 총 9개가 된다. 일반화시키면, 하나의 열에 n개의 센서패드(110)가 배치되는 경우, n개의 센서패드(110)에 의해 형성되는 센서노드(N1, N2)는 총 2(n-1)+1 개가 된다.

이에 따라, 기존 형태의 방식과 비교하였을 때 더 적은 수의 센서패드(110)로 동일한 길이의 열을 구성할 수 있고, 줄어든 숫자의 센서패드(110)로 열의 개수를 더 늘릴 수 있다. 즉, 기존 방식과 동일한 개수의 센서패드(110)로 동일한 면적의 터치 패널을 구현하되, 그 열의 수를 더 늘릴 수 있게 된다. 환언하면, 기존 방식과 동일한 채널 수로 동일한 면적의 터치 패널을 구현하되, 그 열의 수를 더 늘릴 수 있게 된다.

이렇게 함으로써, 행 방향 터치 여부 판단에 있어서의 해상도를 증가시킬 수 있다. 또한, 단독 영역 노드(N1)와 공유 영역 노드(N2) 각각에서의 터치 여부 판단이 가능하므로, 열 방향 터치 여부 판단의 해상도도 그대로 유지할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 장치에서 센서패드의 상세한 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 전술한 바와 같이 하나의 센서패드(110)는 상부 서브패드(110_1), 중부 서브패드(110_2), 하부 서브패드(110_3)로 구성될 수 있다.

중부 서브패드(110_2)는 사각형 형태로 형성된다. 중부 서브패드(110_2)의 일 방향(바람직하게는, 열 방향) 상하 가장자리 영역 중 상부 서브패드(110_1) 또는 하부 서브패드(110_3)와 접속되지 않는 영역에는 내측 방향으로 복수개의 홈(h)이 형성된다. 복수개의 홈(h)은 길이 방향이 센서패드(110)가 배치된 열 방향과 평행한 형태로 서로 평행하게 형성될 수 있다.

복수개의 홈(h)의 깊이는 서로 다르게 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도 4에 도시되는 바와 같이, 센서패드(110)의 중부 서브패드(110_2)의 행 방향으로 일정 간격을 두고 복수개의 홈(h)이 평행하게 형성되는 경우, 홈(h)의 깊이는 행 방향을 기준으로 주기적으로 증가 또는 감소를 반복할 수 있다.

한편, 상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)는 길이 방향이 센서패드(110)가 배치된 열 방향과 평행한 복수개의 바 형 스트립으로 형성되며, 이 바 형 스트립들은 모두 사각형 형태로 형성되는 중부 서브패드(110_2)의 상부 가장자리와 하부 가장자리에 전기적으로 연결된다. 설명의 편의를 위해 상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)가 중부 서브패드(110_2)에 전기적으로 접속되는 것으로 설명하였으나, 중부 서브패드(110_2), 상부 서브패드(110_1), 하부 서브패드(110_3)는 일체로 제조되는 것이 바람직하다.

상부 서브패드(110_1)를 이루는 바 형 스트립들의 상부 가장자리(즉, 일단부), 하부 서브패드(110_3)를 이루는 바 형 스트립들의 하부 가장자리(즉, 일단부)에도 역시 중부 서브패드(110_2)에 형성된 것과 동일한 홈(h)이 형성된다. 상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)에 형성된 복수개의 홈(h)들 또한 그 길이 방향이 센서패드(110)가 배치된 열 방향과 평행할 수 있다. 홈(h)들의 깊이도 센서패드(110)가 배치된 행 방향을 따라 주기적인 증가 또는 감소를 반복하도록 형성될 수 있다.

종합적으로, 센서패드(110)의 가장자리의 적어도 일부에는 길이 방향이 센서패드(110)가 배치된 열 방향과 평행한 복수개의 홈(h)이 형성될 수 있다.

한편, 상부 서브패드(110_1), 중부 서브패드(110_2), 하부 서브패드(110_3)의 영역 중 홈(h)이 형성되지 않은 영역에는 길이 방향이 센서패드(110)가 배치된 열 방향과 평행한 복수개의 슬릿(l)이 형성된다.

슬릿(l)의 폭은 홈(h)의 폭과 동일하게 형성될 수 있고, 그 양단이 각각 서로 다른 홈(h)의 말단부와 인접하도록 형성될 수 있다. 슬릿(l)의 일단부와 홈(h)의 말단부가 맞닿는 부분을 브릿지(b)로 정의한다면, 센서패드(110)는 슬릿(l)과 홈(h)에 의해 분리되되, 서로 브릿지(b)를 통해 전기적으로 연결되는 복수개의 스트립 패드로 구성되는 것으로 묘사할 수도 있다.

각각의 센서패드(110)들은 전술한 바와 같이 하나씩의 신호배선(120)을 통해 구동부(200; 도 3 참조)와 연결되는데, 만약 센서패드(110)에 홈(h)과 슬릿(l)이 형성되어 있지 않다면, 신호배선(120)들이 나란하게 배열되어 있는 영역과 센서패드(110)가 배치된 영역 간에는 패턴면에서 차이가 발생하게 된다. 구체적으로, 복수개의 신호배선(120)이 나란히 배열된 영역은 보수개의 스트립들이 일정 간격으로 나란히 배치된 형상을 갖게 되지만, 센서패드(110)가 배치된 영역은 하나의 도전판이 넓게 배치된 형상을 갖게 된다. 또한, 터치패널(100; 도 3 참조)은 통상적으로 디스플레이 장치 상에 배치되는데, 신호배선(120)이 배치된 영역과 센서패드(110)가 배치된 영역 간 광투과성 차이로 인해 디스플레이 장치로부터 방출되는 광 또한 양 영역에 있어서 서로 다른 광투과 특성을 보이게 된다.

본 발명의 실시예에서는 센서패드(110)에 홈(h)과 슬릿(l)을 형성하고, 홈(h)과 슬릿(l)의 폭을 신호배선(120)들 간의 간격과 동일하게 형성하며, 서로 평행한 홈(h)들 간의 간격 및 슬릿(l)들 간의 간격을 신호배선(120)의 폭과 동일하게 함으로써, 센서패드(110)가 배치된 영역과 신호배선(120)이 배치된 영역 간의 외관상 패턴을 동일하게 할 수 있다.

또한, 이에 따라, 터치패널(100)을 디스플레이 장치 상에 적층시켰을 경우에도 센서패드(110)가 배치된 영역과 신호배선(120)이 배치된 영역 간의 광투과성 차이가 제거될 수 있다.

한편, 센서패드(110)는 제조 공정 또는 동작 시 발생하는 정전기 등에 의해 그 일부가 파손될 수 있는데, 일부가 파손이 되더라도 서로 브릿지(b)를 통해 연결되어 있는 복수개의 스트립들이 형성되어 있는 것과 동일해지므로, 전체 단일 센서 패드(110) 관점에 있어서는 정상적으로 동작할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서패드(110)의 상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)를 이루는 바 형 스트립의 측면 가장자리에는 더미패드(110_D)가 더 형성될 수 있다.

더미패드(110_D)는 센서패드(110)의 바 형 스트립과 일정 간격 이격되어 형성되며, 그 이격된 거리는 홈(h) 및 슬릿(l)의 폭과 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 더미패드(110_D)의 길이 방향은 센서패드(110)의 열 방향과 평행하게 배치된다.

전술한 바와 같이, 상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)의 영역에서는 바 형 스트립들이 다른 센서패드의 바 형 스트립들과 중첩되게 되는데, 더미패드(110_D)는 이렇게 다른 센서패드의 바 형 스트립들과 중첩될 시, 센서패드 간 기생 정전용량의 형성 및 신호 간섭을 최대한 막기 위해 형성된다. 이로 인해, 더미패드(110_D)는 센서패드(110)의 상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)를 이루는 바 형 스트립의 측면 가장자리 중 다른 센서패드의 바 형 스트립들과 인접하는 가장자리에 배치될 수 있다. 즉, 제1 센서패드(110)의 바 형 스트립과 제2 센서패드(110)의 바 형 스트립이 서로 인접하게 배치될 때 그 사이 영역에 더미패드(110_D)가 배치될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서패드의 형태를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 센서패드(110)에 있어서, 열 방향과 평행한 선분들이 모두 톱날(saw) 패턴으로 형성될 수 있다. 즉, 센서패드(110)의 상부 서브패드(110_1)와 하부 서브패드(110_3)를 이루는 바 형 스트립의 측면 가장자리, 중부 서브패드(110_2)의 측면 가장자리가 톱날 패턴으로 형성될 수 있으며, 전체 센서패드(110)에 있어서 홈(h)의 내측 벽면을 이루는 선분 및 슬릿(l)을 이루는 선분 중 길이 방향과 평행한 선분이 톱날 패턴으로 형성될 수 있다. 환언하면, 전술한 바와 같이 센서패드(110)는 홈(h)과 슬릿(l)에 의해 서로 분리된 복수개의 스트립 패드로 이루어지는 것으로 설명할 수 있는데, 이러한 복수개의 스트립 패드에 있어서 길이 방향의 선분들이 모두 톱날 패턴으로 형성될 수 있다.

한편, 이에 따라, 더미패드(110_D) 역시 그 길이 방향 선분이 톱날 패턴으로 형성될 수 있으며, 신호배선(120) 또한 톱날 패턴으로 형성될 수 있다.

터치패널은 디스플레이 장치 위에 적층되거나 내부에 내장될 수 있으며, 디스플레이 장치는 백라이트, 편광판, 기판, 액정층, 픽셀 층 등을 포함할 수 있는데, 픽셀 층은 화상을 표시하기 위한 액정층의 면(상면 또는 하면)에 형성되는 컬러 필터를 의미하며, 적색, 녹색, 청색(이하, R, G, B이라 함)의 화소 단위로 액정 표시 장치에서 컬러를 구현할 수 있도록 한다.

픽셀 층은 R, G, B의 서브 픽셀을 포함하는 복수의 픽셀을 포함하는데, 상부 터치패널에 배치된 센서패드(110) 및 신호배선(120)의 선분들이 직선 형태로 형성되면, 각 센서패드(110) 및 신호배선(120)들이 R, G, B 서브 픽셀과 중첩되는 면적이 각 영역에 따라 차이를 보이게 된다. 이로 인해, 픽셀 각각은, 각 픽셀 위에 중첩된 센서패드(110) 및 신호배선(120)의 광투과율에 따라 각 픽셀이 발생시키는 색온도에 차이를 보이게 되고, 색감차가 발생하게 되는데, 도 5에 도시되는 실시예에 따르면, R, G, B 서브 픽셀의 행 또는 열 방향과 센서 패드(110)의 선분 및 신호배선(120)이 일정 각도를 형성하게 되며, 그 각도가 주기적으로 반복되며 바뀜에 따라 터치패널(100)을 복수개의 단위 영역으로 나누었을 경우, 단위 영역 별로 R, G, B 서브 픽셀과 센서패드(110) 또는 신호배선(120)이 중첩되는 면적에 큰 차이가 없게 된다. 따라서, 터치패널(100) 전체에 걸쳐서 영역에 따른 색온도 차이 및 색감차가 최소화될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 터치패널
110: 센서패드
120: 신호배선
200: 구동부
210: 터치 검출부
220: 터치정보 처리부
230: 메모리
240: 제어부

Claims

도전성 물질로 이루어지며 행과 열을 이루며 배치되는 복수의 센서패드;
일 이상의 상기 센서 패드의 일부분이 배치되는 센서노드를 포함하며,
상기 센서패드의 적어도 일측은, 일 방향으로 연장되는 복수개의 바 형 스트립으로 이루어지고,
열 방향으로 인접한 센서패드들은 상기 복수개의 바 형 스트립이 서로 맞물리도록 배치되며, 상기 복수의 센서패드들의 행 방향 폭이 열 방향 길이보다 작게 구성되는, 터치 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서노드는 상기 스트립이 맞물려 배치되는 공유 영역 노드 또는 상기 스트립이 배치되지 않는 단독 영역 노드로 구현되는 터치 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서패드는,
중부 서브패드; 및
상기 일 방향을 기준으로 상기 중부 서브패드의 상부와 하부에 각각 배치되며, 상기 복수개의 바 형 스트립으로 이루어지는 상부 서브패드와 하부 서브패드로 구성되는, 터치 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서패드의 가장자리에는 길이 방향이 상기 일 방향과 평행한 복수개의 홈이 형성되며,
상기 센서패드의 적어도 일부에는 길이 방향이 상기 일 방향과 평행한 복수개의 슬릿이 형성되는, 터치 검출 장치.
제4항에 있어서,
상기 복수개의 홈은 상기 센서패드의 가장자리 또는 상기 바 형 스트립의 일단부로부터 연장되며,
상기 복수개의 홈이 상기 행 방향으로 일정 간격을 두고 평행하게 형성되는 경우, 상기 홈의 깊이는 상기 행 방향을 기준으로 주기적인 증가 또는 감소를 반복하는, 터치 검출 장치.
제4항에 있어서,
상기 홈과 슬릿의 폭은 상기 복수의 센서패드 각각으로부터 연장되며 서로 평행하게 배치되는 복수개의 신호배선들 간의 간격과 동일하게 형성되는, 터치 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서패드 중 상기 복수개의 바 형 스트립이 형성된 영역은, 상기 열 방향으로 인접한 다른 센서패드에 형성된 복수개의 바 형 스트립과 동일 평면에서 절연된 상태로 맞물리며,
상기 복수개의 바 형 스트립들 사이에는 더미 패드가 배치되는, 터치 검출 장치.
제4항에 있어서,
상기 센서패드, 상기 홈 및 상기 슬릿을 이루는 선분들은 톱날(saw) 패턴으로 형성되는, 터치 검출 장치.