WO2014104642A1 - 터치 센싱 장치 및 방법 - Google Patents

터치 센싱 장치 및 방법 Download PDF

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WO2014104642A1
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electrodes
sensing
touch
driving signal
electrode
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남성일
김윤태
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(주)멜파스
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    • G09G2300/0426—Layout of electrodes and connections

Definitions

  • the present invention relates to a capacitive touch sensing device and method.
  • the touch sensing device is an input device which is located in front of the display device or in the display device and detects the position of a human hand or an object in direct contact with or close to the screen of the display device.
  • Such a touch sensing device allows a user to perform an input by directly touching an object displayed on the screen, thereby providing a more intuitive input interface to the user, and additionally connected to a display device such as a keyboard or a mouse. It is possible to replace the input means to operate the operation range of the trend is expanding.
  • a touch sensing device may be implemented by using a resistive film, a light sensing method, or a capacitive method.
  • the capacitive type has recently been applied to various devices due to advantages such as ease of multi-touch sensing, fast response speed, and excellent durability.
  • the capacitive touch sensing device determines a contact input by using a self-capacitance generated between the contact object and the electrode without applying a separate driving signal, and the touch electrode and the sensing electrode. It is composed of two electrode layers and may be divided into a method of determining a contact input by using a change in mutual capacitance between the driving electrode and the sensing electrode generated by the contact of the contact object.
  • the self-capacitance method is simple in circuit construction and easy to implement, it has some disadvantages in the multi-touch judgment.
  • the method of using mutual capacitance has advantages over the self-capacitance method in the multi-touch judgment. In order to detect the position, the driving electrode and the sensing electrode must be formed separately.
  • the general mutual capacitive touch sensing device 100 includes a plurality of first electrodes 112 formed along a first direction and a plurality of first electrodes 112 formed along a second direction crossing the first electrodes 112.
  • a touch screen panel 110 including a second electrode 114;
  • a driving unit 121 sequentially applying driving signals to the first electrodes 112;
  • a detector 122 which receives a degree of change in capacitance from the second electrodes 114 and applies a detection signal to the controller 123;
  • the control unit 123 is configured to receive a detection signal from the detection unit 122 and determine a detected touch position.
  • the first electrodes 112 act as driving electrodes and the second electrodes 114 act as sensing electrodes.
  • the driving electrodes 112 and the sensing electrodes 114 may be formed on different layers or on the same layer, and may be alternately arranged to be insulated from each other and to be in close contact with each other without overlapping each other. .
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an electrode structure of a general touch screen panel.
  • the driving electrodes 112 and the sensing electrodes 114 may be formed to be in a regular pattern such as a diamond pattern as shown in FIG. 2.
  • a short is generated at an intersection of the driving electrodes 112 and the sensing electrodes 114, and thus, the same line.
  • the driving electrodes 112 or the sensing electrodes 114 arranged in the connection are connected through a bridge (not shown) formed in another layer, so that the connecting electrodes of the sensing electrodes 114 or the driving electrodes 112 intersect each other. Prevents shorts from occurring.
  • Mutual capacitance is formed between adjacent driving electrodes and the sensing electrodes that cross each other by the arrangement of the driving electrodes 112 and the sensing electrodes 114, and each of the driving units having the mutual capacitance is formed.
  • the electrode 112 and the sensing electrode 114 serve as respective sensing cells for implementing touch recognition.
  • the mutual capacitance generated in the sensing cell is coupled to the sensing electrode 114 included in the sensing cell when a driving signal is applied from the driving unit 121 to the driving electrode 112 included in the sensing cell. Generate a sense signal.
  • the mutual capacitance generated in each sensing cell is sensed through the sensing electrode 114 connected to each sensing cell when a driving signal is applied to the driving electrode 112 connected to each sensing cell.
  • the driving electrode 112 to which the driving signal is applied and the plurality of adjacent sensing electrodes 114 intersecting with each other form a respective sensing cell to form mutual capacitance for each sensing cell, and are close to the sensing cell. If there is no conductive object (finger or stylus), the mutual capacitance (CM) generated in the sensing cell is not changed, but when the conductive object is in close proximity or contact with the sensing cell 170, the change in mutual capacitance This change, in turn, changes the current (and / or voltage) carried to the sense electrode 114 connected to the sense cell.
  • CM mutual capacitance
  • the sensing unit 122 connected to the sensing line 114 converts the information (detection signal) on the change of capacitance and the position of the sensing cell into a predetermined form through an ADC (not shown) to the control unit 123. send.
  • the controller 123 calculates a touch input position using this information.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a touch input area when a touch input occurs at each electrode center in a conventional touch sensing device.
  • the touch input is mainly generated on the sensing electrode 114 as shown in the following, when the sensitivity of the touch input 320 is compared, the sensitivity of the touch input 320 generated on the sensing electrode 114 is relatively driven.
  • the present invention is to provide a touch sensing device and method in which a similar sensitivity can be recognized even if a touch input of the same degree occurs in any part of the touch screen panel.
  • a touch screen panel including a plurality of first electrodes formed along a first direction and a plurality of second electrodes formed along a second direction crossing the first direction;
  • the driving signal is sequentially applied to one of the plurality of first electrodes or the plurality of second electrodes, and when the driving signal is applied to the plurality of first electrodes, the sensing signal is received from the plurality of second electrodes.
  • a control unit configured to receive a detection signal from the plurality of first electrodes when a driving signal is applied to two electrodes, wherein the control unit changes the electrode to which the driving signal is applied at each preset cycle of the touch sensing operation. It is done.
  • the control unit may calculate whether or not the touch and the touch input position by using the detection signal from the plurality of first electrodes or the plurality of second electrodes for each cycle.
  • the controller may be configured to calculate whether or not a touch is made and a touch input position by using sensing signals from the plurality of first electrodes or the plurality of second electrodes in two cycles.
  • the controller may be configured to calculate whether a touch is made or a touch input position by using an average or weighted average value of the detection signals from the plurality of first electrodes or the plurality of second electrodes in the two cycles.
  • the touch sensing device may be configured to apply a driving signal to a plurality of first electrodes according to an operation signal of a control unit, or to receive a detection signal from the plurality of first electrodes, and to generate a driving signal.
  • a second driving and sensing unit configured to apply driving signals to the plurality of second electrodes or to receive sensing signals from the plurality of second electrodes.
  • the predetermined cycle may be an operation period in which a driving signal is applied to each of the electrodes of the plurality of first electrodes or the plurality of second electrodes once.
  • the preset cycle may be an operation period in which a driving signal is applied to the electrodes of the plurality of first electrodes or the plurality of second electrodes two or more times.
  • the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes may include indium-tin-oxide (ITO), indium-zinc-oxide (IZO), metal mesh, graphene, and silver nanowires.
  • ITO indium-tin-oxide
  • IZO indium-zinc-oxide
  • metal mesh metal mesh
  • graphene graphene
  • silver nanowires nanowire
  • CNT Carbon Nano Tube
  • the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes may be formed on the same layer.
  • the present invention sequentially applies a drive signal to a plurality of first electrodes formed along a first direction during a first predetermined cycle, and along a second direction crossing the first direction.
  • the preset first cycle and the preset second cycle may be an operation period in which a driving signal is applied to the electrodes of the plurality of first electrodes or the plurality of second electrodes once.
  • the preset first cycle and the preset second cycle may be operation periods in which a driving signal is applied to the electrodes of the plurality of first electrodes or the plurality of second electrodes two or more times.
  • the present invention sequentially applies a driving signal to a plurality of first electrodes formed along a first direction during a first predetermined cycle, and crosses the second direction crossing the first direction.
  • Receiving a sensing signal from a plurality of second electrodes formed according to the plurality of second electrodes sequentially applying a driving signal to the plurality of second electrodes during a preset second cycle, and receiving a sensing signal from the first electrode; And determining a touch or a touch input position by using the detection signals from the plurality of second electrodes during the first cycle and the detection signals from the plurality of first electrodes during the second cycle. It is done.
  • Determining whether or not a touch and a touch input position is performed using the sensing signals from the plurality of second electrodes during the first cycle and the sensing signals from the plurality of first electrodes during the second cycle is performed during the first cycle. And determining a touch or a touch input position using an average or a weighted average value of the sensing signals from the plurality of second electrodes and the sensing signals from the plurality of first electrodes during the second cycle.
  • the preset first cycle and the preset second cycle may be an operation period in which a driving signal is applied to the electrodes of the plurality of first electrodes or the plurality of second electrodes once.
  • the preset first cycle and the preset second cycle may be operation periods in which a driving signal is applied to the electrodes of the plurality of first electrodes or the plurality of second electrodes two or more times.
  • the present invention does not fix each electrode set as a driving electrode and a sensing electrode, but instead touches on any electrode region because each electrode alternately performs the roles of the driving electrode and the sensing electrode for each touch recognition operation cycle. Even when an input occurs, a constant touch input sensitivity level can be obtained. Accordingly, by reducing the error occurring for each touch position, the overall touch input sensitivity of the touch sensing device can be improved, and the linearity can be improved to improve the overall performance of the touch sensing device.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a general mutual capacitive touch sensing device.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of a touch screen panel.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a touch input area when a touch input is generated for each electrode in the conventional touch sensing device.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a touch sensing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a touch sensing method according to an embodiment of the present invention.
  • An object of the present invention is to provide a touch sensing apparatus and method for solving a problem in which touch input sensitivity is different depending on which electrode region the touch input region is mainly formed on. Accordingly, according to an aspect of the present invention, each electrode set may not alternately use each electrode set as a driving electrode and a sensing electrode, and each electrode alternately plays the role of the driving electrode and the sensing electrode for each cycle of the touch sensing operation. Alternately. By such an operation method, the present invention can maintain a constant touch recognition degree in all areas of the touch screen panel when the same touch input is performed.
  • the touch sensing device 400 may include a plurality of first electrodes 412 formed along a first direction and a second direction crossing the first electrodes 412.
  • a touch screen panel 410 including a plurality of second electrodes 414;
  • the first driving and sensing unit sequentially applying a driving signal to the first electrodes 412 or receiving a change in capacitance from the first electrodes 412 according to an operation signal from the controller 423 to be described later.
  • a second driving and sensing unit sequentially applying a driving signal to the second electrodes 414 or receiving a change in capacitance from the second electrodes 412 according to an operation signal from the controller 423.
  • 422 and a controller 423 for determining a detected touch position by receiving a detection signal from the first driving and sensing unit 421 or the second driving and sensing unit 422.
  • the first driving and sensing unit 421, the second driving and sensing unit 422, and the control unit 423 may be implemented as one chipset or processor, such as the touch controller IC 420, and a display driver IC. It may be included in a display control unit such as (not shown).
  • the controller 423 sequentially applies a driving signal to one of the plurality of first electrodes 412 or the plurality of second electrodes 414, and applies a driving signal to the plurality of first electrodes 412.
  • a sensing signal is received from the plurality of second electrodes 414 and a sensing signal is received from the plurality of first electrodes 412 when a driving signal is applied to the plurality of second electrodes 414.
  • the controller 423 changes the electrode to which the driving signal is applied at each preset cycle of the touch sensing operation.
  • the first electrode and the second electrode are fixed to each other as a driving electrode and a sensing electrode.
  • the first electrode may act as a sensing electrode and the second electrode may act as a driving electrode.
  • the touch sensing operation is divided into predetermined cycles, and in one cycle, the first electrode acts as the driving electrode, the second electrode acts as the sensing electrode, and in the next cycle, the first electrode acts as the sensing electrode and the second electrode.
  • the electrode acts as the drive electrode.
  • the operation change between the electrodes may be performed by an operation signal of the controller 423.
  • cycles and conditions in which the role of each electrode is changed from each other may be variously set.
  • the first driving and sensing unit 421 sequentially applies a driving signal to each of the first electrodes 412 and all the first electrodes 412.
  • the first electrode 412 may be changed to serve as a sensing electrode after the driving signal is applied once).
  • the second driving and sensing unit 422 receives a change in mutual capacitance through the second electrode 414, and the first electrode 412 serves as a sensing electrode.
  • the second electrode 414 changes its role to act as a drive electrode.
  • one operation cycle is an operation period in which a driving signal is applied to the plurality of first electrodes or the plurality of second electrodes once.
  • the driving signal may be sequentially applied to the first electrode 412 and then changed to change the role.
  • one operation cycle is an operation period in which a driving signal is applied to the plurality of first electrodes or the plurality of second electrodes two or more times.
  • first electrodes 412 and the second electrodes 414 may be preferably formed on the same layer, and may be alternately arranged to be insulated from each other and to be in close contact with each other without overlapping each other. Meanwhile, the first electrodes 412 and the second electrodes 414 may be formed on different layers.
  • the first electrodes 412 and the second electrodes 414 may be formed on the same layer in a regular pattern, for example, a diamond pattern.
  • the shapes of the electrodes are not limited to diamond shapes, and the first electrodes 412 and the second electrodes 414 may be implemented in various shapes that may be in close contact with each other.
  • first electrodes 412 and the second electrodes 414 are formed on the same layer, a short is generated at an intersection of the first electrodes 412 and the second electrodes 414.
  • the first electrodes 412 or the second electrodes 414 arranged in the same line may be connected through a bridge (not shown) formed in another layer, such that the first or second electrodes 414 or second electrodes intersect each other. Prevents short from occurring at the connection of the field 412.
  • the plurality of first electrodes 412 and the second electrodes 414 may be implemented with a transparent conductive material, and the transparent conductive material may be indium-tin-oxide (ITO) or indium-zinc-oxide (IZO). ), Metal mesh (Metal Mesh), graphene (graphene), silver nano wire (silver nano wire), CNT (Carbon Nano Tube) may be formed.
  • ITO indium-tin-oxide
  • IZO indium-zinc-oxide
  • Metal mesh Metal Mesh
  • graphene graphene
  • silver nano wire silver nano wire
  • CNT Carbon Nano Tube
  • Mutual capacitance is formed between the adjacent first electrode 412 and the second electrode 414 which cross each other by the arrangement of the first electrodes 412 and the second electrodes 414.
  • Each of the first and second electrodes 412 and 414 having the mutual capacitance serves as a sensing cell for implementing touch recognition.
  • the mutual capacitance generated in the sensing cell is coupled to the sensing electrode included in the sensing cell when a driving signal is applied from the driving and sensing units 421 and 422 to the driving electrode included in the sensing cell. Generate a sense signal.
  • the mutual capacitance generated by each sensing cell is sensed through the sensing electrode connected to each sensing cell when a driving signal is applied to the driving electrode connected to each sensing cell.
  • the other driving electrodes maintain the ground state.
  • the driving electrodes to which the driving signal is applied and the plurality of sensing electrodes adjacent to the driving signals are formed to form respective sensing cells to form mutual capacitance for each sensing cell. For example, when a finger touches, a change in capacitance occurs in a sensing cell corresponding thereto.
  • the driving electrode and the sensing electrode adjacent to the sensing electrode constitute the sensing cell. If there is no conductive object (finger or stylus) adjacent to the sensing cell, the mutual capacitance (CM) generated in the sensing cell is changed. However, when the conductive object is in close proximity to or in contact with the sensing cell, a change in mutual capacitance occurs, which changes the current (and / or voltage) carried to the sensing electrode connected to the sensing cell.
  • CM mutual capacitance
  • the driving and sensing units 421 and 422 connected to the sensing electrode convert the information (detection signal) on the change of capacitance and the position of the sensing cell into a predetermined form through an ADC (not shown) and control unit 423. To transmit.
  • An embodiment of a method of detecting a position of a sensing cell in which a capacitance change occurs is as follows.
  • the driving and sensing units 421 and 422 detect a change in capacitance of the sensing electrode connected to the sensing cell, the coordinates of the sensing electrode where the capacitance change is generated, that is, the coordinates of the sensing electrode constituting the sensing cell connected to the driving electrode And output the coordinates of the driving electrode to which the driving signal is input from the driving and sensing units 421 and 422 to obtain the coordinates of at least one sensing cell in which contact is performed.
  • the driving and sensing units 421 and 422 which operate as the driving unit scan the driving electrodes (sequentially applying a driving signal) and simultaneously operate the coordinates of the scanned driving electrodes as the sensing unit.
  • the driving and sensing units 421 and 422 operating as the sensing unit detect a change in capacitance with respect to the sensing electrode and at the same time the capacitance changes, that is, the sensing cell.
  • the positional coordinates of the driving electrode and the sensing electrode can be obtained.
  • the touch sensing apparatus may implement recognition of a plurality of contact points, that is, multi-touch recognition.
  • the present invention can perform the touch input detection operation in the same manner as before while continuously changing the role of each electrode for each cycle in which the driving signal is applied. May be operative to calculate.
  • the detection signal value (capacitance change value or current / voltage change value) in the first cycle and the detection signal value in the second cycle are averaged to determine whether the touch input and the touch input coordinates of the two cycles sum. Can be calculated.
  • a calculation method such as averaging, summing or weighting the sensed signals from each of the two electrode sets may also be used.
  • the touch input position can be calculated more accurately.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a touch sensing operation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 illustrates a touch sensing operation when an operation of sequentially applying a driving signal to one electrode set as one operation cycle for touch sensing.
  • the touch sensing operation sequentially drives signals to the first electrodes 412 through the first driving and sensing unit 421.
  • the control unit 423 may detect the detection signal value from the second electrodes 414. Capacitance change degree).
  • the controller 423 calculates whether a touch occurs and a touch input position by using the detection signals from the second electrodes 414.
  • control unit 423 sequentially applies a driving signal to the second electrodes 414 through the second driving and sensing unit 422, and in operation 550, the control unit 423 uses the first driving and sensing unit ( When a driving signal is applied to the second electrodes 414 through 421, the sensing signal value is received from the first electrodes 412.
  • the controller 423 calculates whether a touch occurs and a touch input position by using the detection signals from the first electrodes 412. Thereafter, the operation ends in operation 570 to terminate the operation. Otherwise, the operation proceeds to operation 510 again to repeat the touch sensing operation.
  • step 530 is not performed, and touch is performed by adding, averaging, or weighted average values of the two detection signal values in steps 560 to 520 and 550. Whether and the touch input position can be calculated.
  • the touch input value having the same level can be calculated for the touch input generated in the region where the first electrode is formed and the touch input generated in the region where the second electrode is formed. Accordingly, it is possible to improve the overall touch input sensitivity by eliminating the difference in sensitivity according to the electrode, and to improve the linearity, consequently, to improve the sensing performance of the overall touch sensing device.

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Abstract

본 발명은 제1 방향을 따라 형성된 복수의 제1 전극 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 형성된 복수의 제2 전극을 포함하는 터치 스크린 패널과, 상기 복수의 제1 전극 또는 상기 복수의 제2 전극 중 하나에 순차적으로 구동신호를 인가하고, 상기 복수의 제1 전극에 구동신호 인가 시 상기 복수의 제2 전극으로부터 감지 신호를 수신하며 상기 복수의 제2 전극에 구동신호 인가 시 상기 복수의 제1 전극으로부터 감지 신호를 수신하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 터치 센싱 동작의 미리 설정된 사이클마다 상기 구동신호를 인가할 전극을 변경하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치를 제공한다.

Description

터치 센싱 장치 및 방법
본 발명은 정전용량 방식 터치 센싱 장치 및 방법에 관한 것이다.
터치 센싱 장치는 디스플레이 장치의 전면 혹은 디스플레이 장치 내에 위치하여, 디스플레이 장치의 화면에 직접 접촉 또는 근접한 사람의 손이나 물체의 위치를 검출할 수 있도록 한 입력 장치이다.
이와 같은 터치 센싱 장치는 사용자로 하여금 화면에 표시된 객체에 직접적인 터치를 수행하여 입력이 수행되도록 하기 때문에 사용자에게 보다 직관적인 입력 인터페이스를 제공할 수 있으며, 키보드나 마우스와 같이 디스플레이 장치에 부가적으로 연결하여 동작하는 입력 수단을 대체할 수 있어 그 이용범위가 다양하게 확장되고 있는 추세이다.
일반적으로 터치 센싱 장치를 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식, 정전용량 방식 등이 있다. 그 중, 정전용량 방식의 경우 멀티 터치 감지의 용이함, 빠른 반응 속도, 뛰어난 내구성 등의 장점으로 인해 최근 다양한 기기에 적용되어 사용되고 있다.
이러한 정전용량 방식 터치 센싱 장치는 별도의 구동 신호를 인가하지 않고, 접촉 물체와 전극 사이에서 생성되는 자체 정전용량(Self-Capacitance)을 이용하여 접촉 입력을 판단하는 방식과, 구동 전극과 센싱 전극의 두 전극층으로 구성되어 접촉 물체의 접촉에 의해 발생하는 구동 전극과 센싱 전극 사이의 상호 정전용량(Mutual-Capacitance)의 변화를 이용하여 접촉 입력을 판단하는 방식으로 구분할 수 있다.
자체 정전용량을 이용하는 방식은 회로 구성이 간단하고, 구현이 용이한 반면 멀티 터치 판단에 다소 불리한 점이 있으며, 상호 정전용량을 이용하는 방식은 멀티 터치 판단에 있어서 자체 정전용량을 이용하는 방식보다 이점을 갖지만 터치 위치 감지를 위해 구동 전극과 감지 전극을 별도로 형성해야 하는 특징이 있다.
도 1은 일반적인 상호 정전용량 방식 터치 센싱 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 일반적인 상호 정전용량 방식 터치 센싱 장치(100)는, 제1 방향을 따라 형성되는 복수의 제1 전극(112)과, 상기 제1 전극들(112)과 교차 되는 제2 방향을 따라 형성되는 복수의 제2 전극(114)을 포함하는 터치 스크린 패널(110)과; 상기 제1 전극(112)들에 순차적으로 구동신호를 인가하는 구동부(121)와; 상기 제2 전극(114)들로부터 정전용량 변화 정도를 수신하여 제어부(123)로 감지신호를 인가하는 감지부(122)와; 상기 감지부(122)로부터 감지신호를 제공받아 검출된 터치 위치를 판별하는 제어부(123)를 포함하여 구성된다.
상기 제1 전극들(112)은 구동 전극으로 동작하며 상기 제2 전극들(114)은 감지 전극으로 동작한다. 구동 전극들(112) 및 감지 전극들(114)은 서로 다른 레이어 상에 형성되거나, 동일 레이어 상에 형성될 수 있으며, 서로 절연되고, 서로 중첩되지 않으면서 서로 밀접되도록 교호적으로 배치될 수 있다.
도 2는 일반적인 터치 스크린 패널의 전극 구조를 나타낸 도면이다.
일 예로 상기 구동 전극들(112) 및 감지 전극들(114)은 도 2에 도시된 바와 같이 다이아몬드 패턴과 같은 규칙적인 패턴으로 밀접 되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 구동 전극들(112) 및 감지 전극들(114)이 동일 레이어 상에 형성될 경우에는 상기 구동 전극들(112) 및 감지 전극들(114)의 교차 부분에서 쇼트가 발생되므로, 동일한 라인에 배열되는 구동 전극들(112) 또는 감지 전극들(114)은 다른 레이어에 형성된 브릿지(미도시)를 통해 연결하도록 하여, 교차되는 감지 전극들(114) 또는 구동 전극들(112)의 연결부에서 쇼트가 발생됨을 방지한다.
이와 같은 상기 구동 전극들(112)과 감지 전극들(114)의 배열에 의해 서로 교차되는 인접한 구동 전극 및 감지 전극 사이에서 상호 정전용량(Mutual Capacitance)이 형성되며, 상기 상호 정전용량이 형성된 각 구동 전극(112) 및 감지 전극(114)은 터치 인식을 구현하는 각각의 감지셀로서의 역할을 수행한다.
상기 감지셀에서 생성된 상호 정전용량은 상기 감지셀에 포함되는 구동 전극(112)에 상기 구동부(121)로부터 구동 신호가 인가되는 경우, 상기 감지셀에 포함되는 감지 전극(114)으로 커플링된 감지 신호를 발생시킨다.
상기 각 감지셀에서 생성된 상호 정전용량은 상기 각 감지셀에 연결된 구동 전극(112)으로 구동 신호가 인가되는 경우에 상기 각 감지셀과 연결된 감지 전극(114)을 통해 감지된다.
따라서, 상기 구동 신호가 인가되는 구동 전극(112) 및 이들과 교차되어 인접한 복수의 감지 전극들(114)은 각각의 감지셀을 구성하여 각 감지셀 별로 상호 정전용량이 형성되며, 감지셀에 근접하는 도전성 물체(손가락 또는 스타일러스)가 없는 경우라면 감지셀에서 발생되는 상호 정전용량(CM)은 변화가 없으나, 상기 도전성 물체가 감지셀(170)에 근접 또는 접촉될 경우에는 상호 정전용량의 변화가 발생되며, 이러한 변화는 결과적으로 감지셀에 연결된 감지 전극(114)으로 운반되는 전류(및/또는 전압)을 변화시킨다.
이에 상기 감지 라인(114)과 연결된 감지부(122)는 상기 정전용량 변화 및 감지셀의 위치에 대한 정보(감지 신호)를 ADC(미도시)를 거쳐 소정의 형태로 변환하여 제어부(123)에 전송한다. 제어부(123)는 이러한 정보를 이용하여 터치 입력 위치를 산출한다.
한편, 이러한 상호 정전용량 방식 터치 센싱 장치는 구조적으로 터치 입력 위치와 각 전극이 형성된 위치에 따라 터치 감도가 일정하지 못한 문제점이 있다. 도 3은 종래의 터치 센싱 장치에서 각 전극 중심으로 터치 입력이 발생하는 경우의 터치 입력 영역을 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 예를 들어, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 터치 입력이 구동 전극(112) 상에 주로 발생한 경우의 터치 입력(310)의 감도와, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 터치 입력이 감지 전극(114) 상에 주로 발생한 경우에 터치 입력(320)의 감도를 비교하면, 상대적으로 감지 전극(114) 상에 발생한 터치 입력(320)에 대한 감도가 구동 전극(112) 상에 발생한 터치 입력 감도(310)보다 더 크게 검출된다. 이는 제어부(123)가 감지 전극(114)으로부터 정전용량 변화 정도를 수신하는 구조로 인한 것이며, 이러한 차이로 인해, 동일한 정도의 복수의 터치 입력이 입력 감도가 다르게 나타나는 오류가 발생할 수 있으며 터치 입력의 선형성에도 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 동일한 정도의 터치 입력이 터치 스크린 패널의 어떠한 부분에 발생하더라도 유사한 감도가 인식될 수 있도록 한 터치 센싱 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 본 발명은 제1 방향을 따라 형성된 복수의 제1 전극 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 형성된 복수의 제2 전극을 포함하는 터치 스크린 패널과, 상기 복수의 제1 전극 또는 상기 복수의 제2 전극 중 하나에 순차적으로 구동신호를 인가하고, 상기 복수의 제1 전극에 구동신호 인가 시 상기 복수의 제2 전극으로부터 감지 신호를 수신하며 상기 복수의 제2 전극에 구동신호 인가 시 상기 복수의 제1 전극으로부터 감지 신호를 수신하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 터치 센싱 동작의 미리 설정된 사이클마다 상기 구동신호를 인가할 전극을 변경하는 터치 센싱 장치를 특징으로 한다.
상기 제어부는 각 사이클마다 상기 복수의 제1 전극 또는 상기 복수의 제2 전극으로부터의 감지 신호를 이용하여 터치 여부 및 터치 입력 위치를 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 두 사이클의 상기 복수의 제1 전극 또는 상기 복수의 제2 전극으로부터의 감지 신호들을 이용하여 터치 여부 및 터치 입력 위치를 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 두 사이클의 상기 복수의 제1 전극 또는 상기 복수의 제2 전극으로부터의 감지 신호들의 평균 혹은 가중 평균값을 이용하여 터치 여부 및 터치 입력 위치를 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 터치 센싱 장치는 제어부의 동작 신호에 따라 복수의 제1 전극에 구동신호를 인가하거나, 상기 복수의 제1 전극으로부터 감지신호를 수신하는 제1 구동 및 감지부와, 상기 제어부의 동작 신호에 따라 상기 복수의 제2 전극에 구동신호를 인가하거나, 상기 복수의 제2 전극으로부터 감지신호를 수신하는 제2 구동 및 감지부를 더 포함함을 특징으로 한다.
상기 미리 설정된 사이클은 상기 복수의 제1 전극 혹은 상기 복수의 제2 전극의 각 전극들에 구동신호가 한번 인가되는 동작 기간임을 특징으로 한다.
상기 미리 설정된 사이클은 상기 복수의 제1 전극 혹은 상기 복수의 제2 전극의 각 전극들에 구동신호가 두번 이상 인가되는 동작 기간임을 특징으로 한다.
상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극은 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), 메탈메쉬(Metal Mesh), 그래핀(graphene), 실버나노와이어(silver nano wire) , CNT(Carbon Nano Tube) 등의 도전성 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극은 동일 레이어 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 형태에 따르면, 본 발명은 미리 설정된 제1 사이클 동안, 제1 방향을 따라 형성된 복수의 제1 전극에 순차적으로 구동신호를 인가하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 형성된 복수의 제2 전극으로부터 감지 신호를 수신하는 과정과, 상기 복수의 제2 전극으로부터의 감지 신호를 이용하여 터치 여부 및 터치 입력 위치를 판단하는 과정과, 미리 설정된 제2 사이클 동안, 상기 복수의 제2 전극에 순차적으로 구동신호를 인가하고, 상기 제1 전극으로부터 감지 신호를 수신하는 과정과, 상기 복수의 제1 전극으로부터의 감지 신호를 이용하여 터치 여부 및 터치 입력 위치를 판단하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기 미리 설정된 제1 사이클 및 상기 미리 설정된 제2 사이클은 상기 복수의 제1 전극 혹은 상기 복수의 제2 전극의 각 전극들에 구동신호가 한번 인가되는 동작 기간임을 특징으로 한다.
상기 미리 설정된 제1 사이클 및 상기 미리 설정된 제2 사이클은 상기 복수의 제1 전극 혹은 상기 복수의 제2 전극의 각 전극들에 구동신호가 두번 이상 인가되는 동작 기간임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 본 발명은 미리 설정된 제1 사이클 동안, 제1 방향을 따라 형성된 복수의 제1 전극에 순차적으로 구동신호를 인가하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 형성된 복수의 제2 전극으로부터 감지 신호를 수신하는 과정과, 미리 설정된 제2 사이클 동안, 상기 복수의 제2 전극에 순차적으로 구동신호를 인가하고, 상기 제1 전극으로부터 감지 신호를 수신하는 과정과, 상기 제1 사이클 동안 상기 복수의 제2 전극으로부터의 감지 신호와, 상기 제2 사이클 동안 복수의 제1 전극으로부터의 감지 신호를 이용하여 터치 여부 및 터치 입력 위치를 판단하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기 제1 사이클 동안 상기 복수의 제2 전극으로부터의 감지 신호와, 상기 제2 사이클 동안 복수의 제1 전극으로부터의 감지 신호를 이용하여 터치 여부 및 터치 입력 위치를 판단하는 과정은 상기 제1 사이클 동안 상기 복수의 제2 전극으로부터의 감지 신호와, 상기 제2 사이클 동안 복수의 제1 전극으로부터의 감지 신호의 평균 혹은 가중 평균값을 이용하여 터치 여부 및 터치 입력 위치를 판단하는 과정임을 특징으로 한다.
상기 미리 설정된 제1 사이클 및 상기 미리 설정된 제2 사이클은 상기 복수의 제1 전극 혹은 상기 복수의 제2 전극의 각 전극들에 구동신호가 한번 인가되는 동작 기간임을 특징으로 한다.
상기 미리 설정된 제1 사이클 및 상기 미리 설정된 제2 사이클은 상기 복수의 제1 전극 혹은 상기 복수의 제2 전극의 각 전극들에 구동신호가 두번 이상 인가되는 동작 기간임을 특징으로 한다.
본 발명은 각 전극 세트를 각각 구동 전극과 감지 전극으로 고정하여 사용하지 않고, 터치 인식 동작 사이클마다 각 전극들이 구동 전극과 감지 전극의 역할을 서로 교번하여 번갈아 수행하기 때문에, 어떠한 전극 영역 상에 터치 입력이 발생하더라도 일정한 터치 입력 감도 수준을 얻을 수 있다. 이에 따라, 터치 위치 별로 발생하는 오차를 줄여 터치 센싱 장치의 전반적인 터치 입력 감도를 향상시킬 수 있으며, 선형성을 개선하여 결론적으로 전체적인 터치 센싱 장치의 성능을 높일 수 있다.
도 1은 일반적인 상호 정전용량 방식 터치 센싱 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 터치 스크린 패널의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 터치 센싱 장치에서 각 전극 별로 터치 입력이 발생하는 경우의 터치 입력 영역을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 방법의 흐름을 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구성하는 장치 및 동작 방법을 본 발명의 실시 예를 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용한다. 또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 각 구성의 크기 및 두께를 임의로 나타냈으므로, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
본 발명은 터치 입력 영역이 어떤 전극 영역 상에 주로 형성되느냐에 따라 터치 입력 감도가 다르게 나타나는 문제를 해결하기 위한 터치 센싱 장치 및 방법을 제공하고자 한다. 이에 따라, 본 발명은 본 발명의 특징에 따라, 각 전극 세트를 각각 구동 전극과 감지 전극으로 고정하여 사용하지 않고, 터치 센싱 동작 각 사이클마다 각 전극들이 구동 전극과 감지 전극의 역할을 서로 교번하여 번갈아 수행하도록 한다. 이와 같은 동작 방식에 의해, 본 발명은 동일한 터치 입력일 경우 터치 스크린 패널의 모든 영역에서 터치 인식 정도를 일정하게 유지할 수 있다. 이러한 본 발명의 특징을 도면을 통해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치(400)는, 제1 방향을 따라 형성되는 복수의 제1 전극(412)과, 상기 제1 전극들(412)과 교차되는 제2 방향을 따라 형성되는 복수의 제2 전극(414)을 포함하는 터치 스크린 패널(410)과; 후술할 제어부(423)로부터의 동작 신호에 따라 상기 제1 전극(412)들에 순차적으로 구동신호를 인가하거나 제1 전극(412)들로부터 정전용량 변화 정도를 수신하는 제1 구동 및 감지부(421)와, 제어부(423)로부터의 동작 신호에 따라 제2 전극(414)들에 순차적으로 구동신호를 인가하거나 제2 전극(412)들로부터 정전용량 변화 정도를 수신하는 제2 구동 및 감지부(422)와, 상기 제1 구동 및 감지부(421) 또는 상기 제2 구동 및 감지부(422)로부터 감지신호를 제공받아 검출된 터치 위치를 판별하는 제어부(423)를 포함하여 구성된다.
상기 제1 구동 및 감지부(421), 제2 구동 및 감지부(422), 제어부(423)는 터치 컨트롤러 IC(420)와 같이 하나의 칩셋 혹은 프로세서로 구현될 수 있으며, DDI(Display Driver IC)(미도시)와 같은 디스플레이 제어부에 포함되어 구현될 수 있다.
상기 제어부(423)는 상기 복수의 제1 전극(412) 또는 상기 복수의 제2 전극(414) 중 하나에 순차적으로 구동신호를 인가하고, 상기 복수의 제1 전극(412)에 구동신호 인가 시 상기 복수의 제2 전극(414)으로부터 감지 신호를 수신하며 상기 복수의 제2 전극(414)에 구동신호 인가 시 상기 복수의 제1 전극(412)으로부터 감지 신호를 수신한다. 상기 제어부(423)는 터치 센싱 동작의 미리 설정된 사이클마다 상기 구동신호를 인가할 전극을 변경한다.
일반적인 터치 센싱 장치의 경우, 제1 전극과 제2 전극은 각각 구동 전극과 감지 전극의 역할을 고정적으로 수행한다. 혹은 반대로 제1 전극이 감지 전극으로 동작하고 제2 전극이 구동 전극으로 동작할 수 있다.
그러나, 본 발명은 터치 센싱 동작을 미리 설정된 사이클로 나누어 한 사이클에는 제1 전극이 구동 전극으로 동작하며 제2 전극이 감지 전극으로 동작하고, 그 다음 사이클에는 제1 전극이 감지 전극으로 동작하며 제2 전극이 구동 전극으로 동작한다. 이러한 전극 간의 동작 변경은 제어부(423)의 동작 신호에 의해 수행될 수 있다.
또한, 각 전극의 역할이 서로 변경되는 주기 및 조건은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(412)이 구동 전극으로 동작하게 되면, 제1 구동 및 감지부(421)는 각 제1 전극(412)에 순차적으로 구동 신호를 인가하고, 모든 제1 전극(412)에 한번씩 구동 신호를 인가한 후에 제1 전극(412)이 감지 전극의 역할을 수행하도록 변경할 수 있다. 이 경우 제1 전극(412)에 구동 신호 인가 시 제2 구동 및 감지부(422)는 제2 전극(414)을 통해 상호 정전용량 변화 정도를 수신하고, 제1 전극(412)이 감지 전극으로 변경될 때, 제2 전극(414)은 구동 전극으로 동작하도록 역할을 변경한다. 이러한 경우 하나의 동작 사이클은 복수의 제1 전극 혹은 복수의 제2 전극들에 구동 신호가 한번 인가되는 동작 기간이 된다.
한편, 하나의 전극에 2회 이상 구동 신호가 인가된 후 역할을 변경하도록 설정할 수도 있다. 예를 들어 제1 전극(412)에 순차적으로 구동 신호를 두 번씩 인가한 후에 역할을 변경하도록 설정할 수 있다. 이러한 경우 하나의 동작 사이클은 복수의 제1 전극 혹은 복수의 제2 전극들에 구동 신호가 두번 이상 인가되는 동작 기간이 된다.
한편, 제1 전극들(412)과 제2 전극들(414)은 바람직하게는 동일 레이어 상에 형성될 수 있으며, 서로 절연되고, 서로 중첩되지 않으면서 서로 밀접되도록 교호적으로 배치될 수 있다. 한편, 제1 전극들(412)과 제2 전극들(414)은 서로 다른 레이어 상에 형성될 수도 있다.
제1 전극들(412)과 제2 전극들(414)은 예를 들어 다이아몬드 패턴과 같이 규칙적인 패턴으로 동일 레이어 상에 형성될 수 있다. 단, 이는 하나의 실시 예로서 상기 전극들의 형상이 다이아몬드 형상에 한정되는 것은 아니며, 제1 전극들(412) 및 제2 전극들(414)은 서로 밀접될 수 있는 다양한 형상으로 구현될 수 있다.
또한, 제1 전극들(412) 및 제2 전극들(414)이 동일 레이어 상에 형성될 경우에는 상기 제1 전극들(412) 및 제2 전극들(414)의 교차 부분에서 쇼트가 발생되므로, 동일한 라인에 배열되는 제1 전극들(412) 또는 제2 전극들(414)은 다른 레이어에 형성된 브릿지(미도시)를 통해 연결하도록 하여, 교차되는 제1 전극들(414) 또는 제2 전극들(412)의 연결부에서 쇼트가 발생됨을 방지한다.
상기 복수의 제1 전극들(412) 및 제2 전극들(414)은 투명 도전성 물질로 구현됨이 바람직하며, 상기 투명 도전성 물질은 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), 메탈메쉬(Metal Mesh), 그래핀(graphene), 실버나노와이어(silver nano wire) , CNT(Carbon Nano Tube) 등으로 형성될 수 있다.
이와 같은 상기 제1 전극들(412)과 제2 전극들(414)의 배열에 의해 서로 교차되는 인접한 제1 전극(412)과 제2 전극(414) 사이에서 상호 정전용량(Mutual Capacitance)이 형성되며, 상기 상호 정전용량이 형성된 각 제1 전극(412) 및 제2 전극(414)은 터치 인식을 구현하는 각각의 감지셀로서의 역할을 수행한다.
단, 상기 감지셀에서 생성된 상호 정전용량은 상기 감지셀에 포함되는 구동 전극에 구동 및 감지부(421, 422)로부터 구동 신호가 인가되는 경우, 상기 감지셀에 포함되는 감지 전극으로 커플링된 감지 신호를 발생시킨다.
즉, 상기 각 감지셀에서 생성된 상호 정전용량은 상기 각 감지셀에 연결된 구동 전극으로 구동 신호가 인가되는 경우에 상기 각 감지셀과 연결된 감지 전극을 통해 감지된다.
또한, 제1,2 구동 및 감지부(421, 422)는 구동 전극들 중 어느 한 구동 전극에 구동 신호를 제공할 경우 그 외 다른 구동 전극들은 접지 상태를 유지한다.
따라서, 상기 구동 신호가 인가되는 구동 전극 및 이들과 교차되어 인접한 복수의 감지 전극들은 각각의 감지셀을 구성하여 각 감지셀 별로 상호 정전용량이 형성되며, 이와 같은 각 감지셀들에 도전성 물체, 예를 들어 손가락이 접촉되는 경우 이에 대응되는 감지셀에서 정전용량의 변화가 발생된다.
앞서 언급한 바와 같이 구동 전극과 이에 교차하여 인접한 감지전극은 감지셀을 구성하며, 감지셀에 근접하는 도전성 물체(손가락 또는 스타일러스)가 없는 경우라면 감지셀에서 발생되는 상호 정전용량(CM)은 변화가 없으나, 상기 도전성 물체가 감지셀에 근접 또는 접촉될 경우에는 상호 정전용량의 변화가 발생되며, 이러한 변화는 결과적으로 감지셀에 연결된 감지 전극으로 운반되는 전류(및/또는 전압)을 변화시킨다.
이에 상기 감지 전극과 연결된 구동 및 감지부(421, 422)는 상기 정전용량 변화 및 감지셀의 위치에 대한 정보(감지신호)를 ADC(미도시)를 거쳐 소정의 형태로 변환하여 제어부(423)에 전송한다.
정전용량 변화가 발생된 감지셀의 위치를 검출하는 방식의 일 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 구동 및 감지부(421, 422)는 감지셀에 연결된 감지 전극의 정전용량 변화를 감지하게 되면, 정전용량 변화가 발생된 감지 전극의 좌표 즉, 구동 전극과 연결된 감지셀을 구성하는 감지 전극의 좌표와 상기 구동 및 감지부(421, 422)로부터 구동 신호가 입력된 구동 전극의 좌표를 출력하여, 접촉이 수행된 적어도 하나의 감지셀의 좌표를 얻는다.
상기 구동부로 동작하는 구동 및 감지부(421, 422)는 상기 구동 전극들에 대해 스캔(순차적으로 구동 신호를 인가)하는 동시에 상기 스캔한 구동 전극들의 좌표를 상기 감지부로 동작하는 구동 및 감지부(421, 422)로 끊임없이 출력함으로써, 상기 감지부로 동작하는 구동 및 감지부(421, 422))는 상기 감지 전극에 대한 정전용량 변화를 감지함과 동시에 상기 정전용량이 변화되는 지점 즉, 감지셀을 구성하는 구동 전극과 감지 전극의 위치 좌표를 얻을 수 있다. 이와 같은 구성에 의하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치는 복수의 접촉 지점에 대한 인식 즉, 멀티 터치 인식을 구현할 수 있다.
한편, 본 발명은 구동 신호를 인가하는 각 사이클별로 각 전극의 역할을 계속적으로 변경하면서 터치 입력 검출 동작을 기존과 동일하게 수행할 수 있으나, 두 사이클의 터치 검출 결과를 함께 고려하여 터치 입력 좌표를 산출하도록 동작할 수도 있다. 예를 들어, 첫 번째 사이클에서의 감지 신호 값(정전용량 변화 값 혹은 그로인한 전류/전압 변화 값)과 두 번째 사이클에서의 감지 신호 값을 평균하여 두 사이클 합계의 터치 입력 여부 및 터치 입력 좌표를 산출하도록 할 수 있다. 이 경우 두 전극 세트들 각각으로부터의 감지 신호를 평균하거나, 혹은 합산 또는 가중치평균 하는 등의 연산 방식도 사용될 수 있다.
이는 두 전극 세트들 각각으로 부터의 감지 신호를 이용하여 터치 입력을 판단하기 때문에 보다 정확한 터치 입력 위치를 산출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 동작의 흐름을 나타낸 도면이다. 도 5는 하나의 전극 세트에 순차적으로 한번 씩 구동 신호를 인가하는 동작을 터치 센싱을 위한 하나의 동작 사이클로 설정한 경우의 터치 센싱 동작을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 동작은 먼저 510단계에서 제어부(423)가 제1 구동 및 감지부(421)를 통해 제1 전극(412)들에 순차적으로 구동 신호를 인가하고, 520단계에서 제어부(423)는 제2 구동 및 감지부(422)를 통해 제1 전극(412)들에 구동 신호가 인가되는 경우 제2 전극(414)들로부터 감지 신호 값(상호 정전용량 변화 정도)을 수신한다. 530단계에서 제어부(423)는 제2 전극(414)들로부터의 감지 신호를 이용하여 터치 발생 여부 및 터치 입력 위치를 산출한다.
540단계에서 제어부(423)가 제2 구동 및 감지부(422)를 통해 제2 전극(414)들에 순차적으로 구동 신호를 인가하고, 550단계에서 제어부(423)는 제1 구동 및 감지부(421)를 통해 제2 전극(414)들에 구동 신호가 인가되는 경우 제1 전극(412)들로부터 감지 신호 값을 수신한다. 560단계에서 제어부(423)는 제1 전극(412)들로부터의 감지 신호를 이용하여 터치 발생 여부 및 터치 입력 위치를 산출한다. 이후 570단계에서 동작 종료 여부를 판단하여 동작을 종료하거나, 그렇지 않은 경우, 510단계로 다시 진행하여 터치 센싱 동작을 반복 수행한다.
만약 두 사이클의 감지 신호들을 이용하여 터치 입력 위치를 산출하고자 하는 경우에는, 530단계는 수행되지 않으며, 560단계에서 520단계 및 550단계의 두 감지신호 값들의 합산 혹은 평균 혹은 가중평균값을 이용하여 터치 여부 및 터치 입력 위치를 산출할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 구성 및 동작에 의해, 제1 전극이 형성된 영역에 발생한 터치 입력과 제2 전극이 형성된 영역에 발생한 터치 입력에 대해 동일한 수준의 터치 입력 값을 산출할 수 있다. 이에 따라, 전극에 따른 감도 차이를 없애 전체적으로 터치 입력 감도를 향상시킬 수 있으며, 선형성을 개선하여 결론적으로 전체적인 터치 센싱 장치의 센싱 성능을 높일 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 장치 및 방법의 구성 및 방법이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다.

Claims (16)

  1. 제1 방향을 따라 형성된 복수의 제1 전극 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 형성된 복수의 제2 전극을 포함하는 터치 스크린 패널과,
    상기 복수의 제1 전극 또는 상기 복수의 제2 전극 중 하나에 순차적으로 구동신호를 인가하고, 상기 복수의 제1 전극에 구동신호 인가 시 상기 복수의 제2 전극으로부터 감지 신호를 수신하며 상기 복수의 제2 전극에 구동신호 인가 시 상기 복수의 제1 전극으로부터 감지 신호를 수신하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 터치 센싱 동작의 미리 설정된 사이클마다 상기 구동신호를 인가할 전극을 변경하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는 각 사이클마다 상기 복수의 제1 전극 또는 상기 복수의 제2 전극으로부터의 감지 신호를 이용하여 터치 여부 및 터치 입력 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는 두 사이클의 상기 복수의 제1 전극 또는 상기 복수의 제2 전극으로부터의 감지 신호들을 이용하여 터치 여부 및 터치 입력 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제어부는 상기 두 사이클의 상기 복수의 제1 전극 또는 상기 복수의 제2 전극으로부터의 감지 신호들의 평균 혹은 가중 평균값을 이용하여 터치 여부 및 터치 입력 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제어부의 동작 신호에 따라 복수의 제1 전극에 구동신호를 인가하거나, 상기 복수의 제1 전극으로부터 감지신호를 수신하는 제1 구동 및 감지부와,
    상기 제어부의 동작 신호에 따라 상기 복수의 제2 전극에 구동신호를 인가하거나, 상기 복수의 제2 전극으로부터 감지신호를 수신하는 제2 구동 및 감지부를 더 포함함을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 미리 설정된 사이클은
    상기 복수의 제1 전극 혹은 상기 복수의 제2 전극의 각 전극들에 구동신호가 한번 인가되는 동작 기간임을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 미리 설정된 사이클은
    상기 복수의 제1 전극 혹은 상기 복수의 제2 전극의 각 전극들에 구동신호가 두번 이상 인가되는 동작 기간임을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극은
    ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), 메탈메쉬(Metal Mesh), 그래핀(graphene), 실버나노와이어(silver nano wire) , CNT(Carbon Nano Tube) 등의 도전성 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극은 동일 레이어 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
  10. 미리 설정된 제1 사이클 동안, 제1 방향을 따라 형성된 복수의 제1 전극에 순차적으로 구동신호를 인가하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 형성된 복수의 제2 전극으로부터 감지 신호를 수신하는 과정과,
    상기 복수의 제2 전극으로부터의 감지 신호를 이용하여 터치 여부 및 터치 입력 위치를 판단하는 과정과,
    미리 설정된 제2 사이클 동안, 상기 복수의 제2 전극에 순차적으로 구동신호를 인가하고, 상기 제1 전극으로부터 감지 신호를 수신하는 과정과,
    상기 복수의 제1 전극으로부터의 감지 신호를 이용하여 터치 여부 및 터치 입력 위치를 판단하는 과정을 포함하는 터치 센싱 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 미리 설정된 제1 사이클 및 상기 미리 설정된 제2 사이클은 상기 복수의 제1 전극 혹은 상기 복수의 제2 전극의 각 전극들에 구동신호가 한번 인가되는 동작 기간임을 특징으로 하는 터치 센싱 방법.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 미리 설정된 제1 사이클 및 상기 미리 설정된 제2 사이클은 상기 복수의 제1 전극 혹은 상기 복수의 제2 전극의 각 전극들에 구동신호가 두번 이상 인가되는 동작 기간임을 특징으로 하는 터치 센싱 방법.
  13. 미리 설정된 제1 사이클 동안, 제1 방향을 따라 형성된 복수의 제1 전극에 순차적으로 구동신호를 인가하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 형성된 복수의 제2 전극으로부터 감지 신호를 수신하는 과정과,
    미리 설정된 제2 사이클 동안, 상기 복수의 제2 전극에 순차적으로 구동신호를 인가하고, 상기 제1 전극으로부터 감지 신호를 수신하는 과정과,
    상기 제1 사이클 동안 상기 복수의 제2 전극으로부터의 감지 신호와, 상기 제2 사이클 동안 복수의 제1 전극으로부터의 감지 신호를 이용하여 터치 여부 및 터치 입력 위치를 판단하는 과정을 포함하는 터치 센싱 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 제1 사이클 동안 상기 복수의 제2 전극으로부터의 감지 신호와, 상기 제2 사이클 동안 복수의 제1 전극으로부터의 감지 신호를 이용하여 터치 여부 및 터치 입력 위치를 판단하는 과정은
    상기 제1 사이클 동안 상기 복수의 제2 전극으로부터의 감지 신호와, 상기 제2 사이클 동안 복수의 제1 전극으로부터의 감지 신호의 평균 혹은 가중 평균값을 이용하여 터치 여부 및 터치 입력 위치를 판단하는 과정임을 특징으로 하는 터치 센싱 방법.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 미리 설정된 제1 사이클 및 상기 미리 설정된 제2 사이클은 상기 복수의 제1 전극 혹은 상기 복수의 제2 전극의 각 전극들에 구동신호가 한번 인가되는 동작 기간임을 특징으로 하는 터치 센싱 방법.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 미리 설정된 제1 사이클 및 상기 미리 설정된 제2 사이클은 상기 복수의 제1 전극 혹은 상기 복수의 제2 전극의 각 전극들에 구동신호가 두번 이상 인가되는 동작 기간임을 특징으로 하는 터치 센싱 방법.
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