CN108874209A - 触摸传感器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种触摸传感器，该触摸传感器包括传感器单元、多个感测通道和处理器，其中，传感器单元包括在有效区中彼此间隔开的多个第一电极以及至少一个第二电极，多个感测通道分别联接到第一电极中的一个，并且每个感测通道包括联接到所述至少一个第二电极的具有可变电压的参考节点，处理器配置成从感测通道接收输出信号，并且基于输出信号检测触摸输入。多个感测通道可配置成在第一周期期间向各个第一电极提供驱动信号，在第二周期期间从各个第一电极接收感测信号，并且基于各个参考节点的电位生成与从各个第一电极接收的感测信号对应的输出信号。还公开了驱动触摸传感器的方法。

Description

触摸传感器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年5月15日提交的第10-2017-0060125号韩国专利申请的优先权和权益，为了如同在本文中所全面阐述的所有目的，所述韩国专利申请通过引用并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及触摸传感器以及驱动触摸传感器的方法，并且更具体地，涉及能够防止或降低流入到触摸传感器中的噪声的影响的触摸传感器以及驱动该触摸传感器的方法。
背景技术
触摸传感器可作为一种信息输入设备设置并用于显示设备中。例如，触摸传感器可附接到显示面板的一个表面或可与显示面板整体地制造。用户可在观察显示设备的屏幕上显示的图像的同时通过按压或触摸触摸传感器来输入信息。
在本背景技术部分中公开的以上信息仅用于加强对本发明构思的背景技术的理解，并且因此，其可包含不构成现有技术的信息。
发明内容
申请人发现触摸传感器的灵敏度可能受到例如可由显示器中与感测电极相邻的其他电极引起的感测线中的噪声的不利影响。根据本发明的原理构造的触摸传感器能够提供比传统的触摸传感器更高的灵敏度。
根据本发明的原理的驱动方法和构造的装置能够防止或降低流入到触摸传感器中的噪声的影响。
其他方面将在以下详细描述中阐述，并且在某种程度上，根据本公开，其他方面将是显而易见的，或可通过本发明构思的实践来习得。
根据本发明的一个方面，根据本发明的原理构造的触摸传感器包括传感器单元、多个感测通道和处理器，其中，传感器单元包括在有效区中彼此间隔开的多个第一电极以及至少一个第二电极，多个感测通道分别联接到第一电极中的一个，并且每个感测通道包括联接到至少一个第二电极的具有可变电压的参考节点，处理器配置成从感测通道接收输出信号，并且基于输出信号检测触摸输入，其中，多个感测通道配置成在第一周期期间向各个第一电极提供驱动信号，在第二周期期间从各个第一电极接收感测信号，并且基于各个参考节点的电位生成与从各个第一电极接收的感测信号对应的输出信号。
感测通道中的每个可包括第一节点、第一电压源、第一开关、第一放大器和第二开关，其中，第一节点联接到第一电极中的任何一个，第一电压源联接在第一节点与参考节点之间，第一开关联接在第一节点与第一电压源之间，第一放大器设置有联接到第一节点的第一输入端子和联接到参考节点的第二输入端子，第二开关联接在第一节点与第一输入端子之间。
感测通道中的每个还可包括并联联接在第一输入端子与参考节点之间的电容器和复位开关。
感测通道中的每个还可包括联接在第二输入端子与参考节点之间的第二电压源。
感测通道中的每个还可包括并联联接在第一放大器的输出端子与第一输入端子之间的电容器和复位开关。
触摸传感器还可包括联接在第一放大器的输出端子与处理器之间的至少一个模数转换器，并且其中，模数转换器可输出与第一放大器的输出电压和参考节点的电压之间的差对应的数字信号。
触摸传感器还可包括联接在第二电极与参考节点之间的至少一个缓冲器。
触摸传感器还可包括联接在第二电极与参考节点之间的放大电路。
放大电路可包括第二放大器和至少一个可变电阻器，其中，第二放大器设置有分别联接到第二电极和参考电压源的两个输入端子，至少一个可变电阻器联接在第二放大器的输出端子与感测通道中的至少一个的参考节点之间。
放大电路还可包括联接到感测通道中的一个或多个的多个可变电阻器。
可变电阻器可彼此并联联接，并且可联接到参考节点中的每个。
第一电极中的每个可包括具有开口的至少一个电极单元，并且第二电极包括与第一电极中的至少一个的电极单元中形成的开口重叠的电极部。
第一电极可包括在有效区中沿着第一方向延伸的多个第一方向-第一电极以及在有效区中沿着第二方向延伸的多个第二方向-第一电极。
第一方向-第一电极中的每个可包括多个第一电极单元和多个第一联接部，其中，多个第一电极单元沿着第一方向布置且其中设置有至少一个开口，多个第一联接部配置成沿着第一方向联接第一电极单元，并且第二方向-第一电极中的每个可包括多个第二电极单元和多个第二联接部，其中多个第二电极单元沿着第二方向布置，并且多个第二联接部配置成沿着第二方向联接第二电极单元。
传感器单元可具有包括所述第二电极的多个第二电极，所述多个第二电极在有效区中沿着第一方向延伸，并且第二电极中的每个可包括多个电极部和至少一根联接线，其中，多个电极部与第一电极单元的各个开口重叠，并且至少一根联接线配置成在第一方向上联接电极部。
第二电极可彼此电联接。
根据本发明的另一方面，驱动具有传感器单元和多个感测通道的触摸传感器的方法包括在第一周期期间向第一电极中的各个第一电极提供驱动信号，在第二周期期间从第一电极中的各个第一电极接收感测信号，基于参考节点的可变电位生成与第一电极的各个感测信号对应的输出信号，并且基于输出信号检测触摸输入，其中，传感器单元包括彼此间隔开的多个第一电极以及至少一个第二电极，多个感测通道联接到第一电极，每个感测通道包括联接到第二电极中的至少一个的参考节点。
生成输出信号的步骤可包括生成与从第一电极中的各个第一电极输入的感测信号的电压和参考节点中的各个参考节点的电压之间的差对应的输出电压。
所述方法还可包括将由感测通道生成的输出电压转换成数字信号的步骤。
触摸传感器还可包括联接在至少一个第二电极与参考节点之间的至少一个可变电阻器，并且所述方法还可包括通过调整至少一个可变电阻器的电阻值来调整从至少一个第二电极输入到参考节点的信号的增益的步骤。
以上概述性描述和以下详细描述是示例性和说明性的，并且旨在提供对所要求保护的主题的进一步解释。
附图说明
附图示出了本发明构思的示例性实施方式，并且与说明书一起用于解释本发明构思的原理，其中，包括附图以提供对本发明构思的进一步理解，并且附图并入并构成本说明书的一部分。
图1是根据本发明的原理构造的显示设备的图。
图2是图1中示出的触摸传感器的传感器电极以及联接到传感器电极的感测通道的图。
图3是根据本发明的原理构造的触摸传感器的第一实施方式的图。
图4是图3中示出的传感器单元的示例性实施方式的图。
图5A和图5B是示出图4中的传感器单元的不同的修改的图。
图6A是图4中的传感器单元的第一层的图。
图6B是图4中的传感器单元的第二层的图。
图7A是沿着图4的线I-I’截取的剖视图。
图7B是沿着图4的线II-II’截取的剖视图。
图8至图12是示出图3中示出的传感器单元的其他示例性实施方式的图。
图13是根据本发明的原理构造的触摸传感器的第二实施方式的图。
图14是根据本发明的原理构造的触摸传感器的第三实施方式的图。
具体实施方式
在以下描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对各种示例性实施方式的全面理解。然而，显而易见的是，可在没有这些具体细节的情况下或利用一个或多个等效布置来实践各种示例性实施方式。在其他实例中，众所周知的结构和设备以框图形式示出以避免造成各种示例性实施方式的不必要的含糊不清。
除非另有说明，否则示出的示例性实施方式将被理解为提供各种示例性实施方式的变化细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则各种图示中的特征、组件、模块、层、膜、面板、区域和/或方面可在不背离所公开的示例性实施方式的情况下以其他方式组合、分离、互换和/或重新布置。此外，为了清楚和描述性的目的，在附图中，可能夸大层、膜、面板、区域等的尺寸和相对尺寸。当示例性实施方式可被不同地实施时，可与所描述的顺序不同地执行具体的处理顺序。例如，可基本上在相同的时间执行两个连续描述的过程，或以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的过程。此外，相同的附图标记指代相同的元件。
当元件或层被称为在另一元件或层“上”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时，该元件或层可直接在另一元件或层上、直接连接到或直接联接到另一元件或层，或可存在中间元件或中间层。然而，当元件或层被称为“直接”在另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，不存在中间元件或中间层。此外，x轴、y轴和z轴不限于直角坐标系的三个轴线，并且可在更宽泛的意义上进行解释。例如，x轴、y轴和z轴可彼此垂直，或可表示彼此不垂直的不同的方向。为了本公开的目的，“X、Y和Z中的至少一个”以及“从包含X、Y和Z的组中选择的至少一个”可被解释为仅X、仅Y、仅Z、或X、Y和Z中的两个或更多个的任何组合，诸如，例如，XYZ、XYY、YZ和ZZ。在全文中，相同的附图标记指代相同的元件。如本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。
虽然术语第一、第二等可在本文中使用以描述多种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语用于区分一个元件、组件、区域、层和/或部分与另一元件、组件、区域、层和/或部分。因此，在不背离本公开的教导的情况下，以下讨论的第一元件、第一组件、第一区域、第一层和/或第一部分能够被称为第二元件、第二组件、第二区域、第二层和/或第二部分。
为了描述的目的，可在本文中使用诸如“在……下面”、“在……下方”、“下部”、“在……上方”、“上部”等空间相对术语，并且由此来描述如附图中所示的一个元件或特征与另一元件(多个元件)或特征(多个特征)的关系。除了附图中描绘的定向之外，空间相对术语旨在包含装置在使用中、操作中和/或制造中的不同的定向。例如，如果附图中的装置被翻转，则描述为在其他元件或特征“下方”或“下面”的元件将随之被定向在其他元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可包含上方和下方的两种定向。此外，装置可以以其他方式定向(例如，旋转90度或处于其他定向)，并且同样地，相应地解释本文中使用的空间相对描述语。
本文中使用的术语仅是用于描述具体实施方式的目的，并且不旨在限制。除非上下文另有明确指示，否则，如本文中所使用的，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“the(该)”旨在也包括复数形式。此外，当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包括有”、“包含”和/或“包含有”表示所述特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件、和/或它们的组合的存在或添加。
图1是根据本发明的原理构造的显示设备的图。
参考图1，示出的显示设备可包括传感器单元100、触摸驱动器200、显示面板300和显示驱动器400。传感器单元100和触摸驱动器200可构成触摸传感器。
虽然在图1的示例性实施方式中传感器单元100和显示面板300被示出为分离的，但是示例性实施方式不限于此。例如，传感器单元100和显示面板300可在制造期间彼此集成。
在示例性实施方式中，传感器单元100可设置在显示面板300的至少某一区域中。例如，传感器单元100可设置在显示面板300的至少一个表面上以与显示面板300的全部或一部分重叠。例如，传感器单元100可布置在输出图像的方向上的一个表面(例如，顶面)上、显示面板300的两个表面上或顶面的相对表面(例如，底面)上。在示例性实施方式中，传感器单元100可直接地形成在显示面板300的两个表面中的至少一个上或可形成在显示面板300内部。例如，传感器单元100可直接地形成在显示面板300的上基底和/或下基底的外表面(例如，上基底的顶面或下基底的底面)或内表面(例如，上基底的底面或下基底的顶面)上。
传感器单元100可包括可在其中感测触摸输入的有效区AA以及围绕有效区AA的至少一部分的非有效区NAA。在实施方式中，有效区AA可布置成与显示面板300的显示区DA对应，并且非有效区NAA可布置成与显示面板300的非显示区NDA对应。例如，传感器单元100的有效区AA可与显示面板300的显示区DA重叠，并且传感器单元100的非有效区NAA可与显示面板300的非显示区NDA重叠。
根据示例性实施方式，在有效区AA中，可分布和布置用于检测触摸输入的多个传感器电极SEL。即，传感器电极SEL可设置在显示面板300的显示区DA中。在此情况下，传感器电极SEL中的至少一些可与设置在显示面板300中的至少一个电极重叠。例如，当显示面板300是有机发光显示面板或液晶显示面板时，传感器电极SEL可至少与阴极电极或公共电极重叠。
根据示例性实施方式，触摸传感器可为但不限于自电容触摸传感器。传感器电极SEL中的每个具有相对于参考电位(例如，地电位)的自电容。传感器线SLI分别联接到传感器电极SEL。这种传感器电极SEL通过传感器线SLI和接口联接到触摸驱动器200。在实施方式中，术语“联接”可包含地意味着在物理方面和/或电气方面的“联接”。
在示例性实施方式中，传感器电极SEL可分布在有效区AA上，使得当在有效区AA中做出触摸输入时，可检测触摸输入的位置。例如，传感器电极SEL可以以预定密度或分辨率在与有效区AA中限定的各个坐标(例如，二维(2D)XY坐标)对应的位置上以矩阵的形式分布。替代地，在示例性实施方式中，传感器电极SEL可在第一方向(例如，X方向)或第二方向(例如，Y方向)上延伸。在这里，可通过合计第一方向上和第二方向上的传感器电极SEL的自电容的变化来检测是否已做出触摸输入以及发生触摸输入的位置。在示例性实施方式中，传感器电极SEL的形状、尺寸、数目、密度、分布形式和/或方向可变化并且不受特别地限制。
传感器线SLI分别联接到传感器电极SEL。预定的驱动信号通过传感器线SLI施加到各个传感器电极SEL。此外，通过相应的传感器线SLI检测每个传感器电极SEL中出现的电容上的变化。
触摸驱动器200电联接到传感器单元100以驱动和感测传感器单元100。例如，触摸驱动器200可通过向传感器单元100提供驱动信号并且然后从传感器单元100接收与驱动信号对应的感测信号来检测触摸输入。根据示例性实施方式，触摸驱动器200可包括联接到各个传感器电极SEL的多个感测通道。例如，触摸驱动器200可包括以一一对应的方式联接到各个传感器电极SEL的多个感测通道。此外，触摸驱动器200可包括接收感测通道的输出信号并基于输出信号检测触摸输入的处理器。根据示例性实施方式，感测通道和处理器可集成到单个触摸集成电路(IC)(T-IC)中，但是示例性实施方式不限于此。
显示面板300包括显示区DA和围绕显示区DA的至少某个区域的非显示区NDA。在显示区DA中，设置了多根扫描线SL和数据线DL以及联接到扫描线SL和数据线DL的多个像素PXL。在非显示区NDA中，可设置用于提供多种类型的驱动信号和/或驱动功率以驱动像素PXL的布线。
在示例性实施方式中，显示面板300的类型不受特别地限制。例如，显示面板300可为自发射显示面板，诸如，有机发光显示(OLED)面板。替代地，显示面板300可为非发射显示面板，诸如，液晶显示(LCD)面板、电泳显示(EPD)面板或电湿润显示(EWD)面板。当显示面板300是非发射显示面板时，显示设备还可包括用于向显示面板300提供光的背光单元(BLU)。
显示驱动器400可电联接到显示面板300以提供驱动显示面板300所需的信号。例如，显示驱动器400可包括用于向扫描线SL提供扫描信号的扫描驱动器、用于向数据线DL提供数据信号的数据驱动器以及用于驱动扫描驱动器和数据驱动器的时序控制器中的至少一个。在实施方式中，扫描驱动器、数据驱动器和/或时序控制器可集成到单个显示IC(D-IC)中，但是示例性实施方式不限于此。例如，在其他实施方式中，扫描驱动器、数据驱动器和时序控制器中的至少一个可集成到显示面板300中或安装在显示面板300上。
图2是图1中示出的触摸传感器的传感器电极以及联接到传感器电极的感测通道的图。为了方便示出的目的，仅在图2中示出单个传感器电极和联接到单个传感器电极的单个感测通道。
参考图2，每个传感器电极SEL具有例如相对于地GND的自电容Cself。这种传感器电极SEL通过传感器线SLI联接到触摸驱动器200。
根据示例性实施方式，触摸驱动器200可包括感测通道210和处理器220，其中，感测通道210联接到各个传感器电极SEL，处理器220配置成接收感测通道210的输出信号并且然后检测触摸输入。另一方面，如上所述，传感器单元100设置有多个传感器电极SEL，并且因此，触摸驱动器200设置有联接到各个传感器电极SEL的多个感测通道210。处理器220从多个感测通道210接收输出信号并基于输出信号检测触摸输入。
每个感测通道210可包括第一电压源V1和第一放大器211，其中，第一电压源V1用于向相应的传感器电极SEL提供驱动信号，第一放大器211用于放大并输出从传感器电极SEL输入的感测信号Sse。此外，感测通道210可包括用于将传感器电极SEL选择性地联接到第一电压源V1或第一放大器211的第一开关SW1和第二开关SW2。
具体地，根据示例性实施方式，每个感测通道210可包括第一节点N1、第一电压源V1和第一开关SW1，其中，第一节点N1通过传感器线SLI联接到传感器电极SEL，第一电压源V1联接在第一节点N1与地GND之间，第一开关SW1联接在第一节点N1与第一电压源V1之间。根据示例性实施方式，第一电压源V1可为用于向传感器电极SEL提供预定驱动信号的驱动电压源，并且可为例如用于提供脉冲波的交流电(AC)电压源。在实施方式中，第一开关SW1可在第一周期期间接通，从而将第一电压源V1联接到第一节点N1。因此，当第一开关SW1接通时，驱动信号可被提供到传感器电极SEL。
此外，根据示例性实施方式，每个感测通道210可包括第一放大器211、第二开关SW2以及电容器Cs和复位开关SWr，其中，第一放大器211联接在第一节点N1与处理器220之间，第二开关SW2联接在第一节点N1与第一放大器211之间，电容器Cs和复位开关SWr并联联接在地GND与第二节点N2之间，第二节点N2是第一放大器211与第二开关SW2之间的联接节点。
在示例性实施方式中，第一放大器211可包括第一输入端子IN1、第二输入端子IN2和输出端子OUT1，其中，第一输入端子IN1可通过第二开关SW2联接到第一节点N1。此外，第二输入端子IN2可联接到第二电压源V2，并且输出端子OUT1可联接到处理器220。在示例性实施方式中，第一输入端子IN1可为非反相输入端子，并且第二输入端子IN2可为反相输入端子，但是示例性实施方式不限于此。在示例性实施方式中，第二电压源V2可为用于放大并输出感测信号Sse的参考电压源(或比较电压源)，并且可联接在第二输入端子IN2与地GND之间。在诸如图2中示出的示例性实施方式中，第一放大器211可用作比较器。即，第一放大器211可输出与第一输入端子IN1和第二输入端子IN2的电压之间的差对应的信号。
在示例性实施方式中，第一开关SW1和第二开关SW2可在不同的时间接通。例如，第一开关SW1可在第一周期期间接通，并且第二开关SW2可在第一周期之后的第二周期期间接通。此外，在触摸传感器被激活的周期期间，第一周期和第二周期可交替地重复。
当第一开关SW1在第一周期期间接通时，第一电压源V1通过第一节点N1和传感器线SLI联接到传感器电极SEL。因此，驱动信号从第一电压源V1提供到传感器电极SEL。此后，在第二周期期间，第一开关SW1断开，并且第二开关SW2接通，从而将第一节点N1联接到第二节点N2。因此，发生电荷共享，使得与感测信号Sse对应的电压存储在相应感测通道210中设置的电容器Cs中。在这里，由于第一放大器211的第一输入端子IN1联接到第二节点N2，第一放大器211输出与第二节点N2的电压和第二电压源V2的电压之间的差对应的电压。即，在第二周期期间，每个感测通道210基于第二电压源V2的电位放大并输出感测信号Sse。同时，复位开关SWr以预定复位周期为间隔来接通。当复位开关SWr接通时，电容器Cs放电并复位。
如上所述，每个感测通道210可在第一周期期间将驱动信号提供的传感器电极SEL，并且可在第二周期期间接收来自传感器电极SEL的感测信号Sse，并且然后生成与感测信号Sse对应的输出信号。然后，处理器220可基于感测通道210的输出信号检测触摸输入。
然而，如以上参考图1所描述的，触摸传感器的传感器单元100可与显示面板300结合。例如，传感器单元100可制造成与显示面板300集成在一起，或者替代地，可与显示面板300分开地制造，并且可附接到显示面板300的至少一个表面。
以此方式，当传感器单元100与显示面板300结合时，寄生电容Cp形成在传感器单元100与显示面板300之间。例如，由于每个传感器电极SEL与显示面板300的阴极电极或公共电极重叠，因此寄生电容Cp可形成在传感器电极SEL与显示面板300之间。
由于寄生电容Cp的耦合效应，因此来自显示面板300的噪声可能传递到传感器单元100中。例如，由显示面板300的驱动信号引起的共模噪声(common mode noise)可能流入到传感器单元100中。在下文中，从显示面板300等流入到传感器单元100中的噪声被称为“噪声电压Vnoise”。
流入到传感器单元100中的噪声电压Vnoise可能导致感测信号Sse上的波纹(ripples)。因此，由于这种噪声电压Vnoise，触摸传感器可能发生故障，或可能使触摸传感器的灵敏度劣化。因此，根据本发明构思构造的设备提供能够改善触摸传感器的灵敏度的多种实施方式，并且将在下文对多种实施方式进行详细描述。
图3是根据本发明的原理构造的触摸传感器的第一实施方式的图。在图3中，相同的附图标记用于标明与图1和图2中的组件类似的或相同的组件，并且将省略该组件的详细描述以避免冗余。
参考图3，根据本发明的原理构造的触摸传感器可包括传感器单元100和触摸驱动器200。
根据示例性实施方式，传感器单元100可包括多个第一电极110、第一线120、多个第二电极130和第二线140，其中，多个第一电极110在有效区AA上彼此间隔分布，第一线120联接到第一电极110，多个第二电极130在有效区AA上与第一电极110间隔地分布，第二线140联接到第二电极130。根据示例性实施方式，第一电极110和第二电极130中的至少一些的某个区域可彼此重叠和/或彼此相交，但是它们可通过一个或多个绝缘层(未示出)彼此分开和隔离。
在示例性实施方式中，图3的第一电极110可通过以另一形式(例如，以X电极和Y电极的形式)实现图1或图2中示出的传感器电极SEL来获得，其中，第一电极110可包括在有效区AA中沿着第一方向(例如，X方向)延伸的多个第一方向-第一电极111以及在有效区AA中沿着第二方向(例如，Y方向)延伸的多个第二方向-第一电极112。另一方面，在示例性实施方式中，第一电极110不一定沿着第一方向或第二方向延伸。例如，在其他示例性实施方式中，第一电极110可实现为如图1或图2中所示的在与各个XY坐标对应的位置处设置的点型传感器电极SEL。
在示例性实施方式中，第一电极110中的每个可包括多个电极单元111a或112a和至少一个联接部111b或112b，其中，多个电极单元111a或112a沿着第一方向或第二方向布置，至少一个联接部111b或112b配置成沿着第一方向或第二方向联接电极单元111a或112a。虽然电极单元111a和112a在图3中示出为具有菱形形状，但是电极单元111a和112a的形状和尺寸可不同地改变。例如，电极单元111a和112a可具有诸如圆形形状或六边形形状的其他形状。此外，第一电极110中的每个的形状可以以不同地形式改变。例如，在其他示例性实施方式，第一电极110中的每个可实现为集成的条形电极。
根据示例性实施方式，第一方向-第一电极111中的每个可包括沿着第一方向布置的多个第一电极单元111a以及配置成沿着第一方向联接第一电极单元111a的多个第一联接部111b。根据示例性实施方式，第一联接部111b可与第一电极单元111a集成在一起或可实现为桥接模式。虽然图3中示出了其中第一联接部111b布置在第一方向上的示例性实施方式，但是示例性实施方式不限于此。例如，在其他示例性实施方式中，第一联接部111b可布置在相对于第一方向倾斜的对角线方向上。此外，虽然图3中示出了其中第一联接部111b中的每个具有线性形状(或条形状)的示例性实施方式，但是示例性实施方式不限于此。例如，在其他示例性实施方式中，第一联接部111b中的每个可具有形状的至少一部分弯曲或成弧形的形状。此外，虽然图3中示出了两个相邻的第一电极单元111a通过插置在它们之间的单个第一联接部111b彼此联接的示例性实施方式，但是示例性实施方式不限于此。例如，在其他示例性实施方式中，两个相邻的第一电极单元111a还可通过插置在它们之间的多个第一联接部111b彼此联接。
根据示例性实施方式，第一电极单元111a和/或第一联接部111b可包括金属材料、透明导电材料和多种其他导电材料中的至少一种，从而具有导电性。例如，第一电极单元111a和/或第一联接部111b可包括多种金属材料(诸如，金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)、铜(Cu)和铂(Pt))中的至少一种或金属材料的合金。此外，第一电极单元111a和/或第一联接部111b可包括多种透明导电材料(诸如，银纳米线(AgNW)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锑锌(AZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、碳纳米管和石墨烯)中的至少一种。除了所述材料之外，第一电极单元111a和/或第一联接部111b可包括可提供导电性的多种导电材料中的至少一种。在示例性实施方式中，第一电极单元111a和/或第一联接部111b可各自实现为单层结构或多层结构。
在示例性实施方式中，第一电极单元111a中的每个可具有例如开口的中央部并且可包括中央部中的至少一个开口(或孔)。根据示例性实施方式，与第一电极单元111a间隔开的同时以岛状形状浮动的第一虚设图案113可设置在第一电极单元111a的各个开口中。根据示例性实施方式，第一虚设图案113可由与第一电极单元111a相同的材料制成，但是示例性实施方式不限于此。
示例性实施方式不限于这种配置。例如，在其他示例性实施方式中，第一电极单元111a中可不形成开口。在此情况下，可不设置第一虚设图案113。此外，在其他实施方式中，即使第一电极单元111a是开口的，也可不设置第一虚设图案113。
根据示例性实施方式，第二方向-第一电极112中的每个可包括沿着第二方向布置的多个第二电极单元112a以及配置成沿着第二方向联接第二电极单元112a的多个第二联接部112b。根据示例性实施方式，第二联接部112b可与第二电极单元112a集成在一起或可实现为桥接模式。
虽然图3中示出了其中第二联接部112b布置在第二方向上的示例性实施方式，但是示例性实施方式不限于此。例如，在其他示例性实施方式中，第二联接部112b可布置在相对于第二方向倾斜的对角线方向上。此外，虽然图3中示出了其中第二联接部112b中的每个具有线性形状(或条形状)的示例性实施方式，但是示例性实施方式不限于此。例如，在其他示例性实施方式中，第二联接部112b中的每个可具有形状的至少一部分弯曲或成弧形的形状。此外，虽然图3中示出了其中两个相邻的第二电极单元112a通过插置在它们之间的单个第二联接部112b彼此联接的示例性实施方式，但是示例性实施方式不限于此。例如，在其他示例性实施方式中，两个相邻的第二电极单元112a还可通过插置在它们之间的多个第二联接部112b彼此联接。
根据示例性实施方式，第二电极单元112a和/或第二联接部112b可包括金属材料、透明导电材料和多种其他导电材料中的至少一种，从而具有导电性。例如，第二电极单元112a和/或第二联接部112b可包括上文描述为形成第一电极单元111a和/或第一联接部111b的材料的导电材料中的至少一种。此外，第二电极单元112a和/或第二联接部112b可由与形成第一电极单元111a和/或第一联接部111b的导电材料相同的或不同的材料制成。此外，第二电极单元112a和/或第二联接部112b可各自实现为单层结构或多层结构。
在示例性实施方式中，第二电极单元112a中的每个可具有例如开口的中央部并且可包括中央部中的至少一个开口。根据示例性实施方式，与第二电极单元112a间隔开的同时以岛状形状浮动的第二虚设图案114可设置在第二电极单元112a的各个开口中。根据示例性实施方式，第二虚设图案114可由与第一电极单元111a和/或第二电极单元112a相同的材料制成，但是示例性实施方式不限于此。
示例性实施方式不限于这种配置。例如，在其他示例性实施方式中，第二电极单元112a中可不形成开口。在此情况下，可不设置第二虚设图案114。此外，在其他示例性实施方式中，即使第二电极单元112a是开口的，也可不设置第二虚设图案114。
根据示例性实施方式，第一电极110中的每个(即，第一方向-第一电极111和第二方向-第一电极112中的任何一个)可通过相应的第一线120联接到触摸驱动器200中设置的任何一个感测通道210。例如，触摸驱动器200设置有与第一方向-第一电极111和第二方向-第一电极112的数目对应的感测通道210的数目，并且第一方向-第一电极111和第二方向-第一电极112可以以一一对应的方式联接到感测通道210。在这里，第一方向-第一电极111和第二方向-第一电极112中的全部均可实现为自电容触摸传感器的传感器电极。
触摸驱动器200还可包括用于以互电容型来驱动传感器单元100的单独的驱动电路和单独的感测电路。此外，互电容驱动电路可另外地联接到第一方向-第一电极111(或第二方向-第一电极112)，并且互电容感测电路可另外地联接到第二方向-第一电极112(或第一方向-第一电极111)。在这里，传感器单元100可为用于自电容型和互电容型两者的传感器单元。
根据示例性实施方式，第二电极130可与第一方向-第一电极111或第二方向-第一电极112间隔开，同时与第一方向-第一电极111或第二方向-第一电极112形成对。例如，第二电极130中的每个可在有效区AA中沿着第一方向延伸，同时与任何一个第一方向-第一电极111形成对，并且可与相应的第一方向-第一电极111间隔开以与其隔离。
例如，第二电极130中的每个可包括电极部130a，电极部130a与第一方向-第一电极111中的任何一个中设置的至少一个第一电极单元111a的开口重叠，并且与第一电极单元111a间隔开。例如，第二电极130中的每个可包括与第一方向-第一电极111中的任何一个的开口重叠的多个电极部130a。至少当在平面图中观察时，多个电极部130a中的每个可设置在第一方向-第一电极111中的任何一个的各个开口中。
根据示例性实施方式，各个电极部130a可设置在第一电极单元111a中设置的开口中，以与各个第一虚设图案113重叠。根据示例性实施方式，电极部130a中的每个可具有与和其对应的第一虚设图案113的面积基本上相同或不同的面积。例如，彼此重叠且形成对的电极部130a和第一虚设图案113可基本上完全地彼此重叠，同时具有基本上相同的面积。然而，为了在图3中清楚可辨别地示出电极部130a和第一虚设图案113，示出了其中电极部130a和第一虚设图案113具有不同面积的示例性实施方式，例如，其中每个电极部130a布置在每个第一虚设图案113被设置于其中的区域内同时每个电极部130a具有比第一虚设图案113的面积小的面积的示例性实施方式。
此外，第二电极130中的每个可包括沿着第一方向联接电极部130a的至少一根联接线130b。在示例性实施方式中，联接线130b可设置在与第一电极单元111a和第二电极单元112a的层不同的层上，其中，至少一个绝缘层插置在联接线130b与第一电极单元111a和第二电极单元112a之间，从而使联接线130b与第一电极单元111a和第二电极单元112a隔离。
根据示例性实施方式，电极部130a和/或联接线130b可包括金属材料、透明导电材料和多种其他导电材料中的至少一种，从而具有导电性。例如，电极部130a和/或联接线130b可包括上文描述为形成第一电极单元111a、第一联接部111b、第二电极单元112a和/或第二联接部112b的材料的导电材料中的至少一种。此外，电极部130a和/或联接线130b可由与形成第一电极单元111a、第一联接部111b、第二电极单元112a和/或第二联接部112b的导电材料基本上相同或不同的材料制成。此外，电极部130a和/或联接线130b可实现为单层结构或多层结构。
根据示例性实施方式，第二电极130中的至少一些可彼此电联接。例如，第二电极130中的全部均可彼此电联接，同时共享单个第二线140。在此情况下，第二电极130还可被认为是单个集成电极。然而，示例性实施方式不限于这种配置。例如，在其他示例性实施方式中，各个第二电极130可联接到不同的线并且彼此隔离。替代地，在其他示例性实施方式中，第二电极130可被分成多个组，并且每个组中的第二电极130可彼此电联接。
根据示例性实施方式，第二电极130可通过第二线140联接到触摸驱动器200。具体地，在示例性实施方式中，第二电极130可联接到触摸驱动器200的参考电位端子。例如，第二电极130可联接到感测通道210的各个参考节点(参考电位节点)Nref。即，与图2中的示例性实施方式不同，在本示例性实施方式中，感测通道210是基于联接到第二电极130的参考节点Nref的电位而不是基于地电位进行操作的。在示例性实施方式中，至少一个缓冲器BU可联接在第二电极130与参考节点Nref之间。缓冲器BU可缓冲并输出从第二电极130输入的信号(例如，噪声电压Vnoise)。
在示例性实施方式中，传感器单元100还可包括第三虚设图案131，第三虚设图案131具有与第二电极130的各个电极部130a对应的尺寸和形状，并且设置在各个第二电极单元112a中。例如，第三虚设图案131还可包括设置在与电极部130a相同的层上的第三虚设图案131，以具有与电极部130a的尺寸和形状基本上相同的尺寸和形状。在示例性实施方式中，第三虚设图案131可与第二虚设图案114重叠。在此情况下，有效区AA可具有完全均匀的图案，并且因此可在整个有效区AA中确保均匀的可视性质。然而，示例性实施方式不限于这种配置。例如，在其他示例性实施方式中，可不设置第一虚设图案113、第二虚设图案114和第三虚设图案131中的至少一些。
同时，虽然图3中示出了其中第一电极110和第二电极130包括板状电极单元111a和112a或电极部130a的示例性实施方式，但是示例性实施方式不限于此。例如，在其他示例性实施方式中，第一电极110和第二电极130中的至少一个可实现为网状电极。
根据示例性实施方式，感测通道210中的每个可包括第一节点N1和参考节点Nref，其中，第一节点N1通过相应的第一线120联接到第一电极110中的任何一个，参考节点Nref通过缓冲器BU和第二线140联接到第二电极130。
感测通道210中的每个可包括第一开关SW1和第二开关SW2、第一电压源V1、第一放大器211、第二电压源V2、电容器Cs以及复位开关SWr。
第一开关SW1可联接在第一节点N1与第一电压源V1之间。第二开关SW2可联接在第一节点N1与第一放大器211的第一输入端子IN1之间。第一电压源V1可联接在第一节点N1与参考节点Nref之间。第一放大器211可包括第一输入端子IN1、第二输入端子IN2和输出端子OUT1，其中，第一输入端子IN1通过第二开关SW2联接到第一节点N1，第二输入端子IN2通过第二电压源V2联接到参考节点Nref，输出端子OUT1联接到处理器220。第二电压源V2可联接在第二输入端子IN2与参考节点Nref之间。电容器Cs和复位开关SWr可并联联接在第一输入端子IN1与参考节点Nref之间。
图3的示例性实施方式与图2的示例性实施方式的不同之处在于，各个感测通道210的参考节点Nref连接到第二电极130而不是地GND。然而，由根据图3的示例性实施方式的感测通道210执行的实际操作过程与图2的示例性实施方式的实际操作过程基本上相同。
即，感测通道210可在第一周期期间向各个第一电极110提供驱动信号，并且可在第二周期期间从各个第一电极110接收感测信号Sse。这种感测通道210基于参考节点Nref的电位生成与从各个第一电极110输入的感测信号Sse对应的输出信号。例如，感测通道210可生成与来自各个第一电极110的感测信号Sse的电压和参考节点Nref的电压之间的差的对应的输出电压。感测通道210的输出电压被输入到处理器220。
处理器220接收感测通道210的输出信号并基于输出信号检测触摸输入。例如，处理器220可通过合计从感测通道210接收的输出信号来检测是否已经做出触摸输入以及发生触摸输入的位置。根据示例性实施方式，处理器220可实现为但不限于微处理器(MPU)。例如，在示例性实施方式中，处理器220可实现为微控制器(MCU)或任何其他类型的处理器。
如上所述，在示例性实施方式中，除了用于检测触摸输入的电极(例如，第一电极110)之外，还设置有第二电极130。第二电极130与第一电极110隔离，并且寄生电容形成在第二电极130中的每个与相邻电极(第一电极110中的至少一些、显示面板300中的至少一个电极以及与相应的第二电极相邻的其他第二电极130中的至少一些)之间。这种第二电极130电联接到触摸驱动器200的参考电位端子(例如，感测通道210的参考节点Nref)。
因此，参考节点Nref的电压还根据第二电极130的电压的变化而变化。即，感测通道210的参考电位可根据第二电极130的电位(电压电平)而变化。
另一方面，第二电极130的电位可根据从显示面板300等流入到传感器单元100中的噪声电压Vnoise而变化。例如，第二电极130的电位可响应于从显示面板300等流入到传感器单元100中的共模噪声的电压电平而变化。
因此，如示例性实施方式中那样，当还可将第二电极130设置在有效区AA中并且使用流入到第二电极130中的噪声电压Vnoise来改变感测通道210的参考电位时，包括在输入到感测通道210的感测信号Sse中的噪声分量(波纹)可在感测通道210内消除或减小。因此，可通过增加触摸传感器的信噪比(在下文中称为“SNR”)来改善触摸传感器的灵敏度。即，根据示例性实施方式，可提供其中使噪声引起的故障最小化并且具有高灵敏度的触摸传感器以及具有所述触摸传感器的显示设备。
此外，在示例性实施方式中，第二电极130的各个电极部130a布置成至少不与第一电极单元111a和第二电极单元112a重叠。因此，可减小第一方向-第一电极111/第二方向-第一电极112与第二电极130之间的寄生电容。
此外，传感器单元100可以以从自电容型和互电容型中选择的任何操作模式来驱动。在这里，当传感器单元100由互电容模式驱动时，第一方向-第一电极111可用作感测电极，并且第二方向-第一电极112可用作驱动电极。在此情况下，可减少或防止由驱动信号引起的第二电极130的电压中的变化。因此，可有效地检测噪声电压Vnoise。
以上描述的示例性实施方式根据流入到传感器单元100中的噪声电压Vnoise来改变触摸驱动器200的参考电位端子的电压(例如，感测通道210的参考节点Nref的电压)。因此，可防止或减小流入到触摸传感器中的噪声电压Vnoise的影响。本示例性实施方式可有效地应用于在传感器单元100与显示面板300之间具有短距离的显示设备等。例如，当示例性实施方式应用到其中第一电极110直接地形成在显示面板300的上基底或薄膜封装(TFE)层上的噪声敏感的on-cell显示设备等时，可有效地改善触摸灵敏度。然而，显而易见的是，示例性实施方式的应用范围不限于此，并且示例性实施方式可应用到多种类型的其他显示设备或电子设备。
图4是图3中示出的传感器单元的示例性实施方式的图，并且图5A和图5B是示出图4中的传感器单元的不同修改的图。图6A是图4中的传感器单元的第一层的图，并且图6B是图4中的传感器单元的第二层的图。图7A是沿着图4的线I-I'截取的剖视图，并且图7B是沿着图4的线II-II'截取的剖视图。在图4至图7B中，相同的附图标记用于标明与图3中的组件类似的或相同的组件，并且将省略该组件的详细描述以避免冗余。
参考图4至图7B，在示例性实施方式中，第一电极单元111a和第二电极单元112a可彼此间隔开地布置在相同的层上。例如，第一电极单元111a和第二电极单元112a可设置在位于基底101上的第一层L1上。此外，开口OP可形成在各个内部区域(例如，第一电极单元111a和第二电极单元112a的各个中央部)中。此外，浮动的第一虚设图案113可设置在第一电极单元111a的开口OP中，并且浮动的第二虚设图案114可设置在第二电极单元112a的开口OP中。根据实施方式，由于第一电极单元111a和第二电极单元112a与第一虚设图案113和第二虚设图案114间隔开，因此第一虚设图案113和第二虚设图案114可布置在与第一电极单元111a和第二电极单元112a相同的层(例如，第一层L1)上。然而，示例性实施方式不限于这种配置。例如，在其他示例性实施方式中，可不设置第一虚设图案113和第二虚设图案114中的至少一个，或者替代地，第一虚设图案113和第二虚设图案114中的至少一个可设置在与第一电极单元111a和第二电极单元112a的层不同的层上。
在示例性实施方式中，第一联接部111b或第二联接部112b可与第一电极单元111a和第二电极单元112a一起设置在第一层L1上。例如，第二联接部112b可联接成与第二电极单元112a集成，并且然后可设置在第一层L1上。然而，示例性实施方式不限于这种配置。例如，在其他示例性实施方式中，第一联接部111b和第二联接部112b两者均可设置在与第一电极单元111a和第二电极单元112a的层不同的层上。替代地，在示例性实施方式中，第一电极单元111a和第二电极单元112a可位于彼此间隔开的不同的层上。例如，第一电极单元111a可联接成与第一联接部111b集成，并且第二电极单元112a可联接成与第二联接部112b集成，但是第一方向-第一电极111和第二方向-第一电极112可设置在彼此间隔开的不同的层上。
在示例性实施方式中，第一联接部111b可布置在与第一层L1隔离的第二层L2上，第一层L1与第二层L2以其中至少一个绝缘层(例如，图7A和图7B中示出的第一绝缘层102)插置在第一层L1与第二层L2之间的状态隔离。在实施方式中，第二层L2可位于基底101与第一层L1之间。即，第一联接部111b可实现为下桥。然而，示例性实施方式不限于这种配置。例如，在其他示例性实施方式中，第一层L1和第二层L2的位置可颠倒。即，根据示例性实施方式，第一层L1可布置在基底101与第二层L2之间，并且第一联接部111b可实现为上桥。以此方式，当第一联接部111b布置在与第一电极单元111a的层不同的层上时，第一联接部111b可通过第一接触孔CH1电联接在相邻的第一电极单元111a之间。
此外，根据示例性实施方式，第二电极130和第三虚设图案131可设置在第二层L2上。在其他实施方式中，第一联接部111b、第二电极130和第三虚设图案131中的至少一些可布置在不同的层上。例如，第一方向-第一电极111和第二方向-第一电极112可设置在彼此间隔开的不同的层上，并且第二电极130可布置在其上设置有第一方向-第一电极111和第二方向-第一电极112的两个层之间的中间层上。
根据示例性实施方式，电极部130a可设置在第一电极单元111a的各个开口OP中。如图4中所示，例如，电极部130a可设置在各个第一电极单元111a中，使得电极部130a具有比第一虚设图案113的面积小的面积，并且与第一虚设图案113重叠。以此方式，当电极部130a布置在第一电极单元111a中使得电极部130a不与第一电极单元111a重叠时，可减小第一电极110与第二电极130之间的寄生电容。然而，电极部130a的面积/形状和/或位置不受特别地限制，并且可以以多种方式变化和实践。
例如，如图5A中所示，形成对并且彼此对应的电极部130a和第一虚设图案113可彼此完全地重叠，同时具有基本上相同的面积和基本上相同的形状。在此情况下，形成对并且彼此对应的第二虚设图案114和第三虚设图案131也可彼此完全地重叠，同时具有基本上相同的面积和基本上相同的形状，从而使得有效区AA完全均匀地可视化。
根据示例性实施方式，在图4和图5A中，第一电极单元111a和第二电极单元112a、第一联接部111b和第二联接部112b、第一虚设图案113和第二虚设图案114以及电极部130a中的全部均被示出为大致板状图案或大致条状图案，但是示例性实施方式不限于此。例如，第一电极单元111a和第二电极单元112a、第一联接部111b和第二联接部112b、第一虚设图案113和第二虚设图案114以及电极部130a中的至少一种还可实现为网状电极或网状图案。即，在其他示例性实施方式中，第一方向-第一电极111、第二方向-第一电极112、第二电极130以及第一虚设图案113和第二虚设图案114中的至少一种可以以网状形状实现。
例如，如图5B中所示，第一电极单元111a和第二电极单元112a、第一联接部111b和第二联接部112b、第一虚设图案113和第二虚设图案114以及电极部130a中的每个可为包括多根导电细线FL的网状电极或网状图案。此外，虽然图5B中示出了联接线130b中的每个具有单根线的形式，但是联接线130b中的每个还可以以包括多根导电细线的网状形状实现。此外，虽然图5B中示出了其中导电细线FL布置在例如对角线方向上的示例性实施方式，但是导电细线FL的布置方向或形状可以以多种方式变化。此外，为了方便说明，图5B中省略了接触孔(例如，图4的第一接触孔CH1)的图示。然而，当第一电极单元111a和第一联接部111b布置在不同的层上时，构成各个第一方向-第一电极111的第一电极单元111a和第一联接部111b可通过接触孔彼此物理联接和/或电联接。
另一方面，在其他示例性实施方式中，第一电极单元111a和第二电极单元112a、第一联接部111b和第二联接部112b、第一虚设图案113和第二虚设图案114以及电极部130a中的仅一些可实现为大致板状或大致条状的电极或图案，并且剩余组件可以以网状形状实现。即，在示例性实施方式中，第一方向-第一电极111、第二方向-第一电极112、第二电极130以及第一虚设图案113和第二虚设图案114的形状或结构可以以多种形式变化和实践。
根据示例性实施方式，电极部130a可通过联接线130b在第一方向上联接。联接线130b的某些区域可与第一电极单元111a重叠。在示例性实施方式中，电极部130a和联接线130b可与第一联接部111b一起设置在传感器单元100的第二层L2上。在这里，电极部130a和联接线130b可联接成彼此集成。
当电极部130a和联接线130b布置在与第一联接部111b相同的层上时，联接线130b可设置成不与第一联接部111b重叠。例如，联接线130b可通过绕行围绕其中设置有第一联接部111b的区域来电联接相邻的电极部130a，使得联接线130b不穿过该区域。借助于此，位于相应区域中的第一方向-第一电极111和第二电极130可保持在隔离状态中。
在以上描述的示例性实施方式中，开口OP可分别形成在第一电极单元111a和第二电极单元112a中，并且第二电极130的电极部130a或第三虚设图案131可布置在开口OP中。借助于此结构，可有效地检测噪声电压Vnoise，并且有效区AA可基本上均匀地可视化。
同时，在一些示例性实施方式中，作为传感器单元100的基础材料的基底101可为构成显示面板(例如，图1的300)的基底和绝缘层中的任何一个。例如，显示面板300可为设置有薄膜封装层的有机发光显示面板，并且基底101可为薄膜封装层。即，在示例性实施方式中，构成传感器单元100的传感器图案(例如，第一方向-第一电极111、第二方向-第一电极112、第二电极130、第一虚设图案113和/或第二虚设图案114)可直接地形成和/或设置在有机发光显示面板的薄膜封装层上。在此情况下，设置在基底(薄膜封装层)101的第一表面(例如，顶面)上的传感器图案位于第二电极(例如，设置在基底101的第二表面(例如，底面)上的发光元件的阴极电极330(例如，设置成与基底101的第二表面接触))附近。因此，来自阴极电极330的噪声电压Vnoise可流入到传感器图案中。
然而，如上所述，在示例性实施方式中，可使用传感器单元100中设置的第二电极130来消除或减小噪声电压Vnoise。因此，根据示例性实施方式，当实施设置有薄膜封装层的传感器显示集成面板并且薄膜封装层的厚度减小(例如，小于约10μm)时，可充分地确保触摸传感器的灵敏度。
图8至图12是示出图3中示出的传感器单元的其他示例性实施方式的图，并且分别示出了图4的示例性实施方式的不同的修改。即，图4和图8至图12示出了与图3中的传感器单元相关的多种示例性实施方式。在图8至图12中，相同的附图标记用于标明与以上描述的实施方式中的组件类似的或相同的组件，并且将省略该组件的详细描述以避免冗余。
参考图8，可不设置第三虚设图案131。在这里，第二虚设图案114可设置在与第二电极单元112a相同的层上，例如，设置在第一层L1上，但是第二虚设图案114的位置不受特别地限制。例如，在其他示例性实施方式中，第二虚设图案114可设置在与第二电极130相同的层上，例如，设置在第二层L2上。
参考图9，可不设置第二层L2上的电极部130a和第三虚设图案131。代替地，在图9的示例性实施方式中，与第一电极单元111a和第二电极单元112a一起设置在第一层L1上的第一虚设图案113通过设置在第二层L2上的联接线130b在第一方向上联接。在本示例性实施方式中，可使用第一虚设图案113和联接线130b形成第二电极130。以此方式，在一些示例性实施方式中，第一虚设图案113可用作第二电极130的电极部。在此情况下，电极部(即，第一虚设图案113)可设置在传感器单元100的第一层L1上以与第一电极单元111a间隔开。此外，联接线130b可设置在与第一层L1隔离的第二层L2上，第二层L2与第一层L1以其中至少一个绝缘层(例如，第一绝缘层102)插置在第一层L1与第二层L2之间的状态隔离，并且联接线130b可通过穿过第一绝缘层102形成的接触孔(未示出)电联接到电极部。
参考图10，在第一虚设图案113和电极部130a之中，形成对且彼此重叠的第一虚设图案113和电极部130a可通过至少一个第二接触孔CH2彼此电联接。例如，彼此重叠的第一虚设图案113和电极部130a可通过穿过插置在第一虚设图案113与电极部130a之间的第一绝缘层102形成的多个第二接触孔CH2彼此电联接。因此，每个第二电极130可实现为多层结构。即，在示例性实施方式中，第一虚设图案113可与电极部130a和联接线130b一起构成各个第二电极130。
参考图11，第一电极单元111a和第二电极单元112a中的每个可不包括开口OP，并且可不设置第一虚设图案113和第二虚设图案114。在这里，电极部130a可布置在第一电极单元111a中以与第一电极单元111a的相应的某一区域(具体地，中央区域)重叠。在这里，电极部130a可布置成与第一电极单元111a间隔开，其中，至少第一绝缘层102插置在电极部130a与第一电极单元111a之间，从而使得第一方向-第一电极111和第二电极130保持在隔离状态中。
参考图12，可不设置图11的示例性实施方式中的第三虚设图案131。即，在图12的示例性实施方式中，除了构成第二电极130所需的最低限度的组件之外，可省略第一虚设图案113、第二虚设图案114和第三虚设图案131中的全部。
如以上描述的示例性实施方式中，传感器单元100包括分布在有效区AA上的第一电极110和第二电极130，以分别检测触摸输入和噪声电压Vnoise。根据示例性实施方式，第一电极110和第二电极130的结构和形状可以以多种形式改变。
图13是根据本发明的原理构造的触摸传感器的第二实施方式的图，并且示出了图3中示出的触摸传感器的修改。在图13中，相同的附图标记用于标明与图3中的组件类似的或相同的组件，并且将省略该组件的详细描述以避免冗余。
参考图13，感测通道210中的每个可包括并联联接在第一放大器211的第一输入端子IN1和输出端子OUT1之间的电容器Cs和复位开关SWr。即，在图13的示例性实施方式中，电容器Cs和复位开关SWr的位置变化到第一放大器211的第一输入端子IN1和输出端子OUT1之间的位置。在示例性实施方式中，第一输入端子IN1可为反相输入端子，并且第二输入端子IN2可为非反相输入端子，但是示例性实施方式不限于此。另一方面，联接在第一放大器211的第二输入端子IN2与参考节点Nref之间的第二电压源V2可为预定的偏置电源。在以上描述的实施方式中，第一放大器211可用作积分器。
根据示例性实施方式，模数转换器(ADC)230可联接在每个第一放大器211与处理器220之间。在这里，可以以一一对应的方式为各个感测通道210设置ADC 230，或者替代地，单个ADC 230可由多个感测通道210共享。在多个感测通道210共享单个ADC 230的实施方式中，用于选择通道的开关电路可另外地联接在感测通道210与ADC 230之间。为了方便说明，假设多个ADC 230分别与感测通道210对应。
ADC 230中的每个可包括联接到相应的感测通道210的输出端子(例如，第一放大器211的输出端子OUT1)的第三输入端子IN3以及联接到相应的感测通道210的参考节点Nref的第四输入端子IN4。
根据示例性实施方式，ADC 230中的每个可实现为以差分模式操作并且输出与第三输入端子IN3和第四输入端子IN4的电压之间的差对应的数字信号的差分ADC。这种ADC230可将由感测通道210生成的输出电压转换成数字信号，并且输出该数字信号。例如，ADC230中的每个可输出与相应的第一放大器211的输出电压和相应的参考节点Nref的电压之间的差对应的数字信号。同时，在示例性实施方式中，ADC 230中的每个可实现为单输入型(单端)ADC。在此情况下，差分放大器等可另外地联接在彼此对应的感测通道210与ADC 230之间。从ADC 230输出的数字信号可输入到处理器220，并且用于检测触摸输入。
以上描述的示例性实施方式配置成使得设置在图3的实施方式中的感测通道210中的比较器被替换成积分器，并且因此，感测通道210的内部结构和操作可以以多种方式改变。即使在图13的示例性实施方式中，参考节点Nref仍联接到第二电极130，从而使得包括在输入到感测通道210的感测信号Sse中的噪声分量被有效地消除。
图14是根据本发明的原理构造的触摸传感器的第三实施方式的图，并且示出了图3中示出的触摸传感器的修改。在图14中，相同的附图标记用于标明与图3中的组件类似的或相同的组件，并且将省略该组件的详细描述以避免冗余。
参考图14，根据示例性实施方式的触摸传感器还可包括联接在第二电极130与参考节点Nref之间的放大电路240。根据示例性实施方式，放大电路240可包括第二放大器241和至少一个可变电阻器(VR1至VR7中的至少一个)，其中，第二放大器241配置成通过第二线140从第二电极130接收噪声电压Vnoise，至少一个可变电阻器联接在第二放大器241的输出端子OUT2与预定的参考电压源(在下文中，假设为“地GND”)之间。
根据示例性实施方式，可变电阻器(VR1至VR7中的至少一个)可联接到感测通道210中的至少一个的参考节点Nref。即，每个可变电阻器(VR1至VR7中的任何一个)可联接在第二放大器241的输出端子OUT2与感测通道210中的至少一个的参考节点Nref之间。
例如，放大电路240可包括与各个感测通道210对应的多个可变电阻器VR1至VR7，并且可变电阻器VR1至VR7可联接到不同的感测通道210的参考节点Nref。即，各个感测通道210的参考节点Nref可通过至少一个可变电阻器(VR1至VR7中的至少一个)联接到第二电极130。
根据示例性实施方式，第二放大器241可包括通过第二线140联接到第二电极130的第五输入端子IN5以及联接到预定的参考电压源GND的第六输入端子IN6。图14的Ra和Rb示出了第二放大器241的输入阻抗/输出阻抗。
根据示例性实施方式，与各个感测通道210对应的多个可变电阻器VR1至VR7可联接在第二放大器241的输出端子OUT2与参考电压源GND之间。此外，根据示例性实施方式，可变电阻器VR1至VR7可彼此并联联接。在此情况下，输入到每个感测通道210的参考节点Nref的信号的增益(即，噪声电压Vnoise)可根据输入到相应的感测通道210的感测信号Sse中所包括的噪声分量的大小而独立地调整。
根据以上描述的示例性实施方式，各个感测通道210的噪声增益可根据联接到各个感测通道210的第一电极110的位置(例如，X坐标和/或Y坐标)通过调整可变电阻器VR1至VR7的电阻值而容易地调整。例如，可独立地调整各个可变电阻器VR1至VR7的电阻值，使得输入到每个感测通道210的第一节点N1的感测信号Sse的噪声分量通过输入到感测通道210的参考节点Nref的噪声电压Vnoise而被最大程度地消除。
根据示例性实施方式，可变电阻器VR1至VR7的电阻值可在设计产品(根据示例性实施方式的触摸传感器和/或具有根据示例性实施方式的触摸传感器的显示设备)的阶段中设置，或在发布产品之前的模块处理中设置。替代地，根据示例性实施方式，即使在已经发布产品之后，产品仍可设计成使得可变电阻器VR1至VR7的电阻值可根据预定时间点或预定周期而改变，或可基于用户的选择通过环境设置(配置)等来改变。
在以上描述的示例性实施方式中，可使用放大电路240和设置在其中的可变电阻器VR1至VR7来为各个感测通道210优化和调整噪声增益。因此，即使从各个第一电极110检测的感测信号Sse包括根据第一电极110的各个位置而不同的噪声分量，仍可有效地消去和消除噪声分量。
根据按照本发明的原理构造的触摸传感器以及驱动触摸传感器的方法，可有效地减小或消除流入到触摸传感器的传感器单元中的噪声。因此，可使触摸传感器的故障最小化，并且可改善感测灵敏度。
虽然已经在本文中描述了某些示例性实施方式和实现方式，但是根据本描述，其他实施方式和修改将是显而易见的。因此，本发明构思不限于此类实施方式，而是限于所提出的权利要求的更宽泛的范围以及多种明显的修改和等同布置。

Claims (15)

1.触摸传感器，包括：
传感器单元，包括在有效区中彼此间隔开的多个第一电极以及至少一个第二电极；
多个感测通道，分别联接到所述第一电极中的一个，并且每个感测通道包括联接到所述至少一个第二电极的具有可变电压的参考节点；以及
处理器，从所述感测通道接收输出信号，并且基于所述输出信号检测触摸输入，
其中，所述多个感测通道配置成：
在第一周期期间向各个第一电极提供驱动信号，
在第二周期期间从各个第一电极接收感测信号，以及
基于各个所述参考节点的电位生成与从各个第一电极接收的所述感测信号对应的所述输出信号。
2.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述感测通道中的每个包括：
第一节点，联接到所述第一电极中的任何一个；
第一电压源，联接在所述第一节点与所述参考节点之间；
第一开关，联接在所述第一节点与所述第一电压源之间；
第一放大器，设置有联接到所述第一节点的第一输入端子和联接到所述参考节点的第二输入端子；以及
第二开关，联接在所述第一节点与所述第一输入端子之间。
3.根据权利要求2所述的触摸传感器，其中，所述感测通道中的每个还包括并联联接在所述第一输入端子与所述参考节点之间的电容器和复位开关。
4.根据权利要求2所述的触摸传感器，其中，所述感测通道中的每个还包括联接在所述第二输入端子与所述参考节点之间的第二电压源。
5.根据权利要求2所述的触摸传感器，其中，所述感测通道中的每个还包括并联联接在所述第一放大器的输出端子与所述第一输入端子之间的电容器和复位开关。
6.根据权利要求5所述的触摸传感器，还包括联接在所述第一放大器的所述输出端子与所述处理器之间的至少一个模数转换器，以及
其中，所述模数转换器配置成输出与所述第一放大器的输出电压和所述参考节点的电压之间的差对应的数字信号。
7.根据权利要求1所述的触摸传感器，还包括联接在所述第二电极与所述参考节点之间的放大电路。
8.根据权利要求7所述的触摸传感器，其中，所述放大电路包括：
第二放大器，设置有分别联接到所述第二电极和参考电压源的两个输入端子；以及
至少一个可变电阻器，联接在所述第二放大器的输出端子与所述感测通道中的至少一个的所述参考节点之间。
9.根据权利要求8所述的触摸传感器，其中，所述放大电路还包括联接到所述感测通道中的一个或多个的多个可变电阻器。
10.根据权利要求9所述的触摸传感器，其中，所述可变电阻器彼此并联联接，并且联接到所述参考节点中的每个。
11.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中：
所述第一电极中的每个包括具有开口的至少一个电极单元，以及
所述第二电极包括与所述第一电极中的至少一个的所述电极单元中形成的开口重叠的电极部。
12.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述第一电极包括：
多个第一方向-第一电极，在所述有效区中沿着第一方向延伸；以及
多个第二方向-第一电极，在所述有效区中沿着第二方向延伸。
13.根据权利要求12所述的触摸传感器，其中：
所述第一方向-第一电极中的每个包括多个第一电极单元和多个第一联接部，其中，所述多个第一电极单元沿着所述第一方向布置并且在所述多个第一电极单元中设置有至少一个开口，所述多个第一联接部配置成沿着所述第一方向联接所述第一电极单元，以及
所述第二方向-第一电极中的每个包括多个第二电极单元和多个第二联接部，其中，所述多个第二电极单元沿着所述第二方向布置，所述多个第二联接部配置成沿着所述第二方向联接所述第二电极单元。
14.根据权利要求13所述的触摸传感器，其中：
所述传感器单元具有包括所述第二电极的多个第二电极，所述多个第二电极在所述有效区中沿着所述第一方向延伸，以及
所述第二电极中的每个包括：
多个电极部，与所述第一电极单元的各个开口重叠，以及
至少一根联接线，配置成在所述第一方向上联接所述电极部。
15.根据权利要求14所述的触摸传感器，其中，所述第二电极彼此电联接。
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