後述する本発明に対する詳細な説明は、本発明が実施され得る特定の実施形態を例示として示す添付の図面を参照する。これら実施形態は、当業者が本発明を実施するのに十分なように詳細に説明される。本発明の多様な実施形態は互いに異なるが相互排他的である必要はないことが理解されなければならない。例えば、ここに記載されている特定の形状、構造、及び特性は、一実施形態に関連して本発明の精神及び範囲を外れないながらも他の実施形態で具現され得る。また、それぞれの開示された実施形態内の個別の構成要素の位置又は配置は、本発明の精神及び範囲を外れないながらも変更され得ることが理解されなければならない。したがって、後述する詳細な説明は、限定的な意味として取ろうとするのではなく、本発明の範囲は、適切に説明されるならば、その請求項が主張することと均等な全ての範囲とともに添付された請求項によってのみ限定される。図面において類似の参照符号は、様々な側面にわたって同一又は類似の機能を指し示す。
以下、添付される図面を参照して本発明の実施形態によるタッチセンサ及びこれを含むタッチ入力装置を説明する。以下では、静電容量方式のタッチセンサ10を例示するが、任意の方式でタッチ位置を検出できるタッチセンサ10にも同一/類似に適用されてよい。
図1aを参照すると、実施形態によるタッチセンサ10は、所定の形状のパターンを含み、所定のパターンは、複数の駆動電極TX1~TXm、複数のタッチ信号検出電極RX1~RXn、及び複数のLGM妨害信号検出電極LX1~LXlを含んでよい。
タッチセンサ10の動作のために、複数の駆動電極TX1~TXmに駆動信号を印加する駆動部12、複数のタッチ信号検出電極RX1~RXnからタッチ表面に対する客体のタッチにより変化する静電容量の変化量に対する情報を含むタッチ位置と関連した信号でタッチ及びタッチ位置を検出するタッチ信号検出部11a、及び複数のLGM妨害信号検出電極からLGM妨害信号と関連した信号を検出するLGM妨害信号検出部11bを含んでよい。
実施形態によるタッチ信号検出部11aは、任意の駆動電極と相互静電容量を形成する所定のタッチ信号検出電極からタッチ位置と関連した信号を出力することができる。
実施形態によるタッチ位置と関連した信号は、客体のタッチによって発生する任意の駆動電極と所定のタッチ信号検出電極との間で発生する相互静電容量の変化量の情報とともに客体と任意の駆動電極及び/又は所定のタッチ信号検出電極との間のカップリングによって発生する前記相互静電容量の変化量を減少させる静電容量の情報を含んでよい(1)。
一方、実施形態によるLGM妨害信号検出部11bは、所定のLGM妨害信号検出電極からLGM妨害信号と関連した信号を出力することができる。所定のLGM妨害信号検出電極は、任意の駆動電極と相互静電容量を形成しない。ここで、実際には微かに相互静電容量が形成され得るが、タッチの有無の検出時に微かな相互静電容量は無視されてもよい。
実施形態によるLGM妨害信号と関連した信号は、客体のタッチによって発生する客体と任意の駆動電極及び/又は所定のLGM妨害信号検出電極との間のカップリングによって発生する前記相互静電容量の変化量を減少させる静電容量の情報を含んでよい(2)。
前記(1)及び(2)をLGM妨害信号と命名することができ、LGM妨害信号が生成される原理を図7及び図8を参照して後述する。
制御部13は、タッチ信号検出部11aから出力されたタッチ位置と関連した信号とLGM妨害信号検出部11bから出力されたLGM妨害信号と関連した信号とを用いて任意の駆動電極と所定のタッチ信号検出電極との間で発生する純粋な相互静電容量の変化量を取得することができる。
実施形態により、タッチ位置と関連した信号とLGM妨害信号と関連した信号とを用いて相互静電容量の変化量を取得する方法は、多様なものがあり得る。
具体的な一実施形態によれば、制御部13はLGM妨害信号検出部11bから出力されたLGM妨害信号と関連した信号を用いて、LGM現象によって発生するLGM妨害信号成分を導出することができる。制御部13は、導出されたLGM妨害信号成分を用いて、例えば、タッチ信号検出電極から検出された信号からLGM妨害信号成分を抑制することにより、任意の駆動電極と所定のタッチ信号検出電極との間で発生する純粋な相互静電容量の変化量を取得することができる。
タッチ信号検出電極から検出された信号からLGM妨害信号成分を抑制する方法としては、多様な方法があり得る。さらに具体的な一実施形態によれば、制御部13は、タッチ信号検出部11aから出力されたタッチ位置と関連した信号からLGM妨害信号検出部11bから出力されたLGM妨害信号と関連した信号を差し引いて任意の駆動電極と所定のタッチ信号検出電極との間で発生する純粋な相互静電容量の変化量を取得することができる。すなわち、客体によるタッチ表面のタッチ時、(A)一部のタッチ信号検出電極では、任意の駆動電極と相互静電容量を形成すると共にカップリングによる静電容量まで形成するが、(B)一部のLGM妨害信号検出電極では、任意の駆動電極と相互静電容量は形成せずにカップリングによる静電容量のみを形成するので、(A)から(B)を差し引けば純粋に相互静電容量の値のみを取得できるようになるわけである。
又は、他の実施形態によれば、タッチ位置と関連した信号XとLGM妨害信号YをaX+bY(a,b:係数)数式を適用した線形重畳(linear superposition)処理することにより、LGM妨害信号を抑制することもできる。実施形態により、係数a,bを電極の位置によって異なるように設定して前記数式を適用することもできる。
本発明の場合、このような方法を通じて、タッチ信号検出電極から検出された信号からLGM妨害信号のようなローカルノイズ(local noise)を抑制したり、さらには除去できるようになり、タッチ感度をより向上させることができるようになる。
図1aでは、タッチセンサ10の複数の駆動電極TX1~TXmと複数のタッチ信号検出電極RX1~RXn、及び複数のLGM妨害信号検出電極LX1~LXlが直交アレイを構成するもので示されているが、本発明はこれに限定されず、複数の駆動電極TX1~TXmと複数のタッチ信号検出電極RX1~RXn、及び複数のLGM妨害信号検出電極LX1~LXlが、対角線、同心円、及び三次元ランダム配列などをはじめとする任意の数の次元、及びこの応用配列を有するようにすることができる。ここで、n、l、及びmは、正の整数として互いに同じか又は異なる値を有してもよく、実施形態により大きさが変わってもよい。
複数の駆動電極TX1~TXmと複数のタッチ信号検出電極RX1~RXn、及び複数のLGM妨害信号検出電極LX1~LXlは、図2~図3に示されたように、それぞれ互いに交差するように配列されてよい。具体的に、複数の駆動電極TX1~TXmは、第1軸方向に延びて、複数のタッチ信号検出電極RX1~RXn及び複数のLGM妨害信号検出電極LX1~LXlは、第1軸方向と交差する第2軸方向に延びて配置されてよい。
複数の駆動電極TX1~TXmと複数のタッチ信号検出電極RX1~RXn、及び複数のLGM妨害信号検出電極LX1~LXlは、図2~図3に示されたように、互いに異なる二重層(2 layer)に形成されてよい。例えば、図2に示されたように、バー(bar)パターンであってもよく、図3に示されたように、ダイヤモンド(diamond)パターンであってもよい。ここで、複数の駆動電極TX1~TXmが形成された層が、複数のタッチ信号検出電極RX1~RXnが形成された層上に配置されてもよく、反対に配置されてもよい。二重層の間には複数の駆動電極と複数の受信電極との間の短絡を防ぐための絶縁層が形成されてもよい。
参考として、図1a、図2、及び図3では、複数のタッチ信号検出電極RX1~RXnが全て共に配置され、続いて複数のLGM妨害信号検出電極LX1~LXlが配置されたものを例示したが、他の実施形態によれば、複数のタッチ信号検出電極RX1~RXnのうちの少なくとも一つと複数のLGM妨害信号検出電極LX1~LXlのうちの少なくとも一つは、互いに交互に配置されてよい。すなわち、RX1-LX1-RX2-LX2のように配置されてよい。
複数の駆動電極TX1~TXmと複数のタッチ信号検出電極RX1~RXn及び複数のLGM妨害信号検出電極LX1~LXlを含むタッチセンサ10は、図4の(a)に示されたように、上/下に配置されたOCAと共にカバー層100とディスプレイパネル200Aとの間に配置されてよい(Add-on)。図4の(b)に示されたように、タッチセンサ10は、ディスプレイパネル200Aの上面(例えば、ディスプレイパネル200Aのエンカプセレーション層(encapsulation layer)の上面)に直接配置されてもよい(on-cell)。一方、複数の駆動電極TX1~TXmと複数のタッチ信号検出電極RX1~RXn及び複数のLGM妨害信号検出電極LX1~LXlを含むタッチセンサ10は、図4の(c)に示されたように、ディスプレイパネル200Aの内部(例えば、ディスプレイパネル200Aのエンカプセレーション層(encapsulation layer)と有機発光層との間)に配置されてもよい(in-cell)。
図4の(a)~(c)において、ディスプレイパネル200Aはリジッド(Rigid)OLEDパネルであってもよく、フレキシブル(Flexible)OLEDパネルであってもよい。リジッドOLEDパネルの場合、エンカプセレーション層とTFT層はガラスで形成されてよく、フレキシブルOLEDパネルの場合、エンカプセレーション層は薄膜(thin film)で形成され、TFT層はPIフィルムで形成されてよい。
一方、図4の(a)~(c)において、ディスプレイパネル200AがOLEDパネルで示されているが、これに限定するのではなく、図4の(d)~(f)に示されたように、ディスプレイパネル200BはLEDパネルであってもよい。LCDパネルの特性上、ディスプレイパネル200Bの下にはバックライトユニット(BLU)250が配置される。
具体的に、図4の(d)に示されたように、タッチセンサ10がカバーウインドウガラス100にタッチセンサ10が付着(Add-on)されたものであってよい。ここで、図面に示さなかったが、タッチセンサ10がカバーウインドウガラス100の上面にフィルム形態で付着されてもよい。図4の(e)に示されたように、タッチセンサ10がディスプレイパネル200Bのカラーフィルターガラス(Color Filter Glass)に形成(on-cell)されてよい。ここで、タッチセンサ10は図面に示されたように、カラーフィルターガラスの上面に形成されたものであってもよく、図面に示さなかったが、タッチセンサ10がカラーフィルターガラスの下面に形成されてもよい。図4の(f)に示されたように、タッチセンサ10がTFT層(TFT array)に形成されてもよい(in-cell)。ここで、タッチセンサ10は、図面に示されたように、TFT層(TFT array)の上面に形成されたものであってもよく、図面に示さなかったが、タッチセンサ10がTFT層(TFT array)の下面に形成されてもよい。また、別途の図面で示さなかったが、ディスプレイパネル200Bのカラーフィルターガラスに駆動電極と受信電極のうちの一つが形成され、TFT層に残りの一つが形成されてもよい。
再び、図1を参照すると、複数の駆動電極TX1~TXm、複数のタッチ信号検出電極RX1~RXn、及び複数のLGM妨害信号検出電極LX1~LXlのうちの少なくとも一つは、透明伝導性物質(例えば、酸化スズ(SnO2)及び酸化インジウム(In2O3)等からなるITO(Indium Tin Oxide)又はATO(Antimony Tin Oxide))等で形成されてよい。しかし、これは単に例示に過ぎず、複数の駆動電極TX1~TXm、複数のタッチ信号検出電極RX1~RXn、及び複数のLGM妨害信号検出電極LX1~LXlのうちの少なくとも一つは、他の透明伝導性物質又は不透明伝導性物質で形成されてもよい。例えば、銀インク(silver ink)、銅(copper)、銀ナノ(nano silver)、及び炭素ナノチューブ(CNT:Carbon Nanotube)のうちの少なくともいずれか一つを含んで構成されてよい。また、複数の駆動電極TX1~TXm、複数のタッチ信号検出電極RX1~RXn、及び複数のLGM妨害信号検出電極LX1~LXlのうちの少なくとも一つは、メタルメッシュ(metal mesh)で具現されてよい。
駆動部12は、駆動信号を駆動電極TX1~TXmに印加することができる。タッチ信号検出部11aは、タッチ信号検出電極RX1~RXnを介して駆動信号が印加された駆動電極TX1~TXmとタッチ信号検出電極RX1~RXnとの間に生成された相互静電容量の変化量に関する情報を含むタッチ位置と関連した信号を受信することにより、タッチの有無及びタッチ位置を検出することができる。タッチ位置と関連した信号は、駆動電極TX1~TXmに印加された駆動信号が駆動電極TX1~TXmとタッチ信号検出電極RX1~RXnとの間に生成された相互静電容量によってカップリングされた信号だけでなく、ノイズ信号も含む。ノイズ信号は、フローティング状態で生成されたLGM妨害信号情報を含んでよい。
タッチ信号検出部11aは、それぞれのタッチ信号検出電極RX1~RXnとスイッチを介して連結された受信機を含んで構成されてよい。前記スイッチは、当該タッチ信号検出電極RX1~RXnの信号を感知する時間区間にオン(on)になってタッチ信号検出電極RX1~RXnからタッチ位置と関連した信号が受信機から出力され得るようにする。
例えば、図1bを参照すると、受信機は、増幅器AMP1-1~AMP1-n及び増幅器の負(-)入力端IN1-1~IN1-nと増幅器の出力端OUT1-1~OUT1-nとの間、すなわち、帰還経路に結合された帰還キャパシタを含んで構成されてよい。この時、増幅器の正(+)入力端IN2-1~IN2-nは、基準電圧(reference voltage)に接続されてよい。ここで、基準電圧は、例えば、グランド電圧であってもよいが、これに制限されるわけではない。また、受信機は、帰還キャパシタと並列に連結されるリセットスイッチをさらに含んでよい。リセットスイッチは、受信機によって遂行される電流から電圧への変換をリセットすることができる。増幅器の負入力端IN1-1~IN1-nは、当該タッチ信号検出電極RX1~RXnとそれぞれ連結されてタッチ位置と関連した信号SRX1~SRXnを受信した後、積分して電圧に変換することができる。
タッチ信号検出部11aは、受信機を介して積分されたデータをデジタルデータ値に変換するADC(analog to digital converter)をさらに含んでよい。その後、デジタルデータは、プロセッサ(図示せず)に入力されてタッチセンサ10に対するタッチ情報を取得するように処理されてよい。タッチ信号検出部11aは、受信機とともに、ADC及びプロセッサを含んで構成されてよい。
実施形態によるタッチ信号検出部11aは、受信機を介して積分されたタッチ位置と関連した信号SRX1~SRXnをデジタルデータ値SRXD1~SRXDnに変換して出力することができる。
タッチ信号検出部11aは、受信機とADCをそれぞれのタッチ信号検出電極に一対一に対応して含んでよい。したがって、それぞれのタッチ信号検出電極からそれぞれのタッチ位置と関連した信号が出力され、当該受信機及びADCを介してそれぞれのデジタルデータ値を出力することができる。
一方、LGM妨害信号検出部11bは、それぞれのLGM妨害信号検出電極LX1~LXlとスイッチを介して連結された受信機を含んで構成されてよい。前記スイッチは、当該LGM妨害信号検出電極LX1~LXlの信号を感知する時間区間にオン(on)になってLGM妨害信号検出電極LX1~LXlからLGM妨害信号と関連した信号が受信機から出力され得るようにする。
例えば、図1cを参照すると、受信機は、増幅器AMP2-1~AMP2-l及び増幅器の負(-)入力端IN3-1~IN3-lと増幅器の出力端OUT2-1~OUT2-lとの間、すなわち、帰還経路に結合された帰還キャパシタを含んで構成されてよい。この時、増幅器の正(+)入力端IN4-1~IN4-lは、基準電圧(reference voltage)に接続されてもよい。ここで、基準電圧は、例えば、グランド電圧であってもよいが、これに制限されるわけではない。また、受信機は、帰還キャパシタと並列に連結されるリセットスイッチをさらに含んでよい。リセットスイッチは、受信機によって遂行される電流から電圧への変換をリセットすることができる。増幅器の負入力端IN3-1~IN3-lは、当該LGM妨害信号検出電極LX1~LXlとそれぞれ連結されてLGM妨害信号と関連した信号SLX1~SLXlを受信した後、積分して電圧に変換することができる。
LGM妨害信号検出部11bは、受信機を介して積分されたデータをデジタルデータ値に変換するADC(analog to digital converter)をさらに含んでよい。その後、デジタルデータはプロセッサ(図示せず)に入力されてタッチセンサ10に対するLGM妨害信号と関連した信号を取得するように処理されてよい。LGM妨害信号検出部11bは受信機とともに、ADC及びプロセッサを含んで構成されてよい。
実施形態によるLGM妨害信号検出部11bは、受信機を介して積分されたLGM妨害信号と関連した信号SLX1~SLXlをデジタルデータ値SLXD1~SLXDlに変換して出力することができる。
LGM妨害信号検出部11bは、受信機とADCをそれぞれのLGM妨害信号検出電極に一対一に対応して含んでよい。したがって、それぞれのLGM妨害信号検出電極からそれぞれのLGM妨害信号と関連した信号が出力され、当該受信機及びADCを介してそれぞれのデジタルデータ値を出力することができる。
制御部13は、駆動部12とタッチ信号検出部11a及びLGM妨害信号検出部11bの動作を制御する機能を遂行することができる。例えば、制御部13は、駆動制御信号を生成した後、駆動部12に伝達して駆動信号が所定の時間に予め設定された駆動電極TX1~TXmに印加されるようにすることができる。また、制御部13は、感知制御信号を生成した後、タッチ信号検出部11aに伝達してタッチ信号検出部11aが所定の時間に予め設定されたタッチ信号検出電極RX1~RXnからタッチ位置と関連した信号の入力を受けて予め設定された機能を遂行するようにでき、制御部13は、感知制御信号を生成した後、LGM妨害信号検出部11bに伝達してLGM妨害信号検出部11bが所定の時間に予め設定されたLGM妨害信号検出電極LX1~LXlからLGM妨害信号と関連した信号の入力を受けて予め設定された機能を遂行するようにできる。
図1aにおいて、駆動部12、タッチ信号検出部11a、及びLGM妨害信号検出部11bは、タッチセンサ10に対するタッチの有無及びタッチ位置を検出することができるタッチ検出部(図示せず)を構成することができる。また、タッチ検出部は、制御部13をさらに含んでよい。タッチ検出部は、タッチセンシングIC(touch sensing Integrated Circuit)上に集積されて具現されてよい。タッチセンサ10に含まれた駆動電極TX1~TXm、タッチ信号検出電極RX1~RXn、及びLGM妨害信号検出電極LX1~LXlは、例えば、伝導性トレース(conductive trace)及び/又は回路基板上に印刷された伝導性パターン(conductive pattern)等を介してタッチセンシングICに含まれた駆動部12、タッチ信号検出部11a、及びLGM妨害信号検出部11bに連結されてよい。タッチセンシングICは、伝導性パターンが印刷された回路基板、例えば、タッチ回路基板(以下、タッチPCBと指称)上に位置することができる。実施形態により、タッチセンシングICは、タッチ入力装置の作動のためのメインボード上に実装されていてもよい。
以上で詳しく見たように、駆動電極TX1~TXmとタッチ信号検出電極RX1~RXnの交差地点ごとに所定の静電容量Cmが生成され、指のような客体がタッチセンサ10に近接する場合、静電容量Cmの値が変化し得る。図1aにおいて、前記静電容量は、相互静電容量Cm(mutual capacitance)を表すことができる。このような電気的特性をタッチ信号検出部11aで感知し、タッチセンサ10に対するタッチの有無及び/又はタッチ位置を感知することができる。例えば、第1軸と第2軸からなった2次元平面からなるタッチセンサ10の表面に対するタッチの有無及び/又はそのタッチ位置を感知することができる。
図5~図6は、図2又は/及び図3に示されたタッチセンサを有するタッチ入力装置において、LGM妨害信号が生成される理由を説明するための出力データである。
図5は、タッチ入力装置をグリップした正常的な状況で図2又は図3に示されたタッチ入力装置のタッチ表面の特定の部分に客体が接触した場合に、タッチ信号検出電極RX0~RX33を介して出力されるタッチ位置と関連した信号をデジタル値(又は、信号レベル(signal level)値)に変換したデータ(data)を示したものであり、図6は、タッチ入力装置がフローティングされた状態で図2又は図3に示されたタッチ入力装置のタッチ表面の前記特定の部分に客体が接触した場合に、タッチ信号検出電極RX0~RX33を介して出力されるタッチ位置と関連した信号をデジタル値(又は、信号レベル(signal level)値)に変換したデータを示したものである。
図5に示されたように、正常的な状況では、出力されるデジタル値の中で相対的に大きい値を有するデジタル値が分布された領域が中央部分に位置する。ところで、図6に示されたように、フローティング状態では、前記中央部分におけるデジタル値が図5と比較して全く異なる様相(信号分裂)を有する。すなわち、図6において中央部分のデジタル値が非常に低い値を有する。このようになれば、実際には、使用者がタッチ入力装置のタッチ表面に一つのタッチ(又は、ビッグタッチ)が成されたにもかかわらず、前記タッチ入力装置は前記一つのタッチが成されなかったり、2以上のタッチと間違って認識することがある。これは、客体と駆動電極との間のカップリングによって発生するLGM妨害信号が原因である。図5のような正常的な状況は、使用者がタッチ入力装置をグリップ(grip)した状態でタッチ入力装置のタッチ表面を指でタッチした状況として、指が正常的なグランドとして作用する。そして、図6のようなフローティング状態は、タッチ入力装置が床又は受け台(例えば、自動車内部の受け台)に置かれている状態で、タッチ入力装置のタッチ表面を使用者が指でタッチして、指が正常的なグランドとして作用し得ない状況を例示する。
以下、図7~図9を参照して、図6に示されたタッチ入力装置が、フローティング状態で出力されるデジタル値(又は、信号レベル(signal level)値)が正常的な状況で出力されるデジタル値(又は、信号レベル(signal level)値)と差異が生じる理由を具体的に説明する。
図7~図8は、二重層(2 layer)で具現されたタッチセンサを有するタッチ入力装置が、フローティング状態でLGM妨害信号が生成される原理を説明するための図面である。参考として、以下の説明において、客体は、指又はスタイラスなどを含んでよい。
参考として、以下で正常的な状況は、使用者がタッチ入力装置をグリップ(grip)した状態でタッチ入力装置の表面をタッチして、指が正常的なグランドとして作用する状況を例示する。そして、LGM妨害信号が発生する状況は、タッチ入力装置が床に置かれている状態でタッチ入力装置の表面をタッチして、フローティング(floating)が発生することにより、指が正常的なグランドとして作用し得ない状況を例示する。
例えば、親指でタッチ入力装置の表面をタッチすることになれば、LGM妨害信号が発生しない正常的な状況では、任意の駆動電極と所定のタッチ信号検出電極との間に第1相互静電容量の変化量△Cm1が検出されるが、LGM妨害信号が発生する状況では第1相互静電容量の変化量△Cm1より小さい大きさの第2相互静電容量の変化量△Cm2が検出されることになる。すなわち、LGM妨害信号とは、前記第1相互静電容量の変化量△Cm1と反対に作用して、前記第1相互静電容量の変化量△Cm1の大きさが小さくなるようにする静電容量の情報を含む信号と定義され得る。(参考として、ここで△Cm1,△Cm2は絶対値と定義する)。言い換えれば、グランドが低い(LOW GROUND)伝導性客体によるタッチを介して任意の駆動電極と所定のタッチ信号検出電極が連結されれば、前記客体と任意の駆動電極及び/又は所定のタッチ信号検出電極との間のカップリングを介して別途の電流経路が生成され、この経路を介して駆動信号が所定のタッチ信号検出電極に伝達されて、正常タッチ信号と反対であるLGM妨害信号が生成されるわけである。
また、本発明では、LGM妨害信号は、客体と任意の駆動電極及び/又は所定のタッチ信号検出電極との間で形成されるだけでなく、客体と任意の駆動電極及び/又は所定のLGM妨害信号検出電極との間で形成されてもよい。
そして、図7~図8を参照すると、任意のあるセル領域(点線領域内に含まれる複数の駆動電極及び複数のタッチ信号検出電極を含む)において、LGM妨害信号の発生量が相対的に多くなれば、図6に示されたように、最終的に出力されるタッチ位置と関連した信号に対応するデジタル値が小さくなることになる。特に、ビッグタッチ(big touch、本願発明では、親指のタッチ面積のように、残りの指のタッチ面積より広い面積を有する場合をビッグタッチと定義する。)の場合に、LGM妨害信号が相対的にさらに多くなる。
LGM妨害信号C1,C2は、図7~図8に示したように、客体がフローティング状態のタッチ入力装置のタッチ表面をタッチすることになれば、駆動電極とタッチ信号検出電極との間の相互静電容量Cmが生成されること以外に、客体と駆動電極及び/又はタッチ信号検出電極との間のカップリングによって発生することになる。
図9は、図1aに示されたタッチセンサ10が、単一層(1 layer)で構成された一例を示す図面である。
図9を参照すると、図1aに示された複数の駆動電極TX1~TXmと複数のタッチ信号検出電極RX1~RXn及び複数のLGM妨害信号検出電極LX1~LXlが一つの層に形成される。例えば、一つの長方形のタッチ信号検出電極及び/又は一つの長方形のLGM妨害信号検出電極に隣接して複数の駆動電極TX1~TXmが配置されるセットが、多数の行と列方向に配列されてよい。ここで、一つの長方形のタッチ信号検出電極及び/又は一つの長方形のLGM妨害信号検出電極に隣接する駆動電極の個数は、図面に示されたように、4個であってもよいが、これに限定するわけではない。例えば、駆動電極の個数は3個であってもよく、2個であってもよく、5個以上であってもよい。また、駆動電極とタッチ信号検出電極及びLGM妨害信号検出電極が反対に構成されてもよい。
図9に示された単一層構造を有するタッチセンサ10を有するタッチ入力装置も、グリップ状態とフローティング状態により、図5と図6のように、互いに異なる様相が示される。これは、フローティング状態で客体がローグランドマス(LGM)に置かれることに起因する。
もう少し具体的に、特定の駆動電極を介して印加された駆動信号が、LGM状態の客体を介して前記客体と接触された複数のタッチ信号検出電極及び/又はLGM妨害信号検出電極に入力される。すなわち、LGM状態の客体が電流パス(path)を形成する。したがって、客体と接触されているタッチ信号検出電極及び/又はLGM妨害信号検出電極それぞれで正常的なタッチ信号と反対になる符号を有するLGM妨害信号が出力される。ここで、LGM妨害信号が正常タッチ信号と反対になる符号を有する理由は、正常タッチ信号は駆動電極とタッチ信号検出電極との間に所定の相互静電容量Cmが形成された状態で客体が接触すれば相互静電容量Cmが減るが、LGM妨害信号はフローティング状態で客体の接触でカップリング静電容量が生成されるものであるから、互いに反対の符号を有する。したがって、フローティング状態で発生するLGM妨害信号は、各タッチ信号検出電極を介して出力されるタッチ位置と関連した信号に対応するデジタル値(又は、信号レベル(signal level)値)を低下させる要因として作用する。
以下、図10と図12を参照して、もう少し具体的な単一層構造のタッチセンサの例を詳しくみて、各タッチセンサを有するタッチ入力装置がフローティング状態の時、出力されるローデータを詳しく見てみることにする。
図10は、図1aに示されたタッチセンサ10が単一層(1 layer)で形成された他の一例として一部分のみを拡大した図面である。
図10を参照すると、タッチセンサは、複数の駆動電極TX0~TX3と複数のタッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15及びLGM妨害信号検出電極LX4~LX11を含む。複数の駆動電極TX0~TX3と複数のタッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15及びLGM妨害信号検出電極LX4~LX11は、同一層に行列形態で配列される。
複数の駆動電極TX0~TX3と複数のタッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15及びLGM妨害信号検出電極LX4~LX11は、透明伝導性物質(例えば、酸化スズ(SnO2)及び酸化インジウム(In2O3)などからなるITO(Indium Tin Oxide)又はATO(Antimony Tin Oxide))等で形成されてよい。しかし、これは単に例示に過ぎず、駆動電極TX0~TX3、タッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15及びLGM妨害信号検出電極LX4~LX11のうちの少なくとも一つは、他の透明伝導性物質又は不透明伝導性物質で形成されてもよい。例えば、駆動電極TX0~TX3、タッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15及びLGM妨害信号検出電極LX4~LX11のうちの少なくとも一つは、銀インク(silver ink)、銅(copper)、銀ナノ(nano silver)及び炭素ナノチューブ(CNT:Carbon Nanotube)のうちの少なくともいずれか一つを含んで構成されてよい。
また、駆動電極TX0~TX3、タッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15及びLGM妨害信号検出電極LX4~LX11のうちの少なくとも一つは、メタルメッシュ(metal mesh)で具現されてもよい。駆動電極TX0~TX3、タッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15及びLGM妨害信号検出電極LX4~LX11のうちの少なくとも一つがメタルメッシュで具現された場合、駆動電極TX0~TX3、タッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15及びLGM妨害信号検出電極LX4~LX11のうちの少なくとも一つと連結された配線もメタルメッシュで具現されてよく、駆動電極TX0~TX3、タッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15及びLGM妨害信号検出電極LX4~LX11のうちの少なくとも一つと配線が一体にメタルメッシュで具現されてもよい。駆動電極TX0~TX3、タッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15及びLGM妨害信号検出電極LX4~LX11のうちの少なくとも一つと配線が一体にメタルメッシュで具現された場合、電極と配線との間及び/又は電極と他の電極との間などのタッチ位置を感知できないデッドゾーン(dead zone)が少なくなって、タッチ位置検出の感度がより向上され得るようになる。
タッチセンサは、複数のタッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15及びLGM妨害信号検出電極LX4~LX11を基準として配列される。したがって、以下では、B1~B8列に複数に配置されたタッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15及びLGM妨害信号検出電極LX4~LX11の配列構造を先ず説明した後、複数の駆動電極TX0~TX3の配列構造を説明する。
複数のタッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15は、複数の列B1,B2,B3,B4それぞれに複数に配置され、複数のLGM妨害信号検出電極LX4~LX11は、複数の列B5,B6,B7,B8それぞれに複数に配置される。ここで、複数の駆動電極TX0~TX3は、タッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15及びLGM妨害信号検出電極LX4~LX11が配列された複数の列B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7,B8の間間、第1列B1の外側、第8列B8の外側に形成された複数の列A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9に複数で配列される。
各タッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15及びLGM妨害信号検出電極LX4~LX11を基準として、両側に隣接した2個の駆動電極が同一である。すなわち、各タッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15及びLGM妨害信号検出電極LX4~LX11を基準として両側に隣接した2個の駆動電極の番号が同一である。ここで、2個の駆動電極が同一である、又は、2個の駆動電極の番号が同一である、という意味は、配線を介して電気的に連結されるという意味である。
タッチセンサは、複数のタッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15及びLGM妨害信号検出電極LX4~LX11と複数の同一駆動電極が所定の配列に配置されたセット(set)を一つ以上含む。複数のセットが行方向に反復的に配列されて構成されてよい。
一つのセット(set)は、互いに異なる複数のタッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15及びLGM妨害信号検出電極LX4~LX11を含んでよいが、例えば、一つのセット(set)は8個のタッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15及び8個のLGM妨害信号検出電極LX4~LX11を含んでよい。8個のタッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15及び8個のLGM妨害信号検出電極LX4~LX11は、所定の配列に配置されてよい。8個のタッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15及び8個のLGM妨害信号検出電極LX4~LX11は、2個の行に分けて列方向に連続して配列される。第1行には0から7までの番号を有する電極がRX0,RX1,RX2,RX3,LX4,LX5,LX6,LX7の順に左側から右側に配列され、第2行には8から15までの番号を有する電極がLX8,LX9,LX10,LX11,RX12,RX13,RX14,RX15の順に右側から左側に配列される。
一方、タッチセンサは、複数の駆動電極TX0~TX3を含むが、例えば、複数の駆動電極TX0~TX3は、第0駆動電極TX0~第3駆動電極TX3を含んでよい。ここで、各駆動電極は、下の配列条件が満たされるように配置されてよい。
複数の駆動電極TX0~TX3は、次の条件を満たすように配列される。1)行方向に連続する互いに異なる2個のタッチ信号検出電極RX0とRX15を基準として、左側と右側にそれぞれ1個の同一の駆動電極TX0が配置される。2)行方向に連続する互いに異なる2個のタッチ信号検出電極RX0とRX15及び互いに異なる2個のLGM妨害信号検出電極LX4,LX11を基準として、互いに向かい合う2個の駆動電極TX0,TX0は同じ番号を有する。3)行方向に配列された駆動電極TX0~TX3は互いに異なる番号を有し、列方向に配列された駆動電極TX0~TX3は同一の番号を有する。4)各セットの両側端に配列された駆動電極の長さ(横の長さ)は、他の駆動電極の長さ(横の長さ)の半分であってもよいが、これに限定するのではなく、長さが同一であってもよい。
図10の場合において、実施形態によると、駆動信号が所定の駆動電極TX0に印加され、客体によるタッチで所定のタッチ信号検出電極RX0~RX3,RX12~RX15からタッチ位置と関連した信号を検出し、所定のLGM妨害信号検出電極LX4~LX11からLGM妨害信号と関連した信号を検出し、タッチ位置と関連した信号からLGM妨害信号と関連した信号を差し引いて、純粋な相互静電容量の変化量の値を算出することができる。
ただし、図10と関連して、タッチ信号検出電極とLGM妨害信号検出電極が物理的に分離されたものを例示したが、他の実施形態によれば、タッチ信号検出電極のうちの一部をLGM妨害信号検出電極として用いる場合にも、図10で前述した原理が同一/類似に適用されてもよい。
また、図10では、複数のタッチ信号検出電極の列が先に配置され、続いて複数のLGM妨害信号検出電極の列が配置されたものを例示したが(又は、互いに反対)、各タッチ信号検出電極の列と各LGM妨害信号検出電極の列とが互いに交互に(RX-LX-RX-LXのように)配置されてよい。
図11の(a)と(b)は、図10に示されたタッチセンサの構造を有するタッチ入力装置のタッチ表面の特定部分に親指のような客体を接触させた時、タッチ入力装置から出力されるローデータ(raw data)である。
具体的に、図11の(a)は、図10に示されたタッチセンサの構造を有するタッチ入力装置がグリップされた状態の時に出力されるローデータであり、図11の(b)は、図10に示されたタッチセンサの構造を有するタッチ入力装置がフローティングされた状態の時に出力されるローデータである。
図11の(a)と(b)のローデータは、次のようなリマップ(remap)過程を経て導出されるデータであってよい。図10に示されたタッチセンサの複数の駆動電極で駆動信号を順次に印加すれば、複数のタッチ信号検出電極それぞれから所定のタッチ位置と関連した信号が出力される。出力されるタッチ位置と関連した信号は、図1aに示されたタッチ信号検出部11aにおいて当該タッチ位置と関連した信号に対応するデジタル値(又は、信号レベル値)に変換されて出力される。そして、図1aに示されたタッチ信号検出部11aでは、出力されるデジタル値をタッチ入力装置のタッチ表面の各位置に対応するようにマッピング(mapping)する。このようなマッピング過程を介して図11の(a)と(b)のローデータが出力されてよい。
図11の(a)と(b)のローデータに記載された数字は整数で表現されてよいが、当該整数が予め設定された基準整数値(例えば、+65)以上であれば、前記タッチ入力装置のタッチ信号検出部11aは、当該数字が位置した部分に客体によるタッチがされたものと判別(又は、認識)することができる。
図11の(a)を参照すると、グリップ状態(正常な状況)では、ローデータの中間部分に分布したデータ値が他の部分より相対的に大きい整数値を有する。反面、図11の(b)を参照すると、フローティング状態では、前記中間部分に記載されたデジタル値が図11の(a)と異なる様相を示す。具体的に、前記中間部分が全体的に図11の(a)と比較して相対的に低い整数値を有し、その上、中間部分の一部分は負(-)の値を有する。これは、フローティング状態で発生するLGM妨害信号によるもので、このような結果によって前記タッチ入力装置は、前記中間部分を一つのタッチではなく二つのタッチと誤認することもあり、前記中間部分にいかなるタッチもないものと誤認することもある。
図12は、図1に示されたタッチセンサ10が単一層(1 layer)で形成されたさらに他の一例として、一部分のみを拡大した図面である。ただし、図1aではタッチ信号検出電極とLGM妨害信号検出電極とが互いに物理的に分離された別個の電極である場合を仮定したが、図12の配置形態によれば、タッチ信号検出電極のうちの一部がLGM妨害信号検出電極として機能してもよい。
図12を参照すると、タッチセンサは、複数の駆動電極TX1~TXmと複数のタッチ信号検出電極RX1~RXnとを含む。複数の駆動電極TX1~TXmと複数のタッチ信号検出電極RX1~RXnは、同一層に行列形態で配列される。
複数の駆動電極TX1~TXmと複数のタッチ信号検出電極RX1~RXnは、透明伝導性物質(例えば、酸化スズ(SnO2)及び酸化インジウム(In2O3)などからなるITO(Indium Tin Oxide)又はATO(Antimony Tin Oxide))等で形成されてもよい。しかし、これは単に例示に過ぎず、駆動電極TX1~TXm及びタッチ信号検出電極RX1~RXnは、他の透明伝導性物質又は不透明伝導性物質で形成されてもよい。例えば、駆動電極TX1~TXm及びタッチ信号検出電極RX1~RXnは、銀インク(silver ink)、銅(copper)、銀ナノ(nano silver)、及び炭素ナノチューブ(CNT:Carbon Nanotube)のうちの少なくともいずれか一つを含んで構成されてよい。
また、駆動電極TX1~TXm及びタッチ信号検出電極RX1~RXnは、メタルメッシュ(metal mesh)で具現されてよい。駆動電極TX1~TXm及びタッチ信号検出電極RX1~RXnがメタルメッシュで具現された場合、駆動電極TX1~TXm及びタッチ信号検出電極RX1~RXnと連結された配線もメタルメッシュで具現されてもよく、駆動電極TX1~TXm及びタッチ信号検出電極RX1~RXnと配線が一体にメタルメッシュで具現されてもよい。駆動電極TX1~TXm及びタッチ信号検出電極RX1~RXnと配線が一体にメタルメッシュで具現された場合、電極と配線との間及び/又は電極と他の電極との間などのタッチ位置を感知できないデッドゾーン(dead zone)が少なくなってタッチ位置検出の感度がより向上され得るようになる。
タッチセンサは、複数のタッチ信号検出電極RX1~RXnを基準として配列される。したがって、以下では複数のタッチ信号検出電極RX1~RXnの配列構造を先に説明し、複数の駆動電極TX1~TXmの配列構造を説明する。
複数のタッチ信号検出電極RX1~RXnは、複数の列A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8それぞれに複数で配列される。ここで、複数の駆動電極TX1~TXmは、タッチ信号検出電極RX1~RXnが配列された複数の列A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8の間間、第1列A1の外側、第8列A8の外側に形成された複数の列B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7,B8,B9,B10,B11,B12に複数で配列される。ただし、駆動電極の列がA列であり、タッチ信号検出電極の列がB列である場合にも、本発明が同一/類似に適用されてよい。複数のタッチ信号検出電極RX1~RXnの各タッチ信号検出電極RX1~RXnを基準として、両側に隣接した2個の駆動電極TX1~TXmが同一の特徴を有する。すなわち、各タッチ信号検出電極RX1~RXnを基準として両側に隣接した2個の駆動電極TX1~TXmの番号が同一である。ここで、2個の駆動電極TX1~TXmが同一である、又は、2個の駆動電極TX1~TXmの番号が同一である、という意味は、配線を介して電気的に連結されるという意味である。すなわち、互いに同一チャネルを構成することができる。
タッチセンサは、複数のタッチ信号検出電極RX1~RXnと複数の駆動電極TX1~TXmとが所定の配列に配置されたセット(set)を一つ以上含む。複数のセットが行方向及び列方向に反復的に配列されて構成されてよい。
一つのセット(set)は、互いに異なる複数のタッチ信号検出電極RX1~RXnを含んでよいが、例えば、一つのセット(set)は、8個の第0受信電極RX0~第7受信電極RX7を含んでよい。8個の受信電極RX0,RX1,RX2,RX3,RX4,RX5,RX6,RX7は所定の配列に配置されてよい。8個の第0受信電極RX0~第8タッチ信号検出電極RX1~RXnは、行方向に連続する4個の列A1,A2,A3,A4に分けて配列される。したがって、4個の列それぞれには2個の受信電極が上から下へ配置されてよい。
各列には連続される番号を有する複数のタッチ信号検出電極が配置される。ここで、奇数列A1,A3の配列順序と偶数列A2,A4の配列順序は正反対であってよい。例えば、第1列A1には、連続する番号を有するタッチ信号検出電極RX0,RX1が上から下へ順に配列され、第2列A2には、連続する番号を有するタッチ信号検出電極RX2,RX3が下から上に順に配列され、第3列A3には、連続する番号を有するタッチ信号検出電極RX4,RX5が上から下へ順に配列され、第4列A4には、連続する番号を有するタッチ信号検出電極RX6,RX7が下から上に順に配列される。ここで、図面に示されなかったが、一つのセットに含まれた互いに異なる複数のタッチ信号検出電極が、行又は列方向に順に配列されず、ランダムに配列されてもよい。
一方、タッチセンサは複数の駆動電極TX1~TXmを含むが、例えば、複数の駆動電極TX1~TXmは第0駆動電極TX0~第15駆動電極TX15を含んでよい。ここで、各駆動電極は、下の配列条件が満たされるように配置されてよい。
複数の駆動電極TX1~TXmは、次の条件を満たすように配列される。1)各タッチ信号検出電極RX1~RXnを基準として左側に互いに異なる4個の駆動電極が配列され、右側に互いに異なる4個の駆動電極が配列される。2)各タッチ信号検出電極RX1~RXnを基準として互いに向かい合う2個の駆動電極TX1~TXmは同じ番号を有する。3)行方向に同一番号の駆動電極3個が連続的に配列される。4)偶数番目の行の受信電極RX1に隣接した8個の駆動電極は、奇数番目の行の受信電極RX0に隣接した8個の駆動電極と対称になるように配列される。5)各セットの両側端に配列された駆動電極と各セットの中央に配列された駆動電極の長さ(横の長さ)は、他の駆動電極の長さ(横の長さ)の半分である。
図12の場合、A1列には第1-1タッチ信号検出電極RX0と第1-2タッチ信号検出電極RX1が配置されてよい。第2電極列B2には第1-1タッチ信号検出電極RX0に隣接して対応する第2-1駆動電極TX0、第2-2駆動電極TX7、第2-3駆動電極TX8、第2-4駆動電極TX15、及び第1-2タッチ信号検出電極RX1に隣接して対応する第2-1’駆動電極TX15、第2-2’駆動電極TX8、第2-3’駆動電極TX7、第2-4’駆動電極TX0が配置されてよい。そして、第2-1駆動電極TX0と第2-4’駆動電極TX0は第2-1トレースを用いて電気的に連結されてよく、第2-2駆動電極TX7と第2-3’駆動電極TX7は第2-2トレースを用いて電気的に連結されてよく、第2-3駆動電極TX8と第2-2’駆動電極TX8は第2-3トレースを用いて電気的に連結されてよく、第2-4駆動電極TX15と第2-1’駆動電極TX15は第2-4トレースを用いて電気的に連結されてよい。そして、第1-1タッチ信号検出電極RX0と第2-1駆動電極TX0との間では相互静電容量が発生することがあり、第1-2タッチ信号検出電極RX1と第2-1’駆動電極TX15との間では相互静電容量が発生することがある。これと同様に、第1-1タッチ信号検出電極RX0と第2-2駆動電極TX7との間、第1-1タッチ信号検出電極RX0と第2-3駆動電極TX8との間、第1-1タッチ信号検出電極RX0と第2-4駆動電極TX15との間では相互静電容量が発生することがあり、第1-2タッチ信号検出電極RX1と第2-2’駆動電極TX8との間、第1-2タッチ信号検出電極RX1と第2-3’駆動電極TX7との間、第1-2タッチ信号検出電極RX1と第2-4’駆動電極TX0との間でも相互静電容量が発生することがある。
すなわち、図12の場合、第1タッチ信号検出電極RX0に第2電極TX0,TX7,TX8,TX15のうちの少なくとも二つが対応して隣接するように配置されるようにし、他の第1タッチ信号検出電極RX1に前記第2電極TX0,TX7,TX8,TX15のうちの他の少なくとも二つが対応して隣接するように配置されるようにした後、前記少なくとも二つの電極と前記他の少なくとも二つの電極のうち同一の番号の電極は一つのトレースを用いて連結することで、図9のように、一つのタッチ信号検出電極に対応する全ての複数の駆動電極が全部相違したトレースに連結される構造に比べてトレースの個数を減らすことができるようになる。
また、図12では、タッチ信号検出電極のうちの一部がLGM妨害信号検出電極として用いられる場合を記述したが、他の実施形態によれば、タッチ信号検出電極とLGM妨害信号検出電極とが互いに物理的に分離された別個の電極である場合にも、図12で前述した原理が同一/類似に適用されてよい。
後者において、複数のタッチ信号検出電極の列が先に配置され、続いて複数のLGM妨害信号検出電極の列が配置されたり(又は、互いに反対)、各タッチ信号検出電極の列と各LGM妨害信号検出電極の列とが互いに交互に(RX-LX-RX-LXのように)配置された場合にも、図12で前述した原理が同一/類似に適用されてよい。
図13は、図12に示されたタッチセンサの構造を有するタッチ入力装置のタッチ表面の特定の部分に親指のような客体を接触させた時のローデータ(raw data)である。具体的に、図13は図12に示されたタッチセンサの構造を有するタッチ入力装置がフローティングされた状態の時のローデータである。
図13を参照すると、フローティング状態で特定の部分から出力されるデジタル値(又は、レベル値)が他の部分に比べて相対的に大きい整数値を有することが確認される。
図13に示されたローデータを図11の(b)に示されたローデータと比較してみれば、フローティング状態で図12に示されたタッチセンサの構造が図10に示されたタッチセンサの構造よりもさらにLGM改善効果があることを確認することができる。
図14は、図10と図12に示されたタッチセンサのLGM性能を概略的に比較したグラフである。
図14を参照すると、図10に示されたタッチセンサは、グリップ状態ではタッチ領域内のレベル値のうち相対的に大きいレベル値がおおよそ+250の値を有するのに反し、フローティング状態では相対的に大きいレベル値が-100から+100の間の値を有する。
一方、図12に示されたタッチセンサは、グリップ状態ではタッチ領域内のレベル値のうち相対的に大きいレベル値がおおよそ+250のレベル値を有するのに反し、フローティング状態では相対的に大きいレベル値が+70から+170の間の値を有する。
図14のグラフによれば、図10に示されたタッチセンサを有するタッチ入力装置は、フローティング状態で正確なタッチの有無及びタッチ位置を認識しにくいが、図12に示されたタッチセンサを有するタッチ入力装置は、フローティング状態でも相対的に大きいレベル値が+70以上であるため、前記タッチ入力装置がタッチの有無及びタッチ位置を認識するのには問題がない。しかし、フローティング状態でもグリップ状態のように相対的に大きいレベル値(+250)が出力されるようにしたり、グリップ状態における相対的に大きいレベル値(+250)に類似するように出力されるようにすることが、前記タッチ入力装置がタッチの有無又は/及びタッチ位置を正確に認識するにあたって非常に重要である。
以下では、図12のタッチセンサ(1 layer)だけでなく、図9~図10のタッチセンサ(1 layer)、及び図2~図3に示された二重層(2 layer)のタッチセンサを有するタッチ入力装置が、フローティング状態で出力される信号レベル値がグリップ状態で出力される信号レベル値と同一又は類似に出力(Floating(final data))されるようにできるタッチセンサとこれを含むタッチ入力装置を、図面を参照して詳細に説明することにする。
単一層又は二重層構造のタッチセンサが、図4の(a)~(e)に示されたもののうちいずれか一つである場合にも適用されてよい。すなわち、以下で説明する方法は、現在知られた全ての構造のタッチセンサとこれを含むタッチ入力装置に適用されてよい。また、別途の図面で示さなかったが、二重層構造のタッチセンサにおいて複数の駆動電極と複数の受信電極のうちの一つは、タッチ表面とディスプレイパネルとの間に配置され、他の一つはディスプレイパネル内部に配置されてよい。
また、図2、図3、図9、図10、図12に示されたタッチセンサを有するタッチ入力装置にのみ本発明の実施形態が適用されるのではなく、本明細書に示されていない他の単一層又は二重層構造のタッチセンサを有するタッチ入力装置にも適用されてよい。具体的な他の例えば、図15と図16に示されたタッチセンサを有するタッチ入力装置にも適用されてよい。
図15は、図1aに示されたタッチセンサ10が、単一層(1 layer)で形成されたさらに他の一例として、一部分のみを拡大した図面である。ただし、図1aでは、タッチ信号検出電極とLGM妨害信号検出電極とが互いに物理的に分離された別個の電極である場合を仮定したが、図15では、タッチ信号検出電極のうち一部がLGM妨害信号検出電極として機能してもよい。
図15を参照すると、実施形態によるタッチセンサは、複数の駆動電極TXと複数のタッチ信号検出電極RXを含む。複数の駆動電極TXと複数のタッチ信号検出電極RXは行列形態で配列される。
複数の駆動電極TXと複数のタッチ信号検出電極RXは、透明伝導性物質(例えば、酸化スズ(SnO2)及び酸化インジウム(In2O3)などからなるITO(Indium Tin Oxide)又はATO(Antimony Tin Oxide))等で形成されてよい。しかし、これは単に例示に過ぎず、駆動電極TX及びタッチ信号検出電極RXは、他の透明伝導性物質又は不透明伝導性物質で形成されてもよい。例えば、駆動電極TX及びタッチ信号検出電極RXは、銀インク(silver ink)、銅(copper)、銀ナノ(nano silver)、及び炭素ナノチューブ(CNT:Carbon Nanotube)のうちの少なくともいずれか一つを含んで構成されてよい。
また、駆動電極TX及びタッチ信号検出電極RXは、メタルメッシュ(metal mesh)で具現されてよい。駆動電極TX及びタッチ信号検出電極RXがメタルメッシュで具現される場合、駆動電極TX及びタッチ信号検出電極RXと連結された配線もメタルメッシュで具現されてよく、駆動電極TX及びタッチ信号検出電極RXと配線が一体にメタルメッシュで具現されてもよい。駆動電極TX及びタッチ信号検出電極RXと配線が一体にメタルメッシュで具現された場合、電極と配線との間及び/又は電極と他の電極との間などのタッチ位置を感知し得ないデッドゾーン(dead zone)が少なくなって、タッチ位置検出の感度がより向上され得るようになる。
実施形態によるタッチセンサは、複数の駆動電極TXを基準として配列される。したがって、以下ではB1~B16列に複数で配置された駆動電極TXの配列構造を先に説明し、複数のタッチ信号検出電極RXの配列構造を説明する。
複数の駆動電極TXは、複数の列B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7,B8,B9,B10,B11,B12,B13,B14,B15,B16それぞれに複数で配列される。ここで、複数のタッチ信号検出電極RXは、駆動電極TXが配列された複数の列B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7,B8,B9,B10,B11,B12,B13,B14,B15,B16の間間、第1列B1の外側、第16列B16の外側に形成された複数の列A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9,A10,A11,A12,A13,A14,A15,A16に複数で配列される。ただし、駆動電極の列がA列であり、タッチ信号検出電極の列がB列である場合にも、本発明が同一/類似に適用されてよい。
複数の駆動電極TXの各駆動電極TXを基準として、両側に隣接した2個のタッチ信号検出電極RXが互いに異なる特徴を有する。すなわち、各駆動電極TXを基準として両側に隣接した2個のタッチ信号検出電極RXの番号が互いに異なる。ここで、2個のタッチ信号検出電極RXが異なる、又は、2個のタッチ信号検出電極RXの番号が異なる、という意味は、互いに相違したトレースに連結されるという意味である。
複数の駆動電極TXは、32個の第0駆動電極TX0~第31駆動電極TX31が第1配列に配置された第1セット(set 1)、及び32個の第0駆動電極TX0~第31駆動電極TX31が第2配列に配置された第2セット(set 2)を含む。
第1セット(set 1)は、行方向に連続的に2個、列方向に2個備えられてよいが、偶数番目の行に位置した第1セット(set 1)は、奇数番目の行に位置した第1セット(set 1)と対称になってよい。
第2セット(set 2)は行方向に連続的に2個、列方向に2個備えられるが、偶数番目の行に位置した第2セット(set 2)は、奇数番目の行に位置した第2セット(set 2)と対称になってよい。
そして、複数の第2セットは、複数の第1セットの一側に配置されてよい。
第1セット(set 1)の第1配列は、32個の第0駆動電極TX0~第31駆動電極TX31が行方向に連続する4個の列に分けて配列されたもので、第1列には0から7までの番号を有する駆動電極がTX0,TX1,TX2,TX3,TX4,TX5,TX6,TX7の順に上から下へ配列され、第2列には8から15までの番号を有する駆動電極がTX15,TX14,TX13,TX12,TX11,TX10,TX9,TX8の順に上から下へ配列され、第3列には16から23までの番号を有する駆動電極がTX16,TX17,TX18,TX19,TX20,TX21,TX22,T23の順に上から下へ配列され、第4列には24から31までの番号を有する駆動電極がTX31,TX30,TX29,TX28,TX27,TX26,TX25,T24の順に上から下へ配列される。
第2セット(set 2)の第2配列は、32個の第0駆動電極TX0~第31駆動電極TX31が行方向に連続する4個の列に分けて配列されたもので、第1列には16から23までの番号を有する駆動電極がTX16,TX17,TX18,TX19,TX20,TX21,TX22,T23の順に上から下へ配列され、第2列には24から31までの番号を有する駆動電極がTX31,TX30,TX29,TX28,TX27,TX26,TX25,T24の順に上から下へ配列され、第3列には0から7までの番号を有する駆動電極がTX0,TX1,TX2,TX3,TX4,TX5,TX6,TX7の順に上から下へ配列され、第4列には8から15までの番号を有する駆動電極がTX15,TX14,TX13,TX12,TX11,TX10,TX9,TX8の順に上から下へ配列される。
一方、実施形態によるタッチセンサは、複数のタッチ信号検出電極RXを含むが、例えば、複数のタッチ信号検出電極RXは第0タッチ信号検出電極RX0~第15タッチ信号検出電極RX15を含んでよい。ここで、各タッチ信号検出電極は、下の配列条件が満たされるように配置されてよい。
複数のタッチ信号検出電極RXは、次の条件を満たするように配列される。1)列方向に連続する互いに異なる8個の駆動電極TXを基準として、左側に1個のタッチ信号検出電極と右側に1個のタッチ信号検出電極が配置される。2)列方向に連続する互いに異なる8個の駆動電極TXを基準として、互いに向かい合う2個のタッチ信号検出電極RXは互いに異なる番号を有する。3)列方向に互いに異なる2個のタッチ信号検出電極RXが配列され、行方向に互いに異なる8個のタッチ信号検出電極RXが反復的に配列される。4)両側端に列方向に沿って配列されたタッチ信号検出電極の長さ(横の長さ)は、他のタッチ信号検出電極の長さ(横の長さ)と同一であってもよいが、これに限定するのではなく、他のタッチ信号検出電極の長さ(横の長さ)の半分であってよい。
図15の場合において、実施形態によると、所定のタッチ信号検出電極から出力される信号値から、LGM妨害信号検出電極に用いられる他の所定のタッチ信号検出電極から出力される信号値を差し引いて、純粋な相互静電容量の変化量の値のみを取得することができる。
他の実施形態によれば、タッチ信号検出電極とLGM妨害信号検出電極とが互いに物理的に分離された別個の電極である場合にも、図15において前述した特徴が同一/類似に適用されてよい。
後者において、複数のタッチ信号検出電極の列が先に配置され、続いて複数のLGM妨害信号検出電極の列が配置されたり(又は、互いに反対)、各タッチ信号検出電極の列と各LGM妨害信号検出電極の列とが互いに交互に(RX-LX-RX-LXのように)配置された場合にも、図15で前述した特徴が同一/類似に適用されてよい。
図16は、図1aに示されたタッチセンサ10が、単一層(1 layer)で形成されたさらに他の一例として、一部分のみを拡大した図面である。ただし、図1aでは、タッチ信号検出電極とLGM妨害信号検出電極とが互いに物理的に分離した別個の電極である場合を仮定したが、図16では、タッチ信号検出電極のうち一部がLGM妨害信号検出電極として機能してもよい。
図16を参照すると、実施形態によるタッチセンサは、複数の駆動電極TXと複数のタッチ信号検出電極RXとを含む。複数の駆動電極TXと複数のタッチ信号検出電極RXは行列形態で配列される。
複数の駆動電極TXと複数のタッチ信号検出電極RXとは、透明伝導性物質(例えば、酸化スズ(SnO2)及び酸化インジウム(In2O3)などからなるITO(Indium Tin Oxide)又はATO(Antimony Tin Oxide))等で形成されてよい。しかし、これは単に例示に過ぎず、駆動電極TX及びタッチ信号検出電極RXは、他の透明伝導性物質又は不透明伝導性物質で形成されてもよい。例えば、駆動電極TX及びタッチ信号検出電極RXは、銀インク(silver ink)、銅(copper)、銀ナノ(nano silver)、及び炭素ナノチューブ(CNT:Carbon Nanotube)のうちの少なくともいずれか一つを含んで構成されてよい。
また、駆動電極TX及びタッチ信号検出電極RXは、メタルメッシュ(metal mesh)で具現されてもよい。駆動電極TX及びタッチ信号検出電極RXがメタルメッシュで具現される場合、駆動電極TX及びタッチ信号検出電極RXと連結された配線もメタルメッシュで具現されてよく、駆動電極TX及びタッチ信号検出電極RXと配線が一体にメタルメッシュで具現されてもよい。駆動電極TX及びタッチ信号検出電極RXと配線が一体にメタルメッシュで具現された場合、電極と配線との間及び/又は電極と他の電極との間などのタッチ位置を感知し得ないデッドゾーン(dead zone)が少なくなって、タッチ位置検出の感度がより向上され得るようになる。
実施形態によるタッチセンサは、複数の駆動電極TXを基準として配列される。したがって、以下では、B1~B16列に複数に配置された駆動電極TXの配列構造を先に説明し、複数のタッチ信号検出電極RXの配列構造を説明する。
複数の駆動電極TXは、複数の列B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7,B8,B9,B10,B11,B12,B13,B14,B15,B16それぞれに複数で配列される。ここで、複数のタッチ信号検出電極RXは、駆動電極TXが配列された複数の列B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7,B8,B9,B10,B11,B12,B13,B14,B15,B16の間間、第1列B1の外側、第16列B16の外側に形成された複数の列A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9,A10,A11,A12,A13,A14,A15,A16に複数で配列される。ただし、駆動電極の列がA列であり、タッチ信号検出電極の列がB列である場合にも、本発明が同一/類似に適用されてよい。
複数の駆動電極TXの各駆動電極TXを基準として、両側に隣接した2個のタッチ信号検出電極RXが互いに異なる特徴を有する。すなわち、各駆動電極TXを基準として両側に隣接した2個のタッチ信号検出電極RXの番号が互いに異なる。ここで、2個のタッチ信号検出電極RXが異なる、又は、2個のタッチ信号検出電極RXの番号が異なる、という意味は、互いに相違したトレースに連結されるという意味である。
複数の駆動電極TXは、32個の第0駆動電極TX0~第31駆動電極TX31が第1配列に配置されたセット(set)を含む。ここで、セットは、複数で行方向及び列方行に反復的に配列されてよい。偶数番目の行に位置したセット(set)は、奇数番目の行に位置したセット(set)と対称になってよい。
各セット(set)の第1配列は、32個の第0駆動電極TX0~第31駆動電極TX31が行方向に連続する4個の列に沿って配列されたもので、第1列には0から7までの番号を有する駆動電極がTX0,TX1,TX2,TX3,TX4,TX5,TX6,TX7の順に上から下へ配列され、第2列には8から15までの番号を有する駆動電極がTX15,TX14,TX13,TX12,TX11,TX10,TX9,TX8の順に上から下へ配列され、第3列には16から23までの番号を有する駆動電極がTX16,TX17,TX18,TX19,TX20,TX21,TX22,T23の順に上から下へ配列され、第4列には24から31までの番号を有する駆動電極がTX31,TX30,TX29,TX28,TX27,TX26,TX25,T24の順に上から下へ配列される。
一方、実施形態によるタッチセンサは、複数のタッチ信号検出電極RXを含むが、例えば、複数のタッチ信号検出電極RXは第0タッチ信号検出電極RX0~第31タッチ信号検出電極RX31を含んでよい。ここで、各タッチ信号検出電極は、下の配列条件が満たされるように配置されてよい。
複数のタッチ信号検出電極RXは、次の条件を満たすように配列される。1)列方向に連続する互いに異なる8個の駆動電極TXを基準として、左側に1個のタッチ信号検出電極と右側に1個のタッチ信号検出電極が配列される。2)列方向に連続する互いに異なる8個の駆動電極TXを基準として、互いに向かい合う2個のタッチ信号検出電極RXは互いに異なる番号を有する。3)列方向に互いに異なる2個のタッチ信号検出電極が配列され、行方向に互いに異なる16個のタッチ信号検出電極が反復的に配列される。4)両側端に列方向に沿って配列されたタッチ信号検出電極の長さ(横の長さ)は、他のタッチ信号検出電極の長さ(横の長さ)と同一であってもよいが、これに限定するのではなく、他のタッチ信号検出電極の長さ(横の長さ)の半分であってよい。
図16の場合において、実施形態によれば、所定のタッチ信号検出電極から出力される信号値から、LGM妨害信号検出電極で用いられる他の所定のタッチ信号検出電極から出力される信号値を差し引いて、純粋な相互静電容量の変化量の値のみを取得することができる。
他の実施形態によれば、タッチ信号検出電極とLGM妨害信号検出電極とが互いに物理的に分離した別個の電極である場合にも、図16において前述した特徴が同一/類似に適用されてよい。
後者において、複数のタッチ信号検出電極の列が先に配置され、続いて複数のLGM妨害信号検出電極の列が配置されたり(又は、互いに反対)、各タッチ信号検出電極の列と各LGM妨害信号検出電極の列とが互いに交互に(RX-LX-RX-LXのように)配置された場合にも、図16において前述した特徴が同一/類似に適用されてよい。
図17は、本発明の実施形態によるタッチセンサを概念化した一つの例示的な概念図である。ただし、図1aでは、タッチ信号検出電極とLGM妨害信号検出電極とが互いに物理的に分離した別個の電極である場合を仮定したが、図17では、タッチ信号検出電極のうち一部がLGM妨害信号検出電極として機能してもよい。
図17を参照すると、本発明の実施形態によるタッチセンサは、複数の駆動電極TX0~TX7と複数のタッチ信号検出電極RX0~RX7を含む。ここで、複数の駆動電極TX0~TX7と複数のタッチ信号検出電極RX0~RX7は、図10又は図12に示されたように、単一層に形成されてもよく、図2又は図3に示されたように、二重層に形成されたものであってもよい。
複数の駆動電極TX0~TX7と複数のタッチ信号検出電極RX0~RX7を含む本発明の実施形態によるタッチセンサは、複数の駆動電極TX0~TX7と複数のタッチ信号検出電極RX0~RX7との間に相互静電容量Cmを形成するノード(node)と相互静電容量Cmを形成しないノードとを含む。
例えば、図17において相互静電容量Cmを形成するノード(node)は、(Tx0,Rx0)、(Tx0,Rx1)、(Tx0,Rx2)、(Tx0,Rx3)、(Tx1,Rx4)、(Tx1,Rx5)、(Tx1,Rx6)、(Tx1,Rx7)、(Tx2,Rx0)、(Tx2,Rx1)、(Tx2,Rx2)、(Tx2,Rx3)、(Tx3,Rx4)、(Tx3,Rx5)、(Tx3,Rx6)、(Tx3,Rx7)、(Tx4,Rx0)、(Tx4,Rx1)、(Tx4,Rx2)、(Tx4,Rx3)、(Tx5,Rx4)、(Tx5,Rx5)、(Tx5,Rx6)、(Tx5,Rx7)、(Tx6,Rx0)、(Tx6,Rx1)、(Tx6,Rx2)、(Tx6,Rx3)、(Tx7,Rx4)、(Tx7,Rx5)、(Tx7,Rx6)、(Tx7,Rx7)である。
相互静電容量Cmを形成するノード(node)の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号には、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報だけでなく、ノイズ情報を含む。ここで、ノイズ情報は、フローティング状態で発生するLGM妨害信号による静電容量の変化量の情報を含む。したがって、相互静電容量Cmを形成するノード(node)の各タッチ信号検出電極から受信された感知信号が所定のレベル値に変換されて出力時、出力されるレベル値は相互静電容量の変化量の情報と前記ノイズ情報が反映されたものである。
一方、図17において相互静電容量Cmを形成しないノード(node)は、(Tx0,Rx4)、(Tx0,Rx5)、(Tx0,Rx6)、(Tx0,Rx7)、(Tx1,Rx0)、(Tx1,Rx1)、(Tx1,Rx2)、(Tx1,Rx3)、(Tx2,Rx4)、(Tx2,Rx5)、(Tx2,Rx6)、(Tx2,Rx7)、(Tx3,Rx0)、(Tx3,Rx1)、(Tx3,Rx2)、(Tx3,Rx3)、(Tx4,Rx4)、(Tx4,Rx5)、(Tx4,Rx6)、(Tx4,Rx7)、(Tx5,Rx0)、(Tx5,Rx1)、(Tx5,Rx2)、(Tx5,Rx3)、(Tx6,Rx4)、(Tx6,Rx5)、(Tx6,Rx6)、(Tx6,Rx7)、(Tx7,Rx0)、(Tx7,Rx1)、(Tx7,Rx2)、(Tx7,Rx3)である。
相互静電容量Cmを形成しないノード(node)の他の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号には、ノイズ情報のみが含まれてよい。すなわち、ここで、他の所定のタッチ信号検出電極がLGM妨害信号検出電極として用いられてよい。
したがって、このようなタッチセンサを有する本発明の実施形態によるタッチ入力装置は、相互静電容量Cmを形成するノード(node)の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号(第1感知信号)から、相互静電容量Cmを形成しないノード(node)の他の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号(第2感知信号)を差し引くことにより、前記ノイズ情報を除去し、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報を得ることができる。したがって、タッチ入力装置が相互静電容量Cmを形成するノード(node)の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号から、相互静電容量Cmを形成しないノード(node)の他の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号を差し引いた最終感知信号に対応するデジタル値(又は、信号レベル値)は、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報に基づいた値になる。つまり、タッチ入力装置がフローティング状態にあっても、グリップされた状態で出力されたデジタル値と同一又はほぼ類似のデジタル値が出力され得る。
ここで、もう少し好ましくは、本発明の実施形態によるタッチ入力装置は、相互静電容量Cmを形成するノード(node)の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号(第1感知信号)から、相互静電容量Cmを形成しないノード(node)の他の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号(第2感知信号)と予め設定されたファクター(factor)とを掛けたものを差し引くこともできる。前記ファクターを第2感知信号に掛ける理由は、アクティブチャネル(active channel)とダミーチャネル(dummy channel)の構成上の差異によって生じ得る感知信号の大きさの変化を補償するためである。例えば、前記ファクターは、0.8のような予め設定される値を有してよいが、これに限定するのではなく、前記ファクターの値は設計によって変わり得る。
以下、具体的な例示を、図18~図24を参照して説明する。
図18は、図12に示された本発明の実施形態によるタッチセンサを概念化した概念図である。
図18を参照すると、本発明の実施形態によるタッチセンサは、複数の駆動電極TX0~TX7と複数のタッチ信号検出電極RX0~RX7を含む。複数のタッチ信号検出電極RX0~RX7のうちの少なくとも一部からは相互静電容量が検出されないことがある。
ここで、複数のタッチ信号検出電極RX0~RX7のうち、どのようなタッチ信号検出電極がLGM妨害信号検出電極として用いられるかは、駆動信号が印加される駆動電極によって決定される。
例えば、第0駆動電極TX0に駆動信号が印加された場合、複数のタッチ信号検出電極Rx0~Rx7のうち第4タッチ信号検出電極Rx4、第5タッチ信号検出電極Rx5、第6タッチ信号検出電極Rx6、及び第7タッチ信号検出電極Rx7がLGM妨害信号検出電極として用いられる。言い換えれば、第0駆動電極Tx0に駆動信号が印加された場合、第4,5,6,7タッチ信号検出電極Rx4,Rx5,Rx6,Rx7は、第0駆動電極Tx0と相互静電容量Cmを形成しないLGM妨害信号検出電極として用いられ、第0,1,2,3タッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2,Rx3は、第0駆動電極Tx0と相互静電容量Cmを形成するタッチ信号検出電極になる。
もし、第1駆動電極Tx1に駆動信号が印加されるならば、第4,5,6,7タッチ信号検出電極Rx4,Rx5,Rx6,Rx7は第1駆動電極Tx1と相互静電容量Cmを形成するタッチ信号検出電極になり、第0,1,2,3タッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2,Rx3は、第1駆動電極Tx1と相互静電容量Cmを形成しないLGM妨害信号検出電極として用いられる。
このようなタッチセンサを有する本発明の実施形態によるタッチ入力装置は、相互静電容量Cmを形成するノード(node)の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号から、相互静電容量Cmを形成しないノード(node)の他の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号を差し引くことにより、ノイズ情報、特にLGM妨害信号による静電容量の変化量の情報を除去することができる。ここで、タッチセンサを有する本発明の実施形態によるタッチ入力装置は、相互静電容量Cmを形成するノード(node)の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号から、相互静電容量Cmを形成しないノード(node)の他の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号に予め設定されたファクター(factor)を掛けたものを差し引くこともできる。
図19aは、図12に示されたタッチセンサの複数のタッチ信号検出電極のうち一部がLGM妨害信号検出電極として用いられる場合を説明するための例示図面である。図19aは、図12で前述した原理が同一/類似に適用され、図17の原理が同一/類似に適用されてよい。
特に、図19aを参照すると、第1駆動電極Tx1に駆動信号が印加された場合、第1駆動電極Tx1と隣接して配置されたRx4,Rx5,Rx6,Rx7が第1駆動電極Tx1と相互静電容量Cmを形成する所定のタッチ信号検出電極として用いられ、第1駆動電極Tx1と所定の距離離隔して配置されたRx0,Rx1,Rx2,Rx3が第1駆動電極Tx1と相互静電容量Cmを形成しないLGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極と定義されてよい。具体的に、図19aにおいて前記LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2,Rx3は、第1駆動電極Tx1と所定の距離離隔されて相互静電容量Cmを形成してはならず、所定のタッチ信号検出電極Rx4,Rx5,Rx6,Rx7とそれぞれ互いに相違したチャネルに連結されるという条件を満足させることができる。ここで、互いに相違したチャネルに連結されるということは、所定のタッチ信号検出電極Rx4,Rx5,Rx6,Rx7に付与される電極番号と重ならない他の電極番号のチャネルに連結されるということを意味する。
所定のタッチ信号検出電極Rx4,Rx5,Rx6,Rx7から出力される感知信号には、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報だけでなく、ノイズ情報を含む。ここで、ノイズ情報は、フローティング状態で発生するLGM妨害信号による静電容量の変化量の情報を含む。したがって、タッチ信号検出電極Rx4,Rx5,Rx6,Rx7から出力される感知信号が、タッチ入力装置のタッチ信号検出部11aで所定のレベル値に変換されて出力時、出力されるレベル値は相互静電容量の変化量の情報と前記ノイズ情報が反映される。
反面、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2,Rx3から出力される感知信号には、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報は殆どなく、前記ノイズ情報のみを含む。
したがって、所定のタッチ信号検出電極から出力される信号値から、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極から出力される信号値を差し引いて、純粋な相互静電容量の変化量の値のみを取得することができる。
特に、図19aの場合、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極の面積の合計が、所定のタッチ信号検出電極の面積の合計とほぼ同一なように具現することができる。
これは、検出される信号の大きさは電極の面積に比例するので、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極から検出されるLGM妨害信号の大きさと所定のタッチ信号検出電極から検出されるLGM妨害信号の大きさとが最大限に互いに同一なようにするためであり、これで、LGM妨害信号の除去過程でLGM妨害信号が完全に除去され得るようにするためである。
一方、図19aの場合、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2,Rx3には、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報は殆どないようにするために、前記所定のタッチ信号検出電極Rx4,Rx5,Rx6,Rx7とLGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2,Rx3との間に配置された任意の駆動電極をグランド(GND)に設定することができる。又は、前記所定のタッチ信号検出電極(RX4,RX5,RX6,RX7など)をグランド(GND)に設定することもできる。
図19b(図19aの一部を図示)は、図19aで前述した原理が同一/類似に適用されてよいが、物理的に別個のLGM妨害信号検出電極を別に配置したものを例示する。ここで、物理的に別個のLGM妨害信号検出電極を配置するということは、図19aのタッチ信号検出電極以外に追加的に配置するということを意味する、したがって、これによってLGM妨害信号検出電極の場合にもタッチ信号検出電極に対応する別途のトレースが追加されるので、図19aに比べてトレースの個数が多くなることになる。
特に、図19bを参照すると、第1駆動電極Tx1に駆動信号が印加された場合、第1駆動電極Tx1と隣接して配置されたタッチ信号検出電極Rx4,Rx7が第1駆動電極Tx1と相互静電容量Cmを形成し、第1駆動電極Tx1と所定の距離離隔されて配置されたLGM妨害信号検出電極LX1,LX2は、第1駆動電極Tx1と相互静電容量Cmを形成しない。
所定のタッチ信号検出電極Rx4,Rx7から出力される感知信号には、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報だけでなく、ノイズ情報を含む。ここで、ノイズ情報は、フローティング状態で発生するLGM妨害信号による静電容量の変化量の情報を含む。したがって、タッチ信号検出電極Rx4,Rx7から出力される感知信号がタッチ入力装置のタッチ信号検出部11aで所定のレベル値に変換されて出力時、出力されるレベル値は相互静電容量の変化量の情報と前記ノイズ情報が反映される。
反面、LGM妨害信号検出電極LX1,LX2から出力される感知信号には、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報は殆どなく、前記ノイズ情報のみを含む。
したがって、所定のタッチ信号検出電極から出力される信号値から、LGM妨害信号検出電極から出力される信号値を差し引いて、純粋な相互静電容量の変化量の値のみを取得することができる。
図19bの場合、LGM妨害信号検出電極LX1,LX2は、タッチ信号検出電極Rx4,Rx7の内部に配置されてよい。LGM妨害信号検出電極LX1,LX2は、タッチ信号検出電極Rx4,Rx7のベース静電容量を減らす役割をすることができる。LGM妨害信号検出電極LX1,LX2は、タッチ信号検出電極Rx4,Rx7をメタルメッシュで形成した後、タッチ信号検出電極Rx4,Rx7の内部の一部分を切断したり除去したりして、LGM妨害信号検出電極LX1,LX2とタッチ信号検出電極Rx4,Rx7がホール(H)により所定の距離離隔するように配置されてよい。
そして、図19aの場合、LGM妨害信号検出電極とタッチ信号検出電極とが互いに相違した位置に配置され、すなわち、互いに相違したタッチ座標を構成するが、図19bの場合、LGM妨害信号検出電極とタッチ信号検出電極の座標の中心点が一致するように具現して、図19aの配置形態に比べてより効果的にLGM妨害信号を除去できるようになる。
また、図19bの場合、複数のLGM妨害信号検出電極LX1,LX2それぞれの面積の合計が複数のタッチ信号検出電極RX4,RX7それぞれの面積の合計とほぼ同一なように具現することができる。これは、検出される信号の大きさは電極の面積に比例するので、複数のLGM妨害信号検出電極LX1,LX2から検出されるLGM妨害信号の大きさと複数のタッチ信号検出電極RX4,RX7から検出されるLGM妨害信号の大きさとが最大限に互いに同一なようにするためであり、これで、LGM妨害信号の除去過程でLGM妨害信号が完全に除去され得るようにするためである。
図20は、図12に示された本発明の実施形態によるタッチセンサを有するタッチ入力装置から出力されるローデータの例示的な図面である。図20の(a)に示されたローデータは、図13に示されたローデータと同一である。すなわち、図13に示されたローデータは、図12に示されたタッチセンサにおいて相互静電容量Cmを形成するノードの所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号に基づいたローデータであり、図20の(b)は、図12に示されたタッチセンサにおいて相互静電容量Cmを形成しないノードの他の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号に基づいたローデータである。
図20の(c)は、相互静電容量Cmを形成するノード(node)の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号から、相互静電容量Cmを形成しないノード(node)の他の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号を差し引いた時のローデータである。
図20の(c)のローデータを図20の(a)と比較してみると、図20の(c)のローデータにおいて、実際の客体によるタッチがなされたタッチ領域内のデジタル値(又は、レベル値)が図20の(a)の当該部分のデジタル値(又は、レベル値)より相対的に高く示されることを確認することができる。すなわち、タッチ領域の中心部分が概略+250以上のレベル値を有するようになることを確認することができ、タッチ入力装置がフローティング状態でもグリップ状態と同一又は類似のレベル値を得られることを確認することができる。
別途のローデータを示さなかったが、相互静電容量Cmを形成するノード(node)の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号から、相互静電容量Cmを形成しないノード(node)の他の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号に予め設定されたファクター(factor)を掛けたものを差し引いたローデータも、図20の(c)と類似に導出され得る。
図21は、ブリッジ(Bridge)構造の本発明の実施形態によるタッチセンサを概念化した概念図である。
参考として、図21の場合にも、図17で前述した内容が同一/類似に適用されるが、任意の受信電極がタッチ信号検出電極として機能したり又はLGM妨害信号検出電極として機能するのではないタッチ信号検出電極とLGM妨害信号検出電極が物理的に区分される場合を仮定する。
図21を参照すると、本発明の実施形態によるタッチセンサは、複数の駆動電極TX0~TX7と複数のタッチ信号検出電極RX0~RX3を含む。また、本発明の実施形態によるタッチセンサは、複数のLGM妨害信号検出電極LX0~LX3を含む。
複数の駆動電極TX0~TX7と複数のタッチ信号検出電極RX0~RX3との間には相互静電容量Cmが形成されるが、複数の駆動電極TX0~TX7と複数のLGM妨害信号検出電極LX0~LX3との間には相互静電容量Cmが形成されない。ここで、実際には、複数の駆動電極TX0~TX7と複数のLGM妨害信号検出電極LX0~LX3との間には僅かに相互静電容量が形成され得るが、タッチの有無の検出時に微々たる相互静電容量は無視されてよい。
このようなタッチセンサを有する本発明の実施形態によるタッチ入力装置は、相互静電容量Cmを形成するノード(node)の各タッチ信号検出電極から出力される感知信号から、相互静電容量Cmを形成しないノード(node)の各LGM妨害信号検出電極から出力される感知信号を差し引くことにより、ノイズ情報、特にLGM妨害信号による静電容量の変化量の情報を除去することができる。ここで、タッチセンサを有する本発明の実施形態によるタッチ入力装置は、相互静電容量Cmを形成するノード(node)の各タッチ信号検出電極から出力される感知信号から、相互静電容量Cmを形成しないノード(node)の各LGM妨害信号検出電極から出力される感知信号と予め設定されたファクターを掛けたものを差し引くこともできる。
図22は、図21に示されたタッチセンサの概念図が適用され得る一例によるタッチセンサの構成図である。
図22を参照すると、複数の駆動電極Tx0,Tx1,Tx2,Tx3が横方向に平行に配列され、複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1が縦方向に平行に配列される。
複数の駆動電極Tx0,Tx1,Tx2,Tx3と複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1それぞれはダイヤモンド形状で、隣接した2個の駆動電極及び隣接した2個のタッチ信号検出電極は伝導性連結部を介して互いに電気的に連結される。
複数の駆動電極Tx0,Tx1,Tx2,Tx3と複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1は、メタルメッシュで具現されてよい。ここで、複数の駆動電極Tx0,Tx1,Tx2,Tx3を連結する伝導性連結部もメタルメッシュで具現されてよい。複数の駆動電極Tx0,Tx1,Tx2,Tx3を連結する伝導性連結部もメタルメッシュで具現されてよく、伝導性トレースでも具現されてよい。
複数の駆動電極Tx0,Tx1,Tx2,Tx3と複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1それぞれは、内部に電気的に絶縁された所定のパターンを有する。所定のパターンは、各タッチ信号検出電極と各駆動電極のベース静電容量を減らすために形成されたものであってよい。メタルメッシュで各駆動電極と各タッチ信号検出電極とを形成した後、各駆動電極と各タッチ信号検出電極の内部の一部分のメタルメッシュを切断したり除去したりして、所定のパターンを形成することができる。この時、各駆動電極及び各タッチ信号検出電極と所定のパターンとの間は、ホール(H)により所定の距離離隔されてよい。複数のLGM妨害信号検出電極LX0,LX1は、複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1内部の所定のパターンが電気的に連結されたものであってよい。複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1は、複数の駆動電極Tx0,Tx1,Tx2,Tx3と非常に隣接しているため、相互静電容量Cmが形成されるが、複数のLGM妨害信号検出電極LX0,LX1は複数の駆動電極Tx0,Tx1,Tx2,Tx3と相対的に離れて位置するので、相互静電容量Cmが無視する程度に小さく形成される。
特に、図22の場合、複数のLGM妨害信号検出電極LX0,LX1それぞれの面積の合計が複数のタッチ信号検出電極RX0,RX1それぞれの面積の合計とほぼ同一なように具現することができる。これは、検出される信号の大きさは電極の面積に比例するので、複数のLGM妨害信号検出電極LX0,LX1から検出されるLGM妨害信号の大きさと複数のタッチ信号検出電極RX0,RX1から検出されるLGM妨害信号の大きさとが最大限に互いに同一なようにするためであり、これで、LGM妨害信号の除去過程でLGM妨害信号が完全に除去され得るようにするためである。
そして、図19aの場合、LGM妨害信号検出電極とタッチ信号検出電極の面積とが同一であるが、互いに相違した位置に配置され、すなわち、互いに相違したタッチ座標を構成するが、図22の場合、LGM妨害信号検出電極とタッチ信号検出電極の面積が同一ながらも、各電極の座標の中心点が一致するように具現して、図19の配置形態に比べてより効果的にLGM妨害信号を除去できることになる。
一方、図22の場合、任意のLGM妨害信号検出電極(例>LX0,LX1)には、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報は殆どないようにするため、任意の駆動電極(例>TX3)と任意のLGM妨害信号検出電極(例>LX0,LX1)との間に配置された任意のタッチ信号検出電極(例>RX0,RX1)をグランド(GND)に設定することができる。
図23は、ブリッジ(Bridge)構造の本発明の実施形態によるタッチセンサを概念化した他の概念図である。図23を参照すると、本発明の実施形態によるタッチセンサは、複数の第1駆動電極TX0~TX3と複数のタッチ信号検出電極RX0~RX7を含む。また、本発明の実施形態によるタッチセンサは、複数の第2駆動電極Mx0~Mx3を含む。
複数の第1駆動電極TX0~TX3と複数のタッチ信号検出電極RX0~RX7との間には相互静電容量Cmが形成されるが、複数の第2駆動電極Mx0~Mx3と複数のタッチ信号検出電極RX0~RX7との間には相互静電容量Cmが形成されない。ここで、実際には、複数の第2駆動電極Mx0~Mx3と複数のタッチ信号検出電極Rx0~Rx7との間には僅かに相互静電容量が形成され得るが、タッチの有無の検出時に微々たる相互静電容量は無視されてよい。
このようなタッチセンサを有する本発明の実施形態によるタッチ入力装置は、相互静電容量Cmを形成するノード(node)の各タッチ信号検出電極RXから出力される感知信号から、相互静電容量Cmを形成しないノード(node)の各タッチ信号検出電極RXから出力される感知信号を差し引くことにより、ノイズ情報、特にLGM妨害信号による静電容量の変化量の情報を除去することができる。ここで、相互静電容量Cmを形成するノード(node)の各タッチ信号検出電極RXから出力される感知信号から、相互静電容量Cmを形成しないノード(node)の各タッチ信号検出電極RXから出力される感知信号に予め設定されたファクター(factor)を掛けたものを差し引くこともできる。
図24は、図23に示されたタッチセンサの概念図が適用され得る一例によるタッチセンサの構成図である。
図24を参照すると、複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2,Rx3が横方向に平行に配列され、複数の駆動電極Tx0,Tx1が縦方向に平行に配列される。
複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2,Rx3と複数の第1駆動電極Tx0,Tx1それぞれはダイヤモンド形状で、隣接した2個の第1駆動電極及び隣接した2個のタッチ信号検出電極は伝導性連結部を介して電気的に連結される。
複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2,Rx3と複数の第1駆動電極Tx0,Tx1は、メタルメッシュで具現されてよい。ここで、複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2,Rx3を連結する伝導性連結部もメタルメッシュで具現されてよい。複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2,Rx3を連結する伝導性連結部もメタルメッシュで具現されてよく、伝導性トレースでも具現されてよい。
複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2,Rx3と複数の第1駆動電極Tx0,Tx1それぞれは、内部に電気的に絶縁された所定のパターンを有する。所定のパターンは、各タッチ信号検出電極と第1駆動電極のベース静電容量を減らすために形成されたものであってよい。メタルメッシュで各第1駆動電極と各タッチ信号検出電極を形成した後、各第1駆動電極Tx0,Tx1と各タッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2,Rx3の内部の一部分のメタルメッシュを切断したり除去したりして、所定のパターンを形成することができる。この時、各第1駆動電極Tx0,Tx1及び各タッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2,Rx3と所定のパターンとの間は、ホール(H)により所定の距離離隔されてよい。
複数の第2駆動電極Mx0,Mx1は、複数の第1駆動電極Tx0,Tx1内部の所定のパターンが電気的に連結されたものであってよい。複数の第1駆動電極Tx0,Tx1は、複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2,Rx3と非常に隣接しているため、相互静電容量Cmが形成されるが、複数の第2駆動電極Mx0,Mx1は複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2,Rx3と相対的に離れて位置するので、相互静電容量Cmが無視する程度に小さく形成される。
特に、図24の場合、複数の第2駆動電極Mx0,Mx1それぞれの面積の合計が複数の第1駆動電極Tx0,Tx1それぞれの面積の合計とほぼ同一なように具現することができる。これは、検出される信号の大きさは電極の面積に比例するので、複数の第2駆動電極Mx0,Mx1から検出されるLGM妨害信号の大きさと複数の第1駆動電極Tx0,Tx1から検出されるLGM妨害信号の大きさとが最大限に互いに同一なようにするためであり、これで、LGM妨害信号の除去過程でLGM妨害信号が完全に除去され得るようにするためである。
そして、図24の場合、複数の第2駆動電極と複数の第1駆動電極の面積が同一ながらも各電極の座標の中心点が一致するように具現して、図19の配置形態に比べてより効果的にLGM妨害信号を除去できるようになる。
一方、図24の場合、任意の第2駆動電極(例>MX0,MX1)には客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報は殆どないようにするため、任意のタッチ信号検出電極(例>RX3)と任意の第2駆動電極(例>MX0,MX1)との間に配置された任意の第1駆動電極(例>TX0,TX1)をグランド(GND)に設定することができる。
図25aは、図21に示されたタッチセンサの概念図が適用され得る他の例によるタッチセンサの構成図である。
図25aを参照すると、複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2が横方向に平行するように配列され、複数の駆動電極Tx0,Tx1,Tx2が縦方向に平行するように配列される。ここで、縦方向と横方向が変わってもよい。
複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2と複数の駆動電極Tx0,Tx1,Tx2それぞれはバー(bar)形状である。
複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2は第1層に形成され、複数の駆動電極Tx0,Tx1,Tx2は第2層に形成される。第1層と第2層は、同一平面上に配置されない。例えば、第2層の上に第1層が配置されてよい。第1層と第2層との間には絶縁層が配置されてよい。
複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2と複数の駆動電極Tx0,Tx1,Tx2は、メタルメッシュ又は伝導性金属で具現されてよい。
図25aに示されたタッチセンサは、複数のLGM妨害信号検出電極LX0,LX1,LX2を含む。複数のLGM妨害信号検出電極LX0,LX1,LX2は、複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2が形成された層に共に形成され、複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2の間間に、それぞれのLGM妨害信号検出電極LX0,LX1,LX2が配置されてよい。
各駆動電極Tx0,Tx1,Tx2は、各タッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2とオーバーラップされる第1領域と各LGM妨害信号検出電極LX0,LX1,LX2とオーバーラップされる第2領域を含む。ここで、第1領域の大きさは第2領域の大きさより大きく形成される。特に、第2領域の大きさは、出来るだけ小さく形成されることが好ましい。これは、LGM妨害信号検出電極と駆動電極との間の相互静電容量を最大限に減らすためである。又は、タッチ信号検出電極とLGM妨害信号検出電極の形状が同一の条件において、各駆動電極でタッチ信号検出電極と重なる第1領域の幅は、LGM妨害信号検出電極と重なる第2領域の幅より広く設計されてもよい。
複数の駆動電極Tx0,Tx1,Tx2は、複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2と重なる領域が相対的に多いので、相対的に大きい相互静電容量Cmが形成されるが、複数のLGM妨害信号検出電極LX0,LX1,LX2は、複数の駆動電極Tx0,Tx1,Tx2と相対的に小さくオーバーラップされるので、この二つの間の相互静電容量Cmは無視する程度に小さく形成される。
特に、図25aの場合、複数のLGM妨害信号検出電極LX0,LX1,LX2それぞれの面積の合計が、複数のタッチ信号検出電極RX0,RX1,RX2それぞれの面積の合計とほぼ同一なように具現することができる。これは、検出される信号の大きさは電極の面積に比例するので、複数のLGM妨害信号検出電極LX0,LX1,LX2から検出されるLGM妨害信号の大きさと複数のタッチ信号検出電極RX0,RX1,RX2から検出されるLGM妨害信号の大きさとが最大限に互いに同一なようにするためであり、これで、LGM妨害信号の除去過程でLGM妨害信号が完全に除去され得るようにするためである。
一方、図25aの場合、任意のLGM妨害信号検出電極(例>LX0,LX1,LX2)には、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報は殆どないようにするため、任意の駆動電極(例>TX0)と任意のLGM妨害信号検出電極(例>LX0,LX1,LX2)との間に配置された任意のタッチ信号検出電極(例>RX0,RX1,RX2)をグランド(GND)に設定することができる。
図25bは、図25aで記述した原理が同一/類似に適用されるが、LGM妨害信号検出電極がタッチ信号検出電極の内部に配置されるように具現した実施形態である。
図25bの場合、LGM妨害信号検出電極LX0,LX1,LX2は、タッチ信号検出電極RX0,RX1,RX2の内部に配置されてよい。LGM妨害信号検出電極LX0,LX1,LX2は、タッチ信号検出電極RX0,RX1,RX2のベース静電容量を減らす役割をすることができる。LGM妨害信号検出電極LX0,LX1,LX2は、タッチ信号検出電極RX0,RX1,RX2をメタルメッシュで形成した後、タッチ信号検出電極RX0,RX1,RX2の内部の一部分を切断したり除去して、LGM妨害信号検出電極LX0,LX1,LX2とタッチ信号検出電極RX0,RX1,RX2が所定の距離離隔するように配置されてよい。
図25bの場合、各駆動電極Tx0,Tx1,Tx2は、各タッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2とオーバーラップされる第1領域と各LGM妨害信号検出電極LX0,LX1,LX2とオーバーラップされる第2領域を含む。ここで、第1領域の大きさは第2領域の大きさより大きく形成される。特に、第2領域の大きさは、出来るだけ小さく形成されることが好ましい。これは、LGM妨害信号検出電極と駆動電極との間の相互静電容量を最大限に減らすためである。又は、タッチ信号検出電極とLGM妨害信号検出電極の形状が同一の条件において、各駆動電極でタッチ信号検出電極と重なる第1領域の幅は、LGM妨害信号検出電極と重なる第2領域の幅より広く設計されてもよい。
複数の駆動電極Tx0,Tx1,Tx2は、複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2と重なる領域が相対的に多いため、相対的に大きい相互静電容量Cmが形成されるが、複数のLGM妨害信号検出電極LX0,LX1,LX2は複数の駆動電極Tx0,Tx1,Tx2と相対的に小さくオーバーラップされるので、この二つの間の相互静電容量Cmは無視する程度に小さく形成される。
図26は、図23に示されたタッチセンサの概念図が適用され得る他の例によるタッチセンサの構成図である。
図26を参照すると、複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2が縦方向に平行に配列され、複数の第1駆動電極Tx0,Tx1,Tx2が横方向に平行に配列される。ここで、縦方向と横方向が変わってもよい。
複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2と複数の第1駆動電極Tx0,Tx1,Tx2それぞれはバー(bar)形状である。
複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2は第1層に形成され、複数の第1駆動電極Tx0,Tx1,Tx2は第2層に形成される。第1層と第2層は同一平面上に配置されない。例えば、第2層の上に第1層が配置されてよい。第1層と第2層との間には絶縁層が配置されてよい。
複数のタッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2と複数の第1駆動電極Tx0,Tx1,Tx2は、メタルメッシュ又は伝導性金属で具現されてよい。
図26に示されたタッチセンサは、複数の第2駆動電極MX0,MX1,MX2を含む。複数の第2駆動電極MX0,MX1,MX2は、複数の第1駆動電極Tx0,Tx1,Tx2の形成された層に共に形成され、複数の第1駆動電極Tx0,Tx1,Tx2の間間にそれぞれの第2駆動電極MX0,MX1,MX2が配置されてよい。
各タッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2は、各第1駆動電極Tx0,Tx1,Tx2とオーバーラップされる第1領域と各第2駆動電極MX0,MX1,MX2とオーバーラップされる第2領域とを含む。ここで、第1領域の面積は第2領域の面積より大きく形成される。特に、第2領域の面積は、出来るだけ小さく形成されることが好ましい。これは、第2駆動電極とタッチ信号検出電極との間の相互静電容量を最大限に減らすためである。又は、タッチ信号検出電極の形状が同一の条件で、第1駆動電極とタッチ信号検出電極と重なる第1領域の幅は、第2駆動電極とタッチ信号検出電極が重なる第2領域の幅より大きく設計されてもよい。
各第1駆動電極Tx0,Tx1,Tx2は、各タッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2と重なる領域が相対的に多いため、相対的に大きい相互静電容量Cmが形成されるが、各第2駆動電極MX0,MX1,MX2は、各タッチ信号検出電極Rx0,Rx1,Rx2と相対的に小さくオーバーラップされるので、この二つの間の相互静電容量Cmは無視する程度に小さく形成される。
本出願人は、図10に示されたタッチセンサを有するタッチ入力装置をグリップ状態とフローティング状態でそれぞれ15φの直径を有する導電棒でテストを行った時、各状態におけるローデータを得ることができた。得られたローデータが図27に示されているが、図27の左側のローデータがグリップ状態であり、図27の右側のローデータがフローティング状態である。図27の左右のローデータを比較してみると、フローティング状態で発生されるLGM妨害信号によりタッチ領域のレベル値が顕著に低くなったことを確認することができる。
また、本出願人は、図12に示されたタッチセンサを有するタッチ入力装置をグリップ状態とフローティング状態でそれぞれ15φの直径を有する導電棒でテストを行い、図20の(a)~(c)で説明したように、駆動電極と相互静電容量を形成する所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号から、駆動電極と相互静電容量を形成せずにLGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極が出力される感知信号を差し引いて、各状態におけるローデータを得ることができた。得られたローデータが図28に示されているが、図28の左側のローデータがグリップ状態であり、図28の右側のローデータがフローティング状態である。図28の左右のローデータを比較してみると、グリップ状態とフローティング状態とでタッチ領域内のレベル値の偏差が図27と比較して非常に低いことを確認することができる。
さらに、出願人は、図10に示されたタッチセンサを有するタッチ入力装置を、グリップ状態とフローティング状態で、それぞれ20φの直径を有する導電棒でテストを行った時、各状態におけるローデータを得ることができた。得られたローデータが図29に示されているが、図29の左側のローデータがグリップ状態であり、図29の右側のローデータがフローティング状態である。図29の左右のローデータを比較してみると、フローティング状態で発生するLGM妨害信号によりタッチ領域のレベル値が顕著に低くなったことを確認することができる。
また、本出願人は、図12に示されたタッチセンサを有するタッチ入力装置を、グリップ状態とフローティング状態で、それぞれ15φの直径を有する導電棒でテストを行い、図20の(a)~(c)で説明したように、駆動電極と相互静電容量を形成するタッチ信号検出電極から出力される感知信号から、駆動電極と相互静電容量を形成せずにLGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号を差し引いて、各状態におけるローデータを得ることができた。得られたローデータが図30に示されているが、図30の左側のローデータがグリップ状態であり、図30の右側のローデータがフローティング状態である。図30の左右のローデータを比較してみると、グリップ状態とフローティング状態においてタッチ領域内のレベル値の偏差が小さく、その上、フローティング状態におけるレベル値がさらに大きく出た部分もあることを確認することができる。
さらに、出願人は、図10に示されたタッチセンサを有するタッチ入力装置を、グリップ状態とフローティング状態で、それぞれ実際に人の親指でテストを行った時、各状態におけるローデータを得ることができた。得られたローデータが図31に示されているが、図31の左側のローデータがグリップ状態であり、図31の右側のローデータがフローティング状態である。図31の左右のローデータを比較してみると、フローティング状態で発生するLGM妨害信号によりタッチ領域のレベル値が顕著に低くなったことを確認することができる。
また、本出願人は、図12に示されたタッチセンサを有するタッチ入力装置を、グリップ状態とフローティング状態で、それぞれ15φの直径を有する導電棒でテストを行い、図20の(a)~(c)で説明したように、駆動電極と相互静電容量を形成するタッチ信号検出電極から出力される感知信号から、駆動電極と相互静電容量を形成せずにLGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号を差し引いて、各状態におけるローデータを得ることができた。得られたローデータが図32に示されているが、図32の左側のローデータがグリップ状態であり、図32の右側のローデータがフローティング状態である。図32の左右のローデータを比較してみると、グリップ状態とフローティング状態においてタッチ領域内のレベル値の偏差が殆どないことを確認することができる。
先に上述した本発明の実施形態によるタッチセンサを有するタッチ入力装置は、フローティング状態でも2以上のマルチタッチを判別できる特有の利点がある。
図33は、従来のタッチ入力装置がフローティング状態にある時、多重客体によるマルチタッチを認識し得ないことを示す図面である。
図33の状況は、例示的に、従来のタッチ入力装置が自動車内の受け台に装着された状態で、使用者が二本の指をタッチ入力装置のタッチ表面に接触した場合を予定することができる。
従来のタッチ入力装置は、図33の左側の図面のように、2つのマルチタッチのうちの一つのタッチを認識し得なかったり、図33の右側の図面のように、使用者は2つのタッチをしたが、これをタッチ入力装置が3つ又は4つの多重タッチと認識した。
図34の(a)は、図3のように二重層のタッチセンサを有するタッチ入力装置をフローティング状態に置かれるようにした後にマルチタッチをした時のローデータである。図34の(a)を参照すると、フローティング状態で発生するLGM妨害信号によりマルチタッチされた領域のレベル値が相対的に低い。もし、タッチの有無を判別する基準レベル値が65に設定された場合、相対的に上にタッチされた部分はタッチと認識され得ず、相対的に下にタッチされた部分のみタッチと認識されるものなので、2つのタッチのうちの一つが認識され得ない現象が発生する。
図34の(b)は、図10に示されたタッチセンサを有するタッチ入力装置を、フローティング状態に置かれるようにした後にマルチタッチをした時のローデータである。図34の(b)を参照すると、フローティング状態で発生するLGM妨害信号によりマルチタッチされた領域のレベル値が相対的に低い部分が存在することになる。もし、タッチの有無を判別する基準レベル値が65に設定された場合、3以上のタッチが存在するものと認識されるだろう。
図34の(c)は、図12に示されたタッチセンサを有するタッチ入力装置に、図20の(a)~(c)で説明したように、駆動電極と相互静電容量を形成するタッチ信号検出電極から出力される感知信号から、駆動電極と相互静電容量を形成せずにLGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号を差し引く方法を適用した時、前記タッチ入力装置をフローティング状態に置かれるようにした後にマルチタッチをした時のローデータである。図34の(c)を参照すると、マルチタッチされた2つの部分で相対的に大きい正(+)のレベル値が出力されるため、タッチ入力装置は使用者のマルチタッチを正確にマルチタッチと認識することができる。
また、先に上述した本発明の実施形態によるタッチセンサを有するタッチ入力装置は、クロスタッチ(Cross Touch)とともにタッチされた第3のタッチ(3rd Touch)を判別できる特有の利点がある。
図35は、従来のタッチ入力装置のタッチ表面に、クロスタッチと第3のタッチを共にした時、第3のタッチが認識され得ないことを示す図面である。
従来のタッチ入力装置は、図35の左右の図面のように、左手の二本の指による2つのクロスタッチと右手の一本の指による第3タッチのうち、第3タッチを認識し得なかった。
図36の(a)は、図3のような二重層のタッチセンサを有するタッチ入力装置に、クロスタッチと第3タッチをした時のローデータである。図36の(a)を参照すると、第3タッチと対応する円領域におけるレベル値がクロスタッチされた部分と比較して相対的に低かった。したがって、タッチ入力装置が第3タッチを認識し得ない。
図36の(b)は、図10に示されたタッチセンサを有するタッチ入力装置に、クロスタッチと第3タッチをした時のローデータである。図36の(b)を参照すると、第3タッチと対応する円領域におけるレベル値がクロスタッチされた部分と比較して相対的に低かった。したがって、タッチ入力装置が第3タッチを認識し得ない。
図36の(c)は、図12に示されたタッチセンサを有するタッチ入力装置に、図20の(a)~(c)で説明したように、駆動電極と相互静電容量を形成するタッチ信号検出電極から出力される感知信号から、駆動電極と相互静電容量を形成せずにLGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極から出力される感知信号を差し引く方法を適用した時、前記タッチ入力装置にクロスタッチと第3タッチをした時のローデータである。図36の(c)を参照すると、クロスタッチされた二つの部分で相対的に大きい正(+)のレベル値が出力され、第3タッチと対応される円領域でも相対的に大きい正(+)のレベル値が出力されることを確認することができる。すなわち、タッチ入力装置はクロスタッチとともに第3タッチ全てを認識することができる。
図37a~図37eは、本発明の他の実施形態によるLGM妨害信号を減らすためのタッチセンサ10を構成する電極の配置形態を説明するために参照される図面である。
実施形態によるタッチセンサパネル(図示せず)は、タッチセンサ10を含んで構成されてよい。
具体的に、図37a及び図37bは、本発明の実施形態による図37cと比較するために参照される図面であり、図37dは、図37cの一部分を拡大してトレースまで示した図面であり、図37eは、図37cを応用してチャネルが拡張された場合を例示する。
図37aのタッチセンサパネルの場合、A1列に含まれる第1電極RX0に対応する第2電極がTX0-TX3-TX4-TX7で配置され、第1電極RX1に対応する第2電極がTX7-TX4-TX3-TX0で配置されたことが分かる。
このような配置構造によれば、同一のTX7電極が隣接して配置されて、前述した相対的に多い量のLGM妨害信号が検出されたり解像度が落ちたりする問題点がある。
したがって、これを改善するために、図37bのように、TX0-TX3-TX4-TX7-TX0-TX3-TX4-TX7で配置して重複される電極を無くすことができるが、このような場合には、Z部分のようにTX電極とTX電極との間にトレースが入るしかなくなり、これで、Z部分のトレースが外部に見せることになり、視覚的な問題を招くことになる。
したがって、本発明の実施形態によれば、このような問題点を解決するためのもので、下の図37cの実施形態によれば、図9のようなタッチセンサパネルに比べてトレース個数も減りつつLGM妨害信号の減少効果ももたらし、これと同時に視覚的な問題も解決できるようになる。下では、これを詳しく説明する。
図37cに示したように、本発明の実施形態によるタッチセンサパネルは、行(row)方向で延びた複数の第1電極列A1~A8と複数の第2電極列B1~B10を含んでよい。そして、全般的には、第1電極列A1~A8と複数の第2電極列B1~B10は、互いに交互に配置されてもよい。ただし、一部の第2電極列B5,B6は、第1電極列A4,A5の間で連続して配置されてよい。
複数の第1電極列A1~A8は、複数の第1電極RX0~RX7を含んでよく、複数の第2電極列B1~B10は、複数の第2電極TX0~TX7を含んでよい。図37cでは、複数の第1電極RX0~RX7が行(row)方向を優先順位にして順に配置され、複数の第2電極TX0~TX7が列(column)方向を優先順位にして順に配置されたものを例示したが、本発明の権利範囲はこれに制限されない。
ただし、図37cは、全体タッチセンサパネルの一部を示したもので、列(column)方向及び行(row)方向に残りの第1電極と残りの第2電極がさらに配置されてよい。そして、図37cでは、相対的にサイズが大きい第1電極をタッチ信号検出電極、相対的にサイズが小さい第2電極を駆動電極と仮定したが、本発明の権利範囲はこれに制限されず、第1電極を駆動電極と定義し、第2電極をタッチ信号検出電極と定義しても本発明に同一/類似に適用されてよい。
図37cでは、電極とトレースがそれぞれ分離されて別個の構成で形成されているものを例示したが、実施形態により、電極とトレースがメタルメッシュ(metal mesh)形態で一体化して形成されてもよい。このような場合、電極とトレースとの間及び/又は電極と他の電極との間などのタッチ位置を感知し得ないデッドゾーン(dead zone)が少なくなってタッチ位置検出の感度がより向上され得るようになる。
複数の第1電極列A1~A8のいずれか一つである第1電極列A1に含まれる第1電極RX0,RX1のいずれか一つRX0に複数の第2電極列B1~B10のいずれか一つである第2電極列B2に含まれる第2電極TX0,TX3,TX4,TX7のうちの少なくとも二つが対応して隣接するように配置されてよい。ただし、これは第1電極列A1にのみ適用されるのではなく、残りの第1電極列A2~A8にも同一/類似に適用されてもよい。また、これは、第1電極RX0にのみ適用されるのではなく、残りの第1電極RX1にも同一/類似に適用されてよい。
第1電極列A1に含まれる前記第1電極RX0,RX1のいずれか一つRX0は、タッチセンサパネルに含まれる複数の第1電極RX0~RX7のうち前記いずれか一つの第1電極(第1電極列A1に含まれた第1電極RX0)を除いた残りの第1電極のうちの一部(第1電極列A5に含まれた第1電極RX0)と一つの第1トレースを用いて連結されてよい。すなわち、これは、同一の感知端子に連結されることを意味する。
第2電極列B2に含まれる第2電極TX0,TX3,TX4,TX7のいずれか一つTX0は、タッチセンサパネルに含まれる複数の第2電極TX0~TX7のうち前記いずれか一つの第2電極(第2電極列B2に含まれる第2電極TX0)を除いた残りの第2電極のうちの少なくとも一部(第2電極列B1,B3~B5に含まれる第2電極TX0)と一つの第2トレースを用いて連結されてもよい。すなわち、これは、同一の駆動端子に連結されることを意味する。
参考として、同一の第1電極とは、一つの第1トレースに連結される電極を意味し、同一の第2電極とは、一つの第2トレースに連結される電極を意味する。
このような図37cのタッチセンサパネルの構造によれば、複数の駆動電極が同一の駆動端子に連結されるようにし、複数のタッチ信号検出電極が同一の感知端子に連結されるようにして、トレースの個数を減らせるようになる。
第1電極RX0に第2電極TX0,TX3,TX4,TX7のうちの少なくとも二つが対応して隣接するように配置されるようにし、他の第1電極RX1に他の第2電極TX4,TX7,TX3,TX0のうちの少なくとも二つが対応して隣接するように配置されるようにした後、第2電極TX0,TX3,TX4,TX7と他の第2電極TX4,TX7,TX3,TX0のうち同一の番号の電極は一つの第2トレースを用いて連結することで、図9のように、一つのタッチ信号検出電極に対応する全ての複数の駆動電極が全部相違したトレースに連結される構造に比べてトレースの個数を減らせるようになる。
一方、タッチセンサパネルの複数の第1電極RX0~RX7のうち、タッチウインドウ領域Sに含まれる一部の第1電極RX0,RX3,RX4,RX7のそれぞれは、互いに相違した第1トレースと連結されてよい。
タッチウインドウ領域Sに含まれる全ての第1電極RX0,RX3,RX4,RX7が互いに分離されて、それぞれ他の第1トレースを用いて連結されることで、前述したLGM妨害信号を減らせるようになり、これでタッチ感度を向上させることができるようになる。
一方、本発明において、タッチウインドウ領域Sは、親指のタッチ面積のように、残りの指のタッチ面積より広い面積と定義することができる。具体的に、タッチウインドウ領域Sの面積は、約15mm*15mm以上、約20mm*20mm以下に具現されてよいが、好ましくは約16mm*16mmの大きさに具現されてよい。特に、図37cでは、タッチウインドウ領域Sの面積が約16mm*16mmの大きさで具現されたものを例示した。
具体的に、単位セル(図37cの斜線部分)の面積は、約4mm(縦)*2mm(横)程度に具現されてよい。これで、図37cの場合には、一つのRX電極(単位セル4個の大きさ)の縦の長さは約16mmであり、横の長さは約2mmである。そして、一つのTX電極(単位セル1個の大きさ)の縦の長さは約4mmであり、横の長さは約2mmである。したがって、図37cでタッチウインドウ領域Sの面積が約16mm*16mmの大きさに具現されたものを例示したわけである。参考として、B1列のTX0の縦の長さは約4mmであり、横の長さは約1mmであり、B5列のTX0の縦の長さは約4mmであり、横の長さは約1mmであるため、この二つの電極を合わせた面積が単位セル一つの面積になる。
図37cを例に挙げれば、タッチウインドウ領域Sは、複数の第1電極RX0~RX7のうちの一部RX0,RX3,RX4,RX7及び複数の第2電極TX0~TX7のうちの一部TX0,TX3,TX4,TX7を含んでよい。具体的に、複数の第1電極RX0~RX7のうち列(column)方向に4個の連続する第1電極RX0,RX3,RX4,RX7及び前記4個の第1電極RX0,RX3,RX4,RX7それぞれに対して、行(row)方向に隣接して対応する4個の連続する第2電極TX0,TX3,TX4,TX7で構成されてよい。
図37cのタッチセンサパネルは、第1電極列A1に含まれる第1電極RX0,RX1のいずれか一つを中心に、一側面に前記第2電極列B2が配置され、他側面に他の第2電極列B1が配置されてよい。そして、前記第2電極列B2に含まれた前記第2電極TX0,TX3,TX4,TX7のいずれか一つ及び前記他の第2電極列B1に含まれた第2電極TX0,TX3,TX4,TX7のいずれか一つは、前記第1電極RX0,RX1のいずれか一つRX0を中心に同一の行(row)に配置されてもよい。ここで、同一の行(row)に配置された前記第2電極列B2に含まれた前記第2電極TX0,TX3,TX4,TX7のいずれか一つ及び前記他の第2電極列B1に含まれた前記第2電極TX0,TX3,TX4,TX7のいずれか一つは、同一の一つの第2トレースを用いて連結される電極を意味する。
すなわち、相対的に大きさが大きい第1電極を中心に左右側面に隣接して相対的に大きさが小さい二つの同一の第2電極が配置されてよい。二つの同一の第2電極は、それぞれ同一ライン上において配置されてよい。
ただし、図37cでは、相対的に大きさが大きい第1電極を中心に、相対的に大きさが小さい同一の第2電極が配置されたものを例示したが、他の実施形態により相対的に大きさが小さい第2電極を中心に、相対的に大きさが大きい同一の第1電極が配置されるように具現することもできる。
また、図37cでは、第1電極を中心に左右側面に第2電極が隣接して配置されたものを例示したが、実施形態により、第1電極を中心に上下側面に第2電極が隣接して配置されるように具現することもできる。
そして、図37cでは、第1電極列A1の第1電極(例>RX0)を中心に配置された第2電極列B2の第2電極(例>TX0)と他の第2電極列B1の第2電極(例>TX0)のサイズが相違したものを例示したが、他の実施形態により、第2電極列B2の第2電極(例>TX0)と他の第2電極列B1の第2電極(例>TX0)のサイズが同一なように具現することもできる。
一方、図37c及び図37dに示したように、タッチセンサパネルはタッチウインドウ領域S及び残りのタッチ領域のうち前記タッチウインドウ領域Sと行(row)方向に隣接して配置された隣接タッチ領域S’を含んでよい。そして、隣接タッチ領域S’は、タッチウインドウ領域Sと同一のサイズの領域と定義される。
ここで、前記第2電極列B1に含まれる前記第2電極TX0-TX3-TX4-TX7-TX4-TX7-TX3-TX0のうち隣接タッチ領域S’に含まれる第2電極TX4-TX7-TX3-TX0のうちの最初に配置される一番目の電極TX4は、タッチウインドウ領域Sに含まれる第2電極TX0-TX3-TX4-TX7で最も最後に配置される電極TX7の直ぐ前に配置される電極TX4と同一のトレースに連結され、前記最初に配置される電極の直ぐ次に配置される2番目の電極TX7は、前記最も最後に配置される電極TX7と同一のトレースに連結されてよい。
そして、前記一番目の電極と前記2番目の電極を除いた残りの各第2電極TX3-TX0は、前記一番目の電極、前記2番目の電極、前記最も最後に配置される電極、及び前記最も最後に配置される電極の直ぐ前に配置される電極を中心に、互いに対向する位置に配置された各第2電極TX3-TX0とそれぞれ同一のトレースに連結されてよい。
図37eは、チャネル個数をより拡張したものの例示で、前記第2電極列B1に含まれる前記第2電極TX0-TX3-TX4-TX7-TX8-TX11-TX12-TX15-TX12-TX15-TX11-TX8-TX7-TX4-TX3-TX0のうち隣接タッチ領域S’に含まれる第2電極TX12-TX15-TX11-TX8-TX7-TX4-TX3-TX0のうちの最初に配置される一番目の電極TX12は、タッチウインドウ領域Sに含まれる第2電極TX0-TX3-TX4-TX7-TX8-TX11-TX12-TX15で最も最後に配置される電極TX15の直ぐ前に配置される電極TX12と同一のトレースに連結され、前記最初に配置される電極の直ぐ次に配置される2番目の電極TX15は、前記最も最後に配置される電極TX15と同一のトレースに連結されてよい。
そして、前記一番目の電極と前記2番目の電極を除いた残りの各第2電極TX11-TX8-TX7-TX4-TX3-TX0は、前記一番目の電極、前記2番目の電極、前記最も最後に配置される電極、及び前記最も最後に配置される電極の直ぐ前に配置される電極を中心に、互いに対向する位置に配置された各第2電極TX11-TX8-TX7-TX4-TX3-TX0とそれぞれ同一のトレースに連結されてよい。
このような配置形態により、TX電極とTX電極との間には別途のトレースが入らなくなるので、トレースが外部に見えるようになる視覚的な問題を解決できることになる。
結果的に、図37cの電極配置形態によれば、トレースの個数も減らせるようになり、LGM妨害信号も減少させることができ、トレースが外部に見える視覚的な問題まで解決できるようになる。
図19c~図19eは、図19aに基づいて前述した図37c~図37eの原理を適用して製作された電極パターン及びトレース連結方法を例示する。
図19c~図19eは、図19aで前述した原理が同一/類似に適用されてよい。
図19dは、図19cの一部の電極と共にトレースを示す図面である。
図19c及び図19dを共に参照すると、タッチウインドウ領域Sは、複数の第1電極RX0~RX7のうちの一部RX0,RX3,RX4,RX7及び複数の第2電極TX0~TX15のうちの一部TX0,TX1,TX6,TX7,TX8,TX9,TX14,TX15を含んでよい。具体的に、複数の第1電極RX0~RX7のうち、列(column)方向に4個の連続する第1電極RX0,RX3,RX5,RX7及び前記4個の第1電極RX0,RX3,RX4,RX7それぞれに対して、行(row)方向に隣接して対応する4個の連続する第2電極TX0,TX7,TX8,TX15又はTX1,TX6,TX9,TX14で構成されてよい。
参考として、本発明において、第1電極に隣接して対応する第2電極が配置されるとか、第2電極に隣接して対応する第1電極が配置されるということは、隣接する第1電極及び第2電極との間に相互静電容量が発生し得ることを意味することになる。
図19cのタッチセンサパネルは、第1電極列A1に含まれる第1電極RX0,RX1のいずれか一つを中心に、一側面に前記第2電極列B2が配置され、他側面に他の第2電極列B1が配置されてよい。そして、前記第2電極列B2に含まれた前記第2電極TX0,TX7,TX8,TX15のいずれか一つ及び前記他の第2電極列B1に含まれた第2電極TX0,TX7,TX8,TX15のいずれか一つは、前記第1電極RX0,RX1のいずれか一つRX0を中心に同一の行(row)に配置されてよい。ここで、同一の行(row)に配置された前記第2電極列B2に含まれた前記第2電極TX0,TX7,TX8,TX15のいずれか一つ及び前記他の第2電極列B1に含まれた前記第2電極TX0,TX7,TX8,TX15のいずれか一つは、同一チャネルを構成することができる。
すなわち、相対的に大きさが大きい第1電極を中心に左右側面に隣接して相対的に大きさが小さい二つの同一の第2電極が配置されてよい。二つの同一の第2電極は、それぞれ同一ライン上において配置されてよい。これで、図5で前述したLGM妨害信号による静電容量信号の結果値の分裂効果を改善できるようになる。静電容量信号の結果値が分裂するのは、一般的に第1電極を中心に同一の第2電極が配置されたり、第1電極を中心に相違した第2電極が配置されることが互いに混在されている時に主に発生することになる。したがって、全ての第1電極を中心に同一ライン上で二つの同一の第2電極が配置される場合、LGM妨害信号による静電容量信号の結果値の分裂効果を相対的にさらに改善できるようになる。
ただし、図19cでは、相対的に大きさが大きい第1電極を中心に、相対的に大きさが小さい同一の第2電極が配置されたものを例示したが、他の実施形態により、相対的に大きさが小さい第2電極を中心に、相対的に大きさが大きい同一の第1電極が配置されるように具現することもできる。
また、図19cでは、第1電極を中心に左右側面に第2電極が隣接して配置されたものを例示したが、実施形態により、第1電極を中心に上下側面に第2電極が隣接して配置されるように具現することもできる。
一方、図19cに示したように、タッチセンサパネルはタッチウインドウ領域S及び残りのタッチ領域のうち、前記タッチウインドウ領域Sと行(row)方向に隣接して配置された隣接タッチ領域S’を含んでよい。そして、隣接タッチ領域S’は、タッチウインドウ領域S’と同一のサイズの領域と定義される。
ここで、前記第2電極列B1に含まれる前記第2電極TX0-TX7-TX8-TX15-TX8-TX15-TX-7-TX0のうち隣接タッチ領域S’に含まれる第2電極TX8-TX15-TX7-TX0のうちの最初に配置される一番目の電極TX8は、タッチウインドウ領域Sに含まれる第2電極TX0-TX7-TX8-TX15で最も最後に配置される電極TX7の直ぐ前に配置される電極TX8と同一のトレースに連結され、隣接タッチ領域S’のうち前記最初に配置される電極の直ぐ次に配置される2番目の電極TX15は、前記タッチウインドウ領域Sのうち最も最後に配置される電極TX15と同一のトレースに連結されてよい。
そして、隣接タッチ領域S’のうち前記一番目の電極と前記2番目の電極を除いた残りの各第2電極TX7-TX0は、前記隣接タッチ領域S’の一番目の電極、前記2番目の電極、タッチウインドウ領域Sの前記最も最後に配置される電極、及び前記最も最後に配置される電極の直ぐ前に配置される電極を中心に、互いに対向する位置に配置されたタッチウインドウ領域Sの各第2電極TX7-TX0とそれぞれ同一のトレースに連結されてよい。
図19eは、チャネル個数をより拡張したものの例示で、前記第2電極列B1に含まれる第2電極TX0-TX7-TX8-TX15-TX16-TX23-TX24-TX31-TX24-TX31-TX23-TX16-TX15-TX8-TX7-TX0のうち隣接タッチ領域S’に含まれる第2電極TX24-TX31-TX23-TX-16-TX15-TX8-TX7-TX0のうちの最初に配置される一番目の電極TX24は、タッチウインドウ領域Sに含まれる第2電極TX0-TX7-TX8-TX15-TX16-TX23-TX24-TX31で最も最後に配置される電極TX31の直ぐ前に配置される電極TX24と同一のトレースに連結され、前記隣接タッチ領域S’の最初に配置される電極の直ぐ次に配置される2番目の電極TX31は、前記タッチウインドウ領域Sの最も最後に配置される電極TX31と同一のトレースに連結されてよい。
そして、隣接タッチ領域S’のうち一番目の電極と前記2番目の電極を除いた残りの各第2電極TX23-TX16-TX15-TX8-TX7-TX0は、隣接タッチ領域S’のうち前記一番目の電極、前記2番目の電極、タッチウインドウ領域Sのうちの前記最も最後に配置される電極、及び前記最も最後に配置される電極の直ぐ前に配置される電極を中心に、互いに対称となる位置に配置された各第2電極TX23-TX16-TX15-TX8-TX7-TX0とそれぞれ同一のトレースに連結されてよい。
このような配置形態により、TX電極とTX電極との間には別途のトレースが入らないようになるので、トレースが外部に見えるようになる視覚的な問題を解決できるようになる。
結果的に、図19c~図19eの電極配置形態によれば、トレースの個数も減らすことができるようになり、LGM妨害信号も減少させることができ、トレースが外部に見える視覚的な問題まで解決できるようになる。
図19f及び図19gは、実施形態による他の電極配置形態を示す。
図19f及び図19gは、図19aで前述した原理が同一/類似に適用されてよい。
図19c~図19eの電極配置によるトレース連結方法によれば、タッチ入力装置でトレースが配置されるベゼルの幅が厚くなったり広くなったりして、多くの空間を占めることがある。したがって、図19f及び図19gの場合、トレースが占める空間を相対的に狭く具現するトレース連結方法を例示する。
例えば、図19eの場合、B1列を基準として左側に7個のトレース配置空間が必要であり、右側に8個のトレース配置空間が要求される。反面、図19gの場合、B1列を基準として左側に4個のトレース配置空間が必要であり、右側に8個のトレース配置空間が要求されることが分かる。すなわち、図19gの場合、図19eに比べてトレースを配置するために狭い空間が要求されるわけである。
図19fのタッチセンサパネルは、第1電極列A1に含まれる第1電極RX0,RX1のいずれか一つを中心に、一側面に前記第2電極列B2が配置され、他側面に他の第2電極列B1が配置されてよい。そして、前記第2電極列B2に含まれた前記第2電極TX0,TX7,TX8,TX15のいずれか一つ及び前記他の第2電極列B1に含まれた第2電極TX0,TX7,TX8,TX15のいずれか一つは、前記第1電極RX0,RX1のいずれか一つRX0を中心に、同一の行(row)に配置されてよい。ここで、同一の行(row)に配置された前記第2電極列B2に含まれた前記第2電極TX0,TX7,TX8,TX15のいずれか一つ及び前記他の第2電極列B1に含まれた前記第2電極TX0,TX7,TX8,TX15のいずれか一つは、同一の一つの第2トレースを用いて連結される電極を意味する。
図19fのタッチウインドウ領域Sは、複数の第1電極RX0~RX7のうち一部RX0,RX3,RX4,RX7及び複数の第2電極TX0~TX15のうちの一部TX0,TX1,TX6,TX7,TX8,TX9,TX14,TX15を含んでよい。具体的に、複数の第1電極RX0~RX7のうち、列(column)方向に4個の連続する第1電極RX0,RX3,RX4,RX7及び前記4個の第1電極RX0,RX3,RX4,RX7それぞれに対して、行(row)方向に隣接して対応する4個の連続する第2電極TX0,TX7,TX8,TX15又はTX1,TX6,TX9,TX14で構成されてよい。
一方、図19fに示したように、タッチセンサパネルは、タッチウインドウ領域S及び残りのタッチ領域のうち前記タッチウインドウ領域Sと行(row)方向に隣接して配置された隣接タッチ領域S’を含んでよい。そして隣接タッチ領域S’は、タッチウインドウ領域Sと同一のサイズの領域と定義される。
ここで、前記第2電極列B1に含まれる前記第2電極TX0-TX7-TX8-TX15-TX7-TX0-TX15-TX8は、タッチウインドウ領域Sにおいて第2電極TX0,TX7で構成された第1電極セット及び第2電極TX8,TX15で構成された第2電極セットを含み、隣接タッチ領域S’において第2電極TX7,TX0で構成された第3電極セット及び第2電極TX15,TX8で構成された第4電極セットを含む。
隣接タッチ領域S’において第3電極セットを構成する第2電極TX7,TX0は、タッチウインドウ領域Sの第1電極セットを構成する第2電極TX7,TX0とそれぞれ同一のトレースに連結される。そして、同一のトレースに連結される各第2電極TX7,TX0は、第3電極セットと第1電極セット内で互いに対称となる位置に配置されてよい。すなわち、第1電極セット内で二番目に配置された第2電極TX7は、第3電極セット内で最初に配置される第2電極TX7と同一のトレースに連結され、第1電極セット内で最初に配置された第2電極TX0は、第3電極セット内で二番目に配置される第2電極TX0と同一のトレースに連結されてよい。
そして、このような特徴は、第2電極セット及び第4電極セットにも同一に適用される。
隣接タッチ領域S’で第4電極セットを構成する第2電極TX15,TX8は、タッチウインドウ領域Sの第2電極セットを構成する第2電極TX15,TX8とそれぞれ同一のトレースに連結される。そして、同一のトレースに連結される各第2電極TX15,TX8は、第4電極セットと第2電極セット内で互いに対称となる位置に配置されてよい。すなわち、第2電極セット内で二番目に配置された第2電極TX15は、第4電極セット内で最初に配置される第2電極TX15と同一のトレースに連結され、第2電極セット内で最初に配置された第2電極TX8は第4電極セット内で二番目に配置される第2電極TX8と同一のトレースに連結されてよい。
図19fにおいて、一つの電極セットに含まれる電極の個数が2個であることを例示したが、図19gは、一つの電極セットに含まれる電極の個数が4個であることを例示し、この他にも、本発明の権利範囲は、一つの電極セットに含まれる電極の個数がn個であるものに全て同一/類似に適用されてよい。
図19gにおいて、前記第2電極列B1に含まれる前記第2電極TX0-TX7-TX8-TX15-TX16-TX23-TX24-TX31-TX15-TX8-TX7-TX0-TX31-TX24-TX23-TX16は、タッチウインドウ領域Sにおいて第2電極TX0,TX7,TX8,TX15で構成された第1電極セット及び第2電極TX16-TX23-TX24-TX31で構成された第2電極セットを含み、隣接タッチ領域S’において第2電極TX15-TX8-TX7-TX0で構成された第3電極セット及び第2電極TX31-TX24-TX23-TX16で構成された第4電極セットを含む。
隣接タッチ領域S’で第3電極セットを構成する第2電極TX15-TX8-TX7-TX0は、タッチウインドウ領域Sの第1電極セットを構成する第2電極TX15-TX8-TX7-TX0とそれぞれ同一のトレースに連結される。そして、同一のトレースに連結される各第2電極TX15-TX8-TX7-TX0は、第3電極セットと第1電極セット内で互いに対向する位置に配置されてよい。すなわち、第1電極セット内で最初に配置された第2電極TX0は、第3電極セット内で4番目に配置された第2電極TX0と同一のトレースに連結され、第1電極セット内で二番目に配置された第2電極TX7は、第3電極セット内で3番目に配置された第2電極TX7と同一のトレースに連結され、第1電極セット内で3番目に配置された第2電極TX8は、第3電極セット内で二番目に配置された第2電極TX8と同一のトレースに連結され、第1電極セット内で4番目に配置された第2電極TX15は、第3電極セット内で最初に配置された第2電極TX15と同一のトレースに連結されてよい。
そして、このような特徴は、第2電極セット及び第4電極セットにも同一に適用される。
隣接タッチ領域S’で第4電極セットを構成する第2電極TX31-TX24-TX23-TX16は、タッチウインドウ領域Sの第2電極セットを構成する第2電極TX31-TX24-TX23-TX16とそれぞれ同一のトレースに連結される。そして、同一のトレースに連結される各第2電極TX31-TX24-TX23-TX16は、第4電極セットと第2電極セット内で互いに対向する位置に配置されてよい。すなわち、第2電極セット内で最初に配置された第2電極TX16は、第4電極セット内で4番目に配置された第2電極TX15と同一のトレースに連結され、第2電極セット内で二番目に配置された第2電極TX23は、第4電極セット内で3番目に配置された第2電極TX23と同一のトレースに連結され、第2電極セット内で3番目に配置された第2電極TX24は、第4電極セット内で二番目に配置された第2電極TX24と同一のトレースに連結され、第2電極セット内で4番目に配置された第2電極TX31は、第4電極セット内で最初に配置された第2電極TX31と同一のトレースに連結されてよい。
このような配置形態により、タッチ入力装置のベゼルの幅を狭めることができるようになる。
図19では、相対的にサイズが大きい電極をタッチ信号検出電極で、相対的にサイズが小さい電極を駆動電極で例示したが、これとは反対に、相対的にサイズが大きい電極が駆動電極であり、相対的にサイズが小さい電極がタッチ信号検出電極である場合にも、本発明が同一/類似に適用されてよい。
図19で前述した各例は、例を挙げた各電極や電極列にのみ適用されるのではなく、タッチセンサパネル内で対応する全ての電極及び電極列に同一/類似に適用されてよい。
図38~図48は、本発明の他の実施形態による多様な種類の電極配置形態とトレース連結形態を示し、それぞれの実施形態でLGM抑制が適用される場合を共に説明するための図面である。
図38~図48の場合にも、図19aで前述した原理が同一/類似に適用されてよい。すなわち、物理的に別個のLGM妨害信号検出電極を別に配置せずに、タッチ信号検出電極のうち一部をLGM妨害信号検出電極として用いることができる。
図38~図44では、タッチセンサのうちの一つのタッチウインドウ領域Sのみを例示したものであり、各タッチセンサは列及び行方向に複数の電極をさらに含み、各タッチセンサの残りのタッチウインドウ領域にも、下の原理が同一/類似に適用されてよい。
図45~図48では、タッチセンサのうちの一部のみを表現し、行方向及び列方向に複数の第1電極及び第2電極をさらに含んでよい。
図38~図40及び図43~図48では、相対的に面積及び/又は長さが大きい第1電極を駆動電極、相対的に面積及び/又は長さが小さい第2電極をタッチ信号検出電極と定義し、図41~図42では、相対的に面積及び/又は長さが大きい第1電極をタッチ信号検出電極、相対的に面積及び/又は長さが小さい第2電極を駆動電極と定義したが、これを反対に具現した場合にも下の原理が同一/類似に適用されてよい。
図38~図40及び図43と図44では、一つのタッチ信号検出電極の長さが一つの駆動電極の長さの1/2であり、一つのタッチ信号検出電極の面積が一つの駆動電極面積の1/4であるものと例示し、図41~図42では、一つの駆動電極の長さが一つのタッチ信号検出電極の長さの1/4であり、一つの駆動電極の面積が一つのタッチ信号検出電極の面積の1/2であるものを例示したが、他の数値に変形されても本発明が同一/類似に適用されてよい。
図45~図48では、一つのタッチ信号検出電極の面積が一つの駆動電極の面積の1/2であるものを例示したが、本発明の権利範囲がこれに制限されるわけではない。
図38に示したように、本発明の実施形態によるタッチセンサは、行(row)方向に延びた複数の第1電極列A1~A4と複数の第2電極列B1~B8を含んでよい。そして、全般的には、第1電極列A1~A4と複数の第2電極列B1~B8は、互いに交互に配置されてよい。ただし、一部の第2電極列(例>B2,B3)は、第1電極列A1,A2の間で連続して配置されてよい。
複数の第1電極列A1~A4は、複数の第1電極TX0~TX7を含んでよく、複数の第2電極列B1~B8は、複数の第2電極RX0~RX7を含んでよい。図38では、複数の第1電極TX0~TX7が列方向を優先順位にして順に配置され、複数の第2電極RX0~RX7が列方向を優先順位にして順に配置されたものを例示したが、本発明の権利範囲はこれに制限されない。
ただし、図38は、全体タッチセンサの一部を示したもので、列(column)方向及び行(row)方向に残りの第1電極と残りの第2電極がさらに配置されてよい。
図38では、電極とトレースがそれぞれ分離されて別個の構成で形成されているものを例示したが、実施形態により、電極とトレースがメタルメッシュ(metal mesh)形態で一体化されて形成されてもよい。このような場合、電極とトレースとの間及び/又は電極と他の電極との間などのタッチ位置を感知し得ないデッドゾーン(dead zone)が少なくなって、タッチ位置検出の感度がより向上され得るようになる。
図38では、例えば、A2列の駆動電極TX1にB4列のタッチ信号検出電極RX1,RX6のうちの少なくとも二つが対応して隣接するように配置されるようにし、隣接した次の行にある他の駆動電極TX5に前記タッチ信号検出電極RX1,RX6のうちの他の少なくとも二つが対応して隣接するように配置されるようにした後、前記少なくとも二つの電極と前記他の少なくとも二つの電極のうち同一の番号の電極は一つのトレースを用いて連結することができる。これで、一つの駆動電極に対応する全ての複数のタッチ信号検出電極が全部相違したトレースに連結される構造に比べて、トレースの個数を減らすことができるようになる。ただし、これはA2列とB4列との間だけでなく、A2列とB3列にも同一/類似に適用されてよく、A1列とB1列、そしてA1列とB2列との間だけでなく、タッチセンサに含まれる全てのA列とB列との間にも同一/類似に適用されてよい。
参考として、本発明において、駆動電極に隣接して対応するタッチ信号検出電極が配置されたり、タッチ信号検出電極に隣接して対応する駆動電極が配置されるということは、隣接する駆動電極及びタッチ信号検出電極との間に相互静電容量が発生し得ることを意味することになる。
図38では、一つの行の駆動電極を中心に二つのラインのタッチ信号検出電極が配置されてよい。二つのラインそれぞれで、一つの行の駆動電極を中心に左右側に同一番号のタッチ信号検出電極が配置されてよい。一つの行の駆動電極を中心に左右側に配置されたタッチ信号検出電極は、一つのチャネルを構成することができる。これで、図5で前述したLGM妨害信号による静電容量信号の結果値の分裂効果を改善できるようになる。静電容量信号の結果値が分裂するのは、一般的に、駆動電極を中心に同一のタッチ信号検出電極が配置されたり、駆動電極を中心に相違したタッチ信号検出電極が配置されたりすることが、互いに混在している時に主に発生するようになる。したがって、全ての駆動電極を中心に同一ライン上で二つの同一のタッチ信号検出電極が配置される場合、LGM妨害信号による静電容量信号の結果値の分裂効果を相対的にさらに改善できるようになる。
図38では、第1行の駆動電極(A2列のTX1)に対応して一番目のラインに配置されたタッチ信号検出電極(B4列のRX1)と、第2行の駆動電極(A2列のTX5)に対応して一番目のラインに配置されたタッチ信号検出電極(B4列のRX1)は、一つのトレースに連結されてよい。
これと同じように、第1行の駆動電極(A2列のTX1)に対応して2番目ラインに配置されたタッチ信号検出電極(B4列のRX6)と、第2行の駆動電極(A2列のTX5)に対応して2番目ラインに配置されたタッチ信号検出電極(B4列のRX6)は、一つのトレースに連結されてよい。
複数の第1電極列A1~A4に含まれる各駆動電極は、互いに相違した第1トレースに連結されてよい。これで、LGM妨害信号を減らすことができるようになり、これでタッチ感度を向上させることができるようになる。
ただし、これは、第1電極列A2にのみ適用されるのではなく、残りの第1電極列にも同一/類似に適用されてよい。
図38を参照すると、第1駆動電極Tx1に駆動信号が印加された場合、第1駆動電極Tx1と隣接して配置されたRX1(斜線)が第1駆動電極Tx1と相互静電容量Cmを形成する所定のタッチ信号検出電極として用いられ、第1駆動電極Tx1と所定の距離離隔して配置されたRx0,Rx2(逆斜線)が第1駆動電極Tx1と相互静電容量Cmを形成しないLGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極と定義されてよい。
具体的に、図38において前記LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極Rx0,Rx2は、第1駆動電極Tx1と所定の距離離隔されて相互静電容量Cmを形成してはならず、所定のタッチ信号検出電極Rx1とそれぞれ互いに相違したチャネルに連結される条件を満足させることができる。ここで、互いに相違したチャネルに連結されるということは、所定のタッチ信号検出電極Rx1に付与される電極番号と重ならない他の電極番号のチャネルに連結されるということを意味する。
所定のタッチ信号検出電極Rx1,Rx6から出力される感知信号には、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報だけでなく、ノイズ情報を含む。
反面、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極Rx0,Rx2から出力される感知信号には、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報は殆どなく、前記ノイズ情報のみを含む。
したがって、所定のタッチ信号検出電極から出力される信号値から、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極から出力される信号値を差し引いて、純粋な相互静電容量の変化量の値のみを取得することができる。
特に、図38の場合、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極の面積の合計が、所定のタッチ信号検出電極の面積の合計とほぼ同一なように具現することができる。
これは、検出される信号の大きさは電極の面積に比例するので、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極から検出されるLGM妨害信号の大きさと、所定のタッチ信号検出電極から検出されるLGM妨害信号の大きさとが、最大限に互いに同一なようにするためであり、これで、LGM妨害信号の除去過程でLGM妨害信号が完全に除去され得るようにするためである。
一方、図38の場合、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極Rx0,Rx2には、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報は殆どないようにするため、第1駆動電極Tx1とLGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極Rx0,Rx2との間に配置された任意の駆動電極や前記所定のタッチ信号検出電極(例えば、RX1)をグランド(GND)に設定することができる。
図39は、図38のパターンと比較して、同一の行に配置された駆動電極のうち同一の番号の駆動電極が反復して配置されたものを例示する。すなわち、同一の行に配置された駆動電極のいずれか一つは、他の駆動電極と同一チャネルを構成することができる。TX0-TX1-TX0-TX1のように同一の番号の駆動電極を間に置いて、一つの他の番号の駆動電極が配置されてよい。前記同一の番号の駆動電極は、互いに電気的に連結されて一つのチャネルを構成することができる。一つの行を基準として、一つのチャネルを構成する同一の番号の駆動電極は、一つの行を構成する全ての駆動電極の個数の1/2であってよい。ただし、本発明の権利範囲が当該個数に制限されるわけではない。
図39は、図38で前述した特徴が同一/類似に適用されてよい。ただし、図39は、図38と比較して駆動電極のチャネル数が減少することになる。
図40では、例えば、A2列の駆動電極TX1にB3列のタッチ信号検出電極RX2,RX5のうちの少なくとも二つが対応して隣接するように配置されるようにし、他の駆動電極TX6に前記タッチ信号検出電極RX2,RX5のうち他の少なくとも二つが対応して隣接するように配置されるようにした後、前記少なくとも二つの電極と前記他の少なくとも二つの電極のうち同一の番号の電極は一つのトレースを用いて連結することで、一つの駆動電極に対応する全ての複数のタッチ信号検出電極が全部相違したトレースに連結される構造に比べて、トレースの個数を減らすことができるようになる。
図40では、各駆動電極を中心に同一の行において左右側に相違したタッチ信号検出電極が配置されてよい。
図40を参照すると、第1駆動電極Tx1に駆動信号が印加された場合、第1駆動電極Tx1と隣接して配置されたRx1,Rx2(斜線)が第1駆動電極Tx1と相互静電容量Cmを形成する所定のタッチ信号検出電極として用いられ、第1駆動電極Tx1と所定の距離離隔して配置されたRx0,Rx3(逆斜線)が第1駆動電極Tx1と相互静電容量Cmを形成しないLGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極と定義されてよい。
具体的に、図40において前記LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極Rx0,Rx3は、第1駆動電極Tx1と所定の距離離隔されて相互静電容量Cmを形成してはならず、所定のタッチ信号検出電極Rx1,Rx2とそれぞれ互いに相違したチャネルに連結される条件を満足させることができる。ここで、互いに相違したチャネルに連結されるということは、所定のタッチ信号検出電極Rx1,Rx2に付与される電極番号と重ならない他の電極番号のチャネルに連結されるということを意味する。
所定のタッチ信号検出電極Rx1,Rx2から出力される感知信号には、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報だけでなく、ノイズ情報を含む。
反面、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極Rx0,Rx3から出力される感知信号には、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報は殆どなく、前記ノイズ情報のみを含む。
したがって、所定のタッチ信号検出電極から出力される信号値から、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極から出力される信号値を差し引いて、純粋な相互静電容量の変化量の値のみを取得することができる。
特に、図40の場合、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極の面積の合計が、所定のタッチ信号検出電極の面積の合計とほぼ同一なように具現することができる。
これは、検出される信号の大きさは電極の面積に比例するので、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極から検出されるLGM妨害信号の大きさと、所定のタッチ信号検出電極から検出されるLGM妨害信号の大きさとが、最大限に互いに同一なようにするためであり、これで、LGM妨害信号の除去過程でLGM妨害信号が完全に除去され得るようにするためである。
一方、図40の場合、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極Rx0,Rx3には、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報は殆どないようにするため、第1駆動電極Tx1とLGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極Rx0,Rx3との間に配置された任意の駆動電極や任意のタッチ信号検出電極(例えば、RX1,RX2)をグランド(GND)に設定することができる。
図41~図42では、相対的に面積及び/又は長さが大きい電極をタッチ信号検出電極、相対的に面積及び/又は長さが小さい電極を駆動電極と定義したが、これを反対に具現した場合にも、下の原理が同一/類似に適用されてよい。
図41では、複数の駆動電極が列方向を優先に配置され、各駆動電極を中心に左右側に同一のタッチ信号検出電極が配置されてよい。そして、第1駆動電極を中心に左右側に配置されるタッチ信号検出電極と、第2駆動電極を中心に左右側に配置されたタッチ信号検出電極とは、互いに相違するように配置されてよい。
図41を参照すると、第1駆動電極Tx1に駆動信号が印加された場合、第1駆動電極Tx1と隣接して配置されたRx1(斜線)が第1駆動電極Tx1と相互静電容量Cmを形成する所定のタッチ信号検出電極として用いられ、第1駆動電極Tx1と所定の距離離隔して配置されたRx0,Rx2(逆斜線)が第1駆動電極Tx1と相互静電容量Cmを形成しないLGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極と定義されてよい。
具体的に、図41において前記LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極Rx0,Rx2は、第1駆動電極Tx1と所定の距離離隔されて相互静電容量Cmを形成してはならず、所定のタッチ信号検出電極Rx1とそれぞれ互いに相違したチャネルに連結される条件を満足させることができる。ここで、互いに相違したチャネルに連結されるということは、所定のタッチ信号検出電極Rx1に付与される電極番号と重ならない他の電極番号のチャネルに連結されるということを意味する。
所定のタッチ信号検出電極Rx1,Rx6から出力される感知信号には、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報だけでなく、ノイズ情報を含む。
反面、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極Rx0,Rx2から出力される感知信号には、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報は殆どなく、前記ノイズ情報のみを含む。
したがって、所定のタッチ信号検出電極から出力される信号値から、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極から出力される信号値を差し引いて、純粋な相互静電容量の変化量値のみを取得することができる。
特に、図41の場合、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極の面積の合計が、所定のタッチ信号検出電極の面積の合計とほぼ同一なように具現することができる。
これは、検出される信号の大きさは電極の面積に比例するので、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極から検出されるLGM妨害信号の大きさと、所定のタッチ信号検出電極から検出されるLGM妨害信号の大きさとが、最大限に互いに同一なようにするためであり、これで、LGM妨害信号の除去過程でLGM妨害信号が完全に除去され得るようにするためである。
一方、図41の場合、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極Rx0,Rx2には、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報は殆どないようにするため、第1駆動電極Tx1とLGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極Rx0,Rx2との間に配置された任意の駆動電極や任意のタッチ信号検出電極(例えば、RX1)をグランド(GND)に設定することができる。
図42では、図41において前述した原理が同一/類似に適用されてよい。ただし、第1領域の第1駆動電極TX0を中心に左右側に配置されるタッチ信号検出電極RX0と、第2駆動電極TX1を中心に左右側に配置されたタッチ信号検出電極RX1とは、互いに相違するように配置されてよく、第1領域と列方向に隣接した第2領域には、第1領域で配置されたタッチ信号検出電極RX0,RX1と同一のタッチ信号検出電極RX0,RX1が配置されてよい。すなわち、第2領域の第1駆動電極TX2を中心に左右側に配置されたタッチ信号検出電極RX0と、第1領域の第1駆動電極TX0を中心に左右側に配置されたタッチ信号検出電極RX0とは、一つのトレースに連結されてもよく、第2領域の第2駆動電極TX3を中心に左右側に配置されたタッチ信号検出電極RX1と、第1領域の第2駆動電極TX1を中心に左右側に配置されたタッチ信号検出電極RX1とは、一つのトレースに連結されてよい。
図42を参照すると、第1駆動電極Tx1に駆動信号が印加された場合、第1駆動電極Tx1と隣接して配置されたRx1(斜線)が第1駆動電極Tx1と相互静電容量Cmを形成する所定のタッチ信号検出電極として用いられ、第1駆動電極Tx1と所定の距離離隔して配置されたRx0(逆斜線)が第1駆動電極Tx1と相互静電容量Cmを形成しないLGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極と定義されてよい。
具体的に、図42において前記LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極Rx0は、第1駆動電極Tx1と所定の距離離隔されて相互静電容量Cmを形成してはならず、所定のタッチ信号検出電極Rx1とそれぞれ互いに相違したチャネルに連結される条件を満足させることができる。ここで、互いに相違したチャネルに連結されるということは、所定のタッチ信号検出電極Rx1に付与される電極番号と重ならない他の電極番号のチャネルに連結されるということを意味する。
所定のタッチ信号検出電極Rx1から出力される感知信号には、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報だけでなく、ノイズ情報を含む。
反面、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極Rx0から出力される感知信号には、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報は殆どなく、前記ノイズ情報のみを含む。
したがって、所定のタッチ信号検出電極から出力される信号値から、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極から出力される信号値を差し引いて、純粋な相互静電容量の変化量値のみを取得することができる。
特に、図42の場合、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極の面積の合計が、所定のタッチ信号検出電極の面積の合計とほぼ同一なように具現することができる。
これは、検出される信号の大きさは電極の面積に比例するので、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極から検出されるLGM妨害信号の大きさと、所定のタッチ信号検出電極から検出されるLGM妨害信号の大きさとが、最大限に互いに同一なようにするため、これで、LGM妨害信号の除去過程でLGM妨害信号が完全に除去され得るようにするためである。
一方、図42の場合、LGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極Rx0には、客体のタッチによる静電容量の変化量に関する情報は殆どないようにするため、第1駆動電極Tx1とLGM妨害信号検出電極として用いられる他の所定のタッチ信号検出電極Rx0との間に配置された任意の駆動電極や任意のタッチ信号検出電極(例えば、RX1)をグランド(GND)に設定することができる。
図43は、図38において前述した原理が同一/類似に適用されてよい。ただし、図38では、任意の駆動電極TX1を中心にB3列とB4列に配置されたRX電極RX1,RX6と同一の番号の電極が次の行の駆動電極TX5を中心にB3列とB4列に同一の順序(RX1,RX6)で配置されるが、図43では、任意の駆動電極TX1を中心にB3列とB4列に第1順序で配置されたRX電極RX1,RX6と同一の番号の電極が次の行の駆動電極TX5を中心にして第1順序と逆順(RX6,RX1)で配置されてよい。すなわち、図38では、RX1-RX6-RX1-RX6のように配置されるが、図43では、RX1-RX6-RX6-RX1のように配置されてよい。
言い換えれば、第1行の駆動電極(A2列のTX1)に対応して一番目のラインに配置されたタッチ信号検出電極(B4列のRX1)と、第2行の駆動電極(A2列のTX3)に対応して2番目のラインに配置されたタッチ信号検出電極(B4列のRX1)は、一つのトレースに連結されてよい。
これと同様に、第1行の駆動電極(A2列のTX1)に対応して2番目のラインに配置されたタッチ信号検出電極(B4列のRX6)と、第2行の駆動電極(A2列のTX3)に対応して一番目のラインに配置されたタッチ信号検出電極(B4列のRX6)は、一つのトレースに連結されてよい。
すなわち、行方向を基準として互いに対称となる位置に配置された第2電極が、一つのトレースに連結されてよい。
図44は、図39において前述した原理が同一/類似に適用されてよい。ただし、図39では、任意の駆動電極TX1を中心にB3列とB4列に配置されたRX電極RX1,RX6と同一の番号の電極が次の行の駆動電極TX3を中心にB3列とB4列に同一の順序(RX1,RX6)で配置されるが、図44では、任意の駆動電極TX1を中心にB3列とB4列に第1順序で配置されたRX電極RX1,RX6と同一の番号の電極が次の行の駆動電極TX3を中心にして第1順序と逆順(RX6,RX1)で配置されてよい。すなわち、図39では、RX1-RX6-RX1-RX6のように配置されるが、図44では、RX1-RX6-RX6-RX1のように配置されてよい。
言い換えれば、第1行の駆動電極(A2列のTX1)に対応して一番目のラインに配置されたタッチ信号検出電極(B4列のRX1)と、第2行の駆動電極(A2列のTX3)に対応して2番目のラインに配置されたタッチ信号検出電極(B4列のRX1)は、一つのトレースに連結されてよい。
これと同様に、第1行の駆動電極(A2列のTX1)に対応して2番目のラインに配置されたタッチ信号検出電極(B4列のRX6)と、第2行の駆動電極(A2列のTX3)に対応して一番目のラインに配置されたタッチ信号検出電極(B4列のRX6)は、一つのトレースに連結されてよい。
すなわち、行方向を基準として互いに対称となる位置に配置された第2電極が、一つのトレースに連結されてよい。
図45aは、図44においてRX電極の大きさが変形された実施形態であり、図45bは、図45aにおいて一部の電極と当該電極を連結するトレースを表現した図面である。
図45a、図45b は、図44において前述した原理が同一/類似に適用されてよい。ただし、図44においてB1列がRX0-RX7-RX7-RX0のように配置されたものと比較して、図45a、図45bでは、B1列がRX0-RX31-RX0のように配置されてよい。すなわち、図44で2個のRX7に対応するもので、図45a、図45bでは一つのRX31が配置されるものである。この場合、A1列の駆動電極TX0を基準として、一側にRX0とRX31が配置され、A1列の次の行における駆動電極TX2を基準として前記一側にRX31とRX0が配置されるものである。
図45a、図45bでは、タッチ信号検出電極の長さが駆動電極の長さと同一であり、タッチ信号検出電極の面積が駆動電極の面積の半分であるものを例示したが、本発明の権利範囲がこれに制限されるわけではない。
図45a、図45bでは、タッチ信号検出電極と駆動電極が互いに平行しないように配置されたものを例示した。すなわち、タッチ信号検出電極の中心点と駆動電極の中心点とが、互いに同一線上で位置せず、したがって、互いにずれる形状である。
すなわち、図45bを参照すると、第1行の駆動電極(A2列のTX1)に対応してタッチ信号検出電極(B4列のRX1とRX30)が隣接して配置されてよく、第2行の駆動電極(A2列のTX3)に対応してタッチ信号検出電極(B4列のRX30とRX1)が隣接して配置されてよい。そして、これと同様に、第2行の駆動電極(A2列のTX3)に対応してタッチ信号検出電極(B4列のRX30とRX1)が隣接して配置されてよく、第3行の駆動電極(A2列のTX5)に対応してタッチ信号検出電極(B4列のRX1とRX30)が隣接して配置されてよい。すなわち、各駆動電極及び各駆動電極と隣接して配置された各タッチ信号検出電極は、互いに相互静電容量を形成することができる。そして、A2列のTX1に対応したB4列のRX1とA2列のTX3に対応したB4列のRX1は、一つのトレースに連結されてよく、A2列のTX3に対応したB4列のRX30とA2列のTX5に対応したB4列のRX30は、一つのトレースに連結されてよい。
ただし、これは、A2列とB4列との間だけでなく、A2列とB3列にも同一/類似に適用されてよく、A1列とB1列、そしてA1列とB2列との間だけでなく、タッチセンサに含まれる全てのA列とB列との間にも同一/類似に適用されてよい。
図46は、図45a、図45bに基づいて電極連結方法を一部変更した実施形態である。
図46は、図45a、図45bにおいて前述した原理が同一/類似に適用されてよい。
図46の場合、第1行の駆動電極(A2列のTX1)に対応してタッチ信号検出電極(B4列のRX1とRX30)が隣接して配置されてよく、第2行の駆動電極(A2列のTX3)に対応してタッチ信号検出電極(B4列のRX30とRX1)が隣接して配置されてよい。そして、これと同様に、第2行の駆動電極(A2列のTX3)に対応してタッチ信号検出電極(B4列のRX30とRX1)が隣接して配置されてよく、第3行の駆動電極(A2列のTX5)に対応してタッチ信号検出電極(B4列のRX1とRX30)が隣接して配置されてよい。
また、第1行の駆動電極(A2列のTX1)に対応してタッチ信号検出電極(B3列のRX1とRX30)が隣接して配置されてよく、第2行の駆動電極(A2列のTX3)に対応してタッチ信号検出電極(B3列のRX30とRX1)が隣接して配置されてよい。そして、これと同様に、第2行の駆動電極(A2列のTX3)に対応してタッチ信号検出電極(B3列のRX30とRX1)が隣接して配置されてよく、第3行の駆動電極(A2列のTX5)に対応してタッチ信号検出電極(B3列のRX1とRX30)が隣接して配置されてよい。すなわち、各駆動電極及び各駆動電極と隣接して配置された各タッチ信号検出電極は、互いに相互静電容量を形成することができる。
そして、B3列のRX1とRX1を連結する3番トレースがB4列のRX1とRX1まで連結し、B3列のRX30とRX30を連結する4番トレースがB4列のRX30とRX30まで連結したことが分かる。
図45bを参照すると、8個のトレースでRX電極が連結されたことが分かる。
すなわち、B1列でRX0とRX0を連結する1番トレースとRX31とRX31を連結する2番トレースが配置され、これと同様に、B2列で3番トレースと4番トレースが配置され、B3列で5番トレースと6番トレースが配置され、B4列で7番トレースと8番トレースが配置されたことが分かる。
これと比較して、図46の場合、B1列のRX0とRX0を連結する1番トレースがB2列のRX0とRX0まで連結し、B1列のRX31とRX31を連結する2番トレースがB2列のRX31とRX31まで連結したことが分かる。そして、これと同様に、B3列のRX1とRX1を連結する3番トレースがB4列のRX1とRX1まで連結し、B3列のRX30とRX30を連結する4番トレースがB4列のRX30とRX30まで連結したことが分かる。
すなわち、図46によると、同一チャネルを構成するRX電極を縦方向だけでなく横方向まで一つのトレースに連結し、図45bと比較してRX電極を連結するトレース数が半分に減少したことが分かる。
これは、第1列に配置されたRX電極を連結するトレースを、タッチセンサを構成する電極の上部で迂回させて第2列に配置された同一のRX電極まで前記トレースを用いて連結できるようにしたものである。特に、タッチセンサのうち一番目の行に配置されたTX電極とRX電極の上側(点線領域)で前記トレースが迂回されるようにすることができる。これで、前記トレースの一部が一番目の行に配置されたTX電極とRX電極の上側に配置され得るようになる。
RX電極の上側にトレースの一部が配置されるようになれば、当該トレースはタッチ入力装置のベゼル部(図示せず)の上部に入ることができるようになる。ベゼル部(図示せず)は、タッチ入力装置の画像が表示される領域の外郭縁領域で、タッチ入力装置の画像が表示される領域を基準とした上部、下部、左部、右部を含んでよく、電極の上側に配置されるトレースは、ベゼル部の上部に配置され得るようになる。
RX電極の上側に配置されるトレースは横トレースで構成されるが、一般的に、横トレースは視認性が問題になって製品の製作に適用が難しいが、図46のように、約50μm程度の小さい大きさの空間のみを横トレースに割り当てれば、視認性にも影響を及ぼさなくなる。特に、横トレースがベゼル部の上部に配置されることになれば、視認性に影響を及ぼさなくなると共に、トレースの数を減らすことができるようになるわけである。
図46の場合、1番トレースの一部は、B1列の電極の左側とB2列の電極の右側に配置されるが、2番トレースの一部は、B1列の電極の右側とB2列の電極の左側に配置されてよい。これで、1番トレースが2番トレースよりさらに外郭に配置されるようになる。これは、3番と4番トレースにも同一/類似に適用されてよい。
図47は、図45に基づいて電極連結方法を一部変更した実施形態である。
図47は、図45において前述した原理が同一/類似に適用されてよい。
図46が同一チャネルを構成するRX電極を連結したものならば、図47は同一チャネルを構成するTX電極を横トレースに連結し、トレースの数を減少させたものと理解され得る。
図47のように、同一チャネルを構成する各駆動電極TX0を一つのトレースに連結することになれば、TX0が属した列ごとにトレースの数は一つずつ減少することになるわけである。
特に、タッチセンサの一番目の行に配置された駆動電極の中で、互いに同一チャネルを構成する各駆動電極TX0を一つのトレースに連結し、図47のようにタッチセンサの上側にトレースが配置されてよい。言い換えれば、一番目の行で同一チャネルを構成する各TX0は、これらの上側で前記一つのトレースに連結されてよい。
図47によれば、同一チャネルを構成する任意のTX電極(例、TX0)を連結する一つのトレースのみが配置されてよく、同一チャネルを構成する他のTX電極(例、TX1)を連結する他のトレースまでは配置され得ない。
図47では、TX0を一つのトレースが連結するものを例示したが、他の実施形態ではTX1を一つのトレースが連結することができる。
一番目の行の上部にトレースが配置されることになれば、当該トレースは、タッチ入力装置のベゼル部(図示せず)の上部に入ることができるようになる。ベゼル部(図示せず)は、タッチ入力装置の画像が表示される領域の外郭縁領域で、タッチ入力装置の画像が表示される領域を基準とした上部、下部、左部、右部を含んでよく、電極の上側に配置されるトレースは、ベゼル部の上部に配置され得るようになる。
当該トレースは横トレースで構成されるが、一般的に、横トレースは視認性が問題になって製品の製作に適用が難しいが、図47のように、約50μm程度の小さい大きさの空間のみを横トレースに割り当てれば、視認性にも影響を及ぼさなくなる。特に、横トレースがベゼル部の上部に配置されることになれば、視認性に影響を及ぼさなくなると共に、トレースの数を減らすことができるようになるわけである。
図48は、図45に基づいて電極連結方法を一部変更した実施形態である。
図48は、図45において前述した原理が同一/類似に適用されてよい。
図48は、図47のように、同一チャネルを構成するTX電極を横トレースに連結して、トレースの数を減少させたものと理解されてよい。ただし、Aチャネルを構成する全てのTX電極TX0を一つのトレースに連結したものではない、Aチャネルを構成する一部のTX0を一つのトレースに連結することができる。また、Aチャネルと異なるBチャネルを構成するTX電極TX1の一部のTX1を一つのトレースを用いて連結することができる。
図47は、一つのトレースに全ての同一のTX0を連結してトレース個数が7個減ったが(-7)、図48は、一つのトレースに一部同一のTX0のみを連結することになるので、トレース個数が5個減ったことが分かる(-5)。
図48の場合、図47と比較して、電極パターンの抵抗を相対的に減少させつつトレース数を減少させることができるという長所がある。例えば、図47の場合、全てのTX0を一つのトレースに連結することになるので、一つのトレースが長くなることになる。このようになれば、A1列のTX0からA15列に配置されたTX0まで連結する過程で、A1列のTX0の抵抗値がR1ならば、A15列に配置されたTX0の抵抗値はR1に比べてはるかに大きくなることになる。これは、最初のTX0から最後のTX0の間の長さが長くなったことに起因する。これと比較して、図48の場合、A1列のTX0とA3列のTX0とを一つのトレースが連結し、当該トレースの長さは図47に比べて短いので、図47に比べてA3列のTX0の抵抗値が小さくなることになる。
結果的に、図47に比べてトレース数の減少効果は相対的に落ちるが、電極パターンの抵抗を相対的に減少させることができるという長所があるようになる。
特に、タッチセンサの一番目の行に配置された駆動電極の中で、互いに同一チャネルを構成する各駆動電極TX0のうち一部を一つのトレースに連結して、図47のようにタッチセンサの上側にトレースが配置されてよい。言い換えれば、一番目の行で同一チャネルを構成する一部のTX0は、これらの上側で前記一つのトレースに連結されてよい。
一部のTX0を一つのAトレースに連結することになるので、次に一部のTX1を一つのBトレースが連結することになり、その次に再び一部のTX0を一つの他のAトレースに連結する方式で、一番目の行に配置された駆動電極が連結されることになる。
図48では、一つのトレースが二つのTX電極を連結したものを例示したが、本発明の権利範囲はこれに制限されない。
一番目の行の上部にトレースが配置されることになれば、当該トレースは、タッチ入力装置のベゼル部(図示せず)の上部に入ることができるようになる。
ベゼル部(図示せず)は、タッチ入力装置の画像が表示される領域の外郭縁領域で、タッチ入力装置の画像が表示される領域を基準とした上部、下部、左部、右部を含んでよく、電極の上側に配置されるトレースはベゼル部の上部に配置され得るようになる。
当該トレースは横トレースで構成されるが、一般的に横トレースは視認性が問題になって製品の製作に適用が難しいが、図48のように、約50μm程度の小さい大きさの空間のみを横トレースに割り当てれば、視認性にも影響を及ぼさなくなる。特に、横トレースがベゼル部の上部に配置されることになれば、視認性に影響を及ぼさなくなると共に、トレースの数を減らすことができるようになるわけである。
図38~図48で前述した各例は、例に挙げた例示した特定の電極や電極列にのみ適用されるのではなく、タッチセンサパネル内で対応する全ての電極及び電極列に同一/類似に適用されてよい。
以上において、実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の一つの実施形態に含まれ、必ずしも一つの実施形態にのみ限定される訳ではない。さらに、各実施形態において例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野における通常の知識を有する者によって、他の実施形態に対しても組み合わせ又は変形されて実施可能である。したがって、このような組み合わせや変形に関係した内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
また、以上において、実施形態を中心に説明したが、これは単に例示に過ぎず、本発明を限定する訳ではなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性を外れない範囲で、以上に例示されない様々な変形と応用が可能であることが分かるはずである。例えば、実施形態に具体的に示された各構成要素は、変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る相違点は、添付の請求の範囲において規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。