KR101468650B1

KR101468650B1 - 노이즈 차단구조를 갖는 고감도 터치패널

Info

Publication number: KR101468650B1
Application number: KR1020130030008A
Authority: KR
Inventors: 윤일현
Original assignee: 주식회사 지니틱스
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2014-12-03
Also published as: KR20140049918A

Abstract

제1방향을 따라 연장되어 제1층에 배치된 한 개 이상의 감지전극; 제2방향을 따라 연장되어 제2층에 배치된 복수 개의 구동전극; 및 상기 복수 개의 구동전극 사이에서 복수 개의 구동전극의 사이를 따라 상기 제2층에 배치된 한 개 이상의 접지전극;을 포함하는 터치패널이 공개된다.

Description

노이즈 차단구조를 갖는 고감도 터치패널{Highly sensitive touch panel with noise shielding structure}

본 발명은 정전용량방식의 터치패널에 관한 것으로서 특히 감지전극과 구동전극이 이층구조를 갖는 터치패널에 관한 것이다.

터치입력장치는 터치패널 상에서 손가락 등 입력도구의 위치(좌표)를 감지하고, 감지된 위치에 관한 정보를 입력정보로서 제공하는 입력장치를 지칭한다. 대표적으로 저항 방식과 용량성 방식이 있다. 용량성 방식은 크게 자기축전방식과 상호축전방식이 있다. 상호축전방식은 투명한 전도성 소재로 이루어진 구동전극 및 감지전극을 포함하는데, 보통 구동전극과 감지전극의 연장방향은 서로 다르며 어떤 실시예에서는 두 전극이 서로 수직방향을 이룰 수도 있다.

감지전극과 구동전극 사이에 커패시턴스가 형성될 수 있으며, 대부분의 커패시턴스는 특히 두 전극의 교차영역에서 형성될 수 있다. 이러한 교차영역을 본 명세서에서는 총칭 '터치노드' 또는 '노드'라고 지칭할 수 있다. 한 개의 터치패널에는 복수 개의 구동전극과 한 개 이상의 감지전극이 제공되기 때문에 상술한 터치노드가 한 개 이상 존재할 수 있다.

손가락을 상술한 터치노드 또는 그 근처에 접촉 또는 위치시키면 이 터치노드를 형성하는 감지전극과 구동전극 사이에 형성되는 커패시턴스의 값이 변화한다. 따라서 감지전극과 구동전극 사이에 형성되는 커패시턴스의 값의 변화 여부를 측정함으로써 손가락으로 터치패널에 접촉했는지 여부를 알아낼 수 있다.

감지전극과 구동전극 사이에 형성되는 커패시턴스가 변화했는지를 측정하기 위하여 특정 구동전극에 전류를 인가하면 상기 특정 구동전극과 교차하는 N개의 감지전극(N≥1)에 전하가 주입된다. 주입되는 전하의 양은 상기 특정 구동전극과 상술한 N개의 감지전극에 의해 각각 형성된 커패시턴스 값에 따라 달라진다. 따라서 위의 한 개 이상의 감지전극에 주입된 전하의 양을 측정하여 비교함으로써, 상기 특정 구동전극과 상기 N개의 감지전극에 의해 형성된 N개의 터치노드 중 터치입력이 발생한 터치노드가 있는지 여부 및 터치입력위치를 판별할 수 있다. 이러한 처리과정을 여러 개의 구동전극에 대하여 각각 수행함으로써 터치패널 전체영역에 대한 터치입력위치를 판별할 수 있다. 감지전극과 구동전극은 서로 다른 층에 배치되거나 동일한 층에 배치될 수 있다.

정전용량방식의 터치패널의 터치입력 감지성능은 감지전극와 구동전극의 패턴의 형상에 의해 달라질 수 있다. 또한, 정전용량방식의 터치패널에 터치입력이 이루어지는 경우에, 주변환경 변화에 따라 야기되는 다양한 노이즈, 예컨대 터치스크린에 설치된 LCD 등의 화면표시기로부터 발생하는 노이즈에 의한 오동작이 발생할 수 있다. 이때, 주변환경에 의한 노이즈의 영향도 감지전극과 구동전극의 패턴의 형상에 따라 달라질 수 있다.

본 발명에서는 감지전극과 구동전극이 이층구조를 갖는 터치패널의 터치입력 감지성능을 향상시키면서도 외부환경에 의한 노이즈의 영향을 최소화할 수 있는 전극패턴을 제공하고자 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 관점에 따른 터치패널은 제1방향을 따라 연장되어 제1층에 배치된 한 개 이상의 감지전극, 제2방향을 따라 연장되어 제2층에 배치된 복수 개의 구동전극, 및 상기 복수 개의 구동전극 사이에서 복수 개의 구동전극의 사이를 따라 상기 제2층에 배치된 한 개 이상의 접지전극을 포함한다.

이때, 상기 복수 개의 구동전극은 N개이며, 상기 복수 개의 구동전극 중 제1측의 k개의 구동전극에 대하여는 구동배선이 상기 각각의 k개의 구동전극의 제1방향의 단부에 연결되어 있고, 상기 복수 개의 구동전극 중 상기 제1측의 반대쪽인 제2측의 N-k개의 구동전극에 대하여는 구동배선이 상기 각각의 N-k개의 구동전극의 제2방향의 단부에 연결되어 있고, 상기 k개의 구동전극 사이에 존재하는 k-1개의 접지전극에 대하여는 접지배선이 상기 각각의 k-1개의 접지전극의 상기 제2방향의 단부에 연결되어 있고, 상기 N-k개의 구동전극 사이에 존재하는 N-k-1개의 접지전극에 대하여는 접지배선이 상기 각각의 N-k-1개의 접지전극의 상기 제1방향의 단부에 연결되어 있을 수 있다.

이때, 상기 k-1개의 접지전극은 상기 제2방향에 배치된 제1 배선에 함께 연결되고, 상기 N-k-1개의 접지전극은 상기 제1방향에 배치된 제2 배선에 함께 연결되어 있을 수 있다.

이때, 상기 구동전극 중 상기 구동전극과 상기 감지전극의 서로 교차하는 영역에서의 상기 구동전극의 폭은, 상기 구동전극 중 다른 영역에서의 상기 구동전극의 폭보다 작을 수 있다.

이때, 상기 다른 영역에서의 상기 구동전극의 폭은 일정한 상수 값을 가질 수 있다.

이때, 상기 한 개 이상의 접지전극은 상기 제2층을 중심으로 상기 제1층과 반대편에 위치한 제3층에 배치되어 있을 수 있다.

이때, 상기 한 개 이상의 접지전극 각각의 폭은 상기 복수 개의 구동전극 사이에 형성된 갭(gap)보다 클 수 있다.

본 발명에 따르면 감지전극과 구동전극이 이층구조를 갖는 터치스크린의 터치입력 감지성능을 향상시키면서도 외부환경에 의한 노이즈의 영향을 최소화할 수 있는 전극패턴을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있는 터치스크린 장치를 나타낸다.
도 2a 내지 도 2d는 감지전극(100)과 구동전극(101)이 서로 다른 층에 형성된 터치패널의 동작원리를 설명하기 위한 것이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 터치패널의 평면도를 나타낸 것이다.
도 3b는 도 3a의 I-II를 따라 절단한 수직 단면도를 나타낸 것이다.
도 4a는 도 3a에 나타낸 터치패널의 변형된 실시예를 도시한 것이다.
도 4b는 도 4a의 I-II를 따라 절단한 수직 단면도를 나타낸 것이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널의 구조를 나타낸다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널의 구조를 나타낸다.
도 7a는 도 5a에 도시한 영역(A)을 자세히 도시한 것이다. 도 7b 및 도 7c는 도 7a로부터 변형된 패턴을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동전극 패턴과 접지전극 패턴으로부터 인출되는 구동배성 및 접지배선의 구조를 나타낸 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 이하에서 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또한, 이하에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 본 명세서에 첨부한 도면은 설명의 편의를 위해 일부 과장되거나 축소되어 도시되었으며, 본 발명의 일 실시예를 실제로 구현할 경우 도면에 나타난 구성요소의 각 부분의 축척은 달라질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널은 제1 방향, 예를 들어 수직방향으로 연장된 투명전극을 여러 개 포함할 수 있다. 또한, 터치패널은 제2 방향, 예를 들어 수평방향으로 연장된 투명전극을 여러 개 포함할 수 있다. 여기서 제1 방향과 제2 방향은 서로 수직인 방향일 수 있으나 이에 국한되지는 않는다. 본 명세서에서는 편의상, 도면에서 수직방향으로 연장된 전극은 감지전극(sensing electrode)이라고 지칭할 수 있고 수평방향으로 연장된 전극은 구동전극(driving electrode)이라고 지칭할 수 있다. 그러나 다른 실시예에서는 수직방향의 전극과 수평방향의 전극의 역할은 서로 바뀔 수 있다.

일반적으로 감지전극들과 구동전극들은 서로 다른 층(layer)에 형성될 수도 있고, 또는 동일한 층에 형성될 수도 있다. 이때, 감지전극들과 구동전극의 교차영역을 정의할 수 있는데, 복수 개의 감지전극과 복수 개의 구동전극에 의해 정의되는 교차영역들은 행렬구조를 가질 수 있다. 이 행렬구조의 각 요소(element)에 대응하는 교차영역은 터치패널 내에서의 터치입력위치를 결정하기 위한 기본 단위로 사용될 수 있다. 이러한 기본 단위를 본 발명에서는 터치노드라고 지칭할 수 있다.

구동전극에 전압이 인가되면, 구동전극과 감지전극들의 교차점에서 상호 커패시턴스(mutual capacitance)(Csense)를 통해 감지전극들에게 전하(charge)가 주입될 수 있다. 각 감지전극에 입력되는 전하량(Qsense)은 구동신호의 제1 레벨(Vdrive)과 상호 커패시턴스(Csense)의 곱으로 나타낼 수 있다(즉, Qsense = Vdrive * Csense).

특정 시구간 동안, 제1 레벨(Vdrive)의 전압과 제2 레벨(0V)의 전압이 주기적으로 반복되는 펄스 트레인과 같은 구동신호를 구동전극 중 한 개의 전극에게 인가할 수 있다. 특정 시구간이 끝나면, 구동신호를 다른 구동전극에 인가할 수 있다. 구동신호가 입력되는 구동전극을 제외한 나머지 구동전극들에는 직류전압, 예컨대 0V의 전압이 인가될 수 있다. 그러나 실시예에 따라서는 여러 개의 구동전극에 구동신호를 동시에 인가하는 구성을 사용할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있는 터치스크린 장치를 나타낸다.

도 1에 도시한 바와 같이, 터치스크린 장치는 터치패널(1), 커패시턴스 측정회로(200) 및 터치판별부(300)를 포함할 수 있다.

터치패널(1)은 서로 절연되어 형성되는 다수의 구동전극(X₁, X₂, X₃, ...,X_n)과 다수의 감지전극(Y₁, Y₂, Y₃, ...,Y_n)을 포함할 수 있다. 도 1에서는 편의상 구동전극과 감지전극을 각각 직선으로 표시하였으나, 실제로는 임의로 설계된 형상을 갖는 전극패턴으로 구현될 수 있다.

터치지점을 나타내는 센싱노드(110)는 한 개의 감지전극과 한 개의 구동전극에 의해 정의될 수 있다. 각 센싱노드(110)에는 구동전극과 감지전극에 의해 제공되는 노드 커패시터(112)가 형성될 수 있다. 도 1에서는 i번째 구동전극과 j번째 감지전극에 의해 형성되는 노드 커패시터(112)의 커패시턴스를 C_ij로 표기하였다.

커패시턴스 측정회로(200)는 다수의 구동전극(X₁, X₂, X₃, ...,X_n)과 다수의 감지전극(Y₁, Y₂, Y₃, ...,Y_n)에 전기적으로 연결되어, 각 노드 커패시터(112)의 커패시턴스(C_ij)를 측정하도록 되어 있다.

터치판별부(300)는 커패시턴스 측정회로(200)에 의해 측정된 각 노드 커패시터의 커패시턴스에 기초하여, 커패시턴스의 변화량을 분석하여 사용자가 입력한 터치지점을 감지하도록 되어 있다.

이하, 본 명세서에 첨부된 도면에서, 상술한 구동전극과 감지전극은 각각 참조번호 101, 100을 이용하여 설명할 수 있다.

도 2a 내지 도 2d는 감지전극(100)과 구동전극(101)이 서로 다른 층에 형성된 터치패널의 동작원리를 설명하기 위한 것이다.

도 2a와 도 2b는 각각 구동전극에 구동신호가 인가된 경우에 터치입력이 없는 상태와 있는 상태를 구분하여 나타낸 것이다. 도 2b와 같이 손가락(600)에 의한 터치입력이 이루어지면 구동전극(101)으로부터 나오는 전기장(66) 중 일부가 손가락(600)에 흡수되어 차단되기 때문에 구동전극(101)과 감지전극(100) 사이의 상호 커패시턴스 값이 달라질 수 있다(Csense → Csense - ΔCsense). 터치입력에 의한 상호 커패시턴스의 변화량의 다이나믹 레인지가 적절하게 큰 값을 갖게되면 터치입력 여부 판단을 하는데 유리하다. 따라서 감지전극(100)과 구동전극(101)의 형상은 손가락에 의해 차단/또는 흡수될 수 있는 전기장(66)을 충분히 제공할 수 있도록 되어 있는 것이 바람직하다.

도 2c 및 도 2d는 도 2a 및 도 2b에 나타낸 전기장(66)을 더 세분화하여 설명하기 위한 것이다. 터치입력이 없는 경우, 구동전극(101)으로부터 감지전극(100)으로 향하는 전기장(66)은 터치입력여부와는 상관없이 항상 감지전극(100)으로 향하는 전기장 성분(A2)과, 터치입력이 존재하는 경우에는 감지전극(100)으로 향하지 않을 수도 있는 전기장 성분(A1)으로 나눌 수 있다. 도 2c에서는 터치입력이 존재하지 않기 때문에 전기장 성분(A1)과 전기장 성분(A2)이 모두 감지전극(100)을 향하고 있지만, 도 2d에서는 터치입력이 존재하기 때문에 전기장 성분(A1)의 적어도 일부는 감지전극(100)을 향하지 않고, 손가락으로 향하게 된다.

전기장(66)을 위와 같이 구분하였을 때에, 구동전극(101)과 감지전극(100) 사이의 커패시턴스는 수학식 1과 같이 표현될 수 있다. 이때, 구동전극(101)과 감지전극(100) 사이의 커패시턴스(C_M)을 구성하는 C_B 성분은 평판 커패시터 공식에 의해 말들어지는 뮤추얼 커패시턴스를 나타낸다. 그리고 C_F 성분(즉, 프린징 커패시턴스 성분)는 구동전극(101)에서 출발한 전기장(66)이 구동전극(101)과 감지전극(100)이 서로 겹치는 영역을 벗어나 감지전극(100)의 외부에서 프린징(fringing)되었다가 감지전극(100)으로 되돌아오는 경로에 의해 생성되는 커패시턴스를 나타낸다.

[수학식 1]

C_M = C_B + C_F

도 2c 및 도 2d에 나타낸 전기장 성분(A1)은 수학식 1의 C_F 성분에 대응하고, 전기장 성분(A2)은 수학식 1의 C_B 성분에 대응하는 것으로 모델링할 수 있다. 이때, 터치입력이 이루어졌는지 여부는 수학식 1의 C_M의 변화정도를 관찰하여 결정할 수 있는데, 이 중 터치입력에 의해 변화되는 요소는 수학식 1의 C_F 성분, 즉 프린징 커패시턴스 성분이다. 따라서 터치입력 여부를 판별함에 있어서, 수학식 1의 C_M 값에서 C_F 성분이 차지하는 비중이 일정수준 이상 확보되는 것이 유리하다.

수학식 1에서 C_F 성분을 일정수준 이상 확보하기 위해서는 도 2c 및 도 2d의 전기장 성분(A1)을 많이 확보해야 하며, 이를 위해서는 도 2c 및 도 2d의 +z에서 -z 방향으로 보았을 때에 구동전극(101)과 감지전극(100)의 교차영역의 크기가 작은 값을 갖도록 설계하는 것이 유리하다.

한편, 구동전극(TX)의 아래 쪽에는 LCD와 같은 디스플레이 장치가 배치될 수 있는데, 구동전극(TX)과 감지전극(RX)은 투명전극으로 되어 있을 수 있기 때문에 구동전극(TX)과 감지전극(RX)을 통해 상기 디스플레이 장치를 눈으로 확인할 수 있다. 이때, 디스플레이 장치로부터는 전기장에 의한 노이즈가 발생할 수 있는데, 이 노이즈가 전기장(66)이 존재하는 공간으로 침투하면 전기장(66)의 공간분포를 교란시킬 수 있다. 그 결과 상기 노이즈는 구동전극(TX)과 감지전극(RX) 사이의 커패시턴스 값에 영향을 줄 수 있다. 이렇게 되면 구동전극(TX)과 감지전극(RX) 사이의 커패시턴스의 변화가 검출된 경우, 이 변화가 노이즈에 의한 것인지 아니면 터치입력의 변화 때문인지 알 수 없게 된다.

도 3a는 일 실시예에 따른 터치패널의 평면도를 나타낸 것이다. 이 터치패널에는 8개의 구동전극(X1~X8, 101, Tx)과 8개의 감지전극(Y1~Y8, 100, Rx)이 서로 다른 층에서 서로 다른 방향을 따라 연장되어 배치되어 있다.

도 3b는 도 3a의 I-II를 따라 절단한 수직 단면도를 나타낸 것이다. 구동전극(X1~X8)과 감지전극(Y2)은 서로 다른 층에 배치되어 있다. 구동전극(X1~X8)들 사이, 예컨대 구동전극(X1)과 구동전극(X2) 사이의 틈(slit, 슬릿)은 매우 작게 형성되어 있다. 구동전극(X1~X8)의 아래 쪽에는 LCD와 같은 디스플레이 장치가 배치될 수 있다. 이때, 구동전극이 일정한 전위를 유지하도록 구동하는 경우에는 구동전극이 전자기파 차폐층의 역할을 할 수 있다. 따라서 이때, 디스플레이 장치로부터 발생한 노이즈는 구동전극(X1~X8) 사이에 형성된 매우 작은 틈을 제외하고는 구동전극(X1~X8)의 위쪽으로 전파될 수 없다. 즉, 구동전극(X1~X8) 사이에 형성된 틈이 매우 작은 경우 구동전극(X1~X8)은 그 아래쪽으로부터 유입되는 노이즈를 효율적으로 차폐할 수 있다.

도 4a는 도 3a에 나타낸 터치패널의 변형된 실시예를 도시한 것이다. 도 4a에 도시한 터치패널의 구동전극(X1~X8)들 간의 중심간의 간격은 도 3a에 도시한 터치패널의 구동전극의 중심간의 간격과 동일하다. 그리고 도 4a에 도시한 터치패널의 각각의 구동전극(X1~X8)의 수직 폭(d1)은 도 3a에 도시한 터치패널의 구동전극의 수직 폭(d0)보다 작다. 그리고 도 4a에 도시한 터치패널의 구동전극(X1~X8) 간의 틈(Slit 1)은 수직 폭은 도 3a에 도시한 터치패널의 구동전극 간의 틈보다 크게 형성되어 있다.

도 4b는 도 4a의 I-II를 따라 절단한 수직 단면도를 나타낸 것이다.

이하 도 4a 및 도 4b에 도시한 터치패널과 도 3a 및 도 3b에 도시한 터치패널의 특징을 서로 비교한다. 도 4a 및 도 4b에 도시한 구동전극(X11~X18)의 수직 폭(d1)이 도 3a 및 도 3b에 도시한 구동전극(X1~X8)의 수직 폭(d0)에 비해 상대적으로 더 작아졌기 때문에, +z 쪽에서 -z 방향으로 바라보았을 때에 구동전극(X11~X18)과 감지전극(Y12)이 겹치는 면적(S1)이 구동전극(X1~X8)과 감지전극(Y2)이 겹치는 면적(S0)보다 작게된다. 따라서 상술한 바와 같이, 도 4a의 구동전극(X11~X18)과 감지전극(Y12) 사이에 형성되는 뮤추얼 커패시턴스(C_M) 중 프린징 커패시턴스(C_F)의 비율은, 도 3a의 구동전극(X1~X8)과 감지전극(Y2) 사이에 형성되는 뮤추얼 커패시턴스(C_M) 중 프린징 커패시턴스(C_F)의 비율보다 더 크게 된다. 그 결과 터치입력의 유무에 따른 뮤추얼 커패시턴스(C_M)의 변화폭이 커지기 때문에, 도 3a의 터치패널보다 도 4a의 터치패널에서 터치입력의 유무를 더 쉽게 감지할 수 있다는 장점이 생긴다. 그러나 구동전극(X11~X18) 사이의 틈(Slit 1)이 더 커졌기 때문에 구동전극(X11~X18) 아래에 존재하는 노이즈가 구동전극(X11~1X8) 위쪽으로 더 많이 침투하게 되며, 그 결과 터치입력 감지의 정확성이 떨어질 수 있다는 단점이 발생한다.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널의 구조를 나타낸다. 도 5b는 도 5a에서 감지전극(100, Rx)만을 따로 분리하여 도시한 것이고, 도 5c는 도 5a에서 구동전극(101, Tx)과 접지전극(102, GND)만을 따로 분리하여 도시한 것이다. 도 5d는 도 5a의 I-II의 수직단면도이다.

도 5a 내지 도 5d에 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널은 8개의 구동전극(X21~X28, 101, Tx), 8개의 구동전극(X21~X28, 101, Tx) 사이에 배치된 접지전극(G1~G7, 102, GND), 및 구동전극(X21~X28, 101, Tx)과는 다른 방향으로 연장되어 배치되어 있으며 구동전극(X21~X28, 101, Tx)과는 다른 층에 형성된 감지전극(Y21~Y28, 100, Rx)을 포함할 수 있다.

도 5a는, 도 4a의 틈(Slit 1) 사이에 서로 분리된 접지전극(G1~G7, 102, GND)들을 추가하였다는 점을 제외하고는 도 4a와 동일한 구조를 갖는다. 접지전극(G1~G7, 102, GND)의 수직 폭(d2)은 구동전극(X21~X28, 101, Tx)의 수직 폭(d1)보다 작게 형성될 수 있다. 도 5d를 참조하면, 구동전극(X21~X28, 101, Tx)의 아래에 존재하는 노이즈는 구동전극(X21~X28, 101, Tx)과 접지전극(G1~G7, 102, GND)에 의해 차폐되어 구동전극(X21~X28, 101, Tx)의 위쪽으로 거의 유입되지 않는다.

또한, 도 5a의 구동전극(X21~X28, 101, Tx)의 수직 폭(d1)이 도 3a에 나타낸 구동전극(X1~X8)의 수직 폭(d0)보다 작기 때문에, 도 4a 및 도 4b를 통해 설명한 바와 같이, 도 3a에 따른 구조에 비하여 린징 커패시턴스(C_F)의 비율이 증가하는 장점을 갖는다. 즉, 도 5a 내지 도 5d에 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널은, 도 3a 및 도 3b에 설명한 터치패널에 비하여 향상된 터치입력감도를 가질 수 있으며, 도 4a 및 도 4b에 설명한 터치패널에 비하여 외부 노이즈를 더 효율적으로 차단할 수 있는 효과를 갖는다.

도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널의 구조를 나타낸다. 도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널에 포함된 각종 전극의 패턴을 나타낸 것이다. 그리고 도 6b, 도 6c, 및 도 6d는 각각, 이 중 감지전극, 구동전극, 및 접지전극만을 따로 도시한 것이다. 도 6e는 도 6a의 I-II을 수직으로 절단한 단면을 나타낸다.

도 5a 내지 도 5d에 설명한 터치패널에서는 접지전극(G1~G7)이 구동전극(X21~X28)과 동일한 층에 형성되어 있지만, 도 6a 내지 도 6d에 도시한 터치패널에서는 접지전극(G11~G17)이 구동전극(X21~X28)보다 아래쪽 층에 형성되어 있다는 점이 다르다. 이때, 접지전극(G11~G17)의 수직폭(W)은 구동전극(X21~X28) 간의 틈(Gap1)의 길이와 같거나 또는 더 크게 형성될 수 있다. 도 6a 내지 도 6e의 터치패널에 의하면 도 5a 내지 도 5d의 터치패널과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

도 7a는 도 5a에 도시한 영역(A)을 자세히 도시한 것이다. 도 7b 및 도 7c는 도 7a로부터 변형된 패턴을 나타낸 것이다.

도 7a에 나타낸 바와 같이, 영역(A)에서 구동전극(X21, X22)과 접지전극(G1)은 모두 사각형의 모양을 가질 수 잇다. 그러나 도 7b에서는 구동전극(X21, X22)과 감지전극(Y21)이 겹치는 영역에서 구동전극(X21, X22)의 수직폭이 줄어든 형상을 갖는다. 그 결과 구동전극(X21, X22)과 감지전극(Y21)이 서로 겹치는 영역의 넓이를 줄어들게 되며, 따라서 구동전극(X21, X22)과 감지전극(Y21) 사이에 형성되는 프린징 커패시턴스 성분이 증가하게 된다.

한편, 도 7b에는 구동전극(X21, X22)과 감지전극(Y21) 사이에 존재하는 틈(slit)을 도시하였다. 그리고 구동전극(X21)에서 감지전극(Y21)으로 향하는 프린징 전기 플럭스(fringing electic flux)의 일 예(EF)를 나타내었다. 이때, 구동전극(X21, X22) 하부에 존재하는 LCD 등의 외부 노이즈가 틈(slit)을 통해 구동전극(X21, X22) 위쪽으로 유입될 수 있다. 프린징 전기 플럭스(fringing electic flux)(EF)가 지나가는 경로에 틈(slit)이 존재하기 때문에 LCD로부터 발생한 외부 노이즈가 구동전극(X21, X22)과 감지전극(Y21) 사이의 프린징 커패시턴스에 영향을 줄 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 7c와 같이 패턴의 형상을 변형할 수 있다.

도 7c와 같이 구동전극(X21, X22)의 오목부가 감지전극(Y21)이 배치된 영역 내에서 형성되도록 하면, 프린징 전기 플럭스(fringing electic flux)(EF)가 지나가는 경로 바깥쪽에 틈(slit)이 존재하게 되므로, 틈을 통해 유입된 노이즈가 프린징 전기 플럭스(fringing electic flux)(EF)에 직접적인 영향을 미치지 않는다. 따라서 LCD 등으로부터 발생한 외부 노이즈가 구동전극(X21, X22)과 감지전극(Y21) 사이의 프린징 커패시턴스에 주는 영향을 줄일 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동전극 패턴과 접지전극 패턴으로부터 인출되는 구동배성 및 접지배선의 구조를 나타낸 것이다.

도 8에 나타낸 구동전극 패턴과 접지전극 패턴은 도 5c에 나타낸 것과 동일하다. 이 패턴들은 실제로 터치패널 구동부 및 접지부에 연결이 되어야 한다. 이를 위하여 구동전극(X21~X28)에 연결되는 구동배선(DT1~DT8)과, 접지전극(G1~G7)에 연결되는 접지배선(GT1~GT7)이 차지하는 배치영역을 최소화하면 터치패널의 크기를 줄일 수 있다.

도 8에 도시한 바와 같이, 복수 개의 접지전극(G1~G7) 중 상부에 위치한 접지전극(G1~G4)에 대해서는 각각, 접지배선(GT1~GT4)을 접지전극(G1~G4)의 왼쪽 단부로부터 연결한다. 그리고 복수 개의 접지전극(G1~G7) 중 하부에 위치한 접지전극(G5~G7)에 대해서는 각각, 접지배선(GT5~GT7)을 접지전극(G5~G7)의 오른쪽 단부로부터 연결할 수 있다. 이때, 접지배선(GT1~GT4) 및 접지배선(GT5~GT7)은 각각 수직방향으로 연장된 한 개의 수직접지배선(HT1) 및 수직접지배선(HT2)에 연결되기 때문에, 접지배선(GT1~GT7)의 추가로 인하여 터치패널의 좌우폭이 크게 증가하지는 않는다.

즉, 본 발명의 일 실시예에서는 N개(ex: N=8)의 구동전극(ex: X21~X28) 중 상부 k개(ex: k=4)의 구동전극(ex: X21~X24)에 대해서는 구동배선(ex: DT1~DT4)이 각 구동전극의 우측[또는 좌측] 단부에 연결되고, 하부 N-k개(ex: N-k=8-4=4)의 구동전극(ex: X25~X28)에 대해서는 구동배선이 각 구동전극의 좌측[또는 우측] 단부에 연결된다. 이때 상부 k개의 구동전극 사이에 존재하는 접지전극(ex: G1~G3)에 대해서는 접지배선(ex: GT1~GT3)가 각 접지전극의 좌측[또는 우측] 단부에 연결되고, 하부 N-k개의 구동전극 사이에 존재하는 접지전극(ex: G5~G7)에 대해서는 접지배선이 각 접지전극의 우측[또는 좌측] 단부에 연결된다. 그리고 상부 k개의 구동전극 집합과 하부 N-k개의 구동전극 집합 사이에 존재하는 한 개의 접지전극(ex: G4)에 대해서는 좌측 또는 우측의 임의의 단부에 접지배선(ex: GT4)이 연결될 수 있다. 이때, 접지전극들의 좌측을 따라 형성되는 접지배선들(ex: GT1~GT4)은 한 개의 수직접지배선(ex: HT1)에 함께 연결될 수 있다. 또한, 접지전극들의 우측을 따라 형성되는 접지배선들(ex: GT5~GT7)은 또 다른 한 개의 수직접지배선(ex: HT2)에 함께 연결될 수 있다.

이상 본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 특허청구범위의 각 청구항의 내용은 본 명세서를 통해 이해할 수 있는 범위 내에서 인용관계가 없는 다른 청구항에 결합될 수 있다.

그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

제1방향을 따라 연장되어 제1층에 배치된 한 개 이상의 감지전극;
상기 제1방향과 다른 제2방향을 따라 연장되어 제2층에 배치된 복수 개의 구동전극; 및
상기 복수 개의 구동전극들의 사이를 따라 연장되어 있으며, 상기 제2층에 배치된 한 개 이상의 접지전극;
을 포함하며,
상기 복수 개의 구동전극은 N개이며,
상기 복수 개의 구동전극 중 제1측의 k개의 구동전극에 대하여, 구동배선이 상기 각각의 k개의 구동전극의 제1방향의 단부에 연결되어 있고,
상기 복수 개의 구동전극 중 상기 제1측의 반대쪽인 제2측의 N-k개의 구동전극에 대하여는 구동배선이 상기 각각의 N-k개의 구동전극의 제2방향의 단부에 연결되어 있고,
상기 k개의 구동전극 사이에 존재하는 k-1개의 접지전극에 대하여는 접지배선이 상기 각각의 k-1개의 접지전극의 상기 제2방향의 단부에 연결되어 있고,
상기 N-k개의 구동전극 사이에 존재하는 N-k-1개의 접지전극에 대하여는 접지배선이 상기 각각의 N-k-1개의 접지전극의 상기 제1방향의 단부에 연결되어 있으며,
상기 제2방향은 상기 제1방향의 반대방향인,
터치패널.
삭제
제1항에 있어서, 상기 k-1개의 접지전극은 상기 제2방향에 배치된 제1 배선에 공통으로 연결되고, 상기 N-k-1개의 접지전극은 상기 제1방향에 배치된 제2 배선에 공통으로 연결되어 있는, 터치패널.
제1방향을 따라 연장되어 제1층에 배치된 한 개 이상의 감지전극;
상기 제1방향과 다른 제2방향을 따라 연장되어 제2층에 배치된 복수 개의 구동전극; 및
상기 복수 개의 구동전극들의 사이를 따라 연장되어 있으며, 상기 제2층에 배치된 한 개 이상의 접지전극;
을 포함하며,
상기 구동전극 중, 상기 구동전극과 상기 감지전극의 서로 교차하는 영역에서의 상기 구동전극의 평균 폭은, 상기 구동전극 중 다른 영역에서의 상기 구동전극의 폭보다 좁은,
터치패널.
제4항에 있어서, 상기 다른 영역에서의 상기 구동전극의 폭은 미리 결정된 값을 갖는, 터치패널.
제1방향을 따라 연장되어 제1층에 배치된 한 개 이상의 감지전극;
상기 제1방향과 다른 제2방향을 따라 연장되어 제2층에 배치된 복수 개의 구동전극; 및
상기 복수 개의 구동전극들의 사이를 따라 연장되어 있으며, 상기 제2층에 배치된 한 개 이상의 접지전극;
을 포함하며,
상기 한 개 이상의 접지전극은 상기 제2층을 중심으로 상기 제1층과 반대편에 위치한 제3층에 배치되어 있는,
터치패널.
제6항에 있어서, 상기 한 개 이상의 접지전극 각각의 폭은 상기 복수 개의 구동전극 사이에 형성된 갭(gap)보다 큰, 터치패널.