KR101623829B1 - 정전용량 방식 터치 패널의 능동 어레이 및 관련 정전용량 방식 터치 패널 - Google Patents

정전용량 방식 터치 패널의 능동 어레이 및 관련 정전용량 방식 터치 패널 Download PDF

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Abstract

정전용량 방식 터치 패널의 능동 어레이는 복수의 제1 전극, 복수의 제2 전극 및 복수의 제1 보조 전극을 포함하고, 상기 제1 전극은 각각, 상기 정전용량 방식 터치 패널의 스캔 신호 송신 회로에 연결되고, 복수의 스캔 신호를 수신하기 위해 사용되며; 상기 제2 전극은 상기 정전용량 방식 터치 패널의 검출 회로에 연결되며; 상기 제1 전극 및 상기 제1 보조 전극은 동일한 금속층에 제조되고, 상기 제1 전극은 상기 제1 보조 전극과 연결되어 있지 않다.

Description

정전용량 방식 터치 패널의 능동 어레이 및 관련 정전용량 방식 터치 패널 {ACTIVE ARRAY OF CAPACITIVE TOUCH PANEL AND ASSOCIATED CAPACITIVE TOUCH PANEL}
본 발명은 정전용량 방식 터치 패널에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 정전용량 방식 터치 패널의 전극 패턴 디자인에 관한 것이다.
관련 출원에 대한 상호참조
본 출원은 2014 1월 28일에 출원된, 미국 가출원 제61/932,249호에 대한 우선권을 주장하며, 그 내용 전부는 인용에의해 본 명세서에 포함된다.
플렉시블(flexible) 디스플레이 또는 다른 착용형(wearable) 장치에서, 디스플레이의 정전용량 감지 전극(capacitive sensing electrode)에 대응하는 기준 접지(reference ground)를 동일하게 하는 것은, 감지 전극의 커패시턴스가 환경 요인에 의해 쉽게 영향을 받게 하기 때문에, 곤란하다. 또, 제조 비용 문제를 해결하기 위해, 터치 패널과 액정 모듈(liquid crystal module, LCM)을 에지 적층(에어 갭 또는 에어 본딩이라고도 알려짐) 기술을 사용하여 함께 접합된다. 그러나, 터치 패널과 LCM을 결합하기 위해 에지 적층을 사용하는 것은 터치 패널과 LCM 사이에 에어 갭을 만들고, 터치 패널이 터치될 때, 터치 패널의 결함이 터치 패널에서의 커패시턴스의 불균일을 발생시킬 것이고, 감지 신호가 영향을 받을 것이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 도 1은 터치 패널(100)의 능동 어레이를 나타낸 도면이고, 도 2는 터치 패널(100)과 LCM(210)의 단면도 및 터치 패널(100)과 LCM(210)에 존재하는 커패시터를 나타낸 도면이며, 도 3은 터치 패널(100)이 터치되었을 때의 터치 패널(100)과 LCM(210)의 단면도 및 터치 패널(100)과 LCM(210)에 존재하는 커패시터의 커패시턴스 변화를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 능동 어레이는 복수의 제1 전극(TX1-TX4)과 복수의 제2 전극(RX1-RX4)을 포함하며, 제1 전극(TX1-TX4)은 스캔 신호(scan signal)를 수신하는 데 사용되고, 제2 전극(RX1-RX4)은 검출 회로(도시하지 않음)에 연결되어 있으며, 검출 회로는 제2 전극(RX1-RX4)의 전압 변화를 검출하여 터치 위치를 결정하기 위한 커패시턴스 변화 정보를 취득한다.
도 2는 터치 패널(100) 및 LCM(210)에 존재하는 커패시터 CTX , CRX 및 CM을 나타내며, CTX는 제1 전극(TX1-TX4) 각각과 LCM(210)의 박막 트랜지스터(TFT) 어레이(212) 사이의 커패시터이고, CRX는 제2 전극(RX1-RX4) 각각과 TFT 어레이(212) 사이의 커패시터이며, CM은 제1 전극 TX1-TX4 각각과 그에 인접한 제2 전극(RX1-RX4) 사이의 상호 커패시터이다. 유의할 것은, 도 2 및 도 3에 도시된 커패시터 CTX, CRX 및 CM은 의도적으로 배치된 커패시터가 아니라 기생 커패시터라는 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이. 커패시터 CTX 및 CRX 는 낮은 커패시턴스를 가지고, 커패시터 CM은 비교적 큰 커패시턴스를 갖는다, 즉 전하의 대부분이 커패시터 CM에 저장되어 있다.
도 3에서, 터치 패널(100)을 터치하면, 터치 패널(100)이 왜곡되어 에어 갭(air gap, 공극)이 줄어든다. 이때 일부 커패시터의 커패시턴스가 변화되고(예, 도 3에 도시된 CRX', CTX' 및 CM), 상세하게는, 전하가 커패시터 CTX 및 CRX에 전송된다, 즉, 커패시터 CTX 및 CRX의 커패시턴스는 증가되고, 커패시터 CM의 커패시턴스는 감소된다. 따라서, 커패시터 CM의 커패시턴스가 비정상적으로 변화되기 때문에, 검출 회로에 의해 검출된 전압은 에러 검출의 원인에 영향을 받을 수 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은 상기한 문제를 해결하기 위하여, 왜곡된 터치 패널에 의해 야기되는 영향을 완화할 수 있는 정전용량 방식 터치 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 정전용량 방식 터치 패널의 능동 어레이는 복수의 제1 전극, 복수의 제2 전극 및 복수의 제1 보조 전극을 포함하고, 상기 제1 전극은 각각, 상기 정전용량 방식 터치 패널의 스캔 신호 송신 회로에 연결되고, 복수의 스캔 신호를 수신하기 위해 사용되며; 상기 제2 전극은 상기 정전용량 방식 터치 패널의 검출 회로에 연결되며; 상기 제1 전극 및 상기 제1 보조 전극은 동일한 금속층에 제조되고, 상기 제1 전극은 상기 제1 보조 전극과 연결되어 있지 않다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 정전용량 방식 터치 패널의 능동 어레이는 복수의 제1 전극, 복수의 제2 전극 및 복수의 보조 전극을 포함하고, 상기 제1 전극은 각각, 상기 정전용량 방식 터치 패널의 스캔 신호 송신 회로에 연결되고, 복수의 스캔 신호를 수신하기 위해 사용되며; 상기 제2 전극은 상기 정전용량 방식 터치 패널의 검출 회로에 연결되고; 상기 제2 전극 및 상기 보조 전극은 동일한 금속층에 제조되고, 상기 제2 전극은 상기 보조 전극과 연결되어 있지 않다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 정전용량 방식 터치 패널은 복수의 스캔 신호를 생성하기 위한 스캔 신호 송신 회로, 검출 회로 및 능동 어레이를 포함한다. 상기 능동 어레이는 복수의 제1 전극, 복수의 제2 전극 및 복수의 제1 보조 전극을 포함하고, 상기 제1 전극은 각각, 스캔 신호 송신 회로에 연결되고, 상기 스캔 신호를 수신하기 위해 사용되며; 상기 제2 전극은 상기 정전용량 방식 터치 패널의 검출 회로에 연결되고; 상기 제1 전극 및 상기 제1 보조 전극은 동일한 금속층에 제조되고, 상기 제1 전극은 상기 제1 보조 전극과 연결되어 있지 않다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 정전용량 방식 터치 패널은 복수의 스캔 신호를 생성하기 위한 스캔 신호 송신 회로, 검출 회로 및 능동 어레이를 포함한다. 상기 능동 어레이는 복수의 제1 전극, 복수의 제2 전극 및 복수의 보조 전극을 포함하고, 상기 제1 전극은 각각, 상기 스캔 신호 송신 회로에 연결되고, 상기 스캔 신호를 수신하기 위해 사용되며; 상기 제2 전극은 상기 정전용량 방식 터치 패널의 검출 회로에 연결되며; 상기 제2 전극과 상기 보조 전극은 동일한 금속층에 제조되고, 상기 제2 전극은 상기 보조 전극과 연결되어 있지 않다.
본 발명의 이들 및 다른 목적은 여러 도면에 예시된 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명을 읽는다면, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자(이하, 간단히 당업자라고도 함)에게 의심의 여지 없이 명백해질 것이다.
도 1은 터치 패널의 능동 어레이를 나타낸 도면이다.
도 2는 터치 패널과 LCM의 단면도, 및 터치 패널과 LCM에 존재하는 커패시터의 커패시턴스 변화를 나타낸 도면이다.
도 3은 터치 패널이 터치될 때 터치 패널과 LCM의 단면도, 및 터치 패널과 LCM에 존재하는 커패시터의 커패시턴스 변화를 나타낸 도면이다.
도 4는 정전용량 방식 터치 패널을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식 터치 패널을 나타낸 도면이다.
도 6은 터치 패널과 LCM의 단면도와, 터치 패널과 LCM에 존재하는 커패시터의 커패시턴스 변화를 나타낸 도면이다.
도 7은 터치 패널이 터치될 때 터치 패널과 LCM의 단면도, 및 터치 패널과 LCM에 존재하는 커패시터의 커패시턴스 변화를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전용량 방식 터치 패널을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 정전용량 방식 터치 패널(400)을 나타낸 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 정전용량 방식 터치 패널(400)은 스캔 신호 송신 회로(410),검출 회로(420) 및 능동 어레이(430)를 포함하며, 능동 어레이(430)는 복수의 제1 전극(TX-TX4)과 복수의 제2 전극(RX1-RX4)을 포함한다. 일반적으로 제1 전극(TX-TX4)은 구동 라인 또는 스캔 라인이라 불리고, 제2 전극(RX1-RX4)은 정전용량 방식 터치 패널(400)의 감지 라인이라고 불린다. 스캔 신호 송신 회로(410)는 복수의 스캔 신호 VS1-VS4를 제1 전극(TX-TX4) 각각에 대해 순차적으로 생성하는 데 사용되고, 검출 회로(420)는 제2 전극(RX1-RX4)의 전압 변화를 검출하여 능동 어레이(430)가 터치되었는지의 여부를 결정하고, 그 터치 위치를 결정하기 위해 커패시턴스 변화 정보를 취득한다.
도 4에 도시된 정전용량 방식 터치 패널(400)은 다음의 도 5 및 도 8에 기재된 본 발명의 정전용량 방식 터치 패널과의 비교를 제공하기 위해 사용된다. 아래에 나타낸 표 1.1 및 표 1.2를 참조하면, 표 1.1은 정전 용량 터치 패널(400)이 터치되었을 때(절곡(bending)은 발생하지 않는다고 가정함)의 시뮬레이션 결과이고, 표 1.2는 절곡 깊이(bending depth)가 상이한 터치 지점의 주변 영역의 시뮬레이션 결과이며, 커패시터 CRX, CTX 및 CM의 커패시턴스에 대한 정의는 전술한 도 2 및 도 3에 대한 전술한 내용을 참조할 수 있다:
Figure 112014052475811-pat00001
Figure 112014052475811-pat00002
유의할 것은, 표 1.1 및 표 1.2에 나타낸 값은 커패시터 CRX, CTX 및 CM의 커패시턴스를 나타내기 위해 사용되며, 즉 표 1.1 및 표 1.2에 나타낸 값은 단위가 없다. 위의 표 1.1 및 표 1.2를 참조하면, 터치될 때, 주변 지역의 커패시터 CRX, CTX 및 CM의 커패시턴스도 변화되고, 특히 절곡 깊이가 0.4㎜ 또는 0.5㎜와 같이 클 때, 주변 지역의 커패시터 CRX, CTX 및 CM의 커패시턴스가 너무 커서 검출 회로(420)는 주변 지역이 터치된 것으로 잘못 결정할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식 터치 패널(500)을 나타낸 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 정전용량 방식 터치 패널(500)은 스캔 신호 송신 회로(510), 검출 회로(520) 및 능동 어레이(530)를 포함하며, 능동 어레이(530)는 복수의 제1 전극(TX-TX4), 복수의 제2 전극(RX1-RX4) 및 복수의 보조 전극(TA1-TA5)을 포함한다. 스캔 신호 송신 회로(510)는 복수의 스캔 신호 VS1-VS4를 제1 전극(TX-TX4) 각각에 대해 순차적으로 생성하는 데 사용되고, 검출 회로(520)는 제2 전극(RX1-RX4)의 전압 변화를 검출하여, 능동 어레이(530)가 터치되었는지의 여부를 결정하고, 그 터치 위치를 결정하기 위해 커패시턴스 변화 정보를 취득한다. 유의할 것은, 제1 전극, 제2 전극 및 보조 전극의 수량은 예시를 목적으로 한 것일 뿐이며, 본 발명의 속하는 기술분야의 당업자라면 이들 전극의 수량은 설계자의 고려사항에 따라 결정된다는 것을 알아야 한다는 것이다.
본 실시예에서는, 제1 전극(TX-TX4) 및 보조 전극(TA1-TA5)은 제1 금속층에 제조되고, 제2 전극(RX1-RX4)은 제1 금속 층과는 다른 제2 금속층에 제조되며, 제1 금속층과 제2 금속층은, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO) 또는 나노 실버와 같은, 도전 막(conductive film)일 수 있다. 제1 전극(TX-TX4)은 제1 보조 전극(TA1-TA5)에 연결되어 있지 않다(즉, 제1 전극(TX-TX4)과 제1 보조 전극(TA1-TA5)은 능동 어레이(530)에서 전기적으로 분리되어 있다). 도 5에 도시된 정전용량 방식 터치 패널(500)의 능동 어레이(530)의 평면도(또는 능동(530)의 저면도)의 경우, 보조 전극(TA1-TA5)은 제1 전극(TX-TX4)과 제2 전극(RX1-RX4) 사이에 위치한다.
본 실시예에서, 보조 전극(TA1-TA5)은 정전용량 방식 터치 패널(500)에서 회로에 의해 제공되는 시스템 접지 전압과 같은 바이어스 전압(DC 전압)에서 공급받는다. 따라서, 보조 전극(TA1-TA5)은, 정전용량 방식 터치 패널(500)이 정전용량 방식 터치 패널(800)이 굴곡될 때 상호 커패시터(즉, 커패시터 CM) 내의 전하를 일정하게 유지하는 것을 돕는 전하 잠금 전극으로 생각할 수 있다. 상호 커패시터(즉, 커패시터 CM) 내의 전하를 일정하게 유지하는 것을 돕는 전하 잠금 전극(charge-locked electrode)으로 생각할 수 있다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 도 6은 터치 패널(500)과 LCM(610)의 단면도와 정전용량 방식 터치 패널(500)과 LCM(610)에 존재하는 커패시터를 나타낸다. 도 7은 정전용량 방식 터치 패널(500)이 터치될 때의 정전용량 방식 터치 패널(500)과 LCM(610)의 단면도와, 정전용량 방식 터치 패널(500)과 LCM(610)에 존재하는 커패시터의 커패시턴스 변화를 나타낸다.
도 6은 정전용량 방식 터치 패널(500)과 LCM(610)에 존재하는 커패시터 CTX, CRX, CL 및 CM을 나타내고, CTX은 제1 전극(TX-TX4) 각각과 LCM(610)의 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 사이의 커패시터이고, CRX는 제2 전극(RX1-RX4) 각각과 TFT 어레이(612) 사이의 커패시터이며, CL은 각각의 보조 전극과 제1/제2 전극 사이의 커패시터이며, CM은 제1 전극(TX-TX4) 각각과 그 인접한 제2 전극(RX1-RX4) 사이의 커패시터이다. 유의할 것은 커패시터 CTX, CRX, CL 및 CM은 도 6에 도시되어 있고, 도 7은 의도적으로 배치된 커패시터라기보다는 기생 커패시터라는 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이 커패시터 CTX, CRX, 및 CM은 낮은 커패시턴스를 가진다, 즉 전하의 대부분이 커패시터 CL에 저장된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 커패시터 CTX, CRX, 및 CM은 낮은 커패시턴스를 가지고, 커패시터 CL은 상대적은 큰 커패시턴스를 가진다. 즉, 전하의 대부분이 커패시턴스 CL에 저장되어 있다
도 7에서 정전용량 방식 터치 패널(500)이 터치될 때, 정전용량 방식 터치 패널(500)은 왜곡되고, 에어 갭은 감소된다. 이때 일부 커패시터의 커패시턴스(예, 도 7에 나타낸 CRX', CTX', CM'과 CL')가 변화된다. 그러나, 캐패시터 CL이 전하를 가장 많이 보유하기 때문에, 커패시터 CM의 정전 용량의 변화는 작다. 따라서,검출 회로(520)에 의해 검출된 전압은 너무 많이 영향을 받을 수 없다.
자세하게는, 아래에 나타낸 표 2.1 및 표 2.2를 참조하면, 표 2.1은 정전 용량 터치 패널(500)이 터치되었을 때(절곡은 발생하지 않는다고 가정함)의 시뮬레이션 결과이고, 표 2.2는 절곡 깊이(bending depth)가 상이한 터치 지점의 주변 영역의 시뮬레이션 결과이며, 커패시터 CRX, CTX 및 CM의 커패시턴스에 대한 정의는 도 6 및 도 7을 참조할 수 있다:
Figure 112014052475811-pat00003
Figure 112014052475811-pat00004
유의할 것은, 표 2.1 및 표 2.2에 나타낸 값은 커패시터 CRX, CTX 및 CM의 변화를 나타내기 위해 사용된다는 것이다, 즉 표 2.1 및 표 2.2에 나타낸 값은 단위가 없다. 위의 표 2.1 및 표 2.2를 참조하면, 터치될 때, 주변 지역의 커패시터 CM의 커패시턴스가 변화되지만, 그 변화는 작다. 도 4에 도시된 정전용량 방식 터치 패널(400) 및 전술한 표 1.2와 비교하면, 도 5에 도시된 정전용량 방식 터치 패널(500)은 터치되었을 때 커패시터 CM의 변화를 확실히 낮춘다. 커패시터 CM는 검출 회로(520)의 결정에 가장 많은 영향을 미치는 인자이므로, 검출 회로(520)는, 절곡 깊이가 0.4mm보다 큰 경우에도, 더욱 정확히 터치 위치를 결정할 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전용량 방식 터치 패널(800)을 나타낸 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 정전용량 방식 터치 패널(800)은 스캔 신호 송신 회로(810), 검출 회로(820) 및 능동 어레이(830)를 포함하며, 능동 어레이(830)는 복수의 제1 전극(TX-TX4), 복수의 제2 전극(RX1-RX4), 복수의 제1 보조 전극(TA1-TA5) 및 복위 제2 보조 전극(RA1-RA5)을 포함한다. 스캔 신호 송신 회로(810)는 복수의 스캔 신호 VS1-VS4를 제1 전극(TX-TX4) 각각에 대해 순차적으로 생성하는 데 사용되고, 검출 회로(820)는 제2 전극(RX1-RX4)의 전압 변화를 검출하여, 능동 어레이(830)가 터치되었는지의 여부를 결정하고, 그 터치 위치를 결정하기 위해 커패시턴스 변화 정보를 취득한다. 유의할 것은, 제1 전극, 제2 전극, 제1 보조 전극 및 제2 보조 전극의 수량은 예시를 목적으로 한 것일 뿐이며, 본 발명의 속하는 기술분야의 당업자라면 이들 전극의 수량은 설계자의 고려사항에 따라 결정된다는 것을 알아야 한다는 것이다.
본 실시예에서는, 제1 전극(TX-TX4) 및 제1 보조 전극(TA1-TA5)은 제1 금속 층에 제조되고, 제2 전극(RX1-RX4)과 제2 보조 전극(RA1-RA5)은 제1 금속 층과는 다른 제2 금속층에 제조되며, 제1 금속층과 제2 금속층은, ITO, IZO 또는 나노 실버와 같은, 임의의 도전 막일 수 있다. 제1 전극(TX-TX4)은 제1 보조 전극(TA1-TA5)에 연결되어 있지 않고(즉, 제1 전극(TX-TX4)과 제1 보조 전극(TA1-TA5)은 능동 어레이(830)에서 전기적으로 분리되어 있고), 제2 전극(RX1-RX4)은 제2 보조 전극(RA1-RA5)과 연결되어 있지 않다(즉, 제2 전극(RX1-RX4)과 제2 보조 전극(RA1-RA5)은 능동 어레이(830)에서 전기적으로 분리되어 있다). 도 8에 도시된 정전용량 방식 터치 패널(800)의 능동 어레이(830)의 평면도(또는 능동 어레이(830)의 저면도)의 경우, 보조 전극(TA1-TA5)은 제1 전극(TX-TX4)과 제2 전극(RX1-RX4) 사이에 위치한다.
본 실시예에서, 제1 보조 전극(TA1-TA5)과 제2 전극(RX1-RX4)은 정전용량 방식 터치 패널(800)에서 회로에 의해 제공되는 시스템 접지 전압과 같은, 바이어스 전압(DC 전압)에서 공급받는다. 따라서, 제1 보조 전극(TA1-TA5)과 제2 전극(RX1-RX4)은, 정전용량 방식 터치 패널(800)이 절곡될 때 상호 커패시터(즉, 커패시터 CM) 내의 전하를 일정하게 유지하는 것을 돕는 전하 잠금 전극으로 생각할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 보조 전극(TA1-TA5)은 제1 바이어스 전압과는 다른 제2 바이어스 전압에서 공급받는다.
아래에 나타낸 표 3.1 및 표 3.2를 참조하면, 표 3.1은 정전 용량 터치 패널(800)이 터치되었을 때(절곡은 발생하지 않는다고 가정함)의 시뮬레이션 결과이고, 표 3.2는 절곡 깊이(bending depth)가 상이한 터치 지점의 주변 영역의 시뮬레이션 결과이며, 커패시터 CRX, CTX 및 CM의 커패시턴스에 대한 정의는 도 6 및 도 7을 참조할 수 있다:
Figure 112014052475811-pat00005
Figure 112014052475811-pat00006
유의할 것은, 표 3.1 및 표 3.2에 나타낸 값은 커패시터 CRX, CTX 및 CM의 변화를 나타내기 위해 사용된다는 것이다, 즉 표 3.1 및 표 3.2에 나타낸 값은 단위가 없다. 위의 표 3.1 및 표 3.2를 참조하면, 터치될 때, 주변 지역의 커패시터 CM의 커패시턴스가 변화되지만, 그 변화는 작다. 도 4에 도시된 정전용량 방식 터치 패널(400) 및 전술한 표 1.2와 비교하면, 도 8에 도시된 정전용량 방식 터치 패널(800)은 터치되었을 때 커패시터 CM의 변화를 확실히 낮춘다. 커패시터 CM은 검출 회로(820)의 결정에 가장 많은 영향을 미치는 인자이므로, 검출 회로(820)는, 절곡 깊이가 0.4mm보다 큰 경우에도, 터치 위치를 더욱 정확하게 결정할 수 있다.
또 다른 실시예에서는, 제1 보조 전극(TA1-TA5)을 정전용량 방식 터치 패널(800)로부터 제거할 수 있다, 즉, 능동 어레이(830)는 제1 전극(TX-TX4), 제2 전극(RX1-RX4), 및 제2 보조 전극(RA1-RA5)만을 포함할 수 있다. 이러한 대안 설계는 본 발명의 범위 내에 속하는 것이다.
도 5 및 도 8에 나타낸 전술한 실시예에서, 보조 전극(TA1-TA5) 및 보조 전극(RA1-RA5)은 터치될 때 정전용량 방식 터치 패널이 절곡됨으로써 생긴 커패시터 CM의 변화를 낮추기 위해 커패시터 CL에 가장 많을 전하를 유지하기 위한 전하 잠금 전극의 역할을 한다. 그러나, 보조 전극(TA1-TA5) 및 보조 전극(RA1-RA5)은 또한 LCM으로부터의 간섭을 줄일 수 있다. 아래에 나타낸 표 4.1, 표 4.2, 및 표 4.3을 참조하면, 표 4.1은 도 4에 도시된 능동 어레이(430)의 제1 전극(TX-TX4)과 제2 전극(RX1-RX4)에 대해 LCM에 의해 야기된 간섭의 시뮬레이션 결과이고, 표 4.2는 도 5에 도시된 능동 어레이(530)의 제1 전극(TX-TX4)과 제2 전극(RX1-RX4)에 대해 LCM에 의해 야기된 간섭의 시뮬레이션 결과이며, 표 4.3은 도 8에 도시된 능동 어레이(830)의 제1 전극(TX-TX4)과 제2 전극(RX1-RX4)에 대해 LCM에 의해 야기된 간섭의 시뮬레이션 결과이다.
Figure 112014052475811-pat00007
Figure 112014052475811-pat00008
Figure 112014052475811-pat00009
상기 표 4.1, 표 4.2 및 표 4.3에서, Cs는 제1 전극 TX 또는 제2 전극 RX의 총 커패시턴스이며, Cc는 LCM의 신호로 인한 커플 커패시턴스이다. 위의 표를 참조하면, 도 4에 도시된 능동 어레이(430)의 제2 전극 RX의 비 Cc/Cs 12.01%이고, 도 5에 도시된 능동 어레이(530)(또는 도 8에 도시된 능동 어레이(830))의 제2 전극 RX의 비 Cc/Cs는 6.36%이므로, 도 5 및 도 8에 도시된 실시예는 LCM에 의해 야기되는 간섭을 확실히 감소시키고, 정전용량 방식 터치 패널(500/800)의 신호대잡음비(SNR)는 정전용량 방식 터치 패널(400)의 SNR의 두 배이다.
간단히 요약하면, 본 발명의 정전용량 방식 터치 패널에서는, 터치될 때 터치 패널의 절곡에 의해 야기된 커패시터 CM의 변화를 낮추기 위해, 커패시터 CL의 대부분의 전하를 유지하기 위해 전하 잠금 전극 역할을 하는 추가적인 보조 전극을 포함한다. 또, 이들 보조 전극은 또한 LCM으로부터의 간섭을 감소시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자라면 본 발명의 사상을 유지하면서 본 발명의 장치 및 방법에 대해 많은 수정 및 개조가 이루어질 수 있음을 쉽게 알 것이다. 따라서, 상기 개시는 첨부된 특허청구범위의 한계에 의해서만 제한되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (18)

  1. 정전용량 방식 터치 패널(capacitive touch panel)의 능동 어레이(active array)로서,
    각각 상기 정전용량 방식 터치 패널의 스캔 신호 송신 회로에 연결된, 복수의 스캔 신호를 수신하기 위한 복수의 제1 전극;
    상기 정전용량 방식 터치 패널의 검출 회로에 연결된 복수의 제2 전극; 및
    복수의 제1 보조 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극 및 상기 복수의 제1 보조 전극은 동일한 금속층에 제조되고, 상기 제1 전극은 상기 제1 보조 전극과 연결되어 있지 않은,
    능동 어레이.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정전용량 방식 터치 패널의 상기 능동 어레이의 상면도 또는 저면도에서, 상기 제1 보조 전극은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는, 능동 어레이.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보조 전극은 바이어스 전압을 공급받는, 능동 어레이.
  4. 제1항에 있어서,
    복수의 제2 보조 전극을 더 포함하고,
    상기 제2 전극 및 상기 제2 보조 전극은 동일한 금속층에 제조되고,
    상기 제2 전극은 상기 제2 보조 전극과 연결되어 있지 않은, 능동 어레이.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 보조 전극은 상기 제2 전극과 평행한, 능동 어레이.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 보조 전극은 바이어스 전압을 공급받는, 능동 어레이.
  7. 정전용량 방식 터치 패널의 능동 어레이로서,
    각각 상기 정전용량 방식 터치 패널의 스캔 신호 송신 회로에 연결된, 복수의 스캔 신호를 수신하기 위한 복수의 제1 전극;
    상기 정전용량 방식 터치 패널의 검출 회로에 연결된 복수의 제2 전극; 및
    복수의 보조 전극을 포함하고,
    상기 제2 전극 및 상기 보조 전극은 동일한 금속층에 제조되고, 상기 제2 전극은 상기 보조 전극과 연결되어 있지 않은,
    능동 어레이.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보조 전극은 상기 제2 전극과 평행한, 능동 어레이.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 보조 전극은 바이어스 전압을 공급받는, 능동 어레이.
  10. 복수의 스캔 신호를 생성하기 위한 스캔 신호 송신 회로;
    검출 회로; 및
    능동 어레이
    를 포함하고,
    상기 능동 어레이는,
    각각 상기 스캔 신호 송신 회로에 연결된, 복수의 스캔 신호를 수신하기 위한 복수의 제1 전극;
    상기 검출 회로에 연결된 복수의 제2 전극; 및
    복수의 제1 보조 전극
    을 포함하고,
    상기 제1 전극 및 상기 복수의 제1 보조 전극은 동일한 금속층에 제조되며, 상기 제1 전극은 상기 제1 보조 전극과 연결되어 있지 않은,
    정전용량 방식 터치 패널.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 정전용량 방식 터치 패널의 상기 능동 어레이의 상면도 또는 저면도에서, 상기 제1 보조 전극은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는, 정전용량 방식 터치 패널.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 보조 전극은 바이어스 전압을 공급받는, 정전용량 방식 터치 패널.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 능동 어레이는 복수의 제2 보조 전극을 더 포함하고,
    상기 제2 전극 및 상기 제2 보조 전극은 동일한 금속층에 제조되고, 상기 제2 전극은 상기 제2 보조 전극과 연결되어 있지 않은, 정전용량 방식 터치 패널.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 보조 전극은 상기 제2 전극과 평행한, 정전용량 방식 터치 패널.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2 보조 전극은 바이어스 전압을 공급받는, 정전용량 방식 터치 패널.
  16. 복수의 스캔 신호를 생성하기 위한 스캔 신호 송신 회로;
    검출 회로; 및
    능동 어레이
    를 포함하고,
    상기 능동 어레이는,
    각각 상기 스캔 신호 송신 회로에 연결된, 복수의 스캔 신호를 수신하기 위한 복수의 제1 전극;
    상기 검출 회로에 연결된 복수의 제2 전극; 및
    복수의 보조 전극을 포함하고,
    상기 제2 전극 및 상기 보조 전극은 동일한 금속층에 제조되고, 상기 제2 전극은 상기 보조 전극과 연결되어 있지 않은,
    정전용량 방식 터치 패널.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 보조 전극은 상기 제2 전극과 평행한, 정전용량 방식 터치 패널.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 보조 전극은 바이어스 전압을 공급받는, 정전용량 방식 터치 패널.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104615318A (zh) * 2015-01-23 2015-05-13 深圳市华星光电技术有限公司 一种触摸屏及具有该触摸屏的终端
TWI682317B (zh) * 2018-05-31 2020-01-11 奕力科技股份有限公司 互容式觸控面板
US11042245B2 (en) 2018-08-22 2021-06-22 ILI Technology Holding Corporation Mutual capacitive touch panel
US11086452B2 (en) * 2019-11-27 2021-08-10 Au Optronics Corporation Pixel array substrate

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013041325A (ja) 2011-08-11 2013-02-28 Nec Corp 位置入力装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI367437B (en) * 2007-09-29 2012-07-01 Au Optronics Corp Touch panel and manufacturing method thereof
JP4945483B2 (ja) * 2008-02-27 2012-06-06 株式会社 日立ディスプレイズ 表示パネル
CN101882040B (zh) * 2010-03-12 2012-12-19 敦泰科技有限公司 在双层导电材料薄膜上设置电极的互电容触摸屏
US8564314B2 (en) * 2010-11-02 2013-10-22 Atmel Corporation Capacitive touch sensor for identifying a fingerprint
KR101318446B1 (ko) 2012-03-15 2013-10-16 엘지디스플레이 주식회사 표시장치용 정전용량식 터치 감지 패널
TWI476651B (zh) * 2012-05-10 2015-03-11 Innocom Tech Shenzhen Co Ltd 觸控面板、觸控裝置及觸碰點偵測方法
KR101490703B1 (ko) * 2012-06-20 2015-02-06 엘지디스플레이 주식회사 액정표시패널과 이를 이용한 액정표시장치
US9151790B1 (en) * 2012-06-21 2015-10-06 Parade Technologies, Ltd. Sensor pattern with inactive electrodes in transmit (TX) layer for mutual capacitance
CN103513848B (zh) * 2012-06-21 2018-04-10 谱瑞科技股份有限公司 在发射 tx 层具有用于互电容的非活性电极的传感器图案
JP2014211825A (ja) * 2013-04-19 2014-11-13 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013041325A (ja) 2011-08-11 2013-02-28 Nec Corp 位置入力装置

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