KR102259904B1 - 터치 입력 장치 - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 터치 입력 장치는 복수의 전극을 포함하는 터치 센서, 상기 터치 센서의 상기 복수의 전극 중 적어도 일부의 전극에 구동 신호를 인가하는 구동부, 상기 터치 센서의 상기 복수의 전극 중 적어도 일부의 전극으로부터 상기 터치 표면으로 입력된 객체의 터치 위치와 연관된 신호를 검출하는 터치 신호 검출부 및 상기 터치 센서의 상기 복수의 전극 중 적어도 일부의 전극으로부터 상기 터치 표면에서 발생하는 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 검출하는 LGM 방해 신호 검출부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 터치 입력 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터치 입력 장치가 LGM(low ground mass)의 영향을 받는 상태에 놓인 상황에서도 터치 표면으로 입력되는 객체에 의한 터치 여부 또는/및 터치 위치를 정확하게 검출할 수 있는 터치 센서를 포함하는 터치 입력 장치에 관한 것이다.
컴퓨팅 시스템의 조작을 위해 다양한 종류의 입력 장치들이 이용되고 있다. 예컨대, 버튼(button), 키(key), 조이스틱(joystick) 및 터치 스크린과 같은 입력 장치가 이용되고 있다. 터치 스크린의 쉽고 간편한 조작으로 인해 컴퓨팅 시스템의 조작시 터치 스크린의 이용이 증가하고 있다.
터치 스크린은, 터치-감응 표면(touch-sensitive surface)을 구비한 투명한 패널일 수 있는 터치 센서 패널(touch sensor panel)을 포함하는 터치 입력 장치의 터치 표면을 구성할 수 있다. 이러한 터치 센서 패널은 디스플레이 스크린의 전면에 부착되어 터치-감응 표면이 디스플레이 스크린의 보이는 면을 덮을 수 있다. 사용자가 손가락 등으로 터치 스크린을 단순히 터치함으로써 사용자가 컴퓨팅 시스템을 조작할 수 있도록 한다. 일반적으로, 컴퓨팅 시스템은 터치 스크린상의 터치 및 터치 위치를 인식하고 이러한 터치를 해석함으로써 이에 따라 연산을 수행할 수 있다.
단일층 또는 이중층으로 구동전극과 수신전극을 구현하는 경우에는 스마트폰 등의 터치 센서가 실장된 터치 입력 장치를 손으로 잡지 않은 상태(플로팅 상태) 등에서 터치할 때에 LGM(low ground mass)에 의한 영향을 받는 경우가 있다. 예를 들면, 정상적으로 감지되어야 하는 신호가 사라지거나, 감지되어야 하는 신호가 갈라져 두 지점 이상에서 터치된 것으로 신호가 나타나는 현상이 발생하는 경우가 있다. 본 출원의 출원인에 의한 한국출원 제10-2019-0006389호 등에는, 이러한 LGM에 의한 영향에 대해서 상세히 기술되어 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 터치 입력 장치가 LGM에 의한 영향을 받는 상태에서도, 그렇지 않은 상태와 동일 또는 유사하게 터치 신호가 감지될 수 있도록 하는 터치 센서 및 이를 포함하는 터치 입력 장치를 제공한다.
또한, 터치 입력 장치가 LGM에 의한 영향을 받는 상태에서도, 둘 이상의 멀티 터치를 인식할 수 있는 터치 센서 및 이를 포함하는 터치 입력 장치를 제공한다.
또한, 터치 입력 장치가 LGM에 의한 영향을 받는 상태에서도, 크로스 터치(Cross Touch)와 함께 터치된 제3의 터치(3rd Touch)를 인식할 수 있는 터치 센서 및 이를 포함하는 터치 입력 장치를 제공한다.
실시예에 따른 터치 입력 장치는 복수의 전극을 포함하는 터치 센서, 상기 터치 센서의 상기 복수의 전극 중 적어도 일부의 전극에 구동 신호를 인가하는 구동부, 상기 터치 센서의 상기 복수의 전극 중 적어도 일부의 전극으로부터 상기 터치 표면으로 입력된 객체의 터치 위치와 연관된 신호를 검출하는 터치 신호 검출부 및 상기 터치 센서의 상기 복수의 전극 중 적어도 일부의 전극으로부터 상기 터치 표면에서 발생하는 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 검출하는 LGM 방해 신호 검출부를 포함할 수 있다.
상기 터치 위치와 연관된 신호는 상기 객체에 의한 상기 복수의 전극 중 적어도 일부의 전극 사이의 상호 정전용량 변화량의 정보를 포함하고, 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호는 상기 객체와 상기 복수의 전극 중 적어도 일부의 전극 사이의 커플링에 의해 발생하는상기 상호 정전용량 변화량을 감소시키는 정전용량의 정보를 포함할 수 있다.
상기 터치 위치와 연관된 신호는 상기 객체와 상기 복수의 전극 중 적어도 일부의 전극 사이의 커플링에 의해 발생하는상기 상호 정전용량 변화량을 감소시키는정전용량의 정보를 포함할 수 있다.
상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호는 상기 복수의 전극 중 적어도 일부의 전극 사이의 상호 정전용량 변화량의 정보를 포함하지 않을 수 있다.
상기 터치 위치와 연관된 신호로부터 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 억제하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 터치 신호 검출부는 상기 터치 위치와 연관된 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하고, 상기 LGM 방해 신호 검출부는 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하며, 상기 제어부는 상기 디지털 신호로 변환된 상기 터치 위치와 연관된 신호로부터 상기 디지털 신호로 변환된 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 억제하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 터치 센서는 복수의 구동전극 및 복수의 터치 신호 검출 전극을 포함하고, 상기 터치 신호 검출부는, 상기 복수의 터치 신호 검출 전극 중, 상기 복수의 구동전극 중 적어도 하나의 구동전극과 상호 정전용량을 형성하는 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극으로부터 상기 터치 표면으로 입력된 객체의 터치 위치와 연관된 신호를 검출하고, 상기 LGM 방해 신호 검출부는, 상기 복수의 터치 신호 검출 전극 중, 상기 적어도 하나의 구동전극과 상호 정전용량을 형성하지 않는 다른 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극으로부터 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 검출할 수 있다.
상기 터치 위치와 연관된 신호는 상기 객체와 상기 적어도 하나의 구동전극 사이의 커플링 및 상기 객체와 상기 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극 사이의 커플링 중 적어도 하나에 의해 발생하는 상기 상호 정전용량을 감소시키는 정전용량의 정보를 포함하고, 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호는 상기 객체와 상기 적어도 하나의 구동전극 사이의 커플링 및 상기 객체와 상기 다른 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극 사이의 커플링 중 적어도 하나에 의해 발생하는 상기 상호 정전용량을 감소시키는 정전용량의 정보를 포함할 수 있다.
상기 터치 위치와 연관된 신호로부터 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 억제하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극은 상기 적어도 하나의 구동전극과 인접하여 배치되고, 상기 다른 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극은 상기 적어도 하나의 구동전극과 소정 거리 이격되어 배치되며 상기 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극과 각각 상이한 채널에 연결될 수 있다.
상기 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극과 상기 다른 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극 사이에 배치되는 구동전극들 중 적어도 하나가 그라운드로 설정되거나, 상기 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극이 상기 그라운드로 설정될 수 있다.
상기 다른 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극의 면적의 합은 상기 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극의 면적의 합과 동일할 수 있다.
상기 터치 센서는 복수의 구동전극, 복수의 터치 신호 검출 전극 및 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극을 포함하고, 상기 터치 신호 검출부는, 상기 복수의 터치 신호 검출 전극 중, 상기 복수의 구동전극 중 적어도 하나의 구동전극과 상호 정전용량을 형성하는 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극으로부터 상기 터치 표면으로 입력된 객체의 터치 위치와 연관된 신호를 검출하고, 상기 LGM 방해 신호 검출부는, 상기 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극 중, 상기 적어도 하나의 구동전극과 상호 정전용량을 형성하지 않는 적어도 하나의 LGM 방해 신호 검출 전극으로부터 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 검출할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 터치 위치와 연관된 신호는 상기 객체와 상기 적어도 하나의 구동전극 사이의 커플링 및 상기 객체와 상기 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극 사이의 커플링 중 적어도 하나에 의해 발생하는 상기 상호 정전용량을 감소시키는 정전용량의 정보를 포함하고, 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호는 상기 객체와 상기 적어도 하나의 구동전극 사이의 커플링 및 상기 객체와 상기 적어도 하나의 LGM 방해 신호 검출 전극 사이의 커플링 중 적어도 하나에 의해 발생하는 상기 상호 정전용량을 감소시키는 정전용량의 정보를 포함할 수 있다.
상기 터치 위치와 연관된 신호로부터 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 억제하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극 각각은 상기 복수의 터치 신호 검출 전극 각각의 내부에 배치될 수 있다.
상기 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극 각각의 중심과 상기 복수의 터치 신호 검출 전극 각각의 중심이 일치할 수 있다.
상기 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극의 면적의 합은 상기 복수의 터치 신호 검출 전극의 면적의 합과 동일할 수 있다.
상기 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극은 복수의 터치 신호 검출 전극 내부의 일 부분을 제거하여 형성될 수 있다.
상기 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극은 상기 적어도 하나의 구동전극과 상기 적어도 하나의 LGM 방해 신호 검출 전극 사이에 배치되고, 상기 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극은 그라운드로 설정될 수 있다.
상기 복수의 터치 신호 검출 전극 및 상기 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극은 상기 복수의 구동전극과 서로 다른 층에 배치되고, 상기 복수의 구동전극이 상기 복수의 터치 신호 검출 전극과 오버랩되는 제1 영역은 상기 복수의 구동전극이 상기 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극과 오버랩되는 제2 영역보다 클 수 있다.
상기 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극 각각은 상기 복수의 터치 신호 검출 전극 각각의 내부에 배치될 수 있다.
상기 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극 각각의 중심과 상기 복수의 터치 신호 검출 전극 각각의 중심이 일치할 수 있다.
상기 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극의 면적의 합은 상기 복수의 터치 신호 검출 전극의 면적의 합과 동일할 수 있다.
상기 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극은 복수의 터치 신호 검출 전극 내부의 일 부분을 제거하여 형성될 수 있다.
상기 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극은 상기 적어도 하나의 구동전극과 상기 적어도 하나의 LGM 방해 신호 검출 전극 사이에 배치되고, 상기 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극은 그라운드로 설정될 수 있다.
상기 복수의 터치 신호 검출 전극 및 상기 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극은 상기 복수의 구동전극과 서로 다른 층에 배치되고, 상기 복수의 구동전극이 상기 복수의 터치 신호 검출 전극과 오버랩되는 제1 영역은 상기 복수의 구동전극이 상기 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극과 오버랩되는 제2 영역보다 클 수 있다.
상기 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극 각각은 상기 복수의 터치 신호 검출 전극 각각의 내부에 배치될 수 있다.
상기 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극 각각의 중심과 상기 복수의 터치 신호 검출 전극 각각의 중심이 일치할 수 있다.
상기 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극의 면적의 합은 상기 복수의 터치 신호 검출 전극의 면적의 합과 동일할 수 있다.
상기 제1 영역의 폭은 상기 제2 영역의 폭보다 넓을 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 터치 센서는 복수의 구동전극 및 복수의 터치 신호 검출 전극을 포함하고, 상기 터치 신호 검출부는, 상기 복수의 터치 신호 검출 전극 중, 상기 복수의 구동전극 중 적어도 하나의 구동전극과 상호 정전용량을 형성하는 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극으로부터 상기 터치 표면으로 입력된 객체의 터치 위치와 연관된 신호를 검출하고, 상기 LGM 방해 신호 검출부는, 상기 복수의 터치 신호 검출 전극 중, 상기 복수의 구동전극 중 다른 적어도 하나의 구동전극과 상호 정전용량을 형성하지 않는 상기 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극으로부터 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 검출할 수 있다.
상기 터치 위치와 연관된 신호는 상기 객체와 상기 적어도 하나의 구동전극 사이의 커플링 및 상기 객체와 상기 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극 사이의 커플링 중 적어도 하나에 의해 발생하는 상기 상호 정전용량을 감소시키는 정전용량의 정보를 포함하고, 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호는 상기 객체와 상기 다른 적어도 하나의 구동전극 사이의 커플링 및 상기 객체와 상기 적어도 하나의 터치 신호 검출 전극 사이의 커플링 중 적어도 하나에 의해 발생하는 상기 상호 정전용량을 감소시키는 정전용량의 정보를 포함할 수 있다.
실시예에 따라 터치 표면을 갖는 터치 입력 장치는, 복수의 제1전극들을 포함하는 복수의 제1 전극열들과 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2 전극열들로 구성되는 터치 센서;를 포함하고, 상기 터치 센서의 제1 터치 영역에서, 상기 복수의 제1 전극열들 중 어느 하나인 제1 전극열에 포함되는 제1 전극에 대응하여 상기 복수의 제2 전극열들 중 어느 하나인 제2 전극열에 포함되는 적어도 두 개의 제2 전극들이 열 방향으로 인접하여 배치되고, 상기 제1 터치 영역과 행 방향으로 인접한 제2 터치 영역에서, 상기 제1 전극열에 포함되는 다른 제1 전극에 대응하여 상기 제2 전극열에 포함되는 다른 적어도 두 개의 제2 전극들이 열 방향으로 인접하여 배치되며, 상기 제2 터치 영역에 포함된 상기 적어도 두 개의 제2 전극들 중 행 방향으로 첫번째로 배치되는 제2 전극은, 상기 제1 터치 영역에 배치된 상기 적어도 두 개의 제2 전극들 중 행 방향으로 마지막에 배치되는 제2 전극의 바로 이전에 배치되는 제2 전극과 하나의 트레이스로 연결되고, 상기 제2 터치 영역에 배치된 상기 적어도 두 개의 제2 전극들 중 행 방향으로 두번째로 배치되는 제2전극은, 상기 제1 터치 영역에 배치된 상기 적어도 두 개의 제2 전극들 중 행 방향으로 상기 마지막에 배치되는 제2 전극과 하나의 트레이스로 연결되며, 상기 제2 터치 영역에 배치된 상기 적어도 두 개의 제2 전극들 중 행 방향으로 배치된 나머지 제2 전극들 중 어느 하나는, 상기 제1 터치 영역에서 상기 나머지 제2전극들 중 어느 하나와 대칭되는 위치에 배치된 제2 전극과 하나의 트레이스로 연결될 수 있다.
상기 제2 전극열에 포함되는 상기 적어도 두 개의 제2 전극들 중 적어도 하나의 제2 전극과 상호 정전용량을 형성하는 상기 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극으로부터 상기 터치 표면으로 입력된 객체의 터치 위치와 연관된 신호를 검출하는 터치 신호 검출부 및 상기 제1 전극열과 다른 제1 전극열에 포함되는 제1 전극들 중, 상기 적어도 하나의 제2 전극과 상호 정전용량을 형성하지 않는 제1 전극으로부터 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 검출하는 LGM 방해 신호 검출부를 더 포함할 수 있다.
상기 터치 위치와 연관된 신호는 상기 객체와 상기 적어도 하나의 제2 전극 및 상기 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극 사이의 커플링에 의해 발생하는 상기 상호 정전용량을 감소시키는 정전용량의 정보를 포함하고, 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호는 상기 객체와 상기 적어도 하나의 제2 전극 및 상기 다른 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극 사이의 커플링에 의해 발생하는 상기 상호 정전용량을 감소시키는 정전용량의 정보를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 터치 표면을 갖는 터치 입력 장치는, 복수의 제1전극들을 포함하는 복수의 제1 전극열들과 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2 전극열들로 구성되는 터치 센서를 포함하고, 상기 터치 센서의 제1 터치 영역에서, 상기 복수의 제1 전극열들 중 어느 하나인 제1 전극열에 포함되는 제1 전극에 대응하여 상기 복수의 제2 전극열들 중 어느 하나인 제2 전극열에 포함되는 제1 전극셋트와 제2 전극셋트가 열 방향으로 인접하여 배치되고, 상기 제1 전극셋트와 상기 제2 전극셋트는 각각 적어도 두 개의 제2전극들을 포함하고, 상기 제1 터치 영역과 행 방향으로 인접한 제2 터치 영역에서, 상기 제1 전극열에 포함되는 다른 제1 전극에 대응하여 상기 제2 전극열에 포함되는 제3 전극셋트와 제4 전극셋트가 열 방향으로 인접하여 배치되고, 상기 제3 전극셋트와 상기 제4 전극셋트는 각각 적어도 두 개의 제2전극들을 포함하고, 상기 제3 전극셋트에 포함되는 적어도 두 개의 제2 전극들 중 어느 하나는, 상기 제1 전극셋트에서, 상기 적어도 두 개의 제2 전극들 중 어느 하나와 행 방향으로 대칭되는 위치에 배치된 제2 전극과 하나의 트레이스로 연결되고, 상기 제4 전극셋트에 포함되는 적어도 두 개의 제2 전극들 중 어느 하나는, 상기 제2 전극셋트에서, 상기 적어도 두 개의 제2 전극들 중 어느 하나와 행 방향으로 대칭되는 위치에 배치된 제2 전극과 하나의 트레이스로 연결될 수 있다.
상기 제2 전극열에 포함되는 적어도 두 개의 제2 전극들 중 적어도 하나의 제2 전극과 상호 정전용량을 형성하는 상기 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극으로부터 상기 터치 표면으로 입력된 객체의 터치 위치와 연관된 신호를 검출하는 터치 신호 검출부 및 상기 제1 전극열과 다른 제1 전극열에 포함되는 제1 전극들 중, 상기 적어도 하나의 제2 전극과 상호 정전용량을 형성하지 않는 제1 전극으로부터 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 검출하는 LGM 방해 신호 검출부를 더 포함할 수 있다.
상기 터치 위치와 연관된 신호는 상기 객체와 상기 적어도 하나의 제2 전극 사이의 커플링 및 상기 객체와 상기 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극 사이의 커플링 중 적어도 하나에 의해 발생하는 상기 상호 정전용량을 감소시키는 정전용량의 정보를 포함하고, 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호는 상기 객체와 상기 적어도 하나의 제2 전극 사이의 커플링 및 상기 객체와 상기 다른 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극 사이의 커플링 중 적어도 하나에 의해 발생하는 상기 상호 정전용량을 감소시키는 정전용량의 정보를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 터치 표면을 갖는 터치 입력 장치는, 복수의 제1 전극들을 포함하는 복수의 제1 전극열들과 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2 전극열들로 구성되는 터치 센서를 포함하고, 상기 복수의 제1 전극열들 중 어느 하나인 제1 전극열을 중심으로 한측에 제2 전극열이 배치되고 타측에 다른 제2 전극열이 배치되고, 상기 제1 전극열에 포함되는 어느 하나의 제1 전극을 중심으로 상기 제2 전극열에 포함되는 제2 전극과 상기 다른 제2 전극열에 포함되는 다른 제2 전극은 동일 채널을 구성하고, 상기 제1 전극은, 상기 제1 전극과 동일 행에 배치되는 제1 전극들 중 일부와 동일 채널을 구성할 수 있다.
상기 제1 전극을 중심으로 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 제2-1 전극과 제2-2 전극이 배치되고, 상기 제1 전극을 중심으로 상기 타측에 상기 다른 제2 전극열에 포함되는 제2-3 전극과 제2-4 전극이 배치되며, 상기 제2-1 전극과 상기 제2-3 전극은 동일 채널을 구성하고, 상기 제2-2 전극과 상기 제2-4 전극은 동일 채널을 구성할 수 있다.
상기 제1 전극들 중 일부 및 상기 제1 전극은 상기 동일 행에 배치되는 상기 제1 전극들의 개수의 반일 수 있다.
상기 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 제2-1 전극과 제2-2 전극이 인접하여 배치되고, 상기 제1 전극열에 포함되는 다른 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 제2-3 전극과 제2-4 전극이 인접하여 배치되며, 상기 제2-1 전극과 상기 제 2-3 전극이 하나의 제2 트레이스로 연결되고 상기 제2-2 전극과 상기 제2-4 전극이 다른 하나의 제2 트레이스로 연결될 수 있다.
상기 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 제2-1 전극과 제2-2 전극이 인접하여 배치되고, 상기 제1 전극열에 포함되는 다른 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 제2-3 전극과 제2-4 전극이 인접하여 배치되며, 상기 제2-1 전극과 상기 제 2-4 전극이 하나의 제2 트레이스로 연결되고 상기 제2-2 전극과 상기 제2-3 전극이 다른 하나의 제2 트레이스로 연결될 수 있다.
상기 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 제2-1 전극과 제2-2 전극이 인접하여 배치되고, 상기 제1 전극열에 포함되는 다른 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 상기 제2-2 전극과 제2-3 전극이 인접하여 배치되며, 상기 제2-1 전극과 상기 제 2-3 전극이 하나의 제2 트레이스로 연결될 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 제2-1 전극과 제2-2 전극이 인접하여 배치되고, 상기 제1 전극열에 포함되는 다른 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 상기 제2-2 전극과 제2-3 전극이 인접하여 배치되며, 상기 제1 전극열에 포함되는 또 다른 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 상기 제2-3 전극과 제2-4 전극이 인접하여 배치되며, 상기 제2-1 전극과 상기 제2-3 전극이 하나의 제2 트레이스로 연결되고 상기 제2-2 전극과 상기 제2-4 전극이 다른 하나의 제2 트레이스로 연결되며, 상기 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극에 대응하여 상기 타측에 상기 다른 제2 전극열에 포함되는 제2-1' 전극과 제2-2' 전극이 인접하여 배치되고, 상기 제1 전극열에 포함되는 상기 다른 제1 전극에 대응하여 상기 타측에 상기 다른 제2 전극열에 포함되는 상기 제2-2' 전극과 제2-3 전극이 인접하여 배치되며, 상기 제1 전극열에 포함되는 상기 또 다른 제1 전극에 대응하여 상기 타측에 상기 다른 제2 전극열에 포함되는 상기 제2-3' 전극과 제2-4' 전극이 인접하여 배치되고, 상기 하나의 제2 트레이스로 상기 제2-1' 전극과 상기 제2-3' 전극이 연결되고, 상기 다른 하나의 제2 트레이스로 상기 제2-2' 전극과 상기 제2-4' 전극이 연결될 수 있다.
상기 한측은 상기 제1 전극을 중심으로 한 좌측 및 우측 중 어느 한측에 해당하고, 상기 타측은 상기 제1 전극을 중심으로 한 상기 좌측 및 상기 우측 중 다른 한측에 해당하며, 상기 하나의 제2 트레이스의 일부 및 상기 다른 하나의 제2 트레이스의 일부 중 적어도 하나는 상기 제1 전극의 상측에 배치될 수 있다.
상기 제1 전극과 상기 동일 행에 배치되는 상기 제1 전극들 중 일부 및 상기 제1 전극은 동일 채널 전극들을 구성하고, 상기 동일 채널 전극들 모두는 하나의 제1 트레이스로 연결될 수 있다.
상기 동일 행은 상기 터치 센서의 첫번째 행이고, 상기 하나의 제1 트레이스는 상기 터치 센서의 상측에 배치될 수 있다.
상기 제1 전극과 상기 동일 행에 배치되는 상기 제1 전극들 중 일부 및 상기 제1 전극은 동일 채널 전극들을 구성하고, 상기 동일 채널 전극들 중 일부는 하나의 제1 트레이스로 연결될 수 있다.
상기 동일 행은 상기 터치 센서의 첫번째 행이고, 상기 하나의 제1 트레이스는 상기 터치 센서의 상측에 배치될 수 있다.
상기 제1 전극과 상기 동일 행에 배치되는 상기 제1 전극들 중 일부 및 상기 제1 전극은 동일 채널 전극들을 구성하고, 상기 동일 채널 전극들 중 일부는 하나의 제1 트레이스로 연결될 수 있다.
상기 동일 행은 상기 터치 센서의 첫번째 행이고, 상기 하나의 제1 트레이스는 상기 터치 센서의 상측에 배치될 수 있다.
상기 제1 전극과 상호 정전용량을 형성하는 상기 제2 전극과 상기 다른 제2 전극으로부터 상기 터치 표면으로 입력된 객체의 터치 위치와 연관된 신호를 검출하는 터치 신호 검출부 및 상기 복수의 제2 전극들 중, 상기 제1 전극과 상호 정전용량을 형성하지 않는 제2 전극들으로부터 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 검출하는 LGM 방해 신호 검출부를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따른 터치 표면을 갖는 터치 입력 장치는, 복수의 제1 전극들을 포함하는 복수의 제1 전극열들과 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2 전극열들로 구성되는 터치 센서를 포함하고, 상기 복수의 제1 전극열들 중 어느 하나인 제1 전극열을 중심으로 한측에 제2 전극열이 배치되고 타측에 다른 제2 전극열이 배치되고, 상기 제1 전극열에 포함되는 어느 하나의 제1 전극을 중심으로 상기 제2 전극열에 포함되는 제2 전극과 상기 다른 제2 전극열에 포함되는 다른 제2 전극은 동일 채널을 구성하고, 상기 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 제2-1 전극과 제2-2 전극이 인접하여 배치되고, 상기 제1 전극열에 포함되는 다른 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 제2-3 전극과 제2-4 전극이 인접하여 배치되며, 상기 제2-1 전극과 상기 제 2-3 전극이 하나의 제2 트레이스로 연결되고 상기 제2-2 전극과 상기 제2-4 전극이 다른 하나의 제2 트레이스로 연결될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서와 이를 포함하는 터치 입력 장치를 사용하면, 터치 입력 장치가 플로팅 상태에서도 그립된 상태와 동일 또는 유사하게 터치 신호가 감지될 수 있는 이점이 있다.
또한, 터치 입력 장치가 플로팅 상태에서도 둘 이상의 멀티 터치를 인식할 수 있는 이점이 있다.
또한, 크로스 터치(Cross Touch)와 함께 터치된 제3의 터치(3rd Touch)를 인식할 수 있는 이점이 있다.
도 1a는 실시예에 따른 터치 입력 장치에서의 터치 센서(10, touch sensor) 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도이고, 도 1b 내지 도 1c는 도 1a를 구성하는 터치 신호 검출부 및 LGM 방해 신호 검출부의 회로도를 나타낸다.
도 2 내지 도 3은 이중층 구조를 갖는 터치 센서의 예시 도면들이다.
도 4의 (a) 내지 (f)는, 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치의 예시적인 단면 구조도들이다.
도 5 내지 도 6은 도 2 또는/및 도 3에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치에서 LGM 방해 신호가 생성되는 이유를 설명하기 위한 출력 데이터이다.
도 7 내지 도 8은 이중층(2 layer)으로 구현된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치가 플로팅 상태에서 LGM 방해 신호가 생성되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 1에 도시된 터치 센서(10)가 단일층(1 layer)로 구성된 일 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 1에 도시된 터치 센서(10)가 단일층(1 layer)로 형성된 다른 일 예로서 일 부분만을 확대한 도면이다.
도 11의 (a)와 (b)는, 도 10에 도시된 터치 센서의 구조를 갖는 터치 입력 장치의 터치 표면의 특정 부분에 엄지 손가락과 같은 객체를 접촉시켰을 때, 터치 입력 장치에서 출력되는 로우 데이터(raw data)이다.
도 12는 도 1에 도시된 터치 센서(10)가 단일층(1 layer)으로 형성된 또 다른 일 예로서, 일 부분만을 확대한 도면이다.
도 13은, 도 12에 도시된 터치 센서의 구조를 갖는 터치 입력 장치의 터치 표면의 특정 부분에 엄지 손가락과 같은 객체를 접촉시켰을 때의 로우 데이터(raw data)이다.
도 14는 도 10과 도 12에 도시된 터치 센서의 LGM 성능을 대략적으로 비교한 그래프이다.
도 15는 도 1에 도시된 터치 센서(10)가 단일층(1 layer)으로 형성된 또 다른 일 예로서, 일 부분만을 확대한 도면이다.
도 16은 도 1에 도시된 터치 센서(10)가 단일층(1 layer)으로 형성된 또 다른 일 예로서, 일 부분만을 확대한 도면이다.
도 17는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서를 개념화한 하나의 예시적인 개념도이다.
도 18은 도 12에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서를 개념화한 개념도이다.
도 19a는 도 12에 도시된 터치 센서의 복수의 터치 신호 검출 전극들 중 일부가 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 19b는 도 19a와 비교하여 터치 센서의 복수의 터치 신호 검출 전극 내부에 별도의 LGM 방해 신호 검출 전극이 구현된 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 도 12에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치에서 출력되는 로우 데이터의 예시적인 도면이다.
도 21는 브릿지(bridge) 구조의 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서를 개념화한 개념도이다.
도 22은 도 21에 도시된 터치 센서의 개념도가 적용될 수 있는 일 예에 따른 터치 센서의 구성도이다.
도 23은 브릿지(bridge) 구조의 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서를 개념화한 다른 개념도이다.
도 24는 도 23에 도시된 터치 센서의 개념도가 적용될 수 있는 일 예에 따른 터치 센서의 구성도이다.
도 25a는 도 21에 도시된 터치 센서의 개념도가 적용될 수 있는 다른 예에 따른 터치 센서의 구성도이다.
도 25b는 도 25a와 비교하여 복수의 터치 신호 검출 전극 내부에 별도의 LGM 방해 신호 검출 전극이 구현된 예를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 26은 도 23에 도시된 터치 센서의 개념도가 적용될 수 있는 다른 예에 따른 터치 센서의 구성도이다.
도 27은 15 파이 도전봉으로 테스트하였을 때, 도 10에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치가 그립 상태와 플로팅 상태 각각에서 출력하는 로우 데이터이다.
도 28은 15 파이 도전봉으로 테스트하였을 때, 도 12에 도시된 터치 센서를 갖는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치가 그립 상태와 플로팅 상태 각각에서 출력되는 로우 데이터이다.
도 29은 20 파이 도전봉으로 테스트하였을 때, 도 10에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치가 그립 상태와 플로팅 상태 각각에서 출력하는 로우 데이터이다.
도 30은 20 파이 도전봉으로 테스트하였을 때, 도 12에 도시된 터치 센서를 갖는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치가 그립 상태와 플로팅 상태 각각에서 출력되는 로우 데이터이다.
도 31은 사람의 엄지 손가락으로 테스트하였을 때, 도 10에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치가 그립 상태와 플로팅 상태 각각에서 출력하는 로우 데이터이다.
도 32은 사람의 엄지 손가락으로 테스트하였을 때, 도 12에 도시된 터치 센서를 갖는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치가 그립 상태와 플로팅 상태 각각에서 출력되는 로우 데이터이다.
도 33는 종래의 터치 입력 장치들이 플로팅 상태에 있을 때, 다중 객체에 의한 멀티 터치를 인식하는 못하는 것을 보여주는 도면이다.
도 34의 (a) 내지 (c)는, 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치가 멀티 터치를 인식하는 것을 설명하기 위한 로우 데이터이다.
도 35은 종래의 터치 입력 장치들의 터치 표면에 크로스 터치와 제3의 터치를 함께 하였을 때, 제3의 터치가 인식되지 못하는 것을 보여주는 도면이다.
도 36의 (a) 내지 (c)는, 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치가 크로스 터치와 제3의 터치를 인식하는 것을 설명하기 위한 로우 데이터이다.
도 37은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LGM 방해 신호를 줄이기 위한 터치 센서(10)를 구성하는 전극의 배치 형태를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 38 내지 도 48는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다양한 종류의 전극 배치 형태와 트레이스 연결 형태를 나타내며, 각각의 실시예에서 LGM 억제가 적용되는 경우를 함께 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 3은 이중층 구조를 갖는 터치 센서의 예시 도면들이다.
도 4의 (a) 내지 (f)는, 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치의 예시적인 단면 구조도들이다.
도 5 내지 도 6은 도 2 또는/및 도 3에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치에서 LGM 방해 신호가 생성되는 이유를 설명하기 위한 출력 데이터이다.
도 7 내지 도 8은 이중층(2 layer)으로 구현된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치가 플로팅 상태에서 LGM 방해 신호가 생성되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 1에 도시된 터치 센서(10)가 단일층(1 layer)로 구성된 일 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 1에 도시된 터치 센서(10)가 단일층(1 layer)로 형성된 다른 일 예로서 일 부분만을 확대한 도면이다.
도 11의 (a)와 (b)는, 도 10에 도시된 터치 센서의 구조를 갖는 터치 입력 장치의 터치 표면의 특정 부분에 엄지 손가락과 같은 객체를 접촉시켰을 때, 터치 입력 장치에서 출력되는 로우 데이터(raw data)이다.
도 12는 도 1에 도시된 터치 센서(10)가 단일층(1 layer)으로 형성된 또 다른 일 예로서, 일 부분만을 확대한 도면이다.
도 13은, 도 12에 도시된 터치 센서의 구조를 갖는 터치 입력 장치의 터치 표면의 특정 부분에 엄지 손가락과 같은 객체를 접촉시켰을 때의 로우 데이터(raw data)이다.
도 14는 도 10과 도 12에 도시된 터치 센서의 LGM 성능을 대략적으로 비교한 그래프이다.
도 15는 도 1에 도시된 터치 센서(10)가 단일층(1 layer)으로 형성된 또 다른 일 예로서, 일 부분만을 확대한 도면이다.
도 16은 도 1에 도시된 터치 센서(10)가 단일층(1 layer)으로 형성된 또 다른 일 예로서, 일 부분만을 확대한 도면이다.
도 17는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서를 개념화한 하나의 예시적인 개념도이다.
도 18은 도 12에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서를 개념화한 개념도이다.
도 19a는 도 12에 도시된 터치 센서의 복수의 터치 신호 검출 전극들 중 일부가 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 19b는 도 19a와 비교하여 터치 센서의 복수의 터치 신호 검출 전극 내부에 별도의 LGM 방해 신호 검출 전극이 구현된 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 도 12에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치에서 출력되는 로우 데이터의 예시적인 도면이다.
도 21는 브릿지(bridge) 구조의 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서를 개념화한 개념도이다.
도 22은 도 21에 도시된 터치 센서의 개념도가 적용될 수 있는 일 예에 따른 터치 센서의 구성도이다.
도 23은 브릿지(bridge) 구조의 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서를 개념화한 다른 개념도이다.
도 24는 도 23에 도시된 터치 센서의 개념도가 적용될 수 있는 일 예에 따른 터치 센서의 구성도이다.
도 25a는 도 21에 도시된 터치 센서의 개념도가 적용될 수 있는 다른 예에 따른 터치 센서의 구성도이다.
도 25b는 도 25a와 비교하여 복수의 터치 신호 검출 전극 내부에 별도의 LGM 방해 신호 검출 전극이 구현된 예를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 26은 도 23에 도시된 터치 센서의 개념도가 적용될 수 있는 다른 예에 따른 터치 센서의 구성도이다.
도 27은 15 파이 도전봉으로 테스트하였을 때, 도 10에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치가 그립 상태와 플로팅 상태 각각에서 출력하는 로우 데이터이다.
도 28은 15 파이 도전봉으로 테스트하였을 때, 도 12에 도시된 터치 센서를 갖는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치가 그립 상태와 플로팅 상태 각각에서 출력되는 로우 데이터이다.
도 29은 20 파이 도전봉으로 테스트하였을 때, 도 10에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치가 그립 상태와 플로팅 상태 각각에서 출력하는 로우 데이터이다.
도 30은 20 파이 도전봉으로 테스트하였을 때, 도 12에 도시된 터치 센서를 갖는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치가 그립 상태와 플로팅 상태 각각에서 출력되는 로우 데이터이다.
도 31은 사람의 엄지 손가락으로 테스트하였을 때, 도 10에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치가 그립 상태와 플로팅 상태 각각에서 출력하는 로우 데이터이다.
도 32은 사람의 엄지 손가락으로 테스트하였을 때, 도 12에 도시된 터치 센서를 갖는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치가 그립 상태와 플로팅 상태 각각에서 출력되는 로우 데이터이다.
도 33는 종래의 터치 입력 장치들이 플로팅 상태에 있을 때, 다중 객체에 의한 멀티 터치를 인식하는 못하는 것을 보여주는 도면이다.
도 34의 (a) 내지 (c)는, 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치가 멀티 터치를 인식하는 것을 설명하기 위한 로우 데이터이다.
도 35은 종래의 터치 입력 장치들의 터치 표면에 크로스 터치와 제3의 터치를 함께 하였을 때, 제3의 터치가 인식되지 못하는 것을 보여주는 도면이다.
도 36의 (a) 내지 (c)는, 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치가 크로스 터치와 제3의 터치를 인식하는 것을 설명하기 위한 로우 데이터이다.
도 37은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LGM 방해 신호를 줄이기 위한 터치 센서(10)를 구성하는 전극의 배치 형태를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 38 내지 도 48는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다양한 종류의 전극 배치 형태와 트레이스 연결 형태를 나타내며, 각각의 실시예에서 LGM 억제가 적용되는 경우를 함께 설명하기 위한 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 형태를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 형태는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 형태는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 형태에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 형태로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 형태 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서 및 이를 포함하는 터치 입력 장치를 설명한다. 이하에서는 정전용량 방식의 터치 센서(10)을 예시하나 임의의 방식으로 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 센서(10)에도 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 1a를 참조하면, 실시예에 따른 터치 센서(10)는 소정의 형상의 패턴들을 포함하고, 소정의 패턴들은, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXm), 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn), 및 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1 내지 LXl) 포함할 수 있다.
터치 센서(10)의 동작을 위해, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXm)에 구동신호를 인가하는 구동부(12), 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)으로부터 터치 표면에 대한 객체의 터치에 따라 변화되는 정전용량 변화량에 대한 정보를 포함하는 터치 위치와 연관된 신호로 터치 및 터치 위치를 검출하는 터치 신호 검출부(11a), 및 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극으로부터 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 검출하는 LGM 방해 신호 검출부(11b)를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 터치 신호 검출부(11a)는 임의의 구동전극과 상호 정전용량을 형성하는 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 터치 위치와 연관된 신호를 출력할 수 있다.
실시예에 따른 터치 위치와 연관된 신호는 객체의 터치로 인해 발생하는 임의의 구동전극과 소정의 터치 신호 검출 전극 사이에서 발생하는 상호 정전용량의 변화량의 정보와 함께 객체와 임의의 구동전극 및/또는 소정의 터치 신호 검출 전극 사이의 커플링에 의해 발생하는 상기 상호 정전용량 변화량을 감소시키는 정전용량의 정보를 포함할 수 있다(1).
한편, 실시예에 따른 LGM 방해 신호 검출부(11b)는 소정의 LGM 방해 신호 검출 전극으로부터 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 출력할 수 있다. 소정의 LGM 방해 신호 검출 전극은 임의의 구동전극과 상호 정전용량을 형성하지 않는다. 여기서, 실제로는 미미하게 상호 정전용량이 형성될 수 있지만, 터치 여부 검출 시 미미한 상호 정전용량은 무시될 수 있다.
실시예에 따른 LGM 방해 신호와 연관된 신호는 객체의 터치로 인해 발생하는 객체와 임의의 구동전극 및/또는 소정의 LGM 방해 신호 검출 전극 사이의 커플링에 의해 발생하는 상기 상호 정전용량 변화량을 감소시키는 정전용량의 정보를 포함할 수 있다(2).
상기 (1) 및 (2)를 LGM 방해 신호라 명명할 수 있으며, LGM 방해 신호가 생성되는 원리를 도 7 및 도 8을 참조하여 후술한다.
제어부(13)는 터치 신호 검출부(11a)로부터 출력된 터치 위치와 연관된 신호와 LGM 방해 신호 검출부(11b)로부터 출력된 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 이용하여 임의의 구동전극과 소정의 터치 신호 검출 전극 사이에서 발생하는 순수한 상호 정전용량의 변화량을 획득할 수 있다.
실시예에 따라서, 터치 위치와 연관된 신호와 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 이용하여 상호 정전용량의 변화량을 획득하는 방법은 다양한 것이 있을 수 있다.
구체적인 일실시예에 의하면, 제어부(13)는 LGM 방해 신호 검출부(11b)로부터 출력된 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 이용하여, LGM 현상에 의하여 발생하는 LGM 방해 신호 성분을 도출할 수 있다. 제어부(13)는, 도출된 LGM 방해 신호 성분을 이용하여, 예를 들면 터치 신호 검출 전극으로부터 검출된 신호로부터 LGM 방해 신호 성분을 억제함으로써, 임의의 구동전극과 소정의 터치 신호 검출 전극 사이에서 발생하는 순수한 상호 정전용량의 변화량을 획득할 수 있다.
터치 신호 검출 전극으로부터 검출된 신호로부터 LGM 방해 신호 성분을 억제하는 방법으로서는 다양한 방법이 있을 수 있다. 더욱 구체적인 일실시예에 의하면, 제어부(13)는 터치 신호 검출부(11a)로부터 출력된 터치 위치와 연관된 신호로부터 LGM 방해 신호 검출부(11b)로부터 출력된 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 차감하여 임의의 구동전극과 소정의 터치 신호 검출 전극 사이에서 발생하는 순수한 상호 정전용량의 변화량을 획득할 수 있다. 즉, 객체로 인한 터치 표면 터치시, (A) 일부 터치 신호 검출 전극에서는 임의의 구동전극과 상호 정전용량을 형성함과 동시에 커플링에 의한 정전용량까지 형성하지만, (B) 일부 LGM 방해 신호 검출 전극에서는 임의의 구동전극과 상호 정전용량은 형성하지 않고 커플링에 의한 정전용량만을 형성하므로, (A) 에서 (B)를 차감하면 순수하게 상호 정전용량 값만을 획득할 수 있게 되는 것이다.
또는, 다른 실시예에 따르면 터치 위치와 연관된 신호(X)와 LGM 방해 신호(Y)를 aX + bY (a,b: 계수) 수식을 적용한 선형 중첩(linear superposition) 처리함으로써 LGM 방해 신호를 억제할 수도 있다. 실시예에 따라, 계수 a,b를 전극의 위치에 따라 다르게 설정하여 상기 수식을 적용할 수도 있다.
본 발명의 경우, 이와 같은 방법을 통해, 터치 신호 검출 전극으로부터 검출된 신호로부터 LGM 방해 신호와 같은 로컬 노이즈(local noise)를 억제하거나, 나아가서는 제거할 수 있게 되어 터치 민감도를 보다 향상시킬 수 있게 된다.
도 1a에서는 터치 센서(10)의 복수의 구동전극(TX1 내지 TXm)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn) 및 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1 내지 LXl)이 직교 어레이를 구성하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXm)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn) 및 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1 내지 LXl)이 대각선, 동심원 및 3차원 랜덤 배열 등을 비롯한 임의의 수의 차원 및 이의 응용 배열을 갖도록 할 수 있다. 여기서, n, l 및 m은 양의 정수로서 서로 같거나 다른 값을 가질 수 있으며 실시 형태에 따라 크기가 달라질 수 있다.
복수의 구동전극(TX1 내지 TXm)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn) 및 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1 내지 LXl)은, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 각각 서로 교차하도록 배열될 수 있다. 구체적으로, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXm)은 제1축 방향으로 연장되고,복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn) 및 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1 내지 LXl)은 제1축 방향과 교차하는 제2축 방향으로 연장되어 배치될 수 있다.
복수의 구동전극(TX1 내지 TXm)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn) 및 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1 내지 LXl)은, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 다른 이중층(2 layer)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 바(bar) 패턴일 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같이 다이아몬드(diamond) 패턴일 수 있다. 여기서, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXm)이 형성된 층이, 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)이 형성된 층 상에 배치될 수도 있고, 반대로 배치될 수도 있다. 이중층 사이에는 복수의 구동전극과 복수의 수신전극 사이의 단락을 막기 위한 절연층이 형성될 수 있다.
참고로, 도 1a, 도 2 및 도 3에서는 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)이 모두 함께 배치되고 이어서 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1 내지 LXl)이 배치된 것을 예시하였으나, 다른 실시예에 따르면 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn) 중 적어도 하나와 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1 내지 LXl) 중 적어도 하나는 서로 교대로 배치될 수 있다. 즉, RX1-LX1-RX2-LX2와 같이 배치될 수 있다.
복수의 구동전극(TX1 내지 TXm)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn) 및 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1 내지 LXl)을 포함하는 터치 센서(10)는, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 위/아래에 배치된 OCA와 함께 커버층(100)과 디스플레이 패널(200A) 사이에 배치될 수 있다(Add-on). 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 터치 센서(10)는 디스플레이 패널(200A)의 상면(예컨대, 디스플레이 패널(200A)의 인캡층(encapsulation layer)의 상면)에 직접 배치될 수 있다(on-cell). 한편, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXm)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn) 및 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1 내지 LXl)을 포함하는 터치 센서(10)는, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(200A) 내부(예컨대, 디스플레이 패널(200A)의 인캡층(encapsulation layer)과 유기발광층 사이)에 배치될 수 있다(in-cell).
도 4의 (a) 내지 (c)에서 디스플레이 패널(200A)은 리지드(Rigid) OLED 패널일 수도 있고, 플렉서블(Flexible) OLED 패널일 수 있다. 리지드 OLED 패널일 경우 인캡층과 TFT층은 글라스로 형성될 수 있고, 플렉서블 OLED 패널일 경우 인캡층은 박막(thin film)으로 형성되고, TFT층은 PI 필름으로 형성될 수 있다.
한편, 도 4의 (a) 내지 (c)에서 디스플레이 패널(200A)이 OLED 패널로 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니고, 도 4의 (d) 내지 (f)에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(200B)은 LCD 패널일 수도 있다. LCD 패널의 특성 상, 디스플레이 패널(200B) 아래에는 백라이트유닛(BLU, 250)가 배치된다.
구체적으로, 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이, 터치 센서(10)가 커버 윈도우 글라스(100)에 터치 센서(10)가 부착(Add-on)된 것일 수 있다. 여기서, 도면에 도시하지 않았지만, 터치 센서(10)가 커버 윈도우 글라스(100)의 상면에 필름 형태로 부착될 수도 있다. 도 4의 (e)에 도시된 바와 같이, 터치 센서(10)가 디스플레이 패널(200B)의 컬러 필터 글래스(Color Filter Glass)에 형성(on-cell)될 수 있다. 여기서, 터치 센서(10)는 도면에 도시된 바와 같이 컬러 필터 글래스 상면에 형성된 것일 수도 있고, 도면에 도시하지 않았지만, 터치 센서(10)가 컬러 필터 글래스 하면에 형성될 수도 있다. 도 4의 (f)에 도시된 바와 같이, 터치 센서(10)가 TFT층(TFT array)에 형성될 수 있다(in-cell). 여기서, 터치 센서(10)는 도면에 도시된 바와 같이 TFT층(TFT array) 상면에 형성된 것일 수도 있고, 도면에 도시하지 않았지만, 터치 센서(10)가 TFT층(TFT array) 하면에 형성될 수도 있다. 또한, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 디스플레이 패널(200B)의 컬러 필터 글래스에 구동전극과 수신전극 중 하나가 형성되고, TFT층에 나머지 하나가 형성될 수도 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXm), 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn) 및 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1 내지 LXl)중 적어도 하나는 투명 전도성 물질(예를 들면, 산화주석(SnO2) 및 산화인듐(In2O3) 등으로 이루어지는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide)) 등으로 형성될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며 복수의 구동전극(TX1 내지 TXm), 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn) 및 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1 내지 LXl) 중 적어도 하나는 다른 투명 전도성 물질 또는 불투명 전도성 물질로 형성될 수도 있다. 예컨대, 은잉크(silver ink), 구리(copper), 은나노(nano silver) 및 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nanotube) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXm), 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn) 및 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1 내지 LXl) 중 적어도 하나는 메탈 메쉬(metal mesh)로 구현될 수 있다.
구동부(12)는 구동신호를 구동전극(TX1 내지 TXm)에 인가할 수 있다. 터치 신호 검출부(11a)는 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)을 통해 구동신호가 인가된 구동전극(TX1 내지 TXm)과 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn) 사이에 생성된 상호 정전용량의 변화량에 관한 정보를 포함한 터치 위치와 연관된 신호를 수신함으로써 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있다. 터치 위치와 연관된 신호는, 구동전극(TX1 내지 TXm)에 인가된 구동신호가 구동전극(TX1 내지 TXm)과 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn) 사이에 생성된 상호 정전용량에 의해 커플링된 신호뿐만 아니라 노이즈 신호도 포함한다. 노이즈 신호는, 플로팅 상태에서 생성된 LGM 방해 신호 정보를 포함할 수 있다.
터치 신호 검출부(11a)는 각각의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)과 스위치를 통해 연결된 수신기를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 스위치는 해당 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)의 신호를 감지하는 시간구간에 온(on)되어서 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)으로부터 터치 위치와 연관된 신호가 수신기에서 출력될 수 있도록 한다.
예를 들어, 도 1b를 참조하면, 수신기는 증폭기(AMP1-1 내지 AMP1-n) 및 증폭기의 부(-)입력단(IN1-1 내지 IN1-n)과 증폭기의 출력단(OUT1-1 내지 OUT1-n) 사이, 즉 궤환 경로에 결합된 궤환 캐패시터를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 증폭기의 정(+)입력단(IN2-1 내지 IN2-n)은 기준 전압(reference voltage)에 접속될 수 있다. 여기서, 기준 전압은 예를 들어, 그라운드 전압일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 수신기는 궤환 캐패시터와 병렬로 연결되는 리셋 스위치를 더 포함할 수 있다. 리셋 스위치는 수신기에 의해 수행되는 전류에서 전압으로의 변환을 리셋할 수 있다. 증폭기의 부입력단(IN1-1 내지 IN1-n )은 해당 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)과 각각 연결되어 터치 위치와 연관된 신호(SRX1 내지 SRXn)를 수신한 후 적분하여 전압으로 변환할 수 있다.
터치 신호 검출부(11a)는 수신기를 통해 적분된 데이터를 디지털 데이터 값으로 변환하는 ADC( analog to digital converter)를 더 포함할 수 있다. 추후, 디지털 데이터는 프로세서(미도시)에 입력되어 터치 센서(10)에 대한 터치 정보를 획득하도록 처리될 수 있다. 터치 신호 검출부(11a)는 수신기와 더불어, ADC 및 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.
실시예에 따른 터치 신호 검출부(11a)는 수신기를 통해 적분된 터치 위치와 연관된 신호(SRX1 내지 SRXn)를 디지털 데이터 값(SRXD1 내지 SRXDn)으로 변환하여 출력할 수 있다.
터치 신호 검출부(11a)는 수신기와 ADC를 각각의 터치 신호 검출 전극에 1 대 1 대응하여 포함할 수 있다. 따라서 각각의 터치 신호 검출 전극으로부터 각각의 터치 위치와 연관된 신호가 출력되고, 해당 수신기 및 ADC를 통해 각각의 디지털 데이터 값을 출력할 수 있다.
한편, LGM 방해 신호 검출부(11b)는 각각의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1 내지 LXl)과 스위치를 통해 연결된 수신기를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 스위치는 해당 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1 내지 LXl)의 신호를 감지하는 시간구간에 온(on)되어서 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1 내지 LXl)으로부터 LGM 방해 신호와 연관된 신호가 수신기에서 출력될 수 있도록 한다.
예를 들어, 도 1c를 참조하면, 수신기는 증폭기(AMP2-1 내지 AMP2-L) 및 증폭기의 부(-)입력단(IN3-1 내지 IN3-l)과 증폭기의 출력단(OUT2-1 내지 OUT2-l) 사이, 즉 궤환 경로에 결합된 궤환 캐패시터를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 증폭기의 정(+)입력단(IN4-1 내지 IN4-l)은 기준 전압(reference voltage)에 접속될 수 있다. 여기서, 기준 전압은 예를 들어, 그라운드 전압일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 수신기는 궤환 캐패시터와 병렬로 연결되는 리셋 스위치를 더 포함할 수 있다. 리셋 스위치는 수신기에 의해 수행되는 전류에서 전압으로의 변환을 리셋할 수 있다. 증폭기의 부입력단(IN3-1 내지 IN3-l)은 해당 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1 내지 LXl)과 각각 연결되어 LGM 방해 신호와 연관된 신호(SLX1 내지 SLXLl)를 수신한 후 적분하여 전압으로 변환할 수 있다.
LGM 방해 신호 검출부(11b)는 수신기를 통해 적분된 데이터를 디지털 데이터 값으로 변환하는 ADC(analog to digital converter)를 더 포함할 수 있다. 추후, 디지털 데이터는 프로세서(미도시)에 입력되어 터치 센서(10)에 대한 LGM 방해 신호와 연관된 신호가 획득하도록 처리될 수 있다. LGM 방해 신호 검출부(11b)는 수신기와 더불어, ADC 및 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.
실시예에 따른 LGM 방해 신호 검출부(11b)는 수신기를 통해 적분된 LGM 방해 신호와 연관된 신호(SLX1 내지 SLXl)를 디지털 데이터 값(SLXD1 내지 SLXDl)으로 변환하여 출력할 수 있다.
LGM 방해 신호 검출부(11b)는 수신기와 ADC를 각각의 LGM 방해 신호 검출 전극에 1 대 1 대응하여 포함할 수 있다. 따라서 각각의 LGM 방해 신호 검출 전극으로부터 각각의 LGM 방해 신호와 연관된 신호가 출력되고, 해당 수신기 및 ADC를 통해 각각의 디지털 데이터 값을 출력할 수 있다.
제어부(13)는 구동부(12)와 터치 신호 검출부(11a) 및 LGM 방해 신호 검출부(11b)의 동작을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 제어부(13)는 구동 제어신호를 생성한 후 구동부(12)에 전달하여 구동신호가 소정 시간에 미리 설정된 구동전극(TX1 내지 TXm)에 인가되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(13)는 감지 제어신호를 생성한 후 터치 신호 검출부(11a)에 전달하여 터치 신호 검출부(11a)가 소정 시간에 미리 설정된 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)으로부터 터치 위치와 연관된 신호를 입력받아 미리 설정된 기능을 수행하도록 할 수 있으며, 제어부(13)는 감지 제어신호를 생성한 후 LGM 방해 신호 검출부(11b)에 전달하여 LGM 방해 신호 검출부(11b)가 소정 시간에 미리 설정된 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1 내지 LXl)으로부터 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 입력받아 미리 설정된 기능을 수행하도록 할 수 있다.
도 1a에서 구동부(12), 터치 신호 검출부(11a), 및 LGM 방해 신호 검출부(11b)는 터치 센서(10)에 대한 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 검출부(미도시)를 구성할 수 있다. 또한, 터치 검출부는 제어부(13)를 더 포함할 수 있다. 터치 검출부는 터치 센싱 IC(touch sensing Integrated Circuit) 상에 집적되어 구현될 수 있다. 터치 센서(10)에 포함된 구동전극(TX1 내지 TXm), 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn) 및 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1 내지 LXl)은 예컨대 전도성 트레이스(conductive trace) 및/또는 회로 기판상에 인쇄된 전도성 패턴(conductive pattern)등을 통해서 터치 센싱 IC에 포함된 구동부(12), 터치 신호 검출부(11a), 및 LGM 방해 신호 검출부(11b)에 연결될 수 있다. 터치 센싱 IC는 전도성 패턴이 인쇄된 회로 기판, 예컨대 터치 회로 기판(이하 터치 PCB로 지칭) 상에 위치할 수 있다. 실시 형태에 따라 터치 센싱 IC는 터치 입력 장치의 작동을 위한 메인보드 상에 실장되어 있을 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 구동전극(TX1 내지 TXm)과 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)의 교차 지점마다 소정의 정전용량(Cm)이 생성되며, 손가락과 같은 객체가 터치 센서(10)에 근접하는 경우 정전용량(Cm)의 값이 변화될 수 있다. 도 1a에서 상기 정전용량은 상호 정전용량(Cm, mutual capacitance)을 나타낼 수 있다. 이러한 전기적 특성을 터치 신호 검출부(11a)에서 감지하여 터치 센서(10)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치를 감지할 수 있다. 예컨대, 제1축과 제2축으로 이루어진 2차원 평면으로 이루어진 터치 센서(10)의 표면에 대한 터치의 여부 및/또는 그 터치 위치를 감지할 수 있다.
도 5 내지 도 6은 도 2 또는/및 도 3에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치에서 LGM 방해 신호가 생성되는 이유를 설명하기 위한 출력 데이터이다.
도 5는 터치 입력 장치를 그립한 정상적인 상황에서 도 2 또는 도 3에 도시된 터치 입력 장치의 터치 표면의 특정 부분에 객체가 접촉된 경우에, 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX33)을 통해 출력되는 터치 위치와 연관된 신호를 디지털 값(또는 신호 레벨(signal level) 값)으로 변환한 데이터(data)를 도시한 것이며, 도 6은 터치 입력 장치가 플로팅된 상태에서 도 2 또는 도 3에 도시된 터치 입력 장치의 터치 표면의 상기 특정 부분에 객체가 접촉된 경우에, 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX33)을 통해 출력되는 터치 위치와 연관된 신호를 디지털 값(또는 신호 레벨(signal level) 값)으로 변환한 데이터를 도시한 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 정상적인 상황에서는 출력되는 디지털 값들 중에서 상대적으로 큰 값을 갖는 디지털 값들이 분포된 영역이 중앙 부분에 위치한다. 그런데, 도 6에 도시된 바와 같이, 플로팅 상태에서는 상기 중앙 부분에서의 디지털 값들이 도 5와 비교하여 전혀 다른 양상(신호 갈라짐)을 갖는다. 즉, 도 6에서 중앙 부분의 디지털 값들이 상당히 낮은 값을 갖는다. 이렇게 되면, 실제로는 사용자가 터치 입력 장치의 터치 표면에 하나의 터치(또는 빅터치)가 이루어졌음에도 상기 터치 입력 장치는 상기 하나의 터치가 이루어지지 않거나 둘 이상의 터치로 잘못 인식할 수 있다. 이는, 객체와 구동전극 사이의 커플링에 의해 발생되는 LGM 방해 신호가 원인이다.도 5와 같은 정상적인 상황은, 사용자가 터치 입력 장치를 그립(grip)한 상태에서 터치 입력 장치의 터치 표면을 손가락으로 터치한 상황으로서, 손가락이 정상적인 그라운드로 작용한다. 그리고, 도 6과 같은 플로팅 상태는, 터치 입력 장치가 바닥 또는 거치대(예를 들어, 자동차 내부의 거치대)에 놓여있는 상태에서 터치 입력 장치의 터치 표면을 사용자가 손가락으로 터치하여, 손가락이 정상적인 그라운드로 작용하지 못하는 상황을 예시한다.
이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 도 6에 도시된 터치 입력 장치가 플로팅 상태에서 출력되는 디지털 값(또는 신호 레벨(signal level) 값)이 정상적인 상황에서 출력되는 디지털 값(또는 신호 레벨(signal level) 값)과 차이가 나는 이유를 구체적으로 설명한다.
도 7 내지 도 8은 이중층(2 layer)으로 구현된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치가 플로팅 상태에서 LGM 방해 신호가 생성되는 원리를 설명하기 위한 도면이다. 참고로, 이하의 설명에서 객체는 손가락 또는 스타일러스 등을 포함할 수 있다.
참고로 아래에서 정상적인 상황은, 사용자가 터치 입력 장치를 그립(grip)한 상태에서 터치 입력 장치의 표면을 터치하여, 손가락이 정상적인 그라운드로 작용하는 상황을 예시한다. 그리고, LGM 방해 신호가 발생하는 상황은, 터치 입력 장치가 바닥에 놓여있는 상태에서 터치 입력 장치의 표면을 터치하여, 플로팅(floating)이 발생함으로써 손가락이 정상적인 그라운드로 작용하지 못하는 상황을 예시한다.
예를 들어, 엄지 손가락으로 터치 입력 장치의 표면을 터치하게 되면, LGM 방해 신호가 발생하지 않는 정상적인 상황에서는 임의의 구동전극과 소정의 터치 신호 검출 전극 사이에 제1 상호 정전용량 변화량(△Cm1)이 검출되나, LGM 방해 신호가 발생하는 상황에서는 제1 상호 정전용량 변화량(△Cm1) 보다 작은 크기의 제2 상호 정전용량 변화량(△Cm2)이 검출되게 된다. 즉, LGM 방해 신호란 상기 제1 상호 정전용량 변화량(△Cm1)과 반대로 작용하여 상기 제1 상호 정전용량 변화량(△Cm1)의 크기가 작아지도록 하는 정전용량의 정보를 포함하는 신호로 정의될 수 있다. (참고로, 여기서 △Cm1, △Cm2는 절대값으로 정의한다) 다시 말해, 그라운드가 낮은(LOW GROUND) 전도성 객체에 의한 터치를 통해 임의의 구동전극과 소정의 터치 신호 검출 전극이 연결되면 상기 객체와 임의의 구동전극 및/또는 소정의 터치 신호 검출 전극 사이의 커플링을 통해 별도의 전류 경로가 생성되고, 이 경로를 통해 구동 신호가 소정의 터치 신호 검출 전극에 전달되어 정상 터치 신호와 반대인 LGM 방해 신호가 생성되는 것이다.
또한, 본 발명에서는 LGM 방해 신호는 객체와 임의의 구동전극 및/또는 소정의 터치 신호 검출 전극 사이에서 형성될 뿐 아니라, 객체와 임의의 구동전극 및/또는 소정의 LGM 방해 신호 검출 전극 사이에서 형성될 수도 있다.
그리고, 도 7 내지 도 8을 참조하면, 임의의 한 셀 영역(점선 영역내 포함되는 복수의 구동전극 및 복수의 터치 신호 검출 전극을 포함)에서LGM 방해 신호의 발생량이 상대적으로 많아지게 되면 도 6에 도시된 바와 같이, 최종적으로 출력되는 터치 위치와 연관된 신호에 대응되는 디지털 값이 작아지게 된다. 특히, 빅터치(big touch, 본원 발명에서는 엄지손가락의 터치 면적처럼 나머지 손가락의 터치 면적보다 넓은 면적을 가지는 경우를 빅터치로 정의한다.)의 경우에 LGM 방해 신호가 상대적으로 더 많아진다.
LGM 방해 신호(C1, C2)는, 도 7 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 객체가 플로팅 상태의 터치 입력 장치의 터치 표면을 터치하게 되면, 구동전극과 터치 신호 검출 전극 사이의 상호정전용량(Cm)이 생성되는 것 이외에 객체와 구동전극 및/또는 터치 신호 검출 전극 사이의 커플링 에 의해 발생하게 된다.
도 9는 도 1a에 도시된 터치 센서(10)가 단일층(1 layer)로 구성된 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 도 1a에 도시된 복수의 구동전극(TX1 내지 TXm)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn) 및 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1 내지 LXl)이 하나의 층에 형성된다. 예를 들어, 하나의 장방형의 터치 신호 검출 전극 및/또는 하나의 장방형의 LGM 방해 신호 검출 전극에 인접하여 복수의 구동전극(TX1 내지 TXm)들이 배치되는 세트가 다수의 행과 열 방향으로 배열될 수 있다. 여기서, 하나의 장방형의 터치 신호 검출 전극 및/또는 하나의 장방형의 LGM 방해 신호 검출 전극에 인접하는 구동전극의 개수는 도면에 도시된 바와 같이 4개일 수도 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 구동전극의 개수는 3개일 수도 있고, 2개일 수도 있으며, 5개 이상일 수도 있다. 또한, 구동전극과 터치 신호 검출 전극 및 LGM 방해 신호 검출 전극이 반대로 구성될 수 있다.
도 9에 도시된 단일층 구조를 갖는 터치 센서(10)를 갖는 터치 입력 장치도 그립 상태와 플로팅 상태에 따라, 도 5와 도 6과 같이, 서로 다른 양상이 나타난다. 이는 플로팅 상태에서 객체가 로우그라운드매스(LGM)에 놓이는 것에 기인한다.
좀 더 구체적으로, 특정 구동전극을 통해 인가된 구동신호가 LGM 상태의 객체를 통해 상기 객체와 접촉된 복수의 터치 신호 검출 전극 및/또는 LGM 방해 신호 검출 전극들로 입력된다. 즉, LGM 상태의 객체가 전류 패스(path)를 형성한다. 따라서, 객체와 접촉되어 있는 터치 신호 검출 전극 및/또는 LGM 방해 신호 검출 전극 각각에서 정상적인 터치 신호와 반대되는 부호를 갖는 LGM 방해 신호가 출력된다. 여기서, LGM 방해 신호가 정상 터치 신호와 반대되는 부호를 갖는 이유는, 정상 터치 신호는 구동전극과 터치 신호 검출 전극 사이에 소정의 상호 정전용량(Cm)이 형성된 상태에서 객체가 접촉하면 상호 정전용량(Cm)이 줄어들지만, LGM 방해 신호는 플로팅 상태에서 객체의 접촉으로 커플링 정전용량이 생성되는 것이므로, 서로 반대의 부호를 갖는다. 따라서, 플로팅 상태에서 발생하는 LGM 방해 신호는, 각 터치 신호 검출 전극을 통해 출력되는 터치 위치와 연관된 신호에 대응되는 디지털 값(또는 신호 레벨(signal level) 값)을 저하시키는 요인으로 작용한다.
이하, 도 10과 도 12를 참조하여 좀 더 구체적인 단일층 구조의 터치 센서의 예들을 살펴보고, 각 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치가 플로팅 상태일 때, 출력되는 로우 데이터를 살펴보기로 한다.
도 10은 도 1a에 도시된 터치 센서(10)가 단일층(1 layer)로 형성된 다른 일 예로서 일 부분만을 확대한 도면이다.
도 10을 참조하면, 터치 센서는 복수의 구동전극(TX0 내지 TX3)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15) 및 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11)을 포함한다. 복수의 구동전극(TX0 내지 TX3)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15) 및 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11)은 동일층에 행렬 형태로 배열된다.
복수의 구동전극(TX0 내지 TX3)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15) 및 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11)은 투명 전도성 물질(예를 들면, 산화주석(SnO2) 및 산화인듐(In2O3) 등으로 이루어지는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide)) 등으로 형성될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며 구동전극(TX0 내지 TX3), 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15) 및 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11) 중 적어도 하나는 다른 투명 전도성 물질 또는 불투명 전도성 물질로 형성될 수도 있다. 예컨대, 구동전극(TX0 내지 TX3), 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15) 및 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11) 중 적어도 하나는 은잉크(silver ink), 구리(copper), 은나노(nano silver) 및 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nanotube) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 구동전극(TX0 내지 TX3), 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15) 및 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11) 중 적어도 하나는 메탈 메쉬(metal mesh)로 구현될 수 있다. 구동전극(TX0 내지 TX3), 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15) 및 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11) 중 적어도 하나가 메탈 메쉬로 구현된 경우, 구동전극(TX0 내지 TX3), 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15) 및 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11) 중 적어도 하나와 연결된 배선도 메탈 메쉬로 구현될 수 있고, 구동전극(TX0 내지 TX3), 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15) 및 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11) 중 적어도 하나와 배선이 일체로 메탈 메쉬로 구현될 수도 있다. 구동전극(TX0 내지 TX3), 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15) 및 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11) 중 적어도 하나와 배선이 일체로 메탈 메쉬로 구현된 경우, 전극과 배선 사이 및/또는 전극과 다른 전극 사이 등의 터치 위치를 감지하지 못하는 데드존(dead zone)이 적어져 터치 위치 검출의 민감도가 보다 향상될 수 있게 된다.
터치 센서는 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15) 및 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11)을 기준으로 배열된다. 따라서, 이하에서는 B1 내지 B8 열에 복수로 배치된 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15) 및 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11)들의 배열 구조를 먼저 설명한 후, 복수의 구동전극(TX0 내지 TX3)의 배열 구조를 설명한다.
복수의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15)은 복수의 열(B1, B2, B3, B4) 각각에 복수로 배치되며, 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11)은 복수의 열(B5, B6, B7, B8) 각각에 복수로 배치된다. 여기서, 복수의 구동전극(TX0 내지 TX3)은 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15)및 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11)들이 배열된 복수의 열(B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8) 사이사이, 제1 열(B1)의 외측, 제8 열(B8)의 외측에 형성된 복수의 열(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9)에 복수로 배열된다.
각 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15)및 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11)을 기준으로, 양측에 인접한 2개의 구동전극이 동일하다. 즉, 각 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15)및 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11)을 기준으로 양측에 인접한 2개의 구동전극의 번호가 동일하다. 여기서, 2개의 구동전극이 동일하다 또는 2개의 구동전극의 번호가 동일하다는 의미는 배선을 통해 서로 전기적으로 연결된다는 의미이다.
터치 센서는, 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15)및 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11)과 복수의 동일 구동전극이 소정 배열로 배치된 세트(set)를 하나 이상 포함한다. 복수의 세트가 행 방향으로 반복적으로 배열되어 구성될 수 있다.
하나의 세트(set)는 서로 다른 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15)및 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11)을 포함할 수 있는데, 예를 들어, 하나의 세트(set)는 8개의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15) 및 8개의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11)을 포함할 수 있다. 8개의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15) 및 8개의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11)은 소정 배열로 배치될 수 있다. 8개의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15) 및 8개의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11)들은 2개의 행에 나눠서 열 방향으로 연속되어 배열된다. 제1 행에는 0부터 7까지의 번호를 갖는 전극들이 RX0, RX1, RX2, RX3, LX4, LX5, LX6, LX7 순서로 좌측에서부터 우측으로 배열되고, 제2 행에는 8부터 15까지의 번호를 갖는 전극들이 LX8, LX9, LX10, LX11, RX12, RX13, RX14, RX15의 순서로 우측에서부터 좌측으로 배열된다.
한편, 터치 센서는 복수의 구동전극(TX0 내지 TX3)을 포함하는데, 예를 들어, 복수의 구동전극(TX0 내지 TX3)은 제0 구동전극(TX0) 내지 제3 구동전극(TX3)을 포함할 수 있다. 여기서, 각 구동전극은 아래 배열 조건이 만족되도록 배치될 수 있다.
복수의 구동전극(TX0 내지 TX3)은 다음의 조건들을 만족하도록 배열된다. 1) 행 방향으로 연속되는 서로 다른 2개의 터치 신호 검출 전극(RX0과 RX15)을 기준으로 좌측과 우측에 각각 1개의 동일한 구동전극(TX0)이 배치된다. 2) 행 방향으로 연속되는 서로 다른 2개의 터치 신호 검출 전극(RX0과 RX15) 및 서로 다른 2개의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4, LX11)을 기준으로 서로 마주보는 2개의 구동전극(TX0, TX0)은 같은 번호를 갖는다. 3) 행 방향으로 배열된 구동전극(TX0 내지 TX3)들은 서로 다른 번호를 갖고, 열 방향으로 배열된 구동전극(TX0 내지 TX3)들은 동일한 번호를 갖는다. 5) 각 세트의 양쪽 가장자리에 배열된 구동전극들의 길이(가로 길이)는, 다른 구동전극들의 길이(가로 길이)의 절반일 수 있지만, 이에 한정하는 것은 아니고, 길이가 동일할 수도 있다.
도 10의 경우에 있어서, 실시예에 따르면 구동 신호가 소정의 구동 전극(TX0)에 인가되고, 객체에 의한 터치로 소정의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3, RX12 내지 RX15)로부터 터치 위치와 연관된 신호를 검출하고, 소정의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX4 내지 LX11)로부터 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 검출하여, 터치 위치와 연관된 신호에서 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 차감하여 순수한 상호 정전용량 변화량값을 산출할 수 있다.
다만, 도 10과 관련해서 터치 신호 검출 전극과 LGM 방해 신호 검출 전극이 물리적으로 분리된 것을 예시하였으나, 다른 실시예에 따르면 터치 신호 검출 전극 중 일부를 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용하는 경우에도 도 10에서 전술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다.
또한, 도 10에서는 복수의 터치 신호 검출 전극 열이 먼저 배치되고, 이어서 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극 열이 배치된 것을 예시하였으나(또는 서로 반대), 각 터치 신호 검출 전극 열과 각 LGM 방해 신호 검출 전극 열이 서로 교대로(RX-LX-RX-LX와 같이) 배치될 수 있다.
도 11의 (a)와 (b)는, 도 10에 도시된 터치 센서의 구조를 갖는 터치 입력 장치의 터치 표면의 특정 부분에 엄지 손가락과 같은 객체를 접촉시켰을 때, 터치 입력 장치에서 출력되는 로우 데이터(raw data)이다.
구체적으로, 도 11의 (a)는 도 10에 도시된 터치 센서의 구조를 갖는 터치 입력 장치가 그립된 상태일 때 출력되는 로우 데이터이고, 도 11의 (b)는 도 10에 도시된 터치 센서의 구조를 갖는 터치 입력 장치가 플로팅된 상태일 때 출력되는 로우 데이터이다.
도 11의 (a)와 (b)의 로우 데이터는, 다음과 같은 리맵(remap) 과정을 거쳐 도출되는 데이터일 수 있다. 도 10에 도시된 터치 센서의 복수의 구동전극들로 구동신호를 순차적으로 인가하면, 복수의 터치 신호 검출 전극 각각으로부터 소정의 터치 위치와 연관된 신호가 출력된다. 출력되는 터치 위치와 연관된 신호는 도 1a에 도시된 터치 신호 검출부(11a)에서 해당 터치 위치와 연관된 신호에 대응되는 디지털 값(또는 신호 레벨 값)으로 변환되어 출력된다. 그리고, 도 1a에 도시된 터치 신호 검출부(11a)에서는 출력되는 디지털 값들을 터치 입력 장치의 터치 표면의 각 위치에 대응되도록 맵핑(mapping)한다. 이러한 맵핑 과정을 통해 도 11의 (a)와 (b)의 로우 데이터가 출력될 수 있다.
도 11의 (a)와 (b)의 로우 데이터에 기재된 숫자는 정수로 표현될 수 있는데, 해당 정수가 미리 설정된 기준 정수값(예를 들어, +65) 이상이면, 상기 터치 입력 장치의 터치 신호 검출부(11a)는, 해당 숫자가 위치한 부분에 객체에 의한 터치가 된 것으로 판별(또는 인식)할 수 있다.
도 11의 (a)를 참조하면, 그립 상태(정상 상황)에서는 로우 데이터의 중간 부분에 분포된 데이터 값들이 다른 부분보다 상대적으로 큰 정수값을 갖는다. 반면, 도 11의 (b)를 참조하면, 플로팅 상태에서는 상기 중간 부분에 기재된 디지털 값들이 도 11의 (a)와 다른 양상을 보인다. 구체적으로, 상기 중간 부분이 전체적으로 도 11의 (a)와 비교하여 상대적으로 낮은 정수 값을 갖고, 심지어 중간 부분의 일 부분들은 음(-)의 값을 갖는다. 이는 플로팅 상태에서 발생되는 LGM 방해 신호에 의한 것으로, 이러한 결과에 의해 상기 터치 입력 장치는 상기 중간 부분을 하나의 터치가 아니라 두개의 터치로 오인할 수도 있고, 상기 중간 부분에 어떠한 터치도 없는 것으로 오인할 수도 있다.
도 12는 도 1에 도시된 터치 센서(10)가 단일층(1 layer)으로 형성된 또 다른 일 예로서, 일 부분만을 확대한 도면이다. 다만, 도 1a에서는 터치 신호 검출 전극과 LGM 방해 신호 검출 전극이 서로 물리적으로 분리된 별개의 전극인 경우를 가정하였으나, 도 12의 배치 형태에 따르면, 터치 신호 검출 전극 중 일부가 LGM 방해 신호 검출 전극으로 기능할 수도 있다.
도 12를 참조하면, 터치 센서는 복수의 구동전극(TX1 내지 TXm)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)을 포함한다. 복수의 구동전극(TX1 내지 TXm)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)은 동일층에 행렬 형태로 배열된다.
복수의 구동전극(TX1 내지 TXm)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)은 투명 전도성 물질(예를 들면, 산화주석(SnO2) 및 산화인듐(In2O3) 등으로 이루어지는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide)) 등으로 형성될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며 구동전극(TX1 내지 TXm) 및 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)은 다른 투명 전도성 물질 또는 불투명 전도성 물질로 형성될 수도 있다. 예컨대, 구동전극(TX1 내지 TXm) 및 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)은 은잉크(silver ink), 구리(copper), 은나노(nano silver) 및 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nanotube) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 구동전극(TX1 내지 TXm) 및 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)는 메탈 메쉬(metal mesh)로 구현될 수 있다. 구동전극(TX1 내지 TXm) 및 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)이 메탈 메쉬로 구현된 경우, 구동전극(TX1 내지 TXm) 및 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)과 연결된 배선도 메탈 메쉬로 구현될 수 있고, 구동전극(TX1 내지 TXm) 및 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)과 배선이 일체로 메탈 메쉬로 구현될 수도 있다. 구동전극(TX1 내지 TXm) 및 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)과 배선이 일체로 메탈 메쉬로 구현된 경우, 전극과 배선 사이 및/또는 전극과 다른 전극 사이 등의 터치 위치를 감지하지 못하는 데드존(dead zone)이 적어져 터치 위치 검출의 민감도가 보다 향상될 수 있게 된다.
터치 센서는 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)을 기준으로 배열된다. 따라서, 이하에서는 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)의 배열 구조를 먼저 설명하고, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXm)의 배열 구조를 설명한다.
복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)은 복수의 열(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8) 각각에 복수로 배열된다. 여기서, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXm)은 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)들이 배열된 복수의 열(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8) 사이사이, 제1 열(A1)의 외측, 제8 열(A8)의 외측에 형성된 복수의 열 B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8, B9, B10, B11, B12)에 복수로 배열된다. 다만, 구동전극 열이 A열이고 터치 신호 검출 전극 열이 B열인 경우에도 본 발명이 동일/유사하게 적용될 수 있다. 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)의 각 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)을 기준으로, 양측에 인접한 2개의 구동전극(TX1 내지 TXm)이 동일한 특징을 갖는다. 즉, 각 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)을 기준으로 양측에 인접한 2개의 구동전극(TX1 내지 TXm)의 번호가 동일하다. 여기서, 2개의 구동전극(TX1 내지 TXm)이 동일하다 또는 2개의 구동전극(TX1 내지 TXm)의 번호가 동일하다는 의미는 배선을 통해 서로 전기적으로 연결된다는 의미이다. 즉, 서로 동일한 채널을 구성할 수 있다.
터치 센서는 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)과 복수의 구동전극(TX1 내지 TXm)이 소정 배열로 배치된 세트(set)를 하나 이상 포함한다. 복수의 세트가 행 방향 및 열 방향으로 반복적으로 배열되어 구성될 수 있다.
하나의 세트(set)는 서로 다른 복수의 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)을 포함할 수 있는데, 예를 들어, 하나의 세트(set)는 8개의 제0 수신전극(RX0) 내지 제7 수신전극(RX7)을 포함할 수 있다. 8개의 수신전극(RX0, RX1, RX2, RX3, RX4, RX5, RX6, RX7)은 소정 배열로 배치될 수 있다. 8개의 제0 수신전극(RX0) 내지 제8 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)들은 행 방향으로 연속되는 4개의 열(A1, A2, A3, A4)에 나눠서 배열된다. 따라서, 4개의 열 각각에는 2개의 수신전극들이 위에서부터 아래로 배치될 수 있다.
각 열에는 연속되는 번호를 갖는 복수의 터치 신호 검출 전극들이 배치된다. 여기서, 홀수열(A1, A3)의 배열 순서와 짝수열(A2, A4)의 배열 순서는 정반대일 수 있다. 예를 들어, 제1 열(A1)에는 연속되는 번호를 갖는 터치 신호 검출 전극들(RX0, RX1) 위에서부터 아래로 순차로 배열되고, 제2 열(A2)에는 연속되는 번호를 갖는 터치 신호 검출 전극들(RX2, RX3) 아래에서부터 위로 순차로 배열되고, 제3 열(A3)에는 연속되는 번호를 갖는 터치 신호 검출 전극들(RX4, RX5) 위에서부터 아래로 순차로 배열되고, 제4 열(A4)에는 연속되는 번호를 갖는 터치 신호 검출 전극들(RX6, RX7) 아래에서부터 위로 순차로 배열된다. 여기서, 도면에 도시되지 않았지만, 하나의 세트에 포함된 서로 다른 복수의 터치 신호 검출 전극들이 행 또는 열 방향으로 순차적으로 배열되지 않고, 랜덤하게 배열될 수도 있다.
한편, 터치 센서는 복수의 구동전극(TX1 내지 TXm)을 포함하는데, 예를 들어, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXm)은 제0 구동전극(TX0) 내지 제15 구동전극(TX15)을 포함할 수 있다. 여기서, 각 구동전극은 아래 배열 조건이 만족되도록 배치될 수 있다.
복수의 구동전극(TX1 내지 TXm)은 다음의 조건들을 만족하도록 배열된다. 1) 각 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)을 기준으로 좌측에 서로 다른 4개의 구동전극이 배열되고, 우측에 서로 다른 4개의 구동전극이 배열된다. 2) 각 터치 신호 검출 전극(RX1 내지 RXn)을 기준으로 서로 마주보는 2개의 구동전극(TX1 내지 TXm)은 같은 번호를 갖는다. 3) 행 방향으로 동일 번호의 구동전극 3개가 연속적으로 배열된다. 4) 짝수번째 행의 수신전극(RX1)에 인접한 8개의 구동전극들은 홀수번째 행의 수신전극(RX0)에 인접한 8개의 구동전극과 대칭되도록 배열된다. 5) 각 세트의 양쪽 가장자리에 배열된 구동전극들과 각 세트의 중앙에 배열된 구동전극들의 길이(가로 길이)는, 다른 구동전극들의 길이(가로 길이)의 절반이다.
도 12의 경우, A1열에는 제1-1 터치 신호 검출 전극(RX0)과 제1-2 터치 신호 검출 전극(RX1)이 배치될 수 있다. 제2전극열(B2)에는 제1-1 터치 신호 검출 전극(RX0)에 인접하여 대응하는 제2-1 구동전극(TX0), 제2-2 구동전극(TX7), 제2-3 구동전극(TX8), 제2-4 구동전극(TX15) 및 제1-2 터치 신호 검출 전극(RX1)에 인접하여 대응하는 제2-1' 구동전극(TX15), 제2-2' 구동전극(TX8), 제2-3' 구동전극(TX7), 제2-4' 구동전극(TX0)이 배치될 수 있다. 그리고, 제2-1 구동전극(TX0)과 제2-4' 구동전극(TX0)은 제2-1트레이스를 이용하여 서로 전기적으로 연결될 수 있고, 제2-2 구동전극(TX7)과 제2-3' 구동전극(TX7)은 제2-2트레이스를 이용하여 서로 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2-3 구동전극(TX8)과 제2-2' 구동전극(TX8)은 제2-3트레이스를 이용하여 서로 전기적으로 연결될 수 있고, 제2-4 구동전극(TX15)과 제2-1' 구동전극(TX15)은 제2-4트레이스를 이용하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 제1-1 터치 신호 검출 전극(RX0)과 제2-1 구동전극(TX0)사이에서는 상호 정전용량이 발생할 수 있고, 제1-2 터치 신호 검출 전극(RX1)과 제2-1' 구동전극(TX15)사이에서는 상호 정전용량이 발생할 수 있다. 이와 마찬가지로, 제1-1 터치 신호 검출 전극(RX0)과 제2-2 구동전극(TX7) 사이, 제1-1 터치 신호 검출 전극(RX0)과 제2-3 구동전극(TX8) 사이, 제1-1 터치 신호 검출 전극(RX0)과 제2-4 구동전극(TX15) 사이에서는 상호 정전용량이 발생할 수 있고, 제1-2 터치 신호 검출 전극(RX1)과 제2-2' 구동전극(TX8) 사이, 제1-2 터치 신호 검출 전극(RX1)과 제2-3' 구동전극(TX7)사이, 제1-2 터치 신호 검출 전극(RX1)과 제2-4' 구동전극(TX0) 사이에서도 상호 정전용량이 발생할 수 있다.
즉, 도 12의 경우, 제1 터치 신호 검출 전극(RX0)에 제2전극들(TX0, TX7, TX8, TX15) 중 적어도 두 개가 대응하여 인접하게 배치되도록 하고, 다른 제1 터치 신호 검출 전극(RX1)에 상기 제2전극들(TX0, TX7, TX8, TX15) 중 다른 적어도 두 개가 대응하여 인접하게 배치되도록 한 후, 상기 적어도 두 개의 전극과 상기 다른 적어도 두 개의 전극 중 동일한 번호의 전극들은 하나의 트레이스를 이용하여 연결함으로서, 도 9와 같이 하나의 터치 신호 검출 전극에 대응하는 모든 복수의 구동전극이 전부 상이한 트레이스로 연결되는 구조에 비해 트레이스의 개수를 줄일 수 있게 된다.
또한, 도 12에서는 터치 신호 검출 전극 중 일부가 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 경우를 기술하였으나, 다른 실시예에 따르면, 터치 신호 검출 전극과 LGM 방해 신호 검출 전극이 서로 물리적으로 분리된 별개의 전극인 경우에도 도 12에서 전술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다.
후자에 있어서, 복수의 터치 신호 검출 전극 열이 먼저 배치되고, 이어서 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극 열이 배치되거나(또는 서로 반대), 각 터치 신호 검출 전극 열과 각 LGM 방해 신호 검출 전극 열이 서로 교대로(RX-LX-RX-LX와 같이) 배치된 경우에도 도 12에서 전술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 13은, 도 12에 도시된 터치 센서의 구조를 갖는 터치 입력 장치의 터치 표면의 특정 부분에 엄지 손가락과 같은 객체를 접촉시켰을 때의 로우 데이터(raw data)이다. 구체적으로, 도 13은 도 12에 도시된 터치 센서의 구조를 갖는 터치 입력 장치가 플로팅된 상태일 때의 로우 데이터이다.
도 13을 참조하면, 플로팅 상태에서 특정 부분에서 출력되는 디지털 값(또는 레벨 값)들이 다른 부분에 비해 상대적으로 큰 정수값을 갖는 것이 확인된다.
도 13에 도시된 로우 데이터를 도 11의 (b)에 도시된 로우 데이터와 비교해 보면, 플로팅 상태에서 도 12에 도시된 터치 센서의 구조가 도 10에 도시된 터치 센서의 구조보다 더 LGM 개선 효과가 있음을 확인할 수 있다.
도 14는 도 10과 도 12에 도시된 터치 센서의 LGM 성능을 대략적으로 비교한 그래프이다.
도 14를 참조하면, 도 10에 도시된 터치 센서는, 그립 상태에서는 터치 영역 내의 레벨 값들 중 상대적으로 큰 레벨 값들이 대략 +250의 값을 갖는데 반하여, 플로팅 상태에서는 상대적으로 큰 레벨 값들이 -100에서 +100 사이의 값을 갖는다.
한편, 도 12에 도시된 터치 센서는, 그립 상태에서는 터치 영역 내의 레벨 값들 중 상대적으로 큰 레벨 값들이 대략 +250의 레벨 값을 갖는데 반하여, 플로팅 상태에서는 상대적으로 큰 레벨 값들이 +70에서 +170 사이의 값을 갖는다.
도 14의 그래프에 따르면, 도 10에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치는 플로팅 상태에서 정확한 터치 여부 및 터치 위치를 인식하기 어렵지만, 도 12에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치는 플로팅 상태에서도 상대적으로 큰 레벨 값들이 +70 이상이므로, 상기 터치 입력 장치가 터치 여부 및 터치 위치를 인식하는데는 문제가 없다. 하지만, 플로팅 상태에서도 그립 상태처럼 상대적으로 큰 레벨 값들(+250)이 출력되도록 하거나, 그립 상태에서의 상대적으로 큰 레벨 값(+250)에 비슷하게 출력되도록 하는 것이, 상기 터치 입력 장치가 터치 여부 또는/및 터치 위치를 정확히 인식하는데 있어서 매우 중요하다.
이하에서는, 도 12의 터치 센서(1 layer)뿐만 아니라, 도 9 내지 도 10의 터치 센서(1 layer), 및 도 2 내지 도 3에 도시된 이중층(2 layer)의 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치가 플로팅 상태에서 출력되는 신호 레벨 값이 그립 상태에서 출력되는 신호 레벨 값과 동일 또는 유사하게 출력(Floating(final data))되도록 할 수 있는 터치 센서와 이를 포함하는 터치 입력 장치를 도면들을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
단일층 또는 이중층 구조의 터치 센서가 도 4의 (a) 내지 (e)에 도시된 것들 중에 어느 하나인 경우에도 적용될 수 있다. 즉, 이하에서 설명할 방법은 현재 알려진 모든 구조의 터치 센서와 이를 포함하는 터치 입력 장치에 적용될 수 있다. 또한, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 이중층 구조의 터치 센서에서 복수의 구동전극과 복수의 수신전극 중 하나는 터치 표면과 디스플레이 패널 사이에 배치되고, 다른 하나는 디스플레이 패널 내부에 배치될 수 있다.
또한, 도 2, 도 3, 도 9, 도 10, 도 12에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치에만 본 발명의 실시 형태가 적용되는 것은 아니며, 본 명세서에 도시되어 있지 않은 다른 단일층 또는 이중층 구조의 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치에도 적용될 수 있다. 구체적인 다른 예를 들어, 도 15와 도 16에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치에도 적용될 수 있다.
도 15는 도 1a에 도시된 터치 센서(10)가 단일층(1 layer)으로 형성된 또 다른 일 예로서, 일 부분만을 확대한 도면이다. 다만, 도 1a에서는 터치 신호 검출 전극과 LGM 방해 신호 검출 전극이 서로 물리적으로 분리된 별개의 전극인 경우를 가정하였으나, 도 15에서는 터치 신호 검출 전극 중 일부가 LGM 방해 신호 검출 전극으로 기능할 수도 있다.
도 15를 참조하면, 실시예에 따른 터치 센서는 복수의 구동전극(TX)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX)을 포함한다. 복수의 구동전극(TX)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX)은 행렬 형태로 배열된다.
복수의 구동전극(TX)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX)은 투명 전도성 물질(예를 들면, 산화주석(SnO2) 및 산화인듐(In2O3) 등으로 이루어지는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide)) 등으로 형성될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며 구동전극(TX) 및 터치 신호 검출 전극(RX)은 다른 투명 전도성 물질 또는 불투명 전도성 물질로 형성될 수도 있다. 예컨대, 구동전극(TX) 및 터치 신호 검출 전극(RX)은 은잉크(silver ink), 구리(copper), 은나노(nano silver) 및 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nanotube) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 구동전극(TX) 및 터치 신호 검출 전극(RX)는 메탈 메쉬(metal mesh)로 구현될 수 있다. 구동전극(TX) 및 터치 신호 검출 전극(RX)이 메탈 메쉬로 구현이 경우, 구동전극(TX) 및 터치 신호 검출 전극(RX)과 연결된 배선도 메탈 메쉬로 구현될 수 있고, 구동전극(TX) 및 터치 신호 검출 전극(RX)과 배선이 일체로 메탈 메쉬로 구현될 수도 있다. 구동전극(TX) 및 터치 신호 검출 전극(RX)과 배선이 일체로 메탈 메쉬로 구현된 경우, 전극과 배선 사이 및/또는 전극과 다른 전극 사이 등의 터치 위치를 감지하지 못하는 데드존(dead zone)이 적어져 터치 위치 검출의 민감도가 보다 향상될 수 있게 된다.
실시예에 따른 터치 센서는 복수의 구동전극(TX)을 기준으로 배열된다. 따라서, 이하에서는 B1 내지 B16 열에 복수로 배치된 구동전극(TX)들의 배열 구조를 먼저 설명하고, 복수의 터치 신호 검출 전극(RX)의 배열 구조를 설명한다.
복수의 구동전극(TX)은 복수의 열(B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8, B9, B10, B11, B12, B13, B14, B15, B16) 각각에 복수로 배열된다. 여기서, 복수의 터치 신호 검출 전극(RX)은 구동전극(TX)들이 배열된 복수의 열(B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8, B9, B10, B11, B12, B13, B14, B15, B16) 사이사이, 제1 열(B1)의 외측, 제16 열(B16)의 외측에 형성된 복수의 열(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9, A10, A11, A12, A13, A14, A15, A16)에 복수로 배열된다. 다만, 구동전극 열이 A열이고 터치 신호 검출 전극 열이 B열인 경우에도 본 발명이 동일/유사하게 적용될 수 있다.
복수의 구동전극(TX)의 각 구동전극(TX)을 기준으로, 양측에 인접한 2개의 터치 신호 검출 전극(RX)이 서로 다른 특징을 갖는다. 즉, 각 구동전극(TX)을 기준으로 양측에 인접한 2개의 터치 신호 검출 전극(RX)의 번호가 서로 다르다. 여기서, 2개의 터치 신호 검출 전극(RX)이 다르다 또는 2개의 터치 신호 검출 전극(RX)의 번호가 다르다는 의미는 서로 상이한 트레이스로 연결된다는 의미이다..
복수의 구동전극(TX)은 32개의 제0 구동전극(TX0) 내지 제31 구동전극(TX31)이 제1 배열로 배치된 제1 세트(set 1), 및 32개의 제0 구동전극(TX0) 내지 제31 구동전극(TX31)이 제2 배열로 배치된 제2 세트(set 2)를 포함한다.
제1 세트(set 1)는 행 방향으로 연속적으로 2개, 열방향으로 2개 구비될 수 있는데, 짝수번째 행에 위치한 제1 세트(set 1)는 홀수번째 행에 위치한 제1 세트(set 1)와 대칭될 수 있다.
제2 세트(set 2)는 행 방향으로 연속적으로 2개, 열 방향으로 2개 구비될 수 있는데, 짝수번째 행에 위치한 제2 세트(set 2)는 홀수번째 행에 위치한 제2 세트(set 2)와 대칭될 수 있다.
그리고, 복수의 제2 세트는, 복수의 제1 세트 일측에 배치될 수 있다.
제1 세트(set 1)의 제1 배열은, 32개의 제0 구동전극(TX0) 내지 제31 구동전극(TX31)이 행 방향으로 연속되는 4개의 열에 나눠서 배열된 것으로, 제1 열에는 0부터 7까지의 번호를 갖는 구동전극들이 TX0, TX1, TX2, TX3, TX4, TX5, TX6, TX7 순서로 위에서부터 아래로 배열되고, 제2 열에는 8부터 15까지의 번호를 갖는 구동전극들이 TX15, TX14, TX13, TX12, TX11, TX10, TX9, TX8 순서로 위에서부터 아래로 배열되고, 제3 열에는 16부터 23까지의 번호를 갖는 구동전극들이 TX16, TX17, TX18, TX19, TX20, TX21, TX22, TX23 순서로 위에서부터 아래로 배열되고, 제4 열에는 24부터 31까지의 번호를 갖는 구동전극들이 TX31, TX30, TX29, TX28, TX27, TX26, TX25, TX24 순서로 위에서부터 아래로 배열된다.
제2 세트(set 2)의 제2 배열은, 32개의 제0 구동전극(TX0) 내지 제31 구동전극(TX31)이 행 방향으로 연속되는 4개의 열에 나눠서 배열된 것으로, 제1 열에는 16부터 23까지의 번호를 갖는 구동전극들이 TX16, TX17, TX18, TX19, TX20, TX21, TX22, TX23 순서로 위에서부터 아래로 배열되고, 제2 열에는 24부터 31까지의 번호를 갖는 구동전극들이 TX31, TX30, TX29, TX28, TX27, TX26, TX25, TX24 순서로 위에서부터 아래로 배열되고, 제3 열에는 0부터 7까지의 번호를 갖는 구동전극들이 TX0, TX1, TX2, TX3, TX4, TX5, TX6, TX7 순서로 위에서부터 아래로 배열되고, 제4 열에는 8부터 15까지의 번호를 갖는 구동전극들이 TX15, TX14, TX13, TX12, TX11, TX10, TX9, TX8) 순서로 위에서부터 아래로 배열된다.
한편, 실시 예에 따른 터치 센서는 복수의 터치 신호 검출 전극(RX)을 포함하는데, 예를 들어, 복수의 터치 신호 검출 전극(RX)은 제0 터치 신호 검출 전극(RX0) 내지 제15 터치 신호 검출 전극(RX15)을 포함할 수 있다. 여기서, 각 터치 신호 검출 전극은 아래 배열 조건이 만족되도록 배치될 수 있다.
복수의 터치 신호 검출 전극(RX)은 다음의 조건들을 만족하도록 배열된다. 1) 열 방향으로 연속되는 서로 다른 8개의 구동전극(TX)들을 기준으로 좌측에 1개의 터치 신호 검출 전극과 우측에 1개의 터치 신호 검출 전극이 배치된다. 2) 열 방향으로 연속되는 서로 다른 8개의 구동전극(TX)들을 기준으로 서로 마주보는 2개의 터치 신호 검출 전극(RX)은 서로 다른 번호를 갖는다. 3) 열 방향으로 서로 다른 2개의 터치 신호 검출 전극(RX)들이 배열되고, 행 방향으로 서로 다른 8개의 터치 신호 검출 전극(RX)들이 반복적으로 배열된다. 5) 양측 가장자리에 열 방향을 따라 배열된 터치 신호 검출 전극들의 길이(가로 길이)는, 다른 터치 신호 검출 전극들의 길이(가로 길이)와 동일할 수도 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 다른 터치 신호 검출 전극들의 길이(가로 길이)의 절반일 수 있다.
도 15의 경우에 있어서, 실시예에 따르면 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 신호값에서 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 신호값을 차감하여 순수한 상호 정전 용량 변화량 값만 획득할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 터치 신호 검출 전극과 LGM 방해 신호 검출 전극이 서로 물리적으로 분리된 별개의 전극인 경우에도 도 15에서 전술한 특징이 동일/유사하게 적용될 수 있다.
후자에 있어서, 복수의 터치 신호 검출 전극 열이 먼저 배치되고, 이어서 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극 열이 배치되거나(또는 서로 반대), 각 터치 신호 검출 전극 열과 각 LGM 방해 신호 검출 전극 열이 서로 교대로(RX-LX-RX-LX와 같이) 배치된 경우에도 도 15에서 전술한 특징이 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 16은 도 1a에 도시된 터치 센서(10)가 단일층(1 layer)으로 형성된 또 다른 일 예로서, 일 부분만을 확대한 도면이다. 다만, 도 1a에서는 터치 신호 검출 전극과 LGM 방해 신호 검출 전극이 서로 물리적으로 분리된 별개의 전극인 경우를 가정하였으나, 도 16에서는 터치 신호 검출 전극 중 일부가 LGM 방해 신호 검출 전극으로 기능할 수도 있다.
도 16을 참조하면, 실시 예에 따른 터치 센서는 복수의 구동전극(TX)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX)을 포함한다. 복수의 구동전극(TX)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX)은 행렬 형태로 배열된다.
복수의 구동전극(TX)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX)은 투명 전도성 물질(예를 들면, 산화주석(SnO2) 및 산화인듐(In2O3) 등으로 이루어지는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide)) 등으로 형성될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며 구동전극(TX) 및 터치 신호 검출 전극(RX)은 다른 투명 전도성 물질 또는 불투명 전도성 물질로 형성될 수도 있다. 예컨대, 구동전극(TX) 및 터치 신호 검출 전극(RX)은 은잉크(silver ink), 구리(copper), 은나노(nano silver) 및 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nanotube) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 구동전극(TX) 및 터치 신호 검출 전극(RX)는 메탈 메쉬(metal mesh)로 구현될 수 있다. 구동전극(TX) 및 터치 신호 검출 전극(RX)이 메탈 메쉬로 구현이 경우, 구동전극(TX) 및 터치 신호 검출 전극(RX)과 연결된 배선도 메탈 메쉬로 구현될 수 있고, 구동전극(TX) 및 터치 신호 검출 전극(RX)과 배선이 일체로 메탈 메쉬로 구현될 수도 있다. 구동전극(TX) 및 터치 신호 검출 전극(RX)과 배선이 일체로 메탈 메쉬로 구현된 경우, 전극과 배선 사이 및/또는 전극과 다른 전극 사이 등의 터치 위치를 감지하지 못하는 데드존(dead zone)이 적어져 터치 위치 검출의 민감도가 보다 향상될 수 있게 된다.
실시 예에 따른 터치 센서는 복수의 구동전극(TX)을 기준으로 배열된다. 따라서, 이하에서는 B1 내지 B16 열에 복수로 배치된 구동전극(TX)들의 배열 구조를 먼저 설명하고, 복수의 터치 신호 검출 전극(RX)의 배열 구조를 설명한다.
복수의 구동전극(TX)은 복수의 열(B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8, B9, B10, B11, B12, B13, B14, B15, B16) 각각에 복수로 배열된다. 여기서, 복수의 터치 신호 검출 전극(RX)은 구동전극(TX)들이 배열된 복수의 열(B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8, B9, B10, B11, B12, B13, B14, B15, B16) 사이사이, 제1 열(B1)의 외측, 제16 열(B16)의 외측에 형성된 복수의 열(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9, A10, A11, A12, A13, A14, A15, A16)에 복수로 배열된다. 다만, 구동전극 열이 A열이고 터치 신호 검출 전극 열이 B열인 경우에도 본 발명이 동일/유사하게 적용될 수 있다.
복수의 구동전극(TX)의 각 구동전극(TX)을 기준으로, 양측에 인접한 2개의 터치 신호 검출 전극(RX)이 서로 다른 특징을 갖는다. 즉, 각 구동전극(TX)을 기준으로 양측에 인접한 2개의 터치 신호 검출 전극(RX)의 번호가 서로 다르다. 여기서, 2개의 터치 신호 검출 전극(RX)이 다르다 또는 2개의 터치 신호 검출 전극(RX)의 번호가 다르다는 의미는 서로 상이한 트레이스로 연결된다는 의미이다..
복수의 구동전극(TX)은 32개의 제0 구동전극(TX0) 내지 제31 구동전극(TX31)이 제1 배열로 배치된 세트(set)를 포함한다. 여기서, 세트는, 복수로 행 방향 및 열 방행으로 반복적으로 배열될 수 있다. 짝수번째 행에 위치한 세트(set)는 홀수번째 행에 위치한 세트(set)와 대칭될 수 있다.
각 세트(set)의 제1 배열은, 32개의 제0 구동전극(TX0) 내지 제31 구동전극(TX31)이 행 방향으로 연속되는 4개의 열을 따라 배열된 것으로, 제1 열에는 0부터 7까지의 번호를 갖는 구동전극들이 TX0, TX1, TX2, TX3, TX4, TX5, TX6, TX7 순서로 위에서부터 아래로 배열되고, 제2 열에는 8부터 15까지의 번호를 갖는 구동전극들이 TX15, TX14, TX13, TX12, TX11, TX10, TX9, TX8 순서로 위에서부터 아래로 배열되고, 제3 열에는 16부터 23까지의 번호를 갖는 구동전극들이 TX16, TX17, TX18, TX19, TX20, TX21, TX22, TX23 순서로 위에서부터 아래로 배열되고, 제4 열에는 24부터 31까지의 번호를 갖는 구동전극들이 TX31, TX30, TX29, TX28, TX27, TX26, TX25, TX24 순서로 위에서부터 아래로 배열된다.
한편, 실시 예에 따른 터치 센서는 복수의 터치 신호 검출 전극(RX)을 포함하는데, 예를 들어, 복수의 터치 신호 검출 전극(RX)은 제0 터치 신호 검출 전극(RX0) 내지 제31 터치 신호 검출 전극(RX31)을 포함할 수 있다. 여기서, 각 터치 신호 검출 전극은 아래 배열 조건이 만족되도록 배치될 수 있다.
복수의 터치 신호 검출 전극(RX)은 다음의 조건들을 만족하도록 배열된다. 1) 열 방향으로 연속되는 서로 다른 8개의 구동전극(TX)들을 기준으로 좌측에 1개의 터치 신호 검출 전극과 우측에 1개의 터치 신호 검출 전극이 배열된다. 2) 열 방향으로 연속되는 서로 다른 8개의 구동전극(TX)들을 기준으로 서로 마주보는 2개의 터치 신호 검출 전극(RX)은 서로 다른 번호를 갖는다. 3) 열 방향으로 서로 다른 2개의 터치 신호 검출 전극들이 배열되고, 행 방향으로 서로 다른 16개의 터치 신호 검출 전극들이 반복적으로 배열된다. 4) 양측 가장자리에 열 방향을 따라 배열된 터치 신호 검출 전극들의 길이(가로 길이)는, 다른 터치 신호 검출 전극들의 길이(가로 길이)와 동일할 수도 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 다른 터치 신호 검출 전극들의 길이(가로 길이)의 절반일 수 있다.
도 16의 경우에 있어서, 실시예에 따르면 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 신호값에서 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 신호값을 차감하여 순수한 상호 정전 용량 변화량 값만 획득할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 터치 신호 검출 전극과 LGM 방해 신호 검출 전극이 서로 물리적으로 분리된 별개의 전극인 경우에도 도 16에서 전술한 특징이 동일/유사하게 적용될 수 있다.
후자에 있어서, 복수의 터치 신호 검출 전극 열이 먼저 배치되고, 이어서 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극 열이 배치되거나(또는 서로 반대), 각 터치 신호 검출 전극 열과 각 LGM 방해 신호 검출 전극 열이 서로 교대로(RX-LX-RX-LX와 같이) 배치된 경우에도 도 16에서 전술한 특징이 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 17는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서를 개념화한 하나의 예시적인 개념도이다. 다만, 도 1a에서는 터치 신호 검출 전극과 LGM 방해 신호 검출 전극이 서로 물리적으로 분리된 별개의 전극인 경우를 가정하였으나, 도 17에서는 터치 신호 검출 전극 중 일부가 LGM 방해 신호 검출 전극으로 기능할 수도 있다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서는 복수의 구동전극(TX0 내지 TX7)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX7)을 포함한다. 여기서, 복수의 구동전극(TX0 내지 TX7)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX7)는 도 10 또는 도 12에 도시된 바와 같이 단일층에 형성될 수도 있고, 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이 이중층에 형성된 것일 수도 있다.
복수의 구동전극(TX0 내지 TX7)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX7)을 포함하는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서는, 복수의 구동전극(TX0 내지 TX7)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX7) 사이에 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 노드(node)들과 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 노드들을 포함한다.
예컨대, 도 17에서 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 노드(node)들은 (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)이다.
상호 정전용량(Cm)을 형성하는 노드(node)들의 소정의 터치 신호 검출 전극로부터 출력되는 감지신호에는 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보뿐만 아니라 노이즈 정보를 포함한다. 여기서, 노이즈 정보는 플로팅 상태에서 발생되는 LGM 방해 신호에 의한 정전용량 변화량 정보를 포함한다. 따라서, 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 노드(node)들의 각 터치 신호 검출 전극들로부터 수신된 감지신호가 소정의 레벨 값으로 변환되어 출력 시, 출력되는 레벨 값은 상호 정전용량 변화량의 정보와 상기 노이즈 정보가 반영된 것이다.
한편, 도 17에서 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 노드(node)들은 (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)이다.
상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 노드(node)들의 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호에는 노이즈 정보만이 포함될 수 있다. 즉, 여기서 다른 소정의 터치 신호 검출 전극이 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용될 수 있다.
따라서, 이러한 터치 센서를 갖는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 노드(node)들의 소정의 터치 신호 검출 전극로부터 출력되는 감지신호(제1 감지신호)에서, 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 노드(node)들의 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호(제2 감지신호)를 차감함으로써, 상기 노이즈 정보를 제거하고, 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보를 얻을 수 있다. 따라서, 터치 입력 장치가 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 노드(node)들의 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호에서 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 노드(node)들의 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호를 차감한 최종 감지신호에 대응되는 디지털 값(또는 신호 레벨 값)은 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보에 기초한 값이 된다. 결국, 터치 입력 장치가 플로팅 상태에 있더라도 그립된 상태에서 출력된 디지털 값과 동일 또는 거의 유사한 디지털 값이 출력될 수 있다.
여기서, 좀 더 바람직하게는, 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 노드(node)들의 소정의 터치 신호 검출 전극로부터 출력되는 감지신호(제1 감지신호)에서, 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 노드(node)들의 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호(제2 감지신호)와 미리 설정된 팩터(factor)를 곱한 것을 차감할 수도 있다. 상기 팩터를 제2 감지신호에 곱하는 이유는, 액티브 채널(active channel)과 더미 채널(dummy channel)의 구성상 차이로 인해 생길 수 있는 감지신호의 크기 변화를 보상하기 위함이다. 예를 들어, 상기 팩터는 0.8과 같은 미리 설정될 값을 가질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 팩터의 값은 설계에 따라 달라질 수 있다.
이하, 구체적인 예시를 도 18 내지 도 24를 참조하여 설명한다.
도 18은 도 12에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서를 개념화한 개념도이다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서는 복수의 구동전극(TX0 내지 TX7)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX7)를 포함한다. 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX7) 중 적어도 일부로부터는 상호 정전용량이 검출되지 않을 수 있다.
여기서, 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX7) 중 어떤 터치 신호 검출 전극들이 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는지는, 구동신호가 인가되는 구동전극에 따라 결정된다.
예를 들어, 제0 구동전극(TX0)에 구동신호가 인가된 경우, 복수의 터치 신호 검출 전극들(Rx0 내지 Rx7) 중 제4 터치 신호 검출 전극(Rx4), 제5 터치 신호 검출 전극(Rx5), 제6 터치 신호 검출 전극(Rx6) 및 제7 터치 신호 검출 전극(Rx7)이 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용된다. 다시 말해, 제0 구동전극(Tx0)에 구동신호가 인가된 경우, 제4, 5, 6, 7 터치 신호 검출 전극들(Rx4, Rx5, Rx6, Rx7)은 제0 구동전극(Tx0)와 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되고, 제0, 1, 2, 3 터치 신호 검출 전극들(Rx0, Rx1, Rx2, Rx3)은 제0 구동전극(Tx0)과 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 터치 신호 검출 전극이 된다.
만약, 제1 구동전극(Tx1)에 구동신호가 인가된다면, 제4, 5, 6, 7 터치 신호 검출 전극들(Rx4, Rx5, Rx6, Rx7)은 제1 구동전극(Tx1)과 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 터치 신호 검출 전극이 되고, 제0, 1, 2, 3 터치 신호 검출 전극들(Rx0, Rx1, Rx2, Rx3)은 제1 구동전극(Tx1)과 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용된다.
이러한 터치 센서를 갖는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 노드(node)들의 소정의 터치 신호 검출 전극로부터 출력되는 감지신호에서, 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 노드(node)들의 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호를 차감함으로써, 노이즈 정보, 특히 LGM 방해 신호에 의한 정전용량 변화량의 정보를 제거할 수 있다. 여기서, 터치 센서를 갖는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 노드(node)들의 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호에서, 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 노드(node)들의 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호에 미리 설정된 팩터(factor)를 곱한 것을 차감할 수도 있다.
도 19a는 도 12에 도시된 터치 센서의 복수의 터치 신호 검출 전극 중 일부가 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 경우를 설명하기 위한 예시 도면이다. 도 19a는 도 12에서 전술한 원리가 동일/유사하게 적용되며, 도 17의 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다.
특히, 도 19a를 참조하면, 제1 구동전극(Tx1)에 구동신호가 인가된 경우, 제1 구동전극(Tx1)과 인접하여 배치된 Rx4, Rx5, Rx6, Rx7이 제1 구동전극(Tx1)과 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 소정의 터치 신호 검출 전극으로 이용되고, 제1 구동전극(Tx1)과 소정 거리 이격하여 배치된Rx0, Rx1, Rx2, Rx3이 제1 구동전극(Tx1)과 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로 정의될 수 있다. 구체적으로, 도 19a에서 상기 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2, Rx3)은, 제1 구동전극(Tx1)과 소정 거리 이격되어 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않아야 하고, 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx4, Rx5, Rx6, Rx7)과 각각 서로 상이한 채널로 연결된다는 조건을 만족시킬 수 있다. 여기서, 서로 상이한 채널로 연결된다는 것은, 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx4, Rx5, Rx6, Rx7)에 부여되는 전극 번호와 겹치지 않는 다른 전극 번호의 채널로 연결된다는 것을 의미한다.
소정의 터치 신호 검출 전극(Rx4, Rx5, Rx6, Rx7)로부터 출력되는 감지신호에는, 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보뿐만 아니라 노이즈 정보를 포함한다. 여기서, 노이즈 정보는, 플로팅 상태에서 발생되는 LGM 방해 신호에 의한 정전용량 변화량 정보를 포함한다. 따라서, 터치 신호 검출 전극(Rx4, Rx5, Rx6, Rx7)로부터 출력되는 감지신호가 터치 입력 장치의 터치 신호 검출부(11a)에서 소정의 레벨 값으로 변환되어 출력 시, 출력되는 레벨 값은 상호 정전용량 변화량의 정보와 상기 노이즈 정보가 반영된다.
반면, LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2, Rx3)로부터 출력되는 감지신호에는, 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보는 거의 없고, 상기 노이즈 정보만을 포함한다.
따라서, 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 신호값에서 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 신호값을 차감하여 순수한 상호 정전 용량 변화량 값만 획득할 수 있다.
특히, 도 19a의 경우, LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극의 면적의 합이 소정의 터치 신호 검출 전극의 면적의 합과 거의 동일하도록 구현할 수 있다.
이는, 검출되는 신호의 크기는 전극의 면적에 비례하므로, LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 검출되는 LGM 방해 신호의 크기와 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 검출되는 LGM 방해 신호의 크기가 최대한 서로 동일하도록 하기 위함이고, 이로서, LGM 방해 신호의 제거 과정에서 LGM 방해 신호가 완전히 제거될 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 도 19a의 경우, LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2, Rx3)에는 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보는 거의 없도록 하기 위하여, 상기 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx4, Rx5, Rx6, Rx7)과 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2, Rx3) 사이에 배치된 임의의 구동전극을 그라운드(GND)로 설정할 수 있다. 또는, 상기 소정의 터치 신호 검출 전극(RX4, RX5, RX6, RX7 등)을 그라운드(GND)로 설정할 수도 있다.
도 19b(도 19a의 일부 도시)는 도 19a에서 전술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있으나, 물리적으로 별개의 LGM 방해 신호 검출 전극을 따로 배치한 것을 예시한다. 여기서 물리적으로 별개의 LGM 방해 신호 검출 전극을 배치한다는 것은 도 19a의 터치 신호 검출 전극 이외에 추가적으로 배치한다는 것을 의미한다, 따라서, 이로 인하여 LGM 방해 신호 검출 전극의 경우에도 터치 신호 검출 전극에 대응되는 별도의 트레이스가 추가되므로, 도 19a에 비하여 트레이스의 개수가 많아지게 된다.
특히, 도 19b를 참조하면, 제1 구동전극(Tx1)에 구동신호가 인가된 경우, 제1 구동전극(Tx1)과 인접하여 배치된 터치 신호 검출 전극(Rx4, Rx7)이 제1 구동전극(Tx1)과 상호 정전용량(Cm)을 형성하고, 제1 구동전극(Tx1)과 소정 거리 이격되어 배치된 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1, LX2)은 제1 구동전극(Tx1)과 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는다.
소정의 터치 신호 검출 전극(Rx4, Rx7)로부터 출력되는 감지신호에는, 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보뿐만 아니라 노이즈 정보를 포함한다. 여기서, 노이즈 정보는, 플로팅 상태에서 발생되는 LGM 방해 신호에 의한 정전용량 변화량 정보를 포함한다. 따라서, 터치 신호 검출 전극(Rx4, Rx7)로부터 출력되는 감지신호가 터치 입력 장치의 터치 신호 검출부(11a)에서 소정의 레벨 값으로 변환되어 출력 시, 출력되는 레벨 값은 상호 정전용량 변화량의 정보와 상기 노이즈 정보가 반영된다.
반면, LGM 방해 신호 검출 전극(LX1, LX2)으로부터 출력되는 감지신호에는, 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보는 거의 없고, 상기 노이즈 정보만을 포함한다.
따라서, 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 신호값에서 LGM 방해 신호 검출 전극으로부터 출력되는 신호값을 차감하여 순수한 상호 정전 용량 변화량 값만 획득할 수 있다.
도 19b의 경우, LGM 방해 신호 검출 전극(LX1, LX2)은 터치 신호 검출 전극(Rx4, Rx7)의 내부에 배치될 수 있다. LGM 방해 신호 검출 전극(LX1, LX2)은 터치 신호 검출 전극(Rx4, Rx7)의 베이스 정전용량을 줄이는 역할을 할 수 있다. LGM 방해 신호 검출 전극(LX1, LX2)은 터치 신호 검출 전극(Rx4, Rx7)을 메탈메쉬로 형성한 후, 터치 신호 검출 전극(Rx4, Rx7)의 내부 일 부분을 끊거나 제거하여 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1, LX2)과 터치 신호 검출 전극(Rx4, Rx7)이 홀(H)에 의해 소정 거리 이격되도록 배치될 수 있다.
그리고, 도 19a의 경우, LGM 방해 신호 검출 전극과 터치 신호 검출 전극이 서로 상이한 위치에 배치되어, 즉 서로 상이한 터치 좌표를 구성하지만, 도 19b의 경우, LGM 방해 신호 검출 전극과 터치 신호 검출 전극의 좌표 중심점이 일치하도록 구현하여 도 19a의 배치 형태에 비해 보다 효과적으로 LGM 방해 신호를 제거할 수 있게 된다.
또한, 도 19b의 경우, 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1, LX2) 각각의 면적의 합이 복수의 터치 신호 검출 전극(RX4, RX7) 각각의 면적의 합과 거의 동일하도록 구현할 수 있다. 이는, 검출되는 신호의 크기는 전극의 면적에 비례하므로, 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX1, LX2)으로부터 검출되는 LGM 방해 신호의 크기와 복수의 터치 신호 검출 전극(RX4, RX7)으로부터 검출되는 LGM 방해 신호의 크기가 최대한 서로 동일하도록 하기 위함이고, 이로서, LGM 방해 신호의 제거 과정에서 LGM 방해 신호가 완전히 제거될 수 있도록 하기 위함이다.
도 20은 도 12에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치에서 출력되는 로우 데이터의 예시적인 도면이다. 도 20의 (a)에 도시된 로우 데이터는 도 13에 도시된 로우 데이터와 동일하다. 즉, 도 13에 도시된 로우 데이터는 도 12에 도시된 터치 센서에서 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 노드들의 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호에 기초한 로우 데이터이고, 도 20의 (b)는 도 12에 도시된 터치 센서에서 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 노드들의 다른 소정의 터치 신호 검출 전극 으로부터 출력되는 감지신호에 기초한 로우 데이터이다.
도 20의 (c)는 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 노드(node)들의 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호에서, 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 노드(node)들의 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호를 차감하였을 때의 로우 데이터이다.
도 20의 (c)의 로우 데이터를 도 20의 (a)와 비교해보면, 도 20의 (c)의 로우 데이터에서 실제 객체에 의한 터치가 이뤄진 터치 영역 내의 디지털 값(또는 레벨 값)들이 도 20의 (a)의 해당 부분의 디지털 값(또는 레벨 값)보다 상대적으로 높게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 즉, 터치 영역의 중심 부분이 대략 +250 이상의 레벨 값을 가지게 됨을 확인할 수 있어서, 터치 입력 장치가 플로팅 상태에서도 그립 상태와 동일 또는 유사한 레벨 값들을 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.
별도의 로우 데이터를 도시하지 않았지만, 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 노드(node)들의 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호에서, 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 노드(node)들의 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호에 미리 설정된 팩터(factor)를 곱한 것을 차감한 로우 데이터도 도 20의(c)와 유사하게 도출될 수 있다.
도 21는 브릿지(Bridge) 구조의 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서를 개념화한 개념도이다.
참고로, 도 21의 경우에도 도 17에서 전술한 내용이 동일/유사하게 적용될 수 있으나, 임의의 수신전극이 터치 신호 검출 전극으로 기능하거나 또는 LGM 방해 신호 검출 전극으로 기능하는 것이 아닌 터치 신호 검출 전극과 LGM 방해 신호 검출 전극이 물리적으로 구분되는 경우를 가정한다.
도 21를 참조하면, 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서는 복수의 구동전극(TX0 내지 TX7)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3)을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서는 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX0내지 LX3)을 포함한다.
복수의 구동전극(TX0 내지 TX7)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX3) 사이에는 상호 정전용량(Cm)이 형성되지만, 복수의 구동전극(TX0 내지 TX7)과 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX0 내지 LX3) 사이에는 상호 정전용량(Cm)이 형성되지 않는다. 여기서, 실제로는 복수의 구동전극(TX0 내지 TX7)과 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX0 내지 LX3) 사이에는 미미하게 상호 정전용량이 형성될 수 있지만, 터치 여부 검출 시 미미한 상호 정전용량은 무시될 수 있다.
이러한 터치 센서를 갖는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 노드(node)들의 각 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호에서, 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 노드(node)들의 각 LGM 방해 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호를 차감함으로써, 노이즈 정보, 특히 LGM 방해 신호에 의한 정전용량 변화량의 정보를 제거할 수 있다. 여기서, 터치 센서를 갖는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 노드(node)들의 각 터치 신호 검출 전극로부터 출력되는 감지신호에서, 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 노드(node)들의 각 LGM 방해 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호와 미리 설정된 팩터를 곱한 것을 차감할 수도 있다.
도 22은 도 21에 도시된 터치 센서의 개념도가 적용될 수 있는 일 예에 따른 터치 센서의 구성도이다.
도 22을 참조하면, 복수의 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2, Tx3)이 가로 방향으로 평행하게 배열되고, 복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1)이 세로 방향으로 평행하게 배열된다.
복수의 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2, Tx3)과 복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0, R1) 각각은 다이아몬드 형상으로, 인접한 두 개의 구동전극 및 인접한 두 개의 터치 신호 검출 전극은 전도성 연결부를 통해 서로 전기적으로 연결된다.
복수의 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2, Tx3)과 복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1)은 메탈메쉬로 구현될 수 있다. 여기서, 복수의 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2, Tx3)들을 연결하는 전도성 연결부도 메탈메쉬로 구현될 수 있다. 복수의 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2, Tx3)들을 연결하는 전도성 연결부도 메탈메쉬로 구현될 수 있고, 전도성 트레이스로도 구현될 수 있다.
복수의 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2, Tx3)과 복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1) 각각은 내부에 전기적으로 절연된 소정의 패턴을 갖는다. 소정의 패턴은 각 터치 신호 검출전극과 각 구동전극의 베이스 정전용량을 줄이기 위해 형성된 것일 수 있다. 메탈메쉬로 각 구동전극과 각 터치 신호 검출전극을 형성한 후, 각 구동전극과 각 터치 신호 검출 전극의 내부의 일 부분의 메탈메쉬를 끊거나 제거하여 소정의 패턴을 형성할 수 있다. 이 때, 각 구동전극 및 각 터치 신호 검출 전극과 소정의 패턴 사이는 홀(H)에 의해 소정 거리 이격될 수 있다. 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX0, LX1)은 복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1) 내부의 소정의 패턴들이 전기적으로 연결된 것일 수 있다. 복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1)은 복수의 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2, Tx3)과 매우 인접하여 있기 때문에, 상호 정전용량(Cm)이 형성되지만, 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX0, LX1)은 복수의 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2, Tx3)과 상대적으로 떨어져 위치하므로 상호 정전용량(Cm)이 무시할 정도로 작게 형성된다.
특히, 도 22의 경우, 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX0, LX1) 각각의 면적의 합이 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0, RX1) 각각의 면적의 합과 거의 동일하도록 구현할 수 있다. 이는, 검출되는 신호의 크기는 전극의 면적에 비례하므로, 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX0, LX1)으로부터 검출되는 LGM 방해 신호의 크기와 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0, RX1)으로부터 검출되는 LGM 방해 신호의 크기가 최대한 서로 동일하도록 하기 위함이고, 이로서, LGM 방해 신호의 제거 과정에서 LGM 방해 신호가 완전히 제거될 수 있도록 하기 위함이다.
그리고, 도 19a의 경우, LGM 방해 신호 검출 전극과 터치 신호 검출 전극의 면적이 동일하지만, 서로 상이한 위치에 배치되어, 즉 서로 상이한 터치 좌표를 구성하지만, 도 22의 경우, LGM 방해 신호 검출 전극과 터치 신호 검출 전극의 면적이 동일하면서도 각 전극의 좌표 중심점이 일치하도록 구현하여 도 19의 배치 형태에 비해 보다 효과적으로 LGM 방해 신호를 제거할 수 있게 된다.
한편, 도 22의 경우, 임의의 LGM 방해 신호 검출 전극(예>LX0, LX1)에는 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보는 거의 없도록 하기 위하여, 임의의 구동전극(예> TX3)과 임의의 LGM 방해 신호 검출 전극(예>LX0, LX1) 사이에 배치된 임의의 터치 신호 검출 전극(예> RX0, RX1)을 그라운드(GND)로 설정할 수 있다.
도 23은 브릿지(Bridge) 구조의 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서를 개념화한 다른 개념도이다. 도 23을 참조하면, 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서는 복수의 제1 구동전극(TX0 내지 TX3)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX7)을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서는 복수의 제2 구동전극(Mx0 내지 Mx3)을 포함한다.
복수의 제1 구동전극(TX0 내지 TX3)과 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0 내지 RX7) 사이에는 상호 정전용량(Cm)이 형성되지만, 복수의 제2 구동전극(Mx0 내지 Mx3)과 복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0 내지 Rx7) 사이에는 상호 정전용량(Cm)이 형성되지 않는다. 여기서, 실제로는 복수의 제2 구동전극(Mx0 내지 Mx3)과 복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0 내지 Rx7) 사이에는 미미하게 상호 정전용량이 형성될 수 있지만, 터치 여부 검출 시 미미한 상호 정전용량은 무시될 수 있다.
이러한 터치 센서를 갖는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 노드(node)들의 각 터치 신호 검출전극(Rx)로부터 출력되는 감지신호에서, 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 노드(node)들의 각 터치 신호 검출전극(Rx)으로부터 출력되는 감지신호를 차감함으로써, 노이즈 정보, 특히 LGM 방해 신호에 의한 정전용량 변화량의 정보를 제거할 수 있다. 여기서, 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 노드(node)들의 각 터치 신호 검출 전극(Rx)로부터 출력되는 감지신호에서, 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 노드(node)들의 각 터치 신호 검출 전극(Rx)으로부터 출력되는 감지신호에 미리 설정된 팩터(factor)를 곱한 것을 차감할 수도 있다.
도 24는 도 23에 도시된 터치 센서의 개념도가 적용될 수 있는 일 예에 따른 터치 센서의 구성도이다.
도 24를 참조하면, 복수의 터치 신호 검출전극(Rx0, Rx1, Rx2, Rx3)이 가로 방향으로 평행하게 배열되고, 복수의 구동전극(Tx0, Tx1)이 세로 방향으로 평행하게 배열된다.
복수의 터치 신호 검출전극(Rx0, Rx1, Rx2, Rx3)과 복수의 제1 구동전극(Tx0, Tx1) 각각은 다이아몬드 형상으로, 인접한 두 개의 제1 구동전극 및 인접한 두 개의 터치 신호 검출전극은 전도성 연결부를 통해 서로 전기적으로 연결된다.
복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2, Rx3)과 복수의 제1 구동전극(Tx0, Tx1)은 메탈메쉬로 구현될 수 있다. 여기서, 복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2, Rx3)들을 연결하는 전도성 연결부도 메탈메쉬로 구현될 수 있다. 복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2, Rx3)들을 연결하는 전도성 연결부도 메탈메쉬로 구현될 수 있고, 전도성 트레이스로도 구현될 수 있다.
복수의 터치 신호 검출전극(Rx0, Rx1, Rx2, Rx3)과 복수의 제1 구동전극(Tx0, Tx1) 각각은 내부에 전기적으로 절연된 소정의 패턴을 갖는다. 소정의 패턴은 각 터치 신호 검출전극과 제1 구동전극의 베이스 정전용량을 줄이기 위해 형성된 것일 수 있다. 메탈메쉬로 각 제1 구동전극과 각 터치 신호 검출 전극을 형성한 후, 각 제1 구동전극(Tx0, Tx1)과 각 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2, Rx3)의 내부의 일 부분의 메탈메쉬를 끊거나 제거하여 소정의 패턴을 형성할 수 있다. 이 때, 각 제1 구동전극(Tx0, Tx1) 및 각 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2, Rx3)과 소정의 패턴 사이는 홀(H)에 의해 소정 거리 이격될 수 있다.
복수의 제2 구동전극(Mx0, Mx1)은 복수의 제1 구동전극(Tx0, Tx1) 내부의 소정의 패턴들이 전기적으로 연결된 것일 수 있다. 복수의 제1 구동전극(Tx0, Tx1)은 복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2, Rx3)과 매우 인접하여 있기 때문에, 상호 정전용량(Cm)이 형성되지만, 복수의 제2 구동전극(Mx0, Mx1)은 복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2, Rx3)과 상대적으로 떨어져 위치하므로 상호 정전용량(Cm)이 무시할 정도로 작게 형성된다.
특히, 도 24의 경우, 복수의 제2 구동전극(Mx0, Mx1) 각각의 면적의 합이 복수의 제1 구동전극(Tx0, Tx1) 각각의 면적의 합과 거의 동일하도록 구현할 수 있다. 이는, 검출되는 신호의 크기는 전극의 면적에 비례하므로, 복수의 제2 구동전극(Mx0, Mx1)으로부터 검출되는 LGM 방해 신호의 크기와 복수의 제1 구동전극(Tx0, Tx1)으로부터 검출되는 LGM 방해 신호의 크기가 최대한 서로 동일하도록 하기 위함이고, 이로서, LGM 방해 신호의 제거 과정에서 LGM 방해 신호가 완전히 제거될 수 있도록 하기 위함이다.
그리고, 도 24의 경우, 복수의 제2 구동전극과 복수의 제1 구동전극의 면적이 동일하면서도 각 전극의 좌표 중심점이 일치하도록 구현하여 도 19의 배치 형태에 비해 보다 효과적으로 LGM 방해 신호를 제거할 수 있게 된다.
한편, 도 24의 경우, 임의의 제2 구동전극(예>MX0, MX1)에는 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보는 거의 없도록 하기 위하여, 임의의 터치 신호 검출 전극(예> RX3)과 임의의 제2 구동전극(예>MX0, MX1) 사이에 배치된 임의의 제1 구동전극(예> TX0, TX1)을 그라운드(GND)로 설정할 수 있다.
도 25a는 도 21에 도시된 터치 센서의 개념도가 적용될 수 있는 다른 예에 따른 터치 센서의 구성도이다.
도 25a를 참조하면, 복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2)이 가로 방향으로 평행하게 배열되고, 복수의 구동전극(Tx0, Tx1, TX2)이 세로 방향으로 평행하게 배열된다. 여기서, 가로와 세로 방향으로 바뀌어도 무방하다.
복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2)과 복수의 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2) 각각은 바(bar) 형상이다.
복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2)은 제1 층에 형성되고, 복수의 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2)은 제2 층에 형성된다. 제1 층과 제2 층은 동일 평면 상에 배치되지 않는다. 예를 들어, 제2 층 상에 제1 층이 배치될 수 있다. 제1 층과 제2 층 사이에는 절연층이 배치될 수 있다.
복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2)과 복수의 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2)은 메탈메쉬 또는 전도성 금속으로 구현될 수 있다.
도 25a에 도시된 터치 센서는, 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX0, LX1, LX2)를 포함한다. 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX0, LX1, LX2)은 복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2)이 형성된 층에 함께 형성되며, 복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2) 사이사이에 각각의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX0, LX1, LX2)이 배치될 수 있다.
각 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2)은 각 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2)과 오버랩되는 제1 영역과 각 LGM 방해 신호 검출 전극(LX0, LX1, LX2)과 오버랩되는 제2 영역을 포함한다. 여기서, 제1 영역의 크기는 제2 영역의 크기보다 크게 형성된다. 특히, 제2 영역의 크기는 가능한 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 LGM 방해 신호 검출 전극과 구동전극 사이의 상호 정전용량을 최대한 줄이기 위함이다. 또는, 터치 신호 검출 전극과 LGM 방해 신호 검출 전극의 형상이 동일한 조건에서, 각 구동전극에서 터치 신호 검출 전극과 겹치는 제1 영역의 폭은, LGM 방해 신호 검출 전극과 겹치는 제2 영역의 폭보다 넓게 설계될 수도 있다.
복수의 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2)은 복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2)과 겹치는 영역이 상대적으로 많기 때문에, 상대적으로 큰 상호 정전용량(Cm)이 형성되지만, 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극 (LX0, LX1, LX2)은 복수의 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2)과 상대적으로 작게 오버랩되므로, 이 둘 사이의 상호 정전용량(Cm)은 무시할 정도로 작게 형성된다.
특히, 도 25a의 경우, 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX0, LX1, LX2) 각각의 면적의 합이 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0, RX1, RX2) 각각의 면적의 합과 거의 동일하도록 구현할 수 있다. 이는, 검출되는 신호의 크기는 전극의 면적에 비례하므로, 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극(LX0, LX1, LX2)으로부터 검출되는 LGM 방해 신호의 크기와 복수의 터치 신호 검출 전극(RX0, RX1, RX2)으로부터 검출되는 LGM 방해 신호의 크기가 최대한 서로 동일하도록 하기 위함이고, 이로서, LGM 방해 신호의 제거 과정에서 LGM 방해 신호가 완전히 제거될 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 도 25a의 경우, 임의의 LGM 방해 신호 검출 전극(예> LX0, LX1, LX2)에는 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보는 거의 없도록 하기 위하여, 임의의 구동전극(예> TX0)과 임의의 LGM 방해 신호 검출 전극(예>LX0, LX1, LX2) 사이에 배치된 임의의 터치 신호 검출 전극(예> RX0, RX1, RX2)을 그라운드(GND)로 설정할 수 있다.
도 25b는 도 25a에서 기술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있으나, LGM 방해 신호 검출 전극이 터치 신호 검출 전극 내부에 배치되도록 구현한 실시예이다.
도 25b의 경우, LGM 방해 신호 검출 전극(LX0, LX1, LX2)은 터치 신호 검출 전극(RX0, RX1, RX2)의 내부에 배치될 수 있다. LGM 방해 신호 검출 전극(LX0, LX1, LX2)은 터치 신호 검출 전극(RX0, RX1, RX2)의 베이스 정전용량을 줄이는 역할을 할 수 있다. LGM 방해 신호 검출 전극(LX0, LX1, LX2)은 터치 신호 검출 전극(RX0, RX1, RX2)을 메탈메쉬로 형성한 후, 터치 신호 검출 전극(RX0, RX1, RX2)의 내부 일 부분을 끊거나 제거하여 LGM 방해 신호 검출 전극(LX0, LX1, LX2)과 터치 신호 검출 전극(RX0, RX1, RX2)이 소정 거리 이격되도록 배치될 수 있다.
도 25b의 경우, 각 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2)은 각 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2)과 오버랩되는 제1 영역과 각 LGM 방해 신호 검출 전극(LX0, LX1, LX2)과 오버랩되는 제2 영역을 포함한다. 여기서, 제1 영역의 크기는 제2 영역의 크기보다 크게 형성된다. 특히, 제2 영역의 크기는 가능한 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 LGM 방해 신호 검출 전극과 구동전극 사이의 상호 정전용량을 최대한 줄이기 위함이다. 또는, 터치 신호 검출 전극과 LGM 방해 신호 검출 전극의 형상이 동일한 조건에서, 각 구동전극에서 터치 신호 검출 전극과 겹치는 제1 영역의 폭은, LGM 방해 신호 검출 전극과 겹치는 제2 영역의 폭보다 넓게 설계될 수도 있다.
복수의 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2)은 복수의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2)과 겹치는 영역이 상대적으로 많기 때문에, 상대적으로 큰 상호 정전용량(Cm)이 형성되지만, 복수의 LGM 방해 신호 검출 전극 (LX0, LX1, LX2)은 복수의 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2)과 상대적으로 작게 오버랩되므로, 이 둘 사이의 상호 정전용량(Cm)은 무시할 정도로 작게 형성된다.
도 26은 도 23에 도시된 터치 센서의 개념도가 적용될 수 있는 다른 예에 따른 터치 센서의 구성도이다.
도 26을 참조하면, 복수의 터치 신호 검출전극(Rx0, Rx1, Rx2)이 세로 방향으로 평행하게 배열되고, 복수의 제1 구동전극(Tx0, Tx1, TX2)이 가로 방향으로 평행하게 배열된다. 여기서, 가로와 세로 방향으로 바뀌어도 무방하다.
복수의 터치 신호 검출전극(Rx0, Rx1, Rx2)과 복수의 제1 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2) 각각은 바(bar) 형상이다.
복수의 터치 신호 검출전극(Rx0, Rx1, Rx2)은 제1 층에 형성되고, 복수의 제1 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2)은 제2 층에 형성된다. 제1 층과 제2 층은 동일 평면 상에 배치되지 않는다. 예를 들어, 제2 층 상에 제1 층이 배치될 수 있다. 제1 층과 제2 층 사이에는 절연층이 배치될 수 있다.
복수의 터치 신호 검출전극(Rx0, Rx1, Rx2)과 복수의 제1 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2)은 메탈메쉬 또는 전도성 금속으로 구현될 수 있다.
도 26에 도시된 터치 센서는, 복수의 제2 구동전극(MX0, MX1, MX2)을 포함한다. 복수의 제2 구동전극(MX0, MX1, MX2)은 복수의 제1 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2)의 형성된 층에 함께 형성되며, 복수의 제1 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2) 사이사이에 각각의 제2 구동전극(MX0, MX1, MX2)이 배치될 수 있다.
각 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2)은 각 제1 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2)과 오버랩되는 제1 영역과 각 제2 구동전극(MX0, MX1, MX2)과 오버랩되는 제2 영역을 포함한다. 여기서, 제1 영역의 면적은 제2 영역의 면적보다 크게 형성된다. 특히, 제2 영역의 면적은 가능한 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 제2 구동전극과 터치 신호 검출 전극 사이의 상호 정전용량을 최대한 줄이기 위함이다. 또는, 터치 신호 검출 전극들의 형상이 동일한 조건에서, 제1 구동전극과 터치 신호 검출 전극과 겹치는 제1 영역의 폭은, 제2 구동전극과 터치 신호 검출 전극이 겹치는 제2 영역의 폭보다 크게 설계될 수도 있다.
각 제1 구동전극(Tx0, Tx1, Tx2)은 각 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2)과 겹치는 영역이 상대적으로 많기 때문에, 상대적으로 큰 상호 정전용량(Cm)이 형성되지만, 각 제2 구동전극(MX0, MX1, MX2)은 각 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx1, Rx2)과 상대적으로 작게 오버랩되므로, 이 둘 사이의 상호 정전용량(Cm)은 무시할 정도로 작게 형성된다.
본 출원인은, 도 10에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치를 그립 상태와 플로팅 상태에서 각각 15 파이의 직경을 갖는 도전봉으로 테스트를 하였을 때, 각 상태에서의 로우 데이터들을 얻을 수 있었다. 얻은 로우 데이터가 도 27에 도시되어 있는데, 도 27의 좌측 로우 데이터가 그립 상태이고, 도 27의 우측 로우 데이터가 플로팅 상태이다. 도 27의 좌우 로우 데이터를 비교해보면, 플로팅 상태에서 발생되는 LGM 방해 신호에 의해 터치 영역의 레벨 값들이 현저히 낮아진 것을 확인할 수 있다.
또한, 본 출원인은, 도 12에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치를 그립 상태와 플로팅 상태에서 각각 15 파이의 직경을 갖는 도전봉으로 테스트를 하였고, 도 20의 (a) 내지 (c)에서 설명한 바와 같이, 구동전극과 상호 정전용량을 형성하는 소정의 터치 신호 검출전극으로부터 출력되는 감지신호에서 구동전극과 상호 정전용량을 형성하지 않아 LGM 방해 신호 검출전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극 출력되는 감지신호를 차감하여 각 상태에서의 로우 데이터들을 얻을 수 있었다. 얻은 로우 데이터가 도 28에 도시되어 있는데, 도 28의 좌측 로우 데이터가 그립 상태이고, 도 28의 우측 로우 데이터가 플로팅 상태이다. 도 28의 좌우 로우 데이터를 비교해보면, 그립 상태와 플로팅 상태에서 터치 영역 내의 레벨 값들의 편차가 도 27과 비교하여 상당히 낮은 것을 확인할 수 있다.
나아가 본 출원인은, 도 10에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치를 그립 상태와 플로팅 상태에서 각각 20 파이의 직경을 갖는 도전봉으로 테스트를 하였을 때, 각 상태에서의 로우 데이터들을 얻을 수 있었다. 얻은 로우 데이터가 도 29에 도시되어 있는데, 도 29의 좌측 로우 데이터가 그립 상태이고, 도 29의 우측 로우 데이터가 플로팅 상태이다. 도 29의 좌우 로우 데이터를 비교해보면, 플로팅 상태에서 발생되는 LGM 방해 신호에 의해 터치 영역의 레벨 값들이 현저히 낮아진 것을 확인할 수 있다.
또한, 본 출원인은, 도 12에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치를 그립 상태와 플로팅 상태에서 각각 15 파이의 직경을 갖는 도전봉으로 테스트를 하였고, 도 20의 (a) 내지 (c)에서 설명한 바와 같이, 구동전극과 상호 정전용량을 형성하는 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호에서 구동전극과 상호 정전용량을 형성하지 않아 LGM 방해 신호 검출전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호를 차감하여 각 상태에서의 로우 데이터들을 얻을 수 있었다. 얻은 로우 데이터가 도 30에 도시되어 있는데, 도 30의 좌측 로우 데이터가 그립 상태이고, 도 30의 우측 로우 데이터가 플로팅 상태이다. 도 30의 좌우 로우 데이터를 비교해보면, 그립 상태와 플로팅 상태에서 터치 영역 내의 레벨 값들의 편차가 작고, 심지어 플로팅 상태에서의 레벨 값이 더 크게 나온 부분도 있는 것을 확인할 수 있다.
더 나아가 본 출원인은, 도 10에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치를 그립 상태와 플로팅 상태에서 각각 실제 사람의 엄지 손가락으로 테스트를 하였을 때, 각 상태에서의 로우 데이터들을 얻을 수 있었다. 얻은 로우 데이터가 도 31에 도시되어 있는데, 도 31의 좌측 로우 데이터가 그립 상태이고, 도 31의 우측 로우 데이터가 플로팅 상태이다. 도 31의 좌우 로우 데이터를 비교해보면, 플로팅 상태에서 발생되는 LGM 방해 신호에 의해 터치 영역의 레벨 값들이 현저히 낮아진 것을 확인할 수 있다.
또한, 본 출원인은, 도 12에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치를 그립 상태와 플로팅 상태에서 각각 15 파이의 직경을 갖는 도전봉으로 테스트를 하였고, 도 20의 (a) 내지 (c)에서 설명한 바와 같이, 구동전극과 상호 정전용량을 형성하는 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호에서 구동전극과 상호 정전용량을 형성하지 않아 LGM 방해 신호 검출전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극 으로부터 출력되는 감지신호를 차감하여 각 상태에서의 로우 데이터들을 얻을 수 있었다. 얻은 로우 데이터가 도 32에 도시되어 있는데, 도 32의 좌측 로우 데이터가 그립 상태이고, 도 32의 우측 로우 데이터가 플로팅 상태이다. 도 32의 좌우 로우 데이터를 비교해보면, 그립 상태와 플로팅 상태에서 터치 영역 내의 레벨 값들의 편차가 거의 없음을 확인할 수 있다.
앞서 상술한 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치는, 플로팅 상태에서도 둘 이상의 멀티 터치를 판별할 수 있는 특유의 이점이 있다.
도 33는 종래의 터치 입력 장치들이 플로팅 상태에 있을 때, 다중 객체에 의한 멀티 터치를 인식하는 못하는 것을 보여주는 도면이다.
도 33의 상황은, 예시적으로, 종래의 터치 입력 장치가 자동차 내의 거치대에 장착된 상태에서 사용자가 두 손가락을 터치 입력 장치의 터치 표면에 접촉한 경우를 예정할 수 있다.
종래의 터치 입력 장치들은, 도 33의 좌측 도면과 같이 2개의 멀티 터치 중 하나의 터치를 인식하지 못하거나, 도 33의 우측 도면과 같이 사용자는 2개의 터치를 하였지만 이를 터치 입력 장치가 3개 또는 4개의 다중 터치로 인식하였다.
도 34의 (a)는 도 3과 같은 이중층의 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치를 플로팅 상태에 놓이게 한 후에 멀티 터치를 하였을 때의 로우 데이터이다. 도 34의 (a)를 참조하면, 플로팅 상태에서 발생하는 LGM 방해 신호에 의해서 멀티 터치된 영역들의 레벨 값이 상대적으로 낮다. 만약, 터치 여부를 판별하는 기준 레벨 값이 65로 설정된 경우, 상대적으로 위에 터치된 부분은 터치로 인식되지 못하고, 상대적으로 아래에 터치된 부분만 터치로 인식될 것이어서, 2개의 터치 중 하나가 인식되지 못하는 현상이 발생된다.
도 34의 (b)는 도 10에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치를 플로팅 상태에 놓이게 한 후에 멀티 터치를 하였을 때의 로우 데이터이다. 도 34의 (b)를 참조하면, 플로팅 상태에서 발생하는 LGM 방해 신호에 의해서 멀티 터치된 영역들의 레벨 값이 상대적으로 낮은 부분이 존재하게 된다. 만약, 터치 여부를 판별하는 기준 레벨 값이 65로 설정된 경우, 3개 이상의 터치가 존재하는 것으로 인식될 것이다.
도 34의 (c)는 도 12에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치에, 도 20의 (a) 내지 (c)에서 설명한 바와 같이, 구동전극과 상호 정전용량을 형성하는 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호에서 구동전극과 상호 정전용량을 형성하지 않아 LGM 방해 신호 검출전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호를 차감하는 방법을 적용하였을 때, 상기 터치 입력 장치를 플로팅 상태에 놓이게 한 후에 멀티 터치를 하였을 때의 로우 데이터이다. 도 34의 (c)를 참조하면, 멀티 터치된 2 부분에서 상대적으로 큰 양(+)의 레벨 값들이 출력되기 때문에, 터치 입력 장치는 사용자의 멀티 터치를 정확하게 멀티 터치로 인식할 수 있다.
또한, 앞서 상술한 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치는, 크로스 터치(Cross Touch)와 함께 터치된 제3의 터치(3rd Touch)를 판별할 수 있는 특유의 이점이 있다.
도 35은 종래의 터치 입력 장치들의 터치 표면에 크로스 터치와 제3의 터치를 함께 하였을 때, 제3의 터치가 인식되지 못하는 것을 보여주는 도면이다.
종래의 터치 입력 장치들은, 도 35의 좌우 도면과 같이 왼손의 두 손가락에 의한 2개의 크로스 터치와 오른손의 한 손가락에 의한 제3 터치 중에서, 제3 터치를 인식하지 못하였다.
도 36의 (a)는 도 3과 같은 이중층의 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치에 크로스 터치와 제3 터치를 하였을 때의 로우 데이터이다. 도 36의 (a)를 참조하면, 제3 터치와 대응되는 동그라미 영역에서의 레벨 값이 크로스 터치된 부분들과 비교하여 상대적으로 낮았다. 따라서, 터치 입력 장치가 제3 터치를 인식하지 못한다.
도 36의 (b)는 도 10에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치에 크로스 터치와 제3 터치를 하였을 때의 로우 데이터이다. 도 36의 (b)를 참조하면, 제3 터치와 대응되는 동그라미 영역에서의 레벨 값이 크로스 터치된 부분들과 비교하여 상대적으로 낮았다. 따라서, 터치 입력 장치가 제3 터치를 인식하지 못한다.
도 36의 (c)는 도 12에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치에 도 20의 (a) 내지 (c)에서 설명한 바와 같이, 구동전극과 상호 정전용량을 형성하는 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호에서 구동전극과 상호 정전용량을 형성하지 않아 LGM 방해 신호 검출전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 감지신호를 차감하는 방법을 적용하였을 때, 상기 터치 입력 장치에 크로스 터치와 제3 터치를 하였을 때의 로우 데이터이다. 도 36의 (c)를 참조하면, 크로스 터치된 두 부분에서 상대적으로 큰 양(+)의 레벨 값들이 출력되고, 제3 터치와 대응되는 동그라미 영역에서도 상대적으로 큰 양(+)의 레벨 값들이 출력됨을 확인할 수 있다. 즉, 터치 입력 장치는 크로스 터치와 함께 제3 터치 모두를 인식할 수 있다.
도 37은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LGM 방해 신호를 줄이기 위한 터치 센서(10)를 구성하는 전극의 배치 형태를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
실시예에 따른 터치센서패널(미도시)는 터치 센서(10)를 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로, 도 37a 및 도 37b는 본 발명의 실시예에 따른 도 37c와 비교하기 위해 참조되는 도면이고, 도 37d는 도 37c의 일 부분을 확대하여 트레이스까지 나타낸 도면이며, 도 37e는 도 37c를 응용하여 채널이 확장된 경우를 예시한다.
도 37a의 터치센서패널의 경우, A1열에 포함되는 제1전극(RX0)에 대응하는 제2전극이 TX0-TX3-TX4-TX7로 배치되고, 제1전극(RX1)에 대응하는 제2전극이 TX7-TX4-TX3-TX0으로 배치된 것을 알 수 있다.
이러한 배치 구조에 따르면, 동일한 TX7 전극이 인접하여 배치되어 전술한 상대적으로 많은 양의 LGM 방해 신호가 검출되거나 해상도가 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선하기 위해 도 37b와 같이 TX0-TX3-TX4-TX7-TX0-TX3-TX4-TX7로 배치하여 중복되는 전극을 없앨 수 있는데, 이러한 경우에는 Z 부분과 같이 TX전극과 TX전극 사이에 트레이스가 들어갈 수밖에 없게 되고, 이로서 Z 부분의 트레이스가 외부에 보여지게 되어 시각적인 문제를 초래하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 아래 도 37c의 실시예에 따르면 도 9와 같은 터치센서패널에 비해 트레이스 개수도 줄어들면서 LGM 방해 신호 감소 효과도 가져오고, 이와 동시에 시각적인 문제도 해결할 수 있게 된다. 아래에서는 이를 자세하게 설명한다.
도 37c에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치센서패널은 행(row) 방향으로 연장된 복수의 제1전극열들(A1 내지 A8)과 복수의 제2전극열들(B1 내지 B10)을 포함할 수 있다. 그리고, 전반적으로는 제1전극열들(A1 내지 A8)과 복수의 제2전극열들(B1 내지 B10)은 서로 교대로 배치될 수 있다. 다만, 일부의 제2전극열들(B5,B6)은 제1전극열들(A4,A5) 사이에서 연속하여 배치될 수 있다.
복수의 제1전극열들(A1 내지 A8)은 복수의 제1전극들(RX0 내지 RX7)을 포함할 수 있고, 복수의 제2전극열들(B1 내지 B10)은 복수의 제2전극들(TX0 내지 TX7)을 포함할 수 있다. 도 37c에서는 복수의 제1전극들(RX0 내지 RX7)이 행(row) 방향을 우선 순위로 하여 순차적으로 배치되고, 복수의 제2전극들(TX0 내지 TX7)이 열(column) 방향을 우선 순위로 하여 순차적으로 배치된 것을 예시하였으나 본 발명의 권리범위는 이에 제한되지 않는다.
다만, 도 37c는 전체 터치센서패널의 일부를 도시한 것으로, 열(column) 방향 및 행(row) 방향으로 나머지 제1전극들과 나머지 제2전극들이 더 배치될 수 있다. 그리고, 도 37c에서는 상대적으로 사이즈가 큰 제1전극을 터치 신호 검출 전극으로, 상대적으로 사이즈가 작은 제2전극을 구동전극으로 가정하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 제한되지 않고, 제1전극을 구동전극으로 정의하고 제2전극을 터치 신호 검출 전극으로 정의해도 본 발명에 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 37c에서는, 전극과 트레이스가 각각 분리되어 별개의 구성으로 형성되어 있는 것을 예시하였으나, 실시예에 따라 전극과 트레이스가 메탈 메쉬(metal mesh) 형태로 일체화되어 형성될 수도 있다. 이러한 경우, 전극과 트레이스 사이 및/또는 전극과 다른 전극 사이 등의 터치 위치를 감지하지 못하는 데드존(dead zone)이 적어져 터치 위치 검출의 민감도가 보다 향상될 수 있게 된다.
복수의 제1전극열들(A1 내지 A8) 중 어느 하나인 제1전극열(A1)에 포함되는 제1전극들(RX0, RX1) 중 어느 하나(RX0)에 복수의 제2전극열들(B1 내지 B10) 중 어느 하나인 제2전극열(B2)에 포함되는 제2전극들(TX0, TX3, TX4, TX7) 중 적어도 두 개가 대응하여 인접하게 배치될 수 있다. 다만, 이는 제1전극열(A1)에만 적용되는 것은 아니고 나머지 제1전극열(A2 내지 A8)에도 동일/유사하게 적용될 수 있다. 또한, 이는 제1전극(RX0)에만 적용되는 것은 아니고 나머지 제1전극(RX1)에도 동일/유사하게 적용될 수 있다.
제1전극열(A1)에 포함되는 상기 제1전극들(RX0, RX1) 중 어느 하나(RX0)는 터치센서패널에 포함되는 복수의 제1전극들(RX0 내지 RX7) 중 상기 어느 하나의 제1전극(제1전극열(A1)에 포함된 제1전극(RX0))을 제외한 나머지 제1전극들 중 일부(제1전극열(A5)에 포함된 제1전극(RX0))와 하나의 제1트레이스를 이용하여 연결될 수 있다. 즉, 이는 동일한 감지단자에 연결되는 것을 의미한다.
제2전극열(B2)에 포함되는 제2전극들(TX0, TX3, TX4, TX7) 중 어느 하나(TX0)는 터치센서패널에 포함되는 복수의 제2전극들(TX0 내지 TX7) 중 상기 어느 하나의 제2전극(제2전극열(B2)에 포함되는 제2전극(TX0))을 제외한 나머지 제2전극들 중 적어도 일부(제2전극열(B1, B3 내지 B5)에 포함되는 제2전극(TX0))와 하나의 제2트레이스를 이용하여 연결될 수 있다. 즉, 이는 동일한 구동단자에 연결되는 것을 의미한다.
참고로 동일한 제1전극이란 하나의 제1트레이스로 연결되는 전극들을 의미하고, 동일한 제2전극이란 하나의 제2트레이스로 연결되는 전극들을 의미한다.
이러한 도 37c의 터치센서패널 구조에 따르면, 복수의 구동전극이 동일한 구동단자에 연결되도록 하고 복수의 터치 신호 검출 전극이 동일한 감지단자에 연결되도록 하여 트레이스의 개수를 줄일 수 있게 된다.
제1전극(RX0)에 제2전극들(TX0, TX3, TX4, TX7) 중 적어도 두 개가 대응하여 인접하게 배치되도록 하고, 다른 제1전극(RX1)에 다른 제2전극들(TX4, TX7, TX3, TX0) 중 적어도 두 개가 대응하여 인접하게 배치되도록 한 후, 제2전극들(TX0, TX3, TX4, TX7) 과 다른 제2전극들(TX4, TX7, TX3, TX0) 중 동일한 번호의 전극들은 하나의 제2트레이스를 이용하여 연결함으로서, 도 9와 같이 하나의 터치 신호 검출 전극에 대응하는 모든 복수의 구동전극이 전부 상이한 트레이스로 연결되는 구조에 비해 트레이스의 개수를 줄일 수 있게 된다.
한편, 터치센서패널의 복수의 제1전극들(RX0 내지 RX7) 중 터치 윈도우 영역(S)에 포함되는 일부 제1전극들(RX0, RX3, RX4, RX7)의 각각은 서로 상이한 제1트레이스와 연결될 수 있다.
터치 윈도우 영역(S)에 포함되는 모든 제1전극들(RX0, RX3, RX4, RX7)이 서로 분리되어 각각 다른 제1트레이스를 이용해 연결됨으로서, 전술한 LGM 방해 신호를 줄일 수 있게 되고 이로서 터치 민감도를 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서 터치 윈도우 영역(S)은 엄지손가락의 터치 면적처럼 나머지 손가락의 터치 면적보다 넓은 면적으로 정의할 수 있다. 구체적으로, 터치 윈도우 영역(S)의 면적은 약 15mm*15mm 이상 약 20mm*20mm 이하로 구현될 수 있으나, 바람직하게는 약 16mm*16mm의 크기로 구현될 수 있다. 특히, 도 37c에서는 터치 윈도우 영역(S)의 면적이 약 16mm*16mm의 크기로 구현된 것을 예시하였다.
구체적으로, 단위셀(도 37c의 빗금 부분)의 면적은 대략 4mm(세로)*2mm (가로)정도로 구현될 수 있다. 이로서, 도 37c의 경우에는, 하나의 RX전극(단위셀 4개의 크기)의 세로 길이는 대략 16mm이고, 가로 길이는 대략 2mm이다. 그리고, 하나의 TX전극(단위셀 1개의 크기)의 세로 길이는 대략 4mm이고, 가로 길이는 대략 2mm 이다. 따라서, 도 37c에서 터치 윈도우 영역(S)의 면적이 약 16mm*16mm의 크기로 구현된 것을 예시한 것이다. 참고로, B1열의 TX0의 세로 길이는 대략 4mm이고, 가로 길이는 대략 1mm이며, B5열의 TX0의 세로 길이는 대략 4mm이고, 가로 길이는 대략 1mm이므로, 이 두 전극을 합친 면적이 단위셀 하나의 면적이 된다.
도 37c을 예로 들면, 터치 윈도우 영역(S)은 복수의 제1전극들(RX0 내지 RX7) 중 일부(RX0, RX3, RX4, RX7) 및 복수의 제2전극들(TX0 내지 TX7) 중 일부(TX0, TX3, TX4, TX7)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 복수의 제1전극들(RX0 내지 RX7) 중 열(col) 방향으로 4개의 연속되는 제1전극들(RX0, RX3, RX4, RX7) 및 상기 4개의 제1전극들(RX0, RX3, RX4, RX7) 각각에 대해서 행(row) 방향으로 인접하여 대응하는 4개의 연속되는 제2전극(TX0, TX3, TX4, TX7)들로 구성될 수 있다.
도 37c의 터치센서패널은 제1전극열(A1)에 포함되는 제1전극들(RX0, RX1) 중 어느 하나를 중심으로 한측면에 상기 제2전극열(B2)가 배치되고 타측면에 다른 제2전극열(B1)가 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제2전극열(B2)에 포함된 상기 제2전극들(TX0, TX3, TX4, TX7) 중 어느 하나 및 상기 다른 제2전극열(B1)에 포함된 제2전극들(TX0, TX3, TX4, TX7) 중 어느 하나는 상기 제1전극들(RX0, RX1) 중 어느 하나(RX0)를 중심으로 동일한 행(row)에 배치될 수 있다. 여기서 동일한 행(row)에 배치된 상기 제2전극열(B2)에 포함된 상기 제2전극들(TX0, TX3, TX4, TX7) 중 어느 하나 및 상기 다른 제2전극열(B1)에 포함된 상기 제2전극들(TX0, TX3, TX4, TX7) 중 어느 하나는 동일한 하나의 제2트레이스를 이용하여 연결되는 전극들을 의미한다.
즉, 상대적으로 크기가 큰 제1전극을 중심으로 좌우측면에 인접하여 상대적으로 크기가 작은 두 개의 동일한 제2전극이 배치될 수 있다. 두 개의 동일한 제2전극은 각각 동일 라인 상에서 배치될 수 있다.
다만, 도 37c에서는 상대적으로 크기가 큰 제1전극을 중심으로 상대적으로 크기가 작은 동일한 제2전극이 배치된 것을 예시하였으나, 다른 실시예에 따라 상대적으로 크기가 작은 제2전극을 중심으로 상대적으로 크기가 큰 동일한 제1전극이 배치되도록 구현할 수도 있다.
또한, 도 37c에서는 제1전극을 중심으로 좌우측면에 제2전극이 인접하여 배치된 것을 예시하였으나, 실시예에 따라 제1전극을 중심으로 상하측면에 제2전극이 인접하여 배치되도록 구현할 수도 있다.
그리고, 도 37c에서는 제1전극열(A1)의 제1전극(예>RX0)을 중심으로 배치된 제2전극열(B2)의 제2전극(예>TX0)과 다른 제2전극열(B1)의 제2전극(예>TX0)의 사이즈가 상이한 것을 예시하였으나, 다른 실시예에 따라 제2전극열(B2)의 제2전극(예>TX0)과 다른 제2전극열(B1)의 제2전극(예>TX0)의 사이즈가 동일하도록 구현할 수도 있다.
한편, 도 37c 및 도 37d에 도시한 바와 같이, 터치센서패널은 터치 윈도우 영역(S) 및 나머지 터치 영역 중 상기 터치 윈도우 영역(S)과 행(row) 방향으로 인접하여 배치된 인접 터치 영역(S')을 포함할 수 있다. 그리고 인접 터치 영역(S')은 터치 윈도우 영역(S')과 동일한 사이즈의 영역으로 정의된다.
여기서, 상기 제2전극열(B1)에 포함되는 상기 제2전극들(TX0-TX3-TX4-TX7-TX4-TX7-TX3-TX0) 중 인접 터치 영역(S')에 포함되는 제2전극들(TX4-TX7-TX3-TX0) 중 최초에 배치되는 첫번째 전극(TX4)은 터치 윈도우 영역(S)에 포함되는 제2전극들(TX0-TX3-TX4-TX7)에서 가장 마지막에 배치되는 전극(TX7)의 바로 이전에 배치되는 전극(TX4)과 동일한 트레이스로 연결되고, 상기 최초에 배치되는 전극 바로 다음에 배치되는 두번째 전극(TX7)은 상기 가장 마지막에 배치되는 전극(TX7)과 동일한 트레이스로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 첫번째 전극과 상기 두번째 전극을 제외한 나머지 각 제2전극들(TX3-TX0)은 상기 첫번째 전극, 상기 두번째 전극, 상기 가장 마지막에 배치되는 전극, 및 상기 가장 마지막에 배치되는 전극의 바로 이전에 배치되는 전극을 중심으로 서로 대향하는 위치에 배치된 각 제2전극들(TX3-TX0)과 각각 동일한 트레이스로 연결될 수 있다.
도 37e는 채널 개수를 보다 확장한 것의 예시로, 상기 제2전극열(B1)에 포함되는 상기 제2전극들(TX0-TX3-TX4-TX7-TX8-TX11-TX12-TX15-TX12-TX15-TX11-TX8-TX7-TX4-TX3-TX0) 중 인접 터치 영역(S')에 포함되는 제2전극들(TX12-TX15-TX11-TX8-TX7-TX4-TX3-TX0) 중 최초에 배치되는 첫번째 전극(TX12)은 터치 윈도우 영역(S)에 포함되는 제2전극들(TX0-TX3-TX4-TX7-TX8-TX11-TX12-TX15)에서 가장 마지막에 배치되는 전극(TX15)의 바로 이전에 배치되는 전극(TX12)과 동일한 트레이스로 연결되고, 상기 최초에 배치되는 전극 바로 다음에 배치되는 두번째 전극(TX15)은 상기 가장 마지막에 배치되는 전극(TX15)과 동일한 트레이스로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 첫번째 전극과 상기 두번째 전극을 제외한 나머지 각 제2전극들(TX11-TX8-TX7-TX4-TX3-TX0)은 상기 첫번째 전극, 상기 두번째 전극, 상기 가장 마지막에 배치되는 전극, 및 상기 가장 마지막에 배치되는 전극의 바로 이전에 배치되는 전극을 중심으로 서로 대향하는 위치에 배치된 각 제2전극들(TX11-TX8-TX7-TX4-TX3-TX0)과 각각 동일한 트레이스로 연결될 수 있다.
이러한 배치 형태로 인하여, TX전극과 TX전극 사이에는 별도의 트레이스가 들어가지 않게 되므로 트레이스가 외부에 보이게 되는 시각적인 문제를 해결할 수 있게 된다.
결과적으로, 도 37c의 전극 배치 형태에 따르면, 트레이스의 개수도 줄일 수 있게 되고, LGM 방해 신호도 감소시킬 수 있으며, 트레이스가 외부에 보이는 시각적인 문제까지 해결할 수 있게 된다.
도 19c 내지 도 19e는 도 19a를 기초로 전술한 도 37c 내지 도 37e의 원리를 적용하여 제작된 전극 패턴 및 트레이스 연결 방법을 예시한다.
도 19c 내지 도 19e는 도 19a에서 전술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 19d는 도 19c의 일부 전극과 함께 트레이스를 나타내는 도면이다.
도 19c 및 도 19d를 함께 참조하면, 터치 윈도우 영역(S)은 복수의 제1전극들(RX0 내지 RX7) 중 일부(RX0, RX3, RX4, RX7) 및 복수의 제2전극들(TX0 내지 TX15) 중 일부(TX0, TX1, TX6, TX7, TX8, TX9, TX14, TX15)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 복수의 제1전극들(RX0 내지 RX7) 중 열(col) 방향으로 4개의 연속되는 제1전극들(RX0, RX3, RX4, RX7) 및 상기 4개의 제1전극들(RX0, RX3, RX4, RX7) 각각에 대해서 행(row) 방향으로 인접하여 대응하는 4개의 연속되는 제2전극(TX0, TX7, TX8, TX15 또는 TX1, TX6, TX9, TX14)들로 구성될 수 있다.
참고로, 본 발명에서, 제1 전극에 인접하여 대응하는 제2 전극이 배치된다거나, 제2 전극에 인접하여 대응하는 제1 전극이 배치된다는 것은, 인접하는 제1 전극 및 제2 전극 간에 상호 정전용량이 발생할 수 있음을 의미할 수 있다.
도 19c의 터치센서패널은 제1전극열(A1)에 포함되는 제1전극들(RX0, RX1) 중 어느 하나를 중심으로 한측면에 상기 제2전극열(B2)가 배치되고 타측면에 다른 제2전극열(B1)가 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제2전극열(B2)에 포함된 상기 제2전극들(TX0, TX7, TX8, TX15) 중 어느 하나 및 상기 다른 제2전극열(B1)에 포함된 제2전극들(TX0, TX7, TX8, TX15) 중 어느 하나는 상기 제1전극들(RX0, RX1) 중 어느 하나(RX0)를 중심으로 동일한 행(row)에 배치될 수 있다. 여기서 동일한 행(row)에 배치된 상기 제2전극열(B2)에 포함된 상기 제2전극들(TX0, TX7, TX8, TX15) 중 어느 하나 및 상기 다른 제2전극열(B1)에 포함된 상기 제2전극들(TX0, TX7, TX8, TX15) 중 어느 하나는 동일한 채널을 구성할 수 있다.
즉, 상대적으로 크기가 큰 제1전극을 중심으로 좌우측면에 인접하여 상대적으로 크기가 작은 두 개의 동일한 제2전극이 배치될 수 있다. 두 개의 동일한 제2전극은 각각 동일 라인 상에서 배치될 수 있다. 이로서, 도 5에서 전술한 LGM 방해 신호로 인한 정전용량 신호의 결과값 갈라짐 효과를 개선할 수 있게 된다. 정전용량 신호의 결과값이 갈라지는 것은, 일반적으로 제1전극을 중심으로 동일한 제2전극이 배치되거나, 제1전극을 중심으로 상이한 제2전극이 배치되는 것이 서로 혼재되어 있을 때 주로 발생하게 된다. 따라서, 모든 제1전극을 중심으로 동일 라인 상에서 두 개의 동일한 제2전극들이 배치되는 경우, LGM 방해 신호로 인한 정전용량 신호의 결과값 갈라짐 효과를 상대적으로 더 개선할 수 있게 된다.
다만, 도 19c에서는 상대적으로 크기가 큰 제1전극을 중심으로 상대적으로 크기가 작은 동일한 제2전극이 배치된 것을 예시하였으나, 다른 실시예에 따라 상대적으로 크기가 작은 제2전극을 중심으로 상대적으로 크기가 큰 동일한 제1전극이 배치되도록 구현할 수도 있다.
또한, 도 19c에서는 제1전극을 중심으로 좌우측면에 제2전극이 인접하여 배치된 것을 예시하였으나, 실시예에 따라 제1전극을 중심으로 상하측면에 제2전극이 인접하여 배치되도록 구현할 수도 있다.
한편, 도 19c에 도시한 바와 같이, 터치센서패널은 터치 윈도우 영역(S) 및 나머지 터치 영역 중 상기 터치 윈도우 영역(S)과 행(row) 방향으로 인접하여 배치된 인접 터치 영역(S')을 포함할 수 있다. 그리고 인접 터치 영역(S')은 터치 윈도우 영역(S')과 동일한 사이즈의 영역으로 정의된다.
여기서, 상기 제2전극열(B1)에 포함되는 상기 제2전극들(TX0-TX7-TX8-TX15-TX8-TX15-TX7-TX0) 중 인접 터치 영역(S')에 포함되는 제2전극들(TX8-TX15-TX7-TX0) 중 최초에 배치되는 첫번째 전극(TX8)은 터치 윈도우 영역(S)에 포함되는 제2전극들(TX0-TX7-TX8-TX15)에서 가장 마지막에 배치되는 전극(TX7)의 바로 이전에 배치되는 전극(TX8)과 동일한 트레이스로 연결되고, 인접 터치 영역(S') 중 상기 최초에 배치되는 전극 바로 다음에 배치되는 두번째 전극(TX15)은 상기 터치 윈도우 영역(S) 중 가장 마지막에 배치되는 전극(TX15)과 동일한 트레이스로 연결될 수 있다.
그리고, 인접 터치 영역(S') 중 상기 첫번째 전극과 상기 두번째 전극을 제외한 나머지 각 제2전극들(TX7-TX0)은 상기 인접 터치 영역(S')의 첫번째 전극, 상기 두번째 전극, 터치 윈도우 영역(S)의 상기 가장 마지막에 배치되는 전극, 및 상기 가장 마지막에 배치되는 전극의 바로 이전에 배치되는 전극을 중심으로 서로 대향하는 위치에 배치된 터치 윈도우 영역(S)의 각 제2전극들(TX7-TX0)과 각각 동일한 트레이스로 연결될 수 있다.
도 19e는 채널 개수를 보다 확장한 것의 예시로, 상기 제2전극열(B1)에 포함되는 제2전극들(TX0-TX7-TX8-TX15-TX16-TX23-TX24-TX31-TX24-TX31-TX23-TX16-TX15-TX8-TX7-TX0) 중 인접 터치 영역(S')에 포함되는 제2전극들(TX24-TX31-TX23-TX16-TX15-TX8-TX7-TX0) 중 최초에 배치되는 첫번째 전극(TX24)은 터치 윈도우 영역(S)에 포함되는 제2전극들(TX0-TX7-TX8-TX15-TX16-TX23-TX24-TX31)에서 가장 마지막에 배치되는 전극(TX31)의 바로 이전에 배치되는 전극(TX24)과 동일한 트레이스로 연결되고, 상기 인접 터치 영역(S')의 최초에 배치되는 전극 바로 다음에 배치되는 두번째 전극(TX31)은 상기 터치 윈도우 영역(S)의 가장 마지막에 배치되는 전극(TX31)과 동일한 트레이스로 연결될 수 있다.
그리고, 인접 터치 영역(S') 중 첫번째 전극과 상기 두번째 전극을 제외한 나머지 각 제2전극들(TX23-TX16-TX15-TX8-TX7-TX0)은 인접 터치 영역(S') 중 상기 첫번째 전극, 상기 두번째 전극, 터치 윈도우 영역(S) 중 상기 가장 마지막에 배치되는 전극, 및 상기 가장 마지막에 배치되는 전극의 바로 이전에 배치되는 전극을 중심으로 서로 대칭되는 위치에 배치된 각 제2전극들(TX23-TX16-TX15-TX8-TX7-TX0)과 각각 동일한 트레이스로 연결될 수 있다.
이러한 배치 형태로 인하여, TX전극과 TX전극 사이에는 별도의 트레이스가 들어가지 않게 되므로 트레이스가 외부에 보이게 되는 시각적인 문제를 해결할 수 있게 된다.
결과적으로, 도 19c 내지 도 19e의 전극 배치 형태에 따르면, 트레이스의 개수도 줄일 수 있게 되고, LGM 방해 신호도 감소시킬 수 있으며, 트레이스가 외부에 보이는 시각적인 문제까지 해결할 수 있게 된다.
도 19f 및 도 19g는 실시예에 따른 다른 전극 배치 형태를 나타낸다.
도 19f 및 도 19g는 도 19a에서 전술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 19c 내지 도 19e의 전극 배치에 따른 트레이스 연결 방법에 따르면, 터치입력장치에서 트레이스가 배치되는 베젤의 폭이 두꺼워지거나 넓어지게 되어 많은 공간을 차지할 수 있다. 따라서, 도 19f 및 도 19g의 경우, 트레이스가 차지하는 공간을 상대적으로 좁게 구현하는 트레이스 연결 방법을 예시한다.
예를 들어, 도 19e의 경우, B1 열을 기준으로 좌측으로 7개의 트레이스 배치 공간이 필요하며, 우측으로 8개의 트레이스 배치 공간이 요구된다. 반면, 도 19g의 경우, B1 열을 기준으로 좌측으로 4개의 트레이스 배치 공간이 필요하며, 우측으로 8개의 트레이스 배치 공간이 요구됨을 알 수 있다. 즉, 도 19g의 경우 도 19e에 비하여 트레이스를 배치하기 위하여 좁은 공간이 요구되는 것이다.
도 19f의 터치센서패널은 제1전극열(A1)에 포함되는 제1전극들(RX0, RX1) 중 어느 하나를 중심으로 한측면에 상기 제2전극열(B2)가 배치되고 타측면에 다른 제2전극열(B1)가 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제2전극열(B2)에 포함된 상기 제2전극들(TX0, TX7, TX8, TX15) 중 어느 하나 및 상기 다른 제2전극열(B1)에 포함된 제2전극들(TX0, TX7, TX8, TX15) 중 어느 하나는 상기 제1전극들(RX0, RX1) 중 어느 하나(RX0)를 중심으로 동일한 행(row)에 배치될 수 있다. 여기서 동일한 행(row)에 배치된 상기 제2전극열(B2)에 포함된 상기 제2전극들(TX0, TX7, TX8, TX15) 중 어느 하나 및 상기 다른 제2전극열(B1)에 포함된 상기 제2전극들(TX0, TX7, TX8, TX15) 중 어느 하나는 동일한 하나의 제2트레이스를 이용하여 연결되는 전극들을 의미한다.
도 19f의 터치 윈도우 영역(S)은 복수의 제1전극들(RX0 내지 RX7) 중 일부(RX0, RX3, RX4, RX7) 및 복수의 제2전극들(TX0 내지 TX15) 중 일부(TX0, TX1, TX6, TX7, TX8, TX9, TX14, TX15)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 복수의 제1전극들(RX0 내지 RX7) 중 열(col) 방향으로 4개의 연속되는 제1전극들(RX0, RX3, RX4, RX7) 및 상기 4개의 제1전극들(RX0, RX3, RX4, RX7) 각각에 대해서 행(row) 방향으로 인접하여 대응하는 4개의 연속되는 제2전극(TX0, TX7, TX8, TX15 또는 TX1, TX6, TX9, TX14)들로 구성될 수 있다.
한편, 도 19f에 도시한 바와 같이, 터치센서패널은 터치 윈도우 영역(S) 및 나머지 터치 영역 중 상기 터치 윈도우 영역(S)과 행(row) 방향으로 인접하여 배치된 인접 터치 영역(S')을 포함할 수 있다. 그리고 인접 터치 영역(S')은 터치 윈도우 영역(S')과 동일한 사이즈의 영역으로 정의된다.
여기서, 상기 제2전극열(B1)에 포함되는 상기 제2전극들(TX0-TX7-TX8-TX15-TX7-TX0-TX15-TX8)은, 터치 윈도우 영역(S)에서 제2전극들(TX0, TX7)로 구성된 제1 전극셋트 및 제2전극들(TX8, TX15)로 구성된 제2 전극셋트를 포함하고, 인접 터치 영역(S')에서 제2전극들(TX7, TX0)로 구성된 제3 전극셋트 및 제2전극들(TX15, TX8)로 구성된 제4 전극셋트를 포함한다.
인접 터치 영역(S')에서 제3 전극셋트를 구성하는 제2전극들(TX7, TX0)은 터치 윈도우 영역(S)의 제1 전극셋트를 구성하는 제2전극들(TX7, TX0)과 각각 동일한 트레이스로 연결된다. 그리고, 동일한 트레이스로 연결되는 각 제2전극들(TX7, TX0)은 제3 전극셋트와 제1 전극셋트 내에서 서로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다. 즉, 제1 전극셋트 내에서 두번째로 배치된 제2전극(TX7)은 제3 전극셋트 내에서 최초에 배치되는 제2전극(TX7)과 동일한 트레이스로 연결되고, 제1 전극셋트 내에서 최초에 배치된 제2전극(TX0)은 제3 전극셋트 내에서 두번째로 배치되는 제2전극(TX0)과 동일한 트레이스로 연결될 수 있다.
그리고 이러한 특징은 제2 전극셋트 및 제4 전극셋트에도 동일하게 적용된다.
인접 터치 영역(S')에서 제4 전극셋트를 구성하는 제2전극들(TX15, TX8)은 터치 윈도우 영역(S)의 제2 전극셋트를 구성하는 제2전극들(TX15, TX8)과 각각 동일한 트레이스로 연결된다. 그리고, 동일한 트레이스로 연결되는 각 제2전극들(TX15, TX8)은 제4 전극셋트와 제2 전극셋트 내에서 서로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다. 즉, 제2 전극셋트 내에서 두번째로 배치된 제2전극(TX15)은 제4 전극셋트 내에서 최초에 배치되는 제2전극(TX15)과 동일한 트레이스로 연결되고, 제2 전극셋트 내에서 최초에 배치된 제2전극(TX8)은 제4 전극셋트 내에서 두번째로 배치되는 제2전극(TX8)과 동일한 트레이스로 연결될 수 있다.
도 19f에서 한 전극셋트에 포함되는 전극의 개수가 2개인 것을 예시하였으나, 도 19g는 한 전극셋트에 포함되는 전극의 개수가 4개인 것을 예시하고, 이 밖에도 본 발명의 권리범위는 한 전극셋트에 포함되는 전극의 개수가 n개인 것에 모두 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 19g에서, 상기 제2전극열(B1)에 포함되는 상기 제2전극들(TX0-TX7-TX8-TX15-TX16-TX23-TX24-TX31-TX15-TX8-TX7-TX0-TX31-TX24-TX23-TX16)은, 터치 윈도우 영역(S)에서 제2전극들(TX0, TX7, TX8, TX15)로 구성된 제1 전극셋트 및 제2전극들(TX16-TX23-TX24-TX31)로 구성된 제2 전극셋트를 포함하고, 인접 터치 영역(S')에서 제2전극들(TX15-TX8-TX7-TX0)로 구성된 제3 전극셋트 및 제2전극들(TX31-TX24-TX23-TX16)로 구성된 제4 전극셋트를 포함한다.
인접 터치 영역(S')에서 제3 전극셋트를 구성하는 제2전극들(TX15-TX8-TX7-TX0)은 터치 윈도우 영역(S)의 제1 전극셋트를 구성하는 제2전극들(TX15-TX8-TX7-TX0)과 각각 동일한 트레이스로 연결된다. 그리고, 동일한 트레이스로 연결되는 각 제2전극들(TX15-TX8-TX7-TX0)은 제3 전극셋트와 제1 전극셋트 내에서 서로 대향하는 위치에 배치될 수 있다. 즉, 제1 전극셋트 내에서 최초로 배치된 제2전극(TX0)은 제3 전극셋트 내에서 네번째로 배치된 제2전극(TX0)과 동일한 트레이스로 연결되고, 제1 전극셋트 내에서 두번째로 배치된 제2전극(TX7)은 제3 전극셋트 내에서 세번째로 배치된 제2전극(TX7)과 동일한 트레이스로 연결되고, 제1 전극셋트 내에서 세번째로 배치된 제2전극(TX8)은 제3 전극셋트 내에서 두번??로 배치된 제2전극(TX8)과 동일한 트레이스로 연결되며, 제1 전극셋트 내에서 네번째로 배치된 제2전극(TX15)는 제3 전극셋트 내에서 최초로 배치된 제2전극(TX15)와 동일한 트레이스로 연결될 수 있다.
그리고 이러한 특징은 제2 전극셋트 및 제4 전극셋트에도 동일하게 적용된다.
인접 터치 영역(S')에서 제4 전극셋트를 구성하는 제2전극들(TX31-TX24-TX23-TX16)은 터치 윈도우 영역(S)의 제2 전극셋트를 구성하는 제2전극들(TX31-TX24-TX23-TX16)과 각각 동일한 트레이스로 연결된다. 그리고, 동일한 트레이스로 연결되는 각 제2전극들(TX31-TX24-TX23-TX16)은 제4 전극셋트와 제2 전극셋트 내에서 서로 대향하는 위치에 배치될 수 있다. 즉, 제2 전극셋트 내에서 최초로 배치된 제2전극(TX16)은 제4 전극셋트 내에서 네번째로 배치된 제2전극(TX15)과 동일한 트레이스로 연결되고, 제2 전극셋트 내에서 두번째로 배치된 제2전극(TX23)은 제4 전극셋트 내에서 세번째로 배치된 제2전극(TX23)과 동일한 트레이스로 연결되고, 제2 전극셋트 내에서 세번째로 배치된 제2전극(TX24)은 제4 전극셋트 내에서 두번??로 배치된 제2전극(TX24)과 동일한 트레이스로 연결되며, 제2 전극셋트 내에서 네번째로 배치된 제2전극(TX31)는 제4 전극셋트 내에서 최초로 배치된 제2전극(TX31)와 동일한 트레이스로 연결될 수 있다.
이러한 배치 형태로 인하여, 터치입력장치의 베젤의 폭을 좁힐 수 있게 된다.
도 19에서는 상대적으로 사이즈가 큰 전극을 터치 신호 검출 전극으로, 상대적으로 사이즈가 작은 전극을 구동전극으로 예시하였으나, 이와 반대로 상대적으로 사이즈가 큰 전극이 구동전극이고 상대적으로 사이즈가 작은 전극이 터치 신호 검출 전극인 경우에도 본 발명이 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 19에서 전술한 각 예들은, 예를 들은 각 전극이나 전극열에만 적용되는 것이 아니고, 터치센서패널 내 대응하는 모든 전극 및 전극열에 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 38 내지 도 48는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다양한 종류의 전극 배치 형태와 트레이스 연결 형태를 나타내며, 각각의 실시예에서 LGM 억제가 적용되는 경우를 함께 설명하기 위한 도면이다.
도 38 내지 도 48의 경우에도 도 19a에서 전술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다. 즉, 물리적으로 별개의 LGM 방해 신호 검출 전극을 따로 배치하지 않고, 터치 신호 검출 전극 중 일부를 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용할 수 있다.
도 38 내지 도 44에서는 터치 센서 중 하나의 터치 윈도우 영역(S)만을 예시한 것이고, 각 터치 센서는 열 및 행 방향으로 복수의 전극들을 더 포함하며, 각 터치 센서의 나머지 터치 윈도우 영역에도 아래 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 45 내지 도 48에서는 터치 센서 중 일부만을 표현하였고, 행 방향 및 열 방향으로 복수의 제1 전극들 및 제2 전극들을 더 포함할 수 있다.
도 38 내지 도 40 및 도 43 내지 도 48에서는, 상대적으로 면적 및/또는 길이가 큰 제1전극을 구동전극으로, 상대적으로 면적 및/또는 길이가 작은 제2전극을 터치 신호 검출 전극으로 정의하였고, 도 41 내지 도 42에서는 상대적으로 면적 및/또는 길이가 큰 제1전극을 터치 신호 검출 전극으로, 상대적으로 면적 및/또는 길이가 작은 제2전극을 구동전극으로 정의하였으나, 이를 반대로 구현한 경우에도 아래 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 38 내지 도 40 및 도 43과 도 44에서는 하나의 터치 신호 검출 전극의 길이가 하나의 구동전극의 길이의 1/2이고 하나의 터치 신호 검출 전극의 면적이 하나의 구동전극 면적의 1/4인 것으로 예시하고, 도 41 내지 도 42에서는 하나의 구동전극의 길이가 하나의 터치 신호 검출 전극의 길이의 1/4이고 하나의 구동전극의 면적이 하나의 터치 신호 검출 전극의 면적의 1/2인 것을 예시하였으나, 다른 수치로 변형되도 본 발명이 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 45 내지 도 48에서는 하나의 터치 신호 검출 전극의 면적이 하나의 구동전극의 면적의 1/2인 것을 예시하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
도 38에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치센서는 행(row) 방향으로 연장된 복수의 제1전극열들(A1 내지 A4)과 복수의 제2전극열들(B1 내지 B8)을 포함할 수 있다. 그리고, 전반적으로는 제1전극열들(A1 내지 A4)과 복수의 제2전극열들(B1 내지 B8)은 서로 교대로 배치될 수 있다. 다만, 일부의 제2전극열들(예>B2,B3)은 제1전극열들(A1,A2) 사이에서 연속하여 배치될 수 있다.
복수의 제1전극열들(A1 내지 A4)은 복수의 제1전극들(TX0 내지 TX7)을 포함할 수 있고, 복수의 제2전극열들(B1 내지 B8)은 복수의 제2전극들(RX0 내지 RX7)을 포함할 수 있다. 도 38에서는 복수의 제1전극들(TX0 내지 TX7)이 열 방향을 우선 순위로 하여 순차적으로 배치되고, 복수의 제2전극들(RX0 내지 RX7)이 열 방향을 우선 순위로 하여 순차적으로 배치된 것을 예시하였으나 본 발명의 권리범위는 이에 제한되지 않는다.
다만, 도 38은 전체 터치센서의 일부를 도시한 것으로, 열(column) 방향 및 행(row) 방향으로 나머지 제1전극들과 나머지 제2전극들이 더 배치될 수 있다.
도 38에서는, 전극과 트레이스가 각각 분리되어 별개의 구성으로 형성되어 있는 것을 예시하였으나, 실시예에 따라 전극과 트레이스가 메탈 메쉬(metal mesh) 형태로 일체화되어 형성될 수도 있다. 이러한 경우, 전극과 트레이스 사이 및/또는 전극과 다른 전극 사이 등의 터치 위치를 감지하지 못하는 데드존(dead zone)이 적어져 터치 위치 검출의 민감도가 보다 향상될 수 있게 된다.
도 38에서는 예를 들어, A2열의 구동전극(TX1)에 B4열의 터치 신호 검출 전극(RX1, RX6) 중 적어도 두 개가 대응하여 인접하게 배치되도록 하고, 인접한 다음 행에 있는 다른 구동전극(TX5)에 상기 터치 신호 검출 전극(RX1, RX6) 중 다른 적어도 두 개가 대응하여 인접하게 배치되도록 한 후, 상기 적어도 두 개의 전극과 상기 다른 적어도 두 개의 전극 중 동일한 번호의 전극들은 하나의 트레이스를 이용하여 연결할 수 있다. 이로서, 하나의 구동전극에 대응하는 모든 복수의 터치 신호 검출 전극이 전부 상이한 트레이스로 연결되는 구조에 비해 트레이스의 개수를 줄일 수 있게 된다. 다만, 이는 A2열과 B4열 사이 뿐 아니라, A2열과 B3열에도 동일/유사하게 적용될 수 있고, A1열과 B1열, 그리고 A1열과 B2열 사이 뿐 아니라 터치 센서에 포함되는 모든 A열과 B열 사이에도 동일/유사하게 적용될 수 있다.
참고로, 본 발명에서, 구동전극에 인접하여 대응하는 터치 신호 검출 전극이 배치된다거나, 터치 신호 검출 전극에 인접하여 대응하는 구동전극이 배치된다는 것은, 인접하는 구동전극 및 터치 신호 검출 전극간에 상호 정전용량이 발생할 수 있음을 의미할 수 있다.
도 38에서는, 한 행의 구동전극을 중심으로 두 라인의 터치 신호 검출 전극이 배치될 수 있다. 두 라인 각각에서, 한 행의 구동전극을 중심으로 좌우측에 동일 번호의 터치 신호 검출 전극들이 배치될 수 있다. 한 행의 구동전극을 중심으로 좌우측에 배치된 터치 신호 검출 전극들은 하나의 채널을 구성할 수 있다. 이로서, 도 5에서 전술한 LGM 방해 신호로 인한 정전용량 신호의 결과값 갈라짐 효과를 개선할 수 있게 된다. 정전용량 신호의 결과값이 갈라지는 것은, 일반적으로 구동전극을 중심으로 동일한 터치 신호 검출 전극들이 배치되거나, 구동전극을 중심으로 상이한 터치 신호 검출 전극들이 배치되는 것이 서로 혼재되어 있을 때 주로 발생하게 된다. 따라서, 모든 구동전극을 중심으로 동일 라인 상에서 두 개의 동일한 터치 신호 검출 전극들이 배치되는 경우, LGM 방해 신호로 인한 정전용량 신호의 결과값 갈라짐 효과를 상대적으로 더 개선할 수 있게 된다.
도 38에서는, 제1 행의 구동전극(A2 열의 TX1)에 대응하여 첫번째 라인에 배치된 터치 신호 검출 전극(B4열의 RX1)과, 제2 행의 구동전극(A2열의 TX5)에 대응하여 첫번째 라인에 배치된 터치 신호 검출 전극(B4열의 RX1)은 하나의 트레이스로 연결될 수 있다.
이와 마찬가지로, 제1 행의 구동전극(A2 열의 TX1)에 대응하여 두번째 라인에 배치된 터치 신호 검출 전극(B4열의 RX6)과, 제2 행의 구동전극(A2열의 TX5)에 대응하여 두번째 라인에 배치된 터치 신호 검출 전극(B4열의 RX6)은 하나의 트레이스로 연결될 수 있다.
복수의 제1전극열들(A1 내지 A4)에 포함되는 각 구동전극은 서로 상이한 제1 트레이스로 연결될 수 있다. 이로서, LGM 방해 신호를 줄일 수 있게 되고 이로서 터치 민감도를 향상시킬 수 있게 된다.
다만, 이는 제1전극열(A2)에만 적용되는 것은 아니고 나머지 제1전극열에도 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 38을 참조하면, 제1 구동전극(Tx1)에 구동신호가 인가된 경우, 제1 구동전극(Tx1)과 인접하여 배치된 Rx1(빗금)이 제1 구동전극(Tx1)과 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 소정의 터치 신호 검출 전극으로 이용되고, 제1 구동전극(Tx1)과 소정 거리 이격하여 배치된 Rx0, Rx2(역빗금)이 제1 구동전극(Tx1)과 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로 정의될 수 있다.
구체적으로, 도 38에서 상기 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx2)은, 제1 구동전극(Tx1)과 소정 거리 이격되어 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않아야 하고, 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx1)과 각각 서로 상이한 채널로 연결되는 조건을 만족시킬 수 있다. 여기서, 서로 상이한 채널로 연결된다는 것은, 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx1)에 부여되는 전극 번호와 겹치지 않는 다른 전극 번호의 채널로 연결된다는 것을 의미한다.
소정의 터치 신호 검출 전극(Rx1, Rx6)로부터 출력되는 감지신호에는, 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보뿐만 아니라 노이즈 정보를 포함한다.
반면, LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx2)로부터 출력되는 감지신호에는, 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보는 거의 없고, 상기 노이즈 정보만을 포함한다.
따라서, 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 신호값에서 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 신호값을 차감하여 순수한 상호 정전 용량 변화량 값만 획득할 수 있다.
특히, 도 38의 경우, LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극의 면적의 합이 소정의 터치 신호 검출 전극의 면적의 합과 거의 동일하도록 구현할 수 있다.
이는, 검출되는 신호의 크기는 전극의 면적에 비례하므로, LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 검출되는 LGM 방해 신호의 크기와 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 검출되는 LGM 방해 신호의 크기가 최대한 서로 동일하도록 하기 위함이고, 이로서, LGM 방해 신호의 제거 과정에서 LGM 방해 신호가 완전히 제거될 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 도 38의 경우, LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx2)에는 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보는 거의 없도록 하기 위하여, 제1 구동전극(Tx1)과 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx2) 사이에 배치된 임의의 구동전극이나 상기 소정의 터치 신호 검출 전극(예를 들어, RX1)을 그라운드(GND)로 설정할 수 있다.
도 39는 도 38의 패턴과 비교하여 동일 행에 배치된 구동전극들 중 동일한 번호의 구동전극이 반복되어 배치된 것을 예시한다. 즉, 동일 행에 배치된 구동전극들 중 어느 하나는 다른 구동전극과 동일 채널을 구성할 수 있다. TX0-TX1-TX0-TX1과 같이 동일 번호의 구동전극들을 사이에 두고 하나의 다른 번호의 구동전극이 배치될 수 있다. 상기 동일 번호의 구동전극들은 서로 전기적으로 연결되어 하나의 채널을 구성할 수 있다. 한 행을 기준으로, 하나의 채널을 구성하는 동일 번호의 구동전극들은 한 행을 구성하는 모든 구동전극들 개수의 1/2일 수 있다. 다만, 본 발명의 권리범위가 해당 개수에 제한되는 것은 아니다.
도 39는 도 38에서 전술한 특징이 동일/유사하게 적용될 수 있다. 다만, 도 39는 도 38과 비교하여 구동전극의 채널 수가 감소하게 된다.
도 40에서는 예를 들어, A2열의 구동전극(TX1)에 B3열의 터치 신호 검출 전극(RX2, RX5) 중 적어도 두 개가 대응하여 인접하게 배치되도록 하고, 다른 구동전극(TX6)에 상기 터치 신호 검출 전극(RX2, RX5) 중 다른 적어도 두 개가 대응하여 인접하게 배치되도록 한 후, 상기 적어도 두 개의 전극과 상기 다른 적어도 두 개의 전극 중 동일한 번호의 전극들은 하나의 트레이스를 이용하여 연결함으로서, 하나의 구동전극에 대응하는 모든 복수의 터치 신호 검출 전극이 전부 상이한 트레이스로 연결되는 구조에 비해 트레이스의 개수를 줄일 수 있게 된다.
도 40에서는, 각 구동전극을 중심으로 동일 행에서 좌우측에 상이한 터치 신호 검출 전극이 배치될 수 있다.
도 40을 참조하면, 제1 구동전극(Tx1)에 구동신호가 인가된 경우, 제1 구동전극(Tx1)과 인접하여 배치된 Rx1, Rx2(빗금)이 제1 구동전극(Tx1)과 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 소정의 터치 신호 검출 전극으로 이용되고, 제1 구동전극(Tx1)과 소정 거리 이격하여 배치된 Rx0, Rx3(역빗금)이 제1 구동전극(Tx1)과 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로 정의될 수 있다.
구체적으로, 도 40에서 상기 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx3)은, 제1 구동전극(Tx1)과 소정 거리 이격되어 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않아야 하고, 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx1, Rx2)과 각각 서로 상이한 채널로 연결되는 조건을 만족시킬 수 있다. 여기서, 서로 상이한 채널로 연결된다는 것은, 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx1, Rx2)에 부여되는 전극 번호와 겹치지 않는 다른 전극 번호의 채널로 연결된다는 것을 의미한다.
소정의 터치 신호 검출 전극(Rx1, Rx2)로부터 출력되는 감지신호에는, 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보뿐만 아니라 노이즈 정보를 포함한다.
반면, LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx3)로부터 출력되는 감지신호에는, 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보는 거의 없고, 상기 노이즈 정보만을 포함한다.
따라서, 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 신호값에서 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 신호값을 차감하여 순수한 상호 정전 용량 변화량 값만 획득할 수 있다.
특히, 도 40의 경우, LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극의 면적의 합이 소정의 터치 신호 검출 전극의 면적의 합과 거의 동일하도록 구현할 수 있다.
이는, 검출되는 신호의 크기는 전극의 면적에 비례하므로, LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 검출되는 LGM 방해 신호의 크기와 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 검출되는 LGM 방해 신호의 크기가 최대한 서로 동일하도록 하기 위함이고, 이로서, LGM 방해 신호의 제거 과정에서 LGM 방해 신호가 완전히 제거될 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 도 40의 경우, LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx3)에는 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보는 거의 없도록 하기 위하여, 제1 구동전극(Tx1)과 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx3) 사이에 배치된 임의의 구동전극이나 임의의 터치 신호 검출 전극(예를 들어, RX1, RX2)을 그라운드(GND)로 설정할 수 있다.
도 41 내지 도 42에서는, 상대적으로 면적 및/또는 길이가 큰 전극을 터치 신호 검출 전극으로, 상대적으로 면적 및/또는 길이가 작은 전극을 구동전극으로 정의하였으나, 이를 반대로 구현한 경우에도 아래 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 41에서는, 복수의 구동전극이 열 방향을 우선으로 배치되며, 각 구동전극을 중심으로 좌우측에 동일 터치 신호 검출 전극이 배치될 수 있다. 그리고, 제1 구동전극을 중심으로 좌우측에 배치되는 터치 신호 검출 전극과 제2 구동전극을 중심으로 좌우측에 배치된 터치 신호 검출 전극은 서로 상이하도록 배치될 수 있다.
도 41을 참조하면, 제1 구동전극(Tx1)에 구동신호가 인가된 경우, 제1 구동전극(Tx1)과 인접하여 배치된 Rx1(빗금)이 제1 구동전극(Tx1)과 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 소정의 터치 신호 검출 전극으로 이용되고, 제1 구동전극(Tx1)과 소정 거리 이격하여 배치된 Rx0, Rx2(역빗금)이 제1 구동전극(Tx1)과 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로 정의될 수 있다.
구체적으로, 도 41에서 상기 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx2)은, 제1 구동전극(Tx1)과 소정 거리 이격되어 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않아야 하고, 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx1)과 각각 서로 상이한 채널로 연결되는 조건을 만족시킬 수 있다. 여기서, 서로 상이한 채널로 연결된다는 것은, 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx1)에 부여되는 전극 번호와 겹치지 않는 다른 전극 번호의 채널로 연결된다는 것을 의미한다.
소정의 터치 신호 검출 전극(Rx1, Rx6)로부터 출력되는 감지신호에는, 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보뿐만 아니라 노이즈 정보를 포함한다.
반면, LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx2)로부터 출력되는 감지신호에는, 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보는 거의 없고, 상기 노이즈 정보만을 포함한다.
따라서, 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 신호값에서 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 신호값을 차감하여 순수한 상호 정전 용량 변화량 값만 획득할 수 있다.
특히, 도 41의 경우, LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극의 면적의 합이 소정의 터치 신호 검출 전극의 면적의 합과 거의 동일하도록 구현할 수 있다.
이는, 검출되는 신호의 크기는 전극의 면적에 비례하므로, LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 검출되는 LGM 방해 신호의 크기와 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 검출되는 LGM 방해 신호의 크기가 최대한 서로 동일하도록 하기 위함이고, 이로서, LGM 방해 신호의 제거 과정에서 LGM 방해 신호가 완전히 제거될 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 도 41의 경우, LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx2)에는 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보는 거의 없도록 하기 위하여, 제1 구동전극(Tx1)과 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx0, Rx2) 사이에 배치된 임의의 구동전극이나 임의의 터치 신호 검출 전극(예를 들어, RX1)을 그라운드(GND)로 설정할 수 있다.
도 42에서는, 도 41에서 전술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다. 다만, 제1 영역의 제1 구동전극(TX0)을 중심으로 좌우측에 배치되는 터치 신호 검출 전극(RX0)과 제2 구동전극(TX1)을 중심으로 좌우측에 배치된 터치 신호 검출 전극(RX1)은 서로 상이하도록 배치될 수 있고, 제1 영역과 열 방향으로 인접한 제2 영역에는 제1 영역에서 배치된 터치 신호 검출 전극(RX0, RX1)과 동일한 터치 신호 검출 전극(RX0, RX1)이 배치될 수 있다. 즉, 제2 영역의 제1 구동전극(TX2)을 중심으로 좌우측에 배치된 터치 신호 검출 전극(RX0)과 제1 영역의 제1 구동전극(TX0)을 중심으로 좌우측에 배치된 터치 신호 검출 전극(RX0)은 하나의 트레이스로 연결될 수 있고, 제2 영역의 제2 구동전극(TX3)을 중심으로 좌우측에 배치된 터치 신호 검출 전극(RX1)과 제1 영역의 제2 구동전극(TX1)을 중심으로 좌우측에 배치된 터치 신호 검출 전극(RX1)은 하나의 트레이스로 연결될 수 있다.
도 42를 참조하면, 제1 구동전극(Tx1)에 구동신호가 인가된 경우, 제1 구동전극(Tx1)과 인접하여 배치된 Rx1(빗금)이 제1 구동전극(Tx1)과 상호 정전용량(Cm)을 형성하는 소정의 터치 신호 검출 전극으로 이용되고, 제1 구동전극(Tx1)과 소정 거리 이격하여 배치된 Rx0(역빗금)이 제1 구동전극(Tx1)과 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않는 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로 정의될 수 있다.
구체적으로, 도 42에서 상기 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx0)은, 제1 구동전극(Tx1)과 소정 거리 이격되어 상호 정전용량(Cm)을 형성하지 않아야 하고, 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx1)과 각각 서로 상이한 채널로 연결되는 조건을 만족시킬 수 있다. 여기서, 서로 상이한 채널로 연결된다는 것은, 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx1)에 부여되는 전극 번호와 겹치지 않는 다른 전극 번호의 채널로 연결된다는 것을 의미한다.
소정의 터치 신호 검출 전극(Rx1)로부터 출력되는 감지신호에는, 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보뿐만 아니라 노이즈 정보를 포함한다.
반면, LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx0)로부터 출력되는 감지신호에는, 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보는 거의 없고, 상기 노이즈 정보만을 포함한다.
따라서, 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 신호값에서 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 출력되는 신호값을 차감하여 순수한 상호 정전 용량 변화량 값만 획득할 수 있다.
특히, 도 42의 경우, LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극의 면적의 합이 소정의 터치 신호 검출 전극의 면적의 합과 거의 동일하도록 구현할 수 있다.
이는, 검출되는 신호의 크기는 전극의 면적에 비례하므로, LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 검출되는 LGM 방해 신호의 크기와 소정의 터치 신호 검출 전극으로부터 검출되는 LGM 방해 신호의 크기가 최대한 서로 동일하도록 하기 위함이고, 이로서, LGM 방해 신호의 제거 과정에서 LGM 방해 신호가 완전히 제거될 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 도 42의 경우, LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx0)에는 객체의 터치에 의한 정전용량 변화량에 관한 정보는 거의 없도록 하기 위하여, 제1 구동전극(Tx1)과 LGM 방해 신호 검출 전극으로 이용되는 다른 소정의 터치 신호 검출 전극(Rx0) 사이에 배치된 임의의 구동전극이나 임의의 터치 신호 검출 전극(예를 들어, RX1)을 그라운드(GND)로 설정할 수 있다.
도 43은 도 38에서 전술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다. 다만, 도 38에서는 임의의 구동전극(TX1)을 중심으로 B3열과 B4열에 배치된 RX전극들(RX1, RX6)과 동일한 번호의 전극들이 다음 행의 구동전극(TX5)을 중심으로 B3열과 B4열에 동일 순서(RX1, RX6)로 배치되지만, 도 43에서는 임의의 구동전극(TX1)을 중심으로 B3열과 B4열에 제1 순서로 배치된 RX전극들(RX1, RX6)과 동일한 번호의 전극들이 다음 행의 구동전극(TX5)을 중심으로 하여 제1 순서와 역순(RX6, RX1)으로 배치될 수 있다. 즉, 도 38에서는 RX1-RX6-RX1-RX6과 같이 배치되나, 도 43에서는 RX1-RX6-RX6-RX1과 같이 배치될 수 있다.
다시 말해, 제1 행의 구동전극(A2 열의 TX1)에 대응하여 첫번째 라인에 배치된 터치 신호 검출 전극(B4열의 RX1)과, 제2 행의 구동전극(A2열의 TX3)에 대응하여 두번째 라인에 배치된 터치 신호 검출 전극(B4열의 RX1)은 하나의 트레이스로 연결될 수 있다.
이와 마찬가지로, 제1 행의 구동전극(A2 열의 TX1)에 대응하여 두번째 라인에 배치된 터치 신호 검출 전극(B4열의 RX6)과, 제2 행의 구동전극(A2열의 TX3)에 대응하여 첫번째 라인에 배치된 터치 신호 검출 전극(B4열의 RX6)은 하나의 트레이스로 연결될 수 있다.
즉, 행 방향을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치된 제2 전극들이 하나의 트레이스로 연결될 수 있다.
도 44는 도 39에서 전술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다. 다만, 도 39에서는 임의의 구동전극(TX1)을 중심으로 B3열과 B4열에 배치된 RX전극들(RX1, RX6)과 동일한 번호의 전극들이 다음 행의 구동전극(TX3)을 중심으로 B3열과 B4열에 동일 순서(RX1, RX6)로 배치되지만, 도 44에서는 임의의 구동전극(TX1)을 중심으로 B3열과 B4열에 제1 순서로 배치된 RX전극들(RX1, RX6)과 동일한 번호의 전극들이 다음 행의 구동전극(TX3)을 중심으로 하여 제1 순서와 역순(RX6, RX1)으로 배치될 수 있다. 즉, 도 39에서는 RX1-RX6-RX1-RX6과 같이 배치되나, 도 44에서는 RX1-RX6-RX6-RX1과 같이 배치될 수 있다.
다시 말해, 제1 행의 구동전극(A2 열의 TX1)에 대응하여 첫번째 라인에 배치된 터치 신호 검출 전극(B4열의 RX1)과, 제2 행의 구동전극(A2열의 TX3)에 대응하여 두번째 라인에 배치된 터치 신호 검출 전극(B4열의 RX1)은 하나의 트레이스로 연결될 수 있다.
이와 마찬가지로, 제1 행의 구동전극(A2 열의 TX1)에 대응하여 두번째 라인에 배치된 터치 신호 검출 전극(B4열의 RX6)과, 제2 행의 구동전극(A2열의 TX3)에 대응하여 첫번째 라인에 배치된 터치 신호 검출 전극(B4열의 RX6)은 하나의 트레이스로 연결될 수 있다.
즉, 행 방향을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치된 제2 전극들이 하나의 트레이스로 연결될 수 있다.
도 45a는 도 44에서 RX 전극의 크기가 변형된 실시예이고, 도 45b는 도 45a에서 일부 전극과 해당 전극을 연결하는 트레이스를 표현한 도면이다.
도 45는 도 44에서 전술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다. 다만, 도 44에서 B1열이 RX0-RX7-RX7-RX0과 같이 배치된 것과 비교하여, 도 45에서는 B1열이 RX0-RX31-RX0과 같이 배치될 수 있다. 즉, 도 44에서 2개의 RX7에 대응하는 것으로 도 45에서는 하나의 RX31이 배치되는 것이다. 이 경우, A1열의 구동전극 TX0을 기준으로 한측에 RX0과 RX31이 배치되고, A1열의 다음행에서의 구동전극 TX2를 기준으로 상기 한측에 RX31과 RX0이 배치되는 것이다.
도 45에서는 터치 신호 검출 전극의 길이가 구동전극의 길이와 동일하고, 터치 신호 검출 전극의 면적이 구동전극의 면적의 반인 것을 예시하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
도 45에서는 터치 신호 검출 전극과 구동전극이 서로 평행하지 않게 배치된 것을 예시하였다. 즉, 터치 신호 검출 전극의 중심점과 구동전극의 중심점이 서로 동일선상에서 위치하지 않으며, 따라서 서로 어긋나는 형상이다.
즉, 도 45b를 참조하면, 제1 행의 구동전극(A2 열의 TX1)에 대응하여 터치 신호 검출 전극들(B4열의 RX1과 RX30)이 인접하여 배치될 수 있고, 제2 행의 구동전극(A2열의 TX3)에 대응하여 터치 신호 검출 전극들(B4열의 RX30과 RX1)이 인접하여 배치될 수 있다. 그리고, 이와 마찬가지로, 제2 행의 구동전극(A2 열의 TX3)에 대응하여 터치 신호 검출 전극들(B4열의 RX30과 RX1)이 인접하여 배치될 수 있고, 제3 행의 구동전극(A2열의 TX5)에 대응하여 터치 신호 검출 전극들(B4열의 RX1과 RX30)이 인접하여 배치될 수 있다. 즉, 각 구동전극 및 각 구동전극과 인접하여 배치된 각 터치 신호 검출 전극들은 서로 상호 정전용량을 형성할 수 있다. 그리고, A2열의 TX1에 대응한 B4열의 RX1과 A2열의 TX3에 대응한 B4열의 RX1은 하나의 트레이스로 연결될 수 있고, A2열의 TX3에 대응한 B4열의 RX30과 A2열의 TX5에 대응한 B4열의 RX30은 하나의 트레이스로 연결될 수 있다.
다만, 이는 A2열과 B4열 사이 뿐 아니라, A2열과 B3열에도 동일/유사하게 적용될 수 있고, A1열과 B1열, 그리고 A1열과 B2열 사이 뿐 아니라 터치 센서에 포함되는 모든 A열과 B열 사이에도 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 46은 도 45를 기초로 전극 연결 방법을 일부 변경한 실시예이다.
도 46은 도 45에서 전술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 46의 경우, 제1 행의 구동전극(A2 열의 TX1)에 대응하여 터치 신호 검출 전극들(B4열의 RX1과 RX30)이 인접하여 배치될 수 있고, 제2 행의 구동전극(A2열의 TX3)에 대응하여 터치 신호 검출 전극들(B4열의 RX30과 RX1)이 인접하여 배치될 수 있다. 그리고, 이와 마찬가지로, 제2 행의 구동전극(A2 열의 TX3)에 대응하여 터치 신호 검출 전극들(B4열의 RX30과 RX1)이 인접하여 배치될 수 있고, 제3 행의 구동전극(A2열의 TX5)에 대응하여 터치 신호 검출 전극들(B4열의 RX1과 RX30)이 인접하여 배치될 수 있다.
또한, 제1 행의 구동전극(A2 열의 TX1)에 대응하여 터치 신호 검출 전극들(B3열의 RX1과 RX30)이 인접하여 배치될 수 있고, 제2 행의 구동전극(A2열의 TX3)에 대응하여 터치 신호 검출 전극들(B3열의 RX30과 RX1)이 인접하여 배치될 수 있다. 그리고, 이와 마찬가지로, 제2 행의 구동전극(A2 열의 TX3)에 대응하여 터치 신호 검출 전극들(B3열의 RX30과 RX1)이 인접하여 배치될 수 있고, 제3 행의 구동전극(A2열의 TX5)에 대응하여 터치 신호 검출 전극들(B3열의 RX1과 RX30)이 인접하여 배치될 수 있다. 즉, 각 구동전극 및 각 구동전극과 인접하여 배치된 각 터치 신호 검출 전극들은 서로 상호 정전용량을 형성할 수 있다.
그리고, B3열의 RX1과 RX1을 연결하는 3번 트레이스가 B4열의 RX1과 RX1까지 연결하고, B3열의 RX30과 RX30을 연결하는 4번 트레이스가 B4열의 RX30과 RX30까지 연결한 것을 알 수 있다.
도 45b를 참조하면, 8개의 트레이스로 RX전극들이 연결된 것을 알 수 있다.
즉, B1열에서 RX0과 RX0을 연결하는 1번 트레이스와 RX31과 RX31을 연결하는 2번 트레이스가 배치되고, 이와 마찬가지로 B2열에서 3번 트레이스와 4번 트레이스가 배치되고, B3열에서 5번 트레이스와 6번 트레이스가 배치되며, B4열에서 7번 트레이스와 8번 트레이스가 배치된 것을 알 수 있다.
이와 비교하여, 도 46의 경우, B1열의 RX0과 RX0을 연결하는 1번 트레이스가 B2열의 RX0과 RX0까지 연결하고, B1열의 RX31과 RX31을 연결하는 2번 트레이스가 B2열의 RX31과 RX31까지 연결한 것을 알 수 있다. 그리고, 이와 마찬가지로, B3열의 RX1과 RX1을 연결하는 3번 트레이스가 B4열의 RX1과 RX1까지 연결하고, B3열의 RX30과 RX30을 연결하는 4번 트레이스가 B4열의 RX30과 RX30까지 연결한 것을 알 수 있다.
즉, 도 46에 따르면, 동일 채널을 구성하는 RX 전극들을 세로 방향 뿐 아니라 가로 방향으로까지 하나의 트레이스로 연결하여, 도 45b와 비교하여 RX 전극을 연결하는 트레이스 수가 반으로 감소한 것을 알 수 있다.
이는, 제1열에 배치된 RX 전극들을 연결하는 트레이스를, 터치 센서를 구성하는 전극들의 상부로 우회시켜 제2열에 배치된 동일 RX 전극들까지 상기 트레이스를 이용하여 연결할 수 있도록 한 것이다. 특히, 터치 센서 중 첫번째 행에 배치된 TX 전극들과 RX 전극들의 상측(점선 영역)으로 상기 트레이스가 우회되도록 할 수 있다. 이로서, 상기 트레이스의 일부가 첫번째 행에 배치된 TX 전극들과 RX전극들의 상측에 배치될 수 있게 된다.
RX전극들의 상측에 트레이스의 일부가 배치되게 되면, 해당 트레이스는 터치 입력 장치의 베젤부(미도시)의 상부에 들어갈 수 있게 된다. 베젤부(미도시)는 터치 입력 장치의 화상이 표시되는 영역의 외곽 테두리 영역으로, 터치 입력 장치의 화상이 표시되는 영역을 기준으로 한 상부, 하부, 좌부, 우부를 포함할 수 있고, 전극의 상측에 배치되는 트레이스는 베젤부의 상부에 배치될 수 있게 된다.
RX전극들의 상측에 배치되는 트레이스는 가로 트레이스로 구성는데, 일반적으로 가로 트레이스는 시인성이 문제되어 제품 제작에 적용이 어렵지만, 도 46과 같이, 약 50μm 정도의 작은 크기의 공간만을 가로 트레이스에 할당하면 시인성에도 영향을 미치지 않게 된다. 특히, 가로 트레이스가 베젤부의 상부에 배치되게 되면 시인성에 영향을 미치지 않게 됨과 동시에 트레이스의 수를 줄일 수 있게 되는 것이다.
도 46의 경우, 1번 트레이스의 일부는 B1열의 전극들의 좌측과 B2열의 전극들의 우측에 배치되지만, 2번 트레이스의 일부는 B1열의 전극들의 우측과 B2열의 전극들의 좌측에 배치될 수 있다. 이로서, 1번 트레이스가 2번 트레이스보다 더 외곽에 배치되게 된다. 이는, 3번과 4번 트레이스에도 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 47은 도 45를 기초로 전극 연결 방법을 일부 변경한 실시예이다.
도 47은 도 45에서 전술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 46이 동일 채널을 구성하는 RX 전극들을 연결한 것이라면, 도 47은 동일 채널을 구성하는 TX 전극들을 가로 트레이스로 연결하여, 트레이스의 수를 감소시킨 것으로 이해될 수 있다.
도 47과 같이, 동일 채널을 구성하는 각 구동전극(TX0)을 하나의 트레이스로 연결하게 되면, TX0이 속한 열마다 트레이스 수는 하나씩 감소하게 되는 것이다.
특히, 터치 센서의 첫번째 행에 배치된 구동전극 중에서 서로 동일 채널을 구성하는 각 구동전극(TX0)을 하나의 트레이스로 연결하여, 도 47과 같이 터치 센서의 상측에 트레이스가 배치될 수 있다. 다시 말해, 첫번째 행에서 동일 채널을 구성하는 각 TX0들은 이들의 상측에서 상기 하나의 트레이스로 연결될 수 있다.
도 47에 따르면, 동일 채널을 구성하는 임의의 TX전극들(예,TX0)을 연결하는 하나의 트레이스만이 배치될 수 있고, 동일 채널을 구성하는 다른 TX전극들(예,TX1)들을 연결하는 다른 트레이스까지는 배치될 수 없다.
도 47에서는 TX0들을 하나의 트레이스가 연결하는 것을 예시하였으나, 다른 실시예에서는 TX1들을 하나의 트레이스가 연결할 수 있다.
첫번째 행의 상부에 트레이스가 배치되게 되면, 해당 트레이스는 터치 입력 장치의 베젤부(미도시)의 상부에 들어갈 수 있게 된다. 베젤부(미도시)는 터치 입력 장치의 화상이 표시되는 영역의 외곽 테두리 영역으로, 터치 입력 장치의 화상이 표시되는 영역을 기준으로 한 상부, 하부, 좌부, 우부를 포함할 수 있고, 전극의 상측에 배치되는 트레이스는 베젤부의 상부에 배치될 수 있게 된다.
해당 트레이스는 가로 트레이스로 구성는데, 일반적으로 가로 트레이스는 시인성이 문제되어 제품 제작에 적용이 어렵지만, 도 47과 같이, 약 50μm 정도의 작은 크기의 공간만을 가로 트레이스에 할당하면 시인성에도 영향을 미치지 않게 된다. 특히, 가로 트레이스가 베젤부의 상부에 배치되게 되면 시인성에 영향을 미치지 않게 됨과 동시에 트레이스의 수를 줄일 수 있게 되는 것이다.
도 48은 도 45를 기초로 전극 연결 방법을 일부 변경한 실시예이다.
도 48 도 45에서 전술한 원리가 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 48은 도 47과 같이 동일 채널을 구성하는 TX 전극들을 가로 트레이스로 연결하여, 트레이스의 수를 감소시킨 것으로 이해될 수 있다. 다만, A 채널을 구성하는 모든 TX전극들(TX0)을 하나의 트레이스로 연결한 것이 아닌, A채널을 구성하는 일부 TX0 들을 하나의 트레이스로 연결할 수 있다. 또한, A채널과 다른 B채널을 구성하는 TX전극들(TX1)의 일부 TX1들을 하나의 트레이스를 이용하여 연결할 수 있다.
도 47은, 하나의 트레이스로 모든 동일 TX0들을 연결하여 트레이스 개수가 7개 줄었지만(-7), 도 48은 하나의 트레이스로 일부 동일 TX0들만 연결하게 되므로, 트레이스 개수가 5개가 줄어든 것을 알 수 있다(-5).
도 48의 경우, 도 47과 비교하여 전극 패턴의 저항을 상대적으로 감소시키면서 트레이스 수를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. 예를 들어, 도 47의 경우, 모든 TX0을 하나의 트레이스로 연결하게 되므로, 하나의 트레이스가 길어지게 된다. 이렇게 되면, A1열의 TX0 부터 A15열에 배치된 TX0까지 연결하는 과정에서, A1열의 TX0의 저항값이 R1이라면, A15열에 배치된 TX0의 저항값은 R1에 비해 훨씬 커지게 된다. 이는, 최초 TX0으로부터 마지막 TX0 사이의 길이가 길어진 것에 기인한다. 이와 비교하여, 도 48의 경우, A1열의 TX0과 A3열의 TX0을 하나의 트레이스가 연결하고, 해당 트레이스의 길이는 도 47에 비하여 짧으므로, 도 47에 비하여 A3열의 TX0의 저항값이 작아지게 된다.
결과적으로, 도 47에 비해 트레이스 수 감소 효과는 상대적으로 떨어지지만, 전극 패턴의 저항을 상대적으로 감소시킬 수 있다는 장점이 있게 된다.
특히, 터치 센서의 첫번째 행에 배치된 구동전극 중에서 서로 동일 채널을 구성하는 각 구동전극(TX0) 중 일부들을 하나의 트레이스로 연결하여, 도 47과 같이 터치 센서의 상측에 트레이스가 배치될 수 있다. 다시 말해, 첫번째 행에서 동일 채널을 구성하는 일부 TX0들은 이들의 상측에서 상기 하나의 트레이스로 연결될 수 있다.
일부 TX0들을 하나의 A 트레이스로 연결하게 되므로, 다음에 일부 TX1들을 하나의 B트레이스가 연결하게 되고, 그 다음에 다시 일부 TX0들을 하나의 다른 A 트레이스로 연결하는 방식으로 첫번째 행에 배치된 구동전극들이 연결되게 된다.
도 48에서는 하나의 트레이스가 두 개의 TX전극을 연결한 것을 예시하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 제한되지 않는다.
첫번째 행의 상부에 트레이스가 배치되게 되면, 해당 트레이스는 터치 입력 장치의 베젤부(미도시)의 상부에 들어갈 수 있게 된다.
베젤부(미도시)는 터치 입력 장치의 화상이 표시되는 영역의 외곽 테두리 영역으로, 터치 입력 장치의 화상이 표시되는 영역을 기준으로 한 상부, 하부, 좌부, 우부를 포함할 수 있고, 전극의 상측에 배치되는 트레이스는 베젤부의 상부에 배치될 수 있게 된다.
해당 트레이스는 가로 트레이스로 구성는데, 일반적으로 가로 트레이스는 시인성이 문제되어 제품 제작에 적용이 어렵지만, 도 48과 같이, 약 50μm 정도의 작은 크기의 공간만을 가로 트레이스에 할당하면 시인성에도 영향을 미치지 않게 된다. 특히, 가로 트레이스가 베젤부의 상부에 배치되게 되면 시인성에 영향을 미치지 않게 됨과 동시에 트레이스의 수를 줄일 수 있게 되는 것이다.
도 38 내지 도 48에서 전술한 각 예들은, 예를 들은 예시한 특정 전극이나 전극열에만 적용되는 것이 아니고, 터치센서패널 내 대응하는 모든 전극 및 전극열에 동일/유사하게 적용될 수 있다.
이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (47)
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- 터치 표면을 갖는 터치 입력 장치에 있어서,
복수의 제1전극들을 포함하는 복수의 제1 전극열들과 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2 전극열들로 구성되는 터치 센서;를 포함하고,
상기 터치 센서의 제1 터치 영역에서, 상기 복수의 제1 전극열들 중 어느 하나인 제1 전극열에 포함되는 제1 전극에 대응하여 상기 복수의 제2 전극열들 중 어느 하나인 제2 전극열에 포함되는 적어도 두 개의 제2 전극들이 열 방향으로 인접하여 배치되고,
상기 제1 터치 영역과 행 방향으로 인접한 제2 터치 영역에서, 상기 제1 전극열에 포함되는 다른 제1 전극에 대응하여 상기 제2 전극열에 포함되는 다른 적어도 두 개의 제2 전극들이 열 방향으로 인접하여 배치되며,
상기 제2 터치 영역에 포함된 상기 적어도 두 개의 제2 전극들 중 행 방향으로 첫번째로 배치되는 제2 전극은, 상기 제1 터치 영역에 배치된 상기 적어도 두 개의 제2 전극들 중 행 방향으로 마지막에 배치되는 제2 전극의 바로 이전에 배치되는 제2 전극과 하나의 트레이스로 연결되고,
상기 제2 터치 영역에 배치된 상기 적어도 두 개의 제2 전극들 중 행 방향으로 두번째로 배치되는 제2전극은, 상기 제1 터치 영역에 배치된 상기 적어도 두 개의 제2 전극들 중 행 방향으로 상기 마지막에 배치되는 제2 전극과 하나의 트레이스로 연결되며,
상기 제2 터치 영역에 배치된 상기 적어도 두 개의 제2 전극들 중 행 방향으로 배치된 나머지 제2 전극들 중 어느 하나는, 상기 제1 터치 영역에서 상기 나머지 제2전극들 중 어느 하나와 대칭되는 위치에 배치된 제2 전극과 하나의 트레이스로 연결되는,
터치 입력 장치. - 제 28항에 있어서,
상기 제2 전극열에 포함되는 상기 적어도 두 개의 제2 전극들 중 적어도 하나의 제2 전극과 상호 정전용량을 형성하는 상기 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극으로부터 상기 터치 표면으로 입력된 객체의 터치 위치와 연관된 신호를 검출하는 터치 신호 검출부; 및
상기 제1 전극열과 다른 제1 전극열에 포함되는 제1 전극들 중, 상기 적어도 하나의 제2 전극과 상호 정전용량을 형성하지 않는 제1 전극으로부터 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 검출하는 LGM 방해 신호 검출부;를 더 포함하는,
터치 입력 장치. - 제 29항에 있어서,
상기 터치 위치와 연관된 신호는 상기 객체와 상기 적어도 하나의 제2 전극 및 상기 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극 사이의 커플링에 의해 발생하는 상기 상호 정전용량을 감소시키는 정전용량의 정보를 포함하고,
상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호는 상기 객체와 상기 적어도 하나의 제2 전극 및 상기 다른 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극 사이의 커플링에 의해 발생하는 상기 상호 정전용량을 감소시키는 정전용량의 정보를 포함하는,
터치 입력 장치. - 터치 표면을 갖는 터치 입력 장치에 있어서,
복수의 제1전극들을 포함하는 복수의 제1 전극열들과 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2 전극열들로 구성되는 터치 센서;를 포함하고,
상기 터치 센서의 제1 터치 영역에서, 상기 복수의 제1 전극열들 중 어느 하나인 제1 전극열에 포함되는 제1 전극에 대응하여 상기 복수의 제2 전극열들 중 어느 하나인 제2 전극열에 포함되는 제1 전극셋트와 제2 전극셋트가 열 방향으로 인접하여 배치되고,
상기 제1 전극셋트와 상기 제2 전극셋트는 각각 적어도 두 개의 제2전극들을 포함하고,
상기 제1 터치 영역과 행 방향으로 인접한 제2 터치 영역에서, 상기 제1 전극열에 포함되는 다른 제1 전극에 대응하여 상기 제2 전극열에 포함되는 제3 전극셋트와 제4 전극셋트가 열 방향으로 인접하여 배치되고,
상기 제3 전극셋트와 상기 제4 전극셋트는 각각 적어도 두 개의 제2전극들을 포함하고,
상기 제3 전극셋트에 포함되는 적어도 두 개의 제2 전극들 중 어느 하나는, 상기 제1 전극셋트에서, 상기 적어도 두 개의 제2 전극들 중 어느 하나와 행 방향으로 대칭되는 위치에 배치된 제2 전극과 하나의 트레이스로 연결되고,
상기 제4 전극셋트에 포함되는 적어도 두 개의 제2 전극들 중 어느 하나는, 상기 제2 전극셋트에서, 상기 적어도 두 개의 제2 전극들 중 어느 하나와 행 방향으로 대칭되는 위치에 배치된 제2 전극과 하나의 트레이스로 연결되는,
터치 입력 장치. - 제 31항에 있어서,
상기 제2 전극열에 포함되는 적어도 두 개의 제2 전극들 중 적어도 하나의 제2 전극과 상호 정전용량을 형성하는 상기 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극으로부터 상기 터치 표면으로 입력된 객체의 터치 위치와 연관된 신호를 검출하는 터치 신호 검출부; 및
상기 제1 전극열과 다른 제1 전극열에 포함되는 제1 전극들 중, 상기 적어도 하나의 제2 전극과 상호 정전용량을 형성하지 않는 제1 전극으로부터 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 검출하는 LGM 방해 신호 검출부;를 더 포함하는,
터치 입력 장치. - 제 32항에 있어서,
상기 터치 위치와 연관된 신호는 상기 객체와 상기 적어도 하나의 제2 전극 사이의 커플링 및 상기 객체와 상기 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극 사이의 커플링 중 적어도 하나에 의해 발생하는 상기 상호 정전용량을 감소시키는 정전용량의 정보를 포함하고,
상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호는 상기 객체와 상기 적어도 하나의 제2 전극 사이의 커플링 및 상기 객체와 상기 다른 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극 사이의 커플링 중 적어도 하나에 의해 발생하는 상기 상호 정전용량을 감소시키는 정전용량의 정보를 포함하는,
터치 입력 장치. - 터치 표면을 갖는 터치 입력 장치에 있어서,
복수의 제1 전극들을 포함하는 복수의 제1 전극열들과 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2 전극열들로 구성되는 터치 센서;를 포함하고,
상기 복수의 제1 전극열들 중 어느 하나인 제1 전극열을 중심으로 한측에 제2 전극열이 배치되고 타측에 다른 제2 전극열이 배치되고,
상기 제1 전극열에 포함되는 어느 하나의 제1 전극을 중심으로 상기 제2 전극열에 포함되는 제2 전극과 상기 다른 제2 전극열에 포함되는 다른 제2 전극은 동일 채널을 구성하고,
상기 제1 전극은, 상기 제1 전극과 동일 행에 배치되는 제1 전극들 중 일부와 동일 채널을 구성하는,
터치 입력 장치. - 제 34항에 있어서,
상기 제1 전극을 중심으로 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 제2-1 전극과 제2-2 전극이 배치되고,
상기 제1 전극을 중심으로 상기 타측에 상기 다른 제2 전극열에 포함되는 제2-3 전극과 제2-4 전극이 배치되며,
상기 제2-1 전극과 상기 제2-3 전극은 동일 채널을 구성하고,
상기 제2-2 전극과 상기 제2-4 전극은 동일 채널을 구성하는,
터치 입력 장치. - 제 34항에 있어서,
상기 제1 전극들 중 일부 및 상기 제1 전극은 상기 동일 행에 배치되는 상기 제1 전극들의 개수의 반인,
터치 입력 장치. - 제 34항에 있어서,
상기 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 제2-1 전극과 제2-2 전극이 인접하여 배치되고,
상기 제1 전극열에 포함되는 다른 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 제2-3 전극과 제2-4 전극이 인접하여 배치되며,
상기 제2-1 전극과 상기 제 2-3 전극이 하나의 제2 트레이스로 연결되고 상기 제2-2 전극과 상기 제2-4 전극이 다른 하나의 제2 트레이스로 연결되는,
터치 입력 장치. - 제 34항에 있어서,
상기 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 제2-1 전극과 제2-2 전극이 인접하여 배치되고,
상기 제1 전극열에 포함되는 다른 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 제2-3 전극과 제2-4 전극이 인접하여 배치되며,
상기 제2-1 전극과 상기 제 2-4 전극이 하나의 제2 트레이스로 연결되고 상기 제2-2 전극과 상기 제2-3 전극이 다른 하나의 제2 트레이스로 연결되는,
터치 입력 장치. - 제 34항에 있어서,
상기 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 제2-1 전극과 제2-2 전극이 인접하여 배치되고,
상기 제1 전극열에 포함되는 다른 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 상기 제2-2 전극과 제2-3 전극이 인접하여 배치되며,
상기 제2-1 전극과 상기 제 2-3 전극이 하나의 제2 트레이스로 연결되는,
터치 입력 장치. - 제 34항에 있어서,
상기 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 제2-1 전극과 제2-2 전극이 인접하여 배치되고,
상기 제1 전극열에 포함되는 다른 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 상기 제2-2 전극과 제2-3 전극이 인접하여 배치되며,
상기 제1 전극열에 포함되는 또 다른 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 상기 제2-3 전극과 제2-4 전극이 인접하여 배치되며,
상기 제2-1 전극과 상기 제2-3 전극이 하나의 제2 트레이스로 연결되고 상기 제2-2 전극과 상기 제2-4 전극이 다른 하나의 제2 트레이스로 연결되며,
상기 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극에 대응하여 상기 타측에 상기 다른 제2 전극열에 포함되는 제2-1' 전극과 제2-2' 전극이 인접하여 배치되고,
상기 제1 전극열에 포함되는 상기 다른 제1 전극에 대응하여 상기 타측에 상기 다른 제2 전극열에 포함되는 상기 제2-2' 전극과 제2-3' 전극이 인접하여 배치되며,
상기 제1 전극열에 포함되는 상기 또 다른 제1 전극에 대응하여 상기 타측에 상기 다른 제2 전극열에 포함되는 상기 제2-3' 전극과 제2-4' 전극이 인접하여 배치되고,
상기 하나의 제2 트레이스로 상기 제2-1' 전극과 상기 제2-3' 전극이 연결되고,
상기 다른 하나의 제2 트레이스로 상기 제2-2' 전극과 상기 제2-4' 전극이 연결되는,
터치 입력 장치. - 제 40항에 있어서,
상기 한측은 상기 제1 전극을 중심으로 한 좌측 및 우측 중 어느 한측에 해당하고,
상기 타측은 상기 제1 전극을 중심으로 한 상기 좌측 및 상기 우측 중 다른 한측에 해당하며,
상기 하나의 제2 트레이스의 일부 및 상기 다른 하나의 제2 트레이스의 일부 중 적어도 하나는 상기 제1 전극의 상측에 배치되는,
터치 입력 장치. - 제 39항에 있어서,
상기 제1 전극과 상기 동일 행에 배치되는 상기 제1 전극들 중 일부 및 상기 제1 전극은 동일 채널 전극들을 구성하고,
상기 동일 채널 전극들 모두는 하나의 제1 트레이스로 연결되는,
터치 입력 장치. - 제 42항에 있어서,
상기 동일 행은 상기 터치 센서의 첫번째 행이고,
상기 하나의 제1 트레이스는 상기 터치 센서의 상측에 배치되는,
터치 입력 장치. - 제 39항에 있어서,
상기 제1 전극과 상기 동일 행에 배치되는 상기 제1 전극들 중 일부 및 상기 제1 전극은 동일 채널 전극들을 구성하고,
상기 동일 채널 전극들 중 일부는 하나의 제1 트레이스로 연결되는,
터치 입력 장치. - 제 44항에 있어서,
상기 동일 행은 상기 터치 센서의 첫번째 행이고,
상기 하나의 제1 트레이스는 상기 터치 센서의 상측에 배치되는,
터치 입력 장치. - 제 34항에 있어서,
상기 제1 전극과 상호 정전용량을 형성하는 상기 제2 전극과 상기 다른 제2 전극으로부터 상기 터치 표면으로 입력된 객체의 터치 위치와 연관된 신호를 검출하는 터치 신호 검출부; 및
상기 복수의 제2 전극들 중, 상기 제1 전극과 상호 정전용량을 형성하지 않는 제2 전극들으로부터 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 검출하는 LGM 방해 신호 검출부;를 더 포함하는,
터치 입력 장치. - 터치 표면을 갖는 터치 입력 장치에 있어서,
복수의 제1 전극들을 포함하는 복수의 제1 전극열들과 복수의 제2전극들을 포함하는 복수의 제2 전극열들로 구성되는 터치 센서;를 포함하고,
상기 복수의 제1 전극열들 중 어느 하나인 제1 전극열을 중심으로 한측에 제2 전극열이 배치되고 타측에 다른 제2 전극열이 배치되고,
상기 제1 전극열에 포함되는 어느 하나의 제1 전극을 중심으로 상기 제2 전극열에 포함되는 제2 전극과 상기 다른 제2 전극열에 포함되는 다른 제2 전극은 동일 채널을 구성하고,
상기 제1 전극열에 포함되는 상기 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 제2-1 전극과 제2-2 전극이 인접하여 배치되고,
상기 제1 전극열에 포함되는 다른 제1 전극에 대응하여 상기 한측에 상기 제2 전극열에 포함되는 제2-3 전극과 제2-4 전극이 인접하여 배치되며,
상기 제2-1 전극과 상기 제 2-3 전극이 하나의 제2 트레이스로 연결되고 상기 제2-2 전극과 상기 제2-4 전극이 다른 하나의 제2 트레이스로 연결되는,
터치 입력 장치.
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