KR102375273B1 - 터치 센서 및 그의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서는, 활성 영역에 서로 이격되도록 제공된 복수의 제1 전극들 및 적어도 하나의 제2 전극을 포함하는 센서부; 상기 제1 전극들 각각에 연결되며, 기준 노드가 상기 제2 전극에 연결되는 복수의 감지 채널들; 및 상기 감지 채널들의 출력 신호들을 수신하고, 상기 출력 신호들에 기초하여 터치 입력을 검출하는 프로세서;를 포함하며, 상기 감지 채널들은, 제1 기간 동안 상기 제1 전극들 각각으로 구동 신호를 공급하고, 제2 기간 동안 상기 제1 전극들 각각으로부터 감지 신호를 수신하며, 상기 기준 노드의 전위를 기준으로 상기 제1 전극들 각각으로부터의 감지 신호에 대응하는 상기 출력 신호들을 발생한다.

Description

터치 센서 및 그의 구동 방법{TOUCH SENSOR AND METHOD OF DRIVING THE TOUCH SENSOR}
본 발명의 실시예는 터치 센서 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
터치 센서는 정보 입력 장치의 일종으로서, 디스플레이 장치에 구비되어 사용될 수 있다. 일례로, 터치 센서는 디스플레이 패널의 일면에 부착되거나, 디스플레이 패널과 일체로 제작되어 사용될 수 있다. 사용자는 디스플레이 장치의 화면에 표시되는 이미지를 보면서 터치 센서를 누르거나 터치하여 정보를 입력할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 고감도의 터치 센서 및 그의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서는, 활성 영역에 서로 이격되도록 제공된 복수의 제1 전극들 및 적어도 하나의 제2 전극을 포함하는 센서부; 상기 제1 전극들 각각에 연결되며, 기준 노드가 상기 제2 전극에 연결되는 복수의 감지 채널들; 및 상기 감지 채널들의 출력 신호들을 수신하고, 상기 출력 신호들에 기초하여 터치 입력을 검출하는 프로세서;를 포함하며, 상기 감지 채널들은, 제1 기간 동안 상기 제1 전극들 각각으로 구동 신호를 공급하고, 제2 기간 동안 상기 제1 전극들 각각으로부터 감지 신호를 수신하며, 상기 기준 노드의 전위를 기준으로 상기 제1 전극들 각각으로부터의 감지 신호에 대응하는 상기 출력 신호들을 발생한다.
실시예에 따라, 상기 감지 채널들 각각은, 상기 제1 전극들 중 어느 하나에 연결된 제1 노드; 상기 제1 노드와 상기 기준 노드 사이에 연결된 제1 전압원; 상기 제1 노드와 상기 제1 전압원 사이에 연결된 제1 스위치; 상기 제1 노드에 연결된 제1 입력 단자 및 상기 기준 노드에 연결된 제2 입력 단자를 구비한 제1 증폭기; 및 상기 제1 노드와 상기 제1 입력 단자 사이에 연결된 제2 스위치;를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 감지 채널들 각각은 상기 제1 입력 단자와 상기 기준 노드 사이에 서로 병렬로 연결된 커패시터 및 리셋 스위치를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 감지 채널들 각각은 상기 제2 입력 단자와 상기 기준 노드 사이에 연결된 제2 전압원을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 감지 채널들 각각은 상기 제1 증폭기의 출력 단자와 상기 제1 입력 단자 사이에 서로 병렬로 연결된 커패시터 및 리셋 스위치를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 터치 센서는 상기 제1 증폭기의 출력 단자와 상기 프로세서 사이에 연결된 적어도 하나의 아날로그 디지털 변환기를 더 포함하며, 상기 아날로그 디지털 변환기는 상기 제1 증폭기의 출력 전압과 상기 기준 노드의 전압 차에 대응하는 디지털 신호를 출력할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 터치 센서는 상기 제2 전극과 상기 기준 노드 사이에 연결되는 적어도 하나의 버퍼를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 터치 센서는 상기 제2 전극과 상기 기준 노드 사이에 연결된 증폭 회로부를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 증폭 회로부는, 각각 상기 제2 전극 및 기준 전압원에 연결되는 두 개의 입력 단자를 구비한 제2 증폭기; 및 상기 제2 증폭기의 출력 단자와 상기 감지 채널들 중 적어도 하나의 기준 노드 사이에 연결되는 적어도 하나의 가변 저항;을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 증폭 회로부는 상기 감지 채널들 각각에 대응하는 복수의 가변 저항들을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 가변 저항들은 서로 병렬로 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 전극들 각각은 개구부를 포함하는 적어도 하나의 전극 셀을 포함하며, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극들 중 적어도 하나의 전극 셀에 제공된 개구부 내측에 제공된 전극부를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 전극들은, 상기 활성 영역에서 제1 방향을 따라 연장된 복수의 제1 방향 제1 전극들; 및 상기 활성 영역에서 제2 방향을 따라 연장된 복수의 제2 방향 제1 전극들;을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 방향 제1 전극들 각각은, 상기 제1 방향을 따라 나열되며 내측에 각각 적어도 하나의 개구부를 포함하는 복수의 제1 전극 셀들과, 상기 제1 전극 셀들을 상기 제1 방향을 따라 연결하는 복수의 제1 연결부들을 포함하고, 상기 제2 방향 제1 전극들 각각은, 상기 제2 방향을 따라 나열되는 복수의 제2 전극 셀들과, 상기 제2 전극 셀들을 상기 제2 방향을 따라 연결하는 복수의 제2 연결부들을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 센서부는, 상기 제2 전극을 포함하여 상기 활성 영역에서 상기 제1 방향으로 연장된 복수의 제2 전극들을 포함하며, 상기 제2 전극들 각각은, 상기 제1 전극 셀들 각각의 개구부 내측에 제공된 복수의 전극부들; 및 상기 전극부들을 상기 제1 방향으로 연결하는 적어도 하나의 연결 라인;을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제2 전극들은 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서는 서로 이격된 복수의 제1 전극들 및 적어도 하나의 제2 전극을 포함하는 센서부와, 상기 제1 전극들 각각에 연결되며 기준 노드가 상기 제2 전극에 연결되는 복수의 감지 채널들을 포함한다. 상기 터치 센서의 구동 방법은, 상기 제1 전극들로 구동 신호를 공급하는 단계; 상기 제1 전극들 각각으로부터 감지 신호를 수신하는 단계; 상기 기준 노드의 전위를 기준으로 상기 제1 전극들 각각의 감지 신호에 대응하는 출력 신호들을 발생하는 단계; 및 상기 출력 신호들에 기초하여 터치 입력을 검출하는 단계;를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 출력 신호들을 발생하는 단계는, 상기 제1 전극들 각각으로부터 입력되는 감지 신호의 전압 및 상기 기준 노드의 전압 차에 대응하는 출력 전압들을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 터치 센서의 구동 방법은, 상기 감지 채널들에서 생성된 출력 전압들을 디지털 신호로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 터치 센서는 상기 제2 전극과 상기 기준 노드 사이에 연결된 적어도 하나의 가변 저항을 더 포함하며, 상기 터치 센서의 구동 방법은 상기 가변 저항의 저항 값을 조정하여 상기 제2 전극으로부터 상기 기준 노드로 입력되는 신호의 게인을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 센서 및 그의 구동 방법에 의하면, 터치 센서의 센서부로 유입되는 노이즈를 효과적으로 상쇄할 수 있다. 이에 따라, 터치 센서의 오동작을 최소화하고, 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 장치를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 센서의 센서 전극 및 이에 연결된 감지 채널의 실시예를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 센서부와 관련한 일 실시예를 나타낸다.
도 5a 및 도 5b는 각각 도 4에 도시된 센서부의 서로 다른 변경 실시예를 나타낸다.
도 6a는 도 4에 도시된 센서부의 제1 층을 나타낸다.
도 6b는 도 4에 도시된 센서부의 제2 층을 나타낸다.
도 7a는 도 4의 I-I'선에 따른 단면의 일례를 나타낸다.
도 7b는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면의 일례를 나타낸다.
도 8 내지 도 12는 도 3에 도시된 센서부와 관련한 다른 실시예들을 나타낸다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기에 설명하는 실시예는 그 표현 여부에 관계없이 예시적인 것에 불과하다. 즉, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있을 것이다. 또한, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
한편, 도면에서 본 발명의 특징과 직접적으로 관계되지 않은 일부 구성 요소는 본 발명을 명확하게 나타내기 위하여 생략되었을 수 있다. 또한, 도면 상의 일부 구성 요소는 그 크기나 비율 등이 다소 과장되어 도시되었을 수 있다. 도면 전반에서 동일 또는 유사한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조 번호 및 부호를 부여하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 장치를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 장치는 센서부(100), 터치 구동부(200), 디스플레이 패널(300) 및 디스플레이 구동부(400)를 포함한다. 센서부(100)와 터치 구동부(200)는 터치 센서를 구성한다.
한편, 도 1의 실시예에서는 센서부(100)와 디스플레이 패널(300)을 서로 분리하여 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 센서부(100)와 디스플레이 패널(300)은 일체로 제작될 수도 있다.
실시예에 따라, 센서부(100)는 디스플레이 패널(300)의 적어도 일 영역 상에 제공될 수 있다. 예컨대, 센서부(100)는 디스플레이 패널(300)의 적어도 일면 상에 상기 디스플레이 패널(300)과 중첩되도록 제공될 수 있다. 예컨대, 센서부(100)는 디스플레이 패널(300)의 양면 중 영상이 출사되는 방향의 일면(예컨대, 상부면)이나 혹은 그 배면(예컨대, 하부면) 상에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 센서부(100)는 디스플레이 패널(300)의 양면 중 적어도 일면에 직접 형성되거나, 혹은 디스플레이 패널(300)의 내부에 형성될 수 있다. 일례로, 센서부(100)는 디스플레이 패널(300)의 상부 기판 및/또는 하부 기판의 외부면(예컨대, 상부 기판의 상부면 또는 하부 기판의 하부면) 또는 내부면(예컨대, 상부 기판의 하부면 또는 하부 기판의 상부면) 상에 직접 형성될 수 있다.
센서부(100)는 터치 입력을 감지할 수 있는 활성 영역(AA)과, 활성 영역(AA)의 적어도 일부를 둘러싸는 비활성 영역(NAA)을 포함한다. 실시예에 따라, 활성 영역(AA)은 디스플레이 패널(300)의 표시 영역(DA)에 대응하도록 배치되고, 비활성 영역(NAA)은 디스플레이 패널(300)의 비표시 영역(NDA)에 대응하도록 배치될 수 있다. 예컨대, 센서부(100)의 활성 영역(AA)은 디스플레이 패널(300)의 표시 영역(DA)과 중첩되고, 센서부(100)의 비활성 영역(NAA)은 디스플레이 패널(300)의 비표시 영역(NDA)과 중첩될 수 있다.
실시예에 따라, 활성 영역(AA)에는 터치 입력을 검출하기 위한 복수의 센서 전극들(SEL)이 분산되어 배치될 수 있다. 즉, 센서 전극들(SEL)은 디스플레이 패널(300)의 표시 영역(DA) 상에 제공될 수 있다. 이 경우, 센서 전극들(SEL) 중 적어도 일부는 디스플레이 패널(300)에 구비된 적어도 일 전극과 중첩될 수 있다. 예컨대, 디스플레이 패널(300)이 유기 발광 디스플레이 패널 또는 액정 디스플레이 패널일 때, 센서 전극들(SEL)은 적어도 캐소드 전극 또는 공통 전극과 중첩될 수 있다.
실시예에 따라, 터치 센서는 자기 정전 용량 방식의 터치 센서(self-capacitive touch sensor)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 센서 전극들(SEL) 각각은 기준 전위, 일례로 접지 전위에 대해 자기 정전 용량(self-capacitance)을 가진다. 센서 전극들(SEL)에는 센서 배선들(SLI)이 연결된다. 이러한 센서 전극들(SEL)은 센서 배선들(SLI) 및 도시되지 않은 인터페이스를 통해 터치 구동부(200)와 연결된다. 본 발명의 실시예에서 "연결"이라 함은, 물리적 및/또는 전기적인 측면에서의 "연결"을 포괄적으로 의미할 수 있다.
실시예에 따라, 센서 전극들(SEL)은 활성 영역(AA)에서 터치 입력이 발생하였을 때, 상기 터치 입력의 위치를 검출할 수 있도록 활성 영역(AA)에 분포될 수 있다. 일례로, 센서 전극들(SEL)은 소정의 밀집도 또는 해상도로 활성 영역(AA)에 정의된 각 좌표(예컨대, 2차원 XY 좌표)에 대응하는 위치에 매트릭스 형태로 분포될 수 있다. 또는, 다른 실시예에서, 센서 전극들(SEL)은 각각 제1 방향(예컨대, X 방향) 또는 제2 방향(예컨대, Y 방향)으로 연장될 수 있다. 이 경우, 제1 방향 및 제2 방향 센서 전극들(SEL)의 자기 정전 용량의 변화를 종합하여, 터치 입력의 발생 여부 그 위치를 검출할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 센서 전극들(SEL)의 형상, 크기, 개수, 밀집도, 분포 형태 및/또는 배치 방향 등이 특별히 한정되지는 않는다.
각각의 센서 전극(SEL)에는 각각의 센서 배선(SLI)이 연결된다. 이러한 센서 배선(SLI)을 통해 각각의 센서 전극(SEL)에 소정의 구동 신호가 인가된다. 또한, 센서 배선(SLI)을 통해 센서 전극(SEL)에서 발생한 정전 용량의 변화가 검출된다.
터치 구동부(200)는 센서부(100)와 전기적으로 연결되어 센서부(100)를 구동 및 감지한다. 일례로, 터치 구동부(200)는 센서부(100)로 구동 신호를 공급한 후, 상기 구동 신호에 대응하는 감지 신호를 센서부(100)로부터 수신하여 터치 입력을 검출할 수 있다. 실시예에 따라, 터치 구동부(200)는 각각의 센서 전극(SEL)에 연결되는 복수의 감지 채널들을 포함할 수 있다. 일례로, 터치 구동부(200)는 센서 전극들(SEL) 각각에 1:1로 연결되는 복수의 감지 채널들을 포함할 수 있다. 또한, 터치 구동부(200)는 감지 채널들의 출력 신호들을 수신하고, 상기 출력 신호들에 기초하여 터치 입력을 검출하는 프로세서를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 감지 채널들 및 프로세서는 하나의 터치 IC(T-IC)의 내부에 집적될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
디스플레이 패널(300)은 표시 영역(DA)과, 상기 표시 영역(DA)의 적어도 일 영역을 둘러싸는 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 표시 영역(DA)에는 복수의 주사선들(SL) 및 데이터선들(DL)과, 상기 주사선들(SL) 및 데이터선들(DL)에 연결되는 복수의 화소들(PXL)이 제공된다. 비표시 영역(NDA)에는 화소들(PXL)을 구동하기 위한 각종 구동 신호 및/또는 구동 전원을 공급하기 위한 배선들이 제공될 수 있다.
본 발명에서, 디스플레이 패널(300)의 종류가 특별히 한정되지는 않는다. 예컨대, 디스플레이 패널(300)은 유기 발광 디스플레이 패널(Organic Light Emitting Display panel: OLED panel)과 같은 자발광 디스플레이 패널일 수 있다. 또는, 디스플레이 패널(300)은 액정 디스플레이 패널(Liquid Crystal Display panel: LCD panel), 전기영동 디스플레이 패널(Electro-Phoretic Display panel: EPD panel) 및 일렉트로웨팅 디스플레이 패널(Electro-Wetting Display panel: EWD panel)과 같은 비발광성 디스플레이 패널일 수 있다. 디스플레이 패널(300)이 비발광성 디스플레이 패널인 경우, 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(300)로 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛(Back-Light Unit: BLU)을 더 구비할 수 있다.
디스플레이 구동부(400)는 디스플레이 패널(300)과 전기적으로 연결되어 디스플레이 패널(300)의 구동에 필요한 신호를 공급한다. 일례로, 디스플레이 구동부(400)는, 주사선들(SL)로 주사 신호를 공급하는 주사 구동부, 데이터선들(DL)로 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부, 주사 구동부 및 데이터 구동부를 구동하기 위한 타이밍 제어부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 주사 구동부, 데이터 구동부 및/또는 타이밍 제어부는 하나의 디스플레이 IC(D-IC)의 내부에 집적될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서, 주사 구동부, 데이터 구동부 및 타이밍 제어부 중 적어도 하나는 디스플레이 패널(300) 상에 집적되거나 실장될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 센서의 센서 전극 및 이에 연결된 감지 채널의 실시예를 나타낸다. 편의상, 도 2에서는 하나의 센서 전극 및 이에 연결된 하나의 감지 채널만을 도시하기로 한다.
도 2를 참조하면, 각각의 센서 전극(SEL)은 일례로 접지(ground: GND)에 대해 자기 정전 용량(Cself)을 가진다. 이러한 센서 전극(SEL)은 센서 배선(SLI)을 통해 터치 구동부(200)와 연결된다.
실시예에 따라, 터치 구동부(200)는 각각의 센서 전극(SEL)에 연결되는 각각의 감지 채널(210)과 감지 채널(210)의 출력 신호를 수신하여 터치 입력을 검출하는 프로세서(220)를 포함할 수 있다. 한편, 앞서 설명한 바와 같이 센서부(100)에는 다수의 센서 전극들(SEL)이 제공되며, 따라서 터치 구동부(200)에는 센서 전극들(SEL) 각각에 연결되는 복수의 감지 채널들(210)이 제공된다. 프로세서(220)는 복수의 감지 채널들(210)로부터 출력되는 신호들을 수신하고, 상기 출력 신호들에 기초하여 터치 입력을 검출한다.
각각의 감지 채널(210)은, 센서 전극(SEL)으로 구동 신호를 공급하기 위한 제1 전압원(V1)과, 센서 전극(SEL)으로부터 입력되는 감지 신호(Sse)를 증폭하여 출력하기 위한 제1 증폭기(211)를 포함할 수 있다. 또한, 감지 채널(210)은, 센서 전극(SEL)을 제1 전압원(V1) 또는 제1 증폭기(211)에 선택적으로 연결하기 위한 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 실시예에 따라 각각의 감지 채널(210)은 센서 배선(SLI)을 통해 센서 전극(SEL)과 연결되는 제1 노드(N1)와, 상기 제1 노드(N1)와 접지(GND) 사이에 연결된 제1 전압원(V1)과, 제1 노드(N1)와 제1 전압원(V1) 사이에 연결된 제1 스위치(SW1)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제1 전압원(V1)은 센서 전극(SEL)으로 소정의 구동 신호를 공급하기 위한 구동 전압원일 수 있으며, 일례로 펄스파를 공급하는 교류 전압원일 수 있다. 실시예에 따라, 제1 스위치(SW1)는 제1 기간 동안 턴-온되어 제1 전압원(V1)과 제1 노드(N1)를 연결할 수 있다. 따라서, 제1 스위치(SW1)가 턴-온되면, 센서 전극(SEL)으로 구동 신호가 공급될 수 있다.
또한, 실시예에 따라 각각의 감지 채널(210)은 제1 노드(N1)와 프로세서(220) 사이에 연결된 제1 증폭기(211)와, 제1 노드(N1)와 제1 증폭기(211) 사이에 연결된 제2 스위치(SW2)와, 제1 증폭기(211)와 제2 스위치(SW2)의 접속 노드인 제2 노드(N2)와 접지(GND) 사이에 서로 병렬로 연결된 커패시터(Cs) 및 리셋 스위치(SWr)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 제1 증폭기(211)는 제1 입력 단자(IN1), 제2 입력 단자(IN2) 및 출력 단자(OUT1)를 구비하며, 제1 입력 단자(IN1)는 제2 스위치(SW2)를 경유하여 제1 노드(N1)에 연결될 수 있다. 그리고, 제2 입력 단자(IN2)는 제2 전압원(V2)에 연결되고, 출력 단자(OUT1)는 프로세서(220)에 연결될 수 있다. 실시예에 따라, 제1 입력 단자(IN1)는 비반전 입력 단자이고, 제2 입력 단자(IN2)는 반전 입력 단자일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 실시예에 따라, 제2 전압원(V2)은 감지 신호(Sse)를 증폭하여 출력하기 위한 기준 전압원(또는, 비교 전압원)일 수 있으며, 제2 입력 단자(IN2)와 접지(GND) 사이에 연결될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같은 실시예에서, 제1 증폭기(211)는 비교기(comparator)로 동작할 수 있다. 즉, 제1 증폭기(211)는 제1 입력 단자(IN1)의 전압과 제2 입력 단자(IN2)의 전압 차에 대응하는 신호를 출력할 수 있다.
실시예에 따라, 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)는 서로 다른 시간에 턴-온될 수 있다. 일례로, 제1 기간 동안 제1 스위치(SW1)가 턴-온되고, 제1 기간에 후속되는 제2 기간 동안 제2 스위치(SW2)가 턴-온될 수 있다. 또한, 터치 센서가 활성화되는 기간 동안 제1 기간 및 제2 기간은 교번적으로 반복될 수 있다.
제1 기간 동안 제1 스위치(SW1)가 턴-온되면, 제1 전압원(V1)이 제1 노드(N1) 및 센서 배선(SLI)을 경유하여 센서 전극(SEL)과 연결된다. 이에 따라, 제1 전압원(V1)으로부터 센서 전극(SEL)으로 구동 신호가 공급된다. 이후, 제2 기간 동안 제1 스위치(SW1)는 턴-오프되고, 제2 스위치(SW2)가 턴-온되어 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)가 연결된다. 이에 따라, 전하 공유(charge sharing)가 발생하여 각각의 감지 채널(210)에 제공된 커패시터(Cs)에 감지 신호(Sse)에 대응하는 전압이 저장된다. 이때, 제1 증폭기(211)의 제1 입력 단자(IN2)는 제2 노드(N2)에 연결되었으므로, 제1 증폭기(211)는 제2 노드(N2)의 전압과 제2 전압원(V2)의 전압 차에 대응하는 전압을 출력한다. 즉, 제2 기간 동안 각각의 감지 채널(210)은 제2 전압원(V2)의 전위를 기준으로, 감지 신호(Sse)를 증폭하여 출력한다. 한편, 리셋 스위치(SWr)는 소정의 리셋 기간마다 턴-온된다. 리셋 스위치(SWr)가 턴-온되면 커패시터(Cs)가 방전되어 리셋된다.
상술한 바와 같이, 각각의 감지 채널(210)은 제1 기간 동안 센서 전극(SEL)으로 구동 신호를 공급하고, 제2 기간 동안 센서 전극(SEL)으로부터 감지 신호(Sse)를 수신하여 상기 감지 신호(Sse)에 대응하는 출력 신호를 발생한다. 그러면, 프로세서(220)는 감지 채널(210)의 출력 신호에 기초하여 터치 입력을 검출한다.
단, 앞서 도 1에서 설명한 바와 같이, 터치 센서의 센서부(100)는 디스플레이 패널(300)과 결합될 수 있다. 일례로, 센서부(100)는 디스플레이 패널(300)과 일체로 제작되거나, 디스플레이 패널(300)과 별도로 제작된 이후 디스플레이 패널(300)의 적어도 일면 상에 부착될 수 있다.
이와 같이, 센서부(100)가 디스플레이 패널(300)과 결합되면, 센서부(100)와 디스플레이 패널(300)의 사이에 기생 용량(Cp)이 발생하게 된다. 일례로, 각각의 센서 전극(SEL)이 디스플레이 패널(300)의 캐소드 전극이나 공통 전극 등과 중첩되면서, 센서 전극(SEL)과 디스플레이 패널(300)의 사이에 기생 용량(Cp)이 발생할 수 있다.
이러한 기생 용량(Cp)의 커플링 작용에 의해 디스플레이 패널(300)로부터의 노이즈가 센서부(100)로 전달될 수 있다. 예컨대, 디스플레이 패널(300)의 구동 신호에 의한 공통 모드 노이즈(common mode noise)가 센서부(100)로 유입될 수 있다. 이하에서는 디스플레이 패널(300) 등으로부터 센서부(100)로 유입되는 노이즈를 "노이즈 전압(Vnoise)"이라 하기로 한다.
센서부(100)로 유입된 노이즈 전압(Vnoise)은 감지 신호(Sse)의 리플을 야기한다. 따라서, 이러한 노이즈 전압(Vnoise)으로 인하여 터치 센서가 오동작하거나 터치 센서의 감도가 저하될 수 있다. 이에, 본 발명은 터치 센서의 감도를 개선할 수 있는 다양한 실시예들을 제공하기로 하며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다. 도 3에서, 도 1 내지 도 2와 유사 또는 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서는, 센서부(100)와 터치 구동부(200)를 포함한다.
실시예에 따라, 센서부(100)는 활성 영역(AA)에 서로 이격되도록 분산된 다수의 제1 전극들(110) 및 이에 연결되는 제1 배선들(120)과, 제1 전극들(110)과 이격되도록 활성 영역(AA)에 분산된 다수의 제2 전극들(130) 및 이에 연결되는 제2 배선(140)을 포함한다. 실시예에 따라, 제1 전극들(110) 및 제2 전극들(130) 중 적어도 일부는 일 영역이 서로 중첩 및/또는 교차할 수 있으나, 이들은 도시되지 않은 하나 이상의 절연막에 의해 서로 분리되어 절연될 수 있다.
실시예에 따라, 도 3의 제1 전극들(110)은, 도 1 내지 도 2에 도시된 센서 전극들(SEL)을 다른 형태, 일례로 X 전극들 및 Y 전극들의 형태로 구현한 것으로서, 제1 전극들(110)은 활성 영역(AA)에서 제1 방향(예컨대, X 방향)을 따라 연장된 복수의 제1 방향 제1 전극들(111)과, 활성 영역(AA)에서 제2 방향(예컨대, Y 방향)을 따라 연장된 복수의 제2 방향 제1 전극들(112)을 포함할 수 있다. 한편, 본 발명에서, 제1 전극들(110)이 반드시 제1 방향 또는 제2 방향을 따라 연장되어야만 하는 것은 아니다. 일례로, 본 발명의 다른 실시예에서, 제1 전극들(110)은 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 각각의 XY 좌표에 대응하는 위치에 제공된 도트형 센서 전극들(SEL)로 구현될 수도 있다.
실시예에 따라, 제1 전극들(110) 각각은 제1 방향 또는 제2 방향을 따라 나열된 복수의 전극 셀들(111a 또는 112a)과, 상기 전극 셀(111a 또는 112a)을 제1 방향 또는 제2 방향을 따라 연결하는 적어도 하나의 연결부(111b 또는 112b)를 포함할 수 있다. 한편, 도 3에서는 전극 셀들(111a, 112a)을 다이아몬드 형상으로 도시하였으나, 전극 셀들(111a, 112a)의 형상 및 크기 등은 다양하게 변경될 수 있다. 일례로, 전극 셀들(111a, 112a)은 원형 또는 육각형 등과 같은 다른 형상을 가질 수도 있다. 또한, 제1 전극들(110) 각각의 형상은 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 다른 실시예에서 제1 전극들(110) 각각은 일체형의 바(bar) 타입 전극으로 구현될 수도 있다.
실시예에 따라, 제1 방향 제1 전극들(111) 각각은, 제1 방향을 따라 나열된 복수의 제1 전극 셀들(111a)과, 상기 제1 전극 셀들(111a)을 제1 방향을 따라 연결하는 복수의 제1 연결부들(111b)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제1 연결부들(111b)은 제1 전극 셀들(111a)과 일체로 구성되거나, 혹은 브릿지(bridge) 형태의 연결 패턴으로 구성될 수 있다. 한편, 도 3에서는 제1 연결부들(111b)이 제1 방향으로 배치되는 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서 제1 연결부들(111b)은 제1 방향에 대하여 기울어진 사선 방향으로 배치될 수도 있다. 또한, 도 3에서는 제1 연결부들(111b)이 직선 형태(또는 바(bar) 형태)를 가지는 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서 제1 연결부들(111b)은 적어도 일 영역이 휘거나 구부려진 형태를 가질 수도 있다. 또한, 도 3에서는 인접한 두 개의 제1 전극 셀들(111a)이 이들 사이에 배치된 하나의 제1 연결부(111b)를 통해 서로 연결되는 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서는 인접한 두 개의 제1 전극 셀들(111a)이 이들 사이에 배치된 복수의 제1 연결부들(111b)을 통해 서로 연결될 수도 있다.
실시예에 따라, 제1 전극 셀들(111a) 및/또는 제1 연결부들(111b)은, 금속 물질, 투명 도전성 물질, 및 그 외 다양한 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함함으로써 도전성을 가질 수 있다. 일례로, 제1 전극 셀들(111a) 및/또는 제1 연결부들(111b)은, 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 타이타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu), 백금(Pt) 등을 비롯한 다양한 금속 물질 중 적어도 하나, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 또한, 제1 전극 셀들(111a) 및/또는 제1 연결부들(111b)은, 은나노와이어(AgNW), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 및 SnO2(Tin Oxide), 카본나노튜브(Carbon Nano Tube), 그래핀(graphene) 등을 비롯한 다양한 투명 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 외에도 제1 전극 셀들(111a) 및/또는 제1 연결부들(111b)은, 도전성을 제공할 수 있는 다양한 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제1 전극 셀들(111a) 및/또는 제1 연결부들(111b)은, 각각 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
실시예에 따라, 제1 전극 셀들(111a) 각각은, 일례로 중앙 영역이 개구된 형태로 내측에 각각 적어도 하나의 개구부(혹은 홀)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제1 전극 셀들(111a) 각각의 개구부 내측에는 상기 제1 전극 셀들(111a)과 이격되어 섬(island) 형태로 플로우팅된 제1 더미 패턴들(113)이 제공될 수 있다. 실시예에 따라, 제1 더미 패턴들(113)은 제1 전극 셀들(111a)과 동일한 물질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
단, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서는 제1 전극 셀들(111a) 각각의 내측에 개구부가 형성되지 않을 수도 있고, 이 경우 제1 더미 패턴들(113)은 제공되지 않을 수 있다. 또한, 또 다른 실시예에서는 제1 전극 셀들(111a)이 개구되더라도 제1 더미 패턴들(113)은 제공되지 않을 수도 있다.
실시예에 따라, 제2 방향 제1 전극들(112) 각각은, 제2 방향을 따라 나열된 복수의 제2 전극 셀들(112a)과, 상기 제2 전극 셀들(112a)을 제2 방향을 따라 연결하는 복수의 제2 연결부들(112b)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제2 연결부들(112b)은 제2 전극 셀들(112a)과 일체로 구성되거나, 혹은 브리지 형태의 연결 패턴으로 구성될 수 있다.
한편, 도 3에서는 제2 연결부들(112b)이 제2 방향으로 배치되는 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서 제2 연결부들(112b)은 제2 방향에 대하여 기울어진 사선 방향으로 배치될 수도 있다. 또한, 도 3에서는 제2 연결부들(112b)이 직선 형태(또는 바(bar) 형태)를 가지는 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서 제2 연결부들(112b)은 적어도 일 영역이 휘거나 구부려진 형태를 가질 수도 있다. 또한, 도 3에서는 인접한 두 개의 제2 전극 셀들(112a)이 이들 사이에 배치된 하나의 제2 연결부(112b)를 통해 서로 연결되는 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서는 인접한 두 개의 제2 전극 셀들(112a)이 이들 사이에 배치된 복수의 제2 연결부들(112b)을 통해 서로 연결될 수도 있다.
실시예에 따라, 제2 전극 셀들(112a) 및/또는 제2 연결부들(112b)은, 금속 물질, 투명 도전성 물질, 및 그 외 다양한 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함함으로써 도전성을 가질 수 있다. 일례로, 제2 전극 셀들(112a) 및/또는 제2 연결부들(112b)은, 앞서 제1 전극 셀들(111a) 및/또는 제1 연결부들(111b)의 구성 물질로서 언급한 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제2 전극 셀들(112a) 및/또는 제2 연결부들(112b)은, 제1 전극 셀들(111a) 및/또는 제1 연결부들(111b)을 구성하는 도전성 물질과 동일한 물질로 구성되거나, 혹은 상이한 물질로 구성될 수 있다. 또한, 제2 전극 셀들(112a) 및/또는 제2 연결부들(112b)은 각각 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
실시예에 따라, 제2 전극 셀들(112a) 각각은, 일례로 중앙 영역이 개구된 형태로 내측에 각각 적어도 하나의 개구부를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제2 전극 셀들(112a) 각각의 개구부 내측에는 상기 제2 전극 셀들(112a)과 이격되어 섬 형태로 플로우팅된 제2 더미 패턴들(114)이 제공될 수 있다. 실시예에 따라, 제2 더미 패턴들(114)은 제1 전극 셀들(111a) 및/또는 제2 전극 셀들(112a)과 동일한 물질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
단, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서는 제2 전극 셀들(112a) 각각의 내측에 개구부가 형성되지 않을 수도 있고, 이 경우 제2 더미 패턴들(114)은 제공되지 않을 수 있다. 또한, 또 다른 실시예에서는 제2 전극 셀들(112a)이 개구되더라도 제2 더미 패턴들(114)은 제공되지 않을 수도 있다.
실시예에 따라, 각각의 제1 전극(110)(즉, 제1 방향 제1 전극들(111) 및 제2 방향 제1 전극들(112) 중 어느 하나)은 각각의 제1 배선(120)을 통해 터치 구동부(200)에 제공된 어느 하나의 감지 채널(210)에 연결될 수 있다. 예컨대, 터치 구동부(200)에는 제1 방향 제1 전극들(111) 및 제2 방향 제1 전극들(112)의 개수에 대응하는 복수의 감지 채널들(210)이 제공되고, 제1 방향 제1 전극들(111) 및 제2 방향 제1 전극들(112)은 감지 채널들(210)에 1:1로 대응하여 연결될 수 있다. 이 경우, 제1 방향 제1 전극들(111) 및 제2 방향 제1 전극들(112)은 모두 자기 정전 용량 방식 터치 센서의 센서 전극들로 구현될 수 있다.
한편, 도시하지는 않았으나, 실시예에 따라 터치 구동부(200)는 센서부(100)를 상호 정전 용량 방식으로 구동하기 위한 별도의 구동 회로 및 감지 회로를 더 구비할 수도 있다. 그리고, 제1 방향 제1 전극들(111)(또는, 제2 방향 제1 전극들(112))에는 상호 정전 용량 방식의 구동 회로가 추가적으로 연결되고, 제2 방향 제1 전극들(112)(또는 제1 방향 제1 전극들(111))에는 상호 정전 용량 방식의 감지 회로가 추가적으로 연결될 수도 있다. 이 경우, 센서부(100)는 자기 정전 용량 방식 및 상호 정전 용량 방식 겸용 센서부로 구현될 수 있다.
실시예에 따라, 제2 전극들(130)은 제1 방향 제1 전극들(111) 또는 제2 방향 제1 전극들(111)과 쌍을 이루면서 상기 제1 방향 제1 전극들(111) 또는 제2 방향 제1 전극들(111)과 이격되도록 제공될 수 있다. 예컨대, 제2 전극들(130) 각각은 어느 하나의 제1 방향 제1 전극(111)과 쌍을 이루면서 활성 영역(AA)에서 제1 방향을 따라 연장되되, 상기 어느 하나의 제1 방향 제1 전극(111)과 절연되도록 이격될 수 있다.
예컨대, 제2 전극들(130) 각각은 제1 방향 제1 전극들(111) 중 어느 하나에 제공된 적어도 하나의 제1 전극 셀(111a)의 개구부 내에, 상기 제1 전극 셀(111a)과 이격되도록 제공된 전극부(130a)를 포함할 수 있다. 일례로, 제2 전극들(130) 각각은 제1 방향 제1 전극들(111) 중 어느 하나의 제1 전극 셀들(111a) 각각의 개구부 내측에 제공된 복수의 전극부들(130a)을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 각각의 전극부(130a)는 각각의 제1 전극 셀(111a)의 내측에 제공된 개구부 내에, 각각의 제1 더미 패턴(113)과 중첩되도록 위치될 수 있다. 실시예에 따라, 전극부들(130a) 각각은, 이에 대응하는 제1 더미 패턴(113)과 동일한 면적 또는 상이한 면적을 가질 수 있다. 일례로, 서로 중첩되는 한 쌍의 전극부(130a) 및 제1 더미 패턴(113)은 서로 동일한 면적을 가지면서 완전히 중첩될 수 있다. 다만, 도 3에서는 전극부(130a)와 제1 더미 패턴(113)을 명확히 구분하여 도시하기 위하여, 이들이 서로 다른 면적을 가지는 실시예, 일례로 각각의 전극부(130a)가 각각의 제1 더미 패턴(113)보다 작은 면적을 가지면서 상기 제1 더미 패턴(113)이 제공된 영역의 내측에 배치되는 실시예를 도시하기로 한다.
또한, 제2 전극들(130) 각각은, 상기 전극부들(130a)을 제1 방향을 따라 연결하는 적어도 하나의 연결 라인(130b)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 연결 라인(130b)은, 적어도 하나의 절연막을 사이에 개재하고 제1 및 제2 전극 셀들(111a, 112a)과 상이한 층에 제공되어, 상기 제1 및 제2 전극 셀들(111a, 112a)로부터 분리될 수 있다.
실시예에 따라, 전극부들(130a) 및/또는 연결 라인들(130b)은, 금속 물질, 투명 도전성 물질, 및 그 외 다양한 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함함으로써 도전성을 가질 수 있다. 일례로, 전극부들(130a) 및/또는 연결 라인들(130b)은, 앞서 제1 전극 셀들(111a), 제1 연결부들(111b), 제2 전극 셀들(112a), 및/또는 제2 연결부들(112b)의 구성 물질로서 언급한 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 전극부들(130a) 및/또는 연결 라인들(130b)은, 제1 전극 셀들(111a), 제1 연결부들(111b), 제2 전극 셀들(112a), 및/또는 제2 연결부들(112b)을 구성하는 도전성 물질과 동일한 물질로 구성되거나, 혹은 상이한 물질로 구성될 수 있다. 또한, 전극부들(130a) 및/또는 연결 라인들(130b)은 각각 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
실시예에 따라, 제2 전극들(130) 중 적어도 일부는 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 제2 전극들(130) 모두가 하나의 제2 배선(140)을 공유하면서 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 제2 전극들(130)을 하나의 통합된 전극으로도 볼 수 있을 것이다. 다만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서 제2 전극들(130) 각각은 서로 다른 배선에 연결되어 서로 절연될 수도 있을 것이다. 또는, 또 다른 실시예에서는 제2 전극들(130)이 복수의 그룹으로 분류되어 각각의 그룹 별로 서로 전기적으로 연결될 수도 있을 것이다.
실시예에 따라, 제2 전극들(130)은 제2 배선(140)을 통해 터치 구동부(200)와 연결된다. 특히, 본 발명의 일 실시예에서, 제2 전극들(130)은 터치 구동부(200)의 기준 전위 단자에 연결될 수 있다. 예컨대, 제2 전극들(130)은 감지 채널들(210) 각각의 기준 노드(기준 전위 노드)(Nref)에 연결될 수 있다. 즉, 도 2의 실시예와 달리, 본 실시예에서는 감지 채널들(210)이 접지 전위를 기준으로 동작하는 대신, 제2 전극들(130)에 연결된 기준 노드(Nref)의 전위를 기준으로 동작한다. 실시예에 따라, 제2 전극들(130)과 기준 노드(Nref)의 사이에는 적어도 하나의 버퍼(BU)가 연결될 수 있다. 버퍼(BU)는 제2 전극들(130)로부터 입력되는 신호(예컨대, 노이즈 전압(Vnoise))를 버퍼링하여 출력한다.
실시예에 따라, 센서부(100)는 제2 전극들(130) 각각의 전극부들(130a)에 대응하는 크기 및 형상을 가지며 제2 전극 셀들(112a) 각각의 내측에 제공된 제3 더미 패턴들(131)을 더 포함할 수 있다. 일례로, 제3 더미 패턴들(131)은 전극부들(130a)과 동일한 층 상에 상기 전극부들(130a)과 실질적으로 동일한 크기 및 형상을 가지도록 제공되는 제3 더미 패턴들(131)을 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제3 더미 패턴들(131)은 제2 더미 패턴들(114)과 중첩될 수 있다. 이 경우, 활성 영역(AA)이 전체적으로 균일한 형태의 패턴을 가지게 되고, 이에 따라 활성 영역(AA)의 전반에서 균일한 시인 특성을 확보할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서는, 제1, 제2 및 제3 더미 패턴들(113, 114, 131) 중 적어도 일부가 제공되지 않을 수도 있다.
한편, 도 3에서는 제1 전극들(110) 및 제2 전극들(130)이, 각각 판 형상의 전극 셀들(111a, 112a) 또는 전극부들(130a)을 포함하는 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서 제1 전극들(110) 및 제2 전극들(130) 중 적어도 하나는 메쉬 형태의 전극으로 구현될 수도 있다.
실시예에 따라, 감지 채널들(210) 각각은, 각각의 제1 배선(120)을 경유하여 제1 전극들(110) 중 어느 하나에 연결된 제1 노드(N1)와, 버퍼(BU) 및 제2 배선(140)을 경유하여 제2 전극들(130)에 연결된 기준 노드(Nref)를 구비한다.
이러한 감지 채널들(210) 각각은, 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2), 제1 전압원(V1), 제1 증폭기(211), 제2 전압원(V2), 커패시터(Cs) 및 리셋 스위치(SWr)를 포함할 수 있다.
제1 스위치(SW1)는 제1 노드(N1)와 제1 전압원(V1) 사이에 연결될 수 있다. 제2 스위치(SW2)는 제1 노드(N1)와 제1 증폭기(211)의 제1 입력 단자(IN1) 사이에 연결될 수 있다. 제1 전압원(V1)은 제1 노드(N1)와 기준 노드(Nref) 사이에 연결될 수 있다. 제1 증폭기(211)는, 제2 스위치(SW2)를 경유하여 제1 노드(N1)에 연결된 제1 입력 단자(IN1), 제2 전압원(V2)을 경유하여 기준 노드(Nref)에 연결된 제2 입력 단자(IN2), 및 프로세서(220)에 연결된 출력 단자(OUT1)를 구비할 수 있다. 제2 전압원(V2)은 제2 입력 단자(IN2)와 기준 노드(Nref) 사이에 연결될 수 있다. 커패시터(Cs) 및 리셋 스위치(SWr)는 제1 입력 단자(IN1)와 기준 노드(Nref) 사이에 서로 병렬로 연결될 수 있다.
도 3의 실시예에서는, 감지 채널들(210)의 기준 노드(Nref)가 접지(GND)가 아니라 제2 전극들(130)에 연결된다는 점에서 도 2의 실시예와 상이하다. 다만, 도 3의 실시예에 의한 감지 채널들(210)의 실질적인 동작 과정은 도 2의 실시예와 실질적으로 유사하다.
즉, 감지 채널들(210)은 제1 기간 동안 제1 전극들(110) 각각으로 구동 신호를 공급하고, 제2 기간 동안 제1 전극들(110) 각각으로부터 감지 신호(Sse)를 수신한다. 이러한 감지 채널들(210)은 기준 노드(Nref)의 전위를 기준으로 제1 전극들(110) 각각으로부터 입력되는 감지 신호(Sse)에 대응하는 출력 신호들을 발생한다. 일례로, 감지 채널들(210)은 제1 전극들(110) 각각으로부터의 감지 신호(Sse)의 전압 및 기준 노드(Nref)의 전압 차에 대응하는 출력 전압들을 생성할 수 있다. 감지 채널들(210)의 출력 전압들은 프로세서(220)로 입력된다.
프로세서(220)는 감지 채널들(210)의 출력 신호들을 수신하고, 상기 출력 신호들에 기초하여 터치 입력을 검출한다. 예컨대, 프로세서(220)는 감지 채널들(210)로부터 수신한 출력 신호들을 종합하여 터치 입력의 발생 여부 및 그 위치를 검출할 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(220)는 마이크로 프로세서(Microprocessor: MPU)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서 프로세서(220)는 마이크로 컨트롤러(Microcontroller: MCU) 또는 그 외 다른 형태의 프로세서로 구현될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 터치 입력을 검출하기 위한 전극들, 예컨대, 제1 전극들(110) 외에도 제2 전극들(130)을 추가적으로 구비한다. 제2 전극들(130)은 제1 전극들(110)로부터 절연되며, 제2 전극들(130) 각각과 주변 전극들(적어도 일부의 제1 전극들(110), 디스플레이 패널(300)의 적어도 하나의 전극 및 인접한 다른 제2 전극들(130) 중 적어도 일부)의 사이에는 기생 용량이 형성된다. 이러한 제2 전극들(130)은 터치 구동부(200)의 기준 전위 단자, 일례로 감지 채널들(210)의 기준 노드(Nref)에 전기적으로 연결된다.
따라서, 제2 전극들(130)의 전압 변동에 따라 기준 노드(Nref)의 전압이 함께 변동되게 된다. 즉, 제2 전극들(130)의 전위(전압 레벨)에 따라 감지 채널들(210)의 기준 전위가 변동될 수 있다.
한편, 제2 전극들(130)의 전위는 디스플레이 패널(300) 등으로부터 센서부(100)로 유입되는 노이즈 전압(Vnoise)에 따라 변동될 수 있다. 예컨대, 제2 전극들(130)의 전위는 디스플레이 패널(300) 등으로부터 센서부(100)로 유입되는 공통 모드 노이즈의 전압 레벨에 대응하여 변동될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서와 같이 활성 영역(AA)에 제2 전극들(130)을 더 제공하고, 제2 전극들(130)로 유입된 노이즈 전압(Vnoise)을 이용하여 감지 채널들(210)의 기준 전위를 변동시키게 되면, 감지 채널들(210)로 입력되는 감지 신호(Sse)에 포함된 노이즈 성분(리플)이 감지 채널들(210)의 내부에서 상쇄 혹은 저감될 수 있다. 이에 따라, 터치 센서의 신호 대 잡음비(이하, “SNR”로 약기함)를 높여 감도를 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 의하면, 노이즈에 따른 터치 센서의 오동작을 최소화하고, 고감도의 터치 센서 및 이를 구비한 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 제2 전극들(130) 각각의 전극부들(130a)을 적어도 제1 및 제2 전극 셀들(111a, 112a)과 중첩되지 않도록 배치한다. 이에 따라, 제1 방향 제1 전극들(111) 및 제2 방향 제1 전극들(112)과 제2 전극들(130) 사이의 기생 용량을 줄일 수 있다.
또한, 센서부(100)는 자기 정전 용량 방식 또는 상호 정전 용량 방식 중 선택된 하나의 방식으로 구동될 수 있고, 센서부(100)를 상호 정전 용량 방식으로 구동할 때, 제1 방향 제1 전극들(111)을 감지 전극들로 이용하고, 제2 방향 제1 전극들(112)을 구동 전극들로 이용할 수 있다. 이 경우, 구동 신호에 의한 제2 전극들(130)의 전압 변동을 저감 또는 방지할 수 있다. 이에 따라, 노이즈 전압(Vnoise)을 효과적으로 검출할 수 있다.
전술한 본 발명의 일 실시예에서는 터치 구동부(200)의 기준 전위 단자, 일례로 감지 채널들(210)의 기준 노드(Nref) 전압을 센서부(100)로 유입되는 노이즈 전압(Vnoise)에 따라 함께 변동시킨다. 이에 따라, 터치 센서로 유입된 노이즈 전압(Vnoise)의 영향을 방지 혹은 저감할 수 있다. 이러한 본 발명의 일 실시예는 센서부(100)와 디스플레이 패널(300) 사이의 거리가 짧은 디스플레이 장치 등에서 유용하게 적용될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예는 디스플레이 패널(300)의 상부 기판 또는 박막 봉지층(Thin Film Encapsulation: TFE) 상에 제1 전극들(110)이 직접 형성되어 노이즈에 민감한 온-셀(On-cell) 타입의 디스플레이 장치 등에 적용될 때, 터치 감도를 효과적으로 향상시킬 수 있을 것이다. 다만, 본 발명의 적용 범위가 이에 한정되지는 않으며, 본 발명의 일 실시예는 그 외 다양한 형태의 표시 장치 또는 전자 장치에 적용될 수 있음은 물론이다.
도 4는 도 3에 도시된 센서부와 관련한 일 실시예를 나타내고, 도 5a 및 도 5b는 각각 도 4에 도시된 센서부의 서로 다른 변경 실시예를 나타낸다. 도 6a는 도 4에 도시된 센서부의 제1 층을 나타내고, 도 6b는 도 4에 도시된 센서부의 제2 층을 나타낸다. 도 7a는 도 4의 I-I'선에 따른 단면의 일례를 나타내고, 도 7b는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면의 일례를 나타낸다. 도 4 내지 도 7b에서 도 3과 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 4 내지 도 7b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 제1 전극 셀들(111a) 및 제2 전극 셀들(112a)은 서로 동일한 층에 이격되도록 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 전극 셀들(111a) 및 제2 전극 셀들(112a)은 기판(101) 상의 제1 층(L1)에 제공될 수 있다. 또한, 제1 전극 셀들(111a) 및 제2 전극 셀들(112a) 각각의 내부, 예컨대 중앙부에는 개구부(OP)가 제공될 수 있다. 그리고, 제1 전극 셀들(111a)의 개구부(OP) 내측에는 플로우팅된 제1 더미 패턴들(113)이 제공되고, 제2 전극 셀들(112a)의 개구부(OP) 내측에는 플로우팅된 제2 더미 패턴들(114)이 제공될 수 있다. 실시예에 따라, 제1 및 제2 더미 패턴들(113, 114)은 제1 및 제2 전극 셀들(111a, 112a)과 동일한 층, 예컨대 제1 층(L1) 상에, 상기 제1 및 제2 전극 셀들(111a, 112a)로부터 이격되도록 배치될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서는, 제1 및 제2 더미 패턴들(113, 114) 중 적어도 하나가 제공되지 않거나, 또는 제1 및 제2 더미 패턴들(113, 114) 중 적어도 하나가 제1 및 제2 전극 셀들(111a, 112a)과 상이한 층에 제공될 수도 있을 것이다.
실시예에 따라, 제1 연결부들(111b) 및 제2 연결부들(112b) 중 하나는 제1 및 제2 전극 셀들(111a, 112a)과 함께 제1 층(L1)에 제공될 수 있다. 일례로, 제2 연결부들(112b)은 제2 전극 셀들(112a)과 일체로 연결되어 제1 층(L1)에 제공될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서는 제1 및 제2 연결부들(111b, 112b) 모두가 제1 및 제2 전극 셀들(111a, 112a)과 상이한 층에 위치될 수 있다. 또는, 또 다른 실시예에서, 제1 및 제2 전극 셀들(111a, 112a)이 서로 이격된 상이한 층에 위치될 수도 있다. 예컨대, 제1 전극 셀들(111a)은 제1 연결부들(111b)과 일체로 연결되고, 제2 전극 셀들(112a)은 제2 연결부들(112b)과 일체로 연결되되, 제1 방향 제1 전극들(111) 및 제2 방향 제1 전극들(112)은 서로 이격된 상이한 층에 위치될 수도 있다.
실시예에 따라, 제1 연결부들(111b)은 적어도 하나의 절연막, 예컨대 도 7a 및 도 7b에 도시된 제1 절연막(102)을 사이에 개재하고 제1 층(L1)과 분리된 제2 층(L2)에 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 제2 층(L2)은 기판(101)과 제1 층(L1)의 사이에 위치될 수 있다. 즉, 제1 연결부들(111b)은 하부 브릿지로 구현될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서는, 제1 층(L1)과 제2 층(L2)의 위치가 서로 반대로 변경될 수도 있다. 즉, 실시예에 따라서는, 제1 층(L1)이 기판(101)과 제2 층(L2)의 사이에 배치되고, 제1 연결부들(111b)이 상부 브릿지로 구현될 수도 있다. 이와 같이, 제1 연결부들(111b)이 제1 전극 셀들(111a)과 상이한 층에 배치될 경우, 제1 연결부들(111b)은 제1 컨택홀(CH1)을 통해 인접한 제1 전극 셀들(111a)의 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 제2 층(L2)에는 제2 전극들(130) 및 제3 더미 패턴들(131)이 제공될 수 있다. 한편, 다른 실시예에서, 제1 연결부들(111b), 제2 전극들(130), 및 제3 더미 패턴들(131) 중 적어도 일부는 서로 다른 층에 배치될 수도 있다. 일례로, 제1 방향 제1 전극들(111) 및 제2 방향 제1 전극들(112)은 서로 이격된 상이한 층에 위치되고, 제2 전극들(130)은 각각 제1 방향 제1 전극들(111) 및 제2 방향 제1 전극들(112)이 위치된 두 층 사이의 중간 층에 배치될 수도 있을 것이다.
실시예에 따라, 전극부들(130a)은 제1 전극 셀들(111a) 각각의 개구부(OP) 내측에 제공될 수 있다. 일례로, 전극부들(130a)은 도 4에 도시된 바와 같이 제1 더미 패턴들(113) 보다 작은 면적을 가지면서 제1 더미 패턴들(113)과 중첩되도록 제1 전극 셀들(111a) 각각의 내측에 제공될 수 있다. 이와 같이, 전극부들(130a)이 제1 전극 셀들(111a)의 내측에 상기 제1 전극 셀들(111a)과 중첩되지 않도록 배치되면, 제1 전극들(110)과 제2 전극들(130) 사이의 기생 용량을 줄일 수 있다. 다만, 전극부들(130a)의 면적, 모양 및/또는 그 위치 등이 특별히 한정되지는 않으며, 이는 다양하게 변경 실시될 수 있을 것이다.
예컨대, 도 5a에 도시된 바와 같이 서로 대응하는 한 쌍의 전극부(130a) 및 제1 더미 패턴(113)은 서로 동일한 면적 및 모양을 가지면서 완전히 중첩될 수도 있다. 또한, 이 경우 서로 대응하는 한 쌍의 제2 더미 패턴(114) 및 제3 더미 패턴(131)도 서로 동일한 면적 및 모양을 가지면서 완전히 중첩됨으로써, 활성 영역(AA)이 전반적으로 균일하게 시인되도록 할 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 도 4 및 도 5a에서는 제1 및 제2 전극 셀들(111a, 112a), 제1 및 제2 연결부들(111b, 112b), 제1 및 제2 더미 패턴들(113, 114) 및 전극부들(130a)을 모두 판 형상 또는 바 형상의 패턴으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대 제1 및 제2 전극 셀들(111a, 112a), 제1 및 제2 연결부들(111b, 112b), 제1 및 제2 더미 패턴들(113, 114) 및 전극부들(130a) 중 적어도 하나는 메쉬 형태의 전극 또는 패턴으로 구현될 수도 있다. 즉, 다른 실시예에서 제1 방향 제1 전극들(111), 제2 방향 제1 전극들(112), 제2 전극들(130), 제1 및 제2 더미 패턴들(113, 114) 중 적어도 하나는 메쉬 형태로 구현될 수도 있을 것이다.
일례로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 전극 셀들(111a, 112a), 제1 및 제2 연결부들(111b, 112b), 제1 및 제2 더미 패턴들(113, 114) 및 전극부들(130a)은 각각이 다수의 도전성 세선들(conductive fine lines)(FL)을 포함하는 메쉬 형태의 전극 또는 패턴일 수 있다. 또한, 도 5b에서는 연결 라인들(130b) 각각을 단일 라인의 형태로 도시하였으나, 실시예에 따라서는 연결 라인들(130b) 각각도 도시되지 않은 복수의 도전성 세선들을 포함하는 메쉬 형태로 구현될 수도 있다. 또한, 도 5b에서는 도전성 세선들(FL)이 일례로 사선 방향으로 배치되는 실시예를 도시하였으나, 도전성 세선들(FL)의 배치 방향이나 형상 등은 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 편의상 도 5b에서는 컨택홀(일례로, 도 4의 제1 컨택홀(CH1))의 도시는 생략하였으나, 제1 전극 셀들(111a) 및 제1 연결부들(111b)이 서로 다른 층에 배치되는 경우, 각각의 제1 방향 제1 전극들(111)을 구성하는 제1 전극 셀들(111a) 및 제1 연결부들(111b)은 도시되지 않은 컨택홀을 통해 서로 물리적 및/또는 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 제1 및 제2 전극 셀들(111a, 112a), 제1 및 제2 연결부들(111b, 112b), 제1 및 제2 더미 패턴들(113, 114) 및 전극부들(130a) 중 일부만이 판 형상 또는 바 형상의 전극 또는 패턴으로 구현되고, 나머지는 메쉬 형태로 구현될 수도 있다. 즉, 본 발명에서 제1 방향 제1 전극들(111), 제2 방향 제1 전극들(112), 제2 전극들(130), 제1 및 제2 더미 패턴들(113, 114)의 형상이나 구조는 다양하게 변경 실시될 수 있을 것이다.
실시예에 따라, 전극부들(130a)은 연결 라인들(130b)에 의해 제1 방향으로 연결될 수 있다. 이러한 연결 라인들(130b)의 일 영역은 제2 전극 셀들(111a)과 중첩될 수 있다. 실시예에 따라, 전극부들(130a) 및 연결 라인들(130b)은 제1 연결부들(111b)과 함께 센서부(100)의 제2 층(L2)에 제공될 수 있다. 이 경우, 전극부들(130a) 및 연결 라인들(130b)은 일체로 연결될 수 있다.
전극부들(130a) 및 연결 라인들(130b)이 제1 연결부들(111b)과 동일한 층에 배치될 때, 연결 라인들(130b)은 제1 연결부들(111b)과 중첩되지 않도록 제공될 수 있다. 예컨대, 연결 라인들(130b)은 제1 연결부들(111b)이 제공된 영역을 통과하지 않도록 우회하여 인접한 전극부들(130a)을 전기적으로 연결할 수 있다. 이에 의해, 서로 대응하는 영역에 위치된 제1 방향 제1 전극(111) 및 제2 전극(130)이 서로 절연된 상태를 유지할 수 있다.
전술한 본 발명의 일 실시예에서는 제1 및 제2 전극 셀들(111a, 112a) 각각의 내부에 개구부(OP)를 형성하고, 상기 개구부(OP) 내에 제2 전극들(130)의 전극부들(130a) 또는 제3 더미 패턴들(131)을 배치한다. 이에 의해, 노이즈 전압(Vnoise)을 효과적으로 검출하고, 활성 영역(AA)이 전반적으로 균일하게 시인되도록 할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 센서부(100)의 기재가 되는 기판(101)은 디스플레이 패널(도 1의 300)을 구성하는 기판 혹은 절연층 중 어느 하나일 수 있다. 일례로, 디스플레이 패널(300)은 박막 봉지층을 구비한 유기 발광 디스플레이 패널일 수 있고, 기판(101)은 상기 박막 봉지층일 수 있다. 즉, 실시예에 따라, 센서부(100)를 구성하는 센서 패턴들, 예컨대, 제1 방향 제1 전극들(111), 제2 방향 제1 전극들(112), 제2 전극들(130), 제1 더미 패턴들(113) 및/또는 제2 더미 패턴들(114)은 유기 발광 디스플레이 패널의 박막 봉지층 상에 직접 형성 및/또는 제공될 수 있다. 이 경우, 기판(박막 봉지층)(101)의 제1 면(예컨대, 상부면) 상에 제공되는 센서 패턴들은, 기판(101)의 제2 면(예컨대, 하부면) 상에 제공된(일례로, 기판(101)의 제2 면과 접촉하도록 제공된) 발광소자의 제2 전극, 일례로, 캐소드 전극(330)과 근접하게 위치된다. 이에 따라, 캐소드 전극(330)으로부터의 노이즈 전압(Vnoise)이 센서 패턴들로 유입될 수 있다.
단, 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 센서부(100)에 제공되는 제2 전극들(130)을 이용하여 노이즈 전압(Vnoise)을 상쇄 혹은 저감시킨다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 박막 봉지층을 구비한 센서-디스플레이 일체형 패널을 구현하고 박막 봉지층의 두께를 일례로, 대략 10㎛ 이하로 낮추더라도, 터치 센서의 감도를 충분히 확보할 수 있게 된다.
도 8 내지 도 12는 도 3에 도시된 센서부와 관련한 다른 실시예들을 나타내는 것으로서, 각각 도 4의 실시예에 대한 서로 다른 변경 실시예를 나타낸다. 즉, 도 4, 도 8 내지 도 12는 도 3에 도시된 센서부와 관련한 다양한 실시예들을 나타낸다. 도 8 내지 도 12에서, 앞서 상술한 실시예들과 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 제3 더미 패턴(131)은 제공되지 않을 수도 있다. 이때, 제2 더미 패턴들(114)은 제2 감지셀들(112a)과 동일한 층, 예컨대 제1 층(L1)에 제공될 수 있으나, 그 위치가 특별히 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서, 제2 더미 패턴들(114)은 제2 전극들(130)과 동일한 층, 예컨대, 제2 층(L2)에 제공될 수도 있다.
도 9를 참조하면, 제2 층(L2)의 전극부들(130a) 및 제3 더미 패턴들(131)은 제공되지 않을 수 있다. 대신, 도 9의 실시예에서는, 제1 및 제2 전극 셀들(111a, 112a)과 함께 제1 층(L1)에 제공된 제1 더미 패턴들(113)을, 제2 층(L2)에 제공된 연결 라인들(130b)을 통해 제1 방향으로 연결한다. 즉, 본 실시예에서는 제1 더미 패턴들(113)과 연결 라인들(130b)로 제2 전극(130)을 구성할 수 있다. 이와 같이, 실시예에 따라서는 제1 더미 패턴들(113)을 제2 전극(130)의 전극부로 활용할 수도 있다. 이 경우, 전극부들(즉, 제1 더미 패턴들(113))은 센서부(100)의 제1 층(L1)에 제1 전극 셀들(111a)과 이격되도록 제공되고, 연결 라인들(130b)은 적어도 하나의 절연막, 예컨대 제1 절연막(102)을 사이에 개재하고, 제1 층(L1)과 분리된 제2 층(L2)에 제공되어, 상기 제1 절연막(102)을 관통하는 컨택홀(미도시)을 통해 전극부들에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 10을 참조하면, 제1 더미 패턴들(113) 및 전극부들(130a) 중, 서로 중첩되는 한 쌍의 제1 더미 패턴(113) 및 전극부(130a)는 적어도 하나의 제2 컨택홀(CH2)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 일례로, 서로 중첩되는 제1 더미 패턴(113) 및 전극부(130a)는 이들 사이에 개재된 제1 절연막(102)을 관통하는 복수의 제2 컨택홀들(CH2)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 제2 전극(130)은 다층막 구조로 구성될 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 제1 더미 패턴들(113)이 전극부들(130a) 및 연결 라인들(130b)과 더불어 각각의 제2 전극(130)을 구성할 수 있다.
도 11을 참조하면, 제1 및 제2 전극 셀들(111a, 112a) 각각은 개구부(OP)를 포함하지 않고, 제1 및 제2 더미 패턴들(113, 114)이 제공되지 않을 수 있다. 이 경우, 전극부들(130a)은 제1 전극 셀들(111a) 각각의 일 영역, 특히 중앙 영역과 중첩되도록 제1 전극 셀들(111a)의 내측에 배치될 수 있다. 이때, 전극부들(130a)은 적어도 제1 절연막(102)을 사이에 개재하고 제1 전극 셀들(111a)과 이격되도록 배치됨으로써, 제1 방향 제1 전극들(111) 및 제2 전극들(130)이 서로 절연된 상태를 유지할 수 있다.
도 12를 참조하면, 도 11의 실시예에서 제3 더미 패턴들(131)도 제공되지 않을 수 있다. 즉, 도 12의 실시예에서는 제2 전극들(130)을 구성하기 위한 최소한의 구성 요소만을 남기고, 제1, 제2 및 제3 더미 패턴들(113, 114, 131)을 모두 생략할 수 있다.
상술한 실시예들에서와 같이, 센서부(100)는 각각 터치 입력 및 노이즈 전압(Vnoise)을 검출하기 위하여 활성 영역(AA)에 분포된 제1 및 제2 전극들(110, 130)을 포함한다. 실시예에 따라, 제1 전극들(110) 및 제2 전극들(130)의 구조 및 형상 등은 다양하게 변경될 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸 것으로서, 도 3에 도시된 터치 센서의 변경 실시예를 나타낸다. 도 13에서, 도 3과 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 13을 참조하면, 감지 채널들(210) 각각은, 제1 증폭기(211)의 제1 입력 단자(IN1)와 출력 단자(OUT1) 사이에 서로 병렬로 연결된 커패시터(Cs) 및 리셋 스위치(SWr)를 포함할 수 있다. 즉, 도 13의 실시예에서는 커패시터(Cs) 및 리셋 스위치(SWr)의 위치가 제1 증폭기(211)의 제1 입력 단자(IN1)와 출력 단자(OUT1) 사이로 변경된다. 실시예에 따라, 제1 입력 단자(IN1)는 반전 입력 단자이고, 제2 입력 단자(IN2)는 비반전 입력 단자일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 한편, 제1 증폭기(211)의 제2 입력 단자(IN2)와 기준 노드(Nref) 사이에 연결되는 제2 전압원(V2)은 소정의 바이어스 전원일 수 있다. 상술한 실시예에서, 제1 증폭기(211)는 적분기로 동작할 수 있다.
실시예에 따라, 제1 증폭기(211)와 프로세서(220)의 사이에는 아날로그 디지털 변환기(230)가 연결될 수 있다. 아날로그 디지털 변환기(230)는 각각의 감지 채널(210)에 대응하여 1:1로 구비되거나, 또는 복수의 감지 채널들(210)이 하나의 아날로그 디지털 변환기(230)를 공유하도록 구비될 수 있다. 복수의 감지 채널들(210)이 하나의 아날로그 디지털 변환기(230)를 공유하는 실시예에서는, 상기 감지 채널들(210)과 아날로그 디지털 변환기(230)의 사이에, 채널 선택을 위한 스위칭 회로가 추가적으로 연결될 수 있다. 편의상, 이하에서는 감지 채널들(210) 각각에 대응하여, 복수의 아날로그 디지털 변환기들(230)이 구비되는 것으로 가정하기로 한다.
아날로그 디지털 변환기들(230) 각각은, 해당 감지 채널(210)의 출력 단자(예컨대, 제1 증폭기(211)의 출력 단자(OUT1))에 연결되는 제3 입력 단자(IN3)와, 상기 감지 채널(210)의 기준 노드(Nref)에 연결되는 제4 입력 단자(IN4)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 아날로그 디지털 변환기들(230) 각각은, 차동 모드로 동작하여 제3 및 제4 입력 단자(IN3, IN4)의 전압 차에 대응하는 디지털 신호를 출력하는 차동 아날로그 디지털 변환기(Differential ADC)로 구성될 수 있다. 이러한 아날로그 디지털 변환기들(230)은 감지 채널들(210)에서 생성된 출력 전압들을 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 일례로, 아날로그 디지털 변환기들(230)은 제1 증폭기(211)의 출력 전압과 기준 노드(Nref)의 전압 차에 대응하는 디지털 신호를 출력할 수 있다. 한편, 다른 실시예에서는, 아날로그 디지털 변환기들(230)이 단일 입력 타입의 아날로그 디지털 변환기(Single Ended ADC)로 구성될 수도 있다. 이 경우, 서로 대응하는 감지 채널(210)과 아날로그 디지털 변환기(230)의 사이에는 차동 증폭기 등이 추가적으로 연결될 수 있다. 아날로그 디지털 변환기들(230)에서 출력되는 디지털 신호는 프로세서(220)로 입력되어, 터치 입력의 검출에 이용된다.
상술한 실시예는 도 3의 실시예에서 감지 채널들(210)에 구비된 비교기를 적분기로 변경하여 구성한 것으로서, 이와 같이 감지 채널들(210)의 내부 구조 및 동작은 다양하게 변경될 수 있다. 도 13에 도시된 실시예에서도 기준 노드(Nref)를 제2 전극들(130)에 연결함으로써 감지 채널들(210)로 입력되는 감지 신호(Sse)에 포함된 노이즈 성분을 효과적으로 제거할 수 있다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸 것으로서, 도 3에 도시된 터치 센서의 변경 실시예를 나타낸다. 도 14에서, 도 3과 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 터치 센서는, 제2 전극들(130)과 기준 노드(Nref)의 사이에 연결되는 증폭 회로부(240)를 더 포함한다. 실시예에 따라, 증폭 회로부(240)는 제2 배선(140)을 경유하여 제2 전극들(130)로부터 노이즈 전압(Vnoise)을 수신하는 제2 증폭기(241), 상기 제2 증폭기(241)의 출력 단자(OUT2)와 소정의 기준 전압원(이하, 접지(GND)로 가정함)의 사이에 연결되는 적어도 하나의 가변 저항(VR1 내지 VR7 중 적어도 하나)을 포함한다.
실시예에 따라, 가변 저항(VR1 내지 VR7 중 적어도 하나)은 감지 채널들(210) 중 적어도 하나의 기준 노드(Nref)에 연결될 수 있다. 즉, 각각의 가변 저항(VR1 내지 VR7 중 어느 하나)은 제2 증폭기(241)의 출력 단자(OUT2)와 감지 채널들(210) 중 적어도 하나의 기준 노드(Nref)에 사이에 연결될 수 있다.
일례로, 증폭 회로부(240)는 감지 채널들(210) 각각에 대응하는 복수의 가변 저항들(VR1 내지 VR7)을 포함하고, 가변 저항들(VR1 내지 VR7)은 서로 다른 감지 채널들(210)의 기준 노드(Nref)에 연결될 수 있다. 즉, 감지 채널들(210) 각각의 기준 노드(Nref)는 적어도 하나의 가변 저항(VR1 내지 VR7 중 적어도 하나)을 경유하여 제2 전극들(130)에 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 제2 증폭기(241)는, 제2 배선(140)을 경유하여 제2 전극들(130)에 연결되는 제5 입력 단자(IN5)와, 소정의 기준 전압원(GND)에 연결되는 제6 입력 단자(IN6)를 구비할 수 있다. 도 14의 Ra 및 Rb는 제2 증폭기(241)의 입출력 임피던스를 도시한 것이다.
실시예에 따라, 제2 증폭기(241)의 출력 단자(OUT2)와 기준 전압원(GND)의 사이에는 감지 채널들(210) 각각에 대응하는 복수의 가변 저항들(VR1 내지 VR7)이 연결될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 가변 저항들(VR1 내지 VR7)은 서로 병렬로 연결될 수 있다. 이 경우, 각각의 감지 채널(210)로 입력되는 감지 신호(Sse)에 포함된 노이즈 성분의 크기에 따라 해당 감지 채널(210)의 기준 노드(Nref)로 입력되는 신호, 즉 노이즈 전압(Vnoise)의 게인을 독립적으로 조정할 수 있다.
상술한 실시예에 의하면, 감지 채널들(210) 각각에 연결되는 제1 전극들(110)의 위치(예컨대, X 좌표 및/또는 Y 좌표)에 따라 가변 저항들(VR1 내지 VR7)의 저항 값을 조정함으로써, 각각의 감지 채널(210)별로 노이즈 게인(noise gain)을 용이하게 조정할 수 있다. 예컨대, 각각의 감지 채널(210)의 제1 노드(N1)로 입력되는 감지 신호(Sse)의 노이즈 성분이 상기 감지 채널(210)의 기준 노드(Nref)로 입력되는 노이즈 전압(Vnoise)에 의해 최대한 상쇄될 수 있도록 가변 저항들(VR1 내지 VR7) 각각의 저항 값을 독립적으로 조정할 수 있다.
실시예에 따라, 가변 저항들(VR1 내지 VR7)의 저항 값은, 제품(본 발명의 실시예에 의한 터치 센서 및/또는 상기 터치 센서를 포함한 디스플레이 장치)의 설계 단계, 또는 제품이 출하되기 이전의 모듈 공정에서 설정될 수 있다. 또는, 실시예에 따라서는 제품이 출하된 이후에도 소정 시점 또는 소정 주기에 따라 가변 저항들(VR1 내지 VR7)의 저항 값을 변경하거나, 사용자의 선택에 따른 환경 설정 등을 통해 가변 저항들(VR1 내지 VR7)의 저항 값을 변경할 수 있도록 설계할 수도 있을 것이다.
상술한 실시예에서는, 증폭 회로부(240) 및 이에 구비된 가변 저항들(VR1 내지 VR7)을 이용하여 각각의 감지 채널(210)별로 노이즈 게인을 최적화하여 조정할 수 있다. 이에 따라, 제1 전극들(110) 각각의 위치에 따라 상기 제1 전극들(110) 각각으로부터 검출되는 감지 신호(Sse)가 서로 다른 정도의 노이즈 성분을 포함하더라도, 상기 노이즈 성분을 효과적으로 상쇄하여 제거할 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 전술한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허 청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다. 또한, 특허 청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 센서부 110: 제1 전극
111: 제1 방향 제1 전극 112: 제2 방향 제1 전극
111a, 112a: 전극 셀 111b, 112b: 연결부
113, 114, 131: 더미 패턴 120: 제1 배선
130: 제2 전극 130a: 전극부
130b: 연결라인 140: 제2 배선
200: 터치 구동부 210: 감지 채널
220: 프로세서 230: 아날로그 디지털 변환기
240: 증폭 회로부 300: 디스플레이 패널
400: 디스플레이 구동부

Claims (20)

  1. 활성 영역에 서로 이격되도록 제공된 복수의 제1 전극들 및 적어도 하나의 제2 전극을 포함하는 센서부;
    상기 제1 전극들 각각에 연결되며, 기준 노드가 상기 제2 전극에 연결되는 복수의 감지 채널들; 및
    상기 감지 채널들의 출력 신호들을 수신하고, 상기 출력 신호들에 기초하여 터치 입력을 검출하는 프로세서를 포함하며,
    상기 감지 채널들은, 제1 기간 동안 상기 제1 전극들 각각으로 구동 신호를 공급하고, 제2 기간 동안 상기 제1 전극들 각각으로부터 감지 신호를 수신하며, 상기 기준 노드의 전위를 기준으로 상기 제1 전극들 각각으로부터의 감지 신호에 대응하는 상기 출력 신호들을 발생하고,
    상기 감지 채널들 각각은,
    상기 제1 전극들 중 어느 하나에 연결된 제1 노드;
    상기 제1 노드와 상기 기준 노드 사이에 연결된 제1 전압원;
    상기 제1 노드와 상기 제1 전압원 사이에 연결된 제1 스위치;
    상기 제1 노드에 연결된 제1 입력 단자 및 상기 기준 노드에 연결된 제2 입력 단자를 구비한 제1 증폭기; 및
    상기 제1 노드와 상기 제1 입력 단자 사이에 연결된 제2 스위치를 포함하는 터치 센서.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감지 채널들 각각은,
    상기 제1 입력 단자와 상기 기준 노드 사이에 서로 병렬로 연결된 커패시터 및 리셋 스위치를 더 포함하는 터치 센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 감지 채널들 각각은, 상기 제2 입력 단자와 상기 기준 노드 사이에 연결된 제2 전압원을 더 포함하는 터치 센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 감지 채널들 각각은, 상기 제1 증폭기의 출력 단자와 상기 제1 입력 단자 사이에 서로 병렬로 연결된 커패시터 및 리셋 스위치를 더 포함하는 터치 센서.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 증폭기의 출력 단자와 상기 프로세서 사이에 연결된 적어도 하나의 아날로그 디지털 변환기를 더 포함하며,
    상기 아날로그 디지털 변환기는 상기 제1 증폭기의 출력 전압과 상기 기준 노드의 전압 차에 대응하는 디지털 신호를 출력하는 터치 센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극과 상기 기준 노드 사이에 연결되는 적어도 하나의 버퍼를 더 포함하는 터치 센서.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극과 상기 기준 노드 사이에 연결된 증폭 회로부를 더 포함하는 터치 센서.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 증폭 회로부는,
    각각 상기 제2 전극 및 기준 전압원에 연결되는 두 개의 입력 단자를 구비한 제2 증폭기; 및
    상기 제2 증폭기의 출력 단자와 상기 감지 채널들 중 적어도 하나의 기준 노드 사이에 연결되는 적어도 하나의 가변 저항;을 포함하는 터치 센서.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 증폭 회로부는, 상기 감지 채널들 각각에 대응하는 복수의 가변 저항들을 포함하는 터치 센서.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가변 저항들은 서로 병렬로 연결되는 터치 센서.
  12. 활성 영역에 서로 이격되도록 제공된 복수의 제1 전극들 및 적어도 하나의 제2 전극을 포함하는 센서부;
    상기 제1 전극들 각각에 연결되며, 기준 노드가 상기 제2 전극에 연결되는 복수의 감지 채널들; 및
    상기 감지 채널들의 출력 신호들을 수신하고, 상기 출력 신호들에 기초하여 터치 입력을 검출하는 프로세서를 포함하며,
    상기 감지 채널들은, 제1 기간 동안 상기 제1 전극들 각각으로 구동 신호를 공급하고, 제2 기간 동안 상기 제1 전극들 각각으로부터 감지 신호를 수신하며, 상기 기준 노드의 전위를 기준으로 상기 제1 전극들 각각으로부터의 감지 신호에 대응하는 상기 출력 신호들을 발생하고,
    상기 제1 전극들 각각은 개구부를 포함하는 적어도 하나의 전극 셀을 포함하며,
    상기 제2 전극은 상기 제1 전극들 중 적어도 하나의 전극 셀에 제공된 개구부 내측에 제공된 전극부를 포함하는 터치 센서.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극들은,
    상기 활성 영역에서 제1 방향을 따라 연장된 복수의 제1 방향 제1 전극들; 및
    상기 활성 영역에서 제2 방향을 따라 연장된 복수의 제2 방향 제1 전극들;을 포함하는 터치 센서.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 방향 제1 전극들 각각은, 상기 제1 방향을 따라 나열되며 내측에 각각 적어도 하나의 개구부를 포함하는 복수의 제1 전극 셀들과, 상기 제1 전극 셀들을 상기 제1 방향을 따라 연결하는 복수의 제1 연결부들을 포함하고,
    상기 제2 방향 제1 전극들 각각은, 상기 제2 방향을 따라 나열되는 복수의 제2 전극 셀들과, 상기 제2 전극 셀들을 상기 제2 방향을 따라 연결하는 복수의 제2 연결부들을 포함하는 터치 센서.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 센서부는, 상기 제2 전극을 포함하여 상기 활성 영역에서 상기 제1 방향으로 연장된 복수의 제2 전극들을 포함하며,
    상기 제2 전극들 각각은,
    상기 제1 전극 셀들 각각의 개구부 내측에 제공된 복수의 전극부들; 및
    상기 전극부들을 상기 제1 방향으로 연결하는 적어도 하나의 연결 라인;을 포함하는 터치 센서.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 전극들은 서로 전기적으로 연결되는 터치 센서.
  17. 서로 이격된 복수의 제1 전극들 및 적어도 하나의 제2 전극을 포함하는 센서부와, 상기 제1 전극들 각각에 연결되며 기준 노드가 상기 제2 전극에 연결되는 복수의 감지 채널들을 포함하는 터치 센서의 구동 방법에 있어서,
    상기 제1 전극들로 구동 신호를 공급하는 단계;
    상기 제1 전극들 각각으로부터 감지 신호를 수신하는 단계;
    상기 기준 노드의 전위를 기준으로 상기 제1 전극들 각각의 감지 신호에 대응하는 출력 신호들을 발생하는 단계; 및
    상기 출력 신호들에 기초하여 터치 입력을 검출하는 단계를 포함하며,
    상기 출력 신호들을 발생하는 단계는, 상기 제1 전극들 각각으로부터 입력되는 감지 신호의 전압 및 상기 기준 노드의 전압 차에 대응하는 출력 전압들을 생성하는 단계를 포함하는 터치 센서의 구동 방법.
  18. 삭제
  19. 제17항에 있어서,
    상기 감지 채널들에서 생성된 출력 전압들을 디지털 신호로 변환하는 단계를 더 포함하는 터치 센서의 구동 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 터치 센서는 상기 제2 전극과 상기 기준 노드 사이에 연결된 적어도 하나의 가변 저항을 더 포함하며,
    상기 가변 저항의 저항 값을 조정하여 상기 제2 전극으로부터 상기 기준 노드로 입력되는 신호의 게인을 조정하는 단계를 더 포함하는 터치 센서의 구동 방법.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180064625A (ko) 2016-12-05 2018-06-15 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 이를 구비한 디스플레이 장치
KR20180090936A (ko) 2017-02-03 2018-08-14 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 이를 구비한 디스플레이 장치
KR102355519B1 (ko) 2017-05-02 2022-01-26 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 그의 구동 방법
KR101932650B1 (ko) 2017-05-15 2018-12-28 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 이를 구비한 디스플레이 장치
KR102456701B1 (ko) * 2017-09-29 2022-10-21 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 이를 구비한 디스플레이 장치
US10890998B2 (en) * 2018-09-12 2021-01-12 Samsung Display Co., Ltd. Input sensing unit and display apparatus including the same
KR20200098809A (ko) * 2019-02-12 2020-08-21 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR102315144B1 (ko) * 2019-04-02 2021-10-21 주식회사 하이딥 터치 입력 장치
KR102659610B1 (ko) * 2019-04-02 2024-04-23 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서
KR20210005437A (ko) * 2019-07-05 2021-01-14 삼성디스플레이 주식회사 센서 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치
KR20210027712A (ko) * 2019-09-02 2021-03-11 삼성디스플레이 주식회사 센싱 유닛, 표시 장치, 및 표시 장치의 구동 방법
KR20210038759A (ko) * 2019-09-30 2021-04-08 삼성디스플레이 주식회사 압력 센서 및 이를 포함한 표시 장치
CN113138689A (zh) * 2020-01-20 2021-07-20 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及其制作方法、显示装置和触控信号的处理方法
KR20230082923A (ko) * 2021-12-02 2023-06-09 주식회사 하이딥 터치 입력 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130278538A1 (en) * 2012-04-19 2013-10-24 Samuel Brunet Self-Capacitance Measurement
US20150145802A1 (en) 2013-11-25 2015-05-28 Apple Inc. Reconfigurable circuit topology for both self-cap and mutual cap sensing

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101943975B (zh) * 2009-07-09 2015-12-16 敦泰科技有限公司 超薄型互电容触摸屏及组合式超薄型触摸屏
TWI461996B (zh) 2010-03-03 2014-11-21 Miraenanotech Co Ltd 靜電容式觸控面板及其製造方法
CN102906679B (zh) * 2010-05-25 2015-11-25 3M创新有限公司 高速低功率多点触摸装置及其控制器
KR101202745B1 (ko) * 2011-04-21 2012-11-19 주식회사 실리콘웍스 터치감지회로
KR101620463B1 (ko) 2011-10-21 2016-05-13 미래나노텍(주) 정전 용량 방식 터치 패널 및 그 제조방법
KR101341924B1 (ko) * 2011-10-21 2013-12-19 포항공과대학교 산학협력단 정전식 터치센서
US8937607B2 (en) * 2012-03-30 2015-01-20 Sharp Kabushiki Kaisha Capacitive touch panel with dynamically allocated electrodes
US10001884B2 (en) * 2013-07-29 2018-06-19 Atmel Corporation Voltage driven self-capacitance measurement
US9105255B2 (en) * 2013-12-20 2015-08-11 Sharp Kabushiki Kaisha Discriminative capacitive touch panel
KR101606404B1 (ko) * 2014-03-05 2016-03-25 주식회사 동부하이텍 터치 센서
JP6139590B2 (ja) * 2014-03-24 2017-05-31 株式会社 ハイディープＨｉＤｅｅｐ Ｉｎｃ． タッチ検出方法及びこれを遂行するタッチ検出器
CN111610890A (zh) * 2015-02-02 2020-09-01 苹果公司 柔性自电容和互电容触摸感测系统架构
KR102375274B1 (ko) * 2015-09-10 2022-03-18 삼성디스플레이 주식회사 터치 감지 장치 및 이를 포함하는 표시 장치
US9880664B2 (en) * 2015-09-24 2018-01-30 Apple Inc. Common pixel correction for sensor panels
KR101679986B1 (ko) 2015-10-30 2016-12-07 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서 구동 장치 및 방법과 이를 포함한 표시장치
KR20180064625A (ko) 2016-12-05 2018-06-15 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 이를 구비한 디스플레이 장치
KR20180090936A (ko) 2017-02-03 2018-08-14 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 이를 구비한 디스플레이 장치
TWI643113B (zh) * 2017-03-03 2018-12-01 日商阿爾普士電氣股份有限公司 Input device and control method thereof
KR102355519B1 (ko) 2017-05-02 2022-01-26 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 그의 구동 방법
KR101932650B1 (ko) 2017-05-15 2018-12-28 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 이를 구비한 디스플레이 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130278538A1 (en) * 2012-04-19 2013-10-24 Samuel Brunet Self-Capacitance Measurement
US20150145802A1 (en) 2013-11-25 2015-05-28 Apple Inc. Reconfigurable circuit topology for both self-cap and mutual cap sensing

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