KR102395265B1 - 터치 센서 및 이를 구비한 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서는, 적어도 하나의 제1 개구부를 포함하는 제1 전극; 상기 제1 개구부의 내측에 위치된 전극부를 포함하며 상기 제1 전극으로부터 이격되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극에 연결된 제1 입력 단자 및 상기 제2 전극에 연결된 제2 입력 단자를 구비하며, 상기 제1 및 제2 입력 단자의 전압 차에 대응하는 출력 신호를 발생하는 감지 채널;을 포함한다.

Description

터치 센서 및 이를 구비한 디스플레이 장치{TOUCH SENSOR AND DISPLAY DEVICE HAVING THE TOUCH SENSOR}
본 발명의 실시예는 터치 센서 및 이를 구비한 디스플레이 장치에 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 이를 구비한 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서는, 적어도 하나의 제1 개구부를 포함하는 제1 전극; 상기 제1 개구부의 내측에 위치된 전극부를 포함하며 상기 제1 전극으로부터 이격되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극에 연결된 제1 입력 단자 및 상기 제2 전극에 연결된 제2 입력 단자를 구비하며, 상기 제1 및 제2 입력 단자의 전압 차에 대응하는 출력 신호를 발생하는 감지 채널;을 포함한다.
실시예에 따라, 상기 제1 전극은, 제1 방향을 따라 나열되는 복수의 제1 전극 셀들; 및 상기 제1 전극 셀들을 상기 제1 방향을 따라 연결하는 적어도 하나의 제1 연결부;를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 전극 셀들 각각은 상기 제1 개구부를 포함하고, 상기 제2 전극은, 상기 제1 전극 셀들 각각의 제1 개구부의 내측에 배치되는 복수의 전극부들; 및 상기 전극부들을 상기 제1 방향을 따라 연결하는 적어도 하나의 연결 라인;을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 개구부 각각은, 상기 전극부들 중 어느 하나의 전극부와 상기 어느 하나의 전극부에 연결되는 연결 라인의 적어도 일 영역과 중첩될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 전극 셀들 및 상기 전극부들은 적어도 하나의 절연막을 사이에 개재하고 서로 상이한 층에 제공될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 터치 센서는, 상기 제1 전극 셀들 각각의 제1 개구부 내에 상기 전극부들과 중첩되도록 제공되며 상기 제1 전극 셀들과 동일한 층에 상기 제1 전극 셀들로부터 이격되도록 제공되는 복수의 더미 패턴들을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 전극 셀들 각각은, 상기 제1 개구부의 내측에 제공된 전극부의 일 영역과 중첩되도록 상기 제1 개구부를 가로지르는 복수의 세선들을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 전극 셀들 및 상기 전극부들은 동일한 층에 서로 이격되도록 제공될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 연결 라인은, 상기 제1 전극 셀들과 중첩되는 일 영역에서 절연막을 사이에 개재하고 상기 제1 전극 셀들과 상이한 층에 제공될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 연결 라인의 다른 일 영역은 상기 제1 전극 셀들 중 어느 하나의 제1 전극 셀 내에 배치된 제1 개구부 내에 제공되며, 상기 제1 개구부 내에 배치된 전극부와 일체로 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 전극 셀들 각각은 상기 제1 개구부를 가로지르는 복수의 세선들을 포함하고, 상기 전극부들 각각은, 상기 세선들 사이의 영역에 서로 이격되도록 제공되며 상기 제1 전극 셀들과 동일 층에 제공된 복수의 서브 전극부들; 및 절연막을 사이에 개재하고 상기 서브 전극부들과 분리된 층에 배치되며 상기 서브 전극부들을 서로 전기적으로 연결하는 복수의 서브 전극 라인들;을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 전극 셀들 중 어느 일단에 배치된 하나의 제1 전극 셀, 또는 상기 제1 전극 셀들 중 서로 다른 일단에 배치된 두 개의 제1 전극 셀들은 각각 상기 제1 개구부를 포함하고, 상기 제2 전극은, 상기 하나의 제1 전극 셀에 제공된 제1 개구부의 내측, 또는 상기 두 개의 제1 전극 셀들 각각에 제공된 제1 개구부의 내측에 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 터치 센서는, 상기 제1 및 제2 전극으로부터 이격된 제3 전극; 및 상기 제3 전극으로 구동 신호를 공급하는 구동 회로;를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 터치 센서는, 상기 제3 전극과 중첩되며 절연막을 사이에 개재하고 상기 제3 전극으로부터 이격된 적어도 하나의 더미 패턴을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 더미 패턴은 상기 전극부와 동일한 층에 상기 전극부로부터 이격되도록 제공되며, 상기 더미 패턴과 상기 전극부는 서로 동일한 형상 및 크기를 가질 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제3 전극은 적어도 하나의 제2 개구부를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 터치 센서는, 상기 제2 개구부의 내측에 상기 제3 전극으로부터 이격되도록 제공된 적어도 하나의 더미 패턴을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 터치 센서는, 상기 제1 전극을 포함한 복수의 제1 전극들; 상기 제2 전극을 포함한 복수의 제2 전극들; 상기 감지 채널을 포함한 복수의 감지 채널들; 및 상기 감지 채널들의 출력 신호들을 수신하고, 상기 출력 신호들에 기초하여 터치 입력을 검출하는 프로세서;를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 감지 채널들 각각의 제1 입력 단자는 상기 제1 전극들 중 서로 다른 제1 전극에 연결되고, 상기 감지 채널들 각각의 제2 입력 단자는 상기 제2 전극들 중 적어도 하나의 제2 전극에 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제2 전극들은 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 터치 센서는, 상기 제2 전극들의 일단에 공통으로 연결되는 적어도 하나의 배선을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 터치 센서는, 상기 제2 전극들의 타단에 공통으로 연결되는 적어도 하나의 다른 배선을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 전극들 각각은, 제1 방향을 따라 나열되며 각각 상기 제1 개구부를 포함하는 복수의 제1 전극 셀들; 및 상기 제1 전극 셀들을 상기 제1 방향을 따라 연결하는 적어도 하나의 제1 연결부;를 포함하고, 상기 제2 전극들 각각은, 상기 제1 전극들 중 어느 하나에 포함된 제1 전극 셀들 각각의 제1 개구부의 내측에 배치되는 복수의 전극부들; 및 상기 전극부들을 상기 제1 방향을 따라 연결하는 적어도 하나의 연결 라인;을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 터치 센서는, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장되어 상기 제2 전극들과 교차하면서 상기 제2 전극들을 연결하는 적어도 하나의 교차 연결 배선을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 개구부 각각은 상기 전극부들 중 어느 하나의 전극부와 중첩되며, 상기 제1 개구부 각각은 상기 어느 하나의 전극부에 연결된 연결 라인의 일 영역 및 상기 교차 연결 배선의 일 영역과 더 중첩될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 터치 센서는 상기 제2 전극들과 상기 감지 채널들의 제2 입력 단자 사이에 연결되는 증폭 회로를 더 포함하며, 상기 증폭 회로는 상기 제2 전극들에 공통으로 연결되는 증폭기를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 증폭 회로는 상기 증폭기의 출력 단자와 기준 전원 사이에 서로 직렬로 연결되는 복수의 저항들을 더 포함하며, 상기 감지 채널들은 상기 증폭기의 출력 단자와 상기 기준 전원 사이의 노드들 중 서로 다른 노드에 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 증폭 회로는 상기 증폭기의 출력 단자에 서로 병렬로 연결되는 복수의 가변 저항들을 더 포함하며, 상기 감지 채널들은 상기 가변 저항들 중 서로 다른 가변 저항에 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 증폭 회로는, 상기 증폭기의 출력 단자에 서로 병렬로 연결되는 복수의 저항 그룹들; 및 상기 증폭기의 출력 단자와 상기 저항 그룹들 각각의 사이에 연결된 복수의 스위치들을 포함한 제1 스위치부;를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 저항 그룹들 각각은, 상기 감지 채널들 중 서로 다른 감지 채널에 연결되는 복수의 저항들을 포함하며, 상기 저항들은 서로 병렬로 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 증폭 회로는, 상기 감지 채널들 각각과 상기 저항 그룹들의 사이에 연결된 복수의 스위치들을 포함한 제2 스위치부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 장치는, 복수의 화소들이 제공된 표시 영역을 포함한 디스플레이 패널과, 상기 표시 영역과 중첩되는 활성 영역을 포함한 터치 센서를 구비한다. 그리고, 상기 터치 센서는, 상기 활성 영역에 제공되며, 각각 적어도 하나의 제1 개구부를 포함하는 복수의 제1 전극들; 각각 상기 제1 전극들 중 어느 하나의 제1 개구부의 내측에 배치된 적어도 하나의 전극부를 포함하며, 상기 제1 전극들로부터 이격된 복수의 제2 전극들; 및 각각 상기 제1 전극들 중 어느 하나에 연결된 제1 입력 단자 및 상기 제2 전극들 중 적어도 하나에 연결된 제2 입력 단자를 구비하며, 상기 제1 및 제2 입력 단자의 전압 차에 대응하는 출력 신호를 발생하는 복수의 감지 채널들; 및 상기 감지 채널들의 출력 신호들을 수신하고, 상기 출력 신호들에 기초하여 터치 입력을 검출하는 프로세서;를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 터치 센서는, 상기 제1 및 제2 전극들로부터 이격된 제3 전극들; 및 상기 제3 전극들로 순차적으로 구동 신호를 공급하는 구동 회로;를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 터치 센서는, 상기 제3 전극들 각각의 일 영역과 중첩되며 상기 제3 전극들로부터 이격된 복수의 더미 패턴들을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제2 전극들은 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 디스플레이 장치는, 상기 제2 전극들과 상기 감지 채널들의 제2 입력 단자 사이에 공통으로 연결되는 증폭 회로를 더 포함하며, 상기 증폭 회로는 상기 제2 전극들에 공통으로 연결되는 증폭기를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 증폭 회로는 상기 증폭기의 출력 단자에 서로 병렬로 연결되는 복수의 가변 저항들을 더 포함하며, 상기 감지 채널들은 상기 가변 저항들 중 서로 다른 가변 저항에 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 디스플레이 패널은, 제1 기판; 상기 제1 기판의 일면 상에 제공된 발광 소자; 및 상기 발광 소자 상에 제공되어 적어도 상기 발광 소자를 커버하는 박막 봉지층;을 포함하며, 상기 제1 및 제2 전극들은 상기 박막 봉지층 상에 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 센서 및 이를 구비한 디스플레이 장치에 의하면, 디스플레이 패널 등으로부터 터치 센서의 센서부로 유입되는 노이즈 신호를 효과적으로 상쇄할 수 있다. 이에 따라, 노이즈 신호에 따른 터치 센서의 오동작을 최소화하고, 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서의 센서부를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다.
도 5는 도 4에 도시된 센서부와 관련한 일 실시예를 나타낸다.
도 6a 및 도 6b는 각각 도 5에 도시된 센서부의 서로 다른 변경 실시예를 나타낸다.
도 7a는 도 5에 도시된 센서부의 제1 층을 나타낸다.
도 7b는 도 5에 도시된 센서부의 제2 층을 나타낸다.
도 8a는 도 5의 I-I'선에 따른 단면의 일례를 나타낸다.
도 8b는 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면의 일례를 나타낸다.
도 8c는 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 장치의 일 영역에 대한 단면의 일례를 나타낸 것으로서, 서로 중첩되는 센서부 및 디스플레이 패널의 배치 구조에 대한 실시예를 나타낸다.
도 9는 도 4에 도시된 센서부와 관련한 일 실시예를 나타낸다.
도 10a는 도 9에 도시된 센서부의 제1 층을 나타낸다.
도 10b는 도 9에 도시된 센서부의 제2 층을 나타낸다.
도 11은 도 9의 Ⅲ-Ⅲ'선에 따른 단면의 일례를 나타낸다.
도 12는 도 4에 도시된 센서부와 관련한 일 실시예를 나타낸다.
도 13a는 도 12에 도시된 센서부의 제1 층을 나타낸다.
도 13b는 도 12에 도시된 센서부의 제2 층을 나타낸다.
도 14는 도 12의 Ⅳ-Ⅳ'선에 따른 단면의 일례를 나타낸다.
도 15는 도 4에 도시된 센서부와 관련한 일 실시예를 나타낸다.
도 16a는 도 15에 도시된 센서부의 제1 층을 나타낸다.
도 16b는 도 15에 도시된 센서부의 제2 층을 나타낸다.
도 17a는 도 15의 Ⅴ-Ⅴ'선에 따른 단면의 일례를 나타낸다.
도 17b는 도 15의 Ⅵ-Ⅵ'선에 따른 단면의 일례를 나타낸다.
도 18은 도 4에 도시된 센서부와 관련한 일 실시예를 나타낸다.
도 19a는 도 18에 도시된 센서부의 제1 층을 나타낸다.
도 19b는 도 18에 도시된 센서부의 제2 층을 나타낸다.
도 20은 도 4에 도시된 센서부와 관련한 일 실시예를 나타낸다.
도 21a는 도 20에 도시된 센서부의 제1 층을 나타낸다.
도 21b는 도 20에 도시된 센서부의 제2 층을 나타낸다.
도 22는 도 4에 도시된 센서부와 관련한 일 실시예를 나타낸다.
도 23a는 도 22에 도시된 센서부의 제1 층을 나타낸다.
도 23b는 도 22에 도시된 센서부의 제2 층을 나타낸다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다.
도 30은 도 29에 도시된 센서부와 관련한 일 실시예를 나타낸다.
도 31은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다.
도 32는 도 31에 도시된 터치 센서를 이용하여 노이즈 신호의 게인 값을 조정하는 방법과 관련한 일 실시예를 나타낸다.
도 33은 도 31에 도시된 증폭 회로의 다른 실시예를 나타낸다.
도 34는 도 33에 도시된 증폭 회로를 이용하여 노이즈 신호의 게인 값을 조정하는 방법과 관련한 일 실시예를 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 개략적으로 나타낸다. 그리고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서의 센서부를 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) 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. 예컨대, 센서부(100)는 디스플레이 패널(300)의 상부 기판(또는 봉지층) 또는 하부 기판의 외부면(예컨대, 상부 기판의 상부면 또는 하부 기판의 하부면) 상에 직접 형성되거나, 혹은 상부 기판 또는 하부 기판의 내부면(예컨대, 상부 기판의 하부면 또는 하부 기판의 상부면) 상에 직접 형성될 수도 있다.
센서부(100)는 터치 입력을 감지할 수 있는 활성 영역(101)과, 활성 영역(101)의 적어도 일부를 둘러싸는 비활성 영역(102)을 포함한다. 실시예에 따라, 활성 영역(101)은 디스플레이 패널(300)의 표시 영역(301)에 대응하도록 배치되고, 비활성 영역(102)은 디스플레이 패널(300)의 비표시 영역(302)에 대응하도록 배치될 수 있다. 예컨대, 센서부(100)의 활성 영역(101)은 디스플레이 패널(300)의 표시 영역(301)과 중첩되고, 센서부(100)의 비활성 영역(102)은 디스플레이 패널(300)의 비표시 영역(302)과 중첩될 수 있다.
실시예에 따라, 활성 영역(101)에는 터치 입력을 검출하기 위한 적어도 하나의 전극, 예컨대 복수의 감지 전극들(120) 및 구동 전극들(130)이 제공될 수 있다. 즉, 감지 전극들(120) 및 구동 전극들(130)은 디스플레이 패널(300)의 표시 영역(301) 상에 제공될 수 있다. 이 경우, 감지 전극들(120) 및 구동 전극들(130)은 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, 감지 전극들(120) 및 구동 전극들(130)은 적어도 캐소드 전극 또는 공통 전극과 중첩될 수 있다.
보다 구체적으로, 센서부(100)는 활성 영역(101)에 서로 교차하도록 제공된 복수의 감지 전극들(120) 및 구동 전극들(130)을 포함할 수 있다. 일례로, 활성 영역(101)에는 제1 방향(예컨대, X 방향)을 따라 연장된 다수의 감지 전극들(120)과, 상기 감지 전극들(120)과 교차하도록 제2 방향(예컨대, Y 방향)을 따라 연장된 다수의 구동 전극들(130)이 제공될 수 있다. 실시예에 따라, 감지 전극들(120) 및 구동 전극들(130)은 도시되지 않은 적어도 하나의 절연막에 의해 절연될 수 있다.
감지 전극들(120)과 구동 전극들(130)의 사이, 특히 이들의 교차부에는 커패시턴스(Cse)가 형성된다. 이러한 커패시턴스(Cse)는 해당 지점 또는 그 주변에서 터치 입력이 발생할 시 변화된다. 따라서, 커패시턴스(Cse)의 변화를 검출함으로써 터치 입력을 감지할 수 있다.
감지 전극들(120) 및 구동 전극들(130)의 형상, 크기, 및/또는 배치 방향 등이 특별히 한정되지는 않는다. 이와 관련한 비제한적인 실시예로서, 감지 전극들(120) 및 구동 전극들(130)은 도 2에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 도 1 및 도 2에서는 상호 정전용량 방식의 터치 센서를 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서로서 개시하기로 하나, 본 발명의 실시예에 의한 터치 센서가 반드시 상호 정전용량 방식의 터치 센서에만 한정되지는 않는다.
도 2를 참조하면, 센서부(100)는 활성 영역(101) 및 비활성 영역(102)을 포함하는 베이스 기판(110)과, 상기 베이스 기판(110) 상의 활성 영역(101)에 제공된 복수의 감지 전극들(120) 및 구동 전극들(130)과, 상기 베이스 기판(110) 상의 비활성 영역(102)에 제공된 복수의 배선들(140) 및 패드부(150)를 포함한다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에서, 터치 센서가 자가 정전용량 방식의 터치 센서일 경우에는, 터치 구동 기간 중 일 기간 동안 구동 신호를 공급받고 다른 일 기간 동안 감지 신호를 출력하는 다수의 센서 전극들이 활성 영역(101)에 분산될 수 있다.
베이스 기판(110)은 센서부(100)의 기재가 되는 기판으로서, 경성 기판 또는 가요성 기판일 수 있다. 예컨대, 베이스 기판(110)은 유리 또는 강화 유리로 구성된 경성 기판, 또는 유연한 플라스틱 재질의 박막 필름으로 구성된 가요성 기판일 수 있다. 한편, 실시예에 따라서는 베이스 기판(110)이 디스플레이 패널(300)을 구성하는 기판 중 하나일 수도 있다. 예컨대, 센서부(100)와 디스플레이 패널(300)이 일체로 구현되는 실시예에서, 베이스 기판(110)은 디스플레이 패널(300)을 구성하는 적어도 하나의 기판(예컨대, 상부 기판) 또는 박막 봉지층(Thin Film Encapsulation: TFE)일 수 있다.
감지 전극들(120)은 제1 방향, 일례로 X 방향을 따라 연장될 수 있다. 실시예에 따라, 각 행에 배치된 감지 전극들(120) 각각은, 제1 방향을 따라 나열된 복수의 제1 전극 셀들(122)과, 각 행의 제1 전극 셀들(122)을 제1 방향을 따라 연결하는 적어도 하나의 제1 연결부(124)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, "연결"이라 함은 물리적 및/또는 전기적인 측면에서의 "연결"을 포괄적으로 의미할 수 있다. 실시예에 따라, 감지 전극들(120) 각각이 세 개 이상의 제1 전극 셀들(122)을 포함하는 경우, 상기 감지 전극들(120) 각각은 복수의 제1 연결부들(124)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제1 연결부들(124)은 제1 전극 셀들(122)과 일체로 구성되거나, 혹은 브리지(bridge) 형태의 연결 패턴으로 구성될 수 있다.
한편, 도 2에서는 제1 연결부들(124)이 제1 방향으로 배치되는 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서 제1 연결부들(124)은 제1 방향에 대하여 기울어진 사선 방향으로 배치될 수도 있다. 또한, 도 2에서는 제1 연결부들(124)이 직선 형태(또는 바(bar) 형태)를 가지는 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서 제1 연결부들(124)은 적어도 일 영역이 휘거나 구부려진 형태를 가질 수도 있다. 또한, 도 2에서는 인접한 두 개의 제1 전극 셀들(122)이 이들 사이에 배치된 하나의 제1 연결부(124)를 통해 서로 연결되는 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서는 인접한 두 개의 제1 전극 셀들(122)이 이들 사이에 배치된 복수의 제1 연결부들(124)을 통해 서로 연결될 수도 있다.
실시예에 따라, 제1 전극 셀들(122) 및/또는 제1 연결부들(124)은, 금속 물질, 투명 도전성 물질, 및 그 외 다양한 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함함으로써 도전성을 가질 수 있다. 일례로, 제1 전극 셀들(122) 및/또는 제1 연결부들(124)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(122) 및/또는 제1 연결부들(124)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(122) 및/또는 제1 연결부들(124)은, 도전성을 제공할 수 있는 다양한 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제1 전극 셀들(122) 및/또는 제1 연결부들(124)은, 각각 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
실시예에 따라, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서가 상호 정전용량 방식의 터치 센서일 때, 감지 전극들(120)은 구동 전극들(130)로 입력되는 구동 신호에 대응하는 감지 신호를 출력할 수 있다. 일례로, 감지 전극들(120)은 터치 입력에 대응하는 감지 신호를 출력하는 Rx 전극들일 수 있다.
구동 전극들(130)은 제2 방향, 일례로 Y 방향을 따라 연장될 수 있다. 실시예에 따라, 각 열에 배치된 제2 전극들(130) 각각은, 제2 방향을 따라 나열된 복수의 제2 전극 셀들(132)과, 각 열의 제2 전극 셀들(132)을 제2 방향을 따라 연결하는 적어도 하나의 제2 연결부(134)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 구동 전극들(130) 각각이 세 개 이상의 제2 전극 셀들(132)을 포함하는 경우, 상기 구동 전극들(130) 각각은 복수의 제2 연결부들(134)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제2 연결부들(134)은 제2 전극 셀들(132)과 일체로 구성되거나, 혹은 브리지 형태의 연결 패턴으로 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서가 상호 정전용량 방식의 터치 센서일 때, 구동 전극들(130)은 터치 센서가 활성화되는 기간 동안 구동 신호를 수신하는 Tx 전극들일 수 있다.
한편, 편의상 도 2에서는 제1 및 제2 전극 셀들(122, 132)을 다이아몬드 형상으로 도시하였으나, 제1 및 제2 전극 셀들(122, 132)의 형상 및 크기 등은 다양하게 변경될 수 있다. 일례로, 제1 및 제2 전극 셀들(122, 132)은 원형 또는 육각형 등과 같은 다른 형상을 가질 수도 있다.
또한, 도 2에서는 제2 연결부들(134)이 제2 방향으로 배치되는 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서 제2 연결부들(134)은 제2 방향에 대하여 기울어진 사선 방향으로 배치될 수도 있다. 또한, 도 2에서는 제2 연결부들(134)이 직선 형태(또는 바(bar) 형태)를 가지는 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서 제2 연결부들(134)은 적어도 일 영역이 휘거나 구부려진 형태를 가질 수도 있다. 또한, 도 2에서는 인접한 두 개의 제2 전극 셀들(132)이 이들 사이에 배치된 하나의 제2 연결부(134)를 통해 서로 연결되는 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서는 인접한 두 개의 제2 전극 셀들(132)이 이들 사이에 배치된 복수의 제2 연결부들(134)을 통해 서로 연결될 수도 있다.
실시예에 따라, 제2 전극 셀들(132) 및/또는 제2 연결부들(134)은, 금속 물질, 투명 도전성 물질, 및 그 외 다양한 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함함으로써 도전성을 가질 수 있다. 일례로, 제2 전극 셀들(132) 및/또는 제2 연결부들(134)은, 앞서 제1 전극 셀들(122) 및/또는 제1 연결부들(124)의 구성 물질로서 언급한 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제2 전극 셀들(132) 및/또는 제2 연결부들(134)은, 제1 전극 셀들(122) 및/또는 제1 연결부들(124)을 구성하는 도전성 물질과 동일한 물질로 구성되거나, 혹은 상이한 물질로 구성될 수 있다. 또한, 제2 전극 셀들(132) 및/또는 제2 연결부들(134)은 각각 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
실시예에 따라, 비활성 영역(102)에는 활성 영역(101)에 제공된 감지 전극들(120) 및 구동 전극들(130)을 터치 구동부(200) 등과 전기적으로 연결하기 위한 배선들(140)이 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 배선들(140)은, 각각의 감지 전극들(120)을 패드부(150)와 전기적으로 연결하기 위한 제1 배선들(142)과, 각각의 구동 전극들(130)을 패드부(150)와 전기적으로 연결하기 위한 제2 배선들(144)을 포함할 수 있다. 예컨대, 배선들(140) 각각은 감지 전극들(120) 및 구동 전극들(130) 중 어느 하나를 패드부(150)에 구비된 소정의 패드(152)에 전기적으로 연결할 수 있다. 한편, 편의상 도 2에서는 감지 전극들(120) 및 구동 전극들(130)의 일단에 각각 제1 배선들(142) 및 제2 배선들(144)이 연결된 것으로 도시하였으나, 감지 전극들(120) 및 구동 전극들(130)과 제1 및 제2 배선들(142, 144) 사이의 연결 구조는 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 다른 실시예에서, 제1 배선들(142) 및 제2 배선들(144) 중 적어도 하나는 감지 전극들(120) 또는 구동 전극들(130)의 양단에 연결될 수도 있다.
패드부(150)는 감지 전극들(120) 및 구동 전극들(130)을 외부의 구동 회로, 예컨대 터치 구동부(200)와 전기적으로 연결하기 위한 다수의 패드들(152)을 포함할 수 있다. 이러한 패드부(150)를 통하여 센서부(100)와 터치 구동부(200)가 교신할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 터치 구동부(200)는 센서부(100)와 전기적으로 연결되어 상기 센서부(100)의 구동에 필요한 신호를 송/수신한다. 일례로, 터치 구동부(200)는 센서부(100)로 구동 신호를 공급한 후, 상기 센서부(100)로부터 구동 신호에 대응하는 감지 신호를 수신하여 터치 입력을 검출할 수 있다. 이를 위해, 터치 구동부(200)는, 구동 회로와 감지 회로를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 구동 회로와 감지 회로는 하나의 터치 IC(T-IC)의 내부에 집적될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
실시예에 따라, 구동 회로는 센서부(100)의 구동 전극들(130)과 전기적으로 연결되어, 상기 구동 전극들(130)로 순차적으로 구동 신호를 공급할 수 있다. 실시예에 따라, 감지 회로는 센서부(100)의 감지 전극들(120)과 전기적으로 연결되어, 상기 감지 전극들(120)로부터 감지 신호를 수신하고, 이를 신호 처리(Signal Processing)하여 터치 입력을 검출할 수 있다.
디스플레이 패널(300)은 표시 영역(301)과, 상기 표시 영역(301)의 적어도 일 영역을 둘러싸는 비표시 영역(302)을 포함한다. 표시 영역(301)에는 복수의 주사선들(310) 및 데이터선들(320)과, 상기 주사선들(310) 및 데이터선들(320)에 접속되는 복수의 화소들(P)이 제공된다. 비표시 영역(302)에는 화소들(P)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)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(310)로 주사신호를 공급하는 주사 구동부, 데이터선들(320)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 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다. 편의상, 도 3에서는 센서부에 제공되는 감지 전극들 및 구동 전극들 중 각각 하나의 감지 전극 및 구동 전극과 이들의 교차부에 형성되는 커패시턴스를 도시하기로 한다. 또한, 도 3에서는 상기 커패시턴스를 형성하는 감지 전극 및 구동 전극을 중심으로 구동 회로 및 감지 회로를 도시하기로 한다.
도 3을 참조하면, 센서부(100)는 커패시턴스(Cse)를 형성하는 적어도 한 쌍의 감지 전극(120) 및 구동 전극(130)을 포함한다. 구동 전극(130)은 터치 구동부(200)의 구동 회로(210)에 전기적으로 연결되고, 감지 전극(120)은 터치 구동부(200)의 감지 회로(220)에 전기적으로 연결된다. 한편, 도 3에서는 구동 회로(210)와 감지 회로(220)를 분리하여 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 실시예에 따라, 구동 회로(210) 및 감지 회로(220)는 서로 분리되어 구비되거나, 또는 구동 회로(210) 및 감지 회로(220)의 적어도 일부는 일체로 집적될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서의 구동 방법을 설명하면, 우선 구동 회로(210)로부터 구동 전극(130)으로 구동 신호(Sdr)가 공급된다. 센서부(100)가 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 구동 전극들(130)을 포함할 경우, 구동 회로(210)는 구동 전극들(130)로 순차적으로 구동 신호(Sdr)를 공급할 수 있다. 그러면, 커패시턴스(Cse)의 커플링 작용에 의해, 각각의 구동 전극(130)에 인가된 구동 신호(Sdr)에 대응하는 감지 신호(Sse)가 각각의 감지 전극(120)으로부터 출력된다. 이러한 감지 신호(Sse)는 터치 구동부(200)의 감지 회로(220)로 입력된다.
실시예에 따라, 센서부(100)가 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 감지 전극들(120)을 포함할 경우, 감지 회로(220)는 각각의 감지 전극(120)에 전기적으로 연결되는 복수의 감지 채널들(Rx 채널들)(222)을 구비하고, 상기 감지 채널들(222)을 통해 복수의 감지 전극들(120)로부터 출력되는 감지 신호(Sse)를 수신할 수 있다. 이러한 감지 회로(220)는 각각의 감지 전극(120)으로부터 입력되는 감지 신호(Sse)를 증폭, 변환 및 신호 처리하고, 그 결과에 따라 터치 입력을 검출한다. 이를 위해, 감지 회로(220)는 각각의 감지 전극(120)에 대응하는 복수의 감지 채널들(222)과, 상기 감지 채널들(222)에 연결되는 적어도 하나의 아날로그 디지털 변환기(analog digital converter; 이하, "ADC"라 함)(224) 및 프로세서(226)를 포함할 수 있다. 편의상, 이하에서는 감지 채널(222)과 ADC(224)를 별개의 구성 요소로 설명하기로 하나, 다른 실시예에서 ADC(224)는 각각의 감지 채널(222) 내에 구성될 수도 있다.
실시예에 따라, 감지 채널들(222) 각각은 적어도 아날로그 프론트 엔드(analog front end; 이하, "AFE"라 함)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 감지 회로(220)가 각각의 AFE에 1:1로 연결되는 ADC(224)를 포함하는 경우, 각각의 감지 채널(222)이 서로 연결되는 한 쌍의 AFE 및 ADC(224)를 포함하는 것으로 간주할 수도 있다. 다만, 다른 실시예에서는 복수의 AFE가 하나의 ADC(224)를 공유할 수도 있다. 따라서, 편의상 이하에서는 각각의 감지 전극(120)에 연결되는 AFE를 각각의 감지 채널(222)로 규정하고, ADC(224)는 감지 채널(222)과 별개의 구성 요소로 간주하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.
이러한 감지 채널(222)은 각각의 제1 전극(120)으로부터 감지 신호(Sse)를 수신하고, 수신한 감지 신호(Sse)를 증폭하여 출력할 수 있다. 실시예에 따라, 각각의 감지 채널(222)은 일례로 OP 앰프(operational amplifier)와 같은 적어도 하나의 제1 증폭기(AMP1)를 포함하는 AFE로 구현될 수 있다. 실시예에 따라, 감지 채널(222)의 제1 입력 단자("제1 단자"라고도 함; IN1), 예컨대 OP 앰프의 반전 입력 단자는 감지 전극들(120) 중 하나에 연결될 수 있다. 즉, 제1 입력 단자(IN1)로는 어느 하나의 감지 전극(120)으로부터의 감지 신호(Sse)가 입력될 수 있다. 또한, 감지 채널(222)의 제2 입력 단자("제2 단자"라고도 함; IN2), 예컨대 OP 앰프의 비반전 입력 단자는 기준 전위 단자로서, 일례로 접지(ground: GND) 전원과 같은 기준 전원(레퍼런스 전원)에 연결될 수 있다. 한편, OP 앰프의 제1 입력 단자(IN1)와 출력 단자(OUT1)의 사이에는 커패시터(C) 및 리셋 스위치(SW)가 서로 병렬로 연결될 수 있다.
ADC(224)는 감지 채널(222)로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 실시예에 따라, ADC(224)는 각각의 감지 전극(120)에 상응하는 각각의 감지 채널(222)에 1:1로 대응하도록 감지 전극들(120)의 개수만큼 구비될 수 있다. 또는, 다른 실시예에서는 복수의 감지 채널들(222)이 하나의 ADC(224)를 공유하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 감지 채널들(222)과 ADC(224)의 사이에는 채널 선택을 위한 스위칭 회로가 추가적으로 구비될 수 있다.
프로세서(226)는 ADC(224)로부터의 변환 신호(디지털 신호)를 신호 처리하고, 신호 처리 결과에 따라 터치 입력을 검출한다. 일례로, 프로세서(226)는 복수의 감지 전극들(120)로부터 각각의 감지 채널(222) 및 ADC(224)를 경유하여 입력되는 신호(증폭 및 변환된 감지 신호(Sse))를 종합적으로 분석하여 터치 입력의 발생 여부 및 그 위치를 검출할 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(226)는 마이크로 프로세서(Microprocessor: MPU)로 구현될 수 있다. 이 경우, 감지 회로(220)의 내부에는 프로세서(226)의 구동에 필요한 메모리가 추가적으로 구비될 수 있다. 한편, 프로세서(226)의 구성이 이에 한정되지는 않는다. 다른 예로서, 프로세서(226)는 마이크로 컨트롤러(Microcontroller: MCU) 등으로 구현될 수도 있다.
전술한 바와 같은 터치 센서는 디스플레이 패널(300) 등과 결합될 수 있다. 일례로, 터치 센서의 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 커패시턴스가 발생하게 된다. 이러한 기생 커패시턴스의 커플링 작용에 의해 디스플레이 패널(300)로부터의 노이즈 신호가 터치 센서, 특히 센서부(100)로 전달될 수 있다. 예컨대, 디스플레이 패널(300)의 구동에 이용되는 디스플레이 구동 신호로 인한 노이즈 신호가 센서부(100)로 유입될 수 있다. 일례로, 센서부(100)의 감지 전극(120) 및 구동 전극(130)은 디스플레이 패널(300)의 캐소드 전극 또는 공통 전극과 중첩되도록 배치될 수 있고, 이 경우 디스플레이 패널(300)로 인가되는 디스플레이 구동 신호에 의한 공통 모드 노이즈(Common Mode Noise)가 센서부(100)로 유입될 수 있다.
일례로, 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 장치에 있어서, 디스플레이 패널(300)은 박막 봉지층(TFE)을 구비한 유기 발광 디스플레이 패널일 수 있고, 센서부(100)는 상기 박막 봉지층(TFE)의 일면(예컨대, 상부면)에 감지 전극(120) 및 구동 전극(130)이 직접 형성된 온-셀(On-cell) 타입의 센서로 구현될 수 있다. 이 경우, 유기 발광 디스플레이 패널에 구비된 적어도 하나의 전극, 일례로 캐소드 전극과, 감지 전극(120) 및 구동 전극(130)이 서로 근접하게 위치된다. 이에 따라, 디스플레이 구동에 따른 노이즈 신호가 센서부(100)로 비교적 크게 유입될 수 있다.
센서부(100)로 유입된 노이즈 신호는 감지 신호(Sse)의 리플을 야기한다. 이로 인해, 터치 센서의 감도가 저하될 수 있다. 이에, 본 발명에서는 터치 센서의 감도를 개선할 수 있는 다양한 실시예들을 제공하기로 하며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다. 편의상, 도 4에서는 도 2에 도시된 베이스 기판 및 패드부 등의 도시는 생략하였으나, 도 4의 센서부는 베이스 기판 상에 구현될 수 있다. 도 4에서, 도 1 내지 도 3과 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하기로 하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서는 센서부(100)와, 상기 센서부(100)에 전기적으로 연결되는 구동 회로(210) 및 감지 회로(220)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 센서부(100)는 활성 영역(101)에 제공된 적어도 하나의 노이즈 검출 전극(160)을 더 포함한다.
실시예에 따라, 센서부(100)의 활성 영역(101)에는 서로 분리된 복수의 노이즈 검출 전극들(160)이 제공될 수 있으며, 상기 노이즈 검출 전극들(160)은 감지 전극들(120) 중 어느 하나와 쌍(pair)을 이룰 수 있다. 즉, 실시예에 따라, 센서부(100)는 서로 대응하는 감지 전극(120) 및 노이즈 검출 전극(160)으로 구성된 전극 쌍을 포함한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 센서에서는 활성 영역(101)에 제공된 노이즈 검출 전극들(160) 중 복수의 노이즈 검출 전극들(160)이 서로 전기적으로 연결될 수도 있다. 일례로, 활성 영역(101)에 제공된 노이즈 검출 전극들(160) 모두가 서로 전기적으로 연결되어 실질적으로 하나의 노이즈 검출 전극(160)으로 구현될 수도 있다.
구체적으로, 센서부(100)는 적어도 한 쌍의 감지 전극(제1 전극)(120) 및 노이즈 검출 전극(제2 전극)(160)을 포함한다. 또한, 실시예에 따라 센서부(100)는 상기 한 쌍의 감지 전극(120) 및 노이즈 검출 전극(160)과 교차하는 적어도 하나의 구동 전극(제3 전극)(130)을 더 포함할 수 있다. 일례로, 센서부(100)는 복수의 감지 전극들(제1 전극들)(120), 상기 감지 전극들(120) 각각과 쌍을 이루면서 상기 감지 전극들(120)로부터 이격된 복수의 노이즈 검출 전극들(제2 전극들)(160), 및 상기 감지 전극들(120) 및 노이즈 검출 전극들(160)과 교차되면서 이들로부터 이격된 복수의 구동 전극들(제3 전극들)(130)을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 감지 전극들(120), 노이즈 검출 전극들(160) 및 구동 전극들(130)은 서로 물리적 및/또는 전기적으로 분리될 수 있다. 일례로, 감지 전극들(120), 구동 전극들(130) 및 노이즈 검출 전극들(160) 중 적어도 일부는 일 영역이 서로 중첩 및/또는 교차할 수 있으나, 이들은 적어도 중첩 영역에서 도시되지 않은 하나 이상의 절연막에 의해 서로 이격될 수 있다. 즉, 감지 전극들(120), 구동 전극들(130) 및 노이즈 검출 전극들(160)은 서로 이격되어 전기적으로 절연되며, 이들의 사이에는 커패시턴스가 형성될 수 있다.
실시예에 따라, 감지 전극들(120)은 활성 영역(101)에서 제1 방향(예컨대, X 방향)을 따라 연장되고, 구동 전극들(130)은 감지 전극들(120)과 교차하도록 활성 영역(101)에서 제2 방향(예컨대, Y 방향)을 따라 연장될 수 있다. 그리고, 노이즈 검출 전극들(160)은 감지 전극들(120)과 같이 활성 영역(101)에서 제1 방향을 따라 연장되며, 일 영역이 감지 전극들(120)과 중첩될 수 있다.
실시예에 따라, 감지 전극들(120) 각각은, 제1 방향을 따라 나열되는 복수의 제1 전극 셀들(122)과, 상기 제1 전극 셀들(122)을 제1 방향을 따라 연결하는 적어도 하나의 제1 연결부(124)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 감지 전극들(120) 각각이 세 개 이상의 제1 전극 셀들(122)을 포함하는 경우, 상기 감지 전극들(120) 각각은 복수의 제1 연결부들(124)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제1 전극 셀들(122) 및/또는 제1 연결부들(124)은, ITO나 IZO 등을 비롯한 다양한 투명 도전성 물질, Ag 등을 비롯한 다양한 금속 물질, 및 그 외 다양한 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함함으로써 도전성을 가질 수 있다. 한편, 본 발명에서, 감지 전극들(120)의 형상이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서 감지 전극들(120) 각각은 일체형의 바(bar) 타입 전극으로 구현될 수도 있다.
실시예에 따라, 감지 전극들(120) 각각은, 내측에 적어도 하나의 제1 개구부(혹은 홀)(OP1)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 전극 셀들(122) 각각은 적어도 중앙부가 개구될 수 있다.
실시예에 따라, 노이즈 검출 전극들(160) 각각은 감지 전극들(120) 중 어느 하나의 감지 전극(120)에 포함된 제1 개구부(OP1)의 내측에 위치된 적어도 하나의 전극부(162)를 포함할 수 있다. 일례로, 제1 전극 셀들(122) 각각이 적어도 하나의 제1 개구부(OP1)를 포함하는 경우, 노이즈 검출 전극들(160) 각각은, 자신과 쌍을 이루는(예컨대, 서로 대응하는 영역에 위치되어 적어도 일 영역이 중첩되는) 어느 하나의 제1 전극(120)을 구성하는 제1 전극 셀들(122) 각각의 제1 개구부(OP1) 내에 배치된 복수의 전극부들(162)을 포함할 수 있다. 또한, 노이즈 검출 전극들(160) 각각은, 전극부들(162)을 제1 방향을 따라 연결하는 적어도 하나의 연결 라인("연결 패턴"이라고도 함; 164)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 노이즈 검출 전극들(160) 각각이 세 개 이상의 전극부들(162)을 포함하는 경우, 상기 노이즈 검출 전극들(160) 각각은 복수의 연결 라인들(164)을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 전극부들(162) 및/또는 연결 라인들(164)은, 금속 물질, 투명 도전성 물질, 및 그 외 다양한 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함함으로써 도전성을 가질 수 있다. 일례로, 전극부들(162) 및/또는 연결 라인들(164)은, 앞서 제1 전극 셀들(122), 제1 연결부들(124), 제2 전극 셀들(132), 및/또는 제2 연결부들(134)의 구성 물질로서 언급한 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 전극부들(162) 및/또는 연결 라인들(164)은, 제1 전극 셀들(122), 제1 연결부들(124), 제2 전극 셀들(132), 및/또는 제2 연결부들(134)을 구성하는 도전성 물질과 동일한 물질로 구성되거나, 혹은 상이한 물질로 구성될 수 있다. 또한, 전극부들(162) 및/또는 연결 라인들(164)은 각각 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
실시예에 따라, 각각의 제1 개구부(OP1)는, 전극부들(162) 중 어느 하나의 전극부(162)와 상기 어느 하나의 전극부(162)에 연결되는 연결 라인(164)의 적어도 일 영역과 중첩될 수 있다. 일례로, 각각의 제1 개구부(OP1)는, 상기 제1 개구부(OP1) 내에 위치된 어느 하나의 전극부(162)와 중첩됨과 아울러, 상기 어느 하나의 전극부(162)의 적어도 일단에 연결되는 적어도 하나의 연결 라인(164)의 일 영역과 중첩될 수 있다.
실시예에 따라, 감지 전극들(120) 각각은 서로 다른 제1 배선(142)을 통해 서로 다른 감지 채널(222)에 연결될 수 있다. 그리고, 노이즈 검출 전극들(160) 각각은 서로 다른 제3 배선(146)을 통해 서로 다른 감지 채널(222)에 연결될 수 있다. 실시예에 따라, 한 쌍의 감지 전극(120) 및 노이즈 검출 전극(160)은 동일한 감지 채널(222)에 연결될 수 있다. 일례로, 한 쌍의 감지 전극(120) 및 노이즈 검출 전극(160)은 복수의 감지 채널들(222) 중 어느 하나의 동일한 감지 채널(222)에 연결되되, 상기 어느 하나의 감지 채널(222)의 서로 다른 입력 단자, 예컨대, 각각 제1 입력 단자("제1 단자"라고도 함; IN1) 및 제2 입력 단자("제2 단자"라고도 함; IN2)에 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 각각의 노이즈 검출 전극(160) 및 이에 대응하는 감지 채널(222)의 사이에는 적어도 하나의 버퍼(BU)가 구비될 수 있다. 실시예에 따라, 각각의 버퍼(BU)는 서로 대응하는 노이즈 검출 전극(160) 및 감지 채널(222)의 사이에 연결되어, 노이즈 검출 전극(160)으로부터 입력되는 신호(예컨대, 노이즈 신호(Sno))를 버퍼링하여 출력한다. 실시예에 따라, 버퍼(BU)는 출력 단자(OUT2)에 전기적으로 연결되는 제3 입력 단자(IN3)와, 해당 노이즈 검출 전극(160)에 전기적으로 연결되어 노이즈 신호(Sno)를 수신하는 제4 입력 단자(IN4)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제3 입력 단자(IN3) 및 제4 입력 단자(IN4)는 각각 반전 입력 단자 및 비반전 입력 단자일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 즉, 버퍼(BU)의 연결 구조는 변경될 수 있다.
실시예에 따라, 구동 전극들(130) 각각은, 제2 방향을 따라 나열된 복수의 제2 전극 셀들(132)과, 상기 제2 전극 셀들(132)을 제2 방향을 따라 연결하는 적어도 하나의 제2 연결부(134)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 구동 전극들(130) 각각이 세 개 이상의 제2 전극 셀들(132)을 포함하는 경우, 상기 구동 전극들(130) 각각은 복수의 제2 연결부들(134)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제2 전극 셀들(132) 및/또는 제2 연결부들(134)은, ITO나 IZO 등을 비롯한 다양한 투명 도전성 물질, Ag 등을 비롯한 다양한 금속 물질, 및 그 외 다양한 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함함으로써 도전성을 가질 수 있다.
한편, 본 발명에서, 구동 전극들(130)의 형상이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서 구동 전극들(130) 각각은 일체형의 바(bar) 타입 전극으로 구현될 수도 있다. 실시예에 따라, 구동 전극들(130) 각각은, 서로 다른 제2 배선(144)을 통해 구동 회로(210)에 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 센서부(100)는 적어도 하나의 구동 전극(130)과 중첩되는 적어도 하나의 제1 더미 패턴("제4 전극"이라고도 함; 166)을 더 포함할 수 있다. 일례로, 센서부(100)는 제2 전극 셀들(132) 각각의 일 영역과 중첩되는 복수의 제1 더미 패턴들("제4 전극들"이라고도 함; 166)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제1 더미 패턴들(166)과 구동 전극들(130)의 사이에는 적어도 하나의 절연막이 개재될 수 있다. 예컨대, 제1 더미 패턴들(166) 각각은 적어도 하나의 절연막에 의해 구동 전극들(130)로부터 이격되어, 플로우팅 된 섬(island) 형태의 패턴으로 구현될 수 있다. 실시예에 따라, 제1 더미 패턴들(166) 각각은, 전극부들(162)과 동일한 층에 상기 전극부들(162)로부터 이격되도록 제공될 수 있다. 실시예에 따라, 제1 더미 패턴들(166)은, 전극부들(162)과 동일한 물질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
실시예에 따라, 제1 더미 패턴들(166)과 전극부들(162)은 서로 동일한(실질적으로 동일한) 형상 및 크기를 가질 수 있다. 이 경우, 활성 영역(101)이 전반적으로 균일한 형태의 패턴을 가지게 된다. 이에 따라, 활성 영역(101)의 전반에서 균일한 시인 특성을 확보할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 즉, 본 발명에서 제1 더미 패턴들(166)이 반드시 구비되어야 하는 것은 아니며, 제1 더미 패턴들(166)은 선택적으로 구비될 수 있다. 예컨대, 다른 실시예에서는 제1 더미 패턴들(166)이 제공되지 않을 수도 있다.
한편, 도 4에서는 감지 전극들(120), 구동 전극들(130) 및 노이즈 검출 전극들(160)이, 각각 판 형상의 전극 셀들(122, 132) 또는 전극부들(162)을 포함하는 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서 감지 전극들(120), 구동 전극들(130) 및 노이즈 검출 전극들(160) 중 적어도 하나는 메쉬 형태의 전극으로 구현될 수도 있다.
구동 회로(210)는 구동 전극들(130)과 전기적으로 연결되어, 상기 구동 전극들(130)로 구동 신호(Sdr)를 공급한다. 일례로, 구동 회로(210)는 터치 센서가 활성화되는 기간 동안 구동 전극들(130)로 순차적으로 구동 신호(Sdr)를 공급할 수 있다. 실시예에 따라, 구동 신호(Sdr)는 펄스파와 같이 소정의 주기를 가지는 교류 신호일 수 있다.
감지 회로(220)는, 감지 전극들(120) 각각으로부터 감지 신호(Sse1)를 수신하는 복수의 감지 채널들(222)과, 상기 감지 채널들(222) 각각의 출력단(예컨대, 제1 증폭기(AMP1)의 출력 단자(OUT1))에 전기적으로 연결되는 복수의 ADC들(224)과, 상기 ADC들(224)로부터 변환 신호(디지털 신호)를 수신하여 터치 입력을 검출하는 프로세서(226)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 각각의 감지 채널(222)은, 감지 전극들(120) 중 어느 하나의 감지 전극(120)에 연결되는 제1 입력 단자(IN1)와, 적어도 하나의 노이즈 검출 전극(160)에 연결되는 제2 입력 단자(IN2)를 구비할 수 있다. 예컨대, 감지 채널들(222) 각각의 제1 입력 단자(IN1)는 감지 전극들(120) 중 서로 다른 감지 전극(120)에 연결되고, 상기 감지 채널들(222) 각각의 제2 입력 단자(IN2)는 노이즈 검출 전극들(160) 중 적어도 하나의 노이즈 검출 전극(160)에 연결될 수 있다.
일례로, 감지 채널들(222) 각각의 제1 및 제2 입력 단자(IN1, IN2)는 각각 서로 대응하는 한 쌍의 감지 전극(120) 및 노이즈 검출 전극(160)에 연결될 수 있다. 구체적으로, 활성 영역(101)의 첫 번째 행에 위치된 감지 전극(120)으로부터 감지 신호(Sse1)를 수신하는 첫 번째 감지 채널(222)의 제1 입력 단자(IN1)는 상기 첫 번째 행의 감지 전극(120)에 전기적으로 연결되고, 상기 첫 번째 감지 채널(222)의 제2 입력 단자(IN2)는 첫 번째 행의 노이즈 검출 전극(160)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 감지 채널들(222) 각각은 제1 및 제2 입력 단자(IN1, IN2)의 전압 차에 대응하는 출력 신호를 발생한다. 예컨대, 감지 채널들(222) 각각은 제2 입력 단자(IN2)로 입력되는 노이즈 신호(Sno)의 전위를 기준으로, 제1 입력 단자(IN1)로부터 입력되는 감지 신호(Sse1)를 증폭하여 출력할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서, 감지 채널들(222)은 고정된 소정의 기준 전위(예컨대, 접지 전위)를 기준으로 동작하는 대신, 노이즈 신호(Sno)의 전위를 기준으로 동작할 수 있다.
감지 채널들(222)로부터 출력된 신호는 적어도 하나의 ADC(224)로 입력되어 디지털 신호로 변환된 후, 프로세서(226)로 입력된다. 프로세서(226)는 ADC(224)를 경유하여 감지 채널들(222)의 출력 신호들을 수신하고, 상기 출력 신호들에 기초하여 터치 입력을 검출한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 터치 입력을 검출하기 위한 전극들, 예컨대, 감지 전극들(120) 및 구동 전극들(130) 외에도, 노이즈 검출 전극들(160)을 추가적으로 구비한다. 노이즈 검출 전극들(160)은 감지 전극들(120) 및 구동 전극들(130)로부터 절연된다. 따라서, 감지 전극들(120), 구동 전극들(130) 및/또는 노이즈 검출 전극들(160)의 사이에는 커패시턴스가 형성될 수 있다.
실시예에 따라, 노이즈 검출 전극들(160)은 각각의 감지 채널(222)의 제2 입력 단자(IN2)(레퍼런스 단자)에 전기적으로 연결되며, 이에 따라 노이즈 검출 전극들(160) 각각의 전압 변동에 따라 감지 채널들(222) 각각의 기준 전압(레퍼런스 전압)이 함께 변동되게 된다. 즉, 노이즈 검출 전극들(160)의 전위(전압 레벨)에 따라 감지 채널들(222)의 기준 전위가 변동될 수 있다.
노이즈 검출 전극들(160)의 전위는 디스플레이 패널(300) 등으로부터 센서부(100)로 유입되는 노이즈 신호(Sno)에 따라 변동될 수 있다. 예컨대, 노이즈 검출 전극들(160)의 전위는 디스플레이 패널(300) 등으로부터 센서부(100)로 유입되는 공통 모드 노이즈에 대응하여 변동될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서와 같이 활성 영역(101)에 노이즈 검출 전극들(160)을 더 제공하고, 이러한 노이즈 검출 전극들(160)로부터의 출력 신호(즉, 노이즈 신호(Sno))를 이용하여 감지 채널들(222)의 기준 전위를 변동시키게 되면, 센서부(100)로 유입되는 공통 모드 노이즈를 상쇄(또는 제거)할 수 있다. 구체적으로, 한 쌍의 감지 전극(120) 및 노이즈 검출 전극(160)은 공통 모드 노이즈에 대응하여 서로 상응하는 리플을 가지게 된다. 특히, 본 발명의 일 실시예에서 한 쌍의 감지 전극(120) 및 노이즈 검출 전극(160)은 활성 영역(101) 내에서 서로 동일한 방향으로 연장되며 서로 대응하는 위치에 배열됨으로써, 동일 또는 매우 유사한 형태 및/또는 크기의 노이즈 신호(Sno)를 수신한다. 또한, 노이즈 검출 전극들(160)은 각각 서로 다른 제3 배선들(146)을 통해 서로 다른 감지 채널(222)에 전기적으로 연결된다. 예컨대, 제1 입력 단자(IN1)가 소정의 감지 전극(120)에 연결되는 감지 채널(222)의 제2 입력 단자(IN2)는, 소정의 제3 배선(146)을 통해 상기 감지 전극(120)과 쌍을 이루는 노이즈 검출 전극(160)에 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같이, 각각의 감지 채널(222)의 제1 및 제2 입력 단자(IN1, IN2)를 서로 상응하는 감지 전극(120) 및 노이즈 검출 전극(160)에 전기적으로 연결하게 되면, 각각의 감지 전극(120)으로부터의 감지 신호(Sse1)에 포함된 노이즈 성분(리플)이 감지 채널(222)의 내부에서 효과적으로 상쇄될 수 있다. 이에 따라, 각각의 감지 채널(222)은 노이즈가 제거된(또는 감소된) 감지 신호(Sse2)를 출력할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 노이즈 검출 전극들(160) 각각의 전극부들(162)을 감지 전극들(120) 각각의 내측에 배치한다. 이에 의해, 구동 신호(Sdr)를 수신하기 위한 구동 전극들(130)과 노이즈 신호(Sno)를 수신하기 위한 노이즈 검출 전극들(160) 사이의 이격 거리를 충분히 확보할 수 있다. 이에 따라, 구동 신호(Sdr)에 의한 노이즈 검출 전극들(160)의 전압 변동을 저감 또는 방지하여 노이즈 신호(Sno)를 효과적으로 검출할 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 일 실시예에서는 감지 전극들(120) 각각에 적어도 하나의 제1 개구부(OP1)를 형성하고, 노이즈 검출 전극들(160)의 전극부들(162)을 상기 제1 개구부(OP1)의 내측에 배치한다. 또한, 실시예에 따라, 제1 개구부(OP1)는 적어도 하나의 전극부(162)는 물론, 상기 전극부(162)에 연결되는 적어도 하나의 연결 라인(164)의 일 영역과도 중첩될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 감지 전극들(120)과 노이즈 검출 전극들(160)이 중첩되는 영역을 저감 또는 최소화할 수 있다. 이러한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 감지 전극들(120)과 노이즈 검출 전극들(160) 사이의 기생 커패시턴스를 저감 또는 최소화할 수 있다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 디스플레이 패널(300) 등으로부터 터치 센서의 센서부(100)로 유입되는 노이즈 신호(Sno)를 효과적으로 상쇄하고, 터치 센서의 신호 대 잡음비(SNR)를 높일 수 있다. 이에 따라, 노이즈 신호(Sno)에 따른 터치 센서의 오동작을 최소화하고, 센싱 감도를 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 고감도의 터치 센서 및 이를 구비한 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예는 센서부(100)와 디스플레이 패널(300) 사이의 거리가 짧은 디스플레이 장치 등에 유용하게 적용될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예는 디스플레이 패널(300)의 상부 기판 또는 박막 봉지층 상에 감지 전극들(120) 및 구동 전극들(130)이 직접 형성되어 노이즈에 민감한 온-셀 타입의 디스플레이 장치 등에서 터치 감도를 향상시키는 데에 유용하게 적용될 수 있을 것이다. 다만, 본 발명의 적용 범위가 이에 한정되지는 않으며, 이외에도 본 발명의 일 실시예는 다양한 형태의 표시 장치 또는 전자 장치에 적용될 수 있음은 물론이다.
도 5는 도 4에 도시된 센서부와 관련한 일 실시예를 나타내고, 도 6a 및 도 6b는 각각 도 5에 도시된 센서부의 서로 다른 변경 실시예를 나타낸다. 도 7a는 도 5에 도시된 센서부의 제1 층을 나타내고, 도 7b는 도 5에 도시된 센서부의 제2 층을 나타낸다. 도 8a는 도 5의 I-I'선에 따른 단면의 일례를 나타내고, 도 8b는 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면의 일례를 나타낸다. 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 장치의 일 영역에 대한 단면의 일례를 나타낸 것으로서, 서로 중첩되는 센서부 및 디스플레이 패널의 배치 구조에 대한 실시예를 나타낸다. 도 5 내지 도 8c에서 도 4와 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
우선, 도 5 내지 도 8b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 제1 전극 셀들(122) 및 제2 전극 셀들(132)은 서로 동일한 층에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 전극 셀들(122) 및 제2 전극 셀들(132)은 베이스 기판(110) 상의 제1 층(L1)에 제공될 수 있다.
실시예에 따라, 제1 연결부들(124) 및 제2 연결부들(134) 중 하나는 제1 및 제2 전극 셀들(122, 132)과 함께 제1 층(L1)에 배치될 수 있다. 일례로, 도 5, 도 7a 내지 도 8b에 도시된 바와 같이 제2 연결부들(134)은 제2 전극 셀들(132)과 일체로 연결되어 제1 층(L1)에 제공되고, 제1 연결부들(124)은 브릿지 형태의 연결 패턴으로 구현되어 제1 층(L1)과 상이한 제2 층(L2)에 제공될 수 있다. 실시예에 따라, 제1 전극 셀들(122) 각각의 내측, 예컨대, 적어도 중앙 영역에는 제1 개구부(OP1)가 형성될 수 있다.
실시예에 따라, 제1 층(L1)과 제2 층(L2)은 적어도 하나의 절연막, 예컨대 제1 절연막(170)을 사이에 개재하고 서로 분리된 층일 수 있다. 그리고, 제1 연결부들(124)은 제1 절연막(170)을 관통하는 제1 컨택홀들(CH1)에 의해 제1 전극 셀들(122)에 연결될 수 있다. 실시예에 따라, 제2 층(L2)은 기판(110)과 제1 층(L1)의 사이에 위치될 수 있다. 즉, 제1 연결부들(124)은 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 하부 브릿지로 구현될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서는, 제1 층(L1)과 제2 층(L2)의 위치가 반대로 변경될 수 있다. 즉, 실시예에 따라서는, 제1 층(L1)이 기판(110)과 제2 층(L2)의 사이에 배치되고, 제1 연결부들(124)이 상부 브릿지로 구현될 수도 있을 것이다.
또는, 도 6a에 도시된 바와 같이 제1 연결부들(124)이 제1 전극 셀들(122)과 일체로 연결되어 제1 층(L1)에 제공될 수도 있다. 이 경우, 제2 연결부들(124)은 브릿지 형태의 연결 패턴으로 구현되어 일례로 제2 층(L2)에 제공될 수도 있다.
다만, 본 발명이 도 5 내지 도 8b에 도시된 실시예에 한정되지는 않는다. 예컨대, 본 발명의 다른 실시예에서는 제1 및 제2 연결부들(124, 134) 모두가 제1 및 제2 전극 셀들(122, 132)과 상이한 층에 배치되거나, 또는 제1 및 제2 전극 셀들(122, 132)이 서로 이격된 상이한 층에 배치될 수도 있다. 예컨대, 본 발명의 다른 실시예에서는, 각각의 감지 전극(120)을 구성하는 제1 전극 셀들(122) 및 제1 연결부들(124)이 일체로 구현되어 제1 층(L1)에 제공되고, 각각의 구동 전극(130)을 구성하는 제2 전극 셀들(132) 및 제2 연결부들(134)이 일체로 구현되어 제2 층(L2)에 제공될 수도 있을 것이다.
실시예에 따라, 전극부들(162) 각각은 제1 전극 셀들(122) 중 어느 하나에 제공된 제1 개구부(OP1)의 내측에 배치되되, 제1 전극 셀들(122)과 상이한 층에 제공될 수 있다. 예컨대, 전극부들(162)은, 제1 절연막(170)을 사이에 개재하고 제1 전극 셀들(122)과 상이한 층에 제공되어, 상기 제1 전극 셀들(122)로부터 이격될 수 있다. 일례로, 제1 전극 셀들(122)은 베이스 기판(110) 상의 제1 층(L1)에 제공되고, 전극부들(162)은 제2 층(L2)에 제공될 수 있다.
실시예에 따라, 연결 라인들(164)은 전극부들(162)과 동일한 층, 예컨대 제2 층(L2)에 제공될 수 있다. 이 경우, 각각의 노이즈 검출 전극(160)을 구성하는 전극부들(162) 및 연결 라인들(164)은 일체로 연결될 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 전극부들(162) 및 연결 라인들(164)은 제1 연결부들(124)과 동일한 층에 배치될 수 있다. 이 경우, 전극부들(162) 및 연결 라인들(164)은 제1 연결부들(124)과 중첩되지 않도록 제공될 수 있다. 예컨대, 연결 라인들(164)은 제1 연결부들(124)이 제공된 영역을 통과하지 않도록 우회하여 인접한 두 개의 전극부들(162)을 연결할 수 있다. 이에 의해, 감지 전극들(120) 및 노이즈 검출 전극들(160)이 서로 절연된 상태를 유지할 수 있다.
실시예에 따라, 제1 더미 패턴들(166)은 전극부들(162)과 동일한 층, 예컨대 제2 층(L2)에 제공될 수 있다. 또한, 제1 더미 패턴들(166)은 전극부들(162)과 실질적으로 동일한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 이 경우, 활성 영역(101)이 전반적으로 균일하게 시인될 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 도 5 및 도 6a에서는 제1 및 제2 전극 셀들(122, 132), 제1 및 제2 연결부들(124, 134), 전극부들(162) 및 제1 더미 패턴들(166)을 모두 판 형상 또는 바 형상의 패턴으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 제1 및 제2 전극 셀들(122, 132), 제1 및 제2 연결부들(124, 134), 전극부들(162) 및 제1 더미 패턴들(166) 중 적어도 하나는 메쉬 형태의 전극 또는 패턴으로 구현될 수도 있다. 즉, 다른 실시예에서 감지 전극들(120), 구동 전극들(130), 노이즈 검출 전극들(160) 및 제1 더미 패턴들(166) 중 적어도 하나는 메쉬 형태로 구현될 수도 있을 것이다.
일례로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 전극 셀들(122, 132), 제1 및 제2 연결부들(124, 134), 전극부들(162) 및 제1 더미 패턴들(166)은 각각이 다수의 도전성 세선들(conductive fine lines)(FL)을 포함하는 메쉬 형태의 전극 또는 패턴일 수 있다. 또한, 도 6b에서는 연결 라인들(164) 각각을 단일 라인의 형태로 도시하였으나, 실시예에 따라서는 연결 라인들(164) 각각도 도시되지 않은 복수의 도전성 세선들을 포함하는 메쉬 형태로 구현될 수도 있다. 또한, 도 6b에서는 도전성 세선들(FL)이 일례로 사선 방향으로 배치되는 실시예를 도시하였으나, 도전성 세선들(FL)의 배치 방향이나 형상 등은 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 제1 전극 셀들(122) 및 제1 연결부들(124)이 서로 다른 층에 배치되는 경우, 각각의 감지 전극(120)을 구성하는 제1 전극 셀들(122) 및 제1 연결부들(124)은 도시되지 않은 컨택홀을 통해 서로 물리적 및/또는 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 제1 및 제2 전극 셀들(122, 132), 제1 및 제2 연결부들(124, 134), 전극부들(162) 및 제1 더미 패턴들(166) 중 일부만이 판 형상 또는 바 형상의 전극 또는 패턴으로 구현되고, 나머지는 메쉬 형태로 구현될 수도 있다. 즉, 본 발명에서 감지 전극들(120), 구동 전극들(130), 노이즈 검출 전극들(160) 및 제1 더미 패턴들(166)의 형상이나 구조는 다양하게 변경 실시될 수 있을 것이다.
도 5 내지 도 8b의 실시예에서, 각각의 제1 개구부(OP1)는 각각의 제1 전극 셀(122)의 내측에 배치된 적어도 하나의 전극부(162)와 중첩된다. 또한, 각각의 제1 개구부(OP1)는 상기 어느 하나의 전극부(162)의 적어도 일단(예컨대, 양단)에 연결되는 적어도 하나의 연결 라인(164)의 일 영역과도 중첩된다. 단, 각각의 제1 전극 셀(122)이 노이즈 검출 전극(160)을 기준으로 분리되는 것을 방지하기 위하여, 제1 전극 셀(122)의 일 영역은 노이즈 검출 전극(160)의 일 영역과 중첩될 수 있다. 예컨대, 제1 전극 셀들(122) 각각은 제1 및 제2 연결부들(124, 134)과 인접한 양단에서 연결 라인(164)의 일 영역과 중첩됨으로써, 제1 전극 셀(122)의 상하 분리가 방지될 수 있다.
전술한 실시예에 의하면, 노이즈 검출 전극들(160)과, 감지 전극들(120) 및/또는 구동 전극들(130)의 사이에 형성될 수 있는 기생 커패시턴스를 저감 또는 최소화할 수 있다. 이에 따라, 터치 센서의 오동작을 방지하고 노이즈 신호(Sno)를 효과적으로 검출할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 센서부(100)의 기재가 되는 베이스 기판(110)은 유기 발광 디스플레이 패널의 박막 봉지층일 수 있다. 이 경우, 베이스 기판(110)은 각각 적어도 하나의 유기막 및 무기막을 포함하는 다중층으로 구현되거나, 유무기 물질을 복합적으로 포함하는 단일층으로 구현될 수 있다. 일례로, 베이스 기판(110)은, 적어도 두 개의 무기막과, 상기 무기막의 사이에 개재된 적어도 하나의 유기막을 포함한 다중층으로 구성될 수 있다. 이와 같이, 베이스 기판(110)이 유기 발광 디스플레이 패널의 박막 봉지층으로 구현되는 디스플레이 장치에서는, 베이스 기판(110)의 서로 다른 일면에, 각각 센서부(100)를 구성하는 센서 패턴들과, 디스플레이 패널(300)을 구성하는 디스플레이 패턴들이 배치될 수 있다.
이하에서는 도 8c를 참조하여, 센서부(100)에 제공되는 센서 패턴들과, 디스플레이 패널(300)에 제공되는 디스플레이 패턴들의 배치 구조에 대한 실시예를 설명하기로 한다. 편의상, 도 8c에서는 도 8a에 도시된 실시예와 같이 센서부(100)의 구조를 도시하기로 하나, 센서부(100)의 구조가 이에 한정되지는 않는다. 중복되는 설명을 피하기 위하여, 도 8c를 설명함에 있어 센서부(100)의 구조에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 8c를 참조하면, 센서부(100)는, 디스플레이 패널(특히, 유기 발광 디스플레이 패널)(300)의 박막 봉지층(110) 상에 직접 형성 및/또는 제공될 수 있다. 이에 따라, 센서-디스플레이 일체형 유기 발광 디스플레이 패널이 제공될 수 있다. 즉, 실시예에 따라, 앞서 설명한 센서부(100)의 베이스 기판(110)은 디스플레이 패널(300)의 박막 봉지층(110)일 수 있으며, 따라서 이들에 대해서는 동일한 부호를 부여하기로 한다. 편의상, 도 8c에서는 디스플레이 패널(300)의 각 화소 영역에 제공되는 화소 패턴들 중, 발광 소자(일례로, 유기 발광 다이오드)(OLED)와 이에 연결되는 하나의 박막 트랜지스터(TFT)만을 도시하기로 한다.
실시예에 따라, 디스플레이 패널(300)은 제1 기판(330)과, 상기 제1 기판(330)의 일면 상에 제공된 발광 소자(OLED)와, 상기 발광 소자(OLED) 상에 제공되어 적어도 상기 발광 소자(OLED)를 커버하는 박막 봉지층(110)을 포함한다. 또한, 실시예에 따라, 디스플레이 패널(300)은 발광 소자(OLED)에 연결된 적어도 하나의 박막 트랜지스터(TFT)를 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 박막 트랜지스터(TFT)는 제1 기판(330)과 발광 소자(OLED)의 사이에 위치될 수 있다. 그 외에도 디스플레이 패널(300)은 도시되지 않은 적어도 하나의 전원선, 신호선, 및/또는 커패시터 등을 더 구비할 수 있다.
실시예에 따라, 제1 기판(330)은 경성 기판 또는 연성 기판일 수 있으며, 그 재료가 특별히 한정되지는 않는다. 일례로, 제1 기판(330)은 플렉서블한 특성을 가지는 박막 필름기판일 수 있다. 이러한 제1 기판(330)의 일면 상에는 버퍼층(BFL)이 제공된다. 버퍼층(BFL)은 제1 기판(330)으로부터 불순물이 확산되는 것을 방지하며 제1 기판(330)의 평탄도를 향상시킬 수 잇다. 실시예에 따라, 버퍼층(BFL)은 단일층으로 제공될 수 있으나, 적어도 2중층 이상의 다중층으로 제공될 수도 있다. 실시예에 따라, 버퍼층(BFL)은 무기 재료로 이루어진 무기 절연막일 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(BFL)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘산질화물 등으로 형성될 수 있다. 버퍼층(BFL)이 다중층으로 제공될 경우, 각 층은 동일한 재료로 형성되거나 또는 서로 다른 재료로 형성될 수 있다. 한편, 다른 실시예에서 버퍼층(BFL)은 생략될 수도 있다.
버퍼층(BFL) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)가 제공된다. 박막 트랜지스터(TFT)는, 활성층(active layer: ACT), 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함한다. 실시예에 따라, 활성층(ACT)은 버퍼층(BFL) 상에 제공되며, 반도체 소재로 형성될 수 있다. 예컨대, 활성층(ACT)은 폴리 실리콘, 아모포스 실리콘, 산화물 반도체 등으로 이루어진 반도체 패턴일 수 있으며, 불순물이 도핑되거나 불순물이 도핑되지 않은 반도체층으로 이루어질 수 있다. 또는, 활성층(ACT)의 일 영역(일례로, 게이트 전극과 중첩되는 영역)은 불순물이 도핑되지 않고, 나머지 영역은 불순물이 도핑될 수도 있다.
실시예에 따라, 활성층(ACT) 상에는 게이트 절연막(GI)이 제공되고, 게이트 절연막(GI) 상에는 게이트 전극(GE)이 제공될 수 있다. 또한, 게이트 전극(GE) 상에는 층간 절연막(IL)이 제공되고, 층간 절연막(IL) 상에는 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)이 제공될 수 있다. 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 게이트 절연막(GI) 및 층간 절연막(IL)을 관통하는 각각의 제2 컨택홀(CH2)에 의해, 각각 활성층(ACT)의 서로 다른 일단에 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 상에는 보호층(passivation layer: PSV)이 제공된다. 보호층(PSV)은 박막 트랜지스터(TFT)를 커버하며, 그 상면을 평탄화시킬 수 있다.
실시예에 따라, 보호층(PSV) 상에는 발광 소자(OLED)가 제공된다. 발광 소자(OLED)는 제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL2)과, 제1 및 제2 전극(EL1, EL2)의 사이에 개재된 발광층(EML)을 포함할 수 있다.실시예에 따라, 발광 소자(OLED)의 제1 전극(EL1)은 애노드 전극일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 상기 발광 소자(OLED)의 제1 전극(EL1)은, 보호층(PSV)을 관통하는 제3 컨택홀(CH3)을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 일 전극, 예컨대 드레인 전극(DE)에 연결된다.
발광 소자(OLED)의 제1 전극(EL1) 등이 형성된 제1 기판(330)의 일면 상에는 각 화소 영역(또는, 각 화소의 발광 영역)을 구획하는 화소 정의막(PDL)이 제공된다. 실시예에 따라, 화소 정의막(PDL)은 제1 전극(EL1)의 상부면을 노출하며, 각 화소 영역의 둘레를 따라 제1 기판(330)으로부터 돌출될 수 있다.
화소 정의막(PDL)에 의해 둘러싸인 화소 영역에는 발광층(EML)이 제공된다. 일례로, 발광층(EML)은 제1 전극(EL1)의 노출된 표면 상에 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 발광층(EML)은 적어도 광 생성층(light generation layer)을 포함하는 다층 박막 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 발광층(EML)은 정공 주입층(hole injection layer), 정공 수송층(hole transport layer), 광 생성층, 정공 억제층(hole blocking layer, HBL), 전자 수송층(electron transport layer, ETL), 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL)을 구비할 수 있다. 실시예에 따라, 발광층(EML)에서 생성되는 광의 색상은 적색(red), 녹색(green), 청색(blue) 및 백색(white) 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 상기 발광층(EML)에서 생성되는 광의 색상은 마젠타(magenta), 시안(cyan), 옐로우(yellow) 중 하나일 수도 있다.
실시예에 따라, 발광층(EML) 상에는 발광소자(OLED)의 제2 전극(EL2)이 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 발광 소자(OLED)의 제2 전극(EL2)은 캐소드 전극일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
실시예에 따라, 발광소자(OLED)의 제2 전극(EL2) 상에는 상기 발광소자(OLED)의 제2 전극(EL2)을 커버하는 박막 봉지층(110)이 제공될 수 있다. 박막 봉지층(110)을 이용하여 디스플레이 패널(300)의 화소 영역을 밀봉할 경우, 디스플레이 장치의 두께를 저감하고 플렉서블(flexible)한 특성을 확보할 수 있다.
실시예에 따라, 박막 봉지층(110)은 다중층 또는 단일층 구조로 이루어질 수 있다. 일례로, 박막 봉지층(110)은 서로 중첩되는 제1 무기막(111) 및 제2 무기막(113)과, 제1 및 제2 무기막(111, 113)의 사이에 개재되는 유기막(112)을 포함할 수 있다. 또는, 다른 실시예에서, 박막 봉지층(110)은 유무기 물질을 포함하는 단일층으로 구현될 수도 있다.
실시예에 따라, 유기막(112)은 제1 및 제2 무기막(111, 113)에 비해 큰 두께를 가질 수 있다. 일례로, 유기막(112)은 대략 4㎛ 내지 10㎛의 두께를 가지고, 제1 및 제2 무기막(111, 113)은 각각 8000Å 내지 10000Å의 두께를 가질 수 있다.
상술한 실시예에 의한 디스플레이 장치에 있어서, 디스플레이 패널(300)은 박막 봉지층(110)을 구비한 유기 발광 디스플레이 패널로 구현되고, 상기 박막 봉지층(110) 상에 센서부(100)의 센서 패턴들이 직접 형성된다. 예컨대, 감지 전극들(120), 구동 전극들(130), 노이즈 검출 전극들(160) 및/또는 제1 더미 패턴들(166)은 박막 봉지층(110) 상에 직접 제공될 수 있다.
이 경우, 센서 패턴들은 디스플레이 패널(300)에 제공되는 디스플레이 패턴들, 특히 발광소자(OLED)의 제2 전극(EL2)에 근접하게 위치된다. 이에 따라, 발광소자(OLED)의 제2 전극(EL2)으로부터의 노이즈 신호가 센서 패턴들로 유입될 수 있다. 단, 본 발명의 실시예에서는, 앞서 설명한 바와 같이 노이즈 검출 전극들(160)을 이용하여 노이즈 신호를 효과적으로 상쇄시킨다. 따라서, 일례로 도 8c에 도시된 바와 같은 센서-디스플레이 일체형 패널을 구현하고 박막 봉지층(110)의 유기막(112)을 대략 10㎛ 이하의 두께로 형성하더라도, 터치 센서의 감도를 충분히 확보할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예에 의한 노이즈 저감/상쇄 구조를 적용할 경우, 박막 봉지층(110)의 전체 두께를 10㎛ 이하로 설계하더라도, 터치 센서의 감도를 충분히 확보할 수 있게 된다.
도 9는 도 4에 도시된 센서부와 관련한 일 실시예를 나타낸다. 도 10a는 도 9에 도시된 센서부의 제1 층을 나타내고, 도 10b는 도 9에 도시된 센서부의 제2 층을 나타낸다. 도 11은 도 9의 Ⅲ-Ⅲ'선에 따른 단면의 일례를 나타낸다. 도 9 내지 도 11에서 도 4 내지 도 8b와 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서는, 전극부들(162)과 중첩되도록 센서부(100)에 제공되는 복수의 제2 더미 패턴들(126)을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 제2 더미 패턴들(126)은 제1 전극 셀들(122) 각각의 제1 개구부(OP1) 내에 전극부들(162)과 중첩되도록 제공되며, 제1 전극 셀들(122) 및 전극부들(162)과 이격되도록 제공될 수 있다. 일례로, 제2 더미 패턴들(126)은 제1 전극 셀들(122)과 동일한 층(예컨대, 제1 층(L1))에 상기 제1 전극 셀들(122)로부터 이격되어 플로우팅 된 섬 형상의 패턴으로 제공될 수 있다. 실시예에 따라, 제2 더미 패턴들(126)은 제1 전극 셀들(122)과 동일한 물질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상술한 실시예에 의하면, 노이즈 검출 전극들(160)과, 감지 전극들(120) 및/또는 구동 전극들(130)의 사이에 형성될 수 있는 기생 커패시턴스를 저감하면서도, 활성 영역(101)이 전반적으로 균일하게 시인되도록 할 수 있다.
도 12는 도 4에 도시된 센서부와 관련한 일 실시예를 나타낸다. 도 13a는 도 12에 도시된 센서부의 제1 층을 나타내고, 도 13b는 도 12에 도시된 센서부의 제2 층을 나타낸다. 도 14는 도 12의 Ⅳ-Ⅳ'선에 따른 단면의 일례를 나타낸다. 도 12 내지 도 14에서, 도 4 내지 도 8b와 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 각각의 구동 전극(130)은 적어도 하나의 제2 개구부(OP2)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 전극 셀들(132) 각각은 적어도 하나의 제2 개구부(OP2)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 각각의 제2 개구부(OP2)는 각각의 제1 개구부(OP1)와 유사한 형상 및/또는 크기를 가질 수 있다. 예컨대, 각각의 제2 개구부(OP2)는, 각각의 제1 개구부(OP1)의 길이 방향(일례로, X 방향)과 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 다만, 제2 개구부(OP2)의 형상 및 크기 등은 활성 영역(101)의 시인 특성을 고려하여 다양하게 변경 실시될 수 있을 것이다. 상술한 실시예에 의하면, 활성 영역(101)이 전반적으로 균일하게 시인되도록 할 수 있다.
도 15는 도 4에 도시된 센서부와 관련한 일 실시예를 나타낸다. 도 16a는 도 15에 도시된 센서부의 제1 층을 나타내고, 도 16b는 도 15에 도시된 센서부의 제2 층을 나타낸다. 도 17a는 도 15의 Ⅴ-Ⅴ'선에 따른 단면의 일례를 나타내고, 도 17b는 도 15의 Ⅵ-Ⅵ'선에 따른 단면의 일례를 나타낸다. 도 15 내지 도 17b에서, 앞서 설명한 실시예들과 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 15 내지 도 17b를 참조하면, 각각의 구동 전극(130)은 감지 전극(120)에 포함된 제1 개구부(OP1)에 상응하는 제2 개구부(OP2)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 전극 셀들(132) 각각은 각각의 제1 개구부(OP1)와 실질적으로 동일한 크기 및 형상을 가지는 제2 개구부(OP2)를 포함할 수 있다.
또한, 센서부(100)에는 복수의 제2 더미 패턴들(126)과 더불어 복수의 제3 더미 패턴들(136)이 더 제공될 수 있다. 예컨대, 각각의 제1 개구부(OP1) 내에는 각각의 제2 더미 패턴(126)이 배치되고, 각각의 제2 개구부(OP2) 내에는 각각의 제3 더미 패턴(136)이 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 제2 더미 패턴들(126)은 제1 전극 셀들(122) 각각의 제1 개구부(OP1) 내에 전극부들(162)과 중첩되도록 제공되며, 제1 전극 셀들(122) 및 전극부들(162)로부터 이격되도록 제공될 수 있다. 일례로, 제2 더미 패턴들(126)은 제1 전극 셀들(122)과 동일한 층(예컨대, 제1 층(L1))에 상기 제1 전극 셀들(122)로부터 이격되어 플로우팅 된 섬 형상의 패턴으로 제공될 수 있다.
실시예에 따라, 제3 더미 패턴들(136)은 제2 전극 셀들(132) 각각의 제2 개구부(OP2) 내에 제1 더미 패턴들(166)과 중첩되도록 제공되며, 제2 전극 셀들(132) 및 제1 더미 패턴들(166)로부터 이격되도록 제공될 수 있다. 일례로, 제3 더미 패턴들(136)은 제2 전극 셀들(132)과 동일한 층(예컨대, 제1 층(L1))에 상기 제2 전극 셀들(132)로부터 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제3 더미 패턴들(136)은 구동 전극들(130)의 내측(예컨대, 구동 전극들(130)로 둘러싸인 영역)에 배치되되, 상기 구동 전극들(130)로부터 이격되어 플로우팅 된 섬 형상의 패턴으로 제공될 수 있다. 실시예에 따라, 제3 더미 패턴들(136)은 제1 전극 셀들(122) 및/또는 제2 전극 셀들(132)과 동일한 물질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상술한 실시예에 의하면, 활성 영역(101)의 내부에 균일한 형태의 패턴들을 고루 분포시킴으로써, 활성 영역(101)의 전반에서 보다 균일한 시인 특성을 확보할 수 있다.
도 18은 도 4에 도시된 센서부와 관련한 일 실시예를 나타낸다. 도 19a는 도 18에 도시된 센서부의 제1 층을 나타내고, 도 19b는 도 18에 도시된 센서부의 제2 층을 나타낸다. 도 18 내지 도 19b에서 앞서 설명한 실시예들과 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 18 내지 도 19b를 참조하면, 제1 전극 셀들(122)은 전극부들(162)과 중첩되는 영역에서 제1 개구부(OP1)를 포함한다. 그리고, 제2 전극 셀들(132)은 제1 더미 패턴들(166)과 중첩되는 영역에서 제2 개구부(OP2)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서, 제1 전극 셀들(122) 및 제2 전극 셀들(132)은 각각 전극부들(162) 및 제1 더미 패턴들(166)과 중첩되는 영역에서 메쉬 형태의 패턴을 가지면서 상기 전극부들(162) 및 제1 더미 패턴들(166)의 일 영역과 중첩될 수 있다.
일례로, 제1 전극 셀들(122) 각각은 제1 개구부(OP1)에 제공된 전극부(162)의 일 영역과 중첩되며 적어도 두 방향에서 상기 제1 개구부(OP1)를 가로지르는 메쉬 형상의 세선들(122a)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 전극 셀들(132) 각각은 제2 개구부(OP2)에 제공된 제1 더미 패턴들(166)의 일 영역과 중첩되며 적어도 두 방향에서 상기 제2 개구부(OP2)를 가로지르는 메쉬 형상의 세선들(132a)을 포함할 수 있다.
상술한 실시예에 의하면, 감지 전극들(120)과 노이즈 검출 전극들(160)이 중첩되는 것을 최소화하기 위하여 감지 전극들(120)의 내부에 제1 개구부(OP1)를 형성하면서도, 노이즈 검출 전극들(160)의 전극부들(162)이 배치된 영역 중 일부 영역에도 제1 전극 셀들(122)의 일 영역(즉, 세선들(122a))이 배치되도록 한다. 이에 따라, 활성 영역(101)의 전반에서 균일한 감도를 제공하여 터치 센서의 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상술한 실시예에서도 활성 영역(101)의 내부에 균일한 형태의 패턴들을 고루 분포시킴으로써, 활성 영역(101)의 전반에서 보다 균일한 시인 특성을 확보할 수 있다.
도 20은 도 4에 도시된 센서부와 관련한 일 실시예를 나타낸다. 도 21a는 도 20에 도시된 센서부의 제1 층을 나타내고, 도 21b는 도 20에 도시된 센서부의 제2 층을 나타낸다. 도 20 내지 도 21b에서, 앞서 설명한 실시예들과 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 20 내지 도 21b를 참조하면, 제1 전극 셀들(122) 및 제2 전극 셀들(132)은 각각 제1 개구부(OP1) 및 제2 개구부(OP2)를 포함한다. 실시예에 따라, 각각의 제1 개구부(OP1) 내에는 각각의 전극부(162) 및 이에 연결되는 연결 라인(164)의 일 영역이 배치되고, 각각의 제2 개구부(OP2) 내에는 각각의 제3 더미 패턴(136)이 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 전극부들(162)은 제1 전극 셀들(122)과 동일한 층, 예컨대 제1 층(L1)에 배치되되 상기 제1 전극 셀들(122)로부터 이격되도록 배치될 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 연결 라인들(164)은 적어도 제1 전극 셀들(122)과 중첩되는 일 영역에서 적어도 하나의 절연막(예컨대, 앞서 설명한 제1 절연막(170))을 사이에 개재하고 상기 제1 전극 셀들(122)과 상이한 층에 배치될 수 있다. 예컨대, 연결 라인들(164)은 적어도 제1 전극 셀들(122)과 중첩되는 일 영역에서 제1 절연막(170)에 의해 제1 층(L1)과 분리된 제2 층(L2)에 배치될 수 있다.
한편, 연결 라인들(164)의 다른 일 영역, 예컨대 각각의 제1 개구부(OP1)와 중첩되는 영역 중 적어도 일부는 전극부들(162)과 동일한 층에 배치되어, 전극부들(162) 중 어느 하나의 전극부(162)와 일체로 연결될 수 있다. 예컨대, 각각의 연결 라인(164)의 일 영역은, 제1 전극 셀들(122) 중 어느 하나의 제1 전극 셀(122) 내에 배치된 제1 개구부(OP1)와 중첩되며, 상기 제1 개구부(OP1) 내에 배치된 전극부(162)와 동일한 층에 제공되어 상기 전극부(162)와 일체로 연결될 수 있다.
이 경우, 연결 라인들(164) 각각은, 제1 층(L1)에 제공된 제1 서브 연결 라인(164a)과, 제2 층(L2)에 제공된 제2 서브 연결 라인(164b)을 포함할 수 있다. 그리고, 제1 서브 연결 라인(164a) 및 제2 서브 연결 라인(164b)은 도시되지 않은 적어도 하나의 컨택홀을 통해 서로 연결될 수 있다.
도 22는 도 4에 도시된 센서부와 관련한 일 실시예를 나타낸다. 도 23a는 도 22에 도시된 센서부의 제1 층을 나타내고, 도 23b는 도 22에 도시된 센서부의 제2 층을 나타낸다. 도 22 내지 도 23b에서, 앞서 설명한 실시예들과 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 22 내지 도 23b를 참조하면, 도 18 내지 도 19b의 실시예에서와 같이 제1 전극 셀들(122) 및 제2 전극 셀들(132)은 메쉬 형태의 패턴을 가지되, 도 20 내지 도 21b의 실시예에서와 같이 전극부들(162) 및 제3 더미 패턴들(136)은 제1 전극 셀들(122) 및 제2 전극 셀들(132)과 동일한 층에 배치될 수도 있다. 즉, 도 22 내지 도 23b의 실시예에서, 제1 전극 셀들(122) 및 제2 전극 셀들(132)은 각각 제1 개구부(OP1) 및 제2 개구부(OP2)를 가로지르는 복수의 세선들(122a, 132a)을 포함할 수 있다.
이 경우, 전극부들(162) 각각은 복수의 서브 전극부들(162a)로 분할되어 제1 전극 셀들(122)로부터 이격될 수 있다. 그리고, 동일한 제1 개구부(OP1) 내에 배치된 서브 전극부들(162a)은 제1 전극 셀들(122)과 상이한 층에 배치된 복수의 서브 전극 라인들(162b)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
즉, 본 실시예에서, 전극부들(162) 각각은, 제1 전극 셀들(122)의 세선들(122a) 사이의 영역에 서로 이격되도록 제공되며 제1 전극 셀들(122)과 동일 층에 제공된 복수의 서브 전극부들(162a)과, 적어도 하나의 절연막(예컨대, 제1 절연막(170))을 사이에 개재하고 제1 전극 셀들(122)의 세선들(122a)로부터 이격되며 상기 서브 전극부들(162a)을 전기적으로 연결하는 복수의 서브 전극 라인들(162b)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 서브 전극 라인들(162b)은 동일한 노이즈 검출 전극(160)을 구성하는 연결 라인(164)과 동일한 층(예컨대, 제2 층(L2))에 배치되어 상기 연결 라인(164)과 일체로 연결될 수 있다.
도 4 내지 도 23b에 개시된 실시예들에서와 같이, 본 발명에 의한 터치 센서는 노이즈 신호(Sno)를 검출하기 위하여 센서부(100)의 활성 영역(101)에 제공된 노이즈 검출 전극들(160)을 포함한다. 또한, 센서부(100)는 노이즈 검출 전극들(160)과 감지 전극들(120) 및/또는 구동 전극들(130) 사이의 기생 커패시턴스가 저감되도록 제1 개구부(OP1)를 포함한다. 실시예에 따라, 센서부(100)는 높은 터치 감도 및/또는 균일한 시인 특성을 확보할 수 있도록 다양한 형태로 실시될 수 있다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다. 도 24에서, 도 4와 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 24를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서에서는 복수의 노이즈 검출 전극들(160)이 하나의 제3 배선(146)을 공유한다. 일례로, 제3 배선(146)은 활성 영역(101)의 일측에서 노이즈 검출 전극들(160)의 일단에 공통으로 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 노이즈 검출 전극들(160)은 제3 배선(146)을 통해 복수의 감지 채널들(222)의 제2 입력 단자(IN2)에 공통으로 연결될 수 있다. 이 경우, 노이즈 검출 전극들(160)은 하나로 통합된 전극을 구현할 수 있을 것이며, 따라서 상기 노이즈 검출 전극들(160)을 하나의 통합 전극으로 간주할 수도 있을 것이다.
한편, 도 24에서는 활성 영역(101)에 제공된 모든 노이즈 검출 전극들(160)이 하나의 제3 배선(146)을 공유하는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 노이즈 검출 전극들(160) 중 일부의 노이즈 검출 전극들(160)이 하나의 제3 배선(146)을 공유할 수도 있다.
상술한 실시예에 의하면, 활성 영역(101)에 제공된 노이즈 검출 전극들(160)이 동일한 제3 배선(146)에 공통으로 연결되어 서로 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 센서부(100)에 전반적으로 인가되는 노이즈 신호(Sno)를 한 번에 검출할 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 센서부(100)의 내부에 배치되는 배선들의 수를 줄일 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의한 노이즈 저감 구조는, 네로우 베젤(narrow bezel) 타입의 터치 센서에도 유용하게 적용될 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 의한 터치 센서는, 감지 채널들(222)의 제2 입력 단자(IN2)와 노이즈 검출 전극들(160)의 사이에 연결되는 증폭 회로(230)를 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 증폭 회로(230)는 적어도 하나의 제2 증폭기(AMP2)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 제2 증폭기(AMP2)는 제3 배선(146)을 통해 노이즈 검출 전극들(160)에 공통으로 연결되는 제5 입력 단자(IN5)와, 적어도 하나의 저항(Ra)을 경유하여 출력 단자(OUT3)에 연결되는 제6 입력 단자(IN6)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제5 입력 단자(IN5) 및 제6 입력 단자(IN6)는 각각 반전 입력 단자 및 비반전 입력 단자일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 실시예에 따라, 도 24의 Ra 및 Rb는 제2 증폭기(AMP2)의 입출력 임피던스를 도시한 것이다.
이러한 증폭 회로(230)는 제3 배선(146)을 경유하여 노이즈 검출 전극들(160)로부터 노이즈 신호(Sno)를 수신하고, 상기 노이즈 신호(Sno)를 제2 증폭기(AMP2)의 게인 값에 대응하는 정도로 증폭하여 감지 채널들(222)로 출력할 수 있다. 이때, 증폭 회로(230)의 게인 값을 조정함으로써 감지 채널들(222)로 입력되는 노이즈 신호(Sno)의 크기를 용이하게 조절할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 의하면 감지 전극들(120)로부터 출력되는 감지 신호(Sse1)에 포함된 노이즈 성분이 감지 채널들(222)의 내부에서 효과적으로 상쇄될 수 있도록 증폭 회로(230)의 게인 값을 조정할 수 있다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다. 도 25에서, 앞선 실시예들, 일례로 도 24의 실시예와 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 25를 참조하면, 실시예에 따라 증폭 회로(230)는 제2 증폭기(AMP2)의 출력 단자(OUT3)와 소정의 기준 전원(예컨대, GND) 사이에 서로 직렬로 연결되는 복수의 저항들(R1, R2, R3, R4)을 더 포함할 수 있다. 일례로, 증폭 회로(230)는 감지 채널들(222)의 개수에 상응하는 개수의 저항들(R1, R2, R3, R4)을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 감지 채널들(222)은 제2 증폭기(AMP2)와 기준 전원(GND) 사이의 노드들(예컨대, N1, N2, N3, N4) 중 서로 다른 노드에 연결될 수 있다. 실시예에 따라, 저항들(R1, R2, R3, R4)은 그 저항 값을 조정할 수 있는 가변 저항들일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서, 저항들(R1, R2, R3, R4) 각각은 소정의 고정된 저항 값을 가질 수도 있다.
상술한 실시예에 의하면, 감지 전극들(120)의 위치 별로, 각각의 감지 전극(120)으로부터 감지 신호(Sse1)를 수신하는 감지 채널들(222)로 입력되는 노이즈 신호(Sno)의 게인 값을 차등적으로 적용할 수 있다. 예컨대, 활성 영역(101)의 첫 번째 행으로부터 마지막 행으로 갈수록 센서부(100)로 유입되는 노이즈 신호(Sno)의 크기가 점진적으로 감소할 경우, 첫 번째 행의 감지 전극(120)으로부터 감지 신호(Sse1)를 수신하는 첫 번째 감지 채널(222)로부터, 마지막 행의 감지 전극(120)으로부터 감지 신호(Sse1)를 수신하는 마지막 감지 채널(222)로 갈수록 노이즈 신호(Sno)의 게인 값을 점진적으로 감소시킬 수 있다.
실시예에 따라, 센서부(100)의 위치 별로 노이즈 신호(Sno)를 측정한 이후, 측정된 노이즈 신호(Sno)의 크기에 대응하여 각각의 감지 채널(222)에 적용되는 노이즈 신호(Sno)의 게인 값(또는 감쇠량)을 개별적으로 조정할 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 복수의 노이즈 검출 전극들(160)을 하나의 제3 배선(146)에 연결하여 일괄적으로 센서부(100)의 노이즈 신호(Sno)를 검출하되, 증폭 회로(230)를 이용하여 각각의 감지 채널(222) 별로 노이즈 신호(Sno)의 게인 값을 차등적으로 조정할 수 있다. 따라서, 상술한 실시예에 의하면, 센서부(100)의 내부에 배치되는 배선들의 수는 줄이면서도, 각각의 감지 채널(222)에서 노이즈 신호(Sno)가 효과적으로 상쇄되도록 할 수 있다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다. 도 26에서, 앞선 실시예들, 일례로 도 25의 실시예와 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 26을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서에서는 노이즈 검출 전극들(160)이 센서부(100)의 어느 일측 가장자리 영역에만 분포될 수 있다. 일례로, 노이즈 검출 전극들(160)은 각각의 감지 전극(120)을 구성하는 제1 전극 셀들(122) 중 좌측 가장자리에 배치된 첫 번째 제1 전극 셀(122)의 내측에만 배치될 수 있을 것이다.
예컨대, 각각의 감지 전극(120)을 구성하는 제1 전극 셀들(122) 중 어느 일단(예컨대, 좌측 가장자리)에 배치된 하나의 제1 전극 셀(122)만이 제1 개구부(OP1)를 포함할 수 있을 것이다. 그리고, 각각의 노이즈 검출 전극(160)은 감지 전극들(120) 중 어느 하나의 일단에 제공된 제1 개구부(OP1)의 내측에 배치된 하나의 전극부로 구성될 수 있을 것이다. 실시예에 따라, 센서부(100)에 제공된 노이즈 검출 전극들(160)은 하나의 제3 배선(146)에 공통으로 연결되어 통합된 전극으로 구현될 수 있다.
상술한 실시예에 의하면, 센서부(100)의 어느 일측 가장자리 영역에만 노이즈 검출 전극들(160)을 배치함으로써, 센서부(100) 전체적으로 노이즈 검출 전극들(160)을 배치하는 실시예의 터치 센서 대비, 벤딩(bending)에 의한 크랙(crack) 등의 손상에 보다 강건한 터치 센서를 제공할 수 있다. 또한, 상술한 실시예에 의하면, 노이즈 검출 전극들(160)과 주변 전극들(예컨대, 감지 전극들(120) 및 구동 전극들(130))에 의한 기생 커패시턴스의 발생을 최소화하고, 상기 노이즈 검출 전극들(160)이 사용자에게 시인되는 것을 최소화할 수 있다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다. 도 27에서, 앞선 실시예들, 일례로 도 25의 실시예와 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 27을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서는, 노이즈 검출 전극들(160)의 일단에 공통으로 연결되는 제3 배선(146)과 더불어, 상기 노이즈 검출 전극들(160)의 타단에 공통으로 연결되는 제4 배선(148)을 더 포함한다. 예컨대, 노이즈 검출 전극들(160)은 활성 영역(160)의 내부에서는 연결 라인들(164)을 통해 제1 방향(일례로, X 방향)을 따라 연결되고, 활성 영역(160)의 외부에서는 제3 배선(146) 및 제4 배선(148)을 통해 제2 방향(일례로, Y 방향)을 따라 연결됨으로써, 하나의 통합된 전극으로 구현될 수 있다. 한편, 본 발명에서 노이즈 검출 전극들(160)의 결선 구조가 특별히 한정되지는 않으며, 이는 다양하게 변경 실시될 수 있을 것이다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다. 도 28에서, 앞선 실시예들, 일례로 도 26 및 도 27의 실시예와 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 28을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서에서는 노이즈 검출 전극들(160)이 센서부(100)의 양측 가장자리 영역에만 분포될 수 있다. 일례로, 노이즈 검출 전극들(160)은 각각의 감지 전극(120)을 구성하는 제1 전극 셀들(122) 중 서로 다른 일단에 배치된 두 개의 제1 전극 셀들(122)의 내측에만 배치될 수 있을 것이다.
예컨대, 각각의 감지 전극(120)을 구성하는 제1 전극 셀들(122) 중 좌측 가장자리에 배치된 하나의 제1 전극 셀(122)과 우측 가장자리에 배치된 다른 하나의 제1 전극 셀(122)은 각각 제1 개구부(OP1)를 포함하고, 나머지 제1 전극 셀들(122)에는 제1 개구부(OP1)가 제공되지 않을 수 있다. 그리고, 각각의 노이즈 검출 전극(160)은 감지 전극들(120) 중 어느 하나의 일단에 제공된 제1 개구부(OP1)의 내측에 배치된 하나의 전극부로 구성될 수 있을 것이다. 실시예에 따라, 센서부(100)에 제공된 노이즈 검출 전극들(160)은 제3 배선(146) 및 제4 배선(148)을 통해 서로 전기적으로 연결되어 하나의 통합된 전극으로 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 통합된 전극은 감지 전극들(120) 각각의 양단에 제공된 각각의 제1 개구부(OP1) 내에 배치된 복수의 전극부들로 구성될 수 있을 것이다. 실시예에 따라, 제3 배선(146) 및 제4 배선(148)은 증폭 회로(230)의 제5 입력 단자(IN5)에 공통으로 연결될 수 있을 것이다.
상술한 실시예에 의하면, 센서부(100)의 일부 영역, 특히 일부 가장자리 영역에만 노이즈 검출 전극들(160)을 배치함으로써, 센서부(100)의 전체 영역에 노이즈 검출 전극들(160)을 분산하여 배치한 실시예의 터치 센서 대비, 벤딩(bending)에 의한 크랙(crack) 등의 손상에 보다 강건한 터치 센서를 제공할 수 있다. 또한, 노이즈 검출 전극들(160)을 센서부(100)의 양측에 모두 배치함으로써, 노이즈 검출 전극들(160)을 센서부(100)의 어느 일측에만 배치하는 실시예의 터치 센서 대비, 노이즈 신호(Sno)를 보다 효과적으로 검출할 수 있다. 추가적으로, 상술한 실시예에 의하면, 노이즈 검출 전극들(160)과 주변 전극들(예컨대, 감지 전극들(120) 및 구동 전극들(130))에 의한 기생 커패시턴스의 발생을 최소화하고, 상기 노이즈 검출 전극들(160)이 사용자에게 시인되는 것을 최소화할 수 있다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다. 도 29에서, 앞선 실시예들, 일례로 도 25의 실시예와 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 29를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서는, 활성 영역(101)의 내부에서 노이즈 검출 전극들(160)을 제2 방향(일례로, Y 방향)을 따라 연결하는 교차 연결 배선(168)을 더 포함한다.
구체적으로, 본 실시예에 의한 터치 센서에서, 노이즈 검출 전극들(160)은 활성 영역(101)의 내부에서 연결 라인들(164)을 통해 제1 방향(일례로, X 방향)을 따라 연결됨과 아울러, 적어도 하나의 교차 연결 배선(168)을 통해 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연결된다. 예컨대, 노이즈 검출 전극들(160)은 활성 영역(101)의 내부에서 메쉬 형태로 연결되어 하나의 통합된 전극으로 구현될 수 있다. 즉, 본 발명에서 노이즈 검출 전극들(160)의 결선 구조가 특별히 한정되지는 않으며, 이는 다양하게 변경 실시될 수 있을 것이다.
도 30은 도 29에 도시된 센서부와 관련한 일 실시예를 나타낸다. 도 30에서, 앞선 실시예들과 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 30을 참조하면, 실시예에 따라 제1 개구부들(OP1) 각각은 노이즈 검출 전극들(160)을 구성하는 전극부들(162) 중 어느 하나의 전극부(162)와 중첩되며, 상기 어느 하나의 전극부(162)에 연결된 연결 라인(164) 및 교차 연결 배선(168)의 일 영역과 더 중첩될 수 있다. 즉, 본 실시예에서, 제1 전극 셀들(122)은 교차 연결 배선(168)이 배치되는 영역에 대응하여 일부 영역이 추가적으로 개구될 수 있다. 일례로, 각각의 제1 전극 셀(122)은 이에 대응하는 전극부(162)를 중심으로 하여 제1 방향 및 제2 방향으로 일 영역이 개구될 수 있다. 이 경우, 각각의 제1 개구부(OP1)는 상기 전극부(162)를 중심으로 십자(cross) 형상을 가질 수 있다.
상술한 실시예에 의하면, 감지 전극들(120)과, 노이즈 검출 전극들(160) 및/또는 교차 연결 배선(168) 사이의 중첩 영역을 저감 혹은 최소화할 수 있다. 이에 따라, 센서부(100)에서 발생할 수 있는 기생 커패시턴스를 저감 또는 최소화할 수 있다.
도 31은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다. 도 31에서, 앞선 실시예들, 일례로 도 24의 실시예와 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 31을 참조하면, 실시예에 따라, 센서부(100)는 앞서 설명한 실시예들 중 적어도 하나의 실시예를 적용한 구조를 가질 수 있다. 다만, 도 31의 실시예에 의한 터치 센서에서, 센서부(100)의 구조가 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 센서부(100)는 감지 전극들(120) 및 이에 대응하는 적어도 하나의 노이즈 검출 전극(160)을 포함하는 범위 내에서 그 구조가 다양하게 변경될 수 있을 것이다. 일례로, 본 발명의 다른 실시예에서 감지 전극들(120)은 노이즈 검출 전극(160)의 전극부(162)와 중첩되되, 노이즈 검출 전극(160)에 대응하는 제1 개구부(OP1)를 포함하지는 않을 수도 있다.
실시예에 따라, 증폭 회로(230)는 제2 증폭기(AMP2)의 출력 단자(OUT3)와 소정의 기준 전원(예컨대, GND) 사이에 서로 병렬로 연결되는 복수의 가변 저항들(VR1, VR2, VR3, VR4)을 더 포함할 수 있다. 일례로, 증폭 회로(230)는 감지 채널들(222)의 개수에 상응하는 개수의 가변 저항들(VR1, VR2, VR3, VR4)을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 감지 채널들(222)은 증폭 회로(230)에 제공된 가변 저항들(VR1, VR2, VR3, VR4) 중 서로 다른 가변 저항에 연결될 수 있다. 예컨대, 첫 번째 감지 채널(222a)의 제2 입력 단자(IN21)는 제1 가변 저항(VR1)에 연결되고, 두 번째 감지 채널(222b)의 제2 입력 단자(IN22)는 제2 가변 저항(VR2)에 연결될 수 있다. 또한, 세 번째 감지 채널(222c)의 제2 입력 단자(IN23)는 제3 가변 저항(VR3)에 연결되고, 네 번째 감지 채널(222d)의 제2 입력 단자(IN24)는 제4 가변 저항(VR4)에 연결될 수 있다.
상술한 실시예에 의하면, 각각의 감지 채널(222a 내지 222d 중 하나)로 입력되는 감지 신호(Sse1)에 포함된 노이즈 성분의 크기에 따라 해당 감지 채널(222a 내지 222d 중 하나)의 제2 입력 단자(IN21 내지 IN24 중 하나)로 입력되는 노이즈 신호(Sno)의 게인 값을 독립적으로 조정할 수 있다. 일례로, 감지 전극들(120)의 위치 별로, 각각의 감지 전극(120)에 연결된 감지 채널들(222a 내지 222d)로 입력되는 노이즈 신호(Sno)의 게인 값을 차등적으로 적용할 수 있다. 예컨대, 활성 영역(101)의 첫 번째 행으로부터 마지막 행으로 갈수록 센서부(100)로 유입되는 노이즈 신호(Sno)의 크기가 점진적으로 감소할 경우, 첫 번째 행의 감지 전극(120)에 연결된 첫 번째 감지 채널(222a)로부터, 마지막 행의 감지 전극(120)에 연결된 마지막 감지 채널(222d)로 갈수록 노이즈 신호(Sno)의 게인 값을 점진적으로 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 센서부(100) 내부에서의 감지 전극들(120)의 상하 위치(예컨대, Y 좌표)별로 감지 신호(Sse1)에 포함된 노이즈 성분을 보다 효과적으로 상쇄할 수 있도록 노이즈 신호(Sno)의 게인 값을 독립적으로 조정할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 의하면, 구동 전극들(130)이 순차적으로 구동되는 기간 중, 각각의 구동 전극(130)이 구동되는 서브 기간 단위로 가변 저항들(VR1, VR2, VR3, VR4)의 저항 값을 조정함으로써, 상기 서브 기간 단위로 노이즈 신호(Sno)의 게인 값을 독립적으로 조정할 수도 있다. 이에 따라, 센서부(100)의 좌우 위치(예컨대, X 좌표)별로도 발생할 수 있는 노이즈의 크기 편차도 보상할 수 있게 된다. 일례로, 디스플레이 패널(300)의 공통 전극 또는 캐소드 전극의 임피던스의 좌우 편차에 따른 노이즈의 크기 편차도 보상할 수 있게 된다. 따라서, 상술한 실시예에 의하면, 감지 신호(Sse1)에 포함된 노이즈 성분을 보다 정확하고 효과적으로 상쇄시킬 수 있다.
도 32는 도 31에 도시된 터치 센서를 이용하여 노이즈 신호의 게인 값을 조정하는 방법과 관련한 일 실시예를 나타낸다.
도 32를 참조하면, 실시예에 따라, 구동 전극들(130)이 순차적으로 구동되는 기간(P) 중 각각의 구동 전극(130)이 구동되는 서브 기간(SP1, SP2, SP3) 단위로 가변 저항들(VR1, VR2, VR3, VR4)의 저항 값을 조정할 수 있다. 이에 의해, 각각의 서브 기간(SP1, SP2, SP3)마다 감지 채널들(222a 내지 222d)의 제2 입력 단자(IN21 내지 IN24)로 입력되는 노이즈 신호(Sno)의 게인 값을 독립적으로 조정할 수 있다. 편의상, 이하에서는 센서부(100)에 세 개의 구동 전극들(130)이 제공된다고 가정하여 본 발명의 일 실시예에 의한 노이즈 신호(Sno)의 게인 값 조정 방법을 설명하기로 한다.
우선, 제1 서브 기간(SP1) 동안 센서부(100)의 첫 번째 열에 배치된 첫 번째 구동 전극(130)(이하, "Tx1 전극"이라 함)으로 구동 신호(Sdr)를 공급할 수 있다. 상기 제1 서브 기간(SP1) 동안, 제1 가변 저항(VR1)에 따른 제1 게인 값(Gain1)을 제11 게인(G11)으로, 제2 가변 저항(VR2)에 따른 제2 게인 값(Gain2)을 제21 게인(G21)으로, 제3 가변 저항(VR3)에 따른 제3 게인 값(Gain3)을 제31 게인(G31)으로, 제4 가변 저항(VR4)에 따른 제4 게인 값(Gain4)을 제41 게인(G41)으로 설정할 수 있다. 그러면, 제1 서브 기간(SP1) 동안 첫 번째 감지 채널(222a)의 제2 입력 단자(IN21)로는 제11 게인(G11)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력되고, 두 번째 감지 채널(222b)의 제2 입력 단자(IN22)로는 제21 게인(G21)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력된다. 또한, 상기 제1 서브 기간(SP1) 동안 세 번째 감지 채널(222c)의 제2 입력 단자(IN23)로는 제31 게인(G31)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력되고, 네 번째 감지 채널(222d)의 제2 입력 단자(IN24)로는 제41 게인(G41)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력된다. 이때, 제11 내지 제41 게인(G11 내지 G41)은, 제1 서브 기간(SP1) 동안 각각의 감지 채널(222a 내지 222d)에서 감지 신호(Sse1)에 포함된 노이즈 성분이 효과적으로 상쇄될 수 있는 값으로 설정될 수 있다.
다음으로, 제1 서브 기간(SP1)에 후속되는 제2 서브 기간(SP2) 동안 센서부(100)의 두 번째 열에 배치된 두 번째 구동 전극(130)(이하, "Tx2 전극"이라 함)으로 구동 신호(Sdr)를 공급할 수 있다. 상기 제2 서브 기간(SP2) 동안, 제1 가변 저항(VR1)에 따른 제1 게인 값(Gain1)을 제12 게인(G12)으로, 제2 가변 저항(VR2)에 따른 제2 게인 값(Gain2)을 제22 게인(G22)으로, 제3 가변 저항(VR3)에 따른 제3 게인 값(Gain3)을 제32 게인(G32)으로, 제4 가변 저항(VR4)에 따른 제4 게인 값(Gain4)을 제42 게인(G42)으로 설정할 수 있다. 그러면, 제2 서브 기간(SP2) 동안 첫 번째 감지 채널(222a)의 제2 입력 단자(IN21)로는 제12 게인(G12)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력되고, 두 번째 감지 채널(222b)의 제2 입력 단자(IN22)로는 제22 게인(G22)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력된다. 또한, 상기 제2 서브 기간(SP2) 동안 세 번째 감지 채널(222c)의 제2 입력 단자(IN23)로는 제32 게인(G32)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력되고, 네 번째 감지 채널(222d)의 제2 입력 단자(IN24)로는 제42 게인(G42)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력된다. 이때, 제12 내지 제42 게인(G12 내지 G42)은, 제2 서브 기간(SP2) 동안 각각의 감지 채널(222a 내지 222d)에서 감지 신호(Sse1)에 포함된 노이즈 성분이 효과적으로 상쇄될 수 있는 값으로 설정될 수 있다.
다음으로, 제2 서브 기간(SP2)에 후속되는 제3 서브 기간(SP3) 동안 센서부(100)의 세 번째 열에 배치된 세 번째 구동 전극(130)(이하, "Tx3 전극"이라 함)으로 구동 신호(Sdr)를 공급할 수 있다. 상기 제3 서브 기간(SP3) 동안, 제1 가변 저항(VR1)에 따른 제1 게인 값(Gain1)을 제13 게인(G13)으로, 제2 가변 저항(VR2)에 따른 제2 게인 값(Gain2)을 제23 게인(G23)으로, 제3 가변 저항(VR3)에 따른 제3 게인 값(Gain3)을 제33 게인(G33)으로, 제4 가변 저항(VR4)에 따른 제4 게인 값(Gain4)을 제43 게인(G43)으로 설정할 수 있다. 그러면, 제3 서브 기간(SP3) 동안 첫 번째 감지 채널(222a)의 제2 입력 단자(IN21)로는 제13 게인(G13)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력되고, 두 번째 감지 채널(222b)의 제2 입력 단자(IN22)로는 제23 게인(G23)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력된다. 또한, 상기 제3 서브 기간(SP3) 동안 세 번째 감지 채널(222c)의 제2 입력 단자(IN23)로는 제33 게인(G33)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력되고, 네 번째 감지 채널(222d)의 제2 입력 단자(IN24)로는 제43 게인(G43)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력된다. 이때, 제13 내지 제43 게인(G13 내지 G43)은, 제3 서브 기간(SP3) 동안 각각의 감지 채널(222a 내지 222d)에서 감지 신호(Sse1)에 포함된 노이즈 성분이 효과적으로 상쇄될 수 있는 값으로 설정될 수 있다.
상술한 방식으로 Tx1 내지 Tx3 전극들을 반복적으로 순차 구동할 수 있다. 이러한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 센서부(100)의 각 위치(예컨대, 2차원 XY 좌표)에 따라 노이즈 신호(Sno)의 게인 값을 차등적으로 적용할 수 있다. 이에 따라, 감지 신호(Sse1)에 포함된 노이즈 성분을 보다 효과적으로 상쇄할 수 있게 된다.
도 33은 도 31에 도시된 증폭 회로의 다른 실시예를 나타낸다. 도 33에서, 도 31의 실시예에 의한 증폭 회로와 유사 또는 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 33을 참조하면, 실시예에 따라 증폭 회로(230)는, 제3 배선(146)을 통해 노이즈 검출 전극들(160)에 연결되는 제2 증폭기(AMP2), 상기 제2 증폭기(AMP2)의 출력 단자(OUT3)에 서로 병렬로 연결되는 복수의 저항 그룹들(GR1, GR2, GR3), 및 상기 제2 증폭기(AMP2)와 저항 그룹들(GR1, GR2, GR3)의 사이에 연결된 제1 스위치부(232)를 포함한다.
실시예에 따라, 제1 스위치부(232)는, 제2 증폭기(AMP2)의 출력 단자(OUT3)와 저항 그룹들(GR1, GR2, GR3) 각각의 사이에 연결된 복수의 스위치들(SW1, SW2, SW3)을 포함한다. 예컨대, 제1 스위치부(232)는, 제2 증폭기(AMP2)의 출력 단자(OUT3)와 제1 저항 그룹(GR1)의 사이에 연결된 제1 스위치(SW1), 제2 증폭기(AMP2)의 출력 단자(OUT3)와 제2 저항 그룹(GR2)의 사이에 연결된 제2 스위치(SW2), 및 제2 증폭기(AMP2)의 출력 단자(OUT3)와 제3 저항 그룹(GR3)의 사이에 연결된 제3 스위치(SW3)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 저항 그룹들(GR1, GR2, GR3) 각각은, 감지 채널들(222a 내지 222d) 중 서로 다른 감지 채널에 연결되며, 서로 병렬로 연결된 복수의 저항들(VR11 내지 VR43)을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 저항 그룹(GR1)은, 첫 번째 감지 채널(222a)의 제2 입력 단자(IN21)에 연결된 제11 저항(VR11), 두 번째 감지 채널(222b)의 제2 입력 단자(IN22)에 연결된 제21 저항(VR21), 세 번째 감지 채널(222c)의 제2 입력 단자(IN23)에 연결된 제31 저항(VR31), 네 번째 감지 채널(222d)의 제2 입력 단자(IN24)에 연결된 제41 저항(VR41)을 포함할 수 있다. 제2 저항 그룹(GR2)은, 첫 번째 감지 채널(222a)의 제2 입력 단자(IN21)에 연결된 제12 저항(VR12), 두 번째 감지 채널(222b)의 제2 입력 단자(IN22)에 연결된 제22 저항(VR22), 세 번째 감지 채널(222c)의 제2 입력 단자(IN23)에 연결된 제32 저항(VR32), 네 번째 감지 채널(222d)의 제2 입력 단자(IN24)에 연결된 제42 저항(VR42)을 포함할 수 있다. 제3 저항 그룹(GR3)은, 첫 번째 감지 채널(222a)의 제2 입력 단자(IN21)에 연결된 제13 저항(VR13), 두 번째 감지 채널(222b)의 제2 입력 단자(IN22)에 연결된 제23 저항(VR23), 세 번째 감지 채널(222c)의 제2 입력 단자(IN23)에 연결된 제33 저항(VR33), 네 번째 감지 채널(222d)의 제2 입력 단자(IN24)에 연결된 제43 저항(VR43)을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 저항 그룹들(GR1, GR2, GR3)에 포함된 저항들(VR11 내지 VR43)은 각각 가변 저항으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서, 상기 저항들(VR11 내지 VR43)은 고정된 저항 값을 가질 수도 있다.
또한, 실시예에 따라 증폭 회로(230)는, 감지 채널들(222a 내지 222d) 각각과 저항 그룹들(GR1, GR2, GR3)의 사이에 연결된 제2 스위치부(234)를 더 포함한다. 실시예에 따라, 제2 스위치부(234)는, 첫 번째 감지 채널(222a)의 제2 입력 단자(IN21)와 제11 저항(VR11)의 사이에 연결된 제11 스위치(SW11), 첫 번째 감지 채널(222a)의 제2 입력 단자(IN21)와 제12 저항(VR12)의 사이에 연결된 제12 스위치(SW12), 첫 번째 감지 채널(222a)의 제2 입력 단자(IN21)와 제13 저항(VR13)의 사이에 연결된 제13 스위치(SW13), 두 번째 감지 채널(222b)의 제2 입력 단자(IN22)와 제21 저항(VR21)의 사이에 연결된 제21 스위치(SW21), 두 번째 감지 채널(222b)의 제2 입력 단자(IN22)와 제22 저항(VR22)의 사이에 연결된 제22 스위치(SW22), 두 번째 감지 채널(222b)의 제2 입력 단자(IN22)와 제23 저항(VR23)의 사이에 연결된 제23 스위치(SW23)를 포함한다. 또한, 제2 스위치부(234)는, 세 번째 감지 채널(222c)의 제2 입력 단자(IN23)와 제31 저항(VR31)의 사이에 연결된 제31 스위치(SW31), 세 번째 감지 채널(222c)의 제2 입력 단자(IN23)와 제32 저항(VR32)의 사이에 연결된 제32 스위치(SW32), 세 번째 감지 채널(222c)의 제2 입력 단자(IN23)와 제33 저항(VR33)의 사이에 연결된 제33 스위치(SW33), 네 번째 감지 채널(222d)의 제2 입력 단자(IN24)와 제41 저항(VR41)의 사이에 연결된 제41 스위치(SW41), 네 번째 감지 채널(222d)의 제2 입력 단자(IN24)와 제42 저항(VR42)의 사이에 연결된 제42 스위치(SW42), 네 번째 감지 채널(222d)의 제2 입력 단자(IN24)와 제43 저항(VR43)의 사이에 연결된 제43 스위치(SW43)를 포함한다.
상술한 실시예에 의하면, 센서부(100)의 각 위치(예컨대, 2차원 XY 좌표)에 따라 노이즈 신호(Sno)의 게인 값을 독립적으로 설정할 수 있다. 이에 따라, 감지 신호(Sse1)에 포함된 노이즈 성분을 보다 효과적으로 상쇄할 수 있게 된다.
도 34는 도 33에 도시된 증폭 회로를 이용하여 노이즈 신호의 게인 값을 조정하는 방법과 관련한 일 실시예를 나타낸다.
도 34를 참조하면, 제1 서브 기간(SP1) 동안 센서부(100)의 첫 번째 열에 배치된 Tx1 전극으로 구동 신호(Sdr)를 공급할 수 있다. 상기 제1 서브 기간(SP1) 동안, 제1 스위치부(232)에 제공된 스위치들(SW1 내지 SW3) 중 제1 저항 그룹(GR1)에 연결된 제1 스위치(SW1)가 턴-온된다. 또한, 상기 제1 서브 기간(SP1) 동안, 제2 스위치부(234)에 제공된 스위치들(SW11 내지 SW43) 중 제1 저항 그룹(GR1)에 연결된 제11 스위치(SW11), 제21 스위치(SW21), 제31 스위치(SW31) 및 제41 스위치(SW41)가 턴-온된다. 이에 따라, 감지 채널들(222a 내지 222d)이 제1 저항 그룹(GR1)을 경유하여 노이즈 신호(Sno)를 공급받는다.
이러한 제1 서브 기간(SP1) 동안, 첫 번째 감지 채널(222a)의 제2 입력 단자(IN21)로는 제11 저항(VR11)에 따른 제11 게인(G11)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력되고, 두 번째 감지 채널(222b)의 제2 입력 단자(IN22)로는 제21 저항(VR21)에 따른 제21 게인(G21)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력된다. 또한, 상기 제1 서브 기간(SP1) 동안 세 번째 감지 채널(222c)의 제2 입력 단자(IN23)로는 제31 저항(VR31)에 따른 제31 게인(G31)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력되고, 네 번째 감지 채널(222d)의 제2 입력 단자(IN24)로는 제41 저항(VR41)에 따른 제41 게인(G41)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력된다. 이때, 제11 내지 제41 게인(G11 내지 G41)은, 제1 서브 기간(SP1) 동안 각각의 감지 채널(222a 내지 222d)에서 감지 신호(Sse1)에 포함된 노이즈 성분이 효과적으로 상쇄될 수 있는 값으로 설정될 수 있다.
다음으로, 제1 서브 기간(SP1)에 후속되는 제2 서브 기간(SP2) 동안 센서부(100)의 두 번째 열에 배치된 Tx2 전극으로 구동 신호(Sdr)를 공급할 수 있다. 상기 제2 서브 기간(SP2) 동안, 제1 스위치부(232)에 제공된 스위치들(SW1 내지 SW3) 중 제2 저항 그룹(GR2)에 연결된 제2 스위치(SW2)가 턴-온된다. 또한, 상기 제2 서브 기간(SP2) 동안, 제2 스위치부(234)에 제공된 스위치들(SW11 내지 SW43) 중 제2 저항 그룹(GR2)에 연결된 제12 스위치(SW12), 제22 스위치(SW22), 제32 스위치(SW32) 및 제42 스위치(SW42)가 턴-온된다. 이에 따라, 감지 채널들(222a 내지 222d)이 제2 저항 그룹(GR2)을 경유하여 노이즈 신호(Sno)를 공급받는다.
이러한 제2 서브 기간(SP2) 동안, 첫 번째 감지 채널(222a)의 제2 입력 단자(IN21)로는 제12 저항(VR12)에 따른 제12 게인(G12)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력되고, 두 번째 감지 채널(222b)의 제2 입력 단자(IN22)로는 제22 저항(VR22)에 따른 제22 게인(G22)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력된다. 또한, 상기 제2 서브 기간(SP2) 동안 세 번째 감지 채널(222c)의 제2 입력 단자(IN23)로는 제32 저항(VR32)에 따른 제32 게인(G32)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력되고, 네 번째 감지 채널(222d)의 제2 입력 단자(IN24)로는 제42 저항(VR42)에 따른 제42 게인(G42)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력된다. 이때, 제12 내지 제42 게인(G12 내지 G42)은, 제2 서브 기간(SP2) 동안 각각의 감지 채널(222a 내지 222d)에서 감지 신호(Sse1)에 포함된 노이즈 성분이 효과적으로 상쇄될 수 있는 값으로 설정될 수 있다.
다음으로, 제2 서브 기간(SP2)에 후속되는 제3 서브 기간(SP3) 동안 센서부(100)의 세 번째 열에 배치된 Tx3 전극으로 구동 신호(Sdr)를 공급할 수 있다. 상기 제3 서브 기간(SP3) 동안, 제1 스위치부(232)에 제공된 스위치들(SW1 내지 SW3) 중 제3 저항 그룹(GR3)에 연결된 제3 스위치(SW3)가 턴-온된다. 또한, 상기 제3 서브 기간(SP3) 동안, 제2 스위치부(234)에 제공된 스위치들(SW11 내지 SW43) 중 제3 저항 그룹(GR3)에 연결된 제13 스위치(SW13), 제23 스위치(SW23), 제33 스위치(SW33) 및 제43 스위치(SW43)가 턴-온된다. 이에 따라, 감지 채널들(222a 내지 222d)이 제3 저항 그룹(GR3)을 경유하여 노이즈 신호(Sno)를 공급받는다.
이러한 제3 서브 기간(SP3) 동안, 첫 번째 감지 채널(222a)의 제2 입력 단자(IN21)로는 제13 저항(VR13)에 따른 제13 게인(G13)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력되고, 두 번째 감지 채널(222b)의 제2 입력 단자(IN22)로는 제23 저항(VR23)에 따른 제23 게인(G23)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력된다. 또한, 상기 제3 서브 기간(SP3) 동안 세 번째 감지 채널(222c)의 제2 입력 단자(IN23)로는 제33 저항(VR33)에 따른 제33 게인(G33)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력되고, 네 번째 감지 채널(222d)의 제2 입력 단자(IN24)로는 제43 저항(VR43)에 따른 제43 게인(G43)에 상응하는 정도로 증폭된 노이즈 신호(Sno)가 입력된다. 이때, 제13 내지 제43 게인(G13 내지 G43)은, 제3 서브 기간(SP3) 동안 각각의 감지 채널(222a 내지 222d)에서 감지 신호(Sse1)에 포함된 노이즈 성분이 효과적으로 상쇄될 수 있는 값으로 설정될 수 있다.
상술한 방식으로 Tx1 내지 Tx3 전극들을 반복적으로 순차 구동하면서, 감지 채널들(222a 내지 222d) 각각으로 노이즈 신호(Sno)를 공급할 수 있다. 이러한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 센서부(100)의 각 위치(예컨대, 2차원 XY 좌표)에 따라 노이즈 신호(Sno)의 게인 값을 독립적으로 설정함으로써, 감지 신호(Sse1)에 포함된 노이즈 성분을 보다 효과적으로 상쇄할 수 있게 된다.
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 101: 활성 영역
102: 비활성 영역 110: 베이스 기판(박막 봉지층)
120: 감지 전극(제1 전극) 122: 제1 전극 셀
124: 제1 연결부 126: 제2 더미 패턴
130: 구동 전극(제3 전극) 132: 제2 전극 셀
134: 제2 연결부 136: 제3 더미 패턴
140: 배선 142: 제1 배선
144: 제2 배선 146: 제3 배선
148: 제4 배선 150: 패드부
160: 노이즈 검출 전극(제2 전극) 162: 전극부
164: 연결 라인(연결 패턴) 166: 제1 더미 패턴(제4 전극)
168: 교차 연결 배선 170: 절연막
200: 터치 구동부 210: 구동 회로
220: 감지 회로 222: 감지 채널
224: 아날로그 디지털 변환기 226: 프로세서
230: 증폭 회로 232: 제1 스위치부
234: 제2 스위치부 300: 디스플레이 패널
301: 표시 영역 302: 비표시 영역
400: 디스플레이 구동부

Claims (20)

  1. 제1 방향을 따라 나열되며 각각 제1 개구부를 포함하는 복수의 제1 전극 셀들, 및 상기 제1 전극 셀들을 상기 제1 방향을 따라 연결하는 적어도 하나의 제1 연결부를 포함하는 제1 전극;
    상기 제1 전극 셀들 각각의 제1 개구부 내에 상기 제1 전극 셀들로부터 이격되도록 배치되며 상기 제1 전극 셀들과 동일한 층 상에 배치되는 복수의 전극부들, 및 상기 전극부들을 연결하는 적어도 하나의 연결 패턴을 포함하는 제2 전극; 및
    상기 제1 전극 셀들 및 상기 전극부들과 동일한 층 상에 상기 제1 전극 셀들 및 상기 전극부들로부터 이격되도록 배치되며 제2 방향을 따라 나열되는 복수의 제2 전극 셀들, 및 상기 제2 전극 셀들을 상기 제2 방향을 따라 연결하는 적어도 하나의 제2 연결부를 포함하는 제3 전극을 포함하며,
    상기 연결 패턴은, 상기 제2 방향과 교차하는 방향으로 상기 전극부들을 연결하는 터치 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결 패턴의 적어도 일 영역은, 상기 제1 및 제2 전극 셀들 및 상기 전극부들과 상이한 층 상에 배치되는 터치 센서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결 패턴의 적어도 일 영역 및 상기 제2 연결부는, 동일한 층 상에 서로 이격되도록 배치되는 터치 센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연결 패턴은, 적어도 하나의 절연막을 사이에 개재하고 상기 제1 및 제2 전극 셀들 중 적어도 하나의 전극 셀과 부분적으로 중첩되는 터치 센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전극부들은 상기 제1 방향을 따라 나열되며,
    상기 연결 패턴은 상기 전극부들을 상기 제1 방향을 따라 연결하는 터치 센서.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극 셀들 각각은 제2 개구부를 포함하며,
    상기 제2 전극 셀들 각각의 제2 개구부 내에 상기 제2 전극 셀들로부터 이격되도록 배치되는 복수의 도전 패턴들을 더 포함하는 터치 센서.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 도전 패턴들은, 상기 제1 및 제2 전극 셀들 및 상기 전극부들과 동일한 층 상에 배치되는 터치 센서.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 셀들 각각의 제1 개구부는, 상기 전극부들 중 어느 하나의 전극부와 상기 어느 하나의 전극부에 연결되는 연결 패턴의 일 영역과 중첩되는 터치 센서.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연결 패턴의 다른 일 영역은, 적어도 하나의 절연막을 사이에 개재하고 상기 제1 전극 셀들 중 적어도 하나와 중첩되는 터치 센서.
  10. 제1항에 있어서,
    각각 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 서로 분리되도록 나열된 복수의 제1 전극들;
    상기 제1 전극들 각각의 일 영역과 중첩되도록 각각 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 상기 제2 방향을 따라 나열된 복수의 제2 전극들; 및
    각각 상기 제2 방향을 따라 연장되며, 상기 제1 방향을 따라 서로 분리되도록 나열된 복수의 제3 전극들을 포함하는 터치 센서.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 전극들은 서로 전기적으로 연결되는 터치 센서.
  12. 복수의 화소들이 배치된 표시 영역을 포함한 디스플레이 패널과, 상기 표시 영역과 중첩되는 활성 영역을 포함한 터치 센서를 구비하며,
    상기 터치 센서는,
    제1 방향을 따라 나열되며 각각 제1 개구부를 포함하는 복수의 제1 전극 셀들, 및 상기 제1 전극 셀들을 상기 제1 방향을 따라 연결하는 적어도 하나의 제1 연결부를 포함하는 제1 전극;
    상기 제1 전극 셀들 각각의 제1 개구부 내에 상기 제1 전극 셀들로부터 이격되도록 배치되며 상기 제1 전극 셀들과 동일한 층 상에 배치되는 복수의 전극부들, 및 상기 전극부들을 연결하는 적어도 하나의 연결 패턴을 포함하는 제2 전극; 및
    상기 제1 전극 셀들 및 상기 전극부들과 동일한 층 상에 상기 제1 전극 셀들 및 상기 전극부들로부터 이격되도록 배치되며 제2 방향을 따라 나열되는 복수의 제2 전극 셀들, 및 상기 제2 전극 셀들을 상기 제2 방향을 따라 연결하는 적어도 하나의 제2 연결부를 포함하는 제3 전극을 포함하고,
    상기 연결 패턴은, 상기 제2 방향과 교차하는 방향으로 상기 전극부들을 연결하는 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 연결 패턴의 적어도 일 영역은, 상기 제1 및 제2 전극 셀들 및 상기 전극부들과 상이한 층 상에 배치되는 디스플레이 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 연결 패턴의 적어도 일 영역 및 상기 제2 연결부는, 동일한 층 상에 서로 이격되도록 배치되는 디스플레이 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 연결 패턴은, 적어도 하나의 절연막을 사이에 개재하고 상기 제1 및 제2 전극 셀들 중 적어도 하나의 전극 셀과 부분적으로 중첩되는 디스플레이 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 전극부들은 상기 제1 방향을 따라 나열되며,
    상기 연결 패턴은 상기 전극부들을 상기 제1 방향을 따라 연결하는 디스플레이 장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 연결 패턴의 일 영역은 적어도 하나의 제1 개구부와 중첩되고,
    상기 연결 패턴의 다른 일 영역은 적어도 하나의 제1 전극 셀과 중첩되는 디스플레이 장치.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 제2 전극 셀들 각각은 제2 개구부를 포함하며,
    상기 터치 센서는, 상기 제2 전극 셀들 각각의 제2 개구부 내에 상기 제2 전극 셀들로부터 이격되도록 배치되는 복수의 도전 패턴들을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 도전 패턴들은, 상기 제1 및 제2 전극 셀들 및 상기 전극부들과 동일한 층 상에 배치되는 디스플레이 장치.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 터치 센서는,
    각각 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 서로 분리되도록 나열된 복수의 제1 전극들;
    상기 제1 전극들 각각의 일 영역과 중첩되도록 각각 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 상기 제2 방향을 따라 나열된 복수의 제2 전극들; 및
    각각 상기 제2 방향을 따라 연장되며, 상기 제1 방향을 따라 서로 분리되도록 나열된 복수의 제3 전극들을 포함하는 디스플레이 장치.
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