KR102508964B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고감도의 터치 센서를 구비한 표시 장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는, 표시 영역에 배치된 화소들; 감지 영역에 배치된 감지 전극들; 상기 감지 전극들 각각에 연결되는 감지 배선들; 상기 감지 전극들과 동일한 층 상에 배치되는 노이즈 검출 전극; 각각 상기 감지 전극들 중 어느 하나에 연결되는 제1 입력 단자와 상기 노이즈 검출 전극에 연결되는 제2 입력 단자를 구비하며, 상기 제1 및 제2 입력 단자의 전압 차에 대응하는 출력 신호를 발생하는 감지 채널들; 및 상기 감지 채널들의 출력 신호를 이용하여 터치 입력을 검출하는 프로세서를 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명의 실시예는 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 터치 센서를 구비한 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 보다 편리한 입력 수단을 제공하기 위하여 터치 센서를 구비한 표시 장치가 보편적으로 보급되고 있다. 일례로, 터치 센서는 표시 패널의 일면에 부착되거나 표시 패널과 일체로 제작되어, 터치 입력을 감지한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 고감도의 터치 센서를 구비한 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는, 표시 영역에 배치된 화소들; 감지 영역에 배치된 감지 전극들; 상기 감지 전극들 각각에 연결되는 감지 배선들; 상기 감지 전극들과 동일한 층 상에 배치되는 노이즈 검출 전극; 각각 상기 감지 전극들 중 어느 하나에 연결되는 제1 입력 단자와 상기 노이즈 검출 전극에 연결되는 제2 입력 단자를 구비하며, 상기 제1 및 제2 입력 단자의 전압 차에 대응하는 출력 신호를 발생하는 감지 채널들; 및 상기 감지 채널들의 출력 신호를 이용하여 터치 입력을 검출하는 프로세서를 포함한다.
실시예에 따라, 상기 감지 배선들은 상기 감지 전극들 및 상기 노이즈 검출 전극과 동일한 층 상에 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 감지 배선들 각각은, 상기 감지 전극들이 배치되는 센서부의 내부에서 상기 감지 전극들 중 어느 하나에 일체로 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 표시 장치는, 상기 감지 영역에 배치되며 상기 감지 전극들 및 상기 노이즈 검출 전극과 동일한 층 상에 배치되는 구동 전극들; 및 상기 구동 전극들에 연결되는 구동 배선들을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 구동 배선들 각각은, 상기 구동 전극들 및 상기 감지 전극들이 배치되는 센서부의 내부에서 상기 구동 전극들 중 어느 하나에 일체로 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 감지 전극들 각각은 상기 감지 영역에서 제1 방향을 따라 연장될 수 있다. 그리고, 상기 구동 전극들 각각은, 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따른 소정의 좌표 지점에 대응하여 상기 감지 영역에 분산된 복수의 분할 전극들로 구성될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 노이즈 검출 전극은, 상기 감지 영역의 외곽에 배치되는 제1 전극부; 및 상기 제1 전극부로부터 상기 감지 영역의 내부로 연장되는 제2 전극부를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제2 전극부는 상기 제1 방향을 따라 연장되어, 상기 감지 전극들 중 적어도 하나의 감지 전극과 나란히 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 감지 전극들 각각은 내측에 배치된 개구부를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 노이즈 검출 전극의 제2 전극부는 상기 감지 전극들 각각의 개구부 내에 위치되도록 상기 제1 전극부로부터 다수의 갈래로 분기될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 구동 배선들은, 해당 구동 전극의 위치에 대응하는 단수의 계단 형상을 가질 수 있다.
실시예에 따라, 상기 노이즈 검출 전극의 제2 전극부는, 상기 구동 배선들의 계단 형상에 상응하는 계단 형상을 가지면서 상기 구동 배선들의 주변에 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제2 전극부는, 세선 구조, 메쉬 구조, 판형 구조, 또는 상기 구조들 중 적어도 두 개의 구조가 결합된 복합 구조를 가질 수 있다.
실시예에 따라, 상기 표시 장치는, 상기 구동 배선들의 계단 형상에 상응하여 점진적으로 변화되는 길이를 가지면서 상기 구동 배선들의 주변에 배치되는 더미 패턴들을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 노이즈 검출 전극의 제2 전극부는, 상기 더미 패턴들에 이웃하도록 상기 더미 패턴들과 나란히 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 감지 전극들 각각은 내측에 배치된 적어도 하나의 개구부를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 노이즈 검출 전극은 상기 감지 전극들 각각의 개구부 내에 배치되는 제3 전극부를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 표시 장치는, 상기 노이즈 검출 전극과 상기 감지 채널들의 사이에 연결되는 증폭 회로를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 증폭 회로의 게인 값은 상기 구동 전극들 각각이 구동되는 복수의 서브 기간들 중 적어도 하나의 서브 기간마다 변경될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 구동 전극들 각각은, 상기 감지 영역에서 제1 방향을 따라 연장될 수 있다. 그리고, 상기 감지 전극들 각각은, 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따른 소정의 좌표 지점에 대응하여 상기 감지 영역에 분산된 복수의 분할 전극들로 구성될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 노이즈 검출 전극은, 상기 감지 영역의 외곽에 배치되는 제1 전극부; 및 상기 제1 전극부로부터 상기 감지 영역의 내부로 연장되는 제2 전극부를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 감지 배선들은 해당 감지 전극의 위치에 대응하는 단수의 계단 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 노이즈 검출 전극의 제2 전극부는, 상기 감지 배선들의 계단 형상에 상응하는 계단 형상을 가지면서 상기 감지 배선들의 주변에 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제2 전극부는 메쉬 구조, 판형 구조, 또는 메쉬 및 판형 구조가 결합된 복합 구조를 가질 수 있다.
실시예에 따라, 상기 표시 장치는, 상기 감지 배선들의 계단 형상에 상응하여 점진적으로 변화되는 길이를 가지면서 상기 감지 배선들의 주변에 배치되는 더미 패턴들을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 노이즈 검출 전극의 제2 전극부는, 상기 더미 패턴들과 나란히 배치된 적어도 하나의 세선으로 구성될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 표시 장치는, 상기 노이즈 검출 전극과 상기 감지 채널들의 사이에 연결된 증폭 회로를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 증폭 회로는, 상기 노이즈 검출 전극과 상기 감지 채널들의 사이에 연결된 게인 증폭기; 및 상기 게인 증폭기의 출력 단자에 서로 병렬로 연결되며, 상기 감지 채널들 중 서로 다른 감지 채널에 연결되는 복수의 저항들을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 감지 영역은 서로 교차하는 제1 방향 및 제2 방향 중 적어도 하나의 방향을 따라 복수의 서브 영역들로 구분될 수 있다. 그리고, 상기 감지 전극들은 서로 다른 서브 영역에 나뉘어 배치되되, 각각 해당 서브 영역에 분산된 복수의 제1 분할 전극들로 구성될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 구동 전극들 각각은, 상기 서브 영역들에 각각 적어도 하나씩 배치된 복수의 제2 분할 전극들로 구성될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 노이즈 검출 전극은, 상기 감지 영역의 외곽에 배치되는 제1 전극부; 및 상기 제1 전극부로부터 상기 감지 영역의 내부로 연장되는 제2 전극부를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제2 전극부는 상기 제1 분할 전극들 중 서로 인접한 제1 분할 전극들 사이의 영역을 지날 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제2 전극부는 서로 인접한 제1 및 제2 분할 전극들의 사이에 배치되며, 세선 구조, 메쉬 구조, 판형 구조, 또는 상기 구조들 중 적어도 두 개의 구조가 결합된 복합 구조를 가질 수 있다.
실시예에 따라, 상기 표시 장치는, 상기 구동 전극들 중 적어도 하나와 상기 제2 전극부의 사이에 배치되는 더미 패턴들을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 감지 전극들 각각은 내측에 배치된 적어도 하나의 개구부를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 노이즈 검출 전극은 상기 감지 전극들 각각의 개구부 내에 배치되는 제3 전극부를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 표시 장치는, 상기 노이즈 검출 전극과 상기 감지 채널들의 사이에 연결되는 증폭 회로를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 증폭 회로는, 상기 노이즈 검출 전극과 상기 감지 채널들의 사이에 연결된 게인 증폭기; 및 상기 게인 증폭기의 출력 단자에 서로 병렬로 연결되며 상기 감지 채널들 중 적어도 하나의 감지 채널에 연결되는 복수의 저항들을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 증폭 회로의 게인 값은, 상기 구동 전극들 각각이 구동되는 복수의 서브 기간들 중 적어도 하나의 서브 기간마다 변경될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 감지 전극들은, 서로 교차하는 제1 및 제2 방향을 따른 각각의 좌표 지점에 분산되며, 상기 감지 채널들 중 서로 다른 감지 채널에 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 노이즈 검출 전극은, 상기 감지 영역의 외곽에 배치되는 제1 전극부; 및 상기 제1 전극부로부터 상기 감지 영역의 내부로 연장되어 인접한 감지 전극들의 사이를 지나는 제2 전극부를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제2 전극부는 세선 구조, 메쉬 구조, 판형 구조, 또는 상기 구조들 중 적어도 두 개의 구조가 결합된 복합 구조를 가질 수 있다.
실시예에 따라, 상기 표시 장치는, 상기 제2 전극부와 상기 감지 전극들의 사이에 배치되는 더미 패턴들을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 감지 전극들 각각은 내측에 배치된 적어도 하나의 개구부를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 노이즈 검출 전극은 상기 감지 전극들 각각의 개구부 내에 배치되는 제3 전극부를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 표시 장치는, 상기 노이즈 검출 전극과 상기 감지 채널들의 사이에 연결되는 증폭 회로를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 증폭 회로는, 상기 노이즈 검출 전극과 상기 감지 채널들의 사이에 연결된 게인 증폭기; 및 상기 게인 증폭기의 출력 단자에 서로 병렬로 연결되며, 상기 감지 채널들 중 적어도 하나의 감지 채널에 연결되는 복수의 저항들을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 감지 채널들 중, 상기 감지 영역의 동일한 행에 배치된 감지 전극들에 대응하는 복수의 감지 채널들은 상기 증폭 회로의 저항들 중 어느 하나에 공통으로 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 감지 영역은 상기 표시 영역과 중첩될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는, 표시 영역에 배치된 화소들; 감지 영역에 분산된 센서 전극들; 상기 센서 전극들 각각에 연결되는 센서 배선들; 상기 센서 전극들의 주변에 배치되는 노이즈 검출 전극; 상기 센서 전극들과 상기 노이즈 검출 전극의 사이에 배치되는 더미 패턴들; 각각 상기 센서 전극들 중 적어도 하나에 연결되는 제1 입력 단자와 상기 노이즈 검출 전극에 연결되는 제2 입력 단자를 구비하며, 상기 제1 및 제2 입력 단자의 전압 차에 대응하는 출력 신호를 발생하는 감지 채널들; 및 상기 감지 채널들의 출력 신호를 이용하여 터치 입력을 검출하는 프로세서를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 센서 배선들은 각각의 센서 전극의 위치에 대응하는 단수의 계단 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 더미 패턴들은 상기 센서 배선들의 계단 형상에 상응하여 점진적으로 변화되는 길이를 가지면서 상기 센서 배선들의 주변에 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 노이즈 검출 전극은, 상기 감지 영역의 외곽에 배치되는 제1 전극부; 및 상기 제1 전극부로부터 상기 감지 영역의 내부로 연장되며 상기 센서 배선들의 계단 형상에 상응하는 계단 형상을 가지는 제2 전극부를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 센서 전극들, 상기 센서 배선들 및 상기 노이즈 검출 전극은 서로 동일한 층 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 센서 및 이를 구비한 표시 장치에 의하면, 센서부에 노이즈 검출 전극을 구성하여 노이즈를 검출하고, 검출된 노이즈를 이용하여 감지 신호의 노이즈 성분을 제거한다. 이에 따라, 노이즈에 의한 터치 센서의 오작동을 방지하고, 고감도로 터치 입력을 감지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 터치 센서 및 이를 구비한 표시 장치에 의하면, 센서 전극들 및 노이즈 검출 전극을 모두 센서부의 동일한 층 상에 배치한다. 이에 따라, 마스크 공정을 최소화하여 터치 센서 및 표시 장치의 제조 비용을 절감하고, 그 두께를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서의 센서부로 전달되는 노이즈 레벨을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다.
도 5는 도 4의 I-I'선에 따른 단면의 일례를 나타낸다.
도 6은 도 4에 도시된 터치 센서의 노이즈 게인 조정 방법과 관련한 실시예를 나타낸다.
도 7은 도 4에 도시된 센서부의 다른 실시예를 나타낸다.
도 8 내지 도 11은 도 4에 도시된 센서부의 또 다른 실시예들을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다.
도 13 및 도 14는 도 12에 도시된 센서부의 다른 실시예들을 나타낸다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다.
도 16은 도 15에 도시된 터치 센서의 노이즈 게인 조정 방법과 관련한 실시예를 나타낸다.
도 17은 도 15의 터치 센서에 대한 변경 실시예를 나타낸다.
도 18은 도 17에 도시된 터치 센서의 노이즈 게인 조정 방법과 관련한 실시예를 나타낸다.
도 19 내지 도 22는 도 15에 도시된 센서부의 다른 실시예들을 나타낸다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다.
도 24 내지 도 27은 도 23에 도시된 센서부의 다른 실시예들을 나타낸다.
도 28a 내지 도 28c는 각각의 센서 전극 및 노이즈 검출 전극의 구조와 관련한 서로 다른 실시예들을 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 표시 장치를 나타낸다. 실시예에 따라, 도 1에서는 상호 정전용량 방식의 터치 센서를 구비한 표시 장치(1)를 도시하였으나, 터치 센서의 종류가 이에 한정되지는 않는다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치(1)는, 패널부(10)와, 상기 패널부(10)를 구동하기 위한 구동 회로부(20)를 구비한다. 실시예에 따라, 패널부(10)는, 영상을 표시하기 위한 표시부(일례로, 표시 패널)(110)와, 터치 입력을 감지하기 위한 센서부(일례로, 터치 스크린, 또는 터치 감지 소자)(120)를 포함한다. 한편, 구동 회로부(20)는, 표시부(110)를 구동하기 위한 표시 구동부(210)와, 센서부(120)를 구동하기 위한 및 센서 구동부(220)를 포함한다. 이러한 표시 장치(1)에서, 표시부(110) 및 표시 구동부(210)는 표시 유닛을 구성하고, 센서부(120) 및 센서 구동부(220)는 감지 유닛, 예컨대 터치 센서를 구성할 수 있다.
실시예에 따라, 표시부(110) 및 센서부(120)는 서로 별개로 제작된 후, 적어도 일 영역이 서로 중첩되도록 배치 및/또는 결합될 수 있다. 또는, 다른 실시예에서, 표시부(110) 및 센서부(120)는 일체로 제작될 수도 있다. 예컨대, 센서부(120)는 표시부(110)를 구성하는 적어도 하나의 기판(일례로, 표시 패널의 상부 및/또는 하부 기판, 또는 박막 봉지층(Thin Film Encapsulation: TFE)), 또는 이외의 다른 절연층이나 각종 기능막(일례로, 광학층, 또는 보호층) 상에 직접 형성될 수 있다.
한편, 도 1에서는 센서부(120)가 표시부(110)의 전면(예컨대, 영상이 표시되는 상부면) 측에 배치되는 것으로 도시하였으나, 센서부(120)의 위치가 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서는, 센서부(120)가 표시부(110)의 배면 또는 양면 측에 배치될 수도 있다. 또는, 또 다른 실시예에서는, 센서부(120)가 표시부(110)의 적어도 일측 가장자리 영역에 배치될 수도 있다.
표시부(110)는, 표시 기판(111)과, 상기 표시 기판(111) 상에 형성된 다수의 화소들(PXL)을 포함한다. 상기 화소들(PXL)은 표시 기판(111) 상의 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다.
표시 기판(111)은, 영상이 표시되는 표시 영역(DA)과, 상기 표시 영역(DA)의 주변에 배치되는 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 실시예에 따라, 표시 영역(DA)은 표시부(110)의 중앙 영역에 배치되고, 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러싸도록 표시부(110)의 가장자리 영역에 배치될 수 있다.
표시 기판(111)은 경성 기판 또는 가요성 기판일 수 있으며, 그 재료나 물성이 특별히 한정되지는 않는다. 예컨대, 표시 기판(111)은 유리 또는 강화 유리로 구성된 경성 기판, 또는 플라스틱 또는 금속 재질의 박막 필름으로 구성된 가요성 기판일 수 있다.
표시 영역(DA)에는 주사선들(SL) 및 데이터선들(DL)과, 상기 주사선들(SL) 및 데이터선들(DL)에 접속되는 화소들(PXL)이 배치된다. 상기 화소들(PXL)은 주사선들(SL)로부터 공급되는 주사 신호에 의해 선택되어 데이터선들(DL)로부터 데이터 신호를 공급받고, 상기 데이터 신호에 대응하는 휘도의 빛을 방출한다. 이에 의해, 표시 영역(DA)에서 데이터 신호에 대응하는 영상이 표시된다. 본 발명에서 화소들(PXL)의 구조 및 구동 방식 등이 특별히 한정되지는 않는다. 예컨대, 화소들(PXL) 각각은 현재 공지된 다양한 구조 및/또는 구동 방식의 화소로 구현될 수 있다. 일례로, 화소들(PXL)은 각각 적어도 하나의 유기 발광 다이오드(OLED)를 구비한 자발광 타입의 화소일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
비표시 영역(NDA)에는 표시 영역(DA)의 화소들(PXL)에 연결되는 각종 배선들 및/또는 내장 회로부가 배치될 수 있다. 일례로, 비표시 영역(NDA)에는 표시 영역(DA)으로 각종 구동 전원 및 구동 신호를 공급하기 위한 다수의 배선들이 배치될 수 있으며, 이외에도 주사 구동 회로 등이 더 배치될 수 있다.
본 발명에서, 표시부(110)의 종류가 특별히 한정되지는 않는다. 예컨대, 표시부(110)는 유기 발광 표시 패널(Organic Light Emitting Display panel: OLED panel) 등과 같은 자발광 타입의 표시 패널로 구현될 수 있다. 또는, 표시부(110)는 액정 표시 패널(Liquid Crystal Display panel: LCD panel) 등과 같은 비발광 타입의 표시 패널로 구현될 수 있다. 표시부(110)가 비발광 타입으로 구현되는 경우, 표시 장치(1)는 백라이트 유닛(Back-light Unit: BLU)과 같은 광원을 추가적으로 구비할 수 있다.
센서부(120)는 센서 기판(121) 및 상기 센서 기판(121) 상에 형성된 다수의 센서 전극들(SEN)을 포함한다. 상기 센서 전극들(SEN)은 센서 기판(121) 상의 감지 영역(SA)에 배치될 수 있다.
센서 기판(121)은, 터치 입력을 감지할 수 있는 감지 영역(SA)과, 상기 감지 영역(SA)을 둘러싸는 주변 영역(NSA)을 포함한다. 실시예에 따라, 감지 영역(SA)은 표시 영역(DA)의 적어도 일 영역과 중첩되도록 배치될 수 있다. 일례로, 감지 영역(SA)은 표시 영역(DA)에 대응하는 영역(예컨대, 표시 영역(DA)과 중첩되는 영역)으로 설정되고, 주변 영역(NSA)은 비표시 영역(NDA)에 대응하는 영역(예컨대, 비표시 영역(NDA)과 중첩되는 영역)으로 설정될 수 있다. 이 경우, 표시 영역(DA) 상에 터치 입력이 제공될 때, 센서부(120)를 통해 상기 터치 입력을 검출할 수 있게 된다.
센서 기판(121)은 경성 또는 가요성의 기판일 수 있으며, 이외에도 적어도 한 층의 절연막으로 구성될 수 있다. 또한, 센서 기판(121)은 투명 또는 반투명의 투광성 기판일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 즉, 본 발명에서 센서 기판(121)의 재료 및 그 물성이 특별히 한정되지는 않는다. 예컨대, 센서 기판(121)은 유리 또는 강화 유리로 구성된 경성 기판, 또는 플라스틱 또는 금속 재질의 박막 필름으로 구성된 가요성 기판일 수 있다. 또한, 실시예에 따라서는 표시부(110)를 구성하는 적어도 하나의 기판(예컨대, 표시 기판(111), 봉지 기판 및/또는 박막 봉지층), 또는 표시부(110)의 내부 및/또는 외면에 배치되는 적어도 한 층의 절연막이나 기능막 등이 센서 기판(121)으로 이용될 수도 있다.
감지 영역(SA)은 터치 입력에 반응할 수 있는 영역(즉, 터치 센서의 활성 영역)으로 설정된다. 이를 위해, 상기 감지 영역(SA)에는 터치 입력을 감지하기 위한 센서 전극들(SEN)이 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 센서 전극들(SEN)은 구동 전극들(또는, 제1 센서 전극들)(TX) 및 감지 전극들(또는, 제2 센서 전극들)(RX)을 포함할 수 있다. 상기 구동 전극들(TX) 및 감지 전극들(RX)에 의해 상호 정전용량 방식의 터치 센서가 구현될 수 있다.
실시예에 따라, 구동 전극들(TX) 및 감지 전극들(RX) 각각은, 금속 물질, 투명 도전성 물질 및 그 외 다양한 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함함으로써 도전성을 가질 수 있다. 일례로, 구동 전극들(TX) 및 감지 전극들(RX)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, 구동 전극들(TX) 및 감지 전극들(RX)은, 은나노와이어(AgNW), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide), 카본나노튜브(Carbon Nano Tube), 그래핀(graphene) 등을 비롯한 다양한 투명 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 외에도 구동 전극들(TX) 및 감지 전극들(RX)은, 다양한 도전 물질 중 적어도 하나를 포함함으로써, 도전성을 가질 수 있다. 또한, 구동 전극들(TX) 및 감지 전극들(RX) 각각은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있으며, 그 단면 구조가 특별히 한정되지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에서, 구동 전극들(TX) 및 감지 전극들(RX)은 서로 다른 방향을 따라 연장 및/또는 연결될 수 있다. 일례로, 구동 전극들(TX)은 감지 영역(SA)에서 X 방향을 따라 연장되고, 감지 전극들(RX)은 감지 영역(SA)에서 Y 방향을 따라 연장되어 구동 전극들(RX)과 교차할 수 있다. 또는, 다른 실시예에서 구동 전극들(TX)은 Y 방향을 따라 연장되고, 감지 전극들(RX)은 X 방향을 따라 연장될 수 있다. 이러한 구동 전극들(TX) 및 감지 전극들(RX)은 서로 이격될 수 있다. 일례로, 구동 전극들(TX)과 감지 전극들(RX)이 서로 교차할 경우, 이들의 사이(특히, 적어도 교차부)에는 적어도 한 층의 절연막(또는, 절연 패턴)이나 이격 공간이 위치될 수 있다.
또는, 다른 실시예에서 구동 전극들(TX) 및 감지 전극들(RX)은 서로 교차하지 않도록 감지 영역(SA)의 동일한 층 상에 분산될 수도 있다. 이 경우, 구동 전극들(TX) 및 감지 전극들(RX)의 사이에 층간 절연막을 배치할 필요가 없게 되며, 단일의 마스크 공정을 통해 구동 전극들(TX) 및 감지 전극들(RX)을 동시에 패터닝할 수 있게 된다. 이와 같이, 구동 전극들(TX) 및 감지 전극들(RX)을 동일한 층 상에 배치하게 되면, 마스크 공정을 최소화하여 터치 센서 및 이를 구비한 표시 장치(1)의 제조 비용을 절감할 수 있으며, 또한 상기 터치 센서 및 표시 장치(1)의 두께를 최소화할 수 있다.
이러한 구동 전극들(TX) 및 감지 전극들(RX)의 사이에는 상호 정전용량(Cse)이 형성된다. 상기 정전용량(Cse)은 해당 지점 또는 그 주변에서 발생하는 터치 입력에 따라 변화되며, 따라서 상기 정전용량(Cse)의 변화를 감지함에 의해 터치 입력을 검출할 수 있다.
한편, 센서부(120)의 주변 영역(NSA)에는 센서 전극들(SEN)을 센서 구동부(220) 등과 전기적으로 연결하기 위한 센서 배선들이 배치될 수 있다. 일례로, 주변 영역(NSA)에는, 각각의 구동 전극(TX)에 연결되는 다수의 구동 배선들과, 각각의 감지 전극(RX)에 연결되는 다수의 감지 배선들이 배치될 수 있다.
구동 회로부(20)는, 표시부(110)를 구동하기 위한 표시 구동부(210) 및 센서부(120)를 구동하기 위한 센서 구동부(220)를 포함한다. 실시예에 따라, 표시 구동부(210) 및 센서 구동부(220)는 서로 분리되어 구성되거나, 또는 이들의 적어도 일부분이 하나의 구동 IC(driver IC) 내에 함께 집적될 수 있다.
표시 구동부(210)는 표시부(110)에 전기적으로 연결되어 화소들(PXL)을 구동한다. 이를 위해, 표시 구동부(210)는 주사선들(SL)로 주사 신호를 공급하기 위한 주사 구동부, 데이터선들(DL)로 데이터 신호를 공급하기 위한 데이터 구동부, 상기 주사 구동부 및 데이터 구동부를 제어하기 위한 타이밍 제어부를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 주사 구동부, 데이터 구동부 및/또는 타이밍 제어부는 하나의 표시 IC(D-IC)의 내부에 집적될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 다른 실시예에서, 주사 구동부, 데이터 구동부 및/또는 타이밍 제어부는 표시부(110)에 내장될 수도 있다.
센서 구동부(220)는 센서부(120)에 전기적으로 연결되어 상기 센서부(120)를 구동한다. 일례로, 센서 구동부(220)는 터치 센서가 활성화되는 기간(예컨대, 터치 감지 기간) 동안 구동 전극들(TX)로 터치 구동 신호를 공급하면서, 상기 터치 구동 신호에 대응하는 감지 신호를 감지 전극들(RX)로부터 수신할 수 있다. 이를 위해, 센서 구동부(220)는, 터치 구동 회로 및 터치 감지 회로를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 터치 구동 회로 및 터치 감지 회로는 하나의 터치 IC(T-IC)의 내부에 집적될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
실시예에 따라, 터치 구동 회로는 구동 전극들(TX)과 전기적으로 연결되어, 상기 구동 전극들(TX)로 터치 구동 신호를 공급할 수 있다. 일례로, 터치 구동 회로는 구동 전극들(TX)로 순차적으로 터치 구동 신호를 공급할 수 있다. 한편, 터치 감지 회로는 감지 전극들(RX)과 전기적으로 연결되어, 상기 감지 전극들(RX) 각각으로부터 감지 신호를 수신한다. 이러한 터치 감지 회로는 상기 감지 신호를 이용하여 터치 입력을 검출한다.
상술한 표시 장치(1)는 터치 센서를 구비함으로써, 사용의 편의성을 제공한다. 예컨대, 사용자는 표시 영역(DA)에서 표시되는 영상을 보면서 화면을 터치하여 손쉽게 표시 장치(1)를 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다. 편의상, 도 2에서는 터치 센서(TS1)의 어느 한 채널을 중심으로 센서부(120) 및 센서 구동부(220)의 구성을 도시하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서(TS1)는, 상호 정전용량(Cse)을 형성하는 한 쌍의 구동 전극(TX) 및 감지 전극(RX)을 포함한다. 상기 구동 전극(TX) 및 감지 전극(RX)은 각각 터치 구동 회로(TDC) 및 터치 감지 회로(TSC)에 전기적으로 연결된다.
상기 터치 센서(TS1)의 구동 방법을 설명하면, 터치 감지 모드가 활성화되는 터치 감지 기간 동안 터치 구동 회로(TDC)로부터 각각의 구동 전극(TX)으로 터치 구동 신호(Sdr)가 공급된다. 실시예에 따라, 터치 구동 신호(Sdr)는 펄스파와 같이 소정의 주기를 가지는 교류 신호일 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이 센서부(120)가 복수의 구동 전극들(TX)을 포함할 경우, 터치 구동 회로(TDC)는 소정의 터치 감지 기간 동안 상기 구동 전극들(TX)로 순차적으로 터치 구동 신호(Sdr)를 공급할 수 있다. 그러면, 각각의 구동 전극(TX)이 그 주변의 감지 전극들(RX)과 형성하는 상호 정전용량(Cse)에 의해, 상기 구동 전극(TX)에 인가된 터치 구동 신호(Sdr)에 대응하는 감지 신호(Sse)가 감지 전극들(RX)을 통해 출력된다. 이러한 감지 신호(Sse)는 터치 감지 회로(TSC)로 입력되어 터치 입력의 검출에 이용된다.
실시예에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이 센서부(120)가 다수의 감지 전극들(RX)을 포함할 경우, 터치 감지 회로(TSC)는 각각의 감지 전극(RX)에 전기적으로 연결되는 다수의 감지 채널들(또는, 수신 채널들)(222)을 구비할 수 있다. 이러한 터치 감지 회로(TSC)는 상기 감지 채널들(222)을 통해 감지 전극들(RX) 각각으로부터 감지 신호(Sse)를 수신하고, 수신된 감지 신호들(Sse)을 종합하여 터치 입력을 검출한다.
한편, 실시예에 따라서는 각각의 감지 전극(RX)이, 상기 감지 전극(RX)에 연결된 증폭기(AMP)(또는 상기 증폭기(AMP)를 구비한 아날로그 프론트 엔드(analog front end: AFE))와 함께 각각의 감지 채널(222)을 구성하는 것으로도 볼 수 있을 것이다. 다만, 설명의 편의를 위하여 이하에서는 센서부(120)에 제공되는 감지 전극들(RX)과, 터치 감지 회로(TSC)의 신호 수신부를 구성하는 감지 채널들(222)을 서로 구분하여 설명하기로 한다.
터치 감지 회로(TSC)는 각각의 감지 전극(RX)으로부터 입력되는 감지 신호(Sse)를 증폭, 변환 및 신호 처리하고, 그 결과에 따라 터치 입력을 검출한다. 이를 위해, 터치 감지 회로(TSC)는 각각의 감지 전극(RX)에 대응하는 각각의 감지 채널(222)과, 상기 감지 채널(222)에 연결되는 아날로그 디지털 변환기(analog-to-digital converter: ADC)(224) 및 프로세서(226)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 각각의 감지 채널(222)은 이에 대응하는 감지 전극(RX)으로부터 감지 신호(Sse)를 수신하는 AFE로 구성될 수 있다. 일례로, 각각의 감지 채널(222)은 OP 앰프(operational amplifier)와 같은 적어도 하나의 증폭기(AMP)를 포함하는 AFE로 구현될 수 있다.
상기 감지 채널(222)은 제1 입력 단자(IN1)(예컨대, 증폭기(AMP)의 반전 입력 단자) 및 제2 입력 단자(IN2)(예컨대, 증폭기(AMP)의 비반전 입력 단자)를 구비하며, 상기 제1 및 제2 입력 단자(IN1, IN2)의 전압 차에 대응하는 출력 신호를 발생할 수 있다. 예컨대, 상기 감지 채널(222)은 제1 및 제2 입력 단자(IN1, IN2)의 차전압을 소정의 게인(gain)에 대응하는 정도로 증폭(즉, 차분 증폭)하여 출력할 수 있다.
실시예에 따라, 복수의 감지 전극들(RX) 및 이에 대응하는 복수의 감지 채널들(222)이 구비될 때, 감지 채널들(222) 각각의 제1 입력 단자(IN1)는 감지 전극들(RX) 중 서로 다른 감지 전극(RX)에 연결될 수 있다. 예컨대, 감지 전극들(RX) 및 감지 채널들(222)은 1:1로 연결될 수 있다. 이 경우, 감지 채널들(222) 각각의 제1 입력 단자(IN1)로는 감지 전극들(RX) 중 어느 하나로부터의 감지 신호(Sse)가 입력될 수 있다.
각각의 감지 채널(222)의 제2 입력 단자(IN2)는 기준 전위 단자일 수 있으며, 일례로 상기 제2 입력 단자(IN2)는 접지 전원(GND)과 같은 기준 전압원(레퍼런스 전압원)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 감지 채널(222)은 제2 입력 단자(IN2)의 전위를 기준으로, 제1 입력 단자(IN1)로 입력되는 감지 신호(Sse)를 증폭하여 출력한다. 즉, 각각의 감지 채널(222)은, 제1 입력 단자(IN1)를 통해 해당 감지 전극(RX)으로부터 감지 신호(Sse)를 수신하고, 제1 입력 단자(IN1)의 전압과 제2 입력 단자(IN2)의 전압의 전압 차에 대응하는 신호(차전압)를 증폭하여 출력함으로써, 감지 신호(Sse)를 증폭할 수 있다.
실시예에 따라, 증폭기(AMP)는 적분기로 구현될 수 있다. 이 경우, 증폭기(AMP)의 제1 입력 단자(IN1)와 출력 단자(OUT1)의 사이에는 용량소자(Ca) 및 리셋 스위치(SWr)가 서로 병렬로 연결될 수 있다.
ADC(224)는 각각의 감지 채널(222)로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 실시예에 따라, ADC(224)는 각각의 감지 전극(RX)에 상응하는 각각의 감지 채널(222)에 1:1로 대응하도록 감지 전극들(RX)의 개수만큼 구비될 수 있다. 또는, 다른 실시예에서, 적어도 두 개의 감지 채널들(222)이 하나의 ADC(224)를 공유할 수도 있다. 이 경우, 감지 채널들(222)과 ADC(224)의 사이에는 채널 선택을 위한 스위치가 추가적으로 구비될 수 있다.
프로세서(226)는 각각의 감지 전극(RX)으로부터 출력된 감지 신호(Sse)를 이용하여 터치 입력을 검출한다. 예컨대, 프로세서(226)는 복수의 감지 전극들(RX) 각각으로부터 해당 감지 채널(222) 및 ADC(224)를 경유하여 입력되는 신호(즉, 증폭 및 디지털 변환된 감지 신호(Sse))를 분석이 가능한 소정의 형태로 신호 처리하고, 상기 감지 전극들(RX)로부터 출력된 감지 신호들(Sse)을 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, 터치 감지 회로(TSC)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.
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 터치 센서(TS1)는 표시부(110) 등과 결합될 수 있다. 일례로, 센서부(120)는 표시부(110)와 일체로 제작되거나, 또는 표시부(110)와 별도로 제작된 이후 상기 표시부(110)의 적어도 일면 상에 부착될 수 있다. 즉, 표시부(110) 및 센서부(120)는 서로 근접하여 배치될 수 있으며, 예컨대 가까운 거리에 서로 중첩되도록 배치될 수 있다.
이와 같이, 표시부(110) 및 센서부(120)가 서로 근접하여 배치되면, 상기 표시부(110) 및 센서부(120)의 사이에는 터치 센서(TS1)의 감도에 영향을 미칠 수 있을 정도의 기생 용량(parasitic capacitance)이 형성될 수 있다. 일례로, 센서부(120)의 구동 전극들(TX) 및 감지 전극들(RX)은, 표시부(110)의 내부에 구성되는 캐소드 전극 또는 공통 전극 등에 근접하여 상기 캐소드 전극 또는 공통 전극 등과 중첩될 수 있다. 이에 따라, 표시부(110) 및 센서부(120)의 사이에는 비교적 큰 기생 용량이 형성되게 되며, 이러한 기생 용량의 커플링 작용에 의해, 표시부(110)에 인가되는 표시 구동 신호 등으로 인한 표시 노이즈가 센서부(120)로 전달될 수 있다.
일례로, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치(1)에 있어서, 표시부(110)는 박막 봉지층을 구비한 유기 발광 표시 패널일 수 있고, 센서부(120)는 상기 박막 봉지층의 일면(예컨대, 상부면) 상에 구동 전극들(TX) 및 감지 전극들(RX)이 직접 형성된 온-셀(On-cell) 타입의 센서 전극들(SEN)로 구성될 수 있다. 이 경우, 표시부(110)에 구비된 적어도 하나의 전극(일례로, 캐소드 전극)과, 센서 전극들(SEN)이 서로 근접하게 위치된다. 이에 따라, 표시부(110)를 구동함에 따른 노이즈(예컨대, 공통 모드 노이즈(common mode noise))가 센서부(120)로 유입되어 터치 센서(TS1)의 감도를 저하시킬 수 있다.
구체적으로, 센서부(120)로 전달된 노이즈는 감지 신호들(Sse)의 리플을 야기하게 된다. 이로 인해, 터치 센서(TS1)의 신호대잡음비(signal to noise ratio: SNR)가 감소하면서 터치 감도가 저하될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 노이즈로 인한 터치 센서(TS)의 오작동을 방지하고 고감도로 터치 입력을 감지할 수 있도록 한 터치 센서(TS) 및 이를 구비한 표시 장치(1)와 관련한 다양한 실시예들을 제공하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서의 센서부로 전달되는 노이즈 레벨을 나타낸다. 구체적으로, 도 3은 패드부로부터의 거리에 따른 노이즈의 크기 변화를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 터치 센서(TS1)의 센서부(120) 내에서도, 그 위치에 따라 상이한 정도의 노이즈가 전달될 수 있다. 예컨대, 센서부(120) 내에서도, 표시부(110) 및/또는 센서부(120)의 패드부와 인접한 영역(일례로, 하단 영역)으로부터 상기 패드부와 먼 영역(일례로, 상단 영역)으로 갈수록 노이즈의 레벨(예컨대, 노이즈 전압)이 점진적으로 증가할 수 있다. 따라서, 센서부(120)의 각 위치에 따른 노이즈 레벨을 고려하여 상기 센서부(120)로 유입되는 노이즈를 효과적으로 제거할 필요가 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다. 그리고, 도 5는 도 4의 I-I'선에 따른 단면의 일례를 나타낸다. 도 4 및 도 5에 도시된 터치 센서(TS2)는, 일례로 도 1의 표시 장치(1) 내에 구성될 수 있을 것이나, 이에 한정되지는 않는다. 즉, 도 4 및 도 5의 터치 센서(TS2)는 표시 장치(1)를 비롯한 다양한 전자 장치 내에 구성될 수 있을 것이다. 도 4 및 도 5에서, 도 1 및 도 2의 실시예와 유사 또는 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 의한 터치 센서(TS2)는, 센서부(120)에 분산된 다수의 구동 전극들(TX1 내지 TX8) 및 감지 전극들(RX1 내지 RX4)과, 각각 상기 구동 전극들(TX1 내지 TX8) 및 감지 전극들(RX1 내지 RX4)에 연결되는 다수의 구동 배선들(또는, 제1 센서 배선들)(TXL1 내지 TXL8) 및 감지 배선들(또는, 제2 센서 배선들)(RXL1 내지 RXL4)을 포함한다. 실시예에 따라, 구동 전극들(TX1 내지 TX8) 및 감지 전극들(RX1 내지 RX4)은 센서부(120)의 동일한 층 상에 서로 이격되어 배치될 수 있다.
예컨대, 감지 전극들(RX1 내지 RX4) 각각은 감지 영역(SA)에서 제1 방향(예컨대, Y 방향)을 따라 연장되어 상기 센서부(120)의 소정 열에 배치될 수 있다. 이러한 감지 전극들(RX1 내지 RX4) 각각은 이에 대응하는 어느 하나의 감지 채널(222)에 연결된다. 예컨대, 감지 전극들(RX1 내지 RX4) 각각은 감지 채널들(222) 중 어느 하나의 제1 입력 단자(IN1)에 연결될 수 있다.
구동 전극들(TX1 내지 TX8) 각각은, 감지 영역(SA)에서 제1 방향 및 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향(예컨대, X 방향)을 따른 소정의 좌표 지점(예컨대, 소정의 XY 좌표 지점)에 대응하는 위치에 분산된 복수의 분할 전극들(TXd)로 구성될 수 있다. 또한, 감지 영역(SA)의 동일한 행에 배치된 분할 전극들(TXd)은 센서부(120)의 내부 및/또는 외부에서 각각의 구동 배선(TXL1 내지 TXL8 중 어느 하나)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 일례로, 감지 영역(SA)의 첫 번째 행에 배치된 분할 전극들(TXd)이 서로 연결되어, 제1 구동 전극(TX1)을 구성할 수 있다. 이러한 구동 전극들(TX1 내지 TX8)은 터치 구동 회로(TDC)에 연결되어, 상기 터치 구동 회로(TDC)로부터 터치 구동 신호(Sdr)를 공급받을 수 있다.
실시예에 따라, 구동 배선들(TXL1 내지 TXL8) 및 감지 배선들(RXL1 내지 RXL4)도, 센서부(120) 내에서 구동 전극들(TX1 내지 TX8) 및 감지 전극들(RX1 내지 RX4)과 동일한 층 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 센서부(120)에서, 구동 배선들(TXL1 내지 TXL8) 각각은 이에 대응하는 구동 전극(TX1 내지 TX8 중 어느 하나)(또는, 상기 구동 전극을 구성하는 분할 전극들(TXd) 중 어느 하나)에 일체로 연결되고, 감지 배선들(RXL1 내지 RXL4) 각각은 이에 대응하는 감지 전극(RX1 내지 RX4 중 어느 하나)에 일체로 연결될 수 있다.
또한, 본 실시예에 의한 터치 센서(TS2)는, 감지 전극들(RX1 내지 RX4)의 주변에 배치되는 노이즈 검출 전극(NS)을 더 포함한다. 실시예에 따라, 노이즈 검출 전극(NS)은 센서부(120) 내에서 구동 전극들(TX1 내지 TX8) 및 감지 전극들(RX1 내지 RX4)과 동일한 층 상에, 상기 구동 전극들(TX1 내지 TX8) 및 감지 전극들(RX1 내지 RX4)로부터 이격되도록 배치될 수 있다. 이러한 노이즈 검출 전극(NS)으로는, 감지 전극들(RX1 내지 RX4)로 유입되는 노이즈와 실질적으로 동일 또는 유사한 특성(예컨대, 크기 및/또는 파형)을 가지는 노이즈(Sno)가 전달될 수 있다.
실시예에 따라, 노이즈 검출 전극(NS)은, 감지 영역(SA)의 외곽에 배치되는 제1 전극부(NSe1)와, 상기 제1 전극부(NSe1)로부터 감지 영역(SA)의 내부로 연장되는 제2 전극부(NSe2)를 포함할 수 있다. 일례로, 제1 전극부(NSe1)는 감지 영역(SA)을 둘러싸도록 배치되고, 제2 전극부(NSe2)는 감지 영역(SA)의 내부에서 감지 전극들(RX1 내지 RX4)과 동일한 방향으로 연장되어, 상기 감지 전극들(RX1 내지 RX4) 중 적어도 하나의 감지 전극에 이웃하여 나란히 배치될 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 상기 제1 전극부(NSe1) 및 제2 전극부(NSe2)는 일체로 연결될 수 있다.
또는, 다른 실시예에서 노이즈 검출 전극(NS)은 센서부(120)의 내부에서는 서로 분리되도록 형성되고, 상기 센서부(120)의 외부에서 하나로 연결될 수 있다. 즉, 노이즈 검출 전극(NS)은 센서부(120)의 내부 및/또는 외부(예컨대, 상기 센서부(120)에 연결되는 연성 회로 기판)에서 서로 연결될 수 있다. 이와 같이 노이즈 검출 전극(NS)을 하나로 연결할 경우, 센서부(120) 및/또는 연성 회로 기판 등의 배선 수를 최소화할 수 있다.
이러한 노이즈 검출 전극(NS)은 감지 채널들(222)의 제2 입력 단자(IN2)에 연결될 수 있다. 예컨대, 노이즈 검출 전극(NS)은 감지 채널들(222) 각각의 제2 입력 단자(IN2)에 공통으로 연결될 수 있다.
한편, 구동 전극들(TX1 내지 TX8), 감지 전극들(RX1 내지 RX4) 및 노이즈 검출 전극(NS)의 상부에는 적어도 한 층의 절연막(INS)이 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 구동 전극들(TX1 내지 TX8), 감지 전극들(RX1 내지 RX4) 및 노이즈 검출 전극(NS)의 안정성을 확보할 수 있다.
상술한 실시예에서, 감지 채널들(222) 각각은, 감지 전극들(RX1 내지 RX4) 중 어느 하나에 연결되는 제1 입력 단자(IN1)와, 노이즈 검출 전극(NS)에 연결되는 제2 입력 단자(IN2)를 구비한다. 실시예에 따라, 상기 제2 입력 단자(IN2)는 증폭 회로(APC1)를 경유하여 노이즈 검출 전극(NS)에 연결될 수 있다. 이러한 감지 채널들(222)은 각각의 제1 및 제2 입력 단자(IN1, IN2)의 전압 차에 대응하는 출력 신호를 발생한다.
상술한 실시예에 의하면, 노이즈 검출 전극(NS)을 이용하여 센서부(120)로 유입되는 노이즈(Sno)를 검출하고, 검출된 노이즈(Sno)를 이용하여 각각의 감지 채널(222)의 내부에서, 감지 신호(Sse)에 포함된 노이즈 성분을 제거할 수 있다. 구체적으로, 각각의 감지 채널(222)은, 해당 감지 전극(RX1 내지 RX4 중 어느 하나)으로부터 제1 입력 단자(IN1)로 입력되는 감지 신호(Sse)와, 노이즈 검출 전극(NS)으로부터 제2 입력 단자(IN2)로 입력되는 노이즈(Sno)를 차분하여 증폭한다. 이에 따라, 각각의 감지 채널(222)의 내부에서, 감지 신호(Sse)에 포함된 노이즈 성분을 상쇄 또는 저감할 수 있게 된다.
각각의 감지 채널(222)에서 출력되는 아날로그 형태의 출력 신호(Sse')는 ADC(224)에서 디지털 값으로 변환된 이후 프로세서(226)로 입력되어, 터치 입력의 검출에 이용된다. 실시예에 따라, ADC(224)는 노이즈(Sno)의 전위를 기준으로, 각 감지 채널(222)의 출력 신호(Sse')를 디지털 값으로 변환할 수 있다. 이를 위해, ADC(224)의 기준 전위 단자는, 감지 채널(222)의 제2 입력 단자(IN2)와 함께 노이즈 검출 전극(NS)에 연결될 수 있다. 즉, 본 실시예에서 터치 감지 회로(TSC)의 기준 전위는 노이즈(Sno)의 전위에 대응하여 변동될 수 있다. 따라서, 터치 감지 회로(TSC)의 내부에서 감지 신호(Sse)에 실린 노이즈 성분이 제거 또는 저감될 수 있다.
추가적으로, 본 실시예에 의한 터치 센서(TS2)는, 노이즈 검출 전극(NS)과 감지 채널들(222)의 사이에 연결되는 증폭 회로(APC1)를 더 포함할 수 있다. 상기 증폭 회로(APC1)는 적어도 하나의 게인 증폭기(AMPg)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 게인 증폭기(AMPg)는, 노이즈 검출 전극(NS)에 연결되는 제3 입력 단자(IN3)와, 소정의 기준 전압원(예컨대, 접지 전원)에 연결되는 제4 입력 단자(IN4)를 포함할 수 있다. 한편, 도 4의 Ra 및 Rb는 게인 증폭기(AMPg)의 입출력 임피던스를 도시한 것이다. 실시예에 따라, 게인 증폭기(AMPg)의 출력 단자(OUT2)는 적어도 하나의 게인 저항(또는, 출력 저항)(Rg)을 경유하여 감지 채널들(222)(특히, 각각의 제2 입력 단자(IN2))에 연결될 수 있다.
상술한 증폭 회로(APC1)는, 노이즈 검출 전극(NS)으로부터 입력되는 노이즈(Sno)를 소정의 게인 값에 따라 증폭하여 감지 채널들(222)로 공급한다. 특히, 증폭 회로(APC1)의 게인 값은, 각각의 감지 채널(222)의 내부에서 감지 신호(Sse)의 노이즈 성분이 효과적으로 상쇄될 수 있도록 설정될 수 있다. 일례로, 센서부(120)의 하단 영역(예컨대, 제8 구동 전극(TX8)이 배치되는 영역)으로부터 상단 영역(예컨대, 제1 구동 전극(TX1)이 배치되는 영역)으로 갈수록 노이즈(Sno)의 크기가 점진적으로 증가된다고 할 때, 노이즈 상쇄(noise cancellation) 효과가 극대화될 수 있도록 각각의 구동 전극(TX1 내지 TX8 중 어느 하나)이 구동되는 복수의 서브 기간들 중 적어도 하나의 서브 기간마다 증폭 회로(APC1)의 게인 값을 변경할 수 있다.
도 6은 도 4에 도시된 터치 센서의 노이즈 게인 조정 방법과 관련한 실시예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 구동 전극들(TX1 내지 TX8)이 순차적으로 구동되는 한 주기(P1)는, 각각의 구동 전극(TX1 내지 TX8 중 어느 하나)으로 터치 구동 신호(Sdr)가 공급되는 복수의 서브 기간들(SP1 내지 SP8)로 구성될 수 있다. 그리고, 각각의 서브 기간(SP1 내지 SP8 중 어느 하나)마다 노이즈 상쇄 효과가 극대화되도록 증폭 회로(APC1)의 게인 값(G1 내지 G8)을 조정할 수 있다. 일례로, 제i(i는 자연수) 구동 전극(TXi)이 구동되는 i번째 서브 기간(SPi) 동안, 증폭 회로(APC1)는 상기 구동 전극(TXi)의 위치에 대응하는 소정의 게인 값(Gi)을 가질 수 있다.
한편, 도 6의 실시예에는 각각의 서브 기간(SP1 내지 SP8 중 어느 하나)마다 증폭 회로(APC1)의 게인 값(G1 내지 G8)이 변경되는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 본 발명의 다른 실시예에서는 적어도 두 개의 서브 기간(SP1 내지 SP8 중 적어도 두 개) 단위로 증폭 회로(APC1)의 게인 값(G1 내지 G8)이 변경될 수도 있을 것이다.
도 4 내지 도 6의 실시예에 의한 터치 센서(TS2) 및 이를 구비하는 표시 장치(1)에 의하면, 노이즈 검출 전극(NS)을 이용하여 센서부(120)로 유입되는 노이즈(Sno)를 검출하고, 검출된 노이즈(Sno)를 이용하여 감지 신호(Sse)에 포함된 노이즈 성분을 효과적으로 제거할 수 있다. 이에 따라, 노이즈(Sno)에 의한 터치 센서(TS2)의 오작동을 방지하고, 고감도로 터치 입력을 감지할 수 있다. 일례로, 본 발명의 실시예에 의하면, 센서부(120)가 표시부(110)의 적어도 하나의 구동 전극과 인접하여 배치되는 경우에도, 터치 센서(TS2)의 SNR을 개선할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 의하면, 센서부(120)를 구성하는 도전 패턴들(예컨대, 구동 전극들(TX1 내지 TX8) 및 구동 배선들(TXL1 내지 TXL8), 감지 전극들(RX1 내지 RX4) 및 감지 배선들(RXL1 내지 RXL4), 및 노이즈 검출 전극(NS))을 모두 센서부(120)의 동일한 층 상에 배치할 수 있다. 이에 따라, 상기 도전 패턴들을 동일한 마스크 공정을 통해 동시에 형성할 수 있게 된다. 따라서, 터치 센서(TS2)를 제조하기 위한 마스크 공정이 최소화되며, 이에 따라 상기 터치 센서(TS2) 및 이를 구비하는 표시 장치(1)의 제조 비용을 절감할 수 있다. 또한, 상기 도전 패턴들을 동일한 층 상에 배치함으로써 터치 센서(TS2) 및 이를 구비하는 표시 장치(1)의 두께를 최소화할 수 있다.
도 7은 도 4에 도시된 센서부의 다른 실시예를 나타낸다. 도 7에서, 도 4의 실시예와 유사 또는 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7을 참조하면, 감지 전극들(RX1 내지 RX4) 각각은 적어도 중앙부가 개구될 수 있다. 일례로, 감지 전극들(RX1 내지 RX4) 각각은 내측에 배치된 개구부(OP1)를 포함하며, 각각의 개구부(OP1)는 감지 전극들(RX1 내지 RX4)과 동일한 방향(즉, 제1 방향)을 따라 연장될 수 있다.
각 개구부(OP1)의 내부에는 노이즈 검출 전극(NS)의 제2 전극부(NSe2)가 배치될 수 있다. 일례로, 상기 제2 전극부(NSe2)는, 감지 전극들(RX1 내지 RX4) 각각의 개구부(OP) 내에 위치하도록 상기 노이즈 검출 전극(NS)의 제1 전극부(NSe1)로부터 다수의 갈래로 분기될 수 있다. 여기서, 제2 전극부(NSe2)는 각각의 감지 전극(RX1 내지 RX4 중 어느 하나)으로부터 소정 거리 이상 이격되도록 배치될 수 있고, 이에 따라 감지 전극들(RX1 내지 RX4)과 노이즈 검출 전극(NS) 사이의 전기적 안정성(예컨대, 절연성)을 확보할 수 있다.
상술한 실시예와 같이, 노이즈 검출 전극(NS)(예컨대, 제2 전극부(NSe2))을 각각의 감지 전극(RX1 내지 RX4 중 어느 하나)에 의해 둘러싸이도록 감지 전극들(RX1 내지 RX4)의 중앙부에 배치하게 되면, 구동 전극들(TX1 내지 TX8)과 노이즈 검출 전극(NS)의 사이에 감지 전극들(RX1 내지 RX4)이 배치되게 된다. 이에 의해, 노이즈 검출 전극(NS)으로부터 검출되는 노이즈(Sno)가 터치 구동 신호(Sdr)에 의해 변동되는 것을 방지 또는 저감할 수 있다. 따라서, 도 7의 실시예에 의하면, 센서부(120)로 유입되는 노이즈(Sno)를 보다 높은 정확도로 검출함으로써, 노이즈 보상(또는, 상쇄) 효율을 향상시킬 수 있다.
도 8 내지 도 11은 도 4에 도시된 센서부의 또 다른 실시예들을 나타내는 것으로서, 각각 도 4의 센서부에 대한 서로 다른 변경 실시예를 나타낸다. 도 8 내지 도 11에서, 도 4의 실시예와 유사 또는 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 8을 참조하면, 구동 배선들(TXL) 각각은, 이에 연결되는 구동 전극(TX1 내지 TX8 중 어느 하나)의 위치에 대응하는 단수의 계단 형상을 가질 수 있다. 또한, 각각의 제2 전극부(NSe2)는 구동 배선들(TXL)의 계단 형상에 상응하는 계단 형상을 가지면서, 상기 구동 배선들(TXL)의 주변에 배치될 수 있다. 예컨대, 각각의 제2 전극부(NSe2)는 이에 이웃한 구동 배선들(TXL)의 계단 형상과 상보적인 계단 형상을 가지면서, 상기 구동 배선들(TXL)로부터 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 각각의 제2 전극부(NSe2)는 복수의 세선들(fine lines)이 결합된 메쉬 구조를 가질 수 있다.
도 8의 실시예에 의하면, 구동 배선들(TXL) 각각을 계단 형상으로 형성함에 따라 확보된 공간에 노이즈 검출 전극(NS)의 제2 전극부(NSe2)를 배치한다. 이에 따라, 도 4의 실시예 대비 감지 영역(SA)의 내부 공간을 효과적으로 활용할 수 있다. 즉, 도 8의 실시예에서는 제2 전극부(NSe2)를 형성하기 위한 공간 확보를 위하여 구동 전극들(TX1 내지 TX8)과 감지 전극들(RX1 내지 RX4) 사이의 거리를 증가시킬 필요가 없게 된다. 이에 따라, 구동 전극들(TX1 내지 TX8)과 감지 전극들(RX1 내지 RX4) 사이의 상호 정전용량(Cse)의 크기를 충분히 확보하여 고감도로 터치 입력을 감지할 수 있다.
도 9를 참조하면, 각각의 제2 전극부(NSe2)는 판형 구조를 가질 수 있다. 또는, 다른 실시예에서 상기 제2 전극부(NSe2)는 도 8 및 도 9에 도시된 메쉬 구조 및 판형 구조가 결합된 복합 구조(일례로, 판형 전극층과 메쉬형 전극층이 적층된 다층 구조)를 가질 수도 있다.
도 9의 실시예에 의하면, 도 8의 실시예 대비 노이즈 검출 전극(NS)의 면적을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 센서부(120)로 유입되는 노이즈(Sno)를 보다 효과적으로 검출할 수 있다.
도 10을 참조하면, 센서부(120)는 각각의 제2 전극부(NSe2)에 이웃하여, 상기 제2 전극부(NSe2)와 함께 계단형 패턴부를 구성하는 더미 패턴들(DMP)을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 각각의 제2 전극부(NSe2)와 이에 인접한 더미 패턴들(DMP)은 구동 배선들(TXL)의 계단 형상에 대응하여 점진적으로 변화되는 길이를 가지면서 상기 구동 배선들(TXL)의 주변에 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 각각의 제2 전극부(NSe2)는 제1 전극부(NSe1)에 연결되어 상기 제1 전극부(NSe1)와 함께 노이즈 검출 전극(NS)을 구성할 수 있다. 이러한 각각의 제2 전극부(NSe2)는 적어도 하나의 세선으로 구성될 수 있다. 그리고, 각각의 더미 패턴(DMP)은 플로우팅된 개별 패턴을 가질 수 있다. 일례로, 상기 제2 전극부(NSe2) 및 더미 패턴들(DMP)은 각각이 제1 방향을 따라 연장된 세선 형상(또는, 세선 구조)을 가지면서, 서로 이격되어 나란히 배치될 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 적어도 하나의 제2 전극부(NSe2)는 감지 전극들(RX1 내지 RX4) 중 어느 하나에 근접하도록 배치될 수 있다. 즉, 실시예에 따라, 제2 전극부(NSe2)의 형상 및/또는 구조와, 그 위치는 다양하게 변경될 수 있다.
도 10의 실시예에 의하면, 각 열의 구동 배선들(TXL)에 인접하여 계단형 패턴부를 구성하는 세선 형상의 패턴들 중, 각각의 감지 전극(RX1 내지 RX4 중 어느 하나)에 가장 근접한 패턴은 제1 전극부(NSe1)에 연결하여 노이즈 검출 전극(NS)으로 이용하고, 나머지 패턴들은 플로우팅시켜 더미 패턴들(DMP)을 형성한다. 이에 의해, 도 8의 실시예 대비 구동 전극들(TX1 내지 TX8)과 노이즈 검출 전극(NS)(특히, 제2 전극부(NSe2))와의 이격 거리를 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 터치 구동 신호(Sdr)에 의한 노이즈(Sno)의 변동을 방지 또는 저감함으로써, 센서부(120)로 유입된 노이즈(Sno)를 보다 효과적으로 검출할 수 있다.
도 11을 참조하면, 감지 전극들(RX1 내지 RX4) 각각은 내측에 배치된 적어도 하나의 개구부(OP)를 더 포함할 수 있다. 일례로, 감지 전극들(RX1 내지 RX4) 각각은 일정한 간격 및/또는 형상으로 반복되는 복수의 개구부들(OP)을 포함할 수 있다. 또한, 노이즈 검출 전극(NS)은 각각의 개구부(OP) 내에, 각각의 감지 전극(RX1 내지 RX4 중 어느 하나)로부터 이격되어 배치되는 제3 전극부(NSe3)를 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 제3 전극부(NSe3)는 제1 및 제2 전극부(NSe1, NSe2)와 일체로 연결될 수 있다.
한편, 도 11에서는 도 10의 실시예에 의한 센서부(120)에, 제3 전극부(NSe3)를 추가한 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 본 발명의 다른 실시예에서는, 도 8 또는 도 9의 실시예에 의한 센서부(120)에 제3 전극부(NSe3)를 추가할 수도 있을 것이다.
도 11의 실시예에 의하면, 일례로 도 10의 실시예 대비 노이즈 검출 전극(NS)의 면적을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 센서부(120)로 유입되는 노이즈(Sno)를 보다 효과적으로 검출할 수 있다. 또한, 상술한 실시예에 의하면, 감지 전극들(RX1 내지 RX4)과 가장 근접한 위치에서 노이즈 검출 전극(NS)의 면적을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 감지 전극들(RX1 내지 RX4)로 유입되는 노이즈와 보다 유사한 특성(예컨대, 크기 및/또는 파형)을 가지는 노이즈(Sno)를 검출함으로써, 노이즈 보상(상쇄) 효율을 향상시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다. 도 12에서, 앞서 상술한 실시예들과 유사 또는 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 12를 참조하면, 도 4 내지 도 11의 실시예와 비교하여 구동 전극들(TX1 내지 TX4) 및 감지 전극들(RX1 내지 RX8)의 배치 구조가 서로 반대로 변경될 수 있다. 예컨대, 감지 전극들(RX1 내지 RX8) 각각은, 제1 방향(일례로, Y 방향) 및 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향(일례로, X 방향)을 따른 각각의 좌표 지점에 대응하여 감지 영역(SA)에 분산된 복수의 분할 전극들(RXd)로 구성될 수 있다.
또한, 감지 영역(SA)의 동일한 행에 배치된 분할 전극들(RXd)은 센서부(120)의 내부 및/또는 외부에서 각각의 감지 배선(RXL1 내지 RXL8 중 어느 하나)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 일례로, 감지 영역(SA)의 첫 번째 행에 배치된 분할 전극들(RXd)이 서로 연결되어, 제1 감지 전극(RX1)을 구성할 수 있다. 이러한 감지 전극들(RX1 내지 RX8) 각각은 감지 채널들(222) 중 어느 하나의 제1 입력 단자(IN1)에 연결될 수 있다.
한편, 구동 전극들(TX1 내지 TX4) 각각은 감지 영역(SA)에서 제1 방향(일례로, Y 방향)을 따라 연장될 수 있다. 이러한 구동 전극들(TX1 내지 TX4)은 터치 구동 회로(TDC)에 연결되어, 상기 터치 구동 회로(TDC)로부터 터치 구동 신호(Sdr)를 공급받을 수 있다.
상술한 실시예에 의하면, 일례로 도 4 및 도 8 등에 도시된 실시예 대비 감지 전극들(RX1 내지 RX8)의 총 면적이 감소하게 된다. 이에 따라, 센서부(120)의 외부(일례로, 표시부(110))로부터 상기 감지 전극들(RX1 내지 RX8)로 유입되는 노이즈를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 의한 터치 센서(TS3)에서는 감지 배선들(RXL) 각각을 계단 형상으로 형성한다. 일례로, 감지 배선들(RXL)은 해당 감지 전극(RX1 내지 RX8 중 어느 하나)의 위치에 대응하는 단수의 계단 형상을 가질 수 있다. 그리고, 이에 의해 확보된 공간에 노이즈 검출 전극(NS)의 제2 전극부(NSe2)를 배치한다. 일례로, 상기 제2 전극부(NSe2)는 감지 배선들(RXL)의 계단 형상에 상응하는 계단 형상을 가지면서 상기 감지 배선들(RXL)의 주변에 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 상기 제2 전극부(NSe2)는 메쉬 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상술한 실시예에 의하면, 구동 전극들(TX1 내지 TX4)과 감지 전극들(RX1 내지 RX8) 사이의 거리를 증가시키지 않고도 제2 전극부(NSe2)를 배치할 공간을 확보할 수 있게 된다. 이에 따라, 고감도로 터치 입력을 감지할 수 있다.
추가적으로, 본 실시예에 의한 터치 센서(TS3)에서, 증폭 회로(APC2)는 게인 증폭기(AMPg)의 출력 단자(OUT2)에 서로 병렬로 연결된 복수의 게인 저항들(또는, 출력 저항들)(Rg1 내지 Rg8)을 포함할 수 있다. 상기 게인 저항들(Rg1 내지 Rg8)은 감지 채널들(222) 중 서로 다른 감지 채널에 연결될 수 있다. 일례로, 증폭 회로(APC2)는 각각의 감지 채널(222)에 연결되는 복수의 게인 저항들(Rg1 내지 Rg8)을 포함할 수 있다. 또는, 다른 실시예에서 증폭 회로(APC2)는 적어도 두 개의 감지 채널들(222)로 구성된 그룹 단위로 구비된 복수의 게인 저항들(일례로, Rg1 내지 Rg8 중 일부)을 포함할 수도 있다.
상술한 실시예에 의하면, 게인 저항들(Rg1 내지 Rg8)의 저항 값을 독립적으로 조정함으로써, 각각의 감지 채널(222)로 입력되는 노이즈(Sno)의 크기를 독립적으로 제어할 수 있다. 따라서, 감지 전극들(RX1 내지 RX8)의 위치에 따라 상기 감지 전극들(RX1 내지 RX8)로 출력되는 감지 신호(Sse)에 상이한 정도(예컨대, 크기)의 노이즈 성분이 포함되더라도, 감지 채널(222)별로 제2 입력 단자(IN2)에 입력되는 노이즈(Sno)의 크기를 최적화하여 제어함으로써, 감지 신호(Sse)의 노이즈 성분을 효과적으로 제거할 수 있다. 이에 따라, 보다 높은 감도로 터치 입력을 검출할 수 있게 된다.
도 13 및 도 14는 도 12에 도시된 센서부의 다른 실시예들을 나타내는 것으로서, 각각 도 12의 센서부에 대한 서로 다른 변경 실시예를 나타낸다. 도 13 및 도 14에서, 앞서 설명한 실시예들과 유사 또는 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 13을 참조하면, 각각의 제2 전극부(NSe2)는 판형 구조를 가질 수 있다. 또는, 다른 실시예에서 상기 제2 전극부(NSe2)는 도 12 및 도 13에 도시된 메쉬 구조 및 판형 구조가 결합된 복합 구조(일례로, 판형 전극층과 메쉬형 전극층이 적층된 다층 구조)를 가질 수도 있다. 도 13의 실시예에 의하면, 도 12의 실시예 대비 노이즈 검출 전극(NS)의 면적을 증가시킴으로써, 센서부(120)로 유입되는 노이즈(Sno)를 보다 효과적으로 검출할 수 있다.
도 14를 참조하면, 센서부(120)는 감지 배선들(RXL)의 주변에 배치되는 더미 패턴들(DMP)을 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 더미 패턴들(DMP)은 이에 인접한 감지 배선들(RXL)의 계단 형상에 상응하여 점진적으로 변화되는 길이를 가지는 세선 형상의 플로우팅된 패턴들로 구현될 수 있다. 그리고, 노이즈 검출 전극(NS)을 구성하는 각각의 제2 전극부(NSe2)는 더미 패턴들(DMP)과 나란히 배치된 적어도 하나의 세선으로 구성될 수 있다. 일례로, 각각의 제2 전극부(NSe2)가 복수의 세선들로 구성될 때, 상기 세선들이 메쉬 구조로 연결될 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 더미 패턴들(DMP)은 적어도 하나의 구동 전극(TX1 내지 TX4 중 적어도 하나)과 제2 전극부(NSe2)의 사이에 위치될 수 있다.
도 14의 실시예에 의하면, 도 12의 실시예 대비 구동 전극들(TX1 내지 TX8)과 노이즈 검출 전극(NS)(특히, 제2 전극부(NSe2)) 사이의 이격 거리를 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 터치 구동 신호(Sdr)에 의한 노이즈(Sno)의 변동을 방지 또는 저감함으로써, 노이즈 보상(상쇄) 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 12 내지 도 14에 도시된 실시예 외에도 센서부(120)의 구조는 다양하게 변경 실시될 수 있을 것이다. 일례로, 도 12 내지 도 14의 실시예 중 어느 하나에 의한 센서부(120)에서, 도 11의 실시예와 같이 감지 전극들(RX1 내지 RX8)의 내부에 개구부(OP)를 형성하고 상기 개구부(OP) 내에 제3 전극부(NSe3) 등을 더 배치할 수도 있을 것이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다. 그리고, 도 16은 도 15에 도시된 터치 센서의 노이즈 게인 조정 방법과 관련한 실시예를 나타낸다. 도 15 및 도 16에서, 앞서 상술한 실시예들과 유사 또는 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
우선, 도 15를 참조하면, 감지 영역(SA)은 적어도 제1 방향(예컨대, Y 방향)을 따라 복수의 서브 영역들(AR1 내지 AR3)로 구분될 수 있다. 일례로, 감지 영역(SA)은, 상단 영역으로 설정되는 제1 서브 영역(AR1), 중단 영역으로 설정되는 제2 서브 영역(AR2) 및 하단 영역으로 설정되는 제3 서브 영역(AR3)으로 구분될 수 있다.
실시예에 따라, 서브 영역(AR1 내지 AR3 중 어느 하나) 단위로 서로 다른 감지 전극(RX1 내지 RX3 중 어느 하나)이 배치될 수 있다. 일례로, 제1 서브 영역(AR1)에는 제1 감지 전극(RX1)이, 제2 서브 영역(AR2)에는 제2 감지 전극(RX2)이, 제3 서브 영역(AR3)에는 제3 감지 전극(RX3)이 배치될 수 있다. 그리고, 감지 전극들(RX1 내지 RX3) 각각은, 해당 서브 영역(AR1 내지 AR3 중 어느 하나) 내에서 제2 방향(예컨대, X 방향)을 따라 복수의 제1 분할 전극들(RXd)로 나뉘어 배치될 수 있다. 즉, 실시예에 따라, 감지 전극들(RX1 내지 RX3)은 서로 다른 서브 영역(AR1 내지 AR3 중 어느 하나)에 나뉘어 배치되며, 각각 해당 서브 영역에 분산된 복수의 제1 분할 전극들(RXd)로 구성될 수 있다.
또한, 구동 전극들(TX1 내지 TX12) 각각은, 서브 영역(AR1 내지 AR3 중 어느 하나)마다 각각 적어도 하나씩 배치된 복수의 제2 분할 전극들(TXd)로 구성될 수 있다. 또한, 상기 제2 분할 전극들(TXd)은 링크드 체인(linked chain)의 형태로 연결될 수 있다. 예컨대, 각각의 제2 분할 전극(TXd)은 다른 서브 영역(예컨대, 각각의 제2 분할 전극(TXd)이 배치된 서브 영역을 제외한 나머지 서브 영역들)에 배치된 적어도 하나의 제2 분할 전극(TXd)과 쌍을 이루어 연결되면서, 각각의 구동 전극(TX1 내지 TX12 중 어느 하나)을 구성할 수 있다. 이와 같이, 감지 영역(SA)을 복수의 서브 영역들(AR1 내지 AR3)로 구분하여 링크드 체인 구조를 적용할 경우, 센서부(120)로부터 인출되는 배선들(예컨대, 구동 배선들(TXL) 및 감지 배선들(RXL))의 수를 저감하면서도 상대적으로 높은 해상도를 구현할 수 있게 된다.
상술한 실시예를 적용한 터치 센서(TS4)에서는, 감지 전극들(RX1 내지 RX3)에 의해 서브 영역들(AR1 내지 AR3)의 위치가 규정되고, 상기 서브 영역들(AR1 내지 AR3) 각각의 내부에서는 구동 전극들(TX1 내지 TX12)에 의해 세부 위치가 규정될 수 있다. 이에 따라, 터치 입력이 발생할 시, 상기 터치 입력이 발생한 지점(또는, 그 좌표)을 파악할 수 있게 된다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에서는, 도 15에 도시된 구동 전극들(TX1 내지 TX12) 및 감지 전극들(RX1 내지 RX3)의 구조가 서로 반대로 변경될 수도 있다. 다만, 이 경우에도 터치 입력이 발생한 지점을 파악하는 원리는 실질적으로 동일하므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 실시예에 의한 터치 센서(TS4)도, 노이즈(Sno)를 검출하여 차분 보상하기 위한 노이즈 검출 전극(NS)을 포함한다. 실시예에 따라, 상기 노이즈 검출 전극(NS)은, 감지 영역(SA)의 외곽에 배치되는 제1 전극부(NSe1)와, 상기 제1 전극부(NSe1)로부터 감지 영역(SA)의 내부로 연장되는 제2 전극부(NSe2)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제2 전극부(NSe2)는 감지 전극들(RX1 내지 RX3)에 인접하도록 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 제2 전극부(NSe2)는 제1 분할 전극들(RXd) 중 서로 인접한 제1 분할 전극들(일례로, 제1 및 제2 서브 영역(AR1, AR2)의 첫 번째 제1 분할 전극들) 사이의 영역을 지날 수 있다.
추가적으로, 본 실시예에 의한 터치 센서(TS4)도, 노이즈 검출 전극(NS)과 감지 채널들(222)의 사이에 연결되는 증폭 회로(APC3)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 증폭 회로(APC3)는, 노이즈 검출 전극(NS)과 감지 채널들(222)의 사이에 연결된 게인 증폭기(AMPg)와, 상기 게인 증폭기(AMPg)의 출력 단자(OUT2)에 서로 병렬로 연결되는 복수의 게인 저항들(Rg1 내지 Rg3)을 포함할 수 있다. 일례로, 증폭 회로(APC3)는, 각각 제1, 제2 및 제3 감지 전극(RX1, RX2, RX3)에 연결되는 제1, 제2 및 제3 감지 채널(222)과 게인 증폭기(AMPg)의 사이에 연결되는 제1 내지 제3 게인 저항(Rg1 내지 Rg3)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 각각의 감지 전극(RX1 내지 RX3 중 어느 하나)이 배치되는 서브 영역(AR1 내지 AR3 중 어느 하나)별로 독립적으로 노이즈(Sno)의 증폭 게인을 조정할 수 있게 된다.
또한, 도 16에 도시된 바와 같이, 각각의 구동 전극(TX1 내지 TX12 중 어느 하나)으로 터치 구동 신호(Sdr)가 공급되는 서브 기간들(SP1 내지 SP12) 중 적어도 하나의 서브 기간마다 노이즈 상쇄 효과가 극대화되도록 증폭 회로(APC3)의 게인 값(G1-1 내지 G3-12)을 변경할 수도 있다.
상술한 실시예에 의하면, 센서부(120)의 각 위치(또는, 좌표)별로 감지 채널들(222)로 입력되는 노이즈(Sno)의 크기를 독립적으로 조정할 수 있게 된다. 이에 따라, 감지 신호(Sse)에 포함된 노이즈 성분을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.
도 17은 도 15의 터치 센서에 대한 변경 실시예를 나타낸다. 그리고, 도 18은 도 17에 도시된 터치 센서의 노이즈 게인 조정 방법과 관련한 실시예를 나타낸다. 도 17 및 도 18에서, 도 15 및 도 16의 실시예와 유사 또는 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
우선, 도 17을 참조하면, 감지 영역(SA)은 제1 방향(예컨대, Y 방향) 및 제2 방향(예컨대, X 방향)을 따라 복수의 서브 영역들(ARij; i, j는 자연수)로 구분될 수 있다. 일례로, 감지 영역(SA)은, 좌측 상단 영역으로 설정되는 제11 서브 영역(AR11), 좌측 중단 영역으로 설정되는 제21 서브 영역(AR21), 좌측 하단 영역으로 설정되는 제31 서브 영역(AR31), 우측 상단 영역으로 설정되는 제12 서브 영역(AR12), 우측 중단 영역으로 설정되는 제22 서브 영역(AR22), 및 우측 하단 영역으로 설정되는 제32 서브 영역(AR32)으로 구분될 수 있다.
또한, 서브 영역(ARij) 단위로 서로 다른 감지 전극(RX1 내지 RX6 중 어느 하나)이 배치될 수 있다. 일례로, 제11 서브 영역(AR11)에는 제1 감지 전극(RX1)이, 제21 서브 영역(AR21)에는 제2 감지 전극(RX2)이, 제31 서브 영역(AR3)에는 제3 감지 전극(RX3)이, 제12 서브 영역(AR12)에는 제4 감지 전극(RX4)이, 제22 서브 영역(AR22)에는 제5 감지 전극(RX5)이, 제32 서브 영역(AR32)에는 제6 감지 전극(RX6)이 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 감지 전극들(RX1 내지 RX6) 각각은, 해당 서브 영역(ARij) 내에서 제1 및/또는 제2 방향을 따라 분산된 복수의 제1 분할 전극들(RXd)로 구성될 수 있다.
한편, 구동 전극들(TX1 내지 TX6) 각각은, 각각의 서브 영역(ARij)마다 적어도 하나씩 배치된 복수의 제2 분할 전극들(TXd)로 구성될 수 있다. 또한, 상기 제2 분할 전극들(TXd)은 링크드 체인(linked chain)의 형태로 연결될 수 있다. 이에 따라, 센서부(120)로부터 인출되는 배선들(예컨대, 구동 배선들(TXL) 및 감지 배선들(RXL))의 수를 저감하면서도 상대적으로 높은 해상도를 구현할 수 있게 된다.
한편, 본 실시예에 의한 터치 센서(TS4')에서, 증폭 회로(APC3)의 게인 저항들(Rg1 내지 Rg3)은 각각 복수의 감지 채널들(222)에 연결될 수 있다. 일례로, 제1 게인 저항(Rg1)은, 각각 제1 및 제4 감지 전극(RX1, RX4)에 연결되는 두 개의 감지 채널들(222)에 연결될 수 있다. 그리고, 제2 게인 저항(Rg2)은 각각 제2 및 제5 감지 전극(RX2, RX5)에 연결되는 두 개의 감지 채널들(222)에, 제3 게인 저항(Rg3)은 각각 제3 및 제6 감지 전극(RX3, RX6)에 연결되는 두 개의 감지 채널들(222)에 연결될 수 있다.
또한, 도 18에 도시된 바와 같이, 각각의 구동 전극(TX1 내지 TX6 중 어느 하나)으로 터치 구동 신호(Sdr)가 공급되는 서브 기간들(SP1 내지 SP6) 중 적어도 하나의 서브 기간마다 노이즈 상쇄 효과가 극대화되도록 증폭 회로(APC3)의 게인 값(G1-1 내지 G3-6)을 변경할 수도 있다. 이에 따라, 감지 신호(Sse)에 포함된 노이즈 성분을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.
도 19 내지 도 22는 도 15에 도시된 센서부의 다른 실시예들을 나타내는 것으로서, 각각 도 15의 센서부에 대한 서로 다른 변경 실시예를 나타낸다. 도 19 내지 도 22에서, 앞서 설명한 실시예들과 유사 또는 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 19를 참조하면, 감지 배선들(RXL) 및 구동 배선들(TXL) 중 적어도 일부는 계단 형상을 가질 수 있다. 또한, 노이즈 검출 전극(NS)의 제2 전극부(NSe2)는 메쉬 구조를 가질 수 있다.
실시예에 따라, 노이즈 검출 전극(NS)은 제1 전극부(NSe1)로부터 다수의 갈래로 분기된 복수의 제2 전극부들(NSe2)을 포함할 수 있다. 그리고, 각각의 제2 전극부(NSe2)는 서로 인접한 제1 및 제2 분할 전극들(RXd, TXd)의 사이, 또는 적어도 하나의 제1 분할 전극(RXd)의 주변에 배치될 수 있다.
도 20을 참조하면, 각각의 제2 전극부(NSe2)는 판형 구조를 가질 수 있다. 또는, 다른 실시예에서 상기 제2 전극부(NSe2)는 세선 구조, 메쉬 구조, 판형 구조, 또는 이들 중 적어도 두 개의 구조가 결합된 복합 구조를 가질 수도 있다.
도 21을 참조하면, 각각의 제2 전극부(NSe2)는 적어도 하나의 감지 전극(RX1 내지 RX3 중 어느 하나)(또는, 적어도 하나의 제1 분할 전극(RXd))에 인접한 적어도 하나의 세선으로 구성될 수 있다. 또한, 센서부(120)는 더미 패턴들(DMP)을 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 더미 패턴들(DMP)은, 적어도 하나의 제2 전극부(NSe2)와 이에 인접한 적어도 하나의 구동 전극(TX1 내지 TX12 중 어느 하나)(또는, 적어도 하나의 제2 분할 전극(TXd))의 사이, 및/또는 적어도 하나의 제2 전극부(NSe2)의 주변에 배치될 수 있다.
도 22를 참조하면, 감지 전극들(RX1 내지 RX3)(또는, 제1 분할 전극들(RXd)) 각각은, 내측에 배치된 적어도 하나의 개구부(OP)를 포함할 수 있다. 그리고, 노이즈 검출 전극(NS)은, 상기 감지 전극들(RX1 내지 RX3) 각각의 개구부(OP) 내에 배치되는 제3 전극부(NSe3)를 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 노이즈 검출 전극(NS)의 제1 내지 제3 전극부(NSe1 내지 NSe3)는 서로 일체로 연결될 수 있다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 터치 센서를 나타낸다. 도 23에서, 앞서 설명한 실시예들과 유사 또는 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 23을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서(TS5)는 자가 정전용량 방식의 터치 센서로 구현될 수도 있다. 일례로, 도 1에 도시된 표시 장치(1)에서, 센서부(120) 및 센서 구동부(220)의 구조 및 구동 방식이 변경될 수 있다.
실시예에 따라, 센서부(120)의 감지 영역(SA)에는 매트릭스 형태로 분산된 센서 전극들(또는, 감지 전극들)(SEN')이 배치될 수 있다. 일례로, 상기 센서 전극들(SEN')은 서로 교차하는 제1 및 제2 방향(예컨대, XY 방향)을 따른 각각의 좌표 지점에 서로 이격되도록 분산될 수 있다. 이러한 센서 전극들(SEN')은 각각의 센서 배선(또는, 감지 배선)(SEL)을 통해 어느 하나의 감지 채널(222')에 연결될 수 있다. 한편, 편의상 도 23에서는 복수의 센서 전극들(SEN'), 일례로 첫 번째 행에 배치된 센서 전극들(S11 내지 S14)에 연결되는 감지 채널들(222') 중 하나의 감지 채널(222')을 대표로 도시하기로 한다. 다만, 현재 공지된 도트 타입의 자가 정전용량 방식의 일반적인 구조와 같이 센서 전극들(SEN')은 각각 서로 다른 센서 배선(SEL)을 통해 각각 서로 다른 감지 채널(222')에 연결될 수 있다.
또한, 본 실시예에 의한 터치 센서(TS5)도, 노이즈(Sno)를 검출하여 차분 보상하기 위한 노이즈 검출 전극(NS)을 포함한다. 실시예에 따라, 상기 노이즈 검출 전극(NS)은, 감지 영역(SA)의 외곽에 배치되는 제1 전극부(NSe1)와, 상기 제1 전극부(NSe1)로부터 감지 영역(SA)의 내부로 연장되는 제2 전극부(NSe2)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제2 전극부(NSe2)는 센서 전극들(SEN')에 인접하도록 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 제2 전극부(NSe2)는 상기 센서 전극들(SEN')이 배치된 각 열마다 제1 방향(일례로, Y 방향)을 따라 연장되어 센서 전극들(SEN')과 나란히 배치될 수 있다. 또한, 각각의 제2 전극부(NSe2)는 서로 인접한 센서 전극들(SEN')의 사이를 지나도록 다수의 갈래로 분기될 수 있다.
한편, 각각의 감지 채널(222')은, 증폭기(AMP)와, 상기 증폭기(AMP)의 제1 입력 단자(IN1)와 센서 전극들(SEN') 중 어느 하나의 사이에 연결되는 제1 스위치(SW1)와, 상기 증폭기(AMP)의 제2 입력 단자(IN2)와 노이즈 검출 전극(NS)의 사이에 연결되는 제2 스위치(SW2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)는 터치 센서(TS5)가 활성화되는 터치 감지 기간 동안 서로 교번적으로 턴-온된다. 감지 채널들(222')의 제2 스위치(SW2)가 턴-온되면, 센서 전극들(SEN')로 소정의 전압(예컨대, 프리차지 전압)(Vp)이 전달된다. 이에 따라, 센서 전극들(SEN')이 상기 전압으로 충전된다. 한편, 감지 채널들(222')의 제1 스위치(SW1)가 턴-온되면, 각각의 센서 전극(SEN')으로부터 각각의 감지 채널(222')로 감지 신호(Sse)가 입력된다.
상술한 실시예에서, 감지 채널들(222')의 기준 전위 단자(즉, 제2 입력 단자(IN2)) 및 ADC들(224)의 기준 전위 단자는 노이즈 검출 전극(NS)에 연결될 수 있다. 따라서, 노이즈 검출 전극(NS)으로부터 검출된 노이즈(Sno)를 이용한 차분 보상 방식에 의해, 센서 구동부(220)의 내부에서 감지 신호(Sse)의 노이즈 성분이 제거 또는 저감될 수 있다.
추가적으로, 터치 센서(TS5)는 노이즈 검출 전극(NS)과 감지 채널들(222')의 사이에 연결되는 증폭 회로(APC4)를 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 증폭 회로(APC4)는, 게인 증폭기(AMPg) 및 게인 저항들(Rg1 내지 Rg8)을 포함할 수 있다. 상기 게인 증폭기(AMPg)는 노이즈 검출 전극(NS)과 감지 채널들(222')의 사이에 연결될 수 있다. 그리고, 상기 게인 저항들(Rg1 내지 Rg8) 각각은 적어도 하나의 감지 채널(222')에 연결될 수 있다. 일례로, i번째 행의 센서 전극들(Si1 내지 Si4)에 연결되는 감지 채널들(222')의 제2 입력 단자(IN2)는 게인 저항들(Rg1 내지 Rg8) 중 어느 하나의 게인 저항(Rgi)에 공통으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 적어도 제1 방향(예컨대, Y 방향)을 따라 노이즈(Sno)의 증폭 게인을 차등적으로 조정할 수 있게 된다.
도 24 내지 도 27은 도 23에 도시된 센서부의 다른 실시예들을 나타내는 것으로서, 각각 도 23의 센서부에 대한 서로 다른 변경 실시예를 나타낸다. 도 24 내지 도 27에서, 앞서 설명한 실시예들과 유사 또는 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 24를 참조하면, 센서 배선들(SEL) 각각은, 이에 연결되는 센서 전극(SEN')의 위치에 상응하는 단수의 계단 형상을 가질 수 있다. 또한, 노이즈 검출 전극(NS)의 제2 전극부(NSe2)는, 상기 센서 배선들(SEL)의 계단 형상에 상응하는 계단 형상을 가질 수 있다. 일례로, 각각의 제2 전극부(NSe2)는 이에 인접한 센서 배선들(SEL)의 계단 형상과 상보적인 계단 형상을 가질 수 있다. 또한, 각각의 제2 전극부(NSe2)는 복수의 세선들로 구성된 메쉬 구조로 구현될 수 있다.
도 25를 참조하면, 각각의 제2 전극부(NSe2)는 판형 구조를 가질 수 있다. 또는, 다른 실시예에서 상기 제2 전극부(NSe2)는 세선 구조, 메쉬 구조, 판형 구조, 또는 이들 중 적어도 두 개의 구조가 결합된 복합 구조를 가질 수도 있다.
도 26을 참조하면, 각각의 제2 전극부(NSe2)는 적어도 하나의 직선형 배선으로 구현될 수 있으며, 상기 제2 전극부(NSe2)와 센서 전극들(SEN')의 사이에는 플로우팅된 더미 패턴들(DMP)이 배치될 수 있다.
도 27을 참조하면, 센서 전극들(SEN') 각각은, 내측에 배치된 적어도 하나의 개구부(OP)를 포함할 수 있다. 그리고, 노이즈 검출 전극(NS)은, 상기 센서 전극들(SEN') 각각의 개구부(OP) 내에 배치되는 제3 전극부(NSe3)를 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 노이즈 검출 전극(NS)의 제1 내지 제3 전극부(NSe1 내지 NSe3)는 서로 일체로 연결될 수 있다.
도 28a 내지 도 28c는 각각의 센서 전극 및 노이즈 검출 전극의 구조와 관련한 서로 다른 실시예들을 나타낸다.
도 28a를 참조하면, 각각의 센서 전극(SEN, SEN') 및/또는 노이즈 검출 전극(NS)은 판형 구조를 가질 수 있다. 일례로, 각각의 센서 전극(SEN, SEN') 및 노이즈 검출 전극(NS)은 한 층 이상의 투명 도전막으로 구성된 개개의 판형 전극으로 구현될 수 있다.
도 28b 및 도 28c를 참조하면, 각각의 센서 전극(SEN, SEN') 및/또는 노이즈 검출 전극(NS)은 메쉬형 구조를 가질 수 있으며, 메쉬의 형태는 다양하게 변경될 수 있다. 일례로, 각각의 센서 전극(SEN, SEN') 및 노이즈 검출 전극(NS)은 저저항 특성을 가지는 금속 세선들(FL)로 구성된 메쉬형 전극으로 구현될 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 각각의 센서 전극(SEN, SEN') 및/또는 노이즈 검출 전극(NS)은 판형 구조 및 메쉬형 구조가 결합된 구조를 가질 수 있다. 일례로, 각각의 센서 전극(SEN, SEN') 및 노이즈 검출 전극(NS)은 한 층 이상의 투명 도전막과, 상기 투명 도전막의 상부 또는 하부에 배치된 한 층 이상의 메쉬형 전극을 포함한 다층 구조의 전극으로 구현될 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.
1: 표시 장치 10: 패널부
20: 구동 회로부 110: 표시부
120: 센서부 210: 표시 구동부
220: 센서 구동부 222: 감지 채널
224: ADC 226: 프로세서
APC1-APC4: 증폭 회로 NS: 노이즈 검출 전극
RX: 감지 전극 RXL: 감지 배선
SA: 감지 영역 SEN, SEN': 센서 전극
SEL: 센서 배선 TS1-TS5: 터치 센서
TX: 구동 전극 TXL: 구동 배선

Claims (48)

  1. 표시 영역에 배치된 화소들;
    감지 영역에 배치된 감지 전극들;
    상기 감지 영역에 배치된 구동 전극들;
    상기 감지 전극들 각각에 연결되는 감지 배선들;
    상기 감지 전극들과 동일한 층 상에 배치되는 노이즈 검출 전극;
    각각 상기 감지 전극들 중 어느 하나에 연결되는 제1 입력 단자와 상기 노이즈 검출 전극에 연결되는 제2 입력 단자를 구비하며, 상기 제1 및 제2 입력 단자의 전압 차에 대응하는 출력 신호를 발생하는 감지 채널들; 및
    상기 감지 채널들의 출력 신호를 이용하여 터치 입력을 검출하는 프로세서를 포함하고,
    상기 노이즈 검출 전극은 제1 전극부 및 제2 전극부를 포함하고,
    상기 감지 영역은, 상기 제2 전극부의 대향하는 두 부분과 상기 제2 전극부의 대향하는 두 부분을 연결하는 상기 제1 전극부에 의해 정의되며,
    상기 제2 전극부의 대향하는 두 부분과 상기 제2 전극부의 대향하는 두 부분을 연결하는 상기 제1 전극부에 의해 정의되는 상기 감지 영역에, 상기 감지 전극들 및 상기 구동 전극들이 배치되는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지 배선들은 상기 감지 전극들 및 상기 노이즈 검출 전극과 동일한 층 상에 배치되는 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 감지 배선들 각각은, 상기 감지 전극들이 배치되는 센서부의 내부에서 상기 감지 전극들 중 어느 하나에 일체로 연결되는 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동 전극들에 연결되는 구동 배선들을 더 포함하고,
    상기 구동 전극들은 상기 감지 전극들 및 상기 노이즈 검출 전극과 동일한 층 상에 배치되는 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구동 배선들 각각은, 상기 구동 전극들 및 상기 감지 전극들이 배치되는 센서부의 내부에서 상기 구동 전극들 중 어느 하나에 일체로 연결되는 표시 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 감지 전극들 각각은, 상기 감지 영역에서 제1 방향을 따라 연장되고,
    상기 구동 전극들 각각은, 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따른 소정의 좌표 지점에 대응하여 상기 감지 영역에 분산된 복수의 분할 전극들로 구성되는 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 전극부는 상기 제1 전극부로부터 상기 감지 영역의 내부로 연장되는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 전극부는 상기 제1 방향을 따라 연장되어, 상기 감지 전극들 중 적어도 하나의 감지 전극과 나란히 배치되는 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 감지 전극들 각각은 내측에 배치된 개구부를 포함하며,
    상기 노이즈 검출 전극의 제2 전극부는 상기 감지 전극들 각각의 개구부 내에 위치되도록 상기 제1 전극부로부터 다수의 갈래로 분기되는 표시 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 구동 배선들은, 해당 구동 전극의 위치에 대응하는 단수의 계단 형상을 가지는 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 노이즈 검출 전극의 제2 전극부는, 상기 구동 배선들의 계단 형상에 상응하는 계단 형상을 가지면서 상기 구동 배선들의 주변에 배치되는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 전극부는, 세선 구조, 메쉬 구조, 판형 구조, 또는 상기 구조들 중 적어도 두 개의 구조가 결합된 복합 구조를 가지는 표시 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 구동 배선들의 계단 형상에 상응하여 점진적으로 변화되는 길이를 가지면서 상기 구동 배선들의 주변에 배치되는 더미 패턴들을 더 포함하는 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 노이즈 검출 전극의 제2 전극부는, 상기 더미 패턴들에 이웃하도록 상기 더미 패턴들과 나란히 배치되는 표시 장치.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 감지 전극들 각각은 내측에 배치된 적어도 하나의 개구부를 포함하며,
    상기 노이즈 검출 전극은 상기 감지 전극들 각각의 개구부 내에 배치되는 제3 전극부를 더 포함하는 표시 장치.
  16. 제6항에 있어서,
    상기 노이즈 검출 전극과 상기 감지 채널들의 사이에 연결되는 증폭 회로를 더 포함하는 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 증폭 회로의 게인 값은 상기 구동 전극들 각각이 구동되는 복수의 서브 기간들 중 적어도 하나의 서브 기간마다 변경되는 표시 장치.
  18. 제4항에 있어서,
    상기 구동 전극들 각각은, 상기 감지 영역에서 제1 방향을 따라 연장되고,
    상기 감지 전극들 각각은, 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향을 따른 소정의 좌표 지점에 대응하여 상기 감지 영역에 분산된 복수의 분할 전극들로 구성되는 표시 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제2 전극부는 상기 제1 전극부로부터 상기 감지 영역의 내부로 연장되는 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 감지 배선들은 해당 감지 전극의 위치에 대응하는 단수의 계단 형상을 가지고,
    상기 노이즈 검출 전극의 제2 전극부는, 상기 감지 배선들의 계단 형상에 상응하는 계단 형상을 가지면서 상기 감지 배선들의 주변에 배치되는 표시 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제2 전극부는 메쉬 구조, 판형 구조, 또는 메쉬 및 판형 구조가 결합된 복합 구조를 가지는 표시 장치.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 감지 배선들의 계단 형상에 상응하여 점진적으로 변화되는 길이를 가지면서 상기 감지 배선들의 주변에 배치되는 더미 패턴들을 더 포함하는 표시 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 노이즈 검출 전극의 제2 전극부는, 상기 더미 패턴들과 나란히 배치된 적어도 하나의 세선으로 구성되는 표시 장치.
  24. 제18항에 있어서,
    상기 노이즈 검출 전극과 상기 감지 채널들의 사이에 연결된 증폭 회로를 더 포함하는 표시 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 증폭 회로는,
    상기 노이즈 검출 전극과 상기 감지 채널들의 사이에 연결된 게인 증폭기; 및
    상기 게인 증폭기의 출력 단자에 서로 병렬로 연결되며, 상기 감지 채널들 중 서로 다른 감지 채널에 연결되는 복수의 저항들을 포함하는 표시 장치.
  26. 제4항에 있어서,
    상기 감지 영역은 서로 교차하는 제1 방향 및 제2 방향 중 적어도 하나의 방향을 따라 복수의 서브 영역들로 구분되고,
    상기 감지 전극들은 서로 다른 서브 영역에 나뉘어 배치되되, 각각 해당 서브 영역에 분산된 복수의 제1 분할 전극들로 구성되는 표시 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 구동 전극들 각각은, 상기 서브 영역들에 각각 적어도 하나씩 배치된 복수의 제2 분할 전극들로 구성되는 표시 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 제2 전극부는 상기 제1 전극부로부터 상기 감지 영역의 내부로 연장되는 표시 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제2 전극부는 상기 제1 분할 전극들 중 서로 인접한 제1 분할 전극들 사이의 영역을 지나는 표시 장치.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 제2 전극부는 서로 인접한 제1 및 제2 분할 전극들의 사이에 배치되며, 세선 구조, 메쉬 구조, 판형 구조, 또는 상기 구조들 중 적어도 두 개의 구조가 결합된 복합 구조를 가지는 표시 장치.
  31. 제28항에 있어서,
    상기 구동 전극들 중 적어도 하나와 상기 제2 전극부의 사이에 배치되는 더미 패턴들을 더 포함하는 표시 장치.
  32. 제28항에 있어서,
    상기 감지 전극들 각각은 내측에 배치된 적어도 하나의 개구부를 포함하며,
    상기 노이즈 검출 전극은 상기 감지 전극들 각각의 개구부 내에 배치되는 제3 전극부를 더 포함하는 표시 장치.
  33. 제26항에 있어서,
    상기 노이즈 검출 전극과 상기 감지 채널들의 사이에 연결되는 증폭 회로를 더 포함하는 표시 장치.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 증폭 회로는,
    상기 노이즈 검출 전극과 상기 감지 채널들의 사이에 연결된 게인 증폭기; 및
    상기 게인 증폭기의 출력 단자에 서로 병렬로 연결되며, 상기 감지 채널들 중 적어도 하나의 감지 채널에 연결되는 복수의 저항들을 포함하는 표시 장치.
  35. 제33항에 있어서,
    상기 증폭 회로의 게인 값은, 상기 구동 전극들 각각이 구동되는 복수의 서브 기간들 중 적어도 하나의 서브 기간마다 변경되는 표시 장치.
  36. 표시 영역에 배치된 화소들;
    감지 영역에 배치된 감지 전극들;
    상기 감지 전극들 각각에 연결되는 감지 배선들;
    상기 감지 전극들과 동일한 층 상에 배치되는 노이즈 검출 전극;
    각각 상기 감지 전극들 중 어느 하나에 연결되는 제1 입력 단자와 상기 노이즈 검출 전극에 연결되는 제2 입력 단자를 구비하며, 상기 제1 및 제2 입력 단자의 전압 차에 대응하는 출력 신호를 발생하는 감지 채널들;
    상기 노이즈 검출 전극과 상기 감지 채널들의 사이에 연결되는 증폭 회로; 및
    상기 감지 채널들의 출력 신호를 이용하여 터치 입력을 검출하는 프로세서를 포함하고,
    상기 감지 전극들은, 서로 교차하는 제1 및 제2 방향을 따른 각각의 좌표 지점에 분산되며, 상기 감지 채널들 중 서로 다른 감지 채널에 연결되며,
    상기 증폭 회로는,
    상기 노이즈 검출 전극과 상기 감지 채널들의 사이에 연결된 게인 증폭기; 및
    상기 게인 증폭기의 출력 단자에 서로 병렬로 연결되며, 상기 감지 채널들 중 적어도 하나의 감지 채널에 연결되는 복수의 저항들을 포함하는 표시 장치.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 노이즈 검출 전극은,
    상기 감지 영역의 외곽에 배치되는 제1 전극부; 및
    상기 제1 전극부로부터 상기 감지 영역의 내부로 연장되어 인접한 감지 전극들의 사이를 지나는 제2 전극부를 포함하는 표시 장치.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 제2 전극부는 세선 구조, 메쉬 구조, 판형 구조, 또는 상기 구조들 중 적어도 두 개의 구조가 결합된 복합 구조를 가지는 표시 장치.
  39. 제37항에 있어서,
    상기 제2 전극부와 상기 감지 전극들의 사이에 배치되는 더미 패턴들을 더 포함하는 표시 장치.
  40. 제37항에 있어서,
    상기 감지 전극들 각각은 내측에 배치된 적어도 하나의 개구부를 포함하며,
    상기 노이즈 검출 전극은 상기 감지 전극들 각각의 개구부 내에 배치되는 제3 전극부를 더 포함하는 표시 장치.
  41. 삭제
  42. 삭제
  43. 제36항에 있어서,
    상기 감지 채널들 중, 상기 감지 영역의 동일한 행에 배치된 감지 전극들에 대응하는 복수의 감지 채널들은 상기 증폭 회로의 저항들 중 어느 하나에 공통으로 연결되는 표시 장치.
  44. 제1항에 있어서,
    상기 감지 영역은 상기 표시 영역과 중첩되는 표시 장치.
  45. 표시 영역에 배치된 화소들;
    감지 영역에 분산된 센서 전극들;
    상기 센서 전극들 각각에 연결되는 센서 배선들;
    상기 센서 전극들의 주변에 배치되는 노이즈 검출 전극;
    상기 센서 전극들과 상기 노이즈 검출 전극의 사이에 배치되는 더미 패턴들;
    각각 상기 센서 전극들 중 적어도 하나에 연결되는 제1 입력 단자와 상기 노이즈 검출 전극에 연결되는 제2 입력 단자를 구비하며, 상기 제1 및 제2 입력 단자의 전압 차에 대응하는 출력 신호를 발생하는 감지 채널들; 및
    상기 감지 채널들의 출력 신호를 이용하여 터치 입력을 검출하는 프로세서를 포함하고,
    상기 센서 배선들은 각각의 센서 전극의 위치에 대응하는 단수의 계단 형상을 가지고,
    상기 더미 패턴들은 상기 센서 배선들의 계단 형상에 상응하여 점진적으로 변화되는 길이를 가지면서 상기 센서 배선들의 주변에 배치되는 표시 장치.
  46. 삭제
  47. 제45항에 있어서,
    상기 노이즈 검출 전극은,
    상기 감지 영역의 외곽에 배치되는 제1 전극부; 및
    상기 제1 전극부로부터 상기 감지 영역의 내부로 연장되며, 상기 센서 배선들의 계단 형상에 상응하는 계단 형상을 가지는 제2 전극부를 포함하는 표시 장치.
  48. 제45항에 있어서,
    상기 센서 전극들, 상기 센서 배선들 및 상기 노이즈 검출 전극은 서로 동일한 층 상에 배치되는 표시 장치.
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180090936A (ko) 2017-02-03 2018-08-14 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 이를 구비한 디스플레이 장치
KR101932650B1 (ko) 2017-05-15 2018-12-28 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 이를 구비한 디스플레이 장치
KR102508964B1 (ko) 2018-01-31 2023-03-14 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
US20200057515A1 (en) * 2018-08-17 2020-02-20 Wuhan China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. Incell touch display panel and driving method thereof
KR102561107B1 (ko) 2018-09-21 2023-07-27 엘지디스플레이 주식회사 터치표시장치
US10963084B2 (en) * 2019-04-02 2021-03-30 Samsung Display Co., Ltd. Touch sensor
CN110515495B (zh) * 2019-08-30 2023-06-27 上海中航光电子有限公司 触控显示面板、触控显示装置及触控检测方法
KR20210076232A (ko) 2019-12-13 2021-06-24 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서, 표시 장치, 및 터치 센서의 구동 방법
KR20210138848A (ko) * 2020-05-12 2021-11-22 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 이를 구비하는 표시 장치
TWI785625B (zh) 2020-05-27 2022-12-01 聯詠科技股份有限公司 觸摸感測方法和電子設備
US11635853B2 (en) 2020-05-27 2023-04-25 Novatek Microelectronics Corp. Touch sensing method with noise reduction
KR20220062191A (ko) * 2020-11-06 2022-05-16 삼성디스플레이 주식회사 전자 장치
KR20220094273A (ko) * 2020-12-28 2022-07-06 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR102366863B1 (ko) * 2021-02-16 2022-02-23 동우 화인켐 주식회사 디지타이저 및 이를 포함하는 화상 표시 장치
CN113064507A (zh) * 2021-03-04 2021-07-02 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 触控面板及电子设备
KR102529508B1 (ko) * 2021-07-26 2023-05-08 주식회사 지2터치 디스플레이 노이즈 제거가 가능한 터치스크린 패널
CN115128358A (zh) * 2022-07-28 2022-09-30 深圳市汇顶科技股份有限公司 电容检测电路、芯片及电子设备
WO2024021077A1 (zh) * 2022-07-29 2024-02-01 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及显示装置
CN116880715B (zh) * 2023-09-05 2023-11-17 合肥创发微电子有限公司 触控感测电路

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110048812A1 (en) * 2009-09-03 2011-03-03 Esat Yilmaz Two-dimensional position sensor
US20130257785A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 Sharp Kabushiki Kaisha Capacitive touch panel with dynamically allocated electrodes
JP5807191B2 (ja) * 2012-09-24 2015-11-10 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 表示装置
US20170286740A1 (en) 2015-05-08 2017-10-05 Boe Technology Group Co., Ltd. Fingerprint sensor and display apparatus

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8536880B2 (en) 2007-08-26 2013-09-17 Atmel Corporation Capacitive sensor with additional noise-registering electrode
EP3056978A1 (en) 2009-02-26 2016-08-17 3M Innovative Properties Company Touch screen sensor and patterned substrate having overlaid micropatterns with low visibility
US20110048813A1 (en) * 2009-09-03 2011-03-03 Esat Yilmaz Two-dimensional position sensor
KR20110091380A (ko) 2010-02-05 2011-08-11 삼성전자주식회사 터치 패널의 노이즈 보상 방법 및 장치
US9244573B2 (en) 2010-03-03 2016-01-26 Miraenanotech Co., Ltd. Capacitive touch panel including embedded sensing electrodes
KR101299847B1 (ko) * 2011-04-01 2013-08-28 (주)멜파스 접촉 감지 장치 및 방법
US20130081869A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 Jae Hong Kim Touch sensing apparatus and method of manufacturing the same
KR101331964B1 (ko) * 2011-09-30 2013-11-25 (주)멜파스 접촉 감지 장치 및 접촉 감지 장치 제조 방법
KR101620463B1 (ko) 2011-10-21 2016-05-13 미래나노텍(주) 정전 용량 방식 터치 패널 및 그 제조방법
US9182861B2 (en) * 2012-01-12 2015-11-10 Synaptics Incoporated Single layer capacitive imaging sensors
US9348470B2 (en) * 2012-03-30 2016-05-24 Sharp Kabushiki Kaisha Projected capacitance touch panel with reference and guard electrode
US9292138B2 (en) * 2013-02-08 2016-03-22 Parade Technologies, Ltd. Single layer sensor pattern
TWI517003B (zh) * 2014-01-03 2016-01-11 晨星半導體股份有限公司 感測電極及感測電極單元
WO2015141349A1 (ja) * 2014-03-17 2015-09-24 株式会社ワコム 位置検出装置
AU2017208277B2 (en) * 2016-09-06 2018-12-20 Apple Inc. Back of cover touch sensors
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
KR102508964B1 (ko) 2018-01-31 2023-03-14 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR102475958B1 (ko) * 2018-04-27 2022-12-09 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110048812A1 (en) * 2009-09-03 2011-03-03 Esat Yilmaz Two-dimensional position sensor
US20130257785A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 Sharp Kabushiki Kaisha Capacitive touch panel with dynamically allocated electrodes
JP5807191B2 (ja) * 2012-09-24 2015-11-10 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 表示装置
US20170286740A1 (en) 2015-05-08 2017-10-05 Boe Technology Group Co., Ltd. Fingerprint sensor and display apparatus

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