KR20160145108A - Z 형상 전극 패턴을 갖는 용량성 터치 센서 - Google Patents

Z 형상 전극 패턴을 갖는 용량성 터치 센서 Download PDF

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KR20160145108A
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츠판 천
로저 더블유 바턴
매튜 에이치 프레이
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

터치 센서 회로부 및 이러한 회로부를 통합하는 터치 센서를 위한 설계가 개시된다. 특히, 서로 인터리빙(interleaving)되는 다수의 세장형 전극을 포함하는 터치 센서 회로부가 개시된다.

Description

Z 형상 전극 패턴을 갖는 용량성 터치 센서{CAPACITIVE TOUCH SENSOR WITH Z-SHAPED ELECTRODE PATTERN}
본 발명은 터치 센서 회로부 및 이러한 회로부를 통합하는 터치 센서에 대한 설계에 관한 것이다.
전자 디스플레이가 널리 사용된다. 과거에는 전자 디스플레이의 사용은 처리 성능이 더욱 용이하게 사용할 수 있게 됨에 따라 주로 데스크톱 컴퓨터 및 노트북 컴퓨터와 같은 컴퓨팅 애플리케이션에 한정되었지만, 이러한 기능은 다양한 애플리케이션 내에 일체화되었다. 예를 들어, 몇 가지 예를 들자면, 스마트폰, 태블릿, 입출금기, 게임기, 자동차 내비게이션 시스템, 식당 관리 시스템, 식료품 가게의 계산대, 가스 펌프, 정보 키오스크(information kiosk), 및 핸드헬드형 데이터 오거나이저(data organizer)와 같은 애플리케이션들에서, 이제 전자 디스플레이들을 흔히 볼 수 있다.
대화형 시각 디스플레이는 종종 어떤 형태의 터치 감응형 스크린을 포함한다. 터치 감응형 패널을 시각적 디스플레이와 일체화하는 것은 스마트 폰과 태블릿을 포함하는 휴대용 멀티미디어 디바이스의 확산과 함께 더 일반화되고 있다. 터치 감응형 패널을 위한 용량성 터치 감지 기술은 터치 패널 상에서의 터치에 의해 생성되는 용량성 결합(capacitive coupling)으로 인한 신호 변화를 감지하는 것을 포함한다. 전압 신호는 터치 패널 상의 전극에 인가된다. 터치 패널 상에서의 터치는 터치의 근처에서 전기장을 변화시키는 커패시턴스로 결합된다. 전기장에서의 변화를 검출하여 터치 위치를 결정하는 데 사용된다.
터치 위치 결정의 정확도를 증가시키는 것 및/또는 처리 시간을 감소시키는 것이 바람직하다. 이러한 수요를 충족시키는 것을 돕는 하나의 종래 특허는 일반적으로 "Interleaved Electrodes for Touch Sensing"에 관한 미국 특허 제8,004,499호에 소유되고 양도된다. 미국 특허 제8,004,499호의 센서 설계들은, 터치 감지 시스템의 주 전극들에 수반되는 서브 전극들을 제공하고, 시스템의 서브-전극들을 인터리빙(interleaving)하여 터치 표면의 에지들에서 보간을 가능하게 함으로써 증가된 정확도 및 감소된 처리 시간을 제공한다. 본 설명은, 동일한 수의 센서 채널을 유지하면서, 더 높은 해상도 및 더 단순하고 덜 비싼 제조를 가능하게 하는, 이러한 기술에 대한 추가적인 개선을 제공한다.
일 양태에서, 본 설명은 터치 센서에 사용하기 위한 제1 기판의 제1 주 표면 상에 배치된 세장형(elongate) 전기 절연된 전도성의 전극들의 제1 어레이에 관한 것이다. 어레이는 제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극을 포함한다. 제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극 각각은 근위 단부(proximate end) 및 원위 단부(distal end)를 모두 포함한다. 또한, 제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극 각각은 터치 제어기 회로에 연결된다. 또한, 제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극 각각은 z 형상을 갖는다. z 형상은 제1 세장형 부분, 제2 세장형 부분, 및 제3 세장형 부분을 포함하고, 이때 세장형 부분들은 서로 평행하게 배향된다. 제1 전극은 제2 전극과 인터리빙(interleaving)되고, 제2 전극은 제3 전극과 인터리빙된다.
다른 양태에서, 본 설명은 바로 위에서 설명한 바와 같이 세장형 전기 절연된 전도성 전극들의 제1 어레이, 및 제1 기판의 제1 주 표면의 반대편인 제2 주 표면 상에 배치된 세장형 전기 절연된 전도성 전극들의 제2 어레이를 포함하는 터치 센서에 관한 것이다. 제2 어레이는 제4 전극, 제5 전극, 및 제6 전극을 포함한다. 제4 전극, 제5 전극, 및 제6 전극 각각은 근위 단부 및 원위 단부 둘다를 포함한다. 또한, 제4 전극, 제5 전극, 및 제6 전극 각각은 터치 제어기 회로에 연결된다. 또한, 제4 전극, 제5 전극, 및 제6 전극 각각은 z 형상을 갖는다. z 형상은 제1 세장형 부분, 제2 세장형 부분, 및 제3 세장형 부분을 포함하고, 이때 세장형 부분들은 서로 평행하게 배향된다. 제4 전극은 제5 전극과 인터리빙되고, 제5 전극은 제 6 전극과 인터리빙된다. 다른 양태에서, 본 설명은 제2 어레이가 제1 기판의 제2 주 표면 대신에 제2 기판의 제2 주 표면 상에 배치된다는 점을 제외하고는 바로 위에 설명된 터치 센서를 포함할 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 터치 센서에 사용하기 위한 세장형 전기 절연된 전도성 전극들의 어레이들의 평면도들이다.
도 2는 터치 센서에 사용하기 위한 세장형 전기 절연된 전도성 전극들의 어레이의 단면도이다.
도 3은 터치 센서에 사용하기 위한 세장형 전기 절연된 전도성 전극들의 어레이의 일부분의 확대 평면도이다.
도 4는 터치 센서에 사용하기 위한 세장형 전기 절연된 전도성 전극들의 제1 및 제2 어레이의 단면도이다.
도 5는 터치 센서에 사용하기 위한 세장형 전기 절연된 전도성 전극들의 어레이의 평면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 설명의 설명에 따른 전도성 전극들에 사용될 수 있는 예시적인 금속 메쉬 패턴(metal mesh pattern)을 도시한다.
도 7a 및 도 7b는 본 설명의 설명에 따른 전도성 전극들에 사용될 수 있는 예시적인 금속 메쉬 패턴을 도시한다.
도 8은 터치 센서에 사용하기 위한 세장형 전기 절연된 전도성 전극들의 두 개의 어레이들의 스택의 평면도이다.
도 9는 터치 센서에 사용하기 위한 세장형 전기 절연된 전도성 전극들의 두 개의 어레이들의 스택의 평면도이다.
도 10은 터치 센서에 사용하기 위한 전기 절연된 전도성 전극들의 어레이의 종래 기술 평면도이다.
도면은 반드시 일정한 스케일로 작성된 것은 아니다. 도면에 사용된 동일한 도면 부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 그러나, 주어진 도면에서 구성요소를 지칭하기 위한 도면 부호의 사용은 동일한 도면 부호로 표기된 다른 도면의 그 구성요소를 제한하도록 의도되지 않는다는 것이 이해될 것이다.
바람직한 실시예들의 하기의 상세한 설명에서는, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예들을 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 예시된 실시예들은 본 발명에 따른 모든 실시예를 총망라하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 다른 실시예들이 이용될 수 있으며 구조적 또는 논리적 변경이 이루어질 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로, 하기 상세한 설명은 제한적인 의미로 취해지지 않아야 하고, 본 발명의 범주는 첨부된 청구범위에 의해 정의된다.
달리 지시되지 않는 한, 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 특징부 크기, 양, 및 물리적 특성을 표현하는 모든 수치는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 이어지는 명세서 및 첨부된 청구범위에 기술된 수치적 파라미터는 본 명세서에 개시된 교시를 이용하는 당업자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 변할 수 있는 근사치이다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 갖는 실시예들을 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용되는 바와 같이, 용어 "또는"은 일반적으로, 그 내용이 명백히 달리 지시하지 않는 한, 그의 의미에 있어서 "및/또는"을 포함하는 것으로 사용된다.
"근위", "원위", "하부", "상부", "밑에", "아래에", "위에", 및 "상부 상에"를 포함하나 이에 한정되지 않는 공간적으로 관련된 용어는 본 명세서에 사용되는 경우, 구성요소(들)의 서로에 대한 공간적 관계를 기술하기 위한 용이한 설명을 위해 사용된다. 그러한 공간적으로 관련된 용어는 도면에 도시되고 본 명세서에 기술된 특정 배향에 더하여 사용 또는 작동 시의 장치의 상이한 배향을 포함한다. 예를 들어, 도면에 도시된 대상이 반전되거나 뒤집히면, 다른 요소 아래에 또는 밑에 있는 것으로 이전에 기술된 부분이 그들 다른 요소 위에 있을 것이다. "근위" 및 "원위"라는 용어들은 어레이 내의 세장형 전극들의 두 개의 단부들을 식별하는 데 사용된다. 본 개시내용에 따른 전형적인 어레이는 각각이 장축을 갖는 평행한 세장형 전극들의 1차원 어레이이며, 이때 전극들은 세장형 전극들의 장축에 대략적으로 수직인 대략적인 라인으로 배열된다. 이러한 전형적인 어레이에 대하여, 본 명세서에서의 그것들의 사용에 따르면, 세장형 전극들 모두의 "근위" 단부는 어레이의 제1 에지를 따라 배열되고, 세장형 전극들 모두의 "원위" 단부는 제1 에지의 반대편인 어레이의 제2 에지를 따라 배열된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 예를 들어 요소, 구성요소, 또는 층이 다른 요소, 구성요소, 또는 층과 "일치하는 계면"을 형성하는 것으로, 또는 "그 상에" 있거나, "그에 연결"되거나, "그와 결합"되거나, "그 상에 적층"되거나, "그와 접촉"하는 것으로 기술될 때, 그것은, 예를 들어 그 특정 요소, 구성요소, 또는 층 상에 직접 있을 수 있거나, 그에 직접 연결될 수 있거나, 그와 직접 결합될 수 있거나, 그 상에 직접 적층될 수 있거나, 그와 직접 접촉할 수 있거나, 개재되는 요소, 구성요소, 또는 층이 그 특정 요소, 구성요소, 또는 층 상에 있을 수 있거나, 그에 연결될 수 있거나, 그와 결합될 수 있거나, 그와 접촉할 수 있다. 예를 들어, 요소, 구성요소, 또는 층이 다른 요소의 "직접 그 상에" 있거나, "그에 직접 연결"되거나, "그와 직접 결합"되거나, "그와 직접 접촉"하는 것으로 지칭될 때, 예를 들어 개재되는 요소, 구성요소, 또는 층이 존재하지 않는다.
본 명세서에서 설명된 전극 구조는, 전자 디바이스들(예컨대, 컴퓨터, 태블릿, 셀룰러 전화, 텔레비전, 스마트 폰, 손목 착용형 디바이스 등) 내로의 정보 또는 명령어들의 터치 입력에 대한 접촉 또는 근접 센서를 위해, 더 작은 검출 객체를 이용하더라도 더 양호한 정확도를 제공할 수 있다. 이러한 센서들은, 가시광 투명이고 디스플레이 요소를 덮고 디스플레이를 구동하는 디바이스와 인터페이스되는 디스플레이와 직접 조합하는 데 유용하다("터치 스크린" 센서로서).
터치 센서의 감지 영역은 정보 디스플레이의 가시 부분을 덮도록 의도되거나 덮고 있고 정보 디스플레이의 가시성을 가능하게 하도록 가시광 투명인 센서의 영역이다. 정보 디스플레이의 가시 부분은 변화할 수 있는 정보 내용을 갖는 정보 디스플레이의 부분, 예를 들어 픽셀, 예컨대 액정 디스플레이의 픽셀이 차지하고 있는 디스플레이 "스크린"의 부분을 지칭한다.
본 발명은 또한 저항성, 용량성, 및 투사형 용량성 유형의 터치 스크린 센서에 관한 것이다. 본 명세서에 기술된 전극 층들은 전자 디스플레이와 일체화되는 투사형 용량성 터치 스크린 센서에 사용될 수 있다. 투사형 용량성 터치 스크린 센서의 구성요소로서, 전극 층은 높은 터치 감도, 다중-터치 검출, 및 스타일러스 입력을 가능하게 하는 데 유용하다.
도 1a는 터치 센서에 사용하기 위한 제1 기판의 제1 주 표면 상의 세장형 전기 절연된 전도성 전극들의 제1 어레이(100)의 평면도를 도시한다. 도 2는 제1 기판(120)의 제1 주 표면(122) 상에 위치설정된 어레이(100)의 간략화된(인터리빙된 z 형상이 아니라 바(bar) 유형) 단면도를 제공한다. 제1 어레이(100)는 제1 세장형 전극(102), 제2 세장형 전극(104), 및 제3 세장형 전극(106)을 포함한다. 제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극 각각은 근위 단부(요소들(102a, 104a, 106a)로서 도시됨) 및 원위 단부(요소들(102b, 104b, 106b)로서 도시됨)를 포함한다. 제1 전극(102), 제2 전극(104), 및 제3 전극(106) 각각은 그것의 각자의 근위 단부에서 터치 제어기 회로에 연결된다. 도 1a의 어레이(100)에 대하여, 터치 제어기 회로에의 연결은 상호연결 트레이스 또는 리드(108)를 통해 발생할 것이다. 또한, 제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극 각각은 z 형상을 갖는다. z 형상은 제1 세장형 부분, 제2 세장형 부분, 및 제3 세장형 부분을 포함하고, 이때 세장형 부분들은 서로 평행하게 배향된다. 예를 들어, 제1 전극(102)은 제1 세장형 부분(103a), 제2 세장형 부분(103b), 및 제3 세장형 부분(103c)을 포함하며, 그 각각은 그것의 각자의 대응부에 평행하게 배향된다. 제2 전극(104)은 제1 세장형 부분(105a), 제2 세장형 부분(105b), 및 제3 세장형 부분(105c)을 포함하며, 그 각각은 그것의 각자의 대응부에 평행하게 배향된다. 제3 전극(106)은 제1 세장형 부분(107a), 제2 세장형 부분(107b), 및 제3 세장형 부분(107c)을 포함하며, 그 각각은 그것의 각자의 대응부에 평행하게 배향된다.
이러한 설명의 목적을 위해, "z 형상 전극"은 자신 위로 두 번 접는 데 세장형 부분들의 근위 단부 상에서 한번 접고 세장형 부분의 원위 단부에서 한번 접는 전극으로서 이해되어야 한다. "z 형상 전극"은 본 명세서에서 "z형상을 갖는 전극"과 상호교환가능하게 사용된다.
도 2의 기판(120)은 임의의 적합한 재료로 만들어질 수 있다. 적합한 기판 재료들은 전기 절연 재료, 바람직하게는 높은 광 전송 및 선명도를 갖는 투명 재료를 포함한다. 적합한 투명 기판 재료들은 유리, 폴리머 필름 및 세라믹을 포함한다. 적합한 기판 재료들의 구체적인 예는, 화학적 강화 유리, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 환상 올레핀 폴리머(COP), 환상 올레핀 코폴리머(COC), 폴리 카보네이트(PC), 폴리메타크릴산 메틸(PMMA)을 포함한다. 적합한 기판들은 임의의 적합한 두께일 수 있다. 적절한 두께 값들은 1 마이크로미터 내지 1 센티미터, 바람직하게는 2 마이크로미터 내지 500 마이크로미터, 일부 실시예들에서 5 마이크로미터 내지 200 마이크로미터, 및 일부 실시예에서 20 마이크로미터 내지 150 마이크로미터의 범위에 있다. 본 개시내용의 감지 회로부, 센서, 센서 시스템, 및 어레이는 기판 재료 및 기판 두께의 관점에서 제한되지 않는다.
다시 도 1a를 참조하면, 명확하게 도시된 바와 같이, 제1 전극(102)은 제2 전극(104)과 인터리빙된다(예를 들어, 영역(114)에서의 인터리브 참조). 제2 전극(104)은 제3 전극(106)과 인터리빙된다(예를 들어, 영역(110)에서의 인터리브 참조). 제2 전극의 제1 세장형 부분(105a)은 제1 전극의 제2 및 제3 세장형 부분들(103b, 103c) 사이에 배치된다(구역(114) 참조). 제2 전극의 제3 세장형 부분(105c)은 제3 전극의 제1 및 제2 세장형 부분들(107a, 107b) 사이에 배치된다(구역(110) 참조).
언급한 바와 같이, 전극들은 각각의 전극의 근위 단부(102a, 104a, 106a)에서 제어 회로에 연결한다. 일부 실시예들에서, 이러한 연결들은 각각의 전극의 제1 및 제2 평행 세장형 부분들 사이에 있는 전극 상의 지점에서 각 전극과 연결하는 상호연결 트레이스들을 통해 발생한다. 예를 들어, 제1 전극(102)과 상호연결 트레이스(108) 사이의 연결은 제1 평행 세장형 부분(102a)과 제2 평행 세장형 부분(102b) 사이에 있는 영역(112)에서 발생한다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 어레이의 세장형 z 형상 전극 각각은 상호연결 트레이스 또는 리드를 통해 그것의 각자의 근위 단부에서 터치 제어기 회로에 연결된다. 도 1a의 실시예에서, 상호연결 트레이스(108)는 세장형 z 형상 전극들(102, 104, 106) 각각의 근위 단부에 연결되고, 어떠한 상호연결 트레이스도 z 형상 전극들(102, 104, 106)의 원위 단부에서 연결되어 있지 않는다. 따라서, 터치 제어기 회로는 세장형 z 형상 전극들 각각의 근위 단부에 연결되고, 어떠한 터치 제어기 회로도 세장형 z 형상 전극들 각각의 원위 단부에 연결되지 않는다(즉, 근위 단부에 연결되는 터치 제어기 회로는 원위 단부에 연결되어 있지 않음).
일부 실시예들에서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 어레이의 하나 이상의 세장형 z 형상 전극은 그것들의 원위 단부에서 터치 제어기 회로에의 연결 없이, 그것들의 각자의 근위 단부에서 터치 제어기 회로에 연결되지만, 어레이의 하나 이상의 다른 세장형 z 형상 전극은 그것들의 근위 단부에서 터치 제어기 회로에의 연결 없이, 그것들의 원위 단부에서 터치 제어기 회로에 연결된다. 세장형 z 형상 전극들의 이러한 연결은 상호연결 트레이스 또는 리드를 통해 이루어질 수 있다. 상호연결 트레이스(142)는 그것의 근위 단부(132a)에서 제1 z 형상 세장형 전극(132)에 연결되고, 상호연결 트레이스(144)는 그것의 원위 단부(134b)에서 제2 z 형상 세장형 전극(134)에 연결되고, 상호연결 트레이스(146)는 그것의 근위 단부(136a)에서 제3 z 형상 세장형 전극(136)에 연결된다. 일부 실시예들에서, 상호연결 트레이스(142, 144, 146)는 터치 제어기 회로에 연결된다. 도 1b는 터치 센서에 사용하기 위한 제1 기판의 제1 주 표면 상의 세장형 전기 절연된 전도성 전극들의 제1 어레이(130)의 평면도를 도시한다. 제1 어레이(130)는 제1 세장형 전극(132), 제2 세장형 전극(134), 및 제3 세장형 전극(136)을 포함한다. 제1 전극(132)은 제2 전극(134)과 인터리빙되고, 제2 전극(134)은 제3 전극(136)과 인터리빙된다. 제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극 각각은 근위 단부(요소들(132a, 134a, 136a)로서 도시됨) 및 원위 단부(요소들(132b, 134b, 136b)로서 도시됨)를 포함한다. 제1 전극(132), 제2 전극(134), 및 제3 전극(136) 각각은 각자의 상호연결 트레이스(142, 144, 146)에 연결된다. 일부 실시예에서, 전극은 상호연결 트레이스들(142, 144, 146)을 통해 터치 제어 회로에 연결된다. 도 1b의 어레이(130)에 대하여, 터치 제어기 회로에의 연결은 상호연결 트레이스들 또는 리드들(142 144, 146)을 통해 발생할 것이다. 또한, 제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극 각각은 z 형상을 갖는다. z 형상은 제1 세장형 부분, 제2 세장형 부분, 및 제3 세장형 부분을 포함하고, 이때 세장형 부분들은 서로 평행하게 배향된다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 근위 단부들(132a, 134a, 136a)은 세장형 전극들(132, 134, 136)의 어레이(130)의 제1 에지(152)를 따라 배열된다. 원위 단부들(132b, 134b, 136b)은 어레이의 제2 에지(154)를 따라 배열되고, 이때 제2 에지는 제1 에지의 반대편에 있다. 도 1b는 전극 단부에의 상호연결 연결부(그리고 일부 실시예들에서 터치 제어기 회로)의 교호적인 배열을 갖는, z 형상 전극들의 어레이의 일례를 도시한다. 어레이의 하나 이상의 세장형 z 형상 전극은 그것들의 원위 단부에서 터치 제어기 회로에의 연결 없이, 그것들의 각자의 근위 단부에서 터치 제어기 회로에 연결되지만, 어레이의 다른 세장형 z 형상 전극은 그것들의 근위 단부에서 터치 제어기 회로에의 연결 없이, 그것들의 원위 단부에서 터치 제어기 회로에 연결되는 다른 실시예들에서, 배열은 교호적이지 않을 수 있다. 오히려, 그것들의 각자의 근위 단부들에서만 연결되는 이웃하는 인터리빙된 전극들의 그룹화 및 그것들의 각자의 원위 단부들에서 연결되는 이웃하는 인터리빙된 전극들의 그룹화일 수 있다.
일부 실시예들에서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 어레이의 세장형 z 형상 전극들은 그것들의 각자의 근위 및 원위 단부들 둘다에서 터치 제어기 회로에 연결된다. 터치 제어기 회로에의 세장형 z 형상 전극들의 이러한 연결은 상호연결 트레이스 또는 리드를 통해 이루어질 수 있다. 상호연결 트레이스들(172,182)은 그것의 근위 단부(162a) 및 원위 단부(162b)에서 각각 제1 z 형상 세장형 전극(162)에 연결된다. 상호연결 트레이스들(174,184)은 그것의 근위 단부(164a) 및 원위 단부(164b)에서 각각 제2 z 형상 세장형 전극(164)에 연결된다. 상호연결 트레이스들(176,186)은 그것의 근위 단부(166a) 및 원위 단부(166b)에서 각각 제3 z 형상 세장형 전극(166)에 연결된다. 일부 실시예들에서, 상호연결 트레이스들(172, 174, 176, 182, 184, 186)은 터치 제어기 회로에 연결된다. 도 1c는 터치 센서에 사용하기 위한 제1 기판의 제1 주 표면 상의 세장형 전기 절연된 전도성 전극들의 제1 어레이(160)의 평면도를 도시한다. 제1 어레이(160)는 제1 세장형 전극(162), 제2 세장형 전극(164), 및 제3 세장형 전극(166)을 포함한다. 제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극 각각은 근위 단부(요소들(162a, 164a, 166a)로서 도시됨) 및 원위 단부(요소들(162b, 164b, 166b)로서 도시됨)를 포함한다. 또한, 제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극 각각은 z 형상을 갖는다. z 형상은 제1 세장형 부분, 제2 세장형 부분, 및 제3 세장형 부분을 포함하고, 이때 세장형 부분들은 서로 평행하게 배향된다. 제1 전극(162)은 제2 전극(164)과 인터리빙되고, 제2 전극(164)은 제3 전극(166)과 인터리빙된다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 근위 단부들(162a, 164a, 166a)은 세장형 전극들(162, 164, 166)의 어레이(160)의 제1 에지(192)를 따라 배열된다. 원위 단부들(162b, 164b, 166b)은 어레이의 제2 에지(194)를 따라 배열되고, 제2 에지는 제1 에지의 반대편에 있다. 도 1c는 그것의 근위 단부 및 그것의 원위 단부 둘다에서 각 전극에의 상호연결 연결부들(그리고 일부 실시예들에서 터치 제어기 회로 연결부들)을 갖는 인터리빙된 z 형상 전극들의 어레이의 일례를 도시한다.
일부 실시예들에서, 각 전극들(102b, 104b, 106b)의 제2 세장형 부분은 제1 및 제3 세장형 부분들보다 큰 단면의 폭을 갖는다. 이러한 실시예들에서, 제2 세장형 부분들은 주 서브-전극들로서 기능하는 것으로 본 명세서에서 설명되지만, 제1 및 제3 세장형 부분들(103a 및 103c, 105a 및 105c, 107a 및 107c)은 전극의 보조 서브-전극들로서 기능하는 것으로 본 명세서에서 설명된다. 각 주 서브-전극은 두 개의 보조 서브-전극들의 용량성 결합에 관하여 터치 표면과 근접한 터치에 대해 큰 용량성 결합을 생성할 수 있다. 각 전극의 보조 서브-전극들은 각 전극과 연관된 용량성 결합의 유효 면적을 증가시키도록 구성된 인터리빙된 패턴으로 배열된다.
전극들(102, 104, 106, 132, 134, 136, 162, 164, 166)은 터치 센서에 사용되는 임의의 수의 적합한 전도성 재료로 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 전극들은 투명 전도성 재료로 구성될 수 있다. 특히 적합한 투명 전도성 재료는 투명 전도성 금속 산화물(TCO), 전기 전도성 폴리머, 박막 금속, 및 그래핀(다층 그래핀, 예컨대 2-층 그래핀, 및 수-층 그래핀을 포함)을 포함할 수 있다. 유용한 TCO의 것은 산화 아연, 산화 주석, 및 불소 도핑된 산화 주석을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 투명 전도성 재료는 인듐 주석 산화물일 수 있다. 전극들(102, 104, 106, 132, 134, 136, 162, 164, 166)은 예를 들어, 투명 전도성 복합재 또는 투명 전도성 다층 재료의 형태로 둘 이상의 재료로 구성될 수 있다. 유용한 전도성 복합재의 예들은 탄소 나노튜브-충전된 폴리머 또는 폴리머 또는 무기 바인더를 이용하여 기판 표면에 결합되는 상호연결된 탄소 나노튜브 층을 포함한다. 일부 실시예들에서, 탄소 나노튜브는 기판에 매립된다. 유용한 탄소 나노튜브 층들의 예들은 미국 특허 출원 번호 제US2004/0265550 A1호에 기재되어 있다. 유용한 전도성 복합재의 다른 예들은 금속성 나노와이어-충전된 폴리머 또는 폴리머 또는 무기 바인더를 이용하여 기판에 결합되는 상호연결된 금속 나노와이어 층을 포함한다. 일부 실시예들에서, 나노와이어는 기판에 매립된다. 유용한 금속 나노와이어 층들의 예들은 PCT 공개 번호 제WO 2007/022226 A2호에 기재되어 있다. 유용한 금속성 나노와이어는 예를 들어, 은, 구리, 니켈, 금, 또는 이들의 조합(예를 들어, 합금, 나노와이어 혼합물, 또는 코어-쉘 나노와이어의 형태로)을 포함할 수 있다. 유용한 전도성 다층 재료들의 예는 투명 전도성 금속 산화물(예컨대, 산화 아연, 불소가 도핑된 산화 주석, 산화 주석, 인듐 주석 산화물 등) 또는 박막 금속(예컨대, 은, 금, 은-금 합금) 중 하나 또는 둘다를 포함하는 박막 스택을 포함한다. 유용한 투명 전도성 다층의 예들은 미국 특허 공개 번호 제US2011/0139516 A1호에 기재되어 있다. 유용한 전도성 다층 재료들은 하나 이상의 투명 전도성 금속 산화 박막 층(예컨대, 1, 2, 3, 4, 5, 또는 더 많은 금속 산화물 층들)을 포함할 수 있다. 유용한 전도성 다층 재료들은 하나 이상의 박막 금속 층(예컨대, 1, 2, 3, 4, 5, 또는 더 많은 박막 금속 층들)을 포함할 수 있다. 유용한 박막 금속 층들은 두께가 바람직하게는 20 nm 미만, 보다 바람직하게는 10nm 미만, 더욱 바람직하게는 5nm 미만이다. 투명 전도성 금속 산화 박막 층들은 전기 절연 재료들(예컨대, 이산화 규소) 또는 상술한 박막 금속 층들에 의해 분리될 수 있다. 박막 금속 층들은 절연 재료 또는 상술한 박막 투명 전도성 금속 산화 층들에 의해 분리될 수 있다.
다른 실시예에서, 전극들은 전도성 트레이스들의 투명 전도성 메쉬 망, 예컨대 박막 금속 트레이스로 구성될 수 있다. 하나의 특정 실시예는 은 메쉬 전도체를 포함할 수 있다. 은 메쉬는 도 6a 및 도 6b에 도시된 육각형 패턴과 같은 기판의 표면 상에 주기적 패턴으로 형성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 메쉬 전도체들은 정사각형, 원형, 또는 다른 주기적 패턴들로 형성될 수 있다. 예시적인 정사각형 금속 메쉬 패턴들은 도 7a 및 도 7b에 도시되어 있다. 다른 유용한 메쉬 패턴들은 랜덤 또는 의사랜덤 개방 셀 형상들(pseudorandom open cell geometries)을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 전극들은 금속 메쉬로 구성될 수 있다. 금속 메쉬는 구리, 은, 금, 알루미늄, 아연, 니켈, 또는 철, 또는 다른 적절한 금속을 포함한다. 유용한 트레이스들의 투명 전도성 금속 메쉬 망은 미국 특허 번호 제8,384,691호에 보다 자세히 기술되어 있다. 일부 실시예들에서, 전극들은 투명 전도성 재료, 투명 전도성 복합재, 투명 전도성 다층, 및 트레이스들의 투명 전도성 메쉬 망 중 하나 이상의 조합을 사용하여 형성된다.
본 개시내용의 터치 센서 회로부는 바람직하게는 투명 전도성 재료, 복합재, 다층, 또는 낮은 시트 저항을 갖는 메쉬를 사용하여 형성된다. 구체적으로는, 전극들의 z 형상의 감지 속성의 실현은 다양한 서브-전극을 따라 낮은 전기 저항을 필요로 한다. 따라서, 본 개시내용의 바람직한 실시예들은, 구체적으로, 투명 전도성 재료, 투명 전도성 복합재, 투명 전도성 다층, 또는 트레이스들의 투명 전도성 메쉬 망 중 임의의 하나 이상을 사용하여 형성되는, 본 명세서에 기재된 전극 및 어레이 설계들 중 어느 하나를 포함하며, 이때 전극 내의 시트 저항은 제곱 당 0.1 내지 300 옴, 일부 실시예들에서 제곱 당 0.2 내지 100 옴, 일부 실시예들에서 제곱 당 1 내지 75 옴, 및 일부 실시예들에서 제곱 당 5 내지 50 옴이다.
일 양태에서, 본 설명은 또한 본 명세서에 기재된 세장형 전기 절연된 전도성 전극들의 어레이를 통합하는 터치 센서로서 이해될 수 있다. 특정 실시예들에서, 이러한 터치 센서는 스타일러스와 함께 사용하도록 의도될 수 있다. 다른 실시예들에서, 이러한 터치 센서는 손가락 터치, 특히 작은 손가락 터치와 함께 사용하도록 의도될 수 있다. 도 3은 본 발명의 추가의 특징부들을 더 잘 도시하기 위해 상술한 어레이의 근접도(즉, 도 1에 도시된 어레이를 참조하여, 상부 부분)를 제공한다. 바람직한 실시예에서, 제2 전극의 제1 세장형 부분(105a)과 제1 전극의 제3 세장형 부분(103c) 사이의 거리(114)는 터치 센서와 조합하여 사용되는 스타일러스의 선단부의 폭보다 작다. 스타일러스의 선단부의 풋프린트(footprint)의 예가 음영 부분(118)에 의해 도시된다. 또한, 제2 전극의 제1 세장형 부분(105a)과 제1 전극의 제2 세장형 부분(103b) 사이의 거리는 터치 센서와 조합하여 사용되는 스타일러스의 선단부의 직경의 4배(4 ×)보다 작다.
본 개시내용의 일부 실시예들은 스타일러스와 조합하여, 임의의 센서, 센서 회로부, 또는 어레이를 포함하는 센서 시스템이다. 센서 시스템의 유용한 스타일러스는 능동 또는 수동일 수 있다. 수동 스타일러스는 자체 내에 전자 컴포넌트들을 갖지 않는 스타일러스이다. 통상적으로, 수동 스타일러스는 신호로서 국부 전기장을 변경하기 위한 금속 막대로 구성될 것이다. 능동 스타일러스는 보다 복잡한 스타일러스이며 전자 컴포넌트들을 포함한다. 전자 컴포넌트들은 전자 디바이스 아래의 터치 패널 내의 센서에 대해 판독가능한 신호를 전송할 수 있다. 센서 시스템에 유용한 스타일러스는 전기 전도성 또는 전기 절연성인 선단부를 포함할 수 있다. 센서 시스템에 유용한 스타일러스는, 매트릭스, 예를 들면, 폴리머 매트릭스(예를 들어, 전기 절연성 폴리머 매트릭스) 내에 전기 전도성 충전재 입자들을 포함하는 복합 재료를 포함하는 선단부를 포함할 수 있다. 스타일러스 선단부 또는 스타일러스 선단부의 폴리머 매트릭스를 형성하기 위한 유용한 폴리머는 플루오로폴리머 및 하이드로카본 폴리머를 포함한다. 스타일러스를 포함하는 본 개시내용의 센서 시스템들은 스타일러스를 포함하는 재료들에 대하여 한정되지 않는다.
주 서브-전극들(제2 세장형 부분들)에 부가하여 더 좁은 보조 서브-전극들(예컨대, 도 1에 대해 기재된 제1 및 제3 세장형 부분들)의 사용은, 스타일러스에 대한 감도를 동일하게 유지하면서 더 작은 상호 커패시턴스를 허용한다. 더 좁은 제1 및 제3 세장형 부분들은, 그것들이 통합되어 있는 터치 센서의, 각 차원의 해상도를 두 배로 하면서 센서 회로의 채널의 수를 증가시키지 않는다. 각 채널은 일반적으로 입/출력 수단을 필요로할 뿐만 아니라 센싱 듀티 사이클의 일부를 필요로 하며, 이는 비용을 증가시키거나 센서 시스템의 속도 성능을 줄이거나 그 둘다를 초래할 수 있기 때문에, 센서 회로의 채널의 수를 제한하는 것이 유리하다. 따라서, "z 형상" 설계는 터치 센서 상에서 그리기, 페인팅, 메모, 및 서명과 같은 애플리케이션들을 위한 스타일러스(또는 잠재적으로 작은 손가락)의 더 작은 선단부를 지원하기 위해 훨씬 큰 해상도를 갖는다.
본 구성은 전극들의 인터리빙에 기인하여 증가된 정확도와 해상도를 통해 추가 이점을 제공한다. 현재 기재된 어레이의 추가적인 이점은 구체적으로 어레이의 z 형상과 관련 있다. 이는 제조자가 동일한 수의 센서 채널을 허용하면서 전극들을 인터리빙하는 것을 가능하게 한다. 전극들에 라우팅되는 상호연결 회로부의 인터리빙과 관련시키는 것을 제거하는 것을 추가로 허용한다(예를 들어, 종래 기술 도 10에서 상호연결부들(71 내지 75 및 91 내지 95)을 관리하고 전기적으로 절연하는 것(공동 소유이며 양도된 미국 특허 번호 제8,004,499호로부터)을 참조). 이러한 두 개의 양태는 현재 기재된 어레이를 이용하여 터치 디바이스의 향상된 정밀도와 해상도를 넘어 다른 중요한 이점을 제공한다.
다른 양태에서, 본 설명은 추가로 상술한 어레이뿐만 아니라 제1 기판의 제1 표면의 반대편인 표면 상에 배치된 세장형 전기 절연된 전도성 전극들의 제2 어레이를 포함할 수 있는 터치 센서에 관한 것이다. 도 4는 이러한 구성의 단면을 도시한다. 제2 어레이(400)는 제1 기판(120)의 제1 주 표면(122)의 바로 반대편인 제2 주 표면(424) 상에 위치될 수 있다. 대안적으로, 제2 어레이(400)는 제2 기판(430)의 제2 주 표면(426) 상에 위치될 수 있으며, 이는 또한 도 4에 도시된 바와 같다. 또한, 제2 어레이(400)는 제2 기판(430)의 제2 주 표면(424) 상에 위치될 수 있다.
도 5는 평면도로부터의 제2 어레이(400)의 상세도를 제공한다. 세장형 전기 절연된 전도성 전극들(400)의 제2 어레이는 제4 전극(442), 제5 전극(444), 및 제6 전극(446)을 포함한다. 제1 어레이의 제1, 제2, 및 제3 전극들을 이용하는 것과 마찬가지로, 제2 어레이의 제4, 제5, 및 제6 전극들 각각은 근위 단부(원소들(442a, 444a, 446a)로서 도시됨) 및 원위 단부(요소들(442b, 444b, 446b)로서 도시됨)를 포함한다. 제4 전극(442), 제5 전극(444), 및 제6 전극(446) 각각은 그것의 각자의 근위 단부에서 터치 제어기 회로에 연결된다. 터치 제어기 회로에의 연결은 상호연결 트레이스 또는 리드(448)를 통해 발생될 것이다. 또한, 제4 전극, 제5 전극, 및 제6 세장형 전극 각각은 z 형상을 갖는다. z 형상은 제1 세장형 부분, 제2 세장형 부분, 및 제3 세장형 부분을 포함하고, 이때 세장형 부분들은 서로 평행하게 배향된다. 예를 들어, 제4 전극(442)은 제1 세장형 부분(443a), 제2 세장형 부분(443b), 및 제3 세장형 부분(443c)을 포함하며, 그 각각은 그것의 각자의 대응부에 평행하게 배향된다. 제5 전극(444)은 제1 세장형 부분(445a), 제2 세장형 부분(445b), 및 제3 세장형 부분(445c)을 포함하며, 그 각각은 그것의 각자의 대응부에 평행하게 배향된다. 제6 전극(446)은 제1 세장형 부분(447a), 제2 세장형 부분(447b), 및 제3 세장형 부분(447c)을 포함하며, 그 각각은 그것의 각자의 대응부에 평행하게 배향된다. 명확하게 도시된 바와 같이, 제4 전극(442)은 제5 전극(444)과 인터리빙된다(예를 들어, 영역(450)에서의 인터리브 참조). 제5 전극(444)은 제6 전극(446)과 인터리빙된다(예를 들어, 영역(452)에서의 인터리브 참조). 제5 전극의 제1 세장형 부분(445a)은 제4 전극의 제2 및 제3 세장형 부분들(443b, 443c) 사이에 배치된다(구역(450) 참조). 제5 전극의 제3 세장형 부분(445c)은 제6 전극의 제1 및 제2 세장형 부분들(447a, 447b) 사이에 배치된다(구역(452) 참조).
일부 실시예들에서, 전기 전도성 z 형상 전극들의 제2 어레이에 대하여, 제2 어레이의 하나 이상의 세장형 z 형상 전극은 그것들의 원위 단부에서 터치 제어기 회로에의 연결 없이, 그것들의 각자의 근위 단부에서 터치 제어기 회로에 연결되지만, 제2 어레이의 하나 이상의 다른 세장형 z 형상 전극은 그것들의 근위 단부에서 터치 제어기 회로에의 연결 없이, 그것들의 원위 단부에서 터치 제어기 회로에 연결된다. 도 1b는 제1 어레이를 위한 이러한 설계를 도시한다.
일부 실시예들에서, 전기 전도성 z 형상 전극들의 제2 어레이에 대하여, 세장형 z 형상 전극들은 그것들의 각자의 근위 및 원위 단부들 둘다에서 터치 제어기 회로에 연결된다. 도 1c는 제1 어레이를 위한 이러한 설계를 도시한다.
전극들의 제1 및 제2 어레이들이 공통 기판(120)의 대향 측면들 상에, 또는 잠재적으로 두 개의 상이한 기판들(예컨대, 120, 430)의 표면 상에 위치설정되든 아니든, 두 개의 어레이는 터치 센서를 형성하도록 함께 사용될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 두 개의 어레이는 하나의 어레이의 전극들의 세장형 부분들이 예를 들어 대향하는 어레이의 세장형 부분들에 직교로 이어지도록 위치설정될 수 있다. 다시 말하면, 제1 전극(102), 제2 전극(104), 및 제3 전극(106)이 제1 방향(방향(460)을 참조)으로 배향된다. 제4 전극(442), 제5 전극(444), 및 제6 전극(446)이 제2 방향(방향(470)을 참조)으로 배향된다. 제1 방향은 도시된 바와 같이 제2 방향에 직교한다. 또한, 제1 어레이는 제2 어레이와 중첩한다. 일부 실시예들에서, 제1 방향 및 제2 방향은 직교하지 않을 수 있다. 제1 방향 및 제2 방향은 비-평행하다.
다른 실시예들에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 전극(102), 제2 전극(104), 및 제3 전극(106)을 포함하는 전극들의 제1 어레이는 제2 어레이(900)의 반대편에 유사하게 위치설정될 수 있고, 이때 제2 어레이는 공통 기판의 대향 측면 상에 또는 제1 기판 상에 적층된 상이한 기판의 상이한 표면 상에 앞에서와 마찬가지로 위치설정될 수 있다. 그러나, 본 실시예에서, 제2 어레이(900)는 단순히 전극들의 인터리빙 없이 전극들의 바 패턴을 포함할 수 있다. 이는 터치 객체(스타일러스 또는 손가락)에 대한 근접성의 부재에 기인하여 적합할 수 있으며, 이때, 예를 들어 제1 어레이는 터치 표면에 더 가깝다. 이러한 상황에서, 터치 객체(스타일러스 또는 손가락)는 제2 어레이와는 강하게 상호작용하지 않을 수 있으므로, 인접한 전극들 사이의 각자의 거리 및 인터리빙의 이점, 및 전극들의 직경들은 덜 중요할 수 있다. 대안적으로, 제1 어레이는 다이아몬드 패턴의 전극들, 또는 터치 스크린 애플리케이션들에 사용되는 임의의 다른 적절한 전극 패턴을 갖는 센서 내에 결합될 수 있다.
본 명세서에 기재된 제1 어레이로 구성된 터치 센서는, 전극 어레이들 및 센서 회로부에 결합된 터치 프로세서를 사용하여 감지된 신호를 측정하도록 구성되고 측정된 신호에 기초하여 터치 표면과 근접한 터치의 위치를 결정하도록 구성되는 회로부를 추가로 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 센서 회로부의 적어도 일부분은 예를 들어 스타일러스의 형태로 제공된 터치 수단 내에 배치될 수 있다.
다음은 본 설명의 예시적인 실시예들의 목록이다.
실시예 1은 터치 센서에 사용하기 위한 제1 기판의 제1 주 표면 상에 배치된 세장형 전기 절연된 전도성 전극들의 제1 어레이이며, 이는
제1 전극;
제2 전극; 및
제3 전극을 포함하고,
제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극 각각은 근위 단부(proximate end) 및 원위 단부(distal end)를 포함하고,
제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극 각각은 z 형상을 가지며, z 형상은 제1 세장형 부분, 제2 세장형 부분, 및 제3 세장형 부분을 포함하며, 세장형 부분들은 서로에 대해 평행하게 배향되고,
제1 전극은 제2 전극과 인터리빙되고
제2 전극은 제3 전극과 인터리빙된다.
실시예 2는 실시예 1의 어레이이며, 제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극 각각은 그것의 근위 단부에서 터치 제어기 회로에 연결된다.
실시예 3은 실시예 2의 어레이이며, 제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극 각각은 그것의 원위 단부에서 터치 제어기 회로에 또한 연결된다.
실시예 4는 실시예 1의 어레이이며, 제1 전극은 그것의 근위 단부에서 터치 제어기 회로에 연결되고, 제1 전극은 그것의 원위 단부에서 터치 제어기 회로에 연결되지 않고, 제2 전극은 그것의 원위 단부에서 터치 제어기 회로에 연결되고, 제2 전극은 그것의 근위 단부에서 터치 제어기 회로에 연결되지 않는다.
실시예 5는 실시예 1의 어레이이며, 제2 전극의 제1 세장형 부분은 제1 전극의 제2 및 제3 세장형 부분들 사이에 배치되고, 제2 전극의 제3 세장형 부분은 제3 전극의 제1 및 제2 세장형 부분들 사이에 배치된다.
실시예 6은 실시예 1의 어레이이며, 각 전극의 근위 단부에서 제어 회로와 전극 사이의 연결은 각 전극의 제1 및 제2 평행 세장형 부분들 사이에 발생한다.
실시예 7은 실시예 1의 어레이이며, 각 전극의 제2 세장형 부분은 주 서브-전극으로서 기능한다.
실시예 8은 실시예 7의 어레이이며, 각 전극의 제1 및 제3 세장형 부분들은 보조 서브-전극들로서 기능한다.
실시예 9는 실시예 1의 어레이이며, 전극들의 제1 및 제3 세장형 부분들 각각의 폭은 전극들의 제2 세장형 부분들 각각의 폭보다 작다.
실시예 10은 실시예 1의 어레이이며, 전극들은 투명 전도성 재료, 투명 전도성 복합재, 투명 전도성 다층, 및 트레이스들의 투명 전도성 메쉬 망 중 하나 또는 조합으로 구성된다.
실시예 11은 실시예 10의 어레이이며, 투명 전도성 재료는 인듐 주석 산화물, 산화 아연, 불소 도핑된 산화 주석, 전도성 폴리머, 또는 그래핀 중 하나이다.
실시예 12는 실시예 10의 어레이이며, 전극들은 트레이스들의 투명 전도성 메쉬 망으로 구성된다.
실시예 13은 실시예 12의 어레이이며, 트레이스들의 메쉬 망은 제곱 당 0.2 내지 100 옴의 시트 저항을 갖는다.
실시예 14는 실시예 12의 어레이이며, 트레이스들이 은이다.
실시예 15는 실시예 10의 어레이이며, 트레이스들은 육각형, 정사각형, 원형, 또는 다른 주기 패턴들로 형성된다.
실시예 16은 실시예 10의 어레이이며, 트레이스들은 랜덤 또는 의사랜덤 배열로 형성된다.
실시예 17은 실시예 10의 어레이이며, 금속 메쉬는 구리, 은, 금, 알루미늄, 아연, 니켈, 또는 철을 포함한다.
실시예 18은 실시예 1의 어레이를 포함하는 터치 센서이다.
실시예 19는 실시예 18의 터치 센서이며, 터치 센서는 스타일러스와 함께 사용하도록 의도된다.
실시예 20은 실시예 19의 터치 센서이며, 제2 전극의 제1 세장형 부분과 제1 전극의 제3 세장형 부분 사이의 거리는 스타일러스의 선단부의 직경보다 작다.
실시예 21은 실시예 19의 터치 센서이며, 제2 전극의 제1 세장형 부분과 제1 전극의 제2 세장형 부분 사이의 거리는 스타일러스의 선단부의 직경의 4배보다 작다.
실시예 22는 제1 기판의 제1 주 표면의 제2 주 표면 상에 배치된 세장형 전기 절연된 전도성 전극들의 제2 어레이를 추가로 포함하는, 실시예 1의 제1 기판 및 제1 어레이를 포함하는 터치 센서이며, 이는
제4 전극;
제5 전극; 및
제6 전극을 포함하고,
제4 전극, 제5 전극, 및 제6 전극 각각은 근위 단부 및 원위 단부를 포함하고,
제4 전극, 제5 전극, 및 제6 전극 각각은 z 형상을 가지며, z 형상은 제1 세장형 부분, 제2 세장형 부분, 및 제3 세장형 부분을 포함하며, 세장형 부분들은 서로에 대해 평행하게 배향되고,
제4 전극은 제5 전극과 인터리빙되고,
제5 전극은 제6 전극과 인터리빙된다.
실시예 23은 실시예 22의 터치 센서이며,
제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극은 제1 방향으로 배향되고;
제4 전극, 제5 전극, 및 제6 전극은 제2 방향으로 배향되고;
제1 방향은 제2 방향에 직교하고;
제1 어레이는 제2 어레이와 중첩한다.
실시예 24는 제2 기판의 제2 주 표면 상에 배치된 세장형 전기 절연된 전도성 전극들의 제2 어레이를 추가로 포함하는, 실시예 1의 제1 기판 및 어레이를 포함하는 터치 센서이며, 이는
제4 전극;
제5 전극; 및
제6 전극을 포함하고,
제4 전극, 제5 전극, 및 제6 전극 각각은 근위 단부 및 원위 단부를 포함하고,
제4 전극, 제5 전극, 및 제6 전극 각각은 z 형상을 가지며, z 형상은 제1 세장형 부분, 제2 세장형 부분, 및 제3 세장형 부분을 포함하며, 세장형 부분들은 서로에 대해 평행하게 배향되고,
제4 전극은 제5 전극과 인터리빙되고,
제5 전극은 제6 전극과 인터리빙된다.
실시예 25는 실시예 24의 터치 센서이며,
제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극은 제1 방향으로 배향되고;
제4 전극, 제5 전극, 및 제6 전극은 제2 방향으로 배향되고;
제1 방향은 제2 방향에 직교하고;
제1 어레이는 제2 어레이와 중첩한다.
실시예 26은 실시예 24의 터치 센서이며,
제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극은 제1 방향으로 배향되고;
제4 전극, 제5 전극, 및 제6 전극은 제2 방향으로 배향되고;
제1 방향은 제2 방향에 평행하지 않고;
제1 어레이는 제2 어레이와 중첩한다.
특정 실시예가 본 명세서에 예시 및 기술되었지만, 본 개시내용의 범주로부터 벗어남이 없이 다양한 대안 및/또는 등가의 구현예가 도시되고 기술된 특정 실시예를 대신할 수 있다는 것이 당업자에 의해 인식될 것이다. 본 출원은 본 명세서에 논의된 특정 실시예의 임의의 개조 또는 변형을 포함하도록 의도된다. 따라서, 본 개시내용은 청구범위 및 그의 등가물에 의해서만 제한되는 것으로 의도된다.

Claims (15)

  1. 터치 센서에 사용하기 위한 제1 기판의 제1 주 표면 상에 배치된 세장형 전기 절연된 전도성 전극들의 제1 어레이로서,
    제1 전극;
    제2 전극; 및
    제3 전극을 포함하며,
    제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극 각각은 근위 단부(proximate end) 및 원위 단부(distal end)를 포함하고,
    제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극 각각은 z 형상을 가지며, z 형상은 제1 세장형 부분, 제2 세장형 부분, 및 제3 세장형 부분을 포함하며, 세장형 부분들은 서로에 대해 평행하게 배향되고,
    제1 전극은 제2 전극과 인터리빙되고,
    제2 전극은 제3 전극과 인터리빙되는, 제1 어레이.
  2. 제1항에 있어서, 제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극 각각은 그것의 근위 단부에서 터치 제어기 회로에 연결되는, 제1 어레이.
  3. 제2항에 있어서, 제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극 각각은 그것의 원위 단부에서 터치 제어기 회로에 또한 연결되는, 제1 어레이.
  4. 제1항에 있어서, 제1 전극은 그것의 근위 단부에서 터치 제어기 회로에 연결되고, 제1 전극은 그것의 원위 단부에서 터치 제어기 회로에 연결되지 않고, 제2 전극은 그것의 원위 단부에서 터치 제어기 회로에 연결되고, 제2 전극은 그것의 근위 단부에서 터치 제어기 회로에 연결되지 않는, 제1 어레이.
  5. 제1항에 있어서, 제2 전극의 제1 세장형 부분은 제1 전극의 제2 및 제3 세장형 부분들 사이에 배치되고, 제2 전극의 제3 세장형 부분은 제3 전극의 제1 및 제2 세장형 부분들 사이에 배치되는, 제1 어레이.
  6. 제1항에 있어서, 각 전극의 근위 단부에서 제어 회로와 전극 사이의 연결은 각 전극의 제1 및 제2 평행 세장형 부분들 사이에 발생하는, 제1 어레이.
  7. 제1항에 있어서, 전극들은 투명 전도성 재료, 투명 전도성 복합재, 투명 전도성 다층, 및 트레이스들의 투명 전도성 메쉬 망 중 하나 또는 조합으로 구성되는, 제1 어레이.
  8. 제7항에 있어서, 전극들은 트레이스들의 투명 전도성 메쉬 망으로 구성되는, 제1 어레이.
  9. 제1항의 어레이를 포함하는 터치 센서.
  10. 제9항에 있어서, 터치 센서는 스타일러스와 함께 사용하도록 의도되고, 제2 전극의 제1 세장형 부분과 제1 전극의 제2 세장형 부분 사이의 거리는 스타일러스의 선단부의 직경의 4배보다 작은, 터치 센서.
  11. 제1 기판의 제1 주 표면의 제2 주 표면 상에 배치된 세장형 전기 절연된 전도성 전극들의 제2 어레이를 추가로 포함하는, 제1항의 제1 기판 및 제1 어레이를 포함하는 터치 센서로서,
    제4 전극;
    제5 전극; 및
    제6 전극을 포함하며,
    제4 전극, 제5 전극, 및 제6 전극 각각은 근위 단부 및 원위 단부를 포함하고,
    제4 전극, 제5 전극, 및 제6 전극 각각은 z 형상을 가지며, z 형상은 제1 세장형 부분, 제2 세장형 부분, 및 제3 세장형 부분을 포함하고, 세장형 부분들은 서로에 대해 평행하게 배향되고,
    제4 전극은 제5 전극과 인터리빙되고,
    제5 전극은 제6 전극과 인터리빙되는, 터치 센서.
  12. 제11항에 있어서,
    제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극은 제1 방향으로 배향되고;
    제4 전극, 제5 전극, 및 제6 전극은 제2 방향으로 배향되고;
    제1 방향은 제2 방향에 직교하고;
    제1 어레이는 제2 어레이와 중첩하는, 터치 센서.
  13. 제2 기판의 제2 주 표면 상에 배치된 세장형 전기 절연된 전도성 전극들의 제2 어레이를 추가로 포함하는, 제1항의 제1 기판 및 어레이를 포함하는 터치 센서로서,
    제4 전극;
    제5 전극; 및
    제6 전극을 포함하며,
    제4 전극, 제5 전극, 및 제6 전극 각각은 근위 단부 및 원위 단부를 포함하고,
    제4 전극, 제5 전극, 및 제6 전극 각각은 z 형상을 가지며, z 형상은 제1 세장형 부분, 제2 세장형 부분, 및 제3 세장형 부분을 포함하고, 세장형 부분들은 서로에 대해 평행하게 배향되고,
    제4 전극은 제5 전극과 인터리빙되고,
    제5 전극은 제6 전극과 인터리빙되는, 터치 센서.
  14. 제13항에 있어서,
    제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극은 제1 방향으로 배향되고;
    제4 전극, 제5 전극, 및 제6 전극은 제2 방향으로 배향되고;
    제1 방향은 제2 방향에 직교하고;
    제1 어레이는 제2 어레이와 중첩하는, 터치 센서.
  15. 제13항에 있어서,
    제1 전극, 제2 전극, 및 제3 전극은 제1 방향으로 배향되고;
    제4 전극, 제5 전극, 및 제6 전극은 제2 방향으로 배향되고;
    제1 방향은 제2 방향에 평행하지 않고;
    제1 어레이는 제2 어레이와 중첩하는, 터치 센서.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10394332B2 (en) * 2016-04-07 2019-08-27 Microchip Technology Germany Gmbh Sensor design for enhanced touch and gesture decoding
KR102089340B1 (ko) * 2016-08-31 2020-03-16 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6147680A (en) 1997-06-03 2000-11-14 Koa T&T Corporation Touchpad with interleaved traces
US6593916B1 (en) * 2000-11-03 2003-07-15 James L. Aroyan Touchscreen having multiple parallel connections to each electrode in a series resistor chain on the periphery of the touch area
CA2511771A1 (en) 2002-12-06 2004-06-24 Eikos, Inc. Optically transparent nanostructured electrical conductors
KR102103541B1 (ko) 2005-08-12 2020-04-23 캄브리오스 필름 솔루션스 코포레이션 나노와이어 기반의 투명 도전체
US7864160B2 (en) 2005-10-05 2011-01-04 3M Innovative Properties Company Interleaved electrodes for touch sensing
EP4300190A3 (en) 2008-02-28 2024-03-20 3M Innovative Properties Co. Touch screen sensor
US8726497B2 (en) 2008-08-01 2014-05-20 3M Innovative Properties Company Methods of making composite electrodes
US9075484B2 (en) 2009-06-02 2015-07-07 Pixart Imaging Inc. Sensor patterns for mutual capacitance touchscreens
US8237453B2 (en) 2009-07-24 2012-08-07 Synaptics Incorporated Capacitive sensing pattern
US8730184B2 (en) 2009-12-16 2014-05-20 3M Innovative Properties Company Touch sensitive device with multilayer electrode having improved optical and electrical performance
JP5445438B2 (ja) * 2010-12-15 2014-03-19 Ｓｍｋ株式会社 静電容量式タッチパネル
US9360971B2 (en) 2012-02-10 2016-06-07 3M Innovative Properties Company Mesh patterns for touch sensor electrodes
CN103545287B (zh) * 2012-07-10 2017-06-06 联华电子股份有限公司 半导体结构

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