KR20240020780A - How to layout the signal lines on the upper layer of the conductor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도전체 상면에 설치된 본 발명의 정전용량 검출장치를 구성하는 CDA에 대하여, 원거리 CDA신호선의 저항을 낮추기 위하여 신호선폭을 넓게 하던 것을 근거리 신호선의 폭과 동일하게 좁게 하는 것이다. 이로 인해, 원거리 CDA에서의 시상수를 더 작게 하여 검출속도를 향상시키고, 신호선에 의한 Dead Zone의 폭을 최소화하여 오브젝트 검출 오류 또는 터치좌표 계산오류를 최소화한다.The present invention is to change the width of the signal line from wide to narrow it to be the same as the width of the short-distance signal line in order to lower the resistance of the long-distance CDA signal line for the CDA that constitutes the capacitance detection device of the present invention installed on the upper surface of a conductor. As a result, the detection speed is improved by making the time constant in the long-distance CDA smaller, and the width of the dead zone caused by the signal line is minimized to minimize object detection errors or touch coordinate calculation errors.

Description

도전체 상면의 신호선 배치법{How to layout the signal lines on the upper layer of the conductor}{How to layout the signal lines on the upper layer of the conductor}

본 발명은 도전체 상면에 설치되어, 정전용량 검출장치를 구성하는 CDA(Capacitor Detection Area) 와 연결된 CDA신호선폭이 넓어져서, 공통전극 정전용량의 증가로 인한 터치감도 저하 및 시상수 증가에 따른 검출오류, 그리고 데드 존(Dead Zone)에 의한 오브젝트 검출오류 및 터치 좌표 결정 오류가 발생하는 기존의 실시예에 비해, 레이아웃을 달리하여 CDA 신호선폭을 줄이고, 이에따라 터치 검출 감도 저하 및 검출오류에 대한 문제를 해결하고, 데드 존의 폭(Width)을 좁혀서 오브젝트 검출 오류 및 터치검출 좌표의 계산오류를 방지하는 방법에 관한 것이다.The present invention is installed on the upper surface of a conductor and the CDA signal line width connected to the CDA (Capacitor Detection Area) constituting the capacitance detection device is widened, thereby reducing touch sensitivity due to an increase in the capacitance of the common electrode and detection errors due to an increase in the time constant. And, compared to the existing embodiment in which object detection errors and touch coordinate determination errors occur due to dead zones, the CDA signal line width is reduced by changing the layout, thereby solving the problems of lowered touch detection sensitivity and detection errors. This relates to a method to prevent object detection errors and calculation errors in touch detection coordinates by narrowing the width of the dead zone.

휴대전화의 전화번호를 누르기 위해 예전에는 기계식 버튼이 사용되었으나, 최근에는 손가락을 휴대전화의 표시장치에 가볍게 접촉하는 것만으로도 전화번호가 입력되는 등 입력장치가 기계식에서 전자식으로 변화하고 있으며, 이러한 전자식 입력장치의 일례로 정전용량식(Capacitive Type) 터치 입력장치가 주로 사용되고 있다. 정전용량식 터치 입력장치는 손가락이나 Pen 등의 오브젝트(Object)가 표시장치 상면에 설치된 정전용량 검출 영역(Capacitor Detection Area, 이하 CDA)에 근접하거나 접촉에 의한 터치(Touch)시 발생하는 정전용량 크기(Capacitance)의 변화를 감지하여, 기계식 버튼이 눌린 것처럼 해당위치의 입력이 유효한 것으로 판단한다. In the past, mechanical buttons were used to press phone numbers on mobile phones, but recently, input devices are changing from mechanical to electronic, with phone numbers being entered just by lightly touching the display of the mobile phone with a finger. As an example of an electronic input device, a capacitive type touch input device is mainly used. A capacitive touch input device is the size of capacitance generated when an object such as a finger or pen approaches or touches the capacitance detection area (CDA) installed on the top of the display device. By detecting changes in capacitance, it is determined that the input at that location is valid, as if a mechanical button was pressed.

도1은 정전용량식 터치 입력장치의 모델링(Modeling)에 관한 본 발명의 실시예이다. 도1을 참조하면, Cd는 "선간정전용량"으로서, 후술하는 센싱신호선과 구동신호선 사이에 형성되는 정전용량이며, Cprs는 센싱신호선이 반도체IC 내부 반도체기판(Substrate)이나 다른 신호선들과 대향하여 형성되는 "내부 기생 정전용량"(Parasitic Capacitance)이며, Ccm은 CDA 및 CDA신호선과, 표시장치의 공통전극이나 캐소드(Cathode) 등의 도전체가 대향하여 형성된 "공통전극 정전용량"이다. 이 3개 정전용량의 각 일측은 센싱신호선에 연결되며, 도1에서 센싱신호선은 등가회로적으로 P점으로 표시되었다. "내부 기생 정전용량"의 타측에 공급되는 전압인 Vprs는, 반도체기판(Substrate)의 전위인 DC전원이거나 커플링(Coupling)된 다른 신호선의 노이즈로 인한 AC전위이며, "공통전극 정전용량"의 타측에 공급되는 전압인 공통전극 전압 Vcm은, LCD의 공통전극(Common Electrode)이나 OLED의 캐소드(Cathode)에 공급되는 소정 크기의 DC전압인 화소 전압이거나, 별체의 도전체에 공급되는 그라운드 또는 소정의 DC전압이다. 선간정전용량인 Cd에 공급되는 전압인 Vd는, Vd1에서 Vd2로 크기가 변하거나 Vd2에서 Vd1으로 크기가 변하는 구동전압(Driving Voltage)이다. 구동전압은 선간정전용량(Cd)에 전하를 공급하며, 선간정전용량(Cd)을 통하여 공급된 전하는 센싱신호선인 P점에 공통 접속된 정전용량들의 크기에 기초하여 전하공유 현상을 유발하고 이로 인해 센싱신호선인 P점의 전위가 결정된다.Figure 1 is an embodiment of the present invention regarding modeling of a capacitive touch input device. Referring to Figure 1, Cd is the "line-to-line capacitance", which is the capacitance formed between the sensing signal line and the driving signal line, which will be described later, and Cprs is the capacitance formed between the sensing signal line and the semiconductor substrate or other signal lines inside the semiconductor IC. This is the “internal parasitic capacitance” formed, and Ccm is the “common electrode capacitance” formed by opposing the CDA and CDA signal lines and conductors such as the common electrode or cathode of the display device. One side of each of these three capacitances is connected to a sensing signal line, and in Figure 1, the sensing signal line is indicated as point P in an equivalent circuit. Vprs, the voltage supplied to the other side of the "internal parasitic capacitance", is the DC power potential of the semiconductor substrate or the AC potential due to noise of other coupled signal lines, and is the potential of the "common electrode capacitance". The common electrode voltage Vcm, which is the voltage supplied to the other side, is the pixel voltage, which is a DC voltage of a certain size supplied to the common electrode of LCD or the cathode of OLED, or the ground or predetermined voltage supplied to a separate conductor. is the DC voltage of Vd, the voltage supplied to Cd, the line-to-line capacitance, is a driving voltage that changes in size from Vd1 to Vd2 or from Vd2 to Vd1. The driving voltage supplies charge to the line-to-line capacitance (Cd), and the charge supplied through the line-to-line capacitance (Cd) causes a charge sharing phenomenon based on the size of the capacitances commonly connected to the P point, which is the sensing signal line. The potential of point P, the sensing signal line, is determined.

공통전극전압은 표시장치의 화면표시를 위하여 사전에 결정된 크기를 가지는 전압으로서 변경이 불가하며, 내부기생 정전용량에 공급되는 전압인 Vprs는 반도체기판 또는 다른 신호선과 커플링 된 전원이므로 변경이 불가하여, 선간정전용량에만 구동전압을 인가하는 것이 가능하다. 본 발명은 선간정전용량에 구동전압을 인가하고 선간정전용량을 통하여 센싱신호선으로 전하를 공급할 때, 센싱CDA에서 검출되는 오브젝트 정전용량의 크기에 기초하여 센싱CDA에서 전압의 변화량을 검출하여 터치여부를 판별한다.The common electrode voltage is a voltage that has a predetermined size for display on the screen of the display device and cannot be changed, and Vprs, the voltage supplied to the internal parasitic capacitance, cannot be changed because it is a power source coupled to a semiconductor substrate or other signal line. , it is possible to apply the driving voltage only to the line-to-line capacitance. In the present invention, when a driving voltage is applied to the line-to-line capacitance and charge is supplied to the sensing signal line through the line-to-line capacitance, the sensing CDA detects the amount of change in voltage based on the size of the object capacitance detected by the sensing CDA to determine whether or not to touch. Determine.

도1에서, 오브젝트 정전용량(Cobj)이 없을 때 즉, 터치가 안된 비 터치(Not Touch) 상태에서, 세개의 정전용량별로 공급되는 전압에 의해 P점의 전위가 안정되었을 때의 전압을 Vp라고 정의하고, 선간정전용량(Cd)에 공급된 전압 Vd에 의해 선간정전용량 Cd에 흐르는 전류를 id라고 정의하고, 내부 기생 정전용량(Cprs)에 공급되는 전압 Vprs에 의해 Cprs에 흐르는 전류를 iprs라고 정의하고, 공통전극 정전용량(Ccm)에 공급되는 전압 Vcm에 의해 Ccm에 흐르는 전류를 icm이라고 가정하면, 키르히호프의 전류법칙에 의해 id = iprs + icm이다.In Figure 1, when there is no object capacitance (Cobj), that is, in a non-touch (Not Touch) state, the voltage when the potential at point P is stabilized by the voltage supplied for each of the three capacitances is referred to as Vp. The current flowing through the line-to-line capacitance Cd due to the voltage Vd supplied to the line-to-line capacitance (Cd) is defined as id, and the current flowing through Cprs due to the voltage Vprs supplied to the internal parasitic capacitance (Cprs) is defined as iprs. Assuming that icm is the current flowing through Ccm due to the voltage Vcm supplied to the common electrode capacitance (Ccm), id = iprs + icm according to Kirchhoff's current law.

이므로, Because of,

이다. 이 수학식을 Vp에 대해 정리하면 이다. am. If we summarize this equation for Vp, we get am.

상기 수학식에서 선간정전용량(Cd)에 공급되는 전압 Vd를 Vd1으로 교체하면, Vd1을 인가할 때의 P점의 전압은 이다. 또한 선간정전용량(Cd)에 Vd1보다 더 큰 전압인 Vd2를 공급할 때의 P점의 전압인 Vp2는 이다. 따라서, 선간정전용량(Cd)에 서로 다른 크기의 전압인 Vd1과 Vd2를 인가할 때 연결점 P에서 검출되는 Vp2-Vp1은 다음의 <수학식1>과 같다. In the above equation, if the voltage Vd supplied to the line-to-line capacitance (Cd) is replaced with Vd1, the voltage at point P when Vd1 is applied is am. Also, when supplying Vd2, a voltage greater than Vd1, to the line-to-line capacitance (Cd), Vp2, the voltage at point P, is am. Therefore, when voltages Vd1 and Vd2 of different magnitudes are applied to the line-to-line capacitance (Cd), Vp2-Vp1 detected at the connection point P is equal to the following <Equation 1>.

<수학식1><Equation 1>

선간정전용량(Cd)은 센싱신호선과 구동신호선 사이에 형성되는 정전용량으로서, 상호 정전용량(Mutual Capacitance) 및 (후술하는) 센싱신호선과 구동신호선에 의해 형성되되 직렬 연결된 공통전극 정전용량의 (병렬연결에 의한) 합으로 결정된다.Line-to-line capacitance (Cd) is the capacitance formed between the sensing signal line and the driving signal line, and is the mutual capacitance (described later) and the (parallel) capacitance of the common electrode formed by the sensing signal line and the driving signal line but connected in series. determined by the sum (by connection).

도2는 정전용량 검출장치가 설치된 표시장치 모듈(Module)에 관한 본 발명의 일 실시예이다. 도 2를 참조하면, 정전용량 검출장치는 3개의 행(Row)과 4개의 열(Column)로 구성된 복수의 CDA로 구성된다. 도면 구성의 편의를 위해 12개의 CDA(100)로 정전용량 검출장치를 구성하였으나, 실제로는 25개의 행(Row)과 25개 열(Column)이나 20(R) x 30(C)의 경우와 같이 많은 수의 행과 열로 구성된다. 만일 25개의 CDA(100)로 행(Row)이 구성되면 각 각의 컬럼(Column)에는 원거리의 Row1부터 근거리의 Row 25까지 25개의 CDA(100)가 포함된다. 이때, 터치신호를 검출하기 위해 모든 동작을 제어하는 반도체IC(400)에서 가장 원거리인 Row1에 위치하는 CDA와 연결된 CDA신호선(201)의 길이는 가장 길고 Row25에 위치하는 CDA와 연결된 CDA신호선의 길이는 가장 짧다.Figure 2 is an embodiment of the present invention related to a display module equipped with a capacitance detection device. Referring to FIG. 2, the capacitance detection device is composed of a plurality of CDAs consisting of three rows and four columns. For the convenience of drawing, the capacitance detection device is composed of 12 CDAs (100), but in reality, it has 25 rows and 25 columns, or 20 (R) x 30 (C). It consists of a large number of rows and columns. If a row is composed of 25 CDAs (100), each column contains 25 CDAs (100) from Row 1 at a distance to Row 25 at a near distance. At this time, the length of the CDA signal line 201 connected to the CDA located in Row 1, which is the furthest from the semiconductor IC 400, which controls all operations to detect the touch signal, is the longest, and the length of the CDA signal line connected to the CDA located in Row 25 is the longest. is the shortest.

표시장치 상면에 설치된 본 발명의 정전용량 검출장치에서, ITO나 IZO 등 투명 도전성 물질로 제작된 CDA 신호선의 선저항(R)은, 구성물질의 비저항(ρ) 및 신호선폭(d_sig) 및 신호선의 길이(l)에 의해 다음의 <수학식2>와 같이 결정된다.In the capacitance detection device of the present invention installed on the top of the display device, the line resistance (R) of the CDA signal line made of transparent conductive material such as ITO or IZO is determined by the resistivity (ρ) of the constituent material, the signal line width (d_sig), and the signal line. It is determined by the length (l) as shown in Equation 2 below.

<수학식2><Equation 2>

R= R=

<수학식2>를 참조하면, CDA신호선 저항의 크기는, CDA신호선의 길이에 비례하고 CDA신호선의 폭(Width)에 반비례하는 것을 알 수 있다.Referring to <Equation 2>, it can be seen that the size of the CDA signal line resistance is proportional to the length of the CDA signal line and inversely proportional to the width of the CDA signal line.

본 출원자가 선 출원하여 등록한 한국 등록특허 10-1637422(출원번호 10-2014-0177766, 이하 인용특허1)의 문단번호 [0027]을 인용하면 다음과 같다. Paragraph number [0027] of Korean Patent No. 10-1637422 (Application No. 10-2014-0177766, hereinafter referred to as Cited Patent 1), which the applicant previously applied for and registered, is as follows.

"한편, 도 6과 같은 센서신호선(22)의 배선방법에 있어서, 제일 상단에 위치한 센서패턴(10(1,1))에 연결된 신호선과 제일 하단에 위치한 센서패턴(10(1,5))에 연결된 신호선의 길이가 다르므로 신호선의 배선저항이 센서패턴(10)별로 달라진다. 저항 값이 커지면 터치신호 검출에 지연이 발생하기 때문에, 상단으로 배선 되는 센서신호선(22)의 폭은 하단으로 배선 되는 센서신호선(22)의 폭보다 넓게 하여 상단으로 배선 되는 센서신호선(22)의 저항값을 낮추고 하단으로 배선 되는 센서신호선(22)의 배선 폭을 좁게 하여 저항값을 증가시키면 모든 센서패턴(10)에 대해 신호선들의 배선저항을 일치시키는 것이 가능하게 된다. 따라서 신호처리부(35)에서 터치신호 검출이 더 용이해진다- 이하 중략" " Meanwhile, in the wiring method of the sensor signal line 22 as shown in FIG. 6, the signal line connected to the sensor pattern 10(1,1) located at the top and the sensor pattern 10(1,5) located at the bottom Since the length of the signal line connected to is different, the wiring resistance of the signal line varies for each sensor pattern 10. As the resistance value increases, a delay occurs in detecting the touch signal, so the width of the sensor signal line 22, which is wired at the top, is wired at the bottom. If the resistance value of the sensor signal line 22 wired to the top is lowered by making it wider than the width of the sensor signal line 22 and the resistance value is increased by narrowing the wiring width of the sensor signal line 22 wired to the bottom, all sensor patterns (10 ), it is possible to match the wiring resistance of the signal lines. Therefore, detection of the touch signal in the signal processing unit 35 becomes easier - omitted below."

또한, 인용발명1의 문단번호 [0102]내지 [0104]를 참조하면 다음과 같다.Additionally, referring to paragraph numbers [0102] to [0104] of Cited Invention 1, it is as follows.

"도 9에 도시된 바와 같이, 터치 드라이브 IC(30)으로부터 원거리에 있는 센서 패턴(10a)의 크기와 이에 연결된 센서 신호선 (22a)의 폭은 근거리에 있는 센서 패턴(10e)의 크기와 이에 연결된 센서 신호선(22e)의 폭보다 각각 더 크다. "As shown in FIG. 9, the size of the sensor pattern 10a at a distance from the touch drive IC 30 and the width of the sensor signal line 22a connected thereto are determined by the size of the sensor pattern 10e at a short distance and the width connected thereto. Each is larger than the width of the sensor signal line 22e.

도 9에서 센서 패턴의 크기는 터치 드라이브 IC(30)로부터 거리에 따라 10a > 10b > 10c > 10d > 10e의 순서로 구성된다.In FIG. 9 , the size of the sensor pattern is in the order of 10a > 10b > 10c > 10d > 10e depending on the distance from the touch drive IC 30.

동시에 각각의 센서 패턴에 연결되는 센서 신호선의 폭도 22a > 22b > 22c > 22d > 22e의 순서로 구성된다." At the same time, the width of the sensor signal line connected to each sensor pattern is in the following order: 22a > 22b > 22c > 22d > 22e ."

상기 인용발명1의 실시예에서, 원거리로 레이아웃 된 CDA신호선일수록 선폭을 넓게 하면, 반도체IC와 가까운 근거리로 내려올수록 CDA신호선에 의한 Dead Zone이 점차 넓어지므로, Dead Zone의 폭보다 좁은 폭으로 구성된 Pen에 의한 터치를 검출하지 못하는 문제가 있다. 또한 상호 이웃하되, Dead Zone이 있는 CDA와 Dead Zone이 없는 CDA에 걸쳐서 손가락이 터치 되면, Dead Zone이 있는 CDA에서 검출된 터치신호는 Dead Zone이 없는 CDA에서 검출된 터치신호보다 작게 되어 터치신호를 기초로 터치좌표를 결정할 시 터치좌표 결정 오류가 발생한다. 또한 원거리 CDA에서 공통전극 정전용량의 증가로 인해 시상수가 증가하여, 한정된 시간내에 신호를 검출하는 시스템에서 검출시간이 충분하지 못할 경우 신호의 검출 오류가 발생하고 증가된 공통전극 정전용량으로 인해 근거리와 원거리에서의 검출전압에 차이가 발생하고 검출감도가 저하되는 등의 문제가 있다.In the embodiment of Cited Invention 1, if the line width of the CDA signal line laid out at a greater distance becomes wider, the dead zone caused by the CDA signal line gradually widens as it moves closer to the semiconductor IC, so the Pen is composed of a width narrower than the width of the dead zone. There is a problem of not detecting a touch by . In addition, when a finger touches two neighboring CDAs, a CDA with a dead zone and a CDA without a dead zone, the touch signal detected in the CDA with a dead zone becomes smaller than the touch signal detected in the CDA without a dead zone, thereby reducing the touch signal. When determining the touch coordinates based on the touch coordinate determination error, a touch coordinate determination error occurs. In addition, the time constant increases due to the increase in common electrode capacitance in long-distance CDA, so if the detection time is not sufficient in a system that detects signals within a limited time, signal detection errors occur, and the increased common electrode capacitance causes short-distance and There are problems such as a difference in detection voltage at a long distance and a decrease in detection sensitivity.

한국 등록특허: 제10-1637422 (이하: 인용특허1)Korean registered patent: No. 10-1637422 (hereinafter: Cited Patent 1)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 인용발명1의 실시예와 다른 CDA신호선의 레이아웃 방법을 사용하여, Dead Zone에 의한 오브젝트 검출 오류 및 터치좌표 결정오류를 최소화하며 터치 검출오류를 최소화하는 신호선 레이아웃 방법을 제공하는데 있다.The present invention was proposed to solve the problems of the prior art as described above. By using a CDA signal line layout method different from the embodiment of Cited Invention 1, object detection errors and touch coordinate determination errors due to dead zones are minimized. The goal is to provide a signal line layout method that minimizes touch detection errors.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 표시장치 상면에 설치되되 도전체 및 독립된 면적으로 이루어진 정전용량 검출영역(Capacitor Detection Area, CDA); CDA와 연결된 CDA신호선; CDA신호선이 표시장치의 화소의 상면에 설치되어 대향 할 때, CDA신호선의 선폭 또는 CDA신호선간 공간과 CDA신호선의 선폭을 포함한 CDA신호선의 피치(Pitch)는, 화소(Pixel)의 폭보다 좁게 형성된다.In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention includes a capacitance detection area (Capacitor Detection Area, CDA) installed on the upper surface of the display device and composed of a conductor and an independent area; CDA signal line connected to CDA; When CDA signal lines are installed on the upper surface of the pixel of a display device and face each other, the line width of the CDA signal lines or the pitch of the CDA signal lines, including the space between CDA signal lines and the line width of the CDA signal lines, is narrower than the width of the pixel. do.

또한, 복수의 CDA로 구성된 CDA 컬럼; 및 CDA컬럼에서, 이웃한 복수의 CDA신호선으로 구성된 CDA그룹; 및 CDA그룹을 구성하는 CDA신호선의 선폭은 근거리에 이웃한 CDA신호선의 선폭과 동일하다.Additionally, a CDA column composed of a plurality of CDAs; and in the CDA column, a CDA group consisting of a plurality of neighboring CDA signal lines; And the line width of the CDA signal line constituting the CDA group is the same as the line width of the CDA signal line neighboring in the short distance.

또한, CDA컬럼을 구성하는 모든 CDA 신호선은 동일한 선폭으로 구성된다. Additionally, all CDA signal lines that make up the CDA column have the same line width.

또한, 동일 CDA그룹내에서 CDA신호선의 선폭은 동일하고, 다른 CDA그룹에서는 다른 크기의 CDA신호선 선폭이 레이아웃 된다.Additionally, within the same CDA group, the line width of the CDA signal line is the same, and in different CDA groups, CDA signal line line widths of different sizes are laid out.

또한, CDA컬럼에서, 상기 반도체IC의 위치를 기준으로 원거리에 위치한 CDA신호선의 선폭은, 반도체IC의 위치를 기준으로 근거리에 이웃한 CDA신호선의 선폭과 동일하다.Additionally, in the CDA column, the line width of the CDA signal line located at a distance based on the position of the semiconductor IC is the same as the line width of the CDA signal line adjacent at a short distance based on the position of the semiconductor IC.

또한, CDA신호선의 선폭 또는 CDA신호선의 피치(Pitch)는, 화소를 구성하는 Sub Pixel Pitch(이하, SPP)를 기준으로 m x SPP로 결정된다. 단, m은 양의정수 또는 양의 실수이다In addition, the line width of the CDA signal line or the pitch of the CDA signal line is determined as m x SPP based on the Sub Pixel Pitch (hereinafter, SPP) constituting the pixel. However, m is a positive integer or a positive real number.

또한, CDA신호선의 선폭 또는 CDA신호선의 피치(Pitch)는, 화소의 피치(Pixel Pitch, 이하 PP)를 기준으로 n x PP로 결정된다. 단, n은 양의정수 또는 양의 실수이다.In addition, the line width of the CDA signal line or the pitch of the CDA signal line is determined as n x PP based on the pixel pitch (hereinafter referred to as PP). However, n is a positive integer or a positive real number.

또한, CDA신호선의 선폭 및 CDA신호선간 공간의 폭은 동일하다.Additionally, the line width of the CDA signal lines and the width of the space between CDA signal lines are the same.

또한, 근거리에서, 상기 CDA신호선간 공간의 폭은 CDA신호선의 선폭보다 좁게 레이아웃 된다.Additionally, at a short distance, the width of the space between the CDA signal lines is laid out to be narrower than the line width of the CDA signal lines.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 원거리 CDA신호선의 공통전극 정전용량의 크기가 감소하여 터치감도가 향상되며 원거리와 근거리 CDA에서 동일면적의 오브젝트 정전용량에 의해 검출되는 전압의 차이가 최소화되는 효과가 있다. 또한, 원거리 CDA신호선의 시상수가 단축되어 터치 검출 속도가 향상되고 소비전류가 감소되는 효과가 있다. 또한, Dead Zone의 폭이 좁아지므로 펜과 같이 터치 면적이 작은 오브젝트나 미세한 손가락 터치의 검출이 가능한 효과가 있다. 또한, 터치좌표의 오류가 개선되는 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, the size of the common electrode capacitance of the far-distance CDA signal line is reduced, thereby improving touch sensitivity and minimizing the difference in voltage detected by the object capacitance of the same area in the far-distance and near-distance CDA. there is. In addition, the time constant of the long-distance CDA signal line is shortened, which has the effect of improving touch detection speed and reducing current consumption. In addition, since the width of the dead zone is narrowed, it is possible to detect objects with a small touch area such as a pen or fine finger touches. In addition, there is an effect of improving touch coordinate errors.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도1은 정전용량식 터치입력장치의 모델링(Modeling)에 관한 본 발명의 실시예이다.
도2는 정전용량 검출장치가 설치된 표시장치 모듈(Module)에 관한 본 발명의 일 실시예이다.
도3은 공통전극 정전용량(Ccm)의 형성에 관한 본 발명의 실시예이다.
도4는 하나의 CDA컬럼으로 구성된 정전용량 검출장치 및 반도체IC 연결에 관한 본 발명의 일 실시예이다.
도5a는 센싱신호선 및 센싱신호선과 이웃한 두개의 구동신호선 사이의 정전용량 형성에 관한 본 발명의 일 실시예이다.
도5b는 도5a의 등가회로에 관한 본 발명의 실시예이다.
도6은 반도체IC의 Layer 구성에 관한 본 발명의 일 실시예이다.
도7은 오브젝트 커패시터가 부가된 경우의 정전용량식 터치입력장치의 모델링에 관한 본 발명의 일 실시예이다.
도8은 표시장치의 화소(Pixel) 상면에 설치된 CDA신호선의 레이아웃에 관한 본 발명의 일 실시예이다.
Figure 1 is an embodiment of the present invention regarding modeling of a capacitive touch input device.
Figure 2 is an embodiment of the present invention related to a display module equipped with a capacitance detection device.
Figure 3 is an embodiment of the present invention regarding formation of common electrode capacitance (Ccm).
Figure 4 is an embodiment of the present invention relating to a capacitance detection device consisting of one CDA column and a semiconductor IC connection.
Figure 5a shows an embodiment of the present invention regarding the formation of capacitance between a sensing signal line and two driving signal lines adjacent to the sensing signal line.
Figure 5b is an embodiment of the present invention related to the equivalent circuit of Figure 5a.
Figure 6 is an embodiment of the present invention regarding the layer configuration of a semiconductor IC.
Figure 7 is an embodiment of the present invention related to modeling of a capacitive touch input device when an object capacitor is added.
Figure 8 shows an embodiment of the present invention regarding the layout of CDA signal lines installed on the upper surface of a pixel of a display device.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어가 사용되었으며, 이 경우, 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 상세히 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention are general terms that are currently widely used as much as possible while considering the functions in the present invention, but this may vary depending on the intention of a person skilled in the art, precedents, or the emergence of new technologies. In addition, in certain cases, terms arbitrarily selected by the applicant were used, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the relevant invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than simply the name of the term.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타냈으며, 본 발명은 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. In addition, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, and the present invention is not necessarily limited to what is shown.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께나 폭(Width)등을 상대적 확대 및 상대적 축소등의 그림으로 과장되게 나타냈다. 층, 영역 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 또는 "상측" 또는 "상면"에 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. "아래" 또는 "하측" 또는 "하면"도 동일한 의미를 갖는다.In order to clearly express various layers and areas in the drawing, the thickness and width are exaggerated through drawings such as relative enlargement and relative reduction. When a part of a layer, area, etc. is said to be "on" or "on" or "on top" or "on top" another part, it means not only being "directly above" another part, but also if there is another part in between. Also includes. “Below” or “lower side” or “underside” also has the same meaning.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.When it is said that a part "includes" a certain element throughout the specification, this means that, unless specifically stated to the contrary, it does not exclude other elements but may further include other elements. In addition, terms such as "... unit" and "module" used in the specification refer to a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or as a combination of hardware and software. .

<용어의 정의><Definition of terms>

본 명세서에서 "정전용량"과 "커패시터"는 동일한 의미로 사용된다. In this specification, “capacitance” and “capacitor” are used with the same meaning.

또한, 정전용량부호는 정전용량의 도면부호 및 정전용량의 크기(Capacitance)를 가리키는 두가지 의미로 사용된다. 예를 들어 Cprs는 반도체IC 내부에서 센싱신호선과 반도체의 벌크(Substrate)등에 의해 형성된 정전용량을 가리키는 도면부호로서의 정전용량(Capacitor)이며, 소정의 정전용량의 크기(Capacitance)일수도 있다. 의미가 혼란되는 경우에는 "정전용량" 또는 "정전용량의 크기"로 구분하여 표기하였다.Additionally, the capacitance symbol is used in two senses: the reference symbol for the capacitance and the size (Capacitance) of the capacitance. For example, Cprs is a capacitor as a symbol indicating the capacitance formed by the sensing signal line and the bulk (substrate) of the semiconductor inside the semiconductor IC, and may also be the size (Capacitance) of a certain capacitance. In cases where the meaning is confusing, it is written separately as “capacitance” or “size of capacitance.”

또한, CDA(100)와 대향하여 오브젝트 정전용량을 형성하는 손가락이나 Pen등을 오브젝트(20) 또는 Object로 명기하였다.In addition, a finger or a pen forming an object capacitance facing the CDA 100 is designated as an object 20 or Object.

또한, 여러 개의 CDA신호선(200)중 본 발명에서 제공하는 수학식에 기반하여 전압을 검출하는 (또는 신호를 검출하는) 신호선은 센싱신호선(Sensing Signal Line)으로 표기하였으며, 센싱신호선과 연결된 CDA(100)는 센싱CDA로 표기하였다. 센싱신호선과 이웃하여 센싱신호선과 선간정전용량을 형성하고 구동전압이 인가되는 신호선은 구동신호선(Driving Signal Line)으로 표기하였다.In addition, among several CDA signal lines 200, the signal line that detects voltage (or detects a signal) based on the mathematical equation provided by the present invention is denoted as a sensing signal line, and the CDA ( 100) is denoted as sensing CDA. It is adjacent to the sensing signal line, forming a line-to-line capacitance, and the signal line to which the driving voltage is applied is marked as a driving signal line.

또한, CDA(100)와 연결된 CDA신호선(200)이 아닌 반도체IC(400) 내부의 동작을 위해 필요한 또다른 신호선들, 예를 들어 Logic Signal Line, Oscillator Signal Line, Power Line등은 "다른 신호선"(Different Signal Line)으로 표시하여, 본 발명의 CDA신호선(200)과 구분하였다.In addition, other signal lines required for operation inside the semiconductor IC 400 other than the CDA signal line 200 connected to the CDA 100, such as the Logic Signal Line, Oscillator Signal Line, and Power Line, are referred to as "other signal lines." (Different Signal Line) to distinguish it from the CDA signal line 200 of the present invention.

또한, CDA(100) 및 이에 연결된 CDA신호선(200)은 기하학적으로는 구분되지만, 전기적으로는 동일한 의미를 갖는다. 그러므로 "센싱CDA에서 전압을 검출한다"라는 의미는, "그 센싱CDA에 연결된 센싱신호선에서 전압을 검출한다"라는 의미와 동일하다. In addition, the CDA 100 and the CDA signal line 200 connected thereto are geometrically distinct, but electrically have the same meaning. Therefore, the meaning of “detecting voltage from the sensing CDA” is the same as “detecting the voltage from the sensing signal line connected to the sensing CDA.”

또한, 반도체IC의 제어에 의해 CDA는 순차적으로 센싱CDA가 되거나 구동CDA가 되거나 아무런 역할을 하지 않는 CDA로 동작한다. 본 명세서에서 "CDA에서 검출된 전압"은 "CDA가 센싱CDA로 동작할 때 검출된 전압"과 동일한 의미를 갖는다.Additionally, under the control of the semiconductor IC, the CDA sequentially becomes a sensing CDA, a driving CDA, or operates as a CDA that does not play any role. In this specification, “voltage detected in the CDA” has the same meaning as “voltage detected when the CDA operates as a sensing CDA.”

또한, 원거리/근거리 등의 거리와 방향(Direction)은 반도체IC(400)을 기준으로 한다. 원거리는 반도체IC에서 멀리 떨어져 있으며 근거리는 반도체IC(400)에서 가깝다는 의미이다. In addition, the distance and direction (far/near) are based on the semiconductor IC (400). Far distance means far away from the semiconductor IC, and near distance means close to the semiconductor IC (400).

또한, 복수의 CDA로 형성된 하나의 컬럼을 CDA Column이라고 하였으며 복수의 CDA컬럼이 모여서 컬럼그룹을 형성한다.Additionally, one column formed from multiple CDAs is called a CDA Column, and multiple CDA columns are gathered together to form a column group.

또한, 표시장치의 화소(Pixel)은 Red/Green/Blue 또는 White등의 Sub Pixel로 구성된다. 본 명세서에서는 R/G/B의 3원색으로 화소가 구성되며 화소를 구성하는 Sub Pixel의 단변의 길이를 Sub Pixel의 Pitch로 정의한다. Sub Pixel Pitch에는 BM(Black Matrix)도 포함된다. Sub Pixel의 Pitch를 3배한 것은 화소의 Pitch가 된다.Additionally, the pixels of the display device are composed of sub-pixels such as Red/Green/Blue or White. In this specification, a pixel is composed of the three primary colors of R/G/B, and the length of the short side of the sub pixel constituting the pixel is defined as the pitch of the sub pixel. Sub Pixel Pitch also includes BM (Black Matrix). Triple the pitch of the sub pixel becomes the pitch of the pixel.

또한 본 발명의 정전용량 검출장치는, 센싱신호선과 이웃한 구동신호선에 구동전압을 인가한 후 센싱신호선의 전위가 안정된 후 센싱신호선에서 전압을 검출하는 "시스템(System)"이다. 선간정전용량에 구동전압을 인가한 후 센싱신호선에서 검출되는 전압을 나타내는 수학식은 시스템의 "전달함수"로 표현하였다.In addition, the capacitance detection device of the present invention is a "system" that detects the voltage on the sensing signal line after applying the driving voltage to the driving signal line adjacent to the sensing signal line and the potential of the sensing signal line is stabilized. The mathematical equation representing the voltage detected from the sensing signal line after applying the driving voltage to the line-to-line capacitance was expressed as the “transfer function” of the system.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실시예를 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 사용하였다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the embodiments of the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts unrelated to the description are omitted, and similar reference numerals are used for similar parts throughout the specification.

도2는 정전용량 검출장치가 설치된 표시장치 모듈(Module)에 관한 본 발명의 일 실시예이다. 정전용량 검출장치의 정전용량 검출영역(100)은, 투과성 도전체로 이루어져 표시장치(10) 내부 또는 표시장치(10)의 상면 또는 가전제품이나 산업용기기에 설치되고 독립된 영역을 가진다. CDA(100) 일측에서 CDA와 연결된 CDA신호선(200)은, 표시장치(10)의 일측 또는 표시장치(10)의 외부에 위치한 반도체IC(400)와 CDA(100)를 전기적으로 연결하며, 연결부재(300, Material for connection)를 통하여 반도체IC(400)의 신호처리부(410)에 연결된다.Figure 2 is an embodiment of the present invention related to a display module equipped with a capacitance detection device. The capacitance detection area 100 of the capacitance detection device is made of a transparent conductor and is installed inside the display device 10 or on the top surface of the display device 10 or in home appliances or industrial equipment and has an independent area. The CDA signal line 200 connected to the CDA on one side of the CDA 100 electrically connects the CDA 100 to the semiconductor IC 400 located on one side of the display device 10 or outside the display device 10. It is connected to the signal processing unit 410 of the semiconductor IC 400 through a member 300 (Material for connection).

표시장치(10) 또는 산업용 기기 등에 사용되는 CDA(100)는 오브젝트(20)나 외부의 이물질로부터 보호받을 수 있도록 강화유리나 플라스틱 또는 필름 등으로 덮여 있다. CDA(100)는 소정의 면적을 가지는 원이나 사각형이나 삼각형 등의 기하학적 모양이며, 대부분 동일하거나 유사한 기하학적 형상으로 이루어진다. CDA(100) 상면에 사람의 손가락이나 Pen같은 오브젝트가 출현하여 CDA에 근접하거나 접촉하는 터치(Touch)가 발생하면, 오브젝트와 CDA간 상호 유격 거리 및 대향면적에 따라 오브젝트 정전용량(Cobj)이 형성된다. The CDA 100 used in the display device 10 or industrial equipment is covered with tempered glass, plastic, or film to be protected from the object 20 or external foreign substances. CDA 100 is a geometric shape such as a circle, square, or triangle with a predetermined area, and is mostly made of the same or similar geometric shape. When an object such as a human finger or a pen appears on the upper surface of the CDA (100) and touches or approaches the CDA, object capacitance (Cobj) is formed according to the mutual clearance distance and opposing area between the object and the CDA. do.

오브젝트에 의한 터치 발생 시, CDA(100)와 오브젝트(20)와의 거리 "d1"및 대향면적 "s1"에 의해 오브젝트 정전용량(Cobj)이 형성되며, 형성되는 오브젝트 정전용량(Cobj)의 크기(Capacitance)는 (F)이다. ε은 CDA(100)와 오브젝트(20) 사이에 존재하는 물질의 유전율(Permittivity)이며 유리나 필름 등의 보호층(7) 및 (오브젝트가 공중에 떠 있는 경우에는) 공기 등에 의한 복합유전율이 적용된다. When a touch occurs by an object, an object capacitance (Cobj) is formed by the distance "d1" and the opposing area "s1" between the CDA 100 and the object 20, and the size of the formed object capacitance Cobj ( Capacitance) It is (F). ε is the permittivity of the material existing between the CDA 100 and the object 20, and a complex permittivity due to the protective layer 7 such as glass or film and air (if the object is floating in the air) is applied. .

표시장치 내에서 CDA(100)의 위치는 다음과 같다. The location of CDA 100 in the display device is as follows.

1)LCD의 경우: Color Filter Glass의 상부 즉, Color Filter Glass와 편광판이 접합되는 Color Filter Glass에 형성되거나, 편광판의 하측 또는 상측에 형성되거나 보호층(7)의 하측면에 설치된다. 1) In the case of LCD: It is formed on the top of the Color Filter Glass, that is, on the Color Filter Glass where the Color Filter Glass and the polarizing plate are joined, or is formed on the lower or upper side of the polarizing plate, or is installed on the lower side of the protective layer (7).

2)OLED의 경우 1: Cathode 상면에 Passivation 도포 후 Passivation 상면에 형성된다.2) In case of OLED 1: Passivation is formed on the upper surface of the cathode after applying it.

3) OLED의 경우 2: OLED의 봉지기판인 PI(Polyimide) 계열의 박막필름(Thin Film)의 상면 또는 봉지 Glass의 상면 또는 하면에 형성된다. 3) In case of OLED 2: It is formed on the top or bottom of the PI (Polyimide) series thin film, which is the encapsulation substrate of OLED, or on the top or bottom of the encapsulation glass.

상기 LCD의 경우, CDA는 도전체인 ITO나 IZO로 구성된 LCD의 공통전극 상면에 위치하며, OLED의 경우도 도전체인 ITO나 IZO로 구성된 캐소드 상면에 CDA가 설치된다는 공통점이 있다. 항공기의 조종기판이나 차량용 조작스위치 등 표시장치 외의 장소에 본 발명의 정전용량 검출장치가 사용될 때, CDA의 하면에는 도전체가 In the case of the above LCD, the CDA is located on the upper surface of the common electrode of the LCD made of ITO or IZO, which is a conductor, and in the case of OLED, the CDA is installed on the upper surface of the cathode made of ITO or IZO, which is a conductive material. When the capacitance detection device of the present invention is used in places other than display devices such as aircraft control boards or vehicle operation switches, a conductor is present on the bottom of the CDA.

설치되어야 하며, 이는 (후술하는 수학식에 따르면) CDA신호선폭이 시상수에 포함되지 않도록 하기 위함이다. 표시장치의 도전체는 투과성이 중요하므로, 투명 물질인 ITO나 IZO 등으로 도전체가 형성되지만 엘리베이터의 버튼에 사용되는 터치와 같이 표시장치 상면에 설치되지 않는 경우, CDA와 대향하는 도전체는 비투명 물질인 철이나 동 또는 은이나 금 등의 도전성 물질이 사용될 수 있다.It must be installed, and this is to ensure that the CDA signal line width is not included in the time constant (according to the mathematical equation described later). Transmittance is important for the conductor of the display device, so the conductor is made of transparent materials such as ITO or IZO. However, if it is not installed on the top of the display device, such as the touch used for elevator buttons, the conductor facing the CDA is non-transparent. Conductive materials such as iron, copper, silver, or gold may be used.

본 명세서에서 반도체IC(400)의 위치를 기준으로 CDA신호선(200)의 개수가 증가하거나 감소하는 방향을 열(Column)로 정의한다. 도2에서는 반도체IC가 위치한 하측에서 상측 방향으로 신호선의 개수가 3개에서 1개로 감소하므로 상하방향을 열로 정의할 수 있다. 또한, 열방향과 직교 방향을 행으로 정의한다. 본 발명에서는 동일 열(Column)에 포함되고 동일한 신호선 묶음(Signal Line Harness, 이하 SLH)을 구성하는 복수의 CDA로 구성된 집합을 "CDA컬럼"이라고 한다. 도2에서 CDA101 내지 CDA103은 동일 열(Column)에 포함되고 이들과 연결된 신호선인 201 내지 203은 SLH를 구성하므로 CDA컬럼이다. CDA컬럼은 Col1부터 Col4까지 4개가 있으며, 하나의 CDA컬럼은 3개의 CDA(100)로 구성되어 있다. 전술한 바와 같이 20(Row) x 15(Column)의 CDA로 구성된 본 발명의 정전용량 검출장치는, 15개의 CDA컬럼으로 구성되며 각 CDA컬럼 안에는 20개의 CDA(100)가 포함된다. 따라서 도2는 본 명세서에 사용된 간단한 실시예일 뿐이며 실제로는 수백 개 내지 천 개에 가까운 복수의 CDA로 본 발명의 정전용량 검출장치가 구성된다.In this specification, the direction in which the number of CDA signal lines 200 increases or decreases based on the position of the semiconductor IC 400 is defined as a column. In Figure 2, the number of signal lines decreases from 3 to 1 from the bottom where the semiconductor IC is located to the top, so the up-down direction can be defined as a row. Additionally, the column direction and the orthogonal direction are defined as rows. In the present invention, a set of multiple CDAs included in the same column and forming the same signal line harness (SLH) is called a “CDA column.” In Figure 2, CDA101 to CDA103 are included in the same column, and signal lines 201 to 203 connected to them constitute the SLH and are therefore CDA columns. There are four CDA columns from Col1 to Col4, and one CDA column consists of three CDAs (100). As described above, the capacitance detection device of the present invention, which consists of a CDA of 20 (Row) x 15 (Column), is composed of 15 CDA columns, and each CDA column includes 20 CDAs (100). Therefore, Figure 2 is only a simple embodiment used in this specification, and in reality, the capacitance detection device of the present invention is composed of a plurality of CDAs close to hundreds to thousands.

연결부재(300)는 FPC(Flexible Printed Circuit) 또는 COF(Chip On Film) 또는 TCP(Tape Carrier Package) 등으로 제조되며, 연결부재(300)의 일측에는 반도체IC(400)가 위치한다. 연결부재(300)의 일측인 접합부(301)는 열 압착에 의한 접합(Bonding) 공정으로 표시장치(10)와 연결되거나 Connector를 이용하여 표시장치와 연결되기도 한다. 반도체IC(400)에서 발원된 CDA신호선(200)은 접합부(301)를 통하여 표시장치(10)에 설치된 각 CDA컬럼을 구성하는 CDA신호선과 연결된다. The connecting member 300 is manufactured from Flexible Printed Circuit (FPC), Chip On Film (COF), or Tape Carrier Package (TCP), and a semiconductor IC 400 is located on one side of the connecting member 300. The joint portion 301, which is one side of the connecting member 300, is connected to the display device 10 through a bonding process using heat compression or is connected to the display device using a connector. The CDA signal line 200 originating from the semiconductor IC 400 is connected to the CDA signal line constituting each CDA column installed in the display device 10 through the junction part 301.

센싱신호선 및 구동신호선에는 물리법칙에 따라 선간정전용량(Cd) 및 공통전극 정전용량(Ccm)이 형성되고, 센싱CDA(100)에서 오브젝트에 의한 터치에 의해 오브젝트 정전용량(Cobj)이 형성된다. 반도체IC(400)는 시분할(Time Sharing) 방법으로 동일한 CDA신호선(200)을 센싱신호선 및 구동신호선 또는 무동작의 CDA 신호선으로 순차적으로 구분하고, 센싱신호선과 이웃한 구동신호선에 구동전압을 인가한 후 전하공유현상에 기초하여 센싱신호선에 형성된 전압을 검출하고 터치좌표를 연산하는 등의 종합적인 프로세싱(Processing)을 수행한다. 연결부재(300)의 타측에 형성된 연결부(302)는 (도시되지 않은) PCB 등에 연결되고, 연결부(302)를 통하여 반도체IC(400)가 필요로 하는 제어신호나 전원 등이 공급되고, 오브젝트의 좌표나 펜에서 수신한 정보 등 반도체IC(400)가 출력하는 정보가 출력되어 외부의 Host CPU로 전달된다. Line-to-line capacitance (Cd) and common electrode capacitance (Ccm) are formed in the sensing signal line and the driving signal line according to physical laws, and object capacitance (Cobj) is formed by a touch by an object in the sensing CDA 100. The semiconductor IC 400 sequentially divides the same CDA signal line 200 into a sensing signal line and a driving signal line or a non-operating CDA signal line using a time sharing method, and applies a driving voltage to the driving signal line adjacent to the sensing signal line. Afterwards, comprehensive processing is performed, such as detecting the voltage formed in the sensing signal line and calculating touch coordinates based on the charge sharing phenomenon. The connection part 302 formed on the other side of the connection member 300 is connected to a PCB (not shown), etc., and the control signal or power required by the semiconductor IC 400 is supplied through the connection part 302, and the object's Information output by the semiconductor IC 400, such as coordinates or information received from the pen, is output and transmitted to the external host CPU.

다음은 공통전극 정전용량의 형성에 관한 본 발명의 일 실시예이다. 표시장치나 도전체 상면에 설치된 CDA(100)는, LCD의 공통전극층(Vcom Layer)이나 OLED의 Cathode층 또는 도전층과 일정한 거리 및 소정의 면적으로 대향(Face to face)하여 설치되며 이때, CDA(100)와 CDA신호선 그리고 표시장치 사이에는 의 크기(Capacitance)를 가지는 공통전극 정전용량이 형성된다 (d2는 CDA 및 CDA신호선과 공통전극층의 대향 거리이고, s2는 공통전극층과 대향하는 CDA 및 CDA신호선의 합산 면적이다).The following is an example of the present invention regarding formation of common electrode capacitance. The CDA (100) installed on the upper surface of the display device or conductor is installed face to face with the common electrode layer (Vcom Layer) of LCD or the cathode layer or conductive layer of OLED at a certain distance and a certain area. At this time, CDA Between (100) and CDA signal line and display device A common electrode capacitance with a size (Capacitance) is formed (d2 is the distance between the CDA and CDA signal lines and the common electrode layer, and s2 is the combined area of the CDA and CDA signal lines facing the common electrode layer).

도3은 공통전극 정전용량(Ccm)의 형성에 관한 본 발명의 실시예이며 표시장치는 LCD를 사용하였다. 도3을 참조하면, Color Filter Glass(5)의 상면에 CDA(100)가 위치한다. Color Filter Glass(5)의 하부에는 Red/Green/Blue의 Color Layer(4)가 위치하며 Color Layer(4)의 하부에는 도전체인 공통전극(3)이 위치한다. Color Filter Glass(5)의 유전율과 Color Layer(4)의 유전율이 서로 다르므로, CDA(100)와 Color Layer(4)사이에는 Color Filter Glass(5)의 유전율을 기반으로 하는 정전용량 Ccm1 및, Color Layer(4)의 유전율을 기반으로 하는 정전용량 Ccm2가 직렬 형성된다. 따라서 CDA(100)와 공통전극(3) 사이에 형성되는 공통전극 정전용량(Ccm)은, Ccm1과 Ccm2의 직렬연결로 형성된 복합정전용량이다.Figure 3 is an example of the present invention regarding the formation of common electrode capacitance (Ccm), and the display device used was an LCD. Referring to Figure 3, CDA (100) is located on the upper surface of Color Filter Glass (5). A red/green/blue color layer (4) is located at the bottom of the color filter glass (5), and a common electrode (3), which is a conductor, is located at the bottom of the color layer (4). Since the dielectric constant of Color Filter Glass (5) and the dielectric constant of Color Layer (4) are different from each other, between CDA (100) and Color Layer (4), there is a capacitance Ccm1 based on the dielectric constant of Color Filter Glass (5), Capacitance Ccm2 based on the dielectric constant of the color layer (4) is formed in series. Therefore, the common electrode capacitance (Ccm) formed between the CDA (100) and the common electrode (3) is a composite capacitance formed by the series connection of Ccm1 and Ccm2.

한편, 도3에는 도시하지 않았으나, CDA(100)과 연결된 CDA신호선(200)도 CDA(100)의 일부이므로, CDA신호선(200)과 공통전극(3) 사이에도 공통전극 정전용량이 형성되며, CDA(100)에 의한 공통전극 정전용량(Ccm)의 크기는, CDA(100)에 의해 형성된 공통전극 정전용량 및 CDA신호선(200)에 의해 형성된 공통전극 정전용량의 합으로 구성된다. Meanwhile, although not shown in Figure 3, the CDA signal line 200 connected to the CDA 100 is also a part of the CDA 100, so a common electrode capacitance is also formed between the CDA signal line 200 and the common electrode 3, The size of the common electrode capacitance (Ccm) by the CDA 100 is composed of the sum of the common electrode capacitance formed by the CDA 100 and the common electrode capacitance formed by the CDA signal line 200.

만일 도3이 LCD가 아닌 OLED의 경우라고 가정하면, 부호5는 봉지기판이고 부호3은 Cathode이며 부호4는 Cathode 상면의 Passivation으로 대체되어 Ccm1과 Ccm2는 LCD의 실시예와 동일하게 형성되므로, 이를 이용하여 Ccm의 크기를 계산하는 것이 가능하다.If Fig. 3 is assumed to be the case of OLED rather than LCD, symbol 5 is the encapsulation substrate, symbol 3 is the cathode, and symbol 4 is replaced by the passivation on the top of the cathode, so that Ccm1 and Ccm2 are formed the same as in the LCD embodiment. It is possible to calculate the size of Ccm using

도전체로 형성된 LCD의 공통전극(또는 OLED의 Cathode)에는 소정의 크기를 가지는 공통전극전압 또는 Cathode 전압이 공급되며, 정상적인 화면을 표시하기 위해 전압의 변동은 허용되지 않는다. 본 발명의 <수학식1> 및 (후술하는) <수학식3>은, 구동신호선에 구동전압을 인가하면, 구동신호선과 센싱신호선 사이에 형성된 선간 정전용량에, 구동전압 인가에 따른 전하가 공급되고, 선간 정전용량과 상호 연결된 공통전극 정전용량 및 내부 기생 정전용량에서 전하공유 현상에 의한 전압차이를 검출하는 시스템의 전달함수를 표현한다. <수학식1>을 참조하면, 구동전압 인가에 따라 전하를 공급하는 정전용량이 수학식의 분모 및 분자에 공통으로 위치한다는 특징이 있다. 따라서 공통전극 정전용량(Ccm)과 연결된 화소 공통전극전압(Vcm)은 DC 전압으로서 구동전압이 될 수 없으므로, 본 발명의 실시예인 <수학식1>의 분자에 위치할 수 없으며 <수학식1>의 분모에만 위치한다. 이로 인해 공통전극 정전용량의 크기가 커질수록 센싱신호선에서 검출되는 전압의 크기가 낮아지는 즉, 검출감도가 저하되는 특징이 있다.A common electrode voltage or cathode voltage having a predetermined size is supplied to the common electrode of an LCD (or cathode of an OLED) made of a conductor, and no variation in voltage is allowed to display a normal screen. <Equation 1> and <Equation 3> (described later) of the present invention state that when a driving voltage is applied to a driving signal line, a charge according to the application of the driving voltage is supplied to the inter-line capacitance formed between the driving signal line and the sensing signal line. It expresses the transfer function of the system that detects the voltage difference due to the charge sharing phenomenon in the line capacitance, the interconnected common electrode capacitance, and the internal parasitic capacitance. Referring to <Equation 1>, the capacitance that supplies charge according to the application of the driving voltage has the characteristic that the denominator and numerator of the equation are commonly located. Therefore, the pixel common electrode voltage (Vcm) connected to the common electrode capacitance (Ccm) cannot be a driving voltage as a DC voltage, and therefore cannot be located in the numerator of <Equation 1>, which is an embodiment of the present invention, and <Equation 1> It is located only in the denominator. As a result, as the size of the common electrode capacitance increases, the level of voltage detected in the sensing signal line decreases, that is, the detection sensitivity decreases.

도4는 하나의 CDA컬럼으로 구성된 정전용량 검출장치 및 반도체IC 연결에 관한 본 발명의 일 실시예이다. 도4를 참조하면, 하나의 CDA컬럼은 7개의 CDA로 구성되며, CDA컬럼에 포함된 각 CDA는 CDA신호선(200)을 통하여 두개의 멀티플렉서(430, 440)에 연결된다. 센싱신호선 선택 멀티플렉서(430, 이하 MUX_S)는 CDA 컬럼마다 하나씩 설치되며, CDA컬럼의 모든 CDA신호선(200) 중에서 하나의 센싱신호선(210)을 선택하는 멀티플렉서이다. MUX_S(430)에서 선택된 센싱신호선(210)은 반도체IC(400)의 신호처리부(410)에 연결된다.Figure 4 is an embodiment of the present invention relating to a capacitance detection device consisting of one CDA column and a semiconductor IC connection. Referring to Figure 4, one CDA column consists of seven CDAs, and each CDA included in the CDA column is connected to two multiplexers (430, 440) through a CDA signal line (200). The sensing signal line selection multiplexer (430, hereinafter MUX_S) is installed one at each CDA column, and is a multiplexer that selects one sensing signal line (210) among all CDA signal lines (200) in the CDA column. The sensing signal line 210 selected in the MUX_S 430 is connected to the signal processing unit 410 of the semiconductor IC 400.

한편, CDA컬럼의 모든 CDA신호선(200)은 구동신호선 선택 멀티플렉서(440, 이하 MUX_D)에도 입력된다. MUX_D(440)는 센싱신호선과 이웃한 하나 또는 복수의 구동신호선을 선택하는 멀티플렉서이다. 만일 도4의 CDA4와 연결된 CDA신호선이 MUX_S(430)에서 센싱신호선(210)으로 선택되면, MUX_D(440)에서는 CDA4와 연결된 센싱신호선과 이웃한 CDA3 또는 CDA5 중에서 하나의 구동신호선을 선택하거나, CDA3 및 CDA5로 구성된 한 쌍(Pair)의 구동신호선을 선택하거나, 또는 (CDA3, CDA5) 및 (CDA2, CDA6)으로 구성된 두 쌍의 구동신호선과 같이 복수의 구동신호선 쌍을 선택할 수도 있다. MUX_D(440)에서 선택된 하나 또는 복수의 구동신호선(220)은 반도체IC(400)의 구동부(420)와 연결되며 구동부(420)가 제공하는 구동전압이 인가된다. (MUX_D(440)에서 출력된 구동신호선(220)이 n개로 표시된 것은 하나 또는 복수의 구동신호선이 선택될 수 있음을 나타낸다)Meanwhile, all CDA signal lines 200 of the CDA column are also input to the driving signal line selection multiplexer 440 (hereinafter MUX_D). MUX_D (440) is a multiplexer that selects one or more driving signal lines adjacent to the sensing signal line. If the CDA signal line connected to CDA4 in Figure 4 is selected as the sensing signal line 210 in MUX_S (430), MUX_D (440) selects one driving signal line from CDA3 or CDA5 adjacent to the sensing signal line connected to CDA4, or CDA3 A pair of driving signal lines consisting of and CDA5 may be selected, or a plurality of driving signal line pairs may be selected, such as two pairs of driving signal lines consisting of (CDA3, CDA5) and (CDA2, CDA6). One or more driving signal lines 220 selected from the MUX_D 440 are connected to the driver 420 of the semiconductor IC 400, and the driving voltage provided by the driver 420 is applied. (The fact that the number of driving signal lines 220 output from MUX_D 440 is displayed indicates that one or multiple driving signal lines can be selected.)

다음은 반도체IC(400)의 구성 중 신호처리부(410)의 구성에 관한 본 발명의 일 실시예이다. 반도체IC(400)의 신호처리부(410)는, <수학식1>에 기초하여 센싱CDA에 연결된 정전용량 상호간의 전하공유 현상에 따른 전압을 검출한다. 따라서, 오브젝트 정전용량(Cobj)이 부가되면, 시스템 구성인자의 변화에 따른 전압의 변화를 검출하여 터치여부 또는 터치에 따른 오브젝트의 좌표를 추출하는 기능을 수행한다.The following is an embodiment of the present invention regarding the configuration of the signal processing unit 410 among the components of the semiconductor IC 400. The signal processing unit 410 of the semiconductor IC 400 detects the voltage due to the charge sharing phenomenon between capacitances connected to the sensing CDA based on Equation 1. Accordingly, when the object capacitance (Cobj) is added, a change in voltage according to a change in the system configuration factor is detected and a function is performed to extract whether or not the object is touched or the coordinates of the object according to the touch.

하나의 컬럼그룹을 구성하는 복수의 CDA 컬럼에서, 각각 하나의 센싱신호선(210)이 선택되어 프로세싱이 진행되는 동일한 행을 형성되고, 동일시점에 프로세싱이 개시되고 완료된다. 프로세싱 완료 후, 각 센싱CDA에서 검출된 전압은 개별적으로 샘플 엔드 홀드(Sample & Holder)와 같은 아날로그 저장장치에 저장된다. 아날로그 저장장치에 저장된 복수의 센싱CDA 전압은 ADC를 이용하여 시분할(Time Sharing) 방법에 의해 디지털화 되고 메모리에 저장된 후 본 발명의 수학식에 기초하여 오브젝트 정전용량의 크기를 판별하는데 사용된다. 이때 복수의 Sample & Holder 중 하나를 순차적으로 선택하기 위하여 멀티플렉서를 필요로 하며, 이를 위해 신호처리부(410) 내부에는 멀티플렉서(MUX)가 설치된다. From the plurality of CDA columns constituting one column group, one sensing signal line 210 is selected to form the same row in which processing is performed, and processing is started and completed at the same point. After processing is completed, the voltage detected by each sensing CDA is individually stored in an analog storage device such as Sample & Holder. A plurality of sensing CDA voltages stored in an analog storage device are digitized by a time sharing method using an ADC, stored in memory, and then used to determine the size of the object capacitance based on the mathematical equation of the present invention. At this time, a multiplexer is needed to sequentially select one of a plurality of Samples & Holders, and for this purpose, a multiplexer (MUX) is installed inside the signal processing unit 410.

본 발명의 일 실시예는, 터치가 안되었을 때 즉 비 터치(Not Touch)시의 값인 초기값이자 고정 값인 <수학식1>을 기초로 검출된 전압과, 실시간으로 검출하는 (후술하는) <수학식3>에 기초하여 검출된 전압의 차이로 터치여부를 판별한다. 따라서 초기값인 <수학식1>의 값은 메모리에 기록되어야 하며, 실시간 검출값인 <수학식3>과 비교하기위해 호출되어 사용된다. 이러한 과정을 위해 본 발명은 반도체IC(400)의 신호처리부(410)에 <수학식1>의 값을 기록하기 위한 ADC 및 DAC(Digital to Analog Converter) 및 메모리가 설치된다. 또한 고정값인 <수학식1>에 기초한 호출된 전압값과 <수학식3>에 기초한 실시간 측정된 전압값의 차이를 추출하기 위한 아날로그 연산은 일반적으로 차동증폭기(Operational Amplifier)에서 시행되므로 신호처리부(410)에는 차동증폭기(OPAMP)가 설치된다. 또한 아날로그 신호처리를 위해 ADC나 DAC에는 정밀한 전원을 필요로 하므로 기준전압(Voltage Reference, 또는 Voltage Ref)를 필요로 한다. 이 외에도 샘플 앤 홀드(Sample & Holder)나 Decoder등 다수의 회로부품을 필요로 하나, 편의상 생략하였다.One embodiment of the present invention is a voltage detected based on <Equation 1>, which is an initial and fixed value that is the value when there is no touch, that is, a value when not touched, and < (described later) detected in real time. Based on Equation 3, the touch is determined based on the difference in detected voltage. Therefore, the value of <Equation 1>, which is the initial value, must be recorded in memory, and is called and used for comparison with <Equation 3>, which is a real-time detection value. For this process, in the present invention, an ADC, a digital to analog converter (DAC), and a memory for recording the value of <Equation 1> are installed in the signal processing unit 410 of the semiconductor IC 400. In addition, the analog operation to extract the difference between the called voltage value based on <Equation 1>, which is a fixed value, and the real-time measured voltage value based on <Equation 3> is generally performed in a differential amplifier (Operational Amplifier), so the signal processing unit A differential amplifier (OPAMP) is installed at (410). Additionally, for analog signal processing, ADC or DAC requires a precise power source, so a reference voltage (Voltage Reference, or Voltage Ref) is required. In addition, a number of circuit components such as Sample & Holder and Decoder are required, but they are omitted for convenience.

다음은 반도체IC(400)의 구성 중 구동부(420) 및 기타 기능요소에 관한 일 실시예이다. 구동부는 구동신호선(220)에 구동전압을 인가하는 기능을 담당하는 블록(Block)이다. 구동부(420)는 전원부에서 생성(Generation)된 구동전압인 Vd1 또는 Vd2 또는 그라운드 등의 전압을 이용하여 구동신호선(220)에 구동전압을 인가한다. 전원을 공급하는 스위치를 제어하여 스위치의 턴온 시간 및 턴오프 시간을 결정하는 것은 반도체IC(400)의 CPU나 Logic부에 의해 시행된다. The following is an example of the driver 420 and other functional elements of the semiconductor IC 400. The driving unit is a block responsible for applying a driving voltage to the driving signal line 220. The driving unit 420 applies a driving voltage to the driving signal line 220 using a voltage such as Vd1 or Vd2, which is a driving voltage generated by the power supply unit, or ground. Controlling the switch that supplies power and determining the turn-on time and turn-off time of the switch is performed by the CPU or logic unit of the semiconductor IC 400.

전원부는 구동부(420)에서 필요로 하는 전압을 생성(Generation)하며 Voltage Ref에서 필요로 하는 전압 또는 CPU의 전원 등 반도체IC(400)에서 필요로 하는 모든 전원을 생성한다. 전원부에서 생성된 전압은 표시장치에 전달될 수도 있으며, 표시장치에 설치된 멀티플렉서나 구동부에서 사용할 수 있다.The power supply unit generates the voltage required by the driving unit 420 and generates all power supplies required by the semiconductor IC 400, such as the voltage required by Voltage Ref or the power of the CPU. The voltage generated in the power supply can be transmitted to the display device and used by the multiplexer or driver installed in the display device.

CPU는 CDA에서 검출된 전압을 연산한 후, 본 발명의 정전용량 검출장치에서 오브젝트의 위치 즉, 오브젝트의 좌표를 연산하는 기능을 수행하며 신호처리부(410)에 포함된 회로소자들의 타이밍 제어를 수행하기도 한다. Logic부는 CDA 컬럼 및 컬럼그룹에 포함된 CDA들을 제어하여 센싱신호선 및 구동신호선의 순번(Order)를 결정하고 ADC나 DAC의 동작순서 및 동작과정 등을 제어한다. 이러한 과정은 CPU에 의해서 수행될 수도 있다.After calculating the voltage detected in the CDA, the CPU performs the function of calculating the position of the object, that is, the coordinates of the object, in the capacitance detection device of the present invention and performs timing control of the circuit elements included in the signal processing unit 410. Sometimes it happens. The Logic unit controls the CDAs included in the CDA column and column group to determine the order of the sensing signal line and driving signal line and controls the operation sequence and operation process of the ADC or DAC. This process may be performed by the CPU.

본 발명은, 센싱CDA에 형성된 전압을 검출하기 위하여 ADC 및 DAC을 사용한다. ADC나 DAC은 복수가 사용될 수 있으나, 반도체IC의 면적을 줄이기 위하여 바람직하게는 하나의 DAC과 하나의 ADC를 사용한다. 하나의 DAC과 하나의 ADC를 사용하는 경우, 복수의 컬럼그룹에 대해 시분할방식으로 프로세싱(Processing)을 수행하며, 프로세싱을 위해 선택된 컬럼그룹내의 CDA 컬럼에 포함된 CDA에 대해서도 시분할 방법을 사용하여 프로세싱을 수행한다. 일 실시예로, 기수 컬럼그룹과 우수 컬럼그룹으로 양분된 정전용량 검출장치에서, 기수 컬럼그룹의 프로세싱이 먼저 진행된 후 우수 컬럼그룹의 프로세싱이 진행되되 교번 하며 반복된다. 또한 각 컬럼그룹은 복수의 CDA컬럼으로 구성되고 CDA컬럼은 복수의 CDA로 구성된다. 터치를 검출하는 즉, 오브젝트 정전용량을 검출하는 본 발명의 일 실시예는, 동일한 컬럼그룹에 포함된 각 CDA 컬럼의 동일한 Row에 속한 모든 CDA에서 프로세싱이 진행된 후, 다음 Row의 CDA에서 프로세싱이 진행되는 시분할 방법을 사용한다. 이러한 방법으로 기수 컬럼그룹에 포함된 복수의 CDA컬럼에서, 첫번째 행의 CDA부터 마지막 행의 CDA까지 순차적으로 프로세싱이 진행되어 기수 컬럼그룹의 프로세싱이 완료되면, 우수 컬럼그룹에 속한 모든 CDA컬럼의 첫번째 행부터 마지막 행의 CDA까지 프로세싱이 진행되며 다시 기수 컬럼그룹에서 프로세싱이 진행되는 등 교번 하며 반복적으로 프로세싱이 진행된다. 이와 같은 프로세싱의 각 단계마다 ADC 및 DAC이 시분할 방법으로 프로세싱에 개입한다.The present invention uses ADC and DAC to detect the voltage formed in the sensing CDA. Multiple ADCs or DACs may be used, but in order to reduce the area of the semiconductor IC, preferably one DAC and one ADC are used. When using one DAC and one ADC, processing is performed in a time-sharing manner for multiple column groups, and the CDA included in the CDA column in the column group selected for processing is also processed using a time-sharing method. Perform. In one embodiment, in a capacitance detection device divided into an odd column group and an excellent column group, processing of the odd column group is performed first, and then processing of the superior column group is performed alternately and repeated. Additionally, each column group is composed of multiple CDA columns, and each CDA column is composed of multiple CDAs. In one embodiment of the present invention, which detects a touch, that is, detecting object capacitance, processing is performed in all CDAs belonging to the same row of each CDA column included in the same column group, and then processing is performed in the CDA of the next row. Use the time sharing method that works. In this way, processing proceeds sequentially from the CDA of the first row to the CDA of the last row in the plurality of CDA columns included in the odd column group, and when the processing of the odd column group is completed, the first column of all CDA columns belonging to the superior column group is processed sequentially. Processing is carried out from the row to the CDA of the last row, and processing is carried out alternately and repeatedly, such as processing in odd column groups. At each stage of this processing, the ADC and DAC intervene in the processing in a time-sharing manner.

프로세싱이 진행되는 CDA컬럼의 수가 많을수록 ADC 및 DAC이 신호를 추출해야 하는 센싱CDA의 수가 많아지므로 ADC 및 DAC의 동작시간이 증가하여 늦게 프로세싱 되는 컬럼의 센싱신호선에서 방전이 발생하고, 이로 인해 검출되는 신호의 왜곡이 발생하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 복수의 CDA 컬럼의 집합체인 컬럼그룹이 사용된다. 일 실시예로, 20개의 CDA컬럼에 대하여 좌측 10개의 컬럼과 우측10개의 컬럼 등 2개의 컬럼그룹으로 구분될 수 있고, 기수 CDA컬럼으로 구성된 기수 컬럼그룹 및 우수 CDA컬럼으로 구성된 우수 컬럼그룹으로 구분될 수도 있다.As the number of CDA columns undergoing processing increases, the number of sensing CDAs from which the ADC and DAC must extract signals increases, so the operating time of the ADC and DAC increases, causing discharge to occur in the sensing signal line of the column that is processed late, which causes the detected There is a problem that signal distortion occurs. To solve this problem, a column group, which is a collection of multiple CDA columns, is used. In one embodiment, the 20 CDA columns can be divided into two column groups, 10 columns on the left and 10 columns on the right, and are divided into an odd column group composed of odd CDA columns and an excellent column group composed of excellent CDA columns. It could be.

다음은 선간정전용량의 형성 및 구동신호선에 구동전압을 인가하는 방법에 관한 본 발명의 일 실시예이다. 도2에서 A1으로 표시된 CDA(102)에서 오브젝트 정전용량(Cobj)을 검출하는 프로세싱이 진행되는 경우, A1 CDA(102)와 연결된 CDA신호선(202)은 센싱신호선(210)이며 MUX_S(430)에서 선택된 후 신호처리부(410)에 연결된다. A1 CDA신호선(202)과 이웃한 두개의 CDA신호선(201,203)은 구동신호선(220)이며, MUX_D(440)에서 선택된 후 도4의 구동부(420)에 연결된다. 이때 센싱신호선 202 와 구동신호선 201 및 구동신호선203 사이에는 선간정전용량(Capacitance between Lines)이 형성된다.The following is an embodiment of the present invention regarding a method of forming line-to-line capacitance and applying a driving voltage to a driving signal line. When processing to detect object capacitance (Cobj) is performed in the CDA (102) indicated by A1 in Figure 2, the CDA signal line (202) connected to the A1 CDA (102) is the sensing signal line (210) and is connected to the MUX_S (430). After being selected, it is connected to the signal processing unit 410. The A1 CDA signal line 202 and the two neighboring CDA signal lines 201 and 203 are the driving signal lines 220, and are selected by the MUX_D 440 and then connected to the driving unit 420 of FIG. 4. At this time, capacitance between lines is formed between the sensing signal line 202 and the driving signal line 201 and the driving signal line 203.

도5a는 센싱신호선 및 센싱신호선과 이웃한 두개의 구동신호선 사이의 정전용량 형성에 관한 본 발명의 일 실시예로서, 도2의 A와 A'의 절단면을 도시한 도면이고, 도5b는 도5a의 등가회로에 관한 본 발명의 실시예이다. 도5a 및 도5b를 참조하면, 센싱신호선 202 및 센싱신호선 202의 우측에 이웃한 구동신호선 201은 소정의 간격(d_line)으로 이격(Separation)된 두개의 평판(planar)으로 구성된다. 구동신호선(201)에 구동전압을 인가하면, (미 도시된) 구동신호선(201)과 센싱신호선(202)의 대향거리(즉, CDA신호선의 길이)에 비례하고 신호선폭(d_sig) 및 신호선간 이격거리(d_line)에 영향을 받는 상호 정전용량(Mutual Capacitance) Cd201이 형성된다. 구동전압은 구동신호선 203에서도 동일하게 인가되므로 구동신호선 203과 센싱신호선 202 사이에도 상호 정전용량 Cd203이 형성된다. Figure 5a is an embodiment of the present invention regarding the formation of capacitance between a sensing signal line and two driving signal lines adjacent to the sensing signal line, and is a diagram illustrating a cut section of A and A' in Figure 2, and Figure 5b is a diagram illustrating Figure 5a. This is an embodiment of the present invention regarding the equivalent circuit of. Referring to FIGS. 5A and 5B, the sensing signal line 202 and the driving signal line 201 adjacent to the right of the sensing signal line 202 are composed of two plates spaced apart at a predetermined distance (d_line). When a driving voltage is applied to the driving signal line 201, it is proportional to the opposing distance (i.e., the length of the CDA signal line) between the driving signal line 201 (not shown) and the sensing signal line 202, and the signal line width (d_sig) and signal line Mutual capacitance Cd201 is formed, which is influenced by the separation distance (d_line). Since the driving voltage is equally applied to the driving signal line 203, a mutual capacitance Cd203 is formed between the driving signal line 203 and the sensing signal line 202.

구동신호선과 센싱 신호선간 형성된 상호 정전용량은 CDA신호선의 선폭(d_sig)의 넓이에 따라 크기가 변하는 물리량이며, 구동신호선과 센싱신호선의 폭(d_sig)이 넓어지면 상호 정전용량인 Cd201 및 Cd203도 커지는 특성을 갖는다. 따라서 인용발명1의 실시예와 같이 원거리일수록 CDA 신호선의 폭이 넓어지면, 확장된 신호선폭은 상호 정전용량의 크기가 커지도록 영향을 끼친다.The mutual capacitance formed between the driving signal line and the sensing signal line is a physical quantity whose size changes depending on the width (d_sig) of the CDA signal line. As the width (d_sig) of the driving signal line and the sensing signal line becomes wider, the mutual capacitance Cd201 and Cd203 also increase. It has characteristics. Therefore, as in the embodiment of Cited Invention 1, if the width of the CDA signal line becomes wider as the distance increases, the expanded signal line width affects the size of the mutual capacitance.

인용발명1의 실시예와 같이 원거리로 갈수록 CDA신호선의 폭을 넓게 하면, 선간정전용량(Cd)을 구성하는 요소중의 하나인 상호 정전용량(Mutual Capacitance)의 크기가 원거리로 갈수로 커지므로, 선간정전용량의 크기도 원거리로 갈수록 커진다. 따라서, 원거리에 위치한 CDA 일수록 <수학식1>의 분모에 위치하는 선간 정전용량(Cd)의 크기가 커져서, 원거리 CDA에서 오브젝트 정전용량의 검출감도가 저하된다(즉, 검출전압의 크기는 작아진다). 또한, 동일한 오브젝트 정전용량에 대해 근거리 CDA에서 검출된 전압과 원거리 CDA에서 검출된 전압의 차이가 발생하는 등, CDA 위치별로 동일한 크기의 오브젝트 정전용량에 대해 서로 다른 전압이 검출되는 검출오류가 발생하는 문제가 있다.As in the embodiment of Cited Invention 1, if the width of the CDA signal line becomes wider as the distance increases, the size of mutual capacitance, which is one of the elements constituting the line-to-line capacitance (Cd), increases as the distance increases, The size of line-to-line capacitance also increases as the distance increases. Therefore, the further away the CDA is, the larger the size of the line-to-line capacitance (Cd) located in the denominator of <Equation 1>, and the detection sensitivity of the object capacitance in the distant CDA decreases (i.e., the size of the detection voltage becomes smaller) ). In addition, a detection error occurs in which different voltages are detected for the same size of object capacitance at each CDA location, such as a difference between the voltage detected at a short-distance CDA and a far-distance CDA for the same object capacitance. there is a problem.

한편, 선간 정전용량(Cd)은 상호 정전용량 및 (후술하는) 직렬 연결된 공통전극 정전용량의 합으로 결정된다. 센싱신호선(202)은 d_sig의 폭(width)으로 도전체인 공통전극(3)과 대향 하며, Color Filter Glass(5) 두께 및 Color Layer(4)의 두께만큼의 거리로 대향하고 있으므로, 도3의 공통전극 정전용량인 Ccm이 형성된 원리와 동일하게 센싱신호선(202)과 공통전극(3) 또는 도전체 사이에는 공통전극 정전용량 Ccm202가 형성된다. 동일한 원리로, 구동신호선 201과 공통전극(3) 사이에는 공통전극 정전용량 Ccm201이 형성되고, 구동신호선 203과 공통전극(3) 사이에는 공통전극 정전용량 Ccm203이 형성된다. Meanwhile, the line-to-line capacitance (Cd) is determined by the sum of the mutual capacitance and the capacitance of the common electrodes connected in series (described later). The sensing signal line 202 faces the common electrode 3, which is a conductor, with a width of d_sig, and faces the distance equal to the thickness of the Color Filter Glass 5 and the Color Layer 4, so in Figure 3 In the same manner as the principle by which the common electrode capacitance Ccm is formed, the common electrode capacitance Ccm202 is formed between the sensing signal line 202 and the common electrode 3 or the conductor. According to the same principle, a common electrode capacitance Ccm201 is formed between the driving signal line 201 and the common electrode 3, and a common electrode capacitance Ccm203 is formed between the driving signal line 203 and the common electrode 3.

구동신호선 203에 구동전압을 인가하고 센싱신호선(202)이 플로팅(Floating) 또는 하이 임피던스(Hi-z) 상태이면, 구동신호선 203에 공급된 전하는 도전체(3)에 의해 연결된 Ccm203 및 Ccm202를 경우 하여 센싱신호선(202)으로 전달되므로, Ccm203과 Ccm202는 직렬 연결된 하나의 정전용량으로 등가화 되고, 이는 상호 정전용량 Cd203과 병렬 연결된 하나의 정전용량으로 해석하는 것이 가능하다. 이러한 방법으로 센싱신호선 202와 구동신호선 203 사이에는 등가 선간 정전용량인 Cd2가 형성된다. 동일한 방법으로 센싱신호선 202와 구동신호선 201 사이에도 등가 정전용량인 선간정전용량 Cd1이 형성된다. When a driving voltage is applied to the driving signal line 203 and the sensing signal line 202 is in a floating or high impedance (Hi-z) state, the charge supplied to the driving signal line 203 is Ccm203 and Ccm202 connected by the conductor 3. Since it is transmitted to the sensing signal line 202, Ccm203 and Ccm202 are equivalent to one capacitance connected in series, and this can be interpreted as one capacitance connected in parallel with the mutual capacitance Cd203. In this way, Cd2, which is an equivalent line-to-line capacitance, is formed between the sensing signal line 202 and the driving signal line 203. In the same way, a line-to-line capacitance Cd1, which is an equivalent capacitance, is formed between the sensing signal line 202 and the driving signal line 201.

만일, 센싱신호선 202의 우측 구동신호선 201 및 좌측 구동신호선 203에 동일한 구동전압을 인가하면, Cd1과 Cd2는 병렬 연결된 하나의 정전용량 즉, 도1의 Cd로 표현되는 선간정전용량을 나타내는 등가회로로 표현할 수 있다. 이와 같은 방법으로 센싱신호선에 이웃한 하나의 구동신호선에 구동전압을 인가하는 경우나, 양방향에서 이웃한 한쌍의 구동신호선에 구동전압을 인가하는 경우나 두쌍이나 세쌍같이 복수의 쌍(Pair)으로 구성된 구동신호선에 구동전압을 인가하는 경우에, 센싱신호선과 구동신호선 사이에 하나의 선간정전용량이 있는 것으로 등가화 되고, 등가화 된 선간정전용량의 일측은 센싱신호선에 연결되고 선간정전용량의 타측에는 구동전압을 인가하는 것으로 모델링 하는 것이 가능하다. if, When the same driving voltage is applied to the right driving signal line 201 and the left driving signal line 203 of the sensing signal line 202, Cd1 and Cd2 can be expressed as an equivalent circuit representing one capacitance connected in parallel, that is, the line-to-line capacitance represented by Cd in Figure 1. there is. In this way, when the driving voltage is applied to one driving signal line adjacent to the sensing signal line, or when the driving voltage is applied to a pair of driving signal lines adjacent to the sensing signal line in both directions, it is composed of multiple pairs such as two or three pairs. When applying a driving voltage to a driving signal line, it is equivalent to the fact that there is one line-to-line capacitance between the sensing signal line and the driving signal line, one side of the equalized line-to-line capacitance is connected to the sensing signal line, and the other side of the line-to-line capacitance is connected to the line-to-line capacitance. It is possible to model it by applying a driving voltage.

선간정전용량 Cd1은, 전술한 상호 정전용량 및 Ccm201과 Ccm202가 직렬 연결된 공통전극 정전용량의 합으로 결정되고, Cd2에도 동일한 원리가 적용되어 상호 정전용량 및 Ccm203과 Ccm202가 직렬 연결된 공통전극 정전용량의 합으로 결정된다. Cd1과 Cd2는 병렬 연결된 하나의 선간정전용량 Cd로 등가화 되므로 상호 정전용량 Cd201 및 Cd202도 병렬 연결된 하나의 상호정전용량으로 등가화 되고 직렬 연결된 두개의 공통전극 정전용량(Ccm202/Ccm201, Ccm202/Ccm203)도 병렬 연결된 하나의 공통전극 정전용량으로 등가화 될 수 있다.The line-to-line capacitance Cd1 is determined by the sum of the above-mentioned mutual capacitance and the common electrode capacitance of Ccm201 and Ccm202 connected in series. The same principle is applied to Cd2, and the mutual capacitance and the common electrode capacitance of Ccm203 and Ccm202 connected in series are determined. It is decided by the sum. Since Cd1 and Cd2 are equivalent to one line-to-line capacitance Cd connected in parallel, the mutual capacitances Cd201 and Cd202 are also equivalent to one mutual capacitance connected in parallel, and the capacitances of the two common electrodes connected in series (Ccm202/Ccm201, Ccm202/Ccm203) ) can also be equivalent to the capacitance of one common electrode connected in parallel.

다음에는 센싱신호선이 반도체IC(400) 내부에서 레이아웃 될 때 형성되는 "내부 기생 정전용량 (Cprs)"에 관한 본 발명의 일 실시예이다. 반도체IC(400)는 기판(substrate)상에 다층의 절연층 및 다층의 도전층이 특정한 패턴을 가지면서 적층 되고, 전기적 특성을 갖는 다수의 소자들과 다수의 배선들이 포함된다. 예를 들어, Source Metal Layer 또는 Gate Metal Layer 또는 그라운드를 포함한 전원층 또는 클럭(Clock)이나 아날로그/디지털 신호 등이 도전층(Signal Layer)을 구성한다. 이러한 신호층은 도전성 Metal로 패터닝(Patterning)되며, 상호 이웃한 신호층과의 단락(Short)을 피하기 위하여 절연층(Insulator)으로 분리된다.Next is an embodiment of the present invention regarding the “internal parasitic capacitance (Cprs)” formed when the sensing signal line is laid out inside the semiconductor IC 400. The semiconductor IC 400 includes multiple insulating layers and multiple conductive layers stacked in a specific pattern on a substrate, and includes multiple elements with electrical characteristics and multiple wiring lines. For example, the Source Metal Layer or Gate Metal Layer, a power layer including the ground, a clock, or an analog/digital signal constitute the conductive layer (Signal Layer). These signal layers are patterned with conductive metal and separated by an insulator to avoid shorting with adjacent signal layers.

도6은 반도체IC(400)의 레이어(Layer) 구성에 관한 본 발명의 일 실시예이다. 도6을 참조하면, 실리콘기판(461)의 상면에 절연층(462) 및 절연층의 상면에 제1신호층(463) 및 제2신호층(464) 및 제3신호층(465)이 배치된다. 각 신호층은 금속재질의 Line으로 패터닝(Patterning)되며, 패터닝된 Line은 신호를 전달하거나 전원을 공급하거나 그라운드 역할을 한다. 본 실시예에서는 3개의 신호층을 예로 들었으나, 3개 이상의 신호층이 사용될 수도 있다. Figure 6 shows an embodiment of the present invention regarding the layer configuration of the semiconductor IC 400. Referring to Figure 6, an insulating layer 462 is disposed on the upper surface of the silicon substrate 461, and a first signal layer 463, a second signal layer 464, and a third signal layer 465 are disposed on the upper surface of the insulating layer. do. Each signal layer is patterned with a line made of metal, and the patterned line transmits signals, supplies power, or serves as a ground. In this embodiment, three signal layers are used as an example, but three or more signal layers may be used.

반도체IC(400) 내부에 배치된 센싱신호선(210) 및 구동신호선(220)과 신호처리부(410)나 구동부(420) 등 반도체IC(400)를 구성하는 모든 소자들은 반도체IC(400) 내부에서 제1신호층(463) 내지 제3신호층(465) 중 임의의 위치에 레이아웃(Layout)되어 배치된다. 이때 센싱신호선(210)에는, 하층의 반도체기판(461)이나 "다른 신호선"들과의 대향거리(d3)와 대향면적(s3) 또는 상층의 "다른 신호선"들과의 대향거리(d4) 및 대향면적(s4)에 따라 의 크기를 가지는 두개의 정전용량이 형성된다( 는 각 절연층의 유전율이다). 두개의 정전용량은 센싱신호선(210)에 병렬 연결되었기 때문에, 두개의 정전용량 합은 하나의 정전용량으로 등가화 되며, 등가화 된 정전용량을 IC 내부 기생 정전용량(Cprs, 이하 내부 기생 정전용량)으로 호칭한다. 또한 센싱신호선(210)은 좌 우측에 대향하는 "다른 신호선"들과의 사이에서도 기생 정전용량을 형성하므로 상기 내부 기생 정전용량은 센싱신호선(210)이 반도체IC(400) 내부에서 레이아웃 될 때 형성된 모든 기생 정전용량을 포함한다. 내부 기생 정전용량(Cprs)은 일측이 센싱신호선에 연결되고 타측에는 센싱신호선과 대향하는 "다른 신호선"들의 전압이 인가되는 정전용량으로 모델링 되며 이는 도1에 도시된 바와 같이 일측이 센싱신호선인 P점에 인가되고 타측에는 소정의 전압 Vprs가 인가되는 것으로 도시할 수 있다.All elements that make up the semiconductor IC 400, such as the sensing signal line 210 and the driving signal line 220, and the signal processing unit 410 or driving unit 420, are located inside the semiconductor IC 400. It is laid out and placed at a random location among the first signal layer 463 to the third signal layer 465. At this time, the sensing signal line 210 has an opposing distance (d3) and opposing area (s3) with the semiconductor substrate 461 or “other signal lines” in the lower layer, or an opposing distance (d4) with “other signal lines” in the upper layer, and Depending on the opposing area (s4) and Two capacitances with sizes of are formed ( is the dielectric constant of each insulating layer). Since the two capacitances are connected in parallel to the sensing signal line 210, the sum of the two capacitances is equivalent to one capacitance, and the equivalent capacitance is called the IC internal parasitic capacitance (Cprs, hereinafter referred to as the internal parasitic capacitance). ). In addition, since the sensing signal line 210 forms parasitic capacitance between the “other signal lines” facing left and right, the internal parasitic capacitance is formed when the sensing signal line 210 is laid out inside the semiconductor IC 400. Includes all parasitic capacitances. The internal parasitic capacitance (Cprs) is modeled as a capacitance in which one side is connected to the sensing signal line and the voltage of "other signal lines" opposing the sensing signal line is applied to the other side. As shown in Figure 1, one side is P, which is the sensing signal line. It can be shown that a voltage Vprs is applied to one point and a predetermined voltage Vprs is applied to the other side.

다음은 터치에 따른 오브젝트 정전용량 부가 시, 오브젝트 정전용량을 검출하는 방법에 대한 본 발명의 일 실시예이다. 지금까지는 오브젝트 정전용량이 부가되지 않았을 때 즉, 터치가 안되었을 때 정전용량 검출장치를 구성하는 선간정전용량(Cd) 및 공통전극 정전용량(Ccm) 및 내부 기생 정전용량(Cprs)의 형성 및 선간정전용량에 구동전압을 인가하는 방법에 대하여 기술하였으며, 도1의 모델링을 이용하여 시스템의 전달함수인 <수학식1>을 유도하였다. The following is an embodiment of the present invention regarding a method for detecting object capacitance when adding object capacitance according to a touch. Until now, when no object capacitance was added, that is, when no touch was made, the line-to-line capacitance (Cd), common electrode capacitance (Ccm), and internal parasitic capacitance (Cprs) that make up the capacitance detection device were formed and interline. A method of applying a driving voltage to the capacitance was described, and the transfer function of the system, <Equation 1>, was derived using the modeling in Figure 1.

도3을 참조하면, CDA(100)의 상면에 대향면적 s1 및 대향거리 d1으로 오브젝트(20)가 위치하면 CDA(100) 및 오브젝트(20) 사이에는 오브제트 정전용량(Cobj)이 형성되며, 오브젝트 정전용량의 크기는 이다. 대향거리 "d1"를 결정하는 요소는, CDA(100)와 오브젝트(20)(Object) 사이의 보호유리나 보호필름 등으로 구성된 보호층(7) 및 CDA(100)와 보호층(7)을 접합하는 Adhesive등의 투명접착체(미 도시) 및 오브젝트(20)가 보호층(7)의 상면에 닿지 않을 때는 공기(Air)층 등이다. 오브젝트 정전용량(Cobj)의 크기는, 오브젝트(20)와 CDA(100)의 대향 면적을 기초로, 공기층의 두께 및 공기의 유전율()로 형성된 정전용량(Cair) 및 보호층의 두께 및 보호층 소자의 유전율()로 형성된 정전용량(Cgls) 및 투명접착제의 두께 및 투명접착제소자의 유전율()을 기초로 형성된 정전용량(Cadh)등 오브젝트와 CDA 사이에 존재하는 물질들로 형성된 정전용량들의 직렬 복합정전용량으로 결정된다. Referring to Figure 3, when an object 20 is located on the upper surface of the CDA 100 with an opposing area s1 and an opposing distance d1, an object capacitance Cobj is formed between the CDA 100 and the object 20, The size of object capacitance is am. The element that determines the facing distance "d1" is the protective layer 7 composed of protective glass or protective film between the CDA 100 and the object 20 (Object), and the bonding of the CDA 100 and the protective layer 7. When the transparent adhesive such as adhesive (not shown) and the object 20 do not contact the upper surface of the protective layer 7, it is an air layer. The size of the object capacitance (Cobj) is based on the opposing area of the object 20 and the CDA 100, the thickness of the air layer and the dielectric constant of the air ( ) and the thickness of the protective layer and dielectric constant of the protective layer element ( ) and the thickness of the transparent adhesive and the dielectric constant of the transparent adhesive element (Cgls) formed by It is determined by the series complex capacitance of capacitances formed from materials existing between the object and the CDA, such as the capacitance (Cadh) formed based on ).

일 실시예로, CDA가 4mm x 4mm의 사각형 형상으로 구성되고 3mm의 직경을 가지는 테스트봉(Test Bar)으로 CDA에 터치를 발생시키면, 보호층(7)인 유리의 두께를 0.5mm로 가정할 시, CAD(100) 및 오브젝트(20) 사이에는 0.5pF~1pF 사이의 오브젝트 정전용량이 형성된다. CDA(100) 상면에 형성된 오브젝트 정전용량(Cobj)은, 도1의 실시예와 같이 일측이 센싱CDA에 연결되었기 때문에, 오브젝트 정전용량(Cobj)의 일측은 센싱CDA와 연결된 센싱신호선(210)의 등가회로인 P점에 접속되고, 타측은 오브젝트의 전위(Voltage Level)인 Vobj에 연결된 것으로 등가화 할 수 있다. 만일 오브젝트(20)가 사람의 손가락이면, 오브젝트(20)의 전위(Vobj)는 대지 그라운드인 0V이며, Pen의 경우에는 펜에서 출력되는 전압이다. In one embodiment, when the CDA is composed of a square shape of 4mm x 4mm and the CDA is touched with a test bar with a diameter of 3mm, the thickness of the glass as the protective layer 7 is assumed to be 0.5mm At this time, an object capacitance of between 0.5 pF and 1 pF is formed between the CAD 100 and the object 20. Since one side of the object capacitance Cobj formed on the upper surface of the CDA 100 is connected to the sensing CDA as in the embodiment of FIG. 1, one side of the object capacitance Cobj is connected to the sensing signal line 210 connected to the sensing CDA. It can be equivalent to being connected to point P, which is the equivalent circuit, and the other side is connected to Vobj, which is the potential (Voltage Level) of the object. If the object 20 is a human finger, the potential (Vobj) of the object 20 is 0V, which is the ground, and in the case of a pen, it is the voltage output from the pen.

도7은 오브젝트 커패시터가 부가된 경우의 정전용량식 터치입력장치의 모델링(Modeling)에 관한 본 발명의 일 실시예이며, 도1의 실시예에 오브젝트 정전용량(Cobj)이 추가되었다. 오브젝트 정전용량(Cobj)이 추가된 시스템의 전달함수인 <수학식3>은, <수학식1>이 도출된 방법과 동일한 방법에 의해 아래와 같이 결정된다. Figure 7 is an embodiment of the present invention related to modeling of a capacitive touch input device when an object capacitor is added, and an object capacitance (Cobj) is added to the embodiment of Figure 1. <Equation 3>, the transfer function of the system to which the object capacitance (Cobj) is added, is determined as follows using the same method as the method in which <Equation 1> was derived.

<수학식3> <Equation 3>

(단, Vd1의 구동전압 인가에 의해 P점의 전위가 안정되었을 때의 전압은 Vpo1이고, Vd2의 인가에 의해 P점의 전위가 안정되었을 때의 전압은 Vpo2이다)(However, the voltage when the potential of point P is stabilized by application of the driving voltage of Vd1 is Vpo1, and the voltage when the potential of point P is stabilized by application of Vd2 is Vpo2)

비 터치 시 센싱CDA인 P점의 전압인 <수학식1> 과, 터치발생시 센싱CDA인 P점의 전압인 <수학식3>의 차이는, <수학식3>의 분모에 포함된 오브젝트 정전용량 (Cobj)이다. <수학식1>과 <수학식3>의 차이는 오브젝트 정전용량(Cobj)의 유무 및 크기에 의해서만 발생하므로, <수학식1>과 <수학식3>의 차이를 검출하면 오브젝트로 인한 터치여부를 확인할 수 있고, 연속적으로 이웃한 복수의 CDA에서 검출된 각 오브젝트 정전용량의 크기를 기초로 오브젝트에 의한 터치좌표를 추출하는 것이 가능하다. The difference between <Equation 1>, which is the voltage at point P, which is the sensing CDA when not touched, and <Equation 3>, which is the voltage at point P, which is the sensing CDA when a touch occurs, is the object capacitance included in the denominator of <Equation 3>. (Cobj). Since the difference between <Equation 1> and <Equation 3> occurs only due to the presence and size of the object capacitance (Cobj), detecting the difference between <Equation 1> and <Equation 3> determines whether or not there is a touch caused by the object. can be confirmed, and it is possible to extract touch coordinates by an object based on the size of each object's capacitance detected in a plurality of successively neighboring CDAs.

하기의 <수학식4>은 오브젝트 정전용량(Cobj)의 크기를 검출하는 수학식이며 <수학식1> - <수학식3>으로 정의된다.<Equation 4> below is an equation for detecting the size of object capacitance (Cobj) and is defined as <Equation 1> - <Equation 3>.

<수학식4><Equation 4>

<수학식1> - <수학식3> = <Equation 1> - <Equation 3> =

<수학식1>은 오브젝트가 없을 때의 전압으로서 휴대폰이나 노트북 등 제품의 파워 온(Power on)시 오브젝트가 없을 것을 전제로 프로세싱이 시행되어 CDA마다 검출된 전압이며 메모리에 저장되는 기준전압이다. <수학식3>은 사전에 정해진 순서(Sequence)에 의해(예를 들어 100Hz인 10ms마다 한 번씩) CDA를 프로세싱 하여 검출된 전압이며, 터치가 발생하면 <수학식1>과의 차이가 발생한다. 실시간으로 검출된 CDA별 전압은 CPU나 Logic에 전달되면 CPU나 Logic은 <수학식1>을 기초로 <수학식3>과의 차이를 분석하여 오브젝트로 인한 터치여부 및 오브젝트 좌표를 추출한다.<Equation 1> is the voltage when there is no object, and processing is performed on the premise that there is no object when a product such as a mobile phone or laptop is powered on, and is the voltage detected for each CDA and is the reference voltage stored in memory. <Equation 3> is the voltage detected by processing the CDA according to a predetermined sequence (for example, once every 10 ms at 100 Hz), and when a touch occurs, a difference from <Equation 1> occurs. . When the voltage for each CDA detected in real time is transmitted to the CPU or Logic, the CPU or Logic analyzes the difference with <Equation 3> based on <Equation 1> and extracts whether or not the object is touched and the object coordinates.

선간정전용량을 구성하는 상호정전용량이나 공통전극 정전용량의 크기는 CDA신호선의 길이에 직접적으로 비례한다. CDA신호선의 길이는 변경불가하기 때문에, 본 발명에서 CDA신호선의 길이는 고려사항이 아니다. 본 발명의 변수는 CDA신호선의 선폭(Line Width)으로서, 선폭을 줄이더라도 인용발명1에 비해 악화되는 요인이 없다는 사실을 아래에서 설명할 것이며 또한, 센싱신호선과 구동신호선의 선폭 축소 즉, CDA신호선의 선폭 축소로 인해 개선되는 부분을 이하에서 설명한다.The size of the mutual capacitance or common electrode capacitance that constitutes the inter-line capacitance is directly proportional to the length of the CDA signal line. Since the length of the CDA signal line cannot be changed, the length of the CDA signal line is not a consideration in the present invention. The variable of the present invention is the line width of the CDA signal line. It will be explained below that even if the line width is reduced, there is no factor that deteriorates compared to Cited Invention 1. In addition, the line width of the sensing signal line and the driving signal line is reduced, that is, the CDA signal line. The areas that are improved due to line width reduction are described below.

RC회로에서 시상수(Time Constant)는 저항과 정전용량의 곱이며, RC회로에 인가된 구동전압이 저항에서 63.2%의 포화(Saturation)를 보이는 시간이다. 시상수의 5배 정도 후에, 인가된 초기전압이 대부분 포화(Saturation)되므로 이때 (저항에서) 신호를 검출하는 것이 가장 이상적이나, 복수의 컬럼그룹 및 컬럼그룹마다 포함된 CDA컬럼에서 순차적으로 선택되는 센싱CDA를 고려하면 센싱 시간이 많이 소요되기 때문에, 본 발명에서는 인가전압의 98%정도의 포화율을 보여주는 시상수의 3배정도에서 신호를 검출한다. 즉, 센싱신호선의 선저항과, 센싱신호선에 연결된 선간정전용량/공통전극정전용량/내부기생정전용량에 의한 복합정전용량의 크기를 고려하여 시상수를 결정하고, 구동신호선에 구동전압을 인가하여 시상수의 3배수 시간의 경과 후 센싱신호선(210)에서 <수학식1> 또는 <수학식3>에 기초하여 전압을 검출한다. 일 실시예로, 센싱신호선(210)의 선저항이 100㏀이고 선간 정전용량이 30pF인 경우 시상수는 3ms이므로, 구동신호선에 구동전압을 인가한 후 9ms 경과 후 센싱신호선(210)에서 검출되는 전압은 구동신호선(220)에 인가된 구동전압의 98%가 포화된 크기이다.In an RC circuit, the time constant is the product of resistance and capacitance, and is the time during which the driving voltage applied to the RC circuit shows 63.2% saturation in the resistance. After about 5 times the time constant, the applied initial voltage is mostly saturated, so it is ideal to detect the signal (through resistance) at this time, but sensing is sequentially selected from multiple column groups and CDA columns included in each column group. Since it takes a lot of sensing time considering CDA, the present invention detects a signal at about 3 times the time constant, which shows a saturation rate of about 98% of the applied voltage. In other words, the time constant is determined by considering the line resistance of the sensing signal line and the size of the complex capacitance due to the line-to-line capacitance/common electrode capacitance/internal parasitic capacitance connected to the sensing signal line, and the time constant is determined by applying the driving voltage to the driving signal line. After a time multiple of 3 has elapsed, the voltage is detected in the sensing signal line 210 based on <Equation 1> or <Equation 3>. In one embodiment, when the line resistance of the sensing signal line 210 is 100㏀ and the capacitance between lines is 30pF, the time constant is 3ms, so the voltage detected in the sensing signal line 210 9ms after applying the driving voltage to the driving signal line is the size at which 98% of the driving voltage applied to the driving signal line 220 is saturated.

CDA신호선의 길이가 "l"이고 선폭이 "d_sig"일 때 CDA신호선의 면적 "s2"는, s2=d_sig*l로 결정된다. CDA신호선의 선저항은 <수학식2>에 의해 R=이며, 공통전극 정전용량의 크기는,(F)이다 (d2는 CDA신호선과 공통전극 또는 도전체와의 대향 거리이다). 도5a에서 센싱신호선(202)과 구동신호선(201,203)의 선폭(d_sig) 및 대향 길이(l)가 동일하다고 가정하면, Ccm201과 Ccm202의 직렬연결에 의한 공통전극 정전용량의 크기는 이고 Ccm203과 Ccm202의 직렬연결에 의한 When the length of the CDA signal line is "l" and the line width is "d_sig", the area "s2" of the CDA signal line is determined as s2=d_sig*l. The line resistance of the CDA signal line is R = And the size of the common electrode capacitance is, (F) (d2 is the opposing distance between the CDA signal line and the common electrode or conductor). Assuming that the line width (d_sig) and opposing length (l) of the sensing signal line 202 and the driving signal lines 201 and 203 in FIG. 5A are the same, the size of the common electrode capacitance due to the series connection of Ccm201 and Ccm202 is and by serial connection of Ccm203 and Ccm202.

공통전극 정전용량의 크기도 동일하게 이다. 전술한 바와 같이, 선간 정전용량에서, 공통전극 정전용량에 의한 크기는 Ccm201과 Ccm202의 직렬연결에 의한 공통전극 정전용량의 크기와, Ccm203과 Ccm202의 직렬연결에 의한 공통전극 정전용량의 병렬 연결이므로, 선간 정전용량에서 공통전극 정전용량에 의한 크기는, + = 이다. 따라서, 선간 정전용량 중 직렬 연결된 공통전극 정전용량에 의한 센싱신호선의 제1시상수인 RC1은 다음의 <수학식5>와 같이 결정된다.The size of the common electrode capacitance is also the same. am. As mentioned above, in the line-to-line capacitance, the size of the common electrode capacitance is the size of the common electrode capacitance by the series connection of Ccm201 and Ccm202, and the parallel connection of the common electrode capacitance by the series connection of Ccm203 and Ccm202. , the size of the line-to-line capacitance by the common electrode capacitance is, + = am. Accordingly, RC1, the first time constant of the sensing signal line due to the capacitance of the common electrodes connected in series among the inter-line capacitances, is determined as shown in Equation 5 below.

<수학식5><Equation 5>

RC1= RC1=

센싱신호선의 제1시상수인 RC1의 계산결과인 <수학식5>를 살펴보면, 신호선폭(d_sig)은 수식에 포함되지 않으므로 신호선폭의 크기변동에 의해 제1시상수의 변동은 발생하지 않는다. 따라서, 신호선폭을 넓게 하여 선저항의 크기를 낮추고 이로 인해 시상수의 크기를 낮추려는 인용발명1의 실시예에 오류가 있음을 알수 있다. 즉, 검출속도의 향상을 위해 신호선의 선폭을 넓게 할 필요는 없다는 의미이다.Looking at <Equation 5>, which is the calculation result of RC1, the first time constant of the sensing signal line, since the signal line width (d_sig) is not included in the formula, the first time constant does not change due to the size change of the signal line width. Therefore, it can be seen that there is an error in the embodiment of cited invention 1, which attempts to reduce the size of the line resistance by widening the signal line width and thereby reduce the size of the time constant. In other words, there is no need to widen the line width of the signal line to improve detection speed.

센싱신호선에 형성되는 선간 정전용량은, 구동신호선 및 센싱신호선 양자의 공통전극 정전용량을 직렬 연결하여 얻어진 공통전극 정전용량 및, 구동신호선과 센싱신호선 양자 사이에 형성된 상호 정전용량(Cd201, Cd203)의 합으로 구해진다. The inter-line capacitance formed in the sensing signal line is the common electrode capacitance obtained by connecting the common electrode capacitance of both the driving signal line and the sensing signal line in series, and the mutual capacitance (Cd201, Cd203) formed between the driving signal line and the sensing signal line. It is obtained as a sum.

선간정전용량 중 상호 정전용량에 의한 제2 시상수인 RC2를 결정하는 방정식에서, 신호선폭 "d_sig"와 이격거리 "d_line"은 변수로 작용한다(이격 거리에 대한 영향은 추후에 설명한다). 두 평행판 도체의 상호 정전용량의 크기에 관한 방정식을 참조하면, CDA신호선의 선폭 "d_sig"의 변동에 대해 시상수인 RC2의 변동은 20~40% 정도 발생하는 것으로 알려져 있다. 일 실시예로, 구동신호선과 센싱신호선의 선폭 "d_sig"가 "2d_sig"로 확대되어 100%의 변동이 발생하면 상호 정전용량인 RC2는 20~40% 증가한다. 이와 같은 결과는, 신호선폭을 넓게 하여 시상수를 줄이려는 인용발명1의 실시예가, 실제로는 시상수를 더 증가시켜서 신호 검출이 더 지연되는 결과를 초래하고 있음을 알려주고 있다.In the equation that determines RC2, the second time constant due to the mutual capacitance among the line-to-line capacitances, the signal line width "d_sig" and the separation distance "d_line" act as variables (the effect on the separation distance will be explained later). Referring to the equation regarding the size of the mutual capacitance of two parallel plate conductors, it is known that the change in the time constant RC2 occurs by about 20 to 40% with respect to the change in the line width “d_sig” of the CDA signal line. In one embodiment, when the line width "d_sig" of the driving signal line and the sensing signal line is expanded to "2d_sig" and a 100% change occurs, the mutual capacitance RC2 increases by 20 to 40%. These results indicate that the embodiment of Cited Invention 1, which attempts to reduce the time constant by widening the signal line width, actually further increases the time constant, resulting in a further delay in signal detection.

다음에는 인용발명1의 실시예인 신호선폭 증가에 따른 또 다른 문제점이다. <수학식1> 이나 <수학식3>을 참조하면, 공통전극 정전용량은 수학식의 분모에 위치한다. 인용발명1과 같이 원거리 일수록 신호선폭이 증가하면, 원거리 CDA일수록 공통전극 정전용량의 크기는 커지고 이로 인해 동일한 오브젝트 정전용량의 크기에 의해 원거리 CDA로 갈수록 검출감도가 저하되는 문제가 발생한다. (참고로, 인용발명1은 근거리 및 원거리 CDA에 서로 다른 크기의 오브젝트 크기를 사용하였으므로 동일 크기의 오브젝트가 아니라는 점에서 오류를 범하고 있다)Next is another problem caused by the increase in signal line width, which is an embodiment of cited invention 1. Referring to <Equation 1> or <Equation 3>, the common electrode capacitance is located in the denominator of the equation. As in Cited Invention 1, if the signal line width increases as the distance increases, the size of the common electrode capacitance increases as the distance increases, and this causes the problem that detection sensitivity decreases as the distance increases due to the size of the same object capacitance. (For reference, Cited Invention 1 uses different object sizes for near and far CDA, making an error in that the objects are not the same size.)

본 발명의 CDA컬럼에서 근거리에 위치한 Row의 시상수와 원거리 Row의 시상수는 서로 다르므로, 구동전압이 센싱신호선에서 포화(Saturation)되는 시간은 Row마다 서로 다르다. 프로세싱 타임을 줄이기 위해 각 Row별로 프로세싱 시간을 달리 할 수도 있으나, 센싱신호선에서 포획한 신호들을 샘플 엔드 홀드(Sample & Holder)에 저장한 후 방전되는 시간을 고려하면, 모든 Row별로 동일한 프로세싱 시간을 할당하는 것이 합리적이다(하나의 Row를 프로세싱 할 때 이전 Row에서 검출된 전압을 S&H 및 ADC 등을 이용하여 처리하므로 S&H에 저장된 시간이 달라지면 방전시간이 달라짐으로 인해 처리된 신호에 오차가 발생할 수 있다). 이때 가장 원거리에 위치한 CDA의 시상수를 기준으로 Row별 프로세싱 타임을 설정하면 근거리 일수록 프로세싱 타임의 손실이 발생하고 전체 프로세싱 타임이 증가하여 터치 반응속도가 느려지고 소비전류도 증가하는 문제가 있다. 반대로 근거리 CDA의 시상수를 기준으로 프로세싱 타임을 설정하면 원거리 CDA에서는 신호지연에 따른 불완전한 신호의 검출로 인해 검출오류가 발생하는 문제가 있다. 이러한 점을 고려하여 적정한 Row 위치를 선정하고 그곳의 시상수를 기준으로 프로세싱 타임을 설정하게 되는 바, 이때 원거리 CDA에서는 시상수로 인한 신호의 지연이 여전히 존재하므로, 시스템의 성능개선을 위해 원거리 CDA신호선의 시상수를 최대한 축소해야 한다. In the CDA column of the present invention, since the time constants of rows located near and far are different from each other, the time at which the driving voltage saturates the sensing signal line is different for each row. In order to reduce processing time, the processing time may be different for each row, but considering the time for discharging after storing the signals captured from the sensing signal line in the sample end hold (Sample & Holder), the same processing time is allocated to all rows. (When processing one row, the voltage detected in the previous row is processed using S&H and ADC, so if the time stored in S&H changes, the discharge time may change, causing an error in the processed signal.) . At this time, if you set the processing time for each row based on the time constant of the CDA located at the farthest distance, there is a problem that the closer the distance, the more processing time is lost and the total processing time increases, which slows down the touch response speed and increases current consumption. Conversely, if the processing time is set based on the time constant of the short-distance CDA, there is a problem in the long-distance CDA that detection errors occur due to detection of incomplete signals due to signal delay. Considering this, an appropriate row position is selected and the processing time is set based on the time constant there. At this time, in the long-distance CDA, signal delay due to the time constant still exists, so to improve the performance of the system, the long-distance CDA signal line is set. The time constant should be reduced as much as possible.

이상 살펴본 바와 같이, 인용발명1의 실시예인 원거리 일수록 신호선폭을 넓히는 구성으로 인해 다음의 5가지 문제가 도출되었다.As discussed above, the following five problems were created due to the configuration of the embodiment of Cited Invention 1, which widens the signal line width as the distance increases.

1) Dead Zone으로 인한 오브젝트 검출 누락 1) Missing object detection due to dead zone

2) Dead Zone으로 인한 터치좌표 연산 오류 2) Touch coordinate calculation error due to dead zone

3) 원거리 센싱신호선의 공통전극 정전용량의 증가 및 상호 정전용량의 증가로 원근거리 CDA간 신호 검출 불일치3) Inconsistency in signal detection between far and near CDAs due to increase in common electrode capacitance of long distance sensing signal line and increase in mutual capacitance.

4) 원거리 센싱신호선의 공통전극 정전용량의 증가 및 상호 정전용량의 증가로 인해 원거리 CDA에서의 감도저하4) Decreased sensitivity in long-distance CDA due to increase in common electrode capacitance and mutual capacitance of the long-distance sensing signal line.

5) 제2 시상수 증가로 인한 프로세싱 타임 증가 5) Increased processing time due to increase in second time constant

이러한 문제점을 개선하기 위해 본 발명은 CDA신호션폭을 줄이되 후술하는 다양한 방법으로 레이아웃 한다. In order to improve this problem, the present invention reduces the CDA signal width and layouts it in various ways, which will be described later.

제1 시상수를 나타내는 <수학식5>에 따르면, 신호선폭이 좁아져도 원거리 CDA에서 신호 검출 속도는 영향을 받지 않는다. 본 발명의 일 실시예는 <수학식5>에 기초하여 원거리 신호선의 선폭을 최대한 좁혀서 레이아웃 한다. 원거리 CDA신호선폭을 줄이면 공통전극 정전용량의 크기가 감소하고 이에따라 상기 문제점 3) 및 4가 개선된다. 또한 CDA신호선폭이 좁아지면 상호 정전용량의 크기가 감소하고 제2 시상수가 빨라지므로, 상기 문제 3) 내지 5)를 개선한다. 또한, CDA신호선폭이 좁아지면 인용발명1의 실시예에 비해 SLH의 폭도 좁아지며 이는 Dead Zone이 좁아지는 것을 의미하므로 상기 1)번 및 2)번의 문제가 개선된다. According to Equation 5, which represents the first time constant, the signal detection speed in the long-distance CDA is not affected even if the signal line width is narrowed. One embodiment of the present invention layouts the line width of the long-distance signal line as narrow as possible based on Equation 5. Reducing the long-distance CDA signal line width reduces the size of the common electrode capacitance, thereby improving problems 3) and 4 above. In addition, when the CDA signal line width is narrowed, the size of mutual capacitance decreases and the second time constant becomes faster, thereby improving problems 3) to 5). Additionally, as the CDA signal line width narrows, the SLH width also narrows compared to the embodiment of Cited Invention 1, which means that the dead zone narrows, thereby improving problems 1) and 2) above.

선간 정전용량의 제1 시상수 및 제2 시상수를 분석한 바에 따르면, 신호선폭을 최대한 좁히는 것이 바람직하며 이를 위해 다음의 방법이 적용될 수 있다.According to the analysis of the first and second time constants of the line-to-line capacitance, it is desirable to narrow the signal line width as much as possible, and for this purpose, the following method can be applied.

* CDA 신호선의 레이아웃 방법* Layout method of CDA signal lines

1-1) 임의의 CDA컬럼에서 원거리에 위치한 CDA신호선폭은 근거리에 이웃한 CDA선폭과 동일하다. 1-1) In any CDA column, the CDA signal linewidth located far away is the same as the nearby CDA linewidth.

1-2) CDA컬럼에서, 이웃한 복수의 CDA신호선을 묶음으로 하는 CDA그룹에 대하여, CDA그룹을 구성하는 CDA신호선의 폭은 동일하며, CDA그룹에 포함되지 않은 근거리 CDA신호선폭과 동일하다.1-2) In the CDA column, for a CDA group that bundles a plurality of neighboring CDA signal lines, the width of the CDA signal lines constituting the CDA group is the same, and the width of the short-distance CDA signal lines not included in the CDA group is the same.

1-3) CDA컬럼의 모든 CDA 신호선은 동일한 선폭으로 구성된다.1-3) All CDA signal lines in the CDA column have the same line width.

2) CDA컬럼에서, 이웃한 복수의 CDA신호선을 묶음으로 하는 CDA그룹에 대하여, 동일 CDA 그룹 내의 CDA신호선폭은 동일하되, 다른 CDA그룹에서는 다른 CDA선폭으로 레이아웃 된다.2) In the CDA column, for a CDA group that bundles a plurality of neighboring CDA signal lines, the CDA signal line width within the same CDA group is the same, but is laid out with different CDA line widths in different CDA groups.

3) 본 발명의 정전용량 검출장치가 표시장치 상면에 설치될 때, 화소와 대향하는 CDA신호선폭은 화소(Pixel)를 구성하는 Sub Pixel의 폭보다 좁게 형성된다.3) When the capacitance detection device of the present invention is installed on the upper surface of the display device, the CDA signal line width facing the pixel is formed to be narrower than the width of the sub pixel constituting the pixel.

4) 본 발명의 정전용량 검출장치가 표시장치 상면에 설치될 때, 화소와 대향하는 CDA신호선폭은 화소(Pixel)의 폭보다 좁게 형성된다.4) When the capacitance detection device of the present invention is installed on the upper surface of the display device, the CDA signal line width facing the pixel is formed to be narrower than the width of the pixel.

5) 본 발명의 정전용량 검출장치가 표시장치 상면에 설치될 때, 화소와 대향하는 CDA신호선폭은 화소의 Sub Pixel Pitch(이하 SPP)를 기준으로 설정된다. 일 실시예로, CDA신호선폭은 1SPP 또는 2SPP, 3SPP처럼 SPP의 양의 정수배로 설치되거나 0.5SPP, 또는 1.5SPP, 2SPP, 2. 5SPP..와 같이 SPP의 양의 실수배로 설치된다.5) When the capacitance detection device of the present invention is installed on the upper surface of the display device, the CDA signal line width facing the pixel is set based on the sub pixel pitch (hereinafter SPP) of the pixel. In one embodiment, the CDA signal line width is installed as a positive integer multiple of SPP, such as 1SPP, 2SPP, or 3SPP, or as a positive real multiple of SPP, such as 0.5SPP, or 1.5SPP, 2SPP, 2.5SPP.

6) 본 발명의 정전용량 검출장치가 표시장치 상면에 설치될 때, 화소와 대향하는 CDA신호선폭은 화소의 Pixel Pitch(이하 PP)를 기준으로 설정된다. 일 실시예로, CDA신호선폭은 1PP 또는 2PP, 3PP처럼 SPP의 양의 정수배로 설치되거나 0.5PP, 또는1.5PP, 2PP, 2. 5PP..와 같이 PP의 양의 실수배로 설치된다.6) When the capacitance detection device of the present invention is installed on the upper surface of the display device, the CDA signal line width facing the pixel is set based on the Pixel Pitch (hereinafter referred to as PP) of the pixel. In one embodiment, the CDA signal line width is installed as a positive integer multiple of SPP, such as 1PP, 2PP, or 3PP, or as a positive real multiple of PP, such as 0.5PP, or 1.5PP, 2PP, 2. 5PP.

상기 레이아웃 방법 1-1)에서, 임의의 CDA컬럼에서 원거리에 위치한 CDA신호선폭은 근거리에 이웃한 CDA선폭과 동일하다는 조건에 의해, 인용발명1의 실시예와 같이 원거리로 갈수록 신호선폭이 넓어진다는 조건은 해제되며, 원거리 신호선폭이 근거리 신호선폭과 동일할 수 있는 조건이 된다. In the above layout method 1-1), under the condition that the CDA signal line width located at a distance from any CDA column is the same as the CDA line width adjacent at a short distance, the signal line width becomes wider as the distance increases, as in the embodiment of cited invention 1. The condition is lifted, and it becomes a condition where the far-distance signal line width can be the same as the near-distance signal line width.

본 멍세서에서 원거리는, 가장 원거리이거나 또는 원거리 부위로 이해되어야 한다. 또한, 원거리는 비교되는 다른 신호선과의 상대적인 거리개념이다. 일 실시예로 Row9에 위치한 CDA와 Row10에 위치한 CDA에 대하여, Row9에 위치한 CDA는 Row10에 위치한 CDA에 비해 원거리에 위치한다.In this context, remoteness should be understood as the most distant or distant part. Additionally, long distance is a concept of relative distance from other signal lines being compared. In one embodiment, with respect to the CDA located in Row9 and the CDA located in Row10, the CDA located in Row9 is located farther away than the CDA located in Row10.

상기 레이아웃 방법 1-1)이 이웃한 두개의 신호선에 대한 레이아웃 조건을 지정하고 있는 반면, 레이아웃 방법 1-2)는 하나의 신호선과 하나의 CDA그룹에 대한 레이아웃 조건을 지정한다. 일 실시예로, Row1내지 Row10으로 하나의 CDA그룹이 설정될 때, CDA그룹의 Row1내지 Row10의 CDA선폭은, 근거리의 Row11 또는 Row 15 등의 CDA신호선폭과 동일하다는 의미이다. 일 실시예로, Row11의 선폭이 Row1 내지 Row10을 구성하는 CDA그룹의 선폭과 동일할 때, Row11이 Row1 내지 Row10을 구성하는 CDA그룹에 포함되는지 여부는 불분명할 수 있다. 따라서, 복수의 CDA신호선으로 구성된 하나의 CDA그룹에 대하여, CDA신호선의 폭이 동일하면 레이아웃 방법 1-2)에 해당된다고 생각 할 수 있다.While the layout method 1-1) specifies layout conditions for two adjacent signal lines, layout method 1-2) specifies layout conditions for one signal line and one CDA group. In one embodiment, when one CDA group is set to Row1 to Row10, this means that the CDA line width of Row1 to Row10 of the CDA group is the same as the CDA signal linewidth of Row11 or Row 15 in the short distance. In one embodiment, when the line width of Row11 is the same as the line width of the CDA group constituting Row1 to Row10, it may be unclear whether Row11 is included in the CDA group constituting Row1 to Row10. Therefore, for one CDA group composed of a plurality of CDA signal lines, if the width of the CDA signal lines is the same, it can be considered to correspond to layout method 1-2).

상기 레이아웃 방법 1-3)은 CDA컬럼에 포함된 모든 CDA신호선이 동일한 선폭으로 레이아웃됨을 의미한다. 제1 시상수 및 제2 시상수에서 살펴본 바와 같이, 신호선폭은, 공정조건이나 모아레 현상을 회피하는 조건 중 신호선폭이 가장 좁은 조건으로 레이아웃 하는 것이 바람직하다. 1-3)에 기초한 레이아웃 방법에 의해, 복수의 컬럼그룹으로 형성된 본 발명의 정전용량 검출장치의 모든 CDA신호선은 동일한 선폭(Line Width)으로 구성된다. The above layout method 1-3) means that all CDA signal lines included in the CDA column are laid out with the same line width. As discussed in the first and second time constants, it is desirable to lay out the signal line width under the narrowest signal line width conditions among process conditions and conditions to avoid the moiré phenomenon. By a layout method based on 1-3), all CDA signal lines of the capacitance detection device of the present invention formed of a plurality of column groups are configured with the same line width.

상기 레이아웃 방법 2)는, CDA컬럼 내에서 CDA를 복수의 CDA그룹으로 구획하고, CDA그룹내에서는 동일한 신호선폭을 사용하되, 다른 CDA그룹에 사용되는 CDA선폭과 서로 다른 경우이다. 일 실시예로, 25개의 CDA로 구성된 CDA컬럼에서, Row1 내지 Row5는 CDA그룹1이 되고 Row6 내지 Row10은 CDA그룹2가 되고, 동일한 방법으로 CDA그룹3 및 CDA그룹4가 형성되되 마지막 Row21 내지 Row25가 CDA그룹5를 구성한다. 이때 CDA그룹1은 가장 원거리에 위치하므로, Row1 CDA신호선은 본 발명의 정전용량 검출장치의 종방향 시점과 종점을 신호선으로 완전히 연결한다. 본 발명의 정전용량 검출장치가 펜(Pen)과 필요한 정보를 송수신 하는 경우 CDA그룹1은 송신용 안테나로 사용될 수 있다. 이때 CDA그룹1의 Row1내지 Row5의 CDA신호선은, 대향하는 펜이 요구하는 적합한 면적의 제공을 위해 소정의 선폭으로 구성되어야 한다. The layout method 2) is a case where the CDA is divided into a plurality of CDA groups within the CDA column, and the same signal line width is used within the CDA group, but is different from the CDA line width used in other CDA groups. In one embodiment, in a CDA column composed of 25 CDAs, Row1 to Row5 becomes CDA Group 1, Row6 to Row10 become CDA Group 2, and CDA Group 3 and CDA Group 4 are formed in the same manner, with the last Row21 to Row25. constitutes CDA Group 5. At this time, since CDA group 1 is located at the farthest distance, the Row1 CDA signal line completely connects the longitudinal start and end points of the capacitance detection device of the present invention with a signal line. When the capacitance detection device of the present invention transmits and receives necessary information with a pen, CDA group 1 can be used as a transmission antenna. At this time, the CDA signal lines of Row1 to Row5 of CDA Group 1 must be configured with a predetermined line width to provide an appropriate area required by the opposing pen.

또한 CDA그룹2에 속한 Row6 내지 Row10의 CDA신호선은 펜으로부터 신호를 수신하는 안테나 역할을 하여 안테나 공학에 적합한 소정의 CDA신호선폭으로 구성되되 CDA그룹1의 CDA선폭 또는 다른 CDA그룹에 속한 CDA신호선폭과는 다른 신호선폭을 가질 수 있다. CDA그룹 3 내지 CDA그룹5도 제품의 특성에 의해 다른 신호선폭으로 레이아웃 되거나 모두 동일한 선폭으로 구성될 수 있다. In addition, the CDA signal lines of Row6 to Row10 belonging to CDA Group 2 serve as antennas that receive signals from the pen and are composed of a predetermined CDA signal line width suitable for antenna engineering, but the CDA signal line width of CDA Group 1 or the CDA signal line width belonging to another CDA group It may have a different signal line width. CDA Group 3 to CDA Group 5 may also be laid out with different signal line widths or all configured with the same line width depending on the characteristics of the product.

다음에는 도8을 실시예로 하여 상기 레이아웃 방법 3)을 설명한다. 도8은 표시장치의 화소(Pixel) 상면에 설치된 CDA신호선의 레이아웃에 관한 본 발명의 일 실시예이다. 표시장치는 LCD를 기초로 하였으나 OLED 표시장치에도 동일하게 적용된다.Next, the layout method 3) will be described using Figure 8 as an example. Figure 8 shows an embodiment of the present invention regarding the layout of CDA signal lines installed on the upper surface of a pixel of a display device. The display device is based on LCD, but the same applies to OLED display devices.

표시장치(10)는 RGB Stripe구조의 LCD이며, 표시장치 상면에 설치된 본 발명의 정전용량 검출장치 중 임의의 CDA컬럼을 구성하는 SLH의 일부를 도시하였다. 표시장치는 Red/Green/Blue 등 3가지 Sub Pixel로 구성된 화소(Pixel)의 집합으로 구성된다. Sub Pixel 사이의 횡방향으로 Gate 신호선에 의한 BM(Black Matrix) 및 종방향으로 Source 신호선에 의한 BM이 대향하는 Color Filter에 설치되며 도8에서는 Sub Pixel 사이에 두꺼운 선으로 표시되었다. SHL를 구성하는 많은 CDA신호선 중 일부인 6개의 CDA신호선(200)은 (하면에 설치되되 미 도시된 반도체IC를 기준으로) 원거리인 상면부터 근거리인 하면으로 레이아웃 되고 있다. The display device 10 is an LCD with an RGB stripe structure, and a portion of the SLH constituting an arbitrary CDA column among the capacitance detection devices of the present invention installed on the upper surface of the display device is shown. The display device is composed of a set of pixels consisting of three sub-pixels, including Red, Green, and Blue. The BM (Black Matrix) by the gate signal line in the horizontal direction between the sub pixels and the BM by the source signal line in the vertical direction are installed on the opposing color filters, and are shown as thick lines between the sub pixels in Figure 8. The six CDA signal lines 200, which are part of the many CDA signal lines that make up the SHL, are laid out from the far top to the near bottom (based on a semiconductor IC installed on the bottom, not shown).

CDA신호선(200)은 Sub Pixel과의 모아레 현상을 회피하기 위하여, 지그재그 형태의 사선으로 배치되고, CDA신호선과 Sub Pixel과는 일정한 대향 면적 점유율을 유지하되 각 R/G/B Sub Pixel마다 대향하는 CDA신호선과 고유한 대향면적 점유율을 갖는다. 일 실시예로, Red Sub Pixel 상면에 배치된 CDA신호선과 Red Sub Pixel의 대향하는 면적은 모두 55%이다. 또한 Green Sub Pixel에 대해서는 45%이며 Blue Sub Pixel에 대해서는 65%이다. 따라서 도8의 실시예에서 Red/Green/Blue Sub Pixel과 CDA신호선과의 대향 면적은 동일한 것으로 표시되었으나 실제로는 Sub Pixel별로 서로 달라질 수 있다.The CDA signal line 200 is arranged diagonally in a zigzag shape to avoid moiré phenomenon with sub pixels, and maintains a constant opposing area occupancy between the CDA signal line and sub pixel, but each R/G/B sub pixel has an opposing area. It has a unique opposing area share with the CDA signal line. In one embodiment, the area facing the CDA signal line disposed on the upper surface of the Red Sub Pixel and the Red Sub Pixel is both 55%. Also, it is 45% for Green Sub Pixel and 65% for Blue Sub Pixel. Therefore, in the embodiment of Figure 8, the opposing areas of the Red/Green/Blue Sub Pixel and the CDA signal line are displayed as the same, but in reality, they may differ for each sub pixel.

표시장치가 XGA나 HD급과 같이 저해상도(Low Resolution)로 인해 Sub Pixel의 Pitch가 큰 경우, Sub Pixel 내부에는 하나 또는 하나 이상의 복수의 CDA 신호선이 배치될 수 있다. 일 실시예로, 화소의 Pitch가 210um(H) x 210um(V)로서 Sub Pixel의 Pitch가 70um(H) x 210um(V)일 때, Sub Pixel마다 하나의 CDA신호선을 설치하면 (하나의 CDA컬럼을 구성하는) 25개의 CDA신호선을 레이아웃 하기위해 25개의 Sub Pixel을 필요로 하므로 SLH폭이 가장 넓은 부위의 폭은 1.75mm이다. CDA가 사각형으로 구성되고 면적이 4mm x 4mm라고 가정하면, 4mm의 횡 변은 2.25mm로 축소되어 약 44%의 센싱 면적 손실이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 하나의 Sub Pixel과 대향하여 두개 또는 3개와 같이 복수의 CDA신호선이 배치한다. 만일 하나의 Sub Pixel안에 두개의 CDA신호선을 배치하면 25개의 CDA신호선을 배치하기 위해 12.5개의 Sub Pixel을 필요로 하며 이때 SLH의 가장 넓은 부위의 폭은 0.875mm로서 1.75mm에 비해 절반으로 축소된다.If the sub-pixel pitch is large due to the low resolution of the display device, such as XGA or HD, one or more CDA signal lines may be placed inside the sub-pixel. In one embodiment, when the pitch of the pixel is 210um(H) Since 25 Sub Pixels are required to lay out 25 CDA signal lines (which make up a column), the width of the area where the SLH width is widest is 1.75mm. Assuming that the CDA is composed of a square and has an area of 4mm In order to solve this problem, the present invention arranges a plurality of CDA signal lines, such as two or three, facing one sub pixel. If two CDA signal lines are placed in one sub-pixel, 12.5 sub-pixels are required to place 25 CDA signal lines. At this time, the width of the widest part of the SLH is 0.875mm, which is reduced by half compared to 1.75mm.

이와 같이 본 발명은 표시장치가 저해상도인 경우 Sub Pixel과 대향하여 하나 또는 하나 이상의 CDA신호선이 배치되어야 하므로 CDA신호선폭은 Sub Pixel의 Pitch보다 작아야 한다. As such, in the present invention, when the display device is low resolution, one or more CDA signal lines must be placed opposite the sub pixel, so the CDA signal line width must be smaller than the pitch of the sub pixel.

다음에는 상기 레이아웃 방법 4)에 관한 설명이다. 고해상도의 High-End급 제품인 400PPI나 500PPI의 표시장치에서, Sub Pixel의 Pitch는 20um이하인 경우도 있다. CDA신호선을 제조하는 공정능력이 (수율을 감안하여) 20um를 초과하면, 상기 레이아웃 실시예 3)의 경우와 같이 하나의 Sub Pixel과 대향하여 하나의 CDA신호선을 설치하는 것이 불가하다. 이러한 경우에는 두개의 Sub Pixel마다 대향하는 하나의 CDA신호선을 레이아웃 하거나, 3개의 Sub Pixel로 구성된 화소(Pixel)와 대향하여 하나의 CDA신호선을 레이아웃 해야 한다. 레이아웃 방법 4)는 표시장치가 고해상도인 경우 CDA신호선폭이 하나의 화소보다 크지 않은 경우에 해당된다.Next is a description of the layout method 4). In high-resolution, high-end products such as 400PPI or 500PPI display devices, the pitch of the sub pixel may be less than 20um. If the process capability for manufacturing a CDA signal line exceeds 20um (considering the yield), it is impossible to install one CDA signal line opposite to one sub pixel as in the case of layout example 3) above. In this case, one CDA signal line must be laid out facing each of two sub-pixels, or one CDA signal line must be laid out facing a pixel consisting of three sub-pixels. Layout method 4) applies when the CDA signal line width is not larger than one pixel when the display device is high resolution.

다음에는 레이아웃 방법 5)에 대한 설명이다. Next is an explanation of layout method 5).

어떠한 표시장치는 Red와 Green과 Blue 등 Sub Pixel의 Pitch가 서로 다른 경우가 있으며 특히 Blue Sub Pixel의 Pitch가 작은 경우가 많다. 모아레 회피를 위하여 각 Sub Pixel마다 배치되는 CDA신호선폭이나 신호선 Pitch가 Sub Pixel마다 달리 레이아웃 될 수 있다. 일 실시예로, 저해상도의 표시장치인 경우, Red Sub Pixel에서는 0.6SPP(Sub Pixel Pitch)이고 Green Sub Pixel에서는 0.7 SPP이고 Blue에서는 0.8SPP 등의 방법이 사용될 수 있다. 또한 고해상도의 경우 Red Sub Pixel에서는 1.2SPP이고 Green Sub Pixel에서는 1.3 SPP이고 Blue에서는 1,45SPP 등의 방법이 사용될 수 있다. 배수는 Sub Pixel마다 다르지만 임의의 두개의 Sub Pixel에 대해 동일하거나 Sub Pixel 모두에 대해서 동일할 수도 있다. 배수는 양의 정수 또는 양의 실수이다. 레이아웃 방법 2)와 같이 서로 다른 CDA 그룹마다 배수는 다르게 결정될 수 있다. 일 실시예로, 어떤 CDA그룹에서 배수는 1로 설정된다. 또한 배수가 1로 설정된 CDA그룹과 이웃한 또 다른 CDA 그룹에서 배수는 2로 설정되거나 1.2로 설정될 수 있다.Some display devices have different sub-pixel pitches, such as red, green, and blue. In particular, the pitch of the blue sub-pixel is often small. To avoid moiré, the CDA signal line width or signal line pitch placed for each sub-pixel may be laid out differently for each sub-pixel. As an example, in the case of a low-resolution display device, methods such as 0.6 SPP (Sub Pixel Pitch) for Red Sub Pixel, 0.7 SPP for Green Sub Pixel, and 0.8 SPP for Blue may be used. Additionally, in the case of high resolution, methods such as 1.2SPP for Red Sub Pixel, 1.3 SPP for Green Sub Pixel, and 1.45SPP for Blue can be used. The multiplier varies from sub-pixel to sub-pixel, but may be the same for any two sub-pixels or for all sub-pixels. A multiple is a positive integer or a positive real number. As in layout method 2), multiples may be determined differently for different CDA groups. In one embodiment, the multiplier is set to 1 in some CDA groups. Additionally, in another CDA group adjacent to a CDA group whose multiplier is set to 1, the multiplier may be set to 2 or 1.2.

다음에는 상기 레이아웃 방법 6)에 대한 설명이다. 고해상도의 표시장치에서 Sub Pixel의 Pitch가 작아서 CDA신호선에 대한 공정능력이 Sub Pixel의 합인 화소의 Pitch에도 미치지 못하는 경우, CDA신호선의 선폭은 화소의 배수로 결정되어야 한다. 화소 피치 (Pixel Pitch, 이하 PP)는 화소의 가시영역과 BM을 포함한 폭(Width)이다. 일 실시예로, 2PP는 CDA신호선폭이 화소 피치의 2배의 폭으로 형성된 것을 의미한다. 레이아웃 방법 2)와 같이 서로 다른 CDA 그룹마다 배수는 다르게 결정될 수 있다. 일 실시예로, 어떤 CDA그룹에서 배수는 1로 설정된다. 또한 배수가 1로 설정된 CDA그룹과 이웃한 또 다른 CDA 그룹에서 배수는 2로 설정되거나 1.2로 설정될 수 있다.Next is a description of the layout method 6). In a high-resolution display device, if the sub-pixel pitch is small and the processing capability for the CDA signal line does not reach the pixel pitch, which is the sum of the sub-pixels, the line width of the CDA signal line must be determined as a multiple of the pixel. Pixel pitch (hereinafter referred to as PP) is the width including the visible area and BM of the pixel. In one embodiment, 2PP means that the CDA signal line width is twice the width of the pixel pitch. As in layout method 2), multiples may be determined differently for different CDA groups. In one embodiment, the multiplier is set to 1 in some CDA groups. Additionally, in another CDA group adjacent to a CDA group whose multiplier is set to 1, the multiplier may be set to 2 or 1.2.

상기 레이아웃 방법 1-1) 내지 6)은 단독으로 사용되기도 하지만 복수의 조합으로 사용할 수도 있다. 일 실시예로. 방법2)와 방법3)이 동시에 사용될 수도 있고 방법 1-2)와 2)와 3) 동시에 사용될 수도 있다. 또 다른 일 실시예로, 하나의 CDA컬럼을 구성하는 25개의 CDA에 대해 근거리부 12개와 원거리부 13개의 CDA에 대해 근거리부에는 방법 1-1)을 적용하고 원거리부에는 방법 1-2)를 적용하는 것같이 다양한 조합으로 CDA신호선의 전체 또는 부분에 대해 선폭을 좁게 레이아웃 하는 것이 가능하다.The above layout methods 1-1) to 6) may be used singly or may be used in combination. As an example. Method 2) and method 3) may be used simultaneously, or methods 1-2), 2), and 3) may be used simultaneously. In another embodiment, for 25 CDAs constituting one CDA column, method 1-1) is applied to the near part and method 1-2) is applied to the far part for 12 CDAs in the near part and 13 CDAs in the far part. It is possible to lay out the line width narrowly for all or part of the CDA signal line by applying various combinations.

다음에는 CDA신호선간 이격된 공간에 대한 설명이다. 전술한 바와 같이, 센싱신호선과 구동신호선이 이격 되어 대향 할 때 상호 정전용량이 형성되며, 이때 두 신호선의 이격거리(d_line)는 상호 정전용량의 크기에 영향을 미친다. 두 신호선의 이격 거리가 100% 축소될 때마다 상호 정전용량은 (특정한 조건에서) 20%~30% 정도 증가한다. Next is an explanation of the space between CDA signal lines. As described above, mutual capacitance is formed when the sensing signal line and the driving signal line are spaced apart and face each other, and at this time, the distance (d_line) between the two signal lines affects the size of the mutual capacitance. Whenever the separation distance between two signal lines is reduced by 100%, the mutual capacitance increases by about 20% to 30% (under certain conditions).

CDA신호선폭(d_sig)과 이격거리(d_line)를 합쳐서 CDA신호선의 Pitch라고 하며 도5a및 도8에 표시되어 있다. SLH는 복수의 신호선폭 및 이격 거리의 합으로 결정되기 때문에, 이격 거리가 좁을수록 Dead Zone의 폭이 감소한다. 이격 거리를 좁게 해도 상호 정전용량의 크기에 미치는 영향이 크지 않기 때문에, Dead Zone의 영역을 최소화하기 위하여 이격 거리도 최소화하되 CDA신호선폭과의 관계에 따라 다음과 같이 설정한다.The CDA signal line width (d_sig) and separation distance (d_line) combined are called the pitch of the CDA signal line and are shown in Figures 5a and 8. Since SLH is determined by the sum of multiple signal line widths and separation distances, the width of the dead zone decreases as the separation distance becomes narrower. Since narrowing the separation distance does not have a significant impact on the size of mutual capacitance, in order to minimize the area of the dead zone, the separation distance is also minimized, but set as follows according to the relationship with the CDA signal line width.

가장 바람직한 방법은, CDA신호선폭과 이격 거리를 동일하게 유지하는 것이다. CDA 신호선간 이격 거리가 Sub Pixel 상면에 설치된 CDA신호선폭과 동일하고 (도8의 실시예와 같이) CDA신호선과 동일한 형상일때, 빛의 굴절이나 간섭에 따른 모아레가 CDA신호선 및 이격 공간에서 규칙적으로 발생한다. 이때 CDA신호선의 사선각도 또는 CDA 신호선과 Sub Pixel과의 대향면적 등을 조정하면 하나의 레시피(Recipe)로 표시장치 전체에서 모아레를 제거하는 것이 가능하다. 만일 CDA신호선폭과 이격 거리의 폭이 서로 다르면, CDA신호선에 의한 모아레와 이격 공간에 따른 모아레가 별도로 발생할 수 있으므로, 모아레 회피를 위한 하나의 레시피(Recipe)로 모아레의 제거는 불가하고 복수의 레시피로 모아레를 회피해야 하는 어려움이 있다.The most desirable method is to keep the CDA signal line width and separation distance the same. When the separation distance between CDA signal lines is the same as the width of the CDA signal line installed on the upper surface of the sub pixel and has the same shape as the CDA signal line (as in the embodiment of Figure 8), moiré due to refraction or interference of light occurs regularly in the CDA signal line and the separation space. Occurs. At this time, by adjusting the diagonal angle of the CDA signal line or the opposing area between the CDA signal line and the sub pixel, it is possible to remove moire from the entire display device with one recipe. If the width of the CDA signal line and the width of the separation distance are different, moiré caused by the CDA signal line and moiré caused by the separation space may occur separately, so moiré cannot be removed with one recipe to avoid moiré. Multiple recipes are required. There is a difficulty in avoiding moiré.

SLH로 인한 Dead Zone의 폭을 최소화하기 위해, 이격 거리는 CDA신호선폭보다 더 좁게 할 수 있으며 이러한 방법은 근거리에 위치한 CDA신호선에 적용될 수 있다. 근거리에 위치한 CDA신호선의 길이는 짧기 때문에, 선간 정전용량의 크기와 공통전극 정전용량의 크기는 원거리의 CDA신호선에 비해 작다. 따라서, 이격거리 감소에 따라 시상수가 증가해도 원거리에 위치한 CDA의 시상수 보다는 낮으므로 검출된 신호의 안정성이나 시스템의 운영에 영향을 미치지 않는다.In order to minimize the width of the dead zone due to SLH, the separation distance can be made narrower than the CDA signal line width, and this method can be applied to CDA signal lines located nearby. Because the length of the CDA signal line located at a short distance is short, the size of the inter-line capacitance and the size of the common electrode capacitance are smaller than those of the CDA signal line located at a long distance. Therefore, even if the time constant increases as the separation distance decreases, it is lower than the time constant of the CDA located at a distance, so it does not affect the stability of the detected signal or the operation of the system.

이와 같이 본 발명은 근거리에 위치한 CDA 신호선의 이격 거리를 CDA신호선폭보다 좁게 하여 Dead Zone의 영역을 최소화하는 것이 가능하다.In this way, the present invention makes it possible to minimize the area of the dead zone by making the separation distance of CDA signal lines located in close proximity narrower than the CDA signal line width.

전술한 CDA신호선의 레이아웃 방법 1-1) 내지 6)은 CDA신호선폭을 기준으로 설명하였으나 "CDA신호선폭"은 "CDA신호선 Pitch"로 교체될 수 있다. 즉, CDA신호선폭은 CDA신호선폭과 이격 거리로 대체할 수 있다. 이에 따라 본 명세서에서 CDA신호선 및 이격 거리인 CDA신호선 Pitch로 구성되는 SLH의 구성을 명확히 이해하는 것이 가능하게 된다. 일 실시예로, 레이아웃 방법3)의 실시예에서, "CDA신호선폭이 Sub Pixel보다 작은"것은, "CDA신호선 Pitch"가 Sub Pixel보다 작은"것으로 대체될 수 있다.The above-described CDA signal line layout methods 1-1) to 6) were explained based on the CDA signal line width, but “CDA signal line width” can be replaced with “CDA signal line pitch.” In other words, the CDA signal line width can be replaced by the CDA signal line width and the separation distance. Accordingly, in this specification, it is possible to clearly understand the configuration of the SLH consisting of the CDA signal line and the CDA signal line pitch, which is the separation distance. As an example, in the embodiment of layout method 3), “CDA signal line width is smaller than Sub Pixel” can be replaced with “CDA signal line Pitch” is smaller than Sub Pixel.

전술 한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. The foregoing description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. will be.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시 적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 개별소자들은 상호 조합되어 종합적인 장치로 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 종합적인 장치는 설명 안된 개별소자들의 결합된 형태로 실시될 수 있다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not restrictive. For example, individual elements that are described as a single type may be implemented as a comprehensive device by combining them, and similarly, a comprehensive device may be implemented as a combination of individual elements that are not described. The scope of the present invention is indicated by the patent claims described later, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

3: 공통전극 또는 도전체
4: Color Layer
5: color Filter Glass
7: 보호층
10: 표시장치
20: 오브젝트
100: CDA (Capacitor Detection Area)
200: CDA 신호선
201: 원거리 CDA신호선
202: 중간거리 CDA신호선
203: 근거리 CDA신호선
210: 센싱신호선
220: 구동신호선
300: 연결부재
301: 접합부
302: 연결부
400: 반도체 IC
410: 신호처리부
420: 구동부
430: 센싱신호선 선택 멀티플렉서
440: 구동신호선 선택 멀티플렉서
461: Substrate
462: Insulator
463: 제1신호층
464: 제2신호층
465: 제3신호층
466: Passivation
3: Common electrode or conductor
4: Color Layer
5: Color Filter Glass
7: protective layer
10: display device
20: Object
100: CDA (Capacitor Detection Area)
200: CDA signal line
201: Long-distance CDA signal line
202: Medium distance CDA signal line
203: Short-distance CDA signal line
210: Sensing signal line
220: Driving signal line
300: Connecting member
301: joint
302: connection part
400: Semiconductor IC
410: signal processing unit
420: driving unit
430: Sensing signal line selection multiplexer
440: Driving signal line selection multiplexer
461: Substrate
462: Insulator
463: First signal layer
464: Second signal layer
465: Third signal layer
466: Passivation

Claims (9)

표시장치 상면에 설치되되 도전체 및 독립된 면적으로 이루어진 정전용량 검출영역(Capacitor Detection Area, CDA);
상기 CDA와 연결된 CDA신호선;
상기 CDA신호선이 표시장치를 구성하는 화소의 상면에 설치되어 화소와 대향할 때, CDA신호선의 선폭 또는 CDA신호선간 공간과 CDA신호선의 선폭을 포함한 CDA신호선의 피치(Ptich)는, 화소(Pixel)의 폭보다 좁게 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 검출장치
A capacitance detection area (CDA) installed on the top of the display device and composed of a conductor and an independent area;
CDA signal line connected to the CDA;
When the CDA signal line is installed on the upper surface of the pixel constituting the display device and faces the pixel, the line width of the CDA signal line or the pitch (Ptich) of the CDA signal line including the space between CDA signal lines and the line width of the CDA signal line is the pixel (Pixel). A capacitance detection device characterized in that it is formed narrower than the width of
제1항에 있어서,
복수의 상기 CDA로 구성된 CDA 컬럼; 및
상기 CDA컬럼에서, 이웃한 복수의 상기 CDA신호선으로 구성된 CDA그룹; 및
CDA그룹을 구성하는 CDA신호선의 선폭은 근거리에 이웃한 CDA신호선의 선폭과 동일한 것을 특징으로 하는 정전용량 검출장치
According to paragraph 1,
CDA column composed of a plurality of the above CDAs; and
In the CDA column, a CDA group consisting of a plurality of neighboring CDA signal lines; and
A capacitance detection device characterized in that the line width of the CDA signal line constituting the CDA group is the same as the line width of the CDA signal line neighboring in a short distance.
제1항에 있어서,
상기 CDA컬럼을 구성하는 모든 CDA 신호선은 동일한 선폭으로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 검출장치
According to paragraph 1,
A capacitance detection device characterized in that all CDA signal lines constituting the CDA column have the same line width.
제2항에 있어서,
동일한 상기 CDA그룹내에서 CDA신호선의 선폭은 동일하고, 다른 CDA그룹에서는 다른 크기의 CDA신호선 선폭이 레이아웃 되는 것을 특징으로 하는 정전용량 검출장치
According to paragraph 2,
A capacitance detection device characterized in that the line width of the CDA signal line within the same CDA group is the same, and in other CDA groups, the line width of the CDA signal line is laid out with different sizes.
제2항에 있어서,
상기 CDA컬럼에서, 상기 반도체IC의 위치를 기준으로 원거리에 위치한 상기 CDA신호선의 선폭은, 상기 반도체IC의 위치를 기준으로 근거리에 이웃한 CDA신호선의 선폭과 동일한 것을 특징으로 하는 정전용량 검출장치
According to paragraph 2,
In the CDA column, the line width of the CDA signal line located at a distance based on the position of the semiconductor IC is the same as the line width of the CDA signal line located at a short distance based on the position of the semiconductor IC.
제1항에 있어서,
상기 CDA신호선의 선폭 또는 CDA신호선의 피치(Ptich)는, 화소를 구성하는 Sub Pixel Pitch(이하, SPP)를 기준으로 m x SPP로 결정되는 것을 특징으로 하는 정전용량 검출장치 (단, m은 양의정수 또는 양의 실수이다)
According to paragraph 1,
A capacitance detection device characterized in that the line width of the CDA signal line or the pitch (Ptich) of the CDA signal line is determined as mx SPP based on the Sub Pixel Pitch (hereinafter, SPP) constituting the pixel (where m is a positive is an integer or positive real number)
제1항에 있어서,
상기 CDA신호선의 선폭 또는 CDA신호선의 피치(Ptich)는, 화소의 피치(Pixel Pitch,이하 PP)를 기준으로 n x PP로 결정되는 것을 특징으로 하는 정전용량 검출장치 (단, n은 양의정수 또는 양의 실수이다)
According to paragraph 1,
The line width of the CDA signal line or the pitch (Ptich) of the CDA signal line is a capacitance detection device characterized in that nxPP is determined based on the pitch (Pixel Pitch, hereinafter PP) of the pixel (where n is a positive integer or It is a positive mistake)
제1항에 있어서,
상기 CDA신호선의 선폭 및 CDA신호선간 공간의 폭은 동일한 것을 특징으로 하는 정전용량 검출장치
According to paragraph 1,
A capacitance detection device characterized in that the line width of the CDA signal line and the width of the space between the CDA signal lines are the same.
제1항에 있어서,
상기 근거리에서, 상기 CDA신호선간 공간의 폭은 CDA신호선의 선폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 정전용량 검출장치
According to paragraph 1,
At the short distance, the width of the space between the CDA signal lines is narrower than the line width of the CDA signal line.
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