KR20240041290A - 터치 센서 및 이를 포함하는 터치 입력 장치 - Google Patents

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주식회사 하이딥
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Abstract

본 발명의 실시 형태는 터치 센서 및 이를 포함하는 터치 입력 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 스타일러스 펜을 구동시킬 수 있는 터치 센서 및 이를 포함하는 터치 입력 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 터치 센서는 제1 방향을 따라 배열되고 내부에 개구부가 형성된 다수의 제1 패턴부, 상기 제1 패턴부의 개구부에 배치된 제2 패턴부, 및 상기 다수의 제1 패턴부에서 서로 인접한 두 개의 제1 패턴부를 전기적으로 연결하는 연결 패턴을 포함하는, 제1 전극; 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 배열된 다수의 제3 패턴부 및 상기 다수의 제3 패턴부에서 서로 인접한 두 개의 제3 패턴부를 전기적으로 연결하는 연결 패턴을 포함하는, 제2 전극; 및 상기 제2 방향을 따라 연장되고, 상기 제2 방향을 따라 상기 제1 전극의 제2 패턴부와 전기적으로 연결된 도전성 패턴;을 포함하고, 상기 도전성 패턴이 둘 이상 전기적으로 연결되어 스타일러스 펜에 자기장 신호를 제공하는 전류 루프를 구성한다.

Description

터치 센서 및 이를 포함하는 터치 입력 장치{TOUCH SENSOR AND TOUCH INPUT DEVICE THEREOF}
본 발명의 실시 형태는 터치 센서 및 이를 포함하는 터치 입력 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 스타일러스 펜을 구동시킬 수 있는 터치 센서 및 이를 포함하는 터치 입력 장치에 관한 것이다.
컴퓨팅 시스템의 조작을 위해 다양한 종류의 입력 장치들이 이용되고 있다. 예컨대, 버튼(button), 키(key), 조이스틱(joystick) 및 터치 스크린과 같은 입력 장치가 이용되고 있다. 터치 스크린의 쉽고 간편한 조작으로 인해 컴퓨팅 시스템의 조작시 터치 스크린의 이용이 증가하고 있다.
터치 센서는 정보 입력 장치의 일종으로서, 디스플레이 장치에 구비되어 사용될 수 있다. 일례로, 터치 센서는 디스플레이 패널의 일면에 부착되거나, 디스플레이 패널과 일체로 제작되어 사용될 수 있다. 사용자는 디스플레이 장치의 화면에 표시되는 이미지를 보면서 터치 센서를 누르거나 터치하여 정보를 입력할 수 있다.
터치 센서를 단일층 또는 이중층으로 구동전극과 수신전극을 구현하는 경우에, 터치 센서가 실장된 터치 입력 장치를 손으로 잡지 않은 상태(플로팅 상태)에서 터치할 때에 LGM(low ground mass)에 의해 정상적으로 감지되어야 하는 신호가 사라지거나, 감지되어야 하는 신호가 갈라져 두 지점 이상에서 터치된 것으로 신호가 나타나는 현상이 발생하는 경우가 있다.
KR 10-1979891 (2019.05.13)
본 발명의 실시 형태는, 스타일러스 펜을 구동시킬 수 있는 터치 센서 및 이를 포함하는 터치 입력 장치를 제공한다.
또한, 터치 입력 장치가 LGM에 의한 영향을 받는 상태에서도, 그렇지 않은 상태와 동일 또는 유사하게 터치 신호가 감지될 수 있도록 하는 터치 센서 및 이를 포함하는 터치 입력 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 터치 센서는, 제1 방향을 따라 배열되고 내부에 개구부가 형성된 다수의 제1 패턴부, 상기 제1 패턴부의 개구부에 배치된 제2 패턴부, 및 상기 다수의 제1 패턴부에서 서로 인접한 두 개의 제1 패턴부를 전기적으로 연결하는 연결 패턴을 포함하는, 제1 전극; 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 배열된 다수의 제3 패턴부 및 상기 다수의 제3 패턴부에서 서로 인접한 두 개의 제3 패턴부를 전기적으로 연결하는 연결 패턴을 포함하는, 제2 전극; 및 상기 제2 방향을 따라 연장되고, 상기 제2 방향을 따라 상기 제1 전극의 제2 패턴부와 전기적으로 연결된 도전성 패턴;을 포함하고, 상기 도전성 패턴이 둘 이상 전기적으로 연결되어 스타일러스 펜에 자기장 신호를 제공하는 전류 루프를 구성한다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따른 터치 센서는, 제1 방향과 제2 방향을 따라 다수로 배열된 제1 전극; 상기 제1 전극과 동일층에 배치되고, 상기 다수의 제1 전극 사이사이에 상기 제2 방향을 따라 다수로 배열된 제2 전극; 상기 제1 및 제2 전극과 동일층에 배치되고, 상기 제2 방향을 따라 연장되고, 상기 다수의 제2 전극 중 서로 인접한 2개의 제2 전극 사이에 배치되고, 양측 가장자리에 각각 배치된 도전성 패턴; 및 상기 도전성 패턴과 동일층에 배치되고, 상기 제1 방향을 따라 연장되고, 상기 다수의 도전성 패턴의 일 단과 연결된 연결 패턴;을 포함하고, 상기 도전성 패턴이 상기 연결 패턴에 의해 둘 이상 전기적으로 연결되어 스타일러스 펜에 자기장 신호를 제공하는 전류 루프를 구성한다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 상술한 터치 센서; 및 상기 터치 센서의 2개의 도전성 패턴 중 어느 하나의 도전성 패턴에 펄스 신호를 인가하고 나머지 하나의 도전성 패턴에 반전 펄스 신호 또는 접지 신호를 인가하도록 제어하여 상기 2개의 도전성 패턴이 상기 전류 루프를 구성하도록 하는 제어부;를 포함한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서 및 이를 포함하는 터치 입력 장치에 의하면, 스타일러스 펜을 구동시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 터치 입력 장치가 플로팅 상태에서도 그립된 상태와 동일 또는 유사하게 터치 신호가 감지될 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서를 이를 포함하는 터치 입력 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 센서(10)의 일 실시 형태에 대한 일부 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 터치 센서를 두 개의 층(layer)으로 분리한 평면도이다.
도 4는 도 2 내지 도 3에 도시된 터치 센서의 변형된 실시 형태이다.
도 5는 도 1에 도시된 터치 센서(10)의 다른 실시 형태에 대한 일부 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 터치 센서를 두 개의 층(layer)으로 분리한 평면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 터치 센서(10)의 또 다른 실시 형태에 대한 일부 평면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 터치 센서의 일 예에 대한 일부 평면도이다.
도 9는 도 8의 터치 센서의 일 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 10은 도 8의 터치 센서의 다른 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 11은 도 8의 터치 센서의 또 다른 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 12는 도 8의 터치 센서의 또 다른 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 13은 도 7의 터치 센서의 일 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 14는 도 7의 터치 센서의 다른 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 15는 도 14에 도시된 터치 센서의 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 16은 도 7에 도시된 터치 센서의 다른 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 17은 도 7에 도시된 터치 센서의 또 다른 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 18은 도 7에 도시된 터치 센서의 또 다른 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 19는 도 7에 도시된 터치 센서의 또 다른 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 형태를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 형태는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 형태는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 형태에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 형태로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 형태 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 문서의 다양한 실시 형태들에 따른 터치 입력 장치는, 전자 디바이스로서, 예를 들면, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 차량용 디스플레이 장치, 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자책 리더기(e-book reader), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식형(예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 센서를 이를 포함하는 터치 입력 장치의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치(1)는 터치 센서(10), 감지부(11), 구동부(12) 및 제어부(13)을 포함할 수 있다.
구동부(12)는 제어부(13)의 제어에 의해 터치 센서(10)로 구동 신호를 인가하고, 감지부(11)는 터치 센서(10)로부터 수신된 감지 신호를 수신한다.
구동부(12)는 터치 센서(10)의 복수의 구동 전극으로 순차적으로 구동 신호를 공급할 수 있다.
감지부(11)는 터치 센서(10)의 복수의 수신 전극으로부터 출력되는 신호를 수신한다. 여기서, 상기 신호에는 서로 인접한 구동 전극과 수신 전극 사이의 커패시턴스 변화량의 정보, LGM 노이즈 신호 및 디스플레이 노이즈 신호 등을 포함할 수 있다.
감지부(11)는 복수의 수신 전극으로부터 출력되는 신호들 중 두 개의 신호를 차감하여 차감 신호를 출력할 수 있고, 출력된 차감 신호를 아날로그 디지털 컨버팅하여 출력할 수 있다. 이를 위해, 감지부(11)는 비교기와 ADC를 포함할 수 있다.
제어부(13)는 감지부(11)로부터 출력되는 디지털 신호에 기초하여 터치 여부 및/또는 터치 위치를 검출할 수 있다.
도 1에서 감지부(11), 구동부(12) 및 제어부(13)를 설명의 편의상 분리하여 도시하였으나, 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 감지부(11), 구동부(12) 및 제어부(13) 중 적어도 둘 이상 또는 전부는 하나의 모듈, 유닛, 칩(chip)으로 구현될 수 있다.
도 1에 도시된 터치 입력 장치(1)는 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 이 경우 터치 센서(10)가 디스플레이 패널 상에 배치될 수도 있고, 디스플레이 패널 내에 배치될 수도 있다. 경우에 따라, 터치 센서(10)는 디스플레이 패널 아래에도 배치될 수 있다. 일례로, 터치 센서(10)는 디스플레이 패널의 상부 기판 및/또는 하부 기판의 외부면(예컨대, 상부 기판의 상부면 또는 하부 기판의 하부면) 또는 내부면(예컨대, 상부 기판의 하부면 또는 하부 기판의 상부면) 상에 직접 형성될 수 있다. 상기 디스플레이 패널에 터치 센서(10)가 결합되어 터치 스크린을 구성할 수 있다.
터치 센서(10)는 소정의 형상의 전극들을 포함하고, 소정의 전극들은, 복수의 구동전극(TX0 내지 TXn) 및 복수의 수신전극(RX0 내지 RXm)을 포함할 수 있다.
복수의 구동 전극(TX0, TX1, TX2,...)과 복수의 수신 전극(RX0, RX1, RX2,...)의 사이, 특히 이들의 교차부에는, 소정의 커패시턴스(14)(C00, C01, C10, C11,...)가 형성된다.
터치 센서(10)의 동작을 위해, 복수의 구동전극(TX0 내지 TXn)에 구동 신호를 인가하는 구동부(12) 및 복수의 수신전극(RX0 내지 RXm)으로부터 터치 표면에 대한 터치에 따라 변화되는 커패시턴스 변화량에 대한 정보를 포함하는 감지 신호(또는 수신 신호)를 수신하는 감지부(11)를 포함할 수 있다.
도 1에서는 터치 센서(10)의 복수의 구동전극(TX0 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX0 내지 RXm)이 직교 어레이를 구성하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복수의 구동전극(TX0 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX0 내지 RXm)이 대각선, 동심원 및 3차원 랜덤 배열 등을 비롯한 임의의 수의 차원 및 이의 응용 배열을 갖도록 할 수 있다. 여기서, n 및 m은 양의 정수로서 서로 같거나 다른 값을 가질 수 있으며 실시 형태에 따라 크기가 달라질 수 있다.
복수의 구동전극(TX0 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX0 내지 RXm)은, 각각 서로 교차하도록 배열될 수 있다. 구동전극(TX)은 제1축 방향으로 연장된 복수의 구동전극(TX0 내지 TXn)을 포함하고 수신전극(RX)은 제1축 방향과 교차하는 제2축 방향으로 연장된 복수의 수신전극(RX0 내지 RXm)을 포함할 수 있다.
복수의 구동전극(TX0 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX0 내지 RXm)은, 동일층(1 layer)에 형성될 수도 있고, 서로 다른 이중층(2 layer)에 형성될 수 있다. 복수의 구동전극(TX0 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX0 내지 RXm)은 다이아몬드(diamond) 패턴의 형상을 가질 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 센서(10)의 일 실시 형태에 대한 일부 평면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 터치 센서를 두 개의 층(layer)으로 분리한 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 터치 센서는 터치 입력 장치의 활성 영역에 배치될 수 있다. 활성 영역은 터치가 입력되는 영역일 수 있고, 터치 입력 장치에 포함된 디스플레이 패널의 표시 영역에 대응되는 영역일 수 있다.
터치 센서는 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극을 포함한다. 이하에서는 복수의 제1 전극을 복수의 구동 전극(TX0, TX1, TX2,...)으로, 복수의 제2 전극을 복수의 수신 전극(RX0, RX1,...)으로 설명한다. 한편, 도면으로 도시하지 않았지만, 반대로 복수의 제1 전극은 복수의 수신 전극(RX0, RX1, RX2,...)이 될 수 있고, 복수의 제2 전극은 복수의 구동 전극(TX0, TX1, TX2,...)이 될 수 있다.
복수의 구동 전극(TX0, TX1, TX2,...)은 제1 방향을 따라 연장된 형태를 갖고, 복수의 수신 전극(RX0, RX1,...)은 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 연장된 형태를 갖는다.
복수의 구동 전극(TX0, TX1, TX2,...)과 복수의 수신 전극(RX0, RX1, ...)의 사이, 특히 이들의 교차부에는 소정의 커패시턴스가 형성된다. 이러한 커패시턴스는 해당 지점 또는 그 주변에서 터치 입력이 발생할 시 변화된다. 따라서, 복수의 수신 전극(RX0, RX1,...)으로부터 출력되는 신호로부터 커패시턴스의 변화량을 검출함으로써 터치 여부 및 터치 입력을 검출할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 복수의 구동 전극(TX0, TX1, TX2,...) 각각은, 구동 패턴부(211), 구동 더미(dummy) 패턴부(213) 및 연결 패턴(215)를 포함한다. 구동 패턴부(211) 다수가 제1 방향을 따라 배열되고, 인접한 2개의 구동 패턴부(211) 사이에 연결 패턴(215)가 배치된다. 여기서, 구동 패턴부(211)는 제1 패턴부로, 구동 더미 패턴부(213)은 제2 패턴부로 명명될 수 있다.
구동 패턴부(211)는 다이아몬드(diamond) 형상 또는 마름모 형상을 가지며, 내부가 개구된 개구부(O)를 갖는다. 개구부(O)는 구동 패턴부(211)의 외부 형상에 대응되는 다이아몬드 형상 또는 마름모 형상을 갖는다. 개구부(O)에 의해 구동 패턴부(211)는 다이아몬드 또는 마름모의 띠 형상을 가질 수 있다. 도면에서는 구동 패턴부(211)가 다이아몬드 또는 마름모 형상으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예 일뿐이고, 구동 패턴부(211)는 예를 들어, 다각형 또는 장방형 등의 형상을 가질 수 있다.
구동 패턴부(211)의 개구부(O) 내에 구동 더미 패턴부(213)가 배치된다.
구동 더미 패턴부(213)는 다이아몬드 형상 또는 마름모 형상을 갖는다. 구동 더미 패턴부(213)의 외관 형상은 구동 패턴부(211)과 대응되는 형상을 갖는다. 구동 더미 패턴부(213)은 구동 패턴부(211)와 달리 내부에 개구부가 형성되지 않을 수 있다.
구동 패턴부(211)과 구동 더미 패턴부(213)는 서로 소정 간격 이격되어 배치되어 구동 패턴부(211)과 구동 더미 패턴부(213)는 서로 전기적으로 절연된다.
내부에 구동 더미 패턴부(213)가 배치된 구동 패턴부(211)는, 다수로 제1 방향(또는 수평 방향)을 따라 배열된다. 다수의 구동 패턴부(211)들 사이사이에 배치된 연결 패턴(215)이 구동 패턴부(211)들을 서로 전기적으로 연결시킨다.
연결 패턴(215)은 인접한 두 개의 구동 패턴부(211)을 연결한다. 일 단은 일측에 배치된 구동 패턴부(211)과 연결되고, 타 단은 타 측에 배치된 구동 패턴부와 연결된다. 연결 패턴(215)는 바(bar) 형상일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 다양한 형상으로 인접한 두 개의 구동 패턴부(211)을 연결시킬 수 있다.
다수의 구동 패턴부(211), 다수의 구동 더미 패턴부(213) 및 다수의 연결 패턴(215)은 동일층(2nd layer)에 함께 배치된다. 다수의 구동 패턴부(211), 다수의 구동 더미 패턴부(213) 및 다수의 연결 패턴(215)은 동일한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 다수의 구동 패턴부(211), 다수의 구동 더미 패턴부(213) 및 다수의 연결 패턴(215)은 메탈 메쉬(metal mesh)로 형성될 수 있다. 상기 메탈 메쉬를 다수의 구동 패턴부(211), 다수의 구동 더미 패턴부(213) 및 다수의 연결 패턴(215)의 형상에 맞춰 패터닝함으로서, 복수의 구동 전극(TX0, TX1, TX2,...)을 형성할 수 있다.
도 2 및 도 3에서는 더미 패턴부(213)가 구동 패턴부(211) 내부의 개구부(O) 내에 배치된 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 각 구동 전극은 이에 한정되는 것은 아니고, 구동 패턴부(211)와 더미 패턴부(213)가 다이아몬드 또는 마름모 형상이 아닌 다른 형상을 가질 수 있다. 구동 패턴부(211)와 더미 패턴부(213)가 다양한 형상으로 서로 조합되어 구동 전극을 구성할 수 있다.
도 2에 도시된 복수의 수신 전극(RX0, RX1, ...) 각각은, 수신 패턴부(231), 수신 더미 패턴부(232) 및 연결 패턴(234)을 포함한다. 여기서, 수신 패턴부(231)는 제3 패턴부로, 수신 더미 패턴부(232)은 제4 패턴부로 명명될 수 있다.
수신 패턴부(231)는 다이아몬드(diamond) 형상 또는 마름모 형상을 가지며, 내부가 개구된 개구부를 갖는다. 개구부는 수신 패턴부(231)의 외부 형상에 대응되는 다이아몬드 형상 또는 마름모 형상을 갖는다. 개구부에 의해 수신 패턴부(231)는 다이아몬드 또는 마름모의 띠 형상을 가질 수 있다. 도면에서는 수동 패턴부(231)가 다이아몬드 또는 마름모 형상으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예 일뿐이고, 수신 패턴부(231)는 예를 들어, 다각형 또는 장방형 등의 형상을 가질 수 있다.
수신 패턴부(231)의 개구부 내에 수신 더미 패턴부(232)가 배치된다.
수신 더미 패턴부(232)는 다이아몬드 형상 또는 마름모 형상을 갖는다. 수신 더미 패턴부(232)의 외관 형상은 수신 패턴부(231)과 대응되는 형상을 갖는다. 수신 더미 패턴부(232)은 수신 패턴부(231)와 달리 내부에 개구부가 형성되지 않을 수 있다.
수신 패턴부(231)과 수신 더미 패턴부(232)는 서로 소정 간격 이격되어 배치되어 수신 패턴부(231)과 수신 더미 패턴부(232)는 서로 전기적으로 절연된다.
수신 패턴부(231)는, 다수로 제2 방향(또는 수직 방향)을 따라 배열된다. 다수의 수신 패턴부(231)들 사이사이에 배치된 연결 패턴(234)이 수신 패턴부(231)들을 서로 전기적으로 연결시킨다.
수신 더미 패턴부(232)는, 다수로 제2 방향(또는 수직 방향)을 따라 수신 패턴부(231) 내부에 각각 배열된다.
연결 패턴(234)은 인접한 두 개의 수신 패턴부(231)를 연결한다. 일 단은 일측에 배치된 수신 패턴부(231)과 연결되고, 타 단은 타 측에 배치된 수신 패턴부와 연결된다. 연결 패턴(234)은 수신 패턴부(231)가 배치된 층(2nd layer)이 아닌 다른 층(1st layer)에 배치되고, 도전성 비아(v)를 통해 연결 패턴(234)와 두 개의 수신 패턴부(231)가 연결될 수 있다.
다수의 수신 패턴부(231) 및 다수의 수신 더미 패턴부(232)는 동일층에 함께 배치된다. 여기서, 다수의 수신 패턴부(231) 및 다수의 수신 더미 패턴부(232)는 다수의 구동 패턴부(211), 다수의 구동 더미 패턴부(213) 및 다수의 연결 패턴(215)과 함께 동일층(2nd layer)에 배치될 수 있다.
다수의 수신 패턴부(231) 및 다수의 수신 더미 패턴부(232)는 동일한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 다수의 수신 패턴부(231) 및 다수의 수신 더미 패턴부(232)는 메탈 메쉬(metal mesh)로 형성될 수 있다. 상기 메탈 메쉬를 다수의 수신 패턴부(231) 및 다수의 수신 더미 패턴부(232)의 형상에 맞춰 패터닝함으로서, 복수의 수신 전극(RX0, RX1, ...)을 형성할 수 있다. 다수의 수신 패턴부(231), 다수의 수신 더미 패턴부(232), 다수의 구동 패턴부(211), 다수의 구동 더미 패턴부(213) 및 다수의 연결 패턴(215)은 하나의 메탈 메쉬를 패터닝함으로서 형성될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시 형태에 따른 터치 센서는, 복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2)을 포함한다.
각 도전성 패턴(At0, At1, At2)은 각 수신 전극(RX0, RX1, ...)이 배열된 제2 방향을 따라 형성되며, 각 구동 전극(TX0, TX1, TX2,...)별로 하나의 구동 더미 패턴부(213)와 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제0 도전성 패턴(At0)은 제2 구동 전극(TX2)의 첫번째 구동 더미 패턴부에 도전성 비아를 통해 연결되고, 제2 구동 전극(TX2)의 첫번째 구동 더미 패턴부와 제1 구동 전극(TX1)의 첫번째 구동 더미 패턴부에 도전성 비아를 통해 연결되며, 제1 구동 전극(TX1)의 첫번째 구동 더미 패턴부와 제0 구동 전극(TX0)의 첫번째 구동 더미 패턴부에 도전성 비아를 통해 연결된다. 제1 도전성 패턴(At1)은 각 수신 전극(RX0, RX1, ,...)이 배열된 제2 방향을 따라 형성되며, 제0 도전성 패턴(At0)과 평행하게 형성되고, 각 구동 전극(TX0, TX1, TX2,...)별로 하나의 구동 더미 패턴부와 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 도전성 패턴(At1)은 제2 구동 전극(TX2)의 두번째 구동 더미 패턴부에 도전성 비아를 통해 연결되고, 제2 구동 전극(TX2)의 두번째 구동 더미 패턴부와 제1 구동 전극(TX1)의 두번째 구동 더미 패턴부에 전도성 비아를 통해 연결되며, 제1 구동 전극(TX1)의 두번째 구동 더미 패턴부와 제0 구동 전극(TX0)의 두번째 구동 더미 패턴부에 전도성 비아를 통해 연결된다.
제2 도전성 패턴(At2)은 각 수신 전극(RX0, RX1, ,...)이 배열된 제2 방향을 따라 형성되며, 제1 도전성 패턴(At1)과 평행하게 형성되고, 각 구동 전극(TX0, TX1, TX2,...)별로 하나의 구동 더미 패턴부와 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 도전성 패턴(At2)은 제2 구동 전극(TX2)의 세번째 구동 더미 패턴부에 도전성 비아를 통해 연결되고, 제2 구동 전극(TX2)의 세번째 구동 더미 패턴부와 제1 구동 전극(TX1)의 세번째 구동 더미 패턴부에 전도성 비아를 통해 연결되며, 제1 구동 전극(TX1)의 세번째 구동 더미 패턴부와 제0 구동 전극(TX0)의 세번째 구동 더미 패턴부에 전도성 비아를 통해 연결된다.
복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2,...)들은 서로 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 각각의 도전성 패턴(At0, At1, At2,...)의 일 단들이 서로 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 각각의 도전성 패턴(At0, At1, At2,...)의 일 단들은 제1 방향을 따라 형성된 도전성 패턴에 연결될 수 있다.
적어도 하나 이상의 도전성 루프(At0-At1, At2-At3, At0-At2)는, 터치 센서에 근접 또는 접촉한 스타일러스 펜을 구동하기 위한 자기장 신호를 생성한다. 생성된 자기장 신호는 스타일러스 펜 내부의 공진부를 공진시켜 스타일러스 펜(500)을 구동시킬 수 있다.
적어도 하나 이상의 도전성 루프(At0-At1, At2-At3, At0-At2)는, 제1 루프(At0-At1)와 제2 루프(At2-At3)를 포함할 수 있다. 또한, 제3 루프(At0-At2)도 포함할 수 있다. 각 루프는 전류 루프일 수 있다.
하나의 루프는 각 도전성 패턴(At0, At1, At2,...)의 양 단 중 타 단으로 인가되는 신호에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 제0 도전성 패턴(At0)에 임의의 펄스 신호가 인가되고, 제1 도전성 패턴(At0)에 상기 펄스 신호와 위상이 반대인 반전 펄스 신호가 인가되거나 접지됨으로서 하나의 루프가 형성될 수 있다. 또한, 제1 도전성 패턴(At1)에 임의의 펄스 신호가 인가되고, 제2 도전성 패턴(At2)에 반전 펄스 신호가 인가되거나 접지됨으로서 하나의 루프가 형성될 수 있다. 또한, 제0 도전성 패턴(At0)에 임의의 펄스 신호가 인가되고, 제2 도전성 패턴(At2)에 반전 펄스 신호가 인가되거나 접지됨으로서 하나의 루프가 형성될 수 있다. 각 도전성 패턴(At0, At1, At2,...)에 인가되는 신호는 도 1에 도시된 제어부(13)에 의해 제어될 수 있으며, 스타일러스 펜(500)의 위치에 따라 신호가 인가되는 도전성 패턴이 결정될 수 있다. 또한, 각 도전성 패턴(At0, At1, At2,...)에 인가되는 신호는 스타일러스 펜(500)을 공진시킬 수 있는 공진주파수를 갖는 신호(AC 신호)일 수 있다.
도 4는 도 2 내지 도 3에 도시된 터치 센서의 변형된 실시 형태이다.
도 4에 도시된 터치 센서는, 도 2 내지 도 3에 도시된 터치 센서와 비교하여, 복수의 제2 전극으로서 설명된 복수의 수신 전극(RX0', RX1',...)의 구조만 상이하고, 나머지 구성들은 동일하다.
도 4에 도시된 터치 센서의 복수의 수신 전극(RX0', RX1',...)은, 도 3에 도시된 수신 더미 패턴부(232)를 갖지 않고, 수신 패턴부(231')와 연결 패턴(234)로 구성될 수 있다.
수신 패턴부(231')은 내부에 빈 공간을 갖지 않은 다이아몬드 또는 마름모의 형상일 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 수신 전극(RX0, RX0', RX1, RX1',...)의 구조는 다양하게 변형될 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 터치 센서(10)의 다른 실시 형태에 대한 일부 평면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 터치 센서를 두 개의 층(layer)으로 분리한 평면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 터치 센서는 터치 입력 장치의 활성 영역에 배치될 수 있다. 활성 영역은 터치가 입력되는 영역일 수 있고, 터치 입력 장치에 포함된 디스플레이 패널의 표시 영역에 대응되는 영역일 수 있다.
터치 센서는 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극을 포함한다. 이하에서는 복수의 제1 전극을 복수의 구동 전극(TX0', TX1', TX2',...)으로, 복수의 제2 전극을 복수의 수신 전극(RX0'', RX1'',...)으로 설명한다. 한편, 도면으로 도시하지 않았지만, 반대로 복수의 제1 전극은 복수의 수신 전극이 될 수 있고, 복수의 제2 전극은 복수의 구동 전극이 될 수 있다.
복수의 구동 전극(TX0', TX1', TX2',...)은 제1 방향을 따라 연장된 형태를 갖고, 복수의 수신 전극(RX0'', RX1'',...)은 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 연장된 형태를 갖는다.
복수의 구동 전극(TX0', TX1', TX2',...)과 복수의 수신 전극(RX0'', RX1'', ...)의 사이, 특히 이들의 교차부에는 소정의 커패시턴스가 형성된다. 이러한 커패시턴스는 해당 지점 또는 그 주변에서 터치 입력이 발생할 시 변화된다. 따라서, 복수의 수신 전극(RX0'', RX1'',...)으로부터 출력되는 신호로부터 커패시턴스의 변화량을 검출함으로써 터치 여부 및 터치 입력을 검출할 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 복수의 구동 전극(TX0', TX1', TX2',...) 각각은, 구동 패턴부(211) 및 연결 패턴(215)를 포함한다. 구동 패턴부(211) 다수가 제1 방향을 따라 배열되고, 인접한 2개의 구동 패턴부(211) 사이에 연결 패턴(215)가 배치된다.
구동 패턴부(211)는 다이아몬드(diamond) 형상 또는 마름모 형상을 가지며, 내부가 개구된 개구부(O)를 갖는다. 개구부(O)는 구동 패턴부(211)의 외부 형상에 대응되는 다이아몬드 형상 또는 마름모 형상을 갖는다. 개구부(O)에 의해 구동 패턴부(211)는 다이아몬드 또는 마름모의 띠 형상을 가질 수 있다. 도면에서는 구동 패턴부(211)가 다이아몬드 또는 마름모 형상으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예 일뿐이고, 구동 패턴부(211)는 예를 들어, 다각형 또는 장방형 등의 형상을 가질 수 있다.
다수의 구동 패턴부(211)과 연결 패턴(215)은 동일층(2nd layer)에 배치될 수 있다. 다수의 구동 패턴부(211)과 다수의 연결 패턴(215)은 동일한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 다수의 구동 패턴부(211)과 다수의 연결 패턴(215)은 메탈 메쉬(metal mesh)로 형성될 수 있다. 상기 메탈 메쉬를 다수의 구동 패턴부(211)와 다수의 연결 패턴(215)의 형상에 맞춰 패터닝함으로서, 복수의 구동 전극(TX0', TX1', TX2',...)을 형성할 수 있다.
복수의 수신 전극(RX0'', RX1'', ...) 각각은, 수신 패턴부(231), 수신 더미 패턴부(232) 및 연결 패턴(235)을 포함한다.
수신 패턴부(231)는 다이아몬드(diamond) 형상 또는 마름모 형상을 가지며, 내부가 개구된 개구부를 갖는다. 개구부는 수신 패턴부(231)의 외부 형상에 대응되는 다이아몬드 형상 또는 마름모 형상을 갖는다. 개구부에 의해 수신 패턴부(231)는 다이아몬드 또는 마름모의 띠 형상을 가질 수 있다. 도면에서는 수동 패턴부(231)가 다이아몬드 또는 마름모 형상으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예 일뿐이고, 수신 패턴부(231)는 예를 들어, 다각형 또는 장방형 등의 형상을 가질 수 있다.
수신 패턴부(231)의 개구부 내에 수신 더미 패턴부(232)가 배치된다.
수신 더미 패턴부(232)는 다이아몬드 형상 또는 마름모 형상을 갖는다. 수신 더미 패턴부(232)의 외관 형상은 수신 패턴부(231)과 대응되는 형상을 갖는다. 수신 더미 패턴부(232)은 수신 패턴부(231)와 달리 내부에 개구부가 형성되지 않을 수 있다.
수신 패턴부(231)과 수신 더미 패턴부(232)는 서로 소정 간격 이격되어 배치되어 수신 패턴부(231)과 수신 더미 패턴부(232)는 서로 전기적으로 절연된다.
수신 패턴부(231)는, 다수로 제2 방향(또는 수직 방향)을 따라 배열된다. 다수의 수신 패턴부(231)들 사이사이에 배치된 연결 패턴(235)이 수신 패턴부(231)들을 서로 전기적으로 연결시킨다.
수신 더미 패턴부(232)는, 다수로 제2 방향(또는 수직 방향)을 따라 수신 패턴부(231) 내부에 각각 배열된다.
연결 패턴(235)은 인접한 두 개의 수신 패턴부(231)를 연결한다. 일 단은 일측에 배치된 수신 패턴부(231)과 연결되고, 타 단은 타 측에 배치된 수신 패턴부와 연결된다.
다수의 수신 패턴부(231), 다수의 수신 더미 패턴부(232) 및 다수의 연결 패턴(235)는 동일층(1st layer)에 함께 배치된다. 여기서, 다수의 수신 패턴부(231), 다수의 수신 더미 패턴부(232) 및 다수의 연결 패턴(235)은, 다수의 구동 패턴부(211) 및 다수의 연결 패턴(215)과 다른 층에 배치될 수 있다.
다수의 수신 패턴부(231), 다수의 수신 더미 패턴부(232) 및 다수의 연결 패턴(235)은 동일한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 다수의 수신 패턴부(231), 다수의 수신 더미 패턴부(232) 및 다수의 연결 패턴(235)은 메탈 메쉬(metal mesh)로 형성될 수 있다. 상기 메탈 메쉬를 다수의 수신 패턴부(231), 다수의 수신 더미 패턴부(232) 및 다수의 연결 패턴(235)의 형상에 맞춰 패터닝함으로서, 복수의 수신 전극(RX0'', RX1'', ...)을 형성할 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 터치 센서는, 복수의 베이스 패턴(213')과 복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2)을 포함한다.
복수의 베이스 패턴(213')은 제2 방향을 따라 다수로 배열되며, 복수의 수신 전극(RX0'', RX1'', ...) 사이사이에 배치된다. 각 베이스 패턴(213')은 각 구동 패턴부(211)의 개구부(O)와 중첩되도록 배치될 수 있다. 복수의 베이스 패턴(213')은 복수의 구동 전극(TX0', TX1', TX2',...)이 배치된 층(2nd layer)와 다른 층(1st layer)에 배치될 수 있다. 복수의 베이스 패턴(213')은 다수의 수신 패턴부(231), 다수의 수신 더미 패턴부(232) 및 다수의 연결 패턴(235)과 같은 층(1st layer)에 배치될 수 있다. 복수의 베이스 패턴(213')은 다수의 수신 패턴부(231), 다수의 수신 더미 패턴부(232) 및 다수의 연결 패턴(235)과 함께 메탈 메쉬(metal mesh)로 형성될 수 있다.
각 도전성 패턴(At0, At1, At2)은 각 수신 전극(RX0'', RX1'', ...)이 배열된 제2 방향을 따라 형성되며, 제2 방향으로 나열된 복수의 베이스 패턴(213')과 전기적으로 연결된다. 각 도전성 패턴(At0, At1, At2)은 복수의 구동 전극(TX0', TX1', TX2',...)이 배치된 층(2nd layer)와 다른 층(1st layer)에 배치되며, 다수의 수신 패턴부(231), 다수의 수신 더미 패턴부(232) 및 다수의 연결 패턴(235)과 같은 층(1st layer)에 배치될 수 있다. 각 도전성 패턴(At0, At1, At2)은 복수의 베이스 패턴(213'), 다수의 수신 패턴부(231), 다수의 수신 더미 패턴부(232) 및 다수의 연결 패턴(235)과 함께 메탈 메쉬(metal mesh)로 형성될 수 있다.
복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2,...)들은 서로 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 각각의 도전성 패턴(At0, At1, At2,...)의 일 단들이 서로 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 각각의 도전성 패턴(At0, At1, At2,...)의 일 단들은 제1 방향을 따라 형성된 도전성 패턴에 연결될 수 있다.
적어도 하나 이상의 도전성 루프(At0-At1, At2-At3, At0-At2)는, 터치 센서에 근접 또는 접촉한 스타일러스 펜을 구동하기 위한 자기장 신호를 생성한다. 생성된 자기장 신호는 스타일러스 펜 내부의 공진부를 공진시켜 스타일러스 펜을 구동시킬 수 있다.
적어도 하나 이상의 도전성 루프(At0-At1, At2-At3, At0-At2)는, 제1 루프(At0-At1)와 제2 루프(At2-At3)를 포함할 수 있다. 또한, 제3 루프(At0-At2)도 포함할 수 있다.
하나의 루프는 각 도전성 패턴(At0, At1, At2,...)의 양 단 중 타 단으로 인가되는 신호에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 제0 도전성 패턴(At0)에 임의의 펄스 신호가 인가되고, 제1 도전성 패턴(At1)에 상기 펄스 신호와 위상이 반대인 반전 펄스 신호가 인가되거나 접지됨으로서 하나의 루프가 형성될 수 있다. 또한, 제1 도전성 패턴(At1)에 임의의 펄스 신호가 인가되고, 제2 도전성 패턴(At2)에 반전 펄스 신호가 인가되거나 접지됨으로서 하나의 루프가 형성될 수 있다. 또한, 제0 도전성 패턴(At0)에 임의의 펄스 신호가 인가되고, 제2 도전성 패턴(At2)에 반전 펄스 신호가 인가되거나 접지됨으로서 하나의 루프가 형성될 수 있다. 각 도전성 패턴(At0, At1, At2,...)에 인가되는 신호는 도 1에 도시된 제어부(13)에 의해 제어될 수 있으며, 스타일러스 펜의 위치에 따라 신호가 인가되는 도전성 패턴이 결정될 수 있다. 또한, 각 도전성 패턴(At0, At1, At2,...)에 인가되는 신호는 스타일러스 펜을 공진시킬 수 있는 공진주파수를 갖는 신호(AC 신호)일 수 있다.
도 7은 도 1에 도시된 터치 센서(10)의 또 다른 실시 형태에 대한 일부 평면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 터치 센서는 터치 입력 장치의 활성 영역에 배치될 수 있다. 활성 영역은 터치가 입력되는 영역일 수 있고, 터치 입력 장치에 포함된 디스플레이 패널의 표시 영역에 대응되는 영역일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 터치 센서는 복수의 제1 전극(710)과 복수의 제2 전극(750)을 포함한다. 여기서, 복수의 제1 전극은 복수의 구동 전극이고, 복수의 제2 전극은 복수의 수신 전극일 수 있다. 반대로 복수의 제1 전극은 복수의 수신 전극이 될 수 있고, 복수의 제2 전극은 복수의 구동 전극이 될 수 있다.
복수의 제1 전극(710)과 복수의 제2 전극(750)은 동일층에 배치된다. 복수의 제1 전극(710)과 복수의 제2 전극(750)은 함께 메탈 메쉬(metal mesh)로 형성될 수 있다.
복수의 제1 전극(710)은 사각 형상 또는 바(bar) 형상일 수 있다. 복수의 제1 전극(710)은 제1 방향 및 제2 방향을 따라 배열될 수 있다. 복수의 제1 전극(710)은 N(단, N은 자연수)개의 채널(channel)을 구성할 수 있다. N이 복수의 제1 전극(710)의 개수보다 작으면, 적어도 2개 이상의 제1 전극(710)이 하나의 채널을 구성할 수 있다. 여기서, 하나의 채널이란 2개 이상의 제1 전극(710)이 서로 전기적으로 연결된 것을 의미한다. 전기적 연결은 전도성 트레이스를 통해 가능하다. 예를 들어, 제1 전극(710)이 구동 전극일 경우, 하나의 채널에 연결된 2 이상의 제1 전극(710)들은 동일한 구동 신호가 동일한 시점에 함께 인가될 수 있다. 한편, 제1 전극(710)이 수신 전극일 경우, 하나의 채널에 연결된 2 이상의 제1 전극(710)들로부터 동시에 수신 신호가 출력될 수 있다.
복수의 제2 전극(750)은 사각 형상 또는 바(bar) 형상일 수 있다. 복수의 제2 전극(750)은 제1 방향 및 제2 방향을 따라 배열될 수 있다. 복수의 제2 전극(750)은 M(단, M은 자연수)개의 채널(channel)을 구성할 수 있다. M이 복수의 제2 전극(750)의 개수보다 작으면, 적어도 2개 이상의 제2 전극(750)이 하나의 채널을 구성할 수 있다. 여기서, 하나의 채널이란 2개 이상의 제2 전극(750)이 서로 전기적으로 연결된 것을 의미한다. 전기적 연결은 전도성 트레이스를 통해 가능하다. 예를 들어, 제2 전극(750)이 구동 전극일 경우, 하나의 채널에 연결된 2 이상의 제2 전극(750)들은 동일한 구동 신호가 동일한 시점에 함께 인가될 수 있다. 한편, 제2 전극(750)이 수신 전극일 경우, 하나의 채널에 연결된 2 이상의 제2 전극(750)들로부터 동시에 수신 신호가 출력될 수 있다.
각 제2 전극(750)은 제1 전극(710)과 길이는 동일하지만 제1 전극(710)보다 단면적이나 폭이 더 작을 수 있다. 복수의 제2 전극(750)은 각 제1 전극(710)의 양 측에 소정 간격 떨어져 배치될 수 있다. 하나의 제1 전극(710) 주위에 4개의 제2 전극(750)의 적어도 일부가 배치될 수 있다. 구체적으로, 하나의 제1 전극(710)의 일 측에 서로 소정 간격으로 떨어진 2개의 제2 전극(750)의 일부가 배치될 수 있고, 하나의 제2 전극(710)의 다른 일 측에 서로 소정 간격으로 떨어진 2개의 제2 전극(750)의 일부가 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 터치 센서는 복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4)과 연결 패턴(Ah)을 포함한다.
각 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4)은 제2 방향을 따라 연장 형성되며, 제1 방향으로 연장 형성된 연결 패턴(Ah)과 전기적으로 연결된다. 각 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4)은 복수의 제1 및 제2 전극(710, 750)과 동일층에 배치될 수 있다. 각 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4)은 복수의 제1 및 제2 전극(710, 750)과 함께 메탈 메쉬(metal mesh)로 형성될 수 있다.
복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4)들은 복수의 제1 및 제2 전극(750) 사이사이에 소정 간격 떨어져 배치된다. 복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4)들은 서로 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 각각의 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4)의 일 단들이 연결 패턴(Ah)에 전기적으로 연결된다.
복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4)은 복수의 제2 전극(750)에 인접하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 양측 가장자리에 각각 하나의 도전성 패턴(At0, At4)이 배치될 수 있고, 제1 방향으로 서로 인접한 2개의 제2 전극(750) 사이사이에 도전성 패턴(At1, At2, At3)이 배치될 수 있다.
복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4)과 연결 패턴(Ah)은 적어도 하나 이상의 도전성 루프(At0-Ah-At1, At0-Ah-At2, At0-Ah-At3, At0-Ah-At4, At1-Ah-At2, At1-Ah-At3, At1-Ah-At4, At2-Ah-At3, At2-Ah-At4, At3-Ah-At4)를 형성할 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 도전성 루프는, 터치 센서에 근접 또는 접촉한 스타일러스 펜을 구동하기 위한 자기장 신호를 생성할 수 있다. 생성된 자기장 신호는 스타일러스 펜 내부의 공진부를 공진시켜 스타일러스 펜을 구동시킬 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 도전성 루프는, 제1 루프(At0-Ah-At1), 제2 루프(At0-Ah-At2), 제3 루프(At0-Ah-At3), 제4 루프(At0-Ah-At4), 제5 루프(At1-Ah-At2), 제6 루프(At1-Ah-At3), 제7 루프(At1-Ah-At4), 제8 루프(At2-Ah-At3), 제9 루프(At2-Ah-At4), 제10 루프(At3-Ah-At4)를 포함할 수 있다.
각 루프는 각 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4)의 양 단 중 타 단으로 인가되는 신호에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 제0 도전성 패턴(At0)에 임의의 펄스 신호가 인가되고, 제1 도전성 패턴(At1)에 상기 펄스 신호와 위상이 반대인 반전 펄스 신호가 인가되거나 접지됨으로서 하나의 루프가 형성될 수 있다. 또한, 제1 도전성 패턴(At1)에 임의의 펄스 신호가 인가되고, 제2 도전성 패턴(At2)에 반전 펄스 신호가 인가되거나 접지됨으로서 하나의 루프가 형성될 수 있다. 또한, 제0 도전성 패턴(At0)에 임의의 펄스 신호가 인가되고, 제2 도전성 패턴(At2)에 반전 펄스 신호가 인가되거나 접지됨으로서 하나의 루프가 형성될 수 있다. 각 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4)에 인가되는 신호는 도 1에 도시된 제어부(13)에 의해 제어될 수 있으며, 스타일러스 펜의 위치에 따라 신호가 인가되는 도전성 패턴이 결정될 수 있다. 또한, 각 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4)에 인가되는 신호는 스타일러스 펜을 공진시킬 수 있는 공진주파수를 갖는 신호(AC 신호)일 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 복수의 제1 및 제2 전극(710, 750)의 다양한 변형 예를 설명한다.
도 8은 도 7에 도시된 터치 센서의 일 예에 대한 일부 평면도이다.
도 8을 참조하면, 복수의 제1 전극(710)은 N개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) 구성할 수 있다. 복수의 제1 전극(710)의 N개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)은 구동 전극(TX)의 서로 다른 채널일 수 있고, 수신 전극(RX)의 서로 다른 채널일 수 있다.
복수의 제1 전극(710) 중에서 제1 방향(또는 행 방향)을 따라 배열된 제1 전극들은 서로 다른 2개의 채널(0-1/2-3/4-5/6-7)이 제1 방향을 따라 반복되는 순서를 갖는다. 복수의 제1 전극(710) 중에서 제2 방향(또는 열 방향)을 따라 배열된 제1 전극들은 홀수 열의 채널 순서(0-2-4-6)와 짝수 열의 채널 순서(1-3-5-7)가 서로 다르다.
복수의 제2 전극(750)은 M개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,..., 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31)을 구성할 수 있다. 복수의 제2 전극(750)의 M개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,..., 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31)은 수신 전극(RX)의 서로 다른 채널일 수 있고, 구동 전극(TX)의 서로 다른 채널일 수 있다.
복수의 제2 전극(750)의 채널은, 각각의 제1 전극(710)을 기준으로 서로 대칭되며, 홀수 행은 제1 방향을 따라 채널의 번호가 1씩 증가하고, 짝수 행은 제1 방향을 따라 채널의 번호가 1씩 감소한다.
도 8에 도시된 터치 센서는 도 7에서 상세히 설명한 바와 같은 복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4, At5, At6, At7, At8)과 연결 패턴(Ah)을 포함한다. 복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4, At5, At6, At7, At8)과 연결 패턴(Ah)은 터치 센서에 근접 또는 접촉한 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 자기장을 형성할 수 있다.
도 8에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치는 플로팅 상태에서도 그립된 상태와 동일 또는 유사하게 터치 신호가 감지될 수 있는 이점이 있다. 상기 터치 입력 장치를 손으로 잡지 않은 상태(플로팅 상태) 등에서 터치할 때에 LGM(low ground mass)에 의한 영향을 받아 정상적으로 감지되어야 하는 신호가 사라지거나, 감지되어야 하는 신호가 갈라져 두 지점 이상에서 터치된 것으로 신호가 나타나는 현상이 발생하는 경우가 있는데, 도 8에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치는 이러한 현상들의 발생을 억제하거나 완화할 수 있다.
예를 들어, 터치 입력 장치의 제어부는, 도 8에 도시된 바와 같이, 구동 신호(Tx1)를 소정의 제1 전극(A2열의 1번 채널)에 인가한 경우, 상기 소정의 제1 전극(A2열의 1번 채널)과 바로 인접한 제2 전극(B3열과 B4열의 1번 채널)로부터 터치 위치와 연관된 신호를 검출하고, 상기 소정의 제1 전극(A2열의 1번 채널)으로부터 제2 전극(B3열과 B4열의 1번 채널)보다 상대적으로 더 멀리 떨어진 다른 제2 전극(B2열의 0번 채널 또는 B5열의 2번 채널)로부터 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 검출한다. 그런 후, 검출된 상기 터치 위치와 연관된 신호에서 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 차감하여 순수한 상호 정전용량 변화량값을 산출할 수 있다.
도 9는 도 8의 터치 센서의 일 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 8과 비교하여, 도 9에 도시된 터치 센서는, 제2 전극(750)의 길이가 제1 전극(710)의 길이의 절반이고, 각 제1 전극(710)을 기준으로 양 측에 각각 2개의 제2 전극(750)이 배치되고, 제2 방향으로의 2개의 제2 전극(750)의 채널 순서(0-7)은 그 다음의 2개의 제2 전극의 채널 순서(7-0)과 대칭된다.
도 10은 도 8의 터치 센서의 다른 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 8과 비교하여, 도 10에 도시된 터치 센서는, 제2 전극(750)의 길이가 제1 전극(710)의 길이의 절반이고, 제1 방향으로의 4개의 제1 전극(710)들의 채널 순서가 서로 다르며, 각 제1 전극(710)을 기준으로 양 측에 각각 2개의 제2 전극(750)이 배치되고, 제2 방향으로의 2개의 제2 전극(750)의 채널 순서(0-7)은 그 다음의 2개의 제2 전극의 채널 순서(7-0)과 대칭된다.
도 11은 도 8의 터치 센서의 또 다른 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 8과 비교하여, 도 11에 도시된 터치 센서는, 제2 전극(750)의 길이가 제1 전극(710)의 길이의 절반이고, 각 제1 전극(710)을 기준으로 양 측에 각각 2개의 제2 전극(750)이 배치되고, 제2 방향으로의 2개의 제2 전극(750)의 채널 순서(0-7)가 제2 방향을 따라 반복된다.
도 12는 도 8의 터치 센서의 또 다른 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 8과 비교하여, 도 12에 도시된 터치 센서는, 제2 전극(750)의 길이가 제1 전극(710)의 길이의 절반이고, 제1 방향으로의 4개의 제1 전극(710)들의 채널 순서가 서로 다르며, 각 제1 전극(710)을 기준으로 양 측에 각각 2개의 제2 전극(750)이 배치되고, 제2 방향으로의 2개의 제2 전극(750)의 채널 순서(0-7)은 그 다음의 2개의 제2 전극의 채널 순서(7-0)과 대칭된다.
도 13은 도 7의 터치 센서의 일 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 13에 도시된 터치 센서는 복수의 제1 전극(710)과 복수의 제2 전극(750)을 포함할 수 있다.
복수의 제1 전극(710)은 제1 방향 및 제2 방향을 따라 배열되며, 복수의 제2 전극(750)은 복수의 제1 전극(710) 사이사이에 2개씩 제2 방향을 따라 배열된다. 제2 전극(750)의 길이는 제1 전극(710)의 절반이며, 터치 센서의 양측 가장자리에 배치되는 제2 전극의 폭은 인접한 제1 전극 또는 다른 제2 전극의 폭보다 작을 수 있다. 좀 더 상세하게는 터치 센서의 양측 가장자리에 배치되는 제2 전극의 폭은 제1 전극 또는 다른 제2 전극의 폭의 절반일 수 있다.
복수의 제1 전극(710)은 N개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)을 구성할 수 있다. 복수의 제1 전극(710)의 N개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)은 구동 전극(TX) 또는 수신 전극(RX)의 서로 다른 채널일 수 있다. 복수의 제1 전극(710) 중에서 제1 방향(또는 행 방향)을 따라 배열된 적어도 4개의 제1 전극들은 서로 다른 채널이고, 제2 방향(또는 열 방향)을 따라 배열된 적어도 2개의 제1 전극들은 서로 다른 채널일 수 있다. 여기서, 홀수 행의 제1 방향을 따라 배열된 제1 전극들은 제1 방향을 따라 채널 번호가 순차적으로 1씩 증가될 수 있고, 짝수 행의 제1 방향을 따라 배열된 제1 전극들은 제1 방향을 따라 채널 번호가 순차적으로 1씩 감소할 수 있다.
복수의 제2 전극(750)은 M개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)을 구성할 수 있다. 복수의 제2 전극(750)의 M개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)은 수신 전극(RX) 또는 구동 전극(TX)일 수 있다. 복수의 제2 전극(750) 중에서 제1 방향(또는 행 방향)을 따라 배열된 적어도 4개의 제2 전극들은 서로 다른 채널이고, 제2 방향(또는 열 방향)을 따라 배열된 적어도 2개의 제2 전극들은 서로 다른 채널이고, 서로 다른 2개의 채널이 제2 방향을 따라 반복될 수 있다. 한편, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 제2 방향(또는 열 방향)을 따라 배열된 적어도 2개의 제2 전극들의 채널 순서는, 그 다음의 2개의 제2 전극들의 채널 순서와 대칭될 수 있다.
도 13에 도시된 터치 센서는 도 7에서 상세히 설명한 복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3)과 연결 패턴(Ah)을 포함한다. 복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3)과 연결 패턴(Ah)은 터치 센서에 근접 또는 접촉한 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 자기장을 형성할 수 있다.
도 13에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치는 플로팅 상태에서도 그립된 상태와 동일 또는 유사하게 터치 신호가 감지될 수 있는 이점이 있다. 예를 들어, 터치 입력 장치의 제어부는, 도 13에 도시된 바와 같이, 구동 신호(Tx1)를 소정의 제1 전극(A2열의 1번 채널)에 인가한 경우, 상기 소정의 제1 전극(A2열의 1번 채널)과 바로 인접한 제2 전극(B2열의 1번 채널 또는 B3열의 2번 채널)로부터 터치 위치와 연관된 신호를 검출하고, 상기 소정의 제1 전극(A2열의 1번 채널)으로부터 제2 전극(B2열의 1번 채널 또는 B3열의 2번 채널)보다 상대적으로 더 멀리 떨어진 다른 제2 전극(B1열의 0번 채널 또는 B4열의 3번 채널)로부터 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 검출한다. 그런 후, 검출된 상기 터치 위치와 연관된 신호에서 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 차감하여 순수한 상호 정전용량 변화량값을 산출할 수 있다.
도 14는 도 7의 터치 센서의 다른 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 14에 도시된 터치 센서는 복수의 제1 전극(710)과 복수의 제2 전극(750)을 포함할 수 있다.
복수의 제1 전극(710)은 제1 방향 및 제2 방향을 따라 배열되며, 복수의 제2 전극(750)은 4개의 제1 전극(710)들 별로 양 측에 각각 1개씩 배열된다. 각 제2 전극(750)의 폭은 제1 전극(710)의 폭보다 작을 수 있다. 좀 더 상세하게는 각 제2 전극(750)의 폭은 제1 전극(710)의 폭의 절반일 수 있다.
복수의 제1 전극(710)은 N개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15)을 구성할 수 있다. 복수의 제1 전극(710)의 N개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15)은 구동 전극(TX) 또는 수신 전극(RX)의 서로 다른 채널일 수 있다. 복수의 제1 전극(710) 중에서 제1 방향(또는 행 방향)을 따라 배열된 적어도 4개의 제1 전극들은 서로 다른 채널이고, 제2 방향(또는 열 방향)을 따라 배열된 적어도 4개의 제1 전극들은 서로 다른 채널일 수 있다. 여기서, 홀수 행의 제1 방향을 따라 배열된 제1 전극들은 제1 방향을 따라 채널 번호가 순차적으로 1씩 증가될 수 있고, 짝수 행의 제1 방향을 따라 배열된 제1 전극들은 제1 방향을 따라 채널 번호가 순차적으로 1씩 감소할 수 있다.
복수의 제2 전극(750)은 M개의 채널(0, 1, 2, 3)을 구성할 수 있다. 복수의 제2 전극(750)의 M개의 채널(0, 1, 2, 3)은 수신 전극(RX) 또는 구동 전극(TX)일 수 있다. 제2 방향으로의 4개의 제1 전극(710)들을 기준으로 양 측에 각각 배치된 제2 전극(750)의 채널은 서로 동일하며, 제1 방향을 따라 채널 번호가 1씩 증가될 수 있다.
도 14에 도시된 터치 센서는 도 7에서 상세히 설명한 복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4)과 연결 패턴(Ah)을 포함한다. 복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4)과 연결 패턴(Ah)은 터치 센서에 근접 또는 접촉한 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 자기장을 형성할 수 있다.
도 14에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치는 플로팅 상태에서도 그립된 상태와 동일 또는 유사하게 터치 신호가 감지될 수 있는 이점이 있다. 예를 들어, 터치 입력 장치의 제어부는, 도 14에 도시된 바와 같이, 구동 신호(Tx1)를 소정의 제1 전극(A2열의 1번 채널)에 인가한 경우, 상기 소정의 제1 전극(A2열의 1번 채널)과 바로 인접한 제2 전극(B3열과 B4열의 1번 채널)로부터 터치 위치와 연관된 신호를 검출하고, 상기 소정의 제1 전극(A2열의 1번 채널)으로부터 제2 전극(B3열과 B4열의 1번 채널)보다 상대적으로 더 멀리 떨어진 다른 제2 전극(B2열의 0번 채널 또는 B5열의 2번 채널)로부터 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 검출한다. 그런 후, 검출된 상기 터치 위치와 연관된 신호에서 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 차감하여 순수한 상호 정전용량 변화량값을 산출할 수 있다.
도 15는 도 14에 도시된 터치 센서의 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 14에 도시된 터치 센서와 비교하여, 도 15에 도시된 터치 센서는 복수의 제2 전극(750)의 채널 순서에 있어서 차이가 있다. 구체적으로, 도 15에 도시된 터치 센서는 제2 방향으로 홀수 열의 4개의 제1 전극(710)들을 기준으로 양 측에 각각 배치된 제2 전극(750)의 채널(0)과 짝수 열의 4개의 제1 전극들을 기준으로 양 측에 각각 배치된 제2 전극의 채널(1)이 서로 다르다.
도 16은 도 7에 도시된 터치 센서의 다른 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 16에 도시된 터치 센서는 복수의 제1 전극(710)과 복수의 제2 전극(750)을 포함할 수 있다.
복수의 제1 전극(710)은 제1 방향 및 제2 방향을 따라 배열되며, 복수의 제2 전극(750)은 각 제1 전극(710)의 양 측에 각각 2개씩 제2 방향을 따라 배열된다. 터치 센서의 양측 가장자리에 제1 전극이 추가로 배치되며, 추가로 배치된 제1 전극의 폭은 다른 제1 전극의 폭보다 작을 수 있는데 바람직하게는 제1 전극의 폭의 절반일 수 있다.
복수의 제1 전극(710)은 N개의 채널(0, 1, 2, 3,...)을 구성할 수 있다. 복수의 제1 전극(710)의 N개의 채널(0, 1, 2, 3)은 구동 전극(TX) 또는 수신 전극(RX)의 서로 다른 채널일 수 있다. 복수의 제1 전극(710) 중에서 제1 방향(또는 행 방향)을 따라 배열된 제1 전극들은 같은 채널이고, 제2 방향(또는 열 방향)을 따라 배열된 제1 전극들은 서로 다른 채널일 수 있다. 여기서, 제2 방향(또는 열 방향)을 따라 배열된 제1 전극들은 제2 방향을 따라 채널 번호가 순차적으로 1씩 증가될 수 있다.
복수의 제2 전극(750)은 M개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15)을 구성할 수 있다. 복수의 제2 전극(750)의 M개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15)은 수신 전극(RX) 또는 구동 전극(TX)의 서로 다른 채널일 수 있다. 복수의 제2 전극(750) 중에서 제1 방향(또는 행 방향)을 따라 배열된 제2 전극들은 서로 다른 채널이고, 제2 방향(또는 열 방향)을 따라 배열된 제2 전극들은 2개의 서로 다른 채널이 반복될 수 있다.
도 16에 도시된 터치 센서는 도 7에서 상세히 설명한 복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4, At5)과 연결 패턴(Ah)을 포함한다. 복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4, At5)과 연결 패턴(Ah)은 터치 센서에 근접 또는 접촉한 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 자기장을 형성할 수 있다.
도 16에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치는 플로팅 상태에서도 그립된 상태와 동일 또는 유사하게 터치 신호가 감지될 수 있는 이점이 있다. 예를 들어, 터치 입력 장치의 제어부는, 도 16에 도시된 바와 같이, 구동 신호를 소정의 제1 전극(A2열의 0번 채널)에 인가한 경우, 상기 소정의 제1 전극(A2열의 0번 채널)과 바로 인접한 제2 전극(B1열의 0번 또는 15번 채널, B2열의 1번 또는 14번 채널)로부터 터치 위치와 연관된 신호를 검출하고, 상기 소정의 제1 전극(A2열의 0번 채널)으로부터 제2 전극(B1열의 0번 또는 15번 채널, B2열의 1번 또는 14번 채널)보다 상대적으로 더 멀리 떨어진 다른 제2 전극(B3열의 2번 채널 또는 13번 채널)로부터 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 검출한다. 그런 후, 검출된 상기 터치 위치와 연관된 신호에서 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 차감하여 순수한 상호 정전용량 변화량값을 산출할 수 있다.
도 17은 도 7에 도시된 터치 센서의 또 다른 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 17에 도시된 터치 센서는 복수의 제1 전극(710)과 복수의 제2 전극(750)을 포함할 수 있다.
복수의 제1 전극(710)은 제1 방향 및 제2 방향을 따라 배열되며, 복수의 제2 전극(750)은 복수의 제1 전극(710) 사이사이에 4개씩 제2 방향을 따라 배열된다.
여기서, 복수의 제2 전극(750) 중에서 양측 가장자리에 제2 방향을 따라 배열된 제2 전극의 폭은 제1 전극의 폭보다 작으며, 바람직하게는 제1 전극의 폭의 절반일 수 있다. 복수의 제1 전극(710) 중에서 홀수번째 열에 배치된 제1 전극(710)의 우측에는 제1 전극(710)의 폭과 동일한 폭을 갖는 제2 전극(750)이 4개씩 1열로 배치되고, 복수의 제1 전극(710) 중에서 짝수번째 열에 배치된 제1 전극(710)의 우측에는 제1 전극(710)의 폭의 절반의 폭을 갖는 제2 전극(750)이 4개씩 2열로 배치된다.
복수의 제1 전극(710)은 N개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)을 구성할 수 있다. 복수의 제1 전극(710)의 N개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)은 구동 전극(TX) 또는 수신 전극(RX)의 서로 다른 채널일 수 있다. 복수의 제1 전극(710) 중에서 제1 방향(또는 행 방향)을 따라 배열된 제1 전극들은 서로 다른 4개의 채널이 반복된다. 제2 방향(또는 열 방향)을 따라 배열된 제1 전극들은 서로 다른 채널이다.
각 제1 전극(710)을 기준으로 일 측에 배치된 4개의 제2 전극(750)의 채널들과 타 측에 배치된 4개의 제2 전극의 채널들은 동일하다.
복수의 제2 전극(750)은 M개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15)을 구성할 수 있다. 복수의 제2 전극(750)의 M개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15)은 수신 전극(RX) 또는 구동 전극(TX)의 서로 다른 채널일 수 있다. 복수의 제2 전극(750) 중에서 제1 방향(또는 행 방향)을 따라 배열된 3개의 제2 전극들은 동일 채널이고, 제1 방향으로 다음의 3개의 제2 전극들은 다른 채널일 수 있다. 제2 방향(또는 열 방향)을 따라 배열된 4개의 제2 전극들의 채널들(0, 7, 8, 15)은 그 다음의 4개의 제2 전극들의 채널들(0, 7, 8, 15)과 동일할 수 있다. 여기서, 채널들의 순서는 서로 다를 수도 있다. 구체적으로, 제2 방향(또는 열 방향)을 따라 배열된 4개의 제2 전극들의 서로 다른 채널의 순서(0-7-8-15)는 그 다음의 4개의 제2 전극들의 서로 다른 채널의 순서(15-8-7-0)와 서로 대칭되는 순서를 가질 수 있다. 한편, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 제2 방향(또는 열 방향)을 따라 배열된 4개의 제2 전극들의 서로 다른 채널의 순서(0-7-8-15)가 제2 방향을 따라 반복될 수도 있다. 또한, 제2 방향(또는 열 방향)을 따라 배열된 4개의 제2 전극들의 서로 다른 채널의 순서와 그 다음의 4개의 제2 전극들의 서로 다른 채널의 순서는 서로 같은 채널을 서로 연결하는 전도성 트레이스의 연결 방식에 따라 달라질 수도 있다.
도 17에 도시된 터치 센서는 도 7에서 상세히 설명한 복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4, At5)과 연결 패턴(Ah)을 포함한다. 복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4, At5)과 연결 패턴(Ah)은 터치 센서에 근접 또는 접촉한 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 자기장을 형성할 수 있다.
도 17에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치는 플로팅 상태에서도 그립된 상태와 동일 또는 유사하게 터치 신호가 감지될 수 있는 이점이 있다. 예를 들어, 터치 입력 장치의 제어부는, 도 17에 도시된 바와 같이, 구동 신호를 소정의 제1 전극(A2열의 3번 채널)에 인가한 경우, 상기 소정의 제1 전극(A2열의 3번 채널)과 바로 인접한 제2 전극(B2열과 B3열의 0번, 7번, 8번 또는 15번 채널)로부터 터치 위치와 연관된 신호를 검출하고, 상기 소정의 제1 전극(A2열의 3번 채널)으로부터 제2 전극(B2열과 B3열의 0번, 7번, 8번 또는 15번 채널)보다 상대적으로 더 멀리 떨어진 다른 제2 전극(B4열의 1번, 6번, 9번 또는 14번 채널)로부터 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 검출한다. 그런 후, 검출된 상기 터치 위치와 연관된 신호에서 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 차감하여 순수한 상호 정전용량 변화량값을 산출할 수 있다.
도 18은 도 7에 도시된 터치 센서의 또 다른 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 18에 도시된 터치 센서는 도 17에 도시된 터치 센서와 비교하여 복수의 제2 전극(750)에서 차이가 있다. 제2 전극(750)의 채널 수가 더 적다.
구체적으로, 복수의 제2 전극(750)은 M개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)을 구성할 수 있다. 복수의 제2 전극(750)의 M개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)은 수신 전극(RX) 또는 구동 전극(TX)의 서로 다른 채널일 수 있다.
복수의 제2 전극(750) 중에서 제1 방향(또는 행 방향)을 따라 배열된 5개의 제2 전극들은 동일 채널이고, 제1 방향으로 다음의 5개의 제2 전극들은 다른 채널일 수 있다. 제2 방향(또는 열 방향)을 따라 배열된 4개의 제2 전극들의 채널들(0, 3, 4, 7)은 그 다음의 4개의 제2 전극들의 채널들(0, 3, 4, 7)과 동일할 수 있다. 여기서, 채널들의 순서는 서로 다를 수도 있다. 구체적으로, 제2 방향(또는 열 방향)을 따라 배열된 4개의 제2 전극들의 서로 다른 채널의 순서(0-3-4-7)는 그 다음의 4개의 제2 전극들의 서로 다른 채널의 순서(7-4-3-0)와 서로 대칭되는 순서를 가질 수 있다. 한편, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 제2 방향(또는 열 방향)을 따라 배열된 4개의 제2 전극들의 서로 다른 채널의 순서(0-3-4-7)가 제2 방향을 따라 반복될 수도 있다. 또한, 제2 방향(또는 열 방향)을 따라 배열된 4개의 제2 전극들의 서로 다른 채널의 순서와 그 다음의 4개의 제2 전극들의 서로 다른 채널의 순서는 서로 같은 채널을 서로 연결하는 전도성 트레이스의 연결 방식에 따라 달라질 수도 있다.
도 18에 도시된 터치 센서는 도 7에서 상세히 설명한 복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4, At5)과 연결 패턴(Ah)을 포함한다. 복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4, At5)과 연결 패턴(Ah)은 터치 센서에 근접 또는 접촉한 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 자기장을 형성할 수 있다.
도 18에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치는 플로팅 상태에서도 그립된 상태와 동일 또는 유사하게 터치 신호가 감지될 수 있는 이점이 있다. 예를 들어, 터치 입력 장치의 제어부는, 도 18에 도시된 바와 같이, 구동 신호를 소정의 제1 전극(A2열의 3번 채널)에 인가한 경우, 상기 소정의 제1 전극(A2열의 3번 채널)과 바로 인접한 제2 전극(B2열과 B3열의 0번, 3번, 4번 또는 7번 채널)로부터 터치 위치와 연관된 신호를 검출하고, 상기 소정의 제1 전극(A2열의 3번 채널)으로부터 제2 전극(B2열과 B3열의 0번, 3번, 4번 또는 7번 채널)보다 상대적으로 더 멀리 떨어진 다른 제2 전극(B6열의 1번, 2번, 5번 또는 6번 채널)로부터 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 검출한다. 그런 후, 검출된 상기 터치 위치와 연관된 신호에서 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 차감하여 순수한 상호 정전용량 변화량값을 산출할 수 있다.
도 19는 도 7에 도시된 터치 센서의 또 다른 변형 예에 대한 일부 평면도이다.
도 19에 도시된 터치 센서는 복수의 제1 전극(710)과 복수의 제2 전극(750)을 포함할 수 있다.
복수의 제1 전극(710)은 제1 방향 및 제2 방향을 따라 배열되며, 복수의 제2 전극(750)은 복수의 제1 전극(710) 사이사이에 8개씩 제2 방향을 따라 배열된다.
복수의 제1 전극(710)은 N개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15)을 구성할 수 있다. 복수의 제1 전극(710)의 N개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15)은 구동 전극(TX) 또는 수신 전극(RX)의 서로 다른 채널일 수 있다. 복수의 제1 전극(710) 중에서 제1 방향(또는 행 방향)을 따라 배열된 제1 전극들은 서로 다른 8개의 채널이 반복된다. 제2 방향(또는 열 방향)을 따라 배열된 제1 전극들은 서로 다른 채널일 수 있다.
복수의 제2 전극(750)은 M개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, ..., 29, 30, 31)을 구성할 수 있다. 복수의 제2 전극(750)의 M개의 채널(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, ..., 29, 30, 31)은 수신 전극(RX) 또는 구동 전극(TX)의 서로 다른 채널일 수 있다. 복수의 제2 전극(750) 중에서 제1 방향(또는 행 방향)을 따라 연속된 4개의 열의 채널이 적어도 2회 반복된다. 상기 4개의 열의 제2 전극들, 즉 32개의 제2 전극들은 서로 다른 32개의 채널로 구성된다. 제2 방향(또는 열 방향)을 따라 배열된 8개의 제2 전극들은 서로 다른 채널이고, 그 다음의 8개의 제2 전극들의 채널은 이전 8개의 제2 전극들의 채널과 동일하되 순서에 있어서 대칭될 수 있다. 한편, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 그 다음의 8개의 제2 전극들의 채널의 순서는 이전 8개의 제2 전극들의 채널의 순서와 동일할 수 있다. 또한, 제2 방향(또는 열 방향)을 따라 배열된 8개의 제2 전극들의 서로 다른 채널의 순서와 그 다음의 8개의 제2 전극들의 서로 다른 채널의 순서는 서로 같은 채널을 서로 연결하는 전도성 트레이스의 연결 방식에 따라 달라질 수도 있다.
도 19에 도시된 터치 센서는 도 7에서 상세히 설명한 복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4, At5, At6, At7, At8, At9, At10)과 연결 패턴(Ah)을 포함한다. 복수의 도전성 패턴(At0, At1, At2, At3, At4, At5, At6, At7, At8, At9, At10)과 연결 패턴(Ah)은 터치 센서에 근접 또는 접촉한 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 자기장을 형성할 수 있다.
도 19에 도시된 터치 센서를 갖는 터치 입력 장치는 플로팅 상태에서도 그립된 상태와 동일 또는 유사하게 터치 신호가 감지될 수 있는 이점이 있다. 예를 들어, 터치 입력 장치의 제어부는, 도 19에 도시된 바와 같이, 구동 신호를 소정의 제1 전극(A2열의 4번 채널)에 인가한 경우, 상기 소정의 제1 전극(A2열의 4번 채널)과 바로 인접한 제2 전극(B2열과 B3열의 8번 내지 23번 채널)로부터 터치 위치와 연관된 신호를 검출하고, 상기 소정의 제1 전극(A2열의 4번 채널)으로부터 제2 전극(B2열과 B3열의 8번 내지 23번 채널)보다 상대적으로 더 멀리 떨어진 다른 제2 전극(B1열의 0번 내지 7번 채널 또는 B4열의 24번 내지 31번 채널)로부터 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 검출한다. 그런 후, 검출된 상기 터치 위치와 연관된 신호에서 상기 LGM 방해 신호와 연관된 신호를 차감하여 순수한 상호 정전용량 변화량값을 산출할 수 있다.
이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 제1 방향을 따라 배열되고 내부에 개구부가 형성된 다수의 제1 패턴부, 상기 제1 패턴부의 개구부에 배치된 제2 패턴부, 및 상기 다수의 제1 패턴부 중에서 서로 인접한 두 개의 제1 패턴부를 전기적으로 연결하는 연결 패턴을 포함하는, 제1 전극;
    상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 배열된 다수의 제3 패턴부 및 상기 다수의 제3 패턴부 중에서 서로 인접한 두 개의 제3 패턴부를 전기적으로 연결하는 연결 패턴을 포함하는, 제2 전극; 및
    상기 제2 방향을 따라 연장되고, 상기 제2 방향을 따라 상기 제1 전극의 제2 패턴부와 전기적으로 연결된 도전성 패턴;을 포함하고,
    상기 제1 전극은, 상기 제2 방향을 따라 다수로 배치되고,
    상기 제2 전극과 상기 도전성 패턴은, 상기 제1 방향을 따라 다수로 배치되고,
    각각의 상기 도전성 패턴은, 상기 다수의 제1 전극들 중에서 상기 제2 방향을 따라 배열된 다수의 제2 패턴부들을 전기적으로 연결하고,
    상기 다수의 도전성 패턴들의 일 단들은, 서로 전기적으로 연결되고,
    상기 다수의 도전성 패턴들은, 스타일러스 펜에 자기장 신호를 제공하는 전류 루프를 형성하도록 구성된, 터치 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 전극의 제3 패턴부는 내부에 개구부가 형성되고,
    상기 제2 전극은 상기 제3 패턴부의 개구부에 배치된 제4 패턴부를 더 포함하고,
    상기 제2 전극의 연결 패턴과 상기 도전성 패턴은 제1 층에 함께 배치되고,
    상기 제2 전극의 제3 및 4 패턴부와 상기 제1 전극은 상기 제1 층과 다른 제2 층에 함께 배치된,
    터치 센서.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 전극의 연결 패턴과 상기 도전성 패턴은 제1 층에 함께 배치되고,
    상기 제2 전극의 제3 패턴부와 상기 제1 전극은 제2 층에 함께 배치된,
    터치 센서.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 전극의 제3 패턴부는 내부에 개구부가 형성되고,
    상기 제2 전극은 상기 제3 패턴부의 개구부에 배치된 제4 패턴부를 더 포함하고,
    상기 제2 전극, 상기 제1 전극의 제2 패턴부 및 상기 도전성 패턴은 제1 층에 함께 배치되고,
    상기 제1 전극의 제1 패턴부와 연결 패턴은 제2 층에 함께 배치된,
    터치 센서.
  5. 제1 방향과 제2 방향을 따라 다수로 배열된, 다수의 제1 전극;
    상기 다수의 제1 전극과 동일층에 배치되고, 상기 다수의 제1 전극 사이사이에 상기 제2 방향을 따라 다수로 배열된, 다수의 제2 전극;
    상기 다수의 제1 및 제2 전극과 동일층에 배치되고, 각각이 상기 제2 방향을 따라 연장되고, 상기 다수의 제2 전극 중 서로 인접한 2개의 제2 전극들 사이에 배치되고, 양측 가장자리에 각각 배치된 다수의 도전성 패턴들; 및
    상기 다수의 도전성 패턴들과 동일층에 배치되고, 상기 제1 방향을 따라 연장된 연결 패턴;을 포함하고,
    상기 다수의 도전성 패턴들의 일 단들이 상기 연결 패턴에 전기적으로 연결되고,
    상기 다수의 도전성 패턴들과 상기 연결 패턴은, 스타일러스 펜에 자기장 신호를 제공하는 전류 루프를 형성하도록 구성된, 터치 센서.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 다수의 제2 전극은 상기 제1 전극을 기준으로 양측에 각각 상기 제2 방향을 따라 배열되고,
    상기 제2 전극의 폭은 상기 제1 전극의 폭의 절반이고, 상기 제2 전극의 길이는 상기 제1 전극의 길이와 동일하고,
    상기 제1 전극의 양측 각각에는 상기 제2 방향을 따라 배열된 2개의 제2 전극의 일부가 배치된, 터치 센서.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 다수의 제1 전극 중 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 전극들은 서로 다른 적어도 2개 이상의 채널이 상기 제1 방향을 따라 반복되는 순서를 갖고,
    상기 다수의 제1 전극 중 상기 제2 방향을 따라 배열된 제1 전극들은 채널 순서가 서로 다르고,
    상기 다수의 제2 전극의 채널은, 각각의 상기 제1 전극을 기준으로 서로 대칭되는 채널을 갖는, 터치 센서.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 다수의 제2 전극은 상기 제1 전극을 기준으로 양측에 각각 상기 제2 방향을 따라 배열되고,
    상기 제2 전극의 폭은 상기 제1 전극의 폭의 절반이고, 상기 제2 전극의 길이는 상기 제1 전극의 길이의 절반이고,
    상기 제1 전극의 양측 각각에는 상기 제2 방향을 따라 배열된 2개의 제2 전극이 배치된, 터치 센서.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 다수의 제1 전극 중 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 전극들은 서로 다른 적어도 2개 이상의 채널이 상기 제1 방향을 따라 반복되는 순서를 갖고,
    상기 다수의 제1 전극 중 상기 제2 방향을 따라 배열된 제1 전극들은 서로 다른 2개의 채널이 상기 제2 방향을 따라 대칭 또는 반복되도록 배치되고,
    상기 다수의 제2 전극의 채널은, 각각의 상기 제1 전극을 기준으로 서로 대칭되는 채널을 갖는, 터치 센서.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 전극의 길이는 상기 제1 전극의 길이의 절반이고,
    상기 다수의 제2 전극은 상기 제2 방향을 따라 배열된 2개의 제2 전극이 하나의 상기 제1 전극에 대응되도록 배치되고,
    상기 다수의 제2 전극 중 양측 가장자리에 배치된 제2 전극의 폭은 상기 제1 전극의 폭의 절반이고, 나머지 제2 전극의 폭은 상기 제1 전극의 폭과 동일한, 터치 센서.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 다수의 제1 전극 중 상기 제2 방향을 따라 배열된 적어도 4개 이상의 제1 전극들을 기준으로 양측에 각각 하나의 상기 제2 전극이 배치되고,
    상기 제2 전극의 폭은 상기 제1 전극의 폭의 절반인, 터치 센서.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 터치 센서; 및
    상기 터치 센서의 2개의 도전성 패턴 중 어느 하나의 도전성 패턴에 펄스 신호를 인가하고 나머지 하나의 도전성 패턴에 반전 펄스 신호 또는 접지 신호를 인가하도록 제어하여 상기 2개의 도전성 패턴이 상기 전류 루프를 형성하도록 구성된 제어부;
    를 포함하는, 터치 입력 장치.
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