KR101686539B1 - Touch input device - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 터치 입력 장치는 복수의 수신전극을 포함하는 터치 센서; 디스플레이 패널; 및 기준 전위층;을 포함하고, 상기 터치 센서는 상기 디스플레이 패널과 완전 라미네이션 되고, 터치 압력이 인가되면, 상기 터치 센서 및 상기 디스플레이 패널이 휘어지고, 상기 기준 전위층은, 상기 터치 센서와 이격되어 배치되고, 상기 수신전극으로부터 검출되고, 객체가 터치 표면을 휘어짐 없이 터치하는 경우, 상기 객체가 상기 터치 센서에 근접함에 따라 상기 객체가 그라운드 역할을 하여 변하는 제1정전용량에 기초하여 터치 위치를 검출하고, 상기 수신전극으로부터 검출되고, 상기 터치 센서와 상기 기준 전위층 사이의 거리에 따라 변하는 제2정전용량에 기초하여 상기 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다.A touch input device according to the present invention includes: a touch sensor including a plurality of reception electrodes; A display panel; And a reference potential layer, wherein the touch sensor is completely laminated with the display panel, and when the touch pressure is applied, the touch sensor and the display panel are warped, and the reference potential layer is spaced apart from the touch sensor And detects the touch position based on the first capacitance that the object serves as a ground when the object touches the touch surface without touching the touch surface when the object is detected from the receiving electrode And detects the magnitude of the touch pressure based on the second capacitance detected from the receiving electrode and varying with the distance between the touch sensor and the reference potential layer.

Description

터치 입력 장치{TOUCH INPUT DEVICE}A touch input device {TOUCH INPUT DEVICE}

본 발명은 터치 입력 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정전용량의 변화를 통해 터치 센서 패널 상의 터치, 터치 위치 및/또는 터치 압력의 크기를 감지할 수 있는 터치 입력 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a touch input device, and more particularly, to a touch input device capable of sensing a touch, a touch position, and / or a magnitude of a touch pressure on a touch sensor panel through a change in capacitance.

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. Various types of input devices are used for the operation of the computing system. For example, an input device such as a button, a key, a joystick, and a touch screen is used. Due to the easy and simple operation of the touch screen, the use of the touch screen in the operation of the computing system is increasing.

터치 스크린은 터치-감응 표면(touch-sensitive surface)을 구비한 투명한 패널일 수 있는 터치 센서 패널(touch sensor panel)을 포함할 수 있다. 이러한 터치 센서 패널은 디스플레이 스크린의 전면에 부착되어 터치-감응 표면이 디스플레이 스크린의 보이는 면을 덮을 수 있다. 터치 스크린은 사용자가 손가락 등으로 디스플레이 스크린을 단순히 접촉함으로써 사용자가 컴퓨팅 시스템을 조작할 수 있도록 한다. 일반적으로, 터치 스크린은 디스플레이 스크린 상의 접촉 및 접촉 위치를 인식하고 컴퓨팅 시스템은 이러한 접촉을 해석함으로써 이에 따라 연산을 수행할 수 있다. The touch screen may include a touch sensor panel, which may be a transparent panel with a touch-sensitive surface. Such a touch sensor panel may be attached to the front of the display screen such that the touch-sensitive surface covers the visible surface of the display screen. The touch screen allows the user to manipulate the computing system by simply touching the display screen with a finger or the like. Generally, the touch screen recognizes touches and touch locations on the display screen and the computing system can perform calculations accordingly by interpreting such touches.

이때, 터치 스크린 상의 터치에 따른 정전용량의 변화를 감지함으로써 터치 스크린 상의 터치 및 터치 위치뿐 아니라 터치시의 압력의 크기를 감지할 수 있는 터치 입력 장치에 대한 필요성이 야기되고 있다.At this time, there is a need for a touch input device capable of sensing the magnitude of the pressure at the time of touch as well as the touch and touch positions on the touch screen by sensing the change in capacitance due to the touch on the touch screen.

본 발명의 목적은 터치 센서 패널 상의 터치 여부 및 터치의 위치뿐 아니라 터치 압력의 크기를 감지할 수 있는 터치 입력 장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a touch input device capable of sensing not only the position of a touch on a touch sensor panel but also the position of the touch as well as the magnitude of the touch pressure.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 기존의 터치 여부 및 터치 위치를 감지할 수 있는 터치 센서 패널을 이용하면서도 터치 압력의 크기까지 감지할 수 있는 터치 입력 장치를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a touch input device capable of detecting a touch pressure even when using a conventional touch sensor panel capable of detecting touch and touch positions.

본 발명의 실시형태에 따른 터치 입력 장치는 복수의 수신전극을 포함하는 터치 센서; 디스플레이 패널; 및 기준 전위층;을 포함하고, 상기 터치 센서는 상기 디스플레이 패널과 완전 라미네이션 되고, 터치 압력이 인가되면, 상기 터치 센서 및 상기 디스플레이 패널이 휘어지고, 상기 기준 전위층은, 상기 터치 센서와 이격되어 배치되고, 상기 수신전극으로부터 검출되고, 객체가 터치 표면을 휘어짐 없이 터치하는 경우, 상기 객체가 상기 터치 센서에 근접함에 따라 상기 객체가 그라운드 역할을 하여 변하는 제1정전용량에 기초하여 터치 위치를 검출하고, 상기 수신전극으로부터 검출되고, 상기 터치 센서와 상기 기준 전위층 사이의 거리에 따라 변하는 제2정전용량에 기초하여 상기 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다. A touch input device according to an embodiment of the present invention includes: a touch sensor including a plurality of reception electrodes; A display panel; And a reference potential layer, wherein the touch sensor is completely laminated with the display panel, and when the touch pressure is applied, the touch sensor and the display panel are warped, and the reference potential layer is spaced apart from the touch sensor And detects the touch position based on the first capacitance that the object serves as a ground when the object touches the touch surface without touching the touch surface when the object is detected from the receiving electrode And detects the magnitude of the touch pressure based on the second capacitance detected from the receiving electrode and varying with the distance between the touch sensor and the reference potential layer.

본 발명에 따르면 터치 센서 패널 상의 터치 및 터치의 위치뿐 아니라 터치 압력의 크기를 감지할 수 있는 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a touch input device capable of sensing not only the position of touch and touch on the touch sensor panel but also the magnitude of the touch pressure.

또한, 본 발명에 따르면 기존의 터치 여부 및 터치 위치를 감지할 수 있는 터치 센서 패널을 이용하면서도 터치 압력의 크기까지 감지할 수 있는 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a touch input device capable of sensing touch pressure up to the touch pressure using a touch sensor panel capable of detecting touch and touch positions.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 구조도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 터치 센서 패널에 터치 압력이 가해질 때의 상태를 예시한다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 터치 센서 패널에 대한 터치시의 구동신호와 수신신호의 파형을 예시한다.
도4a는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 터치 센서 패널에 대한 터치시에 자체 정전용량 변화에 따른 수신신호의 파형 변화를 구동신호와 함께 예시한다.
도4b는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 터치 센서 패널에 대한 터치시에 상호 정전용량 변화에 따른 수신신호의 파형 변화를 구동신호와 함께 예시한다.1 is a structural diagram of a touch input device according to an embodiment of the present invention.
2 illustrates a state where a touch pressure is applied to a touch sensor panel of a touch input device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 illustrates waveforms of a driving signal and a reception signal at the time of touching the touch sensor panel of the touch input device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4A illustrates a waveform change of a received signal according to a change of its capacitance when touching a touch sensor panel of a touch input device according to an exemplary embodiment of the present invention, together with a driving signal.
FIG. 4B illustrates a waveform change of a reception signal according to a mutual capacitance change when touching a touch sensor panel of a touch input device according to an embodiment of the present invention, together with a driving signal.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 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.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 터치 입력 장치를 설명한다. Hereinafter, a touch input device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 구조도이다. 도1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn) 및 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함하는 터치 센서 패널(100), 상기 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)에 구동신호를 인가하는 구동부(200), 및 터치 센서 패널(100)의 터치 표면에 대한 터치에 따라 변화되는 정전용량 변화량에 대한 정보를 포함하는 수신신호를 수신하여 상기 정전용량 변화량를 검출하는 검출부(300)를 포함할 수 있다. 1 is a structural diagram of a touch input apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a touch input apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention includes a touch sensor panel 100 including a plurality of driving electrodes TX1 to TXn and a plurality of receiving electrodes RX1 to RXm, A driving unit 200 for applying a driving signal to the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and a receiving signal including information on a capacitance change amount which changes in accordance with a touch on the touch surface of the touch sensor panel 100 And a detection unit (300) for detecting the capacitance change amount.

도1에 도시된 바와 같이, 터치 센서 패널(100)은 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다. 이하의 설명 및 첨부되는 도면에서는 터치 센서 패널(100)의 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)이 직교 어레이를 구성하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 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 실시예에 따라 크기가 달라질 수 있다. As shown in FIG. 1, the touch sensor panel 100 may include a plurality of driving electrodes TX1 to TXn and a plurality of receiving electrodes RX1 to RXm. Although a plurality of driving electrodes TX1 to TXn and a plurality of receiving electrodes RX1 to RXm of the touch sensor panel 100 are shown as an orthogonal array in the following description and the accompanying drawings, And the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may have any number of dimensions including the diagonal lines, the concentric circles and the three-dimensional random arrangements, and the application arrangements thereof. Here, n and m are positive integers and may be the same or different from each other, and the size may be changed according to the embodiment.

도1에 도시된 바와 같이, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 각각 서로 교차하도록 배열될 수 있다. 구동전극(TX)은 제1축 방향으로 연장된 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)을 포함하고 수신전극(RX)은 제1축 방향과 교차하는 제2축 방향으로 연장된 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 1, the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be arranged to cross each other. The driving electrode TX includes a plurality of driving electrodes TX1 to TXn extending in a first axis direction and a receiving electrode RX includes a plurality of receiving electrodes extending in a second axis direction intersecting the first axis direction RX1 to RXm).

본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널(100)에서 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 서로 동일한 층에 형성될 수 있다. 예컨대, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 절연막(미도시)의 동일한 면에 형성될 수 있다. 또한, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 서로 다른 층에 형성될 수 있다. 예컨대, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 하나의 절연막(미도시)의 양면에 각각 형성될 수도 있고, 또는 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)은 제1절연막(미도시)의 일면에 그리고 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 상기 제1절연막과 다른 제2절연막(미도시)의 일면상에 형성될 수 있다. In the touch sensor panel 100 according to the embodiment of the present invention, the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed in the same layer. For example, a plurality of driving electrodes TX1 to TXn and a plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on the same surface of an insulating film (not shown). In addition, the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed in different layers. For example, the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on both sides of an insulating film (not shown), or a plurality of driving electrodes TX1 to TXn A plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on one surface of a first insulating film (not shown) and a second insulating film (not shown) different from the first insulating film.

복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극 (RX1 내지 RXm)은 투명 전도성 물질(예를 들면, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide)) 등으로 형성될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 다른 투명 전도성 물질 또는 구리 등의 불투명 전도성 물질로 형성될 수도 있다. The plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) or ATO (Antimony Tin Oxide). However, this is merely an example, and the driving electrode TX and the receiving electrode RX may be formed of another transparent conductive material or an opaque conductive material such as copper.

본 발명의 실시예에 따른 구동부(200)는 구동신호를 구동전극(TX1 내지 TXn)에 인가할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 구동신호는 제1구동전극(TX1)부터 제n구동전극(TXn)까지 순차적으로 한번에 하나의 구동전극에 대해서 인가될 수 있다. 이러한 구동신호의 인가는 재차 반복적으로 이루어질 수 있다. 이는 단지 예시일 뿐이며, 실시예에 따라 다수의 구동전극에 구동신호가 동시에 인가될 수도 있다. 이때, 검출부(300)는 수신전극(RX1 내지 RXm)을 통해 구동신호가 인가된 구동전극(TX1 내지 TXn)과 수신전극(RX1 내지 RXm) 사이에 생성된 상호 정전용량(Cm: 101)에 관한 정보를 포함하는 신호를 수신함으로써 해당 정전용량의 변화량을 감지할 수 있다. 이와 같이, 제1구동전극(TX1)부터 제n구동전극(TXn)까지 인가된 구동신호를 수신전극(RX1 내지 RXm)을 통해 감지하는 과정은 터치 센서 패널(100)을 스캔(scan)한다고 지칭할 수 있다.The driving unit 200 according to the embodiment of the present invention can apply driving signals to the driving electrodes TX1 to TXn. In the touch input device 1000 according to the embodiment of the present invention, a driving signal may be sequentially applied to one driving electrode at a time from the first driving electrode TX1 to the nth driving electrode TXn. This application of the driving signal can be repeated again. This is merely an example, and driving signals may be simultaneously applied to a plurality of driving electrodes according to an embodiment. At this time, the detecting unit 300 detects the mutual capacitance Cm (101) generated between the driving electrodes TX1 to TXn and the receiving electrodes RX1 to RXm to which driving signals are applied through the receiving electrodes RX1 to RXm By receiving a signal containing information, the amount of change of the capacitance can be sensed. The process of sensing the driving signal applied from the first driving electrode TX1 to the nth driving electrode TXn via the receiving electrodes RX1 to RXm is referred to as scanning the touch sensor panel 100 can do.

이상에서 살펴본 바와 같이, 구동전극(TX)과 수신전극(RX)의 교차 지점마다 소정 값의 정전용량(C)이 생성되며, 손가락과 같은 객체가 터치 센서 패널(100)에 근접하는 경우 이러한 정전용량의 값이 변경될 수 있다. 도1에서 상기 정전용량은 상호 정전용량(Cm)을 나타낼 수 있다. 이러한 전기적 특성을 검출부(300)에서 감지하여 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치를 감지할 수 있다. 예컨대, 제1축과 제2축으로 이루어진 2차원 평면에서 터치 센서 패널(100)에 대한 터치의 여부 및/또는 그 위치를 감지할 수 있다. As described above, when a capacitance value C of a predetermined value is generated at each intersection of the driving electrode TX and the receiving electrode RX and an object such as a finger is close to the touch sensor panel 100, The value of the capacity can be changed. In FIG. 1, the electrostatic capacitance may represent mutual capacitance Cm. The detection unit 300 senses such electrical characteristics and can detect whether the touch sensor panel 100 is touched and / or touched. For example, it is possible to detect whether or not the touch sensor panel 100 is touched and / or its position in a two-dimensional plane including a first axis and a second axis.

보다 구체적으로, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치가 일어날 때 구동신호가 인가된 구동전극(TX)을 검출함으로써 터치의 제2축 방향의 위치를 검출할 수 있다. 이와 마찬가지로, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치시 수신전극(RX)을 통해 수신된 수신신호로부터 정전용량 변화를 검출함으로써 터치의 제1축 방향의 위치를 검출할 수 있다. More specifically, the position of the touch in the second axial direction can be detected by detecting the driving electrode TX to which the driving signal is applied when the touch to the touch sensor panel 100 occurs. Likewise, the position of the touch in the first axis direction can be detected by detecting the capacitance change from the received signal received through the receiving electrode RX when the touch sensor panel 100 is touched.

이상에서는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널(100)에 대한 터치의 여부 및/또는 터치의 위치를 검출하는 것을 설명하였으나, 전술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널(100)을 이용하여 터치의 여부 및/또는 위치와 함께 또는 이와 별개로 터치의 압력의 크기를 검출할 수 있다. 도2 내지 도4와 관련해서 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 압력의 크기를 검출하는 원리에 대해서 상세히 설명한다. Although the touch sensor panel 100 according to the embodiment of the present invention has been described in terms of touch detection and / or touch position detection, the touch sensor panel 100 according to the embodiment of the present invention, as described above, It is possible to detect the magnitude of the pressure of the touch with or without the touch and / or the position. The principle of detecting the magnitude of the touch pressure on the touch sensor panel 100 in the touch input apparatus 1000 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4. FIG.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 터치 센서 패널(100)에 터치 압력이 가해질 때의 상태를 예시한다.2 illustrates a state in which a touch pressure is applied to the touch sensor panel 100 of the touch input apparatus 1000 according to the embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(100)의 터치 센서 패널(100)은 디스플레이 패널(600)의 상부 또는 내부에 배치될 수 있다. 도2에서는 터치 센서 패널(100)이 디스플레이 패널(600)의 상부에 배치된 것을 도시하나, 이는 단지 예시일 뿐이며 터치 센서 패널(100)의 위치는 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(100)의 터치 센서 패널(100)이 형성될 수 있는 디스플레이 패널(600)은 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode: OLED) 등에 포함된 디스플레이 패널일 수 있다. The touch sensor panel 100 of the touch input device 100 according to the embodiment of the present invention may be disposed on or within the display panel 600. [ In FIG. 2, the touch sensor panel 100 is disposed on the display panel 600, but the touch sensor panel 100 is not limited thereto. The display panel 600 on which the touch sensor panel 100 of the touch input device 100 according to the exemplary embodiment of the present invention can be formed includes a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting display Diode: OLED) or the like.

도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(100)는 기준 전위층(500)을 포함할 수 있다. 기준 전위층(500)은 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널(100)에 포함된 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)과 이격되어 배치될 수 있다. 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널(100)이 디스플레이 패널(600)과 결합하여 형성되는 경우, 기준 전위층(500)은 디스플레이 패널(600)의 그라운드(ground) 층일 수 있다. 이때, 기준 전위층(500)은 터치 센서 패널(100)의 2차원 평면과 평행한 평면을 가질 수 있다. 또한, 기준 전위층(500)은 터치 센서 패널(100)의 2차원 평면과 평행한 평면상에 특정 패턴으로 형성되는 것도 가능하다. 2, the touch input device 100 according to the embodiment of the present invention may include a reference potential layer 500. The reference potential layer 500 may be spaced apart from the driving electrode TX and the receiving electrode RX included in the touch sensor panel 100 according to the embodiment of the present invention. 2, when the touch sensor panel 100 according to an exemplary embodiment of the present invention is formed in combination with the display panel 600, the reference potential layer 500 is grounded on the ground of the display panel 600, ) Layer. At this time, the reference potential layer 500 may have a plane parallel to the two-dimensional plane of the touch sensor panel 100. In addition, the reference potential layer 500 may be formed in a specific pattern on a plane parallel to the two-dimensional plane of the touch sensor panel 100.

도2에 도시된 바와 같이, 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 패널(600)은 이격되어 위치한다. 이때, 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 패널(600)의 접착 방법의 차이에 따라 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 패널(600) 사이의 공간은 에어갭(air gap)이 존재하거나 접착제로 채워질 수 있다. As shown in FIG. 2, the touch sensor panel 100 and the display panel 600 are spaced apart from each other. The space between the touch sensor panel 100 and the display panel 600 may be filled with an adhesive or an air gap due to a difference in the bonding method between the touch sensor panel 100 and the display panel 600. [ have.

도2에서는 터치 센서 패널(500)과 기준 전위층(500) 사이에는 에어갭(800)이 존재하는 것이 예시된다. 이때, 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 패널(600)을 고정하기 위해서 양면 접착 테이프(700: DAT: Double Adhesive Tape)가 이용될 수 있다. 예컨대, 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 패널(600)은 각각의 면적이 포개어진 형태이고, 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 패널(600) 각각의 가장자리 영역에서 양면 접착 테이프(700)를 통해서 두 개의 층이 접착되되 나머지 영역에서 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 패널(600)이 소정 거리(d)로 이격될 수 있다. 이때, 도2에서는 기준 전위층(500)이 디스플레이 패널(600)과 터치 센서 패널(500) 사이에 위치하여, 터치 센서 패널(500)과 기준 전위층(500)이 거리(d)만큼 이격된 것이 예시된다. In FIG. 2, an air gap 800 exists between the touch sensor panel 500 and the reference potential layer 500. At this time, a double adhesive tape (DAT: Double Adhesive Tape) 700 may be used to fix the touch sensor panel 100 and the display panel 600. For example, the touch sensor panel 100 and the display panel 600 are overlapped with each other. The touch sensor panel 100 and the display panel 600 are bonded to each other through the double-sided adhesive tape 700 in the edge regions of the touch sensor panel 100 and the display panel 600, The touch sensor panel 100 and the display panel 600 may be spaced apart from each other by a predetermined distance d. 2, the reference potential layer 500 is positioned between the display panel 600 and the touch sensor panel 500, and the touch sensor panel 500 and the reference potential layer 500 are spaced apart from each other by a distance d. .

도2에 도시된 바와 같이 터치 센서 패널(100)의 터치 표면을 객체(900)로 터치시 압력이 가해진 경우에 상태를 나타낸다. 도2에서는 설명의 편의를 위해서 터치 압력에 따른 터치 센서 패널(100)의 휘어짐이 과장되어 표시되었다. As shown in FIG. 2, when the touch surface of the touch sensor panel 100 is touched with the object 900, a state is shown when pressure is applied. In FIG. 2, the bending of the touch sensor panel 100 according to the touch pressure is exaggerated for convenience of explanation.

일반적으로, 터치 센서 패널(100)의 터치 표면을 표면의 휘어짐 없이 터치하는 경우라도 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이의 상호 정전용량(101: Cm)이 변화한다. 즉, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치시에 상호 정전용량(Cm: 101)이 기본 상호 정전용량에 비해 감소할 수 있다. 이는 손가락과 같은 객체(900)가 터치 센서 패널(100)에 근접한 경우, 객체(900)가 그라운드(GND) 역할을 하여 상호 정전용량(Cm: 101)의 프린징 정전용량(fringing capacitance)이 객체(900)로 흡수되기 때문이다. 기본 상호 정전용량은 터치 센서 패널(100)에 대한 터치가 없는 경우에 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이의 상호 정전용량의 값이다.Generally, the mutual electrostatic capacitance 101 (Cm) between the driving electrode TX and the receiving electrode RX changes even when the touch surface of the touch sensor panel 100 is touched without bending the surface. That is, when touching the touch sensor panel 100, mutual capacitance Cm (101) can be reduced compared to the basic mutual capacitance. This is because when the object 900 such as a finger is close to the touch sensor panel 100, the object 900 serves as a ground (GND), so that the fringing capacitance of the mutual capacitance Cm (900). The basic mutual capacitance is a value of the mutual capacitance between the driving electrode TX and the receiving electrode RX when there is no touch to the touch sensor panel 100. [

도2에 도시된 바와 같이, 터치 센서 패널(100)의 터치 표면을 객체(900)로 터치시 압력이 가해진 경우 터치 센서 패널(100)이 휘어질 수 있다. 이때, 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이의 상호 정전용량(101: Cm)의 값은 더 감소할 수 있다. 이는, 터치 센서 패널(100)이 휘어져 기준 전위층(500)과의 거리가 d에서 d'로 감소함으로써 상기 상호 정전용량(101: Cm)의 프린징 정전용량이 객체(900)뿐 아니라 기준 전위층(500)으로도 흡수되기 때문이다. As shown in FIG. 2, when the touch surface of the touch sensor panel 100 is touched with the object 900, the touch sensor panel 100 may be bent. At this time, the value of the mutual capacitance 101 (Cm) between the driving electrode TX and the receiving electrode RX can be further reduced. This is because the distance between the touch sensor panel 100 and the reference potential layer 500 decreases from d to d 'so that the fringing capacitance of the mutual capacitance 101 (Cm) Layer 500 as well.

또한, 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 각각과 기준 전위층(600) 사이에서 자체 정전용량(self capacitance)(Cs: 102)이 형성될 수 있다. 즉, 구동전극(TX)과 그라운드 사이에 생성되는 정전용량 그리고 수신전극(RX)과 그라운드 사이에 생성되는 정전용량 각각이 자체 정전용량이다. 터치 센서 패널(100)에 대한 터치시 압력이 인가되지 않는 경우에는 자체 정전용량(Cs: 102)의 값은 변하지 않는다. In addition, a self capacitance (Cs: 102) may be formed between the driving electrode TX and the reception electrode RX and the reference potential layer 600, respectively. That is, the electrostatic capacitance generated between the driving electrode TX and the ground and the electrostatic capacitance generated between the receiving electrode RX and the ground are self-capacitance. When the pressure is not applied to the touch sensor panel 100, the value of its own capacitance Cs is not changed.

하지만, 도2에 도시된 바와 같이, 터치 센서 패널(100)의 터치 표면을 객체(900)로 터치시 압력이 가해진 경우 터치 센서 패널(100)이 휘어질 수 있다. 이때, 터치 센서 패널(100)이 기준 전위층(500)과의 거리가 가까워진 영역의 자체 정전용량(Cs: 102) 값은 증가할 수 있다. 이는 Cs'(102)로 도면에 표시된다. 이는, 터치 센서 패널(100)이 휘어져 기준 전위층(500)과의 거리가 d에서 d'로 감소하기 때문이다. However, as shown in FIG. 2, when the touch surface of the touch sensor panel 100 is touched by the object 900, the touch sensor panel 100 may be bent. At this time, the value of the self capacitance (Cs: 102) in the region where the distance between the touch sensor panel 100 and the reference potential layer 500 is near can be increased. This is shown in the figure as Cs' (102). This is because the distance between the touch sensor panel 100 and the reference potential layer 500 is reduced from d to d '.

도2에서는 디스플레이 패널(600)과 터치 센서 패널(100) 사이가 에어갭(800)으로 채워져 터치 센서 패널(100)에 압력이 인가될 때 터치 센서 패널(100)만 휘어지고 디스플레이 패널(600)은 휘어지지 않는 경우에 대해서 설명하였다. 즉, 터치 센서 패널(100)이 휘어지더라도 기준 전위층(500)은 휘어지지 않으므로 터치 센서 패널(100)에 압력이 가해질 때 터치 압력이 가해진 영역에서 터치 센서 패널(100)과 기준 전위층(500) 사이의 거리가 달라질 수 있다. 따라서, 기준 전위층(500)과 터치 센서 패널(100) 사이의 거리의 변화에 따라 상호 정전용량(Cm: 101) 및 자체 정전용량(Cs: 102)의 변화량을 측정함으로써 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다. 2, when the pressure between the display panel 600 and the touch sensor panel 100 is filled with the air gap 800 and the pressure is applied to the touch sensor panel 100, only the touch sensor panel 100 is bent, The case of not being bent is described. That is, even if the touch sensor panel 100 is bent, the reference potential layer 500 is not bent. Therefore, when the pressure is applied to the touch sensor panel 100, the touch sensor panel 100 and the reference potential layer 500 may vary. Therefore, the magnitude of the touch pressure is detected by measuring the amount of change of the mutual capacitance Cm 101 and the capacitance Cs 102 in accordance with the change of the distance between the reference potential layer 500 and the touch sensor panel 100 can do.

본 발명의 실시예에 따른 터치 압력의 크기를 검출하는 기법은, 도2와 달리 디스플레이 패널(600)과 터치 센서 패널(100)이 접착제로 완전 라미네이션(lamination)된 경우에도 적용될 수 있다. 이러한 경우, 터치 센서 패널(100)의 터치 표면에 터치 압력이 가해지는 경우 터치 센서 패널(100)뿐 아니라 디스플레이 패널(600)까지 동시에 휘어지므로 도2에 도시된 바와 같은 위치에 배치된 기준 전위층(500)과 터치 센서 패널(100) 사이의 거리의 변화에 따른 상호 정전용량(Cm: 101) 및 자체 정전용량(Cs: 102)의 변화량을 측정함으로써 터치 압력의 크기를 검출할 수 없다. 하지만, 이러한 경우에는 기준 전위층(500)을 도2에 도시된 바와 같은 위치에 배치하지 않고, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 압력에 따라 터치 센서 패널(100)이 휘어지는 경우라도 휘어짐이 없는 위치에 기준 전위층(500)을 배치함으로써 본 발명의 실시예에 따른 터치 압력 검출 기법이 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서 패널(100)과 이격되며 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 압력에도 불구하고 휘어짐이 없도록 구성된 기준 전위층(500)을 포함하여 구성될 수 있다. The technique of detecting the magnitude of the touch pressure according to the embodiment of the present invention may be applied to a case where the display panel 600 and the touch sensor panel 100 are completely laminated with an adhesive, unlike FIG. In this case, when a touch pressure is applied to the touch surface of the touch sensor panel 100, the touch panel 100 is bent at the same time as the touch panel 100, so that the reference potential layer The magnitude of the touch pressure can not be detected by measuring the amount of change of the mutual capacitance Cm 101 and the capacitance Cs 102 according to the change of the distance between the touch sensor panel 100 and the touch sensor panel 100. However, in this case, even if the touch sensor panel 100 is bent according to the touch pressure of the touch sensor panel 100 without arranging the reference potential layer 500 at the position as shown in FIG. 2, The touch pressure detection technique according to the embodiment of the present invention can be applied by disposing the reference potential layer 500 at the position. Accordingly, the touch input apparatus 1000 according to the embodiment of the present invention includes a reference potential layer 500 spaced apart from the touch sensor panel 100 and configured to be free from warping in spite of the touch pressure on the touch sensor panel 100 .

도3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 터치 센서 패널(100)에 대한 터치시의 구동신호와 수신신호의 파형을 예시한다. 도3에서는 하나의 구동전극(TX)과 이에 교차되는 수신전극(RX)을 나타내는 등가 회로도가 간단히 도시된다. 도3에 도시된 바와 같이, 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이에는 상호 정전용량(Cm: 101)이 형성되고, 구동전극(TX)과 기준 전위층(그라운드) 사이에는 자체 정전용량(102TX: CsTX)가 형성되고, 수신전극(RX)과 기준 전위층 사이에는 자체 정전용량(102RX: CsRX)가 형성되어 있다. 또한, 구동전극(TX) 자체의 저항(RTX)과 수신전극(RX) 자체의 저항(RRX)이 도시된다. 3 illustrates waveforms of a driving signal and a reception signal at the time of touching the touch sensor panel 100 of the touch input apparatus 1000 according to the embodiment of the present invention. In Fig. 3, an equivalent circuit diagram showing one driving electrode TX and a receiving electrode RX crossing the driving electrode TX is schematically shown. 3, a mutual capacitance Cm 101 is formed between the driving electrode TX and the receiving electrode RX, and a self-capacitance Cm is formed between the driving electrode TX and the reference potential layer (ground) (102 TX : Cs TX ) is formed, and a self capacitance 102 RX : Cs RX is formed between the reception electrode RX and the reference potential layer. In addition, the driving electrode (TX) of the resistance of the resistor itself (R TX) and a receiving electrode (RX) itself (RX R) is shown.

예컨대, 도3의 좌측 상단에 도시된 바와 같이, 제어부(400)에서 결정된 주파수를 갖는 구동신호가 펄스형태로 구동전극(TX)에 인가될 수 있다. 이때, 상호 정전용량(Cm: 101)을 통해 커플링된 구동신호가 수신전극(RX)을 통해 검출부(300)로 전달될 수 있다. 수신전극(RX)을 통해 수신되는 수신신호의 파형이 도3의 하단에 도시된다. 즉, 구동신호가 사각 펄스 형태로 구동전극(TX)에 인가되더라도 수신신호는 동일한 사각 펄스 형태를 나타내지 않는다. 이는 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)과 그라운드(GND) 사이에 형성된 자체 정전용량(Cs)을 충전하는데 시간이 소요되기 때문이다. 따라서, 터치가 없는 경우에도 곡선a로 표시된 바와 같이 수신신호의 파형은 구동신호의 펄스의 상승 에지(rising edge)를 기점으로 기울기를 가지고 크기가 증가하게 되고 구동신호의 펄스의 하강 에지(falling edge)에 대응하는 시점부터 크기가 감소하는 파형이 반복될 수 있다. For example, as shown in the upper left portion of FIG. 3, a driving signal having a frequency determined by the controller 400 may be applied to the driving electrode TX in a pulse form. At this time, the driving signal coupled through the mutual capacitance Cm (101) can be transmitted to the detecting unit 300 through the receiving electrode RX. The waveform of the reception signal received through the reception electrode RX is shown at the bottom of Fig. That is, even if the driving signal is applied to the driving electrode TX in the form of a square pulse, the receiving signal does not show the same square pulse shape. This is because it takes time to charge the self capacitance Cs formed between the driving electrode TX and the reception electrode RX and the ground GND. Accordingly, even when there is no touch, the waveform of the received signal increases in size with a slope starting from the rising edge of the pulse of the driving signal as indicated by a curve a, and the falling edge of the driving signal ) May be repeated.

이때, 수신신호의 크기가 증가하는 속도는 RC 상수(τ: RC constant)에 의해 결정된다. 보다 구체적으로, 수신신호의 크기 V(t)는 (1-e-t/τ)에 비례하며, 여기서 t는 시간 그리고 τ=RC로 표현될 수 있다. 상기 RC 상수(τ)를 결정하는 R 및 C는 구동전극(TX)의 자체 정전용량(102TX: CsTX) 및 저항(RTX)과 수신전극(RX)의 자체 정전용량(102RX: CsRX) 및 저항(RRX)이다. 이때, 저항(RTX 및 RRX)의 값은 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 및 터치 압력에 따른 변화량이 없거나 미미하여 무시할 수 있다. 따라서, 수신신호의 크기의 증가 속도는 자체 정전용량(Cs)의 값의 변화에 따라 결정될 수 있다. 즉, 자체 정전용량(Cs)의 값이 커질수록 수신신호의 크기의 증가 속도가 감소할 수 있다. 도3의 하단에서 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 압력의 인가시에 수신신호 파형이 b로 표시된다. 도3에 b로 도시된 바와 같이, 수신신호의 파형은 자체 정전용량(Cs)의 증가로 인해 크기의 증가 속도가 매우 느림을 알 수 있다. At this time, the rate at which the magnitude of the received signal increases is determined by the RC constant (τ: RC constant). More specifically, the magnitude V (t) of the received signal is proportional to (1-e- t /? ), Where t is time and? Determining the RC constant (τ) R and C are self-capacitance of the driving electrodes (TX) (102 TX: Cs TX) and a resistor (R TX) and receiving its own capacitance (102 RX of the electrode (RX): Cs RX ) and a resistor (R RX ). At this time, the values of the resistances R TX and R RX may be negligible due to a small or insignificant change in the touch sensor panel 100 according to the touch and touch pressure. Therefore, the rate of increase of the magnitude of the received signal can be determined according to the change of the value of its own capacitance Cs. That is, as the value of the capacitance Cs increases, the rate of increase of the size of the received signal may decrease. 3, when the touch pressure is applied to the touch sensor panel 100, the waveform of the received signal is indicated by b. As shown in FIG. 3B, it can be seen that the waveform of the received signal is very slow in magnitude due to the increase of its own capacitance Cs.

또한, 도3에 곡선 b로 도시된 바와 같이, 수신신호의 파형은 터치 센서 패널(100)에 대한 터치에 따라 상호 정전용량(Cm)이 감소하여 자체 정전용량(Cs)이 완전히 충전된 후에도 그 크기가 a 파형에 비해 감소된 것을 알 수 있다. 수신신호의 크기(Vout)는 상호 정전용량(Cm)의 크기에 비례하는 값을 갖기 때문이다. 3, the wave form of the received signal decreases as the mutual capacitance Cm decreases due to the touch of the touch sensor panel 100 and the self capacitance Cs is completely charged, It can be seen that the size is reduced compared to the a waveform. This is because the magnitude Vout of the received signal has a value proportional to the magnitude of the mutual capacitance Cm.

본 발명의 실시예에서는 터치 센서 패널(100)에 대한 터치시 압력에 따라 변화하는 자체 정전용량(Cs) 및/또는 상호 정전용량(Cm)의 변화에 따라 터치 압력의 크기를 검출하고자 한다. In the embodiment of the present invention, it is desirable to detect the magnitude of the touch pressure according to the change of the self capacitance Cs and / or the mutual capacitance Cm which varies with the pressure when the touch sensor panel 100 is touched.

도4a는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 터치 센서 패널에 대한 터치시에 자체 정전용량 변화에 따른 수신신호의 파형 변화를 구동신호와 함께 예시한다. 도4a에서는 상호 정전용량(Cm)의 변화량이 없는 경우를 예시한 것이다.FIG. 4A illustrates a waveform change of a received signal according to a change of its capacitance when touching a touch sensor panel of a touch input device according to an exemplary embodiment of the present invention, together with a driving signal. FIG. 4A illustrates a case where there is no change in mutual capacitance Cm.

도4a에서 F1으로 표시된 사각 펄스는 구동전극(TX)에 인가되는 제1주파수(F1)를 갖는 구동신호를 나타낸다. 곡선 a는 터치 센서 패널(100)에 대한 터치가 없는 경우에 수신전극(RX)을 통해 검출부(300)에서 수신되는 수신신호의 파형이다. 곡선 b는 터치 센서 패널(100)에 대해 터치 압력이 인가된 경우에 수신전극(RX)을 통해 검출부(300)에서 수신되는 수신신호의 파형이다. The square pulse indicated by F1 in Fig. 4A represents a driving signal having a first frequency F1 applied to the driving electrode TX. The curve a is a waveform of a reception signal received by the detection unit 300 through the reception electrode RX when there is no touch to the touch sensor panel 100. [ And a curve b is a waveform of a reception signal received by the detection unit 300 through the reception electrode RX when a touch pressure is applied to the touch sensor panel 100. [

이때, 제1주파수를 갖는 구동신호가 구동전극(TX)에 인가될 때, A로 표시된 영역에서 수신신호가 충분히 충전되어 터치 압력이 인가된 경우(b)와 터치 압력이 인가되지 않은 경우(a)의 구분이 어렵다. At this time, when the driving signal having the first frequency is applied to the driving electrode TX, the receiving signal is sufficiently charged in the area indicated by A and the touch pressure is applied (b) and the touch pressure is not applied (a ) Is difficult to distinguish.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 터치 압력의 크기를 검출하기 위해서 제1주파수보다 큰 제2주파수를 갖는 구동신호가 구동전극(TX)에 인가되도록 제어부(400)가 구동부(200)를 제어할 수 있다. 예컨대, 제2주파수를 갖는 구동신호의 펄스의 상승 에지는 제1주파수의 구동신호의 펄스의 그것과 동일하나, 하강 에지가 FE2로 FE1과 다르다. 이때, 제2주파수를 갖는 구동신호는 상대적으로 고주파수이므로 펄스의 주기가 더 짧다. 따라서, 수신신호의 충전이 충분히 완료되기 전에 펄스의 하강 에지(FE2)가 발생하게 된다. 구동신호의 펄스의 하강 에지(FE2) 이후에 수신신호의 크기는 감소하기 시작한다. Therefore, in an embodiment of the present invention, the controller 400 can control the driving unit 200 so that a driving signal having a second frequency greater than the first frequency is applied to the driving electrode TX to detect the magnitude of the touch pressure have. For example, the rising edge of the pulse of the drive signal having the second frequency is the same as that of the pulse of the drive signal of the first frequency, but the falling edge is different from FE1 to FE2. At this time, since the driving signal having the second frequency is relatively high frequency, the period of the pulse is shorter. Therefore, a falling edge FE2 of the pulse is generated before the reception signal is sufficiently charged. After the falling edge (FE2) of the pulse of the drive signal, the magnitude of the received signal starts to decrease.

보다 구체적으로, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치가 없는 경우(a)와 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 압력이 인가된 경우(b)에 신호의 충전 속도에는 차이가 난다. 따라서, 본 발명에서는, 도4a의 B로 표시된 바와 같이, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치가 없는 경우(a)의 신호 크기 값과 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 압력이 인가된 경우(b)의 신호 크기 값의 차이(D)가 크도록 제2주파수를 설정할 수 있다. 예컨대, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치의 압력에 기인한 자체 정전용량 변화에 근거한 수신신호의 과도 응답 변화율이 가장 크도록 제2주파수가 설정될 수 있다. 즉, 제2주파수를 갖는 구동신호에서 터치 압력이 인가된 경우(b)의 수신신호의 크기 값은 터치 압력에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 검출부(300)는 수신신호의 크기 값을 검출함으로써 해당 터치 압력의 크기를 판단할 수 있다. More specifically, when the touch sensor panel 100 is not touched (a) and when the touch pressure is applied to the touch sensor panel 100 (b), the signal charging speed differs. Accordingly, in the present invention, when the touch sensor panel 100 is not touched, as indicated by B in FIG. 4A, when the signal size value of (a) and the touch pressure of the touch sensor panel 100 are applied the second frequency can be set so that the difference (D) For example, the second frequency may be set such that the rate of change of the transient response of the received signal based on the change of its capacitance due to the pressure of the touch on the touch sensor panel 100 is the largest. That is, when the touch pressure is applied to the drive signal having the second frequency, the magnitude of the received signal in (b) may vary according to the touch pressure. Therefore, the detection unit 300 can determine the magnitude of the touch pressure by detecting the magnitude of the received signal.

본 발명의 실시예에 따른 제어부(400)는 구동부(200)로 하여금 제1시간구간에서 제1주파수(F1)를 갖고 제2시간구간에서 상기 제1주파수보다 큰 제2주파수(F2)를 갖는 구동신호를 구동전극(TX)에 인가하도록 제어할 수 있다. 즉, 제어부(400)는 구동부(200)로 하여금 시분할하여 제1주파수와 제2주파수를 갖는 구동신호를 구동전극(TX)에 인가하도록 제어할 수 있다. The control unit 400 according to the embodiment of the present invention may be configured such that the driving unit 200 has the first frequency F1 in the first time period and the second frequency F2 in the second time period that is greater than the first frequency It is possible to control the driving signal to be applied to the driving electrode TX. That is, the control unit 400 may control the driving unit 200 to apply a driving signal having a first frequency and a second frequency to the driving electrode TX by time-sharing.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 검출부(300)는 제1시간구간에서 수신신호의 크기에 따라 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 여부 및 터치 위치를 검출하도록 하고, 제2시간구간에서 수신신호의 크기에 따라 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 압력을 검출할 수 있다. Accordingly, the detecting unit 300 according to the embodiment of the present invention allows the touch sensor panel 100 to be touched or touched according to the magnitude of the received signal in the first time period, The touch pressure on the touch sensor panel 100 can be detected according to the size of the signal.

본 발명의 실시예에서, 제1주파수는 터치 센서 패널(100)에 대한 터치의 여부 및/또는 터치 위치를 충분히 정밀하게 검출할 수 있도록 정해질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예에서 구동신호의 펄스의 폭(상승 에지와 하강 에지 사이의 시간)에 대응하는 시간 동안에 수신전극(RX)의 자체 정전용량(Cs)이 충분히 충전될 수 있도록 제1주파수(F1)가 충분히 낮게 설정되어야 한다. 이와 더불어, 제1주파수(F1)는 SNR(Singnal to Noise Ratio)이 소정 기준에 적합하도록 잡음의 간섭을 줄일 수 있도록 너무 낮게 설정되는 것은 방지되어야 한다. 따라서, 제1주파수(F1)는 수신전극(RX)의 자체 정전용량(Cs)이 충분히 충전될 수 있도록 하면서도 잡음의 간섭을 충분히 줄일 수 있는 범위 내에서 설정될 수 있다. In the embodiment of the present invention, the first frequency can be determined so as to detect the touch position and / or the touch position with respect to the touch sensor panel 100 sufficiently precisely. For example, in the embodiment of the present invention, the first capacitance Cs of the receiving electrode RX may be sufficiently charged so that the self capacitance Cs of the receiving electrode RX may be sufficiently charged during the time corresponding to the width of the pulse of the driving signal (the time between the rising edge and the falling edge) (F1) must be set sufficiently low. In addition, the first frequency F1 should be prevented from being set too low to reduce noise interference so that the SNR (Singnal to Noise Ratio) meets a predetermined criterion. Therefore, the first frequency Fl can be set within a range that can sufficiently reduce the interference of the noise while allowing the self capacitance Cs of the receiving electrode RX to be sufficiently charged.

본 발명의 실시예에서 제2주파수(F2)는 전술한 바와 같이 터치가 없는 경우(a)와 터치 압력이 인가된 경우(b)의 수신신호의 크기 차이 값(D)이 검출 가능한 정도로 설정되어야 한다. 예컨대, 터치 압력이 큰 경우에는 상기 두 경우(a 및 b)의 수신신호의 파형의 갭(gap)이 상대적으로 크게 벌어지므로 제2주파수(F2)의 설정범위는 상대적으로 넓을 수 있으나 터치 압력이 작은 경우에는 상기 두 경우(a 및 b)의 수신신호의 파형 사이의 갭(gap)이 상대적으로 작으므로 제2주파수(F2)의 설정범위는 상대적으로 좁을 수 있다. In the embodiment of the present invention, the second frequency F2 is set such that the magnitude difference value D of the received signal in the case (a) without a touch and the case (b) in which the touch pressure is applied, do. For example, when the touch pressure is large, the gap between the waveforms of the received signals of the two cases (a and b) is relatively large, so that the setting range of the second frequency F2 may be relatively wide, The setting range of the second frequency F2 may be relatively narrow since the gap between the waveforms of the received signals of the two cases a and b is relatively small.

도4b는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 터치 센서 패널에 대한 터치시에 상호 정전용량 변화에 따른 수신신호의 파형 변화를 구동신호와 함께 예시한다. 도4b에서는 자체 정전용량(Cs)의 변화량이 없는 경우를 예시한 것이다.FIG. 4B illustrates a waveform change of a reception signal according to a mutual capacitance change when touching a touch sensor panel of a touch input device according to an embodiment of the present invention, together with a driving signal. FIG. 4B illustrates a case where there is no change in the capacitance Cs itself.

도4b에서, F1으로 표시된 사각 펄스는 구동전극(TX)에 인가되는 제1주파수를 갖는 구동신호를 나타낸다. 곡선 a는 터치 센서 패널(100)에 대한 터치가 없는 경우에 수신전극(RX)을 통해 검출부(300)에서 수신되는 수신신호의 파형이다. 곡선 c는 터치 센서 패널(100)에 대해 압력을 가하지 않고 단순히 터치만 수행한 경우에 수신전극(RX)을 통해 검출부(300)에서 수신되는 수신신호의 파형이다. 곡선 e는 터치 센서 패널(100)에 대해 터치 압력이 인간된 경우에 수신전극(RX)을 통해 검출부(300)에서 수신되는 수신신호의 파형이다. In Fig. 4B, a square pulse denoted F1 represents a driving signal having a first frequency applied to the driving electrode TX. The curve a is a waveform of a reception signal received by the detection unit 300 through the reception electrode RX when there is no touch to the touch sensor panel 100. [ The curve c is a waveform of a reception signal received by the detection unit 300 through the reception electrode RX when the touch sensor panel 100 is simply touched without applying pressure. The curve e is a waveform of a reception signal received by the detection unit 300 through the reception electrode RX when the touch pressure is applied to the touch sensor panel 100. [

이때, 제1주파수(F1)를 갖는 구동신호가 구동전극(TX)에 인가될 때, A로 표시된 영역에서 수신신호가 충분히 충전되지만, 상호 정전용량(Cm)의 변화량으로 인해 수신신호 크기의 최고 값이 곡선 a, c 및 e마다 서로 다름을 알 수 있다. 즉, 터치가 전혀 없는 경우(a)에 수신신호의 A영역에서의 크기는 가장 큰 값을 갖는다. 압력을 인가하지 않고 터치 센서 패널(100)에 대한 터치가 이루어지는 경우(c)는 상호 정전용량(Cm) 값이 (a) 경우보다 줄어들어 A영역에서 수신신호의 크기가 상대적으로 감소한다. 이와 마찬가지로, 압력을 인가하여 터치 센서 패널(100)에 대한 터치가 이루어지는 경우(e)는 상호 정전용량(Cm)이 더 감소하므로 (c) 경우보다도 A영역에서 수신신호의 크기가 더 작은 값을 갖는다. At this time, when the driving signal having the first frequency F1 is applied to the driving electrode TX, the reception signal is sufficiently charged in the area denoted by A, but due to the variation amount of the mutual capacitance Cm, It can be seen that the values are different for each curve a, c and e. That is, when there is no touch, the size of the received signal in area A has the largest value in (a). In the case of touching the touch sensor panel 100 without applying the pressure, the value of the mutual capacitance Cm is decreased as compared with the case of the case of (c), and the magnitude of the received signal in the region A is relatively decreased. Likewise, when the touch is applied to the touch sensor panel 100 by applying the pressure, the mutual capacitance Cm is further reduced in the case (e), so that the value of the received signal in the region A is smaller .

수신전극(RX)의 자체 정전용량(Cs)을 충분히 충전한 후에 수신신호의 크기는 터치 여부 및 터치 압력의 크기에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 수신전극(RX)의 자체 정전용량(Cs)을 충분히 충전한 후에 수신신호의 크기를 검출함으로써 터치 여부 및/또는 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다. The magnitude of the received signal after sufficiently charging the own capacitance Cs of the receiving electrode RX may vary depending on whether it is touched and the magnitude of the touch pressure. Therefore, according to the embodiment of the present invention, it is possible to detect the magnitude of touch and / or the touch pressure by detecting the magnitude of the received signal after sufficiently charging the capacitance Cs of the receiving electrode RX.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 상호 정전용량(Cm)의 변화량에 따라 터치 압력의 크기를 검출하기 위해서 수신전극(RX)에서 자체 정전용량(Cs)을 충분히 충전할 수 있도록 구동신호의 주파수를 결정할 수 있다. 즉, 구동신호의 펄스의 폭(펄스의 상승 에지로부터 하강 에지까지의 시간 구간)이 수신전극(RX)의 자체 정전용량(Cs)을 충분히 충전할 수 있는 시간보다 길어야 한다. 예컨대, 구동신호는 제1주파수(F1)를 가질 수 있다. Therefore, in the embodiment of the present invention, in order to detect the magnitude of the touch pressure in accordance with the change amount of the mutual capacitance Cm, the frequency of the driving signal is determined so that the receiving electrode RX can sufficiently charge its own capacitance Cs . That is, the width of the pulse of the driving signal (the time interval from the rising edge to the falling edge of the pulse) must be longer than the time to sufficiently charge the self capacitance Cs of the receiving electrode RX. For example, the drive signal may have a first frequency F1.

본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 검출부(300)는 수신신호의 크기 값을 검출함으로써 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 압력의 크기를 판단할 수 있다. In the touch input device 1000 according to an embodiment of the present invention, the detection unit 300 can determine the size of the touch sensor panel 100 and / or the touch pressure by detecting the magnitude of the received signal.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 검출 기법을 적용하면, 터치 여부 및/또는 터치 위치를 검출할 수 있는 기존의 터치 센서 패널과는 다른 또는 별도의 전극 및 패널을 요구하지 않으면서도 터치 압력을 용이하게 검출할 수 있다. As described above, by applying the touch detection technique to the touch input device 1000 of the present invention, it is possible to detect the touch position and / or the touch position, It is possible to easily detect the touch pressure without requesting the touch pressure.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects and the like described in the embodiments are included in one embodiment of the present invention and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects and the like illustrated in the embodiments can be combined and modified by other persons skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

100: 터치 센서 패널
200: 구동부
300: 검출부
400: 제어부
500: 기준 전위층
600: 디스플레이 패널
700: DAT
800: 에어갭
900: 객체
1000: 터치 입력 장치100: touch sensor panel
200:
300:
400:
500: Reference potential layer
600: display panel
700: DAT
800: air gap
900: object
1000: Touch input device

Claims (14)

복수의 수신전극을 포함하는 터치 센서;
디스플레이 패널; 및
기준 전위층;을 포함하고,
상기 터치 센서는 상기 디스플레이 패널과 완전 라미네이션 되고,
터치 압력이 인가되면, 상기 터치 센서 및 상기 디스플레이 패널이 휘어지고,
상기 기준 전위층은, 상기 터치 센서와 이격되어 배치되고,
상기 수신전극으로부터 검출되고, 객체가 터치 표면을 휘어짐 없이 터치하는 경우, 상기 객체가 상기 터치 센서에 근접함에 따라 상기 객체가 그라운드 역할을 하여 변하는 제1정전용량에 기초하여 터치 위치를 검출하고,
상기 수신전극으로부터 검출되고, 상기 터치 센서와 상기 기준 전위층 사이의 거리에 따라 변하는 제2정전용량에 기초하여 상기 터치 압력의 크기를 검출하는,
터치 입력 장치.A touch sensor including a plurality of reception electrodes;
A display panel; And
And a reference potential layer,
Wherein the touch sensor is completely laminated with the display panel,
When the touch pressure is applied, the touch sensor and the display panel are bent,
Wherein the reference potential layer is disposed apart from the touch sensor,
Detecting a touch position based on a first capacitance that is detected by the receiving electrode and changes as the object approaches the touch sensor when the object touches the touch surface without bending,
And detecting the magnitude of the touch pressure based on a second capacitance detected from the receiving electrode and varying with a distance between the touch sensor and the reference potential layer,
Touch input device. 제1항에 있어서,
상기 기준 전위층은, 상기 터치 압력이 인가될 때 휘어짐이 없는 위치에 배치되는,
터치 입력 장치.The method according to claim 1,
Wherein the reference potential layer is disposed at a position where there is no warp when the touch pressure is applied,
Touch input device. 삭제delete 복수의 수신전극을 포함하는 터치 센서;
디스플레이 패널; 및
기준 전위층;을 포함하고,
상기 터치 센서는 상기 디스플레이 패널의 내부에 배치되고,
터치 압력이 인가되면, 상기 터치 센서 및 상기 디스플레이 패널이 휘어지고,
상기 기준 전위층은, 상기 터치 센서와 이격되어 배치되고,
상기 수신전극으로부터 검출되고, 객체가 터치 표면을 휘어짐 없이 터치하는 경우, 상기 객체가 상기 터치 센서에 근접함에 따라 상기 객체가 그라운드 역할을 하여 변하는 제1정전용량에 기초하여 터치 위치를 검출하고,
상기 수신전극으로부터 검출되고, 상기 터치 센서와 상기 기준 전위층 사이의 거리에 따라 변하는 제2정전용량에 기초하여 상기 터치 압력의 크기를 검출하는,
터치 입력 장치.A touch sensor including a plurality of reception electrodes;
A display panel; And
And a reference potential layer,
Wherein the touch sensor is disposed inside the display panel,
When the touch pressure is applied, the touch sensor and the display panel are bent,
Wherein the reference potential layer is disposed apart from the touch sensor,
Detecting a touch position based on a first capacitance that is detected by the receiving electrode and changes as the object approaches the touch sensor when the object touches the touch surface without bending,
And detecting the magnitude of the touch pressure based on a second capacitance detected from the receiving electrode and varying with a distance between the touch sensor and the reference potential layer,
Touch input device. 제4항에 있어서,
상기 기준 전위층은, 상기 터치 압력이 인가될 때 휘어짐이 없는 위치에 배치되는,
터치 입력 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the reference potential layer is disposed at a position where there is no warp when the touch pressure is applied,
Touch input device. 삭제delete 제1항, 제2항, 제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
검출부;를 더 포함하고,
상기 검출부는 상기 제1정전용량에 대한 정보 및 상기 제2정전용량에 대한 정보를 포함하는 수신신호를 상기 수신전극으로부터 수신하는,
터치 입력 장치.The method according to any one of claims 1, 2, 4, and 5,
Further comprising:
Wherein the detection unit receives a reception signal including information on the first capacitance and information on the second capacitance from the reception electrode,
Touch input device. 제1항, 제2항, 제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
검출부;를 더 포함하고,
상기 검출부는 제1시간구간에 상기 제1정전용량에 대한 정보를 포함하는 수신신호를 상기 수신전극으로부터 수신하고, 제2시간구간에 상기 제2정전용량에 대한 정보를 포함하는 수신신호를 상기 수신전극으로부터 수신하는,
터치 입력 장치.The method according to any one of claims 1, 2, 4, and 5,
Further comprising:
Wherein the detection unit receives a reception signal including information on the first capacitance in the first time interval from the reception electrode and outputs a reception signal including information on the second capacitance in the second time interval to the reception The electrode,
Touch input device. 제8항에 있어서,
구동부; 및
제어부; 를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제1시간구간에 제1주파수를 갖는 구동신호가 인가되고, 상기 제2시간구간에 제2주파수를 갖는 구동신호가 인가되도록 상기 구동부를 제어하는,
터치 입력 장치.9. The method of claim 8,
A driving unit; And
A control unit; Further comprising:
Wherein the controller controls the driving unit to apply a driving signal having a first frequency in the first time period and a driving signal having a second frequency in the second time period,
Touch input device. 제9항에 있어서,
상기 제1주파수와 상기 제2주파수는 상기 터치 센서의 저항 및 정전용량에 따라 결정되는,
터치 입력 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the first frequency and the second frequency are determined according to a resistance and a capacitance of the touch sensor,
Touch input device. 제1항, 제2항, 제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
구동부; 및
검출부;를 더 포함하고,
상기 터치 센서는 복수의 구동전극을 더 포함하고,
상기 구동부는 상기 구동전극에 구동신호를 인가하고,
상기 검출부는 상기 제1정전용량에 대한 정보 및 상기 제2정전용량에 대한 정보를 포함하는 수신신호를 상기 수신전극으로부터 수신하는,
터치 입력 장치.The method according to any one of claims 1, 2, 4, and 5,
A driving unit; And
Further comprising:
Wherein the touch sensor further includes a plurality of driving electrodes,
Wherein the driving unit applies a driving signal to the driving electrode,
Wherein the detection unit receives a reception signal including information on the first capacitance and information on the second capacitance from the reception electrode,
Touch input device. 제1항, 제2항, 제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
구동부; 및
검출부;를 더 포함하고,
상기 터치 센서는 복수의 구동전극을 더 포함하고,
상기 구동부는 상기 구동전극에 구동신호를 인가하고,
상기 검출부는 제1시간구간에 상기 제1정전용량에 대한 정보를 포함하는 수신신호를 상기 수신전극으로부터 수신하고, 제2시간구간에 상기 제2정전용량에 대한 정보를 포함하는 수신신호를 상기 수신전극으로부터 수신하는,
터치 입력 장치.The method according to any one of claims 1, 2, 4, and 5,
A driving unit; And
Further comprising:
Wherein the touch sensor further includes a plurality of driving electrodes,
Wherein the driving unit applies a driving signal to the driving electrode,
Wherein the detection unit receives a reception signal including information on the first capacitance in the first time interval from the reception electrode and outputs a reception signal including information on the second capacitance in the second time interval to the reception The electrode,
Touch input device. 제12항에 있어서,
제어부; 를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제1시간구간에 제1주파수를 갖는 구동신호가 상기 구동전극에 인가되고, 상기 제2시간구간에 제2주파수를 갖는 구동신호가 상기 구동전극에 인가되도록 상기 구동부를 제어하는,
터치 입력 장치.13. The method of claim 12,
A control unit; Further comprising:
Wherein the controller controls the driving unit such that a driving signal having a first frequency is applied to the driving electrode in the first time period and a driving signal having a second frequency is applied to the driving electrode in the second time period,
Touch input device. 제13항에 있어서,
상기 제1주파수와 상기 제2주파수는 상기 터치 센서의 저항 및 정전용량에 따라 결정되는,
터치 입력 장치.14. The method of claim 13,
Wherein the first frequency and the second frequency are determined according to a resistance and a capacitance of the touch sensor,
Touch input device.
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