KR20150123101A - Touch input device - Google Patents

Touch input device Download PDF

Info

Publication number
KR20150123101A
KR20150123101A KR1020140049593A KR20140049593A KR20150123101A KR 20150123101 A KR20150123101 A KR 20150123101A KR 1020140049593 A KR1020140049593 A KR 1020140049593A KR 20140049593 A KR20140049593 A KR 20140049593A KR 20150123101 A KR20150123101 A KR 20150123101A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
touch
sensor panel
capacitance
touch sensor
change
Prior art date
Application number
KR1020140049593A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101609796B1 (en
Inventor
김세엽
윤상식
윤형섭
이환희
Original Assignee
주식회사 하이딥
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이딥 filed Critical 주식회사 하이딥
Priority to KR1020140049593A priority Critical patent/KR101609796B1/en
Publication of KR20150123101A publication Critical patent/KR20150123101A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101609796B1 publication Critical patent/KR101609796B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0414—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04111—Cross over in capacitive digitiser, i.e. details of structures for connecting electrodes of the sensing pattern where the connections cross each other, e.g. bridge structures comprising an insulating layer, or vias through substrate

Abstract

A touch input device according to the present invention comprises: a touch sensor panel including a plurality of driving electrodes and a plurality of receiving electrodes; a driving unit for applying an operation signal to the driving electrodes; a detecting unit for receiving a receiving signal including information about capacitance changed according to a touch of an object for a touch surface of the touch sensor panel; a standard potential layer spaced at a first distance apart from the touch sensor panel; and a control unit for detecting a touch position for the touch surface according to at least one of a change amount of a reciprocating capacity according to a change in the first distance and an autonomous capacity by the detecting unit in a first operation mode, and detecting pressure of the touch through any one of a change amount of the reciprocating capacity according to a change in the first distance, a change amount of the autonomous capacity according to a change in the first distance, and an area of the touch surface.

Description

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

본 발명은 터치 입력 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부도체로 터치 센서 패널을 터치하거나 터치시에 터치 객체를 통한 상호 정전용량의 변화의 발생이 용이하지 않은 환경에서 터치 압력을 검출하는 기법을 통해 터치 위치 또한 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 apparatus, and more particularly, to a touch input apparatus that detects touch pressure in an environment in which a touch sensor panel is touched by a non- And a touch input device capable of sensing a touch position.

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, 부도체 등으로 터치 센서 패널을 터치하거나 터치시에 터치 객체를 통한 상호 정전용량의 변화의 발생이 용이하지 않은 환경에서도 터치 압력과 함께 터치 위치를 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 a touch position together with a touch pressure even in an environment where a touch sensor panel is touched with an insulator or the like, .

본 발명은 종래의 필요성을 충족시키기 위해서 안출된 것으로, 부도체 등으로 터치 센서 패널을 터치하거나 터치시에 터치 객체를 통한 상호 정전용량의 변화의 발생이 용이하지 않은 환경에서도 터치 압력과 함께 터치 위치를 감지할 수 있는 터치 입력 장치에 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to satisfy the conventional necessity, and it is an object of the present invention to provide a touch sensor which is capable of detecting a touch position The present invention has been made to provide a touch input device capable of sensing a touch input.

본 발명의 실시형태에 따른 터치 입력 장치는 복수의 구동전극 및 복수의 수신전극을 포함하는 터치 센서 패널; 상기 복수의 구동전극에 구동신호를 인가하는 구동부; 상기 터치 센서 패널의 터치 표면에 대한 객체의 터치에 따라 변화되는 정전용량에 대한 정보를 포함하는 수신신호를 수신하는 검출부; 상기 터치 센서 패널과 제1거리로 이격된 기준 전위층: 및 제1구동모드에서, 상기 검출부로 하여금 상기 제1거리의 변화에 따른 상호 정전용량의 변화량 및 자체 정전용량의 변화량 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 터치 표면에 대한 터치 위치를 검출하도록 하고 상기 제1거리의 변화에 따른 상기 상호 정전용량의 변화량, 상기 자체 정전용량의 변화량 및 상기 터치의 면적 중 어느 하나를 통해 터치 압력을 검출하도록 하는 제어부를 포함할 수 있다. A touch input device according to an embodiment of the present invention includes: a touch sensor panel including a plurality of driving electrodes and a plurality of receiving electrodes; A driving unit for applying driving signals to the plurality of driving electrodes; A detector for receiving a received signal including information about a capacitance that changes according to a touch of an object with respect to a touch surface of the touch sensor panel; A reference potential layer spaced a first distance from the touch sensor panel; and a second driving mode in which the detection unit determines at least one of a change amount of the mutual capacitance and a variation amount of the self capacitance according to the change in the first distance To detect the touch position with respect to the touch surface and to detect the touch pressure through any one of the amount of mutual capacitance change according to the change in the first distance, the variation amount of the self capacitance, and the area of the touch, . ≪ / RTI >

본 발명의 실시형태에 따른 터치 입력 장치는 복수의 구동전극 및 복수의 수신전극을 포함하는 터치 센서 패널; 상기 복수의 구동전극에 구동신호를 인가하는 구동부; 상기 터치 센서 패널의 터치 표면에 대한 객체의 터치에 따라 변화되는 정전용량에 대한 정보를 포함하는 수신신호를 수신하는 검출부; 상기 터치 센서 패널과 제1거리로 이격된 기준 전위층: 및 제2구동모드에서 상기 검출부로 하여금 상기 터치 센서 패널과 상기 객체 사이의 제2거리 변화에 따른 상호 정전용량의 변화량 및 자체 정전용량의 변화량 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 터치 표면에 대한 터치 위치를 검출하도록 하고, 상기 제1거리 변화에 따른 상호 정전용량의 변화량, 자체 정전용량의 변화량 및 터치의 면적 중 적어도 어느 하나를 통해 터치 압력을 검출하도록 하는 제어부를 포함할 수 있다.A touch input device according to an embodiment of the present invention includes: a touch sensor panel including a plurality of driving electrodes and a plurality of receiving electrodes; A driving unit for applying driving signals to the plurality of driving electrodes; A detector for receiving a received signal including information about a capacitance that changes according to a touch of an object with respect to a touch surface of the touch sensor panel; A reference potential layer spaced a first distance from the touch sensor panel; and a change amount of the mutual capacitance due to the second distance change between the touch sensor panel and the object in the second driving mode, Wherein the touch position is detected through at least one of a change amount of mutual capacitance according to the first distance change, a change amount of self capacitance, and an area of touch, And a control unit for causing the detection unit to detect the detected signal.

본 발명에 따르면 부도체 등으로 터치 센서 패널을 터치하거나 터치시에 터치 객체를 통한 상호 정전용량의 변화의 발생이 용이하지 않은 환경에서도 터치 압력과 함께 터치 위치를 감지할 수 있는 터치 입력 장치를 제공할 수 있다. According to the present invention, there is provided a touch input device capable of sensing a touch position together with a touch pressure even in an environment where a touch sensor panel is touched by an insulator or the like, or when mutual capacitance change through a touch object is not easy .

또한, 본 발명에 따르면 필요에 따라 터치 센서 패널과 기준 전위층 사이의 거리 변화에 따른 상호 정전용량의 변화량, 자체 정전용량의 변화량 및/또는 터치 면적을 통해 터치 표면에 대한 터치 위치 및 터치 압력을 검출할 수 있도록 하는 제1구동모드와, 터치 센서 패널과 객체 사이의 거리 변화에 따른 상호 정전용량의 변화량과 자체 정전용량의 변화량 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 터치 표면에 대한 상기 터치 위치를 검출하고 터치 센서 패널과 기준 전위층 사이의 거리 변화에 따른 상호 정전용량의 변화량, 자체 정전용량의 변화량 및/또는 터치 면적을 통해 상기 터치 표면에 대한 상기 터치 압력을 검출할 수 있도록 하는 제2구동모드에서 동작할 수 있는 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, the touch position and the touch pressure with respect to the touch surface through the change amount of the mutual capacitance, the variation amount of the self capacitance, and / or the touch area according to the distance change between the touch sensor panel and the reference potential layer, Detecting the touch position with respect to the touch surface through at least one of a first drive mode for detecting the touch surface and a variation amount of the mutual capacitance and a variation amount of the self capacitance due to the distance change between the touch sensor panel and the object In a second driving mode in which the touch pressure on the touch surface can be detected through a mutual capacitance change amount, a variation amount of self capacitance, and / or a touch area according to a distance change between the touch sensor panel and the reference potential layer It is possible to provide a touch input device capable of operating.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 구조도이다.
도2a는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 터치 센서 패널과 터치 객체 사이의 거리에 따른 정전용량의 상태를 예시한다.
도2b는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 터치 센서 패널에 터치 압력이 가해질 때 터치 센서 패널과 기준 전위층 사이의 거리에 따른 정전용량의 상태를 예시한다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 다양한 단면을 예시한다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 터치 센서 패널에 대한 터치시의 구동신호와 수신신호의 파형을 예시한다.
도5a는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 터치 센서 패널에 대한 터치시에 자체 정전용량 변화에 따른 수신신호의 파형 변화를 구동신호와 함께 예시한다.
도5b는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 터치 센서 패널에 대한 터치시에 상호 정전용량 변화에 따른 수신신호의 파형 변화를 구동신호와 함께 예시한다.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 터치 센서 패널에 대한 터치시에 압력에 의한 정전용량의 변화량을 설명하기 위한 도면이다.1 is a structural diagram of a touch input device according to an embodiment of the present invention.
2A illustrates a state of a capacitance according to a distance between a touch sensor panel and a touch object of a touch input device according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2B illustrates a state of a capacitance according to a distance between a touch sensor panel and a reference potential layer when a touch pressure is applied to a touch sensor panel of a touch input device according to an embodiment of the present invention.
3 illustrates various cross-sections of a touch input device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 illustrates waveforms of a driving signal and a received signal at the time of touching the touch sensor panel of the touch input device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5A illustrates a waveform change of a reception signal according to a change of its own capacitance 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. 5B 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. 6 is a view for explaining the amount of change in capacitance due to pressure at the time of touching the touch sensor panel of the touch input device according to the embodiment of the present invention.

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, 본 발명의 실시예에 따른 검출부(300)는 제1검출부(310)와 제2검출부(320)를 포함할 수 있다. 제1검출부(310)는 터치 센서 패널(100)에 대한 터치시 터치의 위치를 검출할 수 있고 제2검출부(320)는 터치 센서 패널(100)에 대한 터치시 터치의 압력을 검출할 수 있다. 이는 단지 예시일 뿐이며 검출부(300)는 제1검출부(310)와 제2검출부(320)로 반드시 구분되어 구현될 필요는 없다. As shown in FIG. 1, the detector 300 according to the embodiment of the present invention may include a first detector 310 and a second detector 320. The first detecting unit 310 can detect the position of the touch when touching the touch sensor panel 100 and the second detecting unit 320 can detect the pressure of the touch when touching the touch sensor panel 100 . The detection unit 300 is not necessarily divided into the first detection unit 310 and the second detection unit 320.

도1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 제1구동모드에서 검출부(300)로 하여금 터치 센서 패널(100)과 기준 전위층(500) 사이의 거리 변화에 따른 상호 정전용량의 변화량, 상기 거리 변화에 따른 자체 정전용량의 변화량 및/또는 터치 면적을 통해 터치 표면에 대한 터치 위치 및/또는 터치 압력을 검출하도록 하는 제어부(400)를 더 포함할 수 있다. 1, the touch input device 1000 according to an embodiment of the present invention allows the detecting unit 300 to detect a change in the distance between the touch sensor panel 100 and the reference potential layer 500 in the first drive mode And a controller 400 for detecting a touch position and / or a touch pressure with respect to the touch surface through a change amount of mutual capacitance according to the distance, a variation amount of self capacitance according to the distance change, and / or a touch area.

제어부(400)는 제2구동모드에서 검출부(300)로 하여금 터치 센서 패널(100)과 터치 객체(900) 사이의 거리 변화에 따른 상호 정전용량의 변화량과 자체 정전용량의 변화량 중 적어도 어느 하나를 통해 터치 표면에 대한 터치 위치를 검출하도록 하고, 터치 센서 패널(100)과 기준 전위층(500) 사이의 거리 변화에 따른 상호 정전용량의 변화량, 상기 터치 센서 패널(100)과 기준 전위층(500) 사이의 거리 변화에 따른 자체 정전용량의 변화량 및/또는 터치의 면적을 통해 터치 표면에 대한 터치 압력을 검출하도록 제어할 수 있다. The control unit 400 controls the detecting unit 300 to detect at least one of the change amount of the mutual capacitance and the change amount of the self capacitance due to the change in the distance between the touch sensor panel 100 and the touch object 900 And the amount of change in the mutual capacitance due to the change in distance between the touch sensor panel 100 and the reference potential layer 500 and the amount of change in the capacitance between the touch sensor panel 100 and the reference potential layer 500 ) And / or the area of the touch due to the change in the distance between the touch surface and the touch surface.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 제1구동모드와 제2구동모드로 동작할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 제1구동모드와 제2구동모드 중 어느 하나를 디폴트(default) 구동모드로 하여 조작될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 제2구동모드를 디폴트로 하여 작동할 수 있다. Accordingly, the touch input apparatus 1000 according to the embodiment of the present invention can operate in the first drive mode and the second drive mode. The touch input apparatus 1000 according to the embodiment of the present invention can be operated by setting either the first drive mode or the second drive mode as a default drive mode. For example, the touch input apparatus 1000 according to the embodiment of the present invention can operate with the second drive mode as a default.

제2구동모드에서는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)가 도체와 같은 터치 객체로 터치되고 이러한 객체를 통한 정전용량의 변화 발생이 용이한 환경에서 작동될 수 있다. 제2구동모드에서 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 예컨대 제1검출부(310)에서 일반적으로 터치 위치를 검출하는 기법에 따라 터치 객체를 통한 터치의 2차원 위치가 검출될 수 있다. 제2구동모드에서 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 예컨대 제2검출부(320)에서 일반적으로 터치 압력의 크기를 검출하는 기법에 따라 터치 객체를 통한 터치의 압력의 크기가 검출될 수 있다. 이때, 제1검출부(310)와 제2검출부(320)는 시분할하여 터치 위치 및 터치 압력 검출을 수행할 수 있다. 또는 동시에 제1검출부(310)와 제2검출부(320)는 터치 위치 및 터치 압력을 검출할 수 있다. In the second drive mode, the touch input device 1000 according to the embodiment of the present invention can be operated in an environment in which a touch object such as a conductor is touched and a change in capacitance through such an object is easy to occur. In the second drive mode, the touch input device 1000 according to the embodiment of the present invention can detect a two-dimensional position of a touch through a touch object according to a technique of detecting a touch position in the first detection unit 310 have. In the second driving mode, the touch input device 1000 according to the embodiment of the present invention detects the magnitude of the pressure of the touch through the touch object according to a technique of detecting the magnitude of the touch pressure in the second detection unit 320, . At this time, the first detection unit 310 and the second detection unit 320 can perform touch position detection and touch pressure detection by time division. At the same time, the first detection unit 310 and the second detection unit 320 can detect the touch position and the touch pressure.

제1구동모드에서는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)가 부도체와 같은 터치 객체로 터치되거나 객체의 터치에 따른 상호 정전용량의 변화 발생이 용이하지 않은 환경에서 작동될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)가 부도체인 터치 객체로 터치되는 경우 터치를 통한 상호 정전용량(Cm)의 변화는 야기되지 않는다. 또한, 수중(underwater)과 같은 환경에서 터치 입력 장치(1000)가 터치 객체로 터치되는 경우 터치 객체를 통한 상호 정전용량(Cm) 변화는 일정하지 않거나 발생이 용이하지 않을 수 있다. 제1구동모드에서는 터치 센서 패널(100)에 대해 객체가 터치시에 발생하는 터치 센서 패널(100)의 휘어짐에 따라 발생하는 상호 정전용량의 변화량, 자체 정전용량의 변화량 및/또는 터치 면적을 검출함으로써 터치 압력의 크기 및 터치 위치를 검출할 수 있다. 이때, 실시예에 따라 제2검출부(320)에서 터치 압력의 크기 및 터치 위치를 모두 검출할 수 있다. In the first drive mode, the touch input apparatus 1000 according to the embodiment of the present invention can be operated in an environment in which it is not easily touched by a touch object such as an insulator or a mutual capacitance change due to a touch of an object. For example, when the touch input device 1000 according to the embodiment of the present invention is touched with a non-conductive touch object, the mutual capacitance Cm is not changed through the touch. Also, when the touch input device 1000 is touched as a touch object in an environment such as underwater, mutual capacitance change Cm through the touch object may not be constant or may not be easy to occur. In the first drive mode, the amount of mutual capacitance change, the amount of change in self capacitance, and / or the touch area generated according to the warp of the touch sensor panel 100 generated when an object touches the touch sensor panel 100 is detected The magnitude of the touch pressure and the touch position can be detected. At this time, according to the embodiment, the second detection unit 320 can detect both the magnitude of the touch pressure and the touch position.

따라서, 이러한 환경에 처하는 경우 사용자는 제1구동모드를 선택하여 터치 입력 장치(1000)를 조작할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 제어부(400)는 터치 입력 장치(1000)에 대한 선택 입력을 통해서 제1구동모드와 제2구동모드를 인식할 수 있다. 예컨대, 터치 입력 장치(1000)에서는 물리적인 스위치 또는 버튼 등을 구비하여 사용자가 필요에 따라 제1구동모드와 제2구동모드로 선택이 가능하도록 구현될 수 있다. 또는 본 발명의 터치 입력 장치(1000)를 구비하는 터치 스크린 상에 제1구동모드와 제2구동모드를 선택하도록 하는 옵션이 디스플레이되고 사용자의 선택 입력에 따라 제1구동모드와 제2구동모드가 인식될 수 있다.Accordingly, in such an environment, the user can operate the touch input apparatus 1000 by selecting the first drive mode. In the touch input device 1000 according to the embodiment of the present invention, the controller 400 can recognize the first drive mode and the second drive mode through a selection input to the touch input device 1000. For example, the touch input device 1000 may be provided with a physical switch or button so that the user can select the first drive mode and the second drive mode as needed. Or an option to select the first drive mode and the second drive mode on the touch screen including the touch input device 1000 of the present invention is displayed and the first drive mode and the second drive mode are selected according to the selection input of the user Can be recognized.

이하에서는 일반적인 터치의 위치(2차원 평면상의 위치)를 검출하는 기법을 우선 설명한 후 도2 내지 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 터치 위치 및/또는 터치 압력을 검출하는 기법을 설명한다. Hereinafter, a technique for detecting a general touch position (position on a two-dimensional plane) will be described first, and then a technique for detecting a touch position and / or a touch pressure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

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 도체인 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 C having 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 such a capacitance 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 예를 설명하였다. 이상의 터치 위치 검출 방식은 일반적으로 도체와 같은 객체가 터치 센서 패널(100)에 터치함으로써 변화된 상호 정전용량(Cm)의 변화량을 검출함으로써 터치 위치를 검출하는 것이다. 하지만, 이상의 터치 위치 검출 방식을 사용하면, 터치 입력 장치(1000)가 부도체와 같은 객체로 터치되거나 터치 입력 장치(1000)가 수중(underwater)에서 조작되는 경우 등에서, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치시에 객체를 통한 상호 정전용량(Cm)의 변화가 발생하지 않거나 변화량이 일정치 않을 수 있다. 따라서, 이러한 경우에는 전술한 방식에 따라서 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치의 위치를 명확하게 검출할 수 없는 문제점이 발생한다. In the foregoing, an example of detecting the touch and / or the position of the touch with respect to the touch sensor panel 100 according to the embodiment of the present invention has been described. The touch position detection method described above generally detects the touch position by detecting a change amount of the mutual capacitance Cm which is changed by touching the touch sensor panel 100 by an object such as a conductor. However, by using the above-described touch position detection method, when the touch input apparatus 1000 is touched by an object such as a non-conductor, or when the touch input apparatus 1000 is operated underwater, The mutual capacitance Cm through the object may not change or the amount of change may not be constant at the time of touch. Accordingly, in such a case, the position of the touch with respect to the touch input apparatus 1000 can not be clearly detected according to the above-described method.

따라서, 본 발명에서는 본 발명의 실시예에 따른 터치 객체의 도체/부도체 여부뿐 아니라 터치 입력 장치(1000)가 조작되는 환경에 무관하게 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 여부, 터치 위치뿐 아니라 터치 압력의 크기를 검출할 수 있는 터치 입력 장치(1000)를 제공하고자 한다. Accordingly, in the present invention, not only whether the touch object is conductive / non-conductive according to the embodiment of the present invention, but also whether the touch sensor panel 100 is touchable or not, regardless of the environment in which the touch input device 1000 is operated, And a touch input device 1000 capable of detecting the magnitude of the pressure.

이하에서는, 도2 내지 도6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 터치 센서 패널(100)에 대한 터치시 발생하는 정전용량의 변화를 검출하는 원리에 대해서 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to FIGS. 2 to 6, a principle of detecting a change in capacitance caused by touching the touch sensor panel 100 of the touch input apparatus 1000 according to the embodiment of the present invention will be described in detail do.

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. 도2에서 도면부호 600은 디스플레이 패널로 예시되나 해당 구성은 임의의 기판으로 구성될 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. In FIG. 2, reference numeral 600 denotes a display panel, but the configuration may be formed of any substrate.

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. .

도2a는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 터치 센서 패널(100)과 터치 객체(900) 사이의 거리(D)에 따른 정전용량의 상태를 예시한다. 도2a에서는 도체인 객체(900)로 터치 센서 패널(100)을 터치하려고 할 때 객체(900)와 터치 센서 패널(100) 사이의 거리(D)의 변화에 따른 정전용량의 상태를 예시한다. 도체인 객체(900)가 터치 센서 패널(100)에 가까워짐에 따라 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이의 상호 정전용량(101: Cm)이 변화한다. 즉, 터치를 위해 도체인 객체(900)가 터치 센서 패널(100)과 가까워짐에 따라 상호 정전용량(Cm: 101)이 기본 상호 정전용량에 비해 감소할 수 있다. 이는 손가락과 같은 도체인 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.2A illustrates a state of a capacitance according to the distance D between the touch sensor panel 100 and the touch object 900 of the touch input device 1000 according to the embodiment of the present invention. 2A illustrates a state of a capacitance due to a change in the distance D between the object 900 and the touch sensor panel 100 when the touch sensor panel 100 is touched by a conductive object 900. FIG. The mutual electrostatic capacitance 101 (Cm) between the driving electrode TX and the receiving electrode RX changes as the conductive object 900 approaches the touch sensor panel 100. [ That is, as the conductive object 900 approaches the touch sensor panel 100, the mutual capacitance Cm 101 can be reduced compared to the basic mutual capacitance. When the object 900, which is a conductor such as a finger, approaches the touch sensor panel 100, the object 900 serves as a ground (GND), and the fringing capacitance of the mutual capacitance Cm 101 is reduced. Is absorbed by the object 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. [

객체(900)와 터치 센서 패널(100) 사이의 거리인 D가 충분히 큰 경우에 객체(900)는 상호 정전용량(101)을 전혀 변화시키지 않을 수 있다. 객체(900)가 상기 상호 정정용량(101)을 변화시키기 시작하는 지점부터 터치 센서 패널(100)에 가까이 이동할수록 상호 정전용량(101)의 값은 감소한다. D의 크기가 감소함에 따라 객체(900)로 흡수되는 상호 정전용량(101)의 프린징 정전용량이 커질 수 있기 때문이다. 거리 D가, 객체(900)에 의해 상호 정전용량(101)으로부터 프린징 정전용량이 흡수되기 시작하는 지점부터 0에 도달할 때까지 상호 정전용량(101)의 크기는 점점 감소할 수 있다. 이때, 터치 센서 패널(100)과 기준 전위층(500) 사이의 거리 d는 변하지 않으므로 기준 전위층(500)에 의한 상호 정전용량(101)의 변화는 없다. When the distance D between the object 900 and the touch sensor panel 100 is sufficiently large, the object 900 may not change the mutual capacitance 101 at all. The value of the mutual capacitance 101 decreases as the object 900 moves closer to the touch sensor panel 100 from the point at which the mutual correction capacitance 101 starts to change. As the size of D decreases, the fringing capacitance of the mutual capacitance 101 absorbed by the object 900 may become larger. The magnitude of the mutual capacitance 101 may gradually decrease until the distance D reaches 0 from the point where the finging capacitance starts to be absorbed from the mutual capacitance 101 by the object 900. [ At this time, since the distance d between the touch sensor panel 100 and the reference potential layer 500 does not change, there is no change in the mutual capacitance 101 due to the reference potential layer 500.

또한, 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 각각과 도체인 객체(900) 사이에서 제1자체 정전용량(Cs1: 103)이 형성될 수 있다. 구동전극(TX)과 그라운드 역할을 하는 객체(900) 사이에 생성되는 정전용량 그리고 수신전극(RX)과 객체(900) 사이에 생성되는 정전용량 각각이 자체 정전용량이다. 제1자체 정전용량(103)의 값은, 객체(900)가 터치 센서 패널(100)과의 사이에서 자체 정전용량(103)을 생성할 정도로 터치 센서 패널(100)과 가까이 위치하는 지점부터 객체(900)와 터치 센서 패널(100) 사이의 거리 D가 줄어들수록 커질 수 있다. 객체(900)와 터치 센서 패널(100) 사이의 거리 D가 작아질수록 제1자체 정전용량(103)의 크기는 증가하며 객체(900)가 터치 센서 패널(100)에 터치하여 D가 0인 지점에서 제1자체 정전용량(103)의 크기는 가장 큰 값을 가질 수 있다. Also, a first self capacitance Cs1 103 may be formed between the driving electrode TX and the reception electrode RX, respectively, and the conductive object 900. The electrostatic capacitance generated between the driving electrode TX and the object 900 serving as a ground and the electrostatic capacitance generated between the receiving electrode RX and the object 900 are their own electrostatic capacitances. The value of the first self capacitance 103 is set so that the object 900 is positioned at a position close to the touch sensor panel 100 to such an extent that the object 900 generates its own capacitance 103 with the touch sensor panel 100 As the distance D between the touch panel 900 and the touch sensor panel 100 decreases. The size of the first self capacitance 103 increases as the distance D between the object 900 and the touch sensor panel 100 becomes smaller and the object 900 touches the touch sensor panel 100, The magnitude of the first self-capacitance 103 at the point can have the largest value.

또한, 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 각각과 기준 전위층(600) 사이에서 제2자체 정전용량(self capacitance)(Cs2: 102)이 형성될 수 있다. 즉, 구동전극(TX)과 기준 전위층(500) 사이에 생성되는 정전용량 그리고 수신전극(RX)과 기준 전위층(500) 사이에 생성되는 정전용량 각각이 자체 정전용량이다. 터치 센서 패널(100)에 대한 터치시 압력이 인가되지 않는 경우에는 제2자체 정전용량(Cs: 102)의 값은 변하지 않는다. 기준 전위층(500)과 터치 센서 패널(100) 사이의 거리 d가 변하지 않기 때문이다. 이는 터치 객체(900)가 도체이든 부도체이든 무관하다. 이때, 제1자체 정전용량(103)과 제2자체 정전용량(102)은 서로 병렬 연결된 것과 같은 구조를 가지므로 터치 센서 패널(100)의 총 자체 정전용량(Cs)은 제1자체 정전용량(103)과 제2자체 정전용량(102)의 합으로 표현될 수 있다. 터치 객체(900)가 도체인 경우, 객체(900)와 터치 센서 패널(100) 사이의 거리의 변화에 따른 상호 정전용량(Cm: 101) 및/또는 제1자체 정전용량(Cs3: 103)의 변화량을 측정함으로써 터치 위치를 검출할 수 있다. A second self capacitance (Cs2: 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 reference potential layer 500 and the electrostatic capacitance generated between the receiving electrode RX and the reference potential layer 500 are self-capacitance. The value of the second self capacitance (Cs: 102) does not change when no pressure is applied to the touch sensor panel 100 during the touch. This is because the distance d between the reference potential layer 500 and the touch sensor panel 100 does not change. This is independent of whether the touch object 900 is conductive or nonconductive. Since the first self capacitance 103 and the second self capacitance 102 are connected in parallel to each other, the total self capacitance Cs of the touch sensor panel 100 is the same as the first self capacitance 103 and the second self-capacitance 102. The second self- The mutual capacitance Cm 101 and / or the capacitance Cs2 of the first self capacitance Cs3 103 according to the change of the distance between the object 900 and the touch sensor panel 100, when the touch object 900 is a conductor, The touch position can be detected by measuring the amount of change.

도2b는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 터치 센서 패널(100)에 터치 압력이 가해질 때 터치 센서 패널(100)과 기준 전위층(500) 사이의 거리에 따른 정전용량의 상태를 예시한다. 도2b에서는 설명의 편의를 위해서 터치 압력에 따른 터치 센서 패널(100)의 휘어짐이 과장되어 표시되었다. 2B is a graph showing the relationship between the distance between the touch sensor panel 100 and the reference potential layer 500 when a touch pressure is applied to the touch sensor panel 100 of the touch input apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention. State. In FIG. 2B, the bending of the touch sensor panel 100 according to the touch pressure is exaggerated for convenience of explanation.

도2b에 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, 도2a의 경우에 비해서, 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. 터치 객체(900)가 부도체인 경우에는 상호 정전용량(Cm)의 변화는 단순히 터치 센서 패널(100)과 기준 전위층(500) 사이의 거리 변화(d-d')에만 기인할 수 있다. As shown in FIG. 2B, 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 mutual electrostatic capacitance 101 (Cm) between the driving electrode TX and the receiving electrode RX can be further reduced as compared with the case of FIG. 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. When the touch object 900 is nonconductive, the change of the mutual capacitance Cm can be caused only by the distance change d-d 'between the touch sensor panel 100 and the reference potential layer 500. [

도2b에 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 제2자체 정전용량(Cs2: 102) 값은 증가할 수 있다. 이는 (Cs'2: 102')로 도면에 표시된다. 이는, 터치 센서 패널(100)이 휘어져 기준 전위층(500)과의 거리가 d에서 d'로 감소하기 때문이다. 객체(900)가 도체인 경우 도2a 및 도2b의 경우에 생성되는 총 자체 정전용량(Cs)은 제1자체 정전용량(103)과 제2자체 정전용량(102)의 합으로 표현될 수 있다. 객체(900)가 부도체인 경우 제1자체 정전용량(103)은 생성되지 않으므로 총 자체 정전용량(Cs)은 제2자체 정전용량(102)과 같을 수 있다. As shown in FIG. 2B, 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 second self capacitance (Cs2: 102) in the region where the distance between the touch sensor panel 100 and the reference potential layer 500 is short can be increased. This is shown in the figure as (Cs'2: 102 '). This is because the distance between the touch sensor panel 100 and the reference potential layer 500 is reduced from d to d '. When the object 900 is a conductor, the total self-capacitance Cs generated in the case of FIGS. 2A and 2B can be expressed by the sum of the first self-capacitance 103 and the second self-capacitance 102 . The total self capacitance Cs may be equal to the second self capacitance 102 since the first self capacitance 103 is not created when the object 900 is nonconductive.

도2b에서는 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 따른 상호 정전용량(Cm: 101) 및 제2자체 정전용량(Cs2: 102)의 변화량을 측정함으로써 터치 위치 및/또는 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다. 2B, when the pressure is applied to the touch sensor panel 100 by the air gap 800 between the display panel 600 and 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, by measuring the amount of change of the mutual capacitance Cm 101 and the second self capacitance Cs2 102 in accordance with the change of the distance between the reference potential layer 500 and the touch sensor panel 100, Or the magnitude of the touch pressure can be detected.

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 제2자체 정전용량(Cs: 102)의 변화량을 측정함으로써 터치 위치 및/또는 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 (Cm: 101) and the second self capacitance (Cs: 102) according to the change of the distance between the touch sensor panel (100) Can not be detected. 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 장치의 다양한 단면을 예시한다. 도3의 (a)에서는 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 패널(600)이 공기(air)를 사이에 두고 이격되어 있지만 기준 전위층(500)이 디스플레이 패널(600)상에 형성되어 있지 않은 경우를 예시한다. 도3의 (b)에서는 기준 전위층(500)이 추가의 기판(510)상에 형성되고 터치 센서 패널(100)과 기준 전위층(500)이 공기를 사이에 두고 이격되고 추가의 기판(510)과 디스플레이 패널(600)이 공기를 사이에 두고 이격된 경우를 예시한다. 도3의 (c)에서는 기준 전위층(500)이 추가의 기판(510) 상에 형성되고 터치 센서 패널(100)과 기준 전위층(500)이 공기를 사이에 두고 이격되고 추가의 기판(510)이 디스플레이 패널(600)에 접촉하여 형성된 경우를 예시한다. 도3의 (d)는 도3의 (a)와 동일하나 단지 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 패널(600) 사이가 공기가 아닌 물질(810)로 채워진 경우를 예시한다. 여기서 상기 물질(810)은 압력의 인가에 따라 형태가 변형될 수 있으며 압력이 제거된 때 원상태로 복귀할 수 있는 탄성력을 갖는 물질일 수 있다. 도3의 (e)는 도3의 (c)와 동일하나 단지 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 패널(600) 사이가 공기가 아닌 물질(810)로 채워진 경우를 예시한다. 3 illustrates various cross-sections of a touch input device according to an embodiment of the present invention. 3 (a), when the touch sensor panel 100 and the display panel 600 are spaced apart with air therebetween but the reference potential layer 500 is not formed on the display panel 600 . 3B, the reference potential layer 500 is formed on the additional substrate 510 and the touch sensor panel 100 and the reference potential layer 500 are spaced apart with air therebetween and the additional substrate 510 And the display panel 600 are spaced apart with air interposed therebetween. 3C, the reference potential layer 500 is formed on the additional substrate 510, and the touch sensor panel 100 and the reference potential layer 500 are separated from each other with air interposed therebetween and the additional substrate 510 ) Is formed in contact with the display panel 600. FIG. FIG. 3 (d) is the same as FIG. 3 (a), but illustrates a case where the space between the touch sensor panel 100 and the display panel 600 is filled with a substance 810 rather than air. The material 810 may be deformable according to application of pressure and may be a material having an elastic force capable of returning to the original state when the pressure is removed. 3 (e) is the same as FIG. 3 (c), but illustrates a case where the space between the touch sensor panel 100 and the display panel 600 is filled with a substance 810 rather than air.

도4은 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. 도4에 도시된 바와 같이, 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이에는 상호 정전용량(Cm: 101)이 형성되고, 구동전극(TX)과 그라운드 사이에는 자체 정전용량(CsTX)이 형성되고, 수신전극(RX)과 그라운드 사이에는 자체 정전용량(CsRX)이 형성되어 있다. 이때, 그라운드는 도체인 객체(900) 및/또는 기준 전위층(500)일 수 있다. 또한, 구동전극(TX) 자체의 저항(RTX)과 수신전극(RX) 자체의 저항(RRX)이 도시된다. 4 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. 4, a mutual capacitance Cm 101 is formed between the driving electrode TX and the receiving electrode RX and a self capacitance Cs TX is formed between the driving electrode TX and the ground And a self capacitance Cs RX is formed between the reception electrode RX and the ground. At this time, the ground may be a conductor 900 and / or a reference potential layer 500. 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, 도4의 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 도4의 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 part of FIG. 4, 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(CsTX) 및 저항(RTX)과 수신전극(RX)의 자체 정전용량(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. 도4의 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? R and C which determine the RC constant tau are the capacitance Cs TX and the resistance R TX of the driving electrode TX and the capacitance Cs RX of the receiving electrode RX and the resistance 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. At the lower end of FIG. 4, when the touch pressure is applied to the touch sensor panel 100, the received signal waveform 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, 도4에 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. 4, the waveform 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 fully charged. As a result, 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.

도5a는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 터치 센서 패널에 대한 터치시에 자체 정전용량 변화에 따른 수신신호의 파형 변화를 구동신호와 함께 예시한다. 도5a에서는 상호 정전용량(Cm)의 변화량이 없는 경우를 예시한 것이다.FIG. 5A illustrates a waveform change of a reception signal according to a change of its own capacitance 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. 5A illustrates a case where there is no change in mutual capacitance Cm.

도5a에서 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 c는 터치 센서 패널(100)에 대해 압력을 인가함이 없이(즉, 도2b에서 거리 d의 변화 없이) 터치 센서 패널(100)을 터치한 경우에 수신전극(RX)을 통해 검출부(300)에서 수신되는 수신신호의 파형이다. 곡선 e는 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. 5A 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. [ The curve c indicates a state where the touch panel 100 is touched without applying pressure to the touch sensor panel 100 (i.e., without changing the distance d in Fig. 2B) Of the received signal. A curve e 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. [

도2a 및 도2b를 참조하여 설명하면, 곡선a는 객체(900)가 제1자체 정전용량(103)을 전혀 생성하지 않거나 생성하기 시작하는 지점에 위치하는 경우를 나타내고, 상기 지점부터 객체(900)가 터치 센서 패널(100)에 가까워져 거리 D의 크기가 0까지 감소할 때 수신신호의 파형은 곡선a로부터 곡선c로 전이될 수 있다. 또한, 거리 D는 0이면서 터치 압력의 크기를 증가시켜 터치 센서 패널(100)과 기준 전위층(500) 사이의 거리 d가 감소함에 따라 수신신호의 파형은 곡선c로부터 곡선e로 전이될 수 있다. 이때, 제1주파수를 갖는 구동신호가 구동전극(TX)에 인가될 때, A로 표시된 영역에서 수신신호가 충분히 충전되어 터치 압력이 인가된 경우(e), 압력 없이 터치가 이루어진 경우(c) 및 터치가 이루어지지 않은 경우 (a)의 구분이 어렵다. 2A and 2B, the curve a indicates a case where the object 900 is located at a point where the object 900 does not generate or starts to generate the first self-capacitance 103, and the object 900 ) Approaches the touch sensor panel 100 and the size of the distance D decreases to zero, the waveform of the received signal can be changed from the curve a to the curve c. In addition, as the distance d is 0 and the touch pressure is increased to decrease the distance d between the touch sensor panel 100 and the reference potential layer 500, the waveform of the received signal can be changed from the curve c to the curve e . In this case, 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. (E) (A) is difficult to distinguish.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 터치 여부 및/또는 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 the embodiment of the present invention, in order to detect the magnitude of the touch and / or the touch pressure, the controller 400 controls the driving unit 200 such that a driving signal having a second frequency greater than the first frequency is applied to the driving electrode TX. Can be controlled. 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), 압력을 인가함이 없이 터치가 이루어진 경우(c) 그리고 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 압력이 인가된 경우(e)에 신호의 충전 속도에는 차이가 난다. 따라서, 본 발명에서는, 도5a의 B로 표시된 바와 같이, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치가 없는 경우(a)의 신호 크기 값, 압력을 인가함이 없이 터치가 이루어진 경우(c)의 신호 크기 값, 그리고 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 압력이 인가된 경우(e)의 신호 크기 값의 차이가 크도록 제2주파수를 설정할 수 있다. 도5b에서는 설명의 편의를 위해 곡선(a)와 곡선(e) 사이의 신호 크기 차이 값(W)이 예시되어 있다. 실시예에 따라, 제2주파수는 곡선(a)와 곡선(c) 사이의 신호 크기 차이 값이 가장 크도록 또는 곡선(c)와 곡선(e) 사이의 신호 크기 차이 값이 가장 크도록 설정될 수 있다. 예컨대, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 및/또는 터치의 압력에 기인한 자체 정전용량 변화에 근거한 수신신호의 과도 응답 변화율이 가장 크도록 제2주파수가 설정될 수 있다. 제2주파수를 갖는 구동신호에서 터치 압력이 인가된 경우(e)의 수신신호의 크기 값은 터치 압력에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 검출부(300)는 수신신호의 크기 값을 검출함으로써 해당 터치 여부, 터치 위치 및/또는 터치 압력의 크기를 판단할 수 있다. More specifically, when there is no touch on the touch sensor panel 100 (a), when the touch is performed without pressure application (c), and when the touch pressure on the touch sensor panel 100 is applied (e ), The charging speed of the signal differs. Accordingly, in the present invention, as shown by B in FIG. 5A, when the touch sensor panel 100 is not touched, the signal size value of (a), the signal of (c) The magnitude of the signal, and the magnitude of the signal magnitude of (e) when the touch pressure on the touch sensor panel 100 is applied. In FIG. 5B, the signal magnitude difference value W between the curve a and the curve e is illustrated for convenience of explanation. According to the embodiment, the second frequency is set such that the signal magnitude difference value between curve a and curve c is the largest or the signal magnitude difference value between curve c and curve e is the largest . For example, the second frequency may be set such that the rate of transient response change of the received signal based on the change of its own capacitance due to the touch and / or touch pressure on the touch sensor panel 100 is greatest. When the touch pressure is applied to the driving signal having the second frequency, the magnitude of the received signal in (e) may vary according to the touch pressure. Therefore, the detecting unit 300 can determine the magnitude of the touch state, the touch position, and / or the touch pressure by detecting the magnitude value 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.

이때, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 제2구동모드에 있을 수 있다. 제2구동모드에서 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. At this time, the touch input apparatus 1000 according to the embodiment of the present invention may be in the second drive mode. In the second driving mode, the detecting unit 300 according to the embodiment of the present invention detects touch and touch positions of the touch sensor panel 100 according to the magnitude of a received signal in a first time period, The touch pressure on the touch sensor panel 100 can be detected according to the magnitude of the received 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), 압력을 인가함이 없이 터치가 이루어진 경우(c) 그리고 터치 압력이 인가된 경우(e) 사이의 수신신호의 크기 차이 값(예컨대, W)이 검출 가능한 정도로 설정되어야 한다. 예컨대, 터치 압력이 큰 경우에는 두 경우(예컨대, a와 e 또는 c와 e)의 수신신호의 파형의 갭(gap)이 상대적으로 크게 벌어지므로 제2주파수(F2)의 설정범위는 상대적으로 넓을 수 있으나 터치 압력이 작은 경우에는 상기 두 경우의 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 a frequency between (a) no touch, (c) touch without applying pressure, and (e) The magnitude difference value (e.g., W) of the received signal must be set to a detectable degree. For example, when the touch pressure is large, since the gap between the waveforms of the received signals of the two cases (for example, a and e or c and e) becomes relatively large, the setting range of the second frequency F2 is relatively wide However, if the touch pressure is small, the gap between the waveforms of the received signals in the two cases is relatively small, so that the setting range of the second frequency F2 may be relatively narrow.

도5a와 같은 자체 정전용량의 변화량을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)를 제1구동모드에서 동작하게 할 수 있다. 도5a에서는 객체(900)가 도체인 경우로서 세가지 경우의 곡선을 예시하여 본원 발명에 대해서 설명하고 있으나, 본원의 터치 입력 장치(1000)가 제1구동모드로 동작하는 경우에도 전술한 설명이 동일하게 적용될 수 있다. 예컨대, 객체(900)가 부도체인 경우에는 압력 없이 터치만 이루어진 경우의 곡선 c와 압력을 인가하여 터치가 이루어진 경우의 곡선 e 두 가지 경우의 곡선만이 포함될 수 있다. 이 경우 자체 정전용량(Cs)은 제2자체 정전용량(102)만으로 이루어지므로, 곡선 c 및 곡선 e가 나타내는 신호의 크기는 도5a의 곡선 c 및 e보다 큰 값을 가질 수 있다. The touch input apparatus 1000 according to the embodiment of the present invention can be operated in the first drive mode by using the variation amount of its capacitance as shown in FIG. 5A illustrates a case where the object 900 is a conductor and three curves are exemplified to describe the present invention. However, even when the touch input apparatus 1000 operates in the first drive mode, the above description is the same Lt; / RTI > For example, when the object 900 is non-conductive, only curves of two cases can be included, which is a curve c when a touch is made without pressure and a curve e when a touch is made when a pressure is applied. In this case, since the self capacitance Cs is made of only the second self capacitance 102, the magnitude of the signal represented by the curve c and the curve e can be larger than the curves c and e in FIG. 5A.

제1구동모드에서 구동부(200)가 전술한 제2주파수를 갖는 구동신호를 구동전극(TX)에 인가할 수 있다. 이때, 터치 센서 패널(100)에 대해서 객체(900)가 압력을 의도하지 않고 단순히 터치하는 경우라도 소량의 압력이 터치 센서 패널(100)에 인가될 수 있으며 이에 따라 자체 정전용량이 변화할 수 있다. 따라서, 자체 정전용량의 변화량에 따라서 터치 압력을 검출하는 것은 물론이고 자체 정전용량의 변화가 발생하는 구동전극(TX)과 수신전극(RX)을 검출함으로써 터치 표면에서 터치 위치를 검출할 수 있다. In the first driving mode, the driving unit 200 can apply the driving signal having the second frequency to the driving electrode TX. At this time, even when the object 900 does not intend to pressure the touch sensor panel 100 with a simple touch, a small amount of pressure can be applied to the touch sensor panel 100, thereby changing its own capacitance . Accordingly, the touch position can be detected on the touch surface by detecting the driving electrode TX and the receiving electrode RX, which detect the touch pressure according to the variation amount of the capacitance itself and also change the capacitance of the touch sensor.

도5a와 같은 자체 정전용량의 변화량을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)를 제2구동모드에서도 동작하게 할 수 있음은 자명하다. 예컨대, 제1시간구간에서 상호 정전용량의 변화량을 검출함으로써 터치의 위치를 검출하고 제2시간구간에서 자체 정전용량의 변화량을 검출함으로서 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다. It is obvious that the touch input apparatus 1000 according to the embodiment of the present invention can be operated in the second driving mode by using the variation amount of its own capacitance as shown in FIG. For example, the magnitude of the touch pressure can be detected by detecting the position of the touch by detecting the amount of mutual capacitance change in the first time interval and detecting the amount of change of the self capacitance in the second time interval.

도5b는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 터치 센서 패널에 대한 터치시에 상호 정전용량 변화에 따른 수신신호의 파형 변화를 구동신호와 함께 예시한다. 도5b에서는 자체 정전용량(Cs)의 변화량이 없는 경우를 예시한 것이다.FIG. 5B 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. 5B illustrates a case where there is no change in the capacitance Cs.

도5b에서, 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. 5B, a square pulse indicated by F1 indicates 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. 이때는 터치 객체가 손가락과 같은 도체인 경우이다. 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 . In this case, the touch object is a finger-like conductor.

터치 객체가 부도체인 경우, 터치가 전혀 없는 경우나 압력을 인가하지 않고 터치가 이루어지는 경우 모두 (a)와 같은 파형을 가질 수 있다. 또한, 압력을 인가하여 터치가 이루어지는 경우 (e)의 파형은 (c)와 같이 변화량이 더 작을 수 있다. 하지만, 부도체의 터치 객체(900)로 압력을 인가할 의도 없이 터치하는 경우라도 소량의 압력이 터치 센서 패널(100)에 인가되는 것이 일반적이므로 이러한 경우라도 상호 정전용량의 변화량을 검출함으로서 터치 압력을 검출할 수 있을 뿐 아니라 터치 위치도 검출할 수 있다. In the case where the touch object is non-conductive, when there is no touch, or when touch is performed without applying pressure, the waveform may have the same waveform as in (a). Further, when the touch is performed by applying the pressure, the waveform of (e) may have a smaller amount of change as shown in (c). However, even when the touch object 900 touches the non-conductive touch object 900 without touching the touch object 900, a small amount of pressure is generally applied to the touch sensor panel 100. Accordingly, by detecting the amount of mutual capacitance change, It is possible to detect not only the touch position but also the touch position.

터치 센서 패널(100)의 자체 정전용량(Cs)을 충분히 충전한 후에 수신신호의 크기는 터치 여부 및/또는 터치 압력의 크기에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 터치 센서 패널(100)의 자체 정전용량(Cs)을 충분히 충전한 후에 수신신호의 크기를 검출함으로써 터치 여부 및/또는 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다. After the self-capacitance Cs of the touch sensor panel 100 is sufficiently charged, the magnitude of the received signal may vary depending on the touch and / or the magnitude of the touch pressure. Therefore, according to the embodiment of the present invention, the magnitude of the touch signal and / or the touch pressure can be detected by detecting the magnitude of the received signal after the self capacitance Cs of the touch sensor panel 100 is sufficiently charged.

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 터치 센서 패널(100)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 (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 touch sensor panel 100. 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.

도5b를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)가 제1구동모드에 있을 때는 터치 입력 장치(1000)가 부도체와 같은 객체 등으로 터치되거나 수중과 같이 터치 입력 장치(1000)의 외부에 있는 객체로부터 유도되는 상호 정전용량의 변화가 미비할 수 있다. 따라서, 제2구동모드에 있는 경우와는 달리 상대적으로 상호 정전용량의 변화량에 대한 임계값을 낮게 설정하여 터치 표면에 대한 터치 위치 및/또는 터치 압력을 검출할 수 있다. Referring to FIG. 5B, when the touch input apparatus 1000 according to the embodiment of the present invention is in the first drive mode, the touch input apparatus 1000 is touched with an object such as an insulator, The mutual capacitance change induced from the object outside of the resonant capacitance may be insignificant. Therefore, the touch position and / or the touch pressure on the touch surface can be detected by setting the threshold value for the change amount of the mutual capacitance relatively low, unlike the case of the second drive mode.

도6은 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 터치 센서 패널에 대한 터치시에 압력에 의한 정전용량의 변화량을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 압력은 터치 면적에 의해 검출될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 검출부(300)는 터치 면적에 근거하여 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 압력의 크기를 계산할 수 있다. FIG. 6 is a view for explaining the amount of change in capacitance due to a pressure when touching a touch sensor panel of a touch input device according to an embodiment of the present invention. The touch pressure to the touch input apparatus 1000 according to the embodiment of the present invention can be detected by the touch area. The detecting unit 300 according to the embodiment of the present invention can calculate the magnitude of the touch pressure on the touch sensor panel 100 based on the touch area.

구체적으로, 검출부(300)는 객체(900)에 의해 터치 센서 패널(100)에 대한 터치시에 터치 면적으로부터 터치 압력의 크기를 계산할 수 있다. 여기서, 터치 면적은 특정 시간에 터치 센서 패널(100)에서 터치에 따라 정전용량이 변하는 모든 감지셀에서의 정전용량 변화량을 합한 값으로부터 계산될 수 있다. Specifically, the detecting unit 300 can calculate the magnitude of the touch pressure from the touch area when the touch panel 100 is touched by the object 900. Here, the touch area can be calculated from a sum of capacitance change amounts in all sensing cells whose capacitance changes according to a touch in the touch sensor panel 100 at a specific time.

예를 들면, 도6에 도시된 바와 같이 객체(900)가 터치 센서 패널(100)을 압력을 인가함이 없이 터치하는 경우 정전용량의 변화량의 합은 2이다. 도6의 하단에는 객체(900)를 통해 터치 센서 패널(100)을 압력을 인가하면서 터치하는 경우를 예시한다. 이러한 경우, 터치 센서 패널(100)에서 발생하는 정전용량의 변화량의 합은 570(=90+70+70+70+70+50+50+50+50)임이 예시된다. 이때, 제어부(400)는 도6의 상단에서의 터치 면적은 도6의 하단에서의 터치 면적보다 작은 것으로 판단할 수 있다. 제어부(400)는 정전용량의 변화량의 합이 커질수록 터치 면적이 커지는 것으로 대응시킬 수 있으며 이러한 대응관계를 기설정하여 저장하고 있을 수 있다. For example, when the object 900 touches the touch sensor panel 100 without applying pressure as shown in FIG. 6, the sum of changes in the capacitance is 2. 6 illustrates a case of touching the touch sensor panel 100 while applying pressure to the touch sensor panel 100 through the object 900. FIG. In this case, the sum of the amounts of change in capacitance generated in the touch sensor panel 100 is 570 (= 90 + 70 + 70 + 70 + 70 + 50 + 50 + 50 + 50). At this time, the controller 400 can determine that the touch area at the top of FIG. 6 is smaller than the touch area at the bottom of FIG. The control unit 400 can correspond to a larger touch area as the sum of the amounts of change in the capacitances increases, and the corresponding relationship can be preset and stored.

이상에서 살펴본 바와 같이, 동일한 면적의 객체를 가지고 터치 센서 패널(100)을 터치할 때 그 압력의 강도가 증가함에 따라 정전용량 변화가 발생하는 영역이 넓어질 뿐 아니라 정전용량 변화가 발생한 모든 감지셀의 정전용량 변화량의 합도 커질 수 있다. 따라서, 이러한 관계를 이용함으로써 터치 면적을 이용하여 터치 센서 패널(100)에 대한 터치의 압력을 계산할 수 있다. 또한, 정전용량 변화량이 가장 큰 위치를 측정함으로써 터치 위치 또한 계산할 수 있다. As described above, when the touch sensor panel 100 is touched with an object having the same area, as the intensity of the pressure increases, not only the area where the capacitance change occurs is widened, but also all the sensing cells The sum of the amounts of change in the electrostatic capacitance of the capacitor C can be increased. Accordingly, by using this relationship, the pressure of the touch on the touch sensor panel 100 can be calculated using the touch area. The touch position can also be calculated by measuring the position where the capacitance change amount is largest.

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 (8)

복수의 구동전극 및 복수의 수신전극을 포함하는 터치 센서 패널;
상기 복수의 구동전극에 구동신호를 인가하는 구동부;
상기 터치 센서 패널의 터치 표면에 대한 객체의 터치에 따라 변화되는 정전용량에 대한 정보를 포함하는 수신신호를 수신하는 검출부;
상기 터치 센서 패널과 제1거리로 이격된 기준 전위층: 및
제1구동모드에서, 상기 검출부로 하여금 상기 제1거리의 변화에 따른 상호 정전용량의 변화량 및 자체 정전용량의 변화량 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 터치 표면에 대한 터치 위치를 검출하도록 하고 상기 제1거리의 변화에 따른 상기 상호 정전용량의 변화량, 상기 자체 정전용량의 변화량 및 상기 터치의 면적 중 적어도 어느 하나를 통해 터치 압력을 검출하도록 하는 제어부를 포함하는,
터치 입력 장치. A touch sensor panel including a plurality of driving electrodes and a plurality of receiving electrodes;
A driving unit for applying driving signals to the plurality of driving electrodes;
A detector for receiving a received signal including information about a capacitance that changes according to a touch of an object with respect to a touch surface of the touch sensor panel;
A reference potential layer spaced a first distance from the touch sensor panel;
In the first drive mode, the detection unit detects the touch position with respect to the touch surface in accordance with at least one of a change amount of reciprocal capacitance and a change amount of self capacitance according to the change of the first distance, And a control unit for detecting the touch pressure through at least one of a change amount of the mutual capacitance due to a change of the capacitance, a change amount of the self capacitance, and an area of the touch,
Touch input device. 제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1구동모드와 다른 제2구동모드에서 상기 검출부로 하여금 상기 터치 센서 패널과 상기 객체 사이의 제2거리 변화에 따른 상호 정전용량의 변화량 및 자체 정전용량의 변화량 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 터치 표면에 대한 상기 터치 위치를 검출하도록 하고, 상기 제1거리 변화에 따른 상기 상호 정전용량의 변화량, 상기 자체 정전용량의 변화량 및 상기 터치의 면적 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 터치 압력을 검출하도록 하는,
터치 입력 장치.The method according to claim 1,
Wherein the control unit causes the detection unit to detect at least one of a change amount of mutual capacitance and a change amount of self capacitance due to a second distance change between the touch sensor panel and the object in a second drive mode different from the first drive mode Wherein the controller is configured to detect the touch position with respect to the touch surface through at least one of a change amount of the reciprocal capacitance according to the first distance change, a change amount of the self capacitance, To detect,
Touch input device. 복수의 구동전극 및 복수의 수신전극을 포함하는 터치 센서 패널;
상기 복수의 구동전극에 구동신호를 인가하는 구동부;
상기 터치 센서 패널의 터치 표면에 대한 객체의 터치에 따라 변화되는 정전용량에 대한 정보를 포함하는 수신신호를 수신하는 검출부;
상기 터치 센서 패널과 제1거리로 이격된 기준 전위층: 및
제2구동모드에서 상기 검출부로 하여금 상기 터치 센서 패널과 상기 객체 사이의 제2거리 변화에 따른 상호 정전용량의 변화량 및 자체 정전용량의 변화량 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 터치 표면에 대한 터치 위치를 검출하도록 하고, 상기 제1거리 변화에 따른 상호 정전용량의 변화량, 자체 정전용량의 변화량 및 터치의 면적 중 적어도 어느 하나를 통해 터치 압력을 검출하도록 하는 제어부를 포함하는,
터치 입력 장치. A touch sensor panel including a plurality of driving electrodes and a plurality of receiving electrodes;
A driving unit for applying driving signals to the plurality of driving electrodes;
A detector for receiving a received signal including information about a capacitance that changes according to a touch of an object with respect to a touch surface of the touch sensor panel;
A reference potential layer spaced a first distance from the touch sensor panel;
Detecting a touch position with respect to the touch surface through at least one of a variation amount of mutual capacitance and a variation amount of self capacitance according to a second distance change between the touch sensor panel and the object in a second drive mode And a control unit for detecting the touch pressure through at least one of a mutual capacitance change amount, a change amount of self capacitance, and an area of touch according to the first distance change,
Touch input device. 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 검출부는:
상기 제2구동모드에서 제1시간구간에서 상기 터치 위치를 검출하고, 제2시간구간에서 상기 터치 압력을 검출할 수 있는,
터치 입력 장치.The method according to claim 2 or 3,
Wherein the detecting unit comprises:
Wherein the touch position detecting means detects the touch position in a first time period in the second drive mode and detects the touch pressure in a second time period,
Touch input device. 제4항에 있어서,
상기 제2구동모드에서 상기 제어부는 상기 구동부로 하여금 상기 제1시간구간에서 제1주파수를 갖고 상기 제2시간구간에서 상기 제1주파수와 다른 제2주파수를 갖는 상기 구동신호를 상기 구동전극에 인가하도록 하는,
터치 입력 장치.5. The method of claim 4,
The control unit may cause the driving unit to apply the driving signal having the first frequency in the first time period and having the second frequency different from the first frequency in the second time period to the driving electrode in the second driving mode To do so,
Touch input device. 제5항에 있어서,
상기 제1주파수와 상기 제2주파수는 상기 터치 센서 패널의 저항 및 상기 자체 정전용량에 따라 결정되는,
터치 입력 장치. 6. The method of claim 5,
Wherein the first frequency and the second frequency are determined according to the resistance of the touch sensor panel and the self-
Touch input device. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1구동모드에서, 상기 검출부는 부도체인 상기 객체의 터치에 대해서 상기 터치 위치 및 상기 터치 압력을 검출할 수 있는,
터치 입력 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
In the first drive mode, the detection unit may detect the touch position and the touch pressure with respect to a touch of the object, which is non-conductive,
Touch input device. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 터치의 면적은 상기 정전용량의 변화량의 합에 의해 계산되는,
터치 입력 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein an area of the touch is calculated by a sum of a change amount of the capacitance,
Touch input device.
KR1020140049593A 2014-04-24 2014-04-24 Touch input device KR101609796B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140049593A KR101609796B1 (en) 2014-04-24 2014-04-24 Touch input device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140049593A KR101609796B1 (en) 2014-04-24 2014-04-24 Touch input device

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160039239A Division KR20160040504A (en) 2016-03-31 2016-03-31 Touch input device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150123101A true KR20150123101A (en) 2015-11-03
KR101609796B1 KR101609796B1 (en) 2016-04-06

Family

ID=54599218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140049593A KR101609796B1 (en) 2014-04-24 2014-04-24 Touch input device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101609796B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170093610A (en) * 2016-02-05 2017-08-16 삼성전자주식회사 Display using various adhesive and electronic device including the same
KR20170119275A (en) * 2016-04-15 2017-10-26 엘지디스플레이 주식회사 Driving circuit, touch display apparatus and method for driving the touch display apparatus
KR20180031863A (en) * 2016-09-19 2018-03-29 엘지디스플레이 주식회사 Driving circuit, touch display device and method for driving thereof
CN111811547A (en) * 2019-04-10 2020-10-23 半导体元件工业有限责任公司 Mutual capacitance touch sensor and method for operating same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101872209B1 (en) * 2016-08-25 2018-06-28 주식회사 하이딥 Touch input device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100967354B1 (en) 2009-03-19 2010-07-05 이성호 Touch panel for a multiplicity of input

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170093610A (en) * 2016-02-05 2017-08-16 삼성전자주식회사 Display using various adhesive and electronic device including the same
KR20170119275A (en) * 2016-04-15 2017-10-26 엘지디스플레이 주식회사 Driving circuit, touch display apparatus and method for driving the touch display apparatus
KR20180031863A (en) * 2016-09-19 2018-03-29 엘지디스플레이 주식회사 Driving circuit, touch display device and method for driving thereof
CN111811547A (en) * 2019-04-10 2020-10-23 半导体元件工业有限责任公司 Mutual capacitance touch sensor and method for operating same

Also Published As

Publication number Publication date
KR101609796B1 (en) 2016-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101686539B1 (en) Touch input device
JP6290953B2 (en) Touch input device
KR102450301B1 (en) Device and method for force and proximity sensing employing an intermediate shield electrode layer
US9733706B2 (en) Apparatus and associated methods for touchscreen displays
JP6383497B2 (en) Display panel, touch input device, detection device for detecting touch position and pressure from display panel, and detection method
KR101452302B1 (en) Touch sensor panel
JP6074408B2 (en) Touch sensitive screen
KR101679622B1 (en) Touch input device
KR101609796B1 (en) Touch input device
KR20160040504A (en) Touch input device
KR101654602B1 (en) Display pannel, touch input device, device for detecting touch position and touch pressure from the display pannel, and method for detecting touch position and touch pressure
KR20110113035A (en) Touch sensing panel and device for detecting multi-touch signal
KR101618653B1 (en) Touch input device and touch detecting method
JP6133732B2 (en) Input device and detection method thereof
US10061445B2 (en) Touch input device
CN104516608A (en) Touch screen panel
KR101645343B1 (en) Display pannel, touch input device, device for detecting touch position and touch pressure from the display pannel, and method for detecting touch position and touch pressure
JP6001764B2 (en) Touch detection module and contact touch detection method in the touch detection module
KR101581791B1 (en) Touch input device and touch detecting method
KR101927795B1 (en) Touch input device for sensing a position and a pressure magnitude of touch
KR20160147688A (en) Touch input device
KR20150122013A (en) Underwater control method of camera
KR20160135693A (en) Touch input device and touch detecting method
KR20160096057A (en) Display pannel, touch input device, device for detecting touch position and touch pressure from the display pannel, and method for detecting touch position and touch pressure
KR20130118675A (en) Input apparatus having single layer capacitive touchscreen panel

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190325

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200303

Year of fee payment: 5