KR20160068466A - 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 - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 터치위치 및 터치압력 센싱이 가능한 디스플레이 패널, 터치위치 및 터치압력 센싱이 가능한 터치입력장치, 디스플레이 패널로부터 터치위치와 터치압력을 검출하는 검출장치, 및 검출방법에 관한 것이다.The present invention relates to a display panel capable of touch position and touch pressure sensing, a touch input device capable of touch position and touch pressure sensing, a detection device for detecting touch position and touch pressure from a display panel, and a detection method.
컴퓨팅 시스템의 조작을 위해 다양한 종류의 입력 장치들이 이용되고 있다. 예컨대, 버튼(button), 키(key), 조이스틱(joystick) 및 터치 스크린과 같은 입력 장치가 이용되고 있다. 터치 스크린의 쉽고 간편한 조작으로 인해 컴퓨팅 시스템의 조작시 터치 스크린의 이용이 증가하고 있다. Various types of input devices are used for the operation of the computing system. For example, an input device such as a button, a key, a joystick, and a touch screen is used. Due to the easy and simple operation of the touch screen, the use of the touch screen in the operation of the computing system is increasing.
터치 스크린은 터치-감응 표면(touch-sensitive surface)을 구비한 투명한 패널일 수 있는 터치 센서 패널(touch sensor panel)을 포함할 수 있다. 이러한 터치 센서 패널은 디스플레이 스크린의 전면에 부착되어 터치-감응 표면이 디스플레이 스크린의 보이는 면을 덮을 수 있다. 터치 스크린은 사용자가 손가락 등으로 디스플레이 스크린을 단순히 접촉함으로써 사용자가 컴퓨팅 시스템을 조작할 수 있도록 한다. 일반적으로, 터치 스크린은 디스플레이 스크린 상의 접촉 및 접촉 위치를 인식하고 컴퓨팅 시스템은 이러한 접촉을 해석함으로써 이에 따라 연산을 수행할 수 있다. The touch screen may include a touch sensor panel, which may be a transparent panel with a touch-sensitive surface. Such a touch sensor panel may be attached to the front of the display screen such that the touch-sensitive surface covers the visible surface of the display screen. The touch screen allows the user to manipulate the computing system by simply touching the display screen with a finger or the like. Generally, the touch screen recognizes touches and touch locations on the display screen and the computing system can perform calculations accordingly by interpreting such touches.
이때, 터치 센서 패널을 디스플레이 스크린과 별도로 배치하는 것은 두께가 두꺼워질 뿐만 아니라, 시인성이 악화되기 때문에 이를 보완할 필요성이 대두되었다. 또한, 터치가 이루어질 때 터치 위치와 터치 압력을 동시에 수행할 수 있는 기법이 필요하게 되었다.In this case, when the touch sensor panel is disposed separately from the display screen, not only the thickness of the touch sensor panel is increased but also the visibility is deteriorated. In addition, when the touch is performed, a technique for simultaneously performing the touch position and the touch pressure is required.
본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 터치위치와 터치압력을 센싱할 수 있는 디스플레이 패널, 터치입력장치, 디스플레이 패널로부터 터치위치와 터치압력을 검출하는 검출장치 및 검출방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a display panel capable of sensing a touch position and a touch pressure, a touch input device, Method.
본 발명의 또 다른 목적은, 터치위치와 터치압력을 동시에 센싱할 수 있는 디스플레이 패널, 터치입력장치, 디스플레이 패널로부터 터치위치와 터치압력을 검출하는 검출장치 및 검출방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a display panel, a touch input device, and a detection device and a detection method for detecting a touch position and a touch pressure from a display panel, which can simultaneously sense a touch position and a touch pressure.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른, 터치압력 센싱이 가능한 디스플레이 패널은, 서로 다른 층에 이격되어 형성된 복수의 제1전극 및 복수의 제2전극, 상기 제1전극과 동일층에 형성된 복수의 제3전극, 및 상기 제1전극 및 제3전극이 형성된 층과 상기 제2전극이 형성된 층 사이에 구비되는 기준전극을 포함하고, 상기 복수의 제2전극은, 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진 제1신호를 생성하고, 상기 복수의 제3전극은, 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진 제2신호를 생성할 수 있다.In order to achieve the above object, a display panel capable of touch pressure sensing according to an embodiment of the present invention includes a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes spaced apart from each other, And a reference electrode provided between the layer on which the first electrode and the third electrode are formed and the layer on which the second electrode is formed, The first electrode and the second electrode may generate a first signal having information about a capacitance that varies and the plurality of third electrodes may generate a second signal having information about a capacitance that varies with a touch.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른, 터치입력장치는, 서로 다른 층에 이격되어 형성된 복수의 제1전극 및 복수의 제2전극, 상기 제1전극과 동일층에 형성된 복수의 제3전극 및 상기 제1전극 및 제3전극이 형성된 층과, 상기 제2전극이 형성된 층 사이에 형성된 기준전극을 포함하는 디스플레이 패널, 상기 복수의 제1전극에 구동신호를 인가하는 구동부 및 상기 복수의 제2전극으로부터 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진 제1신호를 입력받고, 상기 복수의 제3전극으로부터 상기 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진 제2신호를 입력받는 검출부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a touch input device including a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes spaced apart from each other, a plurality of second electrodes formed on the same layer as the first electrodes, A display panel including a third electrode of the first electrode and a reference electrode formed between the layer where the first electrode and the third electrode are formed and the layer where the second electrode is formed, a driving unit for applying a driving signal to the plurality of first electrodes, A first signal having information on a capacitance that changes in accordance with a touch from the plurality of second electrodes, and a second signal having information on a capacitance that changes in accordance with the touch from the plurality of third electrodes And a detection unit.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른, 터치위치 및 터치압력 검출장치는, 서로 다른 층에 이격되어 형성된 복수의 제1전극 및 복수의 제2전극, 상기 제1전극과 동일층에 형성된 복수의 제3전극 및 상기 제1전극 및 제3전극이 형성된 층과, 상기 제2전극이 형성된 층 사이에 형성된 기준전극을 포함하는 디스플레이 패널로부터 터치위치 신호 및 터치압력 신호를 검출하는, 터치위치 및 터치압력 검출장치로서, 상기 장치는, 상기 복수의 제1전극에 구동신호를 인가하는 구동부 및 상기 복수의 제2전극으로부터 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진 제1신호를 입력받고, 상기 복수의 제3전극으로부터 상기 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진 제2신호를 입력받는 검출부를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, a touch position and touch pressure detecting device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes spaced apart from each other, A touch position signal and a touch pressure signal are detected from a display panel including a plurality of third electrodes formed on the first electrode, a layer on which the first and third electrodes are formed, and a reference electrode formed between the layers on which the second electrode is formed , A touch position and a touch pressure detecting device, the device comprising: a driving unit for applying a driving signal to the plurality of first electrodes; and a first signal having information on a capacitance that changes in accordance with a touch from the plurality of second electrodes And a detection unit receiving a second signal having information on the electrostatic capacitance that changes according to the touch from the plurality of third electrodes.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른, 디스플레이 패널을 이용하여 터치위치와 터치압력을 검출하는 방법은, 상기 디스플레이 패널이, 서로 다른 층에 이격되어 형성된 복수의 제1전극 및 복수의 제2전극, 상기 제1전극과 동일층에 형성된 복수의 제3전극 및 상기 제1전극 및 제3전극이 형성된 층과, 상기 제2전극이 형성된 층 사이에 형성된 기준전극을 구비하고, 상기 터치압력과 터치위치를 센싱하는 방법은, 상기 제1전극에 구동신호를 인가하는 단계 및 상기 제1전극에 인가된 구동신호에 대응하여, 상기 복수의 제2전극이 센싱한, 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진 제1신호에 기초하여 터치위치를 검출하는 동시에, 상기 복수의 제3전극이 센싱한, 상기 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진 제2신호에 기초하여 터치압력을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of detecting a touch position and a touch pressure using a display panel, the method comprising: a plurality of first electrodes spaced apart from each other, A plurality of third electrodes formed on the same layer as the first electrodes, a layer in which the first and third electrodes are formed, and a reference electrode formed between the layers in which the second electrodes are formed, The method of sensing the touch pressure and the touch position may include applying a driving signal to the first electrode, and applying a driving signal to the first electrode in accordance with a touch sensed by the plurality of second electrodes A touch position is detected based on a first signal having information on a capacitance that is changed and a second signal having information on a capacitance that changes in accordance with the touch sensed by the plurality of third electrodes And it may include the step of detecting a touch pressure.
본 발명에 따른 디스플레이 패널, 터치입력장치, 디스플레이 패널로부터 터치위치와 터치압력을 검출하는 검출장치, 및 검출방법에 의하면, 디스플레이 패널을 통해 터치위치와 터치압력을 센싱할 수 있기 때문에, 터치 센서를 별도로 구비할 필요가 없게 되는 기술적 효과를 갖게 된다.According to the present invention, since the touch position and touch pressure can be sensed through the display panel, the touch input device, and the display panel, It is possible to provide a technical effect in which it is not necessary to separately provide.
본 발명에 따른 디스플레이 패널, 터치입력장치, 디스플레이 패널로부터 터치위치와 터치압력을 검출하는 검출장치, 및 검출방법에 의하면, 순차적 센싱이 아닌, 터치위치와 터치압력의 동시센싱이 가능하다는 효과를 가진다.According to the present invention, it is possible to simultaneously sense the touch position and the touch pressure, rather than the sequential sensing, according to the touch position, the detection device for detecting the touch pressure, and the detection method from the display panel, the touch input device, .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 층구조를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치입력장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 검출장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치위치 및 터치압력 검출방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이 패널의 층구조를 나타내는 개략도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 제1전극(T), 제2전극(R) 및 제3전극(C)의 배열을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널에 있어서, 제2전극(R)과 제3전극(C)이 오버랩되지 않도록 형성된 전극배열을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 터치위치 및 터치압력 검출을 위한 구조도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 그룹화된 공통 전극 배열을 나타낸다. 1 is a conceptual view showing a layer structure of a display panel according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a configuration of a touch input device according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing the configuration of a detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a touch position and touch pressure detecting method according to an embodiment of the present invention.
5A and 5B are schematic views showing a layer structure of a display panel according to various embodiments of the present invention.
6A to 6C show an arrangement of a first electrode T, a second electrode R and a third electrode C according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 illustrates an electrode arrangement in which a second electrode R and a third electrode C are formed so as not to overlap with each other in a display panel according to an embodiment of the present invention.
8 is a structural diagram for touch position and touch pressure detection according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 shows a grouped common electrode arrangement, in accordance with an embodiment of the present invention.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 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. The following detailed description is 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 the 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 참조하면서 본 발명의 실시형태에 따른 디스플레이 패널, 터치입력장치, 디스플레이 패널로부터 터치위치/터치압력을 검출하는 검출장치 및 검출방법에 대하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a display panel, a touch input device, a detecting device for detecting touch position / touch pressure and a detecting method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)에의 층구조를 나타내는 개념도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)은 제1편광층(101), 복수의 제2전극(R)이 형성된 제2전극층(152), 컬러필터를 구비하는 제1글라스층(103), 액정셀(liquid crystal cell)을 포함하는 액정층(105), 복수의 기준전극(154), 복수의 제1전극(T)과 복수의 제3전극(C)이 형성된 제1/제3전극층(156), 제2글라스층(107) 및 제2편광층(109)이 스택구조로 되어 있다. 1 is a conceptual view showing a layer structure of a
후술하겠지만, 제2전극층(152)과, 컬러필터를 구비하는 제1글라스층(103)의 위치는 서로 바뀌어도 무방하며, 이는 도 5a 및 도 5b를 참조하면서 후술하도록 한다. As will be described later, the positions of the
당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 디스플레이 패널이 디스플레이 기능을 수행하기 위해, 상기에 언급되지 않은 다른 구성을 더 포함할 수 있으며, 편형 가능함이 자명할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that the display panel may further include other configurations not mentioned above for performing the display function, and that the display panel can be made to be flat.
또한, 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)은 액정표시장치(liquid crystal display; LCD)에 포함된 디스플레이 패널일 수 있고, 이때 IPS(In Plane Switching)방식, VA(Vertical Alignment)방식 및 TN(Twisted Nematic)방식 중 어느 방식의 디스플레이 패널이어도 무방하다. 또한, 본 발명의 디스플레이 패널(100)은 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode; OLED) 등에 포함된 디스플레이 패널일 수 있다.In addition, the
복수의 제2전극(R)은, 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진, 터치위치와 관련한 제1신호를 생성한다. 또한, 복수의 제3전극(C)은, 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진, 터치압력과 관련한 제2신호를 생성한다.The plurality of second electrodes R generate a first signal related to the touch position, which has information on the capacitance that varies with the touch. In addition, the plurality of third electrodes C generate a second signal related to the touch pressure, which has information on the capacitance that varies with the touch.
일반적으로, 본 발명의 디스플레이 패널(100)의 터치표면을 객체(사용자의 손가락이나 터치펜 등)로 터치하면, 디스플레이 패널(100)이 휘어지지 않는 경우의 가벼운 터치의 경우에도, 구동전극과 수신전극 사이의 상호 정전용량(Cm)이 변화한다. 즉, 디스플레이 패널(100)에 대한 터치시의 상호 정전용량(Cm)이 기본 상호 정전용량에 비해 감소할 수 있다. 이는 손가락이나 터치펜과 같은 도체로 작용하는 객체가 디스플레이 패널(100)에 근접하면, 객체가 그라운드(GND) 역할을 하여 상호 정전용량(Cm)의 프린징 정전용량(fringing capacitance)이 객체로 흡수되기 때문이다. 기본 상호 정전용량은 디스플레이 패널(100)에 대한 터치가 없는 경우, 구동전극과 수신전극 사이의 상호 정전용량의 값이다.Generally, when the touch surface of the
한편, 디스플레이 패널(100)의 터치표면을 객체로 터치할 때 압력이 가해지면, 디스플레이 패널(100)에 미세한 휘어짐이 생기게 된다. 기준 전위층이 일정한 전압을 유지하는 경우, 구동전극과 수신전극 사이의 상호 정전용량(Cm) 값은 더 감소할 수 있다. 이는 디스플레이 패널(100)에 휨이 발생해, 기준전위층(기준전극)과의 거리가 감소함으로써, 상호 정전용량(Cm)의 프린징 정전용량이 객체뿐만 아니라, 기준전위층(기준전극)으로도 흡수되기 때문이다. 터치객체가 부도체라면, 상호 정전용량(Cm)의 변화가 단순히 기준전위층(기준전극)과 터치센서의 거리변화에만 기인할 수 있다. 기준 전위층이 플로팅 노드(floating node)인 경우는 반대로 거리가 가까워 지면 상호 정전용량(Cm)이 증가한다.On the other hand, when pressure is applied when the touch surface of the
여기서, 디스플레이 패널(100)의 터치표면은 디스플레이 패널(100)의 외면으로서, 도 1에서의 상부면 혹은 하부면이 될 수 있다. 이때, 도 1에는 도시되지 않았지만, 디스플레이 패널(100)의 상부면 또는 하부면은 유리와 같은 커버글라스(도 5a 및 도 5b의 도면번호 113)로 덮여있을 수 있다.Here, the touch surface of the
다시, 도 1을 참조하면, 액정층(155)에는 기준전극(154)이 구비되어 있다. 액정층(155)에 접하여 제1/제3전극층(156)이 형성되며, 제1/제3전극층(156)에 구비된 복수의 제1전극(T)과 복수의 제3전극(C) 사이에는 상호 정전용량(Cm)이 생성된다. Referring again to FIG. 1, a
기준전극(154)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 액정층(155) 내에서 제1/제3전극층(156)과 이격되어 구비될 수 있다. 기준전극(154)은, 액정층(155)에 구비되는 스페이서(170)의 일부 혹은 전체에 전도성 물질층을 형성함으로써 이루어질 수 있다. 이와 관련해서는, 도 8을 참조하면서 후술하기로 한다.The
객체가 디스플레이 패널(100)의 터치표면을 터치할 때 압력이 가해지면, 기준전극(154)이 하방으로 이동하게 되므로, 제1/제3전극층(156)과 가까워진다. 따라서, 그 사이에 생성된 상호 정전용량(Cm)이 변화(감소 혹은 증가)하게 된다.When the object touches the touch surface of the
또한, 객체가 디스플레이 패널(100)의 터치표면을 터치하는 경우, 제1/제3전극층(156)에 구비된 제1전극(T)과, 제2전극층(152)에 구비된 제2전극(R) 사이의 상호 정전용량(Cs)이 감소하게 된다.In addition, when the object touches the touch surface of the
상기 상호 정전용량(Cm)의 변화에 기초하여, 터치위치와 터치압력을 검출할 수 있는 제1신호와 제2신호가 생성될 수 있다. 또한, 제2전극(R)과 제3전극(C)이 서로 다른 층에 배치됨으로써, 제1신호 및 제2신호가 동시에 생성될 수 있다.Based on the change of the mutual capacitance Cm, a first signal and a second signal capable of detecting the touch position and the touch pressure can be generated. In addition, since the second electrode R and the third electrode C are disposed in different layers, the first signal and the second signal can be simultaneously generated.
다만, 다른 실시예에서는, 제1전극(T)과 기준전극(154) 사이의 거리에 따른 자기 정전용량(self capacitance; CS)의 변화에 따라 압력을 검출할 수도 있을 것이다. 즉, 제1전극(T)과 기준전극(154) 사이 혹은, 제3전극(C)과 기준전극(154) 사이에 생성된 자기 정전용량(Cs)의 변화에 의하여 압력을 검출할 수도 있을 것이다. However, in another embodiment, the pressure may be detected in accordance with a change in self capacitance (CS) according to the distance between the first electrode T and the
복수의 제1전극, 복수의 제2전극 및 복수의 제3전극은, 투명 전도성 물질(예를 들면, 산화주석(SnO2) 및 산화인듐(In2O3) 등으로 이루어지는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide)) 등으로 형성되는 것이 바람직하다. The plurality of first electrodes, the plurality of second electrodes, and the plurality of third electrodes may be formed of a transparent conductive material (for example, ITO (Indium Tin Oxide), such as tin oxide (SnO 2 ) and indium oxide (In 2 O 3 ) ) Or ATO (Antimony Tin Oxide)) or the like.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치입력장치(200)의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치입력장치(200)는, 터치센서(150)를 포함하는 디스플레이 패널(100), 구동부(210), 검출부(220)를 포함한다. 도 2에서는 제어부(230)가 본 발명의 일 실시예에 따른 터치입력장치(200)에 포함된 것으로 도시되어 있지만, 이와 달리, 제어부(230)가 본 발명의 일 실시예에 따른 터치입력장치(200)와 별도로 구성될 수도 있고, 구동부(210) 및 검출부(220)가, 후술하는 제어부(230)의 기능을 포함하고 있을 수도 있다.2 is a block diagram showing a configuration of a
디스플레이 패널(100)의 구성과 관련해서는, 도 1을 참조하면서 상세히 설명한 바, 여기서는 생략하기로 한다. 또한, 디스플레이 패널(100)에 포함된 터치센서(150)는, 도 1에 있어서, 터치위치 및 터치압력에 직접적으로 관여하는, 제1/제3전극층(156), 제2전극층(152) 및 기준전극(154)을 포함하는 액정층(105)을 포함한다. 물론, 그 외의 구성을 더 포함할 수 있다. The configuration of the
제1전극(T)은 제3전극(C)과 동일층(제1/제3전극층(156))에 형성되어 있다. 또한, 도 6b에 도시된 바와 같이, 복수의 제3전극(C)은 제1전극(T)이 연장된 방향으로, 이격되어 배치될 수 있다. 한편, 복수의 제2전극(R)은 제1전극(T)에 교차하는 방향으로 연장될 수 있다. 즉, 복수의 제1전극(T)과 복수의 제2전극(R)은 직교 어레이를 구성할 수 있다. The first electrode T is formed on the same layer as the third electrode C (the first / third electrode layer 156). Further, as shown in FIG. 6B, the plurality of third electrodes C may be disposed apart from each other in a direction in which the first electrodes T extend. On the other hand, the plurality of second electrodes R may extend in a direction crossing the first electrodes T. That is, the plurality of first electrodes T and the plurality of second electrodes R may constitute an orthogonal array.
하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복수의 제1전극(T)과 복수의 제2전극(R)이 대각선, 동심원 및 3차원 랜덤 배열 등을 비롯한 임의의 수의 차원 및 이의 응용 배열을 갖도록 할 수 있다. However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to arrange such that a plurality of first electrodes T and a plurality of second electrodes R have an arbitrary number of dimensions including a diagonal line, a concentric circle and a three-dimensional random arrangement, can do.
구동부(210)는 구동신호를 제1/제3전극층(156)에 구비된 복수의 제1전극(T)에 인가할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 구동부(210)는 디스플레이 패널(100) 내에 형성된 터치센서(150)의 복수의 제1전극(T)에 구동신호를 순차적으로 인가할 수 있다. 구동신호의 인가는 반복적으로 이루어질 수 있다. 하지만, 다른 실시예에서는, 구동부(210)가 다수의 제1전극(T)에 대하여 동시에 구동신호를 인가할 수도 있다.The driving
검출부(220)는 제2전극층(152)에 구비된 제2전극(R)을 통해, 구동신호가 인가된 제1전극(T)과 제2전극(R) 사이에 생성된 상호 정전용량(Cm)에 관한 정보를 포함하는 감지신호(제1신호)를 수신함으로써, 터치여부 및 터치위치를 검출할 수 있다. 예컨대, 감지신호(제1신호)는 제1전극(T)에 인가된 구동신호가, 제1전극(T)과 제2전극(R) 사이에 생성된 상호 정전용량(Cm)에 의해 커플링된 신호일 수 있다. The
검출부(220)는 제1/제3전극층(156)에 구비된 복수의 제3전극(C)을 통해, 구동신호가 인가된 제1전극(T) 및 제3전극(C)과 기준전극(154) 사이에 생성된 상호 정전용량(Cm)에 관한 정보를 포함하는 감지신호(제2신호)를 수신함으로써, 터치압력을 검출할 수 있다.The
검출부(220)는 수신전극인, 제2전극층(152)의 제2전극(R) 및 제1/제3전극층(156)의 제3전극(C)과 스위치를 통해 연결된 수신기(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 이 스위치는 수신전극의 신호를 감지하는 시간구간에 온(on)되며, 이때 수신기는 수신전극으로부터 감지신호를 감지할 수 있게 된다. 수신기는 증폭기(미도시) 및 증폭기의 부(-)입력단과 증폭기의 출력단 사이, 즉, 궤환 경로에 결합된 궤환 커패시터를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 증폭기의 정(+)입력단은 그라운드(ground)에 접속될 수 있다. 또한, 수신기는 궤환 커패시터와 병렬로 연결되는 리셋 스위치를 더 포함할 수 있다. 증폭기의 부입력단은 수신전극과 연결되어, 상호 정전용량(Cm)에 대한 정보를 포함하는 제1신호와, 상호 정전용량(Cm)에 대한 정보를 포함하는 제2신호를 수신한 후 적분하여 전압으로 변환할 수 있다. 검출부(220)는 수신기를 통해 적분된 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 ADC(analog to digital converter, 미도시)를 더 포함할 수 있다. 추후, 디지털 데이터는 프로세서(미도시)에 입력되어, 디스플레이 패널(100)에 대한 터치위치와 터치압력 정보를 획득하도록 처리될 수 있다. 검출부(220)는 수신기와 더불어, ADC 및 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.The
제어부(230)는 구동부(210)와 검출부(220)의 동작을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 위에서 언급했지만, 제어부(230)는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치입력장치(200)와 별도로 구성되어도 무방하다.The
제어부(230)는 구동제어신호를 생성한 뒤, 구동부(210)에 전달하여, 구동부(210)로 하여금 소정시간에 기설정된 제1전극(T)에 구동신호를 인가하게 한다. 또한, 제어부(230)는 검출제어신호를 생성한 뒤, 검출부(220)에 전달하여, 검출부(220)로 하여금 소정시간에 기설정된 제2전극(R) 및 제3전극(C)으로부터 제1신호 및 제2신호를 입력받아 기설정된 기능을 수행하도록 할 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치위치 및 터치압력 검출장치(300)의 구성을 나타내는 블록도이다. 본 실시예에 따른 검출장치(300)는 구동부(310)와 검출부(300)를 포함한다. 특히, 본 실시예에 따른 검출장치(300)는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른, 디스플레이 패널로부터 터치위치 신호 및 터치압력 신호를 검출한다.3 is a block diagram showing a configuration of a touch position and touch
구동부(310) 및 검출부(320)의 동작과 관련해서는, 도 2를 참조하면서 상세히 설명한 바, 여기서는 설명을 생략하기로 한다. 아울러, 제어부(330)의 동작과 관련해서도, 위와 동일하므로 설명을 생략한다. 또한, 실시예에 따라, 제어부(330)가 터치위치 및 터치압력 검출장치(300)에 포함될 수도 있다.The operation of the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치위치/터치압력 검출방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 터치위치/터치압력 검출방법은, 먼저 제1전극(T)에 구동신호를 인가하는 단계(S400)를 가진다.4 is a flowchart illustrating a touch position / touch pressure detecting method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the touch position / touch pressure detecting method according to the present embodiment has a step of applying a driving signal to the first electrode T (S400).
이후, 제1전극(T)으로부터 인가된 구동신호에 대응하여, 상기 복수의 제2전극(R)으로부터 센싱한, 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진 제1신호에 기초하여 터치위치를 검출하는 동시에, 상기 복수의 제3전극(C)으로부터 센싱한, 상기 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진 제2신호에 기초하여 터치압력을 검출하는 단계(S410)를 가진다.Thereafter, in accordance with the drive signal applied from the first electrode T, the touch position is detected based on the first signal having the information about the electrostatic capacity which varies depending on the touch sensed from the plurality of second electrodes R (S410) detecting a touch pressure based on a second signal sensed from the plurality of third electrodes (C) and having information on a capacitance that changes in accordance with the touch.
다시 말해, 단계 S410에서는, 제2전극층(152)에 구비된 복수의 제2전극(R)으로부터 센싱한 제1신호에 기초한 터치위치 검출과, 제1/제3전극층(156)에 구비된 복수의 제3전극(C)으로부터 센싱한 제2신호에 기초한 터치압력 검출이 동시에 이루어지게 된다. 제2전극(R)과 제3전극(C)이, 기준전극(154)을 구비하는 액정층(105)을 사이에 두고 이격된 층에 존재하기 때문에, 제1신호와 제2신호를 동시에 센싱할 수 있고, 이들 신호에 기초하여 터치위치와 터치압력을 동시에 검출할 수 있게 된다.In other words, in step S410, the touch position detection based on the first signal sensed from the plurality of second electrodes R provided in the
도 4에 도시된, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치위치/터치압력 검출방법을 더욱 상세히 설명한다. 먼저, S400단계가 수행되어, 제1전극(T)에 구동신호가 인가된다. The touch location / touch pressure detection method shown in FIG. 4 according to an embodiment of the present invention will be described in more detail. First, in operation S400, a driving signal is applied to the first electrode T.
이때, 객체가 디스플레이 패널(100)의 터치표면을 터치하면 제1/제3전극층(156)에 구비된 복수의 제1전극(T)과, 제2전극층(152)에 구비된 복수의 제2전극(R) 사이의 상호 정전용량(Cm)이 감소하게 된다. 제2전극층(152)에 구비된 복수의 제2전극(R)은, 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진 제1신호, 즉, 터치위치 신호를 생성한다. At this time, when the object touches the touch surface of the
이와 동시에, 객체가 디스플레이 패널(100)의 터치표면을 터치할 때 압력이 가해지면, 기준전극(154)이 제2글라스층(107)쪽으로 이동하게 되어, 제1/제3전극층(156)과 가까워진다. 따라서, 그 사이에 생성된 상호 정전용량(Cm)이 변화(감소 또는 증가)하게 된다. 제1/제3전극층(156)에 구비된 복수의 제3전극(C)은, 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진 제2신호, 즉, 터치압력 신호를 생성한다.At the same time, when a pressure is applied when the object touches the touch surface of the
디스플레이 패널(100)의 제2전극(R) 및 제3전극(C)에 의해 생성된 제1신호 및 제2신호에 기초하여, S410단계가 수행된다. 상술한 바와 같이, 제1신호와 제2신호가 동시에 생성되므로, 복수의 제1전극(T)에 인가된 구동신호에 대응하여, 상기 복수의 제2전극(R)으로부터 센싱한 제1신호에 기초하여 터치위치를 검출하는 동시에, 상기 복수의 제3전극(C)으로부터 센싱한 제2신호에 기초하여 터치압력을 검출하게 된다.Step S410 is performed based on the first signal and the second signal generated by the second electrode (R) and the third electrode (C) of the display panel (100). As described above, since the first signal and the second signal are simultaneously generated, the first signal sensed from the plurality of second electrodes (R) corresponds to the driving signal applied to the plurality of first electrodes (T) And the touch pressure is detected based on the second signal sensed from the plurality of third electrodes (C).
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)의 구성을 나타내는 개략도이다.5A and 5B are schematic diagrams showing the configuration of a
도 5a의 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)은, 도 1과 마찬가지로, 제1글라스층(103) 위에 제2전극층(152)이 구비된 구성을 나타낸다. 도 5a는 본 발명의 디스플레이 패널(100)의 구조를 더욱 명확히 하기 위하여, 최상위의 커버글라스층(113)과 이를 접착하기 위한 OCA(optically clear adhesive)층(111)을 더 도시하였고, 컬러필터층(104)을 제1글라스층(103)과 별도로 도시하였고, TFT층(106)을 제2글라스층(107)과 별도로 도시하였다. 본 설명에 있어서, 디스플레이 패널(100)의 터치표면이란, 도 5a에 도시된 커버글라스층(113)의 표면일 수 있다. The
한편, 도 5a에 도시된 디스플레이 패널(100)의 액정층(105)에 구비된 기준전극(154)은, 도시된 바와 같이, 제1/제3전극층(156)과 이격되어 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 기준전극(154)의 형성위치는, 디스플레이 패널(100)의 표면터치에 의해 휨이 발생함에 따라, 제1/제3전극층(156)과 기준전극(154) 사이의 거리변화가 이루어지는 위치라면, 도 5a에 도시된 액정층(105)의 상면이 아니어도 무방하다.Meanwhile, the
디스플레이 패널(100)의 액정층(105)에는 간격을 확보하기 위한 스페이서가 구비될 수 있다. 상기 스페이서는, 액정층(105) 내에서 형성되어도 무방하고, 액정층(105) 위에 위치한 상부층에 형성되어 있어도 무방하다. 본 발명의 일 실시예에서, 기준전극(154)은 상기 스페이서에 ICO와 같은 전도성 물질(conductive material)을 형성함으로써 이루어질 수 있다. The
이와 다른 실시예에서, 기준전극(154)은 상기 스페이서의 전체가 아닌 일부에 전도성 물질을 형성함으로써 이루어질 수 있다. 또한, 상기 스페이서와 별도로, 전도성 물질의 기준전극(154)이 형성될 수 있다. 즉, 기준전극(154)은 제1/제3전극층(156)으로부터 이격되어, 상호 정전용량(Cm)을 생성할 수 있는 전극으로서 기능할 수 있으면, 어떠한 방식으로 구비되어도 무방하다.In yet another embodiment, the
도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)의 층구조를 나타낸다. 도 5a와 달리, 본 실시예에서는, 복수의 제2전극(R)을 구비하는 제2전극층(152)이 액정층(105)에 접촉하여 형성되어 있다. 그 외의 구성은, 도 5a와 관련한 설명에서 이루어졌으므로, 생략하기로 한다. 5B shows a layer structure of a
도 5a 및 도 5b는 기준전극(154)이 구비된 액정층(105)을 사이에 두고, 제1/제3전극층(156)과 제2전극층(152)이 이격되어 있는 다양한 형태의 실시예를 나타낸다. 기준전극(154)을 포함하는 액정층(105)을 사이에 두고, 제1/제3전극층(156)과 제2전극층(152)이 이격되어 있는 구조라면, 제2전극층(152) 혹은 제1/제3전극층(156)이 도 5a나 도 5b에 도시된 바와 다르게 형성되어도 무방하다.5A and 5B show various embodiments in which the
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)에 포함된, 제1전극(T), 제2전극(R) 및 제3전극(C)의 배열을 나타낸다.6A to 6C show an arrangement of a first electrode T, a second electrode R and a third electrode C included in the
도 6a에 도시된 바와 같이, 제2전극층(152)에 구비된 복수의 제2전극(R)은, 일정한 방향으로 연장되어 서로 간격을 두고 평행하게 배치될 수 있다. 도 6a에서는 설명의 편의를 위하여 3개의 제2전극(R)만 도시했지만, 더 적거나 더 많은 수의 제2전극(R)이 구비될 수 있다.As shown in FIG. 6A, the plurality of second electrodes R provided in the
한편, 도 6b에 도시된 바와 같이, 제1/제3전극층(156)에 구비된 복수의 제1전극(T)은, 복수의 제2전극(R)이 연장된 방향과 교차하는 방향으로 연장된 형태로, 서로 평행하게 배치될 수 있다. 6B, the plurality of first electrodes T provided in the first / third electrode layers 156 extend in a direction intersecting the direction in which the plurality of second electrodes R extend And can be arranged in parallel with each other.
제1/제3전극층(156)에 구비된 복수의 제3전극(C)은 제1전극(T)과 간격을 두고 배치된다. 도 6b에서는, 4개의 제1전극(T)과 16개의 제3전극(C)이 구비된 것을 도시했지만, 더 많거나 적은 수의 제1전극(T) 및 제3전극(C)이 구비될 수 있음은 당연하다.The plurality of third electrodes C provided on the first and third electrode layers 156 are spaced apart from the first electrodes T. 6B, four first electrodes T and sixteen third electrodes C are provided. However, the number of the first electrodes T and the third electrodes C may be larger or smaller It is natural to be able to.
도 6c에서는 도 6b의 제1/제3전극층(156)과 도 6a의 제2전극층(152)을 함께 도시했다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 제2전극층(152)에 구비된 복수의 제2전극(R)은, 제1/제3전극층(156)에 구비된 복수의 제3전극(C)과 오버랩되지 않도록 배치될 수 있다. 이처럼 수신전극인 제2전극(R)과 제3전극(C)을 서로 오버랩하지 않도록 배치함으로써, 제1신호 및 제2신호를 센싱함에 있어, 상호 간섭을 줄여서 감도 (sensitivity)가 더욱 향상된다.In FIG. 6C, the first /
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)에 있어서, 복수의 제2전극(R)과 복수의 제3전극(C)이 오버랩되지 않도록 형성된 전극배열을 나타낸다. 제2전극(R)의 개수는 제3전극(C)의 개수에 비해 많을 수 있다. 이 경우, 복수의 제2전극(R)과 복수의 제3전극(C)이 오버랩되지 않도록 하기 위하여, 복수의 제3전극(C) 각각을 스플릿한 형태로 구성할 수 있다. 7 shows an electrode arrangement in which a plurality of second electrodes R and a plurality of third electrodes C are not overlapped with each other in the
즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 제3전극(C-1,C-2,C-3,C-4)은 각각 4개의 하위전극으로 스플릿될 수 있다. 그리고, 제1/제3전극층(156)에서 스플릿된 하위전극들이 이격된 영역을, 제2전극층(152)에서 복수의 제2전극(R)이 지나갈 수 있도록 배치함으로써, 제3전극(C)과 제2전극(R)의 오버랩을 피할 수 있게 된다. That is, as shown in FIG. 7, the plurality of third electrodes C-1, C-2, C-3, and C-4 may be split into four lower electrodes, respectively. The third electrode C may be formed by disposing the regions where the lower electrodes split in the first and third electrode layers 156 are separated so that the plurality of second electrodes R can pass through the
또한, 스플릿된 하위전극을 동일한 배선으로 연결하면, 도 6c의 스플릿되지 않은 제3전극(C)과 동일하게 동작할 수 있을 뿐만 아니라, 배선구조도 크게 달라지지 않는다. 구체적으로, 4개로 스플릿된 제3전극(C-1)을 하나의 배선으로 연결하고, 다시, 4개로 스플릿된 제3전극(C-2)을 하나의 배선으로 연결하고, 또, 4개로 스플릿된 제3전극(C-3)을 하나의 배선으로 연결하는 방식으로 구현될 수 있다. In addition, when the split lower electrodes are connected by the same wiring, not only the operation can be performed in the same manner as the third electrode (C) of FIG. 6C, but the wiring structure is not greatly changed. Specifically, the third electrode (C-1) divided into four is connected by one wiring, the fourth electrode (C-2) divided by four is further connected by one wiring, The third electrode C-3 may be connected to the first electrode C-3 through a single wire.
도 7에서는, 복수의 제3전극(C)이 각각 4개의 하위전극으로 스플릿된 경우를 상정하여 도시하였으나, 이와 달리 더 적은 수의 하위전극, 혹은 더 많은 수의 하위전극으로 스플릿될 수 있음은 물론이다. In FIG. 7, it is assumed that a plurality of third electrodes C are split into four lower electrodes, respectively. Alternatively, the lower electrodes may be split into a smaller number of lower electrodes or a larger number of lower electrodes Of course.
한편, 또 다른 실시예에서는, 도 6c이나 도 7과 달리, 복수의 제2전극(R)이 제3전극(C)과 오버랩되어 형성되는 경우도 상정할 수 있다.In another embodiment, unlike in FIGS. 6C and 7, a plurality of second electrodes R may be formed overlapping with the third electrodes C.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 터치위치 및 터치압력 검출을 위한 구조도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)의 제2글라스층(107) 상부에는 TFT층(106)이 형성되어 있다. TFT층(106)은 액정층(105)을 구동하기 위한 전기장(eletric field)을 생성하는데 필요한 전기적 구성요소들을 포함한다. 8 is a structural diagram for touch position and touch pressure detection according to an embodiment of the present invention. A
특히, TFT층(106)은 데이터 라인(data line), 게이트 라인(gate line), TFT, 공통 전극(common electrode) 및 화소 전극(pixel electrode) 등을 포함하는 다양한 층으로 이루어질 수 있다. 이들 전기적 구성요소들은, 제어된 전기장을 생성하여 액정층(105)에 위치한 액정들을 배향시키도록 작동할 수 있다. In particular, the
더욱 구체적으로, TFT층(106)은, 컬럼 공통 전극(column Vcom), 로우 공통 전극(row Vcom)을 포함할 수 있다. 또한, 가드 차폐 전극(guard shield electrode)을 더 포함할 수도 있고, 이는 컬럼 공통 전극과 로우 공통 전극 사이에 위치하여, 둘 사이에 발생할 수 있는 프린징 필드(fringing field)에 의해 야기되는 간섭을 최소화할 수 있다. 이와 관련한 설명은, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사항이다. More specifically, the
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널(100), 터치입력장치(200)과, 터치위치 및 터치압력 검출장치(300)에서, 복수의 제1전극 및 복수의 제3전극은 디스플레이 패널에 포함된 공통전극을 이용할 수 있다.In the
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)은, 액정층(105)에 구비된 스페이서(115)에, ITO와 같은 전도성 물질이 형성됨에 따라 기준전극(154)으로 작용한다. 한편, 스페이서(115)는 액정층(105)에 구비되어 있다고 설명하였지만, 컬러필터층(104)이 구비된 제1글라스층(103)에 형성될 수도 있다. 여기서, 터치압력 신호와 관련한 프린징 정전용량(C1)은 공통 전극을 이용하는 복수의 제1전극(T)과 기준전극(154) 사이에 형성되고, 프린징 정전용량(C2)은 공통 전극을 이용하는 복수의 제3전극(C)과 기준전극(154) 사이에 형성될 수 있다.8, a
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)에서, 객체가 터치표면을 터치할 때 압력이 인가되면, 기준전극(154)과 TFT층(106) 사이의 거리가 감소하고, 이에 따라 로우 공통 전극으로 이루어진 복수의 제1전극(T)과 제3전극(C)이, 기준전극(154)과의 거리가 가까워져, 상호 정전용량(Cm)이 변화(감소 혹은 증가)하게 된다. 이에 따라 생성된 제2신호에 의하여, 터치압력을 검출할 수 있게 된다.8, in the
도 8의 실시예에 있어서, 제2전극층(152)은 제1글라스층(103) 상부에 형성된 것으로 도시했으나, 도 5b와 같이, 컬러필터층(104) 하부에 형성될 수 있음은 물론이다.8, the
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 그룹화된 공통 전극 배열을 나타낸다. 도 9에 도시된 바와 같이, 복수의 공통 전극은, 일정한 간격을 갖고 바둑판 형상으로 배열될 수 있다. 이때, 공통 전극을, 도 9에서 점선으로 표시한 것과 같이, 그룹화시킬 수 있다. 이와 같이 그룹화시킴으로써, 각각 제1전극(T) 및 제3전극(C)으로 기능할 수 있게 된다. Figure 9 shows a grouped common electrode arrangement, in accordance with an embodiment of the present invention. As shown in Fig. 9, the plurality of common electrodes can be arranged in a checkerboard shape at regular intervals. At this time, the common electrodes can be grouped as shown by dotted lines in Fig. By grouping them as described above, they can function as the first electrode T and the third electrode C, respectively.
도 9에서는, 복수의 공통 전극이, 2개의 제1전극(T10,T20) 및 6개의 제3전극(C10-1,C10-2,C10-3,C20-1,C20-2,C20-3)으로 그룹화한 모습을 도시하지만, 그룹화된 제1전극(T) 및 제3전극(C)의 개수는 이와 다를 수 있고, 더 많은 수나 더 적은 수의 공통 전극으로 그룹화될 수 있을 뿐만 아니라, 그룹화된 제1전극(T) 및 제3전극(C)의 형상도 다양할 수 있다.In Fig. 9, the plurality of common electrodes are divided into two first electrodes T10 and T20 and six third electrodes C10-1, C10-2, C10-3, C20-1, C20-2, C20-3 , The number of the grouped first electrode T and the grouped third electrode C may be different from each other and may be grouped into more or fewer common electrodes, The shapes of the first electrode T and the third electrode C may vary.
이상에서 살펴본 바와 같이, 도 8 및 도 9에 예시된 바와 같은 디스플레이 패널(100)은, 디스플레이 패널(100)의 전기적 구성요소들을 본래의 목적대로 동작하도록 함으로써 디스플레이 패널(100)로서 기능할 수 있다. 또한, 디스플레이 패널(100)은, 디스플레이 모듈(100)의 전기적 구성요소들의 적어도 일부를 터치압력 및 위치감지를 위하여 동작하도록 함으로써 터치압력 감지 모듈로서 기능할 수 있다. 이때, 각각의 동작 모드(mode)는 시분할로 동작할 수 있다. 즉, 제1시간 구간에 디스플레이 패널(100)은 디스플레이 모듈로서 작동하고, 제2시간 구간에 터치압력 및/또는 터치위치 감지(혹은 입력)장치로서 기능할 수 있다.As described above, the
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‥‥‥‥디스플레이 패널
101‥‥‥‥제1편광층
103‥‥‥‥제1글라스층
104‥‥‥‥컬러필터층
105‥‥‥‥액정층
106‥‥‥‥TFT층
107‥‥‥‥제2글라스층
109‥‥‥‥제2편광층
111‥‥‥‥OCA층
113‥‥‥‥커버글라스층
T‥‥‥‥‥제1전극
R‥‥‥‥‥제2전극
C‥‥‥‥‥제3전극
152‥‥‥‥제2전극층
154‥‥‥‥기준전극
156‥‥‥‥제1/제3전극층
200‥‥‥‥터치입력장치
210‥‥‥‥구동부
220‥‥‥‥검출부
230‥‥‥‥제어부
300‥‥‥‥터치위치 및 터치압력 검출장치100
103 ....
105
107
111
T ... First electrode R ... Second electrode
C ...
154
200
220 ...
300 ... Touch position and touch pressure detection device
Claims (25)
서로 다른 층에 이격되어 형성된 복수의 제1전극 및 복수의 제2전극;
상기 제1전극과 동일층에 형성된 복수의 제3전극; 및
상기 제1전극 및 상기 제3전극이 형성된 층과, 상기 제2전극이 형성된 층 사이에 구비되는 기준전극;을 포함하고,
상기 복수의 제2전극은, 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진 제1신호를 생성하고, 상기 복수의 제3전극은, 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진 제2신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.A display panel capable of touch pressure sensing,
A plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes spaced apart from each other;
A plurality of third electrodes formed on the same layer as the first electrodes; And
And a reference electrode provided between the layer on which the first electrode and the third electrode are formed and the layer on which the second electrode is formed,
Wherein the plurality of second electrodes generate a first signal having information about capacitances varying with a touch and the plurality of third electrodes generate a second signal having information about capacitances varying with a touch And the display panel.
상기 복수의 제3전극은, 상기 터치에 의한 상기 기준전극과의 거리변화에 따른, 정전용량 변화에 기초하여, 상기 제2신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of third electrodes generate the second signal based on a change in capacitance due to a change in distance from the reference electrode by the touch.
상기 기준전극은, 상기 디스플레이 패널의 액정층에 구비되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.3. The method of claim 2,
Wherein the reference electrode is provided on a liquid crystal layer of the display panel.
상기 복수의 제2전극은, 상기 기준전극이 형성된 층에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.3. The method of claim 2,
Wherein the plurality of second electrodes are formed in a layer in which the reference electrode is formed.
컬러필터를 구비하는 글라스층;을 더 포함하고,
상기 복수의 제2전극은, 상기 글라스층을 사이에 두고 상기 기준전극이 형성된 층과 이격하여 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.3. The method of claim 2,
And a glass layer having a color filter,
Wherein the plurality of second electrodes are spaced apart from the layer on which the reference electrode is formed with the glass layer interposed therebetween.
상기 복수의 제2전극 및 상기 복수의 제3전극은, 상기 터치에 의해 상기 제1신호 및 상기 제2신호를 동시에 생성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of second electrodes and the plurality of third electrodes simultaneously generate the first signal and the second signal by the touch.
상기 제1신호는 상기 터치가 이루어진 위치를 검출하기 위한 신호이고, 상기 제2신호는 상기 터치의 압력을 검출하기 위한 신호인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.The method according to claim 1,
Wherein the first signal is a signal for detecting the position where the touch is made, and the second signal is a signal for detecting the pressure of the touch.
상기 복수의 제2전극은, 상기 제1전극이 연장된 방향과 교차하는 방향으로 연장되어 있고, 상기 복수의 제3전극은, 상기 복수의 제2전극과 오버랩되지 않도록 형성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널. The method according to claim 1,
Wherein the plurality of second electrodes extend in a direction intersecting the direction in which the first electrodes extend and the plurality of third electrodes are formed so as not to overlap with the plurality of second electrodes. .
상기 복수의 제1전극 및 복수의 제3전극은 디스플레이 패널에 포함된 공통전극을 이용하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of first electrodes and the plurality of third electrodes use a common electrode included in the display panel.
상기 제1전극과 동일층에 형성된 복수의 제3전극; 및
상기 제1전극 및 제3전극이 형성된 층과, 상기 제2전극이 형성된 층 사이에 형성된 기준전극;을 포함하는 디스플레이 패널;
상기 복수의 제1전극에 구동신호를 인가하는 구동부; 및
상기 복수의 제2전극으로부터 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진 제1신호를 입력받고, 상기 복수의 제3전극으로부터 상기 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진 제2신호를 입력받는 검출부;를 포함하는 터치입력장치.A plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes spaced apart from each other;
A plurality of third electrodes formed on the same layer as the first electrodes; And
And a reference electrode formed between the layer in which the first electrode and the third electrode are formed and the layer in which the second electrode is formed;
A driving unit for applying a driving signal to the plurality of first electrodes; And
A first signal having information on a capacitance that changes in accordance with a touch from the plurality of second electrodes, and a second signal having information on a capacitance that changes in accordance with the touch from the plurality of third electrodes And a detection unit.
상기 검출부는,
상기 터치에 의한 상기 기준전극의 거리변화에 따른 정전용량 변화에 기초하여, 상기 복수의 제3전극으로부터 상기 제2신호를 입력받는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.11. The method of claim 10,
Wherein:
And receives the second signal from the plurality of third electrodes based on a change in capacitance due to a change in distance of the reference electrode by the touch.
상기 기준전극은, 상기 디스플레이 패널의 액정층에 구비되는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.11. The method of claim 10,
Wherein the reference electrode is provided on a liquid crystal layer of the display panel.
상기 복수의 제2전극은, 상기 기준전극이 형성된 층에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.13. The method of claim 12,
Wherein the plurality of second electrodes are formed on a layer on which the reference electrode is formed.
상기 디스플레이 패널은, 컬러필터를 구비하는 글라스층;을 포함하고,
상기 복수의 제2전극은, 상기 글라스층을 사이에 두고 상기 기준전극이 형성된 층과 이격하여 형성되는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.13. The method of claim 12,
The display panel includes a glass layer having a color filter,
Wherein the plurality of second electrodes are spaced apart from the layer on which the reference electrode is formed with the glass layer interposed therebetween.
상기 검출부는,
상기 터치가 이루어지면, 상기 복수의 제2전극으로부터 상기 제1신호를 검출하는 동시에, 상기 제3전극으로부터 상기 제2신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.11. The method of claim 10,
Wherein:
Wherein when the touch is made, the first signal is detected from the plurality of second electrodes, and the second signal is detected from the third electrode.
상기 제1신호는 상기 터치가 이루어진 위치를 검출하기 위한 신호이고, 상기 제2신호는 상기 터치의 압력을 검출하기 위한 신호인 것을 특징으로 하는 터치입력장치.11. The method of claim 10,
Wherein the first signal is a signal for detecting the position where the touch is made, and the second signal is a signal for detecting the pressure of the touch.
상기 복수의 제2전극은, 상기 복수의 제1전극이 연장된 방향과 교차하는 방향으로 연장되어 있고, 상기 복수의 제3전극은, 상기 복수의 제2전극과 오버랩되지 않도록 형성된 것을 특징으로 하는 터치입력장치.11. The method of claim 10,
Wherein the plurality of second electrodes extend in a direction intersecting the direction in which the plurality of first electrodes extend and the plurality of third electrodes are formed so as not to overlap with the plurality of second electrodes Touch input device.
상기 복수의 제1전극 및 복수의 제3전극은 상기디스플레이 패널에 포함된 공통전극을 이용하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.11. The method of claim 10,
Wherein the plurality of first electrodes and the plurality of third electrodes use a common electrode included in the display panel.
상기 제1전극과 동일층에 형성된 복수의 제3전극; 및
상기 제1전극 및 제3전극이 형성된 층과, 상기 제2전극이 형성된 층 사이에 형성된 기준전극;을 포함하는 디스플레이 패널로부터 터치위치 신호 및 터치압력 신호를 검출하는, 터치위치 및 터치압력 검출장치로서,
상기 장치는,
상기 복수의 제1전극에 구동신호를 인가하는 구동부; 및
상기 복수의 제2전극으로부터 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진 제1신호를 입력받고, 상기 복수의 제3전극으로부터 상기 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진 제2신호를 입력받는 검출부;를 포함하는 터치위치 및 터치압력 검출장치.A plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes spaced apart from each other;
A plurality of third electrodes formed on the same layer as the first electrodes; And
And a reference electrode formed between the layer on which the first electrode and the third electrode are formed and the layer on which the second electrode is formed and a touch position signal detecting unit for detecting a touch position signal and a touch pressure signal from the display panel, as,
The apparatus comprises:
A driving unit for applying a driving signal to the plurality of first electrodes; And
A first signal having information on a capacitance that changes in accordance with a touch from the plurality of second electrodes, and a second signal having information on a capacitance that changes in accordance with the touch from the plurality of third electrodes And a detection unit for detecting the touch position and the touch pressure.
상기 복수의 제3전극은, 상기 터치에 의한 상기 기준전극의 거리변화에 따른, 정전용량 변화에 기초하여, 상기 제2신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 터치위치 및 터치압력 검출장치.20. The method of claim 19,
Wherein the plurality of third electrodes generate the second signal based on a capacitance change in accordance with a distance change of the reference electrode by the touch.
상기 기준전극은, 상기 디스플레이 패널의 액정층에 구비되는 것을 특징으로 하는 터치정보 검출장치.20. The method of claim 19,
Wherein the reference electrode is provided on a liquid crystal layer of the display panel.
상기 검출부는,
상기 터치가 이루어지면, 상기 복수의 제2전극으로부터 상기 제1신호를 검출하는 동시에, 상기 제3전극으로부터 상기 제2신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 터치위치 및 터치압력 검출장치.20. The method of claim 19,
Wherein:
And when the touch is made, detecting the first signal from the plurality of second electrodes and detecting the second signal from the third electrode.
상기 복수의 제2전극은, 상기 복수의 제1전극이 연장된 방향과 교차하는 방향으로 연장되어 있고, 상기 복수의 제3전극은, 상기 복수의 제2전극과 오버랩되지 않도록 형성된 것을 특징으로 하는 터치위치 및 터치압력 검출장치.20. The method of claim 19,
Wherein the plurality of second electrodes extend in a direction intersecting the direction in which the plurality of first electrodes extend and the plurality of third electrodes are formed so as not to overlap with the plurality of second electrodes A touch position and touch pressure detection device.
상기 디스플레이 패널은,
서로 다른 층에 이격되어 형성된 복수의 제1전극 및 복수의 제2전극;
상기 제1전극과 동일층에 형성된 복수의 제3전극; 및
상기 제1전극 및 제3전극이 형성된 층과, 상기 제2전극이 형성된 층 사이에 형성된 기준전극;을 구비하고,
상기 터치압력과 터치위치를 센싱하는 방법은,
상기 제1전극에 구동신호를 인가하는 단계; 및
상기 제1전극에 인가된 구동신호에 대응하여, 상기 복수의 제2전극이 센싱한, 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진 제1신호에 기초하여 터치위치를 검출하는 동시에, 상기 복수의 제3전극이 센싱한, 상기 터치에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 가진 제2신호에 기초하여 터치압력을 검출하는 단계;를 포함하는 터치위치 및 터치압력 검출방법.A method of detecting a touch position and a touch pressure using a display panel,
The display panel includes:
A plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes spaced apart from each other;
A plurality of third electrodes formed on the same layer as the first electrodes; And
And a reference electrode formed between the layer on which the first electrode and the third electrode are formed and the layer on which the second electrode is formed,
The method for sensing the touch pressure and the touch position includes:
Applying a driving signal to the first electrode; And
A touch position is detected on the basis of a first signal having information on a capacitance that changes in accordance with a touch sensed by the plurality of second electrodes in response to a drive signal applied to the first electrode, And detecting a touch pressure based on a second signal having information about a capacitance that varies depending on the touch, the third electrode being sensed.
상기 제2신호는, 상기 복수의 제3전극이, 상기 터치에 따른 상기 기준전극과의 거리변화에 따른 정전용량 변화에 대한 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 터치위치 및 터치압력 검출방법.25. The method of claim 24,
Wherein the second signal has information on a change in capacitance due to a change in distance from the reference electrode in accordance with the touch.
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