KR20160094149A - Touch panel and display device having thereof - Google Patents

Touch panel and display device having thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20160094149A
KR20160094149A KR1020150015382A KR20150015382A KR20160094149A KR 20160094149 A KR20160094149 A KR 20160094149A KR 1020150015382 A KR1020150015382 A KR 1020150015382A KR 20150015382 A KR20150015382 A KR 20150015382A KR 20160094149 A KR20160094149 A KR 20160094149A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
touch panel
stylus pen
touch
electrodes
Prior art date
Application number
KR1020150015382A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정일두
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
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 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020150015382A priority Critical patent/KR20160094149A/en
Publication of KR20160094149A publication Critical patent/KR20160094149A/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
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0448—Details of the electrode shape, e.g. for enhancing the detection of touches, for generating specific electric field shapes, for enhancing display quality
    • 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
    • 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
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545—Pens or stylus
    • 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
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04186—Touch location disambiguation
    • 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
    • G06F3/0442—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using active external devices, e.g. active pens, for transmitting changes in electrical potential to be received by the digitiser
    • 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

Abstract

According to the present invention, a touch panel forms a protrusion portion and a concave portion along at least one side of a first electrode, which is a driving electrode, between the first electrode and a second electrode, which are arranged vertically to each other to increase an area of a contact region that a stylus pen touches even when the stylus pen contacts an outer region of the first electrode, thereby increasing a size of capacitance.

Description

터치패널 및 이를 구비한 표시장치{TOUCH PANEL AND DISPLAY DEVICE HAVING THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a touch panel,

본 발명은 터치패널을 구비한 표시장치에 관한 것으로, 특히 스타일러스펜의 위치데이터를 정확하게 측정할 수 있는 터치패널 및 이를 구비한 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display device having a touch panel, and more particularly to a touch panel capable of accurately measuring position data of a stylus pen and a display device having the touch panel.

근래에 들어 사회가 본격적인 정보화시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 최근에는 특히 경량화, 박형화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device; LCD), 유기전계발광 표시소자, PDP(Plasma Display Panel), 전기영동 표시소자(electrophoretic display device) 등과 같은 평판표시장치가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하고 있다.Recently, the display field for processing and displaying a large amount of information has been rapidly developed as the society has come to a full-fledged information age. Recently, a liquid crystal display device having excellent performance in weight reduction, thinning and low power consumption A flat panel display device such as a liquid crystal display device (LCD), an organic light emitting display device, a plasma display panel (PDP), and an electrophoretic display device has been developed and replaced with a conventional cathode ray tube (CRT) .

최근에는 글씨나 그림을 보다 편하고 정교하게 입력할 수 있는 장점을 갖는 터치패널(touch panel)이 전자수첩이나 개인용 정보처리 장치들에 많이 사용되고 있는데, 이에 최근에는 상기 표시장치에 이와 같은 터치패널을 부착한 표시장치가 제공되고 있다. 이러한 터치패널을 구비한 표시장치는 터치패널과 표시패널을 각각 별도로 형성하고, 이 둘을 접착층을 통해 서로 부착함으로써 이루어진다. 이러한 터치패널이 구비된 표시장치에서는 사람의 손이 접촉하게 되면, 저항의 차이(저항막 방식 터치패널)이나 정전용량의 차이(정전용량방식 터치패널)를 감지하여 접촉을 인식하게 된다.2. Description of the Related Art In recent years, a touch panel having the advantage of being able to input letters and pictures more conveniently and precisely has been widely used in an electronic notebook or personal information processing apparatus. Recently, such a touch panel is attached A display device is provided. Such a display device having a touch panel is formed by separately forming a touch panel and a display panel, and attaching them to each other through an adhesive layer. In a display device provided with such a touch panel, when a human hand touches the touch panel, a difference in resistance (resistance film type touch panel) or a difference in capacitance (capacitance type touch panel) is sensed to recognize the touch.

한편, 터치패널의 터치는 손가락뿐만 아니라 스타일러스펜도 이용된다. 특히 근래에는 터치에 의한 정보 입력뿐만 아니라 다양한 컬러 및 선폭으로 문자를 필기하거나 그림을 그릴 수 있는 스타일러펜이 많이 사용되고 있다. 이러한 스타일러펜(stylus pen)은 손가락보다 세밀한 입력이 가능하므로, 정확하고 세밀한 위치의 터치 및 세밀한 그림 그리기 등이 가능하게 된다.On the other hand, the touch panel touches not only a finger but also a stylus pen. Especially in recent years, stylus pens capable of not only inputting information by touch but also writing or drawing characters with various colors and line widths are widely used. These stylus pens can be finer than fingers, allowing precise and detailed touches and detailed drawing.

그러나, 상기와 같은 일반적인 정전용량 방식의 터치패널은 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional capacitive touch panel has the following problems.

첫째, 손가락과 터치패널의 접촉면적에 비해, 스타일러스펜의 팁(tip)과 터치패널의 접촉면적이 작기 때문에, 전극 사이의 상호정전용량의 변화량이 작아 스타일러스 펜에 의한 터치시의 상호 정전용량의 변화를 감지하기 어려우며, 그 결과 좌표검출의 정확도가 저하된다.First, since the contact area between the tip of the stylus pen and the touch panel is smaller than the contact area between the finger and the touch panel, the amount of mutual capacitance change between the electrodes is small and the mutual capacitance It is difficult to detect the change, and as a result, the accuracy of coordinate detection deteriorates.

둘째, 센싱을 위해 터치패널에 구비되는 전극에 비해 스타일러스펜의 팁이 작기 때문에, 스타일러스펜의 팁의 터치위치에 따라 센싱감도가 다르게 된다.Second, since the tip of the stylus pen is smaller than the electrode provided on the touch panel for sensing, the sensing sensitivity varies depending on the touch position of the tip of the stylus pen.

셋째, 손가락터치와 스타일러스펜의 터치를 동일한 터치검출회로를 이용하여 검출하는 경우 스타일러스펜에 의한 입력시 전극과 접촉하는 손바닥에 의한 터치와 스타일러스 펜에 의한 터치를 구분하지 못하는 문제점이 있었다. 즉, 스타일러스펜의 터치시 손바닥의 터치를 검출하지 않는 팜리젝션(palm rejection)의 기능을 갖기 어려웠다.Thirdly, when the finger touch and the touch of the stylus pen are detected by using the same touch detection circuit, there is a problem that the touch by the palm touching the electrode and the touch by the stylus pen can not be distinguished during the input by the stylus pen. That is, it is difficult to have a function of palm rejection which does not detect the touch of the palm when touching the stylus pen.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 스타일러스펜에 의한 입력시 전극과 접촉하는 손바닥에 의한 터치와 스타일러스 펜에 의한 터치를 구분할 수 있는 터치패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a touch panel capable of distinguishing a touch by a palm and a touch by a stylus pen when an input is made by a stylus pen.

본 발명의 다른 목적은 스타일러스펜의 접촉시 정전용량의 크기를 증가시킴으로써 스타일러스펜의 접촉을 인식하지 못하는 불량을 방지할 수 있는 터치패널 및 이를 구비한 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a touch panel and a display device having the touch panel which can prevent a defect that the contact of the stylus pen is not recognized by increasing the capacitance of the stylus pen when the stylus pen is contacted.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 터치패널에서는 서로 수직으로 배치되는 제1전극 및 제2전극중에서, 제1전극의 적어도 일변을 따라 돌출부와 오목부를 형성하여, 스타일러스펜이 제1전극의 외곽영역에 접촉하는 경우에도 스타일러스펜이 터치되는 접촉영역의 면적을 증가시킴으로써 정전용량의 크기를 증가시킨다.In order to attain the above object, in the touch panel of the present invention, among the first electrode and the second electrode vertically arranged to each other, protrusions and recesses are formed along at least one side of the first electrode, Thereby increasing the size of the capacitance by increasing the area of the contact area to which the stylus pen is touched even when touching the outer area.

상기 제1전극은 돌출부 및 오목부는 사각형상으로 구비될 수도 있고 삼각형상으로 구비될 수도 있으며, 웨이브형상으로 구비될 수도 있다. 또한, 서로 인접하는 제1전극은 돌출부와 오목부가 서로 치합한다.The protrusion and the concave portion of the first electrode may be formed in a rectangular shape, a triangle shape, or a wave shape. Further, the protruding portion and the concave portion of the first electrode adjacent to each other mate with each other.

그리고, 본 발명의 터치패널은 표시패널에 부착되어 표시장치를 구성하는데, 상기 표시패널로는 액정패널, 유기전계발광 표시패널, PDP, 전기영동 표시패널을 포함한다.The touch panel of the present invention is attached to a display panel to form a display device. The display panel includes a liquid crystal panel, an organic light emitting display panel, a PDP, and an electrophoretic display panel.

본 발명에서는 스타일러스펜의 터치시 상호정전용량의 변화량을 안테나루프에 감지함으로써, 스타일러스펜에 의한 입력시 전극과 접촉하는 손바닥에 의한 터치와 스타일러스 펜에 의한 터치를 구분할 수 있게 된다.According to the present invention, by sensing the amount of mutual capacitance change of the stylus pen when touched by the antenna loop, it is possible to distinguish the touch by the palm and the touch by the stylus pen which are in contact with the electrode when inputting by the stylus pen.

또한, 본 발명에서는 구동전극의 형상을 돌출부 및 오목부를 가진 톱니바퀴형상으로 형성함에 따라, 스타일러스펜이 제1전극의 외곽영역에 접촉하는 경우에도, 정전용량의 감소를 최소화할 수 있게 된다. 그 결과, 스타일러스펜이 제1전극의 외곽영역에 접촉되는 경우에도 접촉을 인식하지 못하는 터치불량을 방지할 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, since the driving electrode is formed in the form of a toothed wheel having protrusions and recesses, it is possible to minimize the decrease in capacitance even when the stylus pen contacts the outer region of the first electrode. As a result, even when the stylus pen comes in contact with the outer area of the first electrode, it is possible to prevent the touch failure that does not recognize the touch.

도 1은 본 발명에 따른 터치형 표시장치를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 표시장치의 터치패널의 구조를 나타내는 평면도.
도 3a는 터치패널에 아무런 터치가 없을 때의 전하량 변화를 나타내는 도면.
도 3b는 터치패널에 손가락이 터치했을 때의 전하량 변화를 나타내는 도면.
도 3c는 터치패널에 스타일러스펜이 터치했을 때의 전하량 변화를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 표시장치의 입력시스템의 회로도.
도 5는 본 발명에 따른 스타일러스펜의 구조를 나타내는 도면.
도 6a는 본 발명에 따른 터치패널의 전극구조를 나타내는 도면.
도 6b는 본 발명에 따른 터치패널에 스타일러스펜이 접촉한 것을 개념적으로 나타내는 도면.
도 7a는 일반적인 터치패널의 전극구조를 나타내는 도면.
도 7b는 일반적인 터치패널에 스타일러스펜이 접촉한 것을 개념적으로 나타내는 도면.
도 8a 및 도 8b는 각각 일반적인 터치패널과 본 발명의 터치패널에서 스타일러스펜이 제1전극의 외곽영역에 접촉했을 때의 정전용량을 영향을 주는 제1전극의 영역을 나타내는 도면.
도 9는 일반적인 터치패널과 본 발명의 터치패널에서의 스타일러스펜의 접촉위치에 따른 정전용량값을 나타내는 그래프.
도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명에 따른 터치패널의 전극구조의 다른 예를 나타내는 도면.1 is a view showing a touch-type display device according to the present invention.
2 is a plan view showing a structure of a touch panel of a display device according to the present invention.
3A is a diagram showing a change in the amount of charge when there is no touch on the touch panel.
FIG. 3B is a diagram showing a change in the amount of charge when a finger touches the touch panel. FIG.
3C is a diagram showing a change in the amount of charge when the stylus pen touches the touch panel.
4 is a circuit diagram of an input system of a display device according to the present invention.
5 is a view showing the structure of a stylus pen according to the present invention.
6A is a view showing an electrode structure of a touch panel according to the present invention.
Fig. 6B conceptually shows that the stylus pen contacts the touch panel according to the present invention. Fig.
7A is a view showing an electrode structure of a general touch panel.
Fig. 7B conceptually shows that a stylus pen is brought into contact with a general touch panel. Fig.
8A and 8B are diagrams showing a region of a first electrode that affects a capacitance of a general touch panel and a touch panel of the present invention when the stylus pen contacts the outer region of the first electrode.
9 is a graph showing a capacitance value according to a contact position of a stylus pen in a general touch panel and a touch panel of the present invention.
10A and 10B are views showing another example of an electrode structure of a touch panel according to the present invention;

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 터치패널은 기본적으로 손가락의 터치에 대해 정전용량방식의 터치를 검출을 하는 구조를 이용하지만, 스타일러스펜의 터치시에는 스타일러스펜의 내부공진회로와 터치패널 외곽의 안테나 루프를 통한 공진에 의해 터치검출이 가능하도록 한다. 즉, 본 발명에서는 정전용량방식에서 터치의 검출에 한계를 가지는 스타일러스펜 터치검출을 별도의 패널을 구성하지 않고 터치패널 외곽의 구성과 스타일러스펜의 내부회로를 변경함으로써 검출한다.The touch panel of the present invention basically has a structure for detecting touch of a capacitive touch with respect to the touch of a finger. However, when touching the stylus pen, the touch panel is resonated through the inner resonance circuit of the stylus pen and the antenna loop outside the touch panel So that touch detection can be performed. That is, according to the present invention, stylus pen touch detection having a limitation on touch detection in the electrostatic capacity type is detected by changing the configuration of the outside of the touch panel and the internal circuit of the stylus pen without forming a separate panel.

특히, 본 발명에서는 스타일러스펜의 팁과 터치패널의 전극의 외곽영역에서의 정전용량을 증가시킴으로써 스타일러스펜의 팁의 터치위치에 따라 센싱감도가 달라지는 것을 방지할 수 있게 되므로, 터치좌표의 정확한 검출이 가능하게 된다. 특히, 본 발명에서는 별도의 전극이나 부품을 새롭게 구비하거나 신호검출시스템(예를 들면, 신호처리용 회로 등)을 변경하지 않고, 단순히 구동전극의 형상만을 변경함으로써 입력오차를 방지할 수 있게 된다. 따라서, 별도의 부품 등을 구비하기 위한 비용의 증가나 제조공정의 추가없이 입력오차를 방지할 수 있게 된다.Particularly, in the present invention, by increasing the capacitance of the tip of the stylus pen and the capacitance in the outer area of the electrode of the touch panel, it is possible to prevent the sensing sensitivity from varying according to the touch position of the tip of the stylus pen, . In particular, according to the present invention, it is possible to prevent an input error by merely providing a separate electrode or part, or by merely changing the shape of the driving electrode without changing the signal detection system (for example, a signal processing circuit or the like). Therefore, it is possible to prevent an input error without increasing the cost for adding a separate part or the like or adding a manufacturing process.

도 1은 본 발명에 따른 터치패널을 구비한 표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 본 발명의 터치패널은 액정표시장치, 유기전계발광 표시장치, PDP(Plasma Display Panel), 전기영동 표시소자(Electrophoretic Display Device) 등과 같은 다양한 평판표시장치에 부착되어 사용될 수 있지만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 액정표시장치를 예를 들어 설명한다. 그러나, 이러한 예시가 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 표시장치는 다양한 평판표시장치에 적용될 수 있을 것이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a structure of a display device having a touch panel according to the present invention. The touch panel of the present invention can be attached to various flat panel display devices such as a liquid crystal display device, an organic light emitting display device, a PDP (Plasma Display Panel), and an electrophoretic display device, The liquid crystal display device will be described as an example. However, these examples do not limit the present invention, and the display device of the present invention may be applied to various flat panel display devices.

도 1에 도시된 바와 같이, 터치패널을 구비한 액정표시장치는 액정패널(110) 및 터치센서(TS)를 이루는 터치패널(130)로 이루어진다. 이때, 상기 터치패널(130)은 액정패널(110)의 상부에 배치되어 접착층(20)에 의해 액정패널(10)에 부착된다. 상기 접착층(20)으로는 다양한 접착제를 사용할 수 있지만, 투명한 광접착제(optical clear adhesive;OCA)를 사용하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 1, a liquid crystal display device having a touch panel includes a liquid crystal panel 110 and a touch panel 130 constituting a touch sensor TS. At this time, the touch panel 130 is disposed on the liquid crystal panel 110 and attached to the liquid crystal panel 10 by the adhesive layer 20. As the adhesive layer 20, various adhesives can be used, but it is preferable to use a transparent optical adhesive (OCA).

상기 액정패널(110)은 어레이기판(11)과 컬러필터기판(116), 상기 어레이기판(112)과 컬러필터기판(116) 사이에 형성된 액정층(도면표시하지 않음)으로 구성된다.The liquid crystal panel 110 includes an array substrate 11 and a color filter substrate 116 and a liquid crystal layer (not shown) formed between the array substrate 112 and the color filter substrate 116.

이때, 도시하지 않았지만, 상기 어레이기판(112)에는 종횡으로 배열되어 복수의 화소영역을 정의하는 게이트라인과 데이터라인이 형성되어 있으며, 각각의 화소영역에는 박막트랜지스터가 형성된다. 또한, 각 화소영역에는 화소전극 및 공통전극이 형성되어 상기 게이트라인으로 인가된 주사신호에 의해 박막트랜지스터가 구동하는 경우 상기 데이터라인을 통해 화소전극에 화상신호가 인가됨에 따라 화상을 구현할 수 있게 된다.Although not shown, the array substrate 112 has gate lines and data lines arranged vertically and horizontally to define a plurality of pixel regions, and a thin film transistor is formed in each pixel region. In addition, when a pixel electrode and a common electrode are formed in each pixel region and a thin film transistor is driven by a scan signal applied to the gate line, an image can be implemented as an image signal is applied to the pixel electrode through the data line .

또한, 상기 컬러필터기판(116)에는 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)색의 서브컬러필터로 구성되는 컬러필터와 상기 서브컬러필터 사이를 구분하고 상기 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix)이 구비된다.In addition, the color filter substrate 116 is divided into a color filter composed of sub-color filters of red (R), green (G), and blue (B) And a black matrix for blocking light transmitted through the liquid crystal layer.

상기와 같이 구성된 상기 어레이기판(112)과 컬러필터기판(116)은 화상표시영역의 외곽에 형성된 실런트(sealant)에 의해 대향하도록 합착되어 액정패널(110)을 구성된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 액정패널(110)의 상하면에는 각각 편광필름이 부착될 수 있다.The array substrate 112 and the color filter substrate 116 constituted as described above are bonded together to face each other by a sealant formed on the periphery of the image display region to constitute the liquid crystal panel 110. Although not shown in the drawing, a polarizing film may be attached to the upper and lower surfaces of the liquid crystal panel 110, respectively.

상기 터치패널(130)은 제1기판(132) 및 제2기판(138)과, 상기 제1기판(132) 위에 배치된 복수의 제1전극(134)과, 상기 제1전극(134)이 배치된 제1기판(132) 위에 적층된 절연층(135)과, 상기 제2기판(138) 위에 바(bar)형상의 설정된 폭으로 서로 일정 거리 이격되어 배치되는 복수의 제2전극(136)으로 구성된다. 도면에는 상기 제1전극(134)이 제2기판(138) 전체에 걸쳐 하나의 더미형상으로 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 실질적으로는 상기 제1전극(134)은 일정 폭의 바형상으로 일정 간격을 두고 제2기판(138)에 복수개 배치된다. 특히, 상기 제2전극(136)은 제1전극(134)과 수직으로 배치된다.The touch panel 130 includes a first substrate 132 and a second substrate 138, a plurality of first electrodes 134 disposed on the first substrate 132, An insulating layer 135 stacked on the first substrate 132 and a plurality of second electrodes 136 spaced apart from each other by a predetermined width in a bar shape on the second substrate 138, . Although the first electrodes 134 are illustrated as being formed in a single dummy shape over the entire surface of the second substrate 138, the first electrodes 134 may be substantially bar- Are arranged on the second substrate 138. In particular, the second electrode 136 is disposed perpendicular to the first electrode 134.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제2기판(138) 위에는 커버글라스(cover glass)가 배치되어 광접착제에 의해 제2기판(138)에 부착될 수도 있다.Although not shown in the drawing, a cover glass may be disposed on the second substrate 138 and may be attached to the second substrate 138 with a light adhesive.

상기 제1기판(132) 및 제2기판(138)은 각각 유리기판 또는 투명필름으로 형성될 수 있으며, 제1전극(134) 및 제2전극(136)은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zic Oxide)와 같은 투명한 금속산화물을 사용한다.The first electrode 132 and the second electrode 138 may be formed of a glass substrate or a transparent film. The first electrode 134 and the second electrode 136 may be formed of indium tin oxide (ITO), IZO Indium Zic Oxide).

도 2는 본 발명에 따른 터치패널(130)의 구조를 나타내는 평면도로서, 이 도면에는 터치패널(130)의 전극구조를 개략적으로 도시하였다.FIG. 2 is a plan view showing the structure of the touch panel 130 according to the present invention, in which the electrode structure of the touch panel 130 is schematically shown.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 터치패널(130)은 크게 액티브영역(A)과 상기 액티브영역(A)의 외곽에 배치된 외곽영역(P)으로 이루어진다.2, the touch panel 130 according to the present invention mainly includes an active area A and an outer area P disposed at an outer periphery of the active area A. As shown in FIG.

상기 액티브영역(A) 내에는 바형상의 복수의 제1전극(134)(Tx0,Tx1,Tx2,Tx3...)이 x-방향을 따라 일정 간격을 두고 연장되며, 바형상의 복수의 제2전극(136)(Rx0,Rx1,Rx2,Rx3...)이 y-방향을 따라 일정 간격을 두고 연장된다. 즉, 복수의 제1전극(134)과 제2전극(136)이 서로 교차되어 배치된다. 이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1전극(134)과 제2전극(136)은 사이에는 절연층이 구비되어 상기 제1전극(134)과 제2전극(136)이 전기적으로 절연된다.A plurality of bar-shaped first electrodes 134 (Tx0, Tx1, Tx2, Tx3, ...) extend at regular intervals along the x-direction in the active region A, Two electrodes 136 (Rx0, Rx1, Rx2, Rx3, ...) extend at regular intervals along the y-direction. That is, the plurality of first electrodes 134 and the plurality of second electrodes 136 are arranged to cross each other. Although not shown in the drawing, an insulating layer is provided between the first electrode 134 and the second electrode 136 so that the first electrode 134 and the second electrode 136 are electrically insulated from each other.

도면에서는 상기 제1전극(134)과 제2전극(136)이 바형상으로 도시되지만, 상기 제1전극(134)과 제2전극(136)은 바형상이 아니라 정전용량방식의 다른 형태의 패턴으로 변경될 수도 있다. 예를 들어, 제1전극(134)과 제2전극(136)를 다이아몬드패턴이나 다른 형태의 다각형 형태로 형성할 수 있다. 그러나, 이 경우에도 스타일러스펜의 정확한 터치를 위해 제1전극(134)과 제2전극(136)이 중심에서 상하 및 좌우로 대칭성을 갖는 형태로 형성되어야만 한다.Although the first electrode 134 and the second electrode 136 are shown in a bar shape in the drawing, the first electrode 134 and the second electrode 136 may be formed in different shapes ≪ / RTI > For example, the first electrode 134 and the second electrode 136 may be formed in a diamond pattern or other polygonal shape. In this case, however, the first electrode 134 and the second electrode 136 must be formed symmetrically in the up and down direction and the right and left direction in order to accurately touch the stylus pen.

상기 외곽영역(P)에는 스타일러스펜 내부에 배치되는 공진회로(추후 설명함)로부터 발생하는 전자기 신호를 수신하는 안테나루프(150)가 배치된다. 상기 안테나루프(150)는 실제로 스타일러스펜의 입력이 이루어지고 좌표가 검출되는 액티브영역보다 크게 배치하는 것이 바람직한데, 그 이유는 스타일러스펜을 이용한 터치검출시 채널의 비대칭성으로 인해 터치패널(130)의 가장자리영역에서 좌표검출의 정확도가 떨어지는 에지 이펙트(edge effect)를 해소하기 위해서이다. 상기 안테나루프(150)는 인덕터스유도가 가능한 일종의 3차 코일로서, 별도의 물리적 형상을 갖는 자기코어는 구비하지 않는다. 또한, 상기 안테나루프(150)는 상기 안테나루프(150)와 스타일러스펜 사이의 에어코어(air core)를 매개로 하여 동작하는 코일일 수도 있다.An antenna loop 150 for receiving an electromagnetic signal generated from a resonance circuit (to be described later) disposed in the stylus pen is disposed in the outer region P. It is preferable that the antenna loop 150 is disposed larger than the active area where the input of the stylus pen is actually performed and the coordinates are detected because the asymmetry of the channel during touch detection using the stylus pen causes the touch panel 130, In order to eliminate an edge effect in which the accuracy of coordinate detection in the edge region of the image is deteriorated. The antenna loop 150 is a kind of tertiary coil that can induce inductance and does not have a magnetic core having a separate physical shape. In addition, the antenna loop 150 may be a coil operated through an air core between the antenna loop 150 and the stylus pen.

상기 제1전극(134) 및 제2전극(136)은 도전성이 좋은 금속으로 구비될 수 있다. 그러나, 표시장치의 휘도 및 투과율을 향상시키기 위해서는 상기 제1전극(134) 및 제2전극(136)을 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 도전물질로 형성하는 것이 바람직하다.The first electrode 134 and the second electrode 136 may be formed of a metal having good conductivity. However, it is preferable that the first electrode 134 and the second electrode 136 are formed of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide) to improve the brightness and transmittance of the display device Do.

손가락 터치구간에서 상기 제1전극(134)은 구동 신호 인가용이고 제2전극(136)은 검출신호수신용이며, 터치패널(130)의 일측 가장자리영역에 배치된 전극패드(142)와 라우팅배선(144)을 통해 외부와 전기적으로 연결된다.The first electrode 134 is for applying a driving signal and the second electrode 136 is for a detection signal number in the finger touch section and the electrode pad 142 and the routing wiring 142 disposed in one edge region of the touch panel 130 144 to the outside.

또한, 터치패널(130)의 일측 가장자리영역에는 루프패드(141)가 전극패드(142)와 정렬되도록 배치되어 상기 안테나루프(150)의 양단과 전기적으로 접속되어, 전극패드(142)와 루프패드(142) 사이의 전압차를 터치제어부(도면표시하지 않음)에 의해 검출할 수 있게 된다. 이때, 상기 안테나루프(150)는 상기 라우팅배선(144))과 동일 공정으로 형성될 수 있다. A loop pad 141 is disposed on one side edge of the touch panel 130 so as to be aligned with the electrode pad 142 and electrically connected to both ends of the antenna loop 150, (Not shown) to detect the voltage difference between the touch panel and the touch panel. At this time, the antenna loop 150 may be formed in the same process as the routing wiring 144).

한편, 제2전극(136)이 단순한 바형상으로 배치되는데 반해, 제1전극(136)은 변에 돌기부와 오목부가 주기적으로 배치된 톱니를 가진 바형상으로 배치된다. 이와 같이, 본 발명에서 제1전극(136)이 돌기부와 오목부를 가진 바형상으로 구성되는 이유는 스타일러스펜이 제1전극(136)의 중앙영역이 아닌 외곽영역의 터치시 감지신호의 강도를 증가시켜 터치좌표를 정확하게 검출하기 위한 것으로, 제1전극(136)의 형상이나 터치신호 세기의 증가 등에 대해서는 추후에 구체적으로 설명한다.On the other hand, while the second electrode 136 is arranged in a simple bar shape, the first electrode 136 is arranged in a bar shape with teeth where protrusions and recesses are periodically arranged on the sides. As described above, in the present invention, the first electrode 136 is formed in a bar shape having protrusions and recesses. This is because the stylus pen increases the intensity of the sensing signal at the touch of the outer region, not the central region of the first electrode 136 The shape of the first electrode 136, the increase in the intensity of the touch signal, and the like will be described later in detail.

도 3a-도 3c는 본 발명에 따른 터치패널에서 터치를 검출하는 개념을 나타내는 도면으로, 도 3a는 터치가 이루어지지 않은 상태에서의 터치패널의 전하량의 변화를 나타내는 도면이고 도 3b는 손가락이 터치되었을 때의 전하량의 변화를 나타내는 도면이며, 도 3c는 스타일러스펜이 터치했을 대의 전하량의 변화를 나타낸 도면이다.3A to 3C are diagrams illustrating a concept of touch detection in a touch panel according to the present invention. FIG. 3A is a diagram showing a change in the amount of charge of a touch panel in a state where a touch is not performed, FIG. 3C is a diagram showing a change in the amount of charge when the stylus pen is touched. FIG.

도 3a-도 3c에 도시된 바와 같이, 바형상의 제1전극(134)과 제2전극(136)은 절연층(135)을 사이에 두고 서로 수직으로 교차하도록 배치된다. 또한, 제1전극(134)는 외부의 전원에 접속되어 구동전압(VD)이 인가되고 제2전극(136)은 접지된다.As shown in FIGS. 3A to 3C, the bar-shaped first electrode 134 and the second electrode 136 are disposed so as to cross each other with the insulating layer 135 therebetween. Also, the first electrode 134 is connected to an external power source, the driving voltage VD is applied, and the second electrode 136 is grounded.

도 3a와 같이, 터치패널(130)에 아무런 터치가 없을 때, 제1전극(134)에 인가되는 구동전압(VD)에 의해 제1전극(134)과 제2전극(136) 사이의 상호정전용량에 비례하는 전하가 유도(charge)된다.3A, when there is no touch on the touch panel 130, the driving voltage VD applied to the first electrode 134 causes mutual interruption between the first electrode 134 and the second electrode 136 A charge proportional to the capacitance is charged.

도 3b에 도시된 바와 같이, 터치패널(130)에 손가락이 터치하면, 제2전극(136)에 유기되던 일부의 전하가 손가락에 의해 유도되므로, 제2전극(136)에 유도되는 전하량이 감소하게 된다. 따라서, 이러한 제2전극(136)에 유도되는 전하량의 감소는 손가락에 의해 제1전극(134)과 제2전극(136) 사이의 상호정전용량의 감소에 기인하며, 상기 상호정전용량의 감소량을 측정함으로써 터치를 검출한다.3B, when a finger is touched on the touch panel 130, a part of the charge, which is induced in the second electrode 136, is guided by the finger, so that the amount of charge induced in the second electrode 136 is reduced . Thus, the reduction in the amount of charge induced in the second electrode 136 is due to a decrease in the mutual capacitance between the first electrode 134 and the second electrode 136 by the finger, The touch is detected by measuring.

도 3c에 도시된 바와 같이, 스타일러스펜(160)을 터치패널(130)에 터치하는 경우에도 손가락의 터치와 마찬가지로 스타일러스펜(160)에 의해 제1전극(134)과 제2전극(136) 사이의 상호정전용량의 감소에 기인하며, 상기 상호정전용량의 감소량을 측정함으로써 터치를 검출한다.3C, even when the stylus pen 160 is touched to the touch panel 130, the stylus pen 160 can hold the touch panel 130 between the first electrode 134 and the second electrode 136 And detects a touch by measuring a decrease amount of the mutual capacitance.

그런데, 손가락이 터치패널(130)과 접촉하는 면적에 비해 스타일러스펜(160)의 팁이 터치패널(130)과 접촉하는 면적에 비해 작기 때문에, 스타일러스펜(160)의 터치시 손가락보다 터치감도(즉, 상호정전용량)가 작아지게 되어 좌표 추출의 정확도가 감소하게 된다.Since the tip of the stylus pen 160 is smaller than the area where the tip of the stylus pen 160 contacts the touch panel 130, the touch sensitivity of the stylus pen 160 That is, mutual electrostatic capacitance) becomes small, and the accuracy of coordinate extraction decreases.

따라서, 스타일러스펜 내부에 소자의 구비 없이 도전체 성질의 입력 도구로서 패시브방식의 펜을 이용한 정정용량 방식의 검출은 손가락에 비해 접촉면적인 작은 스타일러스 펜의 팁으로 인해 터치 감도 및 좌표 추출의 정확도가 감소하게 된다. 이러한 패시브방식의 스타일러스펜은 팁의 사이즈가 작기 때문에 좌표추출의 정확도가 감소하는 문제가 발생할 뿐만 아니라 손가락터치와 스타일러스펜의 입력을 동일한 정전용량방식으로 구현시 발생하는 팜리젝션이 발생하는 문제가 있다.Therefore, the detection of the correction capacity method using the passive type pen as an input tool of a conductor property without the element in the stylus pen results in a decrease in the accuracy of the touch sensitivity and the coordinate extraction due to the tip of the stylus pen, . Such a passive stylus pen has a problem in that accuracy of coordinate extraction is reduced because the size of the tip is small, and there is a problem that papillization occurs when the input of the finger touch and the stylus pen are implemented by the same capacitance method .

본 발명에서는 손가락터치를 위해 터치패널의 정전용량방식 구조를 이용하되, 스타일러스펜(160)의 터치를 검출하기 위해 스타일러스펜(160)을 배터리 없이 액티브방식으로 구현하고, 상기 스타일러스펜(160)과 동기되어 구동되는 안테나루프(150)를 터치패널의 외곽에 구비한다.In the present invention, the stylus pen 160 is implemented in an active manner without a battery to detect the touch of the stylus pen 160, And an antenna loop 150 driven synchronously is provided on the outer side of the touch panel.

도 4는 본 발명의 표시장치의 입력시스템의 회로도이다.4 is a circuit diagram of an input system of a display device of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 표시장치의 입력시스템은 크게 스타일러스펜(160), 터치센서(170) 및 안테나루프(150)를 포함한 터치패널(130), 터치제어부(190), 접지부(180)를 포함한다.4, the input system of the display device of the present invention includes a touch panel 130 including a stylus pen 160, a touch sensor 170 and an antenna loop 150, a touch controller 190, (180).

상기 터치센서(170)는 서로 교차하는 복수개의 제1전극(Tx) 및 제2전극(Rx)을 포함하며, 터치패널(130)의 액티브영역(A)에 배치된다. 또한, 안테나루프(150)는 터치패널(130)의 외곽영역(P)에 상기 액티브영역(A)을 둘러싸는 형상으로 배치되는데, 양단 사이가 약간 이격된 루프형태로 배치된다.The touch sensor 170 includes a plurality of first electrodes Tx and a second electrode Rx intersecting each other and is disposed in the active area A of the touch panel 130. [ The antenna loop 150 is disposed in the outer area P of the touch panel 130 so as to surround the active area A. The antenna loop 150 is arranged in a loop shape with a slightly spaced distance between the both ends.

상기 스타일러스펜(160)은 분리된 1차코일(L1) 및 2차코일(L2)과, 상기 2차코일(L2)과 직렬로 연결된 공진캐패시터(C2) 및 스위치(SW)와, 상기 1차코일(L1)으로 구성된다. 이때, 상기 1차코일(L1)은 스타일러스펜의 전도성 팁과 전기적으로 접속된다. 상기 안테나(150)는 상기 스타일러스펜(150)이 터치패널(130)과 접촉할 때, 회로적으로 3차코일(L3)로 기능한다.The stylus pen 160 includes a separated primary coil L1 and a secondary coil L2, a resonant capacitor C2 and a switch SW connected in series with the secondary coil L2, And a coil L1. At this time, the primary coil L1 is electrically connected to the conductive tip of the stylus pen. When the stylus pen 150 contacts the touch panel 130, the antenna 150 functions as a tertiary coil L3 in a circuit.

상기 접지부(180)는 스타일러스펜(160)과 연결되어 스타일러스펜(160)의 내부 회로를 안정화시킨다. 터치패널(130)의 외곽영역(P)에 배치된 안테나루프(150)와 액티브영역(A)에 배치된 제1전극(Tx) 및 제2전극(Rx)은 각각 터치제어부(190)와 연결되어 제어신호가 인가된다.The grounding unit 180 is connected to the stylus pen 160 to stabilize the internal circuit of the stylus pen 160. The antenna loop 150 disposed in the outer area P of the touch panel 130 and the first electrode Tx and the second electrode Rx disposed in the active area A are connected to the touch controller 190, And a control signal is applied.

또한, 상기 안테나루프(150)는 상기 스타일러스펜(160)의 터치패널면의 터치시 상기 스타일러스펜(160) 내의 2차코일(L1)로부터 공진된 인덕턴스신호를 상기 안테나루프(L3)와 2차코일(L2)간 상호인덕턴스(M23) 또는 상기 안테나루프(L3)와 1차코일(L1)간 상호인덕턴스(M13)를 수신하게 된다. 상기 안테나루프(150)는 터치패널(130)의 가장자리영역에 배치된 패드를 통해 터치제어부(190)에 연결된다.The antenna loop 150 is connected to the antenna loop L3 and the antenna loop L3 through the second loop L1 of the stylus pen 160 when the touch panel surface of the stylus pen 160 is touched. The mutual inductance M23 between the coils L2 or the mutual inductance M13 between the antenna loop L3 and the primary coil L1 is received. The antenna loop 150 is connected to the touch controller 190 through a pad disposed in an edge area of the touch panel 130.

상기 터치제어부(190)는 상기 안테나루프(150)와 연결되어 상기 안테나루프(150)의 양단에 수신된 전압차를 증폭하는 증폭기(192)와, 상기 증폭기(192)와 연결되어 증폭된 신호로부터 노이즈를 제거하는 필터부(194)와, 상기 필터부(194)와 연결되어 아날로그신호를 디지털신호로 전환하는 컨버터(196)와, 상기 컨버터(196)와 연결되어 디지털신호를 수집하여 좌표를 추출하는 신호처리부(198)과, 상기 터치패널(130)의 각 전극에 인가하는 신호를 발생하는 구동신호발생부(193)로 구성된다.The touch controller 190 includes an amplifier 192 connected to the antenna loop 150 to amplify voltage differences received at both ends of the antenna loop 150, A converter 196 connected to the filter unit 194 to convert an analog signal into a digital signal and a controller 196 connected to the converter 196 to collect digital signals and extract coordinates And a driving signal generating unit 193 for generating a signal to be applied to each electrode of the touch panel 130. [

여기서, 상기 터치패널(130)에 스타일러스펜(160)이 터치하면, 스타일러스펜(160) 내부의 스위치(SW)가 닫히고, 상기 2차코일(L2) 및 공진캐패시터(C2)가 일종의 공진회로로서 폐회로를 형성한다. 상기 구동신호발생부(193)에서 각 전극(Tx,Rx)로 인가하는 신호는 상기 폐회로내 공진주파수(f=1/[2π(L2×C2)0.5])와 동일한 주파수로 구형파(square wave) 또는 정현파(sine wave)이다. 각 전극(Tx,Rx)로 인가하는 신호는 일종의 교류 전압으로서, 각 코일에서는 인가된 신호와 유사한 파형 또는 시간 경과에 따라 파형이 커지는 형태의 신호형상(signal shape)을 갖는다.When the stylus pen 160 touches the touch panel 130, the switch SW in the stylus pen 160 is closed and the secondary coil L2 and the resonance capacitor C2 are connected to each other as a kind of resonance circuit Form a closed circuit. A signal applied to each of the electrodes Tx and Rx by the driving signal generator 193 is a square wave having the same frequency as the in-loop resonance frequency f = 1 / [2π (L2xC2) 0.5] Or a sine wave. The signal applied to each of the electrodes Tx and Rx is a kind of AC voltage having a waveform similar to a signal applied to each coil or a signal shape having a waveform that increases with time.

한편, 상기 접지부(180)는 상기 스타일러스펜(160)과 접촉하는 사용자 또는 스타일러스펜(160)을 상기 터치패널(130)과 연결시키는 와이어일 수 있다. 또한, 도면부호 Ch는 스타일러스펜(160)과 사용자가 접촉할 때 사용자가 유전체로 기능하여 스타일러스펜(160)과 접지단자 사이의 접지부 정전용량이다.The grounding unit 180 may be a wire that connects the stylus pen 160 with the user or the stylus pen 160 with the touch panel 130. In addition, reference character Ch denotes a ground capacitance between the stylus pen 160 and the ground terminal when the user contacts the stylus pen 160 and functions as a dielectric.

상기 스타일러스펜(160) 내부의 1차코일(L1))과 이차코일(L2)은 제1상호인덕턴스(mutual inductance)(M12)로 커플링된다. 2차코일(L2)과 공진캐패시터(C2)는 터치패널(130)의 교차된 제1,2전극(Tx/Rx)에 의해 구성된 터치패널(130)로부터 캐패시티브 커플링되어 형성된 센싱캐패시터(Csx)을 통해 입력되는 신호의 주파수와 전자기 공진이 발생하도록 적절한 값을 갖도록 구성된다. 여기서, 공진 주파수는 f=1/[2π(L2×C2)0.5])의 조건을 갖는다.The primary coil L1 in the stylus pen 160 and the secondary coil L2 are coupled to a first mutual inductance M12. The secondary coil L2 and the resonance capacitor C2 are connected to the sensing capacitor 130 formed by capacitive coupling from the touch panel 130 constituted by the first and second electrodes Tx / Rx of the touch panel 130 Csx) and an appropriate value to generate electromagnetic resonance. Here, the resonance frequency has a condition of f = 1 / [2 (L2 x C2) 0.5]).

또한, 상기 스타일러스펜(160)에서 전자기공진시 발생한 자기장신호는 1차코일(L1) 또는 2차코일(L2)과 터치패널(130)에 형성된 안테나루프(L3)와의 제2상호인덕턴스(M13 또는 M23)에 의해 안테나코일에 해당하는 3차코일(L3)에 유도기전력을 발생한다. 이러한 유도기전력은 안테나루프(L3)의 양단간 전압차는 증폭기(192)에 의해 증폭되고 필터부(194)에 의해 노이즈가 제거된 후, 컨버터(196)에서 디지털신호로 변환된다. 이어서, 신호처리부(190)에 의해 좌표를 추출한 후, 표시장치의 호스트시스템에 좌표데이터 등을 전송하게 된다.The magnetic field signal generated by electromagnetic resonance in the stylus pen 160 may be generated by a second mutual inductance M13 between the primary coil L1 or the secondary coil L2 and the antenna loop L3 formed on the touch panel 130 M23 generate an induced electromotive force in the tertiary coil L3 corresponding to the antenna coil. The induced electromotive force is converted into a digital signal by the converter 196 after the voltage difference between the two ends of the antenna loop L3 is amplified by the amplifier 192 and the noise is removed by the filter unit 194. Subsequently, after the coordinates are extracted by the signal processing unit 190, coordinate data and the like are transmitted to the host system of the display apparatus.

한편, 상기 스타일러스펜(160) 내의 1차코일(L1)의 일측 단부는 스타일러스펜의 팁에 의해 연결되어 있고, 타단부는 스타일러스펜의 전도성 물질로 이루어진 도전성 몸체부에 연결되어 접지된다.One end of the primary coil L1 in the stylus pen 160 is connected by the tip of the stylus pen and the other end is connected to the conductive body of the conductive material of the stylus pen and grounded.

도 5는 본 발명에 따른 스타일러스펜(160)의 구조를 나타낸 도면이다.5 is a view showing the structure of the stylus pen 160 according to the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 스타일러스펜(160)은 도전성 몸체(161)와, 상기 몸체(161)의 하단에 배치된 전도성 팁(168)과, 상기 몸체(161) 내부에 배치된 자기코어(magnetic core;135)와, 상기 자기코어(135)에 교번되어 감겨진 1차코일(L1)과 2차코일(L2)과, 상기 몸체(161) 내부에 구비되고 2차코일(L2)가 전기적으로 접속되는 공진캐패시터(C2)와, 상기 2차코일과 연결되는 스위치(166)와, 상기 전도성 팁(168)과 스위치(166) 사이에 배치된 제1절연부(164)와, 상기 자기코어(135)와 스위치(166) 사이에 배치된 제2절연부(166)로 구성된다. 5, the stylus pen 160 includes a conductive body 161, a conductive tip 168 disposed at a lower end of the body 161, a magnetic core 168 disposed inside the body 161, a magnetic core 135 and a primary coil L1 and a secondary coil L2 alternately wound around the magnetic core 135. The secondary coil L2 is provided inside the body 161, A switch 166 connected to the secondary coil, a first insulation portion 164 disposed between the conductive tip 168 and the switch 166, And a second insulating portion 166 disposed between the switch 135 and the switch 166.

상기 전도성 몸체(161)는 도 6에 도시된 접지부(180)와 접속되어 접지되며, 그 하단에는 홀이 구비되어 전도성 팁(168)이 상기 홀을 통해 외부로 돌출된다. 이때 상기 전도성 팁(168)은 도전성 몸체(161)로부터 전기적으로 절연되어 있다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 몸체(161)와 팁(168)의 전기적 절연을 위해 팁(101)을 둘러싸는 절연완충부가 구비될 수 있다.The conductive body 161 is connected to the ground unit 180 shown in FIG. 6 and is grounded. A hole is provided at a lower end of the conductive body 161 so that the conductive tip 168 protrudes through the hole. At this time, the conductive tip 168 is electrically insulated from the conductive body 161. Although not shown in the drawing, an insulating buffer surrounding the tip 101 may be provided for electrical insulation between the body 161 and the tip 168.

상기 스위치(166)는 스프링(sprin) 또는 탄성소재(elastic rubber)로 이루어져, 상기 전도성 팁(168)이 터치패널의 표면을 누를 때 가해지는 압력에 의해 동작한다. 즉, 터치패널을 일정압력 이상으로 누를 때, 상기 스위치(166)가 닫혀 내부공진회로가 폐회로를 이루게 된다. 또한, 1차코일(L1)의 일단은 전도성 팁(168)에 접속되고 타단은 상기 몸체(161)의 그라운드단자(163)에 연결된다.The switch 166 is made of a sprin or elastic rubber and is operated by the pressure applied when the conductive tip 168 presses the surface of the touch panel. That is, when the touch panel is pressed at a predetermined pressure or more, the switch 166 is closed, so that the inner resonant circuit is closed. One end of the primary coil L1 is connected to the conductive tip 168 and the other end is connected to the ground terminal 163 of the body 161. [

상기와 같은 구성의 스타일러스펜(160)의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the stylus pen 160 having the above-described structure will be described in detail as follows.

도 4에 도시된 바와 같이, 1차코일(L1)의 일단은 스타일러스펜의 팁을 통해 터치패널의 터치센서(170)과 정전용량 커플링되어 센싱캐패시터(Csx)를 형성한다. 따라서, 터치패널(130)의 각 전극(Tx,Rx)로부터의 입력신호가 센싱캐패시터(Csx)를 통해 1차코일(L1)을 구동하고, 이는 자기커플링된 제1상호인던턱스(M12)를 통해 제2코일(L2) 및 공진캐패시터(C2)로 이루어진 공진 회로를 구동한다.As shown in FIG. 4, one end of the primary coil L1 is capacitively coupled to the touch sensor 170 of the touch panel through the tip of the stylus pen to form a sensing capacitor Csx. An input signal from each of the electrodes Tx and Rx of the touch panel 130 drives the primary coil L1 through the sensing capacitor Csx and this causes the first mutually coupled first terminal M12 And drives the resonant circuit composed of the second coil L2 and the resonant capacitor C2.

터치센서(170)의 각 전극(Tx, Rx)으로 구동신호발생부(193)로부터 입력되는 신호와 2차코일(L2) 및 공진캐패시터(C2)로 이루어진 공진회로의 전자기 공진주파수가 동일하도록 회로를 구성함에 따라 전자기공진에 의해 신호강도가 시간에 따라 증가한다. 이때, 상기 1차코일(L1)의 타단은 스타일러스펜(160)의 도전성 몸체(161)에 접촉한 사람의 손 및 몸으로 이루어진 접지부 캐패시터(Ch)를 통하여 접지되어 있다.The electromagnetic resonance frequency of the signal inputted from the drive signal generating section 193 to each electrode Tx and Rx of the touch sensor 170 and the resonance circuit composed of the secondary coil L2 and the resonance capacitor C2 are made equal to each other, The signal intensity increases with time due to electromagnetic resonance. At this time, the other end of the primary coil L1 is grounded through a grounded part capacitor Ch formed by the hand and the body of the person who is in contact with the conductive body 161 of the stylus pen 160.

스위치(166)는 전도성팁(168)이 터치패널면에 설정된 값 이상의 압력으로 눌려졌을 때 턴온되어 전자기공진이 발생함으로써 스타일러스펜(160)의 입력을 감지하게 된다. 즉, 스타일러스펜(160)이 터치패널에 접근하여도 설정된 압력 이상의 압력으로 눌려지지 않으면 입력이 이루어지지 않아 오동작을 방지할 수 있게 된다. 전자기공진시 발생한 자기장신호는 터치패널의 외곽에 배치된 안테나루프(150)로 전달되어 3차코일(L3)로서 기능하여 그 양단에 전압차가 터치제어부(190)에 의해 감지되다.The switch 166 is turned on when the conductive tip 168 is pressed to a pressure equal to or higher than a value set on the surface of the touch panel to generate electromagnetic resonance, thereby sensing the input of the stylus pen 160. In other words, if the stylus pen 160 approaches the touch panel and is not depressed by a pressure equal to or higher than the set pressure, the input is not performed, thereby preventing malfunction. The magnetic field signal generated in the electromagnetic resonance is transmitted to the antenna loop 150 disposed at the outer periphery of the touch panel to function as the tertiary coil L3, and the voltage difference is sensed by the touch controller 190 at both ends thereof.

상기 스타일러스펜(160)이 터치패널에 터치되면, 센싱캐패시터(Csx)가 생성됨과 아울러 스타일러스펜의 몸체부(161)를 통해 접지된다. 이때, 상기 스타일러스펜(160)의 전도성 팁(168)을 통해 상기 센싱캐패시터(Csx)로 인가된 신호가 1차코일(L1)로 전달된다. 이어서, 상기 1차코일(L1)로 전달된 신호는 상기 제1상호인덕턴스(M12)에 의해 2차코일(L2)로 전달되며, 2차코일(L2) 및 공진캐패시터(C2)는 스위치(166)가 닫힘에 따라 폐회로가 형성되어 공진된다. 시간이 경과함에 따라, 상기 2차코일(L2)의 신호의 크기가 커진다. 이때, 인접한 1차코일(L1)에도 제1상호인덕턴스(M12)에 의해 상승된 2차코일(L2)의 신호의 영향을 받으며, 상기 공진회로의 2차코일(L2)의 자기장신호는 제2상호인덕턴스(M23 또는 M12)에 의해 상기 안테나루프(150)로 유도되어 터치를 센싱하게 된다.When the stylus pen 160 is touched to the touch panel, a sensing capacitor Csx is generated and is grounded through the body portion 161 of the stylus pen. At this time, a signal applied to the sensing capacitor Csx through the conductive tip 168 of the stylus pen 160 is transmitted to the primary coil L1. The signal transmitted to the primary coil L1 is transmitted to the secondary coil L2 by the first mutual inductance M12 and the secondary coil L2 and the resonant capacitor C2 are transmitted through the switch 166 Is closed, a closed circuit is formed and resonated. As time elapses, the magnitude of the signal of the secondary coil L2 becomes large. The magnetic field signal of the secondary coil L2 of the resonant circuit is affected by the signal of the secondary coil L2 raised by the first mutual inductance M12 to the adjacent primary coil L1, And is guided to the antenna loop 150 by the mutual inductance M23 or M12 to sense the touch.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 스타일러스펜(160)이 터치패널에 터치되면, 센싱캐패시터(Csx)로 인가된 신호가 1차코일(L1)로 전달되고, 이 신호가 2차코일(L2)을 거쳐 안테나루프(150)로 유도됨으로써 터치를 센싱하게 된다.As described above, in the present invention, when the stylus pen 160 is touched to the touch panel, a signal applied to the sensing capacitor Csx is transmitted to the primary coil L1, And is guided to the antenna loop 150, thereby sensing the touch.

한편, 센싱캐패시터(Csx)로 인가되는 신호의 세기는 스타일러스펜(160)이 접촉하는 위치에 따라 달라진다. 본 발명에서는 스타일러스펜(160)이 터치패널(130)의 터치위치에 관계없이 항상 센싱캐패시터(Csx)로 인가되는 신호의 강도를 증가시킴으로써 안테나루프(150)에서의 터치센싱을 원활하게 한다.On the other hand, the intensity of the signal applied to the sensing capacitor Csx depends on the position where the stylus pen 160 contacts. In the present invention, the intensity of the signal applied to the sensing capacitor Csx is always increased regardless of the touch position of the touch panel 130, thereby facilitating the touch sensing in the antenna loop 150.

도 6a는 본 발명에 따른 제1전극(134)과 제2전극(136)의 구조를 나타내는 도면이고 도 6b는 제1전극(134)과 제2전극(136)에 스타일러스펜(160)이 터치하는 것을 개념적으로 나타내는 도면이다. 이때, 설명의 편의를 위해서 터치패널의 다른 구성은 생략하고 제1전극(134)과 제2전극(136)만을 도시하였다.6A is a view showing the structure of the first electrode 134 and the second electrode 136 according to the present invention. FIG. 6B is a view showing the structure of the first electrode 134 and the second electrode 136, Fig. Here, for convenience of explanation, only the first electrode 134 and the second electrode 136 are shown without the other components of the touch panel.

도 6a에 도시된 바와 같이, 제1전극(134)은 복수개가 y-방향으로 일정 거리 이격된 상태로 x-방향을 따라 연장되며 제2전극(136)은 제1전극(134)과는 절연층을 사이에 두고 제1전극(134) 위에 복수개가 x-방향을 따라 일정 거리 이격된 상태로 y-방향을 따라 연장된다.As shown in FIG. 6A, a plurality of first electrodes 134 extend in the x-direction with a predetermined distance in the y-direction, and the second electrode 136 extends from the first electrode 134 A plurality of first electrodes 134 are extended along the y-direction with a predetermined distance therebetween along the x-direction.

이때, 상기 제2전극(136)은 일정 폭의 바형상으로 배치되는데 반해, 제1전극(134)은 바형상의 양변이 톱니형상으로 형성된다. 즉, 제1전극(134)은 바형상으로 연장되지만, 바형상의 일측면을 따라 복수의 돌출부(134a)가 배치되고 타측면을 따라 복수의 오목부(134b)가 배치되어, 돌출부(134a)는 인접하는 전극(134)의 오목부(134b) 사이에 배치되고 오목부(134b)에는 인접하는 전극(134)의 돌출부(134a)가 배치되어, 서로 인접하는 제1전극(134)이 서로 치합되는 구조로 배치된다.At this time, the second electrodes 136 are arranged in a bar shape having a constant width, while the first electrodes 134 are formed in a sawtooth shape having both sides of a bar shape. That is, although the first electrode 134 extends in a bar shape, a plurality of protrusions 134a are disposed along one side of the bar shape, and a plurality of recesses 134b are disposed along the other side, The protruding portions 134a of the adjacent electrodes 134 are disposed in the concave portions 134b and the first electrodes 134 adjacent to each other are disposed between the concave portions 134b of the adjacent electrodes 134, .

한편, 제2전극(136)의 폭은 제1전극(134)의 폭보다 작게 설정되므로, 제2전극(136)이 제1전극(134) 위에 배치될 때, 제1전극(134)이 대부분 제2전극(136)과 오버랩되지 않고 외부로 노출된다.The width of the second electrode 136 is set to be smaller than the width of the first electrode 134 so that when the second electrode 136 is disposed on the first electrode 134, And is exposed to the outside without overlapping with the second electrode 136.

도 6b에 도시된 바와 같이, 스타일러스펜(160)(실질적으로 스타일러스펜은 펜형상이지만, 도면에서는 설명의 편의를 위해 스타일러스펜이 접촉하는 영역만을 도시하였다)이 터치패널(130)에 터치하면 제1전극(134)과 제2전극(136) 사이의 상호정전용량이 감소하며 이 상호정전용량의 감소량을 측정함으로써 터치를 검출함으로써 스타일러스펜(160)이 터치하는 지점의 좌표(Dx,Dy)를 검출할 수 있게 된다.6B, when the stylus pen 160 (substantially the stylus pen is in the form of a pen, only the area where the stylus pen is in contact for the sake of convenience of explanation) is touched on the touch panel 130, The mutual electrostatic capacitance between the first electrode 134 and the second electrode 136 decreases and the coordinate Dx and Dy of the point touching the stylus pen 160 is detected by detecting the touch by measuring the decrease amount of the mutual capacitance .

이때, 스타일러스펜(160)이 터치하는 영역의 면적이 제1전극(134)의 면적보다 작기 때문에(제1전극(134)의 피치(pitch)는 약 4mm이고 스타일러스펜(160)의 팁의 반경(r)은 약 1mm), 터치시 상기 스타일러스펜(160)이 상기 제1전극(134)의 다양한 영역에 접촉하게 된다. 즉, 터치시 스타일러스펜(160)이 제1전극(134)의 중앙영역에 접촉할 수도 있고 외곽영역에 접촉할 수도 있다. 이와 같이, 스타일러스펜(160)이 제1전극(134)의 중앙영역과 외곽영역에 각각 접촉하는 경우, 스타일러스펜(160)의 팁(168)에 의한 제1전극(134) 및 제2전극(136)의 상대정전용량의 변화량이 서로 다르게 된다. 또한, 스타일러스펜(160)이 제1전극(134)의 외곽영역에 터치하는 경우 인접하는 제1전극(134)의 일부 영역도 터치하게 된다. 즉, n번째 제1전극(Txn)의 외곽영역에 스타일러스펜(160)이 터치하는 경우 n-1번째 제1전극(Txn-1) 또는 n+1번째 제1전극(Txn+1)에도 스타일러스펜(160)이 접촉하게 된다.At this time, since the area of the region to be touched by the stylus pen 160 is smaller than the area of the first electrode 134 (the pitch of the first electrode 134 is about 4 mm and the radius of the tip of the stylus pen 160 (r) is about 1 mm), and the stylus pen 160 is brought into contact with various regions of the first electrode 134 upon touching. That is, the stylus pen 160 may touch the central area of the first electrode 134 or touch the outer area. When the stylus pen 160 contacts the central area and the outer area of the first electrode 134 as described above, the first electrode 134 and the second electrode 134 due to the tip 168 of the stylus pen 160 136 are different from each other. In addition, when the stylus pen 160 touches the outer area of the first electrode 134, a portion of the adjacent first electrode 134 is also touched. That is, when the stylus pen 160 touches the outer region of the n-th first electrode Txn, the stylus 160 is also applied to the n-1th first electrode Txn-1 or the (n + 1) th first electrode Txn + The pen 160 comes into contact.

그 결과, 스타일러스펜(160)이 터치되는 위치에 따라 센싱캐패시터(Csx)로 인가되는 신호의 세기가 달라지게 되므로, 터치위치에 따라 스타일러스펜(160)이 제1전극(134)에 대응하는 영역에 접촉하는 경우에도 신호의 세기가 약하게 되어 터치를 감지하지 못하는 문제가 발생하게 된다.As a result, the strength of the signal applied to the sensing capacitor Csx varies depending on the position where the stylus pen 160 is touched. Accordingly, the stylus pen 160 can be moved in a region corresponding to the first electrode 134 The intensity of the signal is weakened and the touch can not be detected.

본 발명에서는 이러한 문제를 방지하기 위해, 제1전극(134)을 톱니형상으로 형성하는데, 그 이유를 상세히 설명하면 다음과 같다.In order to prevent such a problem, the first electrode 134 is formed in a sawtooth shape. The reason for this will be described in detail as follows.

도 7a는 본 발명과는 달리 바형상의 제1전극(134)에 양변에 돌출부 및 오목부가 형성되지 않은 일반적인 터치패널의 전극구조를 나타내는 도면이고 도 7b는 이 전극구조에서 스타일러스펜(160)이 접촉한 상태를 나타내는 도면이다.7A is a view showing an electrode structure of a general touch panel in which protrusions and recesses are not formed on both sides of a bar-shaped first electrode 134. FIG. 7B is a cross-sectional view of the stylus pen shown in FIG. And Fig.

도 7a에 도시된 바와 같이, 일반적인 터치패널의 경우 제1전극(134)과 제2전극(136)이 각각 설정된 폭의 바형상으로 복수개가 서로 수직으로 배치된 매트릭스형상이다. 이 구조에서도 제1전극(134)의 폭이 제2전극(136)의 폭 보다 크므로, 스타일러스펜(160)이 터치패널에 접촉될 때 대부분 제1전극(134)와 대응하는 영역에 위치하게 된다.As shown in FIG. 7A, in the case of a general touch panel, the first electrode 134 and the second electrode 136 are in the form of a matrix in which a plurality of bars are arranged vertically to each other with a predetermined width. Since the width of the first electrode 134 is larger than the width of the second electrode 136 in this structure, when the stylus pen 160 is brought into contact with the touch panel, most of the area is located in a region corresponding to the first electrode 134 do.

도 7b에 도시된 바와 같이, 스타일러스펜(160)이 터치패널(130)에 접촉하여 정보를 입력할 때, 스타일러스펜(160)이 접촉하는 영역의 면적이 제1전극(134)의 면적보다 작기 때문에, 상기 스타일러스펜(160)이 제1전극(134)의 중앙영역과 외곽영역과 같이 다양한 위치에 접촉하게 된다.7B, when the stylus pen 160 contacts the touch panel 130 to input information, the area of the area where the stylus pen 160 touches is smaller than the area of the first electrode 134 Thus, the stylus pen 160 is brought into contact with various positions such as a central region and an outer region of the first electrode 134.

스타일러스펜(160)이 접촉하는 위치에 따라 제1전극(134) 및 제2전극(136)의 상대정전용량의 변화량이 달라지는데, 그 이유는 정전용량의 변환량이 스타일러스펜(160)이 접촉하는 영역의 면적에 따라 달라지기 때문이다.The amount of change of the relative electrostatic capacitance between the first electrode 134 and the second electrode 136 varies depending on the position at which the stylus pen 160 is in contact, As shown in FIG.

도 8a 및 도 8b는 각각 본 발명에 따른 터치패널 및 일반적인 구조의 터치패널에서 스타일러스펜이 접촉했을 때 상대적 정전용량에 영향을 미치는 제1전극(134)의 접촉면적을 나타내는 도면이다. FIGS. 8A and 8B are views showing the contact area of the first electrode 134, which affects the relative capacitance when the stylus pen touches the touch panel according to the present invention and the touch panel having the general structure, respectively.

도 8a에 도시된 바와 같이, 일반적인 터치패널에서 스타일러스펜(160)의 팁이 n번째 제1전극(134,Txn) 외곽, 예를 들면 변에 가까운 영역에 접촉하는 경우, 스타일러스펜(160)의 접촉영역은 n번째 제1전극(134,Txn)을 포함할 뿐만 아니라 인접하는 n-1번째 제1전극(134,Txn-1)의 일부 영역, n번째 제1전극(134,Txn)과 n-1번째 제1전극(134,Txn-1) 사이의 영역도 포함하게 된다.8A, when the tip of the stylus pen 160 contacts the outside of the n-th first electrode 134, Txn in the general touch panel, for example, in the vicinity of the side, the tip of the stylus pen 160 The contact region includes not only the n-th first electrode 134, Txn but also a part of the adjacent n-1-th first electrode 134, Txn-1, the n-th first electrode 134, Txn, -1 < th > first electrode 134 (Txn-1).

도 8b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 터치패널에서는 스타일러스펜(160)의 팁이 n-1번째 제1전극(134,Txn-1)의 외곽 변에 가까운 영역에 접촉하는 경우, 스타일러스펜(160)의 팁이 접촉하는 영역이 제1전극(134,Txn-1)의 톱니형상을 이루는 돌출부(134a)를 포함한다. 8B, in the touch panel according to the present invention, when the tip of the stylus 160 contacts an area near the outer edge of the (n-1) th first electrode 134, Txn-1, A region where the tip of the first electrode 134 contacts the tip includes a protrusion 134a that forms a sawtooth shape of the first electrode 134 (Txn-1).

따라서, 일반적인 터치패널과 본 발명에 따른 터치패널에서 스타일러스펜(160)의 팁이 제1전극(134)의 변에 가까운 외곽영역에 접촉하는 경우, 본 발명에 따른 터치패널에서의 스타일러스펜(160)의 접촉면적이 일반적인 구조의 터치패널에 비해 해당 전극의 돌출부(134a)에 대응하는 영역만큼 증가하게 되며, 이러한 스타일러스펜(160)의 접촉면적 증가는 상호정전용량의 변화의 증가를 야기하다.Therefore, when the tip of the stylus pen 160 touches the outer region near the side of the first electrode 134 in the general touch panel and the touch panel according to the present invention, the stylus pen 160 Is increased by the area corresponding to the protrusion 134a of the electrode in comparison with the touch panel of the general structure, and the increase in the contact area of the stylus pen 160 causes an increase in mutual capacitance change.

즉, 본 발명에서의 스타일러스펜(160)의 터치에 의해 발생하는 상호정전용량이 일반적인 터치패널의 스타일러스펜(160)의 터치에 의해 발생하는 상호정전용량 보다 크게 된다.That is, the mutual capacitance generated by the touch of the stylus pen 160 in the present invention is larger than the mutual capacitance generated by the touch of the stylus pen 160 of the general touch panel.

도 9는 일반적인 터치패널과 본 발명에 따른 터치패널에서 스타일러스펜(160)이 접촉함에 따라 스타일러스펜(160)의 팁의 접촉위치(Dx,Dy)에 따른 상호정전용량(Csx)의 크기를 나타내는 도면으로, x-축은 제1전극(134)의 폭방향(Dx)의 위치를 나타내고 y-축은 정전용량(Csx)을 나타낸다.9 shows the magnitude of the mutual capacitance Csx according to the contact positions Dx and Dy of the tip of the stylus pen 160 as the stylus pen 160 contacts the general touch panel and the touch panel according to the present invention. In the figure, the x-axis represents the position in the width direction Dx of the first electrode 134, and the y-axis represents the capacitance Csx.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 터치패널과 일반적인 터치패널에서, 스타일러스펜(160)의 팁이 제1전극(134)의 중앙영역(Dx=0)에 접촉하면 정전용량(Csx)이 최대값을 가지며, 스타일러스펜(160)의 팁의 접촉위치가 제1전극(134)의 중앙영역(Dx=0)에서 외곽영역(Dx=-6,6)으로 갈수록 정전용량(Csx)이 2차 함수적으로 감소한다.9, when the tip of the stylus pen 160 contacts the central region (Dx = 0) of the first electrode 134 in the touch panel of the present invention and the general touch panel, the capacitance Csx And the electrostatic capacitance Csx is set to 2 (Dx = 0, 6) as the tip contact position of the stylus pen 160 moves from the central region (Dx = 0) of the first electrode 134 to the outer- And decreases in a differential function.

그런데, 일반적인 터치패널에 비해 본 발명의 터치패널에서 팁의 접촉위치에 따른 정전용량(Csx)의 감소 정도가 적게 된다. 즉, 스타일러스펜(160)의 팁이 제1전극(134)의 Dx=4,-4인 지점에 접촉하는 경우 일반적인 터치패널에서는 정전용량(Csx)이 약 32A/U 및 38A/U인데 반해, 본 발명의 터치패널에서는 약 80A/U가 된다. 또한, 스타일러스펜(160)의 팁이 제1전극(134)의 Dx=5,-5인 지점에 접촉하는 경우 일반적인 터치패널에서는 정전용량(Csx)이 약 20A/U 및 19A/U인데 반해, 본 발명의 터치패널에서는 약 30A/U 및 42A/U가 된다. 따라서, 일반적인 터치패널에 비해 본 발명에 따른 터치패널에서 제1전극(134)의 외곽영역에 스타일러스펜(160)이 접촉하는 경우, 더 높은 정전용량이 발생하며, 그 결과 일반적인 터치패널에 비해 본 발명에 따른 터치패널에서 스타일러스펜(160)의 터치를 더욱 정확하게 명확하게 검출할 수 있게 된다.However, the degree of reduction of the capacitance Csx according to the contact position of the tip in the touch panel of the present invention is smaller than that of a general touch panel. That is, when the tip of the stylus pen 160 contacts the point Dx = 4, -4 of the first electrode 134, the electrostatic capacitance Csx is about 32 A / U and 38 A / U in the general touch panel, And about 80 A / U in the touch panel of the present invention. When the tip of the stylus pen 160 contacts the point Dx = 5, -5 of the first electrode 134, the electrostatic capacitance Csx is about 20 A / U and 19 A / U in a general touch panel, And about 30 A / U and 42 A / U in the touch panel of the present invention. Accordingly, when the stylus pen 160 is brought into contact with the outer region of the first electrode 134 in the touch panel according to the present invention as compared with the general touch panel, a higher capacitance is generated. As a result, The touch of the stylus pen 160 can be detected more accurately and clearly in the touch panel according to the invention.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 제1전극(134)의 형상을 돌출부(134a) 및 오목부(134b)를 가진 톱니바퀴형상으로 형성함에 따라, 스타일러스펜(160)이 제1전극(134)의 외곽영역에 접촉하는 경우에도 돌출부(134a)가 터치영역에 포함되므로 정전용량의 감소를 최소화할 수 있게 되며, 그 결과 일반적인 터치패널에 비해 스타일러스펜(160)의 터치를 감지하는 못하는 불량을 최소화할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, the shape of the first electrode 134 is formed in the form of a toothed wheel having a protrusion 134a and a concave portion 134b, so that the stylus pen 160 can be attached to the first electrode 134 Since the protrusion 134a is included in the touch area, it is possible to minimize the decrease of the capacitance, and as a result, it is possible to minimize the defect that the touch of the stylus pen 160 can not be detected .

한편, 도면에서는 제1전극(134)의 돌출부(134a) 및 오목부(134b)가 특정 방향 및 분포로 배치되지만, 본 발명이 제1전극(134)의 특정 구조에만 한정되는 것이 아니다. 상기 제1전극(134)의 돌출부(134a) 및 오목부(134b)는 다양한 형태로 구비되거나 다양한 분포로 구비될 수 있을 것이다. 예를 들면, 도면에서는 돌출부(134a) 및 오목부(134b)가 제1전극(134)의 양면에 형성되지만, 일변에만 형성되어 일측으로 인접하는 제1전극(134)과 치합되어 형성될 수도 있을 것이다.Although the projecting portion 134a and the concave portion 134b of the first electrode 134 are arranged in a specific direction and distribution in the drawing, the present invention is not limited to the specific structure of the first electrode 134. The protrusion 134a and the recess 134b of the first electrode 134 may be provided in various shapes or may be provided in various distributions. For example, although the projections 134a and the recesses 134b are formed on both surfaces of the first electrode 134 in the drawing, the projections 134a and the recesses 134b may be formed on only one side of the first electrode 134, will be.

한편, 본 발명에서 제1전극(134)의 형상을 돌출부(134a) 및 오목부(134b)를 포함하도록 배치함으로써 스타일러스펜(160)이 주로 접촉하는 제1전극(134)에 정전용량을 크기만을 증가시키는 것이 아니라 인접하는 제1전극(134)의 정전용량도 증가시킨다. 즉, 도 8b에 도시된 바와 같이, 스타일러스펜(160)이 n번째 제1전극(134)(Txn)의 외곽영역에 터치할 때, 스타일러스펜(160)은 해당 n번째 제1전극(134)(Txn) 뿐만 아니라 인접하는 n-번째 제1전극(134)(Txn-1)에도 터치될 수 있다.In the present invention, the shape of the first electrode 134 is arranged to include the protrusion 134a and the recess 134b, so that the first electrode 134, which is mainly contacted by the stylus pen 160, The capacitance of the adjacent first electrode 134 is also increased. 8B, when the stylus pen 160 touches the outer area of the n-th first electrode 134 (Txn), the stylus pen 160 may touch the n-th first electrode 134, (Txn-1) as well as the n-th first electrode 134 (Txn-1).

물론, 스타일러스펜(160)의 주터치영역은 제1전극(134)(Txn)이지만, n-1번째 제1전극(134)(Txn-1)의 일부 영역도 스타일러스펜(160)에 의해 터치된다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 제1전극(134)은 돌출부(134a)와 오목부(134b)를 구비하여 인접하는 제1전극(134)과 치합되므로, 스타일러스펜(160)이 제1전극(134)(Txn)의 외곽영역을 터치할 때 n-1번째 제1전극(134)(Txn-1)의 돌기부(134a) 역시 스타일러스펜(160)의 팁과 터치된다. 따라서, 도 8a에 도시된 일반적인 터치패널의 경우에 비해, 인접하는 제1전극(134)에 터치되는 접촉영역이 증가하게 되며, 그 결과 해당 제1전극(134) 뿐만 아니라 인접하는 제1전극(134)에 의한 정전용량 역시 증가하게 된다.Of course, the main touch region of the stylus pen 160 is the first electrode 134 (Txn), but a portion of the (n-1) th first electrode 134 (Txn-1) do. 8B, since the first electrode 134 is coupled with the adjacent first electrode 134 by having the protrusion 134a and the recess 134b, the stylus pen 160 can be electrically connected to the first electrode 134 The protrusion 134a of the (n-1) th first electrode 134 (Txn-1) is also touched with the tip of the stylus pen 160 when touching the outer area of the stylus pen 134 (Txn). 8A, the contact area touched by the adjacent first electrode 134 is increased. As a result, not only the first electrode 134 but also the adjacent first electrode 134 134 will also increase.

다시 말해서, 일반적인 터치패널에 비해, 본 발명의 터치패널에서는 스타일러스펜(160)이 터치하는 n번째 제1전극(134)(Txn)의 검출뿐만 아니라 인접하는 n-1번째 제1전극(134)(Txn-1) 또는 n+1번째 제1전극(134)(Txn-1)의 검출도 용이하게 되므로, 스타일러스펜(160)이 터치되는 n번째 제1전극(134)(Txn)의 정확한 위치를 검출할 수 있게 된다.In other words, in the touch panel of the present invention, as compared with the general touch panel, not only the detection of the n-th first electrode 134 (Txn) to which the stylus pen 160 touches, but also the detection of the n- The first electrode 134 (Txn-1) or the (n + 1) th first electrode 134 (Txn-1) Can be detected.

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치패널의 전극 구조를 나타내는 도면이다.10A and 10B are diagrams illustrating electrode structures of a touch panel according to another embodiment of the present invention.

도 10a에 도시된 바와 같이, 이 구조에서도 제1전극(134)과 제2전극(136)은 설정된 폭이 띠형상으로 복수개가 서로 수직으로 배치되며, 제1전극(134)은 양변을 따라 배치되는 삼각형상의 돌출부(134a) 및 오목부(134b)를 구비한다. 이때, 서로 인접하는 제1전극(134)의 삼각형상의 돌출부(134a)와 오목부(134b)가 서로 치합된다.10A, in this structure, the first electrode 134 and the second electrode 136 are arranged such that a plurality of the first electrode 134 and the second electrode 136 are vertically arranged with a predetermined width, and the first electrode 134 is arranged along both sides And a recessed portion 134b. At this time, the projecting portion 134a and the concave portion 134b of the first electrode 134 adjacent to each other are engaged with each other.

도 10b 도시된 바와 같이, 이 구조에서도 제1전극(134)과 제2전극(136)은 설정된 폭이 띠형상으로 복수개가 서로 수직으로 배치되며, 제1전극(134)은 양변을 따라 배치되는 웨이브형상의 돌출부(134a) 및 오목부(134b)를 구비한다. 이때, 서로 인접하는 제1전극(134)의 웨이브형상의 돌출부(134a)와 오목부(134b)가 서로 치합된다.10B, in this structure, the first electrodes 134 and the second electrodes 136 have a predetermined width in a strip shape, and a plurality of the first electrodes 134 and the second electrodes 136 are vertically arranged, and the first electrodes 134 are disposed along both sides And has a wave-like protrusion 134a and a concave portion 134b. At this time, the wave-like protruding portion 134a and the concave portion 134b of the adjacent first electrode 134 are engaged with each other.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 제1전극(134)의 형상을 변경하여 스타일러스펜(160)이 제1전극(134)의 외곽영역에 접촉하는 경우에 정전용량의 감소를 최소화함으로써 스타일러스펜(160)의 터치를 감지하는 못하는 불량을 방지할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, when the shape of the first electrode 134 is changed to minimize the decrease in capacitance when the stylus pen 160 contacts the outer area of the first electrode 134, the stylus pen 160 It is possible to prevent defects that can not be detected by touching the touch panel.

한편, 상술한 상세한 설명에서는 본 발명을 특정 구조로 한정하여 설명하고 있지만, 본 발명이 이러한 특정 구조에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상술한 상세한 설명에서는 표시패널을 특정 구조의 액정패널을 예를 들어 설명하고 있지만, 실질적으로 본 발명에는 현재 알려진 모든 구조의 액정패널, 유기전계발광 표시패널, PDA, 전기영동 표시패널 등이 적용될 수 있을 것이다.While the present invention has been described with reference to specific embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to those precise embodiments. For example, although the display panel is described as a liquid crystal panel having a specific structure in the above-described detailed description, the liquid crystal panel, the organic light emitting display panel, the PDA, the electrophoretic display panel And so on.

또한, 터치패널의 구조도 특정 구조를 예시하고 있지만, 본 발명의 이러한 특정 구조의 터치패널에 한정되는 것이 아니라 다양한 구조에 적용될 수 있을 것이다. 본 발명의 특징은 제1전극의 형상이므로, 본 발명과 같은 제1전극이 구비되는 모든 구조의 터치패널에 본 발명이 적용될 수 있을 것이다.In addition, although the structure of the touch panel exemplifies a specific structure, it is not limited to the touch panel of this specific structure of the present invention, but may be applied to various structures. The feature of the present invention is the shape of the first electrode, so that the present invention can be applied to a touch panel of any structure having the first electrode according to the present invention.

110 : 표시패널 130 : 터치패널
134,36 : 전극 134a : 돌출부
134b : 오목부 150 : 안테나루프
160 : 스타일러스펜 170 : 터치센서
190 : 터치제어부 193 : 구동신호발생부110: display panel 130: touch panel
134, 36: electrode 134a:
134b: concave portion 150: antenna loop
160: Stylus Pen 170: Touch sensor
190: Touch control unit 193:

Claims (13)

제1기판;
상기 제1기판 상에 일정 폭으로 복수개 구비되며 각각의 적어도 일변에 복수의 돌기부 및 오목부가 구비된 제1전극; 및
상기 복수의 제1전극 상에 수직방향으로 복수개 구비되는 제2전극을 포함하며,
상기 제1전극의 돌기부 및 오목부는 인접하는 제1전극의 오목부 및 돌기부와 치합하는 터치패널.A first substrate;
A plurality of first electrodes having a plurality of protrusions and recesses on at least one side of the first substrate; And
And a plurality of second electrodes arranged in a vertical direction on the plurality of first electrodes,
Wherein the protrusion and the recess of the first electrode are engaged with the recess and the protrusion of the adjacent first electrode. 제1항에 있어서, 상기 제1전극 및 제2전극 사이에 배치된 절연층을 추가로 포함하는 터치패널.The touch panel of claim 1, further comprising an insulating layer disposed between the first electrode and the second electrode. 제1항에 있어서, 상기 제1전극 및 제2전극은 투명도전물질인 터치패널.The touch panel of claim 1, wherein the first electrode and the second electrode are transparent conductive materials. 제1항에 있어서, 상기 돌기부 및 오목부는 사각형상, 삼각형상 또는 웨이브형상인 터치패널.The touch panel according to claim 1, wherein the protrusions and recesses are rectangular, triangular or wave-shaped. 제1항에 있어서, 상기 제2전극이 배치되는 제2기판을 추가로 포함하는 터치패널.The touch panel of claim 1, further comprising a second substrate on which the second electrode is disposed. 제5항에 있어서, 제2기판 상부에 배치된 커버글라스를 추가로 포함하는 터치패널.The touch panel of claim 5, further comprising a cover glass disposed on an upper portion of the second substrate. 제1항에 있어서,
서로 분리된 1차코일 및 2차코일;
상기 2차코일과 직렬 연결된 공진캐패시터 및 스위치;
외곽에 배치된 안테나루프; 및
상기 제1전극 및 제2전극, 상기 안테나루프와 연결된 터치제어부를 더 포함하는 터치패널.The method according to claim 1,
A primary coil and a secondary coil separated from each other;
A resonant capacitor and a switch connected in series with the secondary coil;
An outer loop antenna loop; And
And a touch controller coupled to the first and second electrodes and the antenna loop. 표시패널;
제1기판과, 상기 제1기판 상에 일정 폭으로 복수개 구비되며 각각의 적어도 일변에 복수의 돌기부 및 오목부가 구비된 제1전극과, 상기 복수의 제1전극 상에 수직방향으로 복수개 구비되는 제2전극을 포함하며, 상기 제1전극의 돌기부 및 오목부는 인접하는 제1전극의 오목부 및 돌기부와 치합하는 터치패널로 구성된 표시장치.Display panel;
A plasma display panel comprising: a first substrate; a plurality of first electrodes provided on the first substrate with a predetermined width and each having at least a plurality of protrusions and recesses at one side thereof; and a plurality of first electrodes formed on the plurality of first electrodes, Wherein the protrusions and recesses of the first electrode are coupled to the concave portions and the protrusions of the adjacent first electrodes. 제8항에 있어서, 상기 표시패널은 액정패널, 유기전계발광 표시패널, PDP 전기영동 표시패널을 포함하는 표시장치.The display device according to claim 8, wherein the display panel comprises a liquid crystal panel, an organic light emitting display panel, and a PDP electrophoretic display panel. 제8항에 있어서, 상기 돌기부 및 오목부는 사각형상, 삼각형상 또는 웨이브형상인 표시장치.The display device according to claim 8, wherein the protrusions and recesses have a rectangular shape, a triangle shape, or a wave shape. 제8항에 있어서, 상기 표시패널과 터치패널을 합착하는 광접착층을 추가로 포함하는 표시장치.The display device according to claim 8, further comprising a light-adhesive layer for bonding the display panel and the touch panel. 제8항에 있어서, 터치패널과 터치되는 스타일러스펜을 추가로 포함하는 표시장치.The display device according to claim 8, further comprising a touch panel and a stylus pen to be touched. 제12항에 있어서,
상기 터치패널에 배치되고 서로 분리된 1차코일 및 2차코일;
상기 2차코일과 직렬 연결된 공진캐패시터 및 스위치;
상기 스타일러스펜과 연결된 접지부;
상기 터치패널의 외곽에 배치된 안테나루프; 및
상기 제1전극 및 제2전극, 상기 안테나루프와 연결된 터치제어부를 더 포함하는 터치패널.13. The method of claim 12,
A primary coil and a secondary coil disposed on the touch panel and separated from each other;
A resonant capacitor and a switch connected in series with the secondary coil;
A grounding portion connected to the stylus pen;
An antenna loop disposed at an outer periphery of the touch panel; And
And a touch controller coupled to the first and second electrodes and the antenna loop.
KR1020150015382A 2015-01-30 2015-01-30 Touch panel and display device having thereof KR20160094149A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150015382A KR20160094149A (en) 2015-01-30 2015-01-30 Touch panel and display device having thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150015382A KR20160094149A (en) 2015-01-30 2015-01-30 Touch panel and display device having thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160094149A true KR20160094149A (en) 2016-08-09

Family

ID=56712522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150015382A KR20160094149A (en) 2015-01-30 2015-01-30 Touch panel and display device having thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160094149A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101441396B1 (en) Input System and Method for Detecting Touch Using the Same
KR101429925B1 (en) Input System
EP2818992B1 (en) Touch-control display device with integration of capacitive and electromagnetic touch units
KR102050444B1 (en) Touch input system and method for detecting touch using the same
KR102257173B1 (en) Modulated power supply for reduced parasitic capacitance
US10496223B2 (en) Touch detection device and display device with touch detection function
KR101572866B1 (en) Touch display device
KR101542043B1 (en) Touch screen panel
CN108693995B (en) Organic light emitting display device with pressure touch
US20170060340A1 (en) Display touch device
WO2018066685A1 (en) Touch panel and touch panel system
US20100001969A1 (en) Display Device with Touch Panel
KR101621864B1 (en) Touch detection sensor structure of capacitive type touch screen panel
CN109690459B (en) Touch panel built-in display
CN106662942A (en) Touch panel-equipped display device
KR101673206B1 (en) Self capacitor type in-cell touch liquid crystal display device
CN104951161A (en) Liquid crystal display with touch function and conducting layer structure thereof
US9817528B2 (en) Touch sensitive device having different surrounding patterns and related touchscreen
TWM484751U (en) Capacitive touch panel
TWM541607U (en) Sensing apparatus for touch and force sensing
KR101858825B1 (en) Flexible touch screen panel
KR102153915B1 (en) Touch Screen Display Device with Input System
KR20160094149A (en) Touch panel and display device having thereof
US10691278B1 (en) Reduced line count touch panel for mutual capacitance measurements
TWI524249B (en) Capacitive touch panel

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application