WO2015016562A1 - 터치 센서 패널, 터치 검출 장치 및 이들을 포함하는 터치 입력 장치 - Google Patents

터치 센서 패널, 터치 검출 장치 및 이들을 포함하는 터치 입력 장치 Download PDF

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WO2015016562A1
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electrode
touch
sensor panel
touch sensor
capacitance
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윤상식
김본기
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주식회사 하이딥
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    • G06F2203/04105—Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position

Definitions

  • the present invention relates to a touch sensor panel, and more particularly, to a touch sensor panel capable of detecting a magnitude of pressure at the touch with a touch and its position on the touch sensor panel through a change in capacitance.
  • the present invention relates to a touch detection device and a touch input device including the same.
  • input devices are used for the operation of the computing system.
  • input devices such as buttons, keys, joysticks, and touch screens are used. Due to the easy and simple operation of the touch screen, the use of the touch screen is increasing in the operation of the computing system.
  • the touch screen can include a touch sensor panel, which can 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 side of the display screen.
  • the touch screen allows a user to manipulate the computing system by simply touching the display screen with a finger or the like. In general, the touch screen recognizes touches and touch locations on the display screen and the computing system can interpret these touches to perform calculations accordingly.
  • the need for a touch sensor panel capable of detecting the magnitude of pressure at the time of touch as well as the touch and the touch position on the display screen is detected by sensing the change in capacitance according to the touch on the display screen.
  • An object of the present invention is to provide a touch sensor panel capable of sensing the magnitude of pressure at the touch as well as the position of the touch and the touch on the touch sensor panel surface, a touch detection device therefor, and a touch input device including the same.
  • another object of the present invention is a touch sensor panel that can sense the magnitude of the pressure at the time of touch as well as the location of the touch and touch on the touch sensor panel by detecting a change in capacitance, and a touch detection device for the same It is to provide a touch input device.
  • a touch sensor panel includes: a plurality of first electrodes formed on a first insulating film and extending in a first axis direction; A plurality of second electrodes formed on a second insulating film and extending in a second axial direction crossing the first axial direction; And a spacer layer spaced apart from the first electrode and the second insulating layer, wherein the spacer is spaced apart from the first electrode and the second electrode according to the pressure of the touch applied to at least one of the first electrode and the second electrode.
  • the distance between the electrodes may change, and the capacitance between the first electrode and the second electrode may change according to the distance.
  • a touch input device is formed on a first insulating film, a plurality of first electrodes extending in a first axial direction, a second insulating film formed on a second insulating film, and intersecting the first axial direction.
  • a touch sensor panel including a plurality of second electrodes extending in an axial direction, and a spacer layer spaced apart from the first electrode and the second insulating layer;
  • a driving unit applying a driving signal to any one of the first electrode and the second electrode;
  • a sensing signal corresponding to a touch on a surface of the touch sensor panel which is a two-dimensional plane formed of the first axis and the second axis, from another one of the first electrode and the second electrode.
  • a sensing unit capable of detecting a pressure level, wherein a distance between the first electrode and the second electrode may change according to the pressure level of the touch, and the detection signal is changed according to the distance. And information about the capacitance between the second electrode and the second electrode.
  • the touch detection apparatus is formed on the first insulating film, formed on the plurality of first electrodes and the second insulating film extending in the first axial direction, and intersects with the first axial direction.
  • At least one of a touch position and a magnitude of pressure input to the touch sensor panel including a plurality of second electrodes extending in a second axis direction and a spacer layer spaced apart from the first electrode and the second insulating layer;
  • a touch detection device comprising: a driver for applying a driving signal to any one of the first electrode and the second electrode; And a sensing signal corresponding to a touch on a surface of the touch sensor panel, which is a two-dimensional plane formed of the first axis and the second axis, from another one of the first electrode and the second electrode.
  • a sensing unit capable of detecting a pressure level, wherein a distance between the first electrode and the second electrode may change according to the pressure level of the touch, and the detection signal is changed according to the distance. And information about the capacitance between the second electrode and the second electrode.
  • a touch sensor panel capable of sensing the magnitude of pressure at the touch as well as the position of the touch and the touch on the touch sensor panel, a touch detection device therefor, and a touch input device including the same.
  • a touch sensor panel capable of sensing the magnitude of pressure at the touch as well as the position of the touch and the touch on the touch sensor panel, a touch detection device therefor and a touch input device including the same Can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a capacitive touch input device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the capacitive touch sensor panel according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 illustrates a state when pressure is applied to the touch sensor panel according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A illustrates a pattern of a first electrode and a second electrode of a touch sensor panel according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B shows a separated pattern of the first electrode shown in FIG. 4A.
  • FIG. 4C shows the pattern of the second electrode shown in FIG. 4A separately.
  • FIG. 4D is an enlarged view of portion A of FIG. 4A.
  • 5A illustrates a pattern of a first electrode, a second electrode, and a third electrode of a touch sensor panel according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5B shows the pattern of the second electrode and the third electrode shown in FIG. 5A separately.
  • 5C illustrates patterns of the first electrode, the second electrode, and the third electrode of the touch sensor panel according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 5D is an enlarged view of a portion C in FIG. 5C.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a capacitive touch sensor panel according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A illustrates patterns of a first electrode, a second electrode, and a third electrode of a touch sensor panel according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7B shows the pattern of the second electrode separately from FIG. 7A.
  • FIG. 7C shows the pattern of the third electrode separately in FIG. 7A.
  • the touch input device 1000 includes a touch sensor panel 100 including a plurality of driving electrodes TX1 to TXn and a plurality of receiving electrodes RX1 to RXm. Receives a detection signal including a driving unit 200 for applying a driving signal to the plurality of driving electrodes TX1 to TXn, and information on the amount of change in capacitance changed according to a touch on a touch surface of the touch sensor panel 100. It may include a detector 300 for detecting the touch, the touch position and / or the magnitude of the touch pressure.
  • the touch sensor panel 100 may include a plurality of driving electrodes TX1 to TXn and a plurality of receiving electrodes RX1 to RXm.
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm of the touch sensor panel 100 form an orthogonal array, the present invention is not limited thereto.
  • the driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may have any number of dimensions and application arrangements thereof, including diagonal lines, concentric circles, and three-dimensional random arrays.
  • n and m are positive integers and may have the same or different values, and may vary in size according to embodiments.
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be arranged to cross each other.
  • the driving electrode TX includes a plurality of driving electrodes TX1 to TXn extending in the first axis direction
  • the receiving electrode RX includes a plurality of receiving electrodes extending in the second axis direction crossing the first axis direction. RX1 to RXm).
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm are made of transparent conductive material (eg, tin oxide (SnO 2 ), indium oxide (In 2 O 3 ), or the like. Oxide) or ATO (Antimony Tin Oxide).
  • transparent conductive material eg, tin oxide (SnO 2 ), indium oxide (In 2 O 3 ), or the like. Oxide) or ATO (Antimony Tin Oxide).
  • the driving electrode TX and the receiving electrode RX may be formed of another transparent conductive material or an opaque conductive material.
  • the driving electrode TX and the receiving electrode RX may include at least one of silver ink, copper, or carbon nanotube (CNT).
  • the driving electrode TX and the receiving electrode RX may be implemented by a metal mesh or a silver nano material.
  • the driving unit 200 may apply a driving signal to the driving electrodes TX1 to TXn.
  • a driving signal may be sequentially applied to one driving electrode from the first driving electrode TX1 to the nth driving electrode TXn at a time.
  • the driving signal may be repeatedly applied again. This is merely an example, and a driving signal may be simultaneously applied to a plurality of driving electrodes in some embodiments.
  • the sensing unit 300 provides information on the capacitance Cm 101 generated between the driving electrodes TX1 to TXn to which the driving signal is applied and the receiving electrodes RX1 to RXm through the receiving electrodes RX1 to RXm.
  • a sensing signal that includes a touch
  • the sensing signal may be a signal in which the driving signal applied to the driving electrode TX is coupled by the capacitance CM 101 generated between the driving electrode TX and the receiving electrode RX.
  • the process of detecting the driving signal applied from the first driving electrode TX1 to the nth driving electrode TXn through the receiving electrodes RX1 to RXm is referred to as scanning the touch sensor panel 100. can do.
  • the sensing unit 300 may include a receiver (not shown) connected to each of the receiving electrodes RX1 to RXm through a switch.
  • the switch is turned on in a time interval for detecting the signal of the corresponding receiving electrode RX, so that the detection signal from the receiving electrode RX can be detected at the receiver.
  • the receiver may comprise an amplifier (not shown) and a feedback capacitor coupled between the sub-input of the amplifier and the output of the amplifier, ie in the feedback path. In this case, the positive input terminal of the amplifier may be connected to ground.
  • the receiver may further include a reset switch connected in parallel with the feedback capacitor. The reset switch may reset the conversion from current to voltage performed by the receiver.
  • the negative input terminal of the amplifier may be connected to the corresponding receiving electrode RX to receive and integrate a current signal including information on the capacitance CM 101 to convert to a voltage.
  • the sensing unit 300 may further include an analog to digital converter (ADC) for converting data integrated through a receiver into digital data. Subsequently, the digital data may be input to a processor (not shown) and processed to obtain touch information about the touch sensor panel 100.
  • ADC analog to digital converter
  • the sensing unit 300 may include an ADC and a processor.
  • the controller 400 may perform a function of controlling the operations of the driving unit 200 and the sensing unit 300. For example, the controller 400 may generate a driving control signal and transmit the driving control signal to the driving unit 200 so that the driving signal is applied to the predetermined driving electrode TX at a predetermined time. In addition, the control unit 400 generates a detection control signal and transmits it to the detection unit 300 so that the detection unit 300 receives a detection signal from a predetermined reception electrode RX at a predetermined time to perform a preset function. can do.
  • the driving unit 200 and the sensing unit 300 are touch detection devices (not shown) capable of detecting whether the touch sensor panel 100 is touched, the touch position, and / or the touch pressure according to the embodiment of the present invention. Can be configured.
  • the touch detection apparatus according to the embodiment of the present invention may further include a controller 400.
  • the touch detection apparatus according to the embodiment of the present invention may be integrated and implemented on a touch sensing integrated circuit (IC) in the touch input device 1000 including the touch sensor panel 100.
  • the driving electrode TX and the receiving electrode RX included in the touch sensor panel 100 may be connected to the touch sensing IC through, for example, a conductive trace and / or a conductive pattern printed on a circuit board. It may be connected to the included driving unit 200 and the sensing unit 300.
  • a capacitance C having a predetermined value is generated at each intersection of the driving electrode TX and the receiving electrode RX, and such an electrostatic discharge occurs when an object such as a finger approaches the touch sensor panel 100.
  • the value of the dose can be changed.
  • the capacitance may represent mutual capacitance Cm.
  • the electrical characteristics may be detected by the detector 300 to detect whether the touch sensor panel 100 is touched and / or the touch position. For example, it is possible to detect whether and / or a position of the touch on the surface of the touch sensor panel 100 formed of a two-dimensional plane formed of a first axis and a second axis.
  • the position of the touch in the second axis direction may be detected by detecting the driving electrode TX to which the driving signal is applied.
  • the position of the touch in the first axis direction may be detected by detecting a change in capacitance from a received signal received through the receiving electrode RX when the touch is applied to the touch sensor panel 100.
  • the touch sensor panel 100 according to the embodiment of the present invention has been described as to whether or not the touch and / or the location of the touch has been described. However, as described above, the touch sensor panel 100 according to the embodiment of the present invention is described.
  • the magnitude of the pressure of the touch can be detected using or separately from the touch and / or the position of the touch. 2 to 4, the principle of detecting the magnitude of the touch pressure with respect to the touch sensor panel 100 in the touch input device 1000 according to the embodiment of the present invention will be described in detail.
  • the capacitive touch sensor panel according to the first embodiment of the present invention is disposed on the plurality of first electrodes 10 and the second insulating film 20a formed on the first insulating film 10a. It may include a plurality of second electrodes 20 formed in the spacer layer 30 spaced apart from the first electrode 10 and the second insulating film (20a).
  • One of the first electrode 10 and the second electrode 20 may be the driving electrode TX described with reference to FIG. 1, and the other may be the receiving electrode RX.
  • the touch sensor panel may convert a change in capacitance between the first electrode 10 and the second electrode 20 into a suitable electric signal and output the converted electric signal.
  • the first electrode 10 may be arranged on the first insulating film 10a and the second electrode 20 may be arranged on the second insulating film 20a.
  • the first electrode 10 and the second electrode 20 may be arranged in the same direction relative to the first insulating film 10a and the second insulating film 20a, respectively.
  • the first insulating layer 10a and / or the second insulating layer 20a may be formed of a thin transparent film made of a plastic material such as polyethylene terephthalate (PET).
  • the touch sensor panel may further include a fourth insulating film 50 attached to the second electrode 20 through the adhesive layer 40.
  • the fourth insulating layer 400 may function as a touch surface of the user.
  • the touch surface for the touch sensor panel 100 can be any other surface that can cause a change in capacitance between the first electrode 10 and the second electrode 20 upon touch.
  • the touch surface may be a two-dimensional plane consisting of a first axis and a second axis as described in FIG. 1.
  • the fourth insulating layer 50 is made of a material having a uniform dielectric constant and preferably configured to have a constant thickness.
  • the fourth insulating layer 50 may be made of a material such as polyethylene terephthalate (PET).
  • the adhesive layer 40 may include an optical clear adhesive (OCA), a resin, and a pressure sensitive adhesive to bond the second electrode 20 and the fourth insulating layer 50 to each other. Or it may be made of a material such as ultraviolet light cured adhesive (Ultraviolet light cured adhesive).
  • OCA optical clear adhesive
  • resin resin
  • pressure sensitive adhesive to bond the second electrode 20 and the fourth insulating layer 50 to each other.
  • it may be made of a material such as ultraviolet light cured adhesive (Ultraviolet light cured adhesive).
  • the magnitude of the touch pressure can be sensed in addition to the touch position and the touch position of the touch sensor panel.
  • the touch sensor panel 100 may include a spacer layer 300 spaced apart from the first electrode 10 and the second insulating layer 20a.
  • the spacer layer 30 has a double-sided adhesive tape 31 (DAT: Double) having one surface bonded to each of the first electrode 10 and the second insulating film 20a.
  • Adhesive tape That is, the area of the first electrode 10 and the second insulating film 20a is overlapped with each other, and at this time, the double-sided adhesive tape 31 is formed at the edges of the first electrode 10 and the second insulating film 20a, respectively.
  • Two layers may be bonded to each other, but the first electrode 10 and the second insulating layer 20a may be spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the spacer layer 30 may be filled with a dielectric substance. Optical and sensitivity characteristics can be improved when the spacer layer 30 is filled with a dielectric. Dielectrics are materials that produce electric polarization but no direct current when an electric field is applied. Therefore, when a voltage is applied to the first electrode 10 and the second electrode 20, a capacitance may be caused between the first electrode 100 and the second electrode 200.
  • the dielectric may comprise a material such as an open cell foam, a gel or a lightly linked polymer.
  • the spacer layer 30 may be filled with air.
  • the spacer layer 30 may be filled with an adhesive material.
  • the spacer layer 30 filled with the adhesive material may maintain the junction between the first electrode 10 and the second insulating layer 20a and simultaneously play the role of a dielectric.
  • the adhesive material may comprise a material such as an acrylic copolymer or a silicone deformable polymer.
  • the spacer layer 30 may include a plurality of dot spacers 32.
  • the plurality of dot spacers 32 may be formed on the first electrode 10, and may be formed of a material such as nonconductive polyester.
  • the plurality of dot spacers 32 may be formed on the first insulating film 10a on which the first electrode 10 is not formed.
  • 3 shows a state when pressure is applied to the touch sensor panel 100 according to the embodiment of the present invention.
  • 3 illustrates a case where a touch and / or a touch occurs due to a part of the body or the like in the touch sensor panel 100.
  • the first electrode 10, the second electrode 20, the first insulating film 10a, the second insulating film 20a and the spacer layer 30 are shown in FIG.
  • an external pressure caused by an object touching the touch sensor panel 100 is represented by 60.
  • the external pressure 60 is applied to the second electrode 20 side, but according to the exemplary embodiment, the external pressure 60 may be applied to the first electrode 10 side. Therefore, at least one pair of the first electrode 10, the first insulating film 10a, the second electrode 20, and the second insulating film 20a needs to have elasticity.
  • an embodiment of the present invention will be described on the assumption that an external pressure 60 is applied from the second electrode 20 side.
  • the second electrode 20 and the second insulating layer 20a correspond to the external pressure 60 to correspond to the first electrode. It is curved concave to the (10) side. At this time, it should be prevented that the second electrode 20 and the first electrode 10 are shorted to each other to generate capacitance. In this case, in the embodiment of the present invention, a phenomenon in which the first electrode 10 and the second electrode 20 are short-circuited through the second insulating film 20a can be prevented.
  • the dot spacer 32 is included in the spacer layer 30 to prevent spreading of the area where the spacer layer 30 is pressed when the external pressure 60 is applied to the touch sensor panel 100. And the restoring force of the spacer layer 30 to return to its original form when the external pressure 60 is removed can be improved. In order to achieve the same purpose, the size and number of dot spacers 32 included in the spacer layer 30 may be determined.
  • the capacitance between the first electrode 10 and the second electrode 20 may vary according to a change in the distance between the first electrode 10 and the second electrode 20.
  • the magnitude of the pressure of the external pressure 60 may be detected according to the change in the capacitance between the first electrode 10 and the second electrode 20. That is, the greater the external pressure 60, the shorter the distance between the first electrode 10 and the second electrode 20, and accordingly, the amount of change in capacitance may increase.
  • the smaller the external pressure 60 is, the smaller the width of the distance between the first electrode 10 and the second electrode 20 is reduced, and thus the amount of change in capacitance may be smaller.
  • the magnitude of the pressure of the external pressure 60 may represent the magnitude of the pressure in the downward direction, that is, the perpendicular and orthogonal directions to the horizontal plane.
  • FIG. 4A illustrates patterns of the first electrode and the second electrode of the touch sensor panel 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the touch sensor panel according to the first embodiment of the present invention detects a change in capacitance between the first electrode 10 and the second electrode 20 to determine whether the touch is applied to the touch sensor panel 100, the touch position and the like. And / or the magnitude of the touch pressure can be detected.
  • the first electrode 10 and the second electrode 20 may be arranged to cross each other.
  • the first electrode 10 includes a plurality of first electrodes 11, 12, 13, and 14 extending in the first axial direction, and the second electrode 20 is in the second axial direction crossing the first axial direction. It may include a plurality of extended second electrodes (21, 22, 23, 24).
  • the plurality of first electrodes 11, 12, 13, and 14 may be collectively referred to as a first electrode 10.
  • the plurality of second electrodes 21, 22, 23, and 24 may be collectively referred to as a second electrode 20.
  • first and second axes are illustrated as being orthogonal in FIGS. 4A and the following figures, this is merely an example and the first and second axes are sufficient to intersect and do not necessarily need to be orthogonal.
  • the right side, left side, top side, and bottom side are divided based on the drawing of FIG. 4A.
  • each of the intersection of the first electrode 10 and the second electrode 20 has a predetermined capacitance (denoted by 101 in FIG. 1), that is, a capacitance value, the value of the capacitance when the body part is close to This can be changed.
  • the first electrode 10 may be a driving line to which a driving signal is applied, and the second electrode 20 is disposed between the first electrode 10 and the second electrode 20. It may be a receiving line (receiving line) that can receive a driving signal coupled by the capacitance 101 of the (coupling).
  • the capacitance between the first electrode 10 and the second electrode 20 may change according to a touch of a part of the body, and whether the body touch is detected and / or its position may be detected by detecting such a change in electrical characteristics. . That is, the touch sensor panel 100 may be sensed and / or the position of the touch sensor panel 100 in the two-dimensional plane formed by the first axis and the second axis.
  • FIG. 4B shows a separated pattern of the first electrode shown in FIG. 4A.
  • the pattern of the first electrode 10 according to the first embodiment of the present invention may include a plurality of first electrodes 11, 12, 13, and 14 extending in the first axis direction. have. Although only four first electrodes 11, 12, 13, and 14 are shown in the drawing, it is obvious that other numbers of the first electrodes may be included according to the exemplary embodiment.
  • a signal from the first electrodes 11, 12, 13, and 14 may be detected to detect a position in the second axis direction of the touch.
  • each of the first electrodes 10 may be configured to be wider than the width of the second electrode 20 which will be described later, which is generally opposite to the second electrode 20. This is to block the change in capacitance according to the voltage used to drive the display, such as an LCD (Liquid Crystal Display) formed on one side of the.
  • the first electrode 10 may also function as a shielding layer.
  • FIG. 4C shows the pattern of the second electrode shown in FIG. 4A separately.
  • the pattern of the second electrode 20 according to the first embodiment of the present invention may include a plurality of second electrodes 21, 22, 23, and 24 extending in the second axis direction. have. Although only four second electrodes 21, 22, 23, and 24 are shown in the figure, it is obvious that other numbers of second electrodes may be included according to the embodiment.
  • the position of the touch in the first axis direction may be detected by detecting a signal from the second electrodes 21, 22, 23, and 24.
  • the touch sensor panel according to the first embodiment of the present invention and / or the position of the touch is detected.
  • the touch sensor panel according to the first embodiment of the present invention is touched.
  • the magnitude of the pressure of the touch can be detected with or apart from and / or with the position.
  • the principle of detecting the magnitude of the pressure of the touch in the touch sensor panel according to the first embodiment of the present invention is described.
  • FIG. 4D is an enlarged view of portion A of FIG. 4A.
  • part A is one of regions where the first electrode 10 and the second electrode 20 overlap each other.
  • the width of part A is indicated by W and the length by L.
  • the length at which the first electrode 10 and the second electrode 20 are spaced apart is indicated by the height d for convenience.
  • the mutual capacitance C ⁇ o ⁇ r WL / d between the first electrode 10 and the second electrode 20 in the region A may be calculated.
  • ⁇ o represents the vacuum dielectric constant
  • ⁇ r represents the relative dielectric constant of the material filled between the first electrode 10 and the second electrode 20.
  • the mutual capacitance between the first electrode 10 and the second electrode 20 is calculated to be approximately 3.73 pF.
  • the length of d decreases by 0.1 mm due to the pressure applied to the touch sensor panel, the mutual capacitance between the first electrode 10 and the second electrode 20 increases by 5.6 pF.
  • the first electrode 10 and the first electrode It is possible to detect the change in the distance between the two electrodes 20 and, accordingly, the magnitude of the pressure of the touch.
  • the thickness of the spacer layer 30, the medium filling the spacer layer 30, its elasticity, and the pattern of the first electrode 10 and / or the second electrode 20 may be changed.
  • the change rate of the basic mutual capacitance and / or mutual capacitance between the second electrodes 20 can be adjusted.
  • the basic mutual capacitance is a value of mutual capacitance between the first electrode 10 and the second electrode 20 when there is no touch on the touch sensor panel.
  • FIG. 5A illustrates a pattern of a first electrode, a second electrode, and a third electrode of a touch sensor panel according to a second embodiment of the present invention.
  • the second electrode 20 and the third electrode 70 may be located on the same plane on the second insulating film 20a.
  • the first electrode 10 and the second electrode 20 are configured to detect the magnitude of the pressure of the touch on the touch sensor panel, and the second electrode 20
  • the third electrode 70 is configured to detect the position of the touch with respect to the touch sensor panel.
  • the second embodiment of the present invention is largely similar to the first embodiment of the present invention, and hereinafter is described mainly for differences from the first embodiment of the present invention.
  • the first electrode 10 may have a pattern as shown in FIG. 4B, but in the second embodiment of the present invention, the first electrode 10 is merely a first electrode in relation to the second electrode 20. It can be configured to be used to detect the magnitude of the pressure of the touch by sensing a change in capacitance between the 10 and the second electrode 20.
  • a ground voltage is applied to the first electrode 100 while the second electrode 20 and the third electrode 70 detect whether the touch sensor panel touches and / or the touch position. Thereby the first electrode 100 can still be configured to function as a shielding layer.
  • the first electrode 10 can still function as a driving electrode in detecting pressure magnitude and the second electrode 20 can function as a receiving electrode in detecting pressure magnitude.
  • the third electrode 70 may function as a driving electrode and the second electrode 20 may still function as a receiving electrode.
  • the touch detection apparatus may time-division to apply a driving signal to the first electrode 10 during the first time period, and receive a detection signal from the second electrode 20 to detect a pressure level of the touch.
  • the touch detection apparatus may apply a driving signal to the third electrode 70 and receive a detection signal from the second electrode 20 to detect the touch position.
  • the ground voltage may be applied to the first electrode 10.
  • the second electrode 20 may function as the driving electrode TX for both the case of detecting the pressure magnitude of the touch and the case of detecting the touch position.
  • the first electrode 10 may function as a receiving electrode for detecting the magnitude of the pressure of the touch and the third electrode 30 may be a receiving electrode for detecting the position of the touch.
  • the touch detection device simultaneously applies a driving signal to the second electrode 20 and receives the first detection signal from the first electrode 10 to detect the pressure level of the touch and the second detection from the third electrode 70.
  • the touch position may be detected by receiving a signal.
  • the touch detection apparatus time-divids and receives the first sensing signal from the first electrode 10 in the first time interval to detect the pressure magnitude of the touch, and the third electrode (in the second time interval different from the first time interval).
  • the position of the touch may be detected by receiving the second detection signal from 70).
  • FIG. 5B shows the pattern of the second electrode and the third electrode shown in FIG. 5A separately.
  • a plurality of sensing regions B are arranged in M columns extending in the second axis direction and N rows extending in the first axis direction (MXN, where M and N are natural numbers). It may include a touch detection area including.
  • 5A and 5B are shown to include only the fourth column and the fourth row, but this is only an example and may be implemented with any number of rows and columns.
  • the third electrode 70 is a driving electrode and the second electrode 20 is a receiving electrode in detecting a touch position.
  • each of the plurality of sensing regions B includes a second electrode 21a and a third electrode 71 which are not touched with each other, and the third electrode 71 is formed of the second electrode in the sensing region B.
  • the second electrode 21a may be positioned at one side in the second axis direction relative to the 21a).
  • the second electrode 21a is positioned on the right side and the third electrode 71 is positioned on the left side in the sensing region B.
  • the shapes of the patterns in the sensing areas B are all identical.
  • the third electrode 70 extends in the first axis direction in the form of a bar in the same row. Accordingly, the touch position in the second axis direction may be detected by processing the signal of the third electrode 70 when the touch sensor panel is touched.
  • the second electrode 20 has a rectangular pattern divided for each sensing region B.
  • each of the divided second electrodes 21a included in the sensing area B is connected to the conductive trace 211.
  • the divided second electrodes 21a, 21b, 21c, 21d included in the same column are electrically connected to each other through conductive traces.
  • the divided second electrodes 21a, 22a, 23a, and 24a included in different columns are electrically insulated from each other. Accordingly, by processing the signal from the second electrode 20, the touch position in the first axial direction when detecting the touch sensor panel can be detected.
  • 5C illustrates patterns of the first electrode, the second electrode, and the third electrode of the touch sensor panel according to the third embodiment of the present invention.
  • the third embodiment of the present invention is largely similar to the second embodiment of the present invention, and shows a difference only in the pattern of the second electrode and the third electrode. In the following, the third embodiment of the present invention will be described mainly for differences from the second embodiment.
  • a plurality of sensing regions C and D are arranged in M columns extending in the second axis direction and N rows extending in the first axis direction (MXN, where M and N are natural numbers).
  • E) may include a touch detection area.
  • each of the sensing regions C, D, and E includes third electrodes 72 and 73 and second electrodes 22b, 22c, and 23b which are not in contact with each other.
  • the third electrode 72 is positioned at one side in the first axis direction relative to the second electrode 22b. Is located at the other side, and in at least one other sensing area E positioned in the same row as the at least one sensing area of the plurality of sensing areas, the third electrode 72 is connected to the second electrode 23b.
  • the second electrode 23b may be positioned at the other side in the first axial direction. In the above description, one side may indicate a left direction in FIG. 5C and the other side may indicate a right side.
  • the adjacent sensing area E located in the same row (second row) as any one sensing area C of the plurality of sensing areas C, D, and E is the one.
  • the sensing region C has an inverted shape with respect to the sensing region C with respect to the central axis Cl in the second axis direction.
  • the central axis Cl is a straight line extending from the center of the second axis direction in the sensing area C in the first axis direction.
  • the relationship between the shapes of the sensing areas C, D, and E may be applied between two adjacent sensing areas in the same row.
  • One end of the third electrode 72 of the one sensing region C may extend to one end of the first electrode 72 of the adjacent sensing region E.
  • FIG. 5C in the touch sensor panel according to the third embodiment of the present invention, the third electrode 72 extends from the top to the bottom in the same row in the form of a zig zag. Able to know. That is, all of the first electrodes of the plurality of sensing regions included in the first row are connected to each other by zigzag. The same applies to the second to fourth rows.
  • the third electrodes included in each row are connected to each other, and the third electrodes included in the different rows are not electrically connected to each other.
  • the second axial position of the touch may be detected by detecting a signal from the third electrode.
  • the sensing areas C. D included in two adjacent rows of the N rows are formed in the first row between the two rows (second row and third row). Based on the central axis in the axial direction, they may have symmetrical shapes to each other. For example, the sensing area C and the sensing area D are located in the second row and the third row, respectively.
  • the position and shape of the third electrode 730 and the second electrode 220c in the sensing area D may be determined in the sensing area D based on the central axis between the sensing area C and the sensing area D.
  • the shape of the third electrode 72 and the second electrode 22b is symmetrical to the positions and shapes of the third electrode 72 and the second electrode 22b.
  • the central axis in the first axis direction between the two rows represents a straight line extending in the first axis direction between the second row and the third row.
  • the relationship between the shapes of the sensing areas may be applied between two adjacent sensing areas located in adjacent rows.
  • the second electrodes 22b, 22c, and 23b are connected to the conductive traces 211C, 211D, and 211E in each of the sensing regions C, D, and E.
  • FIG. 5C it can be seen that the divided second electrodes 22a, 22b, 22c, and 22d included in the same column are electrically connected to each other through conductive traces. It can be seen that the divided second electrodes 21a, 22a, 23a, and 24a included in different columns are electrically insulated from each other. Accordingly, by processing the signal from the second electrode 20, the touch position in the first axial direction when detecting the touch sensor panel can be detected.
  • 5A to 5D illustrate an electrode pattern for an embodiment in which the touch sensor panel 100 further includes a third electrode 70 positioned on the same layer as the second electrode 20.
  • the third electrode 70 is positioned on the same layer as the second electrode 20 to detect the position of the touch with respect to the touch sensor panel 100. If the pressure magnitude of the touch can be detected through the first electrode 10 and the second electrode 20, an arbitrary pattern can be used.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a capacitive touch sensor panel according to a second embodiment of the present invention.
  • the capacitive touch sensor panel according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 6 further includes a third insulating film 70a in the touch sensor panel according to the first embodiment of the present invention shown in FIG.
  • the third electrode 70 is formed on the third insulating film 70a.
  • the third insulating layer 70a may be attached to the second electrode 20 through the additional adhesive layer 80.
  • the magnitude of the pressure of the touch on the touch sensor panel can be detected by detecting a change in capacitance between the first electrode 10 and the second electrode 20.
  • the position of the touch in the plane consisting of the first axis and the second axis with respect to the touch sensor panel may be detected.
  • the third electrode 70 is the third electrode 70 as described in the second and third embodiments of the present invention described with reference to FIGS. 5A to 5D. Plays the same role as However, in the second embodiment of the present invention, the third electrode 70 is composed of a layer separate from the second electrode 200. Repeated description is omitted below.
  • FIG. 7A illustrates patterns of the first electrode, the second electrode, and the third electrode of the touch sensor panel according to the third embodiment of the present invention.
  • the first electrode 10, the second electrode 20, and the third electrode 70 may be implemented in different layers.
  • FIG. 7B shows the pattern of the second electrode separately from FIG. 7A.
  • the second electrode 20 may include a plurality of second electrodes 21, 22, 23, and 24 extending in the second axis direction.
  • each of the plurality of second electrodes 21, 22, 23, and 24 has a shape in which a plurality of rhombic shapes are connected to each other in the second axial direction, which is merely an embodiment, and as shown in FIG. 4B.
  • the second electrode 20 can be applied.
  • the plurality of rhombic shapes should be insulated from each other in the first axis direction.
  • FIG. 7C shows the pattern of the third electrode separately in FIG. 7A.
  • the third electrode 70 may include a plurality of third electrodes 71, 72, 73, and 74 extending in the first axial direction.
  • each of the plurality of third electrodes 71, 72, 73, and 74 has a shape in which a plurality of rhombic shapes are connected to each other in the first axial direction, which is merely an embodiment, and as shown in FIG. 4C.
  • the pattern of one electrode 10 may be applied. At this time, the plurality of rhombic shapes should be insulated from each other in the second axis direction.
  • the shapes of the patterns of the first electrode, the second electrode, and the third electrode exemplified above are merely examples, various forms of the first electrode, the second electrode, and the third electrode may be provided within the scope of the inventive concept. It is obvious that the pattern can be applied.
  • the first electrode 10 and the second electrode 20 formed on different layers sense the position of the touch with respect to the touch sensor panel, and / or the magnitude of the touch pressure.
  • An embodiment configured to be used to detect the same has been described.
  • the first electrode 10 and the second electrode 20 formed on the different layers are configured to sense the magnitude of the touch pressure, and the third electrode located on the same layer as the second electrode 20.
  • the electrode 70 is configured to sense the position of the touch with respect to the touch sensor panel.
  • the first electrode 10 and the second electrode 20 formed on different layers are configured to detect the magnitude of the touch pressure, and the second electrode 20 and another layer
  • An embodiment in which the third electrode 70 formed at the upper side is configured to sense a position of a touch with respect to the touch sensor panel has been described.
  • At least one electrode 10 or 20 is configured to be commonly used to detect the position of the touch and the magnitude of the touch pressure.
  • the touch sensor panel according to the fifth embodiment of the present invention includes a first electrode 10 and a first electrode 10 formed on different layers as shown in FIG. 2 and configured to sense the magnitude of the touch pressure. 2 electrodes 20; And a third electrode 70 and a fourth electrode (not shown) configured to detect the position of the touch. That is, in the touch sensor panel according to the fifth embodiment of the present invention, two electrodes (first electrode and second electrode) configured to detect the magnitude of the touch pressure, together with two electrodes configured to detect the position of the touch (third) Electrode, fourth electrode) may be configured separately.
  • all of the first electrode 10 to the fourth electrode may be formed on different layers.
  • a fourth electrode (not shown) formed on an additional insulating layer (not shown) may be further included between the third electrode 70 and the adhesive layer 40.
  • the first electrode 10 to the third electrode 70 are formed on different layers, and the third electrode 70 and the fourth electrode are the same. It is also possible to be formed in the layer.
  • the third electrode 70 and the fourth electrode (not shown) for detecting the position of the touch independently function with respect to the first electrode 10 and the second electrode 20. Since the third electrode 70 and the fourth electrode (not shown) may be configured independently of the first electrode 10 and the second electrode 20. For example, even when the first electrode 10 and the second electrode 20 cross each other in the first axis and the second axis direction, the third electrode 70 and the fourth electrode must be the first axis and the second axis. There is no need to cross each other in the direction.
  • the third electrode 70 and the fourth electrode may extend in any intersecting axis as long as they are the same plane consisting of only the first axis and the second axis. According to an embodiment, the third electrode 70 is configured to extend in one of the first and second axis directions, and the fourth electrode is the other one of the first and second axis directions. It can be configured to extend in the direction.
  • a touch sensor panel capable of sensing the magnitude of pressure at the touch as well as the position of the touch and the touch on the touch sensor panel, a touch detection device therefor, and a touch input device including the same.
  • a touch sensor panel capable of sensing the magnitude of pressure at the touch as well as the position of the touch and the touch on the touch sensor panel, a touch detection device therefor and a touch input device including the same To provide.

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Abstract

본 발명에 따른 터치 센서 패널은 제1절연막 상에 형성되고, 제1축 방향으로 연장된 복수의 제1 전극; 제2절연막 상에 형성되고, 상기 제1축 방향과 교차하는 제2축 방향으로 연장된 복수의 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2절연막 사이를 이격시키는 스페이서층을 포함하며, 상기 제1전극 및 상기 제2전극 중 적어도 어느 하나에 가해지는 터치의 압력 크기에 따라 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 거리가 변화할 수 있고, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전 용량은 상기 거리에 따라 변할 수 있다.

Description

터치 센서 패널, 터치 검출 장치 및 이들을 포함하는 터치 입력 장치
본 발명은 터치 센서 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정전용량의 변화를 통해 터치 센서 패널 상의 터치(touch) 및 그 위치와 함께 터치시 압력의 크기를 감지할 수 있도록 하는 터치 센서 패널, 이를 위한 터치 검출 장치 및 이들을 포함하는 터치 입력 장치에 관한 것이다.
컴퓨팅 시스템의 조작을 위해 다양한 종류의 입력 장치들이 이용되고 있다. 예컨대, 버튼(button), 키(key), 조이스틱(joystick) 및 터치 스크린과 같은 입력 장치가 이용되고 있다. 터치 스크린의 쉽고 간편한 조작으로 인해 컴퓨팅 시스템의 조작시 터치 스크린의 이용이 증가하고 있다.
터치 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 터치함으로써 사용자가 컴퓨팅 시스템을 조작할 수 있도록 한다. 일반적으로, 터치 스크린은 디스플레이 스크린 상의 터치 및 터치 위치를 인식하고 컴퓨팅 시스템은 이러한 터치를 해석함으로써 이에 따라 연산을 수행할 수 있다.
이때, 디스플레이 스크린 상의 터치에 따른 정전용량의 변화를 감지함으로써 디스플레이 스크린 상의 터치 및 터치 위치뿐 아니라 터치시 압력 크기를 감지할 수 있는 터치 센서 패널에 대한 필요성이 야기되고 있다.
본 발명의 목적은 터치 센서 패널 표면 상의 터치 및 터치의 위치뿐 아니라 터치시 압력의 크기를 감지할 수 있는 터치 센서 패널, 이를 위한 터치 검출 장치 및 이들을 포함하는 터치 입력 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 정전 용량의 변화를 감지함으로써 터치 센서 패널 상의 터치 및 터치의 위치뿐 아니라 터치시 압력의 크기를 감지할 수 있는 터치 센서 패널, 이를 위한 터치 검출 장치 및 이들을 포함하는 터치 입력 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시형태에 따른 터치 센서 패널은 제1절연막 상에 형성되고, 제1축 방향으로 연장된 복수의 제1 전극; 제2절연막 상에 형성되고, 상기 제1축 방향과 교차하는 제2축 방향으로 연장된 복수의 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2절연막 사이를 이격시키는 스페이서층을 포함하며, 상기 제1전극 및 상기 제2전극 중 적어도 어느 하나에 가해지는 터치의 압력 크기에 따라 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 거리가 변화할 수 있고, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전 용량은 상기 거리에 따라 변할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 터치 입력 장치는 제1절연막 상에 형성되고, 제1축 방향으로 연장된 복수의 제1 전극, 제2절연막 상에 형성되고, 상기 제1축 방향과 교차하는 제2축 방향으로 연장된 복수의 제2전극, 및 상기 제1전극과 상기 제2절연막 사이를 이격시키는 스페이서층을 포함하는 터치 센서 패널; 상기 제1전극과 상기 제2전극 중 어느 하나에 구동신호를 인가하는 구동부; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 중 다른 하나로부터, 상기 제1축과 상기 제2축으로 이루어진 2차원 평면인 상기 터치 센서 패널의 표면에 대한 터치에 대응하는 감지신호를 입력받아 상기 터치의 압력 크기를 검출할 수 있는 감지부를 포함하며, 상기 터치의 압력 크기에 따라 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 거리가 변화할 수 있고, 상기 감지신호는 상기 거리에 따라 변하는 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전 용량에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시형태에 따른 터치 검출 장치는 제1절연막 상에 형성되고, 제1축 방향으로 연장된 복수의 제1 전극, 제2절연막 상에 형성되고, 상기 제1축 방향과 교차하는 제2축 방향으로 연장된 복수의 제2전극, 및 상기 제1전극과 상기 제2절연막 사이를 이격시키는 스페이서층을 포함하는 터치 센서 패널에 입력되는 터치의 위치와 압력 크기 중 적어도 어느 하나를 검출할 수 있는 터치 검출 장치로서, 상기 제1전극과 상기 제2전극 중 어느 하나에 구동신호를 인가하는 구동부; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 중 다른 하나로부터, 상기 제1축과 상기 제2축으로 이루어진 2차원 평면인 상기 터치 센서 패널의 표면에 대한 터치에 대응하는 감지신호를 입력받아 상기 터치의 압력 크기를 검출할 수 있는 감지부를 포함하며, 상기 터치의 압력 크기에 따라 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 거리가 변화할 수 있고, 상기 감지신호는 상기 거리에 따라 변하는 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전 용량에 대한 정보를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 터치 센서 패널 상의 터치 및 터치의 위치뿐 아니라 터치시 압력의 크기를 감지할 수 있는 터치 센서 패널, 이를 위한 터치 검출 장치 및 이들을 포함하는 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 정전 용량의 변화를 감지함으로써 터치 센서 패널 상의 터치 및 터치의 위치뿐 아니라 터치시 압력의 크기를 감지할 수 있는 터치 센서 패널, 이를 위한 터치 검출 장치 및 이들을 포함하는 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 정전 용량 방식의 터치 입력 장치의 개략도이다.
도2는 본 발명의 제1실시형태에 따른 정전 용량 방식의 터치 센서 패널의 단면도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널에 압력이 가해질 때의 상태를 나타낸다.
도4a는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치 센서 패널의 제1전극과 제2전극의 패턴을 나타낸다.
도4b는 도4a에 도시된 제1전극의 패턴을 분리하여 도시한다.
도4c는 도4a에 도시된 제2전극의 패턴을 분리하여 도시한다.
도4d는 도4a의 A부분을 확대한 도면이다.
도5a는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치 센서 패널의 제1전극, 제2전극 및 제3전극의 패턴을 나타낸다.
도5b는 도5a에 도시된 제2전극 및 제3전극의 패턴을 분리하여 도시한다.
도5c는 본 발명의 제3실시예에 따른 터치 센서 패널의 제1전극, 제2전극 및 제3전극의 패턴을 나타낸다.
도5d는 도5c에서 C부분을 확대한 도면이다.
도6은 본 발명의 제2실시형태에 따른 정전 용량 방식의 터치 센서 패널의 개략도이다.
도7a는 본 발명의 제4실시예에 따른 터치 센서 패널의 제1전극, 제2전극 및 제3전극의 패턴을 나타낸다.
도7b는 도7a에서 제2전극의 패턴을 분리하여 도시한다.
도7c는 도7a에서 제3전극의 패턴을 분리하여 도시한다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 정전 용량 방식의 터치 센서 패널, 터치 검출 장치 및 이들을 포함하는 터치 입력 장치를 설명한다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 정전 용량 방식의 터치 입력 장치의 개략도이다. 도1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn) 및 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함하는 터치 센서 패널(100), 상기 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)에 구동신호를 인가하는 구동부(200), 및 터치 센서 패널(100)의 터치 표면에 대한 터치에 따라 변화되는 정전용량 변화량에 대한 정보를 포함하는 감지신호를 수신하여 터치, 터치 위치 및/또는 터치 압력의 크기를 검출하는 감지부(300)를 포함할 수 있다.
도1에 도시된 바와 같이, 터치 센서 패널(100)은 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다. 도1에서는 터치 센서 패널(100)의 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)이 직교 어레이를 구성하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)이 대각선, 동심원 및 3차원 랜덤 배열 등을 비롯한 임의의 수의 차원 및 이의 응용 배열을 갖도록 할 수 있다. 여기서, n 및 m은 양의 정수로서 서로 같거나 다른 값을 가질 수 있으며 실시예에 따라 크기가 달라질 수 있다.
도1에 도시된 바와 같이, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 각각 서로 교차하도록 배열될 수 있다. 구동전극(TX)은 제1축 방향으로 연장된 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)을 포함하고 수신전극(RX)은 제1축 방향과 교차하는 제2축 방향으로 연장된 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다.
복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극 (RX1 내지 RXm)은 투명 전도성 물질(예를 들면, 산화주석(SnO2) 및 산화인듐(In2O3) 등으로 이루어지는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide)) 등으로 형성될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 다른 투명 전도성 물질 또는 불투명 전도성 물질로 형성될 수도 있다. 예컨대, 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 은잉크(silver ink), 구리(copper) 또는 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nanotube) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)는 메탈 메쉬(metal mech)로 구현되거나 은나노(nano silver) 물질로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 구동부(200)는 구동신호를 구동전극(TX1 내지 TXn)에 인가할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 구동신호는 제1구동전극(TX1)부터 제n구동전극(TXn)까지 순차적으로 한번에 하나의 구동전극에 대해서 인가될 수 있다. 이러한 구동신호의 인가는 재차 반복적으로 이루어질 수 있다. 이는 단지 예시일 뿐이며, 실시예에 따라 다수의 구동전극에 구동신호가 동시에 인가될 수도 있다.
감지부(300)는 수신전극(RX1 내지 RXm)을 통해 구동신호가 인가된 구동전극(TX1 내지 TXn)과 수신전극(RX1 내지 RXm) 사이에 생성된 정전용량(Cm: 101)에 관한 정보를 포함하는 감지신호를 수신함으로써 터치 여부, 터치 위치 및/또는 터치의 압력 크기를 검출할 수 있다. 예컨대, 감지신호는 구동전극(TX)에 인가된 구동신호가 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이에 생성된 정전용량(CM: 101)에 의해 커플링된 신호일 수 있다. 이와 같이, 제1구동전극(TX1)부터 제n구동전극(TXn)까지 인가된 구동신호를 수신전극(RX1 내지 RXm)을 통해 감지하는 과정은 터치 센서 패널(100)을 스캔(scan)한다고 지칭할 수 있다.
예를 들어, 감지부(300)는 각각의 수신전극(RX1 내지 RXm)과 스위치를 통해 연결된 수신기(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 스위치는 해당 수신전극(RX)의 신호를 감지하는 시간구간에 온(on)되어서 수신전극(RX)으로부터 감지신호가 수신기에서 감지될 수 있도록 한다. 수신기는 증폭기(미도시) 및 증폭기의 부입력단과 증폭기의 출력단 사이, 즉 궤환 경로에 결합된 궤환 캐패시터를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 증폭기의 정입력단은 그라운드(ground)에 접속될 수 있다. 또한, 수신기는 궤환 캐패시터와 병렬로 연결되는 리셋 스위치를 더 포함할 수 있다. 리셋 스위치는 수신기에 의해 수행되는 전류에서 전압으로의 변환을 리셋할 수 있다. 증폭기의 부입력단은 해당 수신전극(RX)과 연결되어 정전용량(CM: 101)에 대한 정보를 포함하는 전류 신호를 수신하여 적분하여 전압으로 변환할 수 있다. 감지부(300)는 수신기를 통해 적분된 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 ADC(미도시: analog to digital converter)를 더 포함할 수 있다. 추후, 디지털 데이터는 프로세서(미도시)에 입력되어 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 정보를 획득하도록 처리될 수 있다. 감지부(300)는 수신기와 더불어, ADC 및 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.
제어부(400)는 구동부(200)와 감지부(300)의 동작을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 제어부(400)는 구동제어신호를 생성한 후 구동부(200)에 전달하여 구동신호가 소정 시간에 미리 설정된 구동전극(TX)에 인가되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 감지제어신호를 생성한 후 감지부(300)에 전달하여 감지부(300)가 소정 시간에 미리 설정된 수신전극(RX)으로부터 감지신호를 입력받아 미리 설정된 기능을 수행하도록 할 수 있다.
도1에서 구동부(200) 및 감지부(300)는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 여부, 터치 위치 및/또는 터치 압력을 검출할 수 있는 터치 검출 장치(미표시)를 구성할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 장치는 제어부(400)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 장치는 터치 센서 패널(100)을 포함하는 터치 입력 장치(1000)에서 터치 센싱 IC(touch sensing Integrated Circuit) 상에 집적되어 구현될 수 있다. 터치 센서 패널(100)에 포함된 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 예컨대 전도성 트레이스(conductive trace) 및/또는 회로 기판상에 인쇄된 전도성 패턴(conductive pattern)등을 통해서 터치 센싱 IC에 포함된 구동부(200) 및 감지부(300)에 연결될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 구동전극(TX)과 수신전극(RX)의 교차 지점마다 소정 값의 정전용량(C)이 생성되며, 손가락과 같은 객체가 터치 센서 패널(100)에 근접하는 경우 이러한 정전용량의 값이 변경될 수 있다. 도1에서 상기 정전용량은 상호 정전용량(Cm)을 나타낼 수 있다. 이러한 전기적 특성을 검출부(300)에서 감지하여 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치를 감지할 수 있다. 예컨대, 제1축과 제2축으로 이루어진 2차원 평면으로 이루어진 터치 센서 패널(100)의 표면에 대한 터치의 여부 및/또는 그 위치를 감지할 수 있다.
보다 구체적으로, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치가 일어날 때 구동신호가 인가된 구동전극(TX)을 검출함으로써 터치의 제2축 방향의 위치를 검출할 수 있다. 이와 마찬가지로, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치시 수신전극(RX)을 통해 수신된 수신신호로부터 정전용량 변화를 검출함으로써 터치의 제1축 방향의 위치를 검출할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널(100)에 대한 터치의 여부 및/또는 터치의 위치를 검출하는 것을 설명하였으나, 전술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널(100)을 이용하여 터치의 여부 및/또는 위치와 함께 또는 이와 별개로 터치의 압력의 크기를 검출할 수 있다. 도2 내지 도4와 관련해서 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 압력의 크기를 검출하는 원리에 대해서 상세히 설명한다.
도2는 본 발명의 제1실시형태에 따른 정전 용량 방식의 터치 센서 패널의 단면도이다. 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시형태에 따른 정전 용량 방식의 터치 센서 패널은 제1절연막(10a) 상에 형성된 복수의 제1전극(10), 제2절연막(20a) 상에 형성된 복수의 제2전극(20) 및 상기 제1전극(10)과 상기 제2절연막(20a) 사이를 이격시키는 스페이서층(30)을 포함하여 구성될 수 있다. 제1전극(10)과 제2전극(20) 중 어느 하나는 도1을 참조하여 설명된 구동전극(TX)일 수 있으며 나머지 하나는 수신전극(RX)일 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 터치 센서 패널은 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 정전 용량의 변화를 적합한 전기 신호로 변환하여 출력할 수 있다.
이때, 도2에 도시된 바와 같이, 제1전극(10)은 제1절연막(10a) 상에 배열될 수 있으며 제2전극(20)은 제2절연막(20a) 상에 배열될 수 있다. 제1전극(10)과 제2전극(20)은 각각 제1절연막(10a) 및 제2절연막(20a)에 대해 상대적으로 동일한 방향에 배열될 수 있다. 제1절연막(10a) 및/또는 제2절연막(20a)는 PET(Polyethylene terephthalate)과 같은 플라스틱 재질의 얇은 투명 필름(film)으로 이루어질 수 있다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 따른 터치 센서 패널은 제2전극(20)에 접착층(40)을 통해 부착된 제4절연막(50)을 더 포함할 수 있다. 제4절연막(400)은 사용자의 터치 표면으로서 기능할 수 있다. 이는 단지 예시일 뿐이며 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 표면은 터치시 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 정전용량의 변화를 야기시킬 수 있도록 하는 임의의 다른 표면일 수 있다. 터치 표면은 도1에서 설명된 바와 같은 제1축과 제2축으로 이루어진 2차원 평면일 수 있다. 정전 용량 방식의 터치 센서 패널의 정상적인 동작을 위해 제4절연막(50)은 균일한 유전율을 갖는 물질로 이루어지며 일정한 두께를 갖도록 구성하는 것이 바람직하다. 예컨대, 제4절연막(50)은 PET(polyethylene terephthalate)과 같은 물질로 이루어질 수 있다.
접착층(40)은 제2전극(20)과 제4절연막(50)을 서로 접착시킬 수 있도록 광학적으로 투명한 접착물질(OCA: Optical Clear Adhesive), 수지(resin), 감압 접착물질(Pressure sensitive adhesive) 또는 자외선 경화 접착물질(Ultraviolet light cured adhesive)과 같은 물질로 이루어질 수 있다.
제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 정전용량의 변화를 감지함으로써 터치 센서 패널에 대한 터치 여부 및 터치 위치에 더하여 터치 압력의 크기를 감지할 수 있도록, 본 발명의 실시형태에 따른 터치 센서 패널(100)은 상기 제1전극(10)과 제2절연막(20a) 사이를 이격시키는 스페이서층(300: spacer layer)을 포함할 수 있다.
도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시형태에서, 스페이서층(30)은 제1전극(10)과 제2절연막(20a)의 각각에 일면이 합착된 양면 접착 테이프(31: DAT: Double Adhesive Tape)를 통해 형성될 수 있다. 즉, 제1전극(10)과 제2절연막(20a)은 각각의 면적이 포개어진 형태이고, 이때 제1전극(10)과 제2절연막(20a) 각각의 가장자리 영역에서 양면 접착 테이프(31)를 통해서 두 개의 층이 접착되되 나머지 영역에서 제1전극(10)과 제2절연막(20a)이 소정 거리로 이격될 수 있다.
본 발명의 실시형태에서, 스페이서층(30)은 유전체(dielectric substance)로 채워질 수 있다. 스페이서층(30)이 유전체로 채워질 때 광학적 특성 및 감도 특성이 개선될 수 있다. 유전체는 전기장을 인가할 때 전기 편극은 생기지만 직류전류는 생기지 않게 하는 물질이다. 따라서, 제1전극(10)과 제2전극(20)에 전압이 인가될 때 제1전극(100)과 제2전극(200) 사이에 정전용량이 야기될 수 있다. 본 발명의 실시형태에서 유전체는 오픈 셀 발포제(open cell foam), 젤(gel) 또는 경결합 중합체(lightly linked polymer)와 같은 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시형태에서, 예컨대, 스페이서층(30)은 대기(air)로 채워질 수 있다.
본 발명의 실시형태에서, 스페이서층(30)은 접착 물질(Adhesive material)로 채워질 수 있다. 이때, 접착 물질로 채워진 스페이서층(30)은 제1전극(10)과 제2절연막(20a)의 접합을 유지하는 한편 유전체의 역할을 동시에 수행할 수 있다. 본 발명의 실시형태에서 접착 물질은 아크릴 공중합체(acrylic copolymer) 또는 실리콘 변형가능 중합체(silicon deformable polymer)와 같은 물질을 포함할 수 있다. 스페이서층(30)이 접착 물질로 채워지는 경우, 도2에 도시된 양면 접착 테이프(31)는 생략될 수 있다.
도2에 도시된 바와 같이, 스페이서층(30)에는 복수개의 도트 스페이서(32: dot spacer)가 포함할 수 있다. 예컨대, 복수개의 도트 스페이서(32)는 제1전극(10) 상에 형성될 수 있고, 비전도성 폴리에스테르(nonconductive polyester)와 같은 물질로 구성될 수 있다. 또한, 복수개의 도트 스페이서(32)는 제1전극(10)이 형성되어 있지 않은 제1절연막(10a) 상에 형성될 수도 있다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널(100)에 압력이 가해질 때의 상태를 나타낸다. 도3에서는 터치 센서 패널(100)에 신체의 일부 등에 의해 터치 및/또는 터치가 일어난 경우를 도시한다. 간소함을 위해 도3에서는 단지 제1전극(10), 제2전극(20), 제1절연막(10a), 제2절연막(20a) 및 스페이서층(30)만을 도시한다. 도3에서 터치 센서 패널(100)을 터치하는 객체에 의한 외부 압력은 60으로 표시된다.
도3에서는 제2전극(20) 측에서 외부 압력(60)이 가해진 것을 예시하나 실시예에 따라 외부 압력(60)은 제1전극(10) 측에서 가해질 수도 있다. 따라서, 제1전극(10)과 제1절연막(10a) 및 제2전극(20)과 제2절연막(20a) 중 적어도 어느 한 쌍은 탄성을 가질 필요가 있다. 이하에서는 제2전극(20) 측에서 외부 압력(60)이 인가되는 것으로 가정하여 본 발명의 실시형태를 설명한다.
도3에 도시된 바와 같이, 외부 압력(60)이 터치 센서 패널(100)에 인가될 때, 제2전극(20) 및 제2절연막(20a)은 외부 압력(60)에 대응하여 제1전극(10) 측으로 오목하게 휘어진다. 이때, 제2전극(20)과 제1전극(10) 사이에는 정전 용량을 발생시키도록 서로 단락(short) 되는 것이 방지되어야 한다. 이때, 본 발명의 실시형태에서는 제2절연막(20a)을 통해 제1전극(10)과 제2전극(20)이 단락되는 현상이 방지될 수 있다. 도3에 도시된 바와 같이, 스페이서층(30)에 도트 스페이서(32)를 포함함으로써 외부 압력(60)이 터치 센서 패널(100)에 인가될 때 스페이서층(30)이 눌리는 면적의 퍼짐이 방지될 수 있고 외부 압력(60)이 제거된 때 스페이서층(30)이 원래 형태로 돌아오는 복원력이 향상될 수 있다. 동일한 목적을 달성하기 위해서 스페이서층(30에 포함되는 도트 스페이서(32)의 크기 및 개수 등이 정해질 수 있다.
이때, 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 정전용량은 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 거리의 변화에 따라 달라질 수 있다. 본원 발명의 실시형태에서는 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 정전용량의 변화에 따라 외부 압력(60)의 압력의 크기가 검출될 수 있다. 즉, 외부 압력(60)이 클수록 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 거리가 짧아지고 이에 따라 정전용량의 변화량이 커질 수 있다. 마찬가지로, 외부 압력(60)이 작을수록 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 거리가 줄어드는 폭이 작아지고 이에 따라 정전용량의 변화량이 작을 수 있다. 이때, 외부 압력(60)의 압력의 크기는 도3에서 하측 방향, 즉 수평면에 대해서 수직 및 직교하는 방향의 압력의 크기를 나타낼 수 있다.
도4a는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치 센서 패널(100)의 제1전극과 제2전극의 패턴을 나타낸다. 본 발명의 제1실시예에 따른 터치 센서 패널은 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 정전용량의 변화를 감지함으로 터치 센서 패널(100)에 대한 터치의 여부, 터치 위치 및/또는 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다.
도4a에 도시된 바와 같이, 제1전극(10)과 제2전극(20)은 서로 교차하도록 배열될 수 있다. 제1전극(10)은 제1축 방향으로 연장된 복수의 제1전극(11, 12, 13, 14)을 포함하고 제2전극(20)은 제1축 방향과 교차하는 제2축 방향으로 연장된 복수의 제2전극(21, 22, 23, 24)을 포함할 수 있다. 이하에서는 편의를 위해 복수의 제1전극(11, 12, 13, 14)을 총칭하여 제1전극(10)으로 지칭할 수 있다. 이와 마찬가지로 복수의 제2전극(21, 22, 23, 24)을 총칭하여 제2전극(20)으로 지칭할 수 있다.
도4a 및 이하의 도면에서 제1축과 제2축은 직교하는 것이 예시되지만, 이는 단지 예시일 뿐이고 제1축과 제2축은 교차되는 것으로 충분하며 반드시 직교될 필요는 없다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 도4a의 도면을 기준으로 우측, 좌측, 상단 및 하단을 구분한다.
이때, 제1전극(10)과 제2전극(20)의 교차 지점마다 소정의 정전 용량(도1에서 101로 표시), 즉 캐패시턴스 값을 갖는바, 신체 일부가 근접하는 경우 이러한 정전 용량의 값이 변경될 수 있다.
본 발명의 제1실시예에서 제1전극(10)은 구동 신호를 인가받는 구동 전극(driving line)일 수 있으며 제2전극(20)은 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 정전 용량(101)에 의해 커플링(coupling)된 구동 신호를 수신할 수 있는 수신 전극(receiving line)일 수 있다. 신체 일부의 터치 등에 따라서 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 정전 용량이 변화할 수 있으며, 이러한 전기적 특성의 변화를 감지하여 신체 터치 여부 및/또는 그 위치가 검출될 수 있다. 즉, 제1축과 상기 제2축으로 이루어진 2차원 평면에서 터치 센서 패널(100)에 대한 터치의 여부 및/또는 그 위치를 센싱할 수 있다.
도4b는 도4a에 도시된 제1전극의 패턴을 분리하여 도시한다. 도4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 제1전극(10) 패턴은 제1축 방향으로 연장되는 복수개의 제1전극(11, 12, 13, 14)을 포함할 수 있다. 도면에는 단지 4개의 제1전극(11, 12, 13, 14)이 도시되나 실시예에 따라 다른 개수의 제1전극이 포함될 수 있음은 자명하다. 이때, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치가 일어날 때 제1전극(11, 12, 13, 14)으로부터의 신호를 검출함으로써 터치의 제2축 방향의 위치를 검출할 수 있다.
제1전극(10) 각각의 폭이 추후에 설명되는 제2전극(20)의 폭에 비해 더 넓게 구성될 수 있으며, 이는 일반적으로 제2전극(20)과는 반대되는 제1전극(10)의 일측에 형성되는 LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 디스플레이 구동에 이용되는 전압에 따른 정전 용량의 변화를 차단하기 위함이다. 예컨대, 제1전극(10)은 차폐층으로서의 기능도 수행할 수 있다.
도4c는 도4a에 도시된 제2전극의 패턴을 분리하여 도시한다. 도4c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 제2전극(20) 패턴은 제2축 방향으로 연장되는 복수개의 제2전극(21, 22, 23, 24)을 포함할 수 있다. 도면에는 단지 4개의 제2전극(21, 22, 23, 24)이 도시되나 실시예에 따라 다른 개수의 제2전극이 포함될 수 있음은 자명하다. 이때, 터치 센서 패널에 대한 터치가 일어날 때 제2전극(21, 22, 23, 24)으로부터의 신호를 검출함으로써 터치의 제1축 방향의 위치를 검출할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치 센서 패널에 대한 터치의 여부 및/또는 터치의 위치를 검출하는 것을 설명하였으나, 전술한 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 터치 센서 패널은 터치의 여부 및/또는 위치와 함께 또는 이와 별개로 터치의 압력의 크기를 검출할 수 있다. 이하에서는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치 센서 패널에서 터치의 압력의 크기를 검출하는 원리를 알아본다.
도4d는 도4a의 A부분을 확대한 도면이다. 도4a에서 A부분은 제1전극(10)과 제2전극(20)이 겹치는(overlap) 영역 중 하나이다. 도4d에서, A부분의 폭은 W 및 길이는 L로 표시된다. 제1전극(10)과 제2전극(20)이 이격되어 있는 길이는 편의상 높이 d로 표시된다. 이때, A영역에서 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 상호 정전용량 C=εoεr WL/d로 계산될 수 있다. 여기서, εo는 진공 유전율을 나타내고 εr는 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이에 채워진 물질의 비유전율을 나타낸다.
W=L=4mm, d=0.15mm, 그리고 εr는 4인 경우를 가정하면, 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 상호 정전용량은 대략 3.73pF으로 계산된다. 여기서, 터치 센서 패널에 대한 압력의 인가로 d의 길이가 0.1mm 줄어들면 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 상호 정전용량은 5.6pF 증가하게 된다.
따라서, 본 발명의 제1실시예에 따른 터치 센서 패널에 대한 터치시에 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 정전용량의 변화량을 측정함으로써, 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 거리의 변화, 이에 따라 터치의 압력의 크기를 감지하는 것이 가능하다.
이때, 스페이서층(30)의 두께, 스페이서층(30)을 채우는 매질 및 이의 탄성도, 제1전극(10) 및/또는 제2전극(20)의 패턴을 변경함으로써 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 기본 상호 정전용량 및/또는 상호 정전용량의 변화율을 조절할 수 있다. 기본 상호 정전용량은 터치 센서 패널에 대한 터치가 없는 경우에 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 상호 정전용량의 값이다.
도5a는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치 센서 패널의 제1전극, 제2전극 및 제3전극의 패턴을 나타낸다. 이때, 제2전극(20)과 제3전극(70)은 제2절연막(20a)상에서 동일한 평면에 위치할 수 있다. 본 발명의 제2실시예에 따른 터치 센서 패널의 경우 제1전극(10)과 제2전극(20)은 터치 센서 패널에 대한 터치의 압력의 크기를 감지하도록 구성되고, 제2전극(20)과 제3전극(70)은 터치 센서 패널에 대한 터치의 위치를 감지하도록 구성된다. 본 발명의 제2실시예는 본 발명의 제1실시예와 상당부분 유사하며, 이하에서는 본 발명의 제1실시예와의 차이점을 위주로 설명된다.
제1전극(10)은 도4b에 도시된 바와 같은 패턴이 적용될 수 있으나, 본 발명의 제2실시예에서 제1전극(10)은 단지 제2전극(20)과의 관계에서, 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 정전용량의 변화를 감지함으로써 터치의 압력의 크기를 검출하는 데 이용되도록 구성될 수 있다. 제2실시예에서 제2전극(20)과 제3전극(70)이 터치 센서 패널에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치를 감지하는 동안, 제1전극(100)에 그라운드(ground) 전압을 인가함으로써 제1전극(100)은 여전히 차폐층으로서 기능하도록 구성될 수 있다.
도5a에서, 제1전극(10)은 여전히 압력 크기를 검출하는데 있어 구동전극으로 기능할 수 있고 제2전극(20)은 압력 크기를 검출하는데 있어 수신전극으로 기능할 수 있다. 터치 위치를 검출하는데 있어 제3전극(70)은 구동전극으로 기능할 수 있고 제2전극(20)은 여전히 수신전극으로 기능할 수 있다. 이러한 경우, 터치 검출 장치는 시분할하여 제1시간구간에는 제1전극(10)에 구동신호를 인가하고 제2전극(20)으로부터 감지신호를 입력받아 터치의 압력 크기를 검출할 수 있다. 제1시간구간과 다른 제2시간구간에서 터치 검출 장치는 제3전극(70)에 구동신호를 인가하고 제2전극(20)으로부터 감지신호를 입력받아 터치 위치를 검출할 수 있다. 제2시간구간에서 제1전극(10)에 그라운드 전압이 인가될 수 있다.
또한, 도5a에서, 제2전극(20)은 터치의 압력 크기를 검출하는 경우 및 터치 위치를 검출하는 경우 모두에 대해서 구동전극(TX)으로 기능할 수 있다. 제1전극(10)은 터치의 압력 크기를 검출하기 위한 수신전극 그리고 제3전극(30)은 터치의 위치를 검출하기 위한 수신전극으로 각각 기능할 수 있다. 이때, 터치 검출 장치는 동시에 제2전극(20)에 구동신호를 인가하고 제1전극(10)으로부터 제1감지신호를 입력받아 터치의 압력 크기를 검출하고 제3전극(70)으로부터 제2감지신호를 입력받아 터치 위치를 검출할 수 있다. 이러한 경우라도 터치 검출 장치는 시분할하여 제1시간구간에는 제1전극(10)으로부터 제1감지신호를 입력받아 터치의 압력 크기를 검출하고 제1시간구간과 다른 제2시간구간에는 제3전극(70)으로부터 제2감지신호를 입력받아 터치의 위치를 검출할 수도 있다.
도5b는 도5a에 도시된 제2전극 및 제3전극의 패턴을 분리하여 도시한다. 도5b에 도시된 바와 같이, 제2축 방향으로 연장된 M개의 열 및 제1축 방향으로 연장된 N개의 행(M X N, 여기서 M 및 N은 자연수)으로 배치된 복수의 감지영역(B)를 포함하는 터치 검출 영역을 포함할 수 있다. 도5a 및 5b에서 제4열 및 제4행만을 포함하는 것이 도시되나, 이는 단지 예시일 뿐이며 임의의 개수의 행 및 열을 포함하여 구현될 수 있다.
이하에서는 터치 위치를 검출함에 있어 제3전극(70)은 구동전극이고 제2전극(20)은 수신전극인 것을 예시로 설명한다.
이때, 복수의 감지영역(B) 각각은 서로 터치되지 않는 제2전극(21a) 및 제3전극(71)을 포함하고, 제3전극(71)은 감지영역(B) 내에서 제2전극(21a)에 대해서 상대적으로 제2축 방향에서 일측에 위치하고 제2전극(21a)은 제2축 방향에서 타측에 위치할 수 있다. 도5b에서, 감지영역(B)에서 제2전극(21a)은 우측에 그리고 제3전극(71)은 좌측에 위치하는 것이 예시된다.
도5b에서는 각 감지영역(B)에서의 패턴의 형상이 모두 동일한 것을 예시한다. 제3전극(70)은 동일한 행에서 바(bar) 형태로 제1축 방향으로 연장되어 있다. 따라서, 터치 센서 패널에 대한 터치시 제3전극(70)의 신호를 처리함으로써 제2축 방향의 터치 위치를 검출할 수 있다.
제2전극(20)은 감지영역(B)마다 분할된 사각 형태의 패턴을 가짐을 알 수 있다. 하지만, 감지영역(B)에 포함된 각각의 분할 제2전극(21a)은 전도성 트레이스(211)에 연결되어 있다. 이때, 도5b에 도시된 바와 같이, 동일한 열에 포함된 분할 제2전극(21a, 21b, 21c, 21d)들은 서로 전도성 트레이스를 통해 전기적으로 연결되어 있음을 알 수 있다. 서로 다른 열에 포함된 분할 제2전극(21a, 22a, 23a, 24a)들은 서로 전기적으로 절연되어 있음을 알 수 있다. 따라서, 제2전극(20)으로부터의 신호를 처리함으로써 터치 센서 패널에 대한 터치시 제1축 방향의 터치 위치를 검출할 수 있다.
도5c는 본 발명의 제3실시예에 따른 터치 센서 패널의 제1전극, 제2전극 및 제3전극의 패턴을 나타낸다. 본 발명의 제3실시예는 본 발명의 제2실시예와 상당부분 유사하며, 단지 제2전극 및 제3전극의 패턴에서만 차이를 나타낸다. 이하에서는, 본 발명의 제3실시예에 대해서 제2실시예와의 차이점을 위주로 설명한다.
도5c에 도시된 바와 같이, 제2축 방향으로 연장된 M개의 열 및 제1축 방향으로 연장된 N개의 행(M X N, 여기서 M 및 N은 자연수)으로 배치된 복수의 감지영역(C, D, E)를 포함하는 터치 검출 영역을 포함할 수 있다.
본 발명의 제3실시예에서, 복수의 감지영역(C, D, E) 각각은 서로 접촉되지 않는 제3전극(72, 73) 및 제2전극(22b, 22c, 23b)을 포함하고, 상기 복수의 감지영역 중 동일한 행에 위치하는 적어도 하나의 감지영역(C) 내에서 제3전극(72)은 제2전극(22b)에 대해서 상대적으로 상기 제1축 방향에서 일측에 위치하고 상기 제2전극은 타측에 위치하고, 상기 복수의 감지영역 중 상기 적어도 하나의 감지영역과 동일한 행에 위치하는 적어도 다른 하나의 감지영역(E) 내에서 제3전극(72)은 상기 제2전극에(23b) 대해서 상대적으로 상기 제1축 방향에서 상기 타측에 위치하고 상기 제2전극(23b)은 상기 일측에 위치할 수 있다. 상기 설명에서 상기 일측은 도5c에서 좌측 방향을 나타내고 상기 타측은 우측을 나타낼 수 있다.
본 발명의 제3실시예에서, 복수의 감지영역(C, D, E) 중 임의의 하나의 감지영역(C)와 동일한 행(제2행)에 위치한 인접한 감지영역(E)는, 상기 하나의 감지영역(C)의 상기 제2축 방향의 중심축(Cl)을 기준으로 상기 하나의 감지영역(C)에 대해서 반전된 형상을 가진다. 여기서 중심축(Cl)은 감지영역(C) 내부의 제2축 방향의 정 중앙에서 제1축 방향으로 연장된 일직선이다. 이러한 감지영역들(C,D, E) 사이의 형상의 관계는 동일한 행에서 인접한 두 개의 감지영역 사이에 모두 적용될 수 있다.
상기 하나의 감지영역(C)의 상기 제3전극(72)의 일종단은 상기 인접한 감지영역(E)의 상기 제1전극(72)의 일종단까지 연장될 수 있다. 결과적으로, 도5c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 터치 센서 패널에서 제3전극(72)은 동일한 행에서 상단부터 하단까지 지그 재그(zig zag) 형태로 연장되어 있음을 알 수 있다. 즉, 제1행에 포함된 복수의 감지영역의 제1전극들은 모두 지그 재그로 서로 연장되어 연결되어 있다. 이는 제2행 내지 제4행에 대해서도 마찬가지이다. 각 행에 포함된 제3전극들은 서로 연결되어 있고, 서로 다른 행에 포함된 제3전극들은 서로 전기적으로 연결되지 않는다.
이에 따라, 터치 센서 패널에 터치가 일어날 때 제3전극으로부터의 신호를 검출함으로써 터치의 제2축 방향 위치를 검출할 수 있다.
본 발명의 제3실시예에서, 상기 N 개의 행 중 인접한 두 개의 행에 포함된 상기 감지영역들(C. D)은, 상기 두 개의 행(제2행 및 제3행) 사이의 상기 제1축 방향의 중심축을 기준으로, 서로 대칭 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 감지영역(C)과 감지영역(D)은 제2행과 제3행에 각각 위치한다. 감지영역(D)에서 제3전극(730)과 제2전극(220c)의 위치 및 형상은, 상기 감지영역(C)와 상기 감지영역(D) 사이의 중심축을 기준으로 감지영역(D)에서 제3전극(72)과 제2전극(22b)의 위치 및 형상에 대칭되는 형태를 갖는다. 여기서, 두 개의 행 사이의 제1축 방향의 중심축은 제2행과 제3행 사이의 제1축 방향으로 연장된 일직선을 나타낸다. 이러한 감지영역들 사이의 형상의 관계는 인접한 행에 위치하는 인접한 두 개의 감지영역 사이에 모두 적용될 수 있다.
도5c 및 도5d에 도시된 바와 같이, 각각의 감지영역(C, D, E)에서 제2전극(22b, 22c, 23b)은 전도성 트레이스(211C, 211D, 211E)에 연결된다. 이때, 도5C에 도시된 바와 같이, 동일한 열에 포함된 분할 제2전극(22a, 22b, 22c, 22d)들은 서로 전도성 트레이스를 통해 전기적으로 연결되어 있음을 알 수 있다. 서로 다른 열에 포함된 분할 제2전극(21a, 22a, 23a, 24a)들은 서로 전기적으로 절연되어 있음을 알 수 있다. 따라서, 제2전극(20)으로부터의 신호를 처리함으로써 터치 센서 패널에 대한 터치시 제1축 방향의 터치 위치를 검출할 수 있다.
도5a 내지 도5d에서는 터치 센서 패널(100)이 제2전극(20)과 동일한 층에 위치한 제3전극(70)을 더 포함하는 실시예를 위한 전극 패턴을 예시하고 있다. 하지만, 이는 단지 예시일뿐이며 도5a 내지 도5d에서 도시된 패턴 이외에도 제3전극(70)이 제2전극(20)과 동일한 층에 위치하여 터치 센서 패널(100)에 대한 터치의 위치를 검출하고, 제1전극(10)과 제2전극(20)을 통해 터치의 압력 크기를 검출할 수 있는 경우라면 임의의 패턴이 이용될 수 있다.
도6은는 본 발명의 제2실시형태에 따른 정전 용량 방식의 터치 센서 패널의 개략도이다. 도6에 도시된 본 발명의 제2실시형태에 따른 정전 용량 방식의 터치 센서 패널은 도2에 도시된 본 발명의 제1실시형태에 터치 센서 패널에서, 제3절연막(70a)을 더 포함하고 제3절연막(70a) 상에 제3전극(70)이 형성된다는 점에서 차이가 있다. 이때, 제3절연막(70a)은 추가의 접착층(80)을 통해 제2전극(20)과 접착될 수 있다.
본 발명의 제2실시형태에서 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 정전 용량의 변화를 감지함으로써 터치 센서 패널에 대한 터치의 압력의 크기를 검출할 수 있다. 그리고, 제2전극(20)과 제3전극(70) 사이의 정전 용량의 변화를 감지함으로써 터치 센서 패널에 대한 제1축 및 제2축으로 이루어진 평면에서의 터치의 위치를 검출할 수 있다.
본 발명의 제2실시형태에 따른 터치 센서 패널에서 제3전극(70)은 도5a 내지 도5d에서 설명된 본원 발명의 제2 실시예 및 제3실시예에서 살펴본 바와 같은 제3전극(70)과 동일한 역할을 수행한다. 다만, 본 발명의 제2실시형태에서는 제3전극(70)이 제2전극(200)과 별개의 층으로 구성되어 있다. 이하에서는 반복되는 설명은 생략한다.
도7a는 본 발명의 제3실시예에 따른 터치 센서 패널의 제1전극, 제2전극 및 제3전극의 패턴을 나타낸다. 도7a에서, 제1전극(10), 제2전극(20) 및 제3전극(70)은 각각 서로 다른 층에 구현될 수 있다.
도7b는 도7a에서 제2전극의 패턴을 분리하여 도시한다. 제2전극(20)은 도4b에 도시된 바와 같이, 제2축 방향으로 연장된 복수개의 제2전극(21, 22, 23, 24)을 포함할 수 있다. 도7a 및 7b에서 복수의 제2전극(21, 22, 23, 24) 각각은 복수의 마름모꼴 형태가 제2축 방향에서 서로 이어진 형태를 가지며, 이는 단지 실시예일뿐이고 도4b에 도시된 바와 같은 제2전극(20)이 적용될 수 있음은 자명하다. 이때, 복수의 마름모꼴 형태는 제1축 방향으로는 서로 절연되어야 한다.
도7c는 도7a에서 제3전극의 패턴을 분리하여 도시한다. 제3전극(70)은 제1축 방향으로 연장된 복수개의 제3전극(71, 72, 73, 74)을 포함할 수 있다. 도7a 및 7c에서 복수의 제3전극(71, 72, 73, 74) 각각은 복수의 마름모꼴 형태가 제1축 방향에서 서로 이어진 형태를 가지며, 이는 단지 실시예일뿐이고 도4c에 도시된 바와 같은 제1전극(10)의 패턴이 적용될 수도 있다. 이때, 복수의 마름모꼴 형태는 제2축 방향으로는 서로 절연되어야 한다.
이상에서 예시된 제1전극, 제2전극 및 제3전극의 패턴의 형태는 단지 예시일 뿐이므로, 본원 발명의 사상의 범위 내에서 제1전극, 제2전극 및 제3전극에 대해서 다양한 형태의 패턴이 적용될 수 있음은 자명하다.
이상에서는, 도2 내지 도4d을 참조하여, 서로 다른 층에 형성된 제1전극(10)과 제2전극(20)이 터치 센서 패널에 대한 터치의 위치를 감지하고, 및/또는 터치 압력의 크기를 감지하는데도 이용되도록 구성된 실시예에 대해서 설명하였다.
도5a 내지 도5d를 참조하여, 서로 다른 층에 형성된 제1전극(10)과 제2전극(20)이 터치 압력의 크기를 감지하도록 구성되고, 제2전극(20과 동일한 층에 위치한 제3전극(70)이 터치 센서 패널에 대한 터치의 위치를 감지하도록 구성되는 실시예에 대해서 설명하였다.
또한, 도6 내지 도7c를 참조하여, 서로 다른 층에 형성된 제1전극(10)과 제2전극(20)이 터치 압력의 크기를 감지하도록 구성되고, 제2전극(20)과 또 다른 층에 형성된 제3전극(70)이 터치 센서 패널에 대한 터치의 위치를 감지하도록 구성되는 실시예에 대해서 설명하였다.
즉, 이상의 본원 명세서에서는 적어도 하나의 전극(10 또는 20)이 터치의 위치를 감지하고 터치 압력의 크기를 감지하는데 공통적으로 이용될 수 있도록 구성되는 실시예에 대해서 설명하였다.
비록 도면으로 도시되지 않았지만, 본원 발명의 제5실시예에 따른 터치 센서 패널은, 도2에 도시된 바와 같이 서로 다른 층에 형성되어 터치 압력의 크기를 감지하도록 구성된 제1전극(10)과 제2전극(20); 그리고 터치의 위치를 감지하도록 구성된 제3전극(70)과 제4전극(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 본원 발명의 제5실시예에 따른 터치 센서 패널에서는 터치 압력의 크기를 감지하도록 구성된 두 개의 전극(제1전극, 제2전극)과 함께 터치의 위치를 감지하도록 구성된 두 개의 전극(제3전극, 제4전극)이 별개로 구성될 수 있다.
본원 발명의 제5실시예에 따른 터치 센서 패널에서 제1전극(10) 내지 제4전극(미도시)은 모두 서로 다른 층에 형성될 수 있다. 예컨대, 도6에서 제3전극(70)과 접착층(40) 사이에 추가의 절연막(미도시) 상에 형성된 제4전극(미도시)을 더 포함할 수 있다.
또한, 본원 발명의 제5실시예에 따른 터치 센서 패널에서 제1전극(10) 내지 제3전극(70)이 각각 서로 다른 층에 형성되고, 제3전극(70)과 제4전극은 서로 동일한 층에 형성되는 것도 가능하다.
본원 발명의 제5실시예에서, 터치의 위치를 감지하는 제3전극(70)과 제4전극(미도시)은 제1전극(10)과 제2전극(20)에 대해서 독립적으로 자신의 기능을 수행하므로, 제3전극(70)과 제4전극(미도시)은 제1전극(10)과 제2전극(20)에 대해서 독립적으로 구성될 수 있다. 예컨대, 제1전극(10)과 제2전극(20)이 제1축과 제2축 방향에서 서로 교차되는 경우라도, 제3전극(70)과 제4전극은 반드시 제1축과 제2축 방향에서 서로 교차될 필요는 없다. 제3전극(70)과 제4전극은 단지 제1축과 제2축으로 이루어진 동일한 평면이라면 임의의 서로 교차되는 축으로 연장될 수 있다. 실시예에 따라, 제3전극(70)은 제1축 방향과 제2축 방향 중 어느 하나의 방향으로 연장되도록 구성되고, 그리고 제4전극은 제1축 방향과 제2축 방향 중 다른 하나의 방향으로 연장되도록 구성될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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.
본 발명에 따르면 터치 센서 패널 상의 터치 및 터치의 위치뿐 아니라 터치시 압력의 크기를 감지할 수 있는 터치 센서 패널, 이를 위한 터치 검출 장치 및 이들을 포함하는 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 정전 용량의 변화를 감지함으로써 터치 센서 패널 상의 터치 및 터치의 위치뿐 아니라 터치시 압력의 크기를 감지할 수 있는 터치 센서 패널, 이를 위한 터치 검출 장치 및 이들을 포함하는 터치 입력 장치를 제공하는 것이다.

Claims (23)

  1. 제1절연막 상에 형성되고, 제1축 방향으로 연장된 복수의 제1 전극;
    제2절연막 상에 형성되고, 상기 제1축 방향과 교차하는 제2축 방향으로 연장된 복수의 제2전극; 및
    상기 제1전극과 상기 제2절연막 사이를 이격시키는 스페이서층을 포함하며,
    상기 제1전극 및 상기 제2전극 중 적어도 어느 하나에 가해지는 터치의 압력 크기에 따라 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 거리가 변화할 수 있고,
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전 용량은 상기 거리에 따라 변하는,
    터치 센서 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서층은 상기 제1전극 상에 형성된 복수의 도트 스페이서를 포함하는, 터치 센서 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서층은 유전체 물질로 채워진, 터치 센서 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서층은 상기 제1전극과 상기 제2절연막을 서로 접착시키는 접착 물질로 형성된, 터치 센서 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2절연막 상에 상기 제2전극과 이격되고 상기 제1축 방향으로 연장된 복수의 제3전극을 더 포함하며,
    상기 제1축과 상기 제2축으로 이루어진 2차원 평면인 상기 터치 센서 패널의 표면에 대한 터치에 따라 상기 제2전극과 상기 제3전극 사이의 정전 용량이 변화하는,
    터치 센서 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    제3절연막 상에 형성되고, 상기 제1축 방향으로 연장된 복수의 제3전극을 더 포함하며,
    상기 제1축과 상기 제2축으로 이루어진 2차원 평면인 상기 터치 센서 패널의 표면에 대한 터치에 따라 상기 제2전극과 상기 제3전극 사이의 정전 용량이 변화하는,
    터치 센서 패널.
  7. 제1항에 있어서,
    제3절연막 상에 형성되고, 상기 제1축 방향과 상기 제2축 방향 중 어느 하나의 방향으로 연장된 복수의 제3전극; 및
    추가의 절연막 상에 형성되고, 상기 제1축 방향과 상기 제2축 방향 중 다른 하나의 방향으로 연장된 복수의 제4전극을 더 포함하며,
    상기 제1축과 상기 제2축으로 이루어진 2차원 평면인 상기 터치 센서 패널의 표면에 대한 터치에 따라 상기 제3전극과 상기 제4전극 사이의 정전 용량이 변화하는,
    터치 센서 패널.
  8. 제1절연막 상에 형성되고, 제1축 방향으로 연장된 복수의 제1 전극, 제2절연막 상에 형성되고, 상기 제1축 방향과 교차하는 제2축 방향으로 연장된 복수의 제2전극, 및 상기 제1전극과 상기 제2절연막 사이를 이격시키는 스페이서층을 포함하는 터치 센서 패널;
    상기 제1전극과 상기 제2전극 중 어느 하나에 구동신호를 인가하는 구동부; 및
    상기 제1전극과 상기 제2전극 중 다른 하나로부터, 상기 제1축과 상기 제2축으로 이루어진 2차원 평면인 상기 터치 센서 패널의 표면에 대한 터치에 대응하는 감지신호를 입력받아 상기 터치의 압력 크기를 검출할 수 있는 감지부를 포함하며,
    상기 터치의 압력 크기에 따라 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 거리가 변화할 수 있고,
    상기 감지신호는 상기 거리에 따라 변하는 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전 용량에 대한 정보를 포함하는,
    터치 입력 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스페이서층은 상기 제1전극 상에 형성된 복수의 도트 스페이서를 포함하는, 터치 입력 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 스페이서층은 유전체 물질로 채워진, 터치 입력 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 스페이서층은 상기 제1전극과 상기 제2절연막을 서로 접착시키는 접착 물질로 형성된, 터치 입력 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 감지신호는 상기 터치에 따라 변하는 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전 용량에 대한 정보를 포함하며,
    상기 감지부는 상기 감지신호를 입력받아 상기 터치의 위치를 검출할 수 있는,
    터치 입력 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 터치 센서 패널은 상기 제2절연막 상에 상기 제2전극과 이격되고 상기 제1축 방향으로 연장된 복수의 제3전극을 더 포함하며,
    상기 감지부는 상기 제3전극으로부터 상기 터치에 따라 변하는 상기 제2전극과 상기 제3전극 사이의 정전 용량에 대한 정보를 포함하는 추가의 감지신호를 입력받아 상기 터치의 위치를 검출하는,
    터치 입력 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 터치 센서 패널은 제3절연막 상에 형성되고, 상기 제1축 방향으로 연장된 복수의 제3전극을 더 포함하며,
    상기 감지부는 상기 제3전극으로부터 상기 터치에 따라 변하는 상기 제2전극과 상기 제3전극 사이의 정전 용량에 대한 정보를 포함하는 추가의 감지신호를 입력받아 상기 터치의 위치를 검출하는,
    터치 입력 장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 터치 센서 패널은 제3절연막 상에 형성되고, 상기 제1축 방향과 상기 제2축 방향 중 어느 하나의 방향으로 연장된 복수의 제3전극; 및 추가의 절연막 상에 형성되고, 상기 제1축 방향과 상기 제2축 방향 중 다른 하나의 방향으로 연장된 복수의 제4전극을 더 포함하며,
    상기 구동부는 상기 제3전극과 상기 제4전극 중 어느 하나에 추가의 구동신호를 인가하고,
    상기 감지부는 상기 제3전극과 상기 제4전극 중 다른 하나로부터 상기 터치에 따라 변하는 상기 제3전극과 상기 제4전극 사이의 정전 용량에 대한 정보를 포함하는 추가의 감지신호를 입력받아 상기 터치의 위치를 검출하는,
    터치 입력 장치.
  16. 제1절연막 상에 형성되고, 제1축 방향으로 연장된 복수의 제1 전극, 제2절연막 상에 형성되고, 상기 제1축 방향과 교차하는 제2축 방향으로 연장된 복수의 제2전극, 및 상기 제1전극과 상기 제2절연막 사이를 이격시키는 스페이서층을 포함하는 터치 센서 패널에 입력되는 터치의 위치와 압력 크기 중 적어도 어느 하나를 검출할 수 있는 터치 검출 장치로서,
    상기 제1전극과 상기 제2전극 중 어느 하나에 구동신호를 인가하는 구동부; 및
    상기 제1전극과 상기 제2전극 중 다른 하나로부터, 상기 제1축과 상기 제2축으로 이루어진 2차원 평면인 상기 터치 센서 패널의 표면에 대한 터치에 대응하는 감지신호를 입력받아 상기 터치의 압력 크기를 검출할 수 있는 감지부를 포함하며,
    상기 터치의 압력 크기에 따라 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 거리가 변화할 수 있고,
    상기 감지신호는 상기 거리에 따라 변하는 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전 용량에 대한 정보를 포함하는,
    터치 검출 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 스페이서층은 상기 제1전극 상에 형성된 복수의 도트 스페이서를 포함하는, 터치 검출 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 스페이서층은 유전체 물질로 채워진, 터치 검출 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 스페이서층은 상기 제1전극과 상기 제2절연막을 서로 접착시키는 접착 물질로 형성된, 터치 검출 장치.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 감지신호는 상기 터치에 따라 변하는 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전 용량에 대한 정보를 포함하며,
    상기 감지부는 상기 감지신호를 입력받아 상기 터치의 위치를 검출할 수 있는,
    터치 검출 장치.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 터치 센서 패널은 상기 제2절연막 상에 상기 제2전극과 이격되고 상기 제1축 방향으로 연장된 복수의 제3전극을 더 포함하며,
    상기 감지부는 상기 제3전극으로부터 상기 터치에 따라 변하는 상기 제2전극과 상기 제3전극 사이의 정전 용량에 대한 정보를 포함하는 추가의 감지신호를 입력받아 상기 터치의 위치를 검출하는,
    터치 검출 장치.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 터치 센서 패널은 제3절연막 상에 형성되고, 상기 제1축 방향으로 연장된 복수의 제3전극을 더 포함하며,
    상기 감지부는 상기 제3전극으로부터 상기 터치에 따라 변하는 상기 제2전극과 상기 제3전극 사이의 정전 용량에 대한 정보를 포함하는 추가의 감지신호를 입력받아 상기 터치의 위치를 검출하는,
    터치 검출 장치.
  23. 제16항에 있어서,
    상기 터치 센서 패널은 제3절연막 상에 형성되고, 상기 제1축 방향과 상기 제2축 방향 중 어느 하나의 방향으로 연장된 복수의 제3전극; 및 추가의 절연막 상에 형성되고, 상기 제1축 방향과 상기 제2축 방향 중 다른 하나의 방향으로 연장된 복수의 제4전극을 더 포함하며,
    상기 구동부는 상기 제3전극과 상기 제4전극 중 어느 하나에 추가의 구동신호를 인가하고,
    상기 감지부는 상기 제3전극과 상기 제4전극 중 다른 하나로부터 상기 터치에 따라 변하는 상기 제3전극과 상기 제4전극 사이의 정전 용량에 대한 정보를 포함하는 추가의 감지신호를 입력받아 상기 터치의 위치를 검출하는,
    터치 검출 장치.
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