KR101811424B1 - 터치 압력을 감지하는 터치 입력 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 압력을 감지하는 터치 입력 장치에 관한 것이다.
실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 미드 프레임; 상기 미드 프레임 상에 배치된 커버; 상기 미드 프레임과 상기 커버 사이에 배치된 디스플레이 모듈; 및 상기 미드 프레임과 상기 커버 사이에 배치되고, 터치와 압력 중 적어도 어느 하나 이상을 검출하기 위한 센서;를 포함하고, 상기 커버로 압력이 인가되면 상기 디스플레이 모듈이 휘어지고, 상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 상기 센서에서 감지되는 전기적 특성이 변하고, 상기 전기적 특성에 기초하여 상기 압력의 크기를 검출하고, 상기 미드 프레임은 상면과 하면을 포함하는 베이스판을 포함하고, 상기 미드 프레임은 상기 베이스판의 상면에 배치되고 상기 베이스판의 강도를 보강하기 위한 보강부재를 포함한다.

Description

터치 압력을 감지하는 터치 입력 장치{TOUCH PRESSURE DETECTABLE TOUCH INPUT DEVICE}
본 발명은 터치 압력을 감지하는 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 포함하는 터치 입력 장치의 터치 표면을 구성할 수 있다. 이러한 터치 센서 패널은 디스플레이 스크린의 전면에 부착되어 터치-감응 표면이 디스플레이 스크린의 보이는 면을 덮을 수 있다. 사용자가 손가락 등으로 터치 스크린을 단순히 터치함으로써 사용자가 컴퓨팅 시스템을 조작할 수 있도록 한다. 일반적으로, 컴퓨팅 시스템은 터치 스크린상의 터치 및 터치 위치를 인식하고 이러한 터치를 해석함으로써 이에 따라 연산을 수행할 수 있다.
한편, 터치 스크린에는 다양한 방식과 형태의 디스플레이 모듈이 이용될 수 있다. 따라서, 다양한 방식과 형태의 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 입력 장치로서, 터치 위치 및 터치 압력을 효율적으로 검출할 수 있는 터치 입력 장치의 필요성이 증가하고 있다.
본 발명의 목적은 외력이 가해지더라도 압력 센싱 감도를 일정하게 유지할 수 있는 터치 입력 장치를 제공함에 있다.
또한, 미드 프레임의 강도를 보강하여 미드 프레임의 변형을 줄이거나 방지할 수 있는 터치 입력 장치를 제공함에 있다.
실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 미드 프레임; 상기 미드 프레임 상에 배치된 커버; 상기 미드 프레임과 상기 커버 사이에 배치된 디스플레이 모듈; 및 상기 미드 프레임과 상기 커버 사이에 배치되고, 터치와 압력 중 적어도 어느 하나 이상을 검출하기 위한 센서;를 포함하고, 상기 커버로 압력이 인가되면 상기 디스플레이 모듈이 휘어지고, 상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 상기 센서에서 감지되는 전기적 특성이 변하고, 상기 전기적 특성에 기초하여 상기 압력의 크기를 검출하고, 상기 미드 프레임은 상면과 하면을 포함하는 베이스판을 포함하고, 상기 미드 프레임은 상기 베이스판의 상면에 배치되고 상기 베이스판의 강도를 보강하기 위한 보강부재를 포함한다.
실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 미드 프레임; 상기 미드 프레임 상에 배치된 커버; 상기 미드 프레임과 상기 커버 사이에 배치된 디스플레이 모듈; 및 상기 미드 프레임과 상기 커버 사이에 배치되고, 터치와 압력 중 적어도 어느 하나 이상을 검출하기 위한 센서;를 포함하고, 상기 센서는 상기 압력의 크기를 검출하기 위한 제1 전극과 제2 전극을 포함하고, 상기 커버로 압력이 인가되면 상기 디스플레이 모듈이 휘어지고, 상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 변하는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상호 정전용량에 기초하여 상기 압력의 크기를 검출하고, 상기 미드 프레임은 상면과 하면을 포함하는 베이스판을 포함하고, 상기 미드 프레임은 상기 베이스판의 상면에 배치되고 상기 베이스판의 강도를 보강하기 위한 보강부재를 포함한다.
실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 배터리와 메인보드를 수납하는 하우징; 상기 하우징 내부에 배치되고, 상기 배터리와 상기 메인보드 상에 배치된 미드 프레임; 상기 미드 프레임과 상기 하우징 상에 배치된 커버; 상기 미드 프레임과 상기 커버 사이에 배치된 디스플레이 모듈; 및 상기 미드 프레임과 상기 커버 사이에 배치되고, 터치와 압력 중 적어도 어느 하나 이상을 검출하기 위한 센서;를 포함하고, 상기 커버로 압력이 인가되면 상기 디스플레이 모듈이 휘어지고, 상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 상기 센서에서 감지되는 전기적 특성이 변하고, 상기 전기적 특성에 기초하여 상기 압력의 크기를 검출하고, 상기 미드 프레임은 상면과 하면을 포함하는 베이스판을 포함하고, 상기 미드 프레임은 상기 베이스판의 하면에 배치되고, 상기 배터리와 상기 메인보드 사이에 배치되고, 상기 베이스판의 강도를 보강하기 위한 가이드부재를 포함한다.
실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 배터리와 메인보드를 수납하는 하우징; 상기 하우징 내부에 배치되고, 상기 배터리와 상기 메인보드 상에 배치된 미드 프레임; 상기 미드 프레임과 상기 하우징 상에 배치된 커버; 상기 미드 프레임과 상기 커버 사이에 배치된 디스플레이 모듈; 및 상기 미드 프레임과 상기 커버 사이에 배치되고, 터치와 압력 중 적어도 어느 하나 이상을 검출하기 위한 센서;를 포함하고, 상기 센서는 상기 압력의 크기를 검출하기 위한 제1 전극과 제2 전극을 포함하고, 상기 커버로 압력이 인가되면 상기 디스플레이 모듈이 휘어지고, 상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 변하는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상호 정전용량에 기초하여 상기 압력의 크기를 검출하고, 상기 미드 프레임은, 상면과 하면을 포함하는 베이스판을 포함하고, 상기 미드 프레임은 상기 베이스판의 하면에 배치되고, 상기 배터리와 상기 메인보드 사이에 배치되고, 상기 베이스판의 강도를 보강하기 위한 가이드부재를 포함한다.
상기 구성을 가지는 본 발명의 터치 입력 장치에 의하면, 외력이 가해지더라도 압력 센싱 감도를 일정하게 유지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 미드 프레임의 강도를 보강하여 미드 프레임의 변형을 줄이거나 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치의 일 구성인 터치 센서 패널의 구성과 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 터치 압력 감지 방식을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서의 구성을 도시한다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 입력 장치의 일구성인 압력 센서의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 14a 내지 도 14e는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 15a 내지 도 15d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 16은 도 5 내지 도 15에 도시된 미드 프레임(1090)의 베이스판(1091)의 하면의 일 부분을 보여주는 사시도이다.
도 17는 도 5 내지 도 15에 도시된 미드 프레임(1090)의 베이스판(1091)의 상면의 일 부분을 보여주는 사시도이다.
도 18는 도 17에 도시된 보강부재의 일 변형 예를 보여주는 사시도이다.
도 19은 도 17에 도시된 보강부재의 다른 변형 예를 보여주는 사시도이다.
도 20은 도 17에 도시된 보강부재의 또 다른 변형 예를 보여주는 사시도이다.
도 21은 도 17에 도시된 보강부재의 또 다른 변형 예를 보여주는 사시도이다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 23은 도 22에 도시된 미드 프레임(1090)의 베이스판(1091)의 하면을 바라본 정면도이다.
도 24는 도 23의 변형예로서, 도 22에 도시된 미드 프레임(1090)의 베이스판(1091)의 하면을 바라본 정면도이다.
도 25는 도 22에 도시된 터치 입력 장치의 변형 예이다.
본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명을 상세히 설명한다. 첨부 도면에 도시된 특정 실시예에 대하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시하기에 충분하도록 상세히 설명된다. 특정 실시예 이외의 다른 실시예는 서로 상이하지만 상호배타적일 필요는 없다. 아울러, 후술의 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아님을 이해해야 한다.
첨부 도면에 도시된 특정 실시예에 대한 상세한 설명은, 그에 수반하는 도면들과 연관하여 읽히게 되며, 도면은 전체 발명의 설명에 대한 일부로 간주된다. 방향이나 지향성에 대한 언급은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 어떠한 방식으로도 본 발명의 권리범위를 제한하는 의도를 갖지 않는다.
구체적으로, "아래, 위, 수평, 수직, 상측, 하측, 상향, 하향, 상부, 하부" 등의 위치를 나타내는 용어나, 이들의 파생어(예를 들어, "수평으로, 아래쪽으로, 위쪽으로" 등)는, 설명되고 있는 도면과 관련 설명을 모두 참조하여 이해되어야 한다. 특히, 이러한 상대어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 장치가 특정 방향으로 구성되거나 동작해야 함을 요구하지는 않는다.
또한, 본 발명에 따른 실시 형태의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, "장착된, 부착된, 연결된, 이어진, 상호 연결된" 등의 구성 간의 상호 결합 관계를 나타내는 용어는, 별도의 언급이 없는 한, 개별 구성들이 직접적 혹은 간접적으로 부착 혹은 연결되거나 고정된 상태를 의미할 수 있고, 이는 이동 가능하게 부착, 연결, 고정된 상태뿐만 아니라, 이동 불가능한 상태까지 아우르는 용어로 이해되어야 한다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 터치 입력 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 디스플레이 모듈을 포함하는 압력 검출 가능한 터치 입력 장치는, 스마트폰, 스마트워치, 태블릿 PC, 노트북, PDA(personal digital assistants), MP3 플레이어, 카메라, 캠코더, 전자사전 등과 같은 휴대 가능한 전자제품을 비롯해, 가정용 PC, TV, DVD, 냉장고, 에어컨, 전자레인지 등의 가정용 전자제품에 이용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 디스플레이 모듈을 포함하는 압력 검출 가능한 터치 입력 장치는, 산업용 제어장치, 의료장치 등 디스플레이와 입력을 위한 장치를 필요로 하는 모든 제품에 제한 없이 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 정전 용량 방식의 터치 센서 패널(100)의 구성과 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 터치 센서 패널(100)은 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn) 및 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함하며, 상기 터치 센서 패널(100)의 동작을 위해 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)에 구동신호를 인가하는 구동부(120), 및 터치 센서 패널(100)의 터치 표면에 대한 터치에 따라 변화되는 정전용량 변화량에 대한 정보를 포함하는 감지신호를 수신하여 터치 및 터치 위치를 검출하는 감지부(110)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 터치 센서 패널(100)은 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다. 도 1에서는 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.
도 1에 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.
본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널(100)에서 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 서로 동일한 층에 형성될 수 있다. 예컨대, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 절연막(미도시)의 동일한 면에 형성될 수 있다. 또한, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 서로 다른 층에 형성될 수 있다. 예컨대, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 하나의 절연막(미도시)의 양면에 각각 형성될 수도 있고, 또는 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)은 제1절연막(미도시)의 일면에 그리고 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 상기 제1절연막과 다른 제2절연막(미도시)의 일면상에 형성될 수 있다.
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), 은나노(nano silver) 및 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nanotube) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)는 메탈 메쉬(metal mesh)로 구현될 수 있다.
실시예에 따른 구동부(120)는 구동신호를 구동전극(TX1 내지 TXn)에 인가할 수 있다. 실시예에서, 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(110)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 및 터치 위치를 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(110)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 부(-)입력단과 증폭기의 출력단 사이, 즉 궤환 경로에 결합된 궤환 캐패시터를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 증폭기의 정(+)입력단은 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 수신한 후 적분하여 전압으로 변환할 수 있다. 감지부(110)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(110)는 수신기와 더불어, ADC 및 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.
제어부(130)는 구동부(120)와 감지부(110)의 동작을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 제어부(130)는 구동제어신호를 생성한 후 구동부(120)에 전달하여 구동신호가 소정 시간에 미리 설정된 구동전극(TX)에 인가되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 감지제어신호를 생성한 후 감지부(110)에 전달하여 감지부(110)가 소정 시간에 미리 설정된 수신전극(RX)으로부터 감지신호를 입력받아 미리 설정된 기능을 수행하도록 할 수 있다.
도 1에서 구동부(120) 및 감지부(110)는 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 검출 장치(미도시)를 구성할 수 있다. 터치 검출 장치는 제어부(130)를 더 포함할 수 있다. 터치 검출 장치는 터치 센서 패널(100)을 포함하는 터치 입력 장치(1000)에서 터치 센싱 회로인 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 IC(150)에 포함된 구동부(120) 및 감지부(110)에 연결될 수 있다. 터치 센싱 IC(150)는 전도성 패턴이 인쇄된 회로 기판, 예컨대 제1인쇄 회로 기판(이하에서, 제1PCB로 지칭) 상에 위치할 수 있다. 실시예에 따라 터치 센싱 IC(150)는 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 메인보드 상에 실장되어 있을 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. 도 1에서 상기 정전용량은 상호 정전용량(Cm)을 나타낼 수 있다. 이러한 전기적 특성을 감지부(110)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.
이상에서 터치 센서 패널(100)로서 상호 정전용량 방식의 터치 센서 패널이 상세하게 설명되었으나, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 여부 및 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)은 전술한 방법 이외의 자기 정전용량 방식, 표면 정전용량 방식, 프로젝티드(projected) 정전용량 방식, 저항막 방식, 표면 탄성파 방식(SAW: surface acoustic wave), 적외선(infrared) 방식, 광학적 이미징 방식(optical imaging), 분산 신호 방식(dispersive signal technology) 및 음성 펄스 인식(acoustic pulse recognition) 방식 등 임의의 터치 센싱 방식을 이용하여 구현될 수 있다.
실시예에 따른 압력 센서가 적용될 수 있는 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)은 디스플레이 모듈(200)의 외부 또는 내부에 위치할 수 있다.
실시예에 따른 압력 센서가 적용될 수 있는 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 모듈(200)에 포함된 디스플레이 모듈은 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode: OLED)일 수 있고, 상기 유기발광 표시장치는 AM-OLED 또는 PM-OLED일 수 있다.
다만, 본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 모듈(200)은 이에 한정되지 않고, 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 등 디스플레이 가능한 다른 방식의 모듈일 수 있다.
이에 따라, 사용자는 디스플레이 모듈에 표시된 화면을 시각적으로 확인하면서 터치 표면에 터치를 수행하여 입력 행위를 수행할 수 있다. 이때, 디스플레이 모듈(200)은 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 메인보드(main board) 상의 중앙 처리 유닛인 CPU(central processing unit) 또는 AP(application processor) 등으로부터 입력을 받아 디스플레이 모듈에 원하는 내용을 디스플레이하도록 하는 제어회로를 포함할 수 있다. 이러한 제어회로는 제2인쇄 회로 기판(미도시)에 실장될 수 있다. 이때, 디스플레이 모듈의 작동을 위한 제어회로는 디스플레이 모듈 제어 IC, 그래픽 제어 IC(graphic controller IC) 및 기타 디스플레이 모듈을 작동시키기 위한 회로를 포함할 수 있다.
터치 위치를 감지하는 터치 센서 패널(100)의 동작과 관련한 위의 설명에 이어, 터치 압력을 감지하는 방식 및 원리를 도 2 내지 도 3을 참조하면서 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 터치 압력을 감지하는 방식 및 이를 위한 압력 센서(400)의 다양한 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서 패널(100), 디스플레이 모듈(200), 압력 센서(400) 및 미드 프레임(300)을 포함한다. 이때, 미드 프레임(300)은 기준전위층일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 기준전위층은 도 2와 달리 배치될 수 있다. 즉, 기준전위층이 압력 센서(400) 상부에 있을 수도 있고, 디스플레이 모듈(200) 내에 위치할 수도 있다. 또, 하나 이상의 기준전위층이 구비될 수도 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)의 적층 구조에 대응하여, 압력 센서(400)의 배치도 달라질 수 있다. 이와 관련해서는 도 3의 실시예를 설명하면서, 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 압력 센서(400)의 구체적인 전극 배치를 도시한다. 도 3에 도시된 전극 배치에서, 압력전극(450, 460)은 디스플레이 모듈(200)과 미드 프레임(300) 사이에 위치하되, 디스플레이 모듈(200) 측에 더 가깝게 배치될 수 있다. 구체적으로는, 압력전극(450, 460)은 디스플레이 모듈(200)의 하면에 배치될 수 있다.
그러나, 도 3의 실시예와 다르게 압력전극(450, 460)은 디스플레이 모듈(200)의 하부면에 형성되는 것도 무방하다. 여기서, 디스플레이 모듈(200)의 하부면은 디스플레이 모듈(200)의 하면일 수도 있고, 디스플레이 모듈(200)의 하단부 중의 어느 하나의 면일 수도 있다.
미드 프레임(300)은 기준전위층으로서 그라운드 전위를 가질 수 있다. 따라서, 터치 센서 패널(100)의 터치 표면을 터치함에 따라 미드 프레임(300)과 압력전극(450, 460) 사이의 거리(d)가 감소하고, 결과적으로 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량의 변화를 야기할 수 있다.
객체(500)를 통해 도 2에 도시된 터치 센서 패널(100)의 표면에 압력을 인가하는 경우, 도 2에 도시된 터치 센서 패널(100) 및 디스플레이 모듈(200)은 휘어질 수 있다. 이에 따라 미드 프레임(300)과 제1전극(450) 및 미드 프레임(300)과 제2전극(460) 사이의 거리(d)가 감소할 수 있다. 이러한 경우, 상기 거리(d)의 감소에 따라 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량은 감소할 수 있다. 따라서, 수신전극을 통해 획득되는 감지신호에서 상호 정전용량의 감소량을 검출하여 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다.
도 4a 내지 도 4f는 다양한 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 일구성인 압력 센서(400)의 구조적 단면을 나타낸다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 압력전극 모듈(400)에서 압력전극(450, 460)은 제1절연층(410)과 제2절연층(411) 사이에 위치한다. 예컨대, 제1절연층(410) 상에 압력전극(450, 460)을 형성한 후 제2절연층(411)으로 압력전극(450, 460)을 덮을 수 있다. 이때, 제1절연층(410)과 제2절연층(411)은 폴리이미드(polyimide)와 같은 절연 물질일 수 있다. 제1절연층(410)은 PET(Polyethylene terephthalate)일 수 있고 제2절연층(411)은 잉크(ink)로 이루어진 덮개층(cover layer)일 수 있다. 압력전극(450, 460)은 구리(copper)와 알루미늄 같은 물질을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제1절연층(410)과 제2절연층(411) 사이 및 압력전극(450, 460)과 제1절연층(410) 사이는 액체 접착체(liquid bond) 와 같은 접착제(미도시)로 접착될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 압력전극(450, 460)은, 제1절연층(410) 위에 압력전극 패턴에 상응하는 관통 구멍을 갖는 마스크(mask)를 위치시킨 후 전도성 스프레이(spray)를 분사함으로써 형성될 수 있다. 또한, 압력전극(450, 460)은, 롤러를 이용한 그라비어 인쇄 방식으로 제1절연층(410)에 인쇄될 수도 있다.
도 4a에서 압력 센서(400)은 탄성폼(440)을 더 포함하며 탄성폼(440)은, 제2절연층(411)의 일면으로서 제1절연층(410)과 반대방향에 형성될 수 있다. 추후, 압력 센서(400)이 미드 프레임(300) 상에 배치될 때 제2절연층(411)을 기준으로 미드 프레임(300) 측에 탄성폼(440)이 배치될 수 있다.
이때, 압력 센서(400)을 미드 프레임(300)에 부착하기 위해서 소정 두께를 갖는 접착 테이프(430)가 탄성폼(440)의 외곽에 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 접착 테이프(430)는 양면 접착 테이프일 수 있다. 이때, 접착 테이프(430)는 탄성폼(440)을 제2절연층(411)에 접착하는 역할도 수행할 수 있다. 이때, 탄성폼(440) 외곽에 접착 테이프(430)를 배치시킴으로써 압력 센서(400)의 두께를 효과적으로 줄일 수 있다.
도 4a에 예시된 압력 센서(400)이 미드 프레임(300) 상에 배치되는 경우, 압력전극(450, 460)은 압력을 검출하도록 동작할 수 있다. 예컨대, 압력전극(450, 460)은 디스플레이 모듈(200) 측에 배치된 것으로서 기준전위층은 미드 프레임(300)에 해당하고, 탄성폼(440)은 스페이서층(420)에 대응하는 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, 터치 입력 장치(1000)를 상부에서 터치하는 경우 탄성폼(440)이 눌려 압력전극(450, 460)과 기준전위층인 미드 프레임(300) 사이의 거리가 감소하고, 이에 따라 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량이 감소할 수 있다. 이러한 정전용량 변화를 통해 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다.
도 4a에 도시된 것과는 달리, 탄성폼(440) 외곽에 위치하는 접착 테이프(430)를 통해서 압력 센서(400)이 미드 프레임(300)에 부착되지 않을 수 있다. 도 4b에서는 탄성폼(440)을 제2절연층(411)에 접착하기 위해 제1접착 테이프(431)와, 압력 센서(400)을 미드 프레임(300)에 접착하기 위해 탄성폼(440) 상에 제2접착 테이프(432)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제2접착 테이프(431, 432)를 배치함으로써 탄성폼(440)을 제2절연층(411)에 견고하게 부착하고 또한 압력 센서(400)을 미드 프레임(300)에 견고하게 부착할 수 있다. 실시예에 따라, 도 4b에 예시된 압력 센서(400)은 제2절연층(411)을 포함하지 않을 수 있다. 예컨대, 제1접착 테이프(431)가 압력전극(450, 460)을 직접 덮는 커버층의 역할을 수행하면서 탄성폼(440)을 제1절연층(410) 및 압력전극(450, 460)에 부착하는 역할을 수행할 수 있다. 이는 이하의 도 4c 내지 도 4f의 경우에도 적용될 수 있다.
도 4c는 도 4a에 도시된 구조의 변형예이다. 도 4c에서는 탄성폼(440)에 탄성폼(440)을 관통하는 홀(H: hole)을 형성하여 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치시 탄성폼(440)이 잘 눌려지도록 할 수 있다. 홀(H)에는 공기가 채워질 수 있다. 탄성폼(440)이 잘 눌려지는 경우 압력 검출의 민간도가 향상될 수 있다. 또한, 탄성폼(400)에 홀(H)을 형성함으로써 압력 센서(400)을 미드 프레임(300) 등에 부착시에 공기로 인해 탄성폼(400)의 표면이 돌출되는 현상을 제거할 수 있다. 도 4c에서는 탄성폼(400)을 제2절연층(411)에 견고하게 접착시키기 위해서 접착 테이프(430) 외에 제1접착 테이프(431)을 더 포함할 수 있다.
도 4d는 도4b에 도시된 구조의 변형예로서, 도 4c에서와 마찬가지로 탄성폼(440)에 탄성폼(440)의 높이를 관통하는 홀(H)이 형성되어 있다.
도 4e는 도 4b에 도시된 구조의 변형예로서, 제1절연층(410)의 일면으로서 탄성폼(440)과 다른 방향의 일면에 제2 탄성폼(441)을 더 포함한다. 이러한 제2 탄성폼(441)은 추후 터치 입력 장치(1000)에 압력 센서(400)이 부착되었을 때 디스플레이 모듈(200)에 전달되는 충격을 최소화하기 위해 추가로 형성될 수 있다. 이때, 제2 탄성폼(441)을 제1절연층(410)에 접착하기 위해 제3접착층(433)을 더 포함할 수 있다.
도 4f는 압력을 검출하도록 동작할 수 있는 압력 센서(400)의 구조를 예시한다. 도 4f에서는 탄성폼(440)을 사이에 두고 제1전극(450, 451)과 제2전극(460, 461)이 배치된 압력 센서(400)의 구조가 도시된다. 도 4b를 참조하여 설명한 구조와 유사하게, 제1전극(450, 451)은 제1절연층(410)과 제2절연층(411) 사이에 형성되고 제1접착 테이프(431), 탄성폼(440) 및 제2접착 테이프(432)가 형성될 수 있다. 제2전극(460, 461)은 제3절연층(412)과 제4절연층(413) 사이에 형성되고 제4절연층(413)이 제2접착 테이프(432)를 통해 탄성폼(440)의 일면측에 부착될 수 있다. 이때, 제3절연층(412)의 기판측 일면에는 제3접착 테이프(433)가 형성될 수 있으며, 제3접착 테이프(433)를 통해 압력 센서(400)이 미드 프레임(300)에 부착될 수 있다. 도 4b를 참조하여 설명한 바와 같이, 실시예에 따라, 도4f에 예시된 압력 센서(400)은 제2절연층(411) 및/또는 제4절연층(413)을 포함하지 않을 수 있다. 예컨대, 제1접착 테이프(431)가 제1전극(450, 451)을 직접 덮는 커버층의 역할을 수행하면서 탄성폼(440)을 제1절연층(410) 및 제1전극(450, 451)에 부착하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 제2접착 테이프(432)가 제2전극(460, 461)을 직접 덮는 커버층의 역할을 수행하면서 탄성폼(440)을 제3절연층(412) 및 제2전극(460, 461)에 부착하는 역할을 수행할 수 있다.
이때, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치를 통해 탄성폼(440)이 눌리고 이에 따라 제1전극(450, 451)과 제2전극(460, 461) 사이의 상호 정전용량이 증가할 수 있다. 이러한 정전용량의 변화를 통해 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1전극(450, 451)과 제2전극(460, 461) 중 어느 하나를 그라운드(ground)로 하여 나머지 하나의 전극을 통해 자기 정전용량을 감지할 수 있다.
도 4f의 경우 전극을 단일층으로 형성하는 경우보다, 압력 센서(400)의 두께 및 제조 단가는 증가하나, 압력 센서(400) 외부에 위치하는 기준전위층의 특성에 따라 변하지 않는 압력 검출 성능이 보장될 수 있다. 즉, 도 4f와 같이 압력 센서(400)을 구성함으로써 압력 검출시 외부 전위(그라운드) 환경에 의한 영향을 최소화할 수 있다. 따라서, 압력 센서(400)이 적용되는 터치 입력 장치(1000)의 종류에 무관하게 동일한 압력 센서(400)의 사용이 가능하다.
이상에서는 구동전극과 수신전극을 포함하는 압력전극을 이용하여, 구동전극과 수신전극이 기준전위층에 가까워짐에 따라 변하는 상호 정전용량 변화량에 기초한 압력 검출을 설명했지만, 본 발명의 압력 센서(400)은 자기 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력 검출을 수행할 수도 있다.
간략히 설명하면, 압력전극(구동전극 또는 수신전극을 이용할 수 있다)와 기준전위층 사이에 형성되는 자기 정전용량(self capacitance)을 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있게 된다. 즉, 구동전극과 기준전위층 사이에 형성되는 자기 정전용량 및/또는 수신전극과 기준전위층 사이에 형성되는 자기 정전용량을 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있다. 사용자의 터치가 있음에도, 터치 압력이 인가되지 않는 경우에는, 압력전극과 기준전위층 사이의 거리가 변하지 않기 때문에, 자기 정전용량 값은 변하지 않는다. 이때에는 터치 센서 패널(100)에 의한 터치 위치만 감지될 것이다. 다만, 터치 압력까지 인가되는 경우, 위의 방식으로 자기 정전용량 값이 변하게 되고, 압력 센서(400)은 자기 정전용량의 변화량에 기초하여, 터치 압력을 검출하게 된다.
구체적으로, 터치에 의해 압력이 가해지면, 기준전위층 또는 압력전극(구동전극 또는 수신전극을 이용할 수 있다)이 이동하여, 기준전위층과 압력전극 사이의 거리가 가까워지며, 자기 정전용량 값이 증가한다. 증가된 자기 정전용량 값에 기초하여, 터치 압력의 크기를 판단함으로써 터치 압력을 검출하게 된다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
터치 입력 장치의 하우징(1080) 내에는 디스플레이 모듈(1010, 1020)과 압력 센서(1050)을 내부에 장착한 미드 프레임(1090)뿐만 아니라, 구동 전원을 공급하는 배터리(1060)와, 장치를 구동시키는데 필요한 다양한 구성요소를 장착한 메인보드(1070)가 구비될 수 있다.
도 5a에서, 미드 프레임(1090)과 디스플레이 모듈(1010, 1020) 사이에 소정 간격 이격된 부분이 있는데, 이 부분에는 에어-갭(air-gap)이 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 이 부분에 소정의 쿠션(cushion)이 배치될 수 있다.도 5a는 디스플레이 모듈(1010, 1020)이 LCD인 것을 도시하고 있다. 디스플레이 모듈(1010, 1020)은 LCD 모듈(1010)과 백라이트 유닛(1020)을 포함하고, 이는 미드 프레임(1090) 내에 수용된다. 한편, 디스플레이 모듈(1010, 1020)의 디스플레이면에는 커버(1000)가 형성될 수 있다.
백라이트 유닛(1020) 아래에는 압력 센서(1050)가 구비된다.
도 5a에서는, 백라이트 유닛(1020)과 압력 센서(1050) 사이에 메탈 커버(1030)가 배치된 것으로 도시되었으나, 다른 실시예에서는 메탈 커버(1030)의 구성이 생략될 수도 있다. 여기서, 메탈 커버(1030)는 서스(SUS, Steel Use Stainless)로 명명될 수 있다.
메탈 커버(1030)는 디스플레이 모듈(1010, 1020)을 견고하게 고정시키거나 보호하는 한편, 전자파를 차폐시키는 기능을 가질 수 있다. 따라서, 메탈 커버(1030)는 외부 충격을 차단시킬 수 있는 소정의 강성을 갖는 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.
디스플레이 모듈(1010, 1020)의 아래에 배치된 압력 센서(1050)의 세부 구성은 위에서 설명한 바와 같기 때문에, 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다. 압력 센서(1050)에 포함된 압력전극은 기준전위층과의 거리 변화에 따른 정전용량 변화량을 센싱하는 데 이용되며, 도 5a의 실시예에서는 압력 센서(1050) 아래에 배치된 미드 프레임(1090)을 기준전위층으로 이용한다.
미드 프레임(1090)은 압력 센서(1050)과 소정 간격 이격되며, 객체의 터치에 의해 압력이 가해져 압력 센서(1050)과 미드 프레임(1090) 사이의 거리가 가까워지면, 정전용량(자기 정전용량 혹은 상호 정전용량)이 변화하고, 그 변화량에 기초하여 터치 압력의 크기를 검출할 수 있게 된다.
미드 프레임(1090)의 강도를 보강함으로써, 터치 입력 장치에 외력이 작용하더라도 압력 센싱 감도를 일정하게 유지할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 터치 입력 장치가 내장된 스마트폰, 태블릿 또는 패블릿을 떨어뜨려 터치 입력 장치에 소정의 외력이 가해지게 되면, 미드 프레임(1090)에 변형이 발생할 수 있는데, 그렇게 되면 기준전위층인 미드 프레임(1090)과 압력 센서(1050)에 포함된 압력전극간의 거리가 최초 출고시의 거리와 달라질 수 있다. 이 경우, 최초 칼리브레이션(calibration)을 통하여 압력 센싱 감도를 위치에 관계없이 일정하게 셋팅해 놓았는데, 상기 거리가 변경되면 특정 위치에서의 압력 센싱 감도가 다른 위치의 압력 센싱 감도와 달라질 수 있다. 외력에 의한 압력 센싱 감도의 변화를 미드 프레임(1090)의 강도를 보강함으로써 줄이거나 막을 수 있다. 미드 프레임(1090)의 상세 구조를 이하에서 상술한다.
미드 프레임(1090)은 베이스판(1091)을 포함한다. 베이스판(1091)은 상면과 하면을 포함한다.
베이스판(1091)의 상면 상에는 압력 센서(1050)가 배치된다. 베이스판(1091)의 상면과 압력 센서(1050)는 소정 간격 떨어져 배치된다. 베이스판(1091)은 압력 센서(1050)에 포함된 압력전극의 기준전위층으로 이용될 수 있다.
베이스판(1091)의 상면에는 보강부재(1095)가 배치될 수 있다. 보강부재(1095)는 베이스판(1091)의 상면과 일체일 수도 있고, 베이스판(1091)의 상면에 부착된 것일 수도 있다. 보강부재(1095)는 사용자나 외부 장비에 의한 외력, 중력, 특정 방향으로의 순간적인 이동에 의한 반작용 등과 같은 소정의 힘에 의해서 베이스판(1091)이 변형되는 것을을 줄이거나 막을 수 있다. 즉, 보강부재(1095)는 베이스판(1091)의 강도를 보강한다.
보강부재(1095)가 베이스판(1091)의 강도를 보강하면, 앞에서 상술한 바와 같이, 터치 입력 장치의 압력 센싱 감도가 일정하게 유지될 수 있다. 예를 들어, 베이스판(1091)이 압력 센서(1050)에 포함된 압력전극의 기준전위층인 경우에, 외력에 의해 베이스판(1091)이 변형되면, 기준전위층으로서의 베이스판(1091)과 압력전극 사이의 간격이 변하기 때문에 위치별 압력 센싱 감도가 달라질 수 있다. 따라서, 베이스판(1091)에 보강부재(1095)를 배치시킴으로서, 베이스판(1091)의 변형되는 것을 막는 것과 더불어 터치 입력 장치의 압력 센싱 감도를 일정하게 유지할 수 있다.
보강부재(1095)의 구체적인 형상에 관해서 추후 도 10 내지 도 12를 참조하여 후술한다.
베이스판(1091)의 하면 아래에는 배터리(1060)와 메인보드(1070)이 배치된다. 베이스판(1091)의 하면에는 배터리(1060)와 메인보드(1070)을 가이드하는 가이드부재(1091a)가 배치될 수 있다. 가이드부재(1091a)는 베이스판(1091)의 하면과 일체일 수도 있고, 베이스판(1091)의 하면에 부착된 것일 수 있다. 가이드부재(1091a)는 베이스판(1091)의 하면과 함께 배터리(1060)와 메인보드(1070)을 수납하는 공간을 형성할 수 있다. 가이드부재(1091a)에 의해서 배터리(1060)와 메인보드(1070)의 움직임이 제한되기 때문에, 배터리(1060)와 메인보드(1070)이 정위치에서 이탈되는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 가이드부재(1091a)는 사용자나 외부 장비에 의한 외력, 중력, 특정 방향으로의 순간적인 이동에 의한 반작용 등과 같은 소정의 힘에 의해서 베이스판(1091)이 휘어지는 현상을 줄일 수 있다. 즉, 가이드부재(1091a)는 베이스판(1091)의 강도를 보강할 수 있다.
미드 프레임(1090)은 베이스판(1091)의 일 측단에서 위로 연장된 측판(1093)을 포함할 수 있다. 측판(1093)은 커버(1000)를 지지할 수 있다. 이를 위해 측판(1093) 상에는 커버(1000)의 가장자리가 배치될 수 있다. 측판(1093)은 내면과 외면을 포함할 수 있다. 측판(1093)의 내면은 디스플레이 모듈(1010, 1020)과 압력 센서(1050)의 측면으로부터 소정 간격 떨어져 배치될 수 있다. 측판(1093)의 외면은 하우징(1080)의 내면과 접촉되도록 배치될 수도 있고, 소정 간격 떨어져 배치될 수도 있다.
메인보드(1070)는 터치 입력 장치가 구비된 장치를 구동시키는데 필요한 각종 구성요소(예: IC 등)를 수용하거나 고정시키며, 금속 재질로 이루어져 그라운드(GND)와 연결될 수 있다. 다만, 금속 재질에 한정되는 것은 아니다. 메인보드(1070)의 형상은, 수용되는 구성요소에 따라 다양한 모양과 크기를 가질 수 있다. 특히, 메인보드(1070)은 내부에 수용되는 각종 구성요소를 쉴딩(shielding)하는 기능을 가져, 외부 시그널의 유입이나 내부 시그널의 방출을 차단할 수 있다.
도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 5b에 도시된 터치 입력 장치는, 도 5a에 도시된 터치 입력 장치와 비교하여 압력 센서(1050)와 메탈 커버(1030)의 위치에서만 차이가 있고 나머지 구성들에서는 차이가 없다.
차이가 있는 부분을 구체적으로 설명하면, 도 5a에 도시된 터치 입력 장치에서는 메탈 커버(1030)가 디스플레이 모듈(1010, 1020)과 압력 센서(1050)에 사이에 배치되지만, 도 5b에 도시된 터치 입력 장치에서는 메탈 커버(1030)가 압력 센서(1050)와 미드 프레임(1090) 사이에 배치된다. 또는 도 5b에 도시된 터치 입력 장치에서는 압력 센서(1050)가 디스플레이 모듈(1010, 1020)과 메탈 커버(1030) 사이에 배치된다.
여기서, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 디스플레이 모듈(1010, 1020)과 압력 센서(1050)는 소정 간격 떨어져 배치될 수 있다. 구체적으로, 백라이트 유닛(1020)의 하면과 압력 센서(1050)의 상면은 서로 떨어져 배치될 수 있다. 이 경우, 압력 센서(1050)는 메탈 커버(1030)의 상면에 배치될 수 있다.
도 5b에서, 미드 프레임(1090)과 디스플레이 모듈(1010, 1020) 사이에 소정 간격 이격된 부분이 있는데, 이 부분에는 에어-갭(air-gap)이 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 이 부분에 소정의 쿠션(cushion)이 배치될 수 있다.
압력 센서(1050)에 포함된 압력전극은 기준전위층과의 거리 변화에 따른 정전용량 변화량을 센싱하는 데 이용되며, 도 5b의 실시예에서는 기준전위층이 디스플레이 모듈(1010, 1020) 내부에 배치된다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 6에 도시된 터치 입력 장치는, 도 5a에 도시된 터치 입력 장치와 대비하여 탄성부재(1040)을 더 포함한다. 나머지 구성요소는 도 5a에 도시된 터치 입력 장치의 구성요소와 동일하다.
탄성부재(1040)는 메탈 커버(1030)과 압력 센서(1050 사이에 배치된다.
탄성부재(1040)는 메탈 커버(1030)의 아래에 위치하는데, 이러한 탄성부재(1040)은 외부로부터의 충격을 흡수하여, 터치 입력 장치 내부의 구성(특히, 디스플레이 모듈)을 보호하는 기능을 한다. 따라서, 탄성부재(1040)는 충격을 흡수할 수 있는 탄성을 가지는 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 다만, 메탈 커버(1030)와 탄성부재(1040)는 생략되거나, 이와 동일한 기능을 가지는 다른 구성으로 대체될 수 있다. 물론, 도 6과 달리, 양자의 위치가 바뀌어도 무방하고, 디스플레이 모듈의 하부 전체 영역이 아닌 일부 영역에만 형성될 수 있다. 즉, 본 발명은 메탈 커버(1030)와 탄성부재(1040)의 위치나 소재, 형상에 한정되지 않는다.
도 6에서, 미드 프레임(1090)과 디스플레이 모듈(1010, 1020) 사이에 소정 간격 이격된 부분이 있는데, 이 부분에는 에어-갭(air-gap)이 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 이 부분에 소정의 쿠션(cushion)이 배치될 수 있다.
동작방식은 도 5a의 실시예와 동일하다. 즉, 압력 센서(1050) 하부에 구비된 미드 프레임(1090)을 기준전위층으로 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 도 7에 도시된 디스플레이 모듈(1015)은 OLED 모듈을 구비하며, 특히, AM-OLED 모듈을 구비할 수 있다. 나머지 구성요소는 도 5a에 도시된 터치 입력 장치의 구성요소와 동일하다.
OLED 모듈은 형광 또는 인광 유기물 박막에 전류를 흘리면 전자와 정공이 유기물층에서 결합하면서 빛이 발생하는 원리를 이용한 자체 발광형 디스플레이 모듈로서, 발광층을 구성하는 유기물질이 빛의 색깔을 결정한다.
구체적으로, OLED는 유리나 플라스틱 위에 유기물을 도포해 전기를 흘리면, 유기물이 광을 발산하는 원리를 이용한다. 즉, 유기물의 양극과 음극에 각각 정공과 전자를 주입하여 발광층에 재결합시키면 에너지가 높은 상태인 여기자(excitation)를 형성하고, 여기자가 에너지가 낮은 상태로 떨어지면서 에너지가 방출되면서 특정한 파장의 빛이 생성되는 원리를 이용하는 것이다. 이때, 발광층의 유기물에 따라 빛의 색깔이 달라진다.
OLED는 픽셀 매트릭스를 구성하고 있는 픽셀의 동작특성에 따라 라인 구동 방식의 PM-OLED(Passive-matrix Organic Light-Emitting Diode)와 개별 구동 방식의 AM-OLED(Active-matrix Organic Light-Emitting Diode)가 존재한다. 양자 모두 백라이트를 필요로 하지 않기 때문에 디스플레이 모듈을 매우 얇게 구현할 수 있고, 각도에 따라 명암비가 일정하고, 온도에 따른 색 재현성이 좋다는 장점을 갖는다. 또한, 미구동 픽셀은 전력을 소모하지 않는다는 점에서 매우 경제적이다.
동작 면에서 PM-OLED는 높은 전류로 스캐닝시간(scanning time) 동안만 발광을 하고, AM-OLED는 낮은 전류로 프레임 시간(frame time)동안 계속 발광 상태를 유지한다. 따라서, AM-OLED는 PM-OLED에 비해서 해상도가 좋고, 대면적 디스플레이 모듈 구동이 유리하며, 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 또한, 박막 트랜지스터(TFT)를 내장하여 각 소자를 개별적으로 제어할 수 있기 때문에 정교한 화면을 구현하기 쉽다.
도 7의 실시예에서는, OLED 모듈(1015)과 압력 센서(1050) 사이에 백라이트 유닛이 존재하지 않는다.
도 7의 실시예에서, OLED 모듈(1015)과 압력 센서(1050) 사이에 도 5a에 도시된 메탈 커버(1030)가 더 배치될 수 있다.
*도 7에서, 미드 프레임(1090)과 디스플레이 모듈(1015) 사이에 소정 간격 이격된 부분이 있는데, 이 부분에는 에어-갭(air-gap)이 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 이 부분에 소정의 쿠션(cushion)이 배치될 수 있다.
동작방식은 도 5a의 실시예와 동일하다. 즉, 압력 센서(1050) 하부에 구비된 미드 프레임(1090)을 기준전위층으로 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있다.
한편, 압력 센서(1050) 아래에 도 5b에 도시된 메탈 커버(1030)가 더 배치될 수 있다. 이 경우, 압력 센서(1050)는 OLED 모듈(1015)로부터 소정 간격 떨어져 배치될 수 있고, 압력 센싱을 위한 기준전위층은 OLED 모듈(1015) 내부에 배치될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 8에 도시된 터치 입력 장치는, 도 7에 도시된 터치 입력 장치와 대비하여 탄성부재(1040)을 더 포함한다. 나머지 구성요소는 도 7에 도시된 터치 입력 장치의 구성요소와 동일하다.
도 8을 참조하면, 탄성부재(1040)는 OLED 모듈(1015)과 압력 센서(1050 사이에 배치된다.
탄성부재(1040)는 OLED 모듈(1015)의 아래에 위치하는데, 이러한 탄성부재(1040)은 외부로부터의 충격을 흡수하여, 터치 입력 장치 내부의 구성(특히, 디스플레이 모듈)을 보호하는 기능을 한다. 따라서, 탄성부재(1040)는 충격을 흡수할 수 있는 탄성을 가지는 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 다만, 탄성부재(1040)는 생략되거나, 이와 동일한 기능을 가지는 다른 구성으로 대체될 수 있다. 또한, 디스플레이 모듈(1015)의 하부 전체 영역이 아닌 일부 영역에만 형성될 수 있다.
도 8의 실시예에서, OLED 모듈(1015)과 탄성부재(1040) 사이에 도 6에 도시된 메탈 커버(1030)가 더 배치될 수 있다.
도 8에서, 미드 프레임(1090)과 디스플레이 모듈(1015) 사이에 소정 간격 이격된 부분이 있는데, 이 부분에는 에어-갭(air-gap)이 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 이 부분에 소정의 쿠션(cushion)이 배치될 수 있다.
동작방식은 도 7의 실시예와 동일하다. 즉, 압력 센서(1050) 하부에 구비된 미드 프레임(1090)을 기준전위층으로 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 9에 도시된 터치 입력 장치는, 도 5a에 도시된 터치 입력 장치와 대비하여 압력 센서(1050)가 미드 프레임(1090)과 보강부재(1095) 상에 배치된다. 즉, 압력 센서(1050)가 미드 프레임(1090)의 상면과 보강부재(1095)의 상면 상에 배치된다. 나머지 구성요소는 도 5a에 도시된 터치 입력 장치의 구성요소와 동일하다.
도 9에서, 미드 프레임(1090)과 디스플레이 모듈(1010, 1020) 사이에 소정 간격 이격된 부분이 있는데, 이 부분에는 에어-갭(air-gap)이 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 이 부분에 소정의 쿠션(cushion)이 배치될 수 있다.
동작방식은 도 5a의 실시예와 다를 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 모듈(1010, 1020)의 상면 또는 하면에 배치된 기준전위층(미도시)을 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있고, LCD 모듈(1010)과 백라이트유닛(1020) 사이에 배치된 기준전위층(미도시)를 이용하여 터치 압력을 검출할 수도 있으며, LCD 모듈(1010)을 구성하는 내부의 다수의 층들 중 두 개의 층 사이에 배치된 기준전위층(미도시)을 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있다. 예를 들어, LCD 모듈(1010)이 제1 기판(또는 컬러 필터층), 제1 기판 아래에 배치된 액정층, 액정층 아래에 배치된 제2 기판(또는 TFT층)을 포함하는 경우, 기준전위층(미도시)은 제1 기판과 액정층 사이에 배치될 수도 있고, 액정층과 제2 기판 사이에 배치될 수도 있다. 또한, 메탈 커버(1030)를 기준전위층으로 이용하여 터치 압력을 검출할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 10에 도시된 터치 입력 장치는, 도 6에 도시된 터치 입력 장치와 대비하여 압력 센서(1050)가 미드 프레임(1090)과 보강부재(1095) 상에 배치된 탄성부재(1040) 상에 배치된다. 즉, 압력 센서(1050)이 미드 프레임(1090)의 상면과 보강부재(1095)의 상면 상에 배치된 탄성부재(1040)의 상면에 배치된다. 나머지 구성요소는 도 6에 도시된 터치 입력 장치의 구성요소와 동일하다.
도 10에서, 미드 프레임(1090)과 디스플레이 모듈(1010, 1020) 사이에 소정 간격 이격된 부분이 있는데, 이 부분에는 에어-갭(air-gap)이 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 이 부분에 소정의 쿠션(cushion)이 배치될 수 있다.
동작방식은 도 6의 실시예와 동일하다. 압력 센서(1050) 하부에 구비된 미드 프레임(1090)을 기준전위층으로 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있다.
또한, 동작방식은 도 9의 실시예와 동일할 수 있다. 디스플레이 모듈(1010, 1020)의 상면 또는 하면에 배치된 기준전위층(미도시)을 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있고, LCD 모듈(1010)과 백라이트유닛(1020) 사이에 배치된 기준전위층(미도시)를 이용하여 터치 압력을 검출할 수도 있으며, LCD 모듈(1010)을 구성하는 내부의 다수의 층들 중 두 개의 층 사이에 배치된 기준전위층(미도시)을 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있다. 예를 들어, LCD 모듈(1010)이 제1 기판(또는 컬러 필터층), 제1 기판 아래에 배치된 액정층, 액정층 아래에 배치된 제2 기판(또는 TFT층)을 포함하는 경우, 기준전위층(미도시)은 제1 기판과 액정층 사이에 배치될 수도 있고, 액정층과 제2 기판 사이에 배치될 수도 있다. 또한, 메탈 커버(1030)를 기준전위층으로 이용하여 터치 압력을 검출할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 11에 도시된 터치 입력 장치는, 도 7에 도시된 터치 입력 장치와 대비하여 압력 센서(1050)이 미드 프레임(1090)과 보강부재(1095) 상에 배치된다. 즉, 압력 센서(1050)이 미드 프레임(1090)의 상면과 보강부재(1095)의 상면 상에 배치된다. 나머지 구성요소는 도 7에 도시된 터치 입력 장치의 구성요소와 동일하다.
도 11의 실시예에서, OLED 모듈(1015)과 압력 센서(1050) 사이에 도 9에 도시된 메탈 커버(1030)가 더 배치될 수 있다.
도 11에서, 미드 프레임(1090)과 디스플레이 모듈(1015) 사이에 소정 간격 이격된 부분이 있는데, 이 부분에는 에어-갭(air-gap)이 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 이 부분에 소정의 쿠션(cushion)이 배치될 수 있다.
동작방식은 도 7의 실시예와 다를 수 있다. 구체적으로, OLED 모듈(1015)의 상면 또는 하면에 배치된 기준전위층(미도시)을 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있고, OLED 모듈(1015)을 구성하는 내부의 다수의 층들 중 두 개의 층 사이에 배치된 기준전위층(미도시)을 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있다. 예를 들어, OLED 모듈(1015)이 제1 기판(또는 인캡층), 제1 기판 아래에 배치된 아몰레드(AMOLED)층, 아몰레드층 아래에 배치된 제2 기판(또는 TFT층)을 포함하는 경우, 기준전위층(미도시)은 제1 기판과 아몰레드층 사이에 배치될 수도 있고, 아몰레드층과 제2 기판 사이에 배치될 수도 있다. 또한, 도 9에 도시된 메탈 커버(1030)가 더 배치된 경우, 메탈 커버를 기준전위층으로 이용하여 터치 압력을 검출할 수도 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 12에 도시된 터치 입력 장치는, 도 8에 도시된 터치 입력 장치와 대비하여 압력 센서(1050)이 미드 프레임(1090)과 보강부재(1095) 상에 배치된 탄성부재(1040) 상에 배치된다. 즉, 압력 센서(1050)이 미드 프레임(1090)의 상면과 보강부재(1095)의 상면 상에 배치된 탄성부재(1040)의 상면에 배치된다. 나머지 구성요소는 도 8에 도시된 터치 입력 장치의 구성요소와 동일하다.
도 12의 실시예에서, OLED 모듈(1015)과 압력 센서(1050) 사이에 도 10에 도시된 메탈 커버(1030)가 더 배치될 수 있다.
도 12에서, 미드 프레임(1090)과 디스플레이 모듈(1015) 사이에 소정 간격 이격된 부분이 있는데, 이 부분에는 에어-갭(air-gap)이 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 이 부분에 소정의 쿠션(cushion)이 배치될 수 있다.
동작방식은 도 8의 실시예와 동일하다. 압력 센서(1050) 하부에 구비된 미드 프레임(1090)을 기준전위층으로 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있다.
또한, 동작방식은 도 11의 실시예와 동일할 수 있다. OLED 모듈(1015)의 상면 또는 하면에 배치된 기준전위층(미도시)을 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있고, OLED 모듈(1015)을 구성하는 내부의 다수의 층들 중 두 개의 층 사이에 배치된 기준전위층(미도시)을 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있다. 예를 들어, OLED 모듈(1015)이 제1 기판(또는 인캡층), 제1 기판 아래에 배치된 아몰레드(AMOLED)층, 아몰레드층 아래에 배치된 제2 기판(또는 TFT층)을 포함하는 경우, 기준전위층(미도시)은 제1 기판과 아몰레드층 사이에 배치될 수도 있고, 아몰레드층과 제2 기판 사이에 배치될 수도 있다. 또한, 도 10에 도시된 메탈 커버(1030)가 더 배치된 경우, 메탈 커버를 기준전위층으로 이용하여 터치 압력을 검출할 수도 있다.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다. 구체적으로, 도 13a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이고, 도 13b 내지도 13d는 다양한 변형예이다.
도 13a 내지 도 13d에 도시된 터치 입력 장치는, 도 5a에 도시된 터치 입력 장치와 대비하여 압력 센서(1050)가 디스플레이 모듈(1010, 1020)의 LCD 모듈(1010) 내에 배치된다. 즉, 도 13a 내지 도 13d에 도시된 터치 입력 장치의 압력 센서(1050)는 디스플레이 모듈(1010, 1020)의 LCD 모듈(1010)에 임베디드(embedded)된다. 압력 센서(1050)가 LCD 모듈(1010)에 임베디드되는 여러 예들을 도 13b 내지 도 13d를 참조하여 설명한다.
도 13b에 도시된 바와 같이, LCD 모듈(1010')은 제1 기판(1010a), 제1 기판 아래에 배치된 액정층(1010b) 및 액정층(1010b) 아래에 배치된 제2 기판(1010c)를 포함한다. 여기서, 압력 센서(1050)는 LCD 모듈(1010')의 제1 기판(1010a)의 상면에 직접 형성된다.
제1 기판(1010a)은 글라스일 수도 있고, 플라스틱일 수도 있다. 예를 들어, 제1 기판(1010a)은 컬러 필터 글라스일 수 있다.
제2 기판(1010c)은 글라스일 수도 있고, 플라스틱일 수도 있다. 예를 들어, 제2 기판(1010c)은 TFT 글라스일 수 있다.
압력 센서(1050)는 LCD 모듈(1010')의 제1 기판(1010a)의 상면에 다양한 방법으로 직접 형성될 수 있다. 예를 들어, 포토리소그래피(photolithography)를 이용한 방법, 에칭 레지스트(etching resist)를 이용한 방법, 에칭 페이스트(etching paste)를 이용한 방법, 그라비어(Gravure) 인쇄 방법, 잉크젯 인쇄법(Inkjet Printing), 스크린 인쇄법(Screen Printing), 플렉소 인쇄법(Flexography) 및 전사 인쇄법(Transfer Printing) 중 적어도 어느 하나로 압력 센서(1050)를 제1 기판(1010a)의 상면에 직접 형성할 수 있다.
도 13c에 도시된 바와 같이, LCD 모듈(1010'')은 제1 기판(1010a), 제1 기판 아래에 배치된 액정층(1010b) 및 액정층(1010b) 아래에 배치된 제2 기판(1010c)를 포함한다. 여기서, 압력 센서(1050)는 LCD 모듈(1010'')의 제1 기판(1010a)의 하면에 직접 형성된다. 압력 센서(1050)를 제1 기판(1010a)의 하면에 직접 형성하는 방법은 앞서 설명한 여러 방법 중 어느 하나일 수 있다.
도 13d에 도시된 바와 같이, LCD 모듈(1010''')은 제1 기판(1010a), 제1 기판 아래에 배치된 액정층(1010b) 및 액정층(1010b) 아래에 배치된 제2 기판(1010c)를 포함한다. 여기서, 압력 센서(1050)는 LCD 모듈(1010''')의 제2 기판(1010c)의 상면에 직접 형성된다. 압력 센서(1050)를 제2 기판(1010c)의 상면에 직접 형성하는 방법은 앞서 설명한 여러 방법 중 어느 하나일 수 있다. 도면에 도시되어 있지 않지만, 다른 실시 예로서 압력 센서(1050)는 제2 기판(1010c)의 하면에 직접 형성될 수 있다.
도 13b 내지 도 13d에 도시된 터치 입력 장치의 동작 방식은, 압력 센서(1050)가 임베디드된 디스플레이 모듈(1010, 1020) 아래에 구비된 미드 프레임(1090)을 기준전위층으로 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있다.
여기서, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 압력 센서(1050)가 임베디드된 디스플레이 모듈(1010, 1020)과 미드 프레임(1090) 사이에 도 5a에 도시된 메탈 커버(1030)가 배치될 수 있고, 도 6에 도시된 탄성부재(1040)가 배치될 수 있다. 여기서, 도 5a에 도시된 메탈 커버(1030)가 압력 센서(1050)가 임베디드된 디스플레이 모듈(1010, 1020)과 미드 프레임(1090) 사이에 더 배치될 경우, 메탈 커버를 기준전위층으로 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있다.
도 14a 내지 도 14e는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다. 구체적으로, 도 14a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이고, 도 14b 내지도 14e는 다양한 변형예이다.
도 14a 내지 도 14e에 도시된 터치 입력 장치는, 도 7에 도시된 터치 입력 장치와 대비하여 압력 센서(1050)가 디스플레이 모듈인, OLED 모듈(1015) 내에 배치된다. 즉, 도 14a 내지 도 14e에 도시된 터치 입력 장치의 압력 센서(1050)는 OLED 모듈(1015)에 임베디드(embedded)된다. 압력 센서(1050)가 OLED 모듈(1015)에 임베디드되는 여러 예들을 도 14b 내지 도 14e를 참조하여 설명한다.
도 14b에 도시된 바와 같이, OLED 모듈(1015')은 제1 기판(1015a), 제1 기판 아래에 배치된 아몰레드층(1015b) 및 아몰레드층(1015b) 아래에 배치된 제2 기판(1015c)를 포함한다. 여기서, 압력 센서(1050)는 OLED 모듈(1015')의 제1 기판(1015a)의 상면에 직접 형성된다.
제1 기판(1015a)은 글라스일 수도 있고, 플라스틱일 수도 있다. 예를 들어, 제1 기판(1015a)은 인캡 글라스일 수 있다.
제2 기판(1015c)은 글라스일 수도 있고, 플라스틱일 수도 있다. 예를 들어, 제2 기판(1015c)은 TFT 글라스일 수 있다.
압력 센서(1050)는 OLED 모듈(1015')의 제1 기판(1015a)의 상면에 다양한 방법으로 직접 형성될 수 있다. 예를 들어, 포토리소그래피(photolithography)를 이용한 방법, 에칭 레지스트(etching resist)를 이용한 방법, 에칭 페이스트(etching paste)를 이용한 방법, 그라비어(Gravure) 인쇄 방법, 잉크젯 인쇄법(Inkjet Printing), 스크린 인쇄법(Screen Printing), 플렉소 인쇄법(Flexography) 및 전사 인쇄법(Transfer Printing) 중 적어도 어느 하나로 압력 센서(1050)를 제1 기판(1015a)의 상면에 직접 형성할 수 있다.
도 14c에 도시된 바와 같이, OLED 모듈(1015'')은 제1 기판(1015a), 제1 기판 아래에 배치된 아몰레드층(1015b) 및 아몰레드층(1015b) 아래에 배치된 제2 기판(1015c)를 포함한다. 여기서, 압력 센서(1050)는 OLED 모듈(1015'')의 제1 기판(1015a)의 하면에 직접 형성된다. 압력 센서(1050)를 제1 기판(1015a)의 하면에 직접 형성하는 방법은 앞서 설명한 여러 방법 중 어느 하나일 수 있다.
도 14d에 도시된 바와 같이, OLED 모듈(1015''')은 제1 기판(1015a), 제1 기판 아래에 배치된 아몰레드층(1015b) 및 아몰레드층(1015b) 아래에 배치된 제2 기판(1015c)를 포함한다. 여기서, 압력 센서(1050)는 OLED 모듈(1015''')의 제2 기판(1015c)의 상면에 직접 형성된다. 압력 센서(1050)를 제2 기판(1015c)의 상면에 직접 형성하는 방법은 앞서 설명한 여러 방법 중 어느 하나일 수 있다.
도 14e에 도시된 바와 같이, OLED 모듈(1015'''')은 제1 기판(1015a), 제1 기판 아래에 배치된 아몰레드층(1015b) 및 아몰레드층(1015b) 아래에 배치된 제2 기판(1015c)를 포함한다. 여기서, 압력 센서(1050)는 OLED 모듈(1015''')의 제2 기판(1015c)의 하면에 직접 형성된다. 압력 센서(1050)를 제2 기판(1015c)의 하면에 직접 형성하는 방법은 앞서 설명한 여러 방법 중 어느 하나일 수 있다.
도 14b 내지 도 14e에 도시된 터치 입력 장치의 동작 방식은, 압력 센서(1050)가 임베디드된 디스플레이 모듈(1015) 아래에 구비된 미드 프레임(1090)을 기준전위층으로 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있다. 여기서, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 압력 센서(1050)가 임베디드된 디스플레이 모듈(1015)과 미드 프레임(1090) 사이에 도 5a에 도시된 메탈 커버(1030)가 배치될 수 있고, 도 6에 도시된 탄성부재(1040)가 배치될 수 있다. 여기서, 도 5a에 도시된 메탈 커버(1030)가 압력 센서(1050)가 임베디드된 디스플레이 모듈(1010, 1020)과 미드 프레임(1090) 사이에 더 배치될 경우, 메탈 커버를 기준전위층으로 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있다.
도 15a 내지 도 15d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다. 구체적으로, 도 15a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이고, 도 15b 내지도 15d는 다양한 변형예이다.
도 15a 내지 도 15d에 도시된 터치 입력 장치는, 도 7에 도시된 터치 입력 장치와 대비하여 압력 센서(1050)를 갖지 않는다.
도 15a 내지 도 15d에 도시된 터치 입력 장치는, 별도의 압력 센서없이 터치 센서(100a, 100b)를 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있다. 터치 센서(100a, 100b)는 디스플레이 모듈(1010, 1015)에 배치된다. 구체적으로, 도 15b 내지 도 15d를 참조하여 설명한다.
도 15a에서, 커버(1000) 아래에 배치된 것(1010 or 1015)이 도 13a에 도시된 LCD 모듈(1010)일 수도 있고, 도 14a에 도시된 OLED 모듈(1015)일 수도 있다. 한편, 도 15a에서, 커버(1000) 아래에 배치된 것이 LCD 모듈(1010)인 경우, LCD 모듈(1010) 아래에는 도 13a에 도시된 백라이트 유닛(1020)이 생략되어 있다.
도 15b에 도시된 바와 같이, 터치 센서(100a, 100b)는 터치 위치를 검출하기 위한 복수의 전극(100a, 100b)을 포함한다.
여기서, 복수의 전극(100a, 100b)은 상호정전용량 방식을 위한 구동신호가 입력되는 구동전극(100a)과 감지신호가 출력되는 수신전극(100b)를 포함한다. 구동전극(100a)과 수신전극(100b)은 서로 떨어져 LCD 모듈(1010) 또는 OLED 모듈(1015)의 제1 기판(1010a or 1015a)의 상면에 직접 형성될 수 있다.
한편, 복수의 전극(100a, 100b) 각각은, 구동신호가 입력되고 감지신호가 출력되는 자기정전용량 방식을 위한 자기(self) 전극일 수 있다.
복수의 전극(100a, 100b)을 제1 기판(1010a or 1015a)의 상면에 직접 형성하는 방법은 포토리소그래피(photolithography)를 이용한 방법, 에칭 레지스트(etching resist)를 이용한 방법, 에칭 페이스트(etching paste)를 이용한 방법, 그라비어(Gravure) 인쇄 방법, 잉크젯 인쇄법(Inkjet Printing), 스크린 인쇄법(Screen Printing), 플렉소 인쇄법(Flexography) 및 전사 인쇄법(Transfer Printing) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
도 15b에 도시된 디스플레이 모듈((1010 or 1015)')을 포함하는 터치 입력 장치는 미드프레임(1090)을 기준전위층으로 이용하여 복수의 전극(100a, 100b) 중 어느 하나 이상의 전극과 미드프레임(1090) 사이의 거리 변화에 따라 변하는 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출할 수 있다. 기준전위층과 복수의 전극(100a, 100b) 사이의 거리 변화를 이용하여 터치 압력을 검출할 때, 복수의 전극(100a, 100b)을 구동전극과 수신전극으로 구별하여 상호정전용량 방식으로 터치 압력을 검출할 수도 있고, 복수의 전극(100a, 100b)을 자기 전극으로 하여 자기정전용량 방식으로도 터치 압력을 검출할 수 있다.
도 15c에 도시된 바와 같이, 터치 센서(100a, 100b)는 구동전극(100a)과 수신전극(100b)를 포함한다. 구동전극(100a)은 LCD 모듈(1010) 또는 OLED 모듈(1015)의 제2 기판(1010c or 1015c)의 상면에 직접 형성되고, 수신전극(100b)은 LCD 모듈(1010) 또는 OLED 모듈(1015)의 제1 기판(1010a or 1015a)의 상면에 직접 형성된다. 구동전극(100a)을 제2 기판(1010c or 1015c)의 상면에, 수신전극(100b)를 제1 기판(1010a or 1015a)의 상면에 직접 형성하는 방법은 앞서 설명한 여러 방법 중 어느 하나일 수 있다.
도 15c에 도시된 디스플레이 모듈((1010 or 1015)'')을 포함하는 터치 입력 장치는 미드프레임(1090)을 기준전위층으로 이용하여 구동전극(100a)과 수신전극(100b) 중 어느 하나 이상의 전극과 미드프레임(1090) 사이의 거리 변화에 따라 변하는 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출할 수 있다.
한편, 별도로 도면으로 도시하지 않았으나, 도 15c에서, 구동전극(100a)이 제1 기판(1010a or 1015a)의 하면에 배치될 수도 있다. 이 경우의 터치 입력 장치도 도 15c의 디스플레이 모듈((1010 or 1015)'')을 포함하는 터치 입력 장치와 동일하게 동작할 수 있다.
도 15d에 도시된 바와 같이, 터치 센서(100a, 100b)는 터치 위치를 검출하기 위한 구동전극(100a)과 수신전극(100b)를 포함한다. 구동전극(100a)과 수신전극(100b)은 서로 떨어져 LCD 모듈(1010) 또는 OLED 모듈(1015)의 제2 기판(1010c or 1015c)의 상면에 직접 형성될 수 있다.
여기서, 구동전극(100a)과 수신전극(100b)은 액정층 또는 아몰레드층(1010b or 1015b)의 구동을 위한 공통전극일 수도 있다.
도 15d에 도시된 디스플레이 모듈((1010 or 1015)''')을 포함하는 터치 입력 장치는 미드프레임(1090)을 기준전위층으로 이용하여 구동전극(100a)과 수신전극(100b) 중 어느 하나 이상의 전극과 미드프레임(1090) 사이의 거리 변화에 따라 변하는 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출할 수 있다.
한편, 별도로 도면으로 도시하지 않았으나, 도 15d에서, 구동전극(100a)과 수신전극(100b)이 제1 기판(1010a or 1015a)의 하면에 배치될 수도 있다. 이 경우의 터치 입력 장치도 도 15d의 디스플레이 모듈((1010 or 1015)''')을 포함하는 터치 입력 장치와 동일하게 동작할 수 있다.
별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 디스플레이 모듈(1010 or 1015)과 미드 프레임(1090) 사이에 도 5a에 도시된 메탈 커버(1030)가 배치될 수 있고, 도 6에 도시된 탄성부재(1040)가 배치될 수 있다. 여기서, 도 5a에 도시된 메탈 커버(1030)가 디스플레이 모듈(1010 or 1015)과 미드 프레임(1090) 사이에 더 배치될 경우, 메탈 커버를 기준전위층으로 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있다.
도 16은 도 5a 내지 도 15에 도시된 미드 프레임(1090)의 베이스판(1091)의 하면의 일 부분을 보여주는 사시도이다.
도 16을 참조하면, 미드 프레임(1090)의 하면, 구체적으로는 미드 프레임(1090)의 베이스판(1091)의 하면에는 도 5a 내지 도 15에 도시된 가이드부재(1091a)가 배치된다.
가이드부재(1091a)는 베이스판(1091)의 하면에서 위로 돌출된 부분으로서, 베이스판(1091)의 하면을 다수개로 구획한다. 가이드부재(1091a)에 의해서 다수개로 구획된 부분은 베이스판(1091)의 하면과 함께 다수의 수납공간을 형성하고, 형성된 다수의 수납공간에는 도 5a 내지 도 15에 도시된 배터리(1060)와 메인보드(1070) 등이 배치된다.
가이드부재(1091a)는 도 5a 내지 도 15에 도시된 배터리(1060)와 메인보드(1070) 등을 가이드할뿐만 아니라, 미드 프레임(1090)의 베이스판(1091)이 외력에 의해 휘어지거나 부러지지 않도록 하는 지지 역할을 수행할 수 있다. 베이스판(1091)은 도 5a 및 도 6 내지 도 15에 도시된 압력 센서(1050)의 압력전극에 대한 기준전위층 역할을 하기 때문에, 베이스판(1091)이 외력에 의해 휘어지거나 부러지지 않는 것이 중요하다. 하지만, 베이스판(1091)의 하면에 배치된 가이드부재(1091a)만으로는 외력에 의한 베이스판(1091)의 휘어짐이나 부러짐 현상을 완전히 제거하거나 줄이기에는 부족하다. 가이드부재(1091a)와 더불어 외력에 의한 베이스판(1091)의 휘어짐이나 부러짐 현상을 도 5a 내지 도 15에 도시된 보강부재(1095)에 의해 상당히 줄이거나 제거할 수 있다. 이하 도 17 내지 도 21을 참조하여 설명한다.
도 17는 도 5a 내지 도 15에 도시된 미드 프레임(1090)의 베이스판(1091)의 상면의 일 부분을 보여주는 사시도이고, 도 18는 도 17에 도시된 보강부재의 일 변형 예를 보여주는 사시도이고, 도 19은 도 17에 도시된 보강부재의 다른 변형 예를 보여주는 사시도이고, 도 20은 도 17에 도시된 보강부재의 또 다른 변형 예를 보여주는 사시도이고, 도 21은 도 17에 도시된 보강부재의 또 다른 변형 예를 보여주는 사시도이다.
도 17를 참조하면, 미드 프레임(1090)의 상면, 구체적으로는 미드 프레임(1090)의 베이스판(1091)의 상면에는 도 5a 내지 도 15에 도시된 보강부재(1095)가 배치된다.
보강부재(1095)는 베이스판(1091)의 상면에서 위로 돌출된 것으로서, 베이스판(1091)과 일체일 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 보강부재(1095)는 베이스판(1091)과 별개의 부재로서, 베이스판(1091)의 상면에 부착 또는 결합된 것일 수 있다.
보강부재(1095)는 베이스판(1091)의 상면의 길이방향에 수직한 방향으로 길게 돌출될 수도 있고, 도 18에 도시된 바와 같이, 보강부재(1095')는 베이스판(1091)의 상면의 길이방향으로 길게 돌출될 수도 있다. 또한, 도면으로 도시하지는 않았지만, 보강부재(1095)는 베이스판(1091)의 상면의 대각방향으로 연장되어 소정의 길이를 가질 수도 있다.
보강부재(1095)의 형상은 도 17 내지 도 19에 도시된 바와 같이 그 단면이 사각형일 수도 있지만, 이에 한정하는 것은 아니며 그 단면이 삼각형, 역삼각형, 다각형, 반 타원형, 반원형 등 여러가지 형상을 가질 수 있다.
또한, 보강부재(1095)는 도 17 내지 도 19에 도시된 것과 달리, 일 방향으로 곧게 형성되지 않고, 일 부분 또는 전체가 구부러진 형상을 가질 수도 있다.
또한, 도 19에 도시된 바와 같이, 복수의 보강부재(1095a'', 1095b'', 1095c'')가 베이스판(1091)의 상면에 배치될 수도 있다. 복수의 보강부재(1095a'', 1095b'', 1095c'') 각각은 도 17 내지 도 18에 도시된 보강부재(1095, 1095')와 형상과 형성 방향이 동일할 수도 있지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 복수의 보강부재(1095a'', 1095b'', 1095c'') 각각은 대각 방향으로의 형성 방향을 가질 수 있다.
도 19의 경우, 복수의 보강부재(1095a'', 1095b'', 1095c'')는 베이스판(1091)의 하면에 배치된 가이드부재(1091a)의 형성 위치에 어긋나도록 배치될 수 있다. 도 19과 같이, 복수의 보강부재(1095a'', 1095b'', 1095c'')가 베이스판(1091)의 하면에 배치된 가이드부재(1091a)의 형성 위치에 어긋나도록 배치되는 이유는, 외력에 의한 베이스판(1091)의 휨이나 부러짐은 가이드부재(1091a)가 형성되지 않은 부분에서 쉽게 발생할 수 있기 때문이다. 따라서, 복수의 보강부재(1095a'', 1095b'', 1095c'')는 베이스판(1091)의 상면에 배치되되, 가이드부재(1091a)가 형성되지 않은 부분의 이면에 소정의 형상과 형성 방향을 갖고 배치될 수 있다. 이렇게 복수의 보강부재(1095a'', 1095b'', 1095c'')가 베이스판(1091)의 하면에 배치된 가이드부재(1091a)의 형성 위치에 어긋나도록 배치됨에 의해서, 미드 프레임(1090)의 베이스판(1091)은 외력에 의한 휨이나 부러짐에 강해지기 때문에, 소정의 외력이 존재하더라도 도 5a 내지 도 15에 도시된 압력 센서(1050)의 압력전극의 기준전위층으로서의 역할을 잘 수행할 수 있어 터치 입력 장치의 터치 압력을 정확히 검출할 수 있다.
또한, 도 20에 도시된 바와 같이, 보강부재(1095''')는 동전과 같은 원형의 판 형상일 수 있다. 여기서, 보강부재(1095''')의 형상이 원형이 판 형상으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 보강부재(1095''')의 형상은 사각형의 판 형상일 수도 있고, 다각형의 판 형상일 수도 있다. 또한, 타원형의 판 형상일 수도 있다.
복수의 보강부재(1095''')는 베이스판(1091)의 상면에 균일하게 배치될 수 있다.
여기서, 도 21에 도시된 바와 같이, 베이스판(1091)의 상면에서 복수의 보강부재(1095''') 사이의 간격은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 베이스판(1091)의 상면의 중심 영역으로 갈수록 인접하는 두 개의 보강부재(1095''') 사이의 간격은 좁아질 수 있다. 이는 베이스판(1091)의 상면에서도 중심 영역이 다른 영역에 비하여 더 휘어짐이 발생할 수 있기 때문이다. 도 20과 같이 베이스판(1091)의 상면에 복수의 보강부재(1095''')를 균일하게 하는 것보다 베이스판(1091)의 휘어짐을 덜 발생하게 할 수 있는 이점이 있다.
한편, 도면으로 도시하지 않았지만, 베이스판(1091)의 상면에서도 중심 영역이 다른 영역에 비하여 더 휘어짐이 발생한다는 문제점을 해결하기 위해서, 도 20에 도시된 복수의 보강부재(1095''')의 크기(폭 또는 두께)를 서로 다르게 구성할 수도 있다. 예를 들어, 베이스판(1091)의 상면의 중심 영역에 배치된 보강부재(1095''')의 크기가 베이스판(1091)의 상면의 다른 영역에 배치된 보강부재(1095''')의 크기보다 더 클 수 있다. 또는 베이스판(1091)의 상면의 중심 영역에서 다른 영역으로 갈수록 보강부재(1095''')의 크기가 점점 작아질 수도 있다.
도 17 내지 도 21에 있어서, 보강부재(1095, 1095', 1095a'', 1095b'', 1095c'', 1095''')의 폭, 길이 및 두께가 너무 크면, 입력되는 터치에 의한 눌림이 터치 입력 장치에서 발생하지 않거나 발생되는 정도가 매우 작을 수 있다. 따라서, 보강부재(1095, 1095', 1095a'', 1095b'', 1095c'', 1095''')의 폭, 길이 및 두께는 입력되는 터치에 의한 눌림이 발생하는데 지장이 없는 정도의 폭, 길이 및 두께를 갖는 것이 바람직하다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 22에 도시된 터치 입력 장치는, 도 5a에 도시된 터치 입력 장치와 대비하여 미드 프레임(1090)에서 차이가 있다.
도 22에 도시된 터치 입력 장치도 도 5a에 도시된 터치 입력 장치와 마찬가지로 미드 프레임(1090)의 강도를 보강함으로써, 외력이 작용하더라도 압력 센싱 감도를 일정하게 유지할 수 있는 효과를 갖는다. 다만, 도 22에 도시된 터치 입력 장치는 상기 효과를 발휘하게 하는 구조가 도 5a에 도시된 터치 입력 장치의 구조와 상이하다. 상이한 구조는 미드 프레임(1090)에 있다. 이하 도 22에 도시된 터치 입력 장치의 미드 프레임(1090)의 구조를 상세히 설명한다.
도 22를 참조하면, 미드 프레임(1090)은 베이스판(1091)을 포함한다. 베이스판(1091)은 상면과 하면을 포함한다.
베이스판(1091)의 하면 아래에는 배터리(1060)와 메인보드(1070)이 배치된다. 베이스판(1091)의 하면에는 배터리(1060)와 메인보드(1070)을 가이드하는 가이드부재(1091a')가 배치될 수 있다.
가이드부재(1091a')는 베이스판(1091)의 하면과 일체일 수도 있고, 베이스판(1091)의 하면에 부착된 것일 수 있다.
가이드부재(1091a')는 베이스판(1091)의 하면과 함께 배터리(1060)와 메인보드(1070)을 수납하는 공간을 형성할 수 있다.
가이드부재(1091a')에 의해서 배터리(1060)와 메인보드(1070)의 움직임이 제한되기 때문에, 배터리(1060)와 메인보드(1070)이 정위치에서 이탈되는 문제를 방지할 수 있다.
가이드부재(1091a')의 끝단은 하우징(1080)의 바닥면과 접촉한다. 가이드부재(1091a')의 끝단이 하우징(1080)의 바닥면과 접촉하면, 하우징(1080)이 직접적으로 가이드부재(1091a')를 지지하기 때문에, 사용자나 외부 장비에 의한 외력, 중력, 특정 방향으로의 순간적인 이동에 의한 반작용 등과 같은 소정의 힘에 의해서 베이스판(1091)이 휘어지는 현상을 줄일 수 있다. 즉, 가이드부재(1091a')는 베이스판(1091)의 강도를 도 5a에 도시된 베이스판(1091)보다 더 보강할 수 있다.
또한, 가이드부재(1091a')의 끝단이 하우징(1080)의 바닥면과 접촉하면, 터치 입력 장치의 압력 센싱 감도를 일정하게 유지할 수 있다. 예를 들어, 베이스판(1091)이 압력 센서의 기준전위층인 경우에, 외력에 의해 베이스판(1091)이 변형되면, 기준전위층으로서의 베이스판(1091)과 압력 센서 사이의 간격이 변하기 때문에 위치별 압력 센싱 감도가 달라질 수 있다. 따라서, 가이드부재(1091a')의 끝단이 하우징(1080)의 바닥면과 접촉함으로써, 터치 입력 장치의 압력 센싱 감도를 일정하게 유지할 수 있다.
도 23은 도 22에 도시된 미드 프레임(1090)의 베이스판(1091)의 하면을 바라본 정면도이다.
도 23을 참조하면, 베이스판(1091)의 하면은 소정의 가로 길이와 세로 길이를 갖는데, 세로 길이가 가로 길이보다 더 크다. 그리고, 가이드부재(1091a')는 베이스판(1091)의 하면에 배치되되, 베이스판(1091)의 하면의 세로 길이의 방향으로, 베이스판(1091)의 하면의 중간부에 배치될 수 있다. 여기서, 베이스판(1091)의 하면의 중간부는 베이스판(1091)의 하면의 중심이 포함된 일정한 영역일 수 있다. 가이드부재(1091a')을 기준으로 좌측에는 배터리(1060)이 배치되고, 우측에는 메인보드(1070)이 배치될 수 있다.
참고로, 도 5a에 도시된 가이드부재(1091a)도 도 23에 도시된 형상을 가질 수 있다.
도 24는 도 23의 변형예로서, 도 22에 도시된 미드 프레임(1090)의 베이스판(1091)의 하면을 바라본 정면도이다.
도 24를 참조하면, 베이스판(1091)의 하면은 소정의 가로 길이와 세로 길이를 갖는데, 세로 길이가 가로 길이보다 더 크다. 그리고, 가이드부재(1091a'')는 베이스판(1091)의 하면에 배치되되, 베이스판(1091)의 하면의 가로 길이의 방향으로, 베이스판(1091)의 하면의 중간부에 배치될 수 있다. 여기서, 베이스판(1091)의 하면의 중간부는 베이스판(1091)의 하면의 중심이 포함된 일정한 영역일 수 있다. 가이드부재(1091a'')을 기준으로 상측에는 배터리(1060)이 배치되고, 하측에는 메인보드(1070)가 배치될 수 있다.
참고로, 도 5a에 도시된 가이드부재(1091a)도 도 24에 도시된 형상을 가질 수 있다.
도 25는 도 23과 도 24를 결합한 변형예로서, 도 22에 도시된 미드 프레임(1090)의 베이스판(1091)의 하면을 바라본 정면도이다.
도 25를 참조하면, 베이스판(1091)의 하면은 소정의 가로 길이와 세로 길이를 갖는데, 세로 길이가 가로 길이보다 더 크다. 제1 가이드부재(1091a')는 베이스판(1091)의 하면에 배치되되, 베이스판(1091)의 하면의 가로 길이의 방향으로 배치되고, 제2 가이드부재(1091a'')는 베이스판(1091)의 하면에 배치되되, 베이스판(1091)의 하면의 세로 길이의 방향으로 배치된다. 제1 가이드부재(1091a')와 제2 가이드부재(1091a'')는 서로 연결될 수 있다. 제1 가이드부재(1091a')의 일 단이 제2 가이드부재(1091a'')에 연결될 수 있다.
제1 가이드부재(1091a')를 기준으로 상측에는 메인보드(1070)가 배치되고, 제2 가이드부재(1091a'')를 기준으로 우측에는 배터리(1060)가 배치될 수 있다. 제2 가이드부재(1091a'')를 기준으로 좌측에는 기타 부재(1075)가 더 배치될 수 있다.
참고로, 도 5a에 도시된 가이드부재(1091a)도 도 24에 도시된 형상을 가질 수 있다.
도 26은 도 22에 도시된 터치 입력 장치의 변형 예이다.
도 26을 참조하면, 도 25에 도시된 터치 입력 장치는, 도 22에 도시된 터치 입력 장치와 대비하여, 미드 프레임(1090)에서 차이가 있다.
*도 26에 도시된 미드 프레임(1090)은, 도 22에 도시된 미드 프레임(1090)과 대비하여, 엣지 가이드부재(1091e)를 더 포함한다. 엣지 가이드부재(1091e)는 미드 프레임(1090)의 베이스판(1091)의 하면의 가장자리부에 배치된다.
엣지 가이드부재(1091e)의 끝단은 하우징(1080)의 바닥면과 접촉한다. 엣지 가이드부재(1091e)의 끝단이 하우징(1080)의 바닥면과 접촉하면, 하우징(1080)이 직접적으로 가이드부재(1091a')뿐만 아니라 엣지 가이드부재(1091e)를 지지하기 때문에, 사용자나 외부 장비에 의한 외력, 중력, 특정 방향으로의 순간적인 이동에 의한 반작용 등과 같은 소정의 힘에 의해서 베이스판(1091)이 휘어지는 현상을 더 줄일 수 있다. 즉, 엣지 가이드부재(1091e)는 베이스판(1091)의 강도를 도 22에 도시된 베이스판(1091)보다 더 보강할 수 있다. 또한, 엣지 가이드부재(1091e)의 끝단이 하우징(1080)의 바닥면과 접촉하면, 터치 입력 장치의 압력 센싱 감도를 더 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 엣지 가이드부재(1091e)에 의해서 배터리(1060)와 메인보드(1070)을 외부 충격으로부터 더 안정적으로 보호할 수 있는 이점도 있다.
한편, 별도의 도면으로 첨부하지 않았지만, 도 22 내지 도 26에 도시된 미드 프레임(1090)의 구조는 도 6 내지 도 15에 도시된 터치 입력 장치에도 적용될 수 있다.
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.
1000‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥커버
1010‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥LCD 모듈
1015‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥OLED 모듈
1020‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥백라이트 유닛
1030‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥메탈 커버
1040‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥탄성부재
1050‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥압력 센서
1060‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥배터리
1070‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥메인보드
1080‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥하우징
1090……………………미드 프레임

Claims (22)

  1. 미드 프레임;
    상기 미드 프레임 상에 배치된 커버;
    상기 미드 프레임과 상기 커버 사이에 배치된 디스플레이 모듈; 및
    상기 미드 프레임과 상기 커버 사이에 배치되고, 터치와 압력 중 적어도 어느 하나 이상을 검출하기 위한 센서;를 포함하고,
    상기 커버로 압력이 인가되면 상기 디스플레이 모듈이 휘어지고,
    상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 상기 센서에서 감지되는 전기적 특성이 변하고,
    상기 전기적 특성에 기초하여 상기 압력의 크기를 검출하고,
    상기 미드 프레임은, 상면과 하면을 포함하는 베이스판을 포함하고,
    상기 미드 프레임은, 상기 베이스판의 상면에 배치되고 상기 베이스판의 강도를 보강하기 위한 보강부재를 포함하는, 터치 입력 장치.
  2. 미드 프레임;
    상기 미드 프레임 상에 배치된 커버;
    상기 미드 프레임과 상기 커버 사이에 배치된 디스플레이 모듈; 및
    상기 미드 프레임과 상기 커버 사이에 배치되고, 터치와 압력 중 적어도 어느 하나 이상을 검출하기 위한 센서;를 포함하고,
    상기 센서는 상기 압력의 크기를 검출하기 위한 제1 전극과 제2 전극을 포함하고,
    상기 커버로 압력이 인가되면 상기 디스플레이 모듈이 휘어지고,
    상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 변하는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상호 정전용량에 기초하여 상기 압력의 크기를 검출하고,
    상기 미드 프레임은, 상면과 하면을 포함하는 베이스판을 포함하고,
    상기 미드 프레임은, 상기 베이스판의 상면에 배치되고 상기 베이스판의 강도를 보강하기 위한 보강부재를 포함하는, 터치 입력 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 미드 프레임은, 상기 베이스판의 하면에 배치되고, 배터리와 메인보드를 가이드하기 위한 가이드부재를 더 포함하고,
    상기 보강부재는, 상기 베이스판의 상면 중 일 부분에 배치되고,
    상기 일 부분은, 상기 베이스판의 하면에서 상기 가이드부재가 배치되는 않은 부분의 이면인, 터치 입력 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보강부재는 상기 베이스판의 상면과 일체인, 터치 입력 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보강부재는 상기 베이스판의 상면에 부착 또는 결합된, 터치 입력 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보강부재는 상기 베이스판의 상면의 길이 방향과 평행 또는 수직하는 방향으로 연장되어 소정의 길이를 갖는, 터치 입력 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보강부재는 일부 또는 전부가 구부러진 형상을 갖는, 터치 입력 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보강부재는 복수이고,
    상기 복수의 보강부재는 원형, 다각형 및 타원형 중 어느 하나의 판 형상인, 터치 입력 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 보강부재 중 인접한 두 개의 보강부재 사이의 간격은, 상기 베이스판의 하면의 중심 영역으로 갈수록 좁아지는, 터치 입력 장치.
  10. 배터리와 메인보드를 수납하는 하우징;
    상기 하우징 내부에 배치되고, 상기 배터리와 상기 메인보드 상에 배치된 미드 프레임;
    상기 미드 프레임과 상기 하우징 상에 배치된 커버;
    상기 미드 프레임과 상기 커버 사이에 배치된 디스플레이 모듈; 및
    상기 미드 프레임과 상기 커버 사이에 배치되고, 터치와 압력 중 적어도 어느 하나 이상을 검출하기 위한 센서;를 포함하고,
    상기 커버로 압력이 인가되면 상기 디스플레이 모듈이 휘어지고,
    상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 상기 센서에서 감지되는 전기적 특성이 변하고,
    상기 전기적 특성에 기초하여 상기 압력의 크기를 검출하고,
    상기 미드 프레임은, 상면과 하면을 포함하는 베이스판을 포함하고,
    상기 미드 프레임은, 상기 베이스판의 하면에 배치되고, 상기 배터리와 상기 메인보드 사이에 배치되고, 상기 베이스판의 강도를 보강하기 위한 가이드부재를 포함하는, 터치 입력 장치.
  11. 배터리와 메인보드를 수납하는 하우징;
    상기 하우징 내부에 배치되고, 상기 배터리와 상기 메인보드 상에 배치된 미드 프레임;
    상기 미드 프레임과 상기 하우징 상에 배치된 커버;
    상기 미드 프레임과 상기 커버 사이에 배치된 디스플레이 모듈; 및
    상기 미드 프레임과 상기 커버 사이에 배치되고, 터치와 압력 중 적어도 어느 하나 이상을 검출하기 위한 센서;를 포함하고,
    상기 센서는 상기 압력의 크기를 검출하기 위한 제1 전극과 제2 전극을 포함하고,
    상기 커버로 압력이 인가되면 상기 디스플레이 모듈이 휘어지고,
    상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 변하는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상호 정전용량에 기초하여 상기 압력의 크기를 검출하고,
    상기 미드 프레임은, 상면과 하면을 포함하는 베이스판을 포함하고,
    상기 미드 프레임은, 상기 베이스판의 하면에 배치되고, 상기 배터리와 상기 메인보드 사이에 배치되고, 상기 베이스판의 강도를 보강하기 위한 가이드부재를 포함하는, 터치 입력 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 가이드부재는 상기 하우징의 바닥면과 접촉하는, 터치 입력 장치.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 미드 프레임은, 상기 베이스판의 하면의 가장자리부에 배치된 엣지 가이드부재를 더 포함하고,
    상기 엣지 가이드부재는 상기 하우징의 바닥면과 접촉하는, 터치 입력 장치.
  14. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 베이스판의 하면은, 소정의 가로 길이와 상기 가로 길이보다 더 큰 세로 길이를 갖고,
    상기 가이드 부재는, 상기 세로 길이의 방향으로 상기 베이스판의 하면의 중간부에 배치된, 터치 입력 장치.
  15. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 베이스판의 하면은, 소정의 가로 길이와 상기 가로 길이보다 더 큰 세로 길이를 갖고,
    상기 가이드 부재는, 상기 가로 길이의 방향으로 상기 베이스판의 하면의 중간부에 배치된, 터치 입력 장치.
  16. 제1항, 제2항, 제10항, 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 디스플레이 모듈 아래에 배치된, 터치 입력 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈 및 상기 센서 사이에 메탈 커버 및 탄성부재 중 적어도 하나가 배치된, 터치 입력 장치.
  18. 제1항, 제2항, 제10항, 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서와 상기 미드 프레임 사이에 메탈 커버 및 탄성부재 중 적어도 하나가 배치된, 터치 입력 장치.
  19. 제1항, 제2항, 제10항, 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 디스플레이 모듈 내에 임베디드된, 터치 입력 장치.
  20. 제1항, 제2항, 제10항, 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서는 터치 센서를 포함하고,
    상기 터치 센서는 상기 디스플레이 모듈 내에 배치된, 터치 입력 장치.
  21. 제1항, 제2항, 제10항, 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은, LCD 모듈 및 백라이트 유닛을 포함하는, 터치 입력 장치.
  22. 제1항, 제2항, 제10항, 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은 OLED 모듈을 포함하는, 터치 입력 장치.
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