KR101874786B1 - Pressure sensingn unit detecting a plurality of elctrical caracteristics and touch input device including the same - Google Patents
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Abstract
실시형태에 따른 터치 압력을 검출할 수 있는 터치 입력 장치는, 디스플레이 패널; 및 압력 센서를 포함하는 압력 감지부;를 포함하고, 상기 압력 감지부는 상기 압력 센서의 제1 전기적 특성 및 상기 압력 센서의 제2 전기적 특성을 검출하고, 상기 제1 전기적 특성 및 제2 전기적 특성에 기초하여 압력의 크기를 산출할 수 있다.A touch input device capable of detecting touch pressure according to an embodiment includes a display panel; And a pressure sensor including a pressure sensor, wherein the pressure sensor detects a first electrical characteristic of the pressure sensor and a second electrical characteristic of the pressure sensor, and detects the first electrical characteristic and the second electrical characteristic of the pressure sensor, The magnitude of the pressure can be calculated on the basis of
Description
본 발명은 복수의 전기적 특성을 검출하는 압력 감지부 및 이를 포함하는 터치 입력 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적어도 두 가지의 전기적 특성을 검출하여 압력의 크기를 산출하는 압력 감지부 및 이를 포함하는 터치 입력 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
컴퓨팅 시스템의 조작을 위해 다양한 종류의 입력 장치들이 이용되고 있다. 예컨대, 버튼(button), 키(key), 조이스틱(joystick) 및 터치 스크린과 같은 입력 장치가 이용되고 있다. 터치 스크린의 쉽고 간편한 조작으로 인해 컴퓨팅 시스템의 조작시 터치 스크린의 이용이 증가하고 있다.Various types of input devices are used for the operation of the computing system. For example, an input device such as a button, a key, a joystick, and a touch screen is used. Due to the easy and simple operation of the touch screen, the use of the touch screen in the operation of the computing system is increasing.
터치 스크린은, 터치-감응 표면(touch-sensitive surface)을 구비한 투명한 패널과 터치 입력 수단인 터치 센서(touch sensor)로 터치 입력 장치의 터치 표면을 구성할 수 있다. 이러한 터치 센서는 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.The touch screen may include a transparent panel having a touch-sensitive surface and a touch sensor as a touch input means. Such a touch sensor 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 user simply touches the touch screen with a finger or the like so that the user can operate the computing system. Generally, a computing system is able to recognize touch and touch locations on a touch screen and interpret the touch to perform operations accordingly.
이러한 터치 입력 장치에서 터치 압력을 검출하기 위한 압력 감지부는 한가지의 전기적 특성을 검출하는데, 여러가지 조건에 따라 해당 전기적 특성의 압력 검출 감도가 떨어지거나 한가지의 전기적 특성을 이용해서는 정확한 압력의 검출이 되지 않는 문제가 있다.The pressure sensing unit for detecting the touch pressure in the touch input device detects one kind of electrical characteristic. If the pressure sensing sensitivity of the corresponding electrical characteristic is deteriorated according to various conditions, or the accurate pressure can not be detected by using one electrical characteristic there is a problem.
본 발명의 목적은 복수의 전기적 특성을 검출하여 정확한 압력을 검출할 수 있는 압력 감지부 및 터치 입력 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a pressure sensing part and a touch input device capable of detecting a plurality of electrical characteristics and detecting an accurate pressure.
본 발명의 실시형태에 따른 터치 압력을 검출할 수 있는 터치 입력 장치는, 디스플레이 패널; 및 압력 센서를 포함하는 압력 감지부;를 포함하고, 상기 압력 감지부는 상기 압력 센서의 제1 전기적 특성 및 상기 압력 센서의 제2 전기적 특성을 검출하고, 상기 제1 전기적 특성 및 제2 전기적 특성에 기초하여 압력의 크기를 산출할 수 있다.A touch input device capable of detecting a touch pressure according to an embodiment of the present invention includes a display panel; And a pressure sensor including a pressure sensor, wherein the pressure sensor detects a first electrical characteristic of the pressure sensor and a second electrical characteristic of the pressure sensor, and detects the first electrical characteristic and the second electrical characteristic of the pressure sensor, The magnitude of the pressure can be calculated on the basis of
본 발명의 또다른 실시형태에 따른 터치 압력을 검출할 수 있는 터치 입력 장치는, 디스플레이 패널; 및 압력 감지부;를 포함하고, 상기 압력 감지부는, 제1 압력 센서를 포함하는 제1 압력 감지부 및 제2 압력 센서를 포함하는 제2 압력 감지부;를 포함하고, 상기 제1 압력 감지부는 상기 제1 압력 센서의 제1 전기적 특성을 검출하고, 상기 제2 압력 감지부는 상기 제2 압력 센서의 제2 전기적 특성을 검출하고, 상기 제1 전기적 특성 및 제2 전기적 특성에 기초하여 압력의 크기를 산출할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a touch input device capable of detecting a touch pressure, including: a display panel; And a pressure sensing unit, wherein the pressure sensing unit includes a first pressure sensing unit including a first pressure sensing unit including a first pressure sensor and a second pressure sensor, and the first pressure sensing unit includes: Wherein the second pressure sensor detects a first electrical characteristic of the first pressure sensor, the second pressure sensor detects a second electrical characteristic of the second pressure sensor, and detects a magnitude of the pressure based on the first electrical characteristic and the second electrical characteristic, Can be calculated.
본 발명의 또다른 실시형태에 따른 터치 압력을 검출할 수 있는 터치 입력 장치는, 디스플레이 패널; 및 압력 센서를 포함하는 압력 감지부;를 포함하고, 상기 압력 감지부는 상기 압력 센서의 제1 전기적 특성 및 상기 압력 센서의 제2 전기적 특성을 검출 가능하고, 상기 제2 전기적 특성은 검출하지 않고 상기 제1 전기적 특성만 검출하여 압력의 크기를 산출하는 제1모드, 상기 제1 전기적 특성은 검출하지 않고 상기 제2 전기적 특성만 검출하여 압력의 크기를 산출하는 제2모드, 상기 제1 전기적 특성 및 상기 제2 전기적 특성을 검출하여 압력의 크기를 산출하는 제3모드 중 어느 하나가 선택적으로 구동될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a touch input device capable of detecting a touch pressure, including: a display panel; And a pressure sensor including a pressure sensor, wherein the pressure sensor is capable of detecting a first electrical characteristic of the pressure sensor and a second electrical characteristic of the pressure sensor, A first mode for detecting only the first electrical characteristic and calculating a magnitude of the pressure, a second mode for detecting only the second electrical characteristic and calculating the magnitude of the pressure without detecting the first electrical characteristic, And a third mode for detecting the second electrical characteristic and calculating the magnitude of the pressure may be selectively driven.
본 발명의 또다른 실시형태에 따른 터치 압력을 검출할 수 있는 터치 입력 장치는, 디스플레이 패널; 및 압력 센서를 포함하는 압력 감지부;를 포함하고, 상기 압력 감지부는, 제1 압력 센서를 포함하는 제1 압력 감지부 및 제2 압력 센서를 포함하는 제2 압력 감지부;를 포함하고, 상기 제1 압력 감지부는 상기 제1 압력 센서의 제1 전기적 특성을 검출 가능하고, 상기 제2 압력 감지부는 상기 제2 압력 센서의 제2 전기적 특성을 검출 가능하고, 상기 제2 전기적 특성은 검출하지 않고 상기 제1 전기적 특성만 검출하여 압력의 크기를 산출하는 제1모드, 상기 제1 전기적 특성은 검출하지 않고 상기 제2 전기적 특성만 검출하여 압력의 크기를 산출하는 제2모드, 상기 제1 전기적 특성 및 상기 제2 전기적 특성을 검출하여 압력의 크기를 산출하는 제3모드 중 어느 하나가 선택적으로 구동될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a touch input device capable of detecting a touch pressure, including: a display panel; And a pressure sensing part including a pressure sensor, wherein the pressure sensing part includes a first pressure sensing part including a first pressure sensing part including a first pressure sensor and a second pressure sensing part including a second pressure sensor, Wherein the first pressure sensing portion is capable of detecting a first electrical characteristic of the first pressure sensor and the second pressure sensing portion is capable of detecting a second electrical characteristic of the second pressure sensor, A first mode for detecting only the first electrical characteristic and calculating a magnitude of a pressure, a second mode for detecting only the second electrical characteristic without calculating the first electrical characteristic and calculating the magnitude of the pressure, And a third mode for detecting the second electrical characteristic and calculating the magnitude of the pressure may be selectively driven.
본 발명의 또다른 실시형태에 따른 N개의 터치 압력을 검출할 수 있는 터치 입력 장치는, 디스플레이 패널; 및 압력 센서를 포함하는 압력 감지부;를 포함하고, 상기 압력 감지부는 상기 압력 센서의 제1 전기적 특성 및 상기 압력 센서의 제2 전기적 특성을 검출하고, 상기 제1 전기적 특성 및 제2 전기적 특성에 기초하여 상기 N개의 압력 각각의 크기를 산출할 수 있다.According to still another aspect of the present invention, a touch input device capable of detecting N touch presses includes: a display panel; And a pressure sensor including a pressure sensor, wherein the pressure sensor detects a first electrical characteristic of the pressure sensor and a second electrical characteristic of the pressure sensor, and detects the first electrical characteristic and the second electrical characteristic of the pressure sensor, The magnitude of each of the N pressures can be calculated.
본 발명의 또다른 실시형태에 따른 N개의 터치 압력을 검출할 수 있는 터치 입력 장치는, 디스플레이 패널; 및 압력 감지부;를 포함하고, 상기 압력 감지부는, 제1 압력 센서를 포함하는 제1 압력 감지부 및 제2 압력 센서를 포함하는 제2 압력 감지부;를 포함하고, 상기 제1 압력 감지부는 상기 제1 압력 센서의 제1 전기적 특성을 검출하고, 상기 제2 압력 감지부는 상기 제2 압력 센서의 제2 전기적 특성을 검출하고, 상기 제1 전기적 특성 및 제2 전기적 특성에 기초하여 상기 N개의 압력 각각의 크기를 산출할 수 있다.According to still another aspect of the present invention, a touch input device capable of detecting N touch presses includes: a display panel; And a pressure sensing unit, wherein the pressure sensing unit includes a first pressure sensing unit including a first pressure sensing unit including a first pressure sensor and a second pressure sensor, and the first pressure sensing unit includes: Wherein the first pressure sensor detects a first electrical characteristic of the first pressure sensor and the second pressure sensor detects a second electrical characteristic of the second pressure sensor and detects the second electrical characteristic of the N pressure sensors based on the first electrical characteristic and the second electrical characteristic, The magnitude of each pressure can be calculated.
본 발명의 실시예에 따르면 복수의 전기적 특성을 검출하여 정확한 압력을 검출할 수 있는 압력 감지부 및 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, it is possible to provide a pressure sensing unit and a touch input device capable of detecting a plurality of electrical characteristics and detecting an accurate pressure.
도1a 및 도1b는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 정전 용량 방식의 터치 센서 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도이다.
도2a 내지 도2e는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 터치 위치, 터치 압력 및 디스플레이 동작을 제어하기 위한 제어 블록을 예시한다.
도3a 내지 도3b는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 디스플레이 모듈의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도4a은 본 발명의 실시예에 따라 터치 위치 및 터치 압력을 검출할 수 있도록 구성된 터치 입력 장치의 단면도이다.
도4b 내지 도4h는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에 압력 센서가 형성되는 예를 예시한다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 센서시트의 단면을 예시한다
도6a 내지 도6c는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 다양한 디스플레이 패널에 직접 형성된 압력 센서의 실시예를 나타내는 단면도이다.
도7a, 도7d 내지 도7f는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에 사용되는 압력을 감지할 수 있는 예시적인 압력 센서의 평면도이다.
도7b 및 도7c는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에 적용될 수 있는 예시적인 압력 센서를 도시한다.
도8a 내지 도8c는 본 발명의 실시예에 따른 전극 시트 형태의 압력 감지부의 평면도이다.
도8d 내지 도8g는 본 발명의 실시예에 따른 전극 시트 형태의 압력 감지부의 단면도이다.
도9a 내지 도9d는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 센서의 형태를 예시하는 도면이다.1A and 1B are schematic diagrams of a capacitive touch sensor included in a touch input device according to an embodiment of the present invention and a configuration thereof for operation thereof.
2A to 2E illustrate a control block for controlling a touch position, a touch pressure, and a display operation in a touch input device according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B are conceptual diagrams for explaining a configuration of a display module in a touch input device according to an embodiment of the present invention.
4A is a cross-sectional view of a touch input device configured to detect a touch position and a touch pressure according to an embodiment of the present invention.
4B to 4H illustrate an example in which a pressure sensor is formed in a touch input device according to an embodiment of the present invention.
5 illustrates a cross section of a sensor sheet according to an embodiment of the present invention
6A to 6C are cross-sectional views illustrating an embodiment of a pressure sensor formed directly on various display panels of a touch input device according to an embodiment of the present invention.
7A to 7F are plan views of an exemplary pressure sensor capable of sensing a pressure used in the touch input device according to the present invention.
7B and 7C illustrate an exemplary pressure sensor that can be applied to a touch input device according to the present invention.
8A to 8C are plan views of an electrode sheet type pressure sensing unit according to an embodiment of the present invention.
8D to 8G are sectional views of a pressure sensing unit in the form of an electrode sheet according to an embodiment of the present invention.
9A to 9D are views illustrating a form of a sensor included in the touch input device according to the embodiment of the present invention.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.
이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 압력 검출이 가능한 터치 입력 장치를 설명한다. 이하에서는 정전용량 방식의 터치 센서(10)를 예시하나 임의의 방식으로 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 센서(10)가 적용될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Hereinafter, a
도1a는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 정전 용량 방식의 터치 센서(10) 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도이다. 도1a를 참조하면, 터치 센서(10)는 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn) 및 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함하며, 상기 터치 센서(10)의 동작을 위해 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)에 구동신호를 인가하는 구동부(12), 및 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)으로부터 터치 표면에 대한 터치에 따라 변화되는 정전용량 변화량에 대한 정보를 포함하는 감지신호를 수신하여 터치 및 터치 위치를 검출하는 감지부(11)를 포함할 수 있다.FIG. 1A is a schematic diagram of a
도1a에 도시된 바와 같이, 터치 센서(10)는 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다. 도1a에서는 터치 센서(10)의 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)이 직교 어레이를 구성하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)이 대각선, 동심원 및 3차원 랜덤 배열 등을 비롯한 임의의 수의 차원 및 이의 응용 배열을 갖도록 할 수 있다. 여기서, n 및 m은 양의 정수로서 서로 같거나 다른 값을 가질 수 있으며 실시예에 따라 크기가 달라질 수 있다.As shown in FIG. 1A, the
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.The plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be arranged to cross each other. The driving electrode TX includes a plurality of driving electrodes TX1 to TXn extending in a first axis direction and a receiving electrode RX includes a plurality of receiving electrodes extending in a second axis direction intersecting the first axis direction RX1 to RXm).
도9a 및 도9b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서(10)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 후술하게 될 디스플레이 패널(200A)의 상면에 형성될 수 있다.9A and 9B, in the
또한, 도9c에 도시된 바와 같이, 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) 중 어느 하나는 디스플레이 패널(200A)의 상면에 형성되고, 나머지 하나는 후술하게될 커버의 하면에 형성되거나 디스플레이 패널(200A)의 내부에 형성될 수 있다.Also, as shown in FIG. 9C, the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed in different layers. For example, one of the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on the upper surface of the
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.A plurality of drive electrodes (TX1 to TXn) and a plurality of receiving electrodes (RX1 to RXm) is a transparent conductive material (e.g., tin oxide (SnO 2) and indium oxide (In 2 O 3) ITO ( Indium Tin made of such Oxide) or ATO (antimony tin oxide)). However, this is merely an example, and the driving electrode TX and the receiving electrode RX may be formed of another transparent conductive material or an opaque conductive material. For example, the driving electrode TX and the receiving electrode RX may include at least one of silver ink, copper, nano silver, and carbon nanotube (CNT) . In addition, the driving electrode TX and the receiving electrode RX may be realized by a metal mesh.
본 발명의 실시예에 따른 구동부(12)는 구동신호를 구동전극(TX1 내지 TXn)에 인가할 수 있다. 본 발명의 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.The
감지부(11)는 수신전극(RX1 내지 RXm)을 통해 구동신호가 인가된 구동전극(TX1 내지 TXn)과 수신전극(RX1 내지 RXm) 사이에 생성된 정전용량(Cm: 14)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: 14)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(10)를 스캔(scan)한다고 지칭할 수 있다.The
예를 들어, 감지부(11)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: 14)에 대한 정보를 포함하는 전류 신호를 수신한 후 적분하여 전압으로 변환할 수 있다. 감지부(11)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(10)에 대한 터치 정보를 획득하도록 처리될 수 있다. 감지부(11)는 수신기와 더불어, ADC 및 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.For example, the
제어부(13)는 구동부(12)와 감지부(11)의 동작을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 제어부(13)는 구동제어신호를 생성한 후 구동부(12)에 전달하여 구동신호가 소정 시간에 미리 설정된 구동전극(TX)에 인가되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(13)는 감지제어신호를 생성한 후 감지부(11)에 전달하여 감지부(11)가 소정 시간에 미리 설정된 수신전극(RX)으로부터 감지신호를 입력받아 미리 설정된 기능을 수행하도록 할 수 있다.The
도1a에서 구동부(12) 및 감지부(11)는 터치 센서(10)에 대한 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 검출 장치(미도시)를 구성할 수 있다. 터치 검출 장치는 제어부(13)를 더 포함할 수 있다. 터치 검출 장치는 터치 센서(10)를 포함하는 터치 입력 장치에서 후술하게될 터치 센서 제어기(1100)에 해당하는 터치 센싱 IC(touch sensing Integrated Circuit) 상에 집적되어 구현될 수 있다. 터치 센서(10)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(12) 및 감지부(11)에 연결될 수 있다. 터치 센싱 IC는 전도성 패턴이 인쇄된 회로 기판, 도7a 내지 6i에서 예컨대 터치 회로 기판(이하 터치PCB로 지칭) 상에 위치할 수 있다. 실시예에 따라 터치 센싱 IC는 터치 입력 장치의 작동을 위한 메인보드 상에 실장되어 있을 수 있다.In FIG. 1A, the driving
이상에서 살펴본 바와 같이, 구동전극(TX)과 수신전극(RX)의 교차 지점마다 소정 값의 정전용량(Cm)이 생성되며, 손가락과 같은 객체가 터치 센서(10)에 근접하는 경우 이러한 정전용량의 값이 변경될 수 있다. 도1a에서 상기 정전용량은 상호 정전용량(Cm, mutual capacitance)을 나타낼 수 있다. 이러한 전기적 특성을 감지부(11)에서 감지하여 터치 센서(10)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치를 감지할 수 있다. 예컨대, 제1축과 제2축으로 이루어진 2차원 평면으로 이루어진 터치 센서(10)의 표면에 대한 터치의 여부 및/또는 그 위치를 감지할 수 있다.As described above, a capacitance Cm of a predetermined value is generated at each intersection of the driving electrode TX and the reception electrode RX. When an object such as a finger is close to the
보다 구체적으로, 터치 센서(10)에 대한 터치가 일어날 때 구동신호가 인가된 구동전극(TX)을 검출함으로써 터치의 제2축 방향의 위치를 검출할 수 있다. 이와 마찬가지로, 터치 센서(10)에 대한 터치시 수신전극(RX)을 통해 수신된 수신신호로부터 정전용량 변화를 검출함으로써 터치의 제1축 방향의 위치를 검출할 수 있다.More specifically, the position of the touch in the second axial direction can be detected by detecting the drive electrode TX to which the drive signal is applied when a touch to the
위에서는 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이의 상호 정전용량 변화량에 기초하여, 터치 위치를 감지하는 터치 센서(10)의 동작 방식에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 도1b와 같이, 자기 정전용량(self capacitance)의 변화량에 기초하여 터치 위치를 감지하는 것도 가능하다.In the above description, the operation of the
도1b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 또다른 정전용량 방식의 터치 센서(10) 및 이의 동작을 설명하기 위한 개략도이다. 도1b에 도시된 터치 센서(10)에는 복수의 터치 전극(30)이 구비된다. 복수의 터치 전극(30)은 도9d에 도시된 바와 같이, 일정한 간격을 두고 격자 모양으로 배치될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.FIG. 1B is a schematic view for explaining still another
제어부(13)에 의해 생성된 구동제어신호는 구동부(12)에 전달되고, 구동부(12)는 구동제어신호에 기초하여, 소정 시간에 미리 설정된 터치 전극(30)에 구동신호를 인가한다. 또한, 제어부(13)에 의해 생성된 감지제어신호는 감지부(11)에 전달되고, 감지부(11)는 감지제어신호에 기초하여, 소정 시간에 미리 설정된 터치 전극(30)으로부터 감지신호를 입력받는다. 이때, 감지신호는 터치 전극(30)에 형성된 자기 정전용량 변화량에 대한 신호일 수 있다.The drive control signal generated by the
이때, 감지부(11)가 감지한 감지신호에 의하여, 터치 센서(10)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치가 검출된다. 예컨대, 터치 전극(30)의 좌표를 미리 알고 있기 때문에, 터치 센서(10)의 표면에 대한 객체의 터치의 여부 및/또는 그 위치를 감지할 수 있게 된다.At this time, whether or not the
이상에서는, 편의상 구동부(12)와 감지부(11)가 별개의 블록으로 나뉘어 동작하는 것으로 설명되었지만, 터치 전극(30)에 구동신호를 인가하고, 터치 전극(30)으로부터 감지신호를 입력받는 동작을 하나의 구동 및 감지부에서 수행하는 것도 가능하다.Although the driving
이상에서 터치 센서(10)로서 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(10)는 전술한 방법 이외의 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.Although the capacitive touch sensor panel as the
도2a 내지 도2e는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 터치 위치, 터치 압력 및 디스플레이 동작을 제어하기 위한 제어 블록을 예시한다. 2A to 2E illustrate a control block for controlling a touch position, a touch pressure, and a display operation in a touch input device according to an embodiment of the present invention.
도 2a에 도시된 바와 같이, 디스플레이 기능 및 터치 위치 검출에 더하여 터치 압력을 검출할 수 있도록 구성된 터치 입력 장치(1000)에서 제어 블록은 전술한 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 제어기(1100), 디스플레이 패널을 구동하기 위한 디스플레이 제어기(1200) 및 압력을 검출하기 위한 압력 센서 제어기(1300)를 포함하여 구성될 수 있다. 디스플레이 제어기(1200)는 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 패널(200A)에 원하는 내용을 디스플레이 하도록 하는 제어회로를 포함할 수 있다. 이러한 제어회로는 디스플레이 회로 기판(이하 디스플레이PCB로 지칭)에 실장될 수 있다. 이러한 제어회로는 디스플레이 패널 제어 IC, 그래픽 제어 IC(graphic controller IC) 및 기타 디스플레이 패널(200A) 작동에 필요한 회로를 포함할 수 있다.2A, in a
압력 감지부를 통해 압력을 검출하기 위한 압력 센서 제어기(1300)는 터치 센서 제어기(1100)의 구성과 유사하게 구성되어 터치 센서 제어기(1100)와 유사하게 동작할 수 있다. 구체적으로, 압력 센서 제어기(1300)가 도1a 및 도1b에 도시된 바와 같이, 구동부, 감지부 및 제어부를 포함하고, 감지부가 감지한 감지 신호에 의하여 압력의 크기를 검출할 수 있다. 더욱 구체적으로, 후술하게될 압력 감지부(400)로부터 감지된 신호가 압력 센서 제어기(1300)로 입력될 수 있고, 입력된 신호로부터 압력의 크기를 검출할 수 있다. 이 때, 압력 센서 제어기(1300)는 압력 감지부(400)로부터 감지된 신호로부터 압력의 크기에 대응되는 정규화된(normalized) 값을 산출하고 산출된 값을 프로세서(1500)로 출력한다.The
이 때, 압력 센서 제어기(1300)는 터치 센서 제어기(1100)가 실장된 터치PCB에 실장될 수도 있고, 디스플레이 제어기(1200)가 실장된 디스플레이PCB에 실장될 수도 있다.At this time, the
실시예에 따라, 터치 센서 제어기(1100), 디스플레이 제어기(1200) 및 압력 센서 제어기(1300)는 서로 다른 구성요소로서 터치 입력 장치(1000)에 포함될 수 있다. 예컨대, 터치 센서 제어기(1100), 디스플레이 제어기(1200) 및 압력 센서 제어기(1300)는 각각 서로 다른 칩(chip)으로 구성될 수 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)의 프로세서(1500)는 터치 센서 제어기(1100), 디스플레이 제어기(1200) 및 압력 센서 제어기(1300)에 대한 호스트(host) 프로세서로서 기능할 수 있다. According to an embodiment, the
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 셀폰(cell phone), PDA(Personal Data Assistant), 스마트폰(smartphone), 태블랫 PC(tablet Personal Computer), MP3 플레이어, 노트북(notebook) 등과 같은 디스플레이 화면 및/또는 터치 스크린을 포함하는 전자 장치를 포함할 수 있다. The
이와 같은 터치 입력 장치(1000)를 얇고(slim) 경량(light weight)으로 제작하기 위해, 전술한 바와 같이 별개로 구성되는 터치 센서 제어기(1100), 디스플레이 제어기(1200) 및 압력 센서 제어기(1300)가 실시예에 따라 하나 이상의 구성으로 통합될 수 있다. 이에 더하여 프로세서(1500)에 이들 각각의 제어기가 통합되는 것도 가능하다. 이와 더불어, 실시예에 따라 디스플레이 패널(200A)에 터치 센서(10) 및/또는 압력 감지부가 통합될 수 있다. The
또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 압력 감지부(400)로부터 감지된 제1 신호 및 제2 신호가 압력 센서 제어기(1300)로 입력될 수 있고, 입력된 제1 신호 및 제2 신호로부터 압력의 크기를 검출할 수 있다. 이 때, 제1 신호는 후술하게될 압력 센서의 제1 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 신호일 수 있으며, 제2 신호는 압력 센서의 제1 전기적 특성과 다른 제2 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 신호일 수 있다. 이 때, 압력 센서 제어기(1300)는 압력 감지부(400)로부터 감지된 제1 신호 및 제2 신호로부터 압력의 크기에 대응되는 정규화된(normalized) 값을 산출하고, 산출된 값을 프로세서(1500)로 출력한다.2B, the first signal and the second signal sensed by the
또한, 도 2c에 도시된 바와 같이, 압력 감지부(400)로부터 감지된 제1 신호가 제1 압력 센서 제어기(1301)로 입력되고 압력 감지부(400)로부터 감지된 제2 신호가 제2 압력 센서 제어기(1302)로 입력될 수 있고, 입력된 제1 신호 및 제2 신호로부터 압력의 크기를 검출할 수 있다. 이 때, 제1 압력 센서 제어기(1301)는 압력 감지부(400)로부터 감지된 제1 신호로부터 압력의 크기에 대응되는 정규화된(normalized) 값을 산출하고, 산출된 값을 프로세서(1500)로 출력하고, 제2 압력 센서 제어기(1302)는 압력 감지부(400)로부터 감지된 제2 신호로부터 압력의 크기에 대응되는 정규화된(normalized) 값을 산출하고, 산출된 값을 프로세서(1500)로 출력한다.2C, the first signal sensed by the
또한, 도 2d에 도시된 바와 같이, 제1 압력 감지부(401)로부터 감지된 제1 신호 및 제2 압력 감지부(402)로부터 감지된 제2 신호가 압력 센서 제어기(1300)로 입력될 수 있고, 입력된 제1 신호 및 제2 신호로부터 압력의 크기를 검출할 수 있다. 이 때, 압력 센서 제어기(1300)는 제1 압력 감지부(401)로부터 감지된 제1 신호 및 제2 압력 감지부(402)로부터 감지된 제2 신호로부터 압력의 크기에 대응되는 정규화된(normalized) 값을 산출하고, 산출된 값을 프로세서(1500)로 출력한다.2d, the first signal detected by the first
또한, 도 2e에 도시된 바와 같이, 제1 압력 감지부(401)로부터 감지된 제1 신호가 제1 압력 센서 제어기(1301)로 입력되고 제2 압력 감지부(402)로부터 감지된 제2 신호가 제2 압력 센서 제어기(1302)로 입력될 수 있고, 입력된 제1 신호 및 제2 신호로부터 압력의 크기를 검출할 수 있다. 이 때, 제1 압력 센서 제어기(1301)는 제1 압력 감지부(401)로부터 감지된 제1 신호로부터 압력의 크기에 대응되는 정규화된(normalized) 값을 산출하고, 산출된 값을 프로세서(1500)로 출력하고, 제2 압력 센서 제어기(1302)는 제2 압력 감지부(402)로부터 감지된 제2 신호로부터 압력의 크기에 대응되는 정규화된(normalized) 값을 산출하고, 산출된 값을 프로세서(1500)로 출력한다.2E, the first signal sensed by the first
실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서(10)가 디스플레이 패널(200A) 외부 또는 내부에 위치할 수 있다. 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 패널(200A)은 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode: OLED) 등에 포함된 디스플레이 패널일 수 있다. 이에 따라, 사용자는 디스플레이 패널에 표시된 화면을 시각적으로 확인하면서 터치 표면에 터치를 수행하여 입력 행위를 수행할 수 있다. The
도3a 및 도3b는 본 발명의 따른 터치 입력 장치(1000)에서 디스플레이 모듈(200)의 구성을 설명하기 위한 개념도이다. 먼저, 도3a를 참조하여, LCD 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)을 포함하는 디스플레이 모듈(200)의 구성을 설명하기로 한다.3A and 3B are conceptual diagrams for explaining the configuration of the
도3a에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(200)은 LCD 패널인 디스플레이 패널(200A), 디스플레이 패널(200A) 상부에 배치되는 제1편광층(271) 및 디스플레이 패널(200A) 하부에 배치되는 제2편광층(272)을 포함할 수 있다. 또한, LCD 패널인 디스플레이 패널(200A)은 액정 셀(liquid crystal cell)을 포함하는 액정층(250), 액정층(250)의 상부에 배치되는제1기판층(261) 및 액정층(250)의 하부에 배치되는 제2기판층(262)을 포함할 수 있다. 이때, 제1기판층(261)은 컬러필터 글라스(color filter glass)일 수 있고, 제2기판층(262)은 TFT 글라스(TFT glass)일 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1기판층(261) 및 제2기판층(262) 중 적어도 하나는 플라스틱과 같은 벤딩(bending) 가능한 물질로 형성될 수 있다. 도3a에서 제2기판층(262)은, 데이터 라인(data line), 게이트 라인(gate line), TFT, 공통 전극(Vcom: common electrode) 및 픽셀 전극(pixel electrode) 등을 포함하는 다양한 층으로 이루어질 수 있다. 이들 전기적 구성요소들은, 제어된 전기장을 생성하여 액정층(250)에 위치한 액정들을 배향시키도록 작동할 수 있다.3A, the
다음으로, 도3b를 참조하여, OLED 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)을 포함하는 디스플레이 모듈(200)의 구성을 설명하기로 한다.Next, the configuration of the
도3b에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(200)은 OLED 패널인 디스플레이 패널(200A), 디스플레이 패널(200A) 상부에 배치되는 제1편광층(282)을 포함할 수 있다. 또한, OLED 패널인 디스플레이 패널(200A)은 OLED(Organic Light-Emitting Diode)를 포함하는 유기물층(280), 유기물층(280)의 상부에 배치되는 제1기판층(281) 및 유기물층(280) 하부에 배치되는 제2기판층(283)을 포함할 수 있다. 이때, 제1기판층(281)은 인캡 글라스(Encapsulation glass)일 수 있고, 제2기판층(283)은 TFT 글라스(TFT glass)일 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1기판층(281) 및 제2기판층(283) 중 적어도 하나는 플라스틱과 같은 벤딩(bending) 가능한 물질로 형성될 수 있다. 도3d 내지 도3f에 도시된 OLED 패널의 경우, 게이트 라인, 데이터 라인, 제1전원라인(ELVDD), 제2전원라인(ELVSS) 등의 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 전극을 포함할 수 있다. OLED(Organic Light-Emitting Diode) 패널은 형광 또는 인광 유기물 박막에 전류를 흘리면 전자와 정공이 유기물층에서 결합하면서 빛이 발생하는 원리를 이용한 자체 발광형 디스플레이 패널로서, 발광층을 구성하는 유기물질이 빛의 색깔을 결정한다.As shown in FIG. 3B, the
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 방출되어 특정한 파장의 빛이 생성되는 원리를 이용하는 것이다. 이때, 발광층의 유기물에 따라 빛의 색깔이 달라진다.Specifically, OLEDs use the principle that an organic material emits light when an organic material is applied to glass or plastic and electricity is supplied. That is, when holes and electrons are injected into the anode and the cathode of the organic material, respectively, and then recombined with the light emitting layer, excitons having a high energy state are formed. When excitons fall into a state of low energy, energy is emitted, And to use the generated principle. At this time, the color of the light changes depending on the organic material of the light emitting layer.
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.In OLED, a line-driven PM-OLED (Passive-matrix Organic Light-Emitting Diode) and an AM-OLED (Active-matrix Organic Light-Emitting Diode) are used depending on the operation characteristics of the pixels constituting the pixel matrix exist. Since both of them do not require a backlight, the display module can be made very thin, the contrast ratio is constant according to the angle, and color reproducibility according to temperature is good. In addition, un-driven pixels are very economical in that they do not consume power.
동작 면에서 PM-OLED는 높은 전류로 스캐닝 시간(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 패널 구동이 유리하며, 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 또한, 박막 트랜지스터(TFT)를 내장하여 각 소자를 개별적으로 제어할 수 있기 때문에 정교한 화면을 구현하기 쉽다.In operation, the PM-OLED emits light only for a scanning time with a high current, and the AM-OLED maintains a light emission state for a frame time with a low current. Therefore, AM-OLED has better resolution than PM-OLED, it is advantageous to drive a large-area display panel and has low power consumption. In addition, since each element can be individually controlled by incorporating a thin film transistor (TFT), it is easy to realize a sophisticated screen.
또한, 유기물층(280)은 HIL(Hole Injection Layer, 정공주입층), HTL(Hole Transfer Layer, 정공수송층), EIL(Emission Material Layer, 전자주입층), ETL(Electron Transfer Layer, 전자수송층), EML(Electron Injection Layer, 발광층)을 포함할 수 있다.The
각 층에 대해 간략히 설명하면, HIL은 정공을 주입시키며, CuPc 등의 물질을 이용한다. HTL은 주입된 정공을 이동시키는 기능을 하고, 주로, 정공의 이동성(hole mobility)이 좋은 물질을 이용한다. HTL은 아릴라민(arylamine), TPD 등이 이용될 수 있다. EIL과 ETL은 전자의 주입과 수송을 위한 층이며, 주입된 전자와 정공은 EML에서 결합되어 발광한다. EML은 발광되는 색을 표현하는 소재로서, 유기물의 수명을 결정하는 호스트(host)와 색감과 효율을 결정하는 불순물(dopant)로 구성된다. 이는, OLED 패널에 포함되는 유기물층(280)의 기본적인 구성을 설명한 것일 뿐, 본 발명은 유기물층(280)의 층구조나 소재 등에 한정되지 않는다.Briefly describing each layer, the HIL injects holes, and uses a material such as CuPc. The HTL functions to transfer injected holes, and mainly uses materials having good hole mobility. HTL may be arylamine, TPD, or the like. EIL and ETL are layers for electron injection and transport, and injected electrons and holes are combined in EML to emit light. EML is a material that expresses the emitted color, and is composed of a host that determines the lifetime of the organic material, and a dopant that determines color and efficiency. This is only a description of the basic structure of the
유기물층(280)은 애노드(Anode)(미도시)와 캐소드(Cathode)(미도시) 사이에 삽입되며, TFT가 온(On) 상태가 되면, 구동 전류가 애노드에 인가되어 정공이 주입되고 캐소드에는 전자가 주입되어, 유기물층(280)으로 정공과 전자가 이동하여 빛을 발산한다.The
당해 기술분야의 당업자에게는, LCD 패널 또는 OLED 패널이 디스플레이 기능을 수행하기 위해 다른 구성을 더 포함할 수 있으며 변형이 가능함이 자명할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that an LCD panel or an OLED panel may further include other configurations for performing the display function and may be modified.
본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 모듈(200)은 디스플레이 패널(200A) 및 디스플레이 패널(200A)를 구동하기 위한 구성을 포함할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 패널(200A)이 LCD 패널인 경우, 디스플레이 모듈(200)은 제2편광층(272) 하부에 배치되는 백라이트 유닛(미도시: backlight unit)을 포함하여 구성될 수 있고, LCD패널의 작동을 위한 디스플레이 패널 제어 IC, 그래픽 제어 IC 및 기타 회로를 더 포함할 수 있다.The
본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 모듈(200)은 디스플레이 패널(200A) 및 디스플레이 패널(200A)를 구동하기 위한 구성을 포함할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 패널(200A)이 LCD 패널인 경우, 디스플레이 모듈(200)은 제2편광층(272) 하부에 배치되는 백라이트 유닛(미도시: backlight unit)을 포함하여 구성될 수 있고, LCD패널의 작동을 위한 디스플레이 패널 제어 IC, 그래픽 제어 IC 및 기타 회로를 더 포함할 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서(10)는 디스플레이 모듈(200) 외부 또는 내부에 위치할 수 있다.The
터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서(10)가 디스플레이 모듈(200)의 외부에 배치되는 경우, 디스플레이 모듈(200) 상부에는 터치 센서 패널이 배치될 수 있고, 터치 센서(10)가 터치 센서 패널에 포함될 수 있다. 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 터치 센서 패널의 표면일 수 있다.In the case where the
터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서(10)가 디스플레이 모듈(200)의 내부에 배치되는 경우, 터치 센서(10)가 디스플레이 패널(200A) 외부에 위치하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 터치 센서(10)가 제1기판층(261,281)의 상면에 형성될 수 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 디스플레이 모듈(200)의 외면으로서 도3a 및 도3b에서 상부면 또는 하부면이 될 수 있다.When the
터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서(10)가 디스플레이 모듈(200)의 내부에 배치되는 경우, 실시예에 따라 터치 센서(10) 중 적어도 일부는 디스플레이 패널(200A) 내에 위치하도록 구성되고 터치 센서(10) 중 적어도 나머지 일부는 디스플레이 패널(200A) 외부에 위치하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 터치 센서(10)를 구성하는 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 중 어느 하나의 전극은 디스플레이 패널(200A) 외부에 위치하도록 구성될 수 있으며, 나머지 전극은 디스플레이 패널(200A) 내부에 위치하도록 구성될 수도 있다. 구체적으로, 터치 센서(10)를 구성하는 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 중 어느 하나의 전극은 제1기판층(261,281) 상면에 형성될 수 있으며, 나머지 전극은 제1기판층(261,281) 하면 또는 제2기판층(262,283) 상면에 형성될 수 있다.In the case where the
터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서(10)가 디스플레이 모듈(200)의 내부에 배치되는 경우, 터치 센서(10)가 디스플레이 패널(200A) 내부에 위치하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 터치 센서(10)가 제1기판층(261,281)의 하면 또는 제2기판층(262,283)의 상면에 형성될 수 있다.When the
디스플레이 패널(200A) 내부에 터치 센서(10)가 배치되는 경우, 터치 센서 동작을 위한 전극이 추가로 배치될 수도 있으나, 디스플레이 패널(200A) 내부에 위치하는 다양한 구성 및/또는 전극이 터치 센싱을 위한 터치 센서(10)로 이용될 수도 있다. 구체적으로, 디스플레이 패널(200A)이 LCD 패널인 경우, 터치 센서(10)에 포함되는 전극 중 적어도 어느 하나는 데이터 라인(data line), 게이트 라인(gate line), TFT, 공통 전극(Vcom: common electrode) 및 픽셀 전극(pixel electrode) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 디스플레이 패널(200A)이 OLED 패널인 경우, 터치 센서(10)에 포함되는 전극 중 적어도 어느 하나는 데이터 라인(data line), 게이트 라인(gate line), 제1전원라인(ELVDD) 및 제2전원라인(ELVSS) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In the case where the
이 때, 터치 센서(10)는 도1a에서 설명된 구동전극 및 수신전극으로 동작하여 구동전극 및 수신전극 사이의 상호정전용량에 따라 터치 위치를 검출할 수 있다. 또한, 터치 센서(10)는 도1b에서 설명된 단일 전극(30)으로 동작하여 단일 전극(30) 각각의 자기정전용량에 따라 터치 위치를 검출할 수 있다. 이 때, 터치 센서(10)에 포함되는 전극이 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 전극일 경우, 제1 시간구간에 디스플레이 패널(200A)을 구동하고, 제1 시간구간과 다른 제2 시간구간에 터치 위치를 검출할 수 있다.At this time, the
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 터치 압력을 검출하기 위한 압력 감지부의 구성에 대하여 예를 들어 상세하게 살펴본다.Hereinafter, a configuration of a pressure sensing unit for sensing a touch pressure in a touch input device according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도4a은 본 발명의 실시예에 따라 터치 위치 및 터치 압력을 검출할 수 있도록 구성된 터치 입력 장치의 단면도이다.4A is a cross-sectional view of a touch input device configured to detect a touch position and a touch pressure according to an embodiment of the present invention.
디스플레이 모듈(200)을 포함하는 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 및 압력 감지부가 포함된 커버층(100)은 디스플레이 모듈(200)의 전면에 부착될 수 있다. 이에 따라 디스플레이 모듈(200)의 디스플레이 스크린을 보호하고 터치 센서의 터치 검출 민감도를 높일 수 있다.A
일반적으로, 커버층(100)의 휘어짐 없이 터치 표면을 터치하는 경우라도 터치 센서의 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이의 정전용량(14: Cm)이 변화한다. 즉, 터치 센서에 대한 터치시에 상호 정전용량(Cm: 14)이 기본 상호 정전용량에 비해 감소할 수 있다. 이는 손가락과 같은 도체인 객체가 터치 센서에 근접한 경우, 객체가 그라운드(GND) 역할을 하여 상호 정전용량(Cm: 14)의 프린징 정전용량(fringing capacitance)이 객체로 흡수되기 때문이다. 기본 상호 정전용량은 터치 센서에 대한 터치가 없는 경우에 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이의 상호 정전용량의 값이다.Generally, the electrostatic capacitance 14 (Cm) between the driving electrode TX and the receiving electrode RX of the touch sensor changes even if the touch surface is touched without warping of the
이때, 압력 감지부는 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서와 별개로 동작할 수도 있는바, 예컨대, 압력 감지부는 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서와 독립적으로 압력만을 검출하도록 구성될 수 있다. 또한, 압력 감지부는 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서와 결합하여 터치 압력을 검출하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서에 포함된 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 중 적어도 하나의 전극은 터치 압력을 검출하는데 이용될 수 있다.In this case, the pressure sensing unit may operate separately from the touch sensor for detecting the touch position. For example, the pressure sensing unit may be configured to detect only the pressure independently of the touch sensor for detecting the touch position. Further, the pressure sensing unit may be configured to detect the touch pressure by being combined with a touch sensor for detecting the touch position. For example, at least one of the driving electrode TX and the receiving electrode RX included in the touch sensor for detecting the touch position may be used to detect the touch pressure.
도4a에서 압력 감지부는 커버층(100)과 결합하여 터치 압력을 검출할 수 있는 경우를 예시한다. 도4a에서 압력 감지부에 포함되는 압력 센서의 제1 전기적 특성인 정전용량을 검출하기 위하여, 압력 감지부는 상기 커버층(100)과 디스플레이 모듈(200) 사이를 이격시키는 스페이서층(420)을 더 포함할 수 있다. 압력 감지부는 스페이서층(420)을 통해 커버층(100)과 이격된 기준 전위층을 포함할 수 있다. 이때, 디스플레이 모듈(200)은 기준 전위층으로서 기능할 수 있다.4A illustrates a case in which the pressure sensing unit can detect the touch pressure by being coupled with the
기준 전위층은 압력 감지부에 포함된 압력 센서로부터 검출되는 정전용량에 변화를 야기할 수 있도록 하는 임의의 전위를 가질 수 있다. 예컨대, 기준 전위층은 그라운드(ground) 전위를 갖는 그라운드 층일 수 있다. 기준 전위층은 디스플레이 모듈(200)의 그라운드(ground) 층일 수 있다. 이때, 기준 전위층은 커버층(100)의 2차원 평면과 평행한 평면을 가질 수 있다.The reference potential layer may have any potential that can cause a change in the capacitance detected from the pressure sensor included in the pressure sensing portion. For example, the reference potential layer may be a ground layer having a ground potential. The reference potential layer may be a ground layer of the
도4a에 도시된 바와 같이, 압력 감지부가 포함된 커버층(100)과 기준 전위층인 디스플레이 모듈(200)은 이격되어 위치한다. 이때, 커버층(100)과 디스플레이 모듈(200)의 접착 방법의 차이에 따라 커버층(100)과 디스플레이 모듈(200) 사이의 스페이서층(420)은 에어갭(air gap)으로 구현될 수 있다. 스페이서층(420)은 실시예에 따라 충격흡수물질로 이루어질 수 있다. 스페이서층(420)은 실시예에 따라 유전 물질(dielectric material)로 채워질 수 있다.As shown in FIG. 4A, the
이때, 스페이서층(420)을 유지하기 위해서 디스플레이 모듈(200) 상부의 테두리를 따라 소정 높이를 갖는 프레임(430)이 형성될 수 있다. 이 때, 프레임(430)은 접착 테이프(미도시)로 커버층(100)에 접착될 수 있다. 또한, 별도의 프레임(430)의 구성 없이, 커버층(100)과 디스플레이 모듈(200)을 고정하기 위한 양면 접착 테이프(DAT: Double Adhesive Tape) 자체가 프레임으로 이용될 수 있다. 예컨대, 커버층(100)과 디스플레이 모듈(200)은 각각의 면적이 포개어진 형태이고, 커버층(100)과 디스플레이 모듈(200) 각각의 가장자리 영역에서 양면 접착 테이프를 통해서 두 개의 층이 접착되되 나머지 영역에서 커버층(100)과 디스플레이 모듈(200)이 소정 거리(d)로 이격될 수 있다.At this time, a
압력 감지부가 포함된 커버층(100)의 터치 표면인 상부 표면을 객체로 터치 시 압력이 가해진 경우 커버층(100)이 휘어질 수 있다. 이때, 압력 감지부에 포함된 압력 센서로부터 검출되는 정전용량의 값이 변할 수 있다. 이는, 커버층(100)이 휘어져 압력 감지부와 기준 전위층 사이의 거리가 d에서 d'로 감소함으로써 압력 감지부에 포함된 압력 센서의 정전용량이 기준 전위층으로 흡수되기 때문이다.The
또한, 압력 감지부가 포함된 커버층(100)의 터치 표면인 상부 표면을 객체로 터치 시 압력이 가해진 경우 커버층(100)이 휘어질 수 있다. 이때, 압력 감지부에 포함된 압력 센서로부터 검출되는 제2 전기적 특성인 저항의 값이 변할 수 있다. 이는, 커버층(100)이 휘어짐에 따라, 커버층(100)에 포함된 압력 감지부의 압력 센서의 길이가 변함으로써 압력 센서의 저항이 변하기 때문이다.In addition, the
이상에서 살펴본 바와 같이, 디스플레이 모듈(200) 상에 터치 센서 및 압력 감지부를 포함하여 터치 입력 장치(1000)를 구성함으로써, 터치 위치 및 터치 압력을 검출할 수 있다.As described above, the touch position and the touch pressure can be detected by configuring the
하지만, 도4a에 도시된 바와 같이, 터치 센서뿐 아니라 압력 감지부까지 디스플레이 모듈(200) 상부에 배치시키는 경우, 디스플레이 모듈의 디스플레이 특성이 저하되는 문제점이 발생한다. 특히, 디스플레이 모듈(200) 상부에 에어갭(420)을 포함하는 경우에 디스플레이 모듈의 시인성 및 빛 투과율이 저하될 수 있다.However, as shown in FIG. 4A, when the touch sensor is disposed above the
본 발명의 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서가 형성된 커버층(100)과 디스플레이 패널(200A)을 포함하는 디스플레이 모듈(200) 사이가 OCA(Optically Clear Adhesive)와 같은 접착제로 라미네이션되어 있을 수 있다. 이에 따라 터치 센서의 터치 표면을 통해 확인할 수 있는 디스플레이 모듈(200)의 디스플레이 색상 선명도, 시인성 및 빛 투과성이 향상될 수 있다.The
도4b 내지 도4h는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에서 압력 센서가 형성되는 예를 예시한다.4B to 4H illustrate an example in which a pressure sensor is formed in the touch input device according to the present invention.
도4b 및 이하의 일부 도면에서 디스플레이 패널(200A)이 커버층(100)에 직접 라미네이션되어 부착된 것으로 도시되나, 이는 단지 설명의 편의를 위한 것이며 제1편광층(271,282)이 디스플레이 패널(200A) 상부에 위치한 디스플레이 모듈(200)이 커버층(100)에 라미네이션 되어 부착될 수 있으며, LCD 패널이 디스플레이 패널(200A)인 경우, 제2편광층(272) 및 백라이트 유닛이 생략되어 도시된 것이다.Although the
도4b 내지 도4h를 참조한 설명에서, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)로서 터치 센서가 형성된 커버층(100)이 도3a 및 도3b에 도시된 디스플레이 모듈(200) 상에 접착제로 라미네이션되어 부착된 것을 예시하나, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서(10)가 도3a 및 도3be에 도시된 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치되는 경우도 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 도4b 내지 도4d에서 터치 센서(10)가 형성된 커버층(100)이 디스플레이 패널(200A)을 포함하는 디스플레이 모듈(200)을 덮는 것이 도시되나, 터치 센서 (10)는 디스플레이 모듈(200) 내부에 위치하고 디스플레이 모듈(200)이 유리와 같은 커버층(100)으로 덮인 터치 입력 장치(1000)가 본 발명의 실시예로 이용될 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 셀폰(cell phone), PDA(Personal Data Assistant), 스마트폰(smartphone), 태블랫 PC(tablet Personal Computer), MP3 플레이어, 노트북(notebook) 등과 같은 터치 스크린을 포함하는 전자 장치를 포함할 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 기판(300)은, 예컨대 터치 입력 장치(1000)의 최외곽 기구인 하우징(320)과 함께 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 회로기판 및/또는 배터리가 위치할 수 있는 실장공간 (310) 등을 감싸는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 회로기판에는 메인보드(main board)로서 중앙 처리 유닛인 CPU(central processing unit) 또는 AP(application processor) 등이 실장되어 있을 수 있다. 기판(300)을 통해 디스플레이 모듈(200)과 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 회로기판 및/또는 배터리가 분리되고, 디스플레이 모듈(200)에서 발생하는 전기적 노이즈 및 회로기판에서 발생하는 노이즈가 차단될 수 있다.The
터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서(10) 또는 커버층(100)이 디스플레이 모듈(200), 기판(300), 및 실장공간(310)보다 넓게 형성될 수 있으며, 이에 따라 하우징(320)이 터치 센서(10)와 함께 디스플레이 모듈(200), 기판(300) 및 회로기판을 감싸도록, 하우징(320)이 형성될 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서(10)를 통해 터치 위치를 검출하고, 터치 위치를 검출하는데 사용되는 전극 및 디스플레이를 구동하는데 사용되는 전극과는 다른, 별도의 센서를 배치하여 압력 감지부로 사용하여 터치 압력을 검출할 수 있다. 이때, 터치 센서(10)는 디스플레이 모듈(200)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다.The
압력 검출을 위한 구성을 총괄하여 압력 감지부로 지칭한다. 예컨대, 도4b에 도시된 실시예에서 압력 감지부는 센서시트(440)를 포함할 수 있고, 도4c에 도시된 실시예에서 압력 감지부는 압력 센서(450,460)를 포함할 수 있다.The configuration for pressure detection is collectively referred to as a pressure sensing portion. For example, in the embodiment shown in FIG. 4B, the pressure sensing portion may include a
본 발명에 따른 터치 입력 장치는 도4b에 도시된 바와 같이 압력 센서(450,460)을 포함하는 센서시트(440)가 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에 배치될 수 있으며, 4c에 도시된 바와 같이 압력 센서(450,460)이 디스플레이 패널(200A) 하면에 직접 형성될 수도 있다.The touch input device according to the present invention may be arranged such that a
또한, 압력 감지부는 예컨대, 에어갭(airgap)으로 이루어진 스페이서층(420)을 포함하여 구성되며, 이에 대해서는 도4b 내지 도4h를 참조하여 상세하게 살펴본다.The pressure sensing unit includes a
실시예에 따라 스페이서층(420)은 에어갭(air gap)으로 구현될 수 있다. 스페이서층은 실시예에 따라 충격흡수물질로 이루어질 수 있다. 스페이서층(420)은 실시예에 따라 유전 물질(dielectric material)로 채워질 수 있다. 실시예에 따라 스페이서층(420)은 압력의 인가에 따라 수축하고 압력의 해제시에 원래의 형태로 복귀하는 회복력을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 실시예에 따라 스페이서층(420)은 탄성폼(elastic foam)으로 형성될 수 있다. 또한, 스페이서층이 디스플레이 모듈(200) 하부에 배치되므로, 투명한 물질이거나 불투명한 물질일 수 있다.Depending on the embodiment, the
또한, 기준 전위층은 디스플레이 모듈(200)의 하부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 기준 전위층은 디스플레이 모듈(200) 하부에 배치되는 기판(300)에 형성되거나 기판(300) 자체가 기준 전위층 역할을 할 수 있다. 또한, 기준 전위층은 기판(300) 상부에 배치되고 디스플레이 모듈(200)의 하부에 배치되며, 디스플레이 모듈(200)을 보호하는 기능을 수행하는 커버(미도시)에 형성되거나, 커버 자체가 기준 전위층 역할을 할 수 있다. 터치 입력 장치(1000)에 압력 인가시 디스플레이 패널(200A)이 휘어지고, 디스플레이 패널(200A)이 휘어짐에 따라 기준 전위층과 압력 센서(450,460)와의 거리가 변할 수 있다. 또한, 기준 전위층과 압력 센서(450,460) 사이에는 스페이서층이 배치될 수도 있다. 구체적으로, 디스플레이 모듈(200)과 기준 전위층이 배치된 기판(300) 사이 또는 디스플레이 모듈(200)과 기준 전위층이 배치된 커버 사이에 스페이서층이 배치될 수 있다.In addition, the reference potential layer may be disposed under the
또한, 기준 전위층은 디스플레이 모듈(200)의 내부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 기준 전위층은 디스플레이 패널(200A)의 제1기판층(261,281)의 상면 또는 하면, 또는 제2기판층(262,283)의 상면 또는 하면에 배치될 수 있다. 터치 입력 장치(1000)에 압력 인가시 디스플레이 패널(200A)이 휘어지고, 디스플레이 패널(200A)이 휘어짐에 따라 기준 전위층과 압력 센서(450,460)와의 거리가 변할 수 있다. 또한, 기준 전위층과 압력 센서(450,460) 사이에는 스페이서층이 배치될 수도 있다. 도 3a 및 도3b에 도시된 터치 입력 장치(1000)의 경우, 스페이서층이 디스플레이 패널(200A)의 상부 또는 내부에 배치될 수도 있다.In addition, the reference potential layer may be disposed inside the
마찬가지로, 실시예에 따라 스페이서층은 에어갭(air gap)으로 구현될 수 있다. 스페이서층은 실시예에 따라 충격흡수물질로 이루어질 수 있다. 스페이서층은 실시예에 따라 유전 물질(dielectric material)로 채워질 수 있다. 실시예에 따라 스페이서층은 압력의 인가에 따라 수축하고 압력의 해제시에 원래의 형태로 복귀하는 회복력을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 실시예에 따라 스페이서층은 탄성폼(elastic foam)으로 형성될 수 있다. 또한, 스페이서층이 디스플레이 패널(200A) 상부 또는 내부에 배치되므로, 투명한 물질일 수 있다.Likewise, according to embodiments, the spacer layer may be implemented with an air gap. The spacer layer may be made of a shock-absorbing material according to an embodiment. The spacer layer may be filled with a dielectric material according to an embodiment. Depending on the embodiment, the spacer layer may be formed of a material having a resilience that contracts upon application of pressure and returns to its original shape upon release of pressure. According to an embodiment, the spacer layer may be formed of an elastic foam. Further, since the spacer layer is disposed on or inside the
실시예에 따라, 스페이서층이 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치되는 경우, 스페이서층은 디스플레이 패널(200A) 및/또는 백라이트 유닛의 제조시에 포함되는 에어갭(air gap)일 수 있다. 디스플레이 패널(200A) 및/또는 백라이트 유닛이 하나의 에어갭을 포함하는 경우 해당 하나의 에어갭이 스페이서층의 기능을 수행할 수 있으며, 복수 개의 에어갭을 포함하는 경우 해당 복수개의 에어갭이 통합적으로 스페이서층의 기능을 수행할 수 있다. According to the embodiment, when the spacer layer is disposed inside the
도4d는 본 발명의 도4b에 도시된 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 사시도이다. 도4d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1예에서 센서시트(440)는 터치 입력 장치(1000)에서 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)은 센서시트(440)를 배치하기 위해서 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에 배치되는 스페이서층을 포함할 수 있다.4D is a perspective view of the
이하에서, 터치 센서(10)에 포함된 전극과 구분이 명확하도록, 압력을 검출하기 위한 센서(450 및 460)를 압력 센서(450,460)으로 지칭한다. 이때, 압력 센서(450,460)은 디스플레이 패널(200A)의 전면이 아닌 후면에 배치되므로 투명 물질뿐 아니라 불투명 물질로 구성되는 것도 가능하다. 디스플레이 패널(200A)이 LCD 패널인 경우, 백라이트 유닛으로부터 빛이 투과되어야 하므로, 압력 센서(450,460)은 ITO와 같은 투명한 물질로 구성될 수 있다.Hereinafter, the
이때, 압력 센서(450,460)이 배치되는 스페이서층(420)을 유지하기 위해서 기판(300) 상부의 테두리를 따라 소정 높이를 갖는 프레임(330)이 형성될 수 있다. 이 때, 프레임(330)은 접착 테이프(미도시)로 커버층(100)에 접착될 수 있다. 도4d에서 프레임(330)은 기판(300)의 모든 테두리(예컨대, 4각형의 4면)에 형성된 것이 도시되나, 프레임(330)은 기판(300)의 테두리 중 적어도 일부(예컨대, 4각형의 3면)에만 형성될 수도 있다. 실시예에 따라, 프레임(330)은 기판(300)의 상부면에 기판(300)과 일체형으로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 프레임(330)은 탄성이 없는 물질로 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 커버층(100)을 통하여 디스플레이 패널(200A)에 압력이 인가되는 경우 커버층(100)과 함께 디스플레이 패널(200A)이 휘어질 수 있으므로 프레임(330)이 압력에 따라 형체의 변형이 없더라도 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다.At this time, a
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서의 제1 전기적 특성인 정전용량을 검출하는 방법에 대하여 설명한다. 이 경우, 압력 센서는 전극일 수 있다.Hereinafter, a method of detecting the electrostatic capacitance, which is the first electrical characteristic of the pressure sensor according to the embodiment of the present invention, will be described. In this case, the pressure sensor may be an electrode.
도4e는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서를 포함하는 터치 입력 장치의 단면도이다. 도4e에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서(450,460)이 스페이서층(420) 내로서 디스플레이 패널(200A)하부면 상에 배치될 수 있다.4E is a cross-sectional view of a touch input device including a pressure sensor according to an embodiment of the present invention. 4E, the
압력 검출을 위한 압력 센서는 제1센서(450)과 제2센서(460)을 포함할 수 있다. 이때, 제1센서(450)과 제2센서(460) 중 어느 하나는 구동센서일 수 있고 나머지 하나는 수신센서일 수 있다. 구동센서에 구동신호를 인가하고 수신센서를 통해 압력이 인가됨에 따라 변하는 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 감지신호를 획득할 수 있다. 예를 들면, 전압이 인가되면, 제1센서(450)과 제2센서(460) 사이에 상호 정전용량이 생성될 수 있다.The pressure sensor for pressure detection may include a
도4f는 도4e에 도시된 터치 입력 장치(1000)에 압력이 인가된 경우의 단면도이다. 기판(300)의 상부면은 노이즈 차폐를 위해 그라운드(ground) 전위를 가질 수 있다. 객체(500)를 통해 커버층(100)의 표면에 압력을 인가하는 경우 커버층(100) 및 디스플레이 패널(200A)은 휘어지거나 눌릴 수 있다. 이에 따라 그라운드 전위면과 압력 센서(450,460) 사이의 거리(d)가 d'로 감소할 수 있다. 이러한 경우, 상기 거리(d)의 감소에 따라 기판(300)의 상부면으로 프린징 정전용량이 흡수되므로 제1센서(450)과 제2센서(460) 사이의 상호 정전용량은 감소할 수 있다. 따라서, 수신센서를 통해 획득되는 감지신호에서 상호 정전용량의 감소량을 획득하여 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다.4F is a cross-sectional view of the
도4f에서는 기판(300)의 상부면이 그라운드 전위, 즉 기준 전위층인 경우에 대하여 설명하였지만, 기준 전위층이 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치될 수 있다. 이 때, 객체(500)를 통해 커버층(100)의 표면에 압력을 인가하는 경우 커버층(100) 및 디스플레이 패널(200A)은 휘어지거나 눌릴 수 있다. 이에 따라 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치된 기준 전위층과 압력 센서(450,460) 사이의 거리가 변하고, 이에 따라 수신센서를 통해 획득되는 감지신호에서 정전용량 변화량을 획득하여 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다.In FIG. 4F, the upper surface of the
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서, 디스플레이 패널(200A)은 압력을 인가하는 터치에 따라 휘어지거나 눌릴 수 있다. 실시예에 따라 디스플레이 패널(200A)이 휘어지거나 눌릴 때 가장 큰 변형을 나타내는 위치는 상기 터치 위치와 일치하지 않을 수 있으나, 디스플레이 패널(200A)은 적어도 상기 터치 위치에서 휘어짐을 나타낼 수 있다. 예컨대, 터치 위치가 디스플레이 패널(200A)의 테두리 및 가장자리 등에 근접하는 경우 디스플레이 패널(200A)이 휘어지거나 눌리는 정도가 가장 큰 위치는 터치 위치와 다를 수 있으나, 디스플레이 패널(200A)은 적어도 상기 터치 위치에서 휘어짐 또는 눌림을 나타낼 수 있다.In the
제1센서(450)과 제2센서(460)은 동일한 층에 형성된 형태에 있어서, 도4e 및 도4f에 도시된 제1센서(450)과 제2센서(460) 각각은 도9a에 도시된 바와 같이 마름모꼴 형태의 복수의 센서로 구성될 수 있다. 여기서 복수의 제1센서(450)은 제1축 방향으로 서로 이어진 형태이고, 복수의 제2센서(460)은 제1축 방향과 직교하는 제2축 방향으로 서로 이어진 형태이며, 제1센서(450) 및 제2센서(460) 중 적어도 하나는 각각의 복수의 마름모꼴 형태의 센서가 브릿지를 통해 연결되어 제1센서(450)과 제2센서(460)이 서로 절연된 형태일 수 있다. 또한, 이 때, 도6에 도시된 제1센서(450)과 제2센서(460)은 도9b에 도시된 형태의 센서로 구성될 수 있다.In a form in which the
이상에서 터치 압력은 제1센서(450)과 제2센서(460) 사이의 상호 정전용량의 변화로부터 검출되는 것이 예시된다. 하지만, 압력 감지부는 제1센서(450)과 제2센서(460) 중 어느 하나의 압력 센서만을 포함하도록 구성될 수 있으며, 이러한 경우 하나의 압력 센서와 그라운드층(기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치되는 기준 전위층) 사이의 정전용량, 즉 자기 정전용량의 변화를 검출함으로써 터치 압력의 크기를 검출할 수도 있다. 이때, 구동신호는 상기 하나의 압력 센서에 인가되고, 압력 센서와 그라운드층 사이의 자기 정전용량 변화가 상기 압력 센서로부터 감지될 수 있다.It is exemplified that the touch pressure is detected from the mutual capacitance change between the
예컨대, 도4e에서 압력 센서는 제1센서(450)만을 포함하여 구성될 수 있으며, 이때 기판(300)과 제1센서(450) 사이의 거리 변화에 따라 야기되는 제1센서(450)과 기판(300) 사이의 정전용량 변화로부터 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다. 터치 압력이 커짐에 따라 거리(d)가 감소하므로 기판(300)과 제1센서(450) 사이의 정전용량은 터치 압력이 증가할수록 커질 수 있다. 이때, 압력 센서는, 상호 정전용량 변화량 검출 정밀도를 높이기 위해 필요한, 빗살 형태 또는 삼지창 형상을 가질 필요는 없으며, 하나의 판(예컨대, 사각판) 형상을 가질 수도 있으며, 도9d에 도시된 바와 같이 복수의 제1센서(450)이 일정한 간격을 두고 격자 모양으로 배치될 수 있다.4E, the pressure sensor may be configured to include only the
도4e 및 도4f에서는 압력 센서(450, 460)가 디스플레이 패널(200A)의 하면에 배치되는 것에 대하여 설명하였지만, 이에 한정하지 않으며, 압력 센서(450, 460)가 기판(300)의 상면에 배치되고, 기준전위층이 디스플레이 모듈(200) 상에 또는 내부에 배치되는 것도 가능하다.4E and 4F, the
도4g는 압력 센서(450,460)이 스페이서층(420) 내로서 기판(300)의 상부면 및 디스플레이 모듈(200)의 하부면 상에 형성된 경우를 예시한다. 이 때, 도4b에 도시된 바와 같이 압력 감지부가 센서시트로 구성되는 경우, 센서시트는 제1센서(450)을 포함하는 제1센서시트(440-1)와 제2센서(460)을 포함하는 제2센서시트(440-2)로 구성될 수 있다. 이때, 제1센서(450)과 제2센서(460) 중 어느 하나는 기판(300) 상에 형성되고 나머지 하나는 디스플레이 모듈(200)의 하부면 상에 형성될 수 있다. 도4h에서는 제1센서(450)이 기판(300) 상에 형성되고 제2센서(460)이 디스플레이 모듈(200)의 하부면상에 형성된 것을 예시한다.4G illustrates a case where the
도4h는 압력 센서(450,460)이 스페이서층(420) 내로서 기판(300)의 상부면 및 디스플레이 패널(200A)의 하부면 상에 형성된 경우를 예시한다. 이 때, 제1센서(450)은 디스플레이 패널(200A)의 하부면 상에 형성되고, 제2센서(460)은, 제2센서(460)이 제1절연층(470) 상에 형성되고 제2절연층(471)이 제2센서(460) 상에 형성되는, 센서시트의 형태로 기판(300)의 상부면에 배치될 수 있다.4H illustrates a case in which the
객체(500)를 통해 커버층(100)의 표면에 압력을 인가하는 경우 커버층(100) 및 디스플레이 패널(200A)은 휘어지거나 눌릴 수 있다. 이에 따라 제1센서(450)과 제2센서(460) 사이의 거리(d)가 감소할 수 있다. 이러한 경우, 상기 거리(d)의 감소에 따라 제1센서(450)과 제2센서(460) 사이의 상호 정전용량은 증가할 수 있다. 따라서, 수신센서를 통해 획득되는 감지신호에서 상호 정전용량의 증가량을 획득하여 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다. 이때, 도4h에서 제1센서(450)과 제2센서(460)은 서로 다른 층에 형성되므로, 제1센서(450) 및 제2센서(460)은 빗살형상 또는 삼지창 형상을 가질 필요는 없으며 제1센서(450) 및 제2센서(460) 중 어느 하나는 하나의 판(예컨대, 사각판) 형상을 가질 수도 있으며, 다른 하나는 도9d에 도시된 바와 같이 복수의 센서가 일정한 간격을 두고 격자 모양으로 배치될 수 있다.When the pressure is applied to the surface of the
상기에서는 도4c에 도시된 바와 같이 압력 센서(450,460)이 디스플레이 패널(200A)의 하면에 직접 형성되는 실시예를 기준으로 설명하였으나 도4b에 도시된 바와 같이 압력 센서(450,460)이 포함된 센서시트(440)이 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에 배치되는 실시예에도 모두 적용 가능하다.4C, the
이 경우, 기판(300)의 상부면 또한 노이즈 차폐를 위해 그라운드 전위를 가질 수 있다. 도5는 본 발명의 실시예에 따른 센서시트의 단면을 예시한다. 도5의 (a)를 참조하여 설명하면, 압력 센서(450,460)을 포함하는 센서시트(440)가 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 상에 부착된 경우의 단면을 예시한다. 이때, 센서시트(440)에서 압력 센서(450,460)은 제1절연층(470)과 제2절연층(471) 사이에 위치하므로, 압력 센서(450,460)이 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)과 단락되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 터치 입력 장치(1000)의 종류 및/또는 구현 방식에 따라, 압력 센서(450,460)이 부착되는 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)이 그라운드 전위를 나타내지 않거나 약한 그라운드 전위를 나타낼 수 있다. 이러한 경우, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)과 절연층(470) 사이에 그라운드 전극(ground electrode: 미도시)을 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 그라운드 전극과 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 사이에는 또 다른 절연층(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 이때, 그라운드 전극(미도시)은 압력 센서인 제1센서(450)과 제2센서(460) 사이에 생성되는 정전용량의 크기가 너무 커지는 것을 방지할 수 있다.In this case, the top surface of the
제1센서(450)과 제2센서(460)은 실시예에 따라 서로 다른 층에 구현되어 센서층을 구성하여도 무방하다. 도5의 (b)는 제1센서(450)과 제2센서(460)이 서로 다른 층에 구현된 경우의 단면을 예시한다. 도5의 (b)에 예시된 바와 같이, 제1센서(450)은 제1절연층(470) 상에 형성되고 제2센서(460)은 제1센서(450) 상에 위치하는 제2절연층(471) 상에 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 제2센서(460)은 제3절연층(472)으로 덮일 수 있다. 즉, 센서시트(440)는 제1절연층(470) 내지 제3절연층(472), 제1센서(450) 및 제2센서(460)을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 제1센서(450)과 제2센서(460)은 서로 다른 층에 위치하므로 서로 오버랩(overlap)되도록 구현될 수 있다. 예컨대, 제1센서(450)과 제2센서(460)은 도9c에 도시된 바와 같이, MXN의 구조로 배열된 구동전극(TX)과 수신전극(RX)의 패턴과 유사하게 형성될 수 있다. 이때, M 및 N은 1 이상의 자연수 일 수 있다. 또는, 도9a에 도시된 바와 같이 마름모꼴 형태의 제1센서(450)과 제2센서(460)이 각각 다른 층에 위치할 수도 있다.The
도5의 (c)는 센서시트(440)가 제1센서(450)만을 포함하여 구현된 경우의 단면을 예시한다. 도5의 (c)에 예시된 바와 같이, 제1센서(450)을 포함하는 센서시트(440)는 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 상에 배치될 수 있다.5C illustrates a cross-sectional view of the
도5의 (d)는 제1센서(450)을 포함하는 제1센서시트(440-1)가 기판(300) 상에 부착되고 제2센서(460)을 포함하는 제2센서시트(440-2)가 디스플레이 모듈(200)에 부착된 경우의 단면을 예시한다. 도5의 (d)에 예시된 바와 같이, 제1센서(450)을 포함하는 제1센서시트(440-1)은 기판(300) 상에 배치될 수 있다. 또한, 제2센서(460)을 포함하는 제2센서시트(440-2)는 디스플레이 모듈(200)의 하부면 상에 배치될 수 있다.5D illustrates a first sensor sheet 440-1 including a
도5의 (a)와 관련하여 설명된 바와 마찬가지로, 압력 센서(450,460)이 부착되는 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)이 그라운드 전위를 나타내지 않거나 약한 그라운드 전위를 나타내는 경우, 도5의 (a) 내지 (d)에서 센서시트(440)는 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)과 제1절연층(470, 470-1, 470-2) 사이에 그라운드 전극(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이때, 센서시트(440)는 그라운드 전극(미도시)과 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 사이에 추가의 절연층(미도시)을 더 포함할 수 있다.5 (a), when the
본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 압력 센서(450,460)은 디스플레이 패널(200A)에 직접 형성될 수 있다. 도6a 내지 도6c는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 다양한 디스플레이 패널에 직접 형성된 압력 센서의 실시예를 나타내는 단면도이다.In the
먼저, 도6a는 LCD 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)에 형성된 압력 센서(450,460)을 도시한다. 구체적으로, 도6a에 도시된 바와 같이, 압력 센서(450,460)이 제2기판층(262) 하면에 형성될 수 있다. 이 때, 압력 센서(450,460)이 제2편광층(272) 하면에 형성될 수도 있다. 터치 입력 장치(1000)에 압력이 인가되면, 상호 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력을 검출하는 경우에는, 구동센서(450)에 구동신호가 인가되고, 압력 센서(450,460)과 이격된 기준 전위층과 압력 센서(450,460)과의 거리 변화에 따라 변화하는 정전용량에 대한 정보를 포함하는 전기적 신호를 수신센서(460)으로부터 수신한다. 자기 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력을 검출하는 경우에는, 압력 센서(450,460)에 구동신호가 인가되고, 압력 센서(450,460)과 이격된 기준 전위층과 압력 센서(450,460)과의 거리 변화에 따라 변화하는 정전용량에 대한 정보를 포함하는 전기적 신호를 압력 센서(450,460)으로부터 수신한다. 여기서 기준전위층은 기판(300)이거나 디스플레이 패널(200A)과 기판(300) 사이에 배치되며, 디스플레이 패널(200A)을 보호하는 기능을 수행하는 커버일 수 있다.6A shows
다음으로, 도6b는 OLED 패널(특히, AM-OLED 패널)을 이용하는 디스플레이 패널(200A)의 하부면에 형성된 압력 센서(450,460)을 도시한다. 구체적으로, 압력 센서(450,460)이 제2기판층(283) 하면에 형성될 수 있다. 이때, 압력을 검출하는 방법은 도6a에서 설명한 방법과 동일하다.Next, FIG. 6B shows
OLED 패널의 경우, 유기물층(280)에서 빛이 발광하므로, 유기물층(280) 하부에 배치된 제2기판층(283)의 하면에 형성되는 압력 센서(450,460)은 불투명한 물질로 구성될 수 있다. 하지만 이 경우, 디스플레이 패널(200A) 하면에 형성된 압력 센서(450,460)의 패턴이 사용자에게 보일 수 있기 때문에, 압력 센서(450,460)을 제2기판층(283) 하면에 직접 형성시키기 위하여, 제2기판층(283) 하면에 블랙 잉크와 같은 차광층을 도포한 후, 차광층 상에 압력 센서(450,460)을 형성시킬 수 있다.In the case of the OLED panel, since the light is emitted from the
또한, 도6b에서는 제2기판층(283)의 하면에 압력 센서(450,460)이 형성되는 것으로 도시되었지만, 제2기판층(283)의 하부에 제3기판층(미도시)가 배치되고, 제3기판층의 하면에 압력 센서(450,460)이 형성될 수 있다. 특히 디스플레이 패널(200A)이 플렉서블 OLED 패널일 경우, 제1기판층(281), 유기물층(280) 및 제2기판층(283)으로 구성된 디스플레이 패널(200A)이 매우 얇고 잘 휘어지기 때문에, 제2기판층(283)의 하부에 상대적으로 잘 휘어지지 않는 제3기판층을 배치할 수 있다.6B,
다음으로, 도6c는 OLED 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A) 내에 형성된 압력 센서(450,460)을 도시한다. 구체적으로, 압력 센서(450,460)이 제2기판층(283) 상면에 형성될 수 있다. 이때, 압력을 검출하는 방법은 도6a에서 설명한 방법과 동일하다.Next, Fig. 6C shows the
또한, 도6c에서는 OLED 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)에 대하여 예를 들어 설명하였지만, LCD 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)의 제2기판층(272) 상면에 압력 센서(450,460)이 형성되는 것도 가능하다.6C, the
또한, 도6a 내지 도6c에서는 압력 센서(450,460)이 제2기판층(272,283)의 상면 또는 하면에 형성되는 것에 대하여 설명하였지만, 압력 센서(450,460)이 제1기판층(261,281)의 상면 또는 하면에 형성되는 것도 가능하다.6A to 6C, the
또한, 도6a 내지 도6c에서는 압력 센서(450,460)이 포함된 압력 감지부가 디스플레이 패널(200A)에 직접 형성되는 것에 대하여 설명하였지만, 압력 감지부가 기판(300)에 직접 형성되고, 전위층이 디스플레이 패널(200A)이거나 디스플레이 패널(200A)과 기판(300) 사이에 배치되며, 디스플레이 패널(200A)을 보호하는 기능을 수행하는 커버일 수 있다.6A to 6C, the pressure sensing unit including the
또한, 도6a 내지 도6c에서는 기준전위층이 압력 감지부의 하부에 배치되는 것에 대하여 설명하였지만, 기준전위층이 디스플레이 패널(200A)의 내부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 기준전위층이 디스플레이 패널(200A)의 제1기판층(261,281)의 상면 또는 하면, 또는 제2기판층(262,283)의 상면 또는 하면에 배치될 수 있다.6A to 6C, the reference potential layer is disposed below the pressure sensing portion. However, the reference potential layer may be disposed inside the
또한, 도 5에 도시된 전극시트(440)에서 제1절연층(470)이 없는 형태, 즉, 제2절연층(471)의 일면에 압력 센서(450,460)이 형성된 형태의 전극시트(440)를 절연층이 배치되지 않은 면, 즉, 제2절연층(471)과 반대되는 면을 디스플레이 패널(200A)에 부착함으로써, 압력 센서(450,460)를 디스플레이 패널(200A)에 직접 형성하는 것도 가능하다. 구체적으로, ITO로 구성된 전극이 형성된 필름을 디스플레이 패널(200A)에 부착함으로써, 압력 센서(450,60)를 디스플레이 패널(200A)에 직접 형성할 수 있다.The
본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 정전용량 변화량을 감지하기 위한 압력 센서(450,460)은 도4h에 설명한 바와 같이, 디스플레이 패널(200A)에 직접 형성되는 제1센서(450) 및 센서시트의 형태로 구성된 제2센서(460)으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 제1센서(450)은 도6a 내지 도6c에 설명한 바와 같이 디스플레이 패널(200A)에 직접 형성되고, 제2센서(460)은 도4h에서 설명한 바와 같이 센서시트의 형태로 구성되어 터치 입력 장치(1000)에 부착될 수 있다.4H, the
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서의 제2 전기적 특성인 저항을 검출하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of detecting a resistance, which is a second electrical characteristic of the pressure sensor according to the embodiment of the present invention, will be described.
도4e에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서(450,460)가 디스플레이 패널(200A) 하부면 상에 배치될 수 있다.As shown in FIG. 4E, the
도4f에 도시된 바와 같이, 객체(500)를 통해 커버층(100)의 표면에 압력을 인가하는 경우 커버층(100) 및 디스플레이 패널(200A)은 휘어지거나 눌릴 수 있다. 디스플레이 패널(200A)이 휘어짐에 따라, 디스플레이 패널(200A) 상에 배치된 압력 센서(450,460)가 변형되고, 그에 따라 압력 센서(450,460)의 저항값이 변할 수 있다. 이러한 저항값의 변화로부터 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다.4F, when the pressure is applied to the surface of the
도7a, 도7d 내지 도7f는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에 인가되는 압력을 감지할 수 있는 예시적인 압력 센서의 평면도이다. 이 경우, 압력 센서는 스트레인 게이지(strain gauge)일 수 있다. 스트레인 게이지는 스트레인 양에 비례하여 전기 저항이 달라지는 장치로, 일반적으로 금속 결합된 스트레인 게이지가 사용될 수 있다.7A to 7F are plan views of an exemplary pressure sensor capable of sensing a pressure applied to the touch input device according to the present invention. In this case, the pressure sensor may be a strain gauge. A strain gauge is a device whose electrical resistance varies in proportion to the amount of strain, and generally a metal-bonded strain gauge can be used.
스트레인 게이지에 사용될 수 있는 재료로는, 투명 물질로, 전도성 고분자(PEDOT: polyethyleneioxythiophene), ITO(indium tin oxide), ATO(Antimony tin oxide), 탄소나노튜브(CNT: carbon nanotubes), 그래핀(graphene), 산화갈륨아연(gallium zinc oxide), 인듐갈륨아연산화물(IGZO: indium gallium zinc oxide), 산화주석(SnO2), 산화인듐(In2O3), 산화아연(ZnO), 산화갈륨(Ga2O3), and 산화카드뮴(CdO), 기타 도핑된 금속 산화물, 압전 저항 소자(piezoresistive element), 압전 저항 반도체 물질(piezoresistive semiconductor materials), 압전 저항 금속 물질(piezoresistive metal material), 은 나노 와이어(silver nanowire), 백금 나노 와이어(platinum nanowire), 니켈 나노 와이어(nickel nanowire), 기타 금속 나노 와이어(metallic nanowires) 등이 사용될 수 있다. 불투명 물질로는, 은잉크(silver ink), 구리(copper), 은나노(nano silver), 탄소 나노튜브(CNT: carbon nanotube), 콘스탄탄 합금(Constantan alloy), 카르마 합금(Karma alloys), 도핑된 다결정질 실리콘(polycrystalline silicon), 도핑된 비결정질 실리콘(amorphous silicon), 도핑된 단결정 실리콘(single crystal silicon), 도핑된 기타 반도체 물질(semiconductor material) 등이 사용될 수 있다.Materials that can be used for the strain gage include transparent conductive materials such as conductive polymers (PEDOT), indium tin oxide (ITO), antimony tin oxide (ATO), carbon nanotubes (CNT), graphene ), Gallium zinc oxide, indium gallium zinc oxide (IGZO), tin oxide (SnO 2 ), indium oxide (In 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO) 2 O 3 ), and cadmium oxide (CdO), other doped metal oxides, piezoresistive elements, piezoresistive semiconductor materials, piezoresistive metal materials, silver nanowires, platinum nanowires, nickel nanowires, and other metallic nanowires may be used. Examples of opaque materials include silver ink, copper, nano silver, carbon nanotube (CNT), Constantan alloy, Karma alloys, doped Polycrystalline silicon, doped amorphous silicon, doped single crystal silicon, doped other semiconductor material, and the like can be used.
도7a에 도시된 바와 같이, 금속 압력 센서는 격자형 방식으로 정렬된 금속 호일로 구성될 수 있다. 격자형 방식은 평행 방향으로 변형되기 쉬운 금속 와이어 또는 호일의 변형량을 극대화시킬 수 있다. 이 때, 도7a에 도시된 압력 센서(450)의 수직방향 격자 단면은 전단 변형률(shear strain)과 포아송 변형률(Poisson Strain)의 효과를 감소시키기 위해 최소화될 수 있다.As shown in FIG. 7A, the metal pressure sensor may be composed of a metal foil arranged in a lattice-like manner. The lattice type method can maximize the deformation amount of the metal wire or foil which is likely to be deformed in the parallel direction. At this time, the vertical lattice cross-section of the
도7a의 예에서, 압력 센서(450)는 휴지(at rest) 상태에 있는 동안, 즉, 스트레인되지 않거나 다르게 변형되지 않은 동안 접촉하지는 않지만 서로 가까이 배치된 트레이스(traces)(451)을 포함할 수 있다. 압력 센서는 스트레인 또는 힘의 부재시 1.8KΩ ±0.1%와 같은 공칭 저항(nominal resistance)을 가질 수 있다. 압력 센서의 기본 파라미터로 변형률에 대한 민감도가 게이지 계수(GF)로 표현될 수 있다. 이 때, 게이지 계수는 길이의 변화(변형률)에 대한 전기 저항 변화의 비율로 정의될 수 있고, 다음과 같이 스트레인ε의 함수로서 표현할 수 있다.In the example of FIG. 7A, the
여기서 △R은 압력 센서 저항의 변화량이고, R은 비변형(undeformed) 압력 센서의 저항이고, GF는 게이지 계수이다.Where R is the variation of the pressure sensor resistance, R is the resistance of the undeformed pressure sensor, and GF is the gauge coefficient.
이 때, 저항의 작은 변화를 측정하기 위해, 압력 센서는 대부분의 경우 전압 구동 소스가 있는 브리지 설정에서 사용된다. 도7b 및 도7c는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에 적용될 수 있는 예시적인 압력 센서를 도시한다. 도7b의 예에 도시된 바와 같이, 압력 센서는 네 개의 다른 저항(R1, R2, R3, R4로 도시됨)을 갖는 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge)(3000)에 포함되어, 가해진 압력을 나타내는 (다른 저항기들에 대한) 게이지의 저항 변화를 감지할 수 있다. 브리지(3000)는 압력 센서 인터페이스(미도시)에 결합되어, 터치 제어기(미도시)로부터 구동 신호(전압 VEX)를 수신하여 압력 센서를 구동하고, 처리를 위해 가해진 압력을 나타내는 감지 신호(전압 VO)를 터치 제어기로 송신할 수 있다. 이 때, 브리지(3000)의 출력 전압(VO)은 다음과 같이 표현할 수 있다.At this time, in order to measure a small change in resistance, the pressure sensor is used in a bridge configuration with a voltage driven source in most cases. 7B and 7C illustrate an exemplary pressure sensor that can be applied to a touch input device according to the present invention. As shown in the example of Fig. 7b, the pressure sensor is included in a
상기 등식에서 R1/R2 = R4/R3인 경우, 출력 전압(VO)은 0이 된다. 이 조건하에서 브리지(3000)는 균형을 이룬 상태이다. 이 때, 브리지(3000)에 포함된 저항 중 어느 하나의 저항값이 변경되면 0이 아닌 출력 전압(VO)이 출력된다.When R1 / R2 = R4 / R3 in the above equation, the output voltage (V O ) becomes zero. Under this condition, the
이 때, 도7c에 도시된 바와 같이, 압력 센서(450)가 RG이고, RG가 변화하는 경우, 압력 센서(450) 저항의 변화는 브리지에 불균형을 가져오며 0이 아닌 출력 전압(VO)을 생성한다. 압력 센서(450)의 공칭 저항이 RG일 때, 변형으로 유도된 저항의 변화 △R은 상기 게이지 계수 등식을 통해 ΔR = RG×GF×ε로 표현할 수 있다. 이 때, R1 = R2이고 R3 = RG라고 가정할 때 상기 브리지 등식을 VO/VEX 의 스트레인ε에 대한 함수로 다시 쓰면, 다음과 같다. 7C, when the
비록 도7c의 브리지가 단지 하나의 압력 센서(450)만 포함하지만, 도7b의 브리지에 포함된 R1, R2, R3, R4로 도시된 위치에 네 개의 압력 센서까지 사용될 수 있고, 이 경우 게이지들의 저항 변화는 가해진 압력을 감지하는데 사용될 수 있음이 이해될 것이다.Although the bridge of Fig. 7c includes only one
도5c 및 도5d에 도시된 바와 같이, 압력 센서(450)가 형성된 디스플레이 패널(200A)에 압력이 가해지면, 디스플레이 패널(200A)은 휘어지고, 디스플레이 패널(200A)이 휘어짐에 따라 트레이스(451)가 늘어나고, 트레이스(451)가 더 길고 더 좁아지게 되어 압력 센서(450)의 저항이 증가하게 된다. 가해지는 압력이 증가함에 따라, 압력 센서(450)의 저항은 그에 대응하여 증가할 수 있다. 따라서, 압력 센서 제어기(1300)가 압력 센서(450)의 저항값의 상승을 검출하면, 그 상승은 디스플레이 패널(200A)에 가해진 압력으로 해석될 수 있다.5C and 5D, when pressure is applied to the
또 다른 실시예에서, 브리지(3000)는 압력 센서 제어기(1300)와 통합될 수 있고, 이 경우 저항(R1, R2, R3) 중 적어도 하나 이상은 압력 센서 제어기(1300) 내의 저항으로 대체될 수 있다. 예를 들어, 저항(R2, R3)은 압력 센서 제어기(1300) 내의 저항들로 대체되고, 압력 센서(450) 및 저항(R1)으로 브리지(3000)를 형성할 수 있다. 이로써 브리지(3000)가 차지하는 공간이 줄어들 수 있다.In yet another embodiment, the
도7a에 도시된 압력 센서(450)는 트레이스(451)이 수평방향으로 정렬되어 있으므로, 수평방향의 변형에 대하여 트레이스(451)의 길이 변화가 크므로 수평방향의 변형에 대한 감도는 높으나, 수직방향의 변형에 대하여는 트레이스(451)의 길이 변화가 상대적으로 작으므로, 수직방향의 변형에 대한 감도는 낮다. 도7d에 도시된 바와 같이, 압력 센서(450)가 복수의 세부 영역을 포함하고, 각각의 세부영역에 포함된 트레이스(451)의 정렬 방향을 다르게 구성할 수 있다. 이렇게 정렬 방향이 다른 트레이스(451)들을 포함하는 압력 센서(450)를 구성함으로써, 변형 방향에 대한 압력 센서(450)의 감도 차이를 줄일 수 있다.7A, since the
본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)는 디스플레이 패널(200A) 하부에 도7a 및 도7d에 도시된 바와 같이 하나의 압력 센서(450)를 형성하여 단일 채널로 구성된 압력 센서를 구비할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)는 디스플레이 패널(200A) 하부에 도7e에 도시된 바와 같이 복수의 압력 센서(450)를 형성하여 복수 채널로 구성된 압력 센서를 구비할 수도 있다. 이러한 복수 채널로 구성된 압력 센서를 이용하여 복수의 터치에 대한 복수의 압력 각각의 크기를 동시에 센싱할 수도 있다.The
온도 증가는 가해진 압력이 없어도 디스플레이 패널(200A)을 팽창시키고, 그 결과 디스플레이 패널(200A)에 형성된 압력 센서(450)가 늘어날 수 있기 때문에, 온도 변화는 압력 센서(450)에 악영향을 미칠 수 있다. 그 결과, 압력 센서(450)의 저항이 증가하고 압력 센서(450)에 가해진 압력으로 잘못 해석될 수 있다.The temperature increase may adversely affect the
온도 변화를 보상하기 위해, 도7c에 도시된 브리지(3000)의 저항(R1, R2, R3) 중 적어도 하나 이상이 서미스터(thermistor)로 대체될 수 있다. 서미스터의 온도에 의한 저항 변화는 압력 센서(450)가 형성된 디스플레이 패널(200A)의 열 팽창으로 인한 압력 센서(450)의 온도에 의한 저항 변화에 대응할 수 있고, 그럼으로써 온도에 의한 출력 전압(VO)의 변화를 줄여줄 수 있다.To compensate for the temperature change, at least one of the resistances R1, R2, R3 of the
또한, 두 개의 게이지를 사용하여 온도 변화의 영향을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 도7f에 도시된 바와 같이, 수평방향으로의 변형이 일어날 때, 압력 센서(450)의 트레이스(451)는 변형 방향과 평행한 수평방향으로 정렬될 수 있고, 더미 압력 센서(460)의 트레이스(461)는 변형 방향과 직교하는 수직방향으로 정렬될 수 있다. 이 때, 변형은 압력 센서(450)에 영향을 미치고 더미 압력 센서(460)에는 영향을 거의 미치지 않으나, 온도는 압력 센서(450) 및 더미 압력 센서(460) 모두에 같은 영향을 미친다. 따라서, 온도 변화가 두 게이지에 동일하게 적용되므로, 두 게이지의 공칭 저항 RG의 비율은 변하지 않는다. 이 때, 이러한 두 게이지가 휘트스톤 브리지의 출력 노드를 공유하는 경우, 즉, 두 게이지가 도7b의 R1과 R2인 경우, 혹은 R3와 R4인 경우, 브리지(3000)의 출력 전압(VO) 또한 변하지 않으므로, 온도 변화의 영향을 최소화할 수 있다.In addition, two gauges can be used to minimize the effect of temperature changes. 7F, when the deformation in the horizontal direction occurs, the
본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 압력 센서(450,460)가 스트레인 게이지인 경우에도 마찬가지로, 도6a 내지 도6c에 도시된 바와 같이 디스플레이 패널(200A)에 직접 형성될 수 있다.In the case where the
도8a 내지 도8c는 본 발명의 실시예에 따른 전극 시트 형태의 압력 감지부의 평면도이다. 도8a 내지 도8c에서는 압력 감지부에 포함된 압력 센서를 도시하기 위하여 편의상 압력 센서 상에 배치되는 절연층을 도시하지 않는다. 도8d 내지 도8g는 본 발명의 실시예에 따른 전극 시트 형태의 압력 감지부의 단면도이다. 도8d 내지 도8g에서는 전극시트 형태의 압력 감지부가 제2절연층 및 제3절연층을 모두 포함하는 것으로 도시되었으나, 이에 한정하지 않고, 제2절연층 및 제3절연층 중 어느 하나만 포함하는 것도 가능하다. 이 경우, 절연층이 배치되지 않은 면을 터치 입력 장치에 직접 부착할 수 있다. 예를 들어, 절연층이 배치되지 않은 면을 디스플레이 패널의 하부면에 부착할 수 있다.8A to 8C are plan views of an electrode sheet type pressure sensing unit according to an embodiment of the present invention. 8A to 8C, the insulating layer disposed on the pressure sensor is not shown for the purpose of illustrating the pressure sensor included in the pressure sensing portion. 8D to 8G are sectional views of a pressure sensing unit in the form of an electrode sheet according to an embodiment of the present invention. In FIGS. 8D to 8G, the pressure sensing part in the form of an electrode sheet includes both the second insulating layer and the third insulating layer. However, the present invention is not limited thereto, and any one of the second insulating layer and the third insulating layer It is possible. In this case, the surface on which the insulating layer is not disposed can be directly attached to the touch input device. For example, a surface on which the insulating layer is not disposed can be attached to the lower surface of the display panel.
도8a에 도시된 바와 같이, 압력 감지부에 포함되는 압력 센서(450)는 제1 전기적 특성의 감도가 높은 형태인 장방형 형상으로 구성될 수도 있고, 도8b에 도시된 바와 같이, 압력 감지부에 포함되는 압력 센서(450)는 제2 전기적 특성의 감도가 높은 형태인 얇고 긴 형상으로 구성될 수도 있다. As shown in FIG. 8A, the
이 때, 압력 감지부는 복수의 압력 센서(450)를 포함하고, 도5의 (a)에 도시된 바와 같이, 복수의 압력 센서(450)가 하나의 층에 배치될 수도 있고, 도8d에 도시된 바와 같이, 복수의 압력 센서(450)가 제1절연층(470)을 사이에 두고 양측에 배치되고, 압력 센서(450)의 제1절연층(470)과 반대되는 면에 제2절연층(471) 및 제3절연층(472)이 배치될 수도 있다. 이 때, 제1절연층(470)의 양측에 배치되는 압력 센서(450)의 형상은 도8a 또는 도8b에 도시된 형상과 같을 수 있다. At this time, the pressure sensing part includes a plurality of
압력 감지부는 도4a에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(200A)의 상부에 배치될 수도 있고, 도4b 내지 도4h에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(200A)의 하부에 배치될 수도 있다. 구체적으로, 압력 감지부가 도4a에 도시된 바와 같이 커버층(100)에 포함될 수도 있고, 도4e에 도시된 바와 같이 디스플레이 패널(200A)의 하부면에 배치될 수도 있고, 도4g의 압력 센서(450) 또는 도4h의 압력 센서(460)와 같이 기판(300)의 상부면에 배치될 수도 있다. 또한, 도6a 내지 도6c에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(200A)에 직접 형성될 수도 있다.The pressure sensing unit may be disposed on the upper portion of the
이 때, 도2b에 도시된 바와 같이, 압력 센서(450)의 제1 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 제1 신호 및 압력 센서(450)의 제2 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 제2 신호가 압력 감지부로부터 압력 센서 제어기(1300)로 입력 될 수 있다. 또한, 도2c에 도시된 바와 같이, 압력 센서(450)의 제1 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 제1 신호가 압력 감지부로부터 제1 압력 센서 제어기(1301)로 입력되고, 압력 센서(450)의 제2 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 제2 신호가 압력 감지부로부터 제2 압력 센서 제어기(1302)로 입력 될 수 있다.At this time, as shown in FIG. 2B, a first signal including information on a first electrical characteristic of the
또한, 도8c, 도8e 내지 도8g에 도시된 바와 같이, 압력 감지부는 제1 압력 센서(452)가 포함된 제1 압력 감지부 및 제2 압력 센서(453)가 포함된 제2 압력 감지부를 포함할 수 있다. 이 때, 도8c에 도시된 바와 같이, 제1 압력 센서(452)와 제2 압력 센서(453)은 동일한 층에 배치될 수 있다. 또한, 제1 압력 센서(452)의 형상과 제2 압력 센서(453)의 형상이 다를 수 있다. 구체적으로, 제1 압력 감지부에 포함되는 제1 압력 센서(452)는 제1 전기적 특성의 감도가 높은 형태인 장방형 형상로 구성될 수도 있고, 제2 압력 감지부에 포함되는 제2 압력 센서(453)는 제2 전기적 특성의 감도가 높은 형태인 얇고 긴 형상로 구성될 수도 있다. 또한, 제1 압력 센서(452)를 구성하는 물질과 제2 압력 센서(453)를 구성하는 물질이 다를 수 있다. 구체적으로, 제1 압력 센서(452)를 구성하는 물질은 제1 압력 센서(452)에서 검출되는 제1 전기적 특성인 정전용량의 감도가 높은 구리와 같은 메탈로 구성될 수 있고, 제2 압력 센서(453)를 구성하는 물질은 제2 압력 센서(453)에서 검출되는 제2 전기적 특성인 저항의 감도가 높은 실리콘 등으로 구성될 수 있다. 또한, 도8c에 도시된 바와 같이, 제1 압력 센서(452)들끼리 서로 인접하지 않고, 제2 압력 센서(453)들끼리도 서로 인접하지 않도록, 제1 압력 센서(452)와 제2 압력 센서(453)이 교번적으로 배치될 수도 있다. 이와 같이 제1 압력 센서(452)와 제2 압력 센서(453)를 교번적으로 배치함으로써, 제1 압력 센서(452)로부터 검출되는 제1 전기적 특성 및 제2 압력 센서(453)로부터 검출되는 제2 전기적 특성 모두 압력 인가 위치에 관계없이 균일한 감도를 유지할 수 있는 장점이 있다.8C, 8E to 8G, the pressure sensing unit may include a second pressure sensing unit including a first pressure sensing unit including the
또한, 도8e 내지 도8g에 도시된 바와 같이, 제1 압력 센서(452)와 제2 압력 센서(453)가 제1절연층(470)을 사이에 두고 양측에 배치되고, 제1 압력 센서(452) 및 제2 압력 센서(453)의 제1절연층(470)과 반대되는 면에 제2절연층(471) 및 제3절연층(472)이 배치될 수도 있다.8E to 8G, the
구체적으로, 도8e에 도시된 바와 같이, 제1절연층(470)의 일측에는 제1 압력 센서(452)가 배치되고, 제1절연층(470)의 타측에는 제2 압력 센서(453)가 배치될 수 있다. 이 때, 제1절연층(470)의 일측에 배치되는 제1 압력 센서(452)의 형상은 도8a에 도시된 형상과 같을 수 있으며, 제1절연층(470)의 타측에 배치되는 제2 압력 센서(453)의 형상은 도8b에 도시된 형상과 같을 수 있다.8E, a
또한, 도8e에서는 하나의 전극시트에 제1 압력 감지부 및 제2 압력 감지부가 포함되는 것에 대하여 설명하였으나, 이에 한정하지 않는다. 구체적으로, 제1 압력 감지부와 제2 압력 감지부가 별도의 구성으로 터치 입력 장치에 배치될 수 있다. 더욱 구체적으로, 제1 압력 감지부 및 제2 압력 감지부 중 어느 하나는 도4a에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(200A)의 상부에 배치되고, 다른 하나는 도4b 내지 도4h에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(200A)의 하부에 배치될 수도 있다. 이 때, 디스플레이 패널(200A)의 상부에 배치되는 압력 감지부는 도4a에 도시된 바와 같이 커버층(100)에 포함될 수도 있다. 또한, 디스플레이 패널(200A) 하부에 배치되는 압력 감지부는 도4e에 도시된 바와 같이 디스플레이 패널(200A)의 하부면에 배치될 수도 있고, 도4g의 압력 센서(450) 또는 도4h의 압력 센서(460)와 같이 기판(300)의 상부면에 배치될 수도 있다. 또한, 디스플레이 패널(200A) 하부에 배치되는 압력 감지부는 도6a 내지 도6c에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(200A)에 직접 형성될 수도 있다. 또한, 도4g, 도4h 및 도5의 (d)에 도시된 압력전극(450,460)의 형태와 같이, 제1 압력 감지부 및 제2 압력 감지부 중 어느 하나는 디스플레이 패널(200A)의 하부면에 배치되고, 다른 하나는 기판(300)의 상부면에 배치될 수도 있다.In FIG. 8E, one electrode sheet includes the first pressure sensing unit and the second pressure sensing unit. However, the present invention is not limited thereto. Specifically, the first pressure sensing part and the second pressure sensing part may be disposed in the touch input device in a separate configuration. More specifically, one of the first pressure sensing portion and the second pressure sensing portion is disposed on the upper portion of the
또한, 도8f 및 도8g에 도시된 바와 같이, 제1절연층(470)의 양측에 제1 압력 센서(452)와 제2 압력 센서(453)가 배치될 수 있다.8F and 8G, the
구체적으로, 도8f에 도시된 바와 같이, 제1 압력 센서(452)가 배치된 위치와 동일한 위치의 제1절연층(470)의 반대면에 제1 압력 센서(452)가 배치될 수 있고, 제2 압력 센서(453)가 배치된 위치와 동일한 위치의 제1절연층(470)의 반대면에 제2 압력 센서(453)가 배치될 수 있다. 이 때, 제1절연층(470)의 양측에 배치되는 제1 압력 센서(452) 및 제2 압력 센서(453)의 형상은 도8c에 도시된 형상과 같을 수 있다. 즉, 제1 압력 센서(452)와 제2 압력 센서(453)의 형상이 서로 다르거나 물질이 다를 수 있으며, 교번적으로 배치될 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 8F, the
또한, 도8g에 도시된 바와 같이, 제1 압력 센서(452)가 배치된 위치와 동일한 위치의 제1절연층(470)의 반대면에 제2 압력 센서(453)가 배치될 수 있고, 제2 압력 센서(453)가 배치된 위치와 동일한 위치의 제1절연층(470)의 반대면에 제1 압력 센서(452)가 배치될 수 있다. 즉, 제1절연층(470)을 사이에 두고 제1 압력 센서(452)들끼리 서로 인접하지 않고, 제2 압력 센서(453)들끼리도 서로 인접하지 않도록, 제1 압력 센서(452)와 제2 압력 센서(453)가 제1절연층(470)에 대하여 교번적으로 배치될 수 있다. 이 때, 제1절연층(470)의 양측에 배치되는 제1 압력 센서(452) 및 제2 압력 센서(453)의 형상은 도8c에 도시된 형상과 같을 수 있다. 즉, 제1 압력 센서(452)와 제2 압력 센서(453)의 형상이 서로 다르거나 물질이 다를 수 있으며, 교번적으로 배치될 수 있다.8G, the
이 때, 도2d에 도시된 바와 같이, 제1 압력 센서(452)의 제1 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 제1 신호가 제1 압력 감지부로부터 압력 센서 제어기(1300)로 입력되고, 제2 압력 센서(453)의 제2 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 제2 신호가 제2 압력 감지부로부터 압력 센서 제어기(1300)로 입력될 수 있다. 또한, 도2e에 도시된 바와 같이, 제1 압력 센서(452)의 제1 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 제1 신호가 제1 압력 감지부로부터 제1 압력 센서 제어기(1301)로 입력되고, 제2 압력 센서(453)의 제2 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 제2 신호가 제2 압력 감지부로부터 제2 압력 센서 제어기(1302)로 입력 될 수 있다.At this time, as shown in FIG. 2D, a first signal including information on a first electrical characteristic of the
도2b 및 도2c에 도시된 바와 같이, 동일한 압력 감지부로부터 제1 신호 및 제2 신호를 입력 받는 경우, 압력 센서 제어기는 시분할하여 제1시간구간에는 제1 전기적 특성을 검출하기 위한 제1 구동신호를 압력 감지부에 인가하고, 제1시간구간과는 다른 제2시간구간에는 제2 전기적 특성을 검출하기 위한 제2 구동신호를 압력 감지부에 인가할 수 있다. 또한, 도2d 및 도2e에 도시된 바와 같이, 제1 압력 감지부로부터 제1 신호를 입력 받고, 제2 압력 감지부로부터 제2 신호를 입력 받는 경우, 압력 센서 제어기는 제1 전기적 특성을 검출하기 위한 제1 구동신호를 제1 압력 감지부에 인가하는 시간구간과 동일한 시간구간에 제2 전기적 특성을 검출하기 위한 제2 구동신호를 제2 압력 감지부에 인가할 수도 있으며, 압력 센서 제어기는 시분할하여 제1시간구간에는 제1 전기적 특성을 검출하기 위한 제1 구동신호를 제1 압력 감지부에 인가하고, 제1시간구간과는 다른 제2시간구간에는 제2 전기적 특성을 검출하기 위한 제2 구동신호를 제2 압력 감지부에 인가할 수 있다.As shown in FIGS. 2B and 2C, when the first signal and the second signal are input from the same pressure sensing unit, the pressure sensor controller performs a time division operation and a first driving operation for detecting the first electrical characteristic in the first time period A second driving signal for detecting a second electrical characteristic may be applied to the pressure sensing unit in a second time period different from the first time period. 2D and 2E, when the first signal is received from the first pressure sensing unit and the second signal is received from the second pressure sensing unit, the pressure sensor controller detects the first electrical characteristic A second driving signal for detecting a second electrical characteristic may be applied to the second pressure sensing unit in the same time period as the first driving signal for applying the first driving signal to the first pressure sensing unit, A first driving signal for detecting a first electrical characteristic is applied to the first pressure sensing unit in a first time period, and a second driving signal for detecting a second electrical characteristic is detected in a second time period different from the first time period, 2 drive signal to the second pressure sensing unit.
이 때, 제1 전기적 특성이 정전용량이고, 제2 전기적 특성이 저항일 때, 제1 전기적 특성을 검출하는 제1 압력 감지부와 기준전위층 사이에 제2 압력 감지부가 배치되는 경우, 제2 압력 감지부가 제1 압력 감지부와 기준전위층 사이의 거리 변화를 감지하는데 영향을 줄 수 있으므로, 제1 전기전 특성을 검출하기 위한 제1 구동신호를 제1 압력 감지부에 인가하는 제1시간구간에는 제2 압력 감지부에 포함된 제2 압력 센서를 플로팅시킬 수 있다.In this case, when the first electrical characteristic is the capacitance and the second electrical characteristic is the resistance, when the second pressure sensing portion is disposed between the first pressure sensing portion for detecting the first electrical characteristic and the reference potential layer, Since the pressure sensing part may affect the change in the distance between the first pressure sensing part and the reference potential layer, it is preferable that a first time for applying the first driving signal for detecting the first electrification characteristic to the first pressure sensing part The second pressure sensor included in the second pressure sensing unit can be floated.
이하에서는 제1 신호 및 제2 신호를 이용하여 압력의 크기를 산출하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of calculating the magnitude of the pressure using the first signal and the second signal will be described.
먼저, 제1 신호로부터 압력의 크기에 대응되는 정규화된 제1 값을 산출하고, 제2 신호로부터 압력의 크기에 대응되는 정규화된 제2 값을 산출한 다음, 제1 값과 제2 값의 함수로 인가된 압력의 크기로 결정할 수 있다. 구체적으로, 제1 값과 제2 값에 가중치를 부여하여 인가된 압력의 크기로 결정할 수 있다. 예를 들면, 제1 값에 0.8의 가중치를 부여하고, 제2 값에 0.2의 가중치를 부여한 다음, 가중치가 부여된 제1 값과 제2 값을 합하여 인가된 압력의 크기를 산출할 수 있다. 정리하면, 산출하고자 하는 압력 값을 V라고 하고, 제1 값을 V1, 제2 값을 V2라고 할 때, 상기 가중치를 이용한 압력 산출을 식으로 표현하면 다음과 같을 수 있다.First, a normalized first value corresponding to the magnitude of the pressure is calculated from the first signal, a normalized second value corresponding to the magnitude of the pressure is calculated from the second signal, and then a function of the first value and the second value Can be determined by the magnitude of the applied pressure. Specifically, the first value and the second value may be weighted to determine the magnitude of the applied pressure. For example, a weight of 0.8 may be given to the first value, a weight of 0.2 may be assigned to the second value, and then the magnitude of the applied pressure may be calculated by adding the weighted first and second values. In summary, when a pressure value to be calculated is V, a first value is V1, and a second value is V2, the pressure calculation using the weight can be expressed as follows.
(0 ≤ α ≤ 1) (0??? 1)
이 때, 가중치는 압력이 인가된 위치에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 압력 인가 위치가 터치 입력 장치의 중앙부에 가까울 수록, 제1 값에 부여되는 가중치가 커지고, 압력 인가 위치가 터치 입력 장치의 테두리부에 가까울 수록, 제2 값에 부여되는 가중치가 커질 수 있다. 이러한 가중치는 압력 인가 위치에 대하여 미리 설정된 값으로 저장될 수 있다.At this time, the weight may vary depending on the position where the pressure is applied. For example, the closer the pressure application position is to the center of the touch input device, the larger the weight value assigned to the first value, and the closer the pressure application position is to the edge of the touch input device, . Such a weight can be stored as a preset value for the pressure application position.
또한, 가중치는 터치 입력 장치의 온도와 같은 터치 입력 장치의 여러가지 상태에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 터치 입력 장치의 온도가 높아질 수록, 제1 값에 부여되는 가중치가 커지고, 터치 입력 장치의 온도가 낮아질 수록, 제2 값에 부여되는 가중치가 커질 수 있다. 이러한 온도와 같은 터치 입력 장치의 상태는 다양한 센서를 통해 감지될 수 있으며, 이에 따른 가중치는 각각의 상태에 대하여 미리 설정된 값으로 저장될 수 있다.In addition, the weight may vary depending on various conditions of the touch input device such as the temperature of the touch input device. For example, the higher the temperature of the touch input device, the larger the weight value given to the first value, and the lower the temperature of the touch input device, the larger the weight value given to the second value. The state of the touch input device such as this temperature can be sensed through various sensors, and the corresponding weight can be stored as a preset value for each state.
또는, 소정의 조건을 만족하는 경우 제1 값을 인가된 압력의 크기로 결정하고, 소정의 조건을 만족하지 않는 경우, 제2 값을 인가된 압력의 크기로 결정할 수 있다.Alternatively, when the predetermined condition is satisfied, the first value is determined as the magnitude of the applied pressure, and when the predetermined condition is not satisfied, the second value may be determined as the magnitude of the applied pressure.
구체적으로, 소정의 조건은 터치 면적이 기설정된 면적 이상인 조건일 수 있다. 예를 들어, 터치 센서로부터 터치된 면적을 산출하고, 터치된 면적이 기설정된 면적 이상일 경우, 제1 값을 인가된 압력의 크기로 결정하고, 그렇지 않을 경우, 제2 값을 인가된 압력의 크기로 결정할 수 있다. 이 때, 정전용량의 경우, 압력 센서와 기준전위층 간의 거리 변화에 따라 그 값이 변하므로, 터치 입력 장치가 넓은 면적에 대하여 완만하게 휘어지는 경우에는 압력을 검출하기 위한 전기적 특성으로 정전용량이 적합하고, 저항의 경우, 압력 센서의 길이 변화에 따라 그 값이 변하므로, 터치 입력 장치가 좁은 면적에 대하여 급격하게 휘어지는 경우에는 압력을 검출하기 위한 전기적 특성으로 저항이 적합할 수 있다.Specifically, the predetermined condition may be a condition in which the touch area is equal to or larger than a predetermined area. For example, if the area touched by the touch sensor is calculated and the first value is determined as the magnitude of the applied pressure when the touched area is larger than the predetermined area, otherwise, the second value is determined as the magnitude of the applied pressure . At this time, in the case of the capacitance, the value changes in accordance with the distance change between the pressure sensor and the reference potential layer. Therefore, when the touch input device is gently bent with respect to a large area, In the case of resistance, the value changes with the change of the length of the pressure sensor. Therefore, when the touch input device is bent rapidly against a narrow area, the resistance may be suitable as an electrical characteristic for detecting the pressure.
또한, 마찬가지로, 소정의 조건은 제1 신호 또는 제2 신호의 프로파일 형태가 기설정된 형태에 부합되는 조건일 수 있다. 구제척으로, 제1 신호 또는 제2 신호의 프로파일 형태를 기설정된 형태와 비교하여, 제1 신호 또는 제2 신호의 프로파일이 넓은 면적에 대하여 완만하게 형성되는 경우, 터치 입력 장치가 넓은 면적에 대하여 완만하게 휘어지는 것으로 판단할 수 있으므로, 압력을 검출하기 위한 전기적 특성으로 정전용량이 적합하고, 제1 신호 또는 제2 신호의 프로파일이 좁은 면적에 대하여 급격하게 형성되는 경우, 터치 입력 장치가 좁은 면적에 대하여 급격하게 휘어지는 것으로 판단할 수 있으므로, 압력을 검출하기 위한 전기적 특성으로 저항이 적합할 수 있다.Likewise, the predetermined condition may be a condition in which the profile type of the first signal or the second signal matches the predetermined type. As a result, when the profile of the first signal or the second signal is gently formed with respect to a large area by comparing the profile shape of the first signal or the second signal with the predetermined shape, The electrostatic capacity is suitable as the electrical characteristic for detecting the pressure and the profile of the first signal or the second signal is formed abruptly with respect to the narrow area. The resistance may be suitable for the electrical characteristic for detecting the pressure.
또한, 마찬가지로, 소정의 조건은 터치 입력이 멀티 입력인 조건일 수 있다. 싱글 입력의 경우, 하나의 입력에 대한 압력만 검출하면 되므로, 압력을 검출하기 위한 전기적 특성으로 정전용량이 적합하고, 멀티 입력의 경우, 멀티 입력 각각의 압력을 검출해야하므로, 터치 입력 장치가 국소적으로 휘어지는 복수의 부분 각각의 압력을 검출하는 것이 용이한 전기적 특성인 저항이 적합할 수 있다.Likewise, the predetermined condition may be a condition in which the touch input is multi-input. In the case of a single input, since it is only necessary to detect the pressure for one input, the electrostatic capacity is suitable for the electrical characteristic for detecting the pressure. In the case of the multi-input, A resistance that is an electrical characteristic that makes it easy to detect the pressure of each of a plurality of deflected portions can be suitable.
또한, 소정의 조건은 제1 신호의 SNR값이 제2 신호의 SNR값보다 같거나 큰 조건일 수 있다. SNR값이 작은 경우, 검출되는 신호가 실제로 인가된 압력에 의한 변화보다 노이즈 등 다른 요인에 의한 변화에 영향을 더 많이 받는 것이므로, SNR값이 작은 신호보다는 SNR값이 큰 신호가 실제 인가된 압력의 크기를 나타낼 수 있다. 따라서, SNR값이 큰 신호를 선택하여 인가된 압력의 크기를 결정할 수 있다.The predetermined condition may be a condition in which the SNR value of the first signal is equal to or greater than the SNR value of the second signal. When the SNR value is small, the detected signal is more affected by the change due to other factors such as noise than the change due to the applied pressure. Therefore, a signal having a larger SNR value than a signal having a smaller SNR value Size can be indicated. Therefore, a signal having a large SNR value can be selected to determine the magnitude of the applied pressure.
구체적으로, 도2b 및 도2c의 경우, 압력 센서 제어기(1300)가 제1 신호 및 제2 신호를 입력 받으므로, 압력 센서 제어기(1300)가 제1 신호로부터 제1 값을 산출하고, 제2 신호로부터 제2 값을 산출하고, 상기에 설명한 바와 같이 제1 값과 제2 값을 이용하여 인가된 압력의 크기를 결정한 다음, 산출된 값을 프로세서(1500)로 출력할 수 있다. 반면, 도2d 및 도2e의 경우, 프로세서(1500)가 제1 신호로부터 산출된 제1 값과 제2 신호로부터 산출된 제2 값을 입력 받으므로, 프로세서(1500)가 상기에 설명한 바와 같이 제1 값과 제2 값을 이용하여 인가된 압력의 크기를 결정할 수도 있다.2B and 2C, since the
이하에서는, 이하에서는 제1 전기적 특성 및 제2 전기적 특성을 검출하는 터치 입력 장치를 구동하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of driving the touch input device for detecting the first electrical characteristic and the second electrical characteristic will be described.
먼저, 사용자의 선택에 따라, 제2 전기적 특성은 검출하지 않고, 제1 전기적 특성만 검출하여 압력의 크기를 산출하는 제1모드, 제1 전기적 특성은 검출하지 않고, 제2 전기적 특성만 검출하여 압력의 크기를 산출하는 제2모드 및 제1 전기적 특성 및 제2 전기적 특성을 검출하여 압력의 크기를 산출하는 제3모드 중 어느 하나가 구동되도록 터치 입력 장치를 사용자가 조작할 수 있다.First, in accordance with the user's selection, a first mode that does not detect the second electrical characteristic but detects only the first electrical characteristic to calculate the magnitude of the pressure, detects only the second electrical characteristic without detecting the first electrical characteristic, The touch input device can be operated by the user such that any one of the second mode for calculating the magnitude of the pressure and the third mode for detecting the first electrical characteristic and the second electrical characteristic and calculating the magnitude of the pressure can be operated.
또한, 소정의 조건을 만족하는 경우, 상기 제1모드, 상기 제2모드 및 상기 제3모드 중 어느 하나가 구동되도록 터치 입력 장치를 설정할 수도 있다.In addition, when the predetermined condition is satisfied, the touch input device may be set such that any one of the first mode, the second mode, and the third mode is driven.
구체적으로 소정의 조건은 터치 입력 장치의 온도가 기설정된 범위에 포함되는 조건일 수 있다. 예를 들어, 제1 전기적 특성 및 제2 전기적 특성 중 온도의 영향을 많이 받는 특성은 터치 입력 장치의 온도가 기설정된 온도보다 낮을 경우에만 검출되도록 터치 입력 장치를 설정할 수 있다.Specifically, the predetermined condition may be a condition that the temperature of the touch input device is included in a predetermined range. For example, among the first and second electrical characteristics, the touch input device can be set to be detected only when the temperature of the touch input device is lower than a predetermined temperature.
또한, 소정의 조건은 터치 입력 장치에 영향을 주는 노이즈의 크기가 기설정된 범위에 포함되는 조건일 수 있다. 예를 들어, 제1 전기적 특성 및 제2 전기적 특성 중 디스플레이 노이즈 등 주위 노이즈의 영향을 많이 받는 특성은 터치 입력 장치에 영향을 주는 노이즈가 소정 크기보다 작을 경우에만 검출되도록 터치 입력 장치를 설정할 수 있다.In addition, the predetermined condition may be a condition in which the size of the noise affecting the touch input device is included in the predetermined range. For example, among the first electrical characteristic and the second electrical characteristic, a characteristic of being highly influenced by ambient noise such as display noise can be set so that the touch input apparatus is detected only when the noise affecting the touch input apparatus is smaller than a predetermined size .
이하에서는, 이하에서는 제1 전기적 특성 및 제2 전기적 특성을 이용하여 복수의 압력 각각의 크기를 검출하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of detecting the magnitude of each of a plurality of pressures using the first electrical characteristic and the second electrical characteristic will be described.
N개의 터치 압력이 터치 입력 장치에 인가되고, 압력 감지부에 포함되는 압력 센서로부터 제1 전기적 특성 및 제2 전기적 특성을 검출하는 경우, 검출된 제1 전기적 특성과 제2 전기적 특성에 기초하여 N개의 압력 각각의 크기를 산출할 수 있다. 구체적으로, 압력 감지부는 복수의 압력 센서를 포함하고, 복수의 압력 센서 중 적어도 어느 하나로부터 제1 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 제1 신호를 검출하고, 복수의 압력 센서 중 서로 다른 M개의 압력 센서로부터 각각 제2 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 M개의 제2 신호를 검출할 수 있다. 이후, 제1 신호로부터 제1 값을 산출하고, M개의 제2 신호로부터 N개의 제2 값을 산출하고, 산출된 제1 값 및 N개의 제2 값을 기초로 하여 N개의 압력 각각의 크기를 산출할 수 있다.When N touch pressures are applied to the touch input device and a first electrical characteristic and a second electrical characteristic are detected from a pressure sensor included in the pressure sensing section, N is calculated based on the detected first electrical characteristic and the second electrical characteristic, It is possible to calculate the size of each of the four pressures. Specifically, the pressure sensing unit includes a plurality of pressure sensors, and detects a first signal including information on a first electrical characteristic from at least one of the plurality of pressure sensors, And may detect M second signals from the sensors, each of which contains information on a second electrical characteristic. Thereafter, the first value is calculated from the first signal, the N second values are calculated from the M second signals, and the size of each of the N pressure is calculated on the basis of the calculated first value and N second values Can be calculated.
마찬가지로, N개의 터치 압력이 터치 입력 장치에 인가되고, 압력 감지부에 포함되는 제1 압력 센서로부터 제1 전기적 특성을 검출하고, 제2 압력 센서로부터 제2 전기적 특성을 검출하는 경우, 검출된 제1 전기적 특성과 제2 전기적 특성에 기초하여 N개의 압력 각각의 크기를 산출할 수 있다. 구체적으로, 제1 압력 센서로부터 제1 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 제1 신호를 검출하고, 압력 감지부는 복수의 제2 압력 센서를 포함하고, 복수의 제2 압력 센서 중 서로 다른 M개의 제2 압력 센서로부터 각각 제2 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 M개의 제2 신호를 검출할 수 있다. 이후, 제1 신호로부터 제1 값을 산출하고, M개의 제2 신호로부터 N개의 제2 값을 산출하고, 산출된 제1 값 및 N개의 제2 값을 기초로 하여 N개의 압력 각각의 크기를 산출할 수 있다.Similarly, when N touch pressures are applied to the touch input device, the first electrical characteristic is detected from the first pressure sensor included in the pressure sensing part, and the second electrical characteristic is detected from the second pressure sensor, The magnitude of each of the N pressures can be calculated based on the one electrical characteristic and the second electrical characteristic. Specifically, a first signal including information on a first electrical characteristic is detected from a first pressure sensor, and the pressure sensing unit includes a plurality of second pressure sensors, and M of the plurality of
이 때, 제1 값으로부터 N개의 압력의 총 크기를 산출하고, N개의 제2 값으로부터 N개의 압력의 총 크기에 대한 N개의 압력 각각의 비율을 산출할 수 있다. 이후, N개의 압력의 총 크기 및 N개의 압력 각각의 비율로부터 N개의 압력 각각의 크기를 산출할 수 있다. 구체적으로, 구하고자 하는 i번째의 압력값을 Vi라고하고, 제1 값을 V1, i번째의 제2 값을 V2i이라고 할 때, 제1 값 및 N개의 제2 값을 이용하여 N개의 압력 각각의 크기를 산출하는 것을 식으로 표현하면 다음과 같을 수 있다.At this time, it is possible to calculate the total magnitude of the N pressures from the first value and to calculate the ratio of each of the N pressures to the total magnitude of the N pressures from the N second values. Thereafter, the magnitude of each of the N pressures can be calculated from the ratio of the total magnitude of the N pressures and the ratio of each of the N pressures. Specifically, when the i-th pressure value to be obtained is Vi and the first value is V1 and the i-th second value is V2i, the first pressure value and the N second pressure value are used to calculate N pressure values The following equation can be obtained.
예를 들어, N = 3이고, 제1 값이 2이고, 3개의 제2 값이 각각 2, 3, 5인 경우, 첫번째 압력 값은 2 x (2/(2+3+5)) = 0.4이고, 두번째 압력값은 2 x (3/(2+3+5)) = 0.6이고, 세번째 압력 값은 2 x (2/(2+3+5)) = 1.0일 수 있다.For example, if N = 3, the first value is 2, and the three second values are 2, 3, and 5, then the first pressure value is 2 x (2 / (2 + 3 + 5)) = 0.4 , The second pressure value may be 2 x (3 / (2 + 3 + 5)) = 0.6 and the third pressure value may be 2 x (2 / (2 + 3 + 5)) = 1.0.
상기에서 N과 M은 자연수이며, M은 N보다 같거나 클 수 있다.In the above, N and M are natural numbers, and M may be equal to or greater than N.
이 때, 제1 전기적 특성은 정전용량이고, 제2 전기적 특성은 저항일 수 있다. 복수의 압력이 인가될 경우, 정전용량의 경우, 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라, 압력이 인가된 바로 그 위치에 대응되는 압력 센서의 정전용량뿐만 아니라, 그 주변에 위치한 압력 센서의 정전용량도 함께 변화한다. 반면, 저항의 경우, 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라, 압력이 인가된 바로 그 위치에 대응되는 압력 센서의 저항은 크게 변화하지만, 그 주변에 위치한 압력 센서의 저항은 상대적으로 거의 변화하지 않는다. 따라서, 총 압력의 크기를 산출하는데 사용되는 제1 전기적 특성은 압력 검출 감도가 높은 정전용량이 적합하고, N개의 압력 각각의 비율을 산출하는데 사용되는 제2 전기적 특성은 복수 각각의 압력 값의 차이가 상대적으로 확실하게 구분되는 저항이 적합할 수 있다.At this time, the first electrical characteristic may be a capacitance, and the second electrical characteristic may be a resistance. When a plurality of pressures are applied, in the case of the capacitance, as the display module is warped, not only the capacitance of the pressure sensor corresponding to the position at which the pressure is applied, but also the capacitance of the pressure sensor located around the pressure sensor, do. On the other hand, in the case of the resistance, as the display module is warped, the resistance of the pressure sensor corresponding to the position at which the pressure is applied is largely changed, but the resistance of the pressure sensor located in the vicinity thereof is relatively unchanged. Therefore, the first electrical characteristic used to calculate the magnitude of the total pressure is a capacitance having a high pressure detection sensitivity, and the second electrical characteristic used to calculate the ratio of each of the N pressure is a difference A resistance that is relatively clearly distinguished may be suitable.
상기에서는 제1 전기적 특성으로 정전용량을, 제2 전기적 특성으로 저항을 예를 들어 설명하였지만, 이에 한정하지 않으며, 정전용량 및 저항 외의 다른 전기적 특성을 검출하여 압력의 크기를 산출하는 것도 가능하다.In the above description, the first electric characteristic is described as a capacitance and the second electric characteristic is described as a resistance. However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to calculate the magnitude of pressure by detecting electrical characteristics other than capacitance and resistance.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.
10: 터치 센서
11: 감지부 12: 구동부
13: 제어부 100: 커버층
200: 디스플레이 모듈 300: 기판
450, 460: 압력 센서10: Touch sensor
11: sensing part 12: driving part
13: control section 100: cover layer
200: display module 300: substrate
450, 460: Pressure sensor
Claims (46)
디스플레이 패널; 및
압력 센서를 포함하는 압력 감지부;를 포함하고,
상기 압력 감지부는 상기 압력 센서의 제1 전기적 특성 및 상기 압력 센서의 제2 전기적 특성을 검출하는 동일한 압력 감지부이고,
상기 제1 전기적 특성 및 상기 제1 전기적 특성과 다른 제2 전기적 특성에 기초하여 압력의 크기를 산출하고,
상기 제1 전기적 특성은 정전용량이고 상기 제2 전기적 특성은 저항인,
터치 입력 장치.A touch input device capable of detecting a touch pressure,
A display panel; And
And a pressure sensor including a pressure sensor,
Wherein the pressure sensing unit is the same pressure sensing unit that detects the first electrical characteristic of the pressure sensor and the second electrical characteristic of the pressure sensor,
Calculating a magnitude of the pressure based on the first electrical characteristic and the second electrical characteristic different from the first electrical characteristic,
Wherein the first electrical characteristic is a capacitance and the second electrical characteristic is a resistance,
Touch input device.
상기 압력 감지부는 복수의 압력 센서를 포함하고,
상기 복수의 압력 센서는 하나의 층에 배치되는,
터치 입력 장치.The method according to claim 1,
Wherein the pressure sensing unit includes a plurality of pressure sensors,
Wherein the plurality of pressure sensors are disposed in one layer,
Touch input device.
상기 압력 감지부는 복수의 압력 센서 및 제1절연층을 포함하고,
상기 복수의 압력 센서는 상기 제1절연층의 양측에 배치되는,
터치 입력 장치.The method according to claim 1,
Wherein the pressure sensing part includes a plurality of pressure sensors and a first insulating layer,
Wherein the plurality of pressure sensors are disposed on both sides of the first insulating layer,
Touch input device.
상기 압력 감지부는 상기 디스플레이 패널 상부에 배치되는,
터치 입력 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the pressure sensing unit is disposed above the display panel,
Touch input device.
상기 압력 감지부는 상기 디스플레이 패널 하부에 배치되는,
터치 입력 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the pressure sensing unit is disposed under the display panel,
Touch input device.
상기 압력 감지부는 상기 디스플레이 패널 하부면에 직접 형성되는,
터치 입력 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the pressure sensing part is formed directly on a lower surface of the display panel,
Touch input device.
제1시간구간에 상기 압력 감지부에 상기 제1 전기적 특성을 검출하기 위한 제1 구동신호가 인가되고,
상기 제1시간구간과 다른 제2시간구간에 상기 압력 감지부에 상기 제2 전기적 특성을 검출하기 위한 제2 구동신호가 인가되는,
터치 입력 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
A first driving signal for detecting the first electrical characteristic is applied to the pressure sensing unit in a first time period,
And a second driving signal for detecting the second electrical characteristic is applied to the pressure sensing unit during a second time period different from the first time period.
Touch input device.
디스플레이 패널; 및
압력 감지부;를 포함하고,
상기 압력 감지부는, 제1 압력 센서를 포함하는 제1 압력 감지부 및 제2 압력 센서를 포함하는 제2 압력 감지부;를 포함하고,
상기 제1 압력 감지부는 상기 제1 압력 센서의 제1 전기적 특성을 검출하고,
상기 제2 압력 감지부는 상기 제2 압력 센서의 제2 전기적 특성을 검출하고,
상기 제1 전기적 특성 및 상기 제1 전기적 특성과 다른 상기 제2 전기적 특성에 기초하여 압력의 크기를 산출하며,
상기 제1 전기적 특성은 정전용량이고 상기 제2 전기적 특성은 저항인,
터치 입력 장치.A touch input device capable of detecting a touch pressure,
A display panel; And
And a pressure sensing unit,
The pressure sensing unit may include a second pressure sensing unit including a first pressure sensing unit including a first pressure sensor and a second pressure sensor,
Wherein the first pressure sensing unit detects a first electrical characteristic of the first pressure sensor,
Wherein the second pressure sensing unit detects a second electrical characteristic of the second pressure sensor,
Calculating a magnitude of the pressure based on the first electrical characteristic and the second electrical characteristic different from the first electrical characteristic,
Wherein the first electrical characteristic is a capacitance and the second electrical characteristic is a resistance,
Touch input device.
상기 제1 압력 센서와 상기 제2 압력 센서는 동일한 층에 배치되는,
터치 입력 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the first pressure sensor and the second pressure sensor are disposed on the same layer,
Touch input device.
상기 제1 압력 센서와 상기 제2 압력 센서는 교번적으로 배치되는,
터치 입력 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the first pressure sensor and the second pressure sensor are alternately arranged,
Touch input device.
상기 압력 감지부는 제1절연층을 더 포함하고,
상기 제1 압력 센서는 상기 제1절연층의 일측에 배치되고,
상기 제2 압력 센서는 상기 제1절연층의 타측에 배치되는,
터치 입력 장치.9. The method of claim 8,
The pressure sensing unit may further include a first insulating layer,
Wherein the first pressure sensor is disposed on one side of the first insulating layer,
Wherein the second pressure sensor is disposed on the other side of the first insulating layer,
Touch input device.
상기 압력 감지부는 제1절연층을 더 포함하고,
상기 제1 압력 센서 및 상기 제2 압력 센서가 상기 제1절연층의 양측에 배치되고,
상기 제1절연층의 일측에 배치된 상기 제1 압력 센서 및 상기 제1절연층의 일측에 배치된 상기 제2 압력 센서가 교번적으로 배치되고,
상기 제1절연층의 타측에 배치된 상기 제1 압력 센서 및 상기 제1절연층의 타측에 배치된 상기 제2 압력 센서가 교번적으로 배치되고,
터치 입력 장치.9. The method of claim 8,
The pressure sensing unit may further include a first insulating layer,
Wherein the first pressure sensor and the second pressure sensor are disposed on both sides of the first insulating layer,
The first pressure sensor disposed on one side of the first insulating layer and the second pressure sensor disposed on one side of the first insulating layer are alternately arranged,
The first pressure sensor disposed on the other side of the first insulating layer and the second pressure sensor disposed on the other side of the first insulating layer are alternately arranged,
Touch input device.
상기 제1 압력 센서 및 상기 제2 압력 센서가 상기 제1절연층에 대하여 교번적으로 배치되는,
터치 입력 장치.13. The method of claim 12,
Wherein the first pressure sensor and the second pressure sensor are alternately arranged with respect to the first insulating layer,
Touch input device.
상기 압력 감지부는 상기 디스플레이 패널 상부에 배치되는,
터치 입력 장치.14. The method according to any one of claims 8 to 13,
Wherein the pressure sensing unit is disposed above the display panel,
Touch input device.
상기 압력 감지부는 상기 디스플레이 패널 하부에 배치되는,
터치 입력 장치.14. The method according to any one of claims 8 to 13,
Wherein the pressure sensing unit is disposed under the display panel,
Touch input device.
상기 압력 감지부는 상기 디스플레이 패널 하부면에 직접 형성되는,
터치 입력 장치.14. The method according to any one of claims 8 to 13,
Wherein the pressure sensing part is formed directly on a lower surface of the display panel,
Touch input device.
상기 제1 압력 감지부 및 상기 제2 압력 감지부 중 어느 하나는 상기 디스플레이 패널의 상부에 배치되고,
상기 제1 압력 감지부 및 상기 제2 압력 감지부 중 다른 하나는 상기 디스플레이 패널의 하부에 배치되는,
터치 입력 장치.9. The method of claim 8,
Wherein one of the first pressure sensing portion and the second pressure sensing portion is disposed on the upper portion of the display panel,
And the other of the first pressure sensing unit and the second pressure sensing unit is disposed below the display panel,
Touch input device.
상기 제1 압력 감지부 및 상기 제2 압력 감지부 중 다른 하나는 상기 디스플레이 패널의 하부면에 배치되는,
터치 입력 장치.18. The method of claim 17,
And the other of the first pressure sensing part and the second pressure sensing part is disposed on a lower surface of the display panel,
Touch input device.
상기 디스플레이 패널의 하부에 이격되어 배치되는 기판;을 더 포함하고,
상기 제1 압력 감지부 및 상기 제2 압력 감지부 중 다른 하나는 상기 기판의 상부면에 배치되는,
터치 입력 장치.18. The method of claim 17,
And a substrate disposed on a lower portion of the display panel,
And the other of the first pressure sensing part and the second pressure sensing part is disposed on the upper surface of the substrate,
Touch input device.
상기 제1 압력 감지부 및 상기 제2 압력 감지부 중 다른 하나는 상기 디스플레이 패널의 하부면에 직접 형성되는,
터치 입력 장치.18. The method of claim 17,
And the other of the first pressure sensing part and the second pressure sensing part is formed directly on the lower surface of the display panel,
Touch input device.
상기 디스플레이 패널의 하부에 이격되어 배치되는 기판;을 더 포함하고,
상기 제1 압력 감지부 및 상기 제2 압력 감지부 중 어느 하나는 상기 디스플레이 패널의 하부면에 배치되고,
상기 제1 압력 감지부 및 상기 제2 압력 감지부 중 다른 하나는 상기 기판의 상부면에 배치되는,
터치 입력 장치.9. The method of claim 8,
And a substrate disposed on a lower portion of the display panel,
Wherein one of the first pressure sensing portion and the second pressure sensing portion is disposed on a lower surface of the display panel,
And the other of the first pressure sensing part and the second pressure sensing part is disposed on the upper surface of the substrate,
Touch input device.
상기 제1 압력 감지부 및 상기 제2 압력 감지부 중 어느 하나는 상기 디스플레이 패널의 하부면에 직접 형성되는,
터치 입력 장치.22. The method of claim 21,
Wherein one of the first pressure sensing portion and the second pressure sensing portion is formed directly on a lower surface of the display panel,
Touch input device.
상기 제1 압력 센서의 형상과 상기 제2 압력 센서의 형상이 다른,
터치 입력 장치.The method according to any one of claims 8 to 13 and 17 to 22,
Wherein the shape of the first pressure sensor and the shape of the second pressure sensor are different from each other,
Touch input device.
상기 제1 압력 센서를 구성하는 물질과 상기 제2 압력 센서를 구성하는 물질이 다른,
터치 입력 장치.The method according to any one of claims 8 to 13 and 17 to 22,
Wherein a material constituting the first pressure sensor and a material constituting the second pressure sensor are different from each other,
Touch input device.
제1시간구간에 상기 제1 압력 감지부에 상기 제1 전기적 특성을 검출하기 위한 제1 구동신호가 인가되고,
상기 제1시간구간과 다른 제2시간구간에 상기 제1 압력 감지부에 상기 제2 전기적 특성을 검출하기 위한 제 구동신호가 인가되는,
터치 입력 장치.The method according to any one of claims 8 to 13 and 17 to 22,
A first driving signal for detecting the first electrical characteristic is applied to the first pressure sensing unit in a first time period,
And a driving signal for detecting the second electrical characteristic is applied to the first pressure sensing unit during a second time period different from the first time period.
Touch input device.
상기 제1시간구간에 상기 제2 압력 센서가 플로팅되는,
터치 입력 장치.26. The method of claim 25,
Wherein the second pressure sensor is floated in the first time period,
Touch input device.
제1시간구간에 상기 제1 압력 감지부에 상기 제1 전기적 특성을 검출하기 위한 제1 구동신호가 인가되고,
상기 제1시간구간에 상기 제2 압력 감지부에 상기 제2 전기적 특성을 검출하기 위한 제2 구동신호가 인가되는,
터치 입력 장치.The method according to any one of claims 8 to 13 and 17 to 22,
A first driving signal for detecting the first electrical characteristic is applied to the first pressure sensing unit in a first time period,
And a second driving signal for detecting the second electrical characteristic is applied to the second pressure sensing unit in the first time period.
Touch input device.
상기 제1 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 제1 신호로부터 제1 값을 산출하고,
상기 제2 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 제2 신호로부터 제2 값을 산출하고,
상기 제1 값과 상기 제2 값의 함수로 인가된 압력의 크기를 결정하는,
터치 입력 장치.The method according to claim 1 or 8,
Calculating a first value from a first signal including information on the first electrical characteristic,
Calculating a second value from a second signal including information on the second electrical characteristic,
Determining a magnitude of pressure applied as a function of the first value and the second value,
Touch input device.
상기 제1 값과 상기 제2 값에 각각 기설정된 가중치를 부여하여 상기 인가된 압력의 크기를 결정하는,
터치 입력 장치.29. The method of claim 28,
Determining a magnitude of the applied pressure by applying a predetermined weight to each of the first value and the second value,
Touch input device.
상기 가중치는 상기 압력이 인가된 위치에 따라 달라지는,
터치 입력 장치.30. The method of claim 29,
Wherein the weight is varied depending on a position where the pressure is applied,
Touch input device.
상기 제1 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 제1 신호로부터 제1 값을 산출하고,
상기 제2 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 제2 신호로부터 제2 값을 산출하고,
소정의 조건을 만족하는 경우, 상기 제1 값을 인가된 압력의 크기로 결정하고, 소정의 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 제2 값을 인가된 압력의 크기로 결정하는,
터치 입력 장치.The method according to claim 1 or 8,
Calculating a first value from a first signal including information on the first electrical characteristic,
Calculating a second value from a second signal including information on the second electrical characteristic,
Determining the first value as the magnitude of the applied pressure when the predetermined condition is satisfied and determining the second value as the magnitude of the applied pressure when the predetermined condition is not satisfied,
Touch input device.
상기 소정의 조건은, 터치 면적이 기설정된 면적 이상인 조건인,
터치 입력 장치.32. The method of claim 31,
The predetermined condition is a condition that a touch area is equal to or larger than a predetermined area,
Touch input device.
상기 소정의 조건은, 상기 제1 신호의 프로파일 형태가 기설정된 형태에 부합되는 조건인,
터치 입력 장치.32. The method of claim 31,
Wherein the predetermined condition is a condition that the profile type of the first signal conforms to a predetermined form,
Touch input device.
상기 소정의 조건은, 터치 입력이 멀티 입력인 조건인,
터치 입력 장치.32. The method of claim 31,
The predetermined condition is that the touch input is a multi-input condition,
Touch input device.
상기 소정의 조건은, 상기 제1 신호의 SNR값이 상기 제2 신호의 SNR값보다 같거나 큰 조건인,
터치 입력 장치.32. The method of claim 31,
Wherein the predetermined condition is a condition that an SNR value of the first signal is equal to or greater than an SNR value of the second signal,
Touch input device.
디스플레이 패널; 및
압력 센서를 포함하는 압력 감지부;를 포함하고,
상기 압력 감지부는 상기 압력 센서의 제1 전기적 특성 및 상기 압력 센서의 제2 전기적 특성을 검출 가능하고,
상기 제2 전기적 특성은 검출하지 않고 상기 제1 전기적 특성만 검출하여 압력의 크기를 산출하는 제1모드, 상기 제1 전기적 특성은 검출하지 않고 상기 제2 전기적 특성만 검출하여 압력의 크기를 산출하는 제2모드, 상기 제1 전기적 특성 및 상기 제2 전기적 특성을 검출하여 압력의 크기를 산출하는 제3모드 중 어느 하나가 선택적으로 구동되는,
터치 입력 장치.A touch input device capable of detecting a touch pressure,
A display panel; And
And a pressure sensor including a pressure sensor,
Wherein the pressure sensing unit is capable of detecting a first electrical characteristic of the pressure sensor and a second electrical characteristic of the pressure sensor,
A first mode in which the first electrical characteristic is not detected but the magnitude of the pressure is detected by detecting only the first electrical characteristic and the magnitude of the pressure is detected by detecting only the second electrical characteristic without detecting the first electrical characteristic A second mode, a third mode for detecting the first electrical characteristic and the second electrical characteristic and calculating a magnitude of the pressure,
Touch input device.
디스플레이 패널; 및
압력 센서를 포함하는 압력 감지부;를 포함하고,
상기 압력 감지부는, 제1 압력 센서를 포함하는 제1 압력 감지부 및 제2 압력 센서를 포함하는 제2 압력 감지부;를 포함하고,
상기 제1 압력 감지부는 상기 제1 압력 센서의 제1 전기적 특성을 검출 가능하고,
상기 제2 압력 감지부는 상기 제2 압력 센서의 제2 전기적 특성을 검출 가능하고,
상기 제2 전기적 특성은 검출하지 않고 상기 제1 전기적 특성만 검출하여 압력의 크기를 산출하는 제1모드, 상기 제1 전기적 특성은 검출하지 않고 상기 제2 전기적 특성만 검출하여 압력의 크기를 산출하는 제2모드, 상기 제1 전기적 특성 및 상기 제2 전기적 특성을 검출하여 압력의 크기를 산출하는 제3모드 중 어느 하나가 선택적으로 구동되는,
터치 입력 장치.A touch input device capable of detecting a touch pressure,
A display panel; And
And a pressure sensor including a pressure sensor,
The pressure sensing unit may include a second pressure sensing unit including a first pressure sensing unit including a first pressure sensor and a second pressure sensor,
Wherein the first pressure sensing unit is capable of detecting a first electrical characteristic of the first pressure sensor,
Wherein the second pressure sensing part is capable of detecting a second electrical characteristic of the second pressure sensor,
A first mode in which the first electrical characteristic is not detected but the magnitude of the pressure is detected by detecting only the first electrical characteristic and the magnitude of the pressure is detected by detecting only the second electrical characteristic without detecting the first electrical characteristic A second mode, a third mode for detecting the first electrical characteristic and the second electrical characteristic and calculating a magnitude of the pressure,
Touch input device.
사용자의 선택에 따라, 상기 제1모드, 상기 제2모드 및 상기 제3모드 중 어느 하나가 구동되는,
터치 입력 장치.37. The method of claim 36 or 37,
Wherein one of the first mode, the second mode and the third mode is driven according to a user's selection,
Touch input device.
소정의 조건을 만족하는 경우, 상기 제1모드, 상기 제2모드 및 상기 제3모드 중 어느 하나가 구동되는,
터치 입력 장치.37. The method of claim 36 or 37,
Wherein when any one of the first mode, the second mode and the third mode is driven,
Touch input device.
상기 소정의 조건은, 상기 터치 입력 장치의 온도가 기설정된 범위에 포함되는 조건인,
터치 입력 장치.40. The method of claim 39,
Wherein the predetermined condition is a condition that the temperature of the touch input device is included in a predetermined range,
Touch input device.
상기 소정의 조건은, 상기 터치 입력 장치에 영향을 주는 노이즈의 크기가 기설정된 범위에 포함되는 조건인,
터치 입력 장치.40. The method of claim 39,
Wherein the predetermined condition is a condition that a size of a noise affecting the touch input device is included in a predetermined range,
Touch input device.
디스플레이 패널; 및
압력 센서를 포함하는 압력 감지부;를 포함하고,
상기 압력 감지부는 상기 압력 센서의 제1 전기적 특성 및 상기 압력 센서의 제2 전기적 특성을 검출하고,
상기 제1 전기적 특성 및 제2 전기적 특성에 기초하여 상기 N개의 압력 각각의 크기를 산출하는,
터치 입력 장치.A touch input device capable of detecting N touch pressures,
A display panel; And
And a pressure sensor including a pressure sensor,
Wherein the pressure sensor detects a first electrical characteristic of the pressure sensor and a second electrical characteristic of the pressure sensor,
Calculating a magnitude of each of the N pressures based on the first electrical characteristic and the second electrical characteristic,
Touch input device.
상기 압력 감지부는 복수의 압력 센서를 포함하고,
상기 복수의 압력 센서 중 적어도 어느 하나로부터 상기 제1 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 제1 신호를 검출하고,
상기 제1 신호로부터 제1 값을 산출하고,
상기 복수의 압력 센서 중 서로 다른 M개의 압력 센서로부터 각각 상기 제2 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 M개의 제2 신호를 검출하고,
상기 M개의 제2 신호로부터 N개의 제2 값을 산출하고,
상기 제1 값, 상기 N개의 제2값을 기초로 하여 상기 N개의 압력 각각의 크기를 산출하는,
터치 입력 장치.43. The method of claim 42,
Wherein the pressure sensing unit includes a plurality of pressure sensors,
Detecting a first signal including information on the first electrical characteristic from at least one of the plurality of pressure sensors,
Calculating a first value from the first signal,
Detecting M second signals each including information on the second electrical characteristic from M different pressure sensors among the plurality of pressure sensors,
Calculating N second values from the M second signals,
Calculating a magnitude of each of the N pressures based on the first value and the N second values,
Touch input device.
디스플레이 패널; 및
압력 감지부;를 포함하고,
상기 압력 감지부는, 제1 압력 센서를 포함하는 제1 압력 감지부 및 제2 압력 센서를 포함하는 제2 압력 감지부;를 포함하고,
상기 제1 압력 감지부는 상기 제1 압력 센서의 제1 전기적 특성을 검출하고,
상기 제2 압력 감지부는 상기 제2 압력 센서의 제2 전기적 특성을 검출하고,
상기 제1 전기적 특성 및 제2 전기적 특성에 기초하여 상기 N개의 압력 각각의 크기를 산출하는,
터치 입력 장치.A touch input device capable of detecting N touch pressures,
A display panel; And
And a pressure sensing unit,
The pressure sensing unit may include a second pressure sensing unit including a first pressure sensing unit including a first pressure sensor and a second pressure sensor,
Wherein the first pressure sensing unit detects a first electrical characteristic of the first pressure sensor,
Wherein the second pressure sensing unit detects a second electrical characteristic of the second pressure sensor,
Calculating a magnitude of each of the N pressures based on the first electrical characteristic and the second electrical characteristic,
Touch input device.
상기 제1 압력 센서로부터 검출되고 상기 제1 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 제1 신호로부터 제1 값을 산출하고,
상기 제2 압력 감지부는 복수의 상기 제2 압력 센서를 포함하고,
상기 복수의 제2 압력 센서 중 서로 다른 M개의 제2 압력 센서로부터 각각 상기 제2 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 M개의 제2 신호를 검출하고,
상기 M개의 제2 신호로부터 N개의 제2 값을 산출하고,
상기 제1 값, 상기 N개의 제2값을 기초로 하여 상기 N개의 압력 각각의 크기를 산출하는,
터치 입력 장치.45. The method of claim 44,
Calculating a first value from a first signal detected from the first pressure sensor and including information on the first electrical characteristic,
Wherein the second pressure sensing unit includes a plurality of the second pressure sensors,
Detecting M second signals including information on the second electrical characteristics from M different second pressure sensors among the plurality of second pressure sensors,
Calculating N second values from the M second signals,
Calculating a magnitude of each of the N pressures based on the first value and the N second values,
Touch input device.
상기 제1 값으로부터 상기 N개의 압력의 총 크기를 산출하고,
상기 N개의 제2 값으로부터 상기 N개의 압력의 총 크기에 대한 상기 N개의 압력 각각의 비율을 산출하고,
상기 N개의 압력의 총 크기 및 상기 N개의 압력 각각의 비율로부터 상기 N개의 압력 각각의 크기를 산출하는,
터치 입력 장치.46. The method of claim 43 or 45,
Calculating a total size of the N pressures from the first value,
Calculating a ratio of each of the N pressures to a total magnitude of the N pressures from the N second values,
Calculating a magnitude of each of the N pressures from a ratio of the total magnitude of the N pressures and the ratio of each of the N pressures,
Touch input device.
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