KR101880434B1 - 터치 입력 장치와 터치 입력 장치의 커패시턴스 측정 방법 - Google Patents

터치 입력 장치와 터치 입력 장치의 커패시턴스 측정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101880434B1
KR101880434B1 KR1020170040043A KR20170040043A KR101880434B1 KR 101880434 B1 KR101880434 B1 KR 101880434B1 KR 1020170040043 A KR1020170040043 A KR 1020170040043A KR 20170040043 A KR20170040043 A KR 20170040043A KR 101880434 B1 KR101880434 B1 KR 101880434B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
capacitance value
display panel
touch
sensor
pressure sensor
Prior art date
Application number
KR1020170040043A
Other languages
English (en)
Inventor
조영호
Original Assignee
주식회사 하이딥
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이딥 filed Critical 주식회사 하이딥
Priority to KR1020170040043A priority Critical patent/KR101880434B1/ko
Priority to US15/939,891 priority patent/US20180284925A1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101880434B1 publication Critical patent/KR101880434B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0414—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04101—2.5D-digitiser, i.e. digitiser detecting the X/Y position of the input means, finger or stylus, also when it does not touch, but is proximate to the digitiser's interaction surface and also measures the distance of the input means within a short range in the Z direction, possibly with a separate measurement setup
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04105—Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

터치 입력 장치와 터치 입력 장치의 커패시턴스 측정 방법이 제공된다. 상기 터치 입력 장치는, 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널의 하부에 배치되는 압력 센서, 상기 압력 센서와 이격되어 배치되는 기준전위층, 및 상기 압력 센서로부터 출력 전압을 제공받아 제1 커패시턴스 값을 연산하고, 상기 제1 커패시턴스 값으로부터 기생 커패시턴스 값을 제거하여 제2 커패시턴스 값을 연산하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 기준전위층이 플로팅(floating)된 상태에서 상기 압력 센서로부터 출력 전압을 제공받아 상기 기생 커패시턴스 값을 연산한다.

Description

터치 입력 장치와 터치 입력 장치의 커패시턴스 측정 방법{TOUCH INPUT DEVICE AND METHOD FOR MEASURING A CAPACITANCE OF THE SAME}
본 발명은 터치 입력 장치와 터치 입력 장치의 커패시턴스 측정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정전용량 방식을 이용하는 터치 입력 장치 내의 압력 센서를 통해 전달되는 터치 압력 크기를 검출함에 있어서, 검출하고자 하는 기준전위층과 압력 센서 사이의 커패시턴스 값이 아닌 외부적 요인에 의한 기생 커패시턴스 값을 측정된 커패시턴스 값으로부터 제거하여, 터치 압력의 크기를 정밀하게 검출할 수 있는 터치 입력 장치에 관한 것이다.
컴퓨팅 시스템의 조작을 위해 다양한 종류의 입력 장치들이 이용되고 있다. 예컨대, 버튼(button), 키(key), 조이스틱(joystick) 및 터치 스크린과 같은 입력 장치가 이용되고 있다. 터치 스크린의 쉽고 간편한 조작으로 인해 컴퓨팅 시스템의 조작시 터치 스크린의 이용이 증가하고 있다.
터치 스크린은, 터치-감응 표면(touch-sensitive surface)을 구비한 투명한 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.
이러한 터치 입력 장치에서 터치 압력을 검출하기 위한 압력 센서는 기준전위층과의 사이에서 출력 전압을 검출하고, 이를 통해 커패시턴스 값을 연산하여 터치 압력의 크기를 감지할 수 있는데, 측정하고자 하는 커패시턴스 값이 아닌 외부적 요인에 의한 영향으로 에러가 포함된 커패시턴스 값이 연산되므로 이는 터치 압력의 크기를 감지하는데 악영향을 미치는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 압력 센서와 기준전위층 사이의 커패시턴스 값이 아닌 외부적 요인에 의한 기생 커패시턴스 값을 측정된 커패시턴스 값으로부터 제거하여, 터치 압력의 크기를 정밀하게 검출할 수 있는 터치 입력 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 과제로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 확장될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치는, 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널의 하부에 배치되는 압력 센서, 상기 압력 센서와 이격되어 배치되는 기준전위층, 및 상기 압력 센서로부터 출력 전압을 제공받아 제1 커패시턴스 값을 연산하고, 상기 제1 커패시턴스 값으로부터 기생 커패시턴스 값을 제거하여 제2 커패시턴스 값을 연산하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 기준전위층이 플로팅(floating)된 상태에서 상기 압력 센서로부터 출력 전압을 제공받아 상기 기생 커패시턴스 값을 연산한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 기준전위층에 전기적으로 연결되는 스위칭 소자를 더 포함하고, 상기 스위칭 소자가 오프(off)된 상태에서 상기 기준전위층이 플로팅될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 압력 센서와 상기 기준전위층 사이의 거리 변화에 따라 상기 제1 커패시턴스 값이 변할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 기준전위층은 상기 디스플레이 패널 내에 존재하고, 상기 제2 커패시턴스 값은 상기 압력 센서와 상기 기준전위층 사이의 커패시턴스 값일 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 압력 센서의 하부에, 상기 압력 센서와 이격되어 배치된 프레임을 더 포함하고, 상기 기준전위층은 상기 프레임에 존재하고, 상기 제2 커패시턴스 값은 상기 압력 센서와 상기 기준전위층 사이의 커패시턴스 값일 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 압력 센서의 하부에 배치된 프레임을 더 포함하고, 상기 압력 센서는 상기 디스플레이 패널 및 상기 프레임과 이격되어 배치될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 기준전위층은 제1 기준전위층과 제2 기준전위층을 포함하고, 상기 제1 기준전위층은 상기 디스플레이 패널 내에 존재하고, 상기 제2 기준전위층은 상기 프레임에 존재할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제2 커패시턴스 값은 상기 압력 센서와 상기 제1 기준전위층 사이의 커패시턴스 값과 상기 압력 센서와 상기 제2 기준전위층 사이의 커패시턴스 값을 기초로 연산될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 제1 시간구간에서 상기 제1 커패시턴스 값을 연산하고, 상기 제1 시간구간과 다른 제2 시간구간에서 상기 기생 커패시턴스 값을 연산할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 컨트롤러는 주기적으로 상기 기생 커패시턴스 값을 연산할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 컨트롤러는 터치 컨트롤러 IC(Touch Controller IC) 또는 AP(Application Processor)일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치는, 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널의 하부에 배치되는 압력 센서, 및 상기 압력 센서로부터 출력 전압을 제공받아 제1 커패시턴스 값을 연산하고, 상기 제1 커패시턴스 값으로부터 기생 커패시턴스 값을 제거하여 제2 커패시턴스 값을 연산하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 디스플레이 패널이 조립된 상태에서 상기 압력 센서로부터 출력 전압을 제공받아 상기 기생 커패시턴스 값을 연산한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 커패시턴스 측정 방법은, 디스플레이 패널을 완성하고, 상기 디스플레이 패널 상에 압력 센서를 형성하는 단계, 상기 압력 센서를 이용하여 상기 디스플레이 패널의 기생 커패시턴스 값을 측정하는 단계, 및 상기 디스플레이 패널과 프레임을 결합하는 단계를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 디스플레이 패널과 상기 프레임을 결합한 후, 상기 압력 센서를 이용하여 상기 디스플레이 패널에 가해지는 압력을 통해 제1 커패시턴스 값을 측정하고, 상기 제1 커패시턴스 값으로부터 상기 기생 커패시턴스 값을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 기생 커패시턴스 값은 메모리에 저장된 값을 이용할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 커패시턴스 측정 방법은, 프레임을 완성하고, 상기 프레임 상에 압력 센서를 형성하는 단계, 상기 압력 센서를 이용하여 상기 프레임의 기생 커패시턴스 값을 측정하는 단계, 및 디스플레이 패널과 상기 프레임을 결합하는 단계를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 디스플레이 패널과 상기 프레임을 결합한 후, 상기 압력 센서를 이용하여 상기 디스플레이 패널에 가해지는 압력을 통해 제4 커패시턴스 값을 측정하고, 상기 제4 커패시턴스 값으로부터 상기 기생 커패시턴스 값을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 기생 커패시턴스 값은 메모리에 저장된 값을 이용할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 터치 입력 장치는, 정전용량 방식의 터치 입력 장치에서 측정된 커패시턴스 값으로부터 기생 커패시턴스(parasitic capacitance) 값을 제거하여, 터치 압력의 크기를 정밀하게 검출할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 확장될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 정전 용량 방식의 터치 센서 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 터치 위치, 터치 압력 및 디스플레이 동작을 제어하기 위한 제어 블록을 예시한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에서 디스플레이 모듈의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에서 압력 센서가 형성되는 예를 예시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 센서시트의 단면을 예시한다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 다양한 디스플레이 패널에 직접 형성된 압력 센서의 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 기생 커패시턴스 값을 예시적으로 나타내는 단면도이다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 센서의 형태를 예시하는 도면이다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 제어 블록의 다양한 구성을 예시한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
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.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
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 센서가 적용될 수도 있다.
압력 센서를 통해 감지되는 커패시턴스 값에는 외부적인 요인에 의한 기생 커패시턴스(parasitic capacitance) 값이 포함되어 있다. 따라서, 측정된 커패시턴스 값에서 기생 커패시턴스 값을 제거하여, 터치 표면에 가해지는 터치 압력의 크기가 압력 센서와 기준전위층 사이의 커패시턴스 값에만 영향을 받도록 할 필요가 있다.
본 발명에 따르면, 별도로 기생 커패시턴스 값을 연산할 수 있는 방법을 제시하여 상기의 문제점을 해결하고, 터치 입력 장치의 터치 압력의 크기를 정밀하게 측정할 수 있는 방법을 제안한다.
우선, 본 발명에 따른 터치 입력 장치가 적용될 수 있는 다수의 터치 입력 장치의 구성에 관한 실시예들에 대해 설명한다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 정전 용량 방식의 터치 센서 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도이다.
도 1a를 참조하면, 터치 센서(10)는 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn) 및 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함하며, 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.
도 1a에 도시된 바와 같이, 터치 센서(10)는 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다. 도 1a에서는 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.
복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 각각 서로 교차하도록 배열될 수 있다. 구동전극(TX)은 제1 축 방향으로 연장된 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)을 포함하고 수신전극(RX)은 제1 축 방향과 교차하는 제2 축 방향으로 연장된 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다.
도 8a 및 도 8b에 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.
또한, 도 8c에 도시된 바와 같이, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 서로 다른 층에 형성될 수도 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.
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.
본 발명의 실시예에 따른 구동부(12)는 구동신호를 구동전극(TX1 내지 TXn)에 인가할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 구동신호는 제1 구동전극(TX1)부터 제n 구동전극(TXn)까지 순차적으로 한번에 하나의 구동전극에 대해서 인가될 수 있다. 이러한 구동신호의 인가는 재차 반복적으로 이루어질 수 있다. 이는 단지 예시일 뿐이며, 실시예에 따라 다수의 구동전극에 구동신호가 동시에 인가될 수도 있다.
감지부(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, 제1 구동전극(TX1)부터 제n 구동전극(TXn)까지 인가된 구동신호를 수신전극(RX1 내지 RXm)을 통해 감지하는 과정은 터치 센서(10)를 스캔(scan)한다고 지칭할 수 있다.
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 부 입력단은 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.
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.
도 1a에서 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, 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.
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. 도 1a에서 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, 제1 축과 제2 축으로 이루어진 2차원 평면으로 이루어진 터치 센서(10)의 표면에 대한 터치의 여부 및/또는 그 위치를 감지할 수 있다.
보다 구체적으로, 터치 센서(10)에 대한 터치가 일어날 때 구동신호가 인가된 구동전극(TX)을 검출함으로써 터치의 제2 축 방향의 위치를 검출할 수 있다. 이와 마찬가지로, 터치 센서(10)에 대한 터치시 수신전극(RX)을 통해 수신된 수신신호로부터 정전용량 변화를 검출함으로써 터치의 제1 축 방향의 위치를 검출할 수 있다.
위에서는 구동전극(TX)과 수신전극(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.
도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 다른 정전용량 방식의 터치 센서 및 이의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1b에 도시된 터치 센서(10)에는 복수의 터치 전극(30)이 구비된다. 복수의 터치 전극(30)은 도 8d에 도시된 바와 같이, 일정한 간격을 두고 격자 모양으로 배치될 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
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.
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.
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.
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.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 터치 위치, 터치 압력 및 디스플레이 동작을 제어하기 위한 제어 블록을 예시한다. 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.
압력 센서를 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 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 구동부, 감지부 및 제어부를 포함하고, 감지부가 감지한 감지 신호에 의하여 압력의 크기를 검출할 수 있다. 이때, 압력 센서 제어기(1300)는 터치 센서 제어기(1100)가 실장된 터치PCB에 실장될 수도 있고, 디스플레이 제어기(1200)가 실장된 디스플레이PCB에 실장될 수도 있다.
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.
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.
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.
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.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에서 디스플레이 모듈의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
먼저, 도 3a를 참조하여, LCD 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)을 포함하는 디스플레이 모듈(200)의 구성을 설명하기로 한다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(200)은 LCD 패널인 디스플레이 패널(200A), 디스플레이 패널(200A) 상부에 배치되는 제1 편광층(271) 및 디스플레이 패널(200A) 하부에 배치되는 제2 편광층(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 배치되는 제1 기판층(261) 및 액정층(250)의 하부에 배치되는 제2 기판층(262)을 포함할 수 있다.
이때, 제1 기판층(261)은 컬러필터 글라스(color filter glass)일 수 있고, 제2 기판층(262)은 TFT 글라스(TFT glass)일 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1 기판층(261) 및 제2 기판층(262) 중 적어도 하나는 플라스틱과 같은 벤딩(bending) 가능한 물질로 형성될 수 있다. 도 3a에서 제2 기판층(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.
다음으로, 도 3b를 참조하여, OLED 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)을 포함하는 디스플레이 모듈(200)의 구성을 설명하기로 한다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(200)은 OLED 패널인 디스플레이 패널(200A), 디스플레이 패널(200A) 상부에 배치되는 제1 편광층(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 제1 기판층(281) 및 유기물층(280) 하부에 배치되는 제2 기판층(283)을 포함할 수 있다.
이때, 제1 기판층(281)은 인캡 글라스(Encapsulation glass)일 수 있고, 제2 기판층(283)은 TFT 글라스(TFT glass)일 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1 기판층(281) 및 제2 기판층(283) 중 적어도 하나는 플라스틱과 같은 벤딩(bending) 가능한 물질로 형성될 수 있다. 도 3b에 도시된 OLED 패널의 경우, 게이트 라인, 데이터 라인, 제1 전원라인(ELVDD), 제2 전원라인(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.
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.
OLED는 픽셀 매트릭스를 구성하고 있는 픽셀의 동작특성에 따라 라인 구동 방식의 PM-OLED(Passive-matrix Organic Light-Emitting Diode)와 개별 구동 방식의 AM-OLED(Active-matrix Organic Light-Emitting Diode)가 존재한다. 양자 모두 백라이트를 필요로 하지 않기 때문에 디스플레이 모듈을 매우 얇게 구현할 수 있고, 각도에 따라 명암비가 일정하고, 온도에 따른 색 재현성이 좋다는 장점을 갖는다. 또한, 미구동 픽셀은 전력을 소모하지 않는다는 점에서 매우 경제적이다.
동작 면에서 PM-OLED는 높은 전류로 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.
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.
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.
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.
당해 기술분야의 당업자에게는, LCD 패널 또는 OLED 패널이 디스플레이 기능을 수행하기 위해 다른 구성을 더 포함할 수 있으며 변형이 가능함이 자명할 것이다.
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 제2 편광층(272) 하부에 배치되는 백라이트 유닛(미도시: backlight unit)을 포함하여 구성될 수 있고, LCD 패널의 작동을 위한 디스플레이 패널 제어 IC, 그래픽 제어 IC 및 기타 회로를 더 포함할 수 있다.
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 제2 편광층(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.
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.
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.
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 제1 기판층(261,281)의 상면에 형성될 수 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 디스플레이 모듈(200)의 외면으로서 도 3a 및 도 3b에서 상부면 또는 하부면이 될 수 있다.
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 제1 기판층(261,281) 상면에 형성될 수 있으며, 나머지 전극은 제1 기판층(261,281) 하면 또는 제2 기판층(262,283) 상면에 형성될 수 있다.
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 제1 기판층(261,281)의 하면 또는 제2 기판층(262,283)의 상면에 형성될 수 있다.
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), 제1 전원라인(ELVDD) 및 제2 전원라인(ELVSS) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이때, 터치 센서(10)는 도 1a에서 설명된 구동전극 및 수신전극으로 동작하여 구동전극 및 수신전극 사이의 상호정전용량에 따라 터치 위치를 검출할 수 있다. 또한, 터치 센서(10)는 도 1b에서 설명된 단일 전극(30)으로 동작하여 단일 전극(30) 각각의 자기정전용량에 따라 터치 위치를 검출할 수 있다. 이때, 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.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 터치 압력을 검출하기 위하여, 터치 위치를 검출하는데 사용되는 전극 및 디스플레이를 구동하는데 사용되는 전극과는 다른, 별도의 센서를 배치하여 압력 감지부로 사용하는 경우에 대해서 예를 들어 상세하게 살펴본다.
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.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에서 압력 센서가 형성되는 예를 예시한다.
도 4a 및 이하의 일부 도면에서 디스플레이 패널(200A)이 커버층(100)에 직접 라미네이션되어 부착된 것으로 도시되나, 이는 단지 설명의 편의를 위한 것이며 제1 편광층(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, 제2 편광층(272) 및 백라이트 유닛이 생략되어 도시된 것이다.
도 4a 내지 도 4g를 참조한 설명에서, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)로서 터치 센서가 형성된 커버층(100)이 도 3a 및 도 3b에 도시된 디스플레이 모듈(200) 상에 접착제로 라미네이션되어 부착된 것을 예시하나, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서(10)가 도 3a 및 도 3b에 도시된 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치되는 경우도 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 4a 내지 도 4d에서 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.
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.
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.
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.
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.
이하에서 압력 검출을 위한 구성을 총괄하여 압력 감지부로 지칭한다. 예컨대, 도 4a에 도시된 실시예에서 압력 감지부는 센서시트(440)를 포함할 수 있고, 도 4b에 도시된 실시예에서 압력 감지부는 압력 센서(450,460)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 터치 입력 장치는 도 4a에 도시된 바와 같이 압력 센서(450,460)를 포함하는 센서시트(440)가 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에 배치될 수 있으며, 도 4b에 도시된 바와 같이 압력 센서(450,460)가 디스플레이 패널(200A) 하면에 직접 형성될 수도 있다. 이때, 센서시트(440)는 디스플레이 모듈(200)의 하면에 부착되고, 센서시트(440)와 기판(300) 사이에 스페이서층(420)이 배치될 수 있으며, 또는, 센서시트(440)는 기판(300)의 상면에 부착되고, 센서시트(440)와 디스플레이 모듈(200) 사이에 스페이서층(420)이 배치될 수도 있다.
압력 감지부는 예컨대, 에어갭(airgap)으로 이루어진 스페이서층(420)을 포함하여 구성되며, 이에 대해서는 도 4a 내지 도 4g를 참조하여 상세하게 살펴본다.
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.
또한, 기준전위층은 디스플레이 모듈(200)의 하부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 기준전위층은 디스플레이 모듈(200) 하부에 배치되는 기판(300)에 형성되거나 기판(300) 자체가 기준전위층 역할을 할 수 있다. 또한, 기준전위층은 기판(300) 상부에 배치되고 디스플레이 모듈(200)의 하부에 배치되며, 디스플레이 모듈(200)을 보호하는 기능을 수행하는 커버(미도시)에 형성되거나, 커버 자체가 기준전위층 역할을 할 수 있다.
터치 입력 장치(1000)에 압력 인가시 디스플레이 패널(200A)이 휘어지고, 디스플레이 패널(200A)이 휘어짐에 따라 기준전위층과 압력 센서(450,460)와의 거리가 변할 수 있다. 또한, 기준전위층과 압력 센서(450,460) 사이에는 스페이서층이 배치될 수도 있다. 구체적으로, 디스플레이 모듈(200)과 기준전위층이 배치된 기판(300) 사이 또는 디스플레이 모듈(200)과 기준전위층이 배치된 커버 사이에 스페이서층이 배치될 수 있다.
또한, 기준전위층은 디스플레이 모듈(200)의 내부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 기준전위층은 디스플레이 패널(200A)의 제1 기판층(261,281)의 상면 또는 하면, 또는 제2 기판층(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 기준전위층과 압력 센서(450,460)와의 거리가 변할 수 있다. 또한, 기준전위층과 압력 센서(450,460) 사이에는 스페이서층이 배치될 수도 있다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 터치 입력 장치(1000)의 경우, 스페이서층이 디스플레이 패널(200A)의 상부 또는 내부에 배치될 수도 있다.
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.
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.
도 4c는 본 발명의 도 4a에 도시된 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 사시도이다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예에서 센서시트(440)는 터치 입력 장치(1000)에서 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)는 센서시트(440)를 배치하기 위해서 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에 배치되는 스페이서층을 포함할 수 있다.
이하에서, 터치 센서(10)에 포함된 전극과 구분이 명확하도록, 압력을 검출하기 위한 센서(450 및 460)를 압력 센서(450,460)로 지칭한다. 이때, 압력 센서(450,460)는 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)는 ITO와 같은 투명한 물질로 구성될 수 있다.
이때, 압력 센서(450,460)가 배치되는 스페이서층(420)을 유지하기 위해서 기판(300) 상부의 테두리를 따라 소정 높이를 갖는 프레임(330)이 형성될 수 있다. 이때, 프레임(330)은 접착 테이프(미도시)로 커버층(100)에 접착될 수 있다. 도 4c에서 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.
도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서를 포함하는 터치 입력 장치의 단면도이다. 도 4d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서(450,460)가 스페이서층(420) 내로서 디스플레이 패널(200A)하부면 상에 배치될 수 있다.
압력 검출을 위한 압력 센서는 제1 센서(450)와 제2 센서(460)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 센서(450)와 제2 센서(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, 제1 센서(450)와 제2 센서(460) 사이에 상호 정전용량이 생성될 수 있다.
도 4e는 도 4d에 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 제1 센서(450)와 제2 센서(460) 사이의 상호 정전용량은 감소할 수 있다. 따라서, 수신센서를 통해 획득되는 감지신호에서 상호 정전용량의 감소량을 획득하여 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다.
도 4e에서는 기판(300)의 상부면이 그라운드 전위, 즉 기준전위층인 경우에 대하여 설명하였지만, 기준전위층이 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치될 수 있다. 이때, 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 기준전위층과 압력 센서(450,460) 사이의 거리가 변하고, 이에 따라 수신센서를 통해 획득되는 감지신호에서 정전용량 변화량을 획득하여 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다.
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.
제1 센서(450)와 제2 센서(460)는 동일한 층에 형성된 형태에 있어서, 도 4d 및 도 4e에 도시된 제1 센서(450)와 제2 센서(460) 각각은 도 8a에 도시된 바와 같이 마름모꼴 형태의 복수의 센서로 구성될 수 있다. 여기서 복수의 제1 센서(450)는 제1 축 방향으로 서로 이어진 형태이고, 복수의 제2 센서(460)는 제1 축 방향과 직교하는 제2 축 방향으로 서로 이어진 형태이며, 제1 센서(450) 및 제2 센서(460) 중 적어도 하나는 각각의 복수의 마름모꼴 형태의 센서가 브릿지를 통해 연결되어 제1 센서(450)와 제2 센서(460)가 서로 절연된 형태일 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 제1 센서(450)와 제2 센서(460)는 도 8b에 도시된 형태의 센서로 구성될 수 있다.
이상에서 터치 압력은 제1 센서(450)와 제2 센서(460) 사이의 상호 정전용량의 변화로부터 검출되는 것이 예시된다. 하지만, 압력 감지부는 제1 센서(450)와 제2 센서(460) 중 어느 하나의 압력 센서만을 포함하도록 구성될 수 있으며, 이러한 경우 하나의 압력 센서와 그라운드층(기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치되는 기준전위층) 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.
예컨대, 도 4d에서 압력 센서는 제1 센서(450)만을 포함하여 구성될 수 있으며, 이때 기판(300)과 제1 센서(450) 사이의 거리 변화에 따라 야기되는 제1 센서(450)와 기판(300) 사이의 정전용량 변화로부터 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다. 터치 압력이 커짐에 따라 거리(d)가 감소하므로 기판(300)과 제1 센서(450) 사이의 정전용량은 터치 압력이 증가할수록 커질 수 있다. 이때, 제1 센서(450)는 디스플레이 패널(200A) 상에 복수 개 형성될 수도 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, 도 8d에 도시된 바와 같이 복수의 제1 센서(450)가 일정한 간격을 두고 격자 모양으로 배치될 수 있다.
도 4f는 압력 센서(450,460)가 스페이서층(420) 내로서 기판(300)의 상부면 및 디스플레이 모듈(200)의 하부면 상에 형성된 경우를 예시한다. 이때, 도 4a에 도시된 바와 같이 압력 감지부가 센서시트로 구성되는 경우, 센서시트는 제1 센서(450)를 포함하는 제1 센서시트(440-1)와 제2 센서(460)를 포함하는 제2 센서시트(440-2)로 구성될 수 있다. 이때, 제1 센서(450)와 제2 센서(460) 중 어느 하나는 기판(300) 상에 형성되고 나머지 하나는 디스플레이 모듈(200)의 하부면 상에 형성될 수 있다. 도 4g에서는 제1 센서(450)가 기판(300) 상에 형성되고 제2 센서(460)가 디스플레이 모듈(200)의 하부면상에 형성된 것을 예시한다.
도 4g는 압력 센서(450,460)가 스페이서층(420) 내로서 기판(300)의 상부면 및 디스플레이 패널(200A)의 하부면 상에 형성된 경우를 예시한다. 이때, 제1 센서(450)는 디스플레이 패널(200A)의 하부면 상에 형성되고, 제2 센서(460)는, 제2 센서(460)가 제1 절연층(470) 상에 형성되고 제2 절연층(471)이 제2 센서(460) 상에 형성되는, 센서시트의 형태로 기판(300)의 상부면에 배치될 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 제1 센서(450)와 제2 센서(460) 사이의 거리(d)가 감소할 수 있다. 이러한 경우, 상기 거리(d)의 감소에 따라 제1 센서(450)와 제2 센서(460) 사이의 상호 정전용량은 증가할 수 있다. 따라서, 수신센서를 통해 획득되는 감지신호에서 상호 정전용량의 증가량을 획득하여 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다.
이때, 도 4g에서 제1 센서(450)와 제2 센서(460)는 서로 다른 층에 형성되므로, 제1 센서(450) 및 제2 센서(460)는 빗살형상 또는 삼지창 형상을 가질 필요는 없으며 제1 센서(450) 및 제2 센서(460) 중 어느 하나는 하나의 판(예컨대, 사각판) 형상을 가질 수도 있으며, 다른 하나는 도 8d에 도시된 바와 같이 복수의 센서가 일정한 간격을 두고 격자 모양으로 배치될 수 있다.
상기에서는 도 4b에 도시된 바와 같이 압력 센서(450,460)가 디스플레이 패널(200A)의 하면에 직접 형성되는 실시예를 기준으로 설명하였으나 도 4a에 도시된 바와 같이 압력 센서(450,460)가 포함된 센서시트(440)가 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에 배치되는 실시예에도 모두 적용 가능하다.
이 경우, 기판(300)의 상부면 또한 노이즈 차폐를 위해 그라운드 전위를 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 센서시트의 단면을 예시한다. 도 5의 (a)를 참조하여 설명하면, 압력 센서(450,460)를 포함하는 센서시트(440)가 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 상에 부착된 경우의 단면을 예시한다. 이때, 센서시트(440)에서 압력 센서(450,460)는 제1 절연층(470)과 제2 절연층(471) 사이에 위치하므로, 압력 센서(450,460)가 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)가 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 제1 센서(450)와 제2 센서(460) 사이에 생성되는 정전용량의 크기가 너무 커지는 것을 방지할 수 있다.
제1 센서(450)와 제2 센서(460)는 실시예에 따라 서로 다른 층에 구현되어 센서층을 구성하여도 무방하다. 도 5의 (b)는 제1 센서(450)와 제2 센서(460)가 서로 다른 층에 구현된 경우의 단면을 예시한다. 도 5의 (b)에 예시된 바와 같이, 제1 센서(450)는 제1 절연층(470) 상에 형성되고 제2 센서(460)는 제1 센서(450) 상에 위치하는 제2 절연층(471) 상에 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 제2 센서(460)는 제3절연층(472)으로 덮일 수 있다.
즉, 센서시트(440)는 제1 절연층(470) 내지 제3절연층(472), 제1 센서(450) 및 제2 센서(460)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 제1 센서(450)와 제2 센서(460)는 서로 다른 층에 위치하므로 서로 오버랩(overlap)되도록 구현될 수 있다. 예컨대, 제1 센서(450)와 제2 센서(460)는 도8c에 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, 도 8a에 도시된 바와 같이 마름모꼴 형태의 제1 센서(450)와 제2 센서(460)가 각각 다른 층에 위치할 수도 있다.
도 5의 (c)는 센서시트(440)가 제1 센서(450)만을 포함하여 구현된 경우의 단면을 예시한다. 도 5의 (c)에 예시된 바와 같이, 제1 센서(450)를 포함하는 센서시트(440)는 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 상에 배치될 수 있다.
도 5의 (d)는 제1 센서(450)를 포함하는 제1 센서시트(440-1)가 기판(300) 상에 부착되고 제2 센서(460)를 포함하는 제2 센서시트(440-2)가 디스플레이 모듈(200)에 부착된 경우의 단면을 예시한다. 도 5의 (d)에 예시된 바와 같이, 제1 센서(450)를 포함하는 제1 센서시트(440-1)는 기판(300) 상에 배치될 수 있다. 또한, 제2 센서(460)를 포함하는 제2 센서시트(440-2)는 디스플레이 모듈(200)의 하부면 상에 배치될 수 있다.
도 5의 (a)와 관련하여 설명된 바와 마찬가지로, 압력 센서(450,460)가 부착되는 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)이 그라운드 전위를 나타내지 않거나 약한 그라운드 전위를 나타내는 경우, 도 5의 (a) 내지 (d)에서 센서시트(440)는 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)과 제1 절연층(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.
본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 압력 센서(450,460)는 디스플레이 패널(200A)에 직접 형성될 수 있다. 도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 다양한 디스플레이 패널에 직접 형성된 압력 센서의 실시예를 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 6a는 LCD 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)에 형성된 압력 센서(450,460)를 도시한다. 구체적으로, 도 6a에 도시된 바와 같이, 압력 센서(450,460)가 제2 기판층(262) 하면에 형성될 수 있다. 이때, 압력 센서(450,460)가 제2 편광층(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)와 이격된 기준전위층과 압력 센서(450,460)와의 거리 변화에 따라 변화하는 정전용량에 대한 정보를 포함하는 전기적 신호를 수신센서(460)로부터 수신한다.
자기 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력을 검출하는 경우에는, 압력 센서(450,460)에 구동신호가 인가되고, 압력 센서(450,460)와 이격된 기준전위층과 압력 센서(450,460)와의 거리 변화에 따라 변화하는 정전용량에 대한 정보를 포함하는 전기적 신호를 압력 센서(450,460)로부터 수신한다. 여기서 기준전위층은 기판(300)이거나 디스플레이 패널(200A)과 기판(300) 사이에 배치되며, 디스플레이 패널(200A)을 보호하는 기능을 수행하는 커버일 수 있다.
다음으로, 도 6b는 OLED 패널(특히, AM-OLED 패널)을 이용하는 디스플레이 패널(200A)의 하부면에 형성된 압력 센서(450,460)를 도시한다. 구체적으로, 압력 센서(450,460)가 제2 기판층(283) 하면에 형성될 수 있다. 이때, 압력을 검출하는 방법은 도 6a에서 설명한 방법과 동일하다.
OLED 패널의 경우, 유기물층(280)에서 빛이 발광하므로, 유기물층(280) 하부에 배치된 제2 기판층(283)의 하면에 형성되는 압력 센서(450,460)는 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)를 제2 기판층(283) 하면에 직접 형성시키기 위하여, 제2 기판층(283) 하면에 블랙 잉크와 같은 차광층을 도포한 후, 차광층 상에 압력 센서(450,460)를 형성시킬 수 있다.
또한, 도 6b에서는 제2 기판층(283)의 하면에 압력 센서(450,460)가 형성되는 것으로 도시되었지만, 제2 기판층(283)의 하부에 제3 기판층(미도시)이 배치되고, 제3 기판층의 하면에 압력 센서(450,460)가 형성될 수 있다. 특히 디스플레이 패널(200A)이 플렉서블 OLED 패널일 경우, 제1 기판층(281), 유기물층(280) 및 제2 기판층(283)으로 구성된 디스플레이 패널(200A)이 매우 얇고 잘 휘어지기 때문에, 제2 기판층(283)의 하부에 상대적으로 잘 휘어지지 않는 제3 기판층을 배치할 수 있다.
다음으로, 도 6c는 OLED 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A) 내에 형성된 압력 센서(450,460)를 도시한다. 구체적으로, 압력 센서(450,460)가 제2 기판층(283) 상면에 형성될 수 있다. 이때, 압력을 검출하는 방법은 도 6a에서 설명한 방법과 동일하다.
또한, 도 6c에서는 OLED 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)에 대하여 예를 들어 설명하였지만, LCD 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)의 제2 기판층(272) 상면에 압력 센서(450,460)가 형성되는 것도 가능하다.
또한, 도 6a 내지 도 6c에서는 압력 센서(450,460)가 제2 기판층(272,283)의 상면 또는 하면에 형성되는 것에 대하여 설명하였지만, 압력 센서(450,460)가 제1 기판층(261,281)의 상면 또는 하면에 형성되는 것도 가능하다.
또한, 도 6a 내지 도 6c에서는 압력 센서(450,460)가 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.
또한, 도 6a 내지 도 6c에서는 기준전위층이 압력 감지부의 하부에 배치되는 것에 대하여 설명하였지만, 기준전위층이 디스플레이 패널(200A)의 내부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 기준전위층이 디스플레이 패널(200A)의 제1 기판층(261,281)의 상면 또는 하면, 또는 제2 기판층(262,283)의 상면 또는 하면에 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 정전용량 변화량을 감지하기 위한 압력 센서(450,460)는 도 4g에 설명한 바와 같이, 디스플레이 패널(200A)에 직접 형성되는 제1 센서(450) 및 센서시트의 형태로 구성된 제2 센서(460)로 구성될 수 있다. 구체적으로, 제1 센서(450)는 도 6a 내지 도 6c에 설명한 바와 같이 디스플레이 패널(200A)에 직접 형성되고, 제2 센서(460)는 도 4g에서 설명한 바와 같이 센서시트의 형태로 구성되어 터치 입력 장치(1000)에 부착될 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 기생 커패시턴스 값을 예시적으로 나타내는 단면도이다.
도 7a를 참조하면, 기준전위층이 디스플레이 패널(200A)의 내부가 아니라 다른 곳에 존재하는 경우에, 기준전위층을 플로팅(floating)시켜 기생 커패시턴스 값(Cpar)을 연산할 수 있다.
도 7a에서는 예를 들어, 기준전위층이 프레임(330)에 존재하는 경우, 검출하고자 하는 커패시턴스 값(Csensor)을 연산하기 위해 압력 센서(450)와 기준전위층 사이가 아닌 다른 외부 요인에 의한 기생 커패시턴스 값(Cpar)을 연산하고, 이를 실제적으로 측정된 커패시턴스 값으로부터 제거하여 커패시턴스 값(Csensor)을 연산할 수 있다.
기존에 커패시턴스 값을 연산하는 방법을 사용하면, 실제로 검출을 원하는 커패시턴스 값(Csensor)과 오차가 존재하며, 이를 해결하기 위해 본 발명을 적용할 수 있다. 즉, 기준전위층을 플로팅(floating)시킨 경우의 측정을 통해서 기생 커패시턴스 값(Cpar)의 실제 값을 얻을 수 있고, 물리적 변동(variation)에 의한 에러를 줄일 수 있다.
기준전위층을 플로팅(floating)시키기 위해서는, 기준전위층에 전기적으로 연결되는 스위칭 소자를 포함할 수 있고, 이러한 스위칭 소자가 오프(off)된 상태라면 기준전위층이 플로팅(floating)되었다고 판단할 수 있다.
또한, 디스플레이 패널(200A)과 프레임(330)을 각각 제조한 후 조립하기 전의 상태에서 디스플레이 패널(200A)에 대하여 커패시턴스 값을 측정할 수 있다. 이렇게 측정된 커패시턴스 값은 추후 조립 후에 압력 센서(450)와 기준전위층 사이가 아닌 다른 외부 요인에 의한 기생 커패시턴스 값(Cpar)으로 작용한다. 조립 공정 전에 미리 측정한 기생 커패시턴스 값(Cpar)을 메모리 내에 저장하였다가 실제로 검출을 원하는 커패시턴스 값(Csensor)을 연산할 때 이용할 수 있다.
도 7b에서는 예를 들어, 기준전위층이 디스플레이 패널(200A) 내에 존재하는 경우, 검출하고자 하는 커패시턴스 값(Csensor)을 연산하기 위해 압력 센서(450)와 기준전위층 사이가 아닌 다른 외부 요인에 의한 기생 커패시턴스 값(Cpar)을 연산하고, 이를 실제적으로 측정된 커패시턴스 값으로부터 제거하여 커패시턴스 값(Csensor)을 연산할 수 있다.
이러한 경우에는, 디스플레이 패널(200A) 내의 디스플레이 전극들(예를 들면 ELVSS, ELVDD, GND 전극 등)을 플로팅(floating)시키면 기생 커패시턴스 값(Cpar)만 연산할 수 있다. 이러한 기생 커패시턴스 값(Cpar)을 이용해서 정상적인 동작에서 기생 커패시턴스 값(Cpar)을 제거해 줌으로써 검출하고자 하는 커패시턴스 값(Csensor)을 정확하게 연산하여 터치 압력의 크기를 정밀하게 검출할 수 있다.
또한, 디스플레이 패널(200A)과 프레임(330)을 각각 제조한 후 조립하기 전의 상태에서 프레임(330)에 대하여 커패시턴스 값을 측정할 수 있다. 이 경우에는 프레임(330) 상에 압력 센서(450)가 존재하기 때문에, 프레임(330)과 압력 센서(450) 사이에서 측정한 커패시턴스 값은 추후 조립 후에 압력 센서(450)와 기준전위층 사이가 아닌 다른 외부 요인에 의한 기생 커패시턴스 값(Cpar)으로 작용한다. 조립 공정 전에 미리 측정한 기생 커패시턴스 값(Cpar)을 메모리 내에 저장하였다가 실제로 검출을 원하는 커패시턴스 값(Csensor)을 연산할 때 이용할 수 있다.
도 7c에서는 예를 들어, 기준전위층이 디스플레이 패널(200A) 내 및 프레임(330)에 존재하는 경우에 있어서, 검출하고자 하는 커패시턴스 값(Csensor1, Csensor2)을 연산하기 위해 압력 센서(450)와 기준전위층 사이가 아닌 다른 외부 요인에 의한 기생 커패시턴스 값(Cpar)을 연산하고, 이를 실제적으로 측정된 커패시턴스 값으로부터 제거하여 커패시턴스 값(Csensor1, Csensor2)을 연산할 수 있다.
이러한 경우에는, 커패시턴스 값(Csensor1, Csensor2)을 이용하여 터치 압력의 크기를 정밀하게 검출할 수 있다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 제어 블록의 다양한 구성을 예시한다.
도 9a에 예시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 터치 센서 제어기(1100)에는 압력 센서 제어기(1300)가 통합하여 구성될 수 있고, 디스플레이 제어기(1200)는 별개로 구성될 수 있다. 이때, 호스트 프로세서(1500)를 별도로 구비하여 제어신호를 터치/압력 센서 제어기(1100) 및 디스플레이 제어기(1200)에 전달하고 이들 제어기(1100, 1200)로부터 정보를 수집하여 처리할 수 있다.
본 발명에서의 기생 커패시턴스 값(Cpar)을 연산하는 동작은 예를 들어, 터치/압력 센서 제어기(1100)에서 수행되거나, 호스트 프로세서(1500)에서 수행될 수 있다. 터치/압력 센서 제어기(1100)는 예를 들어, 터치 컨트롤러 IC(Touch Controller IC)일 수 있고, 호스트 프로세서(1500)는 예를 들어, AP(Application Processor)일 수 있다.
도 9b에 예시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 터치 센서 제어기(1100), 압력 센서 제어기(1300)는 디스플레이 제어기(1200)와 통합되어 하나의 제어기를 구성할 수 있다. 이때, 호스트 프로세서(1500)를 별도로 구비하여 제어신호를 디스플레이 및 터치/압력 센서 제어기(1200)에 전달하고 이 제어기(1200)로부터 정보를 수집하여 처리할 수 있다.
본 발명에서의 기생 커패시턴스 값(Cpar)을 연산하는 동작은 예를 들어, 디스플레이 및 터치/압력 센서 제어기(1200)에서 수행되거나, 호스트 프로세서(1500)에서 수행될 수 있다. 디스플레이 및 터치/압력 센서 제어기(1200)는 예를 들어, 터치 컨트롤러 IC(Touch Controller IC)일 수 있고, 호스트 프로세서(1500)는 예를 들어, AP(Application Processor)일 수 있다.
도 9c에 예시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 터치 센서 제어기(1100), 압력 센서 제어기(1300)는 디스플레이 제어기(1200)와 통합되어 하나의 제어기를 구성할 수 있다. 이때, 호스트 프로세서(1500)를 별도로 구비하지 않으며, 디스플레이 및 터치/압력 센서 제어기(1200)가 직접 호스트 프로세서로서 제어신호를 생성하고 획득된 정보를 수집하여 처리할 수 있다.
본 발명에서의 기생 커패시턴스 값(Cpar)을 연산하는 동작은 예를 들어, 디스플레이 및 터치/압력 센서 제어기(1200)에서 직접 수행될 수 있다. 디스플레이 및 터치/압력 센서 제어기(1200)는 예를 들어, 터치 컨트롤러 IC(Touch Controller IC)일 수 있다.
도 9d에 예시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 터치 센서 제어기(1100)에는 압력 센서 제어기(1300) 통합하여 구성될 수 있고, 디스플레이 제어기(1200)는 별개로 구성될 수 있다. 이때, 호스트 프로세서(1500)를 별도로 구비하지 않으며, 디스플레이 제어기(1200) 또는 터치/압력 센서 제어기(1100)가 호스트 프로세서로서 제어신호를 생성하고 상대편 제어기로부터 획득된 정보를 수집하여 처리할 수 있다.
본 발명에서의 기생 커패시턴스 값(Cpar)을 연산하는 동작은 예를 들어, 터치/압력 센서 제어기(1100)에서 직접 수행될 수 있다. 터치/압력 센서 제어기(1100)는 예를 들어, 터치 컨트롤러 IC(Touch Controller IC)일 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 터치 센서 11: 감지부
12: 구동부 13: 제어부
100: 커버층 200: 디스플레이 모듈
200A: 디스플레이 패널 300: 기판
450, 460: 압력 센서

Claims (18)

  1. 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널의 하부에 배치되는 압력 센서;
    상기 압력 센서와 이격되어 배치되는 기준전위층; 및
    상기 압력 센서로부터 출력 전압을 제공받아 제1 커패시턴스 값을 연산하고, 상기 제1 커패시턴스 값으로부터 기생 커패시턴스 값을 제거하여 제2 커패시턴스 값을 연산하는 컨트롤러;및
    상기 기준전위층에 전기적으로 연결되는 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 기준전위층이 플로팅(floating)된 상태에서 상기 압력 센서로부터 출력 전압을 제공받아 상기 기생 커패시턴스 값을 연산하고,
    상기 스위칭 소자가 오프(off)된 상태에서 상기 기준전위층이 플로팅되는,
    터치 입력 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 압력 센서와 상기 기준전위층 사이의 거리 변화에 따라 상기 제1 커패시턴스 값이 변하는, 터치 입력 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 기준전위층은 상기 디스플레이 패널 내에 존재하고,
    상기 제2 커패시턴스 값은 상기 압력 센서와 상기 기준전위층 사이의 커패시턴스 값인, 터치 입력 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 압력 센서의 하부에, 상기 압력 센서와 이격되어 배치된 프레임을 더 포함하고,
    상기 기준전위층은 상기 프레임에 존재하고,
    상기 제2 커패시턴스 값은 상기 압력 센서와 상기 기준전위층 사이의 커패시턴스 값인, 터치 입력 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 압력 센서의 하부에 배치된 프레임을 더 포함하고,
    상기 압력 센서는 상기 디스플레이 패널 및 상기 프레임과 이격되어 배치된, 터치 입력 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 기준전위층은 제1 기준전위층과 제2 기준전위층을 포함하고,
    상기 제1 기준전위층은 상기 디스플레이 패널 내에 존재하고, 상기 제2 기준전위층은 상기 프레임에 존재하는, 터치 입력 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제2 커패시턴스 값은 상기 압력 센서와 상기 제1 기준전위층 사이의 커패시턴스 값과 상기 압력 센서와 상기 제2 기준전위층 사이의 커패시턴스 값을 기초로 연산되는, 터치 입력 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    제1 시간구간에서 상기 제1 커패시턴스 값을 연산하고,
    상기 제1 시간구간과 다른 제2 시간구간에서 상기 기생 커패시턴스 값을 연산하는, 터치 입력 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 주기적으로 상기 기생 커패시턴스 값을 연산하는, 터치 입력 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 터치 컨트롤러 IC(Touch Controller IC) 또는 AP(Application Processor)인, 터치 입력 장치.
  12. 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널의 하부에 배치되는 압력 센서; 및
    상기 압력 센서로부터 출력 전압을 제공받아 제1 커패시턴스 값을 연산하고, 상기 제1 커패시턴스 값으로부터 기생 커패시턴스 값을 제거하여 제2 커패시턴스 값을 연산하는 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 디스플레이 패널이 조립되기 전의 상태에서 상기 압력 센서로부터 출력 전압을 제공받아 상기 기생 커패시턴스 값을 연산하는, 터치 입력 장치.
  13. 디스플레이 패널을 완성하고, 상기 디스플레이 패널 상에 압력 센서를 형성하는 단계;
    상기 압력 센서를 이용하여 상기 디스플레이 패널의 기생 커패시턴스 값을 프레임과의 결합 전에 측정하는 단계; 및
    상기 디스플레이 패널과 상기 프레임을 결합하는 단계;를 포함하는, 터치 입력 장치의 커패시턴스 측정 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널과 상기 프레임을 결합한 후, 상기 압력 센서를 이용하여 상기 디스플레이 패널에 가해지는 압력을 통해 제3 커패시턴스 값을 측정하고, 상기 제3 커패시턴스 값으로부터 상기 기생 커패시턴스 값을 제거하는 단계를 더 포함하는, 터치 입력 장치의 커패시턴스 측정 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 기생 커패시턴스 값은 메모리에 저장된 값을 이용하는, 터치 입력 장치의 커패시턴스 측정 방법.
  16. 프레임을 완성하고, 상기 프레임 상에 압력 센서를 형성하는 단계;
    상기 압력 센서를 이용하여 상기 프레임의 기생 커패시턴스 값을 디스플레이 패널과의 결합 전에 측정하는 단계; 및
    상기 디스플레이 패널과 상기 프레임을 결합하는 단계;를 포함하는, 터치 입력 장치의 커패시턴스 측정 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널과 상기 프레임을 결합한 후, 상기 압력 센서를 이용하여 상기 디스플레이 패널에 가해지는 압력을 통해 제4 커패시턴스 값을 측정하고, 상기 제4 커패시턴스 값으로부터 상기 기생 커패시턴스 값을 제거하는 단계를 더 포함하는, 터치 입력 장치의 커패시턴스 측정 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 기생 커패시턴스 값은 메모리에 저장된 값을 이용하는, 터치 입력 장치의 커패시턴스 측정 방법.
KR1020170040043A 2017-03-29 2017-03-29 터치 입력 장치와 터치 입력 장치의 커패시턴스 측정 방법 KR101880434B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170040043A KR101880434B1 (ko) 2017-03-29 2017-03-29 터치 입력 장치와 터치 입력 장치의 커패시턴스 측정 방법
US15/939,891 US20180284925A1 (en) 2017-03-29 2018-03-29 Touch input device and method for measuring capacitance of the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170040043A KR101880434B1 (ko) 2017-03-29 2017-03-29 터치 입력 장치와 터치 입력 장치의 커패시턴스 측정 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101880434B1 true KR101880434B1 (ko) 2018-07-23

Family

ID=63102978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170040043A KR101880434B1 (ko) 2017-03-29 2017-03-29 터치 입력 장치와 터치 입력 장치의 커패시턴스 측정 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20180284925A1 (ko)
KR (1) KR101880434B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110134281B (zh) * 2019-05-16 2022-09-16 上海艾为电子技术股份有限公司 电容检测系统及方法
CN111459346B (zh) 2020-03-31 2021-09-07 深圳市汇顶科技股份有限公司 电容式触控装置及其手势识别方法、芯片和存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110061637A (ko) * 2008-09-26 2011-06-09 애플 인크. 터치 패널에 대한 차동 센싱
KR20140035029A (ko) * 2012-09-13 2014-03-21 주식회사 하이딥 터치 패널 입력장치 및 그의 구동방법
KR20140056659A (ko) * 2012-10-30 2014-05-12 엘지디스플레이 주식회사 터치타입 액정표시장치 및 이의 검사방법
KR20160110020A (ko) * 2015-03-12 2016-09-21 솔로몬 시스테크 리미티드 인셀 타입 터치 센서의 오픈 불량 감지방법
KR20170027471A (ko) * 2015-09-02 2017-03-10 주식회사 하이딥 터치 압력을 감지하는 터치 입력 장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6402884B2 (ja) * 2012-12-21 2018-10-10 Ｔｉａｎｍａ Ｊａｐａｎ株式会社 タッチセンサ装置、電子機器、位置算出方法及び位置算出プログラム
US10656768B2 (en) * 2016-07-12 2020-05-19 Novatek Microelectronics Corp. Touch display panel with reduced thickness and manufacturing method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110061637A (ko) * 2008-09-26 2011-06-09 애플 인크. 터치 패널에 대한 차동 센싱
KR20140035029A (ko) * 2012-09-13 2014-03-21 주식회사 하이딥 터치 패널 입력장치 및 그의 구동방법
KR20140056659A (ko) * 2012-10-30 2014-05-12 엘지디스플레이 주식회사 터치타입 액정표시장치 및 이의 검사방법
KR20160110020A (ko) * 2015-03-12 2016-09-21 솔로몬 시스테크 리미티드 인셀 타입 터치 센서의 오픈 불량 감지방법
KR20170027471A (ko) * 2015-09-02 2017-03-10 주식회사 하이딥 터치 압력을 감지하는 터치 입력 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20180284925A1 (en) 2018-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101583765B1 (ko) 스마트폰
KR101908463B1 (ko) 터치 입력 장치
KR101727263B1 (ko) 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 압력 검출 가능한 터치 입력 장치
KR20190089011A (ko) 디스플레이 노이즈 보상이 적용된 압력을 검출할 수 있는 터치 입력 장치
JP6235747B1 (ja) 圧力感知部及びこれを含むタッチ入力装置
KR101835009B1 (ko) 터치 입력 장치
KR102084467B1 (ko) 터치 입력 장치
KR102044804B1 (ko) 터치 입력 장치
KR102044802B1 (ko) 측면에 가해지는 압력을 감지하는 터치 입력 장치
KR101852413B1 (ko) 복수의 압력을 감지할 수 있는 압력 감지부 및 이를 포함하는 터치 입력 장치
KR101865303B1 (ko) 터치 입력 장치
KR101956295B1 (ko) 터치 입력 장치
KR101880434B1 (ko) 터치 입력 장치와 터치 입력 장치의 커패시턴스 측정 방법
KR101649986B1 (ko) 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 압력 검출 가능한 터치 입력 장치
KR102124622B1 (ko) 터치입력장치의 공통모드노이즈 제거 방법 및 동일 방법으로 구현된 터치입력장치
KR101865302B1 (ko) 터치 입력 장치
KR101959426B1 (ko) 스트레인 게이지를 포함하는 터치 입력 장치
KR101935810B1 (ko) 스트레인 게이지가 형성된 디스플레이 패널을 포함하는 터치 입력 장치
KR101874786B1 (ko) 복수의 전기적 특성을 검출하는 압력 감지부 및 이를 포함하는 터치 입력 장치
KR101995815B1 (ko) 압력 감지부 및 이를 포함하는 터치 입력 장치
KR101811417B1 (ko) 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 압력 검출 가능한 터치 입력 장치
KR101864386B1 (ko) 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법
KR20180057478A (ko) 터치 입력 장치
KR102018155B1 (ko) 터치 입력 장치
KR20190029556A (ko) 스트레인 게이지를 포함하는 터치 입력 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant