KR102513385B1 - 터치 패널의 구동 장치 및 이를 포함하는 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 포스 센싱의 감도를 조절할 수 있는 터치 패널의 구동 장치 및 이를 포함하는 전자 기기를 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 터치 패널의 구동 장치는 터치 패널과 터치 패널로부터 포스 터치를 센싱하여 터치 포스 데이터를 생성하고, 사용자에 의해 설정된 터치 모드 정보에 따라 터치 포스 데이터의 감도를 조절하는 터치 구동부를 포함할 수 있다.

Description

터치 패널의 구동 장치 및 이를 포함하는 전자 기기{APPARATUS FOR DRIVING OF TOUCH PANEL AND ELECTRONIC DEVICE COMPRISONG THE SAME}
본 발명은 포스 터치 센싱과 터치 위치 센싱이 가능한 터치 패널의 구동 장치 및 이를 포함하는 전자 기기에 관한 것이다.
터치 패널은 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC), 모바일 폰, 스마트 폰(smart phone), 스마트 와치(smart watch), 태블릿 PC(Personal Computer), 와치 폰(watch phone), 및 이동 통신 단말기 등과 같은 휴대용 전자 기기뿐만 아니라 텔레비전, 노트북, 및 모니터 등의 다양한 제품의 입력 장치로 사용되고 있다.
최근에는, 포스 터치에 대한 터치 정보를 필요로 하는 어플리케이션 등의 사용자 인터페이스 환경이 구축됨에 따라 포스 터치를 센싱할 수 있는 전자 기기가 사용되고 있다.
종래의 포스 터치를 센싱할 수 있는 터치 패널은 상부 전극과 하부 전극 사이에 포스 센싱 물질을 배치하여 상부 전극과 하부 전극 사이의 거리 변화에 따라 포스 터치를 센싱한다.
일반적으로, 터치 면적이 증가함에 따라 동일한 힘을 인가하더라도 동일한 포스 터치가 하부 전극까지 전달되지 않는다. 특히, 사용자의 터치 입력 유형, 사용자 손가락의 포스 터치 각도가 상이할 수 있다. 이때, 포스 터치 각도가 감소할 수록 터치 면적이 늘어나기 때문에 동일한 터치 포스를 인가하더라도 단위 면적당 인가되는 터치 포스는 포스 터치 각도에 따라 다르게 된다. 이를 극복하기 위해서는, 약한 터치(Soft Touch)에서 터치된 면적을 산출하여 감도를 조절할 수 방법이 있지만, 이 방법은 터치 포스가 증가함 따라 초기 터치 면적이 작은 상태에서도 터치 면적이 증가하는 현상이 발생하고, 또한 강한 터치(Big Touch) 및 근접 터치 발생시 포스 터치에 의해 발생되는 터치 면적과 구분되지 않는 문제점이 있다.
따라서, 종래의 포스 터치를 센싱할 수 있는 터치 패널에서는 사용자의 포스 터치를 정확하게 판단하기 어렵고, 이를 보상하기 위해서는 복잡한 보상 알고리즘이 필요하다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 포스 센싱의 감도를 조절할 수 있는 터치 패널의 구동 장치 및 이를 포함하는 전자 기기를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 패널의 구동 장치는 터치 패널과 터치 패널로부터 포스 터치를 센싱하여 터치 포스 데이터를 생성하고, 사용자에 의해 설정된 터치 모드 정보에 따라 터치 포스 데이터의 감도를 조절하는 터치 구동부를 포함할 수 있다. 여기서, 터치 모드 정보는 터치 패널에 대한 포스 터치 각도에 기초하여 설정된 제 1 내지 제 i(단, i는 2이상의 자연수) 터치 모드 중에서 선택된 어느 하나의 터치 모드에 대응될 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자 기기는 하우징의 수납 공간에 배치된 영상 표시 모듈과 영상 표시 모듈과 중첩되는 포스 센서부를 포함하고, 포스 센서부는 터치 패널과 터치 패널로부터 포스 터치를 센싱하여 터치 포스 데이터를 생성하고, 사용자에 의해 설정된 터치 모드 정보에 따라 터치 포스 데이터의 감도를 조절하는 터치 구동부를 포함할 수 있다. 여기서, 터치 패널은 하우징의 바닥면과 영상 표시 모듈 사이에 배치될 수 있다.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명은 사용자의 포스 터치 유형에 따라 포스 센싱의 감도를 조절함으로써 사용자의 포스 터치를 정확하게 판단할 수 있다.
위에서 언급된 본 발명의 효과 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 터치 패널의 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 선 I-I'의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 예에 따른 터치 구동부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 센싱부와 아날로그-디지털 변환부 및 비트 선택부를 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 제 1 내지 제 3 터치 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에서, 터치 모드에 따른 터치 포스별 아날로그-디지털 변환부(ADC)의 출력 값을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명에서 사용자 터치 모드를 설정하기 위한 사용자 터치 모드 설정 화면을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 예에 따른 터치 구동부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 9는 도 8에 도시된 센싱부와 신호 선택부 및 아날로그-디지털 변환부를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 예에 따른 터치 패널의 구동 장치에서 포스 터치의 센싱 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 전자 기기를 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 11에 도시된 선 II-II'의 단면도이다.
도 13은 도 11에 도시된 선 II-II'의 다른 단면도이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. "적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다. "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 터치 패널의 구동 장치 및 이를 포함하는 전자 기기의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 터치 패널의 구동 장치를 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1에 도시된 선 I-I'의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 터치 패널의 구동 장치(100)는 터치 패널(110) 및 터치 구동부(120)를 포함한다.
상기 터치 패널(110)은 사용자의 포스 터치를 센싱하기 위한 것으로, 제 1 기판(111), 제 2 기판(113), 포스 센서 부재(115), 및 기판 합착 부재(117)를 포함한다.
상기 제 1 기판(111)은 투명 플라스틱 재질, 예를 들어, PET(polyethyleneterephthalate) 재질로 이루어질 수 있다. 이러한 제 1 기판(111)은 복수의 제 1 전극(Rx)을 포함한다.
상기 복수의 제 1 전극(Rx) 각각은 제 1 기판(111)의 제 1 방향(X)과 나란하면서 제 1 방향(X)과 교차하는 제 2 방향(Y)을 따라 일정한 간격을 가지도록 바(bar) 형태로 마련될 수 있다. 이러한 복수의 제 1 전극(Rx) 각각은 제 1 라우팅 배선(RL1)을 통해 터치 구동부(120)에 연결됨으로써 포스 터치를 센싱하기 위한 센싱 전극의 역할을 한다.
상기 제 1 기판(111)은 일측부에 마련된 터치 패드부(TPP)를 포함한다. 상기 터치 패드부(TPP)는 터치 구동부(120)와 연결된다.
상기 제 2 기판(113)은 제 1 기판(111)과 동일한 투명 플라스틱 재질, 예를 들어, PET 재질로 이루어질 수 있다. 이러한 제 2 기판(113)은 복수의 제 2 전극(Tx)을 포함한다.
상기 복수의 제 2 전극(Tx) 각각은 복수의 제 1 전극(Rx) 각각과 교차하도록 제 2 기판(113)의 하면에 마련되고, 투명 전도성 재질로 이루어질 수 있다. 복수의 제 2 전극(Tx) 각각은 제 1 기판(111)의 제 2 방향(Y)과 나란하면서 제 1 방향(X)을 따라 일정한 간격을 가지도록 바(bar) 형태로 마련될 수 있다. 이러한 복수의 제 2 전극(Tx) 각각은 제 2 라우팅 배선(RL2)을 통해 터치 구동부(120)에 연결됨으로써 포스 터치를 센싱하기 위한 구동 전극의 역할을 한다.
상기 포스 센서 부재(115)는 제 1 및 제 2 전극(Rx, Tx)의 교차부에 마련된다. 이러한 포스 센서 부재(115)는 사용자의 포스 터치에 따라 제 1 및 제 2 전극(Rx, Tx)의 교차부에 포스 센서, 즉 저항(Rm)을 형성한다. 상기 포스 센서는 제 2 기판(113)에 대한 사용자의 포스 터치(또는 접촉 하중)에 따른 포스 센서 부재(115)와 제 2 전극(Tx) 간의 접촉 면적에 따라 저항 값이 변화됨으로써 사용자의 포스 터치가 센싱될 수 있도록 한다.
제 1 예에 따른 포스 센서 부재(115)는 복수의 제 1 전극(Rx)을 덮도록 제 1 기판(111)의 상면에 마련될 수 있다. 제 2 예에 따른 포스 센서 부재(115)는 복수의 제 2 전극(Tx)을 덮도록 제 1 기판(111)과 마주하는 제 2 기판(113)의 후면에 마련될 수 있다. 이러한 제 1 및 제 2 예에 따른 포스 센서 부재(115)는 단일 몸체로 이루어짐으로써 싱글 포스 터치를 센싱하는데 적합하다.
제 3 예에 따른 포스 센서 부재(115)는 복수의 제 1 탄성 저항체 패턴(115a) 및 복수의 제 2 탄성 저항체 패턴(115b)을 포함할 수 있다.
상기 복수의 제 1 탄성 저항체 패턴(115a)은 복수의 제 1 전극(Rx) 각각을 일대일로 덮도록 제 1 기판(111)의 상면에 마련될 수 있다. 즉, 하나의 제 1 탄성 저항체 패턴(115a)은 하나의 제 1 전극(Rx)을 덮도록 제 1 기판(111)의 상면에 패턴 형성된다.
상기 복수의 제 2 탄성 저항체 패턴(115b)은 복수의 제 2 전극(Tx) 각각을 일대일로 덮도록 제 1 기판(111)의 상면과 마주하는 제 2 기판(113)의 하면에 마련될 수 있다. 즉, 하나의 제 2 탄성 저항체 패턴(115b)은 하나의 제 2 전극(Tx)을 덮도록 제 2 기판(113)의 하면에 패턴 형성된다.
제 3 예에 따른 포스 센서 부재(115)는 복수의 제 1 탄성 저항체 패턴(115a) 각각이 서로 분리되고, 복수의 제 2 탄성 저항체 패턴(115b) 각각이 서로 분리됨으로써 멀티 포스 터치를 센싱하는데 적합하다.
이와 같은, 포스 센서 부재(115)는 QTC(quantum tunneling composites), EAP(electro-active polymer), 아크릴(Acrylic) 및 고무(rubber) 계열의 솔벤트(solvent) 중 어느 하나를 기반으로 하는 감압 접착제 재료, 또는 압전 저항(piezo-resistive) 계열의 재료로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 감압 접착제 재료는 면적에 따라 저항이 가변되는 특성을 갖는다. 그리고, 상기 압전 저항 계열의 재료는 실리콘 반도체 결정에 외력을 가하면 전도 에너지가 발생하여 전하가 전도 대역으로 이동하면서 비저항이 변화되는 압전 저항 효과를 갖는 것으로, 압력의 크기에 따라 비저항의 변화가 큰 특성을 갖는다. 이러한 포스 센서 부재(115)는 프린팅 공정에 의해 제 1 및/또는 제 2 기판(111, 113)에 코팅되거나 접착제를 이용한 부착 공정에 의해 제 1 및/또는 제 2 기판(111, 113)에 부착될 수 있다.
상기 기판 합착 부재(117)는 제 1 및 제 2 기판(111, 113) 사이에 갭 공간(GS)을 마련하면서 제 1 및 제 2 기판(111, 113)을 대향 합착한다. 기판 합착 부재(117)는 쿠션 재질을 갖는 접착제일 수 있다. 이러한 상기 기판 합착 부재(117)는 갭 공간(GS)을 사이에 두고 제 1 기판(111)과 제 2 기판(113)을 지지하는 지지대의 기능을 한다.
추가적으로, 기판 합착 부재(117)의 하면과 접촉되는 제 1 기판(111)의 접촉 부분에는 하부 절연층(117a)이 형성될 수 있으며, 기판 합착 부재(117)의 상면과 접촉되는 제 2 기판(113)의 접촉 부분에는 상부 절연층(117b)이 형성될 수 있다. 이러한 하부 절연층(117a)과 상부 절연층(117b)은 제 1 라우팅 배선(RL1)과 제 2 라우팅 배선(RL2)을 전기적으로 절연하는 역할을 할 수 있다.
그리고, 상기 터치 패널(110)은 스페이서(119)를 더 포함할 수 있다.
상기 스페이서(119)는 서로 마주하는 제 1 및 제 2 전극(Rx, Tx) 사이에 개재되어 제 1 및 제 2 기판(111, 113) 간의 갭 공간(GS)을 유지시키거나 사용자 포스 터치 이후에 가압 또는 벤딩된 제 1 기판(113)을 원위치로 복원시키는 기능을 한다.
상기 터치 구동부(120)는 터치 패널(110)에 마련된 터치 패드부(TPP)에 연결된다. 즉, 터치 구동부(120)는 터치 패널(110)의 터치 패드부(TPP)에 부착되는 터치용 플렉서블 회로 필름(130)에 실장되어 터치용 플렉서블 회로 필름(130)을 통해 터치 패드부(TPP)에 연결된다. 상기 터치용 플렉서블 회로 필름(130)는 터치 패널(110)과 터치 구동부(120) 사이의 신호를 전달하고, 터치 구동부(120)와 호스트 제어부(미도시) 사이의 신호를 전달한다.
상기 터치 구동부(120)는 터치용 플렉서블 회로 필름(130)과 터치 패드부(TPP)를 경유하여, 제 1 라우팅 배선(RL1)을 통해 복수의 제 1 전극(Rx)에 연결됨과 아울러 제 2 라우팅 배선(RL2)을 통해 복수의 제 2 전극(Tx)에 연결된다. 이러한 터치 구동부(120)는 터치 패널(110)로부터 포스 터치를 센싱하여 터치 포스 데이터를 생성하되, 사용자에 의해 설정된 터치 모드 정보에 따라 터치 포스 데이터의 감도를 조절한다. 즉, 터치 구동부(120)는 터치 구동 펄스를 생성하여 복수의 제 2 전극(Tx)에 순차적으로 공급하면서 포스 터치에 의해 포스 센서 부재(115)에 형성되는 포스 센서의 저항을 통해 복수의 제 1 전극(Rx) 각각에 흐르는 전류에 대응되는 전압을 센싱하여 터치 포스 데이터를 생성하고, 설정된 사용자 터치 모드 정보에 따라 터치 포스 데이터의 감도를 조절(또는 구분)하여 호스트 제어부(미도시)에 제공한다.
도 3은 본 발명의 일 예에 따른 터치 구동부를 설명하기 위한 블록도이며, 도 4는 도 3에 도시된 센싱부와 아날로그-디지털 변환부 및 비트 선택부를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 터치 구동부(120)는 터치 제어부(121), 펄스 공급부(123), 룩-업 테이블(LUT), 센싱부(125), 아날로그-디지털 변환부(127)(ADC), 및 비트 선택부(129)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 터치 제어부(121)는 호스트 제어부(MCU)로부터 공급되는 터치 인에이블 신호(TES)에 응답하여 터치 구동부(120)의 전반적인 제어를 수행한다.
상기 펄스 공급부(123)는 터치 제어부(121)의 제어에 따라 일정한 주파수와 펄스 폭을 갖는 터치 구동 펄스(TP)를 생성하여 복수의 제 2 전극(Tx)에 순차적으로 공급한다. 예를 들어, 상기 펄스 공급부(123)는 내부 클럭 발생기에서 발생되는 클럭 신호를 펄스 폭 변조 방식으로 변환하여 터치 구동 펄스(TP)를 생성해 복수의 제 2 전극(Tx)에 순차적으로 공급할 수 있다.
상기 룩-업 테이블(LUT)은 사용자에 의해 설정된 터치 모드 정보(MSI)가 저장되어 있다.
상기 터치 모드 정보(MSI)는 사용자의 포스 터치 유형에 따른 포스 터치 각도에 따라 터치 포스 데이터의 감도를 조절하기 위해, 사용자 터치 모드 설정에 의해 설정된다.
일 예에 따른 터치 모드 정보(MSI)는 터치 패널(110)에 대한 포스 터치 각도에 기초하여 설정된 제 1 내지 제 i(단, i는 2이상의 자연수) 터치 모드 중에서 선택된 어느 하나의 터치 모드에 대응될 수 있다. 예를 들어, 터치 모드 정보(MSI)는, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 터치 패널(110)에 대한 제 1 터치 각도(θ1)에 기초하여 설정된 제 1 터치 모드(MODE 1), 터치 패널(110)에 대한 제 2 터치 각도(θ2)에 기초하여 설정된 제 2 터치 모드(MODE 2), 및 터치 패널(110)에 대한 제 3 터치 각도(θ3)에 기초하여 설정된 제 3 터치 모드(MODE 3) 중에서 선택된 어느 하나의 터치 모드에 대응될 수 있다.
제 1 내지 제 3 터치 각도(θ1, θ2, θ3) 각각은 터치 패널(110)의 상면과 나란한 수평선(HL)과 사용자의 손가락(또는 전도성 물체) 사이의 각도로 정의될 수 있다. 제 1 터치 각도(θ1)는 0 내지 25도, 제 2 터치 각도(θ2)는 제 1 터치 각도(θ1)보다 큰 각도, 예를 들어, 26 내지 45도, 및 제 3 터치 각도(θ3)는 제 2 터치 각도(θ2)보다 큰 각도, 예를 들어, 46 내지 90도로 각각 정의될 수 있다.
상기 제 1 터치 각도(θ1)는 상대적으로 작은 포스 터치 각도에 따른 약한 터치(Soft Touch)에 의한 포스 센싱의 감도를 향상시키기 위한 것이다. 상기 제 3 터치 각도(θ3)는 상대적으로 큰 포스 터치 각도에 따른 강한 터치(Big Touch)에 의한 포스 센싱의 감도를 향상시키기 위한 것이다. 제 2 터치 각도(θ2)는 일반적인 포스 터치 각도로서, 이는 약한 터치와 강한 터치 사이의 일반적인 포스 터치를 구분하기 위한 것이다.
추가적으로, 사용자 터치 모드 설정에 의해 사용자의 포스 터치 유형이 설정되지 않는 경우, 일반적인 사용자의 포스 터치 유형으로서, 터치 모드 정보(MSI)는 제 2 터치 모드(MODE 2)에 대응되도록 룩-업 테이블(LUT)에 저장된다.
다시 도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 센싱부(125)는 복수의 제 1 전극(Rx) 각각에 연결되고, 포스 터치에 의해 포스 센서 부재(115)에 형성되는 저항(Rm)을 통해 제 1 전극(Rx)에 흐르는 전류에 대응되는 전압을 센싱하면서 센싱되는 전압을 증폭하여 출력한다. 이를 위해, 일 예에 따른 센싱부(125)는 증폭기(OP)을 포함한다.
상기 증폭기(OP)는 반전 증폭기로서, 기준 저항(R0)을 통해 제 1 전극(Rx)에 연결된 반전 단자(-), 그라운드(GND)에 연결된 비반전 단자(+), 아날로그-디지털 변환부(250)에 연결된 출력 단자(Vo)를 포함한다. 그리고, 상기 증폭기(OP)의 반전 단자(-)와 출력 단자(Vo) 사이에는 제 1 저항(R1)이 연결되어 있다. 이러한 증폭기(OP)는 아래의 수학식 1과 같이, 포스 터치에 의해 포스 센서 부재(115)에 형성되는 저항(Rm)을 통해 제 1 전극(Rx)에 흐르는 전류에 대응되는 전압을 증폭하여 출력한다.
[수학식 1]
Vsen= -(R1/(Rforce+R0))Vin
수학식 1에서, Vsen은 증폭기(OP)의 출력 전압, Rforce는 포스 터치에 따라 포스 센서 부재(115)에 형성되는 저항(Rm)의 저항 값, 및 Vin은 제 2 전극(Tx)에 인가되는 터치 구동 펄스(TP)의 입력 전압을 각각 의미한다.
상기 아날로그-디지털 변환부(127)는 센싱부(125), 즉 증폭기(OP)의 출력 신호(Vsen)를 아날로그-디지털 변환하여 N(단, N은 8이상의 자연수) 비트의 디지털 센싱 데이터(Fdata)를 생성한다.
상기 비트 선택부(129)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 아날로그-디지털 변환부(127)로부터 공급되는 N비트의 디지털 센싱 데이터(Fdata)를 터치 모드 정보(MSI)에 대응되는 제 1 내지 제 3 터치 모드(MODE 1, MODE 2, MODE 3) 중 어느 한 터치 모드에 따라 선택하여 출력함으로써 터치 모드에 따라 포스 센싱의 감도를 조절한다. 즉, 비트 선택부(129)는 아날로그-디지털 변환부(127)로부터 공급되는 디지털 센싱 데이터(Fdata)의 N비트 중에서 룩-업 테이블(LUT)로부터의 터치 모드 정보(MSI)에 대응되는 비트 그룹을 터치 포스 데이터(Fdata)로 선택하여 호스트 제어부(MCU)에 제공한다.
예를 들어, 디지털 센싱 데이터(Fdata)가 12비트일 경우에 있어서, 상기 비트 선택부(129)는, 제 1 터치 모드(MODE 1)에 대응되는 터치 모드 정보(MSI)에 따라 디지털 센싱 데이터(Fdata)의 12비트 중에서 하위 비트 그룹, 제 2 터치 모드(MODE 2)에 대응되는 터치 모드 정보(MSI)에 따라 디지털 센싱 데이터(Fdata)의 12비트 중에서 중간 비트 그룹, 및 제 3 터치 모드(MODE 3)에 대응되는 터치 모드 정보(MSI)에 따라 디지털 센싱 데이터(Fdata)가 12비트 중에서 상위 비트 그룹을 터치 포스 데이터(Fdata)로 각각 선택할 수 있다. 여기서, 상기 하위 비트 그룹은 디지털 센싱 데이터(Fdata)의 12비트 중에서 하위 6비트, 상기 중간 비트 그룹은 디지털 센싱 데이터(Fdata)의 12비트 중에서 중간 6비트, 및 상기 상위 비트 그룹은 디지털 센싱 데이터(Fdata)의 12비트 중에서 상위 6비트로 각각 설정될 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 일 예에 따른 터치 구동부(120)는 터치 모드 정보(MSI)에 따라 터치 포스 데이터(Fdata)의 출력 범위를 선택하여 사용자의 포스 터치 유형에 따라 터치 포스 데이터(Fdata)의 감도를 조절(또는 구분)함으로써 호스트 제어부(MCU)에서 복잡한 보상 알고리즘을 사용하지 않고도 사용자의 포스 터치를 정확하게 판단할 수 있도록 한다.
상기 호스트 제어부(MCU)는 터치 구동부(120)로부터 전송되는 터치 포스 데이터(Fdata)를 수신하고, 수신된 터치 포스 데이터(Fdata)로부터 포스 센서 부재(115)에 형성되는 저항(Rm)의 저항 변화량을 모델링하는 포스 레벨 알고리즘을 통해 터치 포스 레벨을 산출하고, 산출된 터치 포스 레벨과 연계되는 어플리케이션, 예를 들어, 잠금 해제 어플리케이션, 바로가기 어플리케이션 등을 실행한다. 나아가, 호스트 제어부(MCU)는 터치 포스 센싱 시점에 터치 구동 펄스가 인가된 제 2 전극(Tx)의 위치와 저항(Rm)을 통해 전류가 흐른 제 1 전극(Rx)의 위치를 모델링하여 포스 터치에 대한 터치 위치를 산출하고, 산출된 터치 위치와 연계되는 어플리케이션을 실행한다. 또한, 호스트 제어부(MCU)는 산출된 터치 포스 레벨과 터치 위치 모두와 연계되는 어플리케이션을 실행할 수도 있다.
추가적으로, 호스트 제어부(MCU)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 사용자 터치 모드 설정 화면을 통해 복수의 터치 모드, 예를 들어, 상기 제 1 내지 제 3 터치 모드(MODE 1, MODE 2, MODE 3) 중에서 사용자에 의해 선택된 어느 하나의 터치 모드를 터치 모드 정보(MSI)로 설정하여 터치 구동부(120)의 룩-업 테이블(LUT)에 저장한다. 이때, 사용자가 터치 모드 정보(MSI)를 설정하지 않은 경우, 일반적인 사용자의 포스 터치 유형인 제 2 터치 모드(MODE 2)를 터치 모드 정보(MSI)로 설정하여 터치 구동부(120)의 룩-업 테이블(LUT)에 저장한다. 여기서, 호스트 제어부(MCU)는 설정된 터치 모드 정보(MSI)를 터치 구동부(120)의 룩-업 테이블(LUT)에 저장하지 않고 내부 저장부(M)에 저장하고, 내부 저장부(M)에 저장된 터치 모드 정보(MSI)를 터치 구동부(120)의 비트 선택부(129)에 제공할 수도 있으며, 이 경우, 본 발명은 터치 구동부(120)의 룩-업 테이블을 생략할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 예에 따른 터치 구동부를 설명하기 위한 블록도이며, 도 9는 도 8에 도시된 센싱부와 선택부 및 아날로그-디지털 변환부를 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 터치 구동부(120)는 터치 제어부(221), 펄스 공급부(223), 룩-업 테이블(LUT), 센싱부(225), 신호 선택부(229), 및 아날로그-디지털 변환부(227)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 터치 제어부(221)는 호스트 제어부(MCU)로부터 공급되는 터치 인에이블 신호(TES)에 응답하여 터치 구동부(120)의 전반적인 제어를 수행한다.
상기 펄스 공급부(223)는 터치 제어부(221)의 제어에 따라 일정한 주파수와 펄스 폭을 갖는 터치 구동 펄스(TP)를 생성하여 복수의 제 2 전극(Tx)에 순차적으로 공급한다.
상기 룩-업 테이블(LUT)은 전술한 바와 같이, 사용자에 의해 설정된 터치 모드 정보(MSI)가 저장되어 있다.
상기 센싱부(225)는 복수의 제 1 전극(Rx) 각각에 연결되고, 포스 터치에 의해 포스 센서 부재(115)에 형성되는 저항(Rm)을 통해 제 1 전극(Rx)에 흐르는 전류에 대응되는 전압을 센싱하면서 센싱되는 센싱 전압을 각기 다른 제 1 내지 제 i 전압 증폭률 각각에 따라 증폭하고, 증폭된 제 1 내지 제 i 센싱 전압을 동시에 출력한다. 이때, 제 j(단, j는 2 내지 i인 자연수) 전압 증폭률은 제 k(단, k는 j-1인 자연수) 전압 증폭률보다 큰 값을 갖도록 설정된다. 이를 위해, 복수의 제 1 전극(Rx) 각각에 연결된 하나의 센싱부(225)는 제 1 내지 제 i 증폭기를 포함한다. 이하, 복수의 제 1 전극(Rx) 각각에 연결된 하나의 센싱부(225)는 하나의 제 1 전극(Rx)에 병렬 접속된 제 1 내지 제 3 증폭기(OP1, OP2, OP3)를 포함하는 것으로 가정하기로 한다.
상기 제 1 증폭기(OP1)는 반전 증폭기로서, 기준 저항(R0)을 통해 제 1 전극(Rx)에 연결된 반전 단자(-), 그라운드(GND)에 연결된 비반전 단자(+), 신호 선택부(229)에 연결된 출력 단자(Vo)를 포함한다. 그리고, 상기 제 1 증폭기(OP1)의 반전 단자(-)와 출력 단자(Vo) 사이에는 제 1 저항(R1)이 연결되어 있다. 이러한 제 1 증폭기(OP1)는 하기의 수학식 2와 같이, 포스 터치에 의해 포스 센서 부재(115)에 형성되는 저항(Rm)을 통해 제 1 전극(Rx)에 흐르는 전류에 대응되는 전압을 제 1 전압 증폭률에 따라 증폭하여 제 1 센싱 전압(Vsen1)을 생성해 신호 선택부(229)로 출력한다.
[수학식 2]
Vsen1= -(R1/(Rforce+R0))Vin
상기 제 2 증폭기(OP2)는 반전 증폭기로서, 기준 저항(R0)을 통해 제 1 전극(Rx)에 연결된 반전 단자(-), 그라운드(GND)에 연결된 비반전 단자(+), 신호 선택부(229)에 연결된 출력 단자(Vo)를 포함한다. 그리고, 상기 제 2 증폭기(OP2)의 반전 단자(-)와 출력 단자(Vo) 사이에는 제 2 저항(R2)이 연결되어 있다. 여기서, 제 2 저항(R2)은 제 1 증폭기(OP1)의 제 1 저항(R1)보다 큰 저항값을 갖는다. 이러한 제 2 증폭기(OP2)는 하기의 수학식 3과 같이, 포스 터치에 의해 포스 센서 부재(115)에 형성되는 저항(Rm)을 통해 제 1 전극(Rx)에 흐르는 전류에 대응되는 전압을 제 2 전압 증폭률에 따라 증폭하여 제 2 센싱 전압(Vsen2)을 생성해 신호 선택부(229)로 출력한다.
[수학식 3]
Vsen2= -(R2/(Rforce+R0))Vin
상기 제 3 증폭기(OP3)는 반전 증폭기로서, 기준 저항(R0)을 통해 제 1 전극(Rx)에 연결된 반전 단자(-), 그라운드(GND)에 연결된 비반전 단자(+), 신호 선택부(229)에 연결된 출력 단자(Vo)를 포함한다. 그리고, 상기 제 3 증폭기(OP3)의 반전 단자(-)와 출력 단자(Vo) 사이에는 제 3 저항(R3)이 연결되어 있다. 여기서, 제 3 저항(R3)은 제 2 증폭기(OP2)의 제 2 저항(R2)보다 큰 저항값을 갖는다. 이러한 제 3 증폭기(OP3)는 하기의 수학식 4와 같이, 포스 터치에 의해 포스 센서 부재(115)에 형성되는 저항(Rm)을 통해 제 1 전극(Rx)에 흐르는 전류에 대응되는 전압을 제 3 전압 증폭률에 따라 증폭하여 제 3 센싱 전압(Vsen3)을 생성해 신호 선택부(229)로 출력한다.
[수학식 4]
Vsen3= -(R3/(Rforce+R0))Vin
상기 신호 선택부(229)는 센싱부(225)의 제 1 내지 제 3 증폭기(OP1, OP2, OP3) 각각으로부터 동시에 공급되는 제 1 내지 제 3 센싱 전압(Vsen1, Vsen2, Vsen3) 중에서 룩-업 테이블(LUT)로부터의 터치 모드 정보(MSI)에 대응되는 센싱 전압(Vsen1, Vsen2, Vsen3)을 선택하여 아날로그-디지털 변환부(227)로 출력한다.
예를 들어, 상기 신호 선택부(229)는, 제 1 내지 제 3 센싱 전압(Vsen1, Vsen2, Vsen3) 중에서 제 1 터치 모드(MODE 1)에 대응되는 터치 모드 정보(MSI)에 따라 제 1 센싱 전압(Vsen1), 제 2 터치 모드(MODE 2)에 대응되는 터치 모드 정보(MSI)에 따라 제 2 센싱 전압(Vsen2), 제 3 터치 모드(MODE 3)에 대응되는 터치 모드 정보(MSI)에 따라 제 3 센싱 전압(Vsen3)을 각각 선택할 수 있다.
상기 아날로그-디지털 변환부(227)는 신호 선택부(229)에 의해 선택된 센싱 전압을 아날로그-디지털 변환하여 N(단, N은 8이상의 자연수) 비트의 디지털 센싱 데이터(Fdata)를 생성해 호스트 제어부(MCU)에 제공한다.
이와 같은, 본 발명의 다른 예에 따른 터치 구동부(120)는 포스 터치에 대한 센싱 신호를 각기 다른 전압 증폭률로 증폭하여 복수의 센싱 전압을 생성하고, 복수의 센싱 전압 중에서 터치 모드 정보(MSI)에 대응되는 센싱 전압을 선택하여 사용자의 포스 터치 유형에 따라 터치 포스 데이터(Fdata)의 감도를 조절(또는 구분)함으로써 호스트 제어부(MCU)에서 복잡한 보상 알고리즘을 사용하지 않고도 사용자의 포스 터치를 정확하게 판단할 수 있도록 한다.
도 10은 본 발명의 일 예에 따른 터치 패널의 구동 장치에서 포스 터치의 센싱 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 도 10을 도 1과 결부하여 포스 터치의 센싱 과정을 설명하면 다음과 같다.
상기 터치 구동부(120)는 터치 구동 펄스를 생성하여 복수의 제 2 전극(Tx)에 순차적으로 공급한다. 이때, 제 2 전극(Tx)을 덮는 제 2 탄성 저항체 패턴(115b)이 터치 패널(110)에 가해지는 포스 터치(FT)에 따라 제 1 전극(Rx)을 덮는 제 1 탄성 저항체 패턴(115a)과 물리적으로 접촉되면, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 전극(Rx, Tx) 사이의 포스 센서 부재(115)에 저항(Rm)이 형성되고, 이 저항(Rm)을 통해 제 2 전극(Tx)에 공급되는 터치 구동 펄스에 따른 전류가 해당하는 제 1 전극(Rx)으로 흐르게 된다.
일 예에 따른 터치 구동부(120)는 제 1 전극(Rx)을 통해 저항(Rm)에 흐르는 전류에 대응되는 전압을 증폭하여 센싱 전압을 생성하고, 센싱 전압을 아날로그-디지털 변환하여 N비트의 터치 포스 데이터를 생성한 후, 디지털 센싱 데이터의 N비트 중에서 터치 모드 정보에 대응되는 비트 그룹을 터치 포스 데이터로 선택하여 호스트 제어부(MCU)에 제공한다.
다른 예에 따른 터치 구동부(120)는 제 1 전극(Rx)을 통해 저항(Rm)에 흐르는 전류에 대응되는 전압을 각기 다른 전압 증폭률에 따라 증폭하여 복수의 센싱 전압을 생성하고, 복수의 센싱 전압 중에서 터치 모드 정보에 대응되는 어느 하나를 선택한 후, 선택된 센싱 전압을 아날로그-디지털 변환하여 N비트의 터치 포스 데이터를 생성해 호스트 제어부(MCU)에 제공한다.
상기 호스트 제어부는 터치 포스 데이터로부터 포스 센서 부재(115)에 형성되는 저항(Rm)의 저항 변화량을 모델링하는 포스 레벨 알고리즘을 통해 터치 포스 레벨을 산출하고, 산출된 포스 레벨에 해당되는 어플리케이션을 실행한다.
이와 같은, 본 발명의 일 예에 따른 터치 패널의 구동 장치는 사용자에 의해 설정된 터치 모드 정보에 따라 터치 포스 데이터의 감도를 조절할 수 있고, 이를 통해 사용자의 터치 유형에 따른 터치 포스의 전달 과정에서 발생되는 감도 손실을 보상하여 포스 터치를 보다 정확하게 센싱할 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 전자 기기를 나타내는 사시도이며, 도 12는 도 11에 도시된 선 II-II'의 단면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 전자 기기는 하우징(300), 영상 표시 모듈(400), 포스 센서부(500), 커버 윈도우(600), 및 구동 시스템 회로부(700)를 포함한다.
상기 하우징(300)은 바닥면(310)과 하우징 측벽(320)에 의해 정의되는 수납 공간을 갖는다. 하우징(300)은 상면이 개구된 상자 형태를 가질 수 있다. 이러한 하우징(300)은 금속 재질 또는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 여기서, 하우징(300)은 영상 표시 모듈(400)에서 발생되는 열을 효과적으로 방열시키기 위해 금속 재질, 예를 들어, 알루미늄(Al) 재질, 인바(invar) 재질 또는 마그네슘(Mg) 재질로 이루어질 수 있다.
상기 수납 공간은 하우징(300)의 바닥면(310) 상에 마련되는 것으로, 영상 표시 모듈(400)을 수납한다.
상기 하우징(300)의 후면에는 적어도 하나의 시스템 수납 공간이 마련될 수 있다. 시스템 수납 공간에는 전자 기기의 시스템 구동 회로부(700), 구동 전원을 제공하는 배터리(710), 통신 모듈(미도시), 전원 회로(미도시), 메모리(미도시) 등이 수납될 수 있다. 이러한 하우징(300)의 후면은 후면 커버(350)에 의해 분리 가능하게 은폐될 수 있다.
상기 영상 표시 모듈(400)은 시스템 구동 회로부(700)로부터 공급되는 영상 신호에 대응되는 영상을 표시하거나, 사용자 터치에 대한 터치 위치를 센싱한다. 즉, 영상 표시 모듈(400)은 표시 모드시 시스템 구동 회로부(700)로부터 공급되는 영상 신호에 대응되는 영상을 표시한다. 그리고, 영상 표시 모듈(400)은 터치 센싱 모드시 사용자 터치에 대한 터치 위치를 센싱하여 시스템 구동 회로부(700)에 제공한다.
일 예에 따른 영상 표시 모듈(400)은 가이드 프레임(410), 백라이트 유닛(430), 액정 표시 패널(450), 및 패널 구동부(470)를 포함한다.
상기 가이드 프레임(410)은 내부 중공부를 갖는 사각띠 형태로 형성되어 액정 표시 패널(450)의 후면 가장자리 부분을 지지한다. 또한, 가이드 프레임(410)은 백라이트 유닛(430)의 측면을 둘러쌈으로써 백라이트 유닛(430)의 유동을 최소화한다.
상기 백라이트 유닛(430)은 도광판(431), 광원부(433), 반사 시트(435), 및 광학 시트류(437)를 포함한다.
상기 도광판(431)은 적어도 일측면에 마련된 입광부를 포함하도록 사각 플레이트 형태를 갖는다.
상기 광원부(433)는 도광판(431)의 입광부와 마주보도록 도광판(431)의 측면에 배치된 복수의 발광 다이오드 패키지의 발광을 통해 도광판(431)의 입광부에 광을 조사한다.
상기 반사 시트(435)는 하우징(300)의 바닥면(310)에 배치되어 도광판(431)의 후면을 덮는다. 이러한 반사 시트(435)는 도광판(431)의 하면을 통과하여 입사되는 광을 도광판(431)의 내부 쪽으로 반사시킴으로써 광의 손실을 최소화한다. 또한, 반사 시트(435)는 광원부(433)의 구동시 발생되는 열 및 광에 의해 도광판(431)에 발생되는 열을 하우징 쪽으로 방열시키는 역할도 수행한다.
추가적으로, 반사 시트(435)는 가이드 프레임(410)을 지지할 수도 있다. 이를 위해, 반사 시트(435)는 각 측면으로부터 가이드 프레임(410)의 하면과 중첩되도록 확장된 확장 영역을 더 포함할 수 있으며, 상기 반사 시트(435)의 확장 영역은 접착제(412)에 의해 가이드 프레임(410)의 하면과 결합된다.
상기 광학 시트부(437)는 도광판(431)의 상에 배치되어 도광판(431)으로부터 출사되는 광의 휘도 특성을 향상시키는 역할을 한다. 예를 들어, 광학 시트부(437)는 하부 확산 시트, 프리즘 시트, 및 상부 확산 시트를 포함하여 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 확산 시트, 프리즘 시트, 이중 휘도 강화 필름(dual brightness en-hancement film), 및 렌티귤러 시트 중에서 선택된 2개 이상의 적층 조합으로 이루어질 수 있다.
상기 액정 표시 패널(450)은 액정층을 사이에 두고 대향 합착된 하부 기판(451)과 상부 기판(453)으로 구성되며, 백라이트 유닛(430)으로부터 조사되는 광을 이용하여 소정의 영상을 표시한다.
상기 하부 기판(451)은 박막 트랜지스터 어레이 기판으로서, 복수의 게이트 라인(미도시)과 복수의 데이터 라인(미도시)에 의해 교차되는 화소 영역마다 형성된 복수의 화소(미도시)를 포함한다. 각 화소는 게이트 라인과 데이터 라인에 접속된 박막 트랜지스터(미도시), 박막 트랜지스터에 접속된 화소 전극, 및 화소 전극에 인접하도록 형성되어 공통 전압이 공급되는 공통 전극을 포함할 수 있다.
상기 하부 기판(451)의 하측 가장자리 부분에는 각 신호 라인에 접속되어 있는 패드부(미도시)가 마련되고, 상기 패드부는 패널 구동 회로부(470)와 연결된다. 또한, 상기 하부 기판(451)의 좌측 또는/및 우측 가장자리 부분에는 각 화소의 박막 트랜지스터 제조 공정과 함께, 액정 표시 패널(450)의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로(미도시)가 형성되어 있다.
상기 상부 기판(353)은 하부 기판(451)에 형성된 각 화소 영역에 중첩되는 개구 영역을 정의하는 화소 정의 패턴, 및 개구 영역에 형성된 컬러 필터를 포함한다. 이러한 상부 기판(453)은 실런트(sealant)에 의해 액정층을 사이에 두고 하부 기판(451)과 대향 합착되어 하부 기판(451)의 패드부를 제외한 나머지 하부 기판(451)의 전체를 덮는다.
상기 하부 기판(451)의 후면에는 제 1 편광축을 갖는 하부 편광 부재(455)가 부착되어 있고, 상기 상부 기판(453)의 전면(前面)에는 제 1 편광축과 교차하는 제 2 편광축을 갖는 상부 편광 부재(457)가 부착되어 있다.
상기 액정 표시 패널(450)에서, 상기 공통 전극은 터치 센싱 모드시 터치 센싱 전극으로 사용되고, 표시 모드시 화소 전극과 함께 액정 구동 전극으로 사용된다. 즉, 상기 액정 표시 패널(450)은 인-셀 터치형 액정 표시 패널일 수 있으며, 보다 구체적으로는 자기 정전용량 방식의 인-셀 터치형 액정 표시 패널일 수 있다. 예를 들어, 인-셀 터치형 액정 표시 패널은 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0015584호에 개시된 터치센서 일체형 액정 표시 장치의 액정 표시 패널일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이와 같은, 액정 표시 패널(450)의 후면 가장자리 부분은 패널 접착 부재(415)를 통해 가이드 프레임(410)의 상면에 결합된다. 여기서, 패널 접착 부재(415)는 양면 테이프, 열 경화성 수지, 광 경화성 수지, 또는 양면 접착성 폼 패드(foam pad) 등이 될 수 있다.
상기 패널 구동 회로부(470)는 하부 기판(451)에 마련된 패드부에 연결되어 액정 표시 패널(450)의 각 화소를 구동함으로써 액정 표시 패널(450)에 소정의 컬러 영상을 표시한다. 일 예에 따른 패널 구동 회로부(470)는 데이터 플렉서블 회로 필름(471) 및 구동 집적 회로(473)로 포함할 수 있다.
상기 데이터 플렉서블 회로 필름(471)은 하부 기판(451)에 마련된 패드부에 연결됨과 아울러 시스템 구동 회로부(700)에 연결된다.
상기 구동 집적 회로(473)는 표시 모드시 시스템 구동 회로부(700)로부터 공급되는 영상 데이터 및 제어 신호를 이용하여 각 화소를 구동한다. 또한, 상기 구동 집적 회로(473)는 터치 모드시, 터치 구동 라인을 통해 공통 전극에 터치 구동 펄스를 공급하고, 터치 구동 라인을 통해 사용자 터치에 따른 공통 전극의 정전 용량 변화를 센싱하여 터치 위치 데이터를 생성해 시스템 구동 회로부(700)에 제공한다.
상기 포스 센서부(500)는 터치 패널(110), 터치 패널(110)에 연결된 터치용 플렉서블 회로 필름(130)에 실장된 터치 구동부(120)를 포함하며, 이러한 구성을 갖는 포스 센서부(500)는 도 1 내지 도 10에 도시된 본 발명에 따른 터치 패널의 구동 장치(100)와 동일하므로, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
상기 포스 센서부(500)는 하우징(300)의 바닥면(310)과 영상 표시 모듈(400) 사이에 배치되어 전자 기기에 대한 사용자의 포스 터치를 센싱한다. 보다 구체적으로, 포스 센서부(500)의 터치 패널(110)은 하우징(300)의 바닥면(310)과 백라이트 유닛(430)의 반사 시트(435) 사이에 개재된다. 이러한 터치 패널(110)은 백라이트 유닛(435)의 광원부(433)에서 발생되는 열을 하우징(300)으로 전달하는 열 전달 매질의 역할을 함께 수행함으로써 전자 기기의 내부에 잔류하는 잔류 열을 분산시켜 광원부(433)에서 발생되는 열에 의해 화질 불량을 개선한다. 이때, 반사 시트(435)의 열은 반사 시트(435)와 하우징(300) 간에 물리적으로 접촉된 터치 패널(110)의 접촉 부분을 경유하는 열 전달 경로를 통해 하우징(300)으로 방열됨과 동시에 터치 패널(110)의 열 복사를 통해 하우징(300)으로 방열될 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 일 예에 따른 전자 기기는 터치 패널(110)을 통한 방열 효율을 증가시키기 위한 방열 부재(800)를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따른 방열 부재(800)는 하우징(300)의 바닥면(310)과 터치 패널(110) 사이에 배치될 수 있다. 일 예에 따른 방열 부재(800)는 반사 시트(435)의 열을 효과적으로 방열하기 위하여, 광학 점착 부재(미도시)에 의해 하우징(300)의 바닥면(310)과 터치 패널(110)에 각각 부착될 수 있다. 여기서, 광학 점착 부재는 OCA(optical clear adhesive) 또는 OCR(optical clear resin)일 수 있다. 이러한 일 예에 따른 방열 부재(800)는 내열성 및 방열성이 우수한 재질, 예를 들어, 카본 화이버(carbon fiber), 아크릴 엘라스토머(acrylic elastomer), 그래파이트(graphite), 또는 실리콘/세라믹(Silicone/ceramic) 등을 포함하는 방열 시트일 수 있으나, 보다 바람직하게는 그래파이트(graphite)를 포함하는 방열 시트일 수 있다.
상기 커버 윈도우(600)는 액정 표시 패널(450)의 전면 전체를 덮으면서 하우징(300)의 하우징 측벽(310)에 지지된다. 이때, 커버 윈도우(600)는 투명 점착 부재(610), 예를 들어 OCA(optical clear adhesive) 또는 OCR(optical clear resin)에 의해 액정 표시 패널(450)의 전면 전체에 부착됨으로써 외부 충격으로부터 액정 표시 패널(450)을 보호한다. 이러한 커버 윈도우(600)는 강화 글라스(Glass), 투명 플라스틱, 또는 투명 필름으로 이루어질 수 있다.
상기 구동 시스템 회로부(700)는 패널 구동 회로부(470)와 터치 구동부(120) 각각의 구동을 제어하기 위한 호스트 제어부를 포함한다. 그리고, 호스트 제어부는 터치 구동부(120)로부터 제공되는 포스 터치 데이터를 기반으로 터치 포스 레벨을 산출하고, 산출된 포스 레벨에 해당되는 어플리케이션을 실행한다. 또한, 호스트 제어부는 패널 구동 회로부(470)로부터 제공되는 위치 터치 데이터를 기반으로 터치 위치를 산출하고, 산출된 터치 위치에 해당되는 어플리케이션을 실행한다.
이와 같은, 본 발명에 따른 전자 기기는 본 발명에 따른 터치 패널의 구동 장치를 포함함으로써 사용자에 의해 설정된 터치 모드 정보에 따라 터치 포스 데이터의 감도를 조절할 수 있고, 이를 통해 사용자의 터치 유형에 따른 터치 포스의 전달 과정에서 발생되는 감도 손실을 보상해 포스 터치를 보다 정확하게 센싱할 수 있다.
추가적으로, 도 12에서는 포스 센서부(500)가 영상 표시 모듈(400)과 하우징(300)의 바닥면(310) 사이에 배치되는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지 않고, 포스 센서부(500)는 도 13에 도시된 바와 같이, 영상 표시 모듈(400)과 커버 윈도우(600) 사이에 배치될 수 있고, 이 경우, 포스 센서부(500)가 커버 윈도우(600)에 보다 근접하게 됨에 따라 포스 센싱의 감도가 향상될 수 있다. 상기 포스 센서부(500)의 터치 패널(110)은 하부 투명 점착 부재(440)에 의해 액정 표시 패널(450)의 전면 전체에 부착됨과 아울러 상부 투명 점착 부재(620)에 의해 커버 윈도우(600)의 하면에 부착될 수 있다. 여기서, 하부 투명 점착 부재(440)와 상부 투명 점착 부재(620) 각각은 OCA(optical clear adhesive) 또는 OCR(optical clear resin)으로 이루어질 수 있다.
도 11 내지 도 13에서는 본 발명에 따른 전자 기기가 액정 표시 패널(450)을 갖는 스마트 폰(smart phone)인 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지 않고, 본 발명에 따른 전자 기기는 액정 표시 패널 또는 유기 발광 표시 패널을 갖는 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC), 모바일 폰, 스마트 와치(smart watch), 태블릿 PC(Personal Computer), 와치 폰(watch phone), 및 이동 통신 단말기, 텔레비전, 노트북, 및 모니터 중 어느 하나일 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 터치 패널 120: 터치 구동부
121, 221: 터치 제어부 123, 223: 펄스 공급부
125, 225: 센싱부 127, 227: 아날로그-디지털 변환부
129: 비트 선택부 229: 신호 선택부
300: 하우징 400: 영상 표시 모듈
410: 가이드 프레임 430: 백라이트 유닛
450: 액정 표시 패널 470: 패널 구동부
500: 포스 센서부 600: 커버 윈도우
700: 시스템 구동 회로부 800: 방열 부재

Claims (15)

  1. 사용자의 포스 터치를 센싱하기 위한 터치 패널; 및
    상기 터치 패널로부터 상기 포스 터치를 센싱하여 디지털 센싱 데이터 및 터치 포스 데이터를 생성하는 터치 구동부를 포함하며,
    상기 터치 포스 데이터의 감도를 조절하기 위해, 상기 터치 구동부는 사용자에 의해 설정된 터치 모드 정보에 따라 상기 디지털 센싱 데이터의 일부분을 선택하여 상기 터치 포스 데이터로 출력하고,
    상기 터치 모드 정보는 상기 터치 패널에 대한 포스 터치 각도에 기초하여 설정된 제 1 내지 제 i(단, i는 2이상의 자연수) 터치 모드 중에서 선택된 어느 하나의 터치 모드에 대응되는, 터치 패널의 구동 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 모드 정보는 상기 터치 패널에 대한 제 1 터치 각도, 상기 제 1 터치 각도보다 큰 제 2 터치 각도, 및 상기 제 2 터치 각도보다 큰 제 3 터치 각도 각각에 기초하여 설정된 제 1 내지 제 3 터치 모드 중에서 선택된 어느 하나의 터치 모드에 대응되는, 터치 패널의 구동 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 터치 패널은,
    제 1 전극을 갖는 제 1 기판;
    상기 제 1 전극과 마주하면서 교차하는 제 2 전극을 갖는 제 2 기판; 및
    상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 마련된 포스 센서 부재를 포함하고,
    상기 포스 센서 부재는 상기 사용자의 포스 터치에 따른 제 1 및 제 2 전극 사이에 저항을 형성하는, 터치 패널의 구동 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 터치 구동부는,
    상기 제 1 전극에 연결되고, 상기 저항을 통해 제 1 전극에 흐르는 전류에 대응되는 전압을 센싱하면서 센싱되는 전압을 증폭하여 출력하는 증폭기를 갖는 센싱부;
    상기 증폭기의 출력 신호를 아날로그-디지털 변환하여 N(단, N은 8이상의 자연수) 비트의 상기 디지털 센싱 데이터를 생성하는 아날로그-디지털 변환부; 및
    상기 터치 모드 정보에 따라 상기 디지털 센싱 데이터의 N비트 중에서 선택된 비트 그룹을 상기 터치 포스 데이터로 출력하는 비트 선택부를 포함하는, 터치 패널의 구동 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 비트 선택부는,
    상기 제 1 터치 모드에 따라 상기 디지털 센싱 데이터의 N비트 중에서 하위 비트 그룹을 선택하여 상기 터치 포스 데이터로 출력하고,
    상기 제 2 터치 모드에 따라 상기 디지털 센싱 데이터의 N비트 중에서 중간 비트 그룹을 선택하여 상기 터치 포스 데이터로 출력하며,
    상기 제 3 터치 모드에 따라 상기 디지털 센싱 데이터의 N비트 중에서 상위 비트 그룹을 선택하여 상기 터치 포스 데이터로 출력하는, 터치 패널의 구동 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 터치 구동부는,
    상기 제 1 전극에 병렬 연결되고, 상기 저항을 통해 제 1 전극에 흐르는 전류에 대응되는 전압을 센싱하면서 센싱되는 전압을 각기 다른 전압 증폭률에 따라 증폭하여 동시에 출력하는 제 1 내지 제 i 증폭기를 갖는 센싱부;
    상기 터치 모드에 따라 상기 제 1 내지 제 i 증폭기 중 어느 하나의 출력 신호를 선택하는 신호 선택부; 및
    상기 신호 선택부로부터 공급되는 증폭기의 출력 신호를 아날로그-디지털 변환하여 상기 터치 포스 데이터를 생성하는 아날로그-디지털 변환부를 포함하는, 터치 패널의 구동 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    제 j(단, j는 2 내지 i인 자연수) 증폭기는 제 k(단, k는 j-1인 자연수) 증폭기보다 큰 전압 증폭률을 갖는, 터치 패널의 구동 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 센싱부는 상기 제 1 내지 제 3 증폭기를 포함하며,
    상기 신호 선택부는,
    상기 제 1 터치 모드에 따라 상기 제 1 증폭기의 출력 신호를 선택하고,
    상기 제 2 터치 모드에 따라 상기 제 2 증폭기의 출력 신호를 선택하며,
    상기 제 3 터치 모드에 따라 상기 제 3 증폭기의 출력 신호를 선택하는, 터치 패널의 구동 장치.
  10. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터치 구동부는 상기 사용자에 의해 설정된 터치 모드 정보를 저장하는 룩-업 테이블을 더 포함하는, 터치 패널의 구동 장치.
  11. 바닥면과 측벽에 의해 정의되는 수납 공간을 갖는 하우징;
    상기 수납 공간에 배치된 영상 표시 모듈;
    상기 영상 표시 모듈과 중첩되는 포스 센서부;
    상기 영상 표시 모듈을 덮으면서 상기 하우징의 측벽에 지지된 커버 윈도우; 및
    상기 포스 센서부에 연결되어 상기 영상 표시 모듈과 상기 포스 센서부를 제어하는 호스트 제어부를 갖는 구동 시스템 회로부를 포함하며,
    상기 포스 센서부는 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 터치 패널의 구동 장치를 갖는, 전자 기기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 터치 패널은 상기 하우징의 바닥면과 상기 영상 표시 모듈 사이에 배치된, 전자 기기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 터치 패널과 상기 하우징의 바닥면 사이에 배치된 방열 부재를 더 포함하는, 전자 기기.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 터치 패널은 상기 영상 표시 모듈과 상기 커버 윈도우 사이에 배치된, 전자 기기.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 호스트 제어부는 상기 사용자에 의해 설정된 터치 모드 정보를 저장부에 저장하고, 상기 저장부에 저장된 터치 모드 정보를 상기 터치 구동부에 제공하는, 전자 기기.
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