KR20110134068A - Display/input device for mobile terminal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 휴대용 단말기의 표시/입력 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 휴대전화기와 같은 각종 휴대용 단말기에 설치되어 해당 단말기의 작동에 관련된 내용을 디스플레이하고 필요한 작동과 내용을 입력하는 휴대용 단말기의 표시/입력 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a display / input device of a portable terminal, and more particularly, to display / input of a portable terminal installed in various portable terminals such as a mobile phone and to display contents related to the operation of the terminal and to input necessary operations and contents. It relates to an input device.
대표적인 휴대용 단말기인 휴대전화기의 표시장치로서는 전통적으로 LCD(Liquid Crystal Display)가 널리 사용되어 왔고, 최근 LCD를 대체하여 OLED(Organic Light Emitting Diode)도 적용되고 있다. Liquid crystal display (LCD) has traditionally been widely used as a display device of a mobile phone, which is a representative mobile terminal, and recently, OLED (Organic Light Emitting Diode) has been applied to replace LCD.
OLED 표시장치(유기발광다이오드 표시장치)는, 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 발하는 전계발광현상을 이용하여 스스로 빛을 내는 '자체발광형 유기물질'을 응용한 표시장치로서, 낮은 전압에서 구동이 가능한 점, 얇은 박막으로 제작이 가능한 점, 넓은 시야각과 빠른 응답속도를 갖고 있어 일반 LCD와 달리 바로 옆에서 보아도 화질이 변하지 않고 화면에 잔상이 남지 않는 점, 소형 화면에서는 LCD 이상의 화질을 가지는 점, 기판의 소재에 따라 경질(예, 유리)은 물론 연질(예, 플라스틱 필름)로 제작 가능한 점, 제조공정이 단순하여 유리한 가격 경쟁력을 갖는 점 등, 여러 가지 이점이 있다. OLED display device (organic light emitting diode display device) is a display device that applies 'self-emitting organic material' that emits itself by using electroluminescence which emits light when electric current flows to fluorescent organic compound. It is possible to produce thin film, thin viewing angle, wide viewing angle and fast response speed. Unlike ordinary LCD, the image quality does not change even when viewed from the side and afterimage remains on the screen. Depending on the material of the substrate, there are various advantages, such as being able to produce hard (eg, glass) as well as soft (eg, plastic film), and having a favorable price competitiveness due to the simple manufacturing process.
한편, 휴대용 단말기들은 탑재되는 메뉴가 다양해지고 기능이 통합되는 추세에 따라 입력장치의 작동이 더욱 다양해지게 되었고, 특히 대표적인 휴대용 단말기인 휴대전화기는, 그 지속적인 진화에 따라, 전통적인 통화 기능에 인터넷과 컴퓨터 기능 등 다양한 기능을 통합한 일명 '스마트폰'으로의 흐름이 대세의 하나가 되고 있다. On the other hand, portable terminals have become more versatile as input menus are diversified and functions are integrated. In particular, mobile phones, which are representative portable terminals, have been continuously connected to the internet and computers. The trend toward the so-called 'smart phone' that integrates various functions such as functions is becoming one of the trends.
휴대전화기의 기능 확장에 따라, 입력장치로 널리 사용되어왔던 종래 돔스위치 방식의 키패드로는 한계가 있기 때문에, 터치스크린으로 대표되는 터치식 입력장치들이 적용되기에 이르렀고, 입력장치로서 터치스크린을 적용한 휴대전화기를 '터치폰'이라고 하며, 터치스크린은 터치폰뿐만 아니라 PMP나 MP3과 같은 다른 각종 휴대용 장치들에도 널리 적용되고 있다. Due to the expansion of functions of mobile phones, the conventional dome switch keypads, which have been widely used as input devices, have limitations. Therefore, touch input devices represented by touch screens have been applied, and touch screens have been applied as input devices. Mobile phones are called 'touch phones', and touch screens are widely applied not only to touch phones but also to various other portable devices such as PMPs and MP3s.
널리 알려진 바와 같이, 터치스크린은 표시장치 위에 적층 설치되며, 손가락 등을 접촉하면 아래의 표시장치에 표시된 내용 등이 입력되도록 하는 입력장치로서, 터치폰에 적용되는 터치스크린의 경우 초기에 저항막 방식이 주로 사용되었고 최근에는 정전용량 방식의 비중이 높아지고 있는 추세이다. As is widely known, the touch screen is stacked on the display device, and inputs the content displayed on the display device below when a finger is touched. In the case of a touch screen applied to a touch phone, a resistive screen is initially used. This is mainly used, and recently, the proportion of the capacitive method is increasing.
터치스크린으로 적용할 수 있는 정전용량식 입력장치는, 전도체(예, 손가락)의 접촉(접근)을 감지하는 '터치센서' 방식과 가해진 압력도 감지하는 '압력센서' 방식으로 분류할 수 있다. Capacitive input devices that can be applied as touch screens can be classified into a 'touch sensor' method for detecting contact (approach) of a conductor (for example, a finger) and a 'pressure sensor' method for detecting an applied pressure.
전자의 터치센서는 기판(예, 합성수지 등)에 극판(전극, 예, Indume Tin Oxide(ITO)와 같은 투명 전도막)을 소정 패턴으로 적층(도포)한 구조로서, 전도체(예, 손)가 특정 위치의 극판에 접촉(또는 접근)할 때 해당 극판과 전도체 사이에서 발생하는 기생정전용량(Parasitic Capacitance)을 측정하여 어떤 극판이 터치되었는지(좌표)를 검출함으로써 해당 터치위치에 대응하는 입력신호를 생성하는 원리로 작동된다. The former touch sensor is a structure in which a pole plate (electrode, for example, a transparent conductive film such as Indume Tin Oxide (ITO)) is laminated (coated) in a predetermined pattern on a substrate (e.g., synthetic resin). When contacting (or approaching) a pole plate at a specific position, the parasitic capacitance generated between the pole plate and the conductor is measured to detect which pole plate has been touched (coordinates) to detect an input signal corresponding to that touch position. It works on the principle of generating.
전자의 터치센서에서 '터치'란 기생정전용량을 발생시킬 수 있는 거리 내로 전도체가 전극(극판)에 접근하는 것으로서, 일반적으로 터치센서는 전극 위에 절연체의 커버패널(예, 강화유리 또는 고경도 플라스틱)이 적층되어 있고 커버패널에 전도체를 접촉시킴으로써 결과적으로 전극에 전도체를 접근시키는 것이므로, '터치'는 접촉과 접근을 모두 포함하는 개념이다. In electronic touch sensors, 'touch' means that the conductor approaches the electrode (pole) within a distance that can produce parasitic capacitance. In general, the touch sensor is a cover panel of an insulator (eg, tempered glass or hard plastic) on the electrode. ) Is stacked and the conductor is brought into contact with the cover panel, resulting in the conductor being approached by the electrode, thus the concept of 'touch' includes both contact and access.
후자의 압력센서는, 일정 거리 이격 배치된 상하의 극판쌍들을 소정 패턴으로 배열한 구조로서, 표면 커버패널에 압력을 가하면 해당 위치의 상하 극판 사이의 거리가 가해진 압력의 크기에 따라 가변되면서 발생하는 정전용량변화를 측정하여 해당 가압위치(좌표)와 함께 압력의 크기를 검출함으로써 가압위치와 압력의 크기에 대응하는 입력신호를 생성하는 원리로 작동된다. The latter pressure sensor is a structure in which a pair of upper and lower pole plates arranged at a predetermined distance are arranged in a predetermined pattern, and when a pressure is applied to the surface cover panel, the static electricity generated while the distance between the upper and lower pole plates at the corresponding position varies depending on the amount of pressure applied. It operates on the principle of generating an input signal corresponding to the pressure position and the pressure level by measuring the change in capacity and detecting the magnitude of the pressure together with the corresponding pressure position (coordinate).
전자의 정전용량식 터치센서로 구축된 터치스크린의 경우, 부도체로는 입력이 실행되지 아니하고 전도체(예, 손가락)를 접촉시켜야만 입력이 실행되므로, 터치스크린을 표시장치의 아래에는 적층할 수 없고 표시장치의 위에 적층하여야 하며, 따라서 터치스크린이 표시장치를 덮고 있게 되어 표시장치로부터의 광투과율을 저하시켜 표시장치에 디스플레이 된 내용의 선명도가 저하될 수 있으므로, 표시장치를 투명한 소재로 형성하는 등 표시장치의 선명도 저하를 극복할 수 있는 조치를 필요로 한다. In the case of a touch screen constructed of an electronic capacitive touch sensor, the input is not performed with the non-conductor but only by touching a conductor (for example, a finger). Therefore, the touch screen cannot be stacked below the display device. Since the touch screen covers the display device, and thus the light transmittance from the display device may be reduced, the sharpness of the content displayed on the display device may be lowered. Therefore, the display device may be formed of a transparent material. There is a need for measures to overcome the deterioration of the sharpness of the device.
후자의 정전용량식 압력센서로 구축된 터치스크린의 경우, 압력을 가할 수 있으면 되므로 가압하는 물체가 전도체일 필요가 없고, 터치위치뿐만 아니라 가해진 압력의 크기에 따라 서로 다른 입력신호를 생성할 수 있는 특징이 있다. 아울러 압력센서 터치스크린은 표시장치의 위가 아닌 표시장치 아래에 적층할 수도 있으므로, 터치스크린을 표시장치의 아래에 적층한 구조에서는 터치스크린에 의해 표시장치의 선명도가 저하되는 문제가 발생하지 않게 된다. In the case of the touch screen constructed with the latter capacitive pressure sensor, since the pressure can be applied, the pressurizing object does not have to be a conductor, and it can generate different input signals according to the pressure applied as well as the touch position. There is a characteristic. In addition, since the pressure sensor touch screen may be stacked below the display device rather than on the display device, the touch screen may be stacked below the display device, thereby preventing the display screen from being degraded by the touch screen. .
본 발명의 목적은, 휴대용 단말기의 표시/입력 장치를 제공하고자 하는 것이다. An object of the present invention is to provide a display / input device of a portable terminal.
본 발명의 목적은, 휴대용 단말기의 표시/입력 장치에서, 표시장치로서 경질의 표시모듈을 적용하고, 입력장치로서 정전용량식 압력센서를 적용한, 휴대용 단말기의 표시/입력 장치를 제공하고자 하는 것이다. An object of the present invention is to provide a display / input device for a portable terminal in which a hard display module is applied as a display device and a capacitive pressure sensor is applied as an input device in a display / input device for a portable terminal.
본 발명의 목적은, 표시장치로서 경질의 표시모듈 아래에 입력장치로서 정전용량식 압력센서를 적층함으로써 입력장치가 표시장치의 표면을 덮는 것에 의해 표시장치의 선명도 저하되는 문제가 발생하지 아니하는, 휴대용 단말기의 표시/입력 장치를 제공하고자 하는 것이다. It is an object of the present invention to prevent the problem of deterioration of the sharpness of a display device by the input device covering the surface of the display device by stacking a capacitive pressure sensor as the input device under a hard display module as the display device. An object of the present invention is to provide a display / input device for a portable terminal.
본 발명의 목적은, 표시장치로서 경질의 표시모듈을 적용하고, 입력장치로서 정전용량식 압력센서를 상기 표시모듈의 저면 외각 테두리에 배치하여, 상기 표시모듈에 가해진 압력의 크기와 위치에 따라 서로 다르게 나타나는 상기 표시모듈의 경사 변화에 따른 그 아래의 정전용량식 압력센서의 정전용량변화 패턴으로부터 대응하는 입력신호를 생성하는 휴대용 단말기의 표시/입력 장치를 제공하고자 하는 것이다. An object of the present invention is to apply a hard display module as a display device, and to place the capacitive pressure sensor as an input device on the outer edge of the bottom surface of the display module so that the display module can be connected to each other according to the magnitude and position of the pressure applied to the display module. Another object of the present invention is to provide a display / input device of a portable terminal that generates a corresponding input signal from a capacitance change pattern of a capacitive pressure sensor under a change in the tilt of the display module.
본 발명에 따라, 휴대용 단말기의 표시/입력 장치가 제공된다. According to the present invention, a display / input device of a portable terminal is provided.
본 발명에 따른 휴대용 단말기의 표시/입력 장치는, 휴대용 단말기의 작동에 관련된 내용을 디스플레이하는 경질(硬質)의 표시모듈, 및 상기 표시모듈의 외각 테두리의 저면과 상기 휴대용 단말기의 지지부 사이에 일정 간격으로 다수의 센싱포인트들이 적층된 정전용량식 압력센서를 포함한다. The display / input device of a portable terminal according to the present invention comprises a hard display module for displaying contents related to the operation of the portable terminal, and a predetermined distance between a bottom of an outer edge of the display module and a support of the portable terminal. It includes a capacitive pressure sensor in which a plurality of sensing points are stacked.
본 발명의 표시/입력 장치에서, 각각의 상기 센싱포인트는, 상기 표시모듈의 외각 테두리 저면에 적층된 상부극판, 상기 상부극판의 저면에 적층된 탄성층, 및 상기 탄성층의 저면과 상기 지지부 사이에 적층된 하부극판을 포함한다. In the display / input device of the present invention, each of the sensing points may include an upper electrode plate stacked on a bottom surface of an outer edge of the display module, an elastic layer stacked on a bottom surface of the upper electrode plate, and a bottom surface of the elastic layer and the support part. It includes a lower electrode plate laminated on.
본 발명의 표시/입력 장치는, 상기 표시모듈을 가압하면, 그 가압위치와 압력의 크기에 따라 상기 표시모듈이 서로 다른 각도로 경사지게 되고, 경사진 상기 표시모듈에 의해 가압되는 각각의 상기 센싱포인트에서 상기 상부극판과 상기 하부극판 사이의 거리가 복원 가능하게 변화함으로써, 각각의 상기 센싱포인트의 상기 상부극판과 상기 하부극판 사이에 정전용량변화가 발생하고, 상기 센싱포인트들에서 측정된 상기 정전용량변화들의 패턴으로부터 상기 가압위치와 압력의 크기를 검출하여 대응하는 입력신호를 생성한다. In the display / input device of the present invention, when the display module is pressed, the display module is inclined at different angles according to the pressing position and the magnitude of the pressure, and each sensing point is pressed by the inclined display module. In this case, the distance between the upper electrode plate and the lower electrode plate is reversibly changed, so that a capacitance change occurs between the upper electrode plate and the lower electrode plate of each sensing point, and the capacitance measured at the sensing points. The pressure position and the magnitude of pressure are detected from the pattern of changes to produce a corresponding input signal.
바람직하게, 상기 표시모듈은 LCD 표시모듈 또는 OLED 표시모듈이다. Preferably, the display module is an LCD display module or an OLED display module.
바람직하게, 상기 표시모듈은, 가압에 의해 휨 변형을 일으키지 않는 경질 소재의 커버패널 및 상기 커버패널의 저면에 적층된 OLED을 포함한다. Preferably, the display module includes a cover panel of a hard material that does not cause bending deformation by pressing and an OLED stacked on a bottom surface of the cover panel.
바람직하게, 상기 표시모듈은, 기판, 상기 기판 위에 적층된 OLED 및 상기 OLED 위에 적층된 커버패널을 포함하고, 상기 기판과 상기 커버패널 중에 적어도 하나는 가압에 의해 휨 변형을 일으키지 않는 경질 소재이다. Preferably, the display module includes a substrate, an OLED stacked on the substrate, and a cover panel stacked on the OLED, and at least one of the substrate and the cover panel is a hard material that does not cause bending deformation by pressing.
바람직하게, 각각의 상기 센싱포인트의 상기 상부극판, 상기 탄성층 및 상기 하부극판은 각각 독립적으로 형성되어 있고, 상기 센싱포인트는 4개 이상 배치되어 있다. Preferably, each of the upper electrode plate, the elastic layer, and the lower electrode plate of each of the sensing points is independently formed, and four or more sensing points are disposed.
바람직하게, 상기 표시모듈이 상기 정전용량식 압력센서의 상부에서 복원성 있게 탄성적으로 경사가 가변되는 것을 방해하지 않도록 상기 휴대용 단말기의 하우징과 본 발명의 장치 사이에는 공차가 형성되어 있다. Preferably, a tolerance is formed between the housing of the portable terminal and the apparatus of the present invention so that the display module does not prevent the inclination of the display module from being resiliently elastically changed on the capacitive pressure sensor.
본 발명에 따른 휴대용 단말기의 표시/입력 장치는, 경질의 표시모듈(표시장치)의 아래에 정전용량식 압력센서(입력장치)가 적층된 구조로서, 입력장치가 표시장치의 표면을 덮는 것에 의해 표시장치의 선명도 저하되는 문제가 발생하지 아니한다. The display / input device of a portable terminal according to the present invention has a structure in which a capacitive pressure sensor (input device) is stacked below a hard display module (display device), and the input device covers the surface of the display device. The problem of deterioration of the sharpness of the display device does not occur.
본 발명에 따른 휴대용 단말기의 표시/입력 장치는, 경질의 표시모듈(표시장치)의 외각 테두리 저면에 정전용량식 압력센서(입력장치)를 적층한 구조로서, 상기 표시모듈에 가해진 압력의 크기와 위치에 따라 상기 표시모듈이 다른 각도로 경사지게 되고, 상기 표시모듈의 경사가 다르면 그 아래의 상기 센싱포인트들에서 서로 다른 패턴의 정전용량변화가 발생하는 원리를 이용하여 가압위치와 압력의 크기에 대응하는 입력신호를 생성하는 것이므로, 표시장치 아래에 입력장치가 적층된 구조에서 발생할 수 있는 입력장치의 감도 저하를 최소화할 수 있다. The display / input device of a portable terminal according to the present invention has a structure in which a capacitive pressure sensor (input device) is stacked on the bottom of an outer edge of a hard display module (display device), and the magnitude of the pressure applied to the display module. According to the position, the display module is inclined at different angles, and if the inclination of the display module is different, the pressure corresponding to the pressure position and the magnitude of the pressure is generated by using the principle that a change in capacitance of different patterns occurs at the sensing points below the display module. Since the input signal is generated, the sensitivity deterioration of the input device, which may occur in a structure in which the input device is stacked below the display device, may be minimized.
도1은 본 발명에 따른 표시/입력 장치가 적용된 휴대전화기의 개략도,
도2는 본 발명에 따른 예시적인 표시/입력 장치의 개략 분해사시도,
도3은 본 발명에 따른 예시적인 표시/입력 장치의 개략 단면도,
도4는 본 발명에 따른 예시적인 표시/입력 장치의 개략 평면도,
도5는 본 발명에 따른 표시/입력 장치의 작동원리 개념도,
도6은 본 발명에 따른 표시/입력 장치에서 입력신호를 생성하는 원리를 보여주는 도면. 1 is a schematic diagram of a cellular phone to which a display / input device according to the present invention is applied;
2 is a schematic exploded perspective view of an exemplary display / input device in accordance with the present invention;
3 is a schematic cross-sectional view of an exemplary display / input device in accordance with the present invention;
4 is a schematic plan view of an exemplary display / input device in accordance with the present invention;
5 is a conceptual diagram illustrating an operation principle of a display / input device according to the present invention;
6 is a view showing a principle of generating an input signal in the display / input device according to the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명에 따른 휴대용 단말기의 표시/입력 장치를 보다 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명에 따른 휴대용 단말기의 표시/입력 장치를 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다. Hereinafter, a display / input device of a portable terminal according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following specific examples merely illustrate the display / input device of the portable terminal according to the present invention, but are not intended to limit the scope of the present invention.
본 발명에 따른 휴대용 단말기의 표시/입력 장치(1)는, 도1에 도시된 바와 같이, 터치폰과 같은 휴대용 단말기(2)에서 설치되어 터치폰(2)의 작동에 관련된 내용을 디스플레이하고 필요한 작동과 내용을 입력하는 표시/입력 장치이다. The display /
본 발명에 따른 표시/입력 장치(1)는, 도2 내지 도4에 도시된 바와 같이, 판상의 상층 표시모듈(10)과 정전용량식 압력센서(20)를 포함한다. The display /
바람직하게, 상기 표시모듈(10)로서는 LCD 표시모듈 또는 OLED 표시모듈 등 본 발명에 적용하기 적합한 알려진 표시모듈을 적용할 수 있으며, 도시된 구체예에는 표시모듈(10)로서 OLED 표시모듈을 적용한 예이며, 이에 제한되는 것은 아니다. Preferably, as the
도시된 구체예에서, 표시모듈(10)은, 기판(11), 기판(11) 위에 적층된 OLED(12) 및 OLED(12) 위에 적층된 커버패널(13)을 포함한다. In the illustrated embodiment, the
상기 기판(11)은 OLED(12)를 지지하는 판상의 부재로서, 각종 표시장치에서 기판으로 사용되는 통상적인 기판을 적용할 수 있으며, 예를 들어 판상의 유리나 플라스틱 필름 등을 적용할 수 있다. The
상기 OLED(12)은 OLED 표시장치에 적용되는 공지의 자체발광형 유기물질을 포함하는 발광소자이며, 기판(11)의 상면 위에 목적하는 디스플레이 기능에 맞게 소정 패턴으로 적층된다. The
상기 커버패널(13)은 본 발명의 표시/입력 장치(1)에 대해 입력 작동을 할 때 손가락과 같은 물체가 직접 가압되는 판상의 부재로서, 예를 들어 유리나 플라스틱판(예, 윈도우)과 같은 부재이며, 그 아래의 OLED(12)을 보호하는 작용도 한다. The
본 발명의 특징에 따라, 표시모듈(10)은 연질이 아닌 경질의 물성을 가지도록 형성된다. 본 발명에서 표시모듈(10)이 경질이라고 하는 것은, 입력 작동을 위해 손가락 등으로 표시모듈(10)을 가압할 때, 표시모듈(10)에서 휨 변형이 발생하지 않을 정도의 충분한 강도를 가지는 것을 의미한다. According to a feature of the present invention, the
표시모듈(10)을 경질로 형성하기 위해, 기판(11)과 커버패널(13) 중에 적어도 하나는 가압에 의해 휨 변형을 일으키지 않는 강화 유리와 같은 경질 소재를 적용할 수 있다. In order to harden the
아울러 커버패널(13)을 강화 유리와 같은 견고한 경질 소재로 형성한 경우에, 표시모듈(10)의 경질 특성은 커버패널(13)에 의해 제공되므로 상기 기판(11)은 생략할 수 있다. 이때 OLED(12)은 커버패널(13)의 저면과 정전용량식 압력센서(20)의 상면 사이에 구조적으로 견고하게 유지된다. In addition, when the
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 편의상 커버패널(13)을 표시모듈(10)의 구성의 일부인 것으로 하고 있으나, 커버패널(13)은 각종 입력장치나 표시장치에서 그 아래에 적층된 장치를 보호하는 통상의 투명 윈도우이므로, 커버패널(13)을 표시모듈(10)의 일부가 아닌 별도의 구성인 것으로 이해할 수도 있다. In addition, in the description of the present invention, the
입력장치로 적용되는 상기 정전용량식 압력센서(20)는 다수의 센싱포인트(S)들로 구성되며, 표시모듈(10)의 외각 테두리의 저면에 적층된다. 즉, 정전용량식 압력센서(20)는 표시모듈(10)의 저면 전체에 걸쳐서 배치되어 있는 것이 아니라, 표시모듈(10)의 외각 둘레의 테두리의 저면에만 배치되고 휴대용 단말기(2)의 지지부(3) 위에 적층되어 지지된다. The
도2와 도4에 도시된 구체예에서 상기 지지부(3)는 정전용량식 압력센서(20)의 아래에만 형성되어 일정 두께를 가지는 링 형상인 것을 예시하고 있지만, 그 위에 적층되는 정전용량식 압력센서(20)를 지지할 수 있으면 족하고, 예를 들어 도3에 도시된 바와 같이 센싱포인트(S)의 아래에만 부분적으로 형성하는 것, 본 발명의 장치 전체를 커버하도록 평평한 판상으로 형성하는 것(도시 생략) 등 다른 형상도 배제되지 아니한다. 바람직하게 지지부(3)는 입력 작동을 위해 손가락 등으로 표시모듈(10)을 가압함으로써 정전용량식 압력센서(20)를 경유하여 압력을 받을 때, 그 어떤 변형도 발생하지 않도록 견고하게 형성된다. In the embodiment shown in Figures 2 and 4, the
정전용량식 압력센서(20)는 일정 간격으로 배치된 2개 이상의 다수의 센싱포인트(S)로 구성되며, 바람직하게 센싱포인트(S)는 4개 이상을 배치한다. 도2와 도4의 구체예는 휴대전화기의 터치스크린의 일반적인 형상인 직사각형의 외각 테두리를 따라 가로세로로 총 12개와 10개의 센싱포인트(S)를 일정 간격으로 각각 배치한 예이고, 도6의 구체예는 직사각형의 각 변에 1개씩 총 4개를 배치한 예이다. The
각각의 상기 센싱포인트(S)는, 표시모듈(10)의 외각 테두리 저면에 적층된 상부극판(21), 상부극판(21)의 저면에 적층된 탄성층(22), 및 탄성층(22)의 저면과 지지부(3) 사이에 적층된 하부극판(23)을 포함한다. Each of the sensing points S may include an
상기 상부극판(21)은 통상적인 정전용량식 입력장치에 적용되는 2개의 전극 중에서 하나인 판상의 전극판으로서, 동판과 같은 전도성 소재로 형성되며, 표시모듈(10)의 외각 테두리 저면에 적층 부착된다. The
상기 탄성층(22)은 상부극판(21)의 저면에 적층 부착된다. 탄성층(22)은, 상부극판(21)과 하부극판(23) 사이에 위치하여 일종의 유전체로서 작용하면서 동시에 가해진 압력에 의해 그 두께(d)가 복원성 있게 탄성적으로 가변되어 양 극판(21, 23) 사이의 거리(d)가 탄성적으로 가변되도록 함으로써, 결과적으로 압력에 의해 상부극판(21)과 하부극판(23) 사이에 정전용량변화가 발생되게 하는 층이다. The
탄성층(22)은 상부극판(21)과 하부극판(23) 사이의 거리(d)를 복원성 있게 탄성적으로 가변시킬 수 있는 것이라면 특히 제한되지 아니하며, 예를 들어 폴리올레핀계, PVC계, 폴리스틸렌계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리아미드계 등 널리 알려진 탄성소재, 특히 탄성실리콘을 예를 들어 블록 등 일정 형상으로 성형하여 적용할 수 있다. The
상기 하부극판(23)은, 통상적인 정전용량식 입력장치에 적용되는 2개의 전극 중에서 나머지 하나인 판상의 전극판으로서, 동판과 같은 전도성 소재로 형성되며, 탄성층(22)의 저면에 적층 부착되어 그 아래의 지지부(3)에 의해 지지된다. The
도2와 도3의 구체예는, 센싱포인트(S) 별로 상부극판(21), 탄성층(22) 및 하부극판(23)이 모두 개별적으로 형성된 경우를 예시적으로 도시한 것인 바, 도시하지는 않았지만, 전체의 센싱포인트(S)들에서 상부극판(21)과 하부극판(23) 중 하나의 극판(예, 상부극판)은 센싱포인트별로 개별적으로 형성하고, 나머지 하나의 극판(예, 하부극판)은 공통극판으로 형성하는 것이 가능하다. 2 and 3 illustrate an example in which the
이것은 정전용량식 압력센서(20)에 있어서 각각의 센싱포인트를 구성하는 상부극판(21)과 하부극판(23)은 2개의 극판 중 하나의 극판이 독립된 극판이라면 나머지 극판이 독립된 극판이든 하나의 통판이든 상관없이 각각의 센싱포인트에서 서로 다른 정전용량의 변화가 일어나기 때문이다. This means that in the
물론 탄성층(22)도 센싱포인트별로 개별적으로 별도로 형성할 수 있고 전체의 센싱포인트(S)들에 걸쳐 공통으로 형성하는 것도 가능하다. Of course, the
결국, 본 발명에 따른 표시/입력 장치(1)는 예를 들어 터치폰(2)의 터치스크린에 대응하는 공간에 장착되되, 위로부터 아래로 커버패널(13), OLED(12)나 LCD와 같은 표시소자, 및 기판(11)을 순차적으로 적층하여 표시모듈(10)을 형성하고, 표시모듈(10)의 외각 테두리 저면과 터치폰(2)의 지지부(3) 위 사이에, 위로부터 아래로 상부기판(21), 탄성층(22) 및 하부기판(23)의 적층으로 구성된 센싱포인트(S)들 일정 간격으로 다수 배치하여 정전용량식 압력센서(20)를 형성한 구조이다. As a result, the display /
즉, 본 발명에 따른 표시/입력 장치(1)는, 탄성층(22)의 작용에 의해 그 두께(d)가 복원성 있게 탄성적으로 가변되는 센싱포인트(S)들이 외각 테두리를 따라 다수 배치된 정전용량식 압력센서(20)의 전체를, 경질이면서 판상인 표시모듈(10)로 덮어서, 표시모듈(10)의 외각 테두리 저면을 두께(d)가 복원성 있게 탄성적으로 가변되는 다수의 센싱포인트(S)로 받치고 있는 구조인 것이다. That is, in the display /
이와 같은 같은 구조의 본 발명에 따른 표시/입력 장치(1)는, 도5에 도시된 바와 같이, 예를 들어 손가락으로 표시모듈(10)의 상면, 즉 커버패널(13)의 상면을 가압하면, 경질의 표시모듈(10)은 복원성 있는 높이 가변의 센싱포인트(S)들 위에서 가압 위치와 압력의 크기에 따라 비대칭적으로 서로 다른 방향과 각도로 경사지게 되고, 이런 표시모듈(10)의 경사짐으로 인하여 그 아래에 있는 센싱포인트(S)들을 구성하는 각각의 상부극판(21)과 하부극판(23) 사이의 거리(d)가 탄성층(22)에 의해 복원 가능하게 탄성적으로 변화하게 됨으로써, 센싱포인트(S)의 상하 극판 사이의 정전용량이 변화하게 된다. As shown in FIG. 5, the display /
즉, 표시모듈(10)의 경사짐으로 인하여 그 아래에 있는 센싱포인트(S)들의 상부극판(21)과 하부극판(23) 사이의 거리(d)가 가변되고, 이런 거리(d)의 변화에 따라 C=μA/d의 공식(여기에서 C는 정전용량, μ는 유전율, A는 면적, d는 극판 사이의 폭이다)에 해당하는 정전용량변화가 발생한다. That is, due to the inclination of the
이때, 판상이면서 경질인 표시모듈(10)의 경사짐은, 가압 위치와 압력의 크기에 종속하여 비대칭적으로 발생하므로, 경사진 표시모듈(10)의 상하 거리 변위량은 표시모듈(10)의 위치에 따라 서로 다르게 되며, 상하 거리 변위량이 상대적으로 큰 위치의 표시모듈(10)의 아래에 위치한 센싱포인트(S)는 상하 극판 사이의 거리 변화가 상대적으로 커서 그 정전용량변화가 상대적으로 크게 되고, 상하 거리 변위량이 상대적으로 작은 위치의 표시모듈(10)의 아래에 위치한 센싱포인트(S)는 상하 극판 사이의 거리 변화가 상대적으로 작아서 그 정전용량변화는 상대적으로 작게 된다. In this case, since the inclination of the plate-shaped and
본 발명에 따른 표시/입력 장치(1)는, 표시모듈(10)이 정전용량식 압력센서(20)의 센싱포인트(S)들 위에서 복원성 있게 경사가 가변될 수 있어야 하므로, 휴대용 단말기(2)에 본 발명의 장치(1)를 설치함에 있어서는 휴대용 단말기(2)의 주변 하우징(4)과의 사이에 공차(5)를 두어 하우징(4)의 표시모듈(10)의 경사 가변을 방해하지 않도록 하는 것이 바람직하다. In the display /
본 발명에 따른 표시/입력 장치(1)는, 표시장치(10)의 임의 위치에 가해진 임의 크기의 압력에 따른 각각의 센싱포인트(S)에서 발생하는 정전용량변화의 패턴으로부터 가압된 위치와 압력을 측정하여 대응하는 입력신호를 생성한다. In the display /
예를 들어, 도6에서 가압포인트 P의 위치를 특정 압력(F)으로 가압하였을 때, 표시모듈(10)의 비대칭적 경사로 인하여, 4개의 센싱포인트 S1 내지 S4에서의 상부극판(21)과 하부극판(23) 사이의 거리(d)의 변화는 서로 다르게 되고, 결국 가압포인트 P의 위치와 압력의 크기에 따라 센싱포인트 S1 내지 S4에서 측정되는 힘(f1 내지 f4)의 크기 및 그 정전용량변화에 차이가 있게 된다. For example, when the position of the pressing point P is pressed at a specific pressure F in FIG. 6, due to the asymmetrical inclination of the
참고로, 휴대용 단말기(2)의 하우징(4)에 의한 표시모듈(10)의 장착구조가 정상 위치의 표시모듈(10)이 상측으로 이동하는 것도 허용되는 구조이고, 가압에 의한 표시모듈(10)의 경사 변화가 시소와 같은 경사 변화일 경우에, 가압위치로부터 먼 센싱포인트의 위치에서는 오히려 표시모듈(10)이 위로 올라가 해당 상부극판(21)과 하부극판(23) 사이의 거리(d)가 오히려 증가할 수도 있을 것인 바, 이 경우에는 거리(d)가 줄어드는 것에 반대되는 음의 정전용량변화가 일어날 것이다. For reference, the mounting structure of the
이와 같이, 본 발명의 표시/입력 장치(1)는 압력이 가해지는 위치와 크기에 따라 각 센싱포인트(도6에서는 4개)의 정전용량변화의 패턴이 서로 다른 양상을 보인다는 것에 기초하여, 측정된 각 센싱포인트들의 정전용량변화의 패턴으로부터 역으로 가압 위치와 압력의 크기를 검출하여 대응하는 입력신호를 생성하는 것이다. As described above, the display /
따라서 본 발명의 표시/입력 장치(1)를 구성하는 센싱포인트의 개수가 너무 적으면 센싱포인트의 정전용량변화 패턴이 단순하여 가압위치와 압력의 크기를 검출에 정확도가 낮아질 수 있어 바람직하지 않고, 반대로 센싱포인트의 개수가 지나치게 많으면 정전용량 변화 패턴이 지나치게 복잡하여 연산이 어려워지는 문제가 있다. Therefore, if the number of sensing points constituting the display /
본 발명의 표시/입력 장치(1)에서 가압위치와 압력의 크기를 측정하는 원리는 본 출원인의 대한민국 등록특허 제10-0943989호(2010. 02. 17. 등록)의 '정전용량식 터치스크린'에 기재된 내용을 참조할 수 있으므로, 그 상세한 설명은 생략한다. The principle of measuring the pressure position and the magnitude of the pressure in the display /
표시모듈(10)에의 압력이 사라지면, 탄성층(22)의 탄성복원력에 의해 상부극판(21)은 원위치로 복귀되고, 그 위의 표시모듈(10)도 원위치(예, 수평)로 복귀된다. When the pressure on the
본 발명에 따른 표시/입력 장치(1)에서, 압력센서(20)로부터 측정된 정전용량변화를 소정의 회로에 의해 처리하여 대응하는 입력신호를 생성하는 것, 생성된 입력신호를 본 발명의 장치가 설치된 터치폰 등에 전송하는 것, 표시모듈(10)에 표시된 내용과 압력센서(20)의 입력 내용을 동기화하는 것 등은, 본 발명과 직접적인 관련이 없고, 터치폰과 같은 해당 분야의 기술을 본 발명에 맞게 적절히 적용할 수 있으므로, 그에 대한 설명은 생략한다. In the display /
또한, 첨부도면에서는 본 발명의 표시/입력 장치(1)의 전체 형상이 사각형인 예를 설명하였으나, 그 형상은 원형 등 다른 형상으로 형성할 수도 있음은 당연하다. In addition, in the accompanying drawings, an example in which the overall shape of the display /
1: 본 발명의 표시/입력 장치 2: 휴대용 단말기(터치폰)
3: 지지부 4: 하우징
5: 공차 10: 표시모듈
11: 기판 12: OLED
13: 커버패널 20: 정전용량식 압력센서
21: 상부극판 22: 탄성층
23: 하부극판 1: Display / Input Device of the Present Invention 2: Portable Terminal (Touch Phone)
3: support part 4: housing
5: tolerance 10: display module
11: substrate 12: OLED
13: cover panel 20: capacitive pressure sensor
21: upper electrode plate 22: elastic layer
23: lower electrode plate
Claims (4)
각각의 상기 센싱포인트(S)는, 상기 표시모듈(10)의 외각 테두리 저면에 적층된 상부극판(21), 상기 상부극판(21)의 저면에 적층된 탄성층(22), 및 상기 탄성층(22)의 저면과 상기 지지부(3) 사이에 적층된 하부극판(23)을 포함하며;
상기 표시모듈(10)을 가압하면, 그 가압위치와 압력의 크기에 따라 상기 표시모듈(10)이 서로 다른 각도로 경사지게 되고, 경사진 상기 표시모듈(10)에 의해 가압되는 각각의 상기 센싱포인트(S)에서 상기 상부극판(21)과 상기 하부극판(23) 사이의 거리(d)가 복원 가능하게 변화함으로써, 각각의 상기 센싱포인트(S)의 상기 상부극판(21)과 상기 하부극판(23) 사이에 정전용량변화가 발생하고, 상기 센싱포인트(S)들에서 측정된 상기 정전용량변화들의 패턴으로부터 상기 가압위치와 압력의 크기를 검출하여 대응하는 입력신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 휴대용 단말기의 표시/입력 장치. Between the hard display module 10 for displaying the contents related to the operation of the portable terminal 2, the bottom surface of the outer edge of the display module 10 and the support 3 of the portable terminal 2. A capacitive pressure sensor 20 in which a plurality of sensing points S are stacked at regular intervals;
Each of the sensing points S may include an upper electrode plate 21 stacked on a bottom surface of the outer edge of the display module 10, an elastic layer 22 stacked on the bottom surface of the upper electrode plate 21, and the elastic layer. A lower electrode plate (23) laminated between the bottom of the (22) and the support part (3);
When the display module 10 is pressed, the display module 10 is inclined at different angles according to the pressing position and the magnitude of the pressure, and each sensing point pressed by the inclined display module 10. In S, the distance d between the upper electrode plate 21 and the lower electrode plate 23 is reversibly changed, so that the upper electrode plate 21 and the lower electrode plate of each of the sensing points S are changed. 23) a capacitance change occurs, and the pressure position and the magnitude of the pressure are detected from the pattern of the capacitance changes measured at the sensing points S to generate a corresponding input signal. Display / input device of a portable terminal.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2016204423A1 (en) * | 2015-06-17 | 2016-12-22 | 주식회사 하이딥 | Pressure detectable touch input device including display module |
KR20180057478A (en) * | 2017-03-17 | 2018-05-30 | 주식회사 하이딥 | Touch input device |
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- 2010-06-08 KR KR1020100053841A patent/KR20110134068A/en not_active Application Discontinuation
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WO2016204423A1 (en) * | 2015-06-17 | 2016-12-22 | 주식회사 하이딥 | Pressure detectable touch input device including display module |
KR20160149030A (en) * | 2015-06-17 | 2016-12-27 | 주식회사 하이딥 | Touch pressure detectable touch input device including display module |
US10983646B2 (en) | 2015-06-17 | 2021-04-20 | Hideep Inc. | Pressure detectable touch input device including display module |
KR20180057478A (en) * | 2017-03-17 | 2018-05-30 | 주식회사 하이딥 | Touch input device |
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