KR20150049203A

KR20150049203A - 햅틱터치 모듈

Info

Publication number: KR20150049203A
Application number: KR1020130129451A
Authority: KR
Inventors: 김용일
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2015-05-08
Also published as: US20150116231A1; JP2015088169A

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 모듈은, 윈도우기판과; 상기 윈도우기판과 마주보도록 형성된 디스플레이부; 및 상기 디스플레이부의 일면에 형성되고 다수개의 햅틱디바이스가 일체로 형성되어 구비되는 햅틱터치 시트를 포함하는 햅틱터치 모듈을 제공한다.

Description

햅틱터치 모듈 {Haptic touch module}

본 발명은 햅틱터치 모듈에 관한 것이다.

디지털 기술을 이용하는 컴퓨터가 발달함에 따라 컴퓨터의 보조 장치들도 함께 개발되고 있으며, 개인용 컴퓨터, 휴대용 전송장치, 그 밖의 개인 전용 정보처리장치 등은 키보드, 마우스와 같은 다양한 입력장치(Input Device)를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리를 수행한다.

하지만, 정보화 사회의 급속한 진행에 따라 컴퓨터의 용도가 점점 확대되는 추세에 있는 바, 현재 입력장치 역할을 담당하는 키보드 및 마우스만으로는 효율적인 제품의 구동이 어려운 문제점이 있다. 따라서, 간단하고 오조작이 적을 뿐 아니라, 누구라도 쉽게 정보입력이 가능한 기기의 필요성이 높아지고 있다.

또한, 입력장치에 관한 기술은 일반적 기능을 충족시키는 수준을 넘어서 고 신뢰성, 내구성, 혁신성, 설계 및 가공 관련기술 등으로 관심이 바뀌고 있으며, 이러한 목적을 달성하기 위해서 텍스트, 그래픽 등의 정보 입력이 가능한 입력장치로서 터치센서(Touch Sensor)가 개발되었다.

이러한 터치센서는 전자수첩, 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), El(Electroluminescence) 등의 평판 디스플레이 장치 및 CRT(Cathode Ray Tube)와 같은 디스플레이의 표시면에 설치되어, 사용자가 디스플레이를 보면서 원하는 정보를 선택하도록 하는데 이용되는 도구이다.

또한, 터치센서의 종류는 저항막방식(Resistive Type), 정전용량방식(Capacitive Type), 전기자기장방식(Electro-MAGnetic Type), 소오방식(SAW Type; Surface Acoustic Wave Type) 및 인프라레드방식(Infrared Type)으로 구분된다.

이러한 다양한 방식의 터치센서 모듈은 신호 증폭의 문제, 해상도의 차이, 설계 및 가공 기술의 난이도, 광학적 특성, 전기적 특성, 기계적 특성, 내환경 특성, 입력 특성, 내구성 및 경제성을 고려하여 전자제품에 채용되는데, 현재 가장 광범위한 분야에서 사용하는 방식은 저항막방식 터치센서 모듈과 정전용량방식 터치센서 모듈이다.

최근에는, 사용자가 터치 지점을 인지할 수 있도록 실제 키(Key)를 누르는 것과 같은 촉감을 인지하도록 다양한 방법이 제공되고 있다. 일 예로, 대한민국 공개번호"10-2011-0062504"과 같이 햅틱 장치가 추가되고 있다. 이러한, 햅틱 디바이스는 사용자가 촉감을 인지하도록 별도의 진동플레이트를 구비해야만 하는 문제점이 발생하였다.

KR

10-2011-0062504

A

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 별도의 진동플레이트가 필요없이 터치 시점에 터치를 인지하는 터치센서 모듈을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 시트는, 절연시트; 및 상기 절연시트 내부로 다수개의 햅틱디바이스가 삽입되어 일체로 형성된 햅틱터치 시트를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 시트는, 상기 햅틱디바이스는 진동체 방식 또는 피에조 방식으로 구동된다.

본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 시트는, 상기 진동체 방식은, 회전공간을 제공하는 상부 케이스; 상기 상부 케이스의 중앙부에 수직으로 형성되는 회전축; 상기 회전축에 삽입되어 회전가능하게 지지되며, N극과 S극이 교대로 배치되도록 형성된 로테이터; 및 상기 로테이터의 하단부에 형성되고 상기 절연시트의 내부에 형성되어 외부의 전압과 연결되는 스테이터를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 시트는, 상기 스테이터는 상기 절연시트의 내부에서 인덕터 방식으로 적층되어 형성되는 적층체로 형성된다.

본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 시트는, 상기 절연시트는 6층으로 적층되어 형성된다.

본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 시트는, 상기 스테이터는 상기 절연시트의 내부에 삽입되어 다수층 적층되어 형성된 코일; 상기 코일을 각각 전기적으로 연결해주는 비아홀과 상기 절연시트에서 상기 코일로 전기적 신호를 주입하는 제1 인출비아; 및 상기 제1 인출비아의 전기적 신호를 상기 절연시트로 배출하는 제2 인출비아를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 시트는,상기 햅틱디바이스는 상기 절연시트의 표면에 다이아몬드 형상으로 배치되어 형성된다..

본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 시트는, 상기 피에조 방식은, 터치시 전압을 인가하는 상부전극; 상기 상부전극의 전압으로 구동하는 하부전극; 및 상기 상부전극과 하부전극 사이에 형성되고, 상기 상부전극의 전압에 의해 내부에 전기장이 형성되고 기계적인 수직 변형을 발생하는 액츄에이터층을 구비한다.

본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 모듈은, 윈도우기판과; 상기 윈도우기판과 마주보도록 형성된 디스플레이부; 및 상기 디스플레이부의 일면에 형성되고 다수개의 햅틱디바이스가 일체로 형성되어 구비되는 햅틱터치 시트를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 모듈은, 상기 햅틱디바이스는 진동체 방식 또는 피에조 방식을 사용한다.

본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 모듈은, 상기 진동체 방식은, 회전공간을 제공하는 상부 케이스; 상기 상부 케이스의 중앙부에 수직으로 형성되는 회전축; 상기 회전축에 삽입되어 회전가능하게 지지되며, N극과 S극이 교대로 배치되도록 형성된 로테이터; 및 상기 로테이터의 하단부에 형성되고 상기 햅틱터치 시트의 내부에 형성되어 외부의 전압과 연결되는 스테이터를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 모듈은, 상기 스테이터는 상기 햅틱터치 시트의 내부에서 인덕터 방식으로 적층되어 형성된다.

본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 모듈은, 상기 햅틱디바이스는 상기 햅틱터치 시트의 표면에 다이아몬드 형상으로 배치되어 형성된다.

본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 모듈은, 상기 햅틱터치 시트는 6층으로 적층되어 형성된다.

본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 모듈은, 상기 스테이터는 상기 햅틱터치 시트의 내부에 삽입되어 다수층 적층되어 형성된 코일; 상기 코일을 각각 전기적으로 연결해주는 비아홀과 상기 햅틱터치 시트에서 상기 코일로 전기적 신호를 주입하는 제1 인출비아; 및 상기 제1 인출비아의 전기적 신호를 상기 햅틱터치 시트로 배출하는 제2 인출비아를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 모듈은,상기 제1 인출비아 및 제2 인출비아는 Ag, Ag-Pd, Ni 또는 Cu 재질을 사용한다.

본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 모듈은, 상기 피에조 방식은, 터치시 전압을 인가하는 상부전극; 상기 상부전극의 전압으로 구동하는 하부전극; 및 상기 상부전극과 하부전극 사이에 형성되고, 상기 상부전극의 전압에 의해 내부에 전기장이 형성되고 기계적인 수직 변형을 발생하는 액츄에이터층을 구비한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 햅틱터치 시트에 햅틱디바이스를 형성함으로써, 터치시에 손가락으로 촉감을 인지하도록 하는 효과가 있다.

또한, 햅틱터치 시트에 햅틱디바이스를 형성함으로써, 사용자의 감성 만족도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 햅틱터치 시트에 햅틱디바이스를 형성함으로써, 진동플레이트를 별도로 사용하지 않음으로써 두께가 얇은 햅틱터치 모듈을 제공하는 효과가 있다.

또한, 햅틱터치 시트에 햅틱디바이스를 형성함으로써, 기존 터치센서 모듈에 비해 두께가 얇은 햅틱터치 모듈을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 모듈의 단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 시트의 평면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 시트 표면에 햅틱디바이스가 배치되는 평면 예시도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 진동체 방식의 햅틱디바이스의 단면도.
도 5는 도 4에 대한 스테이터가 적층되는 예시도,
도 6은 도 4에 대한 마그넷 진동에 의한 유지전압의 파형 예시도,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 햅틱터치 모듈의 햅틱터치 시트와 피에조방식의 부분 예시도, 및
도 8은 도 7에 대한 피에조 방식의 햅틱디바이스의 단면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규 한 특징들은 첨부된 도면들과 연관 되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "일면", "타면", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 모듈의 단면도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 시트의 평면도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 시트 표면에 햅틱디바이스가 배치되는 평면 예시도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 진동체 방식의 햅틱디바이스의 단면도. 도 5는 도 4에 대한 스테이터가 적층되는 예시도, 도 6은 도 4에 대한 마그넷 진동에 의한 유지전압의 파형 예시도, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 햅틱터치 모듈의 햅틱터치 시트와 피에조방식의 부분 예시도, 및 도 8은 도 7에 대한 피에조 방식의 햅틱디바이스의 단면도이다.

본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 ‘터치’라는 용어는 접촉 수용면에 대한 직접적인 접촉을 의미할 뿐만 아니라, 접촉 수용 면으로부터 입력수단이 상당한 거리만큼 근접하는 것을 의미하는 것으로 넓게 해석되어야 한다.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 모듈(1)은, 윈도우기판(200)과 윈도우기판(200)과 마주보도록 형성된 디스플레이부(300)와 디스플레이부(300)의 일면에 형성되고 다수개의 햅틱디바이스(120)가 일체로 형성되어 구비되는 햅틱터치 시트(100)를 포함한다.

윈도우기판(200)은 활성 영역(220)과 비활성 영역(230)으로 구획되는데, 활성 영역(220)은 입력수단이 터치를 인식할 수 있도록 형성되는 부분이다. 비활성영역(230) 터치를 하여도 터치를 인식하지 못하는 부분이다. 비활성영역(230)은 활성영역(220)의 테두리에 구비된다. 이때, 윈도우기판(200)은 후술할 디스플레이부(300)와 햅틱터치 시트(100)를 지지할 수 있는 지지력을 갖는다. 윈도우기판(200)은 디스플레이부(300)에서 제공되는 화상을 사용자가 인식할 수 있도록 투명성을 갖추어야 한다.

윈도우기판(200)은 최 외곽에서 사용자의 터치가 입력되는 방향에 형성되며, 소정 강도 이상의 강화유리등을 사용함으로써 디스플레이부(300) 및 햅틱터치 시트(100)를 보호하는 보호층의 역할을 수행한다. 전술한 지지력과 투명성을 고려할 때, 윈도우기판(200)은 투명도를 고려하여 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COC), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol; PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide; PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene; PS), 이축연신폴리스틸렌(K레진 함유 biaxially oriented PS; BOPS) 등의 재질을 사용할 수도 있다.

디스플레이부(300)는 윈도우기판(200)과 마주보도록 형성된다. 디스플레이부(300)는 터치를 통해 사용자가 입력한 출력 값을 나타낸다. 디스플레이부(300)의 일면은 윈도우기판(200)에 결합되고, 타면은 햅틱터치 시트(100)가 결합 된다. 디스플레이부(300)는 데이터를 시각적으로 화면에 출력하는 표시장치로서, 주로 CRT(Cathode Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등 다양한 디스플레이장치가 포함될 수 있으며, 특별히 한 종류의 장치에 한정되는 것은 아니다. 디스플레이부(300)는 햅틱틱터치 시트(100)에서 발생되는 상하 진동을 윈도우기판(200)으로 전달해준다. 디스플레이부(300)는 햅틱터치 시트(100)가 외부로 보이지 않도록 차폐역할도 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 햅틱터치 모듈(1)은, 윈도우기판(200)을 터치시 사용자가 터치를 인지하여, 터치를 반복하지 않도록 하기 위한 것이다. 그러므로, 햅틱터치 모듈(1)의 전원 소모를 감소시켜 주면서 제품신뢰성을 향상시켜 준다.

도 2 및 3을 참조하여 설명하면, 햅틱터치 시트(100)는 디스플레이부(300)의 하단부에 결합 되도록 형성된다. 햅틱터치 시트(100)는 유연성이 있는 절연시트(110)에 햅틱디바이스(130)가 일체로 형성된다. 절연시트(110)의 재질은 예를 들어 PI재질을 사용할 수 있다. 이는, 절연성 재질을 PI재질로 한정되는 것은 아니며, 절연성 재질은 연성 회로 기판 분야에서 공지된 재질 중 하나를 사용할 수도 있다. 햅틱디바이스(130)는 진동체 방식 또는 피에조 방식으로 구동된다. 햅틱디바이스(130)는 절연시트(110) 표면에 다양한 형태로 배치가 가능하다.

도 3에 a 및 b를 비교하면, 햅틱디바이스(130)는 다이아몬드 형태로 배치되는 것이 적절하다. 햅틱디바이스(130)는 터치 위치에 따라 진동의 세기가 달라진다. 도 3에 a 및 b에 도시된 바와 같이 손의 위치에 따라 진동의 세기를 느끼는 감도가 틀려진다. 즉, 다이아몬드 형태로 배치되는 햅틱디바이스(130)이 진동의 세기를 잘 전달함을 알수 있다. 더욱이, 다이아몬드(a) 형태는 정렬배열(b)보다 햅틱디바이스(130)가 적게 사용됨을 알 수 있다. 재료가 감소되어 생산단가를 줄이는 효과를 얻을 수 있다.

경우에 따라서, 햅틱디바이스(130)의 배열은 N열 × M 열처럼 배치가 가능하다. 즉, 도 3에 도시되어 있는 a처럼, 햅틱디바이스(130)는 5열 × 5 열로 배칠 될 수도 있다.

도 4 및 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱디바이스(130)의 진동체 방식(150)을 설명한다. 진동체 방식(150)의 햅틱디바이스는 회전공간을 제공하는 상부 케이스(152)와 상부 케이스(152)의 중앙부에 수직으로 형성된 회전축(154)과 회전축(154)에 삽입되어 회전가능하게 지지되며, N극과 S극이 교대로 형성되어 회전하도록 배치된 로테이터(156) 및 로테이터(158)의 하단부에 형성되고 절연시트(110)의 내부에 형성되어 외부의 전원과 연결되는 스테이터(158)를 포함한다.

상부케이스(152)는 절연시트(110)에 결합되어 공간을 제공한다. 상부케이스(152)의 내부 중앙에는 수직으로 회전축(154)이 형성된다(도 4를 참조). 회전축(154)은 상부케이스(152)와 후술할 스테이터(158)를 가압으로 지지한다.

로테이터(156)는 회전축(154)에 회전가능하게 결합 되고, 로테이터(156)는 진동자 역할을 하며 마그넥과 일체형으로 구성된다. 로테이터(156)는 감압을 위해 마그넷은 축부에 가이드되는 스프링에의해 지지되고, 스프링은 사용자의 터치점을 인식하기위해 상부케이스(152)에 자유상태로 고정된다. 로테이터(156)는 사용자의 손가락에 의한 터치 인식은 스프링에 연결된 마그넷의 위치 변동에 의해 형성된 자기장 변화를 스테이터(158)의 코일부에 생성되는 미세 전압에 의해 인식되는 구조로 형성된다. 이는, 사용자의 마그넷 진동에 의한 유지전압에 대한 파형을 도시하였다(도 6를 참조).

로테이터(156)는 대략 반원판형 또는 원형으로 형성되어 진동을 발생하기 용이하도록 형성되는 것이 적절하다. 로테이터(156)은 회전축(154)에서 회전이 원활하게 하기 위하여 베어링(미도시)이 형성되는 것이 적절하다.

스테이터(158)는 절연시트(110)의 내부에 삽입되어 형성된다. 스테이터(158)의 상부에는 회전축(154)을 중심으로 하는 반원판형 및 원형형상의 로테이터(156)가 배치된다.

스테이터(158)는 절연시트(110)의 내부로 다수층이 적층되어 형성된다. 스테이터(158)는 절연시트(110)의 내부에 코일형태로 형성된다. 코일은 회전축을 중심으로 원형으로 감기어서 형성된다. 이때, 코일이 연속으로 적층되어 전기적 신호를 갖기 위하여 각층을 연결하는 비아홀이 형성된다.스테이터(158)는 절연시트(110)의 일측으로 부터 신호를 주입하는 제1 인출비아가 형성되고 타측으로 신호를 배출하는 제2 인출비아가 형성된다. 제1 인출비아 및 제2 인출비아는 Ag, Ag-Pd, Ni 또는 Cu 재질을사용하는 것이 적절하다. 이는, 제1 인출비아 및 제2 인출비아의 재질을 한정하기 위함은 아니다.

본 발명의 일실시예에 따른 스테이터는 6층의 인덕터 방식으로 형성되는 것이 적절하다(도 5를 참조). 이는, 스테이터(158)를 6층으로 한정하기 위함은 아니며, 진동의 세기에 따라 스테이터(158)를 다수 층으로 형성될 수 있다.

스테이터(158)는 전기적 신호에 따라 N극 또는 S극의 교류 전압 신호를 인가하여 로테이터(156)가 구동되게 한다. 즉, 코일에 흐르는 전류의 방향을 교대로 변경시키면, 코일에 나타나는 자극 방향도 그에 따라 교대로 변하게 된다. 그러면, 로테이터(156)는 N극과 S극의 자력에 의해 회전을 하면서 회전축(154)를 기준으로 상하 진동을 발생한다. 제어부(미도시)는 다수개의 햅틱디바이스(130)에서 나타난 출력을 비교 연산하여 정확한 데이터 값을 얻는다. 제어부는 데이터 값을 이용하여 사용자의 터치 위치를 X,Y 좌표로 전환하여 디스플레이부(300)에 전달한다.

도 7 및 8을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 제2 실시예의 햅틱터치 모듈은, 제1 실시예의 동일구성요소인 윈도우기판(200) 및 디스플레이부(300)의 구조 및 재질은 생략한다. 본 발명에 따른 제2 실시예의 햅틱터치 모듈의 햅틱터치 시트와 피에조방식의 구조를 자세히 설명한다.

본 발명에 따른 제2 실시예의 햅틱터치 모듈은, 윈도우기판과; 상기 윈도우기판과 마주보도록 형성된 디스플레이부; 및 상기 디스플레이부의 일면에 형성되고 다수개의 햅틱디바이스가 일체로 형성되어 구비되는 햅틱터치 시트를 포함한다.

햅틱터치 시트(100)는, 절연시트(110)와 절연시트(110)에 결합하는 피에조방식(160)의 햅틱디바이스를 포함한다.

햅틱터치 시트(100)는 유연성이 있는 절연시트(110)에 피에조 방식의 햅틱디바이스(160)가 일체로 형성된다(도 7을 참조). 절연시트(110)의 재질은 예를 들어 PI재질을 사용할 수 있다. 이는, 절연성 재질을 PI재질로 한정되는 것은 아니며, 절연성 재질은 연성 회로 기판 분야에서 공지된 재질 중 하나를 사용할 수도 있다. 피에조 방식의 햅틱디바이스(160)는 절연시트(110) 표면에 다양한 형태로 배치가 가능하다.

도 3에 a 및 b를 비교하면, 피에조 방식의 햅틱디바이스(160)는 다이아몬드 형태로 배치되는 것이 적절하다. 피에조 방식의 햅틱디바이스(160)는 터치 위치에 따라 진동의 세기가 달라진다. 도 3에 a 및 b에 도시된 바와 같이 손의 위치에 따라 진동의 세기를 느끼는 감도가 틀려진다. 즉, 다이아몬드 형태로 배치되는 피에조 방식의 햅틱디바이스(160)는 진동의 세기를 잘 전달함을 알 수 있다. 더욱이, 다이아몬드(a) 형태는 정렬배열(b)보다 피에조 방식의 햅틱디바이스(160)가 적게 사용됨을 알 수 있다. 재료가 감소되어 생산단가를 줄이는 효과를 얻을 수 있다.

경우에 따라서, 피에조 방식의 햅틱디바이스(160)의 배열은 N열 × M 열처럼 배치가 가능하다. 즉, 도 3에 도시되어 있는 a처럼, 피에조 방식의 햅틱디바이스(160)는 5열 × 5 열로 배칠 될 수도 있다.

도 8을 참조하여 설명하면, 피에조 방식의 햅틱디바이스(160)는 윈도우기판(200)을 터치시에 전압을 인가하는 상부전극(162)과 상부전극의 신호로 구동하는 하부전극(166)이 형성되고, 상부전극(162)과 하부전극(166)에 수직변형을 일으키는 액츄에이터층(164)을 포함한다.

피에조 방식의 햅틱디바이스(160)는 진동을 발생하여 사용자가 터치를 인지한다. 피에조 방식의 햅틱디바이스(160)는 윈도우기판(200)을 터치하면 상부전극(162)에 전압이 인가되고, 인가된 전압은 하부전극(166)을 구동하게 된다. 상부/하부전극(162,166)은 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명한 재질을 사용하는 것이 적절하다. 이는, 상부/하부전극(162,166)의 재질을 특별히 한정하기 위함은 아니다. 상부/하부전극(162,166)의 사이에 액츄에이터층(164)이 형성된다.

액츄에이터층(164)은 상부/하부전극(162,166)의 구동신호에 따라 내부에 전기장이 형성된다. 액츄에이터층(164)은 내부의 전기장에 의해 물리적으로 수직 변형을 일으켜서 변위를 발생하게 된다. 액츄에이터층(164)의 수직 변형의 변위는 재질에 따른 물성 값, 전기장을 발생하는 전압 및 주파수 등에 의해 변위를 조절할 수 있다. 액츄에이터층(164)은 전왜 폴리머(electrostrictive polymer), 유전성 탄성체(dielectric elastomer), 이온 폴리머(ionic polymer), 압전 폴리머(piezoelectric polymer) 등의 재질을 사용한다. 이는, 액츄에이터층(164)의 재질을 한정하기 위함은 아니다. 액츄에이터층(164)의 두께는 50㎛ ~ 500㎛를 벗어나지 않도록 형성되는 것이 적절하다. 이는, 전압의 크기에 따라 액츄에이터층(164)의 움직이는 변위량과 사용자가 터치시 촉감을 인지하는 정도에 따라 조절이 가능하다. 제어부(미도시)는 다수개의 햅틱디바이스(130)에서 나타난 출력을 비교 연산하여 정확한 데이터 값을 얻는다. 제어부는 데이터 값을 이용하여 사용자의 터치 위치를 X,Y 좌표로 전환하여 디스플레이부(300)에 전달한다.

이상 본 발명을 구체적인 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1 : 햅틱터치 모듈 100: 햅틱터치 시트
110: 절연시트 130: 햅틱디바이스
150: 진동체 방식의 햅틱디바이스
152: 상부 케이스 154: 회전축
156: 로테이터 158: 스테이터
160: 피에조 방식의 햅틱디바이스
162: 상부전극 164: 액츄에이터
166: 하부전극 200: 윈도우기판
220: 활성영역 230: 비활성 영역
300: 디스플레이부

Claims

절연시트; 및
상기 절연시트 내부로 다수개의 햅틱디바이스가 삽입되어 일체로 형성된 햅틱터치 시트.
청구항 1에 있어서,
상기 햅틱디바이스는 진동체 방식 또는 피에조 방식으로 구동되는 햅틱터치 시트.
청구항 2에 있어서,
상기 진동체 방식은,
회전공간을 제공하는 상부 케이스;
상기 상부 케이스의 중앙부에 수직으로 형성되는 회전축;
상기 회전축에 삽입되어 회전가능하게 지지되며, N극과 S극이 교대로 배치되도록 형성된 로테이터; 및
상기 로테이터의 하단부에 형성되고 상기 절연시트의 내부에 형성되어 외부의 전압과 연결되는 스테이터를 포함하는 햅틱터치 시트.
청구항 3에 있어서,
상기 스테이터는 상기 절연시트의 내부에서 인덕터 방식으로 적층되어 형성되는 적층체로 형성된 햅틱터치 시트.
청구항 4에 있어서,
상기 절연시트는 6층으로 적층되어 형성된 햅틱터치 시트.
청구항 4에 있어서,
상기 스테이터는
상기 절연시트의 내부에 삽입되어 다수층 적층되어 형성된 코일;
상기 코일을 각각 전기적으로 연결해주는 비아홀과
상기 절연시트에서 상기 코일로 전기적 신호를 주입하는 제1 인출비아; 및
상기 제1 인출비아의 전기적 신호를 상기 절연시트로 배출하는 제2 인출비아를 포함하는 햅틱터치 시트.
청구항 4에 있어서,
상기 햅틱디바이스는 상기 절연시트의 표면에 다이아몬드 형상으로 배치되어 형성되는 햅틱터치 시트.
청구항 2에 있어서,
상기 피에조 방식은,
터치시 전압을 인가하는 상부전극;
상기 상부전극의 전압으로 구동하는 하부전극; 및
상기 상부전극과 하부전극 사이에 형성되고, 상기 상부전극의 전압에 의해 내부에 전기장이 형성되고 기계적인 수직 변형을 발생하는 액츄에이터층을 구비하는 햅틱터치 시트.
윈도우기판과;
상기 윈도우기판과 마주보도록 형성된 디스플레이부; 및
상기 디스플레이부의 일면에 형성되고 다수개의 햅틱디바이스가 일체로 형성되어 구비되는 햅틱터치 시트를 포함하는 햅틱터치 모듈.
청구항 9에 있어서,
상기 햅틱디바이스는 진동체 방식 또는 피에조 방식을 사용하는 햅틱터치 모듈.
청구항 10에 있어서,
상기 진동체 방식은,
회전공간을 제공하는 상부 케이스;
상기 상부 케이스의 중앙부에 수직으로 형성되는 회전축;
상기 회전축에 삽입되어 회전가능하게 지지되며, N극과 S극이 교대로 배치되도록 형성된 로테이터; 및
상기 로테이터의 하단부에 형성되고 상기 햅틱터치 시트의 내부에 형성되어 외부의 전압과 연결되는 스테이터를 포함하는 햅틱터치 모듈.
청구항 11에 있어서,
상기 스테이터는 상기 햅틱터치 시트의 내부에서 인덕터 방식으로 적층되어 형성되는 햅틱터치 모듈.
청구항 12에 있어서,
상기 햅틱디바이스는 상기 햅틱터치 시트의 표면에 다이아몬드 형상으로 배치되어 형성되는 햅틱터치 모듈.
청구항 12에 있어서,
상기 햅틱터치 시트는 6층으로 적층되어 형성된 햅틱터치 모듈.
청구항 12에 있어서,
상기 스테이터는
상기 햅틱터치 시트의 내부에 삽입되어 다수층 적층되어 형성된 코일;
상기 코일을 각각 전기적으로 연결해주는 비아홀과
상기 햅틱터치 시트에서 상기 코일로 전기적 신호를 주입하는 제1 인출비아; 및
상기 제1 인출비아의 전기적 신호를 상기 햅틱터치 시트로 배출하는 제2 인출비아를 포함하는 햅틱터치 모듈.
청구항 15에 있어서,
상기 제1 인출비아 및 제2 인출비아는 Ag, Ag-Pd, Ni 또는 Cu 재질을 사용한 햅틱터치 모듈.
청구항 10에 있어서,
상기 피에조 방식은,
터치시 전압을 인가하는 상부전극;
상기 상부전극의 전압으로 구동하는 하부전극; 및
상기 상부전극과 하부전극 사이에 형성되고, 상기 상부전극의 전압에 의해 내부에 전기장이 형성되고 기계적인 수직 변형을 발생하는 액츄에이터층을 구비하는 햅틱터치 모듈.