KR20160083424A - 진동 촉각 터치 스크린 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진동 촉각 패널과 터치 스크린을 하나의 장치로 결합한 진동 촉각 터치 스크린에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린은 제1 촉각 전극이 제1 기판에 배치되어 있고, 상기 복수의 제1 촉각 전극 상에 촉각 필름이 배치되어 있다. 상기 촉각 필름 상에는 제2 기판이 배치되고, 상기 제2 기판에 복수의 제2 촉각 전극이 배치되어 있다. 복수의 제1 터치 전극은 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 어느 하나에 배치되고, 복수의 제2 터치 전극은 상기 복수의 제1 터치 전극의 상부에 배치된다. 상기 복수의 제2 터치 전극 상에는 커버 글래스가 배치되어 있다.

Description

진동 촉각 터치 스크린{Vibrotactile Touch Screen}
본 발명은 진동 촉각 패널과 터치 스크린을 하나의 장치로 결합한 진동 촉각 터치 스크린에 관한 것이다.
평판 디스플레이 장치의 입력 장치로서 종래에 적용되었던 마우스나 키보드 등의 입력 장치를 대체하여 사용자가 손가락이나 펜을 이용하여 스크린에 직접 정보를 입력할 수 있는 터치 스크린이 적용되고 있다.
터치 스크린은 네비게이션(navigation), 산업용 단말기, 노트북 컴퓨터, 금융 자동화기기, 게임기 등과 같은 모니터; 휴대전화기, MP3, PDA, PMP, PSP, 휴대용 게임기, DMB 수신기, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 단말기; 및 냉장고, 전자 레인지, 세탁기 등과 같은 가전제품 등에 적용되고 있으며, 누구나 쉽게 조작할 수 있는 장점으로 인해 적용이 확대되고 있다.
이러한, 터치 스크린은 감지 방식에 따라서 저항 방식, 정전 용량 방식 및 적외선 방식 등으로 구분할 수 있으며, 제조 방식의 편의성 및 센싱 성능이 우수한 정전 용량 방식이 가장 널리 적용되고 있다.
터치 스크린은 일반 키보드와는 달리 키(key) 감각을 느낄 수가 없기 때문에 사용자의 터치에 의해 터치 스크린이 눌렸는지의 여부를 확인하기 어렵다는 한계점을 갖고 있다. 최근에 들어, 터치 여부를 확인할 수 있도록 터치 스크린의 터치 시 진동을 발생시켜 촉감을 느끼게 하는 진동 촉각 장치가 개발되었다.
도 1은 종래 기술에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 진동 촉각 터치 스크린은 터치 스크린 접촉을 통한 입력 방식을 채용한 터치 스크린 디스플레이 장치(1)와, 상기 터치스크린 디스플레이 장치(1)의 표면에 촉감을 제공하기 위한 별도의 촉감 출력 장치(2)를 포함한다.
촉감 출력 장치(2)는 터치 스크린 디스플레이 장치(1)의 표면에 결합될 수 있는 투명하고 얇은 촉감 발생판을 구비하며, 촉감 발생판은 사용자 접촉 부위에 전기자극 또는 핀 돌출 자극을 가할 수 있도록 구성된다.
종래 기술에 따른 진동 촉각 터치 스크린은 터치 스크린 디스플레이 장치(1)와 촉감 출력 장치(2)를 별도로 구비함으로 인해 제조가 복잡하고 제조 비용을 증가하는 문제점이 있다.
또한, 터치 스크린 디스플레이 장치(1) 위에 촉감 출력 장치(2)가 결합됨으로 인해 두께가 증가하는 문제점이 있다. 또한, 터치 스크린 디스플레이 장치(1) 및 촉감 출력 장치(2) 각각의 구동 회로부를 별도로 구비해야 하는 문제점이 있다.
종래 기술은 단순히 터치 스크린 위에 촉감 출력 장치를 배치하는 구조로서, 촉감 출력 장치에 의해 터치 스크린이 간섭 받을 수 있으므로 시분할 구동해야 된다. 두 개의 전극을 시분할하여 터치 및 촉감 출력 장치로 사용할 경우 터치 출력 및 촉감 출력 시간이 줄어들어 성능이 떨어지는 문제점이 있다.
[촉감 출력 시스템 및 방법] (특허공개번호 제10-2009-0074325호)
본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 진동 촉각 패널과 터치 스크린의 두께를 줄이는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 진동 촉각 패널과 터치 스크린을 하나의 장치로 결합한 진동 촉각 터치 스크린을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 터치 출력 및 촉감 출력 시간을 확보하여 성능을 향상시키는 것을 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 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.
앞에서 설명한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린은 제1 촉각 전극이 제1 기판에 배치되어 있고, 상기 복수의 제1 촉각 전극 상에 촉각 필름이 배치되어 있다. 상기 촉각 필름 상에는 제2 기판이 배치되고, 상기 제2 기판에 복수의 제2 촉각 전극이 배치되어 있다. 복수의 제1 터치 전극은 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 어느 하나에 배치되고, 복수의 제2 터치 전극은 상기 복수의 제1 터치 전극의 상부에 배치된다. 상기 복수의 제2 터치 전극 상에는 커버 글래스가 배치되어 있다.
본 발명의 진동 촉각 터치 스크린은 진동 촉각 패널과 터치 스크린을 하나의 장치로 통합하여, 터치 스크린의 기능 및 진동 촉각 기능을 그대로 유지하면서 제조 간소화 및 제조 비용을 줄일 수 있다.
본 발명의 진동 촉각 터치 스크린은 진동 촉각 패널과 터치 스크린을 구동 시키기 위한 구동 회로를 간소화 시킬 수 있다.
본 발명의 진동 촉각 터치 스크린은 터치 센싱 신호의 출력 시간 및 촉감 출력 시간을 확보하여 성능을 향상시킬 수 있다.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다.도 7은 터치 구동전극(Tx 전극)에 공급되는 터치 구동신호(touch Tx signal), 제1 EAP 전극에 공급되는 제1 촉각 구동신호 및 제2 EAP 전극에 공급되는 제2 촉각 구동신호를 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린의 제1 기판을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제7 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제8 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린의 제2 기판을 나타내는 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 제9 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제10 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 제11 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 제12 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 제13 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명의 제14 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다.
도 21은 터치 구동전극(Tx 전극)에 공급되는 터치 구동신호(touch Tx signal), 제1 EAP 전극에 공급되는 제1 촉각 구동신호, 제2 EAP 전극에 공급되는 제2 촉각 구동신호 및 제3 EAP 전극에 공급되는 제1 촉각 구동신호를 나타내는 도면이다.
도 22는 터치 구동 전극(Tx)과 터치 수신 전극(Rx) 상부에 전기장이 정상적으로 형성되고, 제1 EAP 전극의 전계가 제2 EAP 전극에 의해 쉴드되는 것을 나타내는 도면이다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명의 핵심 구성과 관련이 없는 경우 및 본 발명의 기술분야에 공지된 구성과 기능에 대한 상세한 설명은 생략될 수 있다.
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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
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.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
'적어도 하나'의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, '제1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나'의 의미는 제1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부되는 도면들을 참고하여 본 발명의 실시 예들에 따른 진동 촉각 터치 스크린에 대하여 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 진동 총각 터치 스크린(100)은 제1 기판(110), 전기 능동 고분자 필름(120, 이하 'EAP(Electro Active Polymer Film) 필름'이라 함), 제2 기판(130), 제3 기판(140) 및 커버 글래스를 포함한다.
제1 기판(110)에는 복수의 제1 터치 전극(112) 및 복수의 제1 전기 능동 고분자 전극(114)이 형성되어 있다. 이하, '전기 능동 고분자 전극'을 'EAP 전극'이라 한다. 복수의 제1 터치 전극(112) 및 복수의 제1 EAP 전극(114)은 소정 면적을 가지도록 패터닝되어 있으며, 제1 터치 전극(112)과 제1 EAP 전극(114)이 격자 형태로 제1 기판(110) 상에 배열되어 있다.
일정 개수의 제1 터치 전극들(112)이 라인 단위로 연결되어 복수의 제1 터치라인이 구성되고, 복수의 제1 터치라인 각각이 복수의 제1 터치 신호라인(116)과 접속되어 있다. 복수의 제1 터치 전극(112)이 터치 구동전극(Tx 전극)인 경우에는 복수의 제1 터치 신호라인(116)에 도 7에 도시된 터치 구동신호(touch Tx signal)가 공급된다. 즉, 복수의 제1 터치 신호라인(116)을 통해 터치라인 각각에 터치 구동신호가 공급된다.
복수의 제1 EAP 전극(114)은 제1 촉각 신호라인(118)에 공통으로 접속되어 있다. 제1 촉각 신호라인(118)에 도 7에 도시된 제1 촉각 구동신호가 공급되어 복수의 제1 EAP 전극(114)에 공통으로 제1 촉각 구동신호가 공급된다. 전체 제1 EAP 전극(114)에 동일한 제1 촉각 구동신호를 공급하여 EAP 필름(120) 전체를 균일하게 진동시킬 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1 촉각 구동신호는 0[V]를 기준으로 소정의 네거티브(-) 전압 및 포지티브(+) 전압이 연속적으로 변화하는 구형파 또는 정형파의 신호로 공급될 수 있다.
다시, 도 2 및 도 3을 참조하면, 복수의 제1 터치 전극(112) 및 복수의 제1 EAP 전극(114)이 형성된 제1 기판(110) 상부에는 EAP 필름(120)이 배치되어 있다. EAP 필름(120)은 신축성이 좋은 고분자 폴리머로 형성된다
EAP 필름(120) 상부에는 제2 기판(130)이 배치되어 있다. 제2 기판(130)에는 복수의 제2 EAP 전극(134)이 형성되어 있다. 복수의 제2 EAP 전극(134)은 제2 기판(130)의 상면 또는 하면에 형성될 수 있으며, 제2 기판(130)의 하면에 복수의 제2 EAP 전극(134)이 형성된 것을 일 예로 도시하고 있다. 복수의 제2 EAP 전극(134)은 소정 면적을 가지도록 패터닝되어 있으며, 복수의 제2 EAP 전극(134) 각각이 일정 간격을 두고 제2 기판(130) 의 상면 또는 하면에 배열되어 있다.
복수의 제2 EAP 전극(134)은 제2 촉각 신호라인(138)에 공통으로 접속되어 있고, 제2 촉각 신호라인(138)에 제2 촉각 구동신호가 공급되어 복수의 제2 EAP 전극(134)에 제2 촉각 구동신호가 공통으로 공급된다. 여기서, 제2 촉각 구동신호는 도 7에 도시된 바와 같이, 그라운드(GND)로 공급될 수 있다. 전체 제2 EAP 전극(134)에 동일한 제2 촉각 구동신호를 공급하여 EAP 필름(120) 전체를 균일하게 진동시킬 수 있다.
제1 EAP 전극(114)과 제2 제1 EAP 전극(134)에 전계가 가해지면 정전기 압력에 의해서 EAP 필름(120)이 수축했다가 다시 원래의 위치로 돌아가면서 진동을 발생시킨다. 이러한, EAP 필름(120)의 구동 주파수 범위는 50~200 Hz이고, 응답 속도는 5ms 이내이고, 전계에 의해 형태가 변형될 때의 연신율은 약 5%이다. EAP 필름(120)은 복수의 제1 EAP 전극(114)과 복수의 제2 EAP 전극(134)의 배치구조에 따라서 진동의 형태가 달라지고, 가해지는 전계의 세기에 따라서 진동의 세기가 결정된다.
복수의 제2 EAP 전극(134)이 형성된 제2 기판(130) 상부에는 제3 기판(140)이 배치되어 있다.
제3 기판(140)에는 복수의 제2 터치 전극(142)이 형성되어 있다. 복수의 제2 터치 전극(142)은 소정 면적을 가지도록 패터닝되어 있으며, 복수의 제2 터치 전극(142) 각각이 일정 간격을 두고 제3 기판(140) 에 배열되어 있다. 여기서, 복수의 제2 터치 전극(142)은 제3 기판(140)의 하면에 배치될 수 있다.
일정 개수의 제2 터치 전극들(142)이 라인 단위로 연결되어 복수의 제2 터치라인이 구성되고, 복수의 제2 터치라인 각각이 복수의 제2 터치 신호라인(146)과 접속되어 있다. 예로서, 복수의 제2 터치 전극(142)은 터치 수신전극(Rx 전극)으로 구성될 수 있다.
이와 같이, 제1 기판(110)에 형성된 복수의 제1 터치 전극(112)과 제3 기판(140)에 형성된 복수의 제2 터치 전극(142)을 통해 상호 정전용량 터치(Mutual Capacitance touch) 방식의 터치 스크린을 구성할 수 있다. 복수의 제2 터치 신호라인(146)은 터치 구동부의 Rx 단자에 접속되고, 정전 용량의 변화를 센싱하여 터치 유/무 및 터치 위치를 센싱한다.
도 2 및 도 3에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(100)은 터치 센싱의 구동과 진동 촉각의 구동이 서로 독립적으로 이루어질 수 있어 터치 센싱 신호의 출력 시간 및 촉감 출력 시간을 충분히 확보할 수 있다. 이를 통해, 터치 센싱 성능 및 진동 촉각 성능 모두를 향상시킬 수 있다.
상술한 구성을 포함하는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(100)은 터치 스크린의 구동 전극(Tx)층과 수신 전극(Rx)층 및 진동 촉각 패널의 제1 EAP 전극층과 제2 EAP 전극층을 3개의 층에 형성하였다. 이를 통해, 진동 촉각 터치 스크린의 두께를 줄일 수 있다.
터치 센싱 성능을 높이기 위해서는 수신 전극으로 기능하는 복수의 제2 터치 전극(142)에 신호 간섭이 없어야 한다. 이를 위해서, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(100)은 복수의 제1 EAP 전극(114) 상부에 그라운드(GND)가 공급되는 복수의 제2 EAP 전극(134)이 배치되어 있다. 즉, 제1 EAP 전극(114)에 공급되는 신호가 제2 EAP 전극(134)에 의해서 쉴드되어 제2 터치 전극(142)의 신호 간섭을 방지할 수 있다.
도 22는 터치 구동 전극(Tx)과 터치 수신 전극(Rx) 상부에 전기장이 정상적으로 형성되고, 제1 EAP 전극의 전계가 제2 EAP 전극에 의해 쉴드되는 것을 나타내는 도면이다.
도 22를 참조하면, 복수의 제1 EAP 전극(114)에 공급되는 제1 촉각 구동신호가 절연층(140)의 상부에 배치된 제2 터치 전극(142)에 영향을 주지 않는다. 즉, 그라운드(GND)의 복수의 제2 EAP 전극(134)에 의해서 제1 촉각 구동신호가 차폐되어, 제1 촉각 구동신호가 제2 터치 전극(142)의 터치 센싱에 영향을 주는 것을 차단한다. 이를 통해, 터치 구동 전극(Tx)과 터치 수신 전극(Rx) 상부에 전기장이 정상적으로 형성되어 진동 촉각에 의한 터치 센싱 성능의 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(100)은 진동 촉각 패널과 터치 스크린을 하나의 장치로 통합하여, 터치 스크린의 기능 및 진동 촉각 기능을 그대로 유지하면서 제조 간소화 및 제조 비용을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(100)은 진동 촉각 패널과 터치 스크린이 통합되어 있어 구동 회로부를 간소화 시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다. 도 4에 도시된 본 발명의 제2 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(100)은 제3 기판(140)에 배치된 복수의 제2 터치 전극(142)을 제외한 다른 구성들이 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 제1 실시 예와 동일하다. 따라서, 제3 기판(140)에 배치된 복수의 제2 터치 전극(142)을 제외한 다른 구성들의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 도 4에 도시된 본 발명의 제2 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(100)은 복수의 제2 EAP 전극(134)이 형성된 제2 기판(130) 상부에 제3 기판(140)이 배치되어 있다.
제3 기판(140)에는 복수의 제2 터치 전극(142)이 형성되어 있다. 복수의 제2 터치 전극(142)은 소정 면적을 가지도록 패터닝되어 있으며, 복수의 제2 터치 전극(142) 각각이 일정 간격을 두고 제3 기판(140) 에 배열되어 있다. 여기서, 복수의 제2 터치 전극(142)은 제3 기판(140)의 하면에 배치될 수 있다.
일정 개수의 제2 터치 전극들(142)이 라인 단위로 연결되어 복수의 제2 터치라인이 구성되고, 복수의 제2 터치라인 각각이 복수의 제2 터치 신호라인(146)과 접속되어 있다. 예로서, 복수의 제2 터치 전극(142)은 터치 수신전극(Rx 전극)으로 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다. 본 발명의 제3 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(200)은 제1 기판(110) 및 EAP 필름(120)이 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 제1 실시 예와 동일하다. 따라서, 제1 기판(110) 및 EAP 필름(120)의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 진동 총각 터치 스크린(200)은 제1 기판(110), EAP 필름(120), 제2 기판(230) 및 커버 글래스를 포함한다.
EAP 필름(120) 상부에는 제2 기판(230)이 배치되어 있다. 제2 기판(230)에는 복수의 제2 EAP 전극(134)이 형성되어 있다. 복수의 제2 EAP 전극(134)은 제2 기판(230)의 하면에 형성될 수 있다. 복수의 제2 EAP 전극(134)은 소정 면적을 가지도록 패터닝되어 있으며, 복수의 제2 EAP 전극(134) 각각이 일정 간격을 두고 제2 기판(230) 의 하면에 배열되어 있다.
도 2를 결부하여 설명하면, 복수의 제2 EAP 전극(134)은 제2 촉각 신호라인(138)에 공통으로 접속되어 있고, 제2 촉각 신호라인(138)에 제2 촉각 구동신호가 공급되어 복수의 제2 EAP 전극(134)에 제2 촉각 구동신호가 공통으로 공급된다. 여기서, 제2 촉각 구동신호는 도 7에 도시된 바와 같이, 그라운드(GND)로 공급될 수 있다. 전체 제2 EAP 전극(134)에 동일한 제2 촉각 구동신호를 공급하여 EAP 필름(120) 전체를 균일하게 진동시킬 수 있다.
제2 기판(230)의 상면에 복수의 제2 터치 전극(242)이 형성되어 있다. 복수의 제2 터치 전극(242)은 소정 면적을 가지도록 패터닝되어 있으며, 복수의 제2 터치 전극(242) 각각이 일정 간격을 두고 제2 기판(230)의 상면에 배열되어 있다.
일정 개수의 제2 터치 전극들(242)이 라인 단위로 연결되어 복수의 제2 터치라인이 구성되고, 복수의 제2 터치라인 각각이 복수의 제2 터치 신호라인(미도시)과 접속되어 있다. 예로서, 복수의 제2 터치 전극(242)은 터치 수신전극(Rx 전극)으로 구성될 수 있다.
이와 같이, 제1 기판(110)에 형성된 복수의 제1 터치 전극(112)과 제2 기판(240)에 형성된 복수의 제2 터치 전극(242)을 통해 상호 정전용량 터치(Mutual Capacitance touch) 방식의 터치 스크린을 구성할 수 있다. 복수의 제2 터치 전극(242)와 연결된 복수의 제2 터치 신호라인은 터치 구동부의 Rx 단자에 접속되고, 정전 용량의 변화를 센싱하여 터치 유/무 및 터치 위치를 센싱한다.
도 6은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다. 본 발명의 제4 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(200)은 제1 기판(110) 및 EAP 필름(120)이 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 제1 실시 예와 동일하다. 따라서, 제1 기판(110) 및 EAP 필름(120)의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 진동 총각 터치 스크린(200)은 제1 기판(110), EAP 필름(120), 제2 기판(230) 및 커버 글래스를 포함한다.
EAP 필름(120) 상부에는 제2 기판(230)이 배치되어 있다. 제2 기판(230)에는 복수의 제2 EAP 전극(134)이 형성되어 있다. 복수의 제2 EAP 전극(134)은 제2 기판(230)의 하면에 형성될 수 있다. 복수의 제2 EAP 전극(134)은 소정 면적을 가지도록 패터닝되어 있으며, 복수의 제2 EAP 전극(134) 각각이 일정 간격을 두고 제2 기판(230) 의 하면에 배열되어 있다.
도 2를 결부하여 설명하면, 복수의 제2 EAP 전극(134)은 제2 촉각 신호라인(138)에 공통으로 접속되어 있고, 제2 촉각 신호라인(138)에 제2 촉각 구동신호가 공급되어 복수의 제2 EAP 전극(134)에 제2 촉각 구동신호가 공통으로 공급된다. 여기서, 제2 촉각 구동신호는 도 7에 도시된 바와 같이, 그라운드(GND)로 공급될 수 있다. 전체 제2 EAP 전극(134)에 동일한 제2 촉각 구동신호를 공급하여 EAP 필름(120) 전체를 균일하게 진동시킬 수 있다.
제2 기판(230)의 상면에 커버 글래스가 배치되어 있다. 커버 글래스의 하면에 복수의 제2 터치 전극(242)이 형성되어 있다. 복수의 제2 터치 전극(242)은 소정 면적을 가지도록 패터닝되어 있으며, 복수의 제2 터치 전극(242) 각각이 일정 간격을 두고 커버 글래스의 하면에 배열되어 있다.
일정 개수의 제2 터치 전극들(242)이 라인 단위로 연결되어 복수의 제2 터치라인이 구성되고, 복수의 제2 터치라인 각각이 복수의 제2 터치 신호라인(미도시)과 접속되어 있다. 예로서, 복수의 제2 터치 전극(242)은 터치 수신전극(Rx 전극)으로 구성될 수 있다.
이와 같이, 제1 기판(110)에 형성된 복수의 제1 터치 전극(112)과 커버 글래스의 하면에 형성된 복수의 제2 터치 전극(242)을 통해 상호 정전용량 터치(Mutual Capacitance touch) 방식의 터치 스크린을 구성할 수 있다. 복수의 제2 터치 전극(242)와 연결된 복수의 제2 터치 신호라인은 터치 구동부의 Rx 단자에 접속되고, 정전 용량의 변화를 센싱하여 터치 유/무 및 터치 위치를 센싱한다.
도 5 및 도 6에 도시된 본 발명의 제3 및 제4 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(200)은 터치 센싱의 구동과 진동 촉각의 구동이 서로 독립적으로 이루어질 수 있어 터치 센싱 신호의 출력 시간 및 촉감 출력 시간을 충분히 확보할 수 있다. 이를 통해, 터치 센싱 성능 및 진동 촉각 성능 모두를 향상시킬 수 있다.
상술한 구성을 포함하는 본 발명의 제3 및 제4 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(200)은 터치 스크린의 구동 전극(Tx)층과 수신 전극(Rx)층 및 진동 촉각 패널의 제1 EAP 전극층과 제2 EAP 전극층을 3개의 층에 형성하였다. 이를 통해, 진동 촉각 터치 스크린의 두께를 줄일 수 있다.
터치 센싱 성능을 높이기 위해서는 수신 전극으로 기능하는 복수의 제2 터치 전극(242)에 신호 간섭이 없어야 한다. 이를 위해서, 본 발명의 제3 및 제4 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(200)은 복수의 제1 EAP 전극(114) 상부에 그라운드(GND)가 공급되는 복수의 제2 EAP 전극(134)이 배치되어 있다. 즉, 제1 EAP 전극(114)에 공급되는 신호가 제2 EAP 전극(134)에 의해서 쉴드되어 제2 터치 전극(242)의 신호 간섭을 방지할 수 있다.
도 22는 터치 구동 전극(Tx)과 터치 수신 전극(Rx) 상부에 전기장이 정상적으로 형성되고, 제1 EAP 전극의 전계가 제2 EAP 전극에 의해 쉴드되는 것을 나타내는 도면이다.
도 22를 참조하면, 복수의 제1 EAP 전극(114)에 공급되는 제1 촉각 구동신호가 제2 터치 전극(142, 242)에 영향을 주지 않는다. 즉, 그라운드(GND)인 복수의 제2 EAP 전극(134)에 의해서 제1 촉각 구동신호가 차폐되어, 제1 촉각 구동신호가 제2 터치 전극(142, 242)의 터치 센싱에 영향을 주는 것을 차단한다. 이를 통해, 터치 구동 전극(Tx)과 터치 수신 전극(Rx) 상부에 전기장이 정상적으로 형성되어 진동 촉각에 의한 터치 센싱 성능의 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 제1 내지 제4 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(100, 200)은 진동 촉각 패널과 터치 스크린을 하나의 장치로 통합하여, 터치 스크린의 기능 및 진동 촉각 기능을 그대로 유지하면서 제조 간소화 및 제조 비용을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 내지 제4 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(100, 200)은 진동 촉각 패널과 터치 스크린이 통합되어 있어 구동 회로부를 간소화 시킬 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이고, 도 10은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린의 제1 기판을 나타내는 도면이다. 본 발명의 제5 및 제6 실시 예를 설명함에 있어서, 앞에서 설명한 제1 내지 제4 실시 예와 중복되는 내용은 생략하기로 한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제5 실시 예에 따른 진동 총각 터치 스크린(300)은 제1 기판(310), EAP 필름(120), 제2 기판(330), 제3 기판(340)을 포함한다.
제1 기판(310)에는 복수의 제1 EAP 전극(314)이 형성되어 있다. 복수의 제1 EAP 전극(314)은 소정 면적을 가지도록 패터닝되어 있으며, 복수의 제1 EAP 전극(314) 각각이 일정 간격을 두고 제1 기판(310) 상에 배열되어 있다.
복수의 제1 EAP 전극(314)은 제1 촉각 신호라인(318)에 공통으로 접속되어 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 촉각 신호라인(318)에 제1 촉각 구동신호가 공급되어 복수의 제1 EAP 전극(318)에 공통으로 제1 촉각 구동신호가 공급된다.
복수의 제1 EAP 전극(314)이 형성된 제1 기판(310) 상부에는 EAP 필름(120)이 배치되어 있다. EAP 필름(120)의 물질, 구동 주파수, 응답 속도, 연신율 및 구동 방법은 앞에서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 제1 실시 예와 동일 하다.
EAP 필름(120) 상부에는 제2 기판(330)이 배치되어 있다. 제2 기판(330)에는 복수의 제1 터치 전극(332) 및 복수의 제2 EAP 전극(334)이 형성되어 있다. 복수의 제1 터치 전극(332)은 제2 기판(330)의 상면에 배치되고, 복수의 제2 EAP 전극(234)은 제2 기판(330)의 하면에 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 도 10에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 터치 전극(332) 및 복수의 제2 EAP 전극(234)이 제2 기판(330)의 하면에 배치될 수도 있다.
복수의 제1 터치 전극(332) 및 복수의 제2 EAP 전극(334)은 소정 면적을 가지도록 패터닝되어 있으며, 제1 터치 전극(332)과 제1 EAP 전극(334)이 격자 형태로 제2 기판(330)에 배열되어 있다.
일정 개수의 제1 터치 전극들(332)이 라인 단위로 연결되어 복수의 제1 터치라인이 구성되고, 복수의 제1 터치라인 각각이 복수의 제1 터치 신호라인(336)과 접속되어 있다. 복수의 제1 터치 전극(332)이 터치 구동전극(Tx 전극)인 경우에는 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 터치 신호라인(336)에 터치 구동신호(touch Tx signal)가 공급된다. 즉, 복수의 제1 터치 신호라인(336)을 통해 터치라인 각각에 터치 구동신호가 공급된다.
복수의 제2 EAP 전극(334)은 제2 촉각 신호라인(338)에 공통으로 접속되어 있고, 제2 촉각 신호라인(338)에 제2 촉각 구동신호가 공급되어 복수의 제2 EAP 전극(334)에 제2 촉각 구동신호가 공통으로 공급된다. 여기서, 제2 촉각 구동신호는 도 7에 도시된 바와 같이, 그라운드(GND)로 공급될 수 있다.
제2 기판(230) 상부에는 제3 기판(340)이 배치되어 있다.
제3 기판(340)에는 복수의 제2 터치 전극(342)이 형성되어 있다. 복수의 제2 터치 전극(342)은 소정 면적을 가지도록 패터닝되어 있으며, 복수의 제2 터치 전극(342) 각각이 일정 간격을 두고 제3 기판(340) 상에 배열되어 있다.
일정 개수의 제2 터치 전극들(342)이 라인 단위로 연결되어 복수의 제2 터치라인이 구성되고, 복수의 제2 터치라인 각각이 복수의 제2 터치 신호라인(346)과 접속되어 있다. 예로서, 복수의 제2 터치 전극(342)은 터치 수신전극(Rx 전극)으로 구성될 수 있다.
이와 같이, 제2 기판(330)에 형성된 복수의 제1 터치 전극(332)과 제3 기판(340)에 형성된 복수의 제2 터치 전극(342)을 통해 상호 정전용량 터치(Mutual Capacitance touch) 방식으로 터치 스크린을 구성할 수 있다. 복수의 제2 터치 신호라인(346)은 터치 구동부의 Rx 단자에 접속되고, 정전 용량의 변화를 센싱하여 터치 유/무 및 터치 위치를 센싱한다.
도 11은 본 발명의 제7 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이고, 도 12는 본 발명의 제8 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린의 제2 기판을 나타내는 도면이다.
본 발명의 제7 및 제8 실시 예는 복수의 제2 터치 전극(442)이 배치된 위치가 변경된 것을 제외하고는 앞에서 설명한 제5 및 제6 실시 예와 동일하다. 따라서, 복수의 제2 터치 전극(442)이 배치된 위치에 관한 내용을 제외한 다른 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 11을 참조하면, 제1 기판(310) 상에 복수의 제1 EAP 전극(314)이 형성되어 있고, 제1 기판(310) 상에 EAP 필름(120)이 형성되어 있다. EAP 필름(120) 상에 제2 기판(330)이 형성되어 있다. 제2 기판(330)의 하면에는 복수의 제2 EAP 전극(334)이 형성되어 있고, 제2 기판(330)의 상면에는 복수의 제1 터치 전극(332)이 형성되어 있다. 제2 기판(330) 상에는 커버 글래스가 배치되어 있고, 커버 글래스의 하면에 복수의 제2 터치 전극(442)이 형성되어 있다.
도 12를 참조하면, 제2 기판(330)의 하면에는 복수의 제2 EAP 전극(334) 및 복수의 제1 터치 전극(332)이 형성되어 있다. 복수의 제1 터치 전극(332) 및 복수의 제2 EAP 전극(334)은 소정 면적을 가지도록 패터닝되어 있으며, 제1 터치 전극(332)과 제1 EAP 전극(334)이 격자 형태로 제2 기판(330)의 하면에 배열되어 있다. 제2 기판(330) 상에는 커버 글래스가 배치되어 있고, 커버 글래스의 하면에 복수의 제2 터치 전극(442)이 형성되어 있다. 본 발명의 제5 내지 제8 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(300, 400)은 터치 센싱의 구동과 진동 촉각의 구동이 서로 독립적으로 이루어질 수 있어 터치 센싱 신호의 출력 시간 및 촉감 출력 시간을 충분히 확보할 수 있다. 이를 통해, 터치 센싱 성능 및 진동 촉각 성능 모두를 향상시킬 수 있다.
상술한 구성을 포함하는 본 발명의 제5 내지 제8 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(300, 400)은 터치 스크린의 구동 전극층과 수신 전극층 및 진동 촉각 패널의 제1 EAP 전극층과 제2 EAP 전극층을 3개의 층으로 통합하였다. 이를 통해, 진동 촉각 터치 스크린의 두께를 줄일 수 있다.
본 발명의 제5 내지 제8 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(300, 400)은 진동 촉각 패널과 터치 스크린을 하나의 장치로 통합하여, 터치 스크린의 기능 및 진동 촉각 기능을 그대로 유지하면서 제조 간소화 및 제조 비용을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명의 제5 내지 제8 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(300, 400)은 진동 촉각 패널과 터치 스크린이 통합되어 있어 구동 회로부를 간소화 시킬 수 있다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 제9 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이고, 도 15는 본 발명의 제10 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 제9 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(500)은 제1 기판(510), EAP 필름(120), 제2 기판(330), 제3 기판(340) 및 커버 글래스를 포함한다. 본 발명의 제9 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(500)은 제1 기판(510)을 제외한 다른 구성들이 앞에서 도 9를 참조하여 설명한 제5 실시 예와 동일하다. 따라서, 제1 기판(510)을 제외한 다른 구성들의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제1 기판(510)에는 복수의 제1 EAP 전극(514)이 형성되어 있다. 복수의 제1 EAP 전극(514)은 소정 면적을 가지도록 패터닝되어 있으며, 복수의 제1 EAP 전극(514) 각각이 일정 간격을 두고 제1 기판(510) 상에 배열되어 있다.
복수의 제1 EAP 전극(514) 각각이 복수의 제1 촉각 신호라인(518)과 접속되어 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 촉각 신호라인(518)에 제1 촉각 구동신호가 공급되어 복수의 제1 EAP 전극(514) 각각에 제1 촉각 구동신호가 공급된다.
제1 기판(510) 상부에는 EAP 필름(120)이 배치되어 있다. EAP 필름(120)의 물질, 구동 주파수, 응답 속도, 연신율 및 구동 방법은 앞에서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 제1 실시 예와 동일 하다.
EAP 필름(120) 상부에는 제2 기판(330)이 배치되어 있다. 제2 기판(330)에는 복수의 제1 터치 전극(332) 및 복수의 제2 EAP 전극(334)이 형성되어 있다. 복수의 제2 EAP 전극(334)은 제2 기판(330)의 하면에 형성되어 있고, 복수의 제1 터치 전극(332)은 제2 기판(330)의 상면에 형성되어 있다.
복수의 제1 터치 신호라인(미도시)을 통해 터치라인 각각에 터치 구동신호가 공급된다. 제2 촉각 신호라인에 제2 촉각 구동신호가 공급되어 복수의 제2 EAP 전극(234)에 제2 촉각 구동신호가 공통으로 공급된다.
제2 기판(330) 상부에는 제3 기판(330)이 배치되어 있다. 제3 기판(330)에는 복수의 제2 터치 전극(342)이 형성되어 있다. 복수의 제2 터치 전극(342)은 소정 면적을 가지도록 패터닝되어 있으며, 복수의 제2 터치 전극(342) 각각이 일정 간격을 두고 제3 기판(330) 상에 배열되어 있다.
한편, 도 15를 참조하면, 제2 기판(330)의 하면에는 복수의 제2 EAP 전극(334)이 형성되고, 제2 기판(330)의 상면에 복수의 제1 터치 전극(332)이 형성되어 있다. 제2 기판(330) 상에는 커버 글래스가 배치되어 있고, 커버 글래스의 하면에 복수의 제2 터치 전극(442)이 형성되어 있다.
이와 같이, 제2 기판(330)에 형성된 복수의 제1 터치 전극(332)과, 제3 기판(340)에 형성된 복수의 제2 터치 전극(342) 또는 커버 글래스의 하면에 형성된 복수의 제2 터치 전극(442)을 통해 상호 정전용량 터치(Mutual Capacitance touch) 방식으로 터치 스크린을 구성할 수 있다.
복수의 제1 EAP 전극(514) 각각이 개별적으로 제1 촉각 신호라인(518)에 접속되고, 복수의 제1 EAP 전극(514) 각각에 상이한 제1 촉각 구동신호를 개별적으로 공급함으로써 진동 촉각 터치 스크린(500) 상에서 로컬 햅틱(local haptic)을 구현할 수 있다. 진동 촉각 터치 스크린(500)을 멀티 터치하는 경우에, 멀티 터치 각각에 대해서 상이한 진동 촉각을 느낄 수 있도록 할 수 있다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 제11 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다. 본 발명의 제1 실시 예는 제1 기판(610)의 구성들을 제외하고는 도 14를 참조하여 설명한 제9 실시 예와 동일하다. 따라서, 제1 기판(610)의 구성들을 제외한 다른 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 본 발명의 제11 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(600)은 제1 기판(610), EAP 필름(120), 제2 기판(330), 제3 기판(340) 및 커버 글래스를 포함한다.
제1 기판(610)에는 복수의 제1 EAP 전극(614) 및 복수의 제3 EAP 전극(616)이 형성되어 있다. 복수의 제1 EAP 전극(614) 및 제3 EAP 전극(616)은 소정 면적을 가지도록 패터닝되어 있으며, 복수의 제1 EAP 전극(614) 및 제3 EAP 전극(616)이 격자 형태로 제1 기판(610) 상에 배열되어 있다.
복수의 제1 EAP 전극(614) 각각이 복수의 제1 촉각 신호라인(618)과 접속되어 있다. 그리고, 복수의 제3 EAP 전극(616) 각각이 복수의 제3 촉각 신호라인(619)과 접속되어 있다.
도 21에 도시된 바와 같이, 제1 촉각 신호라인(618)에 제1 촉각 구동신호가 공급되어 복수의 제1 EAP 전극(614) 각각에 제1 촉각 구동신호가 공급된다. 그리고, 제3 촉각 신호라인(619)에 제3 촉각 구동신호가 공급되어 복수의 제3 EAP 전극(616) 각각에 제3 촉각 구동신호가 공급된다.
복수의 제1 EAP 전극(614) 및 복수의 제3 EAP 전극(616)이 형성된 제1 기판(610) 상부에는 EAP 필름(120)이 배치되어 있다. EAP 필름(120)의 물질, 구동 주파수, 응답 속도, 연신율 및 구동 방법은 앞에서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 제1 실시 예와 동일 하다.
EAP 필름(120) 상부에는 제2 기판(330)이 배치되어 있다. 제2 기판(330)에는 복수의 제1 터치 전극(332) 및 복수의 제2 EAP 전극(334)이 형성되어 있다. 복수의 제2 EAP 전극(334)은 제2 기판(330)의 하면에 배치되고, 복수의 제1 터치 전극(332)은 제2 기판(330)의 상면에 배치된다.
복수의 제1 터치 신호라인을 통해 터치라인 각각에 터치 구동신호가 공급된다. 복수의 제2 EAP 전극(334)은 제2 촉각 신호라인에 공통으로 접속되어 있고, 제2 촉각 신호라인에 제2 촉각 구동신호가 공급되어 복수의 제2 EAP 전극(334)에 제2 촉각 구동신호가 공통으로 공급된다.
제2 기판(330) 상부에는 제3 기판(340)이 배치되어 있다. 제3 기판(340)에는 복수의 제2 터치 전극(342)이 형성되어 있다.
도 21은 터치 구동전극(Tx 전극)에 공급되는 터치 구동신호(touch Tx signal), 제1 EAP 전극에 공급되는 제1 촉각 구동신호, 제2 EAP 전극에 공급되는 제2 촉각 구동신호 및 제3 EAP 전극에 공급되는 제1 촉각 구동신호를 나타내는 도면이다.
도 21을 참조하면, 제1 촉각 구동신호는 0[V]를 기준으로 소정의 네거티브(-) 전압 및 포지티브(+) 전압이 연속적으로 변화하는 구형파 또는 정형파의 신호로 공급될 수 있다. 복수의 제1 EAP 전극(614)에는 동일한 제1 촉각 구동신호가 공급될 수도 있고, 서로 다른 제1 촉각 구동신호가 공급될 수도 있다. 제2 촉각 구동신호는 그라운드(GND)로 공급될 수 있다. 그리고, 제3 촉각 구동신호는 제1 촉각 구동신호(first EAP signal)와 터치 구동신호(touch Tx signal)이 합쳐진 신호로 공급될 수 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, EAP 필름(120)의 하부에는 복수의 제1 EAP 전극(614) 및 복수의 제3 EAP 전극(616)이 배치되어 있고, EAP 필름(120)의 상부에는 복수의 제1 터치 전극(332) 및 복수의 제2 EAP 전극(334)이 배치되어 있다.
EAP 필름(120)을 기준으로 살펴보면, EAP 필름(120)을 사이에 두고 제1 EAP 전극(614)과 제2 EAP 전극(334)이 서로 대응되도록 형성되어 있고, 제1 EAP 전극(614)과 제2 EAP 전극(334) 사이에는 제1 촉각 구동신호에 의한 제1 전계가 형성된다.
그리고, EAP 필름(120)을 사이에 두고 제3 EAP 전극(616)과 제1 터치 전극(332)이 서로 대응되도록 형성되어 있고, 제3 EAP 전극(616)과 제1 터치 전극(332) 사이에는 상기 제1 촉각 구동신호에 의한 제1 전계와 동일한 전계가 형성된다.
제3 EAP 전극(616)과 제1 터치 전극(332) 사이에 제1 전계와 동일한 전계가 형성되는 것에 대해서 설명하면, 제3 촉각 구동신호가 제1 촉각 구동신호(first EAP signal)와 터치 구동신호(touch Tx signal)이 합쳐진 신호로 제3 EAP 전극(616)에 공급된다. 따라서, 제1 터치 전극(332)에 공급되는 터치 구동신호를 상쇄시켜 EAP 필름(120)을 사이에는 제1 촉각 구동신호에 의한 제1 전계가 형성되게 된다. 이를 통해, 터치 구동신호의 영향 없이 제1 촉각 구동신호와 그라운드(GND) 간에 형성된 제1 전계를 이용하여 EAP 필름(120) 전체를 균일하게 진동시킬 수 있다.
복수의 제1 EAP 전극(616) 각각이 개별적으로 제1 촉각 신호라인(618)에 접속되고, 복수의 제3 EAP 전극(616) 각각이 개별적으로 제3 촉각 신호라인(619)에 접속되어 있다. 여기서, 복수의 제1 EAP 전극(614) 각각에 제1 촉각 구동신호를 개별적으로 공급하고, 복수의 제3 EAP 전극(616) 각각에 제3 촉각 구동신호를 개별적으로 공급함으로써 진동 촉각 터치 스크린(600) 상에서 로컬 햅틱(local haptic)을 구현할 수 있다. 진동 촉각 터치 스크린(600)을 멀티 터치하는 경우에, 멀티 터치 각각에 대해서 상이한 진동 촉각을 느낄 수 있도록 할 수 있다.
도 16에서는 복수의 제1 EAP 전극(616) 각각이 제1 촉각 신호라인(618)과 개별적으로 접속되고, 복수의 제3 EAP 전극(616)이 제1 촉각 신호라인(619)과 개별적으로 접속된 것으로 도시하고 설명하였다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 복수의 제1 EAP 전극(614)이 하나의 제1 촉각 신호라인에 공통으로 접속되어 복수의 제1 EAP 전극(614)에 제1 촉각 구동신호가 공통으로 공급될 수 있다. 그리고, 복수의 제3 EAP 전극(616)이 하나의 제3 촉각 신호라인에 공통으로 접속되어 복수의 제3 EAP 전극(616)에 제3 촉각 구동신호가 공통으로 공급될 수 있다.
도 18은 본 발명의 제12 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다. 본 발명의 제12 실시 예는 제2 터치 전극(442)이 커버 글래스에 형성되고, 제3 기판이 삭제된 것을 제외하고는 도 16 및 도 17을 참조하여 설명한 제11 실시 예와 동일하다.
도 18을 참조하면, 제1 기판(610)에는 복수의 제1 EAP 전극(614) 및 복수의 제3 EAP 전극(616)이 형성되어 있다. 복수의 제1 EAP 전극(614) 각각이 복수의 제1 촉각 신호라인(618)과 접속되어 있다. 그리고, 복수의 제3 EAP 전극(616) 각각이 복수의 제3 촉각 신호라인(619)과 접속되어 있다.
도 21에 도시된 바와 같이, 제1 촉각 신호라인(618)에 제1 촉각 구동신호가 공급되어 복수의 제1 EAP 전극(614) 각각에 제1 촉각 구동신호가 공급된다. 그리고, 제3 촉각 신호라인(619)에 제3 촉각 구동신호가 공급되어 복수의 제3 EAP 전극(616) 각각에 제3 촉각 구동신호가 공급된다.
제1 기판(610) 상부에는 EAP 필름(120)이 배치되어 있다. EAP 필름(120) 상부에는 제2 기판(330)이 배치되어 있다. 제2 기판(330)에는 복수의 제1 터치 전극(332) 및 복수의 제2 EAP 전극(334)이 형성되어 있다. 복수의 제2 EAP 전극(334)은 제2 기판(330)의 하면에 배치되고, 복수의 제1 터치 전극(332)은 제2 기판(330)의 상면에 배치된다.
복수의 제1 터치 신호라인을 통해 터치라인 각각에 터치 구동신호가 공급된다. 복수의 제2 EAP 전극(334)은 제2 촉각 신호라인에 공통으로 접속되어 있고, 제2 촉각 신호라인에 제2 촉각 구동신호가 공급되어 복수의 제2 EAP 전극(334)에 제2 촉각 구동신호가 공통으로 공급된다.
제2 기판(330) 상부에는 커버 글래스가 배치되어 있다. 커버 글래스의 배면에는 복수의 제2 터치 전극(442)이 배치되어 있다.
EAP 필름(120)을 사이에 두고 제3 EAP 전극(616)과 제1 터치 전극(332)이 서로 대응되도록 형성되어 있고, 제3 EAP 전극(616)과 제1 터치 전극(332) 사이에는 상기 제1 촉각 구동신호에 의한 제1 전계와 동일한 전계가 형성된다.
복수의 제1 EAP 전극(616) 각각이 개별적으로 제1 촉각 신호라인(618)에 접속되고, 복수의 제3 EAP 전극(616) 각각이 개별적으로 제3 촉각 신호라인(619)에 접속되어 있다. 여기서, 복수의 제1 EAP 전극(614) 각각에 제1 촉각 구동신호를 개별적으로 공급하고, 복수의 제3 EAP 전극(616) 각각에 제3 촉각 구동신호를 개별적으로 공급함으로써 진동 촉각 터치 스크린(600) 상에서 로컬 햅틱(local haptic)을 구현할 수 있다. 진동 촉각 터치 스크린(600)을 멀티 터치하는 경우에, 멀티 터치 각각에 대해서 상이한 진동 촉각을 느낄 수 있도록 할 수 있다.
도 19는 본 발명의 제13 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다. 본 발명의 제13 실시 예는 제1 터치 전극(332)이 제2 기판(330)의 하면에 형성된 것을 제외하고는 도 16 및 도 17을 참조하여 설명한 제11 실시 예와 동일하다.
도 19를 참조하면, 본 발명의 제13 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(600)은 제1 기판(610), EAP 필름(120), 제2 기판(330), 제3 기판(340) 및 커버 글래스를 포함한다.
제1 기판(610)에는 복수의 제1 EAP 전극(614) 및 복수의 제3 EAP 전극(616)이 형성되어 있다. 복수의 제1 EAP 전극(614) 각각이 복수의 제1 촉각 신호라인과 접속되어 있다. 그리고, 복수의 제3 EAP 전극(616) 각각이 복수의 제3 촉각 신호라인과 접속되어 있다.
도 21에 도시된 바와 같이, 제1 촉각 신호라인에 제1 촉각 구동신호가 공급되어 복수의 제1 EAP 전극(614) 각각에 제1 촉각 구동신호가 공급된다. 그리고, 제3 촉각 신호라인에 제3 촉각 구동신호가 공급되어 복수의 제3 EAP 전극(616) 각각에 제3 촉각 구동신호가 공급된다.
제1 기판(610) 상부에는 EAP 필름(120)이 배치되어 있다. EAP 필름(120)의 물질, 구동 주파수, 응답 속도, 연신율 및 구동 방법은 앞에서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 제1 실시 예와 동일 하다.
EAP 필름(120) 상부에는 제2 기판(330)이 배치되어 있다. 제2 기판(330)에는 복수의 제1 터치 전극(332) 및 복수의 제2 EAP 전극(334)이 형성되어 있다. 복수의 제2 EAP 전극(334) 및 복수의 제1 터치 전극(332)은 제2 기판(330)의 하면에 배치된다.
복수의 제1 터치 신호라인을 통해 터치라인 각각에 터치 구동신호가 공급된다. 복수의 제2 EAP 전극(334)은 제2 촉각 신호라인에 공통으로 접속되어 있고, 제2 촉각 신호라인에 제2 촉각 구동신호가 공급되어 복수의 제2 EAP 전극(334)에 제2 촉각 구동신호가 공통으로 공급된다.
제2 기판(330) 상부에는 제3 기판(340)이 배치되어 있다. 제3 기판(340)에는 복수의 제2 터치 전극(342)이 형성되어 있다.
복수의 제1 EAP 전극(614)에는 동일한 제1 촉각 구동신호가 공급될 수도 있고, 서로 다른 제1 촉각 구동신호가 공급될 수도 있다. 제2 촉각 구동신호는 그라운드(GND)로 공급될 수 있다. 그리고, 제3 촉각 구동신호는 제1 촉각 구동신호(first EAP signal)와 터치 구동신호(touch Tx signal)이 합쳐진 신호로 공급될 수 있다.
도 20은 본 발명의 제14 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린을 나타내는 도면이다. 본 발명의 제14 실시 예는 제1 터치 전극(332)이 제2 기판(330)의 하면에 형성된 것을 제외하고는 도 18을 참조하여 설명한 제12 실시 예와 동일하다.
도 20을 참조하면, 제1 기판(610)에는 복수의 제1 EAP 전극(614) 및 복수의 제3 EAP 전극(616)이 형성되어 있다. 복수의 제1 EAP 전극(614) 각각이 복수의 제1 촉각 신호라인과 접속되어 있다. 그리고, 복수의 제3 EAP 전극(616) 각각이 복수의 제3 촉각 신호라인과 접속되어 있다.
도 21에 도시된 바와 같이, 제1 촉각 신호라인에 제1 촉각 구동신호가 공급되어 복수의 제1 EAP 전극(614) 각각에 제1 촉각 구동신호가 공급된다. 그리고, 제3 촉각 신호라인에 제3 촉각 구동신호가 공급되어 복수의 제3 EAP 전극(616) 각각에 제3 촉각 구동신호가 공급된다.
제1 기판(610) 상부에는 EAP 필름(120)이 배치되어 있다. EAP 필름(120) 상부에는 제2 기판(330)이 배치되어 있다. 제2 기판(330)에는 복수의 제1 터치 전극(332) 및 복수의 제2 EAP 전극(334)이 형성되어 있다. 복수의 제2 EAP 전극(334) 및 복수의 제1 터치 전극(332)은 제2 기판(330)의 하면에 배치된다.
복수의 제1 터치 신호라인을 통해 터치라인 각각에 터치 구동신호가 공급된다. 복수의 제2 EAP 전극(334)은 제2 촉각 신호라인에 공통으로 접속되어 있고, 제2 촉각 신호라인에 제2 촉각 구동신호가 공급되어 복수의 제2 EAP 전극(334)에 제2 촉각 구동신호가 공통으로 공급된다.
제2 기판(330) 상부에는 커버 글래스가 배치되어 있다. 커버 글래스의 배면에는 복수의 제2 터치 전극(442)이 배치되어 있다.
EAP 필름(120)을 사이에 두고 제3 EAP 전극(616)과 제1 터치 전극(332)이 서로 대응되도록 형성되어 있고, 제3 EAP 전극(616)과 제1 터치 전극(332) 사이에는 상기 제1 촉각 구동신호에 의한 제1 전계와 동일한 전계가 형성된다.
복수의 제1 EAP 전극(616) 각각이 개별적으로 제1 촉각 신호라인(618)에 접속되고, 복수의 제3 EAP 전극(616) 각각이 개별적으로 제3 촉각 신호라인(619)에 접속되어 있다. 여기서, 복수의 제1 EAP 전극(614) 각각에 제1 촉각 구동신호를 개별적으로 공급하고, 복수의 제3 EAP 전극(616) 각각에 제3 촉각 구동신호를 개별적으로 공급함으로써 진동 촉각 터치 스크린(600) 상에서 로컬 햅틱(local haptic)을 구현할 수 있다. 진동 촉각 터치 스크린(600)을 멀티 터치하는 경우에, 멀티 터치 각각에 대해서 상이한 진동 촉각을 느낄 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 제11 내지 제14 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(600)은 터치 센싱의 구동과 진동 촉각의 구동이 서로 독립적으로 이루어질 수 있어 터치 센싱 신호의 출력 시간 및 촉감 출력 시간을 충분히 확보할 수 있다. 이를 통해, 터치 센싱 성능 및 진동 촉각 성능 모두를 향상시킬 수 있다.
상술한 구성을 포함하는 본 발명의 제11 내지 제14 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(600)은 터치 스크린의 구동 전극층과 수신 전극층 및 진동 촉각 패널의 제1 EAP 전극층과 제2 EAP 전극층을 3개의 층으로 통합하였다. 이를 통해, 진동 촉각 터치 스크린의 두께를 줄일 수 있다.
본 발명의 제11 내지 제14 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(600)은 진동 촉각 패널과 터치 스크린을 하나의 장치로 통합하여, 터치 스크린의 기능 및 진동 촉각 기능을 그대로 유지하면서 제조 간소화 및 제조 비용을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명의 제11 내지 제14 실시 예에 따른 진동 촉각 터치 스크린(600)은 진동 촉각 패널과 터치 스크린이 통합되어 있어 구동 회로부를 간소화 시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 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.
100, 200, 300, 400, 500, 600: 진동 촉각 터치 스크린
110, 210, 310, 410, 510, 610: 제1 기판
112: 제1 터치 전극
114, 214, 314, 614: 제1 EAP 전극
116: 제1 터치 신호라인
118, 318, 618: 제1 촉각 신호라인
120: EAP 필름
130: 제2 기판
134: 제2 EPA 전극
138: 제2 촉각 신호라인
140: 절연층
150: 제3 기판
142, 252: 제2 터치 전극
614: 제3 EAP 전극
619: 제3 촉각 신호라인

Claims (13)

  1. 제1 기판에 배치된 복수의 제1 촉각 전극;
    상기 복수의 제1 촉각 전극 상에 배치된 촉각 필름;
    상기 촉각 필름 상의 제2 기판에 배치된 복수의 제2 촉각 전극;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 중 어느 하나에 배치된 복수의 제1 터치 전극;
    상기 복수의 제1 터치 전극의 상부에 배치된 복수의 제2 터치 전극; 및
    상기 복수의 제2 터치 전극 상에 배치된 커버 글래스를 포함하는 진동 촉각 터치 스크린.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판에 상기 복수의 제1 터치 전극이 배치되고,
    상기 제2 기판의 하면 또는 상면에 상기 복수의 제2 터치 전극이 배치된 진동 촉각 터치 스크린.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판에 상기 복수의 제1 터치 전극이 배치되고,
    상기 복수의 제2 터치 전극이 배치된 제3 기판을 포함하고,
    상기 제3 기판의 하면 또는 상면에 상기 복수의 제2 터치 전극이 배치된 진동 촉각 터치 스크린.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판에 상기 복수의 제1 터치 전극이 배치되고,
    상기 커버 글래스의 하면에 상기 복수의 제2 터치 전극이 배치된 진동 촉각 터치 스크린.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 기판의 하면 또는 상면에 상기 복수의 제1 터치 전극이 배치되고,
    상기 커버 글래스의 하면에 상기 복수의 제2 터치 전극이 배치된 진동 촉각 터치 스크린.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 기판의 하면 또는 상면에 상기 복수의 제1 터치 전극이 배치되고,
    상기 복수의 제2 터치 전극이 배치된 제3 기판을 포함하고,
    상기 제3 기판의 하면 또는 상면에 상기 복수의 제2 터치 전극이 배치된 진동 촉각 터치 스크린.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 촉각 전극에 공통으로 접속된 제1 신호 라인을 포함하고, 상기 복수의 제1 촉각 전극에 제1 촉각 구동신호를 공급하는 진동 촉각 터치 스크린.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 제2 촉각 전극에 공통으로 접속된 제2 신호 라인을 포함하고, 상기 복수의 제2 촉각 전극에 제2 촉각 구동신호를 공급하는 진동 촉각 터치 스크린.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 촉각 전극 각각에 접속된 복수의 제1 신호라인을 포함하고, 상기 복수의 제1 신호라인 각각에 제1 촉각 구동신호가 개별적으로 공급되는 진동 촉각 터치 스크린.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판에 배치된 복수의 제3 촉각 전극을 더 포함하는 진동 촉각 터치 스크린.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 복수의 제3 촉각 전극에 공통으로 접속된 제3 신호라인을 포함하고, 상기 제3 촉각 전극에 제3 촉각 구동신호를 공급하는 진동 촉각 터치 스크린.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 복수의 제3 촉각 전극 각각에 접속된 복수의 제3 신호라인을 포함하고, 상기 복수의 제3 촉각 전극 각각에 제3 촉각 구동신호가 개별적으로 공급되는 진동 촉각 터치 스크린.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 터치 전극과 상기 복수의 제2 터치 전극이 상기 촉각 필름을 사이에 두고 배치된 진동 촉각 터치 스크린.
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