KR20160145236A - 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템 - Google Patents

오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템 Download PDF

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KR20160145236A
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조용진
이기경
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(주)이미지스테크놀로지
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Abstract

본 발명은 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템으로서, 커버 윈도우(Cover Window)와, 센서 레이어(Sensor Layer) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이 패널을 포함하는 TSP(Touch Screen Panel) 모듈; 및 상기 TSP 모듈의 OLED 디스플레이 패널의 하부에 배치되어, 상기 커버 윈도우에 가압되는 압력에 의해 에어 갭 부분의 휘어짐으로 인한 압력 감지 센서 층과 디바이스 또는 전극 사이의 거리 및 닿는 면적 변화에 따른 정전용량의 변화로 가압 터치를 검출하는 가압 센싱 검출부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템에 따르면, TSP 모듈의 커버 윈도우를 가압 했을 때 가압 터치를 효과적이고 확실하게 검출할 수 있도록 OLED 디스플레이 패널의 하단부와 모듈 결합을 위한 디바이스 사이에 가압 센싱 검출부를 위치시키는 형태로 배치되도록 구성함으로써, OLED 디스플레이 패널의 하단부에서 가압에 따른 에어 갭이 존재하는 영역에서의 휘어짐을 통해 가압 센싱 검출부와 디바이스 사이 거리 및 닿는 면적에 따라 변화되는 정전용량으로 가압되는 압력의 세기 및 위치 변화를 검출할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 가압을 검출할 수 있는 압력 감지 센서 층을 OLED 디스플레이 패널의 하단부에 배치되도록 위치시킴에 따라 기존 투과율에 아무런 영향을 주지 않으며, 압력 감지 센서 층이 보이지 않는 곳에 위치됨에 따라 ITO와 같이 투명한 재질의 도전성 물질을 사용하지 않아도 되기 때문에 재료 선택의 폭이 넓으며, 일정한 도전성을 가진 값싼 재료를 사용하여 압력 감지 센서 층을 만들 수 있어 비용이 절감되며, 부도체/도체 모두 가압 시 가압 검출이 가능하고, 가압 검출용 압력 감지 센서 층을 센서 레이어와 분리하여 따로 사용하므로 기존의 터치 성능에는 영향이 발생되지 않도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 가압 터치 발생 시 압력 감지 센서 층에서 가압을 검출하고, 좌표 추출 센서 레이어에서 좌표 추출을 하기 위한 정전용량 스캔을 동시에 수행함으로써, 정확한 좌표를 기반으로 가압 위치의 정확도를 높일 수 있으며, 또한 멀티 터치 시에도 가압 위치의 정확도를 높일 수 있도록 할 수 있다.

Description

오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템{A PRESSURE SENSING TOUCH SYSTEM ON THE DEVICE USING DISPLAY PANEL OF BASED ON ORGANIC LIGHT EMITTING DIODES}
본 발명은 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 커버 윈도우를 가압 했을 때 가압 터치를 효과적이고 확실하게 검출할 수 있도록 가압 센싱 검출부를 OLED 디스플레이 패널의 하부에 위치시켜 배치되도록 하는 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 터치스크린 패널(Touch Screen Panel)은 손으로 접촉(touch)하면 그 위치를 입력받도록 하는 특수한 입력 장치를 장착한 부분으로서, 키보드를 사용하지 않고 화면(스크린)에 나타난 문자나 특정 위치에 사람의 손 또는 물체가 닿으면, 그 위치를 파악하여 저장된 소프트웨어에 의해 특정 처리를 할 수 있도록 화면에서 직접 입력 자료를 받을 수 있게 한 화면을 말한다.
이러한 터치스크린 패널은 일반 모니터 또는 모바일 기기의 화면에 터치 센서(Touch Sensor)라는 장치를 덧붙여서 기능을 발휘하는 것이다. 터치 센서는 Tx 및 Rx의 기능을 하는 투명 전극을 이용해 다수의 사각형 격자가 생기도록 하며 각 격자에는 Tx와 Rx 간의 전기장이 형성된다. 손끝이나 기타 물체(스타일러스 펜)로 이 격자에 접촉할 때 전기장의 변화는 정전용량의 변화를 발생시키며 이 변화를 감지함으로 접촉한 위치를 파악할 수 있도록 하는 기능을 가지고 있다. 따라서 터치 센서를 장착한 화면에 미리 나타낸 문자나 그림 정보를 손으로 접촉하면, 접촉한 화면의 위치에 따라 사용자가 선택한 사항이 무엇인지를 파악하고 이에 대응하는 명령을 컴퓨터로 처리하도록 하여, 아주 쉽게 자신이 원하는 정보를 얻을 수 있도록 할 수 있다. 터치스크린 패널의 이와 같은 특성 때문에 대중들이 많이 이용하는 장소 즉, 지하철, 백화점, 은행 등의 장소에서의 안내용 기기에도 많이 이용되며, 각종 점포에서 판매용 단말기에도 많이 응용될 뿐만 아니라, 일반 업무용으로도 활용되고 있다.
최근 급격히 보급되고 있는 스마트 폰 등의 모바일 기기는 대부분 터치 센서를 적용하여 다양한 기능을 구현하고 있다. 터치 센서에서 터치를 인식하는 방식은 크게 저항 막 방식과 정전용량 방식으로 나뉠 수 있다. 2008년도까지는 저항 막 방식이 경제적인 측면에서 저렴하기 때문에 널리 사용되어 왔으나, 최근에는 거의 모든 기기에서 내구성이 우수하고 화면이 선명하며 멀티 터치가 가능한 정전용량 방식으로 교체되었다.
정전용량 방식의 터치스크린 패널은, 사람의 몸에 있는 정전용량을 이용하는 방식으로, 교류 전압을 이용하여 사람의 정전용량에 의해 일어나는 저항과 전류의 변화를 측정하여 터치를 인식하는 방식과, 커패시터의 충전되는 양을 비교하여 터치 유무를 판단하는 방식으로 나눌 수 있다. 이와 같은 정전용량 방식의 터치스크린 패널은, 필름을 사용하는 저항 막 방식에 비해 내구성이 탁월하다. 또한 터치의 정확도가 비교적 높고, 광학적 특성이 우수하여 화면이 선명하다. 특히, 정전용량의 충전 방식을 이용하는 터치스크린 패널은 다중 포인트의 인식이 가능하고 소형으로 제작이 가능하여 모바일 스마트 기기에 많이 사용되고 있다.
그러나 현재까지의 터치 센싱 기능을 갖는 터치스크린 패널은 터치 센싱의 방식에서 주요 목적인 터치 위치를 감지하는 기능 외의 다른 기능은 지원하고 있지 못한 실정이다. 최근에는 단순한 터치 위치 인식이 아닌 압력 센싱 등의 추가적인 기능의 구현을 위한 연구가 다양한 방안으로 진행되고 있으나, 사용자가 터치하는 터치 압력을 이용한 압력 센싱 방안에 대해서는 제공하지 못하고 있는 실정에 있다.
현재 터치스크린 패널을 사용하는 스마트 기기 제품들은 커버 윈도우가 있으며, 터치를 할 때 커버 윈도우 위를 일정 압력 이상으로 가압하게 되면 누르는 압력에 의하여 커버 윈도우가 아래로 휘어짐이 발생한다. 여기서, 커버 윈도우에 직접적인 압력을 가할 때 구조적/기구적으로 디스플레이 패널 상단부의 휨이 발생하지 않는 구조를 살펴보면, 커버 윈도우와 디스플레이 패널 사이에 존재하는 센서 레이어들이 에어 갭이 없이 디스플레이 패널과 직접적으로 압착되어 합지 되도록 구성되어 있다. 이로 인해 실제 커버 윈도우를 가압하여도 터치 센서에 직접적인 정전용량(Capacitance)을 변화시켜서 감도 변화를 야기 시킬 수 있는 구조적 제한이 존재하게 되는 문제가 있었다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, TSP 모듈의 커버 윈도우를 가압 했을 때 가압 터치를 효과적이고 확실하게 검출할 수 있도록 OLED 디스플레이 패널의 하단부와 모듈 결합을 위한 디바이스 사이에 가압 센싱 검출부를 위치시키는 형태로 배치되도록 구성함으로써, OLED 디스플레이 패널의 하단부에서 가압에 따른 에어 갭이 존재하는 영역에서의 휘어짐을 통해 가압 센싱 검출부와 디바이스(or 전극) 사이 거리 및 닿는 면적에 따라 변화되는 정전용량으로 가압되는 압력의 세기 및 위치 변화를 검출할 수 있도록 하는, 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 가압을 검출할 수 있는 압력 감지 센서 층을 OLED 디스플레이 패널의 하단부에 배치되도록 위치시킴에 따라 기존 투과율에 아무런 영향을 주지 않으며, 압력 감지 센서 층이 보이지 않는 곳에 위치됨에 따라 ITO와 같이 투명한 재질의 도전성 물질을 사용하지 않아도 되기 때문에 재료 선택의 폭이 넓으며, 일정한 도전성을 가진 값싼 재료를 사용하여 압력 감지 센서 층을 만들 수 있어 비용이 절감되며, 부도체/도체 모두 가압 시 가압 검출이 가능하고, 가압 검출용 압력 감지 센서 층을 센서 레이어와 분리하여 따로 사용하므로 기존의 터치 성능에는 영향이 발생되지 않도록 하는, 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 가압 터치 발생 시 압력 감지 센서 층에서 가압을 검출하고, 좌표 추출 센서 레이어에서 좌표 추출을 하기 위한 정전용량 스캔을 동시에 수행함으로써, 정확한 좌표를 기반으로 가압 위치의 정확도를 높일 수 있으며, 또한 멀티 터치 시에도 가압 위치의 정확도를 높일 수 있도록 하는, 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템은,
오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템으로서,
커버 윈도우(Cover Window)와, 센서 레이어(Sensor Layer) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이 패널을 포함하는 TSP(Touch Screen Panel) 모듈; 및
상기 TSP 모듈의 OLED 디스플레이 패널의 하부에 배치되어, 상기 커버 윈도우에 가압되는 압력에 의해 에어 갭 부분의 휘어짐으로 인한 압력 감지 센서 층과 디바이스(or 전극) 사이의 거리 및 닿는 면적 변화에 따른 정전용량의 변화로 가압 터치를 검출하는 가압 센싱 검출부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 가압 센싱 검출부는,
상기 OLED 디스플레이 패널의 하부에 배치되어 부착되는 압력 감지 센서 층(Force Detect Sensor Layer);
상기 압력 감지 센서 층과 상기 가압 센싱 검출부의 하부에 모듈 결합을 위해 배치되는 디바이스 사이에 가압을 하지 않았을 때 일정한 에어 갭을 유지할 수 있도록 배치되어 부착되는 에어 갭 유지 물질 층;
상기 에어 갭 유지 물질 층을 통해 상기 압력 감지 센서 층과 디바이스 사이에 형성되는 에어 갭; 및
상기 압력 감지 센서 층에 대향하여 마주하는 면에 상기 에어 갭을 사이에 두고 배치되는 전극(Electrode)을 포함하여 구성할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 가압 센싱 검출부는,
상기 압력 감지 센서 층은 다수의 압력 감지 검출(Multi Force Detecting)을 하기 위해 센서 개수는 가변적이고, 상기 압력 감지 센서 층의 센서 배치 구조에 대응하여 상기 에어 갭 유지 물질 층의 배치 모양이 바뀌도록 구성할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 전극은,
상기 커버 윈도우의 가압 시에 상기 에어 갭의 휘어짐을 통해 상기 압력 감지 센서 레이어와 정전용량 변화를 일으킬 수 있도록 상기 압력 감지 센서 레이어와 마주하는 디바이스 쪽의 같은 위치에 배치되는 플로팅 전극(Floating Electrode)으로 구성할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 가압 센싱 검출부는,
상기 압력 감지 센서 층에 대향하여 마주하는 하부에 배치되어 결합되는 상기 디바이스 면이 전도성을 가진 재질로 구성될 경우, 상기 압력 감지 센서 층에 대향하여 마주하는 면에 에어 갭을 사이에 두고 배치되는 전극은 생략되도록 구성할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템에 따르면, TSP 모듈의 커버 윈도우를 가압 했을 때 가압 터치를 효과적이고 확실하게 검출할 수 있도록 OLED 디스플레이 패널의 하단부와 모듈 결합을 위한 디바이스 사이에 가압 센싱 검출부를 위치시키는 형태로 배치되도록 구성함으로써, OLED 디스플레이 패널의 하단부에서 가압에 따른 에어 갭이 존재하는 영역에서의 휘어짐을 통해 압력 감지 센서 층과 디바이스(or 전극) 사이의 거리 및 닿는 면적에 따라 변화되는 정전용량으로 가압되는 압력의 세기 및 위치 변화를 검출할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 가압을 검출할 수 있는 압력 감지 센서 층을 OLED 디스플레이 패널의 하단부에 배치되도록 위치시킴에 따라 기존 투과율에 아무런 영향을 주지 않으며, 압력 감지 센서 층이 보이지 않는 곳에 위치됨에 따라 ITO와 같이 투명한 재질의 도전성 물질을 사용하지 않아도 되기 때문에 재료 선택의 폭이 넓으며, 일정한 도전성을 가진 값싼 재료를 사용하여 압력 감지 센서 층을 만들 수 있어 비용이 절감되며, 부도체/도체 모두 가압 시 가압 검출이 가능하고, 가압 검출용 압력 감지 센서 층을 센서 레이어와 분리하여 따로 사용하므로 기존의 터치 성능에는 영향이 발생되지 않도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 가압 터치 발생 시 압력 감지 센서 층에서 가압을 검출하고, 좌표 추출 센서 레이어에서 좌표 추출을 하기 위한 정전용량 스캔을 동시에 수행함으로써, 정확한 좌표를 기반으로 가압 위치의 정확도를 높일 수 있으며, 또한 멀티 터치 시에도 가압 위치의 정확도를 높일 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 일반적인 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 터치스크린 패널 모듈의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템의 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템에서 가압 센싱 검출부의 세부 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템에서 가압 센싱 검출부의 다른 일례의 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템에 적용되는 가압 센싱 검출부의 배치 평면 구성을 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 일반적인 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 터치스크린 패널 모듈의 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 터치스크린 패널 모듈은, 커버 윈도우(11)의 하부로 센서 레이어(12)가 배치되어 접착되고, 센서 레이어(12)의 하부로 OLED 디스플레이 패널(13)이 배치되는 TSP 모듈(10)과, TSP 모듈(10)의 OLED 디스플레이 패널(13)의 하부에 모듈 결합되는 디바이스(20)로 구성될 수 있다. 이러한 모듈 구조를 갖는 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 터치스크린 패널 모듈은, 커버 윈도우(11)와 센서 레이어(12) 및 OLED 디스플레이 패널(13)로 구성되는 TSP 모듈(10)에는 에어 갭이 구성되어 있지 않는 합지 형태로 구성되고, 하부의 디바이스(20)에 모듈 결합되는 구조로 구성되어 있다. 이하에서는 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 TSP 모듈에 가압 센싱 검출부가 적용되는 본 발명의 일실시예에 따른 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템의 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템에서 가압 센싱 검출부의 세부 구성을 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템에서 가압 센싱 검출부의 다른 일례의 구성을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템에 적용되는 가압 센싱 검출부의 배치 평면 구성을 도시한 도면이다. 도 2 내지 도 5에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템은, TSP 모듈(110), 및 가압 센싱 검출부(120)를 포함하여 구성될 수 있으며, 모듈 결합을 위한 디바이스(130)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
TSP 모듈(110)은, 커버 윈도우(Cover Window)(111)와, 센서 레이어(Sensor Layer)(112) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이 패널(113)을 포함하는 구성이다. 이러한 TSP(Touch Screen Panel) 모듈(110)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 커버 윈도우(111)의 하부로 센서 레이어(112)가 배치되고, 센서 레이어(112)의 하부로 OLED 디스플레이 패널(113)이 순차로 배치되도록 구성될 수 있다. 여기서, TSP 모듈(110)은 도 1에 도시되는 일반적인 모듈과 마찬가지로, 커버 윈도우(111)와 센서 레이어(112) 및 OLED 디스플레이 패널(113)이 합지 형태로 구성되고, 에어 갭을 형성하지 않는 구조로 구성된다. 이때, 커버 윈도우(111)는 TSP 모듈(110)의 센서 레이어(112)를 보호하며, 사용자의 터치 입력을 위한 창으로 사용된다. 또한, 센서 레이어(112)는 복수의 스캔 전극(Tx)과 복수의 수신 전극(Rx)의 조합으로 교차하는 복수의 노드를 통해 터치 채널을 형성하는 터치 센서가 배치되는 구성이다. 또한, OLED 디스플레이 패널(113)은 터치스크린이 적용되는 스마트 기기의 표시 화면을 제공한다. 이러한 TSP 모듈(110)에 구비되는 커버 윈도우(111)와 센서 레이어(112), 및 OLED 디스플레이 패널(113)은 스마트 기기에 일반적으로 적용되는 구성에 해당하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
가압 센싱 검출부(120)는, TSP 모듈(110)의 OLED 디스플레이 패널(113)의 하부에 배치되어, 커버 윈도우(111)에 가압되는 압력에 의해 에어 갭(123) 부분의 휘어짐으로 인한 압력 감지 센서 층(121)과 디바이스(130) 또는 전극(124) 사이 거리 및 닿는 면적 변화에 따른 정전용량의 변화로 가압 터치를 검출하는 구성이다. 이러한 가압 센싱 검출부(120)는 도 3에 도시된 바와 같이, OLED 디스플레이 패널(113)의 하부에 배치되어 부착되는 압력 감지 센서 층(Force Detect Sensor Layer)(121)과, 압력 감지 센서 층(121)과 가압 센싱 검출부(120)의 하부에 모듈 결합을 위해 배치되는 디바이스(130) 사이에 가압을 하지 않았을 때 일정한 에어 갭(123)을 유지할 수 있도록 배치되어 부착되는 에어 갭 유지 물질 층(122)과, 에어 갭 유지 물질 층(122)을 통해 압력 감지 센서 층(121)과 디바이스(130) 사이에 형성되는 에어 갭(123), 및 압력 감지 센서 층(121)에 대향하여 마주하는 면에 에어 갭(123)을 사이에 두고 배치되는 전극(Electrode)(124)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 전극(124)은 커버 윈도우(111)의 가압 시에 에어 갭(123) 부분의 휘어짐을 통해 압력 감지 센서 레이어(121)와 정전용량 변화를 일으킬 수 있도록 압력 감지 센서 레이어(121)와 마주하는 디바이스(130) 쪽의 같은 위치에 배치되는 플로팅 전극(Floating Electrode)일 수 있다.
또한, 가압 센싱 검출부(120)는 도 4에 도시된 바와 같이, 압력 감지 센서 층(121)에 대향하여 마주하는 하부에 배치되어 결합되는 디바이스(130) 면이 전도성을 가진 재질로 구성될 경우, 압력 감지 센서 층(121)에 대향하여 마주하는 면에 에어 갭(123)을 사이에 두고 배치되는 전극(124)은 생략되도록 구성될 수도 있다. 이러한 구조적인 특징 및 배치 구조를 갖는 가압 센싱 검출부(120)는 도 5에 도시된 바와 같이, 압력 감지 센서 층(121)은 다수의 압력 감지 검출(Multi Force Detecting)을 하기 위해 센서 개수는 가변적이고, 압력 감지 센서 층(121)의 센서 배치 구조에 대응하여 에어 갭 유지 물질 층(122)의 배치 모양이 바뀌도록 구성될 수 있다. 즉, 압력 감지 센서 층(121)의 센서 개수에 따라 몇 개의 압력 감지(Multi Force Detecting)를 검출할 지를 설정할 수 있다. 예를 들어, 압력 감지 센서가 두 개이면 두 개의 압력에 대한 압력 감지가 가능하고 압력 감지 센서의 개수를 늘릴수록 센서의 개수에 맞게 다수의 압력 감지가 가능하게 된다. 여기서, 에어 갭 유지 물질 층(122)은 가압되는 압력에 의해 휘어짐이 발생되어 압력 감지 센서 층(121)과 디바이스(130) 사이의 거리가 가변될 수 있는 겔 타입의 점착제(Adhesive)로 구성될 수 있다.
즉, 가압 센싱 검출부(120)는, 커버 윈도우(111)를 가압 했을 때 에어 갭(123)이 존재하는 OLED 디스플레이 패널(113)의 하단부와 디바이스(130) 사이가 휘어짐에 의하여 압력 감지 센서 층(121)과 전극(124) 사이의 거리 및 닿는 면적 변화에 따른 직접적인 정전용량을 변화시켜서 터치 감도 변화를 검출함으로써, 가압하는 압력의 세기 및 위치 변화를 알 수 있게 된다.
도 3은 가압 센싱 검출부(120)에 압력 감지 센서 레이어(121)와 정전용량 변화를 일으킬 수 있는 전극(124)을 포함하는 구성을 나타내며, 도 4는 가압 센싱 검출부(120)에 압력 감지 센서 레이어(121)와 디바이스(130)가 정전용량 변화를 일으킬 수 있는 구성을 나타낸다. 즉, 도 3은 압력 감지 센서 층(121)에 대향하여 마주하는 면에 에어 갭(123)을 사이에 두고 전극(124)이 배치되는 구조로서, 모듈 결합될 디바이스(130) 쪽이 전도성을 가진 재질이 아닌 경우이다. 도 4는 압력 감지 센서 층(121)에 대향하여 마주하는 디바이스(130) 쪽의 면이 전도성을 가진 재질로 구성된 경우로서, 도 3과 달리 전극(124)이 생략된 구조를 나타낸다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템에 따르면, 통상의 TSP 모듈에 적용되는 OLED 디스플레이 패널과 디바이스 사이에 에어 갭을 형성하는 가압 센싱 검출부를 구성함으로써, 기존의 OLED 타입이 적용되는 TSP 모듈에서 에어 갭이 존재하지 않아 커버 윈도우를 가압하더라도 터치 센서에 직접적인 정전용량을 변화시켜서 감도 변화를 야기 시킬 수 있는 구조적 제한이 존재하는 문제가 해소될 수 있도록 한다. 즉, 본 발명은 OLED 특성 상 내부가 아닌 OLED 디스플레이 패널의 하단부에 가압 터치를 검출할 수 있는 압력 감지 센서 레이어를 구비하는 가압 센싱 검출부를 배치하여 구성하고, 가압 시 에어 갭 부분의 휘어짐으로 인한 압력 감지 센서 층과 디바이스(or 전극) 사이 정전용량의 변화로 가압 터치를 검출할 수 있도록 한다. 이러한 본 발명은 기존 투과율에 아무런 영향을 주지 않으며, ITO와 같이 투명한 재질의 도전성 물질을 사용하지 않아도 되기 때문에 재료 선택의 폭이 넓으며, 일정한 도전성을 가진 값싼 재료를 사용하여 압력 감지 센서 층을 만들 수 있어 비용이 절감되며, 부도체/도체 모두 가압 시 가압 검출에 사용이 가능하고, 가압 검출용 압력 감지 센서 층을 센서 레이어와 분리하여 따로 사용하므로 기존의 터치 성능에는 영향이 발생되지 않도록 할 수 있다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
110: TSP 모듈 111: 커버 윈도우
112: 센서 레이어 113: OLED 디스플레이 패널
120: 가압 센싱 검출부 121: 압력 감지 센서 층
122: 에어 갭 유지 물질 층 123: 에어 갭
124: 전극(Floating Electrode) 130: 디바이스

Claims (5)

  1. 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템으로서,
    커버 윈도우(Cover Window)(111)와, 센서 레이어(Sensor Layer)(112) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이 패널(113)을 포함하는 TSP(Touch Screen Panel) 모듈(110); 및
    상기 TSP 모듈(110)의 OLED 디스플레이 패널(113)의 하부에 배치되어, 상기 커버 윈도우(111)에 가압되는 압력에 의해 에어 갭(123) 부분의 휘어짐으로 인한 압력 감지 센서 층(121)과 디바이스(130) 또는 전극(124) 사이의 거리 및 닿는 면적 변화에 따른 정전용량의 변화로 가압 터치를 검출하는 가압 센싱 검출부(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가압 센싱 검출부(120)는,
    상기 OLED 디스플레이 패널(113)의 하부에 배치되어 부착되는 압력 감지 센서 층(Force Detect Sensor Layer)(121);
    상기 압력 감지 센서 층(121)과 상기 가압 센싱 검출부(120)의 하부에 모듈 결합을 위해 배치되는 디바이스(130) 사이에 가압을 하지 않았을 때 일정한 에어 갭(123)을 유지할 수 있도록 배치되어 부착되는 에어 갭 유지 물질 층(122);
    상기 에어 갭 유지 물질 층(122)을 통해 상기 압력 감지 센서 층(121)과 디바이스(130) 사이에 형성되는 에어 갭(123); 및
    상기 압력 감지 센서 층(121)에 대향하여 마주하는 면에 상기 에어 갭(123)을 사이에 두고 배치되는 전극(Electrode)(124)을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가압 센싱 검출부(120)는,
    상기 압력 감지 센서 층(121)은 다수의 압력 감지 검출(Multi Force Detecting)을 하기 위해 센서 개수는 가변적이고, 상기 압력 감지 센서 층(121)의 센서 배치 구조에 대응하여 상기 에어 갭 유지 물질 층(122)의 배치 모양이 바뀌도록 구성하는 것을 특징으로 하는, 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 전극(124)은,
    상기 커버 윈도우(111)의 가압 시에 상기 에어 갭(123)의 휘어짐을 통해 상기 압력 감지 센서 레이어(121)와 정전용량 변화를 일으킬 수 있도록 상기 압력 감지 센서 레이어(121)와 마주하는 디바이스(130) 쪽의 같은 위치에 배치되는 플로팅 전극(Floating Electrode)인 것을 특징으로 하는, 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 가압 센싱 검출부(120)는,
    상기 압력 감지 센서 층(121)에 대향하여 마주하는 하부에 배치되어 결합되는 상기 디바이스(130) 면이 전도성을 가진 재질로 구성될 경우, 상기 압력 감지 센서 층(121)에 대향하여 마주하는 면에 에어 갭(123)을 사이에 두고 배치되는 전극(124)은 생략되도록 구성하는 것을 특징으로 하는, 오엘이디 기반의 디스플레이 패널을 사용하는 장치에서의 압력 감지 터치 시스템.
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