KR20170120528A - 터치 입력 장치 - Google Patents

터치 입력 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20170120528A
KR20170120528A KR1020170114221A KR20170114221A KR20170120528A KR 20170120528 A KR20170120528 A KR 20170120528A KR 1020170114221 A KR1020170114221 A KR 1020170114221A KR 20170114221 A KR20170114221 A KR 20170114221A KR 20170120528 A KR20170120528 A KR 20170120528A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
touch
pressure
input device
display panel
Prior art date
Application number
KR1020170114221A
Other languages
English (en)
Inventor
김세엽
조영호
김본기
Original Assignee
주식회사 하이딥
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이딥 filed Critical 주식회사 하이딥
Priority to KR1020170114221A priority Critical patent/KR20170120528A/ko
Publication of KR20170120528A publication Critical patent/KR20170120528A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0414—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/13338—Input devices, e.g. touch panels
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means

Abstract

본 발명에 따른 터치 입력 장치는 제1기판층 및 상기 제1 기판층 하부에 배치되는 제2기판층을 포함하는 디스플레이 패널; 상기 제1기판층과 상기 제2기판층 사이에 위치하는 제1 전극 및 제2 전극; 상기 디스플레이 패널 상부에 위치하는 제3 전극 및 제4 전극; 및 상기 디스플레이 패널의 상부, 하부 또는 내부에 배치되는 기준 전위층을 포함하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 어느 하나는 상기 디스플레이 패널을 구동하는데 사용되고, 객체가 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극 중 적어도 어느 하나를 포함하는 터치 센서에 근접함에 따라 변하는 상기 터치 센서로부터 검출되는 정전용량에 기초하여 터치 위치를 검출하고, 상기 기준 전위층과 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극 중 적어도 어느 하나를 포함하는 압력 센서와의 거리 변화에 따라 변하는 상기 압력 센서로부터 검출되는 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출할 수 있다.

Description

터치 입력 장치 {TOUCH INPUT DEPVICE}
본 발명은 터치 입력 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스플레이를 포함하는 터치 입력 장치에서 구성을 추가함이 없이 압력을 검출할 수 있도록 하는 터치 입력 장치에 관한 것이다.
컴퓨팅 시스템의 조작을 위해 다양한 종류의 입력 장치들이 이용되고 있다. 예컨대, 버튼(button), 키(key), 조이스틱(joystick) 및 터치 스크린과 같은 입력 장치가 이용되고 있다. 터치 스크린의 쉽고 간편한 조작으로 인해 컴퓨팅 시스템의 조작시 터치 스크린의 이용이 증가하고 있다.
터치 스크린은, 터치-감응 표면(touch-sensitive surface)을 구비한 투명한 패널일 수 있는 터치 센서 패널(touch sensor panel)을 포함하는 터치 입력 장치의 터치 표면을 구성할 수 있다. 이러한 터치 센서 패널은 디스플레이 스크린의 전면에 부착되어 터치-감응 표면이 디스플레이 스크린의 보이는 면을 덮을 수 있다. 사용자가 손가락 등으로 터치 스크린을 단순히 터치함으로써 사용자가 컴퓨팅 시스템을 조작할 수 있도록 한다. 일반적으로, 컴퓨팅 시스템은 터치 스크린 상의 터치 및 터치 위치를 인식하고 이러한 터치를 해석함으로써 이에 따라 연산을 수행할 수 있다.
터치 위치뿐 아니라 터치 압력의 크기를 검출하도록 하는 터치 입력 장치에 대한 수요가 높아지고 있으며, 이와 더불어 이러한 다기능 터치 입력 장치의 구성 및 제작을 간소화하기 위한 노력이 지속되고 있다.
본 발명은 종래의 필요성을 충족시키기 위해 안출된 것으로, 터치의 압력 검출이 가능한 터치 입력 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 디스플레이를 포함하는 터치 입력 장치에서 구성을 추가함이 없이 압력을 검출할 수 있도록 하는 터치 입력 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 터치 입력 장치는 제1기판층 및 상기 제1 기판층 하부에 배치되는 제2기판층을 포함하는 디스플레이 패널; 상기 제1기판층과 상기 제2기판층 사이에 위치하는 제1 전극 및 제2 전극; 상기 디스플레이 패널 상부에 위치하는 제3 전극 및 제4 전극; 및 상기 디스플레이 패널의 상부, 하부 또는 내부에 배치되는 기준 전위층을 포함하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 어느 하나는 상기 디스플레이 패널을 구동하는데 사용되고, 객체가 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극 중 적어도 어느 하나를 포함하는 터치 센서에 근접함에 따라 변하는 상기 터치 센서로부터 검출되는 정전용량에 기초하여 터치 위치를 검출하고, 상기 기준 전위층과 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극 중 적어도 어느 하나를 포함하는 압력 센서와의 거리 변화에 따라 변하는 상기 압력 센서로부터 검출되는 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출할 수 있다.
본 발명에 따르면 터치의 압력 검출이 가능한 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 디스플레이를 포함하는 터치 입력 장치에서 구성을 추가함이 없이 압력을 검출할 수 있도록 하는 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.
도1a 및 도1b는 실시예에 따른 정전 용량 방식의 터치 센서 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도이다.
도2는 디스플레이 패널을 포함하는 터치 입력 장치에서 터치 위치, 터치 압력 및 디스플레이 동작을 제어하기 위한 제어 블록을 예시한다.
도3a 내지 도3f는 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 디스플레이 패널에 대한 터치 센서의 상대적인 위치를 예시하는 개념도이다.
도4a는 터치 센서가 디스플레이 모듈 내부에 배치되는 제1예를 예시한다.
도4b는 도4a에 예시된 제1예에 적용될 수 있는 터치 센서의 배열을 예시한다.
도4c는 도4b에 예시된 터치 센서 배열에 적용될 수 있는 터치 위치를 검출하는 제1원리를 설명하는 개념도이다.
도4d는 도4b에 예시된 터치 센서 배열에 적용될 수 있는 터치 위치를 검출하는 제2원리를 설명하는 개념도이다.
도5a 및 도5b는 터치 센서가 디스플레이 모듈 내부에 배치되는 제2예 및 제3예를 예시한다.
도6a는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치 입력 장치를 예시한다.
도6b 내지 도6d는 각각 도6a에 예시된 제1실시예에 따른 터치 입력 장치의 구조를 예시한다.
도7a는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치 입력 장치의 디스플레이 회로 구조도이다.
도7b는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치 입력 장치의 디스플레이 패널을 통해 터치 위치 및 터치 압력을 검출하기 위한, 도7a에 예시된 회로 구조에 인가되는 전기신호를 예시한다.
도8a는 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 OLED 디스플레이 패널의 구조를 예시한다.
도8b는 도8a에 예시된 OLED 디스플레이 패널에 포함된 OLED층의 구조를 예시한다.
도9a는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치 입력 장치를 예시한다.
도9b는 도9a에 예시된 제2실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함될 수 있는 터치 센서의 배열을 예시한다.
도9c는 도9b에 예시된 터치 센서 배열을 통해 터치 위치 및 터치 압력을 검출하는 원리를 설명하는 개념도이다.
도10a는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치 입력 장치의 디스플레이 회로 구조도이다.
도10b는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치 입력 장치의 디스플레이 패널을 통해 터치 위치 및 터치 압력을 검출하기 위한, 도10a에 예시된 회로 구조에 인가되는 전기신호를 예시한다.
도10c는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치 입력 장치의 디스플레이의 제어 블록을 예시한다.
도11은 일반 터치, 압력 터치 및 일반 터치와 압력 터치시 공간 좌표에서 데이터 프로파일을 예시한다.
도12는 일반 터치와 압력 터치 데이터가 혼합된 경우 일반 터치 데이터와 압력 터치 데이터의 분리 방법을 예시한다.
도13a 내지 도13d는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 제어 블록의 다양한 구성을 예시한다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치를 설명한다. 이하에서는 정전용량 방식의 터치 센서(100)를 예시하나 실시예에 따라 다른 방식으로 터치 위치를 검출하는 기법이 적용될 수 있다.
도1a는 실시예에 따른 정전 용량 방식의 터치 센서(100) 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도이다. 도1a를 참조하면, 실시예에 따른 터치 센서(100)는 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn) 및 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함하며, 상기 터치 센서(100)의 동작을 위해 상기 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)에 구동신호를 인가하는 구동부(120), 및 터치 센서(100)의 터치 표면에 대한 터치에 따라 변화되는 정전용량 변화량에 대한 정보를 포함하는 감지신호를 수신하여 터치 여부 및/또는 터치 위치를 검출하는 감지부(110)를 포함할 수 있다.
도1a에 도시된 바와 같이, 터치 센서(100)는 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다. 도1a에서는 터치 센서(100)의 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)이 직교 어레이를 구성하는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되지 않으며, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)이 대각선, 동심원 및 3차원 랜덤 배열 등을 비롯한 임의의 수의 차원 및 이의 응용 배열을 갖도록 할 수 있다. 여기서, n 및 m은 양의 정수로서 서로 같거나 다른 값을 가질 수 있으며 실시예에 따라 크기가 달라질 수 있다.
도1a에 도시된 바와 같이, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 각각 서로 교차하도록 배열될 수 있다. 구동전극(TX)은 제1축 방향으로 연장된 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)을 포함하고 수신전극(RX)은 제1축 방향과 교차하는 제2축 방향으로 연장된 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 터치 센서(100)에서 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 서로 동일한 층에 형성될 수 있다. 예컨대, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 절연막(미도시)의 동일한 면에 형성될 수 있다. 또한, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 서로 다른 층에 형성될 수 있다. 예컨대, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 하나의 절연막(미도시)의 양면에 각각 형성될 수도 있고, 또는 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)은 제1절연막(미도시)의 일면에 그리고 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 상기 제1절연막과 다른 제2절연막(미도시)의 일면상에 형성될 수 있다.
복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극 (RX1 내지 RXm)은 투명 전도성 물질(예를 들면, 산화주석(SnO2) 및 산화인듐(In2O3) 등으로 이루어지는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide)) 등으로 형성될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 다른 투명 전도성 물질 또는 불투명 전도성 물질로 형성될 수도 있다. 예컨대, 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 은잉크(silver ink), 구리(copper), 은나노(nano silver) 및 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nanotube) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)는 메탈 메쉬(metal mesh)로 구현될 수 있다.
실시예에 따른 구동부(120)는 구동신호를 구동전극(TX1 내지 TXn)에 인가할 수 있다. 실시예에서, 구동신호는 제1구동전극(TX1)부터 제n구동전극(TXn)까지 순차적으로 한번에 하나의 구동전극에 대해서 인가될 수 있다. 이러한 구동신호의 인가는 재차 반복적으로 이루어질 수 있다. 이는 단지 예시일 뿐이며, 실시예에 따라 다수의 구동전극에 구동신호가 동시에 인가될 수도 있다.
감지부(110)는 수신전극(RX1 내지 RXm)을 통해 구동신호가 인가된 구동전극(TX1 내지 TXn)과 수신전극(RX1 내지 RXm) 사이에 생성된 정전용량(Cm: 101)에 관한 정보를 포함하는 감지신호를 수신함으로써 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있다. 예컨대, 감지신호는 구동전극(TX)에 인가된 구동신호가 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이에 생성된 정전용량(Cm: 101)에 의해 커플링된 신호일 수 있다. 이와 같이, 제1구동전극(TX1)부터 제n구동전극(TXn)까지 인가된 구동신호를 수신전극(RX1 내지 RXm)을 통해 감지하는 과정은 터치 센서(100)를 스캔(scan)한다고 지칭할 수 있다.
예를 들어, 감지부(110)는 각각의 수신전극(RX1 내지 RXm)과 스위치를 통해 연결된 수신기(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 스위치는 해당 수신전극(RX)의 신호를 감지하는 시간구간에 온(on)되어서 수신전극(RX)으로부터 감지신호가 수신기에서 감지될 수 있도록 한다. 수신기는 증폭기(미도시) 및 증폭기의 부(-)입력단과 증폭기의 출력단 사이, 즉 궤환 경로에 결합된 궤환 캐패시터를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 증폭기의 정(+)입력단은 그라운드(ground) 또는 기준 전압에 접속될 수 있다. 또한, 수신기는 궤환 캐패시터와 병렬로 연결되는 리셋 스위치를 더 포함할 수 있다. 리셋 스위치는 수신기에 의해 수행되는 전류에서 전압으로의 변환을 리셋할 수 있다. 증폭기의 부입력단은 해당 수신전극(RX)과 연결되어 정전용량(Cm: 101)에 대한 정보를 포함하는 전류 신호를 수신한 후 적분하여 전압으로 변환할 수 있다. 감지부(110)는 수신기를 통해 적분된 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 ADC(미도시: Analog-Digital Converter)를 더 포함할 수 있다. 추후, 디지털 데이터는 프로세서(미도시)에 입력되어 터치 센서(100)에 대한 터치 정보를 획득하도록 처리될 수 있다. 감지부(110)는 수신기와 더불어, ADC 및 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.
제어부(130)는 구동부(120)와 감지부(110)의 동작을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 제어부(130)는 구동제어신호를 생성한 후 구동부(120)에 전달하여 구동신호가 소정 시간에 미리 설정된 구동전극(TX)에 인가되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 감지제어신호를 생성한 후 감지부(110)에 전달하여 감지부(110)가 소정 시간에 미리 설정된 수신전극(RX)으로부터 감지신호를 입력받아 미리 설정된 기능을 수행하도록 할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 구동전극(TX)과 수신전극(RX)의 교차 지점마다 소정 값의 정전용량(C)이 생성되며, 손가락과 같은 객체가 터치 센서(100)에 근접하는 경우 이러한 정전용량의 값이 변경될 수 있다. 도1에서 상기 정전용량은 상호 정전용량(Cm)을 나타낼 수 있다. 이러한 전기적 특성을 감지부(110)에서 감지하여 터치 센서(100)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치를 감지할 수 있다. 예컨대, 제1축과 제2축으로 이루어진 2차원 평면으로 이루어진 터치 센서(100)의 표면에 대한 터치의 여부 및/또는 그 위치를 감지할 수 있다.
보다 구체적으로, 터치 센서(100)에 대한 터치가 일어날 때 구동신호가 인가된 구동전극(TX)을 검출함으로써 터치의 제2축 방향의 위치를 검출할 수 있다. 이와 마찬가지로, 터치 센서(100)에 대한 터치시 수신전극(RX)을 통해 수신된 수신신호로부터 정전용량 변화를 검출함으로써 터치의 제1축 방향의 위치를 검출할 수 있다.
이상에서 터치 센서(100)로서 상호 정전용량 방식의 터치 센서(100)가 상세하게 설명되었으나, 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 여부 및 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서(100)는 전술한 방법 이외의 자체 정전용량 방식, 표면 정전용량 방식, 프로젝티드(projected) 정전용량 방식, 저항막 방식, 표면 탄성파 방식(SAW: surface acoustic wave), 적외선(infrared) 방식, 광학적 이미징 방식(optical imaging), 분산 신호 방식(dispersive signal technology) 및 음성 펄스 인식(acoustic pulse recognition) 방식 등 임의의 터치 센싱 방식을 이용하여 구현될 수 있다.
이하에서 터치 여부 및/또는 터치 위치를 검출하기 위한 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)에 해당하는 구성은 터치 센서(touch sensor)로 지칭될 수 있다.
도1a에서 구동부(120) 및 감지부(110)는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서(100)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 센서 제어기(1100)를 구성할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 제어기(1100)는 제어부(130)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 제어기(1100)는 터치 센서(100)를 포함하는 터치 입력 장치(1000)에서 터치 센싱 회로인 터치 센싱 IC(touch sensing Integrated Circuit: 미도시) 상에 집적되어 구현될 수 있다. 터치 센서(100)에 포함된 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 예컨대 전도성 트레이스(conductive trace) 및/또는 회로 기판상에 인쇄된 전도성 패턴(conductive pattern)등을 통해서 터치 센싱 IC에 포함된 구동부(120) 및 감지부(110)에 연결될 수 있다. 터치 센싱 IC는 전도성 패턴이 인쇄된 회로 기판 상에 위치할 수 있다. 실시예에 따라 터치 센싱 IC는 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 메인보드 상에 실장되어 있을 수 있다.
위에서는 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이의 상호 정전용량 변화량에 기초하여, 터치 위치를 감지하는 터치 센서(100)의 동작 방식에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 도1b와 같이, 자기 정전용량(self capacitance)의 변화량에 기초하여 터치 위치를 감지하는 것도 가능하다.
도1b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 또 다른 정전용량 방식의 터치 센서(100) 및 이의 동작을 설명하기 위한 개략도이다. 도1b에 도시된 터치 센서(100)에는 복수의 단일 전극(30)이 구비된다. 복수의 단일 전극(30)은 도1b에 도시된 바와 같이, 일정한 간격을 두고 격자 모양으로 배치될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
제어부(130)에 의해 생성된 구동제어신호는 구동부(120)에 전달되고, 구동부(120)는 구동제어신호에 기초하여, 소정 시간에 미리 설정된 터치 전극(30)에 구동신호를 인가한다. 또한, 제어부(130)에 의해 생성된 감지제어신호는 감지부(110)에 전달되고, 감지부(110)는 감지제어신호에 기초하여, 소정 시간에 미리 설정된 단일 전극(30)으로부터 감지신호를 입력받는다. 이때, 감지신호는 단일 전극(30)에 형성된 자기 정전용량 변화량에 대한 신호일 수 있다.
이때, 감지부(110)가 감지한 감지신호에 의하여, 터치 센서(100)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치가 검출된다. 예컨대, 단일 전극(30)의 좌표를 미리 알고 있기 때문에, 터치 센서(100)의 표면에 대한 객체의 터치의 여부 및/또는 그 위치를 감지할 수 있게 된다.
이상에서는, 편의상 구동부(120)와 감지부(110)가 별개의 블록으로 나뉘어 동작하는 것으로 설명되었지만, 단일 전극(30)에 구동신호를 인가하고, 단일 전극(30)으로부터 감지신호를 입력받는 동작을 하나의 구동 및 감지부에서 수행하는 것도 가능하다.
도2는 디스플레이 패널을 포함하는 터치 입력 장치에서 터치 위치, 터치 압력 및 디스플레이 동작을 제어하기 위한 제어 블록을 예시한다. 디스플레이 기능 및 터치 위치 검출에 더하여 터치 압력을 검출할 수 있도록 구성된 터치 입력 장치(1000)에서 제어 블록은 전술한 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 제어기(1100), 디스플레이 패널을 구동하기 위한 디스플레이 제어기(1200) 및 압력을 검출하기 위한 압력 센서 제어기(1300)를 포함하여 구성될 수 있다. 디스플레이 제어기(1200)는 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 메인보드(main board) 상의 중앙 처리 유닛인 CPU(central processing unit) 또는 AP(application processor) 등으로부터 입력을 받아 디스플레이 패널(200A)에 원하는 내용을 디스플레이 하도록 하는 제어회로를 포함할 수 있다. 이러한 제어회로는 디스플레이 패널 제어 IC, 그래픽 제어 IC(graphic controller IC) 및 기타 디스플레이 패널(200A) 작동에 필요한 회로를 포함할 수 있다.
압력 센서를 통해 압력을 검출하기 위한 압력 센서 제어기(1300)는 터치 센서 제어기(1100)의 구성과 유사하게 구성되어 터치 센서 제어기(1100)와 유사하게 동작할 수 있다.
실시예에 따라, 터치 센서 제어기(1100), 디스플레이 제어기(1200) 및 압력 센서 제어기(1300)는 서로 다른 구성요소로서 터치 입력 장치(1000)에 포함될 수 있다. 예컨대, 터치 센서 제어기(1100), 디스플레이 제어기(1200) 및 압력 센서 제어기(1300)는 각각 서로 다른 칩(chip)으로 구성될 수 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)의 프로세서(1500)는 터치 센서 제어기(1100), 디스플레이 제어기(1200) 및 압력 센서 제어기(1300)에 대한 호스트(host) 프로세서로서 기능할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 셀폰(cell phone), PDA(Personal Data Assistant), 스마트폰(smartphone), 태블랫 PC(tablet Personal Computer), MP3 플레이어, 노트북(notebook) 등과 같은 디스플레이 화면 및/또는 터치 스크린을 포함하는 전자 장치를 포함할 수 있다.
이와 같은 터치 입력 장치(1000)를 얇고(slim) 경량(light weight)으로 제작하기 위해, 전술한 바와 같이 별개로 구성되는 터치 센서 제어기(1100), 디스플레이 제어기(1200) 및 압력 센서 제어기(1300)가 실시예에 따라 하나 이상의 구성으로 통합될 수 있다. 이에 더하여 프로세서(1500)에 이들 각각의 제어기가 통합되는 것도 가능하다. 이와 더불어, 실시예에 따라 디스플레이 패널(200A)에 터치 센서(100) 및/또는 압력 센서가 통합될 수 있다.
이하에서는 터치 입력 장치(1000)에 압력 검출을 위한 구성을 추가함이 없이 터치 센서(100) 및/또는 디스플레이 패널(200A)에 포함된 내부 전극을 이용하여 압력 센싱이 가능하도록 구성되는 터치 입력 장치(1000)에 대해서 살펴본다.
실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서(100)가 디스플레이 패널(200A) 외부 또는 내부에 위치할 수 있다. 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 패널(200A)은 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode: OLED) 등에 포함된 디스플레이 패널일 수 있다. 이에 따라, 사용자는 디스플레이 패널에 표시된 화면을 시각적으로 확인하면서 터치 표면에 터치를 수행하여 입력 행위를 수행할 수 있다.
도3a 내지 도3f는 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 디스플레이 패널(200A)에 대한 터치 센서(100)의 상대적인 위치를 예시하는 개념도이다. 먼저, 도3a 내지 도3c를 참조하여, LCD 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)의 구성을 설명하기로 한다.
도3a 내지 도3c에 도시된 바와 같이, LCD 패널은 액정 셀(liquid crystal cell)을 포함하는 액정층(250), 액정층(250)의 양단에 전극을 포함하는 제1기판층(261)과 제2기판층(262), 그리고 상기 액정층(250)과 대향하는 방향으로서 상기 제1기판층(261)의 일면에 제1편광층(271) 및 상기 제2기판층(262)의 일면에 제2편광층(272)을 포함할 수 있다. 이때, 제1기판층(261)은 컬러필터 글라스(color filter glass)일 수 있고, 제2기판층(262)은 TFT 글라스(TFT glass)일 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1기판층(261) 및 제2기판층(262) 중 적어도 하나는 플라스틱과 같은 벤딩(bending) 가능한 물질로 형성될 수 있다. 도3a 내지 도3c에서 제2기판층(262)은, 데이터 라인(data line), 게이트 라인(gate line), TFT, 공통 전극(Vcom: common electrode) 및 픽셀 전극(pixel electrode) 등을 포함하는 다양한 층으로 이루어질 수 있다. 이들 전기적 구성요소들은, 제어된 전기장을 생성하여 액정층(250)에 위치한 액정들을 배향시키도록 작동할 수 있다.
다음으로, 도3d 내지 도3f를 참조하여, OLED 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)의 구성을 설명하기로 한다.
도3d 내지 도3f에 도시된 바와 같이, OLED 패널은 OLED(Organic Light-Emitting Diode)를 포함하는 유기물층(280), 유기물층(280)의 양단에 전극을 포함하는 제1기판층(281)과 제2기판층(283), 그리고 상기 액정층(280)과 대향하는 방향으로서 상기 제1기판층(281)의 일면에 제1편광층(282)을 포함할 수 있다. 이때, 제1기판층(281)은 인캡 글라스(Encapsulation glass)일 수 있고, 제2기판층(283)은 TFT 글라스(TFT glass)일 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1기판층(281) 및 제2기판층(283) 중 적어도 하나는 플라스틱과 같은 벤딩(bending) 가능한 물질로 형성될 수 있다. 도3d 및 도3f에 도시된 OLED 패널의 경우, 게이트 라인, 데이터 라인, 제1전원라인(ELVDD), 제2전원라인(ELVSS) 등의 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 전극을 포함할 수 있다. OLED(Organic Light-Emitting Diode) 패널은 형광 또는 인광 유기물 박막에 전류를 흘리면 전자와 정공이 유기물층에서 결합하면서 빛이 발생하는 원리를 이용한 자체 발광형 디스플레이 패널로서, 발광층을 구성하는 유기물질이 빛의 색깔을 결정한다.
구체적으로, OLED는 유리나 플라스틱 위에 유기물을 도포해 전기를 흘리면, 유기물이 광을 발산하는 원리를 이용한다. 즉, 유기물의 양극과 음극에 각각 정공과 전자를 주입하여 발광층에 재결합시키면 에너지가 높은 상태인 여기자(excitation)를 형성하고, 여기자가 에너지가 낮은 상태로 떨어지면서 에너지가 방출되어 특정한 파장의 빛이 생성되는 원리를 이용하는 것이다. 이때, 발광층의 유기물에 따라 빛의 색깔이 달라진다.
OLED는 픽셀 매트릭스를 구성하고 있는 픽셀의 동작특성에 따라 라인 구동 방식의 PM-OLED(Passive-matrix Organic Light-Emitting Diode)와 개별 구동 방식의 AM-OLED(Active-matrix Organic Light-Emitting Diode)가 존재한다. 양자 모두 백라이트를 필요로 하지 않기 때문에 디스플레이 모듈을 매우 얇게 구현할 수 있고, 각도에 따라 명암비가 일정하고, 온도에 따른 색 재현성이 좋다는 장점을 갖는다. 또한, 미구동 픽셀은 전력을 소모하지 않는다는 점에서 매우 경제적이다.
동작 면에서 PM-OLED는 높은 전류로 스캐닝 시간(scanning time) 동안만 발광을 하고, AM-OLED는 낮은 전류로 프레임 시간(frame time)동안 계속 발광 상태를 유지한다. 따라서, AM-OLED는 PM-OLED에 비해서 해상도가 좋고, 대면적 디스플레이 패널 구동이 유리하며, 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 또한, 박막 트랜지스터(TFT)를 내장하여 각 소자를 개별적으로 제어할 수 있기 때문에 정교한 화면을 구현하기 쉽다.
당해 기술분야의 당업자에게는, LCD 패널 또는 OLED 패널이 디스플레이 기능을 수행하기 위해 다른 구성을 더 포함할 수 있으며 변형이 가능함이 자명할 것이다.
도3a 및 도3d는, 터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서(100)가 디스플레이 패널(200A)의 외부에 배치된 것을 도시한다. 디스플레이 패널(200A) 상부에는 터치 센서 패널이 배치될 수 있고, 제3 전극(610) 및 제4 전극(611)이 터치 센서 패널에 포함될 수 있다. 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 터치 센서 패널의 표면일 수 있다. 또한, 제1 전극(620) 및 제2 전극(621)이 제2기판층(262, 283) 상부에 배치될 수 있다.
도3b, 도3c, 도3e 및 도3f는, 터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서(100)가 디스플레이 패널(200A)의 내부에 배치된 것을 도시한다.
도3b 및 도3e에서는 제3 전극(610) 및 제4 전극(611)이 제1기판층(261,281)과 제1편광층(271,282) 사이에 배치되어 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 디스플레이 패널(200A)의 외면으로서 도3b 및 도3e에서 상부면 또는 하부면이 될 수 있다. 또한, 제1 전극(620) 및 제2 전극(621)이 제2기판층(262, 283) 상부에 배치될 수 있다.
도3c 및 도3f에서는 제1 전극(620) 및 제2 전극(621)이 제2기판층(262, 283) 상부에 배치될 수 있다.
도3a 내지 도3f에 도시된 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 디스플레이 패널(200A)의 외면으로서 디스플레이 패널(200A)의 상부면 또는 하부면이 될 수 있다. 이 때, 도3a 내지도3f에서, 터치 표면이 될 수 있는 디스플레이 패널(200A)의 상부면 또는 하부면은 디스플레이 패널(200A)을 보호하기 위해서 커버층(미도시)으로 덮여있을 수 있다.
또한, 제1 전극(620) 및 제2 전극(621) 중 적어도 어느 하나는 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 전극일 수 있으며, 구체적으로 디스플레이 패널(200A)이 LCD 패널인 경우, 제1 전극(620) 및 제2 전극(621) 중 적어도 어느 하나는 데이터 라인(data line), 게이트 라인(gate line), TFT, 공통 전극(Vcom: common electrode) 및 픽셀 전극(pixel electrode) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 디스플레이 패널(200A)이 OLED 패널인 경우, 제1 전극(620) 및 제2 전극(621) 중 적어도 어느 하나는 데이터 라인(data line), 게이트 라인(gate line), 제1전원라인(ELVDD) 및 제2전원라인(ELVSS) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.또한, 도3a 내지 도3f에서는 제1 전극(620) 및 제2 전극(621)이 제2기판층(262, 283) 상부에 배치되는 것으로 도시되었으나, 이에 한정하지 않으며, 제1 전극(620) 및 제2 전극(621)이 제1기판층(261, 281) 하부에 배치될 수도 있고, 제1 전극(620) 및 제2 전극(621) 중 어느 하나는 제2기판층(262, 283) 상부에 배치되고 다른 하나는 제1기판층(261, 281) 하부에 배치될 수도 있다.
또한, 실시예에 따라 터치 센서(100) 중 적어도 일부는 디스플레이 패널(200A) 내에 위치하도록 구성되고 터치 센서 중 적어도 나머지 일부는 디스플레이 패널(200A) 외부에 위치하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 터치 센서 패널을 구성하는 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 중 어느 하나의 전극은 디스플레이 패널(200A) 외부에 위치하도록 구성될 수 있으며, 나머지 전극은 디스플레이 패널(200A) 내부에 위치하도록 구성될 수도 있다. 디스플레이 패널(200A) 내부에 터치 센서(100)가 배치되는 경우, 터치 센서 동작을 위한 전극이 추가로 배치될 수도 있으나, 디스플레이 패널(200A) 내부에 위치하는 다양한 구성 및/또는 전극이 터치 센싱을 위한 터치 센서(100)로 이용될 수도 있다. 또한, 실시예에 따라 터치 센서(100) 중 적어도 일부는 디스플레이 패널(200A)에 포함된 제1기판층(261, 281)과 제2기판층(262, 283) 사이에 위치하도록 구성될 수 있다. 이때, 터치 센서 중 상기 적어도 일부를 제외한 나머지는 디스플레이 패널(200A) 내부로서 제1기판층(261, 281)과 제2기판층(262, 283) 사이가 아닌 위치에 배치될 수 있다.
다음은, 도3a 내지 도3f에 도시된 제1 전극(620), 제2 전극(621), 제3 전극(610) 및 제4 전극(611) 중 일부를 이용하여 터치 위치를 검출하는 방법에 대하여 설명한다.
도3a, 도3b, 도3d 및 도3e에 도시된 터치 입력 장치(1000)의 터치 센서(100)는 제3 전극(610)과 제4 전극(611)으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 제3 전극(610) 및 제4 전극(611)이 도1a에서 설명된 구동전극 및 수신전극으로 동작하여 제3 전극(610)과 제4 전극(611) 사이의 상호정전용량에 따라 터치 위치를 검출할 수 있다. 또한, 제3 전극(610) 및 제4 전극(611)이 도1b에서 설명된 단일 전극(30)으로 동작하여 제3 전극(610) 및 제4 전극(611) 각각의 자기정전용량에 따라 터치 위치를 검출할 수 있다.
또한, 도3b 및 도3e에 도시된 터치 입력 장치(1000)의 터치 센서(100)는 제3 전극(610)과 제1 전극(620)으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 제3 전극(610) 및 제1 전극(620)이 도1a에서 설명된 구동전극 및 수신전극으로 동작하여 제3 전극(610)과 제1 전극(620) 사이의 상호정전용량에 따라 터치 위치를 검출할 수 있다. 이 때, 제1 전극(620)이 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 전극일 경우, 제1 시간구간에 디스플레이 패널(200A)을 구동하고, 제1 시간구간과 다른 제2 시간구간에 터치 위치를 검출할 수 있다.
도3c 및 도3f에 도시된 터치 입력 장치(1000)의 터치 센서(100)는 제1 전극(620)과 제2 전극(621)으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 제1 전극(620) 및 제2 전극(621)이 도1a에서 설명된 구동전극 및 수신전극으로 동작하여 제1 전극(620)과 제2 전극(621) 사이의 상호정전용량에 따라 터치 위치를 검출할 수 있다. 또한, 제1 전극(620) 및 제2 전극(621)이 도1b에서 설명된 단일 전극(30)으로 동작하여 제1 전극(620) 및 제2 전극(621) 각각의 자기정전용량에 따라 터치 위치를 검출할 수 있다. 이 때, 제1 전극(620) 및/또는 제2 전극(621)이 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 전극일 경우, 제1 시간구간에 디스플레이 패널(200A)을 구동하고, 제1 시간구간과 다른 제2 시간구간에 터치 위치를 검출할 수 있다.
다음은, 도3a 내지 도3f에 도시된 제1 전극(620), 제2 전극(621), 제3 전극(610) 및 제4 전극(611) 중 일부를 이용하여 터치 압력을 검출하는 방법에 대하여 설명한다.
도3a, 도3b, 도3d 및 도3e에 도시된 터치 입력 장치(1000)의 압력 센서는 제3 전극(610)과 제4 전극(611)으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 터치 표면에 압력이 인가되면, 압력 센서와 이격되고, 디스플레이 패널(200A)의 상부, 하부 또는 내부에 위치한 기준 전위층(미도시)과 압력 센서 사이의 거리가 변하고, 압력 센서와 기준 전위층 사이의 거리가 변함에 따라, 제3 전극(610)과 제4 전극(611) 사이의 상호 정전용량이 변할 수 있다. 이와 같이, 제3 전극(610)과 제4 전극(611) 사이의 상호 정전용량에 따라 터치 압력을 검출할 수 있다. 이 때, 터치 센서(100)가 제3 전극(610)과 제4 전극(611)으로 구성되는 경우, 터치 위치를 검출함과 동시에 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 제1 시간구간에 터치 위치를 검출하고, 제1 시간구간과 다른 제2 시간구간에 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 제1 전극(620) 및/또는 제2 전극(621)이 압력 센서인 제3 전극(610) 및 제4 전극(611)과 기준 전위층 사이에 배치되는 경우, 압력 센서와 기준 전위층 간의 거리 변화에 따른 정전용량 변화를 감지하기 위해서는 터치 압력을 검출하는 시간구간동안 제1 전극(620) 및/또는 제2 전극(621)이 floating될 수 있다.
또한, 도3a, 도3b, 도3d 및 도3e에 도시된 터치 입력 장치(1000)의 압력 센서는 제3 전극(610)과 제4 전극(611) 중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다. 구체적으로, 터치 표면에 압력이 인가되면, 압력 센서와 이격되고, 디스플레이 패널(200A)의 상부, 하부, 또는 내부에 위치한 기준 전위층(미도시)과 압력 센서 사이의 거리가 변하고, 압력 센서와 기준 전위층 사이의 거리가 변함에 따라, 제3 전극(610)과 기준 전위층 사이의 정전용량, 즉 제3 전극(610)의 자기 정전용량 및/또는 제4 전극(611)과 기준 전위층 사이의 정전용량, 즉 제4 전극(611)의 자기 정전용량이 변할 수 있다. 이와 같이, 제3 전극(610) 및/또는 제4 전극(611)의 자기 정전용량에 따라 터치 압력을 검출할 수 있다. 이 때, 터치 센서(100)가 제3 전극(610)과 제4 전극(611)으로 구성되는 경우, 터치 위치를 검출함과 동시에 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 제1 시간구간에 터치 위치를 검출하고, 제1 시간구간과 다른 제2 시간구간에 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 제1 전극(620) 및/또는 제2 전극(621)이 압력 센서인 제3 전극(610) 및/또는 제4 전극(611)과 기준 전위층 사이에 배치되는 경우, 압력 센서와 기준 전위층 간의 거리 변화에 따른 정전용량 변화를 감지하기 위해서는 터치 압력을 검출하는 시간구간동안 제1 전극(620) 및/또는 제2 전극(621)이 floating될 수 있다.
도3b 및 도3e에 도시된 터치 입력 장치(1000)의 압력 센서는 제3 전극(610)과 제1 전극(620)으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 터치 표면에 압력이 인가되면, 압력 센서와 이격되고, 디스플레이 패널(200A)의 상부, 하부 또는 내부에 위치한 기준 전위층(미도시)과 압력 센서 사이의 거리가 변하고, 압력 센서와 기준 전위층 사이의 거리가 변함에 따라, 제3 전극(610)과 제1 전극(620) 사이의 상호 정전용량이 변할 수 있다. 이와 같이, 제3 전극(610)과 제1 전극(620) 사이의 상호 정전용량에 따라 터치 압력을 검출할 수 있다. 이 때, 터치 센서(100)가 제3 전극(610)과 제4 전극(611) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 경우, 터치 위치를 검출함과 동시에 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 제1 시간구간에 터치 위치를 검출하고, 제1 시간구간과 다른 제2 시간구간에 터치 압력을 검출할 수 있다. 이 때, 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 전극이 제1 전극(620)과 제2 전극(621) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 경우, 디스플레이 패널(200A)을 구동함과 동시에 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 제1 시간구간에 디스플레이 패널(200A)을 구동하고, 제1 시간구간과 다른 제2 시간구간에 터치 압력을 검출할 수 있다. 이 때, 터치 센서(100)가 제3 전극(610)과 제4 전극(611) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되고, 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 전극이 제1 전극(620)과 제2 전극(621) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 경우, 디스플레이 패널(200A)을 구동함과 동시에 터치 위치 및 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 제1 시간구간에 터치 위치를 검출하고, 제1 시간구간과 다른 제2 시간구간에 터치 압력을 검출하고, 제1 시간구간 및 제2 시간구간과 다른 제3 시간구간에 디스플레이 패널(200A)을 구동할 수 있다. 또한, 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 제2 전극(621)이 압력 센서인 제3 전극(610)과 기준 전위층 사이에 배치되는 경우, 압력 센서와 기준 전위층 간의 거리 변화에 따른 정전용량 변화를 감지하기 위해서는 터치 압력을 검출하는 시간구간동안 제2 전극(621)이 floating될 수 있다.
도3a 내지 도3f에 도시된 터치 입력 장치(1000)의 압력 센서는 제1 전극(620)과 제2 전극(621)으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 터치 표면에 압력이 인가되면, 압력 센서와 이격되고, 디스플레이 패널(200A)의 상부, 하부, 또는 내부에 위치한 기준 전위층(미도시)과 압력 센서 사이의 거리가 변하고, 압력 센서와 기준 전위층 사이의 거리가 변함에 따라, 제1 전극(620)과 제2 전극(621) 사이의 상호 정전용량이 변할 수 있다. 이와 같이, 제1 전극(620)과 제2 전극(621) 사이의 상호 정전용량에 따라 터치 압력을 검출할 수 있다. 이 때, 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 전극이 제1 전극(620)과 제2 전극(621) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 경우, 디스플레이 패널(200A)을 구동함과 동시에 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 제1 시간구간에 디스플레이 패널(200A)을 구동하고, 제1 시간구간과 다른 제2 시간구간에 터치 압력을 검출할 수 있다. 이 때, 터치 센서(100)가 제1 전극(620)과 제2 전극(621) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 경우, 터치 위치를 검출함과 동시에 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 제1 시간구간에 터치 위치를 검출하고, 제1 시간구간과 다른 제2 시간구간에 터치 압력을 검출할 수 있다. 이 때, 터치 센서(100)가 제1 전극(620)과 제2 전극(621) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되고, 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 전극이 제1 전극(620)과 제2 전극(621) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 경우, 디스플레이 패널(200A)을 구동함과 동시에 터치 위치 및 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 제1 시간구간에 터치 위치를 검출하고, 제1 시간구간과 다른 제2 시간구간에 터치 압력을 검출하고, 제1 시간구간 및 제2 시간구간과 다른 제3 시간구간에 디스플레이 패널(200A)을 구동할 수 있다.
또한, 도3a 내지 도3f에 도시된 터치 입력 장치(1000)의 압력 센서는 제1 전극(620)과 제2 전극(621) 중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다. 구체적으로, 터치 표면에 압력이 인가되면, 압력 센서와 이격되고, 디스플레이 패널(200A)의 상부, 하부 또는 내부에 위치한 기준 전위층(미도시)과 압력 센서 사이의 거리가 변하고, 압력 센서와 기준 전위층 사이의 거리가 변함에 따라, 제1 전극(620)과 기준 전위층 사이의 정전용량, 즉 제1 전극(620)의 자기 정전용량 및/또는 제2 전극(621)과 기준 전위층 사이의 정전용량, 즉 제2 전극(621)의 자기 정전용량이 변할 수 있다. 이와 같이, 제1 전극(620) 및/또는 제2 전극(621)의 자기 정전용량에 따라 터치 압력을 검출할 수 있다. 이 때, 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 전극이 제1 전극(620)과 제2 전극(621) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 경우, 디스플레이 패널(200A)을 구동함과 동시에 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 제1 시간구간에 디스플레이 패널(200A)을 구동하고, 제1 시간구간과 다른 제2 시간구간에 터치 압력을 검출할 수 있다. 이 때, 터치 센서(100)가 제1 전극(620)과 제2 전극(621) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 경우, 터치 위치를 검출함과 동시에 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 제1 시간구간에 터치 위치를 검출하고, 제1 시간구간과 다른 제2 시간구간에 터치 압력을 검출할 수 있다. 이 때, 터치 센서(100)가 제1 전극(620)과 제2 전극(621) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되고, 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 전극이 제1 전극(620)과 제2 전극(621) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 경우, 디스플레이 패널(200A)을 구동함과 동시에 터치 위치 및 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 제1 시간구간에 터치 위치를 검출하고, 제1 시간구간과 다른 제2 시간구간에 터치 압력을 검출하고, 제1 시간구간 및 제2 시간구간과 다른 제3 시간구간에 디스플레이 패널(200A)을 구동할 수 있다.
기준 전위층은 디스플레이 패널(200A)의 상부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 기준 전위층은 디스플레이 패널(200A)과 디스플레이 패널(200A)의 상부에 배치되고 디스플레이 패널(200A)을 보호하는 기능을 수행하는 커버층 사이에 배치될 수 있다. 더욱 구체적으로, 기준 전위층은 커버층 하면에 형성될 수 있다. 또한, 터치 입력 장치(1000)에 압력 인가시 기준 전위층과 압력 센서와의 거리가 변할 수 있어야하므로, 기준 전위층과 압력 센서 사이에는 스페이서층이 배치될 수 있다. 도 3a 및 도3d에 도시된 터치 입력 장치(1000)에서 압력 센서가 제1 전극(620) 또는 제2 전극(621)을 포함하지 않는 경우, 기준 전위층이 압력 센서와 디스플레이 패널(200A) 사이에 배치될 수도 있고, 압력 센서 상부에 배치될 수도 있다.
실시예에 따라 스페이서층은 에어갭(air gap)으로 구현될 수 있다. 스페이서층은 실시예에 따라 충격흡수물질로 이루어질 수 있다. 스페이서층은 실시예에 따라 유전 물질(dielectric material)로 채워질 수 있다. 실시예에 따라 스페이서층은 압력의 인가에 따라 수축하고 압력의 해제시에 원래의 형태로 복귀하는 회복력을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 실시예에 따라 스페이서층은 탄성폼(elastic foam)으로 형성될 수 있다. 또한, 스페이서층이 디스플레이 패널(200A) 상부에 배치되므로, 투명한 물질일 수 있다.
또한, 기준 전위층은 디스플레이 패널(200A)의 하부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 기준 전위층은 디스플레이 패널(200A) 하부에 배치되는 후술하게될 중간 프레임에 형성되거나 중간 프레임 자체가 기준 전위층 역할을 할 수 있다. 또한, 기준 전위층은 중간 프레임 상부에 배치되고 디스플레이 패널(200A)의 하부에 배치되며, 디스플레이 패널(200A)을 보호하는 기능을 수행하는 커버에 형성되거나, 커버 자체가 기준 전위층 역할을 할 수 있다. 터치 입력 장치(1000)에 압력 인가시 디스플레이 패널(200A)가 휘어지고, 디스플레이 패널(200A)가 휘어짐에 따라 기준 전위층과 압력 센서와의 거리가 변할 수 있다. 또한, 기준 전위층과 압력 센서 사이에는 스페이서층이 배치될 수도 있다. 구체적으로, 디스플레이 패널(200A)과 기준 전위층이 배치된 중간 프레임 사이 또는 디스플레이 패널(200A)과 기준 전위층이 배치된 커버 사이에 스페이서층이 배치될 수 있다. 또한, 도 3a 및 도3d에 도시된 터치 입력 장치(1000) 에서 압력 센서가 제1 전극(620) 또는 제2 전극(621)을 포함하지 않는 경우, 스페이서층이 디스플레이 패널(200A) 상부에 배치될 수도 있다.
마찬가지로, 실시예에 따라 스페이서층은 에어갭(air gap)으로 구현될 수 있다. 스페이서층은 실시예에 따라 충격흡수물질로 이루어질 수 있다. 스페이서층은 실시예에 따라 유전 물질(dielectric material)로 채워질 수 있다. 실시예에 따라 스페이서층은 압력의 인가에 따라 수축하고 압력의 해제시에 원래의 형태로 복귀하는 회복력을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 실시예에 따라 스페이서층은 탄성폼(elastic foam)으로 형성될 수 있다. 또한, 스페이서층이 디스플레이 패널(200A) 하부에 배치되므로, 투명하거나 불투명한 물질일 수 있다.
또한, 기준 전위층은 디스플레이 패널(200A)의 내부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 기준 전위층은 디스플레이 패널(200A)의 제1기판층(261,281)의 상면 또는 하면, 또는 제2기판층(262,283)의 상면 또는 하면에 배치될 수 있다. 더욱 구체적으로, 기준 전위층은 제1 전극(620) 및 제2 전극(621) 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 터치 입력 장치(1000)에 압력 인가시 디스플레이 패널(200A)가 휘어지고, 디스플레이 패널(200A)가 휘어짐에 따라 기준 전위층과 압력 센서와의 거리가 변할 수 있다. 또한, 기준 전위층과 압력 센서 사이에는 스페이서층이 배치될 수도 있다. 도 3a 및 도3d에 도시된 터치 입력 장치(1000) 에서 압력 센서가 제1 전극(620) 또는 제2 전극(621)을 포함하지 않는 경우, 스페이서층이 디스플레이 패널(200A)의 상부 또는 내부에 배치될 수도 있고, 도 3b, 도 3c, 도3e, 도 3f에 도시된 터치 입력 장치(1000)의 경우, 스페이서층이 디스플레이 패널(200A)의 내부에 배치될 수 있다.
마찬가지로, 실시예에 따라 스페이서층은 에어갭(air gap)으로 구현될 수 있다. 스페이서층은 실시예에 따라 충격흡수물질로 이루어질 수 있다. 스페이서층은 실시예에 따라 유전 물질(dielectric material)로 채워질 수 있다. 실시예에 따라 스페이서층은 압력의 인가에 따라 수축하고 압력의 해제시에 원래의 형태로 복귀하는 회복력을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 실시예에 따라 스페이서층은 탄성폼(elastic foam)으로 형성될 수 있다. 또한, 스페이서층이 디스플레이 패널(200A) 상부 또는 내부에 배치되므로, 투명한 물질일 수 있다.
실시예에 따라, 스페이서층이 디스플레이 패널(200A) 내부에 배치되는 경우, 스페이서층은 디스플레이 패널(200A) 및/또는 백라이트 유닛의 제조시에 포함되는 에어갭(air gap)일 수 있다. 디스플레이 패널(200A) 및/또는 백라이트 유닛이 하나의 에어갭을 포함하는 경우 해당 하나의 에어갭이 스페이서층의 기능을 수행할 수 있으며, 복수 개의 에어갭을 포함하는 경우 해당 복수개의 에어갭이 통합적으로 스페이서층의 기능을 수행할 수 있다.
터치 센서(100) 및/또는 압력 센서가 제1 전극(620) 또는 제2 전극(621)을 포함하여 구성되는 경우, 디스플레이 패널(200A)이 LCD 패널인 경우, 데이터 라인, 게이트 라인, 공통 전극 및 픽셀 전극 중 적어도 어느 하나가 터치 센서(100) 및/또는 압력 센서로 이용되도록 구성될 수 있다. 또한, 디스플레이 패널(200A)이 OLED 패널인 경우, 게이트 라인, 데이터 라인, 제1전원라인(ELVDD), 제2전원라인(ELVSS) 중 적어도 어느 하나가 터치 센서(100) 및/또는 압력 센서로 이용되도록 구성될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 여기서 명시된 전극 이외에 디스플레이에 포함되는 전극 중 적어도 어느 하나가 터치 센서(100) 및/또는 압력 센서로 이용될 수 있다.
도4a는 터치 센서가 디스플레이 모듈 내부에 배치되는 제1예를 예시한다. 도4a는 LCD 패널을 이용하는 터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서(100)가 제2기판층(262)와 액정셀(250) 사이에 배치되는 예를 설명한다. 이에 따라 도4a에서 디스플레이 모듈(200)은 LCD 패널에 더하여 백라이트 유닛(200B)을 포함하도록 도시된다.
실시예에 따른 LCD 패널과 같은 디스플레이 패널(200A)은 그 자체로 발광하지 못하고 다만 빛을 차단 내지 투과시키는 기능을 수행하므로 백라이트 유닛(backlight unit: 200B)이 요구될 수 있다. 예컨대, 백라이트 유닛(200B)은 디스플레이 패널(200A)의 하부에 위치하고 광원을 포함하여 디스플레이 패널(200A)에 빛을 비추어 화면에는 밝음과 어두움뿐 아니라 여러 가지 다양한 색상을 갖는 정보를 표현하게 된다. LCD 패널은 수동소자로서 자체 발광하지 못하므로, 후면에 균일한 휘도 분포를 갖는 광원이 요구되는 것이다.
LCD 패널 및 백라이트 유닛(200B)의 구조 및 기능은 공지된 기술이며 이하에서 간단히 살펴본다. 백라이트 유닛(200B)은 수개의 광학적 부품(optical part)을 포함할 수 있다.
예컨대, 백라이트 유닛(200B)의 광학층은 반사시트, 도광판(light guide plate), 확산시트 및 프리즘시트를 포함할 수 있다. 이때, 백라이트 유닛(200B)은 선광원(linear light source) 또는 점광원(point light source)등의 형태로서 도광판의 후면 및/또는 측면에 배치된 광원(light source)을 포함할 수 있다.
도광판은 일반적으로 선광원 또는 점광원의 형태인 광원으로부터 광들을 면광원 형태로 변환하여 LCD 패널로 향하게 하는 역할을 할 수 있다. 도광판에서 방출되는 광의 일부가 LCD 패널의 반대편으로 방출되어 손실될 수 있다. 반사시트는 이러한 손실된 광을 도광판으로 재입사 시킬 수 있도록 도광판 하부에 위치하며 반사율이 높은 물질로 구성될 수 있다.
확산시트(diffuser sheet)는 도광판으로부터 입사되는 광을 확산시키는 역할을 한다. 예컨대, 도광판의 패턴(pattern)에 의하여 산란된 빛은 직접 눈으로 들어오기 때문에 도광판의 패턴이 그대로 비치게 될 수 있다. 심지어 이러한 패턴은 LCD 패널을 장착한 후에도 확연하게 감지할 수 있으므로 확산시트는 이러한 도광판의 패턴을 상쇄시키는 역할을 수행할 수 있다.
확산시트를 지나면 광 휘도는 급격히 떨어지게 된다. 따라서, 광을 다시 포커스(focus)시켜 광 휘도를 향상시키도록 프리즘시트(prism sheet)가 포함될 수 있다. 프리즘시트는 예컨대 수평 프리즘시트와 수직 프리즘 시트를 포함하여 구성될 수 있다.
실시예에 따른 백라이트 유닛(200B)은 기술의 변화, 발전 및/또는 실시예에 따라 전술한 구성과 다른 구성을 포함할 수 있으며, 또한 전술한 구성 이외에 추가적인 구성을 더 포함할 수 있다. 또한, 실시예에 따른 백라이트 유닛(200B)은 예컨대, 백라이트 유닛(200B)의 광학적 구성을 외부의 충격이나 이물 유입에 따른 오염 등으로부터 보호하기 위해서 보호 시트(protection sheet)를 프리즘 시트 상부에 더 포함할 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(200B)은 광원으로부터의 광 손실을 최소화하기 위해서 실시예에 따라 램프 커버(lamp cover)를 더 포함할 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(200B)은 백라이트 유닛(200B)의 주요 구성인 도광판, 확산시트, 프리즘시트 및 램프 등이 허용치수에 맞게 정확하게 형합이 가능하도록 하여 형태를 유지하게 해주는 프레임(frame)을 더 포함할 수도 있다. 또한, 전술한 구성 각각은 2개 이상의 별개의 부분으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 제1예에서 기존의 LCD 패널에 포함되는 내부 전극이 터치 센서(100)로 이용될 수 있다. 또한, 본 발명의 제1예에서 LCD 패널 내부에 추가의 전극이 배치되어 터치 센서(100)로 이용될 수 있다. 도4a에서는 디스플레이 패널(200A) 상부에 커버층(500)이 도시되어 있다. 커버층(500)은 디스플레이 패널(200A)을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 실시예에서 커버층(500)은 외부 환경으로부터 디스플레이 패널(200A)을 보호하면서도 디스플레이 화면이 시각적으로 확인될 수 있도록 투명한 물질로 구성될 수 있다. 예컨대, 커버층(500)은 유리 또는 플라스틱(plastic)과 같은 물질로 구성될 수 있으며 실시예에 따라 유리/플라스틱 외의 다른 물질로 구성되는 것도 가능하다.
도4b는 도4a에 예시된 제1예에 적용될 수 있는 터치 센서(100)의 배열을 예시한다. 예컨대, 도4b에 예시된 바와 같이 터치 센서(100)를 구성하는 복수의 전극이 동일한 층에 배열될 수 있다. 도4b에서 분할된 사각 형상의 구성 각각은 터치 센서(100)를 구성하는 전극일 수 있다.
도4c는 도4b에 예시된 터치 센서 배열에 적용될 수 있는 터치 위치를 검출하는 제1원리를 설명하는 개념도이다. 터치 센서(100) 구성의 일부가 확대되어 도4c의 상부에 도시된다. 제1원리에 따르면 도4b에 예시된 터치 센서(100)에 포함된 각각의 전극(E1 내지 E4)는 자기 정전용량(self-capacitance)을 검출하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 임의의 전위 또는 그라운드(ground) 전위일 수 있는 기준 전위층(미도시)에 대한 전극(E1 내지 E4) 각각의 정전용량(Cself: 102)을 검출함으로써 객체의 접근 또는 객체에 의한 터치를 검출할 수 있다. 이때, 터치 센서(100)를 구성하는 전극(E1 내지 E4) 각각에 구동신호가 인가되고 동일한 전극(E1 내지 E4)으로부터 수신신호가 감지될 수 있다. 이때, 터치 센서(100)를 구성하는 전극은 디스플레이 패널(200A)에 포함되는 기존의 전극이거나 또는 디스플레이 패널(200A)에 추가적으로 배치되는 전극일 수 있다. 도4c를 참조하여 설명되는 터치 위치를 검출하는 제1원리는 도1b를 참조하여 설명된 것과 동일하며, 이때 터치 센서(100)는 도4b 외에도 도1b에 예시된 바와 같이 배치될 수 있음은 물론이다.
도4d는 도4b에 예시된 터치 센서 배열에 적용될 수 있는 터치 위치를 검출하는 제2원리를 설명하는 개념도이다. 제2에 따르면 도4b에 예시된 터치 센서(100)에 포함된 전극(E1 내지 E4) 중 제1축에서 서로 전기적으로 연결된 E1 및 E4는 구동전극으로 기능하고 제1축과 교차하는 제2축에서 서로 전기적으로 연결된 E2 및 E3는 수신적극으로 기능할 수 있다. 이때, 구동전극(TX)과 수신전극(RX)은 서로 바뀌어도 무방하다. 도1a를 참조하여 설명한 바와 같이, 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이의 상호 정전용량(101)을 검출함으로써 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있다. 제2원리에 따라 터치 위치를 검출하는 경우 구동전극(TX)과 수신전극(RX)은 서로 다른 층에 배열될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 중 적어도 어느 하나는 디스플레이 패널(200A) 내부에 포함되는 기존 전극일 수 있다. 또한, 실시예에 따라 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 중 적어도 어느 하나는 디스플레이 패널(200A) 외부에 배치될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 중 적어도 어느 하나는 디스플레이 패널(200A)에 포함되는 제1기판층(261)과 제2기판층(262) 사이에 포함될 수 있다. 이때, 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 중 나머지 하나는 디스플레이 패널(200A) 내부로서 제1기판층(261)과 제2기판층(262) 사이가 아닌 위치에 배치될 수 있다.
도5a 및 도5b는 터치 센서가 디스플레이 모듈 내부에 배치되는 제2예 및 제3예를 예시한다.
도5a에 예시된 제2예에서, 터치 센서(100) 중 구동전극(TX)은 액정셀(250)과 제2기판층(262) 사이에 배치되고 수신전극(RX)은 제1기판층(261)와 커버층(500) 사이에 배치될 수 있다. 제2예에서 구동전극(TX)과 수신전극(RX)의 위치는 서로 바뀌어도 무방하다. 제2예에서 구동전극(TX)과 수신전극(RX)은 도1a에 예시된 바와 같이 배열될 수 있다. 제2예에서, 구동전극(TX)으로는 디스플레이 패널(200A)에 포함되는 기존의 전극이 이용되거나 추가로 배치된 전극이 이용될 수 있으며, 수신전극(RX)으로는 제1기판층(261) 상에 추가로 배치된 전극이 이용될 수 있다.
도5b에 예시된 제3예에서, 터치 센서(100) 중 구동전극(TX)이 액정셀(250)과 제1기판층(261) 사이에 배치되는 것을 제외하고 제2예와 동일 또는 유사하므로 중복되는 설명은 생략한다. 실시예에 따라 제3예에서는 제1기판층(261)의 전면에 수신전극(RX) 및 구동전극(TX) 중 어느 하나가 추가적으로 배치되고 제1기판층(261)의 후면에 수신전극(RX) 및 구동전극(TX) 중 나머지 하나가 추가적으로 배치될 수 있다. 실시예에 따라 디스플레이 패널(200A) 내부에 포함되는 기존의 전극이 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 중 어느 하나로 기능할 수 있다.
도6a는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치 입력 장치를 예시한다. 도6a에 예시된 제1실시예는 도3a 내지 도3c, 도4a, 도5a 및 도5b에 예시된 터치 센서(100) 배치를 갖는 터치 입력 장치(1000)에 적용될 수 있다. 도6a에 예시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에서 압력 센서(300)는 LCD 패널 내부에 포함될 수 있다. 본 발명의 제1실시예에서 터치 센서(100)로 이용되는 전극이 압력 센서(300)로 기능할 수 있다. 이때, 압력 센서(300)로 기능하는 전극은 터치 센싱을 위해 추가로 배치된 전극일 수도 있다. 또는, 실시예에 따라 LCD 패널 내부에 포함되는 기존 전극이 압력 센서(300)로 이용될 수도 있다.
도6a에 예시된 본 발명의 제1실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 구조를 간단히 설명한다.
도6a에 예시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 디스플레이 패널(200A), 디스플레이 패널(200A) 하부에 배치된 백라이트 유닛(200B), 및 디스플레이 패널(200A) 상부에 배치된 커버층(500)을 포함하여 구성될 수 있다. 제1실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 디스플레이 모듈(200)은 제1지지부재(320), 제2지지부재(330) 및 커버층(500)으로 둘러싸일 수 있다. 본 명세서에서 디스플레이 패널(200A) 및 백라이트 유닛(200B)을 포함하여, 디스플레이 모듈(200)로 지칭될 수 있다.
실시예에 따라 제1지지부재(320)는 메탈(metal)로 구성된 프레임(frame)일 수 있다. 이러한 제1지지부재(320)는 백라이트 유닛(200B)을 제조할 때 백라이트 유닛(200B)에 포함되도록 형성될 수도 있다. 제1지지부재(320)는 압력의 인가에도 커버층, 디스플레이 패널(200A) 및/또는 디스플레이 모듈(200) 등에 비해 상대적으로 덜 휘어지고 지지부 역할을 수행할 수 있다. 실시예에 따라 제1지지부재(320)는 백라이트 유닛(200B)과 별개로 제작되어 디스플레이 모듈(200) 제작 시에 함께 조립될 수 있다.
실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 디스플레이 패널(200A), 백라이트 유닛(200B) 및 커버층(500)이 결합되어 고정된 형태를 유지할 수 있도록 제2지지부재(330)를 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제1지지부재(320)는 제2지지부재(330)와 일체로 형성될 수 있다. 실시예에 따라 제2지지부재(330)는 백라이트 유닛(200B)의 일부를 형성할 수도 있다.
이하에서 제1지지부재(320)가 기준 전위층으로서 이용되는 경우를 예시로서 본 발명의 제1실시예에 대해서 설명한다.
도6a를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 압력을 검출하는 원리에 대해서 먼저 살펴본다. 압력 센서(300)는 기준 전위층(320)와 이격되어 배치될 수 있다. 압력 센서(300)와 기준 전위층(320) 사이에는 스페이서층(310)이 배치될 수 있다.
실시예에 따라 스페이서층은 에어갭(air gap)으로 구현될 수 있다. 스페이서층은 실시예에 따라 충격흡수물질로 이루어질 수 있다. 스페이서층은 실시예에 따라 유전 물질(dielectric material)로 채워질 수 있다. 실시예에 따라 스페이서층(310)은 압력의 인가에 따라 수축하고 압력의 해제시에 원래의 형태로 복귀하는 회복력을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 실시예에 따라 스페이서층(310)은 탄성폼(elastic foam)으로 형성될 수 있다.
실시예에 따라, 스페이서층(310)은 디스플레이 패널(200A) 및/또는 백라이트 유닛(200B)의 제조시에 포함되는 에어갭(air gap)일 수 있다. 디스플레이 패널(200A) 및/또는 백라이트 유닛(200B)이 하나의 에어갭을 포함하는 경우 해당 하나의 에어갭이 스페이서층의 기능을 수행할 수 있으며, 복수 개의 에어갭을 포함하는 경우 해당 복수개의 에어갭이 통합적으로 스페이서층의 기능을 수행할 수 있다. 도6a에서 스페이서층(310)은 백라이트 유닛(200B)과 기준 전위층(320) 사이에 배치되는 것으로 예시되어 있다.
이에 따라, 커버층(500)의 표면에 대해서 압력이 인가되어 커버층(500) 및 디스플레이 모듈(200)이 휘어지면, 스페이서층(310)이 눌려 압력 센서(300)와 기준 전위층(320) 사이의 상대적인 거리가 감소할 수 있다.
실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서, 디스플레이 모듈(200)은 압력을 인가하는 터치에 따라 휘어지거나 눌릴 수 있다. 디스플레이 모듈은 터치의 위치에서 가장 큰 변형을 나타내도록 휘어지거나 눌릴 수 있다. 실시예에 따라 디스플레이 모듈이 휘어지거나 눌릴 때 가장 큰 변형을 나타내는 위치는 상기 터치 위치와 일치하지 않을 수 있으나, 디스플레이 모듈은 적어도 상기 터치에 따라 휘어짐 또는 눌림을 나타낼 수 있다. 예컨대, 터치 위치가 디스플레이 모듈의 테두리 및 가장자리 등에 근접하는 경우 디스플레이 모듈이 휘어지거나 눌리는 정도가 가장 큰 위치는 터치 위치와 다를 수 있다.
실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치시 커버층(500), 디스플레이 패널(200A), 및/또는 백라이트 유닛(200B)이 휘어지거나 눌릴 때 스페이서층(310)으로 인해 스페이서층(310) 하부에 위치한 기준 전위층(320)의 휘어짐이나 눌림이 감소될 수 있다. 실시예에 따라, 압력의 인가시 기준 전위층(320)의 휘어짐 또는 눌림은 전혀 발생하지 않을 수도 있다.
도6a에 예시된 바와 같은 터치 입력 장치(1000)에 압력이 인가되어 압력 센서(300)와 기준 전위층(320) 사이의 상대적인 거리가 감소할 수 있다. 이러한 거리 감소에 따라 변하는 압력 센서(300)로부터 검출되는 정전용량의 크기를 통해 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다.
예컨대, 도4d를 참조하여 설명한 바와 같이 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이의 상호 정전용량을 통해 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다. 이 경우, 압력 센서(300)는 도4d에 예시된 바와 같이 동일한 평면상에 배치되는 구동전극(TX)과 수신전극(RX)을 포함하여 구성될 수 있다. 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이에는 상호 정전용량이 생성될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 압력 센서(300)는 서로 다른 층으로 배치되는 구동전극(TX)과 수신전극(RX)을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 기준 전위층(320)은 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이에 생성된 상호 정전용량에 변화를 야기할 수 있도록 하는 임의의 전위를 가질 수 있다. 예컨대, 기준 전위층(320)은 그라운드(ground) 전위를 갖는 그라운드 층일 수 있다. 기준 전위층(320)은 터치 입력 장치(1000) 내에 포함되는 임의의 그라운드(ground) 층일 수 있다. 실시예에 따라 기준 전위층(320)은 터치 입력 장치(1000)의 제조시에 자체적으로 포함되는 그라운드 전위층일 수 있다.
이때, 기준 전위층(320)과 압력 센서(300) 사이의 거리가 가까워질수록, 압력 센서(300)를 구성하는 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이의 상호 정전용량의 값은 감소할 수 있다. 기준 전위층(320)과 구동전극(TX) 및 수신전극(RX) 사이의 거리가 d에서 d'로 감소함으로써 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이의 상호 정전용량의 프린징(fringing) 정전용량이 객체뿐 아니라 기준 전위층(320)으로도 흡수되기 때문이다. 터치 객체가 부도체인 경우에는 상호 정전용량의 변화는 단순히 기준 전위층(320)과 압력 센서(300) 사이의 거리 변화(d-d')에만 기인할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 도4c를 참조하여 설명한 바와 같이 기준 전위층(320)에 대한 전극의 자기 정전용량을 통해 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다. 이 경우, 압력 센서(300)는 도1b 및 도4c에 예시된 바와 같이 동일한 평면상에 배치되는 하나 이상의 단일 전극을 포함하여 구성될 수 있다. 기준 전위층(320)에 대한 상기 단일 전극의 자기 정전용량을 검출함으로써 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다.
터치 입력 장치(1000)에 인가되는 터치 압력이 커짐에 따라 기준 전위층(320)과 압력 센서(300) 사이의 거리(d)가 감소하므로 기준 전위층(320)에 대한 단일 전극의 자기 정전용량은 터치 압력이 증가할수록 커질 수 있다.
실시예에 따라, 터치 압력의 크기가 충분히 큰 경우 소정 위치에서 기준 전위층(320)과 압력 센서(300) 사이의 거리가 더 이상 가까워지지 않는 상태에 다다를 수 있다. 이러한 상태를 이하에서는 포화 상태라고 지칭한다. 하지만, 이러한 경우에도 터치 압력의 크기가 더 커지는 때에는 기준 전위층(320)과 압력 센서(300) 사이의 거리가 더 이상 가까워지지 않는 포화 상태에 있는 면적이 커질 수 있다. 이러한 포화 면적이 커질수록 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이의 상호 정전용량은 감소할 수 있다. 또한, 이러한 포화 면적이 커질수록 단일 전극을 통한 자기 정전용량은 증가할 수 있다. 포화 면적이 커짐에 따라 하나의 노드(node)에 대한 상호 정전용량의 감소 또는 자기 정전용량의 증가가 더 이상 나타나지 않고, 상호 정전용량 또는 자기 정전용량의 변화가 일어나는 노드의 개수가 증가할 수 있다. 이때, 이러한 상호 정전용량 또는 자기 정전용량의 변화가 일어나는 노드의 개수를 통해 터치 면적을 알 수 있다. 이하에서 거리의 변화에 따른 정전용량 변화에 따라서 터치 압력의 크기를 산출하는 것이 설명되나 이는 포화 상태에 있는 면적의 변화에 따라서 터치 압력의 크기를 산출하는 것을 포함할 수 있다.
도6b 내지 도6d는 각각 도6a에 예시된 제1실시예에 따른 터치 입력 장치의 구조를 예시한다. 도6b 내지 도6d에서는 도6a에 예시된 제1실시예의 구체적인 구조가 예시되며, 도6a와의 차이점만을 설명한다.
도6b에서는, 압력 센서(300)가 액정셀(250)과 제2기판층 (262) 사이에 압력 센서(300)가 배치되는 것이 예시되어 있다. 이때, 압력 센서(300)는 제2기판층(262)에 형성되는 전극일 수 있다. 제2기판층(262) 사이에는 디스플레이 패널(200A)의 동작을 위한 다양한 전극들이 형성되어 있을 수 있다. 도6b에서 스페이서층(310)은 백라이트 유닛(200B) 하부에 배치되어 있다. 보다 구체적으로, 스페이서층(310)은 백라이트 유닛(200B)과 기준 전위층(320) 사이에 배치되어 있다.
도6c에서는, 도6b에서와 같이 압력 센서(300)가 액정셀(250)과 제2기판층(262) 사이에 배치되면서 스페이서층(310)이 백라이트 유닛(200B)과 제2기판층(262) 사이에 배치되는 것이 예시되어 있다. 도6c에서는 디스플레이 패널(200A)과 백라이트 유닛(200B) 사이에 스페이서층(310)이 배치되는 것이다. 이때, 백라이트 유닛(200B)으로부터의 빛이 LCD 패널에 손실없이 전달될 수 있도록 스페이서층(310)는 에어갭(air gap)으로 형성될 수 있다.
실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 디스플레이 패널(200A)과 백라이트 유닛(200B) 사이는 에어갭을 포함하여 구성될 수 있다. 이는 디스플레이 패널(200A) 및/또는 백라이트 유닛(200B)을 외부의 충격으로부터 보호하기 위함이다. 이러한 에어갭은 백라이트 유닛(200B)에 포함되도록 구성될 수 있다.
실시예에 따라, 백라이트 유닛(200B)에 포함되는 도광판과 반사시트 사이에는 추가의 에어갭이 존재하도록 구성될 수 있다. 이에 따라 도광판으로부터 반사시트로의 손실광이 반사시트를 통해 다시 도광판으로 재입사될 수 있다. 이때, 상기 추가의 에어갭을 유지할 수 있도록 도광판과 반사시트 사이로서 가장자리에는 양면 접착 테이프(DAT: Double Adhesive Tape)가 포함될 수 있다. 또한 실시예에 따라 임의의 다른 고정부재를 통해 도광판과 반사판이 서로 이격되어 배치될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 도6c에 도시된 스페이서층(310)은 추가로 형성되는 에어갭일 수 있으며, 실시예에 따라 백라이트 유닛(200B)의 제작시에 포함되는 에어갭일 수도 있다.
도6b 및 도6c에서는 기준 전위층으로서 제1지지부재(320)가 이용되는 경우가 설명되었다. 도6b 및 도6c에서는 제1지지부재(320)는 디스플레이 모듈(200)을 둘러싸는 메탈 케이스(metal case), 프레임(frame) 및/또는 하우징(housing)의 일부일 수 있다. 또는, 제1지지부재(320)는 터치 입력 장치(1000) 자체의 케이스, 프레임 및/또는 하우징의 일부일 수 있다. 또는 제1지지부재(320)는 디스플레이 모듈에 포함되는 금속 베젤(bezel)로서 그라운드에 연결된 구성일 수 있다. 여기서, 제1지지부재(320)는 그라운드(ground) 전위 또는 이외의 특정 전위를 갖도록 구성될 수 있다.
도6d에서는 디스플레이 모듈(200) 하부에 중간 프레임(350)이 더 포함되는 경우가 예시된다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 중간 프레임(350)은, 예컨대 터치 입력 장치(1000)의 최외곽 기구 또는 제1지지부재(320)와 함께 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 회로기판(341) 및/또는 배터리(342)가 위치할 수 있는 실장공간(340)등을 감싸는 하우징(housing)의 기능을 수행할 수 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 회로기판에는 메인보드(main board)로서 중앙 처리 유닛인 CPU(central processing unit) 또는 AP(application processor) 등이 실장되어 있을 수 있다. 중간 프레임(350)을 통해 디스플레이 모듈(200)과 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 회로기판 및/또는 배터리가 분리되고, 디스플레이 모듈(200)에서 발생하는 전기적 노이즈가 차단될 수 있다. 여기서, 중간 프레임(350)은 기준 전위층으로서 이용될 수 있으며, 중간 프레임(350)은 그라운드(ground) 전위 또는 이외의 특정 전위를 갖도록 구성될 수 있다.
도7a는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치 입력 장치의 디스플레이 회로 구조도이다. 일반적으로 LCD 패널에 포함되는 각각의 단위 픽셀(pixel)은 3개의 서브 픽셀(sub-pixel)로 구성될 수 있다. 도7a은 하나의 서브 픽셀에 대한 등가 회로이며, 여기서 서브 픽셀은 LCD 픽셀로 표시된다.
도7b는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치 입력 장치의 디스플레이 패널을 통해 터치 위치 및 터치 압력을 검출하기 위한, 도7a에 예시된 회로 구조에 인가되는 전기신호를 예시한다.
이하에서는 도7a 및 도7b를 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치 및 터치 압력을 검출하는 방법에 대해서 살펴본다. 이하에서는 제2기판층(262) 상에 배치되는 또는 실시예에 따라 다른 위치에 배치될 수 있는 공통 전극(Vcom)이 압력 센서(300) 및 터치 센서(100)로 이용되는 경우를 예시로서 설명한다.
본 발명의 제1실시예에서 터치 입력 장치(1000)는 디스플레이 구동 시간 구간과 터치 위치/압력 검출 시간 구간이 구분되어 동작할 수 있다. 이러한 시간 구간의 구분은 제어신호로 구분될 수 있다. 예컨대, 제어신호가 1(high)인 경우 디스플레이 구동 시간 구간을 표시하고 제어신호가 0(low)인 경우 터치 위치/압력 검출 시간 구간을 표시할 수 있다. 이는 실시예에 따라 다른 신호로 표시될 수 있다.
디스플레이 구동 시간 구간에는, 게이트 라인(gate line)에 게이트 전압(VG)으로서 "ON" 신호가 인가되어 LCD 픽셀을 제어할 수 있는 트랜지스터(T: transistor)가 열릴 수 있다. 이때, 데이터 라인에 데이터 전압(VD)을 통해 필요한 전압을 인가하여, 저장 캐패시터(Cs)와 LCD 픽셀에 포함되는 LC 캐패시터에 원하는 전압을 충전시킴으로써 해당 LCD 픽셀의 디스플레이를 제어할 수 있다.
터치 위치/압력 검출 시간 구간에서는, 게이트 전압(VG)으로서 "OFF" 신호가 인가되고 데이터 라인은 플로팅(floating)될 수 있다. 이러한 경우, 공통 전극(Vcom)에 터치 위치/터치 압력을 센싱하기 위한 전압이 인가되더라도 LC 캐패시터의 타단의 전압이 플로팅(floating) 상태이므로, LC 캐패시터 양단의 전압은 일정하게 유지될 수 있다. 따라서, 디스플레이 패널(200A)에 불필요한 동작을 야기하지 않으면서 공통 전극(Vcom)을 통해서 터치 위치/압력을 검출할 수 있다.
도7b에서는, 디스플레이 구동 시간 구간과 터치 위치/압력 검출 시간 구간이 교대로 배치되는 것이 예시되어 있다. 보다 구체적으로, 도7b에서는 첫번째 디스플레이 구동 시간 구간 동안에 첫번째 게이트 라인에 대해서만 게이트 전압(VG1)이 인가되어 스캔(scan)이 이루어지고, 두번째 디스플레이 구동 시간 구간 동안에 두번째 게이트 라인에 대해서 게이트 전압(VG2)이 인가되어 스캔이 이루어지는 방식으로 제어신호가 인가되고 있다. 하지만, 실시예에 따라 모든 게이트 라인에 대해서 순차적으로 게이트 전압(VG)이 인가되어 스캔이 완료된 후, 터치 위치/압력 검출이 이루어지도록 동작할 수도 있다. 즉, 한 프레임(frame)을 리프레쉬(refresh)하는 전체 시간 구간에서 연속적으로 디스플레이 구동을 수행한 후, 나머지 시간 구간에 터치 위치/압력을 검출하도록 동작할 수 있다. 또는 실시예에 따라 다양하게 디스플레이 구동 시간 구간과 터치 위치/압력 검출 시간 구간이 배치될 수 있다.
이상에서는 디스플레이 구동 시간 구간과 터치 위치/압력 검출 시간 구간이 시분할되어 동작하는 경우에 대해서만 설명하였지만, 실시예에 따라 터치 위치 검출과 압력 검출이 시분할되어 이루어질 수 있다. 예컨대, 터치 위치 검출 시간 구간과 압력 검출 시간 구간이 서로 구분되어 동작될 수 있다. 실시예에 따라, 디스플레이 구동 시간 구간, 터치 위치 검출 시간 구간 및 압력 검출 시간 구간으로 시분할되어 동작할 수 있다. 또한, 실시예에 따라 다른 조합으로 디스플레이 구동, 터치 위치 검출 및 압력 검출이 시분할되어 동작할 수 있다.
도8a는 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 OLED 디스플레이 패널의 구조를 예시한다. 도3d 및 도3f를 참조하여 설명된 것과 마찬가지로, 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 OLED 디스플레이 패널(200A)은 제1기판층(281)으로 인캡 글라스, OLED 층(280) 및 제2기판층(283)으로 TFT 글라스를 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도8b는 도8a에 예시된 OLED 디스플레이 패널에 포함된 OLED층의 구조를 예시한다.
OLED층(280)은 HIL(292: Hole Injection Layer, 정공주입층), HTL(293: Hole Transfer Layer, 정공수송층), EIL(296: Emission Material Layer, 전자주입층), ETL(295: Electron Transfer Layer, 전자수송층), EML(294: Electron Injection Layer, 발광층)을 포함할 수 있다.
각 층에 대해 간략히 설명하면, HIL(292)은 정공을 주입시키며, 구리 프탈로시아닌(CuPc: Copper Phthalocyanine) 등의 물질을 이용한다. HTL(293)은 주입된 정공을 이동시키는 기능을 하고, 주로, 정공의 이동성(hole mobility)이 좋은 물질을 이용한다. HTL(293)은 아릴라민(arylamine), TPD 등이 이용될 수 있다. EIL(296)과 ETL(295)은 전자의 주입과 수송을 위한 층이며, 주입된 전자와 정공은 EML(294)에서 결합되어 발광한다. EML은 발광되는 색을 표현하는 소재로서, 유기물의 수명을 결정하는 호스트(host)와 색감과 효율을 결정하는 불순물(dopant)로 구성된다. 이는, OLED 패널에 포함되는 OLED층(280)의 기본적인 구성을 설명한 것일 뿐, 본 발명은 OLED층(280)의 층구조나 소재 등에 한정되지 않는다.
OLED층(280)은 전술한 유기물층을 사이에 두고 애노드(291: Anode)와 캐소드(297: Cathode)을 더 포함하여 구성될 수 있다. TFT 트랜지스터가 온(On) 상태가 되면, 구동 전류가 애노드(291)에 인가되어 정공이 주입되고 캐소드(297)에는 전자가 주입되어, 유기물층으로 정공과 전자가 이동하여 빛을 발산할 수 있다.
도9a는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치 입력 장치를 예시한다. 도9a에서 제1기판층(281)과 커버층(500) 사이에 터치 센서(100)가 배치되는 것이 예시된다. 도9a에서 제1기판층(281) 상에 터치 센서(100)가 형성될 수 있으며, 이러한 터치 센서(100)는 압력 센서(300)로 이용될 수 있다. 본 발명의 제2실시예에서, 압력 센서(300)와 기준 전위층(320) 사이에는 도6a를 참조하여 설명된 바와 같은 스페이서층(310)이 위치할 수 있다. 도9a에서는 OLED 패널과 기준 전위층(320) 사이의 공간에 스페이서층(310)이 배치될 수 있다.
도9a에 예시된 바와 같은 본 발명의 제2실시예에서, 도6a를 참조하여 설명한 바와 같이, 기준 전위층(320)과 압력 센서(300) 사이의 거리에 따라 변하는 압력 센서(300)로부터 감지되는 상호 정전용량 또는 자기 정전용량을 통해 터치 압력의 크기가 검출될 수 있다.
또한, 도9a에 예시된 바와 같은 본 발명의 제2실시예에서, 도4c 및 도4d를 참조하여 설명한 바와 같이, 자기 정전용량 또는 상호 정전용량을 통해 터치 위치가 검출될 수 있다.
도9b는 도9a에 예시된 제2실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함될 수 있는 터치 센서의 배열을 예시한다. 도4b에 예시된 바와 같이 동일한 층에 복수개의 전극이 배열될 수 있다. 이때, 도9b의 우측에 도시된 바와 같이 터치 센서(100) 일부를 a-a선을 따라 자른 전극(E1, E2, E3, E4)이 도9c에 예시된다.
도9c는 도9b에 예시된 터치 센서 배열을 통해 터치 위치 및 터치 압력을 검출하는 원리를 설명하는 개념도이다. 도9c에 예시된 바와 같이, 터치 센서(100)에 포함된 각 전극(E1, E2, E3, E4)으로부터 자기 정전용량을 감지하여, 터치 위치를 검출할 수 있다. 또는, 구동전극(E1, E3)과 수신전극(E2, E4) 사이에 생성되는 상호 정전용량을 감지하여, 터치 위치를 검출할 수 있다. 이는 도4c 및 도4d에서 설명한 것과 마찬가지이다.
또한, 도9c를 참조하여, 터치 센서(100)에 포함된 전극 중 적어도 하나 이상의 전극은 기준 전위층(320)에 대한 자기 정전용량을 검출하도록 구성되어, 터치 압력을 검출하는데 이용될 수 있다. 또는, 터치 센서(100)에 포함된 전극 중 적어도 한 쌍의 구동전극(TX)과 수신전극(RX)은 기준 전위층(320)과의 거리에 따라 변하는 구동전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이의 상호 정전용량을 검출하도록 구성되어, 터치 압력을 검출하는데 이용될 수 있다.
도9a 내지 도9c에서는 터치 센서(100)가 제1기판층(281) 상에 동일한 층으로 배치되는 것이 예시되나, 터치 센서(100)에서 구동전극(TX)과 수신전극(RX)은 서로 다른 층에 형성될 수도 있다. 또는, 실시예에 따라 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 중 하나는 제1기판층 (281) 상부에 나머지 하나는 제1기판층(281) 하부에 배치될 수 있다. 또는, 실시예에 따라 터치 센서(100)는 제1기판층(281) 하부에서, 동일층 또는 서로 다른 층에 형성될 수도 있다.
도10a는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치 입력 장치의 디스플레이 회로 구조도이다. 상기 디스플레이 회로는 2개의 단자(캐소드 단자 및 애노드 단자)를 갖는 OLED 소자(OLED), 제1트랜지스터(T1)와 같은 n형 트랜지스터 및 제2트랜지스터(T2)와 같은 p형 트랜지스터를 포함할 수 있다. OLED 소자의 캐소드 단자는 캐소드(297)에 전기적으로 접속될 수 있다. 캐소드(297)는 터치 스크린 내의 복수의 픽셀 회로에 대해 공통인 신호 라인일 수 있으며, 예를 들면 공통 전극에 대응될 수 있다. OLED 소자의 애노드 단자는 애노드(291)에 전기적으로 접속될 수 있다. OLED 소자는, 애노드에서의 전압이 캐소드에서의 전압보다 높은 경우, OLED 소자를 통해 전기가 흐르게 하도록 하는 방식으로 캐소드(297) 및 애노드(291)에 접속될 수 있다. 즉, OLED 소자가 온(on)이거나 순방향 바이어스된다. OLED 소자는 자신이 온일 때 광을 방출할 수 있다. 애노드(291)에서의 전압이 캐소드(297)에서의 전압보다 낮은 경우, OLED 소자를 통해 실질적으로 전류가 흐르지 않는다. 즉, OLED 소자는 오프(off)이거나 역방향 바이어스된다. OLED 소자는 자신이 오프일 때 실질적으로 광을 방출하지 않을 수 있다.
애노드(709)는 제2트랜지스터(T2)의 드레인 단자에 전기적으로 접속될 수 있다. 제2트랜지스터(T2)의 게이트 및 소스 단자들은 캐패시터(C-st)를 통해 용량적으로 결합될 수 있으며, 캐패시터(C-st)의 하나의 단자는 제2트랜지스터(T2)의 게이트 단자에 전기적으로 접속될 수 있고, 캐패시터(C-st)의 다른 단자는 제2트랜지스터(T2)의 소스 단자에 전기적으로 접속될 수 있다. 제2트랜지스터(T2)의 소스 단자는 제1전원라인에 추가로 전기적으로 접속될 수 있다. 제2트랜지스터(T2)의 게이트 단자는 제1트랜지스터(T1)의 드레인 단자에 추가로 전기적으로 접속될 수 있다. 제1트랜지스터(T1)의 게이트 단자는 게이트 라인에 전기적으로 접속될 수 있으며, 제1트랜지스터(T1)의 소스 단자는 데이터 라인에 전기적으로 접속될 수 있다.
터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 구동 시간 구간에, OLED 소자(OLED)는 순방향 바이어스(bias)될 수 있고, 전류가 OLED 소자를 통해 흘러 OLED 소자가 발광(light emission)할 수 있다. OLED 소자에 전류가 흐르게 하기 위해서, 제1트랜지스터(T1)가 턴온(turn on)될 정도로 충분히 높은 게이트 전압(VG)이 게이트 라인을 통해 인가될 수 있다. 즉, 제1트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압(gate to source voltage)이 충분히 높아서 제1트랜지스터(T1)가 턴온될 정도로 높은 게이트 전압(VG)이 인가될 수 있는 것이다. 제1트랜지스터(T1)가 턴온된 때, 제1트랜지스터(T1)는 실질적으로 단락(short-circuit)된 것과 같이 동작하고 이에 따라 데이터 라인을 통해 인가되는 데이터 전압(VD)이 실질적으로 제2트랜지스터(T2)의 게이트에서 미러링(mirror)될 수 있다. 이때, 데이터 라인을 통해 인가되는 데이터 전압(VD), 즉 제2트랜지스터(T2)의 게이트에서의 전압이 충분히 낮은 경우 제2트랜지스터(T2)가 턴온될 수 있다. 즉, 제2트랜지스터(T2)의 게이트-소스 전압이 제2트랜지스터(T2)를 턴온할 정도로 충분히 낮을 수 있다. 제2트랜지스터(T2)가 턴온된 때, 제2트랜지스터(T2)는 실질적으로 단락(short-circuit)된 것과 같이 동작하거나, 제2트랜지스터(T2)는 제2트랜지스터(T2)의 게이트에 걸리는 아날로그 전압에 의해 전류 소스(current source)로 동작할 수 있고, 이에 따라 제1전원라인에서의 제1전원전압(VDD)이 실질적으로 OLED 소자의 애노드(291)에 미러링될 수 있다. 이때, 상기 아날로그 전압을 유지할 수 있도록 유지 캐패시터(C-st)가 제2트랜지스터(T2)의 게이트단과 소스단 사이에 연결되어 있을 수 있다. 제2전원전압(VSS)이 제1전원라인을 통해 캐소드(297)에 인가될 수 있다. OLED 소자가 순방향으로 바이어스되도록, 애노드(291)에서의 전압, 즉 제1전원전압(VDD)이 캐소드(297)에서의 전압 (즉, 제2전원전압(VSS))보다 높을 수 있다. 이러한 순방향 바이어스가 발생하면, OLED 소자를 통해 전류가 흐르고 OLED 소자가 발광하게 된다.
이상에서는 제2트랜지스터(T2)가 p-타입 TFT 트랜지스터인 경우를 상정하여 설명하였으나, 실시예에 따라 n-타입 TFT 트랜지스터가 이용될 수 있다. 이 경우, 제2트랜지스터(T2)의 소스 단자는 애노드(291)에 전기적으로 접속되고 제2트랜지스터(T2)의 드레인 단자는 제1전원라인에 전기적으로 접속될 수 있다.
도10b는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치 입력 장치의 디스플레이 패널을 통해 터치 위치 및 터치 압력을 검출하기 위한, 도10a에 예시된 회로 구조에 인가되는 전기신호를 예시한다.
본 발명의 제2실시예에서 터치 입력 장치(1000)는 디스플레이 구동/터치 위치 검출 시간 구간과 터치 압력 검출 시간 구간이 구분되어 동작할 수 있다. 이러한 시간 구간의 구분은 제어신호로 구분될 수 있다. 예컨대, 제어신호가 1(high)인 경우 디스플레이 구동/터치 위치 검출 시간 구간을 표시하고 제어신호가 0(low)인 경우 터치 압력 검출 시간 구간을 표시할 수 있다.
디스플레이 구동 시간 구간에서는, LCD 패널의 경우와 마찬가지로, 제1트랜지스터(T1)의 게이트에 온상태의 게이트 전압(VG)을 인가하여 필요한 데이터 전압(VD)을 인가함으로써, OLED가 필요한 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 이러한 OLED의 동작은 기존의 OLED 패널의 그것과 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.
터치 센서(100)가 제1기판층(281) 상부에 배치되는 경우, 디스플레이의 동작에 영향을 받지 않으면서 터치 위치의 센싱이 가능하다. 따라서, 이러한 경우 터치 위치 검출 시간 구간은 디스플레이 구동 시간 구간과 동일할 수 있다.
하지만, 디스플레이 구동 시간 구간에 캐소드(297)에는 제2전원라인을 통해 제2전원전압(VSS)으로서 0V 또는 음의 전압이 인가되고, 애노드(291)에는 제1전원라인을 통해 제1전원전압(VDD)으로서 양의 전압 또는 0V가 인가될 수 있다. 따라서, 기준 전위층(320)이 도9a에 예시된 바와 같이 OLED 패널을 사이에 두고 이격되어 있는 경우에는, 터치 압력 검출 시간 구간에, 제1전원라인(ELVDD) 및/또는 제2전원라인(ElVSS)는 플로팅(floating)될 필요가 있다. 본 발명의 제2실시예에서, 디스플레이 구동/터치 위치 검출시에 OLED 패널에 포함된 각 전극 노드에는 전술한 바와 같이 디스플레이 구동을 위해 필요한 타겟(target) 전압이 인가될 수 있다. 이러한 타겟 전압은 실시예에 따라 달라질 수 있음은 자명하다. 이에 반해 터치 압력을 검출하는 경우, OLED 패널에 포함되는 전극 중 적어도 하나 이상의 전극은 플로팅(floating)될 수 있다. 예컨대, 게이트 라인, 데이터 라인, 제1전원라인(ELVDD), 제2전원라인(ElVSS), 그라운드 라인(GND line) 중 적어도 어느 하나는 플로팅되어야 한다.
따라서, 본 발명의 제2실시예에 따를 경우, 디스플레이 구동 및 터치 위치 검출은 동시에 수행되고, 터치 압력 검출은 이와 분리된 시간 구간에 수행될 수 있다. 예컨대, 도7b를 참조하여 설명된 바와 같이, 디스플레이 구동/터치 위치 검출 시간 구간과 터치 압력 검출 시간 구간이 라인(line)마다 교대로 배치되는 것이 가능하다.
하지만, 전원전압(VDD, VSS)은 스위칭(switching) 하는데 오랜 시간이 소요되므로, 실시예에 따라 모든 게이트 라인에 대해서 순차적으로 게이트 전압(VG)이 인가되어 스캔이 완료된 후, 터치 압력 검출이 이루어지도록 동작할 수도 있다. 즉, 한 프레임(frame)을 리프레쉬(refresh)하는 전체 시간 구간에서 연속적으로 디스플레이 구동 및 터치 위치 검출을 수행한 후, 나머지 시간 구간에 터치 압력을 검출하도록 동작할 수 있다. 또는 실시예에 따라 다양하게 디스플레이 구동 시간 구간과 터치 위치/압력 검출 시간 구간이 배치될 수 있다.
이상의 설명에서, 터치 위치 검출시에 디스플레이가 동작하고 있으므로, 터치 위치 검출시에는 기준 전위층(320)과의 거리 변화에 의한 터치 위치 센싱에 대한 간섭이 없거나 적다. 따라서, 이러한 온전한 터치 위치 센싱 측정치는 터치 압력 검출시에 터치 압력 값을 보정하는데 이용될 수 있다. 이는 터치 압력 검출시 측정치에는, 기준 전위층(320)과 압력 센서(300) 사이의 거리 변화뿐 아니라 객체의 터치에 따른 변화 값이 반영되기 때문이다.
보다 구체적으로, 본 발명의 제2실시예에서 터치 위치 검출시 OLED 패널이 함께 동작하므로, 터치 센서(100) 입장에서 기준 전위층(320)이 보이지 않으므로 기준 전위층(320)과 터치 센서(100) 사이의 거리 변화에 따른 간섭이 터치 위치 검출시 발생하지 않는다. 따라서, 터치 위치 검출시 정교한 터치 위치 측정치를 얻을 수 있다. 하지만, 터치 객체가 손가락과 같은 도체인 경우에, 터치 압력 검출시에는 압력 센서(300)와 기준 전위층(320) 사이의 거리 변화뿐 아니라 객체에 의한 측정치 변화가 발생한다. 따라서, 정확한 터치 압력 크기를 얻기 위해서는 이러한 객체에 의한 간섭의 영향을 보정할 필요가 있다.
Figure pat00001
수학식(1)
예컨대, 수학식1과 같이 터치 압력 측정치에서 터치 위치 검출시 획득된 터치 위치 측정치를 빼줌으로써, 터치 압력 크기를 검출할 수 있다.
이상에서는 디스플레이 구동과 함께 터치 위치가 검출되는 경우에 대해서 살펴보았다. 실시예에 따라 디스플레이 구동과 함께 터치 위치가 함께 검출될 수 없는 경우도 있을 수 있다. 예컨대, 터치 센서(100) 중 적어도 일부가 OLED 패널 내부에 배치되는 경우이다. 이러한 경우, 디스플레이 구동과 터치 위치 검출은 함께 수행될 수 없다. 이때는, 도7b를 참조하여 설명된 바와 같이, 디스플레이 구동 시간 구간과 터치 위치/압력 검출 시간 구간이 구분되어 동작할 수 있다. 이때, 실시예에 따라 터치 위치 및 압력은 동시에 검출될 수도 있고, 서로 다른 시간 구간에 검출될 수도 있다.
도10c는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치 입력 장치의 디스플레이의 제어 블록을 예시한다. 예컨대, 도10b를 참조하여 설명된 바와 같이, 제2실시예에 따른 OLED 패널의 디스플레이 제어기(200)는 구동 IC(1221)와 전원 제어 IC(1222: PMIC)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 모드를 제어하는 제어신호는 구동 IC(1221)와 다른 호스트 프로세서로부터 제공될 수도 있다. 제어신호의 신호에 따라, 디스플레이 구동/터치 위치 검출 시간 구간에는 PMIC(1222)는 전극 노드 등에 디스플레이 구동을 위한 전압(VDD, ELVSS)을 인가하고, 터치 압력 검출 시간 구간에는 PMIC(1222)는 전극 노드 중 적어도 하나 이상을 플로팅(floating)하도록 구성될 수 있다.
도11은 일반 터치, 압력 터치 및 일반 터치와 압력 터치시 공간 좌표에서 데이터 프로파일을 예시한다. 도11 및 도12에서 일반 터치는 터치 입력 장치(1000)의 커버층(500) 및/또는 디스플레이 모듈(200)에 대한 눌림/휘어짐이 없는 터치로서 2D 터치로 지칭한다. 2D 터치를 통해서 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 위치를 검출할 수 있다. 압력 터치는 터치 입력 장치(1000)의 커버층(500) 및/또는 디스플레이 모듈(200)에 대한 눌림/휘어짐을 야기하는 터치로서 3D 터치로 지칭한다.
도11(a) 및 도11(b)를 참조하면, 2D 터치는 공간 좌표 도메인(domain)에서 3D 터치에 비해서 상대적으로 폭이 좁고 날카로운 출력 데이터 프로파일을 가지며, 3D 터치는 상대적으로 폭이 넓고 부드러운 출력 데이터 프로파일을 가진다. 2D 터치와 3D 터치에 대한 데이터가 섞여서 감지부(110) 등에 들어오는 경우 도11(c)에 예시된 바와 같은 데이터 프로파일을 가질 수 있다. 여기서, 데이터는 정전용량 및/또는 정전용량 변화량에 대한 정보일 수 있다.
도12는 일반 터치와 압력 터치가 혼합된 경우 일반 터치와 압력 터치의 분리 방법을 예시한다. 2D 터치 데이터와 3D 터치 데이터가 혼합된 데이터를 공간 좌표 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한 후, 도12(a)에 예시된 바와 같이, 저대역필터(low pass filter)를 통과시키면 3D 터치 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 2D 터치 데이터와 3D 터치 데이터가 혼합된 데이터를 공간 좌표 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한 후, 도12(b)에 예시된 바와 같이, 고대역필터(high pass filter)를 통과시키면 2D 터치 데이터를 획득할 수 있다.
도12를 참조하여 설명된, 2D 터치 데이터와 3D 터치 데이터의 분리 과정은 감지부(110), 터치/압력 제어기(1100), 프로세서(1500) 등에서 수행될 수 있다.
도11 및 도12에서 2D 터치와 3D 터치시에 데이터 프로파일이 동일한 방향으로 변화하는 것이 예시된다. 즉, 도11 및 도12에서 2D 터치와 3D 터치시에 모두 데이터 프로파일이 오목하게 변화되도록 예시되었다. 하지만, 실시예에 따라 2D 터치와 3D 터치시에 데이터 프로파일이 서로 다른 방향으로 변화할 수도 있다. 예컨대, 3D 터치시에 데이터 프로파일은 오목하게 변화하되 2D 터치시에 데이터 프로파일은 볼록하게 변화할 수 있다. 또는, 3D터치시에 데이터 프로파일은 볼록하게 변화하되 2D 터치시에 데이터 프로파일은 오목하게 변화할 수도 있다. 실시예에 따라, 2D 터치와 3D 터치시에 데이터 프로파일은 동일한 방향으로서 모두 볼록하게 변화할 수도 있다. 데이터 프로파일의 변화 방향에 무관하게 전술한 분리 방법에 따라 2D 터치 데이터와 3D 터치 데이터가 분리될 수 있다.
도13a 내지 도13d는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 제어 블록의 다양한 구성을 예시한다.
도13a에 예시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 터치 센서 제어기(1100)에는 압력 센서 제어기(1300) 통합하여 구성될 수 있고, 디스플레이 제어기(1200)는 별개로 구성될 수 있다. 이때, 호스트 프로세서(1500)를 별도로 구비하여 제어신호를 터치/압력 센서 제어기(1100) 및 디스플레이 제어기(1200)에 전달하고 이들 제어기(1100, 1200)로부터 정보를 수집하여 처리할 수 있다.
도13b에 예시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 터치 센서 제어기(1100), 압력 센서 제어기(1300)는 디스플레이 제어기(1200)와 통합되어 하나의 제어기를 구성할 수 있다. 이때, 호스트 프로세서(1500)를 별도로 구비하여 제어신호를 디스플레이 및 터치/압력 센서 제어기(1200)에 전달하고 이 제어기(1200)로부터 정보를 수집하여 처리할 수 있다.
도13c에 예시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 터치 센서 제어기(1100), 압력 센서 제어기(1300)는 디스플레이 제어기(1200)와 통합되어 하나의 제어기를 구성할 수 있다. 이때, 호스트 프로세서(1500)를 별도로 구비하지 않으며, 디스플레이 및 터치/압력 센서 제어기(1200)가 직접 호스트 프로세서로서 제어신호를 생성하고 획득된 정보를 수집하여 처리할 수 있다.
도13d에 예시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 터치 센서 제어기(1100)에는 압력 센서 제어기(1300) 통합하여 구성될 수 있고, 디스플레이 제어기(1200)는 별개로 구성될 수 있다. 이때, 호스트 프로세서(1500)를 별도로 구비하지 않으며, 디스플레이 제어기(1200) 또는 터치/압력 센서 제어기(1100)가 호스트 프로세서로서 제어신호를 생성하고 상대편 제어기로부터 획득된 정보를 수집하여 처리할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000: 터치 입력 장치 100: 터치 센서
120: 구동부 110: 감지부
130: 제어부 200: 디스플레이 모듈
300: 압력 센서 1100: 터치 센서 제어기
1200: 디스플레이 제어기
1300: 압력 센서 제어기
1500: 프로세서

Claims (23)

  1. 제1기판층 및 상기 제1 기판층 하부에 배치되는 제2기판층을 포함하는 디스플레이 패널;
    상기 제1기판층과 상기 제2기판층 사이에 위치하는 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 디스플레이 패널 상부에 위치하는 제3 전극 및 제4 전극; 및
    상기 디스플레이 패널의 상부, 하부 또는 내부에 배치되는 기준 전위층을 포함하고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 어느 하나는 상기 디스플레이 패널을 구동하는데 사용되고,
    객체가 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극 중 적어도 어느 하나를 포함하는 터치 센서에 근접함에 따라 변하는 상기 터치 센서로부터 검출되는 정전용량에 기초하여 터치 위치를 검출하고,
    상기 기준 전위층과 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극 중 적어도 어느 하나를 포함하는 압력 센서와의 거리 변화에 따라 변하는 상기 압력 센서로부터 검출되는 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출하는,
    터치 입력 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치 센서는 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극을 포함하고,
    상기 제3 전극과 상기 제4 전극 사이의 상호 정전용량에 기초하여 터치 위치를 검출하는,
    터치 입력 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 터치 센서는 상기 제3 전극을 포함하고,
    상기 제3 전극의 자기 정전용량에 기초하여 터치 위치를 검출하는,
    터치 입력 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 터치 센서는 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극과 상기 제3 전극 사이의 상호 정전용량에 기초하여 터치 위치를 검출하는,
    터치 입력 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 전극은 공통 전극인,
    터치 입력 장치.
  6. 제1기판층 및 상기 제1 기판층 하부에 배치되는 제2기판층을 포함하는 디스플레이 패널;
    상기 제1기판층과 상기 제2기판층 사이에 위치하는 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 제1 기판층 상면에 형성되는 제3 전극 및 제4 전극; 및
    상기 디스플레이 패널의 상부, 하부 또는 내부에 배치되는 기준 전위층을 포함하고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 어느 하나는 상기 디스플레이 패널을 구동하는데 사용되고,
    객체가 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극 중 적어도 어느 하나를 포함하는 터치 센서에 근접함에 따라 변하는 상기 터치 센서로부터 검출되는 정전용량에 기초하여 터치 위치를 검출하고,
    상기 기준 전위층과 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극 중 적어도 어느 하나를 포함하는 압력 센서와의 거리 변화에 따라 변하는 상기 압력 센서로부터 검출되는 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출하는,
    터치 입력 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 터치 센서는 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극을 포함하고,
    상기 제3 전극과 상기 제4 전극 사이의 상호 정전용량에 기초하여 터치 위치를 검출하는,
    터치 입력 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 터치 센서는 상기 제3 전극을 포함하고,
    상기 제3 전극의 자기 정전용량에 기초하여 터치 위치를 검출하는,
    터치 입력 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 터치 센서는 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극과 상기 제3 전극 사이의 상호 정전용량에 기초하여 터치 위치를 검출하는,
    터치 입력 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 전극은 공통 전극인,
    터치 입력 장치.
  11. 제1기판층 및 상기 제1 기판층 하부에 배치되는 제2기판층을 포함하는 디스플레이 패널;
    상기 제1기판층과 상기 제2기판층 사이에 위치하는 제1 전극 및 제2 전극; 및
    상기 디스플레이 패널의 상부, 하부 또는 내부에 배치되는 기준 전위층을 포함하고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 어느 하나는 상기 디스플레이 패널을 구동하는데 사용되고,
    객체가 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 어느 하나를 포함하는 터치 센서에 근접함에 따라 변하는 상기 터치 센서로부터 검출되는 정전용량에 기초하여 터치 위치를 검출하고,
    상기 기준 전위층과 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 어느 하나를 포함하는 압력 센서와의 거리 변화에 따라 변하는 상기 압력 센서로부터 검출되는 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출하는,
    터치 입력 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 터치 센서는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상호 정전용량에 기초하여 터치 위치를 검출하는,
    터치 입력 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 어느 하나는 공통 전극인,
    터치 입력 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 터치 센서는 상기 제1 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극의 자기 정전용량에 기초하여 터치 위치를 검출하는,
    터치 입력 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 전극은 공통 전극인,
    터치 입력 장치.
  16. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 센서는 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극을 포함하고,
    상기 제3 전극과 상기 제4 전극 사이의 상호 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출하는,
    터치 입력 장치.
  17. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 센서는 상기 제3 전극을 포함하고,
    상기 제3 전극의 자기 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출하는,
    터치 입력 장치.
  18. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 센서는 상기 제1 전극 및 상기 제3 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극과 상기 제3 전극 사이의 상호 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출하는,
    터치 입력 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 전극은 공통 전극인,
    터치 입력 장치.
  20. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 센서는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상호 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출하는,
    터치 입력 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 어느 하나는 공통 전극인,
    터치 입력 장치.
  22. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 센서는 상기 제1 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극의 자기 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출하는,
    터치 입력 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제1 전극은 공통 전극인,
    터치 입력 장치.
KR1020170114221A 2017-09-07 2017-09-07 터치 입력 장치 KR20170120528A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170114221A KR20170120528A (ko) 2017-09-07 2017-09-07 터치 입력 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170114221A KR20170120528A (ko) 2017-09-07 2017-09-07 터치 입력 장치

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160048487A Division KR20170120261A (ko) 2016-04-21 2016-04-21 터치 입력 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170120528A true KR20170120528A (ko) 2017-10-31

Family

ID=60301674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170114221A KR20170120528A (ko) 2017-09-07 2017-09-07 터치 입력 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170120528A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101583765B1 (ko) 스마트폰
KR101811414B1 (ko) 터치 입력 장치
US11561636B2 (en) Touch input device for detecting pressure with display noise compensation
KR101820307B1 (ko) 압력 검출 정밀도 보정을 수행하는 압력 검출기 및 터치 입력 장치
KR101908463B1 (ko) 터치 입력 장치
KR20170025706A (ko) 압력 감도 조절이 가능한 압력 검출기 및 이를 포함하는 터치 입력 장치
JP6235747B1 (ja) 圧力感知部及びこれを含むタッチ入力装置
KR101792524B1 (ko) 터치 입력 장치
KR101835009B1 (ko) 터치 입력 장치
KR20170120261A (ko) 터치 입력 장치
KR102044802B1 (ko) 측면에 가해지는 압력을 감지하는 터치 입력 장치
KR101865303B1 (ko) 터치 입력 장치
KR102084467B1 (ko) 터치 입력 장치
KR101880434B1 (ko) 터치 입력 장치와 터치 입력 장치의 커패시턴스 측정 방법
KR101852413B1 (ko) 복수의 압력을 감지할 수 있는 압력 감지부 및 이를 포함하는 터치 입력 장치
KR101865302B1 (ko) 터치 입력 장치
KR20170120528A (ko) 터치 입력 장치
KR20180057250A (ko) 압력 감지부 및 이를 포함하는 터치 입력 장치
KR101939196B1 (ko) 압력 감도 조절이 가능한 압력 검출기 및 이를 포함하는 터치 입력 장치
KR20170013146A (ko) 스마트폰
KR20170117976A (ko) 터치 입력 장치
KR20180113958A (ko) 터치 입력 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent