KR20180034363A - 터치 압력을 감지하는 터치 입력 장치 - Google Patents

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윤상식
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주식회사 하이딥
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Abstract

본 발명에 따른 터치 입력 장치는, 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 입력 장치로서, 압력전극; 및 도전성 소재를 구비한 배터리;를 포함하고, 상기 도전성 소재는 기준전위층으로 사용되며, 상기 압력전극은, 상기 기준전위층과 상기 압력전극 사이의 거리 변화에 따른 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력을 검출할 수 있다. 이에 의하여, 터치 입력 장치에 구비되는 다양한 구성요소를 기준전위층으로 이용하거나, 복수의 기준전위층이 존재하는 경우, 가장 효율적으로 터치 압력을 검출할 수 있는 터치 입력 장치를 제공함에 있다. 특히, 다양한 형상과 모양을 가진 기준전위층이 복수 개 존재하는 경우, 가장 효율적인 기준전위층을 선택할 수 있고, 터치 입력 장치에 포함된 구성요소의 두께를 조절함으로써 특정 기준전위층을 터치 압력 검출에 이용하거나 배제시켜, 더욱 효율적인 터치 압력을 수행할 수 있게 된다.

Description

터치 압력을 감지하는 터치 입력 장치{TOUCH PRESSURE DETECTABLE TOUCH INPUT DEVICE}
본 발명은 터치 압력을 감지하는 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 스크린상의 터치 및 터치 위치를 인식하고 이러한 터치를 해석함으로써 이에 따라 연산을 수행할 수 있다.
한편, 터치 스크린에는 다양한 방식과 형태의 디스플레이 모듈이 이용될 수 있다. 따라서, 다양한 방식과 형태의 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 입력 장치로서, 터치 위치 및 터치 압력을 효율적으로 검출할 수 있는 터치 입력 장치의 필요성이 증가하고 있다.
본 발명은 상기 필요성을 감안하여 안출된 것으로, 또한, 본 발명의 목적은 터치 입력 장치에 구비되는 다양한 구성요소를 기준전위층으로 이용하거나, 복수의 기준전위층이 존재하는 경우, 가장 효율적으로 터치 압력을 검출할 수 있는 터치 입력 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 입력 장치는, 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 입력 장치로서, 압력전극; 및 도전성 소재를 구비한 배터리;를 포함하고, 상기 도전성 소재는 기준전위층으로 사용되며, 상기 압력전극은, 상기 기준전위층과 상기 압력전극 사이의 거리 변화에 따른 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력을 검출할 수 있다.
또한, 상기 도전성 소재는 그라운드(GND)에 연결된 도전성 소재의 테이프층 또는 그라운드(GND)에 연결된 도전성 소재의 필름층일 수 있다.
그리고, 그라운드(GND)에 연결되고 기타 부품을 수용하는 캔(can);을 더 포함하고, 상기 캔은 상기 기준전위층으로 사용되며, 상기 도전성 소재는 상기 캔(can)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 또다른 터치 입력 장치는, 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 입력 장치로서, 압력전극; 및 기타 부품을 수용하는 제1 캔(can);을 포함하고, 상기 제1 캔은 기준전위층으로 사용되며, 상기 압력전극은, 상기 기준전위층과 상기 압력전극 사이의 거리 변화에 따른 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력을 검출할 수 있다.
또한, 상기 제1 캔은 그라운드(GND)에 연결될 수 있다.
그리고, 상기 제1 캔은 금속 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 제2 캔(can);을 더 포함하고, 상기 제2 캔은 상기 기준전위층으로 사용되며, 상기 제2 캔은 상기 제1 캔과 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고, 배터리;를 더 포함하고, 상기 제2 캔은 상기 배터리를 커버할 수 있다.
또한, 상기 터치 입력 장치의 터치면의 영역에 따라 상기 기준전위층과 상기 압력전극 사이의 이격 거리가 균일하지 않을 수 있다.
그리고, 상기 기준전위층과 상기 압력전극 사이에, 탄성재가 구비될 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 모듈은, LCD 패널 및 백라이트 유닛을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 디스플레이 모듈은 AM-OLED 패널을 포함할 수 있다.
또한, 상기 정전용량 변화량은, 상기 기준전위층과 상기 압력전극 사이의 거리 변화에 따른 자기 정전용량(self capacitance) 변화량일 수 있다.
그리고, 상기 압력전극은 구동전극 및 수신전극을 포함하고, 상기 정전용량 변화량은, 상기 기준전위층과 상기 압력전극 사이의 거리 변화에 따른, 상기 구동전극 및 상기 수신전극 사이의 상호 정전용량(mutual capacitance) 변화량일 수 있다.
상기 구성을 가지는 본 발명의 터치 입력 장치에 의하면, 터치 입력 장치에 구비되는 다양한 구성요소를 기준전위층으로 이용하거나, 복수의 기준전위층이 존재하는 경우, 가장 효율적으로 터치 압력을 검출할 수 있는 터치 입력 장치를 제공함에 있다. 특히, 다양한 형상과 모양을 가진 기준전위층이 복수 개 존재하는 경우, 가장 효율적인 기준전위층을 선택할 수 있고, 터치 입력 장치에 포함된 구성요소의 두께를 조절함으로써 특정 기준전위층을 터치 압력 검출에 이용하거나 배제시켜, 더욱 효율적인 터치 압력을 수행할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치의 일 구성인 터치 센서 패널의 구성과 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는 터치 압력 감지 방식을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 압력 검출 모듈의 구성을 도시한다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 입력 장치의 일구성인 압력 검출 모듈의 단면도이다.
도 5 내지 도 10은 본 발명에 따른 터치 입력 장치의 구조적 단면의 다양한 실시예를 나타내는 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 13는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 14는 도 11 내지 13에 도시된 배터리의 또 다른 실시예를 나타낸다.
본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명을 상세히 설명한다. 첨부 도면에 도시된 특정 실시예에 대하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시하기에 충분하도록 상세히 설명된다. 특정 실시예 이외의 다른 실시예는 서로 상이하지만 상호배타적일 필요는 없다. 아울러, 후술의 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아님을 이해해야 한다.
첨부 도면에 도시된 특정 실시예에 대한 상세한 설명은, 그에 수반하는 도면들과 연관하여 읽히게 되며, 도면은 전체 발명의 설명에 대한 일부로 간주된다. 방향이나 지향성에 대한 언급은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 어떠한 방식으로도 본 발명의 권리범위를 제한하는 의도를 갖지 않는다.
구체적으로, "아래, 위, 수평, 수직, 상측, 하측, 상향, 하향, 상부, 하부" 등의 위치를 나타내는 용어나, 이들의 파생어(예를 들어, "수평으로, 아래쪽으로, 위쪽으로" 등)는, 설명되고 있는 도면과 관련 설명을 모두 참조하여 이해되어야 한다. 특히, 이러한 상대어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 장치가 특정 방향으로 구성되거나 동작해야 함을 요구하지는 않는다.
또한, "장착된, 부착된, 연결된, 이어진, 상호 연결된" 등의 구성 간의 상호 결합 관계를 나타내는 용어는, 별도의 언급이 없는 한, 개별 구성들이 직접적 혹은 간접적으로 부착 혹은 연결되거나 고정된 상태를 의미할 수 있고, 이는 이동 가능하게 부착, 연결, 고정된 상태뿐만 아니라, 이동 불가능한 상태까지 아우르는 용어로 이해되어야 한다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 터치 입력 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 디스플레이 모듈을 포함하는 압력 검출 가능한 터치 입력 장치는, 스마트폰, 스마트워치, 태블릿 PC, 노트북, PDA(personal digital assistants), MP3 플레이어, 카메라, 캠코더, 전자사전 등과 같은 휴대 가능한 전자제품을 비롯해, 가정용 PC, TV, DVD, 냉장고, 에어컨, 전자레인지 등의 가정용 전자제품에 이용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 디스플레이 모듈을 포함하는 압력 검출 가능한 터치 입력 장치는, 산업용 제어장치, 의료장치 등 디스플레이와 입력을 위한 장치를 필요로 하는 모든 제품에 제한 없이 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 정전 용량 방식의 터치 센서 패널(100)의 구성과 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 터치 센서 패널(100)은 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn) 및 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함하며, 상기 터치 센서 패널(100)의 동작을 위해 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)에 구동신호를 인가하는 구동부(120), 및 터치 센서 패널(100)의 터치 표면에 대한 터치에 따라 변화되는 정전용량 변화량에 대한 정보를 포함하는 감지신호를 수신하여 터치 및 터치 위치를 검출하는 감지부(110)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 터치 센서 패널(100)은 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다. 도 1에서는 터치 센서 패널(100)의 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)이 직교 어레이를 구성하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 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.
도 1에 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.
본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널(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 패널(100)을 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)에 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 to digital converter)를 더 포함할 수 있다. 추후, 디지털 데이터는 프로세서(미도시)에 입력되어 터치 센서 패널(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.
도 1에서 구동부(120) 및 감지부(110)는 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 검출 장치(미도시)를 구성할 수 있다. 터치 검출 장치는 제어부(130)를 더 포함할 수 있다. 터치 검출 장치는 터치 센서 패널(100)을 포함하는 터치 입력 장치(1000)에서 터치 센싱 회로인 터치 센싱 IC(touch sensing Integrated Circuit) 상에 집적되어 구현될 수 있다. 터치 센서 패널(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 IC(150)에 포함된 구동부(120) 및 감지부(110)에 연결될 수 있다. 터치 센싱 IC(150)는 전도성 패턴이 인쇄된 회로 기판, 예컨대 제1인쇄 회로 기판(이하에서, 제1PCB로 지칭) 상에 위치할 수 있다. 실시예에 따라 터치 센싱 IC(150)는 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 메인보드 상에 실장되어 있을 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 패널(100)에 근접하는 경우 이러한 정전용량의 값이 변경될 수 있다. 도 1에서 상기 정전용량은 상호 정전용량(Cm)을 나타낼 수 있다. 이러한 전기적 특성을 감지부(110)에서 감지하여 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치를 감지할 수 있다. 예컨대, 제1축과 제2축으로 이루어진 2차원 평면으로 이루어진 터치 센서 패널(100)의 표면에 대한 터치의 여부 및/또는 그 위치를 감지할 수 있다.
보다 구체적으로, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치가 일어날 때 구동신호가 인가된 구동전극(TX)을 검출함으로써 터치의 제2축 방향의 위치를 검출할 수 있다. 이와 마찬가지로, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치시 수신전극(RX)을 통해 수신된 수신신호로부터 정전용량 변화를 검출함으로써 터치의 제1축 방향의 위치를 검출할 수 있다.
이상에서 터치 센서 패널(100)로서 상호 정전용량 방식의 터치 센서 패널이 상세하게 설명되었으나, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 여부 및 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)은 전술한 방법 이외의 자기 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.
실시예에 따른 압력 검출 모듈이 적용될 수 있는 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)은 디스플레이 모듈(200)의 외부 또는 내부에 위치할 수 있다.
실시예에 따른 압력 검출 모듈이 적용될 수 있는 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 모듈(200)에 포함된 디스플레이 패널은 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode: OLED)일 수 있고, 상기 유기발광 표시장치는 AM-OLED 또는 PM-OLED일 수 있다.
다만, 본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 모듈(200)은 이에 한정되지 않고, 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 등 디스플레이 가능한 다른 방식의 모듈일 수 있다.
이에 따라, 사용자는 디스플레이 패널에 표시된 화면을 시각적으로 확인하면서 터치 표면에 터치를 수행하여 입력 행위를 수행할 수 있다. 이때, 디스플레이 모듈(200)은 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 패널에 원하는 내용을 디스플레이하도록 하는 제어회로를 포함할 수 있다. 이러한 제어회로는 제2인쇄 회로 기판(미도시)에 실장될 수 있다. 이때, 디스플레이 패널의 작동을 위한 제어회로는 디스플레이 패널 제어 IC, 그래픽 제어 IC(graphic controller IC) 및 기타 디스플레이 패널을 작동시키기 위한 회로를 포함할 수 있다.
터치 위치를 감지하는 터치 센서 패널(100)의 동작과 관련한 위의 설명에 이어, 터치 압력을 감지하는 방식 및 원리를 도 2, 도 3a 내지 도 3d를 참조하면서 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3a 내지 도 3d는 터치 압력을 감지하는 방식 및 이를 위한 압력 검출 모듈(400)의 다양한 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서 패널(100), 디스플레이 모듈(200), 압력 검출 모듈(400) 및 기판(300)을 포함한다. 이때, 기판(300)은 기준전위층일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 기준전위층은 도 2와 달리 배치될 수 있다. 즉, 기준전위층이 압력 검출 모듈(400) 상부에 있을 수도 있고, 디스플레이 모듈(200) 내에 위치할 수도 있다. 또, 하나 이상의 기준전위층이 구비될 수도 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)의 적층 구조에 대응하여, 압력 검출 모듈(400)의 배치도 달라질 수 있다. 이와 관련해서는 도 3a 내지 도 3d의 실시예를 설명하면서, 상세히 설명하기로 한다.
도 3a에 도시된 바와 같이 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에 스페이서층(420)이 위치할 수 있다. 도 3a에 도시된 실시예에 따른 배치의 압력전극(450, 460)은 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이로서 기판(300) 측에 배치될 수 있다.
압력 검출을 위한 압력전극은 제1전극(450)과 제2전극(460)을 포함할 수 있다. 이때, 제1전극(450)과 제2전극(460) 중 어느 하나는 구동전극일 수 있고 나머지 하나는 수신전극일 수 있다. 구동전극에 구동신호를 인가하고 수신전극을 통해 감지신호를 획득할 수 있다. 전압이 인가되면, 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이에 상호 정전용량이 생성될 수 있다.
도 3b는 도 3a에 도시된 터치 입력 장치(1000)에 압력이 인가된 경우의 단면도이다. 디스플레이 모듈(200)의 하부면은 노이즈 차폐를 위해 그라운드(ground) 전위를 가질 수 있다. 객체(500)를 통해 터치 센서 패널(100)의 표면에 압력을 인가하는 경우 터치 센서 패널(100) 및 디스플레이 모듈(200)은 휘어질 수 있다. 이에 따라 기준전위층인 그라운드 전위면과 압력전극 패턴(450, 460) 사이의 거리(d)가 d'로 감소할 수 있다. 이러한 경우, 상기 거리(d)의 감소에 따라 디스플레이 모듈(200)의 하부면으로 프린징 정전용량이 흡수되므로 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량은 감소할 수 있다. 따라서, 수신전극을 통해 획득되는 감지신호에서 상호 정전용량의 감소량을 획득하여 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다.
실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서, 디스플레이 모듈(200)에 터치 압력을 인가하는 경우, 터치 위치에서 가장 큰 변형이 이루어질 휘어질 수 있다. 실시예에 따라 디스플레이 모듈(200)이 휘어질 때 가장 큰 변형을 나타내는 위치는 터치가 이루어진 위치와 일치하지 않을 수 있으나, 디스플레이 모듈(200)은 적어도 해당 터치 위치에서 휘어짐을 갖는다. 예컨대, 터치 위치가 디스플레이 모듈(200)의 테두리 및 가장자리 등에 근접하는 경우 디스플레이 모듈(200)이 휘어지는 정도가 가장 큰 위치는 터치 위치와 다를 수 있으나, 디스플레이 모듈(200)은 적어도 상기 터치 위치에서 휘어짐을 나타낼 수 있다.
도 3c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 압력전극 배치를 도시한다. 도 3c에 도시된 전극 배치에서, 압력전극(450, 460)은 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에 위치하되, 디스플레이 모듈(200) 측에 배치될 수 있다.
도 3a 및 도 3b의 실시예에서는 비록 압력전극(450, 460)이 기판(300) 상에 형성된 것이 예시되나, 압력전극(450, 460)은 디스플레이 모듈(200)의 하부면에 형성되는 것도 무방하다. 이때, 기판(300)은 기준전위층으로서 그라운드 전위를 가질 수 있다. 따라서, 터치 센서 패널(100)의 터치 표면을 터치함에 따라 기판(300)과 압력전극(450, 460) 사이의 거리(d)가 감소하고, 결과적으로 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량의 변화를 야기할 수 있다.
도 3d는 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 전극 배치를 나타낸다. 도 3d의 실시예에서, 압력전극인 제1전극(450)과 제2전극(460) 중 어느 하나는 기판(300) 측에 형성되고 나머지 하나는 디스플레이 모듈(200)의 하부면 측에 형성될 수 있다. 도 3d에서는 제1전극(450)이 기판(300) 측에 형성되고 제2전극(460)이 디스플레이 모듈(200)의 하부면 측에 형성된 것을 예시한다. 물론, 제1전극(450)과 제2전극(460)의 위치를 서로 교체하는 방식으로 구현할 수도 있을 것이다.
객체(500)를 통해 터치 센서 패널(100)의 표면에 압력을 인가하는 경우 터치 센서 패널(100) 및 디스플레이 모듈(200)은 휘어질 수 있다. 이에 따라 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 거리(d)가 감소할 수 있다. 이러한 경우, 상기 거리(d)의 감소에 따라 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량은 감소할 수 있다. 따라서, 수신전극을 통해 획득되는 감지신호에서 상호 정전용량의 감소량을 획득하여 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다.
도 4a 내지 도 4f는 다양한 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 일구성인 압력 검출 모듈(400)의 구조적 단면을 나타낸다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 압력전극 모듈(400)에서 압력전극(450, 460)은 제1절연층(410)과 제2절연층(411) 사이에 위치한다. 예컨대, 제1절연층(410) 상에 압력전극(450, 460)을 형성한 후 제2절연층(411)으로 압력전극(450, 460)을 덮을 수 있다. 이때, 제1절연층(410)과 제2절연층(411)은 폴리이미드(polyimide)와 같은 절연 물질일 수 있다. 제1절연층(410)은 PET(Polyethylene terephthalate)일 수 있고 제2절연층(411)은 잉크(ink)로 이루어진 덮개층(cover layer)일 수 있다. 압력전극(450, 460)은 구리(copper)와 알루미늄 같은 물질을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제1절연층(410)과 제2절연층(411) 사이 및 압력전극(450, 460)과 제1절연층(410) 사이는 액체 접착체(liquid bond) 와 같은 접착제(미도시)로 접착될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 압력전극(450, 460)은, 제1절연층(410) 위에 압력전극 패턴에 상응하는 관통 구멍을 갖는 마스크(mask)를 위치시킨 후 전도성 스프레이(spray)를 분사함으로써 형성될 수 있다.
도 4a에서 압력 검출 모듈(400)은 탄성폼(440)을 더 포함하며 탄성폼(440)은, 제2절연층(411)의 일면으로서 제1절연층(410)과 반대방향에 형성될 수 있다. 추후, 압력 검출 모듈(400)이 기판(300)에 부착될 때 제2절연층(411)을 기준으로 기판(300) 측에 탄성폼(440)이 배치될 수 있다.
이때, 압력 검출 모듈(400)을 기판(300)에 부착하기 위해서 소정 두께를 갖는 접착 테이프(430)가 탄성폼(430)의 외곽에 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 접착 테이프(430)는 양면 접착 테이프일 수 있다. 이때, 접착 테이프(430)는 탄성폼(430)을 제2절연층(411)에 접착하는 역할도 수행할 수 있다. 이때, 탄성폼(430) 외곽에 접착 테이프(430)를 배치시킴으로써 압력 검출 모듈(400)의 두께를 효과적으로 줄일 수 있다.
도 4a에 예시된 압력 검출 모듈(400)이 하단에 위치한 기판(300)에 부착되는 경우, 압력전극(450, 460)은 압력을 검출하도록 동작할 수 있다. 예컨대, 압력전극(450, 460)은 디스플레이 모듈(200) 측에 배치된 것으로서 기준전위층은 기판(300)에 해당하고, 탄성폼(440)은 스페이서층(420)에 대응하는 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, 터치 입력 장치(1000)를 상부에서 터치하는 경우 탄성폼(440)이 눌려 압력전극(450, 460)과 기준전위층인 기판(300) 사이의 거리가 감소하고, 이에 따라 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량이 감소할 수 있다. 이러한 정전용량 변화를 통해 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다.
도 4b에서는 도 4a와 달리, 탄성폼(440) 외곽에 위치하는 접착 테이프(430)를 통해서 압력 검출 모듈(400)이 기판(300)에 부착되지 않는다. 도 4b에서는 탄성폼(440)을 제2절연층(411)에 접착하기 위해 제1접착 테이프(431)와, 압력 검출 모듈(400)을 기판(300)에 접착하기 위해 탄성폼(440) 상에 제2접착 테이프(432)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제2접착 테이프(431, 432)를 배치함으로써 탄성폼(440)을 제2절연층(411)에 견고하게 부착하고 또한 압력 검출 모듈(400)을 기판(300)에 견고하게 부착할 수 있다. 실시예에 따라, 도 4b에 예시된 압력 검출 모듈(400)은 제2절연층(411)을 포함하지 않을 수 있다. 예컨대, 제1접착 테이프(431)가 압력전극(450, 460)을 직접 덮는 커버층의 역할을 수행하면서 탄성폼(440)을 제1절연층(410) 및 압력전극(450, 460)에 부착하는 역할을 수행할 수 있다. 이는 이하의 도 4c 내지 도 4f의 경우에도 적용될 수 있다.
도 4c는 도 4a에 도시된 구조의 변형예이다. 도 4c에서는 탄성폼(440)에 탄성폼(440)의 높이를 관통하는 홀(H: hole)을 형성하여 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치시 탄성폼(440)이 잘 눌려지도록 할 수 있다. 홀(H)에는 공기가 채워질 수 있다. 탄성폼(440)이 잘 눌려지는 경우 압력 검출의 민간도가 향상될 수 있다. 또한, 탄성폼(400)에 홀(H)을 형성함으로써 압력 검출 모듈(400)을 기판(300) 등에 부착시에 공기로 인해 탄성폼(400)의 표면이 돌출되는 현상을 제거할 수 있다. 도 4c에서는 탄성폼(400)을 제2절연층(411)에 견고하게 접착시키기 위해서 접착 테이프(430) 외에 제1접착 테이프(431)을 더 포함할 수 있다.
도 4d는 도4b에 도시된 구조의 변형예로서, 도 4c에서와 마찬가지로 탄성폼(440)에 탄성폼(440)의 높이를 관통하는 홀(H)이 형성되어 있다.
도 4e는 도 4b에 도시된 구조의 변형예로서, 제1절연층(410)의 일면으로서 탄성폼(440)과 다른 방향의 일면에 제2 탄성폼(441)을 더 포함한다. 이러한 제2 탄성폼(441)은 추후 터치 입력 장치(1000)에 압력 검출 모듈(400)이 부착되었을 때 디스플레이 모듈(200)에 전달되는 충격을 최소화하기 위해 추가로 형성될 수 있다. 이때, 제2 탄성폼(441)을 제1절연층(410)에 접착하기 위해 제3접착층(433)을 더 포함할 수 있다.
도 4f는 압력을 검출하도록 동작할 수 있는 압력 검출 모듈(400)의 구조를 예시한다. 도 4f에서는 탄성폼(440)을 사이에 두고 제1전극(450, 451)과 제2전극(460, 461)이 배치된 압력 검출 모듈(400)의 구조가 도시된다. 도 4b를 참조하여 설명한 구조와 유사하게, 제1전극(450, 451)은 제1절연층(410)과 제2절연층(411) 사이에 형성되고 제1접착 테이프(431), 탄성폼(440) 및 제2접착 테이프(432)가 형성될 수 있다. 제2전극(460, 461)은 제3절연층(412)과 제4절연층(413) 사이에 형성되고 제4절연층(413)이 제2접착 테이프(432)를 통해 탄성폼(440)의 일면측에 부착될 수 있다. 이때, 제3절연층(412)의 기판측 일면에는 제3접착 테이프(433)가 형성될 수 있으며, 제3접착 테이프(433)를 통해 압력 검출 모듈(400)이 기판(300)에 부착될 수 있다. 도 4b를 참조하여 설명한 바와 같이, 실시예에 따라, 도4f에 예시된 압력 검출 모듈(400)은 제2절연층(411) 및/또는 제4절연층(413)을 포함하지 않을 수 있다. 예컨대, 제1접착 테이프(431)가 제1전극(450, 451)을 직접 덮는 커버층의 역할을 수행하면서 탄성폼(440)을 제1절연층(410) 및 제1전극(450, 451)에 부착하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 제2접착 테이프(432)가 제2전극(460, 461)을 직접 덮는 커버층의 역할을 수행하면서 탄성폼(440)을 제3절연층(412) 및 제2전극(460, 461)에 부착하는 역할을 수행할 수 있다.
이때, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치를 통해 탄성폼(440)이 눌리고 이에 따라 제1전극(450, 451)과 제2전극(460, 461) 사이의 상호 정전용량이 증가할 수 있다. 이러한 정전용량의 변화를 통해 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1전극(450, 451)과 제2전극(460, 461) 중 어느 하나를 그라운드(ground)로 하여 나머지 하나의 전극을 통해 자기 정전용량을 감지할 수 있다.
도 4f의 경우 전극을 단일층으로 형성하는 경우보다, 압력 검출 모듈(400)의 두께 및 제조 단가는 증가하나, 압력 검출 모듈(400) 외부에 위치하는 기준전위층의 특성에 따라 변하지 않는 압력 검출 성능이 보장될 수 있다. 즉, 도 4f와 같이 압력 검출 모듈(400)을 구성함으로써 압력 검출시 외부 전위(그라운드) 환경에 의한 영향을 최소화할 수 있다. 따라서, 압력 검출 모듈(400)이 적용되는 터치 입력 장치(1000)의 종류에 무관하게 동일한 압력 검출 모듈(400)의 사용이 가능하다.
이상에서는 구동전극과 수신전극을 포함하는 압력전극을 이용하여, 구동전극과 수신전극이 기준전위층에 가까워짐에 따라 변하는 상호 정전용량 변화량에 기초한 압력 검출을 설명했지만, 본 발명의 압력 검출 모듈(400)은 자기 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력 검출을 수행할 수도 있다.
간략히 설명하면, 압력전극(구동전극 또는 수신전극을 이용할 수 있다)와 기준전위층 사이에 형성되는 자기 정전용량(self capacitance)을 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있게 된다. 즉, 구동전극과 기준전위층 사이에 형성되는 자기 정전용량 및/또는 수신전극과 기준전위층 사이에 형성되는 자기 정전용량을 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있다. 사용자의 터치가 있음에도, 터치 압력이 인가되지 않는 경우에는, 압력전극과 기준전위층 사이의 거리가 변하지 않기 때문에, 자기 정전용량 값은 변하지 않는다. 이때에는 터치 센서 패널(100)에 의한 터치 위치만 감지될 것이다. 다만, 터치 압력까지 인가되는 경우, 위의 방식으로 자기 정전용량 값이 변하게 되고, 압력 검출 모듈(400)은 자기 정전용량의 변화량에 기초하여, 터치 압력을 검출하게 된다.
구체적으로, 터치에 의해 압력이 가해지면, 기준전위층 또는 압력전극(구동전극 또는 수신전극을 이용할 수 있다)이 이동하여, 기준전위층과 압력전극 사이의 거리가 가까워지며, 자기 정전용량 값이 증가한다. 증가된 자기 정전용량 값에 기초하여, 터치 압력의 크기를 판단함으로써 터치 압력을 검출하게 된다.
도 5 내지 도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 입력 장치의 구조적 단면을 나타낸다.
도 5에 도시된 터치 입력 장치는, 복수의 기준전위층(610,810,820)을 포함한다. 구체적으로, 디스플레이 모듈(600)의 내부 또는 하면에 제1 기준전위층(610)을 포함한다. 또한, 압력 검출 모듈(700)은 절연층(710), 압력전극(720) 및 탄성폼(730)을 포함하고, 압력 검출 모듈(700)의 하부에 제2 기준전위층(810)과 제3 기준전위층(820)이 구비된다.
압력 검출 모듈(700)을 구성하는 절연층(710)은 PET(Polyethylene terephthalate)일 수 있고, 압력전극(720)은 구리(copper)와 알루미늄 같은 물질을 포함할 수 있다. 또한, 탄성폼(730)은 도 4a 내지 도 4f에 예시된 방식으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되지 않음은 위에서 언급한 바와 같다.
또한, 압력 검출 모듈(700)의 각 구성은 액체 접착체(liquid bond) 와 같은 접착제(미도시)로 접착될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 압력전극(720)은, 절연층(710) 상부 또는 하부에 압력전극 패턴에 상응하는 관통 구멍을 갖는 마스크(mask)를 위치시킨 후 전도성 스프레이(spray)를 분사함으로써 형성될 수 있다.
한편, 디스플레이 모듈(600)에 포함된(내부 또는 하면에 형성된) 제1 기준전위층(610)은 디스플레이 모듈(600)의 구동 또는 압력 검출에 이용될 수 있다.
압력 검출 모듈(700)의 하부에 구비된 제2 기준전위층(810)과 제3 기준전위층(820)은 도 5에 도시된 바와 같이, 소정 간격의 에어갭(air gap)이 형성될 수 있다. 상기 소정 간격의 에어갭은 수십㎛일 수 있지만, 본 발명은 상기 에어갭의 간격에 한정되지 않는다.
한편, 제2 기준전위층(810)과 제3 기준전위층(820) 사이의 에어갭의 간격을 적절히 조절함으로써, 압력전극(720)과의 이격 거리를 조정할 수 있다.
예를 들어, 제2 기준전위층(810)에 있어서 제3 기준전위층(820)에 대비해, 압력전극(720)에 대한 상대적 거리를 더욱 가깝게 하기 위해, 에어갭의 간격을 크게 할 수 있다. 이 경우, 압력 검출은 압력전극(720)과 제2 기준전위층(810)에 의해 수행될 수 있다.
또한, 제2 기준전위층(810)의 거리는 탄성폼(720)의 두께로 조절할 수 있고, 에어갭의 간격과 더불어, 제3 기준전위층(820) 대비 상대적 거리를 가깝게 하거나 멀게 할 수 있다.
이와 마찬가지로, 절연층(710)의 두께를 이용하여, 제1 기준전위층(610)과 압력전극(720)의 거리를 조절하는 것도 가능하다. 특히, 탄성폼(720)의 두께와 절연층(710)의 두께를 적절히 조절하게 되면, 압력전극(720)과 제1 기준전위층(610) 사이, 및 압력전극(720)과 제2 기준전위층(810) 사이의 상대적 거리를 조절할 수 있다.
이를 통해, 거리 변화에 기인하여 압력 검출을 수행하는 압력 검출 모듈(400)에 이용되는 기준전위층을 선택할 수 있다. 기준전위층으로서의 기능을 충실히 하기 위해서는, 터치 입력 장치의 전체 면에 대해 압력전극(720)과의 사이에서 이격된 거리가 균일한 것이 바람직하다. 다시 말해, 기준전위층은 전체적으로 평면인 형상을 갖는 것이 바람직하며, 특정 영역에서 울퉁불퉁하거나, 경사진 영역이 있는 경우에는 기준전위층으로서의 역할을 충분히 수행하기가 어렵다.
터치 입력 장치에는 기준전위층으로 기능할 수 있는 구성이 복수 개 존재할 수 있지만, 터치 위치 및 터치 압력을 검출하기 위한 터치 입력 장치의 각 구성이 집적되는 과정에서, 기준전위층으로 기능할 수 있는 구성 중 어떤 것은 모양이 균일하지 않거나, 울퉁불퉁하거나, 상부 또는 하부의 다른 요소에 의해 밀려 경사진 영역을 포함할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 복수의 기준전위층이 존재하는 경우에, 상기와 같은 문제점을 해소하여, 터치 압력을 검출하기에 가장 적합한 기준전위층을 선택하거나, 이격 거리 등을 조절하여 터치 압력을 위한 기준전위층으로 이용할 수 있다. 즉, 모양이나 높이가 불균일한 기준전위층을 압력 검출에 최소한으로 관여하게 할 수 있게 된다.
이때, 압력 검출과 관련해서는 특정 방식에 한정되지 않고, 위에서 설명한 바와 같이, 상호 정전용량 변화량을 이용할 수도 있고, 자기 정전용량 변화량을 이용할 수도 있다.
구체적으로, 자기 정전용량 변화량을 이용하는 경우, 압력 검출 모듈(700)은 제2 기준전위층(810) 및 제3 기준전위층(820) 중 어느 하나와 압력전극(720) 사이의 거리 변화에 따른 자기 정전용량 변화량을 검출한다. 이때, 압력전극(720)은 구동전극 또는 수신전극을 이용할 수 있다.
또한, 상호 정전용량 변화량을 이용하는 경우, 압력 검출 모듈(700)은 제2 기준전위층(810) 및 제3 기준전위층(820) 중 어느 하나와 압력전극(720) 사이의 거리 변화에 따른, 구동전극 및 수신전극 사이의 상호 정전용량 변화량을 검출한다. 물론, 이 경우에는 압력전극(720)이 구동전극과 수신전극을 모두 포함하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면을 나타내는 개략도이다. 구성이나 작용, 효과는 도 5의 실시예와 유사하지만, 도 6에서는 압력 검출 모듈(700) 하부에 제2 기준전위층(810) 하부에 충격흡수층(SP)이 더 포함될 수 있다. 또한, 충격흡수층(SP) 등의 요소를 커버하는 미드프레임(M)과 충격흡수층(SP) 사이에 에어갭이 존재할 수 있고, 상기 미드프레임(M)이 도 5의 제3 기준전위층(820)에 대응될 수 있다. 다만, 도 6의 미드프레임(M)은 압력전극(720)과의 상대적 거리가 멀 뿐만 아니라, 불균일한 모양, 즉, 전체면에서 평면적인 형상을 갖기가 어려우므로, 제1 기준전위층(610) 또는 제2 기준전위층(810)을 압력 검출에 이용하는 것이 바람직하다.
물론, 압력 검출을 위한 기준전위층은, 절연층(710) 및 탄성폼(730)의 두께에 따라 제1 기준전위층(610) 또는 제2 기준전위층(810)으로 선택할 수 있다.
한편, 도 5 및 도 6에 있어서, 제1 기준전위층(610)을 압력 검출에 이용하는 경우에는, 압력 검출 모듈(700)의 구성이 달라질 수 있다. 즉, 아래에서부터 탄성폼(730), 압력전극(720), 절연층(710) 순서로 적층된 압력 검출 모듈(700)이, 반대로 절연층(710), 압력전극(720), 탄성폼(730)의 순서로 적층될 수도 있다. 이는, 위에서 설명한 압력 검출 방식에 기초하여, 당업자가 적절히 수정, 변경 또는 교체할 수 있을 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면을 나타내는 개략도이다. 도 7의 실시예에 따른 터치 입력 장치는, 디스플레이 모듈(600)의 내부 또는 하면에 제1 기준전위층(610)이 구비되며, 디스플레이 모듈(600) 하부에 압력 검출 모듈(700)이 위치한다. 압력 검출 모듈(700)의 하부에는 제2 기준전위층(810)과 제3 기준전위층(820)이 위치하며, 그 사이에는 소정 간격의 에어갭이 형성될 수 있다.
도 5 및 도 6과 달리, 도 7의 실시예에 구비된 압력 검출 모듈(700)은 2개의 탄성폼(730-1,730-2)을 구비한다. 또한, 상부 탄성폼(730-1)과 하부 탄성폼(730-2) 사이에는 절연층(710)과 압력전극(720)이 구비된다. 이때, 절연층(710)과 압력전극(720)은 적절한 형태의 적층 구조를 이룰 수 있다.
도 7의 형태의 압력 검출 모듈(700)을 가지는 경우, 기준전위층으로 이용 가능한 제1 내지 제3 기준전위층(610,810,820) 중 어느 것을 이용하더라도, 압력 검출이 용이해진다. 물론, 복수의 기준전위층을 이용하여 압력 검출을 수행하는 것도 가능하다.
예를 들어, 압력전극(720)과의 거리나 기타 요소와의 적층관계 등을 고려했을 때, 제1 기준전위층(610)을 압력 검출에 이용하는 것이 바람직한 경우에는, 상부 탄성폼(730-1)에 의해 압력전극(720)과 제1 기준전위층(610) 사이의 거리가 변할 수 있다. 마찬가지로, 제2 기준전위층(810)을 압력 검출에 이용하는 것이 바람직한 경우에는, 하부 탄성폼(730-2)에 의해 압력전극(720)과 제2 기준전위층(810) 사이의 거리가 변할 수 있다. 압력 검출 모듈(700)은 기준전위층과 압력전극(720) 사이의 거리 변화에 따른, 자기 정전용량 변화량 혹은 상호 정전용량 변화량을 이용하여, 터치 압력을 검출한다.
구체적으로, 자기 정전용량 변화량을 이용하는 경우, 압력 검출 모듈(700)은제1 기준전위층(610)과 압력전극(720) 사이의 거리 변화, 또는 제2 기준전위층(810)과 압력전극(720) 사이의 거리 변화에 따른 자기 정전용량 변화량을 검출한다. 이때, 압력전극(720)은 구동전극 또는 수신전극을 이용할 수 있다.
또한, 상호 정전용량 변화량을 이용하는 경우, 압력 검출 모듈(700)은 제1 기준전위층(610)과 압력전극(720) 사이의 거리 변화, 또는 제2 기준전위층(810)과 압력전극(720) 사이의 거리 변화에 따른, 구동전극 및 수신전극 사이의 상호 정전용량 변화량을 검출한다. 물론, 이 경우에는 압력전극(720)이 구동전극과 수신전극을 모두 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 도 7의 실시예에서는 미드프레임(M)이 또 다른 기준전위층일 수 있다. 다만, 미드프레임(M)은 도 7에 도시된 요소들 이외의 기타 요소들을 집적하여 커버하므로, 전체적으로 평면적인 형태가 아닐 수 있다. 그 경우, 위에서 언급한 문제점을 야기하므로, 기준전위층으로 이용하지 않을 수 있다.
마찬가지로, 제1 내지 제3 기준전위층(610,810,820) 중에서 전체적으로 모양이 균일(평탄면)하지 않은 경우에는, 터치 압력 검출에서 배제시킬 수 있다. 이때, 상부 탄성폼(730-1), 하부 탄성폼(730-2), 절연층(710) 및 에어갭 중 적어도 하나의 구성의 두께를 조절함으로써, 압력전극(720)과 기준전위층 사이의 상대적 거리를 변화시켜, 터치 압력을 위한 최적의 기준전위층을 설정할 수 있다.
도 8의 실시예에 따른 터치 입력 장치는, 도 7과 마찬가지로 2개의 탄성폼(730-1,730-2)을 포함하는 압력 검출 모듈(700)을 가진다. 또한, 압력 검출 모듈(700) 하부에 형성된 제2 기준전위층(810)을 포함하며, 제2 기준전위층(810) 하부에는 충격흡수층(SP)이 존재한다. 또한, 미드프레임(M)과 충격흡수층(SP) 사이에는 에어갭이 존재한다.
도 8의 실시예에서도 미드프레임(M)이 기준전위층으로서의 기능을 할 수 있다. 다만, 기준전위층으로서의 역할을 충실히 하기 위해서는, 기준전위층의 전체 면에서 압력전극(720)과의 이격 거리가 균일할 것이 요구된다. 이때, 미드프레임(M)의 모양이 균일하지 않은 경우라면, 미드프레임(M)은 기준전위층으로서 이용되지 않는 것이 바람직하다.
따라서, 도 8의 실시예에서는 디스플레이 모듈(610) 내부 혹은 하부에 구비된 제1 기준전위층(610) 또는 압력 검출 모듈(700) 하부에 구비된 제2 기준전위층(810)을 이용하여 압력 검출이 수행될 수 있다.
압력 검출에 제1 기준전위층(610)을 이용한다면, 압력전극(720)과 제1 기준전위층(610) 사이의 거리 변화가 상부 탄성폼(730-1)에 의해 이루어지게 되며, 이때에는 하부 탄성폼(730-2)의 두께를 상대적으로 두껍게 할 수 있다. 물론, 경우에 따라서는 하부 탄성폼(730-2)의 두께를 상대적으로 얇게 하는 것이 바람직할 수도 있을 것이다.
또한, 압력 검출에 제2 기준전위층(810)을 이용한다면, 압력전극(720)과 제2 기준전위층(810) 사이의 거리 변화가 하부 탄성폼(730-2)에 의해 이루어지게 되며, 이때에는 상부 탄성폼(730-1)의 두께를 상대적으로 두껍게 할 수 있다. 물론, 경우에 따라서는 상부 탄성폼(730-1)의 두께를 상대적으로 얇게 하는 것이 바람직할 수도 있을 것이다.
터치 압력 검출을 위한 기준전위층의 선택은, 제1 기준전위층(610) 및 제2 기준전위층(810)의 소재, 형태, 평면도, 크기 등에 의해 결정될 수 있을 것이다.
도 9의 실시예에서는, 디스플레이 모듈(600)의 하부에 제1 기준전위층(810)이 위치한다. 또한, 그 하부에 압력 검출 모듈(700)이 위치하며, 압력 검출 모듈(700) 하부에 제2 기준전위층(820)이 위치한다.
도 9와 같이, 제2 기준전위층(820)이 미드프레임(M)과 배터리(B)에 인접하여 위치하는 경우에는, 제2 기준전위층(820)에 경사지거나 울퉁불퉁한 비평면 영역을 포함할 수 있고, 이는 터치 압력 검출에 적절하지 않다.
따라서, 도 9의 실시예와 같이, 비평면 영역을 포함하는 기준전위층은 터치 압력 검출에 배제시키고, 그 외의 기준전위층인 제1 기준전위층(810)을 터치 압력 검출에 이용하는 것이 바람직하다. 따라서, 도 9의 실시예에서는 제2 기준전위층(820)을 터치 압력 검출에 배제시키기 위해, 절연층(710)을 상대적으로 두껍게 형성시킬 수 있다.
압력 검출 모듈(700)의 탄성폼(730)은 제1 기준전위층(810) 바로 아래에 위치하여, 압력전극(720)과의 사이에서 거리 변화를 도모할 수 있다. 이때, 탄성폼(730)은 자기 정전용량 변화량 또는 자체 정전요량 변화량에 기초한 터치 압력 검출을 가능케 하는 적절한 두께로 형성될 수 있다.
도 10의 실시예에서는 제2 기준전위층이 별도로 존재하지 않고, 미드프레임(M)이 기준전위층의 역할을 할 수 있다. 다만, 미드프레임(M)의 모양이나 형상이 압력 검출에 이용되기에 적합하지 않을 수 있으므로, 이때에는 압력 검출 모듈(700) 상부에 위치하는 제1 기준전위층(810)만을 압력 검출에 이용할 수 있다.
따라서, 도 9와 마찬가지로, 압력 검출 모듈(700)의 압력전극(720)과 제1 기준전위층(810) 사이에 탄성폼(730)을 위치시켜, 압력전극(720)과 제1 기준전위층(810) 사이의 거리 변화를 도모한다.
이와 같은 구조에서, 압력 검출 모듈(700)은 압력전극(720)과 제1 기준전위층(810) 사이의 거리 변화에 따른 자기 정전용량 변화량이나, 압력전극(720)과 제1 기준전위층(810) 사이의 거리 변화에 따른 구동전극 및 수신전극 사이의 상호 정전용량 변화량에 기초하여, 터치 압력을 검출한다.
도 5 내지 도 10의 실시예에 따른 터치 입력 장치에 의하면, 다양한 형상과 모양을 가진 기준전위층이 복수 개 존재하는 경우, 터치 압력을 검출하기 위한 기준전위층을 선택하기가 용이해지고, 탄성폼, 절연층 및 에어갭 중 적어도 하나의 두께를 조절하여 특정 기준전위층을 터치 압력 검출에서 배제시킴으로써, 더욱 효율적인 터치 압력을 수행할 수 있게 된다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
터치 입력 장치의 프레임(1060) 내에는 디스플레이 모듈뿐만 아니라, 구동 전원을 공급하는 배터리(1060)와, 장치를 구동시키는데 필요한 다양한 구성요소를 수용하거나 고정시키는 캔(1070)이 구비될 수 있다. 특히, 캔(1070)은 그라운드(GND)와 연결될 수 있기 때문에, 압력 검출을 위한 기준전위층으로 이용할 수 있다. 이하에서는, 배터리(1060)와 캔(1070)을 기준전위층으로 이용하는 실시예에 대해 설명하기로 한다.
도 11 및 도 12는 LCD 패널을 이용하는 디스플레이 모듈을 도시하고 있다. 디스플레이 모듈은 LCD 패널(1010)과 백라이트 유닛(1020)을 포함하고, 이는 프레임(1080) 내에 수용된다. 한편, 디스플레이 모듈의 디스플레이면에는 커버 글라스(1000)가 형성될 수 있다.
디스플레이 모듈의 백라이트 유닛(1020) 하부에는 압력 검출 모듈(1050)이 구비된다. 도 11에서는, 백라이트 유닛(1020)과 압력 검출 모듈(1050) 사이에 메탈 커버(1030)와 탄성재(1040)이 구비된 것으로 도시되었으나, 다른 실시예에서는 메탈 커버(1030)와 탄성재(1040)의 구성이 생략될 수도 있고, 이와 다른 구성이 백라이트 유닛(1020)과 압력 검출 모듈(1050) 사이에 삽입될 수 있다.
메탈 커버(1030)는 디스플레이 모듈을 견고하게 고정시키는 한편, 전자파를 차폐시키는 기능을 가진다. 따라서, 메탈 커버(1030)는 외부 충격을 차단시킬 수 있는 소정의 강성을 갖는 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. 탄성재(1040)는 메탈 커버(1030)의 하부에 위치하여, 외부로부터의 충격을 흡수하여, 터치 입력 장치 내부의 구성(특히, 디스플레이 모듈)을 보호하는 기능을 한다. 따라서, 탄성재(1040)는 충격을 흡수할 수 있는 탄성을 가지는 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 다만, 메탈 커버(1030)와 탄성재(1040)는 생략되거나, 이와 동일한 기능을 가지는 다른 구성으로 대체될 수 있다. 물론, 도 11과 달리, 양자의 위치가 바뀌어도 무방하고, 디스플레이 모듈의 하부 전체 영역이 아닌 일부 영역에만 형성될 수 있다. 즉, 본 발명은 메탈 커버(1030)와 탄성재(1040)의 위치나 소재, 형상에 한정되지 않는다.
디스플레이 모듈의 하부에 구비된 압력 검출 모듈(1050)의 세부 구성은 위에서 설명한 바와 같기 때문에, 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다. 압력 검출 모듈(1050)에 구비된 압력전극은 기준전위층과의 거리 변화에 따른 정전용량 변화량을 센싱하는 데 이용되며, 도 11의 실시예에서는 압력 검출 모듈(1050) 하부에 구비된 구성(배터리(1060) 및 캔(1070) 중 적어도 하나)을 기준전위층으로 이용한다.
배터리(1060)의 상면에는 도전성 소재의 테이프층이나 필름층으로 형성될 수 있다. 또한, 도전성 소재로 이루어진 층은 그라운드(GND)와 연결되어 기준전위층으로 이용될 수 있다. 또한, 배터리(1060)의 상면에 형성된 도전성 소재층은 압력 검출 모듈(1050)과 소정 간격 이격되며, 객체의 터치에 의해 압력이 가해져 압력 검출 모듈(1050)과 배터리의 상면 사이의 거리가 가까워지면, 정전용량(자기 정전용량 혹은 상호 정전용량)이 변화하고, 그 변화량에 기초하여 터치 압력의 크기를 검출할 수 있게 된다. 필요에 따라 배터리(1060)는 복수의 개수로 구성될 수 있다.
또한, 캔(1070)은 터치 입력 장치가 구비된 장치를 구동시키는데 필요한 각종 구성요소(예: IC 등)를 수용하거나 고정시키며, 금속 재질로 이루어져 그라운드(GND)와 연결될 수 있다. 다만, 그라운드(GND)와 연결되어 기준전위층으로 이용될 수 있는 재질이면 족하고, 금속 재질에 한정되는 것은 아니다. 캔(1070)의 형상은, 수용되는 구성요소에 따라 다양한 모양과 크기를 가질 수 있다. 특히, 캔(1070)은 내부에 수용되는 각종 구성요소를 쉴딩(shielding)하는 기능을 가져, 외부 시그널의 유입이나 내부 시그널의 방출을 차단할 수 있다. 캔(1070)과 압력 검출 모듈(1050) 사이에도 이격 공간이 존재하고, 객체의 터치에 의해 압력이 가해져 압력 검출 모듈(1050)과 캔(1070) 사이의 거리가 가까워지면, 정전용량(자기 정전용량 혹은 상호 정전용량)이 변화하고, 그 변화량에 기초하여 터치 압력의 크기를 검출할 수 있게 된다. 기준전위층으로 사용되는 캔(1070)은 다양한 개수로 구성될 수 있다.
이때, 배터리(1060)의 상면에 형성된 도전성 소재층은 별도로 그라운드(GND)에 연결되지 않고, 캔(1070)과의 연결을 통해 기준전위층으로 활용할 수 있을 것이다.
여기서, 배터리(1060) 및 캔(1070)에 대한 압력 검출 모듈(1050)의 이격 거리는 상이할 수 있고, 복수의 캔(1070)에 대해서도 압력 검출 모듈(1050)의 이격 거리가 서로 상이할 수 있고, 그 경우 터치 감도가 터치면의 영역에 따라 균일하지 않을 수 있지만, 각 영역별 터치 감도의 캘리브레이션(calibration)을 통해 터치 감도를 균일하게 보정할 수 있을 것이다. 뿐만 아니라, 압력 검출 모듈(1050)에 구비된 압력전극의 형상, 두께, 간격 등을 통해서도 전체 터치면에 대한 터치 감도를 균일하게 보정할 수 있을 것이다.
도 12의 실시예에는, 도 11과 달리 압력 검출 모듈(1050)이 디스플레이 모듈에 인접하여 구비된다. 구체적으로, 압력 검출 모듈(1050)은 백라이트 유닛(1020) 아래에 구비된다.
압력 검출 모듈(1050)에는 기준전위층과의 거리 변화에 따른 터치 압력을 검출하기 위한 압력전극이 구비되며, 거리 변화를 도모하기 위한 탄성재(1040)가 배치될 수 있다. 도 12의 탄성재(1040)는 도 4a 내지 도 4f에 도시된 탄성폼(440)에 해당할 수 있고, 도 12의 압력 검출 모듈(1050)은 압력전극만을 구비하는 것으로 설명될 수 있다. 여기서, 탄성재(1040)는 압력전극과 기준전위층 사이의 이격 거리 변화를 도모하는 구성에 해당하지만, 외부 충격으로부터 디스플레이 모듈 등의 구성을 보호하기 위한 충격 흡수재로서 이용될 수도 있다. 탄성재(1040)의 하부에는 메탈 커버(1030)가 구비되며, 상기 메탈 커버(1030)는 그라운드(GND)와 연결되어 기준전위층으로 이용될 수 있다. 즉, 도 12의 실시예에서 압력 검출 모듈(1050)은 객체의 터치에 의해 압력이 인가되면, 압력 검출 모듈(1050) 내의 압력전극과 메탈 커버(1030) 사이의 거리 변화에 따른 정전용량 변화량에 기초해 터치 압력의 크기를 센싱한다. 또한, 도 12의 실시예에서는 메탈 커버(1030) 하부에 구비된 배터리(1060)나 캔(1070)을 기준전위층으로 사용하지 않기 때문에, 배터리(1060)에 그라운드(GND)와 연결된 도전성 소재층을 형성시킬 필요가 없다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다. 도 11 및 도 12와 달리, 도 13의 디스플레이 모듈은 OLED 패널을 구비하며, 특히, AM-OLED 패널을 구비할 수 있다.
OLED 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 방출되면서 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 스캐닝시간(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.
도 13의 실시예에서는, OLED 패널(1015)과 압력 검출 모듈(1050) 사이에 백라이트 유닛이 존재하지 않는다. 따라서, 터치 입력 장치의 두께를 더욱 얇게 할 수 있다. 다만, 외부 충격으로부터 OLED 패널(1015) 등의 내부 구성을 보호하기 위해 탄성재(1040)를 구비할 수 있다. 도 13에서는 OLED 패널(1015)과 압력 검출 모듈(1050) 사이에 탄성재(1040)가 구비되는 것으로 도시했지만, 다른 실시예에서는, 탄성재(1040)가 다른 위치에 구비될 수도 있고, 경우에 따라서는 탄성재(1040)가 생략될 수도 있다.
동작방식은 도 11의 실시예와 동일하다. 즉, 압력 검출 모듈(1050) 하부에 구비된 배터리(1060)와 캔(1070)을 기준전위층으로 이용하여 터치 압력을 검출할 수 있다. 한편, 도 11 및 도 13과 관련해서, 배터리(1060)의 상면에 도전성 소재층이 존재하고, 상기 도전성 소재층이 그라운드(GND)에 연결된 것으로 설명한 바 있지만, 도 14와 같이, 배터리(1060)를 커버하는 캔(1060)이 그라운드(GND)에 연결되어 기준전위층으로 활용될 수 있다. 이때, 배터리(1060)를 커버하는 캔(1060)은 다른 기타 구성요소를 수용하거나 고정시키기 위한 캔(1070)과 연결되어, 기준전위층으로 이용될 수도 있을 것이다. 도 14의 실시예로 구현하는 경우, 외부 충격이 배터리(1060)로 전달되는 것을 방지할 수 있는 효과도 가질 수 있다.
도 11 내지 도 14의 실시예에 의하면, 터치 입력 장치에 구비되는 다양한 구성요소를 기준전위층으로 이용할 수 있어, 별도의 기준전위층을 형성시킬 필요가 없기 때문에, 제조공정의 경제성과 제조비용의 절감을 도모할 수 있다.
또한, 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.
100‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥터치 센서 패널
200,600‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥디스플레이 모듈
300‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥기판
400,700‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥압력 검출 모듈
710‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥절연층
720‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥압력전극
730,730-1,730-2‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥탄성폼
B‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥배터리
M‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥미드프레임
1010‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥LCD 패널
1020‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥백라이트 유닛
1030‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥메탈 커버
1040‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥탄성폼
1050‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥압력 검출 모듈
1060‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥배터리
1070‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥캔
1080‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥프레임

Claims (14)

  1. 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 입력 장치로서,
    압력전극; 및
    도전성 소재를 구비한 배터리;를 포함하고,
    상기 도전성 소재는 기준전위층으로 사용되며,
    상기 압력전극은, 상기 기준전위층과 상기 압력전극 사이의 거리 변화에 따른 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력을 검출하는, 터치 입력 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 소재는 그라운드(GND)에 연결된 도전성 소재의 테이프층 또는 그라운드(GND)에 연결된 도전성 소재의 필름층인, 터치 입력 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    그라운드(GND)에 연결되고 기타 부품을 수용하는 캔(can);을 더 포함하고,
    상기 캔은 상기 기준전위층으로 사용되며,
    상기 도전성 소재는 상기 캔(can)과 전기적으로 연결되는, 터치 입력 장치.
  4. 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 입력 장치로서,
    압력전극; 및
    기타 부품을 수용하는 제1 캔(can);을 포함하고,
    상기 제1 캔은 기준전위층으로 사용되며,
    상기 압력전극은, 상기 기준전위층과 상기 압력전극 사이의 거리 변화에 따른 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력을 검출하는, 터치 입력 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 캔은 그라운드(GND)에 연결되는, 터치 입력 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 캔은 금속 재질로 이루어진, 터치 입력 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    제2 캔(can);을 더 포함하고,
    상기 제2 캔은 상기 기준전위층으로 사용되며,
    상기 제2 캔은 상기 제1 캔과 전기적으로 연결되는, 터치 입력 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    배터리;를 더 포함하고,
    상기 제2 캔은 상기 배터리를 커버하는, 터치 입력 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터치 입력 장치의 터치면의 영역에 따라 상기 기준전위층과 상기 압력전극 사이의 이격 거리가 균일하지 않은, 터치 입력 장치.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준전위층과 상기 압력전극 사이에, 탄성재가 구비되는, 터치 입력 장치.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은, LCD 패널 및 백라이트 유닛을 포함하는, 터치 입력 장치.
  12. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은 AM-OLED 패널을 포함하는, 터치 입력 장치.
  13. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정전용량 변화량은, 상기 기준전위층과 상기 압력전극 사이의 거리 변화에 따른 자기 정전용량(self capacitance) 변화량인, 터치 입력 장치.
  14. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력전극은 구동전극 및 수신전극을 포함하고,
    상기 정전용량 변화량은, 상기 기준전위층과 상기 압력전극 사이의 거리 변화에 따른, 상기 구동전극 및 상기 수신전극 사이의 상호 정전용량(mutual capacitance) 변화량인, 터치 입력 장치.

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