KR20210029034A

KR20210029034A - Touch sensor module

Info

Publication number: KR20210029034A
Application number: KR1020190110317A
Authority: KR
Inventors: 윤성호; 김기현; 박종찬; 장재미
Original assignee: (주)파트론
Priority date: 2019-09-05
Filing date: 2019-09-05
Publication date: 2021-03-15
Also published as: KR102293936B1

Abstract

The present invention relates to a touch sensor module. The touch sensor module comprises: a first touch sensing unit using the first electrical characteristics changed depending on whether a user touches it; and a second touch sensing unit located below the first touch sensing unit and using the second electrical characteristics changed according to the pressure applied when the user touches it.

Description

Touch sensor module {TOUCH SENSOR MODULE}

본 발명은 터치센서 모듈에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 터치 상태와 가압 상태를 서로 다른 센서를 이용하여 판정하도록 하는 하이브리드형 터치센서 모듈(hybrid type touch sensor module)에 관한 것이다. The present invention relates to a touch sensor module, and more particularly, to a hybrid type touch sensor module that determines a touch state and a pressurization state using different sensors.

일반적으로 스마트폰(smart phone)이나 MP3 등과 같은 휴대용 전자 기기나 냉장고 등의 가전 기기에는 터치(touch) 동작을 이용하여 명령어의 입력이나 스위칭 동작을 실시하는 터치센서 패널(touch panel)이 부착되어 있다.In general, a touch sensor panel is attached to a portable electronic device such as a smart phone or MP3 or a home appliance such as a refrigerator to input a command or perform a switching operation using a touch operation. .

이러한 터치센서 모듈은 X축과 Y축의 좌표를 이용하여 터치 지점을 감지하는 2차원 터치 감지 방식뿐만 아니라 Z축 방향으로 인가되는 터치 강도를 추가로 감지하는 3차원 터치 감지 방식이 이용되고 있다.In this touch sensor module, not only a two-dimensional touch sensing method that senses a touch point using coordinates of the X-axis and Y-axis, but also a three-dimensional touch sensing method that additionally detects the intensity of a touch applied in the Z-axis direction is used.

이러한 3차원 터치 감지 방식을 위해, 종래에는 해당 지점에 인가되는 압력의 크기를 감지하거나 이미지를 터치의 강도를 감지하였으나 터치 강도 변화를 정확하게 감지하지 못하는 문제점이 존재한다.For such a three-dimensional touch sensing method, conventionally, although the magnitude of the pressure applied to the corresponding point or the intensity of the touch is sensed, there is a problem in that the change in the touch intensity cannot be accurately detected.

대한민국 등록특허 제10-1777733호(등록일자: 2017년09월06일, 발명의 명칭: 이미지센서와 불투명 부재를 이용한 3D 터치 장치)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1777733 (Registration date: September 6, 2017, title of invention: 3D touch device using an image sensor and an opaque member)

본 발명이 해결하려는 과제는 터치센서 모듈의 동작의 정확도를 향상시키기 위한 것이다.The problem to be solved by the present invention is to improve the accuracy of the operation of the touch sensor module.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는 터치센서 모듈의 감도를 향상시키기 위한 것이다. Another problem to be solved by the present invention is to improve the sensitivity of the touch sensor module.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 터치센서 모듈은 사용자의 터치 여부에 따라 변하는 제1 전기적인 특성을 이용하는 제1 터치 감지부 및 상기 제1 터치 감지부 하부에 위치하고, 사용자의 터치 시 가해지는 가압 세기에 따라 변하는 제2 전기적인 특성을 이용하는 제2 터치 감지부를 포함한다. The touch sensor module according to one aspect of the present invention for solving the above problem is a first touch sensing unit using a first electrical characteristic that changes depending on whether a user touches or not, and located under the first touch sensing unit, and It includes a second touch sensing unit using a second electrical characteristic that changes according to the strength of the applied pressure.

제1 전기적인 특성은 커패시턴스이고, 제2 전기적인 특성은 리액턴스일 수 있다. The first electrical characteristic may be capacitance, and the second electrical characteristic may be reactance.

상기 제1 터치 감지부는 제1 기판 및 상기 제1 기판에 결합되고, 서로 이격되어 교대로 번갈아 위치하는 제1 전극과 제2 전극을 포함할 수 있다.The first touch sensing unit may include a first substrate and a first electrode and a second electrode coupled to the first substrate and spaced apart from each other and alternately positioned.

상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 빗 형태로 이루어질 수 있다. The first electrode and the second electrode may have a comb shape.

상기 제2 터치 감지부는 제2 기판, 상기 제2 기판의 상부면 및 하부면 중 적어도 하나에 위치하는 코일, 상기 제2 기판의 위에 위치하는 상부막 및 상기 제2 기판과 상기 상부면 사이에 위치하는 간격재를 포함할 수 있다.The second touch sensing unit is positioned between a second substrate, a coil positioned on at least one of an upper surface and a lower surface of the second substrate, an upper layer positioned on the second substrate, and between the second substrate and the upper surface It may include a spacer.

상기 상부막은 금속으로 이루어질 수 있다.The upper layer may be made of metal.

상기 제2 터치 감지부는 상기 제2 기판의 일측에 일단이 끊김없이 연결되어 상기 제1 기판의 일측에 타단이 끊김없이 연결되어 있는 연결부를 더 포함할 수 있다. The second touch sensing unit may further include a connection unit having one end connected seamlessly to one side of the second substrate so that the other end is seamlessly connected to one side of the first substrate.

상기 제1 기판, 상기 제2 기판 및 연결부는 가요성 회로기판으로 이루어질 수 있다. The first substrate, the second substrate, and the connection portion may be formed of a flexible circuit board.

상기 특징에 따른 터치센서 모듈은 상기 제1 터치 감지부와 상기 제2 터치 감지부 사이에 위치하는 보호층을 더 포함할 수 있다. The touch sensor module according to the feature may further include a protective layer positioned between the first touch sensing unit and the second touch sensing unit.

상기 보호층은 폴리이미드로 이루어질 수 있다.The protective layer may be made of polyimide.

이러한 본 발명의 특징에 따르면, 터치센서 패널의 터치 여부를 커패시턴스(capacitance)를 이용하고 터치 부위의 Z축 방향으로 가해지는 압력의 크기(즉, 가압 세기)은 인덕턴스(inductance)를 이용하면, 사용자의 터치 동작 상태를 정확히 판정하게 된다.According to such a feature of the present invention, if the touch sensor panel is touched using capacitance, and the amount of pressure applied in the Z-axis direction of the touch area (i.e., the pressure strength) is inductance, the user The touch operation state of is accurately determined.

이로 인해, 해당 지점에 대한 사용자의 터치 목적을 좀 더 명확하게 판정하므로, 터치센서 모듈의 동작의 신뢰성이 향상된다.Accordingly, since the purpose of the user's touch to the corresponding point is determined more clearly, the reliability of the operation of the touch sensor module is improved.

더욱이, 터치 여부와 함께 가압 세기가 정확히 판정하므로, 가압 세기의 크기에 따라 터치 제어 상태를 세분화할 수 있으므로, 하나의 터치센서 모듈이 복수 개의 터치 버튼으로 이용될 수 있다.Moreover, since the pressure intensity is accurately determined together with whether a touch is present, the touch control state can be subdivided according to the magnitude of the pressure intensity, so that one touch sensor module can be used as a plurality of touch buttons.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서 모듈의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 터치센서 모듈에서, 제1 터치 감지부와 제2 터치 감지부가 서로 연결되어 있을 때 제1 터치 감지부가 제2 터치 감지부 위에 위치하기 전의 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서 모듈의 제1 터치 감지부의 한 예를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서 모듈에서 코일에 교류 전류가 인가될 때, 코일에 발생하는 자기장에 따라 터치 대상물에 형성되는 와전류를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예 따른 터치센서 모듈이 터치될 때, 상부막과 코일 간의 간격 변화에 따른 코일의 자기장 변화 및 커버 와전류의 세기 변화를 개념적으로 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view of a touch sensor module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating a state before the first touch sensing unit is positioned on the second touch sensing unit when the first touch sensing unit and the second touch sensing unit are connected to each other in the touch sensor module illustrated in Fig. 1 to be.
3 is a plan view illustrating an example of a first touch sensing unit of a touch sensor module according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram conceptually illustrating an eddy current formed in a touch object according to a magnetic field generated in the coil when an alternating current is applied to the coil in the touch sensor module according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram conceptually illustrating a change in a magnetic field of a coil and a change in intensity of a cover eddy current according to a change in a distance between an upper layer and a coil when a touch sensor module according to an embodiment of the present invention is touched.

본 발명을 설명하는데 있어서, 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명의 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the present invention, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. If it is determined that adding a detailed description of a technology or configuration already known in the field of the present invention may make the subject matter of the present invention unclear, some of these will be omitted from the detailed description. In addition, terms used in the present specification are terms used to properly express embodiments of the present invention, which may vary according to related people or customs in the field. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for reference only to specific embodiments and is not intended to limit the present invention. Singular forms as used herein also include plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. The meaning of'comprising' as used in the specification specifies a specific characteristic, region, integer, step, action, element and/or component, and other specific characteristic, region, integer, step, action, element, component and/or group It does not exclude the existence or addition of

이하, 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서 모듈에 대해서 설명하도록 한다.Hereinafter, a touch sensor module according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

도 1 및 도 2를 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 터치센서 모듈(100)은 맨 상부에서부터 케이스(case)(10), 케이스(10)의 하부에 위치하는 제1 터치 감지부(201), 제1 터치 감지부(201)의 하부에 위치하는 보호층(30), 그리고 보호층(30)의 하부에 위치하는 제2 터치 감지부(202)를 구비한다.1 and 2, the touch sensor module 100 according to an embodiment of the present invention includes a case 10 from the top, and a first touch sensing unit positioned below the case 10. 201, a protective layer 30 positioned below the first touch sensing unit 201, and a second touch sensing unit 202 positioned below the protective layer 30.

케이스(10)는 터치센서 모듈(100)을 보호하기 위한 외부 하우징으로서, 사용자의 터치 동작이 이루어지는 부분이다.The case 10 is an external housing for protecting the touch sensor module 100 and is a part in which a user's touch operation is performed.

이러한 케이스(10)는 투명한 유리나 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다.The case 10 may be made of transparent glass or plastic.

제1 터치 감지부(201)는 케이스(10)의 터치 여부를 판정하기 위한 것이고, 제2 터치 감지부(202)는 제1 터치 감지부(201)에 의해 판정된 터치 지점에서 행해지는 가압의 세기를 판정하기 위한 것이다.The first touch sensing unit 201 is for determining whether the case 10 is touched, and the second touch sensing unit 202 is used for pressing at the touch point determined by the first touch sensing unit 201. It is to determine the strength.

이러한 본 예의 제1 터치 감지부(201)와 제2 터치 감지부(202)는 터치 상태에 따라 변하는 서로 다른 전기적인 특성인 제1 및 제2 전기적인 특성을 각각 이용하여 각각 터치 여부와 가압 세기를 판정할 수 있다.The first touch sensing unit 201 and the second touch sensing unit 202 of this example use first and second electrical characteristics, which are different electrical characteristics that change according to the touch state, respectively Can be determined.

즉, 제1 터치 감지부(201)는 케이스(10)의 해당 부위에 따른 터치 여부에 따라 변하는 커패시턴스(즉, 제1 전기적인 특성)를 이용하고, 제2 터치 감지부(202)는 터치된 부분에 가해지는 가압 세기에 따라 달리지는 간격 변화에 따라 변하는 인덕턴스(즉, 제2 전기적인 특성)를 이용한다.That is, the first touch sensing unit 201 uses a capacitance (that is, a first electrical characteristic) that changes according to whether or not a touch is performed according to the corresponding portion of the case 10, and the second touch sensing unit 202 is The inductance (that is, the second electrical characteristic) is used that changes according to the change in the interval that is run according to the pressure applied to the part.

이러한 제1 및 제2 터치 감지부(201, 202)에 대한 구조에 대해서는 다음에 상세한 기재한다.The structure of the first and second touch sensing units 201 and 202 will be described in detail below.

보호층(30)은 제1 터치 감지부(201)와 제2 터치 감지부(202)의 전기적인 간섭을 방지하기 위한 것으로서, 내열성과 전기 절연성의 특징을 갖는 재료[예, 폴리이미드(polyimide)]로 이루어질 수 있다.The protective layer 30 is for preventing electrical interference between the first touch sensing unit 201 and the second touch sensing unit 202, and is a material having heat resistance and electrical insulation properties (eg, polyimide). ].

다음, 도 1 및 도 5를 참고하여, 제1 및 제2 터치 감지부(201 202)에 대하여 설명한다.Next, the first and second touch sensing units 201 202 will be described with reference to FIGS. 1 and 5.

이미 기술한 것처럼, 제1 터치 감지부(201)는 커패시턴스를 이용하는 것으로서, 도 3에 도시한 것처럼, 기판(예, 제1 기판)(211)과 기판(211)의 해당 면(예, 상부면)에 배치되어 있는 제1 및 제2 전극(212, 213)을 구비한다.As already described, the first touch sensing unit 201 uses capacitance, and as shown in FIG. 3, the substrate (e.g., the first substrate) 211 and the corresponding surface of the substrate 211 (e.g., upper surface) ) Is provided with the first and second electrodes 212 and 213 disposed on.

기판(211)은 가요성 회로기판과 같은 절연 물질로 이루어져 있다.The substrate 211 is made of an insulating material such as a flexible circuit board.

기판(211)의 해당 면(예, 상부면) 위에 서로 이격되게 배열되어 있는 제1 전극(212)과 제2 전극(213)은 단위 면적당 일정한 저항을 갖는 도전성 물질로 이루어지고 정해진 형태의 패턴을 갖고 있다.The first electrode 212 and the second electrode 213 arranged to be spaced apart from each other on the corresponding surface (eg, the upper surface) of the substrate 211 are made of a conductive material having a constant resistance per unit area and form a pattern of a predetermined shape. I have.

도 3에 도시한 것처럼, 제1 전극(212)과 제2 전극(213)은 빗 형태(comb type)를 갖고 있고, 정해진 방향을 때 제1 전극(212)과 제2 전극(213)이 서로 교대로 위치한다. As shown in FIG. 3, the first electrode 212 and the second electrode 213 have a comb type, and the first electrode 212 and the second electrode 213 are each other in a predetermined direction. They are located alternately.

이때, 제1 전극(2120과 제2 전극(213)은 동일면에 서로 이격되게 배열되어 있지만, 이에 한정되지 않은다.In this case, the first electrode 2120 and the second electrode 213 are arranged to be spaced apart from each other on the same surface, but are not limited thereto.

제1 전극(212)과 제2 전극(213) 중 하나는 구동 신호가 인가되는 구동 전극으로 기능하고, 나머지 하나는 터치 여부에 따른 정정 용량의 크기를 감지하기 위한 감지 전극으로 가능할 수 있다. One of the first electrode 212 and the second electrode 213 may function as a driving electrode to which a driving signal is applied, and the other may be used as a sensing electrode for detecting a size of a correction capacity according to whether or not a touch is present.

이러한 제1 전극(212)과 제2 전극(213)은 금속이나 ITO(indium thin oxide)나 CNT(carbon nano tube) 등으로 이루어져 있다.The first electrode 212 and the second electrode 213 are made of metal, indium thin oxide (ITO), carbon nano tube (CNT), or the like.

도 3에 도시한 것처럼, 빗 형태의 패턴으로 제1 전극(212)과 제2 전극(213)이 배치된 상태에서 구동 전극[예, 제1 전극(212)]으로 구동 전압이 인가되면, 서로 인접하게 대응하고 있는 구동 전극(212)과 감지 전극[예, 제2 전극(213)] 사이에는 전기장이 발생한다. 이때, 전기장은 구동 전극(212)에서 출력되어 감지 전극 쪽으로 발생한다. As shown in FIG. 3, when a driving voltage is applied to the driving electrode (eg, the first electrode 212) in a state in which the first electrode 212 and the second electrode 213 are arranged in a comb-shaped pattern, An electric field is generated between the adjacent driving electrode 212 and the sensing electrode (eg, the second electrode 213). At this time, the electric field is output from the driving electrode 212 and is generated toward the sensing electrode.

이런 상태에서, 서로 대응되는 구동 전극(212)과 감지 전극(213) 사이에 손가락이 인가되면 구동 전극(212)에서 출력되는 전기장의 일부가 손가락에 의해 차단되어, 구동 전극(212)과 감지 전극(213) 사이의 상호 커패시터가 변하게 된다.In this state, when a finger is applied between the driving electrode 212 and the sensing electrode 213 corresponding to each other, a part of the electric field output from the driving electrode 212 is blocked by the finger, so that the driving electrode 212 and the sensing electrode are The mutual capacitor between (213) is changed.

따라서, 도시되지 않은 제어부는 감지 전극(213)에 의해 감지되는 커패시턴스의 크기를 이용하여 해당 위치에서의 손가락 터치 여부를 판정하게 된다.Accordingly, the controller, not shown, determines whether or not the finger is touched at the corresponding position by using the size of the capacitance sensed by the sensing electrode 213.

제2 터치 감지부(202)는 터치 위치에서 가해지는 압력에 따른 코일과 코일 위에 위치하고 금속 등의 도전체 사이의 간격 변화에 따라 변하는 인덕턴스를 이용하여 터치 지점에 발생하는 압력(즉, 가압 세기)를 감지하는 인덕턴스 포스 센서(inductive force sensor)의 원리를 이용한다. The second touch sensing unit 202 is a pressure generated at the touch point using an inductance that is located on the coil and the coil according to the pressure applied at the touch position and changes according to the change in the distance between conductors such as metal (ie, pressure intensity) It uses the principle of an inductive force sensor to detect.

즉, 코일에 교류 전류가 인가되면 코일 주변에 자기장이 형성되며, 이때, 코일과 이격하여 도전체(예, 금속막)가 위치하면 코일에 인가되는 전류 방향과 대칭되게 유도 전류가 생성된다.That is, when an alternating current is applied to the coil, a magnetic field is formed around the coil. In this case, when a conductor (eg, a metal film) is positioned apart from the coil, an induced current is generated symmetrically with the direction of the current applied to the coil.

이때, 유도 전류는 자기장의 세기 변화에 대응하여 가변되며, 공진 주파수의 발진에 따라 해당 부위에 인가되는 힘의 세기가 감지된다.At this time, the induced current is varied in response to the change in the strength of the magnetic field, and the strength of the force applied to the corresponding portion is sensed according to the oscillation of the resonance frequency.

따라서, 제2 터치 감지부(202)는, 도 2에 도시한 것처럼, 기판(예, 제2 기판)(2211)과 기판(2211)의 상부면과 하부면에 위치하는 적어도 하나의 감지용 코일(2212)로 이루어진 코일층(221), 보호층(130)과 코일층(221) 사이에 위치하는 상부막(222), 그리고 코일층(221)과 상부막(222) 사이에 위치하는 간격재(223)을 구비한다.Accordingly, as shown in FIG. 2, the second touch sensing unit 202 includes at least one sensing coil positioned on the upper and lower surfaces of the substrate (eg, the second substrate) 2211 and the substrate 2211. The coil layer 221 made of (2212), the upper film 222 positioned between the protective layer 130 and the coil layer 221, and a spacer positioned between the coil layer 221 and the upper film 222 It has (223).

기판(2211)은 가요성 회로기판과 같은 절연 물질로 이루어져 있다.The substrate 2211 is made of an insulating material such as a flexible circuit board.

코일(2212)이 위치하는 기판(2211)의 상부면과 하부면에는 에폭시(epoxy) 등을 이용하여 몰딩 처리가 이루어져 코일(2212)은 몰딩부 속에 위치하지만, 이러한 몰딩 처리는 생략될 수 있다.The upper and lower surfaces of the substrate 2211 on which the coil 2212 is located are molded using epoxy or the like, so that the coil 2212 is located in the molding part, but such a molding treatment may be omitted.

기판(2211)의 상부면과 하부면에 위치하고 있는 적어도 하나의 코일(2212)은, 도 2에 도시한 것처럼, 사각형과 같은 다양한 형태의 다각형 형태나 나선형과 같은 원형 형태나 타원형 형태로 배치되어 있고, 외부로부터 교류 전류를 인가받는다. At least one coil 2212 located on the upper and lower surfaces of the substrate 2211 is arranged in a polygonal shape such as a square or a circular shape or an elliptical shape such as a spiral, as shown in FIG. , AC current is applied from the outside.

코일(2212)은 서로 연결되어 있는 입력단과 출력단을 갖고 있고 금속과 같은 도전 물질로 이루어져 있는 하나의 긴 선(line)일 수 있고, 코일(2212)의 개수가 복수 개인 경우, 복수 개의 코일(2212)은 서로 이격되어 있다. The coil 2212 has an input terminal and an output terminal connected to each other, and may be a single long line made of a conductive material such as metal. When the number of coils 2212 is plural, a plurality of coils 2212 ) Are separated from each other.

상부막(222)은 사용자의 터치 동작이 이루어진 터치 지점에 가해지는 압력에 따라 그 하부에 위치하고 있는 코일(2212)과의 간격이 변하는 것으로서, 압력의 크기에 따라 휨 현상이 발생하는 탄성력을 갖는 재료로 이루어질 수 있다.The upper layer 222 is a material having an elastic force in which a bending phenomenon occurs according to the pressure of the pressure applied to the touch point where the user's touch operation is made, and the gap between the coil 2212 and the coil 2212 located under the upper layer 222 is changed. It can be made of.

이러한 상부막(222)은 전도성이 높은 물질로 이루어질 수 있고, 이 경우, 상부막(222)은 알루미늄(Al)이나 구리(Cu)와 같은 금속으로 이루어진 판 형태로 이루어질 수 있다.The upper layer 222 may be formed of a material having high conductivity. In this case, the upper layer 222 may be formed of a plate made of a metal such as aluminum (Al) or copper (Cu).

간격재(223)은 코일층(221)과 그 위에 위치한 상부막(222) 사이의 위치하여 코일층(221)과 상부막(222) 사이의 이격 거리를 제어한다. 따라서, 코일층(221)과 상부막(222)은 간격재(223)의 길이(즉, 두께)만큼 이격되어 있다.The spacer 223 is positioned between the coil layer 221 and the upper layer 222 positioned thereon to control the separation distance between the coil layer 221 and the upper layer 222. Accordingly, the coil layer 221 and the upper layer 222 are spaced apart by the length (ie, thickness) of the spacer 223.

이러한 간격재(223)는 자신의 하부면과 상부면에 도포된 접착제 등을 통해 이들과 각각 접하는 코일층(221) 및 상부막(222)의 해당 부분(예를 들어, 가장자리부)에 안정적으로 위치할 수 있다.These spacers 223 are stably attached to the corresponding portions (eg, edges) of the coil layer 221 and the upper film 222, which are in contact with them, respectively, through an adhesive applied to the lower and upper surfaces thereof. Can be located.

이러한 구조를 갖는 제2 터치 감지부(202)는, 이미 기술한 것처럼, 코일(2212)과 상부막(222) 간의 이격 거리 변화에 따른 유도 전류의 크기 변화를 이용하는 인덕턴스 포스 센서의 동작 개념을 이용한 것이다.The second touch sensing unit 202 having such a structure uses the concept of operation of an inductance force sensor using a change in the magnitude of the induced current according to a change in the separation distance between the coil 2212 and the upper layer 222, as described above. will be.

예를 들어 해당 코일(2212)에 교류 전류가 인가되면, 도 4에 도시한 것처럼, 코일(2212) 주변에 자기장(M1)이 형성되고, 이 자기장(M1)의 영향에 의해 코일(2212)과 이격되게 위치하고 있는 상부막(222)에는 코일(2212)에 인가되는 전류 방향과 대칭되게 유도 전류(I1)가 생성된다.For example, when an alternating current is applied to the coil 2212, a magnetic field M1 is formed around the coil 2212, as shown in FIG. 4, and due to the influence of the magnetic field M1, the coil 2212 and the coil 2212 An induced current I1 is generated in the upper layer 222 positioned spaced apart from the direction of the current applied to the coil 2212.

이때, 유도 전류는 자기장의 세기 변화에 따라 가변되며, 공진 주파수의 발진에 따라 터치센서 모듈(100)에 인가되는 힘의 세기가 감지된다. In this case, the induced current is varied according to the change in the strength of the magnetic field, and the strength of the force applied to the touch sensor module 100 is sensed according to the oscillation of the resonance frequency.

따라서, 도 5에 도시한 것처럼, 사용자의 동작에 의해 케이스(10)의 상부를 사용자가 누르게 되면, 인가되는 압력에 의해 케이스(10) 하부에 위치하는 상부막(222)으로 압력이 전달되어 사용자의 누름 동작에 따른 물리적인 힘에 비례하게 상부막(222)의 해당 지점은 코일(2212) 쪽으로 휘게 된다. Therefore, as shown in FIG. 5, when the user presses the upper portion of the case 10 by the user's motion, the pressure is transmitted to the upper film 222 located under the case 10 by the applied pressure, and the user The corresponding point of the upper film 222 is bent toward the coil 2212 in proportion to the physical force according to the pressing operation of.

따라서, 상부막(222)과 해당 코일(2212) 간의 거리 감소에 따라 상부막(222)의 해당 지점에서의 유도 전류(I1)의 크기는 증가하고, 증가하는 유도 전류(I1)의 영향에 의해 해당 지점의 코일(2212)에서 발생하는 자기장(M1)이 감소한다(도 5 참조).Therefore, as the distance between the upper layer 222 and the corresponding coil 2212 decreases, the magnitude of the induced current I1 at the corresponding point of the upper layer 222 increases, and due to the influence of the increasing induced current I1 The magnetic field M1 generated in the coil 2212 at that point decreases (see FIG. 5).

이러한 자기장(M1)의 감소는 코일(2212)의 실효 인덕턴스를 감소시키게 된다. This decrease in the magnetic field M1 reduces the effective inductance of the coil 2212.

이처럼, 상부막(222)의 휨 정도에 따른 상부막(222)과 코일(2212)간의 거리 변화에 의해 코일(2212)의 인덕턴스 크기가 변하므로, 이러한 인덕턴스의 크기를 제어부가 감지하면 케이스(10)의 터치 지점에 가해지는 힘의 정도 즉, Z축 방향(즉, 터치센서 모듈(100)의 두께 방향)으로의 변화를 감지하게 된다.In this way, since the inductance size of the coil 2212 changes due to the change in the distance between the upper film 222 and the coil 2212 according to the degree of bending of the upper film 222, the case 10 ), that is, a change in the Z-axis direction (ie, the thickness direction of the touch sensor module 100) is sensed.

본 예에서, 코일(2212)은 기판(2211)의 상부면과 하부면에 위치하지만, 이에 한정되지 않고 기판(2211)의 어느 한 면(예를 들어, 상부면)에만 위치할 수 있다.In this example, the coil 2212 is located on the upper surface and the lower surface of the substrate 2211, but is not limited thereto, and may be located only on one surface (eg, the upper surface) of the substrate 2211.

이와 같이, 제어부는 제1 터치 감지부(201)에서 인가되는 신호를 이용하여 케이스(10)의 터치 여부를 감지하고, 제2 터치 감지부(202)에서 인가되는 신호를 이용하여 제1 터치 감지부(201)에 의해 감지된 터치 지점에서의 가압 세기를 판정하게 된다.In this way, the controller detects whether the case 10 is touched using a signal applied from the first touch sensing unit 201, and senses the first touch using a signal applied from the second touch sensing unit 202 The strength of the pressure at the touch point sensed by the unit 201 is determined.

이로 인해, 제어부는 해당 지점에서의 터치 여부와 해당 지점에서 가해지는 압력의 크기를 정확하게 판정하게 되므로, 제어부는 해당 지점에서 행해지는 사용자의 터치 동작 상태를 명확히 판정하게 되므로 사용자의 터치 동작에 맞는 적절한 동작의 제어를 실행하게 된다.Because of this, the control unit accurately determines whether the touch is at the point and the amount of pressure applied at the point, and the control unit clearly determines the state of the user's touch operation performed at the point. Control of the operation is performed.

예를 들어, 터치 동작을 이용한 버튼 스위치의 상승 조작이나 하강 조작의 터치 동작을 판정하기 위해서는 터치 여부와 가압 세기를 모두 판정해야 하므로 제1 터치 감지부(201)와 제2 터치 감지부(202)의 출력 신호를 모두 이용한다.For example, in order to determine a touch operation of an upward operation or a downward operation of a button switch using a touch operation, both the presence of the touch and the strength of the pressure must be determined, so the first touch sensing unit 201 and the second touch sensing unit 202 All of the output signals of are used.

어느 한 지점을 터치한 상태에서 힘을 가해 화면의 위치를 원하는 방향으로 이동시키는 터치 동작(예, 네비게이션 터치 동작)을 판정하기 위해서는 제1 터치 감지부(201)나 제2 터치 감지부(202)의 출력 신호를 이용할 수 있다.In order to determine a touch operation (e.g., a navigation touch operation) to move the position of the screen in a desired direction by applying a force while touching a point, the first touch sensing unit 201 or the second touch sensing unit 202 The output signal of can be used.

해당 지점을 터치한 상태에서 손가락을 상하좌우 중 하나로 동작시켜 화면 넘기와 같은 터치 동작을 판정하기 위해서는 제1 터치 감지부의 출력 신호를 이용할 수 있다.In order to determine a touch operation such as flipping a screen by operating a finger in one of up, down, left, and right while touching a corresponding point, an output signal of the first touch sensing unit may be used.

이와 같이, 사용자의 다양한 터치 동작 상태에 따라 제1 및 제2 터치 감지부(201, 202) 중 적어도 하나를 이용하여 사용자의 정확한 터치 동작 상태를 판단하므로, 사용자의 터치 동작 상태에 따른 정확한 판정동작이 이루어져 판정된 터치 동작 상태에 대응하는 터치 동작이 이루어지게 된다. In this way, since at least one of the first and second touch sensing units 201 and 202 is used to determine the user's exact touch operation state according to the user's various touch operation states, an accurate determination operation according to the user's touch operation state As a result, a touch operation corresponding to the determined touch operation state is performed.

이로 인해, 터치센서 모듈(100)의 동작의 정확도가 향상되어 사용자의 만족도가 증가하게 된다. Accordingly, the accuracy of the operation of the touch sensor module 100 is improved, and the user's satisfaction is increased.

본 예에서, 도 2에 도시한 것처럼, 제1 터치 감지부(201)의 기판(211)과 제2 터치 감지부(202)의 기판(2211)의 각 일측은 연결부(50)를 이용하여 서로 연결되어 있다.In this example, as shown in FIG. 2, each side of the substrate 211 of the first touch sensing unit 201 and the substrate 2211 of the second touch sensing unit 202 is It is connected.

이때, 연결부(50)는 끊김없이 대응하는 해당 기판(211, 2211)에 연결되어 있다. 따라서, 이런 경우, 동일한 하나의 절연판(예, 가요성 회로기판)을 원하는 형태로 제단하여 기판(211), 기판(211)의 일측에 일단에 연결된 연결부(50), 그리고 연결부(50)의 타단에 일측이 연결되어 있는 기판(2211)이 동시에 형성된다. 이로 인해, 결국, 기판(211, 2211)과 연결부(50)를 서로 연결되어 있는 동일한 절연판으로 이루어진다. At this time, the connection part 50 is seamlessly connected to the corresponding substrates 211 and 2211. Therefore, in this case, the same insulating plate (eg, flexible circuit board) is cut into a desired shape, and the connection part 50 connected to one end of the board 211, the board 211, and the other end of the connection part 50 The substrate 2211 to which one side is connected to is formed at the same time. For this reason, in the end, the substrates 211 and 2211 and the connection part 50 are made of the same insulating plate which is connected to each other.

이와 같이, 기판(211, 2211)과 연결부(50)가 형성되면, 연결부(50)를 중심으로 하여, 제1 터치 감지부(201)의 기판(211)이 180도 접히게 회전되어 제2 터치 감지부(202)의 기판(2112) 위로 제1 터치 감지부(201)가 위치하게 된다. In this way, when the substrates 211 and 2211 and the connection part 50 are formed, the substrate 211 of the first touch sensing unit 201 is rotated to be folded 180 degrees with the connection part 50 as the center, and the second touch The first touch sensing unit 201 is positioned on the substrate 2112 of the sensing unit 202.

이때, 제2 터치 감지부(202)의 기판(2211)의 상부와 하부에는 코일(2212)과 간격재(223)가 이미 위치할 수 있고, 180도 회전하는 제1 터치 감지부(201)의 기판(211)에도 제1 및 제2 전극(212, 213), 보호층(30) 및 상부막(222)이 이미 위치할 수 있다. 하지만, 다른 예에서, 제1 및 제2 전극(212, 213)은 기판(211)의 회전 동작이 이루어진 후 기판(211)의 해당 위치에 위치할 수 있다. At this time, the coil 2212 and the spacer 223 may already be positioned above and below the substrate 2211 of the second touch sensing unit 202, and the first touch sensing unit 201 rotating 180 degrees The first and second electrodes 212 and 213, the protective layer 30, and the upper layer 222 may already be located on the substrate 211. However, in another example, the first and second electrodes 212 and 213 may be positioned at corresponding positions on the substrate 211 after the rotation of the substrate 211 is performed.

이와 같이, 하나의 절연판을 이용하여 제1 및 제2 터치 감지부(201, 202)의 기판(211, 2211)이 형성될 경우, 제1 및 제2 터치 감지부(201, 202)의 기판(211, 2211)이 동시에 제조되므로 제조 공정이 간소화되고 제조 시간이 줄어든다.In this way, when the substrates 211 and 2211 of the first and second touch sensing units 201 and 202 are formed using one insulating plate, the substrates of the first and second touch sensing units 201 and 202 ( 211 and 2211) are manufactured at the same time, thus simplifying the manufacturing process and reducing manufacturing time.

하지만, 대안적인 예에서 제1 및 제2 터치 감지부(201, 202)의 기판(211, 2211)은 연결되지 않는 서로 분리된 별개의 구성요소로 이루어질 수 있고, 이 경우, 제1 및 제2 터치 감지부(201, 202)의 기판(211, 2211)은 각각 별개로 제조된다.However, in an alternative example, the substrates 211 and 2211 of the first and second touch sensing units 201 and 202 may be formed of separate components that are not connected to each other, and in this case, the first and second The substrates 211 and 2211 of the touch sensing units 201 and 202 are separately manufactured.

이상, 본 발명의 터치센서 모듈의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the above, embodiments of the touch sensor module of the present invention have been described. The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various modifications and variations are possible from the perspective of those of ordinary skill in the field to which the present invention pertains. Therefore, the scope of the present invention should be defined by the claims of the present specification as well as those equivalents to the claims.

100: 터치센서 모듈 201: 제1 터치 감지부
202: 제2 터치 감지부 30: 보호층
221: 코일층 2211: 기판
2212: 코일 222: 상부막
223: 간격재 50: 연결부100: touch sensor module 201: first touch sensing unit
202: second touch sensing unit 30: protective layer
221: coil layer 2211: substrate
2212: coil 222: upper film
223: spacer 50: connection

Claims

A first touch sensing unit using a first electrical characteristic that changes according to whether a user touches or not; And
A second touch sensing unit located under the first touch sensing unit and using a second electrical characteristic that changes according to the intensity of pressure applied when a user touches
Touch sensor module comprising a.

The method of claim 1,
The first electrical characteristic is capacitance, and the second electrical characteristic is reactance.

The method of claim 1,
The first touch sensing unit,
A first substrate; And
A first electrode and a second electrode coupled to the first substrate and spaced apart from each other and alternately positioned
Touch sensor module comprising a.

The method of claim 3,
The first electrode and the second electrode are formed in a comb shape touch sensor module.

The method of claim 3,
The second touch sensing unit,
A second substrate;
A coil positioned on at least one of an upper surface and a lower surface of the second substrate;
An upper layer on the second substrate; And
A spacer positioned between the second substrate and the upper surface
Touch sensor module comprising a.

The method of claim 5,
The upper layer is a touch sensor module made of metal.

The method of claim 5,
The second touch sensor module further comprises a connection part having one end connected seamlessly to one side of the second substrate so that the other end is seamlessly connected to one side of the first substrate.

The method of claim 7,
The first substrate, the second substrate, and the connection portion are made of a flexible circuit board.

The method of claim 1,
A protective layer positioned between the first touch sensing unit and the second touch sensing unit
Touch sensor module further comprising a.

The method of claim 9,
The protective layer is a touch sensor module made of polyimide.