WO2016064237A2 - 터치 입력 장치 - Google Patents

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WO2016064237A2
WO2016064237A2 PCT/KR2015/011259 KR2015011259W WO2016064237A2 WO 2016064237 A2 WO2016064237 A2 WO 2016064237A2 KR 2015011259 W KR2015011259 W KR 2015011259W WO 2016064237 A2 WO2016064237 A2 WO 2016064237A2
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touch
electrode
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input device
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김세엽
윤상식
권순영
문호준
김태훈
김본기
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주식회사 하이딥
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    • G06F2203/04105—Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position

Definitions

  • the present invention relates to a touch input device, and more particularly, to a touch input device including a display module and configured to detect a touch position and a magnitude of touch pressure.
  • input devices are used for the operation of the computing system.
  • input devices such as buttons, keys, joysticks, and touch screens are used. Due to the easy and simple operation of the touch screen, the use of the touch screen is increasing in the operation of the computing system.
  • the touch screen may constitute a touch surface of a touch input device that includes a touch sensor panel, which may be a transparent panel having a touch-sensitive surface. Such a touch sensor panel may be attached to the front of the display screen such that the touch-sensitive surface covers the visible side of the display screen. By simply touching the touch screen with a finger or the like, the user can operate the computing system. In general, a computing system may recognize a touch and a touch location on a touch screen and interpret the touch to perform the calculation accordingly.
  • a touch input device capable of detecting a pressure level of a touch as well as a touch position according to a touch on a touch screen without degrading the performance of the display module.
  • An object of the present invention is to provide a touch input device including a display module capable of detecting the position of the touch on the touch screen as well as the magnitude of the touch pressure.
  • a touch input device is a touch input device capable of detecting pressure of a touch on a touch surface, comprising: a substrate; And a display module including a display panel. And an electrode positioned between the substrate and the display panel and fixed to the substrate, wherein a distance between the electrode and the substrate may change according to the touch on the touch surface, wherein the distance is determined by the touch of the touch panel.
  • the pressure may vary depending on the magnitude of the pressure, and the electrode may output an electrical signal according to the change of the distance.
  • a touch input device is a touch input device capable of detecting pressure of a touch on a touch surface, the touch input device comprising: a substrate; And a display module including a display panel. And an electrode positioned between the substrate and the display panel and fixed to the display module, wherein a distance between the electrode and the display module may vary according to the touch on the touch surface, wherein the distance is According to the pressure level of the touch, the electrode may output an electrical signal according to the change of the distance.
  • a touch input device including a display module capable of detecting a magnitude of touch pressure as well as a position of a touch on a touch screen.
  • a touch input device including a display module, which is configured to detect a touch position and a magnitude of pressure of a touch without lowering visibility and light transmittance of the display module.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a capacitive touch sensor panel according to an embodiment of the present invention and a configuration for its operation.
  • FIGS. 2A, 2B and 2C are conceptual views illustrating a relative position of a touch sensor panel with respect to a display module in a touch input device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of a touch input device configured to detect a touch position and touch pressure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view of a touch input device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a perspective view of a touch input device according to a second embodiment of the present invention.
  • 5A is a cross-sectional view of an exemplary electrode sheet including a pressure electrode for attaching to a touch input device according to a second embodiment of the present invention.
  • 5B is a cross-sectional view of a portion of a touch input device in which an electrode sheet is attached to the touch input device according to the first method.
  • 5C is a plan view of an electrode sheet for attaching the electrode sheet to the touch input device according to the first method.
  • 5D is a cross-sectional view of a portion of a touch input device in which an electrode sheet is attached to the touch input device according to the second method.
  • 6A is a cross-sectional view of a touch input device including a pressure electrode pattern according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view when pressure is applied to the touch input device shown in FIG. 6A.
  • 6C is a cross-sectional view of a touch input device including a pressure electrode according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6D is a cross-sectional view when pressure is applied to the touch input device shown in FIG. 6C.
  • 6E-6H illustrate pressure electrode patterns that can be applied to the first and second embodiments of the present invention, respectively.
  • FIG. 7A and 7B are diagrams showing the relationship between the magnitude of touch pressure and the saturation area in the touch input device according to the present invention.
  • 8A and 8B are cross-sectional views of another exemplary electrode sheet including a pressure electrode for attaching to a touch input device according to a second embodiment of the present invention.
  • 9A and 9B illustrate a method of attaching a pressure electrode according to a second embodiment of the present invention.
  • 10A to 10C illustrate a method of connecting a pressure electrode to a touch sensing circuit according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11A-11C illustrate a case in which a pressure electrode constitutes a plurality of channels according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a graph showing an amount of change in capacitance according to the gram weight of an object by performing an experiment for pressing the center of the touch surface of the touch input device 1000 according to the embodiment of the present invention with a non-conductive object.
  • the touch sensor panel 100 includes a plurality of driving electrodes TX1 to TXn and a plurality of receiving electrodes RX1 to RXm, and the touch sensor panel 100 is provided.
  • a driving unit 120 for applying a driving signal to the plurality of driving electrodes TX1 to TXn for the operation of the plurality of driving electrodes, and information on the amount of change in capacitance changed according to a touch on the touch surface of the touch sensor panel 100. It may include a detection unit 110 for receiving a detection signal to detect the touch and the touch position.
  • the touch sensor panel 100 may include a plurality of driving electrodes TX1 to TXn and a plurality of receiving electrodes RX1 to RXm.
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm of the touch sensor panel 100 form an orthogonal array, the present invention is not limited thereto.
  • the driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may have any number of dimensions and application arrangements thereof, including diagonal lines, concentric circles, and three-dimensional random arrays.
  • n and m are positive integers and may have the same or different values, and may vary in size according to embodiments.
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be arranged to cross each other.
  • the driving electrode TX includes a plurality of driving electrodes TX1 to TXn extending in the first axis direction
  • the receiving electrode RX includes a plurality of receiving electrodes extending in the second axis direction crossing the first axis direction. RX1 to RXm).
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on the same layer.
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on the same surface of the insulating film (not shown).
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on different layers.
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on both surfaces of one insulating film (not shown), or the plurality of driving electrodes TX1 to TXn may be formed.
  • One surface of one insulating film (not shown) and a plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on one surface of a second insulating film (not shown) different from the first insulating film.
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm are made of transparent conductive material (eg, tin oxide (SnO 2 ), indium oxide (In 2 O 3 ), or the like. Oxide) or ATO (Antimony Tin Oxide).
  • transparent conductive material eg, tin oxide (SnO 2 ), indium oxide (In 2 O 3 ), or the like. Oxide) or ATO (Antimony Tin Oxide).
  • the driving electrode TX and the receiving electrode RX may be formed of another transparent conductive material or an opaque conductive material.
  • the driving electrode TX and the receiving electrode RX may include at least one of silver ink, copper, and carbon nanotubes (CNT).
  • the driving electrode TX and the receiving electrode RX may be implemented with a metal mesh or made of a silver silver material.
  • the driver 120 may apply a driving signal to the driving electrodes TX1 to TXn.
  • the driving signal may be applied to one driving electrode at a time from the first driving electrode TX1 to the nth driving electrode TXn in sequence.
  • the driving signal may be repeatedly applied again. This is merely an example, and a driving signal may be simultaneously applied to a plurality of driving electrodes in some embodiments.
  • the sensing unit 110 provides information about the capacitance Cm 101 generated between the driving electrodes TX1 to TXn to which the driving signal is applied and the receiving electrodes RX1 to RXm through the receiving electrodes RX1 to RXm.
  • a sensing signal that includes a touch can detect whether the touch position.
  • the sensing signal may be a signal in which the driving signal applied to the driving electrode TX is coupled by the capacitance Cm 101 generated between the driving electrode TX and the receiving electrode RX.
  • the process of detecting the driving signal applied from the first driving electrode TX1 to the nth driving electrode TXn through the receiving electrodes RX1 to RXm is referred to as scanning the touch sensor panel 100. can do.
  • the sensing unit 110 may include a receiver (not shown) connected to each of the receiving electrodes RX1 to RXm through a switch.
  • the switch is turned on in a time interval for detecting the signal of the corresponding receiving electrode RX, so that the detection signal from the receiving electrode RX can be detected at the receiver.
  • the receiver may comprise an amplifier (not shown) and a feedback capacitor coupled between the negative input terminal of the amplifier and the output terminal of the amplifier, i.e., in the feedback path. At this time, the positive input terminal of the amplifier may be connected to ground.
  • the receiver may further include a reset switch connected in parallel with the feedback capacitor. The reset switch may reset the conversion from current to voltage performed by the receiver.
  • the negative input terminal of the amplifier may be connected to the corresponding receiving electrode RX to receive a current signal including information on the capacitance CM 101 and integrate the converted signal into a voltage.
  • the sensing unit 110 may further include an analog to digital converter (ADC) for converting data integrated through a receiver into digital data. Subsequently, the digital data may be input to a processor (not shown) and processed to obtain touch information about the touch sensor panel 100.
  • the detector 110 may include an ADC and a processor.
  • the controller 130 may perform a function of controlling the operations of the driver 120 and the detector 110. For example, the controller 130 may generate a driving control signal and transmit the driving control signal to the driving unit 120 so that the driving signal is applied to the predetermined driving electrode TX at a predetermined time. In addition, the control unit 130 generates a detection control signal and transmits it to the detection unit 110 so that the detection unit 110 receives a detection signal from a predetermined reception electrode RX at a predetermined time to perform a preset function. can do.
  • the driving unit 120 and the sensing unit 110 may configure a touch detection device (not shown) capable of detecting whether or not the touch is applied to the touch sensor panel 100 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the touch detection apparatus according to the embodiment of the present invention may further include a controller 130.
  • the touch detection apparatus according to the embodiment of the present invention is a touch sensing IC (touch sensing integrated circuit: 150 in FIGS. 10A to 10C) which is a touch sensing circuit in the touch input device 1000 including the touch sensor panel 100. It may be integrated.
  • the driving electrode TX and the receiving electrode RX included in the touch sensor panel 100 may include, for example, a touch sensing IC through a conductive trace and / or a conductive pattern printed on a circuit board.
  • the touch sensing IC 150 may be located on a printed circuit board on which a conductive pattern is printed, for example, a first printed circuit board (hereinafter, referred to as a first PCB) shown as 160 in FIG. 10. According to an exemplary embodiment, the touch sensing IC 150 may be mounted on a main board for operating the touch input device 1000.
  • a first PCB first printed circuit board
  • a capacitance C having a predetermined value is generated at each intersection of the driving electrode TX and the receiving electrode RX, and such an electrostatic discharge occurs when an object such as a finger approaches the touch sensor panel 100.
  • the value of the dose can be changed.
  • the capacitance may represent mutual capacitance Cm.
  • the sensing unit 110 may detect the electrical characteristic to detect whether the touch sensor panel 100 is touched and / or the touch position. For example, it is possible to detect whether and / or a position of the touch on the surface of the touch sensor panel 100 formed of a two-dimensional plane formed of a first axis and a second axis.
  • the position of the touch in the second axis direction may be detected by detecting the driving electrode TX to which the driving signal is applied.
  • the position of the touch in the first axis direction may be detected by detecting a change in capacitance from a received signal received through the receiving electrode RX when the touch is applied to the touch sensor panel 100.
  • the touch sensor panel for detecting whether a touch is present and the touch position in the touch input device 1000 according to an embodiment of the present invention is self-capacitance, surface capacitive, projected capacitive, resistive, surface acoustic wave (SAW), infrared (infrared), optical imaging in addition to the above-described method It may be implemented using any touch sensing scheme, such as optical imaging, distributed signal technology and acoustic pulse recognition.
  • the touch sensor panel 100 for detecting a touch position in the touch input device 1000 may be located outside or inside the display module 200.
  • the display module 200 of the touch input device 1000 may include a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), and an organic light emitting diode (OLED). It may be a display panel included in the back. Accordingly, the user may perform an input operation by performing a touch on the touch surface while visually confirming the screen displayed on the display panel.
  • the display module 200 receives an input from a central processing unit (CPU) or an application processor (AP), which is a central processing unit on a main board for the operation of the touch input device 1000, and desires a display panel. It may include a control circuit for displaying the content.
  • CPU central processing unit
  • AP application processor
  • Such a control circuit may be mounted on the second printed circuit board 210 (hereinafter referred to as second PCB) in FIGS. 9A to 10C.
  • the control circuit for operating the display panel 200 may include a display panel control IC, a graphic controller IC, and other circuits necessary for operating the display panel 200.
  • 2A, 2B and 2C are conceptual views illustrating a relative position of a touch sensor panel with respect to a display module in a touch input device according to an embodiment of the present invention.
  • an LCD panel is shown as a display panel, but this is only an example and any display panel may be applied to the touch input device 1000 according to the embodiment of the present invention.
  • reference numeral 200 denotes a display module, but in FIG. 2 and the description thereof, reference numeral 200 may refer to a display panel as well as a display module.
  • the LCD panel includes a liquid crystal layer 250 including a liquid crystal cell, a first glass layer 261 including electrodes at both ends of the liquid crystal layer 250, and a liquid crystal layer 250.
  • the LCD panel may further include other configurations and modifications are possible to perform the display function.
  • the touch surface of the touch input device 1000 may be a surface of the touch sensor panel 100.
  • a surface of the touch sensor panel 100 which may be a touch surface, may be an upper surface of the touch sensor panel 100.
  • the touch surface of the touch input device 1000 may be an outer surface of the display module 200.
  • an outer surface of the display module 200 which may be a touch surface, may be a lower surface of the second polarization layer 272 of the display module 200.
  • the lower surface of the display module 200 may be covered with a cover layer (not shown) such as glass in order to protect the display module 200.
  • FIG. 2B and 2C illustrate that the touch sensor panel 100 is disposed inside the display panel 200 in the touch input device 1000.
  • the touch sensor panel 100 for detecting the touch position is disposed between the first glass layer 261 and the first polarization layer 271.
  • the touch surface of the touch input device 1000 may be an upper surface or a lower surface of FIG. 2B as an outer surface of the display module 200.
  • 2C illustrates a case in which the touch sensor panel 100 for detecting a touch position is included in the liquid crystal layer 250 and implemented.
  • the touch surface of the touch input device 1000 may be an upper surface or a lower surface of FIG. 2C as an outer surface of the display module 200.
  • the top or bottom surface of the display module 200 which may be a touch surface, may be covered with a cover layer (not shown) such as glass.
  • the touch sensor panel 100 has been described as to whether or not the touch and / or the location of the touch is detected. The magnitude of the pressure of the touch can be detected along with and / or location.
  • the touch sensor panel 100 may further include a pressure detection module that detects touch pressure separately from the touch sensor panel 100.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of a touch input device configured to detect a touch position and touch pressure according to the first embodiment of the present invention.
  • the touch sensor panel 100 and the pressure detection module 400 for detecting the touch position in the touch input device 1000 including the display module 200 may be attached to the front surface of the display module 200. Accordingly, the display screen of the display module 200 may be protected and the touch detection sensitivity of the touch sensor panel 100 may be increased.
  • the pressure detection module 400 may operate separately from the touch sensor panel 100 for detecting the touch position, for example, the pressure detection module 400 may be the touch sensor panel 100 for detecting the touch position. May be configured to detect pressure alone. In addition, the pressure detection module 400 may be configured to detect the touch pressure in combination with the touch sensor panel 100 for detecting the touch position. For example, at least one of the driving electrode TX and the receiving electrode RX included in the touch sensor panel 100 for detecting the touch position may be used to detect the touch pressure.
  • the pressure detection module 400 is combined with the touch sensor panel 100 to detect a touch pressure.
  • the pressure detection module 400 includes a spacer layer 420 spaced apart from the touch sensor panel 100 and the display module 200.
  • the pressure detection module 400 may include a reference potential layer spaced apart from the touch sensor panel 100 through the spacer layer 420.
  • the display module 200 may function as a reference potential layer.
  • the reference potential layer may have any potential to cause a change in the capacitance 101 generated between the driving electrode TX and the receiving electrode RX.
  • the reference potential layer may be a ground layer having a ground potential.
  • the reference potential layer may be a ground layer of the display module 200. In this case, the reference potential layer may have a plane parallel to the two-dimensional plane of the touch sensor panel 100.
  • the touch sensor panel 100 and the display module 200 which is a reference potential layer are spaced apart from each other.
  • the spacer layer 420 between the touch sensor panel 100 and the display module 200 may be implemented as an air gap according to a difference in the bonding method between the touch sensor panel 100 and the display module 200.
  • the spacer layer 420 may be made of an impact absorbing material according to an embodiment.
  • the spacer layer 420 may be filled with a dielectric material in some embodiments.
  • a double adhesive tape (DAT) may be used to fix the touch sensor panel 100 and the display module 200.
  • DAT double adhesive tape
  • each of the touch sensor panel 100 and the display module 200 has an overlapping area, and each of the touch sensor panel 100 and the display module 200 is double-sided through a double-sided adhesive tape 430 in the edge area of each of the touch sensor panel 100 and the display module 200. Layers may be bonded to each other, but the touch sensor panel 100 and the display module 200 may be spaced apart from each other by a predetermined distance d.
  • the capacitance 101 (Cm) between the driving electrode TX and the receiving electrode RX changes. That is, when the touch sensor panel 100 is touched, the mutual capacitance Cm 101 may be reduced compared to the basic mutual capacitance. This is because when an object, such as a finger, is close to the touch sensor panel 100, the object serves as a ground (GND), and the fringing capacitance of the mutual capacitance (Cm) 101 is absorbed into the object. to be.
  • the basic mutual capacitance is a value of mutual capacitance between the driving electrode TX and the receiving electrode RX when there is no touch on the touch sensor panel 100.
  • the touch sensor panel 100 may be bent when pressure is applied when the object is touched with an upper surface that is a touch surface of the touch sensor panel 100. In this case, the value of the mutual capacitance 101 (Cm) between the driving electrode TX and the receiving electrode RX may be further reduced. This is because the touch sensor panel 100 is bent so that the distance between the touch sensor panel 100 and the reference potential layer decreases from d to d 'so that the fringe capacitance of the mutual capacitance 101 (Cm) is not only an object but also a reference. This is because it is also absorbed by the dislocation layer. When the touch object is an insulator, the change in mutual capacitance Cm may be simply caused by the change in distance d-d 'between the touch sensor panel 100 and the reference potential layer.
  • the touch input device 1000 including the touch sensor panel 100 and the pressure detection module 400 on the display module 200 the touch pressure as well as the touch position may be simultaneously detected. have.
  • the touch sensor is not disposed between the touch sensor panel 100 and the display module 200 for detecting the touch position, and the touch sensor is made of an adhesive such as an optically clear adhesive (OCA).
  • OCA optically clear adhesive
  • FIG. 4A is a cross-sectional view of a touch input device according to a second embodiment of the present invention.
  • an adhesive may be completely laminated between the touch sensor panel 100 and the display module 200 for detecting a touch position. Accordingly, display color clarity, visibility, and light transmittance of the display module 200 which can be checked through the touch surface of the touch sensor panel 100 may be improved.
  • the touch input device 1000 according to the second embodiment of the present invention illustrates that the touch sensor panel 100 is laminated with an adhesive on the display module 200.
  • the touch input device 1000 according to the second embodiment of the present invention may also include a case in which the touch sensor panel 100 is disposed inside the display module 200 as illustrated in FIGS. 2B and 2C. More specifically, although the touch sensor panel 100 covers the display module 200 in FIGS. 4A and 4B, the touch sensor panel 100 is located inside the display module 200 and the display module 200 is glass.
  • the touch input device 1000 covered with the cover layer may be used as the second embodiment of the present invention.
  • the touch input device 1000 may be a cell phone, a personal data assistant (PDA), a smartphone, a tablet PC, an MP3 player, a notebook, or the like. It may include an electronic device including the same touch screen.
  • PDA personal data assistant
  • smartphone a tablet PC
  • MP3 player a notebook
  • notebook a notebook
  • the substrate 300 may include, for example, a circuit board for operating the touch input device 1000 together with a cover 320 which is the outermost mechanism of the touch input device 1000. And / or a housing surrounding the mounting space 310 in which the battery may be positioned.
  • a circuit board for operating the touch input device 1000 may be mounted with a central processing unit (CPU) or an application processor (AP) as a main board.
  • CPU central processing unit
  • AP application processor
  • a circuit board and / or a battery for operating the display module 200 and the touch input device 1000 may be separated through the substrate 300, and electrical noise generated in the display module 200 may be blocked.
  • the touch sensor panel 100 or the front cover layer may be formed wider than the display module 200, the substrate 300, and the mounting space 310, and thus the cover 320 may be touched.
  • the cover 320 may be formed to surround the display module 200, the substrate 300, and the circuit board 310 together with the sensor panel 100.
  • the touch input device 1000 detects a touch position through the touch sensor panel 100, and arranges the pressure detection module 400 between the display module 200 and the substrate 300. Touch pressure can be detected.
  • the touch sensor panel 100 may be located inside or outside the display module 200.
  • the pressure detection module 400 may include, for example, electrodes 450 and 460.
  • the electrodes 450 and 460 included in the pressure detection module 400 may be included in the touch input device 1000 in the form of an electrode sheet 440 including the corresponding electrodes, which will be described in detail below.
  • the electrodes 450 and 460 should be configured to include an air gap 420 between the substrate 300 and / or the display module 200, the electrode sheet including the electrodes 450 and 460 in FIG. 4A.
  • the 440 is disposed to be spaced apart from the substrate 300 and the display module 200. However, the electrodes 450 and 460 may be formed in contact with any one of the substrate 300 and the display module 200.
  • FIG. 4B is a perspective view of a touch input device according to a second embodiment of the present invention.
  • the pressure detection module 400 is positioned between the display module 200 and the substrate 300 and moves the electrodes 450 and 460. It may include.
  • the electrodes 450 and 460 for detecting pressure are referred to as pressure electrodes 450 and 460 so as to be clearly distinguished from the electrodes included in the touch sensor panel 100.
  • the pressure electrodes 450 and 460 may be made of an opaque material as well as a transparent material.
  • the electrode sheet 440 may include an electrode layer 441 between the first insulating layer 470 and the second insulating layer 471.
  • the electrode layer 441 may include a first electrode 450 and / or a second electrode 460.
  • the first insulating layer 470 and the second insulating layer 471 may be an insulating material such as polyimide.
  • the first electrode 450 and the second electrode 460 included in the electrode layer 441 may include a material such as copper.
  • the electrode layer 441 and the second insulating layer 471 may be adhered with an adhesive (not shown) such as an optically clear adhesive (OCA).
  • OCA optically clear adhesive
  • the pressure electrodes 450 and 460 are formed by disposing a mask having a through hole corresponding to the pressure electrode pattern on the first insulating layer 470 and then spraying a conductive spray. Can be.
  • the electrode sheet 440 is illustrated as having a structure including the pressure electrodes 450 and 460 between the insulating layers 470 and 471, but this is only an example and the electrode sheet 440 is illustrated in FIG. It may simply include pressure electrodes 450 and 460.
  • the electrode sheet 440 is disposed between the substrate 300 or the display module 200 and the spacer layer 420. It may be attached to the substrate 300 or the display module 200 to be spaced apart.
  • 5B is a cross-sectional view of a portion of a touch input device in which an electrode sheet is attached to the touch input device according to the first method.
  • the electrode sheet 440 is attached to the substrate 300 or the display module 200.
  • an adhesive tape 430 having a predetermined thickness may be formed along the edge of the electrode sheet 440 to maintain the spacer layer 420.
  • the adhesive tape 430 is formed on all the edges of the electrode sheet 440 (eg, the four sides of the quadrangle), but the adhesive tape 430 is formed at least a portion of the edge of the electrode sheet 440 (eg, , Three sides of a quadrilateral shape). In this case, as shown in FIG. 5C, the adhesive tape 430 may not be formed in an area including the electrode patterns 450 and 460.
  • the pressure electrodes 450 and 460 are predetermined with the substrate 300 or the display module 200. May be spaced apart.
  • the adhesive tape 430 may be formed on an upper surface of the substrate 300 or a lower surface of the display module 200.
  • the adhesive tape 440 may be a double-sided adhesive tape. In FIG. 5C, only one pressure electrode among the pressure electrodes 450 and 460 is illustrated.
  • 5D is a cross-sectional view of a portion of a touch input device in which an electrode sheet is attached to the touch input device according to the second method.
  • the electrode sheet 440 may be positioned on the substrate 300 or the display module 200, and then the electrode sheet 440 may be fixed to the substrate 300 or the display module 200 with an adhesive tape 431. have.
  • the adhesive tape 431 may contact at least a portion of the electrode sheet 440 and at least a portion of the substrate 300 or the display module 200.
  • the adhesive tape 431 is shown extending from the top of the electrode sheet 440 to the exposed surface of the substrate 300 or the display module 200. In this case, the adhesive tape 431 may have an adhesive force only on the side of the surface in contact with the electrode sheet 440. Therefore, the upper surface of the adhesive tape 431 in Figure 5d may not have the adhesive force.
  • the electrode sheet 440 is fixed to the substrate 300 or the display module 200 through the adhesive tape 431, the electrode sheet 440 and the substrate 300 or the display module 200 are fixed. ) May have a predetermined space, that is, the air gap 420.
  • the electrode sheet 440 is not directly attached between the electrode sheet 440 and the substrate 300 or the display module 200 by the adhesive, and the electrode sheet 440 includes electrodes 450 and 460 having patterns. Because the surface of may not be flat.
  • This air gap 420 in FIG. 5D may also function as a spacer layer for detecting touch pressure.
  • the electrode sheet 440 is attached to the substrate 300 or the display module 200 according to the first method as shown in FIG.
  • the method may also be applied to the case where the electrode sheet 440 is attached to the substrate 300 or the display module 200 by an arbitrary method such as two methods.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view of a touch input device including a pressure electrode pattern according to the first embodiment of the present invention.
  • the electrode sheet 440 including the pressure electrodes 450 and 460 according to the first embodiment of the present invention is particularly suitable for the substrate 300 in the region where the pressure electrodes 450 and 460 are formed.
  • the spacer layer 420 may be attached to the substrate 300 while being spaced apart from the spacer layer 420.
  • the display module 200 is shown to be in contact with the electrode sheet 440, but this is only an example and the display module 200 may be spaced apart from the electrode sheet 440.
  • the pressure electrode for detecting the pressure may include a first electrode 450 and a second electrode 460.
  • any one of the first electrode 450 and the second electrode 460 may be a driving electrode and the other may be a receiving electrode.
  • the driving signal may be applied to the driving electrode and the sensing signal may be obtained through the receiving electrode.
  • mutual capacitance may be generated between the first electrode 450 and the second electrode 460.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view when pressure is applied to the touch input device 1000 illustrated in FIG. 6A.
  • the substrate 300 may have a ground potential for noise shielding.
  • the touch sensor panel 100 and the display module 200 may be bent or pressed. Accordingly, the electrode sheet 440 may be pressed to reduce the distance d between the pressure electrodes 450 and 460 included in the electrode sheet 440 and the substrate 300 to d '.
  • the fringing capacitance is absorbed into the substrate 300 as the distance d decreases, the mutual capacitance between the first electrode 450 and the second electrode 460 may decrease. Therefore, the magnitude of the touch pressure may be calculated by obtaining a reduction amount of mutual capacitance from the sensing signal obtained through the receiving electrode.
  • the display module 200 may be bent in response to a touch applying a pressure.
  • the display module 200 may be bent or pressed to show the largest deformation in the position of the touch.
  • the position showing the greatest deformation when the display module 200 is bent or pressed may not coincide with the touch position, but the display module 200 may indicate bending at least in the touch position.
  • the touch position is close to the edge and the edge of the display module 200, the position where the display module 200 is bent or pressed the greatest may be different from the touch position, but the display module 200 is at least the touch position. It may indicate bending or pressing at.
  • the touch input device 1000 may change the distance between the substrate 300 to which the electrode sheet 440 is attached and the electrode sheet 440. Accordingly, the touch pressure can be detected. At this time, since the distance d between the electrode sheet 440 and the substrate 300 is very small, the touch pressure can be accurately detected even with a minute change in the distance d according to the touch pressure.
  • 6C is a cross-sectional view of a touch input device including a pressure electrode according to a second embodiment of the present invention. Although the electrode sheet 440 including the pressure electrodes 450 and 460 is formed on the substrate 300 in the first embodiment, the pressure electrodes 450 and 460 may be formed on the lower surface of the display module 200. It may be attached.
  • FIG. 6D is a cross-sectional view when pressure is applied to the touch input device shown in FIG. 6C.
  • the display module 200 may have a ground potential. Therefore, as the touch surface of the touch sensor panel 100 is touched, the distance d between the display module 200 and the pressure electrodes 450 and 460 is reduced, and as a result, the first electrode 450 and the second electrode are reduced. May cause a change in mutual capacitance between 460.
  • the touch input device 1000 changes the distance between the display module 200 to which the electrode sheet 440 is attached and the electrode sheet 440.
  • the touch pressure can be detected accordingly.
  • the touch pressure since the distance d between the electrode sheet 440 and the display module 200 is very small, the touch pressure may be accurately detected even with a minute change in the distance d according to the touch pressure.
  • the distance between the display module 200 and the electrode sheet 440 may be smaller than the distance between the electrode sheet 440 and the substrate 300.
  • the distance between the electrode sheet 440 and the lower surface of the display module 200 which is the ground potential may be a Vcom potential layer and / or any ground potential layer located in the electrode sheet 440 and the display module 200. It may be less than the distance of.
  • an electrode (not shown) for shielding noise may be included between the first polarization layer 271 and the first glass layer 261.
  • the electrode for shielding may be composed of ITO and may serve as a ground potential layer.
  • FIG. 6E-6H illustrate pressure electrode patterns that can be applied to the first and second embodiments of the present invention, respectively.
  • the pressure electrodes 450 and 460 are attached to the substrate 300, and the capacitance between the first electrode 450 and the second electrode 460 is the substrate 300 and the pressure electrodes 450 and 460. May vary depending on the distance between them.
  • 6F and 6G illustrate further pressure electrode patterns 450 and 460 that can be applied to embodiments of the present invention.
  • the first electrode 450 and the first electrode 450 are generated to generate a capacitance range necessary for increasing the detection accuracy. It is necessary to form the pattern of the second electrode 460.
  • the generated capacitance may be increased. Therefore, the size, length and shape of the facing area between the first electrode 450 and the second electrode 460 may be adjusted according to the required capacitance range.
  • 6F and 6G when the first electrode 450 and the second electrode 460 are formed on the same layer, the lengths of the first electrode 450 and the second electrode 460 facing each other are relatively long. The case where the pressure electrode is formed is illustrated.
  • the first electrode 450 and the second electrode 460 are shown as being formed on the same layer, but the first electrode 450 and the second electrode 460 are shown in the embodiment. Therefore, different layers may be implemented.
  • 8A illustrates an attachment structure when the first electrode 450 and the second electrode 460 are implemented in different layers. As illustrated in FIG. 8A, the first electrode 450 is formed on the first insulating layer 470, and the second electrode 460 is disposed on the first electrode 450. 471 may be formed on. In some embodiments, the second electrode 460 may be covered with a third insulating layer 472. In this case, since the first electrode 450 and the second electrode 460 are positioned on different layers, they may be implemented to overlap each other.
  • the first electrode 450 and the second electrode 460 may include the driving electrode TX and the receiving electrode RX arranged in the structure of MXN included in the touch sensor panel 100 described with reference to FIG. 1. It may be formed similarly to a pattern. At this time, M and N may be one or more natural numbers.
  • the touch pressure is detected from a change in mutual capacitance between the first electrode 450 and the second electrode 460.
  • the pressure electrodes 450 and 460 may be configured to include only one pressure electrode of the first electrode 450 and the second electrode 460, and in this case, one pressure electrode and a ground layer (display module)
  • the magnitude of the touch pressure may be detected by detecting a change in capacitance between the 200 or the substrate 300.
  • the pressure electrode may include only the first electrode 450.
  • the first electrode 450 and the substrate may be caused by a change in distance between the substrate 300 and the first electrode 450.
  • the magnitude of the touch pressure can be detected from the capacitance change between 300.
  • the capacitance between the substrate 300 and the first electrode 450 may increase as the touch pressure increases.
  • the pressure electrode does not have to have a comb-tooth shape or trident shape, which is necessary to increase the mutual capacitance variation detection accuracy, and may have a plate (eg, square plate) shape as illustrated in FIG. 6H.
  • the first electrode 450 may be formed on the first insulating layer 470. In some embodiments, the first electrode 450 may be covered with a second insulating layer 471.
  • 7A and 7B are diagrams showing the relationship between the magnitude of touch pressure and the saturation area in the touch input device according to the present invention.
  • the electrode sheet 440 is shown attached to the substrate 300, but the following description may be applied to the case in which the electrode sheet 440 is attached to the display module 200.
  • the distance between the electrode sheet 440 and the substrate 300 at a predetermined position may reach a state that is no longer close. This state is referred to below as saturation.
  • saturation When the magnitude of the touch pressure is large enough, the distance between the electrode sheet 440 and the substrate 300 at a predetermined position may reach a state that is no longer close. This state is referred to below as saturation.
  • the electrode sheet 440 and the substrate 300 may come into contact with each other so that the distance may not be closer.
  • the area where the electrode sheet 440 and the substrate 300 contact each other may be represented by a.
  • the area in the saturated state where the distance between the substrate 300 and the electrode sheet 440 is no longer close may be increased.
  • an area in which the electrode sheet 440 and the substrate 300 contact each other may be increased.
  • An area where the electrode sheet 440 contacts the substrate 300 on the right side of FIG. 7B may be denoted by A.
  • the mutual capacitance between the first electrode 450 and the second electrode 460 may decrease. It will be described below to calculate the size of the touch pressure according to the change in capacitance according to the change in distance, which may include calculating the size of the touch pressure in accordance with the change of the saturation area in the saturation state.
  • the touch input device 1000 senses a change in capacitance generated by the pressure electrodes 450 and 460. Therefore, a driving signal needs to be applied to the driving electrode of the first electrode 450 and the second electrode 460, and a touch pressure must be calculated from the change amount of capacitance by acquiring a detection signal from the receiving electrode. According to an embodiment, it may be further included a touch sensing IC for the operation of the pressure detection module 400. In this case, as illustrated in FIG. 1, since the configuration similar to that of the driving unit 120, the sensing unit 110, and the control unit 130 is overlapped, the problem that the area and the volume of the touch input device 1000 become large may occur. Can be.
  • the pressure detection module 400 may detect a touch pressure by receiving a driving signal and receiving a detection signal through a touch detection device for operating the touch sensor panel 100.
  • the first electrode 450 is a driving electrode and the second electrode 460 is a receiving electrode.
  • the first electrode 450 receives a driving signal from the driving unit 120, and the second electrode 460 transmits a detection signal to the sensing unit 110.
  • I can deliver it.
  • the controller 130 performs the scanning of the touch sensor panel 100 and the scanning of the pressure detection module 400 at the same time, or the controller 130 may time-division to perform the scanning of the touch sensor panel 100.
  • the control signal may be generated to perform scanning and to perform the scanning of the pressure detection module 400 in a second time interval different from the first time interval.
  • the first electrode 450 and the second electrode 460 should be electrically connected to the driving unit 120 and / or the sensing unit 110.
  • the touch detection device for the touch sensor panel 100 is generally formed as one of the touch sensing ICs 150 on one end of the touch sensor panel 100 or on the same plane as the touch sensor panel 100.
  • the pressure electrode patterns 450 and 460 may be electrically connected to the touch detection device of the touch sensor panel 100 by any method.
  • the pressure electrode patterns 450 and 460 may be connected to the touch detection apparatus through a connector using the second PCB 210 included in the display module 200.
  • the conductive traces (not shown) electrically extending from the first electrode 450 and the second electrode 460, respectively, may be formed through the touch sensing IC 150 through the second PCB 210 or the like. Can be electrically connected up to.
  • 9A and 9B illustrate a method of attaching a pressure electrode according to a second embodiment of the present invention.
  • 9A and 9B illustrate a case in which the pressure electrodes 450 and 460 according to the exemplary embodiment of the present invention are attached to the lower surface of the display module 200.
  • the display module 200 shows a second PCB 210 in which a circuit for operating a display panel is mounted on a portion of a lower surface of the display module 200.
  • 9A illustrates pressure electrode patterns 450 and 460 at the bottom surface of the display module 200 such that the first electrode 450 and the second electrode 460 are connected to one end of the second PCB 210 of the display module 200.
  • the case where it attaches to is illustrated.
  • 9A illustrates a case in which the first electrode 450 and the second electrode 460 are manufactured on the insulating layer 470.
  • the pressure electrode patterns 450 and 460 may be formed on the insulating layer 470 and attached to the lower surface of the display module 200 as an integrated electrode sheet 440.
  • a conductive pattern may be printed on the second PCB 210 to electrically connect the pressure electrode patterns 450 and 460 to a required configuration such as the touch sensing IC 150. Detailed description thereof will be described with reference to FIGS. 10A to 10C.
  • FIG. 9B illustrates a case in which the first electrode 450 and the second electrode 460 are integrally formed with the second PCB 210 of the display module 200.
  • a predetermined area 211 is allocated to the second PCB so that the first electrode 450 and the second electrode 460 as well as a circuit for operating the display panel in advance. Up to patterns can be printed.
  • the second PCBs may be spaced apart from the display module 200 by a predetermined distance so that the pressure electrode patterns 450 and 460 may be spaced apart from the display module 200.
  • the second PCB 210 may be printed with a conductive pattern that electrically connects the first electrode 450 and the second electrode 460 to a required configuration such as the touch sensing IC 150.
  • 10A to 10C illustrate a method of connecting a pressure electrode to the touch sensing IC 150 according to the second embodiment of the present invention.
  • the touch detection device of the touch sensor panel 100 may include a first PCB 160 for the touch sensor panel 100.
  • the integrated circuit is integrated in the touch sensing IC 150 mounted in FIG.
  • the pressure electrodes 450 and 460 attached to the display module 200 are connected to the touch sensing IC 150 through the first connector 121.
  • the touch sensing IC 150 is connected to the second PCB 210 for the display module 200 through the first connector 121.
  • the second PCB 210 may be electrically connected to the main board through the second connector 221. Accordingly, the touch sensing IC 150 may exchange signals with a CPU or an AP for operating the touch input device 1000 through the first connector 121 and the second connector 221.
  • the pressure electrode 450 is attached to the display module 200 in the manner illustrated in FIG. 9B, but may be applied to the case in which the pressure electrode 450 is attached in the manner illustrated in FIG. 9A.
  • a conductive pattern may be printed on the second PCB 210 so that the pressure electrodes 450 and 460 may be electrically connected to the touch sensing IC 150 through the first connector 121.
  • the pressure electrodes 450 and 460 attached to the display module 200 are connected to the touch sensing IC 150 through the third connector 473.
  • the pressure electrodes 450 and 460 are connected to the main board for the operation of the touch input device 1000 through the third connector 473, and the second connector 221 and the first connector 121 are later connected. It may be connected to the touch sensing IC 150 through.
  • the pressure electrodes 450 and 460 may be printed on the additional PCB 211 separated from the second PCB 210.
  • the pressure electrode patterns 450 and 460 may be formed on the insulating layer 470 and may be connected to the main board through the connector 471 by extending conductive traces from the pressure electrodes 450 and 460.
  • the pressure electrode patterns 450 and 460 are directly connected to the touch sensing IC 150 through the fourth connector 474.
  • the pressure electrodes 450 and 460 may be connected to the first PCB 160 through the fourth connector 474.
  • a conductive pattern may be printed on the first PCB 160 to electrically connect the fourth connector 474 to the touch sensing IC 150.
  • the pressure electrodes 450 and 460 may be connected to the touch sensing IC 150 through the fourth connector 474.
  • the pressure electrodes 450 and 460 may be printed on the additional PCB 211 separated from the second PCB 210.
  • the second PCB 472 and the additional PCB 211 may be insulated so as not to short-circuit each other.
  • the pressure electrodes 450 and 460 may be formed on the insulating layer 470 and may be connected to the first PCB 160 through the connector 472 by extending conductive traces from the pressure electrodes 450 and 460. have.
  • connection method of FIGS. 10B and 10C may be applied to the case where the pressure electrodes 450 and 460 are attached to the substrate 300 as well as the bottom surface of the display module 200.
  • the touch sensing IC 150 has been described assuming a chip on film (COF) structure formed on the first PCB 160.
  • COF chip on film
  • COB chip on board
  • the pressure electrodes 450 and 460 in which the first electrode 450 constitutes one channel as the driving electrode and the second electrode 460 constitutes one channel as the receiving electrode have been described.
  • the driving electrode and the receiving electrode may each constitute a plurality of channels, and thus, multiple pressure detection may be performed according to multi touch.
  • FIG. 11A to 11C illustrate a case in which the pressure electrode according to the embodiment of the present invention constitutes a plurality of channels.
  • the first electrodes 450-1 and 450-2 and the second electrodes 460-1 and 460-2 each constitute two channels.
  • FIG. 11B the first electrode 450 constitutes two channels 450-1 and 450-2, but the second electrode 460 constitutes one channel.
  • FIG. 11C the first electrodes 450-1 to 450-5 and the second electrodes 460-1 and 460-5 each form five channels.
  • FIGS. 11A to 11C illustrate a case in which the pressure electrode constitutes a singular or plural channels, and the pressure electrode may be composed of the singular or plural channels in various ways.
  • the pressure electrodes 450 and 460 may be touched in FIGS. 10A to 10C and other methods. It may be connected to the sensing IC 150.
  • FIG. 12 is a graph showing an amount of change in capacitance according to a gram force of an object by performing an experiment for pressing the center of the touch surface of the touch input device 1000 according to an embodiment of the present invention with a non-conductive object. to be.
  • the pressure electrode patterns 450 and 460 included in the pressure detection module 400 increase as the force for pressing the center of the touch surface of the touch input device 1000 according to the embodiment of the present invention increases. It can be seen that the amount of change in capacitance increases.
  • the capacitive detection module has been described as the pressure detection module 400, but the touch input device 1000 according to the exemplary embodiment of the present invention has the spacer layer 420 and the pressure electrode 450 as the pressure detection module 400. 460 may be any type of pressure detection module.
  • a touch input device including a display module capable of detecting a magnitude of touch pressure as well as a position of a touch on a touch screen.
  • a touch input device including a display module, which is configured to detect a touch position and a magnitude of pressure of a touch without lowering visibility and light transmittance of the display module.

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Abstract

본 발명에 따른 터치 입력 장치는 터치 표면에 대한 터치의 압력 검출이 가능한 터치 입력 장치로서, 기판; 및 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 모듈; 및 상기 기판과 상기 디스플레이 패널 사이에 위치하며, 상기 기판 또는 디스플레이 모듈에 고정되는 전극을 더 포함하며, 상기 터치 표면에 대한 상기 터치에 따라 상기 전극과 상기 기판 또는 디스플레이 모듈 사이의 거리가 변할 수 있고, 상기 거리는 상기 터치의 압력 크기에 따라 달라질 수 있으며, 상기 전극은 상기 거리의 변화에 따른 전기적 신호를 출력할 수 있다.

Description

터치 입력 장치
본 발명은 터치 입력 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 입력 장치로서 터치 위치 및 터치 압력의 크기를 검출할 수 있도록 구성된 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.
이때, 디스플레이 모듈의 성능을 저하시키지 않으면서 터치 스크린 상의 터치에 따른 터치 위치뿐 아니라 터치의 압력 크기를 검출할 수 있는 터치 입력 장치에 대한 필요성이 야기되고 있다.
본 발명의 목적은 터치 스크린 상의 터치의 위치뿐 아니라 터치 압력의 크기를 검출할 수 있는 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 입력 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 디스플레이 모듈의 시인성(visibility) 및 빛 투과율을 저하시킴이 없이 터치 위치 및 터치의 압력 크기를 검출할 수 있도록 구성된, 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 입력 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 터치의 압력 크기 검출 정밀도가 개선된 터치 입력 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시형태에 따른 터치 입력 장치는 터치 표면에 대한 터치의 압력 검출이 가능한 터치 입력 장치로서, 기판; 및 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 모듈; 및 상기 기판과 상기 디스플레이 패널 사이에 위치하며, 상기 기판에 고정되는 전극을 더 포함하며, 상기 터치 표면에 대한 상기 터치에 따라 상기 전극과 상기 기판 사이의 거리가 변할 수 있고, 상기 거리는 상기 터치의 압력 크기에 따라 달라질 수 있으며, 상기 전극은 상기 거리의 변화에 따른 전기적 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따른 터치 입력 장치는 터치 표면에 대한 터치의 압력 검출이 가능한 터치 입력 장치로서, 기판; 및 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 모듈; 및 상기 기판과 상기 디스플레이 패널 사이에 위치하며, 상기 디스플레이 모듈에 고정되는 전극을 더 포함하며, 상기 터치 표면에 대한 상기 터치에 따라 상기 전극과 상기 디스플레이 모듈 사이의 거리가 변할 수 있고, 상기 거리는 상기 터치의 압력 크기에 따라 달라질 수 있으며, 상기 전극은 상기 거리의 변화에 따른 전기적 신호를 출력할 수 있다.
본 발명에 따르면 터치 스크린 상의 터치의 위치뿐 아니라 터치 압력의 크기를 검출할 수 있는 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 디스플레이 모듈의 시인성(visibility) 및 빛 투과율을 저하시킴이 없이 터치 위치 및 터치의 압력 크기를 검출할 수 있도록 구성된, 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 터치의 압력 크기 검출 정밀도가 개선된 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 정전 용량 방식의 터치 센서 패널 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도이다.
도2a, 도2b 및 도2c는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 디스플레이 모듈에 대한 터치 센서 패널의 상대적인 위치를 예시하는 개념도이다.
도3은 본 발명의 제1실시형태에 따라 터치 위치 및 터치 압력을 검출할 수 있도록 구성된 터치 입력 장치의 단면도이다.
도4a는 본 발명의 제2실시형태에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도4b는 본 발명의 제2실시형태에 따른 터치 입력 장치의 사시도이다.
도5a는 본 발명의 제2실시형태에 따른 터치 입력 장치에 부착하기 위한 압력 전극을 포함하는 예시적인 전극 시트의 단면도이다.
도5b는 제1방법에 따라 전극 시트가 터치 입력 장치에 부착된 터치 입력 장치의 일부의 단면도이다.
도5c는 제1방법에 따라 전극 시트를 터치 입력 장치에 부착하기 위한 전극 시트의 평면도이다.
도5d는 제2방법에 따라 전극 시트가 터치 입력 장치에 부착된 터치 입력 장치의 일부의 단면도이다.
도6a는 본 발명의 제1실시예에 따른 압력 전극 패턴을 포함하는 터치 입력 장치의 단면도이다.
도6b는 도6a에 도시된 터치 입력 장치에 압력이 인가된 경우의 단면도이다.
도6c는 본 발명의 제2실시예에 따른 압력 전극을 포함하는 터치 입력 장치의 단면도이다.
도6d는 도6c에 도시된 터치 입력 장치에 압력이 인가된 경우의 단면도이다.
도6e 내지 도6h는 각각 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 적용될 수 있는 압력 전극 패턴을 예시한다.
도7a 및 도7b는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에서 터치 압력의 크기와 포화 면적 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도8a 및 8b는 본 발명의 제2실시형태에 따른 터치 입력 장치에 부착하기 위한 압력 전극을 포함하는 또 다른 예시적인 전극 시트의 단면도이다. 도9a 및 도9b는 본 발명의 제2실시예에 따른 압력 전극의 부착 방법을 예시한다.
도10a 내지 도10c는 본 발명의 제2실시예에 따른 압력 전극을 터치 센싱 회로에 연결하는 방법을 예시한다.
도11a 내지 도11c는 본 발명의 실시예에 따라 압력 전극이 복수의 채널을 구성하는 경우를 예시한다.
도12는 본 발명의 실시형태에 따른 터치 입력 장치(1000)의 터치 표면 중심부를 비전도성 객체로 가압하는 실험을 수행하여, 객체의 그램중량에 따른 정전용량의 변화량을 표시하는 그래프이다.
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. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 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 패널(100) 및 압력 검출 모듈(400)을 예시하나 임의의 방식으로 터치 위치 및/또는 터치 압력을 검출할 수 있는 터치 센서 패널(100) 및 압력 검출 모듈(400)이 적용될 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 정전 용량 방식의 터치 센서 패널(100) 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도이다. 도1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 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 상기 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.
도1에 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. 도1에서는 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.
도1에 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) 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 구현되거나 은나노(nano silver) 물질로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 구동부(120)는 구동신호를 구동전극(TX1 내지 TXn)에 인가할 수 있다. 본 발명의 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.
도1에서 구동부(120) 및 감지부(110)는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 검출 장치(미표시)를 구성할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 장치는 제어부(130)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 장치는 터치 센서 패널(100)을 포함하는 터치 입력 장치(1000)에서 터치 센싱 회로인 터치 센싱 IC(touch sensing Integrated Circuit: 도10a 내지 도10c에서 150) 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 도10에서 160으로 표시되는 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. 도1에서 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 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.
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)은 디스플레이 모듈(200) 외부 또는 내부에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 모듈(200)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. 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 디스플레이 하도록 하는 제어회로를 포함할 수 있다. 이러한 제어회로는 도9a 내지 10c에서 제2인쇄 회로 기판(210: 이하 제2PCB로 지칭)에 실장될 수 있다. 이때, 디스플레이 패널(200)의 작동을 위한 제어회로는 디스플레이 패널 제어 IC, 그래픽 제어 IC(graphic controller IC) 및 기타 디스플레이 패널(200) 작동에 필요한 회로를 포함할 수 있다.
도2a, 도2b 및 도2c는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 디스플레이 모듈에 대한 터치 센서 패널의 상대적인 위치를 예시하는 개념도이다. 도2a 내지 도2c에서는 디스플레이 패널로서 LCD 패널이 도시되나, 이는 예시일 뿐이며 임의의 디스플레이 패널이 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에 적용될 수 있다.
본원 명세서에서 도면부호 200은 디스플레이 모듈을 지칭하나, 도2 및 이에 대한 설명에서 도면부호200은 디스플레이 모듈뿐 아니라 디스플레이 패널을 지칭할 수 있다. 도2a 내지 도2c에 도시된 바와 같이, LCD 패널은 액정 셀(liquid crystal cell)을 포함하는 액정 층(250), 액정 층(250)의 양단에 전극을 포함하는 제1글라스층(261)과 제2글라스층(262), 그리고 상기 액정 층(250)과 대향하는 방향으로서 상기 제1글라스층(261)의 일면에 제1편광층(271) 및 상기 제2글라스층(262)의 일면에 제2편광층(272)을 포함할 수 있다. 당해 기술분야의 당업자에게는, LCD 패널이 디스플레이 기능을 수행하기 위해 다른 구성을 더 포함할 수 있으며 변형이 가능함이 자명할 것이다.
도2a는, 터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서 패널(100)이 디스플레이 모듈(200)의 외부에 배치된 것을 도시한다. 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 터치 센서 패널(100)의 표면일 수 있다. 도2a에서 터치 표면이 될 수 있는 터치 센서 패널(100)의 면은 터치 센서 패널(100)의 상부면이 될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 디스플레이 모듈(200)의 외면이 될 수 있다. 도2a에서 터치 표면이 될 수 있는 디스플레이 모듈(200)의 외면은 디스플레이 모듈(200)의 제2편광층(272)의 하부면이 될 수 있다. 이때, 디스플레이 모듈(200)을 보호하기 위해서 디스플레이 모듈(200)의 하부면은 유리와 같은 커버층(미도시)으로 덮여있을 수 있다.
도2b 및 2c는, 터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서 패널(100)이 디스플레이 패널(200)의 내부에 배치된 것을 도시한다. 이때, 도2b에서는 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)이 제1글라스층(261)과 제1편광층(271) 사이에 배치되어 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 디스플레이 모듈(200)의 외면으로서 도2b에서 상부면 또는 하부면이 될 수 있다. 도2c에서는 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)이 액정 층(250)에 포함되어 구현되는 경우를 예시한다. 이때, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 디스플레이 모듈(200)의 외면으로서 도2c에서 상부면 또는 하부면이 될 수 있다. 도2b 및 도2c에서, 터치 표면이 될 수 있는 디스플레이 모듈(200)의 상부면 또는 하부면은 유리와 같은 커버층(미도시)으로 덮여있을 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널(100)에 대한 터치의 여부 및/또는 터치의 위치를 검출하는 것을 설명하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널(100)을 이용하여 터치의 여부 및/또는 위치와 함께 터치의 압력의 크기를 검출할 수 있다. 또한 터치 센서 패널(100)과 별개로 터치 압력을 검출하는 압력 검출 모듈을 더 포함하여 터치의 압력 크기를 검출하는 것도 가능하다.
도3은 본 발명의 제1실시형태에 따라 터치 위치 및 터치 압력을 검출할 수 있도록 구성된 터치 입력 장치의 단면도이다.
디스플레이 모듈(200)을 포함하는 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100) 및 압력 검출 모듈(400)은 디스플레이 모듈(200)의 전면에 부착될 수 있다. 이에 따라 디스플레이 모듈(200)의 디스플레이 스크린을 보호하고 터치 센서 패널(100)의 터치 검출 민감도를 높일 수 있다.
이때, 압력 검출 모듈(400)은 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)과 별개로 동작할 수도 있는바, 예컨대, 압력 검출 모듈(400)은 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)과 독립적으로 압력만을 검출하도록 구성될 수 있다. 또한, 압력 검출 모듈(400)은 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)과 결합하여 터치 압력을 검출하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)에 포함된 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 중 적어도 하나의 전극은 터치 압력을 검출하는데 이용될 수 있다.
도3에서 압력 검출 모듈(400)은 터치 센서 패널(100)과 결합하여 터치 압력을 검출할 수 있는 경우를 예시한다. 도3에서 압력 검출 모듈(400)은 상기 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 모듈(200) 사이를 이격시키는 스페이서층(420)을 포함한다. 압력 검출 모듈(400)은 스페이서층(420)을 통해 터치 센서 패널(100)과 이격된 기준 전위층을 포함할 수 있다. 이때, 디스플레이 모듈(200)은 기준 전위층으로서 기능할 수 있다.
기준 전위층은 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이에 생성된 정전용량(101)에 변화를 야기할 수 있도록 하는 임의의 전위를 가질 수 있다. 예컨대, 기준 전위층은 그라운드(ground) 전위를 갖는 그라운드 층일 수 있다. 기준 전위층은 디스플레이 모듈(200)의 그라운드(ground) 층일 수 있다. 이때, 기준 전위층은 터치 센서 패널(100)의 2차원 평면과 평행한 평면을 가질 수 있다.
도3에 도시된 바와 같이, 터치 센서 패널(100)과 기준 전위층인 디스플레이 모듈(200)은 이격되어 위치한다. 이때, 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 모듈(200)의 접착 방법의 차이에 따라 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 모듈(200) 사이의 스페이서층(420)은 에어갭(air gap)으로 구현될 수 있다. 스페이서층(420)은 실시예에 따라 충격흡수물질로 이루어질 수 있다. 스페이서층(420)은 실시예에 따라 유전 물질(dielectric material)로 채워질 수 있다. 이때, 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 모듈(200)을 고정하기 위해서 양면 접착 테이프(430: DAT: Double Adhesive Tape)가 이용될 수 있다. 예컨대, 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 모듈(200)은 각각의 면적이 포개어진 형태이고, 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 모듈 (200) 각각의 가장자리 영역에서 양면 접착 테이프(430)를 통해서 두 개의 층이 접착되되 나머지 영역에서 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 모듈(200)이 소정 거리(d)로 이격될 수 있다.
일반적으로, 터치 센서 패널(100)의 휘어짐 없이 터치 표면을 터치하는 경우라도 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이의 정전용량(101: Cm)이 변화한다. 즉, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치시에 상호 정전용량(Cm: 101)이 기본 상호 정전용량에 비해 감소할 수 있다. 이는 손가락과 같은 도체인 객체가 터치 센서 패널(100)에 근접한 경우, 객체가 그라운드(GND) 역할을 하여 상호 정전용량(Cm: 101)의 프린징 정전용량(fringing capacitance)이 객체로 흡수되기 때문이다. 기본 상호 정전용량은 터치 센서 패널(100)에 대한 터치가 없는 경우에 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이의 상호 정전용량의 값이다.
터치 센서 패널(100)의 터치 표면인 상부 표면을 객체로 터치 시 압력이 가해진 경우 터치 센서 패널(100)이 휘어질 수 있다. 이때, 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이의 상호 정전용량(101: Cm)의 값은 더 감소할 수 있다. 이는, 터치 센서 패널(100)이 휘어져 터치 센서 패널(100)과 기준 전위층 사이의 거리가 d에서 d'로 감소함으로써 상기 상호 정전용량(101: Cm)의 프린징 정전용량이 객체뿐 아니라 기준 전위층으로도 흡수되기 때문이다. 터치 객체가 부도체인 경우에는 상호 정전용량(Cm)의 변화는 단순히 터치 센서 패널(100)과 기준 전위층 사이의 거리 변화(d-d')에만 기인할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 디스플레이 모듈(200) 상에 터치 센서 패널(100) 및 압력 검출 모듈(400)을 포함하여 터치 입력 장치(1000)를 구성함으로써, 터치 위치뿐 아니라 터치 압력을 동시에 검출할 수 있다.
하지만, 도3에 도시된 바와 같이, 터치 센서 패널(100)뿐 아니라 압력 검출 모듈(400)까지 디스플레이 모듈(200) 상부에 배치시키는 경우, 디스플레이 모듈의 디스플레이 특성이 저하되는 문제점이 발생한다. 특히, 디스플레이 모듈(200) 상부에 에어갭(420)을 포함하는 경우에 디스플레이 모듈의 시인성 및 빛 투과율이 저하될 수 있다.
따라서, 이러한 문제점이 발생되는 것을 방지하기 위해서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 모듈(200) 사이에 에어갭을 배치하지 않고, OCA(Optically Clear Adhesive)와 같은 접착제로 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 모듈(200)이 완전 라미네이션(lamination)될 수 있다.
도4a는 본 발명의 제2실시형태에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다. 본 발명의 제2실시형태에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 모듈(200) 사이가 접착제로 완전 라미네이션될 수 있다. 이에 따라 터치 센서 패널(100)의 터치 표면을 통해 확인할 수 있는 디스플레이 모듈(200)의 디스플레이 색상 선명도, 시인성 및 빛 투과성이 향상될 수 있다.
도4a 및 도4b 그리고 이를 참조한 설명에서, 본 발명의 제2실시형태에 따른 터치 입력 장치(1000)로서 터치 센서 패널(100)이 디스플레이 모듈(200) 상에 접착제로 라미네이션되어 부착된 것을 예시하나, 본 발명의 제2실시형태에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서 패널(100)이 도2b 및 도2c 등에 도시된 바와 같이 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치되는 경우도 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 도4a 및 도4b에서 터치 센서 패널(100)이 디스플레이 모듈(200)을 덮는 것이 도시되나, 터치 센서 패널(100)은 디스플레이 모듈(200) 내부에 위치하고 디스플레이 모듈(200)이 유리와 같은 커버층으로 덮인 터치 입력 장치(1000)가 본 발명의 제2실시형태로 이용될 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 터치 스크린을 포함하는 전자 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 기판(300)은, 예컨대 터치 입력 장치(1000)의 최외곽 기구인 커버(320)와 함께 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 회로기판 및/또는 배터리가 위치할 수 있는 실장공간 (310) 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. 기판(300)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.
터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서 패널(100) 또는 전면 커버층이 디스플레이 모듈(200), 기판(300), 및 실장공간(310)보다 넓게 형성될 수 있으며, 이에 따라 커버(320)가 터치 센서 패널(100)과 함께 디스플레이 모듈(200), 기판(300) 및 회로기판(310)을 감싸도록, 커버(320)가 형성될 수 있다.
본 발명의 제2실시형태에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서 패널(100)을 통해 터치 위치를 검출하고, 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에 압력 검출 모듈(400)을 배치하여 터치 압력을 검출할 수 있다. 이때, 터치 센서 패널(100)은 디스플레이 모듈(200)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 압력 검출 모듈(400)은 예컨대, 전극(450, 460) 을 포함하여 구성될 수 있다. 압력 검출 모듈(400)에 포함되는 전극(450, 460)은 해당 전극을 포함하는 전극 시트(440)의 형태로 터치 입력 장치(1000)에 포함될 수 있으며, 이에 대해서는 이하에서 상세하게 살펴본다. 이때, 전극(450, 460)은 기판(300) 및/또는 디스플레이 모듈(200)과의 사이에서 에어갭(420)을 포함하도록 구성되어야 하므로 도4a에서 전극(450, 460)을 포함하는 전극 시트(440)가 기판(300) 및 디스플레이 모듈(200)과 이격되게 배치되었다. 하지만, 전극(450, 460)은 기판(300)과 디스플레이 모듈(200) 중 어느 하나와 접하여 형성될 수도 있다.
도4b는 본 발명의 제2실시형태에 따른 터치 입력 장치의 사시도이다. 도4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 압력 검출 모듈(400)은 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에 위치하며 전극(450 및 460)을 포함할 수 있다. 이하에서, 터치 센서 패널(100)에 포함된 전극과 구분이 명확하도록, 압력을 검출하기 위한 전극(450 및 460)을 압력 전극(450 및 460)으로 지칭한다. 이때, 압력 전극(450 및 460)은 디스플레이 패널의 전면이 아닌 후면에 포함되므로 투명 물질뿐 아니라 불투명 물질로 구성되는 것도 가능하다.
도5a는 본 발명의 제2실시형태에 따른 터치 입력 장치에 부착하기 위한 압력 전극을 포함하는 예시적인 전극 시트의 단면도이다. 예컨대, 전극 시트(440)는 제1절연층(470)과 제2절연층(471) 사이에 전극층(441)을 포함할 수 있다. 전극층(441)은 제1전극(450) 및/또는 제2전극(460)을 포함할 수 있다. 이때, 제1절연층(470)과 제2절연층(471)은 폴리이미드(polyimide)와 같은 절연 물질일 수 있다. 전극층(441)에 포함된 제1전극(450)과 제2전극(460)은 구리(copper)와 같은 물질을 포함할 수 있다. 전극 시트(440)의 제조 공정에 따라 전극층(441)과 제2절연층(471) 사이는 OCA(Optically Clear adhesive)와 같은 접착제(미도시)로 접착될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 압력 전극(450, 460)은, 제1절연층(470) 위에 압력 전극 패턴에 상응하는 관통 구멍을 갖는 마스크(mask)를 위치시킨 후 전도성 스프레이(spray)를 분사함으로써 형성될 수 있다. 도5a 및 이하의 설명에서는 전극 시트(440)가 절연층(470, 471) 사이에 압력 전극(450, 460)을 포함하는 구조를 갖는 것으로 예시되나, 이는 단지 예시일 뿐이며 전극 시트(440)는 단순히 압력 전극(450, 460)만을 포함할 수도 있다.
본 발명의 제2실시형태에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 압력을 검출할 수 있도록, 전극 시트(440)는 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)과 스페이서층(420)을 사이에 두고 이격되도록 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)에 부착될 수 있다.
도5b는 제1방법에 따라 전극 시트가 터치 입력 장치에 부착된 터치 입력 장치의 일부의 단면도이다. 도5b에서는 전극 시트(440)가 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 상에 부착된 것이 도시된다.
도5c에 도시된 바와 같이, 스페이서층(420)을 유지하기 위해서 전극 시트(440)의 테두리를 따라 소정 두께를 갖는 접착 테이프(430)가 형성될 수 있다. 도5c에서 접착 테이프(430)는 전극 시트(440)의 모든 테두리(예컨대, 4각형의 4면)에 형성된 것이 도시되나, 접착 테이프(430)는 전극 시트(440)의 테두리 중 적어도 일부(예컨대, 4각형의 3면)에만 형성될 수도 있다. 이때, 도5c에 도시된 바와 같이, 접착 테이프(430)는 전극 패턴(450, 460)을 포함하는 영역에는 형성되지 않을 수 있다. 이에 따라, 전극 시트(440)가 접착 테이프(430)를 통해 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)에 부착될 때 압력 전극(450, 460)이 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)과 소정 거리 이격되어 있을 수 있다. 실시예에 따라, 접착 테이프(430)는 기판(300)의 상부면 또는 디스플레이 모듈(200)의 하부면에 형성될 수 있다. 또한, 접착 테이프(440)는 양면 접착 테이프일 수 있다. 도5c에서는 압력 전극(450, 460) 중 하나의 압력 전극만을 예시하고 있다.
도5d는 제2방법에 따라 전극 시트가 터치 입력 장치에 부착된 터치 입력 장치의 일부의 단면도이다. 도5d에서는 전극 시트(440)를 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 상에 위치시킨 후 접착 테이프(431)로 전극 시트(440)를 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)에 고정시킬 수 있다. 이를 위해 접착 테이프(431)는 전극 시트(440)의 적어도 일부와 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)의 적어도 일부에 접촉할 수 있다. 도5d에서는 접착 테이프(431)가 전극 시트(440)의 상부로부터 이어져 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)의 노출 표면까지 이어지도록 도시된다. 이때, 접착 테이프(431)는 전극 시트(440)와 맞닿는 면 측에만 접착력이 있을 수 있다. 따라서, 도5d에서 접착 테이프(431)의 상부면은 접착력이 없을 수 있다.
도5d에 도시된 바와 같이, 전극 시트(440)를 접착 테이프(431)를 통해 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)에 고정시키더라도 전극 시트(440)와 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 사이에는 소정의 공간, 즉 에어갭(420)이 존재할 수 있다. 이는 전극 시트(440)와 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 사이가 직접 접착제로 부착된 것이 아니며 또한 전극 시트(440)는 패턴을 갖는 전극(450, 460)을 포함하므로 전극 시트(440)의 표면은 편평하지 않을 수 있기 때문이다. 이러한, 도5d에서의 에어갭(420) 또한 터치 압력을 검출하기 위한 스페이서층으로서 기능할 수 있다.
이하에서는 도5b에 도시된 바와 같은 제1방법에 따라 전극 시트(440)가 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)에 부착된 경우를 예로 하여 본 발명의 실시예들을 설명하나, 동일한 설명은 제2방법 등 임의의 방법에 따라 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)과 이격되어 전극 시트(440)가 부착되는 경우에도 적용될 수 있다.
도6a는 본 발명의 제1실시예에 따른 압력 전극 패턴을 포함하는 터치 입력 장치의 단면도이다. 도6a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 압력 전극(450, 460)을 포함하는 전극 시트(440)는 특히 압력 전극(450, 460)이 형성된 영역에서 기판(300)과 스페이서층(420)으로 이격되면서 기판(300)에 부착될 수 있다. 도6a에서 디스플레이 모듈(200)이 전극 시트(440)와 접촉되도록 도시되나 이는 단지 예시일 뿐이며 디스플레이 모듈(200)은 전극 시트(440)와 이격되어 위치할 수도 있다.
압력 검출을 위한 압력 전극은 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.
도6b는 도6a에 도시된 터치 입력 장치(1000)에 압력이 인가된 경우의 단면도이다. 기판(300)은 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 휘어지거나 눌릴 수 있다. 이에 따라 전극 시트(440)가 눌려 전극 시트(440)에 포함된 압력 전극(450, 460)과 기판(300) 사이의 거리(d)가 d'로 감소할 수 있다. 이러한 경우, 상기 거리(d)의 감소에 따라 기판(300)으로 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.
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(100)에서, 디스플레이 모듈(200)은 압력을 인가하는 터치에 따라 휘어질 수 있다. 디스플레이 모듈(200)은 터치의 위치에서 가장 큰 변형을 나타내도록 휘어지거나 눌릴 수 있다. 실시예에 따라 디스플레이 모듈(200)이 휘어지거나 눌릴 때 가장 큰 변형을 나타내는 위치는 상기 터치 위치와 일치하지 않을 수 있으나, 디스플레이 모듈(200)은 적어도 상기 터치 위치에서 휘어짐을 나타낼 수 있다. 예컨대, 터치 위치가 디스플레이 모듈(200)의 테두리 및 가장자리 등에 근접하는 경우 디스플레이 모듈(200)이 휘어지거나 눌리는 정도가 가장 큰 위치는 터치 위치와 다를 수 있으나, 디스플레이 모듈(200)은 적어도 상기 터치 위치에서 휘어짐 또는 눌림을 나타낼 수 있다.
도6a 및 도6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 전극 시트(440)가 부착된 기판(300)과 전극 시트(440) 사이의 거리 변화에 따라 터치 압력을 검출할 수 있다. 이때, 전극 시트(440)와 기판(300) 사이의 거리(d)는 매우 작으므로, 터치 압력에 따른 거리(d)의 미세한 변화에도 터치 압력을 정밀하게 검출할 수 있다. 도6c는 본 발명의 제2실시예에 따른 압력 전극을 포함하는 터치 입력 장치의 단면도이다. 제1실시예에서 비록 압력 전극(450, 460)을 포함하는 전극 시트(440)가 기판(300) 상에 형성된 것이 예시되나, 압력 전극(450, 460)은 디스플레이 모듈(200)의 하부면에 부착되는 것도 무방하다.
도6d는 도6c에 도시된 터치 입력 장치에 압력이 인가된 경우의 단면도이다. 이때, 디스플레이 모듈(200)은 그라운드 전위를 가질 수 있다. 따라서, 터치 센서 패널(100)의 터치 표면을 터치함에 따라 디스플레이 모듈(200)과 압력 전극(450, 460) 사이의 거리(d)가 감소하고, 결과적으로 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량의 변화를 야기할 수 있다.
도6c 및 도6d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 전극 시트(440)가 부착된 디스플레이 모듈(200)과 전극 시트(440) 사이의 거리 변화에 따라 터치 압력을 검출할 수 있다. 이때, 전극 시트(440)와 디스플레이 모듈(200) 사이의 거리(d)는 매우 작으므로, 터치 압력에 따른 거리(d)의 미세한 변화에도 터치 압력을 정밀하게 검출할 수 있다.
예컨대, 실시예에 따라 전극 시트(440)와 기판(300) 사이의 거리에 비해 디스플레이 모듈(200)과 전극 시트(440) 사이의 거리는 더 작을 수 있다. 또한, 예컨대 전극 시트(440)와 그라운드 전위인 디스플레이 모듈(200)의 하부면 사이의 거리는, 전극 시트(440)와 디스플레이 모듈(200) 내에 위치하는 Vcom 전위층 및/또는 임의의 그라운드 전위 층과의 거리보다 작을 수 있다. 예컨대, 도2a 내지 도2c에 도시된 디스플레이 패널(200)에서 제1편광층(271)과 제1글라스층(261) 사이에 노이즈(noise) 차폐를 위한 전극(미도시)을 포함할 수 있으며 이러한 차폐를 위한 전극은 ITO로 구성될 수 있으며 그라운드 전위층 역할을 수행할 수 있다.
도6e 내지 도6h는 각각 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 적용될 수 있는 압력 전극 패턴을 예시한다. 도6e에서 압력 전극(450, 460)은 기판(300)에 부착되어 형성되며, 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 정전용량은 기판(300)과 압력 전극(450, 460) 사이의 거리에 따라 달라질 수 있다.
도6f 및 도6g는 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 또 다른 압력 전극 패턴(450, 460)을 예시한다. 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량이 변화함에 따라 터치 압력의 크기를 검출할 때, 검출 정확도를 높이기 위해서 필요한 정전용량 범위를 생성하도록 제1전극(450)과 제2전극(460)의 패턴을 형성할 필요가 있다. 제1전극(450)과 제2전극(460)이 서로 마주하는 면적이 크거나 길이가 길수록 생성되는 정전용량의 크기가 커질 수 있다. 따라서, 필요한 정전용량 범위에 따라 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 마주하는 면적의 크기, 길이 및 형상 등을 조절하여 설계할 수 있다. 도6f 및 도6g에는, 제1전극(450)과 제2전극(460)이 동일한 층에 형성되는 경우로서 제1전극(450)과 제2전극(460)이 서로 마주하는 길이가 상대적으로 길도록 압력 전극이 형성된 경우를 예시한다.
제1실시예 및 제2실시예에서, 제1전극(450)과 제2전극(460)은 동일한 층에 형성된 것으로 도시되나, 제1전극(450)과 제2전극(460)은 실시예에 따라 서로 다른 층으로 구현되어도 무방하다. 도8(a)는 제1전극(450)과 제2전극(460)이 서로 다른 층에 구현된 경우의 부착 구조를 예시한다. 도8(a)에 예시된 바와 같이, 제1전극(450)은 제1절연층(470) 상에 형성되고 제2전극(460)은 제1전극(450) 상에 위치하는 제2절연층(471) 상에 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 제2전극(460)은 제3절연층(472)으로 덮일 수 있다. 이때, 제1전극(450)과 제2전극(460)은 서로 다른 층에 위치하므로 서로 오버랩(overlap)되도록 구현될 수 있다. 예컨대, 제1전극(450)과 제2전극(460)은 도1을 참조하여 설명된 터치 센서 패널(100)에 포함된 MXN의 구조로 배열된 구동전극(TX)과 수신전극(RX)의 패턴과 유사하게 형성될 수 있다. 이때, M 및 N은 1 이상의 자연수 일 수 있다.
제1실시예에서 터치 압력은 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량의 변화로부터 검출되는 것이 예시된다. 하지만, 압력 전극(450, 460)이 제1전극(450)과 제2전극(460) 중 어느 하나의 압력 전극만을 포함하도록 구성될 수 있으며, 이러한 경우 하나의 압력 전극과 그라운드층(디스플레이 모듈(200) 또는 기판(300)) 사이의 정전용량 변화를 검출함으로써 터치 압력의 크기를 검출할 수도 있다.
예컨대, 도6a에서 압력 전극은 제1전극(450)만을 포함하여 구성될 수 있으며, 이때 기판(300)과 제1전극(450) 사이의 거리 변화에 따라 야기되는 제1전극(450)과 기판(300) 사이의 정전용량 변화로부터 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다. 터치 압력이 커짐에 따라 거리(d)가 감소하므로 기판(300)과 제1전극(450) 사이의 정전용량은 터치 압력이 증가할수록 커질 수 있다. 이는 도6c와 관련된 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다. 이때, 압력 전극은, 상호 정전용량 변화량 검출 정밀도를 높이기 위해 필요한, 빗살 형태 또는 삼지창 형상을 가질 필요는 없으며, 도6h에 예시된 바와 같이 판(예컨대, 사각판) 형상을 가질 수 있다.
도8(b)는 압력 전극이 제1전극(450)만을 포함하여 구현된 경우의 부착 구조를 예시한다. 도8(b)에 예시된 바와 같이, 제1전극(450)은 제1절연층(470) 상에 형성될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1전극(450)은 제2절연층(471)으로 덮일 수 있다.
도7a 및 도7b는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에서 터치 압력의 크기와 포화 면적 사이의 관계를 나타내는 도면이다. 도7a 및 도7b에서는 전극 시트(440)가 기판(300)에 부착된 경우가 도시되나, 이하의 설명은 전극 시트(440)가 디스플레이 모듈(200)에 부착된 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
터치 압력의 크기가 충분히 큰 경우 소정 위치에서 전극 시트(440)와 기판(300) 사이의 거리가 더 이상 가까워지지 않는 상태에 다다를 수 있다. 이러한 상태를 이하에서는 포화 상태라고 지칭한다. 예컨대, 도7a에 예시된 바와 같이 힘(f)으로 터치 입력 장치(1000)를 누를 때 전극 시트(440)와 기판(300)은 접하여 더 이상 거리가 가까워질 수 없다. 이때, 도7a의 우측에서 전극 시트(440)와 기판(300)이 접촉하는 면적은 a로 표시될 수 있다.
하지만, 이러한 경우에도 터치 압력의 크기가 더 커지는 때에는 기판(300)과 전극 시트(440) 사이의 거리가 더 이상 가까워지지 않는 포화 상태에 있는 면적이 커질 수 있다. 예컨대, 도7b에 예시된 바와 같이 f보다 더 큰 힘(F)으로 터치 입력 장치(1000)를 누르면 전극 시트(440)와 기판(300)이 접촉하는 면적이 더 커질 수 있다. 도7b의 우측에서 전극 시트(440)와 기판(300)이 접촉하는 면적은 A로 표시될 수 있다. 이러한 면적이 커질수록 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량은 감소할 수 있다. 이하에서 거리의 변화에 따른 정전용량 변화에 따라서 터치 압력의 크기를 산출하는 것이 설명되나 이는 포화 상태에 있는 포화 면적의 변화에 따라서 터치 압력의 크기를 산출하는 것을 포함할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 압력 전극(450, 460)에서 발생하는 정전용량의 변화를 감지한다. 따라서, 제1전극(450)과 제2전극(460) 중 구동전극에는 구동신호가 인가될 필요가 있고 수신전극으로부터 감지신호를 획득하여 정전용량의 변화량으로부터 터치 압력을 산출해야 한다. 실시예에 따라, 압력 검출 모듈(400)의 동작을 위한 터치 센싱 IC를 추가로 포함하는 것도 가능하다. 이러한 경우, 도1에 예시된 바와 같이, 구동부(120), 감지부(110) 및 제어부(130)와 유사한 구성을 중복하여 포함하게 되므로 터치 입력 장치(1000)의 면적 및 부피가 커지는 문제점이 발생할 수 있다.
실시예에 따라, 압력 검출 모듈(400)은 터치 센서 패널(100)의 작동을 위한 터치 검출 장치를 통해 구동신호가 인가되고 감지신호를 입력받아 터치 압력을 검출할 수 있다. 이하에서는, 제1전극(450)이 구동전극이고 제2전극(460)이 수신전극인 경우를 가정하여 설명한다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 제1전극(450)은 구동부(120)로부터 구동신호를 인가받고 제2전극(460)은 감지신호를 감지부(110)에 전달할 수 있다. 제어부(130)는 터치 센서 패널(100)의 스캐닝을 수행함과 동시에 압력 검출 모듈(400)의 스캐닝을 수행하도록 하거나, 또는 제어부(130)는 시분할하여 제1시간구간에는 터치 센서 패널(100)의 스캐닝을 수행하도록 하고 제1시간구간과는 다른 제2시간구간에는 압력 검출 모듈(400)의 스캐닝을 수행하도록 제어신호를 생성할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서 제1전극(450)과 제2전극(460)는 전기적으로 구동부(120) 및/또는 감지부(110)에 연결되어야 한다. 이때, 터치 센서 패널(100)을 위한 터치 검출 장치는 터치 센싱 IC(150)로서 터치 센서 패널(100)의 일단 또는 터치 센서 패널(100)와 동일 평면상에 형성되는 것이 일반적이다. 압력 전극 패턴(450, 460)은 임의의 방법으로 터치 센서 패널(100)의 터치 검출 장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 압력 전극 패턴(450, 460)은 디스플레이 모듈(200)에 포함된 제2PCB(210)를 이용하여 커넥터(connector)를 통해 터치 검출 장치에 연결될 수 있다. 예컨대, 도5에 도시된 바와 같이 제1전극(450)과 제2전극(460)으로부터 각각 전기적으로 연장되는 전도성 트레이스들(미도시)은 제2PCB(210) 등을 통하여 터치 센싱 IC(150)까지 전기적으로 연결될 수 있다.
도9a 및 도9b는 본 발명의 제2실시예에 따른 압력 전극의 부착 방법을 예시한다. 도9a 및 도9b에서는 본 발명의 실시예에 따른 압력 전극(450, 460)이 디스플레이 모듈(200)의 하부면에 부착되는 경우를 나타낸다. 도9a 및 도9b에서 디스플레이 모듈(200)은 하부면 일부에 디스플레이 패널의 작동을 위한 회로가 실장된 제2PCB(210)가 도시된다.
도9a는 제1전극(450)과 제2전극(460)이 디스플레이 모듈(200)의 제2PCB(210)의 일단에 연결되도록 압력 전극 패턴(450, 460)을 디스플레이 모듈(200)의 하부면에 부착하는 경우를 예시한다. 이때, 도9a에서는 제1전극(450)과 제2전극(460)이 절연층(470) 상에 제작된 경우를 예시한다. 압력 전극 패턴(450, 460)은 절연층(470) 상에 형성되어 일체형 전극 시트(440:sheet)로서 디스플레이 모듈(200)의 하부면에 부착될 수도 있다. 제2PCB(210) 상에는 압력 전극 패턴(450, 460)을 터치 센싱 IC(150) 등 필요한 구성까지 전기적으로 연결할 수 있도록 도전성 패턴이 인쇄되어 있을 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도10a 내지 도10c를 참조하여 설명한다.
도9b는 제1전극(450)과 제2전극(460)이 디스플레이 모듈(200)의 제2PCB(210)에 일체형으로 형성된 경우를 예시한다. 예컨대, 디스플레이 모듈(200)의 제2PCB(210) 제작시에 제2PCB에 일정 면적(211)을 할애하여 미리 디스플레이 패널의 작동을 위한 회로뿐 아니라 제1전극(450)과 제2전극(460)에 해당하는 패턴까지 인쇄할 수 있다. 이러한 경우에도 제2PCB를 디스플레이 모듈(200)로부터 소정 거리 이격되도록 함으로써 압력 전극 패턴(450, 460)은 디스플레이 모듈(200)과 이격되어 있을 수 있다. 제2PCB(210)에는 제1전극(450) 및 제2전극(460)을 터치 센싱 IC(150) 등 필요한 구성까지 전기적으로 연결하는 도전성 패턴이 인쇄되어 있을 수 있다.
도10a 내지 도10c는 본 발명의 제2실시예에 따른 압력 전극을 터치 센싱 IC(150)에 연결하는 방법을 예시한다. 도10a 내지 도10c에서 터치 센서 패널(100)이 디스플레이 모듈(200)의 외부에 포함된 경우로서, 터치 센서 패널(100)의 터치 검출 장치가 터치 센서 패널(100)을 위한 제1PCB(160)에 실장된 터치 센싱 IC(150)에 집적된 경우를 예시한다.
도10a에서 디스플레이 모듈(200)에 부착된 압력 전극(450, 460)이 제1커넥터(121)를 통해 터치 센싱 IC(150)까지 연결되는 경우를 예시한다. 도10a에 예시된 바와 같이, 스마트폰과 같은 이동 통신 장치에서 터치 센싱 IC(150)는 제1커넥터(connector: 121)를 통해서 디스플레이 모듈(200)을 위한 제2PCB(210)에 연결된다. 제2PCB(210)는 제2커넥터(221)를 통해서 메인보드로 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 터치 센싱 IC(150)는 제1커넥터(121) 및 제2커넥터(221)를 통해서 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 CPU 또는 AP와 신호를 주고 받을 수 있다.
이때, 도10a에서는 압력 전극(450)이 도9b에 예시된 바와 같은 방식으로 디스플레이 모듈(200)에 부착된 것이 예시되나 도9a에 예시된 바와 같은 방식으로 부착된 경우에도 적용될 수 있다. 제2PCB(210)에는 압력 전극(450, 460)이 제1커넥터(121)를 통해 터치 센싱 IC(150)까지 전기적으로 연결될 수 있도록 도전성 패턴이 인쇄되어 있을 수 있다.
도10b에서 디스플레이 모듈(200)에 부착된 압력 전극(450, 460)이 제3커넥터(473)를 통해서 터치 센싱 IC(150)까지 연결되는 경우가 예시된다. 도10b에서 압력 전극(450, 460)은 제3커넥터(473)를 통해서 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 메인보드까지 연결되고, 추후 제2커넥터(221) 및 제1커넥터(121)를 통해서 터치 센싱 IC(150)까지 연결될 수 있다. 이때, 압력 전극(450, 460)은 제2PCB(210)와 분리된 추가의 PCB(211) 상에 인쇄될 수 있다. 또는 실시예에 따라 압력 전극 패턴(450, 460)은 절연층(470) 상에 형성되고 압력 전극(450, 460)으로부터 전도성 트레이스등을 연장시켜 커넥터(471)를 통해 메인보드까지 연결될 수도 있다.
도10c에서 압력 전극 패턴(450, 460)이 제4커넥터(474)를 통해서 직접 터치 센싱 IC(150)로 연결되는 경우가 예시된다. 도10c에서 압력 전극(450, 460)은 제4커넥터(474)를 통해 제1PCB(160)까지 연결될 수 있다. 제1PCB(160)에는 제4커넥터(474)부터 터치 센싱 IC(150)까지 전기적으로 연결하는 도전성 패턴이 인쇄되어 있을 수 있다. 이에 따라, 압력 전극(450, 460)은 제4커넥터(474)를 통해서 터치 센싱 IC(150)까지 연결될 수 있다. 이때, 압력 전극(450, 460)은 제2PCB(210)와 분리된 추가의 PCB(211) 상에 인쇄될 수 있다. 제2PCB(472)와 추가의 PCB(211)는 서로 단락되지 않도록 절연되어 있을 수 있다. 또는 실시예에 따라 압력 전극(450, 460)은 절연층(470) 상에 형성되고 압력 전극(450, 460)으로부터 전도성 트레이스등을 연장시켜 커넥터(472)를 통해 제1PCB(160)까지 연결될 수도 있다.
도10b 및 도10c의 연결 방법은 압력 전극(450, 460)이 디스플레이 모듈(200)의 하부면뿐 아니라 기판(300)상에 부착된 경우에도 적용될 수 있다.
도10a 내지 도10c에서는 터치 센싱 IC(150)가 제1PCB(160) 상에 형성된 COF(chip on film) 구조를 가정하여 설명되었다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며 본 발명은 터치 센싱 IC(150)가 터치 입력 장치(1000)의 실장공간(310) 내의 메인보드 상에 실장되는 COB(chip on board) 구조의 경우에도 적용될 수 있다. 도10a 내지 도10c에 대한 설명으로부터 당해 기술분야의 당업자에게 다른 실시예의 경우에 압력 전극(450, 460)의 커넥터를 통한 연결이 자명할 것이다.
이상에서는 구동전극으로서 제1전극(450)이 하나의 채널을 구성하고 수신전극으로서 제2전극(460)이 하나의 채널을 구성하는 압력 전극(450, 460)에 대해서 살펴보았다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며, 실시예에 따라 구동전극 및 수신전극은 각각 복수개의 채널을 구성하여 다중터치(multi touch)에 따라 다중의 압력 검출이 가능할 수 있다.
도11a 내지 도11c는 본 발명의 실시예에 따른 압력 전극이 복수의 채널을 구성하는 경우를 예시한다. 도11a에서는 제1전극(450-1, 450-2)과 제2전극(460-1, 460-2) 각각이 2개의 채널을 구성하는 경우가 예시된다. 도11b에서는 제1전극(450)은 2개의 채널(450-1, 450-2)을 구성하나 제2전극(460)은 1개의 채널을 구성하는 경우가 예시된다. 도11c에서는 제1전극(450-1 내지 450-5)과 제2전극(460-1, 460-5) 각각이 5개의 채널을 구성하는 경우가 예시된다.
도11a 내지 도11c는 압력 전극이 단수 또는 복수의 채널을 구성하는 경우를 예시하며 다양한 방법으로 압력 전극이 단수 또는 복수의 채널로 구성될 수 있다. 도11a 내지 도11c에서 압력 전극(450, 460)이 터치 센싱 IC(150)에 전기적으로 연결되는 경우가 예시되지 않았으나, 도10a 내지 도10c 및 기타의 방법으로 압력 전극(450, 460)이 터치 센싱 IC(150)에 연결될 수 있다.
도12는 본 발명의 실시형태에 따른 터치 입력 장치(1000)의 터치 표면 중심부를 비전도성 객체로 가압하는 실험을 수행하여, 객체의 그램중량(gram force)에 따른 정전용량의 변화량을 표시하는 그래프이다. 도12에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 터치 표면 중심부를 가압하는 힘이 커질수록 압력 검출 모듈(400)에 포함된 압력 전극 패턴(450, 460)의 정전용량의 변화량이 커짐을 알 수 있다.
이상에서는 압력 검출 모듈(400)로서 정전용량 방식의 검출 모듈이 설명되었으나, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 압력 검출 모듈(400)로서 스페이서층(420) 및 압력 전극(450, 460)을 이용하는 경우라면 임의의 방식의 압력 검출 모듈을 이용할 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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.
본 발명에 따르면 터치 스크린 상의 터치의 위치뿐 아니라 터치 압력의 크기를 검출할 수 있는 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 디스플레이 모듈의 시인성(visibility) 및 빛 투과율을 저하시킴이 없이 터치 위치 및 터치의 압력 크기를 검출할 수 있도록 구성된, 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 터치의 압력 크기 검출 정밀도가 개선된 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.

Claims (36)

  1. 터치 표면에 대한 터치의 압력 검출이 가능한 터치 입력 장치로서,
    기판; 및
    디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 모듈; 및
    상기 기판과 상기 디스플레이 패널 사이에 위치하며, 상기 기판에 고정되는 전극을 더 포함하며,
    상기 터치 표면에 대한 상기 터치에 따라 상기 전극과 상기 기판 사이의 거리가 변할 수 있고,
    상기 거리는 상기 터치의 압력 크기에 따라 달라질 수 있으며,
    상기 전극은 상기 거리의 변화에 따른 전기적 신호를 출력할 수 있는,
    터치 입력 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극과 상기 기판 사이에 스페이서층이 위치하는, 터치 입력 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전극은 제1전극과 제2전극을 포함하며, 상기 거리에 따라 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전용량이 변화하는, 터치 입력 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 거리에 따라 상기 전극과 상기 기판 사이의 정전용량이 변화하는, 터치 입력 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 전극은 제1절연층과 제2절연층 사이에 위치한, 터치 입력 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1절연층 및 상기 제2절연층 사이에 위치한 상기 전극은 일체형의 전극 시트로 상기 제1절연층 및 상기 제2절연층과 함께 상기 기판에 고정되는, 터치 입력 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 전극은 상기 제1절연층 상에 상기 전극의 패턴에 상응하는 관통구멍을 갖는 마스크(mask)를 위치시킨 후, 전도성 스프레이를 분사함으로써 형성되는, 터치 입력 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 터치 표면에 대한 상기 터치시 상기 터치의 위치를 검출할 수 있도록 하는 터치 센서 패널; 및
    상기 터치 센서 패널의 작동을 위한 터치 센싱 회로를 실장한 제1인쇄 회로 기판을 더 포함하며,
    상기 터치 센서 패널은, 상기 디스플레이 모듈 상에 있어서 상기 기판과 반대측 면상에 접착되는, 터치 입력 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 터치 표면에 대한 상기 터치시 상기 터치의 위치를 검출할 수 있도록 하는 터치 센서 패널; 및
    상기 터치 센서 패널의 작동을 위한 터치 센싱 회로를 실장한 제1인쇄 회로 기판을 더 포함하고,
    상기 터치 센서 패널은, 상기 디스플레이 모듈 상에 있어서 상기 기판과 반대측 면상에 접착되고,
    상기 디스플레이 모듈은 상기 디스플레이 패널의 작동을 위한 제어 회로를 실장한 제2인쇄 회로 기판을 더 포함하고,
    상기 제1인쇄 회로 기판과 상기 제2인쇄 회로 기판 사이에 커넥터를 더 포함하며,
    상기 전극은 상기 커넥터를 통해 상기 터치 센싱 회로에 전기적으로 연결되는,
    터치 입력 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은 상기 디스플레이 패널의 작동을 위한 제어 회로를 실장한 제2인쇄 회로 기판을 더 포함하고,
    상기 전극은 추가의 회로 기판에 형성되어 있고,
    상기 추가의 회로 기판과 상기 제1인쇄 회로 기판 사이에 커넥터를 더 포함하며,
    상기 전극은 상기 커넥터를 통해 상기 터치 센싱 회로에 전기적으로 연결되는, 터치 입력 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은 상기 디스플레이 패널의 작동을 위한 제어 회로를 실장한 제2인쇄 회로 기판을 더 포함하고,
    상기 전극은 추가의 회로 기판에 형성되어 있고,
    상기 제1인쇄 회로 기판과 상기 제2인쇄 회로 기판 사이에 제1커넥터; 상기 제2인쇄 회로 기판과 상기 터치 입력 장치의 작동을 위한 중앙 처리 유닛을 실장한 메인보드 사이에 제2커넥터; 및 상기 추가의 회로 기판과 상기 메인보드 사이에 제3커넥터를 더 포함하며,
    상기 전극은 상기 제1커넥터, 상기 제2커넥터 및 상기 제3커넥터를 통해 상기 터치 센싱 회로에 전기적으로 연결되는, 터치 입력 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 터치 표면에 대한 상기 터치에 따라 상기 거리가 더 이상 감소하지 않는 포화상태에 이르는 면적이 상기 터치의 압력 크기에 따라 달라질 수 있는, 터치 입력 장치.
  13. 터치 표면에 대한 터치의 압력 검출이 가능한 터치 입력 장치로서,
    기판; 및
    디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 모듈; 및
    상기 기판과 상기 디스플레이 패널 사이에 위치하며, 상기 디스플레이 모듈에 고정되는 전극을 더 포함하며,
    상기 터치 표면에 대한 상기 터치에 따라 상기 전극과 상기 디스플레이 모듈 사이의 거리가 변할 수 있고,
    상기 거리는 상기 터치의 압력 크기에 따라 달라질 수 있으며,
    상기 전극은 상기 거리의 변화에 따른 전기적 신호를 출력할 수 있는,
    터치 입력 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전극과 상기 디스플레이 모듈 사이에 스페이서층이 위치하는, 터치 입력 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전극은 제1전극과 제2전극을 포함하며, 상기 거리에 따라 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전용량이 변화하는, 터치 입력 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 거리에 따라 상기 전극과 상기 디스플레이 모듈 사이의 정전용량이 변화하는, 터치 입력 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 전극은 제1절연층과 제2절연층 사이에 위치한, 터치 입력 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1절연층 및 상기 제2절연층 사이에 위치한 상기 전극은 일체형의 전극 시트로 상기 제1절연층 및 상기 제2절연층과 함께 상기 디스플레이 모듈에 고정되는, 터치 입력 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 전극은 상기 제1절연층 상에 상기 전극의 패턴에 상응하는 관통구멍을 갖는 마스크(mask)를 위치시킨 후, 전도성 스프레이를 분사함으로써 형성되는, 터치 입력 장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 터치 표면에 대한 상기 터치시 상기 터치의 위치를 검출할 수 있도록 하는 터치 센서 패널; 및
    상기 터치 센서 패널의 작동을 위한 터치 센싱 회로를 실장한 제1인쇄 회로 기판을 더 포함하며,
    상기 터치 센서 패널은, 상기 디스플레이 모듈 상에 있어서 상기 기판과 반대측 면상에 접착되는, 터치 입력 장치.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은 상기 디스플레이 패널의 작동을 위한 제어 회로를 실장한 제2인쇄 회로 기판을 더 포함하고,
    상기 전극은 상기 제2인쇄 회로 기판상에 인쇄되어 있는, 터치 입력 장치
  22. 제14항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은 상기 디스플레이 패널의 작동을 위한 제어 회로를 실장한 제2인쇄 회로 기판을 더 포함하며,
    상기 전극은 상기 제2인쇄 회로 기판에 인쇄된 전도성 패턴과 전기적으로 연결되도록 상기 디스플레이 모듈상에 부착되는, 터치 입력 장치.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    상기 터치 표면에 대한 상기 터치시 상기 터치의 위치를 검출할 수 있도록 하는 터치 센서 패널; 및
    상기 터치 센서 패널의 작동을 위한 터치 센싱 회로를 실장한 제1인쇄 회로 기판을 더 포함하고,
    상기 터치 센서 패널은, 상기 디스플레이 모듈 상에 있어서 상기 기판과 반대측 면상에 접착되고,
    상기 제1인쇄 회로 기판과 상기 제2인쇄 회로 기판 사이에 커넥터를 더 포함하며,
    상기 전극은 상기 커넥터를 통해 상기 터치 센싱 회로에 전기적으로 연결되는,
    터치 입력 장치.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은 상기 디스플레이 패널의 작동을 위한 제어 회로를 실장한 제2인쇄 회로 기판을 더 포함하고,
    상기 전극은 추가의 회로 기판에 형성되어 있고,
    상기 추가의 회로 기판과 상기 제1인쇄 회로 기판 사이에 커넥터를 더 포함하며,
    상기 전극은 상기 커넥터를 통해 상기 터치 센싱 회로에 전기적으로 연결되는, 터치 입력 장치.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은 상기 디스플레이 패널의 작동을 위한 제어 회로를 실장한 제2인쇄 회로 기판을 더 포함하고,
    상기 전극은 추가의 회로 기판에 형성되어 있고,
    상기 제1인쇄 회로 기판과 상기 제2인쇄 회로 기판 사이에 제1커넥터; 상기 제2인쇄 회로 기판과 상기 터치 입력 장치의 작동을 위한 중앙 처리 유닛을 실장한 메인보드 사이에 제2커넥터; 및 상기 추가의 회로 기판과 상기 메인보드 사이에 제3커넥터를 더 포함하며,
    상기 전극은 상기 제1커넥터, 상기 제2커넥터 및 상기 제3커넥터를 통해 상기 터치 센싱 회로에 전기적으로 연결되는, 터치 입력 장치.
  26. 제13항에 있어서,
    상기 터치 표면에 대한 상기 터치에 따라 상기 거리가 더 이상 감소하지 않는 포화상태에 이르는 면적이 상기 터치의 압력 크기에 따라 달라질 수 있는, 터치 입력 장치.
  27. 제1항에 있어서,
    상기 전극은 복수의 채널을 구성하는, 터치 입력 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 복수의 채널을 이용하여 다중 터치에 대한 다중 압력 검출이 가능한, 터치 입력 장치.
  29. 제6항에 있어서,
    상기 전극은 복수의 채널을 구성하는, 터치 입력 장치.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 복수의 채널을 이용하여 다중 터치에 대한 다중 압력 검출이 가능한, 터치 입력 장치.
  31. 제13항에 있어서,
    상기 전극은 복수의 채널을 구성하는, 터치 입력 장치.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 복수의 채널을 이용하여 다중 터치에 대한 다중 압력 검출이 가능한, 터치 입력 장치.
  33. 제18항에 있어서,
    상기 전극은 복수의 채널을 구성하는, 터치 입력 장치.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 복수의 채널을 이용하여 다중 터치에 대한 다중 압력 검출이 가능한, 터치 입력 장치.
  35. 제1항에 있어서,
    상기 터치에 따라 상기 디스플레이 모듈이 휘어지며,
    상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 상기 전극과 상기 기판 사이의 거리가 변할 수 있는, 터치 입력 장치.
  36. 제13항에 있어서,
    상기 터치에 따라 상기 디스플레이 모듈이 휘어지며,
    상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 상기 전극과 상기 디스플레이 모듈 사이의 거리가 변할 수 있는, 터치 입력 장치.
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