WO2018093031A1 - 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법 - Google Patents

터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2018093031A1
WO2018093031A1 PCT/KR2017/010106 KR2017010106W WO2018093031A1 WO 2018093031 A1 WO2018093031 A1 WO 2018093031A1 KR 2017010106 W KR2017010106 W KR 2017010106W WO 2018093031 A1 WO2018093031 A1 WO 2018093031A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
touch
pressure
input device
telephone
touch input
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/010106
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
우형욱
김경영
조영호
Original Assignee
주식회사 하이딥
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이딥 filed Critical 주식회사 하이딥
Publication of WO2018093031A1 publication Critical patent/WO2018093031A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/72—Mobile telephones; Cordless telephones, i.e. devices for establishing wireless links to base stations without route selection
    • H04M1/724—User interfaces specially adapted for cordless or mobile telephones
    • H04M1/72469—User interfaces specially adapted for cordless or mobile telephones for operating the device by selecting functions from two or more displayed items, e.g. menus or icons
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/26—Devices for calling a subscriber
    • H04M1/27—Devices whereby a plurality of signals may be stored simultaneously
    • H04M1/272—Devices whereby a plurality of signals may be stored simultaneously with provision for storing only one subscriber number at a time, e.g. by keyboard or dial
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/72—Mobile telephones; Cordless telephones, i.e. devices for establishing wireless links to base stations without route selection
    • H04M1/725—Cordless telephones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M2201/00—Electronic components, circuits, software, systems or apparatus used in telephone systems
    • H04M2201/38—Displays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M2250/00—Details of telephonic subscriber devices
    • H04M2250/22—Details of telephonic subscriber devices including a touch pad, a touch sensor or a touch detector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a telephone connection method in a touch input device, and more particularly, to a telephone connection method using pressure in a touch input device capable of sensing an input pressure (or force).
  • 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.
  • An object of the present invention is to provide a telephone connection method of a touch input device that can make a phone call using a pressure (or force) while the display screen is turned off.
  • a telephone connection method is a telephone connection method in a touch input device having a surface on which a display screen is displayed and having a telephone function, the magnitude of pressure input to the surface when the display screen is turned off.
  • a discriminating step of discriminating whether or not the magnitude of the pressure detected while the display screen is turned off is equal to or greater than a reference pressure;
  • the magnitude of the pressure is equal to or greater than the reference pressure, activating the telephone function and controlling the telephone function to connect the telephone to a preset telephone number.
  • the phone function can be used even when the display screen is turned off, thereby reducing power consumption.
  • FIGS. 1A and 1B are schematic diagrams of a capacitive touch sensor included in a touch input device according to an embodiment of the present invention, and a configuration for an operation thereof.
  • FIG. 2 illustrates a control block for controlling touch position, touch pressure, and display operation in a touch input device according to an embodiment of the present invention.
  • 3A to 3B are conceptual views illustrating a configuration of a display module in a touch input device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A to 4F illustrate an example in which a pressure sensor is formed in a touch input device according to an embodiment of the present invention.
  • 5A-5E illustrate a pattern of a pressure sensor included in a pressure sensor according to an embodiment.
  • 6A and 6B illustrate the attachment position of the pressure sensor to the touch input device according to the embodiment.
  • FIG. 7A-7F illustrate a structural cross section of a pressure sensor according to an embodiment.
  • FIG 8A and 8B illustrate the case where the pressure sensor according to the embodiment is attached to the substrate opposite the display module.
  • 9A and 9B illustrate a case where the pressure sensor according to the embodiment is attached to the display module.
  • 10A and 10B illustrate a method of attaching a pressure sensor according to an embodiment.
  • 11A-11C illustrate a method of connecting a pressure sensor to a touch sensing circuit according to an embodiment.
  • FIGS. 12A-12C illustrate the case where the pressure sensor according to the embodiment includes a plurality of channels.
  • FIG. 13A is a graph illustrating a difference in normalized capacitance change according to pressure touch weight for a touch input device including a pressure sensor according to an embodiment.
  • FIG. 13B is a graph illustrating a difference in normalized capacitance change according to a pressure touch before and after a predetermined number of pressure touches for a touch input device including a pressure sensor according to an embodiment, and a deviation therebetween.
  • FIG. 13C is a graph illustrating a change in a normalized pressure difference detected after releasing a pressure applied to a touch input device including a pressure sensor according to an embodiment.
  • 14A to 14D are views illustrating shapes of electrodes included in the touch input device according to the present invention.
  • 15A to 15B are cross-sectional views illustrating an embodiment of a strain gauge directly formed on various display panels in the touch input device according to the present invention.
  • 16A-16D illustrate an example in which a strain gauge is applied in the touch input device according to the present invention.
  • 17A, 17D-17F are plan views of exemplary pressure sensors (or force sensors) capable of sensing pressure used in a touch input device in accordance with the present invention.
  • 17B and 17C show exemplary strain gauges that may be applied to a touch input device in accordance with the present invention.
  • 17G to 17I are rear views of a display panel in which a pressure sensor (or force sensor) of the touch input device according to the present invention is formed.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a telephone connection method in a touch input device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a front view of a touch input device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is an exemplary view for explaining a telephone connection method in a touch input device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is an exemplary diagram illustrating a phone connection screen by a phone connection method in a touch input device according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 20.
  • FIG. 22 is another exemplary diagram for describing a telephone connection method in a touch input device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is an exemplary view illustrating a phone connection screen by a phone connection method in a touch input device according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 22.
  • 24 is still another exemplary diagram for explaining a telephone connection method in a touch input device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 is an exemplary diagram illustrating a phone connection screen by a phone connection method in a touch input device according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 24.
  • a touch input device capable of detecting pressure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
  • the capacitive touch sensor 10 is illustrated, but a touch sensor 10 capable of detecting a touch position in any manner may be applied.
  • the touch sensor 10 includes a plurality of driving electrodes TX1 to TXn and a plurality of receiving electrodes RX1 to RXm, and a plurality of driving electrodes for operation of the touch sensor 10. Touch by receiving a detection signal including information on the capacitance change according to the touch on the touch surface from the driving unit 12 for applying a driving signal to the TX1 to TXn, and the plurality of receiving electrodes (RX1 to RXm) And a detector 11 for detecting a touch position.
  • the touch sensor 10 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 10 form an orthogonal array, the present invention is not limited thereto.
  • the 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, concentric circles, and three-dimensional random arrangements.
  • 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 are 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 an upper surface of the display panel 200A, which will be described later.
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on different layers.
  • any one of the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the receiving electrodes RX1 to RXm is formed on the upper surface of the display panel 200A, and the other one is formed on the lower surface of the cover to be described later or the display panel. It may be formed inside the 200A.
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed of a transparent conductive material (for example, indium tin oxide (ITO) or ATO made of tin oxide (SnO 2) and indium oxide (In 2 O 3)). (Antimony Tin Oxide)) and the like.
  • ITO indium tin oxide
  • ATO tin oxide
  • In 2 O 3 indium 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, silver silver, and carbon nanotubes (CNT). Can be.
  • the driving electrode TX and the receiving electrode RX may be implemented with a metal mesh.
  • the driving unit 12 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 11 provides information about the capacitance Cm 14 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.
  • the sensing signal may be a signal in which the driving signal applied to the driving electrode TX is coupled by the capacitance Cm 14 generated between the driving electrode TX and the receiving electrode RX.
  • a process of sensing the driving signals applied from the first driving electrode TX1 to the nth driving electrode TXn through the receiving electrodes RX1 to RXm may be referred to as scanning the touch sensor 10. Can be.
  • the detector 11 may include a receiver (not shown) connected to each of the reception 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 14, and then integrate and convert the current signal into a voltage.
  • the sensor 11 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 10.
  • the detector 11 may include an ADC and a processor.
  • the controller 13 may perform a function of controlling the operations of the driver 12 and the detector 11. For example, the controller 13 may generate a driving control signal and transmit the driving control signal to the driving unit 12 so that the driving signal is applied to the predetermined driving electrode TX at a predetermined time. In addition, the control unit 13 generates a detection control signal and transmits the detection control signal to the detection unit 11 so that the detection unit 11 receives a detection signal from a predetermined reception electrode RX at a predetermined time to perform a preset function. can do.
  • the driver 12 and the detector 11 may configure a touch detection device (not shown) capable of detecting whether the touch sensor 10 is touched and the touch position.
  • the touch detection apparatus may further include a controller 13.
  • the touch detection apparatus may be integrated and implemented on a touch sensing integrated circuit (IC) corresponding to the touch sensor controller 1100 to be described later in the touch input device including the touch sensor 10.
  • the driving electrode TX and the receiving electrode RX included in the touch sensor 10 are included in the touch sensing IC through, for example, conductive traces and / or conductive patterns printed on a circuit board. It may be connected to the driving unit 12 and the sensing unit 11.
  • the touch sensing IC may be located on a circuit board on which a conductive pattern is printed, for example, a touch circuit board (hereinafter referred to as touch PCB) in FIGS. 6A to 6I.
  • touch PCB touch circuit board
  • the touch sensing IC may be mounted on a main board for operating the touch input device.
  • a capacitance Cm having a predetermined value is generated at each intersection point of the driving electrode TX and the receiving electrode RX, and such capacitance when an object such as a finger approaches the touch sensor 10.
  • the value of can be changed.
  • the capacitance may represent mutual capacitance (Cm).
  • the electrical characteristics may be detected by the sensing unit 11 to detect whether the touch sensor 10 is touched and / or the touch position. For example, the touch and / or the position of the touch on the surface of the touch sensor 10 formed of the two-dimensional plane including the first axis and the second axis may be sensed.
  • 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 can be detected by detecting a change in capacitance from the received signal received through the receiving electrode RX when the touch sensor 10 is touched.
  • the operation method of the touch sensor 10 that detects the touch position has been described based on the mutual capacitance change amount between the driving electrode TX and the receiving electrode RX, but the present invention is not limited thereto. That is, as shown in FIG. 1B, the touch position may be sensed based on the amount of change in self capacitance.
  • FIG. 1B is a schematic diagram illustrating another capacitive touch sensor 10 included in a touch input device according to another embodiment of the present invention, and an operation thereof.
  • the touch sensor 10 illustrated in FIG. 1B includes a plurality of touch electrodes 30.
  • the plurality of touch electrodes 30 may be disposed in a lattice shape at regular intervals, but is not limited thereto.
  • the driving control signal generated by the control unit 13 is transmitted to the driving unit 12, and the driving unit 12 applies the driving signal to the preset touch electrode 30 at a predetermined time based on the driving control signal.
  • the sensing control signal generated by the controller 13 is transmitted to the sensing unit 11, and the sensing unit 11 receives the sensing signal from the touch electrode 30 preset at a predetermined time based on the sensing control signal.
  • Receive input In this case, the detection signal may be a signal for the change amount of the magnetic capacitance formed in the touch electrode 30.
  • the driving unit 12 and the sensing unit 11 are described as being divided into separate blocks, but the driving signal is applied to the touch electrode 30 and the sensing signal is input from the touch electrode 30. It is also possible to perform in one driving and sensing unit.
  • the capacitive touch sensor panel has been described in detail as the touch sensor 10, the touch sensor 10 for detecting whether or not a touch is detected in the touch input device 1000 according to an embodiment of the present invention
  • Surface capacitive, projected capacitive, resistive, SAW (surface acoustic wave), infrared, optical imaging, and distributed signals other than those described above It can be implemented using any touch sensing scheme such as dispersive signal technology and acoustic pulse recognition scheme.
  • the control block includes a touch sensor controller 1100 for detecting the aforementioned touch position and a display controller for driving the display panel. 1200 and pressure sensor controller 1300 for detecting force (or pressure).
  • the display controller 1200 receives input from a central processing unit (CPU), an application processor (AP), or the like, which is a central processing unit on a main board for operating the touch input device 1000, to the display panel 200A. It may include a control circuit to display the desired content. Such a control circuit may be mounted on a display circuit board (hereinafter referred to as display PCB). Such control circuits may include display panel control ICs, graphic controller ICs, and other circuits necessary for operating the display panel 200A.
  • CPU central processing unit
  • AP application processor
  • display PCB display circuit board
  • Such control circuits may include display panel control ICs, graphic controller ICs, and other circuits necessary for operating the display panel 200A.
  • the pressure sensor controller 1300 for detecting pressure through the pressure sensor may be configured similar to the configuration of the touch sensor controller 1100 to operate similarly to the touch sensor controller 1100.
  • the pressure sensor controller 1300 may include a driving unit, a sensing unit, and a control unit, and detect the magnitude of the pressure by a sensing signal detected by the sensing unit.
  • the pressure sensor controller 1300 may be mounted on a touch PCB on which the touch sensor controller 1100 is mounted, or may be mounted on a display PCB on which the display controller 1200 is mounted.
  • the touch sensor controller 1100, the display controller 1200, and the pressure sensor controller 1300 may be included in the touch input device 1000 as different components.
  • the touch sensor controller 1100, the display controller 1200, and the pressure sensor controller 1300 may be configured with different chips.
  • the processor 1500 of the touch input device 1000 may function as a host processor for the touch sensor controller 1100, the display controller 1200, and the pressure sensor controller 1300.
  • 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 display screen and / or a touch screen.
  • PDA personal data assistant
  • smartphone a tablet PC
  • MP3 player a notebook
  • notebook or the like. It may include an electronic device including the same display screen and / or a touch screen.
  • the touch sensor controller 1100, the display controller 1200, and the pressure sensor controller 1300 which are separately configured as described above, are manufactured. Can be integrated into one or more configurations, depending on the embodiment. In addition, each of these controllers may be integrated into the processor 1500. In addition, the touch sensor 10 and / or the pressure sensor may be integrated in the display panel 200A according to an exemplary embodiment.
  • the touch sensor 10 for detecting a touch position may be located outside or inside the display panel 200A.
  • the display panel 200A of the touch input device 1000 according to the embodiment is included in a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode (OLED), and the like. It may be a display panel. 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.
  • 3A and 3B are conceptual views illustrating the configuration of the display module 200 in the touch input device 1000 according to the present invention.
  • FIG. 3A a configuration of a display module 200 including a display panel 200A using an LCD panel will be described.
  • the display module 200 includes a display panel 200A, which is an LCD panel, a first polarization layer 271 disposed on the display panel 200A, and a lower portion of the display panel 200A.
  • the polarizing layer 272 may be included.
  • the display panel 200A which is an LCD panel, includes a liquid crystal layer 250 including a liquid crystal cell, a first substrate layer 261 and a liquid crystal layer 250 disposed on the liquid crystal layer 250. It may include a second substrate layer 262 disposed under the.
  • the first substrate layer 261 may be a color filter glass
  • the second substrate layer 262 may be a TFT glass.
  • the first substrate layer 261 and the second substrate layer 262 may be formed of a bendable material such as plastic.
  • the second substrate layer 262 is formed of various layers including a data line, a gate line, a TFT, a common electrode (Vcom), a pixel electrode, and the like. Can be done. These electrical components can operate to produce a controlled electric field to orient the liquid crystals located in the liquid crystal layer 250.
  • the display module 200 may include a display panel 200A, which is an OLED panel, and a first polarization layer 282 disposed on the display panel 200A.
  • the display panel 200A which is an OLED panel, has an organic layer 280 including an organic light-emitting diode (OLED), a first substrate layer 281 disposed above the organic layer 280, and a lower portion of the organic layer 280.
  • the second substrate layer 283 may be disposed.
  • the first substrate layer 281 may be encapsulation glass
  • the second substrate layer 283 may be TFT glass.
  • at least one of the first substrate layer 281 and the second substrate layer 283 may be formed of a bendable material such as plastic.
  • an electrode used to drive the display panel 200A such as a gate line, a data line, a first power line ELVDD, and a second power line ELVSS, may be included.
  • OLED (Organic Light-Emitting Diode) panel is a self-luminous display panel using the principle that light is generated when electrons and holes combine in the organic material layer when electric current flows through the fluorescent or phosphorescent organic thin film. Determine the color
  • OLED uses a principle that the organic material emits light when the organic material is applied to glass or plastic to flow electricity.
  • the organic material emits light when the organic material is applied to glass or plastic to flow electricity.
  • excitons are formed in a high energy state. Is to use the generated principle.
  • the color of light varies according to the organic material of the light emitting layer.
  • OLED is composed of line-driven passive-matrix organic light-emitting diode (PM-OLED) and individual-driven active-matrix organic light-emitting diode (AM-OLED) depending on the operating characteristics of the pixels constituting the pixel matrix.
  • PM-OLED passive-matrix organic light-emitting diode
  • AM-OLED active-matrix organic light-emitting diode
  • the PM-OLED emits light only during a scanning time at a high current
  • the AM-OLED maintains light emission during a frame time at a low current. Therefore, the AM-OLED has the advantages of better resolution, greater area display panel driving, and lower power consumption than PM-OLED.
  • each device can be individually controlled by embedding a thin film transistor (TFT), so it is easy to realize a sophisticated screen.
  • TFT thin film transistor
  • the organic material layer 280 may include a HIL (Hole Injection Layer), a HTL (Hole Transfer Layer), an EIL (Emission Material Layer), an ETL (Electron Transfer Layer), and an EML. (Electron Injection Layer, light emitting layer) may be included.
  • HIL Hole Injection Layer
  • HTL Hole Transfer Layer
  • EIL emission Material Layer
  • ETL Electrode Transfer Layer
  • EML Electrometic Injection Layer, light emitting layer
  • HIL injects holes, using a material such as CuPc.
  • HTL functions to move the injected holes, and mainly uses materials having good hole mobility.
  • EIL and ETL are layers for the injection and transport of electrons, and the injected electrons and holes combine and emit light in the EML.
  • EML is a material expressing the color emitted, and is composed of a host that determines the lifetime of the organic material and a dopant that determines the color and efficiency. This is merely to describe the basic configuration of the organic material layer 280 included in the OLED panel, the present invention is not limited to the layer structure or material of the organic material layer 280.
  • the organic layer 280 is inserted between an anode (not shown) and a cathode (not shown).
  • a driving current is applied to the anode to inject holes, and the cathode is injected into the cathode. Electrons are injected, and holes and electrons move to the organic layer 280 to emit light.
  • the LCD panel or OLED panel may further include other configurations and may be modified to perform display functions.
  • the display module 200 of the touch input device 1000 may include a configuration for driving the display panel 200A and the display panel 200A.
  • the display module 200 may include a backlight unit (not shown) disposed below the second polarization layer 272, and may include an LCD panel. It may further include a display panel control IC, a graphic control IC and other circuitry for the operation of.
  • the display module 200 of the touch input device 1000 may include a configuration for driving the display panel 200A and the display panel 200A.
  • the display module 200 may include a backlight unit (not shown) disposed below the second polarization layer 272, and may include an LCD panel. It may further include a display panel control IC, a graphic control IC and other circuitry for the operation of.
  • the touch sensor 10 for detecting a touch position in the touch input device 1000 may be located outside or inside the display module 200.
  • a touch sensor panel may be disposed on the display module 200, and the touch sensor 10 may be a touch sensor panel. Can be included.
  • the touch surface for the touch input device 1000 may be a surface of the touch sensor panel.
  • the touch sensor 10 When the touch sensor 10 is disposed inside the display module 200 in the touch input device 1000, the touch sensor 10 may be configured to be positioned outside the display panel 200A. In detail, the touch sensor 10 may be formed on upper surfaces of the first substrate layers 261 and 281. In this case, the touch surface of the touch input device 1000 may be an upper surface or a lower surface of FIGS. 3A and 3B as an outer surface of the display module 200.
  • the touch sensor 10 When the touch sensor 10 is disposed inside the display module 200 in the touch input device 1000, at least some of the touch sensors 10 may be configured to be positioned in the display panel 200A according to an embodiment, and the touch sensor At least some of the other portions 10 may be configured to be positioned outside the display panel 200A.
  • any one of the driving electrode TX and the receiving electrode RX constituting the touch sensor 10 may be configured to be positioned outside the display panel 200A, and the remaining electrodes are inside the display panel 200A. It may be configured to be located at.
  • any one of the driving electrode TX and the receiving electrode RX constituting the touch sensor 10 may be formed on upper surfaces of the first substrate layers 261 and 281, and the remaining electrodes are formed on the first substrate layer ( 261 and 281 may be formed on the bottom surface or the top surface of the second substrate layers 262 and 283.
  • the touch sensor 10 When the touch sensor 10 is disposed inside the display module 200 in the touch input device 1000, the touch sensor 10 may be configured to be positioned inside the display panel 200A. In detail, the touch sensor 10 may be formed on the bottom surface of the first substrate layers 261 and 281 or the top surface of the second substrate layers 262 and 283.
  • an electrode for operating the touch sensor may be additionally disposed, but various configurations and / or electrodes positioned inside the display panel 200A may perform touch sensing. It may be used as a touch sensor 10 for.
  • the display panel 200A is an LCD panel
  • at least one of the electrodes included in the touch sensor 10 may include a data line, a gate line, a TFT, and a common electrode (Vcom: common).
  • Vcom common electrode
  • at least one of an electrode and a pixel electrode and when the display panel 200A is an OLED panel, at least one of the electrodes included in the touch sensor 10 is a data line.
  • the gate line may include at least one of a gate line, a first power line ELVDD, and a second power line ELVSS.
  • the touch sensor 10 may operate as the driving electrode and the receiving electrode described with reference to FIG. 1A to detect the touch position according to the mutual capacitance between the driving electrode and the receiving electrode.
  • the touch sensor 10 may operate as the single electrode 30 described in FIG. 1B to detect the touch position according to the self capacitance of each of the single electrodes 30.
  • the electrode included in the touch sensor 10 is an electrode used to drive the display panel 200A
  • the display panel 200A is driven in the first time interval, and the second time is different from the first time interval.
  • the touch position may be detected in the section.
  • an adhesive such as OCA (Optically Clear Adhesive) is formed between the cover layer 100 on which a touch sensor for detecting a touch position is formed and the display module 200 including the display panel 200A. It may be laminated. 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 may be improved.
  • OCA Optically Clear Adhesive
  • the touch input device 1000 including the touch sensor panel 100 capable of detecting the touch and / or the touch position has been described.
  • the pressure detection module according to the embodiment to the above-described touch input device 1000, it is possible to easily detect not only the touch and / or the touch position but also the magnitude of the touch pressure.
  • the touch input device 1000 is inserted by inserting a pressure sensor and an elastic material between the substrate 300 and the display module 200 in order to alleviate the impact on the display module 200 and maintain the image quality of the display panel 200A. Can be prepared.
  • such an elastic material is coupled to a pressure sensor, thereby ensuring stability of the gap for pressure detection while ensuring shock reduction for the display module 200 and quality of the display module.
  • a case of detecting the touch pressure by applying the pressure sensor according to the embodiment to the touch input device 1000 will be described in detail.
  • FIG. 4A to 4F illustrate an example in which a pressure sensor is formed in the touch input device according to the present invention.
  • the display panel 200A is directly attached and laminated to the cover layer 100 in FIGS. 4A and some drawings below, this is merely for convenience of description and the first polarization layers 271 and 282 are the display panel 200A.
  • the upper display module 200 may be laminated and attached to the cover layer 100.
  • the LCD panel is the display panel 200A, the second polarizing layer 272 and the backlight unit are omitted.
  • a cover layer 100 having a touch sensor as a touch input device 1000 according to an exemplary embodiment of the present invention is formed by adhesive on the display module 200 shown in FIGS. 3A and 3B.
  • the touch input device 1000 according to the embodiment of the present invention may also include a case in which the touch sensor 10 is disposed inside the display module 200 illustrated in FIGS. 3A and 3B. Can be. More specifically, in FIG. 4A to FIG. 4C, the cover layer 100 on which the touch sensor 10 is formed covers the display module 200 including the display panel 200A, but the touch sensor 10 may be a display module.
  • the touch input device 1000 disposed inside the 200 and covered with the cover layer 100 such as glass may be used as an exemplary 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 be, for example, a circuit board for operating the touch input device 1000 together with the housing 320 which is the outermost mechanism of the touch input device 1000. And / or wrap the mounting space 310 in which the battery may be located.
  • 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
  • the circuit board and / or the battery for the operation of the display module 200 and the touch input device 1000 are separated through the substrate 300, and the electrical noise generated from the display module 200 and the noise generated from the circuit board Can be blocked.
  • the touch sensor 10 or the cover layer 100 may be formed wider than the display module 200, the substrate 300, and the mounting space 310, and thus the housing 320 may be formed.
  • the housing 320 may be formed to surround the display module 200, the substrate 300, and the circuit board together with the touch sensor 10.
  • the touch input device 1000 may be a touch sensor. Through 10, the touch position can be detected and a separate electrode, which is different from the electrode used to detect the touch position and the electrode used to drive the display, can be disposed and used as a pressure sensor to detect the touch pressure.
  • the touch sensor 10 may be located inside or outside the display module 200.
  • the pressure detector 400 may be a pressure detection module.
  • the pressure detector 400 may include pressure sensors 450 and 460 and / or a spacer layer 420.
  • the pressure detector 400 in FIG. 4A may include pressure sensors 450 and 460 and / or a spacer layer 420, and may further include an electrode sheet 440.
  • the pressure sensors 450 and 460 may be disposed inside the electrode sheet 440, and the electrode sheet 440 may be attached to the display module 200.
  • the pressure sensing unit 400 in FIG. 4B may include pressure sensors 450 and 460 and / or a spacer layer 420, and the pressure sensors 450 and 460 may be directly formed in the display module 200.
  • the pressure sensing unit 400 includes, for example, a spacer layer 420 formed of an air gap, which will be described in detail with reference to FIGS. 4A to 4F.
  • the spacer layer 420 may be embodied as an air gap.
  • the spacer layer 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.
  • the spacer layer 420 may be formed of a material having a recovery force that contracts upon application of pressure and returns to its original shape upon release of pressure.
  • the spacer layer 420 may be formed of an elastic foam.
  • the spacer layer since the spacer layer is disposed under the display module 200, the spacer layer may be a transparent material or an opaque material.
  • the reference potential layer may be disposed under the display module 200.
  • the reference potential layer may be formed on the substrate 300 disposed under the display module 200 or the substrate 300 may serve as the reference potential layer.
  • the reference potential layer is disposed on the substrate 300 and disposed below the display module 200, and formed on a cover (not shown) that functions to protect the display module 200, or the cover itself is a reference. It can serve as a dislocation layer.
  • a spacer layer may be disposed between the reference potential layer and the pressure sensing unit 400.
  • a spacer layer may be disposed between the display module 200 and the substrate 300 on which the reference potential layer is disposed or between the cover on which the display module 200 and the reference potential layer are disposed.
  • the reference potential layer may be disposed in the display module 200.
  • the reference potential layer may be disposed on the top or bottom surface of the first substrate layers 261 and 281 of the display panel 200A or the top or bottom surface of the second substrate layers 262 and 283.
  • a spacer layer may be disposed between the reference potential layer and the pressure sensing unit 400.
  • a spacer layer may be disposed on or inside the display panel 200A.
  • the spacer layer 420 may be implemented with an air gap.
  • the spacer layer may be made of an impact absorbing material according to an embodiment.
  • the spacer layer may be filled with a dielectric material in accordance with an embodiment.
  • the spacer layer may be formed of a material having a recovery force that contracts upon application of pressure and returns to its original form upon release of pressure.
  • the spacer layer may be formed of an elastic foam.
  • the spacer layer since the spacer layer is disposed on or inside the display panel 200A, the spacer layer may be a transparent material.
  • the spacer layer when the spacer layer is disposed inside the display module 200, the spacer layer may be an air gap included in manufacturing the display panel 200A and / or the backlight unit.
  • the air gap may function as a spacer layer, and when the display panel 200A and / or the backlight unit includes the air gap, the plurality of air gaps may be integrated. As a result, the spacer layer may function.
  • the electrodes 450 and 460 for detecting pressure are referred to as pressure sensors 450 and 460 so as to be clearly distinguished from the electrodes included in the touch sensor 10.
  • the pressure sensors 450 and 460 since the pressure sensors 450 and 460 are disposed on the rear surface of the display panel 200A, the pressure sensors 450 and 460 may be made of an opaque material as well as a transparent material.
  • the display panel 200A is an LCD panel, light must be transmitted from the backlight unit, and thus the pressure sensors 450 and 460 may be made of a transparent material such as ITO.
  • a frame 330 having a predetermined height may be formed along the edge of the upper portion of the substrate 300.
  • the frame 330 may be attached to the cover layer 100 with an adhesive tape (not shown).
  • the frame 330 is formed on all edges of the substrate 300 (eg, four sides of a quadrilateral), but the frame 330 is formed of at least a portion of the edges of the substrate 300 (eg, a quadrilateral). Only on three sides).
  • the frame 330 may be integrally formed with the substrate 300 on the upper surface of the substrate 300.
  • the frame 330 may be made of a material having no elasticity.
  • the display panel 200A when pressure is applied to the display panel 200A through the cover layer 100, the display panel 200A may be bent together with the cover layer 100. Even if there is no deformation of the body, the magnitude of the touch pressure can be detected.
  • FIG. 4D is a cross-sectional view of a touch input device including a pressure sensor according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4D, pressure sensors 450 and 460 according to an embodiment of the present invention may be disposed on the bottom surface of the display panel 200A as the spacer layer 420.
  • the pressure sensor for detecting pressure may include a first pressure sensor 450 and a second pressure sensor 460.
  • any one of the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 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 pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460.
  • FIG. 4E is a cross-sectional view when pressure is applied to the touch input device 1000 shown in FIG. 4D.
  • the upper surface of the substrate 300 may have a ground potential for noise shielding.
  • the cover layer 100 and the display panel 200A may be bent or pressed. Accordingly, the distance d between the ground potential surface and the pressure sensors 450 and 460 may be reduced to d ′.
  • the fringing capacitance is absorbed to the upper surface of the substrate 300 as the distance d decreases, the mutual capacitance between the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 may decrease. Can be. 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 reference potential layer may be disposed in the display module 200.
  • the cover layer 100 and the display panel 200A may be bent or pressed. Accordingly, the distance between the reference potential layer disposed inside the display module 200 and the pressure sensors 450 and 460 is changed, and thus the magnitude of the touch pressure can be calculated by acquiring a change in capacitance from a sensing signal acquired through the receiving electrode. Can be.
  • the display panel 200A may be bent or pressed in response to a touch applying a pressure.
  • the position showing the largest deformation when the display panel 200A is bent or pressed may not coincide with the touch position, but the display panel 200A may indicate bending at least at the touch position.
  • the touch position is close to the edge and the edge of the display panel 200A, the position where the display panel 200A is bent or pressed the most may be different from the touch position, but the display panel 200A may be at least the touch position. It may indicate bending or pressing at.
  • the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 are formed on the same layer.
  • Each of the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 illustrated in FIGS. 4D and 4E is illustrated in FIG. As shown in 14a, it may be composed of a plurality of electrodes having a rhombic shape.
  • the plurality of first pressure sensors 450 are connected to each other in the first axis direction
  • the plurality of second pressure sensors 460 are connected to each other in the second axis direction perpendicular to the first axis direction.
  • At least one of the pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 has a plurality of diamond-shaped electrodes connected to each other through a bridge so that the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 are insulated from each other. It may be in the form.
  • the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 may be composed of an electrode of the type shown in Figure 14b.
  • the pressure sensing unit 400 may be configured to include only one pressure sensor of the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460, in which case one pressure sensor and a ground layer (substrate (The magnitude of the touch pressure may be detected by detecting a change in capacitance, that is, a self capacitance between the reference potential layer 300 disposed inside the display module 200.
  • a driving signal may be applied to the one pressure sensor, and a change in magnetic capacitance between the pressure sensor and the ground layer may be detected from the pressure sensor.
  • the pressure sensor may include only the first pressure sensor 450.
  • the first pressure sensor 450 may be caused by a change in distance between the substrate 300 and the first pressure sensor 450.
  • the magnitude of the touch pressure can be detected from the capacitance change between the substrate 300 and the substrate 300. Since the distance d decreases as the touch pressure increases, the capacitance between the substrate 300 and the first pressure sensor 450 may increase as the touch pressure increases.
  • the pressure sensor 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 single plate (eg, square plate) shape, as shown in FIG. 14D.
  • the plurality of first pressure sensors 450 may be arranged in a grid shape at regular intervals.
  • FIG. 4F illustrates the case where the pressure sensors 450 and 460 are formed in the spacer layer 420 on the upper surface of the substrate 300 and the lower surface of the display panel 200A.
  • the first pressure sensor 450 is formed on the lower surface of the display panel 200A
  • the second pressure sensor 460 has the second pressure sensor 460 on the first insulating layer 470.
  • the second insulating layer 471 is formed on the second pressure sensor 460, and may be disposed on the upper surface of the substrate 300 in the form of an electrode sheet.
  • the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 may be configured as shown in FIG. 14C.
  • the cover layer 100 and the display panel 200A When pressure is applied to the surface of the cover layer 100 through the object 500, the cover layer 100 and the display panel 200A may be bent or pressed. Accordingly, the distance d between the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 may be reduced. In this case, as the distance d decreases, the mutual capacitance between the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 may increase. Accordingly, the magnitude of the touch pressure may be calculated by acquiring an increase in mutual capacitance from the sensing signal acquired through the receiving electrode. In this case, since the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 are formed in different layers in FIG. 4F, the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 have a comb-shaped or trident shape.
  • first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 may have one plate (eg, rectangular plate) shape, the other is a plurality of as shown in Figure 14d
  • the electrodes may be arranged in a grid at regular intervals.
  • 5A-5E illustrate a pattern of a pressure sensor included in a pressure sensor according to an embodiment.
  • the first pressure sensor may be configured to generate a capacitance range necessary to increase the detection accuracy. It is necessary to form a pattern of the 450 and the second pressure sensor 460. As the area where the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 face each other or the length of the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 face each other, the magnitude of the generated capacitance may increase. Therefore, the size, length and shape of the facing area between the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 may be adjusted according to the required capacitance range.
  • the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 when the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 are formed on the same layer, the length of the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 facing each other is shown. Illustrates a case in which the pressure sensor is formed such that is relatively long. When the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 are located on different floors, the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 may be implemented to overlap each other. .
  • the touch pressure is detected from the change in mutual capacitance between the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460.
  • the pressure sensors 450 and 460 may be configured to include only one pressure sensor of the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460, in which case one pressure sensor and a ground layer (display The magnitude of the touch pressure may be detected by detecting a change in capacitance between the module 200 or the substrate 300.
  • the pressure sensor may include only the first pressure sensor 450.
  • the first pressure caused by a change in distance between the display module 200 and the first pressure sensor 450 may be generated.
  • the magnitude of the touch pressure may be detected from the change in magnetic capacitance between the sensor 450 and the reference potential layer. Since the distance d decreases as the touch pressure increases, the capacitance between the reference potential layer and the first pressure sensor 450 may increase as the touch pressure increases.
  • the pressure sensor 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, rectangular plate) shape as illustrated in FIG. 5D.
  • FIG. 5E illustrates a pressure sensor pattern that can be applied to the third embodiment. Since the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 are located on different layers, they may be implemented to overlap each other. As shown in FIG. 5E, the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 may be disposed to be orthogonal to each other, so that sensitivity of change in capacitance may be improved. In the third embodiment, the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 may be implemented to have a plate shape as illustrated in FIG. 5D.
  • the pressure detector 400 for detecting pressure in the touch input device 1000 may include pressure sensors 450 and 460 and a spacer layer 420.
  • the spacer layer 420 is illustrated as a space between the substrate 300 and the display module 200, the spacer layer 420 may include the pressure sensors 450 and 460 and the reference potential layer (eg, the substrate 300 or Located between the display module 200, it may refer to a configuration that can be pressed according to the touch having a pressure.
  • the bending degree of the spacer layer 420 and the recovery force thereof need to be uniform in order to have a uniform sensing performance.
  • the spacer layer 420 should be pressed by the pressure.
  • uniform performance of the pressure sensing unit 400 may not be guaranteed. Therefore, in order to ensure the pressure detection performance of the pressure sensing unit 400, it is important to stably secure the gap of the spacer layer 420.
  • an elastic foam having a fast recovery force may be used as the spacer layer 420.
  • the pressure sensing unit 400 having the elastic foam according to the embodiment may be disposed between the substrate 300 of the touch input device 1000 and the display module 200.
  • the shock to the display module 200 is alleviated without inserting an additional elastic material between the display module 200 and the substrate 300 and the display panel ( 200A) can be maintained.
  • the elastic foam included in the pressure sensing unit 400 has the flexibility to change the shape, such as pressed when the impact is applied, thereby having a resilience while performing the role of shock absorption, uniformity in performance for pressure detection Should be able to provide
  • the elastic foam needs to be formed to have a sufficient thickness to mitigate the impact applied to the display module 200 and at the same time between the pressure sensors 450 and 460 and the reference potential layer to increase the sensitivity of the pressure detection. It needs to be formed to a thickness so that the distance is not too far.
  • the elastic foam according to the embodiment may be formed to a thickness of 10 ⁇ m to 1mm. If the elastic foam is formed thinner than 10 ⁇ m, the shock cannot be sufficiently absorbed, and if it is thicker than 1 mm, the distance between the reference potential layer and the pressure sensors 450 and 460 or the distance between the first pressure sensor and the second pressure sensor is too high. Can be lowered.
  • the elastic foam according to the embodiment may include at least one of polyurethane (polyurethane), polyester (Polyester), polypropylene (Polypropylene) and acrylic (Acrylic).
  • FIG. 6A and 6B illustrate an attachment position of the pressure sensing unit 400 to the touch input device according to the embodiment.
  • the pressure sensing unit 400 may be configured to be attached to an upper surface of the substrate 300.
  • the pressure sensing unit 400 may be configured to be attached to the lower surface of the display module 200.
  • the case in which the pressure sensing unit 400 is attached to the upper surface of the substrate 300 will be described first.
  • FIG. 7A-7F illustrate a structural cross section of a pressure sensor according to an embodiment.
  • the pressure sensors 450 and 460 are positioned between the first insulating layer 410 and the second insulating layer 411.
  • the pressure sensors 450 and 460 may be covered by the second insulating layer 411.
  • the first insulating layer 410 and the second insulating layer 411 may be an insulating material such as polyimide.
  • the first insulating layer 410 may be polyethylene terephthalate (PET) and the second insulating layer 411 may be a cover layer made of ink.
  • the pressure sensors 450 and 460 may include materials such as copper and aluminum.
  • an adhesive such as a liquid bond, may be formed between the first insulating layer 410 and the second insulating layer 411 and between the pressure sensors 450 and 460 and the first insulating layer 410. Not shown).
  • the pressure sensors 450 and 460 are formed by disposing a mask having a through hole corresponding to the pressure sensor pattern on the first insulating layer 410 and then spraying a conductive spray. Can be.
  • the pressure sensing unit 400 further includes an elastic foam 440, and the elastic foam 440 may be formed in a direction opposite to the first insulating layer 410 as one surface of the second insulating layer 411. have. Subsequently, when the pressure sensing unit 400 is attached to the substrate 300, the elastic foam 440 may be disposed on the substrate 300 side based on the second insulating layer 411.
  • an adhesive tape 430 having a predetermined thickness may be formed on the outer side of the elastic foam 430.
  • the adhesive tape 430 may be a double-sided adhesive tape.
  • the adhesive tape 430 may also serve to adhere the elastic foam 430 to the second insulating layer 411.
  • the thickness of the pressure sensing unit 400 may be effectively reduced by disposing the adhesive tape 430 outside the elastic foam 430.
  • the pressure sensors 450 and 460 may detect pressure as described with reference to FIG. 4C. It can work.
  • the pressure sensors 450 and 460 are disposed on the display module 200 side, and the reference potential layer is a surface of the substrate 300 and the elastic foam 440 may perform an operation corresponding to the spacer layer 420.
  • the elastic foam 440 is pressed to reduce the distance between the pressure sensors 450 and 460 and the substrate 300, which is the reference potential layer, and thus the first pressure sensor.
  • Mutual capacitance between the 450 and the second pressure sensor 460 may be reduced. This change in capacitance can detect the magnitude of the touch pressure.
  • FIG. 7B is similar to the pressure sensing unit 400 with reference to FIG. 7A, and the following description will focus on the difference.
  • the pressure sensing unit 400 is not attached to the substrate 300 through the adhesive tape 430 positioned outside the elastic foam 440.
  • the first adhesive tape 431 and the pressure sensing unit 400 are adhered to the substrate 300 to adhere the elastic foam 440 to the second insulating layer 411.
  • the second adhesive tape 432 may be included in the.
  • the elastic foam 440 is firmly attached to the second insulating layer 411 by disposing the first and second adhesive tapes 431 and 432, and the pressure sensing unit 400 is firmly attached to the substrate 300. Can be attached.
  • the pressure detector 400 illustrated in FIG. 7B may not include the second insulating layer 411.
  • the first adhesive tape 431 serves as a cover layer directly covering the pressure sensors 450 and 460
  • the elastic foam 440 is attached to the first insulating layer 410 and the pressure sensors 450 and 460. It can play a role. This may also apply to the following cases of FIGS. 7C to 7F.
  • FIG. 7C is a modification of the structure shown in FIG. 7A.
  • a hole (H: hole) penetrating the height of the elastic foam 440 may be formed in the elastic foam 440 so that the elastic foam 440 may be pressed well when the touch input device 1000 is touched.
  • the hole H may be filled with air.
  • the degree of sensitivity of the pressure detection may be improved.
  • a first adhesive tape 431 may be further included in addition to the adhesive tape 430 to firmly adhere the elastic foam 400 to the second insulating layer 411.
  • FIG. 7D is a modification of the structure shown in FIG. 7B, and the hole H penetrating the height of the elastic foam 440 is formed in the elastic foam 440 as in FIG. 7C.
  • FIG. 7E is a modification of the structure shown in FIG. 7B, and further includes a second elastic foam 441 on one surface of the first insulating layer 410 in a direction different from that of the elastic foam 440.
  • the second elastic foam 441 may be further formed to minimize the shock transmitted to the display module 200 when the pressure sensing unit 400 is attached to the touch input device 1000 later.
  • a third adhesive layer 433 may be further included to adhere the second elastic foam 441 to the first insulating layer 410.
  • FIG. 7F illustrates the structure of a pressure sensing unit 400 that may be operable to detect pressure as described with reference to FIG. 4D.
  • FIG. 7F the structure of the pressure sensing unit 400 in which the first pressure sensors 450 and 451 and the second pressure sensors 460 and 461 are disposed with the elastic foam 440 therebetween is illustrated. Similar to the structure described with reference to FIG. 7B, the first pressure sensors 450 and 451 are formed between the first insulating layer 410 and the second insulating layer 411, and the first adhesive tape 431 and the elastic foam. 440 and the second adhesive tape 432 may be formed.
  • the second pressure sensors 460 and 461 are formed between the third insulating layer 412 and the fourth insulating layer 413, and the fourth insulating layer 413 is formed of the elastic foam 440 through the second adhesive tape 432. It may be attached to one side of the).
  • a third adhesive tape 433 may be formed on one surface of the third insulating layer 412 on the substrate side, and the pressure sensing unit 400 may be attached to the substrate 300 through the third adhesive tape 433. Can be.
  • the pressure sensing unit 400 illustrated in FIG. 7F may not include the second insulating layer 411 and / or the fourth insulating layer 413.
  • the elastic foam 440 may be formed into the first insulating layer 410 and the first pressure sensor 450. 451).
  • the second adhesive tape 432 serves as a cover layer directly covering the second pressure sensors 460 and 461
  • the elastic foam 440 may be formed on the third insulating layer 412 and the second pressure sensor 460. 461).
  • the elastic foam 440 is pressed through the touch on the touch input device 1000, and thus mutual capacitance between the first pressure sensors 450 and 451 and the second pressure sensors 460 and 461 may increase. have. This change in capacitance can detect the touch pressure.
  • one of the first pressure sensors 450 and 451 and the second pressure sensors 460 and 461 may be set as a ground to detect the magnetic capacitance through the other electrode.
  • the thickness of the pressure sensing unit 400 and the manufacturing cost of the pressure sensing unit 400 are increased, but the pressure is not changed according to the characteristics of the reference potential layer located outside the pressure sensing unit 400. Performance can be guaranteed. That is, by configuring the pressure sensing unit 400 as shown in Figure 7f it can minimize the influence of the external potential (ground) environment during the pressure detection. Therefore, the same pressure sensing unit 400 may be used regardless of the type of the touch input apparatus 1000 to which the pressure sensing unit 400 is applied.
  • FIG. 8A and 8B illustrate the case where the pressure sensor according to the embodiment is attached to the substrate opposite the display module.
  • FIG. 8A illustrates the case where the pressure sensing unit 400 of the structure illustrated in FIG. 7B is attached on the upper surface of the substrate 300.
  • 8B illustrates a case where the pressure sensing unit 400 of the structure illustrated in FIG. 7E is attached on the upper surface of the substrate 300.
  • an air gap may be located between the pressure sensing unit 400 and the display module 200 according to the manufacturing process of the touch input device 1000. Even if the air gap is pressed according to the touch, the distance between the pressure sensors 450 and 460 and the substrate 300 is close, so that the influence on the pressure detection performance may not be large.
  • the substrate 300 functions as a reference potential layer, and in some embodiments, the modified form of FIGS. 7A to 7D may be attached to the substrate 300.
  • the elastic foam 440 is formed closer to the substrate 300 side with respect to the pressure sensors 450 and 460 in the pressure sensing unit 400, but the elastic foam 440 is formed of the pressure sensors 450 and 460.
  • the pressure sensing unit 400 which is formed closer to the display module 200, may be attached to the substrate 300. That is, the elastic foam 440 may be formed on the first insulating layer 410.
  • the reference potential layer may be the display module 200.
  • 9A and 9B illustrate a case where the pressure sensor according to the embodiment is attached to the display module.
  • the pressure sensing unit 400 of the structure illustrated in FIGS. 7A to 7E may be attached to the display module 200 by inverting up and down.
  • 9A illustrates a case in which the pressure sensing unit 400 of the structure illustrated in FIG. 7B is inverted up and down and attached to the display module 200.
  • the elastic foam 440 is pressed in accordance with the touch to reduce the distance between the pressure sensor (450, 460) and the display module 200, which is the reference potential layer, the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor ( The mutual capacitance between 460 can be reduced. This change in capacitance can detect the touch pressure.
  • the structure of the modified pressure sensing unit 400 may be used.
  • FIG. 9B illustrates a case in which the modified structure of the pressure sensing unit 400 illustrated in FIG. 7B is inverted up and down and attached to the display module 200.
  • the pressure sensing unit 400 is positioned such that the elastic foam 400 is positioned between the pressure sensors 450 and 460 and the substrate 300 rather than between the pressure sensors 450 and 460 and the display module 200.
  • the reference potential layer for pressure detection may be the substrate 300.
  • the elastic foam 440 is pressed according to the touch and the distance between the pressure sensors 450 and 460 and the substrate 300 which is the reference potential layer is reduced, so that the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 are reduced.
  • the mutual capacitance between them can be reduced.
  • the touch pressure can be detected from this change in capacitance.
  • an air gap which may be located between the substrate 300 and the pressure sensing unit 400, may also be used to induce capacitance change according to the touch together with the elastic foam 440.
  • the pressure sensing unit 400 described above assumes a case where the touch is made on the upper surface side of the display module, but the pressure sensing unit 400 according to the embodiment applies pressure from the lower surface side of the touch input device 1000. Even if it can be modified to detect the touch pressure.
  • the pressure sensing unit 400 in order to detect pressure through the touch input device 1000 to which the pressure sensing unit 400 according to the embodiment of the present invention is applied, changes in capacitance generated by the pressure sensors 450 and 460 are measured. It needs to be sensed. Therefore, a driving signal needs to be applied to the driving electrodes of the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460, and the touch pressure must be calculated from the change amount of capacitance by acquiring a detection signal from the receiving electrode.
  • the pressure sensing unit 400 according to the exemplary embodiment of the present invention may be configured to include such a pressure detecting apparatus as well as the structure illustrated in FIG. 7 and the like including the pressure sensors 450 and 460 for detecting the pressure.
  • the touch input device 1000 applies a driving signal for pressure detection to the pressure sensors 450 and 460 by using the touch detection device for operating the touch sensor panel 100 and the pressure sensor 450.
  • 460 may detect the touch pressure by receiving the detection signal.
  • the first pressure sensor 450 is a driving electrode and the second pressure sensor 460 is a receiving electrode.
  • the first pressure sensor 450 receives a driving signal from the driving unit 120 and receives the second pressure sensor 460. ) May transmit the detection signal to the detection unit 110.
  • the controller 130 performs scanning of the pressure sensor simultaneously with scanning of the touch sensor panel 100, or the controller 130 performs time division to perform scanning of the touch sensor panel 100 in a first time section.
  • the control signal may be generated to perform the scanning of the pressure detection in the second time interval different from the first time interval.
  • the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 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 sensors 450 and 460 included in the pressure sensing unit 400 may be electrically connected to the touch detection apparatus of the touch sensor panel 100 by any method.
  • the pressure sensors 450 and 460 may be connected to the touch detection device through a connector using the second PCB 210 included in the display module 200.
  • 10A and 10B illustrate a case in which the pressure sensing unit 400 including the pressure sensors 450 and 460 is 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.
  • FIG. 10A illustrates a bottom surface of the display module 200 such that the pressure detector 400 is connected to one end of the second PCB 210 of the display module 200 by the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460. The case where it attaches to is illustrated.
  • a conductive pattern may be printed on the second PCB 210 to electrically connect the pressure sensors 450 and 460 to a required configuration such as the touch sensing IC 150. Detailed description thereof will be described with reference to FIGS. 11A to 11C.
  • the attachment method of the pressure sensing unit 400 including the pressure sensors 450 and 460 illustrated in FIG. 10A may be similarly applied to the substrate 300.
  • FIG. 10B illustrates a case in which the pressure detecting unit 400 including the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 is 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 pressure sensor 450 and the second pressure sensor (not only a circuit for operating the display panel in advance). Up to a pattern corresponding to 460 may be printed.
  • the second PCB 210 may be printed with a conductive pattern for electrically connecting the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 to a required configuration such as the touch sensing IC 150.
  • 11A-11C illustrate a method of connecting pressure sensors 450, 460 to touch sensing IC 150.
  • 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 sensors 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 224. Accordingly, the touch sensing IC 150 may exchange a signal with a CPU or an AP for operating the touch input device 1000 through the first connector 121 and the second connector 224.
  • the pressure sensing unit 400 is attached to the display module 200 in the manner illustrated in FIG. 10B, but may be applied to the case in which the pressure sensing unit 400 is attached in the manner illustrated in FIG. 10A.
  • a conductive pattern may be printed on the second PCB 210 such that the pressure sensors 450 and 460 may be electrically connected to the touch sensing IC 150 through the first connector 121.
  • the pressure sensors 450 and 460 attached to the display module 200 are connected to the touch sensing IC 150 through the third connector 473.
  • the pressure sensors 450 and 460 are connected to the main board for the operation of the touch input device 1000 through the third connector 473 and later connect the second connector 224 and the first connector 121. It may be connected to the touch sensing IC 150 through.
  • the pressure sensors 450 and 460 may be printed on an additional PCB separated from the second PCB 210.
  • the pressure sensors 450 and 460 may be attached to the touch input device 1000 in a structure as illustrated in FIG. 7 to extend the conductive traces from the pressure sensors 450 and 460 to connect the connector 473. It can also be connected to the motherboard.
  • the pressure electrodes 450 and 460 are printed on the second PCB 210 or on an additional PCB separated from the second PCB, the pressure electrodes 450 and 460 are printed on the PCB portion and the pressure electrodes 450 and 460. 460 may be collectively referred to as a pressure sensing unit 400.
  • FIG. 11C a case in which the pressure sensors 450 and 460 are directly connected to the touch sensing IC 150 through the fourth connector 474 is illustrated.
  • the pressure sensors 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 sensors 450 and 460 may be connected to the touch sensing IC 150 through the fourth connector 474.
  • the pressure sensors 450 and 460 may be printed on an additional PCB separated from the second PCB 210.
  • the second PCB 210 and the additional PCB may be insulated so as not to short-circuit each other.
  • the pressure sensors 450 and 460 may be attached to the touch input device 1000 in a structure as illustrated in FIG. 7 to extend the conductive traces from the pressure sensors 450 and 460 to connect the connector 474. It may be connected to the first PCB 160 through.
  • the fourth connector 474 may be directly connected to the second PCB 210.
  • connection method of FIGS. 11B and 11C may be applied to the case where the pressure sensors 450 and 460 are formed on the substrate 300 as well as the lower 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 sensors 450 and 460 in which the first pressure sensor 450 constitutes one channel as the driving electrode and the second pressure sensor 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. 12A to 12C illustrate the case where the pressure sensor of the present invention constitutes a plurality of channels.
  • the first pressure sensors 450-1 and 450-2 and the second pressure sensors 460-1 and 460-2 each constitute two channels.
  • a first pressure sensor 450-1 and a second pressure sensor 460-1 constituting the first channel are included in the first pressure sensing unit 400 and the first pressure sensor constituting the second channel.
  • the second pressure sensor 460-2 and the second pressure sensor 460-2 are included in the second pressure sensing unit 400, but the first pressure sensors 450-1 and 450-2 forming two channels are provided.
  • second pressure sensors 460-1 and 460-2 may be configured to be included in one pressure sensing unit 400.
  • the first pressure sensor 450 constitutes two channels 450-1 and 450-2, but the second pressure sensor 460 configures one channel.
  • the first pressure sensors 450-1 to 450-5 and the second pressure sensors 460-1 and 460-5 each form five channels.
  • the electrodes constituting the five channels may be configured to be included in one pressure sensing unit 400.
  • FIGS. 12A to 12C illustrate a case in which the pressure sensor constitutes a singular or plural channels, and the pressure sensor may be configured in the singular or plural channels in various ways.
  • the pressure sensors 450 and 460 are electrically connected to the touch sensing IC 150 is not illustrated in FIGS. 12A to 12C, the pressure sensors 450 and 460 may be touched in FIGS. 11A to 11C and other methods. It may be connected to the sensing IC 150.
  • the pressure sensing unit 400 As described above, by applying the pressure sensing unit 400 according to an embodiment of the present invention to the touch input device 1000 including a touch sensor panel to detect whether the existing touch and the touch position, the corresponding touch.
  • the touch pressure may be easily detected through the input device 1000.
  • the pressure sensing unit 400 of the present invention is disposed, so that the touch pressure can be detected using the existing touch input device 1000.
  • the touch input device 1000 having the structure as illustrated in FIG. 8A is performed.
  • the elastic foam 440 included in the pressure sensing unit 400 was manufactured including polypropylene.
  • 13A is a graph illustrating a difference in normalized capacitance change according to a weight of a pressure touch for a touch input device including a pressure sensor according to an embodiment.
  • 0gf gram force
  • 100gf 100gf
  • the difference in capacitance change represents a difference in capacitance change when the touch input device 1000 is pressure-touched at 0 gf and when the pressure is touched at gf of the corresponding weight.
  • the difference in capacitance change does not change in direct proportion to the size of the touch weight with respect to the touch input device 1000, the change in the form of monotone increases, so that the pressure at the time of touching the touch input device 1000 according to the embodiment may vary. It is possible to detect the size.
  • FIG. 13B is a graph illustrating a difference in normalized capacitance change according to a pressure touch and a deviation thereof before and after a predetermined number of pressure touches of the touch input device including the pressure sensor according to the embodiment.
  • the experiment of FIG. 13B was performed on four sets of touch input devices 1000, respectively.
  • a and B indicate before and after performing 100,000 pressure touches on the touch input device 1000 according to the embodiment at a weight of 800 gf.
  • a and B are 800 gf, respectively, and the difference in capacitance change generated between the first pressure sensor 450 and the second pressure sensor 460 calculated by the pressure detecting device when the touch surface of the touch input device 1000 is pressed. Is a normalized value. It can be seen that the difference value of the capacitance change occurring before (A) and after (B) of 100,000 touches is not the same, but the deviation is very small.
  • Fig. 13B the deviation between the difference value of the capacitance change of Graph A and Graph B is displayed. It can be seen that the deviation between the difference value of the capacitance change occurring before and after the touch input device 1000 is touched 100,000 times according to the embodiment is within 5%. 13B, it can be seen that even when the pressure sensing unit 400 using the elastic foam according to the embodiment is used for a long time, the pressure detection performance can be maintained uniformly.
  • FIG. 13C is a graph illustrating a change in a normalized pressure difference detected after releasing a pressure applied to a touch input device including a pressure sensor according to an embodiment.
  • FIG. 13C when the touch surface of the touch input device 1000 is pressed at 800 gf, the magnitude of the pressure calculated by the pressure detection device is indicated as 1, and the magnitude change of the calculated pressure after the application of the pressure is released.
  • the time taken until the pressure application is released to reach 10% to 90% of the maximum pressure level 1 may correspond to approximately 0.7 seconds.
  • the pressure sensing unit 400 including the elastic foam according to the embodiment since the restoring force is high after the release of the pressure touch, the accuracy of pressure detection may be prevented from being lowered even in the continuous pressure touch.
  • the required recovery speed may vary.
  • the time to reach 90% to 10% of the maximum pressure magnitude may be within 1 second.
  • the strain gauge 450 may be directly formed on the display panel 200A.
  • 15A to 15B are cross-sectional views illustrating an embodiment of a strain gauge directly formed on various display panels in the touch input device according to the present invention.
  • Fig. 15A shows a strain gauge 450 formed in the display panel 200A using the LCD panel.
  • a strain gauge 450 may be formed on the bottom surface of the second substrate layer 262.
  • the strain gauge 450 may be formed on the lower surface of the second polarization layer 272.
  • Fig. 15B shows a strain gauge 450 formed on the bottom surface of the display panel 200A using an OLED panel (especially an AM-OLED panel).
  • the strain gauge 450 may be formed on the bottom surface of the second substrate layer 283.
  • the strain gauge 450 formed on the bottom surface of the second substrate layer 283 disposed under the organic layer 280 may be made of an opaque material.
  • the second substrate may be formed. After applying a light shielding layer such as black ink to the lower surface of the layer 283, a strain gauge 450 may be formed on the light shielding layer.
  • a strain gauge (a lower surface of the second substrate layer 283 is formed).
  • a third substrate layer (not shown) may be disposed below the second substrate layer 283, and a strain gauge 450 may be formed on the bottom surface of the third substrate layer.
  • a third substrate layer that is relatively hard to be bent may be disposed below the substrate layer 283.
  • 16A-16D illustrate an example in which a strain gauge is applied in the touch input device according to the present invention.
  • an adhesive such as OCA (Optically Clear Adhesive) is formed between the cover layer 100 on which a touch sensor for detecting a touch position is formed and the display module 200 including the display panel 200A. It may be laminated. 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 may be improved.
  • OCA Optically Clear Adhesive
  • the display panel 200A is shown attached directly to the cover layer 100, but this is merely for convenience of description and the first polarization layers 271 and 282 are the display panel 200A.
  • the upper display module 200 may be laminated and attached to the cover layer 100.
  • the second polarizing layer 272 and the backlight unit are omitted.
  • a cover layer 100 having a touch sensor as a touch input device 1000 according to an embodiment of the present invention is disposed on the display module 200 shown in FIGS. 3A and 3B.
  • An example of lamination with an adhesive is illustrated, but the touch input device 1000 according to an exemplary embodiment of the present invention may include a case in which the touch sensor 10 is disposed inside the display module 200 illustrated in FIGS. 3A and 3B. can do.
  • the cover layer 100 having the touch sensor formed thereon covers the display module 200 including the display panel 200A, but the touch sensor 10 may include the display module 200.
  • the touch input device 1000 disposed inside and covered with the cover layer 100 such as glass may be used as an exemplary 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 be, for example, a circuit board for operating the touch input device 1000 together with the housing 320 which is the outermost mechanism of the touch input device 1000. And / or wrap the mounting space 310 in which the battery may be located.
  • 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
  • the circuit board and / or the battery for the operation of the display module 200 and the touch input device 1000 are separated through the substrate 300, and the electrical noise generated from the display module 200 and the noise generated from the circuit board Can be blocked.
  • the touch sensor 10 or the cover layer 100 may be formed wider than the display module 200, the substrate 300, and the mounting space 310, and thus the housing 320 may be formed.
  • the housing 320 may be formed to surround the display module 200, the substrate 300, and the circuit board together with the touch sensor 10.
  • the pressure sensor 450 for detecting the pressure or the force may be a strain gauge so as to be clearly distinguished from the electrodes included in the touch sensor 10.
  • the touch input device 1000 may detect a touch position through the touch sensor 10 and detect a touch pressure (or force) from the strain gauge 450 formed in the display module 200. have.
  • the touch sensor 10 may be located inside or outside the display module 200.
  • the touch input device 1000 may include a spacer layer 420 formed of an air gap.
  • 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.
  • the strain gauge 450 since the strain gauge 450 is disposed on the rear surface of the display panel 200A instead of the front surface of the display panel 200A, the strain gauge 450 may be formed of an opaque material as well as a transparent material.
  • the strain gauge 450 may be made of a transparent material such as ITO.
  • a frame 330 having a predetermined height may be formed along the edge of the upper portion of the substrate 300.
  • the frame 330 may be attached to the cover layer 100 with an adhesive tape (not shown).
  • the frame 330 is formed on all the edges of the substrate 300 (eg, four sides of a quadrilateral), but the frame 330 is formed of at least a portion of the edge of the substrate 300 (eg, a quadrilateral). Only on three sides).
  • the frame 330 may be integrally formed with the substrate 300 on the upper surface of the substrate 300.
  • the frame 330 may be made of a material having no elasticity.
  • the display panel 200A when pressure (or force) is applied to the display panel 200A through the cover layer 100, the display panel 200A may be bent together with the cover layer 100, so that the frame 330 may be bent. According to this pressure (or force), even if there is no deformation
  • 16C is a cross-sectional view of a touch input device including a strain gauge according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 16C, the strain gauge 450 according to the exemplary embodiment of the present invention may be formed on the bottom surface of the display panel 200A.
  • FIG. 16D is a cross-sectional view when a pressure (or force) is applied to the touch input device 1000 illustrated in FIG. 16C.
  • the upper surface of the substrate 300 may have a ground potential for noise shielding.
  • pressure (or force) is applied to the surface of the cover layer 100 through the object 500, the cover layer 100 and the display panel 200A may be bent or pressed.
  • the strain gauge 450 formed on the display panel 200A may be deformed, and thus the resistance value of the strain gauge 450 may change.
  • the magnitude of the touch pressure (or force) can be calculated from this change in resistance value.
  • the display panel 200A may be bent or pressed in response to a touch applying a pressure (or force).
  • the display panel 200A may be bent or pressed to indicate deformation according to a touch.
  • the position showing the largest deformation when the display panel 200A is bent or pressed may not coincide with the touch position, but the display panel 200A may indicate bending at least at the touch position.
  • the touch position is close to the edge and the edge of the display panel 200A, the position where the display panel 200A is bent or pressed the most may be different from the touch position, but the display panel 200A may be at least the touch position. It may indicate bending or pressing at.
  • FIG. 17A, 17D-17F are plan views of exemplary pressure (or force) sensors capable of sensing pressure (or force) used in a touch input device in accordance with the present invention.
  • the pressure (or force) sensor may be a strain gauge. Strain gauges are devices in which the electrical resistance varies in proportion to the amount of strain. Generally, a metal bonded strain gauge may be used.
  • Materials that can be used for strain gauges are transparent materials, conductive polymers (PEDOT: polyethyleneioxythiophene), ITO (indium tin oxide), ATO (antimony tin oxide), carbon nanotubes (CNT), and graphene ), Gallium zinc oxide, indium gallium zinc oxide (IGZO), tin oxide (SnO2), indium oxide (In2O3), zinc oxide (ZnO), gallium oxide (Ga2O3), and oxidation Cadmium (CdO), other doped metal oxides, piezoresistive elements, piezoresistive semiconductor materials, piezoresistive metal materials, silver nanowires, platinum nanowires (platinum nanowire), nickel nanowire, other metallic nanowires, and the like may be used.
  • PEDOT polyethyleneioxythiophene
  • ITO indium tin oxide
  • ATO antimony tin oxide
  • carbon nanotubes CNT
  • graphene Gallium zinc oxide
  • IGZO indium gallium zinc oxide
  • Opaque materials include silver ink, copper, nano silver, carbon nanotube (CNT), constantan alloy, karma alloys, doped Polycrystalline silicon, doped amorphous silicon, doped single crystal silicon, doped other semiconductor materials, and the like can be used.
  • the metal strain gauge may be composed of metal foils arranged in a lattice manner.
  • the lattice approach can maximize the amount of deformation of the metal wire or foil that is susceptible to deformation in the parallel direction.
  • the vertical lattice cross section of the strain gauge 450 shown in FIG. 17A can be minimized to reduce the effects of shear strain and Poisson strain.
  • strain gauge 450 may include traces 451 that do not contact but are placed close to each other while in an at rest state, that is, while not being strained or otherwise deformed. have.
  • Strain gauges can have a nominal resistance such as 1.8 K ⁇ ⁇ 0.1% in the absence of strain or force.
  • the sensitivity to strain may be expressed as a gauge coefficient (GF).
  • the gauge coefficient can be defined as the ratio of the change in electrical resistance to the change in strain (strain), and can be expressed as a function of strain ⁇ as follows.
  • ⁇ R is the amount of change in the strain gauge resistance
  • R is the resistance of the undeformed strain gauge
  • GF is the gauge coefficient
  • strain gauges are used in most cases in bridge configurations with voltage driven sources.
  • FIG. 17B and 17C show exemplary strain gauges that may be applied to a touch input device in accordance with the present invention.
  • a strain gauge is included in a Wheatstone bridge 3000 with four different resistors (shown as R1, R2, R3, R4), indicating the applied force ( Change the resistance of the gauge relative to other resistors.
  • the bridge 3000 is coupled to a force sensor interface (not shown), receives a drive signal (voltage VEX) from a touch controller (not shown) to drive the strain gauge, and sense signal (voltage VO) representing the force applied for processing. ) Can be sent to the touch controller.
  • the output voltage VO of the bridge 3000 may be expressed as follows.
  • the bridge of FIG. 17C includes only one strain gauge 450, up to four strain gauges may be used in the locations shown by R1, R2, R3, R4 included in the bridge of FIG. 17B, in which case It will be appreciated that the resistance change can be used to sense the applied force.
  • the bridge 3000 may be integrated with the pressure sensor controller 1300, in which case at least one or more of the resistors R1, R2, R3 may be replaced by a resistance in the pressure sensor controller 1300. have.
  • resistors R2 and R3 may be replaced with resistors in pressure sensor controller 1300 and form bridge 3000 with strain gauge 450 and resistor R1. As a result, the space occupied by the bridge 3000 may be reduced.
  • the strain gauge 450 may include a plurality of subregions, and may configure a different alignment direction of the trace 451 included in each subregion. By configuring the strain gauge 450 including the traces 451 having different alignment directions, the sensitivity difference of the strain gauge 450 with respect to the deformation direction may be reduced.
  • the touch input device 1000 may include a force sensor configured as a single channel by forming one strain gauge 450 as shown in FIGS. 17A and 17D under the display panel 200A.
  • the touch input device 1000 according to the present invention may include a force sensor including a plurality of channels by forming a plurality of strain gauges 450 as shown in FIG. 17E under the display panel 200A.
  • the temperature change may adversely affect the strain gauge 450 because the increase in temperature may inflate the display panel 200A without the applied force, and as a result, the strain gauge 450 formed in the display panel 200A may increase. . As a result, the resistance of the strain gauge 450 increases and may be misinterpreted as a force applied to the strain gauge 450.
  • At least one or more of the resistors R1, R2, R3 of the bridge 3000 shown in FIG. 17C may be replaced by a thermistor.
  • the change in resistance due to the temperature of the thermistor may correspond to the change in resistance due to the temperature of the strain gauge 450 due to the thermal expansion of the display panel 200A in which the strain gauge 450 is formed, and thus the output voltage (VO) due to the temperature. ) Can be reduced.
  • two gauges can be used to minimize the effects of temperature variations.
  • the trace 451 of the strain gauge 450 may be aligned in the horizontal direction parallel to the deformation direction, and the dummy gauge 460.
  • Traces 461 may be aligned in a vertical direction orthogonal to the deformation direction.
  • the deformation affects the strain gauge 450 and hardly affects the dummy gauge 460, but the temperature has the same effect on both the strain gauge 450 and the dummy gauge 460.
  • the ratio of the nominal resistance RG of the two gauges does not change.
  • 17G to 17I are rear views of a display panel in which a force sensor of the touch input device according to the present invention is formed.
  • the trace 451 of the strain gauge 450 is preferably aligned in a direction parallel to the deformation direction, as shown in FIG. 17G, in the edge area of the display panel 200A, the trace 451 is perpendicular to the edge of the display panel 200A.
  • the trace 451 of the strain gauge 450 may be arranged in one direction. More specifically, since the edges of the display panel 200A are fixed, when the force is applied to the display panel 200A, the display panel 200A is in a direction parallel to the straight line connecting the center of the display panel 200A and the position where the force is applied. The deformation can be the largest. Therefore, it is preferable to arrange the trace 451 of the strain gauge 450 in a direction parallel to the position where the strain gauge 450 is disposed and a straight line connecting the center of the display panel 200A.
  • the trace 461 of the dummy gauge 460 is preferably aligned in a direction perpendicular to the deformation direction, as shown in FIG. 17G, the edge of the display panel 200A is shown in the edge area of the display panel 200A.
  • the traces 461 of the dummy gauge 460 may be arranged to align in a direction parallel to. More specifically, since the edge of the display panel 200A is fixed, when a force is applied to the display panel 200A, the display panel 200A is perpendicular to a straight line connecting the center of the display panel 200A with the position where the force is applied. The deformation may be the smallest. Therefore, it is preferable to arrange the trace 461 of the dummy gauge 460 in a direction perpendicular to a position where the dummy gauge 460 is disposed and a straight line connecting the center of the display panel 200A.
  • the strain gauge 450 and the dummy gauge 460 may be disposed in a pair adjacent to each other. In this case, since the temperature difference between the positions adjacent to each other may not be large, the influence of the temperature change can be further minimized.
  • a plurality of dummy gauges 460 having traces 461 aligned in a direction parallel to the edges of the display panel 200A, along the edges of the display panel 200A. ) Can also be placed.
  • the dummy gauge 460 disposed at the edge region of the display panel 200A may be more effective in compensating for the effect of temperature change.
  • the dummy gauge 460 may be disposed in four corner regions of the display panel 200A having the smallest deformation amount, and the trace of the dummy gauge 460 may have the most deformation amount. It may be arranged to align in a direction perpendicular to the large direction.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a telephone connection method in a touch input device according to an embodiment of the present invention.
  • the touch input device has at least a surface on which a display screen is displayed and has a telephone function.
  • the surface on which the display screen is displayed may be the surface of the cover layer 100 of the touch input device 1000 illustrated in FIG. 19.
  • the telephone connection method in the touch input device includes a step 1810 of detecting a pressure, a determination step 1820, and a telephone connection step 1830.
  • Detecting the magnitude of the pressure 1810 may be performed while the display screen is turned off.
  • a state in which the display screen is turned off is a state in which the surface of the cover layer 100 illustrated in FIG. 19 is displayed in black and is distinguished from a state in which the power of the touch input device 1000 is turned off.
  • the user's action eg, touching the power button or pressing the power button, or pressing a predetermined button installed on the side of the touch input device 1000
  • the display screen can be turned on at any time by or by external communication (call reception, text reception, e-mail reception, etc.).
  • Detecting the magnitude of the pressure 1810 is detecting the pressure (or force) input to the surface of the cover layer 100 shown in FIG. 19.
  • the magnitude of the pressure may be detected by the pressure sensor controller 1300 shown in FIG. 2. Since the details of the pressure sensor controller 1300 have been described above with reference to FIG. 2, a detailed description thereof will be omitted.
  • the determination step 1820 is performed while the display screen is turned off, as shown in FIG. 20.
  • the magnitude P1 of the pressure detected by comparing the magnitude P1 of the pressure detected in the step 1810 of detecting the pressure with the reference pressure Th1 is equal to the reference pressure Th1.
  • Whether the magnitude P1 of the detected pressure is greater than or equal to the reference pressure Th1 may be performed by the processor 1500 illustrated in FIG. 2.
  • the processor 1500 may receive a signal regarding the magnitude P1 of the pressure detected by the pressure sensor controller 1300 and compare it with a preset reference pressure Th1.
  • the telephone connection step 1830 activates the telephone function as shown in FIG. 21 when the result of the determination in the determination step 1820, that is, the magnitude of the detected pressure P1 is equal to or greater than the reference pressure Th1, A step of controlling a telephone function such that a telephone is connected to a preset telephone number, for example, a telephone number of a wife shown in FIG. 21.
  • the phone function illustrated in FIG. 21 is installed in the touch input device 1000 and software (for example, a phone application) installed in a memory (not shown) of the touch input device 1000 shown in FIG. 19. It may be a function implemented through hardware (eg, a communication module).
  • the telephone connection step 1830 may be performed by the processor 1500 shown in FIG. 2. If it is determined in step 1820 that the magnitude of the pressure P1 is greater than or equal to the reference pressure Th1, the processor 1500 activates a phone application stored and installed in a memory (not shown) of the touch input device 1000, and the preset phone is set. You can control the phone application that is activated to dial the number.
  • the telephone connection screen as shown in FIG. 21 may be controlled to be displayed on the display screen of the touch input device 1000 shown in FIG. 19, but on the contrary, the telephone connection screen shown in FIG. 19 may be controlled to not be displayed on the display screen of the touch input device 1000 illustrated in FIG. 19. That is, the processor 1500 illustrated in FIG. 2 may activate the telephone application and control the telephone application to be operated while the display screen is turned off to control the telephone application to be connected to the preset telephone number. In this case, the user may not check anything through the display screen, and may receive and transmit voice through the speaker and the microphone of the touch input device 1000.
  • the speaker of the touch input device 1000 may be deactivated. This is because when the user performs the above-described telephone connection method in an emergency situation such as a crime situation, the user may be in a more dangerous situation by the sound coming out of the speaker.
  • the phone connection step 1830 may control the phone connection screen as shown in FIG. 21 to be displayed on the display screen of the touch input device 1000 shown in FIG. 19 or may not be displayed.
  • the telephone connection method of the touch input device according to the embodiment of the present invention illustrated in FIG. 18 may further include detecting a touch position in addition to steps 1810 to 1830.
  • the detecting of the touch position is a detecting of the position of the touch input to the surface while the display screen is turned off.
  • the touch position may be performed by the touch sensor controller 1100 illustrated in FIG. 2.
  • the telephone connection step 1830 may activate the telephone function, and control the telephone function such that the telephone is connected to a preset telephone number corresponding to the detected touch position.
  • This operation may be performed by the processor 1500 illustrated in FIG. 2.
  • the processor 1500 may activate the telephone function and control the telephone function such that the telephone is connected to the telephone number according to the touch position provided from the touch sensor controller 1100. For example, as shown in FIG. 20, when the user touches the lower end of the surface of the cover layer 100 of the touch input device 1000 with the reference pressure Th1 or higher, the first preset part as shown in FIG. 21.
  • a call may be connected to a second predetermined telephone number 112.
  • the invention in which the step of detecting the touch position is further added may be controlled such that the speaker of the touch input device 1000 described above is inactivated, and the telephone connection screen illustrated in FIG. 23 may be controlled so as not to be displayed on the display screen. It may be.
  • the telephone connection method in the touch input device according to the embodiment of the present invention illustrated in FIG. 18 may further include detecting multiple touches in addition to steps 1810 to 1830.
  • the detecting of the multi-touch is a step of detecting the multi-touch input to the surface while the display screen is turned off. Multiple touch may be performed in the touch sensor controller 1100 illustrated in FIG. 2.
  • the telephone connection step 1830 activates the telephone function, but the multi-touch detected when the magnitude of the pressure of at least one or more touches among the multiple touches is equal to or greater than the reference pressure Th1.
  • the telephone function may be controlled to connect the telephone to the corresponding preset telephone number. This operation may be performed by the processor 1500 illustrated in FIG. 2. In detail, the processor 1500 may activate the telephone function and control the telephone function such that the telephone is connected to the telephone number according to the multi-touch provided from the touch sensor controller 1100.
  • a user multi-touches the surface of the cover layer 100 of the touch input device 1000 with two or more fingers, and the pressure of at least one of the multiple touches is a reference pressure ( Th1) or more
  • the phone can be connected to another phone number (My daughter) preset as shown in FIG.
  • My daughter phone number
  • the telephone may be connected to another preset My daughter only when the input multi-touch matches the preset pattern.
  • a touch of one of the multiple touches with a preset pattern is touched at an upper end of the surface of the cover layer 100 of the touch input device 1000, and the other one or the plurality of touches is a cover layer of the touch input device 1000.
  • the user first touches the surface of the cover layer 100 of the touch input device 1000 at any first time, and the second consecutive time after the first time
  • the phone can be connected to another preset phone number.
  • one or more touches may be further included.
  • the phone may be connected to another preset phone number only when the input first touch and the second touch match the preset pattern.
  • the cover layer 100 of the touch input device 1000 Only when the input to the surface matches this preset pattern, the telephone may be connected to the telephone number, and in the case of mismatch, the telephone may not be connected to the telephone number.
  • each of the first touch and the second touch also includes a single touch or multiple touches. That is, the first touch and the second touch may be single touches or multiple touches, respectively. Alternatively, the first touch may be a single touch, the second touch may be multiple touches, and vice versa.
  • the preset telephone number may be changed in consideration of the position of the multi-touch. For example, when two fingers of the user touch each of the upper and lower portions of the surface of the cover layer 100 of the touch input device 1000 as shown in FIG. 24, the first phone as shown in FIG. 25.
  • the phone may be connected to a number (My daughter), and although not shown in a separate drawing, two fingers of the user touch two places of the upper part (or the lower part) of the surface of the cover layer 100 of the touch input device 1000.
  • the telephone may be connected to the telephone number (Wife or 112) as shown in FIG. 21 or FIG.
  • a telephone number to be connected may vary according to the position of the first touch at the first time and the position of the second touch at the second time.
  • the invention in which the step of detecting the multi-touch is further added may be controlled such that the speaker of the touch input device 1000 described above is inactivated, and the phone connection screen illustrated in FIG. 23 may be controlled so as not to be displayed on the display screen. It may be.
  • the phone function can be used even when the display screen is turned off, thereby reducing power consumption.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

본 발명의 실시 형태에 따른 전화 연결 방법은, 디스플레이 화면이 표시되는 표면을 갖고, 전화 기능을 갖는 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법으로서, 상기 디스플레이 화면이 꺼진 상태에서 상기 표면으로 입력되는 압력의 크기를 검출하는, 검출 단계; 상기 디스플레이 화면이 꺼진 상태에서 검출되는 상기 압력의 크기가 기준압력 이상인지 여부를 판별하는, 판별 단계; 및 상기 압력의 크기가 상기 기준압력 이상이면, 상기 전화 기능을 활성화시키고, 미리 설정된 전화번호로 전화가 연결되도록 상기 전화 기능을 제어하는, 전화 연결 단계;를 포함한다.

Description

터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법
본 발명은 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입력되는 압력(또는 힘)을 감지할 수 있는 터치 입력 장치에서의 압력을 이용한 전화 연결 방법에 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, 터치 스크린 상의 터치에 따른 터치 위치뿐 아니라 터치의 압력 크기를 검출할 수 있는 터치 입력 장치에 대한 필요성이 야기되고 있다.
본 발명의 목적은 압력(또는 힘)을 이용하여 디스플레이 화면이 꺼진 상태에서 전화를 걸수 있는 터치 입력 장치의 전화 연결 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 전화 연결 방법은, 디스플레이 화면이 표시되는 표면을 갖고, 전화 기능을 갖는 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법으로서, 상기 디스플레이 화면이 꺼진 상태에서 상기 표면으로 입력되는 압력의 크기를 검출하는, 검출 단계; 상기 디스플레이 화면이 꺼진 상태에서 검출되는 상기 압력의 크기가 기준압력 이상인지 여부를 판별하는, 판별 단계; 및 상기 압력의 크기가 상기 기준압력 이상이면, 상기 전화 기능을 활성화시키고, 미리 설정된 전화번호로 전화가 연결되도록 상기 전화 기능을 제어하는, 전화 연결 단계;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 전화 연결 방법을 사용하면, 압력에 의한 하나의 모션으로 디스플레이 화면이 꺼져있는 터치 입력 장치의 전화 기능을 직접 이용할 수 있는 이점이 있다. 따라서, 사용자는 간단한 제스쳐로 전화 기능을 이용할 수 있는 이점이 있다.
또한, 디스플레이 화면이 꺼져있는 상태에서도 전화 기능을 이용할 수 있어 전력 소모를 줄일 수 있는 이점이 있다.
또한, 보안상의 이점이 있다.
도1a 및 도1b는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 정전 용량 방식의 터치 센서 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 터치 위치, 터치 압력 및 디스플레이 동작을 제어하기 위한 제어 블록을 예시한다.
도3a 내지 도3b는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 디스플레이 모듈의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도4a 내지 도4f는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에 압력 센서가 형성되는 예를 예시한다.
도5a 내지 도5e는 실시예에 따른 압력 센서에 포함되는 압력 센서의 패턴을 예시한다.
도6a 및 도6b는 실시예에 따른 압력 센서의 터치 입력 장치에 대한 부착 위치를 예시한다.
도7a 내지 도7f는 실시예에 따른 압력 센서의 구조적 단면을 예시한다.
도8a 및 도8b는 실시예에 따른 압력 센서가 디스플레이 모듈 맞은편 기판에 부착되는 경우를 예시한다.
도9a 및 도9b는 실시예에 따른 압력 센서가 디스플레이 모듈에 부착되는 경우를 예시한다.
도10a 및 도10b는 실시예에 따른 압력 센서의 부착 방법을 예시한다.
도11a 내지 도11c는 실시예에 따른 압력 센서를 터치 센싱 회로에 연결하는 방법을 예시한다.
도12a 내지 도12c는 실시예에 따른 압력 센서가 복수의 채널을 포함하는 경우를 예시한다.
도13a는 실시예에 따른 압력 센서를 포함하는 터치 입력 장치에 대한 압력 터치 무게에 따른 정규화된 정전용량 변화의 차이를 나타내는 그래프이다.
도13b는 실시예에 따른 압력 센서를 포함하는 터치 입력 장치에 대한 소정 횟수의 압력 터치 전과 후에 압력 터치에 따른 정규화된 정전용량 변화 차이 및 이들 사이의 편차를 나타내는 그래프이다.
도13c는 실시예에 따른 압력 센서를 포함하는 터치 입력 장치에 대해 인가된 압력을 해제한 후 검출되는 정규화된 압력 차이의 변화를 나타내는 그래프이다.
도14a 내지 도14d는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 전극의 형태를 예시하는 도면이다.
도15a 내지 도15b는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에서 다양한 디스플레이 패널에 직접 형성된 스트레인 게이지의 실시예를 나타내는 단면도이다.
도16a 내지 도16d는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에서 스트레인 게이지가 적용되는 예를 예시한다.
도17a, 도17d 내지 도17f는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에 사용되는 압력을 감지할 수 있는 예시적인 압력 센서(또는 힘 센서)의 평면도이다.
도17b 및 도17c는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에 적용될 수 있는 예시적인 스트레인 게이지를 도시한다.
도17g 내지 도17i는 본 발명에 따른 터치 입력 장치의 압력 센서(또는 힘 센서)가 형성된 디스플레이 패널의 배면도이다.
도 18은 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 19는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치의 정면도이다.
도 20은 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법을 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 21은 도 20에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법에 의한 전화 연결 화면을 보여주는 예시 도면이다.
도 22는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법을 설명하기 위한 다른 예시 도면이다.
도 23은 도 22에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법에 의한 전화 연결 화면을 보여주는 예시 도면이다.
도 24는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법을 설명하기 위한 또 다른 예시 도면이다.
도 25는 도 24에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법에 의한 전화 연결 화면을 보여주는 예시 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 압력 검출이 가능한 터치 입력 장치를 설명한다. 이하에서는 정전용량 방식의 터치 센서(10)를 예시하나 임의의 방식으로 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 센서(10)가 적용될 수 있다.
도1a는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 정전 용량 방식의 터치 센서(10) 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도이다. 도1a를 참조하면, 터치 센서(10)는 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn) 및 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함하며, 상기 터치 센서(10)의 동작을 위해 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)에 구동신호를 인가하는 구동부(12), 및 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)으로부터 터치 표면에 대한 터치에 따라 변화되는 정전용량 변화량에 대한 정보를 포함하는 감지신호를 수신하여 터치 및 터치 위치를 검출하는 감지부(11)를 포함할 수 있다.
도1a에 도시된 바와 같이, 터치 센서(10)는 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다. 도1a에서는 터치 센서(10)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.
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.
도14a 및 도14b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서(10)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 후술하게 될 디스플레이 패널(200A)의 상면에 형성될 수 있다.
또한, 도14c에 도시된 바와 같이, 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) 중 어느 하나는 디스플레이 패널(200A)의 상면에 형성되고, 나머지 하나는 후술하게될 커버의 하면에 형성되거나 디스플레이 패널(200A)의 내부에 형성될 수 있다.
복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극 (RX1 내지 RXm)은 투명 전도성 물질(예를 들면, 산화주석(SnO2) 및 산화인듐(In2O3) 등으로 이루어지는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide)) 등으로 형성될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 다른 투명 전도성 물질 또는 불투명 전도성 물질로 형성될 수도 있다. 예컨대, 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 은잉크(silver ink), 구리(copper), 은나노(nano silver) 및 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nanotube) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)는 메탈 메쉬(metal mesh)로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 구동부(12)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(11)는 수신전극(RX1 내지 RXm)을 통해 구동신호가 인가된 구동전극(TX1 내지 TXn)과 수신전극(RX1 내지 RXm) 사이에 생성된 정전용량(Cm: 14)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: 14)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(10)를 스캔(scan)한다고 지칭할 수 있다.
예를 들어, 감지부(11)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: 14)에 대한 정보를 포함하는 전류 신호를 수신한 후 적분하여 전압으로 변환할 수 있다. 감지부(11)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(10)에 대한 터치 정보를 획득하도록 처리될 수 있다. 감지부(11)는 수신기와 더불어, ADC 및 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.
제어부(13)는 구동부(12)와 감지부(11)의 동작을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 제어부(13)는 구동제어신호를 생성한 후 구동부(12)에 전달하여 구동신호가 소정 시간에 미리 설정된 구동전극(TX)에 인가되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(13)는 감지제어신호를 생성한 후 감지부(11)에 전달하여 감지부(11)가 소정 시간에 미리 설정된 수신전극(RX)으로부터 감지신호를 입력받아 미리 설정된 기능을 수행하도록 할 수 있다.
도1a에서 구동부(12) 및 감지부(11)는 터치 센서(10)에 대한 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 검출 장치(미도시)를 구성할 수 있다. 터치 검출 장치는 제어부(13)를 더 포함할 수 있다. 터치 검출 장치는 터치 센서(10)를 포함하는 터치 입력 장치에서 후술하게될 터치 센서 제어기(1100)에 해당하는 터치 센싱 IC(touch sensing Integrated Circuit) 상에 집적되어 구현될 수 있다. 터치 센서(10)에 포함된 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 예컨대 전도성 트레이스(conductive trace) 및/또는 회로 기판상에 인쇄된 전도성 패턴(conductive pattern)등을 통해서 터치 센싱 IC에 포함된 구동부(12) 및 감지부(11)에 연결될 수 있다. 터치 센싱 IC는 전도성 패턴이 인쇄된 회로 기판, 도6a 내지 6i에서 예컨대 터치 회로 기판(이하 터치PCB로 지칭) 상에 위치할 수 있다. 실시예에 따라 터치 센싱 IC는 터치 입력 장치의 작동을 위한 메인보드 상에 실장되어 있을 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 구동전극(TX)과 수신전극(RX)의 교차 지점마다 소정 값의 정전용량(Cm)이 생성되며, 손가락과 같은 객체가 터치 센서(10)에 근접하는 경우 이러한 정전용량의 값이 변경될 수 있다. 도1a에서 상기 정전용량은 상호 정전용량(Cm, mutual capacitance)을 나타낼 수 있다. 이러한 전기적 특성을 감지부(11)에서 감지하여 터치 센서(10)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치를 감지할 수 있다. 예컨대, 제1축과 제2축으로 이루어진 2차원 평면으로 이루어진 터치 센서(10)의 표면에 대한 터치의 여부 및/또는 그 위치를 감지할 수 있다.
보다 구체적으로, 터치 센서(10)에 대한 터치가 일어날 때 구동신호가 인가된 구동전극(TX)을 검출함으로써 터치의 제2축 방향의 위치를 검출할 수 있다. 이와 마찬가지로, 터치 센서(10)에 대한 터치시 수신전극(RX)을 통해 수신된 수신신호로부터 정전용량 변화를 검출함으로써 터치의 제1축 방향의 위치를 검출할 수 있다.
위에서는 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이의 상호 정전용량 변화량에 기초하여, 터치 위치를 감지하는 터치 센서(10)의 동작 방식에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 도1b와 같이, 자기 정전용량(self capacitance)의 변화량에 기초하여 터치 위치를 감지하는 것도 가능하다.
도1b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 또다른 정전용량 방식의 터치 센서(10) 및 이의 동작을 설명하기 위한 개략도이다. 도1b에 도시된 터치 센서(10)에는 복수의 터치 전극(30)이 구비된다. 복수의 터치 전극(30)은 도7d에 도시된 바와 같이, 일정한 간격을 두고 격자 모양으로 배치될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
제어부(13)에 의해 생성된 구동제어신호는 구동부(12)에 전달되고, 구동부(12)는 구동제어신호에 기초하여, 소정 시간에 미리 설정된 터치 전극(30)에 구동신호를 인가한다. 또한, 제어부(13)에 의해 생성된 감지제어신호는 감지부(11)에 전달되고, 감지부(11)는 감지제어신호에 기초하여, 소정 시간에 미리 설정된 터치 전극(30)으로부터 감지신호를 입력받는다. 이때, 감지신호는 터치 전극(30)에 형성된 자기 정전용량 변화량에 대한 신호일 수 있다.
이때, 감지부(11)가 감지한 감지신호에 의하여, 터치 센서(10)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치가 검출된다. 예컨대, 터치 전극(30)의 좌표를 미리 알고 있기 때문에, 터치 센서(10)의 표면에 대한 객체의 터치의 여부 및/또는 그 위치를 감지할 수 있게 된다.
이상에서는, 편의상 구동부(12)와 감지부(11)가 별개의 블록으로 나뉘어 동작하는 것으로 설명되었지만, 터치 전극(30)에 구동신호를 인가하고, 터치 전극(30)으로부터 감지신호를 입력받는 동작을 하나의 구동 및 감지부에서 수행하는 것도 가능하다.
이상에서 터치 센서(10)로서 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(10)는 전술한 방법 이외의 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.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 터치 위치, 터치 압력 및 디스플레이 동작을 제어하기 위한 제어 블록을 예시한다. 디스플레이 기능 및 터치 위치 검출에 더하여 터치 압력을 검출할 수 있도록 구성된 터치 입력 장치(1000)에서 제어 블록은 전술한 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 제어기(1100), 디스플레이 패널을 구동하기 위한 디스플레이 제어기(1200) 및 힘(또는 압력)을 검출하기 위한 압력 센서 제어기(1300)를 포함하여 구성될 수 있다.
디스플레이 제어기(1200)는 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 메인보드(main board) 상의 중앙 처리 유닛인 CPU(central processing unit) 또는 AP(application processor) 등으로부터 입력을 받아 디스플레이 패널(200A)에 원하는 내용을 디스플레이 하도록 하는 제어회로를 포함할 수 있다. 이러한 제어회로는 디스플레이 회로 기판(이하 디스플레이PCB로 지칭)에 실장될 수 있다. 이러한 제어회로는 디스플레이 패널 제어 IC, 그래픽 제어 IC(graphic controller IC) 및 기타 디스플레이 패널(200A) 작동에 필요한 회로를 포함할 수 있다.
압력 센서를 통해 압력을 검출하기 위한 압력 센서 제어기(1300)는 터치 센서 제어기(1100)의 구성과 유사하게 구성되어 터치 센서 제어기(1100)와 유사하게 동작할 수 있다. 구체적으로, 압력 센서 제어기(1300)가 도1a 및 도1b에 도시된 바와 같이, 구동부, 감지부 및 제어부를 포함하고, 감지부가 감지한 감지 신호에 의하여 압력의 크기를 검출할 수 있다. 이 때, 압력 센서 제어기(1300)는 터치 센서 제어기(1100)가 실장된 터치 PCB에 실장될 수도 있고, 디스플레이 제어기(1200)가 실장된 디스플레이 PCB에 실장될 수도 있다.
실시예에 따라, 터치 센서 제어기(1100), 디스플레이 제어기(1200) 및 압력 센서 제어기(1300)는 서로 다른 구성요소로서 터치 입력 장치(1000)에 포함될 수 있다. 예컨대, 터치 센서 제어기(1100), 디스플레이 제어기(1200) 및 압력 센서 제어기(1300)는 각각 서로 다른 칩(chip)으로 구성될 수 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)의 프로세서(1500)는 터치 센서 제어기(1100), 디스플레이 제어기(1200) 및 압력 센서 제어기(1300)에 대한 호스트(host) 프로세서로서 기능할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 셀폰(cell phone), PDA(Personal Data Assistant), 스마트폰(smartphone), 태블랫 PC(tablet Personal Computer), MP3 플레이어, 노트북(notebook) 등과 같은 디스플레이 화면 및/또는 터치 스크린을 포함하는 전자 장치를 포함할 수 있다.
이와 같은 터치 입력 장치(1000)를 얇고(slim) 경량(light weight)으로 제작하기 위해, 전술한 바와 같이 별개로 구성되는 터치 센서 제어기(1100), 디스플레이 제어기(1200) 및 압력 센서 제어기(1300)가 실시예에 따라 하나 이상의 구성으로 통합될 수 있다. 이에 더하여 프로세서(1500)에 이들 각각의 제어기가 통합되는 것도 가능하다. 이와 더불어, 실시예에 따라 디스플레이 패널(200A)에 터치 센서(10) 및/또는 압력 센서가 통합될 수 있다.
실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서(10)가 디스플레이 패널(200A) 외부 또는 내부에 위치할 수 있다. 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 패널(200A)은 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode: OLED) 등에 포함된 디스플레이 패널일 수 있다. 이에 따라, 사용자는 디스플레이 패널에 표시된 화면을 시각적으로 확인하면서 터치 표면에 터치를 수행하여 입력 행위를 수행할 수 있다.
도3a 및 도3b는 본 발명의 따른 터치 입력 장치(1000)에서 디스플레이 모듈(200)의 구성을 설명하기 위한 개념도이다. 먼저, 도3a를 참조하여, LCD 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)을 포함하는 디스플레이 모듈(200)의 구성을 설명하기로 한다.
도3a에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(200)은 LCD 패널인 디스플레이 패널(200A), 디스플레이 패널(200A) 상부에 배치되는 제1편광층(271) 및 디스플레이 패널(200A) 하부에 배치되는 제2편광층(272)을 포함할 수 있다. 또한, LCD 패널인 디스플레이 패널(200A)은 액정 셀(liquid crystal cell)을 포함하는 액정층(250), 액정층(250)의 상부에 배치되는제1기판층(261) 및 액정층(250)의 하부에 배치되는 제2기판층(262)을 포함할 수 있다. 이때, 제1기판층(261)은 컬러필터 글라스(color filter glass)일 수 있고, 제2기판층(262)은 TFT 글라스(TFT glass)일 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1기판층(261) 및 제2기판층(262) 중 적어도 하나는 플라스틱과 같은 벤딩(bending) 가능한 물질로 형성될 수 있다. 도3a에서 제2기판층(262)은, 데이터 라인(data line), 게이트 라인(gate line), TFT, 공통 전극(Vcom: common electrode) 및 픽셀 전극(pixel electrode) 등을 포함하는 다양한 층으로 이루어질 수 있다. 이들 전기적 구성요소들은, 제어된 전기장을 생성하여 액정층(250)에 위치한 액정들을 배향시키도록 작동할 수 있다.
다음으로, 도3b를 참조하여, OLED 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)을 포함하는 디스플레이 모듈(200)의 구성을 설명하기로 한다.
도3b에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(200)은 OLED 패널인 디스플레이 패널(200A), 디스플레이 패널(200A) 상부에 배치되는 제1편광층(282)을 포함할 수 있다. 또한, OLED 패널인 디스플레이 패널(200A)은 OLED(Organic Light-Emitting Diode)를 포함하는 유기물층(280), 유기물층(280)의 상부에 배치되는 제1기판층(281) 및 유기물층(280) 하부에 배치되는 제2기판층(283)을 포함할 수 있다. 이때, 제1기판층(281)은 인캡 글라스(Encapsulation glass)일 수 있고, 제2기판층(283)은 TFT 글라스(TFT glass)일 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1기판층(281) 및 제2기판층(283) 중 적어도 하나는 플라스틱과 같은 벤딩(bending) 가능한 물질로 형성될 수 있다. 도3d 내지 도3f에 도시된 OLED 패널의 경우, 게이트 라인, 데이터 라인, 제1전원라인(ELVDD), 제2전원라인(ELVSS) 등의 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 전극을 포함할 수 있다. OLED(Organic Light-Emitting Diode) 패널은 형광 또는 인광 유기물 박막에 전류를 흘리면 전자와 정공이 유기물층에서 결합하면서 빛이 발생하는 원리를 이용한 자체 발광형 디스플레이 패널로서, 발광층을 구성하는 유기물질이 빛의 색깔을 결정한다.
구체적으로, OLED는 유리나 플라스틱 위에 유기물을 도포해 전기를 흘리면, 유기물이 광을 발산하는 원리를 이용한다. 즉, 유기물의 양극과 음극에 각각 정공과 전자를 주입하여 발광층에 재결합시키면 에너지가 높은 상태인 여기자(excitation)를 형성하고, 여기자가 에너지가 낮은 상태로 떨어지면서 에너지가 방출되어 특정한 파장의 빛이 생성되는 원리를 이용하는 것이다. 이때, 발광층의 유기물에 따라 빛의 색깔이 달라진다.
OLED는 픽셀 매트릭스를 구성하고 있는 픽셀의 동작특성에 따라 라인 구동 방식의 PM-OLED(Passive-matrix Organic Light-Emitting Diode)와 개별 구동 방식의 AM-OLED(Active-matrix Organic Light-Emitting Diode)가 존재한다. 양자 모두 백라이트를 필요로 하지 않기 때문에 디스플레이 모듈을 매우 얇게 구현할 수 있고, 각도에 따라 명암비가 일정하고, 온도에 따른 색 재현성이 좋다는 장점을 갖는다. 또한, 미구동 픽셀은 전력을 소모하지 않는다는 점에서 매우 경제적이다.
동작 면에서 PM-OLED는 높은 전류로 스캐닝 시간(scanning time) 동안만 발광을 하고, AM-OLED는 낮은 전류로 프레임 시간(frame time)동안 계속 발광 상태를 유지한다. 따라서, AM-OLED는 PM-OLED에 비해서 해상도가 좋고, 대면적 디스플레이 패널 구동이 유리하며, 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 또한, 박막 트랜지스터(TFT)를 내장하여 각 소자를 개별적으로 제어할 수 있기 때문에 정교한 화면을 구현하기 쉽다.
또한, 유기물층(280)은 HIL(Hole Injection Layer, 정공주입층), HTL(Hole Transfer Layer, 정공수송층), EIL(Emission Material Layer, 전자주입층), ETL(Electron Transfer Layer, 전자수송층), EML(Electron Injection Layer, 발광층)을 포함할 수 있다.
각 층에 대해 간략히 설명하면, HIL은 정공을 주입시키며, CuPc 등의 물질을 이용한다. HTL은 주입된 정공을 이동시키는 기능을 하고, 주로, 정공의 이동성(hole mobility)이 좋은 물질을 이용한다. HTL은 아릴라민(arylamine), TPD 등이 이용될 수 있다. EIL과 ETL은 전자의 주입과 수송을 위한 층이며, 주입된 전자와 정공은 EML에서 결합되어 발광한다. EML은 발광되는 색을 표현하는 소재로서, 유기물의 수명을 결정하는 호스트(host)와 색감과 효율을 결정하는 불순물(dopant)로 구성된다. 이는, OLED 패널에 포함되는 유기물층(280)의 기본적인 구성을 설명한 것일 뿐, 본 발명은 유기물층(280)의 층구조나 소재 등에 한정되지 않는다.
유기물층(280)은 애노드(Anode)(미도시)와 캐소드(Cathode)(미도시) 사이에 삽입되며, TFT가 온(On) 상태가 되면, 구동 전류가 애노드에 인가되어 정공이 주입되고 캐소드에는 전자가 주입되어, 유기물층(280)으로 정공과 전자가 이동하여 빛을 발산한다.
당해 기술분야의 당업자에게는, LCD 패널 또는 OLED 패널이 디스플레이 기능을 수행하기 위해 다른 구성을 더 포함할 수 있으며 변형이 가능함이 자명할 것이다.
본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 모듈(200)은 디스플레이 패널(200A) 및 디스플레이 패널(200A)를 구동하기 위한 구성을 포함할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 패널(200A)이 LCD 패널인 경우, 디스플레이 모듈(200)은 제2편광층(272) 하부에 배치되는 백라이트 유닛(미도시: backlight unit)을 포함하여 구성될 수 있고, LCD패널의 작동을 위한 디스플레이 패널 제어 IC, 그래픽 제어 IC 및 기타 회로를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 모듈(200)은 디스플레이 패널(200A) 및 디스플레이 패널(200A)를 구동하기 위한 구성을 포함할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 패널(200A)이 LCD 패널인 경우, 디스플레이 모듈(200)은 제2편광층(272) 하부에 배치되는 백라이트 유닛(미도시: backlight unit)을 포함하여 구성될 수 있고, LCD패널의 작동을 위한 디스플레이 패널 제어 IC, 그래픽 제어 IC 및 기타 회로를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서(10)는 디스플레이 모듈(200) 외부 또는 내부에 위치할 수 있다.
터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서(10)가 디스플레이 모듈(200)의 외부에 배치되는 경우, 디스플레이 모듈(200) 상부에는 터치 센서 패널이 배치될 수 있고, 터치 센서(10)가 터치 센서 패널에 포함될 수 있다. 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 터치 센서 패널의 표면일 수 있다.
터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서(10)가 디스플레이 모듈(200)의 내부에 배치되는 경우, 터치 센서(10)가 디스플레이 패널(200A) 외부에 위치하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 터치 센서(10)가 제1기판층(261,281)의 상면에 형성될 수 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 디스플레이 모듈(200)의 외면으로서 도3a 및 도3b에서 상부면 또는 하부면이 될 수 있다.
터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서(10)가 디스플레이 모듈(200)의 내부에 배치되는 경우, 실시예에 따라 터치 센서(10) 중 적어도 일부는 디스플레이 패널(200A) 내에 위치하도록 구성되고 터치 센서(10) 중 적어도 나머지 일부는 디스플레이 패널(200A) 외부에 위치하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 터치 센서(10)를 구성하는 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 중 어느 하나의 전극은 디스플레이 패널(200A) 외부에 위치하도록 구성될 수 있으며, 나머지 전극은 디스플레이 패널(200A) 내부에 위치하도록 구성될 수도 있다. 구체적으로, 터치 센서(10)를 구성하는 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 중 어느 하나의 전극은 제1기판층(261,281) 상면에 형성될 수 있으며, 나머지 전극은 제1기판층(261,281) 하면 또는 제2기판층(262,283) 상면에 형성될 수 있다.
터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서(10)가 디스플레이 모듈(200)의 내부에 배치되는 경우, 터치 센서(10)가 디스플레이 패널(200A) 내부에 위치하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 터치 센서(10)가 제1기판층(261,281)의 하면 또는 제2기판층(262,283)의 상면에 형성될 수 있다.
디스플레이 패널(200A) 내부에 터치 센서(10)가 배치되는 경우, 터치 센서 동작을 위한 전극이 추가로 배치될 수도 있으나, 디스플레이 패널(200A) 내부에 위치하는 다양한 구성 및/또는 전극이 터치 센싱을 위한 터치 센서(10)로 이용될 수도 있다. 구체적으로, 디스플레이 패널(200A)이 LCD 패널인 경우, 터치 센서(10)에 포함되는 전극 중 적어도 어느 하나는 데이터 라인(data line), 게이트 라인(gate line), TFT, 공통 전극(Vcom: common electrode) 및 픽셀 전극(pixel electrode) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 디스플레이 패널(200A)이 OLED 패널인 경우, 터치 센서(10)에 포함되는 전극 중 적어도 어느 하나는 데이터 라인(data line), 게이트 라인(gate line), 제1전원라인(ELVDD) 및 제2전원라인(ELVSS) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이 때, 터치 센서(10)는 도1a에서 설명된 구동전극 및 수신전극으로 동작하여 구동전극 및 수신전극 사이의 상호정전용량에 따라 터치 위치를 검출할 수 있다. 또한, 터치 센서(10)는 도1b에서 설명된 단일 전극(30)으로 동작하여 단일 전극(30) 각각의 자기정전용량에 따라 터치 위치를 검출할 수 있다. 이 때, 터치 센서(10)에 포함되는 전극이 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 전극일 경우, 제1 시간구간에 디스플레이 패널(200A)을 구동하고, 제1 시간구간과 다른 제2 시간구간에 터치 위치를 검출할 수 있다.
본 발명의 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서가 형성된 커버층(100)과 디스플레이 패널(200A)을 포함하는 디스플레이 모듈(200) 사이가 OCA(Optically Clear Adhesive)와 같은 접착제로 라미네이션되어 있을 수 있다. 이에 따라 터치 센서의 터치 표면을 통해 확인할 수 있는 디스플레이 모듈(200)의 디스플레이 색상 선명도, 시인성 및 빛 투과성이 향상될 수 있다.
이상에서는 터치 여부 및/또는 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 센서 패널(100)을 포함하는 터치 입력 장치(1000)에 대해서 살펴보았다. 실시예에 따른 압력 검출 모듈을 전술한 터치 입력 장치(1000)에 적용함으로써, 터치 여부 및/또는 터치 위치뿐 아니라 터치 압력의 크기 또한 용이하게 검출할 수 있다. 특히, 디스플레이 모듈(200)에 대한 충격완화 및 디스플레이 패널(200A)의 화질을 유지하기 위해서 기판(300)과 디스플레이 모듈(200) 사이에 압력 센서와 탄성 물질을 삽입하여 터치 입력 장치(1000)가 제조될 수 있다. 실시예에서는 이러한 탄성 물질을 압력 센서에 결합하여 디스플레이 모듈(200)에 대한 충격완화 및 디스플레이 모듈의 품질을 보장하면서도 압력 검출을 위한 갭(gap)을 안정적으로 유지하고자 한다. 이하에서는 터치 입력 장치(1000)에 실시예에 따른 압력 센서를 적용하여 터치 압력을 검출하는 경우에 대해서 예를 들어 상세하게 살펴본다.
도4a 내지 도4f는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에서 압력 센서가 형성되는 예를 예시한다.
도4a 및 이하의 일부 도면에서 디스플레이 패널(200A)이 커버층(100)에 직접 라미네이션되어 부착된 것으로 도시되나, 이는 단지 설명의 편의를 위한 것이며 제1편광층(271,282)이 디스플레이 패널(200A) 상부에 위치한 디스플레이 모듈(200)이 커버층(100)에 라미네이션 되어 부착될 수 있으며, LCD 패널이 디스플레이 패널(200A)인 경우, 제2편광층(272) 및 백라이트 유닛이 생략되어 도시된 것이다.
도4a 내지 도4f를 참조한 설명에서, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)로서 터치 센서가 형성된 커버층(100)이 도3a 및 도3b에 도시된 디스플레이 모듈(200) 상에 접착제로 라미네이션되어 부착된 것을 예시하나, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서(10)가 도3a 및 도3b에 도시된 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치되는 경우도 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 도4a 내지 도4c에서 터치 센서(10)가 형성된 커버층(100)이 디스플레이 패널(200A)을 포함하는 디스플레이 모듈(200)을 덮는 것이 도시되나, 터치 센서 (10)는 디스플레이 모듈(200) 내부에 위치하고 디스플레이 모듈(200)이 유리와 같은 커버층(100)으로 덮인 터치 입력 장치(1000)가 본 발명의 실시예로 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 하우징(320)과 함께 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 회로기판 및/또는 배터리가 위치할 수 있는 실장공간 (310) 등을 감싸는 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 노이즈 및 회로기판에서 발생하는 노이즈가 차단될 수 있다.
터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서(10) 또는 커버층(100)이 디스플레이 모듈(200), 기판(300), 및 실장공간(310)보다 넓게 형성될 수 있으며, 이에 따라 하우징(320)이 터치 센서(10)와 함께 디스플레이 모듈(200), 기판(300) 및 회로기판을 감싸도록, 하우징(320)이 형성될 수 있다.본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서(10)를 통해 터치 위치를 검출하고, 터치 위치를 검출하는데 사용되는 전극 및 디스플레이를 구동하는데 사용되는 전극과는 다른, 별도의 전극을 배치하여 압력 센서로 사용하여 터치 압력을 검출할 수 있다. 이때, 터치 센서(10)는 디스플레이 모듈(200)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다.
이하에서 압력 감지 또는 검출을 위한 구성을 총괄하여 압력 감지부(400)로 지칭한다. 압력 감지부(400)는 압력 검출 모듈일 수도 있다.
실시예에서 압력 감지부(400)는 압력 센서(450,460) 및/또는 스페이서층(420)을 포함할 수 있다. 여기서, 도 4a에서의 압력 감지부(400)는 압력 센서(450,460) 및/또는 스페이서층(420)을 포함하고, 전극 시트(440)를 더 포함할 수 있다. 압력 센서(450, 460)는 전극 시트(440) 내부에 배치되고, 전극 시트(440)가 디스플레이 모듈(200)에 부착될 수 있다. 여기서, 도 4b에서의 압력 감지부(400)는 압력 센서(450,460) 및/또는 스페이서층(420)을 포함하되, 압력 센서(450, 460)가 디스플레이 모듈(200)에 직접 형성될 수 있다.
압력 감지부(400)는 예컨대, 에어갭(airgap)으로 이루어진 스페이서층(420)을 포함하여 구성되며, 이에 대해서는 도4a 내지 도4f를 참조하여 상세하게 살펴본다.
실시예에 따라 스페이서층(420)은 에어갭(air gap)으로 구현될 수 있다. 스페이서층은 실시예에 따라 충격흡수물질로 이루어질 수 있다. 스페이서층(420)은 실시예에 따라 유전 물질(dielectric material)로 채워질 수 있다. 실시예에 따라 스페이서층(420)은 압력의 인가에 따라 수축하고 압력의 해제시에 원래의 형태로 복귀하는 회복력을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 실시예에 따라 스페이서층(420)은 탄성폼(elastic foam)으로 형성될 수 있다. 또한, 스페이서층이 디스플레이 모듈(200) 하부에 배치되므로, 투명한 물질이거나 불투명한 물질일 수 있다.
또한, 기준 전위층은 디스플레이 모듈(200)의 하부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 기준 전위층은 디스플레이 모듈(200) 하부에 배치되는 기판(300)에 형성되거나 기판(300) 자체가 기준 전위층 역할을 할 수 있다. 또한, 기준 전위층은 기판(300) 상부에 배치되고 디스플레이 모듈(200)의 하부에 배치되며, 디스플레이 모듈(200)을 보호하는 기능을 수행하는 커버(미도시)에 형성되거나, 커버 자체가 기준 전위층 역할을 할 수 있다. 터치 입력 장치(1000)에 압력 인가시 디스플레이 패널(200A)이 휘어지고, 디스플레이 패널(200A)이 휘어짐에 따라 기준 전위층과 압력 감지부(400)와의 거리가 변할 수 있다. 또한, 기준 전위층과 압력 감지부(400) 사이에는 스페이서층이 배치될 수도 있다. 구체적으로, 디스플레이 모듈(200)과 기준 전위층이 배치된 기판(300) 사이 또는 디스플레이 모듈(200)과 기준 전위층이 배치된 커버 사이에 스페이서층이 배치될 수 있다.
또한, 기준 전위층은 디스플레이 모듈(200)의 내부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 기준 전위층은 디스플레이 패널(200A)의 제1기판층(261,281)의 상면 또는 하면, 또는 제2기판층(262,283)의 상면 또는 하면에 배치될 수 있다. 터치 입력 장치(1000)에 압력 인가시 디스플레이 패널(200A)이 휘어지고, 디스플레이 패널(200A)이 휘어짐에 따라 기준 전위층과 압력 감지부(400)와의 거리가 변할 수 있다. 또한, 기준 전위층과 압력 감지부(400) 사이에는 스페이서층이 배치될 수도 있다. 도 3a 및 도3b에 도시된 터치 입력 장치(1000)의 경우, 스페이서층이 디스플레이 패널(200A)의 상부 또는 내부에 배치될 수도 있다.
마찬가지로, 실시예에 따라 스페이서층(420)은 에어갭(air gap)으로 구현될 수 있다. 스페이서층은 실시예에 따라 충격흡수물질로 이루어질 수 있다. 스페이서층은 실시예에 따라 유전 물질(dielectric material)로 채워질 수 있다. 실시예에 따라 스페이서층은 압력의 인가에 따라 수축하고 압력의 해제시에 원래의 형태로 복귀하는 회복력을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 실시예에 따라 스페이서층은 탄성폼(elastic foam)으로 형성될 수 있다. 또한, 스페이서층이 디스플레이 패널(200A) 상부 또는 내부에 배치되므로, 투명한 물질일 수 있다.
실시예에 따라, 스페이서층이 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치되는 경우, 스페이서층은 디스플레이 패널(200A) 및/또는 백라이트 유닛의 제조시에 포함되는 에어갭(air gap)일 수 있다. 디스플레이 패널(200A) 및/또는 백라이트 유닛이 하나의 에어갭을 포함하는 경우 해당 하나의 에어갭이 스페이서층의 기능을 수행할 수 있으며, 복수 개의 에어갭을 포함하는 경우 해당 복수개의 에어갭이 통합적으로 스페이서층의 기능을 수행할 수 있다.
이하에서, 터치 센서(10)에 포함된 전극과 구분이 명확하도록, 압력을 검출하기 위한 전극(450 및 460)을 압력 센서(450,460)으로 지칭한다. 이때, 압력 센서(450,460)는 디스플레이 패널(200A)의 전면이 아닌 후면에 배치되므로 투명 물질뿐 아니라 불투명 물질로 구성되는 것도 가능하다. 디스플레이 패널(200A)이 LCD 패널인 경우, 백라이트 유닛으로부터 빛이 투과되어야 하므로, 압력 센서(450,460)는 ITO와 같은 투명한 물질로 구성될 수 있다.
이때, 압력 센서(450,460)가 배치되는 스페이서층(420)을 유지하기 위해서 기판(300) 상부의 테두리를 따라 소정 높이를 갖는 프레임(330)이 형성될 수 있다. 이 때, 프레임(330)은 접착 테이프(미도시)로 커버층(100)에 접착될 수 있다. 도4b에서 프레임(330)은 기판(300)의 모든 테두리(예컨대, 4각형의 4면)에 형성된 것이 도시되나, 프레임(330)은 기판(300)의 테두리 중 적어도 일부(예컨대, 4각형의 3면)에만 형성될 수도 있다. 실시예에 따라, 프레임(330)은 기판(300)의 상부면에 기판(300)과 일체형으로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 프레임(330)은 탄성이 없는 물질로 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 커버층(100)을 통하여 디스플레이 패널(200A)에 압력이 인가되는 경우 커버층(100)과 함께 디스플레이 패널(200A)이 휘어질 수 있으므로 프레임(330)이 압력에 따라 형체의 변형이 없더라도 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다.
도4d는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서를 포함하는 터치 입력 장치의 단면도이다. 도4d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서(450,460)가 스페이서층(420) 내로서 디스플레이 패널(200A)하부면 상에 배치될 수 있다.
압력 검출을 위한 압력 센서는 제1압력센서(450)와 제2압력센서(460)를 포함할 수 있다. 이때, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 중 어느 하나는 구동전극일 수 있고 나머지 하나는 수신전극일 수 있다. 구동전극에 구동신호를 인가하고 수신전극을 통해 감지신호를 획득할 수 있다. 전압이 인가되면, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이에 상호 정전용량이 생성될 수 있다.
도4e는 도4d에 도시된 터치 입력 장치(1000)에 압력이 인가된 경우의 단면도이다. 기판(300)의 상부면은 노이즈 차폐를 위해 그라운드(ground) 전위를 가질 수 있다. 객체(500)를 통해 커버층(100)의 표면에 압력을 인가하는 경우 커버층(100) 및 디스플레이 패널(200A)은 휘어지거나 눌릴 수 있다. 이에 따라 그라운드 전위면과 압력 센서(450,460) 사이의 거리(d)가 d’로 감소할 수 있다. 이러한 경우, 상기 거리(d)의 감소에 따라 기판(300)의 상부면으로 프린징 정전용량이 흡수되므로 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이의 상호 정전용량은 감소할 수 있다. 따라서, 수신전극을 통해 획득되는 감지신호에서 상호 정전용량의 감소량을 획득하여 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다.
도4e에서는 기판(300)의 상부면이 그라운드 전위, 즉 기준 전위층인 경우에 대하여 설명하였지만, 기준 전위층이 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치될 수 있다. 이 때, 객체(500)를 통해 커버층(100)의 표면에 압력을 인가하는 경우 커버층(100) 및 디스플레이 패널(200A)은 휘어지거나 눌릴 수 있다. 이에 따라 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치된 기준 전위층과 압력 센서(450,460) 사이의 거리가 변하고, 이에 따라 수신전극을 통해 획득되는 감지신호에서 정전용량 변화량을 획득하여 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서, 디스플레이 패널(200A)은 압력을 인가하는 터치에 따라 휘어지거나 눌릴 수 있다. 실시예에 따라 디스플레이 패널(200A)이 휘어지거나 눌릴 때 가장 큰 변형을 나타내는 위치는 상기 터치 위치와 일치하지 않을 수 있으나, 디스플레이 패널(200A)은 적어도 상기 터치 위치에서 휘어짐을 나타낼 수 있다. 예컨대, 터치 위치가 디스플레이 패널(200A)의 테두리 및 가장자리 등에 근접하는 경우 디스플레이 패널(200A)이 휘어지거나 눌리는 정도가 가장 큰 위치는 터치 위치와 다를 수 있으나, 디스플레이 패널(200A)은 적어도 상기 터치 위치에서 휘어짐 또는 눌림을 나타낼 수 있다.
제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)는 동일한 층에 형성된 형태에 있어서, 도4d 및 도4e에 도시된 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 각각은 도14a에 도시된 바와 같이 마름모꼴 형태의 복수의 전극으로 구성될 수 있다. 여기서 복수의 제1압력센서(450)는 제1축 방향으로 서로 이어진 형태이고, 복수의 제2압력센서(460)는 제1축 방향과 직교하는 제2축 방향으로 서로 이어진 형태이며, 제1압력센서(450) 및 제2압력센서(460) 중 적어도 하나는 각각의 복수의 마름모꼴 형태의 전극이 브릿지를 통해 연결되어 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)가 서로 절연된 형태일 수 있다. 또한, 이 때, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)는 도14b에 도시된 형태의 전극으로 구성될 수 있다.
이상에서 터치 압력은 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이의 상호 정전용량의 변화로부터 검출되는 것이 예시된다. 하지만, 압력 감지부(400)는 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 중 어느 하나의 압력 센서만을 포함하도록 구성될 수 있으며, 이러한 경우 하나의 압력 센서와 그라운드층(기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치되는 기준 전위층) 사이의 정전용량, 즉 자기 정전용량의 변화를 검출함으로써 터치 압력의 크기를 검출할 수도 있다. 이때, 구동신호는 상기 하나의 압력 센서에 인가되고, 압력 센서와 그라운드층 사이의 자기 정전용량 변화가 상기 압력 센서로부터 감지될 수 있다.
예컨대, 도4d에서 압력 센서는 제1압력 센서(450)만을 포함하여 구성될 수 있으며, 이때 기판(300)과 제1압력 센서(450) 사이의 거리 변화에 따라 야기되는 제1압력센서(450)와 기판(300) 사이의 정전용량 변화로부터 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다. 터치 압력이 커짐에 따라 거리(d)가 감소하므로 기판(300)과 제1압력센서(450) 사이의 정전용량은 터치 압력이 증가할수록 커질 수 있다. 이때, 압력 센서는, 상호 정전용량 변화량 검출 정밀도를 높이기 위해 필요한, 빗살 형태 또는 삼지창 형상을 가질 필요는 없으며, 하나의 판(예컨대, 사각판) 형상을 가질 수도 있으며, 도14d에 도시된 바와 같이 복수의 제1압력센서(450)가 일정한 간격을 두고 격자 모양으로 배치될 수 있다.
도4f는 압력 센서(450,460)가 스페이서층(420) 내로서 기판(300)의 상부면 및 디스플레이 패널(200A)의 하부면 상에 형성된 경우를 예시한다. 이 때, 제1압력센서(450)는 디스플레이 패널(200A)의 하부면 상에 형성되고, 제2압력센서(460)는, 제2압력센서(460)가 제1절연층(470) 상에 형성되고 제2절연층(471)이 제2압력센서(460) 상에 형성되는, 전극 시트의 형태로 기판(300)의 상부면에 배치될 수 있다. 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)는 도14c에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
객체(500)를 통해 커버층(100)의 표면에 압력을 인가하는 경우 커버층(100) 및 디스플레이 패널(200A)은 휘어지거나 눌릴 수 있다. 이에 따라 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이의 거리(d)가 감소할 수 있다. 이러한 경우, 상기 거리(d)의 감소에 따라 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이의 상호 정전용량은 증가할 수 있다. 따라서, 수신전극을 통해 획득되는 감지신호에서 상호 정전용량의 증가량을 획득하여 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다. 이때, 도4f에서 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)는 서로 다른 층에 형성되므로, 제1압력센서(450) 및 제2압력센서(460)는 빗살형상 또는 삼지창 형상을 가질 필요는 없으며 제1압력센서(450) 및 제2압력센서(460) 중 어느 하나는 하나의 판(예컨대, 사각판) 형상을 가질 수도 있으며, 다른 하나는 도14d에 도시된 바와 같이 복수의 전극이 일정한 간격을 두고 격자 모양으로 배치될 수 있다.
도5a 내지 도5e는 실시예에 따른 압력 센서에 포함되는 압력 센서의 패턴을 예시한다.
도5a 내지 도5c는 제1실시예 및 제2실시예에 적용될 수 있는 압력 센서 패턴을 예시한다. 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이의 상호 정전용량이 변화함에 따라 터치 압력의 크기를 검출할 때, 검출 정확도를 높이기 위해서 필요한 정전용량 범위를 생성하도록 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)의 패턴을 형성할 필요가 있다. 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)가 서로 마주하는 면적이 크거나 길이가 길수록 생성되는 정전용량의 크기가 커질 수 있다. 따라서, 필요한 정전용량 범위에 따라 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이의 마주하는 면적의 크기, 길이 및 형상 등을 조절하여 설계할 수 있다. 도5b 및 도5c에는, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)가 동일한 층에 형성되는 경우로서 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)가 서로 마주하는 길이가 상대적으로 길도록 압력 센서가 형성된 경우를 예시한다. 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)가 서로 다른 층에 위치하는 경우에는 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)가 서로 오버랩(overlap)되도록 구현될 수도 있다.
제1실시예 및 제2실시예에서 터치 압력은 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이의 상호 정전용량의 변화로부터 검출되는 것이 예시된다. 하지만, 압력 센서(450, 460)가 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 중 어느 하나의 압력 센서만을 포함하도록 구성될 수 있으며, 이러한 경우 하나의 압력 센서와 그라운드층(디스플레이 모듈(200) 또는 기판(300)) 사이의 정전용량 변화를 검출함으로써 터치 압력의 크기를 검출할 수도 있다.
예컨대, 도4a 내지 4e에서 압력 센서는 제1압력센서(450)만을 포함하여 구성될 수 있으며, 이때 디스플레이 모듈(200)과 제1압력센서(450) 사이의 거리 변화에 따라 야기되는 제1압력센서(450)과 기준 전위층 사이의 자기 정전용량 변화로부터 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다. 터치 압력이 커짐에 따라 거리(d)가 감소하므로 기준 전위층과 제1압력센서(450) 사이의 정전용량은 터치 압력이 증가할수록 커질 수 있다. 이때, 압력 센서는, 상호 정전용량 변화량 검출 정밀도를 높이기 위해 필요한, 빗살 형태 또는 삼지창 형상을 가질 필요는 없으며, 도5d에 예시된 바와 같이 판(예컨대, 사각판) 형상을 가질 수 있다.
도5e는 제3실시예에 적용될 수 있는 압력 센서 패턴을 예시한다. 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)는 서로 다른 층에 위치하므로 서로 오버랩되도록 구현될 수 있다. 도5e에 도시된 바와 같이, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)가 서로 직교하도록 배치하여 정전용량의 변화량 감지 민감도가 향상될 수 있다. 제3실시예에서, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)는 도5d에 예시된 바와 같이 판 형상을 갖도록 구현될 수도 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 터치 입력 장치(1000)에서 압력을 검출하기 위한 압력 감지부(400)는 압력 센서(450, 460) 및 스페이서층(420)을 포함할 수 있다. 이상에서 스페이서층(420)은 기판(300)과 디스플레이 모듈(200) 사이의 공간으로 예시되었으나, 스페이서층(420)은 압력 센서(450, 460)과 기준 전위층(예컨대, 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)) 사이에 위치하여, 압력을 갖는 터치에 따라 눌릴 수 있는 구성을 지칭할 수 있다.
이때, 압력 센서(450, 460)을 통해 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 압력의 크기를 감지하는 경우, 균일한 감지 성능을 갖기 위해서 스페이서층(420)의 휘어짐 정도 및 이의 회복력이 균일할 필요가 있다. 예컨대, 동일한 압력 크기로 터치 입력 장치(1000)를 다수 회 터치하는 경우 매번 압력 크기를 동일하게 검출할 수 있기 위해서는 스페이서층(420)이 상기 압력에 의해 눌리는 정도가 동일해야 한다. 예컨대, 반복되는 터치를 통해 스페이서층(420)이 변형되어 스페이서층(420)의 갭(gap)이 감소하는 경우에는 압력 감지부(400)의 균일한 성능을 보장할 수 없다. 따라서, 압력 감지부(400)의 압력 검출 성능을 보장하기 위해서 이러한 스페이서층(420)의 갭(gap)을 안정적으로 확보하는 것이 중요하다.
이에 따라, 실시예에서는 이러한 스페이서층(420)으로서 빠른 회복력을 갖는 탄성폼(elastic foam)을 이용할 수 있다. 실시예에 따른 탄성폼을 갖는 압력 감지부(400)는 터치 입력 장치(1000)의 기판(300)과 디스플레이 모듈(200) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 탄성폼을 포함하도록 압력 감지부(400)을 구성함으로써, 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에 추가의 탄성 물질을 삽입하지 않고도 디스플레이 모듈(200)에 대한 충격을 완화하고 디스플레이 패널(200A)의 화질을 유지시킬 수 있다.
이때, 실시예에 따른 압력 감지부(400)에 포함되는 탄성폼은 충격이 인가되었을 때 눌리는 등 형태가 변할 수 있는 유연성을 가짐으로써 충격흡수 역할을 수행하면서도 복원력을 가져 압력 검출에 대한 성능 균일성을 제공할 수 있어야 한다.
또한, 탄성폼은 디스플레이 모듈(200)에 인가되는 충격을 완화할 수 있도록 충분한 두께가 형성될 필요가 있으며 이와 동시에 압력 검출의 민감도를 높일 수 있도록 압력 센서(450, 460)과 기준 전위층 사이의 거리가 너무 멀지 않게 하는 두께로 형성될 필요가 있다. 예컨대, 실시예에 따른 탄성폼은 10μm 내지 1mm의 두께로 형성될 수 있다. 탄성폼이 10μm보다 얇게 형성되면 충분히 충격을 흡수할 수 없고 1mm보다 두꺼운 경우 기준 전위층과 압력 센서(450, 460) 사이 또는 제1압력센서와 제2압력센서 사이의 거리가 멀어 압력 검출의 민감도가 저하될 수 있다.
예컨대, 실시예에 따른 탄성폼은 폴리우레탄(Polyurethane), 폴리에스테르(Polyester), 폴리프로필렌(Polypropylene) 및 아크릴(Acrylic) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
도6a 및 도6b는 실시예에 따른 압력 감지부(400)의 터치 입력 장치에 대한 부착 위치를 예시한다. 도6a에 예시된 바와 같이, 압력 감지부(400)는 기판(300)의 상부면상에 부착되도록 구성될 수 있다. 또한 도6b에 예시된 바와 같이, 압력 감지부(400)는 디스플레이 모듈(200)의 하부면상에 부착되도록 구성될 수 있다. 이하에서는 압력 감지부(400)가 기판(300)의 상부면상에 부착되는 경우에 대해서 먼저 살펴본다.
도7a 내지 도7f는 실시예에 따른 압력 센서의 구조적 단면을 예시한다.
도7a에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 압력 센서 모듈(400)에서 압력 센서(450, 460)는 제1절연층(410)과 제2절연층(411) 사이에 위치한다. 예컨대, 제1절연층(410) 상에 압력 센서(450, 460)을 형성한 후 제2절연층(411)으로 압력 센서(450, 460)을 덮을 수 있다. 이때, 제1절연층(410)과 제2절연층(411)은 폴리이미드(polyimide)와 같은 절연 물질일 수 있다. 제1절연층(410)은 PET(Polyethylene terephthalate)일 수 있고 제2절연층(411)은 잉크(ink)로 이루어진 덮개층(cover layer)일 수 있다. 압력 센서(450, 460)는 구리(copper)와 알루미늄 같은 물질을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제1절연층(410)과 제2절연층(411) 사이 및 압력 센서(450, 460)과 제1절연층(410) 사이는 액체 접착체(liquid bond) 와 같은 접착제(미도시)로 접착될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 압력 센서(450, 460)는, 제1절연층(410) 위에 압력 센서 패턴에 상응하는 관통 구멍을 갖는 마스크(mask)를 위치시킨 후 전도성 스프레이(spray)를 분사함으로써 형성될 수 있다.
도7a에서 압력 감지부(400)는 탄성폼(440)을 더 포함하며 탄성폼(440)은, 제2절연층(411)의 일면으로서 제1절연층(410)과 반대방향에 형성될 수 있다. 추후, 압력 감지부(400)가 기판(300)에 부착될 때 제2절연층(411)을 기준으로 기판(300) 측에 탄성폼(440)이 배치될 수 있다.
이때, 압력 감지부(400)을 기판(300)에 부착하기 위해서 소정 두께를 갖는 접착 테이프(430)가 탄성폼(430)의 외곽에 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 접착 테이프(430)는 양면 접착 테이프일 수 있다. 이때, 접착 테이프(430)는 탄성폼(430)을 제2절연층(411)에 접착하는 역할도 수행할 수 있다. 이때, 탄성폼(430) 외곽에 접착 테이프(430)를 배치시킴으로써 압력 감지부(400)의 두께를 효과적으로 줄일 수 있다.
도7a에 예시된 압력 감지부(400)가 도7a의 하단 방향에 위치하는 기판(300)에 부착되는 경우, 압력 센서(450, 460)는 도4c를 참조하여 설명된 바와 같이 압력을 검출하도록 동작할 수 있다. 예컨대, 압력 센서(450, 460)는 디스플레이 모듈(200) 측에 배치된 것으로서 기준 전위층은 기판(300)면이고 탄성폼(440)은 스페이서층(420)에 대응하는 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, 터치 입력 장치(1000)를 상부에서 터치하는 경우 탄성폼(440)이 눌려 압력 센서(450, 460)과 기준 전위층인 기판(300) 사이의 거리가 감소하고, 이에 따라 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이의 상호 정전용량이 감소할 수 있다. 이러한 정전용량 변화를 통해 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다.
도7b는 도7a를 참조한 압력 감지부(400)과 유사하며 이하에서는 그 차이점을 위주로 설명한다. 도7b에서는 도7a와 달리, 탄성폼(440) 외곽에 위치하는 접착 테이프(430)를 통해서 압력 감지부(400)가 기판(300)에 부착되지 않는다. 도7b에서는 탄성폼(440)을 제2절연층(411)에 접착하기 위해 제1접착 테이프(431)와, 압력 감지부(400)을 기판(300)에 접착하기 위해 탄성폼(440) 상에 제2접착 테이프(432)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제2접착 테이프(431, 432)를 배치함으로써 탄성폼(440)을 제2절연층(411)에 견고하게 부착하고 또한 압력 감지부(400)을 기판(300)에 견고하게 부착할 수 있다. 실시예에 따라, 도7b에 예시된 압력 감지부(400)는 제2절연층(411)을 포함하지 않을 수 있다. 예컨대, 제1접착 테이프(431)가 압력 센서(450, 460)을 직접 덮는 커버층의 역할을 수행하면서 탄성폼(440)을 제1절연층(410) 및 압력 센서(450, 460)에 부착하는 역할을 수행할 수 있다. 이는 이하의 도7c 내지 도7f의 경우에도 적용될 수 있다.
도7c는 도7a에 도시된 구조의 변형예이다. 도7c에서는 탄성폼(440)에 탄성폼(440)의 높이를 관통하는 홀(H: hole)을 형성하여 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치시 탄성폼(440)이 잘 눌려지도록 할 수 있다. 홀(H)에는 공기가 채워질 수 있다. 탄성폼(440)이 잘 눌려지는 경우 압력 검출의 민간도가 향상될 수 있다. 또한, 탄성폼(400)에 홀(H)을 형성함으로써 압력 감지부(400)을 기판(300) 등에 부착시에 공기로 인해 탄성폼(400)의 표면이 돌출되는 현상을 제거할 수 있다. 도7c에서는 탄성폼(400)을 제2절연층(411)에 견고하게 접착시키기 위해서 접착 테이프(430) 외에 제1접착 테이프(431)을 더 포함할 수 있다.
도7d는 도7b에 도시된 구조의 변형예로서, 도7c에서와 마찬가지로 탄성폼(440)에 탄성폼(440)의 높이를 관통하는 홀(H)이 형성되어 있다.
도7e는 도7b에 도시된 구조의 변형예로서, 제1절연층(410)의 일면으로서 탄성폼(440)과 다른 방향의 일면에 제2 탄성폼(441)을 더 포함한다. 이러한 제2 탄성폼(441)은 추후 터치 입력 장치(1000)에 압력 감지부(400)가 부착되었을 때 디스플레이 모듈(200)에 전달되는 충격을 최소화하기 위해 추가로 형성될 수 있다. 이때, 제2 탄성폼(441)을 제1절연층(410)에 접착하기 위해 제3접착층(433)을 더 포함할 수 있다.
도7f는 도4d를 참조하여 설명된 바와 같이 압력을 검출하도록 동작할 수 있는 압력 감지부(400)의 구조를 예시한다. 도7f에서는 탄성폼(440)을 사이에 두고 제1압력센서(450, 451)과 제2압력센서(460, 461)이 배치된 압력 감지부(400)의 구조가 도시된다. 도7b를 참조하여 설명한 구조와 유사하게, 제1압력센서(450, 451)은 제1절연층(410)과 제2절연층(411) 사이에 형성되고 제1접착 테이프(431), 탄성폼(440) 및 제2접착 테이프(432)가 형성될 수 있다. 제2압력센서(460, 461)은 제3절연층(412)과 제4절연층(413) 사이에 형성되고 제4절연층(413)이 제2접착 테이프(432)를 통해 탄성폼(440)의 일면측에 부착될 수 있다. 이때, 제3절연층(412)의 기판측 일면에는 제3접착 테이프(433)가 형성될 수 있으며, 제3접착 테이프(433)를 통해 압력 감지부(400)가 기판(300)에 부착될 수 있다. 도7b를 참조하여 설명한 바와 같이, 실시예에 따라, 도7f에 예시된 압력 감지부(400)는 제2절연층(411) 및/또는 제4절연층(413)을 포함하지 않을 수 있다. 예컨대, 제1접착 테이프(431)가 제1압력센서(450, 451)을 직접 덮는 커버층의 역할을 수행하면서 탄성폼(440)을 제1절연층(410) 및 제1압력센서(450, 451)에 부착하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 제2접착 테이프(432)가 제2압력센서(460, 461)을 직접 덮는 커버층의 역할을 수행하면서 탄성폼(440)을 제3절연층(412) 및 제2압력센서(460, 461)에 부착하는 역할을 수행할 수 있다.
이때, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치를 통해 탄성폼(440)이 눌리고 이에 따라 제1압력센서(450, 451)과 제2압력센서(460, 461) 사이의 상호 정전용량이 증가할 수 있다. 이러한 정전용량의 변화를 통해 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1압력센서(450, 451)과 제2압력센서(460, 461) 중 어느 하나를 그라운드(ground)로 하여 나머지 하나의 전극을 통해 자기 정전용량을 감지할 수 있다.
도7f의 경우 전극을 단일층으로 형성하는 경우보다, 압력 감지부(400)의 두께 및 제조 단가는 증가하나, 압력 감지부(400) 외부에 위치하는 기준 전위층의 특성에 따라 변하지 않는 압력 검출 성능이 보장될 수 있다. 즉, 도7f와 같이 압력 감지부(400)을 구성함으로써 압력 검출시 외부 전위(그라운드) 환경에 의한 영향을 최소화할 수 있다. 따라서, 압력 감지부(400)가 적용되는 터치 입력 장치(1000)의 종류에 무관하게 동일한 압력 감지부(400)의 사용이 가능하다.
도8a 및 도8b는 실시예에 따른 압력 센서가 디스플레이 모듈 맞은편 기판에 부착되는 경우를 예시한다. 도8a는 도7b에 예시된 구조의 압력 감지부(400)가 기판(300)의 상부면상에 부착된 경우를 예시한다. 8b는 도7e에 예시된 구조의 압력 감지부(400)가 기판(300)의 상부면상에 부착된 경우를 예시한다. 이때, 터치 입력 장치(1000)의 제조 과정에 따라 압력 감지부(400)과 디스플레이 모듈(200) 사이에는 에어갭이 위치할 수 있다. 터치에 따라 이러한 에어갭이 눌리더라도 압력 센서(450, 460)과 기판(300) 사이의 거리가 가까워 압력 검출 성능에 미치는 영향은 크지 않을 수 있다.
도8a에서는 기판(300)이 기준 전위층으로서 기능하는 경우이며, 실시예에 따라 도7a 내지 도7d의 변형된 형태가 기판(300)에 부착되는 경우도 가능하다. 도8a에서는 압력 감지부(400)에서 탄성폼(440)이 압력 센서(450, 460)에 대해서 상대적으로 기판(300) 측에 가깝게 형성되어 있으나, 탄성 폼(440)이 압력 센서(450, 460)에 대해서 상대적으로 디스플레이 모듈(200) 측에 가깝게 형성되어 있는 압력 감지부(400)가 기판(300)에 부착될 수도 있다. 즉, 탄성폼(440)이 제1절연층(410)의 상부에 형성되어 있을 수 있다. 이 경우, 기준 전위층은 디스플레이 모듈(200)이 될 수 있다.
도9a 및 도9b는 실시예에 따른 압력 센서가 디스플레이 모듈에 부착되는 경우를 예시한다.
도7a 내지 도7e에 예시된 구조의 압력 감지부(400)는 상하를 반전시키면 디스플레이 모듈(200)에 부착될 수도 있다. 도9a에서는 도7b에 예시된 구조의 압력 감지부(400)을 상하 반전시켜 디스플레이 모듈(200)에 부착한 경우를 예시한다. 이때, 터치에 따라 탄성폼(440)이 눌림으로써 압력 센서(450, 460)과 기준 전위층인 디스플레이 모듈(200) 사이의 거리가 감소하여, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이의 상호 정전용량이 감소할 수 있다. 이러한 정전용량의 변화를 통해 터치 압력을 검출할 수 있다.
실시예에 따라, 변형된 압력 감지부(400)의 구조가 사용될 수 있다. 도9b에서는 도7b에 예시된 압력 감지부(400)의 변형된 구조를 상하 반전시켜 디스플레이 모듈(200)에 부착한 경우를 예시한다. 도9b에서는 탄성폼(400)가 압력 센서(450, 460)과 디스플레이 모듈(200) 사이에 위치하지 않고 압력 센서(450, 460)과 기판(300) 사이에 위치하도록 압력 감지부(400)가 구성될 수 있다. 이 경우, 압력 검출을 위한 기준 전위층은 기판(300)이 될 수 있다. 따라서, 터치에 따라 탄성폼(440)이 눌리고 압력 센서(450, 460)과 기준 전위층인 기판(300) 사이의 거리가 감소하여, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이의 상호 정전용량이 감소할 수 있다. 이러한 정전용량 변화로부터 터치 압력을 검출할 수 있다. 이 경우, 기판(300)과 압력 감지부(400) 사이에 위치할 수 있는 에어갭 또한 탄성폼(440)과 함께 터치에 따른 정전용량 변화를 유도하는데 이용될 수 있다.
이상에서 살펴본 압력 감지부(400)는 터치가 디스플레이 모듈의 상면 측에서 이루어진 경우를 상정하여 설명되나, 실시예에 따른 압력 감지부(400)는 터치 입력 장치(1000)의 하면 측에서 압력을 인가하는 경우에도 터치 압력을 감지할 수 있도록 변형될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 압력 감지부(400)가 적용되는 터치 입력 장치(1000)를 통해 압력을 검출하기 위해서 압력 센서(450, 460)에서 발생하는 정전용량의 변화를 감지할 필요가 있다. 따라서, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 중 구동전극에는 구동신호가 인가될 필요가 있고 수신전극으로부터 감지신호를 획득하여 정전용량의 변화량으로부터 터치 압력을 산출해야 한다. 실시예에 따라, 압력 검출의 동작을 위한 압력 센싱 IC 형태로 압력 검출 장치를 추가로 포함하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예에 따른 압력 감지부(400)는 압력 검출을 위한 압력 센서(450, 460)을 포함하는 도7 등에 예시된 구조뿐 아니라 이러한 압력 검출 장치를 포괄하는 구성일 수 있다.
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, 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서 패널(100)의 작동을 위한 터치 검출 장치를 이용하여, 압력 센서(450, 460)에 압력 검출을 위한 구동신호를 인가하고 압력 센서(450, 460)으로부터 감지신호를 입력받아 터치 압력을 검출할 수도 있다. 이하에서는, 제1압력센서(450)가 구동전극이고 제2압력센서(460)가 수신전극인 경우를 가정하여 설명한다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 압력 감지부(400)가 적용되는 터치 입력 장치(1000)에서 제1압력센서(450)는 구동부(120)로부터 구동신호를 인가받고 제2압력센서(460)는 감지신호를 감지부(110)에 전달할 수 있다. 제어부(130)는 터치 센서 패널(100)의 스캐닝을 수행함과 동시에 압력 검출의 스캐닝을 수행하도록 하거나, 또는 제어부(130)는 시분할하여 제1시간구간에는 터치 센서 패널(100)의 스캐닝을 수행하도록 하고 제1시간구간과는 다른 제2시간구간에는 압력 검출의 스캐닝을 수행하도록 제어신호를 생성할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서 제1압력센서(450)과 제2압력센서(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 감지부(400)에 포함된 압력 센서(450, 460)는 임의의 방법으로 터치 센서 패널(100)의 터치 검출 장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 압력 센서(450, 460)는 디스플레이 모듈(200)에 포함된 제2PCB(210)를 이용하여 커넥터(connector)를 통해 터치 검출 장치에 연결될 수 있다.
도10a 및 도10b는 압력 센서(450, 460)을 포함하는 압력 감지부(400)가 디스플레이 모듈(200)의 하부면에 부착되는 경우를 나타낸다. 도10a 및 도10b에서 디스플레이 모듈(200)은 하부면 일부에 디스플레이 패널의 작동을 위한 회로가 실장된 제2PCB(210)가 도시된다.
도10a는 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)가 디스플레이 모듈(200)의 제2PCB(210)의 일단에 연결되도록 압력 감지부(400)을 디스플레이 모듈(200)의 하부면에 부착하는 경우를 예시한다. 제2PCB(210) 상에는 압력 센서(450, 460)을 터치 센싱 IC(150) 등 필요한 구성까지 전기적으로 연결할 수 있도록 도전성 패턴이 인쇄되어 있을 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도11a 내지 도11c를 참조하여 설명한다. 도10a에 예시된 압력 센서(450, 460)을 포함하는 압력 감지부(400)의 부착 방법은 기판(300)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
도10b는 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)을 포함하는 압력 감지부(400)가 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 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)에 해당하는 패턴까지 인쇄할 수 있다. 제2PCB(210)에는 제1압력센서(450) 및 제2압력센서(460)을 터치 센싱 IC(150) 등 필요한 구성까지 전기적으로 연결하는 도전성 패턴이 인쇄되어 있을 수 있다.
도11a 내지 도11c는 압력 센서(450, 460)을 터치 센싱 IC(150)에 연결하는 방법을 예시한다. 도11a 내지 도11c에서 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.
도11a에서 디스플레이 모듈(200)에 부착된 압력 센서(450, 460)가 제1커넥터(121)를 통해 터치 센싱 IC(150)까지 연결되는 경우를 예시한다. 도11a에 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(224)를 통해서 메인보드로 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 터치 센싱 IC(150)는 제1커넥터(121) 및 제2커넥터(224)를 통해서 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 CPU 또는 AP와 신호를 주고 받을 수 있다.
이때, 도11a에서는 압력 감지부(400)가 도10b에 예시된 바와 같은 방식으로 디스플레이 모듈(200)에 부착된 것이 예시되나 도10a에 예시된 바와 같은 방식으로 부착된 경우에도 적용될 수 있다. 제2PCB(210)에는 압력 센서(450, 460)가 제1커넥터(121)를 통해 터치 센싱 IC(150)까지 전기적으로 연결될 수 있도록 도전성 패턴이 인쇄되어 있을 수 있다.
도11b에서 디스플레이 모듈(200)에 부착된 압력 센서(450, 460)가 제3커넥터(473)를 통해서 터치 센싱 IC(150)까지 연결되는 경우가 예시된다. 도11b에서 압력 센서(450, 460)는 제3커넥터(473)를 통해서 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 메인보드까지 연결되고, 추후 제2커넥터(224) 및 제1커넥터(121)를 통해서 터치 센싱 IC(150)까지 연결될 수 있다. 이때, 압력 센서(450, 460)는 제2PCB(210)와 분리된 추가의 PCB 상에 인쇄될 수 있다. 또는 실시예에 따라 압력 센서(450, 460)는 도7에 예시된 바와 같은 구조로 터치 입력 장치(1000)에 부착되어 압력 센서(450, 460)으로부터 전도성 트레이스등을 연장시켜 커넥터(473)를 통해 메인보드까지 연결될 수도 있다.
압력전극(450, 460)가 제2PCB(210) 상에 인쇄되거나 제2PCB와 분리된 추가의 PCB상에 인쇄되는 경우에도, 압력전극(450, 460)가 인쇄된 PCB부분과 압력전극(450, 460)을 통합적으로 압력 감지부(400)로 지칭할 수 있다.
도11c에서 압력 센서(450, 460)가 제4커넥터(474)를 통해서 직접 터치 센싱 IC(150)로 연결되는 경우가 예시된다. 도11c에서 압력 센서(450, 460)는 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 센서(450, 460)는 제4커넥터(474)를 통해서 터치 센싱 IC(150)까지 연결될 수 있다. 이때, 압력 센서(450, 460)는 제2PCB(210)와 분리된 추가의 PCB 상에 인쇄될 수 있다. 제2PCB(210)와 추가의 PCB는 서로 단락되지 않도록 절연되어 있을 수 있다. 또는 실시예에 따라 압력 센서(450, 460)는 도7에 예시된 바와 같은 구조로 터치 입력 장치(1000)에 부착되어 압력 센서(450, 460)으로부터 전도성 트레이스등을 연장시켜 커넥터(474)를 통해 제1PCB(160)까지 연결될 수도 있다. 여기서, 제4커넥터(474)는 도11c와 달리, 제2PCB(210)와 직접 연결될 수도 있다.
도11b 및 도11c의 연결 방법은 압력 센서(450, 460)가 디스플레이 모듈(200)의 하부면뿐 아니라 기판(300)상에 형성된 경우에도 적용될 수 있다.
도11a 내지 도11c에서는 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. 도11a 내지 도11c에 대한 설명으로부터 당해 기술분야의 당업자에게 다른 실시예의 경우에 압력 센서(450, 460)의 커넥터를 통한 연결이 자명할 것이다.
이상에서는 구동전극으로서 제1압력센서(450)가 하나의 채널을 구성하고 수신전극으로서 제2압력센서(460)가 하나의 채널을 구성하는 압력 센서(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.
도12a 내지 도12c는 본 발명의 압력 센서가 복수의 채널을 구성하는 경우를 예시한다. 도12a에서는 제1압력센서(450-1, 450-2)과 제2압력센서(460-1, 460-2) 각각이 2개의 채널을 구성하는 경우가 예시된다. 도12a에서는 제1채널을 구성하는 제1압력센서(450-1)과 제2압력센서(460-1)이 제1압력 감지부(400)에 포함되고 제2채널을 구성하는 제1압력센서(450-2)과 제2압력센서(460-2)이 제2압력 감지부(400)에 포함되는 것을 예시하나, 2개의 채널을 구성하는 제1압력센서(450-1, 450-2)과 제2압력센서(460-1, 460-2)이 모두 하나의 압력 감지부(400)에 포함되도록 구성될 수 있다. 도12b에서는 제1압력센서(450)는 2개의 채널(450-1, 450-2)을 구성하나 제2압력센서(460)는 1개의 채널을 구성하는 경우가 예시된다. 도12c에서는 제1압력센서(450-1 내지 450-5)과 제2압력센서(460-1, 460-5) 각각이 5개의 채널을 구성하는 경우가 예시된다. 이 경우에도 5개의 채널을 구성하는 전극이 모두 하나의 압력 감지부(400)에 포함되도록 구성될 수 있다.
도12a 내지 도12c는 압력 센서가 단수 또는 복수의 채널을 구성하는 경우를 예시하며 다양한 방법으로 압력 센서가 단수 또는 복수의 채널로 구성될 수 있다. 도12a 내지 도12c에서 압력 센서(450, 460)가 터치 센싱 IC(150)에 전기적으로 연결되는 경우가 예시되지 않았으나, 도11a 내지 도11c 및 기타의 방법으로 압력 센서(450, 460)가 터치 센싱 IC(150)에 연결될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 기존의 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있도록 하는 터치 센서 패널을 포함하는 터치 입력 장치(1000)에 본 발명의 실시예에 따른 압력 감지부(400)을 적용함으로써 해당 터치 입력 장치(1000)를 통해 터치 압력을 용이하게 검출할 수 있다. 기존의 터치 입력 장치(1000)에 최소한의 변경을 수행한 후 본 발명의 압력 감지부(400)을 배치함으로써, 기존의 터치 입력 장치(1000)를 이용해 터치 압력을 검출할 수 있다.
도13a 내지 도13c의 실험에서 도8a에 예시된 바와 같은 구조를 갖는 터치 입력 장치(1000)에 대해서 수행되었다. 이하의 실험에서 압력 감지부(400)에 포함되는 탄성폼(440)은 폴리 프로필렌을 포함하여 제작되었다.
도13a는 실시예에 따른 압력 센서를 포함하는 터치 입력 장치에 대한 압력 터치의 무게에 따른 정규화된 정전용량 변화의 차이를 나타내는 그래프이다. 도13a에서는 터치 입력 장치(1000)에 대해서 0gf(gram force), 100gf,…, 1000gf로 터치 표면을 누를 때 압력 검출 장치에서 계산된, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이에 발생하는 정전용량 변화의 차이를 정규화한 그래프이다. 여기서, 상기 정전용량 변화의 차이는 터치 입력 장치(1000)를 0gf로 압력 터치한 경우와 해당 무게의 gf로 압력 터치한 경우의 정전용량 변화의 차이를 나타낸다. 비록, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 무게의 크기에 따라 정전용량 변화의 차이가 정비례하여 변화하지는 않더라도 단조 증가 형태로 변화하므로, 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치시 압력의 크기를 검출하는 것이 가능하다.
도13b는 실시예에 따른 압력 센서를 포함하는 터치 입력 장치에 대한 소정 횟수의 압력 터치 전과 후에 압력 터치에 따른 정규화된 정전용량 변화의 차이 및 이들의 편차를 나타내는 그래프이다. 도13b의 실험은 4개 세트(set)의 터치 입력 장치(1000)에 대해서 각각 수행되었다. 도13b 상단 그래프에서 A 및 B는 800gf의 무게로 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에 대해서 10만회 압력 터치를 수행하기 전 및 후를 표시한다. A 및 B는 각각 800gf로 터치 입력 장치(1000)의 터치 표면을 눌렀을 때 압력 검출 장치에서 계산된, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이에 발생하는 정전용량 변화의 차이를 정규화한 값이다. 10만회 터치 전(A)과 터치 후(B)에 발생하는 정전용량 변화의 차이 값이 동일하지 않지만 그 편차는 매우 미미함을 알 수 있다.
도13b 하단에는 그래프 A와 그래프 B의 정전용량 변화의 차이 값 사이의 편차가 표시된다. 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)를 10만회 압력 터치하기 전 및 후에 발생하는 정전용량 변화의 차이 값 사이의 편차가 5% 이내임을 알 수 있다. 도13b로부터, 실시예에 따른 탄성폼을 이용하는 압력 감지부(400)을 장기간 사용하는 경우에도 압력 검출 성능이 균일하게 유지될 수 있음을 알 수 있다.
도13c는 실시예에 따른 압력 센서를 포함하는 터치 입력 장치에 대해 인가된 압력을 해제한 후 검출되는 정규화된 압력 차이의 변화를 나타내는 그래프이다. 도13c에서 800gf로 터치 입력 장치(1000)의 터치 표면을 눌렀을 때 압력 검출 장치에서 계산된 압력의 크기를 1로 표시하고, 이러한 압력 인가가 해제된 후 계산된 압력의 크기 변화를 나타낸다. 도13c를 참조하면, 압력 인가가 해제된 후 최대 압력 크기인 1의 90%에서 10%에 도달할 때까지 걸리는 시간은 대략 0.7초에 해당함을 할 수 있다. 이와 같이, 실시예에 따른 탄성폼을 포함하는 압력 감지부(400)을 이용하는 경우 압력 터치의 해제 후 복원력이 높아 연속된 압력 터치에도 압력 검출의 정밀도가 저하되는 것이 방지될 수 있다. 이때, 실시예에 따라 필요한 복원 속도는 차이가 있을 수 있다. 실시예에 따라 최대 압력 크기의 90%부터 10%에 도달하는 시간이 1초 이내일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 스트레인 게이지(450)는 디스플레이 패널(200A)에 직접 형성될 수 있다. 도15a 내지 도15b는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에서 다양한 디스플레이 패널에 직접 형성된 스트레인 게이지의 실시예를 나타내는 단면도이다.
먼저, 도15a는 LCD 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)에 형성된 스트레인 게이지(450)를 도시한다. 구체적으로, 도15a에 도시된 바와 같이, 스트레인 게이지(450)가 제2기판층(262) 하면에 형성될 수 있다. 이 때, 스트레인 게이지(450)가 제2편광층(272) 하면에 형성될 수도 있다. 다음으로, 도15b는 OLED 패널(특히, AM-OLED 패널)을 이용하는 디스플레이 패널(200A)의 하부면에 형성된 스트레인 게이지(450)를 도시한다. 구체적으로, 스트레인 게이지(450)가 제2기판층(283) 하면에 형성될 수 있다.
OLED 패널의 경우, 유기물층(280)에서 빛이 발광하므로, 유기물층(280) 하부에 배치된 제2기판층(283)의 하면에 형성되는 스트레인 게이지(450)는 불투명한 물질로 구성될 수 있다. 하지만 이 경우, 디스플레이 패널(200A) 하면에 형성된 스트레인 게이지(450)의 패턴이 사용자에게 보일 수 있기 때문에, 스트레인 게이지(450)를 제2기판층(283) 하면에 직접 형성시키기 위하여, 제2기판층(283) 하면에 블랙 잉크와 같은 차광층을 도포한 후, 차광층 상에 스트레인 게이지(450)를 형성시킬 수 있다.또한, 도15b에서는 제2기판층(283)의 하면에 스트레인 게이지(450)가 형성되는 것으로 도시되었지만, 제2기판층(283)의 하부에 제3기판층(미도시)가 배치되고, 제3기판층의 하면에 스트레인 게이지(450)가 형성될 수 있다. 특히 디스플레이 패널(200A)이 플렉서블 OLED 패널일 경우, 제1기판층(281), 유기물층(280) 및 제2기판층(283)으로 구성된 디스플레이 패널(200A)이 매우 얇고 잘 휘어지기 때문에, 제2기판층(283)의 하부에 상대적으로 잘 휘어지지 않는 제3기판층을 배치할 수 있다.
도16a 내지 도16d는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에서 스트레인 게이지가 적용되는 예를 예시한다.
본 발명의 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서가 형성된 커버층(100)과 디스플레이 패널(200A)을 포함하는 디스플레이 모듈(200) 사이가 OCA(Optically Clear Adhesive)와 같은 접착제로 라미네이션되어 있을 수 있다. 이에 따라 터치 센서의 터치 표면을 통해 확인할 수 있는 디스플레이 모듈(200)의 디스플레이 색상 선명도, 시인성 및 빛 투과성이 향상될 수 있다.
도16a 및 이하의 일부 도면에서 디스플레이 패널(200A)이 커버층(100)에 직접 라미네이션되어 부착된 것으로 도시되나, 이는 단지 설명의 편의를 위한 것이며 제1편광층(271,282)이 디스플레이 패널(200A) 상부에 위치한 디스플레이 모듈(200)이 커버층(100)에 라미네이션 되어 부착될 수 있으며, LCD 패널이 디스플레이 패널(200A)인 경우, 제2편광층(272) 및 백라이트 유닛이 생략되어 도시된 것이다.
도16a 내지 도16d를 참조한 설명에서, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)로서 터치 센서가 형성된 커버층(100)이 도3a 및 도3b에 도시된, 디스플레이 모듈(200) 상에 접착제로 라미네이션되어 부착된 것을 예시하나, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서(10)가 도3a 및 도3b에 도시된 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치되는 경우도 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 도16a 및 도16b에서 터치 센서가 형성된 커버층(100)이 디스플레이 패널(200A)를 포함하는 디스플레이 모듈(200)을 덮는 것이 도시되나, 터치 센서 (10)는 디스플레이 모듈(200) 내부에 위치하고 디스플레이 모듈(200)이 유리와 같은 커버층(100)으로 덮인 터치 입력 장치(1000)가 본 발명의 실시예로 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 하우징(320)과 함께 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 회로기판 및/또는 배터리가 위치할 수 있는 실장공간 (310) 등을 감싸는 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 노이즈 및 회로기판에서 발행하는 노이즈가 차단될 수 있다.
터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서(10) 또는 커버층(100)이 디스플레이 모듈(200), 기판(300), 및 실장공간(310)보다 넓게 형성될 수 있으며, 이에 따라 하우징(320)이 터치 센서(10)와 함께 디스플레이 모듈(200), 기판(300) 및 회로기판을 감싸도록, 하우징(320)이 형성될 수 있다.
이하에서, 터치 센서(10)에 포함된 전극과 구분이 명확하도록, 압력 또는 힘을 검출하기 위한 압력 센서(450)를 스트레인 게이지일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서(10)를 통해 터치 위치를 검출하고, 디스플레이 모듈(200)에 형성된 스트레인 게이지(450)로부터 터치 압력(또는 힘)을 검출할 수 있다. 이때, 터치 센서(10)는 디스플레이 모듈(200)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 에어갭(airgap)으로 이루어진 스페이서층(420)을 포함하여 구성될 수 있다. 이 때, 스페이서층(420)은 실시예에 따라 충격흡수물질로 이루어질 수 있다. 스페이서층(420)은 실시예에 따라 유전 물질(dielectric material)로 채워질 수 있다.
이때, 스트레인 게이지(450)는 디스플레이 패널(200A)의 전면이 아닌 후면에 배치되므로 투명 물질뿐 아니라 불투명 물질로 구성되는 것도 가능하다. 디스플레이 패널(200A)이 LCD 패널인 경우, 백라이트 유닛으로부터 빛이 투과되어야 하므로, 스트레인 게이지(450)는 ITO와 같은 투명한 물질로 구성될 수 있다.
이때, 스페이서층(420)을 유지하기 위해서 기판(300) 상부의 테두리를 따라 소정 높이를 갖는 프레임(330)이 형성될 수 있다. 이 때, 프레임(330)은 접착 테이프(미도시)로 커버층(100)에 접착될 수 있다. 도5b에서 프레임(330)은 기판(300)의 모든 테두리(예컨대, 4각형의 4면)에 형성된 것이 도시되나, 프레임(330)은 기판(300)의 테두리 중 적어도 일부(예컨대, 4각형의 3면)에만 형성될 수도 있다. 실시예에 따라, 프레임(330)은 기판(300)의 상부면에 기판(300)과 일체형으로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 프레임(330)은 탄성이 없는 물질로 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 커버층(100)을 통하여 디스플레이 패널(200A)에 압력(또는 힘)이 인가되는 경우 커버층(100)과 함께 디스플레이 패널(200A)이 휘어질 수 있으므로 프레임(330)이 압력(또는 힘)에 따라 형체의 변형이 없더라도 터치 압력(또는 힘)의 크기를 검출할 수 있다.
도16c는 본 발명의 실시예에 따른 스트레인 게이지를 포함하는 터치 입력 장치의 단면도이다. 도16c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스트레인 게이지(450)는 디스플레이 패널(200A) 하면에 형성될 수 있다.
도16d는 도16c에 도시된 터치 입력 장치(1000)에 압력(또는 힘)이 인가된 경우의 단면도이다. 기판(300)의 상부면은 노이즈 차폐를 위해 그라운드(ground) 전위를 가질 수 있다. 객체(500)를 통해 커버층(100)의 표면에 압력(또는 힘)을 인가하는 경우 커버층(100) 및 디스플레이 패널(200A)은 휘어지거나 눌릴 수 있다. 디스플레이 패널(200A)이 휘어짐에 따라, 디스플레이 패널(200A)에 형성된 스트레인 게이지(450)가 변형되고, 그에 따라 스트레인 게이지(450)의 저항값이 변할 수 있다. 이러한 저항값의 변화로부터 터치 압력(또는 힘)의 크기를 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서, 디스플레이 패널(200A)은 압력(또는 힘)을 인가하는 터치에 따라 휘어지거나 눌릴 수 있다. 디스플레이 패널(200A)은 터치에 따라 변형을 나타내도록 휘어지거나 눌릴 수 있다. 실시예에 따라 디스플레이 패널(200A)이 휘어지거나 눌릴 때 가장 큰 변형을 나타내는 위치는 상기 터치 위치와 일치하지 않을 수 있으나, 디스플레이 패널(200A)은 적어도 상기 터치 위치에서 휘어짐을 나타낼 수 있다. 예컨대, 터치 위치가 디스플레이 패널(200A)의 테두리 및 가장자리 등에 근접하는 경우 디스플레이 패널(200A)이 휘어지거나 눌리는 정도가 가장 큰 위치는 터치 위치와 다를 수 있으나, 디스플레이 패널(200A)은 적어도 상기 터치 위치에서 휘어짐 또는 눌림을 나타낼 수 있다.
도17a, 도17d 내지 도17f는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에 사용되는 압력(또는 힘)을 감지할 수 있는 예시적인 압력(또는 힘) 센서의 평면도이다. 이 경우, 압력(또는 힘) 센서는 스트레인 게이지(strain gauge)일 수 있다. 스트레인 게이지는 스트레인 양에 비례하여 전기 저항이 달라지는 장치로, 일반적으로 금속 결합된 스트레인 게이지가 사용될 수 있다.
스트레인 게이지에 사용될 수 있는 재료로는, 투명 물질로, 전도성 고분자(PEDOT: polyethyleneioxythiophene), ITO(indium tin oxide), ATO(Antimony tin oxide), 탄소나노튜브(CNT: carbon nanotubes), 그래핀(graphene), 산화갈륨아연(gallium zinc oxide), 인듐갈륨아연산화물(IGZO: indium gallium zinc oxide), 산화주석(SnO2), 산화인듐(In2O3), 산화아연(ZnO), 산화갈륨(Ga2O3), and 산화카드뮴(CdO), 기타 도핑된 금속 산화물, 압전 저항 소자(piezoresistive element), 압전 저항 반도체 물질(piezoresistive semiconductor materials), 압전 저항 금속 물질(piezoresistive metal material), 은 나노 와이어(silver nanowire), 백금 나노 와이어(platinum nanowire), 니켈 나노 와이어(nickel nanowire), 기타 금속 나노 와이어(metallic nanowires) 등이 사용될 수 있다. 불투명 물질로는, 은잉크(silver ink), 구리(copper), 은나노(nano silver), 탄소 나노튜브(CNT: carbon nanotube), 콘스탄탄 합금(Constantan alloy), 카르마 합금(Karma alloys), 도핑된 다결정질 실리콘(polycrystalline silicon), 도핑된 비결정질 실리콘(amorphous silicon), 도핑된 단결정 실리콘(single crystal silicon), 도핑된 기타 반도체 물질(semiconductor material) 등이 사용될 수 있다.
도17a에 도시된 바와 같이, 금속 스트레인 게이지는 격자형 방식으로 정렬된 금속 호일로 구성될 수 있다. 격자형 방식은 평행 방향으로 변형되기 쉬운 금속 와이어 또는 호일의 변형량을 극대화시킬 수 있다. 이 때, 도17a에 도시된 스트레인 게이지(450)의 수직방향 격자 단면은 전단 변형률(shear strain)과 포아송 변형률(Poisson Strain)의 효과를 감소시키기 위해 최소화될 수 있다.
도17a의 예에서, 스트레인 게이지(450)는 휴지(at rest) 상태에 있는 동안, 즉, 스트레인되지 않거나 다르게 변형되지 않은 동안 접촉하지는 않지만 서로 가까이 배치된 트레이스(traces)(451)을 포함할 수 있다. 스트레인 게이지는 스트레인 또는 힘의 부재시 1.8KΩ ±0.1%와 같은 공칭 저항(nominal resistance)을 가질 수 있다. 스트레인 게이지의 기본 파라미터로 변형률에 대한 민감도가 게이지 계수(GF)로 표현될 수 있다. 이 때, 게이지 계수는 길이의 변화(변형률)에 대한 전기 저항 변화의 비율로 정의될 수 있고, 다음과 같이 스트레인ε의 함수로서 표현할 수 있다.
Figure PCTKR2017010106-appb-I000001
여기서 △R은 스트레인 게이지 저항의 변화량이고, R은 비변형(undeformed) 스트레인 게이지의 저항이고, GF는 게이지 계수이다.
이 때, 저항의 작은 변화를 측정하기 위해, 스트레인 게이지는 대부분의 경우 전압 구동 소스가 있는 브리지 설정에서 사용된다.
도17b 및 도17c는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에 적용될 수 있는 예시적인 스트레인 게이지를 도시한다. 도17b의 예에 도시된 바와 같이, 스트레인 게이지는 네 개의 다른 저항(R1, R2, R3, R4로 도시됨)을 갖는 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge)(3000)에 포함되어, 가해진 힘을 나타내는 (다른 저항기들에 대한) 게이지의 저항 변화를 감지할 수 있다. 브리지(3000)는 힘 센서 인터페이스(미도시)에 결합되어, 터치 제어기(미도시)로부터 구동 신호(전압 VEX)를 수신하여 스트레인 게이지를 구동하고, 처리를 위해 가해진 힘을 나타내는 감지 신호(전압 VO)를 터치 제어기로 송신할 수 있다. 이 때, 브리지(3000)의 출력 전압(VO)은 다음과 같이 표현할 수 있다.
Figure PCTKR2017010106-appb-I000002
상기 등식에서 R1/R2 = R4/R3인 경우, 출력 전압(VO)은 0이 된다. 이 조건하에서 브리지(3000)는 균형을 이룬 상태이다. 이 때, 브리지(3000)에 포함된 저항 중 어느 하나의 저항값이 변경되면 0이 아닌 출력 전압(VO)이 출력된다.
이 때, 도17c에 도시된 바와 같이, 스트레인 게이지(450)가 RG이고, RG가 변화하는 경우, 스트레인 게이지(450) 저항의 변화는 브리지에 불균형을 가져오며 0이 아닌 출력 전압(VO)을 생성한다. 스트레인 게이지(450)의 공칭 저항이 RG일 때, 변형으로 유도된 저항의 변화 △R은 상기 게이지 계수 등식을 통해 ΔR = RG×GF×ε로 표현할 수 있다. 이 때, R1 = R2이고 R3 = RG라고 가정할 때 상기 브리지 등식을 VO/VEX 의 스트레인ε에 대한 함수로 다시 쓰면, 다음과 같다.
Figure PCTKR2017010106-appb-I000003
비록 도17c의 브리지가 단지 하나의 스트레인 게이지(450)만 포함하지만, 도17b의 브리지에 포함된 R1, R2, R3, R4로 도시된 위치에 네 개의 스트레인 게이지까지 사용될 수 있고, 이 경우 게이지들의 저항 변화는 가해진 힘을 감지하는데 사용될 수 있음이 이해될 것이다.
도17c 및 도17d에 도시된 바와 같이, 스트레인 게이지(450)가 형성된 디스플레이 패널(200A)에 힘이 가해지면, 디스플레이 패널(200A)은 휘어지고, 디스플레이 패널(200A)이 휘어짐에 따라 트레이스(451)가 늘어나고, 트레이스(451)가 더 길고 더 좁아지게 되어 스트레인 게이지(450)의 저항이 증가하게 된다. 가해지는 힘이 증가함에 따라, 스트레인 게이지(450)의 저항은 그에 대응하여 증가할 수 있다. 따라서, 압력 센서 제어기(1300)가 스트레인 게이지(450)의 저항값의 상승을 검출하면, 그 상승은 디스플레이 패널(200A)에 가해진 힘으로 해석될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 브리지(3000)는 압력 센서 제어기(1300)와 통합될 수 있고, 이 경우 저항(R1, R2, R3) 중 적어도 하나 이상은 압력 센서 제어기(1300) 내의 저항으로 대체될 수 있다. 예를 들어, 저항(R2, R3)은 압력 센서 제어기(1300) 내의 저항들로 대체되고, 스트레인 게이지(450) 및 저항(R1)으로 브리지(3000)를 형성할 수 있다. 이로써 브리지(3000)가 차지하는 공간이 줄어들 수 있다.
도17a에 도시된 스트레인 게이지(450)는 트레이스(451)이 수평방향으로 정렬되어 있으므로, 수평방향의 변형에 대하여 트레이스(451)의 길이 변화가 크므로 수평방향의 변형에 대한 감도는 높으나, 수직방향의 변형에 대하여는 트레이스(451)의 길이 변화가 상대적으로 작으므로, 수직방향의 변형에 대한 감도는 낮다. 도6d에 도시된 바와 같이, 스트레인 게이지(450)가 복수의 세부 영역을 포함하고, 각각의 세부영역에 포함된 트레이스(451)의 정렬 방향을 다르게 구성할 수 있다. 이렇게 정렬 방향이 다른 트레이스(451)들을 포함하는 스트레인 게이지(450)를 구성함으로써, 변형 방향에 대한 스트레인 게이지(450)의 감도 차이를 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)는 디스플레이 패널(200A) 하부에 도17a 및 도17d에 도시된 바와 같이 하나의 스트레인 게이지(450)를 형성하여 단일 채널로 구성된 힘 센서를 구비할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)는 디스플레이 패널(200A) 하부에 도17e에 도시된 바와 같이 복수의 스트레인 게이지(450)를 형성하여 복수 채널로 구성된 힘 센서를 구비할 수도 있다. 이러한 복수 채널로 구성된 힘 센서를 이용하여 복수의 터치에 대한 복수의 힘 각각의 크기를 동시에 센싱할 수도 있다.
온도 증가는 가해진 힘이 없어도 디스플레이 패널(200A)을 팽창시키고, 그 결과 디스플레이 패널(200A)에 형성된 스트레인 게이지(450)가 늘어날 수 있기 때문에, 온도 변화는 스트레인 게이지(450)에 악영향을 미칠 수 있다. 그 결과, 스트레인 게이지(450)의 저항이 증가하고 스트레인 게이지(450)에 가해진 힘으로 잘못 해석될 수 있다.
온도 변화를 보상하기 위해, 도17c에 도시된 브리지(3000)의 저항(R1, R2, R3) 중 적어도 하나 이상이 서미스터(thermistor)로 대체될 수 있다. 서미스터의 온도에 의한 저항 변화는 스트레인 게이지(450)가 형성된 디스플레이 패널(200A)의 열 팽창으로 인한 스트레인 게이지(450)의 온도에 의한 저항 변화에 대응할 수 있고, 그럼으로써 온도에 의한 출력 전압(VO)의 변화를 줄여줄 수 있다.
또한, 두 개의 게이지를 사용하여 온도 변화의 영향을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 도17f에 도시된 바와 같이, 수평방향으로의 변형이 일어날 때, 스트레인 게이지(450)의 트레이스(451)는 변형 방향과 평행한 수평방향으로 정렬될 수 있고, 더미 게이지(460)의 트레이스(461)는 변형 방향과 직교하는 수직방향으로 정렬될 수 있다. 이 때, 변형은 스트레인 게이지(450)에 영향을 미치고 더미 게이지(460)에는 영향을 거의 미치지 않으나, 온도는 스트레인 게이지(450) 및 더미 게이지(460) 모두에 같은 영향을 미친다. 따라서, 온도 변화가 두 게이지에 동일하게 적용되므로, 두 게이지의 공칭 저항 RG의 비율은 변하지 않는다. 이 때, 이러한 두 게이지가 휘트스톤 브리지의 출력 노드를 공유하는 경우, 즉, 두 게이지가 도6b의 R1과 R2인 경우, 혹은 R3와 R4인 경우, 브리지(3000)의 출력 전압(VO) 또한 변하지 않으므로, 온도 변화의 영향을 최소화할 수 있다.
도17g 내지 도17i는 본 발명에 따른 터치 입력 장치의 힘 센서가 형성된 디스플레이 패널의 배면도이다.
스트레인 게이지(450)의 트레이스(451)는 변형 방향과 평행한 방향으로 정렬되는 것이 바람직하므로, 도17g에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(200A)의 가장자리 영역에서는 디스플레이 패널(200A)의 테두리와 수직한 방향으로 스트레인 게이지(450)의 트레이스(451)가 정렬되도록 배치할 수 있다. 더욱 구체적으로는 디스플레이 패널(200A)의 가장자리는 고정되어 있으므로, 디스플레이 패널(200A)에 힘이 인가될 때, 디스플레이 패널(200A)의 중심과 힘이 인가되는 위치를 잇는 직선과 평행한 방향으로의 변형이 가장 클 수 있다. 따라서, 스트레인 게이지(450)가 배치되는 위치와 디스플레이 패널(200A)의 중심을 잇는 직선과 평행한 방향으로 스트레인 게이지(450)의 트레이스(451)가 정렬되도록 배치하는 것이 바람직하다.
반면, 더미 게이지(460)의 트레이스(461)는 변형 방향과 수직한 방향으로 정렬되는 것이 바람직하므로, 도17g에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(200A)의 가장자리 영역에서는 디스플레이 패널(200A)의 테두리와 평행한 방향으로 더미 게이지(460)의 트레이스(461)가 정렬되도록 배치할 수 있다. 더욱 구체적으로는 디스플레이 패널(200A)의 가장자리는 고정되어 있으므로, 디스플레이 패널(200A)에 힘이 인가될 때, 디스플레이 패널(200A)의 중심과 힘이 인가되는 위치를 잇는 직선과 수직한 방향으로의 변형이 가장 작을 수 있다. 따라서, 더미 게이지(460)가 배치되는 위치와 디스플레이 패널(200A)의 중심을 잇는 직선과 수직한 방향으로 더미 게이지(460)의 트레이스(461)가 정렬되도록 배치하는 것이 바람직하다.
이 때, 도17g에 도시된 바와 같이, 스트레인 게이지(450)와 더미 게이지(460)가 한 쌍을 이루어서 서로 인접한 위치에 배치될 수 있다. 이 경우, 서로 인접한 위치간의 온도 차이는 크지 않을 수 있으므로, 더욱 온도 변화의 영향을 최소화 할 수 있다.
또한, 예를 들어, 도17h에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(200A)의 테두리를 따라, 디스플레이 패널(200A)의 테두리와 평행한 방향으로 정렬된 트레이스(461)를 갖는 복수의 더미 게이지(460)를 배치할 수도 있다. 이 경우, 디스플레이 패널(200A)의 가장자리 영역은 힘에 의한 변형량이 매우 작으므로, 디스플레이 패널(200A)의 가장자리 영역에 배치된 더미 게이지(460)는 온도 변화 영향을 보상하는 데에 더욱 효과적일 수 있다. 또한, 예를 들어, 도17i에 도시된 바와 같이, 더미 게이지(460)가 변형량이 가장 작은 디스플레이 패널(200A)의 네 코너영역에 배치될 수 있고, 더미 게이지(460)의 트레이스가 변형량이 가장 큰 방향과 수직한 방향으로 정렬되도록 배치될 수 있다.
이상에서는 외부로부터의 압력(또는 힘)을 감지할 수 있는 다양한 실시 형태에 따른 터치 입력 장치를 설명하였다. 이하에서는, 상술한 다양한 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에서의 전화를 연결하는 방법을 도 18 이하의 도면들을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 18은 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 최소한 디스플레이 화면이 표시되는 표면을 갖고, 전화 기능을 갖는 것으로 가정한다. 디스플레이 화면이 표시되는 표면은 도 19에 도시된 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)의 표면일 수 있다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법은, 압력의 크기를 검출하는 단계(1810), 판별 단계(1820) 및 전화 연결 단계(1830)을 포함한다.
압력의 크기를 검출하는 단계(1810)는, 디스플레이 화면이 꺼진 상태에서 수행될 수 있다. 본 명세서에서 디스플레이 화면이 꺼진 상태라 함은, 도 19에 도시된 커버층(100)의 표면이 검게 표시된 상태로서, 터치 입력 장치(1000)의 전원이 꺼진 상태와 구별된다. 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 화면이 꺼진 상태에서 사용자의 행위(예를 들어, 전원 버튼에 접촉 또는 전원 버튼을 누르는 행위, 또는 터치 입력 장치(1000)의 측면에 설치된 소정의 버튼을 누르는 행위)에 의해 또는 외부의 통신(전화 수신, 문자 수신, 이메일 수신) 등에 의해 언제든지 디스플레이 화면이 켜질 수 있다.
압력의 크기를 검출하는 단계(1810)는, 도 19에 도시된 커버층(100)의 표면으로 입력되는 압력(또는 힘)을 검출하는 단계이다. 압력의 크기는 도 2에 도시된 압력 센서 제어기(1300)가 검출할 수 있다. 압력 센서 제어기(1300)에 대한 구체적인 내용은 앞서 도 2를 설명하는 부분에서 상술하였으므로 이하 생략한다.
판별 단계(1820)는, 도 20에 도시된 바와 같이, 디스플레이 화면이 꺼진 상태에서 수행된다. 그리고, 판별 단계(1820)는 앞서 압력의 크기를 검출하는 단계(1810)에서 검출되는 압력의 크기(P1)를 기준압력(Th1)과 비교하여 검출되는 압력의 크기(P1)가 기준압력(Th1) 이상인지 여부를 판별한다. 검출되는 압력의 크기(P1)가 기준압력(Th1) 이상인지 여부는 도 2에 도시된 프로세서(1500)에서 수행될 수 있다. 프로세서(1500)는 압력 센서 제어기(1300)에서 검출되는 압력의 크기(P1)에 관한 신호를 제공받아 미리 설정된 기준압력(Th1)과 비교할 수 있다.
전화 연결 단계(1830)는 앞서 판별 단계(1820)에서 판별된 결과, 즉 검출되는 압력의 크기(P1)가 기준압력(Th1) 이상이면, 도 21에 도시된 바와 같이, 전화 기능을 활성화시키고, 미리 설정된 전화번호, 예를 들어, 도 21에 도시된 와이프(wife)의 전화번호로 전화가 연결되도록 전화 기능을 제어하는 단계이다.
도 21에 도시된 ‘전화 기능’은, 도 19에 도시된 터치 입력 장치(1000)의 메모리(미도시)에 설치된 소프트웨어(예를 들어, 전화 어플리케이션)와 터치 입력 장치(1000) 내부에 장착된 하드웨어(예를 들어, 통신 모듈)를 통해서 구현되는 기능일 수 있다.
전화 연결 단계(1830)는, 도 2에 도시된 프로세서(1500)에 의해서 수행될 수 있다. 1820 단계에서 압력의 크기(P1)가 기준압력(Th1) 이상인 것으로 판별되면, 프로세서(1500)는 터치 입력 장치(1000)의 메모리(미도시)에 저장 및 설치된 전화 어플리케이션을 활성화키고, 미리 설정된 전화번호로 전화가 연결되도록 활성화된 전화 어플리케이션을 제어할 수 있다.
여기서, 전화 연결 단계(1830)에서는, 도 21과 같은 전화 연결 화면이 도 19에 도시된 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 화면에 표시되도록 제어할 수도 있지만, 이와는 반대로 도 21에 도시된 전화 연결 화면이 도 19에 도시된 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 화면에 표시되지 않도록 제어할 수도 있다. 즉, 도 2에 도시된 프로세서(1500)는 전화 어플리케이션을 활성화시키고, 미리 설정된 전화번호로 전화가 연결되도록 전화 어플리케이션을 제어하는 것을 디스플레이 화면으로 꺼진 상태에서 동작되도록 제어할 수 있다. 이 경우, 사용자는 디스플레이 화면을 통해서는 어떠한 것도 확인할 수 없고, 터치 입력 장치(1000)의 스피커와 마이크를 통해서 음성을 수신 및 발신할 수 있다.
또한, 전화 연결 단계(1830)에서는, 터치 입력 장치(1000)의 스피커를 비활성시킬 수도 있다. 사용자가 범죄가 발생한 상황 같은 긴급한 상황에서 상술한 전화 연결 방법을 수행시킨 경우에, 스피커를 통해서 나오는 소리에 의해 더 위험한 상황에 처할 수 있기 때문이다. 이 경우, 전화 연결 단계(1830)에서는 도 21과 같은 전화 연결 화면이 도 19에 도시된 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 화면에 표시되도록 제어할 수도 있고, 표시되지 않도록 제어할 수도 있다.
도 18에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법은, 1810 내지 1830 단계 이외에 추가로 터치 위치를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
터치 위치를 검출하는 단계는, 디스플레이 화면이 꺼진 상태에서 표면으로 입력되는 터치의 위치를 검출하는 단계이다. 터치 위치는 도 2에 도시된 터치 센서 제어기(1100)에서 수행될 수 있다.
터치 위치를 검출하는 단계를 더 수행한 경우, 전화 연결 단계(1830)는 전화 기능을 활성화시키되, 검출된 터치 위치에 대응되는 미리 설정된 전화번호로 전화가 연결되도록 전화 기능을 제어할 수 있다. 이러한 동작은 도 2에 도시된 프로세서(1500)에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 프로세서(1500)는 전화 기능을 활성화시키고, 터치 센서 제어기(1100)로부터 제공받은 터치 위치에 따른 전화번호로 전화가 연결되도록 전화 기능을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 20에 도시된 바와 같이, 사용자가 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)의 표면의 하단부를 기준압력(Th1) 이상으로 터치한 경우에는 도 21과 같이 미리 설정된 제1 전화번호(wife)로 전화를 연결시키고, 도 22에 도시된 바와 같이, 사용자가 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)의 표면의 상단부를 기준압력(Th1) 이상으로 터치한 경우에는 도 23과 같이 미리 설정된 제2 전화번호(112)로 전화를 연결시킬 수 있다.
여기서, 터치 위치를 검출하는 단계가 더 추가된 발명은, 앞서 설명한 터치 입력 장치(1000)의 스피커가 비활성되도록 제어될 수도 있고, 도 23에 도시된 전화 연결 화면이 디스플레이 화면에 표시되지 않도록 제어될 수도 있다.
도 18에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법은, 1810 내지 1830 단계 이외에 추가로 다중 터치를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다중 터치를 검출하는 단계는, 디스플레이 화면이 꺼진 상태에서 표면으로 입력되는 다중 터치를 검출하는 단계이다. 다중 터치는 도 2에 도시된 터치 센서 제어기(1100)에서 수행될 수 있다.
다중 터치를 검출하는 단계를 더 수행한 경우, 전화 연결 단계(1830)는 전화 기능을 활성화시키되, 다중 터치 중 적어도 하나 이상의 터치의 압력의 크기가 기준압력(Th1) 이상인 경우에 검출된 다중 터치에 대응되는 미리 설정된 전화번호로 전화가 연결되도록 전화 기능을 제어할 수 있다. 이러한 동작은 도 2에 도시된 프로세서(1500)에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 프로세서(1500)는 전화 기능을 활성화시키고, 터치 센서 제어기(1100)로부터 제공받은 다중 터치에 따른 전화번호로 전화가 연결되도록 전화 기능을 제어할 수 있다.
예를 들어, 도 24에 도시된 바와 같이, 사용자가 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)의 표면을 둘 이상의 손가락으로 다중 터치하고, 다중 터치 중 적어도 하나 이상의 터치의 압력이 기준압력(Th1) 이상인 경우, 도 25와 같이 미리 설정된 다른 전화번호(My daughter)로 전화를 연결시킬 수 있다. 여기서, 입력된 다중 터치가 미리 설정된 패턴과 일치된 경우에만 미리 설정된 다른 전화번호(My daughter)로 전화가 연결될 수 있다. 구체적으로, 미리 설정된 패턴이 다중 터치 중 하나의 터치는 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)의 표면의 상단부에 터치되고, 나머지 하나 또는 다수의 터치는 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)의 표면의 하단부에 터치되는 경우로 설정된 경우, 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)의 표면으로의 입력이 이러한 미리 설정된 패턴과 일치하는 경우에만 상기 전화번호(My daughter)로 전화가 연결되고, 불일치하는 경우에는 상기 전화번호(My daughter)로 전화가 연결되지 않을 수 있다.
또 다른 예를 들어, 도면에 도시하지 않았지만, 사용자가 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)의 표면을 임의의 제1 시간에 제1 터치하고, 제1 시간 이후의 연속된 제2 시간에 제2 터치하고, 제1 터치와 제2 터치 중 적어도 하나 이상의 압력이 기준압력(Th1) 이상인 경우, 미리 설정된 다른 전화번호로 전화를 연결시킬 수 있다. 제1 터치와 제2 터치 이외에 추가로 하나 또는 다수의 터치를 더 포함할 수 있다. 여기서, 입력된 제1 터치와 제2 터치가 미리 설정된 패턴과 일치한 경우에만 미리 설정된 다른 전화번호로 전화가 연결될 수 있다. 구체적으로, 미리 설정된 패턴이 제1 터치의 압력은 기준압력(Th1) 미만이고, 제2 터치의 압력은 기준압력(Th1) 이상인 것으로 설정된 경우, 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)의 표면으로의 입력이 이러한 미리 설정된 패턴과 일치하는 경우에만, 상기 전화번호로 전화가 연결되고, 불일치하는 경우에는 상기 전화번호로 전화가 연결되지 않을 수 있다.
여기서, 제1 터치와 제2 터치 각각은, 단일 터치 또는 다중 터치도 포함한다. 즉, 제1 터치와 제2 터치는 각각 단일 터치 또는 다중 터치일 수 있다. 또는 제1 터치는 단일 터치이고, 제2 터치는 다중 터치일 수 있고, 그 반대일 수도 있다.
여기서, 다중 터치를 검출하는 단계가 더 추가된 발명은, 다중 터치의 위치를 고려하여 미리 설정된 전화번호가 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 24에 도시된 바와 같이 사용자의 두 손가락이 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)의 표면의 상단부와 하단부 각각을 터치한 경우에는 도 25에 도시된 바와 같이 제1 전화번호(My daughter)로 전화가 연결될 수 있고, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만 사용자의 두 손가락이 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)의 표면의 상단부(또는 하단부)의 두 곳을 터치한 경우에는 도 21 또는 도 23과 같은 전화번호(Wife or 112)로 전화가 연결될 수 있다. 또한, 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)의 표면에 있어서, 제1 시간에서 제1 터치의 위치와 제2 시간에서 제2 터치의 위치에 따라 연결되는 전화번호가 달라질 수 있다.
여기서, 다중 터치를 검출하는 단계가 더 추가된 발명은, 앞서 설명한 터치 입력 장치(1000)의 스피커가 비활성되도록 제어될 수도 있고, 도 23에 도시된 전화 연결 화면이 디스플레이 화면에 표시되지 않도록 제어될 수도 있다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 전화 연결 방법을 사용하면, 압력에 의한 하나의 모션으로 디스플레이 화면이 꺼져있는 터치 입력 장치의 전화 기능을 직접 이용할 수 있는 이점이 있다. 따라서, 사용자는 간단한 제스쳐로 전화 기능을 이용할 수 있는 이점이 있다.
또한, 디스플레이 화면이 꺼져있는 상태에서도 전화 기능을 이용할 수 있어 전력 소모를 줄일 수 있는 이점이 있다.
또한, 보안상의 이점이 있다.

Claims (11)

  1. 디스플레이 화면이 표시되는 표면을 갖고, 전화 기능을 갖는 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법에 있어서,
    상기 디스플레이 화면이 꺼진 상태에서 상기 표면으로 입력되는 압력의 크기를 검출하는, 검출 단계;
    상기 디스플레이 화면이 꺼진 상태에서 검출되는 상기 압력의 크기가 기준압력 이상인지 여부를 판별하는, 판별 단계; 및
    상기 압력의 크기가 상기 기준압력 이상이면, 상기 전화 기능을 활성화시키고, 미리 설정된 전화번호로 전화가 연결되도록 상기 전화 기능을 제어하는, 전화 연결 단계;
    를 포함하는, 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전화 연결 단계는, 상기 미리 설정된 전화번호로 상기 전화가 연결되는 전화 연결 화면이 상기 디스플레이 화면에 표시되지 않도록 제어하는, 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전화 연결 단계는, 상기 미리 설정된 전화번호로 상기 전화가 연결되면 상기 터치 입력 장치의 스피커를 비활성화시키도록 제어하는, 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 화면이 꺼진 상태에서 상기 표면으로 입력되는 터치의 위치를 검출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 전화 연결 단계에서의 상기 미리 설정된 전화번호는 검출된 상기 터치의 위치에 대응하는 전화번호인, 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 화면이 꺼진 상태에서 상기 표면으로 입력되는 다중 터치를 검출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 전화 연결 단계는, 상기 다중 터치 중 적어도 하나 이상의 터치가 상기 기준압력 이상이면, 상기 전화 기능을 활성화시키고, 상기 다중 터치와 대응되는 미리 설정된 전화번호로 전화가 연결되도록 상기 전화 기능을 제어하는, 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전화 연결 단계에서의 상기 미리 설정된 전화번호는 상기 다중 터치의 위치들에 대응하는 전화번호인, 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 전화 연결 단계는, 상기 다중 터치가 미리 설정된 패턴과 일치하면 상기 미리 설정된 전화번호로 전화가 연결되고, 상기 다중 터치가 상기 미리 설정된 패턴과 불일치하면 상기 미리 설정된 전화번호로 전화가 연결되지 않는, 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 화면이 꺼진 상태에서 상기 표면으로 입력되는 제1 시간에서의 제1 터치와 상기 제1 시간 이후에 연속된 제2 시간에서의 제2 터치를 검출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 전화 연결 단계는, 상기 제1 터치와 상기 제2 터치 중 적어도 하나 이상이 상기 기준압력 이상이면, 상기 전화 기능을 활성화시키고, 상기 제1 터치와 상기 제2 터치와 대응되는 미리 설정된 전화번호로 전화가 연결되도록 상기 전화 기능을 제어하는, 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 터치와 상기 제2 터치 각각은, 단일 터치 또는 다중 터치인, 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 전화 연결 단계에서의 상기 미리 설정된 전화번호는 상기 제1 터치와 상기 제2 터치의 위치들에 대응하는 전화번호인, 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전화 연결 단계는, 상기 제1 터치와 상기 제2 터치가 미리 설정된 패턴과 일치한 경우에만 미리 설정된 다른 전화번호로 전화가 연결되고, 상기 제1 터치와 상기 제2 터치가 상기 미리 설정된 패턴과 불일치하면 상기 미리 설정된 전화번호로 전화가 연결되지 않는, 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법.
PCT/KR2017/010106 2016-11-17 2017-09-14 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법 WO2018093031A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0153117 2016-11-17
KR1020160153117A KR101864386B1 (ko) 2016-11-17 2016-11-17 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018093031A1 true WO2018093031A1 (ko) 2018-05-24

Family

ID=62145143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/010106 WO2018093031A1 (ko) 2016-11-17 2017-09-14 터치 입력 장치에서의 전화 연결 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101864386B1 (ko)
WO (1) WO2018093031A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113163045A (zh) * 2020-01-22 2021-07-23 华为技术有限公司 一种压力检测结构及电子设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200335465Y1 (ko) * 2003-09-04 2003-12-06 한상백 휴대폰의 긴급 범죄신고 통화장치
KR20110042634A (ko) * 2009-10-19 2011-04-27 엘지전자 주식회사 휴대 단말기 및 그 동작 제어방법
KR20150057849A (ko) * 2013-11-20 2015-05-28 엘지전자 주식회사 이동 단말기 및 그것의 제어 방법
KR20150123493A (ko) * 2014-04-25 2015-11-04 삼성전자주식회사 입력 처리 방법 및 그 전자 장치
KR101589216B1 (ko) * 2015-04-23 2016-01-27 조도영 이동 통신 단말 및 이의 제어 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200335465Y1 (ko) * 2003-09-04 2003-12-06 한상백 휴대폰의 긴급 범죄신고 통화장치
KR20110042634A (ko) * 2009-10-19 2011-04-27 엘지전자 주식회사 휴대 단말기 및 그 동작 제어방법
KR20150057849A (ko) * 2013-11-20 2015-05-28 엘지전자 주식회사 이동 단말기 및 그것의 제어 방법
KR20150123493A (ko) * 2014-04-25 2015-11-04 삼성전자주식회사 입력 처리 방법 및 그 전자 장치
KR101589216B1 (ko) * 2015-04-23 2016-01-27 조도영 이동 통신 단말 및 이의 제어 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113163045A (zh) * 2020-01-22 2021-07-23 华为技术有限公司 一种压力检测结构及电子设备
WO2021147445A1 (zh) * 2020-01-22 2021-07-29 华为技术有限公司 一种压力检测结构及电子设备
CN113163045B (zh) * 2020-01-22 2023-08-04 华为技术有限公司 一种压力检测结构及电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR101864386B1 (ko) 2018-06-04
KR20180055346A (ko) 2018-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018038367A1 (ko) 스트레인 게이지가 형성된 디스플레이 패널을 포함하는 터치 입력 장치 및 스트레인 게이지가 형성된 디스플레이 패널 제조 방법
WO2017074107A1 (ko) 압력 검출 정밀도 보정을 수행하는 압력 검출기 및 터치 입력 장치
WO2018151481A1 (ko) 터치 입력 장치
WO2016129827A1 (ko) 터치 입력 장치 및 전극 시트
WO2017160105A1 (ko) 터치 입력 장치
WO2017164505A1 (ko) 터치 압력을 감지하는 터치 입력 장치
WO2017043829A1 (ko) 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 압력 검출 가능한 터치 입력 장치
WO2017039282A1 (ko) 압력 감도 조절이 가능한 압력 검출기 및 이를 포함하는 터치 입력 장치
WO2016167529A1 (ko) 압력 검출 모듈 및 이를 포함하는 스마트폰
WO2018097460A1 (ko) 사용자 인터페이스 제공을 위한 터치 입력 방법 및 장치
WO2016204423A1 (ko) 디스플레이 모듈을 포함하는 압력 검출 가능한 터치 입력 장치
WO2017099400A1 (ko) 온도 보상이 적용된 압력을 검출할 수 있는 전극시트 및 터치 입력 장치
WO2018164415A1 (ko) 터치 입력 장치
WO2016018126A1 (ko) 스마트폰
WO2016043546A2 (ko) 스마트폰
WO2016043544A2 (ko) 터치 입력 장치
WO2016064237A2 (ko) 터치 입력 장치
WO2017039269A1 (ko) 터치 압력을 감지하는 터치 입력 장치
WO2017135774A1 (ko) 터치 입력 장치
KR20180058385A (ko) 터치 입력 장치
WO2018048105A1 (ko) 터치 입력 장치
WO2018216959A1 (ko) 차광층을 포함하는 터치 입력 장치 및 차광층 포함하는 터치 입력 장치 제조 방법
WO2018097435A1 (ko) 압력 감지부 및 이를 포함하는 터치 입력 장치
WO2018124583A1 (ko) 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
WO2018034415A1 (ko) 터치 입력 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17872121

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17872121

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1