WO2018139815A1 - 복수의 압력을 감지할 수 있는 압력 감지부 및 이를 포함하는 터치 입력 장치 - Google Patents

복수의 압력을 감지할 수 있는 압력 감지부 및 이를 포함하는 터치 입력 장치 Download PDF

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WO2018139815A1
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pressure
touch
pressure sensors
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서봉진
김태훈
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주식회사 하이딥
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    • G06F2203/04104—Multi-touch detection in digitiser, i.e. details about the simultaneous detection of a plurality of touching locations, e.g. multiple fingers or pen and finger

Definitions

  • the present invention relates to a pressure sensing unit capable of sensing a plurality of pressures and a touch input device including the same, and more particularly, to a pressure sensing unit configured to sense the size of each of a plurality of pressures simultaneously input thereto and the same. It relates to a touch input device.
  • 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 the touch input device with a transparent panel having a touch-sensitive surface and a touch sensor which is a touch input means.
  • a touch sensor may be attached to the front of the display screen such that the touch-sensitive surface covers the visible side of the display screen.
  • the size of the pressure sensor In order to detect the size of each of a plurality of pressures simultaneously input in such a touch input device, the size of the pressure sensor must be small so that a plurality of adjacent touches can be distinguished, and the entire touch surface must be covered with a small size pressure sensor. Therefore, the number of pressure sensors should be large.
  • the area occupied by the sensor wiring for connecting each channel to the pressure sensor controller increases, and the connector for connecting the FPCB and the sensor wiring electrically connected to the pressure sensor controller.
  • the area occupied by the connection part of the back also increases, and as the number of pins of the pressure sensor controller increases, the size of the pressure sensor controller also increases.
  • An object of the present invention is to provide a pressure sensing unit capable of sensing a plurality of pressures and a touch input device including the same.
  • Another object of the present invention is the area occupied by the sensor wiring for connecting each channel of the pressure sensor to the pressure sensor controller, the area occupied by the connection portion such as a connector connecting the sensor wiring and the FPCB electrically connected to the pressure sensor controller, and
  • the present invention provides a pressure sensing unit configured to sense the size of each of a plurality of pressures simultaneously input while reducing the number and size of pins of the pressure sensor controller and a touch input device including the same.
  • a touch input device includes a plurality of pressure sensors that sense touch pressure on a touch surface; And a plurality of sensor wires connected to at least one of the plurality of pressure sensors, wherein the plurality of pressure sensors include a first sensor and a second sensor not adjacent to the first sensor.
  • the sensor wiring includes a first sensor wiring, and the first sensor and the second sensor are connected to the first sensor wiring.
  • the plurality of pressure sensors are arranged in a row extending in a first axial direction on the same plane and a column extending in a second axial direction perpendicular to the first axial direction, wherein the first sensor and the second sensor are the same. Can be placed in a row.
  • the plurality of pressure sensors may further include a third sensor disposed between the first sensor and the second sensor, and the plurality of sensor wires may further include a second sensor wire connected to the third sensor.
  • the first sensor wire may be disposed on one side of the second axis direction based on the row, and the second sensor wire may be disposed on the other side of the second axis direction.
  • the plurality of pressure sensors may further include a fourth sensor disposed between the first sensor and the second sensor, and the plurality of sensor wires may further include a third sensor wire connected to the fourth sensor.
  • the third sensor wire may be disposed on the other side in the second axial direction.
  • the plurality of pressure sensors may further include the fourth sensor, wherein the fourth sensor is connected to the second wire, and the first sensor or the second sensor is connected between the third sensor and the fourth sensor. Can be arranged.
  • the number of the plurality of pressure sensors may be N, and the number of the plurality of sensor wires may be N / 2.
  • the distance between the pressure sensor and the adjacent pressure sensor may be determined according to the elasticity of the touch input device.
  • the distance between the pressure sensor and the adjacent pressure sensor may be determined according to the size of each of the plurality of pressure sensors.
  • the pressure detection controller for detecting the electrical characteristics of the pressure sensor that is changed according to the touch pressure may further include.
  • the electrical property may be a capacitance
  • the electrical property may be a resistance
  • a touch input device includes a touch sensor for detecting a touch position; A plurality of pressure sensors detecting a magnitude of touch pressure; And the plurality of pressure sensors include a first sensor and a second sensor, wherein the first sensor and the second sensor are connected to each other to form a first channel, and when pressure is detected through the first channel, Based on the touch position information detected by the touch sensor, it is determined whether the pressure detected through the first channel is the pressure detected by one of the first sensor and the second sensor.
  • the plurality of pressure sensors may further include a third sensor and a fourth sensor, wherein the third sensor and the fourth sensor are connected to each other to form a second channel, and the first channel and the second channel.
  • the controller may determine whether the pressure detected through the third channel is a pressure detected by one of the third sensor and the fourth sensor, and detect the magnitude of each of the plurality of pressures simultaneously input.
  • the first sensor is adjacent to the first sensor. Based on the magnitude information of the pressure detected from at least one of the pressure sensor and the magnitude information of the pressure detected from at least one of the pressure sensor adjacent to the second sensor, it is applied to each of the first sensor and the second sensor. By detecting the magnitude of the pressure, it is possible to detect the magnitude of each of the plurality of pressures input at the same time.
  • the pressure sensing unit may include a plurality of pressure sensors disposed in the touch input device to sense a touch pressure on a touch surface of the touch input device. And a plurality of sensor wires connected to at least one of the plurality of pressure sensors, wherein the plurality of pressure sensors include a first sensor and a second sensor not adjacent to the first sensor.
  • the sensor wiring includes a first sensor wiring, and the first sensor and the second sensor are connected to the first sensor wiring.
  • the plurality of pressure sensors are arranged in a row extending in a first axial direction on the same plane and a column extending in a second axial direction perpendicular to the first axial direction, wherein the first sensor and the second sensor are the same. Can be placed in a row.
  • the plurality of pressure sensors may further include a third sensor disposed between the first sensor and the second sensor, and the plurality of sensor wires may further include a second sensor wire connected to the third sensor.
  • the first sensor wire may be disposed on one side of the second axis direction based on the row, and the second sensor wire may be disposed on the other side of the second axis direction.
  • the plurality of pressure sensors may further include a fourth sensor disposed between the first sensor and the second sensor, and the plurality of sensor wires may further include a third sensor wire connected to the fourth sensor.
  • the third sensor wire may be disposed on the other side in the second axial direction.
  • the plurality of pressure sensors may further include the fourth sensor, wherein the fourth sensor is connected to the second wire, and the first sensor or the second sensor is connected between the third sensor and the fourth sensor. Can be arranged.
  • the number of the plurality of pressure sensors may be N, and the number of the plurality of sensor wires may be N / 2.
  • the distance between the pressure sensor and the adjacent pressure sensor may be determined according to the elasticity of the touch input device.
  • the distance between the pressure sensor and the adjacent pressure sensor may be determined according to the size of each of the plurality of pressure sensors.
  • the electrical characteristics of the pressure sensor that is changed according to the touch pressure may be detected.
  • the electrical property may be a capacitance
  • the electrical property may be a resistance
  • a pressure sensing unit capable of sensing a plurality of pressures and a touch input device including the same may be provided.
  • the area occupied by the sensor wiring for connecting each channel of the pressure sensor to the pressure sensor controller and the area occupied by a connection portion such as a connector connecting the FPCB and sensor wiring electrically connected to the pressure sensor controller
  • a pressure sensing unit configured to sense the size of each of a plurality of pressures simultaneously input while reducing the number and size of pins of the pressure sensor controller and a touch input device including the same.
  • 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 the configuration of a display module in a touch input device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A to 4G illustrate an example in which a pressure sensor is formed in the touch input device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 illustrates a cross section of a sensor sheet according to an embodiment of the invention.
  • 6A to 6C are cross-sectional views illustrating embodiments of a pressure sensor directly formed on various display panels of a touch input device according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 7A to 7D are diagrams illustrating the shape of a sensor included in the touch input device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A and 8B illustrate a pressure sensing unit according to an embodiment of the present invention.
  • 9A and 9B are views showing a connection relationship between a pressure sensor included in a pressure sensing unit and a sensor wiring according to an embodiment of the present invention.
  • 10A to 10E and 11A to 11E are diagrams for explaining a method of detecting the sizes of each of the plurality of touch pressures using the pressure sensor according to the embodiment of the present invention.
  • 12A to 12C are views illustrating various connection forms between the pressure sensor and the sensor wiring in the pressure sensing unit according to the embodiment of the present invention.
  • 13A to 13H are views for explaining a connection form between the pressure sensor and the sensor wiring according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a view for explaining another form of the pressure sensing unit shown in FIG. 13H.
  • 15A to 15C and 16A to 16B are diagrams for describing a method of detecting a magnitude of pressure in a touch input device according to an embodiment of the present invention.
  • 17A to 17C are diagrams for explaining pressure detection according to a distance between pressure sensors in a pressure sensing unit according to an embodiment of the present invention.
  • 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 depending on the embodiment.
  • 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).
  • FIGS. 7A to 7D are diagrams illustrating the shape of a sensor included in the touch input device according to the embodiment of the present invention.
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on the same layer.
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on 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 (eg, tin oxide (SnO 2 ), indium oxide (In 2 O 3 ), or the like. Oxide) or ATO (Antimony Tin Oxide).
  • a transparent conductive material eg, tin oxide (SnO 2 ), indium oxide (In 2 O 3 ), or the like. Oxide) or ATO (Antimony Tin Oxide).
  • the driving electrode TX and the receiving electrode RX may be formed of another transparent conductive material or an opaque conductive material.
  • the driving electrode TX and the receiving electrode RX may include at least one of silver ink, copper, 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 according to the embodiment.
  • 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, such as a touch circuit board (hereinafter referred to as a touch PCB). According to the exemplary embodiment, the touch sensing IC may be mounted on a main board for operating the touch input device.
  • a touch PCB touch circuit board
  • 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 still 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 a touch is present and the touch position in the touch input device 1000 according to the embodiment of the present invention may be used.
  • 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 a pressure sensor controller 1300 for detecting 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).
  • 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 sensing unit may be configured similarly 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 may detect a magnitude of 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 incorporated 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 sensing unit may be integrated into the display panel 200A according to the 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), or 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.
  • holes and electrons are injected into the anode and cathode of the organic material and recombined in the light emitting layer, excitons are formed in a high energy state, and energy is emitted as the excitons fall to a low energy state to emit light having a specific wavelength. 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 are configured to be positioned in the display panel 200A according to the 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.
  • a sensor other than the electrode used to detect the touch position and the electrode used to drive the display is disposed and used as a pressure sensing unit. For example, look at in detail.
  • 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
  • FIG. 4A to 4G 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 formed thereon is 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 include a case in which the touch sensor 10 is disposed inside the display module 200 shown 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 located 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 is, 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 detects a touch position through the touch sensor 10, and is different from an electrode used to detect a touch position and an electrode used to drive a display. May be disposed and used as a pressure sensing unit to detect touch pressure.
  • the touch sensor 10 may be located inside or outside the display module 200.
  • the pressure sensing unit may include a sensor sheet 440, and in the embodiment illustrated in FIG. 4B, the pressure sensing unit may include the pressure sensors 450 and 460.
  • a sensor sheet 440 including pressure sensors 450 and 460 may be disposed between the display module 200 and the substrate 300. As described above, the pressure sensors 450 and 460 may be directly formed on the lower surface of the display panel 200A.
  • the pressure sensing unit includes a spacer layer 420 formed of, for example, an air gap, which will be described in detail with reference to FIGS. 4A to 4G.
  • the spacer layer 420 may be implemented with an air gap.
  • the spacer layer may be made of an impact absorbing material according to the embodiment.
  • the spacer layer 420 may be filled with a dielectric material, depending on the embodiment.
  • 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 the 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 sensors 450 and 460.
  • 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 sensors 450 and 460.
  • a spacer layer may be disposed on or inside the display panel 200A.
  • the spacer layer may be implemented with an air gap.
  • the spacer layer may be made of an impact absorbing material according to the embodiment.
  • the spacer layer may be filled with a dielectric material, depending on the 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 When the display panel 200A and / or the backlight unit includes one air gap, 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.
  • FIG. 4C is a perspective view of the touch input device 1000 according to the embodiment shown in FIG. 4A of the present invention.
  • the sensor sheet 440 may be disposed between the display module 200 and the substrate 300 in the touch input device 1000.
  • the touch input device 1000 may include a spacer layer disposed between the display module 200 of the touch input device 1000 and the substrate 300 to arrange the sensor sheet 440.
  • the sensors 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 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, and thus the frame 330 may be in accordance with the pressure. 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 the touch input device including the pressure sensor according to the 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 sensor 450 and a second sensor 460.
  • any one of the first sensor 450 and the second sensor 460 may be a driving sensor, and the other may be a receiving sensor.
  • a driving signal may be applied to the driving sensor and a sensing signal including information on electrical characteristics that change as pressure is applied through the receiving sensor may be obtained. For example, when a voltage is applied, mutual capacitance may be generated between the first sensor 450 and the second 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 fringe capacitance is absorbed to the upper surface of the substrate 300 as the distance d decreases, the mutual capacitance between the first sensor 450 and the second sensor 460 may decrease. . Therefore, the magnitude of the touch pressure may be calculated by obtaining a reduction amount of mutual capacitance from the detection signal obtained through the reception sensor.
  • 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 detection signal acquired through the receiving sensor. Can be.
  • the display panel 200A may be bent or pressed in response to a touch applying a pressure.
  • the position showing the greatest deformation when the display panel 200A is bent or pressed may not coincide with the touch position, but the display panel 200A may indicate the 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 sensor 450 and the second sensor 460 are formed on the same layer, and each of the first sensor 450 and the second sensor 460 shown in FIGS. 4D and 4E is shown in FIG. 7A. As shown, it may be composed of a plurality of sensors having a rhombic shape.
  • the plurality of first sensors 450 are connected to each other in the first axis direction
  • the plurality of second sensors 460 are connected to each other in the second axis direction perpendicular to the first axis direction.
  • At least one of the 450 and the second sensor 460 may have a plurality of rhombus-shaped sensors connected through a bridge such that the first sensor 450 and the second sensor 460 are insulated from each other.
  • the first sensor 450 and the second sensor 460 illustrated in FIG. 6 may be configured as a sensor of the type shown in FIG. 7B.
  • the touch pressure is detected from a change in mutual capacitance between the first sensor 450 and the second sensor 460.
  • the pressure sensing unit may be configured to include only one pressure sensor of the first sensor 450 and the second sensor 460, in which case one pressure sensor and a ground layer (substrate 300 or display module ( The magnitude of the touch pressure may be detected by detecting a change in capacitance, that is, a self capacitance, between the reference potential layers disposed therein.
  • 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 sensor 450.
  • the first sensor 450 and the substrate caused by the change of the distance between the substrate 300 and the first sensor 450 may be configured.
  • the magnitude of the touch pressure can be detected from the capacitance change between 300. Since the distance d decreases as the touch pressure increases, the capacitance between the substrate 300 and the first sensor 450 may increase as the touch pressure increases.
  • the pressure sensor does not need 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, rectangular plate) shape, as shown in FIG. 7D.
  • the plurality of first sensors 450 may be arranged in a grid shape at regular intervals.
  • the sensor sheet when the pressure sensing unit includes the sensor sheet, the sensor sheet includes the first sensor sheet 440-1 and the second sensor 460 including the first sensor 450. It may be composed of a second sensor sheet (440-2). In this case, any one of the first sensor 450 and the second sensor 460 may be formed on the substrate 300 and the other may be formed on the lower surface of the display module 200.
  • the first sensor 450 is formed on the substrate 300 and the second sensor 460 is formed on the lower surface of the display module 200.
  • FIG. 4G 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 sensor 450 is formed on the lower surface of the display panel 200A
  • the second sensor 460 includes a second sensor 460 formed on the first insulating layer 470.
  • the second insulating layer 471 may be disposed on the upper surface of the substrate 300 in the form of a sensor sheet, which is formed on the second sensor 460.
  • 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 sensor 450 and the second sensor 460 may be reduced. In this case, as the distance d decreases, the mutual capacitance between the first sensor 450 and the second sensor 460 may increase. Therefore, the magnitude of the touch pressure may be calculated by acquiring an increase amount of mutual capacitance from the detection signal obtained through the reception sensor. In this case, since the first sensor 450 and the second sensor 460 are formed on different layers in FIG. 4G, the first sensor 450 and the second sensor 460 do not have to have a comb shape or a trident shape.
  • One of the first sensor 450 and the second sensor 460 may have a shape of one plate (eg, a square plate), and the other may have a plurality of sensors spaced apart at a predetermined interval, as shown in FIG. 7D. It may be arranged in a grid shape.
  • the pressure sensors 450 and 460 are directly formed on the lower surface of the display panel 200A as illustrated in FIG. 4B, but the sensor sheets including the pressure sensors 450 and 460 are illustrated as shown in FIG. 4A. All of the embodiments 440 may be applied to the display module 200 and the substrate 300. In detail, the sensor sheet 440 including the pressure sensors 450 and 460 may be attached to the lower surface of the display module 200 or may be attached to the upper surface of the substrate 300.
  • the upper surface of the substrate 300 may also have a ground potential for noise shielding.
  • 5 illustrates a cross section of a sensor sheet according to an embodiment of the invention. Referring to FIG. 5A, a cross section of the case in which the sensor sheet 440 including the pressure sensors 450 and 460 is attached on the substrate 300 or the display module 200 is illustrated. In this case, since the pressure sensors 450 and 460 are positioned between the first insulating layer 470 and the second insulating layer 471 in the sensor sheet 440, the pressure sensors 450 and 460 are the substrate 300 or the display module 200. Short circuiting can be prevented.
  • the substrate 300 or the display module 200 to which the pressure sensors 450 and 460 are attached may not exhibit a ground potential or may exhibit a weak ground potential.
  • the touch input device 1000 according to the embodiment of the present invention may further include a ground electrode (not shown) between the substrate 300 or the display module 200 and the insulating layer 470.
  • another insulating layer (not shown) may be further included between the ground electrode and the substrate 300 or the display module 200.
  • the ground electrode may prevent the size of the capacitance generated between the first sensor 450 and the second sensor 460, which are pressure sensors, from becoming too large.
  • the first sensor 450 and the second sensor 460 may be implemented in different layers according to the embodiment to configure the sensor layer.
  • 5B illustrates a cross section when the first sensor 450 and the second sensor 460 are implemented on different layers.
  • the first sensor 450 is formed on the first insulating layer 470
  • the second sensor 460 is second insulating positioned on the first sensor 450. May be formed on layer 471.
  • the second sensor 460 may be covered with a third insulating layer 472. That is, the sensor sheet 440 may include a first insulating layer 470 to a third insulating layer 472, a first sensor 450 and a second sensor 460.
  • the first sensor 450 and the second sensor 460 are located on different layers, they may be implemented to overlap each other.
  • the first sensor 450 and the second sensor 460 may be formed similar to the pattern of the driving electrode TX and the receiving electrode RX arranged in the structure of MXN. .
  • M and N may be one or more natural numbers.
  • the first sensor 450 and the second sensor 460 having a rhombic shape may be located on different layers.
  • FIG. 5C illustrates a cross section when the sensor sheet 440 includes only the first sensor 450.
  • the sensor sheet 440 including the first sensor 450 may be disposed on the substrate 300 or the display module 200.
  • FIG. 5D illustrates a second sensor sheet 440-attached with a first sensor sheet 440-1 including a first sensor 450 on a substrate 300 and including a second sensor 460.
  • An example in which 2) is attached to the display module 200 is illustrated.
  • the first sensor sheet 440-1 including the first sensor 450 may be disposed on the substrate 300.
  • the second sensor sheet 440-2 including the second sensor 460 may be disposed on the bottom surface of the display module 200.
  • the sensor sheet 440 may further include a ground electrode (not shown) between the substrate 300 or the display module 200 and the first insulating layers 470, 470-1, and 470-2. Can be. In this case, the sensor sheet 440 may further include an additional insulating layer (not shown) between the ground electrode (not shown) and the substrate 300 or the display module 200.
  • the pressure sensors 450 and 460 may be directly formed on the display panel 200A.
  • 6A to 6C are cross-sectional views illustrating embodiments of a pressure sensor directly formed on various display panels in the touch input device according to the embodiment of the present invention.
  • Fig. 6A shows pressure sensors 450 and 460 formed in display panel 200A using an LCD panel.
  • pressure sensors 450 and 460 may be formed on the bottom surface of the second substrate layer 262.
  • the pressure sensors 450 and 460 may be formed on the lower surface of the second polarization layer 272.
  • a driving signal is applied to the pressure sensors 450 and 460, and changes according to a change in the distance between the reference potential layer spaced from the pressure sensors 450 and 460 and the pressure sensors 450 and 460.
  • An electrical signal including information on the capacitance is received from the pressure sensors 450 and 460.
  • the reference potential layer may be a substrate 300 or a cover disposed between the display panel 200A and the substrate 300 and performing a function of protecting the display panel 200A.
  • FIG. 6B shows pressure sensors 450 and 460 formed on the bottom surface of the display panel 200A using an OLED panel (especially an AM-OLED panel).
  • the pressure sensors 450 and 460 may be formed on the bottom surface of the second substrate layer 283.
  • the method of detecting the pressure is the same as the method described in Fig. 6a.
  • the pressure sensors 450 and 460 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 since the pattern of the pressure sensors 450 and 460 formed on the bottom surface of the display panel 200A may be visible to the user, the second substrate may be directly formed on the bottom surface of the second substrate layer 283. After applying a light blocking layer such as black ink on the lower surface of the layer 283, pressure sensors 450 and 460 may be formed on the light blocking layer.
  • pressure sensors 450 and 460 are formed on the bottom surface of the second substrate layer 283, but a third substrate layer (not shown) is disposed below the second substrate layer 283. Pressure sensors 450 and 460 may be formed on the lower surface of the three substrate layer.
  • the display panel 200A is a flexible OLED panel
  • the display panel 200A composed of the first substrate layer 281, the organic material layer 280, and the second substrate layer 283 is very thin and well bent
  • a third substrate layer that is relatively hard to be bent may be disposed below the substrate layer 283.
  • Fig. 6C shows pressure sensors 450 and 460 formed in display panel 200A using an OLED panel.
  • pressure sensors 450 and 460 may be formed on an upper surface of the second substrate layer 283.
  • the method of detecting the pressure is the same as the method described in Fig. 6a.
  • the display panel 200A using the OLED panel has been described as an example, but pressure sensors 450 and 460 are formed on the upper surface of the second substrate layer 272 of the display panel 200A using the LCD panel. It is possible.
  • the pressure sensors 450 and 460 are formed on the top or bottom surfaces of the second substrate layers 272 and 283, but the pressure sensors 450 and 460 are on the top and bottom surfaces of the first substrate layers 261 and 281. It is also possible to be formed in.
  • the pressure sensing unit including the pressure sensors 450 and 460 is directly formed on the display panel 200A.
  • the pressure sensing unit is directly formed on the substrate 300 and the potential layer is formed on the display panel. It may be 200A or a cover disposed between the display panel 200A and the substrate 300 to perform a function of protecting the display panel 200A.
  • the reference potential layer is disposed below the pressure sensing unit.
  • the reference potential layer may be disposed inside the display panel 200A.
  • 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.
  • the pressure sensors 450 and 460 for detecting the capacitance change amount are formed of the first sensor 450 and the sensor sheet formed directly on the display panel 200A. It may be composed of a second sensor 460 configured in the form. Specifically, the first sensor 450 is formed directly on the display panel 200A as described with reference to FIGS. 6A to 6C, and the second sensor 460 is configured in the form of a sensor sheet as described with reference to FIG. 4G and is touched. It may be attached to the input device 1000.
  • the controller of the integrated IC is touched.
  • the scanning of the pressure sensor is performed simultaneously with the scanning of the sensor 10, or the controller of the integrated IC is time-divided to perform the scanning of the touch sensor 10 in the first time section.
  • a control signal may be generated to perform scanning of the pressure sensing unit.
  • FIG. 8A and 8B illustrate a pressure sensing unit according to an embodiment of the present invention.
  • the pressure sensing unit 400 included in the touch input device 1000 may connect the plurality of pressure sensors 450 and the plurality of sensor wires 600. It may include.
  • each of the pressure sensors 450 included in the plurality of pressure sensors 450 may be connected to only one sensor wire 600, and each of the sensor wires 600 included in the plurality of sensor wires 600. May be connected to at least one pressure sensor 450. That is, the number of pressure sensors 450 may be equal to or greater than the number of sensor wires 600.
  • the plurality of sensor wires 600 may be connected to the pressure sensor controller 1300.
  • the plurality of sensor wires 600 are connected to an FPCB on which the pressure sensor controller 1300 is mounted or an FPCB electrically connected to the pressure sensor controller 1300 through a connector such as a connector, and the pressure sensor through a wire formed in the FPCB. It may be connected to the pin of the controller 1300. In this case, one sensor wire 600 may be connected to one pin of the pressure sensor controller 1300.
  • the pressure sensing unit 400 may include 15 pressure sensors 450 and 15 sensor wires 450 connected to the respective pressure sensors 450. have.
  • the pressure sensor controller 1300 is electrically changed according to the magnitude of 15 pressures through a total of 15 channels. It can receive an electrical signal containing information about the characteristics.
  • the magnitude of the pressure may be detected from the electrical signal detected by the pressure sensor 450 corresponding to the touch position.
  • two touches are input at the same time, as shown in FIG.
  • the pressure corresponding to the touch position of the pressure sensor 450 and the second object 502 corresponding to the touch position of the first object 501 is shown.
  • Sensor 450 may be the same. In this case, since only one pressure value by two touches is detected from the pressure sensor 450, there is a problem in that the magnitude of the pressure of each of the two touches cannot be detected.
  • the pressure sensing unit 400 may include 45 pressure sensors 450 and 45 sensor wires 450 connected to the respective pressure sensors 450. have.
  • the pressure sensor controller 1300 is electrically changed according to the magnitude of 15 pressures through a total of 15 channels. It can receive an electrical signal containing information about the characteristics.
  • the pressure sensor 450 corresponding to the touch position of the first object 501 may be different from the pressure sensor 450 corresponding to the touch position of the second object 502. .
  • the sizes of the plurality of pressures may be detected.
  • the size of a connection part such as a connector for connecting the 45 sensor wires 450 to the FPCB must also be large, and the pins of the pressure sensor controller 1300 must be increased.
  • the size of the pressure sensor controller 1300 also needs to increase.
  • 9A and 9B are views showing a connection relationship between a pressure sensor included in a pressure sensing unit and a sensor wiring according to an embodiment of the present invention. 9A and 9B, a part of the sensor wire 600 shown in FIG. 8B is omitted.
  • the plurality of pressure sensors 450 for sensing the touch pressure on the touch surface may include the first sensor 451 and the second sensor 452 not adjacent to the first sensor 451.
  • a plurality of sensor wires 600 connected to at least one of the plurality of pressure sensors 450 may include a first sensor wire 601.
  • the first sensor 451 and the second sensor 452 may be connected to the first sensor wire 601.
  • the number of sensor wires 600 may be reduced by one.
  • each of the pressure sensors included in the plurality of pressure sensors 450 may have the same size and shape, and is orthogonal to the first axis direction and the row extending in the first axis direction on the same plane. Can be arranged in a row extending in the second axial direction.
  • the size and / or shape of each of the pressure sensors included in the plurality of pressure sensors 450 may not be the same, and may not be arranged in rows and columns.
  • 10A to 10E and 11A to 11E are diagrams for explaining a method of detecting the sizes of each of the plurality of touch pressures using the pressure sensor according to the embodiment of the present invention.
  • pressure may be applied to a position that is not adjacent to each other by the first object 501 and the second object 502 at the same time.
  • FIGS. 10B and 10C as the pressure is applied by the first object 501, the cover layer 100 and the display panel 200A are bent, and accordingly, a position where the pressure is applied.
  • the electrical characteristics detected at the pressure 450 corresponding to may change.
  • the cover layer 100 and the display panel 200A are gently bent, the electrical characteristics detected by the pressure electrode 450 corresponding to the position adjacent to the position where the pressure is applied as well as the position where the pressure is applied. It can also change.
  • 10B illustrates a case where the pressure sensor 450 is an electrode and the electrical characteristics detected from the pressure sensor 450 are capacitances, and a position where pressure is applied as the cover layer 100 and the display panel 200A are bent.
  • the distance between the pressure electrode 450 corresponding to the substrate and the substrate 300 may vary.
  • 10C shows a case where the pressure sensor 450 is a strain gauge and the electrical characteristic detected from the pressure sensor 450 is a resistance.
  • a pressure having a magnitude of 30 when a pressure having a magnitude of 30 is applied to the first sensor 451, as described above, a predetermined magnitude is also obtained from the pressure sensor 450 adjacent to the first sensor 451.
  • the pressure with can be detected.
  • a pressure having a magnitude of 10 may be detected by the pressure sensor 450 positioned on the right side of the first sensor 451.
  • a pressure having a magnitude of 60 when a pressure having a magnitude of 60 is applied to the second sensor 452, a pressure having a magnitude of 20 may be detected by the pressure sensor 450 positioned to the right of the second sensor 452.
  • the first sensor 451 and the second sensor 452 are connected to the first sensor wire 601, the first sensor 451 and the second sensor 452 constitute one channel.
  • the pressure sensor controller 1300 may obtain only one electrical characteristic value.
  • the pressure sensor controller 1300 may obtain only a pressure value having a magnitude of 90 where the magnitudes of the two pressures are combined.
  • the magnitudes of the two touch pressures may be calculated using at least one of the pressure sensors adjacent to the first sensor 451 and at least one of the pressure sensors adjacent to the second pressure sensor. For example, as shown in FIG. 10E, the pressure value detected by the pressure sensor located on the right side of the first sensor 451 is 10, and the pressure value detected by the pressure sensor located on the right side of the second sensor 452.
  • the ratio of the magnitude of the pressure applied to the first sensor 451 and the magnitude of the pressure applied to the second sensor 452 can be inferred therefrom. That is, since the ratio of the magnitude of the pressure applied to the first sensor 451 and the magnitude of the pressure applied to the second sensor 452 is 1: 2, the ratio is applied to the obtained pressure value of the magnitude of 90. It can be calculated that the magnitude of the pressure applied to the first sensor 451 is 30 and the magnitude of the pressure applied to the second sensor 452 is 60. However, at this time, the pressure sensors used to calculate the ratio should be pressure sensors connected to different sensor wires. That is, in the above example, the pressure sensor located on the right side of the first sensor 451 and the pressure sensor located on the right side of the second sensor 452 should be connected to different sensor wires.
  • pressure may be applied to positions adjacent to each other at the same time by the first object 501 and the second object 502.
  • FIGS. 11B and 11C as the pressure is applied by the first object 501, the cover layer 100 and the display panel 200A are bent, whereby the pressure is applied.
  • the electrical characteristics detected at the pressure 450 corresponding to may change.
  • the cover layer 100 and the display panel 200A are gently bent, the electrical characteristics detected by the pressure electrode 450 corresponding to the position adjacent to the position where the pressure is applied as well as the position where the pressure is applied. It can also change.
  • 11B illustrates a case in which the pressure sensor 450 is an electrode and the electrical characteristics detected from the pressure sensor 450 are capacitances, and a position where pressure is applied as the cover layer 100 and the display panel 200A are bent.
  • the distance between the pressure electrode 450 corresponding to the substrate and the substrate 300 may vary.
  • 11C shows a case where the pressure sensor 450 is a strain gauge and the electrical characteristic detected from the pressure sensor 450 is a resistance.
  • the first sensor when pressure is applied to the first sensor 451 and the second sensor 452 at the same time, since the first sensor 451 and the second sensor 452 are adjacent to each other, the first sensor The pressure sensors for changing the electrical characteristics detected by the pressure input to the 451 and the pressure sensors for changing the electrical characteristics detected by the pressure input to the second sensor 452 may overlap each other.
  • a pressure having a magnitude of 30 is applied to the first sensor 451 and a pressure having a magnitude of 60 is applied to the second sensor 452 as in FIG.
  • the magnitude of the pressure detected by the corresponding pressure sensor may be different than that in FIG. 10E.
  • a pressure having a magnitude of 70 is detected by the pressure sensor 450 located on the right side of the first sensor 451, and the pressure sensor 450 located on the right side of the second sensor 452.
  • a pressure with a magnitude of 20 can be detected.
  • the first sensor 451 and the second sensor 452 when the first sensor 451 and the second sensor 452 are connected to the first sensor wire 601, the first sensor 451 and the second sensor 452 constitute one channel.
  • the pressure sensor controller 1300 since only one electrical signal is transmitted to the pressure sensor controller 1300, the pressure sensor controller 1300 may obtain only one electrical characteristic value. For example, the pressure sensor controller 1300 may obtain only a pressure value having a magnitude of 140 in which the two pressures are combined.
  • the magnitude of the pressure detected by the pressure sensor controller 1300 is also changed, and the pressure detected by the pressure sensor adjacent to the first sensor 451 and the pressure sensor adjacent to the second sensor 452.
  • the ratio of may also vary, so it is not possible to detect the exact magnitude of each pressure applied to the first sensor 451 and the second sensor 452.
  • the first sensor 451 and the second sensor 452 connected to the first sensor wire do not adjoin each other.
  • 12A to 12C are views illustrating various connection forms between the pressure sensor and the sensor wiring in the pressure sensing unit according to the embodiment of the present invention.
  • the plurality of pressure sensors 450 further include a third sensor 453, and the third sensor 453 also includes a first sensor 451 and a second sensor 452 connected thereto. 1 may be connected to the sensor wiring 601. As such, a plurality of pressure sensors may be connected to one sensor wire. As such, if the pressure sensor is connected to one sensor wire one by one, and the number of pressure sensors connected to the same sensor wire together with other pressure sensors is increased, the total number of sensor wires can be reduced.
  • the first sensor 451 and the second sensor 452 are connected to the first sensor wire 601, and the third sensor 453 and the fourth sensor 454.
  • the second sensor wire 602 is connected to the second sensor wire 602
  • the first sensor wire 601 and the second sensor wire 602 may not be connected without intersecting in the plane where the pressure sensor is disposed.
  • any one of the first sensor wire 601 or the second sensor wire 602 may be positioned and connected to another plane spaced apart from the plane where the pressure sensor is disposed.
  • FIG. 12B the first sensor 451 and the second sensor 452 are connected to the first sensor wire 601, and the third sensor 453 and the fourth sensor 454.
  • the pressure sensing unit 400 includes a first insulating layer 471, a second insulating layer 472 disposed on the first insulating layer, and And a third insulating layer 473 disposed under the first insulating layer, and the third sensor 453, the fourth sensor 454, and the first sensor wiring 601 are disposed on the first insulating layer 471.
  • the second sensor wire 602 may be disposed on the third insulating layer 473.
  • a via 700 penetrating the first insulating layer 471 is disposed, and each of the third sensor 453 and the fourth sensor 454 is connected to the second sensor wire 602 through the via 700. Can be connected.
  • FIGS. 13B to 13G are diagrams for describing a connection form between pressure sensors disposed in any one row of the pressure sensors shown in FIG. 13A and the sensor wiring.
  • the pressure sensing unit 400 is arranged in a row extending in the first axial direction on the same plane and in a row extending in the second axial direction perpendicular to the first axial direction.
  • Pressure sensor 450 may be included.
  • the planarly arranged sensor wires on which the pressure sensor is disposed may be connected to many pressure sensors without crossing each other.
  • the first sensor 451 and the second sensor 452 not adjacent to the first sensor 451 are disposed in the same row, and the first sensor 451 and the second sensor are arranged in the same row.
  • the sensor 452 may be connected to the first sensor wire 601 disposed on one side in the second axial direction based on the row.
  • the pressure sensing unit 400 when the pressure sensor disposed between the first sensor 451 and the second sensor 452 is connected to the sensor wiring arranged on the side where the first sensor wiring 601 is disposed, the sensor wiring is connected to the first sensor. Since it must cross the wiring 601, the pressure sensor disposed between the first sensor 451 and the second sensor 452 is connected to the sensor wiring disposed on the side where the first sensor wiring 601 is not disposed. Should be connected.
  • the pressure sensing unit 400 further includes a third sensor 453.
  • the third sensor 453 disposed between the first sensor 451 and the second sensor 452 may be connected to the second sensor wire 602 disposed on the other side in the second axial direction based on the row.
  • the pressure sensing unit 400 is connected to the second sensor wire 602 together with the third sensor 453 ( 454).
  • the fourth sensor 454 is disposed between the first sensor 451 and the second sensor 452
  • the third sensor 453 and the fourth sensor 454 are adjacent to each other, or the third Even if the pressure sensor disposed between the sensor 453 and the fourth sensor 454 is connected to the sensor wiring disposed on one side or the other in the second axial direction based on the row, the first sensor wiring 601 or the second Since the sensor wire 602 must cross the fourth wire 602, the fourth sensor 454 may not be disposed between the first sensor 451 and the second sensor 452.
  • the pressure sensing unit 400 further includes a fourth sensor 454, and the fourth sensor 454 includes a third sensor ( The fourth sensor 451 or the second sensor 452 may be disposed between the third sensor 453 and the fourth sensor 454 connected to the second sensor wire 602 connected thereto.
  • the pressure sensing unit 400 may further include a fourth sensor 454 disposed between the first sensor 451 and the second sensor 452. Can be.
  • the fourth sensor 454 disposed between the first sensor 451 and the second sensor 452 is connected to the second sensor wire 602 to which the third sensor 453 is connected, the third sensor ( 453 and the fourth sensor 454 are adjacent to each other, or a pressure sensor disposed between the third sensor 453 and the fourth sensor 454 on one side or the other in the second axial direction based on the row.
  • the pressure sensing unit 400 further includes a fourth sensor 454 disposed between the first sensor 451 and the second sensor 452.
  • the fourth sensor 454 may be connected to the third sensor wire 603 disposed on the other side of the second axis in the second axial direction based on the row.
  • each pressure sensor is connected to one sensor wiring together with another pressure sensor not adjacent to each other, and the plurality of sensor wirings are May not intersect each other. That is, when the number of pressure sensors arranged in one row is N, two pressure sensors which are not adjacent to each other are connected to one sensor wire, and the total N / 2 sensor wires may not cross each other. Specifically, as shown in FIG. 13G, in a plurality of pressure sensors arranged in one row, each pressure sensor is connected to one sensor wiring together with another pressure sensor not adjacent to each other, and the plurality of sensor wirings are May not intersect each other. That is, when the number of pressure sensors arranged in one row is N, two pressure sensors which are not adjacent to each other are connected to one sensor wire, and the total N / 2 sensor wires may not cross each other. Specifically, as shown in FIG.
  • the first sensor wiring 601 and the second sensor wiring 602 in which two pressure sensors that are not adjacent to each other among the ten pressure sensors arranged in one row do not cross each other.
  • the third sensor wire 603, the fourth sensor wire 604, and the fifth sensor wire 605 may be connected to each other.
  • connection form of the pressure sensor and the sensor wiring disposed in one row shown in FIG. 13G may be applied to the other row included in the pressure sensing unit 400.
  • each pressure sensor is connected to one sensor wire together with another pressure sensor not adjacent to each other, The sensor wires may not cross each other.
  • the number of the sensor wiring when the pressure sensor is connected to the sensor wiring, when the number of the pressure sensors is N, the number of the sensor wiring may be N / 2.
  • FIG. 14 is a view for explaining another form of the pressure sensing unit shown in FIG. 13H.
  • the pressure sensor 450 included in the pressure sensing unit 400 is configured as an electrode, and as the electrical characteristic detected by the pressure sensing unit, the amount of pressure is detected by detecting an amount of change in capacitance due to the bending of the display panel 200A.
  • the pressure sensor 450 included in the pressure sensing unit includes a strain gauge as shown in FIG. 14, and is a display panel as an electrical characteristic detected by the pressure sensing unit.
  • the magnitude of the pressure may be detected by detecting an amount of change in the resistance value of the pressure sensor 450 that changes as the 200A is bent. Also in this case, the same method described in FIGS. 13A to 13H is applicable.
  • 15A to 15C are diagrams for describing a method of detecting a magnitude of pressure in a touch input device according to an embodiment of the present invention.
  • the detected pressure may be matched with the touch position using the touch position information.
  • the pressure sensing unit 400 illustrated in FIG. 15A when pressure is applied only to the first sensor 451 by the first object 501, the first sensor 451 and the second sensor 452. ) Is connected to the first sensor wire 601 to form one channel, and thus, whether the pressure detected through the channel is the pressure applied to the first sensor 451 or the pressure applied to the second sensor 452. It doesn't work.
  • the pressure detected through the channel is based on the touch position information detected by the touch sensor 10. It may be determined whether the pressure detected by the sensor 451 and the second sensor 452. For example, when the touch position detected from the touch sensor 10 corresponds to the position of the first sensor 451, it is determined that the pressure detected through the channel is the pressure detected through the first sensor 451. can do.
  • the detected pressure may be matched with the touch position using the touch position information.
  • the pressure sensing unit 400 illustrated in FIG. 15A pressure is applied to the first sensor 451 by the first object 501, and third sensor 453 by the second object 502.
  • pressure is applied to the first sensor 451 and the second sensor 452 are connected to the first sensor wire 601 to form a first channel, the third sensor 453 and the fourth sensor ( Since 454 constitutes the second channel, the pressure detected through the first channel is not distinguished from the pressure applied to the first sensor 451 or the pressure applied to the second sensor 452.
  • the pressure detected through the first channel based on the touch position information detected from the touch sensor 10 is via any one of the first sensor 451 and the second sensor 452. It may be determined whether the pressure is detected and whether the pressure detected through the second channel is the pressure detected by any of the third sensor 453 and the fourth sensor 454. For example, when the touch position detected from the touch sensor 10 corresponds to the position of the first sensor 451 and the third sensor 453, the pressure detected through the first channel is the first sensor 451. It may be determined that the pressure detected through) and the pressure detected through the second channel is the pressure detected through the third sensor 453.
  • the first sensor 451 and the second sensor 452 constitute one channel, and the magnitude of the pressure detected through the channel is applied to the first sensor 451 and the second sensor 452. Since the combined pressure becomes the magnitude of the combined pressure, the magnitude of the pressure input to each of the first sensor 451 and the second sensor 452 cannot be confirmed. For example, as shown in FIG.
  • the magnitude of the pressure detected through may be a pressure having a magnitude of 90 where the magnitudes of the two pressures are combined.
  • the first sensor 451 and the second sensor based on the magnitude information of the pressure detected from at least one of the pressure sensors adjacent to the first sensor 451 and at least one of the pressure sensors adjacent to the second pressure sensor.
  • the magnitude of each pressure input to 452 may be calculated. Specifically, as shown in FIG.
  • the ratio of the magnitude of the pressure applied to the first sensor 451 and the magnitude of the pressure applied to the second sensor 452 can be inferred therefrom. That is, since the ratio of the magnitude of the pressure applied to the first sensor 451 and the magnitude of the pressure applied to the second sensor 452 is 1: 2, the ratio is applied to the obtained pressure value of the magnitude of 90. It can be calculated that the magnitude of the pressure applied to the first sensor 451 is 30 and the magnitude of the pressure applied to the second sensor 452 is 60.
  • the pressure sensors used to calculate the ratio should be pressure sensors connected to different sensor wires. That is, in the above example, the pressure sensor located on the right side of the first sensor 451 and the pressure sensor located on the right side of the second sensor 452 should be connected to different sensor wires.
  • 16A and 16B illustrate a method of detecting a magnitude of pressure in a touch input device according to an embodiment of the present invention.
  • the pressure sensing unit 400 in the pressure sensing unit 400 according to the embodiment of the present invention, pressure is applied to the first sensor 451 by the first object 501 and the second object 502. Even though the pressure is applied to the third sensor 453, and the first sensor 451 and the third sensor 453 are connected to different sensor wires, the first sensor 451 and the third sensor 453 are not connected to each other. When adjacent to each other, it may be difficult to detect the correct magnitude of pressure. Specifically, the pressure detected from the first sensor 451 may be changed by the pressure applied to the third sensor 453. Similarly, the third sensor 453 may be changed by the pressure applied to the first sensor 451. Since the pressure detected from may vary, the pressure detected through each channel may differ from the magnitude of the pressure actually applied. For example, as described in FIG.
  • 17A to 17C are diagrams for explaining pressure detection according to a distance between pressure sensors in a pressure sensing unit according to an embodiment of the present invention.
  • the distance D between adjacent pressure sensors is neither too small nor too large.
  • the distance D between the pressure sensors may be related to physical properties of the spacer layer disposed on and / or under the cover layer 100, the display panel 200A, or the pressure sensing unit 400. For example, if the cover layer 100, the display panel 200A, and the spacer layer are all flexible enough, they can only be bent locally when pressure is applied, in which case they are affected by the applied pressure. Since the area is small, the preferred distance D between the pressure sensors can be made small.
  • the distance D between desirable pressure sensors can be large.
  • the distance D between adjacent pressure sensors may be correlated with the elasticity of the touch input device 1000. For example, between pressure sensors, which are preferable according to elasticity, such as a cover layer 100 included in the touch input device 1000, a display panel 200A, and / or a spacer layer disposed above or below the pressure sensing unit 400. The distance can be determined.
  • the pressure sensor included in a relatively large area may be bent when the pressure is applied.
  • the distance between the adjacent pressure sensors should be relatively large because the pressure is detected even though the pressure is not applied to the adjacent pressure sensor.
  • the cover layer 100, the display panel 200A, and the spacer layer are sufficiently large in elasticity, the pressure sensor included in a relatively narrow area may be bent when the pressure is applied.
  • the distance between the adjacent pressure sensors is large, since the dead zone in which the magnitude of the pressure is not accurately detected can be widened, the distance between the adjacent pressure sensors should be relatively small.
  • the distance D between the pressure sensors may be related to the size of each of the plurality of pressure sensors included in the touch input device 1000. Specifically, when the size of the pressure sensor is large, since the electrical characteristic value detected from the pressure sensor is large, the distance between the pressure sensors is preferably large, and when the size of the pressure sensor is small, the electrical characteristic value detected from the pressure sensor is large. Since it is small, it is desirable that the distance between the pressure sensors is small in order to reduce the dead zone.
  • cover layer 200 display module

Abstract

실시 형태에 따른 터치 압력을 검출할 수 있는 터치 입력 장치는, 터치 표면에 대한 터치 압력을 감지하는 복수의 압력 센서; 및 상기 복수의 압력 센서 중 적어도 어느 하나와 연결되는 복수의 센서 배선을 포함하고, 상기 복수의 압력 센서는 제1 센서 및 상기 제1 센서와 인접하지 않은 제2 센서를 포함하고, 상기 복수의 센서 센서 배선은 제1 센서 배선을 포함하고, 상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서는 상기 제1 센서 배선에 연결될 수 있다.

Description

복수의 압력을 감지할 수 있는 압력 감지부 및 이를 포함하는 터치 입력 장치
본 발명은 복수의 압력을 감지할 수 있는 압력 감지부 및 이를 포함하는 터치 입력 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동시에 입력된 복수의 압력 각각의 크기를 감지할 수 있도록 구성된 압력 감지부 및 이를 포함하는 터치 입력 장치에 관한 것이다.
컴퓨팅 시스템의 조작을 위해 다양한 종류의 입력 장치들이 이용되고 있다. 예컨대, 버튼(button), 키(key), 조이스틱(joystick) 및 터치 스크린과 같은 입력 장치가 이용되고 있다. 터치 스크린의 쉽고 간편한 조작으로 인해 컴퓨팅 시스템의 조작시 터치 스크린의 이용이 증가하고 있다.
터치 스크린은, 터치-감응 표면(touch-sensitive surface)을 구비한 투명한 패널과 터치 입력 수단인 터치 센서(touch sensor)로 터치 입력 장치의 터치 표면을 구성할 수 있다. 이러한 터치 센서는 디스플레이 스크린의 전면에 부착되어 터치-감응 표면이 디스플레이 스크린의 보이는 면을 덮을 수 있다. 사용자가 손가락 등으로 터치 스크린을 단순히 터치함으로써 사용자가 컴퓨팅 시스템을 조작할 수 있도록 한다. 일반적으로, 컴퓨팅 시스템은 터치 스크린상의 터치 및 터치 위치를 인식하고 이러한 터치를 해석함으로써 이에 따라 연산을 수행할 수 있다.
이러한 터치 입력 장치에서 동시에 입력되는 복수의 압력 각각의 크기를 감지하기 위해서는 인접한 복수의 터치가 구분될 수 있도록 압력 센서의 크기가 작아져야하고, 작은 크기의 압력 센서로 터치 표면 전체를 커버해야하기 때문에, 압력 센서의 개수가 많아져야 한다. 이 때, 압력 센서 각각에 대하여 하나의 채널을 할당할 경우, 각각의 채널을 압력 센서 제어기로 연결하기 위한 센서 배선이 차지하는 면적이 커지고, 압력 센서 제어기와 전기적으로 연결된 FPCB와 센서 배선을 연결하는 커넥터 등의 연결부가 차지하는 면적 또한 커지고, 압력 센서 제어기의 핀 개수가 많아짐에 따라 압력 센서 제어기의 크기 또한 커지는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 복수의 압력을 감지할 수 있는 압력 감지부 및 이를 포함하는 터치 입력 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 압력 센서의 각각의 채널을 압력 센서 제어기로 연결하기 위한 센서 배선이 차지하는 면적, 압력 센서 제어기와 전기적으로 연결된 FPCB와 센서 배선을 연결하는 커넥터 등의 연결부가 차지하는 면적, 및 압력 센서 제어기의 핀 개수 및 크기를 줄이면서, 동시에 입력된 복수의 압력 각각의 크기를 감지할 수 있도록 구성된 압력 감지부 및 이를 포함하는 터치 입력 장치를 제공하는 것이다.
실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 터치 표면에 대한 터치 압력을 감지하는 복수의 압력 센서; 및 상기 복수의 압력 센서 중 적어도 어느 하나와 연결되는 복수의 센서 배선을 포함하고, 상기 복수의 압력 센서는 제1 센서 및 상기 제1 센서와 인접하지 않은 제2 센서를 포함하고, 상기 복수의 센서 센서 배선은 제1 센서 배선을 포함하고, 상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서는 상기 제1 센서 배선에 연결된다.
여기서, 상기 복수의 압력 센서는 동일한 평면상의 제 1축 방향으로 연장된 행 및 상기 제 1축 방향과 직교하는 제 2축 방향으로 연장된 열로 배치되고, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 동일한 행 내에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 압력 센서는 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 사이에 배치되는 제 3 센서를 더 포함하고, 복수의 센서 배선은 상기 제 3센서와 연결되는 제2 센서 배선을 더 포함하고, 상기 제1 센서 배선은 상기 행을 기준으로 상기 제 2 축방향 일측에 배치되고, 상기 제2 센서 배선은 상기 제2 축방향 타측에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 압력 센서는 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 사이에 배치되는 제 4 센서를 더 포함하고, 복수의 센서 배선은 상기 제 4센서와 연결되는 제3 센서 배선을 더 포함하고, 상기 제3 센서 배선은 상기 제2 축방향 타측에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 압력 센서는 상기 제4 센서를 더 포함하고, 상기 제4 센서는 상기 제2 배선과 연결되고, 상기 제3 센서와 상기 제4 센서 사이에 상기 제1 센서 또는 상기 제2 센서가 배치될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 압력 센서의 갯수가 N개이고, 상기 복수의 센서 배선의 갯수가 N/2개일 수 있다.
여기서, 상기 압력 센서와 인접한 압력 센서와의 거리는 상기 터치 입력 장치의 탄성에 따라 결정될 수 있다.
여기서, 상기 압력 센서와 인접한 압력 센서와의 거리는 상기 복수의 압력 센서 각각의 크기에 따라 결정될 수 있다.
여기서, 상기 터치 압력에 따라 변화되는 상기 압력 센서의 전기적 특성을 검출하는 압력 검출 제어기;를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전기적 특성은 정전용량일 수 있다.
여기서, 상기 전기적 특성은 저항일 수 있다.
실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 터치 위치를 검출하는 터치 센서; 터치 압력의 크기를 검출하는 복수의 압력 센서; 및 상기 복수의 압력 센서는 제1 센서 및 제2 센서를 포함하고, 상기 제1 센서와 상기 제2 센서는 서로 연결되어 제1 채널을 구성하고, 상기 제1 채널을 통해 압력이 검출되면, 상기 터치 센서로부터 검출된 터치 위치 정보에 기초하여, 상기 제1 채널을 통하여 검출된 압력이 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 중 어느 센서를 통해 검출된 압력인지를 판단한다.
여기서, 상기 복수의 압력 센서는 제3 센서 및 제4 센서를 더 포함하고, 상기 제3 센서와 상기 제4 센서는 서로 연결되어 제2 채널을 구성하고, 상기 제1 채널 및 상기 상기 제2 채널을 통해 동시에 압력이 검출되면, 상기 터치 센서로부터 검출된 터치 위치 정보에 기초하여, 상기 제1 채널을 통하여 검출된 압력이 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 중 어느 센서를 통해 검출된 압력인지를 판단하고 상기 제3 채널을 통하여 검출된 압력이 상기 제3 센서와 상기 제4 센서 중 어느 센서를 통해 검출된 압력인지를 판단하여, 동시에 입력된 복수의 압력 각각의 크기를 검출할 수 있다.
여기서, 상기 제1 채널을 통해 압력이 검출되고, 상기 터치 센서로부터 검출된 터치 위치 정보에 기초하여 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 모두에 압력이 인가된 것으로 판단되면, 상기 제1 센서와 인접한 압력 센서 중 적어도 어느 하나로부터 검출된 압력의 크기 정보 및 상기 제2 센서와 인접한 압력 센서 중 적어도 어느 하나로부터 검출된 압력의 크기 정보에 기초하여, 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 각각에 인가된 압력의 크기를 검출하여, 동시에 입력된 복수의 압력 각각의 크기를 검출할 수 있다.
실시 형태에 따른 압력 감지부는, 터치 입력 장치에 배치되어 상기 터치 입력 장치의 터치 표면에 대한 터치 압력을 감지하는 압력 감지부로서, 복수의 압력 센서; 및 상기 복수의 압력 센서 중 적어도 어느 하나와 연결되는 복수의 센서 배선을 포함하고, 상기 복수의 압력 센서는 제1 센서 및 상기 제1 센서와 인접하지 않은 제2 센서를 포함하고, 상기 복수의 센서 센서 배선은 제1 센서 배선을 포함하고, 상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서는 상기 제1 센서 배선에 연결된다.
여기서, 상기 복수의 압력 센서는 동일한 평면상의 제 1축 방향으로 연장된 행 및 상기 제 1축 방향과 직교하는 제 2축 방향으로 연장된 열로 배치되고, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 동일한 행 내에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 압력 센서는 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 사이에 배치되는 제 3 센서를 더 포함하고, 복수의 센서 배선은 상기 제 3센서와 연결되는 제2 센서 배선을 더 포함하고, 상기 제1 센서 배선은 상기 행을 기준으로 상기 제 2 축방향 일측에 배치되고, 상기 제2 센서 배선은 상기 제2 축방향 타측에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 압력 센서는 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 사이에 배치되는 제 4 센서를 더 포함하고, 복수의 센서 배선은 상기 제 4센서와 연결되는 제3 센서 배선을 더 포함하고, 상기 제3 센서 배선은 상기 제2 축방향 타측에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 압력 센서는 상기 제4 센서를 더 포함하고, 상기 제4 센서는 상기 제2 배선과 연결되고, 상기 제3 센서와 상기 제4 센서 사이에 상기 제1 센서 또는 상기 제2 센서가 배치될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 압력 센서의 갯수가 N개이고, 상기 복수의 센서 배선의 갯수가 N/2개일 수 있다.
여기서, 상기 압력 센서와 인접한 압력 센서와의 거리는 상기 터치 입력 장치의 탄성에 따라 결정될 수 있다.
여기서, 상기 압력 센서와 인접한 압력 센서와의 거리는 상기 복수의 압력 센서 각각의 크기에 따라 결정될 수 있다.
여기서, 상기 터치 압력에 따라 변화되는 상기 압력 센서의 전기적 특성을 검출할 수 있다.
여기서, 상기 전기적 특성은 정전용량일 수 있다.
여기서, 상기 전기적 특성은 저항일 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면 복수의 압력을 감지할 수 있는 압력 감지부 및 이를 포함하는 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 따르면 압력 센서의 각각의 채널을 압력 센서 제어기로 연결하기 위한 센서 배선이 차지하는 면적, 압력 센서 제어기와 전기적으로 연결된 FPCB와 센서 배선을 연결하는 커넥터 등의 연결부가 차지하는 면적, 및 압력 센서 제어기의 핀 개수 및 크기를 줄이면서, 동시에 입력된 복수의 압력 각각의 크기를 감지할 수 있도록 구성된 압력 감지부 및 이를 포함하는 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.
도1a 및 도1b는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 정전 용량 방식의 터치 센서 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도이다.
도2는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에서 터치 위치, 터치 압력 및 디스플레이 동작을 제어하기 위한 제어 블록을 예시한다.
도3a 내지 도3b는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에서 디스플레이 모듈의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도4a 내지 도4g는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에 압력 센서가 형성되는 예를 예시한다.
도5는 본 발명의 실시 형태에 따른 센서시트의 단면을 예시한다
도6a 내지 도6c는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치의 다양한 디스플레이 패널에 직접 형성된 압력 센서의 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도7a 내지 도7d는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 센서의 형태를 예시하는 도면이다.
도8a 및 도8b는 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 감지부를 나타내는 도면이다.
도9a 및 도9b는 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 감지부에 포함된 압력 센서와 센서 배선간의 연결 관계를 나타내는 도면이다.
도10a 내지 도10e 및 도11a 내지 도11e는 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 센서를 이용하여 복수의 터치 압력 각각의 크기를 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도12a 내지 도12c는 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 감지부에서 압력 센서와 센서 배선간의 다양한 연결 형태를 나타내는 도면이다.
도13a 내지 도13h는 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 센서와 센서 배선의 연결 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도14는 도13h에 도시된 압력 감지부의 또다른 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도15a 내지 도15c 및 도16a 내지 도16b는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에서 압력의 크기를 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도17a 내지 도17c는 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 감지부에서 압력 센서간의 거리에 따른 압력 검출을 설명하기 위한 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 형태를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 형태는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 형태는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 형태에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 형태로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 형태 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 실시 형태에 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 실시 형태에 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 실시 형태에 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.
도7a 내지 도7d는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 센서의 형태를 예시하는 도면이다. 도7a 및 도7b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 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, 도7c에 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 실시 형태에 따른 구동부(12)는 구동신호를 구동전극(TX1 내지 TXn)에 인가할 수 있다. 본 발명의 실시 형태에서, 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, 실시 형태에 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, 예컨대 터치 회로 기판(이하 터치PCB로 지칭) 상에 위치할 수 있다. 실시 형태에 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 실시 형태에 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 실시 형태에 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 실시 형태에 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 압력을 검출하기 위한 압력 센서 제어기(1300)를 포함하여 구성될 수 있다. 디스플레이 제어기(1200)는 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 메인보드(main board) 상의 중앙 처리 유닛인 CPU(central processing unit) 또는 AP(application processor) 등으로부터 입력을 받아 디스플레이 패널(200A)에 원하는 내용을 디스플레이 하도록 하는 제어회로를 포함할 수 있다. 이러한 제어회로는 디스플레이 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 감지부를 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, 감지부로가 감지한 감지 신호에 의하여 압력의 크기를 검출할 수 있다. 이 때, 압력 센서 제어기(1300)는 터치 센서 제어기(1100)가 실장된 터치PCB에 실장될 수도 있고, 디스플레이 제어기(1200)가 실장된 디스플레이PCB에 실장될 수도 있다.
실시 형태에 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 실시 형태에 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 실시 형태에 따라 하나 이상의 구성으로 통합될 수 있다. 이에 더하여 프로세서(1500)에 이들 각각의 제어기가 통합되는 것도 가능하다. 이와 더불어, 실시 형태에 따라 디스플레이 패널(200A)에 터치 센서(10) 및/또는 압력 감지부가 통합될 수 있다.
실시 형태에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서(10)가 디스플레이 패널(200A) 외부 또는 내부에 위치할 수 있다. 실시 형태에 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, 실시 형태에 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, 실시 형태에 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 실시 형태에 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, 실시 형태에 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.
이하에서는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에서 터치 압력을 검출하기 위하여, 터치 위치를 검출하는데 사용되는 전극 및 디스플레이를 구동하는데 사용되는 전극과는 다른, 별도의 센서를 배치하여 압력 감지부로 사용하는 경우에 대해서 예를 들어 상세하게 살펴본다.
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.
도4a 내지 도4g는 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 도4g를 참조한 설명에서, 본 발명의 실시 형태에 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 실시 형태에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서(10)가 도3a 및 도3be에 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 실시 형태로 이용될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 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 실시 형태에 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 실시 형태에 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 센서를 배치하여 압력 감지부로 사용하여 터치 압력을 검출할 수 있다. 이때, 터치 센서(10)는 디스플레이 모듈(200)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다.
이하에서 압력 검출을 위한 구성을 총괄하여 압력 감지부로 지칭한다. 예컨대, 도4a에 도시된 실시 형태에서 압력 감지부는 센서시트(440)를 포함할 수 있고, 도4b에 도시된 실시 형태에서 압력 감지부는 압력 센서(450,460)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 터치 입력 장치는 도4a에 도시된 바와 같이 압력 센서(450,460)를 포함하는 센서시트(440)가 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에 배치될 수 있으며, 4b에 도시된 바와 같이 압력 센서(450,460)가 디스플레이 패널(200A) 하면에 직접 형성될 수도 있다.
또한, 압력 감지부는 예컨대, 에어갭(airgap)으로 이루어진 스페이서층(420)을 포함하여 구성되며, 이에 대해서는 도4a 내지 도4g를 참조하여 상세하게 살펴본다.
실시 형태에 따라 스페이서층(420)은 에어갭(air gap)으로 구현될 수 있다. 스페이서층은 실시 형태에 따라 충격흡수물질로 이루어질 수 있다. 스페이서층(420)은 실시 형태에 따라 유전 물질(dielectric material)로 채워질 수 있다. 실시 형태에 따라 스페이서층(420)은 압력의 인가에 따라 수축하고 압력의 해제시에 원래의 형태로 복귀하는 회복력을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 실시 형태에 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 센서(450,460)와의 거리가 변할 수 있다. 또한, 기준 전위층과 압력 센서(450,460) 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 센서(450,460)와의 거리가 변할 수 있다. 또한, 기준 전위층과 압력 센서(450,460) 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, 실시 형태에 따라 스페이서층은 에어갭(air gap)으로 구현될 수 있다. 스페이서층은 실시 형태에 따라 충격흡수물질로 이루어질 수 있다. 스페이서층은 실시 형태에 따라 유전 물질(dielectric material)로 채워질 수 있다. 실시 형태에 따라 스페이서층은 압력의 인가에 따라 수축하고 압력의 해제시에 원래의 형태로 복귀하는 회복력을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 실시 형태에 따라 스페이서층은 탄성폼(elastic foam)으로 형성될 수 있다. 또한, 스페이서층이 디스플레이 패널(200A) 상부 또는 내부에 배치되므로, 투명한 물질일 수 있다.
실시 형태에 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.
도4c는 본 발명의 도4a에 도시된 실시 형태에 따른 터치 입력 장치(1000)의 사시도이다. 도4c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1예에서 센서시트(440)는 터치 입력 장치(1000)에서 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)은 센서시트(440)를 배치하기 위해서 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에 배치되는 스페이서층을 포함할 수 있다.
이하에서, 터치 센서(10)에 포함된 전극과 구분이 명확하도록, 압력을 검출하기 위한 센서(450 및 460)를 압력 센서(450,460)로 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. 도4c에서 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. 실시 형태에 따라, 프레임(330)은 기판(300)의 상부면에 기판(300)과 일체형으로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 형태에서 프레임(330)은 탄성이 없는 물질로 구성될 수 있다. 본 발명의 실시 형태에서, 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 실시 형태에 따른 압력 센서를 포함하는 터치 입력 장치의 단면도이다. 도4d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 센서(450,460)가 스페이서층(420) 내로서 디스플레이 패널(200A)하부면 상에 배치될 수 있다.
압력 검출을 위한 압력 센서는 제1센서(450)와 제2센서(460)를 포함할 수 있다. 이때, 제1센서(450)와 제2센서(460) 중 어느 하나는 구동센서일 수 있고 나머지 하나는 수신센서일 수 있다. 구동센서에 구동신호를 인가하고 수신센서를 통해 압력이 인가됨에 따라 변하는 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 감지신호를 획득할 수 있다. 예를 들면, 전압이 인가되면, 제1센서(450)와 제2센서(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 제1센서(450)와 제2센서(460) 사이의 상호 정전용량은 감소할 수 있다. 따라서, 수신센서를 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 수신센서를 통해 획득되는 감지신호에서 정전용량 변화량을 획득하여 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치(1000)에서, 디스플레이 패널(200A)은 압력을 인가하는 터치에 따라 휘어지거나 눌릴 수 있다. 실시 형태에 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.
제1센서(450)와 제2센서(460)는 동일한 층에 형성된 형태에 있어서, 도4d 및 도4e에 도시된 제1센서(450)와 제2센서(460) 각각은 도7a에 도시된 바와 같이 마름모꼴 형태의 복수의 센서로 구성될 수 있다. 여기서 복수의 제1센서(450)는 제1축 방향으로 서로 이어진 형태이고, 복수의 제2센서(460)는 제1축 방향과 직교하는 제2축 방향으로 서로 이어진 형태이며, 제1센서(450) 및 제2센서(460) 중 적어도 하나는 각각의 복수의 마름모꼴 형태의 센서가 브릿지를 통해 연결되어 제1센서(450)와 제2센서(460)가 서로 절연된 형태일 수 있다. 또한, 이 때, 도6에 도시된 제1센서(450)와 제2센서(460)는 도7b에 도시된 형태의 센서로 구성될 수 있다.
이상에서 터치 압력은 제1센서(450)와 제2센서(460) 사이의 상호 정전용량의 변화로부터 검출되는 것이 예시된다. 하지만, 압력 감지부는 제1센서(450)와 제2센서(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 제1센서(450)만을 포함하여 구성될 수 있으며, 이때 기판(300)과 제1센서(450) 사이의 거리 변화에 따라 야기되는 제1센서(450)와 기판(300) 사이의 정전용량 변화로부터 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다. 터치 압력이 커짐에 따라 거리(d)가 감소하므로 기판(300)과 제1센서(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, 도7d에 도시된 바와 같이 복수의 제1센서(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 모듈(200)의 하부면 상에 형성된 경우를 예시한다. 이 때, 도4a에 도시된 바와 같이 압력 감지부가 센서시트로 구성되는 경우, 센서시트는 제1센서(450)를 포함하는 제1센서시트(440-1)와 제2센서(460)를 포함하는 제2센서시트(440-2)로 구성될 수 있다. 이때, 제1센서(450)와 제2센서(460) 중 어느 하나는 기판(300) 상에 형성되고 나머지 하나는 디스플레이 모듈(200)의 하부면 상에 형성될 수 있다. 도4g에서는 제1센서(450)가 기판(300) 상에 형성되고 제2센서(460)가 디스플레이 모듈(200)의 하부면상에 형성된 것을 예시한다.
도4g는 압력 센서(450,460)가 스페이서층(420) 내로서 기판(300)의 상부면 및 디스플레이 패널(200A)의 하부면 상에 형성된 경우를 예시한다. 이 때, 제1센서(450)는 디스플레이 패널(200A)의 하부면 상에 형성되고, 제2센서(460)는, 제2센서(460)가 제1절연층(470) 상에 형성되고 제2절연층(471)이 제2센서(460) 상에 형성되는, 센서시트의 형태로 기판(300)의 상부면에 배치될 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 제1센서(450)와 제2센서(460) 사이의 거리(d)가 감소할 수 있다. 이러한 경우, 상기 거리(d)의 감소에 따라 제1센서(450)와 제2센서(460) 사이의 상호 정전용량은 증가할 수 있다. 따라서, 수신센서를 통해 획득되는 감지신호에서 상호 정전용량의 증가량을 획득하여 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다. 이때, 도4g에서 제1센서(450)와 제2센서(460)는 서로 다른 층에 형성되므로, 제1센서(450) 및 제2센서(460)는 빗살형상 또는 삼지창 형상을 가질 필요는 없으며 제1센서(450) 및 제2센서(460) 중 어느 하나는 하나의 판(예컨대, 사각판) 형상을 가질 수도 있으며, 다른 하나는 도7d에 도시된 바와 같이 복수의 센서가 일정한 간격을 두고 격자 모양으로 배치될 수 있다.
상기에서는 도4b에 도시된 바와 같이 압력 센서(450,460)가 디스플레이 패널(200A)의 하면에 직접 형성되는 실시 형태를 기준으로 설명하였으나 도4a에 도시된 바와 같이 압력 센서(450,460)가 포함된 센서시트(440)가 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에 배치되는 실시 형태에도 모두 적용 가능하다. 구체적으로, 압력 센서(450,460)가 포함된 센서시트(440)가 디스플레이 모듈(200) 하면에 부착될 수도 있고, 기판(300)의 상면에 부착될 수도 있다.
이 경우, 기판(300)의 상부면 또한 노이즈 차폐를 위해 그라운드 전위를 가질 수 있다. 도5는 본 발명의 실시 형태에 따른 센서시트의 단면을 예시한다. 도5의 (a)를 참조하여 설명하면, 압력 센서(450,460)를 포함하는 센서시트(440)가 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 상에 부착된 경우의 단면을 예시한다. 이때, 센서시트(440)에서 압력 센서(450,460)는 제1절연층(470)과 제2절연층(471) 사이에 위치하므로, 압력 센서(450,460)가 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)과 단락되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 터치 입력 장치(1000)의 종류 및/또는 구현 방식에 따라, 압력 센서(450,460)가 부착되는 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)이 그라운드 전위를 나타내지 않거나 약한 그라운드 전위를 나타낼 수 있다. 이러한 경우, 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치(1000)는 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)과 절연층(470) 사이에 그라운드 전극(ground electrode: 미도시)을 더 포함할 수 있다. 실시 형태에 따라, 그라운드 전극과 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 사이에는 또 다른 절연층(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 이때, 그라운드 전극(미도시)은 압력 센서인 제1센서(450)와 제2센서(460) 사이에 생성되는 정전용량의 크기가 너무 커지는 것을 방지할 수 있다.
제1센서(450)와 제2센서(460)는 실시 형태에 따라 서로 다른 층에 구현되어 센서층을 구성하여도 무방하다. 도5의 (b)는 제1센서(450)와 제2센서(460)가 서로 다른 층에 구현된 경우의 단면을 예시한다. 도5의 (b)에 예시된 바와 같이, 제1센서(450)는 제1절연층(470) 상에 형성되고 제2센서(460)는 제1센서(450) 상에 위치하는 제2절연층(471) 상에 형성될 수 있다. 실시 형태에 따라, 제2센서(460)는 제3절연층(472)으로 덮일 수 있다. 즉, 센서시트(440)는 제1절연층(470) 내지 제3절연층(472), 제1센서(450) 및 제2센서(460)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 제1센서(450)와 제2센서(460)는 서로 다른 층에 위치하므로 서로 오버랩(overlap)되도록 구현될 수 있다. 예컨대, 제1센서(450)와 제2센서(460)는 도7c에 도시된 바와 같이, MXN의 구조로 배열된 구동전극(TX)과 수신전극(RX)의 패턴과 유사하게 형성될 수 있다. 이때, M 및 N은 1 이상의 자연수 일 수 있다. 또는, 도7a에 도시된 바와 같이 마름모꼴 형태의 제1센서(450)와 제2센서(460)가 각각 다른 층에 위치할 수도 있다.
도5의 (c)는 센서시트(440)가 제1센서(450)만을 포함하여 구현된 경우의 단면을 예시한다. 도5의 (c)에 예시된 바와 같이, 제1센서(450)를 포함하는 센서시트(440)는 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 상에 배치될 수 있다.
도5의 (d)는 제1센서(450)를 포함하는 제1센서시트(440-1)가 기판(300) 상에 부착되고 제2센서(460)를 포함하는 제2센서시트(440-2)가 디스플레이 모듈(200)에 부착된 경우의 단면을 예시한다. 도5의 (d)에 예시된 바와 같이, 제1센서(450)를 포함하는 제1센서시트(440-1)는 기판(300) 상에 배치될 수 있다. 또한, 제2센서(460)를 포함하는 제2센서시트(440-2)는 디스플레이 모듈(200)의 하부면 상에 배치될 수 있다.
도5의 (a)와 관련하여 설명된 바와 마찬가지로, 압력 센서(450,460)가 부착되는 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)이 그라운드 전위를 나타내지 않거나 약한 그라운드 전위를 나타내는 경우, 도5의 (a) 내지 (d)에서 센서시트(440)는 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)과 제1절연층(470, 470-1, 470-2) 사이에 그라운드 전극(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이때, 센서시트(440)는 그라운드 전극(미도시)과 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 사이에 추가의 절연층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 압력 센서(450,460)는 디스플레이 패널(200A)에 직접 형성될 수 있다. 도6a 내지 도6c는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에서 다양한 디스플레이 패널에 직접 형성된 압력 센서의 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
먼저, 도6a는 LCD 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)에 형성된 압력 센서(450,460)를 도시한다. 구체적으로, 도6a에 도시된 바와 같이, 압력 센서(450,460)가 제2기판층(262) 하면에 형성될 수 있다. 이 때, 압력 센서(450,460)가 제2편광층(272) 하면에 형성될 수도 있다. 터치 입력 장치(1000)에 압력이 인가되면, 상호 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력을 검출하는 경우에는, 구동센서(450)에 구동신호가 인가되고, 압력 센서(450,460)와 이격된 기준 전위층과 압력 센서(450,460)와의 거리 변화에 따라 변화하는 정전용량에 대한 정보를 포함하는 전기적 신호를 수신센서(460)로부터 수신한다. 자기 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력을 검출하는 경우에는, 압력 센서(450,460)에 구동신호가 인가되고, 압력 센서(450,460)와 이격된 기준 전위층과 압력 센서(450,460)와의 거리 변화에 따라 변화하는 정전용량에 대한 정보를 포함하는 전기적 신호를 압력 센서(450,460)로부터 수신한다. 여기서 기준전위층은 기판(300)이거나 디스플레이 패널(200A)과 기판(300) 사이에 배치되며, 디스플레이 패널(200A)을 보호하는 기능을 수행하는 커버일 수 있다.
다음으로, 도6b는 OLED 패널(특히, AM-OLED 패널)을 이용하는 디스플레이 패널(200A)의 하부면에 형성된 압력 센서(450,460)를 도시한다. 구체적으로, 압력 센서(450,460)가 제2기판층(283) 하면에 형성될 수 있다. 이때, 압력을 검출하는 방법은 도6a에서 설명한 방법과 동일하다.
OLED 패널의 경우, 유기물층(280)에서 빛이 발광하므로, 유기물층(280) 하부에 배치된 제2기판층(283)의 하면에 형성되는 압력 센서(450,460)는 불투명한 물질로 구성될 수 있다. 하지만 이 경우, 디스플레이 패널(200A) 하면에 형성된 압력 센서(450,460)의 패턴이 사용자에게 보일 수 있기 때문에, 압력 센서(450,460)를 제2기판층(283) 하면에 직접 형성시키기 위하여, 제2기판층(283) 하면에 블랙 잉크와 같은 차광층을 도포한 후, 차광층 상에 압력 센서(450,460)를 형성시킬 수 있다.
또한, 도6b에서는 제2기판층(283)의 하면에 압력 센서(450,460)가 형성되는 것으로 도시되었지만, 제2기판층(283)의 하부에 제3기판층(미도시)가 배치되고, 제3기판층의 하면에 압력 센서(450,460)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.
다음으로, 도6c는 OLED 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A) 내에 형성된 압력 센서(450,460)를 도시한다. 구체적으로, 압력 센서(450,460)가 제2기판층(283) 상면에 형성될 수 있다. 이때, 압력을 검출하는 방법은 도6a에서 설명한 방법과 동일하다.
또한, 도6c에서는 OLED 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)에 대하여 예를 들어 설명하였지만, LCD 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)의 제2기판층(272) 상면에 압력 센서(450,460)가 형성되는 것도 가능하다.
또한, 도6a 내지 도6c에서는 압력 센서(450,460)가 제2기판층(272,283)의 상면 또는 하면에 형성되는 것에 대하여 설명하였지만, 압력 센서(450,460)가 제1기판층(261,281)의 상면 또는 하면에 형성되는 것도 가능하다.
또한, 도6a 내지 도6c에서는 압력 센서(450,460)가 포함된 압력 감지부가 디스플레이 패널(200A)에 직접 형성되는 것에 대하여 설명하였지만, 압력 감지부가 기판(300)에 직접 형성되고, 전위층이 디스플레이 패널(200A)이거나 디스플레이 패널(200A)과 기판(300) 사이에 배치되며, 디스플레이 패널(200A)을 보호하는 기능을 수행하는 커버일 수 있다.
또한, 도6a 내지 도6c에서는 기준전위층이 압력 감지부의 하부에 배치되는 것에 대하여 설명하였지만, 기준전위층이 디스플레이 패널(200A)의 내부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 기준전위층이 디스플레이 패널(200A)의 제1기판층(261,281)의 상면 또는 하면, 또는 제2기판층(262,283)의 상면 또는 하면에 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 정전용량 변화량을 감지하기 위한 압력 센서(450,460)는 도4g에 설명한 바와 같이, 디스플레이 패널(200A)에 직접 형성되는 제1센서(450) 및 센서시트의 형태로 구성된 제2센서(460)로 구성될 수 있다. 구체적으로, 제1센서(450)는 도6a 내지 도6c에 설명한 바와 같이 디스플레이 패널(200A)에 직접 형성되고, 제2센서(460)는 도4g에서 설명한 바와 같이 센서시트의 형태로 구성되어 터치 입력 장치(1000)에 부착될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 압력 감지부가 적용되는 터치 입력 장치(1000)에서 압력 센서 제어기(1300)와 터치 센서 제어기(1100)가 하나의 IC로 통합되어 구동되는 경우, 통합된 IC의 제어부는 터치 센서 (10)의 스캐닝을 수행함과 동시에 압력 감지부의 스캐닝을 수행하도록 하거나, 또는 통합된 IC의 제어부는 시분할하여 제1시간구간에는 터치 센서(10)의 스캐닝을 수행하도록 하고 제1시간구간과는 다른 제2시간구간에는 압력 감지부의 스캐닝을 수행하도록 제어신호를 생성할 수 있다.
도8a 및 도8b는 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 감지부를 나타내는 도면이다.
도8a 및 도8b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치(1000)에 포함되는 압력 감지부(400)는 복수의 압력 센서(450) 및 복수의 센서 배선(600)을 포함할 수 있다. 이 때, 복수의 압력 센서(450)에 포함되는 각각의 압력 센서(450)는 하나의 센서 배선(600)과만 연결될 수 있고, 복수의 센서 배선(600)에 포함되는 각각의 센서 배선(600)은 적어도 하나의 압력 센서(450)와 연결될 수 있다. 즉, 압력 센서(450)의 개수가 센서 배선(600)의 개수보다 같거나 클 수 있다. 복수의 센서 배선(600)은 압력 센서 제어기(1300)에 연결될 수 있다. 구체적으로 복수의 센서 배선(600)은 커넥터 등의 연결부를 통하여 압력 센서 제어기(1300)가 실장된 FPCB 또는 압력 센서 제어기(1300)와 전기적으로 연결된 FPCB에 연결되고, FPCB에 형성된 배선을 통하여 압력 센서 제어기(1300)의 핀에 연결될 수 있다. 이 때, 하나의 센서 배선(600)이 압력 센서 제어기(1300)의 하나의 핀에 연결될 수 있다.
도8a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 감지부(400)는 15개의 압력 센서(450)와 각각의 압력 센서(450)에 연결된 15개의 센서 배선(450)을 포함할 수 있다. 이렇게 각각의 압력 센서(450)에 하나씩의 센서 배선(450)이 연결되어 15개의 채널을 구성하는 경우, 압력 센서 제어기(1300)가 총 15개의 채널을 통하여, 15개의 압력의 크기에 따라 변하는 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 전기적 신호를 입력 받을 수 있다. 이 때, 하나의 터치만 입력되는 경우, 해당 터치 위치에 대응되는 압력 센서(450)로부터 검출되는 전기적 신호로부터 압력의 크기를 검출할 수 있다. 하지만, 동시에 두개의 터치가 입력되는 경우, 도8a에 도시된 바와 같이, 제1 객체(501)의 터치 위치에 대응되는 압력 센서(450)와 제2 객체(502)의 터치 위치에 대응되는 압력 센서(450)가 같을 수 있다. 이 경우, 해당 압력 센서(450)로부터는 두 터치에 의한 하나의 압력값만이 검출되므로, 두 터치 각각의 압력의 크기를 검출할 수 없는 문제가 있다.
도8b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 감지부(400)는 45개의 압력 센서(450)와 각각의 압력 센서(450)에 연결된 45개의 센서 배선(450)을 포함할 수 있다. 이렇게 각각의 압력 센서(450)에 하나씩의 센서 배선(450)이 연결되어 15개의 채널을 구성하는 경우, 압력 센서 제어기(1300)가 총 15개의 채널을 통하여, 15개의 압력의 크기에 따라 변하는 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 전기적 신호를 입력 받을 수 있다. 이 경우, 도8b에 도시된 바와 같이, 제1 객체(501)의 터치 위치에 대응되는 압력 센서(450)와 제2 객체(502)의 터치 위치에 대응되는 압력 센서(450)가 다를 수 있다. 이와 같이, 손가락 크기를 고려한 구별가능한 복수의 터치 각각에 대응하여 압력 센서(450)가 각각 대응되는 경우, 복수의 압력 각각의 크기를 검출할 수 있다. 하지만, 이 경우, 센서 배선(450)의 개수가 45개로 늘어나기 때문에, 45개의 센서 배선(450)을 FPCB에 연결하기 위한 커넥터 등의 연결부의 크기도 커져야 하고, 압력 센서 제어기(1300)의 핀 수도 늘어나야 하고, 압력 센서 제어기(1300)의 핀 수가 늘어남에 따라 압력 센서 제어기(1300)의 크기 또한 커져야 하는 문제점이 있다.
따라서, 복수의 터치 압력 각각의 크기를 검출할 수 있으면서도 센서 배선의 개수를 줄일 수 있는 방법이 필요하다.
도9a 및 도9b는 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 감지부에 포함된 압력 센서와 센서 배선간의 연결 관계를 나타내는 도면이다. 편의상 도9a 및 도9b에서는 도8b에 도시된 센서 배선(600)의 일부를 생략하여 도시한다.
도9a 및 도9b에 도시된 바와 같이, 터치 표면에 대한 터치 압력을 감지하는 복수의 압력 센서(450)는 제1 센서(451) 및 제1 센서(451)와 인접하지 않은 제2 센서(452)를 포함하고, 복수의 압력 센서(450) 중 적어도 어느 하나와 연결되는 복수의 센서 배선(600)은 제1 센서 배선(601)을 포함할 수 있다. 이 때, 제1 센서(451) 및 제2 센서(452)는 제1 센서 배선(601)에 연결될 수 있다. 이와 같이, 제1 센서(451)와 제2 센서(452)가 제1 센서 배선(601)에 연결되면, 센서 배선(600)의 개수가 하나 줄일 수 있다. 여기서 도9a에 도시된 바와 같이, 복수의 압력 센서(450)에 포함된 압력 센서 각각은 동일한 크기와 형상을 가질 수 있고, 동일한 평면상의 제1축방향으로 연장된 행 및 제1 축방향과 직교하는 제2 축방향으로 연장된 열로 배치될 수 있다. 또는 도9b에 도시된 바와 같이, 복수의 압력 센서(450)에 포함된 압력 센서 각각의 크기 및/또는 형상이 동일하지 않을 수 있고, 행과 열로 배치되지 않을 수도 있다.
도10a 내지 도10e 및 도11a 내지 도11e는 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 센서를 이용하여 복수의 터치 압력 각각의 크기를 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도10a에 도시된 바와 같이, 제1 객체(501) 및 제2 객체(502)에 의하여 동시에 서로 인접하지 않은 위치에 압력이 인가될 수 있다. 이 경우, 도10b 및 도10c에 도시된 바와 같이, 제1 객체(501)에 의해 압력이 인가됨에 따라 커버층(100) 및 디스플레이 패널(200A)이 휘어지고, 그에 따라, 압력이 인가된 위치에 대응되는 압력(450)전극에서 검출되는 전기적 특성이 변할 수 있다. 이 때, 커버층(100) 및 디스플레이 패널(200A)이 완만하게 휘어지게 되면, 압력이 인가된 위치뿐만 아니라, 압력이 인가된 위치와 인접한 위치에 대응되는 압력 전극(450)에서 검출되는 전기적 특성 또한 변할 수 있다. 도10b는 압력 센서(450)가 전극이고, 압력 센서(450)로부터 검출되는 전기적 특성이 정전용량인 경우를 나타내며, 커버층(100) 및 디스플레이 패널(200A)가 휘어짐에 따라 압력이 인가된 위치에 대응되는 압력 전극(450)과 기판(300)과의 거리가 변할 수 있다. 도10c는 압력 센서(450)가 스트레인 게이지이고 압력 센서(450)로부터 검출되는 전기적 특성이 저항인 경우를 나타낸다.
도10d에 도시된 바와 같이, 제1 센서(451)와 제2 센서(452)에 동시에 압력이 인가되는 경우, 제1 센서(451)와 제2 센서(452)가 서로 인접하지 않으므로, 제1 센서(451)에 입력된 압력에 의해 검출되는 전기적 특성이 변하는 압력 센서들과 제2 센서(452)에 입력된 압력에 의해 검출되는 전기적 특성이 변하는 압력 센서들이 서로 겹치지 않을 수 있다.
도10e에 도시된 바와 같이, 제1 센서(451)에 30의 크기를 갖는 압력이 인가될 경우, 상기에서 설명한 바와 같이, 제1 센서(451)와 인접한 압력 센서(450)로부터도 소정의 크기를 갖는 압력이 검출될 수 있다. 구체적으로 도10e에 도시된 바와 같이, 제1 센서(451)의 오른쪽에 위치한 압력 센서(450)에서는 10의 크기를 갖는 압력이 검출될 수 있다. 마찬가지로, 제2 센서(452)에 60의 크기를 갖는 압력이 인가될 경우, 제2 센서(452)의 오른쪽에 위치한 압력 센서(450)에서는 20의 크기를 갖는 압력이 검출될 수 있다. 이 때, 제1 센서(451) 및 제2 센서(452)가 제1 센서 배선(601)에 연결된 경우, 제1 센서(451) 및 제2 센서(452)는 하나의 채널을 구성하게 되고, 이 경우, 압력 센서 제어기(1300)로 전달되는 전기적 신호는 하나이므로, 압력 센서 제어기(1300)는 하나의 전기적 특성값만 얻을 수 있다. 예를 들면, 압력 센서 제어기(1300)는 두 압력의 크기가 합쳐진 90의 크기를 갖는 압력값만을 얻을 수 있다. 이 때, 제1 센서(451)에 인접한 압력 센서 중 적어도 어느 하나 및 제2 압력 센서에 인접한 압력 센서 중 적어도 어느 하나를 이용하여 두 터치 압력 각각의 크기를 산출할 수 있다. 예를 들면, 도10e에 도시된 바와 같이, 제1 센서(451)의 오른쪽에 위치한 압력 센서에서 검출된 압력 값이 10이고, 제2 센서(452)의 오른쪽에 위치한 압력 센서에서 검출된 압력 값이 20이므로, 이로부터 제1 센서(451)에 인가된 압력의 크기와 제2 센서(452)에 인가된 압력의 크기의 비율을 유추할 수 있다. 즉, 제1 센서(451)에 인가된 압력의 크기와 제2 센서(452)에 인가된 압력의 크기의 비율이 1:2 이므로, 획득된 90의 크기의 압력값에 상기 비율을 적용하여 제1 센서(451)에 인가된 압력의 크기가 30이고 제2 센서(452)에 인가된 압력의 크기가 60임을 산출할 수 있다. 단, 이 때, 비율을 산출하기 위해 사용한 압력 센서들은 서로 다른 센서 배선에 연결된 압력 센서들이어야 한다. 즉, 상기 예에서, 제1 센서(451)의 오른쪽에 위치한 압력 센서와 제2 센서(452)의 오른쪽에 위치한 압력 센서는 서로 다른 센서 배선에 연결되어야 한다.
도11a에 도시된 바와 같이, 제1 객체(501) 및 제2 객체(502)에 의하여 동시에 서로 인접한 위치에 압력이 인가될 수 있다. 이 경우, 도11b 및 도11c에 도시된 바와 같이, 제1 객체(501)에 의해 압력이 인가됨에 따라 커버층(100) 및 디스플레이 패널(200A)이 휘어지고, 그에 따라, 압력이 인가된 위치에 대응되는 압력(450)전극에서 검출되는 전기적 특성이 변할 수 있다. 이 때, 커버층(100) 및 디스플레이 패널(200A)이 완만하게 휘어지게 되면, 압력이 인가된 위치뿐만 아니라, 압력이 인가된 위치와 인접한 위치에 대응되는 압력 전극(450)에서 검출되는 전기적 특성 또한 변할 수 있다. 도11b는 압력 센서(450)가 전극이고, 압력 센서(450)로부터 검출되는 전기적 특성이 정전용량인 경우를 나타내며, 커버층(100) 및 디스플레이 패널(200A)가 휘어짐에 따라 압력이 인가된 위치에 대응되는 압력 전극(450)과 기판(300)과의 거리가 변할 수 있다. 도11c는 압력 센서(450)가 스트레인 게이지이고 압력 센서(450)로부터 검출되는 전기적 특성이 저항인 경우를 나타낸다.
도11d에 도시된 바와 같이, 제1 센서(451)와 제2 센서(452)에 동시에 압력이 인가되는 경우, 제1 센서(451)와 제2 센서(452)가 서로 인접하므로, 제1 센서(451)에 입력된 압력에 의해 검출되는 전기적 특성이 변하는 압력 센서들과 제2 센서(452)에 입력된 압력에 의해 검출되는 전기적 특성이 변하는 압력 센서들이 서로 겹칠 수 있다.
도11e에 도시된 바와 같이, 도10e과 마찬가지로 제1 센서(451)에 30의 크기를 갖는 압력이 인가되고, 제2 센서(452)에 60의 크기를 갖는 압력이 인가될 경우, 상기에서 설명한 바와 같이, 제1 센서(451)와 인접한 압력 센서와 제2 센서(452)와 인접한 압력 센서가 서로 겹치므로 해당 인접한 압력 센서에서 검출되는 압력의 크기가 도10e에 비하여 달라질 수 있다. 구체적으로 도11e에 도시된 바와 같이, 제1 센서(451)의 오른쪽에 위치한 압력 센서(450)에서는 70의 크기를 갖는 압력이 검출되고, 제2 센서(452)의 오른쪽에 위치한 압력 센서(450)에서는 20의 크기를 갖는 압력이 검출될 수 있다. 이 때, 제1 센서(451) 및 제2 센서(452)가 제1 센서 배선(601)에 연결된 경우, 제1 센서(451) 및 제2 센서(452)는 하나의 채널을 구성하게 되고, 이 경우, 압력 센서 제어기(1300)로 전달되는 전기적 신호는 하나이므로, 압력 센서 제어기(1300)는 하나의 전기적 특성값만 얻을 수 있다. 예를 들면, 압력 센서 제어기(1300)는 두 압력의 크기가 합쳐진 140의 크기를 갖는 압력값만을 얻을 수 있다. 이 때, 도10e와 비교하면, 압력 센서 제어기(1300)에서 검출되는 압력의 크기도 달라지고, 제1 센서(451)에 인접한 압력 센서와 제2 센서(452)에 인접한 압력 센서에서 검출되는 압력의 비율 또한 달라질 수 있으므로, 제1 센서(451) 및 제2 센서(452)에 인가된 각각의 정확한 압력의 크기를 검출할 수 없다.
따라서, 도10a 내지 도10e에서 설명한 바와 같이, 제1 센서 배선에 연결되는 제1 센서(451) 및 제2 센서(452)는 서로 인접하지 않는 것이 바람직하다.
도12a 내지 도12c는 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 감지부에서 압력 센서와 센서 배선간의 다양한 연결 형태를 나타내는 도면이다.
도12a에 도시된 바와 같이, 복수의 압력 센서(450)는 제3 센서(453)을 더 포함하고, 제3 센서(453) 또한 제1 센서(451) 및 제2 센서(452)가 연결된 제1 센서 배선(601)에 연결될 수 있다. 이와 같이, 복수의 압력 센서가 하나의 센서 배선에 연결될 수 있다. 이와 같이, 센서 배선 하나에 압력 센서 하나씩 연결된 형태를 줄이고, 가능한 많은 압력 센서에 대하여 다른 압력 센서와 함께 같은 센서 배선에 연결하는 형태를 늘이게되면 전체 센서 배선의 개수를 줄일 수 있다.
하지만, 압력 센서가 배치된 평면 내에서 센서 배선들이 서로 교차되지 않으면서 많은 압력 센서들을 다른 압력 센서와 함께 같은 센서 배선에 연결하기 어려울 수 있다. 예를 들어, 도12b에 도시된 바와 같이, 제1 센서(451)와 제2 센서(452)가 제1 센서 배선(601)에 연결되고, 제3 센서(453)와 제4 센서(454)가 제2 센서 배선(602)에 연결될 때, 제1 센서 배선(601)과 제2 센서 배선(602)을 압력 센서가 배치된 평면 내에서는 교차하지 않으면서 연결할 수 없을 수 있다. 이 경우, 제1 센서 배선(601) 또는 제2 센서 배선(602) 중 어느 하나를 압력 센서가 배치된 평면과 이격된 다른 평면에 위치시켜 연결할 수 있다. 구제척으로, 도12b의 A-A' 단면도인 도12c에 도시된 바와 같이, 압력 감지부(400)는 제1 절연층(471), 제1 절연층 상부에 배치되는 제2 절연층(472) 및 제1 절연층 하부에 배치되는 제3 절연층(473)을 포함하고, 제3 센서(453), 제4 센서(454) 및 제1 센서 배선(601)은 제1 절연층(471) 상에 배치되고, 제2 센서 배선(602)는 제3 절연층(473) 상에 배치될 수 있다. 이 때, 제1 절연층(471)을 관통하는 비아(700)를 배치하여, 비아(700)를 통하여 제3 센서(453) 및 제4 센서(454) 각각을 제2 센서 배선(602)에 연결시킬 수 있다.
도13a 내지 도13h는 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 센서와 센서 배선의 연결 형태를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로 도13b 내지 도13g는 도13a에 도시된 압력 센서 중 어느 하나의 행에 배치된 압력 센서들과 센서 배선의 연결 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도13a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 감지부(400)는 동일한 평면상의 제1축방향으로 연장된 행 및 제1 축방향과 직교하는 제2 축방향으로 연장된 열로 배치된 압력 센서(450)를 포함할 수 있다. 이 때, 동일한 행 내에 배치되는 복수의 압력 센서들을 하나의 센서 배선에 연결할 경우, 압력 센서가 배치된 평면 배치된 센서 배선들이 서로 교차되지 않으면서 많은 압력 센서와 연결될 수 있다.
구체적으로, 도13b에 도시된 바와 같이, 제1 센서(451) 및 제1 센서(451)와 인접하지 않은 제2 센서(452)가 동일한 행 내에 배치되고, 제1 센서(451)와 제2 센서(452)가 상기 행을 기준으로 제2 축방향 일측에 배치된 제1 센서 배선(601)에 연결될 수 있다.
이 때, 제1 센서(451)와 제2 센서(452) 사이에 배치되는 압력 센서가 제1 센서 배선(601)이 배치된 측에 배치된 센서 배선에 연결될 경우, 해당 센서 배선이 제1 센서 배선(601)과 교차하지 않을 수 없기 때문에, 제1 센서(451)와 제2 센서(452) 사이에 배치되는 압력 센서는 제1 센서 배선(601)이 배치되지 않은 측에 배치된 센서 배선에 연결되어야 한다. 구체적으로, 도13b에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 감지부(400)에 있어서, 도 13c에 도시된 바와 같이, 압력 감지부(400)는 제3 센서(453)를 더 포함하고, 제1 센서(451)와 제2 센서(452) 사이에 배치되는 제3 센서(453)는 상기 행을 기준으로 제2 축방향 타측에 배치된 제2 센서 배선(602)에 연결될 수 있다.
도13c에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 감지부(400)에 있어서, 압력 감지부(400)는 제3 센서(453)와 함께 제2 센서 배선(602)에 연결되는 제4 센서(454)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 제4 센서(454)가 제1 센서(451)와 제2 센서(452) 사이에 배치될 경우, 제3 센서(453)와 제4 센서(454)가 서로 인접하거나, 또는 제3 센서(453)와 제4 센서(454) 사이에 배치된 압력센서가 상기 행을 기준으로 제2 축방향 일측 또는 타측 중 어느쪽에 배치된 센서 배선과 연결하더라도 제1 센서 배선(601) 또는 제2 센서 배선(602)와 교차할 수 밖에 없으므로, 제4 센서(454)는 제1 센서(451)와 제2 센서(452) 사이에 배치될 수 없다. 구체적으로, 도13d 및 도13e에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 감지부(400)는 제4 센서(454)를 더 포함하고, 제4 센서(454)는 제3 센서(453)가 연결된 제2 센서 배선(602)에 연결되고, 제3 센서(453)와 제4 센서(454) 사이에 제1 센서(451) 또는 제2 센서(452)가 배치될 수 있다.
또한, 도13c에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 감지부(400)에 있어서, 제1 센서(451)와 제2 센서(452) 사이에 배치되는 제4 센서(454)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 제1 센서(451)와 제2 센서(452) 사이에 배치된 제4 센서(454)가 제3 센서(453)가 연결된 제2 센서 배선(602)에 연결될 경우, 제3 센서(453)와 제4 센서(454)가 서로 인접하거나, 또는 제3 센서(453)와 제4 센서(454) 사이에 배치된 압력센서가 상기 행을 기준으로 제2 축방향 일측 또는 타측 중 어느쪽에 배치된 센서 배선과 연결하더라도 제1 센서 배선(601) 또는 제2 센서 배선(602)와 교차할 수 밖에 없으므로, 제4 센서(454)는 제3 센서(453)이 연결된 제2 센서 배선(602)에 연결될 수 없다. 구체적으로, 도13f에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 감지부(400)는 제1 센서(451)와 제2 센서(452) 사이에 배치되는 제4 센서(454)를 더 포함하고, 제4 센서(454)는 상기 행을 기준으로 제2 축방향 타측에 배치된 제3 센서 배선(603)에 연결될 수 있다.
전술한 도13d 내지 도13f에 도시된 압력 센서와 센서 배선의 연결형태를 하나의 행에 포함된 모든 압력 센서에 적용할 수 있다. 구체적으로 도13g에 도시된 바와 같이, 하나의 행 내에 배치된 복수의 압력 센서에 있어서, 각각의 압력 센서가 서로 인접하지 않은 다른 압력 센서와 함께 하나의 센서 배선에 연결되고, 복수의 센서 배선들은 서로 교차하지 않을 수 있다. 즉, 하나의 행 내에 배치된 압력 센서의 개수가 N개일 때, 서로 인접하지 않는 2개씩의 압력 센서가 하나의 센서 배선에 연결되고, 총 N/2개의 센서 배선은 서로 교차하지 않을 수 있다. 구체적으로 도13g에 도시된 바와 같이, 하나의 행 내에 배치된 10개의 압력 센서 중 서로 인접하지 않는 2개씩의 압력 센서가 서로 교차하지 않는 제1 센서 배선(601), 제2 센서 배선(602), 제3 센서 배선(603), 제4 센서 배선(604) 및 제5 센서 배선(605)에 연결될 수 있다.
또한, 도13g에 도시된 하나의 행 내에 배치된 압력 센서와 센서 배선의 연결 형태를 압력 감지부(400)에 포함된 다른 행에도 적용할 수 있다. 구체적으로 도13h에 도시된 바와 같이, 압력 감지부(400)에 포함된 복수의 압력 센서에 있어서, 각각의 압력 센서가 서로 인접하지 않은 다른 압력 센서와 함께 하나의 센서 배선에 연결되고, 복수의 센서 배선들은 서로 교차하지 않을 수 있다. 도 13g에 도시된 바와 같이, 압력 센서를 센서 배선에 연결할 경우, 압력 센서의 개수가 N개일 때, 센서 배선의 개수는 N/2일 수 있다.
도14는 도13h에 도시된 압력 감지부의 또다른 형태를 설명하기 위한 도면이다. 이상에서는, 압력 감지부(400)에 포함된 압력 센서(450)가 전극으로 구성되고, 압력 감지부에서 감지하는 전기적 특성으로서 디스플레이 패널(200A)이 휘어짐에 따른 정전용량 변화량을 검출하여 압력의 크기를 검출하는 것에 대하여 설명하였으나, 이에 한정하지 않으며, 압력 감지부에 포함된 압력 센서(450)가 도14에 도시된 바와 같이, 스트레인 게이지로 구성되고, 압력 감지부에서 감지하는 전기적 특성으로서 디스플레이 패널(200A)이 휘어짐에 따라 변하는 압력 센서(450)의 저항값의 변화량을 검출하여 압력의 크기를 검출할 수도 있다. 이 경우에도 도13a 내지 도13h에서 설명한 동일한 방법이 적용 가능하다.
도15a 내지 도15c는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에서 압력의 크기를 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치(1000)에 하나의 압력이 인가될 경우, 터치 위치 정보를 이용하여 검출된 압력을 터치 위치와 매칭시킬 수 있다. 구체적으로, 도15a에 도시된 압력 감지부(400)에 있어서, 제1 객체(501)에 의하여 제1 센서(451)에만 압력이 인가될 경우, 제1 센서(451)와 제2 센서(452)가 제1 센서 배선(601)에 연결되어 하나의 채널을 구성하므로, 상기 채널을 통해 검출되는 압력이 제1 센서(451)에 인가된 압력인지 제2 센서(452)에 인가된 압력인지 구분되지 않는다. 이 때, 터치 입력 장치(1000)가 터치 위치를 검출하는 터치 센서(10)를 포함하므로, 터치 센서(10)로부터 검출된 터치 위치 정보에 기초하여 상기 채널을 통해 검출된 압력이 제1 센서(451)와 제2 센서(452) 중 어느 센서를 통해 검출된 압력인지를 판단할 수 있다. 예를 들면, 터치 센서(10)로부터 검출된 터치 위치가 제1 센서(451)의 위치에 대응될 경우, 상기 채널을 통해 검출된 압력이 제1 센서(451)를 통해 검출된 압력인 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치(1000)에 동시에 복수의 압력이 인가될 경우, 터치 위치 정보를 이용하여 검출된 압력을 터치 위치와 매칭시킬 수 있다. 구체적으로, 도15a에 도시된 압력 감지부(400)에 있어서, 제1 객체(501)에 의하여 제1 센서(451)에 압력이 인가되고, 제2 객체(502)에 의하여 제3 센서(453)에 압력이 인가될 경우, 제1 센서(451)와 제2 센서(452)가 제1 센서 배선(601)에 연결되어 제1 채널을 구성하고, 제3 센서(453)와 제4 센서(454)가 제2 채널을 구성하므로, 상기 제1 채널을 통해 검출되는 압력이 제1 센서(451)에 인가된 압력인지 제2 센서(452)에 인가된 압력인지 구분되지 않고, 상기 제2 채널을 통해 검출되는 압력이 제3 센서(453)에 인가된 압력인지 제4 센서(454)에 인가된 압력인지 구분되지 않는다. 이 때, 전술한 바와 마찬가지로, 터치 센서(10)로부터 검출된 터치 위치 정보에 기초하여 상기 제1 채널을 통해 검출된 압력이 제1 센서(451)와 제2 센서(452) 중 어느 센서를 통해 검출된 압력인지 및 상기 제2 채널을 통해 검출된 압력이 제3 센서(453)와 제4 센서(454) 중 어느 센서를 통해 검출된 압력인지를 판단할 수 있다. 예를 들면, 터치 센서(10)로부터 검출된 터치 위치가 제1 센서(451)의 위치 및 제3 센서(453)에 대응될 경우, 상기 제1 채널을 통해 검출된 압력이 제1 센서(451)를 통해 검출된 압력이고, 상기 제2 채널을 통해 검출된 압력이 제3 센서(453)를 통해 검출된 압력인 것으로 판단할 수 있다.
이 때, 도15b에 도시된 바와 같이, 동일한 센서 배선에 연결된 복수의 압력 센서에 동시에 압력이 인가될 경우, 터치 센서로부터 검출된 터치 위치의 개수와 압력 센서로부터 검출된 압력의 개수가 다르므로, 전술한 방법으로는 검출된 압력을 터치 위치와 매칭시킬 수 없다. 이 경우, 제1 센서(451) 및 제2 센서(452)가 하나의 채널을 구성하게 되고, 상기 채널을 통해 검출된 압력의 크기가 제1 센서(451)와 제2 센서(452)에 인가된 압력이 합쳐진 압력의 크기가 되므로, 제1 센서(451)와 제2 센서(452) 각각에 입력된 압력의 크기를 확인할 수 없다. 예를 들면, 도15c에 도시된 바와 같이, 제1 센서(451)에 30의 크기를 갖는 압력이 인가되고, 제2 센서(452)에 60의 크기를 갖는 압력이 인가될 경우, 상기 채널을 통해 검출된 압력의 크기는 두 압력의 크기가 합쳐진 90의 크기를 갖는 압력일 수 있다. 이 때, 제1 센서(451)에 인접한 압력 센서 중 적어도 어느 하나 및 제2 압력 센서에 인접한 압력 센서 중 적어도 어느 하나로부터 검출된 압력의 크기 정보에 기초하여 제1 센서(451) 및 제2 센서(452)에 입력된 각각의 압력의 크기를 산출할 수 있다. 구체적으로, 도15c에 도시된 바와 같이, 제1 센서(451)의 오른쪽에 위치한 압력 센서에서 검출된 압력 값이 10이고, 제2 센서(452)의 오른쪽에 위치한 압력 센서에서 검출된 압력 값이 20이므로, 이로부터 제1 센서(451)에 인가된 압력의 크기와 제2 센서(452)에 인가된 압력의 크기의 비율을 유추할 수 있다. 즉, 제1 센서(451)에 인가된 압력의 크기와 제2 센서(452)에 인가된 압력의 크기의 비율이 1:2 이므로, 획득된 90의 크기의 압력값에 상기 비율을 적용하여 제1 센서(451)에 인가된 압력의 크기가 30이고 제2 센서(452)에 인가된 압력의 크기가 60임을 산출할 수 있다. 단, 이 때, 비율을 산출하기 위해 사용한 압력 센서들은 서로 다른 센서 배선에 연결된 압력 센서들이어야 한다. 즉, 상기 예에서, 제1 센서(451)의 오른쪽에 위치한 압력 센서와 제2 센서(452)의 오른쪽에 위치한 압력 센서는 서로 다른 센서 배선에 연결되어야 한다.
도16a 및 도16b는 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에서 압력의 크기를 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도16a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 감지부(400)에 있어서, 제1 객체(501)에 의하여 제1 센서(451)에 압력이 인가되고, 제2 객체(502)에 의하여 제3 센서(453)에 압력이 인가되고, 제1 센서(451)와 제3 센서(453)가 서로 다른 센서 배선에 연결되더라도, 제1 센서(451)와 제3 센서(453)가 서로 인접한 경우, 정확한 압력의 크기를 검출하는 것이 어려울 수 있다. 구체적으로, 제3 센서(453)에 인가된 압력에 의하여 제1 센서(451)로부터 검출되는 압력이 변할 수 있고, 마찬가지로, 제1 센서(451)에 인가된 압력에 의하여 제3 센서(453)로부터 검출되는 압력이 변할 수 있으므로, 각각의 채널을 통해 검출된 압력이 실제로 인가된 압력의 크기와 다를 수 있다. 예를 들면, 도15c에서 설명한 것과 마찬가지로, 제1 센서(451)에 30의 크기를 갖는 압력이 인가되고, 제3 센서(453)에 60의 크기를 갖는 압력이 인가될 경우, 도16b에 도시된 바와 같이, 제1 센서(451)에서 검출되는 압력의 크기가 50이고, 제3 센서(453)에서 검출되는 압력의 크기가 70일 수 있다.
도17a 내지 도17c는 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 감지부에서 압력 센서간의 거리에 따른 압력 검출을 설명하기 위한 도면이다.
도16a 및 도16b에서 설명한 바와 같이, 압력이 서로 다른 채널을 통해 검출되더라도, 서로 인접한 위치에 복수의 압력이 인가될 경우, 정확한 압력값이 검출되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 이는 도10b, 도10c, 도11b 및 도11c에서 설명한 바와 같이, 압력이 인가되면, 압력이 인가된 위치뿐만 아니라, 압력이 인가된 위치와 인접한 위치 또한 휘어지기 때문에 인가된 압력에 의하여 휘어지는 영역 내에 인접한 압력 센서가 배치될 경우, 해당 인접한 압력 센서 또한 압력이 인가되지 않았음에도 불구하고 압력이 검출되기 때문이다. 구체적으로, 도17a에 도시된 바와 같이, 인접한 압력 센서간의 거리(D)가 작을 경우, 하나의 압력 센서에 인가된 압력에 의해 영향받는 영역(R) 내에 인접한 압력 센서가 위치하게 되므로, 인접한 압력 센서로부터도 압력이 검출되게 된다. 이 때, 인접한 압력 센서간의 거리(D)를 크게 하면, 압력이 인가된 압력 센서 외에 다른 압력 센서에서는 압력이 검출되게 하지 않을 수 있다. 구체적으로, 도17b에 도시된 바와 같이, 인접한 압력 센서간의 거리(D)가 클 경우, 하나의 압력 센서에 인가된 압력에 의해 영향받는 영역(R) 내에 인접한 압력 센서가 위치하지 않으므로, 인접한 압력 센서에서는 압력이 검출되지 않을 수 있다. 하지만, 이 경우, 압력 센서와 압력 센서 사이 중간 영역에 압력이 인가되는 경우, 정확한 압력값이 검출되지 않을 수 있다. 구체적으로, 도17c에 도시된 바와 같이, 인가된 압력에 의해 영향받는 영역(R) 내에 어떠한 압력 센서도 위치하지 않으므로, 해당 압력을 검출하지 못할 수도 있다. 도17c에서는 인가된 압력에 의해 영향받는 영역 내에 어떠한 압력 센서도 위치하지 않는 경우에 대하여 설명하였지만, 인가된 압력에 의해 영향받는 영역 내에 압력 센서의 일부가 포함된다 하더라도, 상대적으로 작은 영역만 포함될 경우, 해당 압력 센서에서 검출되는 압력의 크기가 실제로 인가된 압력의 크기보다 작을 수 있다. 따라서, 도17b에 도시된 바와 같이, 인접한 압력 센서간의 거리(D)가 클 경우, 압력의 크기가 정확하게 검출되지 않는 데드존이 넓어지는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 인접한 압력 센서간의 거리(D)가 너무 작지도 또한 너무 크지도 않는 것이 바람직하다. 바람직한 압력 센서간의 거리(D)는 커버층(100), 디스플레이 패널(200A) 또는 압력 감지부(400) 상부 및/또는 하부에 배치되는 스페이서층의 물성과 관련될 수 있다. 예를 들면, 커버층(100), 디스플레이 패널(200A) 및 스페이서층 모두가 충분히 플렉서블할 경우, 압력이 인가될 때, 국부적으로만 휘어질 수 있고, 이 경우, 인가된 압력에 의하여 영향을 받는 영역이 작으므로, 바람직한 압력 센서간의 거리(D)가 작아질 수 있다. 또한, 커버층(100), 디스플레이 패널(200A) 및 스페이서층 중 적어도 어느 하나가 충분히 플렉서블하지 않을 경우, 압력이 인가될 때, 상대적으로 넓은 영역이 함께 휘어질 수 있고, 이 경우, 인가된 압력에 의하여 영향을 받는 영역이 크므로, 바람직한 압력 센서간의 거리(D)가 커질 수 있다. 구체적으로, 인접한 압력 센서간의 거리(D)는 터치 입력 장치(1000)의 탄성(Elasticity)와 상관관계가 있을 수 있다. 예를 들면, 터치 입력 장치(1000)에 포함되는 커버층(100), 디스플레이 패널(200A) 및/또는 압력 감지부(400) 상부 또는 하부에 배치되는 스페이서층 등의 탄성에 따라 바람직한 압력 센서간의 거리가 정해질 수 있다. 예를 들어, 커버층(100), 디스플레이 패널(200A) 및 스페이서층 중 적어도 어느 하나의 탄성이 매우 작은 경우, 압력 인가시 상대적으로 넓은 영역에 포함된 압력 센서가 휘어질 수 있다. 이 때, 인접한 압력 센서간의 거리가 작은 경우, 해당 인접한 압력 센서 또한 압력이 인가되지 않았음에도 불구하고 압력이 검출되기 때문에 인접한 압력 센서간의 거리가 상대적으로 커져야 한다. 또한, 커버층(100), 디스플레이 패널(200A) 및 스페이서층 모두의 탄성이 충분히 큰 경우, 압력 인가시 상대적으로 좁은 영역에 포함된 압력 센서가 휘어질 수 있다. 이 때, 인접한 압력 센서간의 거리가 클 경우, 압력의 크기가 정확하게 검출되지 않는 데드존이 넓어질 수 있기 때문에, 인접한 압력 센서간의 거리가 상대적으로 작아야 한다.
또한, 바람직한 압력 센서간의 거리(D)는 터치 입력 장치(1000)에 포함된 복수의 압력 센서 각각의 크기와 관련될 수 있다. 구체적으로, 압력 센서의 크기가 클 경우, 압력 센서로부터 검출되는 전기적 특성값이 크기 때문에, 압력 센서간의 거리가 큰 것이 바람직하고, 압력 센서의 크기가 작은 경우, 압력 센서로부터 검출되는 전기적 특성값이 작기 때문에, 데드존을 줄이기 위해서 압력 센서간의 거리가 작은 것이 바람직하다.
또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 형태에 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.
[부호의 설명]
10: 터치 센서 11: 감지부
12: 구동부 13: 제어부
100: 커버층 200: 디스플레이 모듈
300: 기판 450, 460: 압력 센서

Claims (25)

  1. 터치 표면에 대한 터치 압력을 감지하는 복수의 압력 센서; 및
    상기 복수의 압력 센서 중 적어도 어느 하나와 연결되는 복수의 센서 배선을 포함하고,
    상기 복수의 압력 센서는 제1 센서 및 상기 제1 센서와 인접하지 않은 제2 센서를 포함하고,
    상기 복수의 센서 센서 배선은 제1 센서 배선을 포함하고,
    상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서는 상기 제1 센서 배선에 연결되는 터치 입력 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 압력 센서는 동일한 평면상의 제 1축 방향으로 연장된 행 및 상기 제 1축 방향과 직교하는 제 2축 방향으로 연장된 열로 배치되고,
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 동일한 행 내에 배치되는, 터치 입력 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 압력 센서는 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 사이에 배치되는 제 3 센서를 더 포함하고,
    복수의 센서 배선은 상기 제 3센서와 연결되는 제2 센서 배선을 더 포함하고,
    상기 제1 센서 배선은 상기 행을 기준으로 상기 제 2 축방향 일측에 배치되고, 상기 제2 센서 배선은 상기 제2 축방향 타측에 배치되는, 터치 입력 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 압력 센서는 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 사이에 배치되는 제 4 센서를 더 포함하고,
    복수의 센서 배선은 상기 제 4센서와 연결되는 제3 센서 배선을 더 포함하고,
    상기 제3 센서 배선은 상기 제2 축방향 타측에 배치되는, 터치 입력 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 압력 센서는 상기 제4 센서를 더 포함하고,
    상기 제4 센서는 상기 제2 배선과 연결되고,
    상기 제3 센서와 상기 제4 센서 사이에 상기 제1 센서 또는 상기 제2 센서가 배치되는, 터치 입력 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 압력 센서의 갯수가 N개이고, 상기 복수의 센서 배선의 갯수가 N/2개인, 터치 입력 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 압력 센서와 인접한 압력 센서와의 거리는 상기 터치 입력 장치의 탄성에 따라 결정되는, 터치 입력 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 압력 센서와 인접한 압력 센서와의 거리는 상기 복수의 압력 센서 각각의 크기에 따라 결정되는, 터치 입력 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 터치 압력에 따라 변화되는 상기 압력 센서의 전기적 특성을 검출하는 압력 검출 제어기;를 더 포함하는, 터치 입력 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전기적 특성은 정전용량인, 터치 입력 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 전기적 특성은 저항인, 터치 입력 장치.
  12. 터치 위치를 검출하는 터치 센서;
    터치 압력의 크기를 검출하는 복수의 압력 센서; 및
    상기 복수의 압력 센서는 제1 센서 및 제2 센서를 포함하고,
    상기 제1 센서와 상기 제2 센서는 서로 연결되어 제1 채널을 구성하고,
    상기 제1 채널을 통해 압력이 검출되면, 상기 터치 센서로부터 검출된 터치 위치 정보에 기초하여, 상기 제1 채널을 통하여 검출된 압력이 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 중 어느 센서를 통해 검출된 압력인지를 판단하는, 터치 입력 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 압력 센서는 제3 센서 및 제4 센서를 더 포함하고,
    상기 제3 센서와 상기 제4 센서는 서로 연결되어 제2 채널을 구성하고,
    상기 제1 채널 및 상기 상기 제2 채널을 통해 동시에 압력이 검출되면, 상기 터치 센서로부터 검출된 터치 위치 정보에 기초하여, 상기 제1 채널을 통하여 검출된 압력이 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 중 어느 센서를 통해 검출된 압력인지를 판단하고 상기 제3 채널을 통하여 검출된 압력이 상기 제3 센서와 상기 제4 센서 중 어느 센서를 통해 검출된 압력인지를 판단하여, 동시에 입력된 복수의 압력 각각의 크기를 검출하는, 터치 입력 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 채널을 통해 압력이 검출되고, 상기 터치 센서로부터 검출된 터치 위치 정보에 기초하여 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 모두에 압력이 인가된 것으로 판단되면, 상기 제1 센서와 인접한 압력 센서 중 적어도 어느 하나로부터 검출된 압력의 크기 정보 및 상기 제2 센서와 인접한 압력 센서 중 적어도 어느 하나로부터 검출된 압력의 크기 정보에 기초하여, 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 각각에 인가된 압력의 크기를 검출하여, 동시에 입력된 복수의 압력 각각의 크기를 검출하는, 터치 입력 장치.
  15. 터치 입력 장치에 배치되어 상기 터치 입력 장치의 터치 표면에 대한 터치 압력을 감지하는 압력 감지부에 있어서,
    복수의 압력 센서; 및
    상기 복수의 압력 센서 중 적어도 어느 하나와 연결되는 복수의 센서 배선을 포함하고,
    상기 복수의 압력 센서는 제1 센서 및 상기 제1 센서와 인접하지 않은 제2 센서를 포함하고,
    상기 복수의 센서 센서 배선은 제1 센서 배선을 포함하고,
    상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서는 상기 제1 센서 배선에 연결되는 압력 감지부.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 압력 센서는 동일한 평면상의 제 1축 방향으로 연장된 행 및 상기 제 1축 방향과 직교하는 제 2축 방향으로 연장된 열로 배치되고,
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 동일한 행 내에 배치되는, 압력 감지부.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 압력 센서는 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 사이에 배치되는 제 3 센서를 더 포함하고,
    복수의 센서 배선은 상기 제 3센서와 연결되는 제2 센서 배선을 더 포함하고,
    상기 제1 센서 배선은 상기 행을 기준으로 상기 제 2 축방향 일측에 배치되고, 상기 제2 센서 배선은 상기 제2 축방향 타측에 배치되는, 압력 감지부.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 압력 센서는 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 사이에 배치되는 제 4 센서를 더 포함하고,
    복수의 센서 배선은 상기 제 4센서와 연결되는 제3 센서 배선을 더 포함하고,
    상기 제3 센서 배선은 상기 제2 축방향 타측에 배치되는, 압력 감지부.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 압력 센서는 상기 제4 센서를 더 포함하고,
    상기 제4 센서는 상기 제2 배선과 연결되고,
    상기 제3 센서와 상기 제4 센서 사이에 상기 제1 센서 또는 상기 제2 센서가 배치되는, 압력 감지부.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 복수의 압력 센서의 갯수가 N개이고, 상기 복수의 센서 배선의 갯수가 N/2개인, 압력 감지부.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 압력 센서와 인접한 압력 센서와의 거리는 상기 터치 입력 장치의 탄성에 따라 결정되는, 압력 감지부.
  22. 제15항에 있어서,
    상기 압력 센서와 인접한 압력 센서와의 거리는 상기 복수의 압력 센서 각각의 크기에 따라 결정되는, 압력 감지부.
  23. 제15항에 있어서,
    상기 터치 압력에 따라 변화되는 상기 압력 센서의 전기적 특성을 검출하는, 압력 감지부.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 전기적 특성은 정전용량인, 압력 감지부.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 전기적 특성은 저항인, 압력 감지부.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113300906A (zh) * 2021-04-21 2021-08-24 深圳市精泰达科技有限公司 一种PCIe测试治具Lane自动切换方法及装置
CN114804660A (zh) * 2022-03-30 2022-07-29 北京京东方传感技术有限公司 一种玻璃结构

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200100223A (ko) * 2019-02-15 2020-08-26 삼성디스플레이 주식회사 입력감지회로 및 이를 포함하는 표시장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100128002A1 (en) * 2008-11-26 2010-05-27 William Stacy Touch-sensitive display method and apparatus
KR20100095400A (ko) * 2009-02-20 2010-08-30 아크로센스 테크놀로지 캄파니 리미티드 용량성 터치 패널
KR20130131902A (ko) * 2012-05-25 2013-12-04 크루셜텍 (주) 센서 패드 스크램블을 이용한 터치 감지 장치 및 방법
KR20130141263A (ko) * 2012-06-15 2013-12-26 주식회사 실리콘웍스 터치 패널
JP2015041160A (ja) * 2013-08-20 2015-03-02 日本写真印刷株式会社 タッチパネル

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100128002A1 (en) * 2008-11-26 2010-05-27 William Stacy Touch-sensitive display method and apparatus
KR20100095400A (ko) * 2009-02-20 2010-08-30 아크로센스 테크놀로지 캄파니 리미티드 용량성 터치 패널
KR20130131902A (ko) * 2012-05-25 2013-12-04 크루셜텍 (주) 센서 패드 스크램블을 이용한 터치 감지 장치 및 방법
KR20130141263A (ko) * 2012-06-15 2013-12-26 주식회사 실리콘웍스 터치 패널
JP2015041160A (ja) * 2013-08-20 2015-03-02 日本写真印刷株式会社 タッチパネル

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113300906A (zh) * 2021-04-21 2021-08-24 深圳市精泰达科技有限公司 一种PCIe测试治具Lane自动切换方法及装置
CN114804660A (zh) * 2022-03-30 2022-07-29 北京京东方传感技术有限公司 一种玻璃结构

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