WO2019039734A1 - 센서 및 센서의 신호를 이용하여 구동하기 위한 하나 이상의 도전층들을 포함하는 전자 장치 - Google Patents

센서 및 센서의 신호를 이용하여 구동하기 위한 하나 이상의 도전층들을 포함하는 전자 장치 Download PDF

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WO2019039734A1
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이근식
김민욱
박재형
이경택
장원일
허훈도
변형섭
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삼성전자 주식회사
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    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04112—Electrode mesh in capacitive digitiser: electrode for touch sensing is formed of a mesh of very fine, normally metallic, interconnected lines that are almost invisible to see. This provides a quite large but transparent electrode surface, without need for ITO or similar transparent conductive material

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device capable of improving the sensing performance of a pressure sensor.
  • the portable electronic device utilizes the sensing of the strength of the touch input as a new input means.
  • the electronic device may be configured to provide functionality associated with the application in response to a pressure touch.
  • Electronic devices have become increasingly capable of providing large display screens, and display screens (Full front, edge-to-edge) arranged over substantially the whole area of the front surface of electronic devices are being developed.
  • the electronic device may be implemented in a software manner using at least a part of an existing physically implemented system key (e.g., a home key, a power key, a volume key, a quick panel) using a pressure sensor.
  • an existing physically implemented system key e.g., a home key, a power key, a volume key, a quick panel
  • the electronic device may include an electrostatic, strain gauge, or piezometric pressure sensor.
  • An electrostatic pressure sensor can sense pressure based on the change in capacitance formed between the two electrodes depending on the user's pressure. The capacitance can be increased as the distance between the two electrodes approaches by the pressure of the user.
  • a parasitic capacitance generated between the conductive layer and the electrode of the pressure sensor may occur .
  • the parasitic capacitance may deteriorate the sensing performance of the electrostatic-type pressure sensor.
  • Various embodiments of the present invention can provide an electronic device capable of improving the sensing performance of a pressure sensor.
  • An electronic device includes a touch screen display including a display panel and a first conductive layer disposed below the display panel and a pressure sensor disposed below the first conductive layer
  • the pressure sensor comprises: a first electrode layer and a second electrode layer; a dielectric layer disposed between the first electrode layer and the second electrode layer and having elasticity; and a dielectric layer disposed between the first electrode layer and the first conductive layer
  • a sensor driving circuit electrically connected to the first electrode layer, the second electrode layer, and the second conductive layer, wherein the sensor driving circuit includes: a first electrode layer, a second electrode layer, And driving the second conductive layer using a second signal associated with the first signal and generating a signal corresponding to a change in distance between the first electrode layer and the second electrode layer, And may be configured to detect a change in pressure input to the electronic device based at least on the value change.
  • An electronic device includes a touch screen display including a display panel and a first conductive layer disposed below the display panel and a sensor disposed below the first conductive layer, Wherein the sensor comprises a first electrode layer and a second electrode layer, a dielectric layer disposed between the first electrode layer and the second electrode layer, and a second conductive layer disposed between the first electrode layer and the first conductive layer And a sensor driving circuit electrically connected to the first electrode layer, the second electrode layer, and the second conductive layer, wherein the sensor driving circuit drives at least a part of the first electrode layer using a first signal, Driving the second conductive layer by using a second signal having the same phase or frequency as the first signal and driving the second conductive layer by changing a distance between the first electrode layer and the second electrode layer May be set based on at least hogap change to detect a change in pressure to be input to the electronic device.
  • the dielectric layer may be formed of a material having elasticity.
  • a method of driving an electronic device including: a touch screen display including a display panel and a first conductive layer disposed below the display panel; A second conductive layer disposed below and a sensor disposed below the second conductive layer, the method comprising: driving at least a portion of the sensor using a first signal; And driving the second conductive layer using an associated second signal.
  • the electronic device further includes a third conductive layer disposed under the sensor, the method further comprising: driving at least a portion of the sensor using a third signal, and generating a fourth signal associated with the third signal, May further include driving the third conductive layer using the second conductive layer.
  • the first signal and the second signal may have the same phase or frequency, and the third signal and the fourth signal may be ground.
  • Various embodiments of the present invention can enhance the sensing performance of the pressure sensor to increase reliability.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, in accordance with various embodiments.
  • FIG. 2 is a block diagram of a display device, in accordance with various embodiments.
  • FIG. 3 is a block diagram of the configuration of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic view illustrating a structure of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view of an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view schematically showing the structure of a pressure sensor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view for explaining a method of driving a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic perspective view of an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of an electronic device for explaining the performance improvement of the pressure sensor according to the present invention.
  • 15 is a view schematically showing the structure of a pressure sensor according to another embodiment of the present invention.
  • 16 is a view illustrating a structure of a shield electrode according to various embodiments.
  • 17 is a front view of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100, in accordance with various embodiments.
  • an electronic device 101 in a network environment 100 communicates with an electronic device 102 via a first network 198 (e.g., near-field wireless communication) or a second network 199 (E. G., Remote wireless communication).
  • a first network 198 e.g., near-field wireless communication
  • a second network 199 E. G., Remote wireless communication
  • ≪ / RTI &gt the electronic device 101 is capable of communicating with the electronic device 104 through the server 108.
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input device 150, an audio output device 155, a display device 160, an audio module 170, a sensor module 176, an interface 177, a haptic module 179, a camera module 180, a power management module 188, a battery 189, a communication module 190, a subscriber identity module 196, and an antenna module 197 ).
  • at least one (e.g., display 160 or camera module 180) of these components may be omitted from the electronic device 101, or other components may be added.
  • some components such as, for example, a sensor module 176 (e.g., a fingerprint sensor, an iris sensor, or an illuminance sensor) embedded in a display device 160 Can be integrated.
  • Processor 120 may be configured to operate at least one other component (e.g., hardware or software component) of electronic device 101 connected to processor 120 by driving software, e.g., And can perform various data processing and arithmetic operations.
  • Processor 120 loads and processes commands or data received from other components (e.g., sensor module 176 or communication module 190) into volatile memory 132 and processes the resulting data into nonvolatile memory 134.
  • the processor 120 may operate in conjunction with a main processor 121 (e.g., a central processing unit or an application processor) and, independently, or additionally or alternatively, Or a co-processor 123 (e.g., a graphics processing unit, an image signal processor, a sensor hub processor, or a communications processor) specific to the designated function.
  • a main processor 121 e.g., a central processing unit or an application processor
  • a co-processor 123 e.g., a graphics processing unit, an image signal processor, a sensor hub processor, or a communications processor
  • the coprocessor 123 may be operated separately from or embedded in the main processor 121.
  • the coprocessor 123 may be used in place of the main processor 121, for example, while the main processor 121 is in an inactive (e.g., sleep) state, At least one component (e.g., display 160, sensor module 176, or communications module 176) of the components of electronic device 101 (e.g., 190) associated with the function or states.
  • the coprocessor 123 e.g., an image signal processor or communications processor
  • the coprocessor 123 is implemented as a component of some other functionally related component (e.g., camera module 180 or communication module 190) .
  • Memory 130 may store various data used by at least one component (e.g., processor 120 or sensor module 176) of electronic device 101, e.g., software (e.g., program 140) ), And input data or output data for the associated command.
  • the memory 130 may include a volatile memory 132 or a non-volatile memory 134.
  • the program 140 may be software stored in the memory 130 and may include, for example, an operating system 142, a middleware 144,
  • the input device 150 is an apparatus for receiving a command or data to be used for a component (e.g., processor 120) of the electronic device 101 from the outside (e.g., a user) of the electronic device 101,
  • a component e.g., processor 120
  • a microphone, a mouse, or a keyboard may be included.
  • the sound output device 155 is a device for outputting a sound signal to the outside of the electronic device 101.
  • the sound output device 155 may be a speaker for general use such as a multimedia reproduction or a sound reproduction, .
  • the receiver may be formed integrally or separately with the speaker.
  • Display device 160 may be an apparatus for visually providing information to a user of electronic device 101 and may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and control circuitry for controlling the projector. According to one embodiment, the display device 160 may include a touch sensor or a pressure sensor capable of measuring the intensity of the pressure on the touch.
  • the audio module 170 is capable of bi-directionally converting sound and electrical signals. According to one embodiment, the audio module 170 may acquire sound through the input device 150, or may be connected to the audio output device 155, or to an external electronic device (e.g., Electronic device 102 (e.g., a speaker or headphone)).
  • an external electronic device e.g., Electronic device 102 (e.g., a speaker or headphone)
  • the sensor module 176 may generate an electrical signal or data value corresponding to an internal operating state (e.g., power or temperature) of the electronic device 101, or an external environmental condition.
  • the sensor module 176 may be a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an infrared sensor, Or an illuminance sensor.
  • the interface 177 may support a designated protocol that may be wired or wirelessly connected to an external electronic device (e.g., the electronic device 102).
  • the interface 177 may include a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital interface
  • audio interface an audio interface
  • the connection terminal 178 may be a connector such as an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector that can physically connect the electronic device 101 and an external electronic device (e.g., the electronic device 102) (E.g., a headphone connector).
  • an HDMI connector such as an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector that can physically connect the electronic device 101 and an external electronic device (e.g., the electronic device 102) (E.g., a headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert electrical signals into mechanical stimuli (e.g., vibrations or movements) or electrical stimuli that the user may perceive through tactile or kinesthetic sensations.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 can capture a still image and a moving image.
  • the camera module 180 may include one or more lenses, an image sensor, an image signal processor, or a flash.
  • the power management module 188 is a module for managing the power supplied to the electronic device 101, and may be configured as at least a part of, for example, a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 is an apparatus for supplying power to at least one component of the electronic device 101 and may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
  • the communication module 190 is responsible for establishing a wired or wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (e.g., electronic device 102, electronic device 104, or server 108) Lt; / RTI > Communication module 190 may include one or more communication processors that support wired communication or wireless communication, operating independently of processor 120 (e.g., an application processor).
  • the communication module 190 may include a wireless communication module 192 (e.g., a cellular communication module, a short range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (E.g., a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module), and the corresponding communication module may be used to communicate with a first network 198 (e.g., Bluetooth, WiFi direct, Communication network) or a second network 199 (e.g., a telecommunications network such as a cellular network, the Internet, or a computer network (e.g., a LAN or WAN)).
  • a wireless communication module 192 e.g., a cellular communication module, a short range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • wired communication module 194 E.g., a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module
  • the wireless communication module 192 may use the user information stored in the subscriber identification module 196 to identify and authenticate the electronic device 101 within the communication network.
  • the antenna module 197 may include one or more antennas for externally transmitting or receiving signals or power.
  • the communication module 190 e.g., the wireless communication module 192 may transmit signals to or receive signals from an external electronic device via an antenna suitable for the communication method.
  • Some of the components are connected to each other via a communication method (e.g., bus, general purpose input / output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI) (Such as commands or data) can be exchanged between each other.
  • a communication method e.g., bus, general purpose input / output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI) (Such as commands or data) can be exchanged between each other.
  • the command or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 via the server 108 connected to the second network 199.
  • Each of the electronic devices 102 and 104 may be the same or a different kind of device as the electronic device 101.
  • all or a portion of the operations performed in the electronic device 101 may be performed in another or a plurality of external electronic devices.
  • the electronic device 101 in the event that the electronic device 101 has to perform some function or service automatically or upon request, the electronic device 101 may be capable of executing the function or service itself, And may request the external electronic device to perform at least some functions associated therewith.
  • the external electronic device receiving the request can execute the requested function or additional function and transmit the result to the electronic device 101.
  • the electronic device 101 can directly or additionally process the received result to provide the requested function or service.
  • cloud computing, distributed computing, or client-server computing technology may be used.
  • FIG. 2 is a block diagram 200 of a display device 160, in accordance with various embodiments.
  • the display device 160 may include a display 210 and a display driver IC (DDI) 230 for controlling the same.
  • the DDI 230 may include an interface module 231, a memory 233 (e.g., a buffer memory), an image processing module 235, or a mapping module 237.
  • the DDI 230 is coupled to the processor 120 (e.g., the main processor 121 (e.g., an application processor) or the main processor 121 via the interface module 231, (E.g., the video data control unit 123), or image control signals corresponding to commands for controlling the video data.
  • the DDI 230 can communicate with the touch circuit 250, the sensor module 176, and the like through the interface module 231.
  • the DDI 230 may store at least a part of the received image information in the memory 233, for example, on a frame-by-frame basis.
  • the image processing module 235 may perform a preprocessing or post-processing (e.g., resolution, brightness, or resizing) of at least a portion of the image data based at least on characteristics of the image data or characteristics of the display 210, Can be performed.
  • the mapping module 237 may perform preprocessing through the image processing module 135 based at least in part on the attributes of the pixels of the display 210 (e.g., the array of pixels (RGB stripe or pentile) Or convert the post-processed image data into a voltage value or a current value capable of driving the pixels. At least some pixels of the display 210 may be displayed based on, for example, the voltage value or the current value so that visual information (e.g., text, image, or icon) corresponding to the image data is displayed on the display 210 .
  • visual information e.g., text, image, or icon
  • the display device 160 may further include a touch circuit 250.
  • the touch circuit 250 may include a touch sensor 251 and a touch sensor IC 253 for controlling the touch sensor 251.
  • the touch sensor IC 253 controls the touch sensor 251 to measure a change in a signal (e.g., a voltage, a light amount, a resistance, or a charge amount) with respect to a specific position of the display 210, (E.g., position, area, pressure, or time) of the sensed touch input or hovering input to the processor 120.
  • the touch input or hovering input of the touch input or hovering input may be sensed.
  • At least a portion of the touch circuit 250 may be provided as part of the display driver IC 230, or the display 210, (E. G., Coprocessor 123). ≪ / RTI >
  • the display device 160 may further include at least one sensor (e.g., a fingerprint sensor, iris sensor, pressure sensor or illuminance sensor) of the sensor module 176, or control circuitry therefor.
  • the at least one sensor or the control circuitry thereof may be embodied in a part of the display device 160 (e.g., the display 210 or the DDI 230) or a part of the touch circuit 250.
  • the sensor module 176 embedded in the display device 160 includes a biosensor (for example, a fingerprint sensor), the biosensor transmits biometric information (E.g., a fingerprint image).
  • the pressure sensor may obtain pressure information for the touch input through some or all of the area of the display 210 .
  • the touch sensor 251 or the sensor module 176 may be disposed between pixels of the pixel layer of the display 210, or above or below the pixel layer.
  • An electronic device includes a touch screen display (e.g., 420, 430) including a display panel and a first conductive layer (e.g., 450) disposed below the display panel, (E.g., 460) disposed under the first conductive layer 450 and the pressure sensor 460 includes a first electrode layer (e.g., 461) and a second electrode layer (e.g., 465)
  • a dielectric layer 463 disposed between the first electrode layer 461 and the second electrode layer 465 and having elasticity and a dielectric layer 463 disposed between the first electrode layer 461 and the first conductive layer 450 (Eg, 333) that includes a first conductive layer (eg, 470) and a second conductive layer (eg, 470) and is electrically connected to the first electrode layer 461, the second electrode layer 465, and the second conductive layer 470
  • the sensor driving circuit 333 drives at least a part of the first electrode layer 461 using the first signal and outputs a second signal
  • the pressure sensor 460 further includes a first electrode substrate, the first electrode layer 461 is formed on one surface of the first electrode substrate, the second electrode layer 461 is formed on the other surface of the first electrode substrate, 470 may be formed.
  • the first electrode layer 461 includes a plurality of first electrodes formed in a predetermined shape and the second electrode layer 465 is formed in a plate shape and includes a second electrode arranged to correspond to the plurality of first electrodes .
  • the second conductive layer 470 may include a plurality of first shield electrodes formed in the specified shape. The area of the first shield electrode may be greater than or equal to the area of the first electrode.
  • the plurality of first shield electrodes may be formed of the same material as the plurality of first electrodes.
  • the first signal and the second signal may have the same phase or frequency.
  • the pressure sensor 460 further includes a second electrode substrate, the second electrode layer 465 is formed on one surface of the second electrode substrate, and a third conductive layer is formed on the other surface of the second electrode substrate .
  • the sensor drive circuit 333 is configured to drive at least a portion of the second electrode layer 465 using a third signal and to drive the third conductive layer using a fourth signal associated with the third signal, .
  • the third signal and the fourth signal may be ground.
  • the pressure sensor 460 may be disposed to correspond to at least a portion of one side of the touch screen displays 420 and 430.
  • the second conductive layer 470 may include a shield electrode formed in a mesh structure including a plurality of opening regions.
  • the pressure sensor 460 may be positioned to correspond to the entire touch screen display 420, 430.
  • the first conductive layer 450 may include at least one of a graphite layer, a copper layer, and a ground layer.
  • the sensor driving circuit 333 may change the capacitance between the first electrode layer 461 and the second electrode layer 465 in accordance with a change in distance between the first electrode layer 461 and the second electrode layer 465 As at least a portion of the change in pressure.
  • An electronic device includes a touch screen display (e.g., 420, 430) including a display panel and a first conductive layer (e.g., 450) disposed below the display panel, (E.g., 460) disposed under the first conductive layer 450 and the sensor 460 includes a first electrode layer (e.g., 461) and a second electrode layer (e.g., 465) A dielectric layer 463 disposed between the first electrode layer 461 and the second electrode layer 465 and a second conductive layer between the first electrode layer 461 and the first conductive layer 450, And a sensor driving circuit 333 electrically connected to the first electrode layer 461, the second electrode layer 465 and the second conductive layer 470.
  • a touch screen display e.g., 420, 430
  • a first conductive layer e.g., 450
  • the sensor 460 includes a first electrode layer (e.g., 461) and a second electrode layer (e.g., 465)
  • the sensor driving circuit 333 Drives at least a portion of the first electrode layer (461) using a first signal and generates a second signal having the same phase or frequency as the first signal
  • the second electrode layer 461 and the second electrode layer 465 are driven using the first electrode layer 461 and the second electrode layer 465, Can be set to detect a change.
  • the dielectric layer 463 may be formed of a material having elasticity.
  • FIG. 3 is a block diagram of the configuration of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • an electronic device 300 (e.g., 101) according to one embodiment includes a processor 310 (e.g., 120), a memory 340 (e.g., 130), a touch sensor 321 251, a touch sensor IC 323 (e.g., 253), a pressure sensor 331, a pressure sensor IC 333, a display 353 (e.g., 210), a display driver IC 351, or a haptic actuator 360).
  • a processor 310 e.g., 120
  • a memory 340 e.g., 130
  • a touch sensor 321 251, a touch sensor IC 323 e.g., 253
  • a pressure sensor 331 e.g., a pressure sensor IC 333
  • a display 353 e.g., 210
  • a display driver IC 351 e.g., a haptic actuator 360
  • the processor 310 may, for example, execute an application and control at least one component of the electronic device 300 based on the executed application.
  • the processor 310 executes an application, and based on the executed application, the memory 340, the touch sensor 321, the touch sensor IC 323, the pressure sensor 331, the pressure sensor IC 333 ), The display 353, the display driver IC 351, or the haptic actuator 360.
  • the processor 310 sets a user-inputtable area (touchable area, pressure-enabled area, etc.) that the touch sensor IC 323 and / or the pressure sensor IC 333 can recognize , The touch sensor IC 323 and / or the pressure sensor IC 333.
  • the position of the user inputtable area may be changed.
  • the processor 310 may communicate the position of the changed user-inputtable area to the touch sensor IC 323 and / or the pressure sensor IC 333.
  • the processor 310 may determine the image information to be sent to the display driver IC 351, the location of the image information, and / or the haptic information to be transmitted to the haptic actuator 360.
  • the processor 310 transmits the first image information to the display driver IC 351, and transmits the first haptic information to the haptic actuator 360 Lt; / RTI > For example, when the intensity of the received touch pressure is equal to or greater than a second threshold value, the processor 310 determines that the second image information (e.g., at least a part of the first image information is enlarged image information) To the display driver IC 351 and to transmit the second haptic information (e.g., haptic information that is stronger than the first haptic information) to the haptic actuator 360.
  • the second image information e.g., at least a part of the first image information is enlarged image information
  • the processor 310 may map the first pressure intensity to the first position of the touch input received at the first time, and may map the second pressure of the touch input received at the second time, Position and the second pressure intensity can be mapped. According to one embodiment, the processor 310 transmits the mapped information to each module (e.g., memory 340, touch sensor 321, touch sensor IC 323, pressure sensor 331, pressure sensor IC 333 ), The display 353, the display driver IC 351, or the haptic actuator 360), and then to the inactive state. According to one embodiment, processor 310 may be in an inactive state in an always on display (AOD) mode.
  • AOD always on display
  • the processor 310 maintains the deactivated state in the AOD mode and transmits / receives the video information and / or the control signal or the detection signal to the display driver IC 351, the touch sensor IC 323, the pressure sensor IC 333, And can be switched to the inactive state when the transmission / reception operation is completed.
  • the AOD mode may be implemented by, for example, enabling the display 353 to activate only at least some of the areas based on the control of the processor 310 to display the information specified through the at least some areas, (E.g., a touch sensor 321, a touch sensor IC 323, a pressure sensor 331, a pressure sensor IC 333, a display 353, a display driver IC, or a haptic actuator 360) May be in a state of operating in a low power mode to reduce power consumption.
  • the haptic actuator 360 operates in a low power mode and receives signals directly from the touch sensor IC 323 or the pressure sensor IC 333 without the processor 310 waking up Haptic feedback can be provided quickly without delay.
  • the touch sensor IC 323 can transmit or receive a signal (a transmission signal TX, a reception signal RX) and a touch sensor 321, for example.
  • the touch sensor IC 323 can sense a touch input position of a user based on a signal transmitted / received by the touch sensor 321.
  • the touch sensor IC 323 may transmit the sensed position of the touch input to the processor 310.
  • the touch sensor IC 323 can transmit and receive signals to and from the touch sensor 321 only in a part of the area of the touch sensor 321 specified by the processor 310 in advance.
  • the touch sensor IC 323 transmits / receives a signal to / from the touch sensor 321 over the entire area of the touch sensor 321, and a touch input position corresponds to a portion of the touch sensor 321,
  • the processor 310 transmits the touch input position to the processor 310. If the touch input position is not located in a predetermined area of the touch sensor 321 previously designated by the processor 310, It may not transmit.
  • the touch sensor IC 323 may operate in a normal mode and / or a low power mode based on control of the processor 310.
  • the low power mode may be, for example, an operation mode for reducing the power consumption of the touch sensor 321 and the touch sensor IC 323 as compared with the normal mode.
  • the touch sensor IC 323 may operate in a low power mode by lowering the touch sensing frequency and / or the touch scan period lower than the normal mode.
  • the pressure sensor IC 333 is configured to transmit or receive a signal (transmission signal TX, received signal RX, stimulus signal, etc.) to the pressure sensor IC 333, for example, can do.
  • the pressure sensor IC 333 may transmit the sensed touch input intensity (pressure) and / or pressure retention time to the processor 310.
  • the processor 310 or the pressure sensor IC 333 can determine the strength (pressure) and / or the pressure retention time of the user's touch input based on the signal received from the pressure sensor IC 333 have.
  • the pressure sensor IC 333 can transmit / receive signals to / from the pressure sensor IC 333 only in a part of the pressure sensor IC 333 specified by the processor 310 in advance.
  • the pressure sensor IC 333 transmits / receives signals to / from the pressure sensor IC 333 over the entire area of the pressure sensor IC 333, and the pressure input position is detected by the pressure sensor IC 333 previously specified by the processor 310, If the pressure input position is not located in a partial area of the pressure sensor IC 333 previously specified by the processor 310, the pressure input position is set to the processor 310, (310).
  • the pressure sensor IC 333 may operate in a normal mode and / or a low power mode.
  • the low power mode may be, for example, an operation mode for reducing the power consumption of the touch sensor 321 and the touch sensor IC 323 as compared with the normal mode.
  • the pressure sensor IC 333 is in the low power mode, the pressure sensing frequency and / or the pressure scan period can be operated lower than the normal mode.
  • the display 353 may be configured separately from the touch sensor 321 or the pressure sensor 331.
  • the display 353 may include any one of the touch sensor 321 and the pressure sensor 331.
  • the touch sensor 321 and the pressure sensor 331 may be configured separately or integrally.
  • the touch sensor 321 and the pressure sensor 331 may be integrated to form one IC 320, or one of the touch sensor 321 and the pressure sensor 331 may include another have.
  • the display driver IC 351 receives a drive signal (e.g., a data signal, a gate drive signal, etc.) to the display 353 based on the image information received from the processor 310, for example Lt; / RTI >
  • a drive signal e.g., a data signal, a gate drive signal, etc.
  • the memory 340 may store instructions or data, for example, to cause the processor 310 to perform the operations, and may include volatile or non-volatile memory 340.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is a schematic cross-sectional view of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • an electronic device 400 in accordance with an embodiment of the present invention includes a cover window 410, a touch screen 410 disposed below the cover window 410, A display (e.g., 210), and a pressure sensor 460 (e.g., pressure sensor 331) located at the bottom of the touch screen display 210.
  • the touch screen display 210 may include a display 430, a touch sensor 420 formed on top of the display 430, a conductive layer 450 formed on the bottom of the display 430, . ≪ / RTI > According to another embodiment, the touch sensor 420 may be included within the display 430.
  • the conductive layer 450 includes a metal wiring or electrode, and may include, for example, a graphite layer, a copper (cu) layer, or a ground layer.
  • the cover window 410 may comprise a substantially rigid layer such as, for example, glass (including reinforced glass or sapphire glass), or a polymer (e.g., PI (polyimide), polyethylene terephthalate Or polycarbonate (PC), etc.).
  • PI polyimide
  • PC polycarbonate
  • the display 430 may include various displays 430, such as, for example, OLEDs, LCDs, QDs, and the like. According to one embodiment, the display 430 may have flexible characteristics.
  • the touch sensor 420 may be disposed, for example, between the cover window 410 and the display 430.
  • the touch sensor 420 may be disposed at least partially (at least one electrode layer) within the display 430, unlike the one shown.
  • the touch sensor 420 may be implemented by a self-capacitance method or a mutual-capacitance method.
  • the pressure sensor 460 may include, for example, a first electrode 461, a second electrode 465, and an elastic dielectric layer 463 disposed therebetween.
  • the pressure sensor 460 may be disposed below the display 430 as shown, wherein the first electrode 461 or the second electrode 465 may be disposed integrally with or separate from the display 430, (E.g., FPCB).
  • the pressure sensor 460 may be disposed between the cover window 410 and the display 430, unlike what is shown, in which case the first electrode 461 or the second electrode 465 May be disposed integrally with the touch sensor 420 or disposed on a separate support member (e.g., PET).
  • the pressure sensor 460 may be disposed at least partially (at least one electrode layer) within the display 430, unlike the one shown, in which case the first electrode 461, The two electrodes 465 may be disposed between the display 430 electrodes. According to one embodiment, the pressure sensor 460 may be implemented in a self-capacitance manner.
  • the pressure sensor further includes a second conductive layer 470 disposed between a conductive layer (hereinafter referred to as a first conductive layer) 450 located below the touch screen display and the first electrode 461 can do.
  • the second conductive layer 470 e.g., shield electrode
  • the second conductive layer 470 may include a shield electrode 470 formed of the same material as the first electrode 461.
  • the second conductive layer 470 is disposed between the first conductive layer 450 located below the display 430 and the first electrode 461 of the pressure sensor 460, The influence of the parasitic capacitance due to the conductive layer 450 on the first electrode 461 of the pressure sensor 460 can be reduced. Therefore, the electronic device 400 according to the embodiment of the present invention can increase the sensing sensitivity and the sensing accuracy of the pressure sensor 460.
  • a haptic actuator (not shown) may be disposed below the pressure sensor 460.
  • the haptic actuator may provide various types of vibration feedback to all or part of the electronic device 400.
  • the haptic actuator may be variously arranged at various positions of the electronic device 400 as well as under the pressure sensor 460, and may be a plurality of haptic actuators.
  • FIG. 6 is a schematic view illustrating a structure of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
  • the pressure sensor 460 may be a self-capacitance pressure sensor 460.
  • the pressure sensor 460 may include a first electrode 461 in the form of a plurality of repeating polygons (or circles), a second electrode 461 extending all over the region corresponding to the repeated plurality of polygons 465 and an elastic dielectric layer 463 disposed between the first and second electrodes 461 and 465 and a sensor drive circuit electrically connected to the first and second electrodes 461 and 465 IC 333).
  • the pressure sensor 460 may sense the pressure based on the change in capacitance between each partial electrode of the first electrode 461 and the second electrode 465.
  • the positions or shapes of the first electrode 461 and the second electrode 465 may be changed from each other.
  • the plurality of first electrodes 461 may be arranged independently from each other, and the second electrode 465 may be arranged to correspond to the plurality of first electrodes 461 with a single plate shape.
  • the pressure sensor 460 has a second conductive layer 470 formed on the first electrode 461, and the second conductive layer 470 has the same material as the first electrode 461 And may include a plurality of shield electrodes 470 formed.
  • the plurality of shield electrodes 470 may be arranged with a specific shape like the plurality of first electrodes 461.
  • the shape and shape of each shield electrode 470 may be the same or similar to the shape and shape of each first electrode 461.
  • the area of each shield electrode 470 may be equal to or greater than the area of the first electrode 461.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view of an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • 8 is a schematic cross-sectional view of an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • 9 is a view schematically showing the structure of a pressure sensor according to another embodiment of the present invention.
  • an electronic device 700 (e.g., electronic device 300) according to another embodiment of the present invention includes a cover window 710, a touch screen 710 located below the cover window 710, And a pressure sensor 760 located at the bottom of the touch screen display, the touch screen display including, for example, a display 730, a touch sensor 720 formed on top of the display 730, a display 730 And the pressure sensor 760 may include a first electrode 761, a second electrode 765, and an elasticity disposed therebetween, for example, A dielectric layer 763 and a second conductive layer 770 disposed between the first conductive layer 750 and the first electrode 761.
  • the electronic device 700 may further include a support member 780 for supporting the second conductive layer 770, unlike the example shown in FIGS.
  • the supporting member 780 is an electrode substrate 780, and a second conductive layer 770 is disposed on one surface (e.g., an upper surface) of the electrode substrate 780, and the electrode substrate 780
  • the first electrode 761 may be disposed on the other surface (e.g., the lower surface) of the first electrode 761.
  • the support member 780 can be configured in one continuous film form.
  • the support member 780 may be formed of a plurality of films having segmented grooves formed in at least a partial area or spaced apart at specific intervals in consideration of flexibility.
  • the method of driving an electronic device includes the steps of: providing a touch screen display (420) including a display panel and a first conductive layer (450) disposed below the display panel, 430), a second conductive layer (470) disposed under the first conductive layer (450), and a sensor (460) disposed under the second conductive layer (470) Signal to drive at least a portion of the sensor 460, and driving the second conductive layer 470 using a second signal associated with the first signal.
  • the electronic device further includes a third conductive layer (1173) disposed below the sensor (460), the method comprising: driving at least a portion of the sensor (460) using a third signal; and And driving the third conductive layer 1173 using a fourth signal associated with the third signal.
  • the first signal and the second signal may have the same phase or frequency, and the third signal and the fourth signal may be ground.
  • FIG. 10 is a view for explaining a method of driving a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
  • a pressure sensor IC 1010 may include a pressure sensor 1060 (e.g., a pressure sensor 1060) in a self- (331).
  • the pressure sensor IC 1010 may supply a first signal 1011 to the first electrode 1061 and a ground 1013 to the second electrode 1065, and may include a first electrode 1061, The pressure can be sensed based on the change in capacitance between the second electrodes 1065.
  • the pressure sensor IC 1010 may supply a second signal to the second conductive layer 1070, which is associated with the first signal 1011 applied to the first electrode 1061.
  • the first signal 1011 and the second signal may have the same phase or frequency.
  • the first signal 1011 and the second signal may be the same.
  • a second conductive layer 1070 is disposed between a first conductive layer (e.g., 750) located below a display (e.g., 730) and a first electrode 1061 of a pressure sensor 1060 And a signal having the same phase or frequency as the signal applied to the first electrode 1061 is applied to the second conductive layer 1070 so that the capacitance between the first electrode 1061 and the second conductive layer 1070
  • the parasitic capacitance caused by the first conductive layer 750 (or a component around the first electrode) affects the first electrode 1061 of the pressure sensor 1060, Can be further reduced. Therefore, the electronic device (for example, 700) according to the embodiment of the present invention can increase the sensing sensitivity and the sensing accuracy of the pressure sensor 1060.
  • reference numeral 1080 denotes a support member, and 1063 may be an elastic dielectric.
  • 11 is a schematic perspective view of an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • 12 is a schematic cross-sectional view of an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • an electronic device 1100 (e.g., electronic device 300) according to another embodiment of the present invention includes a cover window 1110, a touch located at the bottom of the cover window 1110, A screen display and a pressure sensor 1160 located at the bottom of the touch screen display, the touch screen display including a display 1130, a touch sensor 1120 formed on top of the display 1130, And a first conductive layer 1150 formed at the bottom of the first electrode 1130.
  • the pressure sensor 1160 may include a first electrode 1161, a second electrode 1165, An elastic dielectric layer 1163 and a second conductive layer 1170 disposed between the first conductive layer 1150 and the first electrode 1161.
  • a third conductive layer 1173 may be further formed under the second electrode 1165, unlike the example shown in FIGS. 4 to 6 .
  • the third conductive layer 1173 may be formed of the same material as the first electrode 1161 or the second electrode 1165.
  • the third conductive layer 1173 may include a plurality of second shield electrodes 1173 formed of the same material as the first electrode 1161 or the second electrode 1165.
  • the second shield electrode 1173 may have the same or similar shape as the second electrode 1165.
  • the second shield electrode 1173 is disposed to correspond to the second electrode 1165, and may have a single plate shape.
  • the pressure sensor 1160 IC may supply a fourth signal associated with the third signal applied to the second electrode 1165 to the third conductive layer 1173.
  • the third signal and the fourth signal may be ground signals.
  • a third conductive layer 1173 is further formed below the second electrode 1165 and a ground is connected to the third conductive layer 1173, The parasitic capacitance between the conductive components disposed under the electrode 1165 can be reduced. Therefore, the electronic device 1100 according to the embodiment of the present invention can increase the sensing sensitivity and the sensing accuracy of the pressure sensor 1160.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • an electronic device 1300 in accordance with another embodiment of the present invention includes a cover window 1310, a touch screen display located at the bottom of the cover window 1310, And a pressure sensor 1360 located at the bottom of the touchscreen display, the touchscreen display including a display 1320, a touch sensor 1320 formed on top of the display 1320, And the pressure sensor 1360 may include a first electrode 1361, a second electrode 1365 and an elastic dielectric layer 1360 disposed therebetween, for example, And a second conductive layer 1370 disposed between the first conductive layer 1350 and the first electrode 1361.
  • the electronic device 1300 includes a first support member 1381 and a third conductive layer 1373 for supporting the second conductive layer 1371, And a second support member 1383 for supporting the second support member 1383.
  • the first support member 1381 is a first electrode substrate 1381
  • a second conductive layer 1371 is disposed on one surface (e.g., an upper surface) of the first electrode substrate 1381
  • the first electrode 1361 may be disposed on the other surface (e.g., the lower surface) of the first electrode substrate 1381.
  • the second support member 1383 is a second electrode substrate 1383, and a second electrode 1365 is disposed on one surface (e.g., an upper surface) of the second electrode substrate 1383, A second conductive layer 1371 may be disposed on the other surface (e.g., the lower surface) of the second electrode substrate 1383.
  • the first and second support members 1381 and 1383 can be configured in one continuous film form.
  • the first and second support members 1381 and 1383 may be formed of a plurality of films having segmented grooves formed at least in some regions or spaced apart at specific intervals in consideration of flexibility.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of an electronic device for explaining the performance improvement of the pressure sensor according to the present invention.
  • an electronic device 1400 (e.g., electronic device 300) in accordance with an embodiment of the present invention includes a cover window 1410, a touch screen display 1420 located at the bottom of the cover window 1410, And a pressure sensor 1460 located at the bottom of the touchscreen display 1420 and the touchscreen display 1420 may include a touch sensor, e.g., a display, formed on top of the display.
  • a first conductive layer 1430 may be disposed under the touchscreen display 1420.
  • the pressure sensor 1460 includes, for example, a first electrode 1461, a second electrode 1465, and an elastic dielectric layer 1463 disposed therebetween, and a first conductive layer 1430 And a second conductive layer (e.g., first shield electrode) 1441 disposed between the first electrode 1461 and the first electrode 1461.
  • the electronic device 1400 may further include a third conductive layer (second shield electrode) 1443 under the second electrode 1465.
  • the third conductive layer 1443 may be formed of the same material as the first electrode 1461 or the second electrode 1465.
  • the third conductive layer 1443 may include a plurality of second shield electrodes 1443 formed of the same material as the first electrode 1461 or the second electrode 1465.
  • the second shield electrode 1443 may have the same or similar shape as the second electrode 1465.
  • the second shield electrode 1443 is disposed to correspond to the second electrode 1465, and may have a single plate shape.
  • the electronic device 1400 includes a first support member 1451 for supporting a second conductive layer 1441 and a second support member 1453 for supporting a third conductive layer 1443 ).
  • the first support member 1451 is a first electrode substrate 1451
  • a second conductive layer 1441 is disposed on one surface (e.g., an upper surface) of the first electrode substrate 1451
  • a first electrode 1461 layer may be disposed on the other surface (for example, the lower surface) of the first electrode substrate 1451.
  • the second support member 1453 is a second electrode substrate 1453, and a second electrode 1465 is disposed on one surface (e.g., the upper surface) of the second electrode substrate 1453, A second conductive layer 1441 may be disposed on the other surface (e.g., the lower surface) of the second electrode substrate 1453.
  • the first and second support members 1451 and 1453 may be configured in one continuous film form.
  • the first and second support members 1451 and 1453 may be formed of a plurality of films having segmented grooves formed at least in some areas or spaced apart from each other at a specific interval in consideration of flexibility.
  • the first conductive layer 1430 formed on the lower portion of the touch screen display 1420 includes a wiring or an electrode made of a metal.
  • a metal for example, a graphite layer, a copper (cu) layer, Or a ground layer.
  • a bracket 1470 may be disposed below the pressure sensor 1460 to support the touch screen display 1420 and the pressure sensor 1460 and the first conductive layer 1430 may be connected May be electrically connected to at least a portion of the bracket 1470 via a member (e.g., a conductive tape) 1480.
  • the electronic device 1400 may utilize at least a portion of the bracket 1470 as a third conductive layer 1443.
  • a pressure sensor IC may supply a first signal to a first electrode 1461 and a second signal associated with a first signal to a first shield electrode 1441.
  • the first signal and the second signal may have the same phase or the same frequency.
  • the pressure sensor 1460 according to an embodiment of the present invention can maintain the capacitance C2 between the first electrode 1461 and the first shield electrode 1441 at a fixed value,
  • the second electrode 1461 may be less susceptible to parasitic capacitance due to the surrounding conductive material, e.g., the conductive layer 1430 disposed between the first electrode 1461 and the touch screen display 1420.
  • the pressure sensor IC may provide a third signal to the second electrode 1465 and a fourth signal associated with the third signal to the second shield electrode 1443.
  • the third signal and the fourth signal may be ground signals. Accordingly, the pressure sensor 1460 according to an embodiment of the present invention can maintain the capacitance C3 between the second electrode 1465 and the second shield electrode 1443 at a fixed value,
  • the second electrode 1465 may be less susceptible to parasitic capacitance due to surrounding conductive material, e.g., conductive components around the second electrode 1465.
  • the pressure sensor 1460 fixes the capacitances C2 and C3, which may be generated at the top and bottom of the first electrode 1461 and the second electrode 1465, Can be maintained. Therefore, the pressure sensor IC 1160 can more accurately detect the change in the capacitance C1 between the first electrode 1061 and the second electrode 1065 based on the pressure input of the user, and as a result, The sensing accuracy of the sensor 1460 can be improved.
  • 15 is a view schematically showing the structure of a pressure sensor according to another embodiment of the present invention.
  • 16 is a view illustrating a structure of a shield electrode according to various embodiments.
  • the pressure sensor 1560 may be a self-capacitance pressure sensor 1560.
  • the pressure sensor 1560 may include a first electrode 1561 in the form of a repeating plurality of polygons (or circles), a second electrode 1561 extending all over the region corresponding to the repeated plurality of polygons 1565 and an elastic dielectric layer 1563 disposed between the first electrode 1561 and the second electrode 1565 and a sensor drive circuit electrically connected to the first and second electrodes 1561, IC 333).
  • the pressure sensor 1560 may sense the pressure based on a change in capacitance between the first electrode 1561 and the second electrode 1565.
  • the positions or shapes of the first electrode 1561 and the second electrode 1565 may be mutually interchanged.
  • the pressure sensor 1560 is different from the example shown in FIG. 6 in that the shield electrode 1510 constituting the second conductive layer 1510 has a single mesh shape have.
  • the pressure sensor 1560 has a second conductive layer 1510 formed on the first electrode 1561, and the second conductive layer 1510 is formed of the same material as the first electrode 1561 And a shield electrode 1510 formed thereon.
  • the shield electrode 1510 may have the form of a mesh structure including a plurality of opening regions 1512.
  • the shape, size, shape, and area of the opening region 1512 of the shield electrode 1510 and the width and width of the opening region 1512 are different from each other,
  • the thickness of the shield electrodes 1510 partitioning in the longitudinal direction can be varied to a great extent due to the increase in the load due to the area of the shield electrode 1510 and the increase in the load due to the increase in the load, Or the increase of the driving voltage for driving the first electrode 1561.
  • 17 is a front view of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • a front surface of an electronic device 1700 includes a touch screen display 1710 disposed substantially over an entire area, and a pressure sensor (e.g., 1460) May correspond to at least a portion (e.g., lower end) 1720 of one side of the screen display 1710 or may be disposed to correspond to the entire portion 1730 of the touch screen display 1710.
  • the electronic device 1700 is configured such that at least some of the previously physically implemented system keys (e.g., home key, power key, volume key, quick panel) Can be implemented.
  • the electronic device 1700 includes a second conductive layer (e. G., A second conductive layer) when the pressure sensor is positioned to correspond to at least a portion (e. G., Lower end) 1720 of one side of the touch screen display 1710.
  • the shield electrode 1441 constituting the shield electrode 1441 can be designed as the shield electrode 470 shown in Fig. 6 or the shield electrode 1510 shown in Fig.
  • the electronic device 1700 includes a shield electrode 1441 that constitutes the second conductive layer 1441 when the pressure sensor is disposed to correspond to the entire portion 1730 of the touch screen display 1710.
  • [ 15 can be designed in the same manner as the shield electrode 1510 shown in FIG. 15. This is because the increase in the load due to the area of the shield electrode 1510 and the increase in the load due to the increase in the load, : 1561), and it is possible to prevent an increase in driving voltage for driving the first electrode (e.g., 1561).
  • the various embodiments of the present invention can improve the sensing performance of the pressure sensor and increase the reliability.
  • the electronic device can be various types of devices.
  • the electronic device can include, for example, at least one of a portable communication device (e.g., a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance.
  • a portable communication device e.g., a smart phone
  • a computer device e.g., a laptop, a desktop, a smart phone
  • portable multimedia device e.g., a portable multimedia device
  • portable medical device e.g., a portable medical device
  • camera e.g., a camera
  • a wearable device e.g., a portable medical device
  • first component is "(functionally or communicatively) connected” or “connected” to another (second) component, May be connected directly to the component, or may be connected through another component (e.g., a third component).
  • module includes units comprised of hardware, software, or firmware and may be used interchangeably with terms such as, for example, logic, logic blocks, components, or circuits.
  • a module may be an integrally constructed component or a minimum unit or part thereof that performs one or more functions.
  • the module may be configured as an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present document may include instructions stored on a machine-readable storage medium (e.g., internal memory 136 or external memory 138) readable by a machine (e.g., a computer) Software (e.g., program 140).
  • the device may include an electronic device (e.g., electronic device 101) in accordance with the disclosed embodiments as an apparatus capable of calling stored instructions from the storage medium and operating according to the called instructions.
  • a processor e.g., processor 120
  • the processor may perform the function corresponding to the instruction, either directly or using other components under the control of the processor.
  • the instructions may include code generated or executed by the compiler or interpreter.
  • a device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-temporary' means that the storage medium does not include a signal and is tangible, but does not distinguish whether data is stored semi-permanently or temporarily on the storage medium.
  • a method according to various embodiments disclosed herein may be provided in a computer program product.
  • a computer program product can be traded between a seller and a buyer as a product.
  • a computer program product may be distributed in the form of a machine readable storage medium (eg, compact disc read only memory (CD-ROM)) or distributed online through an application store (eg PlayStore TM).
  • an application store eg PlayStore TM
  • at least a portion of the computer program product may be temporarily stored, or temporarily created, on a storage medium such as a manufacturer's server, a server of an application store, or a memory of a relay server.
  • Each of the components may be comprised of a single entity or a plurality of entities, and some of the subcomponents described above may be omitted, or other subcomponents May be further included in various embodiments.
  • some components e.g., modules or programs

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Abstract

본 발명은 압력 센서의 센싱 성능을 향상시킬 수 있는 전자 장치에 관한 것으로, 일 실시예에 따른 전자 장치는, 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널 아래에(below) 배치된 제 1 도전층을 포함하는 터치스크린 디스플레이, 및 상기 제 1 도전층 아래에 배치된 압력 센서를 포함하고, 상기 압력 센서는, 제 1 전극층 및 제 2 전극층, 상기 제 1 전극층과 상기 제 2 전극층 사이에 배치되고, 탄성을 갖는 유전층, 및 상기 제 1 전극층과 상기 제 1 도전층 사이에 배치된 제 2 도전층을 포함하고, 상기 제 1 전극층, 상기 제 2 전극층, 상기 제 2 도전층과 전기적으로 연결된 센서 구동 회로를 포함하고, 상기 센서 구동 회로는, 제 1 신호를 이용하여 상기 제 1 전극층의 적어도 일부를 구동하고, 상기 제 1 신호와 연관된 제 2 신호를 이용하여 상기 제 2 도전층을 구동하고, 및 상기 제 1 전극층 및 상기 제 2 전극층의 거리 변화에 따른 신호값 변화에 적어도 기반하여 상기 전자 장치에 입력되는 압력의 변화를 감지하도록 설정될 수 있다. 그 밖에 다양한 실시예를 더 포함할 수 있다.

Description

센서 및 센서의 신호를 이용하여 구동하기 위한 하나 이상의 도전층들을 포함하는 전자 장치
본 발명은 압력 센서의 센싱 성능을 향상시킬 수 있는 전자 장치에 관한 것이다.
전자 기술의 발달에 힘입어 다양한 유형의 전자 장치들이 개발 및 보급되고 있다. 최근에는 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같이 다양한 기능을 가지는 휴대용 전자 장치의 보급이 확대되고 있다. 휴대용 전자 장치는 다양한 기능을 지원하기 위해, 터치 입력의 세기를 감지하는 것을 새로운 입력 수단으로 활용하고 있다. 예를 들면, 전자 장치는 압력 터치에 반응하여 어플리케이션과 관련된 기능을 제공하도록 설정될 수 있다.
전자 장치는 점차 큰 디스플레이 화면을 제공할 수 있게 되었으며, 전자 장치 전면의 실질적으로 전체 면적에 걸쳐 배치된 디스플레이 화면(Full front, edge-to-edge)이 개발되고 있다. 상기 전자 장치는 기존에 물리적으로 구현된 시스템 키(예: 홈 키, 전원 키, 볼륨 키, 퀵 패널) 중 적어도 일부가 압력 센서를 이용하여 소프트웨어적으로 구현될 수 있다.
전자 장치는 정전 방식, 스트레인 게이지(strain gauge) 방식, 또는 피에조(piezo) 방식의 압력 센서를 포함할 수 있다. 정전 방식의 압력 센서는 사용자의 압력에 따라 두 전극 사이에 형성된 커패시턴스가 변화하는 것에 기반하여 압력을 감지할 수 있다. 상기 커패시턴스는 사용자의 압력에 의해 두 전극 사이의 거리가 가까워짐에 따라 증가할 수 있다.
그러나, 정전 방식의 압력 센서를 포함한 전자 장치는, 압력 센서 주변에 구리와 같은 도전성 물질을 갖는 도전층이 배치되어 있음으로 인해, 상기 도전층과 압력 센서의 전극 간에 발생되는 기생 커패시턴스가 발생할 수 있다. 상기 기생 커패시턴스는 정전 방식의 압력 센서의 센싱 성능을 저하시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는, 압력 센서의 센싱 성능을 향상시킬 수 있는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널 아래에(below) 배치된 제 1 도전층을 포함하는 터치스크린 디스플레이, 및 상기 제 1 도전층 아래에 배치된 압력 센서를 포함하고, 상기 압력 센서는, 제 1 전극층 및 제 2 전극층, 상기 제 1 전극층과 상기 제 2 전극층 사이에 배치되고, 탄성을 갖는 유전층, 및 상기 제 1 전극층과 상기 제 1 도전층 사이에 배치된 제 2 도전층을 포함하고, 상기 제 1 전극층, 상기 제 2 전극층, 상기 제 2 도전층과 전기적으로 연결된 센서 구동 회로를 포함하고, 상기 센서 구동 회로는, 제 1 신호를 이용하여 상기 제 1 전극층의 적어도 일부를 구동하고, 상기 제 1 신호와 연관된 제 2 신호를 이용하여 상기 제 2 도전층을 구동하고, 및 상기 제 1 전극층 및 상기 제 2 전극층의 거리 변화에 따른 신호값 변화에 적어도 기반하여 상기 전자 장치에 입력되는 압력의 변화를 감지하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치는, 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널 아래에(below) 배치된 제 1 도전층을 포함하는 터치스크린 디스플레이, 및 상기 제 1 도전층 아래에 배치된 센서를 포함하고, 상기 센서는, 제 1 전극층 및 제 2 전극층, 상기 제 1 전극층과 상기 제 2 전극층 사이에 배치되는 유전층, 및 상기 제 1 전극층과 상기 제 1 도전층 사이에 배치된 제 2 도전층을 포함하고, 상기 제 1 전극층, 상기 제 2 전극층, 상기 제 2 도전층과 전기적으로 연결된 센서 구동 회로를 포함하고, 상기 센서 구동 회로는, 제 1 신호를 이용하여 상기 제 1 전극층의 적어도 일부를 구동하고, 상기 제 1 신호와 동일한 위상 또는 주파수를 갖는 제 2 신호를 이용하여 상기 제 2 도전층을 구동하고, 및 상기 제 1 전극층 및 상기 제 2 전극층의 거리 변화에 따른 신호값 변화에 적어도 기반하여 상기 전자 장치에 입력되는 압력의 변화를 감지하도록 설정될 수 있다. 상기 유전층은 탄성을 갖는 재질로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 전자 장치는, 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널 아래에(below) 배치된 제 1 도전층을 포함하는 터치스크린 디스플레이, 상기 제 1 도전층 아래에 배치된 제 2 도전층, 및 상기 제 2 도전층 아래에 배치된 센서를 포함하고, 상기 방법은, 제 1 신호를 이용하여 상기 센서의 적어도 일부를 구동하는 동작, 및 상기 제 1 신호와 연관된 제 2 신호를 이용하여 상기 제 2 도전층을 구동하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 전자 장치는, 상기 센서 아래에 배치된 제 3 도전층을 더 포함하고, 상기 방법은, 제 3 신호를 이용하여 상기 센서의 적어도 일부를 구동하는 동작, 및 상기 제 3 신호와 연관된 제 4 신호를 이용하여 상기 제 3 도전층을 구동하는 동작을 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호는 서로 동일한 위상 또는 주파수를 갖고, 상기 제 3 신호 및 상기 제 4 신호는 그라운드일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는, 압력 센서의 센싱 성능을 향상시켜 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른, 표시 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 개략적인 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치의 개략적인 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치의 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력 센서의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치의 개략적인 사시도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치의 개략적인 단면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치의 개략적인 단면도이다.
도 14는 본 발명에 따른 압력 센서의 성능 향상을 설명하기 위한 전자 장치의 개략적인 단면도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력 센서의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 16은 다양한 실시예에 따른 실드 전극의 구조를 설명한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 전면을 나타낸 도면이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 및 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 예를 들면, 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)의 경우와 같이, 일부의 구성요소들이 통합되어 구현될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 구동하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.
이런 경우, 보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 수행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다. 메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 저장되는 소프트웨어로서, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신하기 위한 장치로서, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력하기 위한 장치로서, 예를 들면, 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 리시버를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하기 위한 장치로서, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치 회로(touch circuitry) 또는 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 유선 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))를 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 또는 플래시를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(190)은 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 사용자 정보를 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 구별 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부로 송신하거나 외부로부터 수신하기 위한 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 일시예에 따르면, 통신 모듈(190)(예: 무선 통신 모듈(192))은 통신 방식에 적합한 안테나를 통하여 신호를 외부 전자 장치로 송신하거나, 외부 전자 장치로부터 수신할 수 있다.
상기 구성요소들 중 일부 구성요소들은 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되어 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 외부 전자 장치에서 실행될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 외부 전자 장치에게 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 외부 전자 장치는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른, 표시 장치(160)의 블록도(200)이다. 도 2를 참조하면, 표시 장치(160)는 디스플레이(210), 및 이를 제어하기 위한 디스플레이 드라이버 IC(DDI)(230)를 포함할 수 있다. DDI(230)는 인터페이스 모듈(231), 메모리(233)(예: 버퍼 메모리), 이미지 처리 모듈(235), 또는 맵핑 모듈(237)을 포함할 수 있다. DDI(230)은, 예를 들면, 인터페이스 모듈(231)을 통하여 프로세서(120)(예: 메인 프로세서(121)(예: 어플리케이션 프로세서) 또는 메인 프로세서(121)의 기능과 독립적으로 운영되는 보조 프로세서(123))로부터 영상 데이터, 또는 상기 영상 데이터를 제어하기 위한 명령에 대응하는 영상 제어 신호를 포함하는 영상 정보를 수신할 수 있다. DDI(230)는 터치 회로(250) 또는 센서 모듈(176) 등과 상기 인터페이스 모듈(231)을 통하여 커뮤니케이션할 수 있다. 또한, DDI(230)는 상기 수신된 영상 정보 중 적어도 일부를 메모리(233)에, 예를 들면, 프레임 단위로 저장할 수 있다. 이미지 처리 모듈(235)은, 예를 들면, 상기 영상 데이터의 적어도 일부를 상기 영상 데이터의 특성 또는 디스플레이(210)의 특성에 적어도 기반하여 전처리 또는 후처리(예: 해상도, 밝기, 또는 크기 조정)를 수행할 수 있다. 맵핑 모듈(237)은 디스플레이(210)의 픽셀들의 속성(예: 픽셀들의 배열(RGB stripe 또는 pentile), 또는 서브 픽셀들 각각의 크기)에 적어도 일부 기반하여, 이미지 처리 모듈(135)를 통해 전처리 또는 후처리된 상기 영상 데이터를 상기 픽셀들을 구동할 수 있는 전압 값 또는 전류 값으로 변환할 수 있다. 디스플레이(210)의 적어도 일부 픽셀들은, 예를 들면, 상기 전압 값 또는 전류 값에 기반하여 구동됨으로써 상기 영상 데이터에 대응하는 시각적 정보(예: 텍스트, 이미지, 또는 아이콘)가 디스플레이(210)에 표시될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치 회로(250)를 더 포함할 수 있다. 터치 회로(250)는 터치 센서(251) 및 이를 제어하기 위한 터치 센서 IC(253)를 포함할 수 있다. 터치 센서 IC(253)는 터치 센서(251)를 제어하여, 예를 들면, 디스플레이(210)의 특정 위치에 대한 신호(예: 전압, 광량, 저항, 또는 전하량)의 변화를 측정함으로써 상기 특정 위치에 대한 터치 입력 또는 호버링 입력을 감지하고, 감지된 터치 입력 또는 호버링 입력에 관한 정보(예: 위치, 면적, 압력, 또는 시간)를 프로세서(120) 에 제공할 수 있다. 일실시예에 따르면, 터치 회로(250)의 적어도 일부(예: 터치 센서 IC(253))는 디스플레이 드라이버 IC(230), 또는 디스플레이(210)의 일부로, 또는 표시 장치(160)의 외부에 배치된 다른 구성요소(예: 보조 프로세서(123))의 일부로 포함될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 센서 모듈(176)의 적어도 하나의 센서(예: 지문 센서, 홍채 센서, 압력 센서 또는 조도 센서), 또는 이에 대한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 적어도 하나의 센서 또는 이에 대한 제어 회로는 표시 장치(160)의 일부(예: 디스플레이(210) 또는 DDI(230)) 또는 터치 회로(250)의 일부에 임베디드되어 구현될 수 있다. 예를 들면, 표시 장치(160)에 임베디드된 센서 모듈(176)이 생체 센서(예: 지문 센서)를 포함할 경우, 상기 생체 센서는 디스플레이(210)의 일부 영역을 통해 터치 입력과 연관된 생체 정보(예: 지문 이미지)를 획득할 수 있다. 다른 예를 들면, 표시 장치(160)에 임베디드된 센서 모듈(176)이 압력 센서를 포함할 경우, 상기 압력 센서는 디스플레이(210)의 일부 또는 전체 영역을 통해 터치 입력에 대한 압력 정보를 획득할 수 있다. 일실시예에 따르면, 터치 센서(251) 또는 센서 모듈(176)은 디스플레이(210)의 픽셀 레이어의 픽셀들 사이에, 또는 상기 픽셀 레이어의 위에 또는 아래에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널 아래에(below) 배치된 제 1 도전층(예: 450)을 포함하는 터치스크린 디스플레이(예: 420, 430), 및 상기 제 1 도전층(450) 아래에 배치된 압력 센서(예: 460)를 포함하고, 상기 압력 센서(460)는, 제 1 전극층(예: 461) 및 제 2 전극층(예: 465), 상기 제 1 전극층(461)과 상기 제 2 전극층(465) 사이에 배치되고, 탄성을 갖는 유전층(예: 463), 및 상기 제 1 전극층(461)과 상기 제 1 도전층(450) 사이에 배치된 제 2 도전층(예: 470)을 포함하고, 상기 제 1 전극층(461), 상기 제 2 전극층(465), 상기 제 2 도전층(470)과 전기적으로 연결된 센서 구동 회로(예: 333)를 포함하고, 상기 센서 구동 회로(333)는, 제 1 신호를 이용하여 상기 제 1 전극층(461)의 적어도 일부를 구동하고, 상기 제 1 신호와 연관된 제 2 신호를 이용하여 상기 제 2 도전층(470)을 구동하고, 및 상기 제 1 전극층(461) 및 상기 제 2 전극층(465)의 거리 변화에 따른 신호값 변화에 적어도 기반하여 상기 전자 장치에 입력되는 압력의 변화를 감지하도록 설정될 수 있다. 상기 압력 센서(460)는 제 1 전극 기재를 더 포함하고, 상기 제 1 전극 기재의 일면에 상기 제 1 전극층(461)이 형성되고, 상기 제 1 전극 기재의 다른 일면에 상기 제 2 도전층(470)이 형성될 수 있다. 상기 제 1 전극층(461)은 지정된 형상으로 형성된 복수의 제 1 전극들을 포함하고, 상기 제 2 전극층(465)은 플레이트 형상으로 형성되고 상기 복수의 제 1 전극들에 대응하도록 배치되는 제 2 전극을 포함할 수 있다. 상기 제 2 도전층(470)은 상기 지정된 형상으로 형성된 복수의 제 1 실드 전극들을 포함할 수 있다. 상기 제 1 실드 전극의 면적은 상기 제 1 전극의 면적보다 크거나 같을 수 있다. 상기 복수의 제 1 실드 전극들은 상기 복수의 제 1 전극들과 동일한 재질로 형성될 수 있다. 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호는 동일한 위상 또는 주파수를 가질 수 있다. 상기 압력 센서(460)는 제 2 전극 기재를 더 포함하고, 상기 제 2 전극 기재의 일면에 상기 제 2 전극층(465)이 형성되고, 상기 제 2 전극 기재의 다른 일면에 제 3 도전층이 형성될 수 있다. 상기 센서 구동 회로(333)는, 제 3 신호를 이용하여 상기 제 2 전극층(465)의 적어도 일부를 구동하고, 상기 제 3 신호와 연관된 제 4 신호를 이용하여 상기 제 3 도전층을 구동하도록 설정될 수 있다. 상기 제 3 신호 및 상기 제 4 신호는 그라운드일 수 있다. 상기 압력 센서(460)는 상기 터치스크린 디스플레이(420, 430)의 일측의 적어도 일부에 대응하도록 배치될 수 있다. 상기 제 2 도전층(470)은 복수의 개구 영역을 포함하는 메쉬(mesh) 구조 형상으로 형성된 실드 전극을 포함할 수 있다. 상기 압력 센서(460)는 상기 터치스크린 디스플레이(420, 430)의 전체에 대응하도록 위치할 수 있다. 상기 제 1 도전층(450)은 흑연(graphite) 층, 구리(cu) 층, 또는 그라운드 층 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 센서 구동 회로(333)는, 상기 제 1 전극층(461) 및 상기 제 2 전극층(465)의 거리 변화에 따른 상기 제 1 전극층(461) 및 상기 제 2 전극층(465) 사이의 정전 용량의 변화를 상기 압력의 변화의 적어도 일부로서 감지하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치는, 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널 아래에(below) 배치된 제 1 도전층(예: 450)을 포함하는 터치스크린 디스플레이(예: 420, 430), 및 상기 제 1 도전층(450) 아래에 배치된 센서(예: 460)를 포함하고, 상기 센서(460)는, 제 1 전극층(예: 461) 및 제 2 전극층(예: 465), 상기 제 1 전극층(461)과 상기 제 2 전극층(465) 사이에 배치되는 유전층(예: 463), 및 상기 제 1 전극층(461)과 상기 제 1 도전층(450) 사이에 배치된 제 2 도전층(예: 450)을 포함하고, 상기 제 1 전극층(461), 상기 제 2 전극층(465), 상기 제 2 도전층(470)과 전기적으로 연결된 센서 구동 회로(333)를 포함하고, 상기 센서 구동 회로(333)는, 제 1 신호를 이용하여 상기 제 1 전극층(461)의 적어도 일부를 구동하고, 상기 제 1 신호와 동일한 위상 또는 주파수를 갖는 제 2 신호를 이용하여 상기 제 2 도전층(470)을 구동하고, 및 상기 제 1 전극층(461) 및 상기 제 2 전극층(465)의 거리 변화에 따른 신호값 변화에 적어도 기반하여 상기 전자 장치에 입력되는 압력의 변화를 감지하도록 설정될 수 있다. 상기 유전층(463)은 탄성을 갖는 재질로 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성 블록도이다.
도 3를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(300)(예: 101)는 프로세서(310)(예: 120), 메모리(340)(예: 130), 터치 센서(321)(예: 251), 터치 센서 IC(323)(예: 253), 압력 센서(331), 압력 센서 IC(333), 디스플레이(353)(예: 210), 디스플레이 드라이버 IC(351), 또는, 햅틱 액츄에이터(360)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(310)는, 예를 들면, 어플리케이션을 실행하고, 실행된 어플리케이션에 기초하여 전자 장치(300)의 적어도 하나의 구성 요소들을 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(310)는, 어플리케이션을 실행하고, 실행된 어플리케이션에 기초하여 메모리(340), 터치 센서(321), 터치 센서 IC(323), 압력 센서(331), 압력 센서 IC(333), 디스플레이(353), 디스플레이 드라이버 IC(351), 또는, 햅틱 액츄에이터(360) 중에서 적어도 하나를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(310)는, 상기 터치 센서 IC(323) 및/또는 압력 센서 IC(333)가 인식할 수 있는 사용자 입력 가능 영역(터치 가능 영역, 압력 가능 영역 등)을 설정 하고, 터치 센서 IC(323) 및 또는 압력 센서 IC(333)로 전송 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 사용자 입력 가능 영역의 위치는 변경될 수 있다. 예를 들면, 프로세서(310)는 변경 된 사용자 입력 가능 영역의 위치를 터치 센서 IC(323) 및/또는 압력 센서 IC(333)에 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 디스플레이 드라이버 IC(351)로 전송할 영상 정보, 영상 정보의 위치 및/또는 햅틱 액츄에이터(360)로 전송할 햅틱 정보를 결정할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(310)는 상기 수신된 터치 압력의 세기가 제 1 임계값 이상이면, 제 1 영상 정보를 디스플레이 드라이버 IC(351)로 전송하고, 제 1 햅틱 정보를 햅틱 액츄에이터(360)로 전송할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(310)는 상기 수신된 터치 압력의 세기가 제 1 임계값보다 큰 제 2 임계값 이상이면, 제 2 영상 정보(예: 제 1 영상 정보의 적어도 일부가 확대된 영상 정보)를 디스플레이 드라이버 IC(351)로 전송하고, 제 2 햅틱 정보(예: 제 1 햅틱 정보보다 강한 햅틱 정보)를 햅틱 액츄에이터(360)로 전송할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 제 1 시간에 수신된 터치 입력의 제 1 위치와 제 1 압력 세기를 매핑할 수 있고, 제 1 시간과 다른 제 2 시간에 수신된 터치 입력의 제 2 위치와 제 2 압력 세기를 매핑할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 상기 매핑한 정보들을 각 모듈(예: 메모리(340), 터치 센서(321), 터치 센서 IC(323), 압력 센서(331), 압력 센서 IC(333), 디스플레이(353), 디스플레이 드라이버 IC(351), 또는, 햅틱 액츄에이터(360))로 전달 한 후 비활성화 상태로 전환 될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 AOD(always on display) 모드에서 비활성화 상태일 수 있다. 예를 들면, 프로세서(310)는 AOD 모드에서 비활성화 상태를 유지하다가 디스플레이 드라이버 IC(351), 터치 센서 IC(323), 압력 센서 IC(333) 등과 영상 정보 및/또는 제어 신호 또는 감지 신호를 송수신하는 동안에만 활성화되고, 상기 송수신 동작이 완료되면 비활성화 상태로 전환될 수 있다. AOD 모드는, 예를 들면, 디스플레이(353)가 프로세서(310)의 제어에 기초하여 적어도 일부 영역만을 활성화하여 상기 적어도 일부 영역을 통해 지정된 정보를 표시하고, 프로세서(310)를 포함한 전자 장치(300)의 구성 요소들(예: 터치 센서(321), 터치 센서 IC(323), 압력 센서(331), 압력 센서 IC(333), 디스플레이(353), 디스플레이 드라이버 IC, 또는, 햅틱 액츄에이터(360))가 전력 소모를 줄이기 위한 로우 파워 모드 로 동작하는 상태일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 액츄에이터(360)는, 로우 파워 모드로 동작하고 프로세서(310)가 웨이크업되지 않은 상태에서, 터치 센서 IC(323) 또는 압력 센서 IC(333)로부터 직접 신호를 수신하여 딜레이 없이 빠르게 햅틱 피드백을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 터치 센서 IC(323)는, 예를 들면, 터치 센서(321)와 신호(전송 신호(TX), 수신 신호(RX))를 송신 또는 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 터치 센서 IC(323)는 터치 센서(321)와 송수신한 신호에 기반하여 사용자의 터치 입력 위치를 감지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 터치 센서 IC(323)는 감지한 터치 입력의 위치를 프로세서(310)로 전송할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 터치 센서 IC(323)는, 프로세서(310)가 미리 지정한 터치 센서(321)의 일부 영역에 한정하여 터치 센서(321)와 신호를 송수신할 수 있다. 또는, 터치 센서 IC(323)는 터치 센서(321)의 전체 영역에 대해서 터치 센서(321)와 신호를 송수신하되, 터치 입력 위치가 상기 프로세서(310)가 미리 지정한 터치 센서(321)의 일부 영역에 위치하는 경우 터치 입력 위치를 프로세서(310)로 전송하고, 터치 입력 위치가 상기 프로세서(310)가 미리 지정한 터치 센서(321)의 일부 영역에 위치하지 않는 경우 터치 입력 위치를 프로세서(310)로 전송하지 않을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 터치 센서 IC(323)는 프로세서(310)의 제어에 기초하여 노멀 모드 및/또는 로우 파워 모드로 동작 할 수 있다. 로우 파워 모드는, 예를 들면, 노멀 모드에 비하여 터치 센서(321) 및 터치 센서 IC(323)의 전력 소모를 줄이기 위한 동작 모드일 수 있다. 예를 들면, 터치 센서 IC(323)는 로우 파워 모드이면 터치 센싱 주파수 및/또는 터치 스캔 주기를 노멀 모드보다 낮추어 동작할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 압력 센서 IC(333)는, 예를 들면, 압력 센서 IC(333)와 신호(전송 신호(TX), 수신 신호(RX), 자극 신호(shield) 등)를 송신 또는 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 압력 센서 IC(333)는 감지한 터치 입력의 세기(압력) 및/또는 압력의 유지 시간을 프로세서(310)로 전송할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(310) 또는 압력 센서 IC(333)는 압력 센서 IC(333)로부터 수신된 신호에 기반하여 사용자의 터치 입력의 세기(압력) 및/또는 압력의 유지 시간을 결정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 압력 센서 IC(333)는 프로세서(310)가 미리 지정한 압력 센서 IC(333)의 일부 영역에 한정하여 압력 센서 IC(333)와 신호를 송수신할 수 있다. 또는, 압력 센서 IC(333)는 압력 센서 IC(333)의 전체 영역에 대해서 압력 센서 IC(333)와 신호를 송수신하되, 압력 입력 위치가 상기 프로세서(310)가 미리 지정한 압력 센서 IC(333)의 일부 영역에 위치하는 경우 압력 입력 위치를 프로세서(310)로 전송하고, 압력 입력 위치가 상기 프로세서(310)가 미리 지정한 압력 센서 IC(333)의 일부 영역에 위치하지 않는 경우 압력 입력 위치를 프로세서(310)로 전송하지 않을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 압력 센서 IC(333)는 노멀 모드 및/또는 로우 파워 모드로 동작 할 수 있다. 로우 파워 모드는, 예를 들면, 노멀 모드에 비하여 터치 센서(321) 및 터치 센서 IC(323)의 전력 소모를 줄이기 위한 동작 모드일 수 있다. 예를 들면, 압력 센서 IC(333)는 로우 파워 모드이면 압력 센싱 주파수 및/또는 압력 스캔 주기를 노멀 모드보다 낮추어 동작할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이(353)는 터치 센서(321) 또는 압력 센서(331)와 별개로 구성될 수 있다. 또는, 디스플레이(353)는 터치 센서(321) 및 압력 센서(331) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 터치 센서(321) 및 압력 센서(331)는 서로 별개로 구성되거나 일체형으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 터치 센서(321) 및 압력 센서(331)는 통합되어 하나의 IC(320)로 구성되거나, 또는 터치 센서(321) 및 압력 센서(331) 중에서 어느 하나가 다른 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 드라이버 IC(351)는, 예를 들면, 프로세서(310)로부터 수신된 영상 정보에 기반하여, 디스플레이(353)로 구동 신호(예: 데이터 신호, 게이트 구동 신호 등)를 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메모리(340)는, 예를 들면, 프로세서(310)가 상기 동작들을 수행하도록 하는 인스트럭션들 또는 데이터를 저장할 수 있으며, 휘발성 또는 비휘발성 메모리(340)를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 개략적인 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(400)(예: 전자 장치(300))는, 커버 윈도우(410), 커버 윈도우(410)의 하부에 위치한 터치스크린 디스플레이(예: 210), 및 터치스크린 디스플레이(210)의 하부에 위치한 압력 센서(460)(예: 압력 센서(331))를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 터치스크린 디스플레이(210)는, 예를 들면, 디스플레이(430), 디스플레이(430)의 상부에 형성된 터치 센서(420), 디스플레이(430)의 하부에 형성된 도전층(450)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 터치 센서(420)는 디스플레이(430)의 내부에 포함될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도전층(450)은, 금속 재질의 배선 또는 전극을 포함한 것으로, 예를 들면, 흑연(graphite) 층, 구리(cu) 층, 또는 그라운드 층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 커버 윈도우(410)는, 예를 들면, 글래스(강화 글래스, 또는 사파이어 글래스 포함)와 같은 실질적으로 단단한 층, 또는 폴리머(예: PI(polyimid), PET(polyethylene terephthalate), 또는 PC(polycarbonate) 등)와 같은 실질적으로 유연한 층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이(430)는, 예를 들면, OLED, LCD, QD 등 다양한 디스플레이(430)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이(430)는 플렉서블한 특성을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 터치 센서(420)는, 예를 들면, 커버 윈도우(410)와 디스플레이(430) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들면, 터치 센서(420)는 도시된 것과 달리, 디스플레이(430) 내부에 적어도 부분적으로(적어도 하나의 전극 층이) 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 터치 센서(420)는, 셀프 커패시턴스(self-capacitance) 방식 또는 뮤츄얼 커패시턴스(mutual-capacitance) 방식으로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 압력 센서(460)는, 예를 들면, 제 1 전극(461), 제 2 전극(465), 및 그 사이에 배치된 탄성 유전층(463)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 압력 센서(460)는 도시된 바와 같이 디스플레이(430) 아래 배치될 수 있으며, 이 경우 제 1 전극(461) 또는 제 2 전극(465)은 디스플레이(430)와 일체로 배치되거나 별도의 지지 부재(예: FPCB)에 배치될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 압력 센서(460)는, 도시된 것과 달리 커버 윈도우(410) 및 디스플레이(430) 사이에 배치될 수 있으며, 이 경우 제 1 전극(461) 또는 제 2 전극(465)은 터치 센서(420)와 일체로 배치되거나 별도의 지지 부재(예: PET)에 배치될 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 압력 센서(460)는, 도시된 것과 달리 디스플레이(430) 내부에 적어도 부분적으로(적어도 하나의 전극 층이) 배치될 수 있으며, 이 경우 제 1 전극(461) 또는 제 2 전극(465)은 디스플레이(430) 전극들 사이에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 압력 센서(460)는, 셀프 커패시턴스(self-capacitance) 방식으로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 압력 센서는 터치스크린 디스플레이의 하부에 위치한 도전층(이하, 제 1 도전층)(450)과 제 1 전극(461 ) 사이에 배치된 제 2 도전층(470)을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 도전층(470)(예: 실드 전극)은 제 1 전극(461)과 동일 물질로 형성된 실드 전극 (470)을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 디스플레이(430)의 하부에 위치한 제 1 도전층(450)과 압력 센서(460)의 제 1 전극(461) 사이에 제 2 도전층(470)을 배치함으로써 제 1 도전층(450)으로 인한 기생 정전 용량이 압력 센서(460)의 제 1 전극(461)에 미치는 영향을 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치(400)는, 압력 센서(460)의 센싱 감도, 센싱 정확도를 높일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 압력 센서(460)의 하부에는 햅틱 액츄에이터(미도시)가 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 액츄에이터는 다양한 종류의 진동 피드백을 전자 장치(400)의 전체 또는 부분에 제공할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 햅틱 액츄에이터는, 압력 센서(460)의 아래뿐만 아니라 전자 장치(400)의 여러 위치에 다양하게 배치될 수 있으며 복수개일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 압력 센서(460)(예: 압력 센서(331))는 셀프 커패시턴스(self-capacitance) 방식 압력 센서(460)일 수 있다. 예를 들면, 압력 센서(460)는 반복된 복수의 다각형들(또는 원들) 형태의 제 1 전극(461), 상기 반복된 복수의 다각형들에 대응하는 영역 전체에 걸쳐 하나로 연장된 제 2 전극(465), 및 제 1 전극(461) 및 제 2 전극(465) 사이에 배치된 탄성 유전층(463), 제 1 및 제 2 전극(461, 465)과 전기적으로 연결된 센서 구동 회로(예: 압력 센서 IC(333))를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 압력 센서(460)는 상기 제 1 전극(461) 중 각 부분 전극과 제 2 전극(465) 사이의 커패시턴스의 변화에 기반하여 압력을 센싱할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 전극(461) 및 제 2 전극(465)의 위치 또는 형태는 서로 바뀔 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수의 제 1 전극(461)은 서로 독립적으로 배열되고, 제 2 전극(465)은 단일의 플레이트 형태를 갖고서 복수의 제 1 전극(461)에 대응하도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 압력 센서(460)는 제 1 전극(461)의 상부에 제 2 도전층(470)이 형성되며, 제 2 도전층(470)은 제 1 전극(461)과 동일한 재질로 형성된 복수의 실드 전극(470)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수의 실드 전극(470)은 복수의 제 1 전극(461)과 마찬가지로 특정 형태를 갖고서 배열될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 각 실드 전극(470)의 모양 및 형태는 각 제 1 전극(461)의 모양 및 형태와 동일 또는 유사할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 각 실드 전극(470)의 면적은 제 1 전극(461)의 면적보다 크거나 같을 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치의 개략적인 사시도이다. 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치의 개략적인 단면도이다. 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력 센서의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치(700)(예: 전자 장치(300))는, 커버 윈도우(710), 커버 윈도우(710)의 하부에 위치한 터치스크린 디스플레이, 및 터치스크린 디스플레이의 하부에 위치한 압력 센서(760)를 포함하고, 터치스크린 디스플레이는, 예를 들면, 디스플레이(730), 디스플레이(730)의 상부에 형성된 터치 센서(720), 디스플레이(730)의 하부에 형성된 제 1 도전층(750)을 포함할 수 있고, 압력 센서(760)는, 예를 들면, 제 1 전극(761), 제 2 전극(765), 및 그 사이에 배치된 탄성 유전층(763)과, 제 1 도전층(750)과 제 1 전극(761) 사이에 배치된 제 2 도전층(770)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치(700)는, 도 4 내지 도 6에 도시된 예시와 달리, 제 2 도전층(770)을 지지하기 위한 지지 부재(780)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 지지 부재(780)는 전극 기재(780)로서, 상기 전극 기재(780)의 일면(예: 상부면)에는 제 2 도전층(770)이 배치되고, 상기 전극 기재(780)의 다른 일면(예: 하부면)에는 제 1 전극(761)층이 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 지지 부재(780)는 하나의 연속된 필름 형태로 구성될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 지지 부재(780)는 유연성을 고려하여 적어도 일부 영역에 분절홈이 형성되거나, 특정 간격을 갖고 이격된 복수의 필름으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 전자 장치는, 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널 아래에(below) 배치된 제 1 도전층(450)을 포함하는 터치스크린 디스플레이(420, 430), 상기 제 1 도전층(450) 아래에 배치된 제 2 도전층(470), 및 상기 제 2 도전층(470) 아래에 배치된 센서(460)를 포함하고, 상기 방법은, 제 1 신호를 이용하여 상기 센서(460)의 적어도 일부를 구동하는 동작, 및 상기 제 1 신호와 연관된 제 2 신호를 이용하여 상기 제 2 도전층(470)을 구동하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 전자 장치는, 상기 센서(460) 아래에 배치된 제 3 도전층(1173)을 더 포함하고, 상기 방법은, 제 3 신호를 이용하여 상기 센서(460)의 적어도 일부를 구동하는 동작, 및 상기 제 3 신호와 연관된 제 4 신호를 이용하여 상기 제 3 도전층(1173)을 구동하는 동작을 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호는 서로 동일한 위상 또는 주파수를 갖고, 상기 제 3 신호 및 상기 제 4 신호는 그라운드일 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서 IC(1010)(예: 압력 센서 IC(333))는 셀프 커패시턴스(self-capacitance) 방식으로 압력 센서(1060)(예: 압력 센서(331))를 구동할 수 있다. 예를 들면, 압력 센서 IC(1010)는 제 1 전극(1061)에 제 1 신호(1011)를 공급하고 제 2 전극(1065)에 그라운드(1013)를 연결할 수 있고, 제 1 전극(1061)과 제 2 전극(1065) 사이의 커패시턴스의 변화에 기반하여 압력을 센싱할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 압력 센서 IC(1010)는 제 1 전극(1061)에 인가되는 제 1 신호(1011)와 연관된 제 2 신호를 제 2 도전층(1070)에 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 신호(1011) 및 제 2 신호는 동일한 위상 또는 주파수를 가질 수 있다. 예를 들면, 제 1 신호(1011) 및 제 2 신호는 동일한 것일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 디스플레이(예: 730)의 하부에 위치한 제 1 도전층(예: 750)과 압력 센서 (1060)의 제 1 전극(1061) 사이에 제 2 도전층(1070)을 배치하고, 제 2 도전층(1070)에는 제 1 전극(1061)에 인가되는 신호와 동일한 위상 또는 주파수의 신호를 인가함으로써, 제 1 전극(1061)과 제 2 도전층(1070) 사이의 정전 용량을 고정적인 값으로 유지하게 되고, 따라서 제 1 도전층(750)(또는, 제 1 전극 주변의 구성요소)으로 인한 기생 정전 용량이 압력 센서(1060)의 제 1 전극(1061)에 미치는 영향을 더욱 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치(예: 700)는, 압력 센서(1060)의 센싱 감도, 센싱 정확도를 높일 수 있다.
도 10에서 미설명된 도면부호인, 1080은 지지 부재이고, 1063은 탄성 유전체일 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치의 개략적인 사시도이다. 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치의 개략적인 단면도이다.
도 11 및 도 12 를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(1100)(예: 전자 장치(300))는, 커버 윈도우(1110), 커버 윈도우(1110)의 하부에 위치한 터치스크린 디스플레이, 및 터치스크린 디스플레이의 하부에 위치한 압력 센서(1160)를 포함하고, 터치스크린 디스플레이는, 예를 들면, 디스플레이(1130), 디스플레이(1130)의 상부에 형성된 터치 센서(1120), 디스플레이(1130)의 하부에 형성된 제 1 도전층(1150)을 포함할 수 있고, 압력 센서(1160)는, 예를 들면, 제 1 전극(1161), 제 2 전극(1165), 및 그 사이에 배치된 탄성 유전층(1163)과, 제 1 도전층(1150)과 제 1 전극(1161) 사이에 배치된 제 2 도전층(1170)을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(1100)는, 도 4 내지 도 6에 도시된 예시와 달리, 제 2 전극(1165)의 하부에 제 3 도전층(1173)이 더 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 3 도전층(1173)은 제 1 전극(1161) 또는 제 2 전극(1165)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제 3 도전층(1173)은 제 1 전극(1161) 또는 제 2 전극(1165)과 동일한 재질로 형성된 복수의 제 2 실드 전극(1173)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 실드 전극(1173)은 제 2 전극(1165)과 동일 또는 유사한 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 제 2 실드 전극(1173)은 제 2 전극(1165)과 대응하도록 배치되고, 단일의 플레이트 형태를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 압력 센서(1160) IC는 제 2 전극(1165)에 인가되는 제 3 신호와 연관된 제 4 신호를 제 3 도전층(1173)에 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 3 신호 및 제 4 신호는 그라운드 신호일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 제 2 전극(1165)의 하부에 제 3 도전층(1173)을 더욱 형성하고, 제 3 도전층(1173)에는 그라운드를 연결함으로써 제 2 전극(1165)과 제 2 전극(1165) 아래에 배치된 도전성을 갖는 구성요소들 간의 기생 정전 용량을 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치(1100)는, 압력 센서(1160)의 센싱 감도, 센싱 정확도를 높일 수 있다.
도 13는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치의 개략적인 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(1300)(예: 전자 장치(300))는, 커버 윈도우(1310), 커버 윈도우(1310)의 하부에 위치한 터치스크린 디스플레이, 및 터치스크린 디스플레이의 하부에 위치한 압력 센서(1360)를 포함하고, 터치스크린 디스플레이는, 예를 들면, 디스플레이(1320), 디스플레이(1320)의 상부에 형성된 터치 센서(1320), 디스플레이(1320)의 하부에 형성된 제 1 도전층(1350)을 포함할 수 있고, 압력 센서(1360)는, 예를 들면, 제 1 전극(1361), 제 2 전극(1365), 및 그 사이에 배치된 탄성 유전층(1163)과, 제 1 도전층(1350)과 제 1 전극(1361) 사이에 배치된 제 2 도전층(1370)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치(1300)는, 도 12에 도시된 예시와 달리, 제 2 도전층(1371)을 지지하기 위한 제 1지지 부재(1381) 및 제 3 도전층(1373)을 지지하기 위한 제 2 지지 부재(1383)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 지지 부재(1381)는 제 1 전극 기재(1381)로서, 상기 제 1 전극 기재(1381)의 일면(예: 상부면)에는 제 2 도전층(1371)이 배치되고, 상기 제 1 전극 기재(1381)의 다른 일면(예: 하부면)에는 제 1 전극(1361)이 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 지지 부재(1383)는 제 2 전극 기재(1383)로서, 상기 제 2 전극 기재(1383)의 일면(예: 상부면)에는 제 2 전극(1365)이 배치되고, 상기 제 2 전극 기재(1383)의 다른 일면(예: 하부면)에는 제 2 도전층(1371)이 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 지지 부재(1381, 1383)는 하나의 연속된 필름 형태로 구성될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 지지 부재(1381, 1383)는 유연성을 고려하여 적어도 일부 영역에 분절홈이 형성되거나, 특정 간격을 갖고 이격된 복수의 필름으로 형성될 수 있다.
도 14는 본 발명에 따른 압력 센서의 성능 향상을 설명하기 위한 전자 장치의 개략적인 단면도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치(1400)(예: 전자 장치(300))는, 커버 윈도우(1410), 커버 윈도우(1410)의 하부에 위치한 터치스크린 디스플레이(1420), 및 터치스크린 디스플레이(1420)의 하부에 위치한 압력 센서(1460)를 포함하고, 터치스크린 디스플레이(1420)는, 예를 들면, 디스플레이, 디스플레이의 상부에 형성된 터치 센서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 터치스크린 디스플레이(1420)의 하부에는 제 1 도전층(1430)이 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 압력 센서(1460)는, 예를 들면, 제 1 전극(1461), 제 2 전극(1465), 및 그 사이에 배치된 탄성 유전층(1463)과, 제 1 도전층(1430)과 제 1 전극(1461) 사이에 배치된 제 2 도전층(예: 제 1 실드 전극)(1441)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(1400)는, 제 2 전극(1465)의 하부에 제 3 도전층(제 2 실드 전극)(1443)이 더 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 3 도전층(1443)은 제 1 전극(1461) 또는 제 2 전극(1465)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제 3 도전층(1443)은 제 1 전극(1461) 또는 제 2 전극(1465)과 동일한 재질로 형성된 복수의 제 2 실드 전극(1443)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 실드 전극(1443)은 제 2 전극(1465)과 동일 또는 유사한 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 제 2 실드 전극(1443)은 제 2 전극(1465)과 대응하도록 배치되고, 단일의 플레이트 형태를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(1400)는, 제 2 도전층(1441)을 지지하기 위한 제 1지지 부재(1451), 및 제 3 도전층(1443)을 지지하기 위한 제 2 지지 부재(1453)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 지지 부재(1451)는 제 1 전극 기재(1451)로서, 상기 제 1 전극 기재(1451)의 일면(예: 상부면)에는 제 2 도전층(1441)이 배치되고, 상기 제 1 전극 기재(1451)의 다른 일면(예: 하부면)에는 제 1 전극(1461)층이 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 지지 부재(1453)는 제 2 전극 기재(1453)로서, 상기 제 2 전극 기재(1453)의 일면(예: 상부면)에는 제 2 전극(1465)이 배치되고, 상기 제 2 전극 기재(1453)의 다른 일면(예: 하부면)에는 제 2 도전층(1441)이 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 지지 부재(1451, 1453)는 하나의 연속된 필름 형태로 구성될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 지지 부재(1451, 1453)는 유연성을 고려하여 적어도 일부 영역에 분절홈이 형성되거나, 특정 간격을 갖고 이격된 복수의 필름으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 터치스크린 디스플레이(1420)의 하부에 형성된 제 1 도전층(1430)은 금속 재질의 배선 또는 전극을 포함한 것으로, 예를 들면, 흑연(graphite) 층, 구리(cu) 층, 또는 그라운드 층을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 압력 센서(1460)의 하부에는 터치스크린 디스플레이(1420) 및 압력 센서(1460)를 지지하는 브라켓(1470)이 배치될 수 있으며, 제 1 도전층(1430)은 일측에서 연결 부재(예: 도전성 테이프)(1480)를 통해 브라켓(1470)의 적어도 일부와 전기적으로 연결될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치(1400)는, 브라켓(1470)의 적어도 일부를 제 3 도전층(1443)으로서 활용할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 압력 센서 IC(예: 1160)는 제 1 전극(1461)에 제 1 신호를 공급하고, 제 1 실드 전극(1441)에 제 1 신호와 연관된 제 2 신호를 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 신호 및 제 2 신호는 동일한 위상 또는 동일한 주파수를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서(1460)는 제 1 전극(1461)과 제 1 실드 전극(1441) 사이의 정전 용량(C2)를 고정적인 값으로 유지할 수 있고, 따라서 제 1 전극(1461)은 주변의 도전성 물질, 예컨대 제 1 전극(1461)과 터치스크린 디스플레이(1420) 사이에 배치된 도전층(1430)으로 인한 기생 정전 용량의 영향을 덜 받을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 압력 센서 IC(예: 1160)는 제 2 전극(1465)에 제 3 신호를 공급하고, 제 2 실드 전극(1443)에 제 3 신호와 연관된 제 4 신호를 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 3 신호 및 제 4 신호는 그라운드 신호일 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서(1460)는 제 2 전극(1465)과 제 2 실드 전극(1443) 사이의 정전 용량(C3)를 고정적인 값으로 유지할 수 있고, 따라서 제 2 전극(1465)은 주변의 도전성 물질, 예컨대 제 2 전극(1465) 주변의 도전성 구성요소로 인한 기생 정전 용량의 영향을 덜 받을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서(1460)는 제 1 전극(1461) 및 제 2 전극(1465)의 상부 및 하부에서 발생될 수 있는 정전 용량(C2, C3)을 고정적인 값으로 유지할 수 있다. 따라서, 압력 센서 IC(1160)는 사용자의 압력 입력에 기반한 제 1 전극(1061)과 제 2 전극(1065) 사이의 정전 용량(C1)의 변화를 더욱 정확하게 감지할 수 있게 되고, 결과적으로 압력 센서(1460)의 센싱 정확도가 향상될 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력 센서의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 16은 다양한 실시예에 따른 실드 전극의 구조를 설명한 도면이다.
도 15를 참조하면, 압력 센서(1560)(예: 압력 센서(331))는 셀프 커패시턴스(self-capacitance) 방식 압력 센서(1560)일 수 있다. 예를 들면, 압력 센서(1560)는 반복된 복수의 다각형들(또는 원들) 형태의 제 1 전극(1561), 상기 반복된 복수의 다각형들에 대응하는 영역 전체에 걸쳐 하나로 연장된 제 2 전극(1565), 및 제 1 전극(1561) 및 제 2 전극(1565) 사이에 배치된 탄성 유전층(1563), 제 1 및 제 2 전극(1561, 1565)과 전기적으로 연결된 센서 구동 회로(예: 압력 센서 IC(333))를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 압력 센서(1560)는 상기 제 1 전극(1561 )와 제 2 전극(1565 ) 사이의 커패시턴스의 변화에 기반하여 압력을 센싱할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 전극(1561) 및 제 2 전극(1565)의 위치 또는 형태는 서로 바뀔 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 압력 센서(1560)는, 도 6에 도시된 예시와 달리, 제 2 도전층(1510)을 구성하는 실드 전극(1510)이 단일의 메쉬(mesh) 형태를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 압력 센서(1560)는 제 1 전극(1561)의 상부에 제 2 도전층(1510)이 형성되며, 제 2 도전층(1510)은 제 1 전극(1561)과 동일한 재질로 형성된 실드 전극(1510)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 실드 전극(1510)은 복수의 개구 영역(1512)을 포함하는 메쉬(mesh) 구조 형태를 가질 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 도 16의 (a) 내지 (f)에 나타낸 바와 같이, 실드 전극(1510)의 개구 영역(1512)의 모양, 크기, 형태, 면적과, 개구 영역(1512)을 가로 또는 세로 방향으로 구획하는 실드 전극(1510)들의 두께는 다양하게 변형될 수 있으며, 이는 실드 전극(1510)의 면적으로 인한 로드 증가와, 상기 로드 증가로 인한 실드 전극(1510)과 제 1 전극(1561) 사이의 정전 용량의 변화, 또는 제 1 전극(1561)을 구동하는 구동 전압 증가를 감안하여 최적화될 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 전면을 나타낸 도면이다.
도 17을 참조하면, 전자 장치(1700)(예: 전자 장치(300))의 전면은 실질적으로 전체 면적에 걸쳐 배치된 터치스크린 디스플레이(1710)를 포함하고, 압력 센서(예: 1460)는 터치스크린 디스플레이(1710)의 일측의 적어도 일부분(예: 하단부)(1720)에 대응하도록 배치되거나, 터치스크린 디스플레이(1710)의 전체 부분(1730)에 대응하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(1700)는 기존에 물리적으로 구현된 시스템 키(예: 홈 키, 전원 키, 볼륨 키, 퀵 패널) 중 적어도 일부가 압력 센서(1560)를 이용하여 소프트웨어적으로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(1700)는, 압력 센서가 터치스크린 디스플레이(1710)의 일측의 적어도 일부분(예: 하단부)(1720)에 대응하도록 배치된 경우에는, 제 2 도전층(예: 1441)을 구성하는 실드 전극(1441)을, 도 6에 도시된 실드 전극(470) 또는 도 15에 도시한 실드 전극(1510)과 같이 설계할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 전자 장치(1700)는, 압력 센서가 터치스크린 디스플레이(1710)의 전체 부분(1730)에 대응하도록 배치된 경우에는, 제 2 도전층(1441)을 구성하는 실드 전극(1441)을, 도 15에 도시한 실드 전극(1510)과 같이 설계할 수 있으며, 이는 실드 전극(1510)의 면적으로 인한 로드 증가와, 상기 로드 증가로 인한 실드 전극(1510)과 제 1 전극(예: 1561) 사이의 정전 용량의 변화를 줄이고, 제 1 전극(예: 1561)을 구동하는 구동 전압 증가를 방지하는 효과가 있을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예는, 압력 센서의 센싱 성능을 향상시켜 신뢰성을 높일 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(101))를 포함할 수 있다. 상기 명령이 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널 아래에(below) 배치된 제 1 도전층을 포함하는 터치스크린 디스플레이; 및
    상기 제 1 도전층 아래에 배치된 압력 센서를 포함하고,
    상기 압력 센서는,
    제 1 전극층 및 제 2 전극층;
    상기 제 1 전극층과 상기 제 2 전극층 사이에 배치되고, 탄성을 갖는 유전층; 및
    상기 제 1 전극층과 상기 제 1 도전층 사이에 배치된 제 2 도전층을 포함하고,
    상기 제 1 전극층, 상기 제 2 전극층, 상기 제 2 도전층과 전기적으로 연결된 센서 구동 회로를 포함하고,
    상기 센서 구동 회로는,
    제 1 신호를 이용하여 상기 제 1 전극층의 적어도 일부를 구동하고,
    상기 제 1 신호와 연관된 제 2 신호를 이용하여 상기 제 2 도전층을 구동하고, 및
    상기 제 1 전극층 및 상기 제 2 전극층의 거리 변화에 따른 신호값 변화에 적어도 기반하여 상기 전자 장치에 입력되는 압력의 변화를 감지 하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 센서는 제 1 전극 기재를 더 포함하고,
    상기 제 1 전극 기재의 일면에 상기 제 1 전극층이 형성되고, 상기 제 1 전극 기재의 다른 일면에 상기 제 2 도전층이 형성된 전자 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극층은 지정된 형상으로 형성된 복수의 제 1 전극들을 포함하고;
    상기 제 2 전극층은 플레이트 형상으로 형성되고 상기 복수의 제 1 전극들에 대응하도록 배치되는 제 2 전극을 포함하는, 전자 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 도전층은 상기 지정된 형상으로 형성된 복수의 제 1 실드 전극들을 포함하는, 전자 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 실드 전극의 면적은 상기 제 1 전극의 면적보다 크거나 같은, 전자 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 실드 전극들은 상기 복수의 제 1 전극들과 동일한 재질로 형성되는, 전자 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호는 동일한 위상 또는 주파수를 갖는, 전자 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 센서는 제 2 전극 기재를 더 포함하고,
    상기 제 2 전극 기재의 일면에 상기 제 2 전극층이 형성되고, 상기 제 2 전극 기재의 다른 일면에 제 3 도전층이 형성되는, 전자 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 센서 구동 회로는,
    제 3 신호를 이용하여 상기 제 2 전극층의 적어도 일부를 구동하고,
    상기 제 3 신호와 연관된 제 4 신호를 이용하여 상기 제 3 도전층을 구동하도록 설정된, 전자 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 3 신호 및 상기 제 4 신호는 그라운드인, 전자 장치.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 압력 센서는 상기 터치스크린 디스플레이의 일측의 적어도 일부에 대응하도록 배치되는, 전자 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 도전층은 복수의 개구 영역을 포함하는 메쉬(mesh) 구조 형상으로 형성된 실드 전극을 포함하는, 전자 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 센서는 상기 터치스크린 디스플레이의 전체에 대응하도록 위치하는, 전자 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도전층은 흑연 시트, 디지타이저 패널, 또는 그라운드 층 중에서 적어도 하나를 포함하는, 전자 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 구동 회로는,
    상기 제 1 전극층 및 상기 제 2 전극층의 거리 변화에 따른 상기 제 1 전극층 및 상기 제 2 전극층 사이의 정전 용량의 변화를 상기 압력의 변화의 적어도 일부로서 감지하도록 설정된, 전자 장치.
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