KR101799536B1

KR101799536B1 - 터치 입력 장치

Info

Publication number: KR101799536B1
Application number: KR1020160138703A
Authority: KR
Inventors: 김본기
Original assignee: 주식회사 하이딥
Priority date: 2016-10-24
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2017-11-20
Anticipated expiration: 2035-04-30
Also published as: KR20160129797A

Abstract

터치 입력 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 터치 입력 장치는, 터치 센서 패널 및 압력 검출 모듈을 포함하고, 상기 압력 검출 모듈로부터 획득한 감지신호를 디지털 신호로 변환하는 컨버터 및 상기 디지털 신호로 변환된 감지신호에 기초하여 터치 압력을 검출하는 압력센싱 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨버터 및 상기 압력센싱 컨트롤러는 별개의 구성으로 구현된다.

Description

터치 입력 장치{TOUCH INPUT DEVICE}

본 발명은 터치 입력 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터치 위치 및 터치 압력을 동시에 검출할 수 있는 터치 입력 장치에 관한 것이다.

버튼(button), 키(key), 조이스틱(joystick) 및 터치 스크린 등 컴퓨팅 시스템을 조작하기 위한 다양한 종류의 입력 장치가 개발 및 이용되고 있다. 그 중 터치 스크린은, 조작의 용이성, 제품의 소형화 및 제조공정의 단순화 등 다양한 이점을 갖고 있어서, 가장 큰 주목을 받고 있다.

터치 스크린은 터치-감응 표면(touch-sensitive surface)을 구비한 투명한 패널일 수 있는 터치 센서 패널(touch sensor panel)을 포함하는 터치 입력 장치의 터치 표면을 구성할 수 있다. 이러한 터치 센서 패널은 디스플레이 스크린의 전면에 부착되어 터치-감응 표면이 디스플레이 스크린의 보이는 면을 덮을 수 있다. 사용자가 손가락 등으로 터치 스크린을 단순히 터치함으로써 사용자가 컴퓨팅 시스템을 조작할 수 있도록 한다. 일반적으로, 컴퓨팅 시스템은 터치 스크린상의 터치 및 터치 위치를 인식하고 이러한 터치를 해석함으로써 이에 따라 연산을 수행할 수 있다.

이때, 디스플레이 모듈의 성능을 저하 시키지 않으면서, 터치 위치 및 터치 압력을 동시에 검출할 수 있는 검출 장치에 대한 필요성이 대두되었다.

본 발명의 목적은 터치 위치 및 터치 압력을 동시에 검출할 수 있는 터치 입력 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 입력 장치는, 터치 센서 패널 및 압력 검출 모듈을 포함하는 터치 입력 장치로서, 상기 압력 검출 모듈로부터 획득한 감지신호를 디지털 신호로 변환하는 컨버터; 및 상기 디지털 신호로 변환된 감지신호에 기초하여 터치 압력을 검출하는 압력센싱 컨트롤러;를 포함하고, 상기 컨버터 및 상기 압력센싱 컨트롤러는 별개의 구성으로 구현된다.

또한, 상기 터치 센서 패널로부터 획득한 감지신호에 기초하여 터치 위치를 검출하는 위치센싱 컨트롤러;를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 위치센싱 컨트롤러는, 상기 터치 압력의 검출과 함께, 상기 터치 센서 패널로부터 획득한 감지신호에 기초하여 터치 위치를 검출할 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 입력 장치는, 터치 센서 패널 및 압력 검출 모듈을 포함하는 터치 입력 장치로서, 상기 터치 센서 패널로부터 획득한 감지신호에 기초하여 터치 위치를 검출하여 터치 위치 데이터를 생성하는 위치센싱 컨트롤러; 및 상기 터치 위치 데이터에 기초하여, 상기 터치 입력 장치의 동작을 제어하는 프로세서;를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 압력 검출 모듈로부터 획득한 감지신호에 기초하여 터치 압력을 검출한다.

그리고, 상기 프로세서는, 상기 압력 검출 모듈로부터 획득한 감지신호를 디지털 신호로 변환하는 컨버터;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 압력 검출 모듈로부터 획득한 감지신호를 디지털 신호로 변환하는 컨버터;를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 컨버터에서 변환된 디지털 신호에 기초하여, 터치 압력 데이터를 생성하여, 상기 터치 입력 장치의 동작을 제어할 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 입력 장치는, 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널; 터치 압력을 검출하기 위한 압력 검출 모듈; 및 상기 압력 검출 모듈로부터 획득한 감지신호에 기초하여 터치 압력을 검출하는 제1 컨트롤러;를 포함하고, 상기 제1 컨트롤러는, 상기 압력 검출 모듈로부터 획득한 감지신호를 디지털 신호로 변환하는 컨버터를 구비할 수 있다.

또한, 상기 터치 센서 패널로부터 획득한 감지신호에 기초하여 터치 위치를 검출하는 제2 컨트롤러;를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제1 컨트롤러는, 상기 터치 압력의 검출과 함께, 상기 터치 센서 패널로부터 획득한 감지신호에 기초하여 터치 위치를 검출할 수 있다.

상기 구성에 따른 본 발명의 터치 입력 장치에 의하면, 터치 위치 및 터치 압력을 동시에 검출할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정전 용량 방식의 터치 센서 패널 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 디스플레이 모듈에 대한 터치 센서 패널의 상대적인 위치를 예시하는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시형태에 따라 터치 위치 및 터치 압력을 검출할 수 있도록 구성된 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 사시도이다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 압력 전극 패턴을 포함하는 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 터치 입력 장치에 압력이 인가된 경우의 단면도이다.
도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 압력 전극을 포함하는 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 6d는 본 발명의 실시예에 따른 압력 전극 패턴을 예시한다.
도 6e는 본 발명의 실시예에 따른 압력 전극 패턴을 예시한다.
도 6f 및 도 6g는 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 압력 전극 패턴을 예시한다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 압력 전극을 포함하는 터치 입력 장치의 단면도이다.
도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 압력 전극 패턴을 예시한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 압력 전극의 부착 구조를 예시한다.
도 9 내지 도 14는 본 발명의 제1 내지 제6 실시예에 따른 터치 입력 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 기본적인 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다. 특히, 터치 위치와 터치 압력을 검출하는 방식에 대한 아래의 설명은, 후술하는 제1 내지 제6 실시예에 공통적으로 적용될 수 있다.

도 1은 정전 용량 방식의 터치 센서 패널(100) 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 터치 센서 패널(100)은 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn) 및 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함하며, 상기 터치 센서 패널(100)의 동작을 위해 상기 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)에 구동신호를 인가하는 구동부(120), 및 터치 센서 패널(100)의 터치 표면에 대한 터치에 따라 변화되는 정전용량 변화량에 대한 정보를 포함하는 감지신호를 수신하여 터치 및 터치 위치를 검출하는 감지부(110)를 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 터치 센서 패널(100)은 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다. 도 1에서는 터치 센서 패널(100)의 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)이 직교 어레이를 구성하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)이 대각선, 동심원 및 3차원 랜덤 배열 등을 비롯한 임의의 수의 차원 및 이의 응용 배열을 갖도록 할 수 있다. 여기서, n 및 m은 양의 정수로서 서로 같거나 다른 값을 가질 수 있고, 크기도 서로 상이할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 각각 서로 교차하도록 배열될 수 있다. 구동전극(TX)은 제1축 방향으로 연장된 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)을 포함하고 수신전극(RX)은 제1축 방향과 교차하는 제2축 방향으로 연장된 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일구성인 터치 센서 패널(100)에서 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 서로 동일한 층에 형성될 수 있다. 예컨대, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 절연막(미도시)의 동일한 면에 형성될 수 있다. 또한, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 서로 다른 층에 형성될 수 있다. 예컨대, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 하나의 절연막(미도시)의 양면에 각각 형성될 수도 있고, 또는 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)은 제1절연막(미도시)의 일면에 그리고 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 상기 제1절연막과 다른 제2절연막(미도시)의 일면상에 형성될 수 있다.

복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극 (RX1 내지 RXm)은 투명 전도성 물질(예를 들면, 산화주석(SnO₂) 및 산화인듐(In₂O₃) 등으로 이루어지는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide)) 등으로 형성될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 다른 투명 전도성 물질 또는 불투명 전도성 물질로 형성될 수도 있다. 예컨대, 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 은잉크(silver ink), 구리(copper) 또는 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nanotube) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 메탈 메쉬(metal mech)로 구현되거나 은나노(nano silver) 물질로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치(100)의 일구성인 구동부(120)는 구동신호를 구동전극(TX1 내지 TXn)에 인가할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서, 구동신호는 제1구동전극(TX1)부터 제n구동전극(TXn)까지 순차적으로 한번에 하나의 구동전극에 대해서 인가될 수 있다. 이러한 구동신호의 인가는 재차 반복적으로 이루어질 수 있다. 이는 단지 예시일 뿐이며, 실시예에 따라 다수의 구동전극에 구동신호가 동시에 인가될 수도 있다.

감지부(110)는 수신전극(RX1 내지 RXm)을 통해 구동신호가 인가된 구동전극(TX1 내지 TXn)과 수신전극(RX1 내지 RXm) 사이에 생성된 정전용량(Cm: 101)에 관한 정보를 포함하는 감지신호를 수신함으로써 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있다. 예컨대, 감지신호는 구동전극(TX)에 인가된 구동신호가 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이에 생성된 정전용량(CM: 101)에 의해 커플링된 신호일 수 있다. 이와 같이, 제1구동전극(TX1)부터 제n구동전극(TXn)까지 인가된 구동신호를 수신전극(RX1 내지 RXm)을 통해 감지하는 과정은 터치 센서 패널(100)을 스캔(scan)한다고 지칭할 수 있다.

예를 들어, 감지부(110)는 각각의 수신전극(RX1 내지 RXm)과 스위치를 통해 연결된 수신기(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 스위치는 해당 수신전극(RX)의 신호를 감지하는 시간구간에 온(on)되어서 수신전극(RX)으로부터 감지신호가 수신기에서 감지될 수 있도록 한다. 수신기는 증폭기(미도시) 및 증폭기의 부(-)입력단과 증폭기의 출력단 사이, 즉 궤환 경로에 결합된 궤환 캐패시터를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 증폭기의 정(+)입력단은 그라운드(ground)에 접속될 수 있다. 또한, 수신기는 궤환 캐패시터와 병렬로 연결되는 리셋 스위치를 더 포함할 수 있다. 리셋 스위치는 수신기에 의해 수행되는 전류에서 전압으로의 변환을 리셋할 수 있다. 증폭기의 부입력단은 해당 수신전극(RX)과 연결되어 정전용량(CM: 101)에 대한 정보를 포함하는 전류 신호를 수신한 후 적분하여 전압으로 변환할 수 있다. 감지부(110)는 수신기를 통해 적분된 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 ADC(미도시: analog to digital converter)를 더 포함할 수 있다. 추후, 디지털 데이터는 프로세서(미도시)에 입력되어 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 정보를 획득하도록 처리될 수 있다. 감지부(110)는 수신기와 더불어, ADC 및 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.

제어부(130)는 구동부(120)와 감지부(110)의 동작을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 제어부(130)는 구동제어신호를 생성한 후 구동부(200)에 전달하여 구동신호가 소정 시간에 미리 설정된 구동전극(TX)에 인가되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 감지제어신호를 생성한 후 감지부(110)에 전달하여 감지부(110)가 소정 시간에 미리 설정된 수신전극(RX)으로부터 감지신호를 입력받아 미리 설정된 기능을 수행하도록 할 수 있다.

도 1에서 구동부(120) 및 감지부(110)는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 검출 장치(미표시)를 구성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 제어부(130)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 터치 센서 패널(100)을 포함하는 터치 입력 장치(1000)에서 터치 센싱 회로인 터치 센싱 IC(touch sensing Integrated Circuit: 도10에서 150) 상에 집적되어 구현될 수 있다. 터치 센서 패널(100)에 포함된 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 예컨대 전도성 트레이스(conductive trace) 및/또는 회로 기판상에 인쇄된 전도성 패턴(conductive pattern)등을 통해서 터치 센싱 IC(150)에 포함된 구동부(120) 및 감지부(110)에 연결될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 구동전극(TX)과 수신전극(RX)의 교차 지점마다 소정 값의 정전용량(C)이 생성되며, 손가락과 같은 객체가 터치 센서 패널(100)에 근접하는 경우 이러한 정전용량의 값이 변경될 수 있다. 도 1에서 상기 정전용량은 상호 정전용량(Cm)을 나타낼 수 있다. 이러한 전기적 특성을 감지부(110)에서 감지하여 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치를 감지할 수 있다. 예컨대, 제1축과 제2축으로 이루어진 2차원 평면으로 이루어진 터치 센서 패널(100)의 표면에 대한 터치의 여부 및/또는 그 위치를 감지할 수 있다.

보다 구체적으로, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치가 일어날 때 구동신호가 인가된 구동전극(TX)을 검출함으로써 터치의 제2축 방향의 위치를 검출할 수 있다. 이와 마찬가지로, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치시 수신전극(RX)을 통해 수신된 수신신호로부터 정전용량 변화를 검출함으로써 터치의 제1축 방향의 위치를 검출할 수 있다.

이상에서 터치 센서 패널(100)로서 상호 정전용량 방식의 터치 센서 패널이 상세하게 설명되었으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 여부 및 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)은 전술한 방법 이외의 자체 정전용량 방식, 표면 정전용량 방식, 프로젝티드(projected) 정전용량 방식, 저항막 방식, 표면 탄성파 방식(SAW: surface acoustic wave), 적외선(infrared) 방식, 광학적 이미징 방식(optical imaging), 분산 신호 방식(dispersive signal technology) 및 음성 펄스 인식(acoustic pulse recognition) 방식 등 임의의 터치 센싱 방식을 이용하여 구현될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)은 디스플레이 모듈(200) 외부 또는 내부에 위치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 모듈(200)은 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode: OLED) 등에 포함된 디스플레이 패널일 수 있다. 이에 따라, 사용자는 디스플레이 패널에 표시된 화면을 시각적으로 확인하면서 터치 표면에 터치를 수행하여 입력 행위를 수행할 수 있다.

이때, 디스플레이 모듈(200)은 터치 입력 장치(100)의 작동을 위한 메인보드(main board) 상의 중앙 처리 유닛인 CPU(central processing unit) 또는 AP(application processor) 등으로부터 입력을 받아 디스플레이 패널에 원하는 내용을 디스플레이하도록 하는 제어회로를 포함할 수 있다.

이때, 디스플레이 패널(200)의 작동을 위한 제어회로는 디스플레이 패널 제어 IC, 그래픽 제어 IC(graphic controller IC) 및 기타 디스플레이 패널(200) 작동에 필요한 회로를 포함할 수 있다.

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 디스플레이 모듈에 대한 터치 센서 패널의 상대적인 위치를 예시하는 개념도이다. 도 2a 내지 도 2c에서는 디스플레이 패널로서 LCD 패널이 도시되나, 이는 예시일 뿐이며 임의의 디스플레이 패널이 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에 적용될 수 있다.

본원 명세서에서 도면부호 200은 디스플레이 모듈을 지칭하나, 도 2a 내지 도 2c에 대한 설명에서 도면부호 200은 디스플레이 모듈뿐 아니라 디스플레이 패널을 지칭할 수 있다. 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, LCD 패널은 액정 셀(liquid crystal cell)을 포함하는 액정 층(250), 액정 층(250)의 양단에 전극을 포함하는 제1글라스층(261)과 제2글라스층(262), 그리고 상기 액정 층(250)과 대향하는 방향으로서 상기 제1글라스층(261)의 일면에 제1편광층(271) 및 상기 제2글라스층(262)의 일면에 제2편광층(272)을 포함할 수 있다. 당해 기술분야의 당업자에게는, LCD 패널이 디스플레이 기능을 수행하기 위해 다른 구성을 더 포함할 수 있으며 변형이 가능함이 자명할 것이다.

도 2a는, 터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서 패널(100)이 디스플레이 모듈(200)의 외부에 배치된 것을 도시한다. 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 터치 센서 패널(100)의 표면일 수 있다. 도 2a에서 터치 표면이 될 수 있는 터치 센서 패널(100)의 면은 터치 센서 패널(100)의 상부면이 될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 디스플레이 모듈(200)의 외면이 될 수 있다. 도 2a에서 터치 표면이 될 수 있는 디스플레이 모듈(200)의 외면은 디스플레이 모듈(200)의 제2편광층(272)의 하부면이 될 수 있다. 이때, 디스플레이 모듈(200)을 보호하기 위해서 디스플레이 모듈(200)의 하부면은 유리와 같은 커버층(미도시)으로 덮여있을 수 있다.

도 2b 및 도 2c는, 터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서 패널(100)이 디스플레이 패널(200)의 내부에 배치된 것을 도시한다. 이때, 도 2b에서는 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)이 제1글라스층(261)과 제1편광층(271) 사이에 배치되어 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 디스플레이 모듈(200)의 외면으로서 도 2b에서 상부면 또는 하부면이 될 수 있다. 도2c에서는 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)이 액정 층(250)에 포함되어 구현되는 경우를 예시한다. 이때, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 디스플레이 모듈(200)의 외면으로서 도 2c에서 상부면 또는 하부면이 될 수 있다. 도 2b 및 도 2c에서, 터치 표면이 될 수 있는 디스플레이 모듈(200)의 상부면 또는 하부면은 유리와 같은 커버층(미도시)으로 덮여있을 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널(100)에 대한 터치의 여부 및/또는 터치의 위치를 검출하는 것을 설명하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널(100)을 이용하여 터치의 여부 및/또는 위치와 함께 터치의 압력의 크기를 검출할 수 있다. 또한, 터치 센서 패널(100)과 별개로 터치 압력을 검출하는 압력 검출 모듈을 더 포함하여 터치의 압력 크기를 검출하는 것도 가능하다.

도 3은 본 발명의 제1실시형태에 따라 터치 위치 및 터치 압력을 검출할 수 있도록 구성된 터치 입력 장치의 단면도이다.

디스플레이 모듈(200)을 포함하는 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100) 및 압력 검출 모듈(400)은 디스플레이 모듈(200)의 전면에 부착될 수 있다. 이에 따라 디스플레이 모듈(200)의 디스플레이 스크린을 보호하고 터치 센서 패널(100)의 터치 검출 민감도를 높일 수 있다.

이때, 압력 검출 모듈(400)은 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)과 별개로 동작할 수도 있는바, 예컨대, 압력 검출 모듈(400)은 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)과 독립적으로 압력만을 검출하도록 구성될 수 있다. 또한, 압력 검출 모듈(400)은 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)과 결합하여 터치 압력을 검출하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)에 포함된 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 중 적어도 하나의 전극은 터치 압력을 검출하는데 이용될 수 있다.

도 3에서 압력 검출 모듈(400)은 터치 센서 패널(100)과 결합하여 터치 압력을 검출할 수 있는 경우를 예시한다. 도 3에서 압력 검출 모듈(400)은 상기 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 모듈(200) 사이를 이격시키는 스페이서층(420)을 포함한다. 압력 검출 모듈(400)은 스페이서층(420)을 통해 터치 센서 패널(100)과 이격된 기준 전위층을 포함할 수 있다. 이때, 디스플레이 모듈(200)은 기준 전위층으로서 기능할 수 있다.

기준 전위층은 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이에 생성된 정전용량(101)에 변화를 야기할 수 있도록 하는 임의의 전위를 가질 수 있다. 예컨대, 기준 전위층은 그라운드(ground) 전위를 갖는 그라운드 층일 수 있다. 기준 전위층은 디스플레이 모듈(200)의 그라운드(ground) 층일 수 있다. 이때, 기준 전위층은 터치 센서 패널(100)의 2차원 평면과 평행한 평면을 가질 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 터치 센서 패널(100)과 기준 전위층인 디스플레이 모듈(200)은 이격되어 위치한다. 이때, 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 모듈(200)의 접착 방법의 차이에 따라 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 모듈(200) 사이의 스페이서층(420)은 에어갭(air gap)으로 구현될 수 있다.

이때, 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 모듈(200)을 고정하기 위해서 양면 접착 테이프(430: DAT: Double Adhesive Tape)가 이용될 수 있다. 예컨대, 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 모듈(200)은 각각의 면적이 포개어진 형태이고, 터치 센서 패널(100)과 터치 센서 패널(200) 각각의 가장자리 영역에서 양면 접착 테이프(430)를 통해서 두 개의 층이 접착되되 나머지 영역에서 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 모듈(200)이 소정 거리(d)로 이격될 수 있다.

일반적으로, 터치 센서 패널(100)의 휘어짐 없이 터치 표면을 터치하는 경우라도 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이의 정전용량(101: Cm)이 변화한다. 즉, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치시에 상호 정전용량(Cm: 101)이 기본 상호 정전용량에 비해 감소할 수 있다. 이는 손가락과 같은 도체인 객체가 터치 센서 패널(100)에 근접한 경우, 객체가 그라운드(GND) 역할을 하여 상호 정전용량(Cm: 101)의 프린징 정전용량(fringing capacitance)이 객체로 흡수되기 때문이다. 기본 상호 정전용량은 터치 센서 패널(100)에 대한 터치가 없는 경우에 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이의 상호 정전용량의 값이다.

터치 센서 패널(100)의 터치 표면인 상부 표면을 객체로 터치 시 압력이 가해진 경우 터치 센서 패널(100)이 휘어질 수 있다. 이때, 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이의 상호 정전용량(101: Cm)의 값은 더 감소할 수 있다. 이는, 터치 센서 패널(100)이 휘어져 터치 센서 패널(100)과 기준 전위층 사이의 거리가 d에서 d'로 감소함으로써 상기 상호 정전용량(101: Cm)의 프린징 정전용량이 객체뿐 아니라 기준 전위층으로도 흡수되기 때문이다. 터치 객체가 부도체인 경우에는 상호 정전용량(Cm)의 변화는 단순히 터치 센서 패널(100)과 기준 전위층 사이의 거리 변화(d-d')에만 기인할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 디스플레이 모듈(200) 상에 터치 센서 패널(100) 및 압력 검출 모듈(400)을 포함하여 터치 입력 장치(1000)를 구성함으로써, 터치 위치뿐 아니라 터치 압력을 동시에 검출할 수 있다.

하지만, 도 3에 도시된 바와 같이, 터치 센서 패널(100)뿐 아니라 압력 검출 모듈(400)까지 디스플레이 모듈(200) 상부에 배치시키는 경우, 디스플레이 모듈의 디스플레이 특성이 저하되는 문제점이 발생한다. 특히, 디스플레이 모듈(200) 상부에 에어갭(420)을 포함하는 경우에 디스플레이 모듈의 시인성 및 빛 투과율이 저하될 수 있다.

따라서, 이러한 문제점이 발생되는 것을 방지하기 위해서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 모듈(200) 사이에 에어갭을 배치하지 않고, OCA(Optically Clear Adhesive)와 같은 접착제로 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 모듈(200)이 완전 라미네이션(lamination)될 수 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 단면도이다. 본 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 모듈(200) 사이가 접착제로 완전 라미네이션된다. 이에 따라 터치 센서 패널(100)의 터치 표면을 통해 확인할 수 있는 디스플레이 모듈(200)의 디스플레이 색상 선명도, 시인성 및 빛 투과성이 향상될 수 있다.

도 4 및 도 5 그리고 이를 참조한 설명에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)로서 터치 센서 패널(100)이 디스플레이 모듈(200) 상에 접착제로 라미네이션되어 부착된 것을 예시하나, 터치 센서 패널(100)이 도 2b 및 도 2c 등에 도시된 바와 같이 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치되는 경우도 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 4 및 도 5에서 터치 센서 패널(100)이 디스플레이 모듈(200)을 덮는 것이 도시되나, 터치 센서 패널(100)은 디스플레이 모듈(200) 내부에 위치하고 디스플레이 모듈(200)이 유리와 같은 커버층으로 덮인 터치 입력 장치(1000)가 본 발명의 제2실시형태로 이용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 셀폰(cell phone), PDA(Personal Data Assistant), 스마트폰(smartphone), 태블랫 PC(tablet Personal Computer), MP3 플레이어, 노트북(notebook) 등과 같은 터치 스크린을 포함하는 전자 장치를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 기판(300)은, 예컨대 터치 입력 장치(1000)의 최외곽 기구인 커버(320)와 함께 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 회로기판 및/또는 배터리가 위치할 수 있는 실장공간 (310) 등을 감싸는 하우징(housing)의 기능을 수행할 수 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 회로기판에는 메인보드(main board)로서 중앙 처리 유닛인 CPU(central processing unit) 또는 AP(application processor) 등이 실장되어 있을 수 있다. 기판(300)을 통해 디스플레이 모듈(200)과 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 회로기판 및/또는 배터리가 분리되고, 디스플레이 모듈(200)에서 발생하는 전기적 노이즈가 차단될 수 있다.

터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서 패널(100) 또는 전면 커버층이 디스플레이 모듈(200), 기판(300), 및 실장공간(310)보다 넓게 형성될 수 있으며, 이에 따라 커버(320)가 터치 센서 패널(100)과 함께 디스플레이 모듈(200), 기판(300) 및 회로기판(310)을 감싸도록, 커버(320)가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서 패널(100)을 통해 터치 위치를 검출하고, 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에 압력 검출 모듈(400)을 배치하여 터치 압력을 검출할 수 있다. 이때, 터치 센서 패널(100)은 디스플레이 모듈(200)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다.

압력 검출 모듈(400)은 예컨대, 에어갭(airgap)으로 이루어진 스페이서층(420)을 포함하여 구성되며, 이에 대해서는 도 5 내지 도 7b를 참조하여 상세하게 살펴본다. 스페이서층(420)은 실시예에 따라 충격흡수물질로 이루어질 수 있다. 스페이서층(420)은 실시예에 따라 유전 물질(dielectric material)로 채워질 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 사시도이다. 도5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 압력 검출 모듈(400)은 디스플레이 모듈(200)과 기판(300)을 이격시키는 스페이서층(420) 및 스페이서층(420) 내에 위치하는 전극(450 및 460)을 포함할 수 있다. 이하에서, 터치 센서 패널(100)에 포함된 전극과 구분이 명확하도록, 압력을 검출하기 위한 전극(450 및 460)을 압력 전극(450 및 460)으로 지칭한다. 이때, 압력 전극(450 및 460)은 디스플레이 패널의 전면이 아닌 후면에 포함되므로 투명 물질뿐 아니라 불투명 물질로 구성되는 것도 가능하다.

이때, 스페이서층(420)을 유지하기 위해서 기판(300) 상부의 테두리를 따라 소정 두께를 갖는 접착 테이프(440)가 형성될 수 있다. 도 5에서 접착 테이프(440)는 기판(300)의 모든 테두리(예컨대, 4각형의 4면)에 형성된 것이 도시되나, 접착 테이프(440)는 기판(300)의 테두리 중 적어도 일부(예컨대, 4각형의 3면)에만 형성될 수도 있다. 실시예에 따라, 접착 테이프(440)는 기판(300)의 상부면 또는 디스플레이 모듈(200)의 하부면에 형성될 수도 있다. 접착 테이프(440)는 기판(300)과 디스플레이 모듈(200)을 동일한 전위로 만들기 위해서 전도성 테이프일 수 있다. 또한, 접착 테이프(440)는 양면 접착 테이프일 수 있고, 접착 테이프(440)는 탄성이 없는 물질로 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 디스플레이 모듈(200)에 압력이 인가되는 경우 디스플레이 모듈(200)이 휘어질 수 있으므로 접착 테이프(440)가 압력에 따라 형체의 변형이 없더라도 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다.

도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 전극 패턴을 포함하는 터치 입력 장치의 단면도이다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서, 압력 전극(450, 460)은 스페이서층(420) 내로서 기판(300)상에 형성될 수 있다.

압력 검출을 위한 압력 전극은 제1전극(450)과 제2전극(460)을 포함할 수 있다. 이때, 제1전극(450)과 제2전극(460) 중 어느 하나는 구동전극일 수 있고 나머지 하나는 수신전극일 수 있다. 구동전극에 구동신호를 인가하고 수신전극을 통해 감지신호를 획득할 수 있다. 전압이 인가되면, 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이에 상호 정전용량이 생성될 수 있다.

도 6b는 도 6a에 도시된 터치 입력 장치(1000)에 압력이 인가된 경우의 단면도이다. 디스플레이 모듈(200)의 하부면은 노이즈 차폐를 위해 그라운드(ground) 전위를 가질 수 있다. 객체(500)를 통해 터치 센서 패널(100)의 표면에 압력을 인가하는 경우 터치 센서 패널(100) 및 디스플레이 모듈(200)은 휘어질 수 있다. 이에 따라 그라운드 전위면과 압력 전극 패턴(450, 460) 사이의 거리(d)가 d'로 감소할 수 있다. 이러한 경우, 상기 거리(d)의 감소에 따라 디스플레이 모듈(200)의 하부면으로 프린징 정전용량이 흡수되므로 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량은 감소할 수 있다. 따라서, 수신전극을 통해 획득되는 감지신호에서 상호 정전용량의 감소량을 획득하여 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(100)에서, 디스플레이 모듈(200)은 압력을 인가하는 터치에 따라 휘어질 수 있다. 디스플레이 모듈(200)은 터치의 위치에서 가장 큰 변형을 나타내도록 휘어질 수 있다. 실시예에 따라 디스플레이 모듈(200)이 휘어질 때 가장 큰 변형을 나타내는 위치는 상기 터치 위치와 일치하지 않을 수 있으나, 디스플레이 모듈(200)은 적어도 상기 터치 위치에서 휘어짐을 나타낼 수 있다. 예컨대, 터치 위치가 디스플레이 모듈(200)의 테두리 및 가장자리 등에 근접하는 경우 디스플레이 모듈(200)이 휘어지는 정도가 가장 큰 위치는 터치 위치와 다를 수 있으나, 디스플레이 모듈(200)은 적어도 상기 터치 위치에서 휘어짐을 나타낼 수 있다.

이때, 기판(300)의 상부면 또한 노이즈 차폐를 위해 그라운드 전위를 가질 수 있다. 따라서, 기판(300)과 압력 전극(450, 460)이 단락(short circuit)되는 것을 방지하기 위해서 압력 전극(450, 460)은 절연층(470) 상에 형성될 수 있다. 도8은 본 발명의 실시예에 따른 압력 전극의 부착 구조를 예시한다. 도 8(a)를 참조하여 설명하면, 압력 전극(450, 460)은 기판(300) 상에 제1절연층(470)을 위치시킨 후 압력 전극(450, 460)을 형성하여 구성될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 압력 전극(450, 460)이 형성된 제1절연층(470)을 기판(300) 상에 부착하여 형성할 수 있다. 또한, 실시예에 따라 압력 전극은, 기판(300) 또는 기판(300)상의 제1절연층(470) 위에 압력 전극 패턴에 상응하는 관통 구멍을 갖는 마스크(mask)를 위치시킨 후 전도성 스프레이(spray)를 분사함으로써 형성될 수 있다.

또한, 디스플레이 모듈(200)의 하부면이 그라운드 전위를 갖는 경우 기판(300) 상에 위치한 압력 전극(450, 460)과 디스플레이 모듈(300)이 단락되는 것을 방지하기 위해서 압력 전극(450, 460)은 추가의 제2절연층(471)으로 압력 전극(450, 460)을 덮을 수 있다. 또한, 제1절연층(470) 상에 형성된 압력 전극(450, 460)을 추가의 제2절연층(471)으로 덮은 후, 일체형으로 기판(300) 상에 부착하여 압력 검출 모듈(400)을 형성할 수 있다.

도 8a를 참조하여 설명된 압력 전극(450, 460)의 부착 구조 및 방법은 압력 전극(450, 460)이 디스플레이 모듈(200)에 부착되는 경우에도 적용될 수 있다. 압력 전극(450, 460)이 디스플레이 모듈(200)에 부착되는 경우는 도 6c와 관련하여 더욱 자세히 설명된다.

또한, 터치 입력 장치(1000)의 종류 및/또는 구현 방식에 따라, 압력 전극(450, 460)이 부착되는 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)이 그라운드 전위를 나타내지 않거나 약한 그라운드 전위를 나타낼 수 있다. 이러한 경우, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)과 절연층(470) 사이에 그라운드 전극(ground electrode: 미도시)을 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 그라운드 전극과 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 사이에는 또 다른 절연층(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 이때, 그라운드 전극(미도시)은 압력 전극인 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이에 생성되는 정전용량의 크기가 너무 커지는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 압력 전극(450, 460) 형성 및 부착 방법은 이하의 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 전극을 포함하는 터치 입력 장치의 단면도이다. 여기서는 압력 전극(450, 460)이 기판(300) 상에 형성된 것이 예시되나, 압력 전극(450, 460)은 디스플레이 모듈(200)의 하부면 상에 형성되는 것도 무방하다. 이때, 기판(300)은 그라운드 전위를 가질 수 있다. 따라서, 터치 센서 패널(100)의 터치 표면을 터치함에 따라 기판(300)과 압력 전극(450, 460) 사이의 거리(d)가 감소하고, 결과적으로 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량의 변화를 야기할 수 있다.

도 6d는 압력 전극 패턴을 예시한다. 도 6d에서는 제1전극(450)과 제2전극(460)이 기판(300) 상에 형성된 경우를 도시한다. 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 정전용량은 디스플레이 모듈(200)의 하부면과 터치 압력(450, 460) 사이의 거리에 따라 달라질 수 있다.

도 6e는 또 다른 압력 전극 패턴을 예시한다. 도 6e에서, 압력 전극(450, 460)은 디스플레이 모듈(200)의 하부면 상에 형성된 경우를 도시한다.

도 6f 및 도 6g는 본 발명에 적용될 수 있는 압력 전극 패턴(450, 460)을 예시한다. 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량이 변화함에 따라 터치 압력의 크기를 검출할 때, 검출 정확도를 높이기 위해서 필요한 정전용량 범위를 생성하도록 제1전극(450)과 제2전극(460)의 패턴을 형성할 필요가 있다. 제1전극(450)과 제2전극(460)이 서로 마주하는 면적이 크거나 길이가 길수록 생성되는 정전용량의 크기가 커질 수 있다. 따라서, 필요한 정전용량 범위에 따라 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 마주하는 면적의 크기, 길이 및 형상 등을 조절하여 설계할 수 있다. 도 6f 및 도 6g에는, 제1전극(450)과 제2전극(460)이 동일한 층에 형성되는 경우로서 제1전극(450)과 제2전극(460)이 서로 마주하는 길이가 상대적으로 길도록 압력 전극이 형성된 경우를 예시한다.

위의 설명에서는, 제1전극(450)과 제2전극(460)은 동일한 층에 형성된 것으로 도시되나, 제1전극(450)과 제2전극(460)은 실시예에 따라 서로 다른 층으로 구현되어도 무방하다. 도 8(b)는 제1전극(450)과 제2전극(460)이 서로 다른 층에 구현된 경우의 부착 구조를 예시한다. 도 8(b)에 예시된 바와 같이, 제1전극(450)은 제1절연층(470) 상에 형성되고 제2전극(460)은 제1전극(450) 상에 위치하는 제2절연층(471) 상에 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 제2전극(460)은 제3절연층(472)으로 덮일 수 있다. 이때, 제1전극(450)과 제2전극(460)은 서로 다른 층에 위치하므로 서로 오버랩(overlap)되도록 구현될 수 있다. 예컨대, 제1전극(450)과 제2전극(460)은 도 1을 참조하여 설명된 터치 센서 패널(100)에 포함된 MXN의 구조로 배열된 구동전극(TX)과 수신전극(RX)의 패턴과 유사하게 형성될 수 있다. 이때, M 및 N은 1 이상의 자연수 일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서, 터치 압력이 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량의 변화로부터 검출되는 것으로 설명했지만, 압력 전극(450, 460)이 제1전극(450)과 제2전극(460) 중 어느 하나의 압력 전극만을 포함하도록 구성될 수 있으며, 이러한 경우, 하나의 압력 전극과 그라운드층(디스플레이 모듈(200) 또는 기판(300)) 사이의 정전용량 변화를 검출함으로써 터치 압력의 크기를 검출할 수도 있다.

예컨대, 도 6a에서 압력 전극은 제1전극(450)만을 포함하여 구성될 수 있으며, 이때 디스플레이 모듈(200)과 제1전극(450) 사이의 거리 변화에 따라 야기되는 제1전극(450)과 디스플레이 모듈(200) 사이의 정전용량 변화로부터 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다. 터치 압력이 커짐에 따라 거리(d)가 감소하므로 디스플레이 모듈(200)과 제1전극(450) 사이의 정전용량은 터치 압력이 증가할수록 커질 수 있다. 이는 도 6c와 관련된 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다. 이때, 압력 전극은, 상호 정전용량 변화량 검출 정밀도를 높이기 위해 필요한, 빗살 형태 또는 삼지창 형상을 가질 필요는 없으며, 도 7b에 예시된 바와 같이 판(예컨대, 사각판) 형상을 가질 수 있다.

도 8(c)는 압력 전극이 제1전극(450)만을 포함하여 구현된 경우의 부착 구조를 예시한다. 도 8(c)에 예시된 바와 같이, 제1전극(450)은 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 상에 위치한 제1절연층(470) 상에 형성될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1전극(450)은 제2절연층(471)으로 덮일 수 있다.

도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 전극을 포함하는 터치 입력 장치의 단면도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 전극(450, 460)은 스페이서층(420) 내로서 기판(300)의 상부면 및 디스플레이 모듈(200)의 하부면 상에 형성될 수 있다.

압력 검출을 위한 압력 전극 패턴은 제1전극(450)과 제2전극(460)을 포함할 수 있다. 이때, 제1전극(450)과 제2전극(460) 중 어느 하나는 기판(300) 상에 형성되고 나머지 하나는 디스플레이 모듈(200)의 하부면 상에 형성될 수 있다. 도 7a에서는 제1전극(450)이 기판(300) 상에 형성되고 제2전극(460)이 디스플레이 모듈(200)의 하부면상에 형성된 것을 예시한다.

객체(500)를 통해 터치 센서 패널(100)의 표면에 압력을 인가하는 경우 터치 센서 패널(100) 및 디스플레이 모듈(200)은 휘어질 수 있다. 이에 따라 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 거리(d)가 감소할 수 있다. 이러한 경우, 상기 거리(d)의 감소에 따라 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량은 증가할 수 있다. 따라서, 수신전극을 통해 획득되는 감지신호에서 상호 정전용량의 증가량을 획득하여 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다.

도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압력 전극 패턴을 예시한다. 도 7b에서는 제1전극(450)이 기판(300) 상부면상에 형성되고 제2전극(460)이 디스플레이 모듈(200)의 하부면에 형성된 것이 도시된다. 도 7b에 예시된 바와 같이, 제1전극(450)과 제2전극(460)은 서로 다른 층에 형성되므로, 위의 실시예와는 달리, 제1전극(450) 및 제2전극(460)은 빗살형상 또는 삼지창 형상을 가질 필요는 없으며 판형상(예컨대, 사각판형상)을 가질 수 있다.

도 8(d)는 제1전극(450)이 기판(300) 상에 부착되고 제2전극(460)이 디스플레이 모듈(200)에 부착된 경우의 부착 구조를 예시한다. 도 8(d)에 예시된 바와 같이, 제1전극(450)은 기판(300) 상에 형성된 제1절연층(470-2) 상에 위치하고, 제1전극(450)은 제2절연층(471-2)에 의해 덮여 있을 수 있다. 또한, 제2전극(460)은 디스플레이 모듈(200)의 하부면 상에 형성된 제1절연층(470-1) 상에 위치하고, 제2전극(460)은 제2절연층(471-1)에 의해 덮여 있을 수 있다.

도 8(a)와 관련하여 설명된 바와 마찬가지로, 압력 전극(450, 460)이 부착되는 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)이 그라운드 전위를 나타내지 않거나 약한 그라운드 전위를 나타내는 경우, 도 8(a) 내지 도 8(d)에서 제1절연층(470, 470-1, 470-2) 사이에 그라운드 전극(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이때, 그라운드 전극(미도시)과 압력 전극(450, 460)이 부착되는 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 사이에는 추가의 절연층(미도시)을 더 포함할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 압력 전극(450, 460)에서 발생하는 정전용량의 변화를 감지한다. 따라서, 제1전극(450)과 제2전극(460) 중 구동전극에는 구동신호가 인가될 필요가 있고 수신전극으로부터 감지신호를 획득하여 정전용량의 변화량으로부터 터치 압력을 산출해야 한다. 실시예에 따라, 압력 검출 모듈(400)의 동작을 위한 터치 센싱 IC를 추가로 포함하는 것도 가능하다.

이하에서는, 도 9 내지 도 14를 참조하면서, 본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)의 구성에 대한 다양한 실시예를 설명하기로 한다.

<제1 실시예>

본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서 패널(100), 압력 검출 모듈(400), 위치센싱 컨트롤러(500), 압력센싱 컨트롤러(600), 컨버터(650) 및 프로세서(700)를 포함한다.

제1 실시예에서, 터치 입력 장치(1000)는, 터치 센서 패널(100)로부터 터치 위치를 감지하는 위치센싱 컨트롤러(500)가, 컨버터(650) 및 압력센싱 컨트롤러(600)와 별도의 구성으로 구현된다.

즉, 터치 센서 패널(100)로부터의 터치 위치 검출과, 압력 검출 모듈(400)로부터의 터치 압력 검출이 별개의 구성, 즉, 위치센싱 컨트롤러(500)와 압력센싱 컨트롤러(600)에서 각각 별개로 이루어진다.

한편, 별도로 구비된 컨버터(650)는 압력 검출 모듈(400)로부터 수신된 감지신호(Rx)를 디지털 신호로 변환하는 기능을 가지는 ADC(Analog-to-Digital Convter)이고, 컨버터(650)에 의해 변환된 신호는 압력센싱 컨트롤러(600)에 전달되며, 압력센싱 컨트롤러(600)는 디지털 신호에 기초하여, 터치 압력을 검출하게 된다.

제1 실시예에서, 터치 센서 패널(100)로부터의 터치 위치 검출과, 압력 검출 모듈(400)로부터의 터치 압력 검출 방식은, 도 1 내지 도 8을 참조하면서 상세히 설명했으므로, 여기서는 간략히 설명하기로 한다.

위치센싱 컨트롤러(500)는 터치 센서 패널(100)의 구동전극에 구동신호(Tx)를 인가하고, 수신전극으로부터 감지신호(Rx)를 획득한다. 여기서 감지신호(Rx)는 터치 센서 패널(100)의 구동전극에 인가된 구동신호(Tx)가, 구동전극과 수신전극 사이에 생성된 정전용량에 의해 커플링된 신호일 수 있다. 위치센싱 컨트롤러(500)는 감지신호(Rx)를 디지털 신호로 변환하기 위한 컨버터를 내부에 구비할 수 있다.

또한, 위치센싱 컨트롤러(500)는 하나 이상의 적분기(미도시)를 더 포함할 수 있고, 감지신호(Rx)는 적분기에 의해 적분되고, 내부에 구비된 컨버터를 통해 디지털 신호로 변환될 수 있다.

압력센싱 컨트롤러(600)는 압력 검출 모듈(400) 내의 구동전극에 구동신호(Tx-p)를 인가하고, 수신전극을 통해 획득되는 감지신호(Rx-p)에서 상호 정전용량의 감소량을 획득하여 터치 압력을 감지한다. 이때, 제1 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 압력센싱 컨트롤러(600)는 컨버터(650)와는 별도로 구비된다. 위에서 설명한 바와 같이, 컨버터(650)에 의해 디지털 신호로 변환된 감지신호(Rx-p)에 기초하여, 압력센싱 컨트롤러(600)는 터치 압력 데이터를 생성한다.

한편, 위치센싱 컨트롤러(500)에서 검출한 터치 위치 데이터 및 압력센싱 컨트롤러(600)에서 검출한 터치 압력 데이터는 프로세서(700)로 전달된다. 프로세서(700)는 터치 위치 데이터 및 터치 압력 데이터를, 터치 위치 및 터치 압력 정보로 이용하면서, 터치 입력 장치(1000)의 동작을 제어한다.

제1 실시예와 같이, 컨버터(650)를 별도의 구성으로 구현하는 경우에는, 원하는 사양의 터치 입력 장치(1000)를 구현하기 위한 컨버터(650)를 선택적으로 적용할 수 있게 된다. 특히, 고성능 컨버터(high performance ADC)를 사용하는 경우, 높은 SNR(signal to noise ratio)을 얻을 수 있기 때문에, 터치 입력 장치(1000)의 성능을 높일 수 있다.

<제2 실시예>

본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서 패널(100), 압력 검출 모듈(400), 위치센싱 컨트롤러(500), 컨버터(650) 및 프로세서(701)를 포함한다.

제2 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서는, 프로세서(701)가 압력 검출 모듈(400)로부터 터치 압력을 감지하는 압력센싱 컨트롤러의 구성(기능)을 포함한다.

이때, 터치 센서 패널(100)로부터 터치 위치를 검출하는 위치센싱 컨트롤러(500)의 동작 방식은 위에서 설명한 바와 같다. 즉, 위치센싱 컨트롤러(500)는 터치 센서 패널(100)의 구동전극에 구동신호(Tx)를 인가하고, 수신전극으로부터 획득된 감지신호(Rx)에 기초해, 터치 위치를 검출한다. 이때, 위치센싱 컨트롤러(500)는 감지신호(Rx)를 디지털 신호로 변환하기 위한 컨버터를 내부에 구비할 수 있다.

제2 실시예에서, 프로세서(701)는 압력 검출 모듈(400)에 구비된 구동전극에 구동신호(Tx-p)를 인가하고, 수신전극을 통해 감지신호(Rx-p)를 획득한다. 이때, 감지신호(Rx-p)는 별도로 구비된 컨버터(650)를 통해 디지털 신호로 변환되며, 컨버터(650)에 의해 변환된 신호는 프로세서(701)에 전달된다. 프로세서(701)는 디지털 신호로 변환된 감지신호(Rx-p)에 기초하여 터치 압력 데이터를 생성한다.

이와 같이, 제2 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 위치 검출은 위치센싱 컨트롤러(500)에서 이루어지고, 터치 압력 검출은 프로세서(701)에서 이루어진다. 이때, 터치 압력 검출을 수행하는 프로세서(701)는, 압력 검출 모듈(400)로부터의 감지신호(Rx-p)를 디지털 신호로 변환하는 컨버터(650)와 별개의 구성으로 구현된다.

프로세서(701)는 별도의 컨버터(650)로부터 전달된 신호에 기초하여 생성한 터치 압력 데이터와 함께, 위치센싱 컨트롤러(500)로부터 전달된 터치 위치 데이터에 기초하여, 터치 위치 및 터치 압력 정보로 이용하여 터치 입력 장치(1000)의 동작을 제어한다.

제2 실시예도, 컨버터(650)를 별도의 구성으로 구현하기 때문에, 원하는 사양의 터치 입력 장치(1000)를 구현하기 위한 컨버터(650)를 선택적으로 적용할 수 있게 된다. 고성능 컨버터(high performance ADC)를 사용하는 경우, 높은 SNR(signal to noise ratio)을 얻을 수 있기 때문에, 터치 입력 장치(1000)의 성능을 높일 수 있음은 위에서 설명한 바와 같다.

아울러, 제2 실시예는, 제1 실시예의 압력센싱 컨트롤러(600)의 기능을 프로세서(701)가 수행하기 때문에, 압력센싱 컨트롤러(600)의 구성이 필요 없게 되고, 결과적으로 제조 원가를 절감할 수 있게 된다.

<제3 실시예>

본 발명의 제3 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서 패널(100), 압력 검출 모듈(400), 터치 컨트롤러(510), 컨버터(650) 및 프로세서(700)를 포함한다.

제3 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서는, 터치 컨트롤러(510)에 의하여 터치 위치 및 터치 압력 검출이 제어된다.

즉, 터치 위치를 검출함에 있어서, 터치 컨트롤러(510)는 터치 센서 패널(100)의 구동전극에 구동신호(Tx)를 인가하고, 수신전극으로부터 감지신호(Rx)를 획득한다. 여기서 감지신호(Rx)는 터치 센서 패널(100)의 구동전극에 인가된 구동신호(Tx)가, 구동전극과 수신전극 사이에 생성된 정전용량에 의해 커플링된 신호일 수 있다. 이때, 터치 컨트롤러(510)는 감지신호(Rx)를 디지털 신호로 변환하기 위한 컨버터를 내부에 구비할 수 있다.

또한, 터치 컨트롤러(510)는 하나 이상의 적분기(미도시)를 더 포함할 수 있고, 감지신호(Rx)는 적분기에 의해 적분되고, 내부에 구비된 컨버터를 통해 디지털 신호로 변환될 수 있다.

아울러, 터치 컨트롤러(510)는 터치 압력 검출 기능을 가진다. 즉, 터치 컨트롤러(510)는 압력 검출 모듈(400) 내의 구동전극에 구동신호(Tx-p)를 인가하고, 수신전극을 통해 감지신호(Rx-p)를 획득한다.

다만, 터치 압력을 검출함에 있어서, 압력 검출 모듈(400)로부터의 감지신호(Rx-p)는, 터치 컨트롤러(510)와는 별도로 구비된 컨버터(650)에 의해 디지털 신호로 변환된다. 컨버터(650)에 의해 변환된 신호는 터치 컨트롤러(510)에 전달되어, 터치 압력 데이터가 생성된다.

터치 컨트롤러(510)는 터치 위치 데이터 및 터치 압력 데이터를 프로세서(700)에 전달하며, 프로세서(700)는 이에 기초하여 터치 입력 장치(1000)의 동작을 제어한다.

제3 실시예도, 컨버터(650)를 별도의 구성으로 구현하기 때문에, 원하는 사양의 터치 입력 장치(1000)를 구현하기 위한 컨버터(650)를 선택적으로 적용할 수 있게 된다. 고성능 컨버터(high performance ADC)를 사용하는 경우, 높은 SNR(signal to noise ratio)을 얻을 수 있기 때문에, 터치 입력 장치(1000)의 성능을 높일 수 있음은 위에서 설명한 바와 같다.

아울러, 제3 실시예는, 제1 실시예의 위치센싱 컨트롤러(500)와 압력센싱 컨트롤러(600)가 하나의 구성(터치 컨트롤러(510))로 구현되기 때문에, 제조 원가를 절감할 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 터치 위치를 센싱하기 위한 감지신호(Rx)와 터치 압력을 센싱하기 위한 감지신호(Rx_p)를 하나의 구성(터치 컨트롤러(510))에서 처리하기 때문에, 터치 위치와 터치 압력 정보를 동시에 이용하여, 더욱 정확한 데이터를 실시간으로 획득할 수 있다는 우월한 효과를 도모한다.

<제4 실시예>

본 발명의 제4 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서 패널(100), 압력 검출 모듈(400), 위치센싱 컨트롤러(500), 압력센싱 컨트롤러(601) 및 프로세서(700)를 포함한다.

제3 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는, 터치 압력을 검출하는데 있어서, 압력 검출 모듈(400)로부터 획득된 감지신호(Rx-p)를 디지털 신호로 변환시키는 컨버터의 구성이 압력센싱 컨트롤러(601) 내에 구비되어 있다.

위치센싱 컨트롤러(500)는 터치 센서 패널(100)의 구동전극에 구동신호(Tx)를 인가하고, 수신전극으로부터 감지신호(Rx)를 획득하여, 터치 위치 데이터를 생성한다.

또한, 위치센싱 컨트롤러(500)는 하나 이상의 적분기(미도시) 및 컨버터(미도시)를 내부에 구비할 수 있고, 상기 감지신호(Rx)는 적분기에 의해 적분되고, 컨버터를 통해 디지털 신호로 변환된다. 위치센싱 컨트롤러(500)는 상기 신호에 의해 터치 위치 데이터를 생성한다.

한편, 압력센싱 컨트롤러(601)는 압력 검출 모듈(400) 내의 구동전극에 구동신호(Tx-p)를 인가하고, 수신전극을 통해 감지신호(Rx-p)를 획득한다. 이때, 압력센싱 컨트롤러(601)는 수신전극을 통해 감지신호(Rx-p)를 전달받아, 내부에 구비된 컨버터(650)를 이용하여 디지털 신호로 변환한다. 변환된 신호에 기초하여, 압력센싱 컨트롤러(601)는 터치 압력 데이터를 생성한다.

위치센싱 컨트롤러(500) 및 압력센싱 컨트롤러(601)에 의해 생성된 터치 위치 데이터 및 터치 압력 데이터는 프로세서(700)로 전달된다. 프로세서(700)는 전달된 데이터에 기초하여, 터치 입력 장치(1000)의 동작을 제어한다.

제4 실시예에서는, 압력센싱 컨트롤러(601)가 컨버터의 기능을 포함한다. 이는 제1 내지 제3 실시예와 달리, 높은 SNR을 요구하지 않는 경우에 효과적이다. 즉, 별도의 컨버터가 아닌, 압력센싱 컨트롤러(601)에 내장된 컨버터를 이용하기 때문에, 제조 원가를 절감할 수 있다는 효과가 있다. 결국, 제4 실시예는, 높은 SNR을 요구하지 않고, 제조 원가를 절감하고자 하는 경우에, 가장 효율적으로 이용될 수 있는 구성을 갖는다.

<제5 실시예>

본 발명의 제5 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서 패널(100), 압력 검출 모듈(400), 위치센싱 컨트롤러(500) 및 프로세서(702)를 포함한다.

제2 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서는, 프로세서(702)는 터치 입력 장치(1000)의 동작을 제어할 뿐만 아니라, 압력 검출 모듈(400)로부터 터치 압력을 감지하는 기능까지 갖는다.

터치 센서 패널(100)로부터 터치 위치를 검출하는 위치센싱 컨트롤러(500)의 동작 방식은 위에서 설명한 바와 같다. 위치센싱 컨트롤러(500)는 터치 센서 패널(100)의 구동전극에 구동신호(Tx)를 인가하고, 수신전극으로부터 획득된 감지신호(Rx)에 기초해, 터치 위치를 검출한다.

제5 실시예에서, 프로세서(702)는 압력 검출 모듈(400)에 구비된 구동전극에 구동신호(Tx-p)를 인가하고, 수신전극을 통해 감지신호(Rx-p)를 획득한다. 이때, 프로세서(702)는 내부에 컨버터를 구비하고 있어, 수신한 감지신호(Rx-p)를 디지털 신호로 변환하여, 이에 기초하여 터치 압력 데이터를 생성한다.

프로세서(702)에 의해 생성된 터치 압력 데이터 및 위치센싱 컨트롤러(500)에서 생성된 터치 위치 데이터에 기초하여, 프로세서(702)는 터치 입력 장치(1000)의 동작을 제어한다.

제5 실시예에서는, 프로세서(702)가 컨버터의 기능을 포함한다. 이는 제4 실시예와 마찬가지로 높은 SNR을 요구하지 않는 경우에 효과적이다. 즉, 별도의 컨버터가 아닌, 프로세서(702)에 내장된 컨버터를 이용하기 때문에, 제조 원가를 절감할 수 있다는 효과가 있다. 결국, 제5 실시예는, 높은 SNR을 요구하지 않고, 제조 원가를 절감하고자 하는 경우에, 가장 효율적으로 이용될 수 있는 구성을 갖는다.

<제6 실시예>

본 발명의 제6 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서 패널(100), 압력 검출 모듈(400), 터치 컨트롤러(520) 및 프로세서(700)를 포함한다.

제6 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서는, 터치 컨트롤러(520)에 의하여 터치 위치 및 터치 압력 검출이 제어된다.

즉, 터치 컨트롤러(520)는 터치 센서 패널(100)의 구동전극에 구동신호(Tx)를 인가하고, 수신전극으로부터 감지신호(Rx)를 획득한다. 여기서 감지신호(Rx)는 터치 센서 패널(100)의 구동전극에 인가된 구동신호(Tx)가, 구동전극과 수신전극 사이에 생성된 정전용량에 의해 커플링된 신호일 수 있다.

또한, 터치 컨트롤러(520)는 두 개 이상의 적분기(미도시) 및 두 개 이상의 컨버터(미도시)를 내부에 구비할 수 있고, 상기 감지신호(Rx)는 적어도 하나의 적분기에 의해 적분되고, 적어도 하나의 컨버터를 통해 디지털 신호로 변환된다. 터치 컨트롤러(500)는 상기 신호에 의해 터치 위치 데이터를 생성한다.

아울러, 터치 컨트롤러(520)는 압력 검출 모듈(400) 내의 구동전극에 구동신호(Tx-p)를 인가하고, 수신전극을 통해 감지신호(Rx-p)를 획득한다. 이때, 감지신호(Rx-p)는 터치 컨트롤러(520)에 구비된 적어도 하나의 컨버터를 통해 디지털 신호로 변환되며, 변환된 디지털 신호에 기초하여, 터치 컨트롤러(520)는 터치 압력 데이터를 생성한다.

터치 컨트롤러(520)는 터치 위치 데이터 및 터치 압력 데이터를 프로세서(700)에 전달한다. 프로세서(700)는 전달된 데이터에 기초하여, 터치 입력 장치(1000)의 동작을 제어한다.

제6 실시예는, 제1 실시예의 위치센싱 컨트롤러(500)와 압력센싱 컨트롤러(600)가 하나의 구성(터치 컨트롤러(520))로 구현되기 때문에, 제조 원가를 절감할 수 있게 된다.

또한, 제6 실시예는, 터치 컨트롤러(520)가 컨버터의 기능을 포함한다. 이는 높은 SNR을 요구하지 않는 경우에 효과적이다. 즉, 별도의 컨버터가 아닌, 터치 컨트롤러(520)에 내장된 컨버터를 이용하기 때문에, 제조 원가를 절감할 수 있다는 효과가 있다. 제6 실시예도, 높은 SNR을 요구하지 않고, 제조 원가를 절감하고자 하는 경우에, 가장 효율적으로 이용될 수 있는 구성을 갖는다.

나아가, 제6 실시예는, 터치 위치를 센싱하기 위한 감지신호(Rx)와 터치 압력을 센싱하기 위한 감지신호(Rx_p)를 하나의 구성(터치 컨트롤러(520))에서 처리하기 때문에, 터치 위치와 터치 압력 정보를 동시에 이용하여, 더욱 정확한 데이터를 실시간으로 획득할 수 있다는 우월한 효과를 도모한다.

한편, 제1 내지 제6 실시예와 관련한 상기 설명 및 도 9 내지 도 14에서는, 구동신호(Tx 및 Tx_p)와 감지신호(Rx 및 Rx_p)의 이동이, 복수의 라인을 통해 이루어지는 것으로 설명되고 도시되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, Tx, Tx_p, Rx, Rx_p의 신호 중 2개 이상의 신호가 하나의 라인을 통해 이루어질 수도 있음은 당업자에 자명하다.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1000‥‥‥‥터치 입력 장치 100‥‥‥‥터치 센서 패널
400‥‥‥‥압력 검출 모듈 500‥‥‥‥위치센싱 컨트롤러
600‥‥‥‥압력센싱 컨트롤러 650‥‥‥‥컨버터
700‥‥‥‥프로세서

Claims

커버층;
터치 센서;
상기 커버층의 하부에 위치하는 디스플레이 패널;
상기 디스플레이 패널의 하부에 위치하는 압력 전극;
상기 압력 전극으로부터 출력되는 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 신호를 디지털 신호로 변환하는 제1컨버터; 및
터치 컨트롤러;를 포함하고,
상기 터치 컨트롤러는: 상기 터치 센서에 구동신호를 인가하고 상기 터치 센서로부터 출력되는 감지신호로부터 터치 위치를 검출하고, 상기 제1컨버터로부터 변환된 상기 디지털 신호로부터 터치 압력의 크기를 검출하며,
상기 제1컨버터와 상기 터치 컨트롤러는 별개의 구성으로 구현되고,
상기 커버층 및 상기 디스플레이 패널은 상기 터치에 따라 휘어지며,
상기 전기적 특성은 상기 디스플레이 패널이 휘어짐에 따라 변하는, 터치 입력 장치.
커버층;
터치 센서;
상기 커버층의 하부에 위치하는 디스플레이 패널;
상기 디스플레이 패널의 하부에 위치하는 압력 전극;
상기 압력 전극으로부터 출력되는 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 신호를 디지털 신호로 변환하는 제1컨버터;
상기 터치 센서에 구동신호를 인가하는 구동부 및 상기 터치 센서로부터 감지신호를 수신하여 터치 위치를 검출하는 감지부를 포함하는 위치 센싱 컨트롤러; 및
상기 제1컨버터로부터 변환된 상기 디지털 신호로부터 터치 압력의 크기를 검출하는 압력 센싱 컨트롤러;를 포함하고,
상기 제1컨버터는 상기 압력 센싱 컨트롤러 및 상기 위치 센싱 컨트롤러와는 별개의 구성으로 구현되며,
상기 커버층 및 상기 디스플레이 패널은 상기 터치에 따라 휘어지고,
상기 전기적 특성은 상기 디스플레이 패널이 휘어짐에 따라 변하는, 터치 입력 장치.
커버층;
터치 센서;
상기 커버층의 하부에 위치하는 디스플레이 패널;
상기 디스플레이 패널의 하부에 위치하는 압력 전극;
상기 압력 전극으로부터 출력되는 전기적 특성에 대한 정보를 포함하는 신호를 디지털 신호로 변환하는 제1컨버터;
상기 터치 센서에 구동신호를 인가하는 구동부 및 상기 터치 센서로부터 감지신호를 수신하여 터치 위치를 검출하는 감지부를 포함하는 위치 센싱 컨트롤러; 및
상기 제1컨버터로부터 변환된 상기 디지털 신호로부터 터치 압력의 크기를 검출하는 프로세서;를 포함하고,
상기 제1컨버터는 상기 프로세서 및 상기 위치 센싱 컨트롤러와는 별개의 구성으로 구현되며,
상기 커버층 및 상기 디스플레이 패널은 상기 터치에 따라 휘어지고,
상기 전기적 특성은 상기 디스플레이 패널이 휘어짐에 따라 변하는, 터치 입력 장치.
삭제
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압력 전극 하부에 위치하는 차폐용 부재와 상기 압력 전극 사이 및 상기 압력 전극과 상기 디스플레이 패널 사이 중 적어도 하나의 위치에 스페이서층을 더 포함하는, 터치 입력 장치.
제5항에 있어서,
상기 차폐용 부재 또는 상기 디스플레이 패널이 기준 전위층이고,
상기 전기적 특성은 정전용량이고,
상기 정전용량은 상기 압력 전극과 상기 기준 전위층 사이의 거리에 따라 변하는, 터치 입력 장치.
제6항에 있어서,
상기 압력 전극과 상기 기준 전위층 사이의 거리는 상기 디스플레이 패널이 휘어짐에 따라 변하는, 터치 입력 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디스플레이 패널은 LCD 패널 또는 OLED 패널인, 터치 입력 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압력 전극은 복수의 채널을 구성하는 복수의 전극을 포함하는, 터치 입력 장치.
제9항에 있어서,
상기 터치 입력 장치는 상기 복수의 채널을 사용하여 멀티 터치 각각의 압력을 검출하도록 구성된, 터치 입력 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압력 전극은 시트 형태로 형성된, 터치 입력 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감지신호는 적분기 또는 증폭기를 거쳐 제2컨버터에 의해 디지털 신호로 변환되며,
상기 터치 위치는 상기 제2컨버터에 의해 변환된 상기 디지털 신호로부터 검출되는, 터치 입력 장치.