KR101652029B1

KR101652029B1 - 압력 검출 모듈 및 이를 포함하는 스마트폰

Info

Publication number: KR101652029B1
Application number: KR1020150051785A
Authority: KR
Inventors: 윤상식; 권순영; 문호준; 김태훈; 이원우; 김세엽; 김본기
Original assignee: 주식회사 하이딥
Priority date: 2015-04-13
Filing date: 2015-04-13
Publication date: 2016-08-30
Also published as: JP2016201113A; US20160299598A1; JP6177857B2; JP2016201091A; CN205139869U; US11042057B2; CN105278792A; WO2016167529A1

Abstract

실시예에 따른 압력 검출 모듈은 절연층 상에 위치하는 제1전극과 제2전극; 및 탄성폼;을 포함하는 압력 검출 모듈로서, 상기 탄성폼은, 상기 압력 검출 모듈과 이격되어 위치하는 기준 전위층과 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 위치하며, 상기 탄성폼의 변형을 통한 상기 기준전위층과 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이의 상대적인 거리 변화에 따라 변하는, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전용량이 변화하고, 상기 정전용량의 변화에 따라 상기 탄성폼의 변형을 야기하는 압력의 크기가 검출될 수 있도록 구성된다.

Description

압력 검출 모듈 및 이를 포함하는 스마트폰 {PRESSURE DETECTION MODULE AND SMARTPHONE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 압력 검출을 위한 압력 검출 모듈 및 이를 포함하는 터치 입력 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터치 위치를 검출하도록 구성된 터치 입력 장치에 적용되어 터치 압력을 검출할 수 있도록 하는 압력 검출 모듈 및 이를 포함하는 터치 입력 장치에 관한 것이다.

컴퓨팅 시스템의 조작을 위해 다양한 종류의 입력 장치들이 이용되고 있다. 예컨대, 버튼(button), 키(key), 조이스틱(joystick) 및 터치 스크린과 같은 입력 장치가 이용되고 있다. 터치 스크린의 쉽고 간편한 조작으로 인해 컴퓨팅 시스템의 조작시 터치 스크린의 이용이 증가하고 있다.

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

이때, 터치 스크린 상의 터치에 따른 터치 위치뿐 아니라 터치의 압력 크기를 검출할 수 있는 터치 입력 장치에 대한 필요성이 야기되고 있다.

본 발명의 목적은 압력 검출을 위한 압력 검출 모듈 및 이를 포함하는 터치 입력 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 디스플레이 모듈에 대한 충격완화 및 디스플레이 모듈의 화질 성능을 보장하면서도 압력 검출을 위한 갭(gap)을 안정적으로 제공할 수 있는 압력 검출 모듈 및 이를 포함하는 터치 입력 장치를 제공하는 것이다.

실시예에 따른 압력 검출 모듈은 절연층 상에 위치하는 제1전극과 제2전극; 및 탄성폼;을 포함하는 압력 검출 모듈로서, 상기 탄성폼은, 상기 압력 검출 모듈과 이격되어 위치하는 기준 전위층과 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 위치하며, 상기 탄성폼의 변형을 통한 상기 기준전위층과 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이의 상대적인 거리 변화에 따라 변하는, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전용량이 변화하고, 상기 정전용량의 변화에 따라 상기 탄성폼의 변형을 야기하는 압력의 크기가 검출될 수 있도록 구성될 수 있다.

실시예에 따른 스마트폰은 커버층; 상기 커버층 하부에 위치하며, 구동신호가 인가되는 복수의 구동전극과 터치 위치가 검출될 수 있는 감지신호가 출력되는 복수의 수신전극을 포함하는 터치 센서 패널; 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널이 디스플레이 기능을 수행하도록 하는 구성을 포함하는 디스플레이 모듈; 상기 디스플레이 모듈의 하부에 위치하고, 제1전극과 제2전극 및 탄성폼을 포함하는 압력 검출 모듈; 상기 압력 검출 모듈의 하부에 위치하는 기판; 및 상기 탄성폼의 변형을 통한 상기 기판과 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이의 상대적인 거리에 따라 변하는, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력의 크기를 검출하기 위한 터치 센싱 회로를 포함하고, 상기 탄성폼은, 상기 기판과 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 위치할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 압력 검출을 위한 압력 검출 모듈 및 이를 포함하는 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 디스플레이 모듈에 대한 충격완화 및 디스플레이 모듈의 화질 성능을 보장하면서도 압력 검출을 위한 갭(gap)을 안정적으로 제공할 수 있는 압력 검출 모듈 및 이를 포함하는 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.

도1은 정전 용량 방식의 터치 센서 패널 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도이다.
도2a, 도2b 및 도2c는 터치 입력 장치에서 디스플레이 모듈에 대한 터치 센서 패널의 상대적인 위치를 예시하는 개념도이다.
도3은 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도를 예시한다.
도4a 내지 도4d는 실시예에 따른 터치 입력 장치에 적용될 수 있는 압력 검출 모듈에 포함되는 압력 전극의 배치를 예시한다.
도5a 내지 도5e는 실시예에 따른 압력 검출 모듈에 포함되는 압력 전극의 패턴을 예시한다.
도6a 및 도6b는 실시예에 따른 압력 검출 모듈의 터치 입력 장치에 대한 부착 위치를 예시한다.
도7a 내지 도7f는 실시예에 따른 압력 검출 모듈의 구조적 단면을 예시한다.
도8a 및 도8b는 실시예에 따른 압력 검출 모듈이 디스플레이 모듈 맞은편 기판에 부착되는 경우를 예시한다.
도9a 및 도9b는 실시예에 따른 압력 검출 모듈이 디스플레이 모듈에 부착되는 경우를 예시한다.
도10a 및 도10b는 실시예에 따른 압력 검출 모듈의 부착 방법을 예시한다.
도11a 내지 도11c는 실시예에 따른 압력 검출 모듈을 터치 센싱 회로에 연결하는 방법을 예시한다.
도12a 내지 도12c는 실시예에 따른 압력 검출 모듈이 복수의 채널을 포함하는 경우를 예시한다.
도13a는 실시예에 따른 압력 검출 모듈을 포함하는 터치 입력 장치에 대한 압력 터치 무게에 따른 정규화된 정전용량 변화의 차이를 나타내는 그래프이다.
도13b는 실시예에 따른 압력 검출 모듈을 포함하는 터치 입력 장치에 대한 소정 횟수의 압력 터치 전과 후에 압력 터치에 따른 정규화된 정전용량 변화 차이 및 이들 사이의 편차를 나타내는 그래프이다.
도13c는 실시예에 따른 압력 검출 모듈을 포함하는 터치 입력 장치에 대해 인가된 압력을 해제한 후 검출되는 정규화된 압력 차이의 변화를 나타내는 그래프이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 첨부되는 도면을 참조하여 실시예에 따른 압력 검출 모듈이 적용될 수 있는 터치 입력 장치를 설명한다. 이하에서는 정전용량 방식의 터치 센서 패널(100)을 예시하나 임의의 방식으로 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 센서 패널(100)이 적용될 수 있다.

도1은 실시예에 따른 압력 검출 모듈이 적용될 수 있는 터치 입력 장치에 포함되는 정전 용량 방식의 터치 센서 패널(100) 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도이다. 도1을 참조하면, 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 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)에 구동신호를 인가하는 구동부(120), 및 터치 센서 패널(100)의 터치 표면에 대한 터치에 따라 변화되는 정전용량 변화량에 대한 정보를 포함하는 감지신호를 수신하여 터치 및 터치 위치를 검출하는 감지부(110)를 포함할 수 있다.

도1에 도시된 바와 같이, 터치 센서 패널(100)은 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다. 도1에서는 터치 센서 패널(100)의 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)이 직교 어레이를 구성하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)이 대각선, 동심원 및 3차원 랜덤 배열 등을 비롯한 임의의 수의 차원 및 이의 응용 배열을 갖도록 할 수 있다. 여기서, n 및 m은 양의 정수로서 서로 같거나 다른 값을 가질 수 있으며 실시예에 따라 크기가 달라질 수 있다.

도1에 도시된 바와 같이, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 각각 서로 교차하도록 배열될 수 있다. 구동전극(TX)은 제1축 방향으로 연장된 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)을 포함하고 수신전극(RX)은 제1축 방향과 교차하는 제2축 방향으로 연장된 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다.

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

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

실시예에 따른 구동부(120)는 구동신호를 구동전극(TX1 내지 TXn)에 인가할 수 있다. 실시예에서, 구동신호는 제1구동전극(TX1)부터 제n구동전극(TXn)까지 순차적으로 한번에 하나의 구동전극에 대해서 인가될 수 있다. 이러한 구동신호의 인가는 재차 반복적으로 이루어질 수 있다. 이는 단지 예시일 뿐이며, 실시예에 따라 다수의 구동전극에 구동신호가 동시에 인가될 수도 있다.

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

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

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

도1에서 구동부(120) 및 감지부(110)는 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 검출 장치(미도시)를 구성할 수 있다. 터치 검출 장치는 제어부(130)를 더 포함할 수 있다. 터치 검출 장치는 터치 센서 패널(100)을 포함하는 터치 입력 장치(1000)에서 터치 센싱 회로인 터치 센싱 IC(touch sensing Integrated Circuit: 도11에서 150) 상에 집적되어 구현될 수 있다. 터치 센서 패널(100)에 포함된 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 예컨대 전도성 트레이스(conductive trace) 및/또는 회로 기판상에 인쇄된 전도성 패턴(conductive pattern)등을 통해서 터치 센싱 IC(150)에 포함된 구동부(120) 및 감지부(110)에 연결될 수 있다. 터치 센싱 IC(150)는 전도성 패턴이 인쇄된 회로 기판, 예컨대 도11에서 160으로 표시되는 제1인쇄 회로 기판(이하에서, 제1PCB로 지칭) 상에 위치할 수 있다. 실시예에 따라 터치 센싱 IC(150)는 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 메인보드 상에 실장되어 있을 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 구동전극(TX)과 수신전극(RX)의 교차 지점마다 소정 값의 정전용량(C)이 생성되며, 손가락과 같은 객체가 터치 센서 패널(100)에 근접하는 경우 이러한 정전용량의 값이 변경될 수 있다. 도1에서 상기 정전용량은 상호 정전용량(Cm)을 나타낼 수 있다. 이러한 전기적 특성을 감지부(110)에서 감지하여 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치를 감지할 수 있다. 예컨대, 제1축과 제2축으로 이루어진 2차원 평면으로 이루어진 터치 센서 패널(100)의 표면에 대한 터치의 여부 및/또는 그 위치를 감지할 수 있다.

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

이상에서 터치 센서 패널(100)로서 상호 정전용량 방식의 터치 센서 패널이 상세하게 설명되었으나, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 여부 및 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)은 전술한 방법 이외의 자기 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.

실시예에 따른 압력 검출 모듈이 적용될 수 있는 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)은 디스플레이 모듈(200)의 외부 또는 내부에 위치할 수 있다.

실시예에 따른 압력 검출 모듈이 적용될 수 있는 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 모듈(200)에 포함된 디스플레이 패널(200A)은 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode: OLED) 등에 포함된 디스플레이 패널일 수 있다. 이에 따라, 사용자는 디스플레이 패널에 표시된 화면을 시각적으로 확인하면서 터치 표면에 터치를 수행하여 입력 행위를 수행할 수 있다. 이때, 디스플레이 모듈(200)은 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 메인보드(main board) 상의 중앙 처리 유닛인 CPU(central processing unit) 또는 AP(application processor) 등으로부터 입력을 받아 디스플레이 패널에 원하는 내용을 디스플레이 하도록 하는 제어회로를 포함할 수 있다. 이러한 제어회로는 도10a 내지 12c에서 제2인쇄 회로 기판(210: 이하 제2PCB로 지칭)에 실장될 수 있다. 이때, 디스플레이 패널(200A)의 작동을 위한 제어회로는 디스플레이 패널 제어 IC, 그래픽 제어 IC(graphic controller IC) 및 기타 디스플레이 패널(200A) 작동에 필요한 회로를 포함할 수 있다.

도2a, 도2b 및 도2c는 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 디스플레이 모듈에 대한 터치 센서 패널의 상대적인 위치를 예시하는 개념도이다. 도2a 내지 도2c에서는 디스플레이 모듈(200) 내에 포함된 디스플레이 패널(200A)로서 LCD 패널이 도시되나, 이는 예시일 뿐이며 임의의 디스플레이 패널이 터치 입력 장치(1000)에 적용될 수 있다.

본 명세서에서 도면부호 200A는 디스플레이 모듈(200)에 포함된 디스플레이 패널을 지칭할 수 있다. 도2에 도시된 바와 같이, LCD 패널(200A)은 액정 셀(liquid crystal cell)을 포함하는 액정 층(250), 액정 층(250)의 양단에 전극을 포함하는 제1글라스층(261)과 제2글라스층(262), 그리고 상기 액정 층(250)과 대향하는 방향으로서 상기 제1글라스층(261)의 일면에 제1편광층(271) 및 상기 제2글라스층(262)의 일면에 제2편광층(272)을 포함할 수 있다. 당해 기술분야의 당업자에게는, LCD 패널이 디스플레이 기능을 수행하기 위해 다른 구성을 더 포함할 수 있으며 변형이 가능함이 자명할 것이다.

도2a는, 터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서 패널(100)이 디스플레이 모듈(200)의 외부에 배치된 것을 도시한다. 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 터치 센서 패널(100)의 표면일 수 있다. 도2a에서 터치 표면이 될 수 있는 터치 센서 패널(100)의 면은 터치 센서 패널(100)의 상부면이 될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 디스플레이 모듈(200)의 외면이 될 수 있다. 도2a에서 터치 표면이 될 수 있는 디스플레이 모듈(200)의 외면은 디스플레이 모듈(200)의 제2편광층(272)의 하부면이 될 수 있다. 이때, 디스플레이 모듈(200)을 보호하기 위해서 디스플레이 모듈(200)의 하부면은 유리와 같은 커버층(미도시)으로 덮여있을 수 있다.

도2b 및 2c는, 터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서 패널(100)이 디스플레이 패널(200A)의 내부에 배치된 것을 도시한다. 이때, 도2b에서는 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)이 제1글라스층(261)과 제1편광층(271) 사이에 배치되어 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 디스플레이 모듈(200)의 외면으로서 도2b에서 상부면 또는 하부면이 될 수 있다. 도2c에서는 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)이 액정 층(250)에 포함되어 구현되는 경우를 예시한다. 또한, 실시예에 따라 디스플레이 패널(220A)을 동작하기 위한 전기적 소자들이 터치 센싱을 하는데 이용되도록 구현될 수도 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 디스플레이 모듈(200)의 외면으로서 도2c에서 상부면 또는 하부면이 될 수 있다. 도2b 및 도2c에서, 터치 표면이 될 수 있는 디스플레이 모듈(200)의 상부면 또는 하부면은 유리와 같은 커버층(미도시)으로 덮여있을 수 있다.

도3은 실시예에 따른 터치 입력 장치의 단면도를 예시한다. 실시예에 따라 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)과 디스플레이 모듈(200) 사이가 접착제로 완전 라미네이션되어 있을 수 있다. 이에 따라 터치 센서 패널(100)의 터치 표면을 통해 확인할 수 있는 디스플레이 모듈(200)의 디스플레이 색상 선명도, 시인성 및 빛 투과성이 향상될 수 있다.

도3 및 이하의 설명에서, 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)로서 터치 센서 패널(100)이 디스플레이 모듈(200) 상에 접착제로 라미네이션되어 부착된 것을 예시하나, 실싱예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서 패널(100)이 도2b 및 도2c 등에 도시된 바와 같이 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치되는 경우도 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 도3에서 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 실시예로 이용될 수 있다.

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.

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. 기판(300)는 터치 입력 장치에서 미드프레임(midframe)일 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.

이상에서는 터치 여부 및/또는 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 센서 패널(100)을 포함하는 터치 입력 장치(1000)에 대해서 살펴보았다. 실시예에 따른 압력 검출 모듈을 전술한 터치 입력 장치(1000)에 적용함으로써, 터치 여부 및/또는 터치 위치뿐 아니라 터치 압력의 크기 또한 용이하게 검출할 수 있다. 특히, 디스플레이 모듈(200)에 대한 충격완화 및 디스플레이 패널(200A)의 화질을 유지하기 위해서 기판(300)과 디스플레이 모듈(200) 사이에 탄성 물질을 삽입하여 터치 입력 장치(1000)가 제조될 수 있다. 실시예에서는 이러한 탄성 물질을 압력 검출 모듈(400)에 결합하여 디스플레이 모듈(200)에 대한 충격완화 및 디스플레이 모듈의 품질을 보장하면서도 압력 검출을 위한 갭을 안정적으로 유지하고자 한다. 이하에서는 터치 입력 장치(1000)에 실시예에 따른 압력 검출 모듈을 적용하여 터치 압력을 검출하는 경우에 대해서 예를 들어 상세하게 살펴본다.

도4a 내지 도 4d는 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에 적용될 수 있는 압력 검출 모듈(400)에 포함되는 압력 전극의 배치를 예시한다. 이하에서는 압력 전극의 배치에 따른 압력 검출 원리에 대해서 우선 살펴본다.

도4a에는 터치 입력 장치(1000)에서 제1실시예에 따른 압력 전극의 배치가 도시된다. 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에는 스페이서층(420)이 위치할 수 있다. 도4a에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 배치의 압력 전극(450, 460)은 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이로서 기판(300) 측에 배치될 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.

도4b는 도4a에 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 기준 전위층인 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.

실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)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.

도4c에는 터치 입력 장치(1000)에서 제2실시예에 따른 압력 전극의 배치가 도시된다. 도4c에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따른 배치의 압력 전극(450, 460)은 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이로서 디스플레이 모듈(200) 측에 배치될 수 있다.

제1실시예에서 비록 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 기준 전위층으로서 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.

도4d는 터치 입력 장치(1000)에서 제3실시예에 따른 압력 전극의 배치가 도시된다. 제3실시예에서, 압력 전극인 제1전극(450)과 제2전극(460) 중 어느 하나는 기판(300) 측에 형성되고 나머지 하나는 디스플레이 모듈(200)의 하부면 측에 형성될 수 있다. 도4d에서는 제1전극(450)이 기판(300) 측에 형성되고 제2전극(460)이 디스플레이 모듈(200)의 하부면 측에 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.

도5a 내지 도5e는 실시예에 따른 압력 검출 모듈에 포함되는 압력 전극의 패턴을 예시한다.

도5a 내지 도5c는 제1실시예 및 제2실시예에 적용될 수 있는 압력 전극 패턴을 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. 도5b 및 도5c에는, 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. 제1전극(450)과 제2전극(460)이 서로 다른 층에 위치하는 경우에는 제1전극(450)과 제2전극(460)이 서로 오버랩(overlap)되도록 구현될 수도 있다.

제1실시예 및 제2실시예에서 터치 압력은 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량의 변화로부터 검출되는 것이 예시된다. 하지만, 압력 전극(450, 460)이 제1전극(450)과 제2전극(460) 중 어느 하나의 압력 전극만을 포함하도록 구성될 수 있으며, 이러한 경우 하나의 압력 전극과 그라운드층(디스플레이 모듈(200) 또는 기판(300)) 사이의 정전용량 변화를 검출함으로써 터치 압력의 크기를 검출할 수도 있다.

예컨대, 도4a 내지 4c에서 압력 전극은 제1전극(450)만을 포함하여 구성될 수 있으며, 이때 디스플레이 모듈(200)과 제1전극(450) 사이의 거리 변화에 따라 야기되는 제1전극(450)과 기준 전위층인 그라운드층 사이의 정전용량 변화로부터 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다. 터치 압력이 커짐에 따라 거리(d)가 감소하므로 기준 전위층과 제1전극(450) 사이의 정전용량은 터치 압력이 증가할수록 커질 수 있다. 이때, 압력 전극은, 상호 정전용량 변화량 검출 정밀도를 높이기 위해 필요한, 빗살 형태 또는 삼지창 형상을 가질 필요는 없으며, 도5d에 예시된 바와 같이 판(예컨대, 사각판) 형상을 가질 수 있다.

도5e는 제3실시예에 적용될 수 있는 압력 전극 패턴을 예시한다. 제1전극(450)과 제2전극(460)은 서로 다른 층에 위치하므로 서로 오버랩되도록 구현될 수 있다. 도5e에 도시된 바와 같이, 제1전극(450)과 제2전극(460)이 서로 직교하도록 배치하여 정전용량의 변화량 감지 민감도가 향상될 수 있다. 제3실시예에서, 제1전극(450)과 제2전극(460)은 도5d에 예시된 바와 같이 판 형상을 갖도록 구현될 수도 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 터치 입력 장치(1000)에서 압력을 검출하기 위한 압력 검출 모듈(400)은 압력 전극(450, 460) 및 스페이서층(420)을 포함할 수 있다. 이상에서 스페이서층(420)은 기판(300)과 디스플레이 모듈(200) 사이의 공간으로 예시되었으나, 스페이서층(420)은 압력 전극(450, 460)과 기준 전위층(예컨대, 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 사이에 위치하여, 압력을 갖는 터치에 따라 눌릴 수 있는 구성을 지칭할 수 있다.

이때, 압력 전극(450, 460)을 통해 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 압력의 크기를 감지하는 경우, 균일한 감지 성능을 갖기 위해서 스페이서층(420)의 휘어짐 정도 및 이의 회복력이 균일할 필요가 있다. 예컨대, 동일한 압력 크기로 터치 입력 장치(1000)를 다수 회 터치하는 경우 매번 압력 크기를 동일하게 검출할 수 있기 위해서는 스페이서층(420)이 상기 압력에 의해 눌리는 정도가 동일해야 한다. 예컨대, 반복되는 터치를 통해 스페이서층(420)이 변형되어 스페이서층(420)의 갭(gap)이 감소하는 경우에는 압력 검출 모듈(400)의 균일한 성능을 보장할 수 없다. 따라서, 압력 검출 모듈(400)의 압력 검출 성능을 보장하기 위해서 이러한 스페이서층(420)의 갭(gap)을 안정적으로 확보하는 것이 중요하다.

이에 따라, 실시예에서는 이러한 스페이서층(420)으로서 빠른 회복력을 갖는 탄성폼(elastic foam)을 이용할 수 있다. 실시예에 따른 탄성폼을 갖는 압력 검출 모듈(400)은 터치 입력 장치(1000)의 기판(300)과 디스플레이 모듈(200) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 탄성폼을 포함하도록 압력 검출 모듈(400)을 구성함으로써, 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에 추가의 탄성 물질을 삽입하지 않고도 디스플레이 모듈(200)에 대한 충격을 완화하고 디스플레이 패널(200A)의 화질을 유지시킬 수 있다.

이때, 실시예에 따른 압력 검출 모듈(400)에 포함되는 탄성폼은 충격이 인가되었을 때 눌리는 등 형태가 변할 수 있는 유연성을 가짐으로써 충격흡수 역할을 수행하면서도 복원력을 가져 압력 검출에 대한 성능 균일성을 제공할 수 있어야 한다.

또한, 탄성폼은 디스플레이 모듈(200)에 인가되는 충격을 완화할 수 있도록 충분한 두께가 형성될 필요가 있으며 이와 동시에 압력 검출의 민감도를 높일 수 있도록 압력 전극(450, 460)과 기준 전위층 사이의 거리가 너무 멀지 않게 하는 두께로 형성될 필요가 있다. 예컨대, 실시예에 따른 탄성폼은 10μm 내지 1mm의 두께로 형성될 수 있다. 탄성폼이 10μm보다 얇게 형성되면 충분히 충격을 흡수할 수 없고 1mm보다 두꺼운 경우 기준 전위층과 압력 전극(450, 460) 사이 또는 제1전극과 제2전극 사이의 거리가 멀어 압력 검출의 민감도가 저하될 수 있다.

예컨대, 실시예에 따른 탄성폼은 폴리우레탄(Polyurethane), 폴리에스테르(Polyester), 폴리프로필렌(Polypropylene) 및 아크릴(Acrylic) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다.

도6a 및 도6b는 실시예에 따른 압력 검출 모듈(400)의 터치 입력 장치에 대한 부착 위치를 예시한다. 도6a에 예시된 바와 같이, 압력 검출 모듈(400)은 기판(300)의 상부면상에 부착되도록 구성될 수 있다. 또한 도6b에 예시된 바와 같이, 압력 검출 모듈(400)은 디스플레이 모듈(200)의 하부면상에 부착되도록 구성될 수 있다. 이하에서는 압력 검출 모듈(400)이 기판(300)의 상부면상에 부착되는 경우에 대해서 먼저 살펴본다.

도7a 내지 도7f는 실시예에 따른 압력 검출 모듈의 구조적 단면을 예시한다.

도7a에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 압력 전극 모듈(400)에서 압력 전극(450, 460)은 제1절연층(410)과 제2절연층(411) 사이에 위치한다. 예컨대, 제1절연층(410) 상에 압력 전극(450, 460)을 형성한 후 제2절연층(411)으로 압력 전극(450, 460)을 덮을 수 있다. 이때, 제1절연층(410)과 제2절연층(411)은 폴리이미드(polyimide)와 같은 절연 물질일 수 있다. 제1절연층(410)은 PET(Polyethylene terephthalate)일 수 있고 제2절연층(411)은 잉크(ink)로 이루어진 덮개층(cover layer)일 수 있다. 압력 전극(450, 460)은 구리(copper)와 알루미늄 같은 물질을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제1절연층(410)과 제2절연층(411) 사이 및 압력 전극(450, 460)과 제1절연층(410) 사이는 액체 접착체(liquid bond) 와 같은 접착제(미도시)로 접착될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 압력 전극(450, 460)은, 제1절연층(410) 위에 압력 전극 패턴에 상응하는 관통 구멍을 갖는 마스크(mask)를 위치시킨 후 전도성 스프레이(spray)를 분사함으로써 형성될 수 있다.

도7a에서 압력 검출 모듈(400)은 탄성폼(440)을 더 포함하며 탄성폼(440)은, 제2절연층(411)의 일면으로서 제1절연층(410)과 반대방향에 형성될 수 있다. 추후, 압력 검출 모듈(400)이 기판(300)에 부착될 때 제2절연층(411)을 기준으로 기판(300) 측에 탄성폼(440)이 배치될 수 있다.

이때, 압력 검출 모듈(400)을 기판(300)에 부착하기 위해서 소정 두께를 갖는 접착 테이프(430)가 탄성폼(430)의 외곽에 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 접착 테이프(430)는 양면 접착 테이프일 수 있다. 이때, 접착 테이프(430)는 탄성폼(430)을 제2절연층(411)에 접착하는 역할도 수행할 수 있다. 이때, 탄성폼(430) 외곽에 접착 테이프(430)를 배치시킴으로써 압력 검출 모듈(400)의 두께를 효과적으로 줄일 수 있다.

도7a에 예시된 압력 검출 모듈(400)이 도7a의 하단 방향에 위치하는 기판(300)에 부착되는 경우, 압력 전극(450, 460)은 도4c를 참조하여 설명된 바와 같이 압력을 검출하도록 동작할 수 있다. 예컨대, 압력 전극(450, 460)은 디스플레이 모듈(200) 측에 배치된 것으로서 기준 전위층은 기판(300)면이고 탄성폼(440)은 스페이서층(420)에 대응하는 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, 터치 입력 장치(1000)를 상부에서 터치하는 경우 탄성폼(440)이 눌려 압력 전극(450, 460)과 기준 전위층인 기판(300) 사이의 거리가 감소하고, 이에 따라 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량이 감소할 수 있다. 이러한 정전용량 변화를 통해 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다.

도7b는 도7a를 참조한 압력 검출 모듈(400)과 유사하며 이하에서는 그 차이점을 위주로 설명한다. 도7b에서는 도7a와 달리, 탄성폼(440) 외곽에 위치하는 접착 테이프(430)를 통해서 압력 검출 모듈(400)이 기판(300)에 부착되지 않는다. 도7b에서는 탄성폼(440)을 제2절연층(411)에 접착하기 위해 제1접착 테이프(431)와, 압력 검출 모듈(400)을 기판(300)에 접착하기 위해 탄성폼(440) 상에 제2접착 테이프(432)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제2접착 테이프(431, 432)를 배치함으로써 탄성폼(440)을 제2절연층(411)에 견고하게 부착하고 또한 압력 검출 모듈(400)을 기판(300)에 견고하게 부착할 수 있다. 실시예에 따라, 도7b에 예시된 압력 검출 모듈(400)은 제2절연층(411)을 포함하지 않을 수 있다. 예컨대, 제1접착 테이프(431)가 압력 전극(450, 460)을 직접 덮는 커버층의 역할을 수행하면서 탄성폼(440)을 제1절연층(410) 및 압력 전극(450, 460)에 부착하는 역할을 수행할 수 있다. 이는 이하의 도7c 내지 도7f의 경우에도 적용될 수 있다.

도7c는 도7a에 도시된 구조의 변형예이다. 도7c에서는 탄성폼(440)에 탄성폼(440)의 높이를 관통하는 홀(H: hole)을 형성하여 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치시 탄성폼(440)이 잘 눌려지도록 할 수 있다. 홀(H)에는 공기가 채워질 수 있다. 탄성폼(440)이 잘 눌려지는 경우 압력 검출의 민간도가 향상될 수 있다. 또한, 탄성폼(400)에 홀(H)을 형성함으로써 압력 검출 모듈(400)을 기판(300) 등에 부착시에 공기로 인해 탄성폼(400)의 표면이 돌출되는 현상을 제거할 수 있다. 도7c에서는 탄성폼(400)을 제2절연층(411)에 견고하게 접착시키기 위해서 접착 테이프(430) 외에 제1접착 테이프(431)을 더 포함할 수 있다.

도7d는 도7b에 도시된 구조의 변형예로서, 도7c에서와 마찬가지로 탄성폼(440)에 탄성폼(440)의 높이를 관통하는 홀(H)이 형성되어 있다.

도7e는 도7b에 도시된 구조의 변형예로서, 제1절연층(410)의 일면으로서 탄성폼(440)과 다른 방향의 일면에 제2 탄성폼(441)을 더 포함한다. 이러한 제2 탄성폼(441)은 추후 터치 입력 장치(1000)에 압력 검출 모듈(400)이 부착되었을 때 디스플레이 모듈(200)에 전달되는 충격을 최소화하기 위해 추가로 형성될 수 있다. 이때, 제2 탄성폼(441)을 제1절연층(410)에 접착하기 위해 제3접착층(433)을 더 포함할 수 있다.

도7f는 도4d를 참조하여 설명된 바와 같이 압력을 검출하도록 동작할 수 있는 압력 검출 모듈(400)의 구조를 예시한다. 도7f에서는 탄성폼(440)을 사이에 두고 제1전극(450, 451)과 제2전극(460, 461)이 배치된 압력 검출 모듈(400)의 구조가 도시된다. 도7b를 참조하여 설명한 구조와 유사하게, 제1전극(450, 451)은 제1절연층(410)과 제2절연층(411) 사이에 형성되고 제1접착 테이프(431), 탄성폼(440) 및 제2접착 테이프(432)가 형성될 수 있다. 제2전극(460, 461)은 제3절연층(412)과 제4절연층(413) 사이에 형성되고 제4절연층(413)이 제2접착 테이프(432)를 통해 탄성폼(440)의 일면측에 부착될 수 있다. 이때, 제3절연층(412)의 기판측 일면에는 제3접착 테이프(433)가 형성될 수 있으며, 제3접착 테이프(433)를 통해 압력 검출 모듈(400)이 기판(300)에 부착될 수 있다. 도7b를 참조하여 설명한 바와 같이, 실시예에 따라, 도7f에 예시된 압력 검출 모듈(400)은 제2절연층(411) 및/또는 제4절연층(413)을 포함하지 않을 수 있다. 예컨대, 제1접착 테이프(431)가 제1전극(450, 451)을 직접 덮는 커버층의 역할을 수행하면서 탄성폼(440)을 제1절연층(410) 및 제1전극(450, 451)에 부착하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 제2접착 테이프(432)가 제2전극(460, 461)을 직접 덮는 커버층의 역할을 수행하면서 탄성폼(440)을 제3절연층(412) 및 제2전극(460, 461)에 부착하는 역할을 수행할 수 있다.

이때, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치를 통해 탄성폼(440)이 눌리고 이에 따라 제1전극(450, 451)과 제2전극(460, 461) 사이의 상호 정전용량이 증가할 수 있다. 이러한 정전용량의 변화를 통해 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1전극(450, 451)과 제2전극(460, 461) 중 어느 하나를 그라운드(ground)로 하여 나머지 하나의 전극을 통해 자기 정전용량을 감지할 수 있다.

도7f의 경우 전극을 단일층으로 형성하는 경우보다, 압력 검출 모듈(400)의 두께 및 제조 단가는 증가하나, 압력 검출 모듈(400) 외부에 위치하는 기준 전위층의 특성에 따라 변하지 않는 압력 검출 성능이 보장될 수 있다. 즉, 도7f와 같이 압력 검출 모듈(400)을 구성함으로써 압력 검출시 외부 전위(그라운드) 환경에 의한 영향을 최소화할 수 있다. 따라서, 압력 검출 모듈(400)이 적용되는 터치 입력 장치(1000)의 종류에 무관하게 동일한 압력 검출 모듈(400)의 사용이 가능하다.

도8a 및 도8b는 실시예에 따른 압력 검출 모듈이 디스플레이 모듈 맞은편 기판에 부착되는 경우를 예시한다. 도8a는 도7b에 예시된 구조의 압력 검출 모듈(400)이 기판(300)의 상부면상에 부착된 경우를 예시한다. 8b는 도7e에 예시된 구조의 압력 검출 모듈(400)이 기판(300)의 상부면상에 부착된 경우를 예시한다. 이때, 터치 입력 장치(1000)의 제조 과정에 따라 압력 검출 모듈(400)과 디스플레이 모듈(200) 사이에는 에어갭이 위치할 수 있다. 터치에 따라 이러한 에어갭이 눌리더라도 압력 전극(450, 460)과 기판(300) 사이의 거리가 가까워 압력 검출 성능에 미치는 영향은 크지 않을 수 있다.

도8a에서는 기판(300)이 기준 전위층으로서 기능하는 경우이며, 실시예에 따라 도7a 내지 도7d의 변형된 형태가 기판(300)에 부착되는 경우도 가능하다. 도8a에서는 압력 검출 모듈(400)에서 탄성폼(440)이 압력 전극(450, 460)에 대해서 상대적으로 기판(300) 측에 가깝게 형성되어 있으나, 탄성 폼(440)이 압력 전극(450, 460)에 대해서 상대적으로 디스플레이 모듈(200) 측에 가깝게 형성되어 있는 압력 검출 모듈(400)이 기판(300)에 부착될 수도 있다. 즉, 탄성폼(440)이 제1절연층(410)의 상부에 형성되어 있을 수 있다. 이 경우, 기준 전위층은 디스플레이 모듈(200)이 될 수 있다.

도9a 및 도9b는 실시예에 따른 압력 검출 모듈이 디스플레이 모듈에 부착되는 경우를 예시한다.

도7a 내지 도7e에 예시된 구조의 압력 검출 모듈(400)은 상하를 반전시키면 디스플레이 모듈(200)에 부착될 수도 있다. 도9a에서는 도7b에 예시된 구조의 압력 검출 모듈(400)을 상하 반전시켜 디스플레이 모듈(200)에 부착한 경우를 예시한다. 이때, 터치에 따라 탄성폼(440)이 눌림으로써 압력 전극(450, 460)과 기준 전위층인 디스플레이 모듈(200) 사이의 거리가 감소하여, 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량이 감소할 수 있다. 이러한 정전용량의 변화를 통해 터치 압력을 검출할 수 있다.

실시예에 따라, 변형된 압력 검출 모듈(400)의 구조가 사용될 수 있다. 도9b에서는 도7b에 예시된 압력 검출 모듈(400)의 변형된 구조를 상하 반전시켜 디스플레이 모듈(200)에 부착한 경우를 예시한다. 도9b에서는 탄성폼(400)이 압력 전극(450, 460)과 디스플레이 모듈(200) 사이에 위치하지 않고 압력 전극(450, 460)과 기판(300) 사이에 위치하도록 압력 검출 모듈(400)이 구성될 수 있다. 이 경우, 압력 검출을 위한 기준 전위층은 기판(300)이 될 수 있다. 따라서, 터치에 따라 탄성폼(440)이 눌리고 압력 전극(450, 460)과 기준 전위층인 기판(300) 사이의 거리가 감소하여, 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량이 감소할 수 있다. 이러한 정전용량 변화로부터 터치 압력을 검출할 수 있다. 이 경우, 기판(300)과 압력 검출 모듈(400) 사이에 위치할 수 있는 에어갭 또한 탄성폼(440)과 함께 터치에 따른 정전용량 변화를 유도하는데 이용될 수 있다.

이상에서 살펴본 압력 검출 모듈(400)은 터치가 디스플레이 모듈의 상면 측에서 이루어진 경우를 상정하여 설명되나, 실시예에 따른 압력 검출 모듈(400)은 터치 입력 장치(1000)의 하면 측에서 압력을 인가하는 경우에도 터치 압력을 감지할 수 있도록 변형될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 압력 검출 모듈(400)이 적용되는 터치 입력 장치(1000)를 통해 압력을 검출하기 위해서 압력 전극(450, 460)에서 발생하는 정전용량의 변화를 감지할 필요가 있다. 따라서, 제1전극(450)과 제2전극(460) 중 구동전극에는 구동신호가 인가될 필요가 있고 수신전극으로부터 감지신호를 획득하여 정전용량의 변화량으로부터 터치 압력을 산출해야 한다. 실시예에 따라, 압력 검출의 동작을 위한 압력 센싱 IC 형태로 압력 검출 장치를 추가로 포함하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예에 따른 압력 검출 모듈(400)은 압력 검출을 위한 압력 전극(450, 460)을 포함하는 도7 등에 예시된 구조뿐 아니라 이러한 압력 검출 장치를 포괄하는 구성일 수 있다.

이러한 경우, 도1에 예시된 바와 같이, 구동부(120), 감지부(110) 및 제어부(130)와 유사한 구성을 중복하여 포함하게 되므로 터치 입력 장치(1000)의 면적 및 부피가 커지는 문제점이 발생할 수 있다.

실시예에 따라, 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서 패널(100)의 작동을 위한 터치 검출 장치를 이용하여, 압력 전극(450, 460)에 압력 검출을 위한 구동신호를 인가하고 압력 전극(450, 460)으로부터 감지신호를 입력받아 터치 압력을 검출할 수도 있다. 이하에서는, 제1전극(450)이 구동전극이고 제2전극(460)이 수신전극인 경우를 가정하여 설명한다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 압력 검출 모듈(400)이 적용되는 터치 입력 장치(1000)에서 제1전극(450)은 구동부(120)로부터 구동신호를 인가받고 제2전극(460)은 감지신호를 감지부(110)에 전달할 수 있다. 제어부(130)는 터치 센서 패널(100)의 스캐닝을 수행함과 동시에 압력 검출의 스캐닝을 수행하도록 하거나, 또는 제어부(130)는 시분할하여 제1시간구간에는 터치 센서 패널(100)의 스캐닝을 수행하도록 하고 제1시간구간과는 다른 제2시간구간에는 압력 검출의 스캐닝을 수행하도록 제어신호를 생성할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서 제1전극(450)과 제2전극(460)는 전기적으로 구동부(120) 및/또는 감지부(110)에 연결되어야 한다. 이때, 터치 센서 패널(100)을 위한 터치 검출 장치는 터치 센싱 IC(150)로서 터치 센서 패널(100)의 일단 또는 터치 센서 패널(100)와 동일 평면상에 형성되는 것이 일반적이다. 압력 검출 모듈(400)에 포함된 압력 전극(450, 460)은 임의의 방법으로 터치 센서 패널(100)의 터치 검출 장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 압력 전극(450, 460)은 디스플레이 모듈(200)에 포함된 제2PCB(210)를 이용하여 커넥터(connector)를 통해 터치 검출 장치에 연결될 수 있다.

도10a 및 도10b는 압력 전극(450, 460)을 포함하는 압력 검출 모듈(400)이 디스플레이 모듈(200)의 하부면에 부착되는 경우를 나타낸다. 도10a 및 도10b에서 디스플레이 모듈(200)은 하부면 일부에 디스플레이 패널의 작동을 위한 회로가 실장된 제2PCB(210)가 도시된다.

도10a는 제1전극(450)과 제2전극(460)이 디스플레이 모듈(200)의 제2PCB(210)의 일단에 연결되도록 압력 검출 모듈(400)을 디스플레이 모듈(200)의 하부면에 부착하는 경우를 예시한다. 제2PCB(210) 상에는 압력 전극(450, 460)을 터치 센싱 IC(150) 등 필요한 구성까지 전기적으로 연결할 수 있도록 도전성 패턴이 인쇄되어 있을 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도11a 내지 도11c를 참조하여 설명한다. 도10a에 예시된 압력 전극(450, 460)을 포함하는 압력 검출 모듈(400)의 부착 방법은 기판(300)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.

도10b는 제1전극(450)과 제2전극(460)을 포함하는 압력 검출 모듈(400)이 디스플레이 모듈(200)의 제2PCB(210)에 일체형으로 형성된 경우를 예시한다. 예컨대, 디스플레이 모듈(200)의 제2PCB(210) 제작시에 제2PCB에 일정 면적(211)을 할애하여 미리 디스플레이 패널의 작동을 위한 회로뿐 아니라 제1전극(450)과 제2전극(460)에 해당하는 패턴까지 인쇄할 수 있다. 제2PCB(210)에는 제1전극(450) 및 제2전극(460)을 터치 센싱 IC(150) 등 필요한 구성까지 전기적으로 연결하는 도전성 패턴이 인쇄되어 있을 수 있다.

도11a 내지 도11c는 압력 전극(450, 460)을 터치 센싱 IC(150)에 연결하는 방법을 예시한다. 도11a 내지 도11c에서 터치 센서 패널(100)이 디스플레이 모듈(200)의 외부에 포함된 경우로서, 터치 센서 패널(100)의 터치 검출 장치가 터치 센서 패널(100)을 위한 제1PCB(160)에 실장된 터치 센싱 IC(150)에 집적된 경우를 예시한다.

도11a에서 디스플레이 모듈(200)에 부착된 압력 전극(450, 460)이 제1커넥터(121)를 통해 터치 센싱 IC(150)까지 연결되는 경우를 예시한다. 도11a에 예시된 바와 같이, 스마트폰과 같은 이동 통신 장치에서 터치 센싱 IC(150)는 제1커넥터(connector: 121)를 통해서 디스플레이 모듈(200)을 위한 제2PCB(210)에 연결된다. 제2PCB(210)는 제2커넥터(224)를 통해서 메인보드로 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 터치 센싱 IC(150)는 제1커넥터(121) 및 제2커넥터(224)를 통해서 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 CPU 또는 AP와 신호를 주고 받을 수 있다.

이때, 도11a에서는 압력 검출 모듈(400)이 도10b에 예시된 바와 같은 방식으로 디스플레이 모듈(200)에 부착된 것이 예시되나 도10a에 예시된 바와 같은 방식으로 부착된 경우에도 적용될 수 있다. 제2PCB(210)에는 압력 전극(450, 460)이 제1커넥터(121)를 통해 터치 센싱 IC(150)까지 전기적으로 연결될 수 있도록 도전성 패턴이 인쇄되어 있을 수 있다.

도11b에서 디스플레이 모듈(200)에 부착된 압력 전극(450, 460)이 제3커넥터(473)를 통해서 터치 센싱 IC(150)까지 연결되는 경우가 예시된다. 도11b에서 압력 전극(450, 460)은 제3커넥터(473)를 통해서 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 메인보드까지 연결되고, 추후 제2커넥터(224) 및 제1커넥터(121)를 통해서 터치 센싱 IC(150)까지 연결될 수 있다. 이때, 압력 전극(450, 460)은 제2PCB(210)와 분리된 추가의 PCB 상에 인쇄될 수 있다. 또는 실시예에 따라 압력 전극(450, 460)은 도7에 예시된 바와 같은 구조로 터치 입력 장치(1000)에 부착되어 압력 전극(450, 460)으로부터 전도성 트레이스등을 연장시켜 커넥터(473)를 통해 메인보드까지 연결될 수도 있다.

압력전극(450, 460)이 제2PCB(210) 상에 인쇄되거나 제2PCB와 분리된 추가의 PCB상에 인쇄되는 경우에도, 압력전극(450, 460)이 인쇄된 PCB부분과 압력전극(450, 460)을 통합적으로 압력 검출 모듈(400)로 지칭할 수 있다.

도11c에서 압력 전극(450, 460)이 제4커넥터(474)를 통해서 직접 터치 센싱 IC(150)로 연결되는 경우가 예시된다. 도11c에서 압력 전극(450, 460)은 제4커넥터(474)를 통해 제1PCB(160)까지 연결될 수 있다. 제1PCB(160)에는 제4커넥터(474)부터 터치 센싱 IC(150)까지 전기적으로 연결하는 도전성 패턴이 인쇄되어 있을 수 있다. 이에 따라, 압력 전극(450, 460)은 제4커넥터(474)를 통해서 터치 센싱 IC(150)까지 연결될 수 있다. 이때, 압력 전극(450, 460)은 제2PCB(210)와 분리된 추가의 PCB 상에 인쇄될 수 있다. 제2PCB(210)와 추가의 PCB는 서로 단락되지 않도록 절연되어 있을 수 있다. 또는 실시예에 따라 압력 전극(450, 460)은 도7에 예시된 바와 같은 구조로 터치 입력 장치(1000)에 부착되어 압력 전극(450, 460)으로부터 전도성 트레이스등을 연장시켜 커넥터(474)를 통해 제1PCB(160)까지 연결될 수도 있다.

도11b 및 도11c의 연결 방법은 압력 전극(450, 460)이 디스플레이 모듈(200)의 하부면뿐 아니라 기판(300)상에 형성된 경우에도 적용될 수 있다.

도11a 내지 도11c에서는 터치 센싱 IC(150)가 제1PCB(160) 상에 형성된 COF(chip on film) 구조를 가정하여 설명되었다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며 본 발명은 터치 센싱 IC(150)가 터치 입력 장치(1000)의 실장공간(310) 내의 메인보드 상에 실장되는 COB(chip on board) 구조의 경우에도 적용될 수 있다. 도11a 내지 도11c에 대한 설명으로부터 당해 기술분야의 당업자에게 다른 실시예의 경우에 압력 전극(450, 460)의 커넥터를 통한 연결이 자명할 것이다.

이상에서는 구동전극으로서 제1전극(450)이 하나의 채널을 구성하고 수신전극으로서 제2전극(460)이 하나의 채널을 구성하는 압력 전극(450, 460)에 대해서 살펴보았다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며, 실시예에 따라 구동전극 및 수신전극은 각각 복수개의 채널을 구성하여 다중터치(multi touch)에 따라 다중의 압력 검출이 가능할 수 있다.

도12a 내지 도12c는 본 발명의 압력 전극이 복수의 채널을 구성하는 경우를 예시한다. 도12a에서는 제1전극(450-1, 450-2)과 제2전극(460-1, 460-2) 각각이 2개의 채널을 구성하는 경우가 예시된다. 도12a에서는 제1채널을 구성하는 제1전극(450-1)과 제2전극(460-1)이 제1압력 검출 모듈(400)에 포함되고 제2채널을 구성하는 제1전극(450-2)과 제2전극(460-2)이 제2압력 검출 모듈(400)에 포함되는 것을 예시하나, 2개의 채널을 구성하는 제1전극(450-1, 450-2)과 제2전극(460-1, 460-2)이 모두 하나의 압력 검출 모듈(400)에 포함되도록 구성될 수 있다. 도12b에서는 제1전극(450)은 2개의 채널(450-1, 450-2)을 구성하나 제2전극(460)은 1개의 채널을 구성하는 경우가 예시된다. 도12c에서는 제1전극(450-1 내지 450-5)과 제2전극(460-1, 460-5) 각각이 5개의 채널을 구성하는 경우가 예시된다. 이 경우에도 5개의 채널을 구성하는 전극이 모두 하나의 압력 검출 모듈(400)에 포함되도록 구성될 수 있다.

도12a 내지 도12c는 압력 전극이 단수 또는 복수의 채널을 구성하는 경우를 예시하며 다양한 방법으로 압력 전극이 단수 또는 복수의 채널로 구성될 수 있다. 도12a 내지 도12c에서 압력 전극(450, 460)이 터치 센싱 IC(150)에 전기적으로 연결되는 경우가 예시되지 않았으나, 도11a 내지 도11c 및 기타의 방법으로 압력 전극(450, 460)이 터치 센싱 IC(150)에 연결될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 기존의 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있도록 하는 터치 센서 패널을 포함하는 터치 입력 장치(1000)에 본 발명의 실시예에 따른 압력 검출 모듈(400)을 적용함으로써 해당 터치 입력 장치(1000)를 통해 터치 압력을 용이하게 검출할 수 있다. 기존의 터치 입력 장치(1000)에 최소한의 변경을 수행한 후 본 발명의 압력 검출 모듈(400)을 배치함으로써, 기존의 터치 입력 장치(1000)를 이용해 터치 압력을 검출할 수 있다.

도13a 내지 도13c의 실험에서 도8a에 예시된 바와 같은 구조를 갖는 터치 입력 장치(1000)에 대해서 수행되었다. 이하의 실험에서 압력 검출 모듈(400)에 포함되는 탄성폼(440)은 폴리 프로필렌을 포함하여 제작되었다.

도13a는 실시예에 따른 압력 검출 모듈을 포함하는 터치 입력 장치에 대한 압력 터치의 무게에 따른 정규화된 정전용량 변화의 차이를 나타내는 그래프이다. 도13a에서는 터치 입력 장치(1000)에 대해서 0gf(gram force), 100gf,…, 1000gf로 터치 표면을 누를 때 압력 검출 장치에서 계산된, 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이에 발생하는 정전용량 변화의 차이를 정규화한 그래프이다. 여기서, 상기 정전용량 변화의 차이는 터치 입력 장치(1000)를 0gf로 압력 터치한 경우와 해당 무게의 gf로 압력 터치한 경우의 정전용량 변화의 차이를 나타낸다. 비록, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 무게의 크기에 따라 정전용량 변화의 차이가 정비례하여 변화하지는 않더라도 단조 증가 형태로 변화하므로, 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치시 압력의 크기를 검출하는 것이 가능하다.

도13b는 실시예에 따른 압력 검출 모듈을 포함하는 터치 입력 장치에 대한 소정 횟수의 압력 터치 전과 후에 압력 터치에 따른 정규화된 정전용량 변화의 차이 및 이들의 편차를 나타내는 그래프이다. 도13b의 실험은 4개 세트(set)의 터치 입력 장치(1000)에 대해서 각각 수행되었다. 도13b 상단 그래프에서 A 및 B는 800gf의 무게로 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에 대해서 10만회 압력 터치를 수행하기 전 및 후를 표시한다. A 및 B는 각각 800gf로 터치 입력 장치(1000)의 터치 표면을 눌렀을 때 압력 검출 장치에서 계산된, 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이에 발생하는 정전용량 변화의 차이를 정규화한 값이다. 10만회 터치 전(A)과 터치 후(B)에 발생하는 정전용량 변화의 차이 값이 동일하지 않지만 그 편차는 매우 미미함을 알 수 있다.

도13b 하단에는 그래프 A와 그래프 B의 정전용량 변화의 차이 값 사이의 편차가 표시된다. 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)를 10만회 압력 터치하기 전 및 후에 발생하는 정전용량 변화의 차이 값 사이의 편차가 5% 이내임을 알 수 있다. 도13b로부터, 실시예에 따른 탄성폼을 이용하는 압력 검출 모듈(400)을 장기간 사용하는 경우에도 압력 검출 성능이 균일하게 유지될 수 있음을 알 수 있다.

도13c는 실시예에 따른 압력 검출 모듈을 포함하는 터치 입력 장치에 대해 인가된 압력을 해제한 후 검출되는 정규화된 압력 차이의 변화를 나타내는 그래프이다. 도13c에서 800gf로 터치 입력 장치(1000)의 터치 표면을 눌렀을 때 압력 검출 장치에서 계산된 압력의 크기를 1로 표시하고, 이러한 압력 인가가 해제된 후 계산된 압력의 크기 변화를 나타낸다. 도13c를 참조하면, 압력 인가가 해제된 후 최대 압력 크기인 1의 90%에서 10%에 도달할 때까지 걸리는 시간은 대략 0.7초에 해당함을 할 수 있다. 이와 같이, 실시예에 따른 탄성폼을 포함하는 압력 검출 모듈(400)을 이용하는 경우 압력 터치의 해제 후 복원력이 높아 연속된 압력 터치에도 압력 검출의 정밀도가 저하되는 것이 방지될 수 있다. 이때, 실시예에 따라 필요한 복원 속도는 차이가 있을 수 있다. 실시예에 따라 최대 압력 크기의 90%부터 10%에 도달하는 시간이 1초 이내일 수 있다.

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
120: 구동부 110: 감지부
130: 제어부 200: 디스플레이 모듈
300: 기판 400: 압력 검출 모듈
420; 스페이서층 440: 탄성폼
450, 460: 전극

Claims

절연층 상에 위치하는 제1전극과 제2전극; 및
탄성폼;을 포함하는 압력 검출 모듈로서,
상기 탄성폼은, 상기 압력 검출 모듈과 이격되어 위치하는 기준 전위층과 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 위치하며,
상기 탄성폼의 변형을 통해 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 상기 기준전위층 사이의 상대적인 거리가 변화하며,
상기 거리의 변화에 따라 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전용량이 변화하고,
상기 정전용량의 변화에 따라 상기 탄성폼의 변형을 야기하는 압력의 크기가 검출될 수 있도록 구성되고,
상기 탄성폼은 상기 탄성폼의 두께를 관통하는 홀을 포함하는, 압력 검출 모듈.
절연층 상에 위치하는 전극; 및
탄성폼;을 포함하는 압력 검출 모듈로서,
상기 탄성폼은, 상기 압력 검출 모듈과 이격되어 위치하는 기준 전위층과 상기 전극 사이에 위치하며,
상기 탄성폼의 변형을 통해 상기 기준전위층과 상기 전극 사이의 상대적인 거리가 변하며,
상기 거리의 변화에 따라 상기 기준 전위층에 대한 상기 전극의 정전용량이 변화하고,
상기 정전용량의 변화에 따라 상기 탄성폼의 변형을 야기하는 압력의 크기가 검출될 수 있도록 구성되고,
상기 탄성폼은 상기 탄성폼의 두께를 관통하는 홀을 포함하는, 압력 검출 모듈.
제1절연층 상에 위치하는 제1전극;
제2절연층 상에 위치하는 제2전극; 및
상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 위치하는 탄성폼;을 포함하며,
상기 탄성폼의 변형을 통한 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 상대적인 거리 변화에 따라, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전용량이 변화하고,
상기 정전용량의 변화에 따라 상기 탄성폼의 변형을 야기하는 압력의 크기가 검출될 수 있도록 구성되고,
상기 탄성폼은 상기 탄성폼의 두께를 관통하는 홀을 포함하는, 압력 검출 모듈.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 압력 검출 모듈은,
기판 및 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 입력 장치에 부착되되 상기 기판과 상기 디스플레이 모듈이 마주하는 상기 기판의 일면과 상기 디스플레이 모듈의 일면 중 어느 하나에 부착되는, 압력 검출 모듈.
제4항에 있어서,
상기 기준전위층은 상기 기판 또는 상기 디스플레이 모듈인, 압력 검출 모듈.
제3항에 있어서,
상기 압력 검출 모듈은,
기판 및 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 입력 장치에 부착되되 상기 기판과 상기 디스플레이 모듈이 마주하는 상기 기판의 일면과 상기 디스플레이 모듈의 일면 중 어느 하나에 부착되는, 압력 검출 모듈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탄성폼은 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 아크릴 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는, 압력 검출 모듈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탄성폼은 10μm 내지 1mm 의 두께로 형성되는, 압력 검출 모듈.
삭제
커버층;
상기 커버층 하부에 위치하며, 구동신호가 인가되는 복수의 구동전극과 터치 위치가 검출될 수 있는 감지신호가 출력되는 복수의 수신전극을 포함하는 터치 센서 패널;
디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널이 디스플레이 기능을 수행하도록 하는 구성을 포함하는 디스플레이 모듈;
상기 디스플레이 모듈의 하부에 위치하고, 제1전극과 제2전극 및 탄성폼을 포함하는 압력 검출 모듈;
상기 압력 검출 모듈의 하부에 위치하는 기판; 및
상기 탄성폼의 변형을 통한 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 상기 기판 사이의 상대적인 거리 변화에 따라 변하는, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력의 크기를 검출하기 위한 터치 센싱 회로를 포함하고,
상기 탄성폼은, 상기 기판과 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 위치하며,
상기 탄성폼은 상기 탄성폼의 두께를 관통하는 홀을 포함하는,
스마트폰.
커버층;
상기 커버층 하부에 위치하며, 구동신호가 인가되는 복수의 구동전극과 터치 위치가 검출될 수 있는 감지신호가 출력되는 복수의 수신전극을 포함하는 터치 센서 패널;
디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널이 디스플레이 기능을 수행하도록 하는 구성을 포함하는 디스플레이 모듈;
상기 디스플레이 모듈의 하부에 위치하고, 제1전극과 제2전극 및 탄성폼을 포함하는 압력 검출 모듈;
상기 압력 검출 모듈의 하부에 위치하는 기판; 및
상기 탄성폼의 변형을 통한 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 상기 디스플레이 모듈 사이의 상대적인 거리 변화에 따라 변하는, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력의 크기를 검출하기 위한 터치 센싱 회로를 포함하고,
상기 탄성폼은, 상기 디스플레이 모듈과 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 위치하며,
상기 탄성폼은 상기 탄성폼의 두께를 관통하는 홀을 포함하는,
스마트폰.
커버층;
상기 커버층 하부에 위치하며, 구동신호가 인가되는 복수의 구동전극과 터치 위치가 검출될 수 있는 감지신호가 출력되는 복수의 수신전극을 포함하는 터치 센서 패널;
디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널이 디스플레이 기능을 수행하도록 하는 구성을 포함하는 디스플레이 모듈;
상기 디스플레이 모듈의 하부에 위치하고, 제1전극과 제2전극 및 탄성폼을 포함하는 압력 검출 모듈;
상기 제1전극 및 제2전극과 이격된 기준 전위층; 및
상기 탄성폼의 변형을 통한 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 상기 기준 전위층 사이의 상대적인 거리 변화에 따라 변하는, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력의 크기를 검출하기 위한 터치 센싱 회로를 포함하고,
상기 탄성폼은, 상기 기준 전위층과 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 위치하며,
상기 탄성폼은 상기 탄성폼의 두께를 관통하는 홀을 포함하는,
스마트폰.
커버층;
상기 커버층 하부에 위치하며, 구동신호가 인가되는 복수의 구동전극과 터치 위치가 검출될 수 있는 감지신호가 출력되는 복수의 수신전극을 포함하는 터치 센서 패널;
디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널이 디스플레이 기능을 수행하도록 하는 구성을 포함하는 디스플레이 모듈;
상기 디스플레이 모듈의 하부에 위치하고, 전극 및 탄성폼을 포함하는 압력 검출 모듈;
상기 압력 검출 모듈의 하부에 위치하는 기판; 및
상기 탄성폼의 변형을 통한 상기 기판과 상기 전극 사이의 상대적인 거리 변화에 따라 변하는, 상기 기판에 대한 상기 전극의 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력의 크기를 검출하기 위한 터치 센싱 회로를 포함하고,,
상기 탄성폼은, 상기 기판과 상기 전극 사이에 위치하며,
상기 탄성폼은 상기 탄성폼의 두께를 관통하는 홀을 포함하는,
스마트폰.
커버층;
상기 커버층 하부에 위치하며, 구동신호가 인가되는 복수의 구동전극과 터치 위치가 검출될 수 있는 감지신호가 출력되는 복수의 수신전극을 포함하는 터치 센서 패널;
디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널이 디스플레이 기능을 수행하도록 하는 구성을 포함하는 디스플레이 모듈;
상기 디스플레이 모듈의 하부에 위치하고, 전극 및 탄성폼을 포함하는 압력 검출 모듈;
상기 압력 검출 모듈의 하부에 위치하는 기판; 및
상기 탄성폼의 변형을 통한 상기 디스플레이 모듈과 상기 전극 사이의 상대적인 거리 변화에 따라 변하는, 상기 디스플레이 모듈에 대한 상기 전극의 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력의 크기를 검출하기 위한 터치 센싱 회로를 포함하고,
상기 탄성폼은, 상기 디스플레이 모듈과 전극 사이에 위치하며,
상기 탄성폼은 상기 탄성폼의 두께를 관통하는 홀을 포함하는,
스마트폰.
커버층;
상기 커버층 하부에 위치하며, 구동신호가 인가되는 복수의 구동전극과 터치 위치가 검출될 수 있는 감지신호가 출력되는 복수의 수신전극을 포함하는 터치 센서 패널;
디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널이 디스플레이 기능을 수행하도록 하는 구성을 포함하는 디스플레이 모듈;
상기 디스플레이 모듈의 하부에 위치하고, 전극 및 탄성폼을 포함하는 압력 검출 모듈;
상기 전극과 이격된 기준 전위층; 및
상기 탄성폼의 변형을 통한 상기 기준 전위층과 상기 전극 사이의 상대적인 거리 변화에 따라 변하는, 상기 기준 전위층에 대한 상기 전극의 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력의 크기를 검출하기 위한 터치 센싱 회로를 포함하고,
상기 탄성폼은, 상기 기준 전위층과 상기 전극 사이에 위치하며,
상기 탄성폼은 상기 탄성폼의 두께를 관통하는 홀을 포함하는,
스마트폰.
커버층;
상기 커버층 하부에 위치하며, 구동신호가 인가되는 복수의 구동전극과 터치 위치가 검출될 수 있는 감지신호가 출력되는 복수의 수신전극을 포함하는 터치 센서 패널;
디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널이 디스플레이 기능을 수행하도록 하는 구성을 포함하는 디스플레이 모듈;
상기 디스플레이 모듈의 하부에 위치하고, 제1전극과 제2전극 및 탄성폼을 포함하는 압력 검출 모듈;
상기 압력 검출 모듈의 하부에 위치하는 기판; 및
상기 탄성폼의 변형을 통한 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 상대적인 거리 변화에 따라 변하는, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력의 크기를 검출하기 위한 터치 센싱 회로를 포함하고,
상기 탄성폼은, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 위치하며,
상기 탄성폼은 상기 탄성폼의 두께를 관통하는 홀을 포함하는,
스마트폰.
제10항, 제13항 또는 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압력 검출 모듈은,
상기 기판을 마주보는 상기 디스플레이 모듈의 일면에 부착되는, 스마트폰.
제11항, 제14항 또는 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압력 검출 모듈은,
상기 디스플레이 모듈을 마주보는 상기 기판의 일면에 부착되는, 스마트폰.
제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탄성폼은 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 아크릴 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는, 스마트폰.
제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탄성폼은 10μm 내지 1mm 의 두께로 형성되는, 스마트폰.
삭제
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 제1전극 또는 상기 제2전극은 복수의 채널을 구성하는, 압력 검출 모듈.
제22항에 있어서,
상기 복수의 채널을 이용하여 다중 터치에 대한 다중 압력 검출이 가능한, 압력 검출 모듈.
제2항에 있어서,
상기 전극은 복수의 채널을 구성하는, 압력 검출 모듈.
제24항에 있어서,
상기 복수의 채널을 이용하여 다중 터치에 대한 다중 압력 검출이 가능한, 압력 검출 모듈.
제10항, 제11항, 제12항 또는 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1전극 또는 상기 제2전극은 복수의 채널을 구성하는, 스마트폰.
제26항에 있어서,
상기 복수의 채널을 이용하여 다중 터치에 대한 다중 압력 검출이 가능한, 스마트폰.
제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전극은 복수의 채널을 구성하는, 스마트폰.
제28항에 있어서,
상기 복수의 채널을 이용하여 다중 터치에 대한 다중 압력 검출이 가능한, 스마트폰.
제4항에 있어서,
상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라, 상기 탄성폼이 변형되는, 압력 검출 모듈.
제6항에 있어서,
상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라, 상기 탄성폼이 변형되는, 압력 검출 모듈.
제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라, 상기 탄성폼이 변형되는, 스마트폰.