KR102307721B1 - 힘 센서 모듈과 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 네 모서리에 형성된 홈을 포함하는 커버 보텀와, 상기 커버 보텀의 내부에 실장되는 가이드 패널 및 백라이트 유닛과, 상기 가이드 패널의 상부에 배치된 액정 패널과, 상기 가이드 패널의 네 모서리에 상부와 상기 액정 패널의 비 표시 영역의 하부에 사이에 배치된 복수의 힘 센서를 포함한다. 상기 복수의 힘 센서는 연성회로기판에 체결되어 있고, 상기 홀을 통해 상기 커버 보텀의 내측에 삽입되어 상기 가이드 패널의 상부에 배치된다.

Description

힘 센서 모듈과 이를 포함하는 디스플레이 장치{Force Sensor Module And Display Device including The Same}
본 발명은 네로우 베젤(Narrow Bezel)에 적용 가능한 힘 센서 모듈과 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
터치 패널(또는 터치 스크린)은 각종 전자기기를 효율적으로 사용하기 위하여, 리모콘이나 별도의 입력 장치 없이 디스플레이 장치의 표시면에서 신호를 입력하기 위한 수단으로 널리 사용되고 있다. 이러한, 터치 패널은 전자수첩, 액정 디스플레이 장치, PDP(Plasma Display Panel), OLED 디스플레이 장치 등의 평면 디스플레이 장치 및 CRT(Cathode Ray Tube) 등과 같은 화상 디스플레이 장치의 표시면에 설치되어 사용자가 화상 디스플레이 장치를 보면서 원하는 정보를 선택하도록 하는데 이용되고 있다.
기존에 알려지고 있는 터치 패널의 터치 방식은, 저항막 방식(Resistive Overlay), 정전 용량 방식(Capacitive Overlay), 적외선 방식(Infrared Beam), 표면 초음파 방식(Surface Acoustic Wave) 및 힘을 센싱하여 터치 위치를 판별할 수 있는 힘 센싱 방식이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 힘 센서 모듈을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 힘 센서 방식의 터치 패널(1)은 터치 패드(10) 및 힘 센서 모듈(20)을 포함한다.
종래 기술에 따른 힘 센서 모듈(20)은 복수의 힘 센서(22) 및 복수의 힘 센서(22)가 배치된 연성회로기판(24, FPCB: Flexible Printed Circuit Board)을 포함하며, 터치 패드(10)의 하부에 배치된다. 터치 패드(10)의 4모서리의 하부에 각각 1개의 힘 센서(22)가 배치되며, 터치 패드(10)에 터치가 이루어졌을 때 4개의 힘 센서(22)에서 측정된 힘 값은 연산하여 터치 위치 및 가해진 힘을 센싱할 수 있다.
종래 기술에 따른 힘 센서 모듈(20)의 연성회로기판(24)은 단순한 I자 형태를 가지며, 4개의 힘 센서(22)을 내장하기 위한 위치의 제약으로 디스플레이 장치의 화상 문제 및 두께를 증가시키는 문제점이 있다.
도 2는 액정 패널의 하부에 힘 센서 모듈을 배치하는 경우에 액정 디스플레이 장치의 두께가 두꺼워 지는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 액정 디스플레이 장치가 개시되어 있다. 커버 보텀(31)의 내부 공간에 반사판(32), 도광판(33), 가이드 패널(34) 및 복수의 광학 시트(35)가 배치된다. 복수의 광학 시트(35) 상부에 액정 패널(36)이 배치되고, 액정 패널(36)을 덮도록 커버 글래스(37)가 배치된다. 가이드 패널(34)의 상부와 액정 패널(36)의 하부 사이에 힘 센서 모듈(20)이 배치된다. 힘 센서의 모듈(20)의 힘 센서(22)는 가이드 패널의 4모서리 상부 및 액정 패널(36)의 4모서리 하부에 배치된다.
종래 기술에 따른 힘 센서 모듈(20)이 가이드 패널(35)의 상부 및 액정 패널(36)의 하부에 배치되는 경우, 힘 센서 모듈(20)의 높이만큼 액정 디스플레이 장치의 두께가 증가되는 문제점이 있다. 또한, 힘 센서(22) 및 연성회로기판(24)가 액티브 영역(A/A)으로 침범할 수 있어 화상에 영향을 줄 수 있는 문제점이 있다.
도 3은 백라이트 유닛의 하부에 힘 센서 모듈을 배치하는 경우에 액정 디스플레이 장치의 두께가 두꺼워 지는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 힘 센서(22) 및 연성회로기판(24)가 액티브 영역(A/A)으로 침범하여 화상에 영향을 주는 것을 회피하기 위해서, 힘 센서 모듈(20)을 커버 보텀(31)의 상면과 반사판(32)의 하면 사이에 배치할 수 있다.
그러나, 힘 센서 모듈(20)을 커버 보텀(31)의 상면과 반사판(32)의 하면 사이에 배치하더라도, 힘 센서 모듈(20)의 높이만큼 액정 디스플레이 장치의 두께가 증가되는 문제점이 있다.
터치 패드 및 그 제조방법(대한민국 공개공보 10-2013-0040060)
본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액정 디스플레이 장치의 두께를 증가시키지 않는 힘 센서 모듈을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 네로우 베젤(Narrow Bezel)에 적용 가능한 힘 센서 모듈과 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 힘 센서 모듈은 연성회로기판 및 복수의 힘 센서를 포함한다. 상기 연성회로 기판은 일정 간격을 두고 제1 방향으로 배치된 복수의 사이드 라인, 상기 복수의 사이드 라인 사이에 배치된 센터 라인, 상기 센터 라인의 중앙부에서 분기되고 끝단에 커넥터 패드가 배치된 커넥터 라인 및 상기 복수의 사이드 라인 각각의 상부 및 하부에서 수평 방향으로 길이가 연장된 복수의 연장 라인을 포함한다. 그리고, 상기 복수의 연장 라인은 각각은 상기 힘 센서가 배치되는 힘 센서 지지부 및 상기 힘 센서 지지부와 상기 사이드 라인 사이에 배치된 밴딩부를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 힘 센서 모듈의 상기 복수의 사이드 라인, 상기 센터 라인, 상기 커넥터 라인 및 상기 복수의 연장 라인은 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 힘 센서에서 상기 커넥터 패드까지의 라우팅 길이가 동일하다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 힘 센서 모듈은 상기 힘 센서 지지부의 배면에 상기 힘 센서가 배치되고, 상기 힘 센서가 액정 디스플레이 모듈 내부에 배치되도록 상기 사이드 라인과 상기 힘 센서 지지부 사이에 배치된 밴딩부가 절곡된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 힘 센서 모듈은 표시 화면에서의 터치 위치 및 힘 센싱이 이루어지도록 디스플레이 장치의 네 모서리에서 대등되도록 배치되는 4개의 힘 센서를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 힘 센서 모듈은 상기 복수의 힘 센서에서 생성된 터치 센싱 데이터 및 힘 센싱 데이터가 하나의 커넥터 패드를 통해 터치 IC((Integrated Circuit)로 전송된다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 네 모서리에 형성된 홈을 포함하는 커버 보텀와, 상기 커버 보텀의 내부에 실장되는 가이드 패널 및 백라이트 유닛과, 상기 가이드 패널의 상부에 배치된 액정 패널과, 상기 가이드 패널의 네 모서리에 상부와 상기 액정 패널의 비 표시 영역의 하부에 사이에 배치된 복수의 힘 센서를 포함한다. 상기 복수의 힘 센서는 연성회로기판에 체결되어 있고, 상기 홈을 통해 상기 커버 보텀의 내측에 삽입되어 상기 가이드 패널의 상부에 배치된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 상기 가이드 패널의 네 모서리에는 홈들이 배치되어 있고, 상기 홈들에 상기 복수의 힘 센서가 배치되어 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 상기 연성회로기판은 일정 간격을 두고 제1 방향으로 배치된 복수의 사이드 라인, 상기 복수의 사이드 라인 사이에 배치된 센터 라인, 상기 센터 라인의 중앙부에서 분기되고 끝단에 커넥터 패드가 배치된 커넥터 라인 및 상기 복수의 사이드 라인 각각의 상부 및 하부에서 수평 방향으로 길이가 연장된 복수의 연장 라인을 포함하고, 상기 사이드 라인, 상기 센터 라인 및 상기 커넥터 라인이 상기 커버 보텀의 배면에 배치되어 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 상기 복수의 연장 라인은 상기 복수의 힘 센서가 배치된 복수의 힘 센서 지지부 및 상기 복수의 힘 센서 지지부와 상기 복수의 사이드 라인 사이에 배치된 복수의 밴딩부를 포함하고, 상기 복수의 밴딩부가 상기 커버 보텀의 외측을 감싸도록 절곡된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기 밴딩부가 90도 밴딩되어 상기 커버 보텀의 측벽과 접하게 되고, 상기 밴딩부가 추가로 90도 밴딩되어 상기 힘 센서 지지부 및 상기 힘 센서가 상기 커버 보텀의 홈을 관통하여 상기 커버 보텀의 내부에 삽입된다.
본 발명의 실시 예에 따른 힘 센서 모듈은 액정 디스플레이 장치의 두께를 증가시키지 않고, 터치 위치 센싱 및 힘 센싱이 이루어지도록 할 수 있다.
본 발명은 네로우 베젤(Narrow Bezel)에 적용 가능한 힘 센서 모듈과 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 액티브 영역의 간섭이 회피되도록 힘 센서 모듈이 배치되어 있어, 힘 센서 모듈에 의한 화상의 문제점을 방생시키기 않는다.
본 발명의 실시 예에 따른 힘 센서 모듈은 복수의 힘 센서들이 동일한 라우팅 길이를 가지도록 배치되어, 터치 위치 센싱 및 힘 센싱의 정확도를 향상시킬 수 있다.
위에서 언급된 본 발명의 특징 및 효과들 이외에도 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 효과들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 힘 센서 모듈을 나타내는 도면이다.
도 2는 액정 패널의 하부에 힘 센서 모듈을 배치하는 경우에 액정 디스플레이 장치의 두께가 두꺼워 지는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 백라이트 유닛의 하부에 힘 센서 모듈을 배치하는 경우에 액정 디스플레이 장치의 두께가 두꺼워 지는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 힘 센서 모듈을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 A부분을 확대하여 나타내는 도면이다.
도 6은 힘 센서 모듈에 포함된 4개 힘 센서가 액정 디스플레이 모듈의 4모서리에 배치되는 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 힘 센서 모듈이 안착된 연장부가 밴딩됨과 아울러, 커버 보텀에 배치된 홈을 관통하여 액정 디스플레이 모듈의 내부에 배치되는 것을 나타내는 도면이다.
도 8은 힘 센서 모듈에 포함된 4개의 힘 센서가 가이드 패널의 상면에 배치되는 것을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 A1-A2 선에 따른 단면을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 8에 도시된 B1-B2 선에 따른 단면을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 힘 센서 모듈과 이를 포함하는 디스플레이 장치에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 어떤 구조물(전극, 라인, 배선 레이어, 컨택)이 다른 구조물 '상부에, 상에, 하부에 또는 아래에" 형성된다고 기재된 경우, 이러한 기재는 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 경우는 물론이고 이들 구조물들 사이에 제3의 구조물이 개재되어 있는 경우까지 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 힘 센서 모듈을 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 A부분을 확대하여 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 힘 센서 모듈(100)은 표시 화면에 이루어지는 터치의 위치 및 힘을 센싱하기 위한 4개의 힘 센서(110) 및 4개의 힘 센서(110)를 지지함과 아울러, 4개의 힘 센서(110)로부터의 센싱 신호를 전송하기 위한 연성회로기판(120, FPCB)을 포함한다.
연성회로기판(120)은 제1 방향(수직 방향)으로 배치된 2개의 사이드 라인(122a), 상기 2개의 사이드 라인(122a)의 중앙에서 분기되어 제2 방향(수평 방향)으로 배치된 센터 라인(122b) 및 상기 센터 라인(122b)의 중앙에서 제1 방향으로 분기되고, 끝단에 커넥터 패드(126)가 배치된 커넥터 라인(122c)를 포함하여 구성된다. 즉, 2개의 사이드 라인(122a)의 일정 간격을 두고 배치되고 있고, 2개의 사이드 라인(122a) 사이에 센터 라인(122b)이 배치되어 있다. 2개의 사이드 라인(122a) 및 센터 라인(122b)에 의해서 연성회로기판(120)이 기본적으로 H자 형태를 가지며, H자 형태의 연성회로기판(120)에 커넥터 라인(122c)이 더 포함된 형태가 된다.
또한, 연성회로기판(120)은 복수의 힘 센서(110)가 배치되는 복수의 연장 라인(124)를 포함한다. 이러한, 연성회로기판(120)의 2개의 사이드 라인(122a), 센터 라인(122b), 커넥터 라인(122c) 및 연장 라인(124)은 전기적으로 연결되어 있다.
여기서, 복수의 연장 라인(124)은 2개의 사이드 라인(122a) 각각의 상부 및 하부에서 수평 방향으로 길이가 연장되도록 형성된다. 좌측 사이드 라인(122a)의 상부 및 하부에서 2개의 연장 라인(124)이 분기되어 있고, 우측 사이드 라인(122a)의 상부 및 하부에서 2개의 연장 라인(124)이 분기되어 있다. 따라서, 총 4개의 연장 라인(124)이 배치되어 있다.
연장 라인(124)은 사이드 라인(122a)의 길이 방향에서 분기되어 그 길이가 연장되고, 사이드 라인(122a)와 연장 라인(124) 사이의 각도는 90도가 된다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 사이드 라인(122a)와 연장 라인(124) 사이의 각도는 90도 보다 작거나 클 수 있다.
이러한, 연장 라인(124)은 밴딩부(124a) 및 힘 센서 지지부(124b)를 포함한다. 힘 센서 지지부(124b)의 배면에 힘 센서(110)가 배치되고, 사이드 라인(122a)과 힘 센서 지지부(124b) 사이에 배치된 밴딩부(124a)가 절곡되어 힘 센서(110)가 액정 디스플레이 모듈 내부에 배치된다.
액정 디스플레이 장치에 적용될 때, 연성회로기판(120)의 연장 라인(124)은 가이드 패널의 상면에 배치된다. 그리고, 연성회로기판(120)의 사이드 라인(122a)은 커버 보텀의 배면 사이드에 대응하도록 배치된다. 그리고, 연성회로기판(120)의 센터 라인(122b) 및 커넥터 라인(122c)은 커버 보텀의 배면 중앙부에 대응하도록 배치된다.
커넥터 라인(122c)의 커넥터 패드(126)는 터치 IC(Integrated Circuit, 미도시)와 연결된 별도의 케이블과 컨택되고, 하나의 커넥터 패드(126)를 통해 4개의 힘 센서(110)에서 생성된 터치 센싱 데이터 및 힘 센싱 데이터가 터치 IC로 전송된다.
센터 라인(122b)의 중앙에서 커넥터 라인(122c)가 분기되어 있어 4개의 힘 센서(110)로부터 커넥터 패드(126)까지의 라우팅 길이가 모두 동일하게 된다. 배선의 라우팅 길이가 상이하면 저항 값의 차이로 인해서 전달되는 신호에 오차가 발생할 수 있다. 반면, 본 발명의 실시 예에 따른 힘 센서 모듈(100)은 4개의 힘 센서(110)가 동일한 라우팅 길이를 가지도록 배치되어, 터치 위치 센싱 및 힘 센싱의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 6은 힘 센서 모듈에 포함된 4개 힘 센서가 액정 디스플레이 모듈의 4모서리에 배치되는 것을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 표시 화면에서의 터치 위치 및 힘을 센싱하기 위해서, LCD 모듈의 4모서리 부분에 힘 센서(110)가 배치된다. 이때, 액티브 영역으로 힘 센서(110)가 침범하지 않도록, 가이드 패널의 상면 및 액정 패널의 비 표시 영역의 하부에 힘 센서(110)가 배치된다.
이러한, 힘 센서(110)는 웨이퍼 상에 미세 기공기술(MEMS)로 제작되어 3축(X, Y, Z) 방향의 하중을 센싱할 수 있는 사각형 모양의 박형의 힘 센서가 적용될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, MEMS 방식 이외에도 다른 방식의 힘 센서가 적용될 수도 있다.
도 7은 힘 센서 모듈이 안착된 연장부가 밴딩됨과 아울러, 커버 보텀에 배치된 홈을 관통하여 액정 디스플레이 모듈의 내부에 배치되는 것을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 커버 보텀(210)의 4모서리 부분 각각에 홈(212)이 형성되어 있다. 이러한, 연장 라인(124)의 힘 센서 지지부(124b) 및 힘 센서(110)가 커버 보텀(210)의 홈(212)을 관통하여 힘 센서 지지부(124b) 및 힘 센서(110)가 커버 보텀(210)의 내부에 위치하게 된다.
여기서, 커버 보텀(210)의 4모서리에 배치된 홈(212)은 상측이 개방된 "
Figure 112015052220427-pat00001
" 형상을 가진다. 내부에 실장되는 가이드 패널의 상면과 대응되는 위치에서 커버 보텀(210)의 홈(212)이 시작되고, 힘 센서 지지부(124b) 및 힘 센서(110)가 관통할 수 있는 높이로 커버 보텀(210)의 홈(212)이 형성되어 있다.
도 4 및 도 5에서는 힘 센서(110)가 연장 라인(124)의 배면에 배치(구체적으로, 힘 센서 지지부(124b)의 배면에 배치)된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 액정 디스플레이 장치에 적용될 때, 연장 라인(124)의 밴딩부(124a)가 절곡되어 힘 센서 지지부(124b) 위에 힘 센서(110)가 위치하게 되고, 힘 센서(110)가 가이드 패널의 상측에 배치되게 된다. 즉, 가이드 패널의 상면에 힘 센서 지지부(124b)가 배치되고, 힘 센서 지지부(124b) 위에 힘 센서(110)가 배치된다. 그리고, 힘 센서(110) 위에는 액정 패널이 배치되게 된다.
구체적으로, 연장 라인(124)의 밴딩부(124a)가 90도 밴딩되어 커버 보텀(210)의 측벽과 접하게 되다. 그리고, 밴딩부(124a)가 추가로 90도 밴딩되어 힘 센서 지지부(124b) 및 힘 센서(110)가 커버 보텀(210)의 홈(212)을 관통하여 커버 보텀(210)의 내부에 삽입된다. 여기서, 힘 센서 지지부(124b)의 하면에는 접착층(128)이 배치되어 있고, 힘 센서 지지부(124b)의 상면에는 힘 센서(110)가 배치되어 있다. 접착층(128)으로 양면 접착제가 적용될 수 있으며, 접착층(128)에 의해서 힘 센서(110)가 고정된다.
한편, 연성회로기판(120)의 사이드 라인(122a), 센터 라인(122b) 및 커넥터 라인(122c)은 커버 보텀의 배면에 위치하게 된다.
즉, 연장 라인(124)의 힘 센서 지지부(124b)에 배치된 힘 센서(110)는 액정 디스플레이 모듈의 내부에 배치된다. 그리고, 연성회로기판(120)의 사이드 라인(122a), 센터 라인(122b) 및 커넥터 라인(122c)은 액정 디스플레이 모듈의 외부에 배치된다. 그리고, 연장 라인(124) 중에서 힘 센서(110)가 배치된 힘 센서 지지부(124b)는 액정 디스플레이 모듈의 내부에 배치되고, 밴딩부(124a)는 액정 디스플레이 모듈의 외부에 배치된다.
위에서는 힘 센서(110)가 연성회로기판(120)에 체결된 것으로 설명했으나 이에 한정되지 않고, 연성회로기판(120)의 밴딩부(124a)를 제외한 다른 부분은 비 가요성의 PCB(FR4) 재질로도 형성될 수 있다.
도 8은 힘 센서 모듈에 포함된 4개의 힘 센서가 가이드 패널의 상면에 배치되는 것을 나타내는 도면이고, 도 9는 도 8에 도시된 A1-A2 선에 따른 단면을 나타내는 도면이고, 도 10은 도 8에 도시된 B1-B2 선에 따른 단면을 나타내는 도면이다.
도 8 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 힘 센서 모듈(100)이 액정 디스플레이 장치에 적용되는 구체적인 실시 예를 설명하기로 한다.
본 발명의 디스플레이 장치(200)는 힘 센서 모듈(100) 및 액정 디스플레이 모듈을 포함한다.
액정 디스플레이 모듈은 커버 보텀(210), 반사판(220), 도광판(230), 가이드 패널(240), 복수의 광학 시트(250), 액정 패널(260) 및 커버 글래스(270)를 포함한다. 액정 패널(260)은 자체적으로 빛을 생성하지 못하므로, 화면을 표시하기 위해서 별도의 광원을 필요로 한다. 따라서, 도 8 내지 도 10에 도시하지 않았지만, 본 발명의 디스플레이 장치(200)는 액정 패널(260)에 빛을 공급하기 위한 광원을 포함한다.
커버 보텀(210)의 내부에 가이드 패널(240)이 배치되고, 가이드 패널(240)의 안쪽 공간에 반사판(220) 및 도광판(230)이 배치되어 있다. 도광판(230) 위에는 복수의 광학 시트(250)가 배치되어 있다.
가이드 패널(240)의 4모서리 부분에는 힘 센서 지지부(124b) 및 힘 센서(110)가 안착되는 홈(242)이 형성되어 있다. 여기서, 가이드 패널(240)의 4모서리 부분에 배치된 홈(242)은 상측이 개방된 "
Figure 112015052220427-pat00002
" 형상을 가진다.
이러한, 가이드 패널(240)의 홈에 연성회로기판(120)의 힘 센서 지지부(124b) 및 힘 센서(110)가 배치가 배치된다. 이때, 힘 센서 지지부(124b)의 위에 힘 센서(110)가 배치되어 있다. 이와 같이, 가이드 패널(240)의 홈(242)에 힘 센서 지지부(124b) 및 힘 센서(110)가 배치된다. 여기서, 접착층(128)에 의해서 힘 센서 지지부(124b)가 가이드 패널(240)의 홈(242)에 고정되어 외부 충격 및 진동이 가해지더라도 힘 센서(110)가 유동되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 접착층(128), 힘 센서 지지부(124b) 및 힘 센서(110)가 중첩되어 있어 일정한 두께를 가지나, 가이드 패널(240)의 홈(242)에 의해서 접착층(128), 힘 센서 지지부(124b) 및 힘 센서(110)의 두께만큼 가이드 패널(240)의 두께가 낮아지게 된다. 따라서, 액정 표시 장치에 힘 센서(110)를 배치하더라도 두께가 증가되지 않는다. 이때, 가이드 패널(240)의 전체 두께가 낮아지는 것은 아니며 홈(242)이 형성된 부분의 두께가 낮아진다. 커버 보텀(210)의 4모서리 부분 각각에 형성된 홈(212)을 관통하여 연장 라인(124)의 힘 센서 지지부(124b) 및 힘 센서(110)가 커버 보텀(210)의 내부에 삽입된다. 커버 보텀(210)의 내부에 삽입된 힘 센서 지지부(124b) 및 힘 센서(110)가 가이드 패널(240)의 상부에 배치된다.
여기서, 가이드 패널(240) 위에 힘 센서 지지부(124b) 및 힘 센서(110)가 배치되더라도 액정 디스플레이 장치의 두께가 두꺼워 지지 않도록 하기 위해서, 힘 센서 지지부(124b) 및 힘 센서(110)의 높이를 고려하여 가이드 패널(240)의 높이를 조절하였다.
커버 보텀(210)의 홈(212)의 하단과 일치하도록 가이드 패널(240)의 상면의 높이를 설정하였다. 즉, 커버 보텀(210)의 홈(212)의 하단과 가이드 패널(240)의 상면이 동일한 높이를 가진다. 힘 센서 지지부(124b) 및 힘 센서(110)의 높이만큼 가이드 패널(240)의 높이를 낮추어, 가이드 패널(240) 위에 힘 센서 지지부(124b) 및 힘 센서(110)가 배치되더라도 액정 디스플레이 장치의 두께가 증가되지 않는다.
그리고, 연성회로기판(120)의 사이드 라인(122a), 센터 라인(122b) 및 커넥터 라인(122c)은 커버 보텀(210)의 배면에 위치하도록 함으로써, 연성회로기판(120)으로 인해 화상이 가려지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 커넥터 라인(122c)의 끝단에 배치된 커넥터 패드(126)와 터치 IC(미도시)의 연결이 용이하게 이루어질 수 있다.
또한, 연장 라인(124)의 밴딩부(124a)가 커버 보텀(210)의 외측을 감싸도록 절곡되어 있고, 힘 센서 지지부(124b) 및 힘 센서(110)가 커버 보텀(210)의 내부에 위치하게 됨으로 액정 디스플레이 장치의 비 표시 영역을 증가시키지 않는다.
예로서, 본 발명의 실시 예에 따른 힘 센서 모듈(100)을 적용하더라도 액정 패널(260)의 액티브 영역(A/A)의 끝단에서부터 가이드 패널(240)의 끝단까지의 간격이 1.35mm가 되어 네로우 베젤을 구현할 수 있다. 즉, 네로우 모델의 액정 디스플레이 장치에 힘 센서 모듈(100)을 적용하는 것에 제약이 없다.
앞에서는 본 발명의 실시 예에 따른 힘 센서 모듈(100)이 액정 디스플레이 장치에 적용되는 것으로 설명했으나 이에 한정되지 않고, 본 발명의 실시 예에 따른 힘 센서 모듈(100)은 액정 디스플레이 장치 이외의 다른 평판 디스플레이 장치 및 플렉서블 디스플레이 장치에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 힘 센서 모듈(100) 평판 디스플레이 장치뿐만 아니라, 마우스 패드 등 압력을 감지하는 다른 패드에도 적용될 수 있다.
위에서는 힘 센서 모듈(100)이 4개의 힘 센서(110)를 포함하는 것으로 설명했으나 이에 한정되지 않고, 힘 센서 모듈(100)은 3개의 힘 센서 또는 5개 이상의 힘 센서를 포함할 수도 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 힘 센서 모듈
110: 힘 센서
120: 연성회로기판
122a: 사이드 라인
122b: 센터 라인
122c: 커넥터 라인
124: 연장 라인
124a: 밴딩부
124b: 힘 센서 지지부
126: 커넥터 패드
128: 접착층
200: 디스플레이 장치
210: 커버 보텀
212: 홈
220: 반사판
230: 도광판
240: 가이드 패널
242: 홈
250: 복수의 광학 시트
260: 액정 패널
270: 커버 글래스

Claims (11)

  1. 일정 간격을 두고 제1 방향으로 배치된 복수의 사이드 라인, 상기 복수의 사이드 라인 사이에 배치된 센터 라인, 상기 센터 라인의 중앙부에서 분기되고 끝단에 커넥터 패드가 배치된 커넥터 라인 및 상기 복수의 사이드 라인 각각의 상부 및 하부에서 수평 방향으로 길이가 연장된 복수의 연장 라인을 포함하는 연성회로기판; 및
    상기 복수의 연장 라인에 각각에 배치된 복수의 힘 센서;를 포함하고,
    상기 복수의 연장 라인은 각각은 상기 힘 센서가 배치되는 힘 센서 지지부 및 상기 힘 센서 지지부와 상기 사이드 라인 사이에 배치된 밴딩부를 포함하는 힘 센서 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 사이드 라인, 상기 센터 라인, 상기 커넥터 라인 및 상기 복수의 연장 라인은 전기적으로 연결되고,
    상기 복수의 힘 센서에서 상기 커넥터 패드까지의 라우팅 길이가 동일한 힘 센서 모듈.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 힘 센서 지지부의 배면에 상기 힘 센서가 배치되고,
    상기 힘 센서가 액정 디스플레이 모듈 내부에 배치되도록 상기 사이드 라인과 상기 힘 센서 지지부 사이에 배치된 밴딩부가 절곡된 힘 센서 모듈.
  4. 제1 항에 있어서,
    표시 화면에서의 터치 위치 및 힘 센싱이 이루어지도록 디스플레이 장치의 네 모서리에서 대등되도록 배치되는 4개의 힘 센서를 포함하는 힘 센서 모듈.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 힘 센서에서 생성된 터치 센싱 데이터 및 힘 센싱 데이터가 하나의 커넥터 패드를 통해 터치 IC((Integrated Circuit)로 전송되는 힘 센서 모듈.
  6. 네 모서리에 형성된 홈을 포함하는 커버 보텀;
    상기 커버 보텀의 내부에 실장되는 가이드 패널 및 백라이트 유닛;
    상기 가이드 패널의 상부에 배치된 액정 패널; 및
    상기 가이드 패널의 네 모서리에 상부와 상기 액정 패널의 비 표시 영역의 하부에 사이에 배치된 복수의 힘 센서;를 포함하고,
    상기 복수의 힘 센서는 연성회로기판에 체결되어 있고, 상기 홈을 통해 상기 커버 보텀의 내측에 삽입되어 상기 가이드 패널의 상부에 배치된 디스플레이 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 가이드 패널의 네 모서리에는 홈들이 배치되어 있고,
    상기 홈들에 상기 복수의 힘 센서가 배치된 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연성회로기판은 일정 간격을 두고 제1 방향으로 배치된 복수의 사이드 라인, 상기 복수의 사이드 라인 사이에 배치된 센터 라인, 상기 센터 라인의 중앙부에서 분기되고 끝단에 커넥터 패드가 배치된 커넥터 라인 및 상기 복수의 사이드 라인 각각의 상부 및 하부에서 수평 방향으로 길이가 연장된 복수의 연장 라인을 포함하고,
    상기 사이드 라인, 상기 센터 라인 및 상기 커넥터 라인이 상기 커버 보텀의 배면에 배치된 디스플레이 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 복수의 연장 라인은 상기 복수의 힘 센서가 배치된 복수의 힘 센서 지지부 및 상기 복수의 힘 센서 지지부와 상기 복수의 사이드 라인 사이에 배치된 복수의 밴딩부를 포함하고,
    상기 복수의 밴딩부가 상기 커버 보텀의 외측을 감싸도록 절곡된 디스플레이 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 밴딩부가 90도 밴딩되어 상기 커버 보텀의 측벽과 접하게 되고,
    상기 밴딩부가 추가로 90도 밴딩되어 상기 힘 센서 지지부 및 상기 힘 센서가 상기 커버 보텀의 홈을 관통하여 상기 커버 보텀의 내부에 삽입된 디스플레이 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 힘 센서 지지부를 상기 가이드 패널의 홈에 고정시키는 접착층을 더 포함하는 디스플레이 장치.
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