WO2017043829A1 - 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 압력 검출 가능한 터치 입력 장치 - Google Patents

디스플레이 모듈을 포함하는 터치 압력 검출 가능한 터치 입력 장치 Download PDF

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김태환
김본기
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Definitions

  • the present invention relates to a touch pressure detectable touch input device including a display module, and more particularly to a touch pressure detectable touch input device including a display module capable of detecting a touch position and a touch pressure using an amount of capacitance change. .
  • input devices are used for the operation of the computing system.
  • input devices such as buttons, keys, joysticks, and touch screens are used. Due to the easy and simple operation of the touch screen, the use of the touch screen is increasing in the operation of the computing system.
  • the touch screen may constitute a touch surface of a touch input device that includes a touch sensor panel, which may be a transparent panel having a touch-sensitive surface. Such a touch sensor panel may be attached to the front of the display screen such that the touch-sensitive surface covers the visible side of the display screen. By simply touching the touch screen with a finger or the like, the user can operate the computing system. In general, a computing system may recognize a touch and a touch location on a touch screen and interpret the touch to perform computation accordingly.
  • an object of the present invention is to provide a touch input device capable of detecting touch pressure including a display module.
  • an object of the present invention is to provide a touch pressure detectable touch input device including a display module, which has a thinner thickness and can reduce manufacturing costs.
  • the touch input device for achieving the above object is a touch input device for detecting the touch position and the touch pressure, the first layer made of glass or plastic and disposed below the first layer made of glass or plastic
  • a display module including a second layer;
  • a reference electrode spaced apart from the touch electrode, wherein a driving signal is applied to the touch electrode, the touch position is detected by a detection signal received from the touch electrode, and the touch electrode is separated from the touch electrode.
  • the touch input device for detecting the touch position and the touch pressure, the first layer made of glass or plastic and disposed below the first layer of glass or plastic Display module including a second layer consisting of; A plurality of touch electrodes formed in the display module and configured to detect a touch position and a touch pressure; And a reference electrode disposed to be spaced apart from the touch electrode, wherein a driving signal is applied to the touch electrode, and a touch position is detected by a detection signal received from the touch electrode, wherein the plurality of touch electrodes include a first electrode.
  • An electrode and a second electrode wherein an electrical signal is changed from the first electrode or the second electrode according to the capacitance between the first electrode and the second electrode, and the capacitance is measured with the touch electrode.
  • the distance between the reference electrode and the reference electrode changes as the distance from the reference electrode changes, and the distance between the touch electrode and the reference electrode changes, and the touch pressure is detected based on the capacitance.
  • the touch input device may include a substrate disposed under the display module; And a spacer layer disposed between the touch electrode and the reference electrode.
  • a spacer layer holding member having a predetermined thickness is formed along an edge of the substrate to hold the spacer layer. When the pressure is applied to the display module, the spacer layer is bent. There is no deformation of the shape of the holding member, and the reference electrode may be the substrate.
  • the liquid crystal layer may be disposed between the first layer and the second layer.
  • the organic material layer may be disposed between the first layer and the second layer.
  • the touch electrode may be formed on an upper surface of the first layer.
  • the touch electrode may be formed on the bottom surface of the first layer or the top surface of the second layer.
  • the touch electrode may be a common electrode included in the display module.
  • the reference electrode may be disposed inside the display module.
  • the touch electrode may configure a plurality of channels.
  • the touch input device may detect multiple pressures for multiple touches using the plurality of channels.
  • the touch input device for detecting the touch position and the touch pressure, the first layer made of glass or plastic and disposed below the first layer of glass or plastic Display module including a second layer consisting of; A first electrode formed inside the display module and configured to detect a touch position and a touch pressure, and a second electrode for detecting the touch position; And a reference electrode spaced apart from the first electrode, wherein a driving signal is applied to the first electrode, and a touch position is detected by a detection signal received from the second electrode.
  • An electrical signal that is changed according to the capacitance between the first electrode and the reference electrode is detected, the capacitance changes according to a change in distance between the first electrode and the reference electrode, and as the display module is bent, The distance between the first electrode and the reference electrode is changed, and the touch pressure is detected based on the capacitance.
  • the touch input device may include a substrate disposed under the display module; And a spacer layer disposed between the first electrode and the reference electrode.
  • a spacer layer holding member having a predetermined thickness is formed along an edge of the substrate to hold the spacer layer. When the pressure is applied to the display module, the spacer layer is bent. There is no deformation of the shape of the holding member, and the reference electrode may be the substrate.
  • the touch input device for detecting the touch position and the touch pressure, the first layer made of glass or plastic and disposed below the first layer of glass or plastic Display module including a second layer consisting of; A first electrode formed inside the display module and configured to detect a touch position and a second electrode to detect the touch position and the touch pressure; And a reference electrode disposed to be spaced apart from the second electrode, wherein a driving signal is applied to the first electrode, and a touch position is detected by a sensing signal received from the second electrode.
  • An electrical signal that is changed according to the capacitance between the second electrode and the reference electrode is detected, the capacitance changes according to a change in distance between the second electrode and the reference electrode, and as the display module is bent, The distance between the second electrode and the reference electrode is changed, and the touch pressure is detected based on the capacitance.
  • the touch input device may include a substrate disposed under the display module; And a spacer layer disposed between the second electrode and the reference electrode.
  • a spacer layer holding member having a predetermined thickness is formed along an edge of the substrate to hold the spacer layer. When the pressure is applied to the display module, the spacer layer is bent. There is no deformation of the shape of the holding member, and the reference electrode may be the substrate.
  • the touch input device for detecting the touch position and the touch pressure, the first layer made of glass or plastic and disposed below the first layer of glass or plastic Display module including a second layer consisting of; A first electrode formed inside the display module and configured to detect a touch position and a touch pressure, and a second electrode for detecting the touch position and the touch pressure; And a reference electrode disposed to be spaced apart from the first electrode and the second electrode, wherein a driving signal is applied to the first electrode, and a touch position is detected by a detection signal received from the second electrode.
  • An electrical signal that changes according to the capacitance between the first electrode and the second electrode is detected from the first electrode or the second electrode, and the capacitance is determined by the first electrode, the second electrode, and the reference electrode.
  • the distance between the first electrode, the second electrode, and the reference electrode changes as the display module is bent, and the touch pressure is detected based on the capacitance.
  • the touch input device may include a substrate disposed under the display module; And a spacer layer disposed between the first electrode and the second electrode and the reference electrode.
  • a spacer layer holding member having a predetermined thickness is formed along an edge of the substrate to hold the spacer layer. When the pressure is applied to the display module, the spacer layer is bent. There is no deformation of the shape of the holding member, and the reference electrode may be the substrate.
  • the liquid crystal layer may be disposed between the first layer and the second layer.
  • the organic material layer may be disposed between the first layer and the second layer.
  • first electrode and the second electrode may be formed on the upper surface of the first layer.
  • first electrode and the second electrode may be formed on the lower surface of the first layer or the upper surface of the second layer.
  • the first electrode or the second electrode may be a common electrode included in the display module.
  • the first electrode may be formed on the upper surface of the first layer
  • the second electrode may be formed on the lower surface of the first layer or the upper surface of the second layer.
  • the second electrode may be a common electrode included in the display module.
  • the second electrode may be formed on the upper surface of the first layer, and the first electrode may be formed on the lower surface of the first layer or the upper surface of the second layer.
  • the first electrode may be a common electrode included in the display module.
  • the reference electrode may be disposed inside the display module.
  • At least one of the first electrode and the second electrode may constitute a plurality of channels.
  • the touch input device may detect multiple pressures for multiple touches using the plurality of channels.
  • the touch pressure detection according to the above configuration has a thinner thickness and can reduce manufacturing costs, and the visibility and light transmittance of the display module can be reduced.
  • the touch position and the touch pressure can be detected without lowering the pressure.
  • the touch position and the touch pressure can be detected at the same time.
  • FIG. 1A is a schematic diagram illustrating a capacitive touch sensor panel 100 and an operation thereof according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B and 1C illustrate various arrangements of a plurality of driving electrodes and a plurality of receiving electrodes according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a capacitive touch sensor panel 100 and an operation thereof according to another embodiment of the present invention.
  • 3A to 3E are conceptual views illustrating a relative position of a touch sensor panel with respect to a display module in a touch input device according to an embodiment of the present invention.
  • 4A and 4B are diagrams for describing a method of detecting touch pressure based on a change amount of mutual capacitance in a touch input device according to the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration for detecting touch pressure based on an amount of change in self capacitance in the touch input device according to the present invention.
  • 6A and 6B are diagrams for describing a method of detecting touch pressure based on a change amount of self capacitance in the touch input device according to the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an arrangement of electrodes in the touch input device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is a diagram schematically illustrating an arrangement structure of each electrode according to the exemplary embodiment of FIG. 7.
  • FIG. 8B is a cross-sectional view of a touch input device according to the present invention in which a driving electrode and a receiving electrode are formed on the same layer in the display module.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an arrangement of electrodes in the touch input device according to another embodiment of the present invention.
  • 10A and 10B are diagrams schematically illustrating an arrangement structure of each electrode according to the exemplary embodiment of FIG. 9.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a touch input device according to an embodiment of the present invention, in which a pressure electrode is formed in a display module including an OLED panel.
  • the touch input device includes a portable electronic product such as a smart phone, a smart watch, a tablet PC, a notebook computer, a personal digital assistant (PDA), an MP3 player, a camera, a camcorder, an electronic dictionary, a home PC, a TV, It can be used in home electronics such as a DVD, a refrigerator, an air conditioner and a microwave oven.
  • a portable electronic product such as a smart phone, a smart watch, a tablet PC, a notebook computer, a personal digital assistant (PDA), an MP3 player, a camera, a camcorder, an electronic dictionary, a home PC, a TV, It can be used in home electronics such as a DVD, a refrigerator, an air conditioner and a microwave oven.
  • the pressure-detectable touch input device including the display module according to the present invention may be used without limitation in all products requiring an apparatus for display and input, such as an industrial control device and a medical device.
  • the touch sensor panel 100 includes a plurality of driving electrodes TX1 to TXn and a plurality of receiving electrodes RX1 to RXm, and the touch sensor panel 100
  • a driving unit 120 for applying a driving signal to the plurality of driving electrodes TX1 to TXn for the operation of the plurality of driving electrodes, and information on the amount of change in capacitance changed according to a touch on the touch surface of the touch sensor panel 100.
  • It may include a detection unit 110 for receiving a detection signal to detect the touch and the touch position.
  • the touch sensor panel 100 may include a plurality of driving electrodes TX1 to TXn and a plurality of receiving electrodes RX1 to RXm.
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm of the touch sensor panel 100 form an orthogonal array.
  • FIG. 1B and 1C illustrate various arrangements of a plurality of driving electrodes and a plurality of receiving electrodes according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B illustrates an embodiment in which the driving electrode 10 and the receiving electrode 20 disposed in the spaced layers form an orthogonal array. That is, the receiving electrode 20 may extend in a direction crossing the direction in which the driving electrode 10 extends.
  • 1C shows the arrangement of the drive electrode 10 and the receive electrode 20 arranged on the same layer. In this case, the receiving electrode 20 may extend in a direction parallel to the direction in which the driving electrode 10 extends.
  • the present invention is not limited thereto, and the plurality of driving electrodes 10 and the plurality of receiving electrodes 20 may have any number of dimensions and application arrangements thereof, including diagonal lines, concentric circles, and three-dimensional random arrays. have.
  • n and m are positive integers and may have the same or different values, and may vary in size according to embodiments.
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be arranged to cross each other.
  • the driving electrode TX includes a plurality of driving electrodes TX1 to TXn extending in the first axis direction
  • the receiving electrode RX includes a plurality of receiving electrodes extending in the second axis direction crossing the first axis direction. (RX1 to RXm).
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on the same layer.
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on the same surface of the insulating film (not shown).
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on different layers.
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on both surfaces of one insulating film (not shown), or the plurality of driving electrodes TX1 to TXn may be formed of a plurality of driving electrodes TX1 to TXn.
  • One surface of one insulating film (not shown) and a plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on one surface of a second insulating film (not shown) different from the first insulating film.
  • the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed of a transparent conductive material (eg, tin oxide (SnO 2 ), indium oxide (In 2 O 3 ), or the like. Oxide) or ATO (Antimony Tin Oxide).
  • a transparent conductive material eg, tin oxide (SnO 2 ), indium oxide (In 2 O 3 ), or the like. Oxide) or ATO (Antimony Tin Oxide).
  • the driving electrode TX and the receiving electrode RX may be formed of another transparent conductive material or an opaque conductive material.
  • the driving electrode TX and the receiving electrode RX may include at least one of silver ink, copper, or carbon nanotube (CNT).
  • the driving electrode TX and the receiving electrode RX may be implemented by a metal mesh or may be made of a silver silver material.
  • the driver 120 may apply a driving signal to the driving electrodes TX1 to TXn.
  • the driving signal may be sequentially applied to one driving electrode from the first driving electrode TX1 to the nth driving electrode TXn at a time.
  • the driving signal may be repeatedly applied again. This is merely an example, and a driving signal may be simultaneously applied to a plurality of driving electrodes in some embodiments.
  • the sensing unit 110 provides information about the capacitance Cm 101 generated between the driving electrodes TX1 to TXn to which the driving signal is applied and the receiving electrodes RX1 to RXm through the receiving electrodes RX1 to RXm.
  • a sensing signal that includes a touch can detect whether the touch position.
  • the sensing signal may be a signal in which the driving signal applied to the driving electrode TX is coupled by the capacitance CM 101 generated between the driving electrode TX and the receiving electrode RX.
  • the process of sensing the driving signal applied from the first driving electrode TX1 to the nth driving electrode TXn through the receiving electrodes RX1 to RXm is referred to as scanning the touch sensor panel 100. can do.
  • the detector 110 may include a receiver (not shown) connected to each of the reception electrodes RX1 to RXm through a switch.
  • the switch is turned on in the time interval for detecting the signal of the corresponding receiving electrode RX, so that the detection signal from the receiving electrode RX can be detected at the receiver.
  • the receiver may comprise an amplifier (not shown) and a feedback capacitor coupled between the negative input terminal of the amplifier and the output terminal of the amplifier, i.e., in the feedback path. At this time, the positive input terminal of the amplifier may be connected to ground.
  • the receiver may further include a reset switch connected in parallel with the feedback capacitor. The reset switch may reset the conversion from current to voltage performed by the receiver.
  • the negative input terminal of the amplifier may be connected to the corresponding receiving electrode RX to receive a current signal including information on the capacitance CM 101, and then integrate and convert the current signal into a voltage.
  • the sensing unit 110 may further include an analog to digital converter (ADC) for converting data integrated through a receiver into digital data. Subsequently, the digital data may be input to a processor (not shown) and processed to obtain touch information about the touch sensor panel 100.
  • the detector 110 may include an ADC and a processor.
  • the controller 130 may perform a function of controlling the operations of the driver 120 and the detector 110. For example, the controller 130 may generate a driving control signal and transmit the driving control signal to the driving unit 120 so that the driving signal is applied to the predetermined driving electrode TX at a predetermined time. In addition, the controller 130 generates a detection control signal and transmits the detection control signal to the detection unit 110 so that the detection unit 110 receives a detection signal from a predetermined reception electrode RX at a predetermined time to perform a preset function. can do.
  • the driving unit 120 and the sensing unit 110 may configure a touch detection device (not shown) capable of detecting whether the touch sensor panel 100 is touched or not and the touch position according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • the touch detection apparatus according to the embodiment of the present invention may further include a controller 130.
  • the touch detection apparatus according to the embodiment of the present invention may be integrated and implemented on a touch sensing integrated circuit (IC), which is a touch sensing circuit, in the touch input device 1000 including the touch sensor panel 100.
  • IC touch sensing integrated circuit
  • the driving electrode TX and the receiving electrode RX included in the touch sensor panel 100 may include, for example, a touch sensing IC through a conductive trace and / or a conductive pattern printed on a circuit board.
  • the touch sensing IC may be located on a circuit board on which a conductive pattern is printed, for example, a first printed circuit board (hereinafter, referred to as a first PCB). According to an embodiment, the touch sensing IC (not shown) may be mounted on a main board for operating the touch input device 1000.
  • a first PCB a first printed circuit board
  • a capacitance C having a predetermined value is generated at each intersection of the driving electrode TX and the receiving electrode RX, and an object U such as a finger, a palm, or a stylus is used as a touch sensor.
  • the value of the capacitance may be changed.
  • the capacitance may represent mutual capacitance Cm.
  • the sensing unit 110 may detect the electrical characteristic to detect whether the touch sensor panel 100 is touched and / or the touch position. For example, it is possible to detect whether and / or a position of the touch on the surface of the touch sensor panel 100 formed of a two-dimensional plane formed of a first axis and a second axis.
  • the position of the touch in the second axis direction may be detected by detecting the driving electrode TX to which the driving signal is applied.
  • the position in the first axis direction of the touch may be detected.
  • the touch sensor panel 100 for detecting a touch position in the touch input device 1000 may be located outside or inside the display module 200.
  • the display module 200 of the touch input device 1000 may include a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), and an organic light emitting diode (OLED). It may be a display panel included in the back. Accordingly, the user may perform an input operation by performing a touch on the touch surface while visually confirming the screen displayed on the display panel.
  • the display module 200 receives an input from a central processing unit (CPU) or an application processor (AP), which is a central processing unit on a main board for the operation of the touch input device 1000, and desires a display panel. It may include a control circuit for displaying the content.
  • CPU central processing unit
  • AP application processor
  • Such a control circuit may be mounted on a second printed circuit board (hereinafter referred to as 'second PCB').
  • the control circuit for the operation of the display module 200 may include a display panel control IC, a graphic controller IC and other circuits necessary for the operation of the display module 200.
  • the touch sensor panel 100 that detects a touch position has been described based on the mutual capacitance change amount between the driving electrode TX and the receiving electrode RX, but the present invention is not limited thereto. That is, as shown in FIG. 2, the touch position may be sensed based on the amount of change in the self capacitance.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a capacitive touch sensor panel 100 and an operation thereof according to another embodiment of the present invention.
  • the touch sensor panel 100 illustrated in FIG. 2 is provided with a plurality of touch electrodes 30.
  • the plurality of touch electrodes 30 may be disposed in a lattice shape at regular intervals, but is not limited thereto.
  • the driving control signal generated by the controller 130 is transmitted to the driving unit 120, and the driving unit 120 applies the driving signal to the preset touch electrode 30 at a predetermined time based on the driving control signal.
  • the sensing control signal generated by the controller 130 is transmitted to the sensing unit 110, and the sensing unit 110 receives the sensing signal from the preset touch electrode 30 at a predetermined time based on the sensing control signal.
  • Receive input In this case, the detection signal may be a signal for the change amount of the magnetic capacitance formed in the touch electrode 30.
  • the touch sensor panel 100 is touched and / or the touch position is detected by the sensing signal detected by the sensing unit 110.
  • the sensing signal detected by the sensing unit 110 since the coordinates of the touch electrode 30 are known in advance, it is possible to detect whether the object U touches the surface of the touch sensor panel 100 and / or its position.
  • the touch sensor panel 100 which detects the touch position based on the mutual capacitance change amount and the self capacitance change amount has been described in detail above, whether or not the touch is performed in the touch input device 1000 according to the embodiment of the present invention
  • the touch sensor panel 100 for detecting a position may include a surface capacitive method, a projected capacitive method, a resistive film method, a surface acoustic wave method (SAW), and an infrared ray other than the aforementioned methods. ),
  • SAW surface acoustic wave method
  • Optical imaging, dispersive signal technology, and acoustic pulse recognition can be implemented using any touch sensing method.
  • 3A to 3E are conceptual views illustrating a relative position of a touch sensor panel with respect to a display module in a touch input device according to an embodiment of the present invention.
  • reference numeral 200 denotes a display module, but in FIG. 3A to FIG. 3E and the description thereof, reference numeral 200 may refer to a display panel as well as a display module.
  • the LCD panel includes a liquid crystal layer 250 including a liquid crystal cell, a first glass layer 261 including electrodes at both ends of the liquid crystal layer 250, and a liquid crystal layer 250.
  • a liquid crystal layer 250 including a liquid crystal cell
  • a first glass layer 261 including electrodes at both ends of the liquid crystal layer 250
  • a liquid crystal layer 250 On one surface of the first polarizing layer 271 and the second glass layer 262 on one surface of the first glass layer 261 in a direction facing the second glass layer 262 and the liquid crystal layer 250.
  • the second polarizing layer 272 may be included.
  • the first glass layer 261 may be a color filter glass
  • the second glass layer 262 may be a TFT glass.
  • the LCD panel may further include other configurations and modifications are possible to perform the display function.
  • the touch surface of the touch input device 1000 may be a surface of the touch sensor panel 100.
  • a surface of the touch sensor panel 100 which may be a touch surface, may be an upper surface of the touch sensor panel 100.
  • the touch surface of the touch input device 1000 may be an outer surface of the display module 200.
  • an outer surface of the display module 200 which may be a touch surface, may be a lower surface of the second polarization layer 272 of the display module 200.
  • the lower surface of the display module 200 may be covered with a cover layer (not shown) such as glass in order to protect the display module 200.
  • 3B and 3C illustrate that the touch sensor panel 100 is disposed inside the display module 200 in the touch input device 1000.
  • the touch sensor panel 100 for detecting the touch position is disposed between the first glass layer 261 and the first polarization layer 271.
  • the touch surface of the touch input device 1000 may be an upper surface or a lower surface of FIG. 3B as an outer surface of the display module 200.
  • 2C illustrates a case in which the touch sensor panel 100 for detecting a touch position is included in the liquid crystal layer 250.
  • the touch surface of the touch input device 1000 may be an upper surface or a lower surface of FIG. 3C as an outer surface of the display module 200.
  • the top or bottom surface of the display module 200 which may be a touch surface, may be covered with a cover layer (not shown) such as glass.
  • the touch sensor panel 100 has been described as to whether or not the touch and / or the location of the touch is detected. The magnitude of the pressure of the touch can be detected along with and / or location.
  • the touch sensor panel 100 may further include a pressure detection module that detects touch pressure separately from the touch sensor panel 100.
  • FIGS. 3D and 3E illustrates that the touch sensor panel 100 is positioned between the polarizing layer 282 and the first glass layer 281
  • FIG. 3E illustrates that the touch sensor panel 100 includes the organic material layer 280 and the second glass layer 283. Located in between.
  • the first glass layer 281 may be made of encapsulation glass
  • the second glass layer 283 may be made of TFT glass. Since touch sensing has been described above, a brief description of only the other configurations will be made.
  • the OLED panel is a self-luminous display panel using a principle in which light is generated when electrons and holes are combined in an organic material layer when a current flows through a thin film of fluorescent or phosphorescent organic material, and the organic material constituting the light emitting layer determines the color of light.
  • OLED uses a principle that the organic material emits light when the organic material is applied to glass or plastic to flow electricity. That is, when holes and electrons are injected to the anode and cathode of the organic material and recombined in the light emitting layer, the excitation is formed in a high energy state. Is to use the generated principle. At this time, the color of light varies according to the organic material of the light emitting layer.
  • OLED is composed of line-driven passive-matrix organic light-emitting diode (PM-OLED) and individual-driven active-matrix organic light-emitting diode (AM-OLED) depending on the operating characteristics of the pixels constituting the pixel matrix.
  • PM-OLED passive-matrix organic light-emitting diode
  • AM-OLED active-matrix organic light-emitting diode
  • the PM-OLED emits light only during the scanning time with a high current
  • the AM-OLED maintains light emission during the frame time with a low current. Therefore, the AM-OLED has the advantages of better resolution, greater area display panel driving, and lower power consumption than PM-OLED.
  • each device can be individually controlled by embedding a thin film transistor (TFT), so it is easy to realize a sophisticated screen.
  • TFT thin film transistor
  • an OLED (particularly, AM-OLED) panel basically includes a polarizing layer 282, a first glass layer 281, an organic material layer 280, and a second glass layer 283.
  • the first glass layer 281 may be encapsulation glass
  • the second glass layer 283 may be TFT glass, but is not limited thereto.
  • the organic material layer 280 may include a HIL (Hole Injection Layer), a HTL (Hole Transfer Layer), an EIL (Emission Material Layer), an ETL (Electron Transfer Layer), and an EML. (Electron Injection Layer, light emitting layer) may be included.
  • HIL Hole Injection Layer
  • HTL Hole Transfer Layer
  • EIL emission Material Layer
  • ETL Electrode Transfer Layer
  • EML Electrometic Injection Layer, light emitting layer
  • HIL injects holes, using a material such as CuPc.
  • HTL functions to move the injected holes, and mainly uses materials having good hole mobility.
  • EIL and ETL are layers for the injection and transport of electrons, and the injected electrons and holes combine and emit light in the EML.
  • EML is a material expressing the color emitted, and is composed of a host that determines the lifetime of the organic material and a dopant that determines the color and efficiency. This is merely to describe the basic configuration of the organic material layer 280 included in the OLED panel, the present invention is not limited to the layer structure or material of the organic material layer 280.
  • the organic layer 280 is inserted between an anode (not shown) and a cathode (not shown).
  • a driving current is applied to the anode to inject holes, and the cathode is injected into the cathode. Electrons are injected, and holes and electrons move to the organic layer 280 to emit light.
  • the touch sensor panel 100 may be used to determine whether or not the touch is performed. It is also possible to detect the magnitude of the pressure of the touch.
  • the touch sensor panel 100 may further include a pressure detection module that detects touch pressure separately from the touch sensor panel 100. Hereinafter, a detailed description of the touch pressure detection using the pressure detection module will be continued.
  • the touch input device 1000 detects a touch position through the above-described touch sensor panel 100, and arranges a pressure detection module 400 between the display module 200 and the substrate 300 to touch pressure. Can be detected.
  • the pressure detection module 400 shown in FIGS. 4A and 4B includes a spacer layer 420 formed of, for example, an air gap, but in another embodiment, the spacer layer 420 is made of an impact absorbing material, or It may be filled with a dielectric material.
  • the pressure detection module 400 may include pressure electrodes 450 and 460 positioned in the spacer layer 420.
  • the pressure electrodes 450 and 460 may be formed under the display module 200 in various ways. In this regard, it will be described in more detail below. Since the pressure electrodes 450 and 460 are included in the rear of the display panel, either a transparent material or an opaque material may be used.
  • an adhesive tape 440 having a predetermined thickness may be formed along an edge of the upper portion of the substrate 300.
  • the adhesive tape 440 may be formed on all edges (eg, four sides of a quadrangle) of the substrate 300, but may be formed only on a portion thereof.
  • the adhesive tape 440 may be attached to the upper surface of the substrate 300 or the lower surface of the display module 200.
  • the adhesive tape 440 may be a conductive tape to make the substrate 300 and the display module 200 at the same potential.
  • the adhesive tape 440 may be a double-sided adhesive tape.
  • the adhesive tape 440 may be formed of a material having no elasticity. In the exemplary embodiment of the present invention, when the pressure is applied to the display module 200, the display module 200 may be bent, so that the size of the touch pressure may be detected even if the adhesive tape 440 does not have deformation of the shape according to the pressure. have.
  • the pressure electrode for detecting pressure includes a first electrode 450 and a second electrode 460.
  • any one of the first electrode 450 and the second electrode 460 may be a driving electrode and the other may be a receiving electrode.
  • the driving signal may be applied to the driving electrode and the sensing signal may be obtained through the receiving electrode.
  • mutual capacitance may be generated between the first electrode 450 and the second electrode 460.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view of the pressure detection module 400 when pressure is applied by the object U.
  • the lower surface of the display module 200 may have a ground potential for noise shielding. When pressure is applied to the surface of the touch sensor panel 100 through the object U, the touch sensor panel 100 and the display module 200 may be bent.
  • the distance d between the reference potential layer having the ground potential and the pressure electrode patterns 450 and 460 may be reduced to d '.
  • the fringe capacitance is absorbed by the lower surface of the display module 200 as the distance decreases, the mutual capacitance between the first electrode 450 and the second electrode 460 may decrease. Therefore, the magnitude of the touch pressure may be calculated by obtaining a reduction amount of mutual capacitance from the sensing signal obtained through the receiving electrode.
  • the display module 200 may be bent in response to a touch applying a pressure.
  • the display module 200 may be bent to show the largest deformation in the position of the touch.
  • the position showing the greatest deformation when the display module 200 is bent may not coincide with the touch position, but the display module 200 may be at least bent at the touch position.
  • the touch position is close to the edge and the edge of the display module 200, the position where the display module 200 is bent the most may be different from the touch position, but the display module 200 is at least bent at the touch position. Can be represented.
  • the upper surface of the substrate 300 may also have a ground potential for noise shielding. Accordingly, the pressure electrodes 450 and 460 may be formed on the insulating layer in order to prevent the substrate 300 and the pressure electrodes 450 and 460 from being short circuited.
  • 6A, and 6B illustrate a method and structure for performing touch pressure detection by detecting a change in self capacitance.
  • the pressure detection module 400 for detecting the amount of change in the self capacitance uses the pressure electrode 455 formed on the lower surface of the display module 200.
  • a driving signal is applied to the pressure electrode 455
  • a signal including information on a change in magnetic capacitance is received to detect a touch pressure.
  • the driving unit 120 applies a driving signal to the pressure electrode 455, and the sensing unit 110 has a reference potential layer 300 having a reference potential with the pressure electrode 455 through the pressure electrode 455 (for example, , By measuring the capacitance between the substrate) it can be detected whether the touch pressure and the size.
  • the driver 120 may include a clock generator (not shown) and a buffer to generate a driving signal in the form of a pulse and apply the driving signal to the pressure electrode 455.
  • a clock generator not shown
  • a buffer to generate a driving signal in the form of a pulse and apply the driving signal to the pressure electrode 455.
  • the driving unit may be implemented through various devices, and the shape of the driving signal may be variously modified.
  • the driver 120 and the detector 110 may be implemented as an integrated circuit and may be formed on one chip.
  • the driver 120 and the detector 110 may configure a pressure detector.
  • the pressure electrode 455 may be formed to have a large surface facing between the pressure electrode 455 and the reference potential layer 300 so as to easily detect the amount of change in capacitance between the reference potential layer 300.
  • the pressure electrode 455 may be formed in a plate-shaped pattern.
  • one pressure electrode 455 is described as an example. However, by including a plurality of electrodes and configuring a plurality of channels, the touch pressure detection is performed according to multi-touch. Of course, it can be configured to enable pressure magnitude detection.
  • the sensing unit 110 detects information about the change in capacitance. By doing so, the touch pressure can be detected.
  • 6A is a cross-sectional view of the display module 200 and the pressure detection module 400 of the touch input device 1000 according to an embodiment of the present invention.
  • the pressure electrode 455 may be disposed at a predetermined distance d from the reference potential layer 300.
  • a deformable material may be disposed between the pressure electrode 455 and the reference potential layer 300 according to the pressure applied by the object U.
  • the shape-deformable material disposed between the pressure electrode 455 and the reference potential layer 300 may be air, a dielectric, an elastomer, and / or an impact absorbing material.
  • FIG. 6B illustrates a state in which pressure is applied by the object U so that the display module 200 and the pressure detection module 400 are bent downward.
  • a change in capacitance occurs. Specifically, the self capacitance value generated between the pressure electrode 455 and the reference potential layer 300 is increased.
  • the amount of change in the self capacitance is measured by the sensing unit 110, and thus, whether or not the touch pressure and its size can be determined.
  • the touch input device 1000 includes an electrode of the touch sensor panel 100 for detecting a touch position and an electrode of the pressure detection module 400 for detecting touch pressure.
  • an electrode of the touch sensor panel 100 for detecting a touch position
  • an electrode of the pressure detection module 400 for detecting touch pressure.
  • the touch position detection there is a driving electrode and a receiving electrode for detecting the amount of change in capacitance, and a touch electrode (which may be one of the driving electrode and the receiving electrode) for detecting the amount of change in capacitance. .
  • a driving electrode and a receiving electrode for sensing the mutual capacitance change
  • a pressure electrode (which may be one of the driving electrode and the receiving electrode) for detecting the amount of change in the self capacitance.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an arrangement of electrodes in the touch input device 1000 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the embodiment of FIG. 7 includes electrodes 10 and 20 for detecting a touch position and electrodes RX_p for detecting a touch pressure inside the display module 200 including the LCD panel.
  • the display module 200 includes a liquid crystal layer 250 between the first glass layer 261 and the second glass layer 262.
  • the liquid crystal layer 250 of the display module 200 may be provided with a spacer S for securing a predetermined interval, and by forming a conductive material such as ITO on the spacer S, the reference electrode ( GND).
  • the reference electrode GND formed on the spacer S may be spaced apart from the pressure electrode RX_p for detecting the touch pressure at a predetermined interval.
  • the pressure electrode RX_p may be the electrode of reference numeral 455 described with reference to FIG. 5. That is, the pressure electrode RX_p detects the amount of change in the self capacitance between the reference electrode GND and the reference electrode GND.
  • the driving unit 120 applies a driving signal to the pressure electrode RX_p, and the sensing unit 110 performs a capacitance between the pressure electrode RX_p and the reference electrode GND through the pressure electrode RX_p. By measuring the pressure and whether the touch pressure can be detected.
  • the driver 120 may include a clock generator (not shown) and a buffer to generate a driving signal in the form of a pulse and apply the driving signal to the pressure electrode RX_p.
  • a clock generator not shown
  • a buffer to generate a driving signal in the form of a pulse and apply the driving signal to the pressure electrode RX_p.
  • the driving unit may be implemented through various devices, and the shape of the driving signal may be variously modified.
  • the driver 120 and the detector 110 may be implemented as an integrated circuit and may be formed on one chip.
  • the driver 120 and the detector 110 may configure a pressure detector.
  • the pressure electrode RX_p is formed to have a large surface facing between the pressure electrode RX_p and the reference electrode GND to facilitate the detection of the capacitance change amount between the reference electrode GND formed on the spacer S. Can be.
  • the pressure electrode RX_p may be formed in a plate-shaped pattern.
  • one pressure electrode RX_p will be described as an example. Of course, it can be configured to enable pressure magnitude detection.
  • the capacitance between the pressure electrode RX_p and the reference electrode GND changes, and information about the change in capacitance is detected by the sensing unit 110. By detecting it, the touch pressure is detected.
  • the pressure electrode RX_p may be disposed in the liquid crystal layer 250 at a predetermined distance from the reference electrode GND as shown in FIG. 7.
  • the pressure electrode (RX_p) and the reference by the applied pressure come close to each other, and the separation distance between them decreases.
  • the value of the self capacitance generated between the pressure electrode RX_p and the reference electrode GND is increased.
  • the amount of change in the self capacitance is measured by the sensing unit 110, and thus, whether or not the touch pressure and its size can be determined.
  • the driving electrode 10 for detecting the touch position is formed on the second glass layer 262 in the liquid crystal layer 250, and the receiving electrode 20 is formed on the first glass layer 261.
  • the description thereof will be omitted.
  • the second glass layer 262 may be formed of various layers including a data line, a gate line, a TFT, a common electrode, a pixel electrode, and the like. . These electrical components can operate to produce a controlled electric field to orient the liquid crystals located in the liquid crystal layer 250.
  • the driving electrode 10 and the pressure electrode RX_p may use a common electrode included in the second glass layer 262.
  • FIG. 8A is a diagram schematically illustrating an arrangement structure of each electrode according to the exemplary embodiment of FIG. 7.
  • the driving electrode 10 of the liquid crystal layer 250 formed on the second glass layer 262 and the receiving electrode 20 formed on the first glass layer 261 are used to detect the touch position. ) Is provided.
  • the pressure electrode RX_p for detecting the touch pressure may be formed on the same layer as the layer on which the driving electrode 10 is formed, that is, on the second glass layer 262 side in the liquid crystal layer 250. As shown in FIG. 8A, the pressure electrode RX_p may be positioned between the plurality of driving electrodes 10. That is, the pressure electrode RX_p and the driving electrode 10 may be formed alternately in the same layer.
  • FIG. 8B is a cross-sectional view of the touch input device according to the present invention in which the driving electrode 10 and the receiving electrode 20 are formed on the same layer of the display module 200. Since the touch position detection in this structure has been described with reference to FIG. 1C, the description thereof will be omitted.
  • the pressure electrode RX_p may also be formed on the same layer (eg, the second glass layer 262) on which the driving electrode 10 and the receiving electrode 20 are formed.
  • a capacitance C having a predetermined value is generated at each intersection of the driving electrode 10 and the receiving electrode 20, and an object U such as a finger, a palm, or a stylus is close to each other.
  • the value of the capacitance is changed, and the touch position can be detected based on the amount of change.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an arrangement of electrodes in the touch input device according to another embodiment of the present invention.
  • the reference electrode GND may be formed on the spacer S, and the touch pressure detection may be performed by detecting an amount of change in the magnetic capacitance according to a change in distance from the pressure electrode RX_p formed to be spaced apart from the reference electrode GND. This is done.
  • the touch electrode 30 for detecting the touch position may be formed on the second glass layer 262 in the liquid crystal layer 250.
  • the driving control signal generated by the controller 130 is transmitted to the driving unit 120, and the driving unit 120 applies the driving signal to the preset touch electrode 30 at a predetermined time based on the driving control signal.
  • the sensing control signal generated by the controller 130 is transmitted to the sensing unit 110, and the sensing unit 110 receives the sensing signal from the preset touch electrode 30 at a predetermined time based on the sensing control signal. Receive input. In this case, whether or not the touch sensor panel 100 is touched and / or the touch position is detected by the sensing signal detected by the sensing unit 110. For example, since the coordinates of the touch electrode 30 are known in advance, it is possible to detect whether the object U is touched and / or its position.
  • FIGS. 10A and 10B are diagrams schematically illustrating an arrangement structure of each electrode according to the exemplary embodiment of FIG. 9. That is, a rectangular touch electrode 30 for detecting the touch position using the amount of change in the self capacitance is provided for each intersection of the grid shape at predetermined intervals.
  • a rectangular touch electrode 30 for detecting the touch position using the amount of change in the self capacitance is provided for each intersection of the grid shape at predetermined intervals.
  • this is only an example, and the shape or arrangement of the touch electrode 30 may vary.
  • the pressure electrode RX_p may be formed on the second glass layer 262 in the liquid crystal layer 250, like the touch electrode 30, and may be appropriately disposed in a space between the plurality of touch electrodes 30. Can be.
  • the pressure electrode RX_p may be formed in a cross shape (+) in the spaced spaces of the plurality of touch electrodes 30, or as shown in FIG. 10B, in the vertical space or the horizontal space of the spaced spaces.
  • the pressure electrode RX_p may be formed only in the line.
  • the plurality of touch electrodes 30 illustrated in FIG. 10A may be used for pressure sensing like the pressure electrode RX_p. That is, the touch electrode 30 may function not only as a touch position but also as a pressure sensing electrode. As such, when the touch electrode 30 is used as a pressure sensing electrode, a larger number of pressure sensing electrodes are formed, thereby improving reliability and increasing sensitivity. In addition, since the number of pressure electrodes RX_p can be reduced, cost reduction is also helped.
  • the plurality of touch electrodes 30 may include a reference electrode at a lower portion thereof, and thus the touch pressure may be detected based on an amount of change in magnetic capacitance according to a change in distance between the touch electrode 30 and the reference electrode.
  • the pressure electrode RX_p is formed on the side of the second glass layer 262 and formed on the spacer S.
  • the formed reference electrode GND has been described as being formed on the first glass layer 261 side, in another embodiment, the reference electrode GND may be disposed in the opposite arrangement.
  • the pressure electrode RX_p is the first glass layer in the liquid crystal layer 250. It may be formed on the side of 261.
  • the position of the drive electrode 10 and the receiving electrode 20 may be mutually changed.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a touch input device according to an embodiment of the present invention, in which a pressure electrode is formed in a display module 200 including an OLED panel.
  • the OLED includes an organic layer 280 between the first glass layer 281 and the second glass layer 283, as shown in FIG. 11.
  • the pressure electrode RX_p for detecting the touch pressure by the self capacitance method may be formed in the second glass layer 283.
  • the pressure electrode RX_p may use a light shield (LS) for blocking light inflow, a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, a pixel electrode, or the like.
  • LS light shield
  • a separate metal may be deposited to be used for pressure detection. It may be.
  • the separate structure which consists of metal materials is provided and can also be used for pressure detection.
  • the driving electrode and the receiving electrode for detecting the touch position are not illustrated in FIG. 11, they may be arranged in the form as shown in FIGS. 3D and 3E.
  • the present invention is not limited thereto, and a person skilled in the art may change the arrangement of the driving electrode and the receiving electrode in various ways as necessary.

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Abstract

본 발명에 따른 터치 입력 장치는, 터치 위치 및 터치 압력을 검출하는 터치 입력 장치로서, 유리 또는 플라스틱으로 구성된 제1층 및 상기 제1층 하부에 배치되고 유리 또는 플라스틱으로 구성된 제2층 을 포함하는 디스플레이 모듈; 상기 디스플레이 모듈 내부에 형성되고 터치 위치와 터치 압력을 검출하기 위한 복수의 터치 전극; 및 상기 터치 전극과 이격되어 배치되는 기준전극;을 포함하고, 상기 터치 전극에 구동신호가 인가되고, 상기 터치 전극으로부터 수신된 감지신호에 의하여 터치 위치를 검출하고, 상기 터치 전극으로부터 상기 터치 전극과 상기 기준전극 사이의 정전용량에 따라 변화하는 전기적 신호가 검출되고, 상기 정전용량은 상기 터치 전극과 상기 기준전극과의 거리 변화에 따라 변하고, 상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 상기 터치 전극과 상기 기준전극 사이의 거리가 변하고, 상기 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출할 수 있게 된다.

Description

디스플레이 모듈을 포함하는 터치 압력 검출 가능한 터치 입력 장치
본 발명은 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 압력 검출 가능한 터치 입력 장치에 관한 것으로, 정전용량 변화량을 이용하여 터치 위치와 터치 압력을 검출할 수 있는 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 압력 검출 가능한 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 스크린상의 터치 및 터치 위치를 인식하고 이러한 터치를 해석함으로써 이에 따라 연산을 수행할 수 있다.
이때, 디스플레이 모듈의 성능을 저하시키지 않으면서 터치 스크린상의 터치에 따른 터치 위치뿐 아니라 터치의 압력 크기를 검출할 수 있는 터치 입력 장치에 대한 필요성이 야기되고 있다.
본 발명의 목적은 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 압력 검출 가능한 터치 입력 장치를 제공함에 있다. 또한, 본 발명의 목적은 더욱 얇은 두께를 가지면서, 제조비용까지 줄일 수 있는, 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 압력 검출 가능한 터치 입력 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 디스플레이 모듈의 시인성(visibility) 및 빛 투과율을 저하시키지 않으면서 터치 압력 검출이 가능한, 디스플레이 모듈을 포함하는 터치 입력 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 입력 장치는, 터치 위치 및 터치 압력을 검출하는 터치 입력 장치로서, 유리 또는 플라스틱으로 구성된 제1층 및 상기 제1층 하부에 배치되고 유리 또는 플라스틱으로 구성된 제2층을 포함하는 디스플레이 모듈; 상기 디스플레이 모듈 내부에 형성되고 터치 위치와 터치 압력을 검출하기 위한 복수의 터치 전극; 및 상기 터치 전극과 이격되어 배치되는 기준전극;을 포함하고, 상기 터치 전극에 구동신호가 인가되고, 상기 터치 전극으로부터 수신된 감지신호에 의하여 터치 위치를 검출하고, 상기 터치 전극으로부터 상기 터치 전극과 상기 기준전극 사이의 정전용량에 따라 변화하는 전기적 신호가 검출되고, 상기 정전용량은 상기 터치 전극과 상기 기준전극과의 거리 변화에 따라 변하고, 상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 상기 터치 전극과 상기 기준전극 사이의 거리가 변하고, 상기 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 입력 장치는, 터치 위치 및 터치 압력을 검출하는 터치 입력 장치로서, 유리 또는 플라스틱으로 구성된 제1층 및 상기 제1층 하부에 배치되고 유리 또는 플라스틱으로 구성된 제2층을 포함하는 디스플레이 모듈; 상기 디스플레이 모듈 내부에 형성되고 터치 위치와 터치 압력을 검출하기 위한 복수의 터치 전극; 및 상기 터치 전극과 이격되어 배치되는 기준전극;을 포함하고, 상기 터치 전극에 구동신호가 인가되고, 상기 터치 전극으로부터 수신된 감지신호에 의하여 터치 위치를 검출하고, 상기 복수의 터치 전극은 제1전극 및 제2전극을 포함하고, 상기 제1전극 또는 상기 제2전극으로부터 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전용량에 따라 변화하는 전기적 신호가 검출되고, 상기 정전용량은 상기 터치 전극과 상기 기준전극과의 거리 변화에 따라 변하고, 상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 상기 터치 전극과 상기 기준전극 사이의 거리가 변하고, 상기 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출한다.
여기서, 상기 터치 입력 장치는, 상기 디스플레이 모듈 하부에 배치되는 기판; 및 상기 터치 전극과 상기 기준전극 사이에 배치되는 스페이서층; 을 더 포함하고, 상기 스페이서층을 유지하기 위해 상기 기판 상부의 테두리를 따라 소정 두께를 갖는 스페이서층 유지부재가 형성되고, 상기 디스플레이 모듈에 압력이 인가되어 상기 디스플레이 모듈이 휘어질 때, 상기 스페이서층 유지부재의 형체의 변형이 없고, 상기 기준전극은 상기 기판일 수 있다.
여기서, 상기 제1층과 상기 제2층 사이에 액정층이 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제1층과 상기 제2층 사이에 유기물층이 배치될 수 있다.
여기서, 상기 터치 전극이 상기 제1층 상면에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 터치 전극이 상기 제1층 하면 또는 상기 제2층 상면에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 터치 전극이 상기 디스플레이 모듈에 포함된 공통전극일 수 있다.
여기서, 상기 기준전극은 상기 디스플레이 모듈 내부에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 터치 전극은 복수의 채널을 구성할 수 있다.
여기서, 상기 터치 입력 장치는 상기 복수의 채널을 이용하여 다중 터치에 대한 다중 압력을 검출할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 입력 장치는, 터치 위치 및 터치 압력을 검출하는 터치 입력 장치로서, 유리 또는 플라스틱으로 구성된 제1층 및 상기 제1층 하부에 배치되고 유리 또는 플라스틱으로 구성된 제2층을 포함하는 디스플레이 모듈; 상기 디스플레이 모듈 내부에 형성되고, 터치 위치와 터치 압력을 검출하기 위한 제1전극 및 터치 위치를 검출하기 위한 제2전극; 및 상기 제1전극과 이격되어 배치되는 기준전극;을 포함하고, 상기 제1전극에 구동신호가 인가되고, 상기 제2전극으로부터 수신된 감지신호에 의하여 터치 위치를 검출하고, 상기 제1전극으로부터 상기 제1전극과 상기 기준전극 사이의 정전용량에 따라 변화하는 전기적 신호가 검출되고, 상기 정전용량은 상기 제1전극과 상기 기준전극과의 거리 변화에 따라 변하고, 상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 상기 제1전극과 상기 기준전극 사이의 거리가 변하고, 상기 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출한다.
여기서, 상기 터치 입력 장치는, 상기 디스플레이 모듈 하부에 배치되는 기판; 및 상기 제1전극과 상기 기준전극 사이에 배치되는 스페이서층; 을 더 포함하고, 상기 스페이서층을 유지하기 위해 상기 기판 상부의 테두리를 따라 소정 두께를 갖는 스페이서층 유지부재가 형성되고, 상기 디스플레이 모듈에 압력이 인가되어 상기 디스플레이 모듈이 휘어질 때, 상기 스페이서층 유지부재의 형체의 변형이 없고, 상기 기준전극은 상기 기판일 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 입력 장치는, 터치 위치 및 터치 압력을 검출하는 터치 입력 장치로서, 유리 또는 플라스틱으로 구성된 제1층 및 상기 제1층 하부에 배치되고 유리 또는 플라스틱으로 구성된 제2층을 포함하는 디스플레이 모듈; 상기 디스플레이 모듈 내부에 형성되고, 터치 위치를 검출하기 위한 제1전극 및 터치 위치와 터치 압력을 검출하기 위한 제2전극; 및 상기 제2전극과 이격되어 배치되는 기준전극;을 포함하고, 상기 제1전극에 구동신호가 인가되고, 상기 제2전극으로부터 수신된 감지신호에 의하여 터치 위치를 검출하고, 상기 제2전극으로부터 상기 제2전극과 상기 기준전극 사이의 정전용량에 따라 변화하는 전기적 신호가 검출되고, 상기 정전용량은 상기 제2전극과 상기 기준전극과의 거리 변화에 따라 변하고, 상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 상기 제2전극과 상기 기준전극 사이의 거리가 변하고, 상기 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출한다.
여기서, 상기 터치 입력 장치는, 상기 디스플레이 모듈 하부에 배치되는 기판; 및 상기 제2전극과 상기 기준전극 사이에 배치되는 스페이서층; 을 더 포함하고, 상기 스페이서층을 유지하기 위해 상기 기판 상부의 테두리를 따라 소정 두께를 갖는 스페이서층 유지부재가 형성되고, 상기 디스플레이 모듈에 압력이 인가되어 상기 디스플레이 모듈이 휘어질 때, 상기 스페이서층 유지부재의 형체의 변형이 없고, 상기 기준전극은 상기 기판일 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 입력 장치는, 터치 위치 및 터치 압력을 검출하는 터치 입력 장치로서, 유리 또는 플라스틱으로 구성된 제1층 및 상기 제1층 하부에 배치되고 유리 또는 플라스틱으로 구성된 제2층을 포함하는 디스플레이 모듈; 상기 디스플레이 모듈 내부에 형성되고, 터치 위치와 터치 압력을 검출하기 위한 제1전극 및 터치 위치와 터치 압력을 검출하기 위한 제2전극; 및 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격되어 배치되는 기준전극;을 포함하고, 상기 제1전극에 구동신호가 인가되고, 상기 제2전극으로부터 수신된 감지신호에 의하여 터치 위치를 검출하고, 상기 제1전극 또는 상기 제2전극으로부터 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전용량에 따라 변화하는 전기적 신호가 검출되고, 상기 정전용량은 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 상기 기준전극과의 거리 변화에 따라 변하고, 상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 상기 기준전극 사이의 거리가 변하고, 상기 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출한다.
여기서, 상기 터치 입력 장치는, 상기 디스플레이 모듈 하부에 배치되는 기판; 및 상기 제1전극 및 제2전극과 상기 기준전극 사이에 배치되는 스페이서층; 을 더 포함하고, 상기 스페이서층을 유지하기 위해 상기 기판 상부의 테두리를 따라 소정 두께를 갖는 스페이서층 유지부재가 형성되고, 상기 디스플레이 모듈에 압력이 인가되어 상기 디스플레이 모듈이 휘어질 때, 상기 스페이서층 유지부재의 형체의 변형이 없고, 상기 기준전극은 상기 기판일 수 있다.
여기서, 상기 제1층과 상기 제2층 사이에 액정층이 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제1층과 상기 제2층 사이에 유기물층이 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제1전극 및 상기 제2전극이 상기 제1층 상면에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제1전극 및 상기 제2전극이 상기 제1층 하면 또는 상기 제2층 상면에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제1전극 또는 상기 제2전극이 상기 디스플레이 모듈에 포함된 공통전극일 수 있다.
여기서, 상기 제1전극이 상기 제1층 상면에 형성되고, 상기 제2전극이 상기 제1층 하면 또는 상기 제2층 상면에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제2전극이 상기 디스플레이 모듈에 포함된 공통전극일 수 있다.
여기서, 상기 제2전극이 상기 제1층 상면에 형성되고, 상기 제1전극이 상기 제1층 하면 또는 상기 제2층 상면에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제1전극이 상기 디스플레이 모듈에 포함된 공통전극일 수 있다.
여기서, 상기 기준전극은 상기 디스플레이 모듈 내부에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제1전극 및 제2전극 중 적어도 어느 하나는 복수의 채널을 구성할 수 있다.
여기서, 상기 터치 입력 장치는 상기 복수의 채널을 이용하여 다중 터치에 대한 다중 압력을 검출할 수 있다.
상기 구성에 따른 터치 압력 검출이 가능한 디스플레이 모듈, 터치 입력 장치 및 이를 이용한 터치 압력 검출 방법에 의하면, 더욱 얇은 두께를 가지면서, 제조비용까지 줄일 수 있게 되고, 디스플레이 모듈의 시인성(visibility) 및 빛 투과율을 저하시키지 않고, 터치 위치와 터치 압력을 검출할 수 있게 된다. 또한, 터치 위치와 터치 압력을 동시에 검출할 수 있게 된다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 센서 패널(100) 및 이의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1b 및 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 복수의 구동 전극과 복수의 수신 전극의 다양한 배치구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 센서 패널(100) 및 이의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 디스플레이 모듈에 대한 터치 센서 패널의 상대적인 위치를 예시하는 개념도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에서, 상호 정전용량(mutual capacitance) 변화량에 기초하여 터치 압력을 검출하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에서, 자기 정전용량(self capacitance) 변화량에 기초하여 터치 압력을 검출하기 위한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6a 및 6b는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에서, 자기 정전용량(self capacitance) 변화량에 기초하여 터치 압력을 검출하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치에 있어서, 각 전극의 배치를 나타내는 단면도이다.
도 8a는 도 7의 실시예에 따른, 각 전극의 배치 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8b는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에 있어서, 구동 전극과 수신 전극이 디스플레이 모듈 내의 동일한 층에 형성된 구조를 갖는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치에 있어서, 각 전극의 배치를 나타내는 단면도이다.
도 10a 및 10b는 도 9의 실시예에 따른, 각 전극의 배치 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치에 있어서, 압력 전극이 OLED 패널을 포함하는 디스플레이 모듈 내에 형성된 구조를 가지는 단면도이다.
본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명을 상세히 설명한다. 첨부 도면에 도시된 특정 실시예에 대하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시하기에 충분하도록 상세히 설명된다. 특정 실시예 이외의 다른 실시예는 서로 상이하지만 상호배타적일 필요는 없다. 아울러, 후술의 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아님을 이해해야 한다.
첨부 도면에 도시된 특정 실시예에 대한 상세한 설명은, 그에 수반하는 도면들과 연관하여 읽히게 되며, 도면은 전체 발명의 설명에 대한 일부로 간주된다. 방향이나 지향성에 대한 언급은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 어떠한 방식으로도 본 발명의 권리범위를 제한하는 의도를 갖지 않는다.
구체적으로, "아래, 위, 수평, 수직, 상측, 하측, 상향, 하향, 상부, 하부" 등의 위치를 나타내는 용어나, 이들의 파생어(예를 들어, "수평으로, 아래쪽으로, 위쪽으로" 등)는, 설명되고 있는 도면과 관련 설명을 모두 참조하여 이해되어야 한다. 특히, 이러한 상대어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 장치가 특정 방향으로 구성되거나 동작해야 함을 요구하지는 않는다.
또한, "장착된, 부착된, 연결된, 이어진, 상호 연결된" 등의 구성 간의 상호 결합 관계를 나타내는 용어는, 별도의 언급이 없는 한, 개별 구성들이 직접적 혹은 간접적으로 부착 혹은 연결되거나 고정된 상태를 의미할 수 있고, 이는 이동 가능하게 부착, 연결, 고정된 상태뿐만 아니라, 이동 불가능한 상태까지 아우르는 용어로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 터치 입력 장치는, 스마트폰, 스마트워치, 태블릿 PC, 노트북, PDA(personal digital assistants), MP3 플레이어, 카메라, 캠코더, 전자사전 등과 같은 휴대 가능한 전자제품을 비롯해, 가정용 PC, TV, DVD, 냉장고, 에어컨, 전자레인지 등의 가정용 전자제품에 이용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 디스플레이 모듈을 포함하는 압력 검출 가능한 터치 입력 장치는, 산업용 제어장치, 의료장치 등 디스플레이와 입력을 위한 장치를 필요로 하는 모든 제품에 제한 없이 이용될 수 있다.
이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치를 설명한다. 이하에서는 정전용량 방식의 터치 센서 패널(100) 및 압력 검출 모듈(400)을 예시하나 임의의 방식으로 터치 위치 및/또는 터치 압력을 검출할 수 있는 터치 센서 패널(100) 및 압력 검출 모듈(400)이 적용될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 센서 패널(100) 및 이의 동작을 설명하기 위한 개략도이다. 도 1a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널(100)은 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn) 및 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)을 포함하며, 상기 터치 센서 패널(100)의 동작을 위해 상기 복수의 구동 전극(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 1a에 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 1a에서는 터치 센서 패널(100)의 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)이 직교 어레이를 구성하는 것으로 도시되어 있다.
도 1b 및 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 복수의 구동 전극과 복수의 수신 전극의 다양한 배치구성을 나타낸다. 도 1b는 이격된 층에 배치된 구동 전극(10)과 수신 전극(20)이 직교 어레이를 구성하는 실시예이다. 즉, 수신 전극(20)은 구동 전극(10)이 연장된 방향과 교차하는 방향으로 연장될 수 있다. 도 1c는 동일층에 배치된 구동 전극(10)과 수신 전극(20)의 배치를 나타낸다. 이때에는, 수신 전극(20)이 구동 전극(10)이 연장된 방향과 평행한 방향으로 연장될 수 있다.
다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복수의 구동 전극(10)과 복수의 수신 전극(20)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.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)은 각각 서로 교차하도록 배열될 수 있다. 구동 전극(TX)은 제1축 방향으로 연장된 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)을 포함하고, 수신 전극(RX)은 제1축 방향과 교차하는 제2축 방향으로 연장된 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널(100)에서 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)은 서로 동일한 층에 형성될 수 있다. 예컨대, 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)은 절연막(미도시)의 동일한 면에 형성될 수 있다. 또한, 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)은 서로 다른 층에 형성될 수 있다. 예컨대, 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)은 하나의 절연막(미도시)의 양면에 각각 형성될 수도 있고, 또는 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)은 제1절연막(미도시)의 일면에 그리고 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)은 상기 제1절연막과 다른 제2절연막(미도시)의 일면상에 형성될 수 있다.
복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극 (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 구동 전극(TX) 및 수신 전극(RX)은 다른 투명 전도성 물질 또는 불투명 전도성 물질로 형성될 수도 있다. 예컨대, 구동 전극(TX) 및 수신 전극(RX)은 은잉크(silver ink), 구리(copper) 또는 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nanotube) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 구동 전극(TX) 및 수신 전극(RX)은 메탈 메쉬(metal mech)로 구현되거나 은나노(nano silver) 물질로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 구동부(120)는 구동신호를 구동 전극(TX1 내지 TXn)에 인가할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 구동신호는 제1구동 전극(TX1)부터 제n구동 전극(TXn)까지 순차적으로 한번에 하나의 구동 전극에 대해서 인가될 수 있다. 이러한 구동신호의 인가는 재차 반복적으로 이루어질 수 있다. 이는 단지 예시일 뿐이며, 실시예에 따라 다수의 구동 전극에 구동신호가 동시에 인가될 수도 있다.
감지부(110)는 수신 전극(RX1 내지 RXm)을 통해 구동신호가 인가된 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 수신 전극(RX1 내지 RXm) 사이에 생성된 정전용량(Cm: 101)에 관한 정보를 포함하는 감지신호를 수신함으로써 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있다. 예컨대, 감지신호는 구동 전극(TX)에 인가된 구동신호가 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이에 생성된 정전용량(CM: 101)에 의해 커플링된 신호일 수 있다. 이와 같이, 제1구동 전극(TX1)부터 제n구동 전극(TXn)까지 인가된 구동신호를 수신 전극(RX1 내지 RXm)을 통해 감지하는 과정은 터치 센서 패널(100)을 스캔(scan)한다고 지칭할 수 있다.
예를 들어, 감지부(110)는 각각의 수신 전극(RX1 내지 RXm)과 스위치를 통해 연결된 수신기(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 스위치는 해당 수신 전극(RX)의 신호를 감지하는 시간구간에 온(on)되어서 수신 전극(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 수신 전극(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 구동 전극(TX)에 인가되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 감지제어신호를 생성한 후 감지부(110)에 전달하여 감지부(110)가 소정 시간에 미리 설정된 수신 전극(RX)으로부터 감지신호를 입력받아 미리 설정된 기능을 수행하도록 할 수 있다.
도 1a에서 구동부(120) 및 감지부(110)는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 검출 장치(미표시)를 구성할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 장치는 제어부(130)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 검출 장치는 터치 센서 패널(100)을 포함하는 터치 입력 장치(1000)에서 터치 센싱 회로인 터치 센싱 IC(touch sensing Integrated Circuit) 상에 집적되어 구현될 수 있다. 터치 센서 패널(100)에 포함된 구동 전극(TX) 및 수신 전극(RX)은 예컨대 전도성 트레이스(conductive trace) 및/또는 회로 기판상에 인쇄된 전도성 패턴(conductive pattern)등을 통해서 터치 센싱 IC(미도시)에 포함된 구동부(120) 및 감지부(110)에 연결될 수 있다. 터치 센싱 IC는 전도성 패턴이 인쇄된 회로 기판, 예컨대 제1인쇄 회로 기판(이하에서, 제1PCB로 지칭) 상에 위치할 수 있다. 실시예에 따라 터치 센싱 IC(미도시)는 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 메인보드 상에 실장되어 있을 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX)의 교차 지점마다 소정 값의 정전용량(C)이 생성되며, 손가락, 손바닥 혹은 스타일러스(stylus) 등과 같은 객체(U)가 터치 센서 패널(100)에 근접하는 경우 이러한 정전용량의 값이 변경될 수 있다. 도 1a에서 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 구동 전극(TX)을 검출함으로써 터치의 제2축 방향의 위치를 검출할 수 있다. 이와 마찬가지로, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치시 수신 전극(RX)을 통해 수신된 수신신호로부터 정전용량 변화를 검출함으로써 터치의 제1축 방향의 위치를 검출할 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 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(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 디스플레이하도록 하는 제어회로를 포함할 수 있다. 이러한 제어회로는 제2인쇄 회로 기판(이하 '제2PCB'로 지칭)에 실장될 수 있다. 이때, 디스플레이 모듈(200)의 작동을 위한 제어회로는 디스플레이 패널 제어 IC, 그래픽 제어 IC(graphic controller IC) 및 기타 디스플레이 모듈(200) 작동에 필요한 회로를 포함할 수 있다.
위에서는 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이의 상호 정전용량 변화량에 기초하여, 터치 위치를 감지하는 터치 센서 패널(100)의 동작 방식에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 도 2와 같이, 자기 정전용량(self capacitance)의 변화량에 기초하여 터치 위치를 감지하는 것도 가능하다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전용량 방식의 터치 센서 패널(100) 및 이의 동작을 설명하기 위한 개략도이다. 도 2에 도시된 터치 센서 패널(100)에는 복수의 터치 전극(30)이 구비된다. 복수의 터치 전극(30)은 도 2에 도시된 바와 같이, 일정한 간격을 두고 격자 모양으로 배치될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
제어부(130)에 의해 생성된 구동제어신호는 구동부(120)에 전달되고, 구동부(120)는 구동제어신호에 기초하여, 소정 시간에 미리 설정된 터치 전극(30)에 구동신호를 인가한다. 또한, 제어부(130)에 의해 생성된 감지제어신호는 감지부(110)에 전달되고, 감지부(110)는 감지제어신호에 기초하여, 소정 시간에 미리 설정된 터치 전극(30)으로부터 감지신호를 입력받는다. 이때, 감지신호는 터치 전극(30)에 형성된 자기 정전용량 변화량에 대한 신호일 수 있다.
이때, 감지부(110)가 감지한 감지신호에 의하여, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치가 검출된다. 예컨대, 터치 전극(30)의 좌표를 미리 알고 있기 때문에, 터치 센서 패널(100)의 표면에 대한 객체(U)의 터치의 여부 및/또는 그 위치를 감지할 수 있게 된다.
이상에서 상호 정전용량 변화량 및 자기 정전용량 변화량에 기초하여 터치 위치를 검출하는 터치 센서 패널(100)에 대해 상세하게 설명되었으나, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 여부 및 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)은 전술한 방법들 이외의 표면 정전용량 방식, 프로젝티드(projected) 정전용량 방식, 저항막 방식, 표면 탄성파 방식(SAW: surface acoustic wave), 적외선(infrared) 방식, 광학적 이미징 방식(optical imaging), 분산 신호 방식(dispersive signal technology) 및 음성 펄스 인식(acoustic pulse recognition) 방식 등 임의의 터치 센싱 방식을 이용하여 구현될 수 있다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 디스플레이 모듈에 대한 터치 센서 패널의 상대적인 위치를 예시하는 개념도이다.
먼저, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여, LCD 패널을 이용하는 디스플레이 모듈(200)에 대한 터치 센서 패널(100)의 상대적인 위치를 설명하기로 한다.
본원 명세서에서 도면부호 200은 디스플레이 모듈을 지칭하나, 도 3a 내지 도 3e 및 이에 대한 설명에서 도면부호 200은 디스플레이 모듈뿐 아니라 디스플레이 패널을 지칭할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, LCD 패널은 액정 셀(liquid crystal cell)을 포함하는 액정층(250), 액정층(250)의 양단에 전극을 포함하는 제1글라스층(261)과 제2글라스층(262), 그리고 상기 액정층(250)과 대향하는 방향으로서 상기 제1글라스층(261)의 일면에 제1편광층(271) 및 상기 제2글라스층(262)의 일면에 제2편광층(272)을 포함할 수 있다. 이때, 제1글라스층(261)은 컬러필터 글라스(color filter glass)일 수 있고, 제2글라스층(262)은 TFT 글라스(TFT glass)일 수 있다.
당해 기술분야의 당업자에게는, LCD 패널이 디스플레이 기능을 수행하기 위해 다른 구성을 더 포함할 수 있으며 변형이 가능함이 자명할 것이다.
도 3a는, 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 3a에서 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 3a에서 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 3b 및 3c는, 터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서 패널(100)이 디스플레이 모듈(200)의 내부에 배치된 것을 도시한다. 이때, 도 3b에서는 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 3b에서 상부면 또는 하부면이 될 수 있다. 도 2c에서는 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)이 액정층(250)에 포함되어 구현되는 경우를 예시한다. 이때, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 디스플레이 모듈(200)의 외면으로서 도 3c에서 상부면 또는 하부면이 될 수 있다. 도 3b 및 도 3c에서, 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.
다음으로, 도 3d 및 도 3e를 참조하면서, OLED 패널을 이용하는 디스플레이 모듈(200)에 대한 터치 센서 패널(100)의 상대적인 위치를 설명하기로 한다. 도 3d는, 터치 센서 패널(100)은 편광층(282)과 제1글라스층(281) 사이에 위치하고, 도 3e는 터치 센서 패널(100)이 유기물층(280)과 제2글라스층(283) 사이에 위치한다.
여기서, 제1글라스층(281)은 인캡슐레이션 글라스(Encapsulation glass)로 이루어질 수 있고, 제2글라스층(283)은 TFT 글라스(TFT glass)로 이루어질 수 있다. 터치 센싱에 대해서는 위에서 상술했기 때문에, 그 외의 구성에 대해서만 간략한 설명을 이루기로 한다.
OLED 패널은 형광 또는 인광 유기물 박막에 전류를 흘리면 전자와 정공이 유기물층에서 결합하면서 빛이 발생하는 원리를 이용한 자체 발광형 디스플레이 패널로서, 발광층을 구성하는 유기물질이 빛의 색깔을 결정한다.
구체적으로, OLED는 유리나 플라스틱 위에 유기물을 도포해 전기를 흘리면, 유기물이 광을 발산하는 원리를 이용한다. 즉, 유기물의 양극과 음극에 각각 정공과 전자를 주입하여 발광층에 재결합시키면 에너지가 높은 상태인 여기자(excitation)를 형성하고, 여기자가 에너지가 낮은 상태로 떨어지면서 에너지가 방출되면서 특정한 파장의 빛이 생성되는 원리를 이용하는 것이다. 이때, 발광층의 유기물에 따라 빛의 색깔이 달라진다.
OLED는 픽셀 매트릭스를 구성하고 있는 픽셀의 동작특성에 따라 라인 구동 방식의 PM-OLED(Passive-matrix Organic Light-Emitting Diode)와 개별 구동 방식의 AM-OLED(Active-matrix Organic Light-Emitting Diode)가 존재한다. 양자 모두 백라이트를 필요로 하지 않기 때문에 디스플레이 모듈을 매우 얇게 구현할 수 있고, 각도에 따라 명암비가 일정하고, 온도에 따른 색 재현성이 좋다는 장점을 갖는다. 또한, 미구동 픽셀은 전력을 소모하지 않는다는 점에서 매우 경제적이다.
동작 면에서 PM-OLED는 높은 전류로 스캐닝시간(scanning time) 동안만 발광을 하고, AM-OLED는 낮은 전류로 프레임 시간(frame time)동안 계속 발광 상태를 유지한다. 따라서, AM-OLED는 PM-OLED에 비해서 해상도가 좋고, 대면적 디스플레이 패널 구동이 유리하며, 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 또한, 박막 트랜지스터(TFT)를 내장하여 각 소자를 개별적으로 제어할 수 있기 때문에 정교한 화면을 구현하기 쉽다.
도 3d 및 도 3e에 도시된 바와 같이, 기본적으로 OLED(특히, AM-OLED) 패널은 편광층(282), 제1글라스층(281), 유기물층(280) 및 제2글라스층(283)을 포함한다. 여기서, 제1글라스층(281)은 인캡슐레이션 글라스이고, 제2글라스층(283)은 TFT 글라스일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
또한, 유기물층(280)은 HIL(Hole Injection Layer, 정공주입층), HTL(Hole Transfer Layer, 정공수송층), EIL(Emission Material Layer, 전자주입층), ETL(Electron Transfer Layer, 전자수송층), EML(Electron Injection Layer, 발광층)을 포함할 수 있다.
각 층에 대해 간략히 설명하면, HIL은 정공을 주입시키며, CuPc 등의 물질을 이용한다. HTL은 주입된 정공을 이동시키는 기능을 하고, 주로, 정공의 이동성(hole mobility)이 좋은 물질을 이용한다. HTL은 아릴라민(arylamine), TPD 등이 이용될 수 있다. EIL과 ETL은 전자의 주입과 수송을 위한 층이며, 주입된 전자와 정공은 EML에서 결합되어 발광한다. EML은 발광되는 색을 표현하는 소재로서, 유기물의 수명을 결정하는 호스트(host)와 색감과 효율을 결정하는 불순물(dopant)로 구성된다. 이는, OLED 패널에 포함되는 유기물층(280)의 기본적인 구성을 설명한 것일 뿐, 본 발명은 유기물층(280)의 층구조나 소재 등에 한정되지 않는다.
유기물층(280)은 애노드(Anode)(미도시)와 캐소드(Cathode)(미도시) 사이에 삽입되며, TFT가 온(On) 상태가 되면, 구동 전류가 애노드에 인가되어 정공이 주입되고 캐소드에는 전자가 주입되어, 유기물층(280)으로 정공과 전자가 이동하여 빛을 발산한다.
위에서는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 패널(100)에 의한 터치 위치 검출에 대해 설명했지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서 패널(100)을 이용하여 터치의 여부 및/또는 위치와 함께 터치의 압력의 크기를 검출할 수도 있다. 또한, 터치 센서 패널(100)과 별개로 터치 압력을 검출하는 압력 검출 모듈을 더 포함하여 터치의 압력 크기를 검출하는 것도 가능하다. 이하에서는 압력 검출 모듈을 이용한 터치 압력 검출에 대해 상세한 설명을 이어가기로 한다.
본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)는 상술한 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.
이하에서는, 본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)의 압력 검출 모듈(400)에 의한 터치 압력 검출과 그 구조에 대해 설명하기로 한다.
도 4a 및 도 4b는 상호 정전용량(mutual capacitance) 변화량을 검출하여 터치 압력 검출을 수행하는 방식과 구조를 도시한다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 압력 검출 모듈(400)은 예컨대 에어갭(air-gap)으로 이루어진 스페이서층(420)을 포함하지만, 다른 실시예에서는 스페이서층(420)이 충격흡수물질로 이루어지거나 유전물질(dielectric material)로 채워질 수 있다.
압력 검출 모듈(400)은 스페이서층(420) 내에 위치하는 압력 전극(450,460)을 포함할 수 있다. 여기서, 압력 전극(450,460)은 다양한 방식으로 디스플레이 모듈(200)의 하부에 형성될 수 있다. 이와 관련해서는, 아래에서 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 압력 전극(450,460)은 디스플레이 패널의 후면에 포함되므로, 투명 물질과 불투명 물질 어느 것을 이용해도 무방하다.
스페이서층(420)을 유지하기 위해, 기판(300) 상부의 테두리를 따라 소정 두께를 갖는 접착 테이프(440)가 형성될 수 있다. 접착 테이프(440)는 기판(300)의 모든 테두리(예컨대, 사각형의 4개의 변)에 형성될 수 있지만, 그 일부에만 형성될 수도 있다. 예를 들어, 접착 테이프(440)는 기판(300)의 상부면 또는 디스플레이 모듈(200)의 하부면에 부착될 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 있다. 본 발명의 실시예에서 접착 테이프(440)는 탄성이 없는 물질로 구성될 수 있다. 본 발명의 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 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 압력 검출을 위한 압력 전극은 제1전극(450)과 제2전극(460)을 포함한다. 이때, 제1전극(450)과 제2전극(460) 중 어느 하나는 구동 전극일 수 있고 나머지 하나는 수신 전극일 수 있다. 구동 전극에 구동신호를 인가하고 수신 전극을 통해 감지신호를 획득할 수 있다. 전압이 인가되면, 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이에 상호 정전용량이 생성될 수 있다.
도 4b는 객체(U)에 의해 압력이 인가되었을 때 압력 검출 모듈(400)의 단면도이다. 디스플레이 모듈(200)의 하부면은 노이즈 차폐를 위해 그라운드(ground) 전위를 가질 수 있다. 객체(U)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 전위를 가지는 기준전위층과 압력 전극 패턴(450, 460) 사이의 거리(d)가 d'로 감소할 수 있다. 이때, 거리 감소에 따라 디스플레이 모듈(200)의 하부면으로 프린징 정전용량이 흡수되므로 제1전극(450)과 제2전극(460) 사이의 상호 정전용량은 감소할 수 있다. 따라서, 수신 전극을 통해 획득되는 감지신호에서 상호 정전용량의 감소량을 획득하여 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다.
본 발명의 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.
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 상에 형성될 수도 있을 것이다.
도 5, 6a 및 6b는 자기 정전용량(self capacitance) 변화량을 검출하여 터치 압력 검출을 수행하는 방식과 구조를 도시한다.
자기 정전용량 변화량을 검출하기 위한 압력 검출 모듈(400)은 디스플레이 모듈(200)의 하부면에 형성된 압력 전극(455)을 이용한다. 압력 전극(455)에 구동 신호가 인가되면, 자기 정전용량 변화량에 대한 정보를 포함하는 신호를 수신하여, 터치 압력을 검출한다.
구동부(120)는 압력 전극(455)에 구동신호를 인가하고, 감지부(110)는 압력 전극(455)을 통해 압력 전극(455)과 기준전위를 가지는 기준전위층(300)(예를 들어, 기판) 사이의 정전용량을 측정함으로써 터치 압력 여부 및 크기를 검출할 수 있다.
구동부(120)는 예컨대 클록 생성기(미도시) 및 버퍼(buffer)를 포함하여 펄스 형태로 구동신호를 생성하여 압력 전극(455)에 인가할 수 있다. 다만, 이는 예시일 뿐이며 다양한 소자를 통해 구동부를 구현할 수 있고, 구동신호의 형태도 다양하게 변형될 수 있다.
구동부(120)와 감지부(110)는 집적회로(Integrated Circuit)로 구현될 수 있으며, 하나의 칩(chip) 상에 형성될 수 있다. 구동부(120)와 감지부(110)는 압력 검출기를 구성할 수 있다.
압력 전극(455)은 기준전위층(300)과의 사이에서 정전용량 변화량의 검출이 용이하도록 압력 전극(455)과 기준전위층(300) 사이에 마주하는 면이 크도록 형성될 수 있다. 예컨대, 압력 전극(455)은 판형상의 패턴으로 형성될 수 있다.
자기 정전용량 방식의 터치 압력 검출과 관련하여, 여기서는 하나의 압력 전극(455)을 예로 들어 설명하지만, 복수 개의 전극을 포함하고, 복수 개의 채널을 구성함으로써, 다중터치(multi touch)에 따라 다중의 압력 크기 검출이 가능하도록 구성될 수 있음은 물론이다.
압력 전극(455)과 기준전위층(300) 사이의 거리 변화에 따라 압력 전극(455)과 기준전위층 사이의 정전용량이 변하게 되며, 이러한 정전용량 변화에 대한 정보를 감지부(110)에서 감지하도록 함으로써 터치 압력을 검출하게 된다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 모듈(200)과 압력 검출 모듈(400)의 단면을 나타낸다.
위에서 설명한 도 4a 및 도 4b의 실시예와 마찬가지로, 압력 전극(455)은 기준전위층(300)과 소정의 이격 거리(d)를 두고 배치될 수 있다. 이때, 압력 전극(455)과 기준전위층(300) 사이에는, 객체(U)에 의해 인가된 압력에 따라 형태의 변형이 가능한(deformable) 물질이 배치될 수 있다. 예컨대, 압력 전극(455)과 기준전위층(300) 사이에 배치된 형태 변형이 가능한 물질은, 공기(air), 유전체, 탄성체 및/또는 충격흡수물질일 수 있다.
객체(U)가 터치 표면을 형성하는 구성(여기서는, 디스플레이 모듈(200)의 상부면 또는 터치 센서 패널(100)의 상면)의 터치 표면을 누르면, 인가된 압력에 의해 압력 전극(455)과 기준전위층(300)이 서로 가까워지게 되고, 양자 사이의 이격 거리(d)가 감소한다.
도 6b는 객체(U)에 의해 압력이 인가되어, 디스플레이 모듈(200)과 압력 검출 모듈(400)이 아래 방향으로 휘어진 상태를 도시한다. 압력 전극(455)과 기준전위층(300) 사이의 거리가 d에서 d'로 가까워짐에 정전용량 변화량이 생긴다. 구체적으로, 압력 전극(455)과 기준전위층(300) 사이에 생성되는 자기 정전용량 값이 증가하게 된다. 이렇게 생성된 자기 정전용량 변화량은, 위에서 설명한 바와 같이, 감지부(110)에 의하여 측정되며, 이를 통해 터치 압력 여부 및 그 크기를 판단할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)는, 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 패널(100)의 전극과 터치 압력을 검출하기 위한 압력 검출 모듈(400)의 전극을 포함한다. 구체적으로, 터치 위치 검출과 관련하여, 상호 정전용량 변화량을 감지하는 구동 전극과 수신 전극, 그리고, 자기 정전용량 변화량을 감지하는 터치전극(구동 전극과 수신 전극 중 어느 하나일 수 있음)이 존재한다.
또한, 터치 압력 검출과 관련하여, 상호 정전용량 변화량을 감지하는 구동 전극과 수신 전극, 그리고, 자기 정전용량 변화량을 감지하는 압력 전극(구동 전극과 수신 전극 중 어느 하나일 수 있음)이 존재한다. 이하에서는, 본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)에 포함된 상기 전극들의 다양한 배치와 구조에 대해 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에 있어서, 각 전극의 배치를 나타내는 단면도이다. 구체적으로, 도 7의 실시예는, LCD 패널을 포함하는 디스플레이 모듈(200)의 내부에 터치 위치를 감지하는 전극(10,20) 및 터치 압력을 감지하는 전극(RX_p)을 구비한다.
디스플레이 모듈(200)은 제1글라스층(261)과 제2글라스층(262) 사이에 액정층(250)을 포함한다. 디스플레이 모듈(200)의 액정층(250)에는 소정의 간격을 확보하기 위한 스페이서(S)가 구비될 수 있고, 스페이서(S)에 ITO와 같은 전도성 물질(conductive material)을 형성함으로써, 기준전극(GND)으로 이용할 수 있다.
스페이서(S)에 형성된 기준전극(GND)은 터치 압력 검출을 위한 압력 전극(RX_p)과 소정의 간격을 두고 이격될 수 있다. 구체적으로, 압력 전극(RX_p)은 도 5에서 설명한 도면번호 455의 전극일 수 있다. 즉, 압력 전극(RX_p)은 기준전극(GND)과의 사이의 자기 정전용량 변화량을 검출한다.
더욱 상세히 설명하면, 구동부(120)는 압력 전극(RX_p)에 구동신호를 인가하고, 감지부(110)는 압력 전극(RX_p)을 통해 압력 전극(RX_p)과 기준전극(GND) 사이의 정전용량을 측정함으로써 터치 압력 여부 및 크기를 검출할 수 있다.
구동부(120)는 예컨대 클록 생성기(미도시) 및 버퍼(buffer)를 포함하여 펄스 형태로 구동신호를 생성하여 압력 전극(RX_p)에 인가할 수 있다. 다만, 이는 예시일 뿐이며 다양한 소자를 통해 구동부를 구현할 수 있고, 구동신호의 형태도 다양하게 변형될 수 있다.
구동부(120)와 감지부(110)는 집적회로(Integrated Circuit)로 구현될 수 있으며, 하나의 칩(chip) 상에 형성될 수 있다. 구동부(120)와 감지부(110)는 압력 검출기를 구성할 수 있다.
압력 전극(RX_p)은 스페이서(S) 상에 형성된 기준전극(GND)와의 사이에서 정전용량 변화량의 검출이 용이하도록 압력 전극(RX_p)과 기준전극(GND) 사이에 마주하는 면이 크도록 형성될 수 있다. 예컨대, 압력 전극(RX_p)은 판형상의 패턴으로 형성될 수 있다.
자기 정전용량 방식의 터치 압력 검출과 관련하여, 여기서는 하나의 압력 전극(RX_p)을 예로 들어 설명하지만, 복수 개의 전극을 포함하고, 복수 개의 채널을 구성함으로써, 다중터치(multi touch)에 따라 다중의 압력 크기 검출이 가능하도록 구성될 수 있음은 물론이다.
압력 전극(RX_p)과 기준전극(GND) 사이의 거리 변화에 따라 압력 전극(RX_p)과 기준전극(GND) 사이의 정전용량이 변하게 되며, 이러한 정전용량 변화에 대한 정보를 감지부(110)에서 감지하도록 함으로써 터치 압력을 검출하게 된다.
이를 위해, 압력 전극(RX_p)은 도 7에 도시된 바와 같이 기준전극(GND)과 소정의 이격 거리를 두고 액정층(250) 내부에 배치될 수 있다.
객체(U)가 터치 표면을 형성하는 구성(여기서는, 디스플레이 모듈(200)의 상부면 또는 터치 센서 패널(100)의 상면)의 터치 표면을 누르면, 인가된 압력에 의해 압력 전극(RX_p)과 기준전극(GND)이 서로 가까워지게 되고, 양자 사이의 이격 거리가 감소한다.
이에 따라, 압력 전극(RX_p)과 기준전극(GND) 사이에 생성되는 자기 정전용량 값이 증가하게 된다. 이렇게 생성된 자기 정전용량 변화량은, 위에서 설명한 바와 같이, 감지부(110)에 의하여 측정되며, 이를 통해 터치 압력 여부 및 그 크기를 판단할 수 있게 된다.
한편, 터치 위치를 감지하기 위한 구동 전극(10)은 액정층(250) 내에서 제2글라스층(262)측에 형성되고, 수신 전극(20)은 제1글라스층(261)상에 형성될 수 있다. 즉, 구동 전극(10)과 수신 전극(20)이 서로 상이한 층에 형성되고, 양자 사이에 형성되는 상호 정전용량의 변화량에 기초하여 터치 위치를 검출할 수 있다. 이와 관련해서는 도 1a 등을 참조하면서 상세히 설명한 바 있기에, 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.
이때, 제2글라스층(262)은, 데이터 라인(data line), 게이트 라인(gate line), TFT, 공통 전극(common electrode) 및 화소 전극(pixel electrode) 등을 포함하는 다양한 층으로 이루어질 수 있다. 이들 전기적 구성요소들은, 제어된 전기장을 생성하여 액정층(250)에 위치한 액정들을 배향시키도록 작동할 수 있다. 구동 전극(10)과 압력 전극(RX_p)은 제2글라스층(262)에 포함된 공통전극을 이용할 수 있다.
도 8a는 도 7의 실시예에 따른, 각 전극의 배치 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 터치 위치를 검출하기 위해, 제2글라스층(262)측에 형성된 액정층(250)의 구동 전극(10)과 제1글라스층(261)에 형성된 수신 전극(20)이 구비된다.
터치 압력을 검출하기 위한 압력 전극(RX_p)은 구동 전극(10)이 형성된 층과 동일한 층, 다시 말해, 액정층(250) 내에서 제2글라스층(262)측 형성될 수 있고, 이때, 상면에서 바라보면, 도 8a에 도시된 바와 같이, 압력 전극(RX_p)이 복수의 구동 전극(10) 사이에 위치할 수 있다. 즉, 압력 전극(RX_p)과 구동 전극(10)은 동일한 층에서, 교번적으로 형성될 수 있다.
도 8b는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에 있어서, 구동 전극(10)과 수신 전극(20)이 디스플레이 모듈(200)의 동일한 층에 형성된 구조를 갖는 단면도이다. 이러한 구조에서의 터치 위치 검출은 도 1c를 참조하면서 설명한 바 있으므로, 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 8b의 전극 구조에서는, 압력 전극(RX_p) 역시 구동 전극(10)과 수신 전극(20)이 형성된 층과 동일한 층(예를 들어, 제2글라스층(262))에 형성될 수 있다.
터치 위치 검출은, 구동 전극(10)과 수신 전극(20)의 교차 지점마다 소정 값의 정전용량(C)이 생성되고, 손가락, 손바닥 혹은 스타일러스(stylus) 등과 같은 객체(U)가 근접하는 경우 정전용량의 값이 변경되며, 그 변화량에 기초하여 터치 위치가 검출될 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치에 있어서, 각 전극의 배치를 나타내는 단면도이다. 도 9의 실시예에서도, 기준전극(GND)은 스페이서(S)상에 형성될 수 있고, 이와 이격하여 형성된 압력 전극(RX_p)과의 거리 변화에 따른 자기 정전용량 변화량을 검출함으로써, 터치 압력 검출이 이루어진다.
터치 위치를 감지하는 터치 전극(30)은 액정층(250) 내에서 제2글라스층(262)측에 형성될 수 있다. 제어부(130)에 의해 생성된 구동제어신호는 구동부(120)에 전달되고, 구동부(120)는 구동제어신호에 기초하여, 소정 시간에 미리 설정된 터치 전극(30)에 구동신호를 인가한다. 또한, 제어부(130)에 의해 생성된 감지제어신호는 감지부(110)에 전달되고, 감지부(110)는 감지제어신호에 기초하여, 소정 시간에 미리 설정된 터치 전극(30)으로부터 감지신호를 입력받는다. 이때, 감지부(110)가 감지한 감지신호에 의하여, 터치 센서 패널(100)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치가 검출된다. 예컨대, 터치 전극(30)의 좌표를 미리 알고 있기 때문에, 대한 객체(U)의 터치의 여부 및/또는 그 위치를 감지할 수 있게 된다.
도 10a 및 10b는 도 9의 실시예에 따른, 각 전극의 배치 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 즉, 자기 정전용량 변화량을 이용하여 터치 위치를 검출하기 위한 사각형의 터치 전극(30)이 소정 간격을 두고, 격자 모양의 교차점마다 구비된다. 물론, 이는 예시일 뿐이며, 터치 전극(30)의 모양이나 배치는 달라질 수 있다.
이때, 압력 전극(RX_p)은 터치 전극(30)과 같이 액정층(250) 내에서 제2글라스층(262)측에 형성될 수 있고, 복수의 터치 전극(30) 사이의 이격 공간에 적절히 배치될 수 있다.
즉, 도 10a에 도시된 바와 같이, 복수의 터치 전극(30)의 이격 공간에 십자(+) 형상으로 압력 전극(RX_p)이 형성될 수도 있고, 도 10b와 같이, 이격 공간 중 세로 라인 혹은 가로 라인에만 압력 전극(RX_p)이 형성될 수도 있다.
한편, 다른 실시예에서는, 도 10a에 도시된 복수의 터치 전극(30)을 압력 전극(RX_p)과 같이 압력 센싱에 이용할 수도 있다. 즉, 터치 전극(30)이 터치 위치 뿐만 아니라 압력 센싱 전극으로서도 기능할 수 있다. 이와 같이, 터치 전극(30)을 압력 센싱용 전극으로 이용하면, 더욱 많은 수의 압력 센싱 전극이 형성되므로 신뢰성을 향상시키고, 감도를 높일 수 있다. 또한, 압력 전극(RX_p)의 개수를 감소시킬 수 있기 때문에, 원가 절감에도 도움을 준다. 이 경우에, 복수의 터치 전극(30)은 하부에 기준 전극을 구비하여, 터치 전극(30)과 기준 전극 사이의 거리 변화에 따른 자기 정전용량 변화량에 기초하여 터치 압력이 검출될 수 있다.
도 7 및 도 9의 설명에 있어서, 압력 전극(RX_p)과 기준전극(GND)의 배치와 관련하여, 압력 전극(RX_p)은 제2글라스층(262)측에 형성되고, 스페이서(S)에 형성된 기준전극(GND)은 제1글라스층(261)측에 형성된 것으로 설명했지만, 다른 실시예에서는 이와 정반대의 배치로 이루어질 수 있다.
즉, 액정층(250) 내에서 제2글라스층(262)측에 형성된 스페이서(S)에 기준전극(GND)이 형성된다면, 압력 전극(RX_p)은 액정층(250) 내에서 제1글라스층(261)측에 형성될 수도 있다.
또한, 도 7에 있어서, 구동 전극(10)과 수신 전극(20)의 위치가 서로 바뀌어도 무방하다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 입력 장치에 있어서, 압력 전극이 OLED 패널을 포함하는 디스플레이 모듈(200) 내에 형성된 구조를 가지는 단면도이다. OLED는 도 11에 도시된 바와 같이 제1글라스층(281)과 제2글라스층(283) 사이에 유기물층(280)을 포함한다. 이때, 자기 정전용량 방식에 의해 터치 압력을 검출하기 위한 압력 전극(RX_p)은 제2글라스층(283)에 형성될 수 있다. 압력 전극(RX_p)은 광유입을 차단하기 위한 LS(light shield), 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극, 픽셀 전극 등을 이용할 수 있고, 경우에 따라서는, 별도의 메탈을 증착하여 압력 검출에 이용할 수도 있다. 나아가, 금속 재질로 이루어진 별도의 구성이 구비되어, 압력 검출에 이용할 수도 있다.
한편, 도 11에서는 터치 위치를 검출하기 위한 구동 전극 및 수신 전극을 도시하지 않았지만, 이들은 도 3d 및 도 3e와 같은 형태로 배치될 수 있다. 물론, 이에 한정되는 것은 아니고, 당업자는 필요에 따라 다양한 방식으로 구동 전극과 수신 전극의 배치를 달리할 수 있을 것이다.
위에서 설명한 구조에 의하면, 구동 전극 및 수신 전극에 의한 터치 위치 검출과 압력 전극에 의한 터치 압력 검출이 별개로 이루어질 수 있기 때문에, 터치 위치와 터치 압력을 동시에 검출할 수 있는 효과가 있다.
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.

Claims (40)

  1. 터치 위치 및 터치 압력을 검출하는 터치 입력 장치로서,
    유리 또는 플라스틱으로 구성된 제1층 및 상기 제1층 하부에 배치되고 유리 또는 플라스틱으로 구성된 제2층을 포함하는 디스플레이 모듈;
    상기 디스플레이 모듈 내부에 형성되고 터치 위치와 터치 압력을 검출하기 위한 복수의 터치 전극; 및
    상기 터치 전극과 이격되어 배치되는 기준전극;을 포함하고,
    상기 터치 전극에 구동신호가 인가되고, 상기 터치 전극으로부터 수신된 감지신호에 의하여 터치 위치를 검출하고,
    상기 터치 전극으로부터 상기 터치 전극과 상기 기준전극 사이의 정전용량에 따라 변화하는 전기적 신호가 검출되고,
    상기 정전용량은 상기 터치 전극과 상기 기준전극과의 거리 변화에 따라 변하고,
    상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 상기 터치 전극과 상기 기준전극 사이의 거리가 변하고,
    상기 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출하는,
    터치 입력 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치 입력 장치는, 상기 디스플레이 모듈 하부에 배치되는 기판; 및 상기 터치 전극과 상기 기준전극 사이에 배치되는 스페이서층; 을 더 포함하고,
    상기 스페이서층을 유지하기 위해 상기 기판 상부의 테두리를 따라 소정 두께를 갖는 스페이서층 유지부재가 형성되고,
    상기 디스플레이 모듈에 압력이 인가되어 상기 디스플레이 모듈이 휘어질 때, 상기 스페이서층 유지부재의 형체의 변형이 없고,
    상기 기준전극은 상기 기판인,
    터치 입력 장치.
  3. 터치 위치 및 터치 압력을 검출하는 터치 입력 장치로서,
    유리 또는 플라스틱으로 구성된 제1층 및 상기 제1층 하부에 배치되고 유리 또는 플라스틱으로 구성된 제2층을 포함하는 디스플레이 모듈;
    상기 디스플레이 모듈 내부에 형성되고 터치 위치와 터치 압력을 검출하기 위한 복수의 터치 전극; 및
    상기 터치 전극과 이격되어 배치되는 기준전극;을 포함하고,
    상기 터치 전극에 구동신호가 인가되고, 상기 터치 전극으로부터 수신된 감지신호에 의하여 터치 위치를 검출하고,
    상기 복수의 터치 전극은 제1전극 및 제2전극을 포함하고,
    상기 제1전극 또는 상기 제2전극으로부터 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전용량에 따라 변화하는 전기적 신호가 검출되고,
    상기 정전용량은 상기 터치 전극과 상기 기준전극과의 거리 변화에 따라 변하고,
    상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 상기 터치 전극과 상기 기준전극 사이의 거리가 변하고,
    상기 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출하는,
    터치 입력 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 터치 입력 장치는, 상기 디스플레이 모듈 하부에 배치되는 기판; 및 상기 터치 전극과 상기 기준전극 사이에 배치되는 스페이서층; 을 더 포함하고,
    상기 스페이서층을 유지하기 위해 상기 기판 상부의 테두리를 따라 소정 두께를 갖는 스페이서층 유지부재가 형성되고,
    상기 디스플레이 모듈에 압력이 인가되어 상기 디스플레이 모듈이 휘어질 때, 상기 스페이서층 유지부재의 형체의 변형이 없고,
    상기 기준전극은 상기 기판인,
    터치 입력 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1층과 상기 제2층 사이에 액정층이 배치되는,
    터치 입력 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 터치 전극이 상기 제1층 상면에 형성되는,
    터치 입력 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 터치 전극이 상기 제1층 하면 또는 상기 제2층 상면에 형성되는,
    터치 입력 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 터치 전극이 상기 디스플레이 모듈에 포함된 공통전극인,
    터치 입력 장치.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1층과 상기 제2층 사이에 유기물층이 배치되는,
    터치 입력 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 터치 전극이 상기 제1층 상면에 형성되는,
    터치 입력 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 터치 전극이 상기 제1층 하면 또는 상기 제2층 상면에 형성되는,
    터치 입력 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 터치 전극이 상기 디스플레이 모듈에 포함된 공통전극인,
    터치 입력 장치.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기준전극은 상기 디스플레이 모듈 내부에 배치되는,
    터치 입력 장치.
  14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터치 전극은 복수의 채널을 구성하는,
    터치 입력 장치
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 채널을 이용하여 다중 터치에 대한 다중 압력 검출이 가능한,
    터치 입력 장치.
  16. 터치 위치 및 터치 압력을 검출하는 터치 입력 장치로서,
    유리 또는 플라스틱으로 구성된 제1층 및 상기 제1층 하부에 배치되고 유리 또는 플라스틱으로 구성된 제2층을 포함하는 디스플레이 모듈;
    상기 디스플레이 모듈 내부에 형성되고, 터치 위치와 터치 압력을 검출하기 위한 제1전극 및 터치 위치를 검출하기 위한 제2전극; 및
    상기 제1전극과 이격되어 배치되는 기준전극;을 포함하고,
    상기 제1전극에 구동신호가 인가되고, 상기 제2전극으로부터 수신된 감지신호에 의하여 터치 위치를 검출하고,
    상기 제1전극으로부터 상기 제1전극과 상기 기준전극 사이의 정전용량에 따라 변화하는 전기적 신호가 검출되고,
    상기 정전용량은 상기 제1전극과 상기 기준전극과의 거리 변화에 따라 변하고,
    상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 상기 제1전극과 상기 기준전극 사이의 거리가 변하고,
    상기 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출하는,
    터치 입력 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 터치 입력 장치는, 상기 디스플레이 모듈 하부에 배치되는 기판; 및 상기 제1전극과 상기 기준전극 사이에 배치되는 스페이서층; 을 더 포함하고,
    상기 스페이서층을 유지하기 위해 상기 기판 상부의 테두리를 따라 소정 두께를 갖는 스페이서층 유지부재가 형성되고,
    상기 디스플레이 모듈에 압력이 인가되어 상기 디스플레이 모듈이 휘어질 때, 상기 스페이서층 유지부재의 형체의 변형이 없고,
    상기 기준전극은 상기 기판인,
    터치 입력 장치.
  18. 터치 위치 및 터치 압력을 검출하는 터치 입력 장치로서,
    유리 또는 플라스틱으로 구성된 제1층 및 상기 제1층 하부에 배치되고 유리 또는 플라스틱으로 구성된 제2층을 포함하는 디스플레이 모듈;
    상기 디스플레이 모듈 내부에 형성되고, 터치 위치를 검출하기 위한 제1전극 및 터치 위치와 터치 압력을 검출하기 위한 제2전극; 및
    상기 제2전극과 이격되어 배치되는 기준전극;을 포함하고,
    상기 제1전극에 구동신호가 인가되고, 상기 제2전극으로부터 수신된 감지신호에 의하여 터치 위치를 검출하고,
    상기 제2전극으로부터 상기 제2전극과 상기 기준전극 사이의 정전용량에 따라 변화하는 전기적 신호가 검출되고,
    상기 정전용량은 상기 제2전극과 상기 기준전극과의 거리 변화에 따라 변하고,
    상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 상기 제2전극과 상기 기준전극 사이의 거리가 변하고,
    상기 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출하는,
    터치 입력 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 터치 입력 장치는, 상기 디스플레이 모듈 하부에 배치되는 기판; 및 상기 제2전극과 상기 기준전극 사이에 배치되는 스페이서층; 을 더 포함하고,
    상기 스페이서층을 유지하기 위해 상기 기판 상부의 테두리를 따라 소정 두께를 갖는 스페이서층 유지부재가 형성되고,
    상기 디스플레이 모듈에 압력이 인가되어 상기 디스플레이 모듈이 휘어질 때, 상기 스페이서층 유지부재의 형체의 변형이 없고,
    상기 기준전극은 상기 기판인,
    터치 입력 장치.
  20. 터치 위치 및 터치 압력을 검출하는 터치 입력 장치로서,
    유리 또는 플라스틱으로 구성된 제1층 및 상기 제1층 하부에 배치되고 유리 또는 플라스틱으로 구성된 제2층을 포함하는 디스플레이 모듈;
    상기 디스플레이 모듈 내부에 형성되고, 터치 위치 및 터치 압력을 검출하기 위한 제1전극 및 터치 위치와 터치 압력을 검출하기 위한 제2전극; 및
    상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격되어 배치되는 기준전극;을 포함하고,
    상기 제1전극에 구동신호가 인가되고, 상기 제2전극으로부터 수신된 감지신호에 의하여 터치 위치를 검출하고,
    상기 제1전극 또는 상기 제2전극으로부터 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전용량에 따라 변화하는 전기적 신호가 검출되고,
    상기 정전용량은 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 상기 기준전극과의 거리 변화에 따라 변하고,
    상기 디스플레이 모듈이 휘어짐에 따라 상기 제1전극 및 제2전극과 상기 기준전극 사이의 거리가 변하고,
    상기 정전용량에 기초하여 터치 압력을 검출하는,
    터치 입력 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 터치 입력 장치는, 상기 디스플레이 모듈 하부에 배치되는 기판; 및 상기 제1전극 및 제2전극과 상기 기준전극 사이에 배치되는 스페이서층; 을 더 포함하고,
    상기 스페이서층을 유지하기 위해 상기 기판 상부의 테두리를 따라 소정 두께를 갖는 스페이서층 유지부재가 형성되고,
    상기 디스플레이 모듈에 압력이 인가되어 상기 디스플레이 모듈이 휘어질 때, 상기 스페이서층 유지부재의 형체의 변형이 없고,
    상기 기준전극은 상기 기판인,
    터치 입력 장치.
  22. 제16항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1층과 상기 제2층 사이에 액정층이 배치되는,
    터치 입력 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제1전극 및 상기 제2전극이 상기 제1층 상면에 형성되는,
    터치 입력 장치.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 제1전극 및 상기 제2전극이 상기 제1층 하면 또는 상기 제2층 상면에 형성되는,
    터치 입력 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제1전극 또는 상기 제2전극이 상기 디스플레이 모듈에 포함된 공통전극인,
    터치 입력 장치.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 제1전극이 상기 제1층 상면에 형성되고, 상기 제2전극이 상기 제1층 하면 또는 상기 제2층 상면에 형성되는,
    터치 입력 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 제2전극이 상기 디스플레이 모듈에 포함된 공통전극인,
    터치 입력 장치.
  28. 제22항에 있어서,
    상기 제2전극이 상기 제1층 상면에 형성되고, 상기 제1전극이 상기 제1층 하면 또는 상기 제2층 상면에 형성되는,
    터치 입력 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제1전극이 상기 디스플레이 모듈에 포함된 공통전극인,
    터치 입력 장치.
  30. 제16항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1층과 상기 제2층 사이에 유기물층이 배치되는,
    터치 입력 장치.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 제1전극 및 상기 제2전극이 상기 제1층 상면에 형성되는,
    터치 입력 장치.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 제1전극 및 상기 제2전극이 상기 제1층 하면 또는 상기 제2층 상면에 형성되는,
    터치 입력 장치.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 제1전극 또는 상기 제2전극이 상기 디스플레이 모듈에 포함된 공통전극인,
    터치 입력 장치.
  34. 제30항에 있어서,
    상기 제1전극이 상기 제1층 상면에 형성되고, 상기 제2전극이 상기 제1층 하면 또는 상기 제2층 상면에 형성되는,
    터치 입력 장치.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 제2전극이 상기 디스플레이 모듈에 포함된 공통전극인,
    터치 입력 장치.
  36. 제30항에 있어서,
    상기 제2전극이 상기 제1층 상면에 형성되고, 상기 제1전극이 상기 제1층 하면 또는 상기 제2층 상면에 형성되는,
    터치 입력 장치.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 제1전극이 상기 디스플레이 모듈에 포함된 공통전극인,
    터치 입력 장치.
  38. 제16항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준전극은 상기 디스플레이 모듈 내부에 배치되는,
    터치 입력 장치.
  39. 제16항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상기 제1전극 및 제2전극 중 적어도 어느 하나는 복수의 채널을 구성하는,
    터치 입력 장치
  40. 제39항에 있어서,
    상기 복수의 채널을 이용하여 다중 터치에 대한 다중 압력 검출이 가능한,
    터치 입력 장치.
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