(57)【要約】本発明の実施形態によるタッチ入力装置は、タッチ表面に対するタッチの圧力検出が可能なタッチ入力装置であって、ディスプレイパネルと、前記ディスプレイパネルの下部に配置される基板と、圧力感知部とを含み、前記圧力感知部は、圧力センサ及び基準圧力センサを含み、前記タッチ表面に圧力が印加されると前記ディスプレイパネルが撓み、前記ディスプレイパネルが撓むことによって前記圧力センサで検出される電気的特性が変化し、前記基準圧力センサで検出される電気的特性から計算された基準電気的特性と前記圧力センサで検出される電気的特性から計算された検出電気的特性との差に基づいて、前記タッチ表面に印加された圧力の大きさを計算することができる。
2018096386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチ表面に対するタッチの圧力検出が可能なタッチ入力装置であって、
ディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルの下部に配置される基板と、
圧力感知部と、
を含み、
前記圧力感知部は、圧力センサ及び基準圧力センサを含み、
前記タッチ表面に圧力が印加されると前記ディスプレイパネルが撓み、
前記ディスプレイパネルが撓むことによって前記圧力センサで検出される電気的特性が変化し、
前記基準圧力センサで検出される電気的特性から計算された基準電気的特性と前記圧力センサで検出される電気的特性から計算された検出電気的特性との差に基づいて、前記タッチ表面に印加された圧力の大きさを計算する、
タッチ入力装置。
【請求項２】
前記基準圧力センサは、前記圧力センサの外側に配置される、
請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項３】
前記基準圧力センサは、前記タッチ入力装置の画面がディスプレイされない領域の下部に配置される、
請求項１に記載のタッチ入力装置．
【請求項４】
前記基準圧力センサは、前記タッチ入力装置に入力されるタッチの位置が感知されない領域の下部に配置される、
請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項５】
弾性がない物質で形成され、前記圧力センサと前記基板とを離隔させるフレームをさらに含み、
前記フレームは、前記タッチ入力装置の縁に配置され、
前記基準圧力センサは、前記フレームと隣接した位置に配置される、
請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項６】
前記基準圧力センサは、ノイズによる電気的特性の変化を代表する位置に配置される、
請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項７】
前記基準圧力センサは、第１基準圧力センサ及び第２基準圧力センサを含み、
前記第１基準圧力センサと前記第２基準圧力センサのうち前記圧力印加位置から相対的に遠い位置に配置されたセンサで検出される電気的特性から計算された基準電気的特性と、前記圧力センサで検出される電気的特性から計算された検出電気的特性との差に基づいて、前記タッチ表面に印加された圧力の大きさを計算する、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。
【請求項８】
前記圧力感知部は、第１絶縁層及び第２絶縁層をさらに含み、
前記圧力センサ及び前記基準圧力センサは、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層の間に配置され、
前記圧力感知部は、前記ディスプレイパネルを含むディスプレイモジュールまたは前記基板に付着される、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。
【請求項９】
前記圧力感知部は、前記ディスプレイパネルに直接形成される、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。
【請求項１０】
前記ディスプレイパネルは、第１基板層及び前記第１基板層の下部に配置される第２基板層を含み、
前記圧力感知部は、前記第２基板層の下面に形成される、
請求項９に記載のタッチ入力装置。
【請求項１１】
前記圧力センサは、複数のチャネルを構成する、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。
【請求項１２】
前記複数のチャネルを用いて多重タッチに対する多重圧力検出が可能な、
請求項１１に記載のタッチ入力装置。
【請求項１３】
タッチ表面に対するタッチの圧力検出が可能なタッチ入力装置であって、
ディスプレイモジュールと、
前記ディスプレイパネルの下部に配置される基板と、
圧力感知部と、
を含み、
前記圧力感知部は、複数の圧力センサを含み、
前記タッチ表面に圧力が印加されると前記ディスプレイパネルが撓み、
前記複数の圧力センサは、第１チャネル及び第２チャネルを含む複数のチャネルを構成し、
前記ディスプレイパネルが撓むことによって前記第１チャネル及び前記第２チャネルで検出される電気的特性が変化し、
前記第１チャネルと前記第２チャネルのうち前記圧力印加位置から相対的に遠い位置に配置されたチャネルで検出される電気的特性から計算された基準電気的特性と、前記第１チャネルと前記第２チャネルのうち前記圧力印加位置から相対的に近い位置に配置されたチャネルで検出される電気的特性から計算された検出電気的特性との差に基づいて、前記タッチ表面に印加された圧力の大きさを計算する、
タッチ入力装置。
【請求項１４】
弾性がない物質で形成され、前記圧力センサと前記基準電位層とを離隔させるフレームをさらに含み、
前記フレームは、前記タッチ入力装置の縁に配置され、
前記第１圧力センサまたは前記第２圧力センサは、前記フレームと隣接した位置に配置される、
請求項１３に記載のタッチ入力装置。
【請求項１５】
前記第１チャネルと前記第２チャネルのうち前記圧力印加位置から相対的に遠い位置に配置されたチャネルは、前記タッチ表面に印加された圧力の大きさを計算するのに使用されない、
請求項１３に記載のタッチ入力装置。
【請求項１６】
前記第１チャネルと前記第２チャネルのうち前記圧力印加位置から相対的に遠い位置に配置されたチャネルは、ノイズによる電気的特性の変化を代表する位置に配置される、
請求項１３に記載のタッチ入力装置。
【請求項１７】
前記圧力感知部は、第１絶縁層及び第２絶縁層をさらに含み、
前記第１圧力センサ及び前記第２圧力センサは、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層の間に配置され、
前記圧力感知部は、前記ディスプレイパネルを含むディスプレイモジュールまたは前記基板に付着される、
請求項１３ないし１６のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。
【請求項１８】
前記圧力感知部は、前記ディスプレイパネルに直接形成される、
請求項１３ないし１６のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。
【請求項１９】
前記複数のチャネルを用いて多重タッチに対する多重圧力検出が可能な、
請求項１３に記載のタッチ入力装置。
【請求項２０】
タッチ表面に対するタッチの圧力検出が可能なタッチ入力装置であって、
ディスプレイモジュールと、
前記ディスプレイパネルの下部に配置される基板と、
圧力感知部と、
を含み、
前記圧力感知部は、複数の圧力センサを含み、
前記タッチ表面に圧力が印加されると前記ディスプレイパネルが撓み、
前記複数の圧力センサは、複数のチャネルを構成し、
前記ディスプレイパネルが撓むことによって前記複数のチャネルで検出される電気的特性が変化し、
前記複数のチャネルで検出される電気的特性のうち、一番小さいＮ個の電気的特性から計算された基準電気的特性と最も大きいＭ個の電気的特性から計算された検出電気的特性との差に基づいて、前記タッチ表面に印加された圧力の大きさを計算する、
タッチ入力装置。
【請求項２１】
弾性がない物質で形成され、前記圧力センサと前記基準電位層とを離隔させるフレームをさらに含み、
前記フレームは、前記タッチ入力装置の縁に配置され、
前記第１圧力センサまたは前記第２圧力センサは、前記フレームと隣接した位置に配置される、
請求項２０に記載のタッチ入力装置。
【請求項２２】
前記圧力感知部は、第１絶縁層及び第２絶縁層をさらに含み、
前記圧力センサは、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層の間に配置され、
前記圧力感知部は、前記ディスプレイパネルを含むディスプレイモジュールまたは前記基板に付着する、
請求項２０または２１に記載のタッチ入力装置。
【請求項２３】
前記圧力感知部は、前記ディスプレイパネルに直接形成される、
請求項２０または２１に記載のタッチ入力装置。
【請求項２４】
前記複数のチャネルを用いて多重タッチに対する多重圧力検出が可能な、
請求項２０に記載のタッチ入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、圧力検出のためのタッチ入力装置に関するもので、より詳しくは、タッチ位置を検出するように構成されたタッチ入力装置に適用され、ディスプレイノイズ補償が適用された圧力を検出することができるようにするタッチ入力装置に関する。
【背景技術】  コンピューティングシステムの操作のために、多様な種類の入力装置が用いられている。例えば、ボタン（ｂｕｔｔｏｎ）、キー（ｋｅｙ）、ジョイスティック（ｊｏｙｓｔｉｃｋ）、及びタッチスクリーンのような入力装置が用いられている。タッチスクリーンの手軽で簡単な操作により、コンピューティングシステムの操作時にタッチスクリーンの利用が増加している。
タッチスクリーンは、タッチ−感応表面（ｔｏｕｃｈ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｓｕｒｆａｃｅ）を備えた透明なパネルとタッチ入力手段であるタッチセンサ（ｔｏｕｃｈ  ｓｅｎｓｏｒ）を含むタッチ入力装置のタッチ表面を構成することができる。このようなタッチセンサパネルはディスプレイスクリーンの前面に付着され、タッチ−感応表面がディスプレイスクリーンの見える面を覆うことができる。使用者が指などでタッチスクリーンを単純にタッチすることによって、使用者がコンピューティングシステムを操作することができるようにする。一般的に、コンピューティングシステムは、タッチスクリーン上のタッチ及びタッチ位置を認識して、このようなタッチを解釈することによって、これに従い演算を遂行することができる。
この時、タッチスクリーン上のタッチによるタッチ位置だけでなく、正確なタッチ圧力の大きさを検出できるタッチ入力装置に対する必要性が生じている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】  本発明の目的は、ディスプレイノイズの変化に対する補償が適用された圧力を検出することができるタッチ入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】  本発明の実施形態によるタッチ入力装置は、タッチ表面に対するタッチの圧力検出が可能なタッチ入力装置であって、ディスプレイパネルと、前記ディスプレイパネルの下部に配置される基板と、圧力感知部と、を含み、前記圧力感知部は、圧力センサ及び基準圧力センサを含み、前記タッチ表面に圧力が印加されると前記ディスプレイパネルが撓み、前記ディスプレイパネルが撓むことによって前記圧力センサで検出される電気的特性が変化し、前記基準圧力センサで検出される電気的特性から計算された基準電気的特性と前記圧力センサで検出される電気的特性から計算された検出電気的特性との差に基づいて、前記タッチ表面に印加された圧力の大きさを計算することができる。
本発明の他の実施形態によるタッチ入力装置は、タッチ表面に対するタッチの圧力検出が可能なタッチ入力装置であって、ディスプレイモジュールと、前記ディスプレイパネルの下部に配置される基板と、圧力感知部と、を含み、前記圧力感知部は、第１圧力センサ及び第２圧力センサを含み、前記タッチ表面に圧力が印加されると前記ディスプレイパネルが撓み、前記ディスプレイパネルが撓むことによって前記第１圧力センサまたは前記第２圧力センサで検出される電気的特性が変化し、前記第１圧力センサと前記第２圧力センサのうち、前記圧力印加位置から相対的に遠い位置に配置されたセンサで検出される電気的特性から計算された基準電気的特性と前記第１圧力センサと前記第２圧力センサのうち前記圧力印加位置から相対的に近い位置に配置されたセンサで検出される電気的特性から計算された検出電気的特性との差に基づいて、前記タッチ表面に印加された圧力の大きさを計算することができる。
【発明の効果】  本発明の実施形態によれば、ディスプレイノイズの変化に対する補償が適用された圧力を検出することができるタッチ入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】静電容量方式のタッチセンサパネル及びこの動作のための構成の概略図である。
【図１ｂ】静電容量方式のタッチセンサパネル及びこの動作のための構成の概略図である。
【図２ａ】本発明の実施形態によるタッチ入力装置において、タッチ位置、タッチ圧力及びディスプレイ動作を制御するための制御ブロックを例示する。
【図２ｂ】タッチ入力装置において、ディスプレイモジュールの構成を例示する概略図である。
【図２ｃ】タッチ入力装置において、ディスプレイモジュールの構成を例示する概略図である。
【図３ａ】本発明の実施形態による圧力センサを含むセンサシート形態の例示的な圧力感知部の断面図である。
【図３ｂ】本発明の実施形態による圧力センサ及び基準圧力センサを含むセンサシート形態の例示的な圧力感知部の平面図である。
【図３ｃ】本発明の実施形態による圧力センサ及び基準圧力センサを含む圧力感知部がディスプレイモジュールの下面に直接形成された状態をディスプレイモジュールの下部から見た図面である。
【図３ｄ】本発明の実施形態による圧力センサ及び基準圧力センサを含む圧力感知部が配置された例示的なタッチ入力装置の断面図である。
【図３ｅ】本発明の実施形態による圧力センサ及び基準圧力センサを含む圧力感知部が配置された例示的なタッチ入力装置の断面図である。
【図３ｆ】本発明の実施形態による圧力センサ及び基準圧力センサを含む圧力感知部が配置された例示的なタッチ入力装置の断面図である。
【図３ｇ】本発明の実施形態による圧力センサ及び基準圧力センサを含む圧力感知部が配置された例示的なタッチ入力装置の断面図である。
【図３ｈ】本発明の実施形態による圧力センサ及び基準圧力センサを含むセンサシート形態の例示的な圧力感知部の平面図である。
【図３ｉ】本発明の実施形態による圧力センサ及び基準圧力センサを含むセンサシート形態の例示的な圧力感知部の平面図である。
【図３ｊ】本発明の実施形態による圧力センサ及び基準圧力センサを含むセンサシート形態の例示的な圧力感知部の平面図である。
【図３ｋ】本発明の実施形態による圧力センサ及び基準圧力センサを含むセンサシート形態の例示的な圧力感知部の平面図である。
【図３ｌ】本発明の実施形態による圧力センサ及び基準圧力センサを含むセンサシート形態の例示的な圧力感知部の平面図である。
【図３ｍ】本発明の実施形態による圧力感知部及び基準圧力感知部を含む例示的なタッチ入力装置の断面図である。
【図４ａ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第１例を例示する。
【図４ｂ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第１例を例示する。
【図４ｃ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第１例を例示する。
【図４ｄ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第１例を例示する。
【図４ｅ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第１例を例示する。
【図４ｆ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第１例を例示する。
【図４ｇ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第１例を例示する。
【図５ａ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第２例を例示する。
【図５ｂ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第２例を例示する。
【図５ｃ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第２例を例示する。
【図５ｄ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第２例を例示する。
【図５ｅ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第２例を例示する。
【図５ｆ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第２例を例示する。
【図５ｇ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第２例を例示する。
【図５ｈ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第２例を例示する。
【図５ｉ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第２例を例示する。
【図６ａ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第３例を例示する。
【図６ｂ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第３例を例示する。
【図６ｃ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第３例を例示する。
【図６ｄ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第３例を例示する。
【図６ｅ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第３例を例示する。
【図６ｆ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第３例を例示する。
【図６ｇ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第３例を例示する。
【図６ｈ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第３例を例示する。
【図７ａ】本発明の実施形態による圧力検出のためのセンサシートに含まれた圧力センサパターンを例示する。
【図７ｂ】本発明の実施形態による圧力検出のためのセンサシートに含まれた圧力センサパターンを例示する。
【図７ｃ】本発明の実施形態による圧力検出のためのセンサシートに含まれた圧力センサパターンを例示する。
【図７ｄ】本発明の実施形態による圧力検出のためのセンサシートに含まれた圧力センサパターンを例示する。
【図７ｅ】本発明の実施形態による圧力検出のためのセンサシートに含まれた圧力センサパターンを例示する。
【図８ａ】本発明の実施形態によるセンサシートが適用されたタッチ入力装置において、タッチ圧力の大きさと飽和面積との間の関係を示す。
【図８ｂ】本発明の実施形態によるセンサシートが適用されたタッチ入力装置において、タッチ圧力の大きさと飽和面積との間の関係を示す。
【図９】本発明の実施形態によるセンサシートの断面を例示する。
【図１０ａ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第４の例を例示する。
【図１０ｂ】タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第４の例を例示する。
【図１１ａ】本発明の実施形態によるセンサシートの付着方法を例示する。
【図１１ｂ】本発明の実施形態によるセンサシートの付着方法を例示する。
【図１２ａ】本発明の実施形態によるセンサシートをタッチセンシング回路に連結する方法を例示する。
【図１２ｂ】本発明の実施形態によるセンサシートをタッチセンシング回路に連結する方法を例示する。
【図１２ｃ】本発明の実施形態によるセンサシートをタッチセンシング回路に連結する方法を例示する。
【図１３ａ】本発明の実施形態によるセンサシートが複数のチャネルを含む構成を例示する。
【図１３ｂ】本発明の実施形態によるセンサシートが複数のチャネルを含む構成を例示する。
【図１３ｃ】本発明の実施形態によるセンサシートが複数のチャネルを含む構成を例示する。
【図１３ｄ】本発明の実施形態によるセンサシートが複数のチャネルを含む構成を例示する。
【図１４ａ】本発明の実施形態による圧力感知部がタッチ入力装置に直接形成される例を例示する。
【図１４ｂ】本発明の実施形態による圧力感知部がタッチ入力装置に直接形成される例を例示する。
【図１４ｃ】本発明の実施形態による圧力感知部がタッチ入力装置に直接形成される例を例示する。
【図１５ａ】本発明の実施形態によるセンサシートに含まれる第１センサ及び第２センサの形態を例示する。
【図１５ｂ】本発明の実施形態によるセンサシートに含まれる第１センサ及び第２センサの形態を例示する。
【図１５ｃ】本発明の実施形態によるセンサシートに含まれる第１センサ及び第２センサの形態を例示する。
【図１５ｄ】本発明の実施形態によるセンサシートに含まれるセンサの形態を例示する。
【発明を実施するための形態】
後述する本発明に対する詳細な説明は、本発明を実施することができる特定の実施形態を例示として図示する添付の図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施するのに十分なように詳しく説明する。例えば、ここに記載されている特定の形状、構造及び特性は、一実施形態に関連して本発明の精神及び範囲を外れないながらも、他の実施形態で具現されてもよい。また、それぞれの開示された実施形態内の個別構成要素の位置又は配置は、本発明の精神及び範囲を外れないながらも、変更されてもよいことが理解されなければならない。本発明の多様な実施形態は互いに異なるが、相互に排他的である必要はないことが理解されなければならない。図面において類似の参照符号は様々な側面にわたって同一もしくは類似の機能を指し示す。
以下、添付される図面を参照して本発明の実施形態による圧力検出のための圧力感知部及びタッチ入力装置を説明する。以下では、静電容量方式のタッチセンサ１０を例示するが、実施形態による他の方式でタッチ位置を検出する技法が適用され得る。
図１ａは、本発明の実施形態によるタッチ入力装置に含まれる静電容量方式のタッチセンサ１０及びこの動作のための構成の概略図である。図１ａを参照すると、タッチセンサ１０は、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎ及び複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍを含み、前記タッチセンサ１０の動作のために複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎに駆動信号を印加する駆動部１２、及び複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍからタッチ表面に対するタッチによって変化する静電容量の変化量に対する情報を含む感知信号を受信して、タッチ及びタッチ位置を検出する感知部１１を含んでもよい。
図１ａに示されたように、タッチセンサ１０は、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとを含んでもよい。図１ａにおいては、タッチセンサ１０の複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとが直交アレイを構成することが示されているが、本発明はこれに限定されず、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとが対角線、同心円、及び３次元ランダム配列などをはじめとする任意の数の次元、及びこの応用配列を有するようにすることができる。ここで、ｎ及びｍは、量の整数として互いに同じか、もしくは異なる値を有してもよく、実施形態により大きさが変わってもよい。
図１ａに示されたように、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとは、それぞれ互いに交差するように配列されてもよい。駆動電極ＴＸは、第１軸方向に延びた複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎを含み、受信電極ＲＸは、第１軸方向と交差する第２軸方向に延びた複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍを含んでもよい。
図１５ａ及び図１５ｂに示されたように、本発明の実施形態によるタッチセンサ１０において、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとは、互いに同一の層に形成されてもよい。例えば、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとは、絶縁膜（図示せず）の同一の面に形成されてもよい。具体的に、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとは、後述することになるディスプレイパネル２００Ａの上面に形成されてもよい。
また、図１５ｃに示されたように、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとは、互いに異なる層に形成されてもよい。例えば、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとは、一つの絶縁膜（図示せず）の両面にそれぞれ形成されてもよく、または、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎは、第１絶縁膜（図示せず）の一面に、そして複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍは、前記第１絶縁膜と異なる第２絶縁膜（図示せず）の一面上に形成されてもよい。具体的に、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍの何れか一つは、ディスプレイパネル２００Ａの上面に形成され、残りの一つは、後述することになるカバーの上面に形成されるか、もしくはディスプレイパネル２００Ａの内部に形成されてもよい。
複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとは、透明伝導性物質（例えば、酸化スズ（ＳｎＯ２）及び酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）等からなるＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）またはＡＴＯ（ＡｎｔｉｍｏｎｙＴｉｎＯｘｉｄｅ））等から形成されてもよい。しかし、これは単に例示に過ぎず、駆動電極ＴＸ及び受信電極ＲＸは、他の透明伝導性物質または不透明伝導性物質から形成されてもよい。例えば、駆動電極ＴＸ及び受信電極ＲＸは、銀インク（ｓｉｌｖｅｒｉｎｋ）、銅（ｃｏｐｐｅｒ）、銀ナノ（ｎａｎｏ  ｓｉｌｖｅｒ）、及び炭素ナノチューブ（ＣＮＴ：ＣａｒｂｏｎＮａｎｏｔｕｂｅ）のうち少なくとも何れか一つを含んで構成されてもよい。また、駆動電極ＴＸ及び受信電極ＲＸは、メタルメッシュ（ｍｅｔａｌｍｅｓｈ）で具現されてもよい。
本発明の実施形態による駆動部１２は、駆動信号を駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎに印加することができる。本発明の実施形態において、駆動信号は、第１駆動電極ＴＸ１から第ｎ駆動電極ＴＸｎまで順次一度に一つの駆動電極に対して印加されてもよい。このような駆動信号の印加は、再度反復して成されてもよい。これは単に例示に過ぎず、実施形態により多数の駆動電極に駆動信号が同時に印加されてもよい。
感知部１１は、受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍを介して駆動信号が印加された駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとの間に生成された静電容量Ｃｍ：１０１に関する情報を含む感知信号を受信することによって、タッチの有無及びタッチ位置を検出することができる。例えば、感知信号は、駆動電極ＴＸに印加された駆動信号が駆動電極ＴＸと受信電極ＲＸとの間に生成された静電容量Ｃｍ：１０１によりカップリングされた信号であってもよい。このように、第１駆動電極ＴＸ１から第ｎ駆動電極ＴＸｎまで印加された駆動信号を受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍを介して感知する過程は、タッチセンサ１０をスキャン（ｓｃａｎ）すると指称すことができる。
例えば、感知部１１は、それぞれの受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとスイッチを介して連結された受信機（図示せず）を含んで構成されてもよい。前記スイッチは、該受信電極ＲＸの信号を感知する時間区間に、オン（ｏｎ）になって受信電極ＲＸから感知信号が受信機で感知され得るようにする。受信機は、増幅器（図示せず）及び増幅器の負（−）入力端と増幅器の出力端との間、すなわち帰還経路に結合した帰還キャパシタを含んで構成されてもよい。この時、増幅器の正（＋）入力端は、グランド（ｇｒｏｕｎｄ）に接続されてもよい。また、受信機は、帰還キャパシタと並列に連結されるリセットスイッチをさらに含んでもよい。リセットスイッチは、受信機によって遂行される電流から電圧への変換をリセットすることができる。増幅器の負入力端は、該受信電極ＲＸと連結されて静電容量Ｃｍ：１０１に対する情報を含む電流信号を受信した後、積分して電圧に変換することができる。感知部１１は、受信機を介して積分されたデータをデジタルデータに変換するＡＤＣ（図示せず：ａｎａｌｏｇｔｏｄｉｇｉｔａｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）をさらに含んでもよい。その後、デジタルデータはプロセッサ（図示せず）に入力され、タッチセンサ１０に対するタッチ情報を取得するように処理されてもよい。感知部１１は受信機とともに、ＡＤＣ及びプロセッサを含んで構成されてもよい。
制御部１３は、駆動部１２と感知部１１の動作を制御する機能を遂行することができる。例えば、制御部１３は、駆動制御信号を生成した後、駆動部１２に伝達して駆動信号が所定の時間にあらかじめ設定された駆動電極ＴＸに印加されるようにすることができる。また、制御部１３は、感知制御信号を生成した後、感知部１１に伝達して感知部１１が所定の時間にあらかじめ設定された受信電極ＲＸから感知信号の入力を受けて、あらかじめ設定された機能を遂行するようにすることができる。
図１ａにおいて、駆動部１２及び感知部１１は、タッチセンサ１０に対するタッチの有無及びタッチ位置を検出することができるタッチ検出装置（図示せず）を構成することができる。タッチ検出装置は、制御部１３をさらに含んでもよい。タッチ検出装置は、タッチセンサ１０を含むタッチ入力装置において、後述することになるタッチセンサ制御器１１００に該当するタッチセンシングＩＣ（ｔｏｕｃｈｓｅｎｓｉｎｇＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）上に集積されて具現されてもよい。タッチセンサ１０に含まれた駆動電極ＴＸ及び受信電極ＲＸは、例えば伝導性トレース（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｔｒａｃｅ）及び／又は回路基板上に印刷された伝導性パターン（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｐａｔｔｅｒｎ）等を介してタッチセンシングＩＣに含まれた駆動部１２及び感知部１１に連結されてもよい。タッチセンシングＩＣは、伝導性パターンが印刷された回路基板、例えば、タッチ回路基板（以下、タッチＰＣＢという）上に位置することができる。実施形態により、タッチセンシングＩＣは、タッチ入力装置の作動のためのメインボード上に実装されていてもよい。
以上で詳しく見たように、駆動電極ＴＸと受信電極ＲＸの交差地点ごとに所定値の静電容量Ｃｍが生成され、指のような客体がタッチセンサ１０に近接する場合、このような静電容量の値が変更され得る。図１ａにおいて、前記静電容量は、相互静電容量Ｃｍ（ｍｕｔｕａｌ  ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を表わすことができる。このような電気的特性を感知部１１で感知し、タッチセンサ１０に対するタッチの有無及び／又はタッチ位置を感知することができる。例えば、第１軸と第２軸とからなる２次元平面からなるタッチセンサ１０の表面に対するタッチの有無及び／又はその位置を感知することができる。
より具体的に、タッチセンサ１０に対するタッチが生じる時、駆動信号が印加された駆動電極ＴＸを検出することによって、タッチの第２軸方向の位置を検出することができる。これと同様に、タッチセンサ１０に対するタッチの際に受信電極ＲＸを介して受信された受信信号から静電容量の変化を検出することによって、タッチの第１軸方向の位置を検出することができる。
上では、駆動電極ＴＸと受信電極ＲＸとの間の相互静電容量の変化量に基づいて、タッチ位置を感知するタッチセンサ１０の動作方式について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、図１ｂのように、自己静電容量（ｓｅｌｆｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の変化量に基づいてタッチ位置を感知することも可能である。
図１ｂは、本発明の他の実施形態によるタッチ入力装置に含まれる他の静電容量方式のタッチセンサ１０及びこの動作を説明するための概略図である。図１ｂに示されたタッチセンサ１０には、複数のタッチ電極３０が備えられる。複数のタッチ電極３０は、図１５ｄに示されたように、一定の間隔を置いて格子状に配置され得るが、これに限定されない。
制御部１３により生成された駆動制御信号は駆動部１２に伝達され、駆動部１２は駆動制御信号に基づいて、所定時間にあらかじめ設定されたタッチ電極３０に駆動信号を印加する。また、制御部１３により生成された感知制御信号は感知部１１に伝達され、感知部１１は感知制御信号に基づいて、所定時間にあらかじめ設定されたタッチ電極３０から感知信号の入力を受ける。この時、感知信号は、タッチ電極３０に形成された自己静電容量の変化量に対する信号であり得る。
この時、感知部１１が感知した感知信号によって、タッチセンサ１０に対するタッチの有無及び／又はタッチ位置が検出される。例えば、タッチ電極３０の座標をあらかじめ知っているため、タッチセンサ１０の表面に対する客体のタッチの有無及び／又はその位置を感知できるようになる。
以上では、便宜上、駆動部１２と感知部１１とが別個のブロックに分かれて動作するものと説明したが、タッチ電極３０に駆動信号が印加し、タッチ電極３０から感知信号の入力を受ける動作を、一つの駆動部及び感知部で遂行することも可能である。
以上で、タッチセンサ１０として静電容量方式のタッチセンサパネルが詳しく説明されたが、本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００において、タッチの有無及びタッチ位置を検出するためのタッチセンサ１０は、前述の方法以外の表面静電容量方式、プロジェクテッド（ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ）静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式（ＳＡＷ：ｓｕｒｆａｃｅａｃｏｕｓｔｉｃｗａｖｅ）、赤外線（ｉｎｆｒａｒｅｄ）方式、光学的イメージング方式（ｏｐｔｉｃａｌｉｍａｇｉｎｇ）、分散信号方式（ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅｓｉｇｎａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）及び音声パルス認識（ａｃｏｕｓｔｉｃｐｕｌｓｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）方式等の任意のタッチセンシング方式を用いて具現されてもよい。
図２ａは、本発明の実施形態によるタッチ入力装置において、タッチ位置、タッチ圧力及びディスプレイ動作を制御するための制御ブロックを例示する。ディスプレイ機能及びタッチ位置の検出に加えてタッチ圧力を検出することができるように構成されたタッチ入力装置１０００において、制御ブロックは、前述したタッチ位置を検出するためのタッチセンサ制御器１１００、ディスプレイパネルを駆動するためのディスプレイ制御器１２００及び圧力を検出するための圧力センサ制御器１３００を含んで構成されてもよい。ディスプレイ制御器１２００は、タッチ入力装置１０００の作動のためのメインボード（ｍａｉｎ  ｂｏａｒｄ）上の中央処理ユニットであるＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）またはＡＰ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などから入力を受けてディスプレイパネル２００Ａに所望の内容をディスプレイするようにする制御回路を含んでもよい。このような制御回路は、ディスプレイ回路基板（以下、「ディスプレイＰＣＢ」という）に実装され得る。このような制御回路は、ディスプレイパネル制御ＩＣ、グラフィック制御ＩＣ（Ｇｒａｐｈｉｃ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  ＩＣ）、及びその他のディスプレイパネル２００Ａの作動に必要な回路を含んでもよい。
圧力感知部を介して圧力を検出するための圧力センサ制御器１３００は、タッチセンサ制御器１１００の構成と類似するように構成され、タッチセンサ制御器１１００と類似するように動作し得る。具体的に、圧力センサ制御器１３００が、図１ａ及び図１ｂに示されたように、駆動部、感知部及び制御部を含み、感知部が感知した感知信号によって圧力の大きさを検出することができる。この時、圧力センサ制御器１３００は、タッチセンサ制御器１１００が実装されたタッチＰＣＢに実装されてもよく、ディスプレイ制御器１２００が実装されたディスプレイＰＣＢに実装されてもよい。
実施形態により、タッチセンサ制御器１１００、ディスプレイ制御器１２００及び圧力センサ制御器１３００は、互いに異なる構成要素としてタッチ入力装置１０００に含まれてもよい。例えば、タッチセンサ制御器１１００、ディスプレイ制御器１２００及び圧力センサ制御器１３００は、それぞれ互いに異なるチップ（ｃｈｉｐ）で構成されてもよい。この時、タッチ入力装置１０００のプロセッサ１５００は、タッチセンサ制御器１１００、ディスプレイ制御器１２００及び圧力センサ制御器１３００に対するホスト（ｈｏｓｔ）プロセッサとして機能することができる。
本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００は、携帯電話（ｃｅｌｌｐｈｏｎｅ）、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤａｔａＡｓｓｉｓｔａｎｔ）、スマートフォン（ｓｍａｒｔｐｈｏｎｅ）、タブレットＰＣ（ｔａｐｌｅｔＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）、ＭＰ３プレーヤー、ノートブック（ｎｏｔｅｂｏｏｋ）などのようなタッチスクリーンを含む電子装置を含んでもよい。
このようなタッチ入力装置１０００を薄く（ｓｌｉｍ）軽量（ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ）に製作するために、上述したように、別個に構成されるタッチセンサ制御器１１００、ディスプレイ制御器１２００及び圧力センサ制御器１３００が、実施形態により、一つ以上の構成で統合され得る。これに加えて、プロセッサ１５００にこれらそれぞれの制御器が統合されることも可能である。これと共に、実施形態により、ディスプレイパネル２００Ａにタッチセンサ１０及び／又は圧力感知部が統合され得る。
実施形態によるタッチ入力装置１０００において、タッチ位置を検出するためのタッチセンサ１０がディスプレイパネルの外部または内部に位置し得る。実施形態によるタッチ入力装置１０００のディスプレイパネルは、液晶表示装置（ＬＣＤ：ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ）、有機発光表示装置（ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）などに含まれたディスプレイパネルであってもよい。
図２ｂ及び図２ｃは、本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００において、ディスプレイモジュール２００の構成を説明するための概念図である。
まず、図２ｂを参照し、ＬＣＤパネルを用いるディスプレイパネル２００Ａを含むディスプレイモジュール２００の構成を説明することにする。
図２ｂに示されたように、ディスプレイモジュール２００はＬＣＤパネルであるディスプレイパネル２００Ａ、ディスプレイパネル２００Ａの上部に配置される第１偏光層２７１及びディスプレイパネル２００Ａの下部に配置される第２偏光層２７２を含んでもよい。また、ＬＣＤパネルであるディスプレイパネル２００Ａは、液晶セル（ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｃｅｌｌ）を含む液晶層２５０、液晶層２５０の上部に配置される第１基板層２６１及び液晶層２５０の下部に配置される第２基板層２６２を含んでもよい。この時、第１基板層２６１はカラーフィルタガラス（ｃｏｌｏｒ  ｆｉｌｔｅｒ  ｇｌａｓｓ）であってもよく、第２基板層２６２はＴＦＴガラス（ＴＦＴ  ｇｌａｓｓ）であってもよい。また、実施形態により、第１基板層２６１及び第２基板層２６２の少なくとも一つは、プラスチックのようなベンディング（ｂｅｎｄｉｎｇ）可能な物質で形成されてもよい。図２ｂにおいて、第２基板層２６２は、データライン（ｄａｔａｌｉｎｅ）、ゲートライン（ｇａｔｅｌｉｎｅ）、ＴＦＴ、共通電極（Ｖｃｏｍ：ｃｏｍｍｏｎｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）及びピクセル電極（ｐｉｘｅｌｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）等を含む多様な層から成っていてもよい。これら電気的構成要素は、制御された電場を生成して液晶層２５０に位置した液晶を配向させるように作動することができる。
次に、図２ｃを参照して、ＯＬＥＤパネルを用いるディスプレイパネル２００Ａを含むディスプレイモジュール２００の構成を説明することにする。
図２ｃに示されたように、ディスプレイモジュール２００は、ＯＬＥＤパネルであるディスプレイパネル２００Ａ、ディスプレイパネル２００Ａの上部に配置される第１偏光層２８２を含んでもよい。また、ＯＬＥＤパネルであるディスプレイパネル２００Ａは、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を含む有機物層２８０、有機物２８０の上部に配置される第１基板層２８１及び有機物層２８０の下部に配置される第２基板層２８３を含んでもよい。この時、第１基板層２８１は、エンカプセレーションガラス（Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ  ｇｌａｓｓ）であってもよく、第２基板２８３は、ＴＦＴガラス（ＴＦＴ  ｇｌａｓｓ）であってもよい。また、実施形態により、第１基板２８１及び第２基板２８３のうち少なくとも一つは、プラスチックのようなベンディング（ｂｅｎｄｉｎｇ）可能な物質で形成されてもよい。ＯＬＥＤパネルの場合、ゲートライン、データライン、第１電源ライン（ＥＬＶＤＤ）、第２電源ライン（ＥＬＶＳＳ）等のディスプレイパネル２００Ａの駆動に使用される電極を含んでもよい。ＯＬＥＤパネルは、蛍光または燐光有機物薄膜に電流を流すと、電子と正孔が有機物層で結合して光が発生する原理を用いた自己発光型ディスプレイパネルとして、発光層を構成する有機物質が光の色を決定する。
具体的に、ＯＬＥＤは、ガラスやプラスチックの上に有機物を塗布して電気を流せば、有機物が光を発散する原理を用いる。すなわち、有機物の陽極と陰極にそれぞれ正孔と電子を注入して発光層に再結合させると、エネルギーが高い状態である励起子（ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）を形成し、励起子がエネルギーが低い状態に落ちてエネルギーが放出され、特定の波長の光が生成される原理を用いる訳である。この時、発光層の有機物によって光の色が変わる。
ＯＬＥＤは、ピクセルマトリックスを構成しているピクセルの動作特性により、ライン駆動方式のＰＭ−ＯＬＥＤ（Ｐａｓｓｉｖｅ−ｍａｔｒｉｘＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔ−ＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）と個別駆動方式のＡＭ−ＯＬＥＤ（Ａｃｔｉｖｅ−ｍａｔｒｉｘＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔ−ＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）とが存在する。両者は共にバックライトを必要としないため、ディスプレイモジュールを非常に薄く具現することができ、角度によって明暗比が一定であり、温度に伴う色の再現性が良いという長所を有する。また、未駆動ピクセルは、電力を消耗しないという点で非常に経済的である。
動作面において、ＰＭ−ＯＬＥＤは、高い電流でスキャニング時間（ｓｃａｎｎｉｎｇｔｉｍｅ）の間だけ発光し、ＡＭ−ＯＬＥＤは低い電流でフレーム時間（ｆｒａｍｅｔｉｍｅ）の間ずっと発光状態を維持する。したがって、ＡＭ−ＯＬＥＤはＰＭ−ＯＬＥＤに比べて解像度が良く、大面積ディスプレイパネルの駆動が有利であり、電力消耗が少ないという長所がある。また、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を内蔵して各素子を個別的に制御できるため、精巧な画面を具現しやすい。
また、有機物層２８０は、ＨＩＬ（ＨｏｌｅＩｎｊｅｃｔｉｏｎＬａｙｅｒ、正孔注入層）、ＨＴＬ（ＨｏｌｅＴｒａｎｓｆｅｒＬａｙｅｒ、正孔輸送層）、ＥＩＬ（ＥｍｉｓｓｉｏｎＭａｔｅｒｉａｌＬａｙｅｒ、電子注入層）、ＥＴＬ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＴｒａｎｓｆｅｒＬａｙｅｒ、電子輸送層）、ＥＭＬ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＩｎｊｅｃｔｉｏｎＬａｙｅｒ、発光層）を含んでもよい。
各層について簡略に説明すると、ＨＩＬは、正孔を注入させ、ＣｕＰｃなどの物質を用いる。ＨＴＬは、注入された正孔を移動させる機能をして、主に、正孔の移動性（ｈｏｌｅｍｏｂｉｌｉｔｙ）が良い物質を用いる。ＨＴＬは、アリールアミン（ａｒｙｌａｍｉｎｅ）、ＴＰＤなどが用いられてもよい。ＥＩＬとＥＴＬは、電子の注入と輸送のための層であり、注入された電子と正孔はＥＭＬで結合して発光する。ＥＭＬは、発光する色を具現する素材として、有機物の寿命を決定するホスト（ｈｏｓｔ）と色感と効率を決決定する不純物（ｄｏｐａｎｔ）とから構成される。これは、ＯＬＥＤパネルに含まれる有機物層２８０の基本的な構成を説明したに過ぎず、本発明は、有機物層２８０の層構造や素材などに限定されない。
有機物層２８０は、アノード（Ａｎｏｄｅ）（図示せず）とカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）（図示せず）との間に挿入され、ＴＦＴがオン（Ｏｎ）状態になれば、駆動電流がアノードに印加されて正孔が注入され、カソードには電子が注入されて、有機物層２８０に正孔と電子が移動して光を発散する。
当該技術分野の当業者には、ＬＥＤパネルまたはＯＬＥＤパネルがディスプレイ機能を遂行するために他の構成をさらに含んでもよく、変形が可能であることは自明であろう。
本発明によるタッチ入力装置１０００のディスプレイモジュール２００は、ディスプレイパネル２００Ａ及びディスプレイパネル２００Ａを駆動するための構成を含んでもよい。具体的に、ディスプレイパネル２００ＡがＬＣＤパネルである場合、ディスプレイモジュール２００は、第２偏光層２７２の下部に配置されるバックライトユニット（図示せず：ｂａｃｋｌｉｇｈｔｕｎｉｔ）を含んで構成されてもよく、ＬＣＤパネルの作動のためのディスプレイパネル制御ＩＣ、グラフィック制御ＩＣ及びその他の回路をさらに含んでもよい。
本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００において、タッチ位置を検出するためのタッチセンサ１０は、ディスプレイモジュール２００の外部または内部に位置することができる。
タッチ入力装置１０００において、タッチセンサ１０がディスプレイモジュール２００の外部に配置される場合、ディスプレイモジュール２００の上部にはタッチセンサパネルが配置されてもよく、タッチセンサ１０がタッチセンサパネルに含まれてもよい。タッチ入力装置１０００に対するタッチ表面は、タッチセンサパネルの表面であってもよい。
タッチ入力装置１０００において、タッチセンサ１０がディスプレイモジュール２００の内部に配置される場合、タッチセンサ１０がディスプレイパネル２００Ａの外部に位置するように構成されてもよい。具体的に、タッチセンサ１０が第１基板層２６１、２８１の上面に形成されてもよい。この時、タッチ入力装置１０００に対するタッチ表面は、ディスプレイモジュール２００の外面として、図２ｂ及び図２ｃにおいて、上部面または下部面になり得る。
タッチ入力装置１０００において、タッチセンサ１０がディスプレイモジュール２００の内部に配置される場合、実施形態により、タッチセンサ１０のうち少なくとも一部はディスプレイパネル２００Ａ内に位置するように構成され、タッチセンサ１０のうち少なくとも残りの一部は、ディスプレイパネル２００Ａの外部に位置するように構成され得る。例えば、タッチセンサ１０を構成する駆動電極ＴＸと受信電極ＲＸの何れか一つの電極は、ディスプレイパネル２００Ａの外部に位置するように構成されてもよく、残りの電極は、ディスプレイパネル２００Ａの内部に位置するように構成されてもよい。具体的に、タッチセンサ１０を構成する駆動電極ＴＸと受信電極ＲＸの何れか一つの電極は、第１基板層２６１、２８１の上面に形成されてもよく、残りの電極は、第１基板層２６１、２８１の下面または第２基板層２６２、２８３の上面に形成されてもよい。
タッチ入力装置１０００において、タッチセンサ１０がディスプレイモジュール２００の内部に配置される場合、タッチセンサ１０がディスプレイパネル２００Ａの内部に位置するように構成されてもよい。具体的に、タッチセンサ１０が第１基板層２６１、２８１の下面または第２基板層２６２、２８３の上面に形成されてもよい。
ディスプレイパネル２００Ａの内部にタッチセンサ１０が配置される場合、タッチセンサの動作のための電極が追加で配置されてもよいが、ディスプレイパネル２００Ａの内部に位置する多様な構成及び／又は電極が、タッチセンシングのためのタッチセンサ１０として用いられてもよい。具体的に、ディスプレイパネル２００ＡがＬＣＤパネルである場合、タッチセンサ１０に含まれる電極のうち少なくとも何れか一つはデータライン（ｄａｔａｌｉｎｅ）、ゲートライン（ｇａｔｅｌｉｎｅ）、ＴＦＴ、共通電極（Ｖｃｏｍ：ｃｏｍｍｏｎｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）及びピクセル電極（ｐｉｘｅｌｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）のうち少なくとも何れか一つを含んでもよく、ディスプレイパネル２００ＡがＯＬＥＤパネルである場合、タッチセンサ１０に含まれる電極のうち少なくとも何れか一つは、データライン（ｄａｔａｌｉｎｅ）、ゲートライン（ｇａｔｅｌｉｎｅ）、第１電源ライン（ＥＬＶＤＤ）及び第２電源ライン（ＥＬＶＳＳ）のうち少なくとも何れか一つを含んでもよい。
この時、タッチセンサ１０は、図１ａで説明された駆動電極及び受信電極で動作し、駆動電極及び受信電極の間の相互静電容量によりタッチ位置を検出することができる。また、タッチセンサ１０は、図１ｂで説明された単一電極３０で動作し、単一電極３０それぞれの自己静電容量によりタッチ位置を検出することができる。この時、タッチセンサ１０に含まれる電極がディスプレイパネル２００Ａの駆動に使用される電極の場合、第１時間区間にディスプレイパネル２００Ａを駆動し、第１時間区間と異なる第２時間区間にタッチ位置を検出することができる。
以上では、タッチ入力装置１０００に含まれるディスプレイモジュール２００について詳しく見てみた。以下では、タッチ入力装置１０００に本発明の実施形態による圧力感知部を適用してタッチ圧力を検出する場合について、例を挙げて詳しく見てみる。
本発明による圧力感知部は、センサシートの形態で構成され、ディスプレイモジュール２００及び基板３００を含むタッチ入力装置１０００に付着されてもよい。
図３ａは、本発明の実施形態による圧力センサを含むセンサシート形態の例示的な圧力感知部の断面図である。例えば、センサシート４４０は、第１絶縁層４７０と第２絶縁層４７１との間にセンサ層を含んでもよい。センサ層は、第１センサ４５０及び／又は第２センサ４６０を含んでもよい。この時、第１絶縁層４７０と第２絶縁層４７１はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）のような絶縁物質であってもよい。センサ層に含まれた第１センサ４５０と第２センサ４６０は、銅（ｃｏｐｐｅｒ）のような物質を含んでもよい。センサシート４４０の製造工程により、センサ層と第２絶縁層４７１との間はＯＣＡ（ＯｐｔｉｃａｌｌｙＣｌｅａｒａｄｈｅｓｉｖｅ）のような接着剤（図示せず）で接着されてもよい。また、実施形態により、圧力センサ４５０、４６０は、第１絶縁層４７０の上に圧力センサパターンに相応する貫通孔を有するマスク（ｍａｓｋ）を位置させた後、伝導性スプレー（ｓｐｒａｙ）を噴射することによって形成されてもよい。
図４ａ〜図４ｇは、タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシート形態の圧力感知部が適用される第１例を例示する。
本発明の第１例によるタッチ入力装置１０００において、タッチ位置を検出するためのタッチセンサが形成されたカバー層１００とディスプレイモジュール２００との間がＯＣＡ（ＯｐｔｉｃａｌｌｙＣｌｅａｒａｄｈｅｓｉｖｅ）のような接着剤でラミネーションされていてもよい。これにより、タッチセンサのタッチ表面を介して確認できるディスプレイモジュール２００のディスプレイの色の鮮明度、視認性及び光の透過性が向上され得る。
図４ａ〜図４ｇを参照した説明において、本発明の第１例によるタッチ入力装置１０００として、タッチセンサが形成されたカバー層１００がディスプレイモジュール２００上に接着剤でラミネーションされ付着されたものを例示しているが、本発明の第１例によるタッチ入力装置１０００は、タッチセンサが、図２ｂ及び図２ｃなどに示されたディスプレイモジュール２００の内部に配置される場合を含んでもよい。より具体的に、図４ａ及び図４ｂにおいて、タッチセンサ１０が形成されたカバー層１００がディスプレイモジュール２００を覆うことが示されているが、タッチセンサ１０は、ディスプレイモジュール２００の内部に位置して、ディスプレイモジュール２００がガラスのようなカバー層１００で覆われたタッチ入力装置１０００が本発明の第１例として用いられてもよい。
本発明の実施形態によるセンサシート形態の圧力感知部が適用され得るタッチ入力装置１０００は、携帯電話（ｃｅｌｌｐｈｏｎｅ）、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤａｔａＡｓｓｉｓｔａｎｔ）、スマートフォン（ｓｍａｒｔｐｈｏｎｅ）、タブレットＰＣ（ｔａｐｌｅｔＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）、ＭＰ３プレーヤー、ノートブック（ｎｏｔｅｂｏｏｋ）などのようなタッチスクリーンを含む電子装置を含んでもよい。
本発明の実施形態によるセンサシート形態の圧力感知部が適用され得るタッチ入力装置１０００において、基板３００は、例えばタッチ入力装置１０００の最外郭機構であるハウジング３２０と共にタッチ入力装置１０００の作動のための回路基板及び／又はバッテリーが位置し得る実装空間３１０などを包む機能を遂行することができる。この時、タッチ入力装置１０００の作動のための回路基板には、メインボード（ｍａｉｎｂｏａｒｄ）として中央処理ユニットであるＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｕｎｉｔ）またはＡＰ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などが実装されていてもよい。基板３００を介してディスプレイモジュール２００とタッチ入力装置１０００の作動のための回路基板及び／又はバッテリーが分離し、ディスプレイモジュール２００で発生する電気的ノイズ及び回路基板で発生するノイズが遮断され得る。タッチ入力装置１０００において、タッチセンサ１０またはカバー層１００がディスプレイモジュール２００、基板３００、及び実装空間３１０より広く形成されてもよく、これにより、ハウジング３２０がカバー層１００と共にディスプレイモジュール２００、基板３００及び回路基板を覆うように、ハウジング３２０が形成されてもよい。
本発明の第１例によるタッチ入力装置１０００は、タッチセンサ１０を介してタッチ位置を検出し、ディスプレイモジュール２００と基板３００との間にセンサシート４４０を配置してタッチ圧力を検出することができる。この時、タッチセンサ１０は、ディスプレイモジュール２００の内部または外部に位置してもよい。
以下で、センサシート４４０を含む圧力検出のための構成を総括し、圧力検出モジュール４００と指称する。例えば、第１例において圧力検出モジュール４００は、センサシート４４０及び／又はスペーサ層４２０を含んでもよい。
圧力検出モジュール４００は、例えば、エアギャップ（ａｉｒｇａｐ）からなったスペーサ層４２０を含んで構成され、これに対しては、図４ｂ〜図４ｇを参照して詳しく見てみる。
実施形態により、スペーサ層４２０は、エアギャップで具現されてもよい。スペーサ層４２０は、実施形態により、衝撃吸収物質からなってもよい。スペーサ層４２０は、実施形態により、誘電物質（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｍａｔｅｒｉａｌ）で満たされてもよい。
実施形態により、スペーサ層４２０は、圧力の印加によって収縮し、圧力の解除時に本来の形態に復帰する回復力を有する物質で形成されてもよい。実施形態により、スペーサ層４２０は、弾性フォーム（ｅｌａｓｔｉｃｆｏａｍ）で形成されてもよい。また、スペーサ層がディスプレイモジュール２００の下部に配置されるので、透明な物質であっても不透明な物質であってもよい。
図４ｂは、本発明の第１例によるタッチ入力装置１０００の斜視図である。図４ｂに示されたように、本発明の第１例において、センサシート４４０は、タッチ入力装置１０００においてディスプレイモジュール２００と基板３００との間に配置されてもよい。この時、センサシート４４０を配置するために、タッチ入力装置１０００のディスプレイモジュール２００と基板３００との間を離隔させるスペーサ層を含んでもよい。
以下で、タッチセンサ１０に含まれた電極と区分が明確なように、圧力感知部に含まれて圧力を検出するためのセンサ４５０、４６０を圧力センサ４５０、４６０と指称する。この時、圧力センサ４５０、４６０は、ディスプレイパネル２００Ａの前面でない後面に配置されるので、透明物質だけでなく不透明物質で構成されることも可能である。ディスプレイパネル２００ＡがＬＣＤパネルである場合、バックライトユニットから光が透過されなければならないので、圧力センサ４５０、４６０はＩＴＯのような透明な物質で構成され得る。
この時、センサシート４４０が配置されるスペーサ層４２０を維持するために、基板３００の上部の縁に沿って所定の厚さを有するフレーム３３０が形成されてもよい。この時、フレーム３３０は、接着テープ（図示せず）でカバー層１００に接着されてもよい。図４ｂにおいて、フレーム３３０は基板３００のすべての縁（例えば、四角形の４面）に形成されたものが示されているが、フレーム３３０は、基板３００の縁の少なくとも一部（例えば、四角形の３面）にだけ形成されてもよい。実施形態により、フレーム３３０は、基板３００の上部面に基板３００と一体型で形成されてもよい。本発明の実施形態において、フレーム３３０は弾性がない物質で構成されてもよい。本発明の実施形態において、カバー層１００を介してディスプレイモジュール２００に圧力が印加される場合、ディスプレイモジュール２００が撓み得るので、フレーム３３０が圧力によって形体の変形がなくても、タッチ圧力の大きさを検出することができる。
図４ｃは、本発明の実施形態によるセンサシートの圧力センサを含むタッチ入力装置の断面図である。図４ｃ及び以下の一部の図面において、圧力センサ４５０、４６０がセンサシート４４０と分離されて示されているが、これは単に説明の便宜のためのものであり、圧力センサ４５０、４６０は、センサシート４４０に含まれて構成されてもよい。図４ｃに示されたように、本発明の実施形態による圧力センサ４５０、４６０を含むセンサシート４４０は、スペーサ層４２０内として基板３００上に配置されてもよい。
圧力検出のための圧力センサは、第１センサ４５０と第２センサ４６０を含んでもよい。この時、第１センサ４５０と第２センサ４６０の何れか一つは駆動センサであってもよく、残りの一つは受信センサであってもよい。駆動センサに駆動信号を印加し、受信センサを介して圧力が印加されることによって変わる電気的特性に対する情報を含む感知信号を取得することができる。電圧が印加されれば、第１センサ４５０と第２センサ４６０との間に相互静電容量が生成され得る。
図４ｄは、図４ｃに示されたタッチ入力装置１０００に圧力が印加された場合の断面図である。ディスプレイモジュール２００の下部面は、ノイズ遮蔽のためにグランド（ｇｒｏｕｎｄ）電位を有してもよい。客体５００を介してカバー層１００の表面に圧力を印加する場合、カバー層１００及びディスプレイモジュール２００は、撓んだり押圧され得る。これにより、グランド電位面と圧力センサ４５０、４６０との間の距離ｄがｄ’に減少し得る。このような場合、前記距離ｄの減少により、ディスプレイモジュール２００の下部面にフリンジング静電容量が吸収されるので、第１センサ４５０と第２センサ４６０との間の相互静電容量は減少し得る。したがって、受信センサを介して取得される感知信号から相互静電容量の減少量を取得して、タッチ圧力の大きさを算出することができる。
図４ｄでは、ディスプレイモジュール２００の下部面がグランド電位、すなわち基準電位層である場合について説明したが、基準電位層がディスプレイモジュール２００の内部に配置されてもよい。この時、客体５００を介してカバー層１００の表面に圧力を印加する場合、カバー層１００及びディスプレイモジュール２００は、撓んだり押圧され得る。これにより、ディスプレイモジュール２００の内部に配置された基準電位層と圧力センサ４５０、４６０との間の距離が変わり、これにより、受信センサを介して取得される感知信号から静電容量の変化量を取得して、タッチ圧力の大きさを算出することができる。
本発明の実施形態によるセンサシート４４０が適用されるタッチ入力装置１０００において、ディスプレイモジュール２００は、圧力を印加するタッチによって撓んだり押圧され得る。ディスプレイモジュール２００は、タッチにより変形を示すように撓んだり押圧され得る。実施形態により、ディスプレイモジュール２００が撓んだり押圧される時、最も大きい変形を示す位置は、前記タッチ位置と一致しないことがあるが、ディスプレイモジュール２００は、少なくとも前記タッチ位置で撓みを示すことができる。例えば、タッチ位置がディスプレイモジュール２００の縁及び端などに近接する場合、ディスプレイモジュール２００が撓んだり押圧される程度が最も大きい位置は、タッチ位置と異なることがあるが、ディスプレイモジュール２００は、少なくとも前記タッチ位置で撓み又は押圧を示すことができる。
この時、基板３００の上部面もまたノイズ遮蔽のためにグランド電位を有してもよい。図９は、本発明の実施形態によるセンサシートの断面を例示する。図９の（ａ）を参照して説明すると、圧力センサ４５０、４６０を含むセンサシート４４０が、基板３００又はディスプレイモジュール２００の上に付着された場合の断面を例示する。この時、センサシート４４０において、圧力センサ４５０、４６０は、第１絶縁層４７０と第２絶縁層４７１との間に位置するので、圧力センサ４５０、４６０が基板３００又はディスプレイモジュール２００と短絡することが防止され得る。また、タッチ入力装置１０００の種類及び／又は具現方式により、圧力センサ４５０、４６０が付着する基板３００又はディスプレイモジュール２００がグランド電位を示さないか、もしくは弱いグランド電位を示し得る。このような場合、本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００は、基板３００又はディスプレイモジュール２００と絶縁層４７０との間にグランド電極（ｇｒｏｕｎｄｅｌｅｃｔｒｏｄｅ：図示せず）をさらに含んでもよい。実施形態により、グランド電極と基板３００又はディスプレイモジュール２００との間には、また他の絶縁層（図示せず）をさらに含んでもよい。この時、グランド電極（図示せず）は、圧力センサである第１センサ４５０と第２センサ４６０との間に生成される静電容量の大きさが大きくなり過ぎることを防止することができる。
図４ｅは、本発明の実施形態による圧力センサ４５０、４６０を含むセンサシート４４０がディスプレイモジュール２００の下部面の上に形成される場合を例示する。この時、基板３００はグランド電位を有し得る。したがって、カバー層１００のタッチ表面をタッチすることにより基板３００と圧力センサ４５０、４６０との間の距離ｄが減少し、結果的に第１センサ４５０と第２センサ４６０との間の相互静電容量の変化を引き起こすことができる。
図７は、本発明の実施形態による圧力検出のための圧力感知部に含まれた圧力センサのパターンを例示する。図７ａ〜図７ｃにおいては、圧力感知部４４０に含まれる第１センサ４５０と第２センサ４６０のパターンを例示する。図７ａ〜図７ｃに示された圧力センサのパターンを有する圧力感知部４４０は、基板３００の上部又はディスプレイモジュール２００の下部面上に形成されてもよい。第１センサ４５０と第２センサ４６０との間の静電容量は、第１センサ４５０及び第２センサ４６０が含まれたセンサ層と基準電位層（ディスプレイモジュール２００又は基板３００）の間の距離によって変わり得る。
第１センサ４５０と第２センサ４６０との間の相互静電容量が変化することによってタッチ圧力の大きさを検出する時、検出の正確度を高めるために必要な静電容量の範囲を生成するように、第１センサ４５０と第２センサ４６０のパターンを形成する必要がある。第１センサ４５０と第２センサ４６０とが互いに向かい合う面積が大きかったり長さが長いほど、生成される静電容量の大きさが大きくなり得る。したがって、必要な静電容量の範囲によって第１センサ４５０と第２センサ４６０との間の向かい合う面積の大きさ、長さ及び形状などを調節して設計することができる。図７ｂ及び図７ｃには、第１センサ４５０と第２センサ４６０とが同一の層に形成される場合として、第１センサ４５０と第２センサ４６０とが互いに向かい合う長さが相対的に長いように圧力センサが形成された場合を例示する。
このように、第１センサ４５０と第２センサ４６０は、同一の層に形成された形態において、図９の（ａ）に示された第１センサ４５０と第２センサ４６０のそれぞれは図１５ａに示されたように、菱形状の複数のセンサで構成され得る。ここで、複数の第１センサ４５０は第１軸方向に互いにつながった形態であり、複数の第２センサ４６０は第１軸方向と直交する第２軸方向に互いにつながった形態であり、第１センサ４５０及び第２センサ４６０のうち少なくとも一つは、それぞれの複数の菱形状のセンサがブリッジを介して連結され、第１センサ４５０と第２センサ４６０とが互いに絶縁された形態であり得る。また、この時、図９の（ａ）に示された第１センサ４５０と第２センサ４６０とは、図１５ｂに示された形態のセンサで構成され得る。
第１センサ４５０と第２センサ４６０は、実施形態により、互いに異なる層に具現されてセンサ層を構成しても構わない。図９の（ｂ）は、第１センサ４５０と第２センサ４６０が互いに異なる層に具現された場合の断面を例示する。図９の（ｂ）に例示されたように、第１センサ４５０は第１絶縁層４７０上に形成され、第２センサ４６０は、第１センサ４５０の上に位置する第２絶縁層４７１上に形成され得る。実施形態により、第２センサ４６０は第３絶縁層４７２で覆われてもよい。すなわち、センサシート４４０は第１絶縁層４７０ないし第３絶縁層４７２、第１センサ４５０及び第２センサ４６０を含んで構成されてもよい。この時、第１センサ４５０と第２センサ４６０は、互いに異なる層に位置するので、互いにオーバーラップ（ｏｖｅｒｌａｐ）されるように具現されてもよい。例えば、第１センサ４５０と第２センサ４６０は、図１５ｃに示されたように、ＭＸＮの構造で配列された駆動電極ＴＸと受信電極ＲＸのパターンと類似するように形成されてもよい。この時、Ｍ及びＮは、１以上の自然数であり得る。または、図１５ａに示されたように、菱形状の第１センサ４５０と第２センサ４６０がそれぞれ異なる層に位置してもよい。
以上において、タッチ圧力は、第１センサ４５０と第２センサ４６０との間の相互静電容量の変化から検出されることが例示される。しかし、センサシート４４０は、第１センサ４５０と第２センサ４６０の何れか一つの圧力センサのみを含むように構成されてもよく、このような場合、一つの圧力センサとグランド層（ディスプレイモジュール２００、基板３００、または、ディスプレイモジュール２００の内部に配置される基準電位層）との間の静電容量、すなわち自己静電容量の変化を検出することによってタッチ圧力の大きさを検出することもできる。この時、駆動信号は、前記一つの圧力センサに印加され、圧力センサとグランド層との間の自己静電容量の変化が前記圧力センサから感知され得る。
例えば、図４ｃにおいて、センサシート４４０に含まれる圧力センサは、第１センサ４５０のみを含んで構成されてもよく、この時、ディスプレイモジュール２００と第１センサ４５０との間の距離変化によって引き起こされる第１センサ４５０とディスプレイモジュール２００との間の静電容量の変化からタッチ圧力の大きさを検出することができる。タッチ圧力が大きくなることによって距離ｄが減少するので、ディスプレイモジュール２００と第１センサ４５０との間の静電容量は、タッチ圧力が増加するほど大きくなり得る。これは、図４ｅと関連した実施形態にも同様に適用され得る。この時、圧力センサは、相互静電容量の変化量の検出精度を高めるために必要な、くし形状またはフォーク形状を有する必要はなく、図７ｄに例示されたように、板（例えば、四角板）形状を有してもよく、図１５ｄに示されたように、複数の第１センサ４５０が一定の間隔を置いて格子形に配置されてもよい。
図９の（ｃ）は、センサシート４４０が第１センサ４５０のみを含んで具現された場合の断面を例示する。図９の（ｃ）に例示されたように、第１センサ４５０を含むセンサシート４４０は、基板３００又はディスプレイモジュール２００上に配置されてもよい。
図４ｆは、圧力センサ４５０、４６０がスペーサ層４２０内として基板３００の上部面及びディスプレイモジュール２００の下部面上に形成された場合を例示する。センサシートは、第１センサ４５０を含む第１センサセンサシート４４０−１と第２センサ４６０を含む第２センサセンサシート４４０−２から構成されてもよい。この時、第１センサ４５０と第２センサ４６０の何れか一つは基板３００上に形成され、残りの一つはディスプレイモジュール２００の下部面上に形成されてもよい。図４ｆでは、第１センサ４５０が基板３００上に形成され、第２センサ４６０がディスプレイモジュール２００の下部面上に形成されたものを例示する。
この時、図４ｇに示されたように、第１センサ４５０はディスプレイパネル２００Ａの下部面上に直接形成され、第２センサ４６０は、第２センサ４６０が第１絶縁層４７０上に形成されて第２絶縁層４７１が第２センサ４６０上に形成される、センサシートの形態として基板３００の上部面に配置されてもよい。
客体５００を介してカバー層１００の表面に圧力を印加する場合、カバー層１００及びディスプレイモジュール２００は撓んだり押圧され得る。これにより、第１センサ４５０と第２センサ４６０との間の距離ｄが減少し得る。このような場合、前記距離ｄの減少によって第１センサ４５０と第２センサ４６０との間の相互静電容量は増加し得る。したがって、受信センサを介して取得される感知信号から相互静電容量の増加量を取得してタッチ圧力の大きさを算出することができる。この時、第１センサ４５０及び第２センサ４６０に対するパターンは、それぞれ図７ｄに例示されたような形状を有し得る。すなわち、図４ｆにおいて、第１センサ４５０と第２センサ４６０は互いに異なる層に形成されるので、第１センサ４５０及び第２センサ４６０はくし形状またはフォーク形状を有する必要はなく、第１センサ４５０及び第２センサ４６０の何れか一つは、一つの板（例えば、四角板）形状を有してもよく、他の一つは、図１５ｄに示されたように、複数のセンサが一定の間隔を置いて格子状に配置されてもよい。図９の（ｄ）は、第１センサ４５０を含む第１センサセンサシート４４０−１が基板３００上に付着し、第２センサ４６０を含む第２センサセンサシート４４０−２がディスプレイモジュール２００に付着された場合の断面を例示する。図９の（ｄ）に例示されたように、第１センサ４５０を含む第１センサセンサシート４４０−１は、基板３００上に配置されてもよい。また、第２センサ４６０を含む第２センサセンサシート４４０−２は、ディスプレイモジュール２００の下部面上に配置されてもよい。
図９の（ａ）と関連して説明されたところと同様に、圧力センサ４５０、４６０が付着される基板３００又はディスプレイモジュール２００がグランド電位を示さないか、もしくは弱いグランド電位を示す場合、図９の（ａ）〜図９の（ｄ）において、センサシート４４０は基板３００又はディスプレイモジュール２００と第１絶縁層４７０、４７０−１、４７０−２との間にグランド電極（図示せず）をさらに含み得る。この時、センサシート４４０は、グランド電極（図示せず）と基板３００又はディスプレイモジュール２００との間に追加の絶縁層（図示せず）をさらに含んでもよい。
図５ａ〜図５ｉは、タッチ入力装置に本発明の実施形態によるセンサシートが適用される第２例を例示する。本発明の第２例は、図４ａ〜図４ｇを参照して説明された第１例と類似しており、以下ではその相違点を中心に説明する。
図５ａは、第２例によりセンサシート４４０が配置されたタッチ入力装置の断面図である。
本発明の第２例によるタッチ入力装置１０００では、別途のスペーサ層及び／又は基準電位層を製作することなしに、ディスプレイモジュール２００の内部または外部に存在するエアギャップ（ａｉｒｇａｐ）及び／又は電位層を用いてタッチ圧力を検出することができ、これに対しては図５ｂ〜図５ｉを参照して詳しく見てみる。
図５ｂは、本発明の第２例によるタッチ入力装置１０００に含まれ得るディスプレイモジュール２００の例示的な断面図である。図５ｂでは、ディスプレイモジュール２００としてＬＣＤモジュールを例示する。図５ｂに示されたように、ＬＣＤモジュールであるディスプレイモジュール２００は、ＬＣＤパネルであるディスプレイパネル２００Ａとバックライトユニット２００Ｂ（ｂａｃｋｌｉｇｈｔｕｎｉｔ）を含んで構成されてもよい。ＬＣＤパネルは、それ自体が発光できず、ただし、光を遮断ないし透過させる機能を遂行する。したがって、ＬＣＤパネルの下部には光源が位置してＬＣＤパネルに光を照らし、画面には明るさと暗さだけでなく様々に多様な色を有する情報を表現することになる。ＬＣＤパネルは受動素子として自ら発光できないので、後面に均一な輝度分布を有する光源が要求される。ＬＣＤパネル及びバックライトユニットの構造及び機能は公示された技術であり、以下で簡単に見てみる。
ＬＣＤパネルのためのバックライトユニット２００Ｂは、数個の光学的部品（ｏｐｔｉｃａｌｐａｒｔ）を含んでもよい。図５ｂにおいて、バックライトユニット２００Ｂは、光拡散及び光向上シート２３１、導光板２３２及び反射板２４０を含んでもよい。この時、バックライトユニット２００Ｂは、線光源（ｌｉｎｅｒｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅ）又は点光源（ｐｏｉｎｔｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅ）などの形態として、導光板２３２の後面及び／又は側面に配置された光源（図示せず）を含んでもよい。実施形態により、導光板２３２と光拡散及び光向上シート２３１の端に支持部２３３をさらに含んでもよい。
導光板２３２（ｌｉｇｈｔｇｕｉｄｅｐｌａｔｅ）は、一般的に線光源又は点光源の形態である光源（図示せず）から光を面光源の形態に変換し、ＬＣＤパネルへ向かうようにする役割をすることができる。
導光板２３２から放出される光の一部がＬＣＤパネルの反対面に放出されて喪失し得る。反射板２４０は、このような失われた光を導光板２３２に再入射させられるように導光板２３２の下部に位置し、反射率が高い物質で構成され得る。
光拡散及び光向上シート２３１は、拡散シート（ｄｉｆｆｕｓｅｒｓｈｅｅｔ）及び／又はプリズムシート（ｐｒｉｓｍｓｈｅｅｔ）を含んでもよい。拡散シートは、導光板２３２から入射される光を拡散させる役割をする。例えば、導光板２３２のパターン（ｐａｔｔｅｒｎ）によって散乱された光は直接目に入ってくるので、導光板２３２のパターンがそのまま映ることになり得る。さらには、このようなパターンは、ＬＣＤパネルを装着した後にもはっきりと感知し得るので、拡散シートはこのような導光板２３２のパターンを相殺させる役割を遂行することができる。
拡散シートを過ぎれば、光の輝度は急激に落ちることになる。したがって、光を再びフォーカス（ｆｏｃｕｓ）させて光の輝度を向上させるように、プリズムシートが含まれてもよい。
バックライトユニット２００Ｂは、技術の変化、発展及び／又は実施形態により、前述した構成と異なる構成を含んでもよく、また、前述した構成以外に追加的な構成をさらに含んでもよい。また、本発明の実施形態によるバックライトユニット２００Ｂは、例えば、バックライトユニット２００Ｂの光学的構成を外部の衝撃や異物流入に伴う汚染などから保護するために、保護シート（ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｈｅｅｔ）をプリズムシートの上部にさらに含んでもよい。また、バックライトユニット２００Ｂは、光源からの光の損失を最小化するため、実施形態により、ランプカバー（ｌａｍｐｃｏｖｅｒ）をさらに含んでもよい。また、バックライトユニット２００Ｂは、バックライトユニット２００Ｂの主な構成である導光板２３２、光拡散及び光向上シート２３１、ランプ（図示せず）等が許容値数に合うように、正確に分離組立が可能なようにする形態を維持するようにするフレーム（ｆｒａｍｅ）をさらに含んでもよい。また、前述した構成のそれぞれは、２以上の別個の部分から成ってもよい。例えば、プリズムシートは、２つのプリズムシートで構成されてもよい。
この時、導光板２３２と反射板２４０との間には、第１エアギャップ２２０−２が存在するように構成されてもよい。これにより、導光板２３２から反射板２４０への損失光が反射板２４０を介して再び導光板２３２に再入射され得る。この時、第１エアギャップ２２０−２を維持できるように、導光板２３２と反射板２４０との間として、端にはディスプレイモジュールフレーム２２１−２が含まれてもよい。
また、実施形態により、バックライトユニット２００Ｂは、ＬＣＤパネルと第２エアギャップ２２０−１を挟んで位置してもよい。これは、ＬＣＤパネルからの衝撃がバックライトユニット２００Ｂに伝達されるのを防止するためである。この時、第２エアギャップ２２０−１を維持できるようにバックライトユニット２００ＢとＬＣＤパネルとの間として、端にはディスプレイモジュールフレーム２２１−１が含まれてもよい。
この時、ディスプレイモジュールフレーム２２１−１、２２１−２は、弾性がない物質で構成されてもよい。本発明の実施形態において、ディスプレイモジュール２００に圧力が印加される場合、ディスプレイモジュール２００が撓み得るので、ディスプレイモジュールフレーム２２１−１、２２１−２が圧力により形体の変形がなくても、ＬＣＤパネルと光拡散及び光向上シート２３１との間の距離または導光板２３２と反射板２４０との間の距離が変わることによって、タッチ圧力の大きさを検出することができる。
以上で見てみたように、ディスプレイモジュール２００は、独自に第１エアギャップ２２０−２及び／又は第２エアギャップ２２０−１のようなエアギャップを含んで構成されてもよい。または、光拡散及び光向上シート２３１の複数のレイヤー間にエアギャップが含まれてもよい。以上では、ＬＣＤモジュールの場合について説明したが、他のディスプレイモジュールの場合にも構造内にエアギャップを含んでもよい。
また、本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００は、ディスプレイモジュール２００の下部にカバー（図示せず）をさらに含んで構成されてもよい。カバーは、反射板２４０を外部衝撃や異物流入に伴う汚染等から保護するための部材としてメタル（ｍｅｔａｌ）で構成されてもよい。この場合、本発明の実施形態による基板３００は、カバー部材であってもよく、基板３００とディスプレイモジュール２００との間に別途のカバー（図示せず）が配置されてもよい。
したがって、本発明の第２例によるタッチ入力装置１０００は、圧力検出のために別途のスペーサ層を製作することなしに、ディスプレイモジュール２００の内または外にすでに存在するエアギャップを使用することができる。スペーサ層として用いられるエアギャップは、図５ｂを参照して説明される第１エアギャップ２２０−２及び／又は第２エアギャップ２２０−１だけでなく、ディスプレイモジュール２００内に含まれる任意のエアギャップであってもよい。または、ディスプレイモジュール２００の外部に含まれるエアギャップであってもよい。このように、圧力を検出することができるセンサシート４４０をタッチ入力装置１０００に挿入することによって、費用の節減及び／又は工程の簡素化をすることができる。図５ｃは、本発明の第２例によるタッチ入力装置の斜視図である。図５ｃにおいては、図４ｂに示された第１例とは異なり、フレーム３３０の高さがディスプレイモジュール２００及びセンサシート４４０の厚さと類似するように構成されて、タッチ入力装置１０００に圧力検出のための別途のスペーサ層が含まれなくてもよい。
図５ｄは、第２例によるタッチ入力装置の断面図を例示する。図５ｄに示されたように、圧力センサ４５０、４６０を含むセンサシート４４０は、ディスプレイモジュール２００と基板３００との間として基板３００上に形成されてもよい。図５ｄ〜図５ｉにおいて、便宜のために圧力センサ４５０、４６０の厚さが誇張されて厚く示されているが、圧力センサ４５０、４６０はシート（ｓｈｅｅｔ）形態で具現され得るので、該厚さは非常に小さくてもよい。同様に、ディスプレイモジュール２００と基板３００との間の間隔もまた誇張されて広く示されているが、この二つの間の間隔もまた非常に小さい間隔を有するように具現されてもよい。図５ｄ及び図５ｅにおいて、圧力センサ４５０、４６０を含むセンサシート４４０が基板３００上に形成されたことを示すために、圧力センサ４５０、４６０とディスプレイモジュール２００との間が離隔するように示したが、これは単に説明のためのものであり、これらの間は離隔しないように具現されてもよい。
この時、図５ｄにおいては、ディスプレイモジュール２００がスペーサ層２２０、ディスプレイモジュールフレーム２２１及び基準電位層２７０を含むように示される。
スペーサ層２２０は、図５ｂを参照して説明されたように、ディスプレイモジュール２００の製造時に含まれる第１エアギャップ２２０−２及び／又は第２エアギャップ２２０−１であってもよい。ディスプレイモジュール２００が一つのエアギャップを含む場合、該一つのエアギャップがスペーサ層２２０の機能を遂行することができ、ディスプレイモジュール２００が複数個のエアギャップを含む場合、該複数個のエアギャップが統合的にスペーサ層２２０の機能を遂行することができる。図５ｄ、図５ｅ、図５ｈ及び図５ｉにおいては、機能的に一つのスペーサ層２２０を含むように示される。
本発明の第２例によるタッチ入力装置１０００は、図２ｂ〜図２ｃにおいて、ディスプレイモジュール２００の内部として、スペーサ層２２０より上部に基準電位層２７０を含んでもよい。このような基準電位層２７０もまたディスプレイモジュール２００の製造時に独自に含まれるグランド電位層であってもよい。例えば、図２ｂ〜図２ｃに示されたディスプレイモジュール２００において、第１偏光層２７１と第１基板層２６１との間にノイズ（ｎｏｉｓｅ）遮蔽のための電極（図示せず）を含んでもよい。このような遮蔽のための電極はＩＴＯで構成されてもよく、グランドの役割を遂行することができる。このような基準電位層２７０は、ディスプレイモジュール２００の内部として、前記基準電位層２７０と圧力センサ４５０、４６０との間にスペーサ層２２０が位置するようにする任意の所に位置することができ、以上で例示した遮蔽電極以外の任意の電位を有する電極が基準電位層２７０として用いられてもよい。例えば、基準電位層２７０は、ディスプレイモジュール２００の共通電極電位（Ｖｃｏｍ）層であってもよい。
特に、タッチ入力装置１０００を含む装置の厚さを薄くしようとする努力の一環として、別途のカバー又はフレーム（ｆｒａｍｅ）を介してディスプレイモジュール２００を覆うように構成しなくてもよい。このような場合、基板３００と向かい合うディスプレイモジュール２００の下部面は、反射板２４０及び／又は不導体であってもよい。このような場合、ディスプレイモジュール２００の下部面は、グランド電位を有することはできない。このようにディスプレイモジュール２００の下部面が基準電位層として機能できない場合にも、第２例によるタッチ入力装置１０００を用いれば、ディスプレイモジュール２００の内部に位置する任意の電位層を基準電位層２７０として用いて圧力を検出することができる。
図５ｅは、図５ｄに示されたタッチ入力装置１０００に圧力が印加された場合の断面図である。客体５００を介してカバー層１００の表面に圧力を印加する場合、カバー層１００及びディスプレイモジュール２００は撓んだり押圧され得る。この時、ディスプレイモジュール２００内に位置したスペーサ層２２０により、基準電位層２７０と圧力センサパターン４５０、４６０との間の距離ｄがｄ’に減少し得る。このような場合、前記距離ｄの減少により基準電位層２７０にフリンジング静電容量が吸収されるので、第１センサ４５０と第２センサ４６０との間の相互静電容量は減少し得る。したがって、受信センサを介して取得される感知信号において、相互静電容量の減少量を取得してタッチ圧力の大きさを算出することができる。
この時、ディスプレイモジュールフレーム２２１は、弾性がない物質で構成されてもよい。本発明の実施形態において、ディスプレイモジュール２００に圧力が印加される場合、ディスプレイモジュール２００が撓み得るので、ディスプレイモジュールフレーム２２１が圧力により形体の変形がなくても、基準電位層２７０と圧力センサ４５０、４６０との間の距離が変わることによってタッチ圧力の大きさを検出することができる。
本発明の第２例によるタッチ入力装置１０００において、ディスプレイモジュール２００は、圧力を印加するタッチにより撓んだり押圧され得る。この時、図５ｅに示されたように、スペーサ層２２０により、スペーサ層２２０の下部に位置した層（例えば、反射板）の撓み又は押圧は、無かったりもしくは減少し得る。図５ｅにおいては、ディスプレイモジュール２００の最下部では撓み又は押圧が全くないように示されたが、これは例示に過ぎず、ディスプレイモジュール２００の最下部でも撓み又は押圧があり得るが、スペーサ層２２０を介してその程度が緩和され得る。
第２例による圧力センサを含むセンサシート４４０の構造及び付着方法は、第１例を参照して説明されたものと同一であるため、以下では省略する。
図５ｆは、図５ｄを参照して説明した実施例の変形例による圧力センサを含むタッチ入力装置の断面図である。図５ｆでは、スペーサ層４２０がディスプレイモジュール２００と基板３００との間に位置する場合を例示する。ディスプレイモジュール２００を含むタッチ入力装置１０００を製造する時、ディスプレイモジュール２００と基板３００との間は完全に付着しないので、エアギャップ４２０が発生し得る。ここで、このようなエアギャップ４２０をタッチ圧力検出のためのスペーサ層として用いることによって、タッチ圧力検出のためにわざわざスペーサ層を製作する時間や費用を節減することができる。図５ｆ及び図５ｇでは、エアギャップであるスペーサ層２２０がディスプレイモジュール２００の内部に位置しないように示されているが、図５ｆ及び図５ｇでは、追加的にスペーサ層２２０がディスプレイモジュール２００内に含まれる場合も含まれてもよい。
図５ｇは、図５ｆに示されたタッチ入力装置に圧力が印加された場合の断面図である。図５ｄと同様に、タッチ入力装置１０００に対するタッチの際にディスプレイモジュール２００が撓んだり押圧され得る。この時、基準電位層２７０と圧力センサ４５０、４６０との間に位置するスペーサ層４２０により、基準電位層２７０と圧力センサ４５０、４６０との間の距離ｄがｄ’に減少し得る。これにより、受信センサを介して取得される感知信号から相互静電容量の減少量を取得してタッチ圧力の大きさを算出することができる。
この時、図５ｇに示されはしなかったが、ディスプレイモジュール２００と基板３００との間の距離を維持させるフレームがディスプレイモジュール２００又は基板３００の縁に形成されてもよい。この時、フレームは、弾性がない物質で構成されてもよい。本発明の実施形態において、ディスプレイモジュール２００に圧力が印加される場合、ディスプレイモジュール２００が撓み得るので、フレームが圧力により形体の変形がなくても、基準電位層２７０と圧力センサ４５０、４６０との間の距離が変わることによってタッチ圧力の大きさを検出することができる。
図５ｈは、圧力センサ４５０、４６０を含むセンサシート４４０がディスプレイモジュール２００の下部面上に配置されたものを例示する。タッチ表面をタッチすることにより、基準電位層２７０と圧力センサ４５０、４６０との間の距離ｄが減少し、結果的に第１センサ４５０と第２センサ４６０との間の相互静電容量の変化を引き起こすことができる。図５ｈでは、圧力センサ４５０、４６０がディスプレイモジュール２００上に付着されることを説明するために、圧力センサ４５０、４６０と基板３００との間が離隔するように示したが、これは単に説明のためのものであり、この両者の間は離隔しないように構成されてもよい。もちろん、図５ｆ及び図５ｇと同様に、ディスプレイモジュール２００と基板３００との間はスペーサ層４２０で離隔されてもよい。
第１例の場合と同様に、図５ｄ〜図５ｈを参照して説明された第２例における圧力センサ４５０、４６０もまた図７ａ〜図７ｃに示されたようなパターンを有してもよく、以下で詳細な説明は重複するので省略する。
図５ｉは、圧力センサ４５０、４６０を含む第１センサセンサシート４４０−１と第２センサセンサシート４４０−２のそれぞれが基板３００の上部面及びディスプレイモジュール２００の下部面上に配置された場合を例示する。図５ｉでは、第１センサ４５０が基板３００上に形成され、第２センサ４６０がディスプレイモジュール２００の下部面上に形成されたものを例示する。図５ｉでは、第１センサ４５０と第２センサ４６０との間が離隔するように示されているが、これは単に、第１センサ４５０が基板３００上に形成され、第２センサ４６０がディスプレイモジュール２００上に形成されたことを説明するためのものであり、この両者の間はエアギャップで離隔されたり、この両者の間に絶縁物質が位置したり、または、第１センサ４５０と第２センサ４６０は互いに重ならないように、例えば同一の層に形成される場合と同様に横にずれるように形成されてもよい。
客体５００を介してタッチ表面に圧力を印加する場合、カバー層１００及びディスプレイモジュール２００が撓んだり押圧され、第１センサ４５０及び第２センサ４６０と基準電位層２７０との間の距離ｄが減少し得る。このような場合、前記距離ｄの減少により第１センサ４５０と第２センサ４６０との間の相互静電容量が減少し得る。したがって、受信センサを介して取得される感知信号において、相互静電容量の減少量を取得してタッチ圧力の大きさを算出することができる。この時、第１センサ４５０及び第２センサ４６０は、図７ｅに示されたようなパターンを有してもよい。図７ｅに示されたように、第１センサ４５０と第２センサ４６０とが互いに直交するように配置し、静電容量の変化量感知の感度が向上され得る。
図６ａ〜図６ｈは、本発明の第３例によるタッチ入力装置を例示する。第３例は第１例と類似しており、以下ではその相違点を中心に説明する。
図６ａは、本発明の第３例によるタッチ入力装置の断面図である。第３例において、圧力検出モジュール４００に含まれる圧力センサ４５０、４６０を含むセンサシート４４０がタッチ入力装置１０００に挿入され得る。この時、図６ａにおいて、圧力センサ４５０、４６０を含むセンサシート４４０がディスプレイモジュール２００と離隔するように配置されたが、圧力センサ４５０、４６０を含むセンサシート４４０は、ディスプレイモジュール２００と接して形成されてもよい。
本発明の第３例によるタッチ入力装置１０００でタッチ圧力を検出することができるように、センサシート４４０は、基板３００又はディスプレイモジュール２００とスペーサ層４２０を挟んで離隔するように、基板３００又はディスプレイモジュール２００に付着され得る。
図６ｂは、第１の方法によりセンサシート４４０がタッチ入力装置に付着されたタッチ入力装置の一部の断面図である。図６ｂでは、センサシート４４０が基板３００又はディスプレイモジュール２００上に付着されたものが示されている。
図６ｃに示されたように、スペーサ層４２０を維持するために、センサシート４４０の縁に沿って所定の厚さを有するセンサシートフレーム４３０が形成されてもよい。図６ｃでセンサシートフレーム４３０は、センサシート４４０のすべての縁（例えば、四角形の４面）に形成されたのが示されているが、センサシートフレーム４３０は、センサシート４４０の縁の少なくとも一部（例えば、四角形の３面）にだけ形成されてもよい。この時、図６ｃに示されたように、センサシートフレーム４３０は、圧力センサ４５０、４６０を含む領域には形成されなくてもよい。これにより、センサシート４４０がセンサシートフレーム４３０を介して基板３００又はディスプレイモジュール２００に付着される時、圧力センサ４５０、４６０が基板３００又はディスプレイモジュール２００と所定距離が離隔していてもよい。実施形態により、センサシートフレーム４３０は、基板３００の上部面又はディスプレイモジュール２００の下部面に形成されてもよい。また、センサシートフレーム４３０は、両面接着テープであってもよい。図６ｃでは、センサシート４４０は、圧力センサ４５０、４６０のうち一つの圧力センサのみを含むものを例示している。
図６ｄは、第２方法によりセンサシート４４０がタッチ入力装置に付着されたタッチ入力装置の一部の断面図である。図６ｄでは、センサシート４４０を基板３００又はディスプレイモジュール２００上に位置させた後、接着テープ４３１でセンサシート４４０を基板３００又はディスプレイモジュール２００に固定させることができる。このために、接着テープ４３１は、センサシート４４０の少なくとも一部と基板３００又はディスプレイモジュール２００の少なくとも一部に接触し得る。図６ｄでは、接着テープ４３１がセンサシート４４０の上部から続いて基板３００又はディスプレイモジュール２００の露出表面まで続くように示されている。この時、接着テープ４３１は、センサシート４４０と当接する面側にだけ接着力があってもよい。したがって、図６ｄにおいて、接着テープ４３１の上部面は接着力がなくてもよい。
図６ｄに示されたように、センサシート４４０を接着テープ４３１を介して基板３００又はディスプレイモジュール２００に固定させても、センサシート４４０と基板３００又はディスプレイモジュール２００との間には所定の空間、すなわちエアギャップ４２０が存在し得る。すなわち、接着テープ４３１がセンサシートフレーム４３０の役割をすることができる。これは、センサシート４４０と基板３００又はディスプレイモジュール２００との間が直接接着剤で付着されたものではなく、また、センサシート４４０はパターンを有する圧力センサ４５０、４６０を含むため、センサシート４４０の表面は平らでないかもしれないためである。図６ｄにおけるエアギャップ４２０もまたタッチ圧力を検出するためのスペーサ層４２０として機能することができる。
以下では、図６ｂに示されたような第１の方法によりセンサシート４４０が基板３００又はディスプレイモジュール２００に付着された場合を例にして本発明の第３例を説明するが、同一の説明は、第２の方法など任意の方法により基板３００又はディスプレイモジュール２００と離隔してセンサシート４４０が付着する場合にも適用され得る。
図６ｅは、本発明の第３例による圧力センサパターンを含むタッチ入力装置の断面図である。図６ｅに示されたように、圧力センサ４５０、４６０を含むセンサシート４４０は、特に圧力センサ４５０、４６０が形成された領域において基板３００とスペーサ層４２０とに離隔されて基板３００に付着されてもよい。図６ｅにおいて、ディスプレイモジュール２００がセンサシート４４０と接触するように示されているが、これは単に例示に過ぎず、ディスプレイモジュール２００はセンサシート４４０と離隔されて位置してもよい。
図６ｆは、図６ｅに示されたタッチ入力装置１０００に圧力が印加された場合の断面図である。基板３００は、ノイズ遮蔽のためにグランド（ｇｒｏｕｎｄ）電位を有してもよい。客体５００を介してタッチ表面に圧力を印加する場合、カバー層１００及びディスプレイモジュール２００は撓んだり押圧され得る。これにより、センサシート４４０が押圧されてセンサシート４４０に含まれた圧力センサ４５０、４６０と基板３００との間の距離ｄがｄ’に減少し得る。このような場合、前記距離ｄの減少により基板３００にフリンジング静電容量が吸収されるので、第１センサ４５０と第２センサ４６０との間の相互静電容量は減少し得る。したがって、受信センサを介して取得される感知信号において、相互静電容量の減少量を取得してタッチ圧力の大きさを算出することができる。
図６ｅ及び図６ｆに示されたように、本発明の第３例によるタッチ入力装置１０００は、センサシート４４０が付着された基板３００とセンサシート４４０との間の距離変化によりタッチ圧力を検出することができる。この時、センサシート４４０と基板３００との間の距離ｄは非常に小さいため、タッチ圧力による距離ｄの微細な変化にもタッチ圧力を精密に検出することができる。
図６ｇは、圧力センサ４５０、４６０がディスプレイモジュール２００の下部面に付着されるものを例示する。図６ｈは、図６ｇに示されたタッチ入力装置に圧力が印加された場合の断面図である。この時、ディスプレイモジュール３００はグランド電位を有し得る。したがって、カバー層１００のタッチ表面をタッチすることによってディスプレイモジュール２００と圧力センサ４５０、４６０との間の距離ｄが減少し、結果的に第１センサ４５０と第２センサ４６０との間の相互静電容量の変化を引き起こすことができる。
図６ｇ及び図６ｈに示されたように、本発明の第３例によるタッチ入力装置１０００は、センサシート４４０が付着されたディスプレイモジュール２００とセンサシート４４０との間の距離変化によりタッチ圧力を検出することもできることが分かる。
例えば、実施形態により、センサシート４４０と基板３００との間の距離に比べてディスプレイモジュール２００とセンサシート４４０との間の距離はさらに小さくてもよい。また、例えば、センサシート４４０とグランド電位であるディスプレイモジュール２００の下部面との間の距離は、センサシート４４０とディスプレイモジュール２００内に位置するＶｃｏｍ電位層及び／又は任意のグランド電位層との距離より小さくてもよい。例えば、図２ｂ〜図２ｃに示されたディスプレイモジュール２００において、第１偏光層２７１と第１基板層２６１との間にノイズ遮蔽のための電極（図示せず）を含んでもよく、このような遮蔽のための電極はＩＴＯで構成されてもよく、グランド電位層の役割を遂行することができる。
図６ｅ〜図６ｈに含まれた第１センサ４５０及び第２センサ４６０は、図７ａ〜図７ｃに例示されたパターンを有してもよく、詳細な説明は重複するので省略する。
図６ａ〜図６ｈにおいて、第１センサ４５０と第２センサ４６０は同一の層に形成されたもので示されているが、第１センサ４５０と第２センサ４６０とは、実施形態により、互いに異なる層に具現されてもよい。図９の（ｂ）に例示されたように、センサシート４４０において第１センサ４５０は第１絶縁層４７０上に形成され、第２センサ４６０は第１センサ４５０上に位置する第２絶縁層４７１上に形成されて、第２センサ４６０は第３絶縁層４７２で覆われてもよい。
また、実施形態により、圧力センサ４５０、４６０が第１センサ４５０と第２センサ４６０の何れか一つの圧力センサのみを含むように構成されてもよく、このような場合、一つの圧力センサとグランド層（ディスプレイモジュール２００又は基板３００）との間の静電容量、すなわち、自己静電容量の変化を検出することによってタッチ圧力の大きさを検出することもできる。この時、圧力センサは、図７ｄに例示されたように、板（例えば、四角板）形状を有してもよい。この時、図９の（ｃ）に例示されたように、センサシート４４０において第１センサ４５０は第１絶縁層４７０上に形成されて第２絶縁層４７１で覆われてもよい。
図８ａ及び図８ｂは、本発明によるセンサシート４４０が適用されたタッチ入力装置において、タッチ圧力の大きさと飽和面積との間の関係を示す。図８ａ及び図８ｂでは、センサシート４４０が基板３００に付着された場合が示されているが、以下の説明は、センサシート４４０がディスプレイモジュール２００に付着された場合にも同様に適用され得る。タッチ圧力の大きさが十分に大きい場合、所定の位置でセンサシート４４０と基板３００との間の距離がこれ以上近づかない状態に至り得る。このような状態を、以下では飽和状態と指称する。例えば、図８ａに例示されたように、力ｆでタッチ入力装置１０００を押圧する時、センサシート４４０と基板３００は接してこれ以上距離が近くなり得ない。この時、図８ａの右側において、センサシート４４０と基板３００とが接触する面積はａと表示され得る。
しかし、このような場合にも、タッチ圧力の大きさがさらに大きくなる時には、基板３００とセンサシート４４０との間の距離がこれ以上近づかない飽和状態にある面積が大きくなり得る。例えば、図８ｂに例示されたように、ｆよりさらに大きい力Ｆでタッチ入力装置１０００を押圧すれば、センサシート４４０と基板３００とが接触する面積がさらに大きくなり得る。図８ｂの右側において、センサシート４４０と基板３００とが接触する面積はＡと表示され得る。このように面積が大きくなるほど第１センサ４５０と第２センサ４６０との間の相互静電容量は減少し得る。以下で、距離の変化による静電容量の変化に従ってタッチ圧力の大きさを算出することが説明されるが、これは、飽和状態にある飽和面積の変化に従ってタッチ圧力の大きさを算出することを含んでもよい。
図８ａ及び図８ｂは、第３例を参照して説明されるが、図８ａ及び図８ｂを参照した説明は、第１例〜第２例及び下で説明する第４実施形態にも同様に適用され得るのは自明である。より具体的に、圧力センサ４５０、４６０とグランド層又は基準電位層２００、３００、２７０との間の距離がこれ以上近づくことができない飽和状態にある飽和面積の変化に従ってタッチ圧力の大きさを算出することができる。
図１０ａ及び図１０ｂは、本発明の第４例によるタッチ入力装置を例示する。本発明の第４例によるタッチ入力装置１０００は、センサシート４４０を挿入することにより、タッチ入力装置の上部面だけでなく下部面に圧力を印加する場合にもタッチ圧力を感知することができる。本明細書において、タッチ表面としてタッチ入力装置１０００の上部面はディスプレイモジュール２００の上部面と指称されてもよく、これは、ディスプレイモジュール２００の上部表面だけでなく、ディスプレイモジュール２００を図面の上側から覆っている表面を含んでもよい。また、本明細書において、タッチ表面としてタッチ入力装置１０００の下部面は、基板３００の下部面と指称されてもよく、これは、基板３００の下部表面だけでなく、図面の下側から基板３００を覆っている表面を含んでもよい。
図１０ａでは、第１例において圧力センサ４５０、４６０を含むセンサシート４４０がディスプレイモジュール２００の下部面上に位置する場合として、基板３００の下部面に圧力を印加して基板３００が押圧や撓みを介して基板３００と圧力センサ４５０、４６０との間の距離が変化する場合を例示する。この時、基準電位層である基板３００との距離が変化することによって、第１センサ４５０と第２センサ４６０との間の静電容量、または、第１センサ４５０又は第２センサ４６０と基板３００との間の静電容量が変化するので、タッチ圧力を検出することができる。
図１０ｂでは、第３例においてセンサシート４４０が基板３００に付着された場合として、基板３００の下部面に圧力を印加して基板３００が押圧や撓みを介して基板３００とセンサシート４４０との間の距離が変化する場合を例示する。図１０ａの場合と同様に、基準電位層である基板３００との距離が変化することによって、第１センサ４５０と第２センサ４６０との間の静電容量、または、第１センサ４５０又は第２センサ４６０と基板３００との間の静電容量が変化するので、タッチ圧力を検出することができる。
図１０ａ及び図１０ｂにおいて、第１例及び第３例の一部に対して第４例を説明したが、第４例は第１例〜第３例として基板３００の下部面に圧力を印加して基板３００が撓みや押圧によって第１センサ４５０と第２センサ４６０との間の静電容量、または、第１センサ４５０と基準電位層２００、３００、２７０との間の静電容量が変化する場合に全て適用され得る。例えば、図４ｃに示されたような構造において基板３００が撓みや押圧を介して圧力センサ４５０、４６０とディスプレイモジュール２００との間の距離が変化し得て、これによって圧力検出が可能になり得る。
本発明による圧力感知部は、ディスプレイパネル２００Ａに直接形成されてもよい。図１４ａ〜図１４ｃは、多様なディスプレイパネル２００Ａに直接形成された圧力感知部の実施形態を示す断面図である。
まず、図１４ａは、ＬＣＤパネルを用いるディスプレイパネル２００Ａに形成された圧力感知部を示す。具体的に、図１４ａに示されたように、圧力センサ４５０、４６０が含まれた圧力感知部が第２基板層２６２の下面に形成されてもよい。この時、圧力センサ４５０、４６０が第２偏光層２７２の下面に形成されてもよい。タッチ入力装置１０００に圧力が印加されると、相互静電容量の変化量に基づいてタッチ圧力を検出する場合には、駆動センサ４５０に駆動信号が印加されて、圧力センサ４５０、４６０と離隔した基準電位層と圧力センサ４５０、４６０との距離変化によって変化する静電容量に対する情報を含む電気的信号を受信センサ４６０から受信する。自己静電容量の変化量に基づいてタッチ圧力を検出する場合には、圧力センサ４５０、４６０に駆動信号が印加され、圧力センサ４５０、４６０と離隔した基準電位層と圧力センサ４５０、４６０との距離変化により、変化する静電容量に対する情報を含む電気的信号を圧力センサ４５０、４６０から受信する。ここで、基準電位層は、基板３００やディスプレイパネル２００Ａと基板３００との間に配置され、ディスプレイパネル２００Ａを保護する機能を遂行するカバーであってもよい。
つぎに、図１４ｂは、ＯＬＥＤパネル（特に、ＡＭ−ＯＬＥＤパネル）を用いるディスプレイパネル２００Ａの下部面に形成された圧力感知部を示す。具体的に、圧力センサ４５０、４６０が含まれた圧力感知部が第２基板層２８３の下面に形成されてもよい。この時、圧力を検出する方法は、図１４ａで説明した方法と同一である。
ＯＬＥＤパネルの場合、有機物層２８０から光が発光するので、有機物層２８０の下部に配置された第２基板層２８３の下面に形成される圧力センサ４５０、４６０は不透明な物質で構成されてもよい。しかし、この場合、ディスプレイパネル２００Ａの下面に形成された圧力センサ４５０、４６０のパターンが使用者に見えることがあるため、圧力センサ４５０、４６０を第２基板層２８３の下面に直接形成させるために、第２基板層２８３の下面にブラックインクのような遮光層を塗布した後、遮光層上に圧力センサ４５０、４６０を形成させてもよい。
また、図５ｂでは、第２基板層２８３の下面に圧力センサ４５０、４６０が形成されるもので示されたが、第２基板層２８３の下部に第３基板層（図示せず）が配置され、第３基板層の下面に圧力センサ４５０、４６０が形成されてもよい。特に、ディスプレイパネル２００ＡがフレキシブルＯＬＥＤパネルの場合、第１基板層２８１、有機物層２８０及び第２基板層２８３で構成されたディスプレイパネル２００Ａが非常に薄くてよく撓むので、第２基板層２８３の下部に相対的によく撓まない第３基板層を配置することができる。
次に、図１４ｃは、ＯＬＥＤパネルを用いるディスプレイパネル２００Ａ内に形成された圧力感知部を示す。具体的に、圧力センサ４５０、４６０が含まれた圧力感知部が第２基板層２８３の上面に形成されてもよい。この時、圧力を検出する方法は、図１４ａで説明した方法と同一である。
また、図１４ｃでは、ＯＬＥＤパネルを用いるディスプレイパネル２００Ａに対し、例を挙げて説明したが、ＬＣＤパネルを用いるディスプレイパネル２００Ａの第２基板層２６２の上面に圧力センサ４５０、４６０が形成されるのも可能である。
また、図１４ａ〜図１４ｃでは、圧力センサ４５０、４６０が含まれた圧力感知部が第２基板層２６２、２８３の上面または下面に形成されることについて説明したが、圧力感知部が第１基板層２６１、２８１の上面または下面に形成されることも可能である。
また、図１４ａ〜図１４ｃでは、圧力センサ４５０、４６０が含まれた圧力感知部がディスプレイパネル２００Ａに直接形成されることについて説明したが、圧力感知部が基板３００に直接形成され、電位層がディスプレイパネル２００Ａやディスプレイパネル２００Ａと基板３００との間に配置されて、ディスプレイパネル２００Ａを保護する機能を遂行するカバーであってもよい。
また、図１４ａ〜図１４ｃでは、基準電位層が圧力感知部の下部に配置されることについて説明したが、基準電位層がディスプレイパネル２００Ａの内部に配置されてもよい。具体的に、基準電位層がディスプレイパネル２００Ａの第１基板層２６１、２８１の上面または下面、または、第２基板層２６２、２８３の上面または下面に配置されてもよい。
本発明によるタッチ入力装置１０００において、静電容量の変化量を感知するための圧力感知部は、ディスプレイパネル２００Ａに直接形成される第１センサ４５０及びセンサシートの形態で構成される第２センサ４６０で構成されてもよい。具体的に、第１センサ４５０は、図１４ａ〜図１４ｃに説明したように、ディスプレイパネル２００Ａに直接形成され、第２センサ４６０は、図４〜図５で説明したように、センサシートの形態で構成されてタッチ入力装置１０００に付着されてもよい。
図４〜図１０に示されたように、本発明によるセンサシート４４０形態の圧力感知部がタッチ入力装置に付着された状態で、または、図１４に示されたように、圧力感知部がタッチ入力装置に直接形成された状態で、圧力センサ４５０、４６０から検出される電気的特性の変化量からタッチ圧力の大きさを検出することになる。この時、圧力センサ４５０、４６０から検出される電気的特性は、実際に印加される圧力だけでなく、ディスプレイノイズを含む周囲環境の変化によっても変化することになるので、その正確度が落ちる。特に、図１４ａ〜図１４ｃに示されたように、圧力感知部がタッチ入力装置に直接形成される場合、ディスプレイ駆動部と圧力感知部の距離が近くなるので、ディスプレイが駆動することによって、圧力センサ４５０、４６０から検出される電気的特性が大きく変化し得る。したがって、検出される電気的特性の変化量の中からディスプレイノイズを含む周囲環境の変化による電気的特性の変化量を除いた、圧力センサ４５０、４６０に実際に印加される圧力による電気的特性の変化量だけを検出できてこそタッチ圧力の大きさを正確に検出することができる。
このために、圧力センサ４５０、４６０に駆動信号を印加し、圧力センサ４５０、４６０から感知信号を受信する、毎スキャン時または所定周期に合わせて、リセットプロセスが反復して実行されるようにすることができる。リセットプロセスは、基準になる電気的特性をリセット時点に合わせて再設定することになる。このようなリセットプロセスは、タッチセンシングＩＣ１５０にソフトウェアの形式で搭載されて駆動されることになるが、タッチ圧力検出のための駆動信号印加時間区間および感知信号受信時間区間とは区分される時間に駆動されなければならないので、タッチ圧力検出の効率が落ち得る。また、入力されたタッチが解除されないで引き続いて維持される場合、その維持される期間の間はリセットプロセスが駆動されないため、その維持される期間の間のディスプレイノイズによる電気的特性の変化を除外させることができないという短所がある。
また、上のようなリセットプロセスを介して基準になる電気的特性をリセット時点に合わせて再設定しても、ディスプレイが駆動する時間区間内に圧力検出が成されるので、リアルタイムで発生するディスプレイノイズによる電気的特性の変化を除外させるのは現実的に不可能である。したがって、ディスプレイノイズによる電気的特性の変化をリアルタイムで補償できる方法が必要である。
以下では、電気的特性が静電容量である場合について説明する。
図３ｂに示された本発明によるセンサシート４４０形態の圧力感知部、または、図３ｃに示された本発明によるディスプレイモジュール２００に直接形成される圧力感知部は、圧力センサ４５０、４６０及び基準圧力センサ４８０を含んでもよい。このような基準圧力センサ４８０は、タッチ圧力が印加されても基準電位層との距離変化がなかったり相対的に非常に小さい位置に配置され得るため、基準圧力センサ４８０で検出される静電容量は、ディスプレイノイズを含む周囲環境の変化によってのみ主に変化することになる。この時、圧力センサ４５０、４６０で検出される静電容量と基準圧力センサ４８０で検出される静電容量とを用いて、タッチ表面に印加される圧力の大きさを計算することができる。タッチ表面に印加される圧力の大きさは純粋な圧力による静電容量の変化量ΔＣｍ＿ｐｒｅｓｓに基づいて計算され得るが、純粋な圧力による静電容量の変化量ΔＣｍ＿ｐｒｅｓｓは、圧力センサ４５０、４６０で検出される静電容量Ｃｍ＿ｐｒｅｓｓ＿ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ及び基準圧力センサ４８０で検出される静電容量Ｃｍ＿ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ＿ｅｌｅｃｔｒｏｄｅを用いて、次のような式から求めることができる。
ΔＣｍ＿ｐｒｅｓｓ＝α１×Ｃｍ＿ｐｒｅｓｓ＿ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ−α２×Ｃｍ＿ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ＿ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ
ここで、α１及びα２は、圧力を検出するのに用いられる圧力センサ４５０、４６０で検出される静電容量と基準圧力センサ４８０で検出される静電容量との基本的な差を補正するための定数であってもよい。具体的に、静電容量は電極の面積に比例するので、α２／α１は、基準圧力センサ４８０の面積に対する圧力を検出するのに用いられる圧力センサ４５０、４６０の面積の比率であり得る。
すなわち、基準圧力センサ４８０で検出される静電容量から計算された基準静電容量（α２×Ｃｍ＿ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ＿ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）と圧力を検出するのに用いられる圧力センサ４５０、４６０で検出される静電容量から計算された検出静電容量（α１×Ｃｍ＿ｐｒｅｓｓ＿ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）との差からタッチ表面に印加される圧力の大きさを計算することができる。この時、α１又はα２の値が１であり得る。
具体的に、図３ｂ〜図３ｉに示されたように、本発明による基準圧力センサ４８０は、圧力センサ４５０、４６０の外側に配置されてもよい。圧力センサ４８０が圧力センサ４５０、４６０の外側に配置されれば、図３ｄに示されたように、タッチ表面に圧力が印加される時、圧力印加位置の下部に配置された圧力センサ４５０、４６０と基準電位層との距離変化より基準圧力センサ４８０と基準電位層との距離変化がさらに小さくなる。したがって、基準圧力センサ４８０と基準電位層との距離変化により基準圧力センサ４８０で検出される静電容量が変化する大きさが、圧力センサ４５０、４６０と基準電位層との距離変化により圧力センサ４５０、４６０で検出される静電容量が変化する大きさより、さらに小さくなる。
また、基準圧力センサ４８０は、タッチ入力装置１０００の画面がディスプレイされない領域の下部に配置され得る。基準圧力センサ４８０がタッチ入力装置１０００の画面がディスプレイされない領域の下部に配置されれば、基準圧力センサ４８０が位置した領域、すなわち画面がディスプレイされない領域ではタッチ入力が認識されないので、圧力センサ４８０で検出される静電容量はタッチ圧力による静電容量の変化を含まないことがある。
また、基準圧力センサ４８０は、タッチ入力装置１０００に入力されるタッチの位置が感知されない領域の下部に配置されてもよい。具体的に、基準圧力センサ４８０は、図１に示されたタッチセンサ１０に含まれた駆動電極ＴＸ又は受信電極ＲＸが配置された領域以外の領域の下部に配置され得る。また、駆動電極ＴＸ又は受信電極ＲＸとタッチセンシングＩＣ１５０を連結する伝導性トレース（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｔｒａｃｅ）が配置されたベゼル領域の下部に配置されてもよい。同様に、基準圧力センサ４８０がタッチ入力装置１０００に入力されるタッチの位置が感知されない領域の下部に配置されれば、基準圧力センサ４８０が位置した領域ではタッチ入力が認識されないので、圧力センサ４８０で検出される静電容量はタッチ圧力による静電容量の変化を含まないことがある。
タッチ入力装置１０００の縁に配置され、圧力センサ４５０、４６０と基準電位層とを離隔させるフレーム３３０は、弾性がない物質で構成されてもよいので、ディスプレイモジュール２００に圧力が印加されても、フレーム３３０が圧力によって形体の変形がないか、もしくは非常に小さい。したがって、基準圧力センサ４８０が、図３ｂ〜図３ｈに示されたように、タッチ入力装置１０００の縁にだけ配置される場合、タッチ圧力が印加されても基準圧力センサ４８０と基準電位層との間の距離変化がないか、もしくは相対的に非常に小さいので、基準圧力センサ４８０で検出される静電容量は、ディスプレイノイズを含む周囲環境の変化によってのみ主に変化することになる。具体的に、図３ｄ〜図３ｇに示されたように、フレーム３３０と隣接した位置に基準圧力センサ４８０が配置されてもよい。
前記では、図４ａ〜図４ｅ、図６ａ〜図６ｈ、または、８ａ〜８ｂに示されたように、圧力センサ４５０、４６０がディスプレイモジュール２００又は基板３００の一面に形成され、基準電位層がディスプレイモジュール２００又は基板３００であり、基準電位層と圧力センサ４５０、４６０を離隔させるフレーム３３０がディスプレイモジュール２００と基板３００との間に配置される形態のタッチ入力装置１０００について説明したが、これに限定せずに、図５ａ〜図５ｉに示されたように、基準電位層がディスプレイモジュール２００の内部に位置し、基準電位層と圧力センサ４５０、４６０を離隔させるフレームがディスプレイモジュールフレーム２２１、２２１−１、２２１−２の場合、または、図６ａ〜図６ｈに示されたように、基準電位層と圧力センサ４５０、４６０を離隔させるフレームがセンサシートフレーム４３０の場合にも適用可能である。
図３ｈ及び図３ｉに示されたように、基準圧力センサ４８０は、複数のセンサで構成されてもよい。具体的に、基準圧力センサ４８０は、第１基準圧力センサ４８０−１、第２基準圧力センサ４８０−２及び／又は第３基準圧力センサ４８０−３を含んでもよい。図３ｄ〜図３ｇに示されたフレーム３３０と隣接した位置に配置された基準圧力センサ４８０の上部に圧力が印加される場合、変形がないフレーム３３０により基準圧力センサ４８０と基準電位層との間の距離変化が小さいが、完全になくなりはしない。これに反し、圧力が印加された位置から相対的に遠い位置に配置された基準圧力センサ４８０と基準電位層との間の距離変化が、圧力が印加された位置から相対的に近い位置に配置された基準圧力センサ４８０と基準電位層との間の距離変化よりさらに小さい。したがって、圧力印加位置により、圧力印加位置から遠い位置に配置された基準圧力センサ４８０を使用することになれば、もう少し圧力検出の正確性を高めることができる。例えば、図３ｈに示されたＰ位置に圧力が印加される場合、圧力印加位置から遠い位置に配置された第１基準圧力センサ４８０−１を基準圧力センサとして使用することができる。
前記では基準圧力センサ４８０をタッチ入力装置１０００の縁全体に配置することについて説明したが、任意の位置にだけ配置することも可能である。
具体的に、基準圧力センサは、ノイズによる静電容量の変化を代表する位置、または、これと隣接した位置に配置されてもよい。例えば、圧力を印加しない状態で、ディスプレイノイズによる静電容量の変化量をそれぞれのチャネルから測定し、測定された静電容量の変化量のうち最も大きい静電容量の変化量を示すチャネル、または、測定された静電容量の変化量の平均値と最も類似した静電容量の変化量を示すチャネルを代表チャネルとして設定することができる。この時、縁のうち、前記代表チャネルと最も近い位置にだけ圧力センサを配置することができる。これは、図３ｈまたは図３ｉのように、それぞれの縁に対して適用することもできる。
図３ｂ〜図３ｉでは、圧力感知部が圧力センサ４５０、４６０と区別される基準圧力センサ４８０を別途に含む場合について説明したが、図３ｊに示されたように、圧力感知部に含まれた複数の圧力センサ４５０、４６０のうち少なくとも一つを基準圧力センサとして使用することもできる。具体的に、圧力センサ４５０、４６０は、第１圧力センサ及び第２圧力センサを含んでもよい。この時、圧力検出の正確性を高めるために、第１圧力センサと第２圧力センサのうち圧力印加位置から遠い位置に配置されたセンサを基準圧力センサとして使用することができる。例えば、図３ｊに示されたＰ位置に圧力が印加される場合、圧力印加位置から遠い位置に配置された圧力センサＲを基準圧力センサとして使用することができる。
図３ｋに示されたように、Ｐ位置に圧力が印加される場合に、Ｐ位置に対応するチャネルで検出される静電容量に対する情報を含む信号の大きさが、Ｐ位置から遠く離れた位置に対応するチャネルで検出される静電容量に対する情報を含む信号の大きさより大きいこともある。この時、それぞれのチャネルで検出される静電容量は、タッチ入力装置１０００に印加された圧力だけでなく、ディスプレイノイズ及びタッチ入力装置１０００周囲の電場または磁場の変化、温度の変化など多様な要因によって変わり得る。このようなタッチ入力装置１０００に印加された圧力以外の要因による静電容量の変化は、圧力の大きさを検出するのに除去しなければならないノイズに該当する。この時、圧力が印加されたＰ位置に対応するチャネルで検出される信号のうち、圧力に起因した信号の大きさが占める比重がノイズに起因した信号が占める比重より大きい反面、圧力が印加されたＰ位置から遠く離れた位置に対応するチャネルで検出される信号のうち、圧力に起因した信号の大きさが占める比重がノイズに起因した信号が占める比重より相対的に小さい。この時、ノイズに起因した信号は、圧力が印加された位置と関係なくおおむね一定であるため、それぞれのチャネルで検出されるノイズに起因した信号の大きさがおおむね一定である反面、圧力に起因した信号は圧力が印加された位置によって異なるので、それぞれのチャネルで検出される圧力に起因した信号は、圧力が印加された位置によって異なる。
したがって、相対的に圧力に起因した信号よりノイズに起因した信号の大きさが大きいチャネルで検出される信号は、圧力の大きさを検出する時に排除させるか、その寄与の程度を小さくすれば、全体的に圧力に起因した信号が減少する程度よりノイズに起因した信号が減少する程度がさらに大きいので、全体的なＳＮＲを向上させることができる。
この時、圧力が印加された位置とディスプレイモジュールが最も大きい変形を示す位置が必ず一致するのではなく、おおむね他の位置より圧力が印加された位置でディスプレイモジュールが大きい変形が起きるので、圧力が印加された位置に対応するチャネルで検出される静電容量に対する情報を含む信号の大きさが、他の位置に対応するチャネルで検出される静電容量に対する情報を含む信号の大きさよりおおむね大きい。
それぞれのチャネルで検出される信号のうち、Ｎ個の最も大きい信号が検出されるチャネルだけ圧力検出に使用することができる。この場合、全体チャネルのうち、検出される信号の大きさが大きい一部のチャネルのみを用いて圧力を検出することで、信号の大きさが小さいチャネルは圧力検出時に排除させることによって、ＳＮＲを向上させることができる。この時、Ｎは１より大きいか同じく、全体チャネルの個数より小さいか同じ自然数である。具体的に、図３ｋのＰ位置に圧力が印加され、Ｎが４の場合、図３ｌに示されたように、４個の最も大きい信号（５０、６０、１１０、９０）が検出されるチャネルであるＣＨ２、ＣＨ４、ＣＨ５及びＣＨ８で検出される静電容量だけ検出静電容量Ｃｍ＿ｐｒｅｓｓ＿ｅｌｅｃｔｒｏｄｅとして圧力検出に使用することができる。
また、それぞれのチャネルで検出される信号のうち、最も大きい信号の大きさの所定比率以上の大きさの信号が検出されるチャネルのみを用いて圧力を検出することもできる。この場合も同様に、全体チャネルのうち、検出される信号の大きさが大きい一部のチャネルのみを用いて圧力を検出することで、信号の大きさが小さいチャネルは圧力検出時に排除させることによって、ＳＮＲを向上させることができる。具体的に、図３ｋのＰ位置に圧力が印加され、所定比率が５０％である場合、図３ｌに示されたように、最も大きい信号が検出されるチャネルであるＣＨ５から出力される信号の大きさの５０％である５５以上の大きさの信号が検出されるチャネルであるＣＨ４、ＣＨ５、及びＣＨ８で検出される静電容量のみを検出静電容量Ｃｍ＿ｐｒｅｓｓ＿ｅｌｅｃｔｒｏｄｅとして圧力検出に使用することができる。
また、タッチ位置から最も近いＮ個のチャネルのみを圧力検出に使用することができる。この場合、タッチ位置に近いチャネルで検出される信号の大きさが、おおむねタッチ位置から相対的に遠いチャネルで検出される信号の大きさより大きい。したがって、全体のチャネルのうち、検出される信号の大きさが大きい一部のチャネルのみを用いて圧力を検出することで、信号の大きさが小さいチャネルは圧力検出時に排除させることによって、ＳＮＲを向上させることができる。この時、Ｎは１より大きいか同じく、全体チャネルの個数より小さいか同じ自然数である。具体的に、図３ｋのＰ位置に圧力が印加され、Ｎが４の場合、図３ｌに示されたように、タッチ位置から最も近い４個のチャネルであるＣＨ４、ＣＨ５、ＣＨ７及びＣＨ８で検出される静電容量のみを検出静電容量Ｃｍ＿ｐｒｅｓｓ＿ｅｌｅｃｔｒｏｄｅとして圧力検出に使用することができる。
また、タッチ位置から所定距離以内に位置したチャネルのみを圧力検出に使用することができる。この場合も同様に、全体チャネルのうち、検出される信号の大きさが大きい一部のチャネルのみを用いて圧力を検出することで、信号の大きさが小さいチャネルは圧力検出時に排除させることによって、ＳＮＲを向上させることができる。具体的に、図３ｋのＰ位置にタッチが入力され、所定距離が図３ｋに示されたｒである場合、図３ｌに示されたように、タッチ位置からｒ以内に位置したチャネルであるＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ４、ＣＨ５、ＣＨ６、ＣＨ７及びＣＨ８で検出される静電容量のみを検出静電容量Ｃｍ＿ｐｒｅｓｓ＿ｅｌｅｃｔｒｏｄｅとして圧力検出に使用することができる。
上で説明したように、全体のチャネルのうち一部のチャネルのみを圧力検出に使用する場合、圧力検出に使用されないチャネルに対応するセンサを基準圧力センサとして使用することができる。具体的に圧力センサ４５０、４６０は、第１圧力センサ及び第２圧力センサを含み、圧力検出に使用されない第２圧力センサを基準圧力センサとして使用することができる。
圧力検出に使用されないそれぞれのチャネルに対応するセンサのすべてを基準圧力センサとして使用し、それぞれのチャネルで検出される静電容量の平均値を基準圧力センサで検出される基準静電容量Ｃｍ＿ｐｒｅｓｓ＿ｅｌｅｃｔｒｏｄｅとして使用することができる。
または、前記で説明した圧力検出に使用するチャネルの選択方法と類似した方法で圧力検出に使用されないチャネルのうちの一部のチャネルのみを選択して対応するセンサを基準圧力センサとして使用し、選択されたチャネルで検出される静電容量の平均値を基準圧力センサで検出される基準静電容量Ｃｍ＿ｐｒｅｓｓ＿ｅｌｅｃｔｒｏｄｅとして使用することができる。
この時、圧力検出に使用されないそれぞれのチャネルで検出される信号のうち、Ｎ個の最も大きい信号が検出されるチャネルまたはＮ個の最も小さい信号が検出されるチャネルに対応するセンサのみを基準圧力センサとして使用することができる。
具体的に、複数のチャネルで検出される静電容量のうち、最も小さいＮ個の静電容量から計算された基準静電容量と最も大きいＭ個の静電容量から計算された検出静電容量との差に基づいて、タッチ表面に印加された圧力の大きさを計算することができる。この時、ＭはＮと同じであってもよく、異なっていてもよい。
例えば、図３ｋのＰ位置に圧力が印加され、Ｍが４の場合、図３ｌに示されたように、４個の最も大きい信号（５０、６０、１１０、９０）が検出されるチャネルであるＣＨ２、ＣＨ４、ＣＨ５及びＣＨ８で検出される静電容量のみを圧力検出に使用することができ、Ｎが４の場合、４個の最も小さい信号（１０、１０、５、２）が検出されるチャネルであるＣＨ１２、ＣＨ１３、ＣＨ１４及びＣＨ１５に対応するセンサを基準圧力センサとして使用して、ＣＨ１２、ＣＨ１３、ＣＨ１４、ＣＨ１５で検出される静電容量のみを基準静電容量Ｃｍ＿ｐｒｅｓｓ＿ｅｌｅｃｔｒｏｄｅとして使用することができる。
また、圧力検出に使用されないそれぞれのチャネルで検出される信号のうち、最も大きい信号の大きさの所定比率以上の大きさの信号が検出されるチャネルまたは最も大きい信号の大きさの所定比率以下の大きさの信号が検出されるチャネルに対応するセンサのみを基準圧力センサとして使用することができる。または、圧力検出に使用されないチャネルのうち、タッチ位置から最も近いＮ個のチャネルまたはタッチ位置から最も遠いＮ個のチャネルのみを基準圧力センサとして使用することができる。または、圧力検出に使用されないチャネルのうち、タッチ位置から所定距離以内に位置したチャネルまたはタッチ位置から所定距離以上に位置したチャネルのみを基準圧力センサとして使用することができる。
または、圧力を印加しない状態で、ディスプレイノイズによる静電容量の変化量をそれぞれのチャネルから測定し、測定された静電容量の変化量のうち最も大きい静電容量の変化量を示すチャネル順に代表チャネルの順序を設定するか、または、測定された静電容量の変化量の平均値と最も類似した静電容量の変化量を示すチャネル順に代表チャネルの順序を設定することができる。この時、圧力検出に使用されないチャネルのうち最も高い順序の代表チャネルに該当するセンサを基準圧力センサとして使用することができる。
または、圧力を印加しない状態で、ディスプレイノイズによる静電容量の変化量をそれぞれのチャネルから測定し、測定された静電容量の変化量のうち最も大きい静電容量の変化量を示すＮ個のチャネルを代表チャネルに設定するか、または、測定された静電容量の変化量の平均値と最も類似した静電容量の変化量を示すＮ個のチャネルを代表チャネルに設定することができる。この時、圧力検出に使用されないチャネルのうち、代表チャネルに該当するセンサを基準圧力センサとして使用することができ、そのような基準圧力センサが複数の場合、該チャネルで検出される静電容量の平均値を基準圧力センサで検出される基準静電容量Ｃｍ＿ｐｒｅｓｓ＿ｅｌｅｃｔｒｏｄｅとして使用することができる。また、圧力検出に使用されないチャネルであり、代表チャネルに該当するセンサのうち、タッチ位置と最も遠い位置に該当するセンサのみを基準圧力センサとして使用することができる。
または、上のようにＮ個のチャネルを代表チャネルに設定する時、タッチ領域を複数の細部領域に区分し、それぞれの細部領域に一つの代表チャネルが割り当てられるように代表チャネルを設定することができる。この時、同様に、圧力検出に使用されないチャネルであり、代表チャネルに該当するセンサのうち、タッチ位置と最も遠い位置に該当するセンサのみを基準圧力センサとして使用することができる。具体的に、タッチ領域を上下左右４個の領域に区分し、それぞれの領域に代表チャネルが一つずつ割り当てられるように、例えば図３ｌのＣＨ２、ＣＨ７、ＣＨ９、ＣＨ１４が代表チャネルとなるように設定することができ、図３ｌのＰ位置に圧力が印加される場合、Ｐ位置と最も遠い位置のＣＨ１４に該当するセンサを基準圧力センサとして使用することができる。
図３ｍに示されたタッチ入力装置１０００は、圧電センサのように直接圧力が伝達されると電圧または抵抗などの物性が変化し、圧力を検出する圧力感知部は圧力センサ６５０及び基準圧力センサ６８０を含んでもよい。この時、図３ｍに示されたように、基準圧力センサ６８０をタッチ入力装置１０００の縁にだけ配置し、タッチ圧力が印加されてもディスプレイモジュール２００が基準圧力センサ６８０に接触しないように基準圧力センサ６８０の高さを圧力検出センサ６５０より小さくすれば、基準圧力センサ６８０から検出される物性は、ディスプレイノイズを含む周囲環境の変化によってのみ変化することになる。同様に、基準圧力センサ６８０で検出される物性から基準物性を計算し、この基準物性と圧力センサ６５０で検出される物性との差からタッチ表面に印加される圧力の大きさを計算することができる。
以上で詳しく見てみたように、本発明の実施形態による圧力感知部が適用されるタッチ入力装置１０００を介して圧力を検出するために、圧力センサ４５０、４６０から発生する静電容量の変化を感知する必要がある。したがって、第１センサ４５０と第２センサ４６０のうち駆動センサには駆動信号が印加される必要があり、受信センサから感知信号を取得して静電容量の変化量からタッチ圧力を算出しなければならない。実施形態により、圧力検出の動作のための圧力センシングＩＣ形態として圧力検出装置を追加で含むことも可能である。本発明の実施形態による圧力検出モジュール４００は、圧力検出のための圧力感知部だけでなく、このような圧力検出装置を包括する構成であってもよい。
このような場合、図１に例示されたように、駆動部１２、感知部１１及び制御部１３と類似した構成を重複して含むことになるので、タッチ入力装置１０００の面積及び体積が大きくなる問題点が発生し得る。
実施形態により、タッチ入力装置１０００は、タッチセンサ１０の作動のためのタッチ検出装置を用いて、圧力感知部に圧力検出のための駆動信号を印加し、圧力感知部から感知信号の入力を受けてタッチ圧力を検出することもできる。以下では、第１センサ４５０が駆動センサであり第２センサ４６０が受信センサである場合を仮定して説明する。
このために、本発明の実施形態による圧力感知部が適用されるタッチ入力装置１０００において、第１センサ４５０は駆動部１２から駆動信号の印加を受け、第２センサ４６０は感知信号を感知部１１に伝達することができる。制御部１３はタッチセンサ１０のスキャニングを遂行すると同時に圧力検出のスキャニングを遂行するようにしたり、または、制御部１３は、時分割して第１時間区間にはタッチセンサ１０のスキャニングを遂行するようにし、第１時間区間とは異なる第２時間区間には圧力検出のスキャニングを遂行するように制御信号を生成することができる。
したがって、本発明の実施形態において、第１センサ４５０と第２センサ４６０とは電気的に駆動部１２及び／又は感知部１１に連結されなければならない。この時、タッチセンサ１０のためのタッチ検出装置は、タッチセンシングＩＣ１５０としてタッチセンサ１０の一端、または、タッチセンサ１０と同一平面上に形成されるのが一般的である。圧力感知部に含まれた圧力センサ４５０、４６０は、任意の方法でタッチセンサ１０のタッチ検出装置と電気的に連結されてもよい。例えば、圧力センサ４５０、４６０は、ディスプレイモジュール２００に含まれた第２ＰＣＢ２１０を用いてコネクタ（ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）を介してタッチ検出装置に連結されてもよい。例えば、図４ｂ及び図５ｃに示されたように、第１センサ４５０と第２センサ４６０からそれぞれ電気的に延びる伝導性トレースは、第２ＰＣＢ２１０等を介してタッチセンシングＩＣ１５０まで電気的に連結されてもよい。
図１１ａ及び図１１ｂは、圧力センサ４５０、４６０を含むセンサシート４４０形態の圧力感知部が、ディスプレイモジュール２００の下部面に付着される場合を示す。図１１ａ及び図１１ｂにおいて、ディスプレイモジュール２００は、下部面の一部にディスプレイパネルの作動のための回路が実装された第２ＰＣＢ２１０が示される。
図１１ａは、第１センサ４５０と第２センサ４６０とがディスプレイモジュール２００の第２ＰＣＢ２１０の一端に連結されるように、センサシート４４０をディスプレイモジュール２００の下部面に付着する場合を例示する。この時、第１センサ４５０と第２センサ４６０は、第２ＰＣＢ２１０の一端に両面伝導性テープを用いて連結されてもよい。具体的に、センサシート４４０の厚さ及びセンサシート４４０が配置されるディスプレイモジュール２００と基板３００との間隔が非常に小さいので、別途のコネクタを使用することより、両面導電性テープを用いて第１センサ４５０及び第２センサ４６０を第２ＰＣＢ２１０の一端に連結することが、厚さを減らすことができるので効果的である。第２ＰＣＢ２１０上には、圧力センサ４５０、４６０をタッチセンシングＩＣ１５０等の必要な構成まで電気的に連結できるように導電性パターンが印刷されていてもよい。これに対する詳しい説明は、図１２ａ〜図１２ｃを参照して説明する。図１１ａに例示された圧力センサ４５０、４６０を含むセンサシート４４０の付着方法は、基板３００に対しても同様に適用され得る。
図１１ｂは、第１センサ４５０と第２センサ４６０とが別途のセンサシートで製作されずに、ディスプレイモジュール２００の第２ＰＣＢ２１０に一体型で形成された場合を例示する。例えば、ディスプレイモジュール２００の第２ＰＣＢ２１０の製作時に第２ＰＣＢに一定面積を割愛し、予めディスプレイパネルの作動のための回路だけでなく、第１センサ４５０と第２センサ４６０に該当するパターンまで印刷することができる。第２ＰＣＢ２１０には、第１センサ４５０及び第２センサ４６０をタッチセンシングＩＣ１５０等の必要な構成まで電気的に連結する導電性パターンが印刷されていてもよい。
図１２ａ〜図１２ｃは、圧力センサ４５０、４６０またはセンサシート４４０をタッチセンシングＩＣ１５０に連結する方法を例示する。図１２ａ〜図１２ｃにおいて、タッチセンサ１０がディスプレイモジュール２００の外部に含まれた場合として、タッチセンサ１０のタッチ検出装置がタッチセンサ１０のための第１ＰＣＢ１６０に実装されたタッチセンシングＩＣ１５０に集積された場合を例示する。
図１２ａにおいて、ディスプレイモジュール２００に付着された圧力センサ４５０、４６０が、第１コネクタ１２１を介してタッチセンシングＩＣ１５０まで連結される場合を例示する。図１２ａに例示されたように、スマートフォンのような移動通信装置においてタッチセンシングＩＣ１５０は、第１コネクタ（ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）１２１を介してディスプレイモジュール２００のための第２ＰＣＢ２１０に連結される。第２ＰＣＢ２１０は、第２コネクタ２２４を介してメインボードに電気的に連結され得る。したがって、タッチセンシングＩＣ１５０は、第１コネクタ１２１及び第２コネクタ２２４を介してタッチ入力装置１０００の作動のためのＣＰＵまたはＡＰと信号をやり取りすることができる。
この時、図１２ａにおいては、センサシート４４０が図１１ｂに例示されたような方式でディスプレイモジュール２００に付着されたものが例示されているが、図１１ａに例示されたような方式で付着された場合にも適用されてもよい。第２ＰＣＢ２１０には、圧力センサ４５０、４６０が第１コネクタ１２１を介してタッチセンシングＩＣ１５０まで電気的に連結され得るように導電性パターンが印刷されていてもよい。
図１２ｂにおいて、ディスプレイモジュール２００に付着された圧力センサ４５０、４６０が第３コネクタ４７３を介してタッチセンシングＩＣ１５０まで連結される場合が例示される。図１２ｂにおいて、圧力センサ４５０、４６０は、第３コネクタ４７３を介してタッチ入力装置１０００の作動のためのメインボードまで連結され、追って第２コネクタ２２４及び第１コネクタ１２１を介してタッチセンシングＩＣ１５０まで連結されてもよい。この時、圧力センサ４５０、４６０は、第２ＰＣＢ２１０と分離された追加のＰＣＢ上に印刷されてもよい。または、実施形態により、圧力センサ４５０、４６０は、図３ｂ〜図３ｉに例示されたようなセンサシート４４０の形態でタッチ入力装置１０００に付着されて、圧力センサ４５０、４６０から伝導性トレース等を延長させてコネクタ４７３を介してメインボードまで連結されてもよい。
図１２ｃにおいて、圧力センサ４５０、４６０が第４コネクタ４７４を介して直接タッチセンシングＩＣ１５０に連結される場合が例示される。図１２ｃにおいて、圧力センサ４５０、４６０は、第４コネクタ４７４を介して第１ＰＣＢ１６０まで連結されてもよい。第１ＰＣＢ１６０には、第４コネクタ４７４からタッチセンシングＩＣ１５０まで電気的に連結する導電性パターンが印刷されていてもよい。これにより、圧力センサ４５０、４６０は、第４コネクタ４７４を介してタッチセンシングＩＣ１５０まで連結されてもよい。この時、圧力センサ４５０、４６０は、第２ＰＣＢ２１０と分離された追加のＰＣＢ上に印刷されてもよい。第２ＰＣＢ２１０と追加のＰＣＢとは、互いに短絡されないように絶縁されていてもよい。または、実施形態により、圧力センサ４５０、４６０は、図３ｂ〜図３ｉに例示されたようなセンサシート４４０の形態でタッチ入力装置１０００に付着されて、圧力センサ４５０、４６０から伝導性トレース等を延長させて第４コネクタ４７４を介して第１ＰＣＢ１６０まで連結されてもよい。また、図１２ｃにおいては、圧力センサ４５０、４６０が第４コネクタ４７４を介して第１ＰＣＢ１６０に連結されるもので示されたが、圧力センサ４５０、４６０が第４コネクタ４７４を介して第２ＰＣＢ２１０に連結されてもよい。
図１２ｂ及び図１２ｃの連結方法は、圧力センサ４５０、４６０がディスプレイモジュール２００の下部面だけでなく、基板３００上に形成された場合にも適用されてもよい。
図１２ａ〜図１２ｃにおいては、タッチセンシングＩＣ１５０が第１ＰＣＢ１６０上に形成されたＣＯＦ（ｃｈｉｐｏｎｆｉｌｍ）構造を仮定して説明された。しかし、これは単に例示に過ぎず、本発明はタッチセンシングＩＣ１５０がタッチ入力装置１０００の実装空間３１０内のメインボード上に実装されるＣＯＢ（ｃｈｉｐｏｎｂｏａｒｄ）構造の場合にも適用され得る。図１２ａ〜図１２ｃに対する説明から、当該技術分野の当業者に、他の実施形態の場合に圧力センサ４５０、４６０のコネクタを介して連結が自明であろう。
以上では、駆動センサとして第１センサ４５０が一つのチャネルを構成し、受信センサとして第２センサ４６０が一つのチャネルを構成する圧力センサ４５０、４６０について詳しく見てみた。しかし、これは単に例示に過ぎず、実施形態により、駆動センサ及び受信センサはそれぞれ複数個のチャネルを構成して多重タッチ（ｍｕｌｔｉｔｏｕｃｈ）により多重の圧力検出が可能になり得る。
図１３ａ〜図１３ｄは、本発明の圧力センサが複数のチャネルを構成する場合を例示する。図１３ａでは、第１センサ４５０−１、４５０−２と第２センサ４６０−１、４６０−２それぞれが２個のチャネルを構成する場合が例示される。図１３ａでは、第１チャネルを構成する第１センサ４５０−１と第２センサ４６０−１とが第１センサセンサシート４４０−１に含まれ、第２チャネルを構成する第１センサ４５０−２と第２センサ４６０−２とが第２センサセンサシート４４０−２に含まれるものを例示しているが、２個のチャネルを構成する第１センサ４５０−１、４５０−２と第２センサ４６０−１、４６０−２とがすべて一つのセンサシート４４０に含まれるように構成されてもよい。図１３ｂでは、第１センサ４５０−１、４５０−２は２個のチャネルを構成するが、第２センサ４６０は１個のチャネルを構成する場合が例示される。図１３ｃでは、第１センサ４５０−１〜４５０−５と第２センサ４６０−１〜４６０−５それぞれが５個のチャネルを構成する場合が例示される。この場合にも、５個のチャネルを構成するセンサがすべて一つのセンサシート４４０に含まれるように構成されてもよい。図１３ｄでは、第１センサ４５１〜４５９それぞれが９個のチャネルを構成し、すべて一つのセンサシート４４０に含まれるように構成する場合が例示される。
図１３ａ〜図１３ｄ及び図１５ａ〜図１５ｃに示されたように、複数のチャネルを構成する場合、それぞれの第１センサ４５０及び／又は第２センサ４６０からタッチセンシングＩＣ１５０に電気的に連結される導電性パターンが形成されてもよい。
ここで、図１３ｄに示された形態の複数のチャネルを構成する場合を、例を挙げて説明する。この場合、限定された幅を有する第１コネクタ１２１に複数の導電性パターン４６１が連結されなければならないため、導電性パターン４６１の幅及び隣接した導電性パターン４６１との間隔が小さくなければならない。このような小さい幅及び間隔を有する導電性パターン４６１を形成するための微細工程をするためには、ポリエチレンテレフタレートよりはポリイミドが適合する。具体的に、導電性パターン４６１が形成されるセンサシート４４０の第１絶縁層４７０又は第２絶縁層４７１はポリイミドで形成され得る。また、導電性パターン４６１を第１コネクタ１２１に連結するためにハンダ付け工程が必要になり得るが、摂氏３００度以上のハンダ付け工程をするためには相対的に熱に弱いポリエチレンテレフタレートよりはポリイミドが適合する。この時、導電性パターン４６１が形成されない部分の第１絶縁層４７０又は第２絶縁層４７１は、費用削減のためにポリエチレンテレフタレートで形成され、導電性パターン４６１が形成される部分の第１絶縁層４７０又は第２絶縁層４７１はポリイミドで形成されてもよい。
図１３ａ〜図１３ｄ及び図１５ａ〜図１５ｃは、圧力センサが単数または複数のチャネルを構成する場合を例示し、多様な方法で圧力センサが単数または複数のチャネルで構成されてもよい。図１３ａ〜図１３ｃ及び図１５ａ〜図１５ｃにおいて、圧力センサ４５０、４６０がタッチセンシングＩＣ１５０に電気的に連結される場合が例示されなかったが、図１２ａ〜図１２ｃ及びその他の方法で圧力センサ４５０、４６０がタッチセンシングＩＣ１５０に連結されてもよい。
以上において、第１コネクタ１２１又は第４コネクタ４７４は両面伝導性テープであってもよい。具体的に、第１コネクタ１２１又は第４コネクタ４７４が非常に小さい間隔の間に配置され得るため、別途のコネクタを使用するより両面導電性テープを用いる方が厚さを減らすことができるため効果的である。
以上では、圧力感知部に含まれた圧力センサ４５０が電極として構成され、圧力感知部で感知する電気的特性としてディスプレイパネル２００Ａが撓むことによる静電容量の変化量を検出して圧力の大きさを検出することについて説明したが、これに限定されず、圧力感知部に含まれた圧力センサ４５０がストレーンゲージで構成され、圧力感知部で感知する電気的特性としてディスプレイパネル２００Ａが撓むことによって変わる圧力センサ４５０の抵抗値の変化量を検出して圧力の大きさを検出することもできる。この場合にも、先に説明した同一の方法が適用可能である。
また、以上において、実施形態を中心に説明したが、これは単に例示に過ぎず、本発明を限定する訳ではなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性を外れない範囲で、以上に例示されない様々な変形と応用が可能であることが分かるはずである。例えば、実施形態に具体的に示された各構成要素は、変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る相違点は、添付の特許請求の範囲において規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【符号の説明】  １０００        タッチ入力装置
１０            タッチセンサ
１１            感知部
１２            駆動部
１３            制御部
２００          ディスプレイモジュール
３００          基板
３３０          フレーム
４００          圧力検出モジュール
４２０          スペーサ層
４４０          センサシート
４５０、４６０  圧力センサ
４７０          第１絶縁層
４７１          第２絶縁層
４８０          基準圧力センサ
【図１ａ】
2018096386.tif 000003
【図１ｂ】
2018096386.tif 000004
【図２ａ】
2018096386.tif 000005
【図２ｂ】
2018096386.tif 000006
【図２ｃ】
2018096386.tif 000007
【図３ａ】
2018096386.tif 000008
【図３ｂ】
2018096386.tif 000009
【図３ｃ】
2018096386.tif 000010
【図３ｄ】
2018096386.tif 000011
【図３ｅ】
2018096386.tif 000012
【図３ｆ】
2018096386.tif 000013
【図３ｇ】
2018096386.tif 000014
【図３ｈ】
2018096386.tif 000015
【図３ｉ】
2018096386.tif 000016
【図３ｊ】
2018096386.tif 000017
【図３ｋ】
2018096386.tif 000018
【図３ｌ】
2018096386.tif 000019
【図３ｍ】
2018096386.tif 000020
【図４ａ】
2018096386.tif 000021
【図４ｂ】
2018096386.tif 000022
【図４ｃ】
2018096386.tif 000023
【図４ｄ】
2018096386.tif 000024
【図４ｅ】
2018096386.tif 000025
【図４ｆ】
2018096386.tif 000026
【図４ｇ】
2018096386.tif 000027
【図５ａ】
2018096386.tif 000028
【図５ｂ】
2018096386.tif 000029
【図５ｃ】
2018096386.tif 000030
【図５ｄ】
2018096386.tif 000031
【図５ｅ】
2018096386.tif 000032
【図５ｆ】
2018096386.tif 000033
【図５ｇ】
2018096386.tif 000034
【図５ｈ】
2018096386.tif 000035
【図５ｉ】
2018096386.tif 000036
【図６ａ】
2018096386.tif 000037
【図６ｂ】
2018096386.tif 000038
【図６ｃ】
2018096386.tif 000039
【図６ｄ】
2018096386.tif 000040
【図６ｅ】
2018096386.tif 000041
【図６ｆ】
2018096386.tif 000042
【図６ｇ】
2018096386.tif 000043
【図６ｈ】
2018096386.tif 000044
【図７ａ】
2018096386.tif 000045
【図７ｂ】
2018096386.tif 000046
【図７ｃ】
2018096386.tif 000047
【図７ｄ】
2018096386.tif 000048
【図７ｅ】
2018096386.tif 000049
【図８ａ】
2018096386.tif 000050
【図８ｂ】
2018096386.tif 000051
【図９】
2018096386.tif 000052
【図１０ａ】
2018096386.tif 000053
【図１０ｂ】
2018096386.tif 000054
【図１１ａ】
2018096386.tif 000055
【図１１ｂ】
2018096386.tif 000056
【図１２ａ】
2018096386.tif 000057
【図１２ｂ】
2018096386.tif 000058
【図１２ｃ】
2018096386.tif 000059
【図１３ａ】
2018096386.tif 000060
【図１３ｂ】
2018096386.tif 000061
【図１３ｃ】
2018096386.tif 000062
【図１３ｄ】
2018096386.tif 000063
【図１４ａ】
2018096386.tif 000064
【図１４ｂ】
2018096386.tif 000065
【図１４ｃ】
2018096386.tif 000066
【図１５ａ】
2018096386.tif 000067
【図１５ｂ】
2018096386.tif 000068
【図１５ｃ】
2018096386.tif 000069
【図１５ｄ】
2018096386.tif 000070
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月24日(2019.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の他の実施形態によるタッチ入力装置は、タッチ表面に対するタッチの圧力検出が可能なタッチ入力装置であって、ディスプレイパネルと、前記ディスプレイパネルの下部に配置される基板と、圧力感知部と、を含み、前記圧力感知部は、第１圧力センサ及び第２圧力センサを含み、前記タッチ表面に圧力が印加されると前記ディスプレイパネルが撓み、前記ディスプレイパネルが撓むことによって前記第１圧力センサまたは前記第２圧力センサで検出される電気的特性が変化し、前記第１圧力センサと前記第２圧力センサのうち、前記圧力印加位置から相対的に遠い位置に配置されたセンサで検出される電気的特性から計算された基準電気的特性と前記第１圧力センサと前記第２圧力センサのうち前記圧力印加位置から相対的に近い位置に配置されたセンサで検出される電気的特性から計算された検出電気的特性との差に基づいて、前記タッチ表面に印加された圧力の大きさを計算することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
また、有機物層２８０は、ＨＩＬ（Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ、正孔注入層）、ＨＴＬ（Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｌａｙｅｒ、正孔輸送層）、ＥＩＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ、電子注入層）、ＥＴＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｌａｙｅｒ、電子輸送層）、ＥＭＬ（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｌａｙｅｒ、発光層）を含んでもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチ表面に対するタッチの圧力検出が可能なタッチ入力装置であって、
ディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルの下部に配置される基板と、
圧力感知部と、
を含み、
前記圧力感知部は、圧力センサ及び基準圧力センサを含み、
前記タッチ表面に圧力が印加されると前記ディスプレイパネルが撓み、
前記ディスプレイパネルが撓むことによって前記圧力センサで検出される電気的特性が変化し、
前記基準圧力センサで検出される電気的特性から計算された基準電気的特性と前記圧力センサで検出される電気的特性から計算された検出電気的特性との差に基づいて、前記タッチ表面に印加された圧力の大きさを計算する、
タッチ入力装置。
【請求項２】
前記基準圧力センサは、前記圧力センサの外側に配置される、
請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項３】
前記基準圧力センサは、前記タッチ入力装置の画面がディスプレイされない領域の下部に配置される、
請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項４】
前記基準圧力センサは、前記タッチ入力装置に入力されるタッチの位置が感知されない領域の下部に配置される、
請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項５】
弾性がない物質で形成され、前記圧力センサと前記基板とを離隔させるフレームをさらに含み、
前記フレームは、前記タッチ入力装置の縁に配置され、
前記基準圧力センサは、前記フレームと隣接した位置に配置される、
請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項６】
前記基準圧力センサは、ノイズによる電気的特性の変化を代表する位置に配置される、
請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項７】
前記基準圧力センサは、第１基準圧力センサ及び第２基準圧力センサを含み、
前記第１基準圧力センサと前記第２基準圧力センサのうち前記圧力印加位置から相対的に遠い位置に配置されたセンサで検出される電気的特性から計算された基準電気的特性と、前記圧力センサで検出される電気的特性から計算された検出電気的特性との差に基づいて、前記タッチ表面に印加された圧力の大きさを計算する、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。
【請求項８】
前記圧力感知部は、第１絶縁層及び第２絶縁層をさらに含み、
前記圧力センサ及び前記基準圧力センサは、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層の間に配置され、
前記圧力感知部は、前記ディスプレイパネルを含むディスプレイモジュールまたは前記基板に付着される、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。
【請求項９】
前記圧力感知部は、前記ディスプレイパネルに直接形成される、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。
【請求項１０】
前記ディスプレイパネルは、第１基板層及び前記第１基板層の下部に配置される第２基板層を含み、
前記圧力感知部は、前記第２基板層の下面に形成される、
請求項９に記載のタッチ入力装置。
【請求項１１】
前記圧力センサは、複数のチャネルを構成する、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。
【請求項１２】
前記複数のチャネルを用いて多重タッチに対する多重圧力検出が可能な、
請求項１１に記載のタッチ入力装置。
【請求項１３】
タッチ表面に対するタッチの圧力検出が可能なタッチ入力装置であって、
ディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルの下部に配置される基板と、
圧力感知部と、
を含み、
前記圧力感知部は、複数の圧力センサを含み、
前記タッチ表面に圧力が印加されると前記ディスプレイパネルが撓み、
前記複数の圧力センサは、第１チャネル及び第２チャネルを含む複数のチャネルを構成し、
前記ディスプレイパネルが撓むことによって前記第１チャネル及び前記第２チャネルで検出される電気的特性が変化し、
前記第１チャネルと前記第２チャネルのうち前記圧力印加位置から相対的に遠い位置に配置されたチャネルで検出される電気的特性から計算された基準電気的特性と、前記第１チャネルと前記第２チャネルのうち前記圧力印加位置から相対的に近い位置に配置されたチャネルで検出される電気的特性から計算された検出電気的特性との差に基づいて、前記タッチ表面に印加された圧力の大きさを計算する、
タッチ入力装置。
【請求項１４】
弾性がない物質で形成され、前記圧力センサと基準電位層とを離隔させるフレームをさらに含み、
前記フレームは、前記タッチ入力装置の縁に配置され、
前記第１チャネルまたは前記第２チャネルは、前記フレームと隣接した位置に配置される、
請求項１３に記載のタッチ入力装置。
【請求項１５】
前記第１チャネルと前記第２チャネルのうち前記圧力印加位置から相対的に遠い位置に配置されたチャネルは、前記タッチ表面に印加された圧力の大きさを計算するのに使用されない、
請求項１３に記載のタッチ入力装置。
【請求項１６】
前記第１チャネルと前記第２チャネルのうち前記圧力印加位置から相対的に遠い位置に配置されたチャネルは、ノイズによる電気的特性の変化を代表する位置に配置される、
請求項１３に記載のタッチ入力装置。
【請求項１７】
前記圧力感知部は、第１絶縁層及び第２絶縁層をさらに含み、
前記第１圧力センサ及び前記第２圧力センサは、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層の間に配置され、
前記圧力感知部は、前記ディスプレイパネルを含むディスプレイモジュールまたは前記基板に付着される、
請求項１３ないし１６のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。
【請求項１８】
前記圧力感知部は、前記ディスプレイパネルに直接形成される、
請求項１３ないし１６のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。
【請求項１９】
前記複数のチャネルを用いて多重タッチに対する多重圧力検出が可能な、
請求項１３に記載のタッチ入力装置。
【請求項２０】
タッチ表面に対するタッチの圧力検出が可能なタッチ入力装置であって、
ディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルの下部に配置される基板と、
圧力感知部と、
を含み、
前記圧力感知部は、複数の圧力センサを含み、
前記タッチ表面に圧力が印加されると前記ディスプレイパネルが撓み、
前記複数の圧力センサは、複数のチャネルを構成し、
前記ディスプレイパネルが撓むことによって前記複数のチャネルで検出される電気的特性が変化し、
前記複数のチャネルで検出される電気的特性のうち、一番小さいＮ個の電気的特性から計算された基準電気的特性と最も大きいＭ個の電気的特性から計算された検出電気的特性との差に基づいて、前記タッチ表面に印加された圧力の大きさを計算する、
タッチ入力装置。
【請求項２１】
弾性がない物質で形成され、前記圧力センサと基準電位層とを離隔させるフレームをさらに含み、
前記フレームは、前記タッチ入力装置の縁に配置され、
前記複数のチャネルは、前記フレームと隣接した位置に配置される、
請求項２０に記載のタッチ入力装置。
【請求項２２】
前記圧力感知部は、第１絶縁層及び第２絶縁層をさらに含み、
前記圧力センサは、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層の間に配置され、
前記圧力感知部は、前記ディスプレイパネルを含むディスプレイモジュールまたは前記基板に付着する、
請求項２０または２１に記載のタッチ入力装置。
【請求項２３】
前記圧力感知部は、前記ディスプレイパネルに直接形成される、
請求項２０または２１に記載のタッチ入力装置。
【請求項２４】
前記複数のチャネルを用いて多重タッチに対する多重圧力検出が可能な、
請求項２０に記載のタッチ入力装置。
【国際調査報告】
2018096386.tif 000071
2018096386.tif 000072