(57)【要約】      （修正有）【課題】ディスプレイモジュールに対する衝撃緩和及びディスプレイモジュールの画質性能を保障しながらも、圧力検出のためのギャップ（ｇａｐ）を安定して提供できる圧力検出モジュールを提供する。【解決手段】絶縁層上４１０に位置する第１電極４５０及び第２電極４６０と、弾性フォーム４４０とを含む圧力検出モジュール４００であって、弾性フォームは圧力検出モジュールと離隔して位置する基準電位層（基板３００）と第１電極および第２電極との間に位置し、弾性フォームの変形を通じた基準電位層と第１電極および第２電極との間の相対的な距離変化に伴って、第１電極と第２電極との間の静電容量が変化し、静電容量の変化により弾性フォームの変形を引き起こす圧力の大きさを検出することができるように構成される。【選択図】図８ａ
2016201113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層上に位置する第１電極及び第２電極と、
弾性フォームと、
を含む圧力検出モジュールであって、
前記弾性フォームは、前記圧力検出モジュールと離隔して位置する基準電位層と前記第１電極および前記第２電極との間に位置し、
前記弾性フォームの変形を通じた前記基準電位層と前記第１電極および前記第２電極との間の相対的な距離変化に伴って、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量が変化し、
前記静電容量の変化により前記弾性フォームの変形を引き起こす圧力の大きさを検出することができるように構成された、圧力検出モジュール。
【請求項２】
絶縁層上に位置する電極と、
弾性フォームと、
を含む圧力検出モジュールであって、
前記弾性フォームは、前記圧力検出モジュールと離隔して位置する基準電位層と前記電極との間に位置し、
前記弾性フォームの変形を通じた前記基準電位層と前記電極との間の相対的な距離変化に伴って、前記電極と前記基準電位層との間の静電容量が変化し、
前記静電容量の変化により前記弾性フォームの変形を引き起こす圧力の大きさを検出することができるように構成された、圧力検出モジュール。
【請求項３】
第１絶縁層上に位置する第１電極と、
第２絶縁層上に位置する第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に位置する弾性フォームと、
を含み、
前記弾性フォームの変形を通じた前記第１電極と前記第２電極との間の相対的な距離変化に伴って変わる、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量が変化し、
前記静電容量の変化により前記弾性フォームの変形を引き起こす圧力の大きさを検出することができるように構成された、圧力検出モジュール。
【請求項４】
前記圧力検出モジュールは、
基板およびディスプレイモジュールを含むタッチ入力装置に付着するが、前記基板と前記ディスプレイモジュールとが向き合う前記基板の一面と前記ディスプレイモジュールの一面との何れか一つに付着する、請求項１または２に記載の圧力検出モジュール。
【請求項５】
前記基準電位層は、前記基板または前記ディスプレイモジュールである、請求項４に記載の圧力検出モジュール。
【請求項６】
前記圧力検出モジュールは、
基板およびディスプレイモジュールを含むタッチ入力装置に付着するが、前記基板と前記ディスプレイモジュールとが向き合う前記基板の一面と前記ディスプレイモジュールの一面との何れか一つに付着する、請求項３に記載の圧力検出モジュール。
【請求項７】
前記弾性フォームは、ポリウレタン、ポリエステル、ポリプロピレンおよびアクリルの少なくとも何れか一つを含んで構成される、請求項１ないし３の何れか１項に記載の圧力検出モジュール。
【請求項８】
前記弾性フォームは、１０μｍ〜１ｍｍの厚さに形成される、請求項１ないし３の何れか１項に記載の圧力検出モジュール。
【請求項９】
前記弾性フォームは、前記弾性フォームの厚さを貫通するホールを含む、請求項１ないし３の何れか１項に記載の圧力検出モジュール。
【請求項１０】
カバー層と、
前記カバー層の下部に位置し、駆動信号が印加される複数の駆動電極とタッチ位置を検出することができる感知信号が出力される複数の受信電極とを含むタッチセンサパネルと、
ディスプレイパネルおよび前記ディスプレイパネルがディスプレイ機能を遂行するようにする構成を含むディスプレイモジュールと、
前記ディスプレイモジュールの下部に位置し、第１電極と第２電極および弾性フォームとを含む圧力検出モジュールと、
前記圧力検出モジュールの下部に位置する基板と、
前記弾性フォームの変形を通じた前記基板と前記第１電極および前記第２電極との間の相対的な距離によって変わる、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量の変化量に基づいてタッチ圧力の大きさを検出するためのタッチセンシング回路と、
を含み、
前記弾性フォームは、前記基板と前記第１電極および前記第２電極との間に位置する、
スマートフォン。
【請求項１１】
カバー層と、
前記カバー層の下部に位置し、駆動信号が印加される複数の駆動電極とタッチ位置を検出することができる感知信号が出力される複数の受信電極とを含むタッチセンサパネルと、
ディスプレイパネルおよび前記ディスプレイパネルがディスプレイ機能を遂行するようにする構成を含むディスプレイモジュールと、
前記ディスプレイモジュールの下部に位置し、第１電極と第２電極および弾性フォームとを含む圧力検出モジュールと、
前記圧力検出モジュールの下部に位置する基板と、
前記弾性フォームの変形を通じた前記ディスプレイモジュールと前記第１電極および前記第２電極との間の相対的な距離によって変わる、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量の変化量に基づいてタッチ圧力の大きさを検出するためのタッチセンシング回路と、
を含み、
前記弾性フォームは、前記ディスプレイモジュールと前記第１電極および前記第２電極との間に位置する、
スマートフォン。
【請求項１２】
カバー層と、
前記カバー層の下部に位置し、駆動信号が印加される複数の駆動電極とタッチ位置を検出することができる感知信号が出力される複数の受信電極とを含むタッチセンサパネルと、
ディスプレイパネルおよび前記ディスプレイパネルがディスプレイ機能を遂行するようにする構成を含むディスプレイモジュールと、
前記ディスプレイモジュールの下部に位置し、第１電極と第２電極および弾性フォームとを含む圧力検出モジュールと、
前記第１電極および第２電極と離隔した基準電位層と、
前記弾性フォームの変形を通じた前記基準電位層と前記第１電極および前記第２電極との間の相対的な距離によって変わる、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量の変化量に基づいてタッチ圧力の大きさを検出するためのタッチセンシング回路と、
を含み、
前記弾性フォームは、前記基準電位層と前記第１電極および前記第２電極との間に位置する、
スマートフォン。
【請求項１３】
カバー層と、
前記カバー層の下部に位置し、駆動信号が印加される複数の駆動電極とタッチ位置を検出することができる感知信号が出力される複数の受信電極とを含むタッチセンサパネルと、
ディスプレイパネルおよび前記ディスプレイパネルがディスプレイ機能を遂行するようにする構成を含むディスプレイモジュールと、
前記ディスプレイモジュールの下部に位置し、電極および弾性フォームを含む圧力検出モジュールと、
前記圧力検出モジュールの下部に位置する基板と、
前記弾性フォームの変形を通じた前記基板と前記電極との間の相対的な距離によって変わる、前記電極と前記基板との間の静電容量の変化量に基づいてタッチ圧力の大きさを検出するためのタッチセンシング回路と、
を含み、
前記弾性フォームは、前記基板と前記電極との間に位置する、
スマートフォン。
【請求項１４】
カバー層と、
前記カバー層の下部に位置し、駆動信号が印加される複数の駆動電極とタッチ位置を検出することができる感知信号が出力される複数の受信電極とを含むタッチセンサパネルと、
ディスプレイパネルおよび前記ディスプレイパネルがディスプレイ機能を遂行するようにする構成を含むディスプレイモジュールと、
前記ディスプレイモジュールの下部に位置し、電極および弾性フォームを含む圧力検出モジュールと、
前記圧力検出モジュールの下部に位置する基板と、
前記弾性フォームの変形を通じた前記ディスプレイモジュールと前記電極との間の相対的な距離によって変わる、前記ディスプレイモジュールと前記電極との間の静電容量の変化量に基づいてタッチ圧力の大きさを検出するためのタッチセンシング回路と、
を含み、
前記弾性フォームは、前記ディスプレイモジュールと電極との間に位置する、
スマートフォン。
【請求項１５】
カバー層と、
前記カバー層の下部に位置し、駆動信号が印加される複数の駆動電極とタッチ位置を検出することができる感知信号が出力される複数の受信電極とを含むタッチセンサパネルと、
ディスプレイパネルおよび前記ディスプレイパネルがディスプレイ機能を遂行するようにする構成を含むディスプレイモジュールと、
前記ディスプレイモジュールの下部に位置し、電極および弾性フォームを含む圧力検出モジュールと、
前記第１電極および第２電極と離隔した基準電位層と、
前記弾性フォームの変形を通じた前記基準電位層と前記電極との間の相対的な距離によって変わる、前記基準電位層と前記電極との間の静電容量の変化量に基づいてタッチ圧力の大きさを検出するためのタッチセンシング回路と、
を含み、
前記弾性フォームは、前記基準電位層と前記電極との間に位置する、
スマートフォン。
【請求項１６】
カバー層と、
前記カバー層の下部に位置し、駆動信号が印加される複数の駆動電極とタッチ位置を検出することができる感知信号が出力される複数の受信電極とを含むタッチセンサパネルと、
ディスプレイパネルおよび前記ディスプレイパネルがディスプレイ機能を遂行するようにする構成を含むディスプレイモジュールと、
前記ディスプレイモジュールの下部に位置し、第１電極と第２電極および弾性フォームを含む圧力検出モジュールと、
前記圧力検出モジュールの下部に位置する基板と、
前記弾性フォームの変形を通じた前記第１電極と前記第２電極との間の相対的な距離によって変わる、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量の変化量に基づいてタッチ圧力の大きさを検出するためのタッチセンシング回路と、
を含み、
前記弾性フォームは、前記第１電極と前記第２電極との間に位置する、
スマートフォン。
【請求項１７】
前記圧力検出モジュールは、
前記基板と向かい合う前記ディスプレイモジュールの一面に付着する、請求項１０、１２、１３、１５または１６の何れか１項に記載のスマートフォン。
【請求項１８】
前記圧力検出モジュールは、
前記ディスプレイモジュールと向かい合う前記基板の一面に付着する、請求項１１、１２、１４、１５または１６の何れか１項に記載のスマートフォン。
【請求項１９】
前記弾性フォームは、ポリウレタン、ポリエステル、ポリプロピレンおよびアクリルの少なくとも何れか一つを含んで構成される、請求項１０ないし１６の何れか１項に記載のスマートフォン。
【請求項２０】
前記弾性フォームは、１０μｍ〜１ｍｍの厚さに形成される、請求項１０ないし１６の何れか１項に記載のスマートフォン。
【請求項２１】
前記弾性フォームは、前記弾性フォームの厚さを貫通するホールを含む、請求項１０ないし１６の何れか１項に記載のスマートフォン。
【請求項２２】
前記第１電極または前記第２電極は、複数のチャネルを構成する、請求項１または３に記載の圧力検出モジュール。
【請求項２３】
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２２に記載の圧力検出モジュール。
【請求項２４】
前記電極は、複数のチャネルを構成する、請求項２に記載の圧力検出モジュール。
【請求項２５】
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２４に記載の圧力検出モジュール。
【請求項２６】
前記第１電極または前記第２電極は、複数のチャネルを構成する、請求項１０、１１、１２または１６の何れか１項に記載のスマートフォン。
【請求項２７】
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２６に記載のスマートフォン。
【請求項２８】
前記電極は、複数のチャネルを構成する、請求項１３ないし１５の何れか１項に記載のスマートフォン。
【請求項２９】
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２８に記載のスマートフォン。
【請求項３０】
前記ディスプレイモジュールが撓むことによって、前記弾性フォームが変形する、請求項４に記載のスマートフォン。
【請求項３１】
前記ディスプレイモジュールが撓むことによって、前記弾性フォームが変形する、請求項６に記載のスマートフォン。
【請求項３２】
前記ディスプレイモジュールが撓むことによって、前記弾性フォームが変形する、請求項１０ないし１６に記載のスマートフォン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力検出のための圧力検出モジュール及びこれを含むスマートフォンに関するもので、より詳しくは、タッチ位置を検出するように構成されたスマートフォンに適用されてタッチ圧力を検出できるようにする圧力検出モジュール及びこれを含むスマートフォンに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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であり得るタッチセンサパネル（ｔｏｕｃｈ ｓｅｎｓｏｒ ｐａｎｅｌ）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。
【０００４】
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、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】
【０００５】
本発明の目的は、圧力検出のための圧力検出モジュール及びこれを含むスマートフォンを提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、ディスプレイモジュールに対する衝撃緩和及びディスプレイモジュールの画質性能を保障しながらも圧力検出のためのギャップ（ｇａｐ）を安定して提供できる圧力検出モジュール及びこれを含むスマートフォンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態による圧力検出モジュールは、絶縁層上に位置する第１電極及び第２電極と、弾性フォームと、を含む圧力検出モジュールであって、前記弾性フォームは、前記圧力検出モジュールと離隔して位置する基準電位層と前記第１電極および前記第２電極との間に位置し、前記弾性フォームの変形を通じた前記基準電位層と前記第１電極および前記第２電極との間の相対的な距離変化に伴って、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量が変化し、前記静電容量の変化により前記弾性フォームの変形を引き起こす圧力の大きさを検出することができるように構成されてもよい。
【０００８】
本発明の実施形態によるスマートフォンは、カバー層と、前記カバー層の下部に位置し、駆動信号が印加される複数の駆動電極とタッチ位置を検出することができる感知信号が出力される複数の受信電極とを含むタッチセンサパネルと、ディスプレイパネルおよび前記ディスプレイパネルがディスプレイ機能を遂行するようにする構成を含むディスプレイモジュールと、前記ディスプレイモジュールの下部に位置し、第１電極と第２電極および弾性フォームとを含む圧力検出モジュールと、前記圧力検出モジュールの下部に位置する基板と、前記弾性フォームの変形を通じた前記基板と前記第１電極および前記第２電極との間の相対的な距離によって変わる、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量の変化量に基づいてタッチ圧力の大きさを検出するためのタッチセンシング回路と、を含み、前記弾性フォームは、前記基板と前記第１電極および前記第２電極との間に位置してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、圧力検出のための圧力検出モジュール及びこれを含むスマートフォンを提供することができる。
【００１０】
また、本発明の実施形態によれば、ディスプレイモジュールに対する衝撃緩和及びディスプレイモジュールの画質性能を保障しながらも圧力検出のためのギャップ（ｇａｐ）を安定して提供できる圧力検出モジュール及びこれを含むスマートフォンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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】タッチ入力装置において、ディスプレイモジュールに対するタッチセンサパネルの相対的な位置を例示する概念図である。
【図２ｂ】タッチ入力装置において、ディスプレイモジュールに対するタッチセンサパネルの相対的な位置を例示する概念図である。
【図２ｃ】タッチ入力装置において、ディスプレイモジュールに対するタッチセンサパネルの相対的な位置を例示する概念図である。
【図３】実施形態によるタッチ入力装置の断面図を例示する。
【図４ａ】実施形態によるタッチ入力装置に適用され得る圧力検出モジュールに含まれる圧力電極の配置を例示する。
【図４ｂ】実施形態によるタッチ入力装置に適用され得る圧力検出モジュールに含まれる圧力電極の配置を例示する。
【図４ｃ】実施形態によるタッチ入力装置に適用され得る圧力検出モジュールに含まれる圧力電極の配置を例示する。
【図４ｄ】実施形態によるタッチ入力装置に適用され得る圧力検出モジュールに含まれる圧力電極の配置を例示する。
【図５ａ】実施形態による圧力検出モジュールに含まれる圧力電極のパターンを例示する。
【図５ｂ】実施形態による圧力検出モジュールに含まれる圧力電極のパターンを例示する。
【図５ｃ】実施形態による圧力検出モジュールに含まれる圧力電極のパターンを例示する。
【図５ｄ】実施形態による圧力検出モジュールに含まれる圧力電極のパターンを例示する。
【図５ｅ】実施形態による圧力検出モジュールに含まれる圧力電極のパターンを例示する。
【図６ａ】実施形態による圧力検出モジュールのタッチ入力装置に対する付着位置を例示する。
【図６ｂ】実施形態による圧力検出モジュールのタッチ入力装置に対する付着位置を例示する。
【図７ａ】実施形態による圧力検出モジュールの構造的断面を例示する。
【図７ｂ】実施形態による圧力検出モジュールの構造的断面を例示する。
【図７ｃ】実施形態による圧力検出モジュールの構造的断面を例示する。
【図７ｄ】実施形態による圧力検出モジュールの構造的断面を例示する。
【図７ｅ】実施形態による圧力検出モジュールの構造的断面を例示する。
【図７ｆ】実施形態による圧力検出モジュールの構造的断面を例示する。
【図８ａ】実施形態による圧力検出モジュールがディスプレイモジュールの向かい側の基板に付着する場合を例示する。
【図８ｂ】実施形態による圧力検出モジュールがディスプレイモジュールの向かい側の基板に付着する場合を例示する。
【図９ａ】実施形態による圧力検出モジュールがディスプレイモジュールに付着する場合を例示する。
【図９ｂ】実施形態による圧力検出モジュールがディスプレイモジュールに付着する場合を例示する。
【図１０ａ】実施形態による圧力検出モジュールの付着方法を例示する。
【図１０ｂ】実施形態による圧力検出モジュールの付着方法を例示する。
【図１１ａ】実施形態による圧力検出モジュールをタッチセンシング回路に連結する方法を例示する。
【図１１ｂ】実施形態による圧力検出モジュールをタッチセンシング回路に連結する方法を例示する。
【図１１ｃ】実施形態による圧力検出モジュールをタッチセンシング回路に連結する方法を例示する。
【図１２ａ】実施形態による圧力検出モジュールが複数のチャネルを含む場合を例示する。
【図１２ｂ】実施形態による圧力検出モジュールが複数のチャネルを含む場合を例示する。
【図１２ｃ】実施形態による圧力検出モジュールが複数のチャネルを含む場合を例示する。
【図１３ａ】実施形態による圧力検出モジュールを含むタッチ入力装置に対する圧力タッチの重さによる正規化された静電容量の変化の差を示すグラフである。
【図１３ｂ】実施形態による圧力検出モジュールを含むタッチ入力装置に対する所定回数の圧力タッチの前と後に圧力タッチによる正規化された静電容量の変化の差およびこれらの間の偏差を示すグラフである。
【図１３ｃ】実施形態による圧力検出モジュールを含むタッチ入力装置に対して印加された圧力を解除した後に検出される正規化された圧力差の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。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。
【００１３】
以下、添付される図面を参照して実施形態による圧力検出モジュールが適用され得る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パネル１００を例示するが、任意の方式でタッチ位置を検出できるタッチセンサパネル１００が適用されてもよい。
【００１４】
図１は、実施形態による圧力検出モジュールが適用され得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パネル１００及びこの動作のための構成の概略図である。図１を参照すると、タッチセンサパネル１００は、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎ及び複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍを含み、前記タッチセンサパネル１００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１２０、及びタッチセンサパネル１００の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１１０を含んでもよい。
【００１５】
図１に示されたように、タッチセンサパネル１００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１においては、タッチセンサパネル１００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。
【００１６】
図１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。
【００１７】
本発明の実施形態によるタッチセンサパネル１００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。また、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍ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、又は、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。
【００１８】
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（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）又はＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ））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又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（ｓｉｌｖｅｒ ｉｎｋ）、銅（ｃｏｐｐｅｒ）、銀ナノ（ｎａｎｏ ｓｉｌｖｅｒ）及び炭素ナノチューブ（ＣＮＴ：Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏｔｕｂｅ）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（ｍｅｔａｌ ｍｅｓｈ）で具現されてもよい。
【００１９】
実施形態による駆動部１２０は、駆動信号を駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎに印加することができる。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。
【００２０】
感知部１１０は、受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍを通じ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を通じて感知する過程は、タッチセンサパネル１００をスキャン（ｓｃａｎ）すると指称すことができる。
【００２１】
例えば、感知部１１０は、それぞれの受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとスイッチを通じ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、該当受信電極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、該当受信電極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１１０は、受信機を通じ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：ａｎａｌｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）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、タッチセンサパネル１００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１１０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。
【００２２】
制御部１３０は、駆動部１２０と感知部１１０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１３０は、駆動制御信号を生成した後、駆動部１２０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１３０は、感知制御信号を生成した後、感知部１１０に伝達して感知部１１０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。
【００２３】
図１において駆動部１２０及び感知部１１０は、タッチセンサパネル１００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１３０をさらに含んでもよい。タッチ検出装置は、タッチセンサパネル１００を含むタッチ入力装置１０００において、タッチセンシング回路であるタッチセンシングＩＣ（ｔｏｕｃｈ ｓｅｎｓｉｎｇ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：図１１の１５０）上に集積されて具現されてもよい。タッチセンサパネル１００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（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｔｒａｃｅ）及び／又は回路基板上に印刷された伝導性パターン（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｔｔｅｒｎ）等を通じてタッチセンシングＩＣ１５０に含まれた駆動部１２０及び感知部１１０に連結されてもよい。タッチセンシングＩＣ１５０は、伝導性パターンが印刷された回路基板、例えば図１１において１６０で表示される第１印刷回路基板（以下で、第１ＰＣＢ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ＩＣ１５０は、タッチ入力装置１０００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。
【００２４】
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Ｃが生成され、指のような客体がタッチセンサパネル１００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１において、前記静電容量は、相互静電容量Ｃｍを表わすことができる。このような電気的特性を感知部１１０で感知し、タッチセンサパネル１００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パネル１００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。
【００２５】
より具体的に、タッチセンサパネル１００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、タッチセンサパネル１００に対するタッチの際に受信電極ＲＸを通じ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。
【００２６】
以上で、タッチセンサパネル１００として相互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パネル１００は、前述した方法以外の自己静電容量方式、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：ｓｕｒｆａｃｅ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｗａｖｅ）、赤外線（ｉｎｆｒａｒｅｄ）方式、光学的イメージング方式（ｏｐｔｉｃａｌ ｉｍａｇｉｎｇ）、分散信号方式（ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｓｉｇｎａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、及び音声パルス認識（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｐｕｌｓｅ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）方式など、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。
【００２７】
実施形態による圧力検出モジュールが適用され得るタッチ入力装置１０００においてタッチ位置を検出するためのタッチセンサパネル１００は、ディスプレイモジュール２００の外部又は内部に位置してもよい。
【００２８】
実施形態による圧力検出モジュールが適用され得るタッチ入力装置１０００のディスプレイモジュール２００に含まれたディスプレイパネル２００Ａは、液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、有機発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）などに含まれたディスプレイパネルであってもよい。これにより、使用者はディスプレイパネルに表示された画面を視覚的に確認しながら、タッチ表面にタッチを遂行して入力行為を行うことができる。この時、ディスプレイモジュール２００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）又はＡＰ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などから入力を受けて、ディスプレイパネルに所望する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、図１０ａないし１２ｃにおいて第２印刷回路基板２１０（以下、第２ＰＣＢという）に実装されてもよい。この時、ディスプレイパネル２００Ａの作動のための制御回路は、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。
【００２９】
図２ａ、図２ｂ及び図２ｃは、実施形態によるタッチ入力装置において、ディスプレイモジュールに対するタッチセンサパネルの相対的な位置を例示する概念図である。図２ａないし図２ｃにおいては、ディスプレイモジュール２００内に含まれたディスプレイパネル２００ＡとしてＬＣＤパネルが示されているが、これは例示に過ぎず、任意のディスプレイパネルがタッチ入力装置１０００に適用されてもよい。
【００３０】
本願明細書において、図面符号２００Ａは、ディスプレイモジュール２００に含まれたディスプレイパネルを指し示す。図２に示されたように、ＬＣＤパネル２００Ａは、液晶セル（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｃｅｌｌ）を含む液晶層２５０、液晶層２５０の両端に電極を含む第１ガラス層２６１と第２ガラス層２６２、そして前記液晶層２５０と対向する方向として前記第１ガラス層２６１の一面に第１偏光層２７１及び前記第２ガラス層２６２の一面に第２偏光層２７２を含んでもよい。該当技術分野の当業者には、ＬＣＤ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、変形が可能なことは自明であろう。
【００３１】
図２ａは、タッチ入力装置１０００において、タッチセンサパネル１００がディスプレイモジュール２００の外部に配置されたことを示す。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１００の表面であってもよい。図２ａにおいて、タッチ表面になり得るタッチセンサパネル１００の面は、タッチセンサパネル１００の上部面になってもよい。また、実施形態によりタッチ入力装置１０００に対するタッチ表面は、ディスプレイモジュール２００の外面になってもよい。図２ａにおいて、タッチ表面になり得るディスプレイモジュール２００の外面は、ディスプレイモジュール２００の第２偏光層２７２の下部面になってもよい。この時、ディスプレイモジュール２００を保護するために、ディスプレイモジュール２００の下部面はガラスのようなカバー層（図示せず）で覆われていてもよい。
【００３２】
図２ｂ及び２ｃは、タッチ入力装置１０００において、タッチセンサパネル１００がディスプレイパネル２００Ａの内部に配置されたことを示す。この時、図２ｂにおいては、タッチ位置を検出するためのタッチセンサパネル１００が、第１ガラス層２６１と第１偏光層２７１との間に配置されている。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で上部面又は下部面になってもよい。図２ｃにおいては、タッチ位置を検出するためのタッチセンサパネル１００が、液晶層２５０に含まれて具現される場合を例示する。また、実施形態により、ディスプレイパネル２００Ａを動作するための電気的素子がタッチセンシングをするのに用いられるように具現されてもよい。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２ｃで上部面又は下部面になってもよい。図２ｂ及び図２ｃにおいて、タッチ表面となり得るディスプレイモジュール２００の上部面又は下部面は、ガラスのようなカバー層（図示せず）で覆われていてもよい。
【００３３】
図３は、実施形態によるタッチ入力装置の断面図を例示する。実施形態により、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パネル１００とディスプレイモジュール２００との間が接着剤で完全ラミネーションされてもよい。これにより、タッチセンサパネル１００のタッチ表面を通じ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、及び光透過性を向上させることができる。
【００３４】
図３及び以下の説明において、実施形態によるタッチ入力装置１０００としてタッチセンサパネル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て付着されたものを例示するが、実施形態によるタッチ入力装置１０００は、タッチセンサーパネル１００が図２ｂ及び図２ｃなどに示されたように、ディスプレイモジュール２００の内部に配置される場合も含んでもよい。より具体的に、図３において、タッチセンサパネル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、タッチセンサパネル１００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で覆われたタッチ入力装置１０００を実施形態として用いることができる。
【００３５】
実施形態によるタッチ入力装置１０００は、携帯電話（ｃｅｌｌ ｐｈｏｎｅ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄａｔａ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、スマートフォン（ｓｍａｒｔｐｈｏｎｅ）、タブレットＰＣ（ｔａｐｌｅｔ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、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。
【００３６】
実施形態によるタッチ入力装置１０００において、基板３００は、例えばタッチ入力装置１０００の最外郭をなす機構であるカバー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することができる実装空間３１０などを覆うハウジング（ｈｏｕｓｉｎｇ）の機能を遂行することができる。基板３００は、タッチ入力装置においてミッドフレーム（ｍｉｄｆｒａｍｅ）であってもよい。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（ｍａｉｎ ｂｏａｒｄ）として中央処理ユニットであるＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）又はＡＰ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などが実装されていてもよい。基板３００を通じ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を遮断することができる。
【００３７】
タッチ入力装置１０００において、タッチセンサパネル１００又は前面カバー層が、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、これによりカバー３２０がタッチセンサパネル１００と共にディスプレイモジュール２００、基板３００及び実装空間３１０を覆うように、カバー３２０が形成されてもよい。
【００３８】
以上においては、タッチの有無及び／又はタッチ位置を検出できるタッチセンサパネル１００を含むタッチ入力装置１０００について詳しく見てみた。実施形態による圧力検出モジュールを前述したタッチ入力装置１０００に適用することによって、タッチの有無及び／又はタッチ位置だけでなく、タッチ圧力の大きさもまた容易に検出することができる。特に、ディスプレイモジュール２００に対する衝撃緩和及びディスプレイパネル２００Ａの画質を維持するために基板３００とディスプレイモジュール２００との間に弾性物質を挿入してタッチ入力装置１０００を製造することができる。実施形態では、このような弾性物質を圧力検出モジュール４００に結合してディスプレイモジュール２００に対する衝撃緩和及びディスプレイモジュールの品質を保障しながらも、圧力検出のためのギャップを安定して維持しようとする。以下では、タッチ入力装置１０００に実施形態による圧力検出モジュールを適用させ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。
【００３９】
図４ａないし図４ｄは、実施形態によるタッチ入力装置１０００に適用され得る圧力検出モジュール４００に含まれる圧力電極の配置を例示する。以下では、圧力電極の配置による圧力検出の原理について、まず詳しく見てみる。
【００４０】
図４ａには、タッチ入力装置１０００において第１実施形態による圧力電極の配置が示される。ディスプレイモジュール２００と基板３００との間には、スペーサ層４２０が位置されてもよい。図４ａに示されたように、第１実施形態による配置の圧力電極４５０、４６０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側に配置されてもよい。
【００４１】
圧力検出のための圧力電極は、第１電極４５０と第２電極４６０を含んでもよい。この時、第１電極４５０と第２電極４６０の何れか一つは駆動電極であってもよく、残りの一つは受信電極であってもよい。駆動電極に駆動信号を印加して受信電極を通じて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電極４５０と第２電極４６０との間に相互静電容量が生成され得る。
【００４２】
図４ｂは、図４ａ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を通じてタッチセンサパネル１００の表面に圧力を印加する場合、タッチセンサパネル１００及びディスプレイモジュール２００は撓み得る。これにより、基準電位層であるグランド電位面と圧力電極パターン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、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電極４５０と第２電極４６０との間の相互静電容量は減少し得る。したがって、受信電極を通じ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。
【００４３】
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は、圧力を印加するタッチにより撓み得る。ディスプレイモジュール２００は、タッチの位置で最も大きい変形を示すように撓み得る。実施形態により、ディスプレイモジュール２００が撓む時、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もあるが、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の縁および端などに近接する場合、ディスプレイモジュール２００が撓む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を示すことができる。
【００４４】
図４ｃには、タッチ入力装置１０００において第２実施形態による圧力電極の配置が示される。図４ｃに示されたように、第２実施形態による配置の圧力電極４５０、４６０は、ディスプレイモジュール２００と基板３００との間としてディスプレイモジュール２００側に配置することができる。
【００４５】
第１実施形態において、仮に圧力電極４５０、４６０が基板３００上に形成されたものが例示されているが、圧力電極４５０、４６０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構わない。この時、基板３００は、基準電位層としてグラウンド電位を有してもよい。したがって、タッチセンサパネル１００のタッチ表面をタッチすることにより、基板３００と圧力電極４５０、４６０との間の距離ｄが減少し、結果的に第１電極４５０と第２電極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。
【００４６】
図４ｄは、タッチ入力装置１０００において第３実施形態による圧力電極の配置が示される。第３実施形態において、圧力電極である第１電極４５０と第２電極４６０の何れか一つは基板３００側に形成され、残りの一つはディスプレイモジュール２００の下部面側に形成することができる。図４ｄでは、第１電極４５０が基板３００側に形成され、第２電極４６０がディスプレイモジュール２００の下部面側に形成されたものを例示する。
【００４７】
客体５００を通じてタッチセンサパネル１００の表面に圧力を印加する場合、タッチ センサパネル１００及びディスプレイモジュール２００は撓み得る。これにより、第１電極４５０と第２電極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の減少により、第１電極４５０と第２電極４６０との間の相互静電容量は増加し得る。したがって、受信電極を通じ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。
【００４８】
図５ａないし図５ｅは、実施形態による圧力検出モジュールに含まれる圧力電極のパターンを例示する。
【００４９】
図５ａないし図５ｃは、第１実施形態および第２実施形態に適用され得る圧力電極パターンを例示する。第１電極４５０と第２電極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電極４５０と第２電極４６０のパターンを形成する必要がある。第１電極４５０と第２電極４６０とが互いに向かい合う面積が大きいか、もしくは長さが長いほど、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り、第１電極４５０と第２電極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５ｂ及び図５ｃには、第１電極４５０と第２電極４６０とが同一の層に形成される場合として、第１電極４５０と第２電極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電極が形成された場合を例示する。第１電極４５０と第２電極４６０が互いに異なる層に位置する場合には、第１電極４５０と第２電極４６０とが互いにオーバーラップ（ｏｖｅｒｌａｐ）するように具現されてもよい。
【００５０】
第１実施形態および第２実施形態において、タッチ圧力は、第１電極４５０と第２電極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、圧力電極４５０、４６０が第１電極４５０と第２電極４６０の何れか一つの圧力電極のみを含むように構成されてもよく、このような場合、一つの圧力電極とグランド層（ディスプレイモジュール２００または基板３００）との間の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。
【００５１】
例えば、図４ａないし図４ｃにおいて、圧力電極は第１電極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電極４５０との間の距離変化によって引き起こされる第１電極４５０と基準電位層であるグランド層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、基準電位層と第１電極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。この時、圧力電極は、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５ｄ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。
【００５２】
図５ｅは、第３実施形態に適用され得る圧力電極パターンを例示する。第１電極４５０と第２電極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するように具現されてもよい。図５ｅに示されたように、第１電極４５０と第２電極４６０が互いに直交するように配置して静電容量の変化量の感知感度が向上し得る。第３実施形態において、第１電極４５０と第２電極４６０は、図５ｄに例示されたように、板形状を有するように具現されてもよい。
【００５３】
以上で詳しく見てみたように、タッチ入力装置１０００において、圧力を検出するための圧力検出モジュール４００は、圧力電極４５０、４６０及びスペーサ層４２０を含んでもよい。以上で、スペーサ層４２０は、基板３００とディスプレイモジュール２００との間の空間として例示されたが、スペーサ層４２０は、圧力電極４５０、４６０と基準電位層（例えば、基板３００又はディスプレイモジュール２００）との間に位置し、圧力を有するタッチによって押圧できる構成を指称すことができる。
【００５４】
この時、圧力電極４５０、４６０を通じてタッチ入力装置１０００に対するタッチ圧力の大きさを感知する場合、均一な感知性能を有するために、スペーサ層４２０の撓みの程度およびこの回復力が均一である必要がある。例えば、同一の圧力の大きさでタッチ入力装置１０００を多数回タッチする場合、毎回圧力の大きさを同一に検出できるためには、スペーサ層４２０が前記圧力によって押圧される程度が同一でなければならない。例えば、繰り返されるタッチを通じてスペーサ層４２０が変形してスペーサ層４２０のギャップ（ｇａｐ）が減少する場合には、圧力検出モジュール４００の均一な性能を保障することができない。したがって、圧力検出モジュール４００の圧力検出性能を保障するために、このようなスペーサ層４２０のギャップ（ｇａｐ）を安定して確保することが重要である。
【００５５】
これにより、実施形態においては、このようなスペーサ層４２０として素早い回復力を有する弾性フォーム（ｅｌａｓｔｉｃ ｆｏａｍ）を利用することができる。実施形態による弾性フォームを有する圧力検出モジュール４００は、タッチ入力装置１０００の基板３００とディスプレイモジュール２００との間に配置されてもよい。このような弾性フォームを含むように圧力検出モジュール４００を構成することによって、ディスプレイモジュール２００と基板３００との間に追加の弾性物質を挿入せずともディスプレイモジュール２００に対する衝撃を緩和し、ディスプレイパネル２００Ａの画質を維持させることができる。
【００５６】
この時、実施形態による圧力検出モジュール４００に含まれる弾性フォームは、衝撃が印加された時に押圧などで形態が変わり得る柔軟性を有することによって、衝撃吸収の役割を遂行しながらも復原力を有して圧力検出に対する性能の均一性を提供できなければならない。
【００５７】
また、弾性フォームは、ディスプレイモジュール２００に印加される衝撃を緩和できるように十分な厚さが形成される必要があり、これと同時に圧力検出の感度を高められるように圧力電極４５０、４６０と基準電位層との間の距離が遠すぎないようにする厚さに形成される必要がある。例えば、実施形態による弾性フォームは、１０μｍ〜１ｍｍの厚さに形成されてもよい。弾性フォームが１０μｍより薄く形成されれば十分に衝撃を吸収することができず、１ｍｍより厚い場合、基準電位層と圧力電極４５０、４６０との間、または、第１電極と第２電極との間の距離が遠くて圧力検出の感度が低下し得る。
【００５８】
例えば、実施形態による弾性フォームは、ポリウレタン（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）、ポリエステル（Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、ポリプロピレン（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）およびアクリル（Ａｃｒｙｌｉｃ）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。
【００５９】
図６ａ及び図６ｂは、実施形態による圧力検出モジュール４００のタッチ入力装置に対する付着位置を例示する。図６ａに例示されたように、圧力検出モジュール４００は、基板３００の上部面上に付着するように構成されてもよい。また、図６ｂに例示されたように、圧力検出モジュール４００は、ディスプレイモジュール２００の下部面上に付着するように構成されてもよい。以下では、圧力検出モジュール４００が基板３００の上部面上に付着する場合について、まず詳しく見てみる。
【００６０】
図７ａないし図７ｆは、実施形態による圧力検出モジュールの構造的断面を例示する。
【００６１】
図７ａに示されたように、実施形態による圧力電極モジュール４００において圧力電極４５０、４６０は、第１絶縁層４１０と第２絶縁層４１１との間に位置する。例えば、第１絶縁層４１０上に圧力電極４５０、４６０を形成した後、第２絶縁層４１１で圧力電極４５０、４６０を覆うことができる。この時、第１絶縁層４１０と第２絶縁層４１１は、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）のような絶縁物質であってもよい。第１絶縁層４１０は、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）であってもよく、第２絶縁層４１１は、インク（ｉｎｋ）からなった蓋層（ｃｏｖｅｒ ｌａｙｅｒ）であってもよい。圧力電極４５０、４６０は、銅（ｃｏｐｐｅｒ）とアルミニウムのような物質を含んでもよい。実施形態により、第１絶縁層４１０と第２絶縁層４１１との間、及び、圧力電極４５０、４６０と第１絶縁層４１０との間は、液体接着体（ｌｉｑｕｉｄ ｂｏｎｄ）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、圧力電極４５０、４６０は、第１絶縁層４１０の上に圧力電極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。
【００６２】
図７ａにおいて、圧力検出モジュール４００は弾性フォーム４４０をさらに含み、弾性フォーム４４０は、第２絶縁層４１１の一面として第１絶縁層４１０と反対方向に形成されてもよい。その後、圧力検出モジュール４００が基板３００に付着する時、第２絶縁層４１１を基準として基板３００側に弾性フォーム４４０が配置されてもよい。
【００６３】
この時、圧力検出モジュール４００を基板３００に付着するために所定の厚さを有する接着テープ４３０が弾性フォーム４４０の外郭に形成されてもよい。実施形態により、接着テープ４３０は両面接着テープであってもよい。この時、接着テープ４３０は、弾性フォーム４４０を第２絶縁層４１１に接着する役割も遂行することができる。この時、弾性フォーム４４０の外郭に接着テープ４３０を配置させることによって、圧力検出モジュール４００の厚さを効果的に減らすことができる。
【００６４】
図７ａに例示された圧力検出モジュール４００が、図７ａの下端方向に位置する基板３００に付着する場合、圧力電極４５０、４６０は、図４ｃを参照して説明されたように、圧力を検出するように動作することができる。例えば、圧力電極４５０、４６０は、ディスプレイモジュール２００側に配置されたものとして基準電位層は基板３００面であり、弾性フォーム４４０はスペーサ層４２０に対応する動作を遂行することができる。例えば、タッチ入力装置１０００を上部からタッチする場合、弾性フォーム４４０が押圧されて圧力電極４５０、４６０と基準電位層である基板３００との間の距離が減少し、これにより、第１電極４５０と第２電極４６０との間の相互静電容量が減少し得る。このような静電容量の変化を通じて、タッチ圧力の大きさを検出することができる。
【００６５】
図７ｂは、図７ａを参照した圧力検出モジュール４００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７ｂでは、図７ａとは異なり、弾性フォーム４４０の外郭に位置する接着テープ４３０を通じて圧力検出モジュール４００が基板３００に付着しない。図７ｂでは、弾性フォーム４４０を第２絶縁層４１１に接着するために、第１接着テープ４３１と、圧力検出モジュール４００を基板３００に接着するために弾性フォーム４４０上に第２接着テープ４３２を含んでもよい。このように、第１及び第２接着テープ４３１、４３２を配置することによって、弾性フォーム４４０を第２絶縁層４１１に堅固させ、また、圧力検出モジュール４００を基板３００に堅固に付着させることができる。実施形態により、図７ｂに例示された圧力検出モジュール４００は、第２絶縁層４１１を含めなくてもよい。例えば、第１接着テープ４３１が圧力電極４５０、４６０を直接覆うカバー層の役割を遂行しながら弾性フォーム４４０を第１絶縁層４１０及び圧力電極４５０、４６０に付着する役割を遂行することができる。これは、以下の図７ｃないし図７ｆの場合にも適用することができる。
【００６６】
図７ｃは、図７ａに示された構造の変形例である。図７ｃでは、弾性フォーム４４０に弾性フォーム４４０の高さを貫通するホール（ｈｏｌｅ）Ｈを形成し、タッチ入力装置１０００に対するタッチの際に弾性フォーム４４０がうまく押圧されるようにすることができる。ホールＨには空気が満たされてもよい。弾性フォーム４４０がうまく押圧される場合、圧力検出の感度が向上し得る。また、弾性フォーム４４０にホールＨを形成することによって、圧力検出モジュール４００を基板３００等に付着する際に空気によって弾性フォーム４４０の表面が突出する現象を除去することができる。図７ｃでは、弾性フォーム４４０を第２絶縁層４１１に堅固に接着させるために、接着テープ４３０以外に第１接着テープ４３１をさらに含んでもよい。
【００６７】
図７ｄは、図７ｂに示された構造の変形例として、図７ｃと同様に弾性フォーム４４０に弾性フォーム４４０の高さを貫通するホールＨが形成されている。
【００６８】
図７ｅは、図７ｂに示された構造の変形例として、第１絶縁層４１０の一面として弾性フォーム４４０と他の方向の一面に第２弾性フォーム４４１をさらに含む。このような第２弾性フォーム４４１は、その後、タッチ入力装置１０００に圧力検出モジュール４００が付着された時、ディスプレイモジュール２００に伝達される衝撃を最小化にするために追加で形成されてもよい。この時、第２弾性フォーム４４１を第１絶縁層４１０に接着するために、第３接着テープ４３３をさらに含んでもよい。
【００６９】
図７ｆは、図４ｄを参照して説明されたように、圧力を検出するように動作することができる圧力検出モジュール４００の構造を例示する。図７ｆでは、弾性フォーム４４０を挟んで第１電極４５０、４５１と第２電極４６０、４６１が配置された圧力検出モジュール４００の構造が示される。図７ｂを参照して説明した構造と類似するように、第１電極４５０、４５１は第１絶縁層４１０と第２絶縁層４１１との間に形成され、第１接着テープ４３１、弾性フォーム４４０及び第２接着テープ４３２が形成されてもよい。第２電極４６０、４６１は第３絶縁層４１２と第４絶縁層４１３との間に形成され、第４絶縁層４１３が第２接着テープ４３２を通じて弾性フォーム４４０の一面側に付着されてもよい。この時、第３絶縁層４１２の基板側一面には第３接着テープ４３３が形成されてもよく、第３接着テープ４３３を通じて圧力検出モジュール４００が基板３００に付着されてもよい。図７ｂを参照して説明したように、実施形態により、図７ｆに例示された圧力検出モジュール４００は、第２絶縁層４１１及び／又は第４絶縁層４１３を含めなくてもよい。例えば、第１接着テープ４３１が第１電極４５０、４５１を直接覆うカバー層の役割を遂行しながら弾性フォーム４４０を第１絶縁層４１０及び第１電極４５０、４５１に付着する役割を遂行することができる。また、第２接着テープ４３２が第２電極４６０、４６１を直接覆うカバー層の役割を遂行しながら弾性フォーム４４０を第３絶縁層４１２及び第２電極４６０、４６１に付着する役割を遂行することができる。
【００７０】
この時、タッチ入力装置１０００に対するタッチを通じて弾性フォーム４４０が押圧され、これにより第１電極４５０、４５１と第２電極４６０、４６１との間の相互静電容量が増加し得る。このような静電容量の変化を通じてタッチ圧力を検出することができる。また、実施形態により第１電極４５０、４５１と第２電極４６０、４６１の何れか一つをグランド（ｇｒｏｕｎｄ）とし、残りの一つの電極を通じて自己静電容量を感知することができる。
【００７１】
図７ｆの場合、電極を単一層で形成する場合よりも、圧力検出モジュール４００の厚さ及び製造単価は増加するが、圧力検出モジュール４００の外部に位置する基準電位層の特性によって変わらない圧力検出性能を保障することができる。すなわち、図７ｆのように、圧力検出モジュール４００を構成することによって、圧力検出の際に外部電位（グランド）環境による影響を最小化させることができる。したがって、圧力検出モジュール４００が適用されるタッチ入力装置１０００の種類に関係なく同一の圧力検出モジュール４００の使用が可能である。
【００７２】
図８ａ及び図８ｂは、実施形態による圧力検出モジュールが、ディスプレイモジュールの向い側の基板に付着する場合を例示する。図８ａは、図７ｂに例示された構造の圧力検出モジュール４００が、基板３００の上部面上に付着された場合を例示する。図８ｂは、図７ｅに例示された構造の圧力検出モジュール４００が、基板３００の上部面上に付着された場合を例示する。この時、タッチ入力装置１０００の製造過程により、圧力検出モジュール４００とディスプレイモジュール２００との間には、エアギャップが位置してもよい。タッチにより、このようなエアギャップが押圧されても、圧力電極４５０、４６０と基板３００との間の距離が近く、圧力検出性能に及ぼす影響は大きくない。
【００７３】
図８ａは、基板３００が基準電位層として機能する場合であり、実施形態により図７ａないし図７ｄの変形された形態が基板３００に付着する場合も可能である。図８ａでは、圧力検出モジュール４００において弾性フォーム４４０が圧力電極４５０、４６０に対して相対的に基板３００側に近く形成されているが、弾性フォーム４４０が圧力電極４５０、４６０に対して相対的にディスプレイモジュール２００側に近く形成されている圧力検出モジュール４００が基板３００に付着されてもよい。すなわち、弾性フォーム４４０が第１絶縁層４１０の上部に形成されていてもよい。この場合、基準電位層はディスプレイモジュール２００となり得る。
【００７４】
図９ａ及び図９ｂは、実施形態による圧力検出モジュールがディスプレイモジュールに付着する場合を例示する。
【００７５】
図７ａないし図７ｅに例示された構造の圧力検出モジュール４００は、上下を反転させればディスプレイモジュール２００に付着させることもできる。図９ａでは、図７ｂに例示された構造の圧力検出モジュール４００を上下反転させてディスプレイモジュール２００に付着した場合を例示する。この時、タッチにより弾性フォーム４４０が押圧されることにより、圧力電極４５０、４６０と基準電位層であるディスプレイモジュール２００との間の距離が減少し、第１電極４５０と第２電極４６０との間の相互静電容量が減少し得る。このような静電容量の変化を通じてタッチ圧力を検出することができる。
【００７６】
実施例により、変形された圧力検出モジュール４００の構造が用いられてもよい。図９ｂでは、図７ｂに例示された圧力検出モジュール４００の変形された構造を上下反転させてディスプレイモジュール２００に付着した場合を例示する。図９ｂでは、弾性フォーム４４０が圧力電極４５０、４６０とディスプレイモジュール２００との間に位置せずに、圧力電極４５０、４６０と基板３００との間に位置するように圧力検出モジュール４００が構成されてもよい。この場合、圧力検出のための基準電位層は、基板３００となり得る。したがって、タッチにより弾性フォーム４４０が押圧されて圧力電極４５０、４６０と基準電位層である基板３００との間の距離が減少し、第１電極４５０と第２電極４６０との間の相互静電容量が減少し得る。このような静電容量の変化からタッチ圧力を検出することができる。この場合、基板３００と圧力検出モジュール４００との間に位置し得るエアギャップもまた弾性フォーム４４０と共にタッチによる静電容量の変化を誘導するのに用いることができる。
【００７７】
以上で詳しく見てみた圧力検出モジュール４００は、タッチがディスプレイモジュールの上面側になされた場合を想定して説明されたが、実施形態による圧力検出モジュール４００は、タッチ入力装置１０００の下面側から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ように変形することができる。
【００７８】
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検出モジュール４００が適用されるタッチ入力装置１０００を通じて圧力を検出するために、圧力電極４５０、４６０で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電極４５０と第２電極４６０のうち、駆動電極には駆動信号が印加される必要があり、受信電極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の形態で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電極４５０、４６０を含む図７などに例示された構造だけでなく、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。
【００７９】
このような場合、図１に例示されたように、駆動部１２０、感知部１１０及び制御部１３０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。
【００８０】
実施形態により、タッチ入力装置１０００は、タッチセンサパネル１００の作動のためのタッチ検出装置を用いて、圧力電極４５０、４６０に圧力検出のための駆動信号を印加し、圧力電極４５０、４６０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電極４５０が駆動電極であり、第２電極４６０が受信電極である場合を仮定して説明する。
【００８１】
このために、本発明の実施形態による圧力検出モジュール４００が適用されるタッチ入力装置１０００において、第１電極４５０は駆動部１２０から駆動信号の印加を受け、第２電極４６０は感知信号を感知部１１０に伝達することができる。制御部１３０は、タッチセンサパネル１００のスキャニングを遂行するととも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１３０は、時分割して第１時間区間にはタッチセンサパネル１００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。
【００８２】
したがって、本発明の実施形態において、第１電極４５０と第２電極４６０は、電気的に駆動部１２０及び／又は感知部１１０に連結されなければならない。この時、タッチセンサパネル１００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パネル１００の一端、または、タッチセンサパネル１００と同一の平面上に形成されることが一般的である。圧力検出モジュール４００に含まれた圧力電極４５０、４６０は、任意の方法でタッチセンサパネル１００のタッチ検出装置と電気的に連結されてもよい。例えば、圧力電極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）を通じてタッチ検出装置に連結されてもよい。
【００８３】
図１０ａ及び図１０ｂは、圧力電極４５０、４６０を含む圧力検出モジュール４００がディスプレイモジュール２００の下部面に付着する場合を示す。図１０ａ及び図１０ｂ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。
【００８４】
図１０ａは、第１電極４５０と第２電極４６０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圧力検出モジュール４００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。第２ＰＣＢ２１０上には、圧力電極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することができるように、導電性パターンが印刷されていてもよい。これに対する詳細な説明は、図１１ａないし図１１ｃを参照して説明する。図１０ａに例示された圧力電極４５０、４６０を含む圧力検出モジュール４００の付着方法は、基板３００に対しても同一に適用することができる。
【００８５】
図１０ｂは、第１電極４５０と第２電極４６０を含む圧力検出モジュール４００が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てあらかじ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電極４５０と第２電極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電極４５０及び第２電極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。
【００８６】
図１１ａないし図１１ｃは、圧力電極４５０、４６０をタッチセンシングＩＣ１５０に連結する方法を例示する。図１１ａないし図１１ｃにおいて、タッチセンサパネル１００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、タッチセンサパネル１００のタッチ検出装置がタッチセンサパネル１００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。
【００８７】
図１１ａにおいて、ディスプレイモジュール２００に付着された圧力電極４５０、４６０が、第１コネクタ１２１を通じ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１１ａ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を通じ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を通じてメインボードに電気的に連結されてもよい。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を通じてタッチ入力装置１０００の作動のためにＣＰＵまたはＡＰと信号をやり取りすることができる。
【００８８】
この時、図１１ａにおいては、圧力電極モジュール４００が図１０ｂに例示されたような方式でディスプレイモジュール２００に付着されたことが例示されているが、図１０ａ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、圧力電極４５０、４６０が第１コネクタ１２１を通じ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。
【００８９】
図１１ｂにおいて、ディスプレイモジュール２００に付着された圧力電極４５０、４６０が、第３コネクタ４７３を通じ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１１ｂにおいて、圧力電極４５０、４６０は、第３コネクタ４７３を通じてタッチ入力装置１０００の作動のためのメインボードまで連結され、その後、第２コネクタ２２４及び第１コネクタ１２１を通じてタッチセンシングＩＣ１５０まで連結されてもよい。この時、圧力電極４５０、４６０は、第２ＰＣＢ２１０と分離した追加のＰＣＢ上に印刷されてもよい。または、実施形態により、圧力電極パターン４５０、４６０は、図７に例示されたような構造でタッチ入力装置１０００に付着され、圧力電極４５０、４６０から伝導性トレースなどを延長させてコネクタ４７３を通じてメインボードまで連結されてもよい。
【００９０】
圧力電極４５０、４６０が第２ＰＣＢ２１０上に印刷されるか、もしくは第２ＰＣＢと分離した追加のＰＣＢ上に印刷される場合にも、圧力電極４５０、４６０が印刷されたＰＣＢ部分と圧力電極４５０、４６０とを統合的に圧力検出モジュール４００と指称することができる。
【００９１】
図１１ｃにおいて、圧力電極４５０、４６０が第４コネクタ４７４を通じ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１１ｃにおいて、圧力電極４５０、４６０は、第４コネクタ４７４を通じて第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、圧力電極４５０、４６０は、第４コネクタ４７４を通じてタッチセンシングＩＣ１５０まで連結されてもよい。この時、圧力電極４５０、４６０は、第２ＰＣＢ２１０と分離した追加のＰＣＢ上に印刷されてもよい。第２ＰＣＢ２１０と追加のＰＣＢは、互いに短絡し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、圧力電極４５０、４６０は、図７に例示されたような構造でタッチ入力装置１０００に付着して圧力電極４５０、４６０から伝導性トレースなどを延長させて第４コネクタ４７４を通じて第１ＰＣＢ１６０まで連結されてもよい。
【００９２】
図１１ｂ及び図１１ｃの連結方法は、圧力電極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することができる。
【００９３】
図１１ａないし図１１ｃでは、タッチセンシングＩＣ１５０が第１ＰＣＢ１６０上に形成されたＣＯＦ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｆｉｌｍ）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（ｃｈｉｐ ｏｎ ｂｏａｒｄ）構造の場合にも適用することができる。図１１ａないし図１１ｃ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電極４５０、４６０のコネクタを通じた連結は自明であろう。
【００９４】
以上においては、駆動電極として第１電極４５０が一つのチャネルを構成し、受信電極として第２電極４６０が一つのチャネルを構成する圧力電極４５０、４６０に対して詳しく見てみた。しかし、これは単に例示に過ぎず、実施形態により、駆動電極および受信電極はそれぞれ複数個のチャネルを構成して多重タッチ（ｍｕｌｔｉ ｔｏｕｃｈ）によって多重の圧力検出が可能となり得る。
【００９５】
図１２ａないし図１２ｃは、本発明の圧力電極が複数のチャネルを構成する場合を例示する。図１２ａでは、第１電極４５０−１、４５０−２と第２電極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１２ａでは、第１チャネルを構成する第１電極４５０−１と第２電極４６０−１が第１圧力検出モジュール４００に含まれ、第２チャネルを構成する第１電極４５０−２と第２電極４６０−２が第２圧力検出モジュール４００に含まれることを例示するが、２個のチャネルを構成する第１電極４５０−１、４５０−２と第２電極４６０−１、４６０−２がすべて一つの圧力検出モジュール４００に含まれるように構成されてもよい。図１２ｂでは、第１電極４５０−１、４５０−２は２個のチャネルを構成するが、第２電極４６０は１個のチャネルを構成する場合が例示される。図１２ｃでは、第１電極４５０−１〜４５０−５と第２電極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電極がすべて一つの圧力検出モジュール４００に含まれるように構成することができる。
【００９６】
図１２ａないし図１２ｃは、圧力電極が単数または複数のチャネルを構成する場合を例示しており、多様な方法で圧力電極が単数または複数のチャネルで構成されてもよい。図１２ａないし図１２ｃにおいて、圧力電極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１１ａないし図１１ｃ及びその他の方法で圧力電極４５０、４６０がタッチセンシングＩＣ１５０に連結されてもよい。
【００９７】
以上で詳しく見てみたように、既存のタッチの有無およびタッチ位置を検出できるようにするタッチセンサパネルを含むタッチ入力装置１０００に、本発明の実施形態による圧力検出モジュール４００を適用することによって、該当タッチ入力装置１０００を通じてタッチ圧力を容易に検出することができる。既存のタッチ入力装置１０００に最小限の変更を遂行した後、本発明の圧力検出モジュール４００を配置することによって、既存のタッチ入力装置１０００を用いてタッチ圧力を検出することができる。
【００９８】
図１３ａないし図１３ｃの実験において、図８ａに例示されたような構造を有するタッチ入力装置１０００に対して実行された。以下の実験において、圧力検出モジュール４００に含まれる弾性フォーム４４０は、ポリプロピレンを含んで製作された。
【００９９】
図１３ａは、実施形態による圧力検出モジュールを含むタッチ入力装置に対する圧力タッチの重さによる正規化された静電容量の変化の差を示すグラフである。図１３ａでは、タッチ入力装置１０００に対して０ｇｆ（ｇｒａｍ ｆｏｒｃｅ）、１００ｇｆ、・・・、１０００ｇｆでタッチ表面を押圧する時、圧力検出装置において計算された、第１電極４５０と第２電極４６０との間に発生する静電容量の変化の差を正規化したグラフである。ここで、前記静電容量の変化の差は、タッチ入力装置１０００を０ｇｆで圧力タッチした場合と該当重さのｇｆで圧力タッチした場合の静電容量の変化の差を示す。仮に、タッチ入力装置１０００に対するタッチ重さの大きさによって静電容量の変化の差が正比例して変化しなくても、単調増加の形態に変化するので、実施形態によるタッチ入力装置１０００に対するタッチ時の圧力の大きさを検出することが可能である。
【０１００】
図１３ｂは、実施形態による圧力検出モジュールを含むタッチ入力装置に対する所定回数の圧力タッチの前と後に圧力タッチによる正規化された静電容量の変化の差およびこれらの偏差を示すグラフである。図１３ｂの実験は、４個セット（ｓｅｔ）のタッチ入力装置１０００に対してそれぞれ実行された。図１３ｂの上段グラフにおいてＡおよびＢは８００ｇｆの重さで実施形態によるタッチ入力装置１０００に対して１０万回の圧力タッチを遂行する前および後を表示する。ＡおよびＢは、それぞれ８００ｇｆでタッチ入力装置１０００のタッチ表面を押圧した時、圧力検出装置で計算された、第１電極４５０と第２電極４６０との間に発生する静電容量の変化の差を正規化した値である。１０万回のタッチ前Ａとタッチ後Ｂに発生する静電容量の変化の差の値が同一ではないが、その偏差は非常に微々たるものであることが分かる。
【０１０１】
図１３ｂの下段には、グラフＡの静電容量の変化の差の値とグラフＢの静電容量の変化の差の値との間の偏差が表示される。実施形態によるタッチ入力装置１０００を１０万回圧力タッチする前で発生する静電容量の変化の差の値と後で発生する静電容量の変化の差の値との間の偏差が５％以内であることが分かる。図１３ｂから、実施形態による弾性フォームを用いる圧力検出モジュール４００を長期間使用する場合にも、圧力検出性能が均一に維持され得ることが分かる。
【０１０２】
図１３ｃは、実施形態による圧力検出モジュールを含むタッチ入力装置に対して印加された圧力を解除した後に検出される正規化された圧力差の変化を示すグラフである。図１３ｃにおいて８００ｇｆでタッチ入力装置１０００のタッチ表面を押圧した時、圧力検出装置において計算された圧力の大きさを１で表示し、このような圧力の印加が解除された後の計算された圧力の大きさの変化を示す。図１３ｃを参照すると、圧力の印加が解除された後の最大圧力の大きさである１の９０％から１０％に到達する時までにかかる時間は、おおよそ０．７秒に該当することが分かる。このように、実施形態による弾性フォームを含む圧力検出モジュール４００を用いる場合、圧力タッチの解除後の復原力が高く、連続した圧力タッチにも圧力検出の精度が低下することを防止することができる。この時、実施形態により必要な復元速度は差があり得る。実施形態により最大圧力の大きさの９０％から１０％に到達する時間が１秒以内であり得る。
【０１０３】
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】
【０１０４】
１０００        タッチ入力装置
１００          タッチセンサパネル
１１０          感知部
１２０          駆動部
１３０          制御部
２００          ディスプレイモジュール
３００          基板
４００          圧力検出モジュール
４２０          スペーサ層
４４０          弾性フォーム
４５０、４６０  電極
【図１】
2016201113.tif 000003
【図２ａ】
2016201113.tif 000004
【図２ｂ】
2016201113.tif 000005
【図２ｃ】
2016201113.tif 000006
【図３】
2016201113.tif 000007
【図４ａ】
2016201113.tif 000008
【図４ｂ】
2016201113.tif 000009
【図４ｃ】
2016201113.tif 000010
【図４ｄ】
2016201113.tif 000011
【図５ａ】
2016201113.tif 000012
【図５ｂ】
2016201113.tif 000013
【図５ｃ】
2016201113.tif 000014
【図５ｄ】
2016201113.tif 000015
【図５ｅ】
2016201113.tif 000016
【図６ａ】
2016201113.tif 000017
【図６ｂ】
2016201113.tif 000018
【図７ａ】
2016201113.tif 000019
【図７ｂ】
2016201113.tif 000020
【図７ｃ】
2016201113.tif 000021
【図７ｄ】
2016201113.tif 000022
【図７ｅ】
2016201113.tif 000023
【図７ｆ】
2016201113.tif 000024
【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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