特許 6235747 圧力感知部及びこれを含むタッチ入力装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6235747

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】圧力感知部及びこれを含むタッチ入力装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20171113BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20171113BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 600

   G06F3/044 120

   G06F3/041 470

   G06F3/041 522

【請求項の数】29

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2017-122053(P2017-122053)

(22)【出願日】2017年6月22日

【審査請求日】2017年6月22日

(31)【優先権主張番号】10-2016-0155876

(32)【優先日】2016年11月22日

(33)【優先権主張国】KR

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】513009370

【氏名又は名称】株式会社 ハイディープ

【氏名又は名称原語表記】ＨｉＤｅｅｐ Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100114188

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100119253

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 賢教

(74)【代理人】

【識別番号】100124855

【弁理士】

【氏名又は名称】坪倉 道明

(74)【代理人】

【識別番号】100129713

【弁理士】

【氏名又は名称】重森 一輝

(74)【代理人】

【識別番号】100137213

【弁理士】

【氏名又は名称】安藤 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100143823

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 英彦

(74)【代理人】

【識別番号】100151448

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 孝博

(74)【代理人】

【識別番号】100183519

【弁理士】

【氏名又は名称】櫻田 芳恵

(74)【代理人】

【識別番号】100196483

【弁理士】

【氏名又は名称】川嵜 洋祐

(74)【代理人】

【識別番号】100203035

【弁理士】

【氏名又は名称】五味渕 琢也

(74)【代理人】

【識別番号】100185959

【弁理士】

【氏名又は名称】今藤 敏和

(74)【代理人】

【識別番号】100160749

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 陽一

(74)【代理人】

【識別番号】100160255

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100202267

【弁理士】

【氏名又は名称】森山 正浩

(74)【代理人】

【識別番号】100146318

【弁理士】

【氏名又は名称】岩瀬 吉和

(74)【代理人】

【識別番号】100127812

【弁理士】

【氏名又は名称】城山 康文

(72)【発明者】

【氏名】キム・セヨプ

(72)【発明者】

【氏名】キム・ボンギ

(72)【発明者】

【氏名】ソ・ボンジン

【審査官】 ▲高▼瀬 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０１４３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１４２６１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タッチ圧力を検出することができるタッチ入力装置において、
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圧力感知部と、
を含み、
前記圧力感知部は、圧力を検出するための１個の中央圧力センサ及び圧力を検出するための複数の周辺圧力センサを含み、
前記周辺圧力センサのそれぞれの面積は、前記中央圧力センサの面積より小さい、
タッチ入力装置。

【請求項2】

タッチ圧力を検出することができるタッチ入力装置において、
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圧力感知部と、
を含み、
前記圧力感知部は、互いに連結された複数の圧力センサから構成され、圧力を検出するための１個の中央圧力センサ及び圧力を検出するための複数の周辺圧力センサを含み、
前記周辺圧力センサのそれぞれの面積は、前記複数の圧力センサの面積の合計より小さい、
タッチ入力装置。

【請求項3】

前記周辺圧力センサは４個であり、
それぞれの周辺圧力センサは、前記圧力感知部の４個の頂点領域にそれぞれ配置される、
請求項１または２に記載のタッチ入力装置。

【請求項4】

前記圧力感知部は、前記中央圧力センサ及び前記それぞれの周辺圧力センサにそれぞれ対応する５個のチャネルを構成する、
請求項３に記載のタッチ入力装置。

【請求項5】

前記圧力感知部は、温度またはディスプレイノイズによる影響を補償するための基準センサ、をさらに含み、
前記圧力感知部は、前記中央圧力センサ、前記それぞれの周辺圧力センサ及び前記基準センサにそれぞれ対応する６個のチャネルを構成する、
請求項３に記載のタッチ入力装置。

【請求項6】

前記圧力感知部は、温度またはディスプレイノイズによる影響を補償するための基準センサ及びＥＳＤの影響を減らすためのＥＳＤ保護電極、をさらに含み、
前記圧力感知部は、前記中央圧力センサ、前記それぞれの周辺圧力センサ、前記基準センサ及び前記ＥＳＤ保護電極にそれぞれ対応する７個のチャネルを構成する、
請求項３に記載のタッチ入力装置。

【請求項7】

前記複数の周辺圧力センサは、互いに連結され、
前記圧力感知部は、前記中央圧力センサ及び前記連結された周辺圧力センサに対応する２個のチャネルを構成する、
請求項１または２に記載のタッチ入力装置。

【請求項8】

前記圧力感知部は、温度またはディスプレイノイズによる影響を補償するための基準センサ、をさらに含み、
前記複数の周辺圧力センサは、互いに連結され、
前記圧力感知部は、前記中央圧力センサ、前記連結された周辺圧力センサ及び前記基準センサにそれぞれ対応する３個のチャネルを構成する、
請求項１または２に記載のタッチ入力装置。

【請求項9】

前記圧力感知部は、温度またはディスプレイノイズによる影響を補償するための基準センサ及びＥＳＤの影響を減らすためのＥＳＤ保護電極、をさらに含み、
前記複数の周辺圧力センサは、互いに連結され、
前記圧力感知部は、前記中央圧力センサ、前記それぞれの周辺圧力センサ、前記基準センサ及び前記ＥＳＤ保護電極にそれぞれ対応する４個のチャネルを構成する、
請求項１または２に記載のタッチ入力装置。

【請求項10】

前記複数の周辺圧力センサは、Ｎ個の電極セットで構成され、
前記それぞれの電極セットに含まれる周辺圧力センサは、互いに連結され、
前記圧力感知部は、前記中央圧力センサ及び前記Ｎ個の電極セットにそれぞれ対応するＮ＋１個のチャネルを構成する、
請求項１または２に記載のタッチ入力装置。

【請求項11】

前記圧力感知部は、温度またはディスプレイノイズによる影響を補償するための基準センサ、をさらに含み、
前記複数の周辺圧力センサは、Ｎ個の電極セットで構成され、
前記それぞれの電極セットに含まれる周辺圧力センサは、互いに連結され、
前記圧力感知部は、前記中央圧力センサ、前記Ｎ個の電極セット及び前記基準センサにそれぞれ対応するＮ＋２個のチャネルを構成する、
請求項１または２に記載のタッチ入力装置。

【請求項12】

前記圧力感知部は、温度またはディスプレイノイズによる影響を補償するための基準センサ及びＥＳＤの影響を減らすためのＥＳＤ保護電極、をさらに含み、
前記複数の周辺圧力センサは、Ｎ個の電極セットで構成され、
前記それぞれの電極セットに含まれる周辺圧力センサは、互いに連結され、
前記圧力感知部は、前記中央圧力センサ、前記Ｎ個の電極セット、前記基準センサ及び前記ＥＳＤ保護電極にそれぞれ対応するＮ＋３個のチャネルを構成する、
請求項１または２に記載のタッチ入力装置。

【請求項13】

ディスプレイパネルを含むタッチ入力装置の前記ディスプレイパネルの下部に配置され、タッチ圧力を検出するのに用いられる圧力感知部において、
第１絶縁層と、
第２絶縁層と、
前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に配置され、圧力を検出するための１個の中央圧力センサ及び圧力を検出するための複数の周辺圧力センサと、
を含み、
前記周辺圧力センサのそれぞれの面積は、前記中央圧力センサの面積より小さい、
圧力感知部。

【請求項14】

ディスプレイパネルを含むタッチ入力装置の前記ディスプレイパネルの下部に配置され、タッチ圧力を検出するのに用いられる圧力感知部において、
第１絶縁層と、
第２絶縁層と、
前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に配置され、互いに連結された複数の圧力センサで構成されて圧力を検出するための１個の中央圧力センサ及び圧力を検出するための複数の周辺圧力センサと、
を含み、
前記周辺圧力センサのそれぞれの面積は、前記複数の圧力センサの面積の合計より小さい、
圧力感知部。

【請求項15】

前記周辺圧力センサは、４個であり、
それぞれの周辺圧力センサは、前記圧力感知部の４個の頂点領域にそれぞれ配置される、
請求項１３または１４に記載の圧力感知部。

【請求項16】

前記中央圧力センサ及び前記それぞれの周辺圧力センサにそれぞれ対応する５個のチャネルを構成する、
請求項１５に記載の圧力感知部。

【請求項17】

温度またはディスプレイノイズによる影響を補償するための基準センサ、をさらに含み、
前記中央圧力センサ、前記それぞれの周辺圧力センサ及び前記基準センサにそれぞれ対応する６個のチャネルを構成する、
請求項１５に記載の圧力感知部。

【請求項18】

温度またはディスプレイノイズによる影響を補償するための基準センサ及びＥＳＤの影響を減らすためのＥＳＤ保護電極、をさらに含み、
前記中央圧力センサ、前記それぞれの周辺圧力センサ、前記基準センサ及び前記ＥＳＤ保護電極にそれぞれ対応する７個のチャネルを構成する、
請求項１５に記載の圧力感知部。

【請求項19】

前記複数の周辺圧力センサは、互いに連結され、
前記中央圧力センサ及び前記連結された周辺圧力センサに対応する２個のチャネルを構成する、
請求項１３または１４に記載の圧力感知部。

【請求項20】

温度またはディスプレイノイズによる影響を補償するための基準センサ、をさらに含み、
前記複数の周辺圧力センサは、互いに連結され、
前記中央圧力センサ、前記連結された周辺圧力センサ及び前記基準センサにそれぞれ対応する３個のチャネルを構成する、
請求項１３または１４に記載の圧力感知部。

【請求項21】

温度またはディスプレイノイズによる影響を補償するための基準センサ及びＥＳＤの影響を減らすためのＥＳＤ保護電極、をさらに含み、
前記複数の周辺圧力センサは、互いに連結され、
前記中央圧力センサ、前記それぞれの周辺圧力センサ、前記基準センサ及び前記ＥＳＤ保護電極にそれぞれ対応する４個のチャネルを構成する、
請求項１３または１４に記載の圧力感知部。

【請求項22】

前記複数の周辺圧力センサは、Ｎ個の電極セットで構成され、
前記それぞれの電極セットに含まれる周辺圧力センサは、互いに連結され、
前記中央圧力センサ及び前記Ｎ個の電極セットにそれぞれ対応するＮ＋１個のチャネルを構成する、
請求項１３または１４に記載の圧力感知部。

【請求項23】

温度またはディスプレイノイズによる影響を補償するための基準センサ、をさらに含み、
前記複数の周辺圧力センサは、Ｎ個の電極セットで構成され、
前記それぞれの電極セットに含まれる周辺圧力センサは、互いに連結され、
前記中央圧力センサ、前記Ｎ個の電極セット及び前記基準センサにそれぞれ対応するＮ＋２個のチャネルを構成する、
請求項１３または１４に記載の圧力感知部。

【請求項24】

温度またはディスプレイノイズによる影響を補償するための基準センサ及びＥＳＤの影響を減らすためのＥＳＤ保護電極、をさらに含み、
前記複数の周辺圧力センサは、Ｎ個の電極セットで構成され、
前記それぞれの電極セットに含まれる周辺圧力センサは、互いに連結され、
前記中央圧力センサ、前記Ｎ個の電極セット、前記基準センサ及び前記ＥＳＤ保護電極にそれぞれ対応するＮ＋３個のチャネルを構成する、
請求項１３または１４に記載の圧力感知部。

【請求項25】

前記ディスプレイパネルは、第１基板層、液晶層または有機物層、第２基板層を含み、
前記ディスプレイパネルの下部に配置される前記圧力感知部は、前記ディスプレイパネルの前記第２基板層の下面に直接形成される、
請求項１または２に記載のタッチ入力装置。

【請求項26】

前記ディスプレイパネルは、第１基板層、有機物層、第２基板層、及び第２基板層の下部に配置され、前記第１基板層及び前記第２基板層に対して相対的にあまり撓まない第３基板層を含み、
前記ディスプレイパネルの下部に配置される前記圧力感知部は、前記ディスプレイパネルの前記第３基板層の下面に直接形成される、
請求項１または２に記載のタッチ入力装置。

【請求項27】

タッチ圧力を検出できるタッチ入力装置において、
ディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルの内部に配置される圧力感知部と、を含み、
前記圧力感知部は、圧力を検出するための１個の中央圧力センサ及び圧力を検出するための複数の周辺圧力センサを含み、
前記周辺圧力センサそれぞれの面積は、前記中央圧力センサの面積より小さい、
タッチ入力装置。

【請求項28】

タッチ圧力を検出できるタッチ入力装置において、
ディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルの内部に配置される圧力感知部と、を含み、
前記圧力感知部は、互いに連結された複数の圧力センサで構成され、圧力を検出するための１個の中央圧力センサ及び圧力を検出するための周辺圧力センサを含み、
前記周辺圧力センサそれぞれの面積は、前記複数の圧力センサの面積の合計よりも小さい、
タッチ入力装置。

【請求項29】

前記ディスプレイパネルは、第１基板層、液晶層または有機物層、第２基板層を含み、
前記ディスプレイパネルの内部に配置される前記圧力感知部は、前記ディスプレイパネルの前記第２基板層の上面に直接形成される、
請求項２７または２８に記載のタッチ入力装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧力感知部及びこれを含むタッチ入力装置に関するもので、より詳しくは、圧力感知部の感度を維持しつつも圧力感知部に含まれるチャネルの数が減った圧力感知部及びこれを含むタッチ入力装置に関する。

【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）、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とタッチ入力手段であるタッチセンサ（touch sensor）で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】

このようなタッチ入力装置において、タッチ圧力を検出するための圧力感知部は、複数の圧力センサだけでなく、温度またはディスプレイノイズなどによる影響を補償するための基準センサ及び／又はＥＳＤの影響を減らすことができるＥＳＤ保護電極などを含めることができるが、このような圧力感知部に含まれるチャネル数が多くなるに従い、要求される圧力センサ制御器のフィン数が多くなり、圧力感知部とＦＰＣＢとの連結に必要な面積が広くなり、圧力感知部とＦＰＣＢとの間の連結構造もまた複雑になるという問題がある。したがって、圧力感知部の感度を維持しつつも圧力感知部に含まれるチャネルの数を減らす必要性が要求されている。

【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、タッチ圧力を検出するための圧力感知部の感度を維持しつつも、圧力感知部に含まれたチャネルの数が減った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】

【0006】

本発明の実施形態によるタッチ圧力を検出することができるタッチ入力装置は、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圧力感知部と、を含み、前記圧力感知部は、圧力を検出するための１個の中央圧力センサ及び圧力を検出するための複数の周辺圧力センサを含み、前記周辺圧力センサのそれぞれの面積は、前記中央圧力センサの面積より小さくてもよい。

【0007】

本発明の他の実施形態によるタッチ圧力を検出することができるタッチ入力装置は、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圧力感知部と、を含み、前記圧力感知部は、互いに連結された複数の圧力センサから構成され、圧力を検出するための１個の中央圧力センサ及び圧力を検出するための複数の周辺圧力センサを含み、前記周辺圧力センサのそれぞれの面積は、前記複数の圧力センサの面積の合計より小さくてもよい。

【0008】

本発明の実施形態によるディスプレイパネルを含むタッチ入力装置の前記ディスプレイパネルの下部に配置され、タッチ圧力を検出するのに用いられる圧力感知部は、第１絶縁層と、第２絶縁層と、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に配置され、圧力を検出するための１個の中央圧力センサ及び圧力を検出するための複数の周辺圧力センサと、を含み、前記周辺圧力センサのそれぞれの面積は、前記中央圧力センサの面積より小さくてもよい。

【0009】

本発明の他の実施形態によるディスプレイパネルを含むタッチ入力装置の前記ディスプレイパネルの下部に配置され、タッチ圧力を検出するのに用いられる圧力感知部において、第１絶縁層と、第２絶縁層と、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に配置され、互いに連結された複数の圧力センサで構成されて圧力を検出するための１個の中央圧力センサ及び圧力を検出するための複数の周辺圧力センサと、を含み、前記周辺圧力センサのそれぞれの面積は、前記複数の圧力センサの面積の合計より小さくてもよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明の実施形態によれば、タッチ圧力を検出するための圧力感知部の感度を維持しつつも、圧力感知部に含まれたチャネルの数が減った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】

【0011】

【図1a】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及びこの動作のための構成の概略図である。

【図1b】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及びこの動作のための構成の概略図である。

【図2】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3a】本発明の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の構成を説明するための概念図である。

【図3b】本発明の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の構成を説明するための概念図である。

【図4a】本発明の実施形態によるタッチ入力装置に圧力センサが形成される例を例示する。

【図4b】本発明の実施形態によるタッチ入力装置に圧力センサが形成される例を例示する。

【図4c】本発明の実施形態によるタッチ入力装置に圧力センサが形成される例を例示する。

【図4d】本発明の実施形態によるタッチ入力装置に圧力センサが形成される例を例示する。

【図4e】本発明の実施形態によるタッチ入力装置に圧力センサが形成される例を例示する。

【図4f】本発明の実施形態によるタッチ入力装置に圧力センサが形成される例を例示する。

【図4g】本発明の実施形態によるタッチ入力装置に圧力センサが形成される例を例示する。

【図5】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6a】本発明の実施形態によるタッチ入力装置の多様なディスプレイパネルに直接形成された圧力センサの実施例を示す断面図である。

【図6b】本発明の実施形態によるタッチ入力装置の多様なディスプレイパネルに直接形成された圧力センサの実施例を示す断面図である。

【図6c】本発明の実施形態によるタッチ入力装置の多様なディスプレイパネルに直接形成された圧力センサの実施例を示す断面図である。

【図7a】本発明の実施形態によるタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面である。

【図7b】本発明の実施形態による圧力感知部が配置されたタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面である。

【図7c】本発明の実施形態による圧力感知部が配置されたタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面である。

【図7d】本発明の実施形態による圧力感知部の平面図である。

【図7e】本発明の実施形態による圧力感知部の平面図である。

【図7f】本発明の実施形態による圧力感知部の平面図である。

【図7g】本発明の実施形態による圧力感知部の平面図である。

【図7h】本発明の実施形態による圧力感知部の平面図である。

【図7i】本発明の実施形態による他の圧力感知部が配置されたタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面である。

【図7j】本発明の実施形態による他の圧力感知部の平面図である。

【図8a】本発明の実施形態によるタッチ入力装置に含まれるセンサの形態を例示する図面である。

【図8b】本発明の実施形態によるタッチ入力装置に含まれるセンサの形態を例示する図面である。

【図8c】本発明の実施形態によるタッチ入力装置に含まれるセンサの形態を例示する図面である。

【図8d】本発明の実施形態によるタッチ入力装置に含まれるセンサの形態を例示する図面である。

【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細に説明される。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。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の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。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本発明の実施形態による圧力検出が可能な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、任意の方式でタッチ位置を検出することができるタッチセンサ１０が適用されてもよい。

【0014】

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。

【0015】

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、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】

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】

図８ａ及び図８ｂ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、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。

【0018】

また、図８ｃ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のうちの何れか一つは、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下面に形成されるか、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。

【0019】

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（ＳｎＯ_２）及び酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）等からなるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）または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（silver ink）、銅（copper）、銀ナノ（nano silver）、炭素ナノチューブ（CNT：Carbon Nanotube）のうちの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。

【0020】

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。

【0021】

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：１４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：１４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。

【0022】

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：１４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：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。

【0023】

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。

【0024】

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（touch sensing Integrated Circuit）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（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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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（self capacitance）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。

【0028】

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８ｄ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。

【0029】

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ってもよい。

【0030】

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。

【0031】

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に駆動信号を印加し、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。

【0032】

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細に説明されたが、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：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）、音声パルス認識（acoustic pulse recognition）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。

【0033】

図２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）に実装されてもよい。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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

本発明の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（tablet Personal Computer）、ＭＰ３プレーヤ、ノートブック（notebook）などのようなディスプレイ画面及び／又はタッチスクリーンを含む電子装置を含んでもよい。

【0037】

このようなタッチ入力装置１０００を薄く（slim）軽量（light weight）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。

【0038】

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２００Ａ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行って入力行為を遂行することができる。

【0039】

図３ａ及び図３ｂ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３ａ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。

【0040】

図３ａ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（liquid crystal cell）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のうち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３ａにおいて、第２基板層２６２は、データライン（data line）、ゲートライン（gate line）、ＴＦＴ、共通電極（Vcom：common electrode）及びピクセル電極（pixel electrode）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。

【0041】

次に、図３ｂ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。

【0042】

図３ｂ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、有機物層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基板層２８１及び第２基板層２８３のうち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３ｄ〜図３ｆに示された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。

【0043】

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ながら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わけである。この時、発光層の有機物によって光の色が変わる。

【0044】

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-matrix Organic Light-Emitting Diode）と個別駆動方式のＡＭ−ＯＬＥＤ（Active-matrix Organic Light-Emitting Diode）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。

【0045】

動作面において、ＰＭ−ＯＬＥＤは、高い電流でスキャニング時間（scanning time）の間だけ発光し、ＡＭ−ＯＬＥＤは低い電流でフレーム時間（frame time）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。

【0046】

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（Emission Material Layer、電子注入層）、ＥＴＬ（Electron Transfer Layer、電子輸送層）、ＥＭＬ（Electron Injection Layer、発光層）を含んでもよい。

【0047】

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（hole mobility）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。

【0048】

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。

【0049】

当該技術分野の当業者には、ＬＣＤ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。

【0050】

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：backlight unit）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。

【0051】

本発明の実施形態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）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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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３ａ及び図３ｂにおいて上部面または下部面になり得る。

【0055】

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のうちの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のうちの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。

【0056】

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。

【0057】

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の少なくとも何れか一つはデータライン（data line）、ゲートライン（gate line）、ＴＦＴ、共通電極（Vcom：common electrode）及びピクセル電極（pixel electrode）のうちの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の少なくとも何れか一つは、データライン(ｄａｔａ ｌｉｎｅ）、ゲートライン（ｇａｔｅ ｌｉｎｅ）、第１電源ライン（ＥＬＶＤＤ）及び第２電源ライン（ＥＬＶＳＳ）のうちの少なくとも何れか一つを含んでもよい。

【0058】

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の駆動に用いられる電極の場合、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。

【0059】

以下では、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圧力を検出するために、タッチ位置を検出するのに用いられる電極、及び、ディスプレイを駆動するのに用いられる電極とは異なる、別途のセンサを配置して圧力感知部として用いる場合について、例を挙げて詳しく見てみる。

【0060】

本発明のタッチ入力装置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とディスプレイパネル２００Ａを含むディスプレイモジュール２００との間がＯＣＡ（Optically Clear Adhesive）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することが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。

【0061】

図４ａ〜図４ｅは、本発明の実施形態によるタッチ入力装置において、圧力センサが形成される例を例示する。

【0062】

図４ａ及び以下の一部の図面において、ディスプレイパネル２００Ａがカバー層１００に直接ラミネーションされて付着されたもので示されているが、これは単に説明の便宜のためのものであり、第１偏光層２７１、２８２がディスプレイパネル２００Ａの上部に位置したディスプレイモジュール２００がカバー層１００にラミネーションされて付着されてもよく、ＬＣＤパネルがディスプレイパネル２００Ａである場合、第２偏光層２７２及びバックライトユニットが省略されて示されたものである。

【0063】

図４ａ〜図４ｅを参照した説明において、本発明の実施形態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、図３ａ及び図３ｂに示された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しているが、本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００は、タッチセンサ１０が、図３ａ及び図３ｂ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〜図４ｄにおいて、タッチセンサ１０が形成されたカバー層１００がディスプレイパネル２００Ａを含む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、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が本発明の実施形態として用いられてもよい。

【0064】

本発明の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（Tablet Personal Computer）、ＭＰ３プレーヤ、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。

【0065】

本発明の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／又はバッテリが位置し得る実装空間３１０などを覆う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（main board）として中央処理ユニットであるＣＰＵ（central processing unit）またはＡＰ（application processor）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／又はバッテリが分離され、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。

【0066】

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がタッチセンサ１０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。

【0067】

本発明の実施形態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、タッチ位置を検出するのに用いられる電極及びディスプレイを駆動するのに用いられる電極とは異なる、別途のセンサを配置して圧力感知部として用い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。

【0068】

以下で、圧力検出のための構成を総括し、圧力感知部と指称する。例えば、図４ａに示された実施形態において、圧力感知部はセンサシート４４０を含んでもよく、図４ｂに示された実施形態において、圧力感知部は圧力センサ４５０、４６０を含んでもよい。

【0069】

本発明によるタッチ入力装置は、図４ａ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との間に配置されてもよく、図４ｂに示されたように、圧力センサ４５０、４６０がディスプレイパネル２００Ａの下面に直接形成されてもよい。

【0070】

圧力感知部は、例えば、エアギャップ（airgap）からなるスペーサ層４２０を含んで構成されてもよく、これに対しては、図４ａ〜図４ｇを参照して詳しく見てみる。

【0071】

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（dielectric material）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、圧力の解除時に元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（elastic foam）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。

【0072】

また、既存の電位層は、ディスプレイモジュール２００の下部に配置されてもよい。具体的に、基準電位層は、ディスプレイモジュール２００の下部に配置される基板３００に形成されたり、又は、基板３００自体が基準電位層の役割をすることができる。また、基準電位層は、基板３００の上部に配置されてディスプレイモジュール２００の下部に配置され、ディスプレイモジュール２００を保護する機能を遂行するカバー（図示せず）に形成されたり、又は、カバー自体が基準電位層の役割をすることができる。タッチ入力装置１０００に圧力が印加される時、ディスプレイパネル２００Ａが撓み、ディスプレイ パネル２００Ａが撓むことにより基準電位層と圧力センサ４５０、４６０との距離が変わり得る。また、基準電位層と圧力センサ４５０、４６０との間には、スペーサ層が配置されてもよい。具体的に、ディスプレイモジュール２００と基準電位層が配置された基板３００との間、又は、ディスプレイモジュール２００と基準電位層が配置されたカバーとの間にスペーサ層が配置され得る。

【0073】

また、基準電位層は、ディスプレイモジュール２００の内部に配置されてもよい。具体的に、基準電位層は、ディスプレイパネル２００Ａの第１基板層２６１、２８１の上面又は下面、または、第２基板層２６２、２８３の上面又は下面に配置されてもよい。タッチ入力装置１０００に圧力が印加される時、ディスプレイパネル２００Ａが撓み、ディスプレイパネル２００Ａが撓むことにより基準電位層と圧力センサ４５０、４６０との距離が変わり得る。また、基準電位層と圧力センサ４５０、４６０との間には、スペーサ層が配置されていてもよい。図３ａ及び図３ｂに示されたタッチ入力装置１０００の場合、スペーサ層がディスプレイパネル２００Ａの上部または内部に配置されてもよい。

【0074】

同様に、実施形態により、スペーサ層は、エアギャップで具現されてもよい。スペーサ層は、実施形態により、衝撃吸収物質からなってもよい。スペーサ層は、実施形態により、誘電物質で満たされてもよい。実施形態により、スペーサ層は、圧力の印加によって収縮し、圧力の解除時に元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、スペーサ層は、弾性フォームで形成されてもよい。また、スペーサ層がディスプレイパネル２００Ａの上部又は内部に配置されるので、透明な物質であってもよい。

【0075】

実施形態により、スペーサ層がディスプレイモジュール２００の内部に配置される場合、スペーサ層は、ディスプレイパネル２００Ａ及び／又はバックライトユニットの製造時に含まれるエアギャップであってもよい。ディスプレイパネル２００Ａ及び／又はバックライトユニット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の機能を遂行することができ、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の機能を遂行することができる。

【0076】

図４ｃは、本発明の図４ａに示された実施形態によるタッチ入力装置１０００の斜視図である。図４ｃ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、タッチ入力装置１０００は、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との間に配置されるスペーサ層を含んでもよい。

【0077】

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、圧力を検出するためのセンサ（４５０及び４６０）を圧力センサ４５０、４６０と指称する。この時、圧力電極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。

【0078】

この時、圧力センサ４５０、４６０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高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パネル２００Ａに圧力が印加される場合、カバー層１００とともにディスプレイパネル２００Ａ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。

【0079】

図４ｄは、本発明の実施形態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４ｄ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がスペーサ層４２０内としてディスプレイパネル２００Ａの下部面上に配置されてもよい。

【0080】

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。例えば、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。

【0081】

図４ｅは、図４ｄ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の上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及びディスプレイパネル２００Ａ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、基板３００の上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。

【0082】

図４ｅでは、基板３００の上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及びディスプレイパネル２００Ａ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。

【0083】

本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００において、ディスプレイパネル２００Ａ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。実施形態により、ディスプレイパネル２００Ａ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、ディスプレイパネル２００Ａ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パネル２００Ａの縁及び端などに近接する場合、ディスプレイパネル２００Ａ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、ディスプレイパネル２００Ａ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。

【0084】

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４ｄ及び図４ｅ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８ａ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のうちの少なくとも一つは、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６に示された第１センサ４５０と第２センサ４６０とは、図８ｂに示された形態のセンサで構成され得る。

【0085】

以上において、タッチ圧力は、第１センサ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、圧力感知部は、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（基板３００又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。

【0086】

例えば、図４ｄにおいて、電極センサは、第１センサ４５０のみを含んで構成されてもよく、この時、基板３００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と基板３００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、基板３００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、一つの板（例えば、四角板）形状を有してもよく、図８ｄ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。

【0087】

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。この時、図４ａに示されたように、圧力感知部がセンサシートで構成される場合、センサシートは第１センサ４５０を含む第１センサシート４４０−１と第２センサ４６０を含む第２センサシート４４０−２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のいずれか一つは基板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４ｇ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。

【0088】

図４ｇ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パネル２００Ａの下部面上に形成された場合を例示する。この時、第１センサ４５０はディスプレイパネル２００Ａの下部面上に形成され、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、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。

【0089】

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及びディスプレイパネル２００Ａ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、図４ｇ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８ｄ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。

【0090】

前記では、図４ｂに示されたように、圧力センサ４５０、４６０がディスプレイパネル２００Ａの下面に直接形成される実施例を基準として説明したが、図４ａに示されたように、圧力センサ４５０、４６０が含まれたセンサシート４４０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実施例にも全て適用可能である。

【0091】

この場合、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得る。図５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５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上に付着し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かったり、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（ground electrode：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非常に大きくなることを防止することができる。

【0092】

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５の（ｂ）は、第１センサ４５０と第２センサ４６０と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５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上に位置する第２絶縁層４７１上に形成されてもよい。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〜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と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８ｃ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８ａ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とがそれぞれ異なる層に位置してもよい。

【0093】

図５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５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。

【0094】

図５の（ｄ）は、第１センサ４５０を含む第１センサシート４４０−１が基板３００上に付着され、第２センサ４６０を含む第２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５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。

【0095】

図５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かったり、弱いグランド電位を示す場合、図５の（ａ）〜（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）をさらに含んでもよい。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。

【0096】

本発明によるタッチ入力装置１０００において、圧力センサ４５０、４６０は、ディスプレイパネル２００Ａに直接形成されてもよい。図６ａ〜図６ｃは、本発明の実施形態によるタッチ入力装置において、多様なディスプレイパネルに直接形成された圧力センサの実施例を示す断面図である。

【0097】

まず、図６ａは、ＬＣＤパネルを用いるディスプレイパネル２００Ａに形成された圧力センサ４５０、４６０を示す。具体的に、図６ａに示されたように、圧力センサ４５０、４６０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と離隔され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と離隔され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であるか、又は、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り得る。

【0098】

つぎに、図６ｂ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センサ４５０、４６０を示す。具体的に、圧力センサ４５０、４６０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６ａで説明した方法と同一である。

【0099】

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を形成させることができる。

【0100】

また、図６ｂ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パネルである場合、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ため、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。

【0101】

次に、図６ｃ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センサ４５０、４６０を示す。具体的に、圧力センサ４５０、４６０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６ａで説明した方法と同一である。

【0102】

また、図６ｃでは、ＯＬＥＤパネルを用いるディスプレイパネル２００Ａについて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が形成されることも可能である。

【0103】

また、図６ａ〜図６ｃ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であるか、又は、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り得る。

【0104】

また、図６ａ〜図６ｃ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されたが、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の上面又は下面、又は、第２基板層２６２、２８３の上面又は下面に配置されてもよい。

【0105】

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センサ４５０、４６０は、図４ｇに説明したように、ディスプレイパネル２００Ａに直接形成される第１センサ４５０及びセンサシートの形態で構成された第２センサ４６０から構成されてもよい。具体的に、第１センサ４５０は、図６ａ〜図６ｃ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４ｇ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に付着され得る。

【0106】

図７ａは、本発明の実施形態によるタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面であり、圧力感知部がディスプレイモジュール２００の下部面２０１に配置された場合を示す。この時、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、圧力センサ制御器１３００とタッチセンサ制御器１１００とが一つのＩＣで統合されて駆動する場合、統合されたＩＣの制御部は、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感知部のスキャニングを遂行するようにしたり、又は、統合されたＩＣの制御部は、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時間区間には圧力感知部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。

【0107】

したがって、本発明の実施形態において圧力感知部に含まれた圧力センサ４５０、４６０は、電気的に圧力センサ制御器１３００の駆動部及び／又は感知部に連結されなければならないが、一般的に、図７ａに示されたように、圧力センサ４５０から延びたトレース４５１が第１連結部６００を介して第１ＰＣＢ１６０に形成された第１連結線パターン１６１の一端と連結され、前記連結線パターン１６１の他端は、圧力センサ制御器１３００と電気的に連結され得る。ここで、第１ＰＣＢ１６０は、タッチＰＣＢであってもよく、ディスプレイＰＣＢであってもよい。

【0108】

この時、図７ａに示された圧力感知部は、９個の圧力センサ４５０で構成されているので、それぞれの圧力センサ４５０から延びたトレース４５１もまた９個であるため、９個のトレース４５１が互いにそれぞれ絶縁されて第１連結線パターン１６１と連結されるように第１連結部６００の面積が大きくならなければならず、その構造もまた複雑になり得る。また、同様に、第１連結線パターン１６１の面積もまた９個それぞれのチャネルに対応するように大きくならなければならず、圧力センサ制御器１３００に割り当てられなければならないピンの数もまた大きくなることになる。さらに、図７ａには示されなかったが、圧力感知部が温度またはディスプレイノイズの影響を補償するための基準センサ及び／又はＥＳＤの影響を減らすためのＥＳＤ保護電極等をさらに含む場合、チャネルの数がさらに多くなるので、それにより第１連結部６００の面積及び複雑性、第１連結線パターン１６１の面積、及び、圧力センサ制御器１３００に割り当てられるピンの数がさらに大きくなり得る。

【0109】

図７ｂ及び図７ｃは、本発明の実施形態による圧力感知部が配置されたタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面であり、図７ｄ〜図７ｊは、本発明の実施形態による圧力感知部の平面図である。

【0110】

チャネル数を減らすために、本発明の実施形態による圧力感知部は、複数の圧力センサではなく一つの圧力センサを含み得る。しかし、この場合、圧力が印加される位置と関係なく、一つのチャネルで受信される静電容量から圧力を検出することになるので、圧力印加位置により感度が落ちることがある。具体的に、圧力感知部において検出される静電容量の変化は、圧力印加による静電容量の変化、及び、温度又はディスプレイノイズ等のその他のノイズによる静電容量の変化を含むが、静電容量はセンサの面積に比例するため、圧力感知部が一つのチャネルで構成される場合、全体静電容量の変化中に実際の圧力印加による静電容量の変化が相対的に大きかったり小さかったりすることに関係なく、同一の値が計算されるので、圧力の印加位置により感度が落ちることがある。より具体的に、同一の圧力を印加する場合、タッチ入力装置１０００の中央領域ではカバー層１００及びディスプレイパネル２００Ａが多く撓む反面、タッチ入力装置１０００の縁領域ではカバー層１００及びディスプレイパネル２００Ａが相対的に撓みはそれ程ではない。したがって、タッチ入力装置１０００の中央領域に圧力が印加される時の検出される静電容量の変化には、実際の圧力の印加による静電容量の変化が大きい部分を占める反面、タッチ入力装置１０００の縁領域に圧力が印加される時の検出される静電容量の変化には、実際の圧力の印加による静電容量の変化が相対的に小さい部分を占め得る。したがって、タッチ入力装置１０００の縁領域におけるＳＮＲが落ちることがある。したがって、タッチ入力装置１０００において、カバー層１００及びディスプレイパネル２００Ａが相対的に多く撓む領域と相対的に少なく撓む領域とを区分して、相対的に少なく撓む領域のＳＮＲを向上させることが好ましい。

【0111】

図７ｂに示されたように、タッチ入力装置１０００において、カバー層１００及びディスプレイパネル２００Ａが相対的に多く撓む領域である中央領域に対応して相対的に広い面積の中央圧力センサ５５０が配置されてもよく、相対的に少なく撓む領域である縁領域に対応して相対的に狭い面積の周辺圧力センサ５５１が配置されてもよい。すなわち、本発明の実施形態による圧力感知部は、１個の中央圧力センサ５５０及び複数の周辺圧力センサ５５１を含んでもよい。この時、それぞれの周辺圧力センサ５５１の面積は、中央圧力センサ５５０の面積より小さくてもよい。

【0112】

図７ｃに示されたように、タッチ入力装置１０００において、カバー層１００及びディスプレイパネル２００Ａが相対的に多く撓む領域である中央領域に配置された複数の圧力センサが互いに連結されて構成された中央圧力センサ５５０が配置されてもよく、相対的に少なく撓む領域である縁領域に対応して相対的に狭い面積の周辺圧力センサ５５１が配置されてもよい。すなわち、本発明の実施形態による圧力感知部は、互いに連結された複数の圧力センサで構成された中央圧力センサ５５０及び複数の周辺圧力センサ５５１を含んでもよい。この時、それぞれの周辺圧力センサ５５１の面積は、中央圧力センサ５５０を構成する複数の圧力センサの面積の合計より小さくてもよい。

【0113】

この時、中央圧力センサ５５０を構成する複数の圧力センサが圧力感知部内で連結されず、圧力センサ制御器１３００内でソフトウェア的に連結され得る。すなわち、圧力センサ制御器１３００が、中央圧力センサ５５０を構成する複数の圧力センサのそれぞれから電気的特性に対する情報を含む信号の入力を受け、圧力センサ制御器１３００が、それぞれの信号から算出した圧力の大きさに対応する値に基づいて一つの中央圧力センサ５５０から感知される圧力値を算出することができる。この場合、第１連結部６００の面積及び複雑性、第１連結線パターン１６１の面積、及び圧力センサ制御器１３００に割り当てられるピンの数が減ることはないが、中央領域に比べて縁領域におけるＳＮＲを向上させることはできる。

【0114】

また、周辺圧力センサ５５１は４個で構成され、それぞれの周辺圧力センサ５５１は、圧力感知部が配置される領域の中で最も少なく撓む領域に対応する圧力感知部の４個の頂点領域にそれぞれ配置され得る。具体的に、圧力感知部は、図７ｂに示されたように、十字架状の中央圧力センサ５５０及び４個の四角形状の周辺圧力センサ５５１で構成されてもよく、図７ｄに示されたように、ダイヤモンド状の中央圧力センサ５５０及び４個の三角形状の周辺圧力センサ５５１で構成されてもよく、図７ｅに示されたように、楕円状の中央圧力センサ５５０及び４個の凹んだ斜辺を有する三角形状の周辺圧力センサ５５１で構成されてもよい。このように、相対的に少なく撓む縁領域に対応するセンサの面積を小さくすることによって、縁領域におけるＳＮＲを向上させることができる。

【0115】

このように、圧力感知部が１個の中央圧力センサ５５０及び４個の周辺圧力センサ５５１で構成される場合、図７ａに示された圧力感知部に比べて感度は大きく落ちずに維持しつつ、圧力感知部をチャネル数が４個減った５個のチャネルのみで構成することができる。

【0116】

図７ｆは、本発明の実施形態による他の圧力感知部の平面図である。本発明の実施形態による圧力感知部は、図７ｆに示されたように、温度又はディスプレイノイズ等による影響を補償するための基準センサ５５２をさらに含んでもよい。この時、基準センサ５５２で検出される静電容量は、圧力の印加によってはほとんど変化せず、主に温度又はディスプレイノイズ等によってのみ変化することが好ましいので、基準センサ５５２は、圧力が印加されても撓みがないか非常に小さい位置に配置され得る。具体的に、周辺圧力センサ５５１の外郭に配置され得る。この場合、図７ｆに示されたように、圧力感知部を合計６個のチャネルのみで構成することができる。

【0117】

図７ｇは、本発明の実施形態による他の圧力感知部の平面図である。本発明の実施形態による圧力感知部は、図７ｇに示されたように、ＥＳＤの影響を減らすためのＥＳＤ保護電極５５３をさらに含んでもよい。ＥＳＤ保護電極５５３は、中央圧力センサ５５０及び周辺圧力センサ５５１を外側から囲む形態で配置されてもよく、圧力感知部がタッチ入力装置１０００に配置される時、タッチ入力装置１０００の縁領域に位置するように配置されてもよい。具体的に、ＥＳＤ保護電極５５３は、ディスプレイモジュール２００の縁領域に位置するように配置され得る。このように、中央圧力センサ５５０及び周辺圧力センサ５５１を囲む形態でＥＳＤ保護電極５５３を配置させることによって、中央圧力センサ５５０及び周辺圧力センサ５５１の外部から中央圧力センサ５５０及び周辺圧力センサ５５１に伝達されるＥＳＤを出来る限りＥＳＤ保護電極５５３で吸収し、中央圧力センサ５５０及び周辺圧力センサ５５１を介した回路損傷を減らすことができる。ＥＳＤ保護電極５５３から延びたトレースもまた第１連結部６００を介して第１ＰＣＢ１６０の接地電極と連結され、ＥＳＤ保護電極５５３で吸収したＥＳＤを接地電極を介して外部に放出させることができる。この場合、圧力感知部を１個の中央圧力センサ５５０、４個の周辺圧力センサ５５１及び１個のＥＳＤ保護電極５５３で構成し、合計６個のチャネルのみで構成することができる。また、図７ｇに示されたように、圧力感知部が基準センサ５５２まで含む場合、圧力感知部を合計７個のチャネルのみで構成することができる。

【0118】

図７ｈは、本発明の実施形態による他の圧力感知部の平面図である。本発明の実施形態による圧力感知部は、図７ｈに示されたように、４個の周辺圧力センサ５５１が互いに連結されて一つのチャネルを構成することができる。この場合、図７ｂに示された圧力感知部に比べて縁領域におけるＳＮＲが少々落ちることがあるが、圧力感知部を２個のチャネルのみで構成することができるので、第１連結部６００の面積及び複雑性、第１連結線パターン１６１の面積、及び、圧力センサ制御器１３００に割り当てられるピンの数を大幅に減らすことができる長所がある。図７ｈでは、周辺圧力センサ５５１が４個である場合について説明したが、これに限定されず、複数の周辺圧力センサ５５１のうち任意の個数の周辺圧力センサ５５１を互いに連結して一つのチャネルを構成することができる。したがって、複数の周辺圧力センサ５５１を複数のセンサセットに分け、該センサセットに含まれるセンサを互いに連結してセンサセットの個数ほどのチャネルを構成することも可能である。すなわち、複数の周辺圧力センサ５５１はＮ個のセンサセットを構成して、Ｎ個のチャネルを構成し、圧力感知部は合計Ｎ＋１個のチャネルを構成することも可能である。例えば、図７ｈに示された圧力感知部において、２個の周辺圧力センサずつ括って２個のセンサセットを構成して４個の周辺圧力センサ５５１から２個のチャネルを構成し、圧力感知部は中央圧力センサ５５０を含んで合計３個のチャネルを構成することも可能である。

【0119】

図７ｉは、本発明の実施形態による他の圧力感知部が配置されたタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面である。図７ｂ〜図７ｈにおいては、圧力感知部が図４ａに示されたように、センサシート４４０の形態でタッチ入力装置１０００に配置されることについて説明したが、これに限定されず、図４ｂ及び図６ａ〜図６ｃに示されたように、圧力感知部に含まれたセンサがディスプレイパネル２００Ａに直接形成される場合にも適用可能である。具体的に、図７ｉに示されたように、中央圧力センサ５５０及び周辺圧力センサ５５１がディスプレイパネル２００Ａの下面２０１に直接形成されてもよい。このように、圧力感知部がディスプレイパネル２００Ａに直接形成される場合、圧力感知部がディスプレイパネル２００Ａとさらに近づくので、センサシート４４０形態の圧力感知部よりもディスプレイノイズの影響がさらに大きくなり得る。したがって、中央圧力センサ５５０よりも相対的に面積が小さい周辺圧力センサ５５１を別途に構成するのがより効果的である。また、圧力感知部がディスプレイパネル２００Ａに直接形成される場合、図７ｉに示されたように、中央圧力センサ５５０及び周辺圧力センサ５５１から延びたトレースもまたディスプレイパネル２００Ａに直接形成されるので、このようなトレースを第１ＰＣＢ１６０まで連結させるためには一般的なコネクタを使用することができず、異方性伝導フィルム、シルバーペーストのような伝導性インク、または、伝導性テープを用いることができる。異方性伝導フィルムを用いる場合、高温高圧のボンディングが必要であるため、ディスプレイ領域に対応する位置では適用することができず、タッチ入力装置の縁領域でのみ適用可能である。また、伝導性インクまたは伝導性テープを用いる場合、チャネル当たりのボンディング面積が大きいため、多数のチャネルを連結するにあたって困難がある。また、図７ｉに示されたように、追加ＦＰＣＢ３６０及び追加ＦＰＣＢ３６０上に形成された追加連結線パターン３６１を介して第１ＰＣＢ１６０に連結されてもよい。したがって、図７ｂ〜図７ｈのように、チャネル数を減らすのがより効果的である。

【0120】

図７ｊは、本発明の実施形態による他の圧力感知部の平面図である。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、図７ｊに示されたようにストレイ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、図７ｂ〜図７ｉで説明した同一の方法が適用可能である。

【0121】

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】

【0122】

１０ タッチセンサ
１１ 感知部
１２ 駆動部
１３ 制御部
１００ カバー層
２００ ディスプレイモジュール
３００ 基板
４５０、４６０ 圧力センサ

【要約】      （修正有）

【課題】タッチ圧力を検出するための圧力感知部の感度を維持しつつ、圧力感知部に含まれたチャネルの数が減ったタッチ入力装置を提供する。
【解決手段】タッチ入力装置１０００は、ディスプレイパネルと、ディスプレイパネルの下部に配置される圧力感知部とを含む。圧力感知部は、圧力を検出するための１個の中央圧力センサ５５０及び圧力を検出するための複数の周辺圧力センサ５５１を含む。周辺圧力センサのそれぞれの面積は、中央圧力センサの面積より小さくてもよい。
【選択図】図７ｂ

【図1a】

【図1b】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図4a】

【図4b】

【図4c】

【図4d】

【図4e】

【図4f】

【図4g】

【図5】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図7a】

【図7b】

【図7c】

【図7d】

【図7e】

【図7f】

【図7g】

【図7h】

【図7i】

【図7j】

【図8a】

【図8b】

【図8c】

【図8d】