特許 6262703 スマートフォン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6262703

(24)【登録日】2017年12月22日

(45)【発行日】2018年1月17日

(54)【発明の名称】スマートフォン

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/044 20060101AFI20180104BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20180104BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/044 140

   G06F3/041 410

   G06F3/041 600

【請求項の数】6

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2015-219873(P2015-219873)

(22)【出願日】2015年11月9日

(62)【分割の表示】特願2015-124247(P2015-124247)の分割

【原出願日】2015年6月19日

(65)【公開番号】特開2016-40734(P2016-40734A)

(43)【公開日】2016年3月24日

【審査請求日】2015年11月10日

【審判番号】不服2016-18443(P2016-18443/J1)

【審判請求日】2016年12月8日

(31)【優先権主張番号】10-2014-0098917

(32)【優先日】2014年8月1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】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】ユン・サンシク

(72)【発明者】

【氏名】ムン・ホジュン

(72)【発明者】

【氏名】キム・テフン

【合議体】

【審判長】 新川 圭二

【審判官】 山田 正文

【審判官】 山澤 宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１００３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１９１８８４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００２−３６６３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７０６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０８０９２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／０１３５８８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１２−５０２４２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２９３７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５１８３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−９７３８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

G06F3/041-3/047

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板及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されて使用され、前記タッチ入力装置に印加される圧力を検出するための、平面形態を有する電極シートであって、前記電極シートは、
第１電極及び第２電極、及び
前記第１電極及び前記第２電極を挟んで位置し、前記第１電極及び前記第２電極の上面及び下面で互いに重なって前記第１電極及び前記第２電極を覆うように平面形態を有する第１絶縁層と第２絶縁層、
を含み、
前記タッチ入力装置は、
前記電極シートと離隔して前記電極シートと垂直方向に重なるように位置する基準電位層と前記電極シートとの間の相対的な距離変化によって変わる、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量を検出し、
前記電極シートを前記静電容量の変化によって前記距離変化を引き起こす前記圧力の大きさを検出することができるように前記タッチ入力装置の互いに向かい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の何れか一方に付着させ、
前記ディスプレイモジュールは、ディスプレイパネルを含み、
前記基板は、前記ディスプレイモジュールの下部に前記ディスプレイモジュールと離隔して配置され、
前記基板は、バッテリー及び回路基板のうちの少なくとも一つの実装空間を前記ディスプレイモジュールから分離するか、又は前記ディスプレイモジュールから発生するノイズを遮蔽するように構成された部材であり、
前記圧力が印加されれば前記ディスプレイモジュールが撓み、
前記ディスプレイモジュールが撓むことによって前記電極シートと前記基準電位層との間の距離が変わり、
前記基板と前記ディスプレイモジュールのうち前記電極シートが付着されない残りの一つが前記基準電位層である、電極シート。

【請求項2】

基板及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されて使用され、前記タッチ入力装置に印加される圧力を検出するための、平面形態を有する電極シートであって、前記電極シートは、
電極、及び
前記電極を挟んで位置し、前記電極の上面及び下面で互いに重なって前記電極を覆うように平面形態を有する第１絶縁層と第２絶縁層、
を含み、
前記タッチ入力装置は、
前記電極シートと離隔して前記電極シートと垂直方向に重なるように位置する基準電位層と前記電極シートとの間の相対的な距離変化によって変わる、前記電極と前記基準電位層との間の静電容量を検出し、
前記電極シートを前記静電容量の変化によって前記距離変化を引き起こす前記圧力の大きさを検出することができるように前記タッチ入力装置の互いに向かい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の何れか一方に付着させ、
前記ディスプレイモジュールは、ディスプレイパネルを含み、
前記基板は、前記ディスプレイモジュールの下部に前記ディスプレイモジュールと離隔して配置され、
前記基板は、バッテリー及び回路基板のうちの少なくとも一つの実装空間を前記ディスプレイモジュールから分離するか、又は前記ディスプレイモジュールから発生するノイズを遮蔽するように構成された部材であり、
前記圧力が印加されれば前記ディスプレイモジュールが撓み、
前記ディスプレイモジュールが撓むことによって前記電極シートと前記基準電位層との間の距離が変わり、
前記基板と前記ディスプレイモジュールのうち前記電極シートが付着されない残りの一つが前記基準電位層である、電極シート。

【請求項3】

前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも何れか一つは複数の電極を含んで構成される、請求項１に記載の電極シート。

【請求項4】

前記複数の電極は、複数のチャネルを構成する、請求項３に記載の電極シート。

【請求項5】

前記電極は、複数の電極を含んで構成される、請求項２に記載の電極シート。

【請求項6】

前記複数の電極は、複数のチャネルを構成する、請求項５に記載の電極シート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スマートフォンに関するもので、より詳しくは、ディスプレイモジュールを含むスマートフォンとして、タッチ位置及びタッチ圧力の大きさを検出できるように構成された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、ディスプレイモジュールの性能を低下させないながらも、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】

本発明の一実施形態では、タッチスクリーン上のタッチの位置だけでなく、タッチ圧力の大きさを検出できるディスプレイモジュールを含むスマートフォンを提供する。

【0006】

本発明の他の実施形態では、ディスプレイモジュールの視認性（ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ）、及び、光透過率を低下させることなしにタッチ位置及びタッチ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、ディスプレイモジュールを含むスマートフォンを提供する。

【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、液晶層及び前記液晶層を挟んで位置する第１ガラス層及び第２ガラス層を含むＬＣＤパネル及び前記ＬＣＤ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する圧力電極と、前記圧力電極の下部に位置する遮蔽用部材と、を含み、静電容量方式でタッチを感知するタッチセンサの少なくとも一部が前記第１ガラス層と前記第２ガラス層との間に位置し、前記タッチセンサは、複数の駆動電極と複数の受信電極とを含み、前記タッチセンサに駆動信号が印加され、前記タッチセンサから出力される感知信号からタッチ位置を検出することができ、前記圧力電極から出力される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ことができる。

【0008】

本発明の他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、液晶層及び前記液晶層を挟んで位置する第１ガラス層及び第２ガラス層を含むＬＣＤパネル及び前記ＬＣＤ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する圧力電極と、前記圧力電極の下部に位置する遮蔽用部材と、を含み、静電容量方式でタッチを感知するタッチセンサの少なくとも一部が前記第１ガラス層と前記第２ガラス層との間に位置し、前記タッチセンサは、複数の駆動電極と複数の受信電極とを含み、前記タッチセンサに駆動信号を印加するための駆動部と、前記タッチセンサから感知信号を受信してタッチ位置を検出するための感知部と、前記圧力電極から出力される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圧力検出部と、をさらに含んでもよい。

【0009】

本発明の他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、液晶層及び前記液晶層を挟んで位置する第１ガラス層及び第２ガラス層を含むＬＣＤパネル及び前記ＬＣＤ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する圧力電極と、前記圧力電極と離隔された基準電位層と、を含み、静電容量方式でタッチを感知するタッチセンサの少なくとも一部が前記第１ガラス層と前記第２ガラス層との間に位置し、前記タッチセンサは、複数の駆動電極と複数の受信電極とを含み、前記タッチセンサに駆動信号が印加され、前記タッチセンサから出力される感知信号からタッチ位置を検出することができ、前記圧力電極から出力される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ことができ、前記静電容量の変化量は、前記圧力電極と前記基準電位層との間の距離によって変わり得る。

【発明の効果】

【0010】

本発明の実施形態によれば、タッチスクリーン上のタッチの位置だけでなく、タッチ圧力の大きさを検出できるディスプレイモジュールを含むスマートフォンを提供することができる。

【0011】

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の視認性（ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ）、及び、光透過率を低下させることなしにタッチ位置及びタッチ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、ディスプレイモジュール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】

【0012】

【図1】本発明の実施形態による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、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】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】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】本発明の第１実施形態によりタッチ位置及びタッチ圧力を検出できるように構成されたタッチ入力装置の断面図である。

【図4】本発明の第２実施形態によるタッチ入力装置の断面図である。

【図5】本発明の第２実施形態によるタッチ入力装置の斜視図である。

【図6a】本発明の第１実施形態による圧力電極パターンを含むタッチ入力装置の断面図である。

【図6b】図６ａ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6c】本発明の第２実施形態による圧力電極を含むタッチ入力装置の断面図である。

【図6d】本発明の第１実施形態による圧力電極パターンを例示する。

【図6e】本発明の第２実施形態による圧力電極パターンを例示する。

【図6f】本発明の実施形態に適用され得る圧力電極パターンを例示する。

【図6g】本発明の実施形態に適用され得る圧力電極パターンを例示する。

【図7a】本発明の第３実施形態による圧力電極を含むタッチ入力装置の断面図である。

【図7b】本発明の第３実施形態による圧力電極パターンを例示する。

【図8】本発明の実施形態による圧力電極の付着構造を例示する。

【図9a】本発明の第２実施形態による圧力電極の付着方法を例示する。

【図9b】本発明の第２実施形態による圧力電極の付着方法を例示する。

【図10a】本発明の第２実施形態による圧力電極をタッチセンシング回路に連結する方法を例示する。

【図10b】本発明の第２実施形態による圧力電極をタッチセンシング回路に連結する方法を例示する。

【図10c】本発明の第２実施形態による圧力電極をタッチセンシング回路に連結する方法を例示する。

【図11a】本発明の実施形態による圧力電極が複数のチャンネルを構成する場合を例示する。

【図11b】本発明の実施形態による圧力電極が複数のチャンネルを構成する場合を例示する。

【図11c】本発明の実施形態による圧力電極が複数のチャンネルを構成する場合を例示する。

【図12】本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００のタッチ表面中心部を非伝導性客体で加圧する実験を遂行し、客体のグラム重量による静電容量の変化量を表示するグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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。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。したがって、後述する詳細な説明は、限定的な意味として取ろうとするのではなく、本発明の範囲は、適切に説明されるならば、その請求項が主張するのと均等なすべての範囲とともに添付された請求項によってのみ限定される。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。

【0014】

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及び圧力検出モジュール４００を例示するが、任意の方式でタッチ位置及び／又はタッチ圧力を検出できるタッチセンサパネル１００及び圧力検出モジュール４００が適用されてもよい。

【0015】

図１は、本発明の実施形態によ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、本発明の実施形態による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１００を含んでもよい。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【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）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）又は炭素ナノチューブ（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）で具現されるか、もしくは銀ナノ（ｎａｎｏ ｓｉｌｖｅｒ）物質から構成されてもよい。

【0020】

本発明の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。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。

【0022】

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において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。

【0023】

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。

【0024】

図１において駆動部１２０及び感知部１１０は、本発明の実施形態による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。本発明の実施形態によるタッチ検出装置は、制御部１３０をさらに含んでもよい。本発明の実施形態によるタッチ検出装置は、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１０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１０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。

【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てもよい。図１において、前記静電容量は、相互静電容量Ｃｍを表わしてもよい。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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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、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８ａないし９ｃ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２００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２００の作動に必要な回路を含んでもよい。

【0030】

図２ａ、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、ディスプレイパネルとして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本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００に適用されてもよい。

【0031】

本願明細書において、図面符号２００はディスプレイモジュールを指し示すが、図２及びこれに対する説明において、図面符合２００は、ディスプレイモジュールだけでなくディスプレイパネルを指し示してもよい。図２に示されたように、ＬＣＤパネルは、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。

【0032】

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。

【0033】

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２００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。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、タッチ表面に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。

【0034】

以上においては、本発明の実施形態によるタッチセンサパネル１００に対するタッチの有無及び／又はタッチの位置を検出することを説明したが、本発明の実施形態によるタッチセンサパネル１００を用いてタッチの有無及び／又は位置と共にタッチの圧力の大きさを検出することができる。また、タッチセンサパネル１００と別個にタッチ圧力を検出する圧力検出モジュールをさらに含んで、タッチの圧力の大きさを検出することも可能である。

【0035】

図３は、本発明の第１実施形態により、タッチ位置及びタッチ圧力を検出できるように構成されたタッチ入力装置の断面図である。

【0036】

ディスプレイモジュール２００を含むタッチ入力装置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及び圧力検出モジュール４００は、ディスプレイモジュール２００の前面に付着されてもよい。これにより、ディスプレイモジュール２００のディスプレイスクリーンを保護して、タッチセンサパネル１００のタッチ検出の感度を高めることができる。

【0037】

この時、圧力検出モジュール４００は、タッチ位置を検出するためのタッチセンサパネル１００と別個に動作することもできるので、例えば、圧力検出モジュール４００は、タッチ位置を検出するためのタッチセンサパネル１００と独立して圧力だけを検出するように構成されてもよい。また、圧力検出モジュール４００は、タッチ位置を検出するためのタッチセンサパネル１００と結合してタッチ圧力を検出するように構成されてもよい。例えば、タッチ位置を検出するためのタッチセンサパネル１００に含まれた駆動電極ＴＸと受信電極ＲＸのうち少なくとも一つの電極は、タッチ圧力を検出するのに用いられてもよい。

【0038】

図３において、圧力検出モジュール４００は、タッチセンサパネル１００と結合してタッチ圧力を検出できる場合を例示する。図３において、圧力検出モジュール４００は、前記タッチセンサパネル１００とディスプレイモジュール２００との間を離隔させるスペーサ層４２０を含む。圧力検出モジュール４００は、スペーサ層４２０を通じてタッチセンサパネル１００と離隔した基準電位層を含んでもよい。この時、ディスプレイモジュール２００は、基準電位層として機能することができる。

【0039】

基準電位層は、駆動電極ＴＸと受信電極ＲＸとの間に生成された静電容量１０１に変化を引き起こさせるようにする任意の電位を有してもよい。例えば、基準電位層は、グランド（ｇｒｏｕｎｄ）電位を有するグランド層であってもよい。基準電位層は、ディスプレイモジュール２００のグランド（ｇｒｏｕｎｄ）層であってもよい。この時、基準電位層は、タッチセンサパネル１００の２次元平面と平行した平面を有してもよい。

【0040】

図３に示されたように、タッチセンサパネル１００と基準電位層であるディスプレイモジュール２００とは、離隔して位置する。この時、タッチセンサパネル１００とディスプレイモジュール２００の接着方法の差によって、タッチセンサパネル１００とディスプレイモジュール２００との間のスペーサ層４２０は、エアギャップ（ａｉｒ ｇａｐ）で具現されてもよい。

【0041】

この時、タッチセンサパネル１００とディスプレイモジュール２００とを固定するために、両面接着テープ４３０（ＤＡＴ：Ｄｏｕｂｌｅ Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ｔａｐｅ）が用いられてもよい。例えば、タッチセンサパネル１００とディスプレイモジュール２００は、それぞれの面積が重ねられた形態であり、タッチセンサパネル１００とディスプレイモジュール２００それぞれの端領域において両面接着テープ４３０を介して二つの層が接着されるが、残りの領域においてタッチセンサパネル１００とディスプレイモジュール２００とが所定の距離ｄに離隔されてもよい。

【0042】

一般的に、タッチセンサパネル１００の撓みなしにタッチ表面をタッチする場合でも、駆動電極ＴＸと受信電極ＲＸとの間の静電容量１０１：Ｃｍが変化する。すなわち、タッチセンサパネル１００に対するタッチの際に、相互静電容量Ｃｍ：１０１が基本相互静電容量に比べて減少する。これは指のような導体である客体がタッチセンサパネル１００に近接した場合、客体がグランドＧＮＤの役割をして相互静電容量Ｃｍ：１０１のフリンジング静電容量（ｆｒｉｎｇｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）が客体に吸収されるためである。基本相互静電容量は、タッチセンサパネル１００に対するタッチがない場合に、駆動電極ＴＸと受信電極ＲＸとの間の相互静電容量の値である。

【0043】

タッチセンサパネル１００のタッチ表面である上部表面を客体でタッチする際に圧力が加えられた場合、タッチセンサパネル１００が撓む。この時、駆動電極ＴＸと受信電極ＲＸとの間の相互静電容量１０１：Ｃｍの値はさらに減少する。これは、タッチセンサパネル１００が撓んでタッチセンサパネル１００と基準電位層との間の距離がｄからｄ’に減少することによって、前記相互静電容量１０１：Ｃｍのフリンジング静電容量が客体だけでなく基準電位層にも吸収されるためである。タッチの客体が不導体である場合には、相互静電容量Ｃｍの変化は、単にタッチセンサパネル１００と基準電位層との間の距離変化ｄ−ｄ’のみに起因してもよい。

【0044】

以上で詳しく見たように、ディスプレイモジュール２００上にタッチセンサパネル１００及び圧力検出モジュール４００を含んでタッチ入力装置１０００を構成することによって、タッチ位置だけでなくタッチ圧力を同時に検出することができる。

【0045】

しかし、図３に示されたように、タッチセンサパネル１００だけでなく圧力検出モジュール４００までディスプレイモジュール２００の上部に配置させる場合、ディスプレイモジュールのディスプレイ特性が低下する問題点が発生する。特に、ディスプレイモジュール２００の上部にエアギャップ４２０を含む場合に、ディスプレイモジュールの視認性及び光透過率が低下することがある。

【0046】

したがって、このような問題点が発生することを防止するために、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との間にエアギャップを配置せずに、ＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）のような接着剤でタッチセンサパネル１００とディスプレイモジュール２００とが完全ラミネーション（ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）されてもよい。

【0047】

図４は、本発明の第２実施形態によるタッチ入力装置の断面図である。本発明の第２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る。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、及び光透過性が向上してもよい。

【0048】

図４及び図５、そしてこれを参照した説明において、本発明の第２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したものを例示するが、本発明の第２実施形態によるタッチ入力装置１０００は、タッチセンサパネル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いてもよい。より具体的に、図４及び図５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が、本発明の第２実施形態に用いられてもよい。

【0049】

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（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。

【0050】

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。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が遮断されてもよい。

【0051】

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及び回路基板３１０を覆うように、カバー３２０が形成されてもよい。

【0052】

本発明の第２実施形態によるタッチ入力装置１０００は、タッチセンサパネル１００を通じ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との間に圧力検出モジュール４００を配置してタッチ圧力を検出することができる。この時、タッチセンサパネル１００は、ディスプレイモジュール２００の内部又は外部に位置することができる。圧力検出モジュール４００は、例えば、エアギャップ（ａｉｒ ｇａｐ）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５ないし図７ｂを参照して詳しく見てみる。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（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）で満たされてもよい。

【0053】

図５は、本発明の第２実施形態によるタッチ入力装置の斜視図である。図５に示されたように、本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００において、圧力検出モジュール４００は、ディスプレイモジュール２００と基板３００を離隔させるスペーサ層４２０、及びスペーサ層４２０内に位置する電極４５０及び４６０を含んでもよい。以下で、タッチセンサパネル１００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電極４５０及び４６０を圧力電極４５０及び４６０と指称する。この時、圧力電極４５０及び４６０は、ディスプレイパネルの前面でない後面に含まれるので、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。

【0054】

この時、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接着テープ４４０が形成されてもよい。図５において、接着テープ４４０は基板３００のすべての縁（例えば、四角形の４辺）に形成されたものが図示されているが、接着テープ４４０は基板の縁のうち少なくとも一部（例えば、四角形の３辺）にのみ形成されてもよい。実施形態により、接着テープ４４０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。接着テープ４４０は、基板３００とディスプレイモジュール２００を同一の電位に作るために伝導性テープであってもよい。また、接着テープ４４０は、両面接着テープであってもよい。本発明の実施形態において、接着テープ４４０は、弾性の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、接着テープ４４０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。

【0055】

図６ａは、本発明の第１実施形態による圧力電極パターンを含むタッチ入力装置の断面図である。図６ａに示されたように、本発明の第１実施形態による圧力電極４５０、４６０は、スペーサ層４２０内として基板３００上に形成されてもよい。

【0056】

圧力検出のための圧力電極は、第１電極４５０と第２電極４６０とを含んでもよい。この時、第１電極４５０と第２電極４６０のうち、いず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獲得することができる。電圧が印加されると、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てもよい。

【0057】

図６ｂは、図６ａ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’に減少する。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する。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。

【0058】

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は、圧力を印加するタッチによって撓み得る。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が撓むとき、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の縁や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。

【0059】

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。したがって、基板３００と圧力電極４５０、４６０が短絡（ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ）することを防止するために、圧力電極４５０、４６０は絶縁層４７０上に形成されてもよい。図８は、本発明の実施形態による圧力電極の付着構造を例示する。図８（ａ）を参照して説明すると、圧力電極４５０、４６０は、基板３００上に第１絶縁層４７０を位置させた後、圧力電極４５０、４６０を形成して構成されてもよい。また、実施形態により圧力電極４５０、４６０が形成された第１絶縁層４７０を基板３００上に付着して形成することができる。また、実施形態により圧力電極は、基板３００又は基板３００上の第１絶縁層４７０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。

【0060】

また、ディスプレイモジュール２００の下部面がグランド電位を有する場合、基板３００上に位置した圧力電極４５０、４６０とディスプレイモジュール３００とが短絡するのを防止するために、圧力電極４５０、４６０は追加の第２絶縁層４７１で圧力電極４５０、４６０を覆うことができる。また、第１絶縁層４７０上に形成された圧力電極４５０、４６０を追加の第２絶縁層４７１で覆った後、一体型で基板３００上に付着して圧力検出モジュール４００を形成することができる。

【0061】

図８（ａ）を参照して説明された圧力電極４５０、４６０の付着構造及び方法は、圧力電極４５０、４６０がディスプレイモジュール２００に付着する場合にも適用されてもよい。圧力電極４５０、４６０がディスプレイモジュール２００に付着する場合は、図６ｃと関連してさらに詳しく説明される。

【0062】

また、タッチ入力装置１０００の種類及び／又は具現方式により、圧力電極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てもよい。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、また別の絶縁層（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、圧力電極である第１電極４５０と第２電極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のを防止することができる。

【0063】

以上で説明した圧力電極４５０、４６０の形成及び付着方法は、以下の実施形態にも同様に適用されてもよい。

【0064】

図６ｃは、本発明の第２実施形態による圧力電極を含むタッチ入力装置の断面図である。第１実施形態において、圧力電極４５０、４６０が基板３００上に形成されたこと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はグラ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が減少して、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。

【0065】

図６ｄは、本発明の第１実施形態による圧力電極パターンを例示する。図６ｄでは、第１電極４５０と第２電極４６０とが基板３００上に形成された場合を示す。第１電極４５０と第２電極４６０との間の静電容量は、ディスプレイモジュール２００の下部面と圧力電極４５０、４６０との間の距離によって変わり得る。

【0066】

図６ｅは、本発明の第２実施形態による圧力電極パターンを例示する。図６ｅにおいて、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た場合を示す。

【0067】

図６ｆ及び図６ｇは、本発明の実施形態に適用され得る圧力電極パターン４５０、４６０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ってもよい。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６ｆ及び図６ｇ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。

【0068】

第１実施形態と第２実施形態において、第１電極４５０と第２電極４６０は、同一の層に形成されたもので示されているが、第１電極４５０と第２電極４６０は、実施形態により互いに異なる層に具現されても構わない。図８（ｂ）は、第１電極４５０と第２電極４６０とが互いに異なる層に具現された場合の付着構造を例示する。図８（ｂ）に例示されたように、第１電極４５０は第１絶縁層４７０上に形成され、第２電極４６０は第１電極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電極４６０は第３絶縁層４７２で覆われてもよい。この時、第１電極４５０と第２電極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）するように具現されてもよい。例えば、第１電極４５０と第２電極４６０とは、図１を参照して説明されたタッチセンサパネル１００に含まれた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以上の自然数であってもよい。

【0069】

第１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又は基板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。

【0070】

例えば、図６ａ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。これは、図６ｃと関連した実施形態にも同様に適用されてもよい。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、くし形状又はフォーク形状を有する必要はなく、図７ｂ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。

【0071】

図８（ｃ）は、圧力電極が第１電極４５０のみを含んで具現された場合の付着構造を例示する。図８（ｃ）に例示されたように、第１電極４５０は、基板３００又はディスプレイモジュール２００上に位置した第１絶縁層４７０上に形成されてもよい。また、実施形態により第１電極４５０は第２絶縁層４７１で覆われてもよい。

【0072】

図７ａは、本発明の第３実施形態による圧力電極を含むタッチ入力装置の断面図である。本発明の第３実施形態による圧力電極４５０、４６０は、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てもよい。

【0073】

圧力検出のための圧力電極パターンは、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７ａにおいては、第１電極４５０が基板３００上に形成され、第２電極４６０がディスプレイモジュール２００の下部面上に形成されたことを例示する。

【0074】

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及び第２電極４６０との間の距離ｄが減少する。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する。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。

【0075】

図７ｂは、本発明の第３実施形態による圧力電極パターンを例示する。図７ｂでは、第１電極４５０が基板３００の上部面上に形成され、第２電極４６０がディスプレイモジュール２００の下部面に形成されたことが示される。図７ｂに示されたように、第１電極４５０と第２電極４６０とが互いに異なる層に形成されるので、第１実施形態と第２実施形態とは異なり、第１電極４５０及び第２電極４６０は、くし形状又はフォーク形状を有する必要はなく、板形状（例えば、四角板形状）を有してもよい。

【0076】

図８（ｄ）は、第１電極４５０が基板３００上に付着し、第２電極４６０がディスプレイモジュール２００に付着した場合の付着構造を例示する。図８（ｄ）に例示されたように、第１電極４５０は、基板３００上に形成された第１絶縁層４７０−２上に位置し、第１電極４５０は第２絶縁層４７１−２によって覆われていてもよい。また、第２電極４６０はディスプレイモジュール２００の下部面上に形成された第１絶縁層４７０−１上に位置し、第２電極４６０は第２絶縁層４７１−１によって覆われていてもよい。

【0077】

図８（ａ）と関連して説明されたことと同様に、圧力電極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す場合、図８（ａ）ないし図８（ｄ）において第１絶縁層４７０、４７０−１、４７０−２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、グランド電極（図示せず）と圧力電極４５０、４６０が付着する基板３００又はディスプレイモジュール２００の間には、追加の絶縁層（図示せず）をさらに含んでもよい。

【0078】

以上で詳しく見たように、本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００は、圧力電極４５０、４６０で発生する静電容量の変化を感知する。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、圧力検出モジュール４００の動作のためのタッチセンシングＩＣを追加で含むことも可能である。このような場合、図１に示されたように、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ようになるので、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。

【0079】

実施形態により、圧力検出モジュール４００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通じて駆動信号が印加され、感知信号の入力を受けてタッチ圧力を検出することができる。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。

【0080】

このために、本発明の実施形態によるタッチ入力装置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共に圧力検出モジュール４００のスキャニングを遂行するようにしたり、又は、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モジュール４００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。

【0081】

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、又は、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。圧力電極パターン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、圧力電極パターン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。例えば、図５に示されたように、第１電極４５０と第２電極４６０からそれぞれ電気的に延びる伝導性トレース４５１及び４６１は、第２ＰＣＢ２１０などを通じてタッチセンシングＩＣ１５０まで電気的に連結されてもよい。

【0082】

図９ａ及び図９ｂは、本発明の第２実施形態による圧力電極の付着方法を例示する。図９ａ及び図９ｂでは、本発明の実施形態による圧力電極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場合を示す。図９ａ及び図９ｂ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。

【0083】

図９ａ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、圧力電極４５０、４６０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、図９ａにおいては、第１電極４５０と第２電極４６０が絶縁層４７０上に製作された場合を例示する。圧力電極４５０、４６０は絶縁層４７０上に形成され、一体型シート（ｓｈｅｅｔ）としてディスプレイモジュール２００の下部面に付着されてもよい。第２ＰＣＢ２１０上には、圧力電極パターン４５０、４６０をタッチセンシングＩＣ１５０など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。これに対する詳細な説明は、図１０ａないし図１０ｃを参照して説明する。

【0084】

図９ｂ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に一定の面積２１１を割愛して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など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もよい。

【0085】

図１０ａないし図１０ｃは、本発明の第２実施形態による圧力電極をタッチセンシングＩＣ１５０に連結する方法を例示する。図１０ａないし図１０ｃ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。

【0086】

図１０ａ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１０ａ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２２１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２２１を通じてタッチ入力装置１０００の作動のためにＣＰＵ又はＡＰと信号をやり取りすることができる。

【0087】

この時、図１０ａにおいては、圧力電極４５０が図９ｂ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９ａに例示されたような方式で付着し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。

【0088】

図１０ｂ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４７１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１０ｂにおいて、圧力電極４５０、４６０は、第３コネクタ４７１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２２１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ＰＣＢ２１１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は絶縁層４７０上に形成され、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４７１を通じてメインボードまで連結されてもよい。

【0089】

図１０ｃにおいて、圧力電極４５０、４６０が第４コネクタ４７２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１０ｃにおいて、圧力電極４５０、４６０は、第４コネクタ４７２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４７２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４７２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ＰＣＢ２１１上に印刷されてもよい。第２ＰＣＢ２１０と追加のＰＣＢ２１１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は絶縁層４７０上に形成され、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４７２を通じて第１ＰＣＢ１６０まで連結されてもよい。

【0090】

図１０ｂ及び図１０ｃ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されてもよい。

【0091】

図１０ａないし図１０ｃ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（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されてもよい。図１０ａないし図１０ｃ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。

【0092】

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及び受信電極は、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であり得る。

【0093】

図１１ａないし図１１ｃは、本発明の実施形態による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１１ａ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１１ｂでは、第１電極４５０は２個のチャネル４５０−１、４５０−２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１１ｃでは、第１電極４５０−１ないし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。

【0094】

図１１ａないし図１１ｃは、圧力電極が単数又は複数のチャネルを構成する場合を例示して、多様な方法で圧力電極が単数又は複数のチャネルで構成されてもよい。図１１ａないし図１１ｃ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１０ａないし図１０ｃ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。

【0095】

図１２は、本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００のタッチ表面中心部を非伝導性客体で加圧する実験を遂行し、客体のグラム重量（ｇｒａｍ ｆｏｒｃｅ）に伴う静電容量の変化量を表示するグラフである。図１２から分かるように、本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００のタッチ表面中心部を加圧する力が大きくなるほど、圧力検出モジュール４００に含まれた圧力電極パターン４５０、４６０の静電容量の変化量が大きくなることが分かる。

【0096】

以上においては、圧力検出モジュール４００として静電容量方式の検出モジュールが説明されたが、本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００は、圧力検出モジュール４００としてスペーサ層４２０及び圧力電極４５０、４６０を用いる場合であれば、任意の方式の圧力検出モジュールを用いることができる。

【0097】

以上において実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の一つの実施形態に含まれ、必ずしも一つの実施形態にのみ限定される訳ではなく、さらに、各実施形態において例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野における通常の知識を有する者によって他の実施形態に対しても組み合わせ、又は変形されて実施可能である。したがって、このような組み合わせと変形に関係した内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されなければならないだろう。

【0098】

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徴を外れない範囲で、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】

【0099】

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
４５０、４６０ 電極

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図2c】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図6d】

【図6e】

【図6f】

【図6g】

【図7a】

【図7b】

【図8】

【図9a】

【図9b】

【図10a】

【図10b】

【図10c】

【図11a】

【図11b】

【図11c】

【図12】