特許 6290953 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(B2)

(11)【特許番号】6290953

(24)【登録日】2018年2月16日

(45)【発行日】2018年3月7日

(54)【発明の名称】タッチ入力装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20180226BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20180226BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 512

   G06F3/041 422

   G06F3/041 522

   G06F3/041 600

   G06F3/044 120

【請求項の数】7

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2016-52787(P2016-52787)

(22)【出願日】2016年3月16日

(62)【分割の表示】特願2015-58247(P2015-58247)の分割

【原出願日】2015年3月20日

(65)【公開番号】特開2016-136414(P2016-136414A)

(43)【公開日】2016年7月28日

【審査請求日】2016年3月17日

【審判番号】不服2017-769(P2017-769/J1)

【審判請求日】2017年1月19日

(31)【優先権主張番号】10-2014-0034169

(32)【優先日】2014年3月24日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2014-0055732

(32)【優先日】2014年5月9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】ユン・サンシク

(72)【発明者】

【氏名】キム・セヨプ

(72)【発明者】

【氏名】キム・ボンギ

【合議体】

【審判長】 和田 志郎

【審判官】 新川 圭二

【審判官】 山澤 宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２７２８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１００３６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

G06F 3/014-3/044

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

客体がタッチされるタッチ表面を形成するガラス層と、
前記ガラス層下部に配置され、複数の受信電極を含むタッチセンサと、
ディスプレイパネルと、
基準電位層と、
駆動部と、
検出部と、
を含み、
前記タッチセンサは、前記ディスプレイパネルと完全ラミネーションされ、
前記客体によってタッチ圧力が印加されれば、前記タッチセンサ及び前記ディスプレイパネルが撓み、
前記基準電位層は、前記タッチセンサの下部に配置され、
前記受信電極から検出され、前記客体が前記タッチセンサに近接することによって変わる第１静電容量に基づいてタッチ位置を検出し、
前記受信電極から検出され、前記タッチセンサと前記基準電位層との間の距離によって変わる第２静電容量に基づいて前記タッチ圧力の大きさを検出し、
前記複数の受信電極のうち、前記タッチ圧力の大きさを検出する受信電極から前記タッチ位置も検出し、
前記駆動部は、駆動電極としても機能する前記受信電極に駆動信号を印加し、
前記検出部は、前記第１静電容量に対する情報及び前記第２静電容量に対する情報を含む信号を前記受信電極から受信する、タッチ入力装置。

【請求項2】

前記基準電位層は、前記タッチ圧力が印加されるとき、撓みがない位置に配置される、請求項１に記載のタッチ入力装置。

【請求項3】

前記撓みがない位置は、前記タッチセンサ及び前記ディスプレイパネルよりも相対的に撓みが小さい位置である、請求項２に記載のタッチ入力装置。

【請求項4】

客体がタッチされるタッチ表面を形成するガラス層と、
前記ガラス層下部に配置され、複数の受信電極を含むタッチセンサと、
ディスプレイパネルと、
基準電位層と、
駆動部と、
検出部と、
を含み、
前記タッチセンサは、前記ディスプレイパネルの内部に配置され、
前記客体によってタッチ圧力が印加されれば、前記タッチセンサ及び前記ディスプレイパネルが撓み、
前記基準電位層は、前記タッチセンサの下部に配置され、
前記受信電極から検出され、前記客体が前記タッチセンサに近接することによって変わる第１静電容量に基づいてタッチ位置を検出し、
前記受信電極から検出され、前記タッチセンサと前記基準電位層との間の距離によって変わる第２静電容量に基づいて前記タッチ圧力の大きさを検出し、
前記複数の受信電極のうち、前記タッチ圧力の大きさを検出する受信電極から前記タッチ位置も検出し、
前記駆動部は、駆動電極としても機能する前記受信電極に駆動信号を印加し、
前記検出部は、前記第１静電容量に対する情報及び前記第２静電容量に対する情報を含む信号を前記受信電極から受信する、タッチ入力装置。

【請求項5】

前記基準電位層は、前記タッチ圧力が印加されるとき、撓みがない位置に配置される、請求項４に記載のタッチ入力装置。

【請求項6】

前記撓みがない位置は、前記タッチセンサ及び前記ディスプレイパネルよりも相対的に撓みが小さい位置である、請求項５に記載のタッチ入力装置。

【請求項7】

前記駆動信号供給部は、駆動電極としても機能する前記受信電極に駆動信号を印加し、
前記検出部は、第１時間区間に前記第１静電容量に対する情報を含む信号を前記受信電極から受信し、第２時間区間に前記第２静電容量に対する情報を含む信号を前記受信電極から受信する、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タッチ入力装置に関するもので、より詳しくは、ノイズ（ｎｏｉｓｅ）の影響を減らしてタッチ入力装置のタッチ表面に対するタッチ位置検出時に誤差を最小化にしつつも、タッチ圧力の大きさもまた正確に検出できる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容易で手軽な操作により、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）を含んでもよい。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てタッチ−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。タッチスクリーンは、使用者が指などでディスプレイスクリーンを単純に接触することにより、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、タッチスクリーンは、ディスプレイスクリーン上の接触及び接触位置を認識し、コンピューティングシステムはこのような接触を解釈することにより、これに従い演算を行うことができる。

【0004】

この時、タッチ入力装置のタッチ表面に対するタッチ位置とともにタッチ圧力を検出しつつ、ノイズの影響を最小化にして誤差を減らすことができる技法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】

本発明の実施形態では、タッチ表面に対するタッチ位置とともにタッチ圧力をすべて検出できるタッチ検出方法、及びこれを遂行するタッチセンサパネル、タッチ検出器及びタッチ入力装置を提供する。

【0006】

また、本発明の実施形態では、ノイズ遮蔽効果を高めてタッチ位置の検出誤差を減らすことができるタッチ検出方法、及びこれを遂行するタッチセンサパネル、タッチ検出器及びタッチ入力装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の実施形態によるタッチ入力装置は、 複数のタッチ電極を含むタッチセンサと、ディスプレイパネルと、基準電位層と、を含み、前記タッチセンサは、前記ディスプレイパネルと完全ラミネーションされ、タッチ圧力が印加されれば、前記タッチセンサ及び前記ディスプレイパネルが撓み、前記基準電位層は、前記タッチセンサと離隔されて配置され、前記タッチ電極から検出され、客体が前記タッチセンサに近接することによって変わる第１静電容量に基づいてタッチ位置を検出し、前記タッチ電極から検出され、前記タッチセンサと前記基準電位層との間の距離によって変わる第２静電容量に基づいて前記タッチ圧力の大きさを検出することができる。

【0008】

本発明の実施形態によるタッチ入力装置は、 複数のタッチ電極を含むタッチセンサと、ディスプレイパネルと、基準電位層と、を含み、前記タッチセンサは、前記ディスプレイパネルの内部に配置され、タッチ圧力が印加されれば、前記タッチセンサ及び前記ディスプレイパネルが撓み、前記基準電位層は、前記タッチセンサと離隔されて配置され、前記タッチ電極から検出され、客体が前記タッチセンサに近接することによって変わる第１静電容量に基づいてタッチ位置を検出し、前記タッチ電極から検出され、前記タッチセンサと前記基準電位層との間の距離によって変わる第２静電容量に基づいて前記タッチ圧力の大きさを検出することができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明の実施形態によれば、タッチ表面に対するタッチ位置とともにタッチ圧力をすべて検出できるタッチ検出方法、及びこれを遂行するタッチセンサパネル、タッチ検出器及びタッチ入力装置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、ノイズ遮蔽効果を高めてタッチ位置の検出誤差を減らすことができるタッチ検出方法、及びこれを遂行するタッチセンサパネル、タッチ検出器及び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1】本発明の実施形態によるタッチ入力装置の構造図である。

【図2】本発明の実施形態によるタッチ入力装置に圧力が加えられる時の状態を示す断面図である。

【図3】本発明の実施形態によるタッチ入力装置の断面図である。

【図4a】本発明の実施形態によるタッチ入力装置の駆動信号供給部の回路図を例示する。

【図4b】本発明の実施形態によるタッチ入力装置の感知部の回路図を例示する。

【図4c】本発明の実施形態によるタッチ入力装置のインピーダンス調節部の回路図を例示する。

【図5】本発明の実施形態によるタッチ入力装置の電極の第１構成例を示す。

【図6】本発明の実施形態によるタッチ入力装置の電極の第２構成例を示す。

【図7】本発明の実施形態によるタッチ入力装置の電極の第３構成例を示す。

【図8】本発明の実施形態によるタッチ入力装置の電極の第４構成例を示す。

【図9】本発明の実施形態によるタッチ検出方法のフローチャートである。

【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示す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。

【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タッチ入力装置及びタッチ検出方法を説明する。

【0014】

図１は、本発明の実施形態によるタッチ入力装置の構造図である。図１を参照すると、本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００は、複数の第１電極、複数の第２電極及び複数の第３電極を含むタッチセンサパネル１００、複数の第１電極に駆動信号を印加する駆動信号供給部２００、及び複数の第２電極から前記タッチセンサパネルのタッチ表面に対するタッチにより変わる静電容量に対する情報を含む第１信号の入力を受け、前記タッチセンサパネルのタッチ表面に対するタッチ位置及びタッチ圧力を検出できるようにする感知部３００を含んでもよい。

【0015】

一般的に、タッチセンサパネル１００は、複数の駆動電極（Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）Ｔと複数の受信電極（Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）Ｒを含んでもよい。以下の説明及び添付される図面では、タッチセンサパネル１００の複数の駆動電極Ｔと複数の受信電極Ｒは、直交アレイを構成することで示されているが、本発明はこれに限定されず、複数の駆動電極Ｔと複数の受信電極Ｒが、対角線、同心円及び三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、複数の駆動電極Ｔ及び複数の受信電極Ｒの個数は正の整数であって、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。本発明の一部の実施形態において、複数の駆動電極Ｔと複数の受信電極Ｒの個数は、それぞれ４個で例示される。

【0016】

複数の駆動電極Ｔと複数の受信電極Ｒ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Ｔは、第１軸方向に延びる複数の駆動電極Ｔを含み、受信電極Ｒは、第１軸方向と交差する第２方向に延びる複数の受信電極Ｒ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Ｔと複数の受信電極Ｒ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Ｔと複数の受信電極Ｒは、絶縁膜（図３の１３０）の同一の面に形成されてもよい。また、複数の駆動電極Ｔと複数の受信電極Ｒ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Ｔと複数の受信電極Ｒは、一つの絶縁膜（図３の１３０）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Ｔは第１絶縁膜（図３の１１０）の一面に、そして複数の受信電極Ｒは前記第１絶縁膜と異なる第２絶縁膜（図３の１３０）の一面上に形成されてもよい。

【0018】

複数の駆動電極Ｔと複数の受信電極Ｒは、透明伝導性物質（例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）又はＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ））などで形成されてもよい。しかし、これは単に例示に過ぎず、駆動電極Ｔ及び受信電極Ｒは、他の透明伝導性物質又は銅などの不透明伝導性物質から構成されてもよい。本発明の実施形態において、駆動電極Ｔは図５ないし図８と関連して説明される第１電極Ｔに対応し、受信電極Ｒは第２電極Ｒに対応し、実施形態により駆動電極Ｔ及び受信電極Ｒは、それぞれ第３電極Ｃを含んでもよい。本願明細書において第３電極Ｃは、第１電極Ｔ及び／又は第２電極と同一の物質及び工程によって形成されてもよい。

【0019】

本発明の実施形態によるタッチセンサパネル１００は、複数の第３電極Ｃをさらに含んでもよいので、これに対しては図５ないし図８と関連してさらに詳しく説明されるだろう。

【0020】

本発明の実施形態による駆動信号供給部２００は、駆動信号を駆動電極Ｔに印加することができる。本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００において、駆動信号は複数の駆動電極に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、再び反復的に成されてもよい。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。この時、感知部３００は、受信電極Ｒを通じて静電容量に関する情報を含む信号を受信することによって、静電容量の変化量を感知することができる。このように、複数の駆動電極Ｔに印加された駆動信号を受信電極Ｒ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）すると指称することができる。

【0021】

指又はスタイラスペンのような客体がタッチセンサパネル１００に近接する場合、駆動電極Ｔと受信電極Ｒを通じた静電容量の値が変更されてもよい。このような電気的な特性を感知部３００で感知して、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感知することができる。例えば、第１軸と第２軸からなる二次元平面において、タッチセンサパネル１００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。本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００では、タッチ圧力もまた感知することができる。

【0022】

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Ｔを検出することにより、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に対するタッチ時に受信電極Ｒ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り、タッチの第１軸方向の位置を検出することができる。

【0023】

本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００は、タッチセンサパネル１００、駆動信号供給部２００、及び感知部３００の動作を制御することができる制御部４００をさらに含んでもよい。タッチセンサパネル１００と制御部４００に対しては、追って図２ないし図８と関連してさらに詳しく説明する。

【0024】

以下では、図２を参照して、タッチセンサパネル１００に対するタッチ時、タッチ位置及び／又はタッチ圧力を感知する原理について詳しく見てみる。

【0025】

図２は、本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００に圧力が加えられる時の状態を示す断面図である。本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００は、ディスプレイパネル６００を含んで構成されてもよい。本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００のタッチセンサパネル１００は、ディスプレイパネル６００の上部又は内部に配置されてもよい。図２では、タッチセンサパネル１００がディスプレイパネル６００の上部に配置されたことを示しているが、これは単に例示に過ぎず、タッチセンサパネル１００の位置は、これに限定されない。本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００のタッチセンサパネル１００が形成され得るディスプレイパネル６００は、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、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。図２において図面符号６００は、ディスプレイパネルと例示されているが、該当構成は任意の基板で構成されてもよい。

【0026】

図２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は、基準電位層７００を含んでもよい。基準電位層７００は、本発明の実施形態によるタッチセンサパネル１００に含まれた駆動電極Ｔ及び受信電極Ｒ、そして追って説明される第３電極Ｃと離隔して配置されてもよい。図２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パネル１００がディスプレイパネル６００と結合して形成される場合、基準電位層７００はディスプレイパネル６００のグランド（ｇｒｏｕｎｄ）層であってもよい。この時、基準電位層７００は、タッチセンサパネル１００の二次元平面と平行な平面を有してもよい。また、基準電位層７００は、タッチセンサパネル１００の二次元平面と平行な平面上に特定パターンで形成されることも可能である。

【0027】

図２に示されたように、タッチセンサパネル１００とディスプレイパネル６００とは離隔して位置する。この時、タッチセンサパネル１００とディスプレイパネル６００の接着方法の相違によって、タッチセンサパネル１００とディスプレイパネル６００との間の空間は、エアギャップ（ａｉｒ ｇａｐ）が存在するか、もしくは特定の物質又は接着剤で満たされてもよい。

【0028】

図２においては、タッチセンサパネル１００と基準電位層７００との間にはエアギャップ５００が存在することが例示されている。この時、タッチセンサパネル１００とディスプレイパネル６００とを固定するために、両面接着テープ５１０（ＤＡＴ：Ｄａｕｂｌｅ Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ｔａｐｅ）が用いられてもよい。例えば、タッチセンサパネル１００とディスプレイパネル６００は、それぞれの面積が積み重ねられた形態であり、タッチセンサパネル１００とディスプレイパネル６００それぞれの端領域において両面接着テープ５１０を通じ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とディスプレイパネル６００とが所定の距離ｄに離隔されてもよい。この時、図２においては、基準電位層７００がディスプレイパネル６００とタッチセンサパネル１００との間に位置し、タッチセンサパネル１００と基準電位層７００が距離ｄほど離隔されたことが例示されている。

【0029】

図２に示されたように、タッチセンサパネル１００のタッチ表面を客体９００でタッチする時、圧力が加えられた場合の状態を示す。図２では説明の便宜のために、タッチ圧力によるタッチセンサパネル１００の撓みが誇張されて表示された。

【0030】

一般的に、タッチセンサパネル１００のタッチ表面を、表面の撓みなしにタッチする場合でも、駆動電極Ｔと受信電極Ｒとの間の相互静電容量（Ｃｍ）１０１が変化する。すなわち、タッチセンサパネル１００に対するタッチ時に相互静電容量（Ｃｍ）１０１が基本相互静電容量に比べて減少してもよい。これは、指のような導体である客体９００がタッチセンサパネル１００に近接した場合、客体９００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９００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Ｔと受信電極Ｒとの間の相互静電容量の値である。

【0031】

図２に示されたように、タッチセンサパネル１００のタッチ表面を客体９００でタッチ時に圧力が加えられた場合、タッチセンサパネル１００が撓んでもよい。この時、駆動電極Ｔと受信電極Ｒとの間の相互静電容量（Ｃｍ）１０１の値は、さらに減少してもよい。これは、タッチセンサパネル１００が撓んで基準電位層７００との距離がｄからｄ’に減少することによって、前記相互静電容量（Ｃｍ）１０１のフリンジング静電容量が、客体９００だけでなく基準電位層７００にも吸収されるためである。タッチ客体９００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７００との間の距離の変化（ｄ−ｄ’）にのみ起因してもよい。

【0032】

また、駆動電極Ｔ及び受信電極Ｒのそれぞれと基準電位層７００との間に、自己静電容量（ｓｅｌｆ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）（Ｃｓ）１０２が形成されてもよい。すなわち、駆動電極Ｔとグランドとの間に生成される静電容量、そして受信電極Ｒとグランドとの間に生成される静電容量、それぞれが自己静電容量である。タッチセンサパネル１００に対するタッチ時に圧力が印加されない場合には、自己静電容量（Ｃｓ）１０２の値は変わらない。これは、タッチ客体９００が導体でも不導体でも関係がない。

【0033】

しかし、図２に示されたように、タッチセンサパネル１００のタッチ表面を客体９００でタッチ時に圧力が加えられた場合、タッチセンサパネル１００が撓んでもよい。この時、タッチセンサパネル１００が基準電位層７００との距離が近くなった領域の自己静電容量（Ｃｓ）１０２の値は増加してもよい。これは、Ｃｓ’１０２で図面に示される。これは、タッチセンサパネル１００が撓んで基準電位層７００との距離がｄからｄ’に減少するためである。

【0034】

図２では、ディスプレイパネル６００とタッチセンサパネル１００との間がエアギャップ５００で満たされ、タッチセンサパネル１００に圧力が印加される時、タッチセンサパネル１００のみ撓んでディスプレイパネル６００は撓まない場合について説明した。この時、エアギャップ５００は必ずしも空気で満たされる必要はなく、フレキシブルな任意の物質で満たされてもよい。すなわち、タッチセンサパネル１００が撓んでも基準電位層７００は撓まないので、タッチセンサパネル１００に圧力が加えられる時、タッチ圧力が加えられた領域においてタッチセンサパネル１００と基準電位層７００との間の距離が変わってもよい。したがって、基準電位層７００とタッチセンサパネル１００との間の距離の変化に伴う相互静電容量（Ｃｍ）１０１及び／又は自己静電容量（Ｃｓ）１０２の変化量を測定することによって、タッチ位置及び／又はタッチ圧力の大きさを検出することができる。

【0035】

本発明の実施形態によるタッチ位置及び／又はタッチ圧力の大きさを検出する技法は、図２とは異なり、ディスプレイパネル６００とタッチセンサパネル１００が接着剤で完全ラミネーション（ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）された場合にも適用することができる。このような場合、タッチセンサパネル１００のタッチ表面にタッチ圧力が加えられる場合、タッチセンサパネル１００だけでなくディスプレイパネル６００まで同時に撓むので、図２に示されたような位置に配置された基準電位層７００とタッチセンサパネル１００との間の距離の変化に伴う相互静電容量（Ｃｍ）１０１及び／又は自己静電容量（Ｃｓ）１０２を測定することによって、タッチ位置及び／又はタッチ圧力の大きさを検出することができない。

【0036】

しかし、このような場合には、基準電位層７００を図２に示されたような位置に配置せずに、タッチセンサパネル１００に対するタッチ圧力によりタッチセンサパネル１００が撓む場合でも撓みがない位置に基準電位層７００を配置することによって、本発明の実施形態によるタッチ圧力検出技法を適用することができる。したがって、本願発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００はタッチセンサパネル１００と離隔し、タッチセンサパネル１００に対するタッチ圧力にもかかわらず撓むことがないように構成された基準電位層７００を含んで構成されてもよい。本発明の実施形態による基準電位層７００は、必ずしもグランドである必要はなく、実施形態により、電極との距離によって相互静電容量及び／又は自己静電容量の変化を引き起こし得るようにする任意の電位を有してもよい。

【0037】

図３は、本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００の断面図である。図３では、図２に示されたタッチ入力装置１０００の断面図においてタッチセンサパネル１００を拡大して例示する。本発明の実施形態によるタッチセンサパネル１００は、第１絶縁膜１１０の一面上に形成された第１電極層１２０、第２絶縁膜１３０の一面上に形成された第２電極層１４０を含んで形成されてもよい。

【0038】

ここで、第１絶縁膜１１０と第２絶縁膜１３０は、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）のようなプラスチック材質の薄い透明フィルム（ｆｉｌｍ）からなってもよい。第３絶縁膜１５０の外部表面は、客体９００が接し得るタッチ表面を形成してもよい。また、図３では、第２電極層１４０がガラス（ｇｌａｓｓ）のような第３絶縁膜１５０に接着したことが例示されているが、これは単に例示に過ぎず、第３絶縁膜１５０と第２電極層１４０との間には、光学的透明接着剤（ＯＣＡ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ：図示せず）が位置して互いに接着されてもよい。また、実施形態により、第１電極層１２０と第２絶縁膜１３０との間にもＯＣＡ物質が位置して互いに接着されてもよい。

【0039】

本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００において、タッチセンサパネル１００は、第１電極Ｔ、第２電極Ｒ及び第３電極Ｃを含み、これら３種類の電極は、第１電極層１２０と第２電極層１４０に含まれてもよい。

【0040】

図４ａは、本発明の実施形態によるタッチ入力装置の駆動信号供給部の回路図を例示する。駆動信号供給部２００は、多様な形態で具現されてもよく、図４ａでは、駆動信号供給部２００の３つの互いに異なる回路図を示す。駆動信号供給部２００は、制御部４００に含まれた駆動制御信号生成部４２０で生成された駆動制御信号に対応して動作してもよい。駆動信号供給部２００は、駆動制御信号に対応して発生するクロック生成器からの信号をタッチセンサパネル１００の駆動電極ｔに駆動信号として印加する。

【0041】

第１駆動信号供給部２００−１において、クロック生成器から生成された信号は、デジタルバッファを通過した後、タッチセンサパネル１００に印加されてもよい。

【0042】

第２駆動信号供給部２００−２において、クロック生成器から生成された信号は、演算増幅器（ＯＰ−ａｍｐ）のようなアナログバッファを通過した後、タッチセンサパネル１００に印加されてもよい。この時、タッチセンサパネル１００に印加される信号は、第１駆動信号供給部２００−１の信号に比べて上昇・下降スロープ（ｓｌｏｐｅ）がシャープ（ｓｈａｒｐ）ではなく、ＥＭＩ（ＥｌｅｃｔｒｏＭａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）関連の特性を改善することができる。

【0043】

第３駆動信号供給部２００−３は、クロック生成器とアナログバッファとの間にフィルタをさらに含んでもよい。フィルタを通じてクロック生成器から生成された信号をサイン波（ｓｉｎｅ−ｗａｖｅ）で作った後、アナログバッファに入力されてもよい。この時、駆動信号Ｔを駆動するための周波数の信号のみタッチセンサパネル１００に伝達されるので、ＥＭＩ特性を非常に大きく改善することができる。

【0044】

図４ｂは、本発明の実施形態によるタッチ入力装置の感知部の回路図を例示する。感知部３００は、多様な形態で具現されてもよく、図４ｂでは、感知部３００の二つの互いに異なる回路図を示す。感知部３００は、制御部４００に含まれた感知制御信号生成部４３０で生成された感知制御信号に対応して動作することができる。感知部３００は、感知制御信号に対応して受信電極Ｒから信号を受信してタッチ位置／タッチ圧力を検出することができる。

【0045】

感知部３００は、キャパシタンスセンサ３１０及びＡＤＣ３２０を含んで構成されてもよい。キャパシタンスセンサ３１０は、増幅器３１１及び増幅器３１１の負（−）入力端と増幅器３１１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３１２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）又は基準電位（Ｖｒｅｆ）に接続されてもよい。また、キャパシタンスセンサ３１０は、帰還キャパシタ３１２と並列に連結されるリセットスイッチ３１３をさらに含んでもよい。リセットスイッチ３１３は、キャパシタンスセンサ３１０により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３１１の負入力端は、該当受信電極ＲＸと連結して静電容量１０１、１０２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３００は、キャパシタンスセンサ３１０を通過したアナログデータ信号をデジタルデータに変換するＡＤＣ３２０をさらに含んでもよい。この後、デジタルデータは、プロセッサ（図示せず）に入力されて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３００は、キャパシタンスセンサ３１０及びＡＤＣ３２０とともに、プロセッサを含んで構成されてもよい。

【0046】

第１感知部３００−１において、復調器３３０を通じてキャパシタンスセンサ３１０を通過したアナログ・デジタルデータ信号をＤＣ信号に変換（ｄｏｗｎ−ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）した後、積分器３４０を用いて所定回数積分した信号がＡＤＣ３２０に入力されてもよい。

【0047】

第２感知部３００−２において、キャパシタンスセンサ３１０から出力されるデータ信号は、ＡＤＣ３２０に入力されてもよい。この時、ＡＤＣ３２０に入力される信号は、駆動電極Ｔに印加される駆動信号の周波数を有する信号である。

【0048】

プロセッサ（図示せず）では、ＡＤＣ３２０を通過した信号を用いて、タッチした場合とタッチしない場合の各ノード別のＡＤＣ値の差を求めて、該当ＡＤＣの差の値が所定の臨界値（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を超えるノードからなるグループを作り、該当グループ内で重心を求めることでタッチ位置を検出することができる。ここで、ノードは駆動電極Ｔと受信電極Ｒとが交差して静電容量が生成される領域を指し示す。

【0049】

また、プロセッサ（図示せず）では、タッチした場合とタッチしない場合の各ノード別のＡＤＣ値の差を求めて、該当ＡＤＣの差の値が所定の臨界値を超えるノードからなるグループを作り、必要な領域のＡＤＣの差の値の合計を求めて圧力の大きさとして用いることができる。例えば、タッチセンサパネル１００の全体領域に対して１つの圧力値が必要な場合、全体領域のＡＤＣの差の値を圧力の大きさとして用いることができる。

【0050】

以上で説明したプロセッサにおけるタッチ位置／タッチ圧力を検出する技法は、単に例示に過ぎず、多様な他の方法を通じて検出することができる。

【0051】

相互静電容量は、駆動電極Ｔに駆動信号を印加して駆動電極Ｔと受信電極Ｒとの間の静電容量を受信電極Ｒから感知することによって検出することができる。自己静電容量は、一つの電極に駆動信号を印加し、前記電極を通じて前記電極自体の静電容量を測定することによって検出することができる。例えば、一定の電圧を前記電極に充電した後にＩＣ内部のキャパシタと外部ラインのキャパシタとの間の電荷共有（ｃｈａｒｇｅ ｓｈａｒｉｎｇ）を通じてＩＣ内部のキャパシタに充電された電荷量を求めたり、一定量の電流を外部ラインキャパシタに充電し、一定時間後にＩＣ内部のキャパシタに充電された電荷量を測定したりするなど、多様な方法により自己静電容量を検出することができる。図４ｃは、本発明の実施形態によるタッチ入力装置のインピーダンス調節部の回路図を例示する。インピーダンス調節部２１０は、多様な形態で具現されてもよく、図４ｃでは、一実施形態による回路図を示す。インピーダンス調節部２１０は、制御部４００に含まれたインピーダンス制御信号生成部４２１で生成されたインピーダンス制御信号に対応して動作することができる。インピーダンス調節部２１０は、インピーダンス制御信号に対応して第３電極Ｃのインピーダンスを調節することができる。図４ｃにおいて、インピーダンス調節部２１０の一端は、タッチセンサパネル１００に含まれた第３電極Ｃに連結されてもよい。

【0052】

第３電極Ｃが受信電極として用いられる時は、インピーダンス調節部２１０の第１スイッチ２１１が閉じられて、第２スイッチ２１２及び第３スイッチ２１３は開かれることになる。この場合、第３電極Ｃは、感知部３００のキャパシタンスセンサ３１０に連結されるだけでなく、増幅器３１１のバーチャルグランドノード（ｖｉｒｔｕａｌ ｇｒｏｕｎｄ ｎｏｄｅ）に連結されて低インピーダンスに連結されることになるので、第３電極Ｃはノイズ遮蔽の役割を遂行することができる。

【0053】

第３電極Ｃが駆動電極として用いられる時は、第１スイッチ２１１及び第３スイッチ２１３は開かれて第２スイッチ２１２は閉じられる。この時、第２スイッチ２１２の一端は第３電極Ｃに連結され、他端は駆動信号供給部２００に連結されている。駆動信号供給部２００から第３電極Ｃに駆動信号が印加される。この場合、駆動信号供給部２００の最終出力に使用されるバッファ（デジタルバッファ、アナログバッファ）の出力インピーダンスが低いので、第３電極Ｃはノイズ遮蔽の役割を遂行することができる。

【0054】

第３電極Ｃがグランドに連結される時は、第１スイッチ２１１及び第２スイッチ２１２が開かれて第３スイッチ２１３が閉じられる。この時、第３スイッチ２１３の一端は、第３電極Ｃに連結され、他端はグランドに連結されている。この場合、第３電極Ｃが低インピーダンスでグランドに連結されれば、ノイズ遮蔽の役割を遂行することができる。

【0055】

第１スイッチ〜第３スイッチ２１２、２１２、２１３すべてが開かれる場合、第３電極Ｃはフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）状態に置かれることになる。以上では、インピーダンス調節部２１０が第３電極Ｃのインピーダンスを調節することが例示されたが、実施形態により、インピーダンス調節部２１０は、第１電極Ｔ／第２電極Ｒのインピーダンスを調節するように構成されてもよい。

【0056】

図５は、本発明の実施形態によるタッチ入力装置の電極の第１構成例を示す。図５では、第１電極層１２０に第１電極Ｔと第３電極Ｃが位置し、第１電極層１２０と絶縁膜１３０を挟んで位置する第２電極層１４０には第２電極Ｒが位置する場合を例示する。図５において、第１電極Ｔは、第１軸方向に延びる複数の第１電極Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を含み、第２電極Ｒは、第１軸方向と交差する第２軸方向に延びる複数の第２電極Ｒ０，Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を含んでもよい。

【0057】

従来には、タッチセンサパネル１００が二種類の電極、すなわち駆動電極Ｔと受信電極Ｒを含むように構成された。したがって、第１電極層１２０に一種類の第１電極Ｔのみが位置した。この時、ディスプレイパネル６００のような構成から生成される電磁気的信号を含むノイズ（ｎｏｉｓｅ）を遮断する遮蔽機能を高めるために、複数の第１電極Ｔそれぞれの幅は受信電極である第２電極Ｒの幅より広く形成されるのが一般的であった。このような従来の構成において、第１電極Ｔの幅が広い場合、第１電極Ｔと第２電極Ｒとの間の相互静電容量の変化を感知することによって、第１軸と第２軸からなる二次元平面からタッチ位置を感知するのは容易であった。しかし、図２に示されたような本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００において幅が広い第１電極Ｔを使用する場合、基準電位層７００と第２電極Ｒとの間の自己静電容量の変化及び／又は基準電位層７００により、第１電極Ｔと第２電極Ｒとの間の相互静電容量の変化が減少してタッチ圧力の大きさの測定が妨害されることがある。

【0058】

したがって、本発明の実施形態では、このような問題点を解消するために、第１電極Ｔの幅は第２電極Ｒと同様に形成されてもよい。すなわち、第１電極Ｔの幅は広くなく形成されてもよい。この場合に、ノイズによって二次元タッチ位置の検出正確度が落ちることがある。また、このような問題点を解消するために、本発明の実施形態では、第３電極Ｃをさらに含んでもよい。

【0059】

図５において、第３電極Ｃは、第１電極Ｔと同様に第１軸に延びる複数の第３電極Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を含んでもよい。これは単に例示に過ぎず、第３電極Ｃは、実施形態により他の形状及び／又は延長方向を有してもよい。

【0060】

本発明の実施形態による制御部４００は、インピーダンス制御信号を通じて第３電極Ｃの作動を制御してノイズの影響を減らし、タッチ位置の検出時に誤差を最小化にしつつタッチ圧力の大きさもまた正確に測定できるようにインピーダンス制御信号生成部４２１を含んで構成されてもよい。以下では、本発明の実施形態による制御部４００による第３電極Ｃ、第１電極Ｔ及び第２電極Ｒの動作例を説明する。

【0061】

第１動作例
本発明の実施形態による制御部４００は、感知制御信号及びインピーダンス制御信号を通じて、感知部３００をして複数の第２電極Ｒから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り変わる静電容量に対する情報を含む第１信号の入力を受け取るとともに、複数の第３電極Ｃからタッチセンサパネルのタッチ表面に対するタッチにより変わる静電容量に対する情報を含む第２信号の入力を受けるように制御することができる。

【0062】

感知部３００は、第１信号から第１軸と第２軸からなる二次元平面においてタッチ位置を検出することがでる。この時、第３電極Ｃもまた受信電極として機能するので、感知部３００がタッチ位置を検出する時、第３電極Ｃは低インピーダンス（ｌｏｗ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）でＤＣ電圧に連結されて遮蔽機能を遂行することができる。したがって、タッチ位置の検出時にノイズによる誤差を減少させることができる。

【0063】

感知部３００は、受信電極として機能する第３電極Ｃから受信される第２信号からタッチ圧力の大きさを検出することができる。この時、第１電極Ｔ及び第３電極Ｃと基準電位層７００との間に遮蔽機能をするいかなる構成も存在しない。したがって、第１電極Ｔと第３電極Ｃとの間に形成される相互静電容量の変化だけでなく、基準電位層７００との関係において自己静電容量の変化が発生することが妨害されないので、第３電極Ｃからの第２信号を通じてタッチ圧力検出の正確度を向上させることができる。

【0064】

第２動作例
本発明の実施形態による制御部４００は、インピーダンス制御信号を通じて、第１時間区間に複数の第３電極Ｃが第１インピーダンスで維持され、前記第１時間区間と異なる第２時間区間に複数の第３電極が第２インピーダンスで維持されるように制御することができる。この時、第２インピーダンスは第１インピーダンスより大きくてもよい。制御部４００は、感知部３００が第２電極Ｒから信号を受信する時間を時分割して、第１時間区間では第３電極Ｃが第１インピーダンスで維持されるようにし、第２時間区間には第３電極Ｃが第２インピーダンスで維持されるように制御する。

【0065】

感知部３００は、第１時間区間の間に第２電極Ｒから受信された第１信号からタッチ位置を検出することができ、ここで前記タッチ位置は第１軸と第２軸からなる二次元平面における位置であってもよい。この時、第３電極Ｃは低インピーダンスで維持されＤＣ電圧に連結されて遮蔽機能を遂行するので、タッチ位置の検出時にノイズによる誤差を減少させることができる。本願明細書において、遮蔽機能を遂行するために第３電極Ｃが低インピーダンスを有するように制御されてもよい。

【0066】

インピーダンスは電流の流れの交流抵抗値を意味し、本発明の実施形態により、遮蔽機能を遂行するための低インピーダンスは１０ＫΩ以下の抵抗値を示す。本願明細書において、ノイズ遮蔽のための遮蔽インピーダンスは低インピーダンスと指称されてもよい。第３電極Ｃが１０ＫΩより大きいインピーダンスでＤＣ電圧に印加される場合、ノイズ遮蔽機能を遂行することが難しい。本願明細書において、低インピーダンス又は第１インピーダンスは、遮蔽機能を実施できるようにする遮蔽インピーダンスと同一に解釈されてもよく、実施形態により異なって設定されてもよく、例えば１０ＫΩ以下の範囲を有してもよい。遮蔽機能を遂行するために、本発明の実施形態による第３電極Ｃは、グランド（ｇｒｏｕｎｄ）やＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源などのＤＣ電圧に低インピーダンスで連結されてもよい。本明細書において、第３電極Ｃが低インピーダンスで維持される場合は、第３電極Ｃがグランド（ｇｒｏｕｎｄ）で維持される場合も含んでもよい。

【0067】

感知部３００は、第２時間区間の間に第２電極Ｒから受信された第１信号からタッチ圧力の大きさを検出することができる。この時、第３電極Ｃは、高インピーダンスでＤＣ電圧に連結されるので、遮蔽機能を遂行しない。したがって、第１電極Ｔと第２電極Ｒとの間に形成される相互静電容量の変化だけでなく、基準電位層７００との関係において自己静電容量の変化が発生することが妨害されないので、第２電極Ｒからの第１信号を通じてタッチ圧力検出の正確度を向上させることができる。

【0068】

本発明の実施形態により、第３電極Ｃの第２インピーダンスは１０００Ω以上の高い抵抗値を有してもよい。本願明細書において、ノイズ遮蔽が防止される遮蔽防止インピーダンスは、高インピーダンスと指称されてもよい。抵抗値が高くなるほど遮蔽機能が落ち、抵抗値が小さくなるほど遮蔽機能が良くなる。第３電極Ｃが１０００Ωより小さいインピーダンスでＤＣ電圧に印加される場合、ノイズ遮蔽性能が非常に高いことがある。本願明細書において、高インピーダンス又は第２インピーダンスは、遮蔽機能が弱まるようにする遮蔽防止インピーダンスと同一に解釈されてもよく、実施形態により異なって設定されてもよく、例えば、１０００Ω以上の範囲を有してもよい。本発明の実施形態において、遮蔽機能を遂行しないように第３電極Ｃはグランド（ｇｒｏｕｎｄ）やＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源などのＤＣ電圧に高インピーダンスで連結されてもよい。また、本明細書において、第３電極Ｃが第２インピーダンスで維持される場合は、第３電極Ｃがフローティング（ｆｌｏａｔｉｎｇ）状態で維持される場合を含んでもよい。フローティング状態は抵抗値が無限である場合であってもよい。

【0069】

第３動作例
本発明の実施形態による制御部４００は、感知制御信号及びインピーダンス制御信号を通じて、感知部３００をして第１時間区間に複数の第２電極Ｒから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り変わる静電容量に対する情報を含む第１信号の入力を受けるようにし、第１時間区間と異なる第２時間区間に複数の第３電極Ｃからタッチセンサパネルのタッチ表面に対するタッチにより変わる静電容量に対する情報を含む第２信号の入力を受けるように制御することができる。

【0070】

この時、制御部４００は、第１時間区間の間に複数の第３電極Ｃは低インピーダンスで維持されるようにし、第２時間区間の間に複数の第２電極Ｒは低インピーダンスで維持されるように制御することができる。ここで、低インピーダンスは１０ＫΩ以下のインピーダンスであってもよい。

【0071】

感知部３００は、第１時間区間の間に第２電極Ｒから受信された第１信号からタッチ位置を検出することができ、ここで前記タッチ位置は第１軸と第２軸からなる二次元平面における位置であってもよい。この時、第３電極Ｃは、低インピーダンスでＤＣ電圧に連結されて遮蔽機能を遂行するので、タッチ位置の検出時にノイズによる誤差を減少させることができる。

【0072】

感知部３００は、第２時間区間の間に第３電極Ｃから受信された第２信号からタッチ圧力の大きさを検出することができる。この時、第１電極Ｔ及び第３電極Ｃと基準電位層７００との間に遮蔽機能をするいかなる構成も存在しない。したがって、第１電極Ｔと第３電極Ｃとの間に形成される相互静電容量の変化だけでなく、基準電位層７００との関係において自己静電容量の変化が発生することが妨害されないので、第３電極Ｃからの第２信号を通じてタッチ圧力検出の正確度を向上させることができる。この時、第２電極Ｒが低インピーダンスで維持されるので、ディスプレイパネル６００と対向する方向から入ってくるノイズを遮断することができる。

【0073】

第４動作例
本発明の実施形態による制御部４００は、駆動制御信号を通じて、駆動信号供給部２００をして第１時間区間に複数の第１電極Ｔと複数の第３電極Ｃに駆動信号を印加するようにし、前記第１時間区間と異なる第２時間区間に複数の第１電極Ｔにのみ駆動信号を印加するように制御することができる。この時、制御部４００は、インピーダンス制御信号を通じて、第２時間区間の間に第３電極Ｃが遮蔽防止インピーダンスで維持されるように制御することができる。ここで、遮蔽防止インピーダンスは１０００Ω以上のインピーダンスであってもよい。

【0074】

制御部４００は、駆動信号供給部２００が駆動信号を印加する時間を時分割して、第１時間区間では第１電極Ｔ以外に第３電極Ｃもまた駆動電極として機能するようにし、第２時間区間には第１電極Ｔのみが駆動電極で機能するように制御する。

【0075】

感知部３００は、第１時間区間の間に第２電極Ｒから受信された第１信号からタッチ位置を検出することができ、ここで前記タッチ位置は第１軸と第２軸からなる二次元平面における位置であってもよい。この時、第３電極Ｃは駆動電極として機能するので、低インピーダンスでＤＣ電圧に連結されて遮蔽機能を遂行するため、タッチ位置の検出時にノイズによる誤差を減少させることができる。

【0076】

感知部３００は、第２時間区間の間に第２電極Ｒから受信された第１信号からタッチ圧力の大きさを検出することができる。この時、第３電極Ｃは、高インピーダンスで維持されるので、遮蔽機能を遂行しない。したがって、第１電極Ｔと第２電極Ｒとの間に形成される相互静電容量の変化だけでなく、基準電位層７００との関係において自己静電容量の変化が発生することが妨害されないので、第２電極Ｒからの第１信号を通じてタッチ圧力検出の正確度を向上させることができる。

【0077】

第５動作例
本発明の実施形態による制御部４００は、駆動制御信号及び感知制御信号を通じて、駆動信号供給部２００をして第１時間区間に複数の第１電極Ｔと複数の第３電極Ｃに駆動信号を印加するようにし、感知部３００をして前記第１時間区間と異なる第２時間区間に複数の第３電極Ｃから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り変わる静電容量に対する情報を含む第２信号の入力を受けるように制御することができる。

【0078】

制御部４００は、駆動信号供給部２００が駆動信号を印加する時間を時分割して、第１時間区間では第１電極Ｔ以外に第３電極Ｃもまた駆動電極として機能するようにし、第２時間区間には第１電極Ｔのみが駆動電極で機能するように制御する。これと同様に、制御部４００は、第１時間区間には複数の第２電極Ｒが受信電極として機能するようにし、第２時間区間には複数の第３電極Ｃが受信電極として機能するように制御することができる。第２時間区間に第２電極Ｒの受信電極としての機能が排除される必要はない。

【0079】

感知部３００は、第１時間区間の間に第２電極Ｒから受信された第１信号からタッチ位置を検出することができ、ここで前記タッチ位置は第１軸と第２軸からなる二次元平面における位置であってもよい。この時、第３電極Ｃは駆動電極として機能するので、低インピーダンスでＤＣ電圧に連結されて遮蔽機能を遂行するため、タッチ位置の検出時にノイズによる誤差を減少させることができる。

【0080】

感知部３００は、第２時間区間の間に第３電極Ｃから受信された第２信号からタッチ圧力の大きさを検出することができる。この時、第１電極Ｔ及び第３電極Ｃと基準電位層７００との間に遮蔽機能をするいかなる構成も存在しない。したがって、第１電極Ｔと第３電極Ｃとの間に形成される相互静電容量の変化だけでなく、基準電位層７００との関係において自己静電容量の変化が発生することが妨害されないので、第３電極Ｃからの第２信号を通じてタッチ圧力検出の正確度を向上させることができる。

【0081】

図６は、本発明の実施形態によるタッチ入力装置の電極の第２構成例を示す。すなわち、図５及び以下の図７と関連した説明において、複数の第３電極Ｃは互いに電気的に連結されておらず、別途のチャネルを構成することができる。しかし、これは単に例示に過ぎず、複数の第３電極Ｃのうち少なくとも二つ以上は互いに電気的に連結されていてもよい。図６では、四つの第３電極Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、伝導性トレース（ｔｒａｃｅ）ｂを通じて互いに電気的に連結されて第３電極Ｃを構成することが例示されている。複数の第３電極Ｃのうち互いに電気的に連結され得る電極の個数は、任意の数に定めることができる。例えば、複数の第３電極Ｃのうち２個ずつ互いに電気的に連結されたり、３個ずつ、又は、任意の個数の電極どうし互いに電気的に連結されたりするのも可能である。

【0082】

図６に示されたように、電気的に連結された複数の第３電極の間には、チャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）を共有することができるので、ピン（ｐｉｎ）の個数を減らすことができる。本発明の実施形態において、第３電極Ｃが低い第１インピーダンス又は高い第２インピーダンスで維持されたり、圧力を検出する受信電極として機能したり、又は、駆動信号が印加される駆動電極で機能したりする場合に、複数の第３電極どうし電気的に連結して一つのチャネルだけを構成することができる。タッチ圧力の大きさは、一つのチャネルを通じて静電容量の変化量の総合が反映された信号から取得することができる。このような事項は、明細書全般にわたった実施形態に適用することができる。

【0083】

図７は、本発明の実施形態によるタッチ入力装置の電極の第３構成例を示す。図７では、第１電極層１２０に第３電極Ｃが位置し、第１電極層１２０と絶縁膜１３０を挟んで位置する第２電極層１４０には、第１電極Ｔ及び第２電極Ｒが位置する場合を例示する。図７において特定パターンが例示されているが、第１電極Ｔと第２電極Ｒは、同一の層に形成されてタッチ位置及びタッチ圧力を検出できる任意の形態のパターンを含んでもよい。

【0084】

図７において、第１電極Ｔと第２電極Ｒは互いに同一の層に形成され、タッチセンサパネル１００に対するタッチ位置だけでなくタッチ圧力を検出するように構成されてもよい。図７に示されたように、複数の第１電極Ｔと複数の第２電極Ｒは、第２軸方向に延びるＭ個の列及び第１軸方向に延びるＮ個の行（Ｍ×Ｎ、ここでＭ及びＮは自然数）に配置された複数の感知セルＡを含むタッチ検出領域を形成することができる。

【0085】

この時、複数の感知セルＡのそれぞれは、互いに接触しない第１電極Ｔ及び第２電極Ｒを含んでもよい。図７では、各感知セルＡにおけるパターンの形状がすべて同一なものを例示する。第１電極Ｔは、第１軸方向に延びるバー（ｂａｒ）形態である。したがって、タッチセンサパネルに対するタッチ時に第１電極Ｔの信号を処理することによって第２軸方向のタッチ位置を検出することができる。

【0086】

第２電極Ｒは、感知セルＡごとに分割された四角形態のパターンを有することが分かる。しかし、感知セルＡに含まれたそれぞれの分割第２電極ごとに伝導性トレースに連結されている。この時、図７に示されたように、同一の列に含まれた分割第２電極は、互いに伝導性トレースを通じて電気的に連結されていることが分かる。互いに異なる列に含まれた分割第２電極は、互いに電気的に絶縁されていることが分かる。したがって、一番目の列（最上段の列）に位置した４個の分割第２電極はＲ０電極を構成し、二番目の列に位置した４個の分割第２電極はＲ１電極を構成し、同様に４番目の列に位置した４個の分割第２電極はＲ３電極を構成している。したがって、第２電極Ｒからの信号を処理することによって、タッチセンサパネルに対するタッチ時に第１軸方向のタッチ位置を検出することができる。

【0087】

図７では、タッチ位置検出時にノイズを遮蔽させて検出誤差を減らしつつも、タッチ圧力の検出正確度を高めるために第３電極Ｃをさらに含んでもよい。この時、第３電極Ｃは、第２電極層１４０と絶縁膜１３０を挟んで位置した第１電極層１２０に位置してもよい。

【0088】

図７において、第３電極Ｃは、第１電極Ｔと同様に第１軸に延びる複数の第３電極Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を含んでもよい。この時、第３電極Ｃの幅は、遮蔽機能を高めるために広い幅を有するように形成されてもよい。図５及び図７において、第３電極Ｃは、第１軸方向に延びることが例示されているが、これは単に例示に過ぎず、実施形態により他の形態及び他の方向に形成されてもよい。

【0089】

本発明の実施形態による制御部４００は、インピーダンス制御信号を通じて、第３電極Ｃの作動を制御してノイズの影響を減らし、タッチ位置の検出時に誤差を最小化にしつつタッチ圧力の大きさもまた正確に測定できるように構成されてもよい。以下では、図７を参照して本発明の実施形態による制御部４００による第３電極Ｃ、第１電極Ｔ及び第２電極Ｒの動作例を説明する。

【0090】

第６動作例
本発明の実施形態による制御部４００は、インピーダンス制御信号を通じて、第１時間区間に複数の第３電極Ｃが第１インピーダンスで維持され、前記第１時間区間と異なる第２時間区間に複数の第３電極が第２インピーダンスで維持されるように制御することができる。この時、第２インピーダンスは第１インピーダンスより大きくてもよい。これに対する説明は、図５と関連した内容を参照することができ、重複した事項は省略する。制御部４００は、感知部３００が第２電極Ｒから信号を受信する時間を時分割して、第１時間区間では第３電極Ｃが第１インピーダンスで維持されるようにし、第２時間区間には第３電極Ｃが第２インピーダンスで維持されるように制御する。

【0091】

感知部３００は、第１時間区間の間に第２電極Ｒから受信された第１信号からタッチ位置を検出することができ、ここで前記タッチ位置は第１軸と第２軸からなる二次元平面における位置であってもよい。この時、第３電極Ｃは、低インピーダンスでＤＣ電圧に連結されて遮蔽機能を遂行するので、タッチ位置の検出時にノイズによる誤差を減少させることができる。

【0092】

感知部３００は、第２時間区間の間に第２電極Ｒから受信された第１信号からタッチ圧力の大きさを検出することができる。この時、第３電極Ｃは、高インピーダンスでＤＣ電圧に連結されて遮蔽機能を遂行しない。したがって、第１電極Ｔと第２電極Ｒとの間に形成される相互静電容量の変化だけでなく、基準電位層７００との関係において自己静電容量の変化が発生することが妨害されないので、第２電極Ｒからの第１信号を通じてタッチ圧力検出の正確度を向上させることができる。

【0093】

第７動作例
本発明の実施形態による制御部４００は、駆動制御信号及びインピーダンス制御信号を通じて、駆動信号供給部２００をして第１時間区間に複数の第１電極Ｔと複数の第３電極Ｃに駆動信号を印加するようにし、前記第１時間区間と異なる第２時間区間に複数の第１電極Ｔにのみ駆動信号を印加するように制御することができる。この時、制御部４００は、第２時間区間の間に第３電極Ｃが遮蔽防止インピーダンスで維持されるように制御することができる。

【0094】

制御部４００は、駆動信号供給部２００が駆動信号を印加する時間を時分割して、第１時間区間では第１電極Ｔ以外に第３電極Ｃもまた駆動電極として機能するようにし、第２時間区間には第１電極Ｔのみが駆動電極で機能するように制御する。

【0095】

感知部３００は、第１時間区間の間に第２電極Ｒから受信された第１信号からタッチ位置を検出することができ、ここで前記タッチ位置は第１軸と第２軸からなる二次元平面における位置であってもよい。この時、第３電極Ｃは駆動電極として機能するので、低インピーダンスでＤＣ電圧に連結されて遮蔽機能を遂行するため、タッチ位置の検出時にノイズによる誤差を減少させることができる。

【0096】

感知部３００は、第２時間区間の間に第２電極Ｒから受信された第１信号からタッチ圧力の大きさを検出することができる。この時、第３電極Ｃは高インピーダンスで維持されるので、遮蔽機能を遂行しない。したがって、第１電極Ｔと第２電極Ｒとの間に形成される相互静電容量の変化だけでなく、基準電位層７００との関係において自己静電容量の変化が発生することが妨害されないので、第２電極Ｒからの第１信号を通じてタッチ圧力検出の正確度を向上させることができる。

【0097】

本発明の実施形態による第３電極Ｃは、必ずしも第１電極Ｔ又は第２電極Ｒと形状及び構成物質において区分される必要はない。すなわち、本発明の実施形態による第３電極Ｃは、第１電極Ｔと同一の形状及び構成物質で形成されてもよい。したがって、前述した本発明の実施形態は、明示的に第３電極Ｃを別に区分して形成せず、第１電極Ｔの一部を借用しても具現することができる。図８は、本発明の実施形態によるタッチ入力装置の電極の第４構成例を示す。図８では、絶縁膜１３０を挟んで位置する複数の第１電極Ｔと複数の第２電極Ｒのみを含みつつも、タッチ位置検出時にノイズを遮蔽させて検出誤差を減らしつつもタッチ圧力の検出正確度を高められるようにする構成が示される。複数の第１電極Ｔは第１電極層１２０に位置し、第２電極Ｒは絶縁膜１３０を挟んで位置した第２電極層１４０に位置してもよい。ここで、第１電極Ｔは、駆動電極だけでなく図４ないし図６と関連して説明された第３電極Ｃとしての機能も遂行することができる。

【0098】

本発明の実施形態による制御部４００は、第２電極Ｔの作動を制御してノイズの影響を減らし、タッチ位置の検出時に誤差を最小化にしてタッチ圧力の大きさもまた正確に測定できるように構成されてもよい。以下では、図８を参照して本発明の実施形態による制御部４００による第１電極Ｔ及び第２電極Ｒの動作例を説明する。

【0099】

第８動作例
本発明の実施形態による制御部４００は、駆動制御信号を通じて、駆動信号供給部２００をして第１時間区間に複数の第１電極Ｔに駆動信号を印加し、前記第１時間区間と異なる第２時間区間に前記複数の第１電極Ｔのうち一部の電極にのみ駆動信号を印加するように制御することができる。また、制御部４００は、感知部３００をして前記第１時間区間に前記複数の第２電極から前記タッチセンサパネルのタッチ表面に対するタッチにより変わる静電容量に対する情報を含む第１信号の入力を受け、前記第２時間区間に前記複数の第１電極のうち前記一部の電極を除いた残りの電極から前記タッチセンサパネルのタッチ表面に対するタッチにより変わる静電容量に対する情報を含む第２信号の入力を受けるように制御することができる。

【0100】

例えば、第１時間区間に複数の第１電極Ｔ全体は駆動電極として機能することができ、第２時間区間に複数の第１電極Ｔのうち一部の電極のみが駆動電極として機能することができる。ここで、第１時間区間に駆動される第１電極の個数は、第２時間区間の間に駆動される第１電極の個数より大きい場合を含み、必ずしも複数の第１電極Ｔのすべてが第１時間区間の間に駆動されなければならない訳ではない。また、一部の意味は、１以上の整数であって複数の第１電極Ｔの総数より小さい値を有する整数であってもよい。例えば、一部の電極は奇数番目の電極Ｔ１、Ｔ３であってもよい。また、第１時間区間の間に第２電極Ｒは受信電極として機能し、第２時間区間の間に前記複数の第１電極Ｔのうち前記一部の電極Ｔ１、Ｔ２を除いた残りの電極Ｔ０、Ｔ２が受信電極として機能することができる。ここで、残りの電極Ｔ０、Ｔ２は、前記複数の第１電極Ｔのうち前記一部の電極Ｔ１、Ｔ２を除いた電極のうちの一部のみを含んでもよい。

【0101】

感知部３００は、第１時間区間の間に第２電極Ｒから受信された第１信号からタッチ位置を検出することができ、ここで前記タッチ位置は第１軸と第２軸からなる二次元平面における位置であってもよい。この時、第１電極Ｔはすべて低インピーダンスでＤＣ電圧に連結されて遮蔽機能を遂行するので、タッチ位置の検出時にノイズによる誤差を減少させることができる。

【0102】

感知部３００は、第２時間区間の間に複数の第１電極Ｔのうち前記一部の電極Ｔ１、Ｔ３を除いた残りの電極Ｔ０、Ｔ２から受信された第２信号からタッチ圧力の大きさを検出することができる。この時、前記一部の電極Ｔ１、Ｔ３及び残りの電極Ｔ０、Ｔ２と基準電位層７００との間に遮蔽機能をするいかなる構成も存在しない。したがって、前記一部の電極Ｔ１、Ｔ３及び残りの電極Ｔ０、Ｔ２との間に形成される相互静電容量の変化だけでなく、基準電位層７００との関係において自己静電容量の変化が発生することが妨害されないので、残りの電極Ｔ０、Ｔ２からの第２信号を通じてタッチ圧力検出の正確度を向上させることができる。この時、第２電極Ｒが受信電極として機能することが排除されない。

【0103】

第９動作例
本発明の実施形態による制御部４００は、駆動制御信号を通じて、駆動信号供給部２００をして第１時間区間に複数の第１電極Ｔに駆動信号を印加し、前記第１時間区間と異なる第２時間区間に前記複数の第１電極Ｔのうち一部の電極Ｔ１、Ｔ３にのみ駆動信号を印加するように制御することができる。この時、制御部４００は、第２時間区間の間に前記複数の第１電極Ｔのうち前記一部の電極Ｔ１、Ｔ３を除いた残り電極Ｔ０、Ｔ２が遮蔽防止インピーダンスで維持されるように制御することができる。ここで、遮蔽防止インピーダンスは１０００Ω以上のインピーダンスであってもよい。

【0104】

例えば、第１時間区間に複数の第１電極Ｔは駆動電極として機能することができ、第２時間区間に複数の第１電極Ｔのうち一部の電極Ｔ１、Ｔ３のみが駆動電極として機能することができる。

【0105】

感知部３００は、第１時間区間の間に第２電極Ｒから受信された第１信号からタッチ位置を検出することができ、ここで前記タッチ位置は第１軸と第２軸からなる二次元平面における位置であってもよい。この時、第１電極Ｔは駆動電極として機能するので、低インピーダンスでＤＣ電圧に連結されて遮蔽機能を遂行するため、タッチ位置の検出時にノイズによる誤差を減少させることができる。

【0106】

感知部３００は、第２時間区間の間に第２電極Ｒから受信された第１信号からタッチ圧力の大きさを検出することができる。この時、複数の第１電極Ｔのうち一部の電極Ｔ１、Ｔ３を除いた残りの電極Ｔ０、Ｔ２が高インピーダンスで維持されるので、遮蔽機能を遂行しない。したがって、一部の電極Ｔ１、Ｔ３と第２電極Ｒとの間に形成される相互静電容量の変化だけでなく、基準電位層７００との関係において自己静電容量の変化が発生することが妨害されないので、第２電極Ｒからの第１信号を通じてタッチ圧力検出の正確度を向上させることができる。

【0107】

以上で詳しく見てみた、駆動信号供給部２００、インピーダンス調節部２１０、感知部３００及び／又は制御部４００は、本発明の実施形態によるタッチ検出器を構成することができる。タッチ検出器は、タッチ入力装置１０００のタッチセンシングチップで集積回路上に具現することができる。実施形態により、タッチ検出器は、タッチ入力装置１０００全体を指称してもよい。

【0108】

以下では、図１ないし図８を参照して説明されたタッチ位置とタッチ圧力とを区分して検出するタッチ検出方法を、図９を参照して簡略に説明する。

【0109】

図９を参照すると、本発明の実施形態によるタッチ検出方法は、タッチセンサパネル１００に駆動信号を印加する段階（Ｓ１０）、及び、タッチ位置及びタッチ圧力を区分して検出する段階（Ｓ２０）を含んでもよい。

【0110】

この時、タッチ位置及びタッチ圧力を区分して検出する段階（Ｓ２０）は、タッチ位置を検出するための検出信号を取得する電極とタッチ圧力を検出するための検出信号を取得する電極とを区分して検出したり（２−１）、及び／又は、タッチ位置を検出するための時間区間とタッチ圧力を検出するための時間区間とを区分し、すなわち時分割して検出（２−２）することができる。この時、前記二つの区分方法は、いずれか一つだけ利用されるか、又は、同時に利用されてもよい。

【0111】

本発明の実施形態によるタッチ検出方法でタッチ位置を検出する場合には、ノイズ遮断のための遮蔽がなされるようにして、タッチ圧力を検出する場合には遮蔽が防止されるようにすることができる。このような遮蔽及び遮蔽防止のために本発明の実施形態によるタッチ検出方法で駆動信号を印加する段階（Ｓ１０）は、駆動電極の全部又は駆動電極の一部に駆動信号を時分割して印加したり（１−１）、駆動電極及び遮蔽電極に駆動信号を時分割して印加（１−２）することができる。駆動信号を印加する段階（Ｓ１０）は、図５ないし図８を参照した動作例で詳しく説明されたところと同じである。

【0112】

また、本発明の実施形態によるタッチ検出方法は、遮蔽又は遮蔽防止のために以下で説明される一部の駆動電極又は遮蔽電極（第３電極）を遮蔽インピーダンス又は遮蔽防止インピーダンスで維持する段階（Ｓ３０）をさらに含んでもよい。この段階（Ｓ３０）もまた図５ないし図８を参照した動作例で詳しく説明されたところと同じである。

【0113】

以上で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て、必ずしも一つの実施形態にだけ限定される訳ではない。さらに、各実施形態で例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野の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と解釈されなければならないだろう。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】

【0114】

１０００ タッチ入力装置
１００ タッチセンサパネル
２００ 駆動信号供給部
２１０ インピーダンス調節部
３００ 感知部
４００ 制御部
５００ エアギャップ
６００ ディスプレイパネル
７００ 基準電位層
９００ 客体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4a】

【図4b】

【図4c】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】