CN107787475A - 感测触摸压力的触摸输入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的触摸输入装置是具有显示模块的能够检测触摸压力的触摸输入装置，包括：位于显示模块的下部且包括用于检测触摸压力的压力电极的压力检测模块；及位于压力检测模块的下部的基准电位层，压力检测模块根据基于基准电位层与压力电极之间的距离变化的电容变化量检测触摸压力，基准电位层由具有导电材料的电池及收容其他部件的罐(can)中至少一个构成。从而提供能够将触摸输入装置中的多种构成要素用作基准电位层，或者当存在多个基准电位层的情况下能够最有效地检测触摸压力的触摸输入装置。尤其，当存在多个具有多种形状和外形的基准电位层时能够选择最有效的基准电位层，可通过调节包含于触摸输入装置的构成要素的厚度以利用或排除特定基准电位层用于检测触摸压力，能够更有效地执行触摸压力。

Description

感测触摸压力的触摸输入装置
技术领域
本发明涉及感测触摸压力的触摸输入装置。
背景技术
为了操作计算系统而利用多种输入装置。例如，利用按键(button)、键(key)、操纵杆(joystick)及触摸屏之类的输入装置。由于触摸屏简单易操作，因此触摸屏在操作计算系统方面的利用率上升。
触摸屏可构成包括触摸感测板(touch sensor panel)的触摸输入装置的触摸表面，所述触摸感测板可以是具有触摸-感应表面(touch-sensitive surface)的透明板。这种触摸感测板附着在显示屏的前面，触摸-感应表面可盖住显示屏的可视面。用户用手指等单纯地触摸触摸屏即可操作计算系统。通常，计算系统能够识别触摸屏上的触摸及触摸位置并解析该触摸以相应地执行运算。
另外，触摸屏可利用多种方式和形态的显示模块。因此，越来越需要作为包括多种方式与形态的显示模块的触摸输入装置能够有效检测触摸位置及触摸压力的触摸输入装置。
发明内容
技术问题
本发明旨在满足上述需求，并且，本发明的目的在于提供一种能够将触摸输入装置中的多种构成要素用作基准电位层，或者，当存在多个基准电位层的情况下能够最有效地检测触摸压力的触摸输入装置。
技术方案
用于达成上述目的的本发明的触摸输入装置是具有显示模块且能够检测触摸压力的触摸输入装置，包括：压力检测模块，其位于所述显示模块的下部，且包括用于检测触摸压力的压力电极；以及基准电位层，其位于所述压力检测模块的下部，所述压力检测模块根据基于所述基准电位层与所述压力电极之间的距离变化的电容变化量检测触摸压力，所述基准电位层由具有导电材料的电池及收容其他部件的罐(can)中至少一个构成。
并且，所述电池可以被连接于接地(GND)的导电材料的罐罩住。
并且，所述电池的上端可形成有与接地(GND)连接的导电材料的带层或薄膜层。
并且，所述显示模块及所述压力检测模块之间可以具有金属罩及弹性部件中的至少一个。
并且，所述显示模块包括LCD板及背光单元，所述压力检测模块可位于所述背光单元的下部。
并且，所述显示模块可包括AM-OLED板。
另外，用于达成上述目的的本发明的触摸输入装置包括：形成有第一基准电层的显示模块；位于所述显示模块的下部且具有绝缘层、压力电极及弹性泡沫的压力检测模块；位于所述压力检测模块的下部的第二基准电位层及第三基准电位层，所述压力检测模块根据基于所述第一至第三基准电位层中任意一个与所述压力电极之间的距离变化的电容变化量检测触摸压力。
并且，所述第二基准电位层与所述第三基准电位层之间可形成有气隙(air-gap)。
并且，可通过所述绝缘层的厚度、所述弹性泡沫的厚度及所述气隙的厚度中至少一个调节所述第一至第三基准电位层与所述压力电极的相隔距离。
并且，所述电容变化量可以是基于所述第一至第三基准电位层中任意一个与所述压力电极之间的距离变化的自电容(self capacitance)变化量。
并且，所述压力电极包括驱动电极及接收电极，所述电容变化量可以是基于所述第一至第三基准电位层中任意一个与所述压力电极之间的距离变化的所述驱动电极及接收电极之间的互电容(mutual capacitance)变化量。
另外，用于达成上述目的本发明的触摸输入装置包括：形成有第一基准电位层的显示模块；位于所述显示模块的下部检测触摸压力的压力检测模块；以及位于所述压力检测模块的下部的第二基准电位层及第三基准电位层，所述压力检测模块包括形成有压力电极的绝缘层；以及形成于所述绝缘层的上部及下部的弹性泡沫，可根据基于所述第一至第三基准电位层中任意一个与所述压力电极之间的距离变化的电容变化量检测触摸压力。
并且，所述第二基准电位层及所述第三基准电位层之间可形成有气隙(air-gap)。
并且，可根据所述绝缘层的厚度、所述弹性泡沫的厚度及所述气隙的厚度中至少一个调节所述第一至第三基准电位层与所述压力电极的相隔距离。
并且，所述电容变化量可以是基于所述第一至第三基准电位层中任意一个与所述压力电极之间的距离变化的自电容(self capacitance)变化量。
并且，所述压力电极包括驱动电极及接收电极，所述电容变化量可以是基于所述第一至第三基准电位层中任意一个与所述压力电极之间的距离变化的所述驱动电极与接收电极之间的互电容(mutual capacitance)变化量。
并且，所述电容变化量可以是基于所述基准电位层与所述压力电极之间的距离变化的自电容(self capacitance)变化量。
并且，所述压力电极包括驱动电极及接收电极，所述电容变化量可以是基于所述基准电位层与所述压力电极之间的距离变化的所述驱动电极及所述接收电极之间的互电容(mutual capacitance)变化量。
技术效果
根据具有上述构成的本发明的触摸输入装置，提供能够将触摸输入装置中的多种构成要素用作基准电位层，或者，当存在多个基准电位层的情况下能够最有效地检测触摸压力的触摸输入装置。尤其，当存在多个具有多种形状和外形的基准电位层的情况下，能够选择最有效的基准电位层，可通过调节包含于触摸输入装置的构成要素的厚度以利用或排除特定基准电位层用于检测触摸压力，从而能够更有效地执行触摸压力。
附图说明
图1为用于说明作为本发明一个实施例的触摸输入装置的一个构成的触摸感测板的构成与动作的示意图；
图2为显示本发明一个实施例的触摸输入装置的构成的示意图；
图3a至图3d用于说明触摸压力感测方式，显示本发明多种实施例的压力检测模块的构成；
图4a至图4f为作为本发明多种实施例的触摸输入装置的一个构成的压力检测模块的剖面图；
图5至图10为显示本发明的触摸输入装置的结构剖面的多种实施例的示意图；
图11及图12为本发明另一实施例的触摸输入装置的剖面图；
图13为本发明又一实施例的触摸输入装置的剖面图；
图14显示图11至13所示电池的又一实施例。
具体实施方式
以下参见示出能够实施本发明的特定实施例的附图对本发明进行具体说明。通过具体说明附图所示的特定实施例使得本发明所属技术领域一般技术人员足以实施本发明。特定实施例以外的其他实施例虽各异，但不必相互排斥。另外，不得将下述具体说明理解为限定的意思。
对附图所示特定实施例的具体说明应基于结合说明的附图进行解读，附图视为对整个发明的说明的一部分。关于方向或指向性的记载只是为了便于说明而已，目的并非以任意方式限定本发明的范围。
具体来讲，“下、上、水平、垂直、上侧、下侧、朝上、朝下、上部、下部”等表示位置的术语或其衍生词(如“向水平方向、向下侧、向上侧”等)应结合所说明的附图与相关说明进行理解。尤其，这些相对语只是为了便于说明，并非要求本发明的装置应向特定方向构成或工作。
并且，“安装的、附着的、连接的、连续的、相互连接的”等表示构成之间相互结合关系的术语在没有其他记载的情况下，可表示个别构成要素直接或间接附着或连接或固定的状态，并且应理解不仅包括可移动地附着、连接、固定的状态，还包括不可移动的状态。
以下参见附图具体说明本发明的触摸输入装置。
本发明的包括显示模块的能够检测压力的触摸输入装置可用于智能手机、智能手表、平板电脑、笔记本电脑、个人数字助理(PDA：personal digital assistant)、MP3播放器、相机、摄像机、电子辞典等可便携的电子产品、家用电脑、电视、DVD、冰箱、空调、电磁炉等家用电子产品。并且，本发明的包括显示模块的能够检测压力的触摸输入装置可适用于工业用控制装置、医疗装置等需要显示和输入用装置的所有产品，适用方面不受限制。
图1为用于说明包含于本发明一个实施例的触摸输入装置的电容方式的触摸感测板100的构成与动作的示意图。参见图1，触摸感测板100包括多个驱动电极TX1至TXn及多个接收电极RX1至RXm，可包括驱动部120及感测部110，驱动部120为了所述触摸感测板100的动作而向多个驱动电极TX1至TXn施加驱动信号，感测部110接收包括随着触摸感测板100的触摸表面受到触摸发生变化的电容变化量的信息的感测信号以检测触摸及触摸位置。
如图1所示，触摸感测板100可包括多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm。图1显示触摸感测板100的多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm构成正交阵列，但本发明不限于此，多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm可以构成对角线、同心圆及三维随机排列等任意维及其应用排列。其中n及m是正整数，可具有相同或不同的值，大小可以随实施例而异。
如图1所示，多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm可排列成分别相互交叉。驱动电极TX可包括向第一轴方向延长的多个驱动电极TX1至TXn，接收电极RX可包括向交叉于第一轴方向的第二轴方向延长的多个接收电极RX1至RXm。
本发明实施例的触摸感测板100中，多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm可形成于同一层。例如，多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm可形成于绝缘膜(未示出)的同一面。并且，多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm也可以形成于不同的层。例如，多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm可以分别形成于一个绝缘膜(未示出)的两面，或者，可以使多个驱动电极TX1至TXn形成于第一绝缘膜(未示出)的一面，多个接收电极RX1至RXm形成于不同于所述第一绝缘膜的第二绝缘膜(未示出)的一面上。
多个驱动电极TX1至TXn与多个接收电极RX1至RXm可以由透明导电物质(例如，由二氧化锡(SnO2)及氧化铟(In2O3)等构成的铟锡氧化物(ITO：Indium Tin Oxide)或锑锡氧化物(ATO：Antimony Tin Oxide))等形成。但这只是举例而已，驱动电极TX及接收电极RX也可以由其他透明导电物质或非透明导电物质形成。例如，形成驱动电极TX及接收电极RX的物质可包括银墨(silver ink)、铜(copper)、银纳米(nano silver)及碳纳米管(CNT：Carbon Nanotube)中至少任意一种。并且，驱动电极TX及接收电极RX可以由金属网(metalmesh)构成。
实施例的驱动部120可以向驱动电极TX1至TXn施加驱动信号。根据实施例，可以向第一驱动电极TX1至第n驱动电极TXn按顺序一次向一个驱动电极施加驱动信号。上述施加驱动信号的过程可以再次重复进行。但这只是举例而已，其他实施例可以同时向多个驱动电极施加驱动信号。
感测部110可以通过接收电极RX1至RXm接收包括关于被施加驱动信号的驱动电极TX1至TXn与接收电极RX1至RXm之间生成的电容(Cm)101的信息的感测信号以检测有无触摸及触摸位置。例如，感测信号可以是施加到驱动电极TX的驱动信号通过驱动电极TX与接收电极RX之间生成的电容(Cm)101耦合的信号。可以将上述通过接收电极RX1至RXm感测施加到第一驱动电极TX1至第n驱动电极TXn的驱动信号的过程称为扫描(scan)触摸感测板100。
例如，感测部110可包括通过开关连接于各接收电极RX1至RXm的接收器(未示出)。所述开关在感测相应接收电极RX的信号的时间区间接通(on)使得接收器能够从接收电极RX感测到感测信号。接收器可包括放大器(未示出)及结合于放大器的负(-)输入端与放大器的输出端之间即反馈路径的反馈电容器。此处，放大器的正(+)输入端可接入接地(ground)。并且，接收器还可以包括与反馈电容器并联的复位开关。复位开关可以对接收器执行的从电流到电压的转换进行复位。放大器的负输入端连接于相应接收电极RX，可以接收包括关于电容(Cm)101的信息的电流信号后通过积分转换为电压。感测部110还可以包括将通过接收器积分的数据转换为数字数据的模数转换器(未示出；ADC：analog to digitalconverter)。随后，数字数据可输入到处理器(未示出)处理为用于获取对触摸感测板100的触摸信息。感测部110除接收器之外还可以包括ADC及处理器。
控制部130可以执行控制驱动部120与感测部110的动作的功能。例如，控制部130可以生成驱动控制信号后发送到驱动部120使得驱动信号在预定时间施加到预先设定的驱动电极TX。并且，控制部130可以生成感测控制信号后发送到感测部110使得感测部110在预定时间从预先设定的接收电极RX接收感测信号并执行预先设定的功能。
图1中，驱动部120及感测部110可以构成能够检测触摸感测板100是否受到触摸及触摸位置的触摸检测装置(未标出)。触摸检测装置还可以包括控制部130。触摸检测装置可以集成于包括触摸感测板100的触摸输入装置1000中作为触摸感测电路的触摸感测IC(touch sensing Integrated Circuit)上。包含于触摸感测板100的驱动电极TX及接收电极RX例如可以通过导电线路(conductive trace)及/或印刷于电路板上的导电图案(conductive pattern)等连接到包含于触摸感测IC 150的驱动部120及感测部110。触摸感测IC 150可以位于印刷有导电图案的印刷电路板上，例如第一印刷电路板(以下称为第一PCB)。根据实施例，触摸感测IC可以安装在用于触摸输入装置1000工作的主板上。
如上所述，驱动电极TX与接收电极RX的每个交叉点都生成预定值的电容(C)，手指之类的客体靠近触摸感测板100时这种电容的值能够发生变化。图1中所述电容可以表示互电容(Cm)。感测部110可以通过感测这种电学特性感测触摸感测板100是否受到触摸及/或触摸位置。例如，可以感测由第一轴与第二轴构成的二维平面构成的触摸感测板100的表面是否受到触摸及/或其位置。
进一步来讲，触摸感测板100受到触摸时可以通过检测被施加驱动信号的驱动电极TX检测触摸的第二轴方向的位置。同样，触摸感测板100受到触摸时可以从通过接收电极RX接收的接收信号检测电容变化以检测触摸的第一轴方向的位置。
以上具体说明的触摸感测板100为互电容方式的触摸感测板，但本发明实施例的触摸输入装置1000中用于检测是否受到触摸及触摸位置的触摸感测板100除上述方法以外还可以采用自电容方式、表面电容方式、投射(projected)电容方式、电阻膜方式、表面弹性波方式(SAW：surface acoustic wave)、红外线(infrared)方式、光学成像方式(opticalimaging)、分散信号方式(dispersive signal technology)或声学脉冲识别(acousticpulse recognition)方式等任意触摸感测方式。
实施例的能够适用压力检测模块的触摸输入装置1000中用于检测触摸位置的触摸感测板100可以位于显示模块200外部或内部。
实施例的能够适用压力检测模块的触摸输入装置1000的显示模块200中的显示板可以是有机发光显示装置(Organic Light Emitting Diode：OLED)，所述有机发光显示装置可以是AM-OLED或PM-OLED。
但本发明的触摸输入装置1000的显示模块200并不局限于此，其还可以是液晶显示装置(LCD：Liquid Crystal Display)、等离子显示板(PDP：Plasma Display Panel)等能够显示的其他方式的模块。
因此，用户可以一边视觉确认显示板显示的画面，一边对触摸表面进行触摸执行输入行为。其中，显示模块200可包括控制电路，该控制电路使得从用于触摸输入装置1000工作的主板(main board)上的中央处理单元即CPU(central processing unit)或应用处理器(AP：application processor)等接收输入并在显示板上显示所需内容。这种控制电路可安装于第二印刷电路板(未示出)。其中，用于显示板工作的控制电路可包括显示板控制IC、图像控制IC(graphic controller IC)及其他显示板工作所需的电路。
以上说明了与感测触摸位置的触摸感测板100的动作相关的内容，以下参见图2、图3a至图3d继续说明感测触摸压力的方式及原理。
图2为显示本发明一个实施例的触摸输入装置1000的构成的示意图，图3a至图3d为显示感测触摸压力的方式及用于其的压力检测模块400的多种实施例的示意图。
如图2所示，本发明一个实施例的触摸输入装置1000包括触摸感测板100、显示模块200、压力检测模块400及基板300。其中，基板300可以是基准电位层。本发明其他实施例的触摸输入装置1000的基准电位层的配置可以不同于图2。即，基准电位层可配置在压力检测模块400上部，也可配置在显示模块200内。并且，可具有一个以上的基准电位层。其中，压力检测模块400的配置位置可随触摸输入装置1000的层积结构而异。以下通过说明图3a至图3d的实施例对此进行具体说明。
如图3a所示，显示模块200与基板300之间可具有隔离层420。如图3a所示实施例配置的压力电极450、460可位于显示模块200与基板300之间且配置在基板300侧。
用于检测压力的压力电极可包括第一电极450与第二电极460。其中，第一电极450与第二电极460中任意一个可以是驱动电极，其余一个可以是接收电极。可向驱动电极施加驱动信号并通过接收电极获取感测信号。施加电压的情况下，第一电极450与第二电极460之间可生成互电容。
图3b为图3a所示的触摸输入装置1000受到压力的情况的剖面图。显示模块200的下部面可具有接地(ground)电位以屏蔽噪声。通过客体500向触摸感测板100的表面施加压力的情况下触摸感测板100及显示模块200能够弯曲。从而，作为基准电位层的接地电位面与压力电极图案450、460之间的距离d能够减小到d′。该情况下，随着所述距离d减小，边缘电容被显示模块200的下部面吸收，因此第一电极450与第二电极460之间的互电容能够减小。因此，可从通过接收电极获取的感测信号获取互电容的减小量以算出触摸压力的大小。
根据实施例的触摸输入装置1000，向显示模块200施加触摸压力的情况下，在触摸位置可发生最大变形。根据实施例，显示模块200弯曲时发生最大变形的位置可能与触摸发生位置不一致，但至少显示模块的该触摸位置发生弯曲。例如，触摸位置邻近显示模块200的轮廓及周缘等的情况下，显示模块弯曲程度最大的位置可能不同于触摸位置，但至少显示模块200的所述触摸位置能够发生弯曲。
图3c显示本发明又一实施例的触摸输入装置1000的压力电极配置。图3c所示的电极配置中，压力电极450、460位于显示模块200与基板300之间，具体可以配置在显示模块200侧。
虽然图3a及图3b的实施例显示压力电极450、460形成于基板300上，但压力电极450、460形成于显示模块200的下部面也无妨。其中，基板300可作为基准电位层具有接地电位。因此，对触摸感测板100的触摸表面进行触摸的情况下基板300与压力电极450、460之间的距离d减小，结果能够引起第一电极450与第二电极460之间互电容的变化。
图3d显示又一实施例的触摸输入装置1000的电极配置。参见图3d的实施例，可以使作为压力电极的第一电极450与第二电极460中任意一个形成于基板300侧，其余一个形成于显示模块200的下部面侧。图3d例示第一电极450形成于基板300侧且第二电极460形成于显示模块200的下部面侧。当然，也可以采用互换第一电极450与第二电极460的位置的方式。
通过客体500向触摸感测板100的表面施加压力的情况下触摸感测板100及显示模块200能够弯曲。因此第一电极450与第二电极460之间的距离d能够减小。该情况下，随着所述距离d减小，第一电极450与第二电极460之间的互电容能够减小。因此，可从通过接收电极获取的感测信号获取互电容的减小量以算出触摸压力的大小。
图4a至图4f显示作为多种实施例的触摸输入装置1000的一个构成的压力检测模块400的结构剖面。
如图4a所示，实施例的压力电极模块400中压力电极450、460位于第一绝缘层410与第二绝缘层411之间。例如，可在第一绝缘层410上形成压力电极450、460后用第二绝缘层411盖住压力电极450、460。其中，第一绝缘层410与第二绝缘层411可以由聚酰亚胺(polyimide)之类的绝缘物质构成。第一绝缘层410可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET：Polyethylene terephthalate)，第二绝缘层411可以是由油墨(ink)构成的覆盖层(coverlayer)。压力电极450、460可包括铜(copper)与铝之类的物质。根据实施例，第一绝缘层410与第二绝缘层411之间及压力电极450、460与第一绝缘层410之间可通过液体粘贴剂(liquid bond)之类的粘贴剂(未示出)粘贴。并且根据实施例，压力电极450、460可以通过在第一绝缘层410上放置具有对应于压力电极图案的贯通孔的掩模(mask)后喷射导电喷剂(spray)形成。
图4a的压力检测模块400还包括弹性泡沫440，弹性泡沫440可形成于第二绝缘层411的一面，具体为第一绝缘层410所在方向的反方向。之后，压力检测模块400附着于基板300时可以以第二绝缘层411为基准在基板300侧配置弹性泡沫440。
其中，为了将压力检测模块400附着到基板300，可在弹性泡沫430的外廓形成具有预定厚度的粘贴带430。根据实施例，粘贴带430可以是两面粘贴带。其中，粘贴带430还可以起到将弹性泡沫430粘贴到第二绝缘层411的作用。其中，在弹性泡沫430外廓配置粘贴带430能够有效减小压力检测模块400的厚度。
图4a例示的压力检测模块400附着到位于下端的基板300的情况下，压力电极450、460可工作以用于检测压力。例如，压力电极450、460配置于显示模块200侧，基准电位层相当于基板300，弹性泡沫440可执行相当于隔离层420的动作。例如，从上部对触摸输入装置1000进行触摸的情况下弹性泡沫440受到挤压，因此压力电极450、460与作为基准电位层的基板300之间的距离减小，故第一电极450与第二电极460之间的互电容能够减小。可通过这种电容变化检测触摸压力的大小。
图4b不同于图4a，压力检测模块400并非通过位于弹性泡沫440外廓的粘贴带430附着到基板300。参见图4b，可包括用于将弹性泡沫440粘贴到第二绝缘层411的第一粘贴带431和用于将压力检测模块400粘贴到基板300的弹性泡沫440上的第二粘贴带432。如上，通过配置第一粘贴带431及第二粘贴带432，能够将弹性泡沫440牢固地附着于第二绝缘层411且将压力检测模块400牢固地附着于基板300。根据实施例，图4b例示的压力检测模块400可不包括第二绝缘层411。例如，可以使第一粘贴带431在起到直接盖住压力电极450、460的覆盖层的作用的同时起到将弹性泡沫440粘贴到第一绝缘层410及压力电极450、460的作用。这也可以适用于以下图4c至图4f的情况。
图4c为图4a所示的结构的变形例。如图4c所示，可以在弹性泡沫440形成贯通弹性泡沫440的高度的孔(hole)H使得触摸输入装置1000受到触摸时弹性泡沫440容易挤压。孔H内可以填充空气。弹性泡沫440容易挤压的情况下能够提高压力检测敏感度。并且，在弹性泡沫400上形成孔H能够消除将压力检测模块400附着到基板300等时空气导致弹性泡沫400的表面凸出的现象。图4c除粘贴带430之外还可以包括第一粘贴带431以确保弹性泡沫400牢固地粘贴于第二绝缘层411。
图4d为图4b所示结构的变形例，和图4c一样，弹性泡沫440上形成有贯通弹性泡沫440的高度的孔H。
图4e为图4b所示结构的变形例，还包括位于第一绝缘层410的一面，具体位于弹性泡沫440所在方向的反方向上的一面的第二弹性泡沫441。可增设这种第二弹性泡沫441以最小化后续压力检测模块400附着于触摸输入装置1000时传递到显示模块200的冲击。其中，还可以包括用于将第二弹性泡沫441粘贴到第一绝缘层410的第三粘贴层433。
图4f例示能够工作以检测压力的压力检测模块400的结构。图4f显示弹性泡沫440配置于第一电极450、451与第二电极460、461之间的压力检测模块400的结构。类似于参见图4b所述说明，第一电极450、451形成于第一绝缘层410与第二绝缘层411之间，并且可以形成有第一粘贴带431、弹性泡沫440及第二粘贴带432。第二电极460、461形成于第三绝缘层412与第四绝缘层413之间，第四绝缘层413可通过第二粘贴带432附着于弹性泡沫440的一面侧。其中，第三绝缘层412的基板侧一面可形成有第三粘贴带433，压力检测模块400可通过第三粘贴带433附着于基板300。如参见图4b所述说明，根据实施例，图4f例示的压力检测模块400可不包括第二绝缘层411及/或第四绝缘层413。例如，第一粘贴带431可以在起到直接盖住第一电极450、451的覆盖层的作用的同时起到将弹性泡沫440附着到第一绝缘层410及第一电极450、451的作用。并且，第二粘贴带432可以在起到直接盖住第二电极460、461的覆盖层的作用的同时起到将弹性泡沫440附着到第三绝缘层412及第二电极460、461的作用。
其中，触摸输入装置1000受到触摸时弹性泡沫440被挤压，因此第一电极450、451与第二电极460、461之间的互电容能够增大。可通过这种电容的变化检测触摸压力。并且，根据实施例，可以使第一电极450、451与第二电极460、461中任意一个为接地(ground)，并通过其余一个电极感测自电容。
相比于以单个层构成电极的情况，图4f的情况下压力检测模块400的厚度及制造成本上升，但能够保障压力检测性能不随位于压力检测模块400外部的基准电位层的特性变化。即，通过如图4f构成压力检测模块400，能够最小化检测压力时外部电位(接地)环境的影响。因此，无论适用压力检测模块400的触摸输入装置1000为何种都能够使用相同的压力检测模块400。
以上说明了利用包括驱动电极与接收电极的压力电极，根据驱动电极与接收电极靠近基准电位层的过程中变化的互电容变化量检测压力，但本发明的压力检测模块400也可以根据自电容变化量检测触摸压力。
简单来讲，能够利用形成于压力电极(可利用驱动电极或接收电极)和基准电位层之间的自电容(self capacitance)检测触摸压力。即，可根据形成于驱动电极与基准电位层之间的自电容及/或形成于接收电极与基准电位层之间的自电容检测触摸压力。用户进行了触摸但并未施加触摸压力的情况下，压力电极与基准电位层之间的距离不发生变化，因此自电容值不变。该情况下只会通过触摸感测板100感测到触摸位置。但还施加触摸压力的情况下，自电容值按上述方式变化，压力检测模块400根据自电容的变化量检测触摸压力。
具体来讲，通过触摸施加压力的情况下，基准电位层或压力电极(可利用驱动电极或接收电极)移动，基准电位层与压力电极之间的距离靠近，自电容值增大。根据增大的自电容值判断触摸压力的大小以检测触摸压力。
图5至图10显示本发明的多种实施例的触摸输入装置的结构剖面。
图5所示的触摸输入装置包括多个基准电位层610、810、820。具体来讲，显示模块600的内部或下面包括第一基准电位层610。并且，压力检测模块700包括绝缘层710、压力电极720及弹性泡沫730，压力检测模块700的下部具有第二基准电位层810和第三基准电位层820。
构成压力检测模块700的绝缘层710可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET：Polyethylene terephthalate)，压力电极720可包括铜(copper)与铝之类的物质。并且，弹性泡沫730可按照如图4a至图4f例示的方式构成，但并不局限于此。
并且，压力检测模块700的各构成可通过液体粘贴剂(liquid bond)之类的粘贴剂(未示出)粘贴。并且根据实施例，压力电极720可以通过在绝缘层710上部或下部放置具有对应于压力电极图案的贯通孔的掩模(mask)后喷射导电喷剂(spray)形成。
另外，包含于显示模块600(形成于内部或下面)的第一基准电位层610可用于驱动显示模块600或检测压力。
位于压力检测模块700下部的第二基准电位层810和第三基准电位层820如图5所示，可形成有预定间隔的气隙(air gap)。所述预定间隔的气隙可以是数十μm，但本发明不受限于所述气隙的间隔。
另外，可通过适当调节第二基准电位层810与第三基准电位层820之间的气隙的间隔调整与压力电极720之间的相隔距离。
例如，为了使第二基准电位层810比第三基准电位层820离压力电极720的相对距离更近，可加大气隙的间隔。该情况下，可利用压力电极720与第二基准电位层810检测压力。
并且，第二基准电位层810的距离可通过弹性泡沫720的厚度来调节，可以和气隙的间隔一起使得相比于第三基准电位层820相对距离更近或更远。
同样，也可以利用绝缘层710的厚度调节第一基准电位层610与压力电极720的距离。尤其，适当调节弹性泡沫720的厚度与绝缘层710的厚度即可调节压力电极720与第一基准电位层610之间及压力电极720与第二基准电位层810之间的相对距离。
可以以此选择用于根据距离变化检测压力的压力检测模块400的基准电位层。为确保充分发挥基准电位层的功能，优选的是触摸输入装置的整个面与压力电极720的相隔距离均匀。换而言之，优选的是使基准电位层整体为平面形状，特定区域凹凸不平或有倾斜区域的情况下难以充分起到基准电位层的作用。
触摸输入装置中可具有多个能够起到基准电位层的功能的构成，然而，集成用于检测触摸位置及触摸压力的触摸输入装置的各构成的过程中，可能会发生能够起到基准电位层的功能的构成中一些构成的外形变得不均匀、凹凸不平或被上部或下部的其他要素推挤而含有倾斜区域的问题。
本发明解决具有多个基准电位层的情况下发生的如上所述的问题，选择最适合用于检测触摸压力的基准电位层或调解相隔距离等并作为用于触摸压力的基准电位层使用。即，能够尽可能减少外形或高度不均匀的基准电位层参与压力的检测。
其中，压力检测方式不限于特定方式，可以如上利用互电容变化量，也可以利用自电容变化量。
具体来讲，利用自电容变化量的情况下，压力检测模块700检测基于第二基准电位层810及第三基准电位层820中任意一个和压力电极720之间的距离变化的自电容变化量。其中，可利用驱动电极或接收电极作为压力电极720。
并且，利用互电容变化量的情况下，压力检测模块700检测基于第二基准电位层810及第三基准电位层820中任意一个和压力电极720之间的距离变化的驱动电极和接收电极之间的互电容变化量。当然，该情况下优选的是压力电极720同时包括驱动电极与接收电极。
图6为显示本发明又一实施例的触摸输入装置的剖面的简要示意图。构成或作用、效果类似于图5的实施例，但图6还可以包括位于压力检测模块700下部，具体位于第二基准电位层810下部的冲击吸收层SP。并且，罩住冲击吸收层SP等要素的中间框架M与冲击吸收层SP之间可以具有气隙，所述中间框架M可对应于图5的第三基准电位层820。但由于图6的中间框架M与压力电极720之间的相对距离远，而且形状不均匀，即难以确保整个面为平面形状，因此优选的是检测压力时利用第一基准电位层610或第二基准电位层810。
当然，可根据绝缘层710及弹性泡沫730的厚度选择将第一基准电位层610或第二基准电位层810作为用于检测压力的基准电位层。
另外，图5及图6中，将第一基准电位层610用于检测压力的情况下，压力检测模块700的构成可以有变化。即，从下部开始按照弹性泡沫730、压力电极720、绝缘层710的顺序层积的压力检测模块700也可以反过来按照绝缘层710、压力电极720、弹性泡沫730的顺序层积。本领域技术人员可在以上说明的压力检测方式的基础上对此进行适当修正、变更或替换。
图7为显示本发明又一实施例的触摸输入装置的剖面的简要示意图。参见图7所示实施例的触摸输入装置，显示模块600的内部或下面具有第一基准电位层610，压力检测模块700位于显示模块600下部。压力检测模块700的下部具有第二基准电位层810与第三基准电位层820，他们之间可形成有预定间隔的气隙。
不同于图5及图6，图7所示实施例中的压力检测模块700具有两个弹性泡沫730-1、730-2。并且，上部弹性泡沫730-1与下部弹性泡沫730-2之间具有绝缘层710与压力电极720。其中，绝缘层710与压力电极720可构成适当形态的层积结构。
具有图7所示形态的压力检测模块700的情况下，无论利用可用作基准电位层的第一基准电位层610、第二基准电位层810及第三基准电位层820中哪一个都容易检测压力。当然，也可以利用多个基准电位层检测压力。
例如，在考虑与压力电极720的距离或与其他要素的层积关系等的情况下，当优选的是利用第一基准电位层610检测压力的情况下，可通过上部弹性泡沫730-1使压力电极720与第一基准电位层610之间的距离发生变化。同样，当优选的是利用第二基准电位层810检测压力的情况下，可通过下部弹性泡沫730-2使压力电极720与第二基准电位层810之间的距离发生变化。压力检测模块700利用基于基准电位层与压力电极720之间的距离变化的自电容变化量或互电容变化量检测触摸压力。
具体来讲，利用自电容变化量的情况下，压力检测模块700检测基于第一基准电位层610与压力电极720之间的距离变化或第二基准电位层810与压力电极720之间的距离变化的自电容变化量。其中，压力电极720可利用驱动电极或接收电极。
并且，利用互电容变化量的情况下，压力检测模块700检测基于第一基准电位层610与压力电极720之间的距离变化或第二基准电位层810与压力电极720之间的距离变化的驱动电极及接收电极之间的互电容变化量。当然，该情况下，优选的是压力电极720同时包括驱动电极与接收电极。
另外，图7所示实施例中中间框架M可以是又一基准电位层。但由于中间框架M集成罩住除图7所示要素以外的其他要素，因此可能整体上不是平面形态。该情况下引起如上所述的问题，因此可不用作基准电位层。
同样，第一基准电位层610、第二基准电位层810、第三基准电位层820中形状非整体均匀(平坦面)的情况下，可在检测触摸压力方面将其排除。其中，可通过调节上部弹性泡沫730-1、下部弹性泡沫730-2、绝缘层710及气隙中至少一个构成的厚度改变压力电极720与基准电位层之间的相对距离以设定用于触摸压力的最佳基准电位层。
参见图8所示实施例的触摸输入装置，和图7一样具有包括两个弹性泡沫730-1、730-2的压力检测模块700。并且，包括形成于压力检测模块700下部的第二基准电位层810，第二基准电位层810下部具有冲击吸收层SP。并且，中间框架M与冲击吸收层SP之间具有气隙。
图8所示实施例的中间框架M也可以起到基准电位层的功能。但是为确保充分起到基准电位层的作用，基准电位层的整个面与压力电极720之间的相隔距离必须保持均匀。其中，中间框架M的形状不均匀的情况下，优选的是不将中间框架M用作基准电位层。
因此，图8的实施例可利用位于显示模块610内部或下部的第一基准电位层610或位于压力检测模块700下部的第二基准电位层810检测压力。
检测压力方面利用第一基准电位层610的情况下，压力电极720与第一基准电位层610之间的距离通过上部弹性泡沫730-1发生变化，此时可以使下部弹性泡沫730-2的厚度相对厚。当然，可能有些情况下优选的是下部弹性泡沫730-2的厚度相对薄。
并且，检测压力方面利用第二基准电位层810的情况下，压力电极720与第二基准电位层810之间的距离通过下部弹性泡沫730-2发生变化，此时可以使上部弹性泡沫730-1的厚度相对厚。当然，可能有些情况下优选的是上部弹性泡沫730-1的厚度相对薄。
可根据第一基准电位层610及第二基准电位层810的材料、形态、平面度、大小等确定选择用于检测触摸压力的基准电位层。
参见图9的实施例，显示模块600的下部配置有第一基准电位层810。并且，其下部配置有压力检测模块700，压力检测模块700下部配置有第二基准电位层820。
如图9所示，第二基准电位层820相邻于中间框架M与电池B的情况下，第二基准电位层820上可能包括倾斜或凹凸不平的非平面区域，这不适合用于检测触摸压力。
因此，优选的是排除如图9的实施例所示的包括非平面区域的基准电位层用于检测触摸压力，将其余的基准电位层即第一基准电位层810用于检测触摸压力。因此，图9的实施例可以使绝缘层710相对厚，以排除第二基准电位层820用于检测触摸压力。
压力检测模块700的弹性泡沫730位于第一基准电位层810正下方，可以使得和压力电极720之间的距离发生变化。其中，可以使弹性泡沫730具有能够用于检测自电容变化量或基于自电容变化量的触摸压力的适当厚度。
图10的实施例中不存在另外的第二基准电位层，中间框架M可起到基准电位层的作用。但由于中间框架M的外形或形状不适合用于检测压力，因此可以只利用位于压力检测模块700上部的第一基准电位层810检测压力。
因此，和图9一样，可以在压力检测模块700的压力电极720与第一基准电位层810之间配置弹性泡沫730使得压力电极720与第一基准电位层810之间的距离发生变化。
在该结构中，压力检测模块700根据基于压力电极720与第一基准电位层810之间的距离变化的自电容变化量或基于压力电极720与第一基准电位层810之间的距离变化的驱动电极及接收电极之间的互电容变化量检测触摸压力。
根据图5至图10所示实施例的触摸输入装置，当存在多个具有多种形状与外形的基准电位层的情况下，容易选择用于检测触摸压力的基准电位层，通过调节弹性泡沫、绝缘层及气隙中至少一个的厚度以排除特定基准电位层用于检测触摸压力，能够更有效地执行触摸压力。
图11及图12为本发明又一实施例的触摸输入装置的剖面图。
触摸输入装置的框架1060内除显示模块之外还可以具有供应驱动电源的电池1060及收容或固定驱动装置所需的多种构成要素的罐1070。尤其，罐1070可以和接地GND连接，因此可用作检测压力的基准电位层。以下说明电池1060与罐1070用作基准电位层的实施例。
图11及图12显示利用LCD板的显示模块。显示模块包括LCD板1010与背光单元1020，其收容于框架1080。另外，显示模块的显示面可形成有盖玻璃1000。
显示模块的背光单元1020下部具有压力检测模块1050。图11显示背光单元1020与压力检测模块1050之间具有金属罩1030和弹性部件1040，而其他实施例可省略金属罩1030与弹性部件1040，可以在背光单元1020与压力检测模块1050之间插入不同于此的构成。
金属罩1030牢固地固定显示模块且起到屏蔽电磁波的功能。因此，优选的是金属罩1030由具有能够切断外部冲击的预定刚性的金属构成。弹性部件1040位于金属罩1030的下部，吸收来自外部的冲击，起到保护触摸输入装置内部的构成(尤其，显示模块)的功能。因此，优选的是弹性部件1040由具有能够吸收冲击的弹性的材料构成。但可省略金属罩1030与弹性部件1040或用具有与其相同的功能的其他构成代替。当然，不同于图11，互换两者的位置也无妨，可以仅形成于显示模块下部的部分区域而非整个区域。即，本发明不限于金属罩1030与弹性部件1040的位置或材料、形状的限制。
位于显示模块下部的压力检测模块1050的具体构成如上所述，因此此处省略具体说明。位于压力检测模块1050的压力电极用于感测基于与基准电位层的距离变化的电容变化量，图11的实施例将位于压力检测模块1050下部的构成(电池1060及罐1070中至少一个)用作基准电位层。
电池1060的上面可形成有导电材料的带层或薄膜层。并且，由导电材料构成的层可连接于接地GND用作基准电位层。并且，形成于电池1060上面的导电材料层和压力检测模块1050相隔预定间隔，客体触摸施加压力使得压力检测模块1050与电池的上面之间的距离靠近的情况下电容(自电容或互电容)变化，可以根据该变化量检测触摸压力的大小。可根据需要设置多个电池1060。
并且，罐1070收容或固定用于驱动具有触摸输入装置的装置的各种构成要素(例：IC等)，可以由金属材质构成且连接于接地GND。但只要是连接于接地GND用作基准电位层的材质即可，而不限于金属材质。罐1070可以根据收容的构成要素而具有多种外形与大小。尤其，罐1070可以具有遮蔽(shielding)收容于内部的各种构成要素的功能以阻断外部信号流入或内部信号放出。罐1070与压力检测模块1050之间也具有相隔空间，客体触摸施加压力使得压力检测模块1050与罐1070之间的距离靠近的情况下电容(自电容或互电容)变化，可根据该变化量检测触摸压力的大小。可具有多个用作基准电位层的罐1070。
在此，形成于电池1060上面的导电材料层可不另外连接于接地GND，而是通过与罐1070连接起到基准电位层的作用。
其中，压力检测模块1050相对于电池1060及罐1070的相隔距离可互异，压力检测模块1050相对于多个罐1070的相隔距离可互异，该情况下触摸面的各区域的触摸感应度可能不均匀，但可通过校准(calibration)各区域触摸感应度保证触摸感应度均匀。不仅如此，可以通过压力检测模块1050中压力电极的形状、厚度、间隔等保证整个触摸面的触摸感应度均匀。
图12的实施例不同于图11，压力检测模块1050相邻于显示模块。具体来讲，压力检测模块1050位于背光单元1020下部。
压力检测模块1050具有用于基于与基准电位层的距离变化检测触摸压力的压力电极，可配置有用于距离变化的弹性部件1040。可以说图12的弹性部件1040可相当于图4a至图4f所示的弹性泡沫440，图12的压力检测模块1050只有压力电极。其中，弹性部件1040相当于引起压力电极与基准电位层之间的相隔距离变化的构成，但也可以用作受到外部冲击时保护显示模块等构成的冲击吸收部件。弹性部件1040的下部具有金属罩1030，所述金属罩1030可连接于接地GND用作基准电位层。即，图12所示实施例的压力检测模块1050在客体触摸施加压力的情况下，根据基于压力检测模块1050内的压力电极与金属罩1030之间的距离变化的电容变化量感测触摸压力的大小。并且，图12的实施例并不将位于金属罩1030下部的电池1060或罐1070作为基准电位层使用，因此无需在电池1060上形成与接地GND连接的导电材料层。
图13为本发明又一实施例的触摸输入装置的剖面图。不同于图11及图12，图13的显示模块具有OLED板，尤其可以具有AM-OLED板。
OLED板是利用向荧光或磷光有机物薄膜导通电流时电子与空穴在有机物层结合的同时发光的原理的自发光型显示板，构成发光层的有机物质决定光的颜色。
具体来讲，OLED利用在玻璃或塑料上涂布有机物并导通电流时有机物发光的原理。即，利用分别向有机物的阳极与阴极注入空穴与电子使得在发光层再结合时形成高能量态的励磁(excitation)，励磁降到低能量态的过程中放出能量生成特定波长的光的原理。此处，光的颜色因发光层的有机物而异。
根据构成像素矩阵的像素的工作特性，OLED具有线驱动方式的无源矩阵OLED(PM-OLED：Passive-matrix Organic Light-Emitting Diode)与独立驱动方式的主动矩阵OLED(AM-OLED：Active-matrix Organic Light-Emitting Diode)。由于两者均不需要背光，因此能够使显示模块非常薄，各角度具有一定的明暗比，基于温度的颜色再现性强，具有如上优点。并且，由于未驱动的像素不消耗电能，因此还具有很好的经济性。
在工作方面，PM-OLED仅在扫描时间(scanning time)期间用高电流发光，AM-OLED在帧时间(frame time)期间用低电流保持持续发光状态。因此，与PM-OLED相比，AM-OLED具有分辨率高、有利于驱动大面积显示板、电能消耗小的优点。并且，由于可以内置薄膜晶体管(TFT)以分别控制各元件，因此容易得到精致画面。
参见图13的实施例，OLED板1015与压力检测模块1050之间不存在背光单元。因此能够使得触摸输入装置的厚度更薄。不过，可以设置弹性部件1040以在受到外部冲击时保护OLED板1015等内部构成。图13示出OLED板1015与压力检测模块1050之间具有弹性部件1040，而根据其他实施例，弹性部件1040可位于其他位置，也可以根据情况省略弹性部件1040。
动作方式和图11的实施例相同。即，可将位于压力检测模块1050下部的电池1060与罐1070用作基准电位层检测触摸压力。另外，虽然参见图11及图13说明了电池1060的上面具有导电材料层，所述导电材料层连接于接地GND，但也可以如图14将罩住电池1060的罐1060连接于接地GND作为基准电位层使用。其中，罩住电池1060的罐1060可连接于收容或固定其他构成要素的罐1070作为基准电位层使用。按照图14的实施例构成的情况下，还能够具有防止外部冲击传递到电池1060的效果。
根据图11至图14的实施例，能够将触摸输入装置中的多种构成要素用作基准电位层，因此无需另外形成基准电位层，从而有助于实现制造工序的经济性及制造成本的下降。
并且，以上以实施例为中心进行了说明，但这些不过是举例说明而已，并非对本发明进行限定。本发明所属技术领域的普通技术人员应知晓可以在不超出本实施例本质特性的范围内进行以上未例示的多种变形及应用。例如，实施例中具体出现的各构成要素可变形实施。并且，有关这些变形与应用的差异应视为包含于本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种触摸输入装置，具有显示模块且能够检测触摸压力，其中，包括：
压力检测模块，其位于所述显示模块的下部，包括用于检测触摸压力的压力电极；以及
基准电位层，其位于所述压力检测模块的下部，
所述压力检测模块根据基于所述基准电位层与所述压力电极之间的距离变化的电容变化量检测触摸压力，
所述基准电位层由具有导电材料的电池及收容其他部件的罐(can)中至少一个构成。
2.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其中，
所述电池被连接于接地(GND)的导电材料的罐罩住。
3.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其中，
所述电池的上端形成有与接地(GND)连接的导电材料的带层或薄膜层。
4.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其中，
所述显示模块及所述压力检测模块之间具有金属罩及弹性部件中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其中，
所述显示模块包括LCD板及背光单元，所述压力检测模块位于所述背光单元的下部。
6.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其中，
所述显示模块包括AM-OLED板。
7.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其中，
所述电容变化量为基于所述基准电位层与所述压力电极之间的距离变化的自电容(self capacitance)变化量。
8.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其中，
所述压力电极包括驱动电极及接收电极，
所述电容变化量为基于所述基准电位层与所述压力电极之间的距离变化的所述驱动电极及所述接收电极之间的互电容(mutual capacitance)变化量。
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