CN109074186A - 构成多个信道的压力传感器、含其的触摸输入装置及利用其的压力检测方法 - Google Patents

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Abstract

实施形态的触摸输入装置能够检测对触摸表面的触摸的压力，包括：显示模块；以及配置在与基准电位层的距离能够随着对所述触摸表面的所述触摸变化的位置的压力传感器，其中所述距离能够输出包括关于所述触摸的信息的信号，所述压力传感器包括多个电极以构成多个信道，根据从各所述信道检测到的电容的变化量及分配于各信道的SNR改善缩放系数检测关于触摸的压力的大小。

Description

构成多个信道的压力传感器、含其的触摸输入装置及利用其 的压力检测方法
技术领域
本发明涉及构成用于检测压力的多个信道的压力传感器及含其的触摸输入装置，更具体来讲涉及能够适用于构成为能够检测触摸位置的触摸输入装置检测触摸压力的构成多个信道的压力传感器、含其的触摸输入装置及利用其的压力检测方法。
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)及触摸屏等输入装置。由于触摸屏简单易操作，因此触摸屏在计算系统操作方面的利用率上升。
触摸屏可构成包括触摸传感器板(touch sensor panel)的触摸输入装置的触摸表面，所述触摸传感器板可以是具有触摸-感应表面(touch-sensitive surface)的透明板。这种触摸传感器板附着在显示屏的前面，触摸-感应表面可覆盖显示屏的可视面。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。
在此，需要不仅能够检测触摸屏上的触摸的触摸位置，还能够检测触摸的压力大小的触摸输入装置。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供构成用于检测压力的多个信道的压力传感器、含其的触摸输入装置及利用其的压力检测方法。
技术方案
实施形态的触摸输入装置能够检测对触摸表面的触摸的压力，包括：显示模块；以及位于与基准电位层的距离能够随着对所述触摸表面的所述触摸变化的位置的压力传感器，所述距离能够随着所述触摸的压力大小变化，所述压力传感器能够输出包括关于随着所述距离变化的电容的信息的信号，所述压力传感器包括多个电极以构成多个信道，能够根据从各所述信道检测到的电容的变化量及分配于各信道的SNR改善缩放系数检测关于触摸的压力的大小。
技术效果
根据本发明的实施形态，可提供构成用于检测压力的多个信道的压力传感器、含其的触摸输入装置及利用其的压力检测方法。
并且，根据本发明的实施形态，可提供构成对触摸的压力检测精确度高的多个信道的压力传感器及含其的触摸输入装置。
附图说明
图1是电容方式的触摸传感器板及用于其工作的构成的简要图；
图2a是例示实施形态的触摸输入装置中相对于显示板的触摸传感器板的位置的概念图；
图2b是例示实施形态的触摸输入装置中相对于显示板的触摸传感器板的位置的概念图；
图2c是例示实施形态的触摸输入装置中相对于显示板的触摸传感器板的位置的概念图；
图2d是例示实施形态的触摸输入装置中相对于显示板的触摸传感器板的位置的概念图；
图2e是例示实施形态的触摸输入装置中相对于显示板的触摸传感器板的位置的概念图；
图3a是本发明的实施形态的包括压力电极的例示的压力传感器的剖面图；
图3b是本发明的实施形态的包括压力电极的例示的压力传感器的剖面图；
图3c是本发明的实施形态的包括压力电极的例示的压力传感器的剖面图；
图3d是本发明的实施形态的包括压力电极的例示的压力传感器的剖面图；
图3e是本发明的实施形态的包括压力电极的例示的压力传感器的剖面图；
图3f是本发明的实施形态的包括压力电极的例示的压力传感器的剖面图；
图3g是本发明的实施形态的包括压力电极的例示的压力传感器的剖面图；
图3h是本发明的实施形态的包括压力电极的例示的压力传感器的剖面图；
图3i是本发明的实施形态的基于电极层与基准电位层之间的距离变化的电容变化量的示意图；
图4a是能够适用本发明的实施形态的压力传感器及压力检测模块的第一例的触摸输入装置的剖面图；
图4b例示本发明的实施形态的触摸输入装置中背光单元的光学层；
图4c是能够适用本发明的实施形态的压力传感器及压力检测模块的第二例的触摸输入装置的剖面图；
图5a例示包含于触摸输入装置的第一例的压力传感器与基准电位层之间的相对距离及其被施加压力的情况；
图5b例示包含于触摸输入装置的第一例的压力传感器与基准电位层之间的相对距离及其被施加压力的情况；
图5c例示包含于触摸输入装置的第二例的压力传感器与基准电位层之间的相对距离及其被施加压力的情况；
图5d例示包含于触摸输入装置的第二例的压力传感器与基准电位层之间的相对距离及其被施加压力的情况；
图5e例示包含于触摸输入装置的第三例的压力传感器的配置；
图6a是压力传感器按第一方法附着于触摸输入装置的触摸输入装置的一部分的剖面图；
图6b是用于按第一方法将压力传感器附着于触摸输入装置的压力传感器的平面图；
图6c是压力传感器按第二方法附着于触摸输入装置的触摸输入装置的一部分的剖面图；
图7a例示包含于本发明的实施形态的用于检测压力的压力传感器的压力电极图案；
图7b例示包含于本发明的实施形态的用于检测压力的压力传感器的压力电极图案；
图7c例示包含于本发明的实施形态的用于检测压力的压力传感器的压力电极图案；
图7d例示包含于本发明的实施形态的用于检测压力的压力传感器的压力电极图案；
图7e例示包含于本发明的实施形态的用于检测压力的压力传感器的压力电极图案；
图8a显示适用本发明的实施形态的压力传感器的触摸输入装置的触摸压力的大小与饱和面积之间的关系；
图8b显示适用本发明的实施形态的压力传感器的触摸输入装置的触摸压力的大小与饱和面积之间的关系；
图9a例示本发明的实施形态的压力传感器的剖面；
图9b例示本发明的实施形态的压力传感器的剖面；
图9c例示本发明的实施形态的压力传感器的剖面；
图9d例示本发明的实施形态的压力传感器的剖面；
图10a例示本发明的实施形态的压力传感器的附着方法；
图10b例示本发明的实施形态的压力传感器的附着方法；
图11a例示将本发明的实施形态的压力传感器连接到触摸感测电路的方法；
图11b例示将本发明的实施形态的压力传感器连接到触摸感测电路的方法；
图11c例示将本发明的实施形态的压力传感器连接到触摸感测电路的方法；
图12a例示本发明的实施形态的压力传感器包括多个信道的构成；
图12b例示本发明的实施形态的压力传感器包括多个信道的构成；
图12c例示本发明的实施形态的压力传感器包括多个信道的构成；
图12d例示本发明的实施形态的压力传感器包括多个信道的构成；
图13a例示包含于本发明的实施形态的压力传感器的第一电极及第二电极的形态；
图13b例示包含于本发明的实施形态的压力传感器的第一电极及第二电极的形态；
图13c例示包含于本发明的实施形态的压力传感器的第一电极及第二电极的形态；
图13d例示包含于本发明的实施形态的压力传感器的第一电极的形态；
图14a是显示图13d所示的压力传感器的预定位置被施加压力的情况的示意图；
图14b是显示对应于图14a的A位置的触摸表面被施加触摸压力的情况下触摸输入装置弯曲的形态的剖面图；
图14c是显示对应于图14a的C位置的触摸表面被施加触摸压力的情况下触摸输入装置弯曲的形态的剖面图；
图15是显示图13d所示的压力传感器中各第一电极所被分配的缩放系数的示意图；
图16a是用于说明图14a所示的位置被施加压力的情况下被施加的压力的大小与触摸输入装置的体积变化量的关系的曲线图；
图16b是显示图14b所示的触摸输入装置的体积变化量的剖面图；
图16c是显示图14c所示的触摸输入装置的体积变化量的剖面图；
图17a是用于说明触摸输入装置被施加压力时触摸输入装置变形的形态的部分立体图；
图17b是用于说明触摸输入装置被施加压力时推定触摸输入装置的体积变化量的示意图；
图17c是图17b所示的附图的剖面图；
图18a例示对图13a～图13c所示的形态的压力传感器感测压力电容的装置的等价电路；
图18b例示对图13d所示的压力传感器感测压力电容的装置的等价电路；
图19a是用于说明图14a所示的压力传感器的D位置被施加压力的情况的示意图；
图19b是用于说明图19a所示的D位置被施加压力的情况下算出压力值的曲线图；
图20a是用于说明本发明的实施形态的触摸输入装置利用多个信道检测触摸压力的大小的方法的例的流程图；
图20b是用于说明本发明的实施形态的触摸输入装置利用多个信道检测触摸压力的大小的方法的例的流程图；
图20c是用于说明本发明的实施形态的触摸输入装置利用多个信道检测触摸压力的大小的方法的例的流程图；
图21a是显示包括关于在对应于图17c的a位置的信道检测到的电容的信息的信号的大小的曲线图；
图21b是显示包括关于在对应于图17c的b位置的信道检测到的电容的信息的信号的大小的曲线图；
图22a是用于说明P位置被施加压力时各信道所被分配的SNR改善缩放系数的示意图；
图22b是用于说明P位置被施加压力时各信道所被分配的SNR改善缩放系数的示意图；
图22c是显示图22a的P位置被施加压力时在各信道检测到的电容的变化量的示意图。
附图标记说明
1000：触摸输入装置 100：触摸传感器板
110：感测部 120：驱动部
130：控制部 200：显示模块
300：基板 400：压力检测模块
420：间隔层 440：压力传感器
450、460：电极 470：第一绝缘层
471：第二绝缘层 470a、471a：电极覆盖层
470b、471b：支撑层 430：粘贴层
435：保护层 480：弹性层
具体实施方式
参见例示可实施本发明的特定实施形态的附图详细说明本发明。通过详细说明使得本领域的技术人员足以实施本发明。应理解虽然本发明的多种实施形态各不相同，但无需相互排斥。在此。附图中类似的附图标记在各方面表示相同或类似的功能。
以下参见附图说明本发明的实施形态的用于检测压力的压力传感器及能够适用含其的压力检测模块的触摸输入装置。以下例示电容方式的触摸传感器板100，但可以适用能够以任意的方式检测触摸位置的触摸传感器板100。
图1为本发明的实施形态的压力传感器440及能够适用含其的压力检测模块的触摸输入装置中包括的电容方式的触摸传感器板100及其工作所需的构成的简要图。参见图1，触摸传感器板100包括多个驱动电极TX1～TXn及多个接收电极RX1～RXm，可包括驱动部120及感测部110，其中驱动部120为了所述触摸传感器板100的工作而向所述多个驱动电极TX1～TXn施加驱动信号，感测部110接收包括对触摸传感器板100的触摸表面进行触摸时发生变化的电容变化量的信息的感测信号以检测有无触摸及/或触摸位置。
如图1所示，触摸传感器板100可包括多个驱动电极TX1～TXn与多个接收电极RX1～RXm。图1显示触摸传感器板100的多个驱动电极TXI～TXn与多个接收电极RX1～RXm构成正交阵列，但不限于此，多个驱动电极TX1～TXn与多个接收电极RX1～RXm可以构成对角线、同心圆及三维随机排列等任意数维及其应用排列。其中，n及m是正整数且可具有相同或不同的值，可根据实施形态改变大小。
如图1所示，多个驱动电极TXl～TXn与多个接收电极RX1～RXm可排列成分别相互交叉。驱动电极TX包括向第一轴方向延长的多个驱动电极TX1～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～RXm。
本发明的实施形态的触摸传感器板100中，多个驱动电极TX1～TXn与多个接收电极RX]～RXm可彼此形成于同一层。例如，多个驱动电极TX1～TXn与多个接收电极RX1～RXm可形成于绝缘膜(未示出)的同一面。并且，多个驱动电极TX1～TXn与多个接收电极RX1～RXm也可以彼此形成于不同的层。例如，多个驱动电极TXl～TXn与多个接收电极RX1～RXm可以分别形成于一个绝缘膜(未示出)的两面，或者，多个驱动电极TX1～TXn形成于第一绝缘膜(未示出)的一面，多个接收电极RX1～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～TXn与多个接收电极RX1～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(Indium Tin Oxide；ITO)或氧化锑锡(Antimony Tin Oxide；ATO))等形成。但这只是单纯举例而已，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，驱动电极TX及接收电极RX可以由包括银墨(silver ink)、铜(copper)及碳纳米管(CNT：Carbon Nanotube)中至少任意一种的物质构成。并且，驱动电极TX及接收电极RX可以采用金属网(metal mesh)或由纳米银(nano silver)物质构成。
本发明的实施形态的驱动部120可以向驱动电极TX1～TXn施加驱动信号。根据本发明的实施形态，驱动信号可以以一次向一个驱动电极施加的方式依次施加到第一驱动电极TX1至第n驱动电极TXn。上述施加驱动信号的过程可以再次重复进行。这只是单纯例示而已，可根据实施形态向多个驱动电极同时施加驱动信号。
感测部110可以通过接收电极RX1～RXm接收包括关于施加驱动信号的驱动电极TX1～TXn与接收电极RX1～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。如上，可以将通过接收电极RX1～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)触摸传感器板100。
例如，感测部110可包括与各接收电极RX1～RXm通过开关连接的接收器(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。此时，放大器的正(+)输入端可与接地(ground)或基准电压连接。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：Analog-DigitalConverter；ADC)。之后，数字数据输入到处理器(未示出)，被处理成能够用于获取关于触摸传感器板100的触摸信息。感测部110也可以构成为包括接收器的同时包括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给驱动部120使得驱动信号能够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给感测部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可以构成能够感测有无对本发明的实施形态的触摸传感器板100的触摸及/或触摸位置的触摸检测装置(未标出)。本发明的实施形态的触摸检测装置还可以包括控制部130。本发明的实施形态的触摸检测装置可以在包括触摸传感器板100的触摸输入装置1000中集成于作为触摸感测电路的触摸感测IC(touch sensingIntegrated Circuit：未示出)上。包含于触摸传感器板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(conductivepattern)等连接到包含于触摸感测IC的驱动部120及感测部110。触摸感测IC可以位于印刷有导电图案的电路板上。根据本发明的实施形态，触摸感测IC可以装配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传感器板100的情况下，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可通过感测这种电学特性感测有无对触摸传感器板100的触摸及/或其位置。例如，可以感测有无对由第一轴与第二轴构成的二维平面构成的触摸传感器板100的表面的触摸及/或其位置。
更具体来讲，发生了对触摸传感器板100的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，发生对触摸传感器板100的触摸时，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。
以上详细说明的触摸传感器板100为互电容方式的触摸传感器板，但本发明的实施形态的触摸输入装置1000中，用于检测有无触摸及触摸位置的触摸传感器板100除上述方法以外还可以通过自电容方式、表面电容方式、投影(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(optical imaging)、分散信号方式(dispersive signal technology)及声学脉冲识别(acoustic pulse recognition)方式等任意的触摸感测方式实现。
以下相当于用于检测有无触摸及/或触摸位置的驱动电极TX及接收电极RX的构成可被称作触摸传感器(touch sensor)。
本发明的实施形态的压力传感器及能够适用含其的压力检测模块的触摸输入装置1000中，触摸传感器板100可位于显示板200A的外部或内部。实施形态的触摸输入装置1000的显示板200A可以是包括于液晶显示装置(LCD：Liquid Crystal Display)、等离子显示板(PDP：Plasma Display Panel)、有机发光显示装置(Organic Light Emitting Diode：OLED)等的显示板。因此，用户可以一边从视觉上确认显示板显示的画面一边对触摸表面进行触摸以进行输入行为。此时，显示板200A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 processingunit)或应用处理器(application processor：AP)等接收输入并在显示板上显示期望的内容。此时，用于显示板200A工作的控制电路可在图10a～12c中安装于第二印刷电路板210(以下称为第二PCB)上。此时，用于显示板200A工作的控制电路可包括显示板控制IC、图形控制IC(graphic controller IC)及其他显示板200工作所需的电路。
图2a～图2e是例示能够适用本发明的实施形态的压力传感器440的触摸输入装置中相对于显示板200A的触摸传感器板100的位置的概念图。首先参见图2a～图2c说明相对于利用LCD板的显示板200A的触摸传感器板100的相对位置。
如图2a～图2c所示，LCD板可包括具有液晶元件(liquid crystal cell)的液晶层250、液晶层250两端的包括电极的第一基板261与第二基板262、在与所述液晶层250相对的方向上位于所述第一基板261的一面的第一偏光层271及位于所述第二基板262的一面的第二偏光层272。在此，第一基板261可以是滤色玻璃(color filter glass)，第二基板262可以是薄膜晶体管玻璃(TFT glass)。并且，第一基板261及/或第二基板262还可以是塑料基板。
为执行显示功能，LCD板还可以包括其他构成且可以变形，这对本领域的技术人员来讲是显而易见的。
图2a显示触摸输入装置1000中的触摸传感器板100配置于显示板200A外部的情况。触摸输入装置1000的触摸表面可以是触摸传感器板100的表面。图2a中触摸传感器板100的上部面可作为触摸表面。并且根据实施形态，触摸输入装置1000的触摸表面可以是显示板200A的外面。图2a中，能够成为触摸表面的显示板200A的外面可以是显示板200A的第二偏光层272的下部面。在此，为保护显示板200A，可以用玻璃之类的覆盖层(未示出)盖住显示板200A的下部面。
图2b及2c显示触摸输入装置1000中的触摸传感器板100配置于显示板200A内部的情况。在此，图2b中用于检测触摸位置的触摸传感器板100配置于第一基板261与第一偏光层271之间。此时，触摸输入装置1000的触摸表面可以是作为显示板200A的外面的图2b中的上部面或下部面。图2c例示用于检测触摸位置的触摸传感器板100包含于液晶层250的情况，即配置在第一基板261与第二基板262之间的情况。此时，触摸输入装置1000的触摸表面是作为显示板200A的外面的图2c中的上部面或下部面。在图2b及图2c中，能够作为触摸表面的显示板200A的上部面或下部面可以被玻璃之类的覆盖层(未示出)盖住。
以下参见图2d及图2e说明相对于利用OLED板的显示板200A的触摸传感器板100的位置。图2d中，触摸传感器板100位于偏光层282与第一基板281之间，图2e中，触摸传感器板100位于有机物层280与第二基板283之间。并且，触摸传感器板100可位于第一基板281与有机物层280之间。
此处，第一基板281可以由封装玻璃(Encapsulation glass)构成，第二基板283可以由TFT玻璃(TFT glass)构成。并且，第一基板281及/或第二基板283也可以是塑料基板。由于以上对感测触摸进行了说明，因此以下只简单说明其余构成。
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而发光的原理的自发光型显示板，构成发光层的有机物决定光的颜色。
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，利用向有机物的阳极与阴极分别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工作特性，OLED具有线驱动方式的无源矩阵OLED(Passive-matrix Organic Light-Emitting Diode：PM-OLED)与个别驱动方式的主动矩阵OLED(Active-matrix Organic Light-Emitting Diode：AM-OLED)。由于两者均不需要背光，因此其优点是能够使得显示模块非常薄，随角度具有一定的明暗比，基于温度的颜色再现性强。并且，未驱动的像素不消耗电能，因此非常具有经济性。
在工作方面，PM-OLED仅在扫描时间(scanning time)期间通过高电流发光，AM-OLED在帧时间(frame time)期间通过低电流持续保持发光状态。因此，AM-OLED相比于PM-OLED具有分辨率高、有利于驱动大面积显示板、电能消耗少的优点。并且，由于可以通过内置薄膜晶体管(TFT)分别控制各元件，因此便于呈现精致画面。
如图2d及图2e所示，基本上OLED(尤其，AM-OLED)板包括偏光层282、第一基板281、有机物层280及第二基板283。此处，可以使第一基板281为封装玻璃，第二基板283为TFT玻璃，但并不受限于此，第一基板281及/或第二基板283可以是塑料基板。
并且，有机物层280可包括空穴注入层(Hole Injection Layer；HIL)、空穴输送层(Hole Transfer Layer；HTL)、电子注入层(Emission Material Layer；EIL)、电子输送层(Electron Transfer Layer；ETL)及发光层(Electron Injection Layer；EML)。
以下对各层进行简单说明。HIL注入空穴，利用CuPc等物质。HTL的功能是移动注入的空穴，主要利用空穴移动性(hole mobility)强的物质。HTL可以利用芳基胺(arylamine)、TPD等。EIL与ETL是用于电子的注入和输送的层，注入的电子与空穴在EML结合发光。EML是呈现发光颜色的元件，由决定有机物寿命的主体(host)与决定色感与效率的掺杂物(dopant)构成。以上只是说明了包含于OLED板的有机物层280的基本构成，本发明不受有机物层280的层结构或材质等限制。
有机物层280插入到阳极(Anode)(未示出)与阴极(Cathode)(未示出)之间，在TFT为接通(on)状态时阳极被施加驱动电流而被注入空穴，阴极被注入电子，空穴与电子向有机物层280移动发光。
并且，根据实施形态，可以构成为触摸传感器中至少一部分位于显示板200A内，触摸传感器中至少其余一部分位于显示板200A外部。例如，可以构成为构成触摸传感器板100的驱动电极TX与接收电极RX中任意一个电极位于显示板200A外部，其余电极位于显示板200A内部。触摸传感器配置于显示板200A内部的情况下，可以进一步配置用于触摸传感器工作的电极，但也可以将位于显示板200A内部的多种构成及/或电极用作感测触摸的触摸传感器。
并且，根据实施形态，可构成为触摸传感器中至少一部分位于第一基板261、281与第二基板262、283之间，触摸传感器中至少其余一部分位于第一基板261、281的上部。例如，可以构成为构成触摸传感器板100的驱动电极TX与接收电极RX中任意一个电极位于第一基板261、281的上部，其余电极位于第一基板261、281与第二基板262、283之间。在此，触摸传感器同样地配置在第一基板261、281与第二基板262、283之间的情况下，可以进一步配置用于触摸传感器工作的电极，但也可以将位于第一基板261、281与第二基板262、283之间的多种构成及/或电极用作感测触摸的触摸传感器。
第二基板262、283可以由包括数据线(data line)、栅极线(gate line)、TFT、共同电极(common electrode)及像素电极(pixel electrode)等的多种层构成。具体来讲，显示板200A为LCD板的情况下，这些电子构成要素可以生成受控制的电场使位于液晶层250的液晶配向。可以构成为包含于第二基板262、283的数据线、栅极线、共同电极及像素电极中任意一个用作触摸传感器。
以上具体说明了包括能够检测有无触摸及/或触摸位置的触摸传感器板100的触摸输入装置1000。通过将本发明的实施形态的压力传感器440适用到所述触摸输入1000，不仅能够检测有无触摸及/或触摸位置，还能够轻易地检测触摸压力的大小。以下举例具体说明在触摸输入装置1000中适用本发明的实施形态的压力传感器检测触摸压力的情况。根据实施形态，适用压力检测模块的触摸输入装置可以不包括触摸传感器板100。
图3a是本发明的实施形态的包括压力电极的例示性的压力传感器的剖面图。例如，压力传感器440可包括位于第一绝缘层470与第二绝缘层471之间的电极层441。电极层441可包括第一电极450及/或第二电极460。此处，第一绝缘层470与第二绝缘层471可以由聚酰亚胺(Polyimide)之类的绝缘物质形成。包含于电极层441的第一电极450与第二电极460可含有铜(copper)之类的物质。根据压力传感器440的制造工程，电极层441与第二绝缘层471之间可通过光学胶(Optically Clear Adhesive：OCA)之类的粘贴剂(未示出)粘贴。并且根据实施形态，压力电极450、460可以通过在第一绝缘层470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是能够适用本发明的实施形态的压力传感器及压力检测模块的第一例的触摸输入装置的剖面图。
图4a例示的触摸输入装置1000的剖面图可以是触摸输入装置1000的一部分的剖面图。如图4a例示，本发明的实施形态的触摸输入装置1000可包括显示板200A、配置于显示板200A下部的背光单元200B及配置于显示板200A上部的覆盖层500。实施形态的触摸输入装置1000中，压力传感器450、460可形成于盖240上。本说明书可以将包括显示板200A及背光单元200B的构成称为显示模块200。图4a例示压力传感器450、460附着于盖240上，但根据实施形态，也可以附着于执行与盖240相同及/或相似功能的包含于触摸输入装置1000的构成。
本发明的实施形态的触摸输入装置1000可包括手机(cell phone)、个人数字助理(Personal Data Assistant：PDA)、智能手机(smart phone)、平板电脑(tablet PersonalComputer)、MP3播放器、笔记本电脑(notebook)等具有触摸屏的电子装置。
本发明的实施形态的触摸输入装置1000中，显示板200A可以是触摸传感器中至少一部分包含于显示板200A内部的显示板。并且根据实施形态，用于感测触摸的驱动电极及接收电极可包含于显示板200A内部。
虽然图4a没有另外示出触摸传感器板100，而根据实施形态，本发明的第一例的触摸输入装置1000中用于检测触摸位置的触摸传感器板100与显示模块200之间可通过(Optically Clear Adhesive：OCA)之类的粘贴剂层叠。从而能够提高可通过触摸传感器板100的触摸表面确认的显示模块200的显示部的颜色鲜明度、识别性及透光性。在此，覆盖层500可配置于触摸传感器板100的上部。
本发明的实施形态的覆盖层500可以由保护显示板200A的前面且形成触摸表面的盖玻璃(cover glass)构成。如图4a例示，覆盖层500可以形成得比显示板200A宽大。
本发明的实施形态的LCD板之类的显示板200A本身不能发光，只是起到允许光透过乃至阻断的功能，因此可能需要背光单元(backlight unit)200B。例如，背光单元200B位于显示板200A的下部且包括光源，向显示板200A照射光使得画面上显示亮、暗及具有多种颜色的信息。显示板200A是无源元件，其本身不能发光，因此需要在其后面设置具有均匀的辉度分布的光源。
本发明的实施形态的背光单元200B可包括用于向显示板200A照射光的光学层220。以下参见图4b具体说明光学层220。
本发明的实施形态的背光单元200B可构成为包括盖240。盖240可以是由金属(metal)构成的外壳。从外部通过触摸输入装置1000的覆盖层500施加压力的情况下，覆盖层500及显示模块200等能够弯曲。此处，压力传感器450、460与位于显示模块内部的基准电位层之间的距离通过弯曲发生变化，可以通过压力传感器450、460检测随这种距离变化发生的电容变化检测压力的大小。此处，为精确检测压力的大小，有必要使得向覆盖层500施加压力的情况下压力传感器450、460的位置保持固定而不发生变化。因此，盖240可以起到即使被施加压力也并不相对弯曲而是固定压力传感器的支撑部的作用。根据实施形态，可以分开制造盖240与背光单元200B并在制造显示模块时组装在一起。
本发明的实施形态的输入装置1000可构成为显示板200A与背光单元200B之间可包括第一气隙(air gap)210。其目的在于存在外部冲击时保护显示板200A及/或背光单元200B。可构成为这种第一气隙210包含于背光单元200B。
可以构成为包含于背光单元200B的光学层220与盖240之间彼此相隔。可以构成为光学层220与盖240之间由第二气隙230构成。为了确保配置于盖240上的压力传感器450、460不接触光学层220，防止覆盖层500受到外部压力致使光学层220、显示板200A及覆盖层500弯曲时光学层220与压力传感器450、460接触降低光学层220的性能，可能会需要第二气隙230。
本发明的实施形态的触摸输入装置1000还可以包括用于使显示板200A、背光单元200B及覆盖层500结合保持固定形态的支撑部251、252。根据实施形态，盖240与支撑部251、252可一体形成。根据实施形态，支撑部251、252可形成背光单元200B的一部分。
LCD板200A及背光单元200B的构造及功能是公知技术，以下对此进行简要说明。背光单元200B可包括若干个光学部件(optical part)。
图4b例示实施形态的触摸输入装置中背光单元200B的光学层220。图4b例示将LCD板作为显示板200A时的光学层220。
图4b中背光单元200B的光学层220可包括反射片221、导光板222、扩散片223及棱镜片224。此处，背光单元200B还可以包括以线光源(1inear light source)或点光源(point light source)等形态配置在导光板222后面及/或侧面的光源(未示出)。
导光板(light guide plate)222一般可以起到将线光源或点光源形态的光源(未示出)发出的光转换成面光源形态并使得射向LCD板200A的作用。
从导光板222发出的光中一部分可向LCD板200A的相反侧射出损失。为了使这些损失的光重新入射到导光板222，反射片221位于导光板222下部且可以由反射率高的物质构成。
扩散片(diffuser sheet)223起到扩散从导光板222入射的光的作用。例如，通过导光板222的图案(pattern)散射的光直接进入眼睛，因此导光板232的图案能够如实映射出来。甚至，这些图案在装配LCD板200A后也能够明显识别到。因此扩散片223能够起到抵消导光板222的图案的作用。
经过扩散片后光辉度急剧下降。因此可以包括重新聚集(focus)光以提高光辉度的棱镜片(pfism sheet)224。棱镜片224例如可以构成为包括水平棱镜片与垂直棱镜片。
随着技术的变化、发展及/或实施形态，本发明的实施形态的背光单元200B可以包括不同于上述构成的其他构成，并且除上述构成之外还可以包括其他构成。并且，本发明的实施形态的背光单元200B例如还可以包括位于棱镜片上部的保护片(protection sheet)，以防止背光单元200B的光学构成受到外部冲击或因异物进入而遭到污染等。并且根据实施形态，背光单元200B还可以包括灯罩(lamp cover)，以最小化光源发出的光的损失。并且，背光单元200B还可以包括框架(frame)，该框架使作为背光单元200B的主要构成的导光板222、扩散片223、棱镜片224及灯(未示出)等按允许尺寸精确型合。并且，上述各构成可以分别由两个以上的独立的部分构成。
根据本发明的实施形态，可以构成为导光板222与反射片221之间进一步包括气隙。能够以此使得从导光板222到反射片221的损失的光能够通过反射片221重新入射到导光板222。此处，为了能够保持所述进一步包括的气隙，作为导光板222与反射板221之间的间隙，边缘部分可包括两面粘贴带(DAT：Double Adhesive Tape)。
如以上具体所述，背光单元200B及含其的显示模块本身可包括第一气隙210及/或第二气隙230之类的气隙。或者，包含于光学层220的多个层之间包括气隙也可以。以上对利用LCD板200A的情况进行了说明，但其他显示板的情况下也可以在结构内部包含气隙。
图4c是能够适用本发明的实施形态的压力传感器及压力检测模块的第二例的触摸输入装置的剖面图。图4c例示不仅包括显示模块200还包括基板300的触摸输入装置1000的剖面。在实施形态的触摸输入装置1000中，基板300可以与例如触摸输入装置1000的最外廓机构即第二外壳320一起起到包围用于配置触摸输入装置1000工作所需的电路板及/或电池的安装空间310等的壳体(housing)的功能。此处，触摸输入装置1000工作所需的电路板作为主板(main board)可以安装有中央处理单元即CPU(central processing unit)或应用处理器(application processor：AP)等。能够通过基板300分离显示模块200与触摸输入装置1000工作所需的电路板及/或电池，能够屏蔽显示模块200发生的电噪声。根据实施形态，触摸输入装置1000中的基板300可被称为中框架(mid-frame)。
触摸输入装置1000中覆盖层500可形成为比显示模块200、基板300及安装空间310宽广，对此，第二外壳320可以形成为第二外壳320包围用于配置显示模块200、基板300及电路板的安装空间310。并且，根据本发明的实施形态，显示模块200与基板300之间还可以包括压力传感器440。
图4c像图4a一样没有另外示出触摸传感器板100，但实施形态的触摸输入装置1000可通过触摸传感器板100检测触摸位置。并且，根据实施形态，可以构成为触摸传感器的至少一部分包含于显示板200A。
在此，压力传感器440可附着于基板300上，也可以附着于显示模块200上，也可以附着于显示模块200及基板300上。
如图4a及图4c所示，在触摸输入装置1000中压力传感器440配置于显示模块200内部或在显示模块200与基板300之间配置于显示模块200下部，因此包含于压力传感器440的电极450、460不仅可以由透明物质构成，也可以由非透明物质构成。
以下说明本发明实施形态的触摸输入装置1000利用压力传感器440检测触摸压力的大小的原理及结构。在图5a～图5e中，为了便于说明而将包含于压力传感器440的电极450、460称为压力传感器。
图5a及图5b例示包含于触摸输入装置的第一例的压力传感器与基准电位层之间的相对距离及其受到压力的情况。本发明实施形态的触摸输入装置1000中的压力传感器450、460可以附着在能够构成背光单元200B的盖240上。触摸输入装置1000中的压力传感器450、460与基准电位层600可以配置成相隔距离d。
如图5a所示，基准电位层600与压力传感器450、460之间可以通过间隔层(未示出)相隔。此处，间隔层如参见图4a及图4b所述说明，可以是制造显示模块200及/或背光单元200B时包含于其中的第一气隙210、第二气隙230及/或增设的气隙。显示模块200及/或背光单元200A包括一个气隙的情况下，可以由所述一个气隙起到间隔层的功能，而包括多个气隙的情况下，可以由所述多个气隙整体起到间隔层的功能。
本发明实施形态的触摸输入装置1000中间隔层可以位于基准电位层600与压力传感器450、460之间。因此，对覆盖层500施加压力的情况下基准电位层600发生弯曲，因此基准电位层600与压力传感器450、460之间的相对距离能够减小。间隔层可以由气隙(airgap)构成。根据实施形态，间隔层可以由冲击吸收物质构成。在此，冲击吸收物质可以包括海绵和石墨层。根据实施形态，间隔层可以被介电物质(dielectric material)填充。这种间隔层可以由气隙、冲击吸收物质及介电物质的组合形成。
本发明实施形态的触摸输入装置1000中显示模块200在受到施加压力的触摸的情况下可弯曲或挤压。显示模块可以弯曲或挤压成在触摸位置发生最大变形。根据实施形态，显示模块弯曲或挤压时发生最大变形的位置与所述触摸位置可能不一致，但显示模块至少在所述触摸位置能够发生弯曲或挤压。例如，触摸位置接近显示模块的边缘及端部等位置的情况下，显示模块弯曲或挤压程度最大的位置可能与触摸位置不一致。显示模块的边缘或端部在发生触摸时可能几乎不发生弯曲。
在此，本发明的实施形态的触摸输入装置1000中，显示模块200能够随着受到压力发生弯曲或挤压，因此为了保持气隙210、230及/或间隔层420而配置于边缘的构成(两面粘贴带、粘贴带430、支撑部251、252等)可以由非弹性物质形成。即，即使为了保持气隙210、230及/或间隔层420而配置于边缘的构成不压缩或挤压也能够通过显示模块200的弯曲等检测触摸压力。
对本发明的实施形态的触摸输入装置1000进行触摸时覆盖层500、显示板200A及/或背光单元200B弯曲或挤压的情况下如图4b所示，由于具有间隔层，因此位于间隔层下部的盖240的弯曲或挤压程度可减小。图5b显示盖240没有发生任何弯曲或挤压，但这只是例示而已，附着有压力传感器450、460的盖240的最下部也可以发生弯曲或挤压，但能够通过间隔层缓解其程度。
根据本发明的实施形态，间隔层可以由气隙(air gap)构成。根据实施形态，间隔层可以由冲击吸收物质构成。根据实施形态，可以用介电物质(dielectric material)填充间隔层。
图5b例示图5a的构造被施加压力的情况。例如，可知图4a例示的覆盖层500受到外部压力的情况下，基准电位层600与压力传感器450、460之间的相对距离能够从d减小到d′。因此，实施形态的触摸输入装置1000可通过构成为受到外部压力的情况下基准电位层600比附着有压力传感器450、460的盖240更弯曲以检测触摸压力的大小。
图4a、图5a及图5b例示包括作为用于检测压力的压力传感器450、460的第一电极450及第二电极460的情况。此处，第一电极450与第二电极460之间可生成互电容(mutualcapacitance)。此处，可以使第一电极450与第二电极460中任意一个是驱动电极，其余一个是接收电极。可以向驱动电极施加驱动信号并通过接收电极获取感测信号。施加电压时第一电极450与第二电极460之间可以生成互电容。
基准电位层600可以具有能够致使第一电极450与第二电极460之间生成的互电容发生变化的任意电位。例如，基准电位层600可以是具有接地(ground)电位的接地层。基准电位层600可以是包含于显示模块内的任意的接地层。根据实施形态，基准电位层600可以是制造触摸输入装置1000时自身包含的接地电位层。例如，图2a～图2c所示的显示板200A可包括位于第一偏光层271与第一基板层261之间屏蔽噪声(noise)的电极(未示出)。这种用于屏蔽的电极可以由铟锡氧化物(ITO)构成，可以起到接地作用。并且根据实施形态，基准电位层600可以是包含于显示板200A的多个共同电极构成的基准电位层。此处，共同电极的电位可以是基准电位。
用客体对覆盖层500进行触摸施加压力的情况下，覆盖层500、显示板200A及/或背光单元200B的至少一部分发生弯曲，因此基准电位层600与第一电极450及第二电极460之间的相对距离能够从d靠近到d′。此处，随着基准电位层600与第一电极450及第二电极460之间的相对距离减小，第一电极450与第二电极460之间的互电容值能够减小。其原因在于基准电位层600与第一电极450及第二电极460之间的距离从d减小到d′的情况下，所述互电容的边缘电容不仅被客体吸收，还会被基准电位层600吸收。触摸客体为非导体的情况下，互电容的变化可能仅源于基准电位层600与电极450、460之间的距离变化(d-d′)。
以上说明了压力传感器440包括第一电极450与第二电极460，根据它们之间的互电容变化检测压力的情况。压力传感器440可构成为只包括第一电极450与第二电极460中任意一个(例如，第一电极450)。
图5c及图5d例示包含于触摸输入装置的第二例的压力传感器与基准电位层之间的相对距离及其受到压力的情况。此处，可通过检测第一电极450与基准电位层600之间的自电容(self capacitance)检测触摸压力的大小。此处，可以向第一电极450施加驱动信号并从第一电极450接收接收信号检测第一电极450与基准电位层600之间的自电容变化以检测触摸压力的大小。
例如，可以根据基准电位层600与第一电极450之间的距离变化引起的第一电极450与基准电位层600之间的电容变化检测触摸压力的大小。触摸压力增大时距离d减小，因此基准电位层600与第一电极450之间的电容能够随着触摸压力增大而增大。
图4a、图5a～图5d显示第一电极450及/或第二电极460的厚度相对厚且其直接附着于盖240，但这只是为了便于说明而已，根据实施形态，第一电极450及/或第二电极460可以构成为一体型片(sheet)形态的压力传感器440附着于盖240，其厚度可以相对小。
以上参见图4a所示的触摸输入装置1000说明了压力传感器440附着于盖240的情况，而在图4c例示的触摸输入装置1000，压力传感器440可以配置于显示模块200与基板300之间。根据实施形态，压力传感器440可以附着在显示模块200下部，这种情况下，基准电位层600可以是基板300或位于显示模块200内部的任意的电位层。并且根据实施形态，压力传感器440可以附着于基板300，这种情况下，基准电位层600可以是显示模块200或位于显示模块200内部的任意电位层。
图5e例示包含于触摸输入装置的第三例的压力传感器的配置。如图5e所示，可以使第一电极450配置于基板300上，第二电极460配置于显示模块200下部。这种情况下，可以不另设基准电位层。对触摸输入装置1000进行压力触摸的情况下，显示模块200与基板300之间的距离能够发生变化，因此第一电极450与第二电极460之间的互电容能够相应地增大。可根据这种电容变化检测触摸压力的大小。在此，第一电极450及第二电极460可分别制造成包含于第一压力传感器440-1及第二压力传感器440-2并附着于触摸输入装置1000。
以上说明了触摸输入装置1000中被附着压力传感器440的构成要素与基准电位层600相隔配置的情况。图6a～图6c说明触摸输入装置1000中被附着压力传感器440的构成要素本身起到基准电位层的功能的情况。
图6a是压力传感器按第一方法附着于触摸输入装置的触摸输入装置的一部分的剖面图。图6b显示压力传感器440附着于基板300、显示模块200或盖240上。
如图6b所示，为保持间隔层420，可以沿压力传感器440的边缘形成具有预定厚度的粘贴带430。图6b显示粘贴带430形成于压力传感器440的所有边缘(例如，四角形的四个面)的情况，但粘贴带430也可以仅形成于压力传感器440边缘中的至少一部分(例如，四角形的三个面)。此处如图6b所示，可以排除在包括压力电极450、460的区域形成粘贴带430。因此，压力传感器440通过粘贴带430附着于基板300或显示模块200时，压力电极450、460与基板300或显示模块200之间能够相隔预定的距离。根据实施形态，粘贴带430可形成于基板300的上部面、显示模块200的下部面或盖240的表面上。并且，粘贴带430可以是两面粘贴带。图6b只例示了压力电极450、460中的一个压力电极。
图6c为压力传感器按第二方法附着于触摸输入装置的触摸输入装置的一部分的剖面图。如图6c所示，可以先把压力传感器440配置在基板300、显示模块200或盖240上后通过粘贴带431将压力传感器440固定到基板300、显示模块200或盖240。因此，粘贴带431可以与压力传感器440的至少一部分、基板300、显示模块200或盖240的至少一部分接触。图6c显示粘贴带431从压力传感器440的上部连接至基板300、显示模块200或盖240的露出表面。此处，可以使粘贴带431中仅接触压力传感器440的面侧具有粘贴力。因此，图6c中粘贴带431的上部面可以没有粘贴力。
如图6c所示，即使将压力传感器440通过粘贴带431固定在基板300、显示模块200或盖240，压力传感器440与基板300、显示模块200或盖240之间仍可存在预定的空间即气隙。其原因在于压力传感器440与基板300、显示模块200或盖240之间并非直接通过粘贴剂附着，并且压力传感器440包括具有图案的压力电极450、460，因此压力传感器440的表面可能不平坦。如上，图6c的气隙也可以起到用于检测触摸压力的间隔层420的作用。
图7a～图7e是包含于本发明的实施形态的用于检测压力的压力传感器的压力电极图案。图7a～图7c例示包含于压力传感器440的第一电极450与第二电极460的图案。图7a～图7c例示的具有压力电极图案的压力传感器440可形成于盖240、基板300上部或显示模块200的下部面上。第一电极450与第二电极460之间的电容可随包括第一电极450及第二电极460的电极层与基准电位层600之间的距离变化。
根据第一电极450与第二电极460之间的互电容变化检测触摸压力的大小时，应该将第一电极450与第二电极460的图案形成为能够生成提高检测精确度所需的电容范围。第一电极450与第二电极460之间彼此相对的面积越大或长度越长，生成的电容大小越大。因此，可以根据所需的电容范围调节设计第一电极450与第二电极460之间彼此相对的面积的大小、长度及形状等。图7b～图7c是第一电极450与第二电极460形成于同一层的情况，例示将压力电极形成为第一电极450与第二电极460彼此相对的长度相对长的情况。图7b～图7c例示的压力电极450、460的图案可用于按照图5a及图5c说明的原理检测压力。
按图5c及图5d说明的原理检测压力时可利用图7d例示的电极图案。在此，压力电极无需具有提高互电容变化量检测明确度所需的梳齿形态或三叉线形状，可以如图7d所例示具有板(例如四角板)形状。
按图5e说明的原理检测压力时可利用如图7e例示的电极图案。在此，如图7e所示，可以使第一电极450与第二电极460配置成彼此垂直相交以提高电容变化量感测敏感度。
图8a及图8b显示适用本发明的压力传感器440的触摸输入装置的触摸压力的大小与饱和面积之间的关系。图8a及图8b示出压力传感器440附着于基板300的情况，但以下的说明可同样适用于压力传感器440附着于显示模块200或盖240的情况。
触摸压力的大小足够大的情况下，预定位置处可达到压力传感器440与基板300之间的距离不再进一步靠近的状态。以下将这种状态称为饱和状态。例如如图8a例示，用力f按压触摸输入装置1000时压力传感器440与基板300相接触而成为距离无法进一步靠近。此处，在图8a的右侧用a表示压力传感器440与基板300接触的面积。
但触摸压力大小在这种情况下进一步增大时，基板300与压力传感器440之间的距离不再靠近的饱和状态的面积可增大。例如如图8b例示，用比力f大的力F按压触摸输入装置1000时，压力传感器440与基板300接触的面积可再增大。在图8b的右侧用A表示压力传感器440与基板300接触的面积。第一电极450与第二电极460之间的互电容可随着该面积增大而减小。以下说明根据随着距离变化发生的电容变化算出触摸压力大小，但这还可以包括根据处于饱和状态的饱和面积算出触摸压力大小。
图8a及图8b参见图6a所示的例子进行了说明，而参见图8a及图8b所述的说明同样可以适用于参见图4a、图4c、图5a至图5e及图6c说明的例子。更具体来讲，可根据处于压力传感器440与接地层或基准电位层600之间的距离无法再靠近的饱和状态的饱和面积的变化算出触摸压力的大小。
基板300的上部面也可以具有用于屏蔽噪声的接地电位。图9例示本发明的实施形态的压力传感器的剖面。参见图9a来讲，例示包括压力电极450、460的压力传感器440附着于基板300或显示模块200上的情况的剖面。在此，压力传感器440中压力电极450、460位于第一绝缘层470与第二绝缘层471之间，因此能够防止压力电极450、460与基板300或显示模块200发生短路。并且，根据触摸输入装置1000的种类及/或实现方式，被附着压力电极450、460的基板300或显示模块200可以无接地电位或仅有弱接地电位。这种情况下，本发明的实施形态的触摸输入装置1000还可以包括设置于基板300或显示模块200与绝缘层470之间的接地电极(ground electrode：未示出)。根据实施形态，接地电极与基板300或显示模块200之间还可以包括其他绝缘层(未示出)。此时，接地电极(未示出)能够防止作为压力电极的第一电极450与第二电极460之间生成的电容过大。
图9a～图9d例示本发明的实施形态的压力传感器附着于触摸输入装置的一部分的剖面。
例如，包含于压力传感器440的第一电极450与第二电极460形成于同一层的情况下可以如图9a所例示地构成压力传感器440。在此，图9a所示的第一电极450与第二电极460可以如图13a分别由菱形的多个电极构成。其中，多个第一电极450沿第一轴方向相互连续配置，多个第二电极460沿垂直于第一轴方向的第二轴方向相互连续配置，第一电极450或第二电极460中至少一个可分别是多个菱形的电极通过桥连接且第一电极450与第二电极460之间相互绝缘的形态。并且，此处图9a所示的第一电极450与第二电极460可以由如图13b所示形态的电极构成。
根据实施形态，压力传感器440中的第一电极450与第二电极460分别设置于不同的层构成电极层也无妨。图9b显示第一电极450与第二电极460形成于不同层的情况的剖面。如图9b例示，第一电极450可以形成于第一绝缘层470上，第二电极460可以形成于位于第一电极450上的第二绝缘层471上。根据实施形态，可利用第三绝缘层472盖住第二电极460。即，压力传感器440可构成为包括第一绝缘层470至第三绝缘层472、第一电极450及第二电极460。此处，由于第一电极450与第二电极460位于不同的层，因此可以设置成相重叠(overlap)。例如，第一电极450与第二电极460可以如图13c所示地形成为近似于排列成M×N结构的驱动电极TX与接收电极RX的图案。此处，M及N可以是1以上的自然数。或者，可以如图13a所示使菱形的第一电极450与第二电极460分别位于不同的层。
图9c例示压力传感器440只包括第一电极450的情况的剖面。如图9c例示，包括第一电极450的压力传感器440可配置在基板300或显示模块200上。例如，第一电极450可以配置成如图12d所例示。
图9d例示包括第一电极450的第一压力传感器440-1附着于基板300上，包括第二电极460的第二压力传感器440-2附着于显示模块200的情况的剖面。如图9d例示，包括第一电极450的第一压力传感器440-1可配置在基板300上。并且，包括第二电极460的第二压力传感器440-2可配置在显示模块200的下部面上。
如以上结合图9a所述的说明，被附着压力传感器450、460的基板300、显示模块200或盖240无接地电位或仅有弱接地电位的情况下，图9a至图9d的压力传感器440还可以包括配置成与基板300、显示模块200或盖240接触的第一绝缘层470、470-1、470-2的下部的接地电极(未示出)。此处，压力传感器440还可以包括配置成隔着接地电极(未示出)与第一绝缘层470、470-1、470-2相对的另外的绝缘层(未示出)。
以上说明了触摸输入装置1000的上部面被施加触摸压力的情况，但本发明的实施形态的压力传感器440在触摸输入装置1000的下部面被施加压力的情况下也可同样感测触摸压力。
如图4～图9例示地将本发明的压力传感器440附着在触摸输入装置的情况下，通过客体500向触摸输入装置施加压力时，显示模块200或基板300发生弯曲或挤压而能够算出触摸压力的大小。此处，图4～图9为了说明基准电位层600与压力传感器440之间的距离变化，示出了被客体500直接施加压力的显示模块200、基板300或显示模块200的一部分发生弯曲或挤压，而实际上未被客体500直接施加压力的部件也可以一起发生弯曲或挤压。但被直接施加压力的部件发生的弯曲或挤压程度的大小大于未被直接施加压力的部件发生的弯曲或挤压程度的大小，因此能够适用图4～图9所示的说明。如上，触摸输入装置被施加压力时附着于触摸输入装置的压力传感器440也能够发生弯曲或挤压。此时，解除施加于触摸输入装置的压力时，显示模块200或基板300恢复原状态，因而附着于触摸输入装置的压力传感器440也应能够保持原来的形态。并且，压力传感器440难以保持原来的形态的情况下，将压力传感器440附着到触摸输入装置的过程可能会存在困难。因此，压力传感器440具有能够保持原来的形态的刚性为宜。
包含于压力传感器440的压力电极450、460由铝(A1)、银(Ag)、铜(Cu)之类的软导电金属形成的情况下不仅刚性低，其厚度不过数μm，因此仅凭压力电极450、460难以保持压力传感器440的原来的形态。因此，优选的是配置于压力电极450、460的上侧或下侧的第一绝缘层470或第二绝缘层471具有能够保持压力传感器440的原来的形态的刚性。
具体地，如图3b所示，本发明的压力传感器440可包括电极层及支撑层470b、471b。此时，电极层可以由包括第一电极450及第二电极460的压力电极450、460构成。该情况下，压力传感器440可用于检测随着相隔于压力传感器440的基准电位层600与电极层之间的相对距离变化发生变化的第一电极450与第二电极460之间的电容的变化。并且，电极层可以由仅包括一个电极的压力电极450、460构成。该情况下，压力传感器440可用于检测随着相隔于压力传感器440的基准电位层600与电极层之间的相对距离变化发生变化的电极层与基准电位层600之间的电容变化。
此时，相隔于压力传感器440的基准电位层600在各输入位置无法保持均匀的基准电位或例如相隔于压力传感器440的基准电位层600的表面不均匀的情况下，对于相同大小的压力，在不同输入位置发生的基准电位层与电极层之间的距离变化不均匀的情况下，难以利用压力传感器440与相隔配置的基准电位层600之间的电容变化量。如图3h所示，本发明的实施形态的压力传感器440可包括包含第一电极450的第一电极层及相隔于第一电极层的包括第二电极460的第二电极层。该情况下，压力传感器440可用于检测随着第一电极层与第二电极层之间的相对距离变化发生变化的第一电极层与第二电极层之间的电容的变化。此时，第一电极层与第二电极层中任意一个可以是基准电位层。如上检测随着位于压力传感器440内的电极层之间的距离变化发生变化的电极层之间的电容变化的情况下，上述无法从位于压力传感器440外部的基准电位层检测到均匀的电容变化的情况下也可以适用。此时，第一电极层与第二电极层之间还可以包括能够提供第一电极层与第二电极层之间距离变化的均匀性的具有吸收冲击及恢复力的弹性层480。并且，如图9d所示，压力传感器440可包括包括第一电极层与第一支撑层的第一压力传感器及包括第二电极层与第二支撑层的第二压力传感器。该情况下，压力传感器440可用于检测随着第一电极层与第二电极层之间的相对距离变化发生变化的第一电极层与第二电极层之间的电容变化。
支撑层470b、471b可以由树脂材料、刚性大的金属或纸等具有刚性这一属性的材料形成，以确保即使压力传感器440与基准电位层600之间的相对距离发生变化也能够保持压力传感器440的形态。
压力传感器440还可以包括第一绝缘层470及第二绝缘层471。此处，电极层位于第一绝缘层470与第二绝缘层471之间，支撑层470b、471b可包含于第一绝缘层470及第二绝缘层472中任意一个。
第一绝缘层470或第二绝缘层472还可以包括电极覆盖层470a、471a。电极覆盖层470a、471a能够起到使电极层绝缘的功能及防止电极氧化、划伤、裂开等保护电极层的功能。并且，电极覆盖层470a、471a可以由含颜色的物质形成或涂布，以防止压力传感器440流通过程中暴露于光环境发生压力传感器440劣化的现象。此处，电极覆盖层470a、471a虽然可以通过粘贴剂粘贴到电极层或支撑层470b、471b，但也可以通过印刷或涂布形成。电极覆盖层470a、471a也可以由刚性大的树脂材料形成，但由于其厚度仅为数μm，因此难以使厚度约为100μm的压力传感器440保持原形状。
并且如图3e及图3f所示，本发明的压力传感器440还可以包括位于第一绝缘层470或第二绝缘层471外侧的粘贴层430及保护层435。图4～图10说明了粘贴层430与压力传感器440独立构成的情况，但也可以被制造成包含于压力传感器440的一个构成。保护层435在压力传感器440附着到触摸输入装置之前起到保护粘贴层430的功能，将压力传感器440附着到触摸输入装置时，可以去掉保护层435后用粘贴层430将压力传感器440附着到触摸输入装置。
如图3c所示，形成有支撑层470b、471b的一侧可以不形成电极覆盖层470a、471a。支撑层470b、471b由树脂材料或纸等形成的情况下，可以使电极层绝缘起到保护作用。这种情况下，同样可以用含颜色的物质形成或涂布支撑层470b、471b。
如图3d所示，第一绝缘层470及第二绝缘层471中任意一个的厚度可以小于另一个的厚度。具体来讲，电容(C)与电极层和基准电位层600之间的距离d成反比，因此如图3i所示，对于相同的距离变化，电极层与基准电位层600之间的距离越近，电容变化量就越大，越容易检测精确的压力。因此，可以使得压力传感器440附着于包括盖240、基板300及/或显示模块200的触摸输入装置，第一绝缘层470及第二绝缘层471中距离基准电位层600更近位置的绝缘层的厚度小于距离基准电位层600更远位置的绝缘层的厚度。
优选地，可以使第一绝缘层470及第二绝缘层471中仅任意一个包括支撑层470b、471b。具体来讲，可以使得压力传感器440附着于触摸输入装置的状态下，第一绝缘层470与第二绝缘层471中只有离基准电位层600更远位置的绝缘层包括支撑层470b、471b。
同样，如图9d所示，第一压力传感器440-1附着于基板300且第二压力传感器440-2附着于显示模块200的情况下，可以使第一绝缘层470-1与第二绝缘层471-1中离第二电极460更近的绝缘层即第二绝缘层471-1的厚度小于第一绝缘层470-1的厚度，第三绝缘层470-2与第四绝缘层471-2中离第一电极450更近的绝缘层即第四绝缘层471-2的厚度小于第三绝缘层470-2，优选的是仅第一绝缘层470-1及第三绝缘层470-2包括支撑层470b。
如图3h所示，压力传感器440包括包括第一电极450的第一电极层及与第一电极层相隔的包括第二电极460的第二电极层的情况下，也可以使得第一绝缘层470及第二绝缘层471中任意一个的厚度小于另外一个的厚度。具体来讲，压力传感器440附着在显示模块200或基板300的情况下，当触摸输入装置被施加压力时，压力传感器440与被附着压力传感器440的部件之间的距离不发生变化，而压力传感器440与未被附着压力传感器440的部件之间的距离发生变化。在此，压力传感器440与位于压力传感器440外部的基准电位层600之间的距离变化所产生的电容变化并不是所期望的电容变化，因此最小化这种电容变化为宜。因此，可以使压力传感器440附着于包括基板300及显示模块200的触摸输入装置，并且附着在基板300与显示模块200相对的基板的一面及显示模块200的一面中任意一个，压力传感器440附着于触摸输入装置的状态下，第一绝缘层470及第二绝缘层471中离附着有压力传感器440的一面更近的位置的绝缘层的厚度小于离附着有压力传感器440的一面更远的位置的绝缘层的厚度。
优选地，可以使第一绝缘层470及第二绝缘层471中仅任意一个包括支撑层470b、471b。具体来讲，压力传感器440附着于触摸输入装置的状态下，第一绝缘层470与第二绝缘层471中只有离附着有压力传感器440的一面更远的位置的绝缘层包括支撑层470b、471b。
图3e所示的压力传感器440是通过形成有粘贴层430的一侧附着在盖240、基板300或显示模块200，以根据形成于未被附着压力传感器440的部件侧的基准电位层600与电极层之间的距离变化检测压力大小的形态使用的压力传感器440，图3f所示的压力传感器440是通过形成有粘贴层430的一侧附着在盖240、基板300或显示模块200，以根据形成于被附着压力传感器440的部件侧的基准电位层600与电极层之间的距离变化检测压力的大小的形态使用的压力传感器440。
配置压力传感器440的空间，例如显示模块200与基板300之间的间隔随触摸输入装置而异，但大体为100～500μm，因此压力传感器440及支撑层470b、471b的厚度受到限制。如图3g所示，压力传感器440附着在显示模块200，显示模块200与基板300之间的距离为500μm时，压力传感器440的厚度取50μm～450μm之间的值为宜。压力传感器440的厚度小于50μm的情况下，刚性相对大的支撑层470b、471b的厚度也减小，因此压力传感器440无法保持原形状。压力传感器440的厚度大于450μm的情况下，压力传感器440与作为基准电位层的基板300之间的相隔距离为50μm以下，相对过小，因此无法测定大范围的压力。
由于压力传感器440配置于触摸输入装置，因此像触摸输入装置一样在温度、湿度等指定条件下应满足给定的可靠性。为确保在85～-40摄氏度的严酷条件及湿度为85％的条件下极少发生外观及特性变化，即为了满足可靠性，支撑层470b、471b由树脂材料形成为宜。具体来讲，支撑层470b、471b可以由聚酰亚胺(PI：Polyimide)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET：Polyethylene Terephthalate)形成。并且，使用PET的情况下能够比PI节省费用。关于形成支撑层470b、471b的物质，可以在考虑费用的同时考虑可靠性加以确定。
如以上具体所述，为了通过适用本发明实施形态的压力传感器440的触摸输入装置1000检测压力，需要感测在压力电极450、460发生的电容的变化。因此，需要向第一电极450与第二电极460中的驱动电极施加驱动信号，应该从接收电极获取感测信号并根据电容的变化量算出触摸压力。根据实施形态，还可以以用于检测压力工作的压力感测IC的形态包含于压力检测装置。本发明的实施形态的压力检测模块(未示出)可以构成为不仅包括用于检测压力的压力传感器440，还包括这种压力检测装置。
该情况下重复包括与图1所例示的驱动部120、感测部110及控制部130类似的构成，因此发生触摸输入装置1000的面积及体积变大的问题。
根据实施形态，触摸输入装置1000可以通过用于触摸传感器板100工作的触摸检测装置向压力传感器440施加用于检测压力的驱动信号并从压力传感器440接收感测信号，以此检测触摸压力。以下假设第一电极450为驱动电极且第二电极460为接收电极并进行说明。
为此，在适用本发明的实施形态的压力传感器440的触摸输入装置1000中，第一电极450被驱动部120施加驱动信号，第二电极460可以将感测信号发送到感测部110。控制部130可以在扫描触摸传感器板100的同时执行压力检测扫描，或者，控制部130可以生成控制信号使得分时并在第一时间区间扫描触摸传感器板100，在不同于第一时间区间的第二时间区间执行压力检测扫描。
因此在本发明的实施形态中，第一电极450和第二电极460应电连接于驱动部120及/或感测部110。此处，用于触摸传感器板100的触摸检测装置作为触摸感测IC 150通常形成于触摸传感器板100的一端或与触摸传感器板100形成于同一平面上。包含于压力传感器440的压力电极450、460可通过任意方法电连接到触摸传感器板100的触摸检测装置。例如，压力电极450、460可以利用包含于显示模块200的第二PCB 210通过连接器(connector)连接到触摸检测装置。例如，分别从第一电极450与第二电极460电延长的导电线路可通过第二PCB 210等电连接至触摸感测IC 150。
图10a及图10b显示包括压力电极450、460的压力传感器440附着于显示模块200下部面的情况。图10a及图10b显示了显示模块200下部面的一部分具有装配有用于显示板工作的电路的第二PCB 210。
图10a例示压力传感器440附着于显示模块200的下部面使得第一电极450与第二电极460连接于显示模块200的第二PCB 210一端的情况。此处，第一电极450与第二电极460可通过两面导电粘贴带连接到第二PCT 210的一端。具体来讲，压力传感器440的厚度及配置有压力传感器440的显示模块200与基板300之间的间隔非常小，因此与使用另外的连接器相比，通过两面导电带将第一电极450及第二电极460连接到第二PCT 210一端的情况下能够减小厚度，因此效果更佳。第二PCB 210上可以印刷有导电图案，该导电图案能够将第一电极450、第二电极460电连接至触摸感测IC 150等必要构件。此部分将参见图11a至图11c进行说明。图10a例示的包括压力电极450、460的压力传感器440的附着方法同样可以适用于基板300、盖240。
图10b显示包括第一电极450和第二电极460的压力传感器440并未另外制成，而是一体形成于显示模块200的第二PCT 210的情况。例如，可以在制造显示模块200的第二PCT210时在第二PCT 210分割出预定的面积211预先印刷用于显示板工作的电路及相当于第一电极450和第二电极460的图案。第二PCT 210可印刷有用于将第一电极450和第二电极460电连接到触摸感测IC 150等必要构件的导电图案。
图11a～图11c例示将包含于压力传感器440的将压力电极450、460连接到触摸感测IC150的方法。图11a～图11c例示触摸传感器板100包含于显示模块200外部的情况，触摸传感器板100的触摸检测装置集成于触摸感测IC 150的情况，其中所述触摸感测IC 150设置在用于触摸传感器板100的第一PCB 160上。
图11a例示附着于显示模块200的压力传感器400中包括的压力电极450、460通过第一连接器121连接至触摸感测IC 150的情况。如图11a例示，智能手机之类的移动通信装置的触摸感测IC 150通过第一连接器121连接到用于显示模块200的第二PCB 210。第二PCB210可通过第二连接器224电连接于主板。因此，触摸感测IC 150可通过第一连接器121及第二连接器224与用于触摸输入装置1000工作的CPU或AP收发信号。
此处，图11a例示压力传感器440通过如图10b例示的方式附着于显示模块200的情况，但通过如图10a例示的方式附着的情况下也可以适用。第二PCB 210可以印刷有导电图案，该导电图案使压力电极450、460通过第一连接器121电连接到触摸感测IC 150。
图11b例示附着于显示模块200的压力传感器440中包括的压力电极450、460通过第三连接器473连接到触摸感测IC 150的情况。图11b中，压力电极450、460通过第三连接器473连接到用于触摸输入装置1000工作的主板，然后可以通过第二连接器224及第一连接器121连接到触摸感测IC 150。此处，压力电极450、460可以印刷在与第二PCB 210分离的另外的PCB上。或者根据实施形态，压力电极450、460可以以图3a～图3h例示的压力传感器440的形态附着于触摸输入装置1000，可以从压力电极450、460延长导电线路等并通过第三连接器473连接至主板。
图11c例示压力电极450、460通过第四连接器474直接连接到触摸感测IC 150的情况。图11c中，压力电极450、460可以通过第四连接器474连接到第一PCB 160。第一PCB 160上可以印刷有从第四连接器474电连接至触摸感测IC 150的导电图案。因此，压力电极450、460可以通过第四连接器474电连接至触摸感测IC 150。此处，压力电极450、460可以印刷在与第二PCB 210分离的另外的PCB上。第二PCB 210与另外的PCB可以通过绝缘防止相互短路。或根据实施形态，压力电极450、460可以以图3a～图3h例示的压力传感器440的形态附着于触摸输入装置1000，从压力电极450、460延长导电线路等并通过第四连接器474连接至第一PCB 160。
图11b及图11c的连接方法不仅适用于包括压力电极450、460的压力传感器440形成于显示模块200下部面的情况，还可以适用于形成于基板300或盖240上的情况。
图11a～图11c假设触摸感测IC 150为形成于第一PCB 160上的覆晶薄膜(chip onfilm；COF)结构并进行了说明，但这不过是举例说明，本发明还能够适用于触摸感测IC 150为装配在触摸输入装置1000的装配空间310内的主板上的载芯片板(chip on board；COB)结构的情况。根据关于图11a至图11c的说明，容易想到其他实施形态的情况下通过连接器连接压力电极450、460，这对本领域的技术人员来讲是显而易见的。
以上具体说明了作为驱动电极的第一电极450构成一个信道，作为接收电极的第二电极460构成一个信道的压力电极450、460。但这只是例示，实施形态的驱动电极及接收电极可分别构成多个信道。此时，驱动电极及接收电极构成多个信道的情况下，检测触摸压力时能够提高其精度，并且多重触摸(multi touch)时能够检测多重压力。
图12a～图12d例示本发明的压力电极构成多个信道的情况。图12a例示第一电极450-1、450-2与第二电极460-1、460-2分别构成两个信道的情况。图12a例示构成两个信道的第一电极450-1、450-2与第二电极460-1、460-2全部包含于一个压力传感器440的构成。图12b例示第一电极450构成两个信道450-1、450-2，而第二电极460构成一个信道的情况。图12c例示第一电极450-1～450-5与第二电极460-1～460-5分别构成五个信道的情况。这种情况下，可以构成为构成五个信道的电极可以全部包含于一个压力传感器440。图12d例示构成为第一电极451～459分别构成九个信道且全部包含于一个压力传感器440的情况。
如图12a～图12d及图13a～图13d所示地构成多个信道的情况下，可以形成有从各第一电极450及/或第二电极460电连接到触摸感测IC 150的导电图案。
以下以图12d所示形态的构成多个信道的情况为例进行说明。这种情况下，需要将多个导电图案461连接到宽度有限的第一连接器121，因此导电图案461的宽度及相邻导电图案461之间的间隔必须小。聚酰亚胺比聚对苯二甲酸乙二醇酯更适合执行形成这种小宽度及间隔的导电图案461的微细工程。具体来讲，形成有导电图案461的压力传感器440的支撑层470b、471b可以由聚酰亚胺形成。并且，为了将导电图案461连接到第一连接器121，可能需要进行焊接处理，此处耐热性相对强的聚酰亚胺比耐热性相对弱的聚对苯二甲酸乙二醇酯更适合300摄氏度以上的焊接处理。此处为节省费用，可以使未形成有导电图案461的部分的支撑层470b、471b由聚对苯二甲酸乙二醇酯形成，而形成有导电图案461的支撑层470b、471b的部分由聚酰亚胺形成。
图12a～图12d及图13a～图13d例示压力电极构成单个或多个信道的情况，可以通过多种方法使压力电极构成单个或多个信道。图12a～图12c及图13a至图13d并未例示压力电极450、460电连接于触摸感测IC 150的情况，但可以通过图11a～图11c及其他方法使压力电极450、460连接到触摸感测IC 150。
以上说明中，第一连接器121或第四连接器474可以是两面导电带。具体来讲，第一连接器121或第四连接器474配置在非常小的间隙之间，因此采用两面导电带的情况下能够比使用其他连接器降低厚度，因此效果佳。并且，根据实施形态，第一连接器121或第四连接器474的功能可通过能够得到薄的厚度的FOF焊接(Flex-on-Flex Bonding)方法实现。
以下说明构成为压力传感器440形成多个信道的情况下，根据从多个信道检测到的电容的变化量检测触摸的压力大小的多种方法。
第一方法例
图20a是用于说明本发明的实施形态的触摸输入装置利用多个信道检测触摸的压力大小的方法的例的流程图。
向触摸表面施加压力时(S10)，根据从各信道检测到的电容的变化量与分配于各信道的SNR改善缩放系数相乘得到的值的和检测触摸压力的大小(S20)。例如，在图13d所示的压力传感器440中，可根据从15个第一电极450分别检测到的电容的变化量与分配于各信道的SNR改善缩放系数的值相乘的值的和算出触摸压力的大小。如上，可利用相乘从各信道检测到的压力的大小(或与其对应的电容值)与分配于各信道的SNR改善缩放系数的值相加的值或平均值，相比于利用单信道检测压力提高压力大小检测精确度。
第二方法例
图14a是显示图13d所示的压力传感器在预定位置受到压力的情况下的示意图，图14b是显示对应于图14a的A位置的触摸表面受到触摸压力的情况下触摸输入装置弯曲的形态的剖面图，图14c是对应于图14a的C位置的触摸表面受到触摸压力的情况下触摸输入装置弯曲的形态的剖面图。
对应于图14a所示的A位置的触摸表面被施加触摸压力的情况下，即，显示模块200的中央部被施加触摸压力的情况下如图14b所示，显示模块200的弯曲程度相对大。反面，对应于图14a所示的B位置的触摸表面被施加触摸压力的情况下，即，显示模块200的边缘被施加触摸压力的情况下如图14c所示，显示模块200的弯曲程度相对较小。具体地，如图14b及图14c所示，被施加相同的触摸压力的情况下，触摸压力施加于显示模块200的中央部时显示模块200的弯曲量最大的位置与压力电极450之间的距离d1小于触摸压力施加于显示模块200的边缘时显示模块200的弯曲量最大的位置与压力电极450之间的距离d2。因此，即使施加相同的触摸压力，根据施加触摸压力的位置，由各信道检测到的电容变化量不同。因此，需要能够比根据相乘从各信道检测到的压力的大小或与其对应的电容与分配于各信道的SNR改善缩放系数的值的和或其平均检测压力的大小检测出更精确的压力值的方法。
图20b是用于说明本发明的实施形态的触摸输入装置利用多个信道检测触摸的压力大小的方法的又一例的流程图，图15是显示分配于图13d所示的压力传感器的各第一电极的感测度补正缩放系数的示意图。
对触摸表面施加压力时(S100)，根据相乘从各信道检测到的电容变化量与预先分配于各信道的感测度补正缩放系数及分配于各信道的SNR改善缩放系数的值的和检测触摸压力的大小(S200)。例如，如图15所示，位于显示模块200的中央部的第一电极450被分配感测度补正缩放系数1，与位于中央部的第一电极450相邻的第一电极450被分配感测度补正缩放系数6，比其更靠近边缘配置的第一电极450分别被分配感测度补正缩放系数12与16。如上，向对应于显示模块200的中央部的信道分配更小的感测度补正缩放系数，向对应于显示模块200的边缘的信道分配更大的感测度补正缩放系数的情况下，能够抵消如图14b及图14c施加相同的压力时显示模块200的中央部比显示模块200的边缘更弯曲使得从显示模块200的中央部检测到的电容的变化量比从显示模块200的边缘检测到的电容变化量更大的情况。因此，能够算出更准确的压力值。
第三方法例
图16a是用于说明向图14a所示的位置施加压力的情况下，施加的压力的大小与触摸输入装置的体积变化量的关系的曲线图，图16b是用于显示图14b所示的触摸输入装置的体积变化量的剖面图，图16c是用于显示图14c所示的触摸输入装置的体积变化量的剖面图。
施加相同的触摸压力的情况下，向显示模块200的中央部施加触摸压力时触摸输入装置1000变形的体积(以下称为体积变化量)大于向显示模块200的边缘施加触摸压力时触摸输入装置1000的体积变化量。即，比较对应于图14a所示的A、B及C位置的触摸表面被施加相同的触摸压力的情况下如图16a～图16c所示，显示模块200的中央部即A位置被施加触摸压力时触摸输入装置1000的体积变化量大于比显示模块200的A位置相对位于边缘的C位置被施加触摸压力时触摸输入装置1000的体积变化量。
此时，向相同的位置施加触摸压力的情况下，施加的压力的大小与触摸输入装置1000的体积变化量具有线性关系。即，比较图14a所示的A、B或C位置中任意一个位置被施加不同大小的触摸压力的情况下如图16a所示，触摸输入装置1000的体积变化量随施加的压力的大小成比例地变化。
因此，可通过推定触摸输入装置1000的体积变化量检测压力的大小。
首先，根据向显示模块200的预定触摸位置施加预定大小的压力时从各信道检测到的电容将对应于该触摸位置的基准值存储到存储器(未示出)。此时，所述基准值可以是根据从各信道检测到的电容算出的触摸输入装置1000的体积变化量。或者，所述基准值可以是与触摸输入装置1000的体积变化量具有线性关系的正规化的压力值，或者，是图16a所示的曲线图的斜率。通过对各触摸位置反复实施这种方法将施加预定大小的压力时显示模块200的全区域的所有位置的基准值存储到存储器。此时，难以对显示模块200的全区域的所有位置生成基准值，因此可以仅对相隔预定间隔的多个代表位置生成基准值并存储。例如，可以将根据向显示模块200的等间距相隔的432(18X24)个触摸位置分别施加800g的压力时检测到的各电容变化量算出的432个体积变化量存储到存储器。
以下例示利用所述基准值检测触摸压力的大小的方法。
图20c是用于说明本发明的实施形态的触摸输入装置利用多个信道检测触摸的压力大小的方法的又一例的流程图，图17a是用于说明向触摸输入装置施加压力时，触摸输入装置变形的形态的部分立体图，图17b是向触摸输入装置施加压力时，推定触摸输入装置的体积变化量的示意图，图17c是图17b所示的附图的剖面图。
向触摸表面施加压力时(S1000)检测触摸位置(S2000)，根据从各信道检测到的电容的变化量算出对应于各信道的距离变化(S3000)。
从各信道检测到的电容的值因压力电极的构成、用于感测触摸压力的电路构成而异，但施加触摸压力时，可用对应于图17c所示的各信道的距离变化di的函数表示，因此可根据从各信道检测到的电容值进行反算算出对应于各信道的距离变化di。在此，对应于各信道的距离变化di表示以被施加压力之前为基准时被施加压力后的各信道所对应的触摸输入装置表面的变形距离。
图18a例示如图13a～图13c所示第一电极450由驱动电极TX构成且第二电极460由接收电极RX构成，根据第一电极450与第二电极460之间的互电容的变化检测触摸压力的大小的情况下，感测第一电极450与第二电极460之间的压力电容11的装置的等价电路。在此，驱动信号Vs与输出信号Vo之间的关系式可以如数学式(1)表示。
在此，第一电极450与第二电极460之间的电容中被基准电位层吸收的电容是边缘(fringi ng)电容。在此，压力电容11可如下表示。
Cp＝C0+Cfringing＝C0+αf(d) 数学式(2)
在此，Co是第一电极450与第二电极460之间生成的固定电容值，Cfringing是由于第一电极450与第二电极460之间的边缘现象而发生的电容值，数学式(2)是用距离d与系数α表示这种Cfringing值。固定电容表示与基准电位层之间的距离d无关的通过第一电极450与第二电极460生成的电容。
向显示模块200的任意位置施加任意压力时，可根据从各信道检测到的电容变化量、所述数学式(1)及所述数学式(2)进行反算算出对应于各信道的距离变化di。
并且，图18b例示如图13d构成为向第一电极450施加驱动信号并从第一电极450检测接收信号，根据第一电极450的自电容的变化检测触摸压力的大小的情况下，感测第一电极450与基准电位层之间的压力电容11的装置的等价电路。
第一开关21接通时压力电容11充电至连接于第一开关21的一端的电源电压VDD。第一开关21的开关断开后第三开关23立即接通的情况下，充电到压力电容器11的电荷传递到放大器31，能够获得与之对应的输出信号Vo。第二开关22接通时残留在压力电容器11的所有电荷放电，第二开关22断开后第三开关23立即接通的情况下，电荷通过馈送电容器32传递到压力电容器11，能够获得与之对应的输出信号。在此，图18b示出的电路的输出信号Vo可以如数学式(3)表示。
在此，ε是填充到第一电极450与基准电位层之间的物质的介电常数(εoεr)，A是第一电极450的面积。
向显示模块200的任意位置施加任意压力时，可根据从各信道检测到的电容变化量、所述数学式(3)进行反算算出对应于各信道的距离变化di。
利用算出的对应于各信道的距离变化di推定触摸输入装置的体积变化量(S4000)。具体来讲，施加触摸压力时如图17a所示，触摸输入装置1000的表面发生变形，由此发生的触摸输入装置1000的体积变化量可通过图17b及图17c所示的对应于各信道的体积变化量之和推定得到。在此，对应于各信道的面积相同的情况下，例如图13d所示的各第一电极450的面积相同的情况下，对应于各信道的体积变化量的和可以是相乘对应于各信道的距离变化di之和与一个第一电极450的面积A得到的值。
在此，预定位置被施加触摸压力的情况下，如图16a所示，施加的压力的大小与触摸输入装置1000的体积变化量具有线性关系，因此根据推定的触摸输入装置1000的体积变化量、分配于各信道的SNR改善缩放系数及存储于存储器的对应于该位置的基准值算出施加的压力的大小(S5000)。
例如，假设分配于各信道的SNR改善缩放系数全部为1的情况下，推定的触摸输入装置1000的体积变化量是1000，作为对于800g的压力的对应于该位置的基准值存储于存储器的体积变化量为2000的情况下，施加的压力的大小是400g。
并且，存储器中并未存储有对应于输入的触摸位置的基准值的情况下，可利用存储于存储器的对应于相邻的触摸位置的基准值通过线性插补、双三次(bi-cubic)插补等多种方法的插补算出压力值。
图19a是用于说明图14a所示的压力传感器的D位置被施加压力的情况的示意图，图19b是用于说明图14a所示的压力传感器的D位置被施加压力的情况下算出压力值的曲线图。
例如，存储器存储有对应于图19a所示的A位置和B位置的基准值，但存储器中没有存储对应于A位置及B位置的中间点即D位置的基准值的情况下，对应于D位置的基准值如图19b所示，可以对A位置和B位置的基准值进行线性插补并用所述推定的D位置的基准值算出施加于D位置的压力的大小。
如上，根据随着触摸压力发生的体积变化量算出压力大小的情况下，具有能够算出更为准确的压力大小，即使基准电位层或压力传感器从最初位置发生变形也能够检测准确的压力大小的优点。
以下说明计算所述SNR改善缩放系数的方法。
图21a是显示包括关于从对应于图17c的a位置的信道检测到的电容的信息的信号的大小的曲线图，图21b是显示包括关于从对应于图17c的b位置的信道检测到的电容的信息的信号的大小的曲线图。
如图17c所示，向显示模块的中央部施加触摸压力的情况下，包括关于从对应于a位置的信道检测到的电容的信息的信号的大小大于包括关于从对应于b位置的信道检测到的电容的信息的信号的大小。此时，从各信道检测到的电容不仅随施加于触摸输入装置1000的压力变化，还能够随触摸输入装置1000周围的电场或磁场的变化、温度的变化等多种因素发生变化。这种施加于触摸输入装置1000的压力以外的因素引起的电容的变化相当于检测压力的大小方面应去除的噪声。如图21a及图21b所示，包括关于从各信道检测到的电容的信息的信号以源于施加的压力的信号与源于噪声的信号合起来的形态检测到。此时，如图21a所示，从对应于被施加压力的位置即显示模块的中央部的a位置检测到的信号中源于压力的信号的大小所占的比重大于源于噪声的信号所占的比重，反面，如图21b所示，从对应于远离被施加压力的位置的显示模块的边缘的b位置检测到的信号中源于压力的信号的大小所占的比重相对小于源于噪声的信号所占的比重。此时，源于噪声的信号与被施加压力的位置无关，大体保持预定水平，因此从各信道检测到的源于噪声的信号的大小大体一定。反面，源于压力的信号随被施加压力的位置而异，因此从各信道检测到的源于压力的信号随被施加压力的位置而异。
因此，对于从源于噪声的信号的大小相对大于源于压力的信号的信道检测到的信号，在检查压力的大小时排除或降低其贡献程度时，整体上源于噪声的信号的减小的程度大于源于压力的信号的减小程度，因此能够提高整体SNR。具体地，可通过向各信道分配适当的SNR改善缩放系数以在检测压力时提高整体SNR。
此时，被施加压力的位置与显示模块发生最大的变形的位置并不一定一致，但大体上被施加压力的位置相比于其他位置显示模块的变形更大，因此包括关于从对应于被施加压力的位置的信道检测到的电容的信息的信号的大小大体上大于包括关于从对应于其他位置的信道检测到的电容的信息的信号的大小。因此，可根据包括关于从被施加压力的位置，即触摸位置或各信道检测到的电容的信息的信号的大小计算分配于各信道的SNR改善缩放系数。
图22a及图22b是用于说明P位置被施加压力时，分配于各信道的SNR改善缩放系数的示意图，图22c是显示图22a的P位置被施加压力时，从各信道检测到的电容的变化量的示意图。
首先说明根据包括关于从各信道检测到的电容的信息的信号的大小计算SNR改善缩放系数的方法。
可对从各信道检测到的信号中检测到N个最大的信号的信道分配SNR改善缩放系数1，对其余信道分配SNR改善缩放系数0。该情况下，可以只利用全体信道中检测到的信号的大小大的一部分信道检测压力，检测压力时排除信号的大小小的信道，以此提高SNR。此时，N是大于等于1且小于等于全体信道的个数的自然数。具体地，图22a的P位置被施加压力且N为4的情况下，如图22c所示，可以对检测到4个最大的信号的信道即CH2、CH4、CH5及CH8分配SNR改善缩放系数1，对其余信道分配SNR改善缩放系数0。在此，对以上说明的第一方法例适用所述SNR改善缩放系数时，可利用从CH2、CH4、CH5及CH8检测到的电容的变化量的和310检测压力的大小。并且，对检测到从各信道检测到的信号中最大的信号的大小的预定比例以上的大小的信号的信道分配SNR改善缩放系数1，使分配于其余信道的SNR改善缩放系数为0。该情况下同样也可以只利用全体信道中检测到的信号的大小大的一部分信道检测压力，检测压力时排除信号的大小小的信道，以此提高SNR。具体地，图22a的P位置被施加压力且预定比例为50％的情况下，如图22c所示，可以对检测到最大的信号的信道即CH5输出的信号的大小的50％的55以上的大小的信号的信道即CH4、CH5及CH8分配SNR改善缩放系数1，对其余信道分配SNR改善缩放系数0。在此，对以上说明的第一方法例适用所述SNR改善缩放系数的情况下，可利用从CH4、CH5及CH8检测到的电容的变化量的和260检测压力的大小。
并且，说明根据触摸位置计算SNR改善缩放系数的方法。
可以对离触摸位置最近的N个信道分配SNR改善缩放系数1，对其余信道分配SNR改善缩放系数0。该情况下，从离触摸位置近的信道检测到的信号的大小大体上大于从离触摸位置相对远的信道检测到的信号的大小。因此，可以只利用全体信道中检测到的信号的大小大的一部分信道检测压力，检测压力时排除信号的大小小的信道，以此提高SNR。在此，N是大于等于1且小于等于全体信道的个数的自然数。具体地，图22a的P位置被施加压力且N为4的情况下，如图22c所示，对离触摸位置最近的4个信道即CH4、CH5、CH7及CH8分配SNR改善缩放系数1，对其余信道分配SNR改善缩放系数0。在此，在以上说明的第一方法例适用所述SNR改善缩放系数时，可利用从CH4、CH5、CH7及CH8检测到的电容的变化量的和305检测压力的大小。
并且，可以对离触摸位置位于预定距离以内的信道分配SNR改善缩放系数1，对其余信道分配SNR改善缩放系数0。该情况下同样也可以只利用全体信道中检测到的信号的大小大的一部分信道检测压力，检测压力时排除信号的大小小的信道，以此提高SNR。具体地，图22a的P位置被输入触摸，预定距离为图22a所示的r的情况下，如图22c所示，位于离触摸位置在r以内的信道的CH1、CH2、CH4、CH5、CH6、CH7及CH8被分配SNR改善缩放系数1，其余信道被分配SNR改善缩放系数0。在此，对以上说明的第一方法例适用所述SNR改善缩放系数时，可利用从CH1、CH2、CH4、CH5、CH6、CH7及CH8检测到的电容的变化量的和385检测压力的大小。
并且，可根据触摸位置到各信道的距离计算分配于各信道的SNR改善缩放系数。作为一个实施形态，触摸位置到各信道的距离与分配于各信道的SNR改善缩放系数可具有反比例关系。此时，可通过减小全体信道中信号的大小小的信道对压力检测的贡献程度以提高SNR。具体地，图22b的P位置被输入触摸，触摸位置到信道j的距离为dj时，可对信道j分配与1/dj成比例的SNR改善缩放系数。例如，图22b所示的d1至d15分别具有值15、13.5、13.3、11.3、9.3、8.8、8.5、5.3、4.5、7.3、3.3、1、8.5、5.3、4.5的情况下，作为1/dj的0.067、0.074、0.075、0.088、0.108、0.114、0.118、0.189、0.122、0.137、0.303、1、0.118、0.189、0.222分别分配为各CH1～CH15的SNR改善缩放系数。对以上说明的第一方法例适用所述SNR改善缩放系数时，可利用相加从各信道检测到的电容的变化量与所述SNR改善缩放系数相乘的值得到和检测压力的大小。
以上说明了对以上说明的第一方法例适用SNR改善缩放系数的例，但对第二方法例或第三方法例也同样可以适用SNR改善缩放系数检测压力的大小。
以说明了图13d所示的形态的压力传感器440，但不限于此，还可以适用于包括图13a～图13c所示的形态的压力电极的压力传感器。
压力传感器440构成为形成多个信道的情况下，能够检测多重触摸的多重压力。这例如可通过从配置在对应于从触摸传感器板100获取的各多重触摸位置的位置的压力电极450、460的信道获取的压力大小实现。或者，压力传感器440构成为形成多个信道的情况下，也可以由压力传感器440直接检测触摸位置，可利用从配置于该位置的压力电极450、460的信道获取的压力大小检测多重的压力。
并且，以上以实施例为中心进行了说明，但这些不过是例示而已，并非对本发明进行限定，本发明所属领域的普通技术人员在不超出本实施形态的本质特性的范围内，还可以进行以上未例示的多种变形及应用。例如，实施形态中具体示出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点应视为包含于附加的权利范围中规定的本发明的范围内。

Claims (38)

1.一种触摸输入装置，能够检测对触摸表面的触摸的压力，包括：
显示模块；以及
压力传感器，其配置在与基准电位层的距离能够随着对所述触摸表面的所述触摸变化的位置，
所述距离能够随着所述触摸的压力的大小变化，
所述压力传感器能够输出包括关于随着所述距离变化的电容的信息的信号，
所述压力传感器包括多个电极以构成多个信道，
根据从各所述信道检测到的电容的变化量及分配于各信道的SNR改善缩放系数检测关于触摸的压力的大小。
2.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其中：
根据所述信号的大小算出所述SNR改善缩放系数。
3.根据权利要求2所述的触摸输入装置，其中：
分配于检测到从各所述信道检测到的信号中N个最大的信号的信道的SNR改善缩放系数为1，分配于其余信道的SNR改善缩放系数为0。
4.根据权利要求2所述的触摸输入装置，其中：
分配于检测到从各所述信道检测到的信号中最大的信号的大小的预定比例以上的大小的信号的信道的SNR改善缩放系数为1，分配于其余信道的SNR改善缩放系数为0。
5.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其中：
根据所述触摸的触摸位置算出所述SNR改善缩放系数。
6.根据权利要求5所述的触摸输入装置，其中：
分配于离所述触摸位置最近的N个信道的SNR改善缩放系数为1，分配于其余信道的SNR改善缩放系数为0。
7.根据权利要求5所述的触摸输入装置，其中：
分配于离所述触摸位置在预定距离以内的信道的SNR改善缩放系数为1，分配于其余信道的SNR改善缩放系数为0。
8.根据权利要求5所述的触摸输入装置，其中：
根据所述触摸位置与各所述信道之间的距离算出分配于各所述信道的SNR改善缩放系数。
9.根据权利要求8所述的触摸输入装置，其中：
所述触摸位置与各所述信道之间的距离与分配于各所述信道的SNR改善缩放系数具有反比例关系。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的触摸输入装置，其中：
根据从各所述信道检测到的电容的变化量与分配于各所述信道的SNR改善缩放系数相乘的值的和检测关于触摸的压力的大小。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的触摸输入装置，其中：
根据从各所述信道检测到的电容的变化量与预先分配于各所述信道的感测度补正缩放系数及分配于各所述信道的SNR改善缩放系数相乘的值的和检测关于触摸的压力的大小。
12.根据权利要求11所述的触摸输入装置，其中：
分配于对应于所述显示模块的中央部的所述信道的感测度补正缩放系数小于分配于对应于所述显示模块的边缘的所述信道的感测度补正缩放系数。
13.根据权利要求1至9中任一项所述的触摸输入装置，其中：
根据从各所述信道检测到的电容的变化量推定所述触摸输入装置的体积变化量，
根据推定的所述体积变化量及分配于各所述信道的SNR改善缩放系数检测关于触摸的压力的大小。
14.根据权利要求13所述的触摸输入装置，其中：
根据推定的所述体积变化量、分配于各所述信道的SNR改善缩放系数及预先存储的对应于预定触摸位置的基准值检测关于触摸的压力的大小。
15.根据权利要求13所述的触摸输入装置，其中：
根据从各所述信道检测到的电容的变化量算出对应于各所述信道的距离变化以推定所述触摸输入装置的体积变化量。
16.根据权利要求1至9中任一项所述的触摸输入装置，其中：
还包括位于所述显示模块的下部的基板，
所述压力传感器附着于所述基板或所述显示模块上。
17.根据权利要求16所述的触摸输入装置，其中：
所述基准电位层为所述基板或所述显示模块。
18.根据权利要求1至9中任一项所述的触摸输入装置，其中：
所述基准电位层位于所述显示模块的内部。
19.根据权利要求1至9中任一项所述的触摸输入装置，其中：
所述电容为所述电极与所述基准电位层之间的电容。
20.根据权利要求1至9中任一项所述的触摸输入装置，其中：
所述电极包括第一电极及第二电极，
所述电容为所述第一电极与所述第二电极之间的电容。
21.根据权利要求1至9中任一项所述的触摸输入装置，其中，所述显示模块包括：
显示板；
背光单元，其位于所述显示板的下部且包括反射片及盖，
所述压力传感器在所述反射片与所述盖之间附着于所述盖上。
22.根据权利要求21所述的触摸输入装置，其中：
所述基准电位层位于所述显示板的内部。
23.根据权利要求22所述的触摸输入装置，其中：
所述基准电位层是所述显示板的内部的共同电极的电位层。
24.根据权利要求1至9中任一项所述的触摸输入装置，其中：
构成为能够通过所述压力传感器检测多个触摸中各触摸的压力。
25.一种利用多个信道的压力检测方法，是由包括显示模块且构成用于检测压力的多个信道的触摸输入装置检测关于触摸的压力的大小的方法，其中，包括：
根据从各所述信道检测到的电容的变化量与分配于各所述信道的SNR改善缩放系数相乘的值的和检测触摸压力的大小的步骤。
26.一种利用多个信道的压力检测方法，是由包括显示模块且构成用于检测压力的多个信道的触摸输入装置检测关于触摸的压力的大小的方法，其中，包括：
根据从各所述信道检测到的电容的变化量与分配于各所述信道的感测度补正缩放系数及分配于各所述信道的SNR改善缩放系数相乘的值的和检测触摸压力的大小的步骤。
27.根据权利要求26所述的利用多个信道的压力检测方法，其中：
分配于对应于所述显示模块的中央部的所述信道的感测度补正缩放系数小于分配于对应于所述显示模块的边缘的所述信道的感测度补正缩放系数。
28.一种利用多个信道的压力检测方法，是由包括显示模块且构成用于检测压力的多个信道的触摸输入装置检测关于触摸的压力的大小的方法，其中，包括：
根据从各所述信道检测到的电容的变化量推定所述触摸输入装置的体积变化量的步骤；以及
根据推定的所述体积变化量及分配于各所述信道的SNR改善缩放系数检测触摸压力的大小的步骤。
29.根据权利要求28所述的利用多个信道的压力检测方法，其中：
检测所述触摸压力的大小的步骤是，根据推定的所述体积变化量、分配于各所述信道的SNR改善缩放系数及预先存储的对应于预定触摸位置的基准值检测触摸压力的大小的步骤。
30.根据权利要求28所述的利用多个信道的压力检测方法，其中：
推定所述触摸输入装置的体积变化量的步骤是，根据从各所述信道检测到的电容的变化量算出对应于各所述信道的距离变化以推定所述触摸输入装置的体积变化量。
31.根据权利要求25至30中任一项所述的利用多个信道的压力检测方法，其中：
根据包括关于从各所述信道检测到的电容的变化量的信息的信号的大小算出所述SNR改善缩放系数。
32.根据权利要求31所述的利用多个信道的压力检测方法，其中：
分配于检测到从各所述信道检测到的信号中N个最大的信号的信道的SNR改善缩放系数为1，分配于其余信道的SNR改善缩放系数为0。
33.根据权利要求31所述的利用多个信道的压力检测方法，其中：
分配于检测到从各所述信道检测到的信号中最大的信号的大小的预定比例以上的大小的信号的信道的SNR改善缩放系数为1，分配于其余信道的SNR改善缩放系数为0。
34.根据权利要求25至30中任一项所述的利用多个信道的压力检测方法，其中：
根据所述触摸的触摸位置算出所述SNR改善缩放系数。
35.根据权利要求34所述的利用多个信道的压力检测方法，其中：
分配于离所述触摸位置最近的N个信道的SNR改善缩放系数为1，分配于其余信道的SNR改善缩放系数为0。
36.根据权利要求34所述的利用多个信道的压力检测方法，其中：
分配于离所述触摸位置在预定距离以内的信道的SNR改善缩放系数为1，分配于其余信道的SNR改善缩放系数为0。
37.根据权利要求34所述的利用多个信道的压力检测方法，其中：
根据所述触摸位置与各所述信道之间的距离算出分配于各所述信道的SNR改善缩放系数。
38.根据权利要求37所述的利用多个信道的压力检测方法，其中：
所述触摸位置与各所述信道之间的距离与分配于各所述信道的SNR改善缩放系数具有反比例关系。
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