JP2018085090A - タッチ入力装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】圧力感知部による厚みの増加を最小化し、かつ、製造コストを節減したタッチパネル装置を提供する。【解決手段】タッチ圧力を検出することができるタッチ入力装置１０００において、ディスプレイパネルと、タッチ圧力を検出するのに用いられる圧力センサ４５０を含む圧力感知部と、圧力感知部と電気的に連結された圧力センサ制御器１３００と、第１ＰＣＢ１６０とを含む。圧力センサは、一端に第１接続部が形成された第１連結線パターン１６１が第１ＰＣＢに形成され、第１連結線パターンの他端が、圧力センサ制御器と電気的に連結され、圧力センサから延びて、一端に第２接続部が形成された伝導性トレース４５１がディスプレイパネルに直接形成される。第１連結線パターンの第1接続部と、伝導性トレースの第２接続部との間に配置された伝導性接着部材によって、第１接続部と、第２接続部とが電気的に接続される。【選択図】図６ａ

Description

本発明は、タッチ入力装置に関するもので、より詳しくは、タッチ位置及びタッチ圧力を検出するように構成されたタッチ入力装置において、タッチ位置センシング、タッチ圧力センシング及びディスプレイ相互間のノイズの影響を減らしてディスプレイの品質を向上させ、タッチ位置及びタッチ圧力センシングの感度をより高めることができるようにするタッチ入力装置に関する。
コンピューティングシステムの操作のために、多様な種類の入力装置が用いられている。例えば、ボタン（button）、キー（key）、ジョイスティック（joystick）、及びタッチスクリーンのような入力装置が用いられている。タッチスクリーンの手軽で簡単な操作により、コンピューティングシステムの操作時にタッチスクリーンの利用が増加している。
タッチスクリーンは、タッチ−感応表面（touch-sensitive surface）を備えた透明なパネルとタッチ入力手段であるタッチセンサ（touch sensor）でタッチ入力装置のタッチ表面を構成することができる。このようなタッチセンサは、ディスプレイスクリーンの前面に付着され、タッチ−感応表面がディスプレイスクリーンの見える面を覆うことができる。使用者が指などでタッチスクリーンを単純にタッチすることによって、使用者がコンピューティングシステムを操作することができるようにする。一般的に、コンピューティングシステムは、タッチスクリーン上のタッチ及びタッチ位置を認識して、このようなタッチを解釈することによって、これに従い演算を遂行することができる。
このようなタッチ入力装置において、タッチ位置及びタッチ圧力をすべて検出するためには、タッチ入力装置にタッチセンサと区分される圧力感知部が配置されることになるが、圧力感知部によるタッチ入力装置の厚みの増加を最小化し、製造工程を単純化して、費用を節減するために圧力感知部をディスプレイパネルに直接形成する方法が試みられている。この時、圧力センサ制御器と圧力感知部が、タッチ圧力を検出するための駆動信号及び受信信号をやり取りするためには、圧力センサ制御器と圧力感知部とが電気的に連結されなければならないが、圧力センサ制御器はＰＣＢ上に配置され、圧力感知部はディスプレイパネルに直接形成されるため、ディスプレイパネルに直接形成されたパターンとＰＣＢ上に形成された配線とを一般的なコネクタを用いて連結することに困難がある。
本発明の目的は、ディスプレイパネルに直接形成された圧力感知部と圧力センサ制御器と電気的に連結されたＰＣＢ上の配線とを連結するための手段を備えたタッチ入力装置を提供することにある。
本発明の実施形態によるタッチ入力装置は、タッチ圧力を検出することができるタッチ入力装置において、ディスプレイパネルと、タッチ圧力を検出するのに用いられる圧力センサを含む圧力感知部と、前記圧力感知部と電気的に連結された圧力センサ制御器と、第１ＰＣＢと、を含み、前記圧力センサは、前記ディスプレイパネルに直接形成され、一端に第１接続部が形成された第１連結線パターンが前記第１ＰＣＢに形成され、前記第１連結線パターンの他端は、前記圧力センサ制御器と電気的に連結され、前記圧力センサから延びて、一端に第２接続部が形成された伝導性トレースが前記ディスプレイパネルに直接形成され、前記第１連結線パターンの第1接続部と前記伝導性トレースの第２接続部との間に配置された伝導性接着部材によって、前記第１連結線パターンの第１接続部と前記伝導性トレースの第２接続部とが電気的に連結され得る。
本発明の実施形態によれば、ディスプレイパネルに直接形成された圧力感知部と圧力センサ制御器と電気的に連結されたＰＣＢ上の配線とを連結するための手段を備えたタッチ入力装置を提供することができる。
本発明の実施形態によるタッチ入力装置に含まれる静電容量方式のタッチセンサ及びこの動作のための構成の概略図である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置に含まれる静電容量方式のタッチセンサ及びこの動作のための構成の概略図である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置において、タッチ位置、タッチ圧力及びディスプレイ動作を制御するための制御ブロックを例示する。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置において、ディスプレイモジュールの構成を説明するための概念図である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置において、ディスプレイモジュールの構成を説明するための概念図である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置に圧力センサが形成される例を例示する。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置に圧力センサが形成される例を例示する。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置に圧力センサが形成される例を例示する。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置に圧力センサが形成される例を例示する。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置に圧力センサが形成される例を例示する。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置の多様なディスプレイパネルに直接形成された圧力センサの実施例を示す断面図である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置の多様なディスプレイパネルに直接形成された圧力センサの実施例を示す断面図である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置の多様なディスプレイパネルに直接形成された圧力センサの実施例を示す断面図である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置に含まれるセンサの形態を例示する図面である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置に含まれるセンサの形態を例示する図面である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置に含まれるセンサの形態を例示する図面である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置に含まれるセンサの形態を例示する図面である。
後述する本発明に対する詳細な説明は、本発明を実施することができる特定の実施形態を例示として図示する添付の図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施するのに十分なように詳細に説明される。本発明の多様な実施形態は互いに異なるが、相互に排他的である必要はないことが理解されなければならない。例えば、ここに記載されている特定の形状、構造及び特性は、一実施形態に関連して本発明の精神及び範囲を外れないながらも、他の実施形態で具現されてもよい。また、それぞれの開示された実施形態内の個別の構成要素の位置又は配置は、本発明の精神及び範囲を外れないながらも、変更されてもよいことが理解されなければならない。図面において類似の参照符号は様々な側面にわたって同一もしくは類似の機能を指し示す。
以下、添付される図面を参照して本発明の実施形態による圧力検出が可能なタッチ入力装置を説明する。以下では、静電容量方式のタッチセンサ１０を例示するが、任意の方式でタッチ位置を検出することができるタッチセンサ１０が適用されてもよい。
図１ａは、本発明の実施形態によるタッチ入力装置に含まれる静電容量方式のタッチセンサ１０及びこの動作のための構成の概略図である。図１ａを参照すると、タッチセンサ１０は、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎ及び複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍを含み、前記タッチセンサ１０の動作のために複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎに駆動信号を印加する駆動部１２、及び複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍからタッチ表面に対するタッチによって変化する静電容量の変化量に対する情報を含む感知信号を受信して、タッチ及びタッチ位置を検出する感知部１１を含んでもよい。
図１ａに示されたように、タッチセンサ１０は、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとを含んでもよい。図１ａにおいては、タッチセンサ１０の複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとが直交アレイを構成することが示されているが、本発明はこれに限定されず、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとが対角線、同心円、３次元ランダム配列などをはじめとする任意の数の次元、及びこの応用配列を有するようにすることができる。ここで、ｎ及びｍは、量の整数として互いに同じか、もしくは異なる値を有してもよく、実施形態により大きさが変わってもよい。
複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとは、それぞれ互いに交差するように配列されてもよい。駆動電極ＴＸは、第１軸方向に延びた複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎを含み、受信電極ＲＸは、第１軸方向と交差する第２軸方向に延びた複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍを含んでもよい。
図７ａ及び図７ｂに示されたように、本発明の実施形態によるタッチセンサ１０において、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとは、互いに同一の層に形成されてもよい。例えば、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとは、後述することになるディスプレイパネル２００Ａの上面に形成されてもよい。
また、図７ｃに示されたように、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとは、互いに異なる層に形成されてもよい。例えば、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍのうちの何れか一つは、ディスプレイパネル２００Ａの上面に形成され、残りの一つは、後述することになるカバーの下面に形成されるか、もしくはディスプレイパネル２００Ａの内部に形成されてもよい。
複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとは、透明伝導性物質（例えば、酸化スズ（ＳｎＯ２）及び酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）等からなるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）またはＡＴＯ（Antimony Tin Oxide））等から形成されてもよい。しかし、これは単に例示に過ぎず、駆動電極ＴＸ及び受信電極ＲＸは、他の透明伝導性物質または不透明伝導性物質から形成されてもよい。例えば、駆動電極ＴＸ及び受信電極ＲＸは、銀インク（silver ink）、銅（copper）、銀ナノ（nano silver）、炭素ナノチューブ（CNT：Carbon Nanotube）のうちの少なくとも何れか一つを含んで構成されてもよい。また、駆動電極ＴＸ及び受信電極ＲＸは、メタルメッシュ（metal mesh）で具現されてもよい。
本発明の実施形態による駆動部１２は、駆動信号を駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎに印加することができる。本発明の実施形態において、駆動信号は、第１駆動電極ＴＸ１から第ｎ駆動電極ＴＸｎまで順次一度に一つの駆動電極に対して印加されてもよい。このような駆動信号の印加は、再度反復して成されてもよい。これは単に例示に過ぎず、実施形態により多数の駆動電極に駆動信号が同時に印加されてもよい。
感知部１１は、受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍを介して駆動信号が印加された駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとの間に生成された静電容量Ｃｍ：１４に関する情報を含む感知信号を受信することによって、タッチの有無及びタッチ位置を検出することができる。例えば、感知信号は、駆動電極ＴＸに印加された駆動信号が駆動電極ＴＸと受信電極ＲＸとの間に生成された静電容量Ｃｍ：１４によりカップリングされた信号であってもよい。このように、第１駆動電極ＴＸ１から第ｎ駆動電極ＴＸｎまで印加された駆動信号を受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍを介して感知する過程は、タッチセンサ１０をスキャン（scan）すると指称すことができる。
例えば、感知部１１は、それぞれの受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍとスイッチを介して連結された受信機（図示せず）を含んで構成されてもよい。前記スイッチは、該受信電極ＲＸの信号を感知する時間区間にオン（on）になって受信電極ＲＸから感知信号が受信機で感知され得るようにする。受信機は、増幅器（図示せず）及び増幅器の負（−）入力端と増幅器の出力端との間、すなわち帰還経路に結合した帰還キャパシタを含んで構成されてもよい。この時、増幅器の正（＋）入力端は、グランド（ground）に接続されてもよい。また、受信機は、帰還キャパシタと並列に連結されるリセットスイッチをさらに含んでもよい。リセットスイッチは、受信機によって遂行される電流から電圧への変換をリセットすることができる。増幅器の負入力端は、該受信電極ＲＸと連結されて静電容量Ｃｍ：１４に対する情報を含む電流信号を受信した後、積分して電圧に変換することができる。感知部１１は、受信機を介して積分されたデータをデジタルデータに変換するＡＤＣ（図示せず：analog to digital converter）をさらに含んでもよい。その後、デジタルデータはプロセッサ（図示せず）に入力され、タッチセンサ１０に対するタッチ情報を取得するように処理されてもよい。感知部１１は受信機とともに、ＡＤＣ及びプロセッサを含んで構成されてもよい。
制御部１３は、駆動部１２と感知部１１の動作を制御する機能を遂行することができる。例えば、制御部１３は、駆動制御信号を生成した後、駆動部１２に伝達して駆動信号が所定の時間にあらかじめ設定された駆動電極ＴＸに印加されるようにすることができる。また、制御部１３は、感知制御信号を生成した後、感知部１１に伝達して感知部１１が所定の時間にあらかじめ設定された受信電極ＲＸから感知信号の入力を受けて、あらかじめ設定された機能を遂行するようにすることができる。
図１ａにおいて、駆動部１２及び感知部１１は、タッチセンサ１０に対するタッチの有無及びタッチ位置を検出することができるタッチ検出装置（図示せず）を構成することができる。タッチ検出装置は、制御部１３をさらに含んでもよい。タッチ検出装置は、タッチセンサ１０を含むタッチ入力装置において、後述することになるタッチセンサ制御器１１００に該当するタッチセンシングＩＣ（touch sensing Integrated Circuit）上に集積されて具現されてもよい。タッチセンサ１０に含まれた駆動電極ＴＸ及び受信電極ＲＸは、例えば伝導性トレース（conductive trace）及び／又は回路基板上に印刷された伝導性パターン（conductive pattern）等を介してタッチセンシングＩＣに含まれた駆動部１２及び感知部１１に連結されてもよい。タッチセンシングＩＣは、伝導性パターンが印刷された回路基板、例えば、図６ａ〜図６ｉにおいて、例えばタッチ回路基板（以下、タッチＰＣＢという）上に位置することができる。実施形態により、タッチセンシングＩＣは、タッチ入力装置の作動のためのメインボード上に実装されていてもよい。
以上で詳しく見たように、駆動電極ＴＸと受信電極ＲＸの交差地点ごとに所定値の静電容量Ｃｍが生成され、指のような客体がタッチセンサ１０に近接する場合、このような静電容量の値が変更され得る。図１ａにおいて、前記静電容量は、相互静電容量Ｃｍ（mutual capacitance）を表わすことができる。このような電気的特性を感知部１１で感知し、タッチセンサ１０に対するタッチの有無及び／又はタッチ位置を感知することができる。例えば、第１軸と第２軸とからなる２次元平面からなるタッチセンサ１０の表面に対するタッチの有無及び／又はその位置を感知することができる。
より具体的に、タッチセンサ１０に対するタッチが生じる時、駆動信号が印加された駆動電極ＴＸを検出することによって、タッチの第２軸方向の位置を検出することができる。これと同様に、タッチセンサ１０に対するタッチの際に受信電極ＲＸを介して受信された受信信号から静電容量の変化を検出することによって、タッチの第１軸方向の位置を検出することができる。
上では、駆動電極ＴＸと受信電極ＲＸとの間の相互静電容量の変化量に基づいて、タッチ位置を感知するタッチセンサ１０の動作方式について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、図１ｂのように、自己静電容量（self capacitance）の変化量に基づいてタッチ位置を感知することも可能である。
図１ｂは、本発明の他の実施形態によるタッチ入力装置に含まれる他の静電容量方式のタッチセンサ１０及びこの動作を説明するための概略図である。図１ｂに示されたタッチセンサ１０には、複数のタッチ電極３０が備えられる。複数のタッチ電極３０は、図７ｄに示されたように、一定の間隔を置いて格子状に配置され得るが、これに限定されない。
制御部１３により生成された駆動制御信号は駆動部１２に伝達され、駆動部１２は駆動制御信号に基づいて、所定時間にあらかじめ設定されたタッチ電極３０に駆動信号を印加する。また、制御部１３により生成された感知制御信号は感知部１１に伝達され、感知部１１は感知制御信号に基づいて、所定時間にあらかじめ設定されたタッチ電極３０から感知信号の入力を受ける。この時、感知信号は、タッチ電極３０に形成された自己静電容量の変化量に対する信号であってもよい。
この時、感知部１１が感知した感知信号によって、タッチセンサ１０に対するタッチの有無及び／又はタッチ位置が検出される。例えば、タッチ電極３０の座標をあらかじめ知っているため、タッチセンサ１０の表面に対する客体のタッチの有無及び／又はその位置を感知できるようになる。
以上では、便宜上、駆動部１２と感知部１１とが別個のブロックに分かれて動作するものと説明したが、タッチ電極３０に駆動信号が印加し、タッチ電極３０から感知信号の入力を受ける動作を、一つの駆動部及び感知部で遂行することも可能である。
以上で、タッチセンサ１０として静電容量方式のタッチセンサパネルが詳細に説明されたが、本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００において、タッチの有無及びタッチ位置を検出するためのタッチセンサ１０は、前述の方法以外の表面静電容量方式、プロジェクテッド（projected）静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式（SAW：surface acoustic wave）、赤外線（infrared）方式、光学的イメージング方式（optical imaging）、分散信号方式（dispersive signal technology）、音声パルス認識（acoustic pulse recognition）方式等の任意のタッチセンシング方式を用いて具現されてもよい。
図２は、本発明の実施形態によるタッチ入力装置において、タッチ位置、タッチ圧力及びディスプレイ動作を制御するための制御ブロックを例示する。ディスプレイ機能及びタッチ位置の検出に加えてタッチ圧力を検出することができるように構成されたタッチ入力装置１０００において、制御ブロックは、前述したタッチ位置を検出するためのタッチセンサ制御器１１００、ディスプレイパネルを駆動するためのディスプレイ制御器１２００及び圧力を検出するための圧力センサ制御器１３００を含んで構成されてもよい。ディスプレイ制御器１２００は、タッチ入力装置１０００の作動のためのメインボード（main board）上の中央処理ユニットであるＣＰＵ（central processing unit）またはＡＰ（application processor）などから入力を受けてディスプレイパネル２００Ａに所望の内容をディスプレイするようにする制御回路を含んでもよい。このような制御回路は、ディスプレイ回路基板（以下、「ディスプレイＰＣＢ」という）に実装されてもよい。このような制御回路は、ディスプレイパネル制御ＩＣ、グラフィック制御ＩＣ（graphic controller IC）、及びその他のディスプレイパネル２００Ａの作動に必要な回路を含んでもよい。
圧力感知部を介して圧力を検出するための圧力センサ制御器１３００は、タッチセンサ制御器１１００の構成と類似するように構成され、タッチセンサ制御器１１００と類似するように動作し得る。具体的に、圧力センサ制御器１３００が、図１ａ及び図１ｂに示されたように、駆動部、感知部及び制御部を含み、感知部が感知した感知信号によって圧力の大きさを検出することができる。この時、圧力センサ制御器１３００は、タッチセンサ制御器１１００が実装されたタッチＰＣＢに実装されてもよく、ディスプレイ制御器１２００が実装されたディスプレイＰＣＢに実装されてもよい。
実施形態により、タッチセンサ制御器１１００、ディスプレイ制御器１２００及び圧力センサ制御器１３００は、互いに異なる構成要素としてタッチ入力装置１０００に含まれてもよい。例えば、タッチセンサ制御器１１００、ディスプレイ制御器１２００及び圧力センサ制御器１３００は、それぞれ互いに異なるチップ（ｃｈｉｐ）で構成されてもよい。この時、タッチ入力装置１０００のプロセッサ１５００は、タッチセンサ制御器１１００、ディスプレイ制御器１２００及び圧力センサ制御器１３００に対するホスト（ｈｏｓｔ）プロセッサとして機能することができる。
本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００は、携帯電話（cell phone）、ＰＤＡ（Personal Data Assistant）、スマートフォン（smartphone）、タブレットＰＣ（tablet Personal Computer）、ＭＰ３プレーヤ、ノートブック（notebook）などのようなディスプレイ画面及び／又はタッチスクリーンを含む電子装置を含んでもよい。
このようなタッチ入力装置１０００を薄く（slim）軽量（light weight）に製作するために、上述したように、別個に構成されるタッチセンサ制御器１１００、ディスプレイ制御器１２００及び圧力センサ制御器１３００が、実施形態により、一つ以上の構成で統合され得る。これに加えて、プロセッサ１５００にこれらそれぞれの制御器が統合されることも可能である。これと共に、実施形態により、ディスプレイパネル２００Ａにタッチセンサ１０及び／又は圧力感知部が統合され得る。
実施形態によるタッチ入力装置１０００において、タッチ位置を検出するためのタッチセンサ１０がディスプレイパネル２００Ａの外部または内部に位置し得る。実施形態によるタッチ入力装置１０００のディスプレイパネル２００Ａは、液晶表示装置（LCD：Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、有機発光表示装置（Organic Light Emitting Diode：OLED）などに含まれたディスプレイパネルであってもよい。これにより、使用者は、ディスプレイパネルに表示された画面を視覚的に確認しながらタッチ表面にタッチを遂行して入力行為を遂行することができる。
図３ａ及び図３ｂは、本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００において、ディスプレイモジュール２００の構成を説明するための概念図である。まず、図３ａを参照し、ＬＣＤパネルを用いるディスプレイパネル２００Ａを含むディスプレイモジュール２００の構成を説明することにする。
図３ａに示されたように、ディスプレイモジュール２００はＬＣＤパネルであるディスプレイパネル２００Ａ、ディスプレイパネル２００Ａの上部に配置される第１偏光層２７１及びディスプレイパネル２００Ａの下部に配置される第２偏光層２７２を含んでもよい。また、ＬＣＤパネルであるディスプレイパネル２００Ａは、液晶セル（liquid crystal cell）を含む液晶層２５０、液晶層２５０の上部に配置される第１基板層２６１及び液晶層２５０の下部に配置される第２基板層２６２を含んでもよい。この時、第１基板層２６１はカラーフィルタガラス（color filter glass）であってもよく、第２基板層２６２はＴＦＴガラス（TFT glass）であってもよい。また、実施形態により、第１基板層２６１及び第２基板層２６２のうちの少なくとも一つは、プラスチックのようなベンディング（bending）可能な物質で形成されてもよい。図３ａにおいて、第２基板層２６２は、データライン（data line）、ゲートライン（gate line）、ＴＦＴ、共通電極（Vcom：common electrode）及びピクセル電極（pixel electrode）等を含む多様な層から成っていてもよい。これら電気的構成要素は、制御された電場を生成して液晶層２５０に位置した液晶を配向させるように作動することができる。
次に、図３ｂを参照して、ＯＬＥＤパネルを用いるディスプレイパネル２００Ａを含むディスプレイモジュール２００の構成を説明することにする。
図３ｂに示されたように、ディスプレイモジュール２００は、ＯＬＥＤパネルであるディスプレイパネル２００Ａ、ディスプレイパネル２００Ａの上部に配置される第１偏光層２８２を含んでもよい。また、ＯＬＥＤパネルであるディスプレイパネル２００Ａは、ＯＬＥＤ（Organic Light-Emitting Diode）を含む有機物層２８０、有機物２８０の上部に配置される第１基板層２８１、及び有機物層２８０の下部に配置される第２基板層２８３を含んでもよい。この時、第１基板層２８１は、エンカプセレーションガラス（Encapsulation glass）であってもよく、第２基板２８３は、ＴＦＴガラス（TFT glass）であってもよい。また、実施形態により、第１基板層２８１及び第２基板層２８３のうちの少なくとも一つは、プラスチックのようなベンディング（bending）可能な物質で形成されてもよい。図３ｄ〜図３ｆに示されたＯＬＥＤパネルの場合、ゲートライン、データライン、第１電源ライン（ＥＬＶＤＤ）、第２電源ライン（ＥＬＶＳＳ）等のディスプレイパネル２００Ａの駆動に使用される電極を含んでもよい。ＯＬＥＤパネルは、蛍光または燐光有機物薄膜に電流を流すと、電子と正孔が有機物層で結合して光が発生する原理を用いた自己発光型ディスプレイパネルとして、発光層を構成する有機物質が光の色を決定する。
具体的に、ＯＬＥＤは、ガラスやプラスチックの上に有機物を塗布して電気を流せば、有機物が光を発散する原理を用いる。すなわち、有機物の陽極と陰極にそれぞれ正孔と電子を注入して発光層に再結合させると、エネルギーが高い状態である励起子（excitation）を形成し、励起子がエネルギーが低い状態に落ちながらエネルギーが放出され、特定の波長の光が生成される原理を用いるわけである。この時、発光層の有機物によって光の色が変わる。
ＯＬＥＤは、ピクセルマトリックスを構成しているピクセルの動作特性により、ライン駆動方式のＰＭ−ＯＬＥＤ（Passive-matrix Organic Light-Emitting Diode）と個別駆動方式のＡＭ−ＯＬＥＤ（Active-matrix Organic Light-Emitting Diode）とが存在する。両者は共にバックライトを必要としないため、ディスプレイモジュールを非常に薄く具現することができ、角度によって明暗比が一定であり、温度に伴う色の再現性が良いという長所を有する。また、未駆動ピクセルは、電力を消耗しないという点で非常に経済的である。
動作面において、ＰＭ−ＯＬＥＤは、高い電流でスキャニング時間（scanning time）の間だけ発光し、ＡＭ−ＯＬＥＤは低い電流でフレーム時間（frame time）の間ずっと発光状態を維持する。したがって、ＡＭ−ＯＬＥＤはＰＭ−ＯＬＥＤに比べて解像度が良く、大面積ディスプレイパネルの駆動が有利であり、電力消耗が少ないという長所がある。また、薄膜トランジスタ（TFT）を内蔵して各素子を個別的に制御できるため、精巧な画面を具現しやすい。
また、有機物層２８０は、ＨＩＬ（Hole Injection Layer、正孔注入層）、ＨＴＬ（Hole Transfer Layer、正孔輸送層）、ＥＩＬ（Emission Material Layer、電子注入層）、ＥＴＬ（Electron Transfer Layer、電子輸送層）、ＥＭＬ（Electron Injection Layer、発光層）を含んでもよい。
各層について簡略に説明すると、ＨＩＬは、正孔を注入させ、ＣｕＰｃなどの物質を用いる。ＨＴＬは、注入された正孔を移動させる機能をして、主に、正孔の移動性（hole mobility）が良い物質を用いる。ＨＴＬは、アリールアミン（arylamine）、ＴＰＤなどが用いられてもよい。ＥＩＬとＥＴＬは、電子の注入と輸送のための層であり、注入された電子と正孔はＥＭＬで結合して発光する。ＥＭＬは、発光する色を具現する素材として、有機物の寿命を決定するホスト（host）と色感と効率を決決定する不純物（dopant）とから構成される。これは、ＯＬＥＤパネルに含まれる有機物層２８０の基本的な構成を説明したに過ぎず、本発明は、有機物層２８０の層構造や素材などに限定されない。
有機物層２８０は、アノード（Anode）(図示せず)とカソード（Cathode）(図示せず)との間に挿入され、ＴＦＴがオン（On）状態になれば、駆動電流がアノードに印加されて正孔が注入され、カソードには電子が注入されて、有機物層２８０に正孔と電子が移動して光を発散する。
当該技術分野の当業者には、ＬＣＤパネルまたはＯＬＥＤパネルがディスプレイ機能を遂行するために他の構成をさらに含んでもよく、変形が可能であることは自明であろう。
本発明によるタッチ入力装置１０００のディスプレイモジュール２００は、ディスプレイパネル２００Ａ及びディスプレイパネル２００Ａを駆動するための構成を含んでもよい。具体的に、ディスプレイパネル２００ＡがＬＣＤパネルである場合、ディスプレイモジュール２００は、第２偏光層２７２の下部に配置されるバックライトユニット（図示せず：backlight unit）を含んで構成されてもよく、ＬＣＤパネルの作動のためのディスプレイパネル制御ＩＣ、グラフィック制御ＩＣ及びその他の回路をさらに含んでもよい。
本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００のディスプレイモジュール２００は、ディスプレイパネル２００Ａ及びディスプレイパネル２００Ａを駆動するための構成を含んでもよい。具体的に、ディスプレイパネル２００ＡがＬＣＤパネルである場合、ディスプレイモジュール２００は、第２偏光層２７２の下部に配置されるバックライトユニット（図示せず）を含んで構成されてもよく、ＬＣＤパネルの作動のためのディスプレイパネル制御ＩＣ、グラフィック制御ＩＣ及びその他の回路をさらに含んでもよい。
本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００において、タッチ位置を検出するためのタッチセンサ１０は、ディスプレイモジュール２００の外部または内部に位置することができる。
タッチ入力装置１０００において、タッチセンサ１０がディスプレイモジュール２００の外部に配置される場合、ディスプレイモジュール２００の上部にはタッチセンサパネルが配置されてもよく、タッチセンサ１０がタッチセンサパネルに含まれてもよい。タッチ入力装置１０００に対するタッチ表面は、タッチセンサパネルの表面であってもよい。
タッチ入力装置１０００において、タッチセンサ１０がディスプレイモジュール２００の内部に配置される場合、タッチセンサ１０がディスプレイパネル２００Ａの外部に位置するように構成されてもよい。具体的に、タッチセンサ１０が第１基板層２６１、２８１の上面に形成されてもよい。この時、タッチ入力装置１０００に対するタッチ表面は、ディスプレイモジュール２００の外面として、図３ａ及び図３ｂにおいて上部面または下部面になり得る。
タッチ入力装置１０００において、タッチセンサ１０がディスプレイモジュール２００の内部に配置される場合、実施形態により、タッチセンサ１０のうちの少なくとも一部はディスプレイパネル２００Ａ内に位置するように構成され、タッチセンサ１０のうちの少なくとも残りの一部は、ディスプレイパネル２００Ａの外部に位置するように構成され得る。例えば、タッチセンサ１０を構成する駆動電極ＴＸと受信電極ＲＸの何れか一つの電極は、ディスプレイパネル２００Ａの外部に位置するように構成されてもよく、残りの電極は、ディスプレイパネル２００Ａの内部に位置するように構成されてもよい。具体的に、タッチセンサ１０を構成する駆動電極ＴＸと受信電極ＲＸの何れか一つの電極は、第１基板層２６１、２８１の上面に形成されてもよく、残りの電極は、第１基板層２６１、２８１の下面または第２基板層２６２、２８３の上面に形成されてもよい。
タッチ入力装置１０００において、タッチセンサ１０がディスプレイモジュール２００の内部に配置される場合、タッチセンサ１０がディスプレイパネル２００Ａの内部に位置するように構成されてもよい。具体的に、タッチセンサ１０が第１基板層２６１、２８１の下面または第２基板層２６２、２８３の上面に形成されてもよい。
ディスプレイパネル２００Ａの内部にタッチセンサ１０が配置される場合、タッチ センサの動作のための電極が追加で配置されてもよいが、ディスプレイパネル２００Ａの内部に位置する多様な構成及び／又は電極が、タッチセンシングのためのタッチセンサ１０として用いられてもよい。具体的に、ディスプレイパネル２００ＡがＬＣＤパネルである場合、タッチセンサ１０に含まれる電極のうちの少なくとも何れか一つはデータライン（data line）、ゲートライン（gate line）、ＴＦＴ、共通電極（Vcom：common electrode）及びピクセル電極（pixel electrode）のうちの少なくとも何れか一つを含んでもよく、ディスプレイパネル２００ＡがＯＬＥＤパネルである場合、タッチセンサ１０に含まれる電極のうちの少なくとも何れか一つは、データライン(ｄａｔａ ｌｉｎｅ）、ゲートライン（ｇａｔｅ ｌｉｎｅ）、第１電源ライン（ＥＬＶＤＤ）及び第２電源ライン（ＥＬＶＳＳ）のうちの少なくとも何れか一つを含んでもよい。
この時、タッチセンサ１０は、図１ａで説明された駆動電極及び受信電極で動作し、駆動電極及び受信電極の間の相互静電容量によりタッチ位置を検出することができる。また、タッチセンサ１０は、図１ｂで説明された単一電極３０で動作し、単一電極３０それぞれの自己静電容量によりタッチ位置を検出することができる。この時、タッチセンサ１０に含まれる電極がディスプレイパネル２００Ａの駆動に用いられる電極の場合、第１時間区間にディスプレイパネル２００Ａを駆動し、第１時間区間と異なる第２時間区間にタッチ位置を検出することができる。
以下では、本発明の実施形態によるタッチ入力装置においてタッチ圧力を検出するために、タッチ位置を検出するのに用いられる電極、及び、ディスプレイを駆動するのに用いられる電極とは異なる、別途のセンサを配置して圧力感知部として用いる場合について、例を挙げて詳しく見てみる。
本発明のタッチ入力装置１０００において、タッチ位置を検出するためのタッチセンサが形成されたカバー層１００とディスプレイパネル２００Ａを含むディスプレイモジュール２００との間がＯＣＡ（Optically Clear Adhesive）のような接着剤でラミネーションされていてもよい。これにより、タッチセンサのタッチ表面を介して確認することができるディスプレイモジュール２００のディスプレイの色の鮮明度、視認性及び光の透過性が向上され得る。
図４ａ〜図４ｅは、本発明の実施形態によるタッチ入力装置において、圧力センサが形成される例を例示する。
図４ａ及び以下の一部の図面において、ディスプレイパネル２００Ａがカバー層１００に直接ラミネーションされて付着されたもので示されているが、これは単に説明の便宜のためのものであり、第１偏光層２７１、２８２がディスプレイパネル２００Ａの上部に位置したディスプレイモジュール２００がカバー層１００にラミネーションされて付着されてもよく、ＬＣＤパネルがディスプレイパネル２００Ａである場合、第２偏光層２７２及びバックライトユニットが省略されて示されたものである。
図４ａ〜図４ｅを参照した説明において、本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００としてタッチセンサが形成されたカバー層１００が、図３ａ及び図３ｂに示されたディスプレイモジュール２００上に接着剤でラミネーションされて付着されたものを例示しているが、本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００は、タッチセンサ１０が、図３ａ及び図３ｂに示されたディスプレイモジュール２００の内部に配置される場合を含んでもよい。より具体的に、図４ａ及び図４ｂにおいて、タッチセンサ１０が形成されたカバー層１００がディスプレイパネル２００Ａを含むディスプレイモジュール２００を覆うことが示されているが、タッチセンサ１０は、ディスプレイモジュール２００の内部に位置し、ディスプレイモジュール２００がガラスのようなカバー層１００で覆われたタッチ入力装置１０００が本発明の実施形態として用いられてもよい。
本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００は、携帯電話（cell phone）、ＰＤＡ（Personal Data Assistant）、スマートフォン（smartphone）、タブレットＰＣ（Tablet Personal Computer）、ＭＰ３プレーヤ、ノートブック（notebook）などのようなタッチスクリーンを含む電子装置を含んでもよい。
本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００において、基板３００は、例えばタッチ入力装置１０００の最外郭機構であるハウジング３２０と共にタッチ入力装置１０００の作動のための回路基板及び／又はバッテリが位置し得る実装空間３１０などを覆う機能を遂行することができる。この時、タッチ入力装置１０００の作動のための回路基板には、メインボード（main board）として中央処理ユニットであるＣＰＵ（central processing unit）またはＡＰ（application processor）などが実装されていてもよい。基板３００を介してディスプレイモジュール２００とタッチ入力装置１０００の作動のための回路基板及び／又はバッテリが分離され、ディスプレイモジュール２００で発生する電気的ノイズ及び回路基板で発生するノイズが遮断され得る。
タッチ入力装置１０００において、タッチセンサ１０またはカバー層１００がディスプレイモジュール２００、基板３００、及び実装空間３１０より広く形成されてもよく、これにより、ハウジング３２０がタッチセンサ１０と共にディスプレイモジュール２００、基板３００及び回路基板を覆うように、ハウジング３２０が形成されてもよい。
本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００は、タッチセンサ１０を介してタッチ位置を検出し、タッチ位置を検出するのに用いられる電極及びディスプレイを駆動するのに用いられる電極とは異なる、別途のセンサを配置して圧力感知部として用いてタッチ圧力を検出することができる。この時、タッチセンサ１０は、ディスプレイモジュール２００の内部または外部に位置してもよい。
以下で、圧力検出のための構成を総括し、圧力感知部と指称する。例えば、実施形態において、圧力感知部は圧力センサ４５０、４６０を含んでもよい。
また、圧力感知部は、例えば、エアギャップ（airgap）からなるスペーサ層４２０を含んで構成されてもよく、これに対しては、図４ａ〜図４ｄを参照して詳しく見てみる。
実施形態により、スペーサ層４２０は、エアギャップで具現されてもよい。スペーサ層は、実施形態により、衝撃吸収物質からなってもよい。スペーサ層４２０は、実施形態により、誘電物質（dielectric material）で満たされてもよい。実施形態により、スペーサ層４２０は、圧力の印加によって収縮し、圧力の解除時に元の形態に復帰する回復力を有する物質で形成されてもよい。実施形態により、スペーサ層４２０は、弾性フォーム（elastic foam）で形成されてもよい。また、スペーサ層がディスプレイモジュール２００の下部に配置されるので、透明な物質であっても不透明な物質であってもよい。
また、既存の電位層は、ディスプレイモジュール２００の下部に配置されてもよい。具体的に、基準電位層は、ディスプレイモジュール２００の下部に配置される基板３００に形成されたり、又は、基板３００自体が基準電位層の役割をすることができる。また、基準電位層は、基板３００の上部に配置されてディスプレイモジュール２００の下部に配置され、ディスプレイモジュール２００を保護する機能を遂行するカバー（図示せず）に形成されたり、又は、カバー自体が基準電位層の役割をすることができる。タッチ入力装置１０００に圧力が印加される時、ディスプレイパネル２００Ａが撓み、ディスプレイ パネル２００Ａが撓むことにより基準電位層と圧力センサ４５０、４６０との距離が変わり得る。また、基準電位層と圧力センサ４５０、４６０との間には、スペーサ層が配置されてもよい。具体的に、ディスプレイモジュール２００と基準電位層が配置された基板３００との間、又は、ディスプレイモジュール２００と基準電位層が配置されたカバーとの間にスペーサ層が配置され得る。
また、基準電位層は、ディスプレイモジュール２００の内部に配置されてもよい。具体的に、基準電位層は、ディスプレイパネル２００Ａの第１基板層２６１、２８１の上面又は下面、または、第２基板層２６２、２８３の上面又は下面に配置されてもよい。タッチ入力装置１０００に圧力が印加される時、ディスプレイパネル２００Ａが撓み、ディスプレイパネル２００Ａが撓むことにより基準電位層と圧力センサ４５０、４６０との距離が変わり得る。また、基準電位層と圧力センサ４５０、４６０との間には、スペーサ層が配置されていてもよい。図３ａ及び図３ｂに示されたタッチ入力装置１０００の場合、スペーサ層がディスプレイパネル２００Ａの上部または内部に配置されてもよい。
同様に、実施形態により、スペーサ層は、エアギャップで具現されてもよい。スペーサ層は、実施形態により、衝撃吸収物質からなってもよい。スペーサ層は、実施形態により、誘電物質で満たされてもよい。実施形態により、スペーサ層は、圧力の印加によって収縮し、圧力の解除時に元の形態に復帰する回復力を有する物質で形成されてもよい。実施形態により、スペーサ層は、弾性フォームで形成されてもよい。また、スペーサ層がディスプレイパネル２００Ａの上部又は内部に配置されるので、透明な物質であってもよい。
実施形態により、スペーサ層がディスプレイモジュール２００の内部に配置される場合、スペーサ層は、ディスプレイパネル２００Ａ及び／又はバックライトユニットの製造時に含まれるエアギャップであってもよい。ディスプレイパネル２００Ａ及び／又はバックライトユニットが一つのエアギャップを含む場合、該一つのエアギャップがスペーサ層の機能を遂行することができ、複数個のエアギャップを含む場合、該複数個のエアギャップが統合的にスペーサ層の機能を遂行することができる。
以下で、タッチセンサ１０に含まれた電極と区分が明確なように、圧力を検出するためのセンサ（４５０及び４６０）を圧力センサ４５０、４６０と指称する。この時、圧力電極４５０、４６０は、ディスプレイパネル２００Ａの前面でない後面に配置されるので、透明物質だけでなく不透明物質で構成されることも可能である。ディスプレイパネル２００ＡがＬＣＤパネルである場合、バックライトユニットから光が透過されなければならないので、圧力センサ４５０、４６０はＩＴＯのような透明な物質で構成され得る。
この時、圧力センサ４５０、４６０が配置されるスペーサ層４２０を維持するために、基板３００の上部の縁に沿って所定の高さを有するフレーム３３０が形成されてもよい。この時、フレーム３３０は、接着テープ（図示せず）でカバー層１００に接着されてもよい。図４ｂにおいて、フレーム３３０は基板３００のすべての縁（例えば、四角形の４面）に形成されたものが示されているが、フレーム３３０は、基板３００の縁の少なくとも一部（例えば、四角形の３面）にだけ形成されてもよい。実施形態により、フレーム３３０は、基板３００の上部面に基板３００と一体型で形成されてもよい。本発明の実施形態において、フレーム３３０は弾性がない物質で構成されてもよい。本発明の実施形態において、カバー層１００を介してディスプレイパネル２００Ａに圧力が印加される場合、カバー層１００とともにディスプレイパネル２００Ａが撓み得るので、フレーム３３０が圧力によって形体の変形がなくても、タッチ圧力の大きさを検出することができる。
図４ｃは、本発明の実施形態による圧力センサを含むタッチ入力装置の断面図である。図４ｃに示されたように、本発明の実施形態による圧力センサ４５０、４６０がスペーサ層４２０内としてディスプレイパネル２００Ａの下部面上に配置されてもよい。
圧力検出のための圧力センサは、第１センサ４５０と第２センサ４６０を含んでもよい。この時、第１センサ４５０と第２センサ４６０の何れか一つは駆動センサであってもよく、残りの一つは受信センサであってもよい。駆動センサに駆動信号を印加し、受信センサを介して圧力が印加されることによって変わる電気的特性に対する情報を含む感知信号を取得することができる。例えば、電圧が印加されれば、第１センサ４５０と第２センサ４６０との間に相互静電容量が生成され得る。
図４ｄは、図４ｃに示されたタッチ入力装置１０００に圧力が印加された場合の断面図である。基板３００の上部面はノイズ遮蔽のためにグランド（ground）電位を有してもよい。客体５００を介してカバー層１００の表面に圧力を印加する場合、カバー層１００及びディスプレイパネル２００Ａは、撓んだり押圧され得る。これにより、グランド電位面と圧力センサ４５０、４６０との間の距離ｄがｄ’に減少し得る。このような場合、前記距離ｄの減少により、基板３００の上部面にフリンジング静電容量が吸収されるので、第１センサ４５０と第２センサ４６０との間の相互静電容量は減少し得る。したがって、受信センサを介して取得される感知信号から相互静電容量の減少量を取得して、タッチ圧力の大きさを算出することができる。
図４ｄでは、基板３００の上部面がグランド電位、すなわち基準電位層である場合について説明したが、基準電位層がディスプレイモジュール２００の内部に配置されてもよい。この時、客体５００を介してカバー層１００の表面に圧力を印加する場合、カバー層１００及びディスプレイパネル２００Ａは、撓んだり押圧され得る。これにより、ディスプレイモジュール２００の内部に配置された基準電位層と圧力センサ４５０、４６０との間の距離が変わり、これにより、受信センサを介して取得される感知信号から静電容量の変化量を取得して、タッチ圧力の大きさを算出することができる。
本発明の実施形態によるタッチ入力装置１０００において、ディスプレイパネル２００Ａは、圧力を印加するタッチによって撓んだり押圧され得る。実施形態により、ディスプレイパネル２００Ａが撓んだり押圧される時、最も大きい変形を示す位置は、前記タッチ位置と一致しないことがあるが、ディスプレイパネル２００Ａは、少なくとも前記タッチ位置で撓みを示すことができる。例えば、タッチ位置がディスプレイパネル２００Ａの縁及び端などに近接する場合、ディスプレイパネル２００Ａが撓んだり押圧される程度が最も大きい位置は、タッチ位置と異なることがあるが、ディスプレイパネル２００Ａは、少なくとも前記タッチ位置で撓み又は押圧を示すことができる。
第１センサ４５０と第２センサ４６０は、同一の層に形成された形態において、図４ｃ及び図４ｄに示された第１センサ４５０と第２センサ４６０のそれぞれは図７ａに示されたように菱形状の複数のセンサで構成され得る。ここで、複数の第１センサ４５０は第１軸方向に互いにつながった形態であり、複数の第２センサ４６０は第１軸方向と直交する第２軸方向に互いにつながった形態であり、第１センサ４５０及び第２センサ４６０のうちの少なくとも一つは、それぞれの複数の菱形状のセンサがブリッジを介して連結され、第１センサ４５０と第２センサ４６０とが互いに絶縁された形態であり得る。また、この時、図５に示された第１センサ４５０と第２センサ４６０とは、図７ｂに示された形態のセンサで構成され得る。
以上において、タッチ圧力は、第１センサ４５０と第２電極４６０との間の相互静電容量の変化から検出されることが例示される。しかし、電極シート４４０は、第１センサ４５０と第２電極４６０の何れか一つの圧力電極のみを含むように構成されてもよく、このような場合、一つの圧力電極とグランド層（基板３００又はディスプレイモジュール２００の内部に配置される基準電位層）との間の静電容量、すなわち自己静電容量の変化を検出することによってタッチ圧力の大きさを検出することもできる。この時、駆動信号は、前記一つの圧力センサに印加され、圧力センサとグランド層との間の自己静電容量の変化が前記圧力センサから感知され得る。
例えば、図４ｃにおいて、電極センサは、第１センサ４５０のみを含んで構成されてもよく、この時、基板３００と第１センサ４５０との間の距離変化によって引き起こされる第１センサ４５０と基板３００との間の静電容量の変化からタッチ圧力の大きさを検出することができる。タッチ圧力が大きくなることによって距離ｄが減少するので、基板３００と第１センサ４５０との間の静電容量は、タッチ圧力が増加するほど大きくなり得る。この時、圧力センサは、相互静電容量の変化量の検出精度を高めるために必要な、くし形状またはフォーク形状を有する必要はなく、一つの板（例えば、四角板）形状を有してもよく、図７ｄに示されたように、複数の第１センサ４５０が一定の間隔を置いて格子形に配置されてもよい。
図４ｅは、圧力センサ４５０、４６０がスペーサ層４２０内として基板３００の上部面及びディスプレイパネル２００Ａの下部面上に形成された場合を例示する。この時、第１センサ４５０はディスプレイパネル２００Ａの下部面上に形成され、第２センサ４６０は、第２センサ４６０が第１絶縁層４７０上に形成され、第２絶縁層４７１が第２センサ４６０上に形成される、センサシートの形態として基板３００の上部面に配置されてもよい。
客体５００を介してカバー層１００の表面に圧力を印加する場合、カバー層１００及びディスプレイパネル２００Ａは撓んだり押圧され得る。これにより、第１センサ４５０と第２センサ４６０との間の距離ｄが減少し得る。このような場合、前記距離ｄの減少によって第１センサ４５０と第２センサ４６０との間の相互静電容量は増加し得る。したがって、受信センサを介して取得される感知信号から相互静電容量の増加量を取得してタッチ圧力の大きさを算出することができる。この時、図４ｅにおいて、第１センサ４５０と第２センサ４６０は互いに異なる層に形成されるので、第１センサ４５０及び第２センサ４６０は、くし形状またはフォーク形状を有する必要はなく、第１センサ４５０及び第２センサ４６０の何れか一つは、一つの板（例えば、四角板）形状を有してもよく、他の一つは、図７ｄに示されたように、複数のセンサが一定の間隔を置いて格子状に配置されてもよい。
本発明によるタッチ入力装置１０００において、圧力センサ４５０、４６０は、ディスプレイパネル２００Ａに直接形成されてもよい。図５ａ〜図５ｃは、本発明の実施形態によるタッチ入力装置において、多様なディスプレイパネルに直接形成された圧力センサの実施例を示す断面図である。
まず、図５ａは、ＬＣＤパネルを用いるディスプレイパネル２００Ａに形成された圧力センサ４５０、４６０を示す。具体的に、図５ａに示されたように、圧力センサ４５０、４６０が第２基板層２６２の下面に形成されてもよい。この時、圧力センサ４５０、４６０が第２偏光層２７２の下面に形成されてもよい。タッチ入力装置１０００に圧力が印加されると、相互静電容量の変化量に基づいてタッチ圧力を検出する場合には、駆動センサ４５０に駆動信号が印加されて、圧力センサ４５０、４６０と離隔した基準電位層（図示せず）と圧力センサ４５０、４６０との距離変化によって変化する静電容量に対する情報を含む電気的信号を受信センサ４６０から受信する。自己静電容量の変化量に基づいてタッチ圧力を検出する場合には、圧力センサ４５０、４６０に駆動信号が印加され、圧力センサ４５０、４６０と離隔した基準電位層（図示せず）と圧力センサ４５０、４６０との距離変化により、変化する静電容量に対する情報を含む電気的信号を圧力センサ４５０、４６０から受信する。
つぎに、図５ｂは、ＯＬＥＤパネル（特に、ＡＭ−ＯＬＥＤパネル）を用いるディスプレイパネル２００Ａの下部面に形成された圧力センサ４５０、４６０を示す。具体的に、圧力センサ４５０、４６０が第２基板層２８３の下面に形成されてもよい。この時、圧力を検出する方法は、図５ａで説明した方法と同一である。
ＯＬＥＤパネルの場合、有機物層２８０から光が発光するので、有機物層２８０の下部に配置された第２基板層２８３の下面に形成される圧力センサ４５０、４６０は不透明な物質で構成されてもよい。しかし、この場合、ディスプレイパネル２００Ａの下面に形成された圧力センサ４５０、４６０のパターンが使用者に見えることがあるため、圧力センサ４５０、４６０を第２基板層２８３の下面に直接形成させるために、第２基板層２８３の下面にブラックインクのような遮光層を塗布した後、遮光層上に圧力センサ４５０、４６０を形成させることができる。
また、図５ｂでは、第２基板層２８３の下面に圧力センサ４５０、４６０が形成されるものと示されたが、第２基板層２８３の下部に第３基板層（図示せず）が配置され、第３基板層の下面に圧力センサ４５０、４６０が形成されてもよい。特に、ディスプレイパネル２００ＡがフレキシブルＯＬＥＤパネルである場合、第１基板層２８１、有機物層２８０及び第２基板層２８３で構成されたディスプレイパネル２００Ａが非常に薄くてよく撓むため、第２基板層２８３の下部に相対的によく撓まない第３基板層を配置することができる。
次に、図５ｃは、ＯＬＥＤパネルを用いるディスプレイパネル２００Ａ内に形成された圧力センサ４５０、４６０を示す。具体的に、圧力センサ４５０、４６０が第２基板層２８３の上面に形成されてもよい。この時、圧力を検出する方法は、図５ａで説明した方法と同一である。
また、図５ｃでは、ＯＬＥＤパネルを用いるディスプレイパネル２００Ａについて例を挙げて説明したが、ＬＣＤパネルを用いるディスプレイパネル２００Ａの第２基板層２６２の上面に圧力センサ４５０、４６０が形成されることも可能である。
また、図５ａ〜図５ｃでは、圧力センサ４５０、４６０が第２基板層２６２、２８３の上面または下面に形成されることについて説明したが、圧力センサ４５０、４６０が第１基板層２６１、２８１の上面または下面に形成されることも可能である。
本発明によるタッチ入力装置１０００において、静電容量の変化量を感知するための圧力センサ４５０、４６０は、図４ｅに説明したように、ディスプレイパネル２００Ａに直接形成される第１センサ４５０及びセンサシートの形態で構成された第２センサ４６０から構成されてもよい。具体的に、第１センサ４５０は、図５ａ〜図５ｃに説明したように、ディスプレイパネル２００Ａに直接形成され、第２センサ４６０は、図４ｅで説明したように、センサシートの形態で構成されてタッチ入力装置１０００に付着され得る。
本発明の実施形態による圧力感知部が適用されるタッチ入力装置１０００において、第１センサ４５０は、圧力センサ制御器１３００の駆動部から駆動信号の印加を受け、第２センサ４６０は感知信号を圧力センサ制御器１３００の感知部に伝達することができる。
圧力センサ制御器１３００とタッチセンサ制御器１１００とが一つのＩＣで統合されて駆動される場合、統合されたＩＣの制御部は、タッチセンサ１０のスキャニングを遂行すると同時に圧力感知部のスキャニングを遂行するようにしたり、または、統合されたＩＣの制御部は、時分割して第１時間区間にはタッチセンサ１０のスキャニングを遂行するようにし、第１時間区間とは異なる第２時間区間には圧力感知部のスキャニングを遂行するように制御信号を生成することができる。
したがって、本発明の実施形態において、第１センサ４５０と第２センサ４６０とは電気的に圧力センサ制御器１３００の駆動部及び／又は感知部に連結されなければならない。圧力感知部に含まれた圧力センサ４５０、４６０は、任意の方法で圧力センサ制御器１３００と電気的に連結されてもよい。例えば、圧力センサ制御器１３００と電気的に連結された第１接続部と圧力センサ４５０、４６０と電気的に連結された第２接続部との間に伝導性接着部材を配置させた後、第１接続部と第２接続部とが接着され得るように加圧することによって、圧力感知部と圧力センサ制御器１３００とが電気的に連結され得る。このとき、圧力センサ４５０、４６０は、伝導性接着部材として異方性伝導フィルム（ＡＦＣ；anisotropic conductive film）、シルバーペーストのような伝導性インク、または、伝導性テープを用して第１ＰＣＢ１６０に形成された連結線パターンの一端部と連結され、前記連結線パターンの他端は、圧力センサ制御器１３００と電気的に連結され得る。
この時、第１ＰＣＢ１６０はタッチＰＣＢであってもよく、ディスプレイＰＣＢであってもよい。
図６ａ〜図６ｍは、本発明の実施形態によるタッチ入力装置の一部をタッチ表面の逆方向から見た図面であり、圧力センサ４５０、４６０を含む圧力感知部がディスプレイパネル２００Ａの下部面２０１に直接形成される場合を示す。また、図６ａ〜図６ｍにおいて、ディスプレイパネル２００Ａの下部の一部に圧力センサ制御器１３００が実装された第１ＰＣＢ１６０が配置されることが示されている。
図６ａ〜図６ｃに示されたように、圧力センサ４５０、４６０からそれぞれ延びる伝導性トレース４５１が異方性伝導フィルム１７０を介して第１ＰＣＢ１６０に連結され、これを介して圧力センサ制御器１３００まで電気的に連結されてもよい。
図６ａは、異方性伝導フィルムを用いた複数のチャネルで構成された圧力センサと圧力センサ制御器との連結を説明するための図面であり、図６ｂは、異方性伝導フィルムを用いた単一チャネルで構成された圧力センサと圧力センサ制御器との連結を説明するための図面であり、図６ｃは、図６ａの圧力センサと圧力センサ制御器とを連結する方法を説明するために第１ＰＣＢの一端部をディスプレイパネルから離隔させた状態を示した部分の拡大図である。
このような異方性伝導フィルムは、絶縁接着フィルム内に導電性粒子が分散している構造であり、加熱加圧を受ければ電極方向にだけ通電がなされ、電極と電極との間では絶縁機能を有する異方性の電気伝導も特性を有する。導電性粒子は、基本的に、ニッケル（Ｎｉ）、金／ポリマー（Ａｕ／polymaer）、銀（Ａｇ）、鉛（solder）等からなってもよく、絶縁物質は、熱硬化性、熱可塑性の絶縁樹脂（insulating resin）から構成されてもよい。
具体的に、図６ａ〜図６ｃに示されたように、第１ＰＣＢ１６０とディスプレイパネル２００Ａとが重なる領域の一部に、後述することになる第１連結線パターン１６１の第１接続部１６２と伝導性トレース４５１の第２接続部４５２とから構成された第１連結部１４０が配置される。この時、第１ＰＣＢ１６０には、圧力センサ制御器１３００から第１連結部１４０まで延びた第１連結線パターン１６１が形成され、第１連結部１４０に含まれる第１連結線パターン１６１の端部には第１接続部１６２が形成される。同様に、ディスプレイパネル２００Ａの下面には、圧力センサ４５０、４６０から第１連結部１４０まで延びた伝導性トレース４５１が形成され、第１連結部１４０に含まれる伝導性トレース４５１の端部には第２接続部４５２が形成される。この時、図６ｃに示された異方性伝導フィルム１７０を第１連結線パターン１６１の第１接続部１６２と伝導性トレースの第２接続部４５２との間に配置し、第１連結部１４０を上部から加熱加圧することによってＡＦＣボンディングを遂行する。所定の熱を加えると、異方性伝導フィルム１７０は、半硬化状態になり、所定の圧力を加えると、第１連結線パターン１６１の第１接続部１６２と伝導性トレース４５１の第２接続部４５２との間の異方性伝導フィルム１７０が加圧され、加圧された異方性伝導フィルム１７０の密度が高まって、導電性粒子によって垂直に電気的導通がなされる。この時、異方性伝導フィルム１７０内の電気的導通が生じた部分は、第１連結線パターン１６１の第１接続部１６２と伝導性トレース４５１の第２接続部４５２とを電気的に連結させる連結線となる。
このような異方性伝導フィルム１７０を用いれば、微細パターンの形成が可能であるため、小さい領域だけでも第１連結線パターン１６１と伝導性トレース４５１とを連結させることができるので、複数のチャネルで構成された圧力センサ４５０、４６０を圧力センサ制御器１３００に連結するのに適用可能である。図６ａでは９個のチャネルで構成された圧力センサ４５０、４６０について示されたが、これに限定されず、より多くのチャネルで構成された圧力センサ４５０、４６０を圧力センサ制御器１３００に連結するのに必要な第１連結部１４０もまた大きくない。ただし、ＡＦＣボンディング工程は、加熱加圧工程が必要であるため、ディスプレイ領域の下部に第１連結部１４０が配置される場合、ディスプレイの駆動に必要な素子に影響があるかもしれないので、ディスプレイ領域でない領域、例えばディスプレイパネル２００Ａの縁領域に第１連結部１４０を配置することが好ましい。すなわち、第１連結線パターン１６１の第１接続部１６２及び伝導性トレース４５１の第２接続部４５２は、ディスプレイパネルの縁に配置されるのが好ましい。
図６ｄ及び図６ｆに示されたように、圧力センサ４５０、４６０からそれぞれ延びる伝導性トレース４５１が伝導性インク１８０を介して第１ＰＣＢ１６０に連結され、これを介して圧力センサ制御器１３００まで電気的に連結され得る。
図６ｄは、伝導性インクを用いた複数のチャネルで構成された圧力センサと圧力センサ制御器との連結を説明するための図面であり、図６ｅは、伝導性インクを用いた単一チャネルで構成された圧力センサと圧力センサ制御器との連結を説明するための図面であり、図６ｆは、図６ｄの圧力センサと圧力センサ制御器とを連結する方法を説明するために、第１ＰＣＢの一端部をディスプレイパネルから離隔させた状態を示した部分拡大図である。
このような伝導性インクは、シアネートエステル樹脂（cyanate ester resin）、エポキシ樹脂（epoxy resin）、ポリイミド樹脂（polyimide resin）、ＰＶＡ（polyvinyl alcohol）、ＰＶＢ（polyvinyl butyral）、アクリル系樹脂などから選択された１種以上の材質で形成された高分子物質と、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、チタニウム（Ｔｉ）、パラジウム（Ｐｂ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、鉛（Ｐ）、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）等から選択された１種以上が含まれた伝導性粒子で構成されてもよい。
具体的に、図６ｄ〜図６ｆに示されたように、第１ＰＣＢ１６０とディスプレイパネル２００Ａとが重なる領域の一部に、後述することになる第１連結線パターン１６１の第１接続部１６２と伝導性トレース４５１の第２接続部４５２とで構成された第１連結部１４０が配置される。この時、第１ＰＣＢ１６０には、圧力センサ制御器１３００から第１連結部１４０まで延びた第１連結線パターン１６１が形成され、第１連結部１４０に含まれる第１連結線パターン１６１の端部には第１接続部１６２が形成される。同様に、ディスプレイパネル２００Ａの下面には、圧力センサ４５０、４６０から第１連結部１４０まで延びた伝導性トレース４５１が形成され、第１連結部１４０に含まれる伝導性トレース４５１の端部には第２接続部４５２が形成される。この時、図６ｆに示されたように、それぞれの第１連結線パターン１６１の第１接続部１６２の下面に伝導性インク１８０を塗布し、第１連結部１４０を上部から加圧することによって伝導性インク１８０を用いた接着工程を遂行する。この時、伝導性インク１８０は、第１連結線パターン１６１の第１接続部１６２と伝導性トレース４５１の第２接続部４５２とを電気的に連結させる連結線となる。
上記では、第１連結線パターン１６１の第１接続部１６２の下面に伝導性インク１８０を塗布し、第１連結線パターン１６１の第１接続部１６２と伝導性トレース４５１の第２接続部４５２とを連結することについて説明したが、伝導性トレース４５１の第２接続部４５２の上面に伝導性インク１８０を塗布して第１連結線パターン１６１の第１接続部１６２と伝導性トレース４５１の第２接続部４５２とを連結することも可能である。
このような伝導性インク１８０を用いれば、高温焼成過程が要求されないので、第１連結部１４０の配置に制限がない。また、図６ｄでは第１連結部１４０を一列に配置することに対して示されたが、これに限定されず、例えば横３行及び縦３列の正方形の形態に第１連結部１４０を配置することも可能である。このような伝導性インク１８０を用いる場合、異方性伝導フィルム１７０を用いる場合よりは広い第１連結部１４０が要求されるが、後述することになる伝導性テープ１９０を用いる場合よりは小さい領域の第１連結部１４０で第１連結線パターン１６１の第１接続部１６２と伝導性トレース４５１の第２接続部４５２との連結が可能である。
図６ｇ及び図６ｉに示されたように、圧力センサ４５０、４６０からそれぞれ延びる伝導性トレース４５１が伝導性テープ１９０を介して第１ＰＣＢ１６０に連結され、これを介して圧力センサ制御器１３００まで電気的に連結され得る。
図６ｇは、伝導性テープを用いた複数のチャネルで構成された圧力センサと圧力センサ制御器との連結を説明するための図面であり、図６ｈは、伝導性テープを用いた単一チャネルで構成された圧力センサと圧力センサ制御器との連結を説明するための図面であり、図６ｉは、図６ｇの圧力センサと圧力センサ制御器とを連結する方法を説明するために、第１ＰＣＢの一端部をディスプレイパネルから離隔させた状態を示した部分拡大図である。
このような伝導性テープは、アクリル粘着剤又はシリコン粘着剤に伝導性成分を追加した材質であってもよい。この時、伝導性成分は、粉末状、フレーク状、繊維状の金、銀、銅、ニッケル、鉛などのような金属材質、又は、黒鉛などのようなカーボン材質であってもよい。また、伝導性成分の場合、粉末又はフレーク状の金属の場合に比重が大きくて５０％ｗｔ以上を使用しなければならない反面、繊維状の金属は１０％ｗｔ以内の含量を使用しても低い接触抵抗を実現することができる。また、アクリル粘着剤はシリコン粘着剤より低い温度で使用することができる。
具体的に、図６ｇ及び図６ｉに示されたように、第１ＰＣＢ１６０とディスプレイパネル２００Ａとが重なる領域の一部に、後述することになる第１連結線パターン１６１の第１接続部１６２と伝導性トレース４５１の第２接続部４５２とで構成された第１連結部１４０が配置される。この時、第１ＰＣＢ１６０には、圧力センサ制御器１３００から第１連結部１４０まで延びた第１連結線パターン１６１が形成され、第１連結部１４０に含まれる第１連結線パターン１６１の端部には第１接続部１６２が形成される。同様に、ディスプレイパネル２００Ａの下面には、圧力センサ４５０、４６０から第１連結部１４０まで延びた伝導性トレース４５１が形成され、第１連結部１４０に含まれる伝導性トレース４５１の端部には第２接続部４５２が形成される。この時、図６ｉに示されたように、伝導性テープ１９０の両面の保護フィルムを除去した後に常温で、伝導性テープ１９０の一面をそれぞれの第１連結線パターン１６１の第１接続部１６２の下面に付着し、第１連結部１４０を上部から小さい圧力で加圧することによって伝導性テープ１９０を用いた接着工程を遂行する。この時、伝導性テープ１９０は、第１連結線パターン１６１の第１接続部１６２と伝導性トレース４５１の第２接続部４５２とを電気的に連結させる連結線となる。
上記では、第１連結線パターン１６１の第１接続部１６２の下面に伝導性テープ１９０を付着し、第１連結線パターン１６１の第１接続部１６２と伝導性トレース４５１の第２接続部４５２とを連結することについて説明したが、伝導性トレース４５１の第２接続部４５２の上面に伝導性テープ１９０を付着し、第１連結線パターン１６１の第１接続部１６２と伝導性トレース４５１の第２接続部４５２とを連結することも可能である。
このような伝導性テープ１９０を用いれば、高温及び高圧が要求されないので、第１連結部１４０の配置に制限がない。また、図６ｄでは第１連結部１４０を一列に配置することに対して示されたが、これに限定されず、例えば横３行及び縦３列の正方形の形態で第１連結部１４０を配置することも可能である。また、それぞれの第１接続部１６２と対応する第２接続部４５２の対に対して別途の圧着過程を遂行するように、第１連結部１４０が複数に分割されて接着工程が実行されてもよい。
図６ｊ〜図６ｌは、第２ＰＣＢを用いた圧力センサと圧力センサ制御器との連結を説明するための図面である。
図６ａ〜図６ｉでは、圧力感知部に含まれた圧力センサ４５０、４６０が、圧力センサ制御器１３００が実装された第１ＰＣＢ１６０に連結されることについて説明したが、これに限定されず、上のような方法で、図６ｊ〜図６ｌに示されたように、圧力センサ４５０、４６０が、圧力センサ制御器１３００が実装されない第１ＰＣＢ１６０に形成された第１連結線パターン１６１と連結され、第１ＰＣＢ１６０に形成された第１連結線パターン１６１が、圧力センサ制御器１３００が実装された第２ＰＣＢ３６０に形成された第２連結線パターン３６１と連結され、これを介して圧力センサ４５０、４６０を圧力センサ制御器１３００に電気的に連結することも可能である。この時、圧力センサ制御器１３００は、タッチセンサ制御器１１００と一つのＩＣで統合されてタッチＰＣＢに実装され、第２ＰＣＢ３６０はタッチＰＣＢであってもよい。
具体的に、図６ｊ〜図６ｌに示されたように、第１ＰＣＢ１６０とディスプレイパネル２００Ａが重なる領域の一部に、後述することになる第１連結線パターン１６１の第１接続部１６２と伝導性トレース４５１の第２接続部４５２とで構成された第１連結部１４０が配置される。この時、第１ＰＣＢ１６０には、第２ＰＣＢ３６０と連結される第２連結部６００から第１連結部１４０まで延びた第１連結線パターン１６１が形成される。同様に、ディスプレイパネル２００Ａの下面には、圧力センサ４５０、４６０から第１連結部１４０まで延びた伝導性トレース４５１が形成され、図６ａ〜図６ｉに説明されたように、圧力センサ４５０、４６０と第１ＰＣＢ１６０の第１連結線パターン１６１が電気的に連結され得る。また、第１連結線パターン１６１は、第２連結部６００を介して第２ＰＣＢ３６０に形成された第２連結線パターン３６１と連結され得る。この時、第２連結部６００は、上述した第１連結部１４０のような異方性伝導フィルム、伝導性インク、または、伝導性テープで構成されて第１連結線パターン１６１と第２連結線パターン３６１を連結することができる。また、第２連結部６００は、コネクタで構成されて第１連結線パターン１６１と第２連結線パターン３６１を連結することもできる。
具体的に、第１ＰＣＢ１６０と第２ＰＣＢ３６０とが重なる領域の一部に、後述することになる第１連結線パターン１６１の第２接続部と第２連結線パターン３６１の第１接続部とで構成された第２連結部６００が配置される。この時、第２ＰＣＢ３６０には、圧力センサ制御器１３００から第２連結部６００まで延びた第２連結線パターン３６１が形成され、第２連結部６００に含まれる第２連結線パターン３６１の端部には第１接続部が形成される。同様に、第１ＰＣＢ１６０には第１連結部１４０から第２連結部６００まで延びた第１連結線パターン１６１が形成され、第２連結部６００に含まれる第１連結線パターン１６１の端部には第２接続部が形成される。第１連結線パターン１６１の第２接続部と第２連結線パターン３６１の第１接続部との間に配置された伝導性接着部材により、第１連結線パターン１６１の第２接続部と第２連結線パターン３６１の第１接続部とが電気的に連結され得る。この時、第１連結線パターン１６１の第２接続部と第２連結線パターン３６１の第１接続部との間に配置された伝導性接着部材は、異方性伝導フィルム、伝導性インク及び伝導性テープのいずれか一つであってもよい。この時、異方性伝導フィルムによって通じ、第１連結線パターン１６１の第２接続部と第２連結線パターン３６１の第１接続部とが連結される場合、同様に、ディスプレイ領域でない領域、例えば、ディスプレイパネル２００Ａの縁領域に第２連結部６００を配置するのが好ましい。すなわち、第１連結線パターン１６１の第２接続部、及び、第２連結線パターン３６１の第１接続部は、ディスプレイパネルの縁に配置されるのが好ましい。また、コネクタにより、第１連結線パターン１６１の第２接続部と第２連結線パターン３６１の第１接続部とが電気的に連結され得る。
図６ｍは、第３ＰＣＢを用いた圧力センサと圧力センサ制御器との連結を説明するための図面である。
図６ｍに示されたように、圧力センサ４５０、４６０が、圧力センサ制御器１３００が実装されていない第１ＰＣＢ１６０に形成された第１連結線パターン１６１と連結され、第１ＰＣＢ１６０に形成された第１連結線パターン１６１が、圧力センサ制御器１３００が実装されていないまた他の第２ＰＣＢ３６０に形成された第２連結線パターン３６１と連結され、第２ＰＣＢ３６０に形成された第２連結線パターン３６１が、圧力センサ制御器１３００が実装された第３ＰＣＢ５６０に形成された第３連結線パターン５６１と連結され、これを介して圧力センサ４５０、４６０を圧力センサ制御器１３００に電気的に連結することも可能である。この時、圧力センサ制御器１３００は、タッチセンサ制御器１１００と一つのＩＣで統合されてタッチＰＣＢに実装され、第３ＰＣＢ５６０はタッチＰＣＢであり、第２ＰＣＢ３６０はディスプレイＰＣＢであってもよい。
具体的に、図６ｍに示されたように、第１ＰＣＢ１６０とディスプレイパネル２００Ａとが重なる領域の一部に、後述することになる第１連結線パターン１６１の第１接続部１６２と伝導性トレース４５１の第２接続部４５２とで構成された第１連結部１４０が配置される。この時、第１ＰＣＢ１６０には第２ＰＣＢ３６０と連結される第２連結部６００から第１連結部１４０まで延びた第１連結線パターン１６１が形成される。同様に、ディスプレイパネル２００Ａの下面には、圧力センサ４５０、４６０から第１連結部１４０まで延びた伝導性トレース４５１が形成され、図６ａ〜図６ｉに説明されたように、圧力センサ４５０、４６０と第１ＰＣＢ１６０の第１連結線パターン１６１とが電気的に連結され得る。この時、図６ｊ〜図６ｌに説明されたように、また、第１連結線パターン１６１は第２連結部６００を介して第２ＰＣＢ３６０に形成された第２連結線パターン３６１と連結され得る。また、第２連結線パターン３６１は、第３連結部６１０を介して第３ＰＣＢ５６０に形成された第３連結線パターン５６１と連結され得る。
具体的に、第２ＰＣＢ３６０と第３ＰＣＢ５６０とが重なる領域の一部に、後述することになる第２連結線パターン３６１の第２接続部と第３連結線パターン５６１の第１接続部とで構成された第３連結部６１０が配置される。この時、第３ＰＣＢ５６０には、圧力センサ制御器１３００から第３連結部６１０まで延びた第３連結線パターン５６１が形成され、第３連結部６１０に含まれる第３連結線パターン５６１の端部には第１接続部が形成される。同様に、第２ＰＣＢ３６０には、第２連結部６００から第３連結部６１０まで延びた第２連結線パターン３６１が形成され、第３連結部６１０に含まれる第２連結線パターン３６１の端部には第２接続部が形成される。第２連結線パターン３６１の第２接続部と第３連結線パターン５６１の第１接続部との間に配置された伝導性接着部材によって、第２連結線パターン３６１の第２接続部と第３連結線パターン５６１の第１接続部とが電気的に連結され得る。この時、第２連結線パターン３６１の第２接続部と第３連結線パターン５６１の第１接続部との間に配置された伝導性接着部材は、異方性伝導フィルム、伝導性インク及び伝導性テープの何れか一つであってもよい。この時、異方性伝導フィルムによって通じ、第２連結線パターン３６１の第２接続部と第３連結線パターン５６１の第１接続部とが連結される場合、同様に、ディスプレイ領域でない領域、例えば、ディスプレイパネル２００Ａの縁領域に第３連結部６１０を配置するのが好ましい。すなわち、第２連結線パターン３６１の第２接続部、及び、第３連結線パターン５６１の第１接続部は、ディスプレイパネルの縁に配置されるのが好ましい。また、コネクタにより第２連結線パターン３６１の第２接続部と第３連結線パターン５６１の第１接続部とが電気的に連結され得る。
図６ｎは、ストレインゲージを用いた圧力センサと圧力センサ制御器との連結を説明するための図面である。以上では、圧力感知部に含まれた圧力センサ４５０、４６０が電極で構成され、圧力感知部で感知する電気的特性としてディスプレイパネル２００Ａが撓むことによる静電容量の変化量を検出して圧力の大きさを検出することについて説明したが、これに限定されず、圧力感知部に含まれた圧力センサ４５０、４６０が、図６ｍに示されたように、ストレインゲージで構成され、圧力感知部で感知する電気的特性としてディスプレイパネル２００Ａが撓むことにより変わる圧力センサ４５０、４６０の抵抗値の変化量を検出して圧力の大きさを検出することもできる。この場合にも、圧力センサ４５０、４６０と圧力センサ制御器１３００との連結のために、図６ａ〜図６ｍで説明した同一の方法が適用可能である。
また、図６ａ〜図６ｎでは、圧力センサ制御器１３００が第１ＰＣＢ１６０上に形成されたＣＯＦ（chip on film）構造を仮定して説明された。しかし、これは単に例示に過ぎず、本発明は、圧力センサ制御器１３００がタッチ入力装置１０００の実装空間３１０内のメインボード上に実装されるＣＯＢ（chip on board）構造の場合にも適用され得る。
また、以上において、実施形態を中心に説明したが、これは単に例示に過ぎず、本発明を限定する訳ではなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性を外れない範囲で、以上に例示されない様々な変形と応用が可能であることが分かるはずである。例えば、実施形態に具体的に示された各構成要素は、変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る相違点は、添付の特許請求の範囲において規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
１０ タッチセンサ
１１ 感知部
１２ 駆動部
１３ 制御部
１００ カバー層
２００ ディスプレイモジュール
３００ 基板
４５０、４６０ 圧力センサ

Claims (25)

  1. タッチ圧力を検出することができるタッチ入力装置において、
    ディスプレイパネルと、
    タッチ圧力を検出するのに用いられる圧力センサを含む圧力感知部と、
    前記圧力感知部と電気的に連結された圧力センサ制御器と、
    第１ＰＣＢと、
    を含み、
    前記圧力センサは、前記ディスプレイパネルに直接形成され、
    一端に第１接続部が形成された第１連結線パターンが前記第１ＰＣＢに形成され、
    前記第１連結線パターンの他端は、前記圧力センサ制御器と電気的に連結され、
    前記圧力センサから延びて、一端に第２接続部が形成された伝導性トレースが前記ディスプレイパネルに直接形成され、
    前記第１連結線パターンの第1接続部と前記伝導性トレースの第２接続部との間に配置された伝導性接着部材によって、前記第１連結線パターンの第１接続部と前記伝導性トレースの第２接続部とが電気的に連結される、
    タッチ入力装置。
  2. 前記第１連結線パターンの第１接続部と前記伝導性トレースの第２接続部との間に配置された伝導性接着部材は、異方性伝導フィルムである、
    請求項１に記載のタッチ入力装置。
  3. 前記第１連結線パターンの第１接続部及び前記伝導性トレースの第２接続部は、前記ディスプレイパネルの縁に配置される、
    請求項２に記載のタッチ入力装置。
  4. 前記第１連結線パターンの第１接続部と前記伝導性トレースの第２接続部との間に配置された伝導性接着部材は、伝導性インクである、
    請求項１に記載のタッチ入力装置。
  5. 前記第１連結線パターンの第１接続部と前記伝導性トレースの第２接続部との間に配置された伝導性接着部材は、伝導性テープである、
    請求項１に記載のタッチ入力装置。
  6. タッチ圧力を検出することができるタッチ入力装置において、
    ディスプレイパネルと、
    タッチ圧力を検出するのに用いられる圧力センサを含む圧力感知部と、
    前記圧力感知部と電気的に連結された圧力センサ制御器と、
    第１ＰＣＢと、
    第２ＰＣＢと、
    を含み、
    前記圧力センサは、前記ディスプレイパネルに直接形成され、
    一端に第１接続部が形成された第１連結線パターンが前記第１ＰＣＢに形成され、
    前記第１連結線パターンの他端に第２接続部が形成され、
    一端に第１接続部が形成された第２連結線パターンが前記第２ＰＣＢに形成され、
    前記第２連結線パターンの他端は、前記圧力センサ制御器と電気的に連結され、
    前記圧力センサから延びて、一端に第２接続部が形成された伝導性トレースが前記ディスプレイパネルに直接形成され、
    前記第１連結線パターンの第１接続部と前記伝導性トレースの第２接続部との間に配置された伝導性接着部材によって前記第１接続部と前記第２接続部とが電気的に連結され、
    前記第１連結線パターンの第２接続部と前記第２連結線パターンの第１接続部とが電気的に連結される、
    タッチ入力装置。
  7. 前記第１連結線パターンの第１接続部と前記伝導性トレースの第２接続部との間に配置された伝導性接着部材は、異方性伝導フィルムである、
    請求項６に記載のタッチ入力装置。
  8. 前記第１連結線パターンの第１接続部及び前記伝導性トレースの第２接続部は、前記ディスプレイパネルの縁に配置される、
    請求項７に記載のタッチ入力装置。
  9. 前記第１連結線パターンの第１接続部と前記伝導性トレースの第２接続部との間に配置された伝導性接着部材は、伝導性インクである、
    請求項６に記載のタッチ入力装置。
  10. 前記第１連結線パターンの第１接続部と前記伝導性トレースの第２接続部との間に配置された伝導性接着部材は、伝導性テープである、
    請求項６に記載のタッチ入力装置。
  11. コネクタにより前記第１連結線パターンの第２接続部と前記第２連結線パターンの第１接続部とが電気的に連結される、
    請求項７ないし１０のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。
  12. 前記第１連結線パターンの第２接続部と前記第２連結線パターンの第１接続部との間に配置された異方性伝導フィルムによって、前記第１連結線パターンの第２接続部と前記第２連結線パターンの第１接続部とが電気的に連結される、
    請求項７ないし１０のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。
  13. 前記第１連結線パターンの第２接続部及び前記第２連結線パターンの第１接続部は、前記ディスプレイパネルの縁に配置される、
    請求項１２に記載のタッチ入力装置。
  14. 前記第１連結線パターンの第２接続部と前記第２連結線パターンの第１接続部との間に配置された伝導性インクによって、前記第１連結線パターンの第２接続部と前記第２連結線パターンの第１接続部とが電気的に連結される、
    請求項７ないし１０のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。
  15. 前記第１連結線パターンの第２接続部と前記第２連結線パターンの第１接続部との間に配置された伝導性テープによって、前記第１連結線パターンの第２接続部と前記第２連結線パターンの第１接続部とが電気的に連結される、
    請求項７ないし１０のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。
  16. タッチ圧力を検出することができるタッチ入力装置において、
    ディスプレイパネルと、
    タッチ圧力を検出するのに用いられる圧力センサを含む圧力感知部と、
    前記圧力感知部と電気的に連結された圧力センサ制御器と、
    第１ＰＣＢと、
    第２ＰＣＢと、
    第３ＰＣＢと、
    を含み、
    前記圧力センサは、前記ディスプレイパネルに直接形成され、
    一端に第１接続部が形成された第１連結線パターンが前記第１ＰＣＢに形成され、
    前記第１連結線パターンの他端に第２接続部が形成され、
    一端に第１接続部が形成された第２連結線パターンが前記第２ＰＣＢに形成され、
    前記第２連結線パターンの他端に第２接続部が形成され、
    一端に第１接続部が形成された第３連結線パターンが前記第３ＰＣＢに形成され、
    前記第３連結線パターンの他端は、前記圧力センサ制御器と電気的に連結され、
    前記圧力センサから延びて、一端に第２接続部が形成された伝導性トレースが前記ディスプレイパネルに直接形成され、
    前記第１連結線パターンの第１接続部と前記伝導性トレースの第２接続部との間に配置された伝導性接着部材によって、前記第１接続部と前記第２接続部とが電気的に連結され、
    前記第１連結線パターンの第２接続部と前記第２連結線パターンの第１接続部が電気的に連結され、
    前記第２連結線パターンの第２接続部と前記第３連結線パターンの第１接続部が電気的に連結される、
    タッチ入力装置。
  17. 前記第１連結線パターンの第１接続部と前記伝導性トレースの第２接続部との間に配置された伝導性接着部材は、異方性伝導フィルムである、
    請求項１６に記載のタッチ入力装置。
  18. 前記第１連結線パターンの第１接続部及び前記伝導性トレースの第２接続部は、前記ディスプレイパネルの縁に配置される、
    請求項１７に記載のタッチ入力装置。
  19. 前記第１連結線パターンの第１接続部と前記伝導性トレースの第２接続部との間に配置された伝導性接着部材は、伝導性インクである、
    請求項１６に記載のタッチ入力装置。
  20. 前記第１連結線パターンの第１接続部と前記伝導性トレースの第２接続部との間に配置された伝導性接着部材は、伝導性テープである、
    請求項１６に記載のタッチ入力装置。
  21. コネクタにより前記第１連結線パターンの第２接続部と前記第２連結線パターンの第１接続部とが電気的に連結され、
    コネクタにより前記第２連結線パターンの第２接続部と前記第３連結線パターンの第１接続部とが電気的に連結される、
    請求項１７ないし２０のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。
  22. 前記第１連結線パターンの第２接続部と前記第２連結線パターンの第１接続部との間に配置された異方性伝導フィルムによって、前記第１連結線パターンの第２接続部と前記第２連結線パターンの第１接続部とが電気的に連結され、
    コネクタにより前記第２連結線パターンの第２接続部と前記第３連結線パターンの第１接続部とが電気的に連結される、
    請求項１７ないし２０のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。
  23. 前記第１連結線パターンの第２接続部及び前記第２連結線パターンの第１接続部は、前記ディスプレイパネルの縁に配置される、
    請求項２２に記載のタッチ入力装置。
  24. 前記第１連結線パターンの第２接続部と前記第２連結線パターンの第１接続部との間に配置された伝導性インクによって、前記第１連結線パターンの第２接続部と前記第２連結線パターンの第１接続部とが電気的に連結され、
    コネクタにより前記第２連結線パターンの第２接続部と前記第３連結線パターンの第１接続部とが電気的に連結される、
    請求項１７ないし２０のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。
  25. 前記第１連結線パターンの第２接続部と前記第２連結線パターンの第１接続部との間に配置された伝導性テープによって、前記第１連結線パターンの第２接続部と前記第２連結線パターンの第１接続部とが電気的に連結され、
    コネクタにより前記第２連結線パターンの第２接続部と前記第３連結線パターンの第１接続部とが電気的に連結される、
    請求項１７ないし２０のいずれか１項に記載のタッチ入力装置。
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