JP2019021299A - タッチ入力装置の製造方法及びタッチ入力装置 - Google Patents

タッチ入力装置の製造方法及びタッチ入力装置 Download PDF

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Abstract

【課題】フレキシブルディスプレイに圧力センサをより容易に具現することができるタッチ入力装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】タッチ入力装置の製造方法は、一枚のキャリア基板上に複数のディスプレイ装置のためのフレキシブルディスプレイを形成した後に、フレキシブルディスプレイを個々の単位にカットし、キャリア基板から分離させるディスプレイ形成段階と、一つの圧力センサ用基板に複数のディスプレイ装置のための圧力センサ４５０を形成し、個々の単位にカットする圧力センサ形成段階と、個々にカットされた圧力センサ用基板に分離されたフレキシブルディスプレイを接着させる接着段階と、を含む。【選択図】図７

Description

本発明は、タッチ入力装置の製造方法及びタッチ入力装置に関するもので、より詳しくは、カットした圧力センサ用基板をカットしたフレキシブルディスプレイに接着して圧力センサをフレキシブルディスプレイに容易に具現できるようにするタッチ入力装置の製造方法及び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）、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であり得るタッチ入力装置（touch sensor panel）を含むタッチ入力装置のタッチ表面を構成することができる。このようなタッチ入力装置は、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。ユーザ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、ユーザ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。
この時、ディスプレイモジュールの性能を低下させないながらもタッチスクリーン上のタッチによるタッチ位置だけでなく、タッチの圧力の大きさを検出することができるタッチ入力装置に対する必要性が要求されている。
特に、ディスプレイパネルがフレキシブルＯＬＥＤパネルである場合、非常に薄くてよく撓む特性があり、製造過程でフレキシブルＯＬＥＤパネルに圧力センサを具現するのが難しいという問題点がある。
本発明の実施形態によれば、前述した問題点を解決するために、フレキシブルディスプレイに圧力センサをより容易に具現することができるタッチ入力装置の製造方法及びタッチ入力装置を提供することにその目的がある。
本発明の実施形態によるタッチ入力装置の製造方法は、一枚のキャリア基板上に複数のディスプレイ装置のためのフレキシブルディスプレイを形成した後に、前記フレキシブルディスプレイを個々の単位にカットし、前記キャリア基板から分離させるディスプレイ形成段階と、一つの圧力センサ用基板に前記複数のディスプレイ装置のための圧力センサを形成し、個々の単位にカットする圧力センサ形成段階と、前記個々にカットされた圧力センサ用基板に前記分離されたフレキシブルディスプレイを接着させる接着段階と、を含み得る。
本発明の他の実施形態によるタッチ入力装置は、複数のディスプレイ装置のために個々の単位にカットされてキャリア基板から分離されたカットフレキシブルディスプレイと、前記複数のディスプレイ装置のために個々の単位にカットされた圧力センサが形成されたカット圧力センサ用基板と、前記個々にカットされたカット圧力センサ用基板に前記分離されたカットフレキシブルディスプレイを接着させる接着剤と、を含み得る。
本発明のまた他の実施形態によるタッチ入力装置の製造方法は、一枚のキャリア基板上に複数のディスプレイ装置のためのフレキシブルディスプレイを形成する段階と、前記キャリア基板から前記フレキシブルディスプレイを分離させる段階と、一つの圧力センサ用基板に前記複数のディスプレイ装置のための圧力センサを形成する段階と、前記圧力センサ用基板に前記分離されたフレキシブルディスプレイを接着させる段階と、前記接着された圧力センサ用基板と前記フレキシブルディスプレイを個々の単位にカットする段階と、を含み得る。
本発明の一実施形態によれば、フレキシブルディスプレイに圧力センサを容易に具現することができる。
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圧力センサと遮光層との配置関係を示すタッチ入力装置の断面図である。 本発明の実施形態による圧力センサと遮光層の配置関係を示すタッチ入力装置の断面図である。 本発明の実施形態による圧力センサと遮光層の配置関係を示すタッチ入力装置の断面図である。 本発明の実施形態による圧力センサと遮光層の配置関係を示すタッチ入力装置の断面図である。 本発明の実施形態による圧力センサと遮光層の配置関係を示すタッチ入力装置の断面図である。 本発明の実施形態による圧力センサと遮光層の配置関係を示すタッチ入力装置の断面図である。 本発明の一実施形態によるフレキシブルディスプレイ構造を示す断面図である。 図７によるフレキシブルディスプレイを形成するための工程を図式化した図面である。 図７によるフレキシブルディスプレイを形成するための工程を図式化した図面である。 本発明の実施形態によるタッチ入力装置に含まれる電極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電極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電極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電極の形態を例示する図面である。 本発明の実施形態による圧力センサがストレインゲージである場合を示す図面である。 本発明の実施形態による第３基板層上に圧力センサを形成する多様な方法を記述した図面である。 本発明の実施形態による第３基板層上に圧力センサを形成する多様な方法を記述した図面である。 本発明の実施形態による第３基板層上に圧力センサを形成する多様な方法を記述した図面である。 本発明の実施形態による第３基板層上に圧力センサを形成する多様な方法を記述した図面である。 本発明の実施形態による第３基板層上に圧力センサを形成する多様な方法を記述した図面である。 本発明の実施形態による第３基板層上に圧力センサを形成する多様な方法を記述した図面である。 本発明の実施形態による第３基板層上に圧力センサを形成する多様な方法を記述した図面である。
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。したがって、後述する詳細な説明は限定的な意味として取ろうとするのではなく、本発明の範囲は、適切に説明されるならば、その請求項が主張することと均等なすべての範囲と共に添付された請求項によってのみ限定される。図面において類似の参照符号は様々な側面にわたって同一もしくは類似の機能を指し示す。
以下、添付される図面を参照して本発明の実施形態によるタッチ入力装置を説明する。以下では、静電容量方式のタッチセンサパネル１００及び圧力検出モジュール４００を例示するが、任意の方式でタッチ位置及び／又はタッチ圧力を検出することができるタッチセンサパネル１００及び圧力検出モジュール４００が適用されてもよい。
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、又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９ａ及び図９ｂ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９ｃ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、又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され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、図６ａ〜図６ｆ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９ｄ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てもよいが、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に駆動信号を印加し、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、ノートパソコン（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、ユーザは、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行っ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、有機物層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基板層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配置して電気を流せば、有機物が光を発散する原理を用いる。すなわち、有機物に陽極と陰極からそれぞれ正孔と電子が注入されて発光層で再結合させると、エネルギーが高い状態である励起子（excitation）が形成され、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、続けて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（Electron Injection Layer、電子注入層）、ＥＴＬ（Electron Transfer Layer、電子輸送層）、ＥＭＬ（Emitting 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（backlight unit）（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てもよい。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）、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、ゲートライン、第１電源ライン（ELVDD）、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である場合、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、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、ノートパソコン（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て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をさらに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、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際に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、又は、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際に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。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、弾性フォームで形成されてもよい。この時、実施形態による弾性フォームは、衝撃が印加された際に押圧されるなど形態が変わり得る柔軟性を有することにより、衝撃吸収の役割を遂行しつつも復元力を有して圧力検出に対する性能の均一性を提供することができる。また、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るので、透明な物質であってもよい。この時、実施形態による弾性フォームは、ポリウレタン（Polyurethane）、ポリエステル（Polyester）、ポリプロピレン（Polypropylene）、アクリル（Acrylic）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。
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、圧力センサ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９ａに示されたように菱形状の複数のセンサで構成されてもよい。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９ｂ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、圧力感知部は、第１センサ４５０と第２センサ４６０の何れか一つの圧力センサのみを含むように構成されてもよく、このような場合、一つの圧力センサとグランド層（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、圧力センサは、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９ｄ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で基板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の減少により第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と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９ｄ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と離隔された基準電位層（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と離隔された基準電位層（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で光が発光するので、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のパターンがユーザ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が形成されるもので示されたが、第２基板層２８３の下部に第３基板層が配置され、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２８５を配置することができる。この時、第３基板層２８５の下部に遮光層を配置することも可能であり、これに対する詳しい説明は後述する。本発明の他の実施形態として、黒色で着色された基板のように遮光機能を有した基板を第３基板層２８５として使用することもできる。このように、第３基板が遮光機能を有した場合、別途の遮光層を配置しなくてもディスプレイパネル２００Ａの下部に形成された圧力センサ４５０のパターンがユーザに見えない。
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を示す。具体的に、圧力センサ４５０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が第２基板層２６２、２８３の上面又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が第１基板層２６１、２８１の上面又は下面に形成されることも可能である。
次に、前述したように、特に図５ｂの実施形態によるディスプレイパネル２００Ａの下面に圧力センサ４５０を形成しようとする場合、ディスプレイパネル２００ＡがＯＬＥＤパネルである場合に有機物層２８０で光が発光するので、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が不透明な物質で構成される場合、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のパターンがユーザに見えるようになる。このような圧力センサ４５０のパターンが見られないようにするために別途の遮光層を配置する必要がある。
以下、図６ａ〜図６ｆでは、このような遮光層の配置によるディスプレイパネル２００Ａの形態について示す。
本発明の一実施形態によれば、図６ａに示したように、第２基板層２８３の下部にブラックインクのような遮光層２８４を配置した後、遮光層２８４の下面に圧力センサ４５０を形成させることができる。
または、本発明の他の実施形態により、図６ｂに示したように、圧力センサ４５０を先ず第２基板層２８３の下面に直接接触して形成した後、圧力センサ４５０が形成された第２基板層２８３の下部に遮光層２８４を配置することもできる。
本発明の他の実施形態によれば、図６ｃに示したように、ディスプレイパネル２００Ａは第２基板層２８３の下部に第３基板層２８５を配置することができ、この時、第３基板層２８５の下部にブラックインクのような遮光層２８４を配置した後、遮光層２８４の下面に圧力センサ４５０を形成させることができる。
また、本発明の他の実施形態によれば、図６ｄに示したように、ディスプレイパネル２００Ａは第２基板層２８３の下部に第３基板層２８５を配置することができ、この時、圧力センサ４５０を先ず第３基板層２８５の下面に直接接触して形成した後、圧力センサ４５０が形成された第３基板層２８５の下部に遮光層２８４を配置することもできる。
また、本発明の他の実施形態によれば、図６ｅに示したように、ディスプレイパネル２００Ａは第２基板層２８３の下部に配置される第３基板層２８５を配置することができ、この時、圧力センサ４５０は第３基板層２８５の下面に直接接触して形成し、遮光層２８４は第２基板層２８３と第３基板層２８５との間に配置することもできる。
最後に、本発明の他の実施形態によれば、図６ｆに示したように、ディスプレイパネル２００Ａは第２基板層２８３の下部に第３基板層２８５を配置することができ、この時、遮光層２８４は第３基板層２８５の下部に配置され、圧力センサ４５０は第２基板層２８３と第３基板層２８５との間に配置することもできる。
前述した６つの実施形態において、遮光層は黒色インクだけでなく、黒色フィルム、黒色の両面接着テープ（DAT：Double Adhesive Tape）、又は、タッチ入力装置に対する衝撃を吸収する黒色の弾性物質を含んでもよい。この時、実施形態による弾性物質（又は、弾性フォーム）は、衝撃が印加された際に押圧されるなど、形態が変わり得る柔軟性を有することにより、衝撃吸収の役割を遂行しつつも復原力を持って圧力検出に対する性能の均一性を提供することができ、例えば、ポリウレタン（Polyurethane）、ポリエステル（Polyester）、ポリプロピレン（Polypropylene）、アクリル（Acrylic）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。
本発明の実施形態による「黒色」とは、光の反射がない完全な黒い色を意味し得るが、所定の臨界値の範囲内で黒色と明度又は彩度のうちの少なくとも一つが相違した黒い色を意味することもある。例えば、前者の場合、１００パーセント完全な黒い色を意味し、後者の場合、既に設定された所定の臨界値の範囲内（例えば、３０パーセントの範囲）で黒色と明度又は彩度のうちの少なくとも一つが相違した黒い色を意味し得る。後者の場合であれば、圧力センサ４５０が約７０パーセント程度の黒色の明度又は彩度のみを有していても、光から圧力センサ４５０を遮蔽することができる。言い換えれば、ここで所定の臨界値の範囲は、光から圧力センサ４５０を遮蔽できる程度の範囲であり得る。
次に、前述した図６ｃ〜図６ｆに示したように、特に本発明の一実施形態による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２８５を配置することができる。
このような第３基板層２８５が配置されたフレキシブルＯＬＥＤパネル及びこの製造工程については、下の図７及び図８で記述する。
本発明の一実施形態によるフレキシブルＯＬＥＤパネル２００Ａは、図７に示したように、第１基板層２８１、有機物層２８０、及び第２基板層２８３で構成されてもよいが、圧力センサ４５０が形成された第３基板層２８５が第２基板層２８３の下部に配置されてもよい。
一方、図７に示したフレキシブルＯＬＥＤパネル２００Ａに含まれた各基板層２８１、２８３、２８５、及び有機物層２８０は、カッティング−リリース工程によってカットされたものであってもよく、このようなカッティング−リリース工程によるタッチ入力装置の製造方法について、図８で説明する。
本発明の実施形態によるタッチ入力装置の製造方法は、１）ディスプレイ形成段階、２）圧力センサ形成段階、及び３）接着段階を含んでもよい。具体的に、１）ディスプレイ形成段階は、図８ａに示したように、一枚のキャリア基板上に複数のディスプレイ装置のためのフレキシブルディスプレイ２００Ａを形成し、形成されたフレキシブルディスプレイ２００Ａを個々の単位にカットし、キャリア基板からカットしたフレキシブルディスプレイを分離させる段階を含んでもよい。本発明の実施形態により、キャリア基板はキャリアガラスで具現されてもよい。そして、２）圧力センサ形成段階は、一つの圧力センサ用基板２８５に複数のディスプレイ装置のための圧力センサを形成し、圧力センサが形成された圧力センサ用基板２８５を個々の単位にカットする段階を含んでもよい。最後に、３）接着段階は、２）段階で個々にカットされた圧力センサ用基板２８５に１）段階で個々に分離されたフレキシブルディスプレイ２００Ａを接着させる接着段階を含んでもよい。
ここで、１），２），３）は、工程順序を意味するのではなく、１）と２）は独立して実行されてもよい。すなわち、１）ディスプレイ形成段階がまず遂行された後に２）圧力センサ形成段階が遂行されてもよく、２）圧力センサ形成段階が遂行された後に１）ディスプレイ形成段階が遂行されてもよく、１）段階と２）段階が同時に遂行されてもよい。
一方、図８ａに示した１）ディスプレイ形成段階を具体的に記述しようとするならば、下記のようである。まず、キャリア基板上にキャリア基板ポリイミド（poly-imide）をコーティングした後に硬化させて第２基板層２８３を形成することができる（（ａ）〜（ｄ））。例えば、低温条件で多結晶シリコン（poly-Si）ＴＦＴを形成するＬＴＰＳ（低温ポリシリコン；Low Temperature Polycrystalline Silicon）工程を用いて第２基板層２８３を形成することができる（ｄ）。そして、第２基板層２８３上に有機物層２８０を形成することができる。例えば、ＦＭＭ（Fine Metal Mask）蒸着工程を用いてＲ，Ｇ，Ｂ発光物質を各ピクセルにパターニングして有機物層２８０を形成することができる（ｅ）。有機物層２８０を形成した後に、有機物層２８０上に第１基板層２８１を形成することができる（ｆ）。このような第１基板層２８１は、エンカプセレーションフィルム（encapsulating film）で構成されてもよい。
前述した過程で形成された第１基板層２８１、有機物層２８０、及び第２基板層２８３を含むフレキシブルディスプレイ２００Ａを個々の単位にカットした後（ｇ）、レーザを照射してキャリア基板からカットされたフレキシブルディスプレイを分離させて１）ディスプレイ形成段階を遂行することができる（ｈ）。
一方、図７の形態のようなタッチ入力装置も前述したような圧力センサを光から遮蔽するための遮光層を含んでもよい。
例えば、前述した１）ディスプレイ形成段階、２）圧力センサ形成段階、及び３）接着段階を含む工程を遂行した後、圧力センサ４５０が形成された第３基板層２８５の下部に圧力センサ４５０を光から遮蔽するための遮光層２８４を配置することができる。このような遮光層２８４は、図６ｄで前述したものと同一の属性を有し得る。
一方、本発明の実施形態によるタッチ入力装置に使用されるタッチ圧力を感知できる圧力センサ４５０は、圧力電極又はストレインゲージを含んでもよい。そして、タッチ入力装置に対するタッチ圧力によりディスプレイモジュールが撓み、撓みによる圧力センサ４５０の電気的特性に基づいてタッチ圧力を検出することができる。
圧力センサ４５０が圧力電極である場合、タッチ入力装置は圧力電極と所定距離離隔して形成された基準電位層（例えば、基板３００）を含み、圧力電極と基準電位層との間の距離によって変わる静電容量に基づいてタッチ圧力を検出することができる。反面、圧力センサ４５０が図１０のようなストレインゲージである場合、タッチ圧力によるストレインゲージの抵抗値の変化に基づいてタッチ圧力を検出することができる。
一方、図８ｂに示したように、本発明の他の実施形態によりタッチ入力装置が製造されてもよい。
（ａ）〜（ｆ）は、図８ａで前述したように、（ａ）〜（ｆ）の工程を経て一枚のキャリア基板上に複数のディスプレイ装置のためのフレキシブルディスプレイ２００Ａを形成することができる（ｆ）。引き続き、レーザを照射してキャリア基板からフレキシブルディスプレイ２００Ａを分離させることができる（ｇ）。また、これと別途に、一つの圧力センサ用基板（第３基板層２８５）に前記複数のディスプレイ装置のための圧力センサ４５０を形成することができる（ｈ）。そして、（ｈ）段階を介して圧力センサ４５０が形成された圧力センサ用基板２８５に（ｇ）段階を介して分離されたフレキシブルディスプレイ２００Ａを接着させた後（ｉ）、前記接着された圧力センサ用基板２８５と前記フレキシブルディスプレイ２００Ａを個々の単位にカットして（ｊ）、最終的に図７に示したタッチ入力装置を製造することができる。
図８ｂの実施形態によると、１）製造したフレキシブルディスプレイ２００Ａを分離させる段階と、２）圧力センサ用基板２８５に圧力センサ４５０を形成する段階を記述したが、これは工程順序を意味するのではない。すなわち、１）段階が遂行された後に２）段階が遂行されてもよく、２）段階が遂行された後に１）段階が遂行されてもよく、１）段階と２）段階が同時に遂行されてもよい。
一方、図７の形態のようなタッチ入力装置も前述したような圧力センサを光から遮蔽するための遮光層を含んでもよい。
例えば、図８ｂで前述した（ａ）〜（ｊ）過程を経て製造されたタッチ入力装置において、圧力センサ４５０が形成された第３基板層２８５の下部に圧力センサ４５０を光から遮蔽するための遮光層２８４を配置することができる。このような遮光層２８４は、図６ｄで前述したものと同一の属性を有し得る。
一方、第３基板層２８５上に圧力センサ４５０を形成する多様な方法について、下で記述する。
参考までに、下で記述される第３基板層２８５上に圧力センサ４５０を形成する多様な方法は、第２基板層２８３上に圧力センサ４５０を形成する場合にも同一／同様に適用されてもよい。
第３基板層２８５に圧力センサ４５０を形成させる方法としてグラビア（Gravure）印刷方式（又は、ローラ印刷方式）がある。
グラビア印刷方式は、グラビアオフセット（Gravure offset）印刷方式とリバースオフセット（Reverse offset）印刷方式を含み、グラビアオフセット印刷方式はロールタイプ（Roll type）印刷方式とシートタイプ（Sheet type）印刷方式を含む。以下、図面を参照して、グラビアオフセット印刷方式であるロールタイプ印刷方式とシートタイプ印刷方式、及びリバースオフセット印刷方式を順に説明する。
図１１は、ロールタイプ印刷方式を用いて第３基板層２８５に圧力センサ４５０を形成する方法を説明するための図面である。
図１１を参照すると、グラビアロール（Gravure Roll）８１０に形成された溝８１５に注入ユニット（injection unit）８２０を用いて圧力センサ形成物質を注入する。ここで、ブレード（blade）８３０を用いて溝８１５の中に圧力センサ形成物質が満たされるようにする。ここで、溝８１５の形状は、反転された第３基板層２８５の下面に印刷される圧力センサ４５０の形状と対応し、ブレード８３０は溝８１５の外にあふれる超過分量の圧力センサ形成物質を除去すると共に、溝８１５の中に圧力センサ形成物質を押し込む役割をする。そして、注入ユニット８２０とブレード８３０は、グラビアロール８１０の周囲に固定設置され、グラビアロール８１０は反時計回りに回転する。
グラビアロール８１０を回転させてグラビアロール８１０の溝８１５に満たされた圧力センサパターンＭを転写ロール８５０のブランケット（Blanket）８５５に転写させる。転写ロール８５０の回転方向はグラビアロール８１０の回転方向と反対であり、ブランケット８５５は所定の粘性を有する樹脂、特に、シリコン系樹脂であってもよい。
転写ロール８５０を回転させて転写ロール８５０のブランケット８５５に転写された圧力センサパターンＭを第３基板層２８５に転写させる。これで、反転された第３基板層２８５の下面に圧力センサ４５０が形成され得る。
このような図１１に示されたロールタイプ印刷方式は、図９及び図１０に示された方式と比較して量産性が良く、ストライプ（stripe）形状の圧力センサやメッシュ（mesh）形状の圧力センサのようなシンプルな形状の圧力センサを形成するのに有利であるという利点がある。
図１２は、シートタイプ印刷方式を用いて第３基板層２８５に圧力センサ４５０を形成する方法を説明するための図面である。
図１２を参照すると、クリシェ板（Cliche plate）９１０の溝９１５に圧力センサ形成物質を注入し、溝９１５に圧力センサパターンＭを形成する。
そして、クリシェ板９１０上にブランケット（blanket）９５５を含む転写ロール９５０を回転させて、ブランケット９５５に圧力センサパターンＭを転写する。ここで、転写ロール９５０は固定された状態で回転だけして、クリシェ板９１０が転写ロール９５０の下において移動することもでき、クリシェ板９１０は固定されて、転写ロール９５０がクリシェ板９１０上において回転と共に移動することもできる。溝９１５の形状は、反転された第３基板層２８５の下面に印刷される圧力センサ４５０の形状と対応する。そして、ブランケット９５５は、所定の粘性を有する樹脂、特に、シリコン系樹脂であってもよい。
転写ロール９５０のブランケット９５５に圧力センサパターンＭが転写されれば、転写ロール９５０を第３基板層２８５上で回転させて第３基板層２８５の下面に圧力センサパターンＭが転写されるようにする。そして、反転された第３基板層２８５の下面に圧力センサ４５０が形成され得る。ここで、転写ロール９５０は、固定された状態で回転だけして、第３基板層２８５が転写ロール９５０の下において移動することもでき、第３基板層２８５は固定されて、転写ロール９５０が第３基板層２８５上において回転と共に移動することもできる。
図１３は、リバースオフセット印刷方式を用いて第３基板層２８５に圧力センサ４５０を形成する方法を説明するための図面である。
図１３を参照すると、突起１０１５を含むクリシェ板（Cliche plate）１０１０上でブランケット（blanket）１０５５を含む転写ロール１０５０を回転させてブランケット１０５５の外面全体にコーティングされた圧力センサ形成物質層Ｌから圧力センサパターンＭを加工する。ブランケット１０５５の外面全体にコーティングされた圧力センサ形成物質層Ｌにおいて突起１０１５と接触する部分は突起１０１５に転写し、接触しない残りの部分はブランケット１０５５にそのまま残ることになるので、ブランケット１０５５には突起１０１５により一部分が除去された所定の圧力センサパターンＭが形成され得る。ここで、転写ロール１０５０は固定された状態で回転だけして、クリシェ板１０１０が転写ロール１０５０の下において移動することもでき、クリシェ板１０１０は固定されて、転写ロール１０５０がクリシェ板１０１０上において回転と共に移動することもできる。突起１０１５の形状は、反転された第３基板層２８５の下面に印刷される圧力センサ４５０の形状と対応する。そして、ブランケット１０５５は、所定の粘性を有する樹脂、特に、シリコン系樹脂であってもよい。
転写ロール１０５０のブランケット１０５５に圧力センサパターンＭが加工されれば、転写ロール１０５０を第３基板層２８５上において回転させ、第３基板層２８５の下面に圧力センサパターンＭが転写されるようにする。このような過程を介して、反転された第３基板層２８５の下面に圧力センサ４５０が形成され得る。ここで、転写ロール１０５０は固定された状態で回転だけして、第３基板層２８５が転写ロール１０５０の下において移動することもでき、第３基板層２８５は固定されて、転写ロール１０５０が第３基板層２８５上において回転と共に移動することもできる。
このようなリバースオフセット印刷方式は、大面積の圧力センサを形成する際に有利であるという利点がある。
図１１〜図１３に示されたグラビア印刷方式を用いれば、第３基板層２８５に圧力センサ４５０を直接印刷して形成することができる。このようなグラビア印刷方式は、解像度（resolution）は上述したフォトリソグラフィ、エッチングレジスト、エッチングペースト方式より多少劣るが、圧力センサの形成過程が上述した方式より単純で量産性に優れるという利点がある。
また、第３基板層２８５に圧力センサ４５０を形成させる方法としてインクジェット印刷法（Inkjet Printing）がある。
インクジェット印刷法は、圧力センサ４５０形成物質である液滴（直径３０μｍ以下）を吐出させて第３基板層２８５に圧力センサ４５０をパターニングする方法である。
インクジェット印刷法は、非接触式方式で、小さい体積に複雑な形状を具現することができるものに適している。インクジェット印刷法の長所は、工程が簡単で設備コスト及び製造コストを下げることができ、材料を所望するパターンの位置に堆積させ、原則的に材料の損失がないので原料の浪費がなく、環境的な負荷が少ない。また、フォトリソグラフィのように現像及びエッチングなどの工程が必要ないため、化学的な影響で基板や材料の特性が劣化する場合がないだけでなく、非接触式印刷方式であるため接触によるデバイス損傷がなく、凹凸がある基板へのパターンも可能である。また、注文（on demand）方式で印刷する場合、パターン形状をコンピュータで直接編集して変更できるという利点がある。
インクジェット印刷法は、連続して液滴を吐出させる連続的な（continuous）方式と、選択的に液滴を吐出させる注文（on demand）方式に分かれる。連続的な（continuous）方式は、一般的に装置が大型であり、印刷品位が低くてカラー化に適切でないため、主に低解像度のマーキングに使用される。高解像度のパターニングを目的とする場合は注文（on demand）方式が対象になる。
注文（On demand）方式のインクジェット印刷法としては、圧電（piezo）方式とバブルジェット方式（thermal方式）がある。圧電（Piezo）方式は、インク室を圧電素子（電圧を印加すれば変形する素子）に変えて体積を変化させ、インク室内のインクに圧力を与えればノズルを介して吐出されるものであり、バブルジェット方式は、インクに熱を加えて瞬間的に気泡を発生させ、その圧力でインクが吐出されるものである。バブルジェット方式は、小型化及び高密度化しやすく、ヘッドの費用も安いため、オフィス用として最も適した方式である。ただし、熱が加えられるため、ヘッドの耐久寿命が短く、溶媒の沸点の影響やインク材料への熱ダメージが避けられないため、使用できるインクが限定されるという問題点がある。これに比べて圧電（piezo）方式は、高密度化とヘッド費用の側面からはバブル方式よりは劣るが、インクに熱を加えないため、ヘッドの寿命及びインクのフレキシビリティ（flexibility）の側面からは優れていて、オフィス用以外の商業印刷や工業印刷、デバイス製作にはさらに適した方式と言える。
図１４は、インクジェット印刷法を用いて第３基板層２８５に圧力センサ４５０を形成する方法を説明するための図面である。
図１４を参照すると、ノズル１１１０を介して吐出された微細な液滴１１５０が空中に飛んで第３基板層２８５の表面に付着し、溶媒が乾燥して固形成分が固着されることにより圧力センサ４５０が形成される。
液滴１１５０の大きさは、数ｐｌ〜数十ｐｌ、直径は１０μｍ前後である。液滴１１５０は、第３基板層２８５の一面に衝突して付着し所定のパターンを形成する。形成されるパターンの解像度を決定する主な因子は、液滴１１５０の大きさと湿潤性である。第３基板層２８５に落ちた液滴１１５０は、第３基板層２８５上において２次元的に広がって最終的に液滴１１５０より大きいサイズの圧力センサ４５０になるが、液滴１１５０が広がるのは第３基板層２８５に衝突する時の運動エネルギーと溶媒の湿潤性に依存する。液滴１１５０が極めて微細な場合には、運動エネルギーの影響は非常に小さくなって湿潤性が支配的になる。液滴１１５０の湿潤性が低く湿潤角が大きいほど液滴１１５０の拡大が抑制され、微細な圧力センサ４５０を印刷することができる。しかし、湿潤角が非常に大きければ、液滴１１５０は撥ねて固まることになり、圧力センサ４５０が形成されないこともある。したがって、高解像度の圧力センサ４５０を得るためには、適当な湿潤角が得られるように溶媒の選択や第３基板層２８５の表面状態の制御が必要である。湿潤角は、約３０〜７０度であるのが好ましい。第３基板層２８５に付着した液滴１１５０は、溶媒が蒸発して圧力センサ４５０が固定されるが、この段階で液滴１１５０の大きさが微細であり乾燥速度が速い。
また、第３基板層２８５に圧力センサ４５０を形成させる方法としてスクリーン印刷法（Screen Printing）がある。
図１５は、スクリーン印刷法を用いて第３基板層２８５に圧力センサ４５０を形成する方法を説明するための図面である。
スクリーン印刷法は、インクジェットプリンティングと同様に、材料の損失が少ない工程である。
図１５を参照すると、強い張力で引っ張られたスクリーン（Screen）１２１０上に圧力センサ形成物質であるペースト（paste）１２３０を載置してスキージー（squeegee）１２５０を押さえ付けて移動させ、ペースト１２３０をスクリーン１２１０のメッシュ（mesh）を介して第３基板層２８５の表面に押し出して転写する工程である。
図１５において、図面符号１２１５はスクリーンフレーム（screen frame）であり、図面符号１２７０はプラスチックエマルジョン（plastic emulsion）であり、図面符号１２８０は第３基板層２８５が装着されるネスト（Nest）であり、図面符号１２９０はフラッドブレード（flood blade）である。
スクリーン１２１０は、微細な圧力センサ４５０のためにメッシュ（mesh）の材質はステンレス金属であってもよい。ペースト１２３０は適当な粘度が必要であるため、金属粉末や半導体などの基本材料に樹脂や溶剤などが分散されたものであってもよい。スクリーン印刷法は、スクリーン１２１０と第３基板層２８５との間に数ｍｍの間隔を維持してスキージー１２５０が通過する瞬間にスクリーン１２１０が第３基板層２８５と接触してペースト１２３０を転写する方式で、接触型印刷方式ではあるが、接触を介した第３基板層２８５の影響はほとんどない。
スクリーン印刷法は、ローリング、吐出、板分離、レベリングなど４つの基本過程を経て進められる。ローリングとは、スクリーン１２１０上でペースト１２３０が移動するスキージー１２５０により前方に回転することになるもので、ペースト１２３０の粘度を一定に安定化させる役割をし、均一な薄膜を得るのに重要な過程である。吐出過程は、ペースト１２３０がスキージー１２５０に押されてスクリーン１２１０のメッシュの間を通過して第３基板層２８５の表面に押し出されてくる過程であって、吐出の力は、スキージー１２５０のスクリーン１２１０との角度と移動速度に依存し、スキージー１２５０の角度が小さく速度が遅れるほど吐出力は大きくなる。板分離過程は、ペースト１２３０が第３基板層２８５の表面に到達した後にスクリーン１２１０が第３基板層２８５から離れる段階として、解像力と連続印刷性を決定する非常に重要な過程である。スクリーン１２１０を通過して第３基板層２８５に達したペースト１２３０は、スクリーン１２１０と第３基板層２８５に挟まれた状態では拡散して広がるので、直ちにスクリーン１２１０から離れることが好ましい。そのためには、スクリーン１２１０が高い張力で引っ張られなければならない必要がある。第３基板層２８５上に吐出されて板分離されたペースト１２３０は、流動性があって圧力センサ４５０が変化する可能性があり、メッシュの跡やピンホールなどが生じることになるが、時間が経過しながら溶媒の蒸発などによって粘度が増加して流動性を失うことになり、最終的に圧力センサ４５０を完成することになる。このような過程をレベリングという。
スクリーン印刷法による圧力センサ４５０の印刷条件は、次の４つによって左右される。（１）安定して板分離するためのクリアランス、（２）ペースト１２３０を吐出させるためのスキージー１２５０の角度、（３）ペースト１２３０の吐出と板分離の速度に影響を与えるスキージー１２５０の速度、（４）スクリーン１２１０上のペースト１２３０をかき出すスキージー１２５０の圧力などがそれである。
印刷される圧力センサ４５０の厚さは、スクリーン１２１０のメッシュの厚さと開口率の積である吐出量で決定され、圧力センサ４５０の精度は、メッシュの細かさに依存する。板分離を早くするためにスクリーン１２１０は強い張力で引っ張られる必要があるが、薄いメッシュを有するスクリーン１２１０を用いて微細なパターニングをする場合、薄いメッシュを有するスクリーン１２１０が耐え得るサイズ安定性の限界を超えることがあるが、約１６μｍのワイヤを使用したスクリーン１２１０を用いれば、２０μｍ以下の線幅を有する圧力センサ４５０のパターニングも可能である。
また、第３基板層２８５に圧力センサ４５０を形成させる方法としてフレキソ印刷法（Flexography）がある。
図１６は、フレキソ印刷法を用いて第３基板層２８５に圧力センサ４５０を形成する方法を説明するための図面である。
図１６を参照すると、供給部１３１０から供給される圧力センサ形成物質である、インクを均一なグレーティング（grating）を有するアニロックスロール（Anilox roller）１３２０上に塗布し、ドクターブレード（図示せず）を用いてアニロックスロール１３２０の表面に均一に広げる。次に、アニロックスロール１３２０の表面に広げられたインクをプリンティングシリンダ１３３０に装着された柔軟な（soft）プリンティング基板１３４０に陽刻されたパターンで転写する。そして、柔軟なプリンティング基板１３４０に転写されたインクを硬い（hard）印刷ロール１３５０の回転によって移動する第３基板層２８５の表面にプリンティングして圧力センサ４５０を形成する。
図１６に示されたフレキソ印刷法は、第３基板層２８５に印刷される圧力センサ４５０の厚さをアニロックスロール１３２０の気孔の大きさと密度によって調節することができ、均一な薄膜の形成が可能であるという長所がある。また、パターニングされた圧力センサ４５０の形状を変えれば塗布される位置や範囲を精密に調節することができ、フレキシブル基板を用いた印刷にも適用が可能であるという長所がある。
このようなフレキソ印刷法は、ＬＣＤの配向膜を塗布する手段として用いられるが、フレキソ印刷法を介して均一な厚さのポリイミド配向膜を形成し、ラビング（rubbing）する方法を用いている。一方、第３基板層２８５の大きさが大型化されることによって、第６世代（1500×1800）以降の第３基板層２８５では、印刷ロール１３５０が移動する形態に変更されてもよい。
また、第３基板層２８５に圧力センサ４５０を形成させる方法として転写印刷法（Transfer Printing）がある。転写印刷法は、レーザ転写（laser transfer）印刷法と熱転写（thermal transfer）印刷法を含む。
図１７は、レーザ転写印刷法を用いて第３基板層２８５に圧力センサ４５０を形成する方法を説明するための図面である。
図１７を参照すると、供給部１４１０に格納された圧力センサ形成物質である、インクがポンプ１４３０によりインクステーション１４４０に供給される。ここで、供給部１４１０には、インクの粘度（viscosity）と温度（temperature）を制御するための制御器１４２０が設けられてもよい。
インクステーション１４４０に存在するインクは、ローラ１４５０により透明循環ベルト（Transparent endless belt）１４６０の一面にコーティングされる。ここで、透明循環ベルト１４６０は、多数のガイドローラ（Guide roller）１４７０によって回転する。
透明循環ベルト１４６０がガイドローラ１４７０によって回転する間にレーザ１４８０を透明循環ベルト１４６０に加えてインクを透明循環ベルト１４６０から第３基板層２８５の表面に転写する。レーザ１４８０を制御することでレーザ１４８０によって発生した熱とレーザの圧力によって所定のインクが第３基板層２８５に転写される。転写されたインクが圧力センサ４５０となる。ここで、第３基板層２８５は、ハンドリングシステム（Handling system）１４９０により所定のプリント方向（print direction）に移送される。一方、図面に示さなかったが、熱転写印刷法は、図１４に示されたレーザ転写法と類似の方法として、インクがコーティングされた透明循環ベルトに高い温度の熱を放出する放熱素子を加えて第３基板層２８５の表面に所定のパターンを有する圧力センサ４５０を形成する方法である。
レーザ転写印刷法と熱転写印刷法を含む転写印刷法は、第３基板層２８５に転写された圧力センサ４５０の精度を約±２．５μｍ程度に非常に精密に形成できるという長所がある。
以上において、実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の一つの実施形態に含まれ、必ずしも一つの実施形態にのみ限定される訳ではない。さらに、各実施形態において例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野における通常の知識を有する者によって、他の実施形態に対しても組み合わせ又は変形されて実施可能である。したがって、このような組み合わせや変形に関係した内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
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。

Claims (17)

  1. 一枚のキャリア基板上に複数のディスプレイ装置のためのフレキシブルディスプレイを形成した後に、前記フレキシブルディスプレイを個々の単位にカットし、前記キャリア基板から分離させるディスプレイ形成段階と、
    一つの圧力センサ用基板に前記複数のディスプレイ装置のための圧力センサを形成し、個々の単位にカットする圧力センサ形成段階と、
    前記個々にカットされた圧力センサ用基板に前記分離されたフレキシブルディスプレイを接着させる接着段階と、
    を含むタッチ入力装置の製造方法。
  2. 前記圧力センサ用基板は、前記フレキシブルディスプレイに比べて相対的によく撓まない、請求項１に記載のタッチ入力装置の製造方法。
  3. 前記ディスプレイ形成段階は、
    前記キャリア基板上に第２基板層を形成する段階と、
    前記第２基板層上に有機物層を形成する段階と、
    前記有機物層上に第１基板層を形成する段階と、
    前記第１基板層、前記有機物層、及び前記第２基板層を含む前記フレキシブルディスプレイを個々の単位にカットする段階と、
    レーザを照射して前記キャリア基板から前記カットされたフレキシブルディスプレイを分離させる段階と、
    を含む、請求項１に記載のタッチ入力装置の製造方法。
  4. 前記圧力センサは、前記タッチ入力装置に対するタッチ圧力による静電容量の変化量に基づいて前記タッチ圧力を検出できる圧力電極を含む、請求項１に記載のタッチ入力装置の製造方法。
  5. 前記圧力センサは、前記タッチ入力装置に対するタッチ圧力による抵抗値の変化に基づいて前記タッチ圧力を検出できるストレインゲージを含む、請求項１に記載のタッチ入力装置の製造方法。
  6. 前記圧力センサを光から遮蔽するための遮光層を配置する段階、をさらに含む、請求項１に記載のタッチ入力装置の製造方法。
  7. 複数のディスプレイ装置のために個々の単位にカットされてキャリア基板から分離されたカットフレキシブルディスプレイと、
    前記複数のディスプレイ装置のために個々の単位にカットされた圧力センサが形成されたカット圧力センサ用基板と、
    前記個々にカットされたカット圧力センサ用基板に前記分離されたカットフレキシブルディスプレイを接着させる接着剤と、
    を含む、タッチ入力装置。
  8. 前記圧力センサ用基板は、前記フレキシブルディスプレイに比べて相対的によく撓まない、請求項７に記載のタッチ入力装置。
  9. 前記カットフレキシブルディスプレイは、
    前記キャリア基板上に第２基板層を形成する段階と、
    前記第２基板層上に有機物層を形成する段階と、
    前記有機物層上に第１基板層を形成する段階と、
    前記第１基板層、前記有機物層、及び前記第２基板層を含む前記フレキシブルディスプレイを個々の単位にカットする段階と、
    レーザを照射して前記キャリア基板から前記カットされたフレキシブルディスプレイを分離させる段階と、
    で形成される、請求項７に記載のタッチ入力装置。
  10. 前記圧力センサは、前記タッチ入力装置に対するタッチ圧力による静電容量の変化量に基づいて前記タッチ圧力を検出できる圧力電極を含む、請求項７に記載のタッチ入力装置。
  11. 前記圧力センサは、前記タッチ入力装置に対するタッチ圧力による抵抗値の変化に基づいて前記タッチ圧力を検出できるストレインゲージを含む、請求項７に記載のタッチ入力装置。
  12. 前記圧力センサを光から遮蔽するための遮光層、をさらに含む、請求項７に記載のタッチ入力装置。
  13. 一枚のキャリア基板上に複数のディスプレイ装置のためのフレキシブルディスプレイを形成する段階と、
    前記キャリア基板から前記フレキシブルディスプレイを分離させる段階と、
    一つの圧力センサ用基板に前記複数のディスプレイ装置のための圧力センサを形成する段階と、
    前記圧力センサ用基板に前記分離されたフレキシブルディスプレイを接着させる段階と、
    前記接着された圧力センサ用基板と前記フレキシブルディスプレイを個々の単位にカットする段階と、
    を含むタッチ入力装置の製造方法。
  14. 前記圧力センサ用基板は、前記フレキシブルディスプレイに比べて相対的によく撓まない、請求項１３に記載のタッチ入力装置の製造方法。
  15. 前記圧力センサは、前記タッチ入力装置に対するタッチ圧力による静電容量の変化量に基づいて前記タッチ圧力を検出できる圧力電極を含む、請求項１３に記載のタッチ入力装置の製造方法。
  16. 前記圧力センサは、前記タッチ入力装置に対するタッチ圧力による抵抗値の変化に基づいて前記タッチ圧力を検出できるストレインゲージを含む、請求項１３に記載のタッチ入力装置の製造方法。
  17. 前記圧力センサを光から遮蔽するための遮光層、をさらに含む、請求項１３に記載のタッチ入力装置の製造方法。
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