JP6446411B2 - 圧力電極が形成されたディスプレイモジュールを含むタッチ入力装置及び圧力電極形成方法 - Google Patents

圧力電極が形成されたディスプレイモジュールを含むタッチ入力装置及び圧力電極形成方法 Download PDF

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Description

本発明は、圧力電極が形成されたディスプレイモジュールを含むタッチ入力装置及び圧力電極形成方法に関するもので、タッチ圧力を検出できるタッチ入力装置及びこのための圧力電極を形成する方法に関する。
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であり得るタッチセンサパネル（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。このようなタッチセンサパネルはディスプレイスクリーンの前面に付着され、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、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ずに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できるタッチ入力装置に対する必要性が生じている。
本発明の目的は、タッチ位置とタッチ圧力を検出することができる、圧力電極が形成されたディスプレイモジュールを含むタッチ入力装置及び圧力電極形成方法を提供することにある。また、本発明の目的は、より薄い厚さを有しつつ、製造コストまで減らすことができる、圧力電極が形成されたディスプレイモジュールを含むタッチ入力装置及び圧力電極形成方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、ディスプレイモジュールの視認性（ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ）及び光透過率を低下させずに、タッチ位置とタッチ圧力を検出することができる、圧力電極が形成されたディスプレイモジュールを含むタッチ入力装置及び圧力電極形成方法を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の実施形態によるタッチ入力装置は、タッチ圧力検出が可能なタッチ入力装置であって、下部面に圧力検出のための圧力電極が形成されたディスプレイパネルと、前記圧力電極と離隔して形成された基準電位層と、を含み、前記圧力電極と前記基準電位層との間の距離の変化による静電容量の変化量に基づいてタッチ圧力を検出する。
また、前記圧力電極は、駆動電極及び受信電極を含み、前記静電容量の変化量は、前記圧力電極と前記基準電位層との間の距離の変化による、前記駆動電極と前記受信電極との間の相互静電容量の変化量であってもよい。
そして、前記静電容量の変化量は、前記圧力電極と前記基準電位層との間の距離の変化による、前記圧力電極の自己静電容量の変化量であってもよい。
また、前記ディスプレイパネルは、ガラスまたはプラスチックで構成された上部基板層、及びガラスまたはプラスチックで構成された下部基板層を含み、前記上部基板層と前記下部基板層との間に液晶層または有機物層が備えられ、前記圧力電極は、前記下部基板層の下部面に形成されてもよい。
そして、前記ディスプレイパネルは、前記圧力電極が前記下部基板層に形成された後、前記液晶層または有機物層と、前記上部基板層が形成されてもよい。
また、前記タッチ入力装置は、タッチ位置を検出するタッチセンサパネル、をさらに含み、前記タッチセンサパネルは、前記ディスプレイパネルの上部に付着されるか、もしくは前記ディスプレイパネルの内部に備えられてもよい。
そして、前記ディスプレイパネルはＬＣＤパネルであり、前記ディスプレイパネルと前記基準電位層との間にバックライトユニットが備えられてもよい。
また、前記ディスプレイパネルは、ＯＬＥＤパネルであってもよい。
そして、前記タッチ入力装置は、前記ディスプレイパネルの上部に配置されるカバー層と、前記ディスプレイパネルの下部に配置されて前記基準電位層が含まれる基板と、を含み、前記距離は、前記基板の縁部分にだけ配置された支持部材によってのみ保持され、前記縁部分には前記圧力電極が形成されず、前記タッチ表面に圧力が印加されれば、前記カバー層及び前記ディスプレイパネルが撓んで前記距離が変わり得て、前記距離は、前記圧力の大きさによって変わり得る。
一方、前記目的を達成するための本発明による圧力電極形成方法は、ガラスまたはプラスチックで構成された上部基板層及びガラスまたはプラスチックで構成された下部基板層と、前記上部基板層と前記下部基板層との間に液晶層または有機物層を備えるディスプレイパネルに圧力電極を形成する方法であって、前記圧力電極形成方法は、前記下部基板層の下部面に圧力電極を形成する段階と、前記形成された圧力電極上に絶縁層を形成する段階と、前記圧力電極と前記絶縁層が形成された前記下部基板層に保護層を形成した後に、前記下部基板層を反転させる段階と、反転された前記下部基板層の上部面に液晶層または有機物層を形成する段階と、前記液晶層または有機物層の上部に上部基板層を形成する段階と、を含む。
そして、前記圧力電極を形成する段階は、フォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）、エッチングレジスト（ｅｔｃｈｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔ）またはエッチングペースト（ｅｔｃｈｉｎｇ ｐａｓｔｅ）を用いた食刻工程のいずれかを用いて、前記圧力電極を形成することができる。
また、前記圧力電極は、所定距離離隔された基準電位層との距離変化による静電容量の変化量を検出するための電極であってもよい。
そして、前記圧力電極は駆動電極及び受信電極を含み、前記基準電位層との距離変化による前記駆動電極と前記受信電極との間の相互静電容量の変化量を検出することができる。
また、前記圧力電極は、前記基準電位層との距離変化による自己静電容量の変化量を検出することができる。
上記構成によるタッチ圧力電極が形成されたディスプレイモジュールを含むタッチ入力装置及び圧力電極形成方法によれば、より薄い厚さを有しつつ、製造コストまで減らすことができるようになる。また、ディスプレイモジュールの視認性（ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ）及び光透過率を低下させずに、タッチ位置とタッチ圧力を検出できるようになる。
本発明の一実施形態による静電容量方式のタッチセンサパネル及びこの動作のための構成の概略図である。 本発明の一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モジュールに対するタッチセンサパネルの相対的な位置を例示する概念図である。 本発明の一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モジュールに対するタッチセンサパネルの相対的な位置を例示する概念図である。 本発明の一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モジュールに対するタッチセンサパネルの相対的な位置を例示する概念図である。 本発明の一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モジュールに対するタッチセンサパネルの相対的な位置を例示する概念図である。 本発明の一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モジュールに対するタッチセンサパネルの相対的な位置を例示する概念図である。 本発明によるタッチ入力装置において、相互静電容量（ｍｕｔｕａｌ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の変化量を検出してタッチ圧力の検出を遂行する方式と構造を示す。 本発明によるタッチ入力装置において、相互静電容量（ｍｕｔｕａｌ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の変化量を検出してタッチ圧力の検出を遂行する方式と構造を示す。 本発明によるタッチ入力装置において、自己静電容量（ｓｅｌｆ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の変化量を検出してタッチ圧力の検出を遂行する方式と構造を示す。 本発明によるタッチ入力装置において、自己静電容量（ｓｅｌｆ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の変化量を検出してタッチ圧力の検出を遂行する方式と構造を示す。 本発明によるタッチ入力装置において、自己静電容量（ｓｅｌｆ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の変化量を検出してタッチ圧力の検出を遂行する方式と構造を示す。 本発明によるタッチ入力装置において、多様なディスプレイモジュール２００に形成された圧力電極４５０、４６０又は４５５の実施形態を示す断面図である。 本発明によるタッチ入力装置において、多様なディスプレイモジュール２００に形成された圧力電極４５０、４６０又は４５５の実施形態を示す断面図である。 本発明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下部面に圧力電極を形成する工程を示す図面である。 本発明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下部面に圧力電極を形成する工程を示す図面である。 本発明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下部面に圧力電極を形成する工程を示す図面である。 本発明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下部面に圧力電極を形成する工程を示す図面である。
本発明を実施することができる特定の実施形態を示した図面を参照しつつ、本発明を詳しく説明する。添付の図面に示された特定の実施形態に対して、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が、本発明を実施するのに十分なように詳しく説明する。特定の実施形態以外の他の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。なお、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いことを理解しなければならない。
添付図面に示された特定の実施形態に対する詳細な説明は、それに伴う図面と関連して読まれることになり、図面は全体発明の説明に対する一部と見なされる。方向や指向性に対する言及は説明の便宜のためのものに過ぎず、いかなる方式でも本発明の権利範囲を制限する意図を持たない。
具体的に、「下、上、水平、垂直、上側、下側、上方、下方、上部、下部」などの位置を示す用語や、これらの派生語（例えば、「水平に、下方に、上方に」など）は、説明されている図面と関連説明を全て参照して理解されなければならない。特に、このような相対語は、説明の便宜のためのものに過ぎないため、本発明の装置が特定の方向に構成されたり動作しなければならないことを要求はしない。
また、「装着された、付着された、連結された、続いた、相互連結された」などの構成間の相互結合関係を示す用語は、別の言及がない限り、個別の構成が直接的あるいは間接的に付着あるいは連結されたり固定された状態を意味することができ、これは、移動可能に付着、連結、固定された状態だけでなく、移動不可能な状態まで併せる用語と理解されなければならない。
本発明によるタッチ入力装置は、スマートフォン、スマートウォッチ、タブレットＰＣ、ノートブック、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、ＭＰ３プレーヤ、カメラ、ビデオカメラ、電子辞典などのような携帯可能な電子製品をはじめとして、家庭用ＰＣ、ＴＶ、ＤＶＤ、冷蔵庫、エアコン、電子レンジなどの家庭用電子製品に用いることがでできる。また、本発明によるディスプレイモジュールを含む圧力検出可能なタッチ入力装置は、産業用制御装置、医療装置などのディスプレイと入力のための装置を必要とする全ての製品に制限なしに用いることができる。
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が適用され得る
図１は、本発明の一実施形態による静電容量方式のタッチセンサパネル１００及びこの動作のための構成の概略図である。図１を参照すると、本発明の実施形態によるタッチセンサパネル１００は、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎ及び複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍを含み、前記タッチセンサパネル１００の動作のために前記複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎに駆動信号を印加する駆動部１２０、及びタッチセンサパネル１００のタッチ表面に対するタッチによ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１１０を含んでもよい。
図１に示されたように、タッチセンサパネル１００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１においては、タッチセンサパネル１００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が対角線、同心円、及び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。
図１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、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。
本発明の実施形態によるタッチセンサパネル１００において、複数の駆動電極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、絶縁膜（図示せず）の同一の面に形成されてもよい。また、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎと複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍ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は、一つの絶縁膜（図示せず）の両面にそれぞれ形成されてもよく、又は、複数の駆動電極ＴＸ１〜ＴＸｎは、第１絶縁膜（図示せず）の一面に、そして複数の受信電極ＲＸ１〜ＲＸｍは、前記第１絶縁膜と異なる第２絶縁膜（図示せず）の一面上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）又は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又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）又は炭素ナノチューブ（ＣＮＴ：Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏｔｕｂｅ）のうち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）で具現されるか、もしくは銀ナノ（ｎａｎｏ ｓｉｌｖｅｒ）物質から構成されてもよい。
本発明の実施形態による駆動部１２０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１１０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：１０１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：１０１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、タッチセンサパネル１００をスキャン（ｓｃａｎ）すると指称することができる。
例えば、感知部１１０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：１０１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１１０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。この後、デジタルデータはプロセッサ（図示せず）に入力されて、タッチセンサパネル１００に対するタッチ情報を取得するように処理され得る。感知部１１０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１３０は、駆動部１２０と感知部１１０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１３０は、駆動制御信号を生成した後、駆動部１２０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１３０は、感知制御信号を生成した後、感知部１１０に伝達して感知部１１０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１において、駆動部１２０及び感知部１１０は、本発明の実施形態によるタッチセンサパネル１００に対するタッチの有無及びタッチ位置を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。本発明の実施形態によるタッチ検出装置は、制御部１３０をさらに含んでもよい。本発明の実施形態によるタッチ検出装置は、タッチセンサパネル１００を含むタッチ入力装置１０００において、タッチセンシング回路であ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。タッチセンサパネル１００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（図示せず）に含まれた駆動部１２０及び感知部１１０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、第１印刷回路基板（以下、第１ＰＣＢと指称）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ＩＣ１５０は、タッチ入力装置１０００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。
以上で詳しく見てみたように、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Ｃが生成され、指のような客体がタッチセンサパネル１００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１において、前記静電容量は、相互静電容量Ｃｍを表わしてもよい。このような電気的特性を感知部１１０で感知し、タッチセンサパネル１００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次元平面からなったタッチセンサパネル１００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、タッチセンサパネル１００に対するタッチが生じる時、駆動信号が印加された駆動電極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、タッチセンサパネル１００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。
以上で、タッチセンサパネル１００として相互静電容量方式のタッチセンサパネルが詳しく説明されたが、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パネル１００は、上述した方法以外の自己静電容量方式、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）、及び音声パルス認識（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｐｕｌｓｅ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）方式など、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。
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パネル１００は、ディスプレイモジュール２００の外部又は内部に位置してもよい。
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、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。この時、ディスプレイモジュール２００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）又はＡＰ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などから入力を受けて、ディスプレイパネルに所望する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、第２印刷回路基板（以下、「第２ＰＣＢと指称）に実装されてもよい。この時、ディスプレイパネル２００の作動のための制御回路は、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２００の作動に必要な回路を含んでもよい。
図２ａ〜図２ｅは、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に対するタッチセンサパネルの相対的な位置を例示する概念図である。
まず、図２ａ〜図２ｃを参照して、ＬＣＤパネルを用いるディスプレイモジュール２００に対するタッチセンサパネル１００の相対的な位置を説明することにする。
本願明細書において、図面符号２００はディスプレイモジュールを指し示すが、図２ａ〜図２ｅ及びこれに対する説明において、図面符号２００はディスプレイモジュールだけでなく、ディスプレイパネルを指し示すことができる。図２ａ〜図２ｃに示されたように、ＬＣＤパネルは、液晶セル（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｃｅｌｌ）を含む液晶層２５０、液晶層２５０の両端に電極を含む第１ガラス層２６１と第２ガラス層２６２、そして、前記液晶層２５０と対向する方向として前記第１ガラス層２６１の一面に第１偏光層２７１及び前記第２ガラス層２６２の一面に第２偏光層２７２を含んでもよい。この時、第１ガラス層２６１は、カラーフィルタガラス（ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ ｇｌａｓｓ）であってもよく、第２ガラス層２６２は、ＴＦＴガラス（ＴＦＴ ｇｌａｓｓ）であってもよい。
当該技術分野の当業者には、ＬＣＤ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。
図２ａは、タッチ入力装置１０００において、タッチセンサパネル１００がディスプレイモジュール２００の外部に配置されたものを示す。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１００の表面であってもよい。図２ａにおいて、タッチ表面になり得るタッチセンサパネル１００の面は、タッチセンサパネル１００の上部面になってもよい。また、実施形態により、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の外面になってもよい。図２ａにおいて、タッチ表面になり得るディスプレイモジュール２００の外面は、ディスプレイモジュール２００の第２偏光層２７２の下部面になってもよい。この時、ディスプレイモジュール２００を保護するために、ディスプレイモジュール２００の下部面は、ガラスのようなカバー層（図示せず）で覆われていてもよい。
図２ｂ及び２ｃは、タッチ入力装置１０００において、タッチセンサパネル１００がディスプレイパネル２００の内部に配置されたものを示す。この時、図２ｂでは、タッチ位置を検出するためのタッチセンサパネル１００が、第１ガラス層２６１と第１偏光層２７１との間に配置されている。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２ｂにおいて上部面又は下部面になってもよい。図２ｃでは、タッチ位置を検出するためのタッチセンサパネル１００が、液晶層２５０に含まれて具現される場合を例示する。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２ｃにおいて上部面又は下部面になってもよい。図２ｂ及び図２ｃにおいて、タッチ表面になり得るディスプレイモジュール２００の上部面又は下部面は、ガラスのようなカバー層（図示せず）で覆われていてもよい。
以上では、本発明の実施形態によるタッチセンサパネル１００に対するタッチの有無及び／又はタッチの位置を検出することを説明したが、本発明の実施形態によるタッチセンサパネル１００を用いてタッチの有無及び／又は位置とともに、タッチの圧力の大きさを検出することができる。また、タッチセンサパネル１００と別個にタッチ圧力を検出する圧力検出モジュールをさらに含んでタッチの圧力の大きさを検出することも可能である。
次に、図２ｄ及び図２ｅを参照して、ＯＬＥＤパネルを用いるディスプレイモジュール２００に対するタッチセンサパネル１００の相対的な位置を説明することにする。図２ｄは、タッチセンサパネル１００は、偏光層２８２と第１ガラス層２８１との間に位置し、図２ｅは、タッチセンサパネル１００が、有機物層２８０と第２ガラス層２８３との間に位置する。ここで、第１ガラス層２８１は、エンカプセレーションガラス（Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ｇｌａｓｓ）からなってもよく、第２ガラス層２８３は、ＴＦＴガラス（ＴＦＴ ｇｌａｓｓ）からなってもよい。タッチセンシングに対しては上述したため、それ以外の構成に対してのみ簡略に説明をすることにする。
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利用し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利用する。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れば、エネルギーが高い状態である励起子（ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）を形成し、励起子はエネルギーが低い状態に落ちてエネルギーが放出されながら特定の波長の光が生成される原理を利用するものである。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）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、温度による色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）の間だけ発光をして、ＡＭ−ＯＬＥＤは、低い電流でフレーム時間（ｆｒａｍｅ ｔｉｍｅ）の間継続し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、大面積の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、精巧な画面を具現するのが容易である。
図２ｄ及び図２ｅに示されたように、基本的にＯＬＥＤ（特に、ＡＭ−ＯＬＥＤ）パネルは、偏光層２８２、第１ガラス層２８１、有機物層２８０及び第２ガラス層２８３を含む。ここで、第１ガラス層２８１はエンカプセレーションガラスであり、第２ガラス層２８３はＴＦＴガラスであってもよいが、これに限定されない。
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（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌ 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）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。
上では、本発明の実施形態によるタッチセンサパネル１００によるタッチ位置検出について説明したが、本発明の一実施形態によるタッチセンサパネル１００を用いて、タッチの有無及び／又は位置とともに、タッチの圧力の大きさを検出することもできる。また、タッチセンサパネル１００と別個にタッチ圧力を検出する圧力検出モジュールをさらに含んで、タッチの圧力の大きさを検出することも可能である。以下では、圧力検出モジュールを用いたタッチ圧力検出について詳しい説明を続けることにする。
本発明によるタッチ入力装置１０００は、上述したタッチセンサパネル１００を介してタッチ位置を検出し、ディスプレイモジュール２００と基板３００との間に圧力検出モジュール４００を配置して、タッチ圧力を検出することができる。
以下では、本発明によるタッチ入力装置１０００の圧力検出モジュール４００によるタッチ圧力検出とその構造について説明することにする。
図３ａ及び図３ｂは、相互静電容量（ｍｕｔｕａｌ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の変化量を検出して、タッチ圧力検出を遂行する方式と構造を示す。図３ａ及び図３ｂに示された圧力検出モジュール４００は、例えばエアギャップ（ａｉｒ−ｇａｐ）からなるスペーサ層４２０を含むが、他の実施形態においては、スペーサ層４２０が衝撃吸収物質からなるか、もしくは誘電物質（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）で満たされてもよい。
圧力検出モジュール４００は、スペーサ層４２０内に位置する圧力電極４５０、４６０を含んでもよい。ここで、圧力電極４５０、４６０は、多様な方式でディスプレイモジュール２００の下部に形成されてもよい。これと関連しては、下でさらに詳しく説明することにする。圧力電極４５０、４６０は、ディスプレイパネルの後面に含まれるので、透明物質と不透明物質のいずれを用いても構わない。
スペーサ層４２０を保持するため、基板３００上部の縁に沿って所定の厚さを有する接着テープ４４０が形成されてもよい。接着テープ４４０は、基板３００のすべての縁（例えば、四角形の４つの辺）に形成されてもよいが、その一部にだけ形成されてもよい。例えば、接着テープ４４０は、基板３００の上部面又はディスプレイモジュール２００の下部面に付着されてもよい。接着テープ４４０は、基板３００とディスプレイモジュール２００を同一の電位で作るために、伝導性テープであってもよい。また、接着テープ４４０は、両面接着テープであってもよい。本発明の実施形態において、接着テープ４４０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、ディスプレイモジュール２００に圧力が印加される場合、ディスプレイモジュール２００が撓み得るので、接着テープ４４０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。もちろん、本発明は、スペーサ層４２０を保持するための手段として接着テープ４４０に限定される訳ではなく、他の実施形態では、接着テープ４４０以外の多様な手段が用いられてもよいだろう。
図３ａ及び図３ｂに示されたように、圧力検出のための圧力電極は、第１電極４５０と第２電極４６０を含む。この時、第１電極４５０と第２電極４６０のいずれか一つは駆動電極であってもよく、残りの一つは受信電極であってもよい。駆動電極に駆動信号を印加し、受信電極を介して感知信号を取得することができる。電圧が印加されれば、第１電極４５０と第２電極４６０との間に相互静電容量が生成され得る。
図３ｂは、客体Ｕによって圧力が印加された時の圧力検出モジュール４００の断面図である。ディスプレイモジュール２００の下部面は、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Ｕを介してタッチセンサパネル１００の表面に圧力を印加する場合、タッチセンサパネル１００及びディスプレイモジュール２００は撓み得る。
これにより、グランド電位を有する基準電位層と圧力電極パターン４５０、４６０との間の距離ｄがｄ’に減少し得る。この時、距離減少によってディスプレイモジュール２００の下部面にフリンジング静電容量が吸収されるので、第１電極４５０と第２電極４６０との間の相互静電容量は減少し得る。したがって、受信電極を介して取得される感知信号において、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。
本発明の実施形態によるタッチ入力装置１００において、ディスプレイモジュール２００は、圧力を印加するタッチにより撓み得る。ディスプレイモジュール２００は、タッチの位置で最も大きい変形を示すように撓み得る。実施形態により、ディスプレイモジュール２００が撓む時、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、ディスプレイモジュール２００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モジュール２００の縁及び端などに近接する場合、ディスプレイモジュール２００が撓む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、ディスプレイモジュール２００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。
この時、基板３００の上部面もまたノイズ遮蔽のためにグランド電位を有してもよい。したがって、基板３００と圧力電極４５０、４６０が短絡（ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ）するのを防止するために、圧力電極４５０、４６０は絶縁層上に形成されてもよいだろう。
図４、５ａ及び５ｂは、自己静電容量（ｓｅｌｆ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の変化量を検出し、タッチ圧力検出を遂行する方式と構造を示す。
自己静電容量の変化量を検出するための圧力検出モジュール４００は、ディスプレイモジュール２００の下部面に形成された圧力電極４５５を用いる。圧力電極４５５に駆動信号が印加されれば、自己静電容量の変化量に対する情報を含む信号を受信し、タッチ圧力を検出する。
駆動部２０は、圧力電極４５５に駆動信号を印加し、感知部３０は、圧力電極４５５を介して圧力電極４５５と基準電位を有する基準電位層３００（例えば、基板）の間の静電容量を測定することによって、タッチ圧力の有無及び大きさを検出することができる。
駆動部２０は、例えばクロック生成器（図示せず）及びバッファ（ｂｕｆｆｅｒ）を含んでパルス形態で駆動信号を生成して圧力電極４５５に印加することができる。ただし、これは例示に過ぎず、多様な素子を介して駆動部を具現することができ、駆動信号の形態も多様に変形されてもよい。
駆動部２０と感知部３０とは集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）で具現されてもよく、一つのチップ（ｃｈｉｐ）上に形成されてもよい。駆動部２０と感知部３０とは、圧力検出器を構成することができる。
圧力電極４５５は、基準電位層３００との間で静電容量の変化量の検出が容易なように、圧力電極４５５と基準電位層３００との間に向かい合う面が大きいように形成されてもよい。例えば、圧力電極４５５は、板状のパターンで形成されてもよい。
自己静電容量方式のタッチ圧力検出と関連し、ここでは、一つの圧力電極４５５を例として挙げて説明するが、複数個の電極を含み、複数個のチャネルを構成することによって、多重タッチ（ｍｕｌｔｉ ｔｏｕｃｈ）により多重の圧力の大きさ検出が可能なように構成されてもよいことは勿論である。
圧力電極４５５と基準電位層３００との間の距離変化によって圧力電極４５５と基準電位層との間の静電容量が変わるようになり、このような静電容量の変化に対する情報を感知部３０で感知するようにすることで、タッチ圧力を検出するようになる。
図５ａは、本発明の一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と圧力検出モジュール４００の断面を示す。
図３ａ及び図３ｂと同様に、圧力電極４５５は、基準電位層３００と所定の離隔距離ｄを置いて配置されてもよい。この時、圧力電極４５５と基準電位層３００との間には、客体Ｕによって印加された圧力により、形態の変形が可能な（ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ）物質が配置されてもよい。例えば、圧力電極４５５と基準電位層３００との間に配置された形態変形が可能な物質は、空気（ａｉｒ）、誘電体、弾性体及び／又は衝撃吸収物質であってもよい。
客体Ｕがタッチ表面を形成する構成（ここでは、ディスプレイモジュール２００の上部面又はタッチセンサパネル１００の上面）のタッチ表面を押圧すれば、印加された圧力によって圧力電極４５５と基準電位層３００とが互いに近づくことになって、両者の間の離隔距離ｄが減少する。
図４ｂは、客体Ｕによって圧力が印加され、ディスプレイモジュール２００と圧力検出モジュール４００とが下方向へ撓んだ状態を示す。圧力電極４５５と基準電位層３００との間の距離がｄからｄ’に近づくことによって静電容量の変化量が生じる。具体的に、圧力電極４５５と基準電位層３００との間に生成される自己静電容量値が増加するようになる。このように生成された自己静電容量の変化量は、上で説明したように、感知部３０によって測定され、これを介してタッチ圧力の有無及びその大きさを判断できるようになる。
静電容量の変化量を感知するための圧力電極４５０、４６０又は４５５は、ディスプレイモジュール２００の下部面に形成されてもよい。図６ａ及び図６ｂは、多様なディスプレイモジュール２００に形成された圧力電極４５０、４６０又は４５５の実施形態を示す断面図である。
まず、図６ａは、ＬＣＤパネルを用いるディスプレイモジュール２００の下部面に形成された圧力電極４５０、４６０又は４５５を示す。この時、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、駆動電極４５０と受信電極４６０とがディスプレイモジュール２００の下部面（さらに詳しくは、第２ガラス層２６２の下面）に形成され、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、圧力電極４５５がディスプレイモジュールの下部面（さらに詳しくは、第２ガラス層２６２の下面）に形成される。
図６ａには、タッチセンサパネル１００の相対的な位置が省略されたが、図２ａ〜図２ｃの実施形態を適用できるだろう。簡略に説明すると、タッチセンサパネル１００は、図２ａのように、ディスプレイモジュール２００の外部に配置されてもよい。また、図２ｂや２ｃのように、ディスプレイパネル２００の内部に配置されるが、第１ガラス層２６１と第１偏光層２７１との間に配置されたり、液晶層２５０内に含まれてもよい。
図６ａの実施形態において、圧力電極４５０、４６０又は４５５は、ディスプレイモジュール２００の下部面に形成されてもよい。さらに具体的に、圧力電極４５０、４６０又は４５５は、第２ガラス層２６２の下部面に形成されてもよい。この時、圧力電極４５０、４６０又は４５５は、ディスプレイ工程を用いてパターンが形成されてもよい。これと関連しては、図７ａ〜図７ｄを参照して、後述することにする。
一方、ＬＣＤパネルには、バックライトユニット（ｂａｃｋ ｌｉｇｈｔ ｕｎｉｔ）２７５がさらに備わるが、図６ａでは、圧力電極４５０、４６０又は４５５が形成された第２ガラス層２６２の下部にバックライトユニット２７５が備わってもよいが、これは一実施形態に過ぎず、多様な方法でバックライトユニット２７５を構成させることができる。
また、静電容量の変化量に基づいたタッチ圧力検出に用いられる基準電位層３００は、圧力電極４５０、４６０又は４５５と所定距離離隔して形成されてもよい。
次に、図６ｂは、ＯＬＥＤパネル（特に、ＡＭ−ＯＬＥＤパネル）を用いるディスプレイモジュール２００の下部面に形成された圧力電極４５０、４６０又は４５５を示す。この時、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、駆動電極４５０と受信電極４６０がディスプレイモジュール２００の下部面（さらに詳しくは、第２ガラス層２６２の下面）に形成され、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、圧力電極４５５がディスプレイモジュールの下部面（さらに詳しくは、第２ガラス層２６２の下面）に形成される。
図６ｂには、タッチセンサパネル１００の相対的な位置が省略されたが、図２ｄ及び図２ｅの実施形態を適用できるだろう。簡略に説明すると、タッチセンサパネル１００は、図２ｄ及び図２ｅのように、ディスプレイパネル２００の内部に配置されるが、第１ガラス層２８１と第１偏光層２８２との間に配置されたり、有機物層２８０と第２ガラス層２８３との間に含まれてもよい。
図６ｂの実施形態において、圧力電極４５０、４６０又は４５５は、ディスプレイモジュール２００の下部面に形成されてもよい。さらに具体的に、圧力電極４５０、４６０又は４５５は、第２ガラス層２６２の下面に形成されてもよい。この時、圧力電極４５０、４６０又は４５５は、ディスプレイ工程を用いてパターンが形成されてもよい。これと関連しては、図７ａ〜図７ｄを参照して、後述することにする。
一方、ＯＬＥＤパネルは、バックライト ユニットを必要としないため、基準電位層３００だけ圧力電極４５０、４６０又は４５５と所定距離離隔して形成されてもよい。
以下では、第２ガラス層２８３の下面に圧力電極４５０、４６０又は４５５を形成させるディスプレイ工程について説明することにする。図７ａ〜図７ｄは、本発明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下部面に圧力電極を形成する工程を示す。
まず、図７ａに示されたように、第２ガラス層２８３を反転させて、その下面に圧力電極４５０、４６０又は４５５を形成させる。圧力電極４５０、４６０又は４５５を形成させる方法は多様であり、いくつかの方法について記述することにする。
一番目として、フォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）による電極形成方法がある。まず、第２ガラス層２８３を反転させる。この時、第２ガラス層２８３に超純水（Ｄｅ−Ｉｏｎｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ）を用いて、表面に付いている不純物を除去する洗浄工程が事前に成され得る。その後、圧力電極４５０、４６０又は４５５として利用可能なメタルを、物理的蒸着（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｎ）、または、化学的蒸着（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を介して第２ガラス層２８３の下面に蒸着させる。前記メタルは、Ａｌ、Ｍｏ、ＡｌＮｄ、ＭｏＴｉ、ＩＴＯなどの金属であってもよい。その次に、スピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）、スリットダイコーティング（ｓｌｉｔ ｄｉｅ ｃｏａｔｉｎｇ）、スクリーン印刷（ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）、ＤＦＲ（ｄｒｙ ｆｉｌｍ ｒｅｓｉｓｔ）ラミネーティングなどの工程を用いて、フォトレジスト（ｐｈｏｔｏ ｒｅｓｉｓｔ）を第２ガラス層２８３の下面にコーティングさせる。フォトレジストが塗布された第２ガラス層２８３の下面に、マスク（ｍａｓｋ）上のパターンを紫外線（ＵＶ）を用いて、前記フォトレジストを露光させる。この時、用いられるフォトレジストがポジティブフォトレジスト（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ＰＲ）ならば、光が露出した部分が化学的な分解によって露光後に現像液に洗われることになり、ネガティブフォトレジスト（ｎｅｇａｔｉｖｅ ＰＲ）ならば、光が露出した部分が化学的に結合して、露光後に光が露出しなかった部分が現像液に洗われることになる。露光されたパターンを現像液（ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ）を用いて現象し、露光された部位のフォトレジストを除去する。この時、現像液として亜硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウムなどのアルカリを混合した水溶液を用いることができる。次の段階で、塩化物混合気体、フッ酸、酢酸などで圧力電極４５０、４６０又は４５５ 膜のパターン部位を溶かして回路を形成した後、食刻（ｅｔｃｈｉｎｇ）工程を介して、パターンを形成した後、第２ガラス層２８３の表面に残留するフォトレジストを除去する。最後に、再び超純水を用いて第２ガラス層２８３表面に存在する不純物を除去することで、圧力電極４５０、４６０又は４５５が形成される。この方法は、パターンの線がきれいであり、微細パターンを具現することができるという長所がある。
二番目として、エッチングレジスト（ｅｔｃｈｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔ）を用いた電極形成方法がある。エッチングレジストは、部分的にエッチングを防止する目的で塗布された被膜又はその材料を言い、有機物、無機物、金属などが用いられてもよい。まず、第２ガラス層２８３に対して超純水を用いて表面の不純物を除去する。その後、圧力電極４５０、４６０又は４５５として利用可能なメタルを、物理的蒸着又は化学的蒸着を用いて第２ガラス層２８３の下面に蒸着させる。前記メタルは、Ａｌ、Ｍｏ、ＡｌＮｄ、ＭｏＴｉ、ＩＴＯなどの金属であってもよい。そして、スクリーン印刷、グラビアコーティング（ｇｒａｖｕｒｅ ｃｏａｔｉｎｇ）、インクジェットコーティング（ｉｎｋｊｅｔ ｃｏａｔｉｎｇ）などを用いて第２ガラス層２８３の上にエッチングレジストをコーティングする。エッチングレジストがコーティングされれば、乾燥工程を経て食刻段階に移る。すなわち、塩化物混合気体、フッ酸、酢酸などのエッチング液で第２ガラス層２８３の下面に蒸着された圧力電極４５０、４６０又は４５５のパターン部位を溶かして回路を形成させる。その後、第２ガラス層２８３の表面に残留しているエッチングレジストを除去する。この方法は、高価な露光機が必要ないため、相対的に安く電極を形成することができる。
三番目として、エッチングペースト（ｅｔｃｈｉｎｇ ｐａｓｔｅ）を用いた電極形成方法がある。第２ガラス層２８３の下面にメタルが蒸着されれば、スクリーン印刷、グラビアコーティング、インクジェットコーティングなどを用いて第２ガラス層２８３の上にエッチングペーストをコーティングする。その後、エッチングペーストの食刻率を高めるために、８０〜１２０℃の高温で約５〜１０分間加熱させる。その次に、洗浄工程を経れば、第２ガラス層２８３の下面に圧力電極２５０、２６０又は２５５が形成される。ただし、これとは異なり、加熱工程を経た後、エッチングペーストを完全に乾燥させる工程をさらに含んでも構わない。三番目の方法は、工程が単純であり、材料費を節減できるという長所がある。また、乾燥工程をさらに含む場合、微細なパターンを形成することができるという長所がある。
前記方法によって、第２ガラス層２８３の下面に圧力電極４５０、４６０又は４５５が形成されれば、絶縁層（ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）９００を形成させる。これは、第２ガラス層２８３の下面に形成された圧力電極４５０、４６０又は４５５を保護する機能を有する。絶縁層の形成も、上で言及した方法によって成され得る。簡略に説明すると、物理的または化学的蒸着工程を介して圧力電極４５０、４６０又は４５５上に絶縁体を蒸着させて、フォトレジストをコーティングした後に乾燥し、露光工程を経た後に食刻する。最後に、残留するフォトレジストを除去するフォトレジストストリップ工程を介して電極パターンを完成する。ここで、絶縁体は、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘなどの材料を用いることができる。その次に、工程のうち圧力電極４５０、４６０、４５５のパターンを保護するために、保護層９１０を形成するが、保護層９１０の形成は、コーティングや付着を介して成され得る。この時、保護層９１０は、低い硬度を有するＴＦＴなどの要素を保護するため、各層を保護できる硬度が高い材料であることが好ましい。図７ｂは、保護層９１０を形成した後、第２ガラス層２８３を元の位置に反転させた状態を示す。
図７ｃの過程では、第２ガラス層２８３の上部面に積層されるディスプレイモジュール２００の構成が形成される。図７ｃでは、ＯＬＥＤパネルを含むディスプレイモジュール２００を想定して示されたため、ＴＦＴ層９２０が形成されるもので示された。ＴＦＴ層９２０には、ＯＬＥＤパネル（特に、ＡＭ−ＯＬＥＤパネル）に含まれる基本的な構成が含まれる。すなわち、ＯＬＥＤパネルと関連して、上で説明したことがある、カソード、有機物層及びアノードの構成をはじめとして、ＴＦＴ電極を含めることができ、これらを積層させるための各種要素（例：ＯＣ（ｏｖｅｒ ｃｏａｔ）、ＰＡＳ（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）、ＩＬＤ（ｉｎｔｅｒ−ｌａｙｅｒ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）、ＧＩ（ｇａｔｅ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）、ＬＳ（ｌｉｇｈｔ ｓｈｉｅｌｄ）など）が形成されてもよい。これは、多様なＯＬＥＤパネル形成工程によって成され得る。
これとは異なり、ＬＣＤパネルを用いるディスプレイモジュール２００であれば、液晶層を含んだ各種要素が図７ｃのＴＦＴ層９２０を代替することができるだろう。
最後に、図７ｄのように、ＴＦＴ層９２０の上に第１ガラス層２８１を形成させて、図７ｂで形成させた保護層９１０を化学的あるいは物理的に除去すれば、下部面に圧力電極４５０、４６０又は４５５が形成されたディスプレイモジュール２００が製造される。
上では、図７ａ〜７ｄを参照して、圧力電極４５０、４６０又は４５５が形成されたディスプレイモジュール２００の製造工程について説明したが、その順序が変わっても構わず、その中のいずれかの過程が省略されてもよい。すなわち、図７ａ〜図７ｄの段階が最適な工程の順序であり得るが、本発明の権利範囲がその順序に限定されはしないだろう。
上の方法で、ＬＣＤパネルあるいはＯＬＥＤパネルを用いるディスプレイモジュール２００の下部面に圧力電極４５０、４６０又は４５５が形成されれば、タッチ圧力検出が可能なタッチ入力装置１０００の厚さをさらに薄くすることができ、製造コストも低くすることができるという効果を図るようになる。
以上で実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の一つの実施形態に含まれ、必ずしも一つの実施形態のみに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の通常の知識を有する者によって、他の実施形態に対しても組み合わせ又は変形されて実施可能である。したがって、このような組み合わせと変形に関係した内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されなければならないだろう。
以上において、実施形態を中心に説明したが、これは単に例示に過ぎず、本発明を限定する訳ではなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特徴を外れない範囲で、以上に例示されない様々な変形と応用が可能であることが分かるはずである。例えば、実施形態に具体的に示された各構成要素は、変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る相違点は、添付の特許請求の範囲において規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
１００ タッチセンサパネル
２００ ディスプレイモジュール
３００ 基準電位層または基板
４００ 圧力検出モジュール

Claims (11)

  1. タッチ圧力検出が可能なタッチ入力装置であって、
    下部面に圧力検出のための圧力電極が形成されたディスプレイパネルと、
    前記圧力電極と離隔して形成された基準電位層と、
    前記ディスプレイパネルの下部に配置されて前記基準電子層が含まれる基板と、
    を含み、
    前記ディスプレイパネルは、ガラスまたはプラスチックで構成された上部基板層、ガラスまたはプラスチックで構成された下部基板層、及び前記上部基板層と前記下部基板層との間に液晶層または有機物層が備えられ、
    前記圧力電極は、前記下部基板層の下部面に直接形成され、
    前記圧力電極と前記基準電位層との間の距離の変化による静電容量の変化量に基づいてタッチ圧力を検出し、
    前記タッチ圧力がない時、前記距離は前記基板の縁部分にのみ配置された支持部材によって保持される、
    タッチ入力装置。
  2. 前記圧力電極は、駆動電極及び受信電極を含み、
    前記静電容量の変化量は、前記圧力電極と前記基準電位層との間の距離の変化による、前記駆動電極と前記受信電極との間の相互静電容量の変化量である、請求項１に記載のタッチ入力装置。
  3. 前記静電容量の変化量は、前記圧力電極と前記基準電位層との間の距離の変化による、前記圧力電極の自己静電容量の変化量である、請求項１または２に記載のタッチ入力装置。
  4. 前記ディスプレイパネルは、
    前記圧力電極が前記下部基板層に形成された後、前記液晶層または有機物層と、前記上部基板層が形成される、請求項１に記載のタッチ入力装置。
  5. 前記タッチ入力装置は、タッチ位置を検出するタッチセンサパネル、をさらに含み、
    前記タッチセンサパネルは、前記ディスプレイパネルの上部に付着されるか、もしくは前記ディスプレイパネル内部に備えられる、請求項１に記載のタッチ入力装置。
  6. 前記タッチ入力装置は、
    前記ディスプレイパネルの上部に配置されるカバー層をさらに含み、
    前記カバー層に圧力が印加されれば、前記カバー層及び前記ディスプレイパネルが撓んで前記距離が変わり得て、
    前記距離は、前記圧力の大きさによって変わる、請求項１に記載のタッチ入力装置。
  7. ガラスまたはプラスチックで構成された上部基板層及びガラスまたはプラスチックで構成された下部基板層、及び前記上部基板層と前記下部基板層との間に液晶層または有機物層を備えるディスプレイパネルに圧力電極を形成する方法であって、
    前記圧力電極形成方法は、
    前記下部基板層の下部面に圧力電極を直接形成する段階と、
    前記形成された圧力電極上に絶縁層を形成する段階と、
    前記圧力電極と前記絶縁層とが形成された前記下部基板層に保護層を形成した後に、前記下部基板層を反転させる段階と、
    反転した前記下部基板層の上部面に液晶層または有機物層を形成する段階と、
    前記液晶層または有機物層の上部に前記上部基板層を形成する段階と、
    を含む、圧力電極形成方法。
  8. 前記圧力電極を形成する段階は、フォトリソグラフィ、エッチングレジストまたはエッチングペーストを用いた食刻工程のいずれか一つを用いて、前記圧力電極を形成する、請求項７に記載の圧力電極形成方法。
  9. 前記圧力電極は、所定距離離隔された基準電位層との距離変化による静電容量の変化量を検出するための電極である、請求項７または８に記載の圧力電極形成方法。
  10. 前記圧力電極は、駆動電極及び受信電極を含み、
    前記基準電位層との距離変化による前記駆動電極と前記受信電極との間の相互静電容量の変化量を検出する、請求項９に記載の圧力電極形成方法。
  11. 前記圧力電極は、前記基準電位層との距離変化による自己静電容量の変化量を検出する、請求項９に記載の圧力電極形成方法。
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