CN109643184A - 触摸输入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施方式的触摸输入装置可检测触摸位置及触摸压力，上述触摸输入装置包括：显示板，触摸传感器，包括用于检测触摸位置的触摸电极，以及压力传感器，包括用于检测触摸压力的压力电极；在与驱动上述压力传感器时所使用的触摸压力的感测频率相隔第一间隔的范围内不存在当驱动上述显示板时所使用的水平同步信号的频率的谐波频率，上述第一间隔可以为5kHz。

Description

触摸输入装置
技术领域
本发明涉及触摸输入装置，更详细地，涉及如下的触摸输入装置，即，在用于检测触摸位置及触摸压力的触摸输入装置中，可通过减少触摸位置感测、触摸压力感测及显示器相互之间的噪音的影响来提高显示器的质量并进一步提高触摸位置及触摸压力感测灵敏度。
背景技术
为了计算***的操作而利用多种输入装置。例如，使用如按钮(button)、键(key)、操纵杆(joystick)及触摸屏的输入装置。因触摸屏的简便操作，当操作计算***时，增加触摸屏的利用。
触摸屏可构成包括具有触敏表面(touch-sensitive surface)的透明板的触摸传感器(touch sensor panel)的触摸输入装置的触摸表面。这种触摸传感器附着于显示屏的前部面，使触敏表面可覆盖显示屏的可视面。用户通过手指等简单对触摸屏进行触摸来操作计算***。通常，计算***识别触摸屏上的触摸及触摸位置并解析这种触摸，由此可执行计算。
此时，向触摸输入装置的显示部输入用于显示图像的数据信号、扫描信号等的信号。而且，当感测触摸位置时，上述信号可产生影响，这种信号起到噪音的作用，从而降低感测触摸位置的精密度。并且，当感测触摸压力时驱动的驱动信号或检测信号等起到噪音的作用，从而降低显示器的质量。因此，当感测触摸位置及触摸压力时，需要可减少与显示器的相互噪音的影响的触摸输入装置。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于，提供可减少触摸压力感测与显示器及触摸位置感测与显示器相互之间的噪音的影响的触摸输入装置。
解决问题的方案
本发明实施方式的触摸输入装置可检测触摸位置及触摸压力，上述触摸输入装置包括：显示板；触摸传感器，包括用于检测触摸位置的触摸电极；以及压力传感器，包括用于检测触摸压力的压力电极，在与驱动上述压力传感器时所使用的触摸压力的感测频率相隔第一间隔的范围内不存在驱动上述显示板时所使用的水平同步信号的频率的谐波频率，上述第一间隔可以为5kHz。
本发明另一实施方式的触摸输入装置可检测触摸位置及触摸压力，上述触摸输入装置包括：显示板；触摸传感器，包括用于检测触摸位置的触摸电极；以及压力传感器，包括用于检测触摸压力的压力电极，驱动上述压力传感器时所使用的触摸压力的感测频率与驱动上述触摸传感器时所使用的触摸位置感测频率相同，在与上述触摸压力感测率频相隔第一间隔的范围内不存在驱动上述显示板时所用的水平同步信号的频率的谐波频率，在与上述触摸压力的感测频率相隔第二间隔的范围内存在驱动上述显示板时所使用的水平同步信号的频率的谐波频率，上述第一间隔可以为5kHz，上述第二间隔可以为20kHz。
发明的效果
根据本发明的实施例，本发明可提供可减少触摸压力感测与显示器及触摸位置感测与显示器相互之间的噪音的影响的触摸输入装置。
附图说明
图1a及图1b为用于实施例的电容方式的触摸传感器及其的动作的结构的简图。
图2例示在包括显示板的触摸输入装置中，用于控制触摸位置、触摸压力及显示动作的控制块。
图3a至图3f为例示在实施例的触摸输入装置中，针对于显示板的触摸传感器及压力传感器的相对位置的示意图。
图4a至图4f例示在本发明实施例的触摸输入装置附着以电极板形式构成的压力电极的例。
图5例示本发明实施例的电极板的剖面。
图6a至图6c例示在本发明实施例的触摸输入装置直接形成压力电极的例。
图7a至图7c为示出测定在本发明实施例的触摸输入装置的显示板中发生的信号的画面的图。
图8为示出在本发明实施例的触摸输入装置中的电荷泵电路的图。
图9a至图9d为例示在本发明实施例的触摸输入装置中的电极形式的图。
具体实施方式
后述的对于本发明的详细说明参照以可实施本发明的特定实施例为例示来示出的附图。以下详细说明这些实施例，以使本发明所属技术领域的普通技术人员可以实施本发明。应理解为，虽然本发明的多种实施例互不相同，但是相互没有排他性。例如，在此记载的特定形状、结构及特性可在不超出本发明的思想及范围的情况下从一实施例变更为其他实施例。并且，应理解为，各个揭示的实施例的个别结构要素的位置或配置也可以在不超出本发明的思想及范围的情况下变更。图中，相似的附图标记在多个方面执行相同或相似的功能。
以下，参照附图，说明本发明实施例的可检测压力的触摸输入装置。以下，例示电容方式的触摸传感器10，可以适用通过任意方式检测触摸位置的触摸传感器10。
图1a为用于本发明实施例的触摸输入装置中的电容方式的触摸传感器10及其的动作的结构的简图。参照图1a，触摸传感器10包括多个驱动电极(TX1至TXn)以及多个接收电极(RX1至RXm)，触摸传感器10可包括：驱动部12，为了上述触摸传感器10的启动而向多个驱动电极(TX1至TXn)施加驱动信号；以及检测部11，从多个接收电极(RX1至RXm)接收包含根据对触摸表面的触摸而变化的电容变化量相关的信息的感测信号来检测触摸及触摸位置。
如图1a所示，触摸传感器10可包括多个驱动电极(TX1至TXn)和多个接收电极(RX1至RXm)。图1a中示出触摸传感器10的多个驱动电极(TX1至TXn)和多个接收电极(RX1至RXm)构成正交阵列，但本发明并不局限于此，多个驱动电极(TX1至TXn)和多个接收电极(RX1至RXm)可具有包括对角线、同心圆及三维随机排列等的任意多维及其的应用排列。其中，n及m为量的正数，可具有相同或不相同的值，其大小可根据实施例变化。
多个驱动电极(TX1至TXn)多个接收电极(RX1至RXm)分别可按照相互交叉的方式排列。驱动电极TX包括沿着第一轴方向延伸的多个驱动电极(TX1至TXn)，接收电极RX可包括沿着与第一轴方向交叉的第二轴方向延伸的多个接收电极(RX1至RXm)。
如图9a及图9b所示，本发明实施例的触摸传感器10中，多个驱动电极(TX1至TXn)和多个接收电极(RX1至RXm)可形成于相同层。例如，多个驱动电极(TX1至TXn)和多个接收电极(RX1至RXm)可形成于后述的显示模块200的上部面。
并且，如图9c所示，多个驱动电极(TX1至TXn)和多个接收电极(RX1至RXm)可形成于不同的层。例如，在多个驱动电极(TX1至TXn)和多个接收电极(RX1至RXm)中的一个形成于显示模块200的上部面，剩余一个可形成于后述的盖的下部面或者显示模块200的内部。
多个驱动电极(TX1至TXn)和多个接收电极(RX1至RXm)可由透明导电性物质(例如，由氧化锡(SnO2)及氧化铟(In2O3)等形成的铟锡氧化物(ITO，Indium Tin Oxide)或锑锡氧化物(ATO，Antimony Tin Oxide))等形成。但是，这仅是例示，驱动电极TX及接收电极RX可由其他透明导电性物质或不透明导电性物质形成。例如，驱动电极TX及接收电极RX可包含银墨水(silver ink)、铜(copper)、纳米银(nano silver)及碳纳米管(CNT，CarbonNanotube)中的至少一种。并且，驱动电极TX及接收电极RX可体现为金属网(metal mesh)。
本发明实施例的驱动部12可向驱动电极(TX1至TXn)施加驱动信号。在本发明的实施例中，驱动信号可从第一驱动电极TX1至第n驱动电极TXn的顺序，一次性对一个驱动电极施加。这种驱动信号的施加可重复进行。这仅是例示，根据实施例，可向多个驱动电极同时施加驱动信号。
检测部11通过接收电极(RX1至RXm)接收检测信号，该检测信号包含与在施加驱动信号的驱动电极(TX1至TXn)与接收电极(RX1至RXm)之间生成的电容(Cm：14)相关的信息的检测信号，由此，可检测触摸与否及触摸位置。例如，检测信号可以是向驱动电极TX施加的驱动信号通过在驱动电极TX与接收电极RX之间生成的电容(Cm：14)耦合的信号。如上所述，通过接收电极(RX1至RXm)检测从第一驱动电极TX1至第n驱动电极TXn施加的驱动信号的过程可被称为扫描(scan)触摸传感器10。
例如，检测部11可按照包括通过各个接收电极(RX1至RXm)与开关相连接的接收器(未图示)的方式构成。上述开关在检测对应接收电极RX的信号的时间段被开启(on)，从而在接收器检测从接收电极RX的检测信号。接收器可按照包括放大器(未图示)及与放大器的负(-)输入端与放大器的输出端之间，即，反馈路径相结合的反馈电容器。此时，放大器的正(+)输入端可以与接地(ground)相连接。并且，接收器还可包括与反馈电容器并联的重置开关。重置开关可重置通过接收器执行的电流向电压的转换。放大器的负输入端与对应的接收电极RX相连接，在接收包含与电容(Cm：14)相关的信息的电流信号之后进行积分来变换成电压。检测部11还可包括将通过接收器积分的数据变换为数字数据的模数转换器(未图示)(ADC，analog to digital converter)。之后，数字数据向处理器(未图示)输入来获取与触摸传感器10相关的触摸信息。检测部11可包括接收器、模数转换器及处理器。
控制部13可执行控制驱动部12和检测部11的动作的功能。例如，控制部13在生成驱动控制信号之后向驱动部12传递，以此在规定时间向预先设定的驱动电极TX施加驱动信号。并且，控制部13在生成检测控制信号之后向检测部11传递，使检测部11在规定时间内从预先设定的接收电极RX接收检测信号来执行预先设定的功能。
图1a中，驱动部12及检测部11可构成能够检测与触摸传感器10相关的触摸与否及触摸位置的触摸检测装置(未图示)。触摸检测装置还可包括控制部13。触摸检测装置可在包括触摸传感器10的触摸输入装置中，在作为触摸感测电路的触摸感测集成电路(touchsensing Integrated Circuit)上集成来体现。例如，形成于触摸传感器10的驱动电极TX及接收电极RX通过导电迹线(conductive trace)和/或印刷在电路板的导电图案(conductive pattern)等与形成于触摸感测集成电路的驱动部12及检测部11相连接。触摸感测集成电路可位于印刷有导电图案的电路板，例如，第一印刷电路板(以下，称之为第一印刷电路板)上。根据实施例，触摸感测集成电路可安装于用于使触摸输入装置进行工作的主板上。
如上所述，在驱动电极TX和接收电极RX的每个交叉点生成规定值的电容Cm，在如手指的客体接近触摸传感器10的情况下，这种电容值可以改变。图1a中，上述电容可呈现出互电容(Cm，mutual capacitance)。检测部11检测到这种电特性来检测与触摸传感器10相关的触摸与否和/或触摸位置。例如，可检测与由第一轴和第二轴形成的二维平面形成的触摸传感器10的表面相关的触摸与否和/或其位置。
更具体地，当发生对于触摸传感器10的触摸时，可通过检测施加驱动信号的驱动电极TX来检测触摸的第二轴方向的位置。同样，当发生对于触摸传感器10的触摸时，从通过接收电极RX接收的接收信号来检测电容变化，由此可检测触摸的第一轴方向的位置。
以上，以驱动电极TX与接收电极RX之间的互电容变化量为基础，说明了检测触摸位置的触摸传感器10的动作方式，本发明并不局限于此。即，如图1b所示，还能够以自电容(self capacitance)的变化量为基础来检测触摸位置。
图1b为用于说明本发明另一实施例的触摸输入装置中的其他电容方式的触摸传感器10及其的动作的简图。在图1b所示的触摸传感器板10设置多个触摸电极30。如图9d所示，多个触摸电极30隔着规定间隔以格子形状配置，但并不局限于此。
通过控制部130生成的驱动控制信号向驱动部12传递，驱动部12以驱动控制信号为基础在规定时间内向预先设定的触摸电极30施加驱动信号。并且，通过控制部13生成的检测控制信号向检测部11传递，检测部11以检测控制信号为基础在规定时间内从预先设定的触摸电极30接收检测信号。此时，检测信号可以为与形成于触摸电极30的自电容变化量相关的信号。
此时，通过检测部11所检测的检测信号，检测与触摸传感器板10相关的触摸与否和/或触摸位置。例如，已知触摸电极30的坐标，因此，可检测与触摸传感器10的表面相关的客体的触摸与否和/或其位置。
以上，为了方便，对以将驱动部12和检测部11分成单独的模块来进行工作的情况进行了说明，但是，向触摸电极30施加驱动信号并从触摸电极30接收检测信号的动作可以在一个驱动及检测部中执行。
图2例示在包括显示板的触摸输入装置中，用于控制触摸位置、触摸压力及显示动作的控制块。在除了显示功能及触摸位置检测之外，还可检测触摸压力的触摸输入装置1000中的控制块可包括：触摸传感控制器1100，用于检测触摸位置；显示控制器1200，用于驱动显示板；以及压力传器控制器1300，用于检测压力。显示控制器1200可包括控制电路，该控制电路接受作为用于触摸输入装置1000的工作的主板(main board)上的中央处理单元的中央处理器(CPU，central processing unit)或应用处理器(AP，applicationprocessor)等的输入，从而在显示板200A显示所需的内容。这种控制电路可包括用于显示板控制集成电路、图像控制集成电路及其他显示板200A工作的电路。
通过压力传感器检测压力的压力传感控制器1300的结构与触摸传感控制器1100的结构类似，从而与触摸传感控制器1100类似地工作。
根据实施例，触摸传感控制器1100、显示控制器1200及压力传感控制器1300可作为不同的结构要素设置于触摸输入装置1000。例如，触摸传感控制器1100、显示控制器1200及压力传感控制器1300分别可由不同的芯片(chip)构成。此时，触摸输入装置1000的处理器1500可具有作为对于触摸传感控制器1100、显示控制器1200及压力传感控制器1300的主(host)处理器的功能。
本发明实施例的触摸输入装置1000可以为如手机(cell phone)、掌上电脑(PDA，PersonalData Assistant)、智能手机(smartphone)、平板电脑(tabletPersonalComputer)、MP3播放器、笔记本电脑(notebook)等的包括显示画面和/或触摸屏的电子装置。
如上所述，为使上述触摸输入装置1000薄(slim)且轻量(light weight)，根据实施例，单独构成的触摸传感控制器1100、显示控制器1200及压力传感控制器1300可合并为一个以上的结构。此外，处理器1500也可以与这些控制器合并。与此同时，根据实施例，显示板200A可以与触摸传感器10和/或压力传感器合并。
实施例的触摸输入装置1000中，用于检测触摸位置的触摸传感器10可位于显示板200A的外部或内部。实施例的触摸输入装置1000的显示板200A可以为设置于液晶显示装置(LCD，Liquid Crystal Display)、等离子显示屏(PDP，Plasma Display Panel)及有机发光显示装置(Organic Light Emitting Diode，OLED)等的显示板。由此，用户可通过视觉确定显示在显示板的画面并对触摸表面进行触摸来执行输入行为。
图3a至图3f为例示实施例的触摸输入装置1000中，与显示板200A相关的显示电极的相对位置的示意图。首先，参照图3a至图3c，说明利用液晶显示板的显示板200A的结构。
如图3a至图3c所示，液晶显示板可包括：液晶层250，包括液晶晶胞(liquidcrystal cell)；第一基板层261和第二基板层262，包括形成于液晶层250的两端的电极，并且，包括沿着与上述液晶层250相向的方向设置于上述第一基板层261的一面的第一偏光层271和设置于上述第二基板层262的一面的第二偏光层272。此时，第一基板层261可以为彩色滤光玻璃(color filter glass)，第二基板层262可以为薄膜晶体管玻璃(TFT glass)。并且，根据实施例，第一基板层261及第二基板层262中的至少一个可由如塑料的可弯曲物质形成。图3a至图3c中，第二基板层262可由包括数据线(data line)、栅极线(gate line)、薄膜晶体管、共同电极(Vcom，common electrode)及像素电极(pixel electrode)等的多种层形成。这些电结构要素可如下动作，即生成被控制的电场使位于液晶层250的液晶取向。
*38接着，参照图3d至图3f，说明利用有机发光显示板的显示板200A的结构。
如图3d至图3f所示，有机发光显示板可包括：有机物层280，包括有机发光二极管(OLED，Organic Light-Emitting Diode)；第一基板层281和第二基板层283，包括形成于有机物层280的两端的电极；以及第一偏光层282，沿着与上述液晶层280相向的方向，设置于上述第一基板层281的一面。此时，第一基板层281可以为封装玻璃(Encapsulationglass)，第二基板层283可以为薄膜晶体管玻璃。并且，根据实施例，在第一基板层281及第二基板层283中的至少一个可由如塑料的可弯曲(bending)物质形成。在图3d至图3f所示的有机发光显示板的情况下，可包括栅极线、数据线、第一电源线、第二电源线等的用于显示板200A的驱动的电极。有机发光二极管板为利用若在荧光或磷光有机物薄膜导电，则电子和空穴在有机物层相结合并产生光的原理的自身发光型显示板，构成发光层的有机物质确定光的颜色。
具体地，有机发光二极管利用如下原理，即若在玻璃或塑料涂敷有机物来导电，则有机物发出光的原理。也就是说，若向有机物的阳极和阴极分别注入空穴和电子来与发光层再次结合，则形成能量相对高的状态的激子(excitation)，激子的能量降低的过程中释放能量来生成特定波长的光的原理。此时，光的颜色根据发光层的有机物而不同。
有机发光二极管根据构成像素矩阵的像素的动作特性包括线驱动方式的无源矩阵有机发光二极管(PM-OLED，Passive-matrix Organic Light-Emitting Diode)和个别驱动方式的有源矩阵有机发光二极管(AM-OLED，Active-matrix Organic Light-EmittingDiode)。两者均不需要背光源，因此，具有如下优点，即能够以非常薄的方式实现显示模块，各角度的对比度恒定，基于温度的颜色再现性优秀。并且，未驱动像素在不消耗电力的方面存在经济性。
在动作方面，无源矩阵有机发光二极管通过高电流仅在扫描时间(scanningtime)内进行发光，有源矩阵有机发光二极管通过低电流，在帧周期(frame time)内继续维持发光状态。因此，与无源矩阵有机发光二极管相比，有源矩阵有机发光二极管的分辨率优秀，有利于大面积显示板驱动，电力消耗少。并且，内置有薄膜晶体管，可单独控制各个元件，因此，容易体现精制的画面。
对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，液晶显示板或有机发光显示板为了执行显示功能而还可包括其他结构或可进行变更是显而易见的。
图3a及图3d示出在触摸输入装置1000中，触摸传感器10配置于显示板200A的外部。在显示板200A的上部可配置触摸传感器板，第三电极610及第四电极611可设置于触摸传感器板。对于触摸输入装置1000的触摸表面可以为触摸传感器板的表面。并且，第一电极620及第二电极621可配置于第二基板层262、283的上部。
图3b、图3c、图3e及图3f示出在触摸输入装置1000中，触摸传感器10配置于显示板200A的内部。
图3b及图3e中，第三电极610及第四电极611配置于第一基板层261、281与第一偏光层271、282之间。此时，对于触摸输入装置1000的触摸表面为显示板200A的外部，在图3b及图3e中，可成为上部面或下部面。并且，第一电极620及第二电极621可配置于第二基板层262、283的上部。
图3c及图3f中，第一电极620及第二电极621可配置于第二基板层262、283的上部。
对于图3a至图3f所示的触摸输入装置1000的触摸表面为显示板200A的外部面，可成为显示板200A的上部面或下部面。此时，图3a至图3f中，成为触摸表面的显示板200A的上部面或下部面为了保护显示板200A可被盖层(未图示)所覆盖。
并且，在第一电极620及第二电极621中的至少一个可以为用于驱动显示板200A的电极，具体地，在显示板200A为液晶显示板的情况下，在第一电极620及第二电极621中的至少一个可包括在数据线(data line)、栅极线(gate line)、薄膜晶体管、共同电极(Vcom：common electrode)及像素电极(pixel electrode)中的至少一个，在显示板200A为有机发光显示板的情况下，在第一电极620及第二电极621中的至少一个可包括在数据线、栅极线、第一电源线(ELVDD)及第二电源线(ELVSS)中的至少一个。并且，图3a至图3f中示出第一电极620及第二电极621配置于第二基板层262、283的上部，但并不局限于此，第一电极620及第二电极621也可以配置于第一基板层261、281的下部，在第一电极620及第二电极621中的一个配置于第二基板层262、283的上部且另一个配置于第一基板层261、281的下部。
并且，根据实施例，触摸传感器10中的至少一部分位于显示板200A的内部，触摸传感器中的至少剩余一部分位于显示板200A的外部。例如，在构成触摸传感器板的驱动电极TX和接收电极RX中的一个电极可位于显示板200A的外部，另一个电极可位于显示板200A的内部。在显示板200A的内部配置触摸传感器10的情况下，可追加配置用于触摸传感器动作的电极，位于显示板200A的内部的多种结构和/或电极可用作用于触摸感测的触摸传感器10。并且，根据实施例，在触摸传感器10中的至少一部分位于设置于显示板200A的第一基板层261、281与第二基板层262、283之间。此时，在触摸传感器中的除上述至少一部分之外的剩余部分可配置于在显示板200A的内部，并非为第一基板层261、281与第二基板层262、283之间的位置。
接着，说明利用在图3a至图3f所示的第一电极620、第二电极621、第三电极610及第四电极611中的一部分来检测触摸位置的方法。
图3a、图3b、图3d及图3e所示的触摸输入装置1000的触摸传感器10可由第三电极610和第四电极611构成。具体地，第三电极610及第四电极611利用在图1a中说明的驱动电极及接收电极进行工作，以此根据第三电极610与第四电极611之间的互电容来检测触摸位置。并且，第三电极610及第四电极611利用在图1b中说明的单一电极30进行工作，以此根据第三电极610及第四电极611各个的自电容来检测触摸位置。
并且，图3b及图3e所示的触摸输入装置1000的触摸传感器10可由第三电极610和第一电极620构成。具体地，第三电极610及第一电极620利用在图1a中说明的驱动电极及接收电极进行工作，以此根据第三电极610与第一电极620之间的互电容检测触摸位置。此时，在第一电极620为用于显示板200A的驱动的电极的情况下，在第一时间段驱动显示板200A，在与第一时间段不同的第二时间段可检测触摸位置。
图3c及图3f所示的触摸输入装置1000的触摸传感器10可由第一电极620和第二电极621构成。具体地，第一电极620及第二电极621利用在图1a中说明的驱动电极及接收电极进行工作，以此根据第一电极620与第二电极621之间的互电容来检测触摸位置。并且，第一电极620及第二电极621利用在图1b中说明的单一电极30进行工作，以此根据第一电极620及第二电极621各个的自电容来检测触摸位置。此时，在第一电极620和/或第二电极621为用于显示板200A的驱动的电极的情况下，在第一时间段驱动显示板200A，在与第一时间段不相同的第二时间驱动检测触摸位置。
接着，说明利用在图3a至图3f所示的第一电极620、第二电极621、第三电极610及第四电极611中的一部分检测触摸压力的方法。
图3a、图3b、图3d及图3e所示的触摸输入装置1000的压力传感器可由第三电极610和第四电极611构成。具体地，若向触摸表面施加压力，则与压力传感器隔开，位于显示板200A的上部、下部或内部的基准电位层(未图示)与压力传感器之间的距离发生变化，随着压力传感器与基准电位层之间的距离发生变化，第三电极610与第四电极611之间的互电容可发生变化。如上所述，可根据第三电极610与第四电极611之间的互电容检测触摸压力。此时，在触摸传感器10由第三电极610和第四电极611构成的情况下，可同时检测触摸位置和触摸压力。并且，可在第一时间段检测触摸位置、在与第一时间段不相同的第二时间段检测触摸压力。并且，在用于显示板200A的驱动的第一电极620和/或第二电极621配置于作为压力传感器的第三电极610及第四电极611与基准电位层之间的情况下，为了检测基于压力传感器与基准电位层之间的距离变化的电容变化，在检测触摸压力的时间段内，第一电极620和/或第二电极621可被浮动(floating)。
并且，图3a、图3b、图3d及图3e所示的触摸输入装置1000的压力传感器可由在第三电极610和第四电极611中的至少一个构成。具体地，若向触摸表面施加压力，则与压力传感器隔开，位于显示板200A的上部、下部或内部的基准电位层(未图示)与压力传感器之间的距离发生变化，随着压力传感器与基准电位层之间的距离发生变化，第三电极610与基准电位层之间的电容，即，第三电极610的自电容和/或第四电极611与基准电位层之间的电容，即，第四电极611的自电容发生变化。如上所述，可根据第三电极610和/或第四电极611的自电容变化检测触摸压力。此时，在触摸传感器10由第三电极610和第四电极611构成的情况下，可同时检测触摸位置和触摸压力。并且，可在第一时间段检测触摸位置且在与第一时间段不相同的第二时间段检测触摸压力。并且，在用于显示板200A的驱动的第一电极620和/或第二电极621配置于作为压力传感器的第三电极610和/或第四电极611与基准电位层之间的情况下，为了检测基于压力传感器与基准电位层之间的距离变化的电容变化，在检测触摸压力的时间段内，第一电极620和/或第二电极621可被浮动。
图3b及图3e所示的触摸输入装置1000的压力传感器可由第三电极610和第一电极620构成。具体地，若向触摸表面施加压力，则与压力传感器隔开，位于显示板200A的上部、下部或内部的基准电位层(未图示)与压力传感器之间的距离发生变化，随着压力传感器与基准电位层之间的距离发生变化，第三电极610与第一电极620之间的互电容可发生变化。如上所述，可根据第三电极610与第一电极620之间的互电容来检测触摸压力。此时，在触摸传感器10包括第三电极610和第四电极611中的至少一个的情况下，可同时检测触摸位置和触摸压力。并且，可在第一时间段检测触摸位置且在与第一时间段不相同的第二时间段检测触摸压力。此时，在用于显示板200A的驱动的电极包括第一电极620和第二电极621中的至少一个的情况下，可驱动显示板200A的同时检测触摸压力。并且，可在第一时间段驱动显示板200A且在与第一时间段不相同的第二时间段检测触摸压力。此时，在触摸传感器10包括第三电极610和第四电极611中的至少一个，用于显示板200A的驱动的电极包括第一电极620和第二电极621中的至少一个的情况下，在驱动显示板200A的同时可检测触摸位置及触摸压力。并且，可在第一时间段检测触摸位置，在与第一时间段不相同的第二时间段检测触摸压力、在与第一时间段及第二时间段不相同的第三时间段驱动显示板200A。并且，在用于驱动显示板200A的第二电极621配置于作为压力传感器的第三电极610与基准电位层之间的情况下，为了检测基于压力传感器与基准电位层之间的距离变化的电容变化，在检测触摸压力的时间段内，第二电极621可被浮动。
图3a至图3f所示的触摸输入装置1000的压力传感器可由第一电极620和第二电极621构成。具体地，若向触摸表面施加压力，则与压力传感器隔开，位于显示板200A的上部、下部或内部的基准电位层(未图示)与压力传感器之间的距离发生变化，随着压力传感器与基准电位层之间的距离发生变化，第一电极620与第二电极621之间的互电容发生变化。如上所述，根据第一电极620与第二电极621之间的互电容可检测触摸压力。此时，在用于显示板200A的驱动的电极包括第一电极620和第二电极621中的至少一个的情况下，可驱动显示板200A的同时检测触摸压力。并且，可在第一时间段驱动显示板200A，在与第一时间段不相同的第二时间段检测触摸压力。此时，在触摸传感器10包括第一电极620和第二电极621中的至少一个的情况下，可同时检测触摸位置和触摸压力。并且，可在第一时间段检测触摸位置，在与第一时间段不相同的第二时间段检测触摸压力。此时，在触摸传感器10包括第一电极620和第二电极621中的至少一个且用于显示板200A的驱动的电极包括第一电极620和第二电极621中的至少一个的情况下，可驱动显示板200A的同时检测触摸位置及触摸压力。并且，可在第一时间段检测触摸位置，在与第一时间段不相同的第二时间段检测触摸压力、在与第一时间段及第二时间段不相同的第三时间段驱动显示板200A。
并且，图3a至图3f所示的触摸输入装置1000的压力传感器可由第一电极620和第二电极621中的至少一个构成。具体地，若向触摸表面施加压力，则与压力传感器隔开，位于显示板200A的上部、下部或内部的基准电位层(未图示)与压力传感器之间的距离发生变化，随着压力传感器与基准电位层之间的距离发生变化，第一电极620与基准电位层之间的电容，即，第一电极620的自电容和/或第二电极621与基准电位层之间的电容，即，第二电极621的自电容可发生变化。如上所述，可根据第一电极620和/或第二电极621的自电容检测触摸压力。此时，在用于显示板200A的驱动的电极包括第一电极620和第二电极621中的至少一个的情况下，可在驱动显示板200A的同时检测触摸压力。并且，可在第一时间段驱动显示板200A，在与第一时间段不相同的第二时间段检测触摸压力。此时，在触摸传感器10包括第一电极620和第二电极621中的至少一个的情况下，可同时检测触摸位置和触摸压力。并且，可在第一时间段检测触摸位置，在与第一时间段不相同的第二时间段检测触摸压力。此时，在触摸传感器10包括第一电极620和第二电极621中的至少一个，用于显示板200A的驱动的电极包括第一电极620和第二电极621中的至少一个的情况下，可驱动显示板200A的同时检测触摸位置及触摸压力。并且，可在第一时间段检测触摸位置，在与第一时间段不相同的第二时间段检测触摸压力、在与第一时间段及第二时间段不相同的第三时间段驱动显示板200A。
此时，基准电位层可配置于显示板200A的上部。具体地，基准电位层配置于显示板200A和显示板200A的上部，并可配置于实施保护显示板200A的功能的盖层之间。更具体地，基准电位层可形成于盖层的下部面。并且，当向触摸输入装置1000施加压力时，基准电位层与压力传感器之间的距离需要发生变化，因此，在基准电位层与压力传感器之间可配置间隔层。图3a及图3d所示的触摸输入装置1000中，在压力传感器不包括第一电极620或第二电极621的情况下，基准电位层可配置于压力传感器与显示板200A之间，并可配置于压力传感器的上部面。
根据实施例，间隔层可以为气隙(air gap)。根据实施例，间隔层可由冲击吸收体构成。间隔层可被介电材料(dielectric material)填充。根据实施例，间隔层可由随着压力的施加而收缩并解除压力时恢复原状的具有恢复力的物质形成。根据实施例，间隔层可由弹性泡沫(elastic foam)形成。并且，间隔层配置于显示板200A的上部，因此可以是透明的物质。
并且，基准电位层可配置于显示板200A的下部。具体地，基准电位层可形成于在显示板200A的下部配置的后述的基板，或者基板自身可起到基准电位层作用。并且，基准电位层配置于基板上部，并配置于显示板200A的下部，形成于实施保护显示板200A的功能的盖，或者盖自身起到基准电位层作用。当向触摸输入装置1000施加压力时，显示板200A会弯曲，随着显示板200A的弯曲，基准电位层与压力传感器之间的距离可发生变化。并且，在基准电位层与压力传感器之间还可配置间隔层。具体地，在配置有显示板200A与基准电位层的基板之间或配置显示板200A与基准电位层的盖之间可配置间隔层。并且，在图3a及图3d所示的触摸输入装置1000中，在压力传感器不包括第一电极620或第二电极621的情况下，间隔层可配置于显示板200A上部。
同样，根据实施例，间隔层可以为气隙(air gap)。根据实施例，间隔层可由冲击吸收体形成。根据实施例，间隔层可被介电材料(dielectric material)填充。根据实施例，间隔层可由随着压力的施加而收缩并解除压力时恢复原状的具有恢复力的物质形成。根据实施例，间隔层可由弹性泡沫(elastic foam)形成。并且，间隔层配置于显示板200A的下部，因此可以是不透明的物质。
并且，基准电位层可配置于显示板200A的内部。具体地，基准电位层可配置于显示板200A的第一基板层261、281的上部面或下部面，或第二基板层262、283的上部面或下部面。更具体地，基准电位层可包括第一电极620及第二电极621中的至少一个。当向触摸输入装置1000施加压力时，显示板200A弯曲，随着显示板200A的弯曲，基准电位层与压力传感器之间的距离可发生变化。并且，在基准电位层与压力传感器之间还可配置间隔层。图3a及图3d所示的触摸输入装置1000中，在压力传感器不包括第一电极620或第二电极621的情况下，间隔层可配置于显示板200A的上部或内部，在图3b、图3c、图3e、图3f所示的触摸输入装置1000的情况下，间隔层可配置于显示板200A的内部。
同样，根据实施例，间隔层可以为气隙(air gap)。根据实施例，间隔层可由冲击吸收体形成。根据实施例，间隔层可被介电材料(dielectric material)填充。根据实施例，间隔层可由随着压力的施加而收缩并解除压力时恢复原状的具有恢复力的物质形成。根据实施例，间隔层可由弹性泡沫(elastic foam)形成。并且，间隔层配置于显示板200A的上部或内部，因此可以是透明的物质。
根据实施例，在间隔层配置于显示板200A内部的情况下，间隔层可以为当制造显示板200A和/或背光源单元时所形成的气隙。在显示板200A和/或背光源单元包括一个气隙的情况下，对应的一个气隙起到间隔层的功能，在包括多个气隙的情况下，多个气隙综合执行间隔层的功能。
在触摸传感器10和/或压力传感器包括第一电极620或第二电极621的情况下，在显示板200A为液晶显示板的情况下，数据线、栅极线、共同电极及像素电极中的至少一个可用作触摸传感器10和/或压力传感器。并且，在显示板200A为有机发光显示板的情况下，栅极线、数据线、第一电源线、第二电源线中的至少一个可用作触摸传感器10和/或压力传感器。并且，根据实施例，除在此明示的电极之外，在设置于显示器的电极中的至少一个可用作触摸传感器10和/或压力传感器。
以上，说明了利用用于检测触摸位置的电极和/或用于驱动显示器的电极来检测触摸压力的触摸输入装置。以下，举例详细说明在本发明实施例的触摸输入装置中，为了检测触摸压力而配置与用于检测触摸位置的电极及用于驱动显示器的电极不相同的额外的电极的情况。
本发明的触摸输入装置1000中，用于检测电容变化量的压力电极450、460呈电极板的形式，可附着于包括显示模块200及基板300的触摸输入装置1000。本发明的触摸输入装置1000的显示模块200可包括用于显示板200A及显示板200A的驱动的结构。具体地，在显示板200A为液晶显示板的情况下，显示模块200可包括液晶显示板及背光源单元(未图示，backlight unit)，还可包括用于使液晶显示板进行工作的显示板控制集成电路、图像控制集成电路及其他电路。
图4a至图4f例示在触摸输入装置适用本发明实施例的电极板的例。
本发明的触摸输入装置1000中，形成有用于检测触摸位置的触摸传感器的盖层100与显示模块200之间可通过如光学透明胶粘剂(OCA，Optically Clear Adhesive)的粘结剂被层压。由此，可通过触摸传感器的触摸表面来确认的显示模块200的显示颜色清晰度、可视性及透光性得到提高。
在参照图4a至图4f的说明中，如图3a及图3d所示，例示了作为本发明实施例的触摸输入装置1000的形成有触摸传感器的盖层100通过粘结剂层压在显示模块200上的情况，如图3b及图3e所示，也包括本发明实施例的触摸输入装置1000中触摸传感器10配置于显示模块200的内部的情况。更具体地，在图4a及图4b中示出形成有触摸传感器的盖层100覆盖显示模块200的情况，但触摸传感器10位于显示模块200的内部，显示模块200被如玻璃的盖层100覆盖的触摸输入装置1000也可作为本发明的实施例来利用。
可适用本发明实施例的电极板的触摸输入装置1000可包括如手机(cell phone)、掌上电脑(PDA，Personal Data Assistant)、智能手机(smartphone)、平板电脑(tabletPersonal Computer)、MP3播放器、笔记本电脑(notebook)等具有触摸屏的电子装置。
可适用本发明实施例的电极板的触摸输入装置1000中，例如，基板300可执行如下功能，即与作为触摸输入装置1000的最***机构的外罩320一同覆盖触摸输入装置1000的工作用电路板和/或电池所在的安装空间310等。此时，在触摸输入装置1000的工作用电路板上可安装有作为主板(main board)的中央处理单元的中央处理器(CPU，centralprocessing unit)或应用处理器(AP，application processor)等。通过基板300，将显示模块200与触摸输入装置1000的工作用电路板和/或电池进行隔开，阻隔在显示模块200中产生的电噪音。
触摸输入装置1000中，触摸传感器10或盖层100可以大于显示模块200、基板300及安装空间310的方式形成，由此，以外罩320能够与触摸传感器10一同包围显示模块200、基板300及电路板的方式形成。
本发明实施例的触摸输入装置1000可通过触摸传感器10检测触摸位置，在显示模块200与基板300之间配置电极板440来检测触摸压力。此时，触摸传感器10可位于显示模块200的内部或外部。
以下，将包括电极板440的用于压力检测的结构统称为压力检测模块400。例如，在实施例中，压力检测模块400可包括电极板440和/或间隔层420。
如上所述，例如，压力检测模块400以包括由气隙(air gap)形成的间隔层420的方式构成，对此，参照图4b至图4f进行详细说明。根据实施例，间隔层420可由冲击吸收体形成。根据实施例，间隔层420可被介电材料(dielectric material)填充。
图4b为本发明实施例的触摸输入装置1000的立体图。如图4b所示，本发明的第一例中，在触摸输入装置1000中，电极板440可配置于显示模块200与基板300之间。此时，触摸输入装置1000为了配置电极板440而可包括配置于触摸输入装置1000的显示模块200与基板300之间的间隔层。
以下，为了与触摸传感器10中的电极明确区分，将用于检测压力的电极(450及460)称为压力电极450、460。此时，压力电极450、460配置于显示板的后部面，而并非配置于前部面，因此，可以由透明或不透明物质形成。
此时，为了支持配置电极板440的间隔层420而可沿着基板300的上部边缘形成具有规定高度的框架330。此时，框架330可通过粘结带(未图示)粘结在盖层100。图4b中，图示了框架330形成于基板300的所有边缘(例如，四边形的4个面)的情况，但框架330可仅形成于基板300的边缘中的至少一部分(例如，四边形的3个面)。根据实施例，框架330可以在基板300的上部面与基板300形成为一体。本发明的实施例中，框架330可由无弹性物质形成。本发明的实施例中，在通过盖层100向显示模块200施加压力的情况下，显示模块200可与盖层100一同弯曲，因此，即使框架330受到压力之后并未发生形体的变形，也可以检测触摸压力的大小。
图4c为包括本发明实施例的电极板的压力电极的触摸输入装置的剖视图。图4c及以下的一部分图中，隔开压力电极450、460与电极板440来示出，但这仅是为了说明的便利，压力电极450、460也可以包括在电极板440。如图4c所示，包括本发明实施例的压力电极450、460的电极板440可配置于间隔层420内的基板300上。
用于检测压力的压力电极可包括第一电极450和第二电极460。此时，在第一电极450和第二电极460中的一个可以为驱动电极，剩余一个可以为接收电极。向驱动电极施加驱动信号，并通过接收电极获取检测信号。若施加电压，则在第一电极450与第二电极460之间可生成互电容。
图4d为在示于图4c的触摸输入装置1000施加压力的情况下的剖视图。显示模块200的下部面为了遮蔽噪音而可以具有接地(ground)电位。在通过客体500向盖层100的表面施加压力的情况下，盖层100及显示模块200弯曲或被压。由此，接地电位面与压力电极450、460之间的距离d可缩小为d'。在这种情况下，随着上述距离d的缩小，向显示模块200的下部面吸收边缘电容，因此，第一电极450与第二电极460之间的互电容可以减少。因此，在从通过接收电极获取的检测信号中获取互电容的减少量来计算触摸压力的大小。
图4d中，说明了显示模块200的下部面为接地电位，即，基准电位层的情况，但基准电位层可配置于显示模块200的内部。此时，在通过客体500向盖层100的表面施加压力的情况下，盖层100及显示模块200可弯曲或被压。由此，配置于显示模块200内部的基准电位层与压力电极450、460之间的距离发生变化，由此，在通过接收电极获取的信号中获取电容变化量来计算触摸压力的大小。
在适用本发明实施例的电极板440的触摸输入装置1000中，显示模块200因施加压力的触摸而弯曲或被压。显示模块200以可根据触摸发生变形的方式歪曲或被压。根据实施例，当显示模块200弯曲或被压时，呈现最大变形的位置可与上述触摸位置不一致，但是显示模块200至少可以在上述触摸位置上显示弯曲。例如，在触摸位置接近显示模块200的边缘及边角等的情况下，显示模块200弯曲或被压程度最大的位置可以与触摸位置不相同，但是，显示模块200至少可在上述触摸位置中弯曲或被压。
此时，为了遮蔽噪音，基板300的上部面也可设置接地电位。图5例示本发明实施例的电极板的剖面。参照图5的(a)进行说明，包括压力电极450、460的电极板440附着于基板300或显示模块200的情况下的剖面。此时，在电极板440中，压力电极450、460位于第一绝缘层470与第二绝缘层471之间，因此，可防止压力电极450、460与基板300或显示模块200发生短路。并且，根据触摸输入装置1000的种类和/或体现方式，压力电极450、460所附着的基板300或显示模块200不呈现出接地电位或者呈现微弱的接地电位。在这种情况下，本发明实施例的触摸输入装置1000中，在基板300或显示模块200与绝缘层470之间还可包括接地电极(未图示)。根据实施例，在接地电极与基板300或显示模块200之间还可包括其它绝缘层(未图示)。此时，接地电极(未图示)可防止作为压力电极的在第一电极450与第二电极460之间生成的电容的大小变得过大。
图4e例示包括本发明实施例的压力电极450、460的电极板440形成于显示模块200的下部面的情况。此时，基板300可具有接地电位。因此，随着触摸盖层100的触摸表面，基板300与压力电极450、460之间的距离d减少，结果，导致第一电极450与第二电极460之间的互电容的变化。
在第一电极450和第二电极460形成于相同的层的情况下，如图9a所示，图5所示的第一电极450和第二电极460可由菱形形状的多个电极构成。其中，多个第一电极450呈沿着第一轴方向相连接的形状，多个第二电极460呈沿着与第一方向正交的第二方向相连接的形状，在第一电极450及第二电极460中的至少一个呈多个菱形形状的电极通过桥相连接，从而使第一电极450与第二电极460相互绝缘的形态。并且，此时，图5所示的第一电极450和第二电极460可由图9b所示形状的电极构成。
根据实施例，第一电极450和第二电极460形成于不同的层来构成电极层也无妨。图5的(b)例示第一电极450和第二电极460形成于不同的层的情况下的剖面。如图5的(b)所示，第一电极450可形成在第一绝缘层470上，第二电极460可形成在位于第一电极450上的第二绝缘层471上。根据实施例，第二电极460可被第三绝缘层472覆盖。即，电极板440可以包括第一绝缘层470至第三绝缘层472、第一电极450及第二电极460的方式构成。此时，第一电极450和第二电极460位于不同的层，因此，能够以相互重叠(overlap)的方式实现。例如，如图9c所示，第一电极450和第二电极460与能够以MXN结构排列的驱动电极TX和接收电极RX的图案类似的方式形成。此时，M及N可以为1以上的自然数。或者，如图9a所示，菱形形态的第一电极450和第二电极460分别可位于不同的层。
以上，例示从第一电极450与第二电极460之间的互电容的变化检测触摸压力的情况。但是，电极板440能够以仅包括第一电极450和第二电极460中的任一个压力电极的方式构成，在这种情况下，可通过检测一个压力电极与接地层(配置于显示模块200、基板300或显示模块200内部的基准电位层)之间的电容，即，自电容的变化，从而检测触摸压力的大小。此时，驱动信号施加于上述一个压力电极，可从上述压力电极检测压力电极与接地层之间的自电容变化。
例如，图4c中，设置于电极板440的压力电极能够以仅包括第一电极450的方式构成，此时，可从随着显示模块200与第一电极450之间的距离变化而引起的第一电极450与显示模块200之间的电容变化检测触摸压力的大小。随着触摸压力的增加，距离d会减少，因此，随着触摸压力的增加，显示模块200与第一电极450之间的电容可增加。这也可以相同适用于与图4e相关的实施例。此时，压力电极无需为了提高互电容变化量的检测精密度而呈现梳齿形或三叉戟形，第一电极450及第二电极460中的任一个可呈一个板(例如，四角板)形状，如图9d所示，另一个呈电极隔着规定间隔以格子形状配置的形状。
图5的(c)部分例示电极板440仅包括第一电极450的情况下的剖面。如图5的(c)部分所例示，包括第一电极450的电极板440可配置于基板300或显示模块200。
图4f例示压力电极450、460形成于在间隔层420的内部的基板300的上部面及显示模块200的下部面的情况。电极板可由包括第一电极450的第一电极板440-1和包括第二电极460的第二电极板440-2构成。此时，在第一电极450和第二电极460中的一个形成于基板300，另一个形成于显示模块200的下部面。图4f中，第一电极450形成于基板300，第二电极460形成于显示模块200的下部面。
在通过客体500向盖层100的表面施加压力的情况下，盖层100及显示模块200可弯曲或被压。由此，第一电极450与第二电极460之间的距离d可减少。在这种情况下，随着上述距离d的减少，第一电极450与第二电极460之间的互电容可增加。因此，可以从通过接收电极获取的检测信号中获取互电容的增加量来计算触摸压力的大小。此时，图4f中，第一电极450和第二电极460形成于不同的层，因此，第一电极450及第二电极460无需呈梳齿形或三叉戟形，可分别呈一个板(例如，四角板)形状，如图9d所示，多个第一电极450及多个第二电极460可呈以规定间隔以格子形状配置的形状。
图5的(d)例示包括第一电极450的第一电极板440-1附着于基板300且包括第二电极460的第二电极板440-2附着于显示模块200的情况下的剖面。如图5的(d)所例示，包括第一电极450的第一电极板440-1可配置于基板300。并且，包括第二电极460的第二电极板440-2可配置于显示模块200的下部面。
与图5的(a)相关说明相同地，在压力电极450、460所附着的基板300或显示模块200不呈现出接地电位或者呈现微弱的接地电位的情况下，在图5的(a)部分至(d)部分中，电极板440在基板300或显示模块200与第一绝缘层470、470-1、470-2之间还可包括接地电极(未图示)。此时，电极板440在接地电极(未图示)与基板300或显示模块200之间还可包括追加的绝缘层(未图示)。
本发明的触摸输入装置1000中，用于检测电容变化量的压力电极450、460可直接形成于显示板200A。图6a至图6c为示出直接形成于多种显示板200A的压力电极450、460的实施例。
首先，图6a示出形成于利用液晶显示板的显示板200A的压力电极450、460。具体地，如图6a所示，压力电极450、460可形成于第二基板层262的下部面。此时，图6a中省略了第二偏光层272，但第二偏光层272可配置于压力电极450、460与背光源单元275(backlight unit)之间或压力电极450、460与第二基板层262之间。若向触摸输入装置1000施加压力，则在以互电容变化量为基础来检测触摸压力的情况下，向驱动电极450施加驱动信号，并从接收电极460接收电信号，该电信号包含与随着与压力电极450、460隔开的基准电位层300与压力电极450、460的距离变化而发生变化的电容相关的信息。在以自电容变化量为基础来检测触摸压力的情况下，向压力电极450、460施加驱动信号，并从压力电极450、460接收电信号，该电信号包含与随着与压力电极450、460隔开的基准电位层300与压力电极450、460的距离变化而发生变化的电容相关的信息。
接着，图6b示出形成于利用有机发光显示板(尤其是，有源有机发光显示板)的显示板200A的下部面的压力电极450、460。具体地，压力电极450、460可形成于第二基板层283的下部面。此时，检测压力的方式与图6a中说明的方法相同。
接着，图6c示出形成于利用有机发光显示板的显示板200A的内部的压力电极450、460。具体地，压力电极450、460可形成于第二基板层283的上部面。此时，检测压力的方式与图6a中说明的方法相同。
并且，图6c中，举例说明了利用有机发光显示板的显示板200A，在利用液晶显示板的显示板200A的第二基板层272的上部面也可以形成压力电极450、460。
并且，图6a至图6中，说明了压力电极450、460形成于第二基板层272、283的上部面或下部面的情况，但压力电极450、460也可以形成于第一基板层261、281的上部面或下部面。
本发明的触摸输入装置1000中，用于检测电容变化量的压力电极450、460可由直接形成于显示板200A的第一电极450及呈电极板形状的第二电极460构成。具体地，如图6a至图6c所示，第一电极450直接形成于显示板200A，如图4至图5所示，第二电极460能够以呈电极板的形状，附着于触摸输入装置1000。
当利用图3中说明的压力传感器或图4至图6中说明的压力电极450、460来检测触摸压力时，可能发生如下问题，即，由于感测触摸位置时所使用的频率和/或感测触摸压力时所使用的频率及用于驱动显示器的频率，触摸位置感测和/或触摸压力感测与显示器相互之间受到噪音的影响。尤其是，在图3中说明的压力传感器或图4至图6中说明的压力电极450、460与显示模块200接近配置的情况下，噪音的影响更大。
在本发明实施例的触摸输入装置1000中，向显示器输入的信号包含扫描信号、数据信号、垂直同步信号、水平同步信号、时钟等。扫描信号以球形波形式并以行排列的扫描线被依次输入。而且，数据信号与扫描信号相对应地向显示器输入。此时，在本发明实施例的触摸输入装置1000中，若假设显示分辨率为1920×1080且驱动频率为60Hz，则扫描信号以16.6ms间隔向相同线输入扫描信号。此时，若假设向1920线的扫描线依次输入扫描信号且根据1920个各自线刷新水平同步信号，则相邻刷新的间隔约为8.68us，若将其换算成频率，则约为115.2kHz。
图7a为示出通过频谱分析仪等测定具有1920×1080的分辨率的触摸输入装置的显示器中发生的信号的画面的图。
如图7a所示，水平同步信号频率的基本频率约为116kHz，在上述基本频率的n倍(n为自然数)的谐波频率中发生显示噪音。
此时，若感测触摸压力时所使用的频率f3D接近水平同步信号的频率的谐波频率，则因感测触摸压力时发生的噪音而在显示器发生如闪烁(flicker)的晃动现象，从而导致显示器的质量降低。因此，为了减少与感测上述触摸压力时所发生的噪音引起的显示器相关的影响，实施了如下试验，即，使感测触摸压力时所使用的频率f3D与水平同步信号的频率的谐波频率逐渐发生差异，从而确认显示器的质量是否降低。
表1示出以作为图7a所示的水平同步信号的第二谐波频率的231kHz为基准，测定随着改变感测触摸压力时所使用的频率f3D而发生的显示闪烁(flicker)强度的结果。
表1
此时，在显示闪烁(flicker)强度为严重或中等程度的情况下，人可通过肉眼检测到显示在画面的图像的晃动，在微弱或非常弱的情况下，人无法通过肉眼检测到显示在画面的图像的晃动。因此，优选地，在显示闪烁(flicker)强度为严重或中等程度的区间，不需要设置感测触摸压力时所使用的频率f3D。即，优选地，感测触摸压力时所使用的频率f3D需要以与水平同步信号的频率的谐波频率最小相隔5kHz以上的间隔的方式设置。换句话说，优选地，如图7a所示，在作为在与感测触摸压力时所使用的频率f3D相隔第一间隔(5kHz)以内不存在驱动显示板时所使用的水平同步信号的频率的谐波频率的频率区间的a区间内，设定感测触摸压力时所使用的频率f3D。
图7b为示出具有1920×1080的分辨率的触摸输入装置中，在画面整体显示呈现相互平行的多个横线的垂直分辨图案(vertical resolution pattern)的情况下，通过频谱分析仪等测定在显示器中发生的信号的画面的图。
如图7b所示，可知水平同步信号的频率的基本频率约为116kHz，在上述基本频率的n倍(n为自然数)的谐波频率中发生显示噪音，与水平同步信号的刷新相关的噪音和基于单独显示垂直分辨图案而发生的噪音在与水平同步信号的频率的谐波频率隔开规定间隔的频带中发生显示噪音。此时，垂直分辨图案意味着沿着横向呈现直线形状的个体从画面上方至下方反复呈现在整体画面的形状。
此时，若感测触摸位置时所使用的频率f2D包含在显示噪音发生的频带，则显示噪音导致触摸位置的感测灵敏度的降低。因此，优选地，为了减少由上述显示噪音引起的感测触摸位置的影响，需要将感测触摸位置时所使用的频率f2D设定成不发生显示噪音的频率。因此，为了减少由上述显示噪音引起的触摸位置的感测灵敏度的影响，实施了如下实验，即，将感测触摸位置时所使用的频率f2D按照与水平同步信号的频率的谐波频率逐渐产生差异的方式进行调整，以此确认触摸位置感测灵敏度是否降低。
表2示出以作为图7b所示的水平同步信号的第二谐波频率的231kHz为基准，测定随着改变感测触摸位置时所使用的频率f2D而发生的显示噪音的量的结果。
表2
测定结果，在与水平同步信号的频率的谐波频率相隔±20Hz的区间内，显示噪音的量大约为80以下，相反地，在与水平同步信号的频率的谐波频率相隔的范围大于20Hz或小于20Hz的区间，显示噪音的量大约增加至90以上。即，优选地，将感测触摸位置时所使用的频率f2D设定为大约从与水平同步信号的频率的谐波频率相隔20kHz以内。换句话说，如图7b所示，优选地，在与感测触摸位置时所使用的频率f2D相隔第二间隔(20kHz)以内存在驱动显示板时所使用的水平同步信号的频率的谐波频率的频率区间的b区间内设定感测触摸位置时所使用的频率f2D。
图7c为图7b的放大图。
在本发明实施例的触摸输入装置1000中，感测触摸位置时所使用的频率f2D和感测触摸压力时所使用的频率f3D可相同。在此情况下，如图7c所示，在与感测触摸位置及感测触摸压力时所使用的频率f2D，3D相隔第一间隔(5kHz)的范围内不存在用于驱动显示板所使用的水平同步信号的频率的谐波频率，若在作为在相隔第二间隔(20kHz)内存在驱动显示板时所使用的水平同步信号的频率的谐波频率的频率区间的c区间内设定感测触摸位置及感测触摸压力时所使用的f2D，3D，则均可防止由感测触摸压力时所发生的噪音带来的显示器质量的下降及由显示噪音带来的感测触摸位置的灵敏度的降低。
图8为示出在本发明实施例的触摸输入装置中的电荷泵电路的图。
在图8所示的电路中，首先，若关闭第一开关S1和第三开关S3，则在电容器C充上如Vdd的电压。接着，若打开第一开关S1和第三开关S3并关闭第二开关S2和第四开关S4，则从Vdd输入的电压与在电容器C中充上的Vdd合并来从输出端(Vout)输出作为Vdd的两倍电压的2Vdd电压。在如上所述的电荷泵电路使用本发明实施例的触摸输入装置1000的触摸感测集成电路的情况下，在驱动电荷泵电路的时钟频率和感测触摸位置时所使用的频率f2D和/或感测触摸压力时所使用的频率f3D重叠的情况下，感测触摸位置和/或感测触摸压力的灵敏度降低。因此，感测触摸位置时所使用的频率f2D及感测触摸压力时所使用的频率f3D不能与电荷泵驱动的时钟频率fclock，charge pump重叠。即，需要满足如下条件。
在f2D，3D＜fclock，charge pump的情况下，f2D，3D×n≠fclock，charge pump，n为自然数
在f2D，3D＞fclock，charge pump的情况下，f2D，3D×1/n≠fclock，charge pump，n为自然数
并且，以上，以实施例为中心进行了说明，但这仅是例示，本发明并不局限于此，只要是本发明所属技术领域的普通技术人员，在不超出本实施例的本质特性的范围内，可进行未在上述内容中例示的多种变形和应用。例如，在实施例中具体示出的各个结构要素可以变形实施。而且，应解释为，与这种变形和应用相关的差异包含在发明的权利要求书中限定的本发明的范围。

Claims (9)

1.一种触摸输入装置，该装置可检测触摸位置及触摸压力，其特征在于，包括：
显示板，
触摸传感器，包括用于检测触摸位置的触摸电极，以及
压力传感器，包括用于检测触摸压力的压力电极；
在与驱动上述压力传感器时所使用的触摸压力的感测频率相隔第一间隔的范围内不存在驱动上述显示板时所使用的水平同步信号的频率的谐波频率。
2.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其特征在于，上述第一间隔为5kHz。
3.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其特征在于，
上述触摸输入装置还包括电荷泵电路，
在驱动上述电荷泵电路时所使用的电荷泵的时钟频率小于上述触摸压力的感测频率的情况下，上述触摸压力的感测频率与上述电荷泵的时钟频率的n倍不同，在上述电荷泵的时钟频率大于上述触摸压力的感测频率的情况下，上述触摸压力的感测频率与上述电荷泵的时钟频率的1/n倍不同。
4.根据权利要求1或2所述的触摸输入装置，其特征在于，在与驱动上述触摸传感器时所使用的触摸位置的感测频率相隔第二间隔的范围内存在驱动上述显示板时所使用的水平同步信号的频率的谐波频率。
5.根据权利要求4所述的触摸输入装置，其特征在于，上述第二间隔为20kHz。
6.根据权利要求4所述的触摸输入装置，其特征在于，
上述触摸输入装置还包括电荷泵电路，
在驱动上述电荷泵电路时所使用的电荷泵的时钟频率小于上述触摸位置的感测频率的情况下，上述触摸位置的感测频率与上述电荷泵的时钟频率的n倍不同，在上述电荷泵的时钟频率大于上述触摸位置的感测频率的情况下，上述触摸位置的感测频率与上述电荷泵的时钟频率的1/n倍不同。
7.一种触摸输入装置，该装置可检测触摸位置及触摸压力，其特征在于，包括：
显示板，
触摸传感器，包括用于检测触摸位置的触摸电极，以及
压力传感器，包括用于检测触摸压力的压力电极；
驱动上述压力传感器时所使用的触摸压力的感测频率与驱动上述触摸传感器时所使用的触摸位置的感测频率相同，
在与上述触摸压力的感测频相隔第一间隔的范围内不存在驱动上述显示板时所用的水平同步信号的频率的谐波频率，在与上述触摸压力的感测频率相隔第二间隔的范围内存在驱动上述显示板时所使用的水平同步信号的频率的谐波频率。
8.根据权利要求7所述的触摸输入装置，其特征在于，
上述第一间隔为5kHz，
上述第二间隔为20kHz。
9.根据权利要求7或8所述的触摸输入装置，其特征在于，
上述触摸输入装置还包括电荷泵电路，
在驱动上述电荷泵电路时所使用的电荷泵的时钟频率小于上述触摸压力的感测频率的情况下，上述触摸压力的感测频率与上述电荷泵的时钟频率的n倍不同，在上述电荷泵的时钟频率大于上述触摸压力的感测频率的情况下，上述触摸压力的感测频率与上述电荷泵的时钟频率的1/n倍不同。
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