JP2017199412A - タッチパネル及びその駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチの位置センシング及び力センシングが可能であり、タッチセンシングの駆動時間を短縮しながらもタッチセンシング性能を向上させることができる表示装置及びその駆動装置を提供する。【解決手段】表示装置は、カラーフィルタと、タッチ力をセンシングするための複数の第１タッチ電極１４０と、カラーフィルタによって第１タッチ電極と分離され、タッチ位置をセンシングするための複数の第２タッチ電極１２０とを含む。また、表示装置は、第１タッチ電極のためのタッチ力センシングタッチ駆動部及び前記第２タッチ電極のためのタッチ位置センシングタッチ駆動部を含む。【選択図】図４

Description

本発明は、タッチの位置センシング及び力センシングが可能であり、タッチセンシングの駆動時間を短縮しながらも、タッチセンシング性能を向上させることができるタッチパネルを含むタッチセンシングディスプレイ装置及びその駆動装置に関する。

液晶ディスプレイ装置の入力装置として、従来適用されていたマウスやキーボードなどの入力装置の代わりに、ユーザが指やペンを用いてスクリーンに直接情報を入力できるタッチパネルが適用されている。このようなタッチスクリーンは、誰でも容易に操作できるという利点によって適用が拡大されている。

最近になって、液晶ディスプレイ装置にタッチスクリーンを適用する際に、スリム（Ｓｌｉｍ）化のために液晶パネルの内部にタッチセンサが内蔵された形態で開発が行われている。以下の説明において、タッチパネルは、液晶パネルの内部にタッチセンサが内蔵されたことを意味する。

タッチパネルは、タッチ感知方式によって、抵抗方式、静電容量方式、赤外線感知方式などに区分することができ、最近は、製造方式の利便性及びセンシング感度などで利点を有する静電容量方式が注目を浴びている。静電容量方式のタッチパネルは、相互静電容量（ｍｕｔｕａｌ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）方式と自己静電容量（ｓｅｌｆ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）方式とに区分される。

図１は、従来技術によるタッチパネルの断面構造を概略的に示す図である。

図１を参照すると、従来技術によるタッチパネル１は、複数の画素及びＴＦＴアレイが形成された下部基板、カラーフィルタアレイが形成された上部基板、偏光フィルム及びガラスを含んで構成される。下部基板（ＴＦＴアレイ基板）には、画素電極及び共通電極が形成されている。このとき、共通電極をディスプレイのための用途だけでなくタッチ電極として利用する。

図２は、従来技術によるタッチパネルのタッチ電極を概略的に示す図である。図２では、自己静電容量（ｓｅｌｆ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）で全タッチ電極をセンシングするオールポイントセルフキャパシタンスタッチ（Ａｌｌ ｐｏｉｎｔ ｓｅｌｆ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｔｏｕｃｈ）方式のタッチパネルを示している。

図２を参照すると、複数の画素単位で共通電極をグルーピングして複数のタッチ電極１０を形成する。全タッチ電極１０のタッチをセンシングするために、複数の伝導性ライン２０を介して各タッチ電極１０をタッチドライバ３０に接続させる。

このようなオールポイントセルフキャパシタンスタッチ方式のタッチパネル１は、１フレーム期間をディスプレイ期間とタッチセンシング期間とに分け、時分割方式でディスプレイ駆動及びタッチセンシング駆動を行うようになる。

ディスプレイ期間には、画素電極に画素電圧を供給し、共通電極（タッチ電極）に共通電圧を供給して画像を表示する。そして、タッチ期間には、共通電極からなる各タッチ電極にタッチ駆動信号を供給した後、各タッチ電極の静電容量をセンシングしてタッチの有無及びタッチ位置をセンシングする。タッチセンシング期間には、各画素のＴＦＴには信号を印加しないか、またはタッチ駆動信号と同じレベルの電圧を印加して寄生容量を減少させている。

従来技術によるオールポイントセルフキャパシタンスタッチ方式のタッチパネル１は、チャンネル数が増加するにつれて、タッチドライバのサイズが増加し、寄生キャップによってタッチ性能が減少するという問題がある。また、多くのチャンネル数によりタッチ駆動時間が増加してしまい、タッチ駆動時間を確保するのに困難がある。反面、タッチ駆動時間を十分に確保しようとする場合には、相対的にディスプレイ期間が減少するという問題がある。

最近になって、タッチの有無及び位置のセンシングだけでなく、タッチ時に加わる力（ｆｏｒｃｅ）をセンシングすることができるタッチパネルに対する関心が高まっている。しかし、従来技術によるタッチパネル１は、共通電極をタッチ電極として活用するため、タッチ電極の構造的な問題により、タッチ時に加わる力をセンシングするのに困難がある。

力をセンシングするためには、ＴＦＴアレイ基板に弾性誘電体を形成しなければならないが、弾性誘電体によりディスプレイの駆動が円滑に行われないことがあるため、ＴＦＴアレイ基板に弾性誘電体を適用するのに制約がある。また、弾性誘電体の製造工程が複雑であるため、製造コストが増加するという問題がある。そして、タッチ力によって弾性誘電体が押されて静電容量が変化する量が非常に少ないため、要求水準を満たすタッチ力検出性能を得ることができないという欠点がある。

本発明は、上述した問題点を解決するためのもので、タッチセンシング及び力センシングが可能なタッチパネル及びその駆動装置を提供することを技術的課題とする。

本発明は、上述した問題点を解決するためのもので、タッチセンシングの駆動時間を短縮しながらも、タッチセンシング性能を向上させることができるタッチパネル及びその駆動装置を提供することを技術的課題とする。

本発明は、上述した問題点を解決するためのもので、ディスプレイ期間を十分に確保して表示品質を高めることができるタッチパネルを提供することを技術的課題とする。

上記で言及した本発明の技術的課題以外にも、本発明の他の特徴及び利点が、以下で記述されたり、そのような記述及び説明から本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

本発明の実施例に係るタッチセンシング表示装置は、カラーフィルタと、タッチ力のセンシングのための複数の第１タッチ電極と、タッチ位置をセンシングするための複数の第２タッチ電極及び複数の第３タッチ電極とを含む。前記複数の第２タッチ電極及び前記複数の第３タッチ電極は、前記カラーフィルタによって前記複数の第１タッチ電極と分離されている。

本発明の実施例に係るタッチセンシング表示装置は、第１タッチ駆動部及び第２タッチ駆動部を含む。前記第１タッチ駆動部は、少なくとも１つの第１タッチ駆動信号を、タッチ力の強度をセンシングするための第１タッチ電極に供給する。前記第２タッチ駆動部は、タッチ位置をセンシングするための第２タッチ電極に少なくとも１つの第２タッチ駆動信号を供給する。

本発明の実施例に係るタッチセンシング表示装置は、第１タッチ駆動部、コントローラ及び第２タッチ駆動部をさらに含む。前記第１タッチ駆動部は、少なくとも１つの第１タッチ駆動信号を、タッチ力の強度をセンシングするための第１タッチ電極に供給する。そして、タッチ領域に該当する第１タッチ電極のサブセット（ｓｕｂｓｅｔ）を示すデータを生成する。前記コントローラは、前記第１タッチ電極のサブセットを示すデータに基づいて、タッチ領域に該当する第２タッチ電極のサブセットを示す少なくとも１つのコントロール信号を生成する。前記第２タッチ駆動部は、前記第２タッチ電極のサブセットを示すコントロール信号に基づいて、少なくとも１つの第２タッチ駆動信号を、タッチ位置をセンシングするための第２タッチ電極のサブセットに供給する。

本発明の実施例に係るタッチセンシング表示装置はカバー基板をさらに含む。前記カバー基板は、前記複数の第１タッチ電極上に位置し、タッチ力によってその厚さが変化する弾性誘電体層を含む。

本発明の実施例に係るタッチセンシング表示装置の前記弾性誘電体層は、ＰＤＭＳ（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）、アクリル（ａｃｒｙｌｉｃ）またはポリウレタン（ｐｏｌｙ−ｕｒｅｔｈａｎｅ）のうちの少なくとも１つを含む。

本発明の実施例に係るタッチセンシング表示装置は、前記複数の第１タッチ電極を前記第１タッチ駆動部に接続させる複数の伝導性ラインをさらに含む。一つの伝導性ラインが一つの第１タッチ電極に接続される。

本発明の実施例に係るタッチセンシング表示装置の前記複数の第２タッチ電極のグループは、第１方向に位置したタッチ電極ラインによって共に接続される。そして、前記複数の第３タッチ電極のグループは、前記第１方向に垂直な第２方向に位置したタッチ電極ラインによって共に接続される。

本発明の実施例に係るタッチセンシング表示装置において、前記第１タッチ電極は、カラーフィルタ上に位置したオンセル（ｏｎ−ｃｅｌｌ）タイプのタッチ電極である。そして、前記複数の第２タッチ電極及び前記複数の第３タッチ電極は、ＴＦＴアレイ基板上に位置したインセル（ｉｎ−ｃｅｌｌ）タイプのタッチ電極である。

本発明の実施例に係るタッチセンシング表示装置は、ＴＦＴアレイ基板及びカバー基板を含む。前記複数の第２タッチ電極は、当該ＴＦＴアレイ基板上に位置し、前記カラーフィルタは、前記複数の第２タッチ電極上に位置し、及び前記第１タッチ電極は、前記カラーフィルタ上に位置する。前記カバー基板は、第１タッチ電極上に位置し、弾性誘電体層及び前記弾性誘電体層上に位置した保護層を含む。

本発明の実施例に係るタッチセンシング表示装置は、複数の第１タッチ電極、複数の第２タッチ電極、第１タッチ駆動部、コントローラ及び第２タッチ駆動部を含む。前記第１タッチ駆動部は、少なくとも１つの第１タッチ駆動信号を、タッチ力の強度をセンシングするための第１タッチ電極に供給し、タッチ領域に該当する第１タッチ電極のサブセット（ｓｕｂｓｅｔ）を示すデータを生成する。前記コントローラは、前記第１タッチ電極のサブセットを示すデータに基づいて、タッチ領域に該当する第２タッチ電極のサブセットを示す少なくとも１つのコントロール信号を生成する。前記第２タッチ駆動部は、前記第２タッチ電極のサブセットを示すコントロール信号に基づいて、少なくとも１つの第２タッチ駆動信号を前記第２タッチ電極のサブセットに供給する。

本発明の実施例に係るタッチセンシング表示装置は、前記複数の第１タッチ電極と前記複数の第２タッチ電極を互いに分離するためのカラーフィルタをさらに含む。

本発明の実施例に係るタッチセンシング表示装置において、前記複数の第１タッチ電極は、前記カラーフィルタ上に位置したオンセル（ｏｎ−ｃｅｌｌ）タイプのタッチ電極である。そして、前記複数の第２タッチ電極は、ＴＦＴアレイ基板上に位置したインセル（ｉｎ−ｃｅｌｌ）タイプのタッチ電極である。

本発明の実施例に係るタッチセンシング表示装置はカバー基板をさらに含む。前記カバー基板は、前記複数の第１タッチ電極上に位置し、タッチ力によってその厚さが変化する弾性誘電体層を含む。

本発明の実施例に係るタッチセンシング表示装置は、前記複数の第１タッチ電極を前記第１タッチ駆動部に接続させる複数の伝導性ラインをさらに含む。一つの伝導性ラインが一つの第１タッチ電極に接続される。

本発明の実施例に係るタッチセンシング表示装置の前記複数の第２タッチ電極のグループは、第１方向に位置したタッチ電極ラインによって共に接続される。そして、前記複数の第３タッチ電極のグループは、前記第１方向に垂直な第２方向に位置したタッチ電極ラインによって共に接続される。

本発明の実施例に係るタッチセンシング表示装置は、１フレームの第１期間の間にデータ電圧を表示装置のデータラインに供給するための表示駆動回路をさらに含む。前記第１タッチ駆動部は、フレームの第１期間の間に第１タッチ駆動信号を生成する。そして、前記第２タッチ駆動部は、フレームの第２期間の間に第２タッチ駆動信号を生成する。

本発明の実施例に係るタッチセンシング表示装置の駆動方法は、少なくとも１つの第１タッチ駆動信号を、タッチ力の強度をセンシングするための第１タッチ電極に供給し、タッチ領域に該当する第１タッチ電極のサブセット（ｓｕｂｓｅｔ）を示すデータを生成するステップを含む。その後、タッチに該当する第１タッチ電極のサブセット（ｓｕｂｓｅｔ）を示すデータに基づいて、タッチ領域に該当する第２タッチ電極のサブセット（ｓｕｂｓｅｔ）を示す少なくとも１つのコントロール信号を生成するステップを含む。その後、前記第２タッチ電極のサブセットを示すコントロール信号に基づいて、少なくとも１つの第２タッチ駆動信号を、タッチ位置をセンシングするための第２タッチ電極のサブセットに供給するステップを含む。

本発明の実施例に係るタッチセンシング表示装置の駆動方法は、フレームの第１期間の間にデータ電圧を表示装置のデータラインに供給するステップをさらに含む。前記第１タッチ駆動信号は、フレームの第１期間の間に駆動される。そして、前記第２タッチ駆動信号は、フレームの第２期間の間に駆動される。

本発明の実施例に係るタッチパネル及びその駆動装置は、タッチセンシング及び力センシングが可能であり、力センシングの性能を高めることができる。

本発明の実施例に係るタッチパネル及びその駆動装置は、タッチセンシングの駆動時間を短縮しながらもタッチセンシングの性能を向上させることができる。

本発明の実施例に係るタッチパネルは、タッチセンシング性能を維持しながらディスプレイ期間を十分に確保して、表示品質を高めることができる。

その他にも、本発明の実施例を通じて本発明の更に他の特徴及び利点が新しく把握されることもあるだろう。

従来技術によるタッチパネルの断面構造を概略的に示す図である。 従来技術によるタッチパネルのタッチ電極を概略的に示す図である。 本発明の実施例に係るタッチディスプレイ装置のタッチパネル及びその駆動装置を概略的に示す図である。 本発明の実施例に係るタッチディスプレイ装置のタッチパネルの断面構造を示す図である。 本発明の実施例に係るタッチパネルの駆動装置を示す図である。 本発明の実施例に係るタッチパネルのタッチ力センシングのための第１タッチセンサを示す図である。 弾性誘電層を用いてタッチ力をセンシングする方法を説明するための図である。 本発明の実施例に係るタッチパネルの位置センシングのための第２タッチセンサを示す図である。 本発明の実施例に係るタッチパネルの駆動装置を用いたタッチセンシング方法を示す図である。

本明細書で述べられる用語の意味は、次のように理解されるべきである。

単数の表現は、文脈上明らかに別の意味として定義しない限り、複数の表現を含むものと理解しなければならず、「第１」、「第２」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するためのもので、これら用語によって権利範囲が限定されてはならない。「含む」又は「有する」などの用語は、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものと理解しなければならない。「少なくとも１つ」という用語は、１つ以上の関連項目から提示可能な全ての組み合わせを含むものと理解しなければならない。例えば、「第１項目、第２項目、及び第３項目のうちの少なくとも１つ」の意味は、第１項目、第２項目、または第３項目のそれぞれだけでなく、第１項目、第２項目、及び第３項目のうちの２つ以上から提示できる全ての項目の組み合わせを意味する。「上に」という用語は、ある構成が他の構成の直ぐ上面に形成される場合のみならず、これら構成の間に第３の構成が介在する場合まで含むことを意味する。

液晶ディスプレイ装置は、液晶層の配列を調節する方式に応じて、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなど、多様に開発されている。

そのうち、ＴＮモードとＶＡモードは、下部基板に画素電極を形成し、上部基板（カラーフィルタアレイ基板）に共通電極を形成して、垂直電界を介して液晶層の配列を調節する方式である。

一方、ＩＰＳモードと前記ＦＦＳモードは、下部基板上に画素電極と共通電極を配置し、前記画素電極と共通電極との間の電界によって液晶層の配列を調節する方式である。

ＩＰＳモードは、前記画素電極と共通電極を平行に交互に配列することによって、両電極間で水平電界を起こして液晶層の配列を調節する方式である。このようなＩＰＳモードは、前記画素電極と前記共通電極の上側部分において液晶層の配列が調節されないため、その領域で光の透過度が低下するという欠点がある。

ＩＰＳモードの欠点を解決するために考案されたものがＦＦＳモードである。ＦＦＳモードは、前記画素電極と前記共通電極とを絶縁層を挟んで離隔するように形成させる。このとき、一つの電極は板（ｐｌａｔｅ）状またはパターンで構成し、他の一つの電極はフィンガー（ｆｉｎｇｅｒ）状に構成して、両電極間で発生するフリンジフィールド（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ）を介して液晶層の配列を調節する方式である。

本発明の実施例に係るタッチパネルは、モード（ｍｏｄｅ）の制限なしに垂直電界方式（ＴＮモード、ＶＡモード）及び水平電界方式（ＩＰＳモード、ＦＦＳモード）をいずれも適用することができ、以下の詳細な説明では、ＩＰＳモードが適用されたことを一例とする。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例に係るタッチパネル及びその駆動装置について説明する。

図３は、本発明の実施例に係るタッチディスプレイ装置のタッチパネル及びその駆動装置を概略的に示す図であり、図４は、本発明の実施例に係るタッチディスプレイ装置のタッチパネルの断面構造を示す図である。

図３及び図４を参照すると、本発明の実施例に係るタッチパネル１００は、タッチ力を検出する第１タッチセンサ及びタッチ位置（座標）を検出する第２タッチセンサが形成されたディスプレイパネル１０１と、保護層１５０の背面に弾性誘電層１６０が形成された保護基板（カバー基板）１０２とを含む。ディスプレイパネル１０１に加わるタッチ力に応じて弾性誘電層１６０の厚さが変化する。

ディスプレイドライバ２００は、ディスプレイパネルの複数の画素にデータ信号ＤＳ及び制御信号ＣＳを供給して、ディスプレイパネルで画像が表示されるようにする。このようなディスプレイドライバ２００は、ゲートドライブＩＣ、データドライブＩＣ及びタイミングコントローラを含む。

ディスプレイドライバ２００の全体の構成または一部の構成は、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式でディスプレイパネル１０１に形成されてもよい。

タイミングコントローラは、タッチパネル１００のメインコントローラ（ｍａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）であって、ゲートドライブＩＣ、データドライブＩＣの駆動を制御する。また、タイミングコントローラは、タッチパネルの駆動装置がタッチ力センシング駆動の時点及びタッチ位置センシング駆動の時点を認知してタッチ力及びタッチ位置をセンシングするように、タイミング信号をタッチパネルの駆動装置に供給する。

タイミングコントローラは、タイミング信号（ＴＳ）を用いて、入力される映像信号（ｄａｔａ）をフレーム単位のデジタル映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に変換し、映像データをデータドライブＩＣに供給する。このとき、タイミング信号は、垂直同期信号（Ｖ−ｓｙｎｃ）、水平同期信号（Ｈ−ｓｙｎｃ）及びクロック信号（ＣＬＫ）を含む。

また、タイミングコントローラは、前記タイミング信号を用いて、ゲートドライブＩＣを制御するためのゲート制御信号（ＧＣＳ：Ｇａｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｉｇｎａｌ）を生成してゲートドライブＩＣに供給する。

ここで、データ制御信号（ＤＣＳ）は、ソーススタートパルス（ＳＳＰ：Ｓｏｕｒｃｅ Ｓｔａｒｔ Ｐｕｌｓｅ）、ソースサンプリングクロック（ＳＳＣ：Ｓｏｕｒｃｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ Ｃｌｏｃｋ）、ソース出力イネーブル（ＳＯＥ：Ｓｏｕｒｃｅ Ｏｕｔｐｕｔ Ｅｎａｂｌｅ）及び極性制御信号（ＰＯＬ：Ｐｏｌａｒｉｔｙ）などを含むことができる。

また、タイミングコントローラは、前記タイミング信号を用いて、データドライブＩＣを制御するためのデータ制御信号（ＤＣＳ：Ｄａｔａ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｉｇｎａｌ）を生成してデータドライブＩＣに供給する。

ここで、ゲート制御信号（ＧＣＳ）は、ゲートスタートパルス（ＧＳＰ：Ｇａｔｅ Ｓｔａｒｔ Ｐｕｌｓｅ）、ゲートシフトクロック（ＧＳＣ：Ｇａｔｅ Ｓｈｉｆｔ Ｃｌｏｃｋ）及びゲート出力イネーブル（ＧＯＥ：Ｇａｔｅ Ｏｕｔｐｕｔ Ｅｎａｂｌｅ）などを含むことができる。

ゲートドライブＩＣは、タイミングコントローラからのゲート制御信号（ＧＣＳ）に基づいて、複数のピクセルのそれぞれに形成されたＴＦＴを駆動させるためのスキャン信号（ｓｃａｎ ｓｉｇｎａｌ、ゲート駆動信号）を生成する。

ゲートドライブＩＣは、１フレーム期間においてディスプレイ期間に、スキャン信号を、液晶パネルに形成された複数のゲートラインに順次供給する。前記スキャン信号によって、各ピクセルに形成されたＴＦＴが駆動されてピクセルのスイッチングが行われる。

データドライブＩＣは、タイミングコントローラから供給されるデジタル映像データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をアナログ映像信号、すなわち、データ電圧に変換する。そして、タイミングコントローラからのデータ制御信号（ＤＣＳ）に基づいて、各ピクセルのＴＦＴがターンオンされる時点に合せてデータ電圧を液晶パネルに形成された複数のデータラインに供給し、映像が表示されるようにする。

再び図４を参照すると、ディスプレイパネル１０１は、ＴＦＴアレイ基板１１１及びカラーフィルタアレイ基板１１２を含む。このような液晶パネルは、自ら光を生成できないので、バックライトユニットから供給される光を用いて画像を表示する。バックライトユニットは、光を発生させる複数のバックライト（例として、ＬＥＤまたはＣＣＦＬ）と、バックライトから発生した光を前記液晶パネルの方向に案内すると共に、光の効率を向上させるための光学部材（導光板または拡散板及び複数の光学シート）とを含んで構成される。

カラーフィルタアレイ基板１１２の背面には、フルカラー（ｆｕｌｌ ｃｏｌｏｒ）画像を表示するためのレッド（ｒｅｄ）、グリーン（ｇｒｅｅｎ）、ブルー（ｂｌｕｅ）カラーフィルタが形成されている。そして、前記カラーフィルタ間には、画素を区分するためのブラックマトリックスが形成される。また、カラーフィルタアレイ基板１１２の上面には、タッチ力を検出するための第１タッチセンサ（例えば、１４０）が形成されている。

ＴＦＴアレイ基板１１１には、複数の画素がマトリックス状に形成される。前記複数の画素のそれぞれは、互いに交差するデータラインとゲートラインによって定義される。前記データラインと前記ゲートラインが交差する領域毎にＴＦＴ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）及びストレージキャパシター（Ｃｓｔ）が形成される。

また、ＴＦＴアレイ基板１１１の各画素には画素電極及び共通電極が形成されている。画素電極及び共通電極は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）のような透明伝導性物質で形成される。共通電極をディスプレイのための用途だけでなくタッチセンサとして利用する。そのために、複数の画素単位で共通電極をグルーピングして第２タッチセンサを形成する。前記第２タッチセンサは、複数のタッチ電極１２０，１３０で構成される。カラーフィルタアレイ基板１１２の上に第１タッチ電極１４０が配置され、カラーフィルタアレイ基板１１２の下に第２タッチ電極１２０及び第３タッチ電極１３０が配置されている。カラーフィルタアレイ基板１１２を挟んで第１タッチ電極１４０と、第２タッチ電極１２０及び第３タッチ電極１３０とが分離されている。

図５は、本発明の実施例に係るタッチパネルの駆動装置を示す図である。

図５を参照すると、タッチパネル１００の駆動装置３００は、第１タッチ駆動部３１０、第２タッチ駆動部３２０及び制御部３３０を含む。

第１タッチ駆動部３１０は、タッチパネル１００の全第１タッチ電極１４０に第１タッチ駆動信号ＴＤＳ１を供給し、前記全第１タッチ電極１４０から第１タッチセンシング信号ＴＳＳ１を受信して、タッチ力をセンシングする。このとき、第１タッチ駆動信号ＴＤＳ１は、タッチ力をセンシングするために第１タッチセンサに供給される信号である。ここで、第１タッチ駆動部３１０（ｆｉｒｓｔ ｔｏｕｃｈ ｄｒｉｖｅｒ）は、タッチ力ドライバ（ｔｏｕｃｈ ｆｏｒｃｅ ｄｒｉｖｅｒ）と呼ぶことができる。

ここで、第１タッチ駆動部３１０は、タッチ力のデータを生成して制御部３３０に供給し、このとき、タッチ力のデータと共に、全第１タッチ電極１４０においてどの第１タッチ電極１４０の領域でタッチが行われたかに対する広域タッチ位置データを制御部３３０に供給する。タッチ位置データによって、広い範囲においてタッチが発生した概略的な位置を認知することができる。

すなわち、第１タッチ駆動部３１０は、タッチ力に対するデータだけでなく、タッチが発生した第１タッチ電極１４０に対する広域タッチ位置情報を制御部３３０に供給する。

制御部３３０は、前記第１タッチ駆動部３１０でセンシングされたタッチ力のデータに基づいて制御信号を生成する。前記制御部３３０で生成される制御信号は、第２タッチ駆動部３２０で生成された第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２の生成及び出力を制御するためのものである。そして、制御部３３０は、生成された前記制御信号を第２タッチ駆動部３２０に供給する。

ここで、タッチ力が検出された第１タッチ電極１４０の領域でタッチが発生したものであるため、全第２タッチセンサのうち、タッチ力が検出された第１タッチ電極１４０に対応する第２タッチ電極１２０及び第３タッチ電極１３０にのみ第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を供給しても、タッチ位置をセンシングするのには問題がない。すなわち、第２タッチ電極１２０及び第３タッチ電極１３０に第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を供給してタッチ位置を精密にセンシングすることができる。

したがって、制御信号には、タッチ力が検出された領域に対応する第２タッチ電極１２０及び第３タッチ電極１３０の情報が含まれて、第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２の生成及び出力を制御する。

第２タッチ駆動部３２０は、制御部３３０から受信された制御信号に基づいて、第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を生成し、第２タッチセンサに第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を供給する。このとき、第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２は、タッチ位置をセンシングするために第２タッチセンサに供給される信号である。ここで、第２タッチ駆動部３２０（ｓｅｃｏｎｄ ｔｏｕｃｈ ｄｒｉｖｅｒ）は、タッチ位置駆動部（ｔｏｕｃｈ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｄｒｉｖｅｒ）と呼ぶことができる。

ここで、第２タッチ駆動部３２０は、第１方向（水平方向）に形成された全ての第２タッチ電極１２０、及び第２方向（垂直方向）に形成された全ての第３タッチ電極１３０に第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を選択的に供給することができる。しかし、タッチ位置のセンシングのためのタッチ駆動時間を短縮し、タッチ位置のセンシング性能を高めるために、前記制御信号に基づいて、タッチ力が検出された第１タッチ電極１４０に対応する第２タッチ電極１２０及び第３タッチ電極１３０にのみ第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を供給する。

そして、第２タッチ駆動部３２０は、第２タッチ電極１２０及び第３タッチ電極１３０から第２タッチセンシング信号ＴＳＳ２を受信して、タッチ位置をセンシングする。

このようなタッチパネルの駆動装置３００は、タッチパネル１００の外郭に形成されたＦＰＣ（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）を介して、第１タッチセンサ及び第２タッチセンサに接続された伝導性ラインと接続され得る。

図６は、本発明の実施例に係るタッチパネルのタッチ力センシングのための第１タッチセンサを示す図である。

図４及び図６を参照すると、カラーフィルタアレイ基板１１２の上面に、タッチ力を検出するための第１タッチセンサが形成されている。第１タッチセンサは、複数の第１タッチ電極１４０で構成される。

複数の第１タッチ電極１４０は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）のような透明伝導性物質で形成され、ＩＴＯをパターニングして、複数の画素に対応する面積で複数の第１タッチ電極１４０が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１１１に形成された第２タッチ電極１２０及び第３タッチ電極１３０と対応するように複数の第１タッチ電極１４０が形成されている。

カラーフィルタアレイ基板１１２の上面に複数の第１伝導性ライン１４２が形成されており、複数の第１伝導性ライン１４２を介して、複数の第１タッチ電極１４０のそれぞれが第１タッチ駆動部３１０に接続される。それぞれの第１伝導性ライン１４２は、ただ１つの第１タッチ電極１４０と接続される。

第１タッチ駆動部３１０は、オールポイントセルフキャパシタンスタッチ（Ａｌｌ ｐｏｉｎｔ ｓｅｌｆ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｔｏｕｃｈ）方式で複数の第１タッチ電極１４０のそれぞれに第１タッチ駆動信号ＴＤＳ１を供給し、複数の第１タッチ電極１４０のそれぞれの静電容量をセンシングして、タッチ時に加えられた力をセンシングする。

一方、図６では、複数の第１タッチ電極１４０のそれぞれが四角形状に形成された場合を示しているが、これに限定されず、複数の第１タッチ電極１４０のそれぞれは、円形または菱形の形状に形成されてもよい。

再び図４を参照すると、ディスプレイパネル１０１の前面に保護基板１０２が配置され、保護基板１０２の保護層１５０の背面に弾性誘電層１６０が形成されている。

保護層１５０は、タッチパネル１００の最上端に配置されてタッチパネル１００を保護するもので、種々の材質が適用され得る。例えば、保護層１５０は、ガラスまたは強化ガラスで形成されてもよい。他の例として、保護層１５０は、プラスチック材質のプレートまたは軟性を有するフィルムで形成されてもよい。

タッチ力の検出のための第１タッチセンサが形成されたディスプレイパネル１０１と、保護基板１０２の保護層１５０との間に弾性誘電層１６０が形成されている。このような弾性誘電層１６０を用いてタッチ力のセンシングが行われるようにする。

弾性誘電層１６０は、透明接着剤によって複数の第１タッチ電極１４０の上面及び保護層１５０の背面に付着することができる。このような弾性誘電層１６０は、弾性力を有すると共に、高誘電率を有する材質からなることができる。例えば、弾性誘電層１６０は、ＰＤＭＳ（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）、アクリル（ａｃｒｙｌｉｃ）、またはポリウレタン（ｐｏｌｙ−ｕｒｅｔｈａｎｅ）材質からなることができる。しかし、これに限定されず、弾性誘電層１６０は、弾性力を有すると共に誘電率を有する材質で形成されてもよい。

図７は、弾性誘電層を用いてタッチ力をセンシングする方法を説明するための図である。

図７（ａ）乃至図７（ｃ）を参照すると、弾性誘電層１６０は、カラーフィルタアレイ基板１１２上に形成された複数の第１タッチ電極１４０とユーザの指１７０との間に静電容量Ｃａｐ１，Ｃａｐ２，Ｃａｐ３を形成させる。

ここで、弾性誘電層１６０は、ユーザのタッチ力によって弾性変形してその厚さが変化することによって、複数の第１タッチ電極１４０と指１７０との間に形成される静電容量Ｃａｐ１，Ｃａｐ２，Ｃａｐ３を変化させる。このとき、静電容量Ｃａｐ１，Ｃａｐ２，Ｃａｐ３は、第１タッチ電極１４０と指１７０との間の距離に応じて変わり得る。このような弾性誘電層１６０を用いて、別途の複雑なセンシング回路を構成しなくても、タッチ時に指１７０の圧力によるタッチ力のセンシングが可能である。

第１タッチ電極１４０の面積は、タッチ時に加えられた指１７０の力とは関係なく一定である。しかし、タッチ力が増加するほど弾性誘電層１６０の厚さは減少し、保護層１５０に触れる指１７０の面積は大きくなる。

タッチ時に指１７０に加えられた力によって弾性誘電層１６０が押され、第１タッチ電極１４０と指１７０との間の距離が減少するようになる。静電容量Ｃａｐ１，Ｃａｐ２，Ｃａｐ３は、電極間の距離に反比例するので、第１タッチ電極１４０と指１７０との間の距離が減少するほど、静電容量は大きくなる。

図７（ａ）に示されたように、指１７０で第１の力を加えて軽くタッチするときの第１静電容量Ｃａｐ１よりは、図７（ｂ）に示されたように、指１７０で第２の力を加えてある程度の力でタッチするときの第２静電容量Ｃａｐ２がさらに大きくなる。また、前記第２静電容量Ｃａｐ２よりは、図７（ｃ）に示されたように、指１７０で第３の力を加えて強い力でタッチするときの第３静電容量Ｃａｐ３がさらに大きくなる。

このような、タッチ時に加えられる力に応じて変化する静電容量に基づいて、タッチ力に応じて静電容量Ｃａｐ１，Ｃａｐ２，Ｃａｐ３の増加変化量をモデリングすることができ、力レベルアルゴリズムを通じて、タッチ時に加えられた力をセンシングすることができる。

そのために、第１タッチ駆動部３１０は、センシングされた静電容量値に対応するタッチ力値がマッピングされたルックアップテーブルを含むことができ、ルックアップテーブルにマッピングされたタッチ力値を参照して、複数の第１タッチ電極１４０のそれぞれでセンシングされた静電容量値に対応するタッチ力値をセンシングすることができる。

図８は、本発明の実施例に係るタッチパネルの位置センシングのための第２タッチセンサを示す図である。

図４及び図８を参照すると、本発明の実施例に係るタッチパネル１００は、下部基板に形成された共通電極を、ディスプレイのための用途だけでなく、タッチ位置をセンシングするための第２タッチセンサとして利用する。すなわち、第２タッチセンサは、インセルタッチ方式（ｉｎ ｃｅｌｌ ｔｏｕｃｈ ｔｙｐｅ）でＴＦＴアレイ基板１１１に内蔵される。

このような第２タッチセンサは、複数のタッチ電極１２０，１３０で構成され、複数の画素単位で共通電極をグルーピングして複数のタッチ電極１２０，１３０が形成されている。ここで、複数の第２タッチ電極１２０と複数の第３タッチ電極１３０は互いに交差するように配置されている。

複数の第２タッチ電極１２０は、複数の第２伝導性ライン１２２を介して第１方向に接続される。このとき、第２タッチ電極１２０がライン単位で第１方向に接続される。すなわち、複数の第２タッチ電極１２０がＸ軸方向に接続され、バー（ｂａｒ）状の複数のタッチラインが形成される。

ここで、ＴＦＴアレイ基板１１１のゲートラインを形成するとき、同一の物質で同一のレイヤに第２伝導性ライン１２２を形成し、ビアホール（ｖｉａ ｈｏｌｅ）を形成して、第２タッチ電極１２０を第２伝導性ライン１２２と接続する。

ＴＦＴアレイ基板１１１の外郭で第２伝導性ライン１２２がルーティングされ、タッチパネルの駆動装置３００の第２タッチ駆動部３２０と複数の第２タッチ電極１２０が接続される。

複数の第３タッチ電極１３０は、複数の第３伝導性ライン１３２を介して第２方向に接続される。このとき、第３タッチ電極１３０がライン単位で第２方向に接続される。すなわち、複数の第３タッチ電極１３０がＹ軸方向に接続され、バー（ｂａｒ）状の複数のタッチラインが形成される。

ここで、ＴＦＴアレイ基板１１１のソース／ドレインレイヤを形成するとき、同一の物質で同一のレイヤに第３伝導性ライン１３２を形成し、ビアホール（ｖｉａ ｈｏｌｅ）を形成して、第３タッチ電極１３０を第３伝導性ライン１３２と接続する。または、ソース／ドレインレイヤ以外に、複数の第３伝導性ラインを形成するためのレイヤを追加すると共に、ビアホールを形成し、第３タッチ電極１３０のそれぞれを第３伝導性ライン１３２のそれぞれと接続することができる。

ＴＦＴアレイ基板１１１の外郭で第３伝導性ライン１３２がルーティングされ、タッチパネルの駆動装置３００の第２タッチ駆動部３２０と複数の第３タッチ電極１３０が接続される。

第２タッチ駆動部３２０は、１フレーム期間においてタッチセンシング期間に１つ以上の第２伝導性ライン１２２に第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を供給して、第２タッチ電極１２０に第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を印加させる。ここで、タッチセンシング期間は、タッチ位置をセンシングする期間を意味する。

また、第２タッチ駆動部３２０は、タッチセンシング期間に１つ以上の第３伝導性ライン１３２に第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を供給して、第３タッチ電極１３０に第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を印加させる。

ここで、全第２タッチ電極１２０及び全第３タッチ電極１３０のうち、選択的に第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２が供給される。このとき、第１タッチセンサのタッチ力センシングの結果に基づいて、タッチ力がセンシングされた第１タッチ電極１４０に対応する１つ以上の第２タッチ電極１２０及び１つ以上の第３タッチ電極１３０に第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２の供給が行われる。

第２タッチ駆動部３２０は、第２タッチ電極１２０及び第３タッチ電極１３０に第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を印加した後、第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２が供給された第２伝導性ライン１２２と第３伝導性ライン１３２を介して第２タッチセンシング信号ＴＳＳ２を受信する。すなわち、第２タッチ電極１２０及び第３タッチ電極１３０の静電容量をセンシングして、タッチが発生した位置をセンシングする。第２タッチ電極１２０がＸ軸方向に接続されており、第３タッチ電極１３０がＹ軸方向に接続されているので、２次元の空間においてタッチが行われた正確な位置座標をセンシングすることができる。

一方、図８では、複数のタッチ電極１２０，１３０のそれぞれが四角形状に形成された場合を示しているが、これに限定されず、複数のタッチ電極１２０，１３０のそれぞれは、円形または菱形の形状に形成されてもよい。

図４乃至図８を参照して説明したように、本発明の実施例に係るタッチパネル１００は、第１タッチ電極１４０がオンセル方式（ｏｎ ｃｅｌｌ ｔｙｐｅ）でカラーフィルタアレイ基板１１２の上面に形成されており、第２タッチ電極１２０及び第３タッチ電極１３０がインセル方式（ｉｎ ｃｅｌｌ ｔｙｐｅ）でＴＦＴアレイ基板１１１に形成されており、弾性誘電層１６０がカバー（Ｃｏｖｅｒ）レイヤとディスプレイパネルとの中間に配置されているので、タッチ力をセンシングするときにディスプレイの駆動に影響を与えない。すなわち、画像のディスプレイ、タッチ位置センシング及びタッチ力センシングの性能をいずれも満足させることができる。

図９乃至図１１は、本発明の実施例に係るタッチパネルの駆動装置を用いたタッチセンシング方法を示す図である。

図９を参照すると、タッチパネルには、画面の表示のための画素、ＴＦＴアレイ及びカラーフィルタアレイが形成されると共に、タッチ力のセンシングのための第１タッチセンサ及びタッチ位置のセンシングのための第２タッチセンサが形成されている。

１フレーム期間をディスプレイ期間とタッチセンシング期間とに分割し、時分割方式で画面の表示及びタッチセンシング駆動が行われるようにする。ディスプレイ期間には、画面の表示と共にタッチ力センシング駆動が行われ、タッチセンシング期間には、タッチ位置のセンシングが行われるようにする。

本発明の実施例に係るタッチパネル駆動装置は、オールポイントセルフキャパシタンスタッチ方式でタッチ力をセンシングし、ラインセルフキャパシタンスタッチ（Ｌｉｎｅ ｓｅｌｆ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｔｏｕｃｈ）方式でタッチ位置をセンシングする。

ここで、タッチ位置をセンシングするタッチセンシング期間ｔ２よりも、タッチ力センシングが行われるディスプレイ期間ｔ１を長くすることによって、ディスプレイ基板の表示品質を高め、タッチ力センシングの性能を高めることができる。

タッチ位置のセンシングにラインセルフキャパシタンスタッチ方式を適用することによって、タッチ位置の検出のための第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２が供給されるタッチラインの数を減少させることができ、タッチセンシング駆動時間及びタッチパネル駆動装置のハードウェアのサイズを減少させることができる。

全第２タッチセンサのうち、タッチ力が検出された第１タッチ電極１４０に対応する少なくとも１つの第２タッチ電極１２０及び少なくとも１つの第３タッチ電極１３０に選択的に第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を供給して、タッチ位置をセンシングする。したがって、タッチセンシング期間ｔ２を減少させることができ、減少した時間だけディスプレイ期間及びタッチ力センシング期間ｔ１を増加させることができる。

図５及び図１０を参照してより詳細に説明すると、第１タッチ駆動部３１０は、タッチパネル１００の全第１タッチ電極１４０に第１タッチ駆動信号ＴＤＳ１を供給し、前記全第１タッチ電極１４０から第１タッチセンシング信号ＴＳＳ１を受信して、タッチ力をセンシングする。

第１タッチ駆動部３１０は、タッチ力のデータを生成して制御部３３０に供給する。このとき、第１タッチ駆動部３１０は、タッチ力に対するデータだけでなく、タッチが発生した第１タッチ電極１４０に対する広域タッチ位置情報を制御部３３０に供給する。

制御部３３０は、前記第１タッチ駆動部３１０でセンシングされたタッチ力のデータに基づいて制御信号を生成する。前記制御部３３０で生成される制御信号は、第２タッチ駆動部３２０で生成された第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２の生成及び出力を制御するためのものである。そして、制御部３３０は、生成された前記制御信号を第２タッチ駆動部３２０に供給する。

第２タッチ駆動部３２０は、制御部３３０から受信された制御信号に基づいて、第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を生成し、第２タッチセンサに第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を供給する。

ここで、第２タッチ駆動部３２０は、タッチ位置のセンシングのためのタッチ駆動時間を減少させ、タッチ位置センシング性能を高めるために、タッチ力がセンシングされた第１タッチ電極１４０に対応する第２タッチ電極１２０ａ及び第３タッチ電極１３０ａには、第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を供給する。一方、タッチ力がセンシングされていない第１タッチ電極１４０に対応する第２タッチ電極１２０ｂ及び第３タッチ電極１３０ｂには、第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を供給しない。

すなわち、タッチ力がセンシングされた領域に形成された第２タッチ電極１２０ａ及び第３タッチ電極１３０ａにのみタッチ位置の検出のための第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を供給することによって、タッチ位置のセンシングのための駆動時間を短縮することができる。

次いで、第２タッチ駆動部３２０は、第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２が供給された第２タッチ電極１２０ａ及び第３タッチ電極１３０ａから第２タッチセンシング信号ＴＳＳ２を受信して、タッチ位置をセンシングする。

すなわち、第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２が供給された第２タッチ電極１２０ａ及び第３タッチ電極１３０ａの静電容量をセンシングし、基準静電容量とセンシングされた静電容量との比較を通じて、タッチが行われた位置を精密にセンシングすることができる。

ここで、タッチ力が検出された第１タッチ電極１４０の領域でタッチが発生したものであるため、全第２タッチセンサのうち、タッチ力が検出された第１タッチ電極１４０に対応する第２タッチ電極１２０ａ及び第３タッチ電極１３０ａにのみ第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を供給しても、タッチ位置のセンシングを精密に行うことができる。

また、少ない数の第２タッチ電極１２０ａ及び第３タッチ電極１３０ａにのみ第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を供給するので、信号の干渉を減少させてタッチ位置センシング性能を高めることができ、消費電力も低減することができるという効果がある。

このように、１フレーム期間において、タッチ位置センシングの駆動時間ｔ２を減少させ、減少した時間だけディスプレイ期間及びタッチ力センシング期間ｔ１を増加させることができるので、ディスプレイ性能だけでなく、タッチ力センシング及びタッチ位置センシングの性能をいずれも向上させることができる。

図１０では、タッチパネルにシングルタッチ（ｓｉｎｇｌｅ ｔｏｕｃｈ）が発生した場合を基準としてタッチ力センシング及びタッチ位置センシング方法を説明した。次いで、図５及び図１１を参照して、タッチパネルにマルチタッチ（ｍｕｌｔｉ ｔｏｕｃｈ）が発生した場合を基準としてタッチ力センシング及びタッチ位置センシング方法を説明する。

図５及び図１１を参照すると、第１タッチ駆動部３１０は、タッチパネル１００の全第１タッチ電極１４０に第１タッチ駆動信号ＴＤＳ１を供給し、前記全第１タッチ電極１４０から第１タッチセンシング信号ＴＳＳ１を受信してタッチ力をセンシングする。このとき、１つの領域ではなく複数の領域でタッチがセンシングされた場合、複数のタッチに対してタッチ力をセンシングする。

第１タッチ駆動部３１０は、複数のタッチに対するタッチ力のデータを生成して制御部３３０に供給する。第１タッチ駆動部３１０は、複数のタッチ力に対するデータだけでなく、タッチが発生した複数の領域に対する広域タッチ位置情報を制御部３３０に供給する。

制御部３３０は、前記第１タッチ駆動部３１０でセンシングされた複数のタッチ力のデータ及びタッチが発生した複数の領域に対する広域タッチ位置情報に基づいて制御信号を生成する。ここで、前記制御部３３０で生成された制御信号は、第２タッチ駆動部３２０で生成される第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２の生成及び出力を制御するためのものである。そして、前記制御部３３０は、生成された制御信号を第２タッチ駆動部３２０に供給する。

第２タッチ駆動部３２０は、制御部３３０から受信された制御信号に基づいて、第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を生成し、第２タッチセンサに第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を供給する。

ここで、第２タッチ駆動部３２０は、タッチ位置のセンシングのためのタッチ駆動時間を減少させ、タッチ位置センシング性能を高めるために、タッチ力がセンシングされた第１タッチ電極１４０に対応する複数の第２タッチ電極１２０ａ及び複数の第３タッチ電極１３０ａに第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を供給する。一方、タッチ力がセンシングされていない第１タッチ電極１４０に対応する第２タッチ電極１２０ｂ及び第３タッチ電極１３０ｂには、第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を供給しない。

次いで、第２タッチ駆動部３２０は、第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２が供給された複数の第２タッチ電極１２０ａ及び複数の第３タッチ電極１３０ａの静電容量をセンシングし、基準静電容量とセンシングされた複数の静電容量との比較を通じて、タッチが行われた複数の位置を精密にセンシングすることができる。

ここで、全第２タッチセンサのうち、タッチ力が検出された複数の領域に対応する複数の第２タッチ電極１２０ａ及び複数の第３タッチ電極１３０ａに選択的に第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を供給して、タッチ位置のセンシングを精密に行うことができる。

基本的に、ラインセルフキャパシタンスタッチ方式は、マルチタッチのセンシングに制約があるが、本発明の実施例に係るタッチパネル及びその駆動装置は、第１タッチ電極を用いたオールポイントセルフキャパシタンスタッチ方式でタッチ力をセンシングし、タッチ力センシングの結果に基づいて、ラインセルフキャパシタンスタッチ方式でタッチ位置をセンシングすることによって、マルチタッチセンシングが可能であるという利点がある。

また、全第２及び第３タッチ電極１２０，１３０のうち、一部の第２タッチ電極１２０ａ及び一部の第３タッチ電極１３０ａにのみ第２タッチ駆動信号ＴＤＳ２を供給するので、信号の干渉を減少させてタッチ位置センシング性能を高めることができ、消費電力も低減することができるという効果がある。

このように、１フレーム期間において、タッチ位置センシングの駆動時間ｔ２を減少させ、減少した時間だけディスプレイ期間及びタッチ力センシング期間ｔ１を増加させることができるので、ディスプレイ性能だけでなく、タッチ力センシング及びタッチ位置センシングの性能をいずれも向上させることができる。

本発明の属する技術分野における当業者は、上述した本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施できるということを理解できるはずである。したがって、以上記述した実施例は、すべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。

本発明の範囲は、上記詳細な説明よりは、後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその等価概念から導かれる全ての変更又は変形された形態が本発明の範囲に属するものと解さねばならない。

１００ タッチパネル
１０１ ディスプレイパネル
１０２ 保護基板
１１１ ＴＦＴアレイ基板
１１２ カラーフィルタアレイ基板
１２０，１２０ａ，１２０ｂ 第２タッチ電極
１２２ 第２伝導性ライン
１３０，１３０ａ，１３０ｂ 第３タッチ電極
１３２ 第３伝導性ライン
１４０ 第１タッチ電極
１４２ 第１伝導性ライン
１５０ 保護層
１６０ 弾性誘電層
１７０ 指
２００ ディスプレイドライバ
３００ タッチパネルの駆動装置
３１０ 第１タッチ駆動部
３２０ 第２タッチ駆動部
３３０ 制御部

Claims (18)

1. カラーフィルタと、
   タッチ力のセンシングのための複数の第１タッチ電極と、
   前記カラーフィルタによって前記複数の第１タッチ電極と分離され、タッチ位置をセンシングするための複数の第２タッチ電極及び複数の第３タッチ電極とを含む、タッチセンシング表示装置。
2. 少なくとも１つの第１タッチ駆動信号を、タッチ力の強度をセンシングするための第１タッチ電極に供給する第１タッチ駆動部と、
   少なくとも１つの第２タッチ駆動信号を、タッチ位置をセンシングするための第２タッチ電極に供給する第２タッチ駆動部とをさらに含む、請求項１に記載のタッチセンシング表示装置。
3. 少なくとも１つの第１タッチ駆動信号をタッチ力の強度をセンシングするための第１タッチ電極に供給し、タッチ領域に該当する第１タッチ電極のサブセット（ｓｕｂｓｅｔ）を示すデータを生成するための第１タッチ駆動部と、
   前記第１タッチ電極のサブセットを示すデータに基づいて、タッチ領域に該当する第２タッチ電極のサブセットを示す少なくとも１つのコントロール信号を生成するコントローラと、
   前記第２タッチ電極のサブセットを示すコントロール信号に基づいて、少なくとも１つの第２タッチ駆動信号を、タッチ位置をセンシングするための第２タッチ電極のサブセットに供給する第２タッチ駆動部とをさらに含む、請求項１に記載のタッチセンシング表示装置。
4. 前記複数の第１タッチ電極上に位置し、タッチ力によってその厚さが変化する弾性誘電体層を含むカバー基板をさらに含む、請求項１に記載のタッチセンシング表示装置。
5. 前記弾性誘電体層は、ＰＤＭＳ（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）、アクリル（ａｃｒｙｌｉｃ）あるいはポリウレタン（ｐｏｌｙ−ｕｒｅｔｈａｎｅ）のうちの少なくとも１つを含む、請求項４に記載のタッチセンシング表示装置。
6. 前記複数の第１タッチ電極を前記第１タッチ駆動部に接続させる複数の伝導性ラインをさらに含み、
   一つの伝導性ラインが一つの第１タッチ電極に接続される、請求項１に記載のタッチセンシング表示装置。
7. 前記複数の第２タッチ電極のグループは、第１方向に位置したタッチ電極ラインによって共に接続され、
   前記複数の第３タッチ電極のグループは、前記第１方向に垂直な第２方向に位置したタッチ電極ラインによって共に接続される、請求項１に記載のタッチセンシング表示装置。
8. 前記第１タッチ電極は、カラーフィルタ上に位置したオンセル（ｏｎ−ｃｅｌｌ）タイプのタッチ電極であり、
   前記複数の第２タッチ電極及び前記複数の第３タッチ電極は、ＴＦＴアレイ基板上に位置したインセル（ｉｎ−ｃｅｌｌ）タイプのタッチ電極である、請求項１に記載のタッチセンシング表示装置。
9. ＴＦＴアレイ基板であって、前記複数の第２タッチ電極は、当該ＴＦＴアレイ基板上に位置し、前記カラーフィルタは、前記複数の第２タッチ電極上に位置し、及び前記第１タッチ電極は、前記カラーフィルタ上に位置する、ＴＦＴアレイ基板と、
   第１タッチ電極上に位置し、弾性誘電体層及び前記弾性誘電体層上に位置した保護層を含むカバー基板とをさらに含む、請求項１に記載のタッチセンシング表示装置。
10. 複数の第１タッチ電極と、
    複数の第２タッチ電極と、
    少なくとも１つの第１タッチ駆動信号をタッチ力の強度をセンシングするための第１タッチ電極に供給し、タッチ領域に該当する第１タッチ電極のサブセット（ｓｕｂｓｅｔ）を示すデータを生成する第１タッチ駆動部と、
    前記第１タッチ電極のサブセットを示すデータに基づいて、タッチ領域に該当する第２タッチ電極のサブセットを示す少なくとも１つのコントロール信号を生成するコントローラと、
    前記第２タッチ電極のサブセットを示すコントロール信号に基づいて、少なくとも１つの第２タッチ駆動信号を前記第２タッチ電極のサブセットに供給する第２タッチ駆動部とを含む、タッチセンシング表示装置。
11. 前記複数の第１タッチ電極と前記複数の第２タッチ電極を互いに分離するためのカラーフィルタをさらに含む、請求項１０に記載のタッチセンシング表示装置。
12. 前記複数の第１タッチ電極は、前記カラーフィルタ上に位置したオンセル（ｏｎ−ｃｅｌｌ）タイプのタッチ電極であり、
    前記複数の第２タッチ電極は、ＴＦＴアレイ基板上に位置したインセル（ｉｎ−ｃｅｌｌ）タイプのタッチ電極である、請求項１１に記載のタッチセンシング表示装置。
13. 前記複数の第１タッチ電極上に位置し、タッチ力によってその厚さが変化する弾性誘電体層を含むカバー基板をさらに含む、請求項１０に記載のタッチセンシング表示装置。
14. 前記複数の第１タッチ電極を前記第１タッチ駆動部に接続させる複数の伝導性ラインをさらに含み、
    一つの伝導性ラインが一つの第１タッチ電極に接続される、請求項１０に記載のタッチセンシング表示装置。
15. 前記複数の第２タッチ電極のグループは、第１方向に位置したタッチ電極ラインによって共に接続され、
    前記複数の第３タッチ電極のグループは、前記第１方向に垂直な第２方向に位置したタッチ電極ラインによって共に接続される、請求項１０に記載のタッチセンシング表示装置。
16. １フレームの第１期間の間にデータ電圧を表示装置のデータラインに供給するための表示駆動回路をさらに含み、
    前記第１タッチ駆動部は、フレームの第１期間の間に第１タッチ駆動信号を生成し、
    前記第２タッチ駆動部は、フレームの第２期間の間に第２タッチ駆動信号を生成する、請求項１０に記載のタッチセンシング表示装置。
17. 少なくとも１つの第１タッチ駆動信号をタッチ力の強度をセンシングするための第１タッチ電極に供給し、タッチ領域に該当する第１タッチ電極のサブセット（ｓｕｂｓｅｔ）を示すデータを生成するステップと、
    タッチに該当する第１タッチ電極のサブセット（ｓｕｂｓｅｔ）を示すデータに基づいて、タッチ領域に該当する第２タッチ電極のサブセット（ｓｕｂｓｅｔ）を示す少なくとも１つのコントロール信号を生成するステップと、
    前記第２タッチ電極のサブセットを示すコントロール信号に基づいて、少なくとも１つの第２タッチ駆動信号を、タッチ位置をセンシングするための第２タッチ電極のサブセットに供給するステップとを含む、タッチセンシング表示装置の駆動方法。
18. フレームの第１期間の間にデータ電圧を表示装置のデータラインに供給するステップをさらに含み、
    前記第１タッチ駆動信号は、フレームの第１期間の間に駆動され、
    前記第２タッチ駆動信号は、フレームの第２期間の間に駆動される、請求項１７に記載のタッチセンシング表示装置の駆動方法。

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