KR102089446B1 - 터치 센싱 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치 센싱 시스템에 관한 것으로, 공진 회로가 내장된 펜; 및 상판과 하판으로 나뉘어지며 영상이 표시되는 픽셀 어레이가 형성된 표시패널을 포함한다. 상기 하판은 상기 픽셀 어레이의 TFT 어레이와, 상기 TFT 어레이 상에 형성되는 제1 터치 스크린을 포함한다. 상기 상판은 제2 터치 스크린은 포함한다. 상기 제1 터치 스크린은 펜 터치 센싱을 위한 다수의 안테나들을 포함한다. 상기 제2 터치 스크린은 핑거 터치 센싱을 위한 다수의 전극들을 포함한다.

Description

터치 센싱 시스템{TOUCH SENSING SYSTEM}

본 발명은 손가락과 펜의 터치 인식이 가능한 터치 센싱 시스템에 관한 것이다.

유저 인터페이스(User Interface, UI)는 사람(사용자)과 각종 전자 기기의 통신을 가능하게 하여 사용자가 전자 기기를 쉽게 자신이 원하는 대로 쉽게 제어할 수 있게 한다. 유저 인터페이스의 대표적인 예로는 키패드, 키보드, 마우스, 온스크린 디스플레이(On Screen Display, OSD), 적외선 통신 혹은 고주파(RF) 통신 기능을 갖는 원격 제어기(Remote controller) 등이 있다. 유저 인터페이스 기술은 사용자 감성과 조작 편의성을 높이는 방향으로 발전을 거듭하고 있다. 최근, 유저 인터페이스는 터치 UI, 음성 인식 UI, 3D UI 등으로 진화되고 있다.

터치 UI는 휴대용 정보기기에 필수적으로 채택되고 있는 추세에 있으며, 나아가 가전 제품에도 확대 적용되고 있다. 터치 UI는 터치 스크린 상에 터치되는 손가락이나 펜의 위치를 감지하여 위치 정보를 발생한다.

터치 스크린은 손가락과 같은 도전체를 센싱하는 터치 스크린과, 펜을 센싱하는 터치 스크린으로 나뉘어진다. 후자의 터치 스크린의 일예로서, 미국 특허 US 7,903,085(1988. 11. 22. 이하, "종래 기술의 펜 터치 센싱 장치"라 함)에는 공진 회로가 내장된 특수한 펜, 그 펜으로부터 공진 신호를 수신하는 루프 안테나, 및 루프 안테나의 신호에서 펜의 위치 정보(Pen location)와 필압(Pen pressure) 정보를 추출하는 아날로그 신호 처리부를 포함한다.

종래 기술의 펜 터치 센싱 장치는 도 1과 같이 펜의 공진을 유도하기 위한 구형파 신호는 안테나(ANT)를 통해 전자기 공명(Electromagnetic resonance)으로 전파되어 전자기장으로 펜(PEN)에 송신된다. 펜(PEN)으로부터 발생된 공진 신호는 전자기 공명으로 전파되어 전자기장으로 안테나(ANT)에 수신된다. 펜(PEN)은 스위치가 턴-온(turn-on)될 때에 LC 병렬 공진 회로를 형성하고, 그 공진 회로는 전자기 공명 즉, 자기장을 통해 인가된 구형파 신호에 의해 발진되고 자기장으로 발진 신호를 루프 안테나로 송신한다. 따라서, 종래 기술의 펜 터치 센싱 장치에서, 펜(PEN)과 안테나(ANT)는 자기장으로 신호를 송수신한다.

종패 기술의 펜 터치 센싱 장치를 구현하기 위해서는 다수의 루프 안테나들을 포함한 터치 스크린 모듈을 표시패널의 아래에 추가하는 방법으로 구현될 수 있다. 그런데, 표시패널의 아래에 터치 스크린 모듈을 추가하면 표시장치의 두께가 두꺼워지고 비용이 상승할 수 있다. 또한, 표시패널과 터치 스크린 모듈을 접착할 때 오정렬(mis-align)으로 인하여 터치 스크린 모듈의 성능이 저하될 수 있다.

본 발명은 펜 터치 센싱을 위한 터치 스크린과 표시패널의 정렬이 필요 없고 표시패널을 슬림화할 수 있는 터치 센싱 시스템을 제공한다.

본 발명의 터치 센싱 시스템은 공진 회로가 내장된 펜; 및 상판과 하판으로 나뉘어지며 영상이 표시되는 픽셀 어레이가 형성된 표시패널을 포함한다. 상기 하판은 상기 픽셀 어레이의 TFT 어레이와, 상기 TFT 어레이 상에 형성되는 제1 터치 스크린을 포함한다. 상기 상판은 제2 터치 스크린은 포함한다. 상기 제1 터치 스크린은 펜 터치 센싱을 위한 다수의 안테나들을 포함한다. 상기 제2 터치 스크린은 핑거 터치 센싱을 위한 다수의 전극들을 포함한다.

본 발명은 표시패널의 TFT 어레이 상에 안테나 금속 패턴들을 적층하여 표시패널 내에 인셀(In-cell) 타입으로 펜 터치 센싱을 위한 터치 스크린을 내장할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 터치 센싱 시스템은 펜 터치 센싱을 위한 터치 스크린과 표시패널을 정렬할 필요가 없고 터치 스크린 추가로 인한 표시패널의 두께 증가를 최소화하여 표시패널의 슬림화를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱 시스템을 보여 주는 블록도이다.
도 2 및 도 3은 표시패널의 픽셀 어레이 일부를 보여 주는 회로도들이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 터치 스크린의 안테나 배치를 보여 주는 평면도들이다.
도 6은 본 발명의 제2 터치 스크린의 전극 배치를 보여 주는 평면도이다.
도 7은 도 4 및 도 5에서 선 "Ⅰ-Ⅰ'", "Ⅱ-Ⅱ'"를 보여 주는 표시패널의 하판 단면도이다.
도 8은 디스플레이 인에이블 기간, 제1 터치 인에이블 기간, 및 제2 터치 인에이블 기간을 보여 주는 도면이다.
도 9는 제1 터치 스크린에 인가되는 공진 유도 신호를 보여 주는 파형도이다.
도 10은 제2 터치 스크린에 인가되는 자극 신호를 보여 주는 파형도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 터치 센싱 시스템은 표시패널(1000), 디스플레이 구동부(104), 타이밍 콘트롤러(102), 제1 터치 구동부(204), 제2 터치 구동부(202) 등을 포함한다.

표시패널(1000)은 평판 표시장치의 표시패널로 구현될 수 있다. 표시패널(1000)은 상판(200)과 하판(100)으로 나뉘어 진다. 하판(100)에는 펜 터치 센싱이 가능한 제1 터치 스크린이 형성된다. 상판(100)에는 손가락과 같은 전도체의 터치 센싱이 가능한 제2 터치 스크린이 형성된다. 표시패널(100)에는 입력 영상이 표시되는 픽셀 어레이가 형성된다. 픽셀 어레이는 하판(100)에 형성되는 TFT(Thin Film Transistor) 어레이, 상판(200)에 형성되는 컬러 필터 어레이로 나뉘어질 수 있다. 컬러 필터 어레이는 컬러 구현을 위한 적색, 녹색 및 청색의 컬러 필터(Color filter)와, 이웃한 픽셀들 간의 경계에 형성되는 블랙 매트릭스(Black matrix)를 포함한다.

표시패널(1000)은 평판 표시장치의 표시패널로 구현될 수 있다. 평판 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등이 있다. 일 예로, 표시패널(1000)은 도 2와 같은 액정표시소자(LCD) 혹은 도 3과 같은 유기발광 표시장치의 표시패널로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

디스플레이 구동부(104)는 데이터 구동회로와, 스캔 구동회로를 포함한다. 데이터 구동회로는 타이밍 콘트롤러(102)로부터 입력되는 입력 영상의 디지털 비디오 데이터를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 데이터 라인들(도 2 및 도 3, D1~D4)로 출력한다. 스캔 구동회로는 데이터전압에 동기되는 스캔 펄스(또는 게이트 펄스)를 게이트라인들(도 2 및 도 3, G1~G4)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시패널(1000)의 라인을 선택한다.

타이밍 콘트롤러(102)는 호스트 시스템(300)으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로와 스캔 구동회로의 동작 타이밍을 동기시킨다. 타이밍 콘트롤러(20)는 입력 영상의 프레임 레이트×N(N은 2 이상의 양의 정수) Hz의 주파수로 프레임 레이트를 높여 디스플레이 구동회로와 터치 스크 구동회로의 동작 주파수를 N 배 체배된 프레임 레이트로 제어할 수 있다. 입력 영상의 프레임 레이트(frame rate)는 NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 60Hz(1 프레임 기간 : 16.67 msec)이며, PAL(Phase-Alternating Line) 방식에서 50Hz(1 프레임 기간 : 20 msec)이다.

제1 터치 스크린은 도 5 및 도 6과 같이 x축과 y축 방향으로 교차되는 다수의 안테나들(X1~X6, Y1~Y6)을 포함한다. 안테나들은 교류 공진 유도 신호를 전자기 공명을 이용한 전자기장으로 펜(20)으로 전송하고, 펜(20)의 공진 신호를 전자기장으로 수신한다. 제1 터치 스크린은 TFT 어레이와 함께 표시패널(1000)의 하판(100) 상에 적층된 박막 패턴들로 구현된다.

제2 터치 스크린은 손가락(10)의 터치 센싱이 가능한 정전 용량 방식의 터치 스크린으로 구현될수 있다. 정전 용량 방식의 터치 스크린은 공지된 터치 스크린의 구조로 구현될 수 있다. 정전 용량 타입의 터치 센서들은 자기 정전 용량(Self capacitance) 타입의 터치 센서들 또는 상호 정전 용량(Mutual capacitance) 타입의 터치 센서들로 나뉘어질 수 있다. 이하의 실시예에서, 상호 정전 용량 타입의 터치 센서들을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 제2 터치 스크린은 표시패널(1000)의 상판(200) 상에 형성될 수 있다.

제1 터치 구동부(204)는 제1 터치 스크린의 안테나들에 순차적으로 공진 유도 신호를 공급한다. 제1 터치 구동부(204)는 안테나들로부터 수신된 공진 신호의 진폭이 소정의 기준값 이상일 때 펜 터치 입력을 판정하고 그 펜 터치 입력의 좌표 데이터를 발생한다. 제2 터치 구동부(104)는 Tx 전극들(T1~T6)에 자극 신호를 순차적으로 인가하고, 그 자극 신호에 동기하여 Rx 전극들(R1~R6)로부터 전하를 수신한다. 자극 신호는 구형파 펄스, 삼각파 등 다양한 형태로 발생될 수 있다. 제2 터치 구동부(104)는 손가락의 터치 전후 전하의 변동양이 소정의 문턱값 이상일 때 터치 입력을 판정하고 그 터치 입력 위치의 좌표 데이터를 발생한다. 터치 좌표 전송부(206)는 제1 및 제2 터치 구동부(204, 206)로부터 입력되는 손가락 터치 입력 좌표와 펜 터치 입력 좌표를 매 프레임 기간마다 호스트 시스템(300)으로 전송한다.

호스트 시스템(300)은 텔레비젼 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현되어 입력 영상을 수신한다. 호스트 시스템(300)에는 손가락 터치 입력 좌표와 펜 터치 입력 좌표가 수신된다. 호스트 시스템(300)은 손가락 터치 입력 좌표와 펜 터치 입력 좌표에 연계된 응용 프로그램을 실행한다.

호스트 시스템(300)은 스케일러(scaler)를 내장한 SoC(System on chip)을 포함하여 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 표시패널(DIS)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 호스트 시스템(300)은 입력 영상의 디지털 비디오 데이터와 함께 타이밍 신호들을 타이밍 콘트롤러(102)로 전송한다.

도 2는 액정표시소자의 픽셀 어레이를 보여 주는 등가 회로도이다. 도 3은 유기발광 표시장치의 픽셀 어레이를 보여 주는 등가 회로도이다.

도 2를 참조하면, 액정표시장치의 픽셀 어레이는 데이터 라인들(D1~D6)과 게이트 라인들(G1~G6)의 교차부 마다 형성된 TFT를 포함한다. TFT는 게이트 라인들(G1~G6)을 통해 인가되는 스캔 펄스에 응답하여 데이터 라인들(D1~D6)로부터의 데이터 전압을 액정셀(Clc)의 픽셀전극에 공급한다. 액정셀(Clc)은 공통전극과 픽셀전극 사이에 인가되는 전계에 따라 구동되는 액정분자들을 포함한다. 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다. 스토리지 커패시터(Cst)는 액정셀(Clc)의 픽셀전극에 연결되어 액정셀(Clc)의 전압을 유지시킨다.

도 3을 참조하면, 유기발광 표시장치의 픽셀 어레이는 데이터 라인들(D1~D6)과 게이트 라인들(G1~G6)의 교차부 마다 형성된 스위치 TFT(SWTFT), 스위치 TFT(SWTFT)와 연결된 구동 TFT(DRTFT), 구동 TFT(DRTFT)에 연결된 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode: 이하, "OLED"라 함) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다. 픽셀에는 도시하지 않은 문턱전압 및 이동도 보상회로가 더 포함될 수 있다. OLED는 애노드(Anode)와 캐소드(Cathode) 사이에 적층된 정공주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection layer, EIL) 등을 포함한다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 터치 스크린의 안테나 배치를 보여 주는 도면들이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 터치 스크린은 제1 안테나 그룹과, 제2 안테나 그룹을 포함한다. 제1 안테나 그룹은 x축을 따라 길게 형성된 다수의 제1 안테나들(X1~X6)을 포함한다. 제2 안테나 그룹은 y축을 따라 길게 형성되고 제1 안테나들(X1~X6)과 직교되는 다수의 제2 안테나들(Y1~Y6)을 포함한다. 제1 및 제2 안테나들(X1~X6, Y1~Y6)은 U자 형태 또는 코일 형태의 박막 패턴으로 형성된 루프 안테나들이다.

안테나들(X1~X6, Y1~Y6) 각각의 일측 끝단은 펜의 공진 유도 신호(고주파 신호)가 공급되고, 타측 끝단은 기저 전압원(GND)에 연결된다. 안테나들(X1~X6, Y1~Y6)의 일측 끝단은 디스플레이 구동회로(104)가 집적된 IC(Integrated Circuit 이하, "디스플레이 드라이브 IC"라 함) 또는 제1 터치 구동회로(204)가 집적된 IC(이라 "터치 IC"라 함)에 연결될 수 있다.

도 4의 예에서, 디스플레이 드라이브 IC(104)는 안테나들(X1~X6, Y1~Y6)과 데이터 라인들(D1~D4)을 스위칭하는 멀티플렉서(Multiplexer, MUX)를 포함한다. 멀티플렉서는 펜 터치 인에이블 기간(도 8, t3) 동안, 터치 IC(204)로부터 발생된 공진 유도 신호를 안테나들(X1~X6, Y1~Y6)에 공급하고, 안테나들(X1~X6, Y1~Y6)에 수신된 펜의 공진 신호를 터치 IC(204)에 공급된다. 멀티플렉서는 디스플레이 기간(도 8, t2) 동안, 데이터 구동회로로부터 출력된 데이터 전압을 픽셀 어레이의 데이터 라인들(D1~D4)에 공급한다.

도 5의 예에서, 디스플레이 드라이브 IC(104)는 안테나들(X1~X6, Y1~Y6)과 분리된다. 터치 IC(204)는 펜 터치 인에이블 기간(도 8, t3) 동안, 터치 IC(204)로부터 발생된 공진 유도 신호를 안테나들(X1~X6, Y1~Y6)에 공급하고, 안테나들(X1~X6, Y1~Y6)에 수신된 펜의 공진 신호를 입력 받는다.

디스플레이 드라이브 IC(104)는 하판(100)의 기판 상에 COG(Chip On Glass) 공정으로 직접 접작될 수 있다. 터치 IC(204)는 플렉서블 프린트 서킷(Flexible Print Circuit, 이하 "FPC"라 함)과 같은 연성 회로 기판 또는 인쇄회로보드(Printed Circuit Board, 이하 "PCB"라 함) 상에 실장될 수 있다. FPC나 PCB는 하판(100)의 기판 상에 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)으로 접착될 수 있다.

도 6은 본 발명의 제2 터치 스크린의 전극 배치를 보여 주는 평면도이다.

도 6을 참조하면, 제2 터치 스크린은 제1 전극 그룹과, 제2 전극 그룹을 포함한다. 제1 전극 그룹은 x축을 따라 길게 형성된 다수의 Tx 전극들(T1~T6)을 포함한다. 제2 전극 그룹은 y축을 따라 길게 형성되고 Tx 전극들(T1~T6)과 직교되는 다수의 Rx 전극들(R1~R6)을 포함한다. Tx 전극들(T1~T6)과 Rx 전극들(R1~R6)의 교차부 마다 정전 용량을 포함한 터치 센서들(Cts)이 형성된다.

도 7은 도 4 및 도 5에서 선 "Ⅰ-Ⅰ'", "Ⅱ-Ⅱ'"를 보여 주는 표시패널의 하판 단면도이다.

도 7을 참조하면, 제1 터치 스크린의 안테나들(X1~X6, Y1~Y6)은 TFT 어레이 상에 형성되는 금속 박막 패턴들로 구현된다.

기판(SUBS) 상에 제1 금속 패턴들이 형성된다. 제1 금속 패턴들은 TFT의 게이트(GE), 게이트 라인(GL) 등을 포함한다. 제1 금속 패턴들(GE, GL) 위에는 게이트 절연막(GI)이 덮여지고, 그 게이트 절연막(GI) 위에 반도체 액티브 패턴(ACT)이 형성되고, 그 위에 제2 금속 패턴들이 형성된다. 제2 금속 패턴들은 TFT의 소스(SE) 및 드레인(DE), 데이터 라인(DL)을 포함한다. 게이트 절연막은 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기 절연막으로 형성될 수 있다.

제1 패시베이션층(Passivation layer, PAS1)은 제2 금속 패턴들(DE, SE, DL)을 덮도록 게이트 절연막(GI) 상에 형성된다. 제1 패시베이션층(PAS1)은 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기 절연막으로 형성될 수 있다.

제2 패시베이션층(PAC)은 제1 패시베이션층(PAS1) 상에 형성된다. 제 1 패시베이션층(PAS1)과 제2 패시베이션층(PAC)에는 제 1 패시베이션층(PAS1)과 제 2 패시베이션층(PAC)을 관통하고 TFT의 소스(SE) 또는 드레인(DE)을 노출하는 콘택홀(Contact hole)이 형성된다. 제2 패시베이션층(PAC)은 포토 아크릴(Photo-acryl)과 같은 유기 절연 물질로 형성될 수 있다. 픽셀전극(PXL)은 제2 패시베이션층(PAC) 상에 형성되고, 제 1 패시베이션층(PAS1)과 제2 패시베이션층(PAC)을 관통하는 콘택홀을 통해 TFT의 소스(SE) 또는 드레인(DE)에 접속된다. 픽셀전극(PXL)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 형성될 수 있다.

제1 터치 스크린의 안테나들(X1~X6, Y1~Y6)은 제3 금속 패턴(M3)과 제4 금속 패턴(M4)으로 형성된다. 제3 금속 패턴(M3)은 제2 패시베이션층(PAC) 상에 형성된다. 제3 패시베이션층(PAS2)은 픽셀전극(PXL)과 제3 금속 패턴(M3)을 덮도록 제2 패시베이션층(PAC) 상에 형성된다. 제4 금속 패턴(M4)은 제3 패시베이션층(PAS2) 상에 형성된다. 제4 패시베이션층(PAS3)은 제4 금속 패턴(M4)을 덮도록 제3 패시베이션층(PAS2) 상에 형성된다. 공통전극(COM)은 제4 패시베이션층(PAS3) 상에 형성될 수 있다. 제3 및 제4 패시베이션층(PAS2, PAS3)은 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기 절연막으로 형성될 수 있다. 공통전극(COM)은 ITO와 같은 투명 전도성 물질로 형성된다.

제1 안테나들(X1~X6)은 제3 금속 패턴(M3)으로 형성되고, 제2 안테나들(Y1~Y6)은 제4 금속 패턴(M4)으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 제1 안테나들(X1~X6)은 제4 금속 패턴(M4)으로 형성되면, 제2 안테나들(Y1~Y6)은 제3 금속 패턴(M3)으로 형성된다.

도 8은 디스플레이 인에이블 기간, 제1 터치 인에이블 기간, 및 제2 터치 인에이블 기간을 보여 주는 도면이다.

도 8을 참조하면, 제1 터치 스크린의 안테나들(X1~X6, Y1~Y6)이 TFT 어레이 상에 형성되면, 픽셀 어레이와 제1 터치 스크린의 안테나들(X1~X6, Y1~Y6)들은 전기적인 커플링으로 인하여 상호 악영향을 끼칠 수 있다. 따라서, 디스플레이 인에이블 기간(t2)과 펜 터치 인에이블 기간(t3)은 1 프레임 기간 내에서 시분할하는 것이 바람직하다.

디스플레이 인에이블 기간(t2) 동안, 안테나들(X1~X6, Y1~Y6)은 픽셀들에 공통전압을 공급하는 공통전극 역할을 하거나 픽셀들의 전원 배선 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 터치 센싱 시스템은 안테나들(X1~X6, Y1~Y6)에 디스플레이 인에이블 기간(t2) 동안 공통전압(Vcom)을 공급하거나 도 2와 같은 고전위/저전위 픽셀 전원 전압(VDD, VSS)을 공급할 수 있다. 또한, 안테나들(X1~X6, Y1~Y6)에는 디스플레이 인에이블 기간(t2) 동안 픽셀 어레이에 영향을 주지 않은 직류 전압이 공급될 수도 있다.

제2 터치 스크린은 픽셀 어레이와 제1 터치 스크린으로부터 분리된 상판(200) 상에 형성된다. 따라서, 제2 터치 스크린은 픽셀 어레이 및 제1 터치 스크린과의 전기적인 커플링이 거의 없다. 이 때문에 핑거 터치 인에이블 기간(t1)은 디스플레이 인에이블 기간(t2)과 펜 터치 인에이블 기간(t3)과 시간적으로 중첩될 수 있다. 핑거 터치 인에이블 기간(t1)은 대략 1 프레임 기간으로 할당될 수 있다. 본 발명의 터치 센싱 시스템은 도 8과 같은 구동 방법으로 펜(10)의 터치 입력과 손가락(20)의 터치 입력을 동시에 센싱할 수 있다.

도 9는 제1 터치 스크린에 인가되는 공진 유도 신호를 보여 주는 파형도이다.

도 9를 참조하면, 제1 터치 구동부(204)는 펜 터치 인이이블 기간(t3) 동안 인에이블되어 펜(10)의 공진 유도 신호를 안테나들(X1~X6, Y1~Y6)에 순차적으로 공급한다. 페(10)의 공진 신호는 안테나들(X1~X6, Y1~Y6)을 통해 제1 터치 구동부(204)에 수신된다.

도 10은 제2 터치 스크린에 인가되는 자극 신호를 보여 주는 파형도이다.

도 10을 참조하면, 제2 터치 구동부(202)는 핑거(finger) 터치 인에이블 기간(T1) 동안 인에이블되어 Tx 전극들(T1~T6)에 순차적으로 자극 신호를 공급하고, 자극신호에 동기하여 Rx 전극들(R1~R6)을 통해 터치 센서(Cts)의 전하들을 수신한다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

100 : 표시패널의 하판 200 : 표시패널의 상판
102 : 타이밍 콘트롤러 104 : 디스플레이 구동부
202 : 제2 터치 구동부 204 : 제1 터치 구동부
X1~X6, Y1~Y6 : 펜 터치 센싱을 위한 제1 터치 스크린의 안테나
T1~T6, R1~R6 : 핑거 터치 센싱을 위한 제2 터치 스크린의 전극

Claims (7)

1. 공진 회로가 내장된 펜; 및
   상판과 하판으로 나뉘어지며 영상이 표시되는 픽셀 어레이가 형성된 표시패널을 포함하고,
   상기 하판은 상기 픽셀 어레이의 TFT 어레이와, 상기 TFT 어레이 상에 형성되는 제1 터치 스크린을 포함하고,
   상기 상판은 제2 터치 스크린은 포함하고,
   상기 제1 터치 스크린은,
   펜 터치 센싱을 위한 다수의 안테나들을 포함하고, 제1 터치 인에이블 기간 동안 구동되며,
   상기 제2 터치 스크린은,
   핑거 터치 센싱을 위한 다수의 전극들을 포함하고, 제2 터치 인에이블 기간 동안 구동되며,
   상기 표시패널의 픽셀 어레이는 디스플레이 인에이블 기간 동안 구동되며,
   상기 디스플레이 인에이블 기간과 상기 제1 터치 인에이블 기간은 1 프레임 기간 내에서 시분할 되고,
   상기 제2 터치 인에이블 기간은 상기 디스플레이 인에이블 기간과 상기 제1 터치 인에이블 기간과 시간적으로 중첩되며,
   상기 안테나들은,
   제1 방향을 따라 길게 형성되는 다수의 제1 안테나들; 및
   상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따라 길게 형성되는 다수의 제2 안테나들을 포함하고,
   상기 하판은,
   상기 TFT 어레이를 덮는 제1 절연층;
   상기 제 1 절연층 상에 형성된 평탄화층;
   상기 평탄화층 상에 형성된 픽셀 전극 및 제1 안테나 금속 패턴들;
   상기 제1 안테나 금속 패턴들을 덮는 제2 절연층;
   상기 제2 절연층 상에 형성된 제2 안테나 금속 패턴들; 및
   상기 제2 안테나 금속 패턴들을 덮는 제3 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 시스템.
   
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6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 안테나들은 상기 제1 안테나 금속 패턴들로 형성되고,
   상기 제2 안테나들은 상기 제2 안테나 금속 패턴들로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2 안테나들은 상기 제1 안테나 금속 패턴들로 형성되고,
   상기 제1 안테나들은 상기 제2 안테나 금속 패턴들로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 시스템.

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