KR102431241B1 - 터치패널, 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치패널, 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 특히, 하나의 구동전극을 형성하는 두 개의 서브구동전극들 사이마다에는, 서로 전기적으로 절연된 수신전극을 형성하는 적어도 두 개의 서브수신전극들이 형성되어 있는, 터치패널, 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

Description

터치패널, 표시장치 및 그 구동방법{TOUCH PANEL, DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE SAME}

본 발명은 터치패널, 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 특히, 터치패널이 패널에 형성되어 있는, 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

터치패널은 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display Device), 전기영동 표시장치(Electrophoretic Display, EPD) 등과 같은 표시장치에 설치되어, 사용자가 표시장치를 보면서 손가락이나 펜 등으로 화면을 직접 접촉하여 정보를 입력할 수 있도록 하는, 입력장치의 한 종류이다.

터치패널을 갖는 액정표시장치를 제조하는 방법에는, 영상을 출력하는 패널과 터치여부를 감지하는 터치패널이 별도로 제조된 후 합착되는 애드온(Add-On) 방식, 및 터치패널이 영상을 출력하는 패널에 내장되는 인셀(in-cell) 방식 등이 포함된다.

최근에는 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 단말기의 슬림화를 위해, 표시장치의 패널 내부에 터치패널이 내장되는, 인셀 타입 표시장치에 대한 수요가 증가하고 있다.

인셀 타입 표시장치에서는, 미국등록특허 US 7,859,521에 개시된 바와 같이, 영상출력용 공통전극들이 복수의 터치 구동 영역과 복수의 터치 센싱 영역으로 분할되어 있다. 인셀 타입 표시장치는, 터치 구동 영역과 터치 센싱 영역 사이에 상호 정전용량(mutual capacitance)이 발생되도록 함으로써, 터치 시 발생하는 상호 정전용량의 변화량을 측정하여 터치 여부를 인식한다.

부연하여 설명하면, 종래의 인셀 타입 표시장치는, 영상출력 기능과 터치감지 기능을 동시에 수행하고 있다. 이를 위해, 종래의 인셀 타입 표시장치에서는, 영상출력기간 동안 공통전극들로 공통전압이 공급되며, 터치감지기간 동안 상기 공통전극들로 터치구동신호가 공급된다.

즉, 공통전극을 이용하는 상호 정전용량 방식의 인셀 타입 표시장치에서는, 공통전극이 터치감지에 필요한 구동전극 및 수신전극으로도 사용되고 있으며, 영상출력기간과 터치감지기간이 시간적으로 분리되어 있다.

따라서, 영상출력기간에는, 구동전극 및 수신전극이 공통전극의 역할을 수행한다. 또한, 터치감지기간에는 공통전극을 구성하는 구동전극으로, 주기적인 구동펄스가 인가되며, 공통전극을 구성하는 수신전극을 통해 수신되는 감지신호를 이용하여, 터치 드라이버가 터치 여부를 감지한다.

도 1은 종래의 인셀 타입 표시장치에서의 영상출력기간과 터치감지기간을 나타낸 일실시예 파형도이다.

종래의 인셀 타입 표시장치에서는, 상기에서 설명된 내용 및 도 1에 도시된 바와 같이, 1프레임(1Frame)에 대응되는 기간(이하, 간단히 '1프레임기간'이라 함)이 영상출력기간(Display)과 터치감지기간(Touch)으로 분리되어 있다.

종래의 인셀 타입 표시장치에 적용되는 터치패널은, 영상출력기간에는 공통전압이 공급되고 터치감지기간에는 구동전압이 공급되는 구동전극, 및 영상출력기간에는 공통전압이 공급되고 터치감지기간에는 기준전압이 공급되는 수신전극으로 구성된다.

상기 영상출력기간에는, 상기 구동전극 및 상기 수신전극으로 공통전압이 공급된다.

상기 터치감지기간에는, 상기 구동전극으로는 펄스형태의 터치구동신호가 공급되며, 상기 수신전극으로는 기준전압이 공급된다.

이 경우, 1프레임기간이 시작되면, 우선, 상기 영상출력기간이 진행되며, 상기 영상출력기간 이후에, 상기 터치감지기간이 진행된다.

도 2는 정전 용량 방식을 이용하는 종래의 터치 패널의 구성을 나타낸 예시도로서, 특히, 뮤추얼 방식 터치패널의 구성을 나타낸 예시도이다.

상기 정전 용량 방식을 이용하는 터치 패널은, 영상출력기간에는 공통전압이 공급되고 터치감지기간에는 터치구동신호가 공급되는 구동전극들(TX1 to TX6), 및 상기 구동전극들에 예를 들어 수직하게 형성되어 있으며, 영상출력기간에는 공통전압이 공급되고 터치감지기간에는 기준전압이 공급되는 수신전극들(RX1 to RX4)로 구성된다. 상기 구동전극들의 갯수 및 상기 수신전극들의 갯수는, 상기 터치패널의 크기 및 형태에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

예를 들어, 구동전극들(TX1 to TX6)로 순차적으로 터치구동신호가 공급되면, 수신전극들(RX1 to RX4)을 통해 감지신호들이 수신된다. 이 경우, 터치 드라이버는, 감지신호들의 검출의 정확도를 높이기 위하여, 각각의 구동전극으로 다수의 반복적인 터치구동신호들을 공급하며, 상기 터치구동신호들에 대응하는 상기 감지신호들을 누적하여, 상기 터치패널에서의 터치여부를 판단할 수 있다.

상기한 바와 같은 종래의 표시장치에서는 다음과 같은 문제점들이 발생될 수 있다.

첫째, 표시장치를 구성하는 터치패널의 사이즈가 증가함에 따라, 상기 터치패널에 형성되는 구동전극들의 갯수가 증가되고 있으며, 이에 따라, 상기 구동전극들로 상기 터치구동신호를 공급하는데 필요한 시간이 증가되고 있다. 따라서, 터치패널의 사이즈가 증가함에 따라, 터치를 감지할 수 있는 기간이 줄어들게 된다. 예를 들어, 1초 동안 터치패널을 구성하는 10개의 구동전극들에 순차적으로 터치구동신호들이 공급된다고 가정할 때, 증가된 크기를 갖는 터치패널을 구성하는 20개의 구동전극들로 순차적으로 터치구동신호들이 공급되기 위해서는, 2초가 걸린다. 따라서, 터치패널의 사이즈가 증가되면, 1분 동안 터치여부를 판단하는 횟수가 줄어들게 되며, 이에 따라 센싱 감도가 감소된다. 이러한 현상은, 인셀 타입 표시장치에서뿐만 아니라, 애드온 타입 표시장치에서도 동일하게 발생될 수 있다.

둘째, 특히, 인셀 타입 표시장치에서는, 1프레임기간이 터치감지기간 및 영상출력기간으로 구분되어야 하며, 터치감지기간 및 영상출력기간의 비율도 일정하게 설정되어 있다. 따라서, 터치감지기간이 일정하다고 가정할 때, 증가된 크기를 갖는 터치패널에서는 각 구동전극으로 터치구동신호가 공급되는 기간, 즉, 터치구동신호의 갯수가 감수되어야 한다. 이에 따라, 인셀 타입 표시장치에서의 터치감도는, 애드온 방식 표시장치에서의 터치감도보다 더 감소하게 된다.

셋째, 더욱이, 인셀 타입 표시장치에서는, 다양한 공통 노이즈가 구동전극 및 수신전극에 쉽게 유입되어 터치감도가 더더욱 감소하게 된다. 공통 노이즈는 터치패널의 구동전극 및 수신전극에 전반적으로 유사하게 유입된다. 공통 노이즈의 예를 들자면, 정전기에 의한 노이즈, 시스템 배터리(battery) 충전 시 발생하는 충전기 노이즈, 표시장치 구동신호에 의한 노이즈, 및 액정 표시장치의 백라이트(backlight) 구동신호 노이즈 등이 있다.

넷째, 이러한 노이즈는 특정 주파수나 특정 파형을 가지거나 또는 예측하기 어려운 형태로 발생하기도 한다. 따라서 공통 노이즈를 해결하기 위해, 다양하고 복잡한 노이즈 신호 처리 필터(filter)가 추가되어야 하며, 이에 따라, 연산량이 증가된다.

다섯째, 터치감도를 높이기 위해서 터치구동신호의 전압을 인위적으로 증가시키면 소비 전력이 증가된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하나의 구동전극을 형성하는 두 개의 서브구동전극들 사이마다에는, 서로 전기적으로 절연된 수신전극을 형성하는 적어도 두 개의 서브수신전극들이 형성되어 있는, 터치패널, 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은, 하나의 구동전극을 형성하는 두 개의 서브구동전극들 사이마다에는, 서로 전기적으로 절연된 한 쌍의 수신전극을 형성하는 두 개의 서브수신전극들이 형성되고, 한 쌍의 수신전극들은 미분증폭기들에 연결되어 공통 노이즈를 저감할 수 있는, 터치패널, 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시장치는, 영상이 표시되는 패널; 복수의 구동전극들 및 수신전극들을 포함하는 터치 패널; 및 상기 복수의 구동전극들에 터치구동신호를 공급하며, 상기 수신전극들로부터 수신되는 감지신호들을 통하여 상기 패널에서의 터치 여부를 판단하도록 구성된 터치센싱부를 포함하고, 상기 복수의 구동전극들 각각은 상기 패널의 제1방향으로 배열되고 구동전극배선으로 연결되어 있는 서브구동전극을 포함하고, 상기 수신전극은 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 배열되고 수신전극배선으로 연결되어 있는 서브수신전극을 포함하며, 하나의 구동전극을 구성하는 두 개의 서브구동전극들 사이마다에는, 서로 전기적으로 절연된 수신전극을 구성하는 적어도 두 개의 서브수신전극들이 구성되어 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시장치 구동방법은, 패널의 제1방향으로 배열되어 있는 구동전극들 각각으로 터치구동신호를 공급하는 단계; 상기 구동전극들 중 제n구동전극으로 상기 터치구동신호가 공급될 때, 상기 제n구동전극을 구성하는 서브 구동전극들 중 두 개의 서브구동전극들 사이마다 있는 적어도 두 개의 수신전극들로부터 감지신호들을 수신하는 단계; 및 상기 감지신호들을 분석하여, 상기 두 개의 서브구동전극들 사이에서, 상기 제1방향에 수직한 제2방향을 따라 배치된 적어도 두 개의 위치에서의 터치여부를 판단하도록 하는 단계를 포함한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치패널은, 제1 방향으로 배열된 복수개의 서브구동전극들을 포함하는 구동전극; 및 제2 방향으로 배열된 복수개의 서브수신전극들을 포함하는 수신전극을 포함하고, 인접한 서브구동전극들 사이에는 서로 전기적으로 절연된 적어도 두 개의 서브수신전극들이 배치된다.

본 발명에 의하면, 종래의 방식과 비교할 때, 두 배 이상의 빠르기로 터치센싱이 가능하며, 이에 따라 터치 패널의 성능이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명은 시분할 구동이 이용되기 때문에 센싱 기간이 부족한 인셀 타입 표시장치에 적합하다. 즉, 본 발명에 의하면, 인셀 타입 표시장치에서의 터치감지기능이 향상될 수 있으며, 터치패널이 형성되어 있는 대화면의 인셀 타입 표시장치가 개발될 수 있다.

그리고, 본 발명에 의하면 인접한 서브구동전극들 사이에는 서로 전기적으로 절연된 적어도 두 개의 수신전극들이 배치됨으로써 두 개의 수신전극에 의해 터치 감도가 향상될 수 있다. 그리고, 본 발명에 의하면 본 발명에 의하면 인접한 서브구동전극들 사이에는 서로 전기적으로 절연된 적어도 두 개의 감지전극들이 배치되고, 구동전극에 공급되는 한번의 터치구동 신호에 대해서 두 개의 감지신호가 검출된다. 따라서, 두 배 이상의 빠르기로 터치센싱이 가능하다는 효과가 있다.

또한, 수신전극에 연결된 미분증폭기에 의해 터치 신호 세기의 저감을 보상하거나 공통 노이즈를 보상함으로써, 대화면의 인셀 타입 표시장치를 개발할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 인셀 타입 표시장치에서의 영상출력기간과 터치감지기간을 나타낸 일실시예 파형도.
도 2는 정전 용량 방식을 이용하는 종래의 터치 패널의 구성을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 표시장치의 구성을 개략적으로 보여주는 예시도.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치에 적용되는 터치패널의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치에 적용되는 터치패널의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 패널의 일실시예의 평면도.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치에 적용되는 터치패널 및 터치 센싱부의 구성을 나타낸 예시도.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치에 적용되는 터치센싱부의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 표시장치에 적용되는 터치패널 및 터치 센싱부의 구성을 나타낸 예시도.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치에 적용되는 패널의 일실시예 평면도.
도 11은 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 패널을 제조하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 12는 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 패널을 제조하는 방법을 설명하기 위한 또 다른 예시도.
도 13은 도 12에 도시되어 있는 A-A'라인을 따라 절단된 단면을 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예가 상세히 설명된다. 이하에서는 설명의 편의상, 액정표시장치가 본 발명의 일예로서 설명되겠으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 다양한 표시장치에 적용될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 표시장치의 구성을 개략적으로 보여주는 예시도이다.

본 발명에 따른 표시장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 영상이 표시되는 패널(100), 복수의 구동전극들 및 수신전극들을 포함하는 터치 패널(500), 상기 패널(100)에 형성되어 있는 게이트 라인들(GL1 to GLg)에 스캔펄스를 순차적으로 공급하며, 상기 패널(100)에 형성되어 있는 데이터 라인들(DL1 to DLd)에 데이터 전압들을 공급하는 패널구동부(200, 300, 400) 및 상기 복수의 구동전극들에 터치구동신호를 공급하며, 상기 수신전극들로부터 수신되는 감지신호들을 통하여 상기 패널에서의 터치 여부를 판단하도록 구성된 터치센싱부(600)를 포함한다.

첫째, 상기 패널(100)은 자외선 수지(UV Resin), OCR(Optically Clear Resin) 또는 OCA(Optically Clear Adhesive) 등의 접착부에 의해 상기 터치패널(500)과 부착될 수도 있으며, 상기 패널(100)에 상기 터치패널이 내장될 수도 있다.

상기 패널(100)이 액정패널인 경우, 상기 패널(100)의 하부기판(TFT기판)에는, 다수의 데이터 라인들(DL1 to DLd), 상기 데이터 라인들과 교차되는 다수의 게이트 라인들(GL1 to GLg), 상기 데이터 라인들과 상기 게이트 라인들의 교차부들 마다에 형성되는 픽셀들에 형성되는 TFT(Thin Film Transistor)들, 상기 픽셀들 각각에 형성되어 있으며 상기 픽셀들 각각에 데이터전압을 충전시키기 위한 픽셀전극들 및 상기 픽셀전극과 함께 상기 픽셀에 충전된 액정을 구동하기 위한 공통전극들이 형성된다.

즉, 상기 데이터 라인들(DL1 to DLd)과 상기 게이트 라인들(GL1 to GLg)의 교차 구조에 의해 상기 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치되며, 상기 픽셀들 각각에는, 상기 TFT, 상기 픽셀전극 및 상기 공통전극이 형성된다. 상기 패널(100)에 상기 터치패널이 내장되어 있는 경우, 상기 터치패널은 상기 공통전극들로 구성된다.

상기 패널(100)의 상부기판(CF기판)에는 블랙매트릭스(BM)와 컬러필터가 형성된다.

상기 패널(100)의 상부기판과 하부기판 각각에는 편광판이 부착되고, 액정과 접하는 내면에는 상기 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 상기 패널(100)의 상부기판과 하부기판 사이에는 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서(CS)가 형성될 수 있다.

그러나, 상기한 바와 같이, 상기 패널(100)은 액정패널 이외에도 다양한 종류 및 형태로 형성될 수 있다.

둘째, 상기 패널구동부(200, 300, 400)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 패널(100)에 형성되어 있는 상기 데이터 라인들(DL1 to DLd)에 데이터전압을 공급하기 위한 데이터 드라이버(300), 상기 데이터전압이 출력되는 동안 상기 패널(100)에 형성되어 있는 상기 게이트 라인들(GL1 to GLg)에 순차적으로 상기 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 드라이버(200) 및 상기 데이터 드라이버(300)와 상기 게이트 드라이버(200)를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(400)를 포함한다.

우선, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 외부시스템으로부터 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(CLK) 등의 타이밍신호를 입력받아, 상기 데이터 드라이버(300)와 상기 게이트 드라이버(200)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(GCS, DCS)을 발생한다.

또한, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 외부시스템으로부터 입력된 입력영상데이터를 재정렬하여, 재정렬된 영상데이터를 상기 데이터 드라이버(300)로 출력하는 기능을 수행한다.

상기 타이밍 컨트롤러(400)에서 발생되는 상기 게이트 제어신호(GCS)들에는 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 쉬프트 클럭(GSC), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE) 등이 포함된다.

상기 타이밍 컨트롤러(400)에서 발생되는 상기 데이터 제어신호(DCS)들에는 소스 스타트 펄스(SSP), 소스 쉬프트 클럭신호(SSC), 소스 출력 이네이블 신호(SOE), 극성제어신호(POL) 등이 포함된다.

상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 상기 터치 센싱부(600)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 터치제어신호를 생성하여, 상기 터치 센싱부(600)를 제어할 수도 있다.

즉, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 1프레임기간 중 복수의 영상출력기간과 복수의 터치감지기간이 반복될 수 있도록 하기 위한 터치동기신호(TSS)를 생성하여 상기 터치 센싱부(600)로 전송할 수 있다.

다음, 상기 데이터 드라이버(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 입력된 상기 영상데이터를 상기 데이터 전압으로 변환하여, 상기 게이트 라인에 스캔펄스가 공급되는 1수평기간마다 1수평라인분의 데이터 전압을 상기 데이터 라인들에 공급한다. 즉, 상기 데이터 드라이버(300)는 감마전압 발생부(미도시)로부터 공급되는 감마전압들을 이용하여, 상기 영상데이터를 데이터 전압으로 변환시킨 후 상기 데이터 라인들로 출력시킨다.

상기 데이터 드라이버(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP)를 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock; SSC)에 따라 쉬프트시켜 샘플링 신호를 발생한다. 그리고, 상기 데이터 드라이버(300)는 상기 소스 쉬프트 클럭(SSC)에 따라 입력되는 상기 영상데이터(RGB)를 상기 샘플링 신호에 따라 래치하여, 상기 데이터 전압으로 변경한 후, 상기 소스 출력 인에이블(Source Output Enable; SOE) 신호에 응답하여 수평 라인 단위로 상기 데이터 전압을 상기 데이터 라인들에 공급한다.

이를 위해, 상기 데이터 드라이버(300)는 쉬프트 레지스터부, 래치부, 디지털 아날로그 변환부 및 출력버퍼 등을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 쉬프트 레지스터부는, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 수신된 데이터 제어신호들을 이용하여 샘플링 신호를 출력한다.

상기 래치부는 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 순차적으로 수신된 상기 디지털 영상데이터(Data)를 래치하고 있다가, 상기 디지털 아날로그 변환부(DAC)로 동시에 출력하는 기능을 수행한다.

상기 디지털 아날로그 변환부는 상기 래치부로부터 전송되어온 상기 영상데이터들을 동시에 정극성 또는 부극성의 데이터 전압으로 변환하여 출력한다. 즉, 상기 디지털 아날로그 변환부는, 감마전압 발생부(미도시)로부터 공급되는 감마전압을 이용하여, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 극성제어신호(POL)에 따라, 상기 영상데이터들을 정극성 또는 부극성의 데이터전압으로 변환하여 상기 데이터 라인들로 출력한다.

상기 출력버퍼는 상기 디지털 아날로그 변환부로부터 전송되어온 정극성 또는 부극성의 데이터전압을, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 소스출력인에이블신호(SOE)에 따라, 상기 패널의 상기 데이터 라인들로 출력한다.

마지막으로, 상기 게이트 드라이버(200)는 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP)를 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC)에 따라 쉬프트시켜, 순차적으로 상기 게이트 라인들(GL1 내지 GLg)에 게이트 온 전압(Von)을 갖는 스캔펄스를 공급한다. 그리고, 상기 게이트 드라이버(200)는 상기 게이트 온 전압(Von)을 갖는 상기 스캔펄스가 공급되지 않는 나머지 기간 동안에는 상기 게이트 라인(GL1 내지 GLn)들에 게이트 오프 전압(Voff)을 공급한다.

상기 설명에서는, 상기 데이터 드라이버(300), 상기 게이트 드라이버(200) 및 상기 타이밍 컨트롤러(400)가 독립적으로 구성된 것으로서 설명되었으나, 상기 데이터 드라이버(300) 또는 상기 게이트 드라이버(200)들 중 적어도 어느 하나는 상기 타이밍 컨트롤러(400)에 구성될 수도 있다.

셋째, 본 발명에 적용되는 상기 터치패널(500)은 정전용량 방식을 이용하는 것으로서, 상기 패널(100)에 형성되어 있다. 상기 터치패널은, 인셀 타입, 또는 에드-온 타입, 또는 하이브리드 인셀 타입(hybrid in-cell type) 등으로, 상기 패널(100)에 형성될 수 있다.

상기 인셀 타입 터치패널은, 상기 패널(100)에 형성되어 있는 구동전극들 및 수신전극들을 포함한다. 즉, 상기 인셀 타입 터치패널에서는, 상기 구동전극들과 상기 수신전극들 모두가 상기 패널(100)에 형성되어 있다.

상기 애드-온(Add-On) 타입 터치패널은, 영상을 출력하는 상기 패널(100)과 독립적으로 제조된 후, 상기 패널(100)에 합착된다.

상기 하이브리드 인셀 타입 터치패널에서는, 상기 구동전극 및 수신전극들 중 어느 하나는 상기 하부기판에 형성되어 있고, 나머지 하나는 상기 상부기판에 형성되어 있다. 예를 들어, 상기 구동전극들이 상기 하부기판에 형성되어 있는 경우, 상기 수신전극들은 상기 상부기판에 형성될 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 적용되는 상기 터치패널(500)은, 인셀 타입, 또는 애드온 타입, 또는 하이브리드 인셀 타입 등과 같은 다양한 형태로 형성될 수 있다.

또한, 상기 터치패널(500)의 구동전극들과 수신전극들은 메탈 메쉬(metal-mesh)구조로 형성될 수 있다. 이 경우 상기 터치패널은 저 저항을 가지며, 이에 따라 대형화될 수 있다. 더욱이 메탈 메쉬 구조는 ITO와 같은 투명전극에 비해서 휨 특성이 우수하기 때문에 플렉서블 터치패널로 구현될 수 있다. 또한, 상기 터치패널(500)은 뮤추얼(mutual) 방식 또는 셀프캡(self-capacitance) 방식으로 구성될 수 있으나, 본 발명에 적용되는 상기 터치패널(500)은 뮤추얼 방식으로 구성되어 있다.

따라서, 이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 뮤추얼 방식으로 구성된 인셀 타입 터치패널(500)을 일예로 하여 본 발명이 설명된다.

인셀 타입 터치패널(500)은 구동전극들 및 수신전극들을 포함하며, 상기 구동전극들 및 상기 수신전극들은 상기 공통전극들을 구성한다. 즉, 영상출력을 위해 이용되는 상기 공통전극들 중 일부는 상기 구동전극들로 이용되며, 나머지 일부는 상기 수신전극들로 이용된다.

이 경우, 상기 터치패널을 구성하는 상기 구동전극들 각각은 구동전극배선으로 연결되어 있는 서브구동전극들로 구성된다.

또한, 상기 터치패널을 구성하는 상기 수신전극들 각각은 수신전극배선으로 연결되어 있는 서브수신전극들로 구성된다.

또한, 하나의 구동전극을 형성하는 두 개의 서브구동전극들 사이마다 서로 전기적으로 절연된 수신전극을 형성하는 적어도 두 개의 서브수신전극들이 형성되어 있다.

상기 터치패널(500)에 대해서는, 이하에서, 도면들을 참조하여 상세히 설명된다.

넷째, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 수신전극들로부터 수신되는 감지신호들을 이용하여 상기 터치패널(500)에서의 터치여부 및 터치위치를 감지하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 구동전극들에, 터치검출을 위한 터치구동신호가 순차적으로 공급될 때, 사용자가 손가락 또는 펜으로 상기 터치패널(500)의 특정 영역을 터치하면, 상기 구동전극들과 상기 수신전극들 사이의 정전용량이 변하게 되며, 상기 정전용량의 변화는 상기 수신전극으로부터 상기 터치 센싱부(600)로 전송되는 감지신호의 크기를 변화시킨다.

상기 수신전극들은 수신전극배선들(RL1 to RLs)을 통해 상기 터치 센싱부(600)에 연결되어 있고, 상기 구동전극들은 구동전극배선들(TL1 to TLk)을 통해 상기 터치 센싱부(600)에 연결되어 있으며, 상기 터치 센싱부(600)는 상기한 바와 같이 상기 수신전극들로부터 수신되는 감지신호들을 이용하여, 상기 패널(100)의 터치여부 및 터치위치를 판단한다.

특히, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 패널(100)의 제1방향으로 형성되어 있는 상기 구동전극들로 순차적으로 터치구동신호를 공급한다. 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 구동전극들 중 제n구동전극으로 상기 터치구동신호가 공급될 때, 상기 제n구동전극을 형성하는 서브구동전극들 사이마다 형성되어 있는 적어도 두 개의 수신전극들로부터 감지신호들을 수신한다. 그 다음, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 감지신호들을 분석하여, 상기 제n구동전극을 구성하는 상기 서브구동전극들 사이마다에서, 상기 제1방향에 수직한 제2방향의 적어도 두 개의 위치에 대한 터치여부를 판단한다.

이를 위해, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 터치감지기간에는 상기 터치구동신호를 상기 구동전극들에 순차적으로 공급하는 터치 구동부 및 상기 터치감지기간에는 상기 수신전극들로부터 전송되어오는 감지신호들을 이용하여 상기 터치패널(500)의 터치여부 및 터치위치를 판단하는 터치 수신부를 포함한다.

상기 터치 센싱부(600)의 구성 및 기능은, 이하에서, 도 4를 참조하여 상세히 설명된다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치에 적용되는 터치패널의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도이다. 이하에서는, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치에 적용되는 터치패널(500) 및 터치 센싱부(600)가 설명된다.

상기 터치패널(500)은, 상기 패널(100)의 제1방향으로 형성되어 있는 복수의 구동전극(TX)들과, 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 형성되어 있는 수신전극(RX)들을 포함한다. 상기 구동전극들(TX)의 갯수 및 상기 수신전극들(RX)의 갯수는 상기 터치패널(500)의 크기 및 형태에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 이하에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 3개의 구동전극들(TX1 to TX3) 및 8개의 수신전극들(RX1 to RX8)로 구성되어 있는 상기 터치패널(500)을 일예로 하여 본 발명이 설명된다.

또한, 하나의 구동전극을 형성하는 2개의 서브구동전극들 사이마다에는 서로 전기적으로 절연된 수신전극을 형성하는 적어도 두 개의 서브수신전극들이 형성될 수 있다. 이하에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 두 개의 서브구동전극들 사이마다에 2개의 서브수신전극들이 형성되어 있는 상기 터치패널(500)을 일예로 하여 본 발명이 설명된다.

첫째, 상기 패널(100)의 제1방향으로 형성되어 있는 상기 구동전극들(TX1 to TX3)들 각각은 하나의 구동전극배선(TL)으로 연결되어 있는 서브구동전극들로 구성된다.

예를 들어, 제1구동전극(TX1)은 제1구동전극배선(TL1)을 통해 연결되어 있는 5개의 서브구동전극들(t11 to to15)로 구성되고, 제2구동전극(TX2)은 제2구동전극배선(TL2)을 통해 연결되어 있는 5개의 서브구동전극들(t21 to t25)로 구성되며, 제3구동전극(TX3)은 제3구동전극배선(TL3)을 통해 연결되어 있는 5개의 서브구동전극들(t31 to t35)로 구성된다.

상기 제1구동전극배선(TL1), 상기 제2구동전극배선(TL2) 및 상기 제3구동전극배선(TL3)은, 상기 터치 센싱부(600)에 연결되어 있으며, 특히, 상기 터치 센싱부(600)를 구성하는 상기 터치 구동부(610)에 연결되어 있다.

둘째, 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 형성되어 있는 상기 수신전극(RX1 to RX8)들 각각은 하나의 수신전극배선(RL)으로 연결되어 있는 서브수신전극들로 구성된다.

예를 들어, 제1수신전극(RX1)은 제1수신전극배선(RL1)을 통해 연결되어 있는 3개의 서브수신전극들(r11, r31, r51)로 구성되고, 제2수신전극(RX2)은 제2수신전극배선(RL2)을 통해 연결되어 있는 3개의 서브수신전극들(r21, r41, r61)로 구성되고, 제7수신전극(RX7)은 제7수신전극배선(RL7)을 통해 연결되어 있는 3개의 서브수신전극들(r14, r34, r54)로 구성되며, 제8수신전극(RX8)은 제8수신전극배선(RL8)을 통해 연결되어 있는 3개의 서브수신전극들(r24, r44, r64)로 구성된다.

셋째, 하나의 구동전극(TX)을 형성하는 두 개의 서브구동전극들 사이마다 서로 전기적으로 절연된 수신전극(RX)을 형성하는 두 개의 서브수신전극들이 형성되어 있다.

예를 들어, 상기 제1구동전극(TX1)을 형성하는 상기 서브구동전극들(t11, t12, t13, t14, t15) 중 제1서브구동전극(t11)과 제2서브구동전극(t12) 사이에는, 상기 제1수신전극(RX1)을 형성하는 서브수신전극들 중 하나인 제1-1서브수신전극(r11) 및 상기 제2수신전극(RX2)을 형성하는 서브수신전극들 중 하나인 제2-1서브수신전극(r21)이 형성되어 있다.

넷째, 두 개의 서브구동전극들 사이마다에 형성되어 있는 상기 2개의 서브수신전극들은 상기 제2방향을 따라 일렬로 형성되어 있다.

예를 들어, 상기 제1구동전극(TX1)을 형성하는 상기 서브구동전극들(t11, t12, t13, t14, t15) 중 제1서브구동전극(t11)과 제2서브구동전극(t12) 사이에는, 상기 제1수신전극(RX1)을 형성하는 서브수신전극들 중 하나인 제1-1서브수신전극(r11) 및 상기 제2수신전극(RX2)을 형성하는 서브수신전극들 중 하나인 제2-1서브수신전극(r21)이 형성되어 있으며, 상기 제1-1서브수신전극(r11) 및 상기 제2-1서브수신전극(r21)은 상기 제2방향을 따라 일렬로 형성되어 있다.

예를 들어, 두 개의 수신전극들을 형성하는 서브수신전극들은 상기 제2방향을 따라 서로 교번하여 배열된다. 또한, 상기 인접한 서브구동전극들 사이에 배치된 수신전극배선들은 상기 제2방향으로 서로 교번하여 배열된 서브수신전극들과 중첩하도록 배치된다.

또한, 상기 하나의 구동전극에 대하여 두 개의 수신전극이 구성되므로 뮤추얼 캡(mutual capacitance)이 형성된다.

또한, 상기 제2구동전극(TX2)을 형성하는 상기 서브구동전극들(t21, t22, t23, t24, t25) 중 제1서브구동전극(t21)과 제2서브구동전극(t22) 사이에는, 상기 제1수신전극(RX1)을 형성하는 서브수신전극들 중 하나인 제1-2서브수신전극(r31) 및 상기 제2수신전극(RX2)을 형성하는 서브수신전극들 중 하나인 제2-2서브수신전극(r41)이 형성되어 있다. 상기 제1-2서브수신전극(r31) 및 상기 제2-2서브수신전극(r41)은 상기 제2방향을 따라 일렬로 형성되어 있다.

이 경우, 상기 제1-1서브수신전극(r11)과 상기 제1-2서브수신전극(r31)은 제1-3서브수신전극(r51)과 함께 제1수신전극배선(RL1)을 통해 연결되어 상기 제1수신전극(RX1)을 형성한다. 또한, 상기 제2-1서브수신전극(r21)과 상기 제2-2서브수신전극(r41)은 제2-3서브수신전극(r61)과 함께 제2수신전극배선(RL2)을 통해 연결되어 상기 제2수신전극(RX2)을 형성한다. 즉, 상기 제2방향을 따라 일렬로 형성되어 있는 상기 서브수신전극들(r11, r21, r31, r41, r51, r61) 중 하나의 수신전극을 형성하는 서브수신전극들은 하나의 수신전극배선으로 연결되어 있다.

상기 제1수신전극배선(RL1), 상기 제2수신전극배선(RL2) 및 기타의 수신전극배선들(RL3 to RL8)은, 상기 터치 센싱부(600)에 연결되어 있으며, 특히, 상기 터치 센싱부(600)를 구성하는 상기 터치 수신부(620)에 연결되어 있다.

다섯째, 상기 터치센싱부(600)는, 상기 구동전극들 중 제n구동전극으로 상기 터치구동신호가 공급될 때, 터치가 발생된 것으로 판단되는 수신전극의 상기 제1방향에서의 위치정보를 이용하여, 상기 제1방향에 대응되는 제1좌표값을 산출한다. 상기 터치센싱부(600)는 상기 제n구동전극의 상기 제2방향에서의 위치정보 및 터치에 대응되는 감지신호가 수신된 상기 수신전극을 구성하는 서브수신전극들 중 상기 제n구동전극을 구성하는 서브구동전극들 사이에 형성되어 있는 제m서브수신전극의 상기 제2방향에서의 위치정보를 이용하여 상기 제2방향에 대응되는 제2좌표값을 산출한다. 상기 터치센싱부(600)는, 상기 제1좌표값과 상기 제2좌표값을 이용하여, 터치가 발생된 위치를 판단하도록 구성된다.

예를 들어, 도 4에 도시된 하나의 서브수신전극들 각각은 제1좌표값(X축, 즉, 도4의 가로축 방향의 좌표값) 및 제2좌표값(Y축, 즉, 도4의 세로축 방향의 좌표값)으로 구성되는 하나의 좌표(X,Y)를 나타낼 수 있다. 즉, r11의 좌표는 (1,1)이고, r21의 좌표는 (1,2)이고, r61의 좌표는 (1,6)이고, r14의 좌표는 (4,1)이고, r24의 좌표는 (4,2)이며, r64의 좌표는 (4,6)이다. 도 4에 도시된 서브수신전극들(r11 내지 r64) 각각을 표현하는 번호는, Y축 방향의 순서 및 X축 방향의 순서로 기재되어 있다. 따라서, 서브수신전극들을 나타내는 번호들 각각의 앞자리 숫자는, 상기 좌표(X, Y)의 Y좌표값에 대응되고, 뒷자리 숫자는 X좌표값에 대응된다. 즉, r64로 표시된 서브수신전극의 좌표(X,Y)는 (4,6)이지만, 상기 서브수신전극은 r64로 표시되어 있다.

이 경우, 총24개의 좌표가 설정될 수 있다. 이하에서는, 상기 터치 센싱부(600)가 상기 서브수신전극들 중 r11에 대응되는 좌표(1,1)를 산출하는 방법이 본 발명의 일예로서 설명된다.

예를 들어, 상기 제1구동전극(TX)으로 상기 터치구동신호가 공급될 때, 상기 제1수신전극(RX1)으로부터 터치에 대응되는 감지신호가 수신되면, 상기 터치 센싱부(600)는 상기 제1수신전극(RX1)이 상기 제1방향의 좌측끝으로부터 첫 번째 위치에 형성되어 있음을 알려주는 위치정보를 이용하여, 제1좌표를 산출한다. 즉, 상기 제1좌표값은 '1'이 된다.

또한, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1구동전극(TX1)의 상기 제2방향에서의 위치정보 및 터치와 대응되는 상기 감지신호가 수신된 상기 제1수신전극(RX1)을 구성하는 서브수신전극들 중 상기 제1구동전극(TX1)을 구성하는 서브구동전극들(t11, t12) 사이에 형성되어 있는 제1-1서브수신전극(r11)의 상기 제2방향에서의 위치정보를 이용하여 상기 제2방향에 대응되는 제2좌표값을 산출한다.

부연하여 설명하면, 상기 제1구동전극(TX1)으로 상기 터치구동신호가 공급될 때 상기 감지신호가 수신되었으므로, 상기 터치 센싱부(600)는 상기 제1구동전극(TX1)이 상기 터치패널(500)의 상기 제2방향의 첫 번째 라인에 형성되어 있음을 판단할 수 있다. 또한, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1-1서브수신전극(r11)이 상기 제2방향을 기준으로 할 때, 상기 제2-1서브수신전극(r21)보다 상단에 위치되어 있음을 판단할 수 있다. 따라서, 상기 터치 센싱부(600)는, 현재 터치가 이루어진 위치가, 상기 제2방향의 첫 번째 라인이며, 상기 첫 번째 라인 중 특히, 상단 방향임을 판단할 수 있다. 따라서, 상기 제2좌표값은 '1'이 된다.

상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1좌표와 상기 제2좌표를 이용하여, 터치가 발생된 위치를 판단할 수 있다. 상기 예에서, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1방향을 기준으로 첫 번째 위치 및 상기 제2방향을 기준으로 첫 번째 위치에서 터치가 이루어졌음을 알 수 있다. 따라서, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 터치패널(500)에 형성되어 있는 총24개의 위치들 중 좌표(1,1)에서 터치가 발생되었음을 알 수 있다.

상기한 바와 같은 기능을 수행하기 위해, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기한 바와 같이, 상기 터치 구동부(610) 및 상기 터치 수신부(620)를 포함할 수 있다.

상기 터치 구동부(610)는 상기 터치구동신호들을 상기 구동전극들에 순차적으로 공급하며, 상기 터치 수신부(620)는 상기 수신전극들로부터 상기 감지신호들을 수신한다.

이 경우, 상기한 바와 같은 터치위치 판단 과정은 상기 터치 수신부(620)에서 수행될 수도 있으며, 상기 터치 센싱부(600)를 구성하는 또 다른 구성요소에서 수행될 수도 있다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치에 적용되는 터치패널의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도이다.

상기 터치패널(500)은, 상기 패널(100)의 제1방향으로 형성되어 있는 복수의 구동전극(TX)들과, 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 형성되어 있는 수신전극(RX)들을 포함한다. 상기 구동전극들(TX)의 갯수 및 상기 수신전극들(RX)의 갯수는 상기 터치패널(500)의 크기 및 형태에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

제1실시예에 적용되는 상기 터치패널(500)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 3개의 구동전극들(TX1 to TX3) 및 8개의 수신전극들(RX1 to RX8)로 구성되어 있다. 그러나, 제2실시예에 적용되는 상기 터치패널(500)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 2개의 구동전극(TX1, TX2) 및 12개의 수신전극들(RX1 to RX12)로 구성되어 있다.

또한, 제1실시예에 적용되는 상기 터치패널(500)에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 구동전극을 형성하는 2개의 서브구동전극들 사이마다에는 서로 전기적으로 절연된 수신전극을 형성하는 2개의 서브수신전극들이 형성되어 있다. 그러나, 제2실시예에 적용되는 상기 터치패널(500)에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 구동전극을 형성하는 2개의 서브구동전극들 사이마다에는 서로 전기적으로 절연된 수신전극을 형성하는 3개의 서브수신전극들이 형성되어 있다.

즉, 제2실시예에 적용되는 상기 터치패널(500)은, 제1실시예에 적용되는 상기 터치패널과 비교할 때, 하나의 구동전극을 형성하는 2개의 서브구동전극들 사이마다에 형성되는 서브수신전극들의 갯수가 하나더 많으며, 구동전극들의 갯수가 하나더 적다는 점을 제외하고는, 제1실시예에 적용되는 터치패널과 동일한 구성을 포함하고 있다.

상기 터치패널(500)에 형성되는 구동전극들의 갯수가 줄어들고, 2개의 서브구동전극들 사이에 형성되는 상기 서브수신전극들의 갯수가 증가됨에 따라, 상기 터치패널의 구동속도가 증가될 수 있다.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같은 종래의 터치패널을 이용하여 24개의 좌표에 대한 터치여부를 판단하기 위해서는, 총 6개의 터치구동신호가 순차적으로 6개의 구동전극들(TX1 to TX6)로 공급되어야 한다.

그러나, 도 4에 도시된 바와 같은 본 발명의 제1실시예에 적용되는 터치패널을 이용하여 24개의 좌표에 대한 터치여부를 판단하기 위해서는, 총 3개의 터치구동신호가 순차적으로 3개의 구동전극들(TX1 to TX3)로 공급된다. 즉, 본 발명의 제1실시예에서는, 종래의 터치구동신호들의 갯수보다 3개가 적은 터치구동신호들을 이용하여, 종래의 터치패널에 형성되어 있는 갯수와 동일한 갯수의 좌표들에 대한 터치여부를 판단할 수 있다. 따라서, 상기 터치패널(500)을 구동하기 위한 구동시간이 종래보다 감소될 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같은 본 발명의 제2실시예에 적용되는 터치패널을 이용하여 24개의 좌표에 대한 터치여부를 판단하기 위해서는, 총 2개의 터치구동신호가 순차적으로 2개의 구동전극(TX1 to TX2)로 공급된다. 즉, 본 발명의 제2실시예에서는, 종래의 터치구동신호들의 갯수보다 4개가 적은 터치구동신호들을 이용하여, 종래의 터치패널에 형성되어 있는 갯수와 동일한 갯수의 좌표들에 대한 터치여부를 판단할 수 있다. 따라서, 상기 터치패널(500)을 구동하기 위한 구동시간이 종래보다 감소될 수 있다.

부연하여 설명하면, 본 발명의 제1실시예 또는 제2실시예에서는, 하나의 구동전극에 터치구동신호가 공급될 때, 상기 제2방향을 따라 서로 다른 2개의 위치 또는 3개의 위치에서 동시에 터치여부가 판단될 수 있다. 따라서, 종래보다 적은 갯수의 터치구동신호들을 이용하여, 상기 터치패널(500) 전체에서의 터치여부가 판단될 수 있다. 이에 따라, 본 발명이 적용되는 표시장치에서는, 상기 터치패널(500)로 상기 터치구동신호들을 공급하는 시간이 감소될 수 있다.

그러나, 하나의 구동전극으로 상기 터치구동신호를 공급하는 시간은 감소되지 않기 때문에, 상기 구동전극들 각각에 대한 터치감도는 감소되지 않는다.

반면에, 상기 터치구동신호들을 상기 모든 구동전극들로 공급하는 총시간이 감소될 수 있다. 따라서, 감소되는 시간에 대응되는 시간만큼 상기 구동전극들 각각으로 상기 터치구동신호를 공급하는 시간이 증대될 수 있으며, 이에 따라, 터치감도가 향상될 수 있다. 다르게 설명하면, 터치패널(500)의 모든 구동전극들을 구동하는데 소요된 누적시간이, 본 발명의 제1실시예와 제2실시예에 의해서 감소될 수 있다. 반면에, 제1실시예와 제2실시예에서는, 터치감도를 향상시키기 위해서 누적시간이 증가될 수 있다. 누적시간을 증가시키기 위해서 각각의 구동전극을 구동하는 각각의 시간이 증가될 수 있다. 따라서, 각각의 구동전극들로는 더 긴 시간 동안 터치구동신호가 공급될 수 있다. 만약, 제1실시예와 제2실시예의 누적시간이 도 2에 도시된 종래의 터치패널의 누적시간과 동일할 때, 더 우수한 터치 감도가 달성될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 패널의 일실시예의 평면도로서, 특히, 본 발명의 제1실시예에 적용되는 터치패널의 평면도이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 적용되는 상기 터치패널(500)은 상기 패널(100)과 개별적으로 제조된 후, 상기 패널(100)에 합착될 수 있다. 또한, 상기 터치패널은, 제1실시예 및 제2실시예에서 설명된 바와 같이, 상기 패널(100)에 내장될 수도 있다.

상기 터치패널(500)이 내장되어 있는 상기 패널(100)의 일실시예의 평면도가 도 6에 도시되어 있다. 특히, 도 6에는, 본 발명의 제1실시예에 적용되는 패널(100)의 일부분이 도시되어 있다.

본 발명의 제1실시예에 적용되는 상기 터치패널(500)은, 3개의 구동전극들(TX1 to TX3) 및 8개의 수신전극들(RX1 to RX8)로 구성되어 있으며, 두 개의 서브구동전극들 사이마다에 2개의 서브수신전극들이 형성되어 있다. 도 6에는 도 4에 도시된 패널(100)의 일부분이 도시되어 있다.

상기 패널(100)에는, 데이터 라인들 및 게이트 라인들이 교차하는 영역마다, 픽셀(P)이 형성되어 있다.

상기 서브구동전극들(t11 to t35) 및 상기 서브수신전극들(r11 to r64) 각각은 적어도 하나 이상의 픽셀들에 대응되는 영역에 형성되어 있다.

예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 상기 서브구동전극은 16개의 픽셀(P)들에 대응되는 영역에 형성되어 있으며, 하나의 상기 서브수신전극은 6개의 픽셀(P)들에 대응되는 영역에 형성되어 있다.

하나의 구동전극을 형성하는 5개의 서브구동전극들은, 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 구동전극배선(TL1, TL2, TL3)을 통해 연결될 수도 있으나, 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 구동전극배선(TL1, TL2, TL3)으로부터 분기된 2개의 종속구동전극배선들을 통해 연결될 수도 있다.

예를 들어, 도 6에서, 상기 패널(100)의 비표시영역에는 하나의 라인으로 구성된 제1구동전극배선(TL1)이 형성되어 있으며, 상기 패널(100)의 표시영역에는 상기 제1구동전극배선(TL1)으로부터 분기된 2개의 종속구동전극배선들(TL1a, TL1b)이 형성되어 있다. 상기 제1구동전극(TX1)을 형성하는 5개의 서브구동전극들(t11, t12, t13, t14, t15)은, 상기 2개의 종속구동전극배선들(TL1a, TL1b)을 통해 전기적으로 서로 연결되어 있다.

따라서, 제1서브구동전극(t11)에는, 제1종속구동전극배선(TL1a)과 연결되어 있는 적어도 하나의 컨택홀(C) 및 제2종속구동전극배선(TL1b)과 연결되어 있는 적어도 하나의 컨택홀(C)이 형성되어 있다. 도 6에 도시된 패널에서는, 제1서브구동전극(t11)이 4개의 컨택홀(C)을 통해 제1종속구동전극배선(TL1a)과 연결되어 있으며, 4개의 또 다른 컨택홀(C)을 통해 제2종속구동전극배선(TL1b)과 연결되어 있다. 도 6에서 점으로 표현되어 있는 영역이 컨택홀(C)이다.

상기 구동전극배선 또는 상기 종속구동전극배선은, 상기 표시영역에서 상기 제1방향을 따라 형성되어 있다.

상기 제1방향을 따라 상기 게이트 라인이 형성되어 있는 경우, 상기 구동전극배선 또는 상기 종속구동전극배선은 상기 게이트 라인과 나란하게 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 구동전극배선 또는 상기 종속구동전극배선은 하나의 게이트 라인과 동일한 층에 형성될 수 있다.

하나의 수신전극을 형성하는 3개의 서브수신전극들은, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 수신전극배선을 통해 연결될 수도 있으나, 하나의 수신전극배선으로부터 분기된 2개 이상의 종속수신전극배선들을 통해 연결될 수도 있다.

예를 들어, 도 4에서, 상기 패널(100)의 비표시영역에는 하나의 라인으로 형성된 제1수신전극배선(RL1)이 형성되어 있으며, 상기 제1수신전극(RX1)을 형성하는 3개의 서브수신전극들(r11, r31, r51)은, 상기 수신전극배선(RL1)을 통해 전기적으로 서로 연결되어 있다.

이 경우, 제1서브수신전극(r11)에는, 상기 수신전극배선(RL1)과 연결되어 있는 적어도 하나의 컨택홀(C)이 형성되어 있다. 도 6에 도시된 패널에서는, 제1서브수신전극(r11)이 1개의 컨택홀(C)을 통해 제1수신전극배선(RL1)과 연결되어 있다. 도 6에서 점으로 표현되어 있는 영역이 컨택홀(C)이다.

상기 수신전극배선은, 상기 제2방향을 따라 형성되어 있다.

상기 제2방향을 따라 상기 데이터 라인이 형성되어 있는 경우, 상기 수신전극배선은 상기 데이터 라인과 나란하게 형성될 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 수신전극배선은 상기 데이터 라인과 절연막을 사이에 두고, 상기 데이터 라인과 중첩되도록 형성될 수도 있다.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치에 적용되는 터치패널 및 터치 센싱부의 구성을 나타낸 예시도이다. 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치는 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 표시장치와 유사하다. 따라서, 이하의 설명 중, 도 3, 도 4 및 도 6을 참조하여 설명된 내용과 동일 또는 유사한 내용은 생략되거나 또는 간단히 설명된다. 또한, 이하에서는, 특히, 상기 터치패널(500) 및 터치 센싱부(600)의 구성이 중점적으로 설명된다.

본 발명의 제3실시예에 적용되는 상기 터치패널(500)의 구성은 다음과 같다.

상기 터치패널(500)은, 상기 패널(100)의 제1방향으로 형성되어 있는 복수의 구동전극(TX)들과, 상기 제1방향에 교차한 제2방향으로 형성되어 있는 수신전극(RX)들을 포함한다. 상기 구동전극들(TX)의 갯수 및 상기 수신전극들(RX)의 갯수는 짝수로 구성될 수 있고, 상기 터치패널(500)의 크기 및 형태에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 이하에서는, 도 7에 도시된 바와 같이, 3개의 구동전극들(TX1 to TX3) 및 8개의 수신전극들(RX1 to RX8)로 구성되어 있는 상기 터치패널(500)을 일예로 하여 본 발명이 설명된다.

또한, 하나의 구동전극을 형성하는 2개의 서브구동전극들 사이마다에는 서로 전기적으로 절연된 한 쌍의 수신전극을 형성하는 두 개의 서브수신전극들이 형성된다. 이하에서는, 도 7에 도시된 바와 같이, 두 개의 서브구동전극들 사이마다에 2개의 서브수신전극들이 형성되어 있는 상기 터치패널(500)을 일예로 하여 본 발명을 설명한다.

첫째, 상기 패널(100)의 제1방향으로 형성되어 있는 상기 구동전극들(TX1 내지 TX3)들 각각은 하나의 구동전극배선(TL)으로 연결되어 있는 서브구동전극들로 구성된다.

예를 들어, 제1구동전극(TX1)은 제1구동전극배선(TL1)을 통해 연결되어 있는 5개의 서브구동전극들(t11 내지 t15)로 구성되고, 제2구동전극(TX2)은 제2구동전극배선(TL2)을 통해 연결되어 있는 5개의 서브구동전극들(t21 내지 t25)로 구성되며, 제3구동전극(TX3)은 제3구동전극배선(TL3)을 통해 연결되어 있는 5개의 서브구동전극들(t31 내지 t35)로 구성된다.

상기 제1구동전극배선(TL1), 상기 제2구동전극배선(TL2) 및 상기 제3구동전극배선(TL3)은, 상기 터치 센싱부(600)에 연결되어 있으며, 특히, 상기 터치 센싱부(600)를 구성하는 상기 터치 구동부(610)에 연결되어 있다.

둘째, 상기 제1방향과 교차한 제2방향으로 형성되어 있는 상기 수신전극(RX1 내지 RX8)들 각각은 하나의 수신전극배선(RL)으로 연결되어 있는 서브수신전극들로 구성된다.

예를 들어, 제1수신전극(RX1)은 제1수신전극배선(RL1)을 통해 연결되어 있는 3개의 서브수신전극들(r11, r31, r51)로 구성된다. 제2수신전극(RX2)은 제2수신전극배선(RL2)을 통해 연결되어 있는 3개의 서브수신전극들(r21, r41, r61)로 구성된다. 제7수신전극(RX7)은 제7수신전극배선(RL7)을 통해 연결되어 있는 3개의 서브수신전극들(r14, r34, r54)로 구성된다. 제8수신전극(RX8)은 제8수신전극배선(RL8)을 통해 연결되어 있는 3개의 서브수신전극들(r24, r44, r64)로 구성된다.

셋째, 하나의 구동전극(TX)을 형성하는 두 개의 서브구동전극들 사이마다 서로 전기적으로 절연된 한 쌍의 수신전극(RX)을 형성하는 두 개의 서브구동전극들이 형성되어 있다.

예를 들어, 상기 제1구동전극(TX1)을 형성하는 상기 서브구동전극들(t11, t12, t13, t14, t15) 중 제1서브구동전극(t11)과 제2서브구동전극(t12) 사이에는, 상기 제1수신전극(RX1)을 형성하는 서브수신전극들 중 하나인 제1-1서브수신전극(r11) 및 상기 제2수신전극(RX2)을 형성하는 서브수신전극들 중 하나인 제2-1서브수신전극(r21)이 형성되어 있다.

넷째, 두 개의 서브구동전극들 사이마다에 형성되어 있는 상기 2개의 서브수신전극들은 상기 제2방향을 따라 일렬로 형성되어 있다.

예를 들어, 상기 제1구동전극(TX1)을 형성하는 상기 서브구동전극들(t11, t12, t13, t14, t15) 중 제1서브구동전극(t11)과 제2서브구동전극(t12) 사이에는, 상기 제1수신전극(RX1)을 형성하는 서브수신전극들 중 하나인 제1-1서브수신전극(r11) 및 상기 제2수신전극(RX2)을 형성하는 서브수신전극들 중 하나인 제2-1서브수신전극(r21)이 형성되어 있다. 상기 제1-1서브수신전극(r11) 및 상기 제2-1서브수신전극(r21)은 상기 제2방향을 따라 일렬로 형성되어 있다.

또한, 상기 제2구동전극(TX2)을 형성하는 상기 서브구동전극들(t21, t22, t23, t24, t25) 중 제1서브구동전극(t21)과 제2서브구동전극(t22) 사이에는, 상기 제1수신전극(RX1)을 형성하는 서브수신전극들 중 하나인 제1-2서브수신전극(r31) 및 상기 제2수신전극(RX2)을 형성하는 서브수신전극들 중 하나인 제2-2서브수신전극(r41)이 형성되어 있다. 상기 제1-2서브수신전극(r31) 및 상기 제2-2서브수신전극(r41)은 상기 제2방향을 따라 일렬로 형성되어 있다.

이 경우, 상기 제1-1서브수신전극(r11)과 상기 제1-2서브수신전극(r31)은 제1-3서브수신전극(r51)과 함께 제1수신전극배선(RL1)을 통해 연결되어 상기 제1수신전극(RX1)을 형성한다. 또한, 상기 제2-1서브수신전극(r21)과 상기 제2-2서브수신전극(r41)은 제2-3서브수신전극(r61)과 함께 제2수신전극배선(RL2)을 통해 연결되어 상기 제2수신전극(RX2)을 형성한다. 즉, 상기 제2방향을 따라 일렬로 형성되어 있는 상기 서브수신전극들(r11, r21, r31, r41, r51, r61) 중 하나의 수신전극을 형성하는 서브수신전극들은 하나의 수신전극배선으로 연결되어 있다.

상기 제1수신전극배선(RL1), 상기 제2수신전극배선(RL2) 및 기타의 수신전극배선들(RL3 내지 RL8)은, 상기 터치 센싱부(600)에 연결되어 있으며, 특히, 상기 터치 센싱부(600)를 구성하는 상기 터치 수신부(620)에 연결되어 있다.

상기한 바와 같이, 하나의 구동전극을 형성하는 두 개의 서브구동전극들 사이마다 서로 전기적으로 절연된 한 쌍의 수신전극을 형성하는 두 개의 서브수신 전극들이 형성될 수 있다. “두 개의 서브구동전극들 사이마다 형성되어 있는 두 개의 서브수신전극”의 의미는 “인접하는 서브구동전극들 사이마다 형성되어 있는 두 개의 서브수신전극”을 의미할 수도 있다.

본 발명의 제3실시예에 적용되는 상기 터치 센싱부(600)의 구성은 다음과 같다.

상기 터치 센싱부(600)는, 상기 한 쌍의 수신전극들로부터 수신되는 한 쌍의 감지신호들을 이용하여 상기 터치패널(500)에서의 터치여부 및 터치위치를 감지하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 구동전극들에, 터치검출을 위한 터치구동신호가 순차적으로 공급될 때, 사용자가 손가락 또는 펜으로 상기 터치패널(500)의 특정 영역을 터치하면, 상기 구동전극들과 상기 한 쌍의 수신전극들 사이의 정전용량이 변하게 되며, 상기 정전용량의 변화는 상기 수신전극으로부터 상기 터치 센싱부(600)로 전송되는 감지신호의 크기를 변화시킨다.

상기 한 쌍의 수신전극들은 수신전극배선들(RL1 내지 RLs)을 통해 상기 터치 센싱부(600)에 연결되어 있다. 상기 구동전극들은 구동전극배선들(TL1 내지 TLk)을 통해 상기 터치 센싱부(600)에 연결되어 있다. 상기 터치 센싱부(600)는 상기한 바와 같이 상기 한 쌍의 수신전극들로부터 수신되는 한 쌍의 감지신호들을 이용하여, 상기 패널(100)의 터치여부 및 터치위치를 판단한다.

특히, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 패널(100)의 제1방향으로 형성되어 있는 상기 구동전극들로 순차적으로 터치구동신호를 공급한다. 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 구동전극들 중 제n구동전극으로 상기 터치구동신호가 공급될 때, 상기 제n구동전극을 형성하는 서브구동전극들 사이마다 형성되어 있는 한 쌍의 수신전극들로부터 한 쌍의 감지신호들을 수신한다. 이 경우 상기 한 쌍의 수신전극들은 미분증폭기(Damp)들에 연결되어 있으며, 상기 미분증폭기(Damp)는 상기 한 쌍의 감지신호들을 미분 처리한다. 상기 터치센싱부(600)는, 상기 서브구동전극들 사이에 형성되어 있으며, 상기 제1방향과 교차한 제2방향에 형성되어 있는, 적어도 두 개의 위치에 대한 터치여부를 판단한다. 이 경우, 상기 한 쌍의 수신전극들에 공통으로 인가된 공통 노이즈가 저감될 수 있다.

이를 위해, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 터치감지기간에는 상기 터치구동신호를 상기 구동전극들에 순차적으로 공급하는 터치 구동부, 상기 터치감지기간에는 상기 한 쌍의 수신전극들로부터 전송되어오는 한 쌍의 감지신호들을 미분 처리하는 미분증폭기들 및 상기 미분증폭기들로부터 출력된 미분 감지신호들을 이용하여 상기 터치패널(500)의 터치여부 및 터치위치를 판단하는 터치 수신부를 포함한다. 미분증폭기는 차동증폭기라고도 불릴 수 있다.

본 발명의 제3실시예에 적용되는 상기 터치패널(500) 및 상기 터치 센싱부(600)의 구성 및 기능은, 이하에서, 도 7, 도 8a 및 도 8b를 참조하여 상세히 설명된다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치에 적용되는 터치센싱부의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도이다. 이하의 설명 중, 도 3 내지 도 7을 참조하여 설명된 내용과 동일 또는 유사한 내용은 생략되거나 또는 간단히 설명된다.

상기 터치센싱부(600)를 구성하는 상기 터치 수신부(620)는 8개의 수신전극들(RX1 to RX8)과 연결된 4개의 미분증폭기들(Damp1 내지 Damp4)로 구성된다. 상기 터치센싱부(600)는, 상기 구동전극들 중 제n구동전극으로 상기 터치구동신호가 공급될 때, 터치가 발생된 것으로 판단되는 미분 처리된 감지신호가 수신된 수신전극의 상기 제1방향에서의 위치정보를 이용하여 상기 제1방향에 대응되는 제1좌표를 산출한다. 상기 터치센싱부(600)는 상기 제n구동전극의 상기 제2방향에서의 위치정보 및 상기 미분 처리된 감지신호가 수신된 수신전극을 구성하는 서브수신전극들 중 상기 제n구동전극을 구성하는 서브구동전극들 사이에 형성되어 있는 제m서브수신전극의 상기 제2방향에서의 위치정보를 이용하여 상기 제2방향에 대응되는 제2좌표를 산출한다. 상기 터치센싱부(600)는 상기 제1좌표와 상기 제2좌표를 이용하여, 터치가 발생된 위치를 판단할 수 있다.

예를 들어, 도 7에 도시된 하나의 서브수신전극들 각각은 제1좌표값(X축, 즉, 도7의 가로축 방향의 좌표값) 및 제2좌표값(Y축, 즉, 도7의 세로축 방향의 좌표값)로 구성되는 하나의 좌표(X,Y)를 나타낼 수 있다. 즉, r11의 좌표는 (1,1)이고, r21의 좌표는 (1,2)이고, r61의 좌표는 (1,6)이고, r14의 좌표는 (4,1)이고, r24의 좌표는 (4,2)이며, r64의 좌표는 (4,6)이다. 도 7에 도시된 서브수신전극들의 번호, 즉, t11 내지 t35 및 r11 내지 r64를 표현하는 각각의 번호는, Y축 방향의 순서 및 X축 방향의 순서로 기재되어 있다. 따라서, 서브수신전극들을 나타내는 번호들 각각의 앞자리 숫자는, 상기 좌표(X, Y)의 Y좌표값에 대응되고, 뒷자리 숫자는 X좌표값에 대응된다. 즉, r64로 표시된 서브수신전극의 좌표(X,Y)는 (4,6)이지만, 상기 서브수신전극은 r64로 표시되어 있다.

이 경우, 총24개의 좌표가 설정될 수 있다. 이하에서는, 상기 터치 센싱부(600)가 상기 서브수신전극들 중 r11에 대응되는 좌표(1,1)를 산출하는 방법을 일예로 하여 본 발명을 설명한다.

예를 들어, 상기 제1구동전극(TX)으로 상기 터치구동신호가 공급될 때, 상기 제1수신전극(RX1)으로부터 전달된 감지신호가 제1미분증폭기(Damp1)의 (+)입력단에 수신되고 상기 제2수신전극(RX2)로부터 전달된 감지신호가 제1미분증폭기(Damp1)의 (-)입력단에 수신된다. 상기 터치 센싱부(600)는 상기 제1수신전극(RX1) 및 상기 제2수신전극(RX2)이 상기 제1방향의 좌측끝으로부터 첫 번째 위치에 형성되어 있음을 알려주는 위치정보를 이용하여, 제1좌표를 산출한다. 즉, 상기 제1좌표는 '1'이 된다.

또한, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1구동전극(TX1)의 상기 제2방향에서의 위치정보 및 상기 감지신호가 수신된 상기 제1수신전극(RX1)을 구성하는 서브수신전극들 중 상기 제1구동전극(TX1)을 구성하는 서브구동전극들(t11, t12) 사이에 형성되어 있는 제1-1서브수신전극(r11)의 상기 제2방향에서의 위치정보를 이용하여 상기 제2방향에 대응되는 제2좌표를 산출한다.

제2좌표값을 산출하기 위해서 사용자의 손가락이 제1-1서브수신전극(r11)을 터치할 때와 제2-1서브수신전극(r21)을 터치할 때를 예를 들어 비교 설명한다.

예를 들어, 손가락이 제1-1서브수신전극(r11)을 터치하면, 제1-1서브수신전극(r11)의 뮤추얼 캡 일부가 손가락을 통해 이동하기 때문에 감지신호의 세기가 터치가 없을 때보다 낮아진다.

반면에, 제2-1서브수신전극(r21)은 터치가 없기 때문에, 제2-1서브수신전극으로부터 전송된 감지신호의 세기는 터치가 발생된 것으로 판단되지 않는 기본 세기에 대응된다.

이때, 상기 터치센싱부(600)는, 상기 제1-1서브수신전극(r11)으로부터 전달된 감지신호가 상기 제1미분증폭기(Damp1)의 (+)입력단에 입력된 정보와, 상기 제2-1서브수신전극(r21)으로부터 전달된 감지신호가 상기 제1미분증폭기(Damp1)의 (-)입력단에 입력된 정보를 가지고 있다.

상기 제1미분증폭기(Damp1)는 상기 제1수신전극(RX1)과 제2수신전극(RX2)으로부터 전송된 감지신호들의 세기 차를 출력한다. 이때 상기 제1미분증폭기(Damp1)의 출력은 0V보다 낮은 음의 전압이 출력된다. 따라서 상기 터치센싱부(600)는 전압의 극성을 기초로 제1-1서브수신전극(r11)에 터치가 있다고 판단한다.

정리하면, 상기 터치 센싱부는, 미분증폭기의 출력전압 즉, 미분 처리된 감지신호의 극성 및 전압 세기를 분석하여, 터치에 대응되는 감지신호가 수신된 수신전극을 판단한다.

부연하여 설명하면, 상기 제1구동전극(TX1)으로 상기 터치구동신호가 공급될 때 상기 감지신호가 수신되었으므로, 상기 터치 센싱부(600)는 상기 제1구동전극(TX1)이 상기 터치패널(500)의 상기 제2방향의 첫 번째 라인에 형성되어 있음을 판단할 수 있다. 또한, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1-1서브수신전극(r11)이 상기 제2방향을 기준으로 할 때, 상기 제2-1서브수신전극(r21)보다 상단에 위치되어 있음을 알고 있다. 따라서, 상기 터치 센싱부(600)는, 현재 터치가 이루어진 위치가, 상기 제2방향의 첫 번째 라인이며, 상기 첫 번째 라인 중 특히, 상단 방향임을 판단할 수 있다. 따라서, 상기 제2좌표는 '1'이 된다.

상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1좌표와 상기 제2좌표를 이용하여, 터치가 발생된 위치를 판단할 수 있다. 상기 예에서, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1방향을 기준으로 첫 번째 위치 및 상기 제2방향을 기준으로 첫 번째 위치에서 터치가 이루어졌음을 알 수 있다. 따라서, 상기 터치 센싱부(600)는 상기 터치패널(500)에 형성되어 있는 총24개의 위치들 중 좌표(1,1)에서 터치가 발생되었음을 알 수 있다.

예를 들어, 손가락이 제2-1서브수신전극(r21)을 터치하면, 제2-1서브수신전극(r21)의 뮤추얼 캡 일부가 손가락을 통해 이동하기 때문에 감지신호의 신호세기가 낮아진다.

반면에, 제1-1서브수신전극(r11)은 터치가 없기 때문에, 제1-1서브수신전극으로부터 전송된 감지신호의 세기는 터치가 발생된 것으로 판단되지 않는 기본 세기에 대응된다.

이때, 상기 터치센싱부(600)는 상기 제2-1서브수신전극(r21)으로부터 전달된 감지신호가 상기 제1미분증폭기(Damp1)의 (-)입력단에 연결되었단 정보와 상기 제1-1서브수신전극(r11)으로부터 전달된 감지신호가 상기 제1미분증폭기(Damp1)의 (+)입력단에 연결되었단 정보를 가지고 있다.

상기 제1미분증폭기(Damp1)는 상기 제1수신전극(RX1)과 제2수신전극(RX2)으로부터 전송된 감지신호들의 세기 차를 출력한다. 이때 상기 제1미분증폭기(Damp1)의 출력은 0V보다 높은 양의 전압이다. 따라서 상기 터치센싱부(600)는 전압의 극성을 기초로 제2-1서브수신전극(r21)에 터치가 있다고 판단한다.

부연하여 설명하면, 상기 제1구동전극(TX1)으로 상기 터치구동신호가 공급될 때 상기 감지신호가 수신되었으므로, 상기 터치 센싱부(600)는 상기 제1구동전극(TX1)이 상기 터치패널(500)의 상기 제2방향의 첫 번째 라인에 형성되어 있음을 판단할 수 있다.

또한, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제2-1서브수신전극(r21)이 상기 제2방향을 기준으로 할 때, 상기 제1-1서브수신전극(r11)보다 하단에 위치되어 있음을 알고 있다. 따라서, 상기 터치 센싱부(600)는, 현재 터치가 이루어진 위치가, 상기 제2방향의 첫 번째 라인이며, 상기 첫 번째 라인 중 특히, 하단 방향임을 판단할 수 있다. 따라서, 상기 제2좌표는 '2'가 된다.

특히, 상기 제1미분증폭기(Damp1)로 입력되는 한 쌍의 감지신호는 공통 노이즈를 포함할 수 있다. 도 8a와 도 8b에서 도시된 것과 같이, 공통 노이즈에 의해서 터치감도가 저하될 수 있다. 하지만 상기 제1미분증폭기(Damp1)의 출력 신호에 의하면, 공통 노이즈가 저감 또는 상쇄되어 터치감도가 개선된 것을 확인할 수 있다.

상기한 바와 같은 기능을 수행하기 위해, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기한 바와 같이, 상기 터치 구동부(610) 및 상기 미분증폭기들(Damp1 내지 Damp4)을 포함하는 상기 터치 수신부(620)를 포함할 수 있다.

상기 터치 구동부(610)는 상기 터치구동신호들을 상기 구동전극들에 순차적으로 공급하는 기능을 수행하며, 상기 터치 수신부(620)는 상기 수신전극들로부터 상기 감지신호들을 수신하는 기능을 수행한다.

이 경우, 상기한 바와 같은 터치위치 판단 과정은 상기 터치 수신부(620)에서 수행될 수도 있으며, 상기 터치 센싱부(600)를 구성하는 또 다른 구성요소에서 수행될 수도 있다.

도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 표시장치에 적용되는 터치패널 및 터치 센싱부의 구성을 나타낸 예시도이다. 상기 터치패널(500)은, 상기 패널(100)의 제1방향으로 형성되어 있는 복수의 구동전극(TX)들과, 상기 제1방향에 교차한 제2방향으로 형성되어 있는 수신전극(RX)들을 포함한다. 상기 구동전극들(TX)의 갯수 및 상기 수신전극들(RX)의 갯수는 상기 터치패널(500)의 크기 및 형태에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 이하의 설명 중, 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명된 내용과 동일 또는 유사한 내용은 생략되거나 또는 간단히 설명된다.

제4실시예에 적용되는 상기 터치패널(500)은, 도 7에 도시된 제3실시예와 동일하게 3개의 구동전극들(TX1 내지 TX3) 및 8개의 수신전극들(RX1 내지 RX8)로 구성되어 있다. 그러나, 제4실시예에 적용되는 상기 터치패널(500)에서는, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 8개의 수신전극들(RX1 to RX8)의 서브수신전극들의 구조가 변형된다. 제4실시예의 차이점은, 하나의 구동전극을 형성하는 2개의 서브구동전극들 사이에 형성되는 하나의 서브수신전극이 제2방향으로 연장되어 인접한 다른 구동전극을 형성하는 다른 2개의 서브구동전극들 사이에 형성된다는 점이다.

예를 들면, 연장된 제2-1서브수신전극(r21)은 상기 2개의 구동전극들(TX1 내지 TX2)의 서브구동전극들(t11, t21, t21, t22)과 동시에 대응되게 형성되어 있다. 그러나, 터치구동신호는 각각의 구동전극에 순차적으로 인가되기 때문에, 제4실시예의 동작은 실질적으로 제3실시예의 동작과 동일하다.

다시 말하면, 터치구동신호가 제1구동전극(TX1)에 인가되면, 상기 연장된 제2-1서브수신전극(r21)에서는 제1서브구동전극(t11)에 의해서 감지신호가 생성된다. 그러나, 제2구동전극(TX2)에는 터치구동신호가 인가되지 않기 때문에, 상기 제2구동전극(TX2)에 의해 생성되는 감지신호는 없다.

이와 반대의 경우를 예로 들면, 터치구동신호가 제2구동전극(TX2)에 인가되면 상기 연장된 제2-1서브수신전극(r21)에서는 제2서브구동전극(t21)에 의해서 감지신호를 생성한다. 그러나, 제1구동전극(TX1)에는 터치구동신호가 인가되지 않기 때문에, 상기 제1구동전극(TX1)에 의해 생성되는 감지신호는 없다.

정리하면, 연장된 서브수신전극은 제2방향으로 인접된 2개의 구동전극들 중 어느 하나로 공급된 터치구동신호에 따라 감지신호를 출력한다.

또한, 제4실시예에서 제2방향으로 상기 터치패널(500)에 형성되는 서브수신전극의 면적은, 제3실시예에서 제2방향으로 상기 터치패널(500)에 형성되는 서브수신전극의 면적보다 크다. 이에 따라, 제4실시예에서는, 유사한 공통 노이즈가 각각의 서브수신전극으로 수신될 수 있다. 도8a 및 도 8b를 다시 참조하여 부연 설명하면, 한 쌍의 서로 전기적으로 절연된 수신전극들에 인가되는 공통 노이즈가 서로 유사할수록, 미분증폭기에서 공통 노이즈 저감 효과가 더 커질 수 있다.

다시 종래 기술과의 차이를 설명하자면, 도 2에 도시된 바와 같은 종래의 터치패널을 이용하여 24개의 좌표에 대한 터치여부를 판단하기 위해서는, 총 6개의 터치구동신호가 순차적으로 6개의 구동전극들(TX1 내지 TX6)로 공급되어야 한다.

그러나, 도 7에 도시된 바와 같은 본 발명의 제3실시예에 적용되는 터치패널을 이용하여 24개의 좌표에 대한 터치여부를 판단하기 위해서는, 총 3개의 터치구동신호가 순차적으로 3개의 구동전극들(TX1 내지 TX3)에 공급된다. 즉, 본 발명의 제3실시예에서는, 종래의 터치구동신호들의 갯수보다 3개가 적은 터치구동신호들을 이용하여, 종래의 터치패널에 형성되어 있는 갯수와 동일한 갯수의 좌표들에 대한 터치여부를 판단하는 동시에 공통 노이즈도 저감할 수 있다. 따라서, 상기 터치패널(500)을 구동하기 위한 구동시간이 종래보다 감소될 수 있으며 동시에 터치감도도 개선될 수 있다.

부연하여 설명하면, 본 발명의 제3실시예 또는 제4실시예에서는, 하나의 구동전극에 터치구동신호가 공급될 때, 상기 제2방향을 따라 서로 전기적으로 절연된 2개의 위치에서 동시에 터치여부가 판단될 수 있다. 따라서, 종래보다 적은 갯수의 터치구동신호들을 이용하여, 상기 터치패널(500) 전체에서의 터치여부가 판단될 수 있다. 이에 따라, 본 발명이 적용되는 표시장치에서는, 상기 터치패널(500)로 상기 터치구동신호들을 공급하는 시간이 감소될 수 있다.

그러나, 하나의 구동전극으로 상기 터치구동신호를 공급하는 시간은 감소되지 않기 때문에, 상기 구동전극들 각각에 대한 터치감도는 감소되지 않는다.

반면에, 전체적으로 상기 터치구동신호들을 공급하는 시간이 감소될 수 있다. 따라서, 감소되는 시간에 대응되는 시간만큼 상기 구동전극들 각각으로 상기 터치구동신호를 공급하는 시간이 증대될 수 있으며, 이에 따라, 터치감도가 향상될 수 있다. 다르게 설명하면, 터치 패널(500)의 모든 구동전극들을 구동하는데 소요된 누적시간이, 본 발명의 제3실시예와 제4실시예에 의해서 감소될 수 있다.

또한, 서로 전기적으로 절연된 한 쌍의 수신전극들을 통해 수신된 감지신호들을 미분 처리하는 것에 의해 공통 노이즈가 저감될 수 있으며, 이에 따라, 터치감도가 더욱 더 향상될 수 있다.

또한, 미분증폭기에 의해서 공통 노이즈가 저감되면, 패널 크기에 대응되는 수신전극배선의 길이 증가에 따른 터치 신호 세기 저감시에도 터치감도를 향상시킬 수 있다. 즉, 미분증폭기는 패널 크기에 대응되는 수신전극배선의 길이 증가에 따라 터치 신호 세기 저감을 보상하거나 공통 노이즈를 보상할 수 있다.

도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치에 적용되는 패널의 일실시예 평면도이며, 특히, 본 발명의 제3실시예에 적용되는 터치패널의 평면도이다. 이하의 설명 중, 도 3, 도 4, 도 6, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명된 내용과 동일 또는 유사한 내용은 생략되거나 또는 간단히 설명된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 적용되는 상기 터치패널(500)은 상기 패널(100)과 개별적으로 제조된 후, 상기 패널(100)에 합착될 수 있다. 또한, 상기 터치패널은, 제3실시예 및 제4실시예에서 설명된 바와 같이, 상기 패널(100)에 내장될 수도 있다.

상기 터치패널(500)이 내장되어 있는 상기 패널(100)의 일실시예 평면도가 도 10에 도시되어 있다. 특히, 도 10에는, 도 7에서 도시된 본 발명의 제3실시예에 적용되는 패널(100)의 일부분이 도시되어 있다. 단 도면의 간결함을 위해서 도 10에서 일부 부호는 생략한다.

본 발명의 제3실시예에 적용되는 상기 터치패널(500)은, 3개의 구동전극들(TX1 내지 TX3) 및 8개의 수신전극들(RX1 내지 RX8)로 구성되어 있으며, 두 개의 서브구동전극들 사이마다에 2개의 서브수신전극들이 형성되어 있다. 도 10에는 도 7에 도시된 패널(100)의 일부분이 도시되어 있다.

상기 패널(100)에는, 데이터 라인들 및 게이트 라인들이 교차하는 영역마다, 픽셀(P)이 형성되어 있다.

상기 서브구동전극들(t11 내지 t35) 및 상기 서브수신전극들(r11 내지 r64) 각각은 적어도 하나 이상의 픽셀들에 대응되는 영역에 형성되어 있다.

예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 하나의 상기 서브구동전극은 16개의 픽셀(P)들에 대응되는 영역에 형성되어 있으며, 하나의 상기 서브수신전극은 6개의 픽셀(P)들에 대응되는 영역에 형성되어 있다.

하나의 구동전극을 형성하는 5개의 서브구동전극들은, 도 7에 도시된 바와 같이, 하나의 구동전극배선(TL1, TL2, TL3)을 통해 연결될 수도 있으나, 도 10에 도시된 바와 같이, 하나의 구동전극배선(TL1, TL2, TL3)으로부터 분기된 2개의 종속구동전극배선들을 통해 연결될 수도 있다.

예를 들어, 도 10에서, 상기 패널(100)의 비표시영역에는 하나의 라인으로 구성된 제1구동전극배선(TL1)이 형성되어 있으며, 상기 패널(100)의 표시영역에는 상기 제1구동전극배선(TL1)으로부터 분기된 2개의 종속구동전극배선들(TL1a, TL1b)이 형성되어 있다. 상기 제1구동전극(TX1)을 형성하는 5개의 서브구동전극들(t11, t12, t13, t14, t15)은, 상기 2개의 종속구동전극배선들(TL1a, TL1b)을 통해 전기적으로 서로 연결되어 있다.

따라서, 제1서브구동전극(t11)에는, 제1종속구동전극배선(TL1a)과 연결되어 있는 적어도 하나의 컨택홀(C) 및 제2종속구동전극배선(TL1b)과 연결되어 있는 적어도 하나의 컨택홀(C)이 형성되어 있다. 도 10에 도시된 패널에서는, 제1서브구동전극(t11)이 4개의 컨택홀(C)을 통해 제1종속구동전극배선(TL1a)과 연결되어 있으며, 4개의 또 다른 컨택홀(C)을 통해 제2종속구동전극배선(TL1b)과 연결되어 있다. 도 10에서 점으로 표현되어 있는 영역이 컨택홀(C)이다.

상기 구동전극배선 또는 상기 종속구동전극배선은, 상기 표시영역에서 상기 제1방향을 따라 형성되어 있다.

상기 제1방향을 따라 상기 게이트 라인이 형성되어 있는 경우, 상기 구동전극배선 또는 상기 종속구동전극배선은 상기 게이트 라인과 나란하게 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 구동전극배선 또는 상기 종속구동전극배선 각각은 하나의 게이트 라인과 동일한 층에 형성될 수 있다.

하나의 수신전극을 형성하는 3개의 서브수신전극들은, 도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이, 하나의 수신전극배선(RL1 내지 RL8)을 통해 연결될 수도 있으나, 하나의 수신전극배선으로부터 분기된 2개 이상의 종속수신전극배선들을 통해 연결될 수도 있다.

예를 들어, 도 10에서, 상기 패널(100)의 비표시영역에는 하나의 라인으로 형성된 제1수신전극배선(RL1)이 형성되어 있다. 상기 제1수신전극(RX1)을 형성하는 3개의 서브수신전극들(r11, r31, r51)은, 상기 수신전극배선(RL1)을 통해 전기적으로 서로 연결되어 있다.

이 경우, 제1서브수신전극(r11)에는, 상기 수신전극배선(RL1)과 연결되어 있는 적어도 하나의 컨택홀(C)이 형성되어 있다. 도 10에 도시된 패널에서는, 제1서브수신전극(r11)이 1개의 컨택홀(C)을 통해 수신전극배선(RL1)과 연결되어 있다. 도 10에서 점으로 표현되어 있는 영역이 컨택홀(C)이다.

상기 수신전극배선은, 상기 제2방향을 따라 형성되어 있다.

상기 제2방향을 따라 상기 데이터 라인이 형성되어 있는 경우, 상기 수신전극배선은 상기 데이터 라인과 나란하게 형성될 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 수신전극배선은 상기 데이터 라인과 절연막을 사이에 두고, 상기 데이터 라인과 중첩되도록 형성될 수도 있다.

상기 컨택홀(C)의 갯수는 구동전극 및 수신전극의 면적 또는 크기에 따라 변할 수 있다.

도 11은 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 패널을 제조하는 방법을 설명하기 위한 예시도로서, 특히, 제2구동전극(TX2)을 구성하는 제1서브구동전극(t21)이 형성되어 있는 제1픽셀(P1)을 형성하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 도 12는 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 패널을 제조하는 방법을 설명하기 위한 또 다른 예시도로서, 특히, 제2수신전극(RX2)을 구성하는 제1서브수신전극(r21)이 형성되어 있는 제2픽셀(P2)을 형성하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 도 13은 도 12에 도시되어 있는 A-A'라인을 따라 절단된 단면을 나타낸 예시도이다.

본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 패널을 제조하는 방법을 도 11 내지 도 13를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 11의 (a) 및 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이, 베이스기판(101) 상에, 제2구동전극(TX2)을 구성하는 서브구동전극들(t21, t22, t23, t24, t25)을 전기적으로 연결시키기 위한 제2종속구동전극배선(TL2b), 게이트 라인 및 게이트 전극(102)이 형성된다.

다음, 상기 제2종속구동전극배선(TL2b), 상기 게이트 라인 및 상기 게이트 전극(102)의 상단에, 도 13에 도시된 바와 같은 게이트 절연막(104)이 증착된다.

다음, 도 11의 (b) 및 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 전극(102) 상단에 액티브층(105)이 증착된다.

다음, 도 11의 (c), 도 12의 (c) 및 도 13에 도시된 바와 같이, 데이터 라인(106) 및 소스/드레인 전극이 증착된다.

다음, 도 11의 (d), 도 12의 (d) 및 도 13에 도시된 바와 같이, 제1보호막(107)이 증착된다. 이 경우, 상기 제1보호막(107)은 0.1 내지 0.2㎛의 두께로 형성될 수 있다.

다음, 도 11의 (e), 도 12의 (e) 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 제1보호막(107) 상단에 유기절연막(108)이 증착된다. 이 경우, 상기 유기절연막(108)은 0.1 내지 2㎛의 두께로 형성될 수 있다.

다음, 도 11의 (f), 도 12의 (f) 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 유기절연막(108) 상단에 픽셀전극(109)이 증착된다.

다음, 도 12의 (g) 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 유기절연막(108) 상단에 데이터 라인(106)과 중첩되도록 상기 제2수신전극배선(RL2)이 증착된다. 이 경우, 상기 제1픽셀(P1)에는 별도의 구성요소가 증착되지 않는다.

다음, 도 11의 (h), 도 12의 (h) 및 도 13에 도시된 바와 같이, 제2보호막(111)이 증착된다.

마지막으로, 각 영역별로 서브구동전극 및 서브수신전극이 증착되어, 서브구동전극은 구동전극배선과 연결되며, 서브수신전극은 수신전극배선과 연결된다.

예를 들어, 도 11의 (i)에 도시된 바와 같이, 상기 제1픽셀(P1)에는 제2구동전극(TX2)을 구성하는 제1서브구동전극(t21)이 증착되며, 상기 제1서브구동전극(t21)은 컨택홀(C)을 통해 상기 제2종속구동전극배선(TL2b)과 전기적으로 연결된다.

또한, 도 12의 (i) 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 제2픽셀(P2)에는 상기 제2수신전극(RX2)을 구성하는 제1서브수신전극(r21)이 증착되며, 상기 제1서브수신전극(r21)은 컨택홀(C)을 통해 상기 제2수신전극배선(RL2)과 전기적으로 연결된다.

이 경우, 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 제2수신전극배선(RL2)은, 상기 패널에 형성되어 있는 상기 데이터 라인(110)과, 상기 제2보호막(111)을 사이에 두고 중첩되게 형성된다.

상기 제1서브구동전극(t21)과 상기 제2종속구동전극배선(TL2b)을 연결시키는 컨택홀 및 상기 제1서브수신전극(r21)과 상기 제2수신전극배선(RL2)을 연결시키는 컨택홀은, 도 11의 (i), 도 12의 (i) 및 도 13에 도시된 바와 같은 위치 이외에도, 다양한 위치에 형성될 수 있다.

이하에서는, 도 3 내지 도 13을 참조하여, 본 발명에 따른 표시장치 구동방법이 설명된다. 특히, 이하에서는, 본 발명의 제1실시예 및 제3실시예를 참조하여, 본 발명이 설명된다.

우선, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 패널(100)의 제1방향으로 형성되어 있는 구동전극들(TX1 to TX3)로 순차적으로 터치구동신호를 공급한다.

예를 들어, 상기 터치 센싱부(600)는 상기 터치감지기간이 도래하면, 상기 제1구동전극(TX1)으로 상기 터치구동신호를 공급하고, 다음으로, 상기 제2구동전극(TX2)으로 상기 터치구동신호를 공급하며, 다음으로, 상기 제3구동전극(TX3)으로 상기 터치구동신호를 공급한다.

다음, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 구동전극들 중 제n구동전극으로 상기 터치구동신호가 공급될 때, 상기 제n구동전극을 형성하는 서브구동전극들 사이마다 형성되어 있는 적어도 두 개의 수신전극들로부터 감지신호들을 수신한다.

예를 들어, 상기 제1구동전극(TX1)을 형성하는 제1서브구동전극(t11) 및 제2서브구동전극(t12) 사이에는, 상기 제1수신전극(RX1)을 형성하는 제1서브수신전극(r11) 및 상기 제2수신전극(RX2)을 형성하는 제1서브수신전극(r21)이 형성되어 있다.

이 경우, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1구동전극(TX1)으로 상기 터치구동신호가 공급될 때, 두 개의 상기 서브수신전극들(r11, r21) 각각으로부터 감지신호를 수신한다.

마지막으로, 본 발명의 제1실시예에 있어서, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 감지신호들을 분석하여, 상기 서브구동전극들 사이마다에서, 상기 제1방향에 수직한 제2방향의 적어도 두 개의 위치에 대한 터치여부를 판단한다. 이하에서는, 상기 제1수신전극(RX1)을 형성하는 제1서브수신전극(r11)으로부터, 터치에 대응되는 감지신호가 수신된 경우를 일예로 하여 본 발명이 설명된다.

상기 예에서, 상기 터치 센싱부(600)는, 터치가 발생된 것으로 판단되는 감지신호가 수신된 상기 제1서브수신전극(r11)의 상기 제1방향에서의 위치정보를 이용하여 상기 제1방향에 대응되는 제1좌표값을 산출한다. 이 경우, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1서브수신전극(r11)이 상기 제1서브구동전극(t11) 및 상기 제2서브구동전극(t12) 사이에 형성되어 있음을 알고 있다. 즉, 상기 제1서브수신전극(r11)은 상기 제1방향의 첫 번째 라인에 형성되어 있다. 따라서, 상기 터치 센싱부는, 상기 제1좌표(X)의 값으로 '1'을 설정할 수 있다.

또한, 상기 터치 센싱부(600)는, 터치에 대응되는 상기 감지신호가 수신된 상기 제1수신전극(RX1)을 구성하는 서브수신전극들 중 상기 제1구동전극을 구성하는 서브구동전극들 사이에 형성되어 있는 상기 제1서브수신전극(r11)의 상기 제2방향에서의 위치정보를 이용하여 상기 제2방향에 대응되는 제2좌표를 산출한다. 이 경우, 상기 제1서브수신전극(r11)의 위치정보 이외에도, 상기 제1구동전극의 상기 제2방향에서의 위치정보가 더 이용된다.

이 경우, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1구동전극이 상기 제2방향을 기준으로 상기 패널의 최상단에 형성되어 있음을 알고 있다. 또한, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1수신전극(RX1)을 형성하는 상기 제1서브수신전극(r11)이 상기 제2수신전극(RX1)을 형성하는 상기 제1서브수신전극(r21)보다, 상기 제2방향을 기준으로 상단에 형성되어 있음을 알고 있다. 즉, 상기 제1서브수신전극(r11)은 상기 제2방향을 기준으로 상기 패널의 최상단에 형성되어 있는 제1구동전극(TX1)에 대응되는 위치에 형성되어 있다. 또한, 상기 제1서브수신전극(r11)은 상기 제1구동전극(TX1)을 기준으로 할 때, 상기 제2수신전극(RX2)을 형성하는 상기 제1서브수신전극(r21)보다 상단에 형성되어 있다. 따라서, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제2좌표(Y)의 값으로 '1'을 설정할 수 있다.

상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1좌표 및 상기 제2좌표를 이용하여, 최종적으로, 터치가 발생된 위치가 좌표(1,1)이라고 판단한다.

또한, 본 발명의 제3실시예에 있어서, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 감지신호들을 미분증폭기들을 이용하여 미분 처리한다. 다음, 상기 터치 센싱부(600)는 상기 서브구동전극들 사이마다에 배치된, 상기 제1방향에 교차한 제2방향의 적어도 두 개의 위치들 에서의 터치여부를, 미분 처리된 감지신호의 극성 및 세기를 이용하여 판단한다. 이하에서는, 상기 제1수신전극(RX1)을 형성하는 제1서브수신전극(r11)으로부터, 터치가 발생된 것으로 판단되는 미분 처리된 감지신호가 수신된 경우를 일예로 하여 본 발명이 설명된다.

상기 예에서, 상기 터치 센싱부(600)는, 미분 처리된 감지신호가 수신된 상기 제1서브수신전극(r11)의 상기 제1방향에서의 위치정보를 이용하여 상기 제1방향에 대응되는 제1좌표를 산출한다. 이 경우, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1서브수신전극(r11)이 상기 제1서브구동전극(t11) 및 상기 제2서브구동전극(t12) 사이에 형성되어 있음을 알고 있다. 즉, 상기 제1서브수신전극(r11)은 상기 제1방향의 첫 번째 라인에 형성되어 있다. 따라서, 상기 터치 센싱부는, 상기 제1좌표값(X)으로 '1'을 설정할 수 있다.

또한, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1구동전극의 상기 제2방향에서의 위치정보 및 상기 미분 처리된 감지신호가 수신된 상기 제1수신전극(RX1)을 구성하는 서브수신전극들 중 상기 제1구동전극을 구성하는 서브구동전극들 사이에 형성되어 있는 상기 제1서브수신전극(r11)의 상기 제2방향에서의 위치정보를 이용하여 상기 제2방향에 대응되는 제2좌표를 산출한다.

이 경우, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1구동전극이 상기 제2방향을 기준으로 상기 패널의 최상단에 형성되어 있음을 알고 있다. 또한, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1수신전극(RX1)을 형성하는 상기 제1서브수신전극(r11)이 상기 제2수신전극(RX1)을 형성하는 상기 제1서브수신전극(r21)보다, 상기 제2방향을 기준으로 상단에 형성되어 있음을 알고 있다. 즉, 상기 제1서브수신전극(r11)은 상기 제2방향을 기준으로 상기 패널의 최상단에 형성되어 있는 제1구동전극(TX1)에 대응되는 위치에 형성되어 있다. 또한, 상기 제1서브수신전극(r11)은 상기 제1구동전극(TX1)을 기준으로 할 때, 상기 제2수신전극(RX2)을 형성하는 상기 제2서브수신전극(r21)보다 상단에 형성되어 있다. 따라서, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제2좌표값(Y)으로 '1'을 설정할 수 있다.

상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1좌표 및 상기 제2좌표를 이용하여, 최종적으로, 터치가 발생된 위치가 좌표(1,1)이라고 판단할 수 있다.

본 발명은 영상이 표시되는 패널과, 상기 패널의 제1방향으로 형성되어 있는 복수의 구동전극들과, 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 형성되어 있는 복수개의 한 쌍의 수신전극들을 포함하는 터치패널 및 상기 복수의 구동전극들에 순차적으로 터치구동신호를 공급하며, 복수개의 상기 한 쌍의 수신전극들로부터 수신되는, 복수개의 한 쌍의 감지신호들을 이용하여 상기 터치패널에서의 터치 여부를 판단하는 터치센싱부를 포함한다. 상기 터치센싱부는 미분증폭기들을 포함한다. 상기 미분증폭기들 각각은 한 쌍의 감지신호들을 미분 처리하도록 상기 한 쌍의 수신전극들과 전기적으로 연결되도록 구성된다. 상기 구동전극들 각각은 구동전극배선으로 연결되어 있는 서브구동전극들로 구성된다. 상기 한 쌍의 수신전극들 각각은 수신전극배선으로 연결되어 있는 서브수신전극들로 구성된다. 하나의 구동전극을 형성하는 두 개의 서브구동전극들 사이마다에는, 한 쌍의 수신전극을 형성하는 두 개의 서브수신전극들이 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 터치센싱부는 상기 구동전극들 중 제n구동전극으로 상기 터치구동신호가 공급될 때, 미분 처리된 감지신호들 중 터치에 대응되는 감지신호가 수신된 수신전극을 포함하는 한 쌍의 수신전극들의 상기 제1방향에서의 위치정보를 이용하여 상기 제1방향에 대응되는 제1좌표를 산출한다. 상기 터치센싱부는, 상기 제n구동전극의 상기 제2방향에서의 위치정보 및 상기 감지신호가 수신된 수신전극을 구성하는 서브수신전극들 중 상기 제n구동전극을 구성하는 서브구동전극들 사이에 형성되어 있는 제m서브수신전극의 상기 제2방향에서의 위치정보를 이용하여 상기 제2방향에 대응되는 제2좌표를 산출한다. 상기 터치센싱부는, 상기 제1좌표와 상기 제2좌표를 이용하여, 터치가 발생된 위치를 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 두 개의 서브수신전극들 중 하나의 서브수신전극은, 상기 제2방향으로 연장되어 있으며, 상기 구동전극과 인접한 또 다른 구동전극을 구성하는 두 개의 서브구동전극들 사이에 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 패널의 제1방향으로 형성되어 있는 구동전극들로 순차적으로 터치구동신호를 공급하는 단계와, 상기 구동전극들 중 제n구동전극으로 상기 터치구동신호가 공급될 때, 상기 제n구동전극을 형성하는 서브구동전극들 사이마다 형성되어 있는 두 개의 수신전극들로부터 한 쌍의 감지신호들을 수신하는 단계와. 상기 한 쌍의 수신된 감지신호들을 미분 처리하는 단계와, 상기 미분 처리된 감지신호들을 분석하여, 상기 서브구동전극들 사이마다에서, 상기 제1방향에 교차한 제2방향의 두 개의 위치에 대한 터치여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 감지신호들을 수신하는 단계는 상기 제n구동전극을 형성하는 두 개의 서브구동전극들 사이마다에 형성되어 있으며, 서로 전기적으로 절연된 한 쌍의 수신전극들을 형성하는 두 개의 서브수신전극들 각각으로부터 감지신호를 수신하는 것을 특징으로 한다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 패널 200 : 게이트 드라이버
300 : 데이터 드라이버 400 : 타이밍 컨트롤러
500 : 터치패널 600 : 터치 센싱부

Claims (22)

1. 영상이 표시되는 패널;
   복수의 구동전극들 및 수신전극들을 포함하는 터치 패널; 및
   상기 복수의 구동전극들에 터치구동신호를 공급하며, 상기 수신전극들로부터 수신되는 감지신호들을 통하여 상기 패널에서의 터치 여부를 판단하도록 구성된 터치센싱부를 포함하고,
   상기 복수의 구동전극들 각각은 상기 패널의 제1방향으로 배열되고 구동전극배선으로 연결되어 있는 서브구동전극을 포함하고,
   상기 수신전극은 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 배열되고 수신전극배선으로 연결되어 있는 서브수신전극을 포함하며,
   하나의 구동전극을 구성하는 두 개의 서브구동전극들 사이마다에는, 서로 전기적으로 절연된 수신전극을 구성하는 적어도 두 개의 서브수신전극들이 구성되어 있고,
   상기 패널에는 게이트 라인과 데이터 라인 및 게이트 절연막이 더 구비되고,
   상기 구동전극배선은 상기 게이트 라인과 동일한 층에 구성되며,
   상기 수신전극배선은 상기 데이터 라인과 상기 절연막을 사이에 두고 중첩되게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 두 개의 서브구동전극들 사이마다에 구성되어 있는 적어도 두 개의 서브수신전극들은, 상기 제2방향을 따라 일렬로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 서브수신전극들 중 하나의 수신전극을 구성하는 서브수신전극들은 하나의 수신전극배선으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   한 쌍의 수신전극배선들과 전기적으로 연결된 미분증폭기들 더 포함하며,
   상기 미분증폭기들 각각은, 상기 한 쌍의 수신전극배선들로부터 수신된 한 쌍의 감지신호들을 미분 처리하도록 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 미분증폭기는 상기 패널 크기에 대응되는 상기 수신전극배선의 길이 증가에 따라 터치 신호 세기 저감을 보상하거나 공통 노이즈를 보상하도록 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 터치패널은 상기 패널에 부착되거나, 또는 상기 패널에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 터치센싱부는,
   상기 구동전극들 중 제n구동전극으로 상기 터치구동신호가 공급될 때, 터치가 발생된 것으로 판단되는 감지신호가 수신된 수신전극의 상기 제1방향에서의 위치정보를 이용하여 상기 제1방향에 대응되는 제1좌표를 산출하고,
   상기 제n구동전극의 상기 제2방향에서의 위치정보 및 상기 감지신호가 수신된 수신전극을 구성하는 서브수신전극들 중 상기 제n구동전극을 구성하는 서브구동전극들 사이에 형성되어 있는 제m서브수신전극의 상기 제2방향에서의 위치정보를 이용하여 상기 제2방향에 대응되는 제2좌표를 산출하며,
   상기 제1좌표와 상기 제2좌표를 이용하여, 터치가 발생된 위치를 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 서브구동전극은, 상기 구동전극배선과 상기 게이트 절연막을 사이에 두고 구성되어 있으며, 상기 게이트 절연막에 포함된 컨택홀을 통해 상기 구동전극배선과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치.
10. 영상이 표시되는 패널;
    복수의 구동전극들 및 수신전극들을 포함하는 터치 패널; 및
    상기 복수의 구동전극들에 터치구동신호를 공급하며, 상기 수신전극들로부터 수신되는 감지신호들을 통하여 상기 패널에서의 터치 여부를 판단하도록 구성된 터치센싱부를 포함하고,
    상기 복수의 구동전극들 각각은 상기 패널의 제1방향으로 배열되고 구동전극배선으로 연결되어 있는 서브구동전극을 포함하고,
    상기 수신전극은 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 배열되고 수신전극배선으로 연결되어 있는 서브수신전극을 포함하며,
    하나의 구동전극을 구성하는 두 개의 서브구동전극들 사이마다에는, 서로 전기적으로 절연된 수신전극을 구성하는 적어도 두 개의 서브수신전극들이 구성되어 있고,
    하나의 구동전극을 구성하는 두 개의 서브구동전극들 사이마다에는, 한 쌍의 수신전극들을 구성하는 두 개의 서브수신전극들이 배치되어 있고,
    상기 터치센싱부는, 상기 복수의 구동전극들에 터치구동신호를 공급하고,
    상기 터치센싱부는, 상기 한 쌍의 수신전극들로부터 수신되는 한 쌍의 감지신호들을 이용하여 상기 터치패널에서의 터치 여부를 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 터치센싱부는,
    상기 구동전극들 중 제n구동전극으로 상기 터치구동신호가 공급될 때, 터치에 대응되는 감지신호가 수신된 수신전극을 포함하는 한 쌍의 수신전극들의 상기 제1방향에서의 위치정보를 이용하여 상기 제1방향에 대응되는 제1좌표를 산출하고,
    상기 제n구동전극의 상기 제2방향에서의 위치정보 및 상기 터치에 대응되는 상기 감지신호가 수신된 수신전극을 구성하는 서브수신전극들 중 상기 제n구동전극을 구성하는 서브구동전극들 사이에 형성되어 있는 제m서브수신전극의 상기 제2방향에서의 위치정보를 이용하여 상기 제2방향에 대응되는 제2좌표를 산출하며,
    상기 제1좌표와 상기 제2좌표를 이용하여, 터치가 발생된 위치를 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 두 개의 서브수신전극들 중 하나의 서브수신전극은, 상기 제2방향으로 연장되어 있으며, 상기 제n구동전극과 인접한 또 다른 구동전극을 구성하는 두 개의 서브구동전극들 사이에 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
13. 패널의 제1방향으로 배열되어 있는 구동전극들 각각으로 터치구동신호를 공급하는 단계;
    상기 구동전극들 중 제n구동전극으로 상기 터치구동신호가 공급될 때, 상기 제n구동전극을 구성하는 서브 구동전극들 중 두 개의 서브구동전극들 사이마다 있는 적어도 두 개의 수신전극들로부터 감지신호들을 수신하는 단계; 및
    상기 감지신호들을 분석하여, 상기 두 개의 서브구동전극들 사이에서, 상기 제1방향에 수직한 제2방향을 따라 배치된 적어도 두 개의 위치에서의 터치여부를 판단하도록 하는 단계를 포함하고,
    상기 감지신호들을 분석하는 단계는,
    터치가 발생된 것으로 판단되는 수신전극의 상기 제1방향에서의 위치정보를 이용하여 상기 제1방향에 대응되는 제1좌표값을 산출하는 단계;
    상기 제n구동전극의 상기 제2방향에서의 위치정보 및 상기 감지신호가 수신된 수신전극을 구성하는 서브수신전극들 중 상기 제n구동전극을 구성하는 서브구동전극들 사이에 형성되어 있는 제m서브수신전극의 상기 제2방향에서의 위치정보를 이용하여 상기 제2방향에 대응되는 제2좌표를 산출하는 단계; 및
    상기 제1좌표와 상기 제2좌표를 이용하여, 터치가 발생된 위치를 판단하도록 하는 단계를 포함하는 표시장치 구동방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 감지신호들을 수신하는 단계는,
    상기 제n구동전극을 형성하는 서브구동전극들 중 두 개의 서브구동전극들 사이마다에 형성되어 있으며, 서로 전기적으로 절연된, 적어도 두 개의 서브수신전극들 각각으로부터 감지신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 표시장치 구동방법.
15. 삭제
16. 패널의 제1방향으로 배열되어 있는 구동전극들 각각으로 터치구동신호를 공급하는 단계;
    상기 구동전극들 중 제n구동전극으로 상기 터치구동신호가 공급될 때, 상기 제n구동전극을 구성하는 서브 구동전극들 중 두 개의 서브구동전극들 사이마다 있는 적어도 두 개의 수신전극들로부터 감지신호들을 수신하는 단계; 및
    상기 감지신호들을 분석하여, 상기 두 개의 서브구동전극들 사이에서, 상기 제1방향에 수직한 제2방향을 따라 배치된 적어도 두 개의 위치에서의 터치여부를 판단하도록 하는 단계를 포함하고,
    상기 감지신호들을 수신하는 단계는,
    상기 구동전극들 중 제n구동전극으로 상기 터치구동신호가 공급될 때, 상기 제n구동전극을 구성하는 서브구동전극들 중 두 개의 서브구동전극들 사이마다 있는 두 개의 수신전극들로부터 한 쌍의 감지신호들을 수신하며,
    상기 감지신호들을 분석하는 단계는,
    한 쌍의 수신전극들에 연결된 미분증폭부를 통하여 미분 처리된 감지신호들을 분석하여, 상기 서브구동전극들 사이에서, 상기 제1방향에 교차한 제2방향에 배치된 두 개의 위치에서의 터치여부를 판단하는 단계를 포함하는 표시장치 구동방법.
17. 제 13 항에 있어서,
    상기 감지신호들을 수신하는 단계는,
    상기 제n구동전극을 형성하는 두 개의 서브구동전극들 사이마다에 형성되어 있으며, 한 쌍의 수신전극들을 형성하는, 두 개의 서브수신전극들 각각으로부터, 감지신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 표시장치 구동방법.
18. 제1 방향으로 배열된 복수개의 서브구동전극들을 포함하는 구동전극; 및
    제2 방향으로 배열된 복수개의 서브수신전극들을 포함하는 수신전극을 포함하고,
    인접한 서브구동전극들 사이에는 서로 전기적으로 절연된 적어도 두 개의 서브수신전극들이 배치되고,
    상기 서브구동전극들은 구동전극배선에 의해서 서로 전기적으로 연결되고,
    상기 서브수신전극들은 수신전극배선에 의해서 서로 전기적으로 연결되고,
    상기 서브구동전극은 상기 구동전극배선과 절연막을 사이에 두고 배치되고,
    상기 서브수신전극은 상기 수신전극배선과 상기 절연막을 사이에 두고 배치되고,
    상기 서브구동전극은 상기 절연막에 형성된 컨택홀을 통해 상기 구동전극배선과 연결되고,
    상기 서브수신전극은 상기 절연막에 형성된 컨택홀을 통해 상기 수신전극배선과 연결된 것을 특징으로 하는 터치패널.
19. 삭제
20. 삭제
21. 제1 방향으로 배열된 복수개의 서브구동전극들을 포함하는 구동전극; 및
    제2 방향으로 배열된 복수개의 서브수신전극들을 포함하는 수신전극을 포함하고,
    인접한 서브구동전극들 사이에는 서로 전기적으로 절연된 적어도 두 개의 서브수신전극들이 배치되며,
    서로 다른 수신전극들을 형성하는 서브수신전극들은 상기 제2 방향을 따라 서로 교번하여 배열된 것을 특징으로 하는 터치패널.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 인접한 서브구동전극들 사이에 배치된 수신전극배선들은 상기 제2 방향으로 서로 교번하여 배열된 서브수신전극들과 중첩하도록 배치된 것을 특징으로 하는 터치패널.

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