特許 6807370 タッチパネル、タッチパネルの駆動方法および表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6807370

(24)【登録日】2020年12月9日

(45)【発行日】2021年1月6日

(54)【発明の名称】タッチパネル、タッチパネルの駆動方法および表示装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20201221BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20201221BHJP

   H01L 41/113 20060101ALI20201221BHJP

   H01L 41/04 20060101ALI20201221BHJP

   H01L 41/047 20060101ALI20201221BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 600

   G06F3/041 512

   G06F3/044 126

   H01L41/113

   H01L41/04

   H01L41/047

【請求項の数】17

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2018-222634(P2018-222634)

(22)【出願日】2018年11月28日

(65)【公開番号】特開2019-102087(P2019-102087A)

(43)【公開日】2019年6月24日

【審査請求日】2018年11月29日

(31)【優先権主張番号】10-2017-0161988

(32)【優先日】2017年11月29日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】501426046

【氏名又は名称】エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】キム， チワン

(72)【発明者】

【氏名】キム， テホン

(72)【発明者】

【氏名】シン， スンウィ

(72)【発明者】

【氏名】リー， ヨンウー

(72)【発明者】

【氏名】リュウ， キョンギョル

(72)【発明者】

【氏名】コウ， ユソン

【審査官】 円子 英紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−００５２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０４５８４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−０９７０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１８５１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０１１７０３４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

Ｈ０１Ｌ ４１／０４

Ｈ０１Ｌ ４１／０４７

Ｈ０１Ｌ ４１／１１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気活性層と、
前記電気活性層の一面で駆動信号を伝達する複数の駆動電極と、
前記電気活性層の他面で前記電気活性層の変形に対応して生成された電圧信号を伝達する複数の第１感知電極と、
前記電気活性層の反対側で複数の前記第１感知電極および複数の前記駆動電極と離隔される複数の第２感知電極とを含み、
前記第２感知電極は、前記駆動電極と前記第２感知電極との間の静電容量の変化に対する静電容量信号を伝達し、
複数の前記駆動電極は、第１方向に延び、複数の前記第１感知電極および複数の前記第２感知電極は、前記第１方向と異なる第２方向に延び、
複数の前記第１感知電極のそれぞれは、複数の前記駆動電極と重畳される複数のサブ電極および複数の前記サブ電極を連結する複数のブリッジ電極を含み、
前記第１方向における複数の前記サブ電極の幅は、前記第１方向における複数の前記ブリッジ電極の幅よりも大きい、タッチパネル。

【請求項2】

複数の前記第２感知電極のそれぞれは、複数の前記第１感知電極の少なくとも一つと重畳する、請求項１に記載のタッチパネル。

【請求項3】

複数の前記第１感知電極のそれぞれの面積は、複数の前記第２感知電極のそれぞれの面積より小さい、請求項１に記載のタッチパネル。

【請求項4】

前記サブ電極は、円形または多角形の形状を有する、請求項１に記載のタッチパネル。

【請求項5】

複数の前記第１感知電極と複数の前記第２感知電極との間に配置される絶縁層をさらに含む、請求項１に記載のタッチパネル。

【請求項6】

前記電圧信号により、タッチ位置およびタッチフォースを決定する処理が行われる、請求項１に記載のタッチパネル。

【請求項7】

複数の前記第１感知電極と連結され、前記電圧信号によってタッチ位置およびタッチフォースを検出する第１リードアウト（ｒｅａｄ ｏｕｔ）ＩＣと、
複数の前記第２感知電極と連結され、前記タッチフォースの変化を検出するための前記静電容量の信号を処理する第２リードアウトＩＣとをさらに含む、請求項１に記載のタッチパネル。

【請求項8】

タッチ感知期間の間、前記駆動信号が印加され、
前記第１リードアウトＩＣおよび前記第２リードアウトＩＣによって前記タッチ感知期間の間、前記タッチ位置、前記タッチフォースおよび前記タッチフォースの変化を同時に検出する、請求項７に記載のタッチパネル。

【請求項9】

タッチ感知期間の間、前記駆動信号が印加され、
前記第１リードアウトＩＣによって前記タッチ感知期間のうち第１タッチ感知期間の間、タッチ位置およびタッチフォースが検出され、
前記第２リードアウトＩＣによって前記第１タッチ感知期間と異なる第２タッチ感知期間の間、タッチフォースの変化が検出される、請求項７に記載のタッチパネル。

【請求項10】

表示パネルおよび該表示パネルの上部または下部に配置されるタッチパネルを含み、
前記タッチパネルは、
電気活性層と、
前記電気活性層の一面で駆動信号を伝達する複数の駆動電極と、
前記電気活性層の他面で前記電気活性層の変形に対応して生成された電圧信号を伝達する複数の第１感知電極と、
前記電気活性層上で複数の前記第１感知電極および複数の前記駆動電極と離隔される複数の第２感知電極とを含み、
前記第２感知電極は、前記駆動電極と前記第２感知電極との間の静電容量の変化に対する静電容量信号を伝達し、
複数の前記駆動電極は、第１方向に延び、複数の前記第１感知電極および複数の前記第２感知電極は、前記第１方向と異なる第２方向に延び、
複数の前記第１感知電極のそれぞれは、複数の前記駆動電極と重畳される複数のサブ電極および複数の前記サブ電極を連結する複数のブリッジ電極を含み、
前記第１方向における複数の前記サブ電極の幅は、前記第１方向における複数の前記ブリッジ電極の幅よりも大きい、表示装置。

【請求項11】

前記表示パネルと前記タッチパネルとの間のバッファ層をさらに含み、
前記表示パネルは、有機発光素子および前記有機発光素子上の封止部を含み、
前記タッチパネルは、前記バッファ層上に配置される、請求項１０に記載の表示装置。

【請求項12】

電気活性層の一面に配置された複数の駆動電極を通して駆動信号を提供するステップと、
前記電気活性層の他面の複数の第１感知電極を通して前記電気活性層の変形を示す電圧信号を伝達するステップと、
前記電気活性層の反対側で複数の前記第１感知電極および複数の前記駆動電極と離隔された複数の第２感知電極を通して静電容量信号を伝達するステップとを含み、
前記静電容量信号は、複数の前記駆動電極と複数の前記第２感知電極との間の静電容量の変化を示し、
複数の前記駆動電極は、第１方向に延び、複数の前記第１感知電極および複数の前記第２感知電極は、前記第１方向と異なる第２方向に延び、
複数の前記第１感知電極のそれぞれは、複数の前記駆動電極と重畳される複数のサブ電極および複数の前記サブ電極を連結する複数のブリッジ電極を含み、
前記第１方向における複数の前記サブ電極の幅は、前記第１方向における複数の前記ブリッジ電極の幅よりも大きい、タッチパネルの駆動方法。

【請求項13】

複数の前記第２感知電極のそれぞれは、複数の前記第１感知電極の少なくとも一つと重畳する、請求項１２に記載のタッチパネルの駆動方法。

【請求項14】

前記タッチパネル上のタッチ位置およびタッチフォースを感知するための電圧信号処理ステップをさらに含む、請求項１２に記載のタッチパネルの駆動方法。

【請求項15】

第１リードアウトＩＣによって前記タッチパネル上のタッチ位置およびタッチフォースを検出するための電圧信号処理ステップと、
第２リードアウトＩＣによって前記タッチフォースの変化を検出するための静電容量信号処理ステップとをさらに含む、請求項１２に記載のタッチパネルの駆動方法。

【請求項16】

タッチ感知期間の間、複数の前記駆動電極に駆動信号を印加するステップをさらに含み、
前記第１リードアウトＩＣによる前記電圧信号処理ステップおよび前記第２リードアウトＩＣによる前記静電容量信号処理ステップは、前記タッチ感知期間の間になされる、請求項１５に記載のタッチパネルの駆動方法。

【請求項17】

タッチ感知期間の間、複数の前記駆動電極に駆動信号を印加するステップをさらに含み、
前記第１リードアウトＩＣによる前記電圧信号処理ステップは、前記タッチ感知期間の第１タッチ感知期間の間になされ、
前記第２リードアウトＩＣによる前記静電容量信号処理ステップは、前記第１タッチ感知期間と異なる第２タッチ感知期間の間になされる、請求項１５に記載のタッチパネルの駆動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タッチパネル、タッチパネルの駆動方法および表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

タッチパネルは、表示装置に対する画面タッチやジェスチャー（ｇｅｓｔｕｒｅ）等のようなユーザのタッチ入力を感知する装置であって、スマートフォンおよびタブレットＰＣ等の携帯用表示装置をはじめとして公共施設の表示装置およびスマートＴＶ等の大型表示装置に広く活用されている。

【0003】

近年は、様々なタッチ入力を感知できるタッチパネルへの要求が増大されている。そこで、従来、主に適用されていたタッチ入力の位置を感知するタッチセンサだけでなく、タッチセンサにタッチ入力の強度を測定できるフォース（ｆｏｒｃｅ）センサを適用したタッチパネルに関する研究が盛んに進行している。一般に、フォースセンサは、抵抗膜（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）方式および静電容量（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ）方式等に区分され得る。

【0004】

抵抗膜方式のフォースセンサの場合、適用された圧力による伝導性物質と電極間の抵抗値変化を測定してタッチフォースを検出する。抵抗膜方式のフォースセンサは、作製工程が簡便で、構造が単純であるとの長所があるのに対し、精度が低く、タッチセンサとの一体化に適していないという短所がある。

【0005】

静電容量方式のフォースセンサの場合、圧力による上下電極の間隔変化による静電容量変化を認識することでタッチフォースを検出する。静電容量方式のフォースセンサは、透明にフォースセンサを構成することができ、感度に優れ、信号処理が容易であるとの長所があるが、フォースセンサを構成する上下電極により静電容量の変化を十分に感知するために絶縁層の厚さが十分でなければならないので、装置の厚さが増加し、単位セルの面積が広くなければならないという短所がある。

【0006】

一方、従来、表示装置でタッチ入力の位置およびフォースを全て測定するために、タッチ位置センサおよびフォースセンサをそれぞれ別に備えていた。このような場合、表示装置に２つのセンサを適用することで、厚さが増加し、センサ製造工程および表示装置製造工程が複雑になる問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

そこで、本発明が解決しようとする課題は、圧電（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ）方式のタッチセンサおよび静電容量方式のタッチセンサを一体化して、タッチ位置およびタッチフォースだけではなく、タッチフォースの変化もまた感知できるタッチパネルおよびそれを含む表示装置を提供することである。

【0008】

本発明が解決しようとする他の課題は、互いに異なる方式のタッチセンサを一体化して、厚さを減少させ、製造工程が単純化されたタッチパネルおよびそれを含む表示装置を提供することである。

【0009】

本発明が解決しようとするまた他の課題は、透明でフレキシビリティ（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）を有するタッチパネルを提供して、有機発光表示パネルおよびフレキシブル表示パネルに適用できるタッチパネルおよびそれを含む表示装置を提供することである。

【0010】

本発明が開示する目的は上記に限定されるものではなく、上記されていない目的であっても、以下の記載から当業者が明確に把握可能な他の目的も含むものとする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一は、電気活性層と、前記電気活性層の一面で駆動信号を伝達する複数の駆動電極と、前記電気活性層の他面で前記電気活性層の変形に対応して生成された電圧信号を伝達する複数の第１感知電極と、前記電気活性層の反対側の複数の第２感知電極とを含む。前記第２感知電極は、複数の前記第１感知電極および複数の前記駆動電極と離隔される。前記第２感知電極は、前記駆動電極と前記第２感知電極との間の静電容量の変化に対する静電容量信号を伝達する。

【0012】

上記構成において、複数の前記第２感知電極のそれぞれは、複数の前記第１感知電極の少なくとも一つと重畳することが好ましい。

【0013】

上記構成において、複数の前記第１感知電極のそれぞれの面積は、複数の前記第２感知電極のそれぞれの面積より小さいことが好ましい。

【0014】

上記構成において、複数の前記第１感知電極のそれぞれは、複数の前記駆動電極と重畳される複数のサブ電極および複数の前記サブ電極を連結するブリッジ電極を含むことが好ましい。

【0015】

上記構成において、前記サブ電極は、円形または多角形の形状を有することが好ましい。

【0016】

上記構成において、複数の前記第１感知電極と複数の前記第２感知電極との間に配置される絶縁層をさらに含むことが好ましい。

【0017】

上記構成において、前記電圧信号により、タッチ位置およびタッチフォースを決定する処理が行われることが好ましい。

【0018】

上記構成において、第１リードアウトＩＣが、複数の前記第１感知電極と連結され、前記電圧信号による前記処理によってタッチ位置およびタッチフォースを検出することが好ましい。さらに、第２リードアウトＩＣが、複数の前記第２感知電極と連結され、前記タッチフォースの変化を検出するための前記静電容量の信号を処理することが好ましい。

【0019】

上記構成において、タッチ感知期間の間、前記駆動信号が印加されることが好ましい。前記タッチ位置、前記タッチフォースおよび前記タッチフォースの変化は、前記タッチ感知期間の間、前記第１リードアウトＩＣおよび前記第２リードアウトＩＣによって同時に検出されることが好ましい。

【0020】

上記構成において、タッチ感知期間の間、前記駆動信号が印加されることが好ましい。前記タッチ位置および前記タッチフォースは、前記タッチ感知期間のうち第１タッチ感知期間の間、前記第１リードアウトＩＣによって検出され、前記タッチフォースの変化は、前記第１タッチ感知期間と異なる第２タッチ感知期間の間、前記第２リードアウトＩＣによって検出されることが好ましい。

【0021】

上記構成において、複数の前記駆動電極は、第１方向に延び、複数の前記第１感知電極および複数の前記第２感知電極は、前記第１方向と異なる第２方向に延びることが好ましい。

【0022】

本発明の一は、表示パネルおよび該表示パネルの上部または下部に配置されるタッチパネルを含むことが好ましい。前記タッチパネルは、電気活性層と、前記電気活性層の一面で駆動信号を伝達する複数の駆動電極と、前記電気活性層の他面で前記電気活性層の変形に対応して生成された電圧信号を伝達する複数の第１感知電極と、前記電気活性層上に配置される複数の第２感知電極を含むことが好ましい。前記第２感知電極は、複数の前記第１感知電極および複数の前記駆動電極と離隔されることが好ましい。前記第２感知電極は、前記駆動電極と前記第２感知電極との間の静電容量の変化に対する静電容量信号を伝達することが好ましい。

【0023】

上記構成において、バッファ層が前記表示パネルと前記タッチパネルとの間に含まれることが好ましい。前記表示パネルは、有機発光素子および前記有機発光素子上の封止部を含み、前記タッチパネルは、前記バッファ層上に配置されることが好ましい。

【0024】

本発明の一は、タッチパネル駆動方法に関するものである。駆動信号は、電気活性層の一面に配置された複数の駆動電極を通して提供される。電圧信号は、前記電気活性層の他面の複数の第１感知電極を通して伝達される。前記電圧信号は、前記電気活性層の変形を示すものである。静電容量信号は、前記電気活性層の反対側で複数の第２感知電極を通して伝達される。前記第２感知電極は、複数の前記第１感知電極および複数の前記駆動電極と離隔される。前記静電容量信号は、複数の前記駆動電極と複数の前記第２感知電極との間の静電容量の変化を示す。

【0025】

上記構成においても、複数の前記第２感知電極のそれぞれは、複数の前記第１感知電極の少なくとも一つと重畳することが好ましい。

【0026】

上記構成においても、前記電圧信号により、タッチ位置およびタッチフォースを決定する処理が行われることが好ましい。

【0027】

上記構成において、前記電圧信号は、前記タッチパネル上のタッチ位置およびタッチフォースを検出するために第１リードアウトＩＣによって処理され、前記静電容量信号は、タッチフォースの変化を検出するために第２リードアウトＩＣによって処理されることが好ましい。

【0028】

上記構成において、駆動信号は、タッチ感知期間の間、複数の前記駆動電極に印加されることが好ましい。前記タッチ感知期間の間、前記第１リードアウトＩＣによる電圧信号の処理および前記第２リードアウトＩＣによる静電容量信号の処理が行われることが好ましい。

【0029】

上記構成において、駆動信号は、タッチ感知期間の間、複数の前記駆動電極に印加されることが好ましい。前記タッチ感知期間の第１タッチ感知期間の間、前記第１リードアウトＩＣによる前記電圧信号の処理が行われ、前記第１タッチ感知期間と異なる第２タッチ感知期間の間、前記第２リードアウトＩＣによる前記静電容量信号の処理が行われることが好ましい。

【0030】

上記構成において、複数の前記駆動電極は、第１方向に延びて、複数の前記第１感知電極および複数の前記第２感知電極は、前記第１方向と異なる第２方向に延びる、ことが好ましい。

【発明の効果】

【0031】

本発明は、タッチ位置およびタッチフォースだけではなく、時間が経つにつれて変化し得るタッチフォースの変化もまた感知することができる。

【0032】

本発明は、タッチ位置およびタッチフォースを感知するセンサとタッチフォースの変化を感知するセンサとを一体化して、タッチパネルの厚さを減少させ、作製工程を単純化することができる。

【0033】

本発明は、透明性およびフレキシビリティを有するタッチパネルを提供して透明表示装置および／またはフレキシブル表示装置に適用可能なタッチパネルを提供できる効果がある。

【0034】

本発明による効果は、以上において例示された内容により限定されるものではなく、さらに様々な効果が本明細書内に含まれている。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明の一実施例に係るタッチパネルの概略的な平面図である。

【図2】図１のＡ領域の拡大図である。

【図3】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ’領域の断面図である。

【図4】本発明の一実施例に係るタッチパネルの駆動方法を説明するための概略的な動作タイミングを示したものである。

【図5】本発明の他の実施例に係るタッチパネルの駆動方法を説明するための概略的な動作タイミングを示したものである。

【図6】本発明の一実施例に係る表示装置の概略的な断面図である。

【図7】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ’領域の断面図である。

【図8】本発明の他の実施例に係る表示装置の概略的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

本発明の利点および特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に下記の詳細を参照すれば、明確になるだろう。しかし、本発明は、以下の開示に限定されるものではなく、互いに異なる様々な形態で具現され、単に、以下の説明は、本発明の開示が完全なものとなるようにし、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明の範囲は、請求項により定義される。

【0037】

以下の説明において、図面に開示された形状、大きさ、比率、角度、個数等は、例示的なものであるので、本発明は、図示された事項に限定されるものではない。また、本発明を説明するにあたって、関連した公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不要に濁す恐れがあると判断される場合、その詳細な説明は省略する。本明細書上において言及された「含む」、「有する」、「なされる」等が使用される場合、「〜だけ」が使用されない以上、他の部分が加えられ得る。構成要素を単数で表現した場合、特に明示的な記載事項がない限り、複数を含む場合を含む。

【0038】

以下の説明において、構成要素を解釈するにあたって、別途の明示的な記載がなくても誤差範囲を含むものと解釈する。

【0039】

以下の説明において、位置関係についての説明である場合、例えば、「〜上に」、「〜上部に」、「〜下部に」、「〜隣に」等と二部分の位置関係が説明される場合、「すぐ」または「直接」が使用されない以上、二部分の間に一つ以上の他の部分が位置してもよい。

【0040】

以下の説明において、素子または層が異なる素子または層の上（ｏｎ）と称されるものは、他の素子のすぐ上または中間に他の層または他の素子を介在した場合をいずれも含む。

【0041】

以下の説明において、第１、第２等が様々な構成要素を述べるために使用されるが、これらの構成要素は、これらの用語により限定されない。これらの用語は、単に一つの構成要素を他の構成要素と区別するために使用するものである。従って、以下において言及される第１構成要素は、本発明の技術的思想内で第２構成要素であってもよい。

【0042】

以下の説明において、同じ参照符号は、同じ構成要素を指す。

【0043】

図面で示された各構成の大きさおよび厚さは、説明の便宜のために示されたものであり、本発明は、示された構成の大きさおよび厚さに必ずしも限定されるものではない。

【0044】

本発明の様々な形態のそれぞれの特徴は、部分的または全体的に互いに結合または組み合わせ可能であり、当業者が十分に理解できるように技術的に多様な連動および駆動が可能であり、各形態が互いに対して独立して実施可能であってもよく、関連関係で共に実施可能であってもよい。

【0045】

以下、添付の図面を参照して本発明の様々な形態を詳細に説明する。

【0046】

図１は、本発明の一形態に係るタッチパネルの概略的な平面図である。

【0047】

図１を参照すると、本発明の一形態に係るタッチパネル１００は、第１タッチセンサ部１１０、第２タッチセンサ部１２０、駆動ＩＣ１０１、第１リードアウト（ｒｅａｄ ｏｕｔ）ＩＣ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）１０２および第２リードアウトＩＣ１０３を含む。

【0048】

第１タッチセンサ部１１０は、複数の駆動電極１１１および複数の第１感知電極１１３を含む。第１タッチセンサ部１１０は、駆動電極１１１、第１感知電極１１３および後述する電気活性層１１２を通してタッチ位置およびタッチフォース（ｆｏｒｃｅ）を感知することができる。このとき、第１タッチセンサ部１１０は、圧電方式でタッチ位置およびタッチフォースを感知することができる。

【0049】

第２タッチセンサ部１２０は、複数の駆動電極１１１および複数の第２感知電極１２３を含む。第２タッチセンサ部１２０は、駆動電極１１１および第２感知電極１２３を通してタッチフォースの変化を感知することができる。このとき、第２タッチセンサ部１２０は、静電容量（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ）方式でタッチフォースの変化を感知することができる。

【0050】

駆動ＩＣ１０１は、複数の駆動電極１１１に駆動信号を供給することができる。駆動ＩＣ１０１は、複数の第１ルーティングラインＲＬ１により複数の駆動電極１１１と連結され、複数の第１ルーティングラインＲＬ１を通して駆動信号を複数の駆動電極１１１に伝送することができる。ここで、駆動信号は、パルス信号であればよく、駆動ＩＣ１０１は、複数の駆動電極１１１に順次にハイ電圧を有するパルス信号を印加することができる。

【0051】

第１リードアウトＩＣ１０２は、複数の第１感知電極１１３から感知信号（または電圧信号）を受信し、ユーザのタッチ位置およびタッチフォースを感知するためのＩＣである。第１リードアウトＩＣ１０２は、複数の第２ルーティングラインＲＬ２により複数の第１感知電極１１３と連結される。従って、複数の第１感知電極１１３からの感知信号は、複数の第１感知電極１１３とそれぞれ連結された複数の第２ルーティングラインＲＬ２により第１リードアウトＩＣ１０２に伝送され得る。第１リードアウトＩＣ１０２は、伝達された感知信号に基づいて、ユーザのタッチがなされた位置およびユーザのタッチのフォースを検出することができる。

【0052】

第２リードアウトＩＣ１０３は、複数の第２感知電極１２３から感知信号（または静電容量信号）を受信し、ユーザのタッチフォースの変化を感知するためのＩＣである。第２リードアウトＩＣ１０３は、複数の第３ルーティングラインＲＬ３により複数の第２感知電極１２３と連結される。従って、複数の第２感知電極１２３からの感知信号は、複数の第２感知電極１２３とそれぞれ連結された複数の第３ルーティングラインＲＬ３により第２リードアウトＩＣ１０３に伝送され得る。第２リードアウトＩＣ１０３は、伝達された感知信号に基づいて、ユーザの時間によるタッチフォースの変化を検出することができる。

【0053】

一方、図１に示された駆動電極１１１、第１感知電極１１３および第２感知電極１２３等の個数は、本発明を説明するための一つの例であるだけで、これに限定されない。即ち、必要に応じて、駆動電極１１１、第１感知電極１１３および第２感知電極１２３等の個数は、図１に示されたもの以上または以下で備えられてもよい。

【0054】

以下においては、タッチパネル１００の具体的な構造についてのより詳細な説明のために図２および図３を共に参照する。

【0055】

図２は、図１のＡ領域の拡大図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ’領域の断面図である。

【0056】

図２および図３を参照すると、タッチパネル１００は、複数の駆動電極１１１、電気活性層１１２および複数の第１感知電極１１３で構成される第１タッチセンサ部１１０、および、複数の駆動電極１１１および複数の第２感知電極１２３で構成される第２タッチセンサ部１２０を含む。

【0057】

複数の駆動電極１１１は、第１タッチセンサ部１１０および第２タッチセンサ部１２０の共通した駆動電極として機能することができる。複数の駆動電極１１１には、駆動ＩＣ１０１により順次に駆動信号が印加され得る。複数の駆動電極１１１は、互いに離隔されて第１方向に延び得る。ここで、第１方向は、図１および図２において横方向を意味するが、これに限定されるものではない。

【0058】

複数の駆動電極１１１は、透明導電性物質からなり得る。例えば、駆動電極１１１は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）等のような透明導電性酸化物（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｏｘｉｄｅ：ＴＣＯ）からなり得る。また、駆動電極１１１は、透過率に優れ、電気伝導度に優れた銀ナノワイヤ（Ａｇ ｎａｎｏ ｗｉｒｅ）、カーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ：ＣＮＴ）またはグラフェン（ｇｒａｐｈｅｎｅ）等で形成されてもよい。また、駆動電極１１１は、メタルメッシュ（ｍｅｔａｌ ｍｅｓｈ）で構成されてもよい。即ち、駆動電極１１１は、幅が狭い金属ラインのメッシュ形態で構成され、実質的に透明な電極として機能することもできる。ただし、駆動電極１１１の構成物質は、上述の例に限定されず、様々な透明導電性物質が駆動電極１１１の構成物質として用いられ得る。

【0059】

電気活性層１１２は、複数の駆動電極１１１上に配置される。電気活性層１１２は、圧力印加時、材料の分極発生によって電圧が発生する材料である電気活性物質（ＥＡＭ：Ｅｌｅｃｔｒｏ Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ）からなる板状のフィルムであってよい。電気活性層１１２は、ユーザのタッチ圧力による変形が容易に起こり、迅速に元来の形状に復元可能であるようにヤング率（Ｙｏｕｎｇ’ｓ Ｍｏｄｕｌｕｓ）が小さな物質からなり得る。例えば、電気活性層１１２は、シリコン系、ウレタン系、アクリル系等の誘電性エラストマー（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）、ＰＶＤＦ、Ｐ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ）等の強誘電性高分子（ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｌｙｍｅｒ）または圧電セラミック（ｐｉｅｚｏ ｃｅｒａｍｉｃ）素子からなり得る。

【0060】

ユーザのタッチ入力が印加される場合、圧電効果によりユーザのタッチがなされた位置の電気活性層１１２をなす物質に電荷分極が発生し得る。このとき、ユーザのタッチがなされた領域と対応する駆動電極１１１に駆動信号が印加されれば、該当領域と対応する第１感知電極１１３は、電気活性層１１２の電荷分極による電圧を第１リードアウトＩＣ１０２に伝達できる。そして、第１リードアウトＩＣ１０２は、伝達された電圧に基づいて、ユーザのタッチ位置およびタッチフォースが検出され得る。これについては、具体的に後述する。

【0061】

複数の第１感知電極１１３は、電気活性層１１２上に配置される。複数の第１感知電極１１３は、ユーザのタッチ位置およびタッチフォースを感知するための第１タッチセンサ部１１０の感知電極である。

【0062】

複数の第１感知電極１１３は、互いに離隔されて第１方向と異なる第２方向に延び得る。そこで、複数の第１感知電極１１３は、複数の駆動電極１１１上で複数の駆動電極１１１と交差するように配置され得る。即ち、第２方向に延びた一つの第１感知電極１１３は、第１方向に延びた複数の駆動電極１１１と交差箇所で重畳される。このとき、複数の第１感知電極１１３と複数の駆動電極１１１が交差して重畳するそれぞれの箇所は、タッチパネル１００でユーザのタッチ位置およびタッチフォースを感知するための最小単位であるセルＣＥと定義され得る。ここで、第２方向は、図１および図２において縦方向を意味するが、これに限定されるものではない。

【0063】

複数の第１感知電極１１３は、透明導電性物質からなり得る。例えば、第１感知電極１１３は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）等のような透明導電性酸化物（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｏｘｉｄｅ：ＴＣＯ）からなり得る。また、第１感知電極１１３は、透過率に優れ、電気伝導度に優れた銀ナノワイヤ（Ａｇ ｎａｎｏ ｗｉｒｅ）、カーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ：ＣＮＴ）またはグラフェン（ｇｒａｐｈｅｎｅ）等で形成されてもよい。また、第１感知電極１１３は、メタルメッシュ（ｍｅｔａｌ ｍｅｓｈ）で構成されてもよい。ただし、第１感知電極１１３の構成物質は、上述の例に限定されず、様々な透明導電性物質が第１感知電極１１３の構成物質として用いられ得る。また、第１感知電極１１３は、駆動電極１１１と同じ物質からなってもよく、互いに異なる物質からなってもよい。

【0064】

一方、複数の第１感知電極１１３のそれぞれは、複数の駆動電極１１１と重畳される領域に配置された複数のサブ電極１１３ａ、および第２方向に延びて複数のサブ電極１１３ａを連結する複数のブリッジ電極１１３ｂを含む。

【0065】

サブ電極１１３ａは、一つの第１感知電極１１３に複数個備えられ、互いに離隔される。また、複数のサブ電極１１３ａは、複数の駆動電極１１１と複数の第１感知電極１１３の重畳領域であるセルＣＥの中央部に配置され得る。図２においては、複数のサブ電極１１３ａが円形の形状を有するものと示されたが、これに限定されず、複数のサブ電極１１３ａは、多角形の形状を有してもよい。

【0066】

複数のサブ電極１１３ａは、第１タッチセンサ部１１０で実質的にユーザのタッチ位置およびタッチフォースが感知される部分であってよい。即ち、複数のサブ電極１１３ａは、同じセルＣＥ内に配置された駆動電極１１１および電気活性層１１２との電気的な相互作用を通してユーザのタッチ入力を感知することができる。

【0067】

複数のブリッジ電極１１３ｂは、第２方向に延びて複数のサブ電極１１３ａを互いに連結させる。複数のブリッジ電極１１３ｂの第１方向に対する幅は、複数のサブ電極１１３ａの第１方向に対する幅より小さくてよいが、これに限定されるものではない。

【0068】

複数の第１感知電極１１３は、複数の駆動電極１１１との重畳面積が小さいほどタッチに対する敏感度（ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）が増加し得る。具体的には、複数の第１感知電極１１３の面積が大きいほど寄生キャパシタンス（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）が発生して、駆動電極１１１と第１感知電極１１３との間の損失される電流の量が大きくなる。従って、ブリッジ電極１１３ｂの幅をサブ電極１１３ａの幅より狭くすることで、第１感知電極１１３の損失電流を最小化すると同時に十分な出力電圧を確保することができる。

【0069】

第１タッチセンサ部１１０は、電気活性層１１２および電気活性層１１２の一面と他面にそれぞれ配置された複数の駆動電極１１１と複数の第１感知電極１１３を用いて圧電方式でユーザのタッチ位置およびタッチフォースを感知することができる。即ち、第１タッチセンサ部１１０は、複数のセルＣＥのそれぞれで駆動電極１１１と第１感知電極１１３との間の電気的変化に基づいてタッチ位置およびタッチフォースを感知することができる。

【0070】

具体的には、駆動信号が印加された駆動電極１１１の特定セルＣＥにユーザのタッチがなされる場合、タッチ圧力により特定セルＣＥに配置された電気活性層１１２に電荷分極が発生し得る。そして、電気活性層１１２の電荷分極によって、特定セルＣＥに配置された第１感知電極１１３で感知された電圧にはピーク（ｐｅａｋ）が発生し得る。このとき、電荷分極により発生した電圧は、タッチ圧力によって変化し得る。即ち、タッチフォースが増加するほど、第１感知電極１１３により感知される電圧のピークもまた増加し得る。また、ピーク電圧が発生した感知信号は、第１感知電極１１３から第１リードアウトＩＣ１０２に伝達され得る。

【0071】

第１リードアウトＩＣ１０２は、感知された電圧が閾値以上である場合、該当位置にタッチがなされたものと認識できる。

【0072】

また、第１リードアウトＩＣ１０２は、第１感知電極１１３から伝達される電圧の大きさをレベリングして、タッチフォースの大きさを検出できる。例えば、第１リードアウトＩＣ１０２は、メモリに格納されたタッチフォースの大きさと第１感知電極１１３から感知される電圧の大きさに対するデータに基づいて、タッチ入力だけではなく、タッチフォースもまた検出できる。

【0073】

絶縁層１３０は、電気活性層１１２および複数の第１感知電極１１３上に配置される。図３を参照すると、絶縁層１３０は、電気活性層１１２および第１感知電極１１３を覆うように配置される。従って、絶縁層１３０は、第１感知電極１１３と第２感知電極１２３を電気的に絶縁させることができる。絶縁層１３０は、透明な絶縁物質からなり得、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）等の物質からなり得る。

【0074】

複数の第２感知電極１２３は、絶縁層１３０上に配置される。また、複数の第２感知電極１２３は、複数の第１感知電極１１３と重畳され得る。このとき、複数の第２感知電極１２３は、絶縁層１３０によって複数の第１感知電極１１３と絶縁され得る。複数の第２感知電極１２３は、ユーザのタッチフォースの変化を感知するための第２タッチセンサ部１２０の感知電極である。

【0075】

複数の第２感知電極１２３は、互いに離隔されて第２方向に延び得る。そこで、複数の第２感知電極１２３は、複数の駆動電極１１１上で複数の駆動電極１１１と交差するように配置され得る。即ち、第２方向に延びた一つの第２感知電極１２３は、第１方向に延びた複数の駆動電極１１１と交差箇所で重畳される。このとき、複数の第２感知電極１２３と複数の駆動電極１１１が交差して重畳するそれぞれの箇所は、タッチパネル１００でユーザのタッチフォースの変化を感知するための最小単位であるセルＣＥと定義され得る。複数の第２感知電極１２３と複数の駆動電極１１１が重畳されたセルＣＥは、複数の第１感知電極１１３と複数の駆動電極１１１が重畳されたセルＣＥと同一であってよい。

【0076】

複数の第２感知電極１２３は、同じセルＣＥ内に配置された駆動電極１１１との電気的な相互作用を通してタッチフォースの変化を感知することができる。即ち、複数の第２感知電極１２３のそれぞれは、該当セルＣＥでの静電容量変化を感知することができる。

【0077】

このとき、複数の第２感知電極１２３のそれぞれは、静電容量変化のための十分な面積を確保するために、複数の第１感知電極１１３のそれぞれより大きな面積を有し得る。具体的には、ユーザのタッチフォースが変化する場合、圧力の変化によって押す面積が変化し得る。例えば、ユーザのタッチフォースが増加する場合、押す面積が大きくなるので、複数の第２感知電極１２３は、これと対応する面積での静電容量変化を感知できなければならない。従って、複数の第２感知電極１２３のそれぞれの面積は、複数の第１感知電極１１３のそれぞれの面積より大きくてよい。

【0078】

複数の第２感知電極１２３は、透明導電性物質からなり得る。例えば、第２感知電極１２３は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）等のような透明導電性酸化物（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｏｘｉｄｅ：ＴＣＯ）からなり得る。また、第２感知電極１２３は、透過率に優れ、電気伝導度に優れた銀ナノワイヤ（Ａｇ ｎａｎｏ ｗｉｒｅ）、カーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｕｂｅ：ＣＮＴ）またはグラフェン（ｇｒａｐｈｅｎｅ）等で形成されてもよい。また、第２感知電極１２３は、メタルメッシュ（ｍｅｔａｌ ｍｅｓｈ）で構成されてもよい。ただし、第２感知電極１２３の構成物質は、上述の例に限定されず、様々な透明導電性物質が第２感知電極１２３の構成物質として用いられ得る。また、第２感知電極１２３は、駆動電極１１１および第１感知電極１１３と同じ物質からなってもよく、互いに異なる物質からなってもよい。

【0079】

第２タッチセンサ部１２０は、互いに離隔された複数の駆動電極１１１および複数の第２感知電極１２３を用いて静電容量方式でユーザのタッチフォースの変化を感知することができる。即ち、第２タッチセンサ部１２０は、複数のセルＣＥのそれぞれで駆動電極１１１と第２感知電極１２３との間の電気的変化に基づいてタッチフォースの変化を感知することができる。

【0080】

具体的には、特定セルＣＥにタッチ入力が印加され、印加されたタッチ入力のフォースが変わる場合、特定セルＣＥと対応する駆動電極１１１および第２感知電極１２３間の静電容量の変化が発生し得る。即ち、ユーザのタッチフォースが変化する場合、タッチによる圧力変化によって駆動電極１１１と第２感知電極１２３との間の間隔およびユーザの指と重畳する第２感知電極１２３の面積が変化し、静電容量も共に変化し得る。静電容量変化に対する感知信号は、第２感知電極１２３から第２リードアウトＩＣ１０３に伝達され得る。

【0081】

第２リードアウトＩＣ１０３は、静電容量変化を通してタッチフォースの変化量を検出することができる。例えば、第２リードアウトＩＣ１０３は、初期にタッチ入力が印加された時に感知した初期静電容量値を基準静電容量値として格納できる。そして、タッチ入力のフォースが変わって変化した静電容量値が感知された場合、初期静電容量値と変化した静電容量値の差を通して静電容量の変化量を検出することができる。そこで、第２リードアウトＩＣ１０３は、初期静電容量値より大きな静電容量値が検出された場合、ユーザのタッチフォースが増加したものと判断し、初期静電容量値より小さな静電容量値が検出された場合、ユーザのタッチフォースが減少したものと判断できる。

【0082】

一般に、タッチ位置を感知するタッチ位置センサおよびタッチフォースを感知するタッチフォースセンサは、それぞれ別に備えられることが一般的であった。即ち、タッチ位置とタッチフォースを全て感知するためには、計２個のセンサを必要として、装置の全体的な厚さが増加し、製造工程が複雑で、製造コストが増加する短所があった。

【0083】

そこで、本発明の一形態に係るタッチパネル１００は、複数の駆動電極１１１と複数の第１感知電極１１３との間に電気活性層１１２を配置して、圧電方式でタッチ位置およびタッチフォースを感知する第１タッチセンサ部１１０を構成することができる。即ち、第１タッチセンサ部１１０は、電気活性層１１２の圧電効果を基にして、ユーザのタッチ位置だけではなく、ユーザのタッチ圧力によるタッチフォースもまた検出することができる。

【0084】

また、本発明の一形態に係るタッチパネル１００においては、単一の第１タッチセンサ部１１０を通してタッチ位置とタッチフォースを全て感知することができる。従って、タッチ位置センサとタッチフォースセンサをそれぞれ別に備えることに比べてタッチセンサのスリム化および軽量化が可能であり、製造工程が単純化され得る。また、第１タッチセンサ部１１０だけでタッチ位置およびタッチフォースを同時に感知することで、センサの駆動が単純化され得る。

【0085】

ただし、圧電方式のタッチセンサの場合、時間によるタッチフォースの変化を感知することができない。具体的には、圧電方式のタッチセンサにユーザのタッチがなされた場合、タッチが発生した瞬間に圧力印加による電圧が発生し、タッチが引き続きなされた状態であるとしても、所定の時間が経った場合、それ以上電圧が発生しない。そこで、ユーザのタッチフォースが増加または減少した場合、圧電方式のタッチセンサは、ユーザのタッチフォースの変化を感知することができない。

【0086】

そこで、本発明の一形態に係るタッチパネル１００は、複数の駆動電極１１１および複数の第２感知電極１２３を通して静電容量方式でタッチフォースの変化を感知する第２タッチセンサ部１２０をさらに含む。従って、本発明の一形態に係るタッチパネル１００は、タッチ位置およびタッチフォースだけではなく、タッチフォースの変化まで感知可能であり、より様々なタッチ入力を感知することができる。

【0087】

また、本発明の一形態に係るタッチパネル１００においては、一つのパネル内に第１タッチセンサ部１１０と第２タッチセンサ部１２０が一体化され得る。即ち、本発明の一形態に係るタッチパネル１００においては、第１タッチセンサ部１１０と第２タッチセンサ部１２０は、複数の駆動電極１１１を共通して用いられる駆動電極として共有できる。従って、本発明の一形態に係るタッチパネル１００においては、一つのタッチパネル１００を利用してタッチ位置、タッチフォースおよびタッチフォースの変化まで全て感知することが可能である。そして、第１タッチセンサ部１１０および第２タッチセンサ部１２０が一体化されることで、よりスリム化されたタッチパネル１００の具現が可能であり、製造工程が単純化され得る。

【0088】

また、本発明の一形態に係るタッチパネル１００は、透明性およびフレキシビリティを有することができる。上述したように、本発明の一形態に係るタッチパネル１００を構成する第１タッチセンサ部１１０および第２タッチセンサ部１２０の構成要素は、全て透明でフレキシブルな物質からなり得る。そこで、タッチパネル１００は、表示装置の表示パネルの上部および下部に全て配置され得るので、表示装置の設計自由度が向上し得る。また、本発明の一形態に係るタッチパネル１００は、より様々な表示装置、例えば、透明表示装置およびフレキシブル表示装置にも適用され得る。

【0089】

以下においては、図４を参照して本発明の一形態に係るタッチパネルの駆動方法について説明する。

【0090】

図４は、本発明の一形態に係るタッチパネルの駆動方法を説明するための概略的な動作タイミングを示したものである。図４は、特定セルＣＥにタッチ入力が印加され、タッチを維持したまま印加されたタッチのフォースが減少した場合、特定セルＣＥに対応する駆動電極１１１に印加される駆動信号と、第１感知電極１１３および第２感知電極１２３により検出される感知信号に対する一つの例示を概略的に示したものである。以下においては、説明の便宜のために、図１乃至図３を共に参照してタッチパネルの駆動方法について説明する。

【0091】

本発明の一形態に係るタッチパネル１００は、それぞれのタッチ感知期間Ｔで第１リードアウトＩＣ１０２と第２リードアウトＩＣ１０３が同時に駆動され得る。

【0092】

図４を参照すると、駆動ＩＣ１０１は、駆動電極１１１にパルス形態の駆動信号を印加する。このとき、駆動信号がハイ電圧を有する期間は、タッチ感知期間Ｔと定義され得る。図４においては、説明の便宜のために、２回のタッチ感知期間Ｔについてのみ示されている。以下においては、２回のタッチ感知期間Ｔのうち、第一のタッチ感知期間Ｔの開始時点にユーザのタッチ入力がなされ、第二のタッチ感知期間Ｔでは、ユーザのタッチ入力が維持されるが、タッチフォースが減少した場合を仮定する。まず、第１感知電極１１３で発生した感知信号について説明すると、第一のタッチ感知期間Ｔで、第１感知電極１１３は、第１大きさＳを有する電圧に対応する感知信号を感知することができる。即ち、駆動ＩＣ１０１により駆動電極１１１に駆動信号が印加された時にユーザのタッチ入力が発生する場合、電気活性層１１２にピーク電圧が発生し得る。そして、第１感知電極１１３は、第１大きさＳを有する電圧に対応する感知信号を第１リードアウトＩＣ１０２に伝送することができる。

【0093】

第１リードアウトＩＣ１０２は、伝達された感知信号の電圧値に基づいてタッチ発生有無およびタッチフォースを検出することができる。例えば、第１リードアウトＩＣ１０２は、感知信号の第１大きさＳが予め決定された閾値より大きい場合、該当位置でタッチが発生したものと判断できる。また、第１リードアウトＩＣ１０２は、第１大きさＳに基づいてタッチフォースの大きさを検出することができる。例えば、第１リードアウトＩＣ１０２は、メモリに格納されたタッチフォースの大きさと、第１感知電極１１３から感知される電圧の大きさである第１大きさＳに基づいて、タッチ時点でのユーザのタッチフォースもまた検出することができる。

【0094】

第二のタッチ感知期間Ｔで、第１感知電極１１３は、感知信号を感知することができない。先に説明したように、ユーザのタッチが維持されている状態であるが、第１感知電極１１３では電圧の変化が感知されない。

【0095】

次に、第２感知電極１２３で発生した感知信号について説明すると、第一のタッチ感知期間Ｔで、第２感知電極１２３は、第１レベルＳ１を有する感知信号を感知することができる。即ち、第２感知電極１２３は、駆動電極１１１と第２感知電極１２３との間の静電容量値に対する第１レベルＳ１の感知信号を感知することができる。第２感知電極１２３は、第１レベルＳ１に対応する感知信号を第２リードアウトＩＣ１０３に伝送することができる。

【0096】

第二のタッチ感知期間Ｔで、第２感知電極１２３は、第２レベルＳ２を有する感知信号を感知することができる。上述したように、ユーザのタッチが維持はされるが、タッチフォースが減少するので、タッチフォースの変化によって第２感知電極１２３と駆動電極１１１との間の間隔が変化するか、または第２感知電極１２３と重畳するユーザの指の面積が変化し、静電容量も共に変化し得る。第２感知電極１２３は、変化した静電容量に対する第２レベルＳ２の感知信号を第２リードアウトＩＣ１０３に伝送することができる。

【0097】

第２リードアウトＩＣ１０３は、第一のタッチ感知期間Ｔで格納した基準値と、第二のタッチ感知期間Ｔで感知された静電容量とを比較して、静電容量の変化量を検出することができる。このとき、静電容量の変化量は、第１レベルＳ１の感知信号と第２レベルＳ２の感知信号の差である第３レベルＳ３を有し得る。第２リードアウトＩＣ１０３は、変化量である第３レベルＳ３が既設定された範囲以上である場合、これに該当するセルＣＥにタッチフォースの変化が発生したものと判断できる。

【0098】

また、第２リードアウトＩＣ１０３は、第３レベルＳ３の極性によってタッチフォースが増加したか減少したかを判断できる。即ち、第２リードアウトＩＣ１０３は、初期静電容量値より大きな静電容量値が検出され、第３レベルＳ３が正の値である場合、ユーザのタッチフォースが増加したものと判断し、初期静電容量値より小さな静電容量値が検出され、第３レベルＳ３が負の値である場合、ユーザのタッチフォースが減少したものと判断できる。

【0099】

一方、図示しないが、ユーザがタッチ入力を印加した状態で特定セルＣＥから異なるセルＣＥにタッチ位置を変更する場合、タッチの移動によってこれと対応するセルＣＥの静電容量が共に変化し得る。従って、第２リードアウトＩＣ１０３は、静電容量の変化が検出されたセルＣＥの座標を検出してタッチ位置の変化もまた検出することができる。

【0100】

図５は、本発明の他の形態に係るタッチパネルの駆動方法を説明するための概略的な動作タイミングを示したものである。図５は、特定セルＣＥにタッチ入力が印加されたとき、特定セルＣＥと対応する駆動電極１１１に印加される駆動信号と、第１感知電極１１３および第２感知電極１２３により検出される感知信号に対する一つの例示を概略的に示したものである。以下においては、説明の便宜のために、図１乃至図３を共に参照してタッチパネルの駆動方法について説明する。

【0101】

本発明の他の形態に係るタッチパネル１００は、それぞれのタッチ感知期間Ｔで第１リードアウトＩＣ１０２と第２リードアウトＩＣ１０３が時分割されて駆動され得る。

【0102】

図５を参照すると、タッチ感知期間Ｔは、第１タッチ感知期間Ｔ１および第２タッチ感知期間Ｔ２に分割され得る。このとき、第１タッチ感知期間Ｔ１では、タッチ位置およびタッチフォースを検出する第１リードアウトＩＣ１０２だけが駆動され、第２タッチ感知期間Ｔ２では、タッチフォースの変化を検出する第２リードアウトＩＣ１０３だけが駆動され得る。

【0103】

即ち、図４においては、タッチ感知期間Ｔの間、第１リードアウトＩＣ１０２および第２リードアウトＩＣ１０３が同時に駆動されたが、ここでは、第１リードアウトＩＣ１０２および第２リードアウトＩＣ１０３が別に時分割駆動される。タッチ感知期間Ｔで第１リードアウトＩＣ１０２および第２リードアウトＩＣ１０３が時分割駆動されることを除いては、基本的な駆動原理は、図４において説明したのと同様である。従って、図５においては、一つのタッチ感知期間Ｔでの第１リードアウトＩＣ１０２および第２リードアウトＩＣ１０３の時分割駆動について説明する。

【0104】

図５を参照すると、駆動ＩＣ１０１は、駆動電極１１１にパルス形態の駆動信号を印加する。駆動信号がハイレベルを有するタッチ感知期間Ｔには、ユーザのタッチ入力が印加され得る。

【0105】

まず、第１感知電極１１３で発生した感知信号について説明すると、第１タッチ感知期間Ｔ１で、第１感知電極１１３は、電圧の変化によるハイレベルの感知信号を感知することができる。ハイレベルの感知信号は、第１リードアウトＩＣ１０２に伝送され得る。第１リードアウトＩＣ１０２は、感知信号を通してタッチ位置およびタッチフォースを検出することができる。

【0106】

第２タッチ感知期間Ｔ２で、第１感知電極１１３は、感知信号を感知しない。即ち、第２タッチ感知期間Ｔ２では、第１リードアウトＩＣ１０２が駆動されないので、第１感知電極１１３では感知信号が発生しない。

【0107】

次に、第２感知電極１２３で発生した感知信号について説明すると、第１タッチ感知期間Ｔ１で、第２感知電極１２３は、感知信号を感知しない。即ち、第１タッチ感知期間Ｔ１では、第２リードアウトＩＣ１０３が駆動されないので、第２リードアウトＩＣ１０３は、ユーザのタッチ入力が印加されても静電容量に対する感知信号を感知しない。

【0108】

第２タッチ感知期間Ｔ２で、第２感知電極１２３は、静電容量に対するハイレベルの感知信号を感知することができる。ハイレベルの感知信号は、第２リードアウトＩＣ１０３に伝送され得る。

【0109】

また、図示しないが、第２リードアウトＩＣ１０３は、次のタッチ感知期間Ｔの第２タッチ感知期間Ｔ２で発生した感知信号と、今回のタッチ感知期間Ｔの第２タッチ感知期間Ｔ２で発生した感知信号とを比較して、タッチフォースの変化を検出することができる。

【0110】

本発明の他の形態に係るタッチパネル１００は、一つのタッチ感知期間Ｔが第１タッチ感知期間Ｔ１と第２タッチ感知期間Ｔ２とに分割され、第１リードアウトＩＣ１０２と第２リードアウトＩＣ１０３が時分割駆動される。従って、第１感知電極１１３と第２感知電極１２３でそれぞれ感知される感知信号の正確度が向上し得る。即ち、第１感知電極１１３と第２感知電極１２３が互いに重畳されることで、第１感知電極１１３および第２感知電極１２３が感知信号を感知する過程で干渉が発生することもある。そこで、本発明の他の形態に係るタッチパネル１００においては、一つのタッチ感知期間Ｔが第１タッチ感知期間Ｔ１と第２タッチ感知期間Ｔ２とに時分割され、第１リードアウトＩＣ１０２と第２リードアウトＩＣ１０３が時分割駆動されることで、第１タッチセンサ部１１０と第２タッチセンサ部１２０との間の干渉が最小化し、第１タッチセンサ部１１０と第２タッチセンサ部１２０の正確度が向上し得る。

【0111】

図６は、本発明の一形態に係る表示装置の概略的な断面図である。図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ’領域の断面図である。

【0112】

図６を参照すると、本発明の一形態に係る表示装置１０は、表示パネル２００、表示パネル２００の上部に配置されたタッチパネル１００、ゲート駆動部１１、データ駆動部１２およびタッチ駆動部１３を含む。先に説明した構成と同様の構成について、重複説明は省略する。

【0113】

表示装置１０は、様々な電子機器、例えば、ＴＶ、モニタ、ノートパソコン、スマートフォン、ウェアラブル（ｗｅａｒａｂｌｅ）電子機器等に含まれ得る。

【0114】

表示パネル２００は、表示装置１０で映像を表示するための表示素子が配置されたパネルを意味する。表示パネル２００として、例えば、有機発光表示パネル、液晶表示パネル、電気泳動表示パネル等のような様々な表示パネルが用いられ得る。また、表示パネル２００は、フレキシビリティ（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）を有しても、透明表示パネルで具現されてもよい。一方、図示しないが、表示パネル２００は、タッチパネル１００と重畳する表示領域および表示領域を囲む非表示領域を含むことができる。図６および図７においては、表示パネル２００が有機発光表示パネルであるものと説明するが、これに限定されるものではない。

【0115】

表示領域は、表示装置１０で実際に映像が表示される領域であり、表示領域には、表示部および表示部を駆動するための様々な駆動素子および信号配線が配置され得る。

【0116】

表示領域には、複数の画素が配置され得る。このとき、複数の画素は、第１方向に配置された複数のゲート配線ＧＬおよび第１方向と異なる第２方向に配置された複数のデータ配線ＤＬの交差領域と定義され得る。複数の画素は、光を発光する最小単位であり、赤色画素、緑色画素および青色画素を含むことができる。複数の画素のそれぞれは、ゲート配線ＧＬおよびデータ配線ＤＬを通してゲート駆動部１１およびデータ駆動部１２と連結され得る。

【0117】

非表示領域は、映像が表示されない領域であり、表示領域を囲む領域と定義され得る。非表示領域には、表示領域に配置された複数の画素を駆動するための様々な構成要素が配置され得る。例えば、図６に示されたように、ゲート駆動部１１、データ駆動部１２およびタッチ駆動部１３等が非表示領域に配置され得る。

【0118】

ゲート駆動部１１は、タイミングコントローラの制御下にゲート信号を出力し、複数のゲート配線ＧＬを通してデータ電圧が充電される画素を選択できる。ゲート駆動部１１は、シフトレジスタ（ｓｈｉｆｔ ｒｅｇｉｓｔｅｒ）を利用してゲート信号をゲート配線に順次に供給できる。図６においては、ゲート駆動部１１が表示パネルに実装されたＧＩＰ（Ｇａｔｅ Ｉｎ Ｐａｎｅｌ）形態で具現されるものと示したが、これに限定されるものではない。

【0119】

データ駆動部１２は、映像を表示するためのデータと、これを処理するための駆動信号を処理する構成であり、表示領域の複数の画素に信号を供給するための構成である。データ駆動部１２は、複数のデータ配線ＤＬを通してデータ電圧を表示領域の複数の画素に供給する。

【0120】

データ駆動部１２は、ベースフィルム１２ａおよび駆動ＩＣ１２ｂを含むことができる。ベースフィルム１２ａは、データ駆動部１２を支持するフィルムである。ベースフィルム１２ａは、絶縁物質からなり得、例えば、フレキシビリティを有する絶縁物質からなり得る。駆動ＩＣ１２ｂは、映像を表示するためのデータ電圧と、これを処理するための駆動信号を処理する構成である。駆動ＩＣ１２ｂは、表示装置１０に実装される方式によって、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）等の方式で配置され得る。図６においては、データ駆動部１２がベースフィルム１２ａ上に実装されたＣＯＦ方式であるものと示したが、これに限定されるものではない。

【0121】

タッチ駆動部１３は、タッチパネル１００のタッチ入力感知のための駆動信号を伝送し、感知された感知信号を受信してタッチ位置、タッチフォースおよびタッチフォースの変化量を検出することができる。タッチ駆動部１３は、駆動ＩＣ１０１、第１リードアウトＩＣ１０２および第２リードアウトＩＣ１０３を含む。タッチ駆動部１３は、先に説明したデータ駆動部１２と同様に、ＣＯＦ方式であるものと示したが、これに限定されるものではない。

【0122】

駆動ＩＣ１０１は、複数の第１ルーティングラインＲＬ１によってタッチパネル１００の複数の駆動電極１１１と連結され、駆動信号を伝送することができる。第１リードアウトＩＣ１０２は、複数の第２ルーティングラインＲＬ２によってタッチパネル１００の複数の第１感知電極１１３と連結され、感知信号を受信することができる。第２リードアウトＩＣ１０３は、複数の第３ルーティングラインＲＬ３によってタッチパネル１００の複数の第２感知電極１２３と連結され、感知信号を受信することができる。

【0123】

複数の第１ルーティングラインＲＬ１は、タッチパネル１００で駆動電極１１１と同じ物質からなり得る。ただし、これに限定されず、タッチパネル１００で駆動電極１１１と異なる導電性物質からなってもよい。複数の第１ルーティングラインＲＬ１は、タッチパネル１００の末端から表示パネル２００にコンタクトホールを通して延びて、タッチパネル１００と表示パネル２００が重畳しない表示パネル２００の領域では表示パネル２００上に配置され得る。

【0124】

複数の第２ルーティングラインＲＬ２は、タッチパネル１００で第１感知電極１１３と同じ物質からなり得る。ただし、これに限定されず、タッチパネル１００で第１感知電極１１３と異なる導電性物質からなってもよい。複数の第２ルーティングラインＲＬ２は、タッチパネル１００の末端から表示パネル２００にコンタクトホールを通して延びて、タッチパネル１００と表示パネル２００が重畳しない表示パネル２００の領域では表示パネル２００上に配置され得る。

【0125】

複数の第３ルーティングラインＲＬ３は、タッチパネル１００で第２感知電極１２３と同じ物質からなり得る。ただし、これに限定されず、タッチパネル１００で第２感知電極１２３と異なる導電性物質からなってもよい。複数の第３ルーティングラインＲＬ３は、タッチパネル１００の末端から表示パネル２００にコンタクトホールを通して延びて、タッチパネル１００と表示パネル２００が重畳しない表示パネル２００の領域では表示パネル２００上に配置され得る。図６を参照すると、タッチ駆動部１３は、ゲート駆動部１１の反対側に配置され、ゲート駆動部１１およびデータ駆動部１２と離隔され得る。即ち、タッチ駆動部１３は、表示パネルでゲート駆動部１１およびデータ駆動部１２が配置されていない側部に配置され得る。そこで、図６においては、タッチ駆動部１３は、ゲート駆動部１１の反対側に配置されるものと示されたが、タッチ駆動部１３は、データ駆動部１２の反対側に配置されてもよく、ゲート駆動部１１の反対側およびデータ駆動部１２の反対側の全てに配置されてもよい。

【0126】

図６および図７を参照すると、タッチパネル１００は、表示パネル２００の表示領域上に配置され得る。特に、タッチパネル１００の複数のセルＣＥは、表示領域の複数の画素と重畳され得る。このとき、タッチパネル１００は、表示パネル２００から表示される映像の視認性の低下を最小化するように透明な材料で構成され得る。一方、図６および図７においては、タッチパネル１００が表示パネル２００の上部に配置されたものと示されたが、タッチパネル１００は、表示パネル２００の下部に配置されてもよい。

【0127】

図７を参照すると、表示パネル２００は、第１基板２１０、薄膜トランジスタ２２０、第１絶縁層２１１、第２絶縁層２１２、オーバーコーティング層２１３、バンク２１４、有機発光素子２３０および封止部２１５を含む。即ち、表示パネル２００は、有機発光素子２３０から発光された光が薄膜トランジスタ２２０が配置された第１基板２１０の反対面を通して放出されるトップエミッション（ｔｏｐ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）方式の有機発光表示パネルである。しかし、これに限定されるものではない。

【0128】

第１基板２１０は、表示パネル２００の様々な構成要素を支持するための基板である。第１基板２１０は、ガラスまたは軟性を有するプラスチックからなり得る。

【0129】

薄膜トランジスタ２２０は、第１基板２１０上に配置される。具体的には、第１基板２１０上にアクティブ層が配置され、アクティブ層上にアクティブ層とゲート電極を絶縁させるための第１絶縁層２１１が配置される。第１絶縁層２１１上にゲート電極が配置され、ゲート電極を覆う第２絶縁層２１２が配置される。ソース電極およびドレイン電極は、第２絶縁層２１２上に配置され、アクティブ層と電気的に連結される。図７においては、説明の便宜のために、表示装置１０に含まれ得る様々な薄膜トランジスタのうち駆動薄膜トランジスタだけを示したが、スイッチング薄膜トランジスタ、キャパシタ等も表示装置に含まれ得る。また、図７においては、薄膜トランジスタ２２０がコプラナー（ｃｏｐｌａｎａｒ）構造であるものと説明するが、スタッガード（ｓｔａｇｇｅｒｅｄ）構造の薄膜トランジスタも用いられ得る。

【0130】

薄膜トランジスタ２２０上にオーバーコーティング層２１３が形成される。オーバーコーティング層２１３は、薄膜トランジスタ２２０の上部を平坦化する。オーバーコーティング層２１３は、有機絶縁物質からなり得、例えば、アクリル系樹脂からなり得る。

【0131】

オーバーコーティング層２１３上に有機発光素子２３０が配置される。有機発光素子２３０は、アノード２３１、有機層２３２およびカソード２３３を含む。

【0132】

具体的に、アノード２３１は、オーバーコーティング層２１３上に配置され、オーバーコーティング層２１３のコンタクトホールを通して薄膜トランジスタ２２０のソース電極およびドレイン電極のうち一つと電気的に連結される。表示パネル２００がトップエミッション方式の有機発光表示パネルであるので、アノード２３１は、透明導電性物質からなる透明導電層および透明導電層の下部に反射性に優れた金属物質からなる反射層を含むことができる。ただし、アノード２３１の積層構造は、これに限定されない。

【0133】

アノード２３１の両末端を覆うようにバンク２１４が配置される。バンク２１４は、発光領域を定義でき、バンク２１４により覆われていないアノード２３１領域が発光領域と定義され得る。

【0134】

有機層２３２は、アノード２３１およびバンク２１４上に配置される。有機層２３２は、例えば、正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、有機発光層（ＥＭＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）および電子注入層（ＥＩＬ）が順次に積層された構造を有し得る。また、有機層２３２は、それぞれが有機発光層（ＥＭＬ）を含む複数の発光ユニットが積層された構造を有してもよい。

【0135】

カソード２３３は、有機層２３２上に配置される。表示パネル２００がトップエミッション方式の有機発光表示パネルであるので、カソード２３３は、非常に薄い厚さの金属物質からなるか、または透明導電性物質からなり得る。

【0136】

封止部２１５は、有機発光素子２３０上に配置される。封止部２１５は、有機発光素子２３０を水分または酸素の浸透から保護するための構成である。封止部２１５は、無機層からなってもよく、無機層と有機層が交互に積層された構造でなされてもよい。

【0137】

表示パネル２００上には、バッファ層２０１が配置され、バッファ層２０１上には、タッチパネル１００が配置される。バッファ層２０１は、表示パネル２００とタッチパネル１００を絶縁させ、タッチパネル１００の複数の第１感知電極１１３が配置され得るベース部材として機能できる。バッファ層２０１は、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）またはこれらの多層からなり得るが、これに限定されるものではない。

【0138】

バッファ層２０１上には、複数の駆動電極１１１、電気活性層１１２、複数の第１感知電極１１３、絶縁層１３０および複数の第２感知電極１２３が順次に積層され、タッチパネル１００を構成できる。このとき、タッチパネル１００は、別に形成されて表示パネル２００上に配置されるのではなく、表示パネル２００上で直接形成され得る。ただし、これに限定されず、表示パネル２００およびタッチパネル１００が別に形成された後、接着層によって接着されることで表示装置１０が形成されてもよい。この場合、タッチ駆動部１３は、表示パネル２００ではなく、タッチパネル１００に配置されてもよい。

【0139】

図８は、本発明の他の形態に係る表示装置の概略的な断面図である。図８の表示装置２０は、表示パネル３００が液晶表示パネルであることを除いては、図６および図７の表示装置１０と実質的に同一であるので、重複説明は省略する。

【0140】

図８を参照すると、表示装置２０は、表示パネル３００およびタッチパネル１００を含む。表示パネル３００は、第１基板３１０、ゲート配線３２０、第１絶縁層３１１、データ配線３３０、第２絶縁層３１２、図示しない画素電極、共通電極３４０、液晶層３５０、カラーフィルタ３６１、ブラックマトリクス３６２および第２基板３７０を含む液晶表示パネルであってよい。一方、図８に示されてはいないが、表示パネル３００は、液晶層３５０に光を供給し、第１基板３１０の下部に配置されるバックライトユニットをさらに含むことができる。

【0141】

第１基板３１０は、表示パネル３００の様々な構成要素を支持するための基板である。第１基板３１０上には、表示パネル３００を駆動するための様々な配線および駆動素子が配置され得る。第１基板３１０は、ガラスまたは軟性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）を有するプラスチックからなり得る。

【0142】

ゲート配線３２０は、第１基板３１０上に配置される。このとき、図８に示されてはいないが、ゲート配線３２０は、複数で備えられ得る。ゲート配線３２０上には、ゲート配線３２０を保護し、他の構成要素と絶縁させるための第１絶縁層３１１が配置される。

【0143】

複数のデータ配線３３０は、第１絶縁層３１１上に配置される。複数のデータ配線３３０は、複数のゲート配線３２０と交差するように配置され得る。複数のデータ配線３３０上には、複数のデータ配線３３０を保護し、複数のデータ配線３３０の上部を平坦化するための第２絶縁層３１２が配置される。

【0144】

一方、図８に示されてはいないが、データ配線３３０と重畳し、共通電極３４０に共通電圧を印加するための共通電圧配線がさらに配置され得る。また、ゲート配線３２０と電気的に連結されてゲート配線３２０からの信号によりオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）され、データ配線３３０からの信号を画素電極に伝達するように構成される薄膜トランジスタが第１基板３１０上に配置されてもよい。ただし、上述の表示パネル３００の様々な配線および駆動素子に対する配置および構成は、例示的なものであり、これに限定されない。

【0145】

画素電極および共通電極３４０は、第２絶縁層３１２上に配置される。共通電極３４０は、共通電圧配線と電気的に連結されて共通電圧の印加を受け、画素電極は、薄膜トランジスタと電気的に連結されてデータ電圧の印加を受けるように構成される。一方、図８に具体的に示されてはいないが、画素電極は、共通電極３４０と同一平面上で平行に交互に配列され得、絶縁層を挟んで離隔されるように形成されてもよい。

【0146】

液晶層３５０は、共通電極３４０上に配置される。液晶層３５０の液晶は、画素電極と共通電極３４０とのそれぞれにデータ電圧および共通電圧が印加されることで発生する電場により配列が変化する。表示パネル３００は、上述の方法で液晶の配列を調節することでバックライトユニットで照射される光の透過率を調節して画像を表示することができる。

【0147】

第２基板３７０は、液晶層３５０上に配置される。このとき、第２基板３７０と液晶層３５０との間には、カラーフィルタ３６１およびブラックマトリクス３６２が配置される。第２基板３７０は、カラーフィルタ３６１およびブラックマトリクス３６２のように第２基板３７０に形成される構成要素を支持するための基板である。第２基板３７０は、第１基板３１０と対向するように配置される。第２基板３７０は、ガラスまたは軟性を有するプラスチックからなり得る。

【0148】

カラーフィルタ３６１は、液晶層３５０を通過した光を特定色相の光に変換させるためのものであって、例えば、赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタおよび青色カラーフィルタで構成され得る。図８においては、カラーフィルタ３６１およびブラックマトリクス３６２が第２基板３７０に配置されるものと示されたが、これに限定されず、カラーフィルタ３６１およびブラックマトリクス３６２が第１基板３１０に配置されてもよい。

【0149】

表示パネル３００上には、バッファ層３０１が配置され、バッファ層３０１上には、タッチパネル１００が配置される。バッファ層３０１は、表示パネル３００とタッチパネル１００を絶縁させ、タッチパネル１００の複数の第１感知電極１１３が配置され得るベース部材として機能できる。バッファ層３０１は、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）またはこれらの多層からなり得るが、これに限定されるものではない。

【0150】

バッファ層３０１上には、複数の駆動電極１１１、電気活性層１１２、複数の第１感知電極１１３、絶縁層１３０および複数の第２感知電極１２３が順次に積層され、タッチパネル１００を構成できる。このとき、タッチパネル１００は、別に形成されて表示パネル３００上に配置されるのではなく、表示パネル３００上で直接形成され得る。ただし、これに限定されず、表示パネル３００およびタッチパネル１００が別に形成された後、接着層によって接着されることで表示装置２０が形成されてもよい。

【0151】

本発明の例示的な形態は、下記のように説明され得る。

【0152】

前述したような課題を解決するために、本発明の一形態に係るタッチパネルは、第１方向に延びる複数の第１電極、複数の第１電極上に配置され、電気活性物質からなる電気活性層、電気活性層上に配置され、第１方向と異なる第２方向に延びる複数の第２電極、電気活性層および複数の第２電極を覆うように配置される絶縁層、および絶縁層上に配置され、第２方向に延びる複数の第３電極を含む。

【0153】

本発明の他の特徴によれば、複数の第３電極のそれぞれは、複数の第２電極の少なくとも一つと重畳し得る。

【0154】

本発明のまた他の特徴によれば、複数の第２電極のそれぞれの面積は、複数の第３電極のそれぞれの面積より小さくてよい。

【0155】

本発明のまた他の特徴によれば、複数の第２電極のそれぞれは、複数の第１電極と重畳される複数のサブ電極、および複数のサブ電極を連結するブリッジ電極を含むことができる。

【0156】

本発明のまた他の特徴によれば、サブ電極は、円形または多角形の形状を有し得る。

【0157】

前述したような課題を解決するために、本発明の他の形態に係るタッチパネルは、タッチ位置およびタッチフォース（ｆｏｒｃｅ）を感知するための第１タッチセンサ部、およびタッチフォースの変化を感知するための第２タッチセンサ部を含み、第１タッチセンサ部は、電気活性物質からなる電気活性層、電気活性層の一面に配置された複数の駆動電極、および電気活性層の他面に配置された複数の第１感知電極を含み、第２タッチセンサ部は、複数の駆動電極、および複数の第１感知電極上に配置され、複数の第１感知電極と絶縁された複数の第２感知電極を含む。

【0158】

本発明の他の特徴によれば、第１タッチセンサ部は、圧電方式でタッチ位置およびタッチフォースを感知し、第２タッチセンサ部は、静電容量方式でタッチフォースの変化を感知することができる。

【0159】

本発明のまた他の特徴によれば、複数の第１感知電極と連結された第１リードアウト（ｒｅａｄ ｏｕｔ）ＩＣおよび複数の第２感知電極と連結された第２リードアウトＩＣをさらに含み、第１リードアウトＩＣは、電気活性層で発生して複数の第１感知電極を通して伝達される電圧に基づいてタッチ位置およびタッチフォースを検出し、第２リードアウトＩＣは、複数の第２感知電極での静電容量変化に基づいてタッチフォースの変化を検出することができる。

【0160】

本発明のまた他の特徴によれば、駆動電極には、タッチ感知期間の間、駆動信号が印加され、第１リードアウトＩＣおよび第２リードアウトＩＣのそれぞれは、タッチ感知期間の間、同時にタッチ位置とタッチフォースおよびタッチフォースの変化を検出することができる。

【0161】

本発明のまた他の特徴によれば、駆動電極には、タッチ感知期間の間、駆動信号が印加され、第１リードアウトＩＣは、タッチ感知期間のうち第１タッチ感知期間の間、タッチ位置およびタッチフォースを検出し、第２リードアウトＩＣは、タッチ感知期間のうち第１タッチ感知期間と異なる期間である第２タッチ感知期間の間、タッチフォースの変化を検出することができる。

【0162】

本発明のまた他の特徴によれば、複数の駆動電極は、第１方向に延びて、複数の第１感知電極および複数の第２感知電極は、第１方向と異なる第２方向に延び得る。

【0163】

前述したような課題を解決するために、本発明の一形態に係る表示装置は、表示パネル、および表示パネルの上部または下部に配置されるタッチパネルを含み、タッチパネルは、第１方向に延びる複数の第１電極、複数の第１電極上に配置され、電気活性物質からなる電気活性層、電気活性層上に配置され、第１方向と異なる第２方向に延びる複数の第２電極、電気活性層および複数の第２電極を覆うように配置される絶縁層、および絶縁層上に配置され、第２方向に延びる複数の第３電極を含む。

【0164】

本発明の他の特徴によれば、表示パネルとタッチパネルとの間のバッファ層をさらに含み、表示パネルは、有機発光素子および有機発光素子上の封止部を含み、タッチパネルは、バッファ層上に配置され得る。

【0165】

本発明のまた他の特徴によれば、表示パネルとタッチパネルとの間のバッファ層をさらに含み、表示パネルは、薄膜トランジスタが配置された第１基板およびカラーフィルタが配置された第２基板を含み、タッチパネルは、バッファ層上に配置され得る。

【0166】

以上、添付の図面を参照して、本発明の形態をさらに詳細に説明したが、本発明は、必ずしもこれに限定されるものではなく、本発明の技術思想を外れない範囲内で多様に変形実施され得る。従って、本発明に開示された形態は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、これによって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。それゆえ、以上における記載は、全ての面で例示的なものであり、限定的ではないものと理解すべきである。本発明の保護範囲は、下記の請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

【符号の説明】

【0167】

１０，２０ 表示装置
１１ ゲート駆動部
１２ データ駆動部
１２ａ ベースフィルム
１２ｂ 駆動ＩＣ
１３ タッチ駆動部
１００ タッチパネル
１０１ 駆動ＩＣ
１０２ 第１リードアウトＩＣ
１０３ 第２リードアウトＩＣ
１１０ 第１タッチセンサ部
１１１ 駆動電極
１１２ 電気活性層
１１３ 第１感知電極
１１３ａ サブ電極
１１３ｂ ブリッジ電極
１２０ 第２タッチセンサ部
１２３ 第２感知電極
１３０ 絶縁層
２００ 表示パネル
２０１ バッファ層
２１０ 第１基板
２１１ 第１絶縁層
２１２ 第２絶縁層
２１３ オーバーコーティング層
２１４ バンク
２１５ 封止部
２２０ 薄膜トランジスタ
２３０ 有機発光素子
２３１ アノード
２３２ 有機層
２３３ カソード
３００ 表示パネル
３０１ バッファ層
３１０ 第１基板
３１１ 第１絶縁層
３１２ 第２絶縁層
３２０ ゲート配線
３３０ データ配線
３４０ 共通電極
３５０ 液晶層
３６１ カラーフィルタ
３６２ ブラックマトリクス
３７０ 第２基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】