JP6200466B2 - タッチパネル及びその動作方法 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネルに関するものであって、より具体的には、ハプティック機能を実行することができるタッチパネル及びその動作方法に関するものである。

タッチパネルは、液晶表示装置、電界放出表示装置、プラズマ表示装置、電界発光表示装置、電気泳動表示装置、及び有機発光表示装置などの映像表示装置に設けられ、ユーザーが表示装置を見ながら指やペンなどで画面を直接に接触して情報を入力する、入力装置の一種である。

近年、タッチパネルは、スマートフォン、タブレットＰＣなどのような携帯用情報機器、ノートパソコン、モニター、及びテレビなどのような各種電子機器の入力装置として常用化されている。

タッチパネルはタッチ感知方式によって、抵抗方式、静電容量方式、赤外線感知方式などに区分することができるが、最近では製造方法の容易性及び感度などで優位性を有する静電容量方式が注目されている。静電容量方式のタッチパネルは、相互静電容量（ｍｕｔｕａｌ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）方式と自己静電容量（ｓｅｌｆ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）方式に区分される。相互静電容量方式のタッチパネルは、自己静電容量方式に比べてマルチタッチ入力が可能であるという長所がある。

一般的なタッチパネルは指やペンによるタッチ位置を感知することができるが、タッチ圧力、即ちタッチ力を感知できない。よって、米国公開特許番号第２０１４-００６２９３３号（以下、“特許文献”とする）では、タッチ力とタッチ位置の両方を感知できる静電容量タッチパネルが提案されている。

図１に示すように、特許文献に開示された静電容量タッチパネルは互いに重なり合い、かつ平行に並んだ一対の力感知電極（１２、２２）の間の距離の減少による静電容量（Ｃｍ１）の変化によってタッチ力を感知し、互いに重なり合わず、かつ交差する一対の位置感知電極（１４、２４）の間のフリンジフィールド（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ）による静電容量（Ｃｍ２）の変化によってタッチ位置を感知する。

しかし、特許文献に開示された静電容量タッチパネルは、次のような問題がある。

第１に、タッチ力感知のための電極（１２、２２）とタッチ位置感知のための電極（１４、２４）が分離されているために電極構造が複雑で、互いに交差する一対の位置感知電極（１４、２４）によりタッチ解像度が低下するようになる。

第２に、タッチ力感知の効率は互いに対向する力感知電極（１２、１４）の面積に比例するため、タッチ解像度を高めるために力感知電極（１２、１４）の大きさを減少させると、タッチ力感知の効率が低下するようになる。

第３に、タッチ解像度を高めるために、一対の位置感知電極（１４、２４）を互いに重なり合うように形成する場合、一対の位置感知電極（１４、２４）の間に形成される静電容量（Ｃｍ２）は伝導性物体のタッチの有無に関係なく所定の値に維持されるため、タッチ位置感知が難しく、タッチ位置感知の効率が低下するようになる。

一方、タッチパネルを含んだ映像表示装置のうち一部は、ハプティック機能（ｈａｐｔｉｃ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）をサポートする。ハプティック機能は、タッチ表面上でユーザーが感じる摩擦係数を変化させるハプティック効果（ｈａｐｔｉｃ ｅｆｆｅｃｔｓ）を利用して、ユーザーにタッチ感触を提供する機能である。ハプティック機能をサポートする画像表示装置は、ユーザーにタッチ感触を提供するための装置であって、一つ以上のハプティック出力装置、例えば、アクチュエーターを含む。このような、画像表示装置はハプティック機能をサポートするために、別途のアクチュエーターを含むため、構造が複雑になって製造コストが増加する問題がある。

本発明は、前述した問題を解決するために提案されたものであって、タッチ感知のための電極を利用してハプティック機能を実行することができるタッチパネル及びその動作方法を提供することを技術的課題とする。

又、本発明は、タッチ力感知とタッチ位置感知の両方の効率を向上させるタッチパネル及びその動作方法を提供することを別の技術的課題とする。

前述した技術的課題を達成するための本発明に係るタッチパネルは、第１ハプティックモードの間、第１電圧が印加される第１電極と、前記第１電極から分離され、かつ前記第１電極と交差する第２電極と、前記第１及び第２電極の間に配置されて前記第１及び第２電極を分離し、前記第１ハプティックモードの時に前記第１電極に印加される第１電圧に応答して振動する弾性誘電体部材を含み、前記第１ハプティックモードの時に前記第２電極には基準電圧が印加され、第２ハプティックモードの時に前記第２電極の一部には、前記第２電極の一部（ｓｕｂｓｅｔ）とユーザーの指の間に静電力（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｆｏｒｃｅ）を発生させるための第２電圧が印加されるようにすることができる。

前述した技術的課題を達成するための本発明に係るタッチパネルの駆動装置は、弾性誘電体部材を介して配置されたタッチ駆動電極とタッチ感知電極を含むタッチパネル、及びハプティックモードにおいてタッチ駆動電極に交流電圧を印加しながら、少なくとも一つのタッチ感知電極グループに基準電圧又は交流電圧を印加するタッチ駆動回路を含むようにすることができる。

前述した技術的課題を解決するための本発明に係るタッチパネルの動作方法は、第１電極と、前記第１電極から分離され、かつ前記第１電極と交差する第２電極と、前記第１及び第２電極の間に配置されて前記第１及び第２電極を分離する弾性誘電体部材を含むタッチパネルの動作方法において、第１ハプティックモードの間、前記弾性誘電体部材を振動させるために前記第１電極に第１電圧を印加し、前記第２電極に基準電圧を印加することと、第２ハプティックモードの間、前記第２電極の一部（ｓｕｂｓｅｔ）とユーザーの指の間に静電力（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｆｏｒｃｅ）を発生させるために前記第２電極の一部に第２電圧を印加することを含めるようにすることができる。

前記課題を解決するための手段によれば、本発明は次のような効果がある。

第１に、タッチ位置感知とタッチ力感知に使用される弾性誘電体部材をハプティック出力装置として利用することで、別途のハプティック出力装置を有することなくハプティック機能を実行することができる。

第２に、ユーザーのイベントタッチ、静的タッチ、又は動的タッチによってハプティックモードを振動ハプティックモード又は静電ハプティックモードに駆動することによって、ユーザーに対しより効果的で多様なハプティック効果を提供することができる。

第３に、タッチ位置感知とタッチ力感知によってタッチ駆動電極に重なり合うタッチ感知用電極の面積を調節することにより、タッチ位置感知の効率とタッチ力感知の効率の両方を向上させることができる。

第４に、時分割駆動をタッチ位置感知とタッチ力感知を行うが、部分感知又はグループ感知を通じてタッチ力を感知することによって時分割駆動によるタッチ駆動時間の増加による問題を改善することができる。

前述した本発明の効果以外にも、本発明の他の特徴及び利点が以下において記述されていることがあるが、そのような記述及び説明は本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば明確に理解することができるものであろう。

特許文献において、タッチパネルの電極配置を簡略化して示す断面図である。 本発明の第１実施例によるタッチパネルの構造を簡略化して示す図面である。 図２に示されたＩ−Ｉ’線の断面を示す断面図である。 図２に示された弾性誘電体部材を介して互いに重なり合う電極の間の距離による静電容量変化を説明するためのグラフである。 本発明によるタッチ力感知モード、タッチ位置感知モード、及びハプティックモードによる第１及び第２ダミー電極の各々とタッチ感知電極間の接続を示す断面図である。 本発明によるタッチ力感知モード、タッチ位置感知モード、及びハプティックモードによる第１及び第２ダミー電極の各々とタッチ感知電極間の接続を示す断面図である。 本発明によるタッチ力感知モード、タッチ位置感知モード、及びハプティックモードによる第１及び第２ダミー電極の各々とタッチ感知電極間の接続を示す断面図である。 本発明によるタッチ力感知モード、タッチ位置感知モード、及びハプティックモードによる第１及び第２ダミー電極の各々とタッチ感知電極間の接続を示す断面図である。 本発明の第１実施例によるタッチパネルの変形例を説明するための図面である。 本発明の第２実施例によるタッチパネルの構造を簡略化して示す図面である。 図７に示されたＩＩ−ＩＩ’線の断面を示す断面図である。 本発明の一実施例によるタッチパネルの駆動装置を説明するための図面である。 図９に示されたタッチ駆動回路及びホストシステムを説明するためのブロック図である。 図１０に示された電極接続部を説明するための図面である。 本発明の一実施例によるタッチパネルの駆動装置において、タッチパネルの変形例を説明するための図面である。 本発明の一実施例によるタッチパネルの駆動方法を概略的に説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施例によるタッチパネルの駆動方法を具体的に説明するためのフローチャートである。 図１４に示されたハプティックモードを説明するためのフローチャートである。

本明細書において記述される用語の意味は、次の通り理解されるべきである。単数の表現は、文脈上明らかに他の意味として定義しない限り、複数の表現を含むものと理解しなければならず、「第１」、「第２」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するためのもので、これらの用語によって権利範囲が限定されてはならない。「含む」または「有する」などの用語は、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものとして理解されなければならない。「少なくとも一つ」という用語は、一つ以上の関連項目から提示可能な全ての組み合わせを含むものとして理解されなければならない。例えば、「第１項目、第２項目、及び第３項目のうち少なくとも一つ」という意味は、第１項目、第２項目、または第３項目それぞれだけでなく第１項目、第２項目、及び第３項目のうち二つ以上から提示されることができる全ての項目の組み合わせを意味する。「上に」という用語は、ある構成が他の構成のすぐ上面に形成される場合だけでなく、これらの構成の間に第３の構成が介在される場合まで含むものを意味する。

以下では、本発明によるタッチパネル及びその駆動装置の好ましい実施例を、添付した図面を参照して詳細に説明する。

図２は、本発明の第１実施例によるタッチパネルの構造を簡略化して示す図面であり、図３は、図２に示されたＩ−Ｉ’線の断面を示す断面図である。

図２及び図３を参照すると、本発明の第１実施例によるタッチパネル１００は、図示していない映像表示装置の表示パネル上に配置（又は、固定）することによって、ユーザーによるタッチに応じたタッチ位置データ及び／又はタッチ力データを生成して、外部のホストシステム（図示せず）に提供する。又、本発明の第１実施例によるタッチパネル１００は、ハプティックモードによって振動を利用した振動ハプティック効果又は静電力を利用した静電ハプティック効果をユーザーに提供する。一例として、表示パネルが上部偏光フィルムを含む液晶表示パネル（又は、有機発光表示パネル）である場合、タッチパネル１００は上部偏光フィルム上に配置したり、上部基板と上部偏光フィルムの間に配置したりすることができる。このような、前記タッチパネル１００は、タッチ駆動電極（Ｔｘ）を有する第１基板１１０、タッチ感知電極（Ｒｘ）と第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）を有する第２基板１２０、第１及び第２基板１１０、１２０の間に介在する弾性誘電体部材１３０を含む。

このように、本発明は、弾性誘電体部材１３０を利用してタッチ位置及びタッチ力を感知しながらも、弾性誘電体部材１３０をハプティック出力装置として利用することで、別途のハプティック出力装置をゆうすることなくハプティック機能を実行することができる。

前記第１基板１１０は、透明プラスチック材料で構成することができる。このような、第１基板１１０は、透明接着剤（図示せず）により表示パネルの上面に固定することができる。

前記タッチ駆動電極（Ｔｘ）は、第１基板１１０上に第１方向（Ｘ）に形成されるもので、タッチパネル１００の第１方向（Ｘ）に延長される所定の面積のバー（ｂａｒ）形状を形成することができる。タッチ駆動電極（Ｔｘ）は、駆動ルーティング配線（ＲＬ１）を通じてタッチ駆動回路（図示せず）に接続され、タッチ駆動回路からタッチ駆動パルス又は交流電圧の供給を受ける。このような、タッチ駆動電極（Ｔｘ）は、タッチ位置感知の時、又はタッチ力感知の時にタッチ駆動パルスが供給されるセンシング駆動電極として使用され、ハプティックモードの時に交流電圧が供給される下部ハプティック電極として使用される。

前記第２基板１２０は、第１基板と同様に透明プラスチック材料で構成することができる。このような、第２基板１２０は、弾性誘電体部材１３０を介して第１基板１１０と対向するように配置される。追加的に、第２基板１２０の上面には、透明接着剤によりカバーウィンドウ（図示せず）を固定することができる。

前記タッチ感知電極（Ｒｘ）は、タッチ駆動電極（Ｔｘ）と重ね合わように第２基板１２０上に第２方向（Ｙ）に形成されるもので、タッチパネル１００の第２方向（Ｙ）に延びる所定の面積の棒形状（ｂａｒ ｓｈａｐｅ）に形成することができる。このとき、長さ方向（Ｙ）についてタッチ感知電極（Ｒｘ）は、タッチ駆動電極（Ｔｘ）の幅より狭い幅を有するように形成することができる。このような、タッチ感知電極（Ｒｘ）は、感知ルーティング線（ＲＬ２）を通じてタッチ駆動回路に接続されることによりタッチ位置感知又はタッチ力感知のためのタッチ位置／力感知電極として使用される。また、タッチ感知電極（Ｒｘ）は、ハプティックモードの時にタッチ駆動回路から基準電圧又は交流電圧が供給される上部ハプティック電極として使用される。このとき、ハプティックモードは、タッチ位置及び／又はタッチ力に対応するタッチ領域をハプティック領域として設定し、振動を利用した振動ハプティック効果又は静電力を利用した静電ハプティック効果をハプティック領域に形成し、ユーザーにタッチ感触又は質感を提供するためのタッチパネルの動作として定義することができる。前記基準電圧は接地電圧であってもよく、以下では、基準電圧が接地電圧であるものと仮定して説明し、前記交流電圧は、所定の振幅を有する交流信号又は球形波パルスなどとすることができる。

前記第１ダミー電極（Ｄｘａ）は、タッチ駆動電極（Ｔｘ）に重なり合うタッチ感知電極（Ｒｘ）の一方の側と並ぶように第２基板１２０上に形成されるもので、第２方向（Ｙ）に延びる所定の面積の棒形状（ｂａｒ ｓｈａｐｅ）に形成することができる。このとき、長さ方向（Ｙ）を基準に、第１ダミー電極（Ｄｘａ）は、タッチ感知電極（Ｒｘ）の一方の側から所定の間隔で離隔されるとともに、タッチ駆動電極（Ｔｘ）の幅より狭い幅又はタッチ感知電極（Ｒｘ）と同一の幅を有するように形成することができる。このような、第１ダミー電極（Ｄｘａ）は、第１ダミールーティング線（ＲＬ３）を通じてタッチ駆動回路に接続することによって、タッチ駆動回路によりフローティング（Ｆｌｏａｔｉｎｇ）したり、タッチ感知電極（Ｒｘ）又は感知ルーティング線（ＲＬ２）に電気的に接続することができる。より具体的には、第１ダミー電極（Ｄｘａ）はタッチ位置感知モードの時に電気的にフローティングされ、タッチ力感知モードの時、又はハプティックモードの時にタッチ感知電極（Ｒｘ）に電気的に接続することができる。これによって、第１ダミー電極（Ｄｘａ）はタッチ力感知のためのタッチ力感知電極として使用され、タッチ位置感知を可能とするフローティング電極として使用される。また、第１ダミー電極（Ｄｘａ）はハプティックモードの時にタッチ駆動回路から、又はタッチ感知電極（Ｒｘ）を通じて接地電圧が供給される上部ハプティック電極として使用される。

前記第２ダミー電極（Ｄｘｂ）は、所定の面積の棒形状（ｂａｒ ｓｈａｐｅ）を有し、タッチ駆動電極（Ｔｘ）と重ね合うタッチ感知電極（Ｒｘ）の他方の側と平行に第２基板１２０上に第２方向（Ｙ）に形成される。この時、長さ方向（Ｙ）を基準に第２ダミー電極（Ｄｘｂ）は、タッチ感知電極（Ｒｘ）の他方の側から所定の間隔で離れているとともにタッチ駆動電極（Ｔｘ）の幅より狭い幅を有するように形成したり、タッチ感知電極（Ｒｘ）又は第１ダミー電極（Ｄｘａ）と同一の幅を有するように形成することができる。このような、第２ダミー電極（Ｄｘｂ）は、第２ダミールーティング線（ＲＬ４）を通じてタッチ駆動回路に接続されることによって、タッチ駆動回路によりフローティング状態に維持したり、タッチ感知電極（Ｒｘ）に電気的に接続することができる。より具体的には、第２ダミー電極（Ｄｘｂ）はタッチ位置感知モードの時に電気的にフローティングされ、タッチ力感知モードの時、又はハプティックモードの時にタッチ感知電極（Ｒｘ）又はセンシングルーティング配線（ＲＬ２）に電気的に接続されることができる。これによって第２ダミー電極（Ｄｘｂ）はタッチ力感知のためのタッチ力感知電極として使用され、タッチ位置感知を可能とするフローティング電極として使用される。また、第２ダミー電極（Ｄｘｂ）はハプティックモードの時にタッチ駆動回路から、又はタッチ感知電極（Ｒｘ）を通じて接地電圧又は交流電圧が印加される上部ハプティック電極として使用される。

さらに、図２及び図３においては、第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）の各々が一つの棒形状に形成されることを示したが、これに限らず、表示パネルから放出される光の透過率を増加させるために、第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）の各々は、電気的に互いに接続される複数のライン構造、メッシュ構造又ははしご構造に形成したり、所定の間隔のスリット又は格子形状に配列される複数の開口部を含むように形成することもできる。

前記弾性誘電体部材１３０は、第１及び第２基板１１０、１２０の間に介在するようになっている。ここで、弾性誘電体部材１３０は、透明接着剤によって第１基板１１０の上面と第２基板１２０の下面に固定することができる。このような弾性誘電体部材１３０は、弾性力を有しながら高誘電率を有する材料から形成することができる。例えば、 弾性誘電体部材１３０は、ＰＤＭＳ（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）、アクリル（ａｃｒｙｌｉｃ）、又はポリウレタン（ｐｏｌｙ−ｕｒｅｔｈａｎｅ）材料から形成することができるが、これに限らず弾性力を有しながら誘電率を有する材料に変更することができる。

前記弾性誘電体部材１３０は、タッチ感知電極（Ｒｘ）、第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）の各々、及びタッチ駆動電極（Ｔｘ）の間に静電容量（Ｃｍ１、Ｃｍ２、Ｃｍ３）を形成する。特に、弾性誘電体部材１３０は、ユーザーのタッチ力によって弾性変形され、その厚さが変化することによって静電容量（Ｃｍ１、Ｃｍ２、Ｃｍ３）を変化させる。この時、静電容量（Ｃｍ１、Ｃｍ２、Ｃｍ３）は、図４に示すように、タッチ感知電極（Ｒｘ）、第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）の各々、及びタッチ駆動電極（Ｔｘ）の間の距離によって変わる。このとき、静電容量（Ｃｍ１、Ｃｍ２、Ｃｍ３）は、電極間の距離に反比例するため、タッチ力に応じた静電容量（Ｃｍ１、Ｃｍ２、Ｃｍ３）の増加変化量をモデリングする力レベルアルゴリズムによりタッチ力を感知することができる。

また、前記弾性誘電体部材１３０は、ハプティックモードの時にハプティック出力装置の役割をする。即ち、本発明によるハプティックモードは、前記弾性誘電体部材１３０の振動を利用した振動ハプティックモード、及び前記弾性誘電体部材１３０の静電気力を利用した静電ハプティックモードに区分されることができる。例えば、振動ハプティックモードの時、タッチ感知電極（Ｒｘ）と第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）の各々に接地電圧が印加されると同時にタッチ駆動電極（Ｔｘ）に交流電圧が印加されることによって、弾性誘電体部材１３０は、圧電効果により膨張と収縮を繰り返し、交流電圧の周波数に応じて振動をするようになり、交流電圧の振幅によって振動の強さが変化する。静電ハプティックモードの時に、前記弾性誘電体部材１３０は絶縁層の役割をするものであり、タッチ感知電極（Ｒｘ）と第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）の各々に交流電圧が印加されると同時にタッチ駆動電極（Ｔｘ）に交流電圧が印加されるによって、これら電極とユーザーの指の間に静電力が発生し、交流電圧の振幅及び／又は周波数によって静電力の強さが変化する。これによって、本発明は、ハプティックモードの時に弾性誘電体部材１３０をハプティック出力装置、即ちアクチュエーターとして利用することができ、別途のハプティック出力装置を有することなく、ハプティック効果を提供することができ、これにより構造が簡単になりコストを削減することができる。

前記第１及び第２基板１１０、１２０の間に弾性誘電率を有する弾性誘電体部材１３０を介在することによって、タッチ駆動電極（Ｔｘ）とタッチ感知電極（Ｒｘ）の交差領域にはタッチ位置感知又はタッチ力感知のための第１タッチセンサ（Ｃｍ１）が形成される。第１タッチセンサ（Ｃｍ１）は、弾性誘電体部材１３０の誘電率とタッチ駆動電極（Ｔｘ）とタッチ感知電極（Ｒｘ）の重複領域及び距離に基づいた静電容量により形成される。このような、第１タッチセンサ（Ｃｍ１）は、タッチ駆動電極（Ｔｘ）に供給されるタッチ駆動パルスに応じた電荷を充電し、充電した電荷をタッチ感知電極（Ｒｘ）に放電する。この時、第１タッチセンサ（Ｃｍ１）に充電される電荷量は、ユーザーのタッチの有無によって変わる。

図５Ａに示すように、タッチ力感知モードにおいて、前記第１ダミー電極（Ｄｘａ）がタッチ感知電極（Ｒｘ）（又は感知ルーティング線（ＲＬ２））に電気的に接続される場合、第１ダミー電極（Ｄｘａ）はタッチ感知電極（Ｒｘ）と同一のタッチ力感知電極として機能するために、タッチ駆動電極（Ｔｘ）と第１ダミー電極（Ｄｘａ）の交差領域にタッチ力感知のための第２タッチセンサ（Ｃｍ２）が形成される。第２タッチセンサ（Ｃｍ２）は、弾性誘電体部材１３０の誘電率とタッチ駆動電極（Ｔｘ）と第１ダミー電極（Ｄｘａ）の重複領域及び距離に基づいた静電容量により形成される。この時、第２タッチセンサ（Ｃｍ２）の静電容量は、図４に示すように、タッチ駆動電極（Ｔｘ）と第１ダミー電極（Ｄｘａ）の間の距離変化によって変わる。このような、第２タッチセンサ（Ｃｍ２）は、タッチ駆動電極（Ｔｘ）に供給されるタッチ駆動パルス（Ｔｘ＿ＰＷＭ）に応じた電荷を充電し、充電した電荷を第１ダミー電極（Ｄｘａ）に放電する。この時、第２タッチセンサ（Ｃｍ２）に充電される電荷量は、ユーザーのタッチ力によるタッチ駆動電極（Ｔｘ）と第１ダミー電極（Ｄｘａ）の間の距離変化によって変わる。

一方、図５Ｂに示すように、タッチ位置感知モードに応じて、前記第１ダミー電極（Ｄｘａ）がタッチ感知電極（Ｒｘ）と接続されず電気的にフローティングされている場合、タッチ駆動電極（Ｔｘ）と第１ダミー電極（Ｄｘａ）の間に静電容量（Ｃｍ２）が形成されない。これにより、タッチ駆動電極（Ｔｘ）とタッチ感知電極（Ｒｘ）に形成される第１タッチセンサ（Ｃｍ１）の静電容量は、伝導性物体によるタッチによって変化し、これによってタッチ位置感知が可能となり、タッチ位置感知の効率が向上する。

図５Ａに示すように、タッチ力感知モードにおいて、前記第２ダミー電極（Ｄｘｂ）がタッチ感知電極（Ｒｘ）（又はセンシングルーティング線（ＲＬ２））に電気的に接続される場合、第２ダミー電極（Ｄｘｂ）はタッチ感知電極（Ｒｘ）と同一のタッチ力感知電極として機能するために、タッチ駆動電極（Ｔｘ）と第２ダミー電極（Ｄｘｂ）の交差領域にタッチ力感知のための第３タッチセンサ（Ｃｍ３）が形成される。第３タッチセンサ（Ｃｍ３）は、弾性誘電体部材１３０の誘電率とタッチ駆動電極（Ｔｘ）と第２ダミー電極（Ｄｘｂ）の重複領域及び距離に基づいた静電容量により形成される。この時、第３タッチセンサ（Ｃｍ３）の静電容量は、図４に示すように、タッチ駆動電極（Ｔｘ）と第２ダミー電極（Ｄｘｂ）の距離変化によって変わる。このような、第３タッチセンサ（Ｃｍ３）は、タッチ駆動電極（Ｔｘ）に供給されるタッチ駆動パルス（Ｔｘ＿ＰＷＭ）に応じた電荷を充電し、充電した電荷を第２ダミー電極（Ｄｘｂ）に放電する。この時、第３タッチセンサ（Ｃｍ３）に充電される電荷量は、ユーザーのタッチ力によるタッチ駆動電極（Ｔｘ）と第２ダミー電極（Ｄｘｂ）の間の距離変化によって変わる。

一方、図５Ｂに示すように、タッチ位置感知モードによって前記第２ダミー電極（Ｄｘｂ）がタッチ感知電極（Ｒｘ）と接続されずに電気的にフローティングされている場合、タッチ駆動電極（Ｔｘ）と第２ダミー電極（Ｄｘｂ）の間に静電容量（Ｃｍ３）が形成されない。これによってタッチ駆動電極（Ｔｘ）とタッチ感知電極（Ｒｘ）に形成される第１タッチセンサ（Ｃｍ１）の静電容量は、伝導性物体によるタッチによって変化し、これによってタッチ位置感知が可能となり、タッチ位置感知の効率が向上する。

一方、図５Ｃに示すように、振動ハプティックモードにおいて、前記タッチ感知電極（Ｒｘ）と第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）の各々に接地電圧（ＧＮＤ）が印加され、タッチ駆動電極（Ｔｘ）に交流電圧（ＡＣ）が印加される場合、弾性誘電体部材１３０は圧電効果によって膨張と収縮を繰り返して振動するようになる。これによってユーザーは、弾性誘電体部材１３０の振動によるタッチ感触情報を感知するようになる。このとき、振動ハプティックモードの時に、第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）の各々は電気的にフローティングさせることもできるが、より大きな振動ハプティック効果を得るために、前記タッチ感知電極（Ｒｘ）と電気的に接続して接地電圧（ＧＮＤ）が印加されることが望ましい。

また、図５Ｄに示すように、静電ハプティックモードにおいて、前記タッチ感知電極（Ｒｘ）と第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）の各々に交流電圧（ＡＣ）が印加され、タッチ駆動電極（Ｔｘ）に交流電圧（ＡＣ）が印加される場合、前記交流電圧（ＡＣ）の流れによって電極とユーザーの指との間に静電力が発生するようになる。これによってユーザーは、静電力によるタッチ感触情報を感知するようになる。このとき、静電ハプティックモードの時に、第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）の各々は電気的にフローティングすることもできるが、より大きな静電ハプティック効果を得るために、前記タッチ感知電極（Ｒｘ）と電気的に接続して交流電圧（ＡＣ）が印加されることが望ましい。

前述したタッチ駆動電極（Ｔｘ）とタッチ感知電極（Ｒｘ）の各々は、棒形状（ｂａｒ ｓｈａｐｅ）の代わりに円形又は菱形に形成し、第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）の各々はタッチ感知電極（Ｒｘ）を半分ずつ囲むように形成することもできるが、電極（Ｔｘ、Ｒｘ、Ｄｘａ、Ｄｘｂ）の各々はタッチ位置感知のための静電容量とタッチ力感知のための静電容量の各々を充分に確保するために、前述したように、棒形状（ｂａｒ ｓｈａｐｅ）に形成することが望ましい。

このような本発明の第１実施例によるタッチパネル１００は、タッチ位置感知の時に第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）を電気的にフローティングさせることによりタッチ位置感知の効率を向上し、タッチ力感知の時に第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）をタッチ感知電極（Ｒｘ）に電気的に接続して、タッチ力感知のための力感知電極の面積を広げて、タッチ力感知の効率を向上することができる。結果的に、本発明の第１実施例において、タッチ力感知の効率とタッチ位置感知の効率の両方が向上されたタッチパネルを提供することができる。また、本発明の第１実施例によるタッチパネル１００は、ハプティックモードの時にタッチ感知電極（Ｒｘ）と第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）の各々に接地電圧又は交流電圧が印加され、タッチ駆動電極（Ｔｘ）に交流電圧が印加されるによって、弾性誘電体部材１３０をハプティック出力装置であるアクチュエーターとして利用することができ、別途のハプティック出力装置がなくてもユーザーにハプティック効果を提供することができる。特に、本発明の第１実施例によるタッチパネル１００は、ハプティックモードの時に第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）の各々がタッチ感知電極（Ｒｘ）に電気的に接続してハプティック電極の面積を広げることにより、ハプティック効果によるタッチ感触情報又は質感情報をユーザーに効果的に伝えることができる。

図６は、本発明の第１実施例によるタッチパネルの変形例を説明するための図面であり、これは第１及び第２ダミー電極の各々の一方の側を互いに電気的に接続して構成したものである。したがって、以下の説明では、第１及び第２ダミー電極に対してのみ説明することにする。

前記第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）の各々の一方の側は、ダミーブリッジ電極（Ｄｘｃ）により互いに電気的に接続される。

前記ダミーブリッジ電極（Ｄｘｃ）は、タッチ感知電極（Ｒｘ）の一方の側から所定の間隔をもって平行に形成され、第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）の各々の一方の側に電気的に接続される。これによって互いに電気的に接続されるダミーブリッジ電極（Ｄｘｃ）と第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）は、“⊂”字形状又は“⊃”字形状を有するようになる。

前記第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）の各々の一方の側がダミーブリッジ電極（Ｄｘｃ）によって互いに電気的に接続されることによって、前述した第１及び第２ダミールーティング線（ＲＬ３、ＲＬ４）のうち、いずれか一つを省略することもできる。これによって本発明は、ルーティング線が形成されるタッチパネル１００の端領域の幅を減少させて、タッチパネル１００のベゼル幅を減少させることができる。

図７は、本発明の第２実施例によるタッチパネルの構造を簡略化して示す図面であり、図８は、図７に示されたＩＩ-ＩＩ′線の断面を示す断面図であって、これは前述した本発明の第１実施例によるタッチパネル１００において、弾性誘電体部材１３０の下面にタッチ駆動電極（Ｔｘ）を形成し、弾性誘電体部材１３０の上面にタッチ感知電極（Ｒｘ）と第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）を形成したものである。すなわち、本発明の第２実施例によるタッチパネル２００は、タッチ駆動電極（Ｔｘ）、タッチ感知電極（Ｒｘ）と第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）を弾性誘電体部材１３０に形成し、前述した第１及び第２基板１１０、１２０の各々を省略したものである。これによって本発明の第２実施例によるタッチパネル２００は、第１及び第２基板１１０、１２０の各々が省略されていることを除いて、図６に示されたタッチパネル１００と同一の電極構造を有することによって、タッチ位置感知とタッチ力感知の両方が可能で、その構造を単純化し、厚みを薄くすることができる。

一方、図７及び図８においては、第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）の一方の側がダミーブリッジ電極（Ｄｘｃ）に互いに電気的に接続されるものと図示したが、これに限らず、ダミーブリッジ電極（Ｄｘｃ）は省略可能である。この場合、本発明の第２実施例によるタッチパネル２００の電極構造は、図２に示されたタッチパネル１００と同一の電極構造を有することができ、これにより、タッチ駆動電極（Ｔｘ）が弾性誘電体部材１３０の下面に形成され、タッチ感知電極（Ｒｘ）と第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）が弾性誘電体部材１３０の上面に形成される。

このような、本発明の第２実施例によるタッチパネル２００の下面、即ちタッチ駆動電極（Ｔｘ）は、透明接着剤により表示パネルの上面に固定することができる。そして、本発明の第２実施例によるタッチパネル２００の上面、即ちタッチ感知電極（Ｒｘ）と第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）は、透明接着剤を使用してカバーウィンドウで覆うことができる。

前述した本発明の第１及び第２実施例において、タッチパネル１００、２００の各々が第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）を含むものと説明したが、これに限らず、一変形例によるタッチパネル１００、２００は、第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）を含むが、第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）のうち、いずれか一つは感知モードに関係なく電気的にフローティングされていて、残りの一つは前述したように、感知モードによってフローティングされていたり、タッチ感知電極に電気的に接続されていてもよい。

他の変形例によるタッチパネル１００、２００の各々は、第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）のうち、いずれか一つを含んで構成することもできる。この場合、前述した力感知モードの時の力感知のためのタッチ感知電極として使用される電極の面積が減少して、力感知効率が一つのダミー電極の面積だけ減少するが、位置感知モードの時にタッチ駆動電極（Ｔｘ）とタッチ感知電極間の形成される電界形成領域が一つのダミー電極の面積だけ増加して、位置感知効率が増加する。

図９は、本発明の一例によるタッチパネルの駆動装置を説明するための図面であり、図１０は、図９に示されたタッチ駆動回路を説明するためのブロック図である。

図９及び図１０を参照すると、本発明の一例によるタッチパネルの駆動装置は、タッチパネル３００及びタッチ駆動回路４００を含む。

前記タッチパネル３００は、第１〜第ｎタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）、第１〜第ｎタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）上に配置された弾性誘電体部材１３０（図２参照）、及び第１〜第ｎタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）の各々と交差しながら重なり合うように弾性誘電体部材上に配置された第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）を含む。

前記第１〜第ｎタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）の各々は、タッチパネル３００の第１方向（Ｘ）に延びる棒形状に形成され、タッチパネル３００のタッチ感知領域３００ａに第２方向（Ｙ）に沿って所定の間隔で形成される。このような第１〜第ｎタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）の各々は、タッチパネル３００の第１端領域に形成された該当駆動ルーティング線（ＲＬ１）とパッド部（ＰＰ）を通じてタッチ駆動回路４００に接続される。このような、第１〜第ｎタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）は、第１基板１１０（図２参照）上に形成したり、弾性誘電体部材１３０（図７参照）の下面に形成したりすることができる。

前記弾性誘電体部材は、弾性力を有しながら誘電率を有する材料からなり、第１〜第ｎタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）上に配置されるもので、これは図２及び図３に示された弾性誘電体部材１３０と同一なので、これに関する説明は省略する。

前記第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）は、タッチパネル３００の第２方向（Ｙ）に延びる棒形状に形成され、タッチパネル３００のタッチ感知領域３００ａ上に第１〜第ｎタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）の各々と交差するように第１方向（Ｘ）に沿って所定の間隔で形成される。このような第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）は、第２基板１２０（図２参照）上に形成したり、弾性誘電体部材１３０（図７参照）の上面に形成したりすることができる。

前記第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々は、タッチ感知電極（Ｒｘ）と第１ダミー電極（Ｄｘａ）及び第２ダミー電極（Ｄｘｂ）を含むように構成する。

前記タッチ感知電極（Ｒｘ）は、タッチ位置感知又はタッチ力感知のためのタッチ位置／力感知電極として使用されるものであり、タッチパネル３００の第２端領域に形成された感知ルーティング線（ＲＬ２）とパッド部（ＰＰ）を通じてタッチ駆動回路４００に接続される。また、前記タッチ感知電極（Ｒｘ）は、ハプティック効果のための上部ハプティック電極として使用される。このような、タッチ感知電極（Ｒｘ）は、図２及び図３に示されたタッチ感知電極（Ｒｘ）と同一である。

前記第１ダミー電極（Ｄｘａ）は、タッチ力感知のためのタッチ力感知電極又はハプティック効果のための上部ハプティック電極としてだけ使用されるものであり、タッチパネル３００の第２端領域に形成された第１ダミールーティング線（ＲＬ３）とパッド部（ＰＰ）を通じてタッチ駆動回路４００に接続される。このような、第１ダミー電極（Ｄｘａ）は、図２及び図３に示された第１ダミー電極（Ｄｘａ）と同一である。

前記第２ダミー電極（Ｄｘｂ）は、タッチ力感知のためのタッチ力感知電極又はハプティック効果のための上部ハプティック電極としてだけ使用されるものであり、タッチパネル３００の第２端領域に形成された第２ダミールーティン配線（ＲＬ４）とパッド部（ＰＰ）を通じてタッチ駆動回路４００に接続される。このような、第２ダミー電極（Ｄｘｂ）は、図２及び図３に示された第２ダミー電極（Ｄｘｂ）と同一である。

前記タッチ駆動回路４００は、タッチパネル３００のパッド部（ＰＰ）に固定される軟性回路フィルム５００に実装され、パッド部（ＰＰ）を通じてルーティング線（ＲＬ１、ＲＬ２、ＲＬ３、ＲＬ４）の各々に接続される。選択的に、タッチ駆動回路４００は印刷回路基板（図示せず）に実装することもでき、この場合、タッチ駆動回路４００はタッチパネル３００のパッド部（ＰＰ）と印刷回路基板間に接続される軟性回路フィルム（図示せず）を通じて、ルーティング線（ＲＬ１、ＲＬ２、ＲＬ３、ＲＬ４）の各々に接続することができる。

前記タッチ駆動回路４００は、ホストシステム６００から供給されるタッチモード信号（ＴＭＳ）に応答して第１〜第ｎタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）の各々にタッチ駆動パルス（Ｔｘ_ＰＷＭ）を供給し、第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々を通じて静電容量変化を感知する。すなわち、タッチ駆動回路４００は、タッチ位置感知モード又はタッチ力感知モードによってタッチパネル３００を時分割駆動して、タッチ位置感知データ（Ｐｄａｔａ）又はタッチ力感知データ（Ｆｄａｔａ）を生成してホストシステム６００に提供する。例えば、前記タッチ位置感知モードの時に、タッチ駆動回路４００は、複数のタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々の第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）を電気的にフローティングさせた後、第１〜第ｎタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）の各々にタッチ駆動パルス（Ｔｘ_ＰＷＭ）を連続的に供給する。これと同時に、タッチ駆動回路４００は、第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々のタッチ感知電極（Ｒｘ）を通じて、第１タッチセンサ（Ｃｍ１）（図５Ｂ参照）の電荷変化量を感知してタッチ位置感知データ（Ｐｄａｔａ）を生成する。前記タッチ力感知モードの時に、タッチ駆動回路４００は、第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）単位で第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）をタッチ感知電極（Ｒｘ）に電気的に接続させた後、第１〜第ｎタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）の各々にタッチ駆動パルス（Ｔｘ_ＰＷＭ）を連続的に供給する。これと同時に、タッチ駆動回路４００は、第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々のタッチ感知電極（Ｒｘ）を通じて、前述した第１〜第３タッチセンサ（Ｃｍ１、Ｃｍ２、Ｃｍ３）（図５Ａ参照）の電荷変化量を感知してタッチ力感知データ（Ｆｄａｔａ）を生成する。

前記タッチ駆動回路４００は、ホストシステム６００から供給される第１ハプティックモード信号（ＨＭＳ１）による振動ハプティックモードの時に、第１〜第ｎタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）のうち、前記ハプティック領域に含まれた少なくとも一つのタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）に交流電圧（ＡＣ）を印加しながら、前記ハプティック領域に含まれた少なくとも一つのタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）のタッチ感知電極（Ｒｘ）と第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）に接地電圧（ＧＮＤ）を印加することで、前記ハプティック領域に対応する弾性誘電体部材１３０の一部領域を振動させ、振動ハプティック効果によるタッチ感触情報をユーザーに提供する。前記振動ハプティックモードの時の、別の例によるタッチ駆動回路４００は、複数のタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々の電極に接地電圧（ＧＮＤ）を印加しながら、第１〜第ｎタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）全体に交流電圧（ＡＣ）を印加することで、タッチパネル３００の領域全体に振動ハプティック効果を提供することができる。

そして、前記タッチ駆動回路４００は、ホストシステム６００から供給される第２ハプティックモード信号（ＨＭＳ２）による静電ハプティックモードの時に、第１〜第ｎタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）のうち、ハプティック領域に含まれた少なくとも一つのタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）に交流電圧（ＡＣ）を印加しながら、前記ハプティック領域に含まれた少なくとも一つのタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）のタッチ感知電極（Ｒｘ）と第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）に交流電圧（ＡＣ）を印加することで、前記ハプティック領域に静電力を形成し、静電ハプティック効果による質感情報をユーザーに提供する。

このような、前記タッチ駆動回路４００は、タイミング発生部４１０、駆動信号供給部４２０、電極接続部４３０、感知部４４０、及び感知データ処理部４５０を含む。このような構成を有するタッチ駆動回路４００は、一つのＲＯＩＣ（Ｒｅａｄｏｕｔ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップに一体化することができる。ただし、タッチデータ処理部４５０は、ＲＯＩＣチップに一体化されずにホストシステム６００のＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）として実装することもできる。

前記タイミング発生部４１０は、ホストシステム６００のＭＣＵから供給されるタッチモード信号（ＴＭＳ）に応答して感知開始信号（ＰＨＴ）を生成し、駆動信号供給部４２０及び感知部４４０の各々の駆動タイミングを制御する。ここで、タッチモード信号（ＴＭＳ）は、タッチ位置感知モード信号、タッチ力連続感知モード信号、タッチ力部分感知モード信号、及びタッチ力グループ感知モード信号の中から選択されたいずれか一つの信号とすることができる。これによってタイミング発生部４１０は、タッチモード信号（ＴＭＳ）に基づいて感知開始信号（ＰＨＴ）、Ｔｘチャンネルセットアップ信号、電極接続信号（ＥＣＳ）、Ｒｘチャンネルセットアップ信号、及びタッチレポート同期信号（ＴＲＳＳ）などを含むタッチ制御信号を生成することができる。

また、前記タイミング発生部４１０は、ホストシステム６００のＭＣＵから供給されるハプティックモード信号（ＨＭＳ）とハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）に基づいてハプティック制御信号（ＨＣＳ）を生成し、駆動信号供給部４２０を制御する。ここで、ハプティックモード信号（ＨＭＳ）は、振動ハプティック効果のための第１論理状態の第１ハプティックモード信号（ＨＭＳ１）、又は静電ハプティック効果のための第２論理状態の第２ハプティックモード信号（ＨＭＳ２）とすることができる。第１及び第２ハプティックモード信号（ＨＭＳ１、ＨＭＳ２）とハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）に対しては後述する。

前記駆動信号供給部４２０は、タイミング発生部４１０から供給される感知開始信号（ＰＨＴ）とＴｘチャンネルセットアップ信号に基づいて、タッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）にタッチ駆動パルス（Ｔｘ_ＰＷＭ）を供給する。すなわち、駆動信号供給部４２０は、タイミング発生部４１０のＴｘチャンネルセットアップ信号に応答してタッチ駆動パルス（Ｔｘ_ＰＷＭ）が出力されるＴｘチャンネルを選択し、感知開始信号（ＰＨＴ）に同期されるタッチ駆動パルス（Ｔｘ_ＰＷＭ）を生成して、選択されたＴｘチャンネルと接続された駆動ルーティング線（ＲＬ１）を通じて該当タッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）にタッチ駆動パルス（Ｔｘ_ＰＷＭ）を供給する。例えば、タッチ位置感知モード又はタッチ力連続感知モードの時に、駆動信号供給部４２０は、タッチ駆動パルス（Ｔｘ_ＰＷＭ）を第１〜第ｎタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）に連続的に供給することができる。また、タッチ力部分感知モードの時に、駆動信号供給部４２０は、第１〜第ｎタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）の中から部分的に選択された複数のタッチ駆動電極にタッチ駆動パルス（Ｔｘ_ＰＷＭ）を連続的に供給することができる。そして、タッチ力グループ感知モードの時に、駆動信号供給部４２０は二つ以上のタッチ駆動電極からなる複数のタッチ駆動電極グループにタッチ駆動パルス（Ｔｘ_ＰＷＭ）を連続的に供給することができる。

前記駆動信号供給部４２０は、タイミング発生部４１０から供給されるハプティック制御信号（ＨＣＳ）に基づいて、タッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）に交流電圧（ＡＣ）を供給する。即ち、駆動信号供給部４２０は、タイミング発生部４１０から供給されるハプティック制御信号（ＨＣＳ）に応答して交流電圧（ＡＣ）が出力されるＴｘチャンネルを選択し、交流電圧（ＡＣ）の振動幅及び周期を変化させる。続いて、駆動信号供給部４２０は、選択されたＴｘチャンネルと接続された駆動ルーティング線（ＲＬ１）を通じて該当タッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）に交流電圧（ＡＣ）を供給する。

前記電極接続部４３０は、タイミング発生部４１０から供給される電極接続信号（ＥＣＳ）に応答して第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）単位で第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）を電気的にフローティングしたり、タッチ感知電極（Ｒｘ）に電気的に接続する。例えば、電極接続部４３０は、タッチ位置感知モードによる電極接続信号（ＥＣＳ）に応答して第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々の第１及び第２ダミールーティング線（ＲＬ３、ＲＬ４）を電気的にフローティングさせることによって、第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）単位で第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）を電気的にフローティングさせる。そして、電極接続部４３０は、タッチ力連続感知モードとタッチ力部分感知モード及びタッチ力グループ感知モードによる電極接続信号（ＥＣＳ）に応答して、第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）単位で前記第１及び第２ダミールーティング線（ＲＬ３、ＲＬ４）を感知ルーティング線（ＲＬ２）に電気的に接続させる。また、前記電極接続部４３０は、振動ハプティックモードによる電極接続信号（ＥＣＳ）に応答して前記ハプティック領域に含まれた第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々に接続された第１及び第２ダミールーティング線（ＲＬ３、ＲＬ４）と感知ルーティング線（ＲＬ２）の各々を接地電圧端子に電気的に接続することによって、前記ハプティック領域に含まれた第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々のタッチ感知電極（Ｒｘ）と第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）に接地電圧（ＧＮＤ）が供給されるようにする。そして、前記電極接続部４３０は、静電ハプティックモードによる電極接続信号（ＥＣＳ）に応答して、前記ハプティック領域に含まれた第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々に接続された第１及び第２ダミールーティング配線（ＲＬ３、ＲＬ４）と感知ルーティング配線（ＲＬ２）の各々を交流電圧端子に電気的に接続することによって、前記ハプティック領域に含まれた第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々のタッチ感知電極（Ｒｘ）と第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）に交流電圧（ＡＣ）が供給されるようにする。

一例による電極接続部４３０は、第１〜第ｍスイッチング回路を含むように構成する。図１１に示された第１スイッチング回路４３２を例にとると、第１〜第ｍスイッチング回路各々は、電極接続信号（ＥＣＳ）によってスイッチングされる第１及び第２スイッチング素子（ＳＷ１、ＳＷ２）、及びマルチプレクサ（ＭＵＸ）を含む。ここで、電極接続信号（ＥＣＳ）は、第１及び第２電極接続信号（ＥＣＳ）を含むことができる。

前記第１スイッチング素子（ＳＷ１）は、タッチ位置感知モードにおいて供給されるスイッチオフ電圧の第１電極接続信号（ＥＣＳ１）によってオフ（ｏｆｆ）にされ、前記第１ダミー電極（Ｄｘａ）を電気的にフローティングさせ、また、タッチ力感知モード又はハプティックモードにおいて供給されるスイッチオン電圧の第１電極接続信号（ＥＣＳ１）によってオン（ｏｎ）にされ、前記第１ダミー電極（Ｄｘａ）をタッチ感知電極（Ｒｘ）に選択的に接続する。

前記第２スイッチング素子（ＳＷ２）は、タッチ位置感知モードにおいて供給されるスイッチオフ電圧の第１電極接続信号（ＥＣＳ１）によってオフ（ｏｆｆ）にされ、前記第２ダミー電極（Ｄｘｂ）を電気的にフローティングさせ、また、タッチ力感知モード又はハプティックモードにおいて供給されるスイッチオン電圧の第１電極接続信号（ＥＣＳ１）によってオン（ｏｎ）にされ、前記第２ダミー電極（Ｄｘｂ）をタッチ感知電極（Ｒｘ）に選択的に接続する。

前記マルチプレクサ（ＭＵＸ）は、タッチ位置感知モード又はタッチ力感知モードにおいて供給される第１ロジック値の第２電極接続信号（ＥＣＳ２）によってタッチ感知電極（Ｒｘ）をセンシング部４４０に接続し、第２ロジック値の第２電極接続信号（ＥＣＳ２）によってタッチ感知電極（Ｒｘ）を接地電圧端子（ＧＮＤ）に接続し、第３ロジック値の第２電極接続信号（ＥＣＳ２）によってタッチ感知電極（Ｒｘ）を交流電圧端子（ＡＣ）に接続する。

また、図９及び図１０において、前記感知部４４０は、タイミング発生部４１０から供給される感知開始信号（ＰＨＴ）とＲｘチャンネルセットアップ信号に基づいて電極接続部４３０によって接続される第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々のタッチ感知電極（Ｒｘ）を通じて、タッチセンサの電荷変化量を感知して感知信号を生成し、感知信号をアナログ−デジタル変換してタッチ位置感知データ（Ｐｄａｔａ）又はタッチ力感知データ（Ｆｄａｔａ）を生成する。例えば、タッチ位置感知モードの時に感知部４４０は、第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々のタッチ感知電極（Ｒｘ）を通じてタッチセンサ（Ｃｍ１）（図５Ｂ参照）の電荷変化量を感知してタッチ位置感知データ（Ｐｄａｔａ）を生成する。又、タッチ力連続感知モードとタッチ力部分感知モード及びタッチ力グループ感知モードの時に感知部４４０は、第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々のタッチ感知電極（Ｒｘ）と第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）を通じてタッチセンサ（Ｃｍ１、Ｃｍ２、Ｃｍ３）（図５Ａ参照）の電荷変化量を感知してタッチ力感知データ（Ｆｄａｔａ）を生成する。

一例による感知部４４０は、隣接した二つのＲｘチャンネルから受信される信号の差を増幅し、増幅された信号をサンプリングして感知信号を生成することができる。このような、一例による感知部４４０は、互いに隣接した二つのタッチ感知電極間の信号差を増幅させることによってタッチパネル３００の寄生容量により流入されるノイズ成分を減少させて信号対ノイズ比（ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）を改善することができる。このために、一例による感知部４４０は、差動増幅器からなる積分器を含むように構成することができる。

別の例における感知部４４０は、一つのＲｘチャンネルから受信される信号と基準電圧を比較して、その比較結果による感知信号を生成することができる。この場合、別の例による感知部４４０は、比較器を含むように構成することができる。

前記感知データ処理部４５０は、感知部４４０から入力されるタッチ位置感知データ（Ｐｄａｔａ）又はタッチ力感知データ（Ｆｄａｔａ）を受信して内部メモリに順に格納し、タッチレポート同期信号（ＴＲＳＳ）に応答して内部メモリに格納されたタッチ位置感知データ（Ｐｄａｔａ）又はタッチ力感知データ（Ｆｄａｔａ）を、プリセットされたインターフェース方式によってホストシステム６００のＭＣＵに転送する。

前記ホストシステム６００のＭＣＵは、感知データ処理部４５０から転送されるタッチ位置感知データ（Ｐｄａｔａ）を受信し、受信したタッチ位置感知データ（Ｐｄａｔａ）とプリセットされた位置感知しきい値とを比較して、タッチ位置感知データが位置感知しきい値より大きいか否かでタッチの有無及びタッチ位置座標を計算する。すなわち、ＭＣＵは、タッチ位置感知データ（Ｐｄａｔａ）が生成されたタッチ感知電極（Ｒｘ）の位置情報（Ｘ座標）と駆動されたタッチ駆動電極（Ｔｘ）の位置情報（Ｙ座標）に基づいてタッチ位置座標値（ＸＹ座標）を計算する。さらに、ＭＣＵは計算されたタッチ位置座標値からタッチ点の個数を計算したり、単位時間内のタッチ点計算個数をカウントしてタッチ回数を計算したり、単位時間内のタッチ持続時間を計算することもできる。

また、ホストシステムのＭＣＵは、感知データ処理部４５０から転送されるタッチ力感知データ（Ｆｄａｔａ）を受信し、受信したタッチ力感知データ（Ｆｄａｔａ）と設定された力感知しきい値とを比較して、タッチ力感知データが力感知しきい値より大きい場合に、タッチ力感知データを利用してタッチ位置座標及びタッチ力の大きさを計算する。すなわち、ＭＣＵは、タッチ力感知データ（Ｆｄａｔａ）が生成されたタッチ感知電極（Ｒｘ）の位置情報（Ｘ座標）と駆動されたタッチ駆動電極（Ｔｘ）の位置情報（Ｙ座標）に基づいてタッチ力座標値（ＸＹ座標）を計算するとともに、タッチ力感知データ（Ｆｄａｔａ）の大きさに基づいてタッチ力の大きさを計算する。

さらに、タッチ駆動回路４００は、タッチ位置感知データ（Ｐｄａｔａ）及び／又はタッチ力感知データ（Ｆｄａｔａ）を利用してタッチの有無、タッチ位置座標、及びタッチ力の大きさを計算してＭＣＵに転送するタッチ用ＭＣＵを含むように構成することができる。この場合、ホストシステム６００のＭＣＵはタッチ用ＭＣＵから提供されるタッチ位置座標とタッチ力の大きさにリンクする応用プログラムを実行する役割だけを実行することができる。

以下、ホストシステム６００から出力されるハプティックモード信号（ＨＭＳ）及びハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）について、より具体的に説明する。

前記ホストシステム６００は、ハプティック制御回路６０２を含み、前記ハプティック制御回路６０２は、ＭＣＵ内部に配置することができる。

前記ハプティック制御回路６０２は、ユーザーのタッチに基づいてタッチパネル３００のハプティック領域を設定し、ユーザーのタッチによる多様なハプティック効果、例えば、振動ハプティック効果又は静電ハプティック効果をユーザーに提供するためのハプティックモード信号とハプティックデータを生成する。例えば、前記ハプティック制御回路６０２は、タッチ位置感知データ（Ｐｄａｔａ）に基づいて時間によるタッチ位置を計算し、時間によるタッチ位置に基づいてハプティック領域とタッチの動きの速度を生成し、タッチの動きの速度に基づいて振動ハプティックモードのための第１ハプティックモード信号（ＨＭＳ１）を生成したり、静電ハプティックモードのための第２ハプティックモード信号（ＨＭＳ２）を生成して、タッチ駆動回路４００に提供する。さらに、前記ハプティック制御回路６０２は、タッチ力感知データ（Ｆｄａｔａ）に基づいてタッチ力を計算し、タッチ位置感知データに基づいてタッチ持続時間を計算した後、タッチ持続時間と基準時間を比較して、静的タッチ又は動的タッチを決定する。その後、前記決定した結果において、静的タッチである場合には、ハプティック制御回路６０２は、前記第１ハプティックモード信号（ＨＭＳ１）を生成するとともに、タッチ力に基づいた第１ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）を生成する。このとき、第１ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）は、タッチ力の強さに比例する値として生成することができる。一方、前記決定した結果において、動的タッチである場合には、ハプティック制御回路６０２は、前記第２ハプティックモード信号（ＨＭＳ２）と前記タッチの動きの速度と前記タッチ力に基づいた第２ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）を生成する。ここで、第２ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）は、前記タッチの動きの速度とタッチ力の強さに比例する値として生成することができる。

一方、振動ハプティック効果は機械的な振動であり、相対的に短いタッチの時にもユーザーが認知できる一方で、静電ハプティック効果は、相対的に短いタッチの時にはユーザーが認知することが難しいという短所がある。これによって、前記ハプティック制御回路６０２は、ユーザーのタッチがクリック又はダブルクリックに応じた一時的なイベントタッチであるかによってハプティックモードを決定することができる。すなわち、前記ハプティック制御回路６０２は、タッチ位置の変化又はタッチ時間に基づいてイベントタッチの有無を決定する。その後、前記決定した結果において、イベントタッチである場合には、前記第１ハプティックモード信号（ＨＭＳ１）を生成するとともに、プリセットされた第３ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）を生成して、タッチ駆動回路４００に提供する。一方、前記決定した結果において、イベントタッチでない場合には、前記タッチの動きの速度に基づいて静的タッチ又は動的タッチを決定して、前記第１ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）と第１ハプティックモード信号（ＨＭＳ１）を生成し、前記第２ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）と第２ハプティックモード信号（ＨＭＳ２）を生成して、タッチ駆動回路４００に提供する。

前記第３ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）を生成する場合において、一例によるハプティック制御回路６０２は、タッチ力と無関係な設定がされた基準振動値を有する第３ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）を生成することができる。別の例によるハプティック制御回路６０２は、前記ハプティック領域に対するリアルタイム画像データ分析結果に基づいて画像の質感情報に応じた振動値を有する第３ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）を生成することができる。ここで、ハプティック制御回路６０２は、前記ハプティック領域の画像において、エッジ数情報、カラー情報、シャープネス情報、及び深さ情報などにより画像の質感情報を分析することができる。また、別の例によるハプティック制御回路６０２は、ハプティック領域の画像とプリセットされたハプティックシナリオ画像間の比較結果に基づいて、ハプティックシナリオによる振動値を有する第３ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）を生成することができる。

そして、前記第１及び第２ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）は、前記画像の質感情報、前記ハプティックシナリオ、又はタッチ力の強さによって設定することができる。例えば、ハプティック制御回路６０２は、前記画像の質感情報又は前記ハプティックシナリオによって質感データを計算し、タッチ力の強さによって質感データを補正して、前記第１又は第２ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）を生成することができる。

前述したタッチ駆動回路４００は、ハプティック制御回路６０２から提供される第１ハプティックモード信号（ＨＭＳ１）と第１又は第３ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）に基づいて振動ハプティックモードのための交流電圧（ＡＣ）を生成して、前記ハプティック領域に含まれるタッチ駆動電極に供給する。そして、タッチ駆動回路４００は、ハプティック制御回路６０２から提供される第２ハプティックモード信号（ＨＭＳ２）と第２ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）に基づいて、静電ハプティックモードのための交流電圧（ＡＣ）を生成して、前記ハプティック領域に含まれたタッチ駆動電極とタッチ感知電極グループの各々に供給する。この時、静電ハプティックモードの時に、タッチ駆動電極に供給される交流電圧（ＡＣ）とタッチ感知電極グループに供給される交流電圧（ＡＣ）は、互いに同期した位相を有したり、互いに同期しない位相差を有することができるが、相対的に大きい静電力を形成して、静電ハプティック効果を極大化するために互いに同期した位相を有することが望ましい。

このような本発明の一実施例によるタッチパネルの駆動装置において、タッチパネル３００に形成される第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々は図６及び図１２に示するように、第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）の各々の一方の側を互いに電気的に接続させるダミーブリッジ電極（Ｄｘｃ）を更に含んで構成することができる。この場合、第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）単位で、第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）の各々の一方の側は、ダミーブリッジ電極（Ｄｘｃ）により互いに電気的に接続されることによって、第１及び第２ダミールーティング線（ＲＬ３、ＲＬ４）のうち、いずれか一つ、例えば、第２ダミールーティング線（ＲＬ４）を省略することもできる。このとき、前述したタッチ駆動回路４００の電極接続部４３０は、タッチ位置感知モードによる電極接続信号（ＥＣＳ）に応答して、第１ダミールーティング線（ＲＬ３）を電気的にフローティングさせることによって、第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々の第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）を電気的にフローティングさせる。そして、電極接続部４３０は、タッチ力連続感知モード、タッチ力部分感知モード及びタッチ力グループ感知モードにおける電極接続信号（ＥＣＳ）に応答して、第１ダミールーティング線（ＲＬ３）を感知ルーティング線（ＲＬ２）に電気的に接続させることによって、第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）単位で第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）を該当タッチ感知電極（Ｒｘ）に電気的に接続させる。そして、電極接続部４３０は、ハプティックモードによる電極接続信号（ＥＣＳ）によって、前記ハプティック領域に含まれた第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々の感知ルーティング線（ＲＬ２）と第１ダミールーティング線（ＲＬ３）を接地電圧端子又は交流電圧端子に電気的に接続する。

図１３は、本発明の一実施例によるタッチパネルの駆動方法を概略的に説明するためのフローチャート図である。

図１３を図９及び図１０と関連付けて本発明の一実施例によるタッチパネルの駆動方法を説明する。

まず、タッチパネル３００に対するユーザーのタッチ位置を感知する（Ｓ１０）。すなわち、タッチ駆動回路４００は、タッチ位置感知モードにおいて、第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々の第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）を電気的にフローティングさせた後、第１〜第ｎタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）にタッチ駆動パルス（Ｔｘ_ＰＷＭ）を連続的に供給しながら、第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々のタッチ感知電極（Ｒｘ）を通じて前述した第１タッチセンサ（Ｃｍ１）（図５Ｂ参照）の電荷変化量を感知してタッチ位置感知データ（Ｐｄａｔａ）を生成する（Ｓ１０）。

その後、ユーザーのタッチに対するタッチ力を感知する（Ｓ２０）。すなわち、タッチ駆動回路４００は、タッチ力感知モードにおいて、タッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）単位で第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）をタッチ感知電極（Ｒｘ）に電気的に接続させた後、タッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）にタッチ駆動パルス（Ｔｘ_ＰＷＭ）を連続的に供給しながら、第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々のタッチ感知電極（Ｒｘ）を通じて前述した第１〜第３タッチセンサ（Ｃｍ１、Ｃｍ２、Ｃｍ３）（図５Ａ参照）の電荷変化量を感知してタッチ力感知データ（Ｐｄａｔａ）を生成する（Ｓ２０）。この時、タッチ駆動回路４００は、タッチ位置感知データ（Ｐｄａｔａ）に基づいたタッチ位置領域に含まれたタッチ駆動電極にタッチ駆動パルス（Ｔｘ_ＰＷＭ）を供給し、タッチ位置領域に含まれたタッチ感知電極グループのタッチ感知電極（Ｒｘ）の電荷変化量を感知してタッチ力感知データ（Ｐｄａｔａ）を生成することができる。

その後、ユーザーのタッチに対する静的タッチの有無を決定する（Ｓ３０）。すなわち、ハプティック制御回路６０２は、タッチ位置感知データ（Ｐｄａｔａ）に基づいて時間によるタッチ位置を計算し、時間によるタッチ位置に基づいてハプティック領域とタッチの動きの速度を生成して、タッチの動きの速度に基づいて静的タッチ又は動的タッチを決定する。

万一、ステップＳ３０での決定結果において、静的タッチである場合（Ｓ３０の“ＹＥＳ”）には、前記ハプティック領域に含まれたタッチ駆動電極とタッチ感知電極グループを選択し、タッチ力に基づいた交流電圧（ＡＣ）を選択されたタッチ駆動電極に印加しながら、選択されたタッチ感知電極グループに接地電圧（ＧＮＤ）を印加する振動ハプティック駆動により、ハプティック領域に振動ハプティックを形成する（Ｓ４０）。

一方、ステップＳ３０の決定結果において、静的タッチである場合（Ｓ３０の“ＮＯ”）には、前記ハプティック領域に含まれたタッチ駆動電極とタッチ感知電極グループを選択し、前記タッチの動きの速度とタッチ力に基づいた交流電圧（ＡＣ）を選択されたタッチ駆動電極とタッチ感知電極グループ各々に交流電圧（ＡＣ）を印加する静電ハプティック駆動により、ハプティック領域に静電ハプティックを形成する（Ｓ５０）。

図１４は、本発明の一実施例によるタッチパネルの駆動方法を具体的に説明するためのフローチャート図である。

図１４を図９及び図１０と関連づけて本発明の一実施例によるタッチパネルの駆動方法をより具体的に説明する。

まず、タッチ駆動回路４００は、タッチ位置感知モードによって第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々の第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）を電気的にフローティングさせた後、第１〜第ｎタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）にタッチ駆動パルス（Ｔｘ_ＰＷＭ）を連続的に供給しながら、第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）の各々のタッチ感知電極（Ｒｘ）を通じて、前述した第１タッチセンサ（Ｃｍ１）（図５Ｂ参照）の電荷変化量を感知してタッチ位置感知データ（Ｐｄａｔａ）を生成する（Ｓ１００）。

前記タッチ位置感知モードにおいて、ＭＣＵは、タッチ駆動回路４００から供給されるタッチ位置感知データ（Ｐｄａｔａ）とプリセットされた位置感知しきい値に基づいてタッチ位置感知の有無を決定し（Ｓ２００）、決定結果に基づいて、タッチ位置感知が行われたと決定されると（Ｓ２００の‘ＹＥＳ’）、タッチ位置領域情報を生成するとともにタッチ力部分感知モード信号を生成してタッチ駆動回路４００に供給する。これによってタッチ駆動回路４００は、ＭＣＵから供給されるタッチ位置領域情報とタッチ力部分感知モード信号に応答して、タッチ位置領域情報に応じたタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）単位で第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）をタッチ感知電極（Ｒｘ）に電気的に接続させた後、タッチ位置領域情報に応じたタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）にタッチ駆動パルス（Ｔｘ_ＰＷＭ）を連続的に供給しながら、対応するタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）のタッチ感知電極（Ｒｘ）を通じて前述した第１〜第３タッチセンサ（Ｃｍ１、Ｃｍ２、Ｃｍ３）（図５Ａ参照）の電荷変化量を感知してタッチ力感知データ（Ｆｄａｔａ）を生成する（Ｓ１１０）。

前記タッチ力部分感知モードにおいて、ＭＣＵは、タッチ力感知データ（Ｆｄａｔａ）とプリセットされた力感知しきい値に基づいてタッチ力感知の有無を決定し（Ｓ２１０）、決定結果に基づいて、タッチ力感知データ（Ｆｄａｔａ）によってタッチ力感知が行われたと決定されると（Ｓ２１０の‘ＹＥＳ’）、タッチ位置感知データ（Ｐｄａｔａ）によるタッチ位置座標及びタッチ力感知データ（Ｆｄａｔａ）によるタッチ力の大きさを計算してホストシステム６００に提供する（Ｓ３００）。一方、決定結果に基づいて、タッチ力データ（Ｆｄａｔａ）によってタッチ力感知が行われていないと決定されると（Ｓ２１０の‘Ｎｏ’）、先のタッチ位置感知モードによって生成されたタッチ位置データ（Ｐｄａｔａ）によるタッチ位置座標を計算してホストシステム６００に提供する（Ｓ３１０）。

一方、ＭＣＵは、前記ステップＳ２００の決定結果に基づいて、タッチ位置感知が行われてないと決定されると（Ｓ２００の‘Ｎｏ’）、ユーザーの指ではなくタッチペンなどを利用した非伝導性タッチの有無を確認するためのタッチ力グループ感知モード信号を生成してタッチ駆動回路４００に供給する。これによって、タッチ駆動回路４００は、ＭＣＵから供給されるタッチ力グループ感知モード信号に応答して、第１〜第ｍタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）単位で第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）をタッチ感知電極（Ｒｘ）に電気的に接続させた後、二つ以上のタッチ駆動電極からなる複数のタッチ駆動電極グループにタッチ駆動パルス（Ｔｘ_ＰＷＭ）を連続的に供給しながら応じたタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）のタッチ感知電極（Ｒｘ）を通じて前述した第１〜第３タッチセンサ（Ｃｍ１、Ｃｍ２、Ｃｍ３）（図５ａ参照）の電荷変化量を感知してタッチ力データ（Ｆｄａｔａ）を生成する（Ｓ１２０）。

前記タッチ力グループ感知モードにおいて、ＭＣＵは、タッチ力データ（Ｆｄａｔａ）と力感知しきい値に基づいてタッチ力感知の有無を決定し（Ｓ２２０）、決定結果、タッチ力データ（Ｆｄａｔａ）によってタッチ力感知が行われたと決定されると（Ｓ２２０の‘ＹＥＳ’）、タッチ力データ（Ｆｄａｔａ）によるタッチ力領域情報を生成するとともにタッチ力部分感知モード信号を生成してタッチ駆動回路４００に供給する。これによってタッチ駆動回路４００は、ＭＣＵから供給されるタッチ力領域情報とタッチ力部分感知モード信号に応答して、タッチ力領域情報に応じたタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）単位で第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）をタッチ感知電極（Ｒｘ）に電気的に接続させた後、タッチ力領域情報に応じたタッチ駆動電極（Ｔｘ１〜Ｔｘｎ）にタッチ駆動パルス（Ｔｘ_ＰＷＭ）を連続的に供給しながら、対応するタッチ感知電極グループ（Ｒｘ_Ｇ１〜Ｒｘ_Ｇｍ）のタッチ感知電極（Ｒｘ）を通じて前述した第１〜第３タッチセンサ（Ｃｍ１、Ｃｍ２、Ｃｍ３）（図５Ａ参照）の電荷変化量を感知してタッチ力データ（Ｆｄａｔａ）を生成する（Ｓ１３０）。

前記タッチ力部分感知モードにおいて、ＭＣＵは、タッチ駆動回路４００から供給されるタッチ力データ（Ｆｄａｔａ）とプリセットされた力感知しきい値に基づいてタッチ位置座標とタッチ力の大きさを計算して、ホストシステム６００に提供する（Ｓ３２０）。

一方、ＭＣＵは、前記ステップＳ２２０の決定結果に基づいて、タッチ力感知が行われていないと決定されると（Ｓ２２０の‘Ｎｏ’）、前述した段階Ｓ１００のタッチ位置感知モードのためのタッチ位置感知モード信号を生成して、タッチ駆動回路４００に供給する。

その後、前記Ｓ３００段階のタッチ位置データ（Ｐｄａｔａ）とタッチ力データ（Ｆｄａｔａ）、前記Ｓ３１０段階のタッチ位置データ（Ｐｄａｔａ）、又は前記Ｓ３１０段階のタッチ位置データ（Ｐｄａｔａ）とタッチ力データ（Ｆｄａｔａ）に基づいて、振動ハプティックモード又は静電ハプティックモードを行い、ハプティック領域に対して振動ハプティック又は静電ハプティックを形成し、ユーザーにハプティック効果を提供する（Ｓ５００）。

図１５は、図１４に示されたハプティックモードを説明するためのフローチャート図である。

図１５を図９及び図１０と関連づけて本発明の一実施例によるタッチパネルの駆動方法においてハプティック駆動をより具体的に説明する。

まず、ホストシステム６００のハプティック制御回路６０２は、前述したタッチ位置感知データ（Ｐｄａｔａ）に基づいて時間によるタッチ位置を計算し、時間によるタッチ位置に基づいてハプティック領域を設定する（Ｓ５１０）。

その後、タッチ位置感知データ（Ｐｄａｔａ）に基づいて計算されたタッチ持続時間又は時間によるタッチ位置に基づいて、ユーザータッチに対するイベントタッチの有無を決定する（Ｓ５２０）。

万一、前記イベントタッチの有無の決定結果（Ｓ５２０）において、イベントタッチでない場合（Ｓ５２０の“Ｎｏ”）には、ハプティック制御回路６０２は、前記タッチ持続時間と基準時間とを比較して、静的タッチ又は動的タッチを決定する（Ｓ５３０）。静的タッチ又は動的タッチの決定結果（Ｓ５３０）において、ユーザーのタッチが動きの無い静的タッチである場合（Ｓ５３０の“Ｙｅｓ”）には、ハプティック制御回路６０２は、前述した第１ハプティックモード信号（ＨＭＳ１）を生成するとともに、タッチ力データ（Ｆｄａｔａ）によるタッチ力に基づいた第１ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）を生成し（Ｓ５４０）、これらとハプティック領域をタッチ駆動回路４００に提供する。これによって、タッチ駆動回路４００は、第１ハプティックモード信号（ＨＭＳ１）によって第１ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）に応じた交流電圧（ＡＣ）を生成し、図５Ｃに示すように、前記ハプティック領域に含まれるタッチ感知電極グループの各々の電極に接地電圧（ＧＮＤ）を印加しながら、前記ハプティック領域に含まれたタッチ駆動電極に交流電圧（ＡＣ）を印加することによって、前記ハプティック領域に振動を形成して振動ハプティック効果によるタッチ感触情報をユーザーに提供する（Ｓ５５０）。

万一、前記ステップＳ５３０の静的タッチ又は動的タッチの決定結果（Ｓ５３０）において、ユーザーのタッチが動きのある動的タッチである場合（Ｓ５３０の“Ｎｏ”）には、ハプティック制御回路６０２は、前記時間によるタッチ位置に基づいてタッチの動きの速度を計算し（Ｓ５６０）、タッチ力データ（Ｆｄａｔａ）によるタッチ力と前記タッチの動きの速度に基づいた第２ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）を生成し（Ｓ５７０）、これらとハプティック領域をタッチ駆動回路４００に提供する。これによって、タッチ駆動回路４００は、第２ハプティックモード信号（ＨＭＳ２）によって第２ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）に応じた交流電圧（ＡＣ）を生成し、図５Ｄに示すように、前記ハプティック領域に含まれたタッチ感知電極グループの各々の電極に交流電圧（ＡＣ）を印加しながら、前記ハプティック領域に含まれるタッチ駆動電極に交流電圧（ＡＣ）を印加することによって、前記ハプティック領域に静電気力を形成して静電ハプティック効果による質感情報をユーザーに提供する（Ｓ５８０）。

一方、前記イベントタッチの有無の決定結果（Ｓ５２０）において、ユーザータッチがイベントタッチである場合（Ｓ５２０の“Ｙｅｓ”）には、ハプティック制御回路６０２は、前記第１ハプティックモード信号（ＨＭＳ１）を生成するとともに、プリセットされた第３ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）を生成し（Ｓ５９０）、これらとハプティック領域をタッチ駆動回路４００に提供する。これによってタッチ駆動回路４００は、第１ハプティックモード信号（ＨＭＳ１）によって第３ハプティックデータ（Ｈｄａｔａ）に応じた交流電圧（ＡＣ）を生成し、図５Ｃに示すように、前記ハプティック領域に含まれたタッチ駆動電極に交流電圧（ＡＣ）を印加しながら、前記ハプティック領域に含まれるタッチ感知電極グループの各々の電極に接地電圧（ＧＮＤ）を印加することによって、前記ハプティック領域に振動を形成して振動ハプティック効果によるタッチ感触情報をユーザーに提供する（Ｓ５５０）。

このように、本発明は、タッチ位置感知の時に第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）を電気的にフローティングさせた後、タッチ位置感知モードを行うことによってタッチ位置感知の効率を向上させることができ、タッチ力感知の時に第１及び第２ダミー電極（Ｄｘａ、Ｄｘｂ）をタッチ感知電極（Ｒｘ）に電気的に接続させて感知電極の面積を増加させた後で、タッチ力感知モードを行うことによってタッチ力感知の効率を向上させることができる。特に、本発明は、時分割駆動を通じてタッチ位置感知とタッチ力感知を行うが、タッチ力感知をタッチ力グループ感知とタッチ力部分感知に分けて行うことによって、時分割駆動によるタッチ駆動時間の増加による問題を改善することができる。また、本発明は、弾性誘電体部材１３０を利用してタッチ位置及びタッチ力を感知しながらも、弾性誘電体部材１３０をハプティック出力装置として利用することで、別途のハプティック出力装置を有することなくハプティック機能を実現することができる。特に、本発明は、ユーザーのイベントタッチ、静的タッチ、又は動的タッチによって、ハプティックモードを振動ハプティックモード又は静電ハプティックモードに駆動することによって、ユーザーにより効果的で多様なハプティック効果を提供することができる。

以上で説明した本発明は、前述した実施例及び添付された図面に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であるということが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとって明らかである。したがって、本発明の範囲は、後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその等価概念から導かれるすべての変更又は変形された形状が本発明の範囲に属するものと解釈しなければならない。

１００、２００、３００ タッチパネル
１１０ 第１基板
１２０ 第２基板
１３０ 弾性誘電体部材
４００ タッチ駆動回路
４１０ タイミング発生部
４２０ 駆動信号供給部
４３０ 電極接続部
４４０ 感知部
４５０ 感知データ処理部
６００ ホストシステム
６０２ ハプティック制御回路

Claims (20)

1. 第１電極と、
   前記第１電極から分離され、かつ前記第１電極と交差する第２電極と、
   前記第１及び第２電極の間に配置することで前記第１及び第２電極を分離する弾性誘電体部材を含み、
   第１ハプティックモードの時に、前記第１電極に第１電圧が印加され、前記第２電極に基準電圧が印加されることで、前記弾性誘電体部材を振動させ、
   第２ハプティックモードの時に、一つ以上の前記第２電極に第２電圧が印加されることで、前記１つ以上の前記第２電極とユーザーの指の間に静電力を生成させ、前記第１電極に第３電圧が印加されることで、前記ユーザーの指にハプティック効果を付与するために前記弾性誘電体部材を介して前記第１電極と前記ユーザーの指の間にさらなる静電力を生成させ、
   前記第２ハプティックモードの間に前記第１電極に印加される前記第３電圧は、所定の周波数の正弦波、又は矩形波であり、
   前記第２ハプティックモードの間に前記一つ以上の前記第２電極に印加される前記第２電圧は、前記所定の周波数の正弦波、又は矩形波である、タッチパネル。
2. 前記第１ハプティックモードの間、前記第１電極に印加される前記第１電圧は、前記所定の周波数とはことなる周波数の正弦波、又は矩形波である、請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記第２ハプティックモードの間に前記第１電極に印加される前記第３電圧と前記第２ハプティックモードにおいて前記一つ以上の前記第２電極に印加される前記第２電圧は、互いに同期した位相を有する、請求項１に記載のタッチパネル。
4. 第１感知モードと第２感知モードの間、前記第１電極にはタッチ駆動パルスが印加され、
   前記第２電極に対する前記タッチ駆動パルスに応答する第１タッチ感知信号は、前記第１感知モードにおいて感知され、
   前記第２電極の一部に対する前記タッチ駆動パルスに応答する第２タッチ感知信号は、前記第２感知モードにおいて感知される、請求項１に記載のタッチパネル。
5. 前記第２電極は、タッチ感知電極及び前記タッチ感知電極に隣接した隣接電極を含み、
   前記第２電極の前記一部は、前記隣接電極とは別の前記タッチ感知電極を含む、請求項４に記載のタッチパネル。
6. 前記第１感知モードの時に、前記タッチ感知電極の少なくとも一つ及び前記タッチ感知電極の前記一つに隣接した一つ以上の前記隣接電極からの前記第１タッチ感知信号を感知することで、前記タッチパネルのタッチ力が決定され、
   前記第２感知モードの時に、前記タッチ感知電極の前記一つに隣接した前記隣接電極とは別の前記タッチ感知電極の前記一つからの前記第２タッチ感知信号を感知することで、前記タッチパネルのタッチ位置が決定される、請求項５に記載のタッチパネル。
7. 前記第２感知モードの時に、前記タッチ感知電極の一つに隣接した前記隣接電極とは別の前記タッチ感知電極の前記一つからの第２タッチ感知信号を感知することで、さらに、ユーザーのシングルタッチ又はダブルタッチに対応するタッチの有無が決定される、請求項６に記載のタッチパネル。
8. 前記ユーザーのシングルタッチ又はダブルタッチに対応する前記タッチの決定に応答して、前記第１ハプティックモードの間に前記第１電極に印加される前記第１電圧はタッチ力に関係なく生成され、
   前記ユーザーのシングルタッチ又はダブルタッチに対応しない前記タッチの決定に応答して、前記第１ハプティックモードの間に前記第１電極に印加される前記第１電圧、又は前記第２ハプティックモードの間に前記一つ以上の前記第２電極に供給される前記第２電圧は、決定されたタッチ力に基づいて生成される、請求項７に記載のタッチパネル。
9. 静的タッチに対応するタッチの決定に応答して、前記第１ハプティックモードの間に前記第１電極に印加される前記第１電圧は、前記決定されたタッチ力に基づいて生成される、請求項６に記載のタッチパネル。
10. 動的タッチに対応するタッチの決定に応答して、前記第２ハプティックモードの間に前記一つ以上の前記第２電極に供給される前記第２電圧は、前記決定されたタッチ力とタッチ移動速度に基づいて生成される、請求項６に記載のタッチパネル。
11. 第１電極と前記第１電極から分離され、かつ前記第１電極と交差する第２電極、及び前記第１及び第２電極間に配置されて第１及び第２電極を分離する弾性誘電体部材を含むタッチパネルの駆動方法において、
    第１ハプティックモードの間、前記弾性誘電体部材を振動させるために、前記第１電極に第１電圧を印加し、前記第２電極に基準電圧を印加することと、
    第２ハプティックモードの間、一つ以上の前記第２電極とユーザーの指の間に静電力を生成するために、前記一つ以上の前記第２電極に第２電圧を印加することと、
    前記第２ハプティックモードの間、前記ユーザーの指にハプティック効果を付与するために前記弾性誘電体部材を介して前記第１電極と前記ユーザーの指の間にさらなる静電力を生成させるために、前記第１電極に第３電圧を印加することとを含み、
    前記第２ハプティックモードの間に前記第１電極に印加される前記第３電圧は、所定の周波数の正弦波、又は矩形波であり、
    前記第２ハプティックモードの間に前記一つ以上の前記第２電極に印加される前記第２電圧は、前記所定の周波数の正弦波、又は矩形波である、タッチパネルの動作方法。
12. 前記第１ハプティックモードの間に前記第１電極に供給される前記第１電圧は、前記所定の周波数とはことなる周波数を有する正弦波、又は矩形波である、請求項１１に記載のタッチパネルの動作方法。
13. 前記第２ハプティックモードの間、前記第１電極に印加される前記第３電圧と前記第２ハプティックモードにおいて、前記一つ以上の前記第２電極に供給される前記第２電圧は、互いに同期した位相を有する、請求項１１に記載のタッチパネルの動作方法。
14. 第１感知モード及び第２感知モードの間、前記第１電極にタッチ駆動パルスを印加することと、
    前記第１感知モードにおいて、前記第２電極に対する前記タッチ駆動パルスに応答して第１タッチ感知信号を感知することと、
    前記第２感知モードにおいて、前記第２電極の一部に対する前記タッチ駆動パルスに応答して第２タッチ感知信号を感知することとをさらに含む、請求項１１に記載のタッチパネルの動作方法。
15. 前記第２電極は、タッチ感知電極及び前記タッチ感知電極に隣接した隣接電極を含み、
    前記第２電極の前記一部は、前記隣接電極とは別の前記タッチ感知電極を含む、請求項１４に記載のタッチパネルの動作方法。
16. 前記第１感知モードの時に、前記タッチ感知電極の少なくとも一つ及び前記タッチ感知電極の前記一つに隣接した一つ以上の前記隣接電極から感知された前記第１タッチ感知信号に基づいて、前記タッチパネル上のタッチ力を決定することと、
    前記第２感知モードの時に、前記タッチ感知電極の前記一つに隣接した前記隣接電極とは別の前記タッチ感知電極の前記一つから感知された前記第２タッチ感知信号に基づいて、前記タッチパネル上のタッチ位置を決定することとを含む、請求項１５に記載のタッチパネルの動作方法。
17. ユーザーのシングルタッチ又はダブルタッチに対応するタッチの有無を決定することをさらに含む、請求項１６に記載のタッチパネルの動作方法。
18. 前記ユーザーのシングルタッチ又はダブルタッチに対応する前記タッチの決定に応答して、前記第１ハプティックモードの間、前記第１電極に印加される前記第１電圧はタッチ力に関係なく生成され、
    前記ユーザーのシングルタッチ又はダブルタッチに対応しない前記タッチの決定に応答して、前記第１ハプティックモードの間に前記第１電極に印加される前記第１電圧又は前記第２ハプティックモードの間に前記一つ以上の前記第２電極に印加される前記第２電圧は、決定されたタッチ力に基づいて生成される、請求項１７に記載のタッチパネルの動作方法。
19. 静的タッチに対応するタッチの決定に応答して、前記第１ハプティックモードの間、前記第１電極に供給される前記第１電圧は、前記決定されたタッチ力に基づいて生成される、請求項１６に記載のタッチパネルの動作方法。
20. 動的タッチに対応するタッチの決定に応答して、前記第２ハプティックモードの間、前記一つ以上の前記第２電極に供給される前記第２電圧は、前記決定されたタッチ力とタッチ移動速度に基づいて生成される、請求項１６に記載のタッチパネルの動作方法。

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