KR101789128B1 - 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로 - Google Patents

터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 구동 모드가 터치 모드인 경우, 디스플레이 패널에 위치하는 터치 전극으로 터치 구동 신호가 인가될 때, 터치 구동 신호와 대응되며 적어도 하나의 게이트 라인에 인가되기 위한 로드 프리 구동 신호를 생성하는 레벨 시프터와, 구동 모드가 디스플레이 모드인 경우 게이트 라인 구동을 위한 스캔 신호의 생성에 사용되는 스캔 전압을 출력하고, 구동 모드가 터치 모드인 경우 레벨 쉬프터에서 생성된 로드 프리 구동 신호를 출력하는 멀티플렉서를 포함하는 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로에 관한 것이다.

Description

터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로{DRIVING CIRCUIT OF DISPLAY DEVICE WITH A BUILT-IN TOUCH SCREEN}
본 발명은 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(Plasma Display), 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.
이러한 표시장치는, 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력방식을 제공한다.
이러한 터치 기반의 입력 방식을 제공하기 위해서는, 사용자의 터치 유무를 파악하고 터치 좌표를 정확하게 검출할 수 있어야 한다.
이를 위해, 종래에는, 저항막 방식, 캐패시턴스 방식, 전자기 유도 방식, 적외선 방식, 초음파 방식 등의 다양한 터치 방식 중 하나의 터치 방식을 채용하여 터치 센싱을 제공한다.
*이러한 여러 가지의 터치 방식 중에서, 터치스크린 패널에 형성된 다수의 터치 전극(예: 가로 방향 전극, 세로 방향 전극)을 통해 터치 전극 간의 캐패시턴스 또는 터치 전극과 손가락 등의 포인터 간의 캐패시턴스의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하는 캐패시턴스 터치 방식이 많이 채용되고 있다.
이러한 캐패시턴스 터치 방식의 경우, 터치 센싱에 필요한 캐패시턴스 이외에, 터치 전극 주변의 다른 전압 라인 또는 전극에 의해 불필요한 기생 캐패시턴스(Parasitic Capacitance)가 형성된다.
이와 같이, 불필요하게 형성되는 기생 캐패시턴스는, 터치 구동의 부하(Load)를 크게 하고, 터치 센싱의 정확도를 떨어뜨리거나, 심한 경우, 터치 센싱 자체가 불가능하게 하는 문제점을 야기한다.
또한, 이러한 불필요한 기생 캐패시턴스에 의한 문제점은, 터치스크린 패널(TSP: Touch Screen Panel)이 디스플레이 패널에 인 셀(In-Cell) 타입으로 내장되어 있는 인 셀 터치 타입의 표시장치에서 흔히 발생하고 있는 문제점이다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 터치 구동의 부하를 커지게 하고 터치 센싱 정확도를 떨어뜨리거나 터치 센싱 자체를 불가능하게 할 수 있는 기생 캐패시턴스의 형성을 방지하는 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로를 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은, 기생 캐패시턴스의 형성을 방지하기 위한 효율적인 게이트 라인 구동 방식을 제공하는 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 게이트 구동부 및 파워 관리 집적회로 등의 기존 구성의 설계 변경 없이도, 기생 캐패시턴스의 형성을 방지하는 것이 가능한 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로를 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 구동 모드가 터치 모드인 경우, 디스플레이 패널에 위치하는 터치 전극으로 터치 구동 신호가 인가될 때, 터치 구동 신호와 대응되며 적어도 하나의 게이트 라인에 인가되기 위한 로드 프리 구동 신호를 생성하는 레벨 시프터와, 구동 모드가 디스플레이 모드인 경우 게이트 라인 구동을 위한 스캔 신호의 생성에 사용되는 스캔 전압을 출력하고, 구동 모드가 터치 모드인 경우 레벨 쉬프터에서 생성된 로드 프리 구동 신호를 출력하는 멀티플렉서를 포함하고, 멀티플렉서는 스캔 전압을 파워 관리 집적회로로부터 입력 받는 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은, 디스플레이 패널에 배치된 복수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동부와, 디스플레이 패널에 배치된 복수의 게이트 라인을 구동하되, 구동 모드가 디스플레이 모드인 경우, 게이트 라인 구동을 위한 스캔 신호를 복수의 게이트 라인으로 순차적으로 출력하고, 구동 모드가 터치 모드인 경우, 디스플레이 패널에 위치한 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호와 대응되는 로드 프리 구동 신호를 적어도 하나의 게이트 라인으로 출력하는 게이트 구동부와, 로드 프리 구동 신호를 생성하는 레벨 시프터와, 구동 모드에 따라, 스캔 신호의 생성에 사용되는 스캔 전압 또는 로드 프리 구동 신호를 게이트 구동부로 입력해주는 멀티플렉서를 포함하는 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로를 제공할 수 있다.
이러한 구동 회로에서, 데이터 구동부는, 터치 모드 시, 모든 데이터 라인으로 터치 구동 신호와 대응되는 로드 프리 구동 신호를 출력하거나, 터치 구동 신호가 인가되는 적어도 하나의 터치 전극과 기생 캐패시터를 형성할 수 있는 위치에 형성된 적어도 하나의 데이터 라인으로 터치 구동 신호와 대응되는 로드 프리 구동 신호를 출력할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 터치 구동의 부하를 커지게 하고 터치 센싱 정확도를 떨어뜨리거나 터치 센싱 자체를 불가능하게 할 수 있는 기생 캐패시턴스의 형성을 방지하는 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로를 제공하는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 기생 캐패시턴스의 형성을 방지하기 위한 효율적인 게이트 라인 구동 방식을 제공하는 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로를 제공하는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 게이트 구동부 및 파워 관리 집적회로 등의 기존 구성의 설계 변경 없이도, 기생 캐패시턴스의 형성을 방지하는 것이 가능한 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2는 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 패널을 나타낸 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치의 구동 모드에 따라, 공통 전극으로 인가되는 신호를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치에서 발생하는 캐패시턴스 성분을 나타낸 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치에서, 구동 모드가 터치 모드인 경우, 기생 캐패시턴스를 방지하기 위하여, 데이터 라인 및 게이트 라인으로 신호를 인가하는 개념도이다.
도 6은 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치의 구동 모드에 따라, 공통 전극, 데이터 라인 및 게이트 라인으로 인가되는 신호 파형을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치의 단위 터치 전극 영역에서 신호 인가 구조를 나타낸 도면이다.
도 8은 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치에서, 게이트 구동부가 구동 모드에 따라 스캔 신호 또는 로드 프리 구동 신호를 출력하기 위한 구성도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)는, 복수의 데이터 라인(DL: Data Line) 및 복수의 게이트 라인(GL: Gate Line)이 형성되고, 복수의 터치 전극(Touch Electrode)이 형성된 패널(110)과, 복수의 데이터 라인(DL)을 구동하는 데이터 구동부(120)와, 복수의 게이트 라인(GL)을 구동하는 게이트 구동부(130)와, 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(140) 등을 포함한다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)에서, 데이터 구동부(120)는, 적어도 하나의 데이터 구동 집적회로(DDIC: Data Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다.
이러한 데이터 구동 집적회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 경우에 따라서, 패널(110)에 집적화되어 형성될 수도 있다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)에서, 게이트 구동부(130)는, 구동 방식에 따라서, 도 1에서와 같이 패널(110)의 한 측에만 위치할 수도 있고, 2개로 나누어져 패널(110)의 양측에 위치할 수도 있다.
또한, 게이트 구동부(130)는, 적어도 하나의 게이트 구동 집적회로(GDIC: Gate Driver IC)를 포함할 수 있다.
이러한 게이트 구동 집적회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 패널(110)에 직접 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서, 패널(110)에 집적화되어 형성될 수도 있다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)의 패널(110)에는, 복수의 데이터 라인(DL) 및 복수의 게이트 라인(GL)이 서로 교차하는 지점마다 픽셀(P: Pixel)이 형성될 수 있다. 여기서, 하나의 픽셀(P)은 3개 또는 4개의 서브픽셀(Sub Pixel)로 이루어진 것일 수도 있고, 하나의 서브픽셀일 수도 있다.
한편, 도 1을 참조하면, 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)의 패널(110)은, 디스플레이 패널 역할과 터치스크린 패널 역할을 모두 수행할 수 있다. 즉, 패널(110)은 디스플레이 모드 시 "디스플레이 패널(Display Panel)"로 동작하고, 터치 모드 시 "터치스크린 패널(TSP: Touch Screen Panel)"로 동작할 수 있다.
이러한 의미에서, 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)의 패널(110)은, "터치스크린 패널 일체형 디스플레이 패널" 또는 "터치스크린 패널 내장형 디스플레이 패널" 또는 "인 셀 터치 타입의 패널"이라고도 한다.
실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)의 패널(110)이 터치스크린 패널로 동작하기 위하여, 패널(110)에는 복수의 터치 전극이 형성된다.
이러한 “복수의 터치 전극”은, 구동 모드가 터치 모드인 경우에만 터치 구동 신호가 인가되는 “터치 모드 전용 전극”일 수도 있고, 디스플레이 모드 시에는 디스플레이 구동 신호(예: 공통 전압 등)가 인가되고, 터치 모드 시에는 터치 구동 신호가 인가되는 “모드 공용 전극”일 수도 있다.
만약, 복수의 터치 전극이 모드 공용 전극인 경우, 일 예로, 화상 표시를 위해 패널(110)에 블록(Block)화되어 형성된 복수의 공통 전극(CE: Common Electrode)을 복수의 터치 전극으로 활용할 수 있다. 즉, 터치 전극은, 화상 표시를 위해 모든 화소로 공급되어야 하는 공통 전압(Vcom: Common Voltage)이 인가되는 공통 전극(CE)일 수 있다.
이 경우, 패널(110)에 블록화되어 형성된 복수의 공통 전극(CE)에 해당하는 복수의 터치 전극은, 구동 모드가 디스플레이 모드인 경우, 디스플레이 구동 신호로서 공통 전압이 인가되고, 구동 모드가 터치 모드인 경우, 적어도 하나로 터치 구동 신호가 인가된다.
이와 관련하여, 예를 들어, 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)가 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)인 경우, 패널(110)에 블록화되어 형성된 복수의 공통 전극(CE)은, 화소 전압이 인가된 각 화소 전극과 대응되어 전계(Electric Filed)를 형성하기 위하여 공통 전압(Vcom)이 인가되는 공통 전극일 수 있다.
다른 예로서, 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)가 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display)인 경우, 패널(110)에 블록화되어 형성된 복수의 공통 전극(CE)은, 유기발광다이오드의 애노드 전극(화소 전극)과 대응되는 유기발광다이오드의 캐소드 전극(공통 전극)일 수도 있다. 아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 터치 전극이 디스플레이 모드 및 터치 모드 모두에서 해당하는 신호 인가가 되는 모드 공용 전극으로 구현되고, 화상 표시를 위해 공통 전압(Vcom)이 인가되는 공통 전극(CE)이 터치 전극으로 활용된 것을 예로 들어 설명한다. 따라서, 아래에서는, 터치 전극을 공통 전극(CE)으로 기재한다.
실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)의 패널(110)에 형성된 복수의 공통 전극(CE)은, 패널(110)이 디스플레이 패널 역할과 터치스크린 패널 역할을 모두 수행할 수 있도록 해주는 구성 중 하나가 이다.
이러한 복수의 공통 전극(CE)은, 디스플레이 모드 시, 공통 전압(Vcom)이 인가되는 "공통 전압 전극 역할"을 수행함으로써, 패널(110)이 디스플레이 패널 역할을 할 수 있도록 해주고, 터치 모드 시, 터치 구동 신호(TDS: Touch Driving Signal)가 인가되는 "터치 전극(Touch Electrode) 역할"을 수행함으로써, 패널(110)이 터치스크린 패널 역할을 할 수 있도록 해준다.
다시 말해, 구동 모드가 디스플레이 모드인 경우, 복수의 공통 전극(CE)으로 공통 전압(Vcom)이 인가되며, 구동 모드가 터치 모드인 경우, 복수의 공통 전극(CE) 중 적어도 하나로 터치 구동 신호(TDS)가 인가된다.
여기서, 공통 전극(CE: Common Electrode)에서 "공통(Common)"이란 용어는, 공통 전압(Vcom: Common Voltage)이 인가된다는 의미가 있기도 하지만, 공통 전극(CE)이, 디스플레이 모드에서 필요한 공통전압 전극과 터치 모드에서 필요한 터치 전극으로 모두 사용될 수 있다는 의미가 있다.
실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)는, 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display) 등 중 하나일 수 있다.
아래에서는, 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 패널(110)에 대하여, 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 패널(110)을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 패널(110)은, 디스플레이 패널 역할을 하기 위하여, 복수의 데이터 라인(DL) 및 복수의 게이트 라인(GL)이 형성되어 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 패널(110)은, 디스플레이 패널 역할과 터치스크린 패널 역할을 동시에 하기 위하여, 디스플레이 모드 시, 공통 전압(Vcom)이 인가되는 공통 전압(Vcom) 전극 역할을 하고, 터치 모드 시, 터치 구동 신호(TDS)가 인가되는 터치 전극 역할을 하는 복수의 공통 전극(CE: Common Electrode)이 형성되어 있다.
*도 2에서 예시된 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 패널(110)에는, 12개의 공통 전극(CE11, CE12, CE13, CE14, CE21, CE22, CE23, CE24, CE31, C332, CE33, CE34)이 형성되어 있다.
도 2를 참조하면, 복수의 공통 전극(CE11, CE12, CE13, CE14, CE21, CE22, CE23, CE24, CE31, C332, CE33, CE34) 각각의 크기는, 복수의 픽셀(P)의 크기와 대응될 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 복수의 공통 전극(CE11, CE12, CE13, CE14, CE21, CE22, CE23, CE24, CE31, C332, CE33, CE34) 각각은, 일 예로, 서로 분리된 블록(Block) 형태로 되어 있을 수 있다.
한편, 구동 모드에 따라, 복수의 공통 전극(CE11, CE12, CE13, CE14, CE21, CE22, CE23, CE24, CE31, C332, CE33, CE34) 각각으로 공통 전압(Vcom) 또는 터치 구동 신호(TDS)를 인가해주기 위한 신호 전달 구조를 필요로 한다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 패널(110)에는, 터치 전극에 해당하는 복수의 공통 전극(CE) 각각에 연결된 신호 라인(SL: Signal Line)이 형성될 수 있다.
즉, 패널(110)에는, 터치 전극에 해당하는 공통 전극(CE)의 개수와 동일한 개수의 신호 라인(SL)이 형성되어 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 신호 라인(SL)은, 데이터 라인(DL)과 동일한 방향으로 형성될 수 있고, 경우에 따라서는, 게이트 라인(GL)과 동일한 방향으로도 형성될 수도 있다.
도 2에서 예시된 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 패널(110)에는, 12개의 신호 라인(SL11, SL12, SL13, SL14, SL21, SL22, SL23, SL24, SL31, SL32, SL33, SL34)이 형성되어 있다.
신호 라인(SL)은, 디스플레이 모드 시, 연결된 공통 전극(CE)으로 공통 전압(Vcom)을 전달해주고, 터치 모드 시, 연결된 공통 전극(CE)으로 터치 구동 신호(TDS)를 전달해준다.
도 3은 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)의 구동 모드에 따라, 공통 전극(CE)으로 인가되는 신호(Vcom, TDS)를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)는, 디스플레이 모드와 터치 모드의 2가지 구동 모드가 있다.
도 3을 참조하면, 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)의 구동 모드는, 한 프레임 구간 내에서 디스플레이 모드와 터치 모드로 시분할 될 수 있다.
도 3을 참조하면, 한 프레임 구간 내에서, 디스플레이 모드 구간에서는, 복수의 공통 전극(CE) 모두로 공통 전압(Vcom)이 모든 신호 라인(SL)을 통해 인가된다.
도 3을 참조하면, 한 프레임 구간 내에서, 디스플레이 모드 구간에 이어서 오는 터치 모드에서는, 터치 전극에 해당하는 복수의 공통 전극(CE) 중 하나로 터치 구동 신호(TDS)가 해당 신호 라인(SL)을 통해 순차적으로 인가된다.
이때, 터치 구동 신호(TDS)가 하나의 공통 전극(CE)에 인가될 때, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 하나의 공통 전극(CE)과 인접한 적어도 하나의 공통 전극으로도 터치 구동 신호(TDS)가 동시에 인가될 수 있다.
전술한 바와 같이, 터치 모드 구간에서는, 터치 전극에 해당하는 공통 전극(CE)으로 터치 구동 신호(TDS)가 순차적으로 인가되어 터치 센싱(Touch Sensing) 동작이 이루어진다.
이와 관련하여, 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)는, 터치 방식으로서, 터치스크린 패널 역할을 하는 패널(110)에 터치 전극으로서 형성된 다수의 공통 전극(CE)을 통해 캐패시턴스의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하는 캐패시턴스 터치 방식을 채용할 수 있다.
이러한 캐패시턴스 터치 방식은, 일 예로, 상호 캐패시턴스(Mutual Capacitance) 터치 방식과 자기 캐패시턴스(Self Capacitance) 터치 방식 등으로 나눌 수 있다.
먼저, 캐패시턴스 터치 방식의 한 종류인 상호 캐패시턴스 터치 방식은, 가로 방향 전극(동일한 행에 배치된 공통 전극의 집합을 하나의 가로 방향 전극으로 볼 수 있음) 및 세로 방향 전극(동일한 열에 배치된 공통 전극의 집합을 하나의 세로 방향 전극으로 볼 수 있음) 중 한 방향의 전극이 구동 전압(터치 구동 신호)이 인가되는 Tx 전극(구동 전극이라고도 함)이 되고, 다른 한 방향의 전극이 전압이 센싱되는 전극으로서 Tx 전극과 캐패시턴스(상호 캐패시턴스)를 형성하는 Rx 전극(센싱 전극이라고도 함)이 되어, 손가락, 펜 등의 포인터의 유무에 따른 Tx 전극과 Rx 전극 간의 캐패시턴스(상호 캐패시턴스)의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하는 터치 방식이다.
다음으로, 캐패시턴스 터치 방식의 다른 한 종류인 자기 캐패시턴스 터치 방식은, 터치 전극 역할을 하는 공통 전극(CE)이 손가락, 펜 등의 포인터와 캐패시턴스(자기 캐패시턴스)를 형성하고, 손가락, 펜 등의 포인터의 유무에 따른 터치 전극과 포인트 간의 캐패시턴스 값을 측정하여 이를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하는 방식이다. 이러한 자기 캐패시턴스 터치 방식은, 상호 캐패시턴스 터치 방식과는 다르게, 터치 전극 역할을 하는 공통 전극(CE) 각각을 통해 구동 전압(터치 구동 신호)이 인가되고 동시에 센싱 된다.
실시예에 따른 터치스크린 패널 일체형 표시장치(100)는, 전술한 2가지의 캐패시턴스 터치 방식(상호 캐패시턴스 터치 방식, 자기 캐패시턴스 터치 방식) 중 하나를 채용할 수 있다. 다만, 본 명세서에서는, 설명의 편의를 위해, 자기 캐패시턴스 터치 방식이 채용된 것으로 가정하여 실시예를 설명한다.
도 4는 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)에서 발생하는 캐패시턴스 성분을 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이, 공통 전극(CE)은, 터치 모드에서는 터치 구동 신호가 인가되어 터치 전극으로 사용되고, 디스플레이 모드에서는 모든 화소(Pixel)들로 공급되어야 하는 공통 전압(Vcom)이 인가되어 공통 전압 전극으로 사용되는 모드 공용 전극이다. 도 4를 참조하면, 터치 모드 구간에서, 이러한 공통 전극(CE)은, 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하기 위해, 손가락 및 펜 등의 포인터와 캐패시턴스(Cself)를 형성하기도 하지만, 디스플레이 용도의 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)과도 기생 캐패시턴스(Cpara: Parasitic Capacitance, Cpara1, Cpara2)를 불필요하게 형성할 수 있다.
이러한 터치 모드 시 불필요하게 발생되는 기생 캐패시턴스(Cpara1, Cpara2)는, 터치 구동의 큰 부하(Load)로 작용하며, 터치 센싱 정확도를 떨어뜨리거나 터치 센싱 자체를 불가능하게 하기도 한다.
이러한 기생 캐패시턴스(Cpara)는 표시장치(100) 또는 표시패널(110)의 크기가 커질수록 더욱 커져, 터치 센싱에 더욱 큰 문제를 야기할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)는, 터치 구동을 위한 큰 부하로 작용하는 기생 캐패시터(Cpara)의 형성을 방지하기 위한 방안을 제공한다. 이에 대하여, 아래에서 더욱 상세하게 설명한다.
도 5는 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)에서, 구동 모드가 터치 모드인 경우, 기생 캐패시턴스(Cpara)를 방지하기 위하여, 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)으로 신호를 인가하는 개념도이다.
도 5를 참조하면, 터치 모드 구간에서, 터치 전극에 해당하는 공통 전극(CE)으로 터치 구동 신호(TDS)가 인가되었을 때, 공통 전극(CE)과 게이트 라인(GL) 간의 전위차를 없애주면, 공통 전극(CE)과 게이트 라인(GL) 사이에 기생 캐패시턴스가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
도 5를 참조하면, 공통 전극(CE)과 게이트 라인(GL) 간의 전위차를 없애주기 위하여, 게이트 구동부(130)는, 터치 모드 시, 터치 전극에 해당하는 공통 전극(CE)에 인가되는 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 로드 프리 구동 신호(Load Free Driving Signal, LFDS_gate)를 적어도 하나의 게이트 라인으로 출력할 수 있다.
게이트 구동부(130)는, 모든 게이트 라인으로 로드 프리 구동 신호(LFDS_gate)를 출력할 수도 있고, 터치 구동 신호(TDS)가 인가되는 적어도 하나의 공통 전극(CE)과 대응하는 위치, 즉, 터치 구동 신호(TDS)가 인가되는 적어도 하나의 공통 전극(CE)과 기생 캐패시터를 형성할 수 있는 위치에 형성된 적어도 하나의 게이트 라인으로 로드 프리 구동 신호(LFDS_gate)를 출력할 수도 있다.
게이트 라인(GL)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(LFDS_gate)는, 일 예로, 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 신호일 수 있다.
가령, 터치 구동 신호(TDS)가 도 5에 도시된 바와 같이 일정 전압 폭을 갖고 하이 레벨과 로우 레벨로 변화되는 구형파 형태로 변조된 신호인 경우, 게이트 라인(GL)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(LFDS_gate)는, 터치 구동 신호(TDS)의 전압폭 및 위상 등이 동일할 수 있다.
또한, 마찬가지로, 도 5를 참조하면, 터치 모드 구간에서, 터치 전극에 해당하는 공통 전극(CE)으로 터치 구동 신호(TDS)가 인가되었을 때, 공통 전극(CE)과 데이터 라인(DL) 간의 전위차를 없애주면, 공통 전극(CE)과 데이터 라인(DL) 사이에 기생 캐패시턴스가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
도 5를 참조하면, 공통 전극(CE)과 데이터 라인(DL) 간의 전위차를 없애주기 위하여, 데이터 구동부(120)는, 터치 모드인 경우, 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 로드 프리 구동 신호(LFDS_data)를 복수의 데이터 라인(DL) 중 적어도 하나로 출력할 수 있다.
데이터 구동부(120)는, 모든 데이터 라인으로 로드 프리 구동 신호(LFDS_data)를 출력할 수도 있고, 터치 구동 신호(TDS)가 인가되는 적어도 하나의 공통 전극(CE)과 대응하는 위치, 즉, 터치 구동 신호(TDS)가 인가되는 적어도 하나의 공통 전극(CE)과 기생 캐패시터를 형성할 수 있는 위치에 형성된 적어도 하나의 데이터 라인으로 로드 프리 구동 신호(LFDS_data)를 출력할 수도 있다.
데이터 라인(DL)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(LFDS_data)는, 일 예로, 공통 전극(CE)으로 인가되는 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 신호일 수 있다.
가령, 터치 구동 신호(TDS)가 도 5에 도시된 바와 같이 일정 전압 폭을 갖고 하이 레벨과 로우 레벨로 변화되는 구형파 형태로 변조된 신호인 경우, 데이터 라인(DL)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(LFDS_data)는, 터치 구동 신호(TDS)의 전압폭 및 위상 등이 동일할 수 있다.
한편, 게이트 라인(GL)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(LFDS_gate)과 데이터 라인(DL)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(LFDS_data)는 동일할 수 있다.
일 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)에서, "로드 프리 구동 신호(LFDS: Load Free Driving Signal)"는, 데이터 라인에 출력되는 로드 프리 구동 신호(LFDS_data)와 게이트 라인에 출력되는 로드 프리 구동 신호(LFDS_gate)가 있는데, 이는, 기생 캐패새터를 방지하기 위한 추가적인 신호로서, 터치 센싱 동작 및 디스플레이 동작에는 영향을 끼치지 않는 신호로서, 터치 전극 역할을 하는 공통 전극(CE)에 인가되는 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 신호이다.
도 6은 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)의 구동 모드(디스플레이 모드, 터치 모드)에 따라, 공통 전극(CE), 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)으로 인가되는 신호 파형을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 구동 모드가 디스플레이 모드인 경우, 데이터 구동부(120)는 데이터 전압(Vdata)을 데이터 라인(DL)을 통해 출력한다. 게이트 구동부(130)는, 한 프레임 구간 동안, 하이 레벨 전압(VGH)을 갖는 짧은 구간이 한번 존재하고 나머지 긴 구간 동안 로우 레벨 전압(VGL)을 갖는 스캔 신호를 해당 게이트 라인(GL)으로 출력한다.
또한, 구동 모드가 디스플레이 모드인 경우, 후술할 공통전압 공급부(도 7의 720)에서 공급되는 공통 전압(Vcom)은, 복수의 신호 라인(도 2의 SL11, SL12, SL13, SL14, SL21, SL22, SL23, SL24, SL31, SL32, SL33, SL34)을 통해 복수의 공통전극(도 2의 CE11, CE12, CE13, CE14, CE21, CE22, CE23, CE24, CE31, CE32, CE33, CE34)으로 인가된다.
이때, 공통 전압(Vcom)은, 공통전압 공급부(도 7의 720)에서 데이터 구동부(120)로 전달되었다가, 데이터 구동부(120)에 의해, 복수의 신호 라인(SL11, SL12, SL13, SL14, SL21, SL22, SL23, SL24, SL31, SL32, SL33, SL34)으로 출력될 수도 있다. 또한, 경우에 따라서, 공통 전압(Vcom)은, 데이터 구동부(120)를 통하지 않고, 공통전압 공급부(도 7의 720)에서 복수의 신호 라인(SL11, SL12, SL13, SL14, SL21, SL22, SL23, SL24, SL31, SL32, SL33, SL34)으로 바로 출력될 수도 있다.
한편, 구동 모드가 터치 모드인 경우, 터치 구동 신호(TDS)는, 복수의 신호 라인(SL11, SL12, SL13, SL14, SL21, SL22, SL23, SL24, SL31, SL32, SL33, SL34) 중 적어도 하나를 통해 터치 전극에 해당하는 복수의 공통 전극(CE11, CE12, CE13, CE14, CE21, CE22, CE23, CE24, CE31, CE32, CE33, CE34) 중 적어도 하나로 인가된다.
이때, 일 예로, 터치 구동 신호(TDS)는, 후술할 터치 센싱 유닛(도 7의 710)에서 생성되어, 데이터 구동부(120)를 통해, 복수의 신호 라인(SL11, SL12, SL13, SL14, SL21, SL22, SL23, SL24, SL31, SL32, SL33, SL34) 중 적어도 하나로 출력될 수 있다.
또한, 경우에 따라서, 터치 구동 신호(TDS)는, 후술할 터치 센싱 유닛(도 7의 710)에서 생성되어, 복수의 신호 라인(SL11, SL12, SL13, SL14, SL21, SL22, SL23, SL24, SL31, SL32, SL33, SL34) 중 적어도 하나로 바로 출력될 수도 있다.
또한, 구동 모드가 터치 모드인 경우, 터치 구동 신호(TDS)가 복수의 신호 라인(SL11, SL12, SL13, SL14, SL21, SL22, SL23, SL24, SL31, SL32, SL33, SL34) 중 적어도 하나를 통해 터치 전극에 해당하는 복수의 공통전극(CE11, CE12, CE13, CE14, CE21, CE22, CE23, CE24, CE31, CE32, CE33, CE34) 중 적어도 하나로 인가될 때, 데이터 구동부(120)는 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 로드 프리 구동 신호(LFDS_data)를 데이터 라인(DL)으로 출력하고, 게이트 구동부(130)는 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 로드 프리 구동 신호(LFDS_gate)를 게이트 라인(GL)으로 출력할 수 있다.
도 7은 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)의 단위 터치 전극 영역에서 신호 인가 구조를 나타낸 도면이다.
먼저, 도 7을 참조하면, 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)는, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 적어도 하나의 공통 전극(CE), 즉, 적어도 하나의 터치 전극에 대하여, 터치 유무 및 터치 좌표를 검출하기 위한 캐패시턴스 변화를 측정하는 터치 센싱 유닛(710)과, 복수의 공통 전극(CE)으로 모두 인가될 공통 전압(Vcom)을 공급하는 공통 전압 공급부(720)를 더 포함할 수 있다.
전술한 터치 센싱 유닛(710)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 데이터 구동부(120)의 외부에 별도로 구성될 수도 있고, 경우에 따라서는, 데이터 구동부(120)의 내부에 포함될 수 있다.
이와 관련하여, 데이터 구동부(120)는, 적어도 하나의 데이터 구동 집적회로(DDIC: Data Driver Integrated Circuit, "소스 구동 집적회로(SDIC: Source Driver IC)"라고도 함)로 구현될 수 있다. 터치 센싱 유닛(710)은 데이터 구동 집적회로(DDIC)의 외부에 별도의 터치 집적회로(Touch IC)로 구현되거나, 데이터 구동 집적회로(DDIC)의 내부에 적어도 하나의 터치 센싱 유닛(710)이 포함되어 원 칩(One Chip)으로 구현될 수도 있다.
도 7은 도 2에 예시된 복수의 공통 전극(CE11, CE12, CE13, CE14, CE21, CE22, CE23, CE24, CE31, CE32, CE33, CE34) 중 1행 1열에 있는 공통 전극(CE11)을 예로 들어, 이러한 하나의 공통 전극(CE11)이 형성된 단위 공통 전극 영역에서의 신호 인가 구조를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 하나의 공통 전극(CE11)이 형성된 단위 공통 전극 영역에는, i개의 데이터 라인(DL1~DLi, i=1, 2, ...)과 j개의 게이트 라인(GL1~GLj, j=1, 2, ...)이 형성되어 있다.
또한, 도 7을 참조하면, 하나의 공통 전극(CE11)이 형성된 단위 공통 전극 영역에는, 일 예로, i개의 데이터 라인(DL1~DLi, i=1, 2, ...)과 j개의 게이트 라인(GL1~GLj, j=1, 2, ...)이 서로 교차하는 지점마다 i*j 개의 픽셀(P)이 정의된다.
도 7을 참조하면, 하나의 공통 전극(CE11)이 형성된 단위 공통 전극 영역에 형성된 i*j 개의 픽셀(P) 각각은, 1개의 데이터 라인 및 1개의 게이트 라인이 연결되고, 공통 전압(Vcom)이 전달되는 내부 신호 라인(ISL: Inner Signal Line)이 연결된다.
여기서, 내부 신호 라인(ISL)은 하나의 공통 전극(CE11)과 데이터 구동부(120) 사이를 연결해주고 공통 전압(Vcom) 또는 터치 구동 신호(TDS)가 전달되는 신호 라인(SL11)과 구별되는 라인으로서, 신호 라인(SL11)과 연결되어 단위 공통 전극 영역 내부에 형성된 신호 라인이다.
먼저, 구동 모드가 디스플레이 모드인 경우, 각종 신호(데이터 전압, 스캔 신호, 공통 전압)의 인가(공급)에 대하여 설명한다.
도 7을 참조하면, 구동 모드가 디스플레이 모드인 경우, 데이터 구동부(120)는, i개의 데이터 라인 멀티플렉서(MUXd1~MUXdi)를 통해, i개의 데이터 라인(DL1~DLi)으로 해당 데이터 전압(Vdata; "화소 전압"이라고도 함)을 공급한다.
도 7을 참조하면, 구동 모드가 디스플레이 모드인 경우, 게이트 구동부(130)는, j개의 게이트 라인(GL1~GLj) 중 하나의 게이트 라인에는 턴 온 전압 레벨의 스캔 신호(예: VGH)를 공급하고, 나머지의 게이트 라인에는 턴 오프 전압 레벨의 스캔 신호(예: VGL)을 공급하여, j개의 게이트 라인(GL1~GLj)을 순차적으로 구동시킨다.
도 7을 참조하면, 구동모드가 디스플레이 모드인 경우, 공통 전압 공급부(720)는, 일 예로, 데이터 구동부(120)의 공통 전극 멀티플렉서(MUXs)를 통해, 신호 라인(SL11) 및 내부 신호 라인(ISL)으로 공통 전압(Vcom)을 출력함으로써, 해당 단위 공통 전극 영역에 해당하는 공통 전극(CE11)으로 공통 전압(Vcom)을 인가해준다. 이때, 모든 공통 전극(CE11, CE12, CE13, CE14, CE21, CE22, CE23, CE24, CE31, CE32, CE33, CE34)에 공통 전압(Vcom)이 인가된다.
다음으로, 구동모드가 터치 구동모드인 경우, 신호 인가(공급)에 대하여 설명한다.
도 7을 참조하면, 구동 모드가 터치 모드인 경우, 일 예로, 터치 센싱 유닛(710)은, 데이터 구동부(120)의 공통 멀티플렉서(MUXs)를 통해, 필요한 경우, 해당 단위 공통 전극 영역에 해당하는 공통 전극(CE11)으로 터치 구동 신호(TDS)를 공급한다.
또한, 도 7을 참조하면, 구동 모드가 터치 모드인 경우, 일 예로, 터치 센싱 유닛(710)은, 게이트 구동부(130)는, 필요한 경우, j개의 게이트 라인(GL1~GLj)으로 터치 구동 신호(TDS)와 위상 및 전압 폭 등이 대응되는 로드 프리 구동 신호(LFDS_gate)를 인가한다.
또한, 도 7을 참조하면, 구동 모드가 터치 모드인 경우, 일 예로, 터치 센싱 유닛(710)은, 데이터 구동부(120)의 i개의 데이터 라인 멀티플렉서(MUXd1~MUXdi)를 통해, 필요한 경우, i개의 데이터 라인(DL1~DLi)으로 터치 구동 신호(TDS)와 위상 및 전압 폭 등이 대응되는 로드 프리 구동 신호(LFDS_data)를 인가한다.
한편, 도 7에 도시된 i개의 데이터 라인 멀티플렉서(MUXd1~MUXdi)는, 하나의 데이터 라인 멀티플렉서로 구현될 수도 있다.
도 7에서, 게이트 구동부(130)가 스캔 신호 또는 로드 프리 구동 신호(LFDS_gate)를 게이트 라인으로 출력하는 구조 및 방식에 대하여, 도 8을 참조하여, 더욱 상세하게 설명한다.
도 8은 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)에서, 게이트 구동부(130)가 구동 모드에 따라 스캔 신호(Scan Signal) 또는 로드 프리 구동 신호(LFDS_gate)를 출력하기 위한 구성도이다.
도 8을 참조하면, 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)에서, 게이트 구동부(130)는, 디스플레이 모드 시, 스캔 신호(Scan Signal)를 해당 게이트 라인(GL)으로 출력하고, 터치 모드 시, 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 로드 프리 구동 신호(LFDS_gate)를 해당 게이트 라인(GL)으로 출력한다.
도 8을 참조하면, 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)는, 게이트 구동부(130)가 스캔 신호(VGH, VGL)와 로드 프리 구동 신호(LFDS_gate) 중 하나를 선택적으로 게이트 라인으로 출력할 수 있도록 해주는 회로부(800)를 더 포함한다.
도 8을 참조하면, 이러한 회로부(800)는, 입력된 타이밍 신호(Timing Signal)에 근거하여, 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 로드 프리 구동 신호(LFDS_gate)를 생성하는 레벨 시프터(L/S: Level Shifter, 810)와, 입력된 스캔 전압(VGH, VGL)과 입력된 로드 프리 구동 신호(LFDS_gate) 중 하나를 선택적으로 게이트 구동부(130)로 출력하는 멀티플렉서(Multiplexer, 820)를 포함할 수 있다.
위에서 언급한 타이밍 신호는, 레벨 시프터(810)가 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 로드 프리 구동 신호(LFDS_gate)를 생성하는데 필요한 일종의 클럭 신호(Clock Signal)이다.
도 8을 참조하면, 예를 들어, 레벨 시프터(810)는, 입력된 타이밍 신호에 근거하여, 스캔 전압(예: 로우 레벨의 스캔 전압(VGL))을 터치 구동 신호(TDS)에 동기화하여 변조(Modulation) 함으로써, 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 로드 프리 구동 신호(LFDS_gate)를 생성할 수 있다.
한편, 도 8을 참조하면, 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)는, 로드 프리 구동 신호(LFDS_gate)의 생성에 필요한 타이밍 신호를 레벨 시프터(810)로 출력하는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU: Micro Control Unit, 830)을 더 포함할 수 있다.
전술한 마이크로 컨트롤 유닛(830)은, 타이밍 컨트롤러(140)로부터 터치 인에이블 신호(Touch Enable Signal)를 입력받고, 입력된 터치 인에이블 신호를 멀티플렉서(820)로 출력할 수 있다.
전술한 멀티플렉서(820)는, 타이밍 컨트롤러(140) 또는 마이크로 컨트롤 유닛(830)으로부터 입력된 터치 인에이블 신호에 근거하여, 스캔 전압(VGH, VGL)과 로드 프리 구동 신호(LFDS_gate) 중 하나를 선택적으로 게이트 구동부(130)로 출력할 수 있다. 이에 따라, 게이트 구동부(130)는 하이 레벨 전압(VGH) 또는 로우 레벨 전압(VGL)의 스캔 전압에 따라 스캔 신호를 생성하여 게이트 라인으로 출력하거나, 로드 프리 구동 신호(LFDS_gate)를 게이트 라인으로 출력한다.
여기서, 터치 인에이블 신호는, 구동 모드에 따라 달라질 수 있다.
예를 들어, 구동 모드가 디스플레이 모드인 경우, 터치 인에이블 신호는 로우 레벨(Low Level)의 신호일 수 있고, 구동 모드가 터치 모드인 경우, 터치 인에이블 신호는 하이 레벨(high Level)의 신호일 수 있다.
이러한 터치 인에이블 신호에 의해, 레벨 시프터(810) 및 멀티플렉서(820)는, 현재 동작 시점이 디스플레이 모드 구간인지 터치 모드 구간인지를 인식할 수 있다.
전술한 마이크로 컨트롤 유닛(830)은, 데이터 구동부(120)의 외부에 포함될 수도 있지만, 데이터 구동부(120)의 내부에 포함될 수도 있다.
즉, 마이크로 컨트롤 유닛(830)은 데이터 구동부(120)를 이루는 데이터 구동 집적회로(DDIC)와는 별도의 유닛으로 포함될 수도 있고, 데이터 구동 집적회로(DDIC) 내부에 포함되는 내부 유닛으로 구현될 수도 있다.
한편, 도 8을 참조하면, 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)는, 스캔 전압(VGH, VGL)을 멀티플렉서(820)로 출력하는 파워 관리 집적회로(840)를 더 포함할 수 있다.
이러한 파워 관리 집적회로(840)는, 데이터 구동부(120)의 외부에 포함될 수도 있지만, 데이터 구동부(120)의 내부에 포함될 수도 있다.
즉, 파워 관리 집적회로(840)는 데이터 구동부(120)를 이루는 데이터 구동 집적회로(DDIC)와는 별도의 유닛으로 포함될 수도 있고, 데이터 구동 집적회로(DDIC) 내부에 포함되는 내부 유닛으로 구현될 수도 있다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 회로부(800)는, 게이트 구동부(130)의 외부에 별도의 구성으로 구현될 수 있다. 이 경우, 게이트 구동부(130), 타이밍 컨트롤러(140), 마이크로 컨트롤 유닛(830) 및 파워 관리 집적회로(840)의 어떠한 설계 변경 없이도, 게이트 구동부(130)가 스캔 신호(VGH, VGL)와 로드 프리 구동 신호(LFDS_gate) 중 하나를 선택적으로 게이트 라인으로 출력할 수 있도록 해주는 기능을 구현할 수 있다.
물론, 회로부(800)는, 게이트 구동부(130)의 내부 유닛으로 포함될 수도 있다.
또한, 회로부(800)는, 데이터 구동부(120)가 배치될 수 있는 소스 인쇄회로기판(Source PCB(Printed Circuit Board)) 상에 배치될 수도 있으며, 타이밍 컨트롤러(140) 등이 배치될 수도 있는 컨트롤 인쇄회로기판(Control PCB) 상에 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 패널(110) 상에 칩(Chip) 형태로 실장되어 배치될 수도 있다.
한편, 실시예에 따른 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)에서, 타이밍 컨트롤러(140)는, 도 1과 같이, 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130) 등과는 별도의 구성으로 구현될 수도 있지만, 경우에 따라서는, 데이터 구동부(120), 즉, 데이터 구동 집적회로(DDIC)에 포함된 데이터 구동부(120)의 내부에 포함될 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 터치 구동의 부하를 커지게 하고 터치 센싱 정확도를 떨어뜨리거나 터치 센싱 자체를 불가능하게 할 수 있는 기생 캐패시턴스의 형성을 방지하는 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)를 제공하는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 기생 캐패시턴스의 형성을 방지하기 위한 효율적인 게이트 라인 구동 방식을 제공하는 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)를 제공하는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 게이트 구동부(130) 및 파워 관리 집적회로(840) 등의 기존 구성의 설계 변경 없이도, 기생 캐패시턴스의 형성을 방지하는 것이 가능한 인 셀 터치 타입의 표시장치(100)를 제공하는 효과가 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표시장치
110: 패널
120: 데이터 구동부
130: 게이트 구동부
710: 터치 센싱 유닛
720: 공통 전압 공급부
800: 회로부
810: 레벨 시프터
820: 멀티플렉서
CE: 공통 전극(Common Electrode)
SL: 신호 라인(Signal Line)
DL: 데이터 라인(Data Line)
GL: 게이트 라인(Gate Line)
TDS: 터치 구동 신호(Touch Driving Signal)
LFDS_data, LFDS_gate: 로드 프리 구동 신호(Load Free Driving Signal)

Claims (13)

  1. 구동 모드가 터치 모드인 경우, 디스플레이 패널에 위치하는 터치 전극으로 터치 구동 신호가 인가될 때, 상기 터치 구동 신호와 대응되며 적어도 하나의 게이트 라인에 인가되기 위한 로드 프리 구동 신호를 생성하는 레벨 시프터; 및
    상기 구동 모드에 따라, 상기 구동 모드가 디스플레이 모드인 경우 게이트 라인 구동을 위한 스캔 신호의 생성에 사용되는 스캔 전압을 출력하고, 상기 구동 모드가 상기 터치 모드인 경우 상기 레벨 쉬프터에서 생성된 상기 로드 프리 구동 신호를 출력하는 멀티플렉서를 포함하고,
    상기 멀티플렉서는 상기 스캔 전압을 파워 관리 집적회로로부터 입력받고,
    상기 적어도 하나의 게이트 라인에 인가된 로드 프리 구동 신호는,
    다수의 하이 레벨 전압 구간과 다수의 로우 레벨 전압 구간을 갖는 신호이고, 상기 터치 전극에 인가된 터치 구동 신호와 동일한 위상을 갖는 것을 특징으로 하는 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 터치 전극의 영역에는 둘 이상의 게이트 라인이 배치되는 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 각 터치 전극은,
    상기 터치 모드 시에만 상기 터치 구동 신호가 인가되는 터치 모드 전용 전극이거나,
    상기 디스플레이 모드 시에는 디스플레이 구동 신호가 인가되고, 상기 터치 모드 시에는 상기 터치 구동 신호가 인가되는 모드 공용 전극인 것을 특징으로 하는 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 모드 시, 상기 멀티플렉서에서 출력된 상기 스캔 전압을 토대로 상기 스캔 신호를 생성하여 해당 게이트 라인으로 출력하고, 상기 터치 모드 시, 상기 멀티플렉서에서 출력된 상기 로드 프리 구동 신호를 모든 게이트 라인 또는 적어도 하나의 게이트 라인으로 출력하는 게이트 구동부를 더 포함하는 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로.
  5. 디스플레이 패널에 배치된 복수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동부;
    상기 디스플레이 패널에 배치된 복수의 게이트 라인을 구동하되, 구동 모드가 디스플레이 모드인 경우, 게이트 라인 구동을 위한 스캔 신호를 상기 복수의 게이트 라인으로 순차적으로 출력하고, 상기 구동 모드가 터치 모드인 경우, 디스플레이 패널에 위치한 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호와 대응되는 로드 프리 구동 신호를 적어도 하나의 게이트 라인으로 출력하는 게이트 구동부;
    상기 로드 프리 구동 신호를 생성하는 레벨 시프터; 및
    상기 구동 모드에 따라, 상기 스캔 신호의 생성에 사용되는 스캔 전압 또는 상기 로드 프리 구동 신호를 상기 게이트 구동부로 입력해주는 멀티플렉서를 포함하고,
    상기 데이터 구동부는,
    상기 터치 모드 시,
    모든 데이터 라인으로 상기 터치 구동 신호와 대응되는 로드 프리 구동 신호를 출력하거나,
    상기 터치 구동 신호가 인가되는 적어도 하나의 터치 전극과 기생 캐패시터를 형성할 수 있는 위치에 형성된 적어도 하나의 데이터 라인으로 상기 터치 구동 신호와 대응되는 로드 프리 구동 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 레벨 시프터는,
    입력된 타이밍 신호에 근거하여, 상기 스캔 전압을 상기 터치 구동 신호에 동기화하여 변조함으로써, 상기 터치 구동 신호와 대응되는 상기 로드 프리 구동 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 로드 프리 구동 신호의 생성에 필요한 상기 타이밍 신호를 상기 레벨 시프터로 출력하는 마이크로 컨트롤 유닛을 더 포함하는 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤 유닛은,
    상기 데이터 구동부 및 상기 게이트 구동부를 제어하는 타이밍 컨트롤러로부터 터치 인에이블 신호를 입력받고, 상기 터치 인에이블 신호를 상기 멀티플렉서로 출력하는 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 멀티플렉서는,
    상기 타이밍 컨트롤러 또는 상기 마이크로 컨트롤 유닛으로부터 입력된 터치 인에이블 신호에 근거하여, 상기 스캔 전압과 상기 로드 프리 구동 신호 중 하나를 선택적으로 상기 게이트 구동부로 출력하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤 유닛은,
    상기 데이터 구동부의 내부 또는 외부에 포함되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 데이터 구동부 및 상기 게이트 구동부를 제어하는 타이밍 컨트롤러를 더 포함하되, 상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 데이터 구동부의 내부에 포함되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 터치 구동 신호가 인가된 상기 적어도 하나의 터치 전극에 대하여, 터치 유무 및 터치 좌표를 검출하기 위한 캐패시턴스 변화를 측정하는 터치 센싱 유닛을 더 포함하는 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 터치 센싱 유닛은,
    상기 데이터 구동부의 내부 또는 외부에 포함되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 내장형 디스플레이 패널을 갖는 표시 장치의 구동 회로.
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