JP2015122057A - タッチスクリーンパネル一体型表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

タッチスクリーンパネル一体型表示装置及びその駆動方法 Download PDF

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Abstract

【課題】タッチセンシングの正確度を低下する虞のある寄生キャパシタンスの形成を防止しうるタッチスクリーンパネル一体型表示装置及びその駆動方法を提供する。
【解決手段】複数のデータラインが第1方向に沿って形成され、複数のゲートラインが第2方向に沿って形成され、複数の電極群にグループ化される複数の電極が形成されたパネルと、駆動モードがタッチ駆動モードである場合に、複数の電極の全体又は一部にタッチ駆動信号を印加するタッチ集積回路と、駆動モードがディスプレイ駆動モードである場合に、複数のデータラインにデータ電圧を供給するデータ駆動部と、駆動モードがディスプレイ駆動モードである場合に、複数のゲートラインにスキャン信号を順次に供給するゲート駆動部と、を有し、駆動モードがタッチ駆動モードである場合に、タッチ駆動信号又はタッチ駆動信号に対応する信号を複数のゲートラインの全体又は一部に印加する。
【選択図】図1

Description

本発明は、タッチスクリーンパネル一体型表示装置及びその駆動方法に関する。
情報化社会の発展につれ、画像を表示するための表示装置に関する要求が様々な形態で高まっており、近年では、液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display)、プラズマ表示装置(PDP:Plasma Display Panel)、有機電界発光表示装置(OLED:Organic Light Emitting Diode Display Device)などの多様な表示装置が活用されている。
このような表示装置には、ボタン、キーボード、マウスなどの通常の入力方式から脱皮し、ユーザが簡単に情報、又は命令を直観的、且つ便利に入力できるようにするタッチ基盤の入力方式が提供されている。
このようなタッチ基盤の入力方式を提供するためには、ユーザのタッチの有無を把握してタッチ座標を正確に検出することができなければならない。
そのため、従来は、抵抗膜方式、キャパシタンス方式、電磁誘導方式、赤外線方式、超音波方式などの様々なタッチ方式のいずれか一つのタッチ方式を採用してタッチセンシングを実現していた。
これら様々なタッチ方式のうち、タッチスクリーンパネルに形成された多数のタッチ電極(例:横方向の電極、縦方向の電極)を介してタッチ電極の間のキャパシタンス若しくはタッチ電極と指などのポインターとの間のキャパシタンスの変化を基にタッチの有無及びタッチ座標などを検出するキャパシタンスタッチ方式が数多く採用されている。
特開2014−115613号公報
このようなキャパシタンスタッチ方式の場合、タッチセンシングに必要なキャパシタンス以外に、タッチ電極周辺の他の電圧ライン若しくは電極によって不要な寄生キャパシタンス(Parasitic Capacitance)が形成される。
このように不要に形成される寄生キャパシタンスは、タッチ駆動の負荷(Load)を大きくしてタッチセンシングの正確度を低下したり、酷い場合には、タッチセンシング自体を不可能にしたりするなどの問題をもたらす。
このような不要な寄生キャパシタンスによる問題点は、中大型以上のディスプレイにおいてより深刻に発生する。
また、このような不要な寄生キャパシタンスによる問題点は、タッチスクリーンパネル(TSP:Touch Screen Panel)がインセル型(In−Cell)でディスプレイパネルに内蔵されたタッチスクリーンパネル一体型表示装置において頻繁に発生しており、中大型以上のインセル型のタッチスクリーンパネルの具現化を不可能にする要因となる。
このような背景から、本発明の目的は、タッチ駆動の負荷を大きくしてタッチセンシングの正確度を低下したり、タッチセンシング自体を不可能にしたりする虞のある寄生キャパシタンスの形成を防止するタッチスクリーンパネル一体型表示装置及びその駆動方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、従来は寄生キャパシタンスによって具現化できなかった中大型以上のタッチスクリーンパネル一体型表示装置を提供することである。
上記目的を達成するための本発明の一側面によれば、本発明は、複数のデータラインが第1方向に沿って形成され、複数のゲートラインが第2方向に沿って形成され、複数の電極群にグループ化される複数の電極が形成されたパネルと、駆動モードがタッチ駆動モードである場合に、上記複数の電極の全体又は一部にタッチ駆動信号を印加するタッチ集積回路と、上記駆動モードがディスプレイ駆動モードである場合に、上記複数のデータラインにデータ電圧を供給するデータ駆動部と、上記駆動モードが上記ディスプレイ駆動モードである場合に、上記複数のゲートラインにスキャン信号を順次に供給するゲート駆動部とを含み、上記駆動モードが上記タッチ駆動モードである場合に、上記タッチ駆動信号又は上記タッチ駆動信号に対応する信号が上記複数のゲートラインの全体又は一部に印加されることを特徴とする、タッチスクリーンパネル一体型表示装置を提供する。
上記駆動モードがタッチ駆動モードである場合に、上記タッチ駆動信号又は上記タッチ駆動信号に対応する信号が上記複数のデータラインの全体又は一部に更に印加することができる。
上記タッチ駆動信号又は上記タッチ駆動信号に対応する信号が上記複数のゲートラインの全体又は一部に印加される際、キャパシタを介して印加することができる。
他の側面によれば、本発明は、ディスプレイ駆動モードである場合に、共通電圧が印加され、タッチ駆動モードである場合に、タッチ駆動信号が全体又は一部に印加され、互いに離隔して形成された複数の電極と、第1方向に沿って形成され、上記ディスプレイ駆動モードである場合に、データの電圧が印加される複数のデータラインと、第2方向に沿って形成され、上記ディスプレイ駆動モードである場合に、スキャン信号が順次に供給され、上記タッチ駆動モードである場合に、上記タッチ駆動信号又は上記タッチ駆動信号に対応する信号が全体又は一部に印加される複数のゲートラインとを含むことを特徴とする、タッチスクリーンパネル一体型表示装置を提供する。
上記タッチ駆動モードである場合、上記複数のデータラインの全体又は一部に上記タッチ駆動信号又は上記タッチ駆動信号に対応する信号を更に印加することができる。
さらに他の側面によれば、本発明は、複数のデータライン及び複数のゲートラインが形成されて複数の画素が定義され、複数の共通電極が形成されたパネル及びタッチ集積回路を含むタッチスクリーンパネル一体型表示装置の駆動方法であって、ディスプレイ駆動タイミング時、上記複数の共通電極に共通電圧を印加するディスプレイ駆動段階と、タッチ駆動タイミング時、上記複数の共通電極の全体又は一部にタッチ駆動信号を印加し、上記複数のゲートラインの全体又は一部に上記タッチ駆動信号又は上記タッチ駆動信号に対応する信号を更に印加するタッチ駆動段階とを含むことを特徴とするタッチスクリーンパネル一体型表示装置の駆動方法を提供する。
上記タッチ駆動段階では、上記複数のデータラインの全体又は一部に上記タッチ駆動信号又は上記タッチ駆動信号に対応する信号を更に印加することができる。
上記説明したように本発明によれば、タッチ駆動の負荷を大きくしてタッチセンシングの正確度を低下したりタッチセンシング自体を不可能にする虞のある寄生キャパシタンスの形成を防止するタッチスクリーンパネル一体型表示装置及びその駆動方法を提供することができる。
また、本発明によれば、従来は寄生キャパシタンスによって具現化できなかった中大型以上のタッチスクリーンパネル一体型表示装置を提供することができる。
本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置を示す概略図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置で発生するキャパシタンス成分を示す図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置に含まれるパネルを示す平面図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置に含まれるパネルを示す断面図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置に含まれるパネルを示す他の平面図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置に含まれるパネルの単位タッチ電極領域の等価回路図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置の駆動方法を説明する図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置の駆動方法における各種電圧の供給方法を説明するための単位タッチ電極領域の等価回路図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置において、タッチ電極列(縦方向のタッチ電極群)別にタッチセンシングを行う場合に、タッチ電極にタッチ駆動信号を印加する方法を示す図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置において、タッチ電極列(縦方向のタッチ電極群)別にタッチセンシングを行う場合に、タッチ電極にタッチ駆動信号を印加する方法を示す図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置において、タッチ電極行(横方向のタッチ電極群)別にタッチセンシングを行う場合に、タッチ電極にタッチ駆動信号を印加する方法を示す図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置において、タッチ電極行(横方向のタッチ電極群)別にタッチセンシングを行う場合に、タッチ電極にタッチ駆動信号を印加する方法を示す図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置において、タッチ電極列(縦方向のタッチ電極群)別にタッチセンシングを行う場合に、データライン及びゲートラインにタッチ駆動信号を印加する方法を示す図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置において、タッチ電極列(縦方向のタッチ電極群)別にタッチセンシングを行う場合に、データライン及びゲートラインにタッチ駆動信号を印加する方法を示す図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置において、タッチ電極行(横方向のタッチ電極群)別にタッチセンシングを行う場合に、データライン及びゲートラインにタッチ駆動信号を印加する方法を示す図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置において、タッチ電極行(横方向のタッチ電極群)別にタッチセンシングを行う場合に、データライン及びゲートラインにタッチ駆動信号を印加する方法を示す図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置において、タッチ電極の役割を果たす複数の電極のそれぞれがくし形を含むパターンである場合の、単位タッチ電極領域を示す平面図である。 本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置において、タッチ電極の役割を果たす複数の電極のそれぞれがくし形を含むパターンである場合の、単位タッチ電極領域を示す断面図である。
以下、本発明の一実施形態について例示的な図面を参照しつつ詳細に説明する。各図の構成要素に参照符号を付すにあたり、同一の構成要素については、他の図面上に表示する際にも同一の符号を付することがある。また、本発明を説明するにあたり、公知の構成又は機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を判りにくくする虞があると判断される場合には、その詳細な説明を省略することがある。
また、本発明の構成要素を説明するにあたって、第1、第2、A、B、(a)、(b)などの用語を使用することがある。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためだけのものであって、その用語によって当該構成要素の本質、手順または順序などが限定されるものではない。ある構成要素が他の構成要素に連結、結合又は接続されると記載された場合、その構成要素は他の構成要素に直接連結、結合又は接続できるほか、これら構成要素の間に他の構成要素が介在したり、これら構成要素が他の構成要素を介して連結、結合又は接続できることも理解すべきである。
図1は、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100を示す概略図である。
図1を参照すると、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100は、パネル110、データ駆動部120、ゲート駆動部130、タッチ集積回路140などを含む。
パネル110には、複数のデータラインDLが第1方向(例:縦方向又は横方向)に沿って形成され、複数のゲートラインGLが第2方向(例:横方向又は縦方向)に沿って形成されており、複数のデータラインDLと複数のゲートラインGLの交差部のそれぞれに対応して多数の画素(P:Pixel)が定義される。
このような各画素(P)の画素領域には、ソース電極又はドレイン電極がデータラインDLに連結され、ゲート電極がゲートラインGLに連結され、ドレイン電極又はソース電極が画素電極に連結されたトランジスター(Transistor)が形成されている。
また、パネル110には、複数の電極群にグループ化された複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34が互いに離隔して更に形成されている。
このようなパネル110は、ディスプレイパネル(Display Panel)の役割を果たしつつ、タッチスクリーンパネル(TSP:Touch Screen Panel)の役割をも果たす。
つまり、パネル110は、ディスプレイパネルとタッチスクリーンパネルとを一つに組み合わせたパネルであってもよいし、タッチスクリーンパネル(TSP:Touch Screen Panel)がインセル型(In−Cell)で内蔵されたディスプレイパネルであってもよい。
このようなパネル110がディスプレイパネルの役割を果たす場合、パネル110の駆動モードをディスプレイ駆動モードと呼び、パネル110がタッチスクリーンパネルの役割を果たす場合、パネル110の駆動モードをタッチ駆動モードと呼ぶ。
データ駆動部120は、パネル110の駆動モードがディスプレイ駆動モードである場合、複数のデータラインDLにディスプレイ用データ電圧(Vdata)を供給する。
ゲート駆動部130は、パネル110の駆動モードがディスプレイ駆動モードである場合、複数のゲートラインGLにディスプレイ用スキャン信号(Scan Signal)を順次に供給する。
タッチ集積回路140は、パネル110の駆動モードがタッチ駆動モードである場合、信号ラインを通じて直接連結された複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34の全体又は一部にタッチ駆動信号(Touch Driving Signal)を印加する。ここで、タッチ駆動信号は、タッチセンシング信号、タッチセンシング電圧又はタッチ駆動電圧(Vtd:Touch Driving Voltage)である。
例えば、タッチ集積回路140は、パネル110の駆動モードがタッチ駆動モードである場合、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34がグループ化された複数の電極群の全体又は一部にタッチ駆動信号を印加する。
一方、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100は、データ駆動部120及びゲート駆動部130の駆動タイミングを制御するタイミングコントローラ(Timing Controller、図示せず)を更に含むことができる。
また、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100は、タッチ電極の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34を介してタッチ集積回路140が測定したセンシングデータ(例:キャパシタンス、キャパシタンスの変化量、電圧など)を受け取ってタッチの有無及びタッチ座標などを検出するタッチコントローラ(図示せず)などを更に含むことができる。
一方、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100のパネル110は、ディスプレイ駆動モード及びタッチ駆動モードを繰り返しながら駆動され、このようなディスプレイ駆動モード及びタッチ駆動モードのタイミングは、タイミングコントローラ又はタッチコントローラなどから出力された制御信号によって制御が可能であり、場合によっては、タイミングコントローラとタッチコントローラとの連動によって制御することができる。
一方、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100は、タッチ方式として、タッチスクリーンパネルに形成された複数のタッチ電極(例:横方向の電極、縦方向の電極)を介して測定されたキャパシタンス(静電容量)の変化を基にタッチの有無及びタッチ座標などを検出するキャパシタンスタッチ方式を採用している。
このようなキャパシタンスタッチ方式は、一例として、相互キャパシタンス(Mutual Capacitance)のタッチ方式と自己キャパシタンス(Self Capacitance)のタッチ方式などに分類される。
キャパシタンスタッチ方式の一種である相互キャパシタンスタッチ方式は、横方向の電極及び縦方向の電極のいずれか一方向の電極が、駆動電圧が印加されるTx電極(駆動電極とも呼ぶ)となり、他の一方向の電極が駆動電圧をセンシングしてTx電極とキャパシタンスを形成するRx電極(センシング電極とも呼ぶ)となり、指、ペンなどのポインターの有無によるTx電極とRx電極との間のキャパシタンス(相互キャパシタンス)の変化を基にタッチの有無及びタッチ座標などを検出するタッチ方式である。
キャパシタンスタッチ方式の他の一種である自己キャパシタンスタッチ方式は、各タッチ電極が指、ペンなどのポインターとキャパシタンス(自己キャパシタンス)を形成し、指、ペンなどのポインターの有無による各タッチ電極とポインターとの間のキャパシタンス値を測定し、これを基にタッチの有無及びタッチ座標などを検出する方式である。このような自己キャパシタンスタッチ方式は、相互キャパシタンスタッチ方式とは異なり、各タッチ電極を通じて駆動電圧(タッチ駆動信号)が印加されると同時にセンシングされる。従って、自己キャパシタンスタッチ方式では、Tx電極とRx電極との区別がない。
本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100は、前述した2つのキャパシタンスタッチ方式(相互キャパシタンスタッチ方式と自己キャパシタンスタッチ方式)のいずれか一つを採用することができる。但し、本明細書においては、説明の便宜のために自己キャパシタンスタッチ方式が採用されたものと仮定して実施形態を説明する。
前述したデータ駆動部120は、少なくとも一つのデータ駆動集積回路(Data Driver IC、ソース駆動集積回路とも呼ぶ)を含むことができ、このような少なくとも一つのデータ駆動集積回路は、テープ自動ボンディング(TAB:Tape Automated Bonding)方式又はチップオングラス(COG:Chip On Glass)方式により、パネル110のボンディングパッド(Bonding Pad)に連結されてもよいし、パネル110に直接形成されてもよいし、場合によっては、パネル110に集積化して形成されてもよい。
前述したゲート駆動部130は、駆動方式に従って、図1のようにパネル110の一側のみに配置してもよいし、2つに分けてパネル110の両側に配置してもよい。
また、ゲート駆動部130は、少なくとも一つのゲート駆動集積回路(Gate Driver IC)を含むことができ、このような少なくとも一つのゲート駆動集積回路は、テープ自動ボンディング(TAB)方式またはチップオングラス(COG)方式により、パネル110のボンディングパッドに連結されてもよいし、ゲートインパネル(GIP:Gate In Panel)型で具現化してパネル110に直接形成されてもよいし、場合によっては、パネル110に集積化して形成されてもよい。
前述したタッチ集積回路140は、図1に示すように、データ駆動部120及びゲート駆動部130とは別途の構成として、データ駆動部120及びゲート駆動部130の外部にあってもよいが、具現化方式に従ってデータ駆動部120及びゲート駆動部130などの少なくとも一つを含むこともできる他の別途のドライバIC(例:ディスプレイドライバIC)の内部構成として具現化されてもよいし、データ駆動部120又はゲート駆動部130の内部構成として具現化されてもよい。
従って、タッチ駆動モードにおいて、タッチ集積回路140がタッチ電極の役割を果たす複数の電極の全体又は一部にタッチ駆動信号を印加することは、タッチ集積回路140を含む別途のドライバICがタッチ電極の役割を果たす複数の電極の全体又は一部にタッチ駆動信号を印加することも考えられ、設計方式によってはタッチ集積回路140を含むデータ駆動部120又はゲート駆動部130がタッチ電極の役割を果たす複数の電極の全体又は一部にタッチ駆動信号を印加することも考えられる。
このようなタッチ集積回路140の具現化及び設計方式に制限されず、本明細書に記載されるその遂行機能のみが同一又は類似すれば、異なるいずれの構成そのものであったり、内部または外部の構成であってもよい。
また、タッチ集積回路140は図1において1回路で示されているが、2以上の回路で具現化されてもよい。
一方、タッチ集積回路140がタッチ駆動信号を複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34の全体又は一部にタッチ駆動信号を印加するために、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のそれぞれに連結される別途の信号ライン構成が必要である。
複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のそれぞれに連結されタッチ駆動信号又は共通電圧を伝達する少なくとも一つの信号ラインは、第1方向(縦方向)又は第2方向(横方向)に沿ってパネル110に形成することができる。
複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のそれぞれに連結される少なくとも一つの信号ラインは、開口率の減少を防止するために、一例として、パネル110の第1基板(上部基板、カラーフィルター基板)に形成されたブラックマトリックス(Black Matrix)の領域に対向するパネル110の第2基板(下部基板、TFTアレイ基板)の領域に形成することができる。
複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のそれぞれに連結される信号ラインを2つ以上にする場合、抵抗を減らすことができる効果がある。
一方、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のそれぞれに連結される少なくとも一つの信号ラインが形成される方向は、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34を、データラインが形成される第1方向(縦方向)に沿ってグループ化してセンシングするか、それともゲートラインが形成される第2方向(横方向)に沿ってグループ化してセンシングするかによって、異なる可能性もある。
尚、図3を参照すると、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34をデータラインが形成される第1方向(縦方向)に沿ってグループ化してセンシングする場合、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のそれぞれに連結される少なくとも一つの信号ラインは、データラインが形成される第1方向(縦方向)に沿って形成することができる。
複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34をゲートラインが形成される第2方向(横方向)に沿ってグループ化してセンシングする場合、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のそれぞれに連結される少なくとも一つの信号ラインは、データラインが形成される第2方向(横方向)に沿って形成することができる(図5参照)。
本明細書で言及される複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34は、前述したように駆動モードがタッチ駆動モードである場合、タッチ駆動信号が全体又は一部に印加されるタッチ電極の役割を果たし、駆動モードがディスプレイ駆動モードである場合、パネルに形成された画素電極(Pixel Electrode)及び液晶キャパシタを形成するための共通電圧Vcomが印加される共通電極の役割を果たす。
ここで、ディスプレイ駆動モード時、画素電極と共通電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34との間に水平電界が形成されるよう、画素電極及び共通電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34は、同一の基板に形成することができる。
このようなことから、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100は、一例として、液晶分子を水平に配列し、これを元の位置に回転しながら画面を表現する方式であって、高解像度、省電力、広視野角などに有利な長所を有するIPS(In−Plane Switching)方式の液晶表示装置であってもよい。より具体的には、AH−IPS(Advanced High Performance−IPS)方式の液晶表示装置であってもよい。
図2は、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100において、タッチ駆動モード時に発生するキャパシタンス成分(Cself、Cpara1、Cpara2)を示す図である。
図2を参照すると、タッチ駆動モードではタッチ電極の役割を果たし、ディスプレイ駆動モードでは画素電極及び液晶キャパシタを形成する共通電極の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34は、タッチ駆動モードでタッチの有無及びタッチ座標などを検出するために、指、ペンなどのポインターとの間にキャパシタンス(Cself)を形成することもあるが、ディスプレイ用データラインDL及びゲートラインGLとの間に不要な寄生キャパシタンス(Cpara:Parasitic Capacitance、Cpara1、Cpara2)を形成する虞がある。
このようなタッチ駆動モード時に発生する寄生キャパシタンス(Cpara)は、タッチ駆動の大きな負荷(Load)として作用し、タッチセンシングの正確度を低下したり、タッチセンシング自体を不可能にしたりすることもある。このような寄生キャパシタンス(Cpara)は、表示装置100又は表示パネル110のサイズが大きくなるほどより大きくなり、タッチセンシングに更に大きな問題を引き起こす虞がある。
このため、本実施形態では、タッチ駆動モードにおいてタッチ電極の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34とゲートラインGLとの間に不要な寄生キャパシタンス(Cpara1)が形成されないようにするために、タッチ駆動モードにおいてゲート駆動部130は、タッチ電極に用いられる複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34の全体又は一部に印加されているタッチ駆動信号(タッチセンシング電圧)又は該タッチ駆動信号と位相及び大きさが同一の信号(電圧)をゲートラインGLに印加する。
このように、タッチ電極に用いられる複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34の全体又は一部に印加されるタッチ駆動信号(タッチセンシング電圧)又は該タッチ駆動信号と位相及び大きさが同一の信号(電圧)をゲートラインGLに印加すれば、タッチ電極に用いられる電極とゲートラインGLとの間に電位差が発生しないため、タッチ電極に用いられる電極とゲートラインGLとの間に寄生キャパシタンス(Cpara1)が形成されない。
また、タッチ駆動モードにおいてタッチ電極の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34とデータラインDLとの間に不要な寄生キャパシタンス(Cpara2)が形成されないようにするために、タッチ駆動モードにおいてデータ駆動部120は、タッチ電極に用いられる複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34の全体又は一部に印加されるタッチ駆動信号(タッチセンシング電圧)又は該タッチ駆動信号と位相及び大きさが同一の信号(電圧)をデータラインDLにも更に印加するようにしてもよい。
このように、タッチ電極に用いられる複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34の全体又は一部に印加されるタッチ駆動信号(タッチセンシング電圧)又は該タッチ駆動信号と位相及び大きさが同一の信号(電圧)をデータラインDLに印加すれば、タッチ電極に用いられる電極とデータラインDLとの間に電位差が発生しないため、タッチ電極に用いられる電極とデータラインDLとの間に寄生キャパシタンス(Cpara2)が形成されない。
前述したように、タッチ駆動モードの場合、タッチ電極の役割を果たす電極(複数の電極)に印加されるタッチ駆動信号又は該タッチ駆動信号に対応する信号が複数のゲートラインGLの全体又は一部に印加され、場合によっては、タッチ電極の役割を果たす電極(複数の電極)に印加されるタッチ駆動信号又は該タッチ駆動信号に対応する信号が複数のデータラインDLの全体又は一部にも更に印加されるようにすることによって、タッチ電極に用いられる電極がゲートラインGL及びデータラインDLと形成する寄生キャパシタンス(Cpara1、Cpara2)によるRC負荷(Load)を無くしてセンシング感度を向上することができる。また、小型のディスプレイはもちろん、中大型以上のディスプレイでもインセル(In―Cell)方式のタッチスクリーンパネルの具現化が可能となる。
以下では、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100に含まれるパネル110、共通電極及びタッチ電極の両方の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34への共通電圧及びタッチ駆動信号の印加方式、データラインDLへのデータ電圧及びタッチ駆動信号(若しくは、それに対応する信号)の印加方式、ゲートラインGLへのデータ電圧及びタッチ駆動信号(若しくは、それに対応する信号)の印加方式などについて、より詳しく説明する。
まず、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100に含まれるパネル110について、図3乃至図6を参照してより詳しく説明する。
図3は、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100に含まれるパネル110を示す平面図である。
図3を参照すると、パネル110には、前述したように、複数のデータラインDL、複数のゲートラインGL及び複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34が形成されている。
また、このようなパネル110は、前述したように、ディスプレイ駆動モードで動作することも可能であり、タッチ駆動モードで動作することもできる。
これに関連して、パネル110に形成された複数のデータラインDL及び複数のゲートラインGLは、パネル110がディスプレイパネルの役割を果たすための構成である。
そして、パネル110に形成された複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34は、パネル110がディスプレイパネルの役割とタッチスクリーンパネルの役割との両方を果たすための構成である。
より詳しく説明すれば、パネル110がディスプレイパネルの役割を果たす場合、つまり、パネル110の駆動モードがディスプレイ駆動モードである場合、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34には共通電圧(Vcom:Common Voltage)が印加され、画素電極(図示せず)及び液晶キャパシタを形成する共通電極(Common Electrode、以下、Vcom電極とも呼ぶ)になる。
そして、パネル110がタッチスクリーンパネルの役割を果たす場合、つまり、パネル110の駆動モードがタッチ駆動モードである場合、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34にはタッチ駆動電圧が印加され、タッチポインター(例:指、ペンなど)との間にキャパシタを形成し、このように形成されたキャパシタのキャパシタンスが測定されるタッチ電極になる。
つまり、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34は、ディスプレイ駆動モードでは共通電極(Vcom電極)の役割を果たし、タッチ駆動モードではタッチ電極の役割を果たすことになる。
このような複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34では、ディスプレイ駆動モード時は共通電圧Vcomが印加され、タッチ駆動モード時はタッチ駆動信号が印加される。
従って、図3に示すように、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34への共通電圧又はタッチ駆動信号の伝達のために、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34には信号ラインSL11〜SL14,SL21〜SL24,SL31〜SL34を連結することができる。
これによって、タッチ駆動モード時、信号ラインSL11〜SL14,SL21〜SL24,SL31〜SL34を通じてタッチ集積回路140で生成されたタッチ駆動信号Vtdが複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34の全体又は一部に伝達され、ディスプレイ駆動モード時、信号ラインSL11〜SL14,SL21〜SL24,SL31〜SL34を通じて共通電圧供給部(図示しない)から供給された共通電圧Vcomが複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34に印加される。
図3を参照すると、パネル110に形成された複数のデータラインDL及び複数のゲートラインGLの交差部のそれぞれに対応して一つの画素(P:Pixel)が定義される。ここで、各画素は、赤色(R)の画素、緑色(G)の画素、青色(B)の画素などのいずれか一つであってもよい。
図3を参照すると、共通電極及びタッチ電極の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のそれぞれが形成される領域(以下では、単位タッチ電極領域とも呼ぶ)には2つ以上の画素(P)を定義できる。つまり、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のいずれか一つの電極は、2つ以上の画素(P)に対応する。
例えば、共通電極及びタッチ電極の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のそれぞれが形成された1つの領域(単位タッチ電極の領域)には、24×3本のデータラインDLと24本のゲートラインGLが配置されて24×3×24個の画素(P)を定義できる。
一方、共通電極及びタッチ電極の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のそれぞれは、図3に示すように、ブロック形のパターンであってもよいし、場合によっては、くし形の部分を含むパターンであってもよい。
共通電極及びタッチ電極の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のそれぞれがくし形の部分を含むパターンである場合の例は、図17に示した平面図及び図18に示した断面図を通じて確認することができる。
本明細書で言及されるタッチ電極及び共通電極の両方の役割を果たす複数の電極は、複数の図面において、3行4列のマトリックス型で配置されて12個であるものと示されているが、これは説明の便宜のための例示だけであって、タッチスクリーンパネル一体型表示装置100及びパネル110の大きさ、タッチシステム設計基準などを考慮して、タッチ電極及び共通電極の両方の役割を果たす複数の電極を様々なマトリックス型と多様な個数で形成することができる。
図4は、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100に含まれるパネル110の断面図を例示的に示す図である。
図4は、共通電極及びタッチ電極の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のいずれか一つの電極が形成された領域(単位タッチ電極の領域)を示した断面図である。
図4を参照すると、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100に含まれるパネル110には、一例として、下部基板400の上にゲートライン402が第2方向(横方向、図4で左右方向)に沿って形成され、その上にゲート絶縁層404が形成される。
ゲート絶縁層404の上にデータライン406が第1方向(縦方向、図4で紙面に対する垂直方向)に形成され、その上に第1保護層(Passivation Layer)408が形成される。
第1保護層408の上に各画素領域の画素電極410と信号ライン412が形成され、その上に第2保護層414が形成される。ここで、信号ライン412は共通電極及びタッチ電極の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34の各々からタッチ集積回路140まで連結され、ディスプレイ駆動モードでは共通電圧供給部で生成された共通電圧(Vcom)を複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34に伝達し、タッチ駆動モードではタッチ集積回路140で生成されたタッチ駆動信号を複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34に伝達する。
第2保護層414の上に、共通電極及びタッチ電極の役割を果たす一つの電極416が形成され、その上に液晶層418が形成される。ここで、共通電極及びタッチ電極の役割を果たす一つの電極416は、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のいずれか一つとして、ブロック形を有するパターンであってもよい。
液晶層418の上に、ブラックマトリックス(Black Matrix)、カラーフィルター(Color Filter)などが形成された上部基板420が配置される。
図5は、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100に含まれるパネル110を示す他の平面図である。
図5を参照すると、図3とは異なり、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のそれぞれに連結されタッチ駆動信号又は共通電圧を伝達する信号ラインSL11〜SL14,SL21〜SL24,SL31〜SL34は、ゲートラインGLが形成される第2方向(横方向)に沿って平行に形成されてもよい。
このような場合、タッチ集積回路140で生成されたタッチ駆動信号又は共通電圧給電部で生成若しくは供給された共通電圧は、ゲートラインに平行に形成された信号ラインSL11〜SL14,SL21〜SL24,SL31〜SL34を通じて複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34の全体又は一部に伝達できるようになる。
図6は、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100に含まれるパネル110の単位タッチ電極領域600における等価回路図である。
図6を参照すると、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100に含まれるパネル110において、単位タッチ電極領域600には複数の画素が配置されている。
図6を参照すると、単位タッチ電極領域600には、i個のデータラインDL1〜DLi及びj個のゲートラインGL1〜GLjが形成され、i×jの単位画素(Unit Pexel;Sub−Pixel)が定義される。
図6を参照すると、各画素領域(単位画素領域)には、ソース電極(又はドレイン電極)がデータラインDL1〜DLiのいずれか一つに連結され、ゲート電極がゲートラインGL1〜GLjのいずれか一つに連結され、ドレイン電極(又はソース電極)が画素電極621に連結されたトランジスター610が配置される。
図6を参照すると、各画素の領域に配置されたトランジスター610のドレイン電極(又はソース電極)に連結された画素電極621は、他の電極622ともに液晶キャパシタ620を形成する。
上記で言及した各画素の領域における他の電極622は、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のいずれか一つとして、共通電圧Vcomが印加される共通電極である。
以下では、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100の駆動方法を図7及び図8を参照して説明し、共通電極及びタッチ電極の両方の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34への共通電圧及びタッチ駆動信号の印加方式、データラインDLへのデータ電圧及びタッチ駆動信号(又はこれに対応する信号)の印加方式、ゲートラインGLへのデータ電圧及びタッチ駆動信号(又はこれに対応する信号)の印加方式などについて、図9乃至図16を参照してより詳しく説明する。
図7は、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100の駆動方法を説明するための図である。
図7を参照すると、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100は、ディスプレイ駆動モード(Display Driving Mode)とタッチ駆動モード(Touch Driving Mode)とを交互に動作することができる。場合によっては、特定時間の間はディスプレイ駆動モード及びタッチ駆動モードのいずれか一方のみで動作することも可能である。
図7を参照すると、ディスプレイ駆動モードの動作時間Tdとタッチ駆動モードの動作時間Ttとは同一に設定されてもよいし、一方が他方より長く設定されてもよい。場合によっては、ディスプレイ駆動モードの動作時間Tdとタッチ駆動モードの動作時間Ttとがタッチスクリーンパネル一体型表示装置100の現状況に合わせて適応的(Adaptive)に変更して設定されてもよい。
図7を参照すると、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100の駆動方法は、基本的に、ディスプレイ駆動タイミング時、複数の共通電極(Vcom電極)S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34に共通電圧Vcomを印加し、複数のデータラインDLのそれぞれに当該データ電圧Vdataを供給し、且つ複数のゲートラインGLのそれぞれに当該スキャン信号(VGLまたはVGH)を順次に供給するディスプレイ駆動段階(Diplay Driving Step)、タッチ駆動タイミング時、複数の共通電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34の全体又は一部にタッチ駆動信号(Vtd:Touch Driving Voltage)を印加し、且つ複数のゲートラインGLの全体又は一部にタッチ駆動信号Vtd又はこのタッチ駆動信号Vtdに対応する信号(Vtd、位相及び同じ大きさの電圧)を更に印加するタッチ駆動段階(Touch Driving Step)などを含む。
タッチ駆動段階では、複数のデータラインの全体又は一部にタッチ駆動信号Vtd又はタッチ駆動信号Vtdに対応する信号(Vtd、位相及び同じ大きさの電圧)を更に印加することも可能である。
図8は、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100の駆動方法であって、各種電圧(共通電圧(Vcom)、データ電圧Vdata、スキャン信号VGH、VGL、タッチ駆動信号Vtdの供給方法を説明するための単位タッチ電極領域600における等価回路図である。
図8を参照すると、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のいずれか一つの形成領域に該当する一つの単位タッチ電極領域600には、i個のデータラインDL1〜DLiとj個のゲートラインGL1〜GLjとが通る。
従って、図8を参照すると、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のいずれか一つの形成領域に該当する一つの単位タッチ電極領域600には、i×j個の画素(P)が定義される。
また、図8を参照すると、各画素(P)の画素領域ごとに一つのトランジスター610が配置され、ディスプレイ駆動モード時、一つの液晶キャパシタ620が形成される。
まず、駆動モードがディスプレイ駆動モードである場合における、各種信号(データ電圧、スキャン信号、共通電圧)の印加(供給)について説明する。
図8を参照すると、駆動モードがディスプレイ駆動モードである場合、データ駆動部120は、i個のデータラインマルチプレクサMUXd1〜MUXdiを通じてi個のデータラインDL1〜DLiに当該データ電圧(Vdata;画素電圧とも呼ぶ)を供給する。
図8を参照すると、駆動モードがディスプレイ駆動モードである場合、ゲート駆動部130は、j個のゲートラインマルチプレクサMUXg1〜MUXgjを通じて、j個のゲートラインGL1〜GLjのいずれか一つのゲートラインにターンオン電圧レベルのスキャン信号(例:VGH)を供給し、残りのゲートラインにはターンオフ電圧レベルのスキャン信号(例:VGL)を供給してj個のゲートラインGL1〜GLjを順次に駆動させる。
図8を参照すると、駆動モードがディスプレイ駆動モードである場合、共通電圧供給部は、一例として、データ駆動部120の共通電極(又はタッチ電極)マルチプレクサMUXsを通じて当該単位タッチ電極領域600に該当する電極S11を含む複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34の全てに共通電圧Vcomを供給する。
次に、駆動モードがタッチ駆動モードである場合における、各種信号(タッチ駆動信号)の印加(供給)について説明する。
図8を参照すると、駆動モードがタッチ駆動モードである場合、タッチ集積回路140は、一例として、データ駆動部120のタッチ電極(又は共通電極)マルチプレクサMUXsを通じて、必要な場合、当該単位タッチ電極領域600に該当する電極S11にタッチ駆動信号Vtdを供給する。
また、図8を参照すると、駆動モードがタッチ駆動モードである場合、ゲート駆動部130は、j個のゲートラインマルチプレクサMUXg1〜MUXgjを通じて、必要な場合、タッチ電極の役割を果たす電極S11に印加されるタッチ駆動信号Vtd又はこれと同一位相及び同一電圧の波形信号をj個のゲートラインGL1〜GLjに供給する。
尚、j個のゲートラインGL1〜GLjには当該画素のターンオフ(Turn−Off)状態が維持されるようにキャパシタを介してタッチ駆動信号Vtd又はこれと同一の位相及び同一電圧の波形信号が印加される。
また、図8を参照すると、駆動モードがタッチ駆動モードである場合、データ駆動部120は、i個のデータラインマルチプレクサMUXd1〜MUXdiを通じて、必要な場合、タッチ電極の役割を果たす電極S11に印加されるタッチ駆動信号Vtd又はこれと同一の位相と同一電圧の波形信号をi個のデータラインDL1〜DLiに供給する。
一方、図8に示したj個のゲートラインマルチプレクサMUXg1〜MUXgjは、一つのゲートラインマルチプレクサで具現化されてもよい。
この場合、一つのゲートラインマルチプレクサは、ターンオン電圧レベルのスキャン信号VGH、ターンオフ電圧レベルのスキャン信号VGL、特定電圧(例:VGL)に電圧変化量(例:ΔV/2)を足した電圧(例:VGL+ΔV/2)、特定電圧(例:VGL)から電圧変化量(例:ΔV/2)を引いた電圧(例:VGL−ΔV/2)の入力を受ける。
これによって、一つのゲートラインマルチプレクサは、ディスプレイ駆動モード時、ターンオン電圧レベルのスキャン信号VGHとターンオフ電圧レベルのスキャン信号VGLの中から選択された一つをj個のゲートラインGL1〜GLjに選択的に出力する。
そして、一つのゲートラインマルチプレクサは、タッチ駆動モード時、特定電圧(例:VGL)に電圧変化量(例:ΔV/2)を足した電圧(例:VGL+ΔV/2)と、特定電圧(例:VGL)から電圧変化量(例:ΔV/2)を引いた電圧(例:VGL−ΔV/2)で表すことができるタッチ駆動信号Vtdをj個のゲートラインGL1〜GLjの全体又は一部に出力することが可能である。
以下では、図9乃至図12を参照して、駆動モードがタッチ駆動モードである場合、タッチ電極の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34にタッチ駆動信号Vtdを印加する方法について説明する。
但し、図9及び図10はタッチ電極の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34が縦方向に沿ってグループ化されて縦方向タッチセンシングが行われる場合を示した図であり、図11及び図12はタッチ電極の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34が横方向に沿ってグループ化されて横方向タッチセンシングが行われる場合を示した図である。
図を参照して説明する前に、駆動モードがタッチ駆動モードである場合、タッチ電極の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34にタッチ駆動信号Vtdを印加する方法について簡単に説明する。
駆動モードがタッチ駆動モードである場合、タッチ集積回路140はタッチ電極の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34の全てにタッチ駆動信号を同時に印加したり、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34の一部にタッチ駆動信号を印加することができる。
タッチ集積回路140が複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34の一部にタッチ駆動信号を印加する場合、タッチ集積回路140は複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34がグループ化された複数の電極群のいずれか一つの電極群をタッチセンシング電極群とし、順次に選択してタッチセンシング電極群にタッチ駆動信号を印加する。
尚、タッチ集積回路140は、タッチセンシングの正確度を向上するために、タッチセンシング電極群に隣り合う少なくとも一つの電極群にタッチ駆動信号を更に印加することができる。
図9及び図10は、本発明の一実施例によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100において、タッチ電極の列(縦方向のタッチ電極群;Gc1、Gc2、Gc3、Gc4)別にタッチセンシングを行う場合に、タッチ電極S11〜S14、S21〜S24、S31〜S34にタッチ駆動信号を印加する方法を示した図である。
図9及び図10では、縦方向の4つのタッチ電極群Gc1〜Gc4のうち、タッチセンシングが行われるタッチセンシング電極群(同一の列ライン(Column Line)の電極の集合体)がS12,S22,S32を含むGc2であることを例に挙げる。
図9を参照すると、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34でタッチ駆動信号Vtdが信号ラインSL11,SL21,SL31,SL12,SL22,SL32,SL13,SL23,SL33,SL14,SL24,SL34を通じて全て印加することができる。つまり、縦方向の4つのタッチ電極群Gc1〜Gc4の全てにタッチ駆動信号Vtdを印加することができる。
また、他の印加方式では、図10に示すように、タッチ駆動信号を、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34の一部のみに印加することができる。
より詳しくは、図10を参照すると、タッチ駆動信号は、タッチセンシング電極群Gc2に含まれるS12,S22,S32に当該信号ラインSL12,SL22,SL32を通じて印加される。
尚、タッチ駆動信号は、タッチセンシング電極群Gc2を除いた残りの電極群Gc1,Gc3,Gc4に含まれる電極S11,S21,S31,S13,S23,S33,S14,S24,S34には印加されなくてもよい。
一方、図10を参照すると、タッチセンシングの効率のために、タッチ駆動信号は、タッチセンシング電極群Gc2に含まれるS12,S22,S32に印加されると同時に、タッチセンシング電極群Gc2に隣り合う電極群Gc1,Gc3に含まれる電極S11,S21,S31,S13,S23,S33にも印加されてもよい。
尚、タッチ駆動信号は、タッチセンシング電極群Gc2に隣り合わない電極群Gc4に含まれる電極S14,S24,S34には印加されない。
図11及び図12は、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100において、タッチ電極行(横方向のタッチ電極群)Gr1,Gr2,Gr3別にタッチセンシングを行う場合に、タッチ電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34にタッチ駆動信号を印加する方法を示した図である。
図11及び図12では、横方向の3つのタッチ電極群Gr1〜Gr3のうち、タッチセンシングが行われるタッチセンシング電極群(同一の行ライン(Row Line)の電極の集合体)がS11,S12,S13,S14を含むGr1であることを例に挙げる。
図11を参照すると、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34にタッチ駆動信号Vtdが信号ラインSL11,SL21,SL31,SL12,SL22,SL32,SL13,SL23,SL33,SL14,SL24,SL34を通じて全て印加できるようになる。つまり、横方向の3つのタッチ電極群Gr1〜Gr3の全てにタッチ駆動信号Vtdを印加することができる。
更に他の印加方式では、図12に示すように、タッチ駆動信号を、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34の一部のみに印加することができる。
更に詳しくは、図12を参照すると、タッチ駆動信号は、タッチセンシング電極群Gr1に含まれるS11,S12,S13,S14に当該信号ラインSL11,SL12,SL13,SL14を通じて印加される。
尚、タッチ駆動信号は、タッチセンシング電極群Gr1を除いた残りの電極群Gr2,Gr3に含まれる電極S21,S22,S23,S24,S31,S32,S33,S34には印加されなくてもよい。
一方、図12を参照すると、タッチセンシングの効率のために、タッチ駆動信号は、タッチセンシング電極群Gr1に含まれるS11,S12,S13,S14に印加されると同時に、タッチセンシング電極群Gr1に隣り合う電極群Gr2に含まれる電極S21,S22,S23,S24にも当該信号ラインSL21,SL22,SL23,SL24を通じて印加されてもよい。
尚、タッチ駆動信号は、タッチセンシング電極群Gr1に隣り合わない電極群Gr3に含まれる電極S31,S32,S33,S34には印加されない。
図9乃至図12を参照して前述したように、タッチ駆動信号がタッチ電極の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34の一部のみに印加されることにより、タッチスクリーンパネル一体型表示装置100の消費電力を減らすことができる。
以下では、図13乃至図16を参照して、駆動モードがタッチ駆動モードである場合、データライン及びゲートラインにタッチ駆動信号を印加する方法について説明する。
図13及び図14は、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100において、タッチ電極列(縦方向のタッチ電極群)別にタッチセンシングを行う場合に、データライン及びゲートラインにタッチ駆動信号を印加する方法を示した図である。
図13及び図14では、縦方向の4つのタッチ電極群Gc1〜Gc4のうち、タッチセンシングが行われるタッチセンシング電極群(同一の列ライン(Column Line)の電極の集合体)がS12,S22,S32を含むGc2であることを例に挙げる。
図13を参照すると、寄生キャパシタ(Cpara)が形成されないように、データ駆動部120及び/又はゲート駆動部130は、パネル110に形成された複数のデータラインDL及び/又は複数のゲートラインGLの全てにタッチ駆動信号Vtd又はこれに対応する信号を印加することができる。つまり、タッチ駆動信号Vtd又はこれに対応する信号を、縦方向の4つのタッチ電極群Gc1〜Gc4に対応する全てのデータライン及び/又は全てのゲートラインに印加することができる。
また、他の印加方法として、図14を参照すると、駆動モードがタッチ駆動モードである場合、データ駆動部120は、タッチ駆動信号又はタッチ駆動信号に対応する信号を複数のデータラインDLの一部に印加することができる。
図14を参照すると、データ駆動部120がタッチ駆動信号又はタッチ駆動信号に対応する信号を複数のデータラインDLの一部に印加する場合、複数の電極群Gc1〜Gc4の中から選択されたタッチセンシング電極群Gc2に対応する少なくとも一つのデータライン1400にタッチ駆動信号又はタッチ駆動信号に対応する信号を印加することができる。このような部分印加方式は、図13の全体印加方式に比して、消費電力を大幅に減らすことができる。
一方、図14を参照すると、データ駆動部120は、タッチセンシング電極群Gc2に対応する少なくとも一つのデータライン1400にタッチ駆動信号又はタッチ駆動信号に対応する信号を印加する際、タッチセンシング電極群Gc2に隣り合う電極群Gc1,Gc3に対応する少なくとも一つのデータライン1410,1420にタッチ駆動信号又はタッチ駆動信号に対応する信号を更に印加することができる。これによって、タッチセンシングの正確度をより向上することができる。
図14に示したように、データ駆動部120がタッチ駆動信号又はタッチ駆動信号に対応する信号を複数のデータラインDLの一部に印加する場合、複数のゲートラインGLの全体にタッチ駆動信号又はタッチ駆動信号に対応する信号をゲート駆動部130を介して印加することができる。
図14に示すように、データ駆動部120がタッチ駆動信号又はタッチ駆動信号に対応する信号を複数のデータラインDLの一部に印加する場合、複数の電極群Gc1〜Gc4のそれぞれは、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のうち第1方向に沿って同一の列(Column)に形成された2つ以上の電極の集合体である。
図15及び図16は、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100において、タッチ電極行(横方向のタッチ電極群)Gr1,Gr2,Gr3別にタッチセンシングを行う場合に、データライン及びゲートラインにタッチ駆動信号を印加する方法を示した図である。
図15及び図16では、横方向の3つのタッチ電極群Gr1〜Gr3のうち、タッチセンシングが行われるタッチセンシング電極群(同一の行ライン(Row Line)の電極の集合体)がS11,S12,S13,S14を含むGr1であることを例に挙げる。
図15を参照すると、寄生キャパシタ(Cpara)が形成されないように、データ駆動部120及び/又はゲート駆動部130は、パネル110に形成された複数のデータラインDL及び/又は複数のゲートラインGLの全てにタッチ駆動信号Vtd又はこれに対応する信号を印加することができる。つまり、タッチ駆動信号Vtd又はこれに対応する信号を、横方向の3つのタッチ電極群Gr1〜Gr3に対応する全てのデータライン及び/又は全てのゲートラインに印加することができる。
更に他の印加方法として、図16を参照すると、駆動モードがタッチ駆動モードである場合、ゲート駆動部130は、タッチ駆動信号又はタッチ駆動信号に対応する信号を複数のゲートラインGLの一部に印加することができる。
図16を参照すると、ゲート駆動部130は、タッチ駆動信号又はタッチ駆動信号に対応する信号を複数のゲートラインGLの一部に印加する場合、複数の電極群Gr1〜Gr3の中から選択されたタッチセンシング電極群Gr1に対応する少なくとも一つのゲートライン1600にタッチ駆動信号又はタッチ駆動信号に対応する信号を印加することができる。このような部分印加方式は、図15の全体印加方式に比して、消費電力を大幅に減らすことができる。
一方、図16を参照すると、ゲート駆動部130は、タッチセンシング電極群Gr1に対応する少なくとも一つのゲートライン1600にタッチ駆動信号又はタッチ駆動信号に対応する信号を印加する際、タッチセンシング電極群Gr1に隣り合う電極群Gr2に対応する少なくとも一つのゲートライン1610にタッチ駆動信号又はタッチ駆動信号に対応する信号を更に印加することができる。これによって、タッチセンシングの正確度をより向上することができる。
図16に示すように、ゲート駆動部130がタッチ駆動信号又はタッチ駆動信号に対応する信号を複数のゲートラインGLの一部に印加する場合、複数のデータラインDLの全体にタッチ駆動信号又はタッチ駆動信号に対応する信号を、データ駆動部120を介して印加することができる。
図16に示すように、ゲート駆動部130がタッチ駆動信号又はタッチ駆動信号に対応する信号を複数のゲートラインGLの一部に印加する場合、複数の電極群Gr1〜Gr3のそれぞれは、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のうち第2方向に沿って同一の行(Row)に形成された2つ以上の電極の集合体である。
図17は、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100において、タッチ電極の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34それぞれがくし形を含むパターンである場合の、S11電極が形成された単位タッチ電極領域を示す平面図である。
共通電極及びタッチ電極の両方の役割が可能な複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のそれぞれは、図1乃至図16に示すように、ブロック形のパターンであってもよいが、図17に示す電極S11のように、高い開口率、広い広視野角などのために、くし形のパターンであってもよい。
図18は、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100において、タッチ電極の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34それぞれがくし形を含むパターンである場合の、単位タッチ電極領域の断面図である。
図18を参照すると、本発明の一実施形態によるタッチスクリーンパネル一体型表示装置100に含まれるパネル110には、一例として、下部基板1800の上にゲートライン1802が第2方向(横方向、図18で左右方向)に沿って形成され、その上にゲート絶縁層1804が形成される。
ゲート絶縁層1804の上にデータライン1806が第1方向(縦方向、図18で紙面に対する垂直方向)に沿って形成され、その上に第1保護層(Passivation Layer)408が形成される。
第1保護層1808の上に各画素領域の画素電極1810と信号ライン1812とが形成され、その上に第2保護層1814が形成される。ここで、信号ライン1812は、共通電極及びタッチ電極の役割を果たす複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のそれぞれからタッチ集積回路140まで連結され、タッチ駆動モードにおいてタッチ駆動信号を伝達するラインである。
第2保護層1814の上に共通電極及びタッチ電極の役割を果たす一つの電極1816が形成され、その上に液晶層1818が形成される。ここで、共通電極及びタッチ電極の役割を果たす一つの電極1816は、複数の電極S11〜S14,S21〜S24,S31〜S34のいずれか一つとして、各くし形の部分が複数個に分かれているものが図18に示されている。
液晶層1818の上にブラックマトリックス(Black Matrix)、カラーフィルター(Color Filter)などが形成される上部基板1820が配置される。
以上で説明したように、本発明によれば、タッチ駆動の負荷を大きくしてタッチセンシングの正確度を低下したり、タッチセンシング自体を不可能にする虞がある寄生キャパシタンスの形成を防止するタッチスクリーンパネル一体型表示装置100及びその駆動方法を提供することができる。
また、本発明によれば、従来は寄生キャパシタンスのために具現化できなかった中大型以上のタッチスクリーンパネル一体型表示装置100を提供することができる。
以上の説明及び添付した図は、本発明の技術的思想を例示的に説明したに過ぎないものであって、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から外れない範囲で多様な修正及び変形が可能である。従って、本発明に開示された実施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って、このような実施形態により本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は特許請求の範囲により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的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。
100 タッチスクリーンパネル一体型表示装置
110 パネル
120 データ駆動部
130 ゲート駆動部
140 タッチ集積回路
400 下部基板
402 ゲートライン
406 データライン
410 画素電極
412 信号ライン
416 電極(共通電極、タッチ電極)
418 液晶層
420 上部基板

Claims (21)

  1. 複数のデータラインが第1方向に沿って形成され、複数のゲートラインが第2方向に沿って形成され、複数の電極群にグループ化される複数の電極が形成されたパネルと、
    駆動モードがタッチ駆動モードである場合に、前記複数の電極の全体又は一部にタッチ駆動信号を印加するタッチ集積回路と、
    前記駆動モードがディスプレイ駆動モードである場合に、前記複数のデータラインにデータ電圧を供給するデータ駆動部と、
    前記駆動モードが前記ディスプレイ駆動モードである場合に、前記複数のゲートラインにスキャン信号を順次に供給するゲート駆動部と、を含み、
    前記駆動モードが前記タッチ駆動モードである場合に、前記タッチ駆動信号又は前記タッチ駆動信号に対応する信号が前記複数のゲートラインの全体又は一部に印加される
    ことを特徴とするタッチスクリーンパネル一体型表示装置。
  2. 前記複数の電極のそれぞれに連結され、前記タッチ駆動信号を伝達する少なくとも一つの信号ラインが、前記第1方向又は前記第2方向に沿って前記パネルに形成されている
    ことを特徴とする請求項1記載のタッチスクリーンパネル一体型表示装置。
  3. 前記少なくとも一つの信号ラインは、前記パネルの第1基板に形成されたブラックマトリックスの領域に対向する前記パネルの第2基板の領域に形成されている
    ことを特徴とする請求項2記載のタッチスクリーンパネル一体型表示装置。
  4. 前記複数の電極群のそれぞれは、前記複数の電極において前記第1方向に沿って同一の列に形成された2つ以上の電極の集合体又は前記複数の電極において前記第2方向に沿って同一の行に形成された2つ以上の電極の集合体である
    ことを特徴とする請求項1記載のタッチスクリーンパネル一体型表示装置。
  5. 前記タッチ集積回路は、前記複数の電極の一部に前記タッチ駆動信号を印加する場合に、前記複数の電極がグループ化された前記複数の電極群のうち、タッチセンシング電極群として選択された一つの電極群に前記タッチ駆動信号を印加し、前記タッチセンシング電極群に隣り合う電極群にも前記タッチ駆動信号を更に印加する
    ことを特徴とする請求項1記載のタッチスクリーンパネル一体型表示装置。
  6. 前記タッチ駆動モードにおいて、前記タッチ集積回路が前記複数の電極の全体又は一部に前記タッチ駆動信号を印加する際、前記ゲート駆動部は前記タッチ駆動信号又は前記タッチ駆動信号に対応する信号を前記複数のゲートラインの全体又は一部に印加し、
    前記タッチ駆動信号又は前記タッチ駆動信号に対応する信号を前記複数のゲートラインの一部に印加する場合に、前記複数の電極群のうち、タッチセンシング電極群として選択された一つの電極群に対応する少なくとも一つのゲートラインに前記タッチ駆動信号又は前記タッチ駆動信号に対応する信号を印加する
    ことを特徴とする請求項1記載のタッチスクリーンパネル一体型表示装置。
  7. 前記ゲート駆動部は、前記複数の電極群のうち、前記タッチセンシング電極群として選択された一つの電極群に隣り合う電極群に対応する少なくとも一つのゲートラインに前記タッチ駆動信号又は前記タッチ駆動信号に対応する信号を更に印加する
    ことを特徴とする請求項6記載のタッチスクリーンパネル一体型表示装置。
  8. 前記ゲート駆動部が前記タッチ駆動信号又は前記タッチ駆動信号に対応する信号を前記複数のゲートラインの一部に印加する場合に、前記データ駆動部は、前記複数のデータラインの全体に前記タッチ駆動信号又は前記タッチ駆動信号に対応する信号を更に印加する
    ことを特徴とする請求項6記載のタッチスクリーンパネル一体型表示装置。
  9. 前記タッチ駆動モードにおいて、前記タッチ集積回路が前記複数の電極の全体又は一部に前記タッチ駆動信号を印加する際、前記データ駆動部は、前記タッチ駆動信号又は前記タッチ駆動信号に対応する信号を前記複数のデータラインの全体又は一部に更に印加する
    ことを特徴とする請求項1記載のタッチスクリーンパネル一体型表示装置。
  10. 前記データ駆動部は、前記タッチ駆動信号又は前記タッチ駆動信号に対応する信号を前記複数のデータラインの一部に印加する場合に、前記複数の電極群のうち、タッチセンシング電極群として選択された一つの電極群に対応する少なくとも一つのデータラインに前記タッチ駆動信号又は前記タッチ駆動信号に対応する信号を印加する
    ことを特徴とする請求項9記載のタッチスクリーンパネル一体型表示装置。
  11. 前記データ駆動部は、前記タッチセンシング電極群として選択された一つの電極群に隣り合う電極群に対応する少なくとも一つのデータラインに前記タッチ駆動信号又は前記タッチ駆動信号に対応する信号を更に印加する
    ことを特徴とする請求項10記載のタッチスクリーンパネル一体型表示装置。
  12. 前記データ駆動部が前記タッチ駆動信号又は前記タッチ駆動信号に対応する信号を前記複数のデータラインの一部に印加する場合に、前記ゲート駆動部は前記複数のゲートライン全体に前記タッチ駆動信号又は前記タッチ駆動信号に対応する信号を印加する
    ことを特徴とする請求項9記載のタッチスクリーンパネル一体型表示装置。
  13. 前記タッチ駆動信号又は前記タッチ駆動信号に対応する信号が、前記複数のゲートラインの全体又は一部に印加される際、キャパシタを介して印加される
    ことを特徴とする請求項1記載のタッチスクリーンパネル一体型表示装置。
  14. 前記タッチ集積回路は、前記データ駆動部及び前記ゲート駆動部のうちの少なくとも一つを含む他のドライバ集積回路の内部に含まれるか、前記データ駆動部及び前記ゲート駆動部の外部に別途の構成で含まれるか、前記データ駆動部又は前記ゲート駆動部の内部に含まれる
    ことを特徴とする請求項1記載のタッチスクリーンパネル一体型表示装置。
  15. 前記複数の電極は、前記駆動モードがタッチ駆動モードである場合に、前記タッチ駆動信号が全体又は一部に印加されるタッチ電極の役割を果たし、前記駆動モードがディスプレイ駆動モードである場合に、前記パネルに形成された画素電極との間に液晶キャパシタを形成するために共通電圧が印加される共通電極の役割を果たす
    ことを特徴とする請求項1記載のタッチスクリーンパネル一体型表示装置。
  16. 前記画素電極と前記共通電極との間に水平電界が形成されるように、前記画素電極及び前記共通電極は同一の基板に形成されている
    ことを特徴とする請求項15記載のタッチスクリーンパネル一体型表示装置。
  17. ディスプレイ駆動モードである場合に、共通電圧が印加され、タッチ駆動モードである場合に、タッチ駆動信号が全体又は一部に印加され、互いに離隔して形成された複数の電極と、
    第1方向に沿って形成され、前記ディスプレイ駆動モードである場合に、データの電圧が供給される複数のデータラインと、
    第2方向に沿って形成され、前記ディスプレイ駆動モードである場合に、スキャン信号が順次に供給され、前記タッチ駆動モードである場合に、前記タッチ駆動信号又は前記タッチ駆動信号に対応する信号が全体又は一部に印加される、複数のゲートラインと
    を含むことを特徴とするタッチスクリーンパネル一体型表示装置。
  18. 前記タッチ駆動モードである場合に、前記複数のデータラインの全体又は一部に前記タッチ駆動信号又は前記タッチ駆動信号に対応する信号が更に印加される
    ことを特徴とする請求項17記載のタッチスクリーンパネル一体型表示装置。
  19. 前記複数の電極のそれぞれは、ブロック形のパターン又はくし形の部分を含むパターンを有する
    ことを特徴とする請求項17記載のタッチスクリーンパネル一体型表示装置。
  20. 複数のデータライン及び複数のゲートラインが形成されて複数の画素が定義され、複数の共通電極が形成されたパネル及びタッチ集積回路を含むタッチスクリーンパネル一体型表示装置の駆動方法において、
    ディスプレイ駆動タイミング時、前記複数の共通電極に共通電圧を印加するディスプレイ駆動段階と、
    タッチ駆動タイミング時、前記複数の共通電極の全体又は一部にタッチ駆動信号を印加し、前記複数のゲートラインの全体又は一部に前記タッチ駆動信号又は前記タッチ駆動信号に対応する信号を更に印加するタッチ駆動段階と
    を含むことを特徴とするタッチスクリーンパネル一体型表示装置の駆動方法。
  21. 前記タッチ駆動段階では、前記複数のデータラインの全体又は一部に前記タッチ駆動信号又は前記タッチ駆動信号に対応する信号を更に印加する
    ことを特徴とする請求項20記載のタッチスクリーンパネル一体型表示装置の駆動方法。
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