KR101455314B1 - 터치스크린 일체형 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 콘택홀이 형성되어 있는 복수의 전극들을 포함하는 패널; 게이트 신호를 게이트 라인들에 인가하며, 데이터 신호를 데이터 라인들에 인가하는 디스플레이 구동부; 및 상기 패널의 구동모드에 따라 상기 복수의 전극들 각각으로 상기 콘택홀과 연결된 배선들을 통해 공통 전압을 인가하거나 터치 스캔 신호를 인가하고, 상기 터치 스캔 신호에 의해 발생된 터치 센싱 신호를 상기 전극들로부터 수신하고, 상기 수신된 터치 센싱 신호의 차이를 이용하여 터치 여부를 감지하는 터치 IC를 포함하며, 상기 복수의 전극들은 복수의 전극열들을 형성하며, 상기 복수의 전극열들에 형성된 상기 콘택홀은 이웃하는 전극열끼리 서로 대칭되어 위치하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치에 관한 것이다.

Description

터치스크린 일체형 표시장치 {DISPLAY DEVICE WITH INTEGRATED TOUCH SCREEN}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 터치스크린 일체형 표시장치에 관한 것이다.
터치스크린은 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 전계발광 표시장치(Electroluminescence Device, EL), 전기영동 표시장치 등과 같은 화상표시장치에 설치되어 사용자가 화상표시장치를 보면서 터치스크린 내의 터치 센서를 가압하여(누르거나 터치하여) 미리 정해진 정보를 입력하는 입력장치의 한 종류이다.
특히, 최근에는 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 단말기의 슬림화를 위해 표시장치의 내부에 터치스크린을 구성하는 소자들을 내장하는 인셀 타입(In-cell type) 터치스크린 일체형 표시장치에 대한 수요가 증가하고 있다.
이하에서는 종래의 인셀 타입 터치스크린 일체형 표시장치의 구동에 대해서 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1는 종래의 터치스크린 일체형 표시장치의 구성을 나타낸 도면으로서, 특히 인셀 타입 자기 정전용량 방식의 터치스크린 일체형 표시장치의 구성을 나타낸 도면이다.
종래의 인셀 타입 자기 정전용량 방식의 터치스크린 일체형 표시장치는 복수의 전극(11)과 각각의 전극에서 뽑아낸 복수의 배선(미도시)을 포함하고 있는 패널(10) 및 터치 IC(30)로 구성되어 있다.
터치 IC(30)는 패널(10)의 복수의 전극(11)에 터치 스캔 신호를 인가하고, 인가된 터치 스캔 신호에 따른 복수의 전극(11)의 정전용량의 변화를 통해 패널(10)의 터치 입력 위치를 감지하는 역할을 한다.
하지만, 도 1에 도시된 바와 같이, 터치 IC(30)에서 멀어질수록 전극의 기생 정전용량이 점점 커지게 된다. 다시 말해, 패널(10)에 있어서 복수의 전극(11)과 신호를 전달하는 복수의 배선 사이에 기생 정전용량이 형성되는데, 터치 IC(30)에서 멀어질수록 복수의 전극과 복수의 배선이 중첩되는 길이가 길어지므로, 기생 정전용량이 커지게 되는 것이다.
이러한 기생 정전용량의 차이는 차동 셀프 센싱 유닛(DSSU : Differential Self Sensing Unit)을 적용하여 터치 센싱을 하는 방식에서 터치 센싱 정확도 및 신뢰도를 떨어뜨릴 수 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 터치 센싱 정확도 및 신뢰도를 높일 수 있는 터치스크린 일체형 표시장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명에 따른 터치스크린 일체형 표시장치에 있어서, 콘택홀이 형성되어 있는 복수의 전극들을 포함하는 패널; 게이트 신호를 게이트 라인들에 인가하며, 데이터 신호를 데이터 라인들에 인가하는 디스플레이 구동부; 및 상기 패널의 구동모드에 따라 상기 복수의 전극들 각각으로 상기 콘택홀과 연결된 배선들을 통해 공통 전압을 인가하거나 터치 스캔 신호를 인가하고, 상기 터치 스캔 신호에 의해 발생된 터치 센싱 신호를 상기 전극들로부터 수신하고, 상기 수신된 터치 센싱 신호의 차이를 이용하여 터치 여부를 감지하는 터치 IC를 포함하며, 상기 복수의 전극들은 복수의 전극열들을 형성하며, 상기 복수의 전극열들에 형성된 상기 콘택홀은 이웃하는 전극열끼리 서로 대칭되어 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터치스크린 일체형 표시장치에 있어서, 콘택홀이 형성되어 있는 복수의 전극들을 포함하는 패널; 게이트 신호를 게이트 라인들에 인가하며, 데이터 신호를 데이터 라인들에 인가하는 디스플레이 구동부; 및 상기 패널의 구동모드에 따라 상기 복수의 전극들 각각으로 상기 콘택홀과 연결된 배선들을 통해 공통 전압을 인가하거나 터치 스캔 신호를 인가하고, 상기 터치 스캔 신호에 의해 발생된 터치 센싱 신호를 상기 전극들로부터 수신하고, 상기 수신된 터치 센싱 신호의 차이를 이용하여 터치 여부를 감지하는 터치 IC를 포함하며, 상기 복수의 전극들은 복수의 전극열들을 형성하며, 상기 복수의 전극열들에 연결된 상기 배선들은 이웃하는 전극열끼리 서로 대칭된 형태로 배열되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 인셀 타입 자기 정전용량 방식의 터치스크린 의 차동 셀프 센싱 유닛(DSSU : Differential Self Sensing Unit)을 적용하여 터치 센싱을 하는 방식에서 터치 센싱 정확도 및 신뢰도를 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 실시예들에 따르면, 터치 IC에서 멀리 떨어져 형성되어 큰 기생 정전용량을 가지고 있는 전극을 이용해서도 정확한 터치 센싱을 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 실시예들에 따르면, 기생 정전용량이 비슷한 전극들을 이용하여 터치 감도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 터치스크린 일체형 표시장치의 구성을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 구성을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 패널 및 터치 IC를 상세히 나타낸 도면; 및
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 차동 셀프 센싱을 나타낸 도면.
이하, 첨부되는 도면들을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시 장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시 장치의 패널 및 터치 IC를 상세히 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 패널(100), 디스플레이 드라이브 IC(200), 터치 IC(300)를 포함할 수 있다.
패널(100)은 터치스크린(미도시)이 내장되어 있으며, 터치스크린은 사용자의 터치 위치를 감지하는 기능을 수행하는 것으로서, 특히, 본 발명에 적용되는 터치스크린은 자기 정전용량 방식을 적용한 인셀 타입의 터치스크린이다.
패널(100)은 두 장의 기판 사이에 액정층이 형성되는 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 패널(100)의 하부 기판에는 다수의 게이트 라인, 게이트 라인과 교차되는 다수의 데이터 라인, 데이터라인과 게이트라인의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin Film Transistor), 데이터 라인과 게이트 라인의 교차 구조에 의해 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치된다.
그리고, 패널(100)은 도 3에 도시된 바와 같이, 콘택홀(111)을 포함하는 복수의 전극(110)들과 복수의 배선(120)들을 포함할 수 있다.
먼저, 복수의 전극(110)들은 패널(100)의 디스플레이 구동을 위해 공통 전압 이 인가되면 각 픽셀에 형성되어 있는 픽셀 전극과 함께 액정을 구동하는 공통 전극으로 동작하며, 터치 감지를 위해 터치 스캔 신호가 인가되면 터치 위치를 감지하는 터치 전극으로 동작한다.
예를 들어, 본 발명에 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치이므로, 1 프레임 내에서 디스플레이 구동 및 터치 구동을 시간적으로 분할하여 구동을 하며, 패널(100)의 구동 모드가 디스플레이 구동 모드이면 복수의 전극(110)들은 디스플레이 드라이브 IC로부터 공통 전압을 인가 받아 픽셀 전극과 함께 디스플레이 구동을 위한 공통 전극으로 동작하며, 패널(100)의 구동 모드가 터치 구동 모드이면, 터치 IC로부터 터치 스캔 신호를 인가 받아 터치 위치 감지를 위한 터치 전극으로 동작한다.
여기서, 공통 전압 생성부(210)에서 생성된 공통 전압은 터치 IC(300)를 통해 복수의 전극(110)들로 인가될 수 있으며, 표시장치의 구성에 따라 터치 IC(300)를 거치지 않고 패널에 직접 인가될 수도 있다.
그리고, 복수의 전극(110)은 패널(100) 내에서 복수의 전극열들을 형성한다. 예를 들어, 제1 전극열(130), 제2 전극열(140) 및 제3 전극열(150) 등 복수의 전극열로 한 열씩 그룹화되어 있으며, 각각의 전극열은 복수의 배선(120)들과 평행한 방향으로 배열되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 일체형 표시장치의 모든 전극은 패널(100) 내에서 복수의 배선(120)들과 평행한 방향의 전극열로 한 열씩 그룹화되어 있지만, 도 3에서는 설명의 편의상 제1 전극열(130), 제2 전극열(140) 및 제3 전극열(150)만 도시하였다.
다음으로, 복수의 전극(110)들 내에는 각각의 전극과 각각의 배선을 연결하는 콘택홀(111)이 형성되어 있으며, 복수의 전극(110)들에 형성된 콘택홀(111)은 이웃하는 전극열끼리 서로 대칭되어 위치한다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전극열(130) 내의 전극들에 형성된 콘택홀은 좌측에서 우측으로 1번 전극부터 8번 전극까지 각각의 전극에 형성되며, 제1 전극열(130)과 이웃하는 제2 전극열(140) 내의 전극들에 형성된 콘택홀은 좌측에서 우측으로 9번 전극부터 16번 전극까지 각각의 전극에 형성된다.
제1 전극열(130)에 형성된 콘택홀들은 이웃하는 제2 전극열(140)에 형성된 콘택홀들과 서로 대칭되어 위치하며, 제1 전극열(130) 또는 제2 전극열(140) 에 형성된 콘택홀들은 각각의 전극열 내에서 일정한 기울기를 가지고 형성될 수도 있다.
또한, 제3 전극열(150) 내의 전극들에 형성된 콘택홀은 좌측에서 우측으로 17번 전극부터 24번 전극까지 각각의 전극에 형성되어 이웃하는 제2 전극열(140) 내의 전극들에 형성된 콘택홀과 좌우 대칭된 형태로 위치할 수 있다.
다시 말해, 상술한 바와 같은 콘택홀의 형성으로 인해, 1번 전극부터 48번 전극을 터치 IC(300)의 터치 감지부(320)와 좌측에서 우측으로 순차적으로 연결할 수 있다.
여기서, 각각의 전극 내에는 복수의 콘택홀(111)이 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전극의 콘택홀은 단일 콘택홀로 형성될 수도 있으나 외부 정전기나 공정상의 불량, 기타 불량 등으로 콘택홀이 파괴 또는 전극과 배선 사이가 도통되지 않는 불량이 발생할 수 있으므로 이와 같은 불량을 방지하기 위하여 복수의 콘택홀로 형성될 수 있다.
다음으로, 복수의 배선(120)은 복수의 전극(110)의 콘택홀(111)과 터치 IC(300)를 연결하며, 복수의 전극(110)들에 연결된 배선들은 이웃하는 전극열끼리 서로 대칭된 형태로 배열된다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전극열(130) 내의 콘택홀들에 연결된 배선들은 1번 전극부터 8번 전극 내의 각각의 콘택홀들에 연결되어 좌측에서 우측으로 순차적으로 배열되며, 제1 전극열(130)과 이웃하는 제2 전극열(140) 내의 콘택홀들에 연결된 배선들은 9번 전극부터 16번 전극 내의 각각의 콘택홀들에 연결되어 좌측에서 우측으로 순차적으로 배열된다.
또한, 제3 전극열(150) 내의 콘택홀들에 연결된 배선들은 17번 전극부터 24번 전극 내의 각각의 콘택홀들에 연결되어 좌측에서 우측으로 순차적으로 배열되어, 이웃하는 제2 전극열(140)의 콘택홀들에 연결된 배선들과 좌우 대칭된 형태로 배열될 수 있다.
다시 말해, 상술한 바와 같은 배선의 배열로 인해, 1번 전극부터 48번 전극들을 터치 IC(300)의 터치 감지부(320)와 좌측에서 우측까지 순차적으로 연결할 수 있다.
다시, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 드라이버 IC(200)는 공통 전압을 전극에 인가하기 위한 공통 전압 생성부(210), 패널(100)의 하부 기판에 형성된 데이터 라인에 데이터 신호(RGB)를 인가하기 위한 데이터 구동부(220), 패널(100)의 하부 기판에 형성된 게이트 라인에 스캔 신호를 인가하기 위한 게이트 구동부(230), 공통 전압 생성부(210) 및 데이터 구동부(220)와 게이트 구동부(230)를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(240)를 포함할 수 있다.
먼저, 공통 전압 생성부(210)는 영상출력을 위해 복수의 전극에 공급될 공통 전압을 생성한다. 공통 전압 생성부(210)에서 생성된 공통 전압은 터치 IC(300)를 통해 복수의 전극으로 공급된다. 하지만 터치 IC(300)를 통하지 않고 직접 복수의 전극으로 공급될 수도 있다.
다음으로, 데이터 구동부(220)는 타이밍 컨트롤러(240)로부터의 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP)를 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock; SSC)에 따라 쉬프트시켜 샘플링 신호를 발생한다. 그리고, 데이터 구동부(220)는 소스 쉬프트 클럭(SSC)에 따라 입력되는 화소 데이터(RGB)(영상 데이터)를 샘플링 신호에 따라 래치하여, 데이터 신호로 변경한 후, 소스 출력 인에이블(Source Output Enable; SOE) 신호에 응답하여 수평 라인 단위로 데이터 신호를 데이터라인들에 공급한다. 이를 위해 데이터 구동부(220)는 데이터 샘플링부, 래치부, 디지털 아날로그 변환부 및 출력버퍼 등을 포함할 수 있다.
다음으로, 게이트 구동부(230)는 타이밍 컨트롤러(240)로부터 전송되어 온 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP)를 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC)에 따라 쉬프트시켜, 순차적으로 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 게이트 온 전압(Von)을 갖는 게이트 신호를 공급하며, 상기 게이트 신호는 게이트 스캔 신호를 포함한다. 그리고, 게이트 온 전압의 게이트 신호가 공급되지 않는 나머지 기간 동안에는 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 게이트 오프 전압(Voff)을 공급하게 된다.
한편, 본 발명에 적용되는 게이트 구동부(230)는, 패널과 독립되게 형성되어, 다양한 방식으로 패널과 전기적으로 연결될 수 있는 형태로 구성될 수 있으나, 패널 내에 실장되어 있는 게이트 인 패널(Gate In Panel; GIP)방식으로 구성될 수도 있다. 이 경우, 게이트 구동부(230)를 제어하기 위한 게이트 제어신호로는 스타트신호(VST) 및 게이트클럭(GCLK)이 될 수 있다.
다음으로, 타이밍 컨트롤러(240)는 패널의 구동모드가 디스플레이 구동모드일 때 복수의 전극으로 공통 전압을 인가하도록 하는 제어하는 제어신호를 발생하여 공통 전압 생성부(210)로 인가한다.
그리고, 외부시스템으로부터 데이터 인에이블 신호(Data Enable; DE), 도트 클럭(CLK) 등의 타이밍신호를 입력 받아 데이터 구동부(220)와 게이트 구동부(230)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(GCS,DCS)을 발생한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(240)는 외부시스템으로부터 입력된 입력 영상데이터를 재정렬하여, 재정렬된 영상데이터를 데이터 구동부(220)로 출력하는 기능을 수행한다.
호스트 시스템부(400)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 타이밍 콘트롤러(240)에 전달하는 기능을 한다.
다시, 도 3를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 IC(300)는 터치 스캔 신호를 생성하는 터치 스캔 신호 생성부(310), 수신된 터치 센싱 신호의 차이를 이용하여 터치 여부를 감지하는 터치 감지부(320), 및 공통 전압 또는 터치 스캔 신호를 복수의 전극들로 인가하는 스위칭부(330)를 포함하여 구성될 수 있으며, 패널(100)의 구동모드에 따라 복수의 전극(110)들 각각으로 콘택홀(111)과 연결된 배선(120)들을 통해 공통 전압을 인가하거나 터치 스캔 신호를 인가하고, 터치 스캔 신호에 의해 발생된 터치 센싱 신호를 복수의 전극(110)들로부터 수신하고, 수신된 터치 센싱 신호의 차이를 이용하여 터치 여부를 감지하는 역할을 수행한다.
먼저, 터치 스캔 신호 생성부(310)는 터치 감지를 위한 터치 스캔 신호를 생성하여 스위칭부(330)를 통해 복수의 전극(110)으로 인가한다.
예를 들어, 패널(100)이 터치 구동 모드 일때, 패널(100)의 터치 감지를 위한 터치 스캔 신호를 생성하여 스위칭부(330)로 인가한다. 이때 터치 스캔 신호 생성부(310)는 스위칭부(330)를 이용하여 패널(100) 내의 모든 전극으로 터치 스캔 신호를 인가할 수도 있으며, 패널(100) 내의 전극 그룹 별로 터치 스캔 신호를 인가할 수도 있다.
여기서, 터치 스캔 신호는 터치 구동 전압일 수 있으며, 터치 구동 전압의 최소값은 디스플레이 구동을 위해 패널(100)의 복수의 전극에 인가되는 공통 전압보다 큰 값을 가질 수 있다.
다음으로, 터치 감지부(320)는 복수의 차동 입력 VI 컨버터로 이루어져 있으며, 복수의 전극(110)에서 수신된 터치 센싱 신호의 정전용량의 차이를 스위칭부(330)를 통해 인가 받아 터치 여부를 감지한다. 여기서, 수신된 터치 센싱 신호의 차이는 복수의 전극(110)들에 연결된 복수의 배선(120)들 중 이웃하는 배선들 각각에 연결된 전극으로부터 수신된 터치 센싱 신호의 차이이다.
다음으로, 스위칭부(330)는, 복수의 스위치를 포함하며, 공통 전압 생성부(210)에서 생성된 공통 전압이 패널(100)의 복수의 전극에 인가되도록 스위칭하거나, 터치 스캔 신호 생성부(310)에서 생성된 터치 스캔 신호가 패널(100)의 복수의 전극에 인가되도록 스위칭하고, 터치 스캔 신호에 의해 발생된 터치 센싱 신호를 터치 감지부(320)로 전달하는 기능을 한다.
예를 들어, 스위칭부(330)의 복수의 스위치는 패널(100)의 구동 모드가 디스플레이 구동 모드이면, 공통 전압 생성부(210)에서 생성된 공통 전압을 복수의 전극(110)들로 동시에 인가하고, 패널의 구동 모드가 터치 구동 모드이면, 터치 IC에서 생성된 터치 스캔 신호를 패널의 전극들을 그룹으로 분할하여 그룹 단위로 순차적으로 인가할 수 있다.
그리고, 스위칭부(330)는 인가된 터치 스캔 신호에 따라 발생된 그룹 별 터치 센싱 신호를 그룹별로 터치 감지부(320)로 전달할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어 전극 그룹을 따로 표현하지는 않았지만, 전극 그룹의 종류는 본 발명에 표시된 것처럼 전극열의 형태일 수도 있으며, 복수의 전극열이 합쳐진 형태일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 스위칭부(330)는 도 3에 도시된 바와 같이 터치 IC(300) 내부에 형성될 수도 있지만, 터치 IC 외부에 형성되어 공통 전압 및 터치 스캔 신호를 복수의 전극으로 인가할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 복수의 전극들에 형성된 콘택홀을 이웃하는 전극열끼리 서로 대칭되게 형성하거나, 전극열들에 연결된 배선들을 이웃하는 전극열끼리 서로 대칭된 형태로 배열할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 터치 감지 방법에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 차동 셀프 센싱을 나타낸 도면이다. 도 4에서 25번 전극부터 48번 전극에 관한 도시는 설명의 편의상 생략하기로 한다. 또한, 디스플레이 드라이브 IC(200) 및 터치 IC(300) 내부의 터치 스캔 신호 생성부(310) 및 스위칭부(330) 등에 대한 도시는 생략하기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 터치 감지부(320)는 복수의 차동 입력 VI 컨버터(321)를 포함하고 있으며, 1번 전극부터 24번 전극 각각은 터치 IC(300) 내부의 터치 감지부(320)의 이웃하는 두 차동 입력 VI 컨버터(Differential Input VI Convertor)(321)를 공유하며 연결되어 있다.
예를 들어, 1번 전극은 S0 데이터를 출력하기 위한 차동 입력 VI 컨버터의 - 단자 및 S1 데이터를 출력하기 위한 차동 입력 VI 컨버터의 + 단자에 동시에 연결되어 있다. 여기서 S0 데이터는 더미 차동 입력 VI 컨버터에 연결된 데이터로써 실제 Touch가 발생되지 않는 영역의 데이터로 Touch 인식에 활용하지 않는다. 더미 차동 입력 VI 컨버터는 Touch 전극과 무관한 가상의 컨버터로 본 발명에서는 + 단자를 GND와 연결하여 방전된 상태로 나타난다.
또한, 2번 전극은 S1 데이터를 출력하기 위한 차동 입력 VI 컨버터의 - 단자 및 S2 데이터를 출력하기 위한 차동 입력 VI 컨버터의 + 단자에 동시에 연결되어 있으며, 이와 마찬가지로, 9번 전극은 S8 데이터를 출력하기 위한 차동 입력 VI 컨버터의 - 단자 및 S9 데이터를 출력하기 위한 차동 입력 VI 컨버터의 + 단자에 동시에 연결되어 있고, 24번 전극은 S23 데이터를 출력하기 위한 차동 입력 VI 컨버터의 - 단자 및 S24 데이터를 출력하기 위한 차동 입력 VI 컨버터의 + 단자에 동시에 연결되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치는 차동 셀프 센싱 유닛(DSSU)을 적용하여 터치 센싱을 하는 방식이므로 어느 한 전극의 터치 센싱을 하기 위해서는 다른 한 전극의 정전용량을 이용해야 하기 때문이다.
여기서, 차동 셀프 센싱 유닛 구동방식이란, 셀프 캡 방식의 터치스크린에서터치 입력이 발생한 전극의 정전용량과 이웃하는 전극의 정전용량의 차이를 차동 구조를 이용하여 센싱하고 그 차이를 딜레이로 누적하여 터치 입력을 감지하는 방식이다. 이 방식은 차동 구조를 통해 터치 노이즈 제거 및 딜레이를 누적하여 비교함으로써 전극의 작은 정전용량의 변화도 검출 가능하게 하여 터치 검출 능력을 향상시켜주는 방식이다.
다시, 도 4를 참고하면, 1번 전극에서 8번 전극으로 갈수록 또는 16번 전극에서 9번 전극으로 갈수록 기생 정전용량이 점점 더 커지게 된다. 예를 들어, 1번 및 16번 전극에 비해 8번 전극의 기생 정전용량은 5~10pF 정도 차이가 날 수도 있으므로, 만약, 기생 정전용량이 큰 8번 전극과 기생 정전용량이 상대적으로 작은 16번 전극의 정전용량의 차이를 이용하여 차동 셀프 센싱 유닛 구동 방식의 터치 센싱을 하는 경우 오류 데이터를 발생시킬 수 있다.
하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 일체형 표시장치에 있어서, 전극들에 형성된 콘택홀을 이웃하는 전극열끼리 서로 대칭되게 형성하거나, 전극열들에 연결된 배선들을 이웃하는 전극열끼리 서로 대칭된 형태로 배열하여, 기생 정전용량이 큰 전극끼리 비교하여 차동 셀프 방식의 터치 센싱을 하고 기생 정전용량이 작은 전극들끼리 비교하여 차동 셀프 방식의 터치 센싱을 하여 이와 같은 오류 데이터를 없앨 수 있다.
또한, 차동 셀프 방식의 터치 센싱에서 터치 센싱 정확도 및 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 패널 110 : 전극
111 : 콘택홀 120 : 배선
130, 140, 150 : 전극열 200 : 디스플레이 드라이브 IC
210 : 공통전압 생성부 220 : 데이터 구동부
230 : 게이트 구동부 240 : 타이밍 컨트롤러
300 : 터치 IC 310 : 터치 스캔 신호 생성부
320 : 터치 감지부 321 : 차동 입력 VI 컨버터
330 : 스위칭부 400 : 호스트 시스템부

Claims (16)

  1. 콘택홀이 형성되어 있는 복수의 전극들을 포함하는 패널;
    게이트 신호를 게이트 라인들에 인가하며, 데이터 신호를 데이터 라인들에 인가하는 디스플레이 구동부; 및
    상기 패널의 구동모드에 따라 상기 복수의 전극들 각각으로 상기 콘택홀과 연결된 배선들을 통해 공통 전압을 인가하거나 터치 스캔 신호를 인가하고, 상기 터치 스캔 신호에 의해 발생된 터치 센싱 신호를 상기 전극들로부터 수신하고, 상기 배선들 중 이웃하는 배선들 각각에 연결된 전극으로부터 수신된 상기 터치 센싱 신호의 차이를 이용하여 터치 여부를 감지하는 터치 IC를 포함하며,
    상기 복수의 전극들은 복수의 전극열들을 형성하며, 상기 복수의 전극열들에형성된 상기 콘택홀은, 각각의 전극열 내에서 일정한 기울기를 가지며, 이웃하는 전극열끼리 서로 대칭되어 위치하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 디스플레이 구동부는,
    상기 공통 전압을 생성하여 상기 터치 IC로 전달하는 공통 전압 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 터치 IC는,
    상기 터치 스캔 신호를 생성하는 터치 스캔 신호 생성부;
    상기 수신된 터치 센싱 신호의 차이를 이용하여 터치 여부를 감지하는 터치 감지부; 및
    상기 공통 전압 또는 상기 터치 스캔 신호를 상기 복수의 전극들로 인가하는스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 터치 감지부는 복수의 차동 입력 VI 컨버터로 이루어진 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 구동모드가 디스플레이 구동모드이면, 상기 전극들은 공통 전압을 인가 받아 디스플레이 구동을 위한 공통 전극으로 동작을 하며, 상기 구동모드가 터치 구동모드이면, 상기 전극들은 터치 스캔 신호를 인가 받아 터치 감지를 위한 터치 전극으로 동작하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 각각의 전극에는 복수개의 콘택홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 전극열은 상기 배선들과 평행한 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
  9. 콘택홀이 형성되어 있는 복수의 전극들을 포함하는 패널;
    게이트 신호를 게이트 라인들에 인가하며, 데이터 신호를 데이터 라인들에 인가하는 디스플레이 구동부; 및
    상기 패널의 구동모드에 따라 상기 복수의 전극들 각각으로 상기 콘택홀과 연결된 배선들을 통해 공통 전압을 인가하거나 터치 스캔 신호를 인가하고, 상기 터치 스캔 신호에 의해 발생된 터치 센싱 신호를 상기 전극들로부터 수신하고, 상기 배선들 중 이웃하는 배선들 각각에 연결된 전극으로부터 수신된 상기 터치 센싱 신호의 차이를 이용하여 터치 여부를 감지하는 터치 IC를 포함하며,
    상기 복수의 전극들은 복수의 전극열들을 형성하며, 상기 복수의 전극열들에 연결된 상기 배선들은 이웃하는 전극열끼리 서로 대칭된 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
  10. 삭제
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 디스플레이 구동부는,
    상기 공통 전압을 생성하여 상기 터치 IC로 전달하는 공통 전압 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 터치 IC는,
    상기 터치 스캔 신호를 생성하는 터치 스캔 신호 생성부;
    상기 수신된 터치 센싱 신호의 차이를 이용하여 터치 여부를 감지하는 터치 감지부; 및
    상기 공통 전압 또는 상기 터치 스캔 신호를 상기 복수의 전극들로 인가하는스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 터치 감지부는 복수의 차동 입력 VI 컨버터로 이루어진 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 구동모드가 디스플레이 구동모드이면, 상기 전극들은 공통 전압을 인가 받아 디스플레이 구동을 위한 공통 전극으로 동작을 하며, 상기 구동모드가 터치 구동모드이면, 상기 전극들은 터치 스캔 신호를 인가 받아 터치 감지를 위한 터치 전극으로 동작하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 각각의 전극에는 복수개의 콘택홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
  16. 제 9항에 있어서,
    상기 전극열은 상기 배선들과 평행한 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
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