KR101602199B1

KR101602199B1 - 터치스크린 일체형 표시장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR101602199B1
Application number: KR1020120143994A
Authority: KR
Inventors: 김성철; 서성모
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2016-03-10
Also published as: US20140160041A1; KR20140075543A; US9189097B2; CN103870054A; TW201423521A; TWI610202B; CN103870054B

Abstract

본 발명은, 복수의 전극을 포함하는 패널; 타이밍 콘트롤러로부터 입력되는 RGB 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부; 게이트 신호를 게이트 라인들에 순차적으로 공급하여, 수평 동기신호의 하이 로직(High Logic) 구간에는 상기 패널의 픽셀에 상기 데이터 전압을 인가하는 게이트 구동부; 및 상기 수평 동기신호의 로우 로직(Low Logic) 구간마다 상기 복수의 전극들로 터치 스캔 신호를 인가하는 터치 IC를 포함하며, 상기 터치 IC는 1 프레임 동안 각각의 전극으로 적어도 한번의 상기 터치 스캔 신호를 인가하는 것을 특징으로 한다.

Description

터치스크린 일체형 표시장치 및 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE WITH INTEGRATED TOUCH SCREEN AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}

본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 터치스크린 일체형 표시장치 및 그 구동 방법에 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.

일반적인 인셀 타입의 터치 스크린 표시장치에서는 1 프레임 기간을 정의하는 1 수직 동기신호(Vsync)마다 1회씩 터치 데이터를 시스템으로 전송한다. 여기서, 패널 내의 모든 픽셀들에 새로운 데이터가 전송되는 주파수를 디스플레이 프레임 레이트(display frame rate)라고 하는데, 일반적인 인셀 타입의 터치 스크린 표시장치에서는 1 프레임 기간을 정의하는 1 수직 동기신호(Vsync)마다 1회씩 터치 데이터를 시스템으로 전송하게 된다.

이하에서는 종래의 인셀 타입 터치스크린 일체형 표시장치의 구동에 대해서 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 일반적인 터치스크린 일체형 표시장치의 1 수직 동기 신호에 따른 디스플레이 기간과 터치 기간의 신호의 타이밍도이다.

일반적인 인셀 타입 자기 정전용량 방식의 터치스크린 일체형 표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이 기간(D)과 터치 기간(T)이 1 수직 동기신호에 따른 1 프레임 내에서 데이터 인에이블(Data Enable) 신호에 따라 시분할되어 구동한다.

본 발명은 디스플레이 구동과 터치 구동을 수평 동기 신호에 따라 구동할 수 있는 터치스크린 일체형 표시장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치에 있어서, 복수의 전극을 포함하는 패널; 타이밍 콘트롤러로부터 입력되는 RGB 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부; 게이트 신호를 게이트 라인들에 순차적으로 공급하여, 수평 동기신호의 하이 로직(High Logic) 구간에는 상기 패널의 픽셀에 상기 데이터 전압을 인가하는 게이트 구동부; 및 상기 수평 동기신호의 로우 로직(Low Logic) 구간마다 상기 복수의 전극들로 터치 스캔 신호를 인가하는 터치 IC를 포함하며, 상기 터치 IC는 1 프레임 동안 각각의 전극으로 적어도 한번의 상기 터치 스캔 신호를 인가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법에 있어서, 복수의 전극을 포함하는 패널, 터치 IC, 게이트 구동부를 포함하는 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법에 있어서, 상기 게이트 구동부가 수평 동기신호의 하이 로직(High Logic) 구간에는 상기 패널의 픽셀에 상기 데이터 전압을 인가하는 단계; 및 상기 터치 IC가 수평 동기신호의 로우 로직(Low Logic) 구간마다 상기 복수의 전극들로 터치 스캔 신호를 인가하는 단계를 포함하며, 상기 터치 스캔 신호를 인가하는 단계는 1 프레임 동안 각각의 전극으로 적어도 한번의 터치 스캔 신호를 인가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 인셀 타입 자기 정전용량 방식의 터치스크린의 디스플레이 구동과 터치 구동을 1 수직 동기 신호에 따른 1 프레임 단위로 분할하지 않고 1 수평 동기 신호에 따른 1 라인 단위로 분할하여 동작할 수 있다.

또한, 본 발명에 다양한 실시예들에 따르면, 1 수평 동기 신호 단위로 구동하기 디스플레이 구동과 터치 구동 시간을 분할하기 때문에 메모리 사이즈를 작게 하여 비용을 절감할 수 있다.

그리고, 본 발명에 다양한 실시예들에 따르면, 터치 레포트 레이트를 높아지게 하여 터치 입력 또는 드래깅(dragging)을 정확하게 인식할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 터치스크린 일체형 표시장치의 1 수직 동기 신호에 따른 디스플레이 구동 방법과 터치 구동 방법을 나타내는 신호의 타이밍도;
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 IC을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 패널 및 터치 IC를 나타낸 도면;
도 5는 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 1 수평 동기신호에 따른 구동 방법을 나타내는 신호의 타이밍도;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 1 수평 동기신호에 따른 다른 구동 방법을 나타내는 신호의 타이밍도; 및
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 1 수평 동기신호에 따른 구동 방법을 나타내는 신호의 타이밍도.

이하, 첨부되는 도면들을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시 장치의 구성을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 패널 및 터치 IC를 나타낸 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 패널 및 터치 IC를 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 패널(100), 터치 IC(200), 스위칭부(210), 게이트 구동부(300), 데이터 구동부(400), 타이밍 콘트롤러(500) 및 시스템부(600)를 포함한다.

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, 데이터 라인과 게이트 라인의 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, 복수의 전극(120)과 복수의 배선(130)을 포함하고 있다.

먼저, 복수의 전극(120)은 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.

다음으로, 복수의 배선(130)은 복수의 전극(120)과 터치 IC(200)를 연결한다. 예를 들어, 패널(100)의 복수의 전극(120)으로 터치 IC(200)로부터 인가된 터치 스캔 신호를 전달하며, 패널(100)의 복수의 전극(120)으로부터 수신되는 정전용량의 변화를 터치 IC(200)로 전달하는 역할을 한다.

터치 IC(200)는 수평 동기신호의 로우 로직(Low Logic) 구간마다 상기 복수의 전극들로 터치 스캔 신호를 인가하며, 1 프레임 동안 각각의 전극으로 적어도 한번의 상기 터치 스캔 신호를 인가한다.

다시 말해, 터치 IC(200)는 수평 동기신호의 로우 로직 구간마다 선택된 어느 하나 또는 복수의 전극들로 터치 스캔 신호를 인가한다. 예를 들어, 수평 동기신호의 첫 번째 로우 로직 구간에서 선택된 하나 또는 복수의 전극들로 터치 스캔 신호를 인가하면, 수평 동기신호의 두 번째 로우 로직 구간에는 첫 번째 로우 로직 구간에 터치 스캔 신호가 인가되지 않은 하나 또는 복수의 전극들로 터치 스캔 신호를 인가한다. 이처럼 1 프레임 동안 패널의 모든 전극들로 터치 스캔 신호를 인가할 수 있다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 터치 IC(200)는 1 프레임 이내에 모든 전극들로 한번씩 터치 스캔 신호가 인가되었다면, 그 다음 수평 동기신호의 로우 로직 구간에는 다시 첫 번째 로우 로직 구간에 터치 스캔 신호를 인가했던 전극으로 터치 스캔 신호를 인가한다. 이와 같은 동작으로 터치 IC(200)는 1 프레임 동안 패널의 각각의 전극들로 적어도 한번의 터치 스캔 신호가 인가되도록 동작할 수 있다.

이와 같이, 디스플레이 구동 및 터치 구동을 1 수직 동기신호에 따른 1 프레임 내에서 데이터 인에이블(Data Enable) 신호에 따라 분할되어 구동하지 않고, 1 수평 동기신호에 따라 시간적으로 분할하여 구동할 수 있다. 또한, 1 프레임 내에서 패널(100)내의 복수의 전극(120)들에 터치 스캔 신호가 인가되는 빈도가 늘어나게 하여, 터치 레포트 레이트(Touch Report rate)를 높여 좀 더 정확한 터치 입력 또는 드래깅(dragging)의 감지가 가능할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치 IC(200)는 터치 감지를 위해 패널(100)의 복수의 전극에 공급될 터치 스캔 신호를 생성하는 터치 스캔 신호 생성부를 포함할 수 있다. 상기 터치 스캔 신호는 터치 구동 전압일 수 있으며, 상기 터치 구동 전압은 디스플레이 구동을 위해 패널(100)의 복수의 전극에 인가되는 공통 전압보다 큰 값을 가질 수 있다. 이 경우, 터치 구동 전압은 공통 전압에 해당되는 전압을 로우 레벨의 전압으로 갖고, 그 보다 큰 전압을 하이 레벨의 전압으로 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 IC(200)는 복수의 전극(120)으로부터 터치 센싱 신호를 수신하고 터치 좌표를 연산하여, 사용자에 의한 터치를 감지하는 기능을 수행하는 터치 감지부를 포함할 수 있다. 여기서, 연산된 터치 좌표는 시스템부(600)로 전달되어 패널(100)에서 사용자의 터치 좌표를 인식할 수 있게 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치 도 4에 도시된 바와 같이, 전극들이 3개의 그룹으로 분할되어 있으며, 도 3의 구성요소에 비해 복수의 스위칭부(210)를 추가적으로 포함한다.

복수의 전극(120)은 패널(100) 내에서 제1 그룹(111), 제2 그룹(112), 제3 그룹(113)등 총 3개의 그룹(110)으로 분할되어 있으며, 블록 형태의 그룹(110)으로 형성될 수 있다. 특히, 복수의 그룹은 게이트 라인 방향으로 분할되어 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치는 전극들을 n개의 그룹으로 분할하고, 분할된 n개의 그룹으로 터치 스캔 신호를 순차적으로 인가하지만, 설명의 편의상 이하에서는 3개의 그룹으로 전극들을 분할하는 방식을 중심으로 살펴보기로 한다. 따라서, 본 발명은 전극들을 3개의 그룹으로 분할하는 것으로 한정되지 않으며, 2개의 그룹 또는 4개 이상의 그룹으로 전극들을 분할할 수 있다.

스위칭부(210)는 도 4에 도시된 바와 같이, 터치 IC(200)로부터 출력되는 터치 스캔 신호를 3개의 그룹 중 어느 하나로 인가되도록 스위칭한다.

예를 들어, 패널(100)의 복수의 전극에 터치 IC(200)에서 생성된 터치 스캔 신호가 패널(100)의 첫 번째, 두 번째, 세 번째 그룹 중 어느 하나의 그룹에 포함된 전극으로 인가되도록 스위칭하는 기능을 한다.

다시 말해, 스위칭부(210)는 수평 동기신호의 첫 번째 로우 로직(Low Logic) 그룹 구간에서 패널(100)의 3개의 그룹(111,112,113) 중 어느 한 개의 그룹으로 터치 스캔 신호가 인가되도록 스위칭하고, 수평 동기신호의 두 번째 로우 로직 그룹 구간에서, 패널(100)의 3개의 그룹 중 터치 스캔 신호가 인가되지 않은 다른 한 개의 그룹으로 터치 스캔 신호를 인가되도록 스위칭하고, 수평 동기신호의 세 번째 로우 로직 그룹 구간에서, 3개의 그룹 중 터치 스캔 신호가 인가되지 않은 또 다른 한 개의 그룹으로 터치 스캔 신호를 인가되도록 스위칭한다. 여기서, 수평 동기신호의 로우 로직 그룹 구간이란, 복수의 수평 동기 신호의 로우 로직 구간들을 포함하는 구간이며 한 개의 그룹에 포함된 모든 전극에 터치 스캔 신호가 인가될 수 있는 시간을 나타내는 구간이다.

그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 스위칭부(210)는 네 번째 로우 로직 그룹 구간에서는 3개의 그룹 중 다시 맨 처음으로 터치 스캔 신호가 인가되었던 그룹으로 터치 스캔 신호가 인가되도록 스위칭 할 수 있다.

여기서, 스위칭부(210) 각각은 그룹 별로 하나의 전극과 연결되어 있는 것을 특징으로 하며, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 각각의 스위칭부(210)는 3:1 멀티플렉서 일 수 있다.

또한, 스위칭부(210)는 터치 IC(200) 내에 포함되어, 터치 IC(200)로부터 출력되는 터치 스캔 신호를 수평 동기신호의 로우 로직 그룹 구간 동안 3개의 그룹 중 어느 하나의 그룹으로 인가되도록 스위칭할 수도 있다.

다시, 도 2를 참조하면, 게이트 구동부(300)는 수평 동기신호의 하이 로직(High Logic) 구간에는 패널의 픽셀에 데이터 전압을 인가한다.

예를 들면, 게이트 구동부(300)는 게이트 신호를 게이트 라인들(GL1~GLm)에 순차적으로 공급하여, 데이터 전압이 입력되는 패널(100)의 라인을 선택하고, 패널(100)의 픽셀들은 게이트 신호에 응답하여

수평 동기신호(Hsync)의 하이 로직(High Logic) 구간 내에서 데이터 구동부(400)로부터 입력되는 데이터 전압을 충전하고, 수평 동기신호(Hsync)의 로우 로직(Low Logic) 구간 동안 데이터 전압을 유지한다.

다시 말해, 타이밍 컨트롤러(500)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 ~ GLm)에 게이트 온 전압(Von)을 갖는 게이트 신호를 공급하고, 게이트 온 전압의 게이트 신호가 공급되지 않는 나머지 기간 동안에는 게이트 라인(GL1 ~ GLm)에 게이트 오프 전압(Voff)을 공급한다. 여기서 게이트 신호는 게이트 스캔 신호를 포함한다.

한편, 본 발명에 적용되는 게이트 구동부(300)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(300)를 제어하기 위한 게이트 제어신호로는 스타트신호(VST) 및 게이트클럭(GCLK)이 될 수 있다.

데이터 구동부(400)는 타이밍 콘트롤러(500)로부터 입력되는 RGB 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 출력한다. 데이터 구동부(400)로부터 출력된 데이터 전압은 데이터 라인들(DL1 ~ DLn)에 공급된다.

다시 말해, 타이밍 컨트롤러(500)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(400)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 데이터 라인들에 공급한다. 상기 데이터 신호는 데이터 전압을 포함한다.

이를 위해, 데이터 구동부(400)는 데이터 샘플링부, 래치부, 디지털 아날로그 변환부 및 출력버퍼 등을 포함하여 구성될 수 있다.

타이밍 컨트롤러(500)는 시스템부(600)로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable; DE), 메인 클럭(CLK) 등의 타이밍신호를 입력 받아 게이트 구동부(300)와 데이터 구동부(400)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어 신호들(GCS,DCS)을 발생한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(500)는 시스템부(600)로부터 입력된 RGB 데이터를 재정렬하여, 재정렬된 RGB 데이터를 데이터 구동부(400)로 출력하는 기능을 수행한다.

여기서, 수직 동기신호(Vsync)는 1 프레임 기간을 정의하는 신호이다. 따라서 수직 동기신호의 1 주기는 1 프레임 기간으로 설정된다. 또한, 수평 동기신호(Hsync)는 패널(100)의 픽셀 어레이에서 1 라인의 픽셀들에 데이터를 기입하는데 필요한 1 수평 기간을 정의하는 신호이다. 따라서, 수평 동기신호의 1 주기는 1 수평기간으로 설정되며, 1 프레임 기간을 패널의 라인수로 나누면 1 수평기간이 계산될 수 있다. 데이터 인에이블 신호(DE)는 유효한 데이터가 입력되는 기간을 정의하는 신호이며 1 주기는 수평 동기신호와 같은 1 수평 기간으로 설정된다. 메인 클럭(CLK)는 RGB 데이터의 bit에 동기된다.

시스템부(600)는 RGB 데이터와 함께 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, MCLK)을 타이밍 콘트롤러(500)로 전송한다. 여기서, 1 라인 분량의 RGB 데이터는 수평동기 신호의 하이 로직 구간에 동기되어 타이밍 콘트롤러(500)로 전송되며, 수평 동기 신호의 로우 로직 구간에는 타이밍 콘트롤러(500)로 전송되지 않는다. Vsync는 수직 동기신호이며 Hsync는 수평동기 신호이다.

또한, 시스템부(600)는 터치 IC(200)로부터 전달된 터치 좌표를 패널(100)에서 인식할 수 있게 터치 좌표 값과 연계된 프로그램을 실행한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법은 터치 감지를 위해 전극을 구동하기 위한 것으로서, 수평 동기신호에 따라 터치 감지를 위한 터치 스캔 신호가 인가되는 특징으로 가지고 있다. 이에 대해서는 이하 도 2 및 도 3, 도 5 및 도 6을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 5는 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 1 수평 동기신호에 따른 구동 방법을 나타내는 신호의 타이밍도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법은 먼저, 게이트 구동부(300)가 수평 동기신호의 하이 로직(High Logic) 구간에는 패널의 픽셀에 상기 데이터 전압을 인가한다.

예를 들어, 게이트 구동부(300)는 게이트 신호를 게이트 라인들(GL1~GLm)에 순차적으로 공급하여, 데이터 전압이 입력되는 패널의 라인을 선택하고, 패널의 픽셀들은 게이트 신호에 응답하여 수평 동기신호(Hsync)의 하이 로직(High Logic) 구간 내에서 데이터 구동부로부터 입력되는 데이터 전압을 충전하고, 수평 동기신호(Hsync)의 로우 로직(Low Logic) 구간 동안 데이터 전압을 유지한다.

다음으로, 터치 IC(200)가 수평 동기신호(Hsync)의 로우 로직(Low Logic) 구간마다 복수의 전극들로 터치 스캔 신호를 인가하고 1 프레임 동안 각각의 전극으로 적어도 한번의 터치 스캔 신호를 인가한다.

수평 동기신호의 첫 번째 로우 로직 구간에서 선택된 하나 또는 복수의 전극들로 터치 스캔 신호를 인가하면, 수평 동기신호의 두 번째 로우 로직 구간에는 첫 번째 로우 로직 구간에 터치 스캔 신호가 인가되지 않은 하나 또는 복수의 전극들로 터치 스캔 신호를 인가한다. 이처럼 1 프레임 이내에 패널의 모든 전극들로 터치 스캔 신호를 인가할 수 있다.

다음으로, 터치 IC(200)가 패널(100)의 복수의 전극(120)으로부터 터치 센싱 신호를 수신하여 터치 좌표를 연산한다.

예를 들어, 터치 IC(200)는 1 프레임 동안 패널에 복수의 모든 전극에 터치 스캔 신호를 한번씩 인가한 후 복수의 전극으로부터 수신된 터치 센싱 신호를 수신하여 그 다음 프레임의 터치 스캔 신호를 복수의 전극으로 다시 인가되는 동안 터치 좌표를 연산한다.

이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법에서 1 프레임 동안 디스플레이 구간과 터치 구간을 데이터 인에이블 신호(DE)를 통해 분할하지 않고, 수평 동기신호(Vsync)를 통해 분할할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 1 수평 동기신호에 따른 다른 구동 방법에 대해 알아보기로 한다.

일반적인 인셀 타입의 터치 스크린 표시장치에서는 패널 내의 모든 픽셀들에 새로운 데이터가 전송되는 주파수를 디스플레이 프레임 레이트(display frame rate)라고 하며, 터치 스크린 내에 얻어지는 터치 데이터를 시스템부로 전송하는 주파수를 터치 레포트 레이트(touch report rate)라고 한다. 즉, 터치 레포트 레이트가 디스플레이 프레임 레이트(display frame rate)보다 클수록 터치 패널에 입력된 좌표가 전송되는 속도가 빨라지므로 사용자가 느끼는 터치 감도를 높이고 터치 입력을 세밀하게 표현할 수 있다. 이하에서는 상술한 특징에 대해 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 1 수평 동기신호에 따른 다른 구동 방법을 나타내는 신호의 타이밍도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 또 다른 구동 방법은 먼저, 게이트 구동부(300)가 수평 동기신호의 하이 로직(High Logic) 구간에는 상기 패널의 픽셀에 상기 데이터 전압을 인가한다.

도 6에 도시된 실시예는 1 프레임 동안 각각의 전극으로 총 두 번씩의 터치 스캔 신호가 인가된 실시예이다.

터치 IC(200)는 수평 동기신호의 로우 로직 구간마다 선택된 어느 하나 또는 복수의 전극들로 터치 스캔 신호를 인가한다. 예를 들어, 수평 동기신호의 첫 번째 로우 로직 구간에서 선택된 하나 또는 복수의 전극들로 터치 스캔 신호를 인가하면, 수평 동기신호의 두 번째 로우 로직 구간에는 첫 번째 로우 로직 구간에 터치 스캔 신호가 인가되지 않은 하나 또는 복수의 전극들로 터치 스캔 신호를 인가한다. 이처럼 1 프레임 동안 패널의 모든 전극들로 터치 스캔 신호를 인가할 수 있다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 터치 IC(200)는 모든 전극들로 한번씩 터치 스캔 신호가 인가되었다면, 그 다음 수평 동기신호의 로우 로직 구간에는 다시 첫 번째 로우 로직 구간에 인가했던 전극으로 터치 스캔 신호를 인가한다. 이와 같은 동작의 반복으로 터치 IC(200)는 1 프레임 동안 패널의 각각의 전극들로 두번씩 터치 스캔 신호가 인가되도록 동작할 수 있다.

다음으로, 터치 IC(200)가 패널(100)의 복수의 전극으로부터 터치 센싱 신호를 수신하여 터치 좌표를 연산한다. 예를 들어, 터치 IC(200)는 1 프레임 동안 패널에 복수의 모든 전극에 터치 스캔 신호를 인가한 후 복수의 전극으로부터 수신된 터치 센싱 신호를 수신하여 상기 1 프레임 이내에 터치 스캔 신호가 다시 모든 전극으로 인가되는 동안 터치 좌표를 연산한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 디스플레이 프레임 레이트는 60Hz이며, 1 수평 동기신호에 따른 다른 구동 방법에서 상술한 실시예와 같이 1 프레임 동안에 패널의 복수의 전극 각각에 총 2번의 터치 스캔 신호를 인가함으로써, 전체의 터치 스크린 내에서 얻어지는 터치 센싱 데이터를 시스템부로 1 프레임 동안 총 2번 전송하여 터치 레포트 레이트는 120Hz를 확보할 수 있다.

1 프레임 동안 터치 센싱 신호의 터치 레포트 레이트(Touch Report rate)가 1 프레임 동안 디스플레이 프레임 레이트(Display frame rate)보다 커지게 함으로써, 터치 패널에 입력된 좌표가 전송되는 속도가 빨라지므로 사용자가 느끼는 터치 감도를 높이고 터치 입력을 세밀하게 표현할 수 있는 장점이 있다.

이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법에 대해서는 도 2, 도 4 및 도 7을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 7은 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 1 수평 동기신호에 따른 구동 방법을 나타내는 신호의 타이밍도이다.

다음으로, 터치 IC(200)가 수평 동기신호(Hsync)의 3개의 로우 로직(Low Logic) 구간에서 3개의 그룹 중 어느 하나로 터치 스캔 신호를 인가하며, 3개의 그룹 각각으로 터치 스캔 신호를 적어도 한 번 인가한다.

예를 들어, 터치 IC(200)는 수평 동기신호의 첫 번째 로우 로직 그룹 구간(LLGP)에서 패널(100)의 3개의 그룹(111,112,113) 중 어느 한 개의 그룹으로 터치 스캔 신호가 인가하고, 수평 동기신호의 두 번째 로우 로직 그룹 구간(LLGP)에서, 패널(100)의 3개의 그룹 중 터치 스캔 신호가 인가되지 않은 다른 한 개의 그룹으로 터치 스캔 신호를 인가하고, 수평 동기신호의 세 번째 로우 로직 그룹 구간(LLGP)에서, 3개의 그룹 중 터치 스캔 신호가 인가되지 않은 또 다른 한 개의 그룹으로 터치 스캔 신호를 인가한다.

여기서, 수평 동기신호의 로우 로직 그룹 구간(LLGP)이란, 도 7에 도시된 바와 같이 복수의 수평 동기 신호의 로우 로직 구간들을 포함하는 구간이며 한 개의 그룹에 포함된 모든 전극에 터치 스캔 신호가 인가될 수 있는 시간을 나타내는 구간이다.

또한, 도 7에 도시된 수평 동기 신호의 로우 로직 그룹 구간(LLGP)은 설명의 편의상 두 개의 로우 로직 구간의 조합으로 표현했지만 실질적으로 더 많은 로우 로직 구간의 조합으로 이루어진다. 일 예를 들어, 도 7에서 수평 동기 신호가 총 N개 존재한다면 하나의 로우 로직 그룹 구간은 N/6개의 로우 로직 구간들을 포함하여 이루어진다.

다음으로, 터치 IC(200)가 상기 복수의 전극으로부터 터치 센싱 신호를 수신하여, 다음 터치 스캔 신호가 인가되는 로우 로직 그룹 구간들 사이에서 터치 좌표를 연산한다.

예를 들어, 터치 IC(200)는 첫 번째 로우 로직 그룹 구간에서 첫 번째 그룹에 터치 스캔 신호가 인가된 구간부터 두 번째 로우 로직 그룹 구간에서 두 번째 그룹에 터치 스캔 신호가 인가되지 전까지의 구간 사이에 첫 번째 로우 로직 그룹 구간에 인가된 터치 스캔 신호를 통해 감지된 첫 번째 그룹의 터치 좌표를 연산하며, 두 번째 로우 로직 그룹 구간에서 두 번째 그룹에 터치 스캔 신호가 인가된 구간부터 세 번째 로우 로직 그룹 구간에서 세 번재 그룹에 터치 스캔 신호가 인가되지 전까지의 구간 사이에 두 번째 로우 로직 그룹 구간에 인가된 터치 스캔 신호를 통해 감지된 두 번째 그룹의 터치 좌표를 연산한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 디스플레이 프레임 레이트는 60Hz이며, 1 수평 동기신호에 따른 구동 방법에서 상술한 실시예와 같이 1 프레임 동안에 패널의 전체의 그룹 각각에 총 2번의 터치 스캔 신호를 인가함으로써, 각각의 그룹 내에서 얻어지는 터치 센싱 데이터를 시스템부로 1 프레임 동안 그룹 별로 총 2번씩 전송하여 터치 레포트 레이트는 120Hz를 확보할 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 : 그룹
120 : 전극 130 : 배선
200 : 터치 IC 210 : 스위칭부
300 : 게이트 구동부 400: 데이터 구동부
500 : 타이밍 콘트롤러 600 : 시스템부

Claims

복수의 배선들에 접속된 복수의 전극을 포함하는 패널;
타이밍 콘트롤러로부터 입력되는 RGB 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 상기 패널의 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부;
수평 동기신호의 하이 로직(High Logic) 구간에 상기 패널의 픽셀에 상기 데이터 전압을 인가하기 위해 상기 패널의 게이트 라인들에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부; 및
상기 수평 동기신호의 로우 로직(Low Logic) 구간마다 상기 복수의 배선들을 통해 상기 복수의 전극들로 터치 스캔 신호를 인가하고 상기 복수의 전극들로부터 수신되는 정전용량의 변화를 수신하는 터치 IC를 포함하며,
상기 터치 IC는 1 프레임 동안 각각의 전극으로 적어도 한번의 상기 터치 스캔 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
제 1항에 있어서,
상기 터치 IC는 상기 복수의 전극으로부터 터치 센싱 신호를 수신하여, 터치 좌표를 연산하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
제 2항에 있어서,
1 프레임 동안 상기 터치 센싱 신호의 터치 레포트 레이트(Touch Report rate)는 상기 1 프레임 동안 디스플레이 프레임 레이트(Display frame rate)보다 큰 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
제 1항에 있어서,
상기 패널은 n개(n은 2이상의 정수)의 그룹으로 분할된 상기 복수의 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
제 4항에 있어서,
상기 n개의 그룹은 상기 게이트 라인 방향으로 분할된 그룹인 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
제 4항에 있어서,
상기 터치 IC로부터 출력되는 상기 터치 스캔 신호를 상기 n개의 그룹 중 어느 하나로 인가되도록 스위칭하는 복수의 스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
제 6항에 있어서,
상기 복수의 스위칭부는 로우 로직 그룹 구간에서 상기 패널의 그룹 중 어느 한 개의 그룹으로 터치 스캔 신호가 인가되도록 스위칭하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
제 6항에 있어서,
상기 로우 로직 그룹 구간은,
복수의 상기 수평 동기 신호의 로우 로직 구간들을 포함하는 구간이며 상기어느 한 개의 그룹에 포함된 모든 전극에 상기 터치 스캔 신호가 인가될 수 있는 시간인 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
제 6항에 있어서,
상기 복수의 스위칭부 각각은 상기 그룹 별로 하나의 전극과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
제 6항에 있어서,
상기 복수의 스위칭부 각각은 n:1 멀티플렉서인 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
제 4항에 있어서,
상기 터치 IC는 상기 터치 IC로부터 출력되는 상기 터치 스캔 신호를 상기 n개의 그룹 중 어느 하나로 인가되도록 스위칭하는 복수의 n:1 멀티플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
복수의 배선들에 접속된 복수의 전극을 포함하는 패널, 터치 IC, 게이트 구동부를 포함하는 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법에 있어서,
상기 게이트 구동부가 수평 동기신호의 하이 로직(High Logic) 구간에는 상기 패널의 픽셀에 데이터 전압을 인가하는 단계; 및
상기 터치 IC는 수평 동기신호의 로우 로직(Low Logic) 구간마다 상기 복수의 배선들을 통해 상기 복수의 전극들로 터치 스캔 신호를 인가하고 상기 복수의 전극들로부터 수신되는 정전용량의 변화를 수신하는 단계를 포함하며,
상기 터치 스캔 신호를 인가하는 단계는 1 프레임 동안 각각의 전극으로 적어도 한번의 터치 스캔 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법.
제 12항에 있어서,
상기 터치 IC가 상기 복수의 전극으로부터 터치 센싱 신호를 수신하여, 터치 좌표를 연산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법.
제 13항에 있어서,
1 프레임 동안 상기 터치 센싱 신호의 터치 레포트 레이트(Touch Report rate)는 상기 1 프레임 동안 디스플레이 프레임 레이트(Display frame rate)보다 큰 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법.