KR101638336B1

KR101638336B1 - 터치 패널을 포함한 표시 장치

Info

Publication number: KR101638336B1
Application number: KR1020140093989A
Authority: KR
Inventors: 박용찬; 김주한; 김성철; 김훈배
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-07-24
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2016-07-12
Also published as: CN105320376B; EP2977867B1; US20160098134A1; US9274639B2; KR20160012487A; EP2977867A1; TWI567607B; CN105320376A; US9489076B2; TW201604740A; US20160026312A1

Abstract

본 발명은 터치 성능을 향상시킬 수 있는 터치 패널을 포함한 표시 장치에 관한 것으로, 표시 영역과 비표시 영역으로 구분되어, 상기 표시 영역에 터치 패널이 내장된 표시 패널을 포함하고; 상기 표시 패널은 상기 표시 영역에 형성되어, 영상 표시 기간에는 공통 전압이 인가되고, 터치 감지 기간에는 구동 신호가 인가되는 다수의 터치 전극과; 상기 비표시 영역에 형성되어, 외부로부터 제공된 다수의 구동 전압 및 다수의 신호를 게이트 드라이버로 전송하는 다수의 전송 라인을 포함하고; 상기 다수의 전송 라인은 상기 터치 감지 기간에 상기 다수의 구동 전압이 DC 전압으로서 인가되는 제1 그룹과, 상기 터치 감지 기간에 보조 구동 신호가 인가되는 제2 그룹으로 구분되고; 상기 표시 패널은 상기 제1 그룹의 전송 라인들과 상기 제2 그룹의 전송 라인들 사이에 형성되어, 상기 보조 구동 신호가 인가되는 보조 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

터치 패널을 포함한 표시 장치{DISPLAY DEVICE HAVING TOUCH PANEL}

본 발명은 터치 센싱 능력을 향상시킬 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 평판 표시 장치(Flat Panel Display Device)의 입력 장치로서 사용자가 손가락이나 펜을 이용하여 직접 정보를 입력할 수 있는 터치 패널이 이용되고 있다.

평판 표시 장치에 터치 패널을 구성하는 방법으로는, 온 셀 타입(On Cell Type), 인 셀 타입(In-Cell Type) 및 하이브리드 인 셀 타입(Hybrid In-Cell Type) 등이 있으며, 인 셀 타입 및 하이브리드 인 셀 타입을 이용한 표시 장치를 터치 패널 내장형 표시 장치라 한다. 또한, 터치 패널을 구동하는 방법은 저항식 방식과 정전 용량 방식이 있으며, 정전 용량 방식은 셀프 캡(Self Cap) 방식과 뮤츄얼(mutual) 방식으로 구분된다. 이 중, 셀프 캡(Self Cap) 방식을 이용하고 있는 표시 장치는 표시 패널에 다수의 터치 전극을 형성하고, 각각의 터치 전극에 구동 신호를 인가하여, 터치 여부를 판단한다.

그런데, 종래의 셀프 캡 방식을 이용한 표시 장치는 구동 신호가 입력되는 터치 전극이 영상 표시 기간에는 공통 전극으로도 이용되기 때문에, 터치 전극에 인가되는 구형파 전압 파형(구동 신호)이 표시 패널에서 발생하는 노이즈의 영향을 받게 된다. 상기 노이즈는 터치 패널의 성능을 저하시키는 원인이 되는 바, 개선이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 터치 센싱 능력을 향상시킬 수 있는 터치 패널을 포함한 표시 장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널을 포함한 표시 장치는 표시 영역과 비표시 영역으로 구분되어, 상기 표시 영역에 터치 패널이 내장된 표시 패널을 포함하고; 상기 표시 패널은 상기 표시 영역에 형성되어, 영상 표시 기간에는 공통 전압이 인가되고, 터치 감지 기간에는 터치 구동 신호가 인가되는 다수의 터치 전극과; 상기 비표시 영역에 형성되어, 외부로부터 제공된 다수의 구동 전압 및 다수의 제어 신호를 게이트 드라이버로 전송하는 다수의 전송 라인을 포함하고; 상기 다수의 전송 라인은 상기 터치 감지 기간에 상기 다수의 구동 전압이 DC 전압으로서 인가되는 제1 그룹과, 상기 터치 감지 기간에 AC 전압 형태의 제1 보조 구동 신호가 인가되는 제2 그룹으로 구분되고; 상기 표시 패널은 상기 제1 그룹의 전송 라인들과 상기 제2 그룹의 전송 라인들 사이에 형성되어, AC 전압 형태의 제2 보조 구동 신호가 인가되는 보조 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 터치 감지 기간에 상기 제2 그룹의 전송 라인으로부터 제공된 상기 제1 보조 구동 신호를 상기 게이트 라인들에 공급하는 상기 게이트 드라이버와; 상기 터치 감지 기간에 AC 전압 형태의 제3 보조 구동 신호를 생성하여, 상기 제3 보조 구동 신호를 상기 데이터 라인들에 공급하는 데이터 드라이버와; 상기 제1 및 제2 보조 구동 신호를 생성하여, 상기 제1 보조 구동 신호를 상기 제2 그룹의 전송 라인들에 공급하고, 상기 제2 보조 구동 신호를 상기 보조 라인에 공급하는 전원 공급 회로와; 상기 게이트 드라이버가 상기 제1 보조 구동 신호를 출력하도록 제어하고, 상기 데이터 드라이버가 상기 제3 보조 구동 신호를 출력하도록 제어하고, 상기 전원 공급 회로가 상기 제1 및 제2 보조 구동 신호를 출력하도록 제어하는 타이밍 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동 신호와 상기 제1 내지 제3 보조 구동 신호는 서로 동기하여 주기 및 진폭이 동일한 것을 특징으로 한다.

상기 보조 라인들 각각은 단일층으로 구성된 라인인 것을 특징으로 한다.

상기 보조 라인들 각각은 게이트 라인, 데이터 라인, 상기 터치 전극 및 화소 전극 중 어느 하나와 동일층에 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 보조 라인들 각각은 복층으로 구성된 라인인 것을 특징으로 한다.

상기 보조 라인들 각각은 게이트 라인, 데이터 라인, 상기 터치 전극 및 화소 전극 중 선택된 적어도 2개와 동일층에 형성된 복층 라인으로 형성되는 것 특징으로 한다.

상기 보조 라인은 상기 제2 그룹의 전송 라인들의 양측에 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 그룹의 전송 라인은 영상 표시 기간에 게이트 오프 전압을 전송하기 위한 라인인 것을 특징으로 한다.

상기 제1 그룹의 전송 라인은 영상 표시 기간에 게이트 온 전압, 전원 전압, 접지 전압을 전송하기 위한 라인들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 터치 감지 기간에 데이터 라인 및 게이트 라인에 보조 구동 신호를 인가한다. 보조 구동 신호는 센싱 라인에 인가되는 구동 신호와 진동 주기, 출력 시점이 동일하게 설정된다. 따라서, 본 발명은 터치 감지 기간에 데이터 라인 및 게이트 라인이 구동 신호에 미치는 노이즈 성분을 완전히 제거하여, 구동 신호의 지연을 방지하고, 터치 센싱 능력이 향상된다.

또한, 본 발명은 게이트 오프 전압 공급 라인의 양측에 보조 라인을 형성하고, 터치 감지 기간에 상기 보조 라인에 보조 구동 신호를 인가한다. 따라서, 본 발명은 터치 감지 기간에 게이트 오프 전압 공급 라인에 인가된 보조 구동 신호가 주변 라인들에 인가되는 DC 전압의 영향을 덜 받게 되어 지연이 방지된다. 따라서, 지연이 방지된 보조 구동 신호는 구동 신호의 지연을 방지하는 역할을 더욱 잘하게 되어, 결과적으로 터치 센싱 능력은 더욱 향상된다.

도 1은 본 발명의 표시 장치의 구동 파형도이다.
도 2는 비표시 영역에서 보조 구동 신호에 영향을 미치는 노이즈를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치를 보여 주는 블록도이다.
도 4는 액정 셀의 등가 회로도이다.
도 5는 도 3에 도시된 표시 장치를 구현한 예시도이다.
도 6은 표시 패널(10)에 내장된 터치 전극(2)과, 터치 감지 라인(SL1~SLn)의 배선 구조를 나타낸 구성도이다.
도 7은 도 5에 도시된 표시 패널(10)의 R1 영역을 확대한 평면도이다.
도 8은 도 5에 도시된 R1 영역의 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널을 포함한 표시 장치 및 그 구동 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 표시 장치는 표시 패널에 셀프 캡 방식의 터치 패널을 내장된다. 본 발명의 셀프 캡 방식의 표시 장치가 갖는 기본적인 구성과, 터치를 센싱하는 방법에 대한 설명은 출원인에 의해 제안된 대한민국 공개특허 제10-2013-0129620호, 대한민국 공개특허 제10-2013-0132061호, 대한민국 공개특허 제10-2013-0132197호, 대한민국 등록특허 제10-1330320호 등에 개시된 것으로 대신하기로 한다.

도 1은 본 발명의 표시 장치의 구동 파형도이다. 도 2는 비표시 영역에서 보조 구동 신호(TS)에 영향을 미치는 노이즈를 설명하기 위한 단면도이다.

참고로, 상기 문헌들에 개시된 바와 같은 셀프 캡 방식은 터치 센싱을 위한 구동 신호(TS)가 표시 패널에서 DC 전압이 인가되는 라인들의 영향으로 인해 구동 신호(TS)가 지연되는 문제점이 발생한다. 예를 들어, 터치 감지 기간에 센싱 라인(SL)에 터치 센싱을 위한 구동 신호(TS)가 인가되면, 센싱 라인(SL) 주변의 데이터 라인(DL)은 영상 표시 기간에 마지막으로 인가되었던 데이터 전압이 DC 전압으로 홀딩되어 있고, 게이트 라인(GL)은 게이트 오프 전압(VGL)과 같은 DC 전압으로 홀딩되어 있다. 따라서, 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)과 센싱 라인(SL)은 인접하게 배열되는 바, 수평 전계에 의한 기생 커패시턴스가 발생된다. 따라서, 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)에 인가되는 DC 전압들은 센싱 라인(SL)에 인가되는 구동 신호(TS)의 로드로 작용하고, 상기 구동 신호(TS)는 지연된다.

본 발명은 터치 감지 기간에 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)에 인가되는 DC 전압들의 영향으로 센싱 라인(SL)에 인가되는 구동 신호(TS)가 지연되는 것을 방지하기 위해, 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)에 구동 신호(TS)와 동일한 교류 형태를 갖는 보조 구동 신호(ATS1, ATS2)를 인가한다. 보조 구동 신호(ATS1, ATS2)는 도 1에 도시한 바와 같이, 센싱 라인(SL)에 인가되는 구동 신호(TS)와 동기하여, 진동 주기, 출력 시점, 진폭이 동일하게 설정된다. 따라서, 본 발명은 터치 감지 기간에 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)이 구동 신호(TS)에 미치는 노이즈 성분을 완전히 제거할 수 있다.

상기와 같이, 터치 감지 기간에 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)에 보조 구동 신호(ATS1, ATS2)를 인가하기 위해서는, 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)을 구동하는 구동 회로가 별도로 더 제어되어야 한다.

예를 들어, 데이터 드라이버는 타이밍 컨트롤러의 제어 하에 터치 감지 기간에 제1 보조 구동 신호(ATS1)를 생성하고, 상기 제1 보조 구동 신호(ATS1)를 데이터 라인들(DL)에 공급한다. 한편, 일반적으로 게이트 드라이버는 게이트 펄스(또는 스캔 펄스)를 게이트 라인(GL)에 인가한 다음에, 게이트 오프 전압 공급 라인(VGLL)으로부터 제공된 게이트 오프 전압(VGL)을 게이트 라인(GL)에 공급한다. 이를 이용하여, 본 발명은 터치 감지 기간에 게이트 오프 전압 공급 라인(VGLL)에 게이트 오프 전압(VGL) 대신 외부로부터 제공된 제2 보조 구동 신호(ATS2)를 인가한다. 따라서, 터치 감지 기간에 게이트 드라이버는 게이트 오프 전압 공급 라인(VGLL)으로부터 제공된 제2 보조 구동 신호(ATS2)를 게이트 라인(GL)에 공급한다.

그런데, 표시 패널의 비표시 영역(NA)에 형성된 전원 전압(VCC), 게이트 오프 전압(VGL), 게이트 온 전압(VGH), 접지 전압(GND), 다수의 클럭 신호 등이 전송되는 전송 라인(VCCL, VGLL, VGHL, GNDL)들 표시 영역(AA)에 형성된 라인들에 비해 상대적으로 면적이 크다. 따라서, 게이트 오프 전압 공급 라인(VGLL)에 인가되는 제2 보조 구동 신호(ATS2)는 표시 영역(AA)에 인가된 구동 신호(TS)에 비하여 더욱 주변의 영향을 많이 받게 된다.

본 발명은 터치 감지 기간에 DC 전압(전원 전압 VCC, 게이트 온 전압 VGH, 접지 전압 GND 등)이 인가되는 전송 라인들(VCCL, VGHL, GNDL)의 영향으로 게이트 오프 전압 공급 라인(VGLL)에 인가되는 제2 보조 구동 신호(ATS2)가 지연되는 것을 방지하기 위해, 게이트 오프 전압 공급 라인(VGLL) 양측에 보조 라인(AL)을 형성하고, 상기 보조 라인(AL)에 제3 보조 구동 신호(ATS3)를 인가한다. 제3 보조 구동 신호(ATS3)는 도 1에 도시한 바와 같이, 구동 신호(TS)와 동기하여, 진동 주기, 출력 시점, 진폭이 동일하게 설정된다. 따라서, 본 발명은 터치 감지 기간에 게이트 오프 전압 공급 라인(VGLL)에 인가되는 제2 보조 구동 신호(ATS2)가 주변으로부터 받는 노이즈 성분을 줄일 수 있다.

이하, 본 발명의 표시 장치를 보다 구체적으로 설명한다. 본 발명의 표시 장치는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시 소자(Field Emission Display: FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기 영동 표시 소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시 장치 기반으로 구현될 수 있다. 이하의 실시 예에서, 평판 표시 장치의 일 예로서 액정 표시 장치 중심으로 설명하지만, 본 발명의 표시 장치는 액정 표시 장치에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치를 보여 주는 블록도이다. 도 4는 액정 셀의 등가 회로도이다. 도 5는 도 3에 도시된 표시 장치를 구현한 예시도이다. 도 6은 표시 패널(10)에 내장된 터치 전극(2)과, 터치 감지 라인(SL1~SLn)의 구조를 나타낸 구성도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 표시 장치는 터치 패널을 내장한 표시 패널(10)과, 표시 패널이 영상을 표시하도록 하기 위한 패널 구동 회로와, 터치를 인식하기 위한 터치 감지 회로(100)를 포함한다. 패널 구동 회로는 표시 패널(10)의 데이터 라인(11)을 구동하는 데이터 드라이버(24), 표시 패널(10)의 게이트 라인(12)을 구동하는 게이트 드라이버(20), 데이터 드라이버(24) 및 게이트 드라이버(20)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(22), 전원 공급 회로 등을 포함한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 데이터 드라이버(24)는 표시 패널(10)의 일측 비표시 영역에 IC 형태로 직접 실장되고, 게이트 드라이버(20)는 표시 패널(10)의 다른 일측 비표시 영역에 IC 형태로 직접 실장된다. 또한, 터치 감지 회로(100), 타이밍 컨트롤러(22) 및 전원 공급 회로는 PCB(82)에 실장되고, PCB(82)와 표시 패널(10)은 FPCB(72)를 통해 서로 연결된다. 도 5에 도시된 표시 장치는 도 3에 도시된 표시 장치를 구현한 하나의 예일 뿐이므로 본 발명은 도 5에 도시된 표시 패널의 구조에 국한되지 않는다.

표시 패널(10)은 두 장의 기판들 사이에 형성된 액정 층을 포함한다. 기판들은 유리 기판, 플라스틱 기판, 필름 기판 등으로 제작될 수 있다.

표시 패널(10)의 상부 기판에는 블랙 매트릭스, 컬러 필터 등이 형성된다. 표시 패널(10)의 상부 기판과 하부 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트 각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시 패널(10)의 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정 셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 스페이서가 형성된다.

표시 패널(10)의 하부 기판에 형성된 픽셀 어레이는 데이터 라인들(DL), 데이터 라인들(DL)과 직교되는 게이트 라인들(GL), 매트릭스 형태로 배치된 픽셀들을 포함한다. 픽셀 어레이는 데이터 라인들(DL)과 게이트 라인들(GL)의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin Film Transistor)과, 다수의 TFT들 각각에 접속된 화소 전극들(1), 화소 전극들(1)에 접속되어 픽셀 전압을 유지시키는 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 더 포함한다. 표시 패널(10)의 픽셀들은 데이터 라인들(DL)과 게이트 라인들(GL)에 의해 정의된 매트릭스 형태로 배치된다. 픽셀들 각각의 액정 셀은 화소 전극(1)에 인가되는 데이터 전압과, 공통 전극(2)에 인가되는 공통 전압의 전압차에 따라 인가되는 전계에 의해 구동되어 입사광의 투과양을 조절한다. 영상 표시 기간에, TFT들은 게이트 라인으로부터의 게이트 펄스(스캔 펄스)에 응답하여 턴-온되어 데이터 라인(DL)으로부터의 전압을 액정 셀의 화소 전극(1)에 공급한다. 터치 감지 기간에는 도 1에 도시한 바와 같이, 게이트 라인(DL) 및 데이터 라인(DL)에 보조 구동 신호(ATS1, ATS2)가 인가되며, 픽셀들의 구동은 홀딩된다.

표시 패널(10)의 공통 전극(2)은 터치 전극 역할을 겸한다. 즉, 공통 전극(2)은 영상 표시 기간에는 공통 전압이 인가되어 액정 셀을 구동하는데 사용되고, 터치 감지 기간에는 구동 신호(TS)가 인가되어 터치를 센싱하는데 사용된다. 따라서, 이하의 설명에서 공통 전극(2)은 터치 전극(2)을 의미하는 것이며, 설명의 편의상 공통 전극(2)과 터치 전극(2)을 혼용하여 설명하기로 한다.

도 6을 참조하면, 다수의 터치 전극(2)은 하부 기판에 형성되고, 화소 전극(1)과 다른 층에 형성되어, 화소 전극(1)들과 중첩될 수 있다. 다수의 터치 전극(2) 각각의 면적은 각 픽셀의 면적보다 클 수 있다. 다수의 터치 전극(2)은 다수의 센싱 라인들(SL1~SLn)과 일대일 대응되도록 연결되어 터치 감지 회로(100)와 접속된다. 다수의 터치 전극(2)은 영상 출력 기간에는 공통 전압이 인가되고, 터치 감지 기간에는 구동 신호(TS)가 인가된다.

도 7은 도 5에 도시된 표시 패널(10)의 R1 영역을 확대한 평면도이다. 도 8는 도 5에 도시된 R1 영역의 단면도이다.

본 발명의 표시 패널(10)은 비표시 영역에 FPCB(72)로부터 제공된 다수의 구동 전압 및 다수의 신호를 전송하기 위한 다수의 전송 라인이 형성된다.

도 4를 참조하면, 표시 패널(10)의 비표시 영역에는 FPCB(72)로부터 제공된 다수의 구동 전압 및 다수의 제어 신호를 게이트 드라이버(20)로 전송하기 위한 전송 라인들이 라인 온 글래스(Line on Glass; 이하, LOG) 방식으로 형성된다. LOG 방식의 전송 라인들은 전원 전압(VCC), 게이트 오프 전압(VGL), 게이트 온 전압(VGH), 접지 전압(GND), 다수의 클럭 신호 등을 전송할 수 있다.

LOG 방식의 전송 라인들은 터치 감지 기간 동안 전원 전압(VCC), 게이트 온 전압(VGH), 접지 전압(GND)과 같은 DC 전압이 인가되는 제1 그룹(VCCL, VGHL, GNDL)과, 제2 보조 구동 신호(ATS2)가 인가되는 제2 그룹(VGLL)으로 구분된다.

제1 그룹의 전송 라인들과 제2 그룹의 전송 라인들 사이에는 제3 보조 구동 신호(ATS3)가 인가되는 보조 라인(AL)이 형성된다. 보다 바람직하게는 보조 라인(AL)은 제2 그룹의 전송 라인들의 양측에 형성될 수 있다. 또한, 보조 라인(AL)은 제2 그룹의 전송 라인들 각각의 양측에 형성될 수 있다. 이 경우, 제2 그룹의 전송 라인에 인가되는 제2 보조 구동 신호(ATS2)가 주변의 영향을 덜 받게 되므로 신뢰성이 보다 향상된다.

제2 그룹의 전송라인은 게이트 오프 전압 공급 라인(VGLL)이 될 수 있다. 이 경우, 보조 라인(AL)은 게이트 오프 전압 공급 라인(VGLL)의 양측에 형성된다. 상기 보조 라인(AL)에는 터치 감지 기간 동안 제3 보조 구동 신호(ATS3)가 인가된다. 보조 라인(AL)에 인가되는 제3 보조 구동 신호(ATS)는 외부 전원 공급 회로, 예를 들어 레벨 시프터(26)로부터 제공된다.

보조 라인(AL)은 터치 감지 기간 동안 제2 그룹의 전송 라인들에 인가된 제2보조 구동 신호(ATS2)가 주변으로부터 미치는 영향이 적어 지연되지 않도록 한다.

보조 라인(AL)은 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL), 터치 전극(2), 화소 전극(1) 중 어느 하나와 동일층에 형성된 단일층으로 구성될 수 있다. 또한, 보조 라인(AL)은 제2 그룹의 전송 라인들에 인가된 보조 구동 신호(TS)를 더 보호하기 위해 복층으로 구성될 수 있다. 즉, 보조 라인(AL)은 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL), 터치 전극(2), 화소 전극(1) 중 선택된 적어도 1개와 동일층에 형성된 복층 라인으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시한 바와 같이, 보조 라인(AL) 각각은 터치 전극(2)과 동일층에 형성된 상부 라인(TL1, TL2)과, 게이트 라인(GL)과 동일층에 형성된 하부 라인(BL1, BL2)을 포함할 수 있다. 도 8를 참조하면, 터치 감지 기간에 보조 구동 신호(TS)가 인가되는 게이트 오프 전압 공급 라인(VGLL)의 양측에 보조 라인(AL)이 형성되면, 게이트 오프 전압 공급 라인(VGLL)에 미치는 기생 커패시턴스가 줄어드는 것을 알 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 R2 영역은 FPCB(72)와 데이터 드라이버(24) 사이의 영역을 나타내는 것으로, 표시 패널(10)에는 FPCB(72)와 접속된 패드와 데이터 드라이버(24)를 연결하는 다수의 링크 라인(미도시)이 형성된다. 만약, 상기 제2 그룹의 전송 라인들과 같이, 터치 감지 기간에 보조 구동 신호(TS)를 데이터 드라이버(24)로 전송하기 위한 링크 라인이 존재한다면, 해당된 링크 라인의 양측에도 터치 감지 기간에 보조 구동 신호(ATS)가 인가되는 보조 라인(AL)이 형성된다.

도 3 및 도 4를 다시 참조하여, 패널 구동 회로 및 터치 감지 회로(100)를 마저 설명한다. 패널 구동 회로는 표시 패널(10)의 데이터 라인(11)을 구동하는 데이터 드라이버(24), 표시 패널(10)의 게이트 라인(12)을 구동하는 게이트 드라이버(20), 데이터 드라이버(24) 및 게이트 드라이버(20)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(22), 전원 공급 회로 등을 포함한다.

데이터 드라이버(24)는 영상 표시 기간에, 타이밍 컨트롤러(22)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마 보상 전압으로 변환하여 데이터 전압을 발생한다. 데이터 드라이버(24)는 타이밍 컨트롤러(22)의 제어하에 데이터 전압을 데이터 라인들(11)에 공급하고, 데이터 전압의 극성을 반전시킨다. 데이터 드라이버(24)는 터치 감지 기간에, 타이밍 컨트롤러(22)의 제어 하에 터치 감지 기간에 제1 보조 구동 신호(ATS1)를 생성하고, 상기 제1 보조 구동 신호(ATS1)를 데이터 라인들(DL)에 공급한다.

게이트 드라이버(20)는 영상 표시 기간에, 데이터 전압에 동기되는 게이트 펄스(또는 스캔 펄스)를 게이트 라인들에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시 패널(10)의 라인을 선택한다. GIP(Gate in panel) 공정 기술의 발전에 따라, 게이트 드라이버(20)는 표시 패널(10)의 비표시 영역에 내장될 수 있다. 게이트 드라이버(20)는 터치 감지 기간에, 상기 제2 그룹의 전송 라인(VGLL)으로부터 제공된 제2 보조 구동 신호(ATS2)를 게이트 라인들(GL)에 공급한다.

전원 공급 회로 중에서 레벨 시프터(26)는 타이밍 컨트롤러(22)의 제어 하에 게이트 온 전압(VGH)과 게이트 오프 전압(VGL) 사이에서 스윙하는 스타트 펄스(VST)와 클럭 신호들(CLK)을 출력한다. 게이트 온 전압(VGH)은 표시 패널(10)의 픽셀 어레이에 형성된 TFT의 문턱 전압 이상의 전압으로 설정된다. 게이트 오프 전압(VGL)은 표시 패널(10)의 픽셀 어레이에 형성된 TFT의 문턱 전압 보다 낮은 전압으로 설정된다. 이러한 레벨 시프터(26)는 타이밍 컨트롤러(22)로부터 입력되는 스타트 펄스(VST), 제1 클럭(GCLK), 제2 클럭(MCLK)에 응답하여 각각 게이트 온 전압(VGH)과 게이트 오프 전압(VGL) 사이에서 스윙하는 스타트 펄스(VST)와 클럭 신호(CLK)들을 출력한다. 레벨 시프터(26)로부터 출력된 클럭 신호들(CLK)은 순차적으로 위상이 시프트되어 표시 패널(10)에 형성된 게이트 드라이버(20)로 전송된다. 레벨 시프터(26)는 타이밍 컨트롤러(22)의 제어 하에 터치 감지 기간에 제2 및 제3 보조 구동 신호(ATS2, ATS3)를 생성한다. 레벨 시프터(26)는 제2 보조 구동 신호(ATS2)를 제2 그룹의 전송 라인(VGLL)에 공급하고, 제3 보조 구동 신호(ATS3)를 보조 라인(AL)에 공급한다.

타이밍 컨트롤러(22)는 외부의 호스트 시스템으로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터를 데이터 드라이버(24)에 공급한다. 타이밍 컨트롤러(22)는 외부의 호스트 시스템으로부터 입력되는 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 클럭 등의 타이밍 신호를 입력받아 데이터 드라이버(24), 게이트 드라이버(20), 전원 공급 회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어 신호들을 출력한다. 타이밍 컨트롤러(22)는 터치 감지 회로(100)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 동기신호(SYNC)를 출력한다.

터치 감지 회로(100)는 터치 전극들(2)에 연결된 센싱 라인들(SL1~SLn)에 구동 신호(TS)를 인가하여, 터치 전후의 구동 신호(TS) 전압 변화나 구동 신호(TS)의 라이징 또는 폴링 에지 지연 시간을 카운트하여 터치(또는 근접) 입력 전후의 정전 용량 변화를 센싱한다. 터치 감지 회로(100)는 터치 전극들(2)로부터 수신된 전압을 디지털 데이터로 변환하여 로우 데이터(raw data)를 발생하고, 미리 설정된 터치 인식 알고리즘을 실행하여 터치 원시 데이터를 분석하여 터치(또는 근접) 입력을 검출한다. 터치 감지 회로(100)는 터치(또는 근접) 입력 위치의 좌표를 포함한 터치 리포트(Touch report) 데이터를 타이밍 컨트롤러(22) 또는 호스트 시스템으로 전송한다.

이상과 같이, 본 발명은 터치 감지 기간에 데이터 라인 및 게이트 라인에 보조 구동 신호를 인가한다. 보조 구동 신호는 센싱 라인에 인가되는 구동 신호와 동기하여, 진동 주기, 출력 시점, 진폭이 동일하게 설정된다. 따라서, 본 발명은 터치 감지 기간에 데이터 라인 및 게이트 라인이 구동 신호(TS)에 미치는 노이즈 성분을 완전히 제거하여, 구동 신호의 지연을 방지하고, 터치 센싱 능력이 향상된다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

22: 타이밍 컨트롤러 26: 레벨 시프터
24: 데이터 드라이버 20: 게이트 드라이버
100: 터치 감지 회로 AL: 보조 라인
TL: 상부 라인 BL: 하부 라인

Claims

표시 영역과 비표시 영역으로 구분되어, 상기 표시 영역에 터치 패널이 내장된 표시 패널을 포함하고;
상기 표시 패널은
상기 표시 영역에 형성되어, 영상 표시 기간에는 공통 전압이 인가되고, 터치 감지 기간에는 터치 구동 신호가 인가되는 다수의 터치 전극과;
상기 비표시 영역에 형성되어, 외부로부터 제공된 다수의 구동 전압 및 다수의 제어 신호를 게이트 드라이버로 전송하는 다수의 전송 라인을 포함하고;
상기 다수의 전송 라인은 상기 터치 감지 기간에 상기 다수의 구동 전압이 DC 전압으로서 인가되는 제1 그룹과, 상기 터치 감지 기간에 AC 전압 형태의 제1 보조 구동 신호가 인가되는 제2 그룹으로 구분되고;
상기 표시 패널은 상기 제1 그룹의 전송 라인들과 상기 제2 그룹의 전송 라인들 사이에 형성되어, AC 전압 형태의 제2 보조 구동 신호가 인가되는 보조 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널을 포함한 표시 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 터치 감지 기간에 상기 제2 그룹의 전송 라인으로부터 제공된 상기 제1 보조 구동 신호를 상기 표시 패널에 위치하는 게이트 라인들에 공급하는 상기 게이트 드라이버와;
상기 터치 감지 기간에 AC 전압 형태의 제3 보조 구동 신호를 생성하여, 상기 제3 보조 구동 신호를 상기 표시 패널에 위치하는 데이터 라인들에 공급하는 데이터 드라이버와;
상기 제1 및 제2 보조 구동 신호를 생성하여, 상기 제1 보조 구동 신호를 상기 제2 그룹의 전송 라인들에 공급하고, 상기 제2 보조 구동 신호를 상기 보조 라인에 공급하는 전원 공급 회로와;
상기 게이트 드라이버가 상기 제1 보조 구동 신호를 출력하도록 제어하고, 상기 데이터 드라이버가 상기 제3 보조 구동 신호를 출력하도록 제어하고, 상기 전원 공급 회로가 상기 제1 및 제2 보조 구동 신호를 출력하도록 제어하는 타이밍 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널을 포함한 표시 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 구동 신호와 상기 제1 내지 제3 보조 구동 신호는 서로 동기하여 주기 및 진폭이 동일한 것을 특징으로 하는 터치 패널을 포함한 표시 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 보조 라인들 각각은 단일층으로 구성된 라인인 것을 특징으로 하는 터치 패널을 포함한 표시 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 보조 라인들 각각은 게이트 라인, 데이터 라인, 상기 터치 전극 및 화소 전극 중 어느 하나와 동일층에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널을 포함한 표시 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 보조 라인들 각각은 복층으로 구성된 라인인 것을 특징으로 하는 터치 패널을 포함한 표시 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 보조 라인들 각각은 게이트 라인, 데이터 라인, 상기 터치 전극 및 화소 전극 중 선택된 적어도 2개와 동일층에 형성된 복층 라인으로 형성되는 것 특징으로 하는 터치 패널을 포함한 표시 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 보조 라인은 상기 제2 그룹의 전송 라인들의 양측에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널을 포함한 표시 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 그룹의 전송 라인은
영상 표시 기간에 게이트 오프 전압을 전송하기 위한 라인인 것을 특징으로 하는 터치 패널을 포함한 표시 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 그룹의 전송 라인은
영상 표시 기간에 게이트 온 전압, 전원 전압, 접지 전압을 전송하기 위한 라인들을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널을 포함한 표시 장치.