KR101697257B1 - 터치스크린 일체형 표시장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 복수의 전극을 포함하는 패널; 타이밍 콘트롤러로부터 입력되는 RGB 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부; 상기 패널의 구동모드가 디스플레이 구동모드이면, 상기 패널의 픽셀에 상기 데이터 전압이 인가되도록 n 개의 게이트 라인들에 게이트 온 신호를 순차적으로 공급하는 게이트 구동부; 및 상기 패널의 구동모드가 터치 구동모드이면, 터치 스캔 신호를 생성하여 상기 패널의 복수의 전극들로 인가하는 터치 IC를 포함하며, 상기 게이트 구동부는 상기 게이트 온 신호를 제n 번째 게이트 라인까지 순차적으로 공급한 후, 상기 n 개의 게이트 라인들로 상기 게이트 온 신호를 동시에 공급하고, 상기 데이터 구동부는 상기 데이터 라인들에 동일한 레벨의 데이터 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치에 관한 것이다.

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 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.

일반적인 인셀 타입의 터치 스크린 표시장치에서는 1 프레임 기간을 정의하는 1 수직 동기신호(Vsync)마다 1회씩 터치 데이터를 시스템으로 전송한다. 이하에서는 종래의 인셀 타입 터치스크린 일체형 표시장치의 구동에 대해서 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1는 일반적인 터치스크린 일체형 표시장치의 1 프레임 동안 디스플레이 기간과 터치 기간의 신호에 대한 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.

이처럼, 디스플레이 픽셀과 터치 센서를 공유하는 경우에는 디스플레이의 특정 그레이 레벨에 대해서는 터치 감지 시 캐패시턴스에 영향을 주게 되므로 디스플레이 영상 내용이 터치에 직접적으로 나타나게 된다.

예를 들면, 디스플레이 데이터의 그레이 레벨은 터치의 유무에 상관없이 패널에 초기 캐패시턴스 값을 발생시키며, 그 값이 터치 입력 시의 캐패시턴스 변화량을 상회하는 문제가 발생될 수 있다.

도 2는 일반적인 터치스크린 일체형 표시장치의 패널의 그레이 레벨 데이터에 대해 측정된 터치 데이터의 값을 나타내는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 패널(100)이 4개로 분할되어 블랙 화면과 화이트 화면으로 나뉘어져 있는 경우, 디스플레이 화면 상에 화이트 레벨 데이터가 출력되면 터치 측정 시 터치의 유무에 관계없이 초기 캐패시턴스 값이 60 ~ 125 범위의 값을 가짐을 확인할 수 있으며, 특히 본 도면에 도시되지는 않았지만 화면 전체가 블랙 화면에서 화이트 화면으로 바뀌는 경우 초기 캐패시턴스 값이 90 ~ 260 까지 커질 수 있다.

이는 터치 입력 시 터치 데이터 값의 변화 범위인 0 ~ 120 보다 초과되는 값이므로 패널의 초기 캐패시터스 값으로 인해 터치 감도가 낮아지고 때로는 고스트 노이즈가 발생할 수도 있다. 다시 말해, 디스플레이 기간에서 터치 기간으로 바뀌는 순간에 패널에 입력되고 있는 데이터가 화이트 레벨의 데이터인 경우 패널의 터치 감지 정확도가 낮아지는 문제가 발생할 수도 있다.

본 발명은 디스플레이 특정 그레이 레벨이 터치 감지 성능을 제한시키는 문제를 해결할 수 있는 터치스크린 일체형 표시장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치는 복수의 전극을 포함하는 패널; 타이밍 콘트롤러로부터 입력되는 RGB 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부; 상기 패널의 구동모드가 디스플레이 구동모드이면, 상기 패널의 픽셀에 상기 데이터 전압이 인가되도록 n 개의 게이트 라인들에 게이트 온 신호를 순차적으로 공급하는 게이트 구동부; 및 상기 패널의 구동모드가 터치 구동모드이면, 터치 스캔 신호를 생성하여 상기 패널의 복수의 전극들로 인가하는 터치 IC를 포함하며, 상기 게이트 구동부는 상기 게이트 온 신호를 제n 번째 게이트 라인까지 순차적으로 공급한 후, 상기 n 개의 게이트 라인들로 상기 게이트 온 신호를 동시에 공급하고, 상기 데이터 구동부는 상기 데이터 라인들에 동일한 레벨의 데이터 전압을 공급하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치는 복수의 전극을 포함하는 패널; 타이밍 콘트롤러로부터 입력되는 RGB 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부; 상기 패널의 구동모드가 디스플레이 구동모드이면, 상기 패널의 픽셀에 상기 데이터 전압이 인가되도록 n 개의 게이트 라인들에 게이트 온 신호를 순차적으로 공급하는 게이트 구동부; 및 상기 패널의 구동모드가 터치 구동모드이면, 터치 스캔 신호를 생성하여 상기 패널의 복수의 전극들로 인가하는 터치 IC를 포함하며, 상기 게이트 구동부는 상기 게이트 온 신호를 제n 번째 게이트 라인까지 순차적으로 공급한 후, 상기 n 개의 게이트 라인들을 적어도 2 개의 그룹으로 분할하여 상기 게이트 온 신호를 상기 각각의 그룹별로 공급하고, 상기 데이터 구동부는 상기 데이터 라인들에 동일한 레벨의 데이터 전압을 공급하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 구동방법은, 복수의 전극을 포함하는 패널, 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부, n 개의 게이트 라인들에 게이트 온 신호를 공급하는 게이트 구동부, 및 패널에 터치 스캔 신호를 인가하는 터치 IC를 포함하는 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법에 있어서, RGB 데이터를 상기 데이터 전압으로 변환하여 상기 데이터 라인들에 공급하는 단계; 상기 패널의 구동모드가 디스플레이 구동모드이면, 상기 패널의 픽셀에 상기 데이터 전압이 인가되도록 상기 게이트 온 신호를 제n 번째 게이트 라인까지 순차적으로 공급한 후, 상기 n 개의 게이트 라인들로 상기 게이트 온 신호를 동시에 공급하고, 상기 데이터 라인들에 동일한 레벨의 데이터 전압을 공급하는 단계; 및 상기 패널의 구동모드가 터치 구동 모드이면, 상기 터치 스캔 신호를 생성하여 상기 패널의 복수의 전극들로 인가하는 단계를 포함한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 구동방법은, 복수의 전극을 포함하는 패널, 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부, n 개의 게이트 라인들에 게이트 온 신호를 공급하는 게이트 구동부, 및 패널에 터치 스캔 신호를 인가하는 터치 IC를 포함하는 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법에 있어서, RGB 데이터를 상기 데이터 전압으로 변환하여 상기 데이터 라인들에 공급하는 단계; 상기 패널의 구동모드가 디스플레이 구동모드이면, 상기 패널의 픽셀에 상기 데이터 전압이 인가되도록 상기 게이트 온 신호를 제n 번째 게이트 라인까지 순차적으로 공급한 후, 상기 n 개의 게이트 라인들을 적어도 2 개의 그룹으로 분할하여 상기 게이트 온 신호를 상기 각각의 그룹별로 공급하고, 상기 데이터 라인들에 동일한 레벨의 데이터 전압을 공급하는 단계; 및 상기 패널의 구동모드가 터치 구동 모드이면, 상기 터치 스캔 신호를 생성하여 상기 패널의 복수의 전극들로 인가하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 터치스크린 일체형 표시장치에서 디스플레이 데이터가 터치 감지에 주는 영향을 배제함으로써, 디스플레이에 영향을 받지 않는 터치 센싱 결과를 얻을 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 터치 감지에 영향을 주는 디스플레이 노이즈를 제거함으로써, 디스플레이 노이즈 외의 노이즈 또한 제거가 가능해지므로 터치 정확도를 개선할 수 있다.

도 1는 일반적인 터치스크린 일체형 표시장치의 1 프레임 동안 디스플레이 기간과 터치 기간의 신호에 대한 타이밍도;
도 2는 일반적인 터치스크린 일체형 표시장치의 패널의 그레이 레벨 데이터에 대해 측정된 터치 데이터의 값을 나타내는 도면;
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 구성을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 1 프레임 동안 디스플레이 기간의 GOS 및 터치 기간의 신호에 대한 타이밍도;
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 1 프레임 동안 디스플레이 기간의 GOS 및 터치 기간의 신호에 대한 타이밍도; 및
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 1 프레임 동안 디스플레이 기간의 GOS 및 터치 기간의 신호에 대한 타이밍도.

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

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 패널(100), 터치 IC(200), 디스플레이 드라이버 IC(300) 및 호스트 시스템(400)를 포함한다.

패널(100)은 터치스크린(미도시)이 내장되어 있으며, 터치스크린은 사용자의 터치 위치를 감지하는 기능을 수행하는 것으로서, 특히, 본 발명에 적용되는 터치스크린은 디스플레이 구동 및 터치 구동이 시간적으로 분할하여 구동되는 자기 정전용량 방식의 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.

본 발명의 도면에는 도시되지 않았지만 패널(100)은 복수의 전극과 복수의 배선을 포함하고 있다.

여기서, 복수의 전극은 패널의 디스플레이 구동을 위해 공통전압이 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.

그리고, 복수의 배선은 복수의 전극과 터치 IC(200)를 연결하는 역할을 한다.

터치 IC(200)는 터치 감지를 위해 패널(100)의 복수의 전극에 공급될 터치 스캔 신호를 생성하기 위한 터치 스캔 신호 생성부를 포함할 수 있으며 패널(100)의 복수의 전극으로부터 수신되는 정전용량의 변화를 통해 사용자의 터치 위치를 감지하기 위한 터치 감지부를 포함할 수 있다.

예를 들어, 터치 IC(200)는 패널(100)의 구동모드가 터치 구동모드인 경우 복수의 전극들로 터치 스캔 신호를 인가 하고, 패널(100)의 복수의 전극으로부터 수신되는 정전용량의 변화를 통해 사용자의 터치 위치를 감지하는 역할을 한다.

디스플레이 드라이버 IC(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 공통전압 생성부(310), 데이터 구동부(320), 게이트 구동부(330) 및 타이밍 콘트롤러(340)를 포함한다.

여기서, 공통전압 생성부(310)는 공통전압을 생성하여 패널(100)의 복수의 전극에 인가한다. 예를 들어, 패널(100)의 구동모드가 디스플레이 구동모드인 경우 복수의 전극들은 공통전압을 인가 받아 디스플레이 구동을 위한 공통전극으로 동작한다.

다음으로, 데이터 구동부(320)는 타이밍 콘트롤러(340)로부터 입력되는 RGB 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 출력한다. 데이터 구동부(320)로부터 출력된 데이터 전압은 데이터 라인들(DL1 ~ DLn)에 공급된다.

다시 말해, 타이밍 컨트롤러(320)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(320)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(320)는 데이터 샘플링부, 래치부, 디지털 아날로그 변환부 및 출력버퍼 등을 포함하여 구성될 수 있다.

다음으로, 게이트 구동부(330)는, 상기 패널의 픽셀에 상기 데이터 전압이 인가되도록 n 개의 게이트 라인들에 게이트 온 신호를 게이트 라인들(GL1~GLn)에 순차적으로 공급하여, 데이터 전압이 입력되는 패널(100)의 픽셀을 선택하고, 패널(100)의 픽셀들은 게이트 신호에 응답하여 수평 동기신호(Hsycn)의 하이 로직(High Logic) 구간 내에서 데이터 구동부(320)로부터 입력되는 데이터 전압을 충전하고, 수평 동기신호(Hsync)의 로우 로직(Low Logic) 구간 동안 데이터 전압을 유지한다.

다시 말해, 타이밍 컨트롤러(340)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 ~ GLn)에 게이트 온 신호(Von)을 갖는 게이트 신호를 공급하고, 게이트 온 신호의 게이트 신호가 공급되지 않는 나머지 기간 동안에는 게이트 라인(GL1 ~ GLn)에 게이트 오프 전압(Voff)을 공급한다. 여기서 게이트 신호는 게이트 스캔 신호를 포함한다.

한편, 본 발명에 적용되는 게이트 구동부(330)는 패널과 독립되게 형성되어 다양한 방식으로 패널과 전기적으로 연결될 수 있는 형태로 구성될 수 있으나, 패널 내에 실장되어 있는 게이트 인 패널 방식으로 구성될 수도 있다. 이 경우, 게이트 구동부(300)를 제어하기 위한 게이트 제어신호로는 스타트신호(VST) 및 게이트클럭(GCLK)이 될 수 있다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 데이터 구동부(320) 및 게이트 구동부(330)는 게이트 온 신호를 제n 번째 게이트 라인까지 순차적으로 공급한 후, n 개의 게이트 라인들로 게이트 온 신호를 동시에 공급하고, 데이터 구동부는 데이터 라인들에 동일한 레벨의 데이터 전압을 공급한다.

다시 말해, 패널의 픽셀에 데이터 전압이 인가되도록 n 개의 게이트 라인들(GL1~GLn)에 게이트 온 신호를 순차적으로 공급한 후, 데이터 전압이 입력되는 패널(100)의 픽셀을 선택하여 데이터 구동부(320)로부터 입력되는 데이터 전압을 충전하여 픽셀의 디스플레이 구동을 한 후, n 개의 게이트 라인들에 게이트 온 신호를 n 개의 게이트 라인들(GL1~GLn)에 동시에 공급하고, 데이터 구동부(320)로부터 입력되는 동일한 데이터 레벨의 전압을 충전하여 모든 픽셀에 인가한다. 여기서, 동일한 레벨의 데이터 전압은 블랙 레벨의 데이터 전압일 수도 있다.

이처럼, 패널의 디스플레이 구동기간 동안 모든 게이트 라인을 순차적으로 한번씩 스캔 한 후 모든 게이트 라인들을 동시에 스캔하여 동일한 레벨의 데이터 전압을 픽셀에 인가해줌으로써, 터치 구동기간 전에 디스플레이 마지막 데이터를 동일한 레벨의 데이터 전압으로 유지하여, 디스플레이 구간의 패널의 초기 캐패시턴스가 터치 구동기간에 주는 영향을 줄여 터치 감지 시 노이즈로 인한 영향을 줄일 수 있다. 특히 위에서 언급한 바와 같이 마지막 데이터를 블랙 레벨의 데이터로 유지하는 경우 초기 캐패시턴스를 최소화 할 수 있어 좀 더 높은 터치 감도를 얻을 수 있다.

마지막으로, 타이밍 콘트롤러(340)는 패널의 구동모드에 따라 공통전압 생성부(310)에서 생성된 공통전압을 패널에 인가하도록 하거나, 터치 IC에서 생성된 상기 터치 스캔 신호를 상기 패널에 인가하도록 하는 제어 신호를 생성한다.

그외에도, 타이밍 콘트롤러(340)는 호스트 시스템부(400)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(340)는 시스템부(400)로부터 입력된 RGB 데이터를 재정렬하여, 재정렬된 RGB 데이터를 데이터 구동부(320)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.

본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 일체형 표시장치의 호스트 시스템부(400)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable; DE), 메인 클럭(CLK) 등의 타이밍신호 및 RGB 데이터를 타이밍 콘트롤러(340)로 입력한다.

이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 동작에 대해 도 4를 참조하여 다시 한번 간략하게 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 1 프레임 동안 디스플레이 기간의 GOS 및 터치 기간의 신호에 대한 타이밍도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치는 1 프레임 기간 동안 디스플레이 기간과 터치 기간이 나눠져 있으며, 디스플레이 기간 동안에는 n 개의 게이트 라인들(GL1~GLn)에 각각의 게이트 온 신호(GOS)가 인가된다.

다시 말해, 1 프레임 동안 모든 게이트 라인에 게이트 온 신호가 순차적으로 한번씩 인가된다.

게이트 온 신호가 디스플레이 기간 동안 n 개의 게이트 라인에 한번씩 인가되어 1 프레임 동안 패널이 디스플레이 구동을 한 후 터치 기간 전에 n 개의 게이트 라인에 동시에 게이트 온 신호가 입력되어 패널의 픽셀에 동시에 데이터 전압이 인가된다. 이때 인가되는 데이터 전압은 동일 레벨의 데이터 전압이며, 특히 블랙 레벨의 데이터 전압일 수 있다.

이처럼, 패널의 디스플레이 구동기간 동안 모든 게이트 라인을 순차적으로 한번씩 스캔 한 후 모든 게이트 라인들을 동시에 스캔하여 블랙 레벨의 데이터 전압을 픽셀에 인가해줌으로써, 터치 구동기간 전에 디스플레이 마지막 데이터를 블랙 레벨의 데이터 전압으로 유지하여, 디스플레이 구간의 패널의 초기 캐패시턴스가 터치 구동기간에 주는 영향을 줄여 터치 감지 시 노이즈로 인한 영향을 줄일 수 있다.

이하에서는, 상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 동작에 대해 도 5 및 도 6을 참조하여 다시 한번 간략하게 설명하기로 한다. 특히 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치에서는 2 개의 그룹으로 분할하여 게이트 온 신호를 각각의 그룹별로 공급하지만, 3 개의 그룹 또는 3 개의 그룹 이상으로 분할할 수 있다.

참고로, 데이터 구동부 및 게이트 구동부 이외의 구성요소에 대해서는 위에서 설명했으므로 설명의 편의상 생략하기로 한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 1 프레임 동안 디스플레이 기간의 GOS 및 터치 기간의 신호에 대한 타이밍도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 1 프레임 동안 디스플레이 기간의 GOS 및 터치 기간의 신호에 대한 타이밍도이다.

도 5는 게이트 라인들을 홀수 번째 게이트 라인들로 이루어진 제1 그룹 및 짝수 번째 게이트 라인들로 이루어진 제2 그룹들로 분할한 경우이며, 도 6은 게이트 라인들을 제1 번째 게이트 라인부터 제(n/2) 번째 게이트 라인으로 이루어진 제1 그룹 및 제(n/2 + 1) 번째 게이트 라인부터 제n 번째 게이트 라인으로 이루어진 제2 그룹들로 분할한 경우이다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치는 1 프레임 기간 동안 디스플레이 기간과 터치 기간이 나눠져 있으며, 디스플레이 기간 동안에는 n 개의 게이트 라인들(GL1~GLn)에 각각의 게이트 온 신호(GOS)가 인가된다.

즉, 제n 번째 게이트 라인까지 게이트 온 신호를 순차적으로 공급한 후, n 개의 게이트 라인들을 적어도 2 개의 그룹으로 분할하여 상기 게이트 온 신호를 각각의 그룹별로 공급하고, 데이터 구동부는 데이터 라인들에 동일한 레벨의 데이터 전압을 공급한다.

다시 말해, 패널의 픽셀에 데이터 전압이 인가되도록 n 개의 게이트 라인들(GL1~GLn)에 게이트 온 신호를 순차적으로 공급한 후, 데이터 전압이 입력되는 패널(100)의 픽셀을 선택하여 데이터 구동부(320)로부터 입력되는 데이터 전압을 충전하여 픽셀의 디스플레이 구동을 한 후, n 개의 게이트 라인들을 적어도 2 개의 그룹으로 분할하여 게이트 온 신호를 2 개의 게이트 라인 그룹에 그룹별로 공급하고, 데이터 구동부(320)로부터 입력되는 동일한 데이터 레벨의 전압을 충전하여 게이트 라인에 따른 그룹별로 픽셀에 인가한다. 여기서, 동일한 레벨의 데이터 전압은 블랙 레벨의 데이터 전압일 수도 있다.

특히, 게이트 온 신호를 상기 각각의 그룹으로 동시에 공급할 수도 있고, 이트 온 신호를 상기 각각의 그룹별로 시간 간격를 두고 공급할 수도 있다. 즉, 제1 그룹 및 제2 그룹으로 동시에 게이트 온 신호를 공급하여 동일한 레벨의 데이터 전압을 인가할 수도 있고, 홀수 번째 게이트 라인들로 이루어진 제1 그룹 및 짝수 번째 게이트 라인들로 이루어진 제2 그룹들로 게이트 온 신호를 시간 간격을 두고 공급하거나, 제1 번째 게이트 라인부터 제(n/2) 번째 게이트 라인으로 이루어진 제1 그룹 및 제(n/2 + 1) 번째 게이트 라인부터 제n 번째 게이트 라인으로 이루어진 제2 그룹들로 게이트 온 신호를 그룹별로 시간 간격을 두고 공급할 수 있다.

이처럼, 패널의 디스플레이 구동기간 동안 모든 게이트 라인을 순차적으로 한번씩 스캔 한 후 2 개의 게이트 라인 그룹별로 스캔하여 동일한 레벨의 데이터 전압을 게이트 라인에 따른 그룹별로 픽셀에 인가해줌으로써, 터치 구동기간 전에 디스플레이 마지막 데이터를 동일한 레벨의 데이터 전압으로 유지하여, 디스플레이 구간의 패널의 초기 캐패시턴스가 터치 구동기간에 주는 영향을 줄여 터치 감지 시 노이즈로 인한 영향을 줄일 수 있다. 특히 위에서 언급한 바와 같이 마지막 데이터를 블랙 레벨의 데이터로 유지하는 경우 초기 캐패시턴스를 최소화 할 수 있어 좀 더 높은 터치 감도를 얻을 수 있다.

이하에서는, 상술한 바와 같은 터치스크린 일체형 표시장치의 다양한 구동방법에 대해 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 전극을 포함하는 패널, 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부, n 개의 게이트 라인들에 게이트 온 신호를 공급하는 게이트 구동부, 및 패널에 터치 스캔 신호를 인가하는 터치 IC를 포함하고, 먼저, RGB 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인들에 공급하는 단계를 수행한다.

다음으로, 패널의 구동모드가 디스플레이 구동모드이면, 패널의 픽셀에 데이터 전압이 인가되도록 게이트 온 신호를 제n 번째 게이트 라인까지 순차적으로 공급한 후, n 개의 게이트 라인들로 게이트 온 신호를 동시에 공급하고, 데이터 라인들에 동일한 레벨의 데이터 전압을 공급하는 단계를 수행한다.

여기서, 동일한 레벨의 데이터 전압은 블랙 레벨의 데이터 전압일 수도 있다.

이처럼, 패널의 디스플레이 구동기간 동안 모든 게이트 라인을 순차적으로 한번씩 스캔 한 후 모든 게이트 라인들을 동시에 스캔하여 동일한 레벨의 데이터 전압을 픽셀에 인가해줌으로써, 터치 구동기간 전에 디스플레이 마지막 데이터를 동일한 레벨의 데이터 전압으로 유지하여, 디스플레이 구간의 패널의 초기 캐패시턴스가 터치 구동기간에 주는 영향을 줄여 터치 감지 시 노이즈로 인한 영향을 줄일 수 있다. 특히 위에서 언급한 바와 같이 마지막 데이터를 블랙 레벨의 데이터로 유지하는 경우 초기 캐패시턴스를 최소화 할 수 있어 좀 더 높은 터치 감도를 얻을 수 있다.

다음으로, 패널의 구동모드가 터치 구동 모드이면, 터치 스캔 신호를 생성하여 패널의 복수의 전극들로 인가하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 전극을 포함하는 패널, 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부, n 개의 게이트 라인들에 게이트 온 신호를 공급하는 게이트 구동부, 및 패널에 터치 스캔 신호를 인가하는 터치 IC를 포함하고, 먼저, RGB 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인들에 공급하는 단계를 수행한다.

다음으로, 패널의 구동모드가 디스플레이 구동모드이면, 패널의 픽셀에 데이터 전압이 인가되도록 게이트 온 신호를 제n 번째 게이트 라인까지 순차적으로 공급한 후, n 개의 게이트 라인들을 적어도 2 개의 그룹으로 분할하여 게이트 온 신호를 각각의 그룹별로 공급하고, 데이터 라인들에 동일한 레벨의 데이터 전압을 공급하는 단계를 수행한다. 여기서, 동일한 레벨의 데이터 전압은 블랙 레벨의 데이터 전압일 수도 있다.

예를 들어, n 개의 게이트 라인들을 적어도 2개의 그룹으로 분할하여 게이트 온 신호를 각각의 그룹별로 공급하는 단계는, 게이트 온 신호를 상기 각각의 그룹으로 동시에 공급하거나, 게이트 온 신호를 상기 각각의 그룹별로 시간 간격를 두고 공급하는 단계이다.

즉, 제1 그룹 및 제2 그룹으로 동시에 게이트 온 신호를 공급하여 동일한 레벨의 데이터 전압을 인가할 수도 있고, 홀수 번째 게이트 라인들로 이루어진 제1 그룹 및 짝수 번째 게이트 라인들로 이루어진 제2 그룹들로 게이트 온 신호를 시간 간격을 두고 공급하거나, 제1 번째 게이트 라인부터 제(n/2) 번째 게이트 라인으로 이루어진 제1 그룹 및 제(n/2 + 1) 번째 게이트 라인부터 제n 번째 게이트 라인으로 이루어진 제2 그룹들로 게이트 온 신호를 그룹별로 시간 간격을 두고 공급할 수 있다.

다음으로, 패널의 구동모드가 터치 구동 모드이면, 터치 스캔 신호를 생성하여 패널의 복수의 전극들로 인가하는 단계를 수행한다.

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 200 : 터치 IC
300 : 디스플레이 드라이버 IC 310 : 공통전압 생성부
320 : 데이터 구동부 330 : 게이트 구동부
340 : 타이밍 컨트롤러 400 : 호스트 시스템부

Claims (14)

1. 복수의 전극을 포함하며 디스플레이 구동기간과 터치 구동기간으로 구분되어 구동되는 패널;
   영상 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부;
   상기 디스플레이 구동기간 동안 게이트 온 신호를 n개의 게이트 라인들에 순차적으로 공급한 후, 상기 n 개의 게이트 라인들로 상기 게이트 온 신호를 동시에 공급하는 게이트 구동부; 및
   상기 터치 구동기간 동안 터치 스캔 신호를 생성하여 상기 패널의 모든 복수의 전극으로 인가하고, 상기 복수의 전극들로부터 수신되는 정전용량의 변화를 통해 사용자의 터치 위치를 감지하는 터치 IC를 포함하며,
   상기 데이터 구동부는 상기 n 개의 게이트 라인들로 상기 게이트 온 신호를 동시에 공급하는 기간 동안 상기 데이터 라인들에 동일한 레벨의 데이터 전압을 공급하고,
   상기 복수의 전극은 상기 디스플레이 구동기간 동안 상기 패널의 디스플레이 구동을 위한 공통전압이 인가되어 공통 전극으로 동작하며, 상기 터치 구동기간 동안 상기 패널의 터치 감지를 위한 상기 터치 스캔 신호가 인가되어 터치를 감지하는 터치 전극으로 동작하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
2. 복수의 전극을 포함하며 디스플레이 구동기간과 터치 구동기간으로 구분되어 구동되는 패널;
   영상 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부;
   상기 디스플레이 구동기간 동안 게이트 온 신호를 n개의 게이트 라인들에 순차적으로 공급한 후, 상기 n 개의 게이트 라인들을 적어도 2 개의 그룹으로 분할하여 상기 게이트 온 신호를 상기 각각의 그룹별로 공급하는 게이트 구동부; 및
   상기 터치 구동기간 동안 터치 스캔 신호를 생성하여 상기 패널의 모든 복수의 전극들로 인가하고, 상기 복수의 전극들로부터 수신되는 정전용량의 변화를 통해 사용자의 터치 위치를 감지하는 터치 IC를 포함하며,
   상기 데이터 구동부는 상기 게이트 온 신호를 상기 각각의 그룹별로 공급하는 기간 동안 상기 데이터 라인들에 동일한 레벨의 데이터 전압을 공급하고,
   상기 복수의 전극은 상기 디스플레이 구동기간 동안 상기 패널의 디스플레이 구동을 위한 공통전압이 인가되어 공통 전극으로 동작하며, 상기 터치 구동기간 동안 상기 패널의 터치 감지를 위한 상기 터치 스캔 신호가 인가되어 터치를 감지하는 터치 전극으로 동작하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 게이트 구동부는 상기 게이트 온 신호를 상기 각각의 그룹으로 동시에 공급하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 게이트 구동부는 상기 게이트 온 신호를 상기 각각의 그룹별로 시간 간격을 두고 공급하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 적어도 2 개의 그룹은 홀수 번째 게이트 라인들로 이루어진 제1 그룹 및 짝수 번째 게이트 라인들로 이루어진 제2 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
6. 제 2항에 있어서,
   상기 적어도 2 개의 그룹은 제1 번째 게이트 라인부터 제(n/2) 번째 게이트 라인으로 이루어진 제1 그룹 및 제(n/2 + 1) 번째 게이트 라인부터 제n 번째 게이트 라인으로 이루어진 제2 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 동일한 레벨의 데이터 전압은 블랙 레벨의 데이터 전압인 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치.
8. 복수의 전극을 포함하는 패널, 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부, n 개의 게이트 라인들에 게이트 온 신호를 공급하는 게이트 구동부, 및 상기 패널에 터치 스캔 신호를 인가하는 터치 IC를 포함하며 디스플레이 구동기간과 터치 구동기간으로 구분되는 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법에 있어서,
   영상 데이터를 상기 데이터 전압으로 변환하여 상기 데이터 라인들에 공급하는 단계;
   상기 디스플레이 구동기간 동안 상기 패널의 픽셀에 상기 데이터 전압이 인가되도록 상기 게이트 온 신호를 상기 n 개의 게이트 라인들에 순차적으로 공급한 후, 상기 n 개의 게이트 라인들로 상기 게이트 온 신호를 동시에 공급하고, 상기 n 개의 게이트 라인들로 상기 게이트 온 신호를 동시에 공급하는 기간 동안 상기 데이터 라인들에 동일한 레벨의 데이터 전압을 공급하는 단계; 및
   상기 터치 구동기간 동안 상기 터치 스캔 신호를 생성하여 상기 패널의 모든 복수의 전극들로 인가하고, 상기 복수의 전극들로부터 수신되는 정전용량의 변화를 통해 사용자의 터치 위치를 감지하는 단계를 포함하고,
   상기 복수의 전극은 상기 디스플레이 구동기간 동안 상기 패널의 디스플레이 구동을 위한 공통전압이 인가되어 공통 전극으로 동작하며, 상기 터치 구동기간 동안 상기 패널의 터치 감지를 위한 상기 터치 스캔 신호가 인가되어 터치를 감지하는 터치 전극으로 동작하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법.
9. 복수의 전극을 포함하는 패널, 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부, n 개의 게이트 라인들에 게이트 온 신호를 공급하는 게이트 구동부, 및 상기 패널에 터치 스캔 신호를 인가하는 터치 IC를 포함하며 디스플레이 구동기간과 터치 구동기간으로 구분되는 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법에 있어서,
   영상 데이터를 상기 데이터 전압으로 변환하여 상기 데이터 라인들에 공급하는 단계;
   상기 디스플레이 구동기간 동안 상기 패널의 픽셀에 상기 데이터 전압이 인가되도록 상기 게이트 온 신호를 상기 n 개의 게이트 라인들에 순차적으로 공급한 후, 상기 n 개의 게이트 라인들을 적어도 2 개의 그룹으로 분할하여 상기 게이트 온 신호를 상기 각각의 그룹별로 공급하고, 상기 게이트 온 신호를 상기 각각의 그룹별로 공급하는 기간 동안 상기 데이터 라인들에 동일한 레벨의 데이터 전압을 공급하는 단계; 및
   상기 터치 구동기간 동안 상기 터치 스캔 신호를 생성하여 상기 패널의 모든 복수의 전극들로 인가하고, 상기 복수의 전극들로부터 수신되는 정전용량의 변화를 통해 사용자의 터치 위치를 감지하는 단계를 포함하고,
   상기 복수의 전극은 상기 디스플레이 구동기간 동안 상기 패널의 디스플레이 구동을 위한 공통전압이 인가되어 공통 전극으로 동작하며, 상기 터치 구동기간 동안 상기 패널의 터치 감지를 위한 상기 터치 스캔 신호가 인가되어 터치를 감지하는 터치 전극으로 동작하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 게이트 온 신호를 상기 각각의 그룹으로 동시에 공급하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법.
11. 제 9항에 있어서,
    상기 게이트 온 신호를 상기 각각의 그룹별로 시간 간격를 두고 공급하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법.
12. 제 9항에 있어서,
    상기 적어도 2 개의 그룹은 홀수 번째 게이트 라인들로 이루어진 제1 그룹 및 짝수 번째 게이트 라인들로 이루어진 제2 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법.
13. 제 9항에 있어서,
    상기 적어도 2 개의 그룹은 제1 번째 게이트 라인부터 제(n/2) 번째 게이트 라인으로 이루어진 제1 그룹 및 제(n/2 + 1) 번째 게이트 라인부터 제n 번째 게이트 라인으로 이루어진 제2 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법.
14. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 동일한 레벨의 데이터 전압은 블랙 레벨의 데이터 전압인 것을 특징으로 하는 터치스크린 일체형 표시장치의 구동 방법.

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