KR101984189B1 - 터치스크린 내장형 액정표시장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

터치스크린 내장형 액정표시장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히, 터치스크린의 구동전극들은 디스플레이 드라이버 IC 내부에서 채널선택부를 통해 공통전압생성부 또는 터치IC와 연결되어 있으며, 수신전극은 디스플레이 드라이버 IC 내부에서 수신전극스위칭부를 통해 공통전압생성부와 터치IC 사이에 연결되어 있는, 터치스크린 내장형 액정표시장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 액정표시장치는, 데이터라인과 게이트라인의 교차에 의해 정의되는 픽셀이 형성되어 있는 패널; 터치를 감지하기 위해 상기 패널 상에 격자 형태로 배치되어 있는 구동전극들, 수신전극들 및 상기 각각의 구동전극과 연결된 구동전극배선들과 상기 각각의 수신전극과 연결되어 있는 수신전극배선들로 형성되는 터치스크린; 상기 데이터라인과 상기 게이트라인을 제어하며, 영상출력기간 동안에는 상기 구동전극과 상기 수신전극에 공통전압을 인가하며, 터치감지기간 동안에는 상기 구동전극에 터치펄스를 인가하기 위한 디스플레이 드라이버 IC; 및 상기 터치감지기간 동안, 상기 디스플레이 드라이버 IC를 통해 상기 수신전극으로부터 인가된 감지신호를 이용하여 상기 터치전극의 터치여부를 감지하기 위한 터치IC를 포함한다.

Description

터치스크린 내장형 액정표시장치 및 그 구동 방법{Liquid Crystal Display Device With Interred Touch Screen And Method For Driving The Same}
본 발명은 디스플레이장치에 관한 것으로서, 특히, 정전용량 방식의 터치 스크린이 일체형으로 내장되어 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
이동통신 단말기, 노트북 컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치 중, 액정표시장치(Liquid Crystal DISPLAY DEVICE)는 양산 기술, 구동수단의 용이성, 고화질 및 대화면 구현의 장점으로 인해 적용 분야가 확대되고 있다.
최근 들어, 액정표시장치의 입력 장치로서 종래에 적용되었던 마우스나 키보드 등의 입력 장치를 대체하여, 사용자가 손가락이나 펜을 이용하여 직접 정보를 입력할 수 있는 터치스크린이 적용되고 있다.
특히, 스마트폰과 같이 휴대용 단말기의 경우에는, 액정표시장치에 터치스크린을 적용함에 있어서, 슬림(Slim)화를 위해 액정패널 내부에 터치스크린이 내장된 터치스크린 내장형 액정표시장치가 개발되고 있다.
도 1은 종래의 터치스크린 내장형 액정표시장치의 구성을 나타낸 예시도로서, 특히, 스마트폰과 같은 휴대용 단말기의 구성을 나타낸 예시도이다.
종래의 터치스크린 내장형 액정표시장치 중, 특히, 휴대용 단말기에 적용되는 터치스크린 내장형 액정표시장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 터치스크린이 내장되어 있는 패널(10), 외부 시스템과 연결되어 있으며 패널 내부의 게이트라인과 데이터라인을 제어하기 위한 디스플레이 드라이버 IC(DDI: Display Driver IC)(20), 패널 내부의 터치스크린을 구동하기 위한 터치스크린 드라이버 IC(이하, 간단히 '터치IC'라 함)(30), DDI와 외부 시스템을 연결시키기 위한 DDI용 FPC(Flexable Printed Circuit)(40) 및 터치스크린과 터치IC를 연결시키기 위한 터치IC용 FPC(50)를 포함하고 있다.
상기한 바와 같은 종래의 터치스크린 내장형 액정표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 표시영역(A)에 터치스크린을 구성하는 구동전극(31)과 수신전극(32)이 형성되어 있고, 비표시영역(B)에는 구동전극 및 수신전극과 연결되어 있는 배선들이 형성되어 있다.
상기한 바와 같은 종래의 터치스크린 내장형 액정표시장치는, 공통전극이 영상출력과 터치감지에 공통으로 사용되므로, 시간적으로 영상출력을 위해 영상데이터가 출력되는 시간과 터치감지를 위해 터치신호가 구동되는 시간이 분리되어야 할 필요가 있다.
또한, 영상출력 시에는 공통 전압이 인가되어야 하며, 터치감지 시에는 구동전극(31)으로 터치펄스를 출력해야하며, 이를 제어하기 위해 스위치와 같은 별도의 소자(60)가 내장되어 있다.
또한, 디스플레이 드라이버 IC(20)가 부착된 패널(10)에 터치IC용 FPC(50)를 부착하여, 구동전극(31)에 터치펄스를 전달하기 위한 구동전극배선을 터치IC와 연결시킨다. 이러한 방식으로 연결된 터치IC는 구동전극(31)과 수신전극(32)을 이용하여 터치를 감지한다.
그러나, 종래의 터치스크린 내장형 액정표시장치는, 영상출력을 위한 디스플레이 드라이브 IC(20)와 터치감지를 위한 터치IC(30)가 별도로 존재하고 있기 때문에, 터치IC(30)가 패널(10)에 생성된 구동전극(31) 및 수신전극(32)과 신호를 주고받기 위한 배선(구동전극배선 및 수신전극배선) 연결을 위해 별도의 터치IC용 FPC(50)가 필요하다. 따라서, 터치IC용 FPC(50)를 통한 배선의 길이가 길이 짐에 따라, 노이즈 및 신호 감쇄의 우려가 발생하고 있다.
또한, 종래의 터치스크린 내장형 액정표시장치는, 디스플레이 드라이브 IC(20)에서 생성된 공통전압(Vcom)과, 터치IC(30)의 구동전극배선 및 수신전극배선을 영상출력시간 또는 터치감지시간에 따라 전환하는 스위치(60)가 구동전극배선 및 수신전극배선의 수만큼 필요하다. 따라서, 회로구성이 복잡해 지며, 제조 단가도 상승된다.
즉, 상기한 바와 같은 종래의 터치스크린 내장형 액정표시장치는, 디스플레이 드라이버 IC(20)와 터치IC(30)가 서로 배타적으로 구별된 역할을 수행하고 있기 때문에, 각각 별개의 회로로 구성되어야 한다. 따라서, 별도의 FPC가 요구되고 있으며, 영상출력 및 터치감지를 분리하기 위해 구동전극배선 및 수신전극배선을 스위칭하기 위한 별도의 스위치(60)가 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 터치스크린의 구동전극들은 디스플레이 드라이버 IC 내부에서 채널선택부를 통해 공통전압생성부 또는 터치IC와 연결되어 있으며, 수신전극은 디스플레이 드라이버 IC 내부에서 수신전극스위칭부를 통해 공통전압생성부와 터치IC 사이에 연결되어 있는, 터치스크린 내장형 액정표시장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 액정표시장치는, 데이터라인과 게이트라인의 교차에 의해 정의되는 픽셀이 형성되어 있는 패널; 터치를 감지하기 위해 상기 패널 상에 격자 형태로 배치되어 있는 구동전극들, 수신전극들 및 상기 각각의 구동전극과 연결된 구동전극배선들과 상기 각각의 수신전극과 연결되어 있는 수신전극배선들로 형성되는 터치스크린; 상기 데이터라인과 상기 게이트라인을 제어하며, 영상출력기간 동안에는 상기 구동전극과 상기 수신전극에 공통전압을 인가하며, 터치감지기간 동안에는 상기 구동전극에 터치펄스를 인가하기 위한 디스플레이 드라이버 IC; 및 상기 터치감지기간 동안, 상기 디스플레이 드라이버 IC를 통해 상기 수신전극으로부터 인가된 감지신호를 이용하여 상기 터치전극의 터치여부를 감지하기 위한 터치IC를 포함한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 액정표시장치 구동 방법은, 영상출력기간이 도래하면 공통전압생성부로부터 공통전압을 생성하여, 채널선택부와 수신전극스위칭부를 통해, 터치스크린을 형성하는 구동전극과 수신전극으로 상기 공통전압을 인가하는 단계; 및 상기 영상출력기간 이후 터치감지기간이 도래하면, 상기 공통전압생성부로부터 터치펄스를 생성하여 상기 터치펄스를 상기 채널선택부를 통해 상기 구동전극으로 순차적으로 인가하며, 상기 수신전극스위칭부를 통해 상기 수신전극으로부터 감지신호를 수신하여 터치여부를 감지하는 단계를 포함한다.
상술한 해결 수단에 따라 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 본 발명은 터치스크린의 구동전극들은 디스플레이 드라이버 IC 내부에서 채널선택부를 통해 공통전압생성부 또는 터치IC와 연결되어 있으며, 수신전극은 디스플레이 드라이버 IC 내부에서 수신전극스위칭부를 통해 공통전압생성부와 터치IC 사이에 연결되어 있기 때문에, 디스플레이 드라이브 IC 내부의 공통전압생성부를 활용하여 터치감지에 필요한 터치펄스를 생성할 수 있다. 따라서, 디스플레이 드라이버 IC가 터치IC의 터치구동부의 역할을 대신 할 수 있으며, 그 결과, 터치구동부 회로를 제거하여 터치IC의 구조를 단순화시킬 수 있다.
둘째, 본 발명은 터치IC를 디스플레이 드라이브 IC와 일체화시킬 수 있으며, 이 경우, 공간 절약 및 비용 절감의 효과가 기대될 수 있다.
도 1은 종래의 터치스크린 내장형 액정표시장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 2은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치스크린 내장형 액정표시장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치스크린 내장형 액정표시장치 중 디스플레이 드라이버 IC의 구성을 상세히 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치스크린 내장형 액정표시장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치스크린 내장형 액정표시장치 중 디스플레이 드라이버 IC의 구성을 상세히 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 2은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치스크린 내장형 액정표시장치의 구성을 나타낸 예시도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치스크린 내장형 액정표시장치 중 디스플레이 드라이버 IC의 구성을 상세히 나타낸 예시도이다.
본 발명은 뮤추얼 방식을 적용한 정전용량 방식의 터치스크린 내장형 액정표시장치에 관한 것으로서, 디스플레이 드라이버 IC에 내장되어, 영상출력에 필요한 공통압을 생성하는 공통전압생성부를 이용하여, 터치감지를 위해 구동전극에 인가되어야할 터치펄스 및 영상출력을 위해 패널에 인가되어야할 공통전압을 생성함으로써, 터치IC의 구조를 단순화시켜 제조 단가를 절감시킬 수 있는 터치스크린 내장형 액정표시장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 데이터라인과 게이트라인의 교차에 의해 정의되는 픽셀이 형성되어 있는 패널(110), 터치를 감지하기 위해 패널 상에 격자 형태로 배치되어 있는 터치전극들(131, 132) 및 상기 터치전극들과 연결되어 있는 전극배선들(133, 134)로 형성되는 터치스크린(130), 패널 내에 형성되어 있는 데이터라인과 게이트라인을 제어하며, 터치전극에 공통전압 또는 터치펄스를 인가하기 위한 디스플레이 드라이버 IC(120) 및 상기 복수의 터치전극들에 인가된 터치펄스에 따른 감지신호를 이용하여 상기 터치전극의 터치여부를 감지하기 위한 터치IC(180)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 터치IC(180)는 FPC(170)를 통해 디스플레이 드라이버 IC(120)와 연결되어 있다.
우선, 패널(110)은 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성되는 형태로 구성될 수 있다.
이 경우, 패널(110)의 하부 유리기판에는 다수의 데이터라인들, 데이터라인들과 교차되는 다수의 게이트라인들, 데이터라인들과 게이트라인들의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin FilmTransistor), 픽셀에 데이터전압을 충전시키기 위한 다수의 픽셀전극들 및 픽셀전극과 함께 액정층에 충전된 액정을 구동하기 위한 공통전극(터치전극)을 포함하며, 데이터라인들과 게이트라인들의 교차 구조에 의해 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치된다.
또한, 패널(110)의 상부 유리기판에는 블랙매트릭스(BM)와 컬러필터가 형성된다.
패널(110)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판(POL1, POL2)이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 패널(110)의 상부 유리기판과 하부 유리기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서(CS)가 형성될 수 있다.
즉, 본 발명은 상기한 바와 같이 패널(110)의 표시영역(A) 내에 터치스크린을 구성하는 터치전극이 포함되어 있는 터치스크린 내장형(In-Cell Touch) 액정표시장치에 관한 것이다.
다음, 터치스크린(130)은 사용자의 터치여부를 감지하는 기능을 수행하는 것으로서, 특히, 본 발명에 적용되는 터치스크린(130)은 뮤츄얼(mutual) 방식을 적용한 정전용량 방식의 터치스크린이다. 이러한 터치스크린(130)은 복수의 터치전극(131, 132)과 복수의 터치전극배선(133, 134)을 포함하고 있다.
복수의 터치전극은 다시, 복수의 구동전극(131) 및 복수의 수신전극(132)으로 구분될 수 있으며, 복수의 터치전극배선은 다시, 구동전극들과 연결되어 있는 구동전극배선들(133) 및 수신전극들과 연결되어 있는 수신전극배선들(134)로 구분될 수 있다.
구동전극(131)들 및 수신전극(132)들 각각은 게이트라인 및 데이터라인 각각과 평행을 이루어 격자 상태로 패널 상에 형성된다.
구동전극배선(133) 및 수신전극배선(134)은 비표시영역(B)에 형성되어 있으며, 비표시영역에서 디스플레이 드라이버 IC(120)와 연결된다. 이하에서는 구동전극배선(133)의 숫자가 m개이며, 수신전극배선(134)의 숫자가 n개인 경우를 일예로 하여 본 발명이 설명된다.
다음, 디스플레이 드라이버 IC(120)는 데이터라인과 게이트라인을 제어하며, 터치전극에 공통전압 또는 터치펄스를 인가하기 위한 것으로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 터치스크린을 구성하는 전극배선(133, 134) 및 터치IC(180)와 연결되어 있다.
즉, 디스플레이 드라이버 IC(120)는 패널에 영상을 출력하기 위해, 외부 시스템으로부터 전송되어오는 타이밍신호를 이용하여 게이트제어신호(GCS) 및 데이터제어신호(DCS) 등을 생성하며, 입력된 영상데이터신호를 패널의 구조에 맞게 재정렬하는 기능을 수행한다.
또한, 디스플레이 드라이버 IC(120)는 영상을 출력하는 영상출력시간 동안에는 터치전극으로 공통전압을 인가시키는 기능을 수행하며, 터치를 감지하기 위한 터치감지기간 동안에는 터치펄스를 터치전극으로 공급하는 기능을 수행한다.
또한, 디스플레이 드라이버 IC(120)는 터치전극과 터치IC(180)를 연결시키는 기능을 수행한다. 즉, 터치전극을 통해 감지된 감지신호는 디스플레이 드라이버 IC(120)를 통해 터치IC(180)로 전송되어 분석된다.
즉, 디스플레이 드라이버 IC(120)는 상기한 바와 같이 패널에 형성된 데이터라인 및 게이트라인을 구동하고, 공통전극으로도 이용되는 터치전극(131, 132)을 구동시키기 위한 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 공통전압생성부(124), 터치동기신호생성부(122), 수신전극스위칭부(125) 및 채널선택부(126)를 포함하여 구성될 수 있다. 이 외에도 디스플레이 드라이버 IC(120)는 게이트라인으로 스캔신호를 인가하기 위한 게이트 구동부, 데이터라인으로 영상데이터신호를 인가하기 위한 데이터구동부 및 상기 구성요소들을 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러를 더 포함하고 있으나, 이들 구성요소들에 대한 상세한 설명은 생략된다.
디스플레이 드라이버 IC의 공통전압생성부(124)는 공통전극으로도 동작되고 있는 터치전극(131)에 인가될 공통전압을 생성하는 기능을 수행한다. 또한, 공통전압생성부(124)는 터치감지 기능을 수행하고 있는 터치전극(131, 132) 중 특히 구동전극(131)에 터치펄스를 인가하는 기능을 수행한다. 여기서, 공통전압과 터치펄스는 서로 다른 전압을 가지고 있을 수도 있으며, 이 경우, 공통전압생성부(124)는 터치IC(30)의 제어부(181) 또는 디스플레이 드라이버 IC의 제어부(미도시)에 의해 터치펄스를 발생시킬 수 있다.
즉, 본 발명에서 터치전극(131, 132)은, 터치를 감지하기 위한 기능 및 공통전압을 픽셀에 공급하는 기능을 수행하고 있는 것으로서, 디스플레이 드라이버 IC(120)는 영상출력시간과 터치감지시간을 구분하여, 영상출력시간에는 공통전압생성부(124)에서 생성된 공통전압을 터치전극(공통전극)(131)으로 인가시며, 터치감지시간에는 공통전압생성부(124)에서 생성된 터치펄스를 터치전극(131, 132)으로 인가시킨다.
이러한 공통전압생성부(124)는 이하에서 설명될 채널선택신호에 따라, 서로 다른 레벨을 갖는 공통전압 또는 터치펄스를 생성할 수 있다.
디스플레이 드라이버 IC의 터치동기신호생성부(122)는 영상출력시간과 터치감지시간에 따라 터치전극(131, 132)들 중 수신전극을 공통전압생성부(124)와 연결시키거나 또는 터치IC(180)와 연결시키기 위한 터치동기신호를 생성하는 기능을 수행한다. 즉, 터치동기신호생성부(122)는, 영상출력시간에는 제0터치동기신호('0')를 이용하여 수신전극스위칭부(125)를 스위칭시켜, 수신전극(132)이 공통전압생성부(124)와 연결되도록 한다. 이 경우, 공통전압(Vcom)이 수신전극(132)으로 인가된다.
터치동기신호생성부(122)는, 터치감지시간에는 제1터치동기신호('1')를 이용하여 수신전극스위칭부(125)를 스위칭시켜, 수신전극(132)이 터치IC(180)와 연결되도록 한다. 이 경우, 수신전극(132)은 터치센서로서의 기능을 수행한다.
이러한, 터치동기신호생성부(122)는 디스플레이 드라이버 IC(120) 내부에 구비되어 있는 제어부(미도시) 또는 터치IC(180)에 구비되어 있는 제어부(181)의 제어에 따라, 상기한 바와 같은 터치동기신호들을 생성하여 출력할 수 있다.
디스플레이 드라이버 IC의 수신전극스위칭부(125)는 상기한 바와 같이 터치동기신호생성부(122)로부터 전송되어온 제0터치동기신호 또는 제1터치동기신호에 따라, 스위칭되어, 수신전극(132)을 공통전압생성부(124) 또는 터치IC(180)와 연결시키는 기능을 수행한다.
디스플레이 드라이버 IC의 채널선택부(126)는 공통전압생성부(124)를, 채널선택부(126)에 연결되어 있는 모든 구동전극배선(133)들과 연결시키거나, 또는, 모든 구동전극배선(133)들을 공통전압생성부(126)에 채널(구동전극배선)(이하, 동일) 별 구동 순서에 따라 순차적으로 또는 동시에 연결시키는 기능을 수행한다. 즉, 터치스크린의 구동 방식에 따라, 채널선택부(126)는 채널들을 순차적으로 또는 일부 채널을 동시에 또는 전 채널을 동시에 공통전압생성부(126)에 연결시킬 수 있다(이하, 동일).
즉, 영상출력기간 동안에는 모든 구동전극(131)에 공통전압이 인가되어야 하므로, 채널선택부(126)는 모든 구동전극배선(133)을 공통전압생성부(124)와 연결시킨다. 그러나, 터치감지기간 동안에는 터치펄스가 채널 별 구동 순서에 따라 순차적으로 또는 동시에 모든 구동전극(131)에 인가되어야 하므로, 채널선택부(126)는 구동전극배선(133)을 채널 별 구동 순서에 따라 순차적으로 또는 동시에 공통전압생성부(124)에 연결시킨다.
이를 위한 채널선택신호는 디스플레이 드라이버 IC(120)에 구비되어 있는 제어부(미도시) 또는 터치IC에 구비되어 있는 제어부(181)로부터 전송되어 온다.
예를 들어, 터치IC에 구비되어 있는 제어부(181)는 영상출력기간 동안에는 채널선택부(126)가 모든 구동전극배선(133)을 공통전압생성부(124)와 연결시키도록 하는 제0채널선택신호('0')을 채널선택부(126)로 전송할 수 있다.
또한, 제어부(181)는 터치감지기간 동안에는 채널선택부(126)가 모든 구동전극들을 채널 별 구동 순서에 따라 순차적으로 또는 동시에 채널선택부와 연결시키도록 하는 제1채널선택신호('1')을 채널선택부로 전송할 수 있다.
마지막으로, 터치IC(180)는 디스플레이 드라이버 IC(120)와 FPC(170)를 통해 연결되어 있으며, 상기한 바와 같은 기능을 수행하고 있는 제어부(181)를 포함하고 있다. 제어부(181)는 터치펄스가 채널선택부(126)를 통해 구동전극(131)으로 인가되면, 센싱부(182)가 이를 감지하도록 하는 제어신호를 센싱부로 전송할 수도 있다.
즉, 센싱부(182)는 제어부(181)의 제어에 따라, 구동전극(131)으로 터치펄스가 인가된 경우, 수신전극(132)을 통해 수신되는 감지신호를 이용하여 터치여부를 판단하는 기능을 수행할 수 있다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 액정표시장치의 구동 방법을 설명하면 다음과 같다.
제1단계로, 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 액정표시장치의 동작 시간이 영상표시기간이라고 할 때, 터치IC의 제어부(181) 또는 디스플레이 드라이브 IC(120)의 제어부(미도시)의 제어에 따라 터치동기신호생성부(122)는 제0터치동기신호('0')를 생성하여, 수신전극스위칭부(125)를 구성하는 각 스위치(127)로 전송하며, 이에 따라, 각 스위치(127)는 수신전극배선(134)을 공통전압생성부(124)와 연결된다.
이때, 터치IC의 제어부(181) 또는 디스플레이 드라이버 IC(120)의 제어부로부터 수신된 제0채널선택신호에 따라, 채널선택부(126)는 모든 구동전극배선(133)을 공통전압생성부(124)에 연결시킨다.
이에 따라, 구동전극(131) 및 수신전극(132)에는 공통전압이 인가된다.
제2단계로, 영상표시기간이 종료하고, 터치표시기간이 도래하면, 터치IC의 제어부(181) 또는 디스플레이 드라이버 IC(120)의 제어에 따라, 터치동기신호생성부(122)는 제1터치동기신호('1')를 생성하여, 수신전극스위칭부(125)를 구성하는 각 스위치(127)로 전송하며, 이에 따라, 각 스위치(127)는 수신전극배선(134)을 터치IC(180)의 센싱부(182)와 연결시킨다.
이때, 터치IC의 제어부(181) 또는 디스플레이 드라이버 IC(120)의 제어부로부터 수신된 제1채널선택신호에 따라, 채널선택부(126)는 모든 구동전극배선(133)을 채널 별 구동 순서에 따라 순차적으로 또는 동시에 공통전압생성부(124)에 연결시킨다.
이에 따라, 구동전극(131)으로는 공통전압생성부(124)로부터 생성된 터치펄스가 인가되며, 구동전극(131)으로 인가된 터치펄스에 의해 발생된 감지신호는 수신전극배선(134) 및 스위치(127)를 통해 터치IC(180)의 센싱부(182)로 입력된다.
공통전압(Vcom)과 터치펄스의 전압이 서로 다른 경우, 공통전압생성부(124)는, 터치IC의 제어부(181) 또는 디스플레이 드라이버 IC(120)의 제어부로부터 수신된 제1채널선택신호에 따라, 터치펄스를 생성하여 채널선택부로 공급한다.
즉, 본 발명은 공통전압생성부(124)가 공통전압(Vcom)과 터치펄스를 모두 생성하여, 공통전압은 채널선택부(126)를 통해 구동전극과 수신전극으로 공급하고, 터치펄스는 채널선택부를 통해 수신전극으로 공급한다는 특징을 가지고 있다.
이후, 본 발명은 상기한 바와 같은 제1단계 및 제2단계를 반복적으로 수행한다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치스크린 내장형 액정표시장치의 구성을 나타낸 예시도이며, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치스크린 내장형 액정표시장치 중 디스플레이 드라이버 IC의 구성을 상세히 나타낸 예시도이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 터치스크린 내장형 액정표시장치는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 채널선택부(126)가 공통전압을 모든 구동전극배선들에 공급하도록 하거나, 또는 터치펄스를 구동전극배선(133)에 채널 별 구동 순서에 따라 순차적으로 또는 동시에 공급하도록 하기 위한 채널선택신호를 생성하는 제어부(181)가 디스플레이 드라이버 IC(120)의 내부에 내장되어 있다는 점을 제외하고는 제1실시예의 구성 및 기능과 동일하다. 따라서, 제2실시예에 대한 상세한 설명은 생략된다.
이 경우, 제어부(181)는 디스플레이 드라이버 IC(120)의 제어부로서의 기능도 수행할 수 있다. 즉, 제어부(181)는 영상출력을 위한 기능 및 터치감지를 위한 기능 모두를 수행할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 액정표시장치에 대하여 정리하면 다음과 같다.
본 발명은 디스플레이 드라이브 IC(120)에 내장된 공통전압생성부(124)를 통해, 터치감지에 필요한 터치펄스와 영상출력을 위해 필요한 공통전압을 생성하도록 하고 있다.
이에 따라, 본 발명은 터치펄스를 생성하는 회로와, 터치펄스 또는 공통전압을 스위칭하기 위한 스위치를 터치IC에서 제거시킴으로써, 터치IC의 구조를 단순시켜 제조 단가를 절감시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 이를 통해 디스플레이 드라이브 IC와 터치IC의 일체화를 용이하게 할 수 있다.
즉, 본 발명은 디스플레이 드라이브 IC 내부에 구동전극 및 수신전극에 필요한 신호를 인가하기 위한 전극배선을 내장하였으며, 이 중 구동전극배선은 디스플레이 드라이브 IC에 내장된 DC 또는 AC 공통전압을 형성하기 공통전압생성부(124) 및 채널선택부(126)와 연결이 되어 있다.
공통전압생성부(124)는 공통전압과 터치펄스를 모두 생성할 수 있도록 구성되어 있다.
채널선택부(126)의 역할은 공통전압생성부(124)에서 생성된 터치펄스를 터치감지기간 동안 제1구동전극배선으로부터 제m구동전극배선으로 채널 별 구동 순서에 따라 순차적으로 또는 동시에 전달하며, 영상표시기간 동안 공통전압을 모든 구동전극으로 공급하는 기능을 수행한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 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.
110 : 패널 120 : 디스플레이 드라이버 IC
132 : 수신전극 131 : 구동전극
130 : 터치스크린 170 : FPC
180 : 터치IC

Claims (10)

  1. 데이터라인과 게이트라인의 교차에 의해 정의되는 픽셀이 형성되어 있는 패널;
    터치를 감지하기 위해 상기 패널 상에 격자 형태로 배치되어 있는 구동전극들, 수신전극들 및 상기 각각의 구동전극과 연결된 구동전극배선들과 상기 각각의 수신전극과 연결되어 있는 수신전극배선들로 형성되는 터치스크린;
    상기 데이터라인과 상기 게이트라인을 제어하며, 영상출력기간 동안에는 상기 구동전극과 상기 수신전극에 공통전압을 인가하며, 터치감지기간 동안에는 상기 구동전극에 터치펄스를 인가하기 위한 디스플레이 드라이버 IC; 및
    상기 터치감지기간 동안, 상기 디스플레이 드라이버 IC를 통해 상기 수신전극으로부터 인가된 감지신호를 이용하여 상기 터치스크린의 터치여부를 감지하기 위한 터치IC를 포함하고,
    상기 디스플레이 드라이버 IC는:
    상기 영상출력기간 동안 공통전압을 생성하고 상기 터치감지기간 동안 상기 터치펄스를 생성하기 위한 공통전압생성부; 및
    상기 터치IC의 제어부 또는 상기 디스플레이 드라이버 IC의 제어부로부터 전송되어온 채널선택신호에 따라, 상기 영상출력기간 동안 상기 구동전극들 모두를 상기 공통전압생성부와 연결시키거나 또는 상기 터치감지기간 동안 상기 구동전극들을 채널 별 구동 순서에 따라 순차적으로 또는 동시에 상기 공통전압생성부와 연결시키기 위한 채널선택부를 포함하는,
    터치스크린 내장형 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치IC는 FPC를 이용하여 상기 디스플레이 드라이버 IC와 연결되어 있거나, 또는, 상기 디스플레이 드라이버 IC 내부에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 터치스크린 내장형 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 드라이버 IC는,
    일단은 상기 수신전극에 연결되어 있고, 타단은 상기 공통전압생성부 및 상기 터치IC와 연결되어 있으며, 터치동기신호에 따라 스위칭되어 상기 수신전극을 상기 공통전압생성부 또는 상기 터치IC와 연결시키는 수신전극스위칭부; 및
    상기 터치동기신호를 상기 수신전극스위칭부로 전송하기 위한 터치동기신호생성부;를 포함하는,
    터치스크린 내장형 액정표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 수신전극스위칭부는,
    상기 영상출력기간 동안에는 상기 수신전극들을 상기 공통전압생성부에 연결시키며,
    상기 터치감지기간 동안에는 상기 수신전극들을 상기 터치IC와 연결시키는 것을 특징으로 하는 터치스크린 내장형 액정표시장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통전압 생성부는,
    상기 채널선택신호에 따라, 서로 다른 레벨을 갖는 상기 공통전압 또는 상기 터치펄스를 생성하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 내장형 액정표시장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 수신전극스위칭부는, 복수의 스위치를 포함하고,
    상기 스위치들 각각의 일단은 상기 수신전극배선과 연결되어 있고, 타단은 상기 공통전압생성부 및 상기 터치IC와 연결되어 있으며,
    상기 스위치들 각각의 타단은 상기 터치동기신호에 따라 상기 공통전압생성부 또는 상기 터치IC와 연결되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 내장형 액정표시장치.
  8. 영상출력기간이 도래하면 공통전압생성부로부터 공통전압을 생성하여, 채널선택부를 통해, 터치스크린을 형성하는 구동전극으로 상기 공통전압을 인가하고 수신전극스위칭부를 통해, 상기 터치스크린을 형성하는 수신전극으로 상기 공통전압을 인가하는 단계; 및
    상기 영상출력기간 이후 터치감지기간이 도래하면, 상기 공통전압생성부로부터 터치펄스를 생성하여 상기 터치펄스를 상기 채널선택부를 통해 상기 구동전극으로 채널 별 구동 순서에 따라 순차적으로 또는 동시에 인가하며, 상기 수신전극스위칭부를 통해 상기 수신전극으로부터 감지신호를 수신하여 터치여부를 감지하는 단계를 포함하는 터치스크린 내장형 액정표시장치 구동 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 공통전압을 상기 구동전극과 수신전극으로 인가하는 단계는,
    상기 영상출력기간이 도래하면, 제0터치동기신호를 상기 수신전극스위칭부로 인가하여, 상기 수신전극들을 상기 공통전압생성부에 연결시켜 상기 공통전압을 상기 수신전극으로 인가시키며,
    제0채널선택신호를 상기 채널선택부로 인가하여 상기 구동전극들을 상기 공통전압생성부에 연결시켜 상기 공통전압을 상기 구동전극으로 인가시키는 것을 특징으로 하는 터치스크린 내장형 액정표시장치 구동 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 터치펄스를 상기 구동전극으로 인가하는 것은,
    상기 터치감지기간이 도래하면, 제1터치동기신호를 상기 수신전극스위칭부로 인가하여, 상기 수신전극들을 터치IC에 연결시키며,
    제1채널선택신호를 상기 채널선택부로 인가하여 상기 구동전극들을 채널 별 구동 순서에 따라 순차적으로 또는 동시에 상기 공통전압생성부에 연결시켜 상기 터치펄스를 상기 구동전극으로 채널 별 구동 순서에 따라 순차적으로 또는 동시에 인가시키는 것을 특징으로 하는 터치스크린 내장형 액정표시장치 구동 방법.
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