KR102038883B1 - 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 특히, 구동전극에 공급되는 구동전압을 형성하는 펄스들의 펄스폭들을 조절하는 것에 의해, 수신전극에 인가되는 기준전압과 상기 구동전압의 실효값을 동일하게 맞출 수 있는, 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 표시장치는, 복수의 구동전극들 및 복수의 수신전극들을 포함하는 패널; 공통전압을 생성하는 공통전압 공급부; 구동전압을 생성하는 구동전압 공급부; 영상출력기간에는 상기 공통전압을 상기 구동전극들과 상기 수신전극들로 공급하며, 터치감지기간에는 상기 구동전압을 상기 구동전극들로 순차적으로 공급하여 상기 패널의 터치여부를 판단하는 터치감지부; 및 상기 터치감지부에 형성되어 있으며 상기 수신전극들과 연결되어 있는 수신부로, 상기 터치감지기간에, 상기 구동전압의 중간 레벨과 다른 레벨의 기준전압을 공급하는 기준전압 공급부를 포함하며, 상기 구동전압을 구성하는 펄스들의 펄스폭들 각각은, 적어도 두 개의 펄스폭들 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

Description

표시장치 및 그 구동방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 특히, 터치패널이 패널에 내장되어 있는 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
터치패널은 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 전계발광 표시장치(Electroluminescent Display, ELD), 전기영동 표시장치(Electrophoretic Display, EPD) 등과 같은 표시장치에 설치되어, 사용자가 표시장치를 보면서 손가락이나 펜 등으로 화면을 직접 접촉하여 정보를 입력할 수 있도록 하는, 입력장치의 한 종류이다.
특히, 최근에는 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 단말기의 슬림화를 위해, 표시장치의 패널 내부에 터치패널을 구성하는 소자들이 내장되는, 인셀 타입 표시장치에 대한 수요가 증가하고 있다.
인셀 타입 표시장치에서는, 미국등록특허 US 7,859,521에 개시된 바와 같이, 영상출력용 공통전극들이 복수의 터치 구동 영역과 복수의 터치 센싱 영역으로 분할되어 있다. 인셀 타입 표시장치는, 터치 구동 영역과 터치 센싱 영역 사이에 상호 정전용량(mutual capacitance)이 발생되도록 함으로써, 터치 시 발생하는 상호 정전용량의 변화량을 측정하여 터치 여부를 인식한다.
다시 말해, 종래의 인셀 타입 표시장치가, 영상출력 기능과 터치감지 기능을 동시에 수행하기 위해서, 영상출력용 공통전극들은, 패널이 터치감지 모드로 동작할 때에는, 터치전극의 기능을 함께 수행한다.
상기한 바와 같이, 종래의 공통전극을 이용하는 상호 정전용량 방식의 인셀 타입 표시장치에서는, 공통전극이 터치감지에 필요한 구동전극 및 수신전극으로도 사용되고 있으며, 영상출력기간과 터치감지기간이 시간적으로 분리되어, 영상출력기간에서 발생하는 노이즈 성분이 터치감지에 영향을 미치지 않는다.
즉, 영상출력기간에서는, 구동전극 및 수신전극이 공통전극의 역할을 수행하며, 터치감지기간에서는 구동전극에 주기적인 구동펄스가 인가되고, 수신전극을 통해 수신되는 센싱신호를 이용하여, 터치 IC가 터치 여부를 감지한다.
도 1은 종래의 인셀 타입 표시장치에서 영상출력기간과 터치감지기간을 나타낸 파형도이며, 도 2는 종래의 인셀 타입 표시장치에서 구동전극과 수신전극으로 출력되는 전압의 파형을 나타낸 예시도이다.
인셀 타입 표시장치에 적용되는 터치패널은, 영상출력기간에는 공통전극이 공급되고 터치감지기간에는 구동전압이 공급되는 구동전극(TX) 및 영상출력기간에는 공통전극이 공급되고 터치감지기간에는 기준전압이 공급되는 수신전극(RX)으로 구성된다.
종래의 인셀 타입 표시장치에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 영상출력기간(Display)과 터치감지기간(Touch)이 분리되어 있다.
영상출력기간에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 구동전극(TX) 및 상기 수신전극(RX)으로 공통전압(Vcom)이 공급된다. 터치감지기간에는, 상기 구동전극(TX)으로는 펄스형태의 구동전압(Vd)이 공급되며, 상기 수신전극(RX)으로는 기준전압(Vref)이 공급된다.
이 경우, 상기 터치감지기간에 상기 구동전극(TX) 및 상기 수신전극(RX)으로 입력되는 전압의 실효값(Vrms)의 차이로 인하여, 상기 인셀 타입 표시장치의 패널에서는 블록 딤(Block Dim)이 발생된다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 영상출력기간(Display)에서는, 구동전극(TX) 및 수신전극(RX) 모두에, 동일한 크기의 공통전압(Vcom)이 인가되어, 구동전극 및 수신전극 간에 동일한 전압이 형성되므로, 전극 간의 휘도 차에 의한 블록 딤(Block Dim) 현상과 같은 화질 불량이 발생하지 않는다.
그러나, 터치감지기간(Touch)에서는, 상기 구동전극(TX)으로 공급되는 상기 구동전압이, 상기 공통전압 및 상기 공통전압보다 큰 전압 사이에서 스윙하고 있기 때문에, 상기 구동전압의 실효값이, 상기 수신전극(TX)으로 공급되는 기준전압(또는 공통전압)보다 크다. 따라서, 상기 구동전극과 상기 수신전극 간의 휘도 차에 의해, 블록 딤 현상이 발생된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 구동전극에 공급되는 구동전압을 형성하는 펄스들의 펄스폭들을 조절하는 것에 의해, 수신전극에 인가되는 기준전압과 상기 구동전압의 실효값을 동일하게 맞출 수 있는, 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시장치는, 복수의 구동전극들 및 복수의 수신전극들을 포함하는 패널; 공통전압을 생성하는 공통전압 공급부; 구동전압을 생성하는 구동전압 공급부; 영상출력기간에는 상기 공통전압을 상기 구동전극들과 상기 수신전극들로 공급하며, 터치감지기간에는 상기 구동전압을 상기 구동전극들로 순차적으로 공급하여 상기 패널의 터치여부를 판단하는 터치감지부; 및 상기 터치감지부에 형성되어 있으며 상기 수신전극들과 연결되어 있는 수신부로, 상기 터치감지기간에, 상기 구동전압의 중간 레벨과 다른 레벨의 기준전압을 공급하는 기준전압 공급부를 포함하며, 상기 구동전압을 구성하는 펄스들의 펄스폭들 각각은, 적어도 두 개의 펄스폭들 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시장치 구동방법은, 영상출력기간에는 패널에 형성된 구동전극들과 수신전극들로 공통전압을 공급하는 단계; 터치감지기간에는 구동전압을 상기 구동전극들에 순차적으로 공급하는 단계; 및 상기 수신전극들로 인가되는 기준전압과, 상기 구동전압에 의해 상기 수신전극들로부터 유도된 감지신호를 이용하여 상기 패널의 터치여부를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 기준전압의 레벨은, 상기 구동전압의 중간 레벨과 다르며, 상기 구동전압을 구성하는 펄스들의 펄스폭들 각각은, 적어도 두 개의 펄스폭들 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 구동전극과 수신전극으로 공급되는 전압들의 실효값들의 차이에 의해 발생되는 블럭 딤 현상이 감소될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 네가티브 전압이 이용되는 모바일용 표시장치에서뿐만 아니라, 네가티브 전압이 이용되지 않는 대형 표시장치에서도, 구동전극과 수신전극으로 공급되는 전압들의 실효값들의 차이에 의해 발생되는 블럭 딤 현상이 감소될 수 있다. 즉, 본 발명은, 표시장치의 크기 및 모델에 상관없이 모든 종류의 표시장에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 구동전압의 펄스폭을 제어하는 방법에 의해 블럭 딤 현상이 감소될 수 있다.
또한, 본 발명은 전압 레벨(Level)이 아닌, 타임(Time) 도메인 영역에서, 실효값(Vrms)을 맞추어 줌으로써, 전압을 조절하는 방법보다 간단하게 구현될 수 있다.
도 1은 종래의 인셀 타입 표시장치에서 영상출력기간과 터치감지기간을 나타낸 파형도.
도 2는 종래의 인셀 타입 표시장치에서 구동전극과 수신전극으로 출력되는 전압의 파형을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 표시장치의 구성을 개략적으로 보여주는 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 표시장치의 패널의 단면을 개략적으로 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 표시장치의 패널의 단면을 개략적으로 나타낸 또 다른 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 패널과 터치감지부의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 터치감지부의 구성을 나타낸 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 구동전압의 펄스파형을 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
한편, 이하에서는 설명의 편의상, 액정표시장치가 본 발명의 일예로서 설명되겠으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 공통전극 및 공통전압을 이용하여 영상을 표시할 수 있는 다양한 표시장치에 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 표시장치의 구성을 개략적으로 보여주는 예시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 표시장치의 패널의 단면을 개략적으로 나타낸 예시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 표시장치의 패널의 단면을 개략적으로 나타낸 또 다른 예시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 패널과 터치감지부의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도이다.
본 발명에 따른 표시장치는, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 구동전극(111)들 및 복수의 수신전극(121)들을 포함하는 패널(100), 공통전압을 생성하는 공통전압 공급부(800); 구동전압을 생성하는 구동전압 공급부(700), 영상출력기간에는 상기 공통전압을 상기 구동전극(111)들과 상기 수신전극(121)들로 공급하며, 터치감지기간에는 상기 구동전압을 상기 구동전극(111)들로 순차적으로 공급하는 터치감지부(600), 상기 터치감지부에 형성되어 상기 수신전극(121)들과 연결되어 있는 수신부(630)로, 상기 터치감지기간에, 상기 구동전압의 중간 레벨과 다른 레벨의 기준전압(Vref)을 공급하는 기준전압 공급부(900), 상기 패널(100)에 형성되어 있는 게이트라인들(GL1 ~ GLg)에 순차적으로 게이트펄스를 공급하기 위한 게이트 드라이버(200), 상기 패널(100)에 형성되어 있는 데이터라인들(DL1 ~ DLd)로 데이터전압을 공급하기 위한 데이터 드라이버(300) 및 상기 게이트 드라이버(200)와 상기 데이터 드라이버(300)와 상기 터치감지부(600)의 기능을 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(400)를 포함한다.
우선, 상기 패널(100)은, 컬러필터기판(120), 상기 게이트라인들과 상기 데이터라인들이 형성되어 있는 TFT기판(110) 및 상기 컬러필터기판(120)과 상기 TFT기판(110) 사이에 충전되는 액정을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 패널(100)에는, 상기 구동전극(111)들과 상기 수신전극(121)들로 구성되는 터치패널이 내장되어 있다.
즉, 본 발명에 적용되는 상기 터치패널은 정전용량 방식을 이용하는 것으로서, 특히, 상기 패널(100)에 내장되어 있다. 상기 패널(100)에 내장되는 상기 터치패널은, 하이브리드 인셀 타입과 인셀 타입으로 구성될 수 있다.
하이브리드 인셀 타입의 터치패널은, 상기 TFT기판(110) 또는 상기 컬러필터기판(120)에 형성되어 있으며 상기 TFT기판에 형성된 복수의 상기 게이트라인들과 나란하게 형성된 구동전극들(111)(T1~Tk) 및 상기 컬러필터기판의 상단면에 형성되어 있으며 상기 구동전극들과의 사이에 절연막을 두고 형성되는 수신전극들(121)(R1~Rs)을 포함할 수 있다. 그러나, 상기 수신전극들이 상기 TFT기판 또는 상기 컬러필터 기판에 형성되고, 상기 구동전극들이 상기 컬러필터기판의 상단면에 형성될 수도 있다. 즉, 상기 구동전극들(T1~Tk)로 구성되는 제1그룹과 수신전극들(R1~Rs)로 구성되는 제2그룹 중 적어도 어느 하나는 TFT기판(110) 또는 컬러필터기판(120)에 형성되며, 나머지 그룹은 상기 컬러필터기판의 상단면에 형성될 수 있다. 도 4에는, 상기 제1그룹에 해당되는 상기 구동전극(111)이 상기 TFT기판(110)에 형성되어 있고, 상기제2그룹에 해당되는 상기 수신전극(121)은 상기 컬러필터기판의 상단면에 형성되어 있으며, 상기 수신전극(121)들이 커버글래스(130)에 의해 보호되고 있는 터치패널이 도시되어 있다.
인셀 타입의 터치패널은, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 TFT기판(110)에 형성되어 있는 구동전극들(111)(1T1~1Tk 내지 PT1~PT2) 및 수신전극들(121)(1R1~1Rs 내지 PR1~PRs)을 포함한다. 즉, 상기 구동전극들과 상기 수신전극들 모두는 상기 TFT기판에 형성되어 있다. 특히, 상기 구동전극(111)들과 상기 수신전극(121)들은, 상기 TFT기판 상에서 동일한 층에 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 구동전극과 상기 수신전극이 교차하는 영역에서는, 상기 구동전극 또는 상기 수신전극 중 어느 하나가, 컨택홀을 통해 또 다른 층으로 연결되어 있기 때문에, 상기 구동전극과 상기 수신전극이 실질적으로 접촉되지 않는다. 상기한 바와 같은 구조를 만족하는, 상기 구동전극들과 상기 수신전극들은, 상기 TFT기판 상에서 다양한 방법으로 형성될 수 있다.
이하의 설명에서는, 상기 하이브리드 인셀 타입의 터치패널 및 상기 인셀 타입의 터치패널을 총칭하여, 간단히 터치패널이라 한다.
다음, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 외부시스템으로부터 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(CLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 상기 데이터 드라이버(300)와 상기 게이트 드라이버(200)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(GCS, DCS)을 발생한다. 또한, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 외부시스템으로부터 입력된 입력영상데이터를 재정렬하여, 재정렬된 영상데이터를 상기 데이터 드라이버(300)로 출력하는 기능을 수행한다.
또한, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 데이터 드라이버(300)와 상기 게이트 드라이버(200)를 제어함과 아울러, 상기 터치감지부(600)의 입력과 출력의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들을 생성하여 상기 터치감지부(600)를 제어할 수도 있다.
다음, 상기 데이터 드라이버(300)는 상기 타이밍 컨트롤러로부터 입력된 상기 영상데이터를 상기 아날로그 데이터 전압으로 변환하여, 상기 게이트라인에 스캔신호가 공급되는 1수평기간마다 1수평라인분의 데이터 전압을 상기 데이터라인들에 공급한다. 즉, 상기 데이터 드라이버(300)는 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터 공급되는 감마전압들을 이용하여, 상기 영상데이터를 데이터 전압으로 변환시킨 후 상기 데이터라인들로 출력시킨다.
즉, 상기 데이터 드라이버(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터의 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP)를 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock; SSC)에 따라 쉬프트시켜 샘플링 신호를 발생한다. 그리고, 상기 데이터 드라이버(300)는 상기 소스 쉬프트 클럭(SSC)에 따라 입력되는 상기 화소 데이터(RGB)(영상 데이터)를 샘플링 신호에 따라 래치하여, 데이터 전압으로 변경한 후, 상기 소스 출력 인에이블(Source Output Enable; SOE) 신호에 응답하여 수평 라인 단위로 상기 데이터 전압을 상기 데이터라인들에 공급한다.
이를 위해, 상기 데이터 드라이버(300)는 쉬프트 레지스터부, 래치부, 디지털 아날로그 변환부 및 출력버퍼 등을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 쉬프트 레지스터부는, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 수신된 데이터 제어신호들(SSC, SSP 등)을 이용하여 샘플링 신호를 출력한다.
상기 래치부는 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 순차적으로 수신된 상기 디지털 영상데이터(Data)를 래치하고 있다가, 상기 디지털 아날로그 변환부(DAC)로 동시에 출력하는 기능을 수행한다.
상기 디지털 아날로그 변환부는 상기 래치부로부터 전송되어온 상기 영상데이터들을 동시에 정극성 또는 부극성의 데이터 전압으로 변환하여 출력한다. 즉, 상기 디지털 아날로그 변환부는, 상기 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터 공급되는 감마전압을 이용하여, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 극성제어신호(POL)에 따라, 상기 영상데이터들을 정극성 또는 부극성의 데이터전압으로 변환하여 상기 데이터라인들로 출력한다.
상기 출력버퍼는 상기 디지털 아날로그 변환부로부터 전송되어온 정극성 또는 부극성의 데이터전압을, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 소스출력인에이블신호(SOE)에 따라, 상기 패널의 상기 데이터라인(DL)들로 출력한다.
다음, 상기 게이트 드라이버(200)는 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP)를 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC)에 따라 쉬프트시켜, 순차적으로 상기 게이트라인들(GL1 내지 GLg)에 게이트 온 전압(Von)을 갖는 게이트펄스를 공급한다. 그리고, 상기 게이트 드라이버(200)는 게이트 온 전압(Von)의 스캔신호가 공급되지 않는 나머지 기간 동안에는 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 게이트 오프 전압(Voff)을 공급한다.
한편, 본 발명에 적용되는 상기 게이트 드라이버(200)는, 상기 패널과 독립되게 형성되어, 다양한 방식으로 상기 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 드라이버(200)를 제어하기 위한 게이트 제어신호로는 스타트신호(VST) 및 게이트클럭(GCLK)이 될 수 있다.
또한, 상기 설명에서는, 상기 데이터 드라이버(300), 상기 게이트 드라이버(200) 및 상기 타이밍 컨트롤러(400)가 독립적으로 구성된 것으로서 설명되었으나, 상기 데이터 드라이버(300) 또는 상기 게이트 드라이버(200)들 중 적어도 어느 하나는 상기 타이밍 컨트롤러(400)에 일체로 구성될 수도 있다.
다음, 상기 공통전압 공급부(800)는 영상출력을 위해 상기 구동전극(111)들 및 상기 수신전극(121)들에 공급될 공통전압을 생성한다. 상기 공통전압 공급부(800)에서 생성된 상기 공통전압은 상기 터치감지부(600)를 통해 상기 구동전극(111)들 및 상기 수신전극(121)들로 공급된다.
다음, 상기 구동전압 공급부(700)는 터치감지를 위해 상기 구동전극(111)으로 공급될 구동전압을 생성한다. 상기 구동전압 공급부(700)에서 생성된 구동전압은 상기 터치감지부(600)를 통해 상기 구동전극(111)으로 공급된다.
상기 구동전압 공급부(700)는 미도시된 전원공급부로부터 공급되는 최대전압(VH)과 최소전압(VL)을 이용하여, 펄스형태의 상기 구동전압을 생성할 수 있다.
즉, 상기 구동전압은 펄스형태로 상기 구동전극(111)에 공급된다. 상기 구동전압을 구성하는 펄스들의 펄스폭들 각각은, 적어도 두 개의 펄스폭들 중 어느 하나가 될 수 있다. 예를 들어, 상기 펄스들 중 일부의 펄스들은 제1펄스폭을 가질 수 있으며, 나머지 펄스들은 제2펄스폭을 가질 수 있다.
상기 구동전압 공급부(700)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 터치감지부(600)와 독립적으로 형성될 수도 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 터치감지부(600)에 형성될 수도 있다.
다음, 상기 터치감지부(600)는, 상기 수신전극들(R1~Rs)로부터 수신되는 감지신호들(전압 값)을 이용하여 사용자의 터치를 감지하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 구동전극들(T1~Tk)에, 터치검출을 위한 구동전압이 순차적으로 인가된 상태에서, 사용자가 손가락 또는 펜으로 상기 패널의 특정 영역을 터치하면, 상기 구동전극들과 상기 수신전극들 사이의 정전용량이 변하게 되며, 상기 정전용량의 변화는 상기 수신전극으로부터 상기 터치감지부(600)로 전송되는 전압 값(감지신호)을 변화시키게 된다.
상기 수신전극들은 상기 터치감지부(600)에 연결되어 있으며, 상기 터치감지부(600)는 상기와 같이 변화된 전압 값(감지신호)을 이용하여, 상기 패널(100)의 터치 여부를 판단한다.
이를 위해 상기 터치감지부(600)는 도 6에 도시된 바와 같이, 영상출력기간에는 상기 공통전압 공급부(800)를 상기 구동전극(111)들과 연결시키고, 터치감지기간에는 상기 구동전압 공급부(700)를 상기 구동전극(111)과 순차적으로 연결시키는 구동부(610), 영상출력기간에는 상기 공통전압 공급부(800)를 상기 수신전극(121)들과 연결시키고, 터치감지기간에는 상기 기준전압 공급부(900)로부터 공급되는 상기 기준전압과 상기 수신전극(121)으로부터 공급되는 감지신호를 이용하여 상기 패널(100)의 터치여부를 감지하는 수신부(620) 및 상기 구동부(610)와 상기 수신부(620)의 기능을 제어하기 위한 제어부(630)를 포함한다.
상기 터치감지부(600)는 집적회로(IC)로 구성될 수 있으며, 이 경우, 상기 구동전압 공급부(700)와 상기 기준전압 공급부(900)를 포함하여 구성될 수 있다.
마지막으로, 상기 기준전압 공급부(900)는 상기 수신부(620)로 상기 기준전압(Vref)을 공급하는 기능을 수행한다.
상기 수신부(620)는 상기 기준전압(Vref)과, 상기 수신전극(121)으로부터 수신되는 상기 감지신호를 이용하여, 상기 패널(100)의 터치여부를 판단한다.
상기 기준전압(Vref)은 상기 수신부(620)로 공급되지만, 상기 수신부(620)가 상기 수신전극(121)들과 연결되어 있기 때문에, 상기 터치감지기간 중에, 상기 수신부(620)로 공급되는 상기 기준전압에 의해, 상기 수신부(620)로도 상기 기준전압에 해당되는 전압이 인가된다.
상기 기준전압 공급부(900)는 도 3, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 터치감지부(600)와 독립적으로 구성될 수도 있으나, 상기 터치감지부(600)에 형성될 수도 있다.
도 7은 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 터치감지부의 구성을 나타낸 예시도이며, 도 8은 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 구동전압의 펄스파형을 나타낸 예시도이다.
본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 상기 터치감지부(600)는, 상기한 바와 같이, 상기 구동부(610), 상기 수신부(620) 및 상기 제어부(630)를 포함하고 있다.
또한, 상기 터치감지부(600)에는 상기 구동전압 공급부(700)가 포함될 수도 있다. 즉, 상기한 바와 같이, 상기 구동전압 공급부(700)는, 상기 터치감지부(600)와 독립적으로 형성될 수도 있으나, 상기 터치감지부(600)에 형성될 수도 있다. 따라서, 이하에서는, 상기 구동전압 공급부(700)가 상기 터치감지부(600)에 일체로 형성되어 있는 경우를 일예로 하여, 본 발명이 설명된다. 또한, 상기 기준전압 공급부(900)도 상기 터치감지부(600)에 형성될 수도 있다.
우선, 상기 구동부(610)는, 영상출력기간에는 상기 공통전압 공급부(800)를 상기 구동전극(111)들과 연결시키고, 터치감지기간에는 상기 구동전압 공급부(700)를 상기 구동전극(111)들에 순차적으로 연결시킨다.
이를 위해, 상기 구동부(610)는, 상기 구동전극(T1 내지 Tk)들 각각을 상기 공통전압 공급부(800) 또는 상기 구동전압 공급부(700)와 연결시키기 위한 복수 개의 구동부 스위치(613)들을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 구동부 스위치(613)들 각각은 상기 제어부(630)로부터 전송되어오는 동기신호에 따라, 상기 구동전극들 각각을 상기 공통전압 공급부(800) 또는 상기 구동전압 공급부(700)와 연결시킨다.
예를 들어, 상기 제어부(630)는 상기 영상출력기간에는 제1동기신호를 상기 구동부 스위치(613)들로 동시에 전송한다. 따라서, 상기 구동부 스위치(613)들은 동시에 상기 공통전압 공급부(800)를 상기 구동전극들에 연결시킨다.
그러나, 상기 제어부(630)는 상기 터치감지기간에는 제2동기신호를 상기 구동부 스위치(613)들로 순차적으로 전송한다. 따라서, 상기 공통전압 공급부(800)와 상기 구동전극(111)들을 연결시키고 있던 상기 구동부 스위치(613)들은, 상기 제2동기신호에 의해, 상기 구동전압 공급부(700)를 상기 구동전극(111)들에 순차적으로 연결시킨다. 이 경우, 상기 수신부(620)는 상기 구동전압 공급부(700)와 순차적으로 연결되는 상기 구동전극(111)들에 의해, 상기 수신전극(121)들로부터 전송되어오는 상기 감지신호와 상기 기준전압을 비교하여 상기 패널(100)의 터치여부를 판단한다.
다음, 상기 수신부(620)는 영상출력기간에는 상기 공통전압 공급부(800)를 상기 수신전극(121)들과 연결시키고, 터치감지기간에는 상기 기준전압 공급부(900)로부터 공급되는 상기 기준전압과 상기 수신전극(121)으로부터 수신되는 감지신호를 이용하여 상기 패널(100)의 터치여부를 감지한다.
이를 위해, 상기 수신부(620)는, 상기 공통전압 공급부(800) 및 상기 기준전압 공급부(900)와 연결되어 있으며, 상기 제어부(630)로부터 전송되어오는 제어신호에 따라 터치여부를 감지한다.
상기 수신부(620)에는 상기 터치감지기간 동안, 상기 공통전압 공급부(800)와 상기 수신전극(121)들을 오프시키기 위한 수신부 스위치(미도시)가 포함될 수 있다. 이 경우, 상기 수신부 스위치는 상기 영상출력기간에, 상기 제1동기신호에 의해 상기 수신전극(121)들을 상기 공통전압 공급부(800)와 연결시키며, 상기 터치감지기간에, 상기 제어부(630)로부터 전송되는 제3동기신호에 따라 상기 수신전극(121)들과 상기 공통전압 공급부(800)의 연결을 차단시킬 수 있다.
상기 기준전압 공급부(900)는 상기 영상출력기간 및 상기 터치감지기간 동안 지속적으로 상기 수신부(620)에 연결될 수 있으나, 상기 터치감지기간에만 상기 수신부(620)에 연결될 수 있다. 이를 위해, 상기 수신부(620) 또는 상기 터치감지부(600) 내부에는, 상기 기준전압 공급부(900)와 상기 수신부(620)를 연결시키는 기준전압 스위치가 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 기준전압 스위치는, 상기 터치감지기간에 상기 제어부(630)로부터 공급되는 상기 제4동기신호에 의해 턴온되어, 상기 기준전압 공급부(900)와 상기 수신부(620)를 연결시킬 수 있다.
상기 기준전압은 상기 공통전압과 동일할 수도 있고, 또는 상기 공통전압보다 높을 수도 있으며, 또는 상기 공통전압보다 낮을 수도 있다.
다음, 상기 제어부(630)는, 상기한 바와 같이, 상기 영상출력기간에는, 상기 구동부 스위치(613)들 및 상기 수신부 스위치(미도시)들로, 상기 제1동기신호를 전송하며, 상기 터치감지기간에는, 상기 구동부 스위치(613)들로는 상기 제2동기신호를 전송하고, 상기 수신부 스위치들로는 상기 제3동기신호를 전송할 수 있다.
마지막으로, 상기 구동전압 공급부(700)는, 상기한 바와 같이, 펄스형태의 상기 구동전압을 생성하여, 상기 구동부(610)로 공급한다.
상기 구동전압은, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 최대전압(VH)과 상기 최소전압(VL) 사이에서 스윙하는 펄스형태로 형성되어, 상기 구동부(610)에 공급된다.
즉, 상기 구동전압 공급부(700)는 전원공급부(미도시)로부터 공급되는 상기 최대전압(VH)과 상기 최소전압(VL)을 이용하여, 상기 최대전압과 상기 최소전압 사이에서 스윙하는 펄스형태의 상기 구동전압을 생성한다.
상기 구동전압을 구성하는 상기 펄스들의 펄스폭들 각각은, 적어도 두 개의 펄스폭들 중 어느 하나가 될 수 있다.
예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 펄스들 중, 제1그룹 펄스들은 제1펄스폭(C)을 가질 수 있으며, 나머지 제2그룹 펄스들은 제2펄스폭(D)을 가질 수 있다. 여기서, 상기 제1그룹 펄스들은 상기 기준전압(Vref)보다 높은 전압을 갖는 펄스들이며, 상기 제2그룹 펄스들은 상기 기준전압(Vref)보다 낮은 전압을 갖는 펄스들이다.
이 경우, 상기 제1펄스폭(C)과 상기 제2펄스폭(D)은, 상기 펄스들의 실효값이 상기 기준전압의 실효값과 동일하도록 형성된다.
여기서, 상기 펄스들의 실효값이 상기 기준전압의 실효값과 동일하다는 것은, 상기 제1펄스폭(C)을 갖는 펄스의 면적(A)이 상기 제2펄스폭(D)을 갖는 펄스의 면적(B)과 동일하다는 것을 의미한다.
따라서, 상기 펄스들의 전체 실효값이 상기 기준전압과 동일하게 형성될 수 있다면, 상기 펄스들은, 세 개 이상의 서로 다른 펄스폭들을 가질 수 있다.
즉, 상기 기준전압(Vref) 보다 높은 전압을 갖는 제1그룹 펄스들의 면적(A)들의 합이, 상기 기준전압(Vref) 보다 낮은 전압을 갖는 제2그룹 펄스들의 면적(B)들의 합과 동일하게 형성될 수 있다면, 상기 펄스들은, 세 개의 서로 다른 펄스폭들을 가질 수 있으며, 네 개의 서로 다른 펄스폭들을 가질 수도 있다.
상기 구동전압을 구성하는 상기 펄스들의 최소값, 즉, 상기 최소전압(VL)은 파지티브 극성을 갖도록 형성될 수 있다.
즉, 본 발명은 상기 구동전압이 상기 기준전압(Vref)을 기준으로 스윙하면서도, 상기 최소전압(VL)이 파지티브 극성을 갖도록 한다는 특징을 가지고 있다.
상기 구동전압의 최소전압(VL)이 파지티브 극성을 갖도록 하는 이유는, 네가티브 전압을 이용하지 않는 표시장치에서도, 상기 구동전압을 상기 기준전압을 기준으로 스윙시켜, 상기 구동전압의 실효값을 상기 기준전압의 실효값과 일치시키기 위함이다.
그러나, 상기 구동전압의 최소전압(VL)이 반드시 파지티브 극성일 필요는 없다. 즉, 본 발명은 네가티브 전압을 이용하는 표시장치에도 적용될 수 있으므로, 상기 구동전압의 최소전압(VL)이 반드시 파지티브 극성을 가지고 있을 필요는 없다.
여기서, 상기 기준전압(Vrms)은 상기 구동전압의 중간 레벨보다 작게 형성될 수 있다. 즉, 상기 기준전압(Vrms)은 상기 구동전압의 상기 최대전압(VH)과 상기 최소전압(VL)의 중간 레벨보다 작게 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 기준전압이 상기 구동전압의 중간 레벨보다 작게 형성되지만, 상기 기준전압 이상의 레벨을 갖는 상기 제1그룹 펄스들의 펄스폭(C)이, 상기 기준전압 이하의 레벨을 갖는 상기 제2그룹 펄스들의 펄스폭(D)보다 작게 형성됨으로써, 상기 펄스들의 실효값이 상기 기준전압(Vrms)과도 일치될 수 있다.
그러나, 상기 기준전압(Vrms)은 상기 구동전압의 중간 레벨보다 크게 형성될 수도 있다. 즉 상기 기준전압(Vrms)은 상기 구동전압의 상기 최대전압(VH)과 상기 최소전압(VL)의 중간 레벨보다 크게 형성될 수도 있다.
이 경우, 상기 기준전압이 상기 구동전압의 중간 레벨보다 크게 형성되지만, 상기 기준전압 이상의 레벨을 갖는 상기 제1그룹 펄스들의 펄스폭(C)이, 상기 기준전압 이하의 레벨을 갖는 상기 제2그룹 펄스들의 펄스폭(D)보다 크게 형성됨으로써, 상기 펄스들의 실효값이 상기 기준전압(Vrms)과도 일치될 수 있다.
즉, 상기 펄스형태의 구동전압의 실효값이 상기 기준전압의 실효값과 일치되려면, 상기 기준전압보다 큰 레벨을 갖는 상기 제1그룹 펄스들의 면적이, 상기 기준전압보다 작은 레벨을 갖는 상기 제2그룹 펄스들의 면적과 동일해야 한다.
따라서, 상기 제1그룹 펄스들의 면적이 상기 제2그룹 펄스들의 면적과 동일해 질 수 있도록, 상기 기준전압의 레벨, 상기 제1그룹 펄스들의 펄스폭(C) 및 상기 제2그룹 펄스들의 펄스폭(D)은 다양하게 설정될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 표시장치 구동방법이 간단히 설명된다.
우선, 상기 영상출력기간에, 상기 터치감지부(600)는, 상기 패널에 형성된 상기 구동전극들과 상기 수신전극들로 공통전압을 공급한다.
이를 위해, 상기 터치감지부(600)의 상기 제어부(630)는 상기 구동부 스위치(613)들 및 상기 수신부 스위치들로, 상기 제1동기신호를 동시에 전송한다.
다음, 상기 터치감지기간에, 상기 터치감지부(630)는, 상기 패널에 형성된 상기 구동전극들로 상기 구동전압을 공급한다. 이때, 상기 수신전극들에는 상기 기준전압이 인가된다.
이를 위해, 상기 터치감지부(600)의 상기 제어부(630)는, 상기 구동부 스위치(613)들에 순차적으로 상기 제2동기신호를 전송하며, 상기 수신부 스위치들로 상기 제3동기신호를 동시에 전송한다. 또한, 상기 제어부(630)는 상기 수신부(620)에 상기 기준전압 공급부(900)를 연결시킨다. 이를 위해, 상기 제4동기신호가 상기 기준전압 스위치로 전송될 수 있다.
여기서, 상기 기준전압의 레벨은, 상기 구동전압의 중간 레벨과 다르며, 상기 구동전압을 구성하는 펄스들의 펄스폭들 각각은, 적어도 두 개의 펄스폭들 중 어느 하나가 될 수 있다.
또한, 상기 펄스들의 실효값은 상기 기준전압과 동일하게 형성되며, 상기 펄스들의 최소값은 파지티브 극성을 가지고 있다.
마지막으로, 상기 수신부(620)는, 상기 기준전압 공급부(900)로부터 공급된 상기 기준전압과, 상기 구동전압에 의해 상기 수신전극들로부터 유도된 감지신호를 이용하여 상기 패널(100)의 터치여부를 판단한다.
상기한 바와 같은, 본 발명은 인셀 타입 액정표시장치에서, 구동전극과 수신전극 사이의 전압 편차에 의해 발생할 수 있는 블럭 딤 현상을 감소시키기 위해, 구동전압을 구성하는 펄스들의 펄스폭을 조정하여, 상기 구동전압의 실효값을 최적화하기 위한 방법이다. 이를 간단히 정리하면 다음과 같다.
첫째, 본 발명은 공통전압이 공급되는 공통전극이, 터치전극으로도 이용되는 터치패널에 있어서, 구동전극으로 공급되는 구동전압의 실효값(Vrms)을, 수신전극으로 인가되는 기준전압과 일치시킴으로써, 구동전극과 수신전극 간의 휘도 편차를 보상한다.
둘째, 상기 공통전극은 구동전극 및 수신전극으로 구분되어 있다
셋째, 상기 구동전극 및 수신전극은 동일한 층에 있을 수도 있으며, 다른 층에 있을 수도 있다.
넷째, 상기 수신전극으로 인가되는 기준전압(Vref)은, 인셀 타입 표시장치에 적용되는 집적회로(IC)에서 설정 가능한 모든 전압 레벨이 적용될 수 있다.
다섯째, 상기 구동전극으로 공급되는 펄스형태의 구동전압의 on/off 시간을 조절하는 것에 의해 상기 구동전압의 실효값(Vrms)이 조절될 수 있다.
여섯째, 상기 구동전압의 최소전압의 크기는, 상기 인셀 타입 표시장치에 적용되는 집적회로(IC)에서 설정 가능한 모든 전압 레벨이 적용될 수 있다.
일곱째, 상기 구동전압의 on/off 타임은, 상기 인셀 타입 표시장치에 적용되는 집적회로(IC)에서 설정 가능한 모든 타임이 될 수 있다.
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.
100 : 패널 200 : 게이트 드라이버
300 : 데이터 드라이버 400 : 타이밍 컨트롤러
600 : 터치감지부 610 : 구동부
620 : 수신부 630 : 제어부
613 : 구동부 스위치

Claims (10)

  1. 복수의 구동전극들 및 복수의 수신전극들을 포함하는 패널;
    공통전압을 생성하는 공통전압 공급부;
    구동전압을 생성하는 구동전압 공급부;
    영상출력기간에는 상기 공통전압을 상기 구동전극들과 상기 수신전극들로 공급하며, 터치감지기간에는 상기 구동전압을 상기 구동전극들로 순차적으로 공급하여 상기 패널의 터치여부를 판단하는 터치감지부; 및
    상기 터치감지부에 형성되어 있으며 상기 수신전극들과 연결되어 있는 수신부로, 상기 터치감지기간에, 상기 구동전압의 중간 레벨과 다른 레벨의 기준전압을 공급하는 기준전압 공급부를 포함하고,
    상기 구동전압을 구성하는 펄스들의 펄스폭들 각각은, 적어도 두 개의 펄스폭들 중 어느 하나이며,
    상기 펄스들의 실효값은 상기 기준전압과 동일한 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄스들의 최소값은 파지티브 극성을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 삭제
  5. 복수의 구동전극들 및 복수의 수신전극들을 포함하는 패널;
    공통전압을 생성하는 공통전압 공급부;
    구동전압을 생성하는 구동전압 공급부;
    영상출력기간에는 상기 공통전압을 상기 구동전극들과 상기 수신전극들로 공급하며, 터치감지기간에는 상기 구동전압을 상기 구동전극들로 순차적으로 공급하여 상기 패널의 터치여부를 판단하는 터치감지부; 및
    상기 터치감지부에 형성되어 있으며 상기 수신전극들과 연결되어 있는 수신부로, 상기 터치감지기간에, 상기 구동전압의 중간 레벨과 다른 레벨의 기준전압을 공급하는 기준전압 공급부를 포함하고,
    상기 구동전압을 구성하는 펄스들의 펄스폭들 각각은, 적어도 두 개의 펄스폭들 중 어느 하나이고,
    상기 기준전압은 상기 구동전압의 중간 레벨보다 작으며,
    상기 기준전압 이상의 레벨을 갖는 펄스들의 펄스폭은, 상기 기준전압 이하의 레벨을 갖는 펄스들의 펄스폭보다 작은 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 삭제
  7. 복수의 구동전극들 및 복수의 수신전극들을 포함하는 패널;
    공통전압을 생성하는 공통전압 공급부;
    구동전압을 생성하는 구동전압 공급부;
    영상출력기간에는 상기 공통전압을 상기 구동전극들과 상기 수신전극들로 공급하며, 터치감지기간에는 상기 구동전압을 상기 구동전극들로 순차적으로 공급하여 상기 패널의 터치여부를 판단하는 터치감지부; 및
    상기 터치감지부에 형성되어 있으며 상기 수신전극들과 연결되어 있는 수신부로, 상기 터치감지기간에, 상기 구동전압의 중간 레벨과 다른 레벨의 기준전압을 공급하는 기준전압 공급부를 포함하고,
    상기 구동전압을 구성하는 펄스들의 펄스폭들 각각은, 적어도 두 개의 펄스폭들 중 어느 하나이고,
    상기 기준전압은 상기 구동전압의 중간 레벨보다 크며,
    상기 기준전압 이상의 레벨을 갖는 펄스들의 펄스폭은, 상기 기준전압 이하의 레벨을 갖는 펄스들의 펄스폭보다 큰 것을 특징으로 하는 표시장치.
  8. 영상출력기간에는 패널에 형성된 구동전극들과 수신전극들로 공통전압을 공급하는 단계;
    터치감지기간에는 구동전압을 상기 구동전극들에 순차적으로 공급하는 단계; 및
    상기 수신전극들로 인가되는 기준전압과, 상기 구동전압에 의해 상기 수신전극들로부터 유도된 감지신호를 이용하여 상기 패널의 터치여부를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 기준전압의 레벨은, 상기 구동전압의 중간 레벨과 다르고,
    상기 구동전압을 구성하는 펄스들의 펄스폭들 각각은, 적어도 두 개의 펄스폭들 중 어느 하나이며,
    상기 펄스들의 실효값은 상기 기준전압과 동일한 것을 특징으로 하는 표시장치 구동방법.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 펄스들의 최소값은 파지티브 극성을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치 구동방법.
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