KR102117674B1 - 터치 스크린을 구비한 표시장치 - Google Patents

터치 스크린을 구비한 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, m개(m은 3 이상의 자연수)의 구동 전극 및 상기 m개의 구동 전극과 교차하며 배열되는 n개(n은 3 이상의 자연수)의 센싱 전극을 포함하는 패널; 상기 패널의 구동 모드에 따라 상기 m개의 구동 전극으로 제1 터치 구동 신호를 인가하거나 제2 터치 구동 신호를 인가하는 터치 구동부; 상기 제1 또는 제2 터치 구동 신호에 따른 터치 센싱 신호를 상기 n개의 센싱 전극으로부터 수신하는 터치 센싱부를 포함하는 터치스크린을 구비한 표시장치에 관한 것이다.

Description

터치 스크린을 구비한 표시장치{DISPLAY DEVICE WITH TOUCH SCREEN}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치 스크린을 구비한 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 사용자의 접촉 위치 검출이 가능한 센싱 장치를 표시 장치 상에 장착하거나 표시 장치와 일체화시키고, 그 표시 장치의 화면 상에 각종의 버튼이나 화상 등을 표시하여, 화면 상에서 직접 사용자의 입력이 가능하게 하는 표시 장치를 터치 스크린을 구비한 표시장치라고 한다. 이와 같은 터치 스크린을 구비한 표시 장치는 키보드나 마우스, 키패드와 같은 입력 장치를 필요로 하지 않기 때문에 컴퓨터 이외에, 휴대 전화와 같은 휴대 정보 단말기 및 표시장치를 구비하고 있는 여러 전자장치에서도 많이 활용되고 있다.
상술한 터치 스크린이 사용자의 터치 입력을 검출하는 방식은 정전용량 방식, 전자기 방식, 광학 방식 등 여러 가지 방식이 존재하는데, 그 중에서 정전용량 방식의 터치 스크린은 구동 전극 및 센싱 전극을 포함하며 사용자의 터치 입력에 따른 구동 전극과 센싱 전극 사이의 정전용량의 변화량를 감지하는 방법으로 터치 입력 위치를 검출한다.
이하에서는 종래의 정전용량 방식의 터치 스크린을 구비한 표시 장치에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 터치 스크린을 구비한 표시장치를 나타낸 도면이다.
종래의 터치 스크린을 구비한 표시장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 패널(10), 터치 구동부(20) 및 터치 센싱부(30)를 포함하고 있다.
먼저, 패널(10)은 복수의 구동 전극(11) 및 복수의 구동 전극과 교차하며 배열되는 복수의 센싱 전극(12)을 포함하고 있으며, 복수의 구동 전극(11)을 터치 구동부(20)와 연결시키고 복수의 센싱 전극(12)을 터치 센싱부(30)와 연결시키기 위한 배선(14)을 포함하고 있다.
또한, 패널은 표시 영역(15) 외측의 비표시 영역에 복수의 센싱 전극(12)과 평행하게 배열되는 정전기 방지용 그라운드 배선(13)을 포함하고 있다.
다음으로, 터치 구동부(20)는 복수의 구동 전극(11)으로 터치 구동 신호를 순차적으로 인가하여, 복수의 구동 전극(11) 및 복수의 센싱 전극(12) 사이에 정전용량이 형성되게 한다.
다음으로, 터치 센싱부(30)는 복수의 비교부(31)을 포함하고 있으며, 복수의 구동 전극 및 복수의 센싱 전극 사이에 형성된 정전용량에 있어서, 사용자의 터치 입력에 따른 정전용량의 변화량을 복수의 센싱 전극(12)을 통해 수신하여, 사용자의 터치 입력 위치를 감지한다.
여기서, 비교부(31)는, 이웃하는 센싱 전극들을 통해 입력되는 터치 감지 신호들의 차를 비교하는 동작을 수행함으로써 사용자의 터치 입력에 따른 정전용량의 변화량을 감지하는 기능을 한다.
상술한 여러 구성요소들을 포함하는 종래의 터치스크린 일체형 표시장치는 소비전력 저감의 목적으로 액티브(Active) 모드 및 아이들(Idle) 모드로 구분되어 동작하게 되는데, 여기서, 액티브 모드란 사용자의 터치 입력이 감지된 경우 사용자의 터치 입력에 따른 정확한 터치 좌표를 패널의 표시 영역에 표시하는 터치 감지 모드를 말하며, 아이들 모드란 일정 기간 동안 패널에 터치 입력이 없는 경우 패널의 소비전력을 줄일 목적으로 터치 감지를 위한 일련의 동작을 진행하지 않는 터치 대기 모드를 말한다.
액티브 모드와 아이들 모드로 구분되어 동작하는 종래의 터치스크린 일체형 표시장치에서는 패널이 아이들 모드인 경우, 아이들 모드에서 액티브 모드로 넘어가기 위해 일정한 펄스로 패널에 사용자의 터치 입력 여부를 확인하는 동작을 수행해야만 터치 입력 유무에 따라 액티브 모드로 전환될 수 있다.
하지만, 종래의 터치스크린을 구비한 표시장치에서는 아이들 모드에서 도 1에 도시된 패널의 왼쪽 비표시 영역에 형성되어 있는 그라운드 배선(13)과 그에 인접하는 센싱 전극 및 패널의 오른쪽 비표시 영역에 형성되어 있는 그라운드 배선(13)과 그에 인접하는 센싱 전극에서 발생하는 정전용량으로 인해, 패널에 터치가 입력되지 않았음에도 불구하고 아이들 모드에서 액티브 모드로 전환되는 오류를 발생시킬 수 있다.
이하에서는 상술한 오류에 대해서 도 2를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 터치 구동 신호에 따른 도 1의 도시된 A 및 B 영역의 터치 센싱 파형을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이 아이들 모드인 경우 도 1에 도시된 A 영역에서는 비표시 영역에 형성되어 있는 그라운드 배선(13)과 왼쪽 첫번째 센싱 전극 사이에 형성되는 정전용량(CP1) 및 동일한 그라운드 배선과 왼쪽 두번째 센싱 전극 사이에 형성되는 정전용량(CP2)로 인해, 도 2의 그래프에 도시된 바와 같이 터치 감지를 위한 로 데이터(raw data) 값이 상승하게 된다.
예를 들어, 그라운드 라인과 인접할수록 정전용량이 커지므로 A 영역에서의 CP1은 0.5, CP2는 0.2라고 가정하고, 왼쪽 첫번째 센싱 전극 및 왼쪽 두번째 센싱 전극 사이에 형성되는 상호 정전용량 값이 1이라고 가정하면, A 영역에서의 왼쪽 첫번째 센싱 전극에서의 총 정전용량 값은 1.5가 되고, 왼쪽 두번째 센싱 전극에서의 총 정전용량 값은 1.2가 된다. 여기서, 각각의 정전용량 값은 터치 센싱을 위해 터치 감지 신호들의 차를 비교하는 첫번째 비교기로 입력되고, 첫번째 비교기에서는 왼쪽 두번째 센싱 전극의 총 정전용량 값보다 상대적으로 큰 왼쪽 첫번째 센싱 전극에서의 총 정전용량 값이 첫번째 비교기의 (+)쪽으로 인가되므로 터치 감지를 위한 로 데이터 값이 상승하게 된다.
이와 마찬가지로, 도 1에 도시된 B 영역에서는 비표시 영역에 형성되어 있는 그라운드 배선(13)과 오른쪽 첫번째 센싱 전극 사이에 형성되는 정전용량(CP1) 및 동일한 그라운드 배선과 오른쪽 두번째 센싱 전극 사이에 형성되는 정전용량(CP2)로 인해, 도 2의 그래프에 도시된 바와 같이 터치 감지를 위한 로 데이터 값이 하강하게 된다.
예를 들어, 그라운드 라인과 인접할수록 정전용량이 커지므로 B 영역에서의 CP1은 0.5, CP2는 0.2라고 가정하고, 오른쪽 첫번째 센싱 전극 및 오른쪽 두번째 센싱 전극 사이에 형성되는 상호 정전용량 값이 1이라고 가정하면, B 영역에서의 오른쪽 첫번째 센싱 전극에서의 총 정전용량 값은 1.5가 되고, 오른쪽 두번째 센싱 전극에서의 총 정전용량 값은 1.2가 된다. 여기서, 각각의 정전용량 값은 터치 센싱을 위해 터치 감지 신호들의 차를 비교하는 (n-1)번째 비교기로 입력되고, (n-1)번째 비교기에서는 오른쪽 두번째 센싱 전극의 총 정전용량 값보다 상대적으로 큰 오른쪽 첫번째 센싱 전극에서의 총 정전용량 값이 n번째 비교기의 (-)쪽으로 인가되므로 터치 감지를 위한 로 데이터 값이 하강하게 된다.
이상에서 언급한 바와 같이, 패널의 양쪽 비표시 영역 끝단에 형성되어 있는 그라운드 배선과 인접한 센싱 전극들 간의 정전용량으로 인해 아이들 모드에서 패널 내에 터치 입력이 발생하지 않았음에도 액티브 모드로 넘어가는 오류가 발생할 수 있으며, 이런 오류를 방지하기 위해 아이들 모드에서 터치 입력 여부을 확인하기 위한 새로운 센싱 방식이 필요하다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 정전용량 방식의 터치패널의 아이들 모드에서 오류 없이 터치 입력 여부를 확인하기 위한 센싱 방식을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 표시장치는, m개(m은 3 이상의 자연수)의 구동 전극 및 상기 m개의 구동 전극과 교차하며 배열되는 n개(n은 3 이상의 자연수)의 센싱 전극을 포함하는 패널; 상기 패널의 구동 모드에 따라 상기 m개의 구동 전극으로 제1 터치 구동 신호를 인가하거나 제2 터치 구동 신호를 인가하는 터치 구동부; 상기 제1 또는 제2 터치 구동 신호에 따른 터치 센싱 신호를 상기 n개의 센싱 전극으로부터 수신하는 터치 센싱부를 포함하고, 상기 m개의 구동 전극 중 두번째 내지 m번째(m은 3 이상의 자연수) 구동 전극으로 인가되는 상기 제2 터치 구동 신호는 프리 클럭 그룹 신호(Pre clock group signal) 및 포스트 클럭 그룹 신호(post clock group signal)로 이루어져 있으며, 세번째 구동 전극으로 인가되는 프리 클럭 그룹 신호는 두번째 구동 전극으로 인가되는 포스트 클럭 그룹 신호의 인가시점보다 지연되어 상기 세번째 구동 전극으로 인가되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 터치 스크린을 구비한 표시장치에서 아이들 모드에서 패널의 터치 입력 여부를 오류 없이 확인할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 패널의 비표시 영역에 형성되어 있는 그라운드 라인과 센싱 전극과의 정전용량에 상관없이 균일한 터치 감도를 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 터치 스크린을 구비한 표시장치를 나타낸 도면;
도 2는 터치 구동 신호에 따른 도 1의 도시된 A 및 B 영역의 터치 센싱 파형을 나타낸 도면;
도 3a 및 도 3b은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 표시장치의 패널을 나타낸 도면;
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 표시장치및 터치 구동 신호의 인가를 나타낸 도면; 및
도 6은 도 5에 도시된 C 영역을 확대해서 나타낸 도면.
본 발명의 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등을 기반으로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시장치의 일 예로서 액정표시소자 중심으로 설명하지만, 본 발명의 표시장치는 액정표시소자에 한정되지 않는다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 터치 스크린은 정전용량 방식의 터치 스크린으로써 구동 전극 및 센싱 전극을 포함하며 사용자의 터치 입력에 따른 구동 전극과 센싱 전극 사이의 정전용량의 변화량를 감지하는 방법으로 터치 입력 위치를 검출하는 방식으로, 구동 전극과 센싱 전극을 교차시켜 매트릭스를 형성하고, 매트릭스 상의 임의의 위치에서 터치가 이루어지는 경우, 구동 전극을 통해 구동 신호가 인가되면 정전용량이 변화되는 구동 전극과 센싱 전극 좌표를 센싱 전극을 통해 수신하여 터치 입력 위치를 검출하는 방식이다. 상술한 정전용량 방식의 터치 스크린의 입력수단은 꼭 손가락뿐만이 아니라, 구동 전극 및 센싱 전극과 정전용량의 변화가 생길 수 있는 어떤 입력수단이라도 상관 없다.
또한, 본 발명의 따른 정전용량 방식의 터치 스크린은 구동 전극, 투명 기판 및 센싱 전극이 순차적으로 적층되거나, 구동 전극, 투명 필름 및 센싱 전극이 순차적으로 적층되어 액정 패널 상에 접착제를 통해 접합되어 있는 에드-온 (Add-on) 형태의 터치 스크린일 수도 있으며, 구동 전극 및 센싱 전극이 절연층을 사이에 두고 형성되어, 액정 패널 상에 접착제를 통해 직접 접합되어 있는 온셀(On Cell) 형태의 터치 스크린일 수도 있고, 구동 전극 및 센싱 전극이 상부 컬러필터와 하부 TFT로 구성되는 액정 패널의 내부에 형성되어 있는 인셀(In Cell) 형태의 터치 스크린일 수도 있다.
도 3a 및 도 3b은 본 발명에 일 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 표시장치의 패널을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 표시장치의 패널(100)은 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 표시 영역(150) 및 패널 내에서 표시 영역 외측에 형성되는 비표시 영역으로 구분되어 있다.
표시 영역(150)은 m개(m은 3 이상의 자연수)의 구동 전극(110) 및 m개의 구동 전극과 교차하며 배열되는 n개(n은 3 이상의 자연수)의 센싱 전극을 포함하고 있고 비표시 영역은 그라운드 배선(130)을 포함하고 있다. 여기서, 그라운드 배선은 패널의 정전기 방지를 위한 목적으로 형성되어 있지만 형성 목적은 이에 한정되지 않는다.
도 3a의 구동 전극 및 센싱 전극은 마름모 형상의 단일 전극들을 연결시켜 구동 전극 및 센싱 전극을 형성하여 교차하게 배열한 형태이며, 도 3b는 바(bar) 형상의 구동 전극 및 센싱 전극을 교차하게 배열한 형태이다.
도 3a 및 도 3b는 구동 전극 및 센싱 전극의 형태만 다를 뿐 동일한 구동 방식으로 구동하며, 구동 전극 및 센싱 전극은 도 3에 도시된 마름모 및 바 형상 이외에 다른 형상으로 형성될 수도 있다. 즉, 정전용량 방식의 터치 스크린을 구동할 수 있는 구동 전극 및 센싱 전극이라면 전극이 어떠한 형상으로 형성되든지 상관없다.
상술한, 구동 전극(110)은 Tx1 ~ Tx(m)으로 표시되며 배선(140)을 통해 터치 구동 신호가 순차적으로 인가되는 전극이며, 센싱 전극(120)은 Rx1 ~ Rx(n)으로 표시되며, 인가된 터치 구동 신호에 따라 구동 전극과 함께 정전용량을 형성하며, 사용자의 터치 입력에 따라 발생된 정전용량의 변화량을 배선(140)을 통해 외부로 전달하는 전극이다.
이하에서는 상술한 도 3의 패널에 대한 설명을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 표시장치 및 이의 구동에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 표시장치및 터치 구동 신호의 인가를 나타낸 도면이다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 소비전력 저감의 목적으로 액티브(Active) 모드 및 아이들(Idle) 모드로 구분되어 동작하게 되는데, 액티브 모드란, 도 4에 도시된 터치 구동 모드로 사용자의 터치 입력이 감지된 경우 사용자의 터치 입력에 따른 정확한 터치 좌표를 패널의 표시 영역에 표시하는 터치 감지 모드를 말하며, 아이들 모드란, 도 5에 도시된 터치 구동 모드로 일정 기간 동안 패널에 터치 입력이 없는 경우 패널의 소비전력을 줄일 목적으로 터치 감지를 위한 일련의 동작을 진행하지 않는 터치 대기 모드를 말한다.
참고로, 본 발명에서는 제1 터치 구동 신호가 인가되는 패널의 구동 모드는 터치 입력의 좌표를 센싱하는 액티브(Active) 모드로 정의하기로 하고, 제2 터치 구동 신호가 인가되는 패널의 모드는 터치 입력의 유무를 판단하는 아이들(Idle) 모드로 정의하기로 한다. 제1 및 제2 터치 구동 신호에 대한 설명은 아래에서 상세히 하기로 한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 일체형 표시장치는 앞에선 언급했던 패널(100) 이외에 터치 구동부(200) 및 터치 센싱부(300)를 더 포함하며, 도 4 및 도 5를 참조하여 액티브 모드 및 아이들 모드에 따른 터치 구동 신호의 인가에 대해 설명하기로 한다.
도 4에 도시된 실시예는 패널이 액티브 모드로 동작하는 경우 터치 구동부(200)에서의 터치 구동 신호의 인가에 대한 실시예이다.
패널(100)이 액티브(Active) 모드로 동작하는 경우 터치 구동부(200)에서는 m개의 구동 전극(110)으로 제1 터치 구동 신호를 순차적으로 인가하고, 터치 센싱부(300)에서는 인가된 제1 터치 구동 신호에 따른 터치 센싱 신호를 n개의 센싱 전극(120)으로부터 수신한다.
다시 말해, 터치 구동부(200)에서는 첫번째 구동 전극부터 m번째 구동 전극까지 제1 터치 구동 신호를 순차적으로 인가하고, 순차적으로 인가된 제1 터치 구동 신호에 따라 m개의 구동 전극(110) 및 n개의 센싱 전극(120) 사이에 정전용량이 형성되게 한다. 여기서, 제1 터치 구동 신호는 터치 감지를 위해 인가되는 구동 신호만으로 이루어진 단일 클럭 그룹 신호이다.
터치 센싱부(300)에서는 m개의 구동 전극 및 n개의 센싱 전극 사이에 형성된 정전용량에 있어서, 사용자의 터치 입력에 따른 정전용량의 변화량(터치 센싱 신호)을 n개의 센싱 전극(120)을 통해 수신하여, 사용자의 터치 입력 좌표를 감지한다.
여기서, 터치 센싱부는 (n-1)개의 비교부(310)를 포함하고 있으며, 비교부는, 이웃하는 센싱 전극들을 통해 입력되는 터치 감지 신호들의 차를 비교하는 동작을 수행함으로써 사용자의 터치 입력에 따른 정전용량의 변화량을 감지하는 기능을 한다.
터치 센싱부(300)의 센싱 동작에 대해 보다 상세히 설명하자면, 이웃하는 센싱 전극들 사이에는 비교부(310)가 연결되어 있으며, 비교부는 이웃한 센싱 전극들을 통해 입력되는 터치 감지 신호들의 차를 증폭하여 증폭된 차 전압을 출력한다.
예를 들어, 첫번째 비교부는 제1 센싱 전극(Rx1)과 제2 센싱 전극(Rx2)을 통해 입력된 신호들 간의 차 전압을 출력하고, 두번째 비교부는 제2 센싱 전극(Rx2)과 제3 센싱 전극(Rx3)을 통해 입력된 신호들 간의 차 전압을 출력한다. 또한, 이러한 비교부(310)들은 이웃한 센싱 전극들을 통해 입력되는 신호들 간의 차 전압을 증폭한다. 이처럼 비교부 들은 이웃한 센싱 전극들을 통해 입력되는 신호들 간의 차 전압을 출력 및 증폭함으로써, 터치 스크린(TSP)의 기생용량으로 인하여 유입되는 노이즈 성분을 줄여 신호 대 잡음비(SNR)를 개선하는 역할을 한다.
터치 센싱부(300)는 n개의 센싱 전극들과 비교부(310)를 통해 수신된 증폭된 차 전압을 통해, m개의 구동 전극 및 n개의 센싱 전극 사이에 형성된 정전용량에 있어서 사용자의 터치 입력에 따른 정전용량의 변화량을 센싱하여, 디지털 데이터로 변환한다. 이를 위하여, 터치 센싱부(300)는 아날로그-디지털 변환기(Analog to digital converter, 이하 "ADC"라 함)를 포함한다. ADC에서 변환된 디지털 데이터는 터치 감지를 위한 로 데이터(raw data)로서 시스템부(미도시)에 공급되어 패널의 표시 영역에 터치 좌표를 표시한다.
참고로, 액티브 모드에서도 종래 기술의 아이들 모드에서 언급되었던 것처럼 패널의 양쪽 비표시 영역 끝단에 형성되어 있는 그라운드 배선(130)과 인접한 센싱 전극(Rx1 또는 Rx(n))들 간의 정전용량으로 인해 터치 센싱 오류가 발생할 수 있지만, 레퍼런스 버퍼(Reference Buffer)를 사용하여 이와 같은 오류를 해결할 수 있다. 즉, 기준 로(raw) 데이터 값이 2048이며 상승 부분(Rx1) 로 데이터 값이 3000이고 하강 부분 로 데이터 값이 1000이라고 가정하는 경우, 기준 로 데이터 값에 비해 상승 또는 하강하는 부분을 보상하기 위하여 기준 로 데이터 값을 현재 데이터 값에 반영하여 상승 또는 하강하는 부분의 로 데이터 값을 기준 로 데이터 값으로 맞춰줌으로써 오류를 해결할 수 있다.
도 5에 도시된 실시예는 패널이 아이들 모드로 동작하는 경우 터치 구동부(200)에서의 터치 구동 신호의 인가에 대한 실시예이다.
패널(100)이 아이들(Idle) 모드로 동작하는 경우 터치 구동부(200)에서는 m개의 구동 전극(110)으로 제2 터치 구동 신호를 순차적으로 인가하고, 터치 센싱부(300)에서는 인가된 제2 터치 구동 신호에 따른 터치 센싱 신호를 n개의 센싱 전극(120)으로부터 수신한다.
여기서, m개의 구동 전극 중 첫번째 구동 전극으로 인가되는 제2 터치 구동 신호는 터치 감지를 위해 인가되는 단일 클럭 그룹 신호만으로 이루어져 있으며, m개의 구동 전극 중 두번째 내지 m번째(m은 3 이상의 자연수) 구동 전극으로 인가되는 제2 터치 구동 신호는 프리 클럭 그룹 신호(Pre clock group signal) 및 포스트 클럭 그룹 신호(post clock group signal)로 이루어져 있다. 여기서, 프리 클럭 그룹 신호는 동일한 구동 전극을 기준으로 포스트 클럭 그룹 신호보다 먼저 인가되는 신호를 말한다.
상술한, 제2 터치 구동 신호 중 세번째 구동 전극으로 인가되는 프리 클럭 그룹 신호는 두번째 구동 전극으로 인가되는 포스트 클럭 그룹 신호의 인가시점보다 지연되어 세번째 구동 전극으로 인가되며, 네번째 구동 전극으로 인가되는 프리 클럭 그룹 신호는 이전 구동 전극으로 인가되는 포스트 클럭 그룹 신호의 인가시점보다 지연되어 네번째 구동 전극으로 인가되며, m번째 구동 전극으로 인가되는 프리 클럭 그룹 신호는 (m-1)번째 구동 전극으로 인가되는 포스트 클럭 그룹 신호의 인가시점보다 지연되어 m번째 구동 전극으로 인가된다.
특히, 세번째 구동 전극으로 인가되는 프리 클럭 그룹 신호는 두번째 구동 전극으로 인가되는 포스트 클럭 그룹 신호의 인가시점보다 반펄스(t) 지연되어 세번째 구동 전극으로 인가되며, 네번째 구동 전극으로 인가되는 프리 클럭 그룹 신호는 이전 구동 전극으로 인가되는 포스트 클럭 그룹 신호의 인가시점보다 반펄스(t) 지연되어 네번째 구동 전극으로 인가되며, m번째(m은 3이상의 자연수) 구동 전극으로 인가되는 프리 클럭 그룹 신호는 (m-1)번째 구동 전극으로 인가되는 포스트 클럭 그룹 신호의 인가시점보다 반펄스(t) 지연되어 m번째 구동 전극으로 인가된다.
여기서, 반펄스란 도 5에 도시된 바와 같이 클럭 그룹을 이루고 있는 하나의 클럭의 반주기를 의미한다.
또한, 두번째 구동 전극으로 인가되는 프리 클럭 그룹 신호는 첫번째 구동 전극으로 인가되는 단일 클럭 그룹 신호의 인가시점보다 반펄스(t) 지연되어 두번째 구동 전극으로 인가된다.
참고로, 첫번째 구동 전극으로 인가되는 제2 터치 구동 신호는 단일 클럭 그룹 신호는 터치 감지를 위해 인가되는 구동신호이고, 두번째 내지 m번째 구동 전극으로 인가되는 프리 클럭 그룹 신호는 첫번째 구동 전극으로 인가되는 단일 클럭 그룹 신호 및 두번째 내지 (m-1)번째 구동 전극에 인가되는 포스트 클럭 그룹 신호에 대한 보상신호이며, 두번째 내지 m번째 구동 전극으로 인가되는 포스트 클럭 그룹 신호는 터치 감지를 위해 인가되는 구동 신호이다.
다시 말해, 두번째 전극으로 인가되는 프리 클럭 그룹 신호는, 첫번째 구동 전극에 인가되는 단일 클럭 그룹 신호보다 반펄스 지연되어 인가되는 보상신호이고, 세번째 내지 m번째 구동 전극으로 인가되는 프리 클럭 그룹 신호는, 이전 구동 전극에 인가되는 포스트 클럭 그룹 신호보다 반펄스 지연되어 인가되는 보상신호이므로, 첫번째 내지 (m-1)번째 구동 전극으로 인가되는 포스트 클럭 그룹 신호(터치 감지를 위해 인가되는 구동 신호)를 상쇄시키는 역할을 한다.
패널이 아이들 모드로 동작하는 경우에는 사용자의 터치 입력 유무만을 감지하여 패널을 액티브 모드로 전환시키기 위한 모드이므로 정확한 터치 좌표를 감지할 필요는 없으므로 상술한 실시예처럼 첫번째 내지 (m-1)번째 구동 전극으로 터치 감지를 위해 인가되는 구동 신호를 그 다음 구동 전극에서 상쇄시켜도 터치 입력 유무를 위한 구동에는 아무런 문제가 발생하지 않는다.
더군다나, 이처럼 앞선 전극의 터치 감지를 위해 인가되는 구동 신호를 상쇄시킴으로써, 패널의 양쪽 비표시 영역 끝단에 형성되어 있는 그라운드 배선과 인접한 센싱 전극들 간의 정전용량으로 인해 아이들 모드인 경우 패널에서 어떤 터치 입력도 발생하지 않았음에도 액티브 모드로 전환되는 오류를 방지할 수 있는 효과가 있다.
마지막으로, 도 5에서 언급한 두번째 내지 m번째 구동 전극으로 인가되는 프리 클럭 그룹 신호의 상쇄 구동 방법에 대해 도 6을 통해 설명하기로 한다.
도 6은 도 5에 도시된 C 영역을 확대해서 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 아이들 모드에서 구동 시 첫번째 구동 전극(Tx1)의 정전용량(Cm)은 정 위상 신호의 인가로 인하여 Cp 값이 충전되고, 두번째 구동 전극(Tx2)의 정전용량(Cm)은 첫번째 구동 전극의 정 위상 신호에 비해 반펄스 지연되어 인가되므로 첫번째 구동 전극으로 인가되는 정 위상 신호 대비 역 위상 신호의 인가로 인하여 Cp 값이 방전된다. 여기서 Cp 값은 신호에 의한 정전용량의 증가 또는 감소 값이다.
이처럼, 첫번째 구동 전극으로 인가되는 단일 클럭 그룹 신호와 두번째 구동 전극으로 인가되는 Cp 값은 정 위상 신호 및 역 위상 신호로 인한 상호 반전 값이므로 서로 상쇄가 되어 Cp 값이 거의 0 이 되므로, 패널의 양쪽 비표시 영역 끝단에 형성되어 있는 그라운드 배선과 인접한 센싱 전극들 간의 정전용량으로 인한 영향이 발생하지 않는다. 물론, 프리 클럭 그룹 신호의 상쇄 구동 방법은 액티브 모드에서의 구동처럼 정확한 터치 좌표를 패널의 표시 영역에 표시할 수는 없지만, 아이들 모드에서 패널에 터치 입력 유무를 확인하는 동작만은 충분히 가능하다.
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 : 구동 전극
120 : 센싱 전극 130 : 그라운드 배선
140 : 배선 150 : 표시 영역
200 : 터치 구동부 300 : 터치 센싱부
310 : 비교기

Claims (10)

  1. 표시 영역에 m개(m은 3 이상의 자연수)의 구동 전극 및 상기 m개의 구동 전극과 교차하며 배열되는 n개(n은 3 이상의 자연수)의 센싱 전극을 포함하는 패널;
    상기 패널의 비표시 영역에 상기 n개의 센싱 전극 배열 방향으로 배치된 그라운드 배선;
    상기 패널의 구동 모드에 따라 상기 m개의 구동 전극으로 제1 터치 구동 신호를 인가하거나 제2 터치 구동 신호를 인가하는 터치 구동부;
    상기 제1 또는 제2 터치 구동 신호에 따른 터치 센싱 신호를 상기 n개의 센싱 전극으로부터 수신하는 터치 센싱부를 포함하고,
    상기 m개의 구동 전극 중 두번째 내지 m번째(m은 3 이상의 자연수) 구동 전극으로 인가되는 상기 제2 터치 구동 신호는 프리 클럭 그룹 신호(Pre clock group signal) 및 포스트 클럭 그룹 신호(post clock group signal)로 이루어져 있으며,
    세번째 구동 전극으로 인가되는 프리 클럭 그룹 신호는 두번째 구동 전극으로 인가되는 포스트 클럭 그룹 신호의 인가시점보다 반펄스 지연되어 반펄스 기간동안 역 위상 신호로 인가되는 것을 특징으로 하는 터치스크린을 구비한 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 네번째 구동 전극으로 인가되는 프리 클럭 그룹 신호는 이전 구동 전극으로 인가되는 포스트 클럭 그룹 신호의 인가시점보다 지연되어 상기 네번째 구동 전극으로 인가되는 것을 특징으로 하는 터치스크린을 구비한 표시장치.
  3. 삭제
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 네번째 구동 전극으로 인가되는 프리 클럭 그룹 신호는 상기 이전 구동 전극으로 인가되는 포스트 클럭 그룹 신호의 인가시점보다 반펄스 지연되어 상기 네번째 구동 전극으로 인가되는 것을 특징으로 하는 터치스크린을 구비한 표시장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 m개의 구동 전극 중 첫번째 구동 전극으로 인가되는 상기 제2 터치 구동 신호는 단일 클럭 그룹 신호만으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 터치스크린을 구비한 표시장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 m개의 구동 전극 중 상기 두번째 내지 m번째 구동 전극으로 인가되는 상기 프리 클럭 그룹 신호는 상기 첫번째 구동 전극으로 인가되는 상기 단일 클럭 그룹 신호 및 상기 두번째 내지 (m-1)번째 구동 전극에 인가되는 포스트 클럭 그룹 신호에 대한 보상신호이며,
    상기 두번째 내지 m번째 구동 전극으로 인가되는 상기 포스트 클럭 그룹 신호는 터치 감지를 위해 인가되는 구동 신호인 것을 특징으로 하는 터치스크린을 구비한 표시장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 터치 구동 신호는, 단일 클럭 그룹 신호만으로 이루어져 있으며, 첫번째 구동 전극부터 m번째 구동 전극까지 순차적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 터치스크린을 구비한 표시장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 단일 클럭 그룹 신호는 터치 감지를 위해 인가되는 구동 신호만으로 이루어진 것을 특징으로 하는 터치스크린을 구비한 표시장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 터치 구동 신호가 인가되는 상기 패널의 구동 모드는 터치 입력의 좌표를 센싱하는 액티브(Active) 모드이고, 상기 제2 터치 구동 신호가 인가되는 패널의 모드는 터치 입력의 유무를 판단하는 아이들(Idle) 모드인 것을 특징으로 하는 터치스크린을 구비한 표시장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 터치 센싱 신호는,
    상기 m개의 구동 전극 및 n개의 센싱 전극 사이에 형성된 초기 정전용량에 있어서 터치 입력에 따른 상기 초기 정전용량의 변화량인 것을 특징으로 하는 터치스크린을 구비한 표시장치.
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