KR102189480B1 - 터치패널 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 터치감지부는 구동전압(TX CLK)의 공급을 위한 배선과 공통 전압(Vcom)의 공급을 위한 배선이 오러랩되어 양 배선간의 커패시턴스가 형성되어도 구동전극 중에서 터치 센셍이 이용되지 않는 구동전극에는 공통전압의 인가를 차단하여 커플링 노이즈를 차단할 수 있는 터치패널 표시장치를 제공할 수 있는것으로써, 본 발명의 실시예에 따른 터치패널 표시장치는, 1 프레임동안 디스플레이구간 및 터치감지구간을 교대로 수회 반복하고, 구동 전압을 인가하는 구동 전극 및 터치 신호를 감지하는 수신 전극을 포함하는 터치패널 표시장치로써, 상기 터치패널 표시장치는 터치 감지부를 포함하고, 상기 터치 감지부는 복수개의 제어신호출력기들과 상기 제어신호출력기들에 일대일로 대응되는 구동전극들을 포함하고, 상기 제어신호출력기들 각각은 상기 디스플레이구간 동안 상기 구동 전극에 공통 전압을 출력하고, 상기 터치감지구간 동안 상기 제어신호출력기들 중 어느 하나의 제어신호출력기가 구동 전압을 출력하는 경우, 나머지 제어신호출력기들의 공통 전압의 공급은 차단되는 터치패널 표시장치.

Description

터치패널 표시장치{TOUCH PANEL DISPALY DEVICE}

본 발명은 터치패널 표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써, 화상을 표시한다. 이를 위해, 액정표시장치는 화소들이 매트릭스 형태로 배열된 액정패널과, 액정패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다.

한편, 액정표시장치가 장착된 전자제품에 제어신호를 입력하는 방법으로는, 터치패널을 이용하는 방법과, 버튼을 이용하는 방법이 있으나, 최근에는 터치패널을 이용하는 방법이 널리 이용되고 있다.

즉, 터치패널이 장착되어 있는 액정표시장치는, 네비게이션(navigation), 산업용 단말기, 태블릿PC, 스마트폰, 금융 자동화기기, 게임기 등과 같은 다양한 종류의 전자제품에 적용되고 있으며, 누구나 쉽게 조작할 수 있는 장점으로 인해 그 적용이 확대되고 있다.

도 1은 종래의 터치패널의 구동 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 도 2는 터치패널이 구비된 액정표시장치의 다양한 타입을 나타낸 예시도로서, (a)에 도시된 터치패널은 온 셀 타입이고, (b)에 도시된 터치패널은 인 셀 타입이며, (c)에 도시된 터치패널은 하이브리드 타입이다. 도 2에서 도면번호 31은 TFT기판이고, 32는 컬러필터 기판이며, 33은 액정층이며, 34는 커버글래스를 나타낸다.

터치패널(40)은 사용자로부터의 터치를 감지하기 위한 것으로서, 저항막 방식, 정전용량 방식 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. 그러나, 이하에서는 정전용량 방식을 이용하는 터치패널이 설명된다.

터치패널(40)은 구동전압을 인가하기 위한 구동전극(11) 및 구동전압에 의해 생성된 감지신호를 수신하기 위한 수신전극(21)을 포함한다.

터치감지장치(60)는 구동전압을 구동전극(11)으로 인가하기 위한 구동전압 생성부(61) 및 수신전극을 통해 수신된 감지신호를 이용하여 터치여부를 감지하기 위한 감지신호 수신부(62)를 포함한다.

터치패널(40)은 그 배치 위치에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있다.

첫째, 터치패널(40)은 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 컬러필터기판(32)의 상단면에 부착되는 형태(온 셀 타입(On cell type))로 구성될 수 있다

둘째, 터치패널(40)은 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 터치패널(40)을 구성하는 두 개의 전극들(11, 21) 중 어느 하나는 액정표시장치의 TFT기판(31)에 형성되고, 다른 하나는 컬러필터기판(32)의 상단면에 형성되는 형태(인 셀 타입(In-cell type))로 구성될 수 있다.

셋째, 터치패널(40)은 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 터치패널(40)을 구성하는 두 개의 전극들(11, 21)이 액정표시장치를 구성하는 TFT기판(31)의 동일한 층에 형성되는 형태(하이브리드 타입(Hybrid type))로 구성될 수 있다. 하이브리드 타입의 터치패널에 적용되는 두 개의 전극들(11, 21)은, 터치감지 기간 동안에는 구동전극과 수신 전극으로 각각 구동된다. 그러나, 영상출력 기간 동안, 두 개의 전극들 모두는, 공통전압을 입력받는 공통전극으로 구동된다.

도 3은 종래의 터치감지장치(60)의 블록도이고, 도 4는 종래의 터치감지장치(60)의 동작 타이밍을 나타낸 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 터치 시구간 동안 터치감지장치(60)는 구동전극(11)으로 구동전압(TX CLK)을 출력하고, 디스플레이 시구간 동안 구동전극(11)으로 공통전압(Vcom) 신호를 출력한다.

이러한 종래의 터치패널에 적용되는 터치감지장치(60)는 다음과 같은 문제가 있었다.

N-1번째 구동전극(11)에 공통전압(Vcom) 신호가 인가되고, N번째 구동전극(11)에 구동전압(TX CLK)을 인가할 때, N-1번째 구동전극(11)에는 노이즈가 발생하게 된다.

그 이유는 구동전압(TX CLK)을 위한 배선과 공통전압(Vcom)을 위한 배선이 서로 오버랩되는 경우, 이들간의 커패시턴스가 형성되고, 시간에 따라 구동전압(TX CLK)이 변화함에 따라 상기 구동전압(TX CLK)과 공통전압(Vcom) 사이의 전위차가 계속변화 하면서 커플링 노이즈(coupling noise)가 발생하는 것이다.

이러한 노이즈 성분은 터치 성능에 영향을 주고, 구동전압(TX CLK)을 위한 배선과 공통전압(Vcom)을 위한 배선의 오버랩을 피하는 경우, 베젤(Bezel)이 커지는 문제가 있었다.

본 발명의 실시예에 따른 터치패널 표시장치는 구동전압의 변화에 따른 공통전압의 커플링 노이즈 현상을 방지한 터치패널 표시장치를 제공한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 터치패널 표시장치는 네로우(Narrow) 베젤을 유지하면서 공통전압의 노이즈를 방지한 터치패널 표시장치도 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 터치패널 표시장치는, 1 프레임동안 디스플레이구간 및 터치감지구간을 교대로 수회 반복하고, 구동 전압을 인가하는 구동 전극 및 터치 신호를 감지하는 수신 전극을 포함하는 터치패널 표시장치로써, 상기 터치패널 표시장치는 터치 감지부를 포함하고, 상기 터치 감지부는 복수개의 제어신호출력기들과 상기 제어신호출력기들에 일대일로 대응되는 구동전극들을 포함하고, 상기 제어신호출력기들 각각은 상기 디스플레이구간 동안 상기 구동 전극에 공통 전압을 출력하고, 상기 터치감지구간 동안 상기 제어신호출력기들 중 어느 하나의 제어신호출력기가 구동 전압을 출력하는 경우, 나머지 제어신호출력기들의 공통 전압의 공급은 차단되는 터치패널 표시장치.

본 발명의 실시예에 따른 터치패널 표시장치의 상기 제어신호출력기들 중 첫번째 제어신호출력기는 스타트 신호에 의하여 동작하고, 다음 단의 제어신호출력기는 이전 단의 제어신호출력기의 출력 신호에 동기되어 동작하는 터치패널 표시장치.

본 발명의 실시예에 따른 터치패널 표시장치의 상기 제어신호출력기들은 하이 논리의 클럭 신호, 하이 논리의 제1 제어 신호 및 로우 논리의 제2 제어 신호를 인가받아 상기 구동 전극에 구동 전압을 출력하고, 로우 논리의 클럭 신호, 로우 논리의 제1 제어 신호 및 하이 논리의 제2 제어 신호를 인가받아 상기 구동 전극에 공통 전압을 출력하며, 로우 논리의 클럭 신호, 하이 논리의 제1 제어 신호 및 로우 논리의 제2 제어 신호를 인가받아 상기 구동 전극에 공급되는 공통 전압을 차단하는 터치패널 표시장치.

본 발명의 실시예에 따른 터치패널 표시장치의 상기 제어신호출력기들 각각은 제1 및 제2 스위치를 포함하고, 상기 제1 스위치가 턴온시 상기 구동 전극에 구동 전압이 공급되고, 상기 제2 스위치가 턴온시 상기 구동 전극에 공통 전압이 공급되고, 디스플레이구간에서 상기 제1 스위치는 턴오프되고, 상기 제2 스위치는 턴온되고, 터치감지구간에서 상기 제어신호출력기들 중 어느 하나의 제어신호출력기의 제1 스위치는 턴온되고, 제2 스위치는 턴오프되며, 나머지 제어신호출력기들은 제1 및 제2 스위치가 모두 턴오프되는 터치패널 표시장치.

본 발명의 실시예에 따른 터치패널 표시장치의 상기 클럭 신호와 제1 및 제2 제어 신호를 공급하는 타이밍 컨트롤러를 더 포함하는 터치패널 표시장치.

본 발명의 실시예에 따른 터치패널 표시장치의 상기 디스플레이구간 동안 상기 구동 전극에 공급된 공통 전압은 액정 패널에 공통 전압을 인가하기 위한 공통 전극으로 이용되는 터치패널 표시장치.

본 발명의 실시예에 따른 터치패널 표시장치의 구동방법은 1 프레임동안 디스플레이구간 및 터치감지구간을 교대로 수회 반복하고, 터치 구동 전압을 인가하는 구동 전극 및 터치 신호를 감지하는 수신 전극을 포함하는 터치패널 표시장치의 구동방법으로써, 상기 디스플레이구간 동안 상기 구동 전극에 공통 전압이 인가되고, 상기 터치감지구간 동안 상기 구동 전극 중 어느 하나에 구동 전압이 공급되고, 나머지 구동 전극에 공급되는 공통 전압이 차단되는 터치패널 표시장치의 구동방법.

본 발명의 실시예에 따른 터치패널 표시장치의 구동방법은, 상기 디스플레이구간 동안 상기 구동 전극에 구동 전압의 공급은 차단되고, 공통 전압은 공급되고, 상기 터치감지구간 동안 상기 구동 전극 중 어느 하나의 구동 전극에 구동 전압이 공급되고, 공통 전압의 공급은 차단되고, 나머지 구동 전극에는 구동 전압 및 공통 전압의 공급이 차단되는 터치패널 표시장치의 구동방법.

본 발명의 실시예에 따른 터치감지부는 구동전압(TX CLK)의 공급을 위한 배선과 공통 전압(Vcom)의 공급을 위한 배선이 오러랩되어 양 배선간의 커패시턴스가 형성되어도 구동전극 중에서 터치 센셍이 이용되지 않는 구동전극에는 공통전압의 인가를 차단하여 커플링 노이즈를 차단할 수 있는 터치패널 표시장치를 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 터치패널의 구동 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 터치패널이 구비된 액정표시장치의 다양한 타입을 나타낸 예시도.
도 2(a)는 온셀 타입의 터치패널을 나타낸 도면.
도2(b)는 인셀 타입의 터치패널을 나타낸 도면.
도2(c)는 하이브리드 타입의 터치패널을 나타낸 도면.
도 3은 종래의 터치감지장치의 블록도.
도 4는 종래의 터치감지장치의 동작 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터치패널 표시장치의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터치감지부의 블록도.
도 8은 터치감지부의 구동 타이밍도를 나타낸 도면.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 터치패널 표시장치의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시소자(Field EmissionDisplay: FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자 기반으로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시소자의 일 예로서 표시장치를 액정표시소자 중심으로 설명하지만, 본 발명의 표시장치는 액정표시소자에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터치패널 표시장치의 블록도이다.

도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 터치패널 표시장치(300)를 살펴본다.

본 발명의 실시예에 따른 터치패널 표시장치(300)는 1 프레임동안 디스플레이구간 및 터치감지구간을 교대로 수회 반복하고, 구동 전압(TX CLK)을 인가하는 구동 전극(110) 및 터치 신호를 감지하는 수신 전극(120)을 포함하는 터치패널 표시장치(300)로써, 상기 터치패널 표시장치(300)는 터치 감지부(900)를 포함하고, 상기 터치 감지부(900)는 복수개의 제어신호출력기들(200)과 상기 제어신호출력기들(200)에 일대일로 대응되는 구동전극들(110)을 포함하고, 상기 제어신호출력기들(200) 각각은 상기 디스플레이구간 동안 상기 구동 전극(110)에 공통 전압(Vcom)을 출력하고, 상기 터치감지구간 동안 상기 제어신호출력기들(200) 중 어느 하나의 제어신호출력기가 구동 전압(TX CLK)을 출력하는 경우, 나머지 제어신호출력기들의 공통 전압(Vcom)의 공급은 차단되는 것을 특징으로 하고, 상기 제어신호출력기들(200)은 하이 논리의 클럭 신호(CLK1 or CLK2), 하이 논리의 제1 제어 신호(CS1) 및 로우 논리의 제2 제어 신호(CS2)를 인가받아 상기 구동 전극(110)에 구동 전압(TX CLK)을 출력하고, 로우 논리의 클럭 신호(CLK1 or CLK2), 로우 논리의 제1 제어 신호(CS1) 및 하이 논리의 제2 제어 신호(CS2)를 인가받아 상기 구동 전극(100)에 공통 전압(Vcom)을 출력하며, 로우 논리의 클럭 신호(CLK1 or CLK2), 하이 논리의 제1 제어 신호(CS1) 및 로우 논리의 제2 제어 신호(CS2)를 인가받아 상기 구동 전극(110)에 공급되는 공통 전압(Vcom)을 차단하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 터치패널 표시장치(300)는 액정패널(400), 액정패널의 게이트라인에 스캔신호를 인가하기 위한 게이트 구동부(500), 액정패널의 데이터라인에 데이터 전압(RGB)를 인가하기 위한 데이터 구동부(600), 데이터 구동부(600)와 게이트 구동부(500)를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(700), 공통전압을 구동전극에 인가하기 위한 공통전압 생성부(800), 구동전압을 구동전극에 인가하기 위한 구동전압 생성부(100) 및 터치패널의 구동전극으로 구동전압을 인가하며 터치패널의 수신전극으로부터 수신되는 감지신호를 처리하여 터치를 감지하기 위한 터치감지부(900)를 포함하여 구성될 수 있다.

우선, 액정패널(400)은 두 장의 기판들 사이에 액정층이 형성된다. 액정패널(400)의 하부 기판에는 다수의 데이터라인들(DL1~DLm, m은 자연수), 데이터라인들(DL1~DLm)과 교차되는 다수의 게이트라인들(GL1~GLn, n은 자연수), 데이터라인들(DL1~DLm)과 게이트라인들(GL1~GLn)의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin Film Transistor), 액정셀들에 데이터전압을 충전시키기 위한 다수의 화소전극들, 화소전극들에 각각 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터들(Storage Capacitor) 등을 포함한다.

액정패널(400)의 픽셀들은 데이터라인들(DL1~DLm)과 게이트라인들(GL1~GLn)에 의해 정의된 픽셀 영역에 형성되어 매트릭스 형태로 배치된다. 픽셀들 각각의 액정셀은 화소전극에 인가되는 데이터전압과 공통전극에 인가되는 공통전압의 전압차에 따라 인가되는 전계에 의해 구동되어 입사광의 투과량을 조절한다.

TFT들은 게이트라인(GL1~GLn)으로부터의 게이트펄스에 응답하여 턴-온되어 데이터라인(DL1~DLm)으로부터의 전압을 액정셀의 화소전극에 공급한다.

액정패널(400)의 배면에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다.

상기 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(Direct type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(DIS)에 빛을 조사한다.

액정패널(400)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 액정 모드로도 구현될 수 있다.

타이밍 컨트롤러(700)는 외부시스템으로부터 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(CLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동부(600)와 게이트 구동부(500)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 및 데이터 제어신호들(GCS, DCS)을 발생한다.

게이트 제어신호(GCS)는 한 화면이 표시되는 1 수직기간 중에서 스캔이 시작되는 시작 수평라인을 지시하는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse: GSP), 게이트 구동부(500) 내의 쉬프트 레지스터에 입력되어 게이트 스타트 펄스(GSP)를 순차적으로 쉬프트시키기 위한 게이트 쉬프트 클럭신호(Gate Shift Clock : GSC), 및 게이트 구동부(500)의 출력을 제어하는 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable : GOE) 등을 포함한다.

데이터 제어신호(DCS)는 1 수평라인분의 데이터가 표시되는 1 수평기간 중에서 데이터의 시작점을 지시하는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse: SSP), 라이징(Rising) 또는 폴링(Falling) 에지에 기준하여 데이터의 래치동작을 제어하는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock: SSC), 데이터 구동부(600)의 출력을 제어하는 소스 출력 인에이블신호(SOE), 및 액정패널(400)의 액정셀들에 공급될 데이터전압의 극성을 제어하는 극성제어신호(POL) 등을 포함한다.

또한, 타이밍 컨트롤러(700)는 외부시스템으로부터 입력된 입력영상데이터를 재정렬하여, 재정렬된 영상데이터를 데이터 구동부(600)로 출력하는 기능을 수행한다.

또한, 타이밍 컨트롤러(700)는 데이터 구동부(600)와 게이트 구동부(500)를 제어함과 아울러, 터치감지부(900)의 입/출력 동작 타이밍을 제어하기 위한 터치 감지부 제어신호들을 발생하여 터치감지부(900)를 제어할 수도 있다.

다음, 데이터 구동부(700)는 타이밍 컨트롤러로부터 입력된 영상데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여, 게이트라인에 스캔신호가 공급되는 1수평기간마다 1수평라인분의 데이터 전압을 데이터라인들에 공급한다.

즉, 데이터 구동부(600)는 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터 공급되는 감마전압들을 이용하여, 영상데이터를 데이터 전압으로 변환시킨 후 데이터라인으로 출력시킨다.

즉, 데이터 구동부(600)는 타이밍 컨트롤러(700)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(600)는 소스 쉬프트 클럭(SSC)에 따라 입력되는 화소 데이터(RGB)(영상 데이터)를 샘플링 신호에 따라 래치하여, 데이터 전압으로 변경한 후, 소스 출력 인에이블(Source Output Enable; SOE) 신호에 응답하여 수평 라인단위로 데이터 전압을 데이터라인들에 공급한다.

이를 위해 데이터 구동부(600)는 데이터 샘플링부, 래치부, 디지털 아날로그 변환부 및 출력버퍼 등을 포함하여 구성될 수 있다.

다음, 게이트 구동부(500)는 타이밍 컨트롤러(700)로부터 전송되어온 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP)를 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC)에 따라 쉬프트시켜, 순차적으로 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 게이트 온 전압(Von)을 갖는 스캔신호를 공급한다. 그리고, 게이트 구동부(500)는 게이트 온 전압(Von)의 스캔신호가 공급되지 않는 나머지 기간 동안에는 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 게이트 오프 전압(Voff)을 공급하게 된다.

한편, 본 발명에 적용되는 게이트 구동부(500)는, 패널과 독립되게 형성되어, 다양한 방식으로 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 구동부(500)를 제어하기 위한 게이트 제어신호로는 스타트신호(VST) 및 게이트클럭(GCLK)이 될 수 있다.

다음, 공통전압 생성부(800)는 영상출력을 위해 구동전극(110)에 공급될 공통전압을 생성한다.

공통전압 생성부(800)에서 생성된 공통전압은 터치감지부(900)를 통해 구동전극으로 공급된다.

다음, 구동전압 생성부(100)는 터치감지를 위해 구동전극(110)에 공급될 구동전압을 생성한다.

구동전압 생성부(800)에서 생성된 구동전압은 터치감지부(900)를 통해 구동전극으로 공급된다.

공통전압 생성부(800)와 구동전압 생성부(100)는 하나의 전압생성 유닛으로 형성될 수 있다.

또한, 공통전압과 구동전압의 크기는 다를 수 있으며, 특히, 터치감지를 위한 구동전압이 영상출력을 위한 공통전압보다 큰 값을 가질 수 있다.

이 경우, 구동전압은 공통전압에 해당되는 전압을 로우 레벨전압으로 갖고, 그 보다 큰 전압을 하이 레벨전압으로 가질 수 있다.

마지막으로, 터치감지부(900)는 상기한 바와 같이, 터치패널의 수신전극(RS1~RSs)으로부터 수신되는 감지신호(전압 값)를 이용하여 사용자에 의한 터치를 감지하는 기능을 수행한다.

즉, 상기한 바와 같이 구성되어 있는 터치패널의 구동전극(TX1~TXk)으로 터치검출을 위한 구동전압이 인가된 상태에서, 사용자가 손가락 또는 펜으로 액정패널의 특정 영역을 터치하면, 구동전극(TX1~TXk)과 수신전극(RS1~RSs) 사이의 정전용량이 변하게 되며, 정전용량의 변화는 수신전극을 통해 터치감지부(900)로 인가되는 전압 값(감지신호)을 변화시키게 된다.

상기 구동전극(TX1~TXK)과 수신전극(RS1~RSs)의 교차부들에 형성된 다수의 터치 센서들을 포함한다.

일 예로 터치 센서들의 개수는 12개의 Tx 라인들(TX1~TX12)과 9개의 Rx 라인

들(RS1~RS9)이 교차되는 경우 108개일 수 있다.

각 터치 센서는 픽셀보다 크게 형성될 수 있고, 각 터치 센서에는 가로 및 세로 방향으로 다수의 픽셀들이 대응될 수 있다.

수신전극(RS1~RSs)들은 터치감지부(900)에 연결되어 있으며, 상기 터치감지부(900)는 상기와 같이 변화된 전압 값(감지신호)을 이용하여 터치 여부를 판단하게 된다.

상기한 바와 같은 터치감지부(900)는 터치 여부만을 판단하도록 구성될 수 있으며, 이 경우, 터치 여부가 감지된 상태에서 터치감지부(900)를 통해 수신된 감지신호는 별도의 터치위치 검출부(미도시) 또는 타이밍 컨트롤러(700)에서 처리되어 터치위치가 검출될 수 있다. 그러나, 상기한 바와 같은 터치감지부(900)는 터치 여부판단과 함께, 직접 터치위치를 검출하도록 구성될 수도 있다.

한편, 본 발명은 영상출력을 위한 게이트라인과, 터치감지를 위한 구동전극을, 일정한 시간 간격을 두고 순차적으로 구동하기 위한 것으로서, 영상출력을 위한 공통전압(Vcom)과 터치감지를 위한 구동전압(Vd)이 공급되는 구동전극을, 게이트라인의 구동과 일정한 시간 간격을 두고 구동시키고 있다.

한편 1 프레임(Frame) 동안 영상출력 즉 디스플레이 시구간과 터치 감지 즉 터치감지 시구간은 교대로 수차례 이루어질 수 있고, 그 횟수는 터치감지부(600)의 사이즈와 배선의 수를 고려하여 결정될 수 있고, 특정 수에 한정되는 것은 아니다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터치감지부(900)의 블록도이고, 도 8은 터치감지부(900)의 구동 타이밍도를 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치감지부(900)는 복수개의 제어신호출력기(200)를 포함할 수 있다.

상기 복수개의 제어신호출력기(200)들 각각은 구동전극(110)들 각각에 대응할 수 있다.

상기 제어신호출력기(200)는 타이밍 컨트롤러(700)로부터 제1 및 제2 클럭신호(CKL1, 2) 및 제1 및 제2 제어신호(CS1, CS2)를 인가받을 수 있고, 상기 제1 및 제2 클럭신호(CKL1, 2) 및 제1 및 제2 제어신호(CS1, CS2)의 논리 값에 따라서 구동신호(TX CLK) 또는 공통전압(Vcom)을 구동전극(110)들 각각에 공급할 수 있다.

또한 제어신호출력기(200) 중에서 첫번째 제어신호출력기는 타이밍 컨트롤러(700)로부터 스타트 신호(SP)를 인가받아 동작을 개시할 수 있고, 다음단의 제어신호출력기는 이전단의 제어신호출력기로부터 제공되는 스타트 신호 또는 이전단의 제어신호출력기의 출력 신호에 동기되어 동작할 수 있다.

상기 제어신호출력기(200)는 홀수번째의 제어신호출력기(210, 230)와 짝수번째 제어신호출력기(220, 240)를 포함할 수 있고, 상기 홀수번째의 제어신호출력기(210, 230)에는 제1 클럭신호(CLK1)가 인가되고, 상기 짝수번째의 제어신호출력기(220, 240)에는 제2 클럭신호(CLK2)가 인가되며, 상기 제1 및 제2 제어신호(CS1, CS2)는 상기 제어신호출력기(200) 각각에 모두 인가될 수 있다.

설명의 편의를 위해, N-1번째 제어신호출력기(210)와 N번째 제어신호출력기(220)를 예로 들면, 상기 N-1번째 제어신호출력기(210)는 N-1번째 구동전극(111)에 대응되고, 상기 N번째 제어신호출력기(220)는 N번째 구동전극(112)에 대응될 수 있다.

한편, 상기 제어신호출력기들(210, 220, 230, 240) 각각은 제1 및 제2 스위치(T1, T2)를 포함하고, 상기 제1 스위치(T1)가 턴온시 상기 구동 전극(110)에 구동 전압(TX CLK)이 공급되고, 상기 제2 스위치(T2)가 턴온시 상기 구동 전극(TX CLK)에 공통 전압(Vcom)이 공급될 수 있다. 그리고 디스플레이구간에서 상기 제1 스위치(T1)는 턴오프되고, 상기 제2 스위치(T2)는 턴온되고, 터치감지구간에서 상기 제어신호출력기들(210, 220, 230, 240) 중 어느 하나의 제어신호출력기의 제1 스위치(T1)는 턴온되고, 제2 스위치(T2)는 턴오프되며, 나머지 제어신호출력기들은 제1 및 제2 스위치(T1, T2)가 모두 턴오프될 수 있다.

도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 터치감지부(900)의 구동 타이밍을 살펴본다.

<N-1번째 터치 시구간>

N-1번째 터치 시구간 동안 구동전압(TX CLK)은 하이(High) 논리의 신호가 된다.

도면상으로 N-1번째 터치 시구간 동안 펄스 파형이 4개로 나타나고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 펄스 파형의 수는 달라질 수 있다.

또한 제1 클럭신호(CLK1)은 하이 논리의 신호가 되고, 제1 제어신호(CS1)은 하이 논리의 신호가 되고, 제2 제어신호(CS2)는 로우 논리의 신호가 된다.

이때, N-1번째 제어신호출력기(210)는 N-1번째 제1 스위치(T1)를 턴온시켜 구동전압(TX CLK)가 N-1번째 구동전극(111)으로 인가될 수 있도록 하고, N-1번째 제2 스위치(T2)는 턴오프 시킨다.

<N-1번째 디스플레이 시구간>

N-1번째 디스플레이 시구간 동안 구동전압(TX CLK)은 로우 논리의 신호가 된다.

또한 제1 클럭신호(CLK1)은 로우 논리의 신호가 되고, 제2 클럭신호(CLK2) 또한 로우 논리의 신호가 되고, 제1 제어신호(CS1)은 로우 논리의 신호가 되고, 제2 제어신호(CS2)는 하이 논리의 신호가 된다.

이때, N-1번째 제어신호출력기(210) N-1번째 제2 스위치(T2)는 턴온시켜 공통전압(Vcom)이 N-1번째 구동전극(111)에 공급될 수 있도록 한다.

또한 N-1번째 제어신호출력기(210)는 N번째 쉬프트레지스트(220)로 스타트 신호를 제공하여 상기 N번째 제어신호출력기(220)가 동작할 수 있도록 한다.

<N번째 터치 시구간>

N번째 터치 시구간 동안 구동전압(TX CLK)은 하이(High) 논리의 신호가 된다.

또한 제1 클럭신호(CLK1)은 로우 논리의 신호를 유지하고, 제2 클럭신호(CLK2)는 하이 논리의 신호가 되며, 제3 클럭신호(CKL3)는 로우(LOW) 논리의 신호가 된다.

이때, N번째 제어신호출력기(220)는 N번째 제1 스위치(T1)를 턴온시켜 구동전압(TX CLK)가 N번째 구동전극(112)으로 인가될 수 있도록 하고, N번째 제2 스위치(T2)는 턴오프시킨다.

<N번째 디스플레이 시구간>

N번째 제어신호출력기(220)는 N-1번째 제어신호출력기(210)로부터 스타트 신호를 인가받으면 터치 센싱을 위한 구동 전압(TX CLK)을 N번째 구동전극(112)에 제공할 수 있다.

N번째 디스플레이 시구간 동안 구동전압(TX CLK)은 로우 논리의 신호가 된다.

또한 제1 클럭신호(CLK1)은 로우 논리의 신호가 되고, 제2 클럭신호(CLK2)는 로우 논리의 신호가 되며, 제1 제어신호(CS1)은 하이 논리의 신호가 되고, 제2 제어신호(CS2)는 로우 논리의 신호가 된다.

이때, N번째 제어신호출력기(212) N번째 제2 스위치(T2)는 턴온시켜 공통전압(Vcom)이 N번째 구동전극(111)에 공급될 수 있도록 한다.

전술한 내용을 종합하면, 터치 시구간에는 구동전압(TX CLK) 신호가 하이 논리의 신호가 되고, 구동전극(110)들 각각에 대응하는 쉬프트레지스트(200)의 제1 스위치(T1)는 턴온되면서 상기 구동전압(TX CLK)가 구동전극(110)에 공급되고, 제2 클럭신호(CLK2)는 하이 논리의 신호가 되며, 제3 클럭신호(CLK3)는 상기 제2 클럭신호(CLK2)와 반대로 로우 논리의 신호가 된다.

또한 디스플레이구간에는 구동전압(TX CLK) 신호가 로우 논리의 신호가 되고, 구동전극(110)들 각각에 대응하는 제어신호출력기(200)의 제2 스위치(T2)는 턴온되면서 상기 공통전압(Vcom)이 구동전극(110)에 공급되고, 제2 클럭신호(CLK2)는 로우 논리의 신호가 되며, 제3 클럭신호(CLK3)는 상기 제2 클럭신호(CLK2)와 반대로 하이 논리의 신호가 된다.

< N번째 터치 시구간에서 N-1번째 제2 스위치의 동작 방식 >

N번째 터치 시구간에서 N-1번째 제2 스위치의 동작 방식을 설명하면, N번째 터치 시구간 동안 N-1번째 제어신호출력기(210)에는 하이 논리의 제2 클럭신호(CLK2)와 로우 논리의 제3 클럭신호(CLK3)가 인가되고, 하이 논리의 제2 클럭신호(CLK2)와 로우 논리의 제3 클럭신호(CLK3)를 인가받은 제어신호출력기(210)는 N-1번째 제2 스위치(T2)를 턴오프시켜, N-1번째 구동전윽(112)에 공급되는 공통전압(Vcom)을 차단한다.

즉, N번째 제어신호출력기(220)를 통해 구동전압(TX CLK)가 공급되는 경우 다른 쉬프트레지스트, 즉 N-1번째 제어신호출력기(220)의 N-1번째 제2 스위치(T2)를 턴오프 시킴으로써, 노이즈가 발생하는 것을 방지한다.

정리하면, 제어신호출력기(200)는 다음 단계로 동작할 수 있다.

스타트 신호가 인가되면서, 제1 또는 제2 클럭신호(CLK1, CLK2)가 하이논리의 신호이고 제1 제어신호(CS1)가 하이 논리 신호이고, 제2 제어신호(CS2)가 로우 논리 신호인 경우, 제1 스위치(T1)를 턴온하고, 제2 스위치(T2)는 턴오프하여, 구동전압(TX CLK)을 구동전극(110)에 공급하는 제1 단계.

제1 또는 제2 클럭신호(CLK1, CLK2)가 로우논리의 신호이고 제1 제어신호(CS1)가 로우 논리 신호이고, 제2 제어신호(CS2)가 하이 논리 신호인 경우, 제1 스위치(T1)를 턴오프하고, 제2 스위치(T2)는 턴온하여, 디스플레이를 위한 공통전압(Vcom)을 구동전극(110)에 공급하는 제2 단계.

홀수번째 제어신호출력기(210, 230)에 인가되는 제1 클럭신호(CLK1)가 로우 논리 신호이고, 제1 제어신호(CS1)가 하이 논리 신호이고, 제2 제어신호(CS2)가 로우 논리 신호인 경우, 상기 홀수번째 제어신호출력기(210, 230)는 홀수번째 구동전극(110, 130)에 공급되는 공통전압(Vcom)이 차단되도록 제2 스위치(T2)를 턴오프하고, 짝수번째 제어신호출력기(220, 240)에 인가되는 제2 클럭신호(CLK2)가 로우 논리 신호이고, 제1 제어신호(CS1)가 하이 논리 신호이고, 제2 제어신호(CS2)가 로우 논리 신호인 경우, 상기 짝수번째 제어신호출력기(220, 240)는 짝수번째 구동전극(120, 140)에 공급되는 공통전압(Vcom)이 차단되도록 제2 스위치(T2)를 턴오프하는 제3 단계.

제어신호출력기(200)는 전술한 제1 내지 제3 단계로 동작하게 된다.

이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 터치감지부(900)는 구동전압(TX CLK)의 공급을 위한 배선과 공통 전압(Vcom)의 공급을 위한 배선이 오러랩되어 양 배선간의 커패시턴스가 형성되어도 구동전극(110) 중에서 터치 센셍이 이용되지 않는 구동전극(110)에는 공통전압(Vcom)의 인가를 차단하여 커플링 노이즈를 차단하여 SNR(Signal to Noise)를 높여 터치 성능을 향상시킬 수 있다.

또한 종래의 터치감지장치(60)에는 홀수번째 구동전압 생성부와 연결되는 제1 및 제3 클럭 신호 배선(CLK1, CLK3)과 짝수번째 구동전압 생성부와 연결되는 제2 및 제4 클럭 신호 배선(CLK2, CLK4) 즉, 적어도 4개 이상의 신호 배선이 필요하고, 본 발명의 실시예에 따른 터치감지부(900) 또한 제1 및 제2 클럭신호(CLK1, CLK2)를 위한 배선과 제1 및 제2 제어신호(CS1, CS2)를 위한 배선, 총 4개의 배선이 요구되므로, 베젤이 증가하는 문제가 없다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

11 구동전극
21 수신전극
31 TFT기판
32 컬러필터 기판
33 액정층
34 커버글래스
40 액정패널
60 터치감지장치
61 구동전압 생성부
62 감지신호 수신부
100 구동전압 생성부
110 구동전극
200 제어신호출력기
120 수신전극
300 터치패널 표시장치
400 액정패널
500 게이트 구동부
600 데이터 구동부
700 타이밍 컨트롤러
800 공통전압생성부
900 터치감지부

Claims (8)

1 프레임동안 디스플레이구간 및 터치감지구간을 교대로 수회 반복하고, 구동 전압을 인가하는 구동 전극 및 터치 신호를 감지하는 수신 전극을 포함하는 터치패널 표시장치로써,
상기 터치패널 표시장치는 터치 감지부를 포함하고,
상기 터치 감지부는 복수개의 제어신호출력기들과 상기 제어신호출력기들에 일대일로 대응되는 구동전극들을 포함하고,
상기 제어신호출력기들 각각은 상기 디스플레이구간 동안 상기 구동 전극에 공통 전압을 출력하고,
상기 터치감지구간 동안 상기 제어신호출력기들 중 어느 하나의 제어신호출력기가 구동 전압을 출력하는 경우, 나머지 제어신호출력기들의 공통 전압의 공급은 차단되는 터치패널 표시장치.

제1 항에 있어서,
상기 제어신호출력기들 중 첫번째 제어신호출력기는 스타트 신호에 의하여 동작하고,
다음 단의 제어신호출력기는 이전 단의 제어신호출력기의 출력 신호에 동기되어 동작하는 터치패널 표시장치.

제2 항에 있어서,
상기 제어신호출력기들은 하이 논리의 클럭 신호, 하이 논리의 제1 제어 신호 및 로우 논리의 제2 제어 신호를 인가받아 상기 구동 전극에 구동 전압을 출력하고, 로우 논리의 클럭 신호, 로우 논리의 제1 제어 신호 및 하이 논리의 제2 제어 신호를 인가받아 상기 구동 전극에 공통 전압을 출력하며, 로우 논리의 클럭 신호, 하이 논리의 제1 제어 신호 및 로우 논리의 제2 제어 신호를 인가받아 상기 구동 전극에 공급되는 공통 전압을 차단하는 터치패널 표시장치.

제2 항에 있어서,
상기 제어신호출력기들 각각은 제1 및 제2 스위치를 포함하고,
상기 제1 스위치가 턴온시 상기 구동 전극에 구동 전압이 공급되고,
상기 제2 스위치가 턴온시 상기 구동 전극에 공통 전압이 공급되고,
디스플레이구간에서 상기 제1 스위치는 턴오프되고, 상기 제2 스위치는 턴온되고,
터치감지구간에서 상기 제어신호출력기들 중 어느 하나의 제어신호출력기의 제1 스위치는 턴온되고, 제2 스위치는 턴오프되며, 나머지 제어신호출력기들은 제1 및 제2 스위치가 모두 턴오프되는 터치패널 표시장치.

제3 항에 있어서,
상기 클럭 신호와 제1 및 제2 제어 신호를 공급하는 타이밍 컨트롤러를 더 포함하는 터치패널 표시장치.

제1 항에 있어서,
상기 디스플레이구간 동안 상기 구동 전극에 공급된 공통 전압은 액정 패널에 공통 전압을 인가하기 위한 공통 전극에 인가되는 터치패널 표시장치.

1 프레임동안 디스플레이구간 및 터치감지구간을 교대로 수회 반복하고, 터치 구동 전압을 인가하는 구동 전극 및 터치 신호를 감지하는 수신 전극을 포함하는 터치패널 표시장치의 구동방법으로써,
상기 디스플레이구간 동안 상기 구동 전극에 공통 전압이 인가되고,
상기 터치감지구간 동안 상기 구동 전극 중 어느 하나에 구동 전압이 공급되고, 나머지 구동 전극에 공급되는 공통 전압이 차단되는 터치패널 표시장치의 구동방법.

제7 항에 있어서,
상기 디스플레이구간 동안 상기 구동 전극에 구동 전압의 공급은 차단되고, 공통 전압은 공급되고,
상기 터치감지구간 동안 상기 구동 전극 중 어느 하나의 구동 전극에 구동 전압이 공급되고, 공통 전압의 공급은 차단되고, 나머지 구동 전극에는 구동 전압 및 공통 전압의 공급이 차단되는 터치패널 표시장치의 구동방법.

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