KR102294356B1

KR102294356B1 - 표시장치

Info

Publication number: KR102294356B1
Application number: KR1020140112349A
Authority: KR
Inventors: 장현우; 권수진
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-08-27
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2021-08-26
Also published as: KR20160025673A

Abstract

본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 특히, 터치전극들과 터치 센싱부 사이의 거리에 따라, 각 터치전극으로 서로 다른 크기를 갖는 터치전압들을 공급하는, 표시장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 표시장치는, 제1터치전극 내지 제t터치전극들이 형성되어 있는 터치패널; 및 상기 터치전극들에 터치전압을 공급하는 터치 센싱부를 포함하며, 상기 터치 센싱부는, 상기 터치전극들과 상기 터치 센싱부 간의 거리에 따라, 상기 터치전극들로 서로 다른 크기를 갖는 터치전압들을 공급한다.

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 특히, 터치패널을 포함하는 표시장치에 관한 것이다.

터치패널은 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광표시장치(OLED : Organic Light Emitting Display Device), 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.

터치패널을 갖는 액정표시장치를 제조하는 방법에는, 영상을 출력하는 패널과 터치여부를 감지하는 터치패널이 별도로 제조된 후 합착되는 애드온(Add-On) 방식, 및 터치패널이 영상을 출력하는 패널에 내장되는 인셀(in-cell) 방식 등이 포함된다.

도 1은 종래의 터치패널의 구성을 설명하기 위한 예시도이며, 도 2는 종래의 터치패널의 구동 방법을 설명하기 위한 예시도들이다. 도 2의 (a)는 종래의 터치패널에 형성된 터치전극라인들로 공급되는 터치전압의 크기를 나타내며, (d)는 종래의 터치패널에 형성된 터치전극라인들에서 실제로 측정된 터치전압의 크기를 나타낸다.

우선, 도 1은 종래의 표시장치의 구성을 나타낸 예시도로서, 특히, 터치패널(50) 및 상기 터치패널(50)을 구동하는 터치 드라이버(60)를 나타낸다.

상기 터치패널(50)에는 터치전압이 공급되는 터치전극(TX)들 및 상기 터치전압에 의해 생성된 감지신호를 상기 터치 드라이버로 전송하는 수신전극(RX)들이 형성되어 있다.

상기 터치패널(50)에는, 상기 터치전극(TX)들과 상기 터치 드라이버(60)를 연결하는 터치전극라인들이 형성되어 있다.

이 경우, 상기 터치패널(50)의 하단에 형성되어 있는 상기 터치전극(TX)은, 상기 터치 드라이버(60)와의 거리가 짧다. 따라서, 상기 터치전극(TX)과 상기 터치 드라이버(60)를 연결하는 터치전극라인의 길이도 짧다. 이에 따라, 상기 터치전극라인에서의 RC 지연이 적게 발생된다.

그러나, 상기 터치패널(50)의 상단에 형성되어 있는 상기 터치전극(TX)은, 상기 터치 드라이버(60)와의 거리가 길다. 따라서, 상기 터치전극(TX)과 상기 터치 드라이버(60)를 연결하는 터치전극라인의 길이도 길다. 이에 따라, 상기 터치전극라인에서의 RC 지연이 크게 발생된다.

상기한 바와 같이, RC 지연으로 인하여, 터치전극라인이 길어질수록 터치전압의 크기가 약해지기 때문에, 고전압을 갖는 터치전압이 상기 터치전극(TX)들로 공급되어야 한다.

따라서, 종래에는, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 터치전압으로, 고전압, 예를 들어, 17V가 상기 터치전극(TX)들에 공급된다. 도 2의 (a) 및 (b)에서, TX1, TX2 및 TXn은 터치전극을 의미하는 것으로서, TX1은 상기 터치 드라이버(60)와 가장 가까운 위치에 형성된 터치전극을 의미하며, TXn은 상기 터치 드라이버(60)와 가장 먼 위치에 형성된 터치전극을 의미한다.

이 경우, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 종래에는 모든 터치전극들로, 동일한 크기의 고전압, 예를 들어, 17V가 공급된다.

그러나, 상기한 바와 같이, 상기 터치전극라인의 길이가 길어질 수록 RC 지연이 크게 발생된다. 따라서, 상기 터치 드라이버(60)와 가장 멀리 떨어져 있는 제n터치전극(TXn)으로 갈 수록, 실제로 측정되는 터치전압의 크기, 즉, 터치피크값(Touch Peak)은, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 점점 작아지고 있다.

이에 따라, 터치패널의 면적이 커지면 커질수록, 터치의 정확도가 감소한다.

또한, 종래에는, 터치전극라인들의 길이가 길어짐에 따라, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 고전압이 터치전극들로 공급되어야 하며, 이에 따라, 소비전력이 증가하고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 터치전극들과 터치 센싱부 사이의 거리에 따라, 각 터치전극으로 서로 다른 크기를 갖는 터치전압을 공급하는, 표시장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다 .

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시장치는, 제1터치전극 내지 제t터치전극들이 형성되어 있는 터치패널; 및 상기 터치전극들에 터치전압을 공급하는 터치 센싱부를 포함하며, 상기 터치 센싱부는, 상기 터치전극들과 상기 터치 센싱부 간의 거리에 따라, 상기 터치전극들로 서로 다른 크기를 갖는 터치전압들을 공급한다.

본 발명에 의하면, 대면적을 갖는 터치패널에서의 터치의 정확도가 향상될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 종래의 터치패널에 공급되었던 최대전압이, 터치 센싱부로부터 가장 멀리 떨어져 있는 터치전극으로만 공급될 수 있기 때문에, 소비전력이 저감될 수 있다.

도 1은 종래의 터치패널의 구성을 설명하기 위한 예시도.
도 2는 종래의 터치패널의 구동 방법을 설명하기 위한 예시도들.
도 3은 본 발명에 따른 표시장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 터치전압들이 터치전극과 터치 센싱부 간의 거리에 따라 변경되는 상태를 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치의 구성을 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예가 상세히 설명된다.

도 3은 본 발명에 따른 표시장치의 구성을 나타낸 예시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도이다.

본 발명에 따른 표시장치는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 영상이 표시되는 패널(100), 제1터치전극 내지 제t터치전극들이 형성되어 있는 터치패널(500), 상기 터치전극들에 터치전압을 공급하는 터치 센싱부터치 센싱부 및 상기 패널(100)에 형성되어 있는 게이트 라인들(GL1 to GLg)에 스캔펄스를 순차적으로 공급하며, 상기 패널(100)에 형성되어 있는 데이터 라인들(DL1 to DLd)에 데이터 전압들을 공급하는 패널구동부(200, 300, 400)를 포함한다. 상기 터치 센싱부터치 센싱부는, 상기 터치전극들과 상기 터치 센싱부터치 센싱부 간의 거리에 따라, 상기 터치전극들로 서로 다른 크기를 갖는 터치전압을 공급한다.

첫째, 상기 패널(100)은 액정패널, 유기발광패널 또는 전기영동표시패널 등과 같은 다양한 종류의 패널이 될 수 있다.

상기 패널(100)은, 제1기판과 제2기판이 합착되어 형성된다. 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에는 중간층이 형성되어 있다.

상기 제1기판과 상기 제2기판은 글래스(Glass), 플라스틱(Plastic), 메탈(Metal) 등으로 제조될 수 있다.

상기 중간층은 본 발명에 따른 표시장치의 종류에 따라 서로 다른 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 표시장치가, 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display Device)인 경우, 상기 중간층은 액정(Liquid Crystal)을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 표시장치가 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display Device)인 경우, 상기 중간층은 광을 출력하는 유기화합물 등을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 표시장치가 영동표시장치(EPD: Electrophoretic Display Device)인 경우, 상기 중간층은 전기영동 분산액 등을 포함할 수 있다.

이하에서는 설명의 편의상, 액정표시장치가 본 발명의 일예로서 설명되겠으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 다양한 터치패널이 적용되는 다양한 종류의 표시장치에 적용될 수 있다.

상기 패널(100)이 액정패널인 경우, 상기 패널(100)의 제1기판(TFT기판)에는, 다수의 데이터 라인들(DL1 to DLd), 상기 데이터 라인들과 교차되는 다수의 게이트 라인들(GL1 to GLg), 상기 데이터 라인들과 상기 게이트 라인들의 교차부들 마다에 형성되는 픽셀들에 형성되는 TFT(Thin FilmTransistor)들, 상기 픽셀들 각각에 형성되어 있으며 상기 픽셀들 각각에 데이터전압을 충전시키기 위한 픽셀전극들 및 상기 픽셀전극과 함께 상기 픽셀에 충전된 액정을 구동하기 위한 공통전극들이 형성된다. 즉, 상기 데이터 라인들(DL1 to DLd)과 상기 게이트 라인들(GL1 to GLg)이 교차하는 영역마다, 상기 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치되며, 상기 픽셀들 각각에는, 상기 TFT, 상기 픽셀전극 및 상기 공통전극이 형성된다. 상기 패널(100)의 제2기판(CF기판)에는 블랙매트릭스(BM)와 컬러필터가 형성된다.

둘째, 상기 패널구동부(200, 300, 400)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 패널(100)에 형성되어 있는 상기 데이터 라인들(DL1 to DLd)에 데이터전압을 공급하기 위한 데이터 드라이버(300), 상기 데이터전압이 출력되는 동안 상기 패널(100)에 형성되어 있는 상기 게이트 라인들(GL1 to GLg)에 순차적으로 상기 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 드라이버(200) 및 상기 데이터 드라이버(300)와 상기 게이트 드라이버(200)를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(400)를 포함한다.

우선, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 외부시스템(900)으로부터 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 외부시스템(900)으로부터 입력된 입력영상데이터를 재정렬하여, 재정렬된 영상데이터를 상기 데이터 드라이버(300)로 출력하는 기능을 수행한다.

상기 타이밍 컨트롤러(400)에서 발생되는 상기 게이트 제어신호(GCS)들에는 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 쉬프트 클럭(GSC), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE) 등이 포함된다.

상기 타이밍 컨트롤러(400)에서 발생되는 상기 데이터 제어신호(DCS)들에는 소스 스타트 펄스(SSP), 소스 쉬프트 클럭신호(SSC), 소스 출력 이네이블 신호(SOE), 극성제어신호(POL) 등이 포함된다.

상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 상기 터치 센싱부터치 센싱부의 동작 타이밍을 제어하기 위한 터치제어신호(TCS)를 생성하여, 상기 터치 센싱부를 제어할 수도 있다.

예를 들어, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 상기 터치패널이 상기 패널(100)에 내장되어 있는 경우, 영상이 출력되는 영상출력기간과 터치가 감지되는 터치감지기간이 반복될 수 있도록, 상기 터치제어신호(TCS)를 생성하여 상기 터치 센싱부(600)로 전송할 수 있다.

상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 상기 터치 센싱부(600)로부터 전송되어온 로우데이터(Raw Data)에 따라 터치여부를 판단한 후, 그 결과를 상기 외부시스템(900)으로 전송할 수도 있다. 이 경우, 상기 타이밍 컨트롤러(400)에는 상기 로우 데이터를 이용하여 터치여부를 판단하는 터치판단부(410)가 형성될 수 있다. 그러나, 상기 터치판단부(410)는 상기 타이밍 컨트롤러(400)와 개별적으로 구성되어, 상기 외부시스템(900)과 통신을 수행할 수도 있다.

다음, 상기 데이터 드라이버(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 입력된 상기 영상데이터를 상기 데이터 전압으로 변환하여, 상기 게이트 라인에 스캔펄스가 공급되는 1수평기간마다 1수평라인분의 데이터 전압을 상기 데이터 라인들에 공급한다. 즉, 상기 데이터 드라이버(300)는 감마전압 발생부(미도시)로부터 공급되는 감마전압들을 이용하여, 상기 영상데이터를 데이터 전압으로 변환시킨 후 상기 데이터 라인들로 출력시킨다.

상기 데이터 드라이버(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 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 영상데이터(RGB)를 상기 샘플링 신호에 따라 래치하여, 상기 데이터 전압으로 변경한 후, 상기 소스 출력 인에이블(Source Output Enable; SOE) 신호에 응답하여 수평 라인 단위로 상기 데이터 전압을 상기 데이터 라인들에 공급한다.

이를 위해, 상기 데이터 드라이버(300)는 쉬프트 레지스터부, 래치부, 디지털 아날로그 변환부 및 출력버퍼 등을 포함하여 구성될 수 있다.

마지막으로, 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 게이트 라인들(GL1 내지 GLg)에 게이트 온 전압(Von)을 갖는 스캔펄스를 공급한다. 그리고, 상기 게이트 드라이버(200)는 상기 게이트 온 전압(Von)을 갖는 상기 스캔펄스가 공급되지 않는 나머지 기간 동안에는 상기 게이트 라인(GL1 내지 GLn)들에 게이트 오프 전압(Voff)을 공급한다.

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 구성될 수도 있다.

셋째, 상기 터치패널(500)은 정전용량 방식을 이용하는 것으로서, 상기 패널(100)에 형성된다. 상기 터치패널은, 인셀 타입, 또는 에드-온 타입, 또는 하이브리드 인셀 타입(hybrid in-cell type) 등으로, 상기 패널(100)에 형성될 수 있다.

상기 인셀 타입 터치패널에서는, 상기 터치전극들이 상기 패널(100)에 내장되어 있다. 이 경우, 상기 터치전극들은 상기 패널(100)에 형성되는 공통전극들로 구성될 수도 있으며, 상기 공통전극들 이외에도, 상기 패널(100)에 형성되는 게이트 라인, 데이터 라인, 애노드 전극 또는 캐소드 전극 등으로 형성될 수도 있다.

상기 애드-온(Add-On) 타입 터치패널은, 영상을 출력하는 상기 패널(100)과 독립적으로 제조된 후, 상기 패널(100)에 합착된다. 이 경우, 상기 터치패널(500)은 자외선 수지(UV Resin), OCR(Optically Clear Resin) 또는 OCA(Optically Clear Adhesive) 등의 접착부에 의해 상기 패널(100)과 부착될 수 있다. 즉, 상기 터치패널(500)은, 상기 패널(100)과 별도로 제조된 후 상기 패널(100)에 합착될 수 있다.

상기 하이브리드 인셀 타입 터치패널에서는, 상기 터치패널을 구성하는 터치전극 및 수신전극들 중 어느 하나는 상기 제1기판에 형성되고, 나머지 하나는 상기 제2기판에 형성된다. 예를 들어, 상기 터치전극들이 상기 제1기판에 형성되어 있는 경우, 상기 수신전극들은 상기 제2기판에 형성될 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 적용되는 상기 터치패널(500)은, 인셀 타입, 또는 애드온 타입, 또는 하이브리드 인셀 타입 등과 같은 다양한 형태로 형성될 수 있다.

또한, 상기 터치패널(500)은 뮤추얼 방식 또는 셀프캡 방식으로 구성될 수 있다. 상기 뮤추얼 방식을 이용하는 상기 터치패널(500)은 터치전압이 공급되는 터치전극들 및 상기 터치전압에 의해 생성된 감지신호를 상기 터치 센싱부(600)로 전송하는 수신전극들을 포함한다. 상기 셀프캡 방식을 이용하는 상기 터치패널(500)은 터치전압을 공급받는 터치전극들만을 포함한다.

상기 터치패널(500)에 형성된 상기 터치전극들은, 터치전극라인들(TL1 to TLt)을 통해 상기 터치 센싱부(600)와 전기적으로 연결된다.

상기 터치패널(500)은 상기 상기 터치전압을 공급받으며, 상기 터치전압에 의한 감지신호를 상기 터치 센싱부(600)로 전송한다.

상기 터치패널(500)에 대해서는, 이하에서, 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명된다.

넷째, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 터치패널로부터 수신되는 감지신호들을 이용하여 상기 터치패널(500)에서의 터치여부를 감지하는 기능을 수행한다.

예를들어, 뮤추얼 방식의 상기 터치패널(500)에서는, 상기 터치전극들에, 터치검출을 위한 터치전압이 순차적으로 공급될 때, 사용자가 손가락 또는 펜으로 상기 터치패널(500)의 특정 영역을 터치하면, 상기 터치전극들과 상기 수신전극들 사이의 정전용량이 변한다. 상기 정전용량의 변화는 상기 수신전극으로부터 상기 터치 센싱부(600)로 전송되는 감지신호의 크기를 변화시킨다. 상기 수신전극들은 수신전극배선들을 통해 상기 터치 센싱부(600)에 연결되어 있고, 상기 터치전극들은 터치전극라인들(TL1 to TLt)을 통해 상기 터치 센싱부(600)에 연결되어 있다. 상기 터치 센싱부(600)는 상기 수신전극들로부터 수신되는 감지신호들을 이용하여, 상기 터치패널(500)의 터치여부를 판단한다.

셀프캡 방식의 상기 터치패널(500)에서는, 상기 터치전극들에, 터치검출을 위한 터치전압이 동시에 공급될 때, 사용자가 손가락 또는 펜으로 상기 터치패널(50)의 특정 영역을 터치하면, 상기 터치전극에 충전되는 정전용량 또는 기 설정된 정전용량이 충전되는 시간이 변한다. 상기 터치 센싱부(600)는 상기 변화량을 감지하여, 상기 터치패널(500)의 터치여부를 판단한다.

이 경우, 상기 터치 센싱부(600)는 상기 감지신호에 의해 생성된 로우 데이터(Raw Data)를 상기 터치 판단부(410)로 전송할 수 있으며, 상기 터치 판단부(410)가 터치여부 또는 터치위치를 판단할 수도 있다.

특히, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 터치전극들과 상기 터치 센싱부 간의 거리에 따라, 상기 터치전극들 각각으로 서로 다른 크기를 갖는 터치전압을 공급한다.

예를 들어, 상기 터치전극라인들(TL1 to TLt)의 길이가, 제1터치전극라인(TL1)으로부터 상기 제t터치전극라인(TLt)으로, 순차적으로 증가할 때, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1터치전극(TX1) 내지 상기 제t터치전극(TXt)들로, 제1터치전압 내지 제t터치전압을 전송한다. 이 경우, 상기 제t터치전압은 상기 제1터치전압보다 높은 값을 갖는다.

상기 터치 센싱부(600)의 구성 및 기능은, 이하에서, 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명된다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 구성을 나타낸 예시도이다. 도 6은 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 터치전압들이 터치전극과 터치 센싱부 간의 거리에 따라 변경되는 상태를 나타낸 예시도이다.

본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1터치전극 내지 제t터치전극들(TX1 to TXt)이 형성되어 있는 터치패널(500) 및 상기 터치전극들(TX1 to TXt)에 터치전압을 공급하는 터치 센싱부(600)를 포함한다. 특히, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 터치전극들(TX1 to TXt)과 상기 터치 센싱부(600) 간의 거리에 따라, 상기 터치전극들 각각으로 서로 다른 크기를 갖는 터치전압을 공급한다.

상기 터치패널(500)은, 상기에서 설명된 바와 같이 정전용량 방식을 이용하고 있으며, 상기 패널(100)에 형성된다. 상기 터치패널은, 인셀 타입, 또는 에드-온 타입, 또는 하이브리드 인셀 타입(hybrid in-cell type) 등으로, 상기 패널(100)에 형성될 수 있다.

상기 터치패널(500)은 뮤추얼 방식 또는 셀프캡 방식으로 구성될 수 있다. 도 5에 도시되어 있는 상기 터치패널(500)은 특히, 뮤추얼 방식으로 구성되어 있다.

상기 뮤추얼 방식을 이용하는 상기 터치패널(500)은 터치전압이 공급되는 터치전극들(TX1 to TXt) 및 상기 터치전압에 의해 생성된 감지신호를 상기 터치 센싱부(600)로 전송하는 수신전극들(RX1 to RXm)을 포함한다.

상기 터치패널(500)에 형성된 상기 터치전극들(TX1 to TXt)은, 터치전극라인들(TL1 to TLt)을 통해 상기 터치 센싱부(600)와 전기적으로 연결된다. 상기 수신전극들은 수신전극배선들을 통해 상기 터치 센싱부(600)에 연결된다.

상기 터치 센싱부(600)는, 상기 터치패널(500)로부터 수신되는 감지신호들을 이용하여 상기 터치패널(500)에서의 터치여부를 감지하는 기능을 수행한다.

뮤추얼 방식의 상기 터치패널(500)에서는, 상기 터치전극들(TX1 to TXt)에, 터치검출을 위한 터치전압이 순차적으로 공급될 때, 사용자가 손가락 또는 펜으로 상기 터치패널(500)의 특정 영역을 터치하면, 상기 터치전극들(TX1 to TXt)과 상기 수신전극들(RX1 to RXm) 사이의 정전용량이 변한다.

상기 정전용량의 변화는 상기 수신전극으로부터 상기 터치 센싱부(600)로 전송되는 감지신호의 크기를 변화시킨다. 상기 터치 센싱부(600)는 상기 수신전극들로부터 수신되는 감지신호들을 이용하여, 상기 패널(100)의 터치여부를 판단한다.

특히, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 터치전극들(TX1 to TXt)과 상기 터치 센싱부(600) 간의 거리에 따라, 상기 터치전극들(TX1 to TXt) 각각으로 서로 다른 크기를 갖는 터치전압을 공급한다.

예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 터치전극라인들(TL1 to TLt)의 길이가, 제1터치전극라인(TL1)으로부터 상기 제t터치전극라인(TLt)으로, 순차적으로 증가할 때, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1터치전극(TX1) 내지 상기 제t터치전극(TXt)들로, 제1터치전압 내지 제t터치전압을 전송한다. 이 경우, 상기 제t터치전압은 상기 제1터치전압보다 높은 값을 갖는다.

부연하여 설명하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치에 적용되는 상기 터치패널(500)은 뮤추얼 방식으로 형성되며, 뮤추얼 방식을 이용한 상기 터치패널(500)은, 상기 터치패널의 제1방향(세로 방향)을 따라 형성되어 있는 수신전극들(RX1 to RXm) 및 상기 제1방향에 수직한 제2방향(가로 방향)을 따라 형성되어 있는 상기 제1터치전극 내지 상기 제t터치전극들(TX1 to TXt)을 포함한다.

상기 제1터치전극 내지 상기 제t터치전극들(TX1 to TXt)은, 제1터치전극라인 내지 제t터치전극라인들(TL1 to TLt)을 통해 상기 터치 센싱부(600)와 연결되고, 상기 터치전극라인들(TL1 to TLt)의 길이는, 상기 제1터치전극라인(TL1)으로부터 상기 제t터치전극라인(TLt)으로, 순차적으로 증가한다.

이 경우, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1터치전극 내지 상기 제t터치전극들(TX1 to TXt)로, 제1터치전압 내지 제t터치전압들(V1 to Vt)을 전송한다.

상기 제t터치전압(Vt)은 상기 제1터치전압(V1)보다 높은 값을 갖는다.

상기 터치 센싱부(600)는 상기한 바와 같이, 상기 터치전극들(TX1 to TXt)로 터치전압을 순차적으로 전송하며, 상기 수신전극들(RX1 RXm)로부터 수신되는 감지신호들을 이용하여, 상기 터치패널(500)의 터치여부를 판단한다.

이를 위해, 상기 터치 센싱부(600)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 터치전극들(TX1 to TXt)로 상기 터치전압들(V1 to Vt)을 순차적으로 전송하는 송신부(610) 및 상기 수신전극들(RX1 to RXm)로부터 수신되는 감지신호들을 이용하여 상기 터치패널(500)의 터치여부를 판단하는 수신부(620)를 포함한다.

특히, 상기 송신부(610)는 상기 제1터치전극 내지 상기 제t터치전극들(TX1 to TXt)로, 서로 다른 전압, 즉, 제1터치전압 내지 제t터치전압들(V1 to Vt)을 전송하기 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 서로 다른 전압들(V1 to Vt)을 생성하는 전압생성기들(611)을 포함한다.

상기 전압생성기들(611)에서 생성되는 터치전압들 중, 상기 제t터치전압(Vt)은 상기 제1터치전압(V1)보다 높은 값을 가지며, 나머지 전압들은, 상기 제1터치전압(V1)으로부터 상기 제t터치전압(Vt)까지 증가되는 값들을 갖는다.

이 경우, 상기 제1터치전압 내지 상기 제t터치전압들(V1 to Vt)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 비선형적으로 증가될 수 있으며(A 그래프 참조), 또는 일정한 비율로 순차적으로 증가될 수도 있다(B 그래프 참조).

상기 제1터치전압 내지 상기 제t터치전압들(V1 to Vt)은, 각종 실험, 테스트 및 시뮬레이션을 통해 다양한 값들로 설정될 수 있다.

상기 송신부(610)는 상기 제1터치전압 내지 제t터치전압들(V1 to Vt)을 순차적으로 상기 터치전극들(TX1 to TXt)로 전송하기 위해, 상기 최고전압(Vt)을 출력하는 전원생성부, 상기 전원생성부와 그라운드 사이에 연결된 복수의 저항들 및 상기 터치전극라인들(TL1 to TLt)을 순차적으로 상기 저항들 사이의 특정 노드와 연결시키기 위한 스위치로 구성될 수도 있다.

예를 들어, 그라운드와 상기 전원생성부 사이에, 상기 터치전극들의 갯수에 대응되는 저항들이 연결될 수 있으며, 각각의 저항들 사이의 노드의 전압들이 상기 터치전압과 대응될 수 있다. 이 경우, 상기 스위치를 상기 노드들에 순차적으로 연결시키면, 상기 제1터치전압 내지 상기 제t터치전압들(V1 to Vt)이 생성될 수 있다. 따라서, 상기 스위치를 상기 터치전극라인들(TL1 to TLt)에 순차적으로 연결시키면, 상기 터치전극들(TX1 to TXt)에, 상기 제1터치전압 내지 상기 제t터치전압(V1 to Vt)이 순차적으로 공급될 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치의 구성을 나타낸 예시도이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치는, 도 3, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1터치전극 내지 제t터치전극들(TX1 to TXt)이 형성되어 있는 터치패널(500) 및 상기 터치전극들(TX1 to TXt)에 터치전압을 공급하는 터치 센싱부(600)를 포함한다. 특히, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 터치전극들(TX1 to TXt)과 상기 터치 센싱부(600) 간의 거리에 따라, 상기 터치전극들 각각으로 서로 다른 크기를 갖는 터치전압을 공급한다.

상기 터치패널(500)은 뮤추얼 방식 또는 셀프캡 방식으로 구성될 수 있다. 도 7에 도시되어 있는 상기 터치패널(500)은 특히, 셀프캡 방식으로 구성되어 있다.

상기 셀프캡 방식을 이용하는 상기 터치패널(500)은 터치전압을 공급받는 터치전극들(TX1 to TXt)만을 포함한다. 이 경우, 상기 터치전극들(TX1 to TXt)은, 도 7에도시된 바와 같이, 상기 터치패널(500)의 제1방향(세로 방향)을 따라 일렬로 형성된다. 또한, 상기 제1터치전극 내지 상기 제t터치전극들(TX1 to TXt)은, 상기 제1방향(세로 방향)에 수직한 제2방향(가로 방향)을 따라 복수개 형성될 수 있다. 즉, 상기 터치패널(500)의 가로 방향의 길이가 긴 경우, 상기 제1터치전극 내지 상기 제t터치전극들(TX1 to TXt)과 동일한 특성을 갖는 터치전극들이, 상기 제2방향을 따라 복수개 형성될 수 있다.

상기 터치패널(500)에 형성된 상기 터치전극들(TX1 to TXt)은, 터치전극라인들(TL1 to TLt)을 통해 상기 터치 센싱부(600)와 전기적으로 연결된다.

셀프캡 방식의 상기 터치패널(500)에서는, 상기 터치전극들(TX1 to TXt)에, 터치검출을 위한 터치전압이 동시에 공급될 때, 사용자가 손가락 또는 펜으로 상기 터치패널(500)의 특정 영역을 터치하면, 상기 터치전극에 충전되는 정전용량 또는 상기 터치전극에 일정한 정전용량이 충전되는 기간이 변한다. 상기 터치 센싱부(600)는 상기 정전용량의 변화량 또는 충전 기간의 변화량을 감지하여, 상기 터치패널(500)의 터치여부를 판단한다.

이 경우, 상기 상기 터치 센싱부(600)는 상기 감지신호에 의해 생성된 로우 데이터(Raw Data)를 상기 터치 판단부(410)로 전송할 수 있으며, 상기 터치 판단부(410)가 터치여부 또는 터치위치를 판단할 수도 있다.

예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 터치전극라인들(TL1 to TLt)의 길이가, 제1터치전극라인(TL1)으로부터 상기 제t터치전극라인(TLt)으로, 순차적으로 증가할 때, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1터치전극(TX1) 내지 상기 제t터치전극(TXt)들로, 제1터치전압 내지 제t터치전압을 전송한다. 이 경우, 상기 제t터치전압은 상기 제1터치전압보다 높은 값을 갖는다.

부연하여 설명하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치에 적용되는 상기 터치패널(500)은 셀프캡 방식으로 형성되며, 셀프캡 방식을 이용한 상기 터치패널(500)은, 상기 터치패널의 제1방향(세로 방향)을 따라 형성되어 있는 상기 제1터치전극 내지 상기 제t터치전극들(TX1 to TXt)을 포함한다.

이 경우, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 제1터치전극 내지 상기 제t터치전극들(TX1 to TXt)로, 제1터치전압 내지 제t터치전압들(V1 to Vt)을 동시에 전송한다.

상기 터치 센싱부(600)는 상기한 바와 같이, 상기 터치전극들(TX1 to TXt)로 터치전압을 동시에 전송하며, 상기 터치전극들로부터 수신되는 감지신호들을 이용하여, 상기 터치패널(500)의 터치여부를 판단한다.

이를 위해, 상기 터치 센싱부(600)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1터치전극 내지 상기 제t터치전극들(TX1 to TXt)로, 서로 다른 전압, 즉, 제1터치전압 내지 제t터치전압들(V1 to Vt)을 동시에 전송하기 위해, 서로 다른 전압들(V1 to Vt)을 생성하는 전압생성기들(611)을 포함할 수 있다.

상기에서는, 각 터치전극마다, 서로 다른 전압이 공급되는 것으로 설명되었으나, 적어도 두 개 이상의 터치전극들을 그룹으로 하여, 각 그룹마다, 서로 다른 전압이 공급될 수도 있다.

예를 들어, 서로 인접되어 있는 두 개 이상의 터치전극들이 하나의 그룹으로 묶여져, 총 k개의 그룹들이 형성될 수 있으며, k개의 그룹들 각각은 k개의 터치전극라인들을 통해 상기 터치 센싱부(600)와 연결될 수 있다.

이 경우, 상기 터치전극라인들의 길이가, 제1그룹과 연결된 제1터치전극라인으로부터, 제k그룹과 연결된 제k터치전극라인으로, 순차적으로 증가할 때, 상기 터치 센싱부(600)는, 제1그룹 내지 제k그룹들로, 제1터치전압 내지 제k터치전압을 전송할 수 있다. 이 경우, 상기 제k터치전압은 상기 제1터치전압보다 높은 값을 갖는다.

상기 터치전극들이 그룹으로 묶여짐에 따라, 터치전극라인들의 갯수가 감소될 수 있으며, 이에 따라, 제조 공정이 단순화될 수 있다. 또한, 터치전압의 갯수 역시 감소될 수 있기 때문에, 상기 터치 센싱부(600)의 구조가 간결해 질 수 있다.

본 발명의 특징을 간단히 정리하면 다음과 같다.

첫째, 본 발명은 대면적 터치패널에서의 정확도를 향상시킬 수 있고, 저전력으로 구동될 수 있는, 터치패널에 관한 것이다.

둘째, 본 발명은, 터치전극라인의 길이가 길어질 수록 RC Delay로 인해 각 터치전극라인 마다 피크(Peak) 값이 틀리는 걸 보상하고, 저전력 구동을 하기 위해, 각각의 터치전극마다, 최적의 전압을 공급한다.

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
500 : 터치패널 600 : 터치 센싱부

Claims

셀프캡 방식을 이용하며, 제1방향을 따라 제1터치전극 내지 제t터치전극들(t는 자연수)이 일렬로 형성되어 있는 터치패널; 및
상기 터치전극들에 터치전압을 공급하는 터치 센싱부를 포함하며,
상기 터치 센싱부는, 상기 터치전극들과 상기 터치 센싱부 간의 거리에 따라, 상기 터치전극들로 서로 다른 크기를 갖는 터치전압들을 공급하고,
상기 제1터치전극 내지 상기 제t터치전극들은, 상기 제1방향을 따라 구비된 제1터치전극라인 내지 제t터치전극라인들을 통해 상기 터치 센싱부와 연결되고,
상기 터치전극라인들의 길이는, 상기 제1터치전극라인으로부터 상기 제t터치전극라인으로, 순차적으로 증가하고,
상기 터치 센싱부는, 상기 제1터치전극 내지 상기 제t터치전극들로, 제1터치전압 내지 제t터치전압들을 동시에 전송하며,
상기 터치전압들은, 상기 제1터치전압으로부터 상기 제t터치전압으로 순차적으로 증가되고,
상기 터치 센싱부는, 상기 제1터치전극라인 내지 상기 제t터치전극라인들로 상기 제1터치전압 내지 상기 제t터치전압들을 동시에 전송하고,
상기 터치 센싱부는 상기 제t터치전압을 출력하는 전원생성부, 상기 전원생성부와 그라운드 사이에 연결된 복수의 저항들 및 상기 제1터치전극라인 내지 상기 제t터치전극라인들을 상기 저항들 사이의 특정 노드와 연결시키기 위한 스위치들 포함하고,
상기 그라운드와 상기 전원생성부 사이에는, 상기 터치전극들의 갯수에 대응되는 저항들이 연결되어 있고, 저항들 사이의 노드의 전압들이 상기 제1터치전압 내지 상기 제t터치전압들에 대응되며,
상기 스위치들이 상기 노드들에 동시에 연결되고, 상기 스위치들이 상기 제1터치전극라인 내지 상기 제t터치전극라인들에 동시에 연결되어, 상기 제1터치전압 내지 상기 제t터치전압들이 동시에 상기 제1터치전극라인 내지 상기 제t터치전극라인들을 통해 상기 제1터치전극 내지 상기 제t터치전극들로 공급되는 표시장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 제1터치전극 내지 상기 제t터치전극들 중 인접되어 있는 두 개 이상의 터치전극들이 하나의 그룹으로 묶여, k개(k는 자연수)의 그룹들이 형성되고,
상기 k개의 그룹들은 k개의 터치전극라인들을 통해 상기 터치 센싱부와 연결되며,
상기 터치전극라인들의 길이가, 제1그룹과 연결된 제1터치전극라인으로부터, 제k그룹과 연결된 제k터치전극라인으로, 순차적으로 증가할 때, 상기 터치 센싱부는, 상기 제1그룹 내지 상기 제k그룹들로, 제1터치전압 내지 제k터치전압을 전송하며, 상기 제k터치전압이 상기 제1터치전압보다 높은 표시장치.
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