KR102437169B1

KR102437169B1 - 터치표시장치 및 이의 동작방법

Info

Publication number: KR102437169B1
Application number: KR1020150191522A
Authority: KR
Inventors: 황민우
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-12-31
Filing date: 2015-12-31
Publication date: 2022-08-26
Also published as: KR20170080217A

Abstract

화소전압의 충전시간을 충분히 확보하고 터치감도를 향상시킬 수 있는 터치표시장치가 제공된다. 터치표시장치는 N개의 터치블록이 구비된 터치표시패널의 제1터치블록에 제1공통전압을 인가하고, 동시에 제N터치블록의 다수의 공통전압라인에 제2공통전압을 인가하는 전압생성부를 포함한다.

Description

터치표시장치 및 이의 동작방법{Touch display device and driving method thereof}

본 발명은 터치표시장치에 관한 것으로, 특히 화소전압의 충전시간을 확보하여 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있는 인셀 구조의 터치표시장치 및 이의 동작방법에 관한 것이다.

터치표시장치는 액정표시장치, 전계방출표시장치, 플라즈마 디스플레이패널, 유기발광표시장치 등과 같은 화상표시장치에 터치패널을 설치하고, 사용자에 의해 터치패널이 가압되어 미리 정해진 정보가 출력되는 표시장치이다.

최근, 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 단말기의 슬림화를 위해 표시장치의 내부에 터치패널을 구성하는 소자들을 내장하는 인셀(In-cell) 구조의 터치표시장치에 대한 수요가 증가하고 있다.

인셀 구조의 터치표시장치는 통상의 표시장치에 구비되는 게이트라인 및 데이터라인 이외에, 추가적으로 터치를 감지하는 다수의 터치블록 및 이에 연결된 센싱라인이 구비된다.

도 1은 일반적인 인셀 구조의 터치표시장치를 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 인셀 구조의 터치표시장치는 터치표시패널(10) 상에 다수의 화소(미도시)를 정의하는 게이트신호라인(GL) 및 데이터신호라인(DL)이 교차되어 형성되고, 각 화소에 공통전압(VCOM)을 인가하는 공통전압라인(CL)이 형성된다. 또한, 터치표시패널(10)에는 터치가 발생된 위치를 감지하여 구동유닛(20)으로 출력하는 센싱라인(미도시)이 형성되며, 센싱라인은 x축 방향으로 연장된 x축 센싱라인(미도시)과 y축 방향으로 연장된 y축 센싱라인(미도시)으로 구성된다. 터치표시패널(10)의 일측으로는 각 라인과 전기적으로 연결되는 구동유닛(20)이 실장된다.

터치표시패널(10)의 표시영역(A/A) 전체에 걸쳐 다수의 터치블록(TB_0~TB_N)이 구성된다. 다수의 터치블록(TB_0~TB_N) 각각은 공통전극(미도시)으로 구성되는 다수의 터치전극(미도시)을 구비한다. 각 터치블록(TB_0~TB_N)은 사용자의 터치 동작에 따른 화소전극(미도시)과 공통전극 간의 커패시턴스 변화를 센싱라인을 통해 구동유닛(20)으로 출력한다. 각 터치블록(TB_0~TB_N)은 다수의 게이트신호라인(GL)에 해당되는 영역과 대응된다.

상술한 터치표시장치는, 사용자로부터 터치표시패널(10)에 대한 터치가 발생되면, 화소전극 및 터치전극, 즉 공통전극에 의해 발생되는 커패시턴스 변화에 따라 구동유닛(20)이 사용자의 터치 위치를 인식하게 된다. 이를 위하여, 공통전극에는 화소전압에 대응되는 직류파형 및 터치 인식을 위한 센싱파형이 교번적으로 나타나는 공통전압(VCOM)이 인가된다.

이때, 센싱파형의 공통전압(VCOM)과 직류파형의 공통전압(VCOM)이 동시에 인가되면, 화소전극과 공통전극의 전압이 동시에 변화되어 정상적인 터치 인식이 불가능하므로, 터치표시장치는 하나의 수평기간(1H) 동안 직류파형의 공통전압(VCOM)과 센싱파형이 공통전압(VCOM)을 시분할하여 인가한다. 이에 따라, 터치표시장치는 디스플레이구간 및 터치감지구간으로 시분할 구동된다.

도 2는 인셀 구조의 터치표시장치의 구동에 따른 파형도이다.

도 2를 참조하면, 터치표시장치는 수평동기신호(Hsync)에 의해 정의되는 1수평기간(1H) 동안 디스플레이구간(display period) 및 터치감지구간(touch sensing period)으로 시분할되어 구동된다.

즉, 터치표시패널(10)에서는 1수평기간(1H) 중, 선 순위로 고전위의 게이트신호를 하나의 터치블록(TB_0)의 게이트신호라인(GL)에 인가함과 동시에, 직류파형의 공통전압(VCOM_I)이 공통전압라인(CL)에 인가된다. 이어, 1수평기간(1H) 중, 후 순위로 하나의 터치블록(TB_0)의 공통전압라인(CL)에 일정 주기로 스윙하는 센싱파형의 공통전압(VCOM_T)이 인가된다. 이에 따라, 고전위의 게이트신호와 센싱파형의 공통전압(VCOM)_T이 중첩되지 않도록 한다.

그러나, 기존의 터치표시장치는 한정된 폭을 갖는 1수평기간(1H)을 예를 들어 각 1/2씩 분할하여 직류파형의 공통전압(VCOM_I)과 센싱파형의 공통전압(VCOM_T)을 각 터치블록(TB)에 인가하는 경우, 각 공통전압이 인가되는 기간은 1/2수평기간(1/2H)으로 줄어들게 된다.

따라서, 터치표시패널(10)에서 화소전극에 충전되는 화소전압의 충전시간이 감소되며, 이로 인해 크로스토크(cross-talk) 등과 같은 화질불량이 발생된다. 또한, 사용자의 터치감지를 위한 감지시간이 감소되며, 이로 인해 터치감도가 저하된다.

특히, 터치표시장치가 오토모티브(automotive) 환경에서 사용되는 경우에, 저온 또는 고온에서 디스플레이 및 터치감지가 이루어지며, 상술한 화소전압의 충전시간 확보의 어려움 및 터치감도 저하에 의해 터치표시장치의 동작 신뢰성이 저하된다.

본 발명은 화소전압의 충전시간을 충분히 확보하고 터치감도를 향상시킬 수 있는 터치표시장치 및 이의 동작방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치표시장치는, 게이트구동부 및 전압생성부에 의해 다수의 터치블록이 공간분할 방식으로 동작되는 터치표시패널을 포함한다.

터치표시패널은 각각에 다수의 게이트신호라인 및 다수의 공통전압라인이 구비된 N(N은 자연수)개의 터치블록을 포함한다.

게이트구동부는 터치표시패널의 N개의 터치블록 중 제1터치블록의 다수의 게이트신호라인에 게이트신호를 인가한다.

전압생성부는 제1터치블록의 상기 다수의 공통전압라인에 제1공통전압을 인가하고, 동시에 N개의 터치블록 중 제N터치블록의 다수의 공통전압라인에 제2공통전압을 인가한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치표시장치의 동작방법은, 터치표시패널의 다수의 터치블록 중 두 개의 터치블록을 동시에 디스플레이구간 및 터치감지구간으로 각각 할당하여 동작시키는 단계를 포함한다.

이때, 터치표시패널의 N개의 터치블록은 제1터치블록에서 제N터치블록의 순서대로 게이트신호 및 제1공통전압을 순차적으로 인가되어 디스플레이구간으로 할당되어 동작된다.

이와 동시에, 터치표시패널의 N개의 터치블록은 제N터치블록에서 제1터치블록의 순서대로 제2공통전압이 순차적으로 인가되어 터치감지구간으로 할당되어 동작된다.

본 발명에 따른 터치표시장치는, 터치표시패널의 다수의 터치블록을 공간분할 방식으로 동작시켜 영상의 디스플레이와 사용자의 터치감지가 함께 수행되도록 함으로써, 화소전압의 충전시간을 충분하게 확보하면서 터치감도를 향상시킬 수 있다. 이로 인해, 오토모티브 환경에서 터치표시장치의 동작 신뢰성을 개선할 수 있다.

도 1은 일반적인 인셀 구조의 터치표시장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 인셀 구조의 터치표시장치의 구동에 따른 파형도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 터치표시장치의 구성을 나타내는 도면들이다.
도 5는 도 4의 터치표시패널의 일부분에 대한 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 터치표시장치의 동작에 따른 공통전압의 파형도이다.
도 7은 본 발명의 터치표시장치의 구간중첩 회피동작에 따른 터치블록의 신호파형에 대한 파형도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 터치표시장치 및 이의 동작방법에 대해 상세히 설명한다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 터치표시장치의 구성을 나타내는 도면들이다. 도 5는 도 4의 터치표시패널의 일부분에 대한 구조를 나타낸 도면이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 터치표시장치(100)는 터치표시패널(101) 및 이를 구동하는 다수의 구동회로(102)를 포함할 수 있다.

터치표시패널(101)은 터치패널(미도시)이 내장된 액정패널일 수 있다. 터치표시패널(101)은 다수의 게이트신호라인(GL) 및 다수의 데이터신호라인(DL)이 교차되고, 교차지점마다 박막트랜지스터(T) 및 액정셀(Lc)을 포함하는 화소(P)가 형성된다.

각 화소(P)의 박막트랜지스터(T)는 게이트전극이 게이트신호라인(GL)에 연결되고, 소스전극이 데이터신호라인(DL)에 연결되며, 드레인전극이 액정셀(Lc)의 일단에 연결된다. 액정셀(Lc)은 일단이 박막트랜지스터(T)의 드레인전극에 연결되고, 타단이 공통전압라인(CL)에 연결된다.

박막트랜지스터(T)는 게이트신호라인(GL)을 통해 인가되는 고전위의 게이트신호에 의해 턴-온되고, 데이터신호라인(DL)을 통해 인가되는 화소전압을 액정셀(Lc)에 전달한다. 액정셀(Lc)은 전달된 화소전압을 충전하며, 충전된 화소전압을 다음 프레임까지 유지시킨다. 이때, 액정셀(Lc)의 타단에는 공통전압라인(CL)을 통해 공통전압, 예컨대 제1공통전압(VCOM_I)이 인가된다. 이에 따라, 각 화소(P)는 액정셀(Lc)에 충전된 화소전압과 공통전압라인(CL)을 통해 인가된 제1공통전압(VCOM_I)이 이루는 전계에 따라 액정의 배열 상태를 변화시켜 광 투과율을 조절함으로써, 화상을 표시하게 된다.

터치표시패널(101)의 하나의 화소(P)는 게이트신호라인(GL) 및 공통전압라인(CL)에 의해 동일 수평라인에 속하는 다른 화소(P)와 연결될 수 있다. 또한, 하나의 화소(P)는 데이터신호라인(DL)에 의해 동일 수직라인에 속하는 다른 화소(P)와 연결될 수 있다.

또한, 터치표시패널(101)에는 게이트신호라인(GL) 및 데이터신호라인(DL)이 형성된 층과 다른 층에 다수의 센싱라인(SL)이 형성될 수 있다. 다수의 센싱라인(SL)은 터치가 발생된 위치를 터치검출부(140)로 전달한다. 다수의 센싱라인(SL)은 x축 센싱라인 또는 y축 센싱라인을 포함할 수 있다.

터치표시패널(101)의 표시영역 전체에는 다수의 터치블록(TB)이 구성될 수 있다. 다수의 터치블록(TB) 각각에는 다수의 터치전극, 예컨대 공통전극으로 구성된 다수의 터치전극이 배치될 수 있다. 다수의 터치블록(TB) 각각은 사용자의 터치 동작에 따라 발생되는 커패시턴스 변화를 센싱라인(SL)을 통해 터치검출부(140)로 출력한다.

다수의 터치블록(TB) 각각은 대략 40개의 수평라인, 즉 40개의 게이트신호라인(GL)에 해당하는 영역을 차지할 수 있다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1터치블록(TB_0)은 제1 내지 제40게이트신호라인(GL) 및 이에 연결된 화소(P)를 포함할 수 있다. 또한, 다수의 터치블록(TB)은 터치표시패널(101)의 표시영역에 대략 20개로 구성될 수 있다. 그러나, 상술한 본 실시예의 터치블록(TB)의 구성, 즉 내부에 포함되는 게이트신호라인의 수 및 총 개수는 제한되지 않는다.

다수의 구동회로(102)는 타이밍제어부(110), 게이트구동부(120), 데이터구동부(130), 터치검출부(140) 및 전압생성부(150)를 포함할 수 있다.

타이밍제어부(110)는 외부시스템(미도시)으로부터 제공된 타이밍신호(TS)에 따라 게이트제어신호(GCS), 데이터제어신호(DCS) 및 터치제어신호(TCS)를 생성할 수 있다. 타이밍신호(TS)는 수평동기신호(Hsync), 수직동기신호(Vsync), 데이터인에이블신호(DE) 및 클럭신호(DCLK) 등을 포함할 수 있다. 게이트제어신호(GCS)는 게이트구동부(120)로 출력되고, 데이터제어신호(DCS)는 데이터구동부(130)로 출력된다. 터치제어신호(TCS)는 터치검출부(140)로 출력된다.

또한, 타이밍제어부(110)는 외부시스템에서 제공된 영상신호(RGB)를 터치표시패널(101)의 해상도에 따라 재정렬하여 영상데이터(DATA)를 생성할 수 있다. 영상데이터(DATA)는 데이터제어신호(DCS)와 함께 데이터구동부(130)로 출력된다.

게이트구동부(120)는 타이밍제어부(110)로부터 제공된 게이트제어신호(GCS)에 따라 게이트신호를 생성할 수 있다. 게이트신호는 터치표시패널(101)의 다수의 게이트신호라인(GL)에 순차적으로 출력될 수 있다. 게이트구동부(120)는 다수의 게이트신호라인(GL)에 연결되는 다수의 쉬프트레지스터로 이루어질 수 있으며, 터치표시패널(101)에 씨오에프(Chip On Film; COF) 형태로 부착되거나 또는 터치표시패널(101) 내에 지아이피(Gate In Panel; GIP) 형태로 구성될 수 있다.

여기서, 타이밍제어부(110)로부터 제공되는 게이트제어신호(GCS)는 게이트스타트펄스(GSP; Gate Start Pulse), 게이트쉬프트클럭(GSC; Gate Shift Clock), 게이트출력인에이블(GOE; Gate Output Enable) 등을 포함한다. 게이트스타트펄스(GSP)는 게이트구동부(120)의 동작 시작을 제어하는 신호이고, 게이트쉬프트클럭(GSC)은 게이트구동부(120)에 입력되는 클럭신호로, 게이트스타트펄스(GSP)를 쉬프트 시키는 신호이다. 게이트출력인에이블(GOE)은 게이트구동부(120)의 출력 타이밍을 제어하는 신호이다.

데이터구동부(130)는 타이밍제어부(110)로부터 제공된 데이터제어신호(DCS)에 따라 영상데이터(DATA)를 화소전압으로 변환한다. 화소전압은 하나의 수평구간(1H)만큼 래치되어 모든 데이터신호라인(DL)을 통해 동시에 터치표시패널(101)로 출력된다.

여기서, 타이밍제어부(110)로부터 제공되는 데이터제어신호(DCS)는 소스스타트펄스(SSP; Source Start Pulse), 소스쉬프트클럭(SSC; Source Shift Clock) 및 소스출력인에이블(SOE; Source Output Enable) 등을 포함한다. 소스스타트펄스(SSP)는 데이터구동부(130)의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어하는 신호이고, 소스샘플링클럭(SSC)은 라이징 또는 폴링 에지에 대응하여 데이터구동부(130)를 구성하는 각 구동IC에서 데이터 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭신호이다. 소스출력인에이블(SOE)은 데이터구동부(130)의 출력 타이밍을 제어하는 신호이다.

터치검출부(140)는 타이밍제어부(110)로부터 제공된 터치제어신호(TCS)에 따라 터치표시패널(101)에 대한 사용자의 터치 유무를 검출하고, 검출 결과에 따라 사용자의 터치 위치를 구할 수 있다. 터치검출부(140)는 LPF(Low Pass Filter, 미도시), A/D 컨버터(미도시), 신호처리부(미도시) 및 좌표추출부(미도시) 등을 포함할 수 있다. LPF는 터치표시패널(101)의 센싱라인(SL)을 통해 전달된 센싱 결과에서 고주파 성분을 제거하여 출력한다. A/D 컨버터는 LPF로부터 출력되는 신호를 디지털 데이터로 변환한다. 신호처리부는 변환된 디지털 데이터에 따라 터치표시패널(101)의 터치블록(TB)에 대한 터치 유무를 검출한다. 좌표추출부는 터치 검출결과에 따라 좌표를 추출한다. 여기서, 터치검출부는 데이터 구동부 또는 게이트 구동부 내에 형성될 수 있다.

전압생성부(150)는 터치표시패널(101)의 공통전압라인(CL)을 통해 각 터치블록(TB)에 공급되는 공통전압(VCOM_I, VCOM_T)을 생성할 수 있다. 전압생성부(150)는 두 종류의 공통전압(VCOM_I, VCOM_T)을 생성할 수 있는데, 예컨대 고정된 전위를 갖는 직류파형의 제1공통전압(VCOM_I) 및 소정 주기로 스윙하는 교류파형의 제2공통전압(VCOM_T)을 각각 생성하여 출력할 수 있다. 여기서 두 종류의 공통전압(VCOM_I, VCOM_T)은 도 4에 도시된 바와 같이 수평 방향으로 형성된 공통전압라인 및 외곽부에 형성된 공통전압라인을 통해 각각 인가될 수도 있지만 이는 본 발명의 일 실시예일 뿐이며, 수평 방향으로 형성된 공통전압라인 또는 외곽부에 형성된 공통전압라인 중 어느 한 종류의 공통전압라인을 통해 두 종류의 공통전압(VCOM_I, VCOM_T)이 모두 인가될 수 있다. 또한, 공통전압라인은 수평 방향으로 형성된 공통전압라인 및 외곽부에 형성된 공통전압라인으로 구분되어 있지 않고 한 종류의 공통전압라인만 형성되어 있을 수 있다.

전압생성부(150)는 제1공통전압(VCOM_I)과 제2공통전압(VCOM_T)을 동시에 출력할 수 있다. 여기서, 제1공통전압(VCOM_I)은 게이트신호라인(GL)을 통해 고전위의 게이트신호가 인가되는 터치블록(TB), 예컨대 터치표시패널(101)의 디스플레이 구간에 대응되어 동작되는 터치블록(TB)의 다수의 공통전압라인(CL)에 순차적으로 인가된다. 또한, 제2공통전압(VCOM_T)은 터치표시패널(101)의 디스플레이구간에 대응되어 동작되는 터치블록(TB)을 제외한 나머지 터치블록(TB) 중 하나의 다수의 공통전압라인(CL)에 순차적으로 인가된다.

예컨대, 터치표시패널(101)에서 제1터치블록(TB_0)의 다수의 게이트신호라인(GL)에 고전위의 게이트신호가 인가되고 있다면, 제1터치블록(TB_0)의 다수의 공통전압라인(CL)에는 전압생성부(150)로부터 직류파형의 제1공통전압(VCOM_I)이 인가된다. 따라서, 제1터치블록(TB_0)은 터치표시패널(101)의 디스플레이구간에 대응되어 영상을 표시하도록 동작된다. 여기서, 제1공통전압(VCOM_I)은 게이트신호에 따라 화소전극에 충전되는 화소전압에 대응되는 직류파형으로 고정될 수 있다.

이와 동시에, 터치표시패널(101)에서 제1터치블록(TB_0)을 제외한 나머지 터치블록 중 하나, 예컨대 제N터치블록(TB_N)의 다수의 공통전압라인(CL)에는 전압생성부(150)로부터 교류파형의 제2공통전압(VCOM_T)이 인가된다. 따라서, 제N터치블록(TB_N)은 터치표시패널(101)의 터치감지구간에 대응되어 사용자의 터치를 감지하도록 동작된다. 이때, 제2공통전압(VCOM_T)은 제N터치블록(TB_N)의 다수의 공통전압라인(CL)에 1 수평구간(1H) 동안 인가될 수 있다. 제2공통전압(VCOM_T)은 일정 주기로 스윙되는 교류파형일 수 있다.

따라서, 본 실시예의 터치표시패널(101)에서는 게이트신호에 따라 화소전압이 충전되는 화소전극과 무관한 공통전극의 전압이 제2공통전압(VCOM_T)에 의해 스윙되며, 그 공통전극이 포함된 제N터치블록(TB_N)은 센싱라인(SL)을 통해 사용자의 터치를 감지하게 된다. 따라서, 터치표시패널(101)은 공간분할에 의해 디스플레이 및 터치감지가 구현되어 디스플레이구간과 터치감지구간의 중첩이 가능하다.

즉, 제1터치블록(TB_0)에 포함된 다수의 게이트신호라인(GL)에는 고전위의 게이트신호를 인가하고, 다수의 공통전압라인(CL)에는 직류파형의 제1공통전압(VCOM_I)을 인가하여 화소의 액정셀(Lc)을 충전함으로써, 터치표시패널(101)의 디스플레이구간에 속하도록 구동하고, 이와 동시에 제N터치블록(TB_N)에 포함된 다수의 공통전압라인(CL)에는 교류파형의 제2공통전압(VCOM_T)을 인가함으로써, 터치표시패널(101)의 터치감지구간에 속하도록 구동할 수 있다. 따라서, 터치표시패널(101)에서는 영상의 디스플레이와 사용자의 터치감지동작이 함께 수행될 수 있다.

도 6은 본 발명의 터치표시장치의 동작에 따른 공통전압의 파형도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 1수평구간(1H)을 정의하는 수평동기신호(Hsync)의 한 주기 동안, 터치표시패널(101)의 제1터치블록(TB_0)은 디스플레이구간으로 할당되어 고전위의 게이트신호와 함께 제1공통전압(VCOM_I)이 인가된다. 또한, 이와 동시에 터치표시패널(101)의 제N터치블록(TB_N)은 터치감지구간으로 할당되어 제2공통전압(VCOM_T)이 인가된다. 따라서, 터치표시패널(101)에서는 디스플레이구간 및 터치감지구간의 폭을 충분히 확보할 수 있다.

예컨대, 1수평구간(1H)이 20us인 경우에, 종래의 시분할 방식으로 구동하는 터치표시장치는 디스플레이구간 및 터치감지구간이 각각 10us로 할당된다. 따라서, 종래의 터치표시장치에서는 화소전극에 충전되는 화소전압의 충전시간을 확보하기가 어렵고, 또한 터치감도가 저하되었다.

그러나, 본 발명에 따른 터치표시장치(100)는 공간분할 방식으로 구동되므로, 디스플레이구간 및 터치감지구간이 모두 20us로 할당된다. 따라서, 본 발명의 터치표시장치(100)는 화소전극에 충전되는 화소전압의 충전시간을 충분하게 확보할 수 있으며, 터치감도 역시 향상될 수 있다. 특히, 본 발명의 터치표시장치(100)가 오토모티브 환경에서 동작되더라도 공간분할 방식의 구동에 의해 화소전압의 충전시간을 확보할 수 있으며, 터치감도를 향상시켜 터치표시장치(100)의 동작 신뢰성을 개선할 수 있다.

상술한 터치표시패널(101)의 각 터치블록(TB)에는 전압생성부(150)로부터 서로 다른 방향으로 제1공통전압(VCOM_I) 및 제2공통전압(VCOM_T)이 순차적으로 인가될 수 있다.

예컨대, 전압생성부(150)는 터치표시패널(101)의 제1터치블록(TB_0)으로부터 제N터치블록(TB_N)의 순서대로 직류파형의 제1공통전압(VCOM_I) 각각 인가할 수 있다. 따라서, 터치표시패널(101)에서는 제1터치블록(TB_0)에서 제N터치블록(TB_N)의 순서대로 디스플레이구간이 할당되어 동작될 수 있다.

또한, 전압생성부(150)는 터치표시패널(101)의 제N터치블록(TB_N)으로부터 제1터치블록(TB_0)의 순서대로 교류파형의 제2공통전압(VCOM_T)을 각각 인가할 수 있다. 따라서, 터치표시패널(101)에서는 제N터치블록(TB_N)에서 제1터치블록(TB_0)의 순서대로 터치감지구간이 할당되어 동작될 수 있다.

이때, 터치표시패널(101)에서는 디스플레이구간으로 할당되는 터치블록(TB)과 터치감지구간으로 할당되는 터치블록(TB)이 서로 중첩될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 터치표시장치(100)에서 터치블록(TB)의 구간중첩을 회피하는 동작방법에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 터치표시장치의 구간중첩 회피동작에 따른 터치블록의 신호파형에 대한 파형도이다. 설명의 편의를 위하여, 본 실시예에서는 터치표시패널(101)에 5개의 터치블록(TB)이 구비된 것을 예로 설명한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 터치표시패널(101)의 1프레임 구간(1Frame) 동안 각 터치블록(TB)은 디스플레이구간 및 터치감지구간으로 할당되어 동작될 수 있다. 각 터치블록(TB)은 1수평구간(1H) 동안의 디스플레이구간 및 1수평구간(1H) 동안의 터치감지구간으로 할당될 수 있다.

먼저, 터치표시패널(101)의 첫번째 1수평구간(1H) 동안, 제1터치블록(TB_0)에는 고전위의 게이트신호가 다수의 게이트신호라인(GL)에 순차적으로 인가되고, 직류파형의 제1공통전압(VCOM_I)이 다수의 공통전압라인(CL)에 순차적으로 인가된다. 이에 따라, 제1터치블록(TB_0)은 첫번째 1수평구간(1H) 동안 디스플레이구간으로 할당되어 영상을 표시할 수 있다.

이와 동시에, 터치표시패널(101)의 제5터치블록(TB_4)에는 교류파형의 제2공통전압(VCOM_T)이 다수의 공통전압라인(CL)에 순차적으로 인가된다. 이에 따라, 제5터치블록(TB_4)은 첫번째 1수평구간(1H) 동안 터치감지구간으로 할당되어 사용자의 터치를 감지할 수 있다.

이어, 터치표시패널(101)의 두번째 1수평구간(1H) 동안, 제2터치블록(TB_1)에는 고전위의 게이트신호가 다수의 게이트신호라인(GL)에 순차적으로 인가되고, 직류파형의 제1공통전압(VCOM_I)이 다수의 공통전압라인(CL)에 순차적으로 인가된다. 이에 따라, 제2터치블록(TB_1)은 두번째 1수평구간(1H) 동안 디스플레이구간으로 할당되어 영상을 표시할 수 있다.

이와 동시에, 터치표시패널(101)의 제4터치블록(TB_3)에는 교류파형의 제2공통전압(VCOM_T)이 다수의 공통전압라인(CL)에 순차적으로 인가된다. 이에 따라, 제4터치블록(TB_3)은 두번째 1수평구간(1H) 동안 터치감지구간으로 할당되어 사용자의 터치를 감지할 수 있다.

계속해서, 터치표시패널(101)의 세번째 1수평구간(1H) 동안, 제3터치블록(TB_2)에는 고전위의 게이트신호가 다수의 게이트신호라인(GL)에 순차적으로 인가되고, 직류파형의 제1공통전압(VCOM_I)이 다수의 공통전압라인(CL)에 순차적으로 인가된다. 이에 따라, 제3터치블록(TB_2)은 세번째 1수평구간(1H) 동안 디스플레이구간으로 할당되어 영상을 표시할 수 있다.

이때, 제3터치블록(TB)에는 교류파형의 제2공통전압(VCOM_T)이 다수의 공통전압라인(CL)에 인가되어야 한다. 이 경우에, 제3터치블록(TB)에서는 세번째 1수평구간(1H) 동안 디스플레이구간과 터치감지구간이 중첩되는 문제가 발생된다.

이에 따라, 본 발명의 터치표시장치(100)는 터치표시패널(101)의 제3터치블록(TB)이 세번째 1수평구간(1H) 동안 디스플레이구간으로 할당되어 동작되는 동시에, 터치표시패널(101)의 제2터치블록(TB_1)의 다수의 공통전압라인(CL)에 교류파형의 제2공통전압(VCOM_T)을 순차적으로 인가하게 된다. 이에 따라, 제3터치블록(TB)이 디스플레이구간으로 할당되는 세번째 1수평구간(1H) 동안, 제2터치블록(TB_1)이 터치감지구간으로 할당됨으로써, 터치블록의 구간 중첩을 회피할 수 있다. 따라서, 터치표시패널(101)에서는 영상표시 및 사용자의 터치감지 동작이 함께 수행될 수 있다.

그리고, 터치표시패널(101)의 네번째 1수평구간(1H) 동안, 제4터치블록(TB_3)에는 고전위의 게이트신호가 다수의 게이트신호라인(GL)에 순차적으로 인가되고, 직류파형의 제1공통전압(VCOM_I)이 다수의 공통전압라인(CL)에 순차적으로 인가된다. 이에 따라, 제4터치블록(TB_3)은 네번째 1수평구간(1H) 동안 디스플레이구간으로 할당되어 영상을 표시할 수 있다.

이와 동시에, 앞서 회피했던 터치표시패널(101)의 제3터치블록(TB_2)에는 교류파형의 제2공통전압(VCOM_T)이 다수의 공통전압라인(CL)에 순차적으로 인가된다. 이에 따라, 제3터치블록(TB)은 네번째 1수평구간(1H) 동안 터치감지구간으로 할당되어 사용자의 터치를 감지할 수 있다. 하지만, 구동방식에 따라 터치표시패널(101)의 네번째 1수평구간(1H) 동안, 제4터치블록(TB_3)에 직류파형의 제1공통전압(VCOM_I)이 다수의 공통전압라인(CL)에 순차적으로 인가되는 동시에 터치표시패널(101)의 제1터치블록(TB_0)에는 교류파형의 제2공통전압(VCOM_T)이 다수의 공통전압라인(CL)에 순차적으로 인가될 수도 있다. 이에 따라, 제1터치블록(TB_0)은 네번째 1수평구간(1H) 동안 터치감지구간으로 할당되어 사용자의 터치를 감지할 수 있다. 만약 위와 같이 구동되는 경우 앞서 회피했던 터치표시패널(101)의 제3터치블록(TB_2)에는 다섯번째 1수평구간(1H) 동안 제2공통전압(VCOM_T)이 다수의 공통전압라인(CL)에 순차적으로 인가된다.

이어, 터치표시패널(101)의 다섯번째 1수평구간(1H) 동안, 제5터치블록(TB)에는 고전위의 게이트신호가 다수의 게이트신호라인(GL)에 순차적으로 인가되고, 직류파형의 제1공통전압(VCOM_I)이 다수의 공통전압라인(CL)에 순차적으로 인가된다. 이에 따라, 제5터치블록(TB)은 다섯번째 1수평구간(1H) 동안 디스플레이구간으로 할당되어 영상을 표시할 수 있다.

이와 동시에, 터치표시패널(101)의 제1터치블록(TB_0)에는 교류파형의 제2공통전압(VCOM_T)이 다수의 공통전압라인(CL)에 순차적으로 인가된다. 이에 따라, 제1터치블록(TB_0)은 다섯번째 1수평구간(1H) 동안 터치감지구간으로 할당되어 사용자의 터치를 감지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 터치표시장치(100)는 터치표시패널(101)의 다수의 터치블록(TB)에서 제1터치블록(TB_0)으로부터 제N터치블록(TB_N)의 순서대로 직류파형의 제1공통전압(VCOM_I)을 순차적으로 인가하여 디스플레이구간으로 할당하고, 동시에 제N터치블록(TB_N)으로부터 제1터치블록(TB_0)의 순서대로 교류파형의 제2공통전압(VCOM_T)을 순차적으로 인가하여 터치감지구간이 할당할 수 있다. 따라서, 터치표시패널(101)은 공간분할 방식으로 동작되어 영상의 디스플레이 동작과 사용자의 터치감지 동작이 함께 수행됨으로써, 화소전극에 충전되는 화소전압의 충전시간을 충분하게 확보하면서 터치감도를 향상시킬 수 있다. 이로 인해, 터치표시장치(100)의 동작 신뢰성이 개선될 수 있다.

전술한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

100: 터치표시장치 101: 터치표시패널
110: 타이밍제어부 120: 게이트구동부
130: 데이터구동부 140: 터치검출부
150: 전압생성부

Claims

각각이 다수의 게이트신호라인 및 다수의 공통전압라인을 포함하는 N(N은 자연수)개의 터치블록이 구비된 터치표시패널;
상기 N개의 터치블록 중 제1터치블록의 상기 다수의 게이트신호라인에 게이트신호를 인가하는 게이트구동부; 및
상기 제1터치블록의 상기 다수의 공통전압라인에 제1공통전압을 인가하고, 동시에 상기 N개의 터치블록 중 제N터치블록의 상기 다수의 공통전압라인에 제2공통전압을 인가하는 전압생성부를 포함하며,
상기 터치표시패널의 상기 N개의 터치블록은,
상기 게이트신호 및 상기 제1공통전압에 따라 상기 제1터치블록에서 상기 제N터치블록의 순서대로 디스플레이구간으로 할당되고,
상기 제2공통전압에 따라 상기 제N터치블록에서 상기 제1터치블록의 순서대로 터치감지구간으로 할당되고,
상기 N개의 터치블록 중 하나의 터치블록에서 상기 디스플레이구간 및 상기 터치감지구간이 중첩되면, 상기 전압생성부는 상기 하나의 터치블록에 인접된 다른 하나의 터치블록에 상기 제2공통전압을 인가하는 터치표시장치
제1항에 있어서,
상기 제1공통전압은 직류파형의 공통전압이고, 상기 제2공통전압은 교류파형의 공통전압인 터치표시장치.
제1항에 있어서,
상기 전압생성부는 상기 제1공통전압 및 상기 제2공통전압 각각을 상기 N개의 터치블록에 서로 다른 방향으로 순차적으로 인가하는 터치표시장치.
삭제
삭제
각각에 다수의 게이트신호라인 및 다수의 공통전압라인이 포함된 N(N은 자연수)개의 터치블록이 구비된 터치표시패널을 포함하는 터치표시장치의 동작방법에 있어서,
상기 N개의 터치블록의 제1터치블록에서 제N터치블록의 순서대로 게이트신호 및 제1공통전압을 순차적으로 인가하여 디스플레이구간을 할당하는 단계;
이와 동시에, 상기 N개의 터치블록의 상기 제N터치블록에서 상기 제1터치블록의 순서대로 제2공통전압을 순차적으로 인가하여 터치감지구간을 할당하는 단계; 및
상기 N개의 터치블록 중 하나의 터치블록에서 상기 디스플레이구간 및 상기 터치감지구간이 중첩되면, 상기 하나의 터치블록에 인접된 다른 하나의 터치블록에 상기 제2공통전압을 인가하여 터치감지구간을 할당하는 단계를 더 포함하는 터치표시장치의 동작방법.
제6항에 있어서,
상기 디스플레이구간을 할당하는 단계는, 상기 N개의 터치블록 각각에 상기 게이트신호와 함께 직류파형의 상기 제1공통전압을 인가하는 단계인 터치표시장치의 동작방법.
제6항에 있어서,
상기 터치감지구간을 할당하는 단계는, 상기 N개의 터치블록 각각에 교류파형의 상기 제2공통전압을 인가하는 단계인 터치표시장치의 동작방법.
제6항에 있어서,
상기 N개의 터치블록 중 하나의 터치블록에서 상기 디스플레이구간 및 상기 터치감지구간이 중첩되면, 상기 하나의 터치블록에 인접된 다른 하나의 터치블록에 상기 제2공통전압을 인가하여 터치감지구간을 할당하는 단계를 더 포함하는 터치표시장치의 동작방법.