KR102486407B1 - 터치방식 표시장치 - Google Patents

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박관웅
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Abstract

본 발명에 따르면, 센싱구간에서 터치구동신호의 전압레벨을 터치전극 각각의 면적에 반비례하게 공급함으로써, 터치감도를 향상시킬 수 있게 된다.
나아가, 표시구간에서 공통전압의 전압레벨을 터치전극 각각의 면적에 비례하게 공급함으로써, 화질을 개선할 수 있게 된다.

Description

터치방식 표시장치{touch type display device}
본 발명은 터치방식 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 터치 감도를 개선함과 동시에 화질을 향상시킬 수 있는 터치방식 표시장치에 관한 것이다.
정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device: FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel device: PDP), 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode display device: OLED), 전계방출표시장치(field emission display device: FED) 등이 소개되어 기존의 브라운관(cathode ray tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
최근에는, 이러한 표시패널(display panel) 상에 터치패널(touch panel)을 부착한 터치방식 표시장치(또는 터치스크린)가 각광받고 있다.
터치방식 표시장치는, 영상을 표시하는 출력수단으로 사용되는 동시에, 표시된 영상의 특정부위를 터치하여 사용자의 명령을 입력 받는 입력수단으로 사용되는 것으로, 터치방식 표시장치의 터치패널은 위치정보 검출방식에 따라 감압방식, 정전방식, 적외선방식, 초음파방식 등으로 구분될 수 있다.
즉, 사용자가 표시패널에 표시되는 영상을 보면서 터치패널을 터치하면, 터치패널은 해당 부위의 위치정보를 검출하고 검출된 위치정보를 영상의 위치정보와 비교하여 사용자의 명령을 인식할 수 있다.
이러한 터치방식 표시장치는, 별도의 터치패널을 표시패널에 부착하거나, 터치패널을 표시패널의 기판에 형성하여 일체화하는 형태로 제조될 수 있다.
특히, 최근에는 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 단말기의 슬림화를 위해 터치패널을 구성하는 전극 및 배선을 표시패널의 기판에 형성하여 일체화하는 형태의 인셀 타입(in-cell type)의 터치방식 표시장치에 대한 수요가 증가하고 있다.
인셀 타입의 터치방식 표시장치는, 표시패널의 표시영역에 매트릭스 형태로 배치된 터치블럭이 정의되고, 터치블럭 단위로 셀프 캡(self cap) 방식의 터치전극이 배치되며, 각 터치전극에는 이에 대응되는 센싱배선이 접속된다.
이와 같은 터치방식 표시장치의 1 프레임에는 표시구간(display period)과 센싱구간(sensing period)이 교대하게 되며, 표시구간에는 공통전압이 센싱배선에 출력되어 해당 터치전극에 인가되고 센싱구간 동안에는 터치센싱을 위한 터치구동신호가 센싱배선에 출력되어 해당 터치전극에 인가된다.
도 1은 종래의 터치방식 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 터치방식 표시장치(10)는, 터치 구동부(15), 표시패널(11)을 포함한다.
터치구동부(15)는 데이터신호 및 터치구동신호를 생성하여 표시패널(11)로 전달하고, 표시패널(11)로부터 센싱신호를 전달받는다.
그리고, 표시패널(11)은 데이터신호를 이용하여 영상을 표시하고, 터치구동신호를 이용하여 터치를 감지한다.
이를 위하여, 표시패널(11)은 터치블럭(TB) 단위로 형성된 다수의 터치전극(17)과, 다수의 터치전극(17)에 각각 연결되고 터치구동부(15)에 연결되는 센싱배선(SL)을 포함하며, 다수의 센싱배선(SL)은 터치구동부(15)로부터 다수의 터치전극(17)으로 공통전압 또는 터치구동전압을 전달하고, 다수의 터치전극(17)으로부터 터치구동부(15)로 센싱신호를 전달한다.
여기서, 센싱배선(SL)은 콘택홀(CH)을 통해 해당 터치블럭(TB)의 터치전극(17)과 각각 연결된다.
최근에는, 터치방식 표시장치(10)의 표시패널(11)의 일부가 홈을 갖는 노치(notch)나 표시패널(11)의 모서리를 라운드 형상으로 제작하는 등 다양한 형상의 표시패널(11)이 제작되고 있다.
이러한 표시패널(11)의 형상에 따라 터치블럭(TB) 단위로 형성된 다수의 터치전극(17)은 표시패널(11)에 일정한 면적으로 배치될 수 없게 되고, 이에 따라, 터치감도가 저하되고, 화질이 저하되는 문제점이 발생된다.
본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 터치감도를 향상시킴과 동시에 화상의 품질을 개선할 수 있는 터치방식 표시장치를 제공하는 것에 과제가 있다.
전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 노치홈을 포함하는 표시패널과, 상기 표시패널 내에 배치되며, 서로 다른 면적을 갖는 다수의 터치전극과, 상기 다수의 터치전극과 각각 연결되는 다수의 센싱배선과, 상기 다수의 센싱배선은 터치센싱구간에 상기 다수의 터치전극에 터치구동신호를 전달하며, 상기 터치구동신호의 전압레벨은 상기 다수의 터치전극의 면적에 반비례하는 터치방식 표시장치를 제공한다.
그리고, 상기 다수의 센싱배선은 표시구간에 상기 다수의 터치전극에 공통전압을 전달하며, 상기 공통전압의 전압레벨은 상기 다수의 터치전극의 면적에 비례할 수 있다.
또한, 상기 다수의 터치전극은 제 1 면적을 갖는 제 1 터치전극과, 상기 제 1 면적보다 작은 제 2 면적을 갖는 제 2 터치전극을 포함하고, 제 2 터치전극은 상기 노치홈에 인접한 영역에 배치될 수 있다.
그리고, 상기 표시패널의 모서리는 라운드 형상을 가지며, 상기 제 2 터치전극은 상기 모서리에 인접한 영역에 배치될 수 있다.
또한, 상기 다수의 센싱배선은 상기 제 1 터치전극과 연결되는 제 1 센싱배선과, 상기 제 2 터치전극과 연결되는 제 2 센싱배선을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 터치센싱구간에 상기 다수의 센싱배선 각각에 상기 터치구동신호를 공급하고, 상기 표시구간에 상기 다수의 센싱배선 각각에 상기 공통전압을 공급하는 터치구동부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 터치구동부는 상기 터치구동신호 및 상기 공통전압을 복수개의 서로 다른 전압 레벨로 생성하는 조절부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서는, 센싱구간에서 터치구동신호의 전압레벨을 터치전극 각각의 면적에 반비례하게 공급함으로써, 터치감도를 향상시킬 수 있게 된다.
나아가, 표시구간에서 공통전압의 전압레벨을 터치전극 각각의 면적에 비례하게 공급함으로써, 화질을 개선할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 터치방식 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치방식 표시장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치방식 표시장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 터치방식 표시장치의 터치전극을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치구동회로를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터치방식 표시장치의 제 1 및 제 2 터치전극에 터치구동신호 및 공통전압이 공급되는 모습을 도시한 파형도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
본 발명의 실시예는 터치 방식을 사용하는 모든 종류의 표시장치에 적용될 수 있는데, 이하에서는 설명의 편의를 위해 표시장치로서 액정표시장치를 일 예시로 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치방식 표시장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치방식 표시장치(100)는, 영상을 표시하는 표시패널(110)과, 표시패널(110)을 제어하고, 화면상에 하나 이상의 영역에 대한 터치를 감지하는 터치구동부(150)를 포함한다.
상세하게는, 터치방식 표시장치(100)는 복수의 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)이 교차하여 배치되고, 교차지점에 화소가 정의되는 표시패널(110)과, 외부시스템(미도시)으로부터 타이밍신호 및 영상신호(RGB)를 수신하여 구동부를 제어하는 타이밍콘트롤러(120)와, 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)을 통해 표시패널(110)을 구동하는 게이트구동부(140) 및 데이터구동부(130)와, 센싱구간에 사용자로부터 표시패널(110)상에 터치된 위치를 감지하며, 표시구간에 표시패널(110)에 공통전압(Vcom)을 공급하는 터치구동부(150)를 포함할 수 있다.
표시패널(110)은 투명기판 상에 다수의 게이트배선(GL), 그리고 게이트배선(GL)과 수직하는 방행으로 다수의 데이터배선(DL)이 연장되어 매트릭스 형태로 교차 배치되고, 교차지점에 다수의 화소영역이 정의된다.
각 화소영역에는 박막트랜지스터가 형성되어 있으며, 박막트랜지스터에 의해 제어되는 액정셀이 구성되어 이를 통해 화면을 표시하게 된다.
전술한 박막트랜지스터는 게이트배선(GL)으로부터의 게이트신호, 즉 고전위의 게이트 구동전압(VG)이 인가되는 경우, 턴-온되어 데이터배선(DL)으로부터 인가되는 화소전압을 액정셀에 전달한다.
또한, 박막트랜지스터는 게이트배선(GL)으로부터 저전위의 게이트 구동전압(VG)이 인가되는 경우, 턴-오프되어 액정셀에 충전된 화소전압이 한 프레임 동안 유지되게 한다.
액정셀은 화소전극 및 공통전극이 대향하여 커패시터를 형성하는 것으로, 공통배선과 연결된 공통전극과 박막트랜지스터의 드레인에 접속된 화소전극으로 구성된다.
그리고, 액정셀은 충전된 화소전압이 다음 프레임까지 전위가 안정적으로 유지되게 하기 위한 저장커패시터와 더 연결될 수 있다.
화소(Pixel)는 박막트랜지스터를 통해 충전되는 화소전압과 공통전극에 인가된 공통전압이 이루는 전계에 따라 액정의 배열상태가 가변되어 액정셀의 광 투과율이 조절됨으로써 계조를 구현하게 된다.
또한, 표시패널(110)상에는 게이트 및 데이터 배선(GL, DL)이 형성된 층과 다른 층에 형성된 센싱배선(SL)이 형성되어 있다.
이러한 센싱배선(SL)은 터치가 발생된 위치를 터치구동부(150)에 전달하는 역할을 한다.
타이밍콘트롤러(120)는 외부시스템(미도시)로부터 인가되는 영상 데이터(DATA)와, 클럭신호(DCLK), 수평동기신호(Hsync) 및 수직동기신호(Vsync) 등의 타이밍신호를 인가받아, 전술한 게이트 제어신호(GCS) 및 데이터 제어신호(DCS)를 생성한다.
여기서, 수평동기신호(Hsync)는 화면의 한 수평라인을 표시하는 데 걸리는 시간을 나타내고, 수직동기신호(Vsync)는 한 프레임의 화면을 표시하는 데 걸리는 시간을 나타낸다.
또한, 클록신호(DCLK)는 게이트 및 데이터구동부(140, 130)과 타이밍 콘트롤러(120)가 동기하여 각종 신호를 생성 기준이 되는 신호이고, 데이터인에이블신호(DE)는 표시패널(110)의 화소전극에 화소전압을 공급하는 기간을 나타내는 신호이다
또한, 도시하지는 않았지만, 타이밍콘트롤러(120)는 외부시스템(미도시)과 소정의 인터페이스를 통해 연결되어 외부시스템으로부터 출력되는 영상관련 신호와 타이밍신호를 타이밍콘트롤러(120)에 오류 없이 고속으로 수신하게 된다.
이러한 인터페이스로는 LVDS(Low Voltage Differential Signal)방식 또는 TTL(Transistor-TransistorLogic) 인터페이스 방식 등이 이용될 수 있다.
게이트구동부(140)는 게이트배선(GL)을 통해 표시패널(110)과 연결되는 복수의 쉬프트 레지스터로 이루어진다.
각 쉬프트 레지스터는 타이밍콘트롤러(120)의 제어에 따라, 표시패널(110)에 게이트배선(GL)에 게이트 구동신호를 하나의 수평라인씩 순차적으로 출력하게 된다.
이러한, 게이트구동부(140)는 타이밍콘트롤러(120)로부터 인가되는 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여 표시패널(110)상에 배열된 박막트랜지스터을 턴-온(turn-on)하며, 이에 따라 데이터구동부(130)로부터 공급되는 아날로그 파형의 화소전압이 각 박막트랜지스터에 접속된 액정셀로 인가되도록 한다.
전술한 게이트 제어신호(GCS)에는 게이트 스타트 펄스(GSP; Gate Start Pulse), 게이트쉬프트 클럭(GSC; Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블(GOE; Gate Output Enable)등이 있다.
여기서, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트구동부(140)를 구성하는 다수의 쉬프트 레지스터 중, 첫 번째 게이트펄스를 발생시키는 쉬프트 레지스터에 인가되어 첫 번째 게이트펄스가 발생되도록 제어하는 신호이고, 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 모든 쉬프트 레지스터에 공통으로 입력되는 클럭신호로써 게이트 스타트 펄스(GSP)를 쉬프트시키기 위한 클럭신호이다.
그리고, 게이트 출력 인에이블(GOE)은 쉬프트 레지스터들의 출력을 제어하여 서로 다른 수평구간에 해당하는 박막트랜지스터들간 중첩되어 턴-온되는 것을 방지한다.
데이터구동부(130)는 타이밍콘트롤러(120)로부터 입력되는 데이터 제어신호들에 대응하여 디지털형태의 영상신호(DATA)를 순차적으로 수신하고, 기준전압을 참조하여 아날로그 형태의 화소전압으로 변환한다.
화소전압은 하나의 수평구간만큼 래치되어 모든 데이터배선(DL)을 통해 동시에 표시패널(110)에 입력된다.
전술한 데이터 제어신호(DCS)에는 소스 스타트 펄스(SSP; Source Start Pulse), 소스 쉬프트 클럭(SSC; Source Shift Clock) 및 소스 출력 인에이블(SOE; Source Output Enable) 등이 있다.
여기서, 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터구동부(130)의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어하는 신호이며, 소스 샘플링 클럭(SSC)은 라이징 또는 폴링 에지에 대응하여 데이터구동부(130)를 구성하는 각 구동IC에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭신호이다.
또한, 소스 출력 인에이블(SOE)은 데이터 구동부(130)의 출력 타이밍을 제어하는 역할을 한다.
터치구동부(150)는 타이밍콘트롤러(120)로부터 인가되는 터치 제어신호(TCS)에 대응하여 표시패널(110)에 대한 터치 유무를 검출하고, 표시패널(110)상에서 그 좌표를 구하는 역할을 하는 회로이다.
이러한 터치구동부(150)는 LPF(Low Pass Filter), A/D 컨버터, 신호처리부 및 좌표 추출부 등을 포함할 수 있다.
LPF는 표시패널(110)의 센싱배선(SL)으로부터 전달받은 센싱결과에 포함되는 높은 주파수 성분을 제거하고, 터치 성분만을 취출하여 각각 출력하는 저역 통과 필터이다.
A/D 컨버터는 LPF로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 역할을 한다. 신호 처리부는 A/D 컨버터의 출력 신호에 대응하여 터치지점에 대한 터치의 유무를 검출하는 논리 회로이다.
좌표 추출부는 신호 처리부에서 터치 검출이 이루어진 때에 그 좌표를 구하는 논리 회로이다.
또한, 터치구동부(150)는 표시패널(110)의 공통배선에 공통전압(Vcom)을 공급할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치방식 표시장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치방식 표시장치(도 2의 100)는 터치 센서(Touch Sensor)로서 역할을 하는 다수의 터치 전극(TB1, TB2)과, 다수의 터치 전극(TB1, TB2)을 구동하여 터치를 센싱하는 터치구동부(150)를 포함할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 터치방식 표시장치(도 2의 100)의 표시패널(110)은 노치홈(Notch Home: NH)을 포함할 수 있다.
노치홈(NH) 또는 노치(notch)는 평면부의 일부를 사각형 또는 삼각형으로 따낸 부분이나 가장자리를 가진 형태를 의미한다.
도면에는 노치홈(NH)이 평탄부와 평탄부 양끝단이 라운드진 형태로 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 반원 형태, 다각형의 형태 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.
이와 같은 노치홈(NH)에 카메라와 같은 부품 등이 위치할 수 있으며, 노치홈(NH)의 양측을 표시영역으로 형성하여 터치방식 표시장치(도 2의 100)의 표시영역을 보다 확장할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 터치방식 표시장치(도 2의 100)의 표시패널(100)은 모서리(C1, C2, C3, C4)가 라운드진 형태를 가질 수 있다.
여기서, 표시패널(110)의 노치홈(NH)과 라운드 형상의 모서리(C1, C2, C3, C4)는 일 예시이며, 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 표시패널(110)은 다양한 형태를 가질 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 터치방식 표시장치(도2의 100)에 블록단위로 형성된 다수의 터치전극(TB1, TB2)은 서로 면적이 상이할 수 있다.
예를 들면, 제 1 면적을 갖는 다수의 제 1 터치전극(TB1)과 제 1 면적보다 작은 제 2 면적을 갖는 다수의 제 2 터치전극(TB2)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 표시패널(110)의 형상에 따라 서로 면적이 다른 터치전극(TB1, TB2)이 3 개 이상 형성될 수도 있다.
제 2 터치전극(TB2)은 노치홈(NH) 및 모서리(C1, C2, C3, C4)에 인접한 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 노치홈(NH)의 라운드진 형상에 인접한 영역과 각 모서리(C1, C2, C3, C4)에 인접한 영역에 배치될 수 있다.
그리고, 제 1 터치전극(TB1)은 제 2 터치전극(TB2)이 배치된 영역 이외의 영역에 배치될 수 있다.
즉, 제 2 터치전극(TB2)는 제 1 터치전극(TB1)의 일부가 제거되어 제 1 터치전극(TB1)보다 작은 면적을 갖는 터치전극으로 정의될 수 있다.
이와 같이, 제 1 터치전극(TB1)이 배치되기 어려운 노치홈(NH) 및 모서리(C1, C2, C3, C4)에 인접한 영역에 제 1 터치전극(TB1)보다 작은 면적을 갖는 제 2 터치전극(TB2)을 배치하여, 표시패널(110) 전체가 터치 센서(Touch Sensor)로서 역할을 할 수 있게 된다.
그리고, 터치구동부(150)는 터치구동회로(155)와 스위칭 회로(153)을 포함할 수 있다.
한편, 터치구동부회로(155)는 터치구동신호(TDS)를 다수의 다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2) 각각에 순차적으로 공급함으로써, 다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2)을 순차적으로 구동할 수 있다.
이후, 터치구동회로(155)는 터치구동신호(TDS)가 인가된 다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2)으로부터 터치 센싱 신호를 수신한다.
터치구동회로(155)는 다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2) 각각으로부터 수신된 터치 센싱 신호를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표를 산출할 수 있다.
여기서, 터치구동신호(TDS)는 둘 이상의 전압 레벨을 갖는 펄스 변조 신호의 파형을 가질 수 있다.
다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2) 각각으로부터 수신된 터치센싱신호는, 해당 터치 전극의 주변에서 손가락, 펜 등의 포인터에 의한 터치 발생 유무에 따라 달라질 수 있다.
터치구동회로(155)는 터치센싱신호를 토대로 터치전극(TB1, TB2)에서의 커패시턴스 변화량을 감지하여 터치 유무 및 터치 좌표를 얻어낼 수 있다.
그리고, 다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2) 각각으로 터치구동신호(TDS)를 공급하기 위하여, 다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2) 각각에는 센싱배선(SL)이 연결되어 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 터치방식 표시장치(도2의 100)는 다수의 제 1 터치전극(TB1)과 각각 연결되는 다수의 제 1 센싱배선(SL1)과 다수의 제 2 터치전극(TB2)과 각각 연결되는 다수의 제 2 센싱배선(SL2)을 포함할 수 있다.
그리고, 다수의 제 1 센싱배선(SL1)은 서로 연결될 수 있으며, 다수의 제 2 센싱배선(SL2)은 서로 연결될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 각 다수의 그룹단위로 서로 연결될 수 도 있다.
그리고, 다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2) 각각으로 터치구동신호(TDS)를 순차적으로 공급하기 위하여, 다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2) 각각에 연결된 센싱배선(SL1, SL2)을 터치구동회로(155)에 순차적으로 연결해주는 스위치 회로(153)를 더 포함할 수 있다.
이러한 스위치 회로(153)는 적어도 하나의 멀티플렉서(Multiplexer)로 구성될 수 있다.
다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2) 각각은 블록 형태로 되어 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2) 각각은 하나의 서브픽셀(Sub-Pixel)영역의 크기와 동일하거나 대응되는 크기일 수도 있으며, 서브픽셀(SP)의 영역의 크기보다 큰 크기일 수도 있다.
또한, 다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2)은 표시패널(110)에 내장되어 배치되는 인-셀(In-cell) 타입 또는 온-셀(On-cell) 타입의 터치방식 표시장치(도 2의 100)일 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 터치방식 표시장치(도 2의 100)는, 디스플레이 기능을 제공하기 위하여 표시모드로 동작할 수도 있고, 터치 센싱 기능을 제공하기 위하여 센싱모드로 동작할 수도 있다.
즉, 다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2) 각각은 센싱구간에서는 터치센서로서 동작하지만, 표시구간에서는 표시모드의 전극으로 사용될 수도 있다.
예를 들어, 표시구간에서, 다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2)은 공통전압(Vcom)이 인가되는 공통전극으로 동작할 수 있다.
여기서, 공통전압(Vcom)은 화소전극에 인가되는 화소전압과 대응되는 전압이다.
다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2)에 공통전압(Vcom) 또는 터치구동신호(TDS)를 전달하기 위하여, 다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2) 각각에는 제 1 및 제 2 센싱배선(SL1, SL2)이 연결될 수 있다.
이에 따라, 센싱구간에서 제 1 및 제 2 센싱배선(SL1, SL2)을 통하여 터치구동부(150)에서 생성된 터치구동신호(TDS)가 다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2) 전체 또는 일부로 전달되고, 표시구간에서 제 1 및 제 2 센싱배선(SL1, SL2)을 통하여 터치구동부(150)에서 생성된 공통 전압(Vcom)이 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2)으로 인가된다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 터치방식 표시장치(도 2의 100)는 센싱구간에는 다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2) 각각의 면적에 반비례하여 터치구동신호(TDS)가 인가될 수 있다.
즉, 제 1 터치전극(TB1)의 면적이 제 2 터치전극(TB2)의 면적보다 크게 형성되므로, 제 1 터치전극(TB1)에 인가되는 터치구동신호(TDS)의 전압레벨보다 제 2 터치전극(TB2)에 인가되는 터치구동신호(TDS)의 전압레벨이 클 수 있다.
이에 따라, 제 1 터치전극(TB1)보다 면적이 작은 제 2 터치전극(TB2)에 더 높은 전압레벨의 터치구동신호(TDS)를 인가함으로써 터치감도를 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 터치방식 표시장치(도 2의 100)는 표시구간에는 다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2) 각각의 면적에 비례하여 공통전압(Vcom)이 인가될 수 있다.
즉, 제 1 터치전극(TB1)의 면적이 제 2 터치전극(TB2)의 면적보다 크게 형성되므로, 제 1 터치전극(TB1)에 인가되는 공통전압(Vcom)의 전압레벨보다 제 2 터치전극(TB2)에 인가되는 공통전압(Vcom)의 전압레벨이 작을 수 있다.
이에 따라, 제 1 터치전극(TB1)보다 면적이 작은 제 2 터치전극(TB2)에 더 작은 전압레벨의 공통전압(Vcom)을 인가함으로써, 면적에 따른 저항차이로 인한 화질저하를 방지할 수 있게 된다.
도 4a 및 도 4b 본 발명의 실시예에 따른 터치방식 표시장치의 터치전극을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 다수의 제 1 및 제 2 터치전극(TB1, TB2) 각각은 제 1 및 제 2 센싱배선(SL1, SL2)과 연결될 수 있다.
즉, 다수의 제 1 터치전극(TB1)은 다수의 제 1 센싱배선(SL1)에 각각 연결될 수 있으며, 다수의 제 2 터치전극(TB2)은 다수의 제 2 센싱배선(SL2)에 각각 연결될 수 있다.
그리고, 다수의 제 1 터치전극(TB1)은 제 1 면적을 가지며, 다수의 제 2 터치전극(TB2)은 제 1 면적보다 작은 제 2 면적을 가질 수 있다.
그리고, 제 1 터치전극(TB1)은 제 2 터치전극(TB2)이 배치된 영역 이외의 영역에 배치될 수 있다.
한편, 다수의 제 1 터치전극(TB1)과 다수의 제 2 터치전극(TB2)은 동일층에 위치할 수 있으며, 동일한 물질로 동일공정을 통하여 형성될 수 있다. 이 경우에 제 1 터치전극(TB1)과 제 2 터치전극(TB2)을 형성하기 위한 별도의 마스크 공정이 수행되지 않아도 되어 공정적으로 장점이 있다.
또한, 다수의 제 1 터치전극(TB1)과 다수의 제 2 터치전극(TB2) 각각에는 적어도 하나의 콘택홀(CH1, CH2)이 배치될 수 있다.
즉, 다수의 제 1 터치전극(TB1) 각각에는 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)이 배치될 수 있으며, 다수의 제 2 터치전극(TB2) 각각에는 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)이 배치될 수 있다.
여기서, 다수의 제 1 터치전극(TB1)은 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 1 센싱배선(SL1)과 각각 연결될 수 있으며, 다수의 제 2 터치전극(TB2)은 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 2 센싱배선(SL2)과 연결될 수 있다.
그리고, 다수의 제 1 터치전극(TB1)은 하나의 제 1 센싱배선(SL1)으로 연결될 수도 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다수의 그룹단위로 나뉘어 각 그룹마다 동일한 제 1 센싱배선(SL1)으로 연결될 수도 있다.
또한, 다수의 제 2 터치전극(TB2)은 하나의 제 2 센싱배선(SL2)으로 연결될 수도 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다수의 그룹단위로 나뉘어 각 그룹마다 동일한 제 2 센싱배선(SL2)으로 연결될 수도 있다.
여기서, 제 1 센싱배선(SL1)과 제 2 센싱배선(SL2)은 동일층에 위치할 수 있으며, 동일한 물질로 동일 공정을 통하여 형성될 수 있다.
이 경우에 제 1 센싱배선(SL1)과 제 2 센싱배선(SL2)을 형성하기 위한 별도의 마스크 공정이 수행되지 않아도 되어 공정적으로 장점이 있다.
또한, 제 1 터치전극(TB1)과 제 2 터치전극(TB2) 각각에 형성되는 제 1 및 제 2 콘택홀(CH1, CH2)은 다수로 구성되는 것이 바람직하다.
이처럼, 다수의 제 1 및 제 2 콘택홀(CH1, CH2)이 형성되면 제 1 및 제 2 센싱배선(SL1, SL2)과 각각 연결되는 제 1 터치전극(TB1)과 제 2 터치전극(TB2) 사이의 접속 저항이 감소될 수 있다.
이에 따라, 제 1 및 제 2 센싱배선(SL1, SL2)으로부터 제 1 터치전극(TB1)과 제 2 터치전극(TB2) 각각에 인가되는 공통전압(Vcom) 강하가 감소되어, 원하는 수준의 공통전압(Vcom)이 제 1 터치전극(TB1)과 제 2 터치전극(TB2)으로 바람직하게 공급될 수 있게 된다.
그리고, 도 4b에 도시한 바와 같이, 제 2 센싱배선(SL2) 및 제 2 콘택홀(CH2)은 제 2 터치전극(TB2)의 모서리를 따라 배치될 수 있으며, 이 경우 센싱배선(SL1, SL2)의 배치를 최적화할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 센싱배선(SL1, SL2)의 및 콘택홀(CH1, CH2)의 위치는 표시패널(도 3의 110)의 크기 및 해상도 등에 따라 다양한 형태로 배치될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치구동회로를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 터치방식 표시장치(도 2의 100)에 배치된 터치구동회로(155)는 터치구동신호(TDS) 및 공통전압(Vcom)을 생성하는 생성부(155A)와 생성된 터치구동신호(TDS) 및 공통전압(Vcom)을 표시패널(도 3의 110)의 각 터치전극(도 3의 TB1, TB2) 또는 터치전극(도 3의 TB1, TB2) 그룹별로 대응되는 서로 다른 전압레벨의 터치구동신호(TDS) 및 공통전압(Vcom)을 생성하고 출력하는 조절부(155B)를 포함한다.
조절부(155B)는 표시패널(도 3의 110)의 각 터치전극(도 3의 TB1, TB2) 또는 각 터치전극(도 3의 TB1, TB2) 그룹들에 대해 공급할 터치구동신호(TDS) 및 공통전압(Vcom)을 결정하는 결정부(180)와, 생성부(155A)에서 출력되는 하나의 터치구동신호(TDS) 및 공통전압(Vcom)을 복수의 서로 다른 전압레벨의 터치구동신호(TDS) 및 공통전압(Vcom)로 분배하는 분배부(185)와, 결정부(180)에 의해 결정된 터치구동신호(TDS) 및 공통전압(Vcom)들을 선택하여 출력하도록 제어하는 제어부(183)를 포함한다.
보다 구체적으로 조절부(155B)의 결정부(180)에서 터치구동신호(TDS) 및 공통전압(Vcom)을 공급할 터치전극(도 3의 TB1, TB2) 또는 터치전극(도 3의 TB1, TB2) 그룹을 지정하고, 지정된 터치전극(도 3의 TB1, TB2) 또는 터치전극(도 3의 TB1, TB2)그룹에 공급할 터치구동신호(TDS) 및 공통전압(Vcom) 레벨을 결정한다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 터치방식 표시장치(도 2의 100)는 센싱구간에 인가되는 터치구동신호(TDS)의 전압레벨을 다수의 제 1 터치전극(도 3의 TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2) 각각의 면적에 반비례하여 결정할 수 있으며, 표시구간에 인가되는 공통전압(Vcom)의 전압레벨을 다수의 제 1 터치전극(도 3의 TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(도 3의 TB2) 각각의 면적에 비례하여 결정할 수 있다.
그리고, 결정부(180)에서 결정된 터치구동신호(TDS) 및 공통전압(Vcom)은 제어부(183)의 제어에 따라 분배부(185)에서 출력되는 복수의 서로 다른 전압레벨의 터치구동신호(TDS) 및 공통전압(Vcom) 중에서 선택되어 스위치 회로(도 3의 160)로 전달할 수 있다.
스위치 회로(도 3의 153)에서는 조절부(155B)에서 공급되는 터치구동신호(TDS) 및 공통전압(Vcom)을 멀티플렉서(MUX)를 통하여 센싱배선(SL)에 공급할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터치방식 표시장치의 제 1 및 제 2 터치전극에 터치구동신호 및 공통전압이 공급되는 모습을 도시한 파형도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 터치방식 표시장치(도 2의 100)의 구동 모드는 1 프레임(frame) 구간 내에서 표시구간(DP)와 센싱구간(TP)로 시분할 될 수 있다.
1 프레임(frame) 구간 내에서, 표시구간(DP)에서는, 제 1 터치전극(TB1)과 제 2 터치전극(TB2) 각각에는 서로 다른 전압레벨의 터치구동신호(TDS1, TDS2) 및 공통전압(Vcom1, Vcom2)이 인가된다.
표시구간(DP)에는 다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2) 각각의 면적에 비례하여 공통전압(Vcom1, Vcom2)이 인가될 수 있다.
즉, 제 1 터치전극(TB1)의 면적보다 제 2 터치전극(TB2)의 면적이 작게 형성되므로, 제 1 터치전극(TB1)에 인가되는 제 1 공통전압(Vcom1)보다 제 2 터치전극(TB2)의 인가되는 제 2 공통전압(Vcom2)의 전압레벨이 작을 수 있다.
이에 따라, 제 1 터치전극(TB1)보다 면적이 작은 제 2 터치전극(TB2)에 더 작은 전압레벨의 제 2 공통전압(Vcom)을 인가함으로써, 면적에 따른 저항차이로 인한 화질저하를 방지할 수 있게 된다.
반면에, 센싱구간(DP)에는 다수의 제 1 터치전극(TB1) 및 다수의 제 2 터치전극(TB2) 각각의 면적에 반비례하여 터치구동신호(TDS1, TDS2)가 인가될 수 있다.
즉, 제 1 터치전극(TB1)의 면적보다 제 2 터치전극(TB2)의 면적이 작게 형성되므로, 제 1 터치전극(TB1)에 인가되는 제 1 터치구동신호(TDS1)보다 제 2 터치전극(TB2)의 인가되는 제 2 터치구동신호(TDS2)의 전압레벨이 클 수 있다.
이에 따라, 제 1 터치전극(TB1)보다 면적이 작은 제 2 터치전극(TB2)에 더 높은 전압레벨의 터치구동신호(TDS)를 인가함으로써 터치감도를 향상시킬 수 있게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 표시패널 150: 터치구동부
153: 스위칭 회로 155: 터치구동회로
TB1: 제 1 터치전극 TB2: 제 2 터치전극
SL1: 제 1 센싱배선 SL2: 제 2 센싱배선
TDS: 터치구동신호 Vcom: 공통전압
NH: 노치홈 C1, C2, C3, C4: 모서리

Claims (9)

  1. 노치홈을 포함하는 표시패널;
    상기 표시패널 내에 배치되며, 서로 다른 면적을 갖는 다수의 터치전극;
    상기 다수의 터치전극과 각각 연결되는 다수의 센싱배선;
    상기 다수의 센싱배선은 터치센싱구간에 상기 다수의 터치전극에 터치구동신호를 전달하며, 상기 터치구동신호의 전압레벨은 상기 다수의 터치전극의 면적에 반비례하고,
    상기 다수의 센싱배선은 표시구간에 상기 다수의 터치전극에 공통전압을 전달하며, 상기 공통전압의 전압레벨은 상기 다수의 터치전극의 면적에 비례하는 터치방식 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 터치전극은 제 1 면적을 갖는 제 1 터치전극과, 상기 제 1 면적보다 작은 제 2 면적을 갖는 제 2 터치전극을 포함하며,
    상기 제 1 터치전극에 인가되는 제 1 터치구동신호보다 상기 제 2 터치전극에 인가되는 제 2 터치구동신호의 전압레벨이 크고,
    상기 제 1 터치전극에 인가되는 제 1 공통전압보다 상기 제 2 터치전극에 인가되는 제 2 공통전압의 전압레벨이 작은 터치방식 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 터치전극은 제 1 면적을 갖는 제 1 터치전극과, 상기 제 1 면적보다 작은 제 2 면적을 갖는 제 2 터치전극을 포함하고,
    제 2 터치전극은 상기 노치홈에 인접한 영역에 배치되는 터치방식 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 표시패널의 모서리는 라운드 형상을 가지며, 상기 제 2 터치전극은 상기 모서리에 인접한 영역에 배치되는 터치방식 표시장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 다수의 센싱배선은 상기 제 1 터치전극과 연결되는 제 1 센싱배선과, 상기 제 2 터치전극과 연결되는 제 2 센싱배선을 포함하는 터치방식 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치센싱구간에 상기 다수의 센싱배선 각각에 상기 터치구동신호를 공급하고, 상기 표시구간에 상기 다수의 센싱배선 각각에 상기 공통전압을 공급하는 터치구동부를 더 포함하는 터치방식 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 터치구동부는 상기 터치구동신호 및 상기 공통전압을 복수개의 서로 다른 전압 레벨로 생성하는 조절부를 더 포함하는 터치방식 표시장치.
  8. 노치홈을 포함하는 표시패널;
    상기 표시패널 내에 배치되며, 서로 다른 면적을 갖는 제 1 및 제 2 터치전극을 포함하는 다수의 터치전극;
    상기 다수의 터치전극과 각각 연결되는 다수의 센싱배선;
    상기 다수의 센싱배선은, 터치센싱구간에 상기 다수의 터치전극에 터치구동신호를 전달하고, 표시구간에 상기 다수의 터치전극에 공통전압을 전달하며,
    제 1 면적을 갖는 상기 제 1 터치전극에 인가되는 제 1 공통전압의 전압레벨은, 상기 제 1 면적보다 작은 제 2 면적을 갖는 상기 제 2 터치전극에 인가되는 제 2 공통전압의 전압레벨보다 큰 터치방식 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 터치전극에 인가되는 제 1 터치구동신호의 전압레벨은, 상기 제 2 터치전극에 인가되는 제 2 터치구동신호의 전압레벨보다 작은 터치방식 표시장치.
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