KR20070016683A - Sensing circuit and display apparatus having the same - Google Patents
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Abstract
터치 패널 기능을 수행하는 센싱회로 및 이를 갖는 표시장치가 개시된다. 표시장치의 센싱 어레이는 센싱 전극, 센싱전극에 전기적으로 연결되고, 제1 스위칭 신호에 따라 동작되어 센싱 커패시터를 충전시키는 제1 스위칭 소자, 제2 스위칭 신호에 따라 동작되고, 제1 전원전압에 따른 전류를 출력하는 제2 스위칭 소자, 센싱전극에 전기적으로 연결되고, 외부 압력에 의한 센싱 커패시터의 커패시턴스 변화에 상응하도록 전류를 조절하여 센싱신호를 생성하는 제3 스위칭 소자를 포함한다. 따라서, 표시패널 내에 구비된 센싱 어레이에 의해 외부 압력에 의한 위치 정보를 생성하는 터치 패널 기능을 갖는 표시장치를 구현할 수 있다.A sensing circuit performing a touch panel function and a display device having the same are provided. The sensing array of the display device is electrically connected to the sensing electrode and the sensing electrode, and is operated according to the first switching element and the second switching signal to operate the first switching signal to charge the sensing capacitor. A second switching device for outputting a current, and a third switching device electrically connected to the sensing electrode, the third switching device for generating a sensing signal by adjusting the current to correspond to the capacitance change of the sensing capacitor by the external pressure. Accordingly, a display device having a touch panel function for generating position information by external pressure may be implemented by a sensing array provided in the display panel.
Description
도 1은 본 발명에 따른 표시장치의 평면도이다.1 is a plan view of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 표시패널의 표시영역과 주변영역을 구체적으로 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a display area and a peripheral area of the display panel shown in FIG. 1 in detail.
도 3은 도 1에 도시된 A부분을 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a portion A shown in FIG. 1.
도 4는 외부 압력에 의한 센싱 커패시터의 커패시턴스 변화를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a capacitance change of a sensing capacitor due to external pressure.
도 5는 도 1에 도시된 센싱 어레이와 오피 앰프를 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating the sensing array and the op amp shown in FIG. 1.
도 6은 도 5에 도시된 센싱 어레이를 동작시키기 위한 타이밍 신호를 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a timing signal for operating the sensing array shown in FIG. 5.
도 7은 도 5에 도시된 오피 앰프의 출력을 나타낸 그래프이다.FIG. 7 is a graph illustrating an output of the operational amplifier shown in FIG. 5.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 표시장치 200 : 어레이 기판100: display device 200: array substrate
210 : 제1 기판 220 : 화소 어레이210: first substrate 220: pixel array
230 : 센싱 어레이 300 : 대향기판230: sensing array 300: opposing substrate
330 : 공통전극 400 : 액정층330: common electrode 400: liquid crystal layer
500 : 표시패널 600 : 게이트 구동회로500: display panel 600: gate driving circuit
700 : 데이터 구동회로 800 : 오피 앰프700: data driving circuit 800: op amp
본 발명은 센싱회로 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터치 패널 기능을 수행하는 센싱회로 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sensing circuit and a display device having the same, and more particularly, to a sensing circuit performing a touch panel function and a display device having the same.
일반적으로 터치 패널이란, 표시장치의 화면상에 나타낸 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택할 수 있도록, 표시장치의 최 상측에 구비된다. 터치패널에 손 또는 물체가 접촉된 위치를 파악하고, 표시장치는 접촉된 위치에서 지시하는 내용을 입력신호로 받아들여 입력신호에 따라서 구동된다.In general, the touch panel is provided on the uppermost side of the display device so that the instruction content displayed on the screen of the display device can be selected by a human hand or an object. The touch panel detects a position where a hand or an object is in contact with the touch panel, and the display device receives the content indicated at the touched position as an input signal and is driven according to the input signal.
터치 패널을 갖는 표시장치는 키보드 및 마우스와 같이 표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력 장치를 필요로 하지 않기 때문에 사용이 증대되고 있는 추세이다.Since a display device having a touch panel does not require a separate input device connected to the display device such as a keyboard and a mouse, its use is increasing.
그러나, 일반적으로 터치 패널은 표시패널과 별로도 이루어져 표시패널의 상부에 구비되어 표시장치의 전체적인 두께를 증가시킨다.However, in general, the touch panel is formed separately from the display panel and is provided on the display panel to increase the overall thickness of the display device.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 표시패널에 구비된 액정층의 두께 변화를 통해 외부 입력신호가 제공된 위치 정보를 검출하는 센싱회로를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a sensing circuit that detects position information provided with an external input signal by changing a thickness of a liquid crystal layer provided in a display panel.
본 발명의 다른 목적은 상기 센싱회로를 갖는 표시장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a display device having the sensing circuit.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 표시패널, 센싱 어레이 및 제어부를 포함한다. 상기 표시패널은 어레이 기판, 상기 어레이 기판과 마주하고 공통전압을 제공받는 공통전극을 갖는 대향기판 및 상기 어레이 기판과 상기 대향기판과의 사이에 개재된 액정층으로 이루어진다.The present invention for achieving the above object includes a display panel, a sensing array and a control unit. The display panel includes an array substrate, an opposing substrate having a common electrode facing the array substrate and receiving a common voltage, and a liquid crystal layer interposed between the array substrate and the opposing substrate.
상기 센싱 어레이는 상기 표시패널 내에 구비되고, 외부 압력에 의한 상기 액정층의 두께 변화에 따른 센싱신호를 출력한다. 이때, 센싱 어레이는 상기 어레이 기판 상에 구비되어 상기 액정층을 사이에 두고 상기 공통전극과 마주하여 센싱 커패시터를 형성하는 센싱전극, 상기 센싱전극에 전기적으로 연결되고, 제1 스위칭 신호에 따라 동작되어 상기 센싱 커패시터를 충전시키는 제1 스위칭 소자, 제2 스위칭 신호에 따라 동작되고, 제1 전원전압에 따른 전류를 출력하는 제2 스위칭 소자, 상기 센싱전극에 전기적으로 연결되고, 상기 외부 압력에 의한 상기 센싱 커패시터의 커패시턴스 변화에 상응하도록 상기 전류를 조절하여 상기 센싱신호를 생성하는 제3 스위칭 소자를 포함한다. The sensing array is provided in the display panel and outputs a sensing signal according to a change in thickness of the liquid crystal layer due to external pressure. In this case, a sensing array is provided on the array substrate and electrically connected to the sensing electrode and the sensing electrode to form a sensing capacitor facing the common electrode with the liquid crystal layer therebetween, and operated according to a first switching signal. A first switching element for charging the sensing capacitor, a second switching element operated according to a second switching signal, and outputting a current according to a first power supply voltage, electrically connected to the sensing electrode, and And a third switching device configured to generate the sensing signal by adjusting the current to correspond to a change in capacitance of a sensing capacitor.
상기 제어부는 상기 센싱신호에 따라 상기 외부 압력이 제공된 위치정보를 생성한다.The controller generates position information provided with the external pressure according to the sensing signal.
이러한 표시장치에 따르면, 표시패널 내에 구비된 센싱 어레이에 의해 외부 압력에 의한 위치 정보를 생성하는 터치 패널 기능을 갖는 표시장치를 구현할 수 있다.According to such a display device, a display device having a touch panel function for generating position information by external pressure by a sensing array provided in the display panel can be implemented.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면들을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 표시장치의 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 표시패널의 표시영역과 주변영역을 구체적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 A부분을 나타낸 단면도이다.1 is a plan view of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view illustrating a display area and a peripheral area of the display panel shown in FIG. 1 in detail. FIG. 3 is a cross-sectional view of part A of FIG. 1. .
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 표시장치(100)는 어레이 기판(200), 대향기판(300) 및 액정층(400)으로 이루어진 표시패널(500)을 포함한다. 이때, 표시패널(500)은 터치 패널 기능을 갖는다.1 to 3, the
상기 어레이 기판(200)은 제1 기판(210), 화소 어레이(220) 및 센싱 어레이(230)를 포함한다. 상기 제1 기판(210)은 영상을 표시하는 표시영역(DA) 및 표시영역(DA)에 인접한 주변영역(PA)으로 구분된다. The
상기 화소 어레이(220)는 표시영역(DA)에 대응하여 제1 기판(210) 상에 매트릭스 형태로 형성된다. 상기 화소 어레이(220)는 다수의 게이트 라인(GL1 ~ GLn), 다수의 데이터 라인(DL1 ~ DLm) 및 다수의 화소 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하, TFT)(PT)를 포함한다. The
상기 다수의 게이트 라인(GL1 ~ GLn)은 제1 방향(D1)으로 연장되고, 다수의 데이터 라인(DL1 ~ DLm)은 제1 방향(D1)과 직교하는 제2 방향(D2)으로 연장되어 다수의 게이트 라인(GL1 ~ GLn)과 절연되게 교차한다. 상기 다수의 게이트 라인(GL1 ~ GLn) 및 다수의 데이터 라인(DL1 ~ DLm) 중 인접하는 2개의 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 다수의 화소영역(PA)이 정의된다.The plurality of gate lines GL1 to GLn extend in a first direction D1, and the plurality of data lines DL1 to DLm extend in a second direction D2 orthogonal to the first direction D1. Intersect with the gate lines GL1 to GLn. A plurality of pixel areas PA is defined by two adjacent gate lines and data lines among the plurality of gate lines GL1 to GLn and the plurality of data lines DL1 to DLm.
상기 다수의 화소 TFT(PT)는 각각의 화소영역(PA)에 대응하는 제1 기판(210) 상에 형성된다. 또한, 다수의 화소 TFT(PT)는 각각 대응하는 게이트 라인에 전기적으로 연결되는 게이트 전극(미도시), 대응하는 데이터 라인에 전기적으로 연결된 소오스 전극(미도시) 및 상기 소오스 전극과 이격되어 형성된 드레인 전극(미도시)으로 이루어진다. The plurality of pixel TFTs PT are formed on the
이때, 상기 게이트 전극이 형성된 제1 기판(210) 상에는 게이트 절연막(250)이 형성되고, 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극이 형성된 제1 기판(210) 상에는 보호막(260)이 형성된다. 또한, 보호막(260) 상에는 소정 형태로 패터닝된 화소전극(미도시)이 형성된다.In this case, a
한편, 센싱 어레이(230)는 센싱전극(SE), 제1 TFT(ST1), 제2 TFT(ST2) 및 제3 TFT(ST3)를 포함한다.The
상기 센싱전극(SE)은 표시영역(DA)에 대응하여 제1 기판(210) 상에 형성된다. 상기 센싱전극(SE)은 상기 화소 TFT(PT)의 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극 형성시 동일 공정에서 동일한 물질로 이루어진다. 또한, 센싱전극(SE)은 다수의 데이터 라인(DL1 ~ DLm)과 평행하게 연장된다.The sensing electrode SE is formed on the
본 실시예에서는 센싱전극(SE)이 다수의 데이터 라인(DL1 ~ DLm)에 평행하도록 형성된 경우를 예로 들었으나, 센싱전극(SE)은 다수의 게이트 라인(GL1 ~ GLn)에 평행하도록 형성될 수 있다. 이때, 센싱전극(SE)은 상기 화소 TFT(PT)의 상기 게이트 전극 형성시 동일 공정에서 동일한 물질로 이루어진다. 또한, 센싱전극(SE)는 상기 화소전극 형성시 동일 공정에서 동일한 물질로 이루어진다.In the present exemplary embodiment, the sensing electrode SE is formed to be parallel to the plurality of data lines DL1 to DLm, but the sensing electrode SE may be formed to be parallel to the plurality of gate lines GL1 to GLn. have. In this case, the sensing electrode SE is made of the same material in the same process when the gate electrode of the pixel TFT PT is formed. In addition, the sensing electrode SE is formed of the same material in the same process when forming the pixel electrode.
상기 제1 내지 제3 TFT(ST1,ST2,ST3)는 주변영역(PA)에 대응하여 제1 기판(210) 상에 형성된다. 상기 제1 TFT(ST1)는 다수의 데이터 라인(DL1 ~ DLm)의 제1 단부와 인접하는 주변영역(PA)의 제1 영역(A1)에 형성된다. 또한, 제2 및 제3 TFT(ST2,ST3)는 다수의 데이터 라인(DL1 ~ DLm)의 제2 단부와 인접하는 주변영역(PA)의 제2 영역(A2)에 형성된다.The first to third TFTs ST1, ST2, and ST3 are formed on the
또한, 센싱 어레이(230)는 제1 전원전압 라인(VL1), 제2 전원전압 라인(VL2), 제3 전원전압 라인(VL3), 제1 스위칭 라인(SL1), 제2 스위칭 라인(SL2) 및 출력 라인(OL)을 더 포함한다. 이때, 제1 전원전압 라인(VL1)은 제1 TFT(ST1)에 제1 전원전압(Vsensor)을 제공하고, 제2 전원전압 라인(VL2)은 제2 TFT(ST2)에 제2 전원전압(VDD)을 제공하며, 제3 전원전압 라인(VL3)은 제3 TFT(ST3)에 제3 전원전압(VSS)을 제공한다. 상기 제1 스위칭 라인(SL1)은 제1 TFT(ST1)에 제1 스위칭 신호(S1)를 제공하고, 제2 스위칭 라인(SL2)은 제2 TFT(ST2)에 제2 스위칭 신호(S2)를 제공한다. 또한, 출력 라인(OL)은 표시패널(500)에 가해지는 외부 압력에 따른 센싱신호를 오피 앰프(800 : 도 5 참조)로 출력한다.In addition, the
상기 제1 TFT(ST1)의 게이트 전극은 제1 스위칭 라인(SL1)에 연결되고, 소오스 전극은 제1 전원전압 라인(VL1)에 연결되며, 드레인 전극은 센싱전극(SE)에 연결된다. 상기 제2 TFT(ST2)의 게이트 전극은 제2 스위칭 라인(SL2)에 연결되고, 드레인 전극은 제2 전원전압 라인(VL2)에 연결된다. 상기 제3 TFT(ST3)의 게이트 전극은 센싱전극(SE)에 연결되고, 소오스 전극은 제3 전원전압 라인(VL3)에 연결된다. 상기 제2 TFT(ST2)의 소오스 전극과 제3 TFT(ST)의 드레인 전극은 서로 연결된 다.The gate electrode of the first TFT ST1 is connected to the first switching line SL1, the source electrode is connected to the first power voltage line VL1, and the drain electrode is connected to the sensing electrode SE. The gate electrode of the second TFT ST2 is connected to the second switching line SL2, and the drain electrode is connected to the second power voltage line VL2. The gate electrode of the third TFT ST3 is connected to the sensing electrode SE, and the source electrode is connected to the third power voltage line VL3. The source electrode of the second TFT ST2 and the drain electrode of the third TFT ST are connected to each other.
상기 대향기판(300)은 제2 기판(310), 컬러필터층(320) 및 공통전극(330)으로 이루어져 어레이 기판(200)과 마주한다. 상기 컬러필터층(320)은 제2 기판(310) 상에 형성되고, 다수의 색화소들(미도시)로 이루어진다. 상기 공통전극(330)은 투명성 도전 물질로 이루어져 컬러필터층(320) 상에 형성된다.The opposing
또한, 대향기판(300)은 컬러필터층(320)의 상기 색화소들 사이에 매트릭스 형태로 형성되어 상기 색화소들 사이로 광이 누설되는 것을 차단하도록 어레이 기판(200)의 표시영역(DA)에 대응하는 제1 차광패턴(미도시)과 컬러필터층(320)을 외곽에서 둘러싸도록 어레이 기판(200)의 주변영역(PA)에 대응하도록 형성된 제2 차광패턴(미도시)을 더 포함한다. 그러므로, 센싱 어레이(230)의 제1 내지 제3 TFT(ST1,ST2,ST3)는 상기 제2 차광패턴에 대응하도록 형성된다.In addition, the
상기 액정층(400)은 어레이 기판(200)과 대향기판(300)과의 사이에 개재된다. 따라서, 공통전극(330)은 액정층(400)을 사이에 두고 상기 화소전극과 마주한다. 또한, 공통전극(330)은 액정층(400)을 사이에 두고 센싱전극(SE)과 마주한다.The
이로써, 공통전극(330), 액정층(400) 및 상기 화소전극에 의해서 액정 커패시터(Clc)가 정의된다. 또한, 공통전극(330), 액정층(400) 및 센싱전극(SE)에 의해서 센싱 커패시터(Cs)가 정의된다. 이외에도 다양한 기생 커패시터가 형성된다. 도 3에서와 같이, 센싱전극(SE), 게이트 절연막(250) 및 제n 게이트 라인(GLn)에 의해 기생 커패시터(Cp)가 정의된다. 이때, 센싱 커패시터(Cs)와 기생 커패시터(Cp)는 제1 노드(N1)를 통해 서로 연결된 형상을 갖는다.Thus, the liquid crystal capacitor Clc is defined by the
상기 센싱 커패시터(Cs)는 외부로부터 제공되는 압력에 의해 커패시턴스가 변화된다. The capacitance of the sensing capacitor Cs is changed by a pressure provided from the outside.
도 4는 외부 압력에 의한 센싱 커패시터의 커패시턴스 변화를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a capacitance change of a sensing capacitor due to external pressure.
도 4에서와 같이, 소정의 사용자에 의한 외부 압력이 표시패널(100)에 제공되면 센싱 커패시터(Cs)의 커패시턴스가 변화된다. 즉, 상기 외부 압력에 의해 센싱 커패시터(Cs)의 상부전극과 하부전극과의 거리가 감소함에 따라 커패시턴스가 증가한다.As shown in FIG. 4, when an external pressure by a predetermined user is provided to the
여기서, C는 커패시턴스, ε은 유전율, A는 전극 면적, d는 전극 간격을 나타낸다.Where C is the capacitance, ε is the permittivity, A is the electrode area, and d is the electrode spacing.
상기의 수학식 1에서와 같이, 전극 간격이 줄어듦에 따라 커패시턴스가 증가함을 알 수 있다.As in Equation 1, it can be seen that the capacitance increases as the electrode spacing decreases.
따라서, 상기 외부 압력이 제공됨에 따라 센싱 커패시터(Cs)의 상부전극인 공통전극(330)과 하부전극인 센싱전극(SE) 간의 간격이 줄어듦에 따라 센싱 커패시터(Cs)의 커패시턴스가 증가한다.Therefore, as the external pressure is provided, the capacitance of the sensing capacitor Cs increases as the distance between the
상기 센싱 어레이(230)는 센싱 커패시터(Cs)의 커패시턴스 변화를 감지함에 따라 표시패널(100)에 가해지는 외부 압력의 위치 정보를 검출한다.The
한편, 표시장치(100)는 게이트 구동회로(600)와 데이터 구동회로(700)를 더 포함한다. 상기 게이트 구동회로(600)는 다수의 게이트 라인(GL1 ~ GLn)에 전기적으로 연결되고, 다수의 게이트 라인(GL1 ~ GLn)에 게이트 신호를 순차적으로 제공한다. 상기 게이트 구동회로(600)는 박막 공정을 통해 화소 어레이(220)를 형성할 때 제1 기판(210) 상에 함께 형성된다.The
상기 데이터 구동회로(700)는 다수의 데이터 라인(DL1 ~ DLm)에 전기적으로 연결되고, 다수의 데이터 라인(DL1 ~ DLm)에 데이터 신호를 제공한다. 상기 데이터 구동회로(700)는 칩에 내장되어 형성된다. 이때, 데이터 구동회로(700)가 내장된 상기 칩은 제1 기판(210)의 주변영역(PA) 상에 실장된다.The
도 5는 도 1에 도시된 센싱 어레이와 오피 앰프를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 센싱 어레이를 동작시키기 위한 타이밍 신호를 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating the sensing array and the op amp shown in FIG. 1, and FIG. 6 is a diagram illustrating timing signals for operating the sensing array shown in FIG. 5.
도 5 및 도 6을 참조하면, 센싱 어레이(230)는 사용자가 표시패널(500)을 터치함에 따라 센싱 커패시터(Cs)의 커패시턴스 변화에 상응하는 센싱신호를 출력한다. 오피 앰프(800)는 센싱 어레이(230)에 연결되어 센싱신호를 입력받고, 상기 센싱신호를 증폭하여 센싱전압(Vs)을 출력한다. 이때, 오피 앰프(800)는 데이터 구동회로(700) 내에 구성된다.5 and 6, the
구체적으로, 사용자가 표시패널(100)을 터치하기 전 제1 TFT(ST1)는 제1 스위칭 신호(S1)와 제1 전원전압(Vsensor)에 응답하여 턴-온된다. 또한, 공통전극(330)에 공통전압(Vcom)이 제공되면, 제1 노드(N1)의 전위는 센싱 커패시터(Cs)에 의해 제1 전원전압(Vsensor)으로 초기화된다. In detail, before the user touches the
여기서, 공통전압(Vcom)은 하이 상태 및 로우 상태가 교호적으로 반복하여 제공된다. 상기 제1 스위칭 신호(S1)는 공통전압(Vcom)과 동일한 위상을 갖는다. 또한, 제1 스위칭 신호(S1)는 공통전압(Vcom)이 하이 상태에서 로우 상태로 변환되기 소정 시간(t) 이전에 로우 상태로 변환된다.Here, the common voltage Vcom is repeatedly provided in a high state and a low state. The first switching signal S1 has the same phase as the common voltage Vcom. In addition, the first switching signal S1 is converted to the low state before a predetermined time t before the common voltage Vcom is changed from the high state to the low state.
상기에서 공통전압(Vcom)이 하이 상태에서 로우 상태로 변화되기 이전에 제1 스위칭 신호(S1)가 로우 상태로 됨에 따라 제1 노드(N1)가 제1 전원전압(Vsensor)으로 플로팅(floating)된다.As the first switching signal S1 goes low before the common voltage Vcom is changed from the high state to the low state, the first node N1 floats to the first power voltage Vsensor. do.
이후, 사용자가 표시패널(500)을 터치하면 액정층(400)의 두께가 변화되고, 그 결과 제1 노드(N1)의 전압값이 변화된다. 즉, 액정층(400)의 두께가 눌림에 의해 센싱 커패시터(Cs)의 커패시턴스가 증가된다. 이때, 기생 커패시터(Cp)의 커패시턴스는 변화하지 않으므로, 제1 노드(N1)의 전압값이 감소된다. Thereafter, when the user touches the
상기 제1 노드(N1)의 전압값이 감소됨에 따라 제3 TFT(ST3)에 흐르는 제3 전류(i3)가 감소한다. 이에 따라 오피 앰프(800)로 입력되는 제1 전류(i1)가 증가한다. 구체적으로, 제2 스위칭 신호(S2) 및 제2 전원전압(VDD)에 응답하여 제2 TFT(ST2)가 턴온되고, 제2 TFT(ST2)에 제2 전류(i2)가 흐른다. 상기 제2 스위칭 신호(S2)는 제1 스위칭 신호(S1)에 대하여 반전 위상을 갖는다. 즉, 제2 스위칭 신호(S2)는 제1 스위칭 신호(S1)가 하이 상태일 때 로우상태를 유지하고, 제1 스위칭 신호(S1)가 로우 상태일 때 하이 상태를 유지한다. 또한, 제1 전원전압(Vsensor) 및 제2 전원전압(VDD)은 직류 전압 레벨을 갖는다.As the voltage value of the first node N1 decreases, the third current i3 flowing in the third TFT ST3 decreases. Accordingly, the first current i1 input to the
상기 오피 앰프(800)로 입력되는 제1 전류(i1)는 제2 전류(i2)와 제3 전류 (i3)의 차에 의해 얻을 수 있다. 본 실시예에서 제2 전류(i2)는 항상 일정한 값을 가지고, 제3 전류(i3)가 감소함에 따라 제1 전류(i1)가 증가한다. The first current i1 input to the
따라서, 오피 앰프(800)는 제1 전류(i1)를 입력받고, 제1 전류(i1)를 증폭함에 따른 센싱전압(Vs)을 출력한다. 이때, 오피 앰프(800)에서 출력되는 센싱전압(Vs)은 제1 전류(i1)가 증가함에 따라 사용자가 표시패널(500)을 터치하지 않은 초기에 비하여 상대적으로 증가된 전압 레벨을 갖는다. Therefore, the
상기 오피 앰프(800)로부터 출력된 센싱전압(Vs)은 데이터 구동회로(700) 내의 제어부(미도시)로 제공된다. 이때, 오피 앰프(800)는 상기 제어부로부터 제공되는 리드아웃(Readout) 신호에 의해 센싱전압(Vs)을 출력한다. 상기 리드아웃 신호는 제2 스위칭 신호(S2)와 동일한 위상을 갖는다. 따라서, 센싱전압(Vs)은 리드아웃 신호가 하이 상태일 때 상기 제어부로 출력된다.The sensing voltage Vs output from the
이어, 상기 제어부는 상기 센싱전압과 초기전압을 비교하여 사용자에 의해서 표시패널(500)이 터치되었는지의 여부를 판단하고, 터치된 위치에 대한 정보를 생성한다. Subsequently, the controller determines whether the
또한, 상기 제어부는 제1 및 제2 스위칭 신호(S1,S2)와 제1 내지 제3 전원전압(Vsensor,VDD,VSS)을 센싱 어레이(230)로 제공한다.In addition, the controller provides the first and second switching signals S1 and S2 and the first to third power supply voltages Vsensor, VDD, and VSS to the
도 7은 도 5에 도시된 오피 앰프의 출력을 나타낸 그래프이다.FIG. 7 is a graph illustrating an output of the operational amplifier shown in FIG. 5.
도 7을 참조하면, (a)는 공통전극(330)에 제공되는 공통전압(Vcom)을 나타내고, (b)는 제1 노드(N1)의 전압 변화를 나타내며, (c)는 제2 노드(N2)의 전압 변화를 나타낸다. (d)는 표시패널(500)이 터치되기 이전의 오피 앰프(800)의 출력을 나 타내고, (e)는 표시패널(500)이 터치됨에 따른 오피 앰프(800)의 출력을 나타낸다.Referring to FIG. 7, (a) represents a common voltage Vcom provided to the
여기서, (d)의 제1 포인트(Y1)는 약 0.4694[V]이고, (e)의 제2 포인트(Y2)는 약 1.1348[V]이다. 이처럼, 소정의 사용자에 의해 표시패널(500)이 터치됨에 따라 오피 앰프(800)에서 출력되는 센싱전압(Vs)이 약 600[mV] 증가된다.Here, the first point Y1 of (d) is about 0.4694 [V], and the second point Y2 of (e) is about 1.1348 [V]. As such, when the
상기에서는 사용자가 표시패널(500)을 터치함에 따라 초기에 비하여 센싱전압(Vs)의 전압 레벨이 증가되는 경우를 예로 들었으나, 이와는 반대로 사용자가 표시패널(500)을 터치함에 따라 초기에 비하여 센싱전압(Vs)의 전압 레벨이 감소할 수도 있다.In the above example, the voltage level of the sensing voltage Vs is increased as the user touches the
상기에서는 액정표시장치를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 다른 표시장치에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 상부기판과 하부기판을 가지고, 하나의 기판 상에 일 전극이 형성되며, 상기 두 기판 사이에 소정의 절연층이 형성된 경우에도 본 발명이 구현될 수 있다.Although the liquid crystal display device has been described above as an example, the present invention can be applied to other display devices. For example, the present invention can be implemented when the upper substrate and the lower substrate, one electrode is formed on one substrate, and a predetermined insulating layer is formed between the two substrates.
상술한 바와 같이, 본 발명은 센싱전극 및 제1 내지 제3 TFT로 이루어진 센싱 어레이를 포함한다. 이때, 공통전극, 액정층 및 센싱전극에 의해 센싱 커패시터가 형성된다. 상기 센싱전극은 표시패널의 표시영역에 형성되고, 제1 내지 제3 TFT는 표시패널의 주변영역에 형성된다.As described above, the present invention includes a sensing array consisting of sensing electrodes and first to third TFTs. In this case, a sensing capacitor is formed by the common electrode, the liquid crystal layer, and the sensing electrode. The sensing electrode is formed in the display area of the display panel, and the first to third TFTs are formed in the peripheral area of the display panel.
따라서, 센싱 어레이에 의해 외부 압력에 의한 액정층의 두께 변화에 따른 센싱 커패시터의 커패시턴스 변화에 따른 전류 변화량을 검출하여 외부 압력이 제공된 위치 정보를 생성함으로써 외부 입력신호가 제공된 위치 정보를 정확하게 검 출할 수 있다. 이로써, 터치 패널 기능을 갖는 표시장치를 구현할 수 있다.Accordingly, the sensing array detects the amount of change in current caused by the change in capacitance of the sensing capacitor according to the change in the thickness of the liquid crystal layer due to the external pressure, and generates the position information provided with the external pressure, thereby accurately detecting the position information provided with the external input signal. have. Thus, a display device having a touch panel function can be implemented.
또한, 본 발명은 센싱전극만 표시패널의 표시영역에 형성되고, 제1 내지 제3 TFT가 표시패널의 주변영역에 형성됨에 따라 표시패널의 개구율을 저하를 방지할 수 있는 효과도 있다.In addition, according to the present invention, since only the sensing electrode is formed in the display area of the display panel and the first to third TFTs are formed in the peripheral area of the display panel, the opening ratio of the display panel can be prevented from being lowered.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described with reference to the embodiments above, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. Could be.
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