KR20100056913A - 터치형 전기영동 표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터치형 전기영동 표시장치에 관한 것으로서, 특히 게이트 라인의 수를 최소화하여 게이트 드라이버의 수 또는 사이즈를 최소화할 수 있는 터치형 전기영동 표시장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 다수 개의 게이트 라인과 다수 개의 데이터 라인이 교차하여 다수의 화소가 정의된 제 1 기판; 상기 제 1 기판 상에 데이터 라인과 나란하게 형성된 다수 개의 센싱신호 라인; 상기 게이트 라인과 나란하게 형성된 다수 개의 제 1 터치구동전압 라인; 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 연결되도록 각 화소마다 형성된 구동 박막트랜지스터; 상기 구동 박막트랜지스터에 연결되도록 각 화소마다 형성된 화소전극; 상기 센싱신호 라인과 게이트 라인에 연결되도록 각 화소마다 형성된 스위칭 박막트랜지스터; 상기 제 1 터치구동전압 라인과 스위칭 박막트랜지스터에 연결되도록 각 화소 내에 형성되며, 터치 인식을 위한 포토 박막트랜지스터; 상기 제 1 기판과 대향하여 합착된 제 2 기판; 상기 제 2 기판 상에 형성된 공통전극; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 전기영동막; 상기 포토 박막트랜지스터가 동작하여 해당 화소 내의 스위칭 박막트랜지스터 및 센싱신호 라인을 통해 센싱 신호가 전달되면 동작이 이루어진 포토 박막트랜지스터의 위치를 검출하여 터치 데이터를 출력하는 리드아웃 드라이버; 상기 리드아웃 드라이버로부터 터치 데이터가 입력되지 않을 시에는 터치모드 동작을 지시하는 제 2 게이트 제어신호를 출력하고, 상기 리드아웃 드라이버로부터 터치 데이터를 입력받아 터치가 이루어졌다고 판단되면 화상을 변환하기 위한 구동모드 동 작을 지시하는 제 1 게이트 제어신호를 출력하는 게이트 제어신호 발생부; 및 상기 게이트 제어신호 발생부로부터 제 1 게이트 제어신호 또는 제 2 게이트 제어신호를 입력받아 게이트 라인을 구동하는 게이트 드라이버; 에 의해 달성되며, 상기 게이트 드라이버가 제 1 게이트 제어신호를 인가받은 경우에 게이트 라인 각각을 턴온하고 턴오프하는 타이밍과 제 2 게이트 제어신호를 인가받은 경우에 게이트 라인 각각을 턴온하고 턴오프하는 타이밍은 서로 다르다.
전기영동 표시장치, 터치
Description
본 발명은 터치형 전기영동 표시장치에 관한 것으로서, 특히 게이트 라인의 수를 최소화하여 게이트 드라이버의 수 또는 사이즈를 최소화할 수 있는 터치형 전기영동 표시장치에 관한 것이다.
전기영동 표시장치는 전압이 인가되는 한 쌍의 전극을 콜로이드 용액에 담그면 콜로이드 입자가 어느 한 쪽의 극성으로 이동하는 현상을 이용한 화상표시장치이다.
이와 같은 전기영동 표시장치는 종이나 플라스틱과 같이 얇고 구부리기 쉬운 베이스 필름에 투명도전막을 입혀 전기영동 부유입자를 구동하는 표시장치로서 책이나 신문 등 기존의 인쇄 매체를 대체할 차세대 전자종이(electric paper)로서 기대를 받고 있다.
이러한 전기영동 표시장치는 백라이트가 필요없고 유연성이 뛰어난 특징으로 인해 휴대에 편리한 장점이 있는데, 최근에는 터치 기능을 추가하여 휴대성을 더욱 부각시킨 모델에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 터치형 전기영동 표시장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시한 바와 같이 종래의 일반적인 터치형 전기영동 표시장치에 구비된 전기영동 패널은, 제 1 게이트 라인(GL11~GL1m)과 데이터 라인(DL1~DLn)이 교차하여 다수의 화소가 정의된 제 1 기판(1)과, 상기 제 1 기판(1)과 대향하도록 배치된 제 2 기판(미도시)으로 이루어진다.
도 2를 참조하면, 상기 제 1 기판(1)에는 제 1 게이트 라인(GL11~GL1m)과 나란한 다수의 제 2 게이트 라인(GL21~GL2m)이 형성되고, 데이터 라인(DL1~DLn)과 나란한 다수의 센싱 신호 라인(SL1~SLn)이 형성되며, 제 1 및 제 2 게이트 라인(GL11~GL1m, GL21~GL2m)과 나란한 다수의 제 1 및 제 2 터치구동전압 라인(3, 4)이 형성된다. 각 화소에는 구동 박막트랜지스터(TFT_D), 화소전극(5), 스위칭 박막트랜지스터(TFT_S), 포토 박막트랜지스터(TFT_P)가 형성된다.
상기 구동 박막트랜지스터(TFT_D)는 제 1 게이트 라인(GL11~GL1m)과 데이터 라인(DL1~DLn)에 연결되도록 형성되고, 상기 화소전극(5)은 해당 화소 내의 구동 박막트랜지스터(TFT_D)에 연결되도록 형성되며, 상기 스위칭 박막트랜지스터(TFT_S)는 제 2 게이트 라인(GL21~GL2m)과 센싱신호 라인(SL1~SLn)에 연결되도록 형성되고, 포토 박막트랜지스터(TFT_P)는 제 1 터치구동전압 라인(3)과 스위칭 박막트랜지스터(TFT_S)에 연결되도록 형성된다. 여기서, 포토 박막트랜지스터(TFT_P)는 광의 양에 따라 턴온/턴오프의 여부 또는 흐르는 전류량이 정해지는 소자이다.
도면에는 상세히 도시하지 않았지만, 상기 제 2 기판(미도시)에는 공통전극(미도시)이 형성되며, 제 1 기판(101)과 제 2 기판의 사이 영역에는 전기영동막(미 도시)이 형성된다.
도 1을 참조하면, 종래의 일반적인 터치형 전기영동 표시장치는 전기영동 패널을 구동하기 위한 구동부가 구비되는데, 상기 구동부는 타이밍 제어부(10), 제 1 게이트 드라이버(12a), 제 2 게이트 드라이버(12b), 데이터 드라이버(13), 리드아웃 드라이버(14)로 구성된다.
상기 타이밍 제어부(10)는 외부(예 : 시스템)에서 입력된 신호를 이용하여 게이트 제어신호를 발생하여 제 1 및 제 2 게이트 드라이버(12a, 12b)로 출력하고 데이터 제어신호를 발생하여 데이터 드라이버(13)로 출력하며, 외부(예 : 시스템)에서 입력된 화상 데이터를 재정렬한 화소 전압을 데이터 드라이버(13)로 출력한다.
상기 제 1 게이트 드라이버(12a)는 타이밍 제어부(10)로부터의 게이트 제어신호를 이용하여 제 1 게이트 라인(GL11~GL1m)을 구동하고, 제 2 게이트 드라이버(12b)는 타이밍 제어부(10)로부터의 게이트 제어신호를 이용하여 제 2 게이트 라인(GL21~GL2m)을 구동하며, 데이터 드라이버(13)는 타이밍 제어부(10)로부터 데이터 제어신호와 화소 전압을 입력받아 데이터 제어신호의 제어하에 화소 전압을 데이터 라인(DL1~DLn)에 공급한다.
그리고, 상기 리드아웃 드라이버(14)는 사용자의 터치에 의해 포토 박막트랜지스터(TFT_P)가 동작하여 해당 화소 내의 스위칭 박막트랜지스터(TFT_S) 및 센싱신호 라인(SL1~SLn)을 통해 센싱 신호가 전달되면 동작이 이루어진 포토 박막트랜지스터(TFT_P)의 위치, 즉 터치된 부분의 좌표를 검출한 터치 데이터를 타이밍 제 어부(10)로 출력한다. 이와 같은 터치 데이터를 전달받은 타이밍 제어부(10)는 사용자가 터치한 부분과 관련하여 화상을 변환하기 위한 화소 전압을 데이터 드라이버(13)에 공급하게 된다.
이와 같은 구성을 가지는 종래의 일반적인 터치형 전기영동 표시장치는, 터치 기능의 부여를 위해 구비된 포토 박막트랜지스터(TFT_P)를 구동하기 위한 제 2 게이트 라인(GL21~GL2m)이 추가로 형성됨으로써, 터치 기능이 없는 전기영동 표시장치에 비교하여 게이트 라인의 수가 월등히 많은 단점이 있으며, 제 2 게이트 라인(GL21~GL2m)을 구동하기 위한 제 2 게이트 드라이버(12b)를 별도로 더 구비해야한다는 단점이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 게이트 라인의 수가 최소화되고 게이트 드라이버의 수 또는 사이즈가 최소화된 터치형 전기영동 표시소자를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수 개의 게이트 라인과 다수 개의 데이터 라인이 교차하여 다수의 화소가 정의된 제 1 기판; 상기 제 1 기판 상에 데이터 라인과 나란하게 형성된 다수 개의 센싱신호 라인; 상기 게이트 라인과 나란하게 형성된 다수 개의 제 1 터치구동전압 라인; 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 연결되도록 각 화소마다 형성된 구동 박막트랜지스터; 상기 구동 박막트랜지스터에 연결되도록 각 화소마다 형성된 화소전극; 상기 센싱신호 라인과 게이트 라인에 연결되도록 각 화소마다 형성된 스위칭 박막트랜지스터; 상기 제 1 터치구동전압 라인과 스위칭 박막트랜지스터에 연결되도록 각 화소 내에 형성되며, 터치 인식을 위한 포토 박막트랜지스터; 상기 제 1 기판과 대향하여 합착된 제 2 기판; 상기 제 2 기판 상에 형성된 공통전극; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 전기영동막; 상기 포토 박막트랜지스터가 동작하여 해당 화소 내의 스위칭 박막트랜지스터 및 센싱신호 라인을 통해 센싱 신호가 전달되면 동작이 이루어진 포토 박막트랜지스터의 위치를 검출하여 터치 데이터를 출력하는 리드아웃 드라이버; 상기 리드아웃 드라이버로부터 터치 데이터가 입력되지 않을 시에는 터치모드 동작 을 지시하는 제 2 게이트 제어신호를 출력하고, 상기 리드아웃 드라이버로부터 터치 데이터를 입력받아 터치가 이루어졌다고 판단되면 화상을 변환하기 위한 구동모드 동작을 지시하는 제 1 게이트 제어신호를 출력하는 게이트 제어신호 발생부; 및 상기 게이트 제어신호 발생부로부터 제 1 게이트 제어신호 또는 제 2 게이트 제어신호를 입력받아 게이트 라인을 구동하는 게이트 드라이버; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 게이트 드라이버가 제 1 게이트 제어신호를 인가받은 경우에 게이트 라인 각각을 턴온하고 턴오프하는 타이밍과 제 2 게이트 제어신호를 인가받은 경우에 게이트 라인 각각을 턴온하고 턴오프하는 타이밍은 서로 다르다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치형 전기영동 표시소자는, 리드아웃 드라이버로부터 터치 데이터를 입력받아 터치가 이루어졌다고 판단되면 게이트 드라이버에 제 1 게이트 시프트 클럭과 제 1 게이트 스타트 펄스를 공급하여 게이트 드라이버가 게이트 라인을 구동 모드에 적합한 타이밍으로 구동하도록하고 그 외에는 게이트 드라이버에 제 2 게이트 시프트 클럭과 제 2 게이트 스타트 펄스를 공급하여 게이트 드라이버가 게이트 라인을 터치 모드에 적합한 타이밍으로 구동하도록 하는 게이트 제어신호 발생부가 구비되므로, 게이트 라인의 수가 최소화되는 장점이 있으며, 게이트 드라이버의 수 또는 사이즈가 최소화되는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치형 전기영동 표시소자는, 다수 개의 게이트 라인(GL1~GLm)과 다수 개의 데이터 라인(DL1~DLn)이 교차하여 다수의 화소가 정의된 제 1 기판(101); 상기 제 1 기판(101) 상에 데이터 라인(DL1~DLn)과 나란하게 형성된 다수 개의 센싱신호 라인(SL1~SLn); 상기 게이트 라인(GL1~GLm)과 나란하게 형성된 다수 개의 제 1 터치구동전압 라인(103); 상기 게이트 라인(GL1~GLm)과 데이터 라인(DL1~DLn)에 연결되도록 각 화소마다 형성된 구동 박막트랜지스터(TFT_D); 상기 구동 박막트랜지스터(TFT_D)에 연결되도록 각 화소마다 형성된 화소전극(105); 상기 센싱신호 라인(SL1~SLn)과 게이트 라인(GL1~GLm)에 연결되도록 각 화소마다 형성된 스위칭 박막트랜지스터(TFT_S); 상기 제 1 터치구동전압 라인(103)과 스위칭 박막트랜지스터(TFT_S)에 연결되도록 각 화소 내에 형성되며, 터치 인식을 위한 포토 박막트랜지스터(TFT_P); 상기 제 1 기판(101)과 대향하여 합착된 제 2 기판(102); 상기 제 2 기판(102) 상에 형성된 공통전극(106); 상기 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 사이에 형성된 전기영동막(107); 상기 포토 박막트랜지스터(TFT_P)가 동작하여 해당 화소 내의 스위칭 박막트랜지스터(TFT_S) 및 센싱신호 라인(SL1~SLn)을 통해 센싱 신호가 전달되면 동작이 이루어진 포토 박막트랜지스터(TFT_P)의 위치를 검출하여 터치 데이터(S_tch)를 출력하는 리드아웃 드라이버(114); 상기 리드아웃 드라이버(114)로부터 터치 데이터(S_tch)가 입력되지 않을 시에는 터치모드(touch mode) 동작을 지시하는 제 2 게이트 제어신호(GSC_2, GSP_2)를 출력하고, 상기 리드아웃 드라이버(114)로부터 터치 데이터(S_tch)를 입력받아 터치가 이루어졌다고 판단되면 화상을 변환하기 위한 구동모드(driving mode) 동작을 지시하는 제 1 게이트 제어신호(GSC_1, GSP_1)를 출력하는 게이트 제어신호 발생부(111); 및 상기 게이트 제어신호 발생부(111)로부터 제 1 게이트 제어신호(GSC_1, GSP_1) 또는 제 2 게이트 제어신호(GSC_2, GSP_2)를 입력받아 게이트 라인(GL1~GLm)을 구동하는 게이트 드라이버(GSC_2, GSP_2112); 를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 게이트 드라이버(112)가 제 1 게이트 제어신호(GSC_1, GSP_1)를 인가받은 경우에 게이트 라인(GL1~GLm) 각각을 턴온하고 턴오프하는 타이밍과 제 2 게이트 제어신호(GSC_2, GSP_2)를 인가받은 경우에 게이트 라인(GL1~GLm) 각각을 턴온하고 턴오프하는 타이밍은 서로 다르다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치형 전기영동 표시장치는 상부기판인 제 1 기판(101)과 하부기판인 제 2 기판(102)으로 이루어진 전기영동 패널이 구비되며, 상기 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 사이에는 전기영동막(107)이 형성된다.
도 5를 참조하면, 상기 전기영동막(107)은 폴리머중합체(polymer binder)에 전자잉크가 캡슐(107a)을 형성하고 있는 것으로, 상기 캡슐(107a) 내에 분포하는 전자잉크는 화이트 잉크(107a2)와 블랙 잉크(107a1)로 이루어져 있으며, 화이트 잉크(107a2)와 블랙 잉크(107a1)는 서로 다른 극성으로 대전되어 있다. 즉, 화이트 잉크(107a2)가 양(+)전하로 대전되어 있고 블랙 잉크(107a1)가 음(-)전하로 대전되 어 있거나, 또는 화이트 잉크(107a2)가 음전하로 대전되어 있고 블랙 잉크(107a1)가 양전하로 대전되어 있다. 이하의 설명에 있어서는 화이트 잉크(107a2)는 양전하로 대전되어 있고 블랙 잉크(107aq)는 음전하로 대전된 경우를 예로 하겠다.
도 3과 도 4를 참조하면, 상기 제 1 기판(101)에는 다수(예 : m개)의 게이트 라인(GL1~GLm)과 다수(예 : n개)의 데이터 라인(DL1~DLn)이 교차하도록 형성되어 다수의 화소가 정의되며, 상기 다수의 화소는 다수의 수평 화소열을 이룬다. 이때, 상기 게이트 라인(GL1~GLm)은 상기 다수의 수평 화소열의 사이에 하나씩 형성됨과 동시에 첫번째 수평화소열의 상부에 하나 더 추가로 형성된다.
그리고, 상기 제 1 기판(101) 상에는 데이터 라인(DL1~DLn)과 나란한 다수(예 : [n]개)의 센싱신호 라인(SL1~SLn)이 형성되고, 게이트 라인(GL1~GLm)과 나란한 다수(예 : [m-1]개)의 제 1 터치구동전압 라인(103) 및 제 2 터치구동전압 라인(104)이 형성된다.
도 4를 참조하면, 상기 제 1 기판(101)의 각 화소의 게이트 라인(GL1~GLm)과 데이터 라인(DL1~DLn)이 교차하는 영역에는 구동 박막트랜지스터(TFT_D) 및 구동 박막트랜지스터(TFT_D)에 연결된 화소전극(105)이 형성되는데, 이러한 구동 박막트랜지스터(TFT_D)는 게이트 전극이 게이트 라인(GL1~GLm)에 접속되고 소스 전극이 데이터 라인(DL1~Dln)에 접속되며 드레인 전극이 화소전극(105)에 연결된다.
그리고, 상기 제 1 기판(101)의 각 화소에는 제 1 터치구동전압 라인(103)과 스위칭 박막트랜지스터(TFT_S)에 연결된 포토 박막트랜지스터(TFT_P)가 형성되는데, 이러한 포토 박막트랜지스터(TFT_P)의 게이트 전극은 제 2 터치구동전압 라 인(104)에 접속되고 소스 전극은 제 1 터치구동전압 라인(103)에 접속되며 드레인 전극은 스위칭 박막트랜지스터(TFT_S)의 소스 전극에 연결된다. 상기 포토 박막트랜지스터(TFT_P)는 빛의 양에 따라 온/오프의 여부 또는 흐르는 전류량이 정해지는 소자이다.
상기 스위칭 박막 트랜지스터(TFT_S)는 게이트 전극이 게이트 라인(GL1~GLm)에 접속되고 소스 전극이 상기에 언급한 바와 같이 포토 박막트랜지스터(TFT_P)의 드레인 전극에 연결되고 드레인 전극이 센싱신호 라인(SL1~SLn)에 연결된다. 더욱 상세히, 상기 스위칭 박막 트랜지스터(TFT_S)의 게이트 전극은 자신이 소속된 수평화소열의 상부에 형성된 게이트 라인(GL1~GL[m-1])에 접속된다.
도 5를 참조하면, 상기 화소전극(105)과 제 1 터치구동전압 라인(103)은 절연막을 사이에 두고 제 1 스토리지 커패시터(Cst1)를 형성하며, 상기 제 2 터치구동전압 라인(104)과 포토 박막트랜지스터(TFT_P)의 드레인 전극은 절연막을 사이에 두고 제 2 스토리지 커패시터(Cst2)를 형성한다.
도 5를 참조하면, 상기 제 2 기판(102)에는 공통전극(106)이 형성되며, 공통전극(106)에는 공통전압(Vcom)이 공급된다. 상기 제 1 기판(101)의 화소전극(105)에 음(+) 전위의 화소전압이 인가되면 상기 공통전극(106)은 상대적으로 양(+) 전위를 가지게 되어 양전하의 화이트 잉크(107a2)는 화소전극(105) 쪽으로 이동하고 음전하의 블랙 잉크(107a1)는 공통전극(106) 쪽으로 이동하게 되어 블랙을 구현하고, 제 1 기판(101)의 화소전극(105)에 양 전위의 전압이 인가되면 상기 공통전극(106)은 상대적으로 음 전위를 가지게 되어 양전하의 화이트 잉크(107a2)는 공통 전극(106) 쪽으로 이동하고 음전하의 블랙 잉크(107a1)는 화소전극(105) 쪽으로 이동하게 되어 화이트를 구현한다. 다수의 각 화소는 이와 같은 원리로 구동되며 그 결과로서 전기영동 패널에는 화상이 구현되게 된다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치형 전기영동 표시장치는 전기영동 패널을 구동하기 위한 구동부가 마련되는데, 상기 구동부는 타이밍 제어부(110), 데이터 드라이버(113), 리드아웃 드라이버(114), 게이트 제어신호 발생부(111), 게이트 드라이버(112) 및 전원부(미도시)를 포함하여 구성된다.
상기 타이밍 제어부(110)는 외부(예 : 시스템)로부터 수평동기신호(Hsync)와 수직동기신호(Vsync) 등을 입력받아 데이터 드라이버(113)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 소스 스타트 펄스(Sourse Start Pulse ; SSP), 소스 시프트 클럭(Sourse Shift Clock ; SSC), 소스 출력 이네이블 신호(Sourse Output Enable ; SOE), 데이터 극성 선택(Data Reverse ; REV) 및 극성제어 신호(Polarity ; POL) 등의 데이터 제어신호를 발생하며, 외부로부터 입력받은 화상 데이터를 재정렬한 화소 전압을 출력한다. 그리고, 상기 타이밍 제어부(110)는 리드아웃 드라이버(114)로부터 터치 데이터(S_tch)를 입력받으면 사용자가 터치한 부분과 관련하여 화상을 변환하기 위한 화소 전압을 출력한다.
도 3을 참조하면, 상기 데이터 드라이버(113)는 타이밍 제어부(110)로부터 데이터 제어신호 및 화소 전압을 공급받아, 데이터 제어신호의 제어하에 데이터 라인(DL1~DLn)에 화소 전압을 공급한다.
상기 리드아웃 드라이버(114)는 사용자가 전기영동 패널을 터치하여 터치된 부분의 광량이 변화함에 의해 포토 박막트랜지스터(TFT_P)가 동작하여 해당 화소 내의 스위칭 박막트랜지스터(TFT_S) 및 센싱신호 라인(SL1~SLn)을 통해 센싱 신호가 전달된 경우에는 동작이 이루어진 포토 박막트랜지스터(TFT_P)의 위치를 검출하여 터치 데이터(S_tch)를 출력하게 된다. 이때, 상기 터치 데이터(S_tch)는 터치된 부분의 좌표를 포함하여 이루어질 수 있을 것이다.
그리고, 상기 게이트 제어신호 발생부(111)는 리드아웃 드라이버(114)로부터 터치 데이터(S_tch)를 입력받아서 터치가 이루어졌다고 판단되면 화상을 변환하기 위한 구동모드(driving mode) 동작을 지시하는 제 1 게이트 제어신호(GSC_1, GSP_1)를 출력하고 그 외에는 터치모드(touch mode) 동작을 지시하는 제 2 게이트 제어신호(GSC_2, GSP_2)를 출력한다. 이와 같은 게이트 제어신호 발생부(111)는 타이밍 제어부(110)의 외부 또는 내부에 배치될 수 있는데, 본 발명을 설명함에 있어서는 타이밍 제어부(110)의 외부에 배치된 경우를 예로 하겠으며, 게이트 제어신호 발생부(111)의 구체적인 구성은 도 6을 참조하여 아래에서 상세히 설명하도록 한다.
도 3을 참조하면, 상기 게이트 드라이버(112)는 게이트 제어신호 발생부(111)로부터 제 1 게이트 제어신호(GSC_1, GSP_1)를 인가받은 경우에는 화상을 변환하기 위한 구동모드(driving mode)로 게이트 라인(GL1~GLm)을 구동하고 제 2 게이트 제어신호(GSC_2, GSP_2)를 인가받은 경우에는 사용자의 터치를 인식하기 위한 터치 모드(touch mode)로 게이트 라인(GL1~GLm)을 구동하는데, 게이트 드라이버(112)가 제 1 게이트 제어신호(GSC_1, GSP_1)를 인가받은 경우에 게이트 라 인(GL1~GLm) 각각을 턴온하고 턴오프하는 타이밍과 제 2 게이트 제어신호(GSC_2, GSP_2)를 인가받은 경우에 게이트 라인(GL1~GLm) 각각을 턴온하고 턴오프하는 타이밍은 서로 다르다.
도면에 상세히 도시하지는 않았지만, 상기 전원부(미도시)는 게이트 드라이버(112), 데이터 드라이버(113), 리드아웃 드라이버(114)를 구동하기 위한 각종 전압을 발생한다. 특히, 상기 전원부는 제 1 터치구동전압 라인(103)에 소정 전위(예 : 12V)의 제 1 터치구동 전압을 공급하고 제 2 터치구동전압 라인(103)에 소정 전위(예 : 0V)의 제 2 터치구동 전압을 공급한다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치형 전기영동 표시소자는 상기에 언급한 바와 같이 터치 모드(touch mode)와 구동 모드(driving mode)로 구분되어 구동되는데, 터치 모드는 사용자의 터치를 인식하기 위한 모드이고, 구동 모드는 터치 모드 시에 사용자가 전기영동 패널을 터치한 경우에 전기영동 패널에 표시되는 화상을 바꾸는 동작을 수행하는 모드이다.
즉, 상기 게이트 제어신호 발생부(111)는 터치 모드(touch mode) 시에 게이트 드라이버(112)에 제 2 게이트 제어신호(GSC_2, GSP_2)를 공급하여 다수의 게이트 라인(GL1~GLm)이 터치 모드에 적합한 타이밍으로 하나씩 차례로 턴온되고 턴오프되도록 하고, 상기 게이트 제어신호 발생부(111)는 구동 모드(driving mode) 시에 게이트 드라이버(112)에 제 1 게이트 제어신호(GSC_1, GSP_1)를 공급하여 다수의 게이트 라인(GL1~GLm)이 구동 모드에 적합한 타이밍으로 하나씩 차례로 턴온되고 턴오프되도록 한다. 이와 같은 구동과 관련한 상세한 설명은 이하에서 게이트 제어신호 발생부(111)에 대한 상세한 설명과 함께 하도록 한다.
이하, 도 3 내지 도 5를 비롯하여 도 6을 참조하여 상기 게이트 제어신호 발생부(111)에 대하여 구체적으로 설명하도록 하겠다.
도 6을 참조하면, 상기 게이트 제어신호 발생부(111)는, 외부로부터 입력된 신호들을 이용하여 제 1 게이트 시프트 클럭(GSC_1) 및 제 1 게이트 스타트 펄스(GSP_1)를 발생하는 제 1 제어신호 발생부(111a1); 외부로부터 입력된 신호들을 이용하여 제 2 게이트 시프트 클럭(GSC_2) 및 제 2 게이트 스타트 펄스(GSP_2)를 발생하는 제 2 제어신호 발생부(111b); 상기 리드아웃 드라이버(114)로부터 터치 데이터(S_tch)가 입력되지 않을 시에는 터치모드 스위칭 신호(S_tm)를 발생하고, 리드아웃 드라이버(114)로부터 터치 데이터(S_tch)를 입력받아 분석하여 터치가 이루어졌다고 판단되면 구동모드 스위칭 신호(S_dm)를 발생하는 터치 데이터 분석부(111c); 및 상기 터치 데이터 분석부(111c)로부터 구동모드 스위칭 신호(S_dm)를 인가받은 경우에는 제 1 게이트 제어신호 발생부(111a)의 제 1 게이트 시프트 클럭(GSC_1)과 제 1 게이트 스타트 펄스(GSP_1)가 게이트 드라이버(112)로 출력되도록 스위칭하고 터치모드 스위칭 신호(S_tm)를 인가받은 경우에는 제 2 게이트 제어신호 발생부(111b)의 제 2 게이트 시프트 클럭(GSC_2)과 제 2 게이트 스타트 펄스(GSP_2)가 게이트 드라이버(112)로 출력되도록 스위칭하는 스위칭부(111d); 를 포함하여 구성된다.
도 6을 참조하면, 상기 제 1 게이트 제어신호 발생부(111a)는, 외부로부터 지속적으로 입력되는 제 1 클럭신호(CLK_1)를 소정 횟수만큼 카운터하여 제 2 클럭신호(CLK_2)를 출력하는 제 1 클럭 카운터(111a1)와, 외부로부터 입력된 수평동기 신호(Hsync) 및 제 1 클럭 카운터(111a1)로부터 입력된 제 2 클럭신호(CLK_2)를 이용하여 제 1 게이트 시프트 클럭(GSC_1)을 발생하는 제 1 게이트 시프트 클럭 발생부(111a2)와, 외부로부터 입력된 수직동기 신호(Vsync)신호를 이용하여 제 1 게이트 스타트 펄스(GSP_1)를 발생하는 제 1 게이트 스타트 펄스 발생부(111a3)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 제 1 게이트 시프트 클럭(GSC_1)의 클럭 폭은, 제 1 게이트 시프트 클럭(GSC_1)을 입력받아서 게이트 라인(GL1~GLm)을 구동하는 게이트 드라이버(112)가 게이트 라인(GL1~GLm)을 전기영동 패널의 화상을 바꾸는 구동 모드(driving mode)에 적합한 타이밍으로 구동할 수 있도록 설계되는 것이 바람직하다. 이는, 구동 모드 시에 게이트 드라이버(112)가 게이트 라인(GL1~GLm)을 턴온하고 턴오프하는 타이밍이 제 1 게이트 시프트 클럭(GSC_1)의 클럭 폭에 의해 결정되기 때문이다.
그리고, 상기 제 1 클럭 카운터(110a1)가 제 2 클럭신호(CLK_2)를 발생하기 위하여 제 1 클럭신호(CLK_1)를 카운터하는 횟수는 제 1 게이트 시프트 클럭 발생부(111a2)에서 구동 모드(driving mode)에 적합한 클럭 폭의 제 1 게이트 시프트 클럭(GSC_1)을 발생할 수 있도록 설계되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제 2 게이트 제어신호 발생부(111b)는, 외부로부터 지속적으로 입력되는 제 1 클럭신호(CLK_1)를 소정 횟수만큼 카운터하여 제 3 클럭신호(CLK_3) 를 출력하는 제 2 클럭 카운터(111b1)와, 외부로부터 입력된 수평동기 신호(Hsync) 및 제 2 클럭 카운터(111b1)로부터 입력된 제 3 클럭신호(CLK_3)를 이용하여 제 2 게이트 시프트 클럭(GSC_2)을 발생하는 제 1 게이트 시프트 클럭 발생부(111b2)와, 외부로부터 입력된 수직동기 신호(Vsync)신호를 이용하여 제 2 게이트 스타트 펄스(GSP_2)를 발생하는 제 2 게이트 스타트 펄스 발생부(111b3)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 제 2 게이트 시프트 클럭(GSC_2)의 클럭 폭은, 제 2 게이트 시프트 클럭(GSC_2)을 입력받아서 게이트 라인(GL1~GLm)을 구동하는 게이트 드라이버(112)가 게이트 라인(GL1~GLm)을 사용자의 터치 인식을 위한 터치 모드(touch mode)에 적합한 타이밍으로 구동할 수 있도록 설계되는 것이 바람직하다. 이는, 터치 모드(touch mode) 시에 게이트 드라이버(112)가 게이트 라인(GL1~GLm)을 턴온하고 턴오프하는 타이밍은 제 2 게이트 시프트 클럭(GSC_2)의 클럭 폭에 의해 결정되기 때문이다.
그리고, 상기 제 2 클럭 카운터(111b1)가 제 3 클럭신호(CLK_3)를 발생하기 위하여 제 1 클럭신호(CLK_1)를 카운터하는 횟수는 제 1 클럭 카운터(111a1)가 제 2 클럭신호(CLK_2)를 발생하기 위하여 제 1 클럭신호(CLK_1)를 카운터하는 횟수와는 다르다. 즉, 상기 제 2 클럭 카운터(111b1)가 제 3 클럭신호(CLK_3)를 발생하기 위하여 제 1 클럭신호(CLK_1)를 카운터하는 횟수는 제 2 게이트 시프트 클럭 발생부(111b2)에서 제 2 클럭신호(CLK_2)를 이용하여 터치 모드(touch mode)에 적합한 클럭 폭의 제 2 게이트 시프트 클럭(GSC_2)을 발생할 수 있도록 설계되는 것이 바 람직하다.
도 6을 참조하면, 상기 터치 데이터 분석부(111c)는 리드아웃 드라이버(114)에서 공급된 터치 데이터(S_tch)를 분석하여 터치가 이루어졌다고 판단되면 구동 모드 스위칭 신호(S_dm)를 발생하고 그 외에는 터치 모드 스위칭 신호(S_tm)를 발생한다.
그리고, 상기 터치 데이터 분석부(111c)는 전기영동 패널의 초기 구동 시에는 초기 화상을 표시하기 위한 구동 시작 신호(S_ds)가 입력되는데, 이러한 구동 시작 신호(S_ds)는 도 6에 도시한 바와 같이 외부(예 : 시스템)에서 입력되거나 또는 게이트 제어신호 발생부(111)의 내부에서 생성될 수도 있다.
도 6을 참조하면, 상기 스위칭부(111d)는, 터치 데이터 분석부(111c)로부터 구동모드 스위칭 신호(S_dm)를 인가받은 경우에는 제 1 게이트 제어신호 발생부(111a)에서 발생된 제 1 게이트 시프트 클럭(GSC_1)과 제 1 게이트 스타트 펄스(GSP_1)가 게이트 드라이버(112)로 출력되도록 스위칭하고, 터치 데이터 분석부(111c)로부터 터치모드 스위칭 신호(S_tm)를 인가받은 경우에는 제 2 게이트 제어신호 발생부(111b)에서 발생된 제 2 게이트 시프트 클럭(GSC_2)과 제 2 게이트 스타트 펄스(GSP_2)가 게이트 드라이버(112)로 출력되도록 스위칭한다.
이와 같은 구성을 가지는 게이트 제어신호 발생부(111)는, 리드아웃 드라이버로(114)부터 터치 데이터(S_tch)를 입력받아 터치가 이루어졌다고 판단되면 게이트 드라이버(112)에 제 1 게이트 시프트 클럭(GSC_1)과 제 1 게이트 스타트 펄스(GSP_1)를 공급하여 게이트 드라이버(112)가 게이트 라인(GL1~GLm)을 구동 모 드(driving mode)에 적합한 타이밍으로 구동하도록 하고, 그 외에는 게이트 드라이버(112)에 제 2 게이트 시프트 클럭(GSC_2)과 제 2 게이트 스타트 펄스(GSP_2)를 공급하여 게이트 드라이버(112)가 게이트 라인(GL1~GLm)을 터치 모드(touch)에 적합한 타이밍으로 구동하도록 함으로써, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치형 전기영동 표시장치는 종래의 경우에 비교하여 게이트 라인(GL1~GLm)의 수가 대폭 줄어드는 장점이 있으며, 이에 더하여 게이트 드라이버(112)의 수 또는 사이즈가 최소화되는 장점도 있다.
도 1은 종래의 일반적인 터치형 전기영동 표시장치를 나타낸 블록도.
도 2는 도 1의 제 1 기판에 정의된 화소 구조를 나타낸 회로도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치형 전기영동 표시장치를 나타낸 블록도.
도 4는 도 3의 전기영동 패널에 정의된 화소 구조를 나타낸 회로도.
도 5는 도 3의 전기영동 패널의 단면의 모습을 나타낸 단면도.
도 6은 도 3의 게이트 제어신호 발생부의 구성을 상세히 도시한 블록도.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
101 : 제 1 기판 102 : 제 2 기판
103 : 제 1 터치구동전압 라인 104 : 제 2 터치구동전압 라인
105 : 화소전극 106 : 공통전극
107 : 전기영동막 110 : 타이밍 제어부
111 : 게이트 제어신호 발생부
111a : 제 1 게이트 제어신호 발생부 111a1 : 제 1 클럭 카운터
111a2 : 제 1 게이트 시프트 클럭 발생부 111a3 : 제 1 게이트 시프트 펄스 발생부
111b : 제 2 게이트 제어신호 발생부 111b1 : 제 2 클럭 카운터
111b2 : 제 2 게이트 시프트 클럭 발생부 111b3 : 제 2 게이트 시프트 펄스 발생부
111c : 터치 데이터 분석부 111d : 스위칭부
112 : 게이트 드라이버
113 : 데이터 드라이버 114 : 리드아웃 드라이버
Claims (8)
- 다수 개의 게이트 라인과 다수 개의 데이터 라인이 교차하여 다수의 화소가 정의된 제 1 기판;상기 제 1 기판 상에 데이터 라인과 나란하게 형성된 다수 개의 센싱신호 라인;상기 게이트 라인과 나란하게 형성된 다수 개의 제 1 터치구동전압 라인;상기 게이트 라인과 데이터 라인에 연결되도록 각 화소마다 형성된 구동 박막트랜지스터;상기 구동 박막트랜지스터에 연결되도록 각 화소마다 형성된 화소전극;상기 센싱신호 라인과 게이트 라인에 연결되도록 각 화소마다 형성된 스위칭 박막트랜지스터;상기 제 1 터치구동전압 라인과 스위칭 박막트랜지스터에 연결되도록 각 화소 내에 형성되며, 터치 인식을 위한 포토 박막트랜지스터;상기 제 1 기판과 대향하여 합착된 제 2 기판;상기 제 2 기판 상에 형성된 공통전극;상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 전기영동막;상기 포토 박막트랜지스터가 동작하여 해당 화소 내의 스위칭 박막트랜지스터 및 센싱신호 라인을 통해 센싱 신호가 전달되면 동작이 이루어진 포토 박막트랜지스터의 위치를 검출하여 터치 데이터를 출력하는 리드아웃 드라이버;상기 리드아웃 드라이버로부터 터치 데이터가 입력되지 않을 시에는 터치모드 동작을 지시하는 제 2 게이트 제어신호를 출력하고, 상기 리드아웃 드라이버로부터 터치 데이터를 입력받아 터치가 이루어졌다고 판단되면 화상을 변환하기 위한 구동모드 동작을 지시하는 제 1 게이트 제어신호를 출력하는 게이트 제어신호 발생부; 및상기 게이트 제어신호 발생부로부터 제 1 게이트 제어신호 또는 제 2 게이트 제어신호를 입력받아 게이트 라인을 구동하는 게이트 드라이버;를 포함하여 구성되며,상기 게이트 드라이버가 제 1 게이트 제어신호를 인가받은 경우에 게이트 라인 각각을 턴온하고 턴오프하는 타이밍과 제 2 게이트 제어신호를 인가받은 경우에 게이트 라인 각각을 턴온하고 턴오프하는 타이밍은 서로 다른 것을 특징으로 하는 터치형 전기영동 표시장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 기판에는 제 1 터치구동전압 라인과 나란하게 형성된 n개의 제 2 터치구동전압 라인이 추가로 형성되며,상기 구동 박막트랜지스터의 게이트 전극은 게이트 라인에 연결되고 소스 전극은 데이터 라인에 연결되고 드레인 전극은 화소전극에 연결되며,상기 화소전극과 제 1 터치구동전압 라인은 절연막을 사이에 두고 제 1 스토리지 커패시터를 형성하는 것을 특징으로 하는 터치형 전기영동 표시장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 기판에는 제 1 터치구동전압 라인과 나란하게 형성된 n개의 제 2 터치구동전압 라인이 추가로 형성되며,상기 포토 박막트랜지스터의 게이트 전극은 제 2 터치구동전압 라인에 접속되고 소스 전극은 제 1 터치구동전압 라인에 접속되고 드레인 전극은 스위칭 박막트랜지스터의 소스 전극에 연결되며,상기 제 2 터치 구동전압 라인과 포토 박막트랜지스터의 드레인 전극은 절연막을 사이에 두고 제 2 스토리지 커패시터를 형성하는 것을 특징으로 하는 터치형 전기영동 표시장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭 박막트랜지스터는 게이트 전극이 게이트 라인에 접속되고 소스 전극이 포토 박막트랜지스터의 드레인 전극에 연결되고 드레인 전극이 센싱신호 라인에 연결된 것을 특징으로 하는 터치형 전기 영동 표시장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 기판에 정의된 다수의 화소는 다수의 수평화소열을 이루고,게이트 라인은 상기 다수의 수평화소열의 사이에 하나씩 형성됨과 동시에 첫 번째 수평화소열의 상부에 하나 더 추가로 형성되며,상기 스위칭 박막 트랜지스터의 게이트 전극은 자신이 소속된 수평화소열의 상부에 형성된 게이트 라인에 접속되고 소스 전극은 포토 박막트랜지스터의 드레인 전극에 연결되고 드레인 전극은 센싱신호 라인에 연결된 것을 특징으로 하는 터치 형 전기 영동 표시장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 게이트 제어신호 발생부는,외부로부터 입력된 신호들을 이용하여 제 1 게이트 시프트 클럭(GSC_1)과 제 1 게이트 스타트 펄스(GSP_1)를 발생하는 제 1 제어신호 발생부;외부로부터 입력된 신호들을 이용하여 제 2 게이트 시프트 클럭(GSC_2)과 제 2 게이트 스타트 펄스(GSP_2)를 발생하는 제 2 제어신호 발생부;상기 리드아웃 드라이버로부터 터치 데이터가 입력되지 않을 시에는 터치모드 스위칭 신호(S_tm)을 발생하고, 리드아웃 드라이버로부터 터치 데이터를 입력받아 분석하여 터치가 이루어졌다고 판단한 경우에 구동모드 스위칭 신호(S_dm)를 발생하는 터치 데이터 분석부; 및상기 터치데이터 분석부로부터 구동모드 스위칭 신호를 인가받은 경우에는 제 1 게이트 제어신호 발생부의 제 1 게이트 시프트 클럭(GSC_1)과 제 1 게이트 스타트 펄스(GSP_1)가 게이트 드라이버로 출력되도록 스위칭하고, 터치모드 스위칭 신호를 입력받은 경우에는 제 2 게이트 제어신호 발생부의 제 2 게이트 시프트 클럭(GSC_2)과 제 2 게이트 스타트 펄스(GSP_2)가 게이트 드라이버로 출력되도록 스위칭하는 스위칭부;를 포함하여 구성되며,상기 제 1 게이트 시프트 클럭의 클럭 폭과 제 2 게이트 시프트 클럭의 클럭 폭은 서로 다른 것을 특징으로 하는 터치형 전기영동 표시장치.
- 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 게이트 제어신호 발생부는,외부로부터 지속적으로 입력되는 제 1 클럭신호를 소정 횟수 카운터하여 제 2 클럭신호를 출력하는 제 1 클럭 카운터;외부로부터 입력된 수평동기 신호(Hsync) 및 제 1 클럭 카운터로부터 입력된 제 2 클럭신호를 이용하여 제 1 게이트 시프트 클럭(GSC_1)을 발생하는 제 1 게이트 시프트 클럭 발생부; 및외부로부터 입력된 수직동기 신호(Vsync)신호를 이용하여 제 1 게이트 스타트 펄스(GSP_1)를 발생하는 제 1 게이트 스타트 펄스 발생부;를 포함하여 구성되며,상기 제 2 게이트 제어신호 발생부는,외부로부터 지속적으로 입력되는 제 1 클럭신호를 소정 횟수 카운터하여 제 3 클럭신호를 출력하는 제 2 클럭 카운터;외부로부터 입력된 수평동기 신호(Hsync) 및 제 2 클럭 카운터로부터 입력된 제 3 클럭신호를 이용하여 제 2 게이트 시프트 클럭(GSC_2)을 발생하는 제 1 게이트 시프트 클럭 발생부; 및외부로부터 입력된 수직동기 신호(Vsync)신호를 이용하여 제 2 게이트 스타트 펄스(GSP_2)를 발생하는 제 2 게이트 스타트 펄스 발생부;를 포함하여 구성되며,상기 제 1 클럭 카운터가 제 2 클럭신호를 발생하기 위하여 제 1 클럭신호를 카운터하는 횟수와 제 2 클럭 카운터가 제 3 클럭신호를 발생하기 위하여 제 1 클럭신호를 카운터하는 횟수는 서로 다른 것을 특징으로 하는 터치형 전기영동 표시장치.
- 제 6 항에 있어서, 초기 구동 시에 상기 게이트 제어신호 발생부의 터치 데이터 분석부에는 구동모드 동작을 위한 구동 시작 신호(S_ds)가 입력되며,상기 터치 데이터 분석부는 상기 구동 시작 신호가 입력되면 구동모드 스위칭 신호(S_dm)를 스위칭부로 출력하는 것을 특징으로 하는 터치형 전기영동 표시장치.
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