KR20100075328A - 터치형 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치형 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 터치 박막 트랜지스터의 누설전류에 기인한 터치 인식 오류의 발생이 최소화된 터치형 액정표시장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 다수 개의 화소가 정의되며, 상기 다수 개의 화소는 다수의 수평 화소열 및 수직 화소열을 이루는 제 1 기판; 상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판; 상기 제 2 기판 상에 형성된 공통전극; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 액정층; 상기 제 1 기판 상의 각 화소에 형성되어 액정층을 사이에 두고 공통전극과 액정 커패시터를 이루는 화소전극; 상기 제 1 기판 상의 다수의 화소 중에 일부 화소 또는 전체 화소에 형성되어 액정층을 사이에 두고 공통전극과 터치 커패시터를 이루는 터치전극; 상기 각 화소 내의 터치전극에 접속되는 터치 박막 트랜지스터; 및 상기 각 수직 화소열마다 하나씩 구비되며, 상기 각 수직 화소열을 이루는 화소 내의 터치 전극에 터치 박막 트랜지스터를 통해 접속되어 외부 압력에 의한 상기 터치 커패시터의 변화에 상응하는 전류에 의한 전하량을 적분 커패시터에 축적하여 출력하는 적분회로; 를 포함하여 구성되며, 상기 각 수평 화소열은 제 1 내지 제 r 블록으로 정의되고, 상기 터치 박막 트랜지스터는 제 1 블록에서부터 제 r 블록까지 수평 화소열 단위로 순차적으로 구동된다. (여기서 r은 2보다는 크고, 수평 화소열 수의 1/2보다는 작은 자연수.)
터치, 액정표시장치, 누설 전류

Description

터치형 액정표시장치{TOUCH TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 터치형 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 터치 박막 트랜지스터의 누설전류에 기인한 터치 인식 오류의 발생이 최소화된 터치형 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 전자 기술의 급속한 발전에 따라 다양한 기능이 부여된 표시장치에 대한 사용자의 기대가 높아지고 있으며, 이와 같은 사용자의 기대에 부응하여 터치 기능이 부여됨으로써 마우스 등의 외부 입력 장치없이도 화상의 변환이 가능한 터치형 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래의 일반적인 터치형 액정표시장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.
참고로, 도 1은 종래의 일반적인 터치형 액정표시장치의 제 1 기판을 도시한 블록도이고, 도 2는 도 1에 있어서 A 영역을 상세히 도시한 도면으로서 편의상 리드아웃 드라이버는 적분회로만을 도시하였다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 종래의 일반적인 터치형 액정표시장치는, 게이트 라인(GL11~GL1m)과 데이트 라인(DL1~DLn)이 서로 교차하도록 형성되어 다수 개의 화소가 정의된 제 1 기판(1)과, 상기 제 1 기판(1)과 대향하는 제 2 기판(미도시)과, 상기 제 2 기판 상에 형성된 액정층(미도시)과, 상기 제 1 기판(1) 상의 각 화소마다 형성된 화소전극(2)과, 상기 각 화소 내의 게이트 라인(GL11~GL1m)과 데이터 라인(DL1~Dln)이 교차하는 영역에 형성되어 화소전극(2)에 접속되는 구동 박막 트랜지스터(TFT_P)와, 상기 제 1 기판(1) 상의 각 화소마다 형성된 터치전극(3)과, 상기 각 화소 내의 터치전극(3)에 접속되는 터치 박막 트랜지스터(TFT_T)와, 상기 각 수직 화소열마다 하나씩 구비된 적분회로(7a)를 포함하는 리드아웃 드라이버(7)로 구성된다. 여기서, 상기 터치 박막 트랜지스터(TFT_T)는 도 1에 도시한 바와 같이 별도로 마련된 터치용 게이트 라인(GL21~GL2m)에 접속되거나 또는 상기 게이트 라인(GL11~GL1m)에 접속된다.
상기 제 1 기판(1) 상의 화소전극(2)은 액정층을 사이에 두고 공통전극과 함께 액정 커패시터(Clc)를 이루며, 터치전극(3)은 액정층을 사이에 두고 공통전극과 함께 터치 커패시터(Ctc)를 이룬다. 그리고, 상기 각 수직 화소열마다 리드아웃 라인(SL1~SLq)이 형성되며, 상기 리드 아웃 라인(SL1~SLq)에는 해당 수직 화소열 내의 화소마다 형성된 터치 박막 트랜지스터(TFT_T)가 접속된다.
그리고, 상기 적분회로(7a)는, 반전입력단자가 리드아웃 라인(SL1~SLq)에 접속된 오피엠프(OP amp)와, 상기 오프엠프(SP amp)의 반전입력단자와 출력단자에 병렬로 접속된 적분 커패시터(Cint)로 구성되며, 상기 적분 커패시터(Cint)에 병렬로 접속되어 수평 화소열을 순차적으로 1회 구동한 후에 적분회로(7a)를 리셋시키는 리셋 스위치(RESET)도 구비된다.
이와 같은 구성을 가지는 종래의 일반적인 터치형 액정표시장치는, 외부에서 터치가 가해진 경우에 해당 터치 지점의 터치 커패시터(Ctc)의 변화에 상응하는 전류에 의한 전하량이 리드아웃 드라이버(7)의 적분 회로(7a)의 적분 커패시터(Cint)에 축적된 후에 출력되며, 이와 같이 리드아웃 드라이버(7)에서 취득한 터치 관련 정보는 타이밍 콘트롤러(미도시)에 전달되고, 타이밍 콘트롤러는 터치 지점의 좌표를 알아낸 후에 그 터치 지점의 좌표와 관련한 데이터 신호를 사용자 시스템에 공급하게 된다.
상기와 같은 구성을 가지는 종래의 일반적인 터치형 액정표시장치에 있어서, 각 화소 내에 형성된 터치 박막 트랜지스터(TFT_T)는 오프(off)된 상태에서도 소량의 누설전류가 발생하는데, 이 경우에 그 누설전류는 적분회로(7a)에 구비된 적분 커패시터(Cint)에 축적되는 전하량의 변화를 일으키게 되며, 터치 지점 좌표 인식에 오류를 일으키게 된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 터치 박막 트랜지스터의 누설전류에 기인한 터치 인식 오류의 발생이 최소화된 터치형 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 다수 개의 화소가 정의되며, 상기 다수 개의 화소는 다수의 수평 화소열 및 수직 화소열을 이루는 제 1 기판; 상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판; 상기 제 2 기판 상에 형성된 공통전극; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 액정층; 상기 제 1 기판 상의 각 화소에 형성되어 액정층을 사이에 두고 공통전극과 액정 커패시터를 이루는 화소전극; 상기 제 1 기판 상의 다수의 화소 중에 일부 화소 또는 전체 화소에 형성되어 액정층을 사이에 두고 공통전극과 터치 커패시터를 이루는 터치전극; 상기 각 화소 내의 터치전극에 접속되는 터치 박막 트랜지스터; 및 상기 각 수직 화소열마다 하나씩 구비되며, 상기 각 수직 화소열을 이루는 화소 내의 터치 전극에 터치 박막 트랜지스터를 통해 접속되어 외부 압력에 의한 상기 터치 커패시터의 변화에 상응하는 전류에 의한 전하량을 적분 커패시터에 축적하여 출력하는 적분회로; 를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 각 수평 화소열은 제 1 내지 제 r 블록으로 정의되고, 상기 터치 박막 트랜지스터는 제 1 블록에서부터 제 r 블록까지 수평 화소열 단위로 순차적으로 구동된다. (여기서 r은 2보다는 크고, 수평 화소열 수의 1/2보다는 작은 자연수.)
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 터치 박막 트랜지스터가 제 1 블록의 수평 화소열에서부터 제 r 블록의 수평 화소열까지 순차적으로 구동되어, 각 블록의 수평 화소열 구동 시마다 적분회로가 리셋되므로, 터치 박막 트랜지스터의 누설전류에 기인한 터치 인식 오류의 발생이 최소화되게 되는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치형 액정표시장치에 대하여 상세히 설명한다.
참고로, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치형 액정표시장치의 제 1 기판(101)을 도시한 블록도이며, 도 4는 도 3에 있어서 첫번째 수직 화소열의 일부와 첫번째 수직 화소열에 연결된 적분회로(107a)를 상세히 도시한 회로도이다.
도 3과 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치형 액정표시장치는, 다수 개의 화소가 정의되며, 상기 다수 개의 화소는 다수의 수평 화소열 및 수직 화소열을 이루는 제 1 기판(101); 상기 제 1 기판(101)과 대향하는 제 2 기판(미도시); 상기 제 2 기판 상에 형성된 공통전극(미도시); 상기 제 1 기판(101)과 제 2 기판 사이에 형성된 액정층(미도시); 상기 제 1 기판 상의 각 화소에 형성되어 액정층을 사이에 두고 공통전극과 액정 커패시터(Clc)를 이루는 화소전극(102); 상기 제 1 기판(101) 상의 다수의 화소 중에 일부 화소 또는 전체 화소 에 형성되어 액정층을 사이에 두고 공통전극과 터치 커패시터(Ctc)를 이루는 터치전극(103); 상기 각 화소 내의 터치전극(103)에 접속되는 터치 박막 트랜지스터(TFT_T); 및 상기 각 수직 화소열마다 하나씩 구비되며, 상기 각 수직 화소열을 이루는 화소 내의 터치전극(103)에 터치 박막 트랜지스터(TFT_T)를 통해 접속되어 외부 압력에 의한 상기 터치 커패시터(Ctc)의 변화에 상응하는 전류에 의한 전하량을 적분 커패시터(Cint)에 축적하여 출력하는 적분회로(107a); 를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 각 수평 화소열은 제 1 내지 제 r 블록으로 정의되고, 상기 터치 박막 트랜지스터(TFT_T)는 제 1 블록에서부터 제 r 블록까지 수평화소열 단위로 순차적으로 구동되며, 이때 r은 2보다는 크고, 수평 화소열 수의 1/2보다는 작은 자연수이다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치의 각 구성요소에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치형 액정표시장치는 박막 트랜지스터 어레이 기판인 제 1 기판(101)과 컬러필터 기판인 제 2 기판(미도시)으로 구성된 액정패널이 구비되며, 상기 제 1 기판(101)과 제 2 기판 사이에는 액정층(미도시)이 형성된다.
도 3을 참조하면, 상기 제 1 기판(101) 상에는 게이트 라인(GL11~GL1m)과 데이터 라인(DL1~DLn)이 교차하도록 형성됨으로써 다수의 화소가 정의되며, 상기 다수 개의 화소는 다수의 수평 화소열과 수직 화소열을 이룬다. 그리고, 상기 제 1 기판(101) 상에는 데이터 라인(DL1~Dln)과 평행하는 리드아웃 라인(SL1~SLq)이 수 직 화소열마다 하나씩 형성되며, 게이트 라인(GL11~GL1m)과 평행하는 터치용 게이트 라인(GL21~GL2m)이 수평 화소열마다 하나씩 형성된다.
본 발명의 설명 및 도면에 있어서, 터치용 박막 트랜지스터(TFT_T)를 구동하는 신호를 전달하는 수단으로서 터치용 게이트 라인(GL21~GL2m)이 별도로 구비된 경우를 그 예로 하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 터치용 박막 트랜지스터(TFT_T)가 구동 박막 트랜지스터(TFT_P) 구동 목적의 게이트 라인(GL11~GL1m)에 접속되도록 구성되는 등 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 예가 가능할 것이다.
그리고, 도면에는 상세히 도시하지 않았지만, 상기 제 2 기판(미도시) 상에는 공통전극(미도시)이 형성된다.
도 3을 참조하면, 상기 각 화소의 게이트 라인(GL11~GL1m)과 데이터 라인(DL1~DLn)이 교차하는 영역에는 구동 박막 트랜지스터(TFT_P)가 형성되며, 각 화소에는 상기 구동 박막 트랜지스터(TFT_P)에 연결되는 화소전극(102)이 형성된다. 여기서, 상기 화소전극(102)은 액정층(미도시)을 사이에 두고 공통전극(미도시)과 액정 커패시터(Clc)를 이룬다.
도 3을 참조하면, 상기 각 화소의 터치용 게이트 라인(GL21~GL2m)과 리드아웃 라인(SL1~SLq)이 교차하는 영역에는 터치 박막 트랜지스터(TFT_T)가 형성되며, 각 화소에는 상기 터치 박막 트랜지스터(TFT_T)에 연결되는 터치전극(103)이 형성된다. 여기서, 터치전극(103)은 액정층(미도시)을 사이에 두고 공통전극(미도시)과 터치 커패시터(Ctc)를 이루며, 이와 같은 터치 커패시터(Ctc)는 사용자의 터치 여 부에 따라 용량이 가변되므로 일종의 가변 커패시터라 할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 제 1 기판 상의 각 화소를 구동하고 터치를 인식하기 위하여 타이밍 제어부(104), 게이트 드라이버(105), 데이터 드라이버(106), 리드아웃 드라이버(107)와 같은 다양한 구동 수단이 구비된다.
이와 같은 다양한 구동수단 중에서 상기 리드아웃 드라이버(107)는 각 수직 화소열마다 하나씩 구비된 다수의 적분회로(107a)를 포함하여 구성되는데, 이러한 적분회로(107a)는 각 수직 화소열을 이루는 화소 내의 터치전극(103)에 터치 박막 트랜지스터(TFT_T)를 통해 접속되어 외부 압력에 의한 상기 터치 커패시터(Ctc)의 변화에 상응하는 전류에 의한 전하량을 적분 커패시터(Cint)에 축적하여 출력한다.
도 4를 참조하면, 상기 적분회로(107a)는, 상기 터치 박막 트랜지스터(TFT_T)에 반전입력단자가 접속된 오피엠프(OP amp)와, 상기 오피엠프(OP amp)의 반전입력단자와 출력단자에 병렬로 접속된 적분 커패시터(Cint)와, 상기 적분 커패시터(Cint)에 병렬로 접속된 리셋 스위치(RESET)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 리셋스위치(RESET)는 터치 박막 트랜지스터(TFT_T)가 제 1 블록에서 제 r 블록까지 순차적으로 구동시에 하나의 블록의 구동이 끝날 때마다 동작하여 해당 적분회로(107a)를 리셋시킨다. 이와 같은 적분회로(107a)를 포함하는 리드아웃 드라이버(107)는 출력이 타이밍 제어부(104)로 전달되며, 타이밍 제어부(104)는 리드아웃 드라이버(107)의 출력을 분석하여 터치 지점의 좌표를 취득하고 그에 해당하는 데이터 신호를 사용자 시스템에 공급한다.
도 4를 참조하면, 상기 제 1 기판(101) 상에 정의된 각 수평 화소열은 제 1 내지 제 r 블록으로 정의되고, 상기 터치 박막 트랜지스터(TFT_T)는 제 1 블록에서부터 제 r 블록까지 순차적으로 구동된다. 이때, r은 2보다는 크고 수평 화소열 수의 1/2 보다는 작은 자연수이다.
상기 제 1 기판(101) 상에 정의되는 제 1 내지 제 r 블록의 조합은 다양한 예가 가능한데, 일 예에 대하여 설명하면 다음과 같다.
상기 제 1 블록은 홀수 번째 수평 화소열의 그룹이고 제 2 블록은 짝수 번째 수평 화소열의 그룹인 경우에, 터치 박막 트랜지스터(TFT_T)는 홀수 번째 수평 화소열 내에 있는 터치 박막 트랜지스터(TFT_T)가 수평 화소열 단위로 먼저 구동된 후에 짝수 번째 수평 화소열 내에 있는 터치 박막 트랜지스터(TFT_T)가 수평 화소열 단위로 구동된다. 여기서, 상기 터치 박막 트랜지스터(TFT_T)는 짝수 번째 수평 화소열 내에 있는 터치 박막 트랜지스터(TFT_T)가 수평 화소열 단위로 먼저 구동된 후에 홀수 번째 수평 화소열 내에 있는 터치 박막 트랜지스터(TFT_T)가 수평 화소열 단위로 구동되는 예도 가능할 것이다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 터치 박막 트랜지스터(TFT_T)가 제 1 블록의 수평 화소열에서부터 제 r 블록의 수평 화소열까지 순차적으로 구동되고, 각 블록의 수평 화소열의 구동이 끝날 때마다 적분회로(107a)가 리셋스위치(RESET)에 의해 리셋되므로, 터치 박막 트랜지스터(TFT_T)의 누설전류에 기인한 터치 인식 오류의 발생이 최소화되게 된다.
도 1은 종래의 일반적인 터치형 액정표시장치의 제 1 기판을 도시한 블록도.
도 2는 도 1에 있어서 A 영역을 상세히 도시한 도면으로서 편의상 리드아웃 드라이버는 적분회로만을 도시한 회로도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치형 액정표시장치의 제 1 기판을 도시한 블록도
도 4는 도 3에 있어서 첫번째 수직 화소열의 일부와 첫번째 수직 화소열에 연결된 적분회로를 상세히 도시한 회로도.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
101 : 제 1 기판 102 : 화소전극
103 : 터치전극 104 : 타이밍 제어부
105 : 게이트 드라이버 106 : 데이터 드라이버
107 : 리드아웃 드라이버 107a : 적분회로
GL11~GL1m : 게이트 라인 DL1~DLn : 데이터 라인
GL21~GL2m : 터치용 게이트 라인
OP amp : 오피엠프 Cint : 적분커패시터
RESET : 리셋스위치
TFT_P : 구동 박막 트랜지스터 TFT_T : 터치 박막 트랜지스터
Ctc : 터치 커패시터

Claims (5)

  1. 다수 개의 화소가 정의되며, 상기 다수 개의 화소는 다수의 수평 화소열 및 수직 화소열을 이루는 제 1 기판;
    상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판;
    상기 제 2 기판 상에 형성된 공통전극;
    상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 액정층;
    상기 제 1 기판 상의 각 화소에 형성되어 액정층을 사이에 두고 공통전극과 액정 커패시터를 이루는 화소전극;
    상기 제 1 기판 상의 다수의 화소 중에 일부 화소 또는 전체 화소에 형성되어 액정층을 사이에 두고 공통전극과 터치 커패시터를 이루는 터치전극;
    상기 각 화소 내의 터치전극에 접속되는 터치 박막 트랜지스터; 및
    상기 각 수직 화소열마다 하나씩 구비되며, 상기 각 수직 화소열을 이루는 화소 내의 터치 전극에 터치 박막 트랜지스터를 통해 접속되어 외부 압력에 의한 상기 터치 커패시터의 변화에 상응하는 전류에 의한 전하량을 적분 커패시터에 축적하여 출력하는 적분회로;
    를 포함하여 구성되며,
    상기 각 수평 화소열은 제 1 내지 제 r 블록으로 정의되고, 상기 터치 박막 트랜지스터는 제 1 블록에서부터 제 r 블록까지 수평 화소열 단위로 순차적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 터치형 액정표시장치. (여기서, r은 2보다는 크고, 수 평 화소열 수의 1/2보다는 작은 자연수.)
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 적분회로는,
    상기 터치 박막 트랜지스터에 반전입력단자가 접속된 오피엠프;
    상기 오피엠프의 반전입력단자와 출력단자에 병렬로 접속된 적분 커패시터; 및
    상기 적분 커패시터에 병렬로 접속된 리셋스위치;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 터치형 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 리셋스위치는 터치 박막 트랜지스터가 제 1 블록에서 제 r 블록까지 순차적으로 구동될 시에 하나의 블록의 구동이 끝날 때 마다 동작하여 해당 적분회로를 리셋시키는 것을 특징으로 하는 터치형 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 r은 2이며, 상기 제 1 블록은 홀수 번째 수평 화소열이고 제 2 블록은 짝수 번째 수평 화소열이며,
    상기 터치 박막 트랜지스터는, 홀수 번째 수평 화소열 내에 있는 터치 박막 트랜지스터가 수평 화소열 단위로 먼저 구동된 후에 짝수 번째 수평 화소열 내에 있는 터치 박막 트랜지스터가 수평 화소열 단위로 구동되는 것을 특징으로 하는 터치형 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 r은 2이며, 상기 제 1 블록은 홀수 번째 수평 화소열이고 제 2 블록은 짝수 번째 수평 화소열이며,
    상기 터치 박막 트랜지스터는, 짝수 번째 수평 화소열 내에 있는 터치 박막 트랜지스터가 수평 화소열 단위로 먼저 구동된 후에 홀수 번째 수평 화소열 내에 있는 터치 박막 트랜지스터가 수평 화소열 단위로 구동되는 것을 특징으로 하는 터치형 액정표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012058841A1 (zh) * 2010-11-04 2012-05-10 江苏惠通集团有限责任公司 电容式触摸按键的判断方法
KR20150037303A (ko) * 2013-09-30 2015-04-08 엘지디스플레이 주식회사 터치 표시장치 및 그 구동방법
CN107358905A (zh) * 2017-08-30 2017-11-17 厦门天马微电子有限公司 一种显示面板和电子设备
CN110619859A (zh) * 2019-10-30 2019-12-27 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其驱动方法、显示装置

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