KR20140034460A

KR20140034460A - 터치-표시패널, 이를 갖는 터치-표시장치 및 이의 구동방법

Info

Publication number: KR20140034460A
Application number: KR1020120100781A
Authority: KR
Inventors: 한상현
Original assignee: 주식회사 리딩유아이; 한상현
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2014-03-20
Also published as: KR101429445B1

Abstract

터치-센싱 기능을 갖는 터치-표시패널, 이를 갖는 터치-표시장치 및 이의 구동방법이 개시된다. 터치-표시패널은 표시부재 및 터치-센싱배선을 포함한다. 표시부재는 영상을 표시한다. 터치-센싱배선은 평면상에서 관찰할 때 구불구불한 형태로 표시부재에 일체로 형성되고, 일단을 통해 송신펄스를 수신하고, 사용자의 하나 이상의 터치에 따라 일단을 통해 송신펄스에 대응하는 하나 이상의 반사펄스를 출력한다. 이에 따라, 영상을 표시하는 표시부재에 구불구불한 형태의 터치-센싱배선이 일체로 배치된다. 터치-센싱배선은 터치센서의 기능과 라우터 배선의 기능을 수행하도록 이용되므로 싱글레이어의 터치-표시패널을 구현할 수 있다. 이에 따라, 터치-표시패널의 제조 공정수나 제조 원가를 절감할 수 있다.

Description

터치-표시패널, 이를 갖는 터치-표시장치 및 이의 구동방법{TOUCH-DISPLAY PANEL, TOUCH-DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 터치-표시패널, 이를 갖는 터치-표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터치-센싱 기능을 갖는 터치-표시패널, 이를 갖는 터치-표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.

전자공학기술과 정보기술이 발전을 거듭함에 따라 업무환경을 포함한 일상생활에서 전자기기가 차지하는 비중은 꾸준히 증가하고 있다. 근래에 들어서는 전자기기의 종류도 매우 다양해 졌다. 특히 노트북, 휴대폰, PMP(portable multimedia Player), 태블렛(Tablet)PC 등의 휴대용 전자기기 분야에서는 날마다 새로운 기능이 부가된 새로운 디자인의 기기들이 쏟아져 나오고 있다.

이처럼 일상생활에서 접하게 되는 전자기기의 종류가 점차 다양해지고, 각 전자기기의 기능이 고도화, 복잡화함에 따라, 사용자가 쉽게 익힐 수 있고 직관적인 조작이 가능한 사용자 인터페이스의 필요성이 제기되고 있다. 이러한 필요를 충족시킬 수 있는 입력 장치로서 터치패널 장치가 주목받고 있으며, 이미 여러 전자기기에 널리 적용되고 있다.

특히 터치패널 장치의 가장 일반적인 응용 제품인 터치스크린 장치는 디스플레이 화면상의 사용자의 접촉 위치를 센싱하고, 센싱된 접촉 위치에 관한 정보를 입력정보로 하여 디스플레이 화면 제어를 포함한 전자기기의 전반적인 제어를 수행하기 위한 장치를 일컫는다.

하지만, 상기한 터치패널 장치를 구현하기 위해서는 통상적으로 서로 다른 층에 전극을 배치한다. 즉, 제1 방향으로 연장되는 제1 전극을 제1 층에 형성하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 전극을 제2 층에 배치하여 터치패널 장치를 구현한다. 이에 따라, 터치패널 장치의 제조 원가가 증가하는 문제점이 있다. 또한, 제조된 터치패널 장치는 영상을 표시하는 표시패널에 별도의 작업을 통해 배치해야 한다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 영상을 표시하는 표시부재에 일체로 터치-센싱배선을 형성하여 터치-센싱 기능을 갖는 터치-표시패널을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 터치-표시패널을 갖는 터치-표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 터치-표시장치의 구동방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 터치-표시패널은 표시부재 및 터치-센싱배선을 포함한다. 상기 표시부재는 영상을 표시한다. 상기 터치-센싱배선은 평면상에서 관찰할 때 구불구불한 형태로 상기 표시부재에 일체로 형성되고, 일단을 통해 송신펄스를 수신하고, 사용자의 하나 이상의 터치에 따라 상기 일단을 통해 상기 송신펄스에 대응하는 하나 이상의 반사펄스를 출력한다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 멀티-터치-센싱 기능을 갖는 터치-표시장치는, 터치-표시패널 및 터치-센싱부를 포함한다. 상기 터치-표시패널은 영상을 표시하는 표시부재와, 평면상에서 관찰할 때 구불구불한 형태로 상기 표시부재에 일체로 형성된 터치-센싱배선을 포함한다. 상기 터치-센싱부는 상기 터치-표시패널상의 터치좌표를 센싱하기 위해 송신펄스를 출력하고, 상기 송신펄스에 대응하는 반사펄스를 수신하여 상기 송신펄스의 출력시간을 기준으로 터치에 따라 왜곡된 상기 반사펄스를 근거로 하나 이상의 터치좌표를 센싱한다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 영상을 표시하는 표시부재와, 상기 표시부재에 일체로 형성된 터치-센싱배선을 포함하는 터치-표시패널을 포함하는 터치-표시장치의 구동방법이 제공된다. 상기 구동방법에서, 상기 표시부재상에 영상표시를 위해, 상기 표시부재의 데이터라인에 데이터신호를 출력하고, 상기 표시부재의 스위칭소자에 연결된 스캔라인에 스캔신호를 출력한다. 상기 표시부재상의 터치좌표를 센싱하기 위해, 프레임과 프레임간에 정의된 수직 블랭크 구간 또는 라인과 라인간에 정의된 수평 블랭크 구간 동안, 송신펄스를 상기 터치-센싱배선에 출력한다. 상기 터치-센싱배선상에 사용자의 터치에 응답하여 반사되는 반사펄스를 수신한다. 복수의 딜레이신호들을 생성한다. 상기 딜레이신호들 각각을 근거로 상기 반사펄스를 디지털 변환하여 반사펄스데이터를 생성하고, 생성된 반사펄스 데이터를 메모리에 저장한다. 상기 반사펄스 데이터에서 임계범위보다 낮거나 높은 값에 대응하는 반사펄스 데이터를 상기 메모리에서 추출한다. 추출된 반사펄스 데이터에 대응하는 메모리 주소를 근거로 터치 좌표를 센싱한다.

이러한 상기한 터치-표시패널, 이를 갖는 터치-표시장치 및 이의 구동방법에 의하면, 영상을 표시하는 표시부재에 구불구불한 형태의 터치-센싱배선이 일체로 배치된다. 상기 터치-센싱배선은 터치센서의 기능과 라우터 배선의 기능을 수행하도록 이용되므로 싱글레이어의 터치-표시패널을 구현할 수 있다. 이에 따라, 터치-표시패널의 제조 공정수나 제조 원가를 절감할 수 있다. 또한, 싱글레이어(single layer)인 터치-센싱배선상에 복수의 터치들이 발생되더라도 해당 터치들 각각에 대응하는 정보가 반사펄스에 포함되므로 멀티-터치를 인식할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터치-센싱 기능을 갖는 터치-표시장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 멀티-터치센싱회로를 이용한 터치위치의 검출 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3a는 도 1에 도시된 터치-센싱부의 일례를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 TDR측정부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 도 3a에 도시된 종단처리부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5a는 도 4에 도시된 그라운드 설정부에 의한 반사펄스를 설명하기 위한 파형도이다.
도 5b는 도 4에 도시된 회로 오픈부에 의한 반사펄스를 설명하기 위한 파형도이다.
도 5c는 도 4에 도시된 임피던스 매칭부에 의한 반사펄스를 설명하기 위한 파형도이다.
도 6은 도 4에 도시된 임피던스 매칭부의 일례를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 도 4에 도시된 임피던스 매칭부의 다른 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 도 1에 도시된 터치-표시패널과 터치-센싱부간의 연결을 개략적으로 설명하기 위해 일부 영역을 발췌한 사시도이다.
도 9는 도 1에 도시된 터치-표시패널에 형성된 터치-센싱배선의 배열 일예를 설명하기 위한 평면도이다.
도 10은 도 1에 도시된 터치-표시패널에 형성된 터치-센싱배선의 배열 다른 예를 설명하기 위한 평면도이다.
도 11은 도 1에 도시된 터치-표시패널의 일례를 설명하기 위한 단면도이다.
도 12는 도 1에 도시된 터치-표시패널의 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 13은 도 1에 도시된 터치-표시패널의 또 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 14는 도 1에 도시된 터치-표시패널의 또 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치-센싱 기능을 갖는 터치-표시장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 16a는 도 13에 도시된 터치-센싱 기능을 갖는 데이터구동부의 일례를 설명하기 위한 블록도이다.
도 16b는 도 15a의 데이터구동부의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치-센싱 기능을 갖는 터치-표시장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 18a는 도 16에 도시된 터치-센싱 기능을 갖는 스캔구동부의 일례를 설명하기 위한 블록도이다.
도 18b는 도 18a의 스캔구동부의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 터치-표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 20은 도 19에 도시된 터치-센싱 동작의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 21은 도 19에 도시된 초기 구동 모드 수행 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 22는 도 19에 도시된 터치-센싱 동작의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 23a 및 도 23b는 도 19에 도시된 터치-센싱 동작의 또 다른 예를 설명하기 위한 흐름도들이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

명세서 전체에서, 　터치-표시장치　라 함은 입력 수단으로 터치-표시패널의 기능을 채택하고, 댁내 교류 전원을 강압 및 직류화한 전원과 배터리 전원 등과 같이 복수의 전원을 동시에 지원하는 전자 기기를 통칭하는 것으로서, 터치 방식의 셀룰러 폰(cellular phone), 스마트폰(smart phone), PDA(personal digital assistant), PMP(personal multimedia player), 네비게이션(car navigation) 등을 가리킨다. 그 외에, 터치 방식의 키오스크(kiosk), 가전 기기(home electronic instrument like TV, refrigerator etc.), 컴퓨터(computer like tablet pc) 등도 전술한 복수의 전원 지원 조건을 만족할 경우 본 발명의 터치스크린 장치에 포함될 수 있다.

명세서 전체에서, "터치-표시패널(touch-display panel)"이라 함은 터치 기능과 영상 표시 기능을 갖는 패널을 통칭한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터치-센싱 기능을 갖는 터치-표시장치를 설명하기 위한 블록도이다. 특히, 데이터구동부나 스캔구동부와는 별개로 터치-센싱부가 배치된 예가 도시된다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 터치-센싱 기능을 갖는 터치-표시장치(100)는 터치-표시패널(110), 터치-센싱부(120), 타이밍제어부(130), 데이터구동부(140) 및 스캔구동부(150)를 포함한다.

상기 터치-표시패널(110)은 표시부재(112) 및 상기 표시부재(112)에 형성된터치-센싱배선(114)을 포함한다.

상기 표시부재(112)는 영상을 표시한다. 상기 표시부재(112)는 두개의 기판과 그 사이에 게재된 액정층을 포함하는 액정표시패널일 수도 있고, 유기전계발광표시패널일 수도 있다. 상기 액정표시패널은 복수의 스위칭 소자들(SW)이 형성된 어레이 기판, 상기 어레이 기판에 대향하고 복수의 컬러필터들이 형성된 컬러필터 기판, 상기 어레이 기판 및 상기 컬러필터 기판 사이에 배치된 액정층을 포함할 수 있다. 상기 어레이 기판에는 상기 스위칭 소자들(SW) 각각에 연결된 화소전극들(PE), 데이터라인들(DL) 및 스캔 라인들(SL)이 형성된다.

상기 터치-센싱배선(114)은 평면상에서 관찰할 때 구불구불한 형태로 상기 표시부재(112)에 일체로 형성된다. 예를들어, 상기 터치-센싱배선(114)은 평면상에서 관찰할 때 구불구불한 형태로 상기 표시부재(112)에 일체로 형성되고, 일단을 통해 송신펄스를 수신하고, 사용자의 하나 이상의 터치에 따라 상기 일단을 통해 상기 송신펄스에 대응하는 하나 이상의 반사펄스를 출력한다. 상기 터치-센싱배선(114)은 컬러필터 기판에 형성될 수 있다. 상기 터치-센싱배선(114)이 형성된 동일한 평면상에 상기 터치-센싱배선(114)과 평행하게 그라운드 배선(미도시됨)이 더 형성될 수 있다. 상기 그라운드 배선은 상기 터치-센싱배선(114)의 일측에 형성될 수도 있고, 양측에 형성될 수도 있다. 상기 그라운드 배선은 기준전압을 제공하는 역할을 수행한다. 또한, 상기 그라운드 배선은 외부의 노이즈가 상기 터치-센싱배선(114)에 미치는 악영향을 제거할 수도 있다.

본 실시예에서, 상기 터치-센싱배선(114)은 터치센서의 기능과 라우터 배선의 기능을 수행한다. 여기서, 터치센서의 기능은 사용자의 터치를 센싱하는 것을 칭한다. 즉, 상기 터치센서는 사용자의 핑거나 스타일러스펜이 접촉되는 부위일 수 있다. 또한, 라우터 배선의 기능은 상기 터치-센싱부(120)에서 제공되는 송신펄스를 상기 터치센서에 제공하거나 터치에 따라 발생되는 반사펄스를 상기 터치-센싱부에 전달하는 것을 칭한다. 즉, 상기 라우터 배선은 상기 터치-센싱배선의 종단부위로서, 상기 터치-센싱부(120)에 연결된 부위일 수 있다.

상기 터치-센싱부(120)는 상기 터치-표시패널(110)상의 터치좌표를 센싱하기 위해 송신펄스를 출력하고, 상기 송신펄스에 대응하는 반사펄스를 수신하여 상기 송신펄스의 출력시간을 기준으로 터치에 따라 왜곡된 상기 반사펄스를 근거로 하나 이상의 터치좌표를 센싱한다.

상기 타이밍제어부(130)는 상기 표시부재(112)를 통해 영상이 표시되도록 영상신호 및 제어신호를 상기 데이터구동부(140) 및 상기 스캔구동부(150)에 제공한다.

상기 데이터구동부(140)는 영상 표시를 위해 상기 표시부재(112)에 구비되는 데이터라인(DL)에 데이터신호를 출력한다.

상기 스캔구동부(150)는 상기 표시부재(112)에 구비되는 스캔라인(SL)에 스캔신호를 출력한다.

이상에서 설명된 바와 같이, 영상을 표시하는 표시부재의 일면에 구불구불한 형태의 터치-센싱배선이 일체로 배치된다. 상기 터치-센싱배선은 터치센서의 기능과 라우터 배선의 기능을 수행하도록 이용되므로 싱글레이어의 터치-표시패널을 구현할 수 있다. 이에 따라, 터치-표시패널의 제조 공정수나 제조 원가를 절감할 수 있다. 또한, 싱글레이어(single layer)인 터치-센싱배선상에 복수의 터치들이 발생되더라도 해당 터치들 각각에 대응하는 정보가 반사펄스에 포함되므로 멀티-터치를 인식할 수 있다. 또한, 표시부재를 제조할 때 터치-센싱배선이 형성되므로 터치패널을 표시패널에 부착하는 별도의 작업이 불필요하다.

도 2는 본 발명에 따른 멀티-터치센싱회로(120)를 이용한 터치위치의 검출 원리를 설명하기 위한 개념도이다.

도 2를 참조하면, 동시에 4개의 핑거들이 터치-센싱배선(114)에 터치되면, 상기 터치에 의해 터치-센싱배선(114)의 임피던스들은 변경된다. 예를들어, 송신펄스의 입력단과 첫번째 핑거의 터치위치간의 터치-센싱배선(114)의 임피던스는 Z0이고, 첫번째 핑거의 터치위치와 두번째 핑거의 터치위치간의 터치-센싱배선(114)의 임피던스는 Z1이며, 두번째 핑거의 터치위치와 세번째 핑거의 터치위치간의 터치-센싱배선(114)의 임피던스는 Z2이다. 또한, 세번째 핑거의 터치위치와 네번째 핑거의 터치위치간의 터치-센싱배선(114)의 임피던스는 Z3이고, 네번째 핑거의 터치위치와 터치-센싱배선(114)의 종단의 임피던스는 Z4이다. 송신펄스가 터치-센싱배선(114)에 출력되면, 첫번째 핑거의 터치위치에서 제1 반사되고, 두번째 핑거의 터치위치에서 제2 반사되며, 세번째 핑거의 터치위치에서 제3 반사되고, 네번째 핑거의 터치위치에서 제4 반사된다. 이에 따라, 수신된 반사펄스에는 제1 내지 제4 반사에 대응하는 정보가 포함된다. 즉, 반사펄스에는 임계범위보다 낮은 값들이 4개의 시간들(t1, t2, t3, t4)에 대해 존재하므로 4개의 시간들(t1, t2, t3, t4)을 근거로 송신펄스의 출력단에서 핑거들간의 거리를 연산할 수 있다. 본 실시예에서, 터치-센싱배선(114)은 평면상에 구불구불한 형태로 형성되므로 4개의 터치좌표를 인식할 수 있다.

도 3a는 도 1에 도시된 터치-센싱부(120)의 일례를 설명하기 위한 블록도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 TDR측정부를 설명하기 위한 블록도이다. 도 1, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 터치-센싱부(120)는 송신펄스출력부(122), TDR측정부(124), 종단처리부(126) 및 콘트롤러(128)를 포함한다. 상기 터치-센싱부(120)는 상기 터치-표시패널(110)의 상기 터치-센싱배선(114)에 상기 송신펄스를 출력하고, 수신되는 반사펄스를 근거로 터치 위치를 연산한다. 상기 터치-센싱부(120)는 IC 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 터치-센싱부(120)는 송신펄스출력부(122), TDR측정부(124), 종단처리부(126) 및 콘트롤러(128)를 포함하는 것을 설명하였으나 이는 설명의 편의를 위해 논리적으로 구분하였을 뿐, 하드웨어적으로 구분한 것은 아니다.

상기 송신펄스출력부(122)는 상기 터치-센싱배선(114)의 일단에 연결되어 복수의 송신펄스들을 상기 터치-센싱배선(114)에 출력한다. 이때, 송신펄스들 각각의 폭은 동일하고, 상기 송신펄스들 각각의 간격은 서로 다를 수 있다.

상기 TDR측정부(124)는 상기 터치-센싱배선(114)의 일단에 연결되어 상기 반사펄스 도달까지 걸린 시간을 측정하여 터치위치를 검출한다.

상기 종단처리부(126)는 상기 터치-센싱배선(114)의 타단에 연결되어 주변 환경에 따라 상기 터치-센싱배선(114)의 종단저항값을 설정한다. 예를들어, 상기 종단처리부(126)는 상기 터치-센싱배선(114)의 종단을 오픈(Open)시켜 플로팅 상태로 설정할 수도 있고, 그라운드시켜 그라운드 상태로 설정할 수도 있으며, 상기 터치-센싱배선(114)의 임피던스와 동일한 임피던스로 설정할 수도 있다.

상기 콘트롤러(128)는, 초기 구동시, 상기 터치-센싱배선(114)의 종단저항값을 오픈 레벨, 그라운드 레벨 및 임피턴스매칭 레벨로 각각 설정하도록 상기 종단처리부(126)를 제어하고, 오픈 레벨, 그라운드 레벨 및 임피턴스매칭 레벨중 어느 하나로 설정된 터치-센싱배선(114)에 송신펄스를 출력하도록 상기 송신펄스출력부(122)를 제어한다. 이어, 상기 콘트롤러(128)는 상기 TDR측정부(124)를 통해 반사펄스를 수신한 후, 설정된 종단저항값에 대응하는 반사펄스들 각각에서 가장 작은 노이즈 성분을 갖는 반사펄스에 대응하는 종단저항값이 선택되도록 상기 종단처리부(126)를 제어한다. 이에 따라, 상기 종단처리부(126)는 선택된 종단저항값에 대응하도록 상기 터치-센싱배선(114)의 종단저항값을 설정한다.

초기 구동 시간이 경과한 후, 상기 콘트롤러(128)는 상기 송신펄스출력부(122)가 송신펄스를 터치-센싱배선(114)에 출력하도록 제어한다. 또한, 상기 콘트롤러(128)는 상기 TDR측정부(124)의 동작을 제어한다. 이에 따라, 상기 TDR측정부(124)는 상기 터치-센싱배선(114)상에 사용자의 터치에 응답하여 반사되는 반사펄스를 수신하고, 복수의 딜레이신호들을 생성한 후, 상기 딜레이신호들 각각을 근거로 상기 반사펄스를 디지털 변환하여 반사펄스데이터를 생성하고, 생성된 반사펄스 데이터를 메모리에 저장한다.

상기 콘트롤러(128)는 상기 반사펄스 데이터에서 임계범위보다 낮거나 높은 값에 대응하는 반사펄스 데이터를 상기 메모리에서 추출하고, 추출된 반사펄스 데이터에 대응하는 주소를 근거로 터치 좌표를 검출한다.

상기 터치-센싱부(120)를 이용한 터치위치를 검출하는 원리를 설명하면 아래와 같다.

일반적으로, 파동(Wave)이 진행할 때 매질의 특성이 변하거나 중간에 방해물이 존재하면, 굴절(Refraction)이나 반사(Reflection) 등과 같이 파동 변형이 발생한다.

이 중 반사는 파동이 진행하고 있는 반대 방향으로 파동이 보유하고 있는 에너지 중 일부가 되돌아가는 것을 의미한다. 본 실시예에 따른 상기 터치-센싱부(120)는 송신펄스의 입사 지점에서 터치에 따라 발생된 반사펄스의 도착 시간을 검출하여 터치에 따른 반사펄스의 발생 위치를 검출한다.

진공 속을 진행하는 전자기파의 속도는 광속인 30만㎞/sec가 되지만, 터치-센싱배선(114)과 같은 매질 속을 진행할 때에는 속도의 감소가 발생된다. 진공 속에서의 광속을 1 혹은 100%로 놓고, 금속매질내의 속도를 광속에 대한 비율로 나타내는데 이를 전파 속도(Velocity Of Propagation; VOP)라고 정의한다.

상기 TDR측정부(124)를 이용하여 반사펄스가 발생된 거리를 측정하는 경우, 반사펄스가 되돌아오는데 걸리는 시간을 측정한다. 따라서, 반사펄스가 발생된 지점의 거리를 측정하기 위해서는 시간에 속도를 곱해서 계산하게 된다. 즉, 거리를 계산하는 방식은 아래의 수학식 1과 같다.

[수학식 1]

(반사 지점 거리) = (반사펄스의 도착 시간) * (터치-센싱배선의 VOP)

따라서, VOP가 실제와 다른 경우, 측정된 반사 지점의 거리는 VOP의 오차율과 비례하여 나타나게 된다. 정확한 측정을 위해서는 측정 대상인 터치-센싱배선(114)의 VOP를 정확히 확인하는 것이 중요하다. 터치-센싱배선(114)의 VOP는 특성 임피던스와 마찬가지로 터치-센싱배선(114)의 구성 형태에 따라 달라지며, 특히, 터치-센싱배선(114)의 기하학적 형태에 의해서도 변화된다. 즉, 동일한 터치-센싱배선(114)이라 하더라도 터치-센싱배선(114)이 굴곡되어 있는지 직선 형태로 형성되어 있는지에 따라서도 미세한 변화가 나타날 수 있다.

즉, 상기 터치-센싱부(120)는 반사펄스(Reflection)의 형태와 반사펄스 도달까지 걸린 시간 등을 시간의 흐름에 따라, 시간축(Time Domain)에서 분석하여 터치-센싱배선(114)의 어느 위치에서 터치가 발생되었는지를 판정한다. 즉, 상기 터치-센싱부(120)에서, 상기 송신펄스출력부(122)는 터치-센싱배선(114)에 송신펄스를 보내고, 상기 TDR측정부(124)가 터치의 발생에 따라 되돌아오는 반사펄스를 받아서 터치 위치를 측정한다.

본 실시예에서, 상기 송신펄스출력부(122)와 상기 터치-센싱배선(114) 사이에 TDR측정용 직렬저항(Rs)이 배치된다. 상기 직렬저항(Rs)의 저항값은 통상적인 50 Ohm일 수 있다. 하지만, 필요에 따라서, 상기 직렬저항(Rs)의 저항값은 약 10 Ohm 대역에서 수백 Ohm대역까지 가변될 수 있다.

상기 직렬저항(Rs)은 상기 송신펄스출력부(122), 상기 TDR측정부(124), 상기 종단처리부(126) 및 상기 콘트롤러(128)가 구현되는 IC의 내부에 내장할 수도 있고, IC의 외부에 개별 부품으로 사용할 수도 있다. 상기 직렬저항(Rs)을 IC의 외부에 사용하게 될 경우, IC에 핀이 증가하는 단점은 있다. 하지만 정밀한 저항을 사용할 수 있어 터치-센싱 기능을 갖는 터치-표시장치의 특성을 개선시킬 수 있다.

상기 직렬저항(Rs)은 터치-센싱배선(114)의 임피던스값과 동일하거나 근사한 값을 사용할 때 TDR신호가 안정적으로 반영되는 특징을 갖는다. 따라서, 터치-센싱배선(114)의 임피던스에 따라 직렬저항(Rs)의 저항값을 가변시킬 수 있다.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 실시예에 따른 터치-센싱 기능을 갖는 터치-표시장치는 셀프캡 방식을 이용하여 터치좌표를 검출할 수 있다. 여기서, 셀프캡 방식은 센싱 패턴들에 독립적으로 센싱신호를 인가함과 동시에 동일한 신호선을 이용하여 사용자의 터치 행위로부터 변형된 센싱신호 자체의 변화량을 측정하여 터치의 발생 유/무를 센싱하는 방식이다.

또한, 본 실시예에 따른 터치-센싱 기능을 갖는 터치-표시장치에 의하면, 평면상에 구불구불한 형태로 배치된 터치-센싱배선(114)이 터치센서와 라우터 배선으로 이용되므로 싱글레이어의 터치-표시패널을 구현할 수 있고, 터치-표시패널의 제조 공정수나 제조 원가를 절감할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 터치-센싱 기능을 갖는 터치-표시장치에 의하면, 싱글레이어(single layer)인 터치-센싱배선(114)상에 복수의 터치들이 발생되더라도 해당 터치들 각각에 대응하는 정보가 반사펄스에 포함되므로 멀티-터치를 인식할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 터치-센싱 기능을 갖는 터치-표시장치에 의하면, 터치-센싱배선(114)을 대형 표시기판에 구불구불한 형태로 형성하므로써, 대화면 터치-표시패널을 용이하게 구현할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 터치-센싱 기능을 갖는 터치-표시장치에 의하면, 터치-센싱배선(114)이 플렉서블 기판상에 형성될 수 있는 유기전계발광표시장치의 일면에 구불구불한 형태로 형성될 수 있으므로, 플렉서블 터치-표시패널을 용이하게 구현할 수 있다.

도 4는 도 3a에 도시된 종단처리부(126)를 설명하기 위한 블록도이다. 도 5a는 도 4에 도시된 그라운드 설정부(620)에 의한 반사펄스를 설명하기 위한 파형도이다. 도 5b는 도 4에 도시된 회로 오픈부(630)에 의한 반사펄스를 설명하기 위한 파형도이다. 도 5c는 도 4에 도시된 임피던스 매칭부(640)에 의한 반사펄스를 설명하기 위한 파형도이다. 도 5a 내지 도 5c에서, 2Tp는 송신펄스 출력후 반사펄스의 도달시간을 나타내고, V는 반사펄스의 전압레벨을 나타낸다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 종단처리부(126)는 종단스위치(610), 그라운드 설정부(620), 회로 오픈부(630) 및 임피던스 매칭부(640)를 포함한다.

상기 종단스위치(610)는 상기 터치-센싱배선(114; 도 1에 도시됨)의 종단을 상기 그라운드 설정부(620), 상기 회로 오픈부(630) 및 상기 임피던스 매칭부(640) 중 어느 하나와 연결시킨다. 예를들어, 상기 종단스위치(610)는 콘트롤러(128; 도 3a에 도시됨)의 제어에 응답하여 주변 환경에 따라 상기 그라운드 설정부(620), 상기 회로 오픈부(630) 및 상기 임피던스 매칭부(640) 중 어느 하나를 선택한다.

상기 그라운드 설정부(620)는 상기 터치-센싱배선(114)의 종단을 접지단과 연결시킨다. 이에 따라, 상기 터치-센싱배선(114)의 종단임피던스가 그라운드 레벨로 설정되므로, 도 5a에 도시된 바와 같이, 반사펄스는 0V로 유지된다.

상기 회로 오픈부(630)는 상기 터치-센싱배선(114)의 종단을 플로팅시킨다. 이에 따라, 상기 터치-센싱배선(114)의 종단임피던스가 플로팅레벨로 설정되므로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 반사펄스는 2V로 유지된다.

상기 임피던스 매칭부(640)는 상기 터치-센싱배선(114)의 임피던스와 동일한 임피던스를 갖도록 매칭된다. 이에 따라, 상기 터치-센싱배선(114)의 종단임피던스는 도 5c에 도시된 바와 같이, 반사펄스의 전압과 동일하게 1V로 유지된다.

도 6은 도 4에 도시된 임피던스 매칭부(640)의 일례를 설명하기 위한 개념도이다.

도 6을 참조하면, 임피던스 매칭부(640)는 복수의 저항들로 구성된 저항스트링(642)과, 상기 저항들 각각의 노드에 연결된 스위칭부(644)를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 저항스트링(642)은 제1 저항(R11), 제2 저항(R12), 제3 저항(R13) 및 제4 저항(R14)으로 구성되고, 상기 스위칭부(644)는 제1 스위치(SW11), 제2 스위치(SW12), 제3 스위치(SW13) 및 제4 스위치(SW14)로 구성된 것을 도시한다.

여기서, 상기 제1 내지 제4 저항들(R11, R12, R13, R14) 각각의 저항값은 서로 동일할 수 있다. 또한, 상기 제1 내지 제4 스위치들(SW11, SW12, SW13, SW14)은 병렬 연결되어 상기 제1 내지 제4 저항들(R11, R12, R13, R14) 각각의 노드에 연결된다. 본 실시예에서, 저항스트링(642)은 4개의 저항들로 구성되고, 스위칭부(644)는 4개의 스위치들로 구성된 것을 도시하였으나, 4개의 저항들과 4개의 스위치들로 한정하는 것은 아니다.

동작시, 예를들어, 상기 제1 내지 제4 스위치들(SW11, SW12, SW13, SW14)이 오프되면, 상기 임피던스 매칭부(640)의 임피던스는 직렬 연결된 제1 내지 제4 저항들(R11, R12, R13, R14)에 의해 정의된다.

상기 제1 스위치(SW11)가 온되고 상기 제2 내지 제4 스위치(R12, R13, R14)가 오프되면, 상기 임피던스 매칭부(640)의 임피던스는 직렬 연결된 제2 내지 제4 저항들(R11, R12, R13, R14)에 의해 정의된다. 이와 유사하게, 상기 제2 스위치(SW12)가 온되고 상기 제1, 제3 및 제4 스위치들(SW11, SW13, SW14)이 오프되면, 상기 임피던스 매칭부(640)의 임피던스는 상기 제1, 제3 및 제4 저항들(R11, R13, R14)에 의해 정의된다. 상기 제3 스위치(SW13)가 온되고, 상기 제1, 제2 및 제4 스위치(SW11, SW12, SW14)가 오프되면, 상기 임피던스 매칭부(640)의 임피던스는 상기 제1, 제2 및 제4 저항들(R11, R12, R14)에 의해 정의된다.

이러한 방식으로 상기 스위칭부(644)의 절환 동작에 의해 상기 임피던스 매칭부(640)의 임피던스가 가변된다. 이러한 임피던스 가변은 콘트롤러(도 3a에 도시됨)의 제어에 의해 이루어질 수 있다.

도 7은 도 4에 도시된 임피던스 매칭부(640)의 다른 예를 설명하기 위한 개념도이다.

도 7을 참조하면, 임피던스 매칭부(640)는 복수의 저항들로 구성된 저항스트링(646)과, 상기 저항들 각각의 노드에 연결된 스위칭부(648)를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 저항스트링(646)은 제1 저항(R21), 제2 저항(R22), 제3 저항(R23) 및 제4 저항(R24)으로 구성되고, 상기 스위칭부(648)는 제1 스위치(SW21), 제2 스위치(SW22), 제3 스위치(SW23) 및 제4 스위치(SW24)로 구성된 것을 도시한다.

여기서, 상기 제1 저항(R21)의 저항값은 상기 제2 저항(R22)의 저항값의 두배이고, 상기 제2 저항(R22)의 저항값은 상기 제3 저항(R23)의 저항값의 두배이며, 상기 제3 저항(R23)의 저항값은 제4 저항(R24)의 저항값의 두배일 수 있다.

또한, 상기 제1 내지 제4 스위치들(SW11, SW22, SW23, SW24)은 직렬 연결되고, 상기 제1 내지 제4 스위치들(SW11, SW22, SW23, SW24)은 상기 제1 내지 제4 저항들(R21, R22, R23, R24) 각각과 병렬 연결된다. 본 실시예에서, 저항스트링(646)은 4개의 저항들로 구성되고, 스위칭부(648)는 4개의 스위치들로 구성된 것을 도시하였으나, 4개의 저항들과 4개의 스위치들로 한정하는 것은 아니다.

동작시, 예를들어, 상기 제1 내지 제4 스위치들(SW21, SW22, SW23, SW24)이 오프되면, 상기 임피던스 매칭부(640)의 임피던스는 직렬 연결된 제1 내지 제4 저항들(R21, R22, R23, R24)에 의해 정의된다.

상기 제1 스위치(SW21)가 온되고 상기 제2 내지 제4 스위치들(SW22, SW23, SW24)이 오프되면, 상기 임피던스 매칭부(640)의 임피던스는 직렬 연결된 상기 제2, 제3 및 제4 저항들(R22, R23, R24)에 의해 정의된다.

상기 제1 및 제2 스위치들(SW21, SW22)이 온되고 상기 제3 및 제4 스위치들(SW23, SW24)이 오프되면, 상기 임피던스 매칭부(640)의 임피던스는 직렬 연결된 상기 제3 및 제4 저항들(R23, R24)에 의해 정의된다.

상기 제2 스위치(SW22)가 온되고 상기 제1, 제3 및 제4 스위치들(SW21, SW23, SW24)이 오프되면, 상기 임피던스 매칭부(640)의 임피던스는 상기 제1, 제3 및 제4 저항들(R21, R23, R24)에 의해 정의된다.

이러한 방식으로 상기 스위칭부(648)의 절환 동작에 의해 상기 임피던스 매칭부(640)의 임피던스가 가변된다. 이러한 임피던스 가변은 콘트롤러(도 3a에 도시됨)의 제어에 의해 이루어질 수 있다.

도 8은 도 1에 도시된 터치-표시패널(110)과 터치-센싱부(120)간의 연결을 개략적으로 설명하기 위해 일부 영역을 발췌한 사시도이다.

도 8을 참조하면, 터치-표시패널(110)은 표시부재(112)와 상기 표시부재(112)의 상면에 형성된 터치-센싱배선(114)을 포함한다.

상기 표시부재(112)는 데이터패드들을 통해 데이터구동부(140)에 연결되어 데이터구동부(140)로부터 데이터신호들을 제공받을 수 있다. 상기 데이터구동부(140)는 칩 형태로 구성되어 ACF 필름 등을 통해 상기 데이터패드들 각각에 연결될 수 있다. 또한, 상기 데이터구동부(140)는 플렉서블 필름 등을 통해 타이밍제어부 등에 연결될 수 있다.

상기 터치-센싱배선(114)은 상기 표시부재(112)의 상면에 구불구불하게 형성되어 일단을 통해 터치-센싱부(120)에 연결된다. 상기 터치-센싱부(120)는 칩 형태로 구성되어 플렉서블 필름 등에 탑재되어 상기 타이밍제어부 등에 연결될 수 있다. 상기 터치-센싱배선(114)은 미세한 두께, 예를들어 50 마이크로미터 보다 같거나 작은 폭을 갖고서 상기 표시부재(112)에 형성된 차광층(또는 블랙매트릭스층)에 대응하여 형성될 수 있다.

상기 터치-센싱배선(114)의 양단(입력단 및 출력단)은 50 마이크로미터의 폭보다 큰 폭으로 확장되어 상기 터치-센싱부(120)에 연결될 수 있다.

본 실시예에서 상기 터치-센싱배선(114)은 상기 표시부재(112) 상에 하나의 배선으로 구불구불하게 형성된 것으로 도시하였으나, 상기 터치-센싱배선(114)은 상기 표시부재(112) 상에 복수개의 배선으로 구불구불하게 형성될 수도 있다. 이때 상기 터치-센싱배선(114)의 수는 상기 표시부재(112)에 형성된 데이터라인의 수 또는 스캔라인의 수와 동일할 수도 있다.

도 9는 도 1에 도시된 터치-표시패널(110)에 형성된 터치-센싱배선(114)의 배열 일예를 설명하기 위한 평면도이다.

도 1 및 도 9를 참조하면, 터치-센싱배선(114)은 배선부(114a), 상기 배선부(114a)의 일단에 연결된 입력단자(114b) 및 상기 배선부(114a)의 타단에 연결된 출력단자(114c)를 포함한다. 상기 배선부(114a)는 50 마이크로미터와 같거나 작은 폭을 갖고, 상기 입력단자(114b) 및 상기 출력단자(114c)는 상기 배선부의 폭보다 큰 폭을 갖는다.

상기 터치-센싱배선(114)은 하나의 배선으로 이루어지고, 서로 연결된 U-자 형상과 역-U-자 형상에 의해 정의되는 지그재그 형상을 갖고서, 상기 터치-표시패널(110) 전체를 커버하도록 배열된다.

상기 터치-센싱배선(114)은 하나의 단위화소의 3변을 둘러싸도록 배치된다. 여기서, 단위화소는 R컬러에 대응하는 화소일 수도 있고, G컬러에 대응하는 화소일 수도 있으며, B컬러에 대응하는 화소일 수도 있다. 상기 터치-센싱배선(114)은 단위화소의 테두리 영역에 대응하여 라운드져 굴곡되는 절곡부를 포함한다. 상기 절곡부는 평면상에서 관찰할 때 라운드져 일정 곡률의 원호 형상을 갖는다. 상기 절곡부는 송신펄스나 반사펄스가 굴곡에 의해 반사되지 않도록 일정 곡률을 갖는다.

도 9에서, 터치-센싱배선(114)들 각각이 Y-축 방향을 따라 배치된 것을 도시하였으나, 터치-센싱배선(114)들 각각은 X-축 방향을 따라 배치될 수도 있다.

도시하지는 않았지만, 상기 터치-센싱배선(114)과 평행하게 그라운드 배선이 더 형성된다. 상기 그라운드 배선은 하나의 배선으로 이루어져 상기 터치-센싱배선(114)과 평행하게 형성될 수도 있다. 한편, 상기 그라운드 배선은 상기 터치-센싱배선(114)의 일측변 및 타측변에 각각 형성되어 상기 터치-센싱배선(114)과 평행하게 형성될 수도 있다. 상기 그라운드 배선은 반사펄스 측정이 가능하도록 기준전압을 제공하는 역할을 수행한다. 또한, 상기 그라운드 배선은 외부의 노이즈가 상기 터치-센싱배선(114)에 미치는 악영향을 제거할 수도 있다.

도 10은 도 1에 도시된 터치-표시패널(110)에 형성된 터치-센싱배선(114)의 배열 다른 예를 설명하기 위한 평면도이다.

도 1 및 도 10을 참조하면, 터치-센싱배선(114)은 복수개로 이루어져 X-축 방향을 따라 터치-표시패널(110) 전체를 커버하도록 배열된다.

상기 터치-센싱배선(114)들 각각은 배선부(114d), 상기 배선부(114d)의 일단에 연결된 입력단자(114e) 및 상기 배선부(114d)의 타단에 연결된 출력단자(114f)를 포함한다. 상기 배선부(114d)는 50 마이크로미터와 같거나 작은 폭을 갖고, 상기 입력단자(114e) 및 상기 출력단자(114f)는 상기 배선부(114d)의 폭보다 큰 폭을 갖는다.

상기 터치-센싱배선(114)들 각각의 입력단자(114e)는 상기 터치-표시패널(110)의 좌측부에 배치될 수 있고, 상기 터치-센싱배선(114)들 각각의 출력단자(114f)는 상기 터치-표시패널(110)의 우측부에 배치될 수 있다.

상기 터치-센싱배선(114)들 각각은 하나의 단위화소의 3변을 둘러싸도록 배치된다. 여기서, 단위화소는 R컬러에 대응하는 화소일 수도 있고, G컬러에 대응하는 화소일 수도 있으며, B컬러에 대응하는 화소일 수도 있다. 상기 터치-센싱배선(114)은 단위화소의 테두리 영역에 대응하여 라운드져 굴곡되는 절곡부를 포함한다. 상기 절곡부는 평면상에서 관찰할 때 라운드져 일정 곡률의 원호 형상을 갖는다.

도 10에서, 터치-센싱배선(114)들 각각이 Y-축 방향을 따라 배치된 것을 도시하였으나, 터치-센싱배선(114)들 각각은 X-축 방향을 따라 배치될 수도 있다.

도시하지는 않았지만, 상기 터치-센싱배선(114)과 평행하게 그라운드 배선이 더 형성된다. 상기 그라운드 배선은 하나의 배선으로 이루어져 상기 터치-센싱배선(114)과 평행하게 형성될 수도 있다. 한편, 상기 그라운드 배선은 상기 터치-센싱배선(114)의 일측변 및 타측변에 각각 형성되어 상기 터치-센싱배선(114)과 평행하게 형성될 수도 있다.

본 실시예에 따른 터치-센싱배선들 각각은 Y-축 방향과 평행한 라인을 따라 배치된다. 동작시, 순차적으로 특정 라인에 대응하는 터치-센싱배선에 송신펄스가 인가될 때 다른 라인들에 대응하는 터치-센싱배선들은 그라운드 전압이 인가될 수 있다. 예를들어, 첫번째 라인에 대응하는 터치-센싱배선에 송신펄스가 인가될 때 다른 라인에 대응하는 터치-센싱배선들에는 그라운드 전압이 인가되고, 두번째 라인에 대응하는 터치-센싱배선에 송신펄스가 인가될 때 다른 라인에 대응하는 터치-센싱배선들에는 그라운드 전압이 인가될 수 있다.

도 11은 도 1에 도시된 터치-표시패널(110)의 일례를 설명하기 위한 단면도이다. 특히, 컬러필터기판의 제1 면에 형성된 차광층에 대응하여 제2 면에 터치-센싱배선(114)이 형성된 예가 도시된다.

도 11을 참조하면, 터치-표시패널(110)의 표시부재(112)는 액정표시패널이다. 상기 액정표시패널은 어레이 기판(ARS), 상기 어레이기판(ARS)과 마주하는 컬러필터 기판(CFS) 및 상기 어레이 기판(ARS)과 상기 컬러필터 기판(CFS)간에 게재된 액정층(LCL)을 포함한다.

상기 어레이 기판(ARS)은 제1 베이스기판(BS1), 상기 제1 베이스기판(BS1) 위에 형성된 스위칭 소자(SW), 상기 제1 베이스기판(BS1) 및 상기 스위칭 소자 위에 형성된 유기막(OL), 상기 유기막(OL)에 형성된 콘택홀(CNT)을 통해 상기 스위칭 소자(SW)에 연결된 화소전극(PE)을 포함한다. 상기 스위칭 소자(SW)는 게이트전극(GE), 액티브층(AP), 소소전극(SE), 드레인전극(DE)을 포함할 수 있다. 상기 스위칭 소자(SW)는 상기 게이트전극(GE)에 연결된 스캔라인을 통해 스캔신호를 제공받아 턴-온될 수 있다. 상기 스위칭 소자(SW)가 턴-온되면, 상기 소소전극(SE)에 연결된 데이터라인(DL)을 통해 제공되는 데이터신호는 상기 드레인전극(DE)을 화소전극(PE)에 제공될 수 있다. 도 11에서, 도면부호 GIL은 상기 제1 베이스기판(BS1)과 상기 게이트전극(GE)을 커버하는 게이트 절연층(GIL)이다.

상기 컬러필터 기판(CFS)은 제2 베이스기판(BS2), 상기 제2 베이스기판(BS2)의 제1 면에 형성된 차광층(BML), 상기 제2 베이스기판(BS2) 및 상기 차광층(BML) 위에 형성된 컬러필터층들(R-PX, G-PX), 상기 컬러필터층들(R-PX, G-PX) 위에 형성된 공통전극층(CML)을 포함한다. 상기 공통전극층(CML)에는 액정표시장치의 공통전압(Vcom)이 인가된다. 따라서, 상기 터치-센싱배선(114)에 송신펄스가 출력될 때, 상기 공통전극층(CML)에 인가되는 공통전압(Vcom)은 기준전압의 역할을 수행할 수 있다.

상기 터치-센싱배선(114)은 상기 차광층(MBL)에 대응하도록 상기 컬러필터 기판(CFS)의 제2 면에 형성된다. 이에 따라, 표시되는 영상에 표시불량을 유발하지 않으면서 멀티-터치 기능을 구현할 수 있다. 상기 터치-센싱배선(114)은 금속증착 방식으로 형성될 수도 있고, 상기 터치-센싱배선(114)이 형성된 베이스기판(미도시됨)을 테이프 등을 통해 부착될 수도 있다.

도 12는 도 1에 도시된 터치-표시패널(110)의 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다. 특히, 컬러필터기판의 제1 면에 형성된 차광층을 커버하도록 제1 면에 터치-센싱배선(114)이 형성된 예가 도시된다.

도 12를 참조하면, 터치-표시패널(110)의 표시부재(112)는 액정표시패널이다. 상기 액정표시패널은 어레이 기판(ARS), 상기 어레이기판(ARS)과 마주하는 컬러필터 기판(CFS) 및 상기 어레이 기판(ARS)과 상기 컬러필터 기판(CFS)간에 게재된 액정층(LCL)을 포함한다.

상기 어레이 기판(ARS)은 도 11에 설명된 어레이 기판(ARS)과 실질적으로 동일하므로 동일한 도면부호를 부여하고 자세한 설명은 생략한다.

상기 컬러필터 기판(CFS)은 제2 베이스기판(BS2), 상기 제2 베이스기판(BS2)의 제1 면에 형성된 차광층(BML), 상기 차광층(BML) 위에 형성된 터치-센싱배선(114), 상기 제2 베이스기판(BS2) 및 상기 터치-센싱배선(114) 위에 형성된 컬러필터층들(R-PX, G-PX), 상기 컬러필터층들(R-PX, G-PX) 위에 형성된 공통전극층(CML)을 포함한다. 도면부호 R-PX는 레드 서브화소를 칭하고, 도면부호 G-PX는 그린 서브화소를 칭한다.

도 13은 도 1에 도시된 터치-표시패널(110)의 또 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다. 특히, 컬러필터기판의 제1 면에 차광층에 대체하여 터치-센싱배선(114)이 형성된 예가 도시된다.

도 13을 참조하면, 터치-표시패널(110)의 표시부재(112)는 액정표시패널이다. 상기 액정표시패널은 어레이 기판(ARS), 상기 어레이기판(ARS)과 마주하는 컬러필터 기판(CFS) 및 상기 어레이 기판(ARS)과 상기 컬러필터 기판(CFS)간에 게재된 액정층(LCL)을 포함한다.

상기 컬러필터 기판(CFS)은 제2 베이스기판(BS2), 상기 제2 베이스기판(BS2)의 제1 면에 형성된 터치-센싱배선(114), 상기 제2 베이스기판(BS2) 및 상기 터치-센싱배선(114) 위에 형성된 컬러필터층들(R-PX, G-PX), 상기 컬러필터층들(R-PX, G-PX) 위에 형성된 공통전극층(CML)을 포함한다.

도시하지는 않았지만, 터치-센싱배선(114)은 데이터라인과 평행하게 형성될 수도 있고, 스캔라인과 평행하게 형성될 수도 있다. 이때, 터치-센싱배선(114)은 차광층이 형성된 컬러필터 기판의 제1 면과 대응하는 제2 면에 형성될 수도 있고, 차광층을 커버하도록 형성될 수도 있고, 차광층에 대체하여 형성될 수도 있다.

도 14는 도 1에 도시된 터치-표시패널(110)의 또 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다. 특히, 유기전계발광표시패널의 상면에 터치-센싱배선(114)이 형성된 예가 도시된다.

도 14를 참조하면, 터치-표시패널(110)의 표시부재(112)는 유기전계발광표시패널이다. 상기 유기전계발광표시패널은 매트릭스형태로 형성된 서브-픽셀들에 의해 표시영역이 정의된 베이스기판(910a), 상기 베이스기판(910a) 상에 형성된 상기 서브-픽셀들을 수분이나 산소로부터 보호하기 위한 밀봉기판(910b) 및 상기 밀봉기판(910b)의 상면에 형성된 터치-센싱배선(114)을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 표시부재(112)는 상기 밀봉기판(910b) 방향으로 발광하는 전면 발광형(Top-Emission)을 일례로 한다.

상기 서브-픽셀들은 수동매트릭스형(Passive Matrix) 또는 능동매트릭스형(Active Matrix)으로 형성될 수 있다. 서브픽셀들이 능동매트릭스형으로 형성된 경우, 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터, 캐패시터 및 유기발광다이오드를 포함하는 2T-1C(2 transistors-1 capacitor) 구조로 구성되거나 트랜지스터 및 캐패시터가 더 추가된 구조로 구성될 수도 있다. 이하, 서브-픽셀의 구조에 대해 더욱 자세히 설명한다.

상기 베이스기판(910a) 상에는 버퍼층(911)이 배치된다. 상기 버퍼층(911)은 상기 베이스기판(910a)에서 유출되는 알칼리 이온 등과 같은 불순물로부터 후속 공정에서 형성되는 박막 트랜지스터를 보호하기 위해 형성할 수 있다.

상기 버퍼층(911)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 등을 사용할 수 있다. 상기 버퍼층(911) 상에는 게이트전극(912)이 배치된다.

상기 게이트전극(912)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.

상기 게이트전극(912) 상에는 제1 절연막(913)이 배치된다. 상기 제1 절연막(913)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

상기 제1 절연막(913) 상에는 액티브층(914)이 배치된다. 상기 액티브층(914)은 비정질 실리콘 또는 이를 결정화한 다결정 실리콘을 포함할 수 있다. 여기서 도시하지는 않았지만, 상기 액티브층(914)은 채널 영역, 소스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있으며, 소스 영역 및 드레인 영역에는 P형 또는 N형 불순물이 도핑될 수 있다. 또한, 상기 액티브층(914)은 접촉 저항을 낮추기 위한 오믹 콘택층을 포함할 수도 있다. 상기 액티브층(914) 상에는 소스전극(915a) 및 드레인전극(915b)이 배치된다.

상기 소스전극(915a) 및 상기 드레인전극(915b)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있으며, 상기 소스전극(915a) 및 상기 드레인전극(915b)이 단일층일 경우에는 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 이와 달리, 상기 소스전극(915a) 및 상기 드레인전극(915b)이 다중층일 경우에는 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴의 2중층, 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴 또는 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴/몰리브덴의 3중층으로 이루어질 수 있다.

상기 소스전극(915a) 및 상기 드레인전극(915b) 상에는 제2 절연막(916)이 배치된다. 상기 제2 절연막(916)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 제2 절연막(916)은 패시베이션막일 수 있다.

상기 제2 절연막(916) 상에는 제3 절연막(917)이 배치된다. 상기 제3 절연막(917)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 제3 절연막(917)은 평탄화막일 수 있다.

이상에서 상기 베이스기판(910a) 상에 배치하는 바텀 게이트형 구동 트랜지스터에 대해 설명하였다.

이하에서는 구동 트랜지스터 상에 배치하는 유기 발광다이오드에 대해 설명한다.

상기 제3 절연막(917) 상에는 제1 전극(919)이 배치된다. 상기 제1 전극(919)은 애노드 또는 캐소드로 선택될 수 있다. 애노드로 선택된 제1 전극(919)은 투명한 재료, 예컨대, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

상기 제1 전극(919) 상에는 상기 제1 전극(919)의 일부를 노출하는 개구부를 갖는 뱅크층(920)이 배치된다. 상기 뱅크층(920)은 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB)계 수지, 아크릴계 수지 또는 폴리이미드 수지 등의 유기물을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

상기 뱅크층(920)의 개구부 내에는 상기 유기 발광층(921)이 배치된다. 상기 유기 발광층(921)은 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층을 포함한다.

상기 정공주입층은 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있으며, CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

상기 정공수송층은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, NPD(또는 NPB)(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

상기 발광층은 호스트와 도펀트를 포함한다. 발광층은 적색, 녹색, 청색 및 백색을 발광하는 물질을 포함할 수 있으며, 인광 또는 형광물질을 이용하여 형성할 수 있다. 발광층이 적색을 발광하는 경우, CBP(carbazole biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 도펀트를 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리 PBD:Eu(DBM)3(Phen) 또는 Perylene을 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 발광층이 녹색을 발광하는 경우, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 발광층이 청색을 발광하는 경우, CBP, 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, (4,6-F2ppy)2Irpic 를 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있다. 이와는 달리, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자 및 PPV계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

상기 전자수송층은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

상기 전자주입층은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino) aluminum), PBD, TAZ, LiF, spiro-PBD, BAlq 또는 SAlq를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 정공주입층, 상기 정공수송층, 상기 전자수송층 및 상기 전자주입층 중 적어도 어느 하나가 생략될 수도 있다.

상기 유기 발광층(921) 상에는 제2 전극(922)이 배치된다. 상기 제2 전극(922)은 캐소드 또는 애노드로 선택될 수 있다. 캐소드로 선택된 제2 전극(922)은 알루미늄(Al) 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

상기 밀봉기판(910b)의 상면 중 상기 뱅크층(920)에 대응하는 영역에는 상기 터치-센싱배선(114)이 배치된다.

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치-센싱 기능을 갖는 터치-표시장치를 설명하기 위한 블록도이다. 특히, 데이터구동부에 터치-센싱부가 탑재된 예가 도시된다.

도 15를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치-센싱 기능을 갖는 터치-표시장치(200)는 터치-표시패널(110), 타이밍제어부(130), 터치-센싱 기능을 갖는 데이터구동부(240) 및 스캔구동부(150)를 포함한다.

상기 터치-표시패널(110)은 도 1에서 설명된 상기 터치-표시패널(110)과 실질적으로 동일하므로 동일한 도면부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 타이밍제어부(130)는 도 1에서 설명된 상기 타이밍제어부(130)와 실질적으로 동일하므로 동일한 도면부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 터치-센싱 기능을 갖는 데이터구동부(240)는 상기 타이밍제어부(130)에서 제공되는 영상신호를 영상데이터로 변환하여 상기 터치-표시패널(110)에 제공한다. 또한, 상기 터치-센싱 기능을 갖는 데이터구동부(240)는 영상의 라인과 라인간에 정의되는 수평 블랭크 구간동안 송신펄스를 상기 터치-센싱배선(114)에 출력하고, 상기 터치-센싱배선(114)상에 사용자의 터치에 응답하여 반사되는 반사펄스를 수신하여 이를 근거로 터치 좌표를 센싱하는 동작을 수행한다. 상기 데이터구동부(240)는 터치-센싱 기능을 수행하기 위해 터치-센싱부(120)를 포함한다.

상기 스캔구동부(150)는 도 1에서 설명된 상기 스캔구동부(150)와 실질적으로 동일하므로 동일한 도면부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.

도 16a는 도 13에 도시된 터치-센싱 기능을 갖는 데이터구동부(240)의 일례를 설명하기 위한 블록도이다. 도 16b는 도 15a의 데이터구동부(240)의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.

도 16a를 참조하면, 터치-센싱 기능을 갖는 데이터구동부(240)는 데이터드라이버(242) 및 터치-센싱부(120)를 포함한다.

상기 데이터드라이버(242)는 쉬프트 레지스터(510), 데이터 버퍼(520), 데이터 레지스터(530), 제어회로(540), 데이터 래치(550), 계조전압 발생부(560), 계조전압 선택부(570) 및 출력부(580)를 포함하여, 상기 터치-표시패널(110)에 구비되는 데이터라인들(DL)에 영상 데이터를 출력한다. 상기 데이터드라이버(242)에 대한 구성은 다양하게 구성될 수 있고 일반적으로 널리 알려진 바 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 터치-센싱부(120)는 송신펄스출력부(122), TDR측정부(124), 종단처리부(126) 및 콘트롤러(128)를 포함한다. 상기 터치-센싱부(120)는 상기 터치-표시패널(110)의 터치-센싱배선(114)에 상기 송신펄스를 출력하고, 수신되는 반사펄스를 근거로 터치 위치를 연산한다.

상기 송신펄스출력부(122), 상기 TDR측정부(124) 및 상기 종단처리부(126)는 도 3a에서 설명된 송신펄스출력부(122), 상기 TDR측정부(124) 및 상기 종단처리부(126)와 실질적으로 동일하므로 동일한 도면부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 콘트롤러(128)는 수평 블랭크 구간동안 상기 송신펄스출력부(122), 상기 TDR측정부(124) 및 상기 종단처리부(126)의 동작을 제어하여 터치 좌표를 검출한다. 상기 콘트롤러(128)는 상기 쉬프트 레지스터(510)에 제공되는 수평시작신호(STH; horizontal stat signal)를 근거로 상기 송신펄스출력부(122), 상기 TDR측정부(124) 및 상기 종단처리부(126)의 동작을 제어하여 터치 좌표를 검출할 수 있다. 도 16b를 참조하여, 수평시작신호(STH)를 근거로 터치 좌표를 검출하는 예를 설명한다.

도 16b에서, 도면부호 T_DATA은 타이밍제어부(130)에서 출력되는 구동신호를 나타내고, 도면부호 CPH는 수평클럭신호를 나타내고, 도면부호 STH는 수평시작신호를 나타낸다. 도면부호 LD는 데이터 로드(load)신호를 나타내고, 도면부호 POL은 극성 제어신호를 나타낸다. 도면부호 LINE_n은 액정표시장치에서 하나의 데이터라인에 대응하는 영상 데이터에 대응하는 전압을 나타내고, 도면부호 Vcom은 공통전극전압을 나타낸다.

상기 수평 클럭신호(CPH)는 상기 데이터드라이버(242)를 동작시키기 위한 기준 클럭을 제공하고, 상기 수평시작신호(STH)는 상기 타이밍제어부(130)에서 출력되는 구동신호를 수신하기 위해 상기 데이터드라이버(242)를 트리거하고, 상기 데이터 로드신호(LD)는 상기 데이터드라이버(242)의 출력 동작을 제어하고, 상기 극성 제어신호(POL)는 상기 데이터드라이버(242)에서 출력되는 데이터라인 구동신호의 극성을 제어한다.

설명의 편의를 위해, 상기 타이밍제어부(130)에서 출력되는 영상 데이터(T_DATA)는 블록으로 나타낸다. 각 블록들은 동일한 스캔 라인에 대응하는 영상 데이터를 나타내고, 각 블록과 블록간의 블랭크는 서로 인접하는 영상 데이터의 구분을 위해 존재한다. 상기 블록과 블록간의 블랭크 구간은 H_blank이다. 하나의 스캔라인에 대응하는 영상 데이터가 시작되는 시점에 수평시작신호(STH)가 출력된다.

즉, 첫번째 수평시작신호가 출력되면, 첫번째 스캔라인에 대응하는 영상 데이터들은 데이터 레지스터(530)의 저장소에 순차적으로 저장된 후, 상기 데이터 래치(550), 상기 계조전압 선택부(570) 및 상기 출력부(580)를 경유하여 데이터라인들 각각에 출력된다. 이때, 첫번째 스캔라인이 활성화되므로 첫번째 스캔라인에 연결된 스위칭소자들을 경유하여 화소전극들에 영상데이터에 대응하는 전압이 인가된다.

이어, 두번째 수평시작신호가 출력되면, 두번째 스캔라인에 대응하는 영상 데이터들은 데이터 레지스터(530)의 저장소에 순차적으로 저장된 후, 상기 데이터 래치(550), 상기 계조전압 선택부(570) 및 상기 출력부(580)를 경유하여 데이터라인들 각각에 출력된다. 이때, 두번째 스캔라인이 활성화되므로 두번째 스캔라인에 연결된 스위칭소자들을 경유하여 화소전극들에 영상데이터에 대응하는 전압이 인가된다.

이처럼, 수평시작신호가 출력되기 시간과 영상데이터들이 출력되는 시간 사이에는 수평 블랭크(H_blank) 구간이 존재한다. 따라서, 수평시작신호가 출력다면, 수평 블랭크 구간을 확인할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 수평 블랭크 구간동안, 터치-센싱 동작을 수행하므로써, 영상 표시를 위해 터치-표시패널에 인가되는 스캔신호나 데이터신호의 출력 타이밍과 겹치지 않게 되어 터치-센싱을 위한 신호에 영향이 미치는 것을 최소화할 수 있다.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치-센싱 기능을 갖는 터치-표시장치를 설명하기 위한 블록도이다. 특히, 스캔구동부에 터치-센싱부가 탑재된 예가 도시된다.

도 17을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치-센싱 기능을 갖는 터치-표시장치(100)는 터치-표시패널(110), 타이밍제어부(130), 데이터구동부(140) 및 터치-센싱 기능을 갖는 스캔구동부(350)를 포함한다.

또한, 상기 타이밍제어부(130)는 도 1에서 설명된 상기 타이밍제어부(130)와 실질적으로 동일하므로 동일한 도면부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 데이터구동부(130)는 도 1에서 설명된 상기 데이터구동부(130)와 실질적으로 동일하므로 동일한 도면부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 터치-센싱 기능을 갖는 스캔구동부(350)는 상기 타이밍제어부(130)에서 제공되는 스캔제어신호에 응답하여 상기 터치-표시패널(110)에 배치된 스캔라인들(SL)에 전기적으로 연결된 스위칭소자들(SW)을 순차적으로 턴온시킨다.

또한, 상기 터치-센싱 기능을 갖는 스캔구동부(140)는 영상의 프레임과 프레임간에 정의되는 수직 블랭크 구간동안 송신펄스를 상기 터치-센싱배선(114)에 출력하고, 상기 터치-센싱배선(114)상에 사용자의 터치에 응답하여 반사되는 반사펄스를 수신하여 이를 근거로 터치 좌표를 센싱하는 동작을 수행한다. 상기 스캔구동부(350)는 터치-센싱 기능을 수행하기 위해 터치-센싱부(120)를 포함한다.

도 18a는 도 17에 도시된 터치-센싱 기능을 갖는 스캔구동부(350)의 일례를 설명하기 위한 블록도이고, 도 18b는 도 18a의 스캔구동부(140)의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.

도 18a를 참조하면, 상기 터치-센싱 기능을 갖는 스캔구동부(350)는 스캔드라이버(352) 및 터치-센싱부(120)를 포함한다.

상기 스캔드라이버(352)는 쉬프트 레지스터(410), 레벨 쉬프터(420) 및 버퍼(430)를 포함하여, 터치-표시패널(110)에 구비되는 스캔라인들에 연결된 스위칭소자들을 턴온시키기 위한 스캔신호를 출력한다. 상기 스캔드라이버(352)에 대한 구성은 다양하게 구성될 수 있고 일반적으로 널리 알려진바 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 터치-센싱부(120)는 송신펄스출력부(122), TDR측정부(124), 종단처리부(126) 및 콘트롤러(128)를 포함한다. 상기 터치-센싱부(120)는 상기 터치-표시패널(110)의 상기 터치-센싱배선(114)에 상기 송신펄스를 출력하고, 수신되는 반사펄스를 근거로 터치 위치를 연산한다.

상기 송신펄스출력부(122), 상기 TDR측정부(124) 및 상기 종단처리부(126)는 도 2a에서 설명된 송신펄스출력부(122), 상기 TDR측정부(124) 및 상기 종단처리부(126)와 실질적으로 동일하므로 동일한 도면부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.

도 17b를 참조하면, 타이밍제어부(130)에서 수직시작신호(STV)가 제공되면 상기 스캔드라이버(352)는 순차적으로 제1 스캔신호(G1), 제2 스캔신호(G2), 제3 스캔신호(G3)를 순차적으로 터치-표시패널(110)에 출력한다. 이에 따라, 터치-표시패널(110)에 구비되는 스캔라인들은 순차적으로 활성화되어 해당 스캔라인들에 연결된 스위칭소자들을 턴온시킨다. 마지막번째 스캔신호인 m번째 스캔신호(Gm)가 출력된 후 다음 프레임에 대응하여 출력되는 수직시작신호(STV)가 출력되는 시간에는 수직 블랭크 구간(V_blank)이 존재한다.

상기한 수직 블랭크 구간동안 상기 터치-센싱부(120)는 송신펄스를 터치-센싱배선(114)에 출력하고 수신되는 반사펄스를 근거로 터치 위치를 연산한다.

본 실시예에서, 상기 수직 블랭크 구간동안, 터치-센싱 동작을 수행하므로써, 영상 표시를 위해 터치-표시패널에 인가되는 스캔신호나 데이터신호의 출력 타이밍과 겹치지 않게 되어 터치-센싱을 위한 신호에 영향이 미치는 것을 최소화할 수 있다.

도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 터치-표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 19를 참조하면, 영상의 블랭크 구간인지의 여부를 체크한다(단계 S100). 영상의 블랭크 구간인지를 체크하는 이유는 영상을 표시하는 구간(또는 표시구간)이 아닌 블랭크 구간(또는 비표시구간) 동안 터치 여부를 감지하기 위해서이다.

단계 S100에서 영상의 블랭크 구간이 아닌 것으로 체크되면, 표시구간동안 스캔신호를 스캔라인에 출력하고, 데이터신호를 데이터라인에 출력한다(단계 S200).

단계 S100에서 영상의 블랭크 구간인 것으로 체크되면, 비표시구간동안 터치-센싱 동작을 수행한다(단계 S300).

단계 S200 또는 단계 S300에 이어, 터치-표시장치의 종료 여부를 체크하여(단계 S400), 종료로 체크되면 종료하고, 미종료로 체크되면 단계 S100으로 피드백한다.

도 20은 도 19에 도시된 터치-센싱 동작의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다. 특히, 핑거 터치-센싱방법이 설명된다.

도 19 및 도 20을 참조하면, 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 초기 구동인지의 여부를 체크한다(단계 S302).

단계 S302에서 초기 구동으로 체크되면, 상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 초기 구동 모드를 수행한다(단계 S304). 단계 S304에 대한 자세한 설명은 도 19에서 후술한다.

단계 S302에서 초기 구동으로 체크되지 않거나 단계 S304를 수행한 후, 상기 터치-센싱부(120)의 송신펄스출력부(122)는 터치-센싱배선에 터치-센싱을 위한 송신펄스를 출력한다(단계 S306).

상기 터치-센싱부(120)의 TDR측정부(124)는 사용자의 터치에 응답하여 반사되는 반사펄스를 수신한다(단계 S308). 이때 수신되는 반사펄스에는 해당 반사펄스의 기준레벨보다 낮은 레벨이 없을 수도 있고, 하나 또는 복수개의 레벨이 존재할 수 있다. 수신된 반사펄스에 기준레벨보다 낮은 레벨이 없는 것은 터치가 이루어지지 않은 것을 의미한다. 수신된 반사펄스에 기준레벨보다 낮은 레벨이 하나 존재하는 것은 터치 포인트가 하나인 것을 의미한다. 한편, 수신된 반사펄스에 기준레벨보다 낮은 레벨이 두개 또는 세개 존재하는 것은 터치 포인트가 두개 또는 세개인 것을 의미한다.

상기 터치-센싱부(120)의 TDR측정부(124)는 단계 S308에서 수신된 반사펄스에 포함된 노이즈 성분을 제거한다(단계 S310). 반사펄스에서 노이즈 성분을 제거하기 위해 디지털 미분기를 이용할 수 있다. 상기 디지털 미분기는 TDR측정기(124) 내부에 배치될 수도 있고, 외부에 배치될 수도 있다.

상기 터치-센싱부(120)의 TDR측정부(124)는 복수의 딜레이신호들을 생성한다(단계 S312).

상기 터치-센싱부(120)의 TDR측정부(124)는 단계 S213에서 생성된 딜레이신호들을 이용하여 반사펄스를 디지털 변환하여 복수의 반사펄스 데이터들을 생성한다(단계 S314).

상기 터치-센싱부(120)의 TDR측정부(124)는 단계 S108에서 생성된 반사펄스 데이터들을 메모리에 저장한다(단계 S316). 상기 메모리는 한 프레임에 대응하는 영상 데이터를 저장할 수 있는 프레임 메모리일 수도 있고, 한 프레임에 대응하는 영상 데이터들 중 한 라인에 대응하는 영상 데이터를 저장할 수 있는 라인 메모리일 수도 있다.

상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 상기 메모리에 저장된 반사펄스 데이터들 중 임계범위보다 낮은 값을 갖는 반사펄스 데이터가 존재하는지의 여부를 체크한다(단계 S318). 상기 반사펄스 데이터에서 임계범위보다 낮은 값에 대응하는 반사펄스 데이터는 사용자의 터치가 핑거라는 것을 의미할 수 있다. 즉, 사용자의 핑거는 일정의 캐패시턴스 성분을 가지므로, 사용자의 핑거가 터치되면, 반사펄스는 임계범위보다 낮아진다.

단계 S318에서 임계범위보다 낮은 값을 갖는 반사펄스 데이터가 존재하지 않은 것으로 체크되면, 단계 S400으로 피드백한다.

단계 S318에서 임계범위보다 낮은 값을 갖는 반사펄스 데이터가 존재하는 것을 체크되면, 상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 임계범위보다 낮은 값에 대응하는 반사펄스 데이터를 상기 메모리에서 추출한다(단계 S320).

상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 반사펄스 데이터가 군집을 이루는지의 여부를 체크한다(단계 S322). 상기 반사펄스 데이터가 군집을 이루는 경우는 서로 인접하는 2개 이상의 메모리 라인들에서 임계범위보다 낮은 값들이 추출되는 경우이다. 즉, 사용자에 의한 터치가 서로 인접하는 복수의 터치-센싱라인들에서 이루어질 때 반사펄스 데이터가 군집을 이룰 수 있다.

단계 S322에서 반사펄스 데이터가 군집을 이루지 않는 것으로 체크되면, 상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 추출된 반사펄스 데이터의 주소를 근거로 터치 좌표를 인식한 후(단계 S324), 단계 S400으로 피드백한다.

단계 S322에서 반사펄스 데이터가 군집을 이루는 것으로 체크되면, 상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 보간을 통해 군집 데이터들 중 중심점에 대응하는 반사펄스 데이터를 추출한다(단계 S326).

상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 중심점에 대응하는 주소를 근거로 터치 좌표를 인식한 후(단계 S328) 단계 S400으로 피드백한다. 인식된 터치 좌표는 외부의 호스트 시스템(미도시됨)에 제공될 수 있다.

본 실시예에서, 수신된 반사펄스에서 노이즈 성분을 제거하는 단계가 포함된 것을 설명하였으나, 상기한 노이즈 성분을 제거하는 단계는 생략될 수도 있다.

도 21은 도 19에 도시된 초기 구동 모드 수행 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.

도 20 및 도 21을 참조하면, 상기 터치-센싱부(120)는 터치-센싱배선의 종단저항값을 오픈 레벨로 설정한다(단계 S610).

이어, 상기 터치-센싱부(120)는 상기 터치-센싱배선의 일단에 송신펄스를 출력한 후(단계 S612), 반사되는 반사펄스를 수신한다(단계 S614). 이때 반사펄스는 터치-센싱배선의 타단, 즉 종단이 오픈되었으므로 오픈 레벨에 대응하여 수신된다.

이어, 상기 터치-센싱부(120)는 오픈 레벨에 대응하여 반사펄스의 노이즈를 측정하고 측정된 결과값을 저장한다(단계 S616).

이어, 상기 터치-센싱부(120)는 터치-센싱배선의 종단저항값을 임피던스매칭레벨로 설정한다(단계 S620).

이어, 상기 터치-센싱부(120)는 상기 터치-센싱배선의 일단에 송신펄스를 출력한 후(단계 S622), 반사되는 반사펄스를 수신한다(단계 S624). 이때 반사펄스는 터치-센싱배선의 타단, 즉 종단은 터치-센싱배선의 임피던스와 동일하도록 매칭되었으므로 임피던스매칭레벨에 대응하여 수신된다.

이어, 상기 터치-센싱부(120)는 임피던스매칭레벨에 대응하여 반사펄스의 노이즈를 측정하고 측정된 결과값을 저장한다(단계 S626).

이어, 상기 터치-센싱부(120)는 터치-센싱배선의 종단저항값을 그라운드 레벨로 설정한다(단계 S630).

이어, 상기 터치-센싱부(120)는 상기 터치-센싱배선의 일단에 송신펄스를 출력한 후(단계 S632), 반사되는 반사펄스를 수신한다(단계 S634). 이때 반사펄스는 터치-센싱배선의 타단, 즉 종단이 그라운드되었으므로 그라운드 레벨에 대응하여 수신된다.

이어, 상기 터치-센싱부(120)는 그라운드 레벨에 대응하여 반사펄스의 노이즈를 측정하고 측정된 결과값을 저장한다(단계 S636).

상기 터치-센싱부(120)는 가장 작은 노이즈 성분을 갖는 반사펄스에 대응하는 종단저항값을 선택한다(단계 S640). 멀티-터치패널의 주변환경에 따라 터치-센싱배선의 종단이 오픈 레벨로 설정되었을 때 노이즈 성분이 최소일 수도 있고, 터치-센싱배선의 종단이 임피던스매칭레벨로 설정되었을 때 노이즈 성분이 최소일 수도 있으며, 터치-센싱배선의 종단이 그라운드 레벨로 설정되었을 때 노이즈 성분이 최소일 수 있다.

상기 터치-센싱부(120)는 선택된 종단저항값에 대응하도록 종단저항값을 설정한다(단계 S650).

본 실시예에서는 터치-센싱배선의 종단저항값의 설정 순서를 오픈 레벨, 임피던스매칭레벨 및 그라운드 레벨로 하는 것을 설명하였으나, 그 순서는 변경될 수도 있다. 즉, 터치-센싱배선의 종단저항값의 설정 순서는 임피던스매칭레벨, 오프레벨 및 그라운드 레벨로 설정될 수도 있고, 임피던스매칭레벨, 그라운드 레벨, 오픈 레벨로 설정될 수도 있으며, 그라운드 레벨, 임피던스레벨, 오픈 레벨 등으로 설정될 수 있다.

도 22는 도 19에 도시된 터치-센싱 동작의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도이다. 특히 스타일러스펜 터치-센싱방법이 설명된다.

도 19 및 도 22를 참조하면, 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 초기 구동인지의 여부를 체크하는 단계(단계 S702).

단계 S702에서 초기 구동으로 체크되면, 상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 도 18에서 설명된 바와 같은 초기 구동 모드를 수행한다(단계 S304).

단계 S702에서 초기 구동으로 체크되지 않거나 단계 S304를 수행한 후, 상기 터치-센싱부(120)의 송신펄스출력부(122)는 터치-센싱배선에 터치-센싱을 위한 송신펄스를 출력한다(단계 S706).

상기 터치-센싱부(120)의 TDR측정부(124)는 사용자의 터치에 응답하여 반사되는 반사펄스를 수신한다(단계 S708). 이때 수신되는 반사펄스에는 해당 반사펄스의 기준레벨보다 높은 레벨이 없을 수도 있고, 하나 또는 복수개의 레벨이 존재할 수 있다. 수신된 반사펄스에 기준레벨보다 높은 레벨이 없는 것은 터치가 이루어지지 않은 것을 의미한다. 수신된 반사펄스에 기준레벨보다 높은 레벨이 하나 존재하는 것은 터치 포인트가 하나인 것을 의미한다. 한편, 수신된 반사펄스에 기준레벨보다 높은 레벨이 두개 또는 세개 존재하는 것은 터치 포인트가 두개 또는 세개인 것을 의미한다.

상기 터치-센싱부(120)의 TDR측정부(124)는 단계 S708에서 수신된 반사펄스에 포함된 노이즈 성분을 제거한다(단계 S710). 반사펄스에서 노이즈 성분을 제거하기 위해 디지털 미분기를 이용할 수 있다.

상기 터치-센싱부(120)의 TDR측정부(124)는 복수의 딜레이신호들을 생성한다(단계 S712).

상기 터치-센싱부(120)의 TDR측정부(124)는 단계 S712에서 생성된 딜레이신호들을 이용하여 반사펄스를 디지털 변환하여 복수의 반사펄스 데이터들을 생성한다(단계 S714).

상기 터치-센싱부(120)의 TDR측정부(124)는 단계 S718에서 생성된 반사펄스 데이터들을 메모리에 저장한다(단계 S716). 상기 메모리는 한 프레임에 대응하는 영상 데이터를 저장할 수 있는 프레임 메모리일 수도 있고, 한 프레임에 대응하는 영상 데이터들 중 한 라인에 대응하는 영상 데이터를 저장할 수 있는 라인 메모리일 수도 있다.

상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 상기 메모리에 저장된 반사펄스 데이터들 중 임계범위보다 높은 값을 갖는 반사펄스 데이터가 존재하는지의 여부를 체크한다(단계 S718). 상기 반사펄스 데이터에서 임계범위보다 높은 값에 대응하는 반사펄스 데이터는 사용자의 터치가 스타일러스펜에 의해 이루어지는 것을 의미할 수 있다. 즉, 스타일러스펜은 인덕터 코일이 감겨진 구조를 가지므로, 스타일러스펜이 터치되면, 반사펄스는 임계범위보다 높아진다.

단계 S718에서 임계범위보다 높은 값을 갖는 반사펄스 데이터가 존재하지 않은 것으로 체크되면, 단계 S400으로 피드백한다.

단계 S718에서 임계범위보다 높은 값을 갖는 반사펄스 데이터가 존재하는 것을 체크되면, 상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 임계범위보다 높은 값에 대응하는 반사펄스 데이터를 상기 메모리에서 추출한다(단계 S720).

상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 반사펄스 데이터가 군집을 이루는지의 여부를 체크한다(단계 S722). 상기 반사펄스 데이터가 군집을 이루는 경우는 서로 인접하는 2개 이상의 메모리 라인들에서 임계범위보다 낮은 값들이 추출되는 경우이다. 즉, 사용자에 의한 터치가 서로 인접하는 복수의 터치-센싱라인들에서 이루어질 때 반사펄스 데이터가 군집을 이룰 수 있다.

단계 S722에서 반사펄스 데이터가 군집을 이루지 않는 것으로 체크되면, 상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 추출된 반사펄스 데이터의 주소를 근거로 터치 좌표를 인식한다(단계 S724).

단계 S722에서 반사펄스 데이터가 군집을 이루는 것으로 체크되면, 상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 보간을 통해 군집 데이터들 중 중심점에 대응하는 반사펄스 데이터를 추출한다(단계 S726).

상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 중심점에 대응하는 주소를 근거로 터치 좌표를 인식한다(단계 S728).

종료 여부를 체크하여, 미종료로 체크되면 단계 S400으로 피드백한다.

도 23a 및 도 23b는 도 19에 도시된 터치-센싱 동작의 또 다른 예를 설명하기 위한 흐름도들이다. 특히, 복합 터치-센싱방법이 설명된다.

도 19, 도 23a 및 도 23b를 참조하면, 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 초기 구동인지의 여부를 체크하는 단계(단계 S802).

단계 S802에서 초기 구동으로 체크되면, 상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 도 20에서 설명된 바와 같은 초기 구동 모드를 수행한다(단계 S304).

단계 S802에서 초기 구동으로 체크되지 않거나 단계 S304를 수행한 후, 상기 터치-센싱부(120)의 송신펄스출력부(122)는 터치-센싱배선에 터치-센싱을 위한 송신펄스를 출력한다(단계 S806).

상기 터치-센싱부(120)의 TDR측정부(124)는 사용자의 터치에 응답하여 반사되는 반사펄스를 수신한다(단계 S808). 이때 수신되는 반사펄스에는 해당 반사펄스의 기준레벨보다 높은 레벨이 없을 수도 있고, 하나 또는 복수개의 레벨이 존재할 수 있다. 수신된 반사펄스에 기준레벨보다 높은 레벨이 없는 것은 터치가 이루어지지 않은 것을 의미한다. 수신된 반사펄스에 기준레벨보다 높은 레벨이 하나 존재하는 것은 터치 포인트가 하나인 것을 의미한다. 한편, 수신된 반사펄스에 기준레벨보다 높은 레벨이 두개 또는 세개 존재하는 것은 터치 포인트가 두개 또는 세개인 것을 의미한다.

터치-센싱부(120)의 TDR측정부(124)는 단계 S808에서 수신된 반사펄스에 포함된 노이즈 성분을 제거한다(단계 S810). 반사펄스에서 노이즈 성분을 제거하기 위해 디지털 미분기를 이용할 수 있다. 본 실시예에서, 수신된 반사펄스에서 노이즈 성분을 제거하는 단계가 포함된 것을 설명하였으나, 상기한 노이즈 성분을 제거하는 단계는 생략될 수도 있다.

상기 터치-센싱부(120)의 TDR측정부(124)는 복수의 딜레이신호들을 생성한다(단계 S812).

상기 터치-센싱부(120)의 TDR측정부(124)는 단계 S812에서 생성된 딜레이신호들을 이용하여 반사펄스를 디지털 변환하여 복수의 반사펄스 데이터들을 생성한다(단계 S814).

상기 터치-센싱부(120)의 TDR측정부(124)는 단계 S814에서 생성된 반사펄스 데이터들을 메모리에 저장한다(단계 S816). 상기 메모리는 한 프레임에 대응하는 영상 데이터를 저장할 수 있는 프레임 메모리일 수도 있고, 한 프레임에 대응하는 영상 데이터들 중 한 라인에 대응하는 영상 데이터를 저장할 수 있는 라인 메모리일 수도 있다.

상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 상기 메모리에 저장된 반사펄스 데이터들 중 임계범위보다 높은 값을 갖는 반사펄스 데이터가 존재하는지의 여부를 체크한다(단계 S818). 상기 반사펄스 데이터에서 임계범위보다 높은 값에 대응하는 반사펄스 데이터는 사용자의 터치가 스타일러스펜에 의해 이루어지는 것을 의미할 수 있다. 즉, 스타일러스펜은 인덕터 코일이 감겨진 구조를 가지므로, 스타일러스펜이 터치되면, 반사펄스는 임계범위보다 높아진다.

단계 S818에서 임계범위보다 높은 값을 갖는 반사펄스 데이터가 존재하는 것을 체크되면, 상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 임계범위보다 높은 값에 대응하는 반사펄스 데이터를 상기 추출한다(단계 S820).

상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 반사펄스 데이터가 군집을 이루는지의 여부를 체크한다(단계 S822). 상기 반사펄스 데이터가 군집을 이루는 경우는 서로 인접하는 2개 이상의 메모리 라인들에서 임계범위보다 낮은 값들이 추출되는 경우이다. 즉, 사용자에 의한 터치가 서로 인접하는 복수의 터치-센싱라인들에서 이루어질 때 반사펄스 데이터가 군집을 이룰 수 있다.

단계 S822에서 반사펄스 데이터가 군집을 이루지 않는 것으로 체크되면, 상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 추출된 반사펄스 데이터의 주소를 근거로 터치 좌표를 인식한다(단계 S824).

단계 S822에서 반사펄스 데이터가 군집을 이루는 것으로 체크되면, 상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 보간을 통해 군집 데이터들 중 중심점에 대응하는 반사펄스 데이터를 추출한다(단계 S826).

상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 중심점에 대응하는 주소를 근거로 터치 좌표를 인식한다(단계 S828).

단계 S818에서 임계범위보다 높은 값을 갖는 반사펄스 데이터가 존재하지 않은 것을 체크되면, 상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 임계범위보다 낮은 값을 갖는 반사펄스 데이터가 존재하는지의 여부를 체크한다(단계 S830). 상기 반사펄스 데이터에서 임계범위보다 낮은 값에 대응하는 반사펄스 데이터는 사용자의 터치가 핑거라는 것을 의미할 수 있다. 즉, 사용자의 핑거는 일정의 캐패시턴스 성분을 가지므로, 사용자의 핑거가 터치되면, 반사펄스는 임계범위보다 낮아진다.

단계 S830에서 임계범위보다 낮은 값을 갖는 반사펄스 데이터가 존재하지 않은 것으로 체크되면, 단계 S400으로 피드백한다.

단계 S830에서 임계범위보다 낮은 값을 갖는 반사펄스 데이터가 존재하는 것을 체크되면, 상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 임계범위보다 낮은 값에 대응하는 반사펄스 데이터를 추출한다(단계 S832).

상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 반사펄스 데이터가 군집을 이루는지의 여부를 체크한다(단계 S834). 상기 반사펄스 데이터가 군집을 이루는 경우는 서로 인접하는 2개 이상의 메모리 라인들에서 임계범위보다 낮은 값들이 추출되는 경우이다. 즉, 사용자에 의한 터치가 서로 인접하는 복수의 터치-센싱라인들에서 이루어질 때 반사펄스 데이터가 군집을 이룰 수 있다.

단계 S834에서 반사펄스 데이터가 군집을 이루지 않는 것으로 체크되면, 상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 추출된 반사펄스 데이터의 주소를 근거로 터치 좌표를 인식한다(단계 S836).

단계 S834에서 반사펄스 데이터가 군집을 이루는 것으로 체크되면, 상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 보간을 통해 군집 데이터들 중 중심점에 대응하는 반사펄스 데이터를 추출한다(단계 S838).

상기 터치-센싱부(120)의 콘트롤러(128)는 중심점에 대응하는 주소를 근거로 터치 좌표를 인식한 후(단계 S840), 단계 S400으로 피드백한다.

이상에서는 실시예들을 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.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 영상을 표시하는 표시부재에 구불구불한 형태의 터치-센싱배선이 일체로 배치된다. 상기 터치-센싱배선은 터치센서의 기능과 라우터 배선의 기능을 수행하도록 이용되므로 싱글레이어의 터치-표시패널을 구현할 수 있다. 이에 따라, 터치-표시패널의 제조 공정수나 제조 원가를 절감할 수 있다.

또한, 싱글레이어(single layer)인 터치-센싱배선상에 복수의 터치들이 발생되더라도 해당 터치들 각각에 대응하는 정보가 반사펄스에 포함되므로 멀티-터치를 인식할 수 있다.

또한, 영상을 표시하는 대형 표시부재에 터치-센싱배선을 구불구불한 형태로 일체로 형성하므로써, 대화면 터치-표시패널을 용이하게 구현할 수 있다.

100 : 터치-표시장치 110 : 터치-표시패널
112 : 표시부재 114 : 터치-센싱배선
120 : 터치-센싱부 122 : 송신펄스출력부
124 : TDR측정부 126 : 종단처리부
128 : 콘트롤러 130 : 타이밍제어부
140, 240 : 데이터구동부 150, 350 : 스캔구동부
610 : 종단스위치 620 : 그라운드 설정부
630 : 회로 오픈부 640 : 임피던스 매칭부
ARS : 어레이 기판 CFS : 컬러필터 기판
LCL : 액정층

Claims

영상을 표시하는 표시부재; 및
평면상에서 관찰할 때 구불구불한 형태로 상기 표시부재에 일체로 형성되고, 일단을 통해 송신펄스를 수신하고, 사용자의 하나 이상의 터치에 따라 상기 일단을 통해 상기 송신펄스에 대응하는 하나 이상의 반사펄스를 출력하는 터치-센싱배선을 포함하는 터치-표시패널.
제1항에 있어서, 상기 표시부재는 어레이 기판과 컬러필터 기판을 포함하는 액정표시패널이고, 상기 컬러필터 기판의 제1 면에는 복수의 컬러필터층들, 상기 컬러필터층들간에 형성된 차광층을 포함하고,
상기 터치-센싱배선은 상기 차광층에 대응하도록 상기 컬러필터 기판의 제2 면에 형성된 것을 특징으로 하는 터치-표시패널.
제1항에 있어서, 상기 표시부재는 어레이 기판과 컬러필터 기판을 포함하는 액정표시패널이고, 상기 컬러필터 기판은 제1 면에 형성된 복수의 컬러필터층들, 상기 컬러필터층들간에 형성된 차광층을 포함하고,
상기 터치-센싱배선은 상기 차광층에 대응하도록 상기 컬러필터 기판의 상기 제1 면에 형성된 것을 특징으로 하는 터치-표시패널.
제1항에 있어서, 상기 표시부재는 어레이 기판과 컬러필터 기판을 포함하는 액정표시패널이고, 상기 컬러필터 기판은 제1 면에 형성된 복수의 컬러필터층들을 포함하고,
상기 터치-센싱배선은 평면상에 형성된 서로 다른 컬러층들간에 형성된 것을 특징으로 하는 터치-표시패널.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터치-센싱배선은 사각형상의 컬러필터의 3변에 대응하도록 형성된 것을 특징으로 하는 터치-표시패널.
제5항에 있어서, 상기 터치-센싱배선은 서로 인접하는 변에 대응하여 라운드진 것을 특징으로 하는 터치-표시패널.
제5항에 있어서, 상기 터치-센싱배선은 서로 연결된 U-자 형상과 역-U-자 형상에 의해 정의되는 지그재그 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 터치-표시패널.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터치-센싱배선은 단일배선으로 이루어져 상기 표시부재를 커버하는 것을 특징으로 하는 터치-표시패널.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터치-센싱배선은 복수의 단일배선들로 이루어져 상기 표시부재를 커버하는 것을 특징으로 하는 터치-표시패널.
제1항에 있어서, 상기 표시부재는 구동 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터상에 배치된 유기 발광다이오드를 포함하는 유기전계발광표시패널이고,
상기 유기 발광다이오드는 제1 전극, 상기 제1 전극의 일부를 노출하는 개구부를 갖는 뱅크층, 상기 뱅크층의 개부부 내에 배치된 유기 발광층을 포함하고,
상기 터치-센싱배선은 상기 뱅크층에 대응하는 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 터치-표시패널.
영상을 표시하는 표시부재와, 평면상에서 관찰할 때 구불구불한 형태로 상기 표시부재에 일체로 형성된 터치-센싱배선을 포함하는 터치-표시패널; 및
상기 터치-표시패널상의 터치좌표를 센싱하기 위해 송신펄스를 출력하고, 상기 송신펄스에 대응하는 반사펄스를 수신하여 상기 송신펄스의 출력시간을 기준으로 터치에 따라 왜곡된 상기 반사펄스를 근거로 하나 이상의 터치좌표를 센싱하는 터치-센싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치-표시장치.
제11항에 있어서, 상기 터치-센싱부는,
수직 블랭크 구간 또는 수평 블랭크 구간 동안, 송신펄스를 상기 터치-센싱배선에 출력하고,
상기 터치-센싱배선상에 사용자의 터치에 응답하여 반사되는 반사펄스를 수신하며,
복수의 딜레이신호들을 생성하고,
상기 딜레이신호들 각각을 근거로 상기 반사펄스를 디지털 변환하여 반사펄스데이터를 생성하고, 생성된 반사펄스 데이터를 메모리에 저장하며,
상기 반사펄스 데이터에서 임계범위보다 낮거나 높은 값에 대응하는 반사펄스 데이터를 상기 메모리에서 추출하고,
추출된 반사펄스 데이터에 대응하는 메모리 주소를 근거로 터치 좌표를 센싱하는 것을 특징으로 하는 터치-표시장치.
제11항에 있어서, 상기 표시부재는 액정표시패널이고,
터치-표시패널상에 영상표시를 위해, 상기 액정표시패널의 데이터라인에 데이터신호를 출력하는 데이터 구동부; 및
상기 액정표시패널의 스위칭소자에 연결된 스캔라인에 스캔신호를 출력하는 스캔 구동부를 더 포함하고,
상기 터치-센싱부는 상기 데이터 구동부 및 상기 스캔 구동부중 어느 하나에 탑재된 것을 특징으로 하는 터치-표시장치.
제11항에 있어서, 상기 표시부재는 구동 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터상에 배치된 유기 발광다이오드를 포함하는 유기전계발광표시패널이고,
상기 유기 발광다이오드는 제1 전극, 상기 제1 전극의 일부를 노출하는 개구부를 갖는 뱅크층, 상기 뱅크층의 개부부 내에 배치된 유기 발광층을 포함하고,
상기 터치-센싱배선은 상기 뱅크층에 대응하는 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 터치-표시장치.
영상을 표시하는 표시부재와, 상기 표시부재에 일체로 형성된 터치-센싱배선을 포함하는 터치-표시패널을 포함하는 터치-표시장치의 구동방법에서,
상기 표시부재상에 영상표시를 위해, 상기 표시부재의 데이터라인 및 스캔라인에 데이터신호 및 스캔신호 각각을 출력하는 단계;
상기 표시부재상의 터치좌표를 센싱하기 위해, 영상의 블랭크 구간 동안, 송신펄스를 상기 터치-센싱배선에 출력하는 단계;
상기 터치-센싱배선상에 사용자의 터치에 응답하여 반사되는 반사펄스를 수신하는 단계;
복수의 딜레이신호들을 생성하는 단계;
상기 딜레이신호들 각각을 근거로 상기 반사펄스를 디지털 변환하여 반사펄스데이터를 생성하고, 생성된 반사펄스 데이터를 메모리에 저장하는 단계;
상기 반사펄스 데이터에서 임계범위보다 낮거나 높은 값에 대응하는 반사펄스 데이터를 상기 메모리에서 추출하는 단계; 및
추출된 반사펄스 데이터에 대응하는 메모리 주소를 근거로 터치 좌표를 센싱하는 단계를 포함하는 터치-표시패널의 구동방법.
제15항에 있어서, 상기 블랭크 구간은 영상의 프레임과 프레임간에 정의된 수직 블랭크 구간 또는 영상의 라인과 라인간에 정의된 수평 블랭크 구간중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 터치-표시패널의 구동방법.