KR20160074862A - 액정표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 특히, 터치패널을 포함하는 패널의 상부기판에 형성되어, 얼룩방지용으로 이용되는 투명전극을, 아이들 모드에서 터치 유무를 판단하는 용도로 이용할 수 있는, 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

Description

액정표시장치 및 그 구동방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히, 터치패널을 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
휴대전화, 태블릿PC, 노트북 등을 포함한 다양한 종류의 전자제품에는 평판표시장치(FPD : Flat Panel Display)가 이용되고 있다. 평판표시장치에는, 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시장치(PDP), 유기발광표시장치(OLED : Organic Light Emitting Display Device) 등이 있으며, 최근에는 전기영동표시장치(EPD : ELECTROPHORETIC DISPLAY)도 널리 이용되고 있다.
평판표시장치(이하, 간단히 '표시장치'라 함)들 중에서, 액정표시장치(LCD)와 유기발광표시장치(OLED)가 널리 이용되고 있다.
도 1은 종래의 표시장치가 터치 기능을 수행하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
터치패널을 포함하는 종래의 표시장치는, 액티브 모드에서, 상기 터치패널을 이용하여 터치 유무를 감지한다(S10).
표시장치는, 상기 액티브 모드에서 아이들(Idle) 모드로 진입할지의 여부를 판단한다(S20).
기 설정된 기간 동안 터치가 감지되지 않으면, 표시장치는 상기 아이들(Idle) 모드에서, 상기 터치패널을 구동한다(S30).
상기 아이들(Idle) 모드에서, 표시장치는, 터치를 감지하는 기능들 중 최소한의 기능만을 실행시키며, 이에 따라, 표시장치의 소비전력이 감소될 수 있다. 예를 들어, 상기 액티브 모드에서는, 터치 유무를 감지하는 터치 센싱부에서, 네 개의 아날로그 디지털 컨버터(ADC)를 이용하여, 터치 유무가 감지된다. 그러나, 상기 아이들 모드에서는, 하나의 아날로그 디지털 컨버터(ADC)만을 이용하여, 터치 유무가 감지된다. 따라서, 터치 감지 속도가 저하될 수 있으나, 소비전력은 감소될 수 있다.
표시장치는, 상기 아이들 모드에서, 터치가 감지되는지의 여부를 판단한다(S40). 상기 판단결과, 터치가 감지되면, 표시장치는 다시 상기 액티브 모드에서 터치패널의 터치 유무를 판단한다(S10).
상기한 바와 같이, 상기 아이들 모드에서는, 최소한의 기능만을 수행하여 터치 유무가 판단된다. 그러나, 상기 아이들 모드에서도, 정확한 터치 유무가 판단되기 위해서는, 터치패널의 전체 영역에 대해 터치 유무가 판단되어야 한다. 따라서, 상기 터치패널에 배치된 터치전극들 또는 터치채널들의 갯수가 많은 경우에는, 많은 소비전력이 사용되어야 한다.
부연하여 설명하면, 상기 아이들 모드에서, 터치패널의 일부 영역에서만, 터치 유무가 판단되면, 터치 유무가 판단되지 않은 나머지 영역에서 터치가 이루어진 경우, 정상적으로 상기 액티브 모드로 전환될 수 없다. 따라서, 터치패널의 전체 영역에 대한 터치 유무가 판단되어야 한다. 이에 따라, 상기 아이들 모드에서도, 많은 소비전력이 사용되어야 한다.
액정표시장치를 구성하는 액정패널 또는 유기발광표시장치를 구성하는 유기발광패널과 같이, 표시장치에 적용되는 패널의 상부기판에는, 정전기로 인한 얼룩을 방지하기 위한 목적으로, 투명한 전극판(이하, 간단히 '배면투명전극'이라 함)이 형성되어 있다. 이 경우, 상기 배면투명전극은, 정전기로 인한 얼룩을 방지하기 위해, 패널의 상부기판의 전면(全面)에 형성된다.
상기 배면투명전극을 상부기판의 전면에 형성하기 위해서는, 비용 및 공정이 추가되어야 한다. 그러나, 상부기판의 전면에 형성되는 상기 배면투명전극이 정전기로 인한 얼룩을 방지하기 위한 용도로만 이용되고 있다. 터치패널을 포함하는 표시장치에 적용되는 패널의 상부기판에도 상기 배면투명전극이 형성될 수 있다.
부연하여 설명하면, 터치패널을 포함하는 종래의 표시장치에서는, 상기 아이들 모드에서도, 상기 터치패널 전체의 터치 유무를 판단하기 위해 많은 소비전력이 소비된다. 상기 아이들 모드에서의 소비전력이 상기 액티브 모드에서의 소비전력보다는 작지만, 상기 아이들 모드에서도 고정적으로 많은 소비전력이 소비되고 있다.
또한, 터치패널을 포함하는 종래의 표시장치에서는, 많은 비용을 들여 형성된 상기 배면투명전극이, 단순히, 정전기로 인한 얼룩을 방지하기 위한 용도로만 이용되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 터치패널을 포함하는 패널의 상부기판에 형성되어, 얼룩방지용으로 이용되는 투명전극을, 아이들 모드에서 터치 유무를 판단하는 용도로 이용할 수 있는, 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시장치는, 상부기판 및 하부기판의 합착에 의해 제조되며, 상기 상부기판의 배면에는 배면투명전극이 구비되어 있는 패널; 터치전극들을 포함하는 터치패널; 상기 패널을 통해 영상이 출력되도록, 상기 패널을 구동하는 패널 구동부; 및 액티브 모드에서는 상기 터치전극들로부터 수신된 감지신호를 이용하여 상기 패널에서의 터치를 판단하며, 아이들 모드에서는 상기 배면투명전극으로부터 수신된 감지신호를 이용하여 상기 패널에서의 터치 유무를 판단하는 터치 센싱부를 포함한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시장치 구동방법은, 액티브 모드에서, 터치패널에 구비된 터치전극들로부터 수신된 감지신호를 이용하여 터치를 감지하는 단계; 상기 액티브 모드에서, 기 설정된 기간 동안 터치가 감지되지 않으면, 패널의 상부기판의 배면에 구비된 배면투명전극으로부터 수신된 감지신호를 이용하여 터치 유무를 판단하는 단계; 및 상기 배면투명전극으로부터 수신된 감지신호를 이용하여 터치 유무를 판단하는 아이들 모드에서, 터치가 감지되면, 상기 액티브 모드에서 터치 유무를 감지하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 패널에 형성되어 얼룩방지용으로 이용되고 있는 배면투명전극이, 터치 유무를 판단하는 용도로 이용될 수 있다.
따라서, 터치패널이 장착되어 있는 표시장치가 아이들 모드에서 구동되는 경우, 액티브 모드로의 전환을 위한 터치 유무 판단이, 상기 배면투명전극을 이용하여 실행될 수 있다. 이에 따라, 상기 아이들 모드에서의 소비전력이 감소될 수 있다.
도 1은 종래의 표시장치가 터치 기능을 수행하는 방법을 나타내는 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 표시장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 패널의 구조를 개략적으로 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 표시장치 구동방법을 나타낸 일실시예 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예가 상세히 설명된다.
도 2는 본 발명에 따른 표시장치의 구성을 나타낸 예시도이다. 도 3은 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 패널의 구조를 개략적으로 나타낸 예시도이다.
본 발명에 따른 표시장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상부기판 및 하부기판의 합착에 의해 제조되며, 상기 상부기판의 배면에는 배면투명전극(700)이 구비되어 있는 패널(100), 터치전극들을 포함하는 터치패널(500), 상기 패널(100)을 통해 영상이 출력되도록, 상기 패널을 구동하는 패널 구동부(200, 300, 400) 및 액티브 모드에서는 상기 터치전극들로부터 수신된 감지신호를 이용하여 상기 패널(100)에서의 터치를 판단하며, 아이들(Idle) 모드에서는 상기 배면투명전극(700)으로부터 수신된 감지신호를 이용하여 상기 패널(100)에서의 터치 유무를 판단하는 터치 센싱부(600)를 포함한다.
첫째, 상기 패널(100)은, 상부기판과 하부기판이 합착되어 형성된다.
상기 상부기판의 배면에는 상기 배면투명전극(700)이 구비된다.
본 발명에 따른 표시장치는, 액정표시장치일 수도 있고, 유기발광표시장치일 수도 있고, 플라즈마표시장치일 수도 있으며, 전기영동표시장치일 수도 있다.
액정표시장치의 경우에도 상부기판과 하부기판이 구비되고, 상기 유기발광표시장치에도 상부기판과 하부기판이 구비되며, 상기 전기영동표시장치에도 상부기판과 하부기판이 구비된다. 이 경우, 표시장치의 종류와 상관없이, 상기 상부기판에는 상기 배면투명전극(700)이 구비될 수 있다.
또한, 상기 터치패널(500)은, 인셀 타입으로 형성되어, 상기 패널(100)의 내부에 구비될 수 있고, 상기 터치패널(500)은, 애드온 타입으로 형성되어, 상기 패널(100)에 합착될 수도 있으며, 상기 터치패널(500)은 기타 다양한 형태로 형성되어 상기 패널(100)에 구비될 수 있다. 이 경우, 표시장치의 종류와 상관없이, 상기 터치패널(500)은 상기 패널(500)에 구비될 수 있다.
따라서, 본 발명은 현재 이용되고 있는 모든 종류의 표시장치에 적용될 수 있다.
그러나, 이하에서는, 설명의 편의상, 액정표시장치가 본 발명에 따른 표시장치의 일예로서 설명된다. 따라서, 상기 패널(100)은 액정패널이 된다.
상기 패널(100)이 액정패널인 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 상부기판(110)과 상기 하부기판(120) 사이에는 액정(130)이 충전된다.
상기 패널(100)은 TN(Twisted Nematic) 모드 또는 IPS(In Plane Switching) 모드를 이용하여 형성될 수 있다.
상기 IPS 모드를 이용하는 상기 패널(100)을 구성하는 상기 하부기판(120)은, 하부베이스기판(122) 및 구동층(123)을 포함한다. 상기 구동층(123)에는, 다수의 데이터 라인들(DL1 to DLd), 상기 데이터 라인들과 교차되는 다수의 게이트 라인들(GL1 to GLg), 상기 데이터 라인들과 상기 게이트 라인들이 교차하는 영역들에 형성되는 픽셀들에 형성되는 박막트랜지스터(TFT: Thin FilmTransistor)들, 상기 픽셀들 각각에 형성되어 있으며 상기 픽셀들 각각에 데이터전압을 충전시키기 위한 픽셀전극들 및 상기 픽셀전극과 함께 상기 픽셀에 충전된 액정을 구동하기 위한 공통전극들이 형성된다.
예를 들어, 상기 IPS 모드를 이용하는 상기 패널(100)에서, 상기 공통전극과 상기 픽셀전극은 상기 하부기판에 형성되어 있다.
상기 공통전극은 산화인듐주석(ITO: Indium Tin Oxide)과 같은 투명전극이 이용될 수 있다.
상기 하부베이스기판(122)의 저면에는 하부편광필름(121)이 부착될 수 있다.
상기 하부기판(120)의 구조, 기능 및 제조 방법은, 현재 일반적인 액정표시장치에 적용되는 하부기판의 구조, 기능 및 제조 방법과 동일함으로 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
상기 IPS 모드를 이용하는 상기 패널(100)을 구성하는 상기 상부기판(110)은, 상부베이스기판(116) 및 컬러필터층(115)을 포함한다. 상기 컬러필터층(115)에는, 블랙매트릭스(BM), 컬러필터, 상기 투명전극 및 배향막 등이 형성된다.
이 경우, 상기 상부베이스기판(116)의 배면에는, 상기 배면투명전극(700)이 형성된다. 여기서, 상기 배면은, 상기 상부베이스기판(116)의 양쪽 면들 중, 상기 컬러필터층(115)이 형성되지 않은 면을 의미한다.
상기 배면투명전극(700)의 상단면에는, 상부편광필름(118)이 부착될 수 있다.
상기 상부기판(110)의 구조, 기능 및 제조 방법은, 현재 일반적인 액정표시장치에 적용되는 상부기판의 구조, 기능 및 제조 방법과 동일함으로 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
또한, 상기에서는, 상기 IPS 모드를 이용하는 패널이, 본 발명에 적용되는 상기 패널(100)의 일예로서 설명되었다. 그러나, 본 발명에 적용되는 상기 패널(100)은 상기 TN 모드를 이용하는 패널이 될 수 있다. TN 모드를 이용하는 패널에서도, 상기 배면투명전극(700)은 상기 상부기판(110)의 배면에 형성될 수 있다.
상기 패널(100)은, 상기 패널 구동부로부터 전송되는 제어신호들에 의해 구동되어, 영상을 출력한다.
둘째, 상기 배면투명전극(700)은, 상기 상부기판(110)의 배면에 형성되며, 특히, 상기 상부기판(110)의 전면(全面)에 형성된다.
상기 배면투명전극(700)은, 상기 액티브 모드에서는, 정전기로 인한 얼룩 방지용으로 이용되며, 상기 아이들(Idle) 모드에서는 터치를 감지하는 용도로 이용된다.
상기 배면투명전극(700)으로는, 산화인듐주석(ITO: Indium Tin Oxide)과 같은 투명전극이 이용될 수 있다.
셋째, 상기 터치패널(500)은, 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 패널(100)의 내부에 배치될 수도 있으며, 또는, 상기 패널(100)에 합착될 수도 있다. 도 3에는, 상기 패널(100)의 내부에 상기 터치패널(500)이 배치되어 있는, 인셀 타입의 패널(100)이 도시되어 있다.
상기 터치패널(500)은 뮤추얼 방식 또는 셀프캡 방식으로 구성될 수 있다.
상기 뮤추얼 방식을 이용하는 상기 터치패널(500)은, 터치구동신호가 순차적으로 공급되는 구동전극들 및 상기 터치구동신호에 의해 생성된 감지신호를 상기 터치 센싱부(600)로 전송하는 수신전극들을 포함한다. 상기 구동전극들과 상기 수신전극들은 서로 수직하게 교차되도록 상기 터치패널(500)에 형성된다. 상기 구동전극들과 상기 수신전극들을 총칭하여 상기 터치전극이라 한다.
상기 셀프캡 방식을 이용하는 터치패널(500)에 적용되는 상기 터치전극들은, 블록형태로 형성되어 있으며, 각각의 터치전극은 개별적으로 상기 터치 센싱부(600)와 연결되어 있다.
넷째, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 액티브 모드에서는, 상기 터치패널(500)을 구성하는 상기 터치전극들로부터 수신된 감지신호를 이용하여 상기 패널(100)에서의 터치를 판단하며, 상기 아이들(Idle) 모드에서는 상기 배면투명전극(700)으로부터 수신된 감지신호를 이용하여 상기 패널(100)에서의 터치 유무를 판단한다.
예를 들어, 상기 액티브 모드에서, 상기 터치 센싱부(600)는 상기 터치패널(500)로 터치구동신호를 공급하며, 상기 터치구동신호에 의해 상기 터치패널(500)로부터 수신된 감지신호를 분석하여, 상기 터치패널(500)에 사용자의 손가락 등이 터치되었는지의 여부를 판단한다. 상기 터치 유무에 대한 판단결과는 상기 패널 구동부를 통해 외부 시스템(미도시)으로 전송되거나 또는 직접 상기 외부 시스템으로 전송될 수 있다.
이 경우, 상기 터치구동신호는, 상기 터치패널(500)의 종류에 따라, 전류가 될 수도 있으며, 또는 전압이 될 수도 있다.
또한, 상기 아이들 모드에서, 상기 터치 센싱부(600)는 상기 배면투명전극(700)으로 터치구동신호를 공급하며, 상기 터치구동신호에 의해 상기 배면투명전극(700)으로부터 수신된 감지신호를 분석하여, 상기 배면투명전극(700)에 사용자의 손가락 등이 터치되었는지의 여부를 판단한다. 상기 터치 유무에 대한 판단결과는 상기 패널 구동부를 통해 상기 외부 시스템으로 전송되거나 또는 직접 상기 외부 시스템으로 전송될 수 있다.
예를 들어, 상기 배면투명전극(700)에, 터치검출을 위한 터치구동신호가 공급될 때, 사용자가 손가락 등으로 상기 패널(100)을 터치하면, 상기 배면투명전극(700)에 충전되는 정전용량 또는 기 설정된 정전용량이 충전되는 시간이 변한다. 상기 터치 센싱부(600)는 상기 변화량을 감지하여, 상기 배면투명전극(700)의 터치여부를 판단한다.
상기 외부 시스템은, 본 발명에 따른 표시장치가 적용되는 전자제품, 예를 들어, 모니터, TV, 스마트폰, 테블릿PC 등을 구동시키는 시스템을 의미한다.
상기 터치 센싱부(600)로부터 상기 판단결과를 수신한, 상기 외부 시스템은, 상기 판단결과에 따라, 상기 전자제품의 다양한 기능들을 수행할 수 있다.
상기한 바와 같은 기능을 수행하기 위해, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 액티브 모드에서, 상기 터치패널(500)을 구성하는 상기 터치전극들로부터 감지신호를 수신하는 액티브 터치 센싱기(610), 상기 아이들 모드에서 상기 배면투명전극(700)으로부터 감지신호를 수신하는 아이들 터치 센싱기(620), 상기 액티브 터치 센싱기(610) 또는 상기 아이들 터치 센싱기(620)로부터 수신된 감지신호를 이용하여 터치 유무를 판단하는 터치 판단기(640) 및 상기 터치 판단기(640)로부터 전송되는 모드제어신호에 따라, 상기 액티브 터치 센싱기(610) 또는 상기 아이들 터치 센싱기(620)를 구동하는 스위칭기(630)를 포함한다.
상기 액티브 터치 센싱기(610)는, 터치 감지를 위해, 표시장치에 일반적으로 구성되는 터치 센싱기의 구조 및 기능과 동일한 구조 및 기능을 갖는다.
예를 들어, 상기 액티브 터치 센싱기(610)는, 상기 액티브 모드에서, 상기 터치패널(500)을 구성하는 상기 터치전극들로 터치구동신호를 공급하고, 상기 터치전극들로부터 감지신호를 수신하며, 수신된 감지신호를 상기 터치 판단기(640)로 전송한다.
상기 아이들 터치 센싱기(620)는, 상기 아이들 모드에서, 상기 배면투명전극으로 터치구동신호를 공급하고, 상기 배면투명전극(700)으로부터 감지신호를 수신하며, 수신된 감지신호를 상기 터치 판단기(640)로 전송한다.
상기 터치 판단기(640)는, 상기 액티브 터치 센싱기(610) 또는 상기 아이들 터치 센싱기(620)로부터 수신된 감지신호를 이용하여, 상기 터치패널(500) 또는 상기 배면투명전극(700)에서의 터치 유무를 판단한다. 즉, 상기 터치 판단기(640)는 상기 액티브 터치 센싱기(610) 또는 상기 아이들 터치 센싱기(620)로부터 수신된 로우 데이터(Raw Data)를 이용하여 실질적으로 터치 유무를 판단할 수 있다. 또한, 상기 터치 판단기(640)는 터치 위치를 판단할 수도 있다.
상기 판단결과, 특히, 상기 액티브 모드에서의 판단결과는 상기 패널 구동부를 통해 상기 외부 시스템으로 전송되거나 또는 직접 상기 외부 시스템으로 전송될 수 있다.
상기 액티브 터치 센싱기(610), 상기 아이들 터치 센싱기(620) 및 상기 터치 판단기(620)는, 상기 패널 구동부와 독립되어 표시장치에 장착될 수도 있고, 상기 패널 구동부와 일체로 구성될 수 있다. 특히, 상기 패널 구동부가, 제어부, 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버로 구성된 경우, 상기 액티브 터치 센싱기(610), 상기 아이들 터치 센싱기(620) 및 상기 터치 판단기(620)는, 상기 데이터 드라이버에 포함될 수 있다.
또한, 상기 액티브 터치 센싱기(610), 상기 아이들 터치 센싱기(620)는 상기 데이터 드라이버에 구비되고, 상기 터치 판단기(620)는 상기 제어부에 구비될 수 있다.
또한, 상기 액티브 터치 센싱기(610), 상기 아이들 터치 센싱기(620)는 상기 데이터 드라이버에 구비되고, 상기 터치 판단기(620)는 독립적으로 표시장치에 구비될 수 있다.
상기 스위칭기(630)는, 상기 터치 판단기(640)로부터 전송되는 모드제어신호에 따라, 상기 액티브 터치 센싱기(610) 또는 상기 아이들 터치 센싱기(620)를 구동한다.
예를 들어, 상기 터치 판단기(640)로부터 액티브 모드 제어신호가 수신되면, 상기 스위칭기(630)는 상기 터치 판단기(640)를 상기 액티브 터치 센싱기(610)와 연결시킨다. 이에 따라, 상기 액티브 모드에서, 상기 터치패널(500)에서의 터치 유무가 판단된다.
또한, 상기 터치 판단기(640)로부터 아이들 모드 제어신호가 수신되면, 상기 스위칭기(630)는 상기 터치 판단기(640)를 상기 아이들 터치 센싱기(620)와 연결시킨다. 이에 따라, 상기 아이들 모드에서, 상기 배면투명전극(700)에서의 터치 유무가 판단된다.
상기 액티브 모드 제어신호 또는 상기 아이들 모드 제어신호는, 상기 터치 판단기(640)가 직접 생성할 수도 있으며, 또는 상기 패널 구동부를 구성하는 상기 제어부로부터 전송될 수도 있다.
예를 들어, 상기 터치 센싱부(600)를 구성하는 상기 터치 판단기(640)는, 상기 액티브 모드에서, 기 설정된 기간 동안 터치가 감지되지 않으면 상기 아이들 모드 제어신호를 생성하여 상기 스위칭기(630)로 전송한다. 이 경우, 상기 터치 판단기(640)는 상기 아이들 모드에서 터치 유무를 판단한다.
상기 아이들 모드에서 터치가 감지되면, 상기 터치 판단기(640)는, 상기 액티브 모드 제어신호를 생성하여 상기 스위칭기(630)로 전송한다. 이 경우, 상기 터치 판단기(640)는, 상기 액티브 모드에서 터치 유무를 판단한다.
또한, 상기 패널 구동부, 특히, 각종 제어신호를 생성하는 상기 제어부는, 상기 터치 센싱부(600)로부터 전송된 정보를 분석하여, 상기 액티브 모드에서, 기 설정된 기간 동안 터치가 감지되지 않으면 상기 아이들 모드에서 터치 유무가 판단되도록 상기 아이들 모드 제어신호를 상기 터치 센싱부(600)의 상기 터치 판단기(640)로 전송한다. 이 경우, 상기 터치 판단기(640)는 상기 아이들 모드에서 터치 유무를 판단한다.
또한, 상기 패널 구동부는, 상기 아이들 모드에서 터치가 감지되면 상기 액티브 모드에서 터치 유무가 판단되도록 상기 액티브 모드 제어신호를 상기 터치 센싱부(600)의 상기 터치 판단기(640)로 전송한다. 이 경우, 상기 터치 판단기(640)는 상기 액티브 모드에서 터치 유무를 판단한다.
다섯째, 상기 패널구동부(200, 300, 400)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 패널(100)에 형성되어 있는 상기 데이터 라인들(DL1 to DLd)에 데이터전압을 공급하기 위한 데이터 드라이버(300), 상기 데이터전압이 출력되는 동안 상기 패널(100)에 형성되어 있는 상기 게이트 라인들(GL1 to GLg)에 순차적으로 상기 게이트 펄스를 공급하기 위한 게이트 드라이버(200) 및 상기 데이터 드라이버(300)와 상기 게이트 드라이버(200)를 제어하기 위한 제어부(400)를 포함한다.
우선, 상기 제어부(400)는 상기 외부 시스템으로부터 데이터 인에이블 신호(Data Enable), 도트 클럭(CLK) 등의 타이밍신호를 입력받아, 상기 데이터 드라이버(300)와 상기 게이트 드라이버(200)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(GCS, DCS)을 발생한다. 상기 제어부(400)는, 상기 터치 센싱부(600)를 제어하기 위한 터치 동기신호를 생성할 수 있으며, 또한, 상기 모드 제어신호를 생성할 수도 있다.
또한, 상기 제어부(400)는 상기 외부 시스템으로부터 입력된 입력영상데이터를 재정렬하여, 재정렬된 영상데이터를 상기 데이터 드라이버(300)로 출력하는 기능을 수행한다.
다음, 상기 데이터 드라이버(300)는 상기 제어부(400)로부터 입력된 상기 영상데이터를 상기 데이터 전압으로 변환하여, 상기 게이트 라인에 게이트 펄스가 공급되는 1수평기간마다 1수평라인분의 데이터 전압을 상기 데이터 라인들에 공급한다. 예를 들어, 상기 데이터 드라이버(300)는 감마전압 발생부(미도시)로부터 공급되는 감마전압들을 이용하여, 상기 영상데이터를 데이터 전압으로 변환시킨 후 상기 데이터 라인들로 출력시킨다.
마지막으로, 상기 게이트 드라이버(200)는 상기 제어부(400)로부터 전송되어온 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse)를 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock)에 따라 쉬프트시켜, 순차적으로 상기 게이트 라인들(GL1 내지 GLg)에 상기 게이트 펄스를 공급한다.
상기 설명에서는, 상기 데이터 드라이버(300), 상기 게이트 드라이버(200) 및 상기 제어부(400)가 독립적으로 구성된 것으로서 설명되었으나, 상기 데이터 드라이버(300) 또는 상기 게이트 드라이버(200)들 중 적어도 어느 하나는 상기 제어부(400)에 구성될 수도 있다.
도 4는 본 발명에 따른 표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도이다. 이하의 설명 중, 상기에서 설명된 내용과 동일하거나 유사한 내용은 생략되거나 또는 간단히 설명된다.
본 발명에 따른 표시장치는, 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 패널(100), 상기 터치패널(500), 상기 배면투명전극(700), 상기 패널 구동부(200, 300, 400) 및 상기 터치 센싱부(600)를 포함한다.
상기 패널(100), 상기 패널 구동부(200, 300, 400) 및 상기 배면투명전극(700)은 종래의 표시장치에 구비되는 패널, 패널 구동부 및 배면투명전극의 구성과 동일하다.
상기 터치패널(500)은 상기 인셀 타입 터치패널일 수도 있고, 상기 애드온 타입 터치패널일 수도 있으며, 기타 다양한 종류의 터치패널 일 수 있다.
또한, 상기 터치패널(500)은, 상기 뮤추얼 방식으로 구성될 수도 있으며, 또는 상기 셀프캡 방식으로 구성될 수도 있다. 도 4에는 특히, 상기 뮤추얼 방식으로 구성된 상기 터치패널(500)이 도시되어 있다.
상기 뮤추얼 방식을 이용한 상기 터치패널(500)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 터치구동신호가 공급되는 구동전극(TX)들 및 상기 감지신호를 상기 터치 센싱부(600)로 전송하는 수신전극(RX)들을 포함한다. 상기 구동전극(TX)들과 상기 수신전극(RX)들을 총칭하여 터치전극이라 한다.
상기 터치 센싱부(600)는 상기한 바와 같이, 상기 액티브 터치 센싱기(610), 상기 아이들 터치 센싱기(620), 상기 터치 판단기(640) 및 상기 스위칭기(630)를 포함한다.
상기 터치패널(500)이 상기 뮤추얼 방식으로 구성된 경우, 상기 액티브 터치 센싱기(610)는, 상기 터치구동신호를 상기 구동전극(TX)들로 순차적으로 공급하는 터치구동기(610a) 및 상기 감지신호를 수신하는 터치수신기(610b)를 포함한다.
상기 배면투명전극(700)은, 상기한 바와 같이, 하나의 시트, 즉, 금속판으로 구성된다. 이 경우, 상기 배면투명전극(700)은 셀프캡 방식에 의해 구동될 수 있다. 따라서, 상기 아이들 터치 센싱기(620)는 셀프캡 방식에서 터치를 감지하기 위해 이용되는 구성요소들을 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 상기 액티브 모드에서는 상기 터치패널(500)을 이용하여 터치 유무를 판단하며, 상기 아이들 모드에서는, 상기 터치패널(500) 대신, 상기 배면투명전극(700)을 센싱하여, 터치 유무를 판단한다.
이를 위해, 상기 터치 센싱부(600)에는 상기 스위칭기(630)를 포함한다.
상기 액티브 모드에서, 상기 터치패널(500)은, 일반적인 터치감지기능을 수행하며, 상기 배면투명전극(700)은 정전기 방지 기능만을 수행한다.
상기 아이들 모드에서, 상기 터치패널(500)은, 터치감지기능을 수행하지 않으며, 상기 배면투명전극(700)이 터치감지기능을 수행한다.
상기 배면투명전극(700)은 하나의 시트(Sheet), 즉, 하나의 전극판으로 구성되어 있다. 따라서, 상기 아이들 모드에서는, 하나의 채널만 구동하는 것에 의해 터치 유무가 판단될 수 있다. 이에 따라, 소비전력이 감소될 수 있다.
예를 들어, 상기 아이들 모드에서는 터치 위치는 판단될 필요가 없으며, 터치의 유무만이 중요하다. 따라서, 상기 배면투명전극(700)이 이용될 수 있으며, 이에 따라, 상기 아이들 모드에서 소비전력이 감소될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 표시장치 구동방법을 나타낸 일실시예 흐름도이다. 이하의 설명에서는, 상기에서 설명된 내용과 동일하거나 또는 유사한 내용은 생략되거나 또는 간단히 설명된다.
우선, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 액티브 모드에서, 상기 터치패널(500)에 구비된 상기 터치전극들로부터 수신된 감지신호를 이용하여 터치를 감지한다(S502).
이 경우, 상기 터치 센싱부(600)의 상기 액티브 터치 센싱기(610)는 상기 터치패널(500)로 상기 터치구동신호를 전송하며, 상기 터치패널(500)로부터 상기 감지신호를 수신한다.
다음, 상기 터치 센싱부(600) 또는 상기 제어부(400)는 기 설정된 기간 동안 터치가 감지되는지의 여부를 판단한다(S504). 즉, 상기 터치 센싱부(600) 또는 상기 제어부(400)는 상기 액티브 모드를 상기 아이들(Idle) 모드로 전환시킬지의 여부를 판단한다.
다음, 상기 액티브 모드에서, 기 설정된 기간 동안 터치가 감지되지 않으면, 상기 터치 센싱부(600)는, 상기 아이들 모드에서, 상기 패널(500)의 상부기판의 배면에 구비된 상기 배면투명전극(700)으로부터 수신된 감지신호를 이용하여 터치 유무를 판단한다(S506).
이 경우, 상기 터치 센싱부(600)의 상기 아이들 터치 센싱기(620)는 상기 배면투명전극(700)으로 상기 터치구동신호를 전송하며, 상기 배면투명전극(700)으로부터 상기 감지신호를 수신한다.
마지막으로, 상기 배면투명전극(700)으로부터 수신된 감지신호를 이용하여 터치 유무를 판단하는 상기 아이들 모드에서, 터치가 감지되면(S508), 상기 터치 센싱부(600)는 상기 액티브 모드에서 터치를 감지한다(S508).
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 종래와 비교할 때 소비전력이 절약될 수 있다.
실제로, 상기 터치패널에 구비된 터치전극들, 특히, 26개의 구동전극(TX)들의 구동 개수를 바꾸면서 소비전력을 측정한 결과, 1개의 구동전극이 구동되는 경우의 소비전력은, 26개의 모든 구동전극이 구동되는 경우의 소비전력보다 62.5%가 감소된다.
또한, 5개의 구동전극(TX)들이 구동되는 경우에는, 26개의 모든 구동전극이 구동되는 경우와 비교할 때, 55.9%의 소비전력이 감소되고, 10개의 구동전극(TX)들이 구동되는 경우에는, 49.3%의 소비전력이 감소되고, 15개의 구동전극(TX)들이 구동되는 경우에는, 43.1%의 소비전력이 감소되며, 20개의 구동전극(TX)들이 구동되는 경우에는, 37.7% 의 소비전력이 감소된다.
따라서, 상기 아이들 모드로 진입 시, 상기 터치패널(500)을 이용하지 않고, 상기 배면투명전극(700)을 이용하여 터치 유무가 판단되는 본 발명에 의하면, 상기 터치패널(500)을 이용하여 터치 유무가 판단되는 종래의 표시장치보다 적은 소비전력이 소비될 수 있다.
상기에서 설명된 본 발명의 특징을 정리하면 다음과 같다.
터치패널을 저전력으로 구동하기 위해, 종래에도 액티브 모드와 아이들 모드가 존재했다.
예를 들어, 상기 액티브 모드에서는 상기 터치패널이 정상적으로 구동되어, 터치 유무가 판단된다.
그러나, 상기 액티브 모드에서, 기 설정된 기간 동안 터치패널을 통해 터치가 감지되지 않으면, 상기 터치패널로부터 감지신호를 수신하는 기간이 최소로되는 아이들 모드가 실행된다.
상기 아이들 모드에서 다시 상기 터치패널을 통해 터치가 감지되면, 다시, 상기 액티브 모드가 실행된다.
이 경우, 상기 아이들 모드에서의 소비전력이 상기 액티브 모드에서의 소비전력보다는 작다. 그러나, 상기 아이들 모드에서도 상기 터치패널의 모든 영역에서 터치 유무가 판단되기 위해서는, 상기 터치패널의 모든 영역이 센싱되어야 한다. 따라서, 상기 아이들 모드에서의 소비전력을 최소화시키는 데에 한계가 있다.
이를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 상기 아이들 모드에서 상기 배면투명전극(700)을 이용하여 터치 유무가 판단되며, 상기 아이들 모드에서 터치가 감지되면, 상기 액티브 모드로 전환된다. 상기 액티브 모드에서는, 상기 터치패널(500)을 이용하여 터치 유무가 판단된다.
예를 들어, 본 발명에서는, 상기 아이들 모드에서, 상기 터치패널(500) 대신, 상기 배면투명전극(700)을 이용하여 터치가 감지되며, 상기 배면투명전극(700)을 통해 터치가 감지되면, 다시, 상기 액티브 모드에서, 상기 터치패널(500)을 이용하여 터치가 감지된다.
상기 배면투명전극(700)은 하나의 시트(Sheet)로 형성되기 때문에, 상기 배면투명전극(700)을 이용하여 터치가 감지되는 경우에는, 하나의 채널만이 구동된다. 이에 반해, 상기 터치패널(500)을 이용하여 터치가 감지되는 경우에는, 상기 터치패널을 구성하는 복수 개의 채널들이 모두 구동되어야 한다.
따라서, 상기 아이들 모드에서도, 상기 터치패널(500)을 이용하여 터치 유무가 판단되는 종래의 표시장치와 비교할 때, 상기 아이들 모드에서, 상기 배면투명전극(700)을 이용하여 터치 유무가 판단되는 본 발명에 따른 표시장치에서의 소비전력은 감소될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 패널 200 : 게이트 드라이버
300 : 데이터 드라이버 400 : 제어부
700 : 배면투명전극 600 : 터치 센싱부
500 : 터치패널

Claims (5)

  1. 상부기판 및 하부기판의 합착에 의해 제조되며, 상기 상부기판의 배면에는 배면투명전극이 구비되어 있는 패널;
    터치전극들을 포함하는 터치패널;
    상기 패널을 통해 영상이 출력되도록, 상기 패널을 구동하는 패널 구동부; 및
    액티브 모드에서는 상기 터치전극들로부터 수신된 감지신호를 이용하여 상기 패널에서의 터치를 판단하며, 아이들 모드에서는 상기 배면투명전극으로부터 수신된 감지신호를 이용하여 상기 패널에서의 터치 유무를 판단하는 터치 센싱부를 포함하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 센싱부는,
    기 설정된 기간 동안 터치가 감지되지 않으면 상기 아이들 모드에서 터치 유무를 판단하며, 상기 아이들 모드에서 터치가 감지되면 상기 액티브 모드에서 터치를 판단하는 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 패널 구동부는,
    상기 터치 센싱부로부터 전송된 정보를 분석하여, 기 설정된 기간 동안 터치가 감지되지 않으면 상기 아이들 모드에서 터치 유무가 판단되도록 상기 터치 센싱부를 제어하며, 상기 아이들 모드에서 터치가 감지되면 상기 액티브 모드에서 터치 유무가 판단되도록 상기 터치 센싱부를 제어하는 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 센싱부는,
    상기 액티브 모드에서 상기 터치전극들로부터 감지신호를 수신하는 액티브 터치 센싱기;
    상기 아이들 모드에서 상기 배면투명전극으로부터 감지신호를 수신하는 아이들 터치 센싱기;
    상기 액티브 터치 센싱기 또는 상기 아이들 터치 센싱기로부터 수신된 감지신호를 이용하여 터치 유무를 판단하는 터치 판단기; 및
    상기 터치 판단기로부터 전송되는 모드제어신호에 따라, 상기 액티브 터치 센싱기 또는 상기 아이들 터치 센싱기를 구동하는 스위칭기를 포함하는 표시장치.
  5. 액티브 모드에서, 터치패널에 구비된 터치전극들로부터 수신된 감지신호를 이용하여 터치를 감지하는 단계;
    상기 액티브 모드에서, 기 설정된 기간 동안 터치가 감지되지 않으면, 패널의 상부기판의 배면에 구비된 배면투명전극으로부터 수신된 감지신호를 이용하여 터치 유무를 판단하는 단계; 및
    상기 배면투명전극으로부터 수신된 감지신호를 이용하여 터치 유무를 판단하는 아이들 모드에서, 터치가 감지되면, 상기 액티브 모드에서 터치 유무를 감지하는 단계를 포함하는 표시장치 구동방법.
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