KR20180036291A - 터치스크린 내장형 표시장치 및 이의 구동방법 - Google Patents

터치스크린 내장형 표시장치 및 이의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 실시예들은, 기판, m개의 서브픽셀을 구비하는 M*n개의 픽셀들(m은 3 또는 4, M은 m이 3일 경우 짝수이고, m이 4일 경우 자연수), (M*m/2)+1개의 데이터 라인, 2n개(n은 자연수)의 게이트라인, 복수의 터치 전극을 포함하며, 서브픽셀의 n행은 2n개의 게이트 라인의 연속한 기수번째 게이트 라인과 우수번째 게이트 라인으로 정의되고, 서브픽셀의 n행과 대응되는 각 수평라인에는 (M*m/2)-1개 데이터 라인이 한쌍의 서브픽셀을 공유하도록 접속될 수 있다. 본 실시예들에 의하면, 표시패널에 배치되는 서브픽셀들 중 강충전 서브픽셀과 약충전 서브픽셀에 대응되는 컬러를 조절함으로써, 가로 방향을 따라 발생되는 가로선 불량을 개선할 수 있다.

Description

터치스크린 내장형 표시장치 및 이의 구동방법{DISPLAY DEVICE WITH A BUILT-IN TOUCH SCREEN AND METHOD FOR DRIVING THE SAEM}
본 실시예들은 터치스크린 내장형 표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기발광 표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.
이러한 표시장치는, 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력방식을 제공한다.
이러한 터치 기반의 입력 방식을 제공하기 위해서는, 사용자의 터치 유무를 파악하고 터치 좌표를 정확하게 검출할 수 있어야 한다.
이를 위해, 종래에는, 저항막 방식, 커패시턴스 방식, 전자기 유도 방식, 적외선 방식, 초음파 방식 등의 다양한 터치 방식 중 하나의 터치 방식을 채용하여 터치 센싱을 제공한다.
또한, 표시장치에 터치 스크린을 적용함에 있어서, 표시장치 내에 터치 센서를 내장시키는 개발이 이루어지는데, 특히 하부 기판에 형성된 공통 전극을 터치 전극으로 활용하는 인셀(In-Cell) 타입의 표시장치가 개발되고 있다.
또한, 표시장치는 게이트 라인(GL)들을 구동하기 위한 게이트 드라이버와 데이터 라인(DL)들을 구동하기 위한 데이터 드라이버를 포함하는데, 특히, 데이터 드라이버는 다른 부품에 비해 상대적으로 고가여서 데이터 드라이버 내의 집적회로(IC)를 줄일 수 있는 DRD(Double Rate Driving) 구조가 제안되고 있다.
이와 같은, DRD 구조의 표시장치는 기존 대비 게이트 라인들(GL)의 개수는 2배(n개->2n개)로 늘리는 대신 데이터 라인(DL)의 개수는 1/2배로 줄일 수 있다(m개->(m/2)개).
하지만, DRD 구조를 터치 전극이 내장된 터치스크린 내장형 표시장치에 적용할 경우, 데이터 라인(DL)과 터치센싱라인이 교대로 배치되면서 터치 전극들 사이에 터치센싱라인이 위치하여 터치 전극들 간 경계에서 얼룩 불량이 발생하는 문제가 있다.
본 실시예는, 표시패널에 제1 및 제2 더미 서브픽셀들을 배치하고, 터치 전극들을 시프트 시킴으로써, 터치 전극들 경계에 터치센싱라인(SL)이 위치하지 않도록 한 터치스크린 내장형 표시장치 및 이의 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 실시예는, DRD(Double Rate Driving) 방식으로 구동하고 Z 인버젼과 역 Z(S) 인버젼 혼합 방식으로 구동하여 데이터 드라이버의 출력 채널 수(데이터 라인 수)를 줄이면서 소비전력을 절감한 터치스크린 내장형 표시장치 및 이의 구동방법을 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 본 실시예는, 표시패널에 배치되는 서브픽셀들 중 강충전 서브픽셀과 약충전 서브픽셀에 대응되는 컬러를 조절함으로써, 가로 방향을 따라 발생되는 가로선 불량을 개선한 터치스크린 내장형 표시장치 및 이의 구동방법을 제공함에 다른 목적이 있다.
본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 표시영역을 구비하는 기판, 표시영역 내에 구비되는 m개의 서브픽셀을 구비하는 M*n개의 픽셀들(m은 3 또는 4, M은 m이 3일 경우 짝수이고, m이 4일 경우 자연수), 기판 상에 (M*m/2)+1개의 데이터 라인, 기판 상에 상기 데이터 라인과 교차하는 2n개(n은 자연수)의 게이트라인, 기판 상에 복수의 터치 전극을 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 서브픽셀의 n행은 2n개의 게이트 라인의 연속한 기수번째 게이트 라인과 우수번째 게이트 라인으로 정의되고, 서브픽셀의 n행과 대응되는 각 수평라인에는 (M*m/2)-1개 데이터 라인이 한쌍의 서브픽셀을 공유하도록 접속될 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 터치 전극들 사이에 데이터 라인이 배치될 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 기판의 표시영역의 양측 가장자리에는 제1번째와 제(M*m/2)+1번째 데이터 라인이 배치될 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 표시영역의 양측 가장자리에 배치된 제1번째와 제(M*m/2)+1번째 데이터 라인 외측으로 각각 배치된 제1 및 제2 더미 서브픽셀을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 각 수평라인의 양측 가장자리에는 제1 및 제2 더미 서브픽셀이 배치될 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 각 수평라인의 제1번째 데이터 라인에는 서브픽셀 중 적색 서브픽셀이 우수번째 게이트 라인과 연결될 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 제1 및 제2 더미 서브픽셀은 게이트 라인 및 제1번째와 제(M*m/2)+1번째 데이터 라인과 전기적으로 분리될 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 서브픽셀들은 복수의 터치 전극과 각각 중첩되고, 제1 및 제2 더미 서브픽셀들은 터치 전극과 일부가 중첩될 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급하기 위해 데이터 라인과 열 방향 서브픽셀을 사이에 두고 교대로 배치된 복수의 터치센싱라인을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 터치 전극들 사이의 경계에는 터치센싱라인이 위치하지 않을 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들은 기수번째 게이트 라인과 접속되는 약충전 서브픽셀과 우수번째 게이트 라인과 접속되는 강충전 서브픽셀로 구분되고, 서브픽셀들 중 청색(B) 서브픽셀들은 강충전 서브픽셀과 약충전 서브픽셀에 교대로 배치될 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들은 기수번째 게이트 라인과 접속되는 약충전 서브픽셀과 우수번째 게이트 라인과 접속되는 강충전 서브픽셀로 구분되고, 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들 중 적색(R) 서브픽셀들은 강충전 서브픽셀에 배치될 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들은 기수번째 게이트 라인과 접속되는 약충전 서브픽셀과 우수번째 게이트 라인과 접속되는 강충전 서브픽셀로 구분되고, 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들 중 녹색(G) 서브픽셀들은 약충전 서브픽셀에 배치될 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 구동 방법은, 표시영역을 구비하는 기판과, 상기 표시영역 내에 구비되는 m개의 서브픽셀을 구비하는 M*n개의 픽셀들(m은 3 또는 4, M은 m이 3일 경우 짝수이고, m이 4일 경우 자연수)와, 기판 상에 (M*m/2)+1개의 데이터 라인과, 기판 상에 데이터 라인과 교차하는 2n개(n은 자연수)의 게이트라인 및 기판 상에 복수의 터치 전극을 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 구동 방법은, 서브픽셀의 n행은 2n개의 게이트 라인의 연속한 기수번째 게이트 라인과 우수번째 게이트 라인으로 정의되고, 서브픽셀의 n행과 대응되는 각 수평라인에는 (M*m/2)-1개 데이터 라인이 한쌍의 서브픽셀을 공유하도록 접속될 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 구동 방법은, 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들은 각 데이터 라인을 기준으로 좌측에서 우측 방향으로 구동과 우측에서 좌측 방향으로 구동이 혼합되어 구동하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 구동 방법은, 표시영역의 양측 가장자리에 배치된 제1번째와 제(M*m/2)+1번째 데이터 라인 외측으로 각각 배치된 제1 및 제2 더미 서브픽셀을 더 포함하고, 제1 및 제2 더미 서브픽셀에는 구동 중 데이터 전압이 공급되지 않을 수 있따.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 구동 방법은, 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들은 기수번째 게이트 라인과 접속되는 약충전 서브픽셀과 우수번째 게이트 라인과 접속되는 강충전 서브픽셀로 구분되고, 서브픽셀들 중 청색(B) 서브픽셀들은 강충전 서브픽셀과 약충전 서브픽셀에 교대로 배치될 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 구동 방법은, 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들은 기수번째 게이트 라인과 접속되는 약충전 서브픽셀과 우수번째 게이트 라인과 접속되는 강충전 서브픽셀로 구분되고, 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들 중 적색(R) 서브픽셀들은 강충전 서브픽셀에 배치될 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 구동 방법은, 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들은 기수번째 게이트 라인과 접속되는 약충전 서브픽셀과 우수번째 게이트 라인과 접속되는 강충전 서브픽셀로 구분되고, 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들 중 녹색(G) 서브픽셀들은 약충전 서브픽셀에 배치될 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치 및 이의 구동방법은, 표시패널에 배치되는 서브픽셀들 중 강충전 서브픽셀과 약충전 서브픽셀에 대응되는 컬러를 조절함으로써, 가로 방향을 따라 발생되는 가로선 불량을 개선할 수 있다.
본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치 및 이의 구동방법은, 표시패널에 제1 및 제2 더미 서브픽셀들을 배치하고, 터치 전극들을 시프트 시킴으로써, 터치 전극들 경계에 터치센싱라인(SL)이 위치하지 않도록 한 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치 및 이의 구동방법은, DRD(Double Rate Driving) 방식으로 구동하고 Z 인버젼과 역 Z(S) 인버젼 혼합 방식으로 구동하여 데이터 드라이버의 출력 채널 수(데이터 라인 수)를 줄이면서 소비전력을 절감한 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치 및 이의 구동방법은, 표시패널에 배치되는 서브픽셀들 중 강충전 서브픽셀과 약충전 서브픽셀에 대응되는 컬러를 조절함으로써, 가로 방향을 따라 발생되는 가로선 불량을 개선한 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치에서, 터치 모드 시 발생하는 커패시턴스 성분(Cself, Cpara1, Cpara2)을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치에 포함된 표시패널의 평면도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치가 액정표시장치인 경우 표시패널의 단면도를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치에 포함된 표시패널의 다른 평면도이다.
도 6은 터치스크린 내장형 표시장치의 서브픽셀들의 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 터치스크린 내장형 표시장치에 배치된 터치 전극들 사이에 배치된 터치센싱라인이 위치한 경우의 도면이다.
도 8은 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 서브픽셀들의 구조를 도시한 도면이다.
도 9는 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치에 배치된 터치 전극들 사이 영역을 도시한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 실시예에 따른 서브픽셀들에서 충전량이 상이해지는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 구동 방식과 각 서브픽셀들의 컬러 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치에서 가로선 불량이 제거되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 구동방법을 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)는, 화상 표시 기능(디스플레이 기능)과 터치 센싱 기능을 제공할 수 있는 표시장치이다.
이러한 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)는, 일 예로, 터치 입력에 대한 터치 센싱 기능을 갖는 TV, 모니터 등의 중대형 디바이스이거나, 스마트 폰, 태블릿 등의 모바일 디바이스일 수도 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)는, 디스플레이 기능을 제공하기 위하여, 표시패널(110), 데이터 드라이버(120), 게이트 드라이버(130) 및 컨트롤러(140) 등을 포함한다.
표시패널(110)은, 제1방향(예: 열 방향)으로 배치된 다수의 데이터 라인(DL)과, 제2방향(예: 행 방향)으로 배치된 다수의 게이트 라인(GL)을 포함할 수 있다.
데이터 드라이버(120)는 다수의 데이터 라인(DL)을 구동한다. 여기서, 데이터 드라이버(120)는 '소스 드라이버'라고도 한다.
게이트 드라이버(130)는 다수의 게이트 라인(GL)을 구동한다. 여기서, 게이트 드라이버(130)는 '스캔 드라이버'라고도 한다.
컨트롤러(140)는 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)를 제어하는데, 이를 위해, 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)로 각종 제어신호를 공급한다.
이러한 컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 데이터 드라이버(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.
이러한 컨트롤러(140)는 통상의 디스플레이 기술에서 이용되는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)이거나, 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)를 포함하여 다른 제어 기능도 더 수행하는 제어장치일 수 있다.
게이트 드라이버(130)는, 컨트롤러(140)의 제어에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 스캔 신호를 다수의 게이트 라인(GL)으로 순차적으로 공급한다.
데이터 드라이버(120)는, 게이트 드라이버(130)에 의해 특정 게이트 라인이 열리면, 컨트롤러(140)로부터 수신한 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인(DL)으로 공급한다.
데이터 드라이버(120)는, 도 1에서 표시패널(110)의 일측(예: 상측 또는 하측)에만 위치하고 있으나, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라서, 표시패널(110)의 양측(예: 상측과 하측)에 모두 위치할 수도 있다.
게이트 드라이버(130)는, 도 1에서 표시패널(110)의 일 측(예: 좌측 또는 우측)에만 위치하고 있으나, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라서, 표시패널(110)의 양측(예: 좌측과 우측)에 모두 위치할 수도 있다.
전술한 컨트롤러(140)는, 입력 영상 데이터와 함께, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 데이터 인에이블(DE: Data Enable) 신호, 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호들을 외부(예: 호스트 시스템)로부터 수신한다.
본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)는 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Device) 등의 다양한 타입의 장치일 수 있다. 일 예로, 액정 분자를 수평으로 배열해, 이를 제자리에서 회전시키며 화면을 표현하는 방식으로, 고해상도, 저전력, 광시야각 등에 유리한 장점을 가지는 IPS(In-Plane Switching) 방식의 액정표시장치일 수 있다. 더욱 구체적으로는, AH-IPS(Advanced High Performance-IPS) 방식의 액정표시장치일 수 있다.
표시패널(110)에 배치되는 각 서브픽셀(SP)은 트랜지스터 등의 회로 소자를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)는, 터치 센싱 기능을 제공하기 위한 터치 시스템을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 터치 시스템은, 터치 센서(Touch Sensor)로서 역할을 하는 다수의 터치 전극(TE)과, 다수의 터치 전극(TE)을 구동하여 터치를 센싱하는 터치 회로(150) 등을 포함할 수 있다.
터치 회로(150)는 터치 구동 신호를 다수의 터치 전극(TE)에 순차적으로 공급함으로써, 다수의 터치 전극(TE)을 순차적으로 구동할 수 있다.
이후, 터치 회로(150)는 터치 구동 신호가 인가된 터치 전극으로부터 터치 센싱 신호를 수신한다.
터치 회로(150)는 다수의 터치 전극(TE) 각각으로부터 수신된 터치 센싱 신호를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표를 산출할 수 있다.
여기서, 터치 구동 신호는, 일 예로, 둘 이상의 전압 레벨을 갖는 펄스 변조 신호의 파형을 가질 수 있다.
다수의 터치 전극(TE) 각각으로부터 수신된 터치 센싱 신호는, 해당 터치 전극의 주변에서 손가락, 펜 등의 포인터에 의한 터치 발생 유무에 따라 달라질 수 있다.
터치 회로(150)는 터치 센싱 신호를 토대로 터치 전극(TE)에서의 커패시턴스 변화량(또는 전압 변화량 또는 전하량 변화) 등을 알아내어 터치 유무 및 터치 좌표를 얻어낼 수 있다.
도 1을 참조하면, 다수의 터치 전극(TE) 각각으로 터치 구동 신호를 공급하기 위하여, 각 터치 전극(TE)에는 터치센싱라인(SL)이 연결되어 있다.
그리고 다수의 터치 전극(TE) 각각으로 터치 구동 신호를 순차적으로 공급하기 위하여, 터치 시스템은 다수의 터치 전극(TE) 각각에 연결된 터치센싱라인(SL)을 터치 회로(150)에 순차적으로 연결해주는 스위치 회로(160)를 더 포함할 수 있다.
이러한 스위치 회로(160)는 적어도 하나의 멀티플렉서(Multiplexer)로 구성될 수 있다.
한편, 도 1을 참조하면, 다수의 터치 전극(TE) 각각은 블록(Block) 형태로 되어 있을 수 있다.
또한, 각 터치 전극(TE)은 하나의 서브픽셀(SP) 영역의 크기와 동일하거나 대응되는 크기일 수도 있다.
이와 다르게, 각 터치 전극(TE)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 서브픽셀(SP) 영역의 크기보다 큰 크기일 수도 있다.
즉, 각 터치 전극(TE)의 영역은, 적어도 둘 이상의 서브픽셀(SP)의 영역과 대응되는 크기를 가질 수 있다.
한편, 도 1을 참조하면, 전술한 다수의 터치 전극(TE)은 표시패널(110)에 내장되어 배치될 수 있다.
이러한 의미에서, 표시패널(110)은 터치스크린 또는 터치스크린 패널을 내장한다고 할 수 있다. 즉, 표시패널(110)은, 인-셀(In-cell) 타입 또는 온-셀(On-cell) 타입의 터치스크린 내장형 표시패널일 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)는, 디스플레이 기능을 제공하기 위하여 디스플레이 모드로 동작할 수도 있고, 터치 센싱 기능을 제공하기 위하여 터치 모드로 동작할 수도 있다.
이와 관련하여, 다수의 터치 전극(TE)은, 터치 모드 구간에서는 터치 센서로서 동작하지만, 디스플레이 모드 구간에서는 디스플레이 모드 전극으로 사용될 수도 있다.
예를 들어, 디스플레이 모드 구간에서, 다수의 터치 전극(TE)은, 디스플레이 모드 전극의 일 예로서, 공통 전압(Vcom)이 인가되는 공통 전극으로 동작할 수 있다.
여기서, 공통 전압(Vcom)은 화소 전극에 인가되는 화소 전압과 대응되는 전압이다.
도 2는 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)에서, 터치 모드 시 발생하는 커패시턴스 성분(Cself, Cpara1, Cpara2)을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 터치 모드에서는 터치 전극 역할을 하고, 디스플레이 모드에서는 화소 전극과 액정 커패시터를 형성하는 공통 전극(Vcom 전극) 역할을 하는 복수의 터치 전극(TE)은, 터치 모드에서, 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하기 위해, 손가락 및 펜 등의 포인터와 자기 커패시턴스(Cself)를 형성한다.
한편 공통 전극 역할을 하는 복수의 터치 전극(TE)은 게이트 라인 및 데이터 라인과도 기생 커패시턴스(Cpara1, Cpara2)를 형성할 수 있으나 자기 커패시턴스에 비해 매우 작아 무시할 수 있다.
아래에서는, 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)에 포함된 표시패널(110), 공통 전극 및 터치 전극 역할을 모두 하는 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)으로의 공통 전압 및 터치 구동 신호의 인가 방식, 데이터 라인(DL)으로의 데이터 전압 및 터치 구동 신호(또는 이와 대응되는 신호)의 인가 방식, 게이트 라인(GL)으로의 데이터 전압 및 터치 구동 신호(또는 이와 대응되는 신호)의 인가 방식 등에 대하여, 더욱 상세하게 설명한다.
도 3은 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치에 포함된 표시패널의 평면도이다.
도 3을 참조하면, 표시패널(110)은, 전술한 바와 같이, 복수의 데이터 라인(DL), 복수의 게이트 라인(GL) 및 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)이 형성되어 있다.
또한, 이러한 표시패널(110)은, 전술한 바와 같이, 디스플레이 모드로 동작할 수도 있고, 터치 모드로 동작할 수도 있다.
이와 관련하여, 표시패널(110)에 형성된 복수의 데이터 라인(DL) 및 복수의 게이트 라인(GL)은, 표시패널(110)이 영상을 표시하는 패널 역할을 하기 위한 구성이다.
그리고, 표시패널(110)에 형성된 복수의 터치 전극(TE11~S14, TE21~TE24, TE31~TE34)은, 표시패널(110)이 디스플레이 패널 역할과 터치스크린 패널 역할을 모두 하기 위한 구성이다.
더욱 상세하게 설명하면, 표시패널(110)이 디스플레이 패널 역할을 하는 경우, 즉, 표시패널(110)의 구동모드가 디스플레이 모드인 경우, 복수의 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)은, 공통 전압(Vcom: Common Voltage)이 인가되어, 화소 전극(미도시)과 대향하는 "공통 전극(Common Electrode, 또는 "Vcom 전극"이라고도 함)"이 된다.
그리고, 표시패널(110)이 터치스크린 패널 역할을 하는 경우, 즉, 표시패널(110)의 구동모드가 터치 모드인 경우, 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)은, 터치 구동 전압이 인가되고, 터치 포인터(예: 손가락, 펜 등)와 커패시터를 형성하며, 이렇게 형성된 커패시터의 커패시턴스가 측정되는 "터치 전극"이 된다.
다시 말해, 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)은, 디스플레이 모드에서는 공통 전극(Vcom 전극) 역할을 하고, 터치 모드에서는 터치 전극 역할을 하는 것이다.
이러한 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)으로는, 디스플레이 모드 시, 공통 전압(Vcom)이 인가되고, 터치 모드 시, 터치 구동 신호가 인가된다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)으로의 공통 전압 또는 터치 구동 신호의 전달을 위해, 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)에는 터치센싱라인들(SL11~SL14, SL21~SL24, SL31~SL34)이 연결될 수 있다.
이에 따라, 터치 모드 시, 터치센싱라인들(SL11~SL14, SL21~SL24, SL31~SL34)을 통해, 터치 회로(150)와 스위칭 회로(160)에서 생성된 터치 구동 신호(Vtd)가 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)의 전체 또는 일부로 전달되고, 디스플레이 모드 시, 터치센싱라인들(SL11~SL14, SL21~SL24, SL31~SL34)을 통해, 공통 전압 공급부(미도시)에서 공급된 공통 전압(Vcom)이 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)으로 인가된다.
도 3을 참조하면, 표시패널(110)에 형성된 복수의 데이터 라인(DL) 및 복수의 게이트 라인(GL)의 교차 지점마다 대응되어 하나의 서브픽셀(SP: Sub pixel)로 정의된다. 여기서, 각 서브픽셀은 적색(R) 서브픽셀, 녹색(G) 서브픽셀, 청색(B) 서브픽셀, 백색(W) 서브픽셀 등 중 하나일 수 있다.
도 3을 참조하면, 공통 전극 및 터치 전극 역할을 하는 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34) 각각이 형성되는 영역에는, 적어도 둘 이상의 서브픽셀(SP)이 정의될 수 있다. 즉, 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34) 중 하나의 전극은 둘 이상의 서브픽셀(SP)과 대응된다.
예를 들어, 공통 전극 및 터치 전극 역할을 하는 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34) 각각이 형성된 1개의 영역(단위 터치 전극 영역)에는, 24*3 개의 데이터 라인(DL)과 24 개의 게이트 라인(GL)이 배치되어, 24*3*24 개의 서브픽셀(SP)이 정의될 수 있다.
한편, 공통 전극 및 터치 전극 역할을 하는 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34) 각각은, 도 3에 도시된 바와 같이, 블록(Block) 모양의 패턴일 수도 있고, 경우에 따라서는, 각 서브픽셀(SP)과 대응되는 영역에 빗살 모양의 패턴을 포함하는 패턴일 수도 있다.
공통 전극 및 터치 전극 역할을 하는 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34) 각각이 빗살 모양 부분을 포함하는 패턴인 경우에도 본 실시예를 적용할 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)가 액정표시장치인 경우 표시패널의 단면도를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 공통 전극 및 터치 전극 역할을 하는 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34) 중 하나의 전극이 형성된 영역에 대하여 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 터치스크린 내장형 표시장치(100)에 포함된 표시패널(110)에는, 일 예로, 하부 기판(400)에 게이트 라인(402)이 제1방향(가로방향, 도 3에서 좌우 방향)으로 형성되고, 그 위에 게이트 절연층(Gate Insulator, 404)이 형성된다.
게이트 절연층(404) 위에 데이터 라인(406)이 제2방향(세로방향, 도 3에서 지면에 대한 수직방향)으로 형성되고, 그 위에, 제1보호층(408)이 형성된다.
제1보호층(408) 위에, 각 서브픽셀 영역의 화소 전극(410)과 터치센싱라인(412)이 형성되고, 그 위에, 제2보호층(414)이 형성될 수 있다.
여기서, 터치센싱라인(412)은 공통 전극 및 터치 전극 역할을 하는 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34) 각각에서 스위칭 회로(160)까지 연결되어, 디스플레이 모드에서는, 공통 전압 공급부에서 생성된 공통 전압(Vcom)을 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)으로 전달해주고, 터치 모드에서는, 터치 회로(150), 스위치 회로(160)에서 생성된 터치 구동 신호를 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)으로 전달해준다.
제2보호층(414) 위에, 공통 전극 및 터치 전극 역할을 하는 하나의 전극(416)이 형성되고, 그 위에, 액정층(418)이 형성된다. 여기서, 공통 전극 및 터치 전극 역할을 하는 하나의 전극(416)은, 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34) 중 하나로서, 블록 모양을 갖는 패턴일 수 있다.
액정층(418) 위에, 블랙 매트릭스(Black Matrix, 419a), 칼라 필터(Color Filter, 419b) 등이 형성되는 상부 기판(420)이 위치한다.
도 4에서 액정 표시장치에 대해 설명을 하고 있으나 본 실시예는 이에 한정되지 않으며 터치패널과 결합 가능한 다양한 표시장치에 적용할 수 있다.
도 5는 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)에 포함된 표시패널의 다른 평면도이다.
도 5를 참조하면, 도 3과 다르게, 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34) 각각에 연결되어 터치 구동 신호 또는 공통 전압을 전달해주는 터치센싱라인(SL11~SL14, SL21~SL24, SL31~SL34)이 게이트 라인(GL)이 형성되는 제2방향(예: 가로방향)과 평행하게 형성될 수도 있다.
이러한 경우, 도 1의 터치 회로(150) 및 스위치 회로(160)에서 생성된 터치 구동 신호 또는 공통 전압 공급부에서 생성 또는 공급된 공통 전압은, 게이트 라인과 평행하게 형성된 터치센싱라인들(SL11~SL14, SL21~SL24, SL31~SL34)을 통해, 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)의 전체 또는 일부로 전달될 수 있다.
도 6은 터치스크린 내장형 표시장치의 서브픽셀들의 구조를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)는, 적색(R) 서브픽셀들, 녹색(G) 서브픽셀들 및 청색(B) 서브픽셀들을 포함할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)는, 표시영역(액티브 영역)과 비표시영역(패드영역)으로 구획된 기판과, 표시영역에는 복수의 서브픽셀들이 배치된다. 본 명세서에서는 표시패널 또는 기판에 표시영역과 비표시영역으로 구획된 것으로 설명될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는 DRD(Double Rate Driving) 방식으로 구동하고 Z 인버젼 방식으로 구동하여 데이터 드라이버의 출력 채널 수(데이터 라인 수)를 줄이면서 소비전력을 절감한다.
참고로, DRD 방식은 (M*m/2)개의 데이터 라인(DL1, … , DL(M*m/2), m은 3 또는 4, M은 m이 3일 경우 짝수이고, m이 4일 경우 자연수, 여기서 M은 RGB 또는 RGBW를 서브픽셀로 갖는 단위 픽셀을 의미한다)과 2n개의 게이트 라인을 이용하여 m개의 서브픽셀을 구비하는 M*n개의 픽셀들을 구동하는 방식이며, 데이터 라인의 수를 줄여 데이터 드라이버의 출력 채널 수를 줄이는 기술이다. 그리고 Z 인버젼 구동은 1 프레임 기간 동안 인접한 데이터 라인에 서로 다른 극성의 데이터 전압을 인가하면서도 2열의 서브픽셀이 1개의 데이터 라인을 공유하여 지그재그 형태로 접속되도록 함으로써 서브픽셀을 도트 인버젼 방식으로 구동하면서도 라인 인버젼 방식으로 구동되도록 하여 데이터 드라이버의 소비전력을 절감하는 기술이다. 본 명세서에서는 M이 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브픽셀들로 구성된 것을 중심으로 설명한다. 하지만, M이 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 서브픽셀들로 구성된 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치에 배치된 각 서브픽셀들의 연결 구조를 보면, 표시패널 내에 (M*m/2)개의 데이터 라인(DL1, … , DL(M*m/2))과 2n개(n은 자연수)의 게이트 라인이 교차되어 m*n개의 서브픽셀들이 정의된다.
제1방향(열 방향)을 따라 데이터 라인(DL1, DL2, ... , DL(M*m/2))이 배치되고, 제2방향(행 방향)을 따라 게이트 라인(GL1, GL2, ... , GL(2n))이 배치되며, 터치센싱라인(SL1, SL2, ... , SLk)(k는 자연수)은 데이터 라인(DL1, DL2, ... , DL(M*m/2))과 제1방향을 따라 배치된 하나의 열로 배치된 서브픽셀을 사이에 두고 교대로 배치된다.
또한, 서브픽셀들과 중첩되도록 배치된 복수의 터치 전극(TE1, TE2, ...)을 포함하고, 각 터치 전극(TE1, TE2, ...)은 적어도 하나 이상의 서브픽셀들과 중첩되도록 배치된다. 즉, 서브픽셀들은 적어도 하나 이상의 복수의 서브픽셀 그룹으로 구분할 수 있고, 이들 그룹과 중첩되도록 터치 전극들(TE1, TE2, ...)이 배치된다.
각 서브픽셀들의 연결 구조를 구체적으로 보면, 2n개의 게이트 라인(GL)은 한 쌍씩 제2방향(행 방향)의 하나의 서브픽셀 행(수평라인으로 정의)을 사이에 두고 순차적으로 배치된다.
따라서, 제1 수평라인(H1)은 제1 및 제2 게이트 라인(GL1, GL2)에 의해 정의되고, 제2 수평라인(H2)는 제3 및 제4 게이트 라인(GL3, GL4)에 의해 순차적으로 정의된다. 따라서, 임의의 수평라인에는 반드시 전단 게이트 라인과 후단 게이트 라인이 존재하고, 전단 게이트 라인이 임의의 기수번째 라인이라면 후단 게이트 라인은 우수번째 라인이 된다. 즉, 임의의 수평라인 각각은 기수번째 게이트 라인과 우수번째 게이트 라인을 갖는다.
또한, 2n개의 게이트 라인은 기수번째 게이트 라인과 우수번째 게이트 라인으로 구성된 n개의 수평라인으로 정의할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 수평라인(H1)에서 제1 게이트라인(GL1)에 접속된 적색(R) 서브픽셀은 제2 게이트라인(GL2)에 접속된 녹색(G) 서브픽셀과 이웃하여 제1 데이터 라인(DL1)에 공통으로 접속된다. 제1 게이트 라인(GL1)에 접속된 청색(B) 서브픽셀은 제2 게이트 라인(GL2)에 접속된 적색(R) 서브픽셀과 이웃하여 제2 데이터 라인(DL2)에 공통 접속된다.
또한, 제1 게이트 라인(GL1)에 접속된 녹색(G) 서브픽셀은 제2 게이트 라인(GL2)에 접속된 청색(B) 서브픽셀과 이웃하여 제3 데이터 라인(DL3)에 공통 접속된다.
또한, 제1 게이트 라인(GL1)에 접속된 적색(R) 서브픽셀은 제2 게이트 라인(GL2)에 접속된 녹색(G) 서브픽셀과 이웃하여 제4 데이터 라인(DL4)에 공통 접속된다.
또한, 제1 게이트 라인(GL1)에 접속된 청색(B) 서브픽셀은 제2 게이트 라인(GL2)에 접속된 적색(R) 서브픽셀과 이웃하여 제5 데이터 라인(DL5)에 공통 접속된다.
제2 수평라인(H2) 역시, 제1 수평 라인과 동일한 방식으로 제3 게이트 라인(GL3)과 제4 게이트 라인(GL4)에 각각의 서브픽셀들이 교대로 접속되면서 데이터 라인(DL)을 공유한다.
종합하면, 각각의 데이터 라인(D1, D2, D3, ... , DL(m/2))은 좌측 서브픽셀과 우측 서브픽셀을 공유하는 구조로 연결되어 있어, 공유 데이터라인들 각각을 사이에 두고 이웃하는 2개의 서브픽셀들이 구동될 수 있다. 일 예로 제1 내지 제 M*m/2 데이터 라인(D1, D2, D3, ... , DL(M*m/2))에서는 각각 좌측 서브픽셀에서 우측 서브픽셀 순서로 서브픽셀들이 구동될 수 있다. 이러한 방식을 DRD 구조 표시장치에서 ZZZ 구동방식이라고 지칭한다.
본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치를 구동할 때, 플리커(flicker)를 최소화함과 아울러 소비전력을 줄이기 위해 수직 2 도트 인버젼((Vertical 2 dot inversion) 방식으로 구동할 경우 아래와 같다.
이와 같은, 도트 인버젼 방식으로 터치스크린 내장형 표시장치를 구동하면, 액정의 양단(공통 전극(터치 전극)과 화소 전극)에 직류 전압이 인가되면 액정은 분극 된다. 이 상태가 지속되는 경우, 액정 내의 이온성 불순물들이 전기장에 의해 고착되고, 프리 틸트(Pre-tilt)를 변화시킴으로써 잔상 발생 등 액정의 특성을 약화시킨다. 그 상태가 지속될 경우, 결국 액정으로서의 특성을 잃게 되고, 표시장치로서의 역할을 할 수 없게 된다. 이를 방지하기 위해 분극 상태를 주기적으로 반전시킴으로써, 이온성 불순물이 고착되는 것을 막을 수 있는데, 도트 인버젼 방식으로 표시장치를 구동할 경우, 분극 상태를 반전시킬 수 있다.
즉 액정의 분극은 양단 간의 전위차에 의해 상대적으로 양(+)인 값과, 음(-)인 값이 존재하고 이에 따라 분극되므로 시스템에서 공급되는 직류 전원을 이용하여 주기적으로 상대치를 반전시킴으로써 액정에는 교류 전원이 공급된 것과 같은 분극 반전 효과를 볼 수가 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 수직 2 도트 인버젼은 이웃하는 두 개의 게이트 라인(GL1/GL2, GL3/GL4, ... GL((2n)-1)/GL(2n)) 씩 극성을 반전시킴과 동시에 데이터 라인(DL) 1라인씩 극성을 반전 시키며 그 상태를 프레임 별로 반전 구동한다.
따라서, 도 6에서 제1 데이터 라인(DL1)의 제1 수평라인(H1)에 배치되어 있는 적색(R) 서브픽셀과 녹색(G) 서브픽셀은 양(+)의 값을 갖고, 제1 데이터 라인(DL1)의 제2 수평라인(H2)에 배치되어 있는 적색(R) 서브픽셀과 녹색(G) 서브픽셀은 음(-)의 값을 갖는 형태로 반전 구동을 한다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 DRD 구조를 갖는 터치스크린 내장형 표시장치는 하나의 데이터 라인에 두 개의 서브픽셀이 공유하기 때문에 m개의 서브픽셀을 구비하는 M*n개의 픽셀들에 신호를 공급할 수 있지만, 데이터 라인(DL)은 반으로 줄일 수 있다.
또한, 본 실시예에 다른 DRD 구조를 갖는 터치스크린 내장형 표시장치는 도트 인버젼 방식의 ZZZ 구동을 함으로써, 분극 상태를 반전시켜 잔상 불량을 개선할 수 있다.
하지만, DRD 구조를 터치스크린 내장형 표시장치에 적용할 경우, 아래와 같이 터치 전극들 경계에서 터치센싱라인이 중첩됨으로써, 터치 전극들과 터치센싱라인 사이의 기생 커패시턴스 차이로 인하여 두 터치 전극 간 휘도 차가 발생하는 문제가 있다.
도 7을 참조하면, 도 7은 터치스크린 내장형 표시장치에 배치된 터치 전극들 사이에 배치된 터치센싱라인이 위치한 경우의 도면이다.
도 6의 터치스크린 내장형 표시장치는 터치 전극들이 블록 형태로 배치되어 있고, 데이터 라인(DL)과 터치센싱라인(SL)이 하나의 서브픽셀 열을 사이에 두고 교대로 배치되어 있다. 따라서, 제1 터치 전극(TE1)과 제2 터치 전극(TE2) 사이(경계)에 터치센싱라인(SL3)이 위치하고, 터치센싱라인(SL3)은 인접한 제1 터치 전극(TE1)과 제2 터치 전극(TE2)에 소정 영역 서로 중첩된다.
하지만, 제1 터치 전극(TE1) 및 제2 터치 전극(TE2)과 터치센싱라인(SL3)의 형성층이 서로 다르기 때문에(예를 들어, 터치 전극과 터치센싱라인은 적어도 하나 이상의 절연층을 사이에 두고 형성됨) 제1 터치 전극(TE1)과 터치센싱라인(SL3)의 중첩 면적과 제2 터치 전극(TE2)과 터치센싱라인(SL3)의 중첩 면적이 서로 달라 휘도 차이가 발생된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1 터치 전극(TE1)과 터치센싱라인(SL3)의 중첩에 의한 제1 기생 커패시턴스(Cs1)와 제2 터치 전극(TE2)과 터치센싱라인(SL3)의 중첩에 의한 제2 기생 커패시턴스(CS2)가 서로 달라 제1 터치 전극(TE1)의 제1 커패시턴스(Ct1)와 제2 터치 전극(TE2)의 제2 커패시턴스(Ct2)가 달라진다.
이와 같이, 제1 및 제2 터치 전극(TE1, TE2)의 커패시턴스가 서로 달라지면 터치 전극 간 휘도 차이가 발생하여 얼룩 불량을 야기한다.
본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 더미 서브픽셀들을 추가로 배치하고, 터치 전극들을 시프트 시켜 터치 전극들 경계에 터치센싱라인이 위치하지 않도록 하여 터치 전극들 간 휘도 불량을 원천적으로 방지하도록 하였다.
도 8은 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 서브픽셀들의 구조를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 적색(R) 서브픽셀들, 녹색(G) 서브픽셀들, 청색(B) 서브픽셀들, 제1 더미 서브픽셀들(D1) 및 제2 더미 서브픽셀들(D2)을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 제1 방향(열 방향)으로 배치된 (M*m/2)+1개의 데이터 라인(DL1, DL2, ... , DL(M*m/2), DL((M*m/2)+1), m은 3 또는 4, M은 m이 3일 경우 짝수이고, m이 4일 경우 자연수)과 제2 방향(행 방향)으로 배치된 게이트 라인(GL1, GL2, ..., GL(2n))이 서브픽셀을 정의하고, 제1방향(열 방향)을 따라 (M*m/2)+1개의 데이터 라인(DL1, DL2, ... , DL(M*m/2), DL((M*m/2)+1)과 교대로 서브픽셀을 사이에 두고 터치센싱라인(SL1, SL2, ..., SLk)이 교대로 배치된다.
표시패널의 양측 가장자리, 즉 제1번째 데이터 라인(DL1)의 좌측과 제(M*m/2)+1번째의 데이터 라인(DL(M*m/2)+1)의 우측에는 제1방향(열 방향)을 따라 제1 더미 서브픽셀들(D1)과 제2 더미 서브픽셀들(D2)이 배치된다. 제1 및 제2 더미 서브픽셀들(D1, D2)은 2n개의 게이트 라인(GL) 중 한 쌍의 게이트 라인에 의해 정의되는 수평라인에 배치되기 때문에 제1 더미 서브픽셀(D1)과 제2 더미 서브픽셀(D2)은 각각 n개씩 배치되어, 총 더미 서브픽셀의 수는 2n개가 된다.
따라서, 표시패널에 구현되는 총 서브픽셀의 개수는 m*n개에 2n개의 더미 서브픽셀의 합이 된다.
또한, 표시패널에는 복수의 서브픽셀들과 대응되도록 터치 전극들(TE1, TE2, ..., TEl)이 블록 형태로 배치되어 있다.
각 서브픽셀들의 연결 구조를 보면, 제1 수평라인(H1)은 제1 게이트 라인(GL1)과 제2 게이트 라인(GL2)에 의해 정의되는데, 제1번째 데이터 라인(DL1)의 좌측에는 제1 더미 서브픽셀(D1)이 배치되고, 제1 데이터 라인(DL1)의 우측에는 적색(R) 서브픽셀이 배치된다.
제1 데이터 라인(DL1)의 우측에 배치되는 적색(R) 서브픽셀은 제2 게이트 라인(GL2)에 접속되어 제1 더미 서브픽셀(D1)과 적색(R) 서브픽셀은 제1 데이터 라인(DL1)을 공유한다. 하지만, 제2 더미 서브픽셀(D1)은 제1 게이트 라인(GL1)과 제1 데이터 라인(DL1)과 전기적으로 분리된 구조로 배치되고, 이웃하는 적색(R) 서브픽셀만 제1 데이터 라인(DL1)과 제2 게이트 라인(GL2)에 접속된다.
또한, 제2 데이터 라인(DL1)은 녹색(G) 서브픽셀과 청색(B) 서브픽셀이 좌측과 우측에 이웃하게 배치되는데, 녹색(G) 서브픽셀은 제1 게이트 라인(GL1)에 접속되고, 청색(B) 서브픽셀은 제2 게이트 라인(GL2)에 접속된다.
또한, 제3 데이터 라인(DL3)에 공통으로 접속된 적색(R) 서브픽셀과 녹색(G) 서브픽셀은 제2 게이트 라인(GL2)과 제1 게이트 라인(GL1)에 각각 접속된다.
또한, 제4 데이터 라인(DL4)에 공통으로 접속된 청색(B) 서브픽셀과 적색(R) 서브픽셀은 제1 게이트 라인(GL1)과 제2 게이트 라인(GL2)에 각각 접속된다.
또한, 제5 데이터 라인(DL5)에 공통으로 접속된 녹색(G) 서브픽셀과 청색(B) 서브픽셀은 제1 게이트 라인(GL1)과 제2 게이트 라인(GL2)에 각각 접속된다.
또한, 제(M*m/2)+1번째의 데이터 라인(DL(M*m/2)+1)의 좌측에는 청색(B) 서브픽셀이 제1 게이트 라인(GL1)과 접속되고, 제(M*m/2)+1번째의 데이터 라인 ((M*m/2)+1)의 우측에는 제2 더미 서브픽셀(D2)이 배치된다. 제2 더미 서브픽셀(D2)은 제1 또는 제2 게이트 라인(GL1, GL2) 및 제(d/2)+1개의 데이터 라인 (DL(m/2)+1)과 전기적으로 접속되지 않는다. 즉, 본 실시예에서는 서브픽셀의 n행과 대응되는 각 수평라인에는 (M*m/2)-1개 데이터 라인이 한쌍의 서브픽셀을 공유하도록 배치된다. 다시 말해, 각 수평라인에 배치되는 데이터 라인들 중 좌우측 가장자리에 배치되는 제1번째의 데이터 라인(DL1)과 제(M*m/2)+1번째의 데이터 라인(DL(M*m/2)+1)을 제외하고, 하나의 데이터 라인을 한쌍의 서브픽셀이 공유한다.
제2 수평라인(H2) 역시, 제1 수평 라인과 동일한 방식으로 제3 게이트 라인(GL3)과 제4 게이트 라인(GL4)에 각각의 서브픽셀들이 교대로 접속되면서 데이터 라인(DL)을 공유한다.
또한, 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 복수의 터치 전극들(TE1, TE2, ..., TEl)(l은 자연수)이 배치되는 제1 터치 전극(TE1)을 보면, 좌측 가장자리에서 제1 더미 서브픽셀(D1)의 일부와 중첩되고, 제1 터치 전극(TE1)과 제2 터치 전극(TE2) 사이에 제4 데이터 라인(DL4)이 위치하고, 터치센싱라인(SL)은 위치하지 않는다.
즉, 본 실시예에서는 제1 및 제2 더미 서브픽셀(D1, D2)을 배치하여 표시패널에 배치되는 터치 전극들(TE)을 시프트(Shift) 시켜 터치 전극들(TE) 경계에 터치센싱라인(SL)이 위치하지 않도록 함으로써, 터치 전극들(TE)과 터치센싱라인(SL) 간 기생 커패시턴스 차이가 발생하지 않도록 하였다.
이와 같이, 터치 전극들(TE) 간에 기생 커패시턴스 차이가 발생하지 않도록 하면 터치 전극들 간에 발생되는 휘도 불균형을 원천적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 터치스크린 내장형 표시장치에 배치된 각각의 서브픽셀들의 연결구조를 도 8에서 설명한 바와 같이, 변경하면 제1 및 제2 수평라인(H1, H2)의 서브픽셀들이 도트 인버젼 방식의 ZZ역Z(S) 구동을 수행할 수 있다.
즉, 본 실시예에서는 각 수평라인에 배치되는 서브픽셀들이 데이터 라인을 중심으로 좌측에서 우측 방향 또는 우측에서 좌측 방향으로 구동이 혼합된다.
이는 후술하겠지만, 수평라인(가로 방향)을 따라 발생되는 가로선 불량을 개선하기 위해 각 수평라인에 배치되는 서브픽셀들은 기수번째 게이트 라인에 녹색(G) 서브픽셀(약충전 서브픽셀)이 접속되도록 하고 우수번째 게이트 라인에 적색(R) 서브픽셀(강충전 서브픽셀)이 접속되도록 한다.
또한, 청색(B) 서브픽셀들은 기수번째 게이트 라인(약충전 서브픽셀)과 우수번째 게이트 라인에 교대로 접속되도록 한다. 여기서, 강충전 서브픽셀과 약충전 서브픽셀은 도 10 및 도 11에서 구체적으로 설명한다.
따라서, 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는 ZZ역Z(S) 구동을 구현할 수 있다.
보다 구체적으로 보면, 제1 수평라인(H1)의 제1 데이터 라인(DL1)에 배치된 제1 더미 서브픽셀(D1)과 적색(R) 서브픽셀은 좌측에서 우측 방향으로 구동을 하고(실제 제1 더미 서브픽셀은 동작하지 않음), 제2 수평라인(H2)의 제1 데이터 라인(DL1)에 배치된 제1 더미 서브픽셀(D1)과 적색(R) 서브픽셀도 좌측에서 우측 방향으로 구동한다(실제 제1 더미 서브픽셀은 동작하지 않음)(Z방향 구동).
다음으로, 제1 수평라인(H1)과 제2 수평라인(H2)에서 제2 데이터 라인(DL2)에 공통으로 접속된 녹색(G) 서브픽셀과 청색(B) 서브픽셀은 좌측에서 우측 방향으로 구동한다(Z 방향 구동).
다음으로, 제1 수평라인(H1)과 제2 수평라인(H2)에서 제3 데이터 라인(DL3)에 공통으로 접속된 적색(R) 서브픽셀과 녹색(G) 서브픽셀은 우측에서 좌측 방향으로 구동한다(역Z(S) 방향 구동).
이와 같이, 본 실시예에 다른 DRD 구조를 갖는 터치스크린 내장형 표시장치는 도트 인버젼 방식의 ZZ역Z(S) 구동을 함으로써, 분극 상태를 반전시켜 잔상 불량을 개선할 수 있다.
또한, DRD 구조를 갖는 표시장치는 구조적으로 하나의 데이터 라인에 공통으로 접속되는 한 쌍의 서브픽셀은 강충전과 약충전이 되는데, 강충전된 서브픽셀에 동일한 컬러가 반복되면 가로선 불량이 발생된다.
본 실시예에서는 가로선 불량을 개선하기 위해 투과율이 낮은 청색(B) 서브픽셀이 가로 방향(H1, H2,...)을 따라 강충전 서브픽셀과 약충전 서브픽셀에 교대로 배치되도록 함으로써, 가로선 불량을 방지하였다. 이와 관련해서는 도 10 및 도 11에서 보다 상세히 설명한다.
특히, 본 실시예의 터치스크린 내장형 표시장치는 제1 및 제2 더미 서브픽셀들 배치하고, 터치 전극들을 시프트 시킴으로써, 터치 전극들 경계에 터치센싱라인(SL)이 위치하지 않도록 하였다.
도 8을 참조하면, 터치 전극들은 기본적으로 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브픽셀들과는 중첩되도록 배치되지만, 제1 및 제2 더미 서브픽셀들(D1, D2)와는 일부 영역에서만 중첩되도록 배치된다. 즉, 제1 및 제2 더미 서브픽셀들(D1, D2)과 터치 전극(TE)을 일부 영역에서만 중첩시키도록 함으로써, 인접한 터치 전극들을 시프트 시켜 결과적으로 터치 전극들 경계에 터치센싱라인이 위치하지 않도록 한다.
따라서, 터치 전극들 경계 영역에서 터치 전극과 터치센싱라인(SL)이 중첩되지 않도록 함으로써, 터치센싱라인과 터치 전극들 간의 기생 커패시턴스 발생을 원천적으로 차단하여 휘도 불균일을 개선하였다.
도 9는 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치에 배치된 터치 전극들 사이 영역을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 도 8에서 제1 터치 전극(TE1)과 제2 터치 전극(TE2) 경계에 터치센싱라인이 위치하지 않고, 제4 데이터 라인(DL4)만 위치하는 것을 볼 수 있다.
본 실시예에서는 제4 데이터 라인(DL4)과 교대로 배치되는 제3 터치센싱라인(SL3)과 제4 터치센싱라인(SL4)은 각각 제1 터치 전극(TE1)과 제2 터치 전극(TE2) 내에 위치하여 터치센싱라인과 제1 터치 전극(TE1) 및 제2 터치 전극(TE2) 사이의 중첩 영역의 차이가 발생하지 않는다.
이는 도 8에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는 표시패널의 좌측과 우측 가장자리에 제1방향(열 방향)따라 제1 더미 서브픽셀들(D1)과 제2 더미 서브픽셀들(D2)을 각각 배치하고, 이들과 중첩되는 터치 전극의 중첩 영역을 조절하였다.
따라서, 제1 더미 서브픽셀(D1)과 제2 더미 서브픽셀(D2) 사이에 배치되는 터치 전극들의 위치를 시프트 시킬 수 있어(제2방향(행 방향)), 터치 전극들(TE) 경계에 터치센싱라인(SL)이 위치하지 않도록 하였다.
즉, 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 터치 전극들 사이에 데이터 라인만 배치되고, 터치센싱라인(SL)은 모두 터치 전극과 중첩되도록 배치된다. 따라서, 터치 전극들 사이에는 데이터 라인(DL)이 배치되고, 데이터 라인(DL)을 공유하는 트랜지스터들은 양측(좌측과 우측 방향) 방향의 서브픽셀들과 각각 접촉된다.
이로 인하여 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 터치 전극들과 대응되는 영역 별 휘도 불균일을 방지하였다.
도 10 및 도 11은 본 실시예에 따른 서브픽셀들에서 충전량이 상이해지는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 데이터 라인 수를 줄이기 위한 DRD 구조는 구조적으로 두 개의 서브픽셀이 하나의 데이터 라인(DL)을 공유한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 데이터 라인(DL)을 중심으로 좌측에는 적색(R) 서브픽셀이 배치되고, 우측에는 녹색(G) 서브픽셀이 배치된다.
적색(R) 서브픽셀은 제1 게이트 라인(GL1)과 데이터 라인(DL)에 접속되고, 그린(G) 서브픽셀은 제2 게이트 라인(GL2)과 데이터 라인(DL)에 접속된다. 이와 같은 연결 구조에서 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 신호가 공급되면, 도 11에 도시된 바와 같이, 적색(R) 서브픽셀 보다 녹색(G) 서브픽셀에서 강충전 된다.
DRD 구조를 갖는 표시패널은 2n개의 게이트 라인이 순차적으로 배치되고, 한 쌍의 게이트 라인이 하나의 수평라인을 정의하는데, 각 수평라인에는 반드시 기수번째 게이트 라인과 우수번째 게이트 라인(임의의 n+1번째)을 포함한다. 즉, 각 수평라인에 배치되는 한 쌍의 게이트 라인은 기수번째 게이트 라인에서 우수번째 게이트 라인으로 순차적으로 게이트 신호(스캔 신호)가 공급된다.
보다 구체적으로 도 11을 참조하면, 제1 게이트 라인(GL1)을 통해 공급되는 게이트 신호(기수번째(전단) 스캔 신호)와 제2 게이트 라인(GL2)을 통해 공급되는 게이트 신호(우수번째(후단) 스캔 신호)가 일부 중첩되는데, 제1 게이트 라인(GL1)에 연결된 적색(R) 서브픽셀은 프리 챠징(Pre-Chargin) 구간이 없어 데이터 전압(Data)이 약충전 된다. 즉, 기수번째 게이트 라인(GL1)에 접속되는 서브픽셀은 약충전 서브픽셀이 된다.
반면, 제2 게이트 라인(GL2)을 통해 공급되는 데이터 전압(Data)은 게이트 신호의 중첩 구간에서 프리 챠징(Pre-Charging)된 후, 녹색(G) 서브픽셀에 데이터 전압(Data)이 충전되기 때문에 강충전 된다. 즉, 우수번째 게이트 라인(GL2)에 접속되는 서브픽셀은 강충전 서브픽셀이 된다.
이와 같이, 한 쌍의 서브픽셀들이 하나의 데이터 라인을 공유하는 DRD 구조에서는 강충전 서브픽셀과 약충전 서브픽셀이 반드시 존재하는데, 이러한 충전 정도의 차이는 휘도 차이를 발생시킨다.
따라서, 시감적으로 인지 하기 쉬운 컬러가 강충전 서브픽셀과 약충전 서브픽셀에 배치되면 휘도 차이로 인하여 화질 불량으로 인식되는 문제가 있다.
본 실시예에서는 투과율이 낮은 청색(B) 서브픽셀들이 강충전 서브픽셀과 약충전 서브픽셀에 교대로 배치되도록 함으로써, 가로선 불량을 방지하도록 하였다.
도 8을 참조하면, 제1 수평라인(H1)과 제2 수평라인(H2)을 따라 제1 더미 서브픽셀(D1)/적색(R) 서브픽셀, 녹색(G) 서브픽셀/청색(B) 서브픽셀, 적색(R) 서브픽셀/녹색(G) 서브픽셀, 청색(B) 서브픽셀/적색(R) 서브픽셀, 녹색(G) 서브픽셀/청색(B) 서브픽셀, 적색(R) 서브픽셀/녹색(G) 서브픽셀 순서로 배치되어 있다.
도 10 및 도 11의 원리에 따라 강충전 서브픽셀과 약충전 서브픽셀을 구분하면, 청색(B) 서브픽셀들은 제1 및 제2 수평라인(H1, H2) 방향을 따라, 강충전 서브픽셀/약충전 서브픽셀/강충전 서브픽셀/약충전 서브픽셀 순서로 배치된 것을 볼 수 있다.
즉, 본 실시예의 표시패널에서 수평라인에 배치되는 청색(B) 서브픽셀들은 수평라인을 정의하는 기수번째 게이트 라인과 우수번째 게이트 라인에 교대로 접속된다.
또한, 적색(R) 서브픽셀들은 제1 및 제2 수평 라인(H1, H2) 방향을 따라 강충전 서브픽셀과 대응되는 서브픽셀들을 배치하였다.
즉, 본 실시예의 표시패널에서 수평라인에 배치되는 적색(R) 서브픽셀들은 수평라인을 정의하는 게이트 라인들 중 우수번째 게이트 라인과 접속된다.
또한, 휘도 차이가 따른 시감의 민감도가 가장 큰 녹색(G) 서브픽셀들은 약충전 서브픽셀과 대응되는 서브픽셀들에 배치하였다.
즉, 본 실시예의 표시패널에서 수평라인에 배치되는 녹색(G) 서브픽셀들은 수평라인을 정의하는 게이트 라인들 중 기수번째 게이트 라인과 접속된다.
따라서, 본 실시예에 따른 DRD 구조의 터치스크린 내장형 표시장치는 강충전 서브픽셀과 약충전 서브픽셀에 대응되는 컬러를 조절함으로써, 가로 방향을 따라 발생되는 가로선 불량을 개선한 효과가 있다.
도 12는 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 구동 방식과 각 서브픽셀들의 컬러 관계를 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치에서 가로선 불량이 제거되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 도 8에서 설명한 바와 같이, 제1 및 제2 수평라인(H1, H2, ...) 방향을 따라 제1 더미 서브픽셀/적색(R) 서브픽셀, 녹색(G) 서브픽셀/청색(B) 서브픽셀, 녹색(G) 서브픽셀/적색(R) 서브픽셀, 청색(B) 서브픽셀/적색(R) 서브픽셀, 녹색(G) 서브픽셀/청색(B) 서브픽셀, 녹색(G) 서브픽셀/적색(R) 서브픽셀, 청색(B) 서브픽셀/적색(R) 서브픽셀, ... , 청색(B) 서브픽셀/적색(R) 서브픽셀, 녹색(G) 서브픽셀/청색(B) 서브픽셀, 녹색(G) 서브픽셀/적색(R) 서브픽셀, 청색(B) 서브픽셀/제2 더미 서브픽셀(D2)로 배치된다.
즉, 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 수평라인(H1, H2, ...) 방향을 따라 적색(R) 서브픽셀들은 강충전 서브픽셀들에 대응시키고, 녹색(G) 서브픽셀들은 약충전 서브픽셀들에 대응시킨다. 또한, 가로선 불량을 개선하기 위해 청색(B) 서브픽셀들은 강충전 서브픽셀과 약충전 서브픽셀들과 대응되도록 교대로 배치한다.
전술한 본 실시예에 따른 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브픽셀들의 배열 구조는 도트 인버젼 ZZ역Z(S) 구동을 수행하면서, 터치 전극들(TE) 경계에 터치센싱라인(SL)이 위치하지 않도록 할 수 있어 휘도 불균일 불량을 방지할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 표시패널의 제1 수평라인(H1)과 제2 수평라인(H2)을 따라 구동 방향을 보면 다음과 같다. 제1 데이터 라인(DL1)에 배치된 제1 더미 서브픽셀(D1)과 적색(R) 서브픽셀은 좌측에서 우측 방향으로 구동을 하고(실제 제1 더미 서브픽셀에는 신호 공급이 되지 않음), 제2 수평라인(H2)의 제1 데이터 라인(DL1)에 배치된 제1 더미 서브픽셀(D1)과 적색(R) 서브픽셀도 좌측에서 우측 방향으로 구동한다(실제 제1 더미 서브픽셀에는 신호 공급이 되지 않음)(Z방향 구동).
도 10 및 도 11에서 설명한 바와 같이, 제1 및 제2 게이트 라인(GL1, GL2)에 공급되는 게이트 신호에 의해 제1 데이터 라인(DL1)에 접속된 적색(R) 서브픽셀은 강충전 서브픽셀이 된다.
다음으로, 제2 데이터 라인(DL2)에 공통으로 접속된 녹색(G) 서브픽셀과 청색(B) 서브픽셀은 좌측에서 우측 방향으로 구동하기 때문에 녹색(G) 서브픽셀은 약충전 서브픽셀이 되고, 청색(B) 서브픽셀은 강충전 서브픽셀이 된다.
다음으로, 제3 데이터 라인(DL3)에 공통으로 접속된 적색(R) 서브픽셀과 녹색(G) 서브픽셀은 우측에서 좌측 방향으로 구동하기 때문에 적색(R) 서브픽셀은 강충전 서브픽셀이 되고, 녹색(G) 서브픽셀은 약충전 서브픽셀이 된다.
이와 같이, 본 실시예에 다른 DRD 구조를 갖는 터치스크린 내장형 표시장치는 제1 및 제2 수평라인(H1, H2, ...) 방향을 따라 ZZ역Z(S) 구동을 반복하기 때문에 분극 상태를 반전시켜 잔상 불량을 개선할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는, 제1 및 제2 수평라인(H1, H2, ...) 방향을 따라 적색(R) 서브픽셀들은 모두 강충전 서브픽셀들에 대응되고, 녹색(G) 서브픽셀들은 모두 약충전 서브픽셀들에 대응되며, 청색(B) 서브픽셀들은 강충전 서브픽셀과 약충전 서브픽셀에 교대로 대응되도록 하여 가로선 불량을 개선하였다.
도 14는 본 실시예들에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 구동방법을 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 구동방법은, 표시영역을 구비하는 기판, 표시영역 내에 구비되는 m개의 서브픽셀을 구비하는 M*n개의 픽셀들(m은 3 또는 4, M은 m이 3일 경우 짝수이고, m이 4일 경우 자연수), 기판 상에 (M*m/2)+1개의 데이터 라인, 기판 상에 상기 데이터 라인과 교차하는 2n개(n은 자연수)의 게이트라인 및 기판 상에 복수의 터치 전극을 포함하는 표시패널을 제공하는 단계를 포함한다(S1401).
상기 표시패널은 도 8에서 설명한 DRD 구조를 갖고, 서브픽셀들, 제1 및 제2 더미 서브픽셀들과 대응되도록 배치된 복수의 터치 전극 및 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급하기 위해 데이터 라인과 서브픽셀을 사이에 두고 교대로 배치된 복수의 터치센싱라인을 포함한다.
또한, 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 구동방법은, 표시패널의 수평라인 방향에 배치된 서브픽셀들을 데이터 라인을 기준으로 좌측에서 우측 방향 또는 우측에서 좌측방향 구동을 혼합하여 구동하는 단계를 포함한다(S1402).
수평라인은 2n개의 게이트 라인에서 기수번째 게이트 라인과 우수번째 게이트 라인으로된 한 쌍의 게이트 라인으로 정의되고, 각각의 데이터 라인에는 좌측과 우측에 각각 서브픽셀이 배치된다.
특히, 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치는 각 수평라인에 배치된 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브픽셀들이 전술한 혼합 구동을 구현할 때, 제1 및 제2 더미 서브픽셀(D1, D2)에는 데이터 전압이 공급되지 않는다. 즉, 제1 및 제2 더미 서브픽셀들(D1, D2)는 실제적으로 동작하지 않는다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치 및 이의 구동방법은, 표시패널에 제1 및 제2 더미 서브픽셀들 배치하고, 터치 전극들을 시프트 시킴으로써, 터치 전극들 경계에 터치센싱라인(SL)이 위치하지 않도록 하여 터치 전극들 간의 커패시턴스 차이가 발생하지 않도록 한 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치 및 이의 구동방법은, DRD(Double Rate Driving) 방식으로 구동하고 Z 인버젼과 역 Z(S) 인버젼 혼합 방식으로 구동하여 데이터 드라이버의 출력 채널 수(데이터 라인 수)를 줄이면서 소비전력을 절감한 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치 및 이의 구동방법은, 표시패널에 배치되는 서브픽셀들 중 강충전 서브픽셀과 약충전 서브픽셀에 대응되는 컬러를 조절함으로써, 가로 방향을 따라 발생되는 가로선 불량을 개선한 효과가 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표시장치
110: 표시패널
120: 데이터 드라이버
130: 게이트 드라이버
140: 컨트롤러
150: 터치 회로

Claims (18)

  1. 표시영역을 구비하는 기판;
    상기 표시영역 내에 구비되는 m개의 서브픽셀을 구비하는 M*n개의 픽셀들(m은 3 또는 4, M은 m이 3일 경우 짝수이고, m이 4일 경우 자연수);
    상기 기판 상에 (M*m/2)+1개의 데이터 라인;
    상기 기판 상에 상기 데이터 라인과 교차하는 2n개(n은 자연수)의 게이트라인; 및
    상기 기판 상에 복수의 터치 전극을 포함하며,
    상기 서브픽셀의 n행은 상기 2n개의 게이트 라인의 연속한 기수번째 게이트 라인과 우수번째 게이트 라인으로 정의되고,
    상기 서브픽셀의 n행과 대응되는 각 수평라인에는 (M*m/2)-1개 데이터 라인이 한쌍의 서브픽셀을 공유하도록 접속된 터치스크린 내장형 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치 전극들 사이에 상기 데이터 라인이 배치되는 터치스크린 내장형 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 표시영역의 양측 가장자리에는 상기 제1번째와 제(M*m/2)+1번째 데이터 라인이 배치되는 터치스크린 내장형 표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 표시영역의 양측 가장자리에 배치된 상기 제1번째와 제(M*m/2)+1번째 데이터 라인 외측으로 각각 배치된 제1 및 제2 더미 서브픽셀을 더 포함하는 터치스크린 내장형 표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 각 수평라인의 양측 가장자리에는 상기 제1 및 제2 더미 서브픽셀이 배치되는 터치스크린 내장형 표시장치.
  6. 제5항에 있어서
    상기 각 수평라인의 제1번째 데이터 라인에는 서브픽셀 중 적색 서브픽셀이 상기 우수번째 게이트 라인과 연결된 터치스크린 내장형 표시장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 더미 서브픽셀은 상기 게이트 라인 및 상기 제1번째와 제(M*m/2)+1번째 데이터 라인과 전기적으로 분리된 터치스크린 내장형 표시장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 서브픽셀들은 복수의 터치 전극과 각각 중첩되고, 상기 제1 및 제2 더미 서브픽셀들은 터치 전극과 일부가 중첩되는 터치스크린 내장형 표시장치.
  9. 제1항에 있어서
    상기 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급하기 위해 상기 데이터 라인과 열 방향 서브픽셀을 사이에 두고 교대로 배치된 복수의 터치센싱라인을 더 포함하는 터치스크린 내장형 표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 터치 전극들 사이의 경계에는 상기 터치센싱라인이 위치하지 않는 터치스크린 내장형 표시장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들은 상기 기수번째 게이트 라인과 접속되는 약충전 서브픽셀과 상기 우수번째 게이트 라인과 접속되는 강충전 서브픽셀로 구분되고,
    상기 서브픽셀들 중 청색(B) 서브픽셀들은 상기 강충전 서브픽셀과 약충전 서브픽셀에 교대로 배치되는 터치스크린 내장형 표시장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들은 상기 기수번째 게이트 라인과 접속되는 약충전 서브픽셀과 상기 우수번째 게이트 라인과 접속되는 강충전 서브픽셀로 구분되고,
    상기 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들 중 적색(R) 서브픽셀들은 상기 강충전 서브픽셀에 배치되는 터치스크린 내장형 표시장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들은 상기 기수번째 게이트 라인과 접속되는 약충전 서브픽셀과 상기 우수번째 게이트 라인과 접속되는 강충전 서브픽셀로 구분되고,
    상기 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들 중 녹색(G) 서브픽셀들은 상기 약충전 서브픽셀에 배치되는 터치스크린 내장형 표시장치.
  14. 표시영역을 구비하는 기판과, 상기 표시영역 내에 구비되는 m개의 서브픽셀을 구비하는 M*n개의 픽셀들(m은 3 또는 4, M은 m이 3일 경우 짝수이고, m이 4일 경우 자연수)와, 상기 기판 상에 (M*m/2)+1개의 데이터 라인과, 상기 기판 상에 상기 데이터 라인과 교차하는 2n개(n은 자연수)의 게이트라인 및 상기 기판 상에 복수의 터치 전극을 포함하며,
    상기 서브픽셀의 n행은 상기 2n개의 게이트 라인의 연속한 기수번째 게이트 라인과 우수번째 게이트 라인으로 정의되고,
    상기 서브픽셀의 n행과 대응되는 각 수평라인에는 (M*m/2)-1개 데이터 라인이 한쌍의 서브픽셀을 공유하도록 접속된 터치스크린 내장형 표시장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들은 각 데이터 라인을 기준으로 좌측에서 우측 방향으로 구동과 우측에서 좌측 방향으로 구동이 혼합되어 구동하는 단계를 포함하는 터치스크린 내장형 표시장치의 구동방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 표시영역의 양측 가장자리에 배치된 상기 제1번째와 제(M*m/2)+1번째 데이터 라인 외측으로 각각 배치된 제1 및 제2 더미 서브픽셀을 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 더미 서브픽셀에는 구동 중 데이터 전압이 공급되지 않는 터치스크린 내장형 표시장치의 구동방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들은 상기 기수번째 게이트 라인과 접속되는 약충전 서브픽셀과 상기 우수번째 게이트 라인과 접속되는 강충전 서브픽셀로 구분되고,
    상기 서브픽셀들 중 청색(B) 서브픽셀들은 상기 강충전 서브픽셀과 약충전 서브픽셀에 교대로 배치되는 터치스크린 내장형 표시장치의 구동방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들은 상기 기수번째 게이트 라인과 접속되는 약충전 서브픽셀과 상기 우수번째 게이트 라인과 접속되는 강충전 서브픽셀로 구분되고,
    상기 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들 중 적색(R) 서브픽셀들은 상기 강충전 서브픽셀에 배치되는 터치스크린 내장형 표시장치의 구동방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들은 상기 기수번째 게이트 라인과 접속되는 약충전 서브픽셀과 상기 우수번째 게이트 라인과 접속되는 강충전 서브픽셀로 구분되고,
    상기 각 수평라인에 배치된 서브픽셀들 중 녹색(G) 서브픽셀들은 상기 약충전 서브픽셀에 배치되는 터치스크린 내장형 표시장치의 구동방법.
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