KR20170080308A

KR20170080308A - 터치패널을 구비한 표시장치

Info

Publication number: KR20170080308A
Application number: KR1020150191690A
Authority: KR
Inventors: 김태환
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-12-31
Filing date: 2015-12-31
Publication date: 2017-07-10

Abstract

본 발명에서는 터치감지부에 의해 전원공급부에서 공통전압과 터치전압을 선택하여 터치패널의 터치전극으로 공급함으로써 영상출력 및 터치를 감지할 수 있게 되며, 이때 터치전압을 0V를 중심으로 극성이 변화는 구동펄스로 구성함으로써 화소영역에 직류성분이 잔류하는 것을 방지할 수 있게 되며, 그 결과 잔상이나 무라와 같은 불량을 방지할 수 있게 된다.

Description

터치패널을 구비한 표시장치{DISPLAY DEVICE HAVING TOUCH PANEL}

본 발명은 터치패널을 구비한 표시장치에 관한 것으로, 특히 셀프용량 방식 터치패널이 내장된 표시장치에 관한 것이다.

이동통신 단말기, 노트북 컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판표시장치(Flat Panel DIPSlay Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다.

한편, 근래 전자기기의 입력장치로서 종래에 적용되었던 마우스나 키보드 등의 입력 장치를 대체하여, 사용자가 손가락이나 펜을 이용하여 직접 정보를 입력할 수 있는 터치패널이 입력장치로서 사용되고 있다.

일반적으로, 터치패널은 표시장치를 구성하는 표시패널과 독립적으로 제조된 후 상기 표시패널의 상단면에 부착될 수도 있으며, 상기 표시패널 내부에 표시패널과 일체로 형성될 수도 있다.

예를 들어, 터치패널은 영상이 표시되는 표시패널의 화소 내에 내재되는 인셀(in cell) 타입, 상기 패널의 상부에 형성되는 온셀(on cell) 타입 및 상기 패널과 별도로 제조된 후 상기 패널의 상부에 합착되는 애드온(add on) 타입 등으로 구분될 수 있다.

인셀 타입의 터치패널을 구비한 표시장치에서는 화소전극과 함께 신호를 인가하는 공통전극이 터치전극으로서의 기능도 수행한다. 인셀 타입 표시장치는 터치센싱모드와 영상출력모드로 구동된다. 영상출력모드에서는 상기 공통전극으로 공통전압(Vcom)이 공급되며, 터치센싱모드에서는 상기 공통전극으로 터치전압(VT)이 공급된다.

터치패널을 구동하는 방법에는 저항식 방식과 정전용량 방식이 있으며, 정전용량 방식은 다시 셀프용량(Self Capacitance) 방식과 뮤츄얼(mutual) 방식으로 구분될 수 있다. 이중에서 셀프용량방식을 이용하는 표시장치는 각각의 터치전극에서 터치전극라인을 독립적으로 인출하여 감지기와 접속되며, 상기 감지기에 의해 터치를 검출한다.

특히, 셀프용량방식의 터치패널을 인셀(In-Cell) 타입에 적용하는 경우, 별도의 터치전극을 형성하지 않고 표시장치의 공통전극을 터치전극으로 이용한다. 따라서, 영상출력과 터치감지가 동시에 구동될 수 없으므로, 공통전압이 도 1에 도시된 바와 같이, 영상출력기간(display)과 터치감지기간(Touch)으로 구성된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 영상출력기간의 공통전압은 직류형태로 공통전극에 인가되어 화소전극과 함께 영상을 표시하며, 터치감지기간에는 공통전압이 구동펄스로 인가되어 터치전극의 터치를 감지할 수 있게 된다.

그러나, 이와 같은 인셀(In-Cell) 타입 셀프용량방식 터치패널은 다음과 같은 문제가 발생한다. 인셀(In-Cell) 타입 셀프용량방식의 터치패널은 표시패널에 내장되기 때문에, 박막트랜지스터의 턴오프시점에서 게이트전압의 하이전압과 로우전압의 차이, Cgs, Cst 등과 같은 각종 기생용량으로 인해 터치전극에 인가되는 구동펄스가 왜곡된다. 따라서, 이러한 구동펄스의 왜곡이 터치로 검출될 수 있기 때문에, 실제 터치의 감지가 원활하게 되지 않게 되는 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 공통전압을 네거티브로 인가함으로써 기생용량 등에 의해 왜곡이 발생하는 경우에도 이 왜곡에 의한 전압 변동량은 파지티브(positive)이므로, 네거티브 공통전압에는 영향을 미치지 않게 되어 터치의 감지가 원활하게 된다.

그러나, 공통전압이 네거티브로 인가되면, 화소에는 항상 특정 세기의 전압이 인가된 상태로 되므로, 이들 전압에 의해 전하가 축적되고 이들 전하에 의해 잔상 및 무라가 발생하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 터치전극에 인가되는 터치전압을 0V를 중심으로 대칭으로 극성이 변하는 구동펄스로 구성하여 화소영역 내에 직류성분이 잔류하는 것을 방지할 수 있는 셀프용량방식 터치패널을 내장한 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 터치감지부에 의해 전원공급부에서 공통전압과 터치전압을 선택하여 터치패널의 터치전극으로 공급함으로써 영상출력 및 터치를 감지할 수 있게 된다. 이때, 본 발명에서는 터치전압을 0V를 중심으로 극성이 변화는 구동펄스로 구성함으로써 화소영역에 직류성분이 잔류하는 것을 방지할 수 있게 되며, 그 결과 잔상이나 무라와 같은 불량을 방지할 수 있게 된다.

상기 구동펄스는 0V를 중심으로 대칭으로 극성이 변하며, 터치전압은 양성 또는 음성일 수 있다.

상기 터치감지부는 터치센싱모드에서 상기 전원공극부로부터 전송되는 공통전압 및 터치전압 중 하나를 선택하여 상기 터치전극들로 공급하며, 상기 터치전극으로부터 수신된 아날로그 감지신호를 디지털 감지신호로 변환하는 터치신호 송수신부와, 상기 타이밍컨트롤러로부터 전송되는 터치인에이블 신호에 따라 공통전압 또는 상기 터치전압을 선택하는 터치스위칭신호를 생성하여 상기 터치감지기로 전송하며, 상기 디지털 감지신호를 이용하여 상기 터치전극의 터치여부를 판단하는 터치제어부로 구성된다.

이러한 본 발명의 터치패널은 액정표시장치, 유기전계발광 표시장치, 전기영동 표시장치에 적용될 수 있다.

본 발명에서는 터치전극에 인가되는 터치전압을 0V를 중심으로 대칭으로 극성이 변하는 구동펄스로 구성하여 화소영역 내에 직류성분이 잔류하는 것을 방지하여 잔상과 무라와 같은 불량을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 종래 셀프용량방식 터치패널의 공통전압 및 터치전압을 나타내는 파형도.
도 2는 본 발명에 따른 표시장치를 개략적으로 나타내는 블럭도.
도 3은 본 발명에 따른 터치패널을 내장한 표시장치를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 셀프용량방식 터치패널의 공통전압 및 터치전압을 나타내는 파형도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 셀프용량방식 터치패널을 구비한 표시장치의 구조를 나타내는 블록도이다. 도면에서는 표시장치로서, 액정표시장치를 예시하여 설명하고 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것이지 본 발명을 특정 표시장치로 한정하기 위한 것은 아니다. 본 발명은 액정표시장치뿐만 아니라 유기전계발광 표시장치나 전기영동 표시장치와 같은 다양한 표시장치에 적용될 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 표시장치는 인셀(In-Cell) 타입 터치패널을 구비한 표시장치로서, 인셀타입 터치패널은 표시장치의 패널에 내장된다. 또한, 본 발명의 터치패널은 셀프용량방식 터치패널이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 표시장치는 복수의 터치전극(122)로 구성되는 셀프용량방식의 터치패널(120)이 내장되어 있는 표시패널(110)과, 상기 표시패널(110)에 형성되어 있는 복수의 데이터라인(DL1...DLm)으로 데이터전압(Vdata)을 공급하는 데이터구동부(140)와, 상기 표시패널(100)에 배치되는 복수의 게이트라인(GL1...GLn)으로 스캔신호를 공급하는 게이트구동부(150)와, 상기 데이터구동부(140)와 게이트구동부(150)를 제어하는 타이밍컨트롤러(170)와, 상기 데이터구동부(140)와 게이트구동부(150)에 전원을 공급하는 전원공급부(160)와, 상기 전원공급부(160)로부터 전송되는 공통전압(Vcom) 또는 터치전압(VT) 중 어느 하나를 상기 타이밍컨트롤러(170)로부터 전송되는 터치인에이블신호(TEN)에 따라 선택하여 상기 터치전극(122)으로 공급하는 터치 감지부(180)로 구성된다.

상기 표시패널(110)은 영상을 표시하며, 내부에는 복수의 터치전극(122)으로 구성되는 셀프용량방식의 터치패널(120)이 내장된다. 이때, 상기 표시패널(110)은 유리나 플라스틱과 같은 투명물질로 이루어져 서로 마주하는 하부기판 및 상부기판, 상기 하부기판에 서로 교차하도록 배치되어 n×m개(여기서, n,m은 정수)의 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인(GL1...GLn) 및 데이터라인(DL1...DLm), 복수의 화소영역 각각에 배치되어 게이트라인(GL1...GLn)을 통해 게이트구동부(150)로부터 스캔신호가 입력됨에 따라 구동되어 데이터라인(DL1...DLm)을 통해 데이터구동부(140)에서 입력되는 데이터전압(Vdata)을 화소영역에 공급하는 복수의 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)와, 상기 화소영역에 형성되어 있고 화소영역에 데이터전압(Vdata)을 인가하는 화소전극과, 상기 화소전극과 함께 액정층에 충전된 액정을 구동하는 공통전극과, 상기 상부기판 및 하부기판에 사이에 배치되어 화소전극과 공통전극에 인가되는 전압에 의해 구동되어 실제 화상을 구현하는 화상구현부로 구성된다.

상기 화상구현부는 전압이 인가됨에 따라 구동하여 화상을 표시하는 것으로, 액정표시장치의 경우 액정층, 유기전계발광 표시장치의 경우 유기발광층, 전기영동 표시장치의 경우 전기영동층이다. 상기 공통전극은 터치전극(122)으로서, 상기 공통전극(122)에 1 프레임기간 동안 화상구현을 위한 공통전압과 터치감지를 위한 터치전압이 시분할로 인가된다.

터치패널(120)은 사용자의 터치여부를 감지하는 기능을 수행하는 것으로서, 특히 본 발명에 적용되는 터치패널(120)은 셀프용량(Self Cap)방식의 터치패널이다.

상기 터치패널(120)은 복수의 터치전극(122)과 복수의 터치전극라인(TL1...TLm)을 포함한다. 상기 복수의 터치전극라인(TL1...TLm)은 상기 터치전극(122)과 데이터라인 및 게이트라인과는 다른 종류의 금속으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 터치전극라인(TL1...TLm)은 터치전극(122), 데이터라인 및 게이트라인 중 적어도 하나와 동일한 층에 형성될 수도 있지만, 상기 터치전극라인(TL1...TLm)은 터치전극(122), 데이터라인 및 게이트라인과 다른 층에 형성될 수도 있다.

도 3은 본 발명에 따른 표시장치의 터치패널(120)의 구조를 나타내는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 표시장치의 셀프용량방식 터치패널(120)에서는 복수의 터치전극(122) 각각과 연결되어 있는 터치전극라인(TL1...TLm)이 터치감지부(180)와 연결되어 있다. 따라서, 상기 터치전극라인터치전극라인(TL1...TLm)의 개수는 상기 터치패널(120)의 가로방향으로 배치되어 있는 터치전극(122)의 개수(q) 및 터치패널(120)의 세로방향으로 배치되어 있는 터치전극(122)의 개수(p)의 곱(pq)에 대응된다. 하나의 터치전극(122)은 상기 표시패널(110)에 형성된 복수의 화소영역에 걸쳐 형성될 수 있다. 즉, 하나의 터치전극(122)이 복수의 화소영역으로 이루어진 일군의 화소영역에 대응할 수 있다.

터치센싱모드에서 상기 터치전극(122)은 상기 터치감지부(180)로부터 인가되는 터치전압에 의해 상승하여 터치여부를 판단하도록 하는 홀드전압(VH)을 발생시키는 기능을 수행하며, 영상출력모드에서는 상기 터치전극, 즉 공통전극(122)은 화소영역에 형성되어 있는 상기 화소전극과 함께 액정층과 같은 화상구현부를 구동하는 기능을 수행한다.

복수의 터치전극라인(TL1...TLm) 각각은 대응하는 터치전극(122)과 연결되어 있으며, 그 끝단은 터치감지부(180)와 연결된다.

상기와 같이, 본 발명에 적용되는 터치패널(120)은 셀프용량방식을 이용하는 것으로서, 표시패널(110)에 내장되어 있다. 즉, 본 발명에 적용되는 상기 터치패널(120)의 터치전극(122)은 표시패널(110)이 화소전극과 함께 액정과 같은 화상구현부를 구동하기 위한 공통전극의 기능 및 터치여부를 판단하는 매체로서의 기능을 함께 수행한다.

상기 터치감지부(180)는 터치센싱모드에서 전원공급부(160)로부터 전송되는 공통전압(Vcom) 또는 터치전압(VT) 중 어느 하나를 선택하여 상기 터치패널(120)의 터치전극(122)으로 공급한다.

상기 터치감지부(180)는 상기 터치전극(122)으로부터 수신된 아날로그감지신호를 디지털신호로 변환하는 터치신호송수신부(182) 및 디지털신호를 이용하여 상기 터치전극(122)에서의 터치여부를 판단하는 터치제어부(181)를 포함한다.

상기 터치제어부(181)는 타이밍컨트롤러(170)로부터 수신된 터치인에이블신호(TEN)에 따라 상기 공통전압(Vcom) 또는 상기 터치전압(VT)을 선택하는 터치스위칭신호(TSS)를 생성하여 상기 터치신호송수신부(182)로 전송한다.

상기 터치신호 송수신부(182)는 상기 터치전극라인(124)과 연결되는 송수신스위치(186) 및 상기 송수신스위치(186)를 통해 상기 터치전극(182)으로부터 수신된 상기 아날로그감지신호를 디지털신호로 변환시키기 위한 변환기(184)를 포함한다. 상기 변환기(184)에서 출력된 디지털신호(TDS)는 상기 터치제어부(181)로 전송된다.

상기 터치제어부(181)는 상기 디지털신호(TDS)들을 이용하여 상기 터치패널(120)에서 터치가 발생되었는지의 여부를 판단한다. 상기 터치제어부(181)는 영상출력모드임을 알리는 상기 터치인에이블신호(TEN)가 상기 타이밍컨트롤러(170)로부터 전송되면, 상기 터치스위칭신호(TSS)에 의해 송수신스위치(186)를 구동하여 상기 전원공급부(160)에서 생성된 공통전압을 상기 터치전극(122)로 공급한다.

상기 터치제어부(181)는 터치센싱모드임을 알리는 터치인에이블신호(TEN)가 타이밍컨트롤러(170)로부터 전송되면, 상기 터치스위칭신호(TSS)를 송수신스위치(186)에 인가하여 전원공급부(160)에서 생성된 터치전압을 상기 터치전극(122)으로 공급한다. 이때, 상기 터치전극(122)은 송수신스위치(186)를 통해 상기 변환기(184)와 전기적으로 연결된다.

상기 터치신호 송수신부(182)는 상기 데이터구동부(140)에 내장되거나, 개별적인 구성요소로서 표시장치에 장착될 수 있다. 또한, 상기 터치제어부(181) 역시 데이터구동부(140)에 내장되거나 개별적인 구성요소로서 상기 표시장치에 장착될 수 있다.

상기 타이밍컨트롤러(170)는 도면에 도시하지 않은 외부시스템으로부터 입력되는 타이밍신호, 즉, 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync) 및 데이터인에이블신호(DE) 등을 이용하여 상기 게이트구동부(150)의 동작타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)와 상기 데이터구동부(140)의 동작타이밍을 제어하기 위한 데이터제어신호(DCS)를 생성하며, 상기 데이터구동부(140)로 전송될 영상데이터를 생성한다.

이를 위해, 상기 타이밍컨트롤러(170)는 외부시스템으로부터 입력영상데이터 및 타이밍신호들을 수신하기 위한 수신부, 각종 제어신호들을 생성하기 위한 제어신호생성부, 상기 입력영상데이터를 재정렬하여 재정렬된 영상데이터를 생성하기 위한 데이터정렬부, 상기 제어신호들과 상기 영상데이터를 상기 데이터구동부(140)와 상기 게이트구동부(150)로 출력하기 위한 출력부를 포함할 수 있다.

다시 말해서, 상기 타이밍컨트롤러(170)는 외부시스템으로부터 입력되는 입력영상데이터를 데이터정렬부에서 상기 표시패널(110)의 구조 및 특성에 맞게 재정렬시킨 후, 재정렬된 영상데이터를 데이터구동부(140)로 전송한다.

상기 타이밍컨트롤러(170)의 제어신호생성부에서는 상기 외부시스템으로부터 전송되어온 타이밍신호들, 즉 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync) 및 데이터인에이블신호(DE) 등을 이용하여 데이터제어신호(DCS) 및 게이트제어신호(GCS)를 생성하여 데이터구동부(140)와 상기 게이트구동부(150)에 전송한다. 상기 데이터제어신호(DCS)는 소스스타트펄스(SSP), 소스쉬프트클럭신호(SSC), 소스출력인에이블신호(SOE) 등을 포함하며, 게이트제어신호(GCS)는 게이트스타트펄스(GSP), 게이트스타트신호(VST), 게이트쉬프트클럭(GSC), 게이트출력 인에이블신호(GOE), 게이트스타트신호(VST), 게이트클럭(GCLK) 등을 포함한다.

상기 타이밍컨트롤러(170)는 터치인에이블신호(TEN)를 생성하여 상기 터치감지부(180), 특히 상기 터치제어부(181)로 전송한다.

게이트구동부(150)는 타이밍컨트롤러(170)에 입력된 게이트제어신호(GCS)를 이용하여 상기 게이트라인(GL1...GLn) 각각에 순차적으로 게이트온신호를 공급한다. 여기서, 상기 게이트온신호는 상기 게이트라인(GL1...GLn)에 연결되어 있는 스위칭용 박막트랜지스터를 턴온시키는 전압이다. 한편, 상기 스위칭용 박막트랜지스터를 턴오프시키는 전압은 게이트오프신호라하며, 상기 게이트온신호와 상기 게이트오프신호가 스캔신호이다.

예를 들어, 스위칭용 박막트랜지스터가 N타입인 경우, 게이트온신호는 하이레벨의 전압이고 상기 게이트오프신호는 로우레벨의 전압이다. 상기 박막트랜지스터가 P타입인 경우, 게이트온신호는 로우레벨의 전압이고 상기 게이트오프 신호는 하이레벨의 전압이다. 상기 하이레벨의 전압은 게이트하이전압(VGH)에 대응되는 전압이며, 상기 로우레벨의 전압은 게이트로우전압(VGL)에 대응되는 전압이다.

상기 게이트구동부(150)는 테이프캐리어패키지(TCP) 또는 연성인쇄 회로기판(FPCB) 등을 통해 상기 표시패널(110)에 연결될 수 있으며, 게이트인패널(Gate In Panel)방식으로 표시패널(110) 내에 직접 구성될 수도 있다.

데이터구동부(140)는 상기 타이밍컨트롤러(170)로부터 입력되는 디지털영상데이터를 아날로그 데이터전압으로 변환하여 상기 게이트라인(GL1...GLn)에 게이트온신호(VGH)가 공급되는 1 수평기간마다 1 수평라인분의 상기 데이터전압을 데이터라인(DL1...DLm)에 공급한다.

이때, 상기 데이터구동부(150)는 칩온필름(COF) 형태로 상기 표시패널(110)에 연결될 수 있으며, 상기 표시패널(110) 상에 직접 실장되거나 표시패널 상에 직접회로 형태로 직접 형성될 수도 있다. 상기 데이터구동부(150)의 개수는 상기 표시패널(110)의 크기 및 해상도 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

상기 데이터구동부(150)는 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터 공급되는 감마전압을 이용하여 영상데이터를 상기 데이터전압으로 변환시킨 후 데이터라인(DL1...DLm)으로 공급한다. 이를 위해, 상기 구동부(150)는 쉬프트 레지스터부, 래치부, 디지털아날로그 변환부(DAC) 및 출력버퍼를 포함한다.

상기 쉬프트레지스터부는 타이밍컨트롤러(170)로부터 수신된 데이터제어신호(SSC,SSP 등)을 이용하여 샘플링신호를 출력하며, 래치부는 타이밍컨트롤러(170)로부터 순차적으로 수신된 디지털영상데이터(Data)를 래치하고 있다가, 상기 디지털아날로그 변환부(DAC)(330)로 동시에 출력한다.

또한, 디지털아날로그 변환부는 래치부로부터 전송된 영상데이터를 데이터전압으로 변환하여 출력한다. 즉, 상기 디지털아날로그 변환부는 감마전압발생부(도시하지 않음)로부터 공급되는 감마전압을 이용하여 영상데이터를 데이터전압으로 변환하여 데이터라인(DL1...DLm)으로 출력한다. 출력버퍼는 디지털아날로그 변환부로부터 전송된 데이터전압을 소스출력 인에이블신호(SOE)에 따라 데이터라인(DL1...DLm)으로 출력한다.

전원공급부(160)는 상기 타이밍컨트롤러(170), 데이터구동부(140) 및 게이트구동부(150)를 구동하기 위한 전원을 공급한다. 또한, 상기 전원공급부(160)는 터치감지부(180)로 공통전압(Vcom) 및 터치전압(VT)을 공급한다.

이하에서는 상기와 같은 구조의 액정표시장치의 구동방법을 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 표시장치에서 공통전압과 구동펄스가 터치전극에 인가되는 타이밍을 나타낸 예시도이다.

본 발명의 셀프용량방식의 인셀타입 터치패널을 구비한 표시장치에서는 각각의 터치전극(122)과 터치전극배선(TL1...)이 터치감지부(180)의 터치신호송수신부(182)에 연결되어 있다.

가로방향으로 q개의 터치전극(122)이 배치되고 세로방향의 터치전극(510)으로 p개의 터치전극(122)이 배치되는 경우, 총 q x p 개의 상기 터치전극배선(TL1...)이 터치신호송수신부(182)와 연결되어 있으며, 복수의 터치전극배선(TL1...) 각각은 상기 송수신스위치(186) 및 변환기(184)와 연결되어 있다.

본 발명과 같은 셀프용량방식의 인셀타입 터치패널을 구비한 표시장치에서는 구동펄스가 입력되는 상기 터치전극(122)이 공통전극으로도 이용되고 있기 때문에, 영상출력(display)과 터치센싱(Touch)이 동시에 구동될 수 없다. 따라서, 수직동기신호(Vsync)에 의해 정해지는 1 프레임기간은, 도 4에 도시된 바와 같이 영상출력기간(display)과 터치센싱기간(Touch)으로 구분된다. 즉, 상기 영상출력모드가 지속되는 기간이 상기 영상출력기간이며, 상기 터치센싱모드가 지속되는 기간이 상기 터치센싱기간이 된다.

이때, 상기 구동펄스의 하이값은 +△V이고 로우값은 -△V으로, 상기 구동펄스는 0V를 중심으로 +V1와 -V1 사이에서 진동한다. 즉, 본 발명에서는 0V를 중심으로 구동펄스의 극성이 양성으로 음성으로 변하며, 하이값과 로우값은 0V를 중심으로 대칭이다. 이때, 상기 공통전압값은 예를 들어 -0.4V일 수 있지만, 이 전압에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면에서는 공통전압값이 구동펄스이 로우값보다 작지만, 공통전압값이 구동펄스보다 동일하거나 클 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서는 구동펄스가 극성이 연속적으로 펄스로 이루어져 터치전극(122)에 인가되므로, 연속적인 동일 극성 전압의 인가에 의한 직류성분의 잔류를 방지할 수 있게 된다. 따라서, 잔류하는 직류성분에 의한 잔상 및 무라의 발생을 방지할 수 있게 된다.

터치센싱모드에서 복수의 변환기(184) 각각은 복수의 구동펄스를, 상기 터치전극라인(TL1...)을 통해 터치전극(122)으로 인가하며, 상기 터치전극으로부터 수신되는 아날로그 감지신호를 디지털 감지신호로 변환한다.

상기 변환기(184)들 각각에서 변환된 디지털 감지신호들은 터치제어부(181)로 전송되며, 상기 터치제어부(181)는 상기 디지털 감지신호들을 이용하여 표시패널(110)에서의 터치여부를 판단한다.

상기와 같은 구동 방법을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4에 도시된 바와 같이, 수직동기신호(Vsync)에 의해 정해지는 1 프레임기간은 영상출력기간과 터치센싱기간을 포함하므로 표시장치는 1 프레임기간에서 영상출력모드와 상기 터치센싱모드로 구분되어 구동된다.

영상출력모드에서는, 타이밍컨트롤러(170)는 데이터구동부(140)로 영상데이터(RGB) 및 데이터제어신호(DCS)를 전송하고 게이트구동부(150)로 상기 게이트제어신호(GCS)를 전송한다.

상기 게이트동부(150)는 게이트제어신호(GCS)에 따라 상기 스캔신호를 구성하는 상기 게이트온전압(VGH)을 생성하여 게이트라인(GL1...GLn)으로 순차적으로 공급한다. 상기 데이터구동부(140)는 영상데이터를 데이터전압으로 변환시킨 후, 상기 게이트라인으로 상기 게이트온전압이 공급되는 동안, 데이터라인(DL1...DLm)으로 데이터 전압(Vdata)을 공급한다.

또한, 타이밍컨트롤러(170)는 터치감지부(180)로 영상출력모드임을 알리는 터치인에이블신호(TEN)를 전송하며, 터치 제어부(181)는 터치인에이블신호(TEN)가 수신됨에 따라 터치스위칭신호(TSS)를 생성하여 터치신호송수신부(182)로 전송한다. 상기 터치스위칭신호(TSS)에 따라 터치신호송수신부(182)의 송수신 스위치(186)들 각각이 터치전극(122)(즉, 공통전극)으로 공통전압(Vcom)을 공급한다.

이와 같이, 데이터라인(DL1...DLm)으로 데이터 전압(Vdata)이 공급되고 터치전극(122)(즉, 공통전극)으로 공통전압(Vcom)이 인가됨에 따라 액정층과 같은 화상구현부가 구동하여 영상이 출력된다.

터치센싱모드에서는 타이밍컨트롤러(170)는 터치감지부(160)로 터치인에이블신호(TEN)를 전송하여 터치센싱모드임을 알린다. 상기 터치인에이블신호(TEN)를 수신함에 따라, 상기 터치제어부(181)는 터치스위칭신호(TSS)를 생성하여 터치신호 송수신부(182)로 전송한다. 상기 터치신호 송수신부(182)에 배치된 복수의 송수신스위치(186) 각각은 상기 터치스위칭신호(TSS)에 따라 터치전압(VT)을 터치전극(122)으로 공급한다.

또한, 상기 터치신호송수신부(182)는 상기 터치전극(122)으로부터 수신된 아날로그 감지신호들을 디지털 감지신호들로 변환시켜 상기 터치제어부(181)로 전송한다. 상기 터치제어부(181)는 상기 디지털 감지신호들을 이용하여 상기 표시패널(100)에서의 터치여부를 판단한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 터치전극에 인가되는 구동펄스를 극성이 음과 양으로 진동하는 펄스로 구성함으로써 터치전극에 동일 극성이 지속적인 인가에 의한 직류성분의 잔류를 방지할 수 있게 되어 잔상 및 무라의 발생을 방지할 수 있게 된다.

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 설명보다 는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110 : 표시패널 120 : 터치패널
122 : 터치전극(공통전극) 140 : 데이터구동부
150 : 게이트구동부 160 : 전원공급부
170: 타이밍컨트롤러 180 : 터치감지부

Claims

복수의 터치전극이 포함되는 셀프용량방식의 터치패널이 내장된 표시패널;
공통전압과 터치전압을 터치패널의 터치전극으로 공급하는 전원공급부; 및
상기 전원공급부로부터 공급되는 공통전압 또는 터치전압 중 하나를 상기 터치전극에 공급하는 터치감지부로 구성되며,
상기 터치전압은 0V를 중심으로 극성이 변화는 구동펄스인 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 표시패널에 배치된 데이터라인으로 데이터전압을 공급하는 데이터구동부;
상기 표시패널에 배치된 게이트라인에 스캔신호를 공급하는 게이트구동부; 및
상기 데이터구동부와 상기 게이트구동부를 제어하며 전원부의 공통전압 또는 터치전압을 선택하는 터치인에이블신호를 터치감지부로 인가하는 타이밍컨트롤러를 추가로 포함하는 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 터치감지부는,
터치센싱모드에서 상기 전원공극부로부터 전송되는 공통전압 및 터치전압 중 하나를 선택하여 상기 터치전극들로 공급하며, 상기 터치전극으로부터 수신된 아날로그 감지신호를 디지털 감지신호로 변환하는 터치신호 송수신부; 및
상기 타이밍컨트롤러로부터 전송되는 터치인에이블 신호에 따라 공통전압 또는 상기 터치전압을 선택하는 터치스위칭신호를 생성하여 상기 터치감지기로 전송하며, 상기 디지털 감지신호를 이용하여 상기 터치전극의 터치여부를 판단하는 터치제어부를 포함하는 표시장치.
제3항에 있어서, 상기 터치신호 송수신부는 상기 데이터구동부에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 구동펄스는 0V를 중심으로 대칭인 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 표시패널은 액정표시패널, 유기전계발광 표시패널, 전기영동 표시패널을 포함하는 표시장치.