JP2015210811A - タッチセンシング装置とその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インセルタッチセンサを含む表示装置の画素に印加される共通電圧を均一にし、タッチ感度とタッチ認識精度を向上するタッチセンシング装置とその駆動方法を提供する。
【解決手段】画素に接続された、信号配線と、タッチセンサＣ１〜Ｃ４に接続された、センサラインＬ１〜Ｌ４と、を備える。ディスプレイ駆動期間の間、センサラインＬ１〜Ｌ４の一端に共通電圧を供給し、タッチセンサ駆動期間の間、センサラインＬ１〜Ｌ４の一端にタッチ駆動信号を供給する第１給電部と、ディスプレイ駆動期間の間、センサラインＬ１〜Ｌ４を接続して、タッチセンサＣ１〜Ｃ４を互いに短絡させ、センサラインＬ１〜Ｌ４の他端において共通電圧を供給する第２給電部を含む。第２給電部は、タッチセンサ駆動期間の間、センサラインＬ１〜Ｌ４を分離する。
【選択図】図５

Description

本発明は、画素アレイ内にタッチセンサが内蔵されるタッチセンシング装置とその駆動方法に関する。

ユーザ・インタフェース（User Interface、ＵＩ）は、人（ユーザー）と各種電気機器や電子機器等との通信を可能にし、ユーザーが機器を容易に自分の所望の通り制御できるようにする。ユーザ・インタフェースの代表的な例としては、キーパッド、キーボード、マウス、オンスクリーンディスプレイ（On Screen Display、ＯＳＤ）、赤外線通信、あるいは高周波（ＲＦ）通信機能を有するリモートコントローラ（Remote controller）などがある。ユーザ・インタフェース技術は、ユーザーの感性と操作利便性を高める方向へと発展を重ねている。近来、ユーザ・インターフェースは、タッチＵＩ、音声認識ＵＩ、３Ｄ ＵＩなどに進化している。

タッチＵＩは、スマートフォンなどの携帯情報機器に必需的に採用されており、ノートパソコン、コンピュータモニタ、家電製品などに拡大適用されている。近来では、タッチセンサを表示パネルの画素アレイに内蔵する技術（以下、「インセルタッチセンサ（In-cell touch sensor）」と称する）が提案されている。インセルタッチセンサ技術は、表示パネルの厚さを増加させることなく表示パネルにタッチセンサを取り付けることができる。このようなタッチセンサは、寄生容量を介して画素に接続される。駆動方法は、画素とタッチセンサのカップリング（Coupling）による相互の影響を低減するために、画素を駆動する期間（以下、「ディスプレイ駆動期間」と称する）とタッチセンサを駆動する期間（以下、「タッチセンサ駆動期間」と称する）を時分割する。

インセルタッチセンサ技術は、表示パネルの画素に接続された電極をタッチセンサの電極として活用する。たとえば、インセルタッチセンサ技術は、液晶表示装置の画素に共通電圧を供給するための共通電極を分割して、タッチセンサの電極として活用する方法がある。共通電圧は、すべての画素に対して同じ電圧である必要があるが、共通電極がタッチセンサに分割されると、大画面で使われる表示パネルにおいては、共通電圧が不均一になる結果、画質が低下することがある。

図１〜図３を参照すると、インセルタッチセンサ技術は、共通電極（ＣＯＭ）を複数のセンサ（Ｃ１〜Ｃ４）に分割する。センサ（Ｃ１〜Ｃ４）の各々には、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）が接続される。

ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間に、画素の共通電圧（Ｖｃｏｍ）が、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）を介して、センサ（Ｃ１〜Ｃ４）に供給される。タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間、センサ駆動信号（Ｔｄｒｖ）がセンサライン（Ｌ１〜Ｌ４）を介して、センサ（Ｃ１〜Ｃ４）に供給される。

センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）の長さは、タッチセンサの場所によって異なる。したがって、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）の長さの差により、センサ（Ｃ１〜Ｃ４）に印加される共通電圧（Ｖｃｏｍ）の遅延時間がタッチセンサの位置に応じて異なるため、画質が不均一になる。

例えば、図３のように、第１センサライン（Ｌ１）を介して第１センサ（Ｃ１）に印加される共通電圧（Ｖｃｏｍ）の遅延時間は、第４センサライン（Ｌ４）を介して第４センサ（Ｃ４）に印加される共通電圧（Ｖｃｏｍ）の遅延時間より長い。これは、第１センサライン（Ｌ１）の長さが第４センサライン（Ｌ４）より長く、ＲＣ遅延（delay）がさらに大きいからである。したがって、第１及び第４センサライン（Ｌ１、Ｌ４）に同じ電圧が印加されても、第１センサ（Ｃ１）の電圧が第４センサ（Ｃ４）の電圧よりも低くなる。ＲＣ遅延により、センサ駆動信号（Ｔｄｒｖ）もタッチセンサの位置に応じて遅延時間が異なる。

大画面の表示装置の場合には、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）の長さの差がさらに大きくなる。したがって、従来のインセルタッチセンサ技術は、大画面の表示装置においてディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間にセンサ（Ｃ１〜Ｃ４）を介して印加される共通電圧（Ｖｃｏｍ）が不均一になるため、表示装置の画質が低下することになる。

大画面の表示装置は、インセルタッチセンサと画素の間のカップリング（Coupling）により、寄生容量（parastＩＣ capacitanc）が大きくなる。これにより、インセルタッチセンサが適用されたタッチスクリーンのサイズが大きくなり解像度も大きくなると、インセルタッチセンサに接続された寄生容量が増加して、タッチ感度とタッチ認識精度が落ちる。したがって、インセルタッチセンサ技術を大画面表示装置のタッチスクリーンに適用するために、タッチセンサの寄生容量を最小化することができる方案が求められている。

本発明の目的は、インセルタッチセンサを含む表示装置の画素に印加される共通電圧を均一にし、タッチ感度とタッチ認識精度を向上させることができるタッチセンシング装置とその駆動方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明に係るタッチセンシング装置は、画素に接続された信号配線と、タッチセンサに接続されたセンサラインと、ディスプレイ駆動期間の間に前記センサラインの一端に共通電圧を供給し、タッチセンサ駆動期間の間に前記センサラインの一端にタッチ駆動信号を供給する、第１給電部と、前記ディスプレイ駆動期間の間に前記センサラインを接続して、前記タッチセンサを互いに短絡させ、前記センサラインの他端において前記共通電圧を供給する、第２給電部を含む。

前記第２給電部は、前記タッチセンサ駆動期間の間、前記センサラインを分離する。

前記タッチセンシング装置の駆動方法は、ディスプレイ駆動期間の間、前記センサラインを接続することで前記タッチセンサを互いに短絡させ、前記センサラインの一端と他端を介して前記センサのラインに共通電圧を供給する段階と、タッチセンサ駆動期間の間、前記センサラインを分離し、前記センサラインの一端にタッチ駆動信号を供給する段階と、を含む。

本発明は、インセルタッチ技術を表示装置に実装し、画素に共通電圧を供給するための共通電極を分割して複数のタッチセンサのセンサ電極を形成し、センサに接続されたセンサラインを介して、共通電圧とタッチ駆動信号とをタッチセンサに供給する。本発明は、ディスプレイ駆動期間の間センサラインを接続し、タッチセンサを互いに短絡させた状態でセンサラインの両端に共通電圧を供給し、タッチセンサ駆動期間の間センサラインを分離する。その結果、本発明のタッチセンシング装置は、インセルタッチセンサを含む表示装置において画素に印加される共通電圧を均一にすることができる。

本発明は、タッチセンサ駆動期間の間タッチセンサに接続された寄生容量を最小化するために、画素に接続された信号配線にタッチ駆動信号と同じ位相の交流信号を供給する。したがって、本発明のタッチセンシング装置は、タッチセンサの寄生容量を最小化することができる。

本発明の表示装置は、インセルタッチセンサと接続された画素の共通電圧を均一にし、且つタッチセンサの寄生容量を最小化することで、インセルタッチセンサが搭載された表示装置を大画面化することができ、またタッチスクリーンの解像度を向上させることができる。

タッチセンサに接続されるセンサラインを示す図である。 インセルタッチ技術において、タッチセンサに印加される共通電圧とタッチ駆動信号を示す波形図である。 インセルタッチ技術において、タッチセンサの位置に応じて遅延時間が変化する共通電圧を示す波形図である。 本発明の表示装置を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る自己容量型のタッチセンサを例示した図である。 本発明の実施の形態に係る自己容量型のタッチセンサを例示した図である。 本発明の表示装置に印加される画素駆動信号とタッチ駆動信号を示す波形図である。 本発明の表示装置に印加される画素駆動信号とタッチ駆動信号を示す波形図である。 本発明の表示装置に印加される画素駆動信号とタッチ駆動信号を示す波形図である。 タッチ駆動信号の様々な例を示す波形図である。 本発明の実施の形態に係る表示装置の駆動回路を詳細に示す回路図である。 図１１のような駆動回路から出力される画素駆動信号とタッチ駆動信号を示す波形図である。 図１１のような駆動回路から出力される画素駆動信号とタッチ駆動信号を示す波形図である。 本発明の実施の形態に係る相互容量型のタッチセンサを示す等価回路図である。 図１４のようなタッチセンサにダブル給電手段を接続した例を示す図である。 図１４のようなタッチセンサにダブル給電手段を接続した例を示す図である。 図１４のようなタッチセンサにダブル給電手段を接続した例を示す図である。 相互容量型のタッチセンサに印加される信号の波形を示す波形図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。明細書全体にかけて同一の参照番号は実質的に同一の構成要素を意味する。以下、本発明に関する公知の機能や構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要に不明確にすると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。

本発明の表示装置は、液晶表示装置（Liquid Crystal Display、ＬＣＤ）、電界放出表示装置（Field Emission Display：ＦＥＤ））、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel：ＰＤＰ）、有機発光ダイオード表示装置（OrganＩＣ Light Emitting Display、ＯＬＥＤ）、電気泳動表示装置（Electrophoresis Display、ＥＰＤ）などの平板表示装置に実現することができる。以下の実施の形態において、平板表示素子の一例として液晶表示装置を中心に説明するが、これに限定されない。例えば、本発明の表示装置は、インセルタッチセンサ技術が適用可能ないずれの表示装置にも適用が可能である。

本発明のタッチセンシング装置は、画素に共通電圧を供給する共通電極を分割して、画素アレイ内に複数のタッチセンサを内蔵する。本発明のタッチセンシング装置は、スイッチング素子を利用して、ディスプレイ駆動期間の間にタッチセンサを互いに短絡（short circuit）させ、センサが互いに接続された状態において、互いに接続されたセンサを介して画素に共通電圧（Ｖｃｏｍ）を印加する。本発明のタッチセンシング装置は、タッチセンサ駆動期間の間スイッチング素子をターン・オフ（turn-off）させ、タッチセンサを分離した状態においてタッチセンサにタッチ駆動信号を印加する。タッチセンサ期間の間に、画素に接続された寄生容量の影響を最小限にするための信号配線にタッチ駆動信号と同位相の交流信号が供給されることができる。

共通電圧は、以下の実施の形態においては、液晶表示装置の画素に印加される共通電圧を例示したが、これに限定されない。例えば、共通電圧は、有機発光ダイオード表示装置の画素に共通に印加される高電位/低電位電源電圧（ＶＤＤ/ＶＳＳ）など、平板表示装置の画素に共通に供給される電圧と解釈されるべきである。

本発明のタッチセンサは、インセルタッチセンサにおいて実現可能な静電容量（capacitance）型のタッチセンサを意味する。このようなタッチセンサは、自己静電容量（Self capacitance）型または相互静電容量（Mutual capacitance）型に分けることができる。

指が自己容量型のタッチセンサに接触するとき、静電容量が生成される。センシング回路は、タッチ駆動信号が印加される自己容量型のタッチセンサにおいて、接触物体により変わる静電容量（または電荷）の変化を測定して、タッチ位置とタッチ面積を感知することができる。

相互静電容量型は、タッチ駆動信号が印加されるＴｘラインと、誘電体層（または絶縁層）を挟んでＴｘラインと交差するＲｘラインとの間に形成される相互容量を、タッチセンサにおいて使用する。Ｔｘラインには、タッチ駆動信号が印加される。センシング回路は、接触物体により変わるタッチセンサの静電容量（または電荷）の変化量をＲｘラインを介して受信して、タッチ位置とタッチ面積を感知することが出来る。相互静電容量型は、自己静電容量型に比べて、マルチタッチ入力をさらに正確に判断することができる。

図４は、本発明の表示装置を概略的に示すブロック図である。

図４を参照すると、本発明の表示装置は、タッチセンシング装置を含む。タッチセンシング装置は、表示パネル１００に内蔵されたタッチセンサを利用して、タッチ入力を感知する。タッチセンサは、図５、図６のような自己容量センサ型や、図１２〜図１５のような相互容量センサ型で実現することができる。

液晶表示装置において、表示パネル１００の二枚の基板の間には液晶層が形成される。液晶層の液晶分子は、画素電極に印加されるデータ電圧と、共通電極に印加される共通電圧（Ｖｃｏｍ）の電位差で発生する電界により駆動される。表示パネル１００の画素アレイは、データライン（Ｓ１〜Ｓｍ、ｍは２以上の正の整数）とゲートライン（Ｇ１〜Ｇｎ、ｎは２以上の正の整数）で定義された画素、画素に接続された共通電極から分割されたタッチセンサ、タッチセンサに接続されたセンサライン（Ｌ１〜Ｌｉ）、及びセンサライン（Ｌ１〜Ｌｉ、ｉは０より大きく、ｍより小さい正の整数）に接続されたスイッチ素子（図４において、省略）などを含む。

センサライン（Ｌ１〜Ｌｉ）の長さは、画素アレイ（または画面）内において互いに同一である。
例えば、図５のように複数のタッチセンサは、カラムラインに沿って形成する第１タッチセンサ乃至第４タッチセンサ（Ｃ１〜Ｃ４）を含む。第２タッチセンサ（Ｃ２）は、第１タッチセンサ（Ｃ１）の下に配置されてある。第１センサライン（Ｌ１）は、第１タッチセンサ（Ｃ１）に接続され、第２センサライン（Ｌ２）は、第２タッチセンサ（Ｃ２）に接続される。第２センサライン（Ｌ２）の長さは、画素アレイ内で第１センサライン（Ｌ１）の長さと同じである。共通電圧（Ｖｃｏｍ）は、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間にセンサライン（Ｌ１〜Ｌｉ）の両端を介してタッチセンサに供給される。第１センサライン（Ｌ１）の一端は、第１タッチセンサ（Ｃ１）と後述する第１給電部とに接続される。第１センサライン（Ｌ１）の他端は、第１タッチセンサ（Ｃ１）と後述する第２給電部とに接続される。第２センサライン（Ｌ２）の一端は、第２タッチセンサ（Ｃ２）と第１給電部とに接続される。第２センサライン（Ｌ２）の他端は、第２タッチセンサ（Ｃ２）と第２給電部とに接続される。第１センサライン（Ｌ１）において、第１タッチセンサ（Ｃ１）と第１給電部との間の長さは、第２センサライン（Ｌ２）において、第２タッチセンサと第１給電部との間の長さより長い。その反面、第１センサライン（Ｌ１）において第１タッチセンサ（Ｃ１）と第２給電部との間の長さは、第２センサライン（Ｌ２）において第２タッチセンサ（Ｃ２）と第２給電部との間の長さより短い。共通電圧（Ｖｃｏｍ）は、画素の基準信号として表現され得る。

画素の各々は、データライン（Ｓ１〜Ｓｍ）とゲートライン（Ｇ１〜Ｇｎ）との交差部に形成された画素ＴＦＴ（Thin Film Transistor、図１１のＴ３）、画素ＴＦＴ（Ｔ３）を介してデータ電圧の供給を受ける画素電極、共通電圧（Ｖｃｏｍ）が印加される共通電極、画素電極に接続され、液晶セルの電圧を維持させるためのストレージキャパシタ（Storage Capacitor、Ｃｓｔ）などを含む。共通電極は、タッチセンサ駆動期間の間、複数のタッチセンサに分割される。

表示パネル１００の上部基板には、ブラックマトリックス、カラーフィルタなどが形成されることができる。表示パネル１００の下部基板は、ＣＯＴ（Color filter On ＴＦＴ）構造として実現することができる。この場合に、カラーフィルタは、表示パネル１００の下部基板に形成することができる。表示パネル１００の上部基板と下部基板とには、それぞれ偏光板が付着され、液晶と接する内面に液晶のプレチルト角を設定するための配向膜が形成される。表示パネル１００の上部基板と下部基板との間には、液晶層のセル・ギャップ（Cell gap）を維持するためのカラムスペーサーが形成される。

表示パネル１００の背面下には、バックライトユニットが配置されることができる。バックライトユニットは、エッジ型（edge type）または直下型（Direct type）バックライトユニットで実現され、表示パネル１００に光を照射する。表示パネル１００は、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＩＰＳ（In Plane Switching）モード、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードなどの公知のいずれの液晶モードでも実現することができる。有機発光ダイオード表示装置のような自発光表示装置においては、バックライトユニットは必要ない。

本発明による表示装置において、画素に入力映像のデータを書き込むディスプレイ駆動回路（１２、１４、２０）は、タッチセンサを駆動するセンシング回路３０、および電源を発生させる電源部５０をさらに含む。

ディスプレイ駆動回路（１２、１４、２０）とセンシング回路３０は、同期信号（Ｔｓｙｎｃ）に応答して、互いに同期される。ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）とタッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）は、図２のように時分割される。

ディスプレイ駆動回路（１２、１４、２０）は、ディスプレイ駆動期間（図２、Ｔｄ）の間、画素にデータを書き込む。画素は、タッチセンサ駆動期間（図２、Ｔｔ）の間は画素ＴＦＴ（Ｔ３）がオフ状態であるため、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）で充填したデータ電圧を保持（hold）する。ディスプレイ駆動回路は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間に、タッチセンサと画素とに接続された信号配線（Ｓ１〜Ｓｍ、Ｇ１〜Ｇｎ）との間の寄生容量を最小化するために、センサライン（Ｌ１〜Ｌｉ）を介してタッチセンサに印加されるタッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）のような位相の交流信号を信号配線（Ｓ１〜Ｓｍ、Ｇ１〜Ｇｎ）に供給することができる。画素に接続された信号配線は、画素にデータを書き込むための信号配線として、データ電圧を画素に供給するためのデータライン（Ｓ１〜Ｓｍ）と、データが書き込まれた画素を選択するためのゲートパルス（またはスキャンパルス）が供給されるゲートライン（Ｇ１〜Ｇｍ）とを含む。

ディスプレイ駆動回路（１２、１４、２０）は、データ駆動回路１２と、ゲート駆動回路１４と、タイミングコントローラ２０とを含む。データ駆動回路１２は、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間にタイミングコントローラ２０から受信される入力映像のデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）をアナログ正極性/負極性のガンマ補償電圧に変換して、データ電圧を出力する。データ駆動回路１２から出力されたデータ電圧は、データライン（Ｓ１〜Ｓｍ）に供給される。データ駆動回路１２は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間に、タッチセンサに印加されるタッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）のような位相の交流信号をデータライン（Ｓ１〜Ｓｍ）に印加して、タッチセンサとデータラインとの間の寄生容量を最小化する。これは、寄生容量の両端の電圧が同時に変化して、その電圧差が小さいほど、寄生容量に充電される電荷量が小さくなるからである。一方、タッチセンサの一端がセンサに接続され、他端がグランド（ＧＮＤ）に接続されるので、タッチセンサは、タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）が印加されるとき電荷を充電する。

ゲート駆動回路１４は、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間、データ電圧に同期されるゲートパルス（またはスキャンパルス）をゲートライン（Ｇ１〜Ｇｎ）に順次供給し、データ電圧を書き込む表示パネル１００のラインを選択する。ゲートパルスは、ゲートハイ電圧（ＶＧＨ）とゲートロー電圧（ＶＧＬ）との間でスイングする。ゲートパルスは、ゲートライン（Ｇ１〜Ｇｎ）を介して、画素ＴＦＴ（Ｔ３）のゲートに印加される。ゲートハイ電圧（ＶＧＬ）は、画素ＴＦＴのしきい値電圧より高い電圧に設定され、画素ＴＦＴ（Ｔ３）をターンオン（turn-on）させる。ゲートロー電圧（ＶＧＬ）は、画素ＴＦＴ（Ｔ３）のしきい値電圧より低い電圧である。ゲート駆動回路１４は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間に、タッチセンサに印加されるタッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）のような位相の交流信号をゲートライン（Ｇ１〜Ｇｎ）に印加して、タッチセンサとゲートラインとの間の寄生容量を最小化する。タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間にゲートライン（Ｇ１〜Ｇｎ）に印加される交流信号の電圧は、画素に書き込まれたデータが変わらないように、図１２及び図１３のようにゲートハイ電圧（ＶＧＨ）より低く、画素ＴＦＴ（Ｔ３）のしきい値電圧より低くしなければならない。

タイミングコントローラ２０は、ホストシステム４０から入力される垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、データイネーブル信号（Data Enable、ＤＥ）、メインクロック（ＭＣＬＫ）などのタイミング信号の入力を受け、データ駆動回路１２とゲート駆動回路１４との動作タイミングを同期させる。スキャンタイミング制御信号は、ゲートスタートパルス（Gate Start Pulse、ＧＳＰ）、ゲートシフトクロック（Gate Shift Clock、ＧＳＣ）、ゲート出力イネーブル信号（Gate Output Enable、ＧＯＥ）などを含む。データタイミング制御信号は、ソースサンプリングクロック（Source Sampling Clock、ＳＳＣ）、極性制御信号（Polarity、ＰＯＬ）、ソース出力イネーブル信号（Source Output Enable、ＳＯＥ）などを含む。

ホストシステム４０は、テレビシステム、セットトップボックス、ナビゲーションシステム、ＤＶＤプレーヤー、ブルーレイプレーヤー、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ホームシアターシステム、携帯電話システム（Phone system）のいずれかで実現することができる。ホストシステム４０は、スケーラー（scaler）を内蔵したＳｏＣ（System on chip）を含み、入力映像のデジタルビデオデータを表示パネル１００の解像度に適したフォーマットに変換する。ホストシステム４０は、入力映像のデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）と共にタイミング信号（Ｖｓｙｎｃ、Ｈｓｙｎｃ、ＤＥ、ＭＣＬＫ）をタイミングコントローラ２０に伝送する。また、ホストシステム４０は、センシング回路３０から入力されるタッチ入力の座標情報（ＸＹ）と連携したアプリケーションを実行する。

タイミングコントローラ２０、またはホストシステム４０は、ディスプレイ駆動回路（１２、１４、２０）とセンシング回路３０を同期させるための同期信号（Ｔｓｙｎｃ）を発生させることができる。

共通電圧（Ｖｃｏｍ）は、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間にタッチセンサを介して画素に印加される。タッチセンサは、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間に、図５のようなスイッチング素子（Ｔ１）、給電ライン（Ｄ１）、給電制御ライン（Ｄ２）、及びセンサライン（Ｌ１〜Ｌ４）を介して互いに短絡（short circuit）される。このように、タッチセンサが短絡された状態で、共通電圧（Ｖｃｏｍ）がセンサライン（Ｌ１〜Ｌ４）の両方向から同時に供給される。

センシング回路３０は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間にタッチセンサの容量変化を所定のしきい値と比較して、しきい値より大きい容量の変化をタッチ入力と判断してタッチ入力の位置や面積を感知する。センシング回路３０は、タッチ入力の座標情報（ＸＹ）を計算して、ホスト・システム４０に伝送する。

データ駆動回路１２とセンシング回路３０は、図５と図１１のように一つのＩＣ（Integrated Circuit）内に集積され、ＣＯＧ（Chip on glass）工程において表示パネルの基板上に接着されることができる。

電源部５０は、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間に、センサライン（Ｌ１〜Ｌｉ）の一端に共通電圧（Ｖｃｏｍ）を供給する。電源部５０は、共通電圧（Ｖｃｏｍ）のダブルフィード（double feeding）のために、図５のような給電ライン（Ｄ１）と、給電制御ライン（Ｄ２）とに必要な電圧を発生する。電源部５０は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間に、タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）のような位相の交流信号を発生する。

図５及び図６は、本発明の実施の形態に係る自己容量型のタッチセンサを例示した図である。図５及び図６において、図面符号’１１’は、画素の画素電極であり、’１０１’は、表示パネル１００の基板である。そして、図面符号’１０２ ’は、入力映像が表示される画素アレイを示す。表示パネル１００において、画素アレイ１０２の外の部分は非表示領域であるベゼル（Bezel）である。

図５及び図６を参照すると、共通電極（ＣＯＭ）は、複数のセンサ（Ｃ１〜Ｃ４）に分けられる。センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）は、タッチセンサ（Ｃ１〜Ｃ４）に１対１で接続される。自己容量型のタッチセンサの各々は、一つのセンサに接続された静電容量を含む。

センサ（Ｃ１〜Ｃ４）のそれぞれは、画素より大きいサイズにパターニングされ、複数の画素に接続される。センサ（Ｃ１〜Ｃ４）のそれぞれは、透明導電性材料、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）で形成することができる。センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）は、低抵抗の金属、例えば、Ｃｕ、ＡｌＮｄ、Ｍｏ、Ｔｉ等の金属で形成することができる。センサ（Ｃ１〜Ｃ４）は、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間に、互いに接続された状態で画素に共通電圧（Ｖｃｏｍ）を供給する共通電極である。そして、センサ（Ｃ１〜Ｃ４）は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間に、互いに分離される。したがって、自己容量型のタッチセンサは、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間に、互いに分離されて独立して駆動される。

本発明の表示装置は、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間にセンサ（Ｃ１〜Ｃ４）を接続し、そのセンサ（Ｃ１〜Ｃ４）に共通電圧（Ｖｃｏｍ）を供給するためのダブル給電手段（double feeding means）を含む。ダブル給電手段は、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）の両端に共通電圧を印加し、センサ（Ｃ１〜Ｃ４）に印加される共通電圧の遅延を減らすことで、画素の共通電圧を画面全体で均一にする。

ダブル給電手段は、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間にセンサライン（Ｌ１〜Ｌ４）の一端に共通電圧（Ｖｃｏｍ）を印加する第１給電部と、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間に給電ラインＤ１を経由して、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）を互いに接続し、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）の他端に共通電圧（Ｖｃｏｍ）を供給する第２給電部とを含む。タッチセンサは、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間に給電ラインＤ１を介して、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）と接続されるので、互いに短絡される。

第１給電部はタッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間に、タッチ駆動信号をセンサライン（Ｌ１〜Ｌ４）を介してタッチセンサに供給する。第２給電部はタッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間にセンサラインを分離して、タッチセンサの各々が独立して駆動されるようにする。

第１給電部及び第２給電部は、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）を挟んで互いに反対側に位置する。第１給電部は、図５にセンサライン（Ｌ１〜Ｌ４）の下端に接続されたＩＣであり得、第２給電部は、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）の上端に接続できるが、これに限定されない。例えば、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）が横方向に沿って形成されると、第１給電部及び第２給電部は、そのセンサのライン（Ｌ１〜Ｌ４）を間に置いて表示パネル１００の左側と右側とに配置することができる。

第２給電部は、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）にそれぞれ接続されたＴＦＴ（Ｔ１）と、ＴＦＴ（Ｔ１）に接続された給電ラインＤ１及び給電制御ライン（Ｄ２）とを含む。ＴＦＴ（Ｔ１）は、画素ＴＦＴ（Ｔ３）のような構造とサイズで画素ＴＦＴ（Ｔ３）と同時に形成される。ＴＦＴ（Ｔ１）は、給電制御ライン（Ｄ２）に接続されたゲート、給電ライン（Ｄ１）に接続されたドレイン、及びセンサラインに接続されたソースを有する。従って、ＴＦＴ（Ｔ１）は、給電制御ライン（Ｄ２）の電圧に応答して給電ライン（Ｄ１）とセンサラインとを選択的に接続する。

給電ライン（Ｄ１）と、給電制御ライン（Ｄ２）とは、画素アレイ１０２の外のベゼル領域に沿って形成される低抵抗の金属配線である。電源部５０は、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間に給電ライン（Ｄ１）に共通電圧（Ｖｃｏｍ）を供給し、給電制御ライン（Ｄ２）を介してゲートハイ電圧（ＶＧＨ）を供給してＴＦＴ（Ｔ１）をターン・オン（turn-on）させる。従って、ＴＦＴ（Ｔ１）は、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間に給電制御ライン（Ｄ２）を介して印加されるゲートハイ電圧（ＶＧＨ）に応答して、給電ライン（Ｄ１）からの共通電圧（Ｖｃｏｍ）をセンサライン（Ｌ１〜Ｌ４）に供給する。

ＴＦＴ（Ｔ１）は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間、オフ状態を維持する。ＴＦＴのゲートとドレインには、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）との寄生容量を最小化するために、タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）のような位相の交流信号が印加されることができる。タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間に、給電ライン（Ｄ１）と、給電制御ライン（Ｄ２）は、図７〜図９に示すように制御することができる。これについては、図７〜図９を結びつけて後述することにする。

給電ライン（Ｄ１）と、給電制御ライン（Ｄ２）は、フレキシブルプリント回路（Flexible Printed Circuit、ＦＰＣ）を介して電源部５０に接続することができる。

図７〜図９は、本発明の表示装置に印加される画素駆動信号とタッチ駆動信号を示す波形図である。図７〜図９において、「Ｔｅｎ」は、給電制御ライン（Ｄ２）の電圧であり、「Ｖｃｏｍ＿ＦＰＣ」は、給電ライン（Ｄ１）の電圧である。

図７を参照すると、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）とタッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）は、時分割される。

ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間、入力映像のデータが画素に書き込まれる。ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間、データライン（Ｓ１、Ｓ２）に入力映像のデータ電圧が供給され、そのデータ電圧に同期されるゲートパルスが、スキャンライン（Ｇ１、Ｇ２）に順次印加される。共通電圧（Ｖｃｏｍ）は、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）の両端を介して互に接続されたセンサ（Ｃ１〜Ｃ４）に供給される。ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間、給電制御ライン（Ｄ２）にＴＦＴ（Ｔ１）のしきい値電圧より高いゲートハイ電圧（ＶＧＨ）が供給され、給電ライン（Ｄ１）に共通電圧（Ｖｃｏｍ）が供給される。従って、共通電圧（Ｖｃｏｍ）は、ＩＣとＴＦＴ（Ｔ１）を介して、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）の両端に供給される。共通電圧（Ｖｃｏｍ）がセンサライン（Ｌ１〜Ｌ４）の両端を介してセンサ（Ｃ１〜Ｃ４）に印加されると、センサ（Ｃ１〜Ｃ４）の電圧降下を防止することができるので、大画面上で画素に印加される共通電圧（Ｖｃｏｍ）を均一にして画質を向上させることができる。

画素に充電されたデータ電圧は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間で維持される。これは、画素ＴＦＴ（Ｔ３）と第２給電部のＴＦＴ（Ｔ１）とがタッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間、オフ状態を維持するからである。

電源部５０は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間にセンサ（Ｃ１〜Ｃ４）に供給されるタッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）の電圧を発生させる。電源部５０の出力端子は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間に給電ラインＤ１と給電制御ライン（Ｄ２）とに分離される。従って、給電ライン（Ｄ１）と、給電制御ライン（Ｄ２）とは、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間に電圧が印加されないハイインピーダンス（High impedence、Ｈｉ−Ｚ）状態を維持することができる。 ＴＦＴ（Ｔ１）は、給電ライン（Ｄ１）と、給電制御ライン（Ｄ２）とがハイインピーダンス（Ｈｉ−Ｚ）を維持するため、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間、オフ状態を維持する。

電源部５０は、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）と画素に接続された信号ライン（Ｓ１、Ｓ２、Ｇ１、Ｇ２）との間の寄生容量を最小化するために、タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）のような位相の交流信号をタッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間に発生させる。寄生容量を最小化するために、交流信号の電圧は、タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）と同じに設定することができる。

図８を参照すると、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間の画素駆動方法とタッチセンサの駆動方法は、図７の実施の形態と実質的に同じなので、それに対する詳細な説明を省略する。

画素に充電されたデータ電圧は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間に維持される。これは、画素ＴＦＴ（Ｔ３）と第２給電部のＴＦＴ（Ｔ１）とがタッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間、オフ状態を維持するからである。給電ライン（Ｄ１）は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間、ハイインピーダンス状態を維持する。給電制御ライン（Ｄ２）の電圧は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間にＴＦＴ（Ｔ１）のしきい値電圧よりも低いゲートロー電圧（ＶＧＬ）を維持する。

電源部５０は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間にセンサ（Ｃ１〜Ｃ４）に供給されるタッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）の電圧を発生させる。電源部５０は、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）と画素に接続された信号ライン（Ｓ１、Ｓ２、Ｇ１、Ｇ２）間の寄生容量を最小化するために、タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）のような位相の交流信号をタッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間に発生させる。寄生容量を最小化するために、交流信号の電圧は、タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）と同じに設定することができる。

図９を参照すると、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間の画素駆動方法とタッチセンサ駆動方法は、図７の実施の形態と実質的に同じなので、それに対する詳細な説明を省略する。

画素に充電されたデータ電圧は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間で維持される。これは、画素ＴＦＴ（Ｔ３）と第２給電部のＴＦＴ（Ｔ１）がタッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間、オフ状態を維持するからである。

タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間の画素信号配線（Ｓ１〜Ｓ２、Ｇ１〜Ｇ２）とセンサライン（Ｌ１〜Ｌ４）とに印加される交流信号及びタッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）の電圧は、画素に書き込まれたデータが変わらないようにゲートハイ電圧（ＶＧＨ）より低く、画素ＴＦＴ（Ｔ３）のしきい値電圧より低くなければならない。

電源部５０は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間にセンサ（Ｃ１〜Ｃ４）に供給されるタッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）の電圧を発生させる。電源部５０は、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）と画素に接続された信号ライン（Ｓ１、Ｓ２、Ｇ１、Ｇ２）との間の寄生容量と、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）と給電ライン（Ｄ１）との間の寄生容量と、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）と給電制御ライン（Ｄ２）との間の寄生容量を最小化するために、タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）のような位相の交流信号を発生する。寄生容量を最小化するために、交流信号の電圧は、タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）と同じに設定することができる。このような交流信号は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間にセンサライン（Ｌ１〜Ｌ４）、画素に接続された信号ライン（Ｓ１、Ｓ２、Ｇ１、Ｇ２）、給電ライン（Ｄ１）、及び給電制御ライン（Ｄ２）に供給される。タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）と、そのタッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）の同位相で発生される交流信号は、ＴＦＴ（Ｔ１）のしきい値電圧より小さい。従って、ＴＦＴ（Ｔ１）は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間オフ状態を維持する。

図１０は、タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）の様々な例を示す波形図である。

タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）は、表示パネルの大きさ、解像度、ＲＣ遅延などを考慮して、さまざまな波形と電圧を有することができる。例えば、ＲＣ遅延が大きい場合、電圧降下を考慮して、タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）の電圧を高く設定することが望ましい。図１０で、Ｍ１〜Ｍ３（Ｍ１> Ｍ２> Ｍ３> Ｍ４）は、タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）の電圧である。図１０の（Ａ）と（Ｂ）の波形は第１電位から第２電位に上昇し、第２電位から第１電位に下降した後、 第１電位から第３電位に下降し、第３電位から第１電位に上昇する。タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）は、図１０の（Ｃ）のようなマルチステップ波形を有することができる。Ｍ１は、早い時間内にタッチセンサの電荷を充電させるための電位であり、Ｍ３は、タッチセンサの残留電荷を急速に放電するための電位である。図１０の（Ｃ）の波形は第１電位から第２電位に上昇し、第２電位から第３電位に下降した後、第３電位から第１電位に下降する。続いて図１０の（Ｃ）の波形は第１電位から第４電位に下降し、第４電位から第５電位に上昇した後、第５電位から第１電位に上昇する。図１０の（Ｃ）の波形において、第３電位は第１電位より高く、第２電位より低い。そして第５電位は、第４電位より高く、第１電位より低い。図１０の（Ｃ）のようなタッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）は、米国特許出願１４/０７９、７９８（２０１３．１１．１４）で提案されたマルチステップ（multi step）の波形を有することができる。タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）と同位相で発生される交流信号も、図１０のような様々な波形を有することができる。交流信号は、図７〜図９、図１２及び図１３のように、タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）と同じ位相、同じ電圧と同じ波形を有することができる。

図１１は、本発明の実施の形態に係る表示装置の駆動回路を詳細に示す回路図である。図１２及び図１３は、図１１のような駆動回路から出力される画素駆動信号とタッチ駆動信号を示す波形図である。図１１において、「Ｃｌｃ」は液晶セルであり、「Ｔ３」は、画素ＴＦＴである。

図１１〜図１３を参照すると、電源部５０は、共通電圧（Ｖｃｏｍ１、Ｖｃｏｍ２）、ロジック電源電圧（Ｖｃｃ）、ゲートハイ電圧（ＶＧＨ１、ＶＧＨ２）、ゲートロー電圧（ＶＧＬ１、ＶＧＬ２）、交流信号電圧（Ｍ１〜Ｍ４）などを発生させる。ロジック電源電圧（Ｖｃｃ）は、ゲート駆動回路１４とＩＣの駆動電源である。

第１共通電圧（Ｖｃｏｍ１）は、ＩＣ内の第１給電部（３１、３２）を介して、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）の一端に印加される。第２共通電圧（Ｖｃｏｍ２）は、第２給電部（Ｄ１、Ｄ２、Ｔ１）を介して、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）の他端に印加される。第２給電部（Ｄ１、Ｄ２、Ｔ１）に接続された負荷が第１給電部（３１、３２）に接続された負荷よりさらに大きい場合に、第２共通電圧（Ｖｃｏｍ２）を第１共通電圧（Ｖｃｏｍ１）よりもさらに大きく設定することが望ましい。負荷の差が小さい場合は、第１共通電圧（Ｖｃｏｍ１）と第２共通電圧（Ｖｃｏｍ２）は同じ電位に設定することができる。

第１ゲートハイ電圧（ＶＧＨ１）と第１ゲートロー電圧（ＶＧＬ１）とは、ゲート駆動回路１４を介してゲートライン（Ｇ１、Ｇ２）に供給される。液晶セル（Ｃｌｃ）のキックバック（kickback）の電圧は、液晶セルの寄生容量に起因して発生し、フリッカ（flcker）をもたらす。図１２に示すように、ゲートパルスのフォーリングエッジから第１ゲートハイ電圧（ＶＧＨ１）を予め設定された変調電位（Ｖｍ）に下げると、キックバック電圧を下げることができるので、フリッカを改善することができる。

ゲート駆動回路１４は、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間に第１ゲートハイ電圧（ＶＧＨ１）と第１ゲートロー電圧（ＶＧＬ１）の間でスイングするゲートパルスを、ゲートライン（Ｇ１、Ｇ２）に供給する。ゲート駆動回路１４は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間にタッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）に同期して、交流信号をゲートライン（Ｇ１、Ｇ２）に供給する。交流信号はタッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）と、それと同期される同位相の交流信号の電圧である。

ゲート駆動回路１４は、シフトレジスタ（shift register）を使用して、出力波形を順にシフト（shift）する。シフトレジスタは、ゲートスタートパルス（ＧＳＰ）とゲートシフトクロック（ＧＳＣ）に応答して、ゲートパルスを出力し、その出力をシフトする。電源部５０から出力される交流信号は、ゲートシフトクロック（ＧＳＣ）としてシフトレジスタに入力される。

第２ゲートハイ電圧（ＶＧＨ２）と第２ゲートロー電圧（ＶＧＬ２）は、給電制御ライン（Ｄ２）に供給される。第２給電部（Ｄ１、Ｄ２、Ｔ１）に接続された負荷がゲート駆動回路１４に接続された負荷より大きい場合に、第２ゲートハイ電圧（ＶＧＨ２）を第１ゲートハイ電圧（ＶＧＨ１）よりさらに大きく設定することが望ましい。また、第２給電部（Ｄ１、Ｄ２、Ｔ１）に接続された負荷がゲート駆動回路１４に接続された負荷より大きい場合に、第２ゲートロー電圧（ＶＧＬ２）を第１ゲートロー電圧（ＶＧＬ１）よりさらに低く設定することが望ましい。負荷の差が小さい場合は、第１ゲートハイ電圧（ＶＧＨ１）と第２ゲートハイ電圧（ＶＧＨ２）は同じ電位に設定することができ、また、第１ゲートロー電圧（ＶＧＬ１）と第２ゲートロー電圧（ＶＧＬ２）とは同じ電位で設定することができる。

電源部５０は、第１電源部（５０Ａ）と第２電源部（５０Ｂ）とに分かれることができる。第１電源部（５０Ａ）は、ＩＣとゲート駆動回路１４の駆動に必要な電圧を供給する。第２電源部（５０Ｂ）は、第２給電部６２の駆動に必要な電圧を供給する。

第１電源部（５０Ａ）は、複数のマルチプレクサ（Multiplexer）（５１〜５４）を含む。第１マルチプレクサ５１は、第１選択信号に応答して、第１ゲートロー電圧（ＶＧＬ１）と、第２マルチプレクサ５２から出力される交流信号電圧（Ｍ１〜Ｍ４）を選択して、ゲート駆動回路１４に供給する。第２マルチプレクサ５２は、第２選択信号に応答して、あらかじめ設定された交流信号の波形に合わせて交流信号電圧（Ｍ１〜Ｍ４）を選択して出力する。第１ゲートハイ電圧（ＶＧＨ１）は、ゲート駆動回路１４に直接供給される。

第３マルチプレクサ５３は、第３選択信号に応答して、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間に第１給電部（３１、３２）の第２マルチプレクサ３２に交流信号電圧（Ｍ１〜Ｍ４）を供給する。第４マルチプレクサ５４は、第４選択信号に応答して、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間のデータライン（Ｓ１、Ｓ２）に接続されたマルチプレクサ１３に交流信号電圧（Ｍ１〜Ｍ４）を供給する。

ＩＣは、データ駆動回路１２と、センシング回路３０と、第１給電部（３１、３２）と、マルチプレクサ１３などを含む。

第１給電部（３１、３２）の第１マルチプレクサ３１は、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）に接続された出力端と、第２マルチプレクサ３２とセンシング回路３０とに接続された入力端を含む。
第１マルチプレクサ３１は、第５選択信号に応答して、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間に第２マルチプレクサ３２を介して入力される第１共通電圧（Ｖｃｏｍ１）をセンサライン（Ｌ１〜Ｌ４）に供給する。第１マルチプレクサ３１は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間に第２マルチプレクサ３２を介して入力される交流信号電圧（Ｍ１〜Ｍ４）をセンサライン（Ｌ１〜Ｌ４）に供給し、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）をセンシング回路３０に接続する。センシング回路３０は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間にセンサーライン（Ｌ１〜Ｌ４）の信号の変化をカウントした結果に基づいて、容量変化を感知する。

第２マルチプレクサ３２は、第１マルチプレクサ３１に接続された出力端と、第１電源部５０Ａに接続された入力端とを含む。第２マルチプレクサ３２は、第６選択信号に応答して、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間に第１共通電圧（Ｖｃｏｍ１）を第１マルチプレクサ３１に供給した後、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間に交流信号電圧（Ｍ１〜Ｍ４）を第１マルチプレクサ３１に供給する。

マルチプレクサ１３は、データライン（Ｓ１、Ｓ２）に接続された出力端と、データ駆動回路１２と、第1電圧源５０Ａに接続された入力端とを含む。マルチプレクサ１３は、第７選択信号に応答して、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間に、入力映像のデータ電圧をデータラインの（S1、S2）に供給した後、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間交流信号電圧（Ｍ１〜Ｍ４）をデータライン（Ｓ１、Ｓ２）に供給する。

第２電源部（５０Ｂ）は、第１乃至第４のマルチプレクサ（５５〜５８）を含む。

第１マルチプレクサ５５は、給電制御ライン（Ｄ２）に接続された出力端と、第２マルチプレクサ５７に接続された入力端とを含む。第１マルチプレクサ５５は、第８選択信号に応答して、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間に第２ゲートハイ電圧（ＶＧＨ２）を給電制御ライン（Ｄ２）に供給する。第１マルチプレクサ５５は、図７〜図９に示す駆動方法を実現するために、第８選択信号に応答して、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間にハイインピーダンス端子（Ｈｉ−Ｚ）と第２マルチプレクサ５７の出力端とのいずれか１つを給電制御ライン（Ｄ２）に接続するか、第２ゲートロー電圧（ＶＧＬ２）を給電制御ライン（Ｄ２）に供給する。

第２マルチプレクサ５７は、第１マルチプレクサ５５に接続された出力端と、交流信号電圧（Ｍ１〜Ｍ４）が供給される入力端とを含む。第２マルチプレクサ５７は、第９選択信号に応答して、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間に交流信号電圧（Ｍ１〜Ｍ４）を供給する。

第３マルチプレクサ５６は、給電ライン（Ｄ１）に接続された出力端と、第４マルチプレクサ５８に接続された入力端とを含む。第３マルチプレクサ５６は、第１０選択信号に応答して、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間に第２共通電斡（Ｖｃｏｍ２）を給電ライン（Ｄ１）に供給する。第３マルチプレクサ５６は、図７〜図９に示す駆動方法を実現するために、第１０選択信号に応答して、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間にハイインピーダンス端子（Ｈｉ−Ｚ）と第４マルチプレクサ５８の出力端とのいずれか１つを給電制御ライン（Ｄ２）に接続する。

第４マルチプレクサ５８は、第３マルチプレクサ５６に接続された出力端と、交流信号電圧（Ｍ１〜Ｍ４）が供給される入力端とを含む。第４マルチプレクサ５７は、第１１選択信号に応答して、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間に交流信号電圧（Ｍ１〜Ｍ４）を供給する。

タイミングコントローラ２０またはセンシング回路３０のＭＣＵ（Micro Controller Unit、ＭＣＵ）は、マルチプレクサ（５１〜５８、１３、３１、３２）を制御するための選択信号を発生させることができる。

図１４は、本発明の実施の形態に係る相互容量タイプのタッチセンサを示す等価回路図である。図１５乃至図１７は、図１４のようなタッチセンサにダブル給電手段を接続した例を示す図である。

図１４乃至図１７を参照すると、タッチセンサの相互容量（Ｃｍ）は、Ｔｘライン（Ｔｘ１〜Ｔｘ６）とＲｘライン（Ｒｘ１〜Ｒ７）との間に形成される。Ｔｘライン（Ｔｘ１〜Ｔｘ６）は、Ｒｘライン（Ｒｘ１〜Ｒ７）と直交する。

Ｔｘライン（Ｔｘ１〜Ｔｘ６）とＲｘライン（Ｒｘ１〜Ｒ７）は、共通電圧（Ｖｃｏｍ）が供給される共通電極（ＣＯＭ）から分割される。Ｔｘライン（Ｔｘ１〜Ｔｘ６）それぞれは、横方向（ｘ軸方向）に沿って、隣接するセンサを接続する方法で形成される。Ｒｘライン（Ｒｘ１〜Ｒ７）は、Ｔｘライン（Ｔｘ１〜Ｔｘ６）と直交するように縦方向（ｙ軸方向）に沿って長く形成される。横方向に沿って隣接するＴｘラインのセンサは、図１５及び図１７に示すように、画素アレイ１０２外のベゼル領域に形成されたルーティングライン（Routing lines）１０４を介して接続されたり、又は、図１６に示すように画素アレイ１０２内でブリッジパターン（bridge pattern）１０３を介して接続されることができる。ブリッジパターンは、絶縁層を貫通してＲｘライン（Ｒｘ１〜Ｒ７）を挟んで分離されたＴｘラインのセンサを接続する。

タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間、画素に接続された信号配線（Ｓ１、Ｓ２、Ｇ１、Ｇ２）と、Ｒｘライン（Ｒｘ）とにタッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）のような位相の交流信号が印加されることにより、タッチセンサの寄生容量を最小化することができる。また、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間に、給電ライン（Ｄ１）と、給電制御ライン（Ｄ２）とにもタッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）のような位相の交流信号が印加されることができる。

相互容量に電荷が充電されるためには、ＴｘラインとＲｘラインとの間に電位差が必要なので、Ｒｘラインに印加される交流信号は、タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）に比べて同位相であり、電圧がさらに低い信号でなければならない。従って、図１８に示すように、タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）の電圧（Ｖｔｘ）は、画素の信号配線（ＤＬ、ＧＬ）とＲｘラインに印加される交流信号の電圧（Ｖａｃ１、Ｖａｃ２）より高くなければならない。

タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間の画素の信号配線（Ｓ１〜Ｓ２、Ｇ１〜Ｇ２）、センサーライン（Ｌ１〜Ｌ４）とＲｘラインに印加される交流信号、及びタッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）の電圧（Ｖｔｘ、Ｖａｃ１、Ｖａｃ２）は、画素に書き込まれたデータが変わらないようにゲートハイ電圧（ＶＧＨ）より低く、且つ画素ＴＦＴ（Ｔ３）のしきい値電圧より低くなければならない。

ダブル給電手段は、ディスプレイ駆動期間（Ｔｄ）の間Ｔｘライン（Ｔｘ１〜Ｔｘ６）とＲｘライン（Ｒｘ１〜Ｒ７）の両端に共通電圧（Ｖｃｏｍ）を供給した後、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間Ｔｘライン（Ｔｘ１〜Ｔｘ６）にタッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）を供給する。センシング回路３０は、タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）に同期してＲｘライン（Ｒｘ１〜Ｒｘ７）を介して受信された電荷の変化量を測定し、その電荷の変化量を予め設定されたしきい値と比較し、しきい値よりも大きい電荷の変化量をタッチ入力と判断して座標を計算する。

電源部５０は、共通電圧（Ｖｃｏｍ）のダブルフィーディングのために給電ライン（Ｄ１）と、給電制御ライン（Ｄ２）とに必要な電圧を発生させる。電源部５０は、ゲートハイ電圧（ＶＧＨ）、ゲートロー電圧（ＶＧＬ）、ガンマ基準電圧、駆動回路（２０、１２、１４、３０）の駆動のためのロジック電源電圧（Ｖｃｃ）などの電源を生成する。アナログ正極性/負極性のガンマ補償電圧は、ガンマ基準電圧から分圧になる。電源部５０は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間にタッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）のような位相の交流信号電圧を発生させる。

ダブル給電手段は、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）の一端に共通電圧（Ｖｃｏｍ）を印加する第１給電部６１と、給電ライン（Ｄ１）を経由してセンサライン（Ｌ１〜Ｌ４）を互いに接続し、センサーライン（Ｌ１〜Ｌ４）の他端に共通電圧（Ｖｃｏｍ）を供給する第２給電部６２とを含む。ＴｘラインとＲｘラインとは、ディスプレイの駆動期間（Ｔｄ）の間に給電ライン（Ｄ１）を介して、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）が接続されるので、互いに短絡される。

第１給電部６１は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間にタッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）をセンサライン（Ｌ１〜Ｌ４）を介してＴｘラインに供給する。第２給電部６２はタッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間にセンサラインを分離してＴｘラインとＲｘラインを分離する。

第１給電部６１及び第２給電部６２は、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）を挟んで互いに反対側に位置する。センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）は、Ｔｘラインのセンサに接続される。第２給電部６２は、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）にそれぞれ接続されたＴＦＴ（Ｔ１）、Ｒｘラインに接続されたＴＦＴ（Ｔ２）、ＴＦＴ（Ｔ１、Ｔ２）に接続された給電ライン（Ｄ１）、及び給電制御ライン（Ｄ２、Ｄ２ａ、Ｄ２ｂ）を含む。

ＴＦＴ（Ｔ１、Ｔ２）は、画素ＴＦＴ（Ｔ３）のような構造とサイズを有し、画素ＴＦＴ（Ｔ３）と同時に形成される。第１ＴＦＴ（Ｔ１）は、給電制御ライン（Ｄ２、Ｄ２ｂ）に接続されたゲート、給電ライン（Ｄ１）に接続されたドレイン、およびセンサラインに接続されたソースを有する。従って、ＴＦＴ（Ｔ１）は、給電制御ライン（Ｄ２、Ｄ２ｂ）の電圧に応答して、給電ライン（Ｄ１）とセンサラインとを選択的に接続する。

第２ＴＦＴ（Ｔ２）は、給電制御ライン（Ｄ２、Ｄ２ａ）に接続されたゲート、給電ライン（Ｄ１）に接続されたドレイン、およびＲｘラインに接続されたソースを有する。したがって、第２ＴＦＴ（Ｔ２）は、給電制御ライン（Ｄ２、Ｄ２ａ）の電圧に応答して、給電ライン（Ｄ１）とＲｘラインとを選択的に接続する。図１７のようにＴｘラインに接続された負荷とＲｘラインに接続された負荷との違いを考慮して、第１ＴＦＴ（Ｔ１）と第２ＴＦＴ（Ｔ２）を別に制御して給電時間や給電電圧を異なるように制御することができる。

ＴＦＴ（Ｔ１、Ｔ２）は、タッチセンサ駆動期間（Ｔｔ）の間、オフ状態を維持する。ＴＦＴ（Ｔ１、Ｔ２）のゲートとドレインには、センサライン（Ｌ１〜Ｌ４）との寄生容量を最小化するために、給電ライン（Ｄ１）と、給電制御ライン（Ｄ２、Ｄ２ａ、Ｄ２ｂ）とを介して、タッチ駆動信号（Ｔｄｒｖ）のような位相の交流信号が印加されることができる。

前述したように、本発明は、インセルタッチ技術を表示装置に実装して、画素に共通電圧を供給するための共通電極を分割して複数のタッチセンサを形成し、センサに接続されたセンサラインを介して共通電圧とタッチ駆動信号とをタッチセンサに供給する。本発明は、ディスプレイ駆動期間の間センサラインを接続し、タッチセンサを互いに短絡させた状態においてのセンサラインの両端に共通電圧を供給し、タッチセンサ駆動期間の間センサラインを分離する。その結果、本発明のタッチセンシング装置は、インセルタッチセンサを含む表示装置において、画素に印加される共通電圧を均一にすることができる。

本発明は、タッチセンサ駆動期間の間タッチセンサに接続された寄生容量を最小化するために、画素に接続された信号配線にタッチ駆動信号と同じ位相の交流信号を供給する。したがって、本発明のタッチセンシング装置は、タッチセンサの寄生容量を最小化することができる。

本発明の表示装置は、インセルタッチセンサと接続された画素の共通電圧を均一にして、タッチセンサの寄生容量を最小化することで、インセルタッチセンサが搭載された表示装置の大画面化を可能にし、よってタッチスクリーンの解像度を向上させることができる。

Claims (23)

1. 画素に接続された、信号配線と、
   タッチセンサに接続された、センサラインと、
   ディスプレイ駆動期間の間、前記センサラインの一端に共通電圧を供給し、タッチセンサ駆動期間の間、前記センサラインの一端にタッチ駆動信号を供給する、第１給電部と、
   前記ディスプレイ駆動期間の間、前記センサラインを接続して、前記タッチセンサを互いに短絡させ、前記センサラインの他端において前記共通電圧を供給する、第２給電部を含み、
   前記第２給電部は、前記タッチセンサ駆動期間の間、前記センサラインを分離する、タッチセンシング装置。
2. 前記第２給電部は、
   前記センサラインにそれぞれ接続されたソース、給電ラインに接続されたドレイン、及び給電制御ラインに接続されたゲートを有する、ＴＦＴを含み、
   前記ディスプレイ駆動期間の間に、前記ＴＦＴのしきい値電圧より高いゲートハイ電圧が、前記給電制御ラインに供給され、前記共通電圧が、前記給電ラインに供給され、
   前記ＴＦＴは、前記ディスプレイ駆動期間の間前記ゲートハイ電圧に応答してターン・オンされ、前記センサラインを前記給電ラインに接続する、請求項１に記載のタッチセンシング装置。
3. 前記給電制御ラインと前記給電ラインは、前記タッチセンサ駆動期間の間ハイインピーダンス状態を維持する、請求項２に記載のタッチセンシング装置。
4. 前記給電制御ラインに、前記タッチセンサ駆動期間の間、前記ＴＦＴのしきい値電圧より低いゲートロー電圧が供給され、
   前記給電ラインは、前記タッチセンサ駆動期間の間ハイインピーダンス状態を維持する、請求項２に記載のタッチセンシング装置。
5. 前記タッチセンサ駆動期間の間、前記給電制御ライン及び前記給電ラインのそれぞれに、前記タッチ駆動信号と同じ位相の交流信号を供給する、請求項２に記載のタッチセンシング装置。
6. 前記ディスプレイ駆動期間の間、前記画素に入力映像のデータを書き込むためのデータ電圧とゲートパルスを前記信号配線に供給し、前記タッチセンサ駆動期間の間、前記信号配線に前記タッチ駆動信号と同じ位相の交流信号を供給する、ディスプレイ駆動回路を含む、請求項５に記載のタッチセンシング装置。
7. 前記タッチセンサは、自己容量型のタッチセンサであり、
   前記交流信号は、前記タッチ駆動信号と同じ電圧を有する、請求項６に記載のタッチセンシング装置。
8. 前記画素の各々は、画素ＴＦＴ（Ｔ３）を含み、
   前記タッチ駆動信号と前記交流信号の電圧が、前記画素ＴＦＴ（Ｔ３）のしきい値電圧より低い、請求項７に記載のタッチセンシング装置。
9. 前記タッチセンサは、Ｔｘラインと、前記Ｔｘラインと直交するＲｘラインと、前記Ｔｘラインと前記Ｒｘラインとの間に形成された相互容量を含む、相互容量型のタッチセンサであり、
   前記タッチセンサ駆動期間の間、前記Ｒｘラインに前記タッチ駆動信号と同じ位相の交流信号が供給される、請求項６に記載のタッチセンシング装置。
10. 前記タッチ駆動信号の電圧が、前記信号配線と前記Ｒｘラインとに供給される交流信号の電圧よりも高い、請求項９に記載のタッチセンシング装置。
11. 画素に接続された信号配線と、タッチセンサに接続されたセンサラインとを含むタッチセンシング装置の駆動方法において、
    ディスプレイ駆動期間の間、前記センサラインを接続して、前記タッチセンサを互いに短絡させ、前記センサラインの一端と他端を介して前記センサのラインに共通電圧を供給する段階と、
    タッチセンサ駆動期間の間、前記センサラインを分離し、前記センサラインの一端にタッチ駆動信号を供給する段階を含む、タッチセンシング装置の駆動方法。
12. 第１センサラインと接続された第１タッチセンサと、
    前記第１タッチセンサの下に配置され、第２センサラインに接続された、第２タッチセンサと、
    ディスプレイ駆動期間の間、前記第１センサラインの一端と前記第２センサラインの一端とに基準信号を供給する、第１給電部と、
    前記ディスプレイ駆動期間の間、前記第１センサラインの他端と前記第２センサラインの他端とを接続し、前記第１センサラインの他端と前記第２センサラインの他端とに前記基準信号を供給する、第２給電部を含む、タッチセンシング装置。
13. 前記第１センサラインの一端は、前記第１タッチセンサと、前記第１給電部と、に接続され、
    前記第１センサラインの他端は、前記第１タッチセンサと、前記第２給電部と、に接続され、
    前記第２センサラインの一端は、前記第２タッチセンサと、前記第１給電部と、に接続され、
    前記第２センサラインの他端は、前記第２タッチセンサと、前記第２給電部と、に接続され、
    前記第１センサラインにおいて、前記第１タッチセンサと前記第１給電部との間の長さは、前記第２センサラインにおいて前記第２タッチセンサと前記第１給電部との間の長さより長く、
    前記第１センサラインにおいて、前記第１タッチセンサと前記第２給電部との間の長さは、前記第２センサラインにおいて、前記第２タッチセンサと前記第２給電部との間の長さより短い、請求項１２に記載のタッチセンシング装置。
14. 前記第１給電部は、タッチセンサ駆動期間の間、前記第１センサラインの一端と前記第２センサラインの一端とにタッチ駆動信号を供給する、請求項１２に記載のタッチセンシング装置。
15. 前記第２給電部は、前記タッチセンサ駆動期間の間、前記第１センサラインと前記第２センサラインを分離する、請求項１４記載のタッチセンシング装置。
16. 前記タッチ駆動信号は、第１電位から第２電位に上昇し、前記第２電位から前記第１電位に下降した後、前記第１電位から第３電位に下降し、前記第３電位から前記第１電位に上昇する、請求項１４に記載のタッチセンシング装置。
17. 前記タッチ駆動信号は、第１電位から第２電位に上昇し、前記第２電位から前記第３電位に下降した後、前記第３電位から前記第１電位に下降し、
    前記第１電位から前記第４電位に下降し、前記第４電位から第５電位に上昇した後に、前記第５電位から前記第１電位に上昇し、
    前記第３電位は、前記第１電位より高く、且つ前記第２電位より低く、
    前記第５電位は、前記第４電位より高く、且つ前記第１電位より低い、請求項１４に記載のタッチセンシング装置。
18. 複数の画素と、
    前記画素に接続された、複数のゲートライン及び複数のデータラインをさらに含み、
    前記タッチセンサ駆動期間の間、前記ゲートラインと前記データラインに前記タッチ駆動信号と同じ位相の交流信号が印加される、請求項１４に記載のタッチセンシング装置。
19. 前記第１センサラインに接続されたソース、給電ラインに接続されたドレイン、および給電制御ラインに接続されたゲートを有する、第１ＴＦＴと、
    前記第２センサラインに接続されたソース、前記給電ラインに接続されたドレイン、および前記給電制御ラインに接続されたゲートを有する、第２ＴＦＴと、を含み、
    前記基準信号は、前記ディスプレイ駆動期間の間前記給電ラインに供給され、
    前記第１ＴＦＴは、前記ディスプレイ駆動期間の間に、前記第１ＴＦＴ及び前記第２ＴＦＴのしきい値電圧より高い前記給電制御ラインの制御電圧に応答して、前記給電ラインからの前記基準信号を前記第１センサラインに供給し、
    前記第２ＴＦＴは、前記ディスプレイ駆動期間の間に、前記制御電圧に応答して、前記給電ラインからの前記基準信号を前記第２センサラインに供給する、請求項１４に記載のタッチセンシング装置。
20. 前記給電制御ライン及び前記給電ラインは、前記タッチセンサ駆動期間の間、ハイインピーダンス状態を維持する、請求項１９に記載のタッチセンシング装置。
21. 前記給電制御ラインの電圧は、前記タッチセンサ駆動期間の間、前記第１ＴＦＴ及び前記第２ＴＦＴのしきい値電圧より低い電圧であり、
    前記給電ラインは、前記タッチセンサ駆動期間の間、ハイインピーダンス状態を維持する、請求項１９に記載のタッチセンシング装置。
22. 前記タッチセンサ駆動期間の間、前記給電制御ラインに前記タッチ駆動信号と同じ位相の交流信号を供給する、ディスプレイ駆動回路を含む、請求項１９に記載のタッチセンシング装置。
23. 前記画素のそれぞれは、画素ＴＦＴを含み、
    前記タッチ駆動信号と前記交流信号の電圧が前記画素ＴＦＴのしきい値電圧より低い、請求項２２に記載のタッチセンシング装置。

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