JP6039987B2 - タッチ表示パネルの駆動方法及びこれに適合したタッチ表示装置 - Google Patents

タッチ表示パネルの駆動方法及びこれに適合したタッチ表示装置 Download PDF

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Description

本発明はタッチ表示パネルの駆動方法及びこれに適合したタッチ表示装置に関する。特に、ゲート信号を利用するタッチ表示パネルの駆動方法及びこれに適合したタッチ表示装置に関する。
最近、導電性を有する指や物体がタッチされると、前記指や物体によってタッチセンサの静電容量の変化が発生し、前記静電容量の変化によってタッチされた位置を検出するタッチ表示装置が開発されている。
具体的に、前記タッチ表示装置は、第１基板及び第２基板を含む。前記第１基板は、ゲートライン、データライン、前記ゲートラインと前記データラインに電気的に連結されたスイッチング素子、及び、前記スイッチング素子に電気的に連結された画素電極を含む。前記第２基板は、第１面上に前記画素電極と対向する共通電極、及び、前記第１面と対向する第２面上にタッチされた位置をセンシングするタッチセンサを含む。
前記タッチセンサは、タッチ前とタッチ後の静電容量の変化を検出する。しかし、前記タッチ前とタッチ後の静電容量の変化は、微細であるため前記タッチセンサが前記静電容量の変化を検出することが容易ではない。特に、前記タッチセンサは、外部から発生したノイズに敏感でなければならない。
前記ノイズとしては、例えば、前記タッチ表示装置内部及び外部の送信器、または、電源供給部などによって放射されるノイズ、電源を通じて伝導されるノイズ、液晶表示パネルによって伝導されるノイズ、温度または湿度などによるノイズがある。
前記タッチセンサは、前記ノイズによってタッチされた位置を認識できなくて、誤作動する。これによって、前記タッチ表示装置の性能がノイズによって低下する。
米国特許出願公開２０１０／０２５３６３８号明細書 韓国特許出願公開２００７−０１１７７３６号明細書 米国特許７，８５９，５２１号明細書 米国特許出願公開２００９／００７９７０７号明細書
上記のような問題に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、信号対雑音比（ＳＮＲ）が向上したタッチ表示パネルの駆動方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記タッチ表示パネルの駆動方法を実行するためのタッチ表示装置を提供することにある。
上述の本発明の目的を実現するための一実施形態に係るタッチ表示パネルの駆動方法が提供される。前記方法では、タッチ表示パネルに含まれたベース基板の第１面上に配置された複数のゲートラインにゲート信号が順次に提供される。前記第１面上に配置され、前記ゲートラインと交差する複数のデータラインに前記ゲート信号に同期されたデータ信号が出力される。前記ゲート信号に応答し前記第１面と対向する前記ベース基板の第２面上に配置された複数のセンシングラインを介して第１センシング信号が読み出される。
一実施形態において、前記方法では、前記第１センシング信号を利用してタッチされた位置が検出されることができる。
一実施形態において、前記タッチされた位置が検出される時、前記ゲートラインのうち、ｎ個のゲートラインに印加されるｎ個のゲート信号のそれぞれに応答して前記センシングラインのうち、少なくとも１つのセンシングラインから読み出された前記第１センシング信号を積分して第２センシング信号を生成することができる。
一実施形態において、前記タッチされた位置が検出される時、前記ｎ個のゲート信号を制御するゲート制御信号に基づいて積分信号を生成することができる。前記積分信号に応答して前記第１センシング信号を積分することができる。
一実施形態において、前記タッチされた位置が検出される時、前記ｎ個のゲート信号に基づいて積分信号を生成することができる。前記積分信号に応答して前記第１センシング信号を積分することができる。
一実施形態において、前記第２センシング信号のハイレベルは前記ゲート信号のハイレベルと同一であることができる。
一実施形態において、前記ｎ個のゲート信号のそれぞれはハイレベルを有して、前記積分信号は前記連続するｎ個のゲート信号がハイレベルを有する区間の間活性化されることができる。
一実施形態において、前記ｎ個のゲート信号のそれぞれはハイレベルを有して、前記積分信号は前記連続する２つのゲート信号のハイレベルが互いに重なる区間の間活性化されることができる。
一実施形態において、前記ｎ個のゲート信号のそれぞれはハイレベルを有して、前記積分信号は前記連続するｎ個のゲート信号のハイレベルが互いに重なる区間の間活性化されることができる。
上述の本発明の目的を実現するための他の実施形態に係るタッチ表示パネルは、第１基板及び第２基板を含む。前記第１基板は、第１ベース基板及び前記第１ベース基板上に配置された共通電極を含む。前記第２基板は、前記第２ベース基板、前記第１ベース基板と対向する前記第２ベース基板の第１面上に配置された複数のゲートライン、及び、前記第２面と対向する前記第２ベース基板の第２面上に配置されて前記ゲートラインと交差する少なくとも１つのセンシングラインを含む単位タッチセンサを含む。
一実施形態において、前記第２基板は、前記第２ベース基板の第１面上に前記センシングラインと平行なデータラインをさらに含むことができる。前記センシングラインは前記データラインと一対一で対応することができる。
一実施形態において、前記第２基板は、前記第２ベース基板の第１面上に前記センシングラインと平行なデータラインをさらに含むことができる。前記センシングラインは、前記データラインと一対一で対応することができる。
上述の本発明の目的を実現するためのまた他の実施形態に係るタッチ表示装置は、タッチ表示パネル及び駆動部を含む。前記タッチ表示パネルは、第１基板及び第２基板を含む。前記第１基板は第１ベース基板、及び、前記第１ベース基板上に配置された共通電極を含む。前記第２基板は、前記第２ベース基板、前記第１ベース基板と対向する前記第２ベース基板の第１面上に配置された複数のゲートライン、及び、前記第２面と対向する前記第２ベース基板の第２面上に配置されて、前記ゲートラインと交差する複数のセンシングラインを含む。前記駆動部は、前記ゲートラインにゲート信号を順次に提供して、前記ゲート信号に応答して前記センシングラインを介し第１センシング信号を読み出す。
一実施形態において、前記駆動部は、ゲート駆動部、センシング駆動部、表示パネル タイミング制御部、及び、センシングタイミング制御部を含むことができる。前記ゲート駆動部は、前記ゲートラインに前記ゲート信号を順次に提供することができる。前記センシング駆動部は、前記ゲート信号のそれぞれに応答して、前記センシングラインから前記第１センシング信号を読み出すことができる。前記表示パネルタイミング制御部は、前記ゲート信号を制御するゲート制御信号を生成することができる。前記センシングタイミング制御部は、前記ゲート信号または前記ゲート制御信号に基づいて前記第１センシング信号を積分する積分信号を生成することができる。
一実施形態において、前記センシング駆動部は、前記第１センシング信号を積分して前記ゲート信号のレベルと同じレベルを有する第２センシング信号を生成する積分回路を含むことができる。
一実施形態において、前記センシング駆動部は、単位タッチセンサから前記第１センシング信号を読み出すことができる。前記単位タッチセンサは、前記ゲートラインのうち、ｎ個のゲートラインに印加されるｎ個のゲート信号のそれぞれに応答して前記センシングラインのうち、少なくとも１つのセンシングラインから前記第１センシング信号を読み出すことができる。
一実施形態において、前記センシングタイミング制御部は、前記ゲート制御信号に基づいてノイズが最小の区間で、前記第１センシング信号を積分する前記積分信号を生成することができる。
一実施形態において、前記ゲート信号のそれぞれは、ハイレベルを有して、前記センシングタイミング制御部は、前記連続するゲート信号のハイレベルが互いに重なる区間の間前記第１センシング信号を積分する前記積分信号を生成することができる。
一実施形態において、前記ゲート信号のそれぞれは、ハイレベルを有して、前記センシングタイミング制御部は、前記連続する２つのゲート信号のハイレベルが互いに重なる区間の間前記第１センシング信号を積分する前記積分信号を生成することができる。
一実施形態において、前記ゲート信号のそれぞれは、ハイレベルを有して、前記センシングタイミング制御部は、前記連続するゲート信号のハイレベルが互いに重なる区間の間前記第１センシング信号を積分する前記積分信号を生成することができる。
本発明の目的は、信号対雑音比（ＳＮＲ）が向上したタッチ表示パネルの駆動方法を提供することにある。
本発明の一実施形態に係るタッチ表示装置の断面図である。 図１のタッチ表示パネルの平面図である。 前記センシング駆動部のブロック図である。 図２の単位タッチセンサの平面図である。 図４の単位タッチセンサを駆動する信号のタイミング図である。 本発明の他の実施形態に係るタッチ表示装置の単位タッチセンサを駆動する信号のタイミング図である。 本発明のまた他の実施形態に係るタッチ表示装置の単位タッチセンサを駆動する信号のタイミング図である。 本発明のまた他の実施形態に係るタッチ表示装置の単位タッチセンサを駆動する信号のタイミング図である。
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施形態をより詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るタッチ表示装置の断面図である。図１を参照すれば、本実施形態に係るタッチ表示装置はタッチ表示パネル及び駆動部を含む。
前記タッチ表示パネルは、第１基板１００、前記第１基板１００と対向する第２基板２００、並びに、前記第１基板１００と前記第２基板２００との間に配置された液晶層３００を含む。前記タッチ表示パネル１００は、第１偏光板３１０及び第２偏光板３２０をさらに含むことができる。
前記第１基板１００は、第１ベース基板１１０と前記第１ベース基板１１０の第１面に配置されたカラーフィルタ層１２０、遮光パターン１３０、及び共通電極ＣＥを含む。
本実施形態において、前記カラーフィルタ層１２０及び前記遮光パターン１３０が前記第１基板１００に形成されることを例として説明したが、前記カラーフィルタ層１２０及び前記遮光パターン１３０のうち、少なくとも１つは前記第２基板２００に形成されることもできる。
前記第１偏光板３１０は、前記第１ベース基板１１０の第１面と対向する前記第１ベース基板１１０の第２面上に配置されることができる。
前記第２基板２００は、第２ベース基板２１０と、前記第１ベース基板１１０の第１面と対向する前記第２ベース基板２１０の第１面に配置された画素部のスイッチング素子ＳＷと、アレイ層２２０と、画素電極ＰＥと、前記第２ベース基板２１０の第１面と対向する前記第２ベース基板２１０の第２面に配置されたセンシングラインＳＬとを含む。
前記第２偏光板３２０は、前記センシングラインＳＬが形成された前記第２ベース基板２１０の第２面上に配置されることができる。
従って、前記センシングラインＳＬが前記スイッチング素子ＳＷが形成された第２ベース基板２１０上に形成されることによって、前記センシングラインＳＬが前記第１ベース基板１１０上に形成されるときより前記共通電極ＣＥによるノイズを減少させることができる。これに従って、信号対雑音比（ＳＮＲ）を向上させることができる。
前記駆動部は、表示パネル駆動部４００、センシング駆動部５００、及び制御部６００を含む。
前記表示パネル駆動部４００は、前記共通電極ＣＥ及び前記画素電極ＰＥに電圧を印加して前記共通電極ＣＥと前記画素電極ＰＥと間の液晶の配列を変更して画像を表示する。
前記センシング駆動部５００は、前記センシングラインＳＬからセンシング電圧を読み出して前記センシング電圧を積分して出力電圧を生成する。
前記制御部６００は、表示パネルタイミング制御部６１０及びセンシングタイミング制御部６２０を含む。
前記表示パネルタイミング制御部６１０は、前記表示パネル駆動部４００に接続される。前記表示パネルタイミング制御部６１０は、外部から画像データ及び制御信号を受信して、前記制御信号に基づいたゲート駆動信号及びデータ駆動信号を前記表示パネル駆動部４００に提供する。また、前記表示パネルタイミング制御部６１０は、前記ゲート駆動信号を前記センシングタイミング制御部６２０に提供する。
前記センシングタイミング制御部６２０は、前記センシング駆動部５００及び前記表示パネルタイミング制御部６１０に接続される。前記センシングタイミング制御部６２０は、前記ゲート駆動信号に基づいて前記センシング駆動部５００が前記センシング電圧を最適なタイミングで積分するようにする積分信号を生成して前記センシング駆動部５００に提供する。
これに従って、前記センシングタイミング制御部６２０は、前記センシング駆動部５００が前記積分信号に基づいて積分された前記出力電圧を受信して、前記出力電圧に基づいてタッチされた位置を検出する。
前記表示パネルタイミング制御部６１０及び前記センシングタイミング制御部６２０は、１つの印刷回路基板（ＰＣＢ）に実装されることができる。
図２は図１のタッチ表示パネルの平面図である。図３は前記センシング駆動部のブロック図である。
図１〜図３を参照すれば、前記タッチ表示パネルの第２基板２００は、複数のゲートラインＧＬ、複数のデータラインＤＬ、複数のセンシングラインＳＬ、及び複数の接続ラインＣＬを含む。
前記ゲートラインＧＬは、前記第２ベース基板２１０の第１面上で第１方向Ｄ１に延伸する。前記ゲートラインＧＬは、前記第２ベース基板２１０の第１面上に配置された前記スイッチング素子ＳＷのゲート電極にゲート信号を印加し前記スイッチング素子ＳＷを駆動する。
前記データラインＤＬは、前記第２ベース基板２１０の第１面上で前記第１方向と交差する第２方向Ｄ２に延伸して、前記センシングラインＳＬと平行をなしている。前記データラインＤＬは、前記スイッチング素子ＳＷのソース電極にデータ信号を印加し、前記スイッチング素子ＳＷのドレーン電極に接続された画素電極ＰＥに提供する。
前記センシングラインＳＬは、前記第２ベース基板２２０の第２面上で前記第２方向Ｄ２に延伸する。
前記ゲートラインＧＬのうちｎ個のゲートライン、前記センシングラインＳＬのうちｍ個のセンシングライン、及び前記ｎ個のゲートラインと前記ｍ個のセンシングラインとの間の第２ベース基板２１０は、単位タッチセンサＵＴＳを形成する。ここで、前記ｎは２以上の自然数であり、前記ｍは１以上の自然数であり、前記ｎは前記ｍと同じであるか、または、違うこともある。
前記接続ラインＣＬは、前記第２ベース基板２１０の前記ゲートラインＧＬと前記センシングラインＳＬとが交差する交差点が形成されたタッチ領域ＴＡを取り囲む周辺領域ＰＡに配置され、前記センシングラインＳＬと前記センシング駆動部５００とを接続する。
前記ｍが２以上である場合、前記センシングラインＳＬは前記接続ラインＣＬによって電気的に接続される。
図２に示したように、前記センシングラインＳＬは、前記データラインＤＬと一対一対応することができる。前記センシングラインＳＬは、透明導電性酸化物を含むことができる。従って、前記センシングラインＳＬは開口率に関係なく、絶縁膜を介して前記データラインＤＬと重ならないことができる。センシングラインは透明であるため開口率を低下させないからである。
これとは違って、前記センシングラインＳＬは、前記データラインと一対多対応することができる。また、前記センシングラインＳＬは、銅などのような金属物質を含むことができる。従って、前記センシングラインＳＬは絶縁膜を介して前記データラインＤＬと重なることができる。センシングラインＳＬとデータラインＤＬとを重畳させることで、センシングラインＳＬとデータラインＤＬとを別々に形成する場合に比べて開口率を低下させない。
前記表示パネル駆動部４００は、ゲート駆動部４１０及びデータ駆動部（図示せず）を含む。前記ゲート駆動部４１０は、複数のゲートラインＧＬの第１段に接続され前記ゲートラインＧＬにゲート信号を順次に提供する。前記データ駆動部は、前記データラインの第１段に接続され前記データラインに前記ゲート信号に同期されたデータ信号を提供する。
前記センシング駆動部５００は、前記接続ラインＣＬに接続される。前記センシング駆動部５００は積分回路を含む積分部５１０を含む。前記センシング駆動部５００は、アナログデジタルコンバータ５２０及びフィルタ５３０をさらに含むことができる。
前記積分回路は、前記センシングタイミング制御部６２０から受信した前記積分信号に基づいて前記センシングラインＳＬから読み出された前記センシング電圧をノイズが最小の区間において積分し前記出力電圧を生成して、前記出力電圧を前記センシングタイミング制御部６２０に提供する。
前記センシング駆動部５００及び前記センシングタイミング制御部６２０は、前記タッチ表示パネルの大きさによって個数が増加することができる。
以下では、ゲートラインＧＬについてｎ＝４の場合、センシングラインについてｍ＝４の場合を一例に挙げて説明する。なお、以下では前記例を一例に挙げているが、前述の通りｎ、ｍの数は任意に設定し得る。図４は図２の単位タッチセンサの平面図である。図５は図４の単位タッチセンサを駆動する信号のタイミング図である。図４及び図５は４つのゲートラインと４つのセンシングラインを含む単位タッチセンサＵＴＳの駆動方法を例として説明する。
図２、図４及び図５を参照すれば、前記単位タッチセンサＵＴＳは、第１、第２、第３及び第４ゲートラインＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、ＧＬ４、第１、第２、第３及び第４センシングラインＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４、並びに、前記第１〜第４ゲートラインＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、ＧＬ４と、前記第１〜第４センシングラインＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４との間の第２ベース基板２１０を含む。
前記表示パネルタイミング制御部６１０は、前記ゲート駆動部４１０及び前記センシングタイミング制御部６２０にゲート開始信号ＳＴＶ、クロック信号ＣＰＶ及び出力イネーブル信号ＯＥを提供する。
前記ゲート駆動部４１０は、前記開始信号ＳＴＶ、前記クロック信号ＣＰＶ、及び前記出力イネーブル信号ＯＥに基づいて水平周期ごとに前記第１、第２、第３及び第４ゲートラインＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、ＧＬ４に、第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４を順次に提供する。前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４が順次に提供される区間は、単位タッチセンサＵＴＳの区間ＵＴＳ＿Ｐで画定されることができる。
前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４は、前記第２ベース基板２１０の第１面上のスイッチング素子ＳＷを駆動すると同時に、前記第２ベース基板２１０の第２面上の単位タッチセンサＵＴＳを駆動する。
従って、前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４は、前記スイッチング素子ＳＷの制御信号と同時に前記単位タッチセンサＵＴＳの入力信号である。
前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４は、従来のタッチセンサの入力信号に比べて約１０倍ほど大きい。
例えば、従来のタッチセンサの入力信号が約３．３Ｖの場合、タッチされていないタッチセンサの出力信号とタッチされたタッチセンサの出力信号の変化量は約４２ｍＶでありうる。
反面、本実施形態の単位タッチセンサの入力信号が約３０Ｖの場合、タッチされていない単位タッチセンサの出力信号（即ち、タッチされていない単位タッチセンサの第１センシング信号）とタッチされた単位タッチセンサの出力信号（即ち、タッチされた単位タッチセンサの第１センシング信号）の変化量は約２７０ｍＶでありうる。
従って、前記単位タッチセンサに入力される入力信号が高いほど前記単位タッチセンサから出力される出力信号が高まって、タッチにともなう信号の変化量が大きくなることによって、タッチの検出が容易になり得る。
また、前記単位タッチセンサの出力信号レベルとノイズレベルと間の差が、従来のタッチセンサの出力信号レベルとノイズレベルと間の差より大きいので、本実施形態に係る単位タッチセンサの信号対雑音比（ＳＮＲ）が従来のタッチセンサに比べて向上することができる。例えば、本実施形態に係るセンシングキャパシタは、従来のセンシングキャパシタに比べて約６．４倍の向上したＳＮＲを有することができる。
前記センシング駆動部５００は、前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４に応答して第１センシング電圧ＳＶ１を出力する。
前記第１センシング電圧ＳＶ１は、前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４のそれぞれに対する第１、第２、第３及び第４センシングパルスを含む。前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４は、前記第１、第２、第３及び第４ゲートラインＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、ＧＬ４にそれぞれ印加される反面、前記第１、第２、第３及び第４センシングパルスは、前記第１、第２、第３及び第４センシングラインＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４を経て前記接続ラインＣＬに一列で読み出される。
前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４のそれぞれのレベルが３０Ｖの場合、チャージシェアリング（ｃｈａｒｇｅ ｓｈａｒｉｎｇ）現象によって、前記第１、第２、第３及び第４センシングパルスのそれぞれのレベルは、約３０Ｖ／４である。即ち、前記センシングパルスのレベルは、前記ゲート信号のレベルを前記ゲート信号の個数で割った値である。
前記センシング駆動部５００は、前記積分回路を利用し、前記第１、第２、第３及び第４センシングパルスを積分し前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４のレベルと同じレベルの第２センシング電圧ＳＶ２を生成する。
これに従って、前記第２センシング電圧ＳＶ２は、従来タッチセンサの出力電圧より大きくてノイズによる影響をあまり受けないことができる。
前記センシングタイミング制御部６２０は、前記開始信号ＳＴＶ、前記クロック信号ＣＰＶ、及び前記出力イネーブル信号ＯＥに基づいて前記積分信号ＳＣＩを生成して前記積分部５１０に提供する。図３の積分部５１０の入力には、フィルタ５３０を経た信号と、積分信号ＳＣＩが含まれる。
前記積分部５１０は、前記積分信号ＳＣＩに応答してノイズが最小の、最適なタイミングで前記第１、第２、第３及び第４センシングパルスを積分し前記第２センシング電圧ＳＶ２を生成する。例えば、前記積分信号ＳＣＩは、前記クロック信号ＣＰＶがローレベルであって前記出力イネーブル信号ＯＥがローレベルである区間で活性化する。図５を参照すると、前記クロック信号ＣＰＶがローレベルであって前記出力イネーブル信号ＯＥがローレベルである区間において、ノイズは低下しているともに最小値を有している。
前記センシングタイミング制御部６２０は、前記第４センシングパルスまでが積分された後、前記第２センシング電圧ＳＶ２を検出して前記第２センシング電圧ＳＶ２に基づいてタッチされた位置を検出する。例えば、前記センシングタイミング制御部６２０は、前記第４センシングパルスを積分する前記積分信号ＳＣＩの立下りエッジに応答して前記第２センシング電圧ＳＶ２を検出することができる。
前記センシングタイミング制御部６２０が前記ゲート制御信号に基づいてノイズが最小の区間に、前記第２センシング信号ＳＶ２を生成して検出することによって、前記第２センシング信号ＳＶ２の信号対雑音比を向上させることができる。
本実施形態によれば、前記単位タッチセンサＵＴＳが高いレベルを有する前記ゲート信号を利用することによって、信号対雑音比を向上させることができる。これに従って、タッチされた位置を容易に検出することができる。
図６は本発明の他の実施形態に係るタッチ表示装置の単位タッチセンサを駆動する信号のタイミング図である。
本実施形態に係るタッチ表示装置は、積分信号を除いて図１に示したタッチ表示装置と実質的に同一であるので、同じ構成に対して同じ参照番号を付与して重なる説明は省略する。
図６は４つのゲートラインと４つのセンシングラインを含む単位タッチセンサＵＴＳの駆動方法を一例として説明するがこれに限定されない。
図６を参照すれば、ゲート駆動部４１０は、前記開始信号ＳＴＶ、前記クロック信号ＣＰＶ及び前記出力イネーブル信号ＯＥに基づいて、前記第１、第２、第３及び第４ゲートラインＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、ＧＬ４に、第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４を順次に提供する。前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４が順次に提供される区間は、単位タッチセンサＵＴＳの区間ＵＴＳ＿Ｐで画定されることができる。
前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４のそれぞれは、第１充電区間の間ハイレベルを有する。前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４のそれぞれは、順次に第１充電区間の間、ハイレベルを有するので、前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４の第１充電区間が互いに重ならない。
前記センシングタイミング制御部６２０は、前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４に基づいて前記積分信号ＳＣＩ１を生成しセンシング駆動部５００の積分部５１０に提供する。よって、図３に示す積分部５１０には、フィルタ５３０からの出力及び積分信号ＳＣＩ１が入力される。例えば、前記積分信号ＳＣＩ１は前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４の第１充電区間の間、活性化する。
前記積分部５１０は前記積分信号ＳＣＩ１に応答し、第１、第２、第３及び第４センシングパルスを積分し前記第２センシング電圧ＳＶ２を生成する。
従って、前記センシングタイミング制御部６２０は、前記第１、第２、第３及び第４センシングパルスを積分した前記第２センシング電圧ＳＶ２を検出して、前記第２センシング電圧ＳＶ２を利用してタッチされた位置を検出する。
例えば、前記センシングタイミング制御部６２０は、前記第４センシングパルスを積分する前記積分信号ＳＣＩ１の立下りエッジに対応して前記第２センシング電圧ＳＶ２を検出することができる。積分信号ＳＣＩ１の立下りエッジにおいては、第２センシング電圧ＳＶ２は第１〜第４センシングパルスを積分した電圧となっている。
本実施形態によれば、前記単位タッチセンサＵＴＳが高いレベルを有する前記ゲート信号を利用することによって、信号対雑音比を向上させることができる。これに従って、タッチされた位置を容易に検出することができる。
図７は本発明のまた他の実施形態に係るタッチ表示装置の単位タッチセンサを駆動する信号のタイミング図である。
本実施形態に係るタッチ表示装置は積分信号を除いて図１に示したタッチ表示装置と実質的に同一であるので、同じ構成に対して同じ参照番号を付与して、重なる説明は省略する。
図７は４つのゲートラインと４つのセンシングラインを含む単位タッチセンサＵＴＳの駆動方法を一例として説明するがこれに限定されない。
図７を参照すれば、前記ゲート駆動部４１０は、前記開始信号ＳＴＶ、前記クロック信号ＣＰＶ、及び前記出力イネーブル信号ＯＥに基づいて、前記第１、第２、第３及び第４ゲートラインＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、ＧＬ４に、第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４を順次に提供する。前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４が順次に提供される区間は、単位タッチセンサＵＴＳの区間ＵＴＳ＿Ｐで画定されることができる。
前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４のそれぞれは、第１及び第２充電区間間ハイレベルを有する。前記第１充電区間及び前記第２充電区間の幅は同一である。
前記第１充電区間は前記第１、第２、第３及び第４ゲートラインＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、ＧＬ４に接続された画素電極ＰＥが予め充電される区間である。従って、前記画素電極ＰＥは、駆動周波数の増加などにもかかわらず、前記第２充電区間の前の前記第１充電区間の間、さらに充電されることによって、充電不良を防止することができる。即ち、前記画素電極ＰＥが充電される時間が長くなることによって、充電時間を十分に確保することができる。
前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４のうち、連続する２つのゲート信号が互いに重なる。
例えば、前記第１ゲート信号Ｇａｔｅ＿１の第２充電区間と前記第２ゲート信号Ｇａｔｅ＿２の第１充電区間は重なり、前記第２ゲート信号Ｇａｔｅ＿２の第２充電区間と前記第３ゲート信号Ｇａｔｅ＿３の第１充電区間は重なり、前記第３ゲート信号Ｇａｔｅ＿３の第２充電区間と前記第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿４の第１充電区間は重なる。
前記連続する２つのゲート信号が重なる区間での前記第１センシング信号ＳＶ１は、前記ゲート信号が重ならない区間での前記第１センシング信号ＳＶ１よりチャージシェアリング（ｃｈａｒｇｅ ｓｈａｒｉｎｇ）現象によって高いレベルの電圧を有することができる。
例えば、前記連続する２つのゲート信号が重なる区間での前記第１センシング信号ＳＶ１は、前記ゲート信号の１／２のレベルの電圧を有する反面、前記ゲート信号が重ならない区間での前記第１センシング信号ＳＶ１は、前記ゲート信号の１／４のレベルの電圧を有することができる。
前記センシングタイミング制御部８２０は、前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４に基づいて前記積分信号ＳＣＩ２を生成しセンシング駆動部５００の積分部５１０に提供する。よって、図３に示す積分部５１０には、フィルタ５３０からの出力及び積分信号ＳＣＩ２が入力される。
前記積分信号ＳＣＩ２は前記連続する２つのゲート信号が重なる区間の間、活性化されることができる。
具体的に、前記積分信号ＳＣＩ２は、前記第２センシング信号ＳＶ２のレベルが前記ゲート信号のレベルＶｇと同じになるように前記第１ゲート信号Ｇａｔｅ＿１と前記第２ゲート信号Ｇａｔｅ＿２が重なる区間、前記第２ゲート信号Ｇａｔｅ＿２と前記第３ゲート信号Ｇａｔｅ＿３が重なる区間、及び、前記第３ゲート信号Ｇａｔｅ＿３と前記第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿４が重なる区間のうち、２つの区間の間、活性化されることができる。
これとは違って、前記積分信号ＳＣＩ２は、前記第１ゲート信号Ｇａｔｅ＿１の第１充電区間から、前記第２センシング信号ＳＶ２のレベルが前記ゲート信号のレベルＶｇ以上になる区間まで活性されて前記積分部５１０が前記第１センシング信号ＳＶ１を前記第１ゲート信号Ｇａｔｅ＿１の第１充電区間から前記第２センシング信号ＳＶ２のレベルが前記ゲート信号のレベルＶｇ以上になる区間まで積分することができる。
本実施形態によれば、前記ゲート信号が前記第１充電区間を有することによって、前記画素電極ＰＥが十分に充電する充電時間を有することができる。従って、前記画素電極ＰＥの充電不良を防止することができる。
また、前記積分部５１０が前記第１センシング信号を積分する積分区間を減少させることによって、電力消費を減少させることができる。
図８は本発明のまた他の実施形態に係るタッチ表示装置の単位タッチセンサを駆動する信号のタイミング図である。
本実施形態に係るタッチ表示装置は積分信号を除いて、図１に示したタッチ表示装置と実質的に同一であるので、同じ構成に対して同じ参照番号を付与して、重なる説明は省略する。
図８は４つのゲートラインと４つのセンシングラインを含む単位タッチセンサＵＴＳの駆動方法を一例として説明するがこれに限定されない。
図８を参照すれば、前記ゲート駆動部４１０Ｂは、前記開始信号ＳＴＶ、前記クロック信号ＣＰＶ、及び前記出力イネーブル信号ＯＥに基づいて前記第１、第２、第３及び第４ゲートラインＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、ＧＬ４に、第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４を順次に提供する。前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４が順次に提供される区間は、単位タッチセンサＵＴＳの区間ＵＴＳ＿Ｐで画定されることができる。
前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４のそれぞれは、第１充電区間と第２充電区間との間、ハイレベルを有する。前記第１充電区間が前記第２充電区間の３倍の幅を有することができる。つまり、ゲート信号のハイレベルの区間のうち最初の３／４が第１充電区間であり、引き続く次の１／４が第２充電区間である。
前記第１充電区間は、前記第１、第２、第３及び第４ゲートラインＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、ＧＬ４に接続された画素電極ＰＥが予め充電される区間である。従って、前記画素電極ＰＥは、駆動周波数の増加などにもかかわらず、前記第２充電区間前に前記第１充電区間の間、さらに充電されることによって、充電不良を防止することができる。即ち、前記画素電極ＰＥが充電される時間が長くなることによって、充電時間を十分に確保することができる。
連続する第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４が互いに重なる。
例えば、前記第１ゲート信号Ｇａｔｅ＿１の第１充電区間の２／３及び第２充電区間は、前記第２ゲート信号Ｇａｔｅ＿２の第１充電区間と重なり、前記第２ゲート信号Ｇａｔｅ＿２の第１充電区間の２／３及び第２充電区間は、前記第３ゲート信号Ｇａｔｅ＿３の第１充電区間と重なり、前記第３ゲート信号Ｇａｔｅ＿３の第１充電区間の２／３及び第２充電区間は、前記第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿４の第１充電区間と重なる。
これに従って、前記第１ゲート信号Ｇａｔｅ＿１は、前記第２ゲート信号Ｇａｔｅ＿２だけでなく、前記第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４のそれぞれの第１充電区間とも重なる。
連続する第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４が重なる個数が増加するほどチャージシェアリング（ｃｈａｒｇｅ ｓｈａｒｉｎｇ）現象によって前記第１センシング信号ＳＶ１のレベルが増加する。
例えば、前記第２、第３、及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４のうち、いずれとも重ならない前記第１ゲート信号Ｇａｔｅ＿１の第１充電区間での前記第１センシング信号ＳＶ１は、前記ゲート信号の１／４のレベルの電圧を有して、前記第２ゲート信号Ｇａｔｅ＿２と重なる前記第１ゲート信号Ｇａｔｅ＿１の第１充電区間での前記第１センシング信号ＳＶ１は、前記ゲート信号の２／４のレベルの電圧を有して、前記第２及び第３ゲート信号Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３と重なる前記第１ゲート信号Ｇａｔｅ＿１の第１充電区間での前記第１センシング信号ＳＶ１は前記ゲート信号の３／４のレベルの電圧を有して、前記第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿３と重なる前記第１ゲート信号Ｇａｔｅ＿１の第２充電区間での前記第１センシング信号ＳＶ１は前記ゲート信号のレベルの電圧Ｖｇを有することができる。
前記センシングタイミング制御部８２０は、前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４に基づいて前記積分信号ＳＣＩ３を生成しセンシング駆動部５００の積分部５１０に提供する。よって、図３に示す積分部５１０には、フィルタ５３０からの出力及び積分信号ＳＣＩ３が入力される。
前記積分信号ＳＣＩ３は前記連続するゲート信号が互いに重なる区間の間、活性化されることができる。
具体的に、前記積分信号ＳＣＩ３は、前記第２センシング信号ＳＶ２のレベルが前記ゲート信号のレベルＶｇと同じになるように、前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４全部が重なる区間の間、活性化されることができる。
これとは違って、前記積分部５１０は、前記第１、第２、第３及び第４ゲート信号Ｇａｔｅ＿１、Ｇａｔｅ＿２、Ｇａｔｅ＿３、Ｇａｔｅ＿４が全部重なる区間の間、実質的に積分しないので、前記積分部５１０を省略することもできる。
これとは違って、前記積分信号ＳＣＩ３は、前記第１ゲート信号Ｇａｔｅ＿１の第１充電区間から前記第２センシング信号ＳＶ２のレベルが前記ゲート信号のレベルＶｇ以上になる区間まで活性化し、前記積分部５１０が前記第１ゲート信号Ｇａｔｅ＿１の第１充電区間から前記第２センシング信号ＳＶ２のレベルが前記ゲート信号のレベルＶｇ以上になる区間まで積分することもできる。
本実施形態では前記第１充電区間が前記第２充電区間の３倍の幅を有することを例として説明したが、前記第１充電区間は、前記第２充電区間の少なくとも２倍の幅を有することができる。
本実施形態によれば、前記ゲート信号が前記第１充電区間を有することによって、前記画素電極ＰＥが十分に充電時間を有することができる。従って、前記画素電極ＰＥの充電不良を防止することができる。
また、前記積分部５１０が前記第１センシング信号を積分する積分区間を減少させることによって、消費電力を減少させることができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明によれば、導電性を有する物体によって静電容量の変化を検出しタッチされた位置を検出する単位タッチユニットを画素電極が形成された第１基板に形成することによって、信号対雑音比を向上させることができる。
前記単位タッチユニットの入力信号を従来に比べて高いレベルを有するゲート信号を利用することによって、高い出力信号を得ることができる。従って、信号対雑音比を向上させることができる。
前記ゲート信号を制御するゲート制御信号を利用してノイズが最小の区間で前記出力信号を積分するようにする積分信号を生成することによって、信号対雑音比を向上させることができる。
連続するゲート信号の充電区間が互いに重なることによって、前記出力信号を積分する区間を減少させることができる。従って、消費電力を減少させることができる。
１００ 第１基板
１１０ 第１ベース基板
１２０ カラーフィルタ層
１３０ 遮光パターン
ＣＥ共通電極
２００ 第２基板
２１０ 第２ベース基板
ＳＷスイッチング素子
ＳＬセンシングライン
ＰＥ画素電極
４００ 表示パネル駆動部
５００ センシング駆動部
６００ 制御部
６１０ 表示パネルタイミング制御部
６２０ センシングタイミング制御部

Claims (6)

  1. タッチ表示パネルに含まれたベース基板の第１面上に配置された複数のゲートラインにゲート信号を順次に提供するステップと、
    前記第１面上に配置されて前記ゲートラインと交差する複数のデータラインに前記ゲート信号に同期されたデータ信号を出力するステップと、
    前記ゲート信号に応答し、前記第１面と対向する前記ベース基板の第２面上に配置された複数のセンシングラインを介し第１センシング信号を読み出すステップと、
    前記第１センシング信号を利用してタッチされた位置を検出するステップとを含み、 前記タッチされた位置を検出するステップは、
    前記ゲートラインのうち、ｎ個のゲートラインに印加されるｎ個のゲート信号のそれぞれに応答して前記センシングラインのうち、少なくとも１つのセンシングラインから読み出された前記第１センシング信号を積分し第２センシング信号を生成するステップと、
    前記ｎ個のゲート信号に基づいて積分信号を生成するステップと、
    前記積分信号に応答し前記第１センシング信号を積分するステップと、を含むことを特徴とするタッチ表示パネルの駆動方法。
  2. 前記第２センシング信号のハイレベルは、前記ゲート信号のハイレベルと同一であることを特徴とする請求項１に記載のタッチ表示パネルの駆動方法。
  3. 第１ベース基板及び前記第１ベース基板上に配置された共通電極を含む第１基板と、
    第２ベース基板、前記第１ベース基板と対向する前記第２ベース基板の第１面上に配置された複数のゲートライン、及び、前記第１面と対向する前記第２ベース基板の第２面上に配置されて前記ゲートラインと交差する少なくとも１つのセンシングラインを含む単位タッチセンサを含む第２基板と、
    前記ゲートラインにゲート信号を順次に提供して、前記ゲート信号に応答し前記センシングラインを介し第１センシング信号を読み出す駆動部と、を含み、
    前記駆動部は、タッチされた位置を検出すべく、前記ゲートラインのうち、ｎ個のゲートラインに印加されるｎ個のゲート信号のそれぞれに応答して前記センシングラインのうち、少なくとも１つのセンシングラインから読み出された前記第１センシング信号を積分し第２センシング信号を生成するとともに、前記ｎ個のゲート信号に基づいて積分信号を生成し、前記積分信号に応答し前記第１センシング信号を積分することを特徴とするタッチ表示装置。
  4. 前記第２基板は、前記第２ベース基板の第１面上に前記センシングラインと平行なデータラインをさらに含み、
    前記センシングラインは、前記データラインと一対一対応することを特徴とする請求項３に記載のタッチ表示装置。
  5. 前記第２基板は、前記第２ベース基板の第１面上に前記センシングラインと平行なデータラインをさらに含み、
    前記センシングラインは、前記データラインと一対多対応することを特徴とする請求項３に記載のタッチ表示装置。
  6. 前記駆動部は、
    前記ゲートラインに前記ゲート信号を順次に提供するゲート駆動部と、
    前記ゲート信号のそれぞれに応答し、前記センシングラインから前記第１センシング信号を読み出すセンシング駆動部と、
    前記ゲート信号を制御するゲート制御信号を生成する表示パネルタイミング制御部と、
    前記ゲート信号または前記ゲート制御信号に基づいて、前記第１センシング信号を積分する積分信号を生成するセンシングタイミング制御部と、を含むことを特徴とする請求項３に記載のタッチ表示装置。
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