KR20100005855A - Liquid crystal display and method for driving the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A liquid crystal display and a method for driving the same are provided to prevent a wrong operation as a coupled signal caused by a polarity signal through an inverse driving type by averaging the sensed values at a pair of adjacent touch sensors. CONSTITUTION: Pixel regions are defined by a plurality of data lines(101) and a plurality of data lines(102) which are crossed with each other. A pixel transistor(105) is formed at a crossed part of the data line and the gate line. Pixel electrodes(103) are formed in pixel regions. A readout line(115) is parallel with the data line and is formed at data lines, and a touch sensor is formed between pixel electrodes which are adjacent to the readout line.

Description

액정 표시 장치 및 이의 구동 방법{Liquid Crystal Display and Method for Driving the Same} Liquid Crystal Display and Method for Driving the Same

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로 특히, 내장형 터치 인셀 구조의 액정 표시 장치에 있어서, 터치 센서부가 동일한 극성의 신호가 인가되는 화소마다 배치될 경우, 발생되는 센서출력 편차를 보상하도록, 터치 센서부의 배치를 달리한 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device. In particular, in a liquid crystal display device having a built-in touch in-cell structure, the touch sensor unit may compensate for a sensor output deviation generated when the touch sensor unit is disposed for each pixel to which a signal having the same polarity is applied. A liquid crystal display device having a different arrangement and a driving method thereof.

최근, 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display)분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.In recent years, as the information age has entered, the display field for visually expressing electrical information signals has been rapidly developed, and various flat panel display devices having excellent performance of thinning, light weight, and low power consumption have been developed. Flat Display Device has been developed and is rapidly replacing the existing Cathode Ray Tube (CRT).

이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro luminescence Display Device : ELD) 등을 들 수 있는데, 이들은 공통적으로 화상 을 구현하는 평판 표시패널을 필수적인 구성요소로 하는 바, 평판 표시패널은 고유의 발광 또는 편광물질층을 사이에 두고 한 쌍의 투명 절연기판을 대면 합착시킨 구성을 갖는다.Specific examples of such a flat panel display device include a liquid crystal display device (LCD), a plasma display panel device (PDP), a field emission display device (FED), and an electroluminescent display device. (Electro luminescence Display Device, ELD) and the like, these are common to the flat panel display panel that implements the image as an essential component, the flat panel display panel has a pair of light emitting or polarizing material layer in between It has a configuration in which a transparent insulating substrate is faced and bonded together.

이중 액정 표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 화상 표시장치는 액정셀을 가지는 표시패널과, 표시패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛 및 액정셀을 구동하기 위한 구동회로를 포함하여 구성된다.The dual liquid crystal display displays an image by adjusting the light transmittance of the liquid crystal using an electric field. To this end, the image display device includes a display panel having a liquid crystal cell, a backlight unit for irradiating light to the display panel, and a driving circuit for driving the liquid crystal cell.

표시패널은 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인이 교차하여 복수의 단위 화소영역이 정의 되도록 형성된다. 이때, 각 화소영역에는 서로 대향하는 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판과, 두 기판 사이에 일정한 셀갭 유지를 위해 위치하는 스페이서와, 그 셀갭에 채워진 액정을 구비한다.The display panel is formed such that a plurality of unit pixel regions are defined by crossing a plurality of gate lines and a plurality of data lines. In this case, each pixel area includes a thin film transistor array substrate and a color filter array substrate facing each other, a spacer positioned to maintain a constant cell gap between the two substrates, and a liquid crystal filled in the cell gap.

박막 트랜지스터 어레이 기판은 게이트 라인들 및 데이터 라인들과, 그 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차부마다 스위치소자로 형성된 박막 트랜지스터와, 액정셀 단위로 형성되어 박막 트랜지스터에 접속된 화소 전극 등과, 그들 위에 도포된 배향막으로 구성된다. 게이트 라인들과 데이터 라인들은 각각의 패드부를 통해 구동회로들로부터 신호를 공급받는다. The thin film transistor array substrate includes a gate line and a data line, a thin film transistor formed of a switch element at each intersection of the gate lines and the data lines, a pixel electrode formed of a liquid crystal cell and connected to the thin film transistor, and the like. It consists of the applied alignment film. The gate lines and the data lines receive signals from the driving circuits through the respective pad parts.

여기서, 박막 트랜지스터는 게이트 라인에 공급되는 스캔신호에 응답하여 데이터 라인에 공급되는 화소 전압신호를 화소 전극에 공급한다. The thin film transistor supplies the pixel voltage signal supplied to the data line to the pixel electrode in response to the scan signal supplied to the gate line.

그리고, 컬러필터 어레이 기판은 액정셀 단위로 형성된 컬러필터들과, 컬러필터들간의 구분 및 외부광 반사를 위한 블랙 매트릭스와, 액정셀들에 공통적으로 기준전압을 공급하는 공통 전극 등과, 그들 위에 도포되는 배향막으로 구성된다.In addition, the color filter array substrate is coated on the color filters formed in units of liquid crystal cells, a black matrix for distinguishing between the color filters and reflecting external light, a common electrode for supplying a reference voltage to the liquid crystal cells in common, and the like. It consists of the alignment film which becomes.

이렇게 별도로 제작된 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 어레이 기판을 정렬한 후 서로 대향 합착한 다음 액정을 주입하고 봉입함으로써 완성하게 된다.The thin film transistor substrate and the color filter array substrate manufactured separately are aligned and then bonded to each other, and then the liquid crystal is injected and encapsulated.

이와 같이 형성된 액정 표시장치는 최근 들어 광센서를 표시패널 내부에 형성하여 외부광의 밝기에 따라 백라이트 유닛을 제어하고, 표시패널의 외부에 부착함으로써 부피가 증가하게 했었던 터치 패널을 표시패널의 내부에 형성하려는 노력이 증가하고 있다.The liquid crystal display device formed as described above has recently formed an optical sensor inside the display panel to control the backlight unit according to the brightness of the external light, and to attach the touch panel to the outside of the display panel to form a touch panel inside the display panel. Efforts to increase are increasing.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 액정 표시 장치를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a liquid crystal display according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은, 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치의 등가회로도를 나타낸 회로도이다. 1 is a circuit diagram showing an equivalent circuit diagram of an active matrix liquid crystal display device.

액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치에 사용되는 스위칭소자로는 도 1과 같이 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 한다)가 이용되고 있다.As a switching element used in an active matrix type liquid crystal display device, a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) is mainly used as shown in FIG. 1.

도 1을 참조하면, 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는, 디지털 비디오 데이터를 감마기준전압을 기준으로 아날로그 데이터전압으로 변환하여 데이터라인(DL)에 공급함과 동시에 스캔펄스를 게이트라인(GL)에 공급하여, 데이터전압을 액정셀(Clc)에 충전시킨다. 이를 위해, TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL)에 접속되고, 소스전극은 데이터라인(DL)에 접속되며, 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst1)의 일측 전극에 접속된다. 액정 셀(Clc)의 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다. 스토리지 캐패시터(Cst1)는 TFT가 턴-온될 때 데이터라인(DL)으로부터 인가되는 데이터전압을 충전하여 액정셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지하는 역할을 한다. 스캔펄스가 게이트라인(GL)에 인가되면 TFT는 턴-온(Turn-on)되어 소스전극과 드레인전극 사이의 채널을 형성하여 데이터라인(DL) 상의 전압을 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급한다. 이때 액정셀(Clc)의 액정분자들은 화소전극과 공통전극 사이의 전계에 의하여 배열이 바뀌면서 입사광을 변조하게 된다. Referring to FIG. 1, an active matrix type liquid crystal display converts digital video data into an analog data voltage based on a gamma reference voltage and supplies it to the data line DL and simultaneously supplies scan pulses to the gate line GL. The data voltage is charged in the liquid crystal cell Clc. For this purpose, the gate electrode of the TFT is connected to the gate line GL, the source electrode is connected to the data line DL, and the drain electrode of the TFT is connected to the pixel electrode of the liquid crystal cell Clc and the storage capacitor Cst1. It is connected to one electrode. The common voltage Vcom is supplied to the common electrode of the liquid crystal cell Clc. The storage capacitor Cst1 charges a data voltage applied from the data line DL when the TFT is turned on to maintain a constant voltage of the liquid crystal cell Clc. When the scan pulse is applied to the gate line GL, the TFT is turned on to form a channel between the source electrode and the drain electrode so that the voltage on the data line DL is applied to the pixel electrode of the liquid crystal cell Clc. Supply. At this time, the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell Clc modulate the incident light by changing the arrangement by the electric field between the pixel electrode and the common electrode.

한편, 액정표시장치는 수동 발광 소자로서, 액정 패널의 배면에 배치된 백라이트유닛으로부터 발생되는 백라이트를 이용하여 화면의 휘도를 조절한다.On the other hand, the liquid crystal display device is a passive light emitting device, and adjusts the brightness of the screen by using the backlight generated from the backlight unit disposed on the rear surface of the liquid crystal panel.

최근, 이러한 액정표시장치 상에 터치스크린 패널(Touch Screen Panel)을 부착하는 기술이 제안된 바 있다. 터치스크린 패널은 일반적으로 표시장치상에 부착되어 손가락 또는 펜과 같은 불투명 물체와 접촉되는 터치지점에서 전기적인 특성이 변하여 그 터치지점을 감지하는 유저 인터페이스를 말한다. 터치 스크린 패널이 부착된 액정 표시 장치는 사용자의 손가락 또는 터치 펜(touch pen) 등이 화면에 접촉될 때, 그 접촉 위치 정보를 검출하고 검출된 정보에 기반하여 다양한 어플리 케이션(Application)을 구현할 수 있다.Recently, a technology for attaching a touch screen panel on such a liquid crystal display has been proposed. A touch screen panel generally refers to a user interface attached to a display device to detect a touch point by changing electrical characteristics at a touch point that is in contact with an opaque object such as a finger or a pen. When a user's finger or touch pen touches a screen, the liquid crystal display with a touch screen panel detects contact position information and implements various applications based on the detected information. have.

그러나, 이러한 액정 표시 장치는 터치 스크린 패널로 인한 원가 상승, 터치 스크린 패널을 액정 패널 위에 접착시키는 공정 추가로 인한 수율 감소, 액정 패널의 휘도 저하 및 두께 증가라는 여러가지 문제점을 야기하게 된다.However, such a liquid crystal display device causes various problems such as a cost increase due to a touch screen panel, a decrease in yield due to a process of adhering the touch screen panel to a liquid crystal panel, a decrease in brightness and an increase in thickness of the liquid crystal panel.

도 2는 일반적인 터치 센서부의 동작 설명을 위한 도면이다.2 is a diagram for describing an operation of a general touch sensor unit.

앞서 서술한 부착형 터치 패널의 상술한 문제점을 해결하기 위하여 최근, 터치 스크린 패널 대신에, 센싱 트랜지스터(Tss)를 포함하는 터치 센서부를 액정표시장치의 액정셀(Clc) 내부에 형성하는 터치 패널 인 셀(Touch Panel In-Cell) 방식이 제안되고 있다. In order to solve the above-described problem of the touch panel described above, instead of the touch screen panel, a touch panel that forms a touch sensor unit including a sensing transistor Tss inside the liquid crystal cell Clc of the liquid crystal display device Cell (Touch Panel In-Cell) method has been proposed.

도 2와 같이, 터치 센서부는 외부로부터 입사되는 광량 변화에 따라 광전류(Is)를 다르게 발생하는 센싱 트랜지스터(Tss), 광전류(Is)에 의한 전하들을 저장하는 센싱 캐패시터(Cs), 및 센싱 캐패시터(Cs)에 저장된 전하들의 출력을 스위칭하는 스위칭 트랜지스터(Switch TFT)를 포함한다. As illustrated in FIG. 2, the touch sensor unit includes a sensing transistor Tss for generating a photocurrent Is differently according to a change in the amount of light incident from the outside, a sensing capacitor Cs for storing charges by the photocurrent Is, and a sensing capacitor And a switching transistor for switching the output of the charges stored in Cs).

상기 센싱 트랜지스터(Tss)의 게이트전극에는 자신의 문턱전압 이하의 전압으로 설정된 스토리지 전압(Vsto)이 공급된다. 터치 센서부는, 백라이트보다 어두운 조도 환경(실내 환경)에서는 터치된 부분에 대응되는 센싱 트랜지스터(Tss)의 광전류(Is)가 터치되지 않은 부분에 대응되는 센싱 트랜지스터(Tss)의 광전류에 비해 큰 반면, 백라이트보다 밝은 조도 환경(실외 환경)에서는 터치된 부분에 대응되는 센싱 트랜지스터(Tss)의 광전류(Is)가 터치되지 않은 부분에 대응되는 센싱 트랜지스터(Tss)의 광전류(Is)에 비해 작은 것을 이용하여, 터치 또는 미 터치된 부분에서의 광감지신호를 서로 다르게 발생한다. The storage voltage Vsto set to a voltage below its threshold voltage is supplied to the gate electrode of the sensing transistor Tss. In the light sensor environment (indoor environment) that is darker than the backlight, the touch sensor unit has a larger photocurrent Is of the sensing transistor Tss corresponding to the touched portion than the photocurrent of the sensing transistor Tss corresponding to the non-touched portion. In an illuminance environment (outdoor environment) that is brighter than a backlight, the photocurrent Is of the sensing transistor Tss corresponding to the touched portion is smaller than the photocurrent Is of the sensing transistor Tss corresponding to the non-touched portion. , The light detection signal at the touched or untouched portion is generated differently.

그리고, 상기 터치 센서부에서, 상기 센싱 트랜지스터(Tss)는 빛을 감지하여, 주변 대비 밝기 차이를 통해 위치를 인식하여, 터치를 감지하게 되며, 1 프레임(frame)동안 센싱 캐패시터(Cs)에 저장된 신호는 전단 게이트 라인(Vgn-1)와 접 속된 스위칭 트랜지스터(Switch TFT)가 구동될 때 인접한 리드 아웃 라인측으로 전달된다.In addition, in the touch sensor unit, the sensing transistor Tss detects light, recognizes a position through a difference in brightness relative to a surrounding, and detects a touch, and is stored in the sensing capacitor Cs for one frame. The signal is transferred to the adjacent read out line side when the switching transistor connected to the front gate line Vgn-1 is driven.

여기서, 상기 스위칭 트랜지스터(Switch TFT)는 상기 리드 아웃 라인과 연결되고, 상기 리드아웃 라인에서 감지된 광전류를 리드 아웃 집적 회로(RO)에서 센싱 검출하게 되는데, 이 때, 상기 리드 아웃 라인이 갖는 배선의 저항(Ro) 값이 존재한다. Herein, the switching transistor is connected to the read out line, and the photo current sensed by the read out line is sensed by the read out integrated circuit RO. In this case, the wiring of the read out line There is a resistance (Ro) value of.

또한, TN(Twitsted Nematic) 모드의 액정 표시 장치의 경우, 상판에 전면 형성되는 공통 전극인 상판 ITO(Indium Tin Oxide)와, 상기 리드 아웃 라인 사이에 액정층을 유전체로 하는 제 1 기생 캐패시터(Co)가 발생한다.In the case of a liquid crystal display device of Twitsted Nematic (TN) mode, a first parasitic capacitor (Co) having a liquid crystal layer as a dielectric between a top plate indium tin oxide (ITO), which is a common electrode formed on the top surface, and the lead-out line. ) Occurs.

그리고, 상기 터치 센서부와 인접한 공통 전압 라인(Vcom) 또는 데이터 라인(Data line)과 리드 아웃 라인 사이에 제 2 기생 캐패시터(Ca)가 발생한다.In addition, a second parasitic capacitor Ca is generated between the common voltage line Vcom or the data line and the readout line adjacent to the touch sensor unit.

한편, 상기 액정 표시 장치의 각 화소 영역의 화소 전극의 구동은 반전(inversion) 방식으로, 프레임별로 (+), (-) 극성으로 변화하도록 이루어진다. 이 경우, 상기 화소 전극의 구동 변화에 따라 터치 센서부의 센싱 출력에도 영향을 준다. 즉, 화소 전극의 극성에 따라 짝수(even) 프레임과, 홀수(odd) 프레임별 센싱 출력 값이 변화하게 된다.On the other hand, the driving of the pixel electrode of each pixel area of the liquid crystal display device is inverted (inversion), it is made to change to the (+), (-) polarity for each frame. In this case, the sensing output of the touch sensor unit is also affected by a change in driving of the pixel electrode. That is, the sensing output values of the even frame and the odd frame change according to the polarity of the pixel electrode.

도 3은 종래의 액정 표시 장치의 터치 센서부 배치를 나타낸 개략도이다.3 is a schematic view showing a touch sensor unit arrangement of a conventional liquid crystal display.

도 3과 같이, 종래의 액정 표시 장치는, 터치 센서부(PS)가 예를 들어, 모두 동일한 프레임(frame)에 영향을 받도록 세로상으로 2개의 화소 영역마다 하나씩 배 치되어 있다. 여기서, 상기 터치 센서부(PS)를 통해 리드 아웃 집적 회로에서 검출되는 출력은 짝수(even) 프레임일 때와 홀수(odd) 프레임(frame)일 때, 서로 상이한 두 가지 출력으로 나오게 된다.As shown in FIG. 3, in the conventional liquid crystal display device, the touch sensor units PS are disposed one by one in every two pixel areas vertically such that the touch sensors PS are all affected by the same frame. In this case, the output detected by the readout integrated circuit through the touch sensor unit PS is output as two different outputs when the frame is an even frame or the odd frame.

이는, 터치 센서부 및 이로부터 리드 아웃 집적 회로에 센싱된 신호를 전달되는 리드 아웃 라인과, 교류(AC:Aternating Current) 신호가 들어오는 공통 라인 또는 데이터 라인이 인접하여 커플링(coupling)이 발생하고, 또한 상기 리드 아웃 라인과 오버랩되는 상기 공통 전극 사이에도 의도하지 않은 기생 캐패시터가 발생하여, 이들이 터치 센서부의 센싱시 노이즈로 작용하기 때문이다. 이에 의해, 각 프레임별로 서로 다른 센싱 출력이 나오게 되는 원인이 된다.The coupling occurs when the readout line transferring the sensed signal to the touch sensor unit and the readout integrated circuit therefrom and a common line or data line to which an alternating current (AC) signal is input are adjacent to each other. In addition, an unintended parasitic capacitor is generated between the lead-out line and the common electrode overlapping with each other, and they act as noise when sensing the touch sensor unit. This causes a different sensing output for each frame.

이와 같이, 홀수 및 짝수 프레임별로 서로 다른 센싱 값이 나오게 되면, 정확한 터치 위치의 감지가 어렵거나 혹은, 실제 프레임별 동일 위치에 터치가 있다고 하더라도, 프레임별 다른 터치 출력에 의한 동작을 수행하기도 한다. As such, when different sensing values are output for each of odd and even frames, it is difficult to detect an accurate touch position, or even if there is a touch at the same position for each frame, an operation by different touch outputs for each frame may be performed.

상기와 같은 종래의 터치 패널 인셀(in-cell) 방식의 액정 표시 장치에는 다음과 같은 문제점이 있다.The conventional touch panel in-cell type liquid crystal display has the following problems.

첫째, 터치 센서부는 그 출력 라인으로 리드 아웃 라인을 구비하는데, 이의 배선 저항과, 상기 리드 아웃 라인과 인접한 데이터 라인이나 공통 라인 혹은, 상기 리드 아웃 라인과 상판의 공통 전극 사이의 발생되는 기생용량 및 저항으로 인해 커플링(coupling)을 발생시켜, 터치 센서부에서 센싱되는 값의 오차가 발생하게 된다.First, the touch sensor unit includes a lead-out line as its output line, the wiring resistance thereof, the parasitic capacitance generated between the data line or the common line adjacent to the lead-out line, or between the lead-out line and the common electrode of the upper plate. Coupling occurs due to the resistance, and an error of a value sensed by the touch sensor unit occurs.

둘째, 일반적으로 터치 센서부는, 세로 방향으로 2개의 화소마다 배치되는데, 이 경우, 라인 반전 방식으로 신호가 인가된다면, 터치 센서부가 위치하는 화소는 각각의 프레임별로 모두 동일한 극성의 신호가 인가되고, 이에 따라 리드아웃 라인과 인접 또는 오버랩되는 배선 또는 전극 사이에 커플링이 발생하는 상황에서, 각 프레임별로 상기 커플링에 의한 편차가 달라지게 되고, 이에 의해 홀수 또는 짝수 프레임에 따라 스윙(swing)되는 현상이 심하다. 즉, 프레임별 센싱된 값의 편차가 심하게 차이가 나 이에 의해 터치 센싱의 오동작이 발생할 수 있다. Secondly, in general, the touch sensor unit is disposed every two pixels in the vertical direction. In this case, when a signal is applied in a line inversion method, signals of the same polarity are applied to each pixel in which the touch sensor unit is located. Accordingly, in a situation in which coupling occurs between a lead-out line and an adjacent or overlapping wiring or electrode, the deviation due to the coupling varies for each frame, thereby swinging the odd or even frames. The phenomenon is severe. That is, the deviation of the sensed value for each frame is severely different, and thereby malfunction of touch sensing may occur.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 내장형 터치 인셀 구조의 액정 표시 장치에 있어서, 터치 센서부가 동일한 극성의 신호가 인가되는 화소마다 배치될 경우, 발생되는 센서출력 편차를 보상하도록, 터치 센서부의 배치를 달리한 액정 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, in the liquid crystal display device of the built-in touch in-cell structure, to compensate for the sensor output deviation generated when the touch sensor unit is disposed for each pixel to which the signal of the same polarity is applied, SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a different arrangement of a touch sensor unit and a driving method thereof.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는, 서로 대향된 제 1 기판 및 제 2 기판;과, 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 라인 및 데이터 라인;과, 상기 각 화소 영역들에 각 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 픽셀 트랜지스터;와, 상기 각 화소 영역들에 형성된 화소 전극;과, 상기 데이터 라인에 평행하여, n (n은 자연수)개의 데이터 라인들마다 형성된 리드 아웃 라인;과, 상기 각 게이트 라인에 평행하게, 형성된 스토리지 라인 및 구동 전압 라인;과, 상기 리드 아웃 라인에 인접하고 이에 평행한 일 방향의 라인들의 화소 영역들에 각각, 형성된 터치 센서부;와, 상기 리드 아웃 라인과 연결되어, 인접한 홀수번째, 짝수번째 터치 센서부를 한쌍으로 하여 이로부터 센싱된 광전류의 평균값을 처리하는 평균 처리부; 및 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 이루어지는 것에 그 특징이 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including a first substrate and a second substrate facing each other, and a plurality of gate lines and data lines crossing each other on the first substrate to define pixel regions. A pixel transistor formed at an intersection of each gate line and a data line in each of the pixel regions; a pixel electrode formed in the pixel regions; and n (n is a natural number) in parallel to the data line; A lead out line formed in each of the data lines; a storage line and a driving voltage line formed in parallel to the respective gate lines; and in pixel regions of lines in one direction adjacent to and parallel to the lead out line. A pair of adjacent odd-numbered and even-numbered touch sensor units connected to the lead-out line, and flattening the photocurrent sensed therefrom; The average processing unit for processing values; And a liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate.

여기서, 상기 터치 센서부는, 상기 리드 아웃 라인과, 이에 인접한 화소 전극들 사이에 영역에, 상기 게이트 라인, 상기 구동 전압 라인 및 상기 스토리지 라인에 걸쳐 형성되며, 구체적으로는, 상기 터치 센서부는, 상기 구동 전압 라인에 소오스 전극이, 상기 스토리지 라인에 게이트 전극이 연결된 센싱 트랜지스터와, 상기 센싱 트랜지스터의 드레인 전극과, 상기 스토리지 라인 사이에 형성된 센싱 캐패시터 및 상기 센싱 트랜지스터의 드레인 전극에 소오스 전극이, 상기 게이트 라인에 게이트 전극이 연결되고, 상기 리드 아웃 라인에 드레인 전극이 형성된 스위칭 트랜지스터를 포함하여 이루어질 수 있다. Here, the touch sensor unit is formed over the gate line, the driving voltage line, and the storage line in an area between the readout line and the pixel electrodes adjacent thereto, and specifically, the touch sensor unit includes: A sensing electrode having a source electrode connected to a driving voltage line, a gate electrode connected to the storage line, a drain electrode of the sensing transistor, a sensing capacitor formed between the storage line and a drain electrode of the sensing transistor; A gate electrode may be connected to the line, and a switching transistor having a drain electrode formed on the lead-out line may be included.

상기 데이터 라인에 평행한 라인들에서 상기 화소 전극들은, 서로 인접한 화소 전극에 서로 반대 극성의 신호가 인가된다. 예를 들어, 상기 화소 전극들은, 도트 반전 구동되거나 라인 반전 구동될 수 있다. In lines parallel to the data line, the pixel electrodes are applied with signals of opposite polarities to pixel electrodes adjacent to each other. For example, the pixel electrodes may be dot inverted or line inverted.

또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치의 구동 방법은, 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 각 화소 영역들에 각 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 픽셀 트랜지스터와, 상기 각 화소 영역들에 형성된 화소 전극과, 상기 데이터 라인에 평행하여, n (n은 자연수)개의 데이터 라인들마다 형성된 리드 아웃 라인과, 상기 각 게이트 라인에 평행하게, 형성된 스토리지 라인 및 구동 전압 라인과, 상기 리드 아웃 라인에 인접하고 이에 평행한 일 방향의 라인들의 화소 영역들에 각각, 형성된 터치 센서부를 포함하여 이루어진 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 구동 전압 라인과, 상기 스토리지 라인에 각각 고전압 및 저전압 신호를 인가하는 단계;와, 소정의 접촉에 의해 상기 터치 센서부를 구동시켜, 상기 터치 센서부에 출력된 광전류를 해당 리드 아웃 라인을 통해 리드 아웃 집적 회로로 전달하는 단계;와, 상기 리드 아웃 라인에 전달된 값에 대해, 인접한 홀수번째, 짝수번째 터치 센서부를 한쌍으로 하여 이로부터 센싱된 광전류의 평균값을 처리하여, 이 값을 증폭하여 검출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것에 또 다른 특징이 있다. 여기서, 상기 각 화소 전극은 도트 반전 구동 또는 라인 반전 구동한다. In addition, the driving method of the liquid crystal display device of the present invention for achieving the same object, a plurality of gate lines and data lines crossing each other to define a pixel region, and the intersection of each gate line and data line in each pixel region A pixel transistor formed in a negative portion, a pixel electrode formed in each of the pixel regions, a read out line formed every n (n is a natural number) data lines in parallel with the data line, and in parallel with the gate lines, A driving method of a liquid crystal display device comprising: a formed touch line and a driving voltage line; and a touch sensor unit formed in pixel regions of lines in one direction adjacent to and parallel to the lead-out line. And applying high voltage and low voltage signals to the storage lines, respectively. Driving the touch sensor unit to transfer the photocurrent outputted from the touch sensor unit to a readout integrated circuit through a corresponding readout line; and adjacent odd-numbered and even-numbered numbers with respect to the value transmitted to the readout line. Another feature is that the method includes a pair of touch sensor units which process the average value of the photocurrent sensed therefrom, and amplify and detect the value. Here, each of the pixel electrodes drives dot inversion driving or line inversion driving.

여기서, 상기 터치 센서부는, 상기 구동 전압 라인에 소오스 전극이, 상기 스토리지 라인에 게이트 전극이 연결된 센싱 트랜지스터;와, 상기 센싱 트랜지스터의 드레인 전극과, 상기 스토리지 라인 사이에 형성된 센싱 캐패시터; 및 상기 센싱 트랜지스터의 드레인 전극에 소오스 전극이, 상기 게이트 라인에 게이트 전극이 연결되고, 상기 리드 아웃 라인에 드레인 전극이 형성된 스위칭 트랜지스터;를 포함하여 이루어진다. The touch sensor unit may include: a sensing transistor having a source electrode connected to the driving voltage line and a gate electrode connected to the storage line; a sensing capacitor formed between the drain electrode of the sensing transistor and the storage line; And a switching transistor having a source electrode connected to the drain electrode of the sensing transistor, a gate electrode connected to the gate line, and a drain electrode formed at the readout line.

상기 데이터 라인에 평행한 라인들에서 상기 화소 전극들은, 서로 인접한 화소 전극에 서로 반대 극성의 신호가 인가되어 구동될 수 있다. In the lines parallel to the data line, the pixel electrodes may be driven by applying signals of opposite polarities to pixel electrodes adjacent to each other.

상술한 액정 표시 장치의 구동 방법은, 예를 들어, 상기 화소 전극들을, 도트 반전 혹은 라인 반전시켜 구동할 수 있다. In the above-described method of driving the liquid crystal display, for example, the pixel electrodes may be driven by dot inversion or line inversion.

상기와 같은 본 발명의 액정 표시 장치 및 이의 구동 방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the liquid crystal display and the driving method thereof according to the present invention have the following effects.

본 발명의 액정 표시 장치는, 리드 아웃 라인에 인접한 각 화소 전극에 터치 센서부를 구비하고, 상기 인접한 한쌍의 터치 센서부들로부터 출력된 광전류를 센싱하여 이를 평균처리하는 평균 처리부를 리드 아웃 집적 회로에 더 구비한다.The liquid crystal display of the present invention includes a touch sensor unit at each pixel electrode adjacent to the lead-out line, and an average processing unit for sensing and averaging the photocurrents output from the pair of adjacent touch sensor units to the read-out integrated circuit. Equipped.

이로써, 도트 반전 방식 또는 라인 반전 방식에서 (+) 극성 및 (-) 극성의 신호가 들어오는 화소 전극들과 고르게 터치 센서부가 연결되도록 하여, 각각 홀수 프레임과 짝수 프레임에서, 일 극성으로 편향된 신호에 커플링되어 광 전류가 센싱 되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 세로상으로 각각 인접한 한쌍의 터치 센서부에서 센싱된 값을 평균 처리하여 터치를 감지하는 것으로, 반전 구동 방식에서, 극성 신호에 의해 커플링된 신호로 발생되는 오동작을 방지할 수 있다. Thus, in the dot inversion method or the line inversion method, the touch sensor unit is evenly connected to the pixel electrodes to which the signals of (+) polarity and (-) polarity are input, so that they are coupled to one polarized signal in odd and even frames, respectively. Ring to prevent the sensing of the photocurrent. That is, by sensing the touch by averaging the values sensed by a pair of vertically adjacent touch sensor units, in an inversion driving method, malfunctions generated by signals coupled by polarity signals can be prevented.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정 표시 장치 및 이의 구동 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a liquid crystal display and a driving method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 도트 반전 구동 방식에 있어서, 본 발명의 액정 표시 장치의 터치 센서부의 배치를 나타낸 개략도이고, 도 5는 라인 반전 구동 방식에 있어서, 본 발명의 액정 표시 장치의 터치 센서부의 배치를 나타낸 개략도이다.Fig. 4 is a schematic diagram showing the arrangement of the touch sensor portion of the liquid crystal display device of the present invention in the dot inversion driving method, and Fig. 5 is a schematic diagram showing the arrangement of the touch sensor portion of the liquid crystal display device of the present invention in the line inversion driving method. to be.

본 발명의 액정 표시 장치는, 도 4 및 도 5와 같이, 소정의 리드 아웃 라인에 인접한 세로 라인의 각 화소 영역들에 각각 터치 센서부(PS)를 구비한다. 이에 따라, 도 4 및 도 5와 같이, 상기 터치 센서부(PS)는 데이터 라인에 평행한 방향(세로 방향)으로 위치한 인접한 화소간 서로 반대 극성의 신호가 인가되는 도트 반전 구동 방식을 따르는 경우나 게이트 라인에 평행한 화소 라인별로 서로 반대 극성의 신호가 인가되는 라인 반전 방식에 있어서, 홀수 프레임이나 짝수 프레임이나 관계없이, 상기 터치 센서부(PS)들이 (+) 극성의 화소 및 (-) 극성의 신호가 인가되는 화소에 고르게 형성된다. 이에 따라 일 극성에 치우친 화소에 터치 센서부가 연결됨을 피하여, 프레임(frame)별 센싱 값의 차이가 남을 방지할 수 있다. 4 and 5, the liquid crystal display of the present invention includes a touch sensor unit PS in each pixel area of a vertical line adjacent to a predetermined lead out line. Accordingly, as illustrated in FIGS. 4 and 5, the touch sensor unit PS may follow a dot inversion driving method in which signals having opposite polarities are applied between adjacent pixels positioned in a direction parallel to a data line (a vertical direction). In a line inversion method in which signals having opposite polarities are applied to each pixel line parallel to the gate line, the touch sensor units PS may have a positive polarity pixel and a negative polarity regardless of an odd frame or an even frame. Is formed evenly on the pixel to which the signal is applied. Accordingly, the touch sensor unit may be connected to the pixel biased to one polarity, thereby preventing the difference in the sensing value of each frame.

도 6은 본 발명의 액정 표시 장치를 구체적으로 나타낸 회로도이며, 도 7은 본 발명의 액정 표시 장치의 터치 센서부를 구체적으로 나타낸 회로도이다.FIG. 6 is a circuit diagram specifically showing a liquid crystal display of the present invention, and FIG. 7 is a circuit diagram specifically showing a touch sensor unit of the liquid crystal display of the present invention.

도 6 및 도 7과 같이, 본 발명의 액정 표시 장치는, 복수개의 화소 영역이 정의되며, 서로 대향되어 된 제 1 기판(미도시) 및 제 2 기판(미도시)과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 형성된 액정층과, 상기 화소 영역 중 선택적인 영역들에 형성된 터치 센서부를 포함하여 이루어진다. 이 때, 상기 터치 센서부는 리드 아웃 라인과 인접한 세로 라인상의 화소 영역들에 각각 형성되어, 상기 리드 아웃 라인에 인접한 화소 영역들에 대해 서로 반전되어 구동되는 화소 전극들과 각각 연결되어 형성된다. 여기서, 상기 제 1 기판에는 터치 센서부 및 픽셀 트랜지스터가 정의되고, 상기 제 2 기판에는 블랙 매트릭스층 및 컬러 필터층이 정의되며, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 액정층의 구비에 의해 액정 캐패시터, 및 스토리지 캐패시터가 정의된다. 6 and 7, the liquid crystal display of the present invention includes a first substrate (not shown) and a second substrate (not shown) in which a plurality of pixel regions are defined and opposed to each other, and the first and the second substrates. It includes a liquid crystal layer formed between the two substrates, and the touch sensor unit formed in the selective regions of the pixel region. In this case, the touch sensor units are formed in pixel regions on the vertical line adjacent to the lead-out line, respectively, and are connected to pixel electrodes driven inverted with respect to the pixel regions adjacent to the lead-out line. Here, the touch substrate and the pixel transistor are defined in the first substrate, the black matrix layer and the color filter layer are defined in the second substrate, and a liquid crystal capacitor is formed by providing a liquid crystal layer between the first and second substrates. And a storage capacitor are defined.

보다 구체적으로 설명하면, 다음과 같다.More specifically, it is as follows.

상기 화소 영역들은, 서로 교차하여 복수개의 게이트라인들(G0,G1,... , Gn-1, Gn, Gn+1)(101) 및 복수개의 데이터라인들(D1, D2, ...., Dm-1, Dm, Dm+1)(102)에 의해 정의된다.The pixel regions may cross each other and include a plurality of gate lines G0, G1, ..., Gn-1, Gn, Gn + 1) 101 and a plurality of data lines D1, D2, .... , Dm-1, Dm, Dm + 1) 102.

그리고, 상기 상기 각 화소 영역들의 각 게이트 라인(G0,G1,... , Gn-1, Gn, Gn+1)(이하, 1101)과 데이터 라인(D1, D2, ...., Dm-1, Dm, Dm+1)(이하, 102)의 교차부에 픽셀 트랜지스터(Vpixel)(105)이 형성되고, 상기 각 화소 영역들에는 화소 전극(103)이 형성된다. Each of the gate lines G0, G1, ..., Gn-1, Gn, Gn + 1 (hereinafter, 1101) and the data lines D1, D2, ..., Dm- A pixel transistor (Vpixel) 105 is formed at an intersection of 1, Dm, and Dm + 1 (hereinafter, 102), and a pixel electrode 103 is formed in each pixel area.

또한, 상기 데이터 라인(102)에 평행하여, n (n은 자연수)개의 데이터 라인들마다 형성된 리드 아웃 라인(RO)(115)과, 상기 각 게이트 라인(101)에 평행하게, 형성된 스토리지 라인(Vsto)(117) 및 구동 전압 라인(Vdrv)(119)이 형성된다.In addition, a read-out line (RO) 115 formed in every n (n is a natural number) data lines in parallel to the data line 102 and a storage line formed in parallel to the gate lines 101. Vsto 117 and a driving voltage line Vdrv 119 are formed.

그리고, 상기 리드 아웃 라인(RO)(115)과 이에 인접한 화소 전극들(103) 사이에는, 상기 게이트 라인(101), 상기 구동 전압 라인(Vdrv) 및 상기 스토리지 라인(Vsto)에 걸쳐 형성된 터치 센서부(PS)가 형성된다.The touch sensor is formed between the gate line 101, the driving voltage line Vdrv, and the storage line Vsto between the read out line RO 115 and the pixel electrodes 103 adjacent thereto. Part PS is formed.

또한, 상기 리드 아웃 라인(RO)(115)과 연결되어, 광전류를 증폭하여 감지하는 리드 아웃 집적 회로(200)에는, 인접한 홀수번째, 짝수번째 터치 센서부(PS)를 한쌍으로 하여 이로부터 센싱된 광전류의 평균값을 처리하는 평균 처리부(210)를 더 구비한다.In addition, the lead-out integrated circuit 200, which is connected to the lead-out line RO 115 and amplifies and detects a photo current, senses a pair of adjacent odd-numbered and even-numbered touch sensor units PS therefrom. An average processing unit 210 for processing the average value of the photo current is further provided.

여기서, 상기 터치 센서부(PS)는, 도 7과 같이, 상기 구동 전압 라인(Vdrv)(119)에 소오스 전극이, 상기 스토리지 라인(Vsto)(117)에 게이트 전극이 연결된 센싱 트랜지스터(Ts)(111)와, 상기 센싱 트랜지스터(Ts)(111)의 드레인 전극과, 상기 스토리지 라인(Vsto)(117) 사이에 형성된 센싱 캐패시터(Cs)(113) 및 상기 센싱 트랜지스터(Cs)(111)의 드레인 전극에 소오스 전극이, 상기 게이트 라인(Vn)(101)에 게이트 전극이 연결되고, 상기 리드 아웃 라인(RO)(115)에 드레인 전극이 형성된 스위칭 트랜지스터(Tsw)(112)를 포함하여 이루어진다.In the touch sensor unit PS, as illustrated in FIG. 7, a sensing transistor Ts having a source electrode connected to the driving voltage line Vdrv 119 and a gate electrode connected to the storage line Vsto 117. A sensing capacitor Cs 113 formed between the drain electrode of the sensing transistor Ts 111 and the storage line Vsto 117 and the sensing transistor Cs 111. A source electrode is connected to the drain electrode, and a gate electrode is connected to the gate line (Vn) 101, and a switching transistor (Tsw) 112 having a drain electrode formed on the lead-out line (RO) 115 is formed. .

그리고, 상기 터치 센서부(PS)는, 손가락의 접촉에 의해 광 입사 및 반사 효과가 달라지는 현상에 의해 감지하는 포토(photo) 방식을 취하는 것으로, 그 동작은 다음과 같다.In addition, the touch sensor unit PS takes a photo method for sensing by a phenomenon in which light incidence and reflection effects are changed by the contact of a finger, and the operation thereof is as follows.

즉, 상기 구동 전압 라인 (Vdrv)(119)으로 들어오는 구동전압이 고전위(VH)로 유지되는 기간 동안, 상기 센싱 트랜지스터(Ts)(111)에서 광전류(i)를 발생하며, 광전류(i)에 의한 전하들을, 상기 센싱 트랜지스터(Ts)(111)의 드레인 전극과 연결된 센싱 캐패시터(Cs)(113)에서 저장하고, 해당 게이트 라인(Gn)이 스캔 신호가 인가될 때, 상기 스위칭 트랜지스터(Tsw)(112)가 상기 센싱 캐패시터(Cs)(113)에 저장되어 있는 전하들을 리드 아웃 라인(RO)(115)으로 스위칭하여 전달한다. That is, during the period in which the driving voltage coming into the driving voltage line Vdrv 119 is maintained at the high potential VH, the sensing transistor Ts 111 generates the photocurrent i, and the photocurrent i Charges are stored in the sensing capacitor (Cs) 113 connected to the drain electrode of the sensing transistor (Ts) 111, and when the scan signal is applied to the corresponding gate line (Gn), the switching transistor (Tsw) 112 transfers the charges stored in the sensing capacitor Cs 113 to the read out line RO 115.

여기서, 상기 센싱 트랜지스터(Ts)(111)의 게이트전극은 스토리지 라인(Vsto)(117)에 접속되고, 소스 전극은 구동 전압 라인(Vdrv)(119)에 접속된다. 그리고, 드레인 전극은 상기 센싱 캐패시터(Cs)(113)의 일측 전극과 접속한다. 상기 센싱 트랜지스터(Tsw)(111)의 게이트전극에는 상기 스토리지 라인(Vsto)(117)을 통해 자신의 문턱전압 이하의 전압으로 설정된 바이어스전압이 공급되고, 센싱 트랜지스터(Ts)(111)의 소스전극에는 상기 구동 전압 라인(Vdrv)(119)을 통해 구동전압이 공급된다. 그리고, 상기 센싱 트랜지스터(Ts)(111)는 손가락의 터치에 대응하여 구동 전압이 공급에 따라, 광센싱 동작을 수행한다. 여기서, 상기 구동 전압은 상전압으로 동일한 전압이 인가될 수도 있고, 경우에 따라 터치 여부를 감지하여 선택적으로 고전위와 저전위로 인가될 수도 있다. 후자의 경우, 미터치시 상기 센싱 트랜지스터(Ts)(111)는 손가락의 미 터치(비접촉)에 대응하여 구동 전압이 저전위(VL)로 전환되는 것으로, 이는 광센싱 동작을 중지하여 계속적인 센싱 동작에 따른 TFT의 열화를 방지하기 위함이다. Here, the gate electrode of the sensing transistor Ts 111 is connected to the storage line Vsto 117, and the source electrode is connected to the driving voltage line Vdrv 119. The drain electrode is connected to one electrode of the sensing capacitor Cs 113. A bias voltage set to a voltage below its threshold voltage is supplied to the gate electrode of the sensing transistor Tsw 111 by the storage line Vsto 117, and the source electrode of the sensing transistor Ts 111 is provided. The driving voltage is supplied to the driving voltage line Vdrv 119. The sensing transistor Ts 111 performs a light sensing operation in response to a supply of a driving voltage in response to a touch of a finger. In this case, the driving voltage may be applied with the same voltage as the phase voltage, or may be selectively applied with a high potential and a low potential by detecting the touch. In the latter case, the sensing transistor Ts 111 converts the driving voltage to a low potential VL in response to the non-touch (non-contact) of the finger, which stops the light sensing operation and continues the sensing operation. This is to prevent deterioration of the TFT.

이러한 센싱 트랜지스터(Ts)(111)는 픽셀 트랜지스터(Tpixel)(103) 및 스위 칭 트랜지스터(Tsw)(112)와는 달리 상부기판의 블랙 매트릭스에 의해 가려지지 않기 때문에 외부로부터 입사되는 광에 반응하여 구동 전압이 고전위(VH)로 유지되는 기간 동안 광전류(i)를 발생한다.Unlike the pixel transistors Tpixel 103 and the switching transistor Tsw 112, the sensing transistors Ts 111 are driven in response to light incident from the outside because they are not covered by the black matrix of the upper substrate. The photocurrent i is generated during the period in which the voltage is maintained at the high potential VH.

다시 말해, 상기 센싱 트랜지스터(Ts)(111)는 백라이트보다 어두운 조도 환경(실내 환경)에서는 터치 지점에 대응되지 않을 때에 비해 터치 지점에 대응될 때에 큰 광전류(i)를 발생하는 반면, 백라이트보다 밝은 조도 환경(실외 환경)에서는 터치 지점에 대응되지 않을 때에 비해 터치 지점에 대응될 때에 작은 광전류(i)를 발생한다.In other words, the sensing transistor Ts 111 generates a large photocurrent i when corresponding to the touch point in the illuminance environment (indoor environment) that is darker than the backlight, but is brighter than the backlight. In the illuminance environment (outdoor environment), a small photocurrent i is generated when corresponding to the touch point compared to when not corresponding to the touch point.

광전류(i)에 의한 전하들은 상기 센싱 트랜지스터(Ts)(111)의 드레인 전극과 접속된 센싱 캐패시터(Cs)(113)에 저장된다. 상기 센싱 캐패시터(Cs)(113)에 저장되는 전하들에 의해, 상기 스위칭 트랜지스터(Tsw)(112)가 턴 온 될 때까지 점점 증가하게 된다. 상기 센싱 트랜지스터(Ts)(111)에 접속된 상기 센싱 캐패시터(Cs)(113)의 일측 전극 사이의 노드의 전압은 구동 전압이 고전위(VH)로 인가될 때, 해당 부위의 터치 여부 및 밝기에 따라 다른 크기를 갖는다. 이 노드의 전압은 백라이트보다 어두운 조도 환경(실내 환경)에서는 터치 지점에 대응되지 않을 때에 비해 터치 지점에 대응될 때가 더 큰 값을 갖고, 백라이트보다 밝은 조도 환경(실외 환경)에서는 터치 지점에 대응되지 않을 때에 비해 터치 지점에 대응될 때가 더 작은 값을 갖는다. Charges by the photocurrent i are stored in the sensing capacitor Cs 113 connected to the drain electrode of the sensing transistor Ts 111. The charges stored in the sensing capacitor Cs 113 increase gradually until the switching transistor Tsw 112 is turned on. The voltage of the node between one electrode of the sensing capacitor (Cs) 113 connected to the sensing transistor (Ts) 111 is the touch and brightness of the corresponding site when the driving voltage is applied to the high potential (VH) Depending on the different size. The voltage of this node has a larger value when it corresponds to a touch point in an illuminance environment (indoor environment) that is darker than the backlight, and does not correspond to a touch point in an illumination environment (outdoor environment) that is brighter than the backlight. The value corresponding to the touch point has a smaller value than when it is not.

상기 스위칭 트랜지스터(Tsw)(112)의 게이트전극은 게이트라인(Gn)에 접속되고, 소스전극은 상기 센싱 트랜지스터(Ts)(111)의 드레인 전극 및 센싱 캐패시 터(Cs)(113)의 일측 전극에 접속되며, 그 드레인전극은 리드 아웃 라인(RO)(115)에 접속된다. 스위칭 트랜지스터(Tsw)는 게이트라인(Gn)에 공급되는 스캔펄스에 응답하여 턴 온 됨으로써 상기 노드의 전압을 광감지신호로써 리드 아웃 라인(RO)(115)으로 출력한다.The gate electrode of the switching transistor (Tsw) 112 is connected to the gate line (Gn), the source electrode is the drain electrode of the sensing transistor (Ts) 111 and one side of the sensing capacitor (Cs) 113. The drain electrode is connected to the lead out line (RO) 115. The switching transistor Tsw is turned on in response to a scan pulse supplied to the gate line Gn to output the voltage of the node to the readout line RO 115 as a light sensing signal.

또한, 상기 구동 전압 라인들(Vdrv)(119) 각각은 상기 터치 센서부(PS)에 구동전압, 특히, 센싱 트랜지스터(Ts)(111)에 인가하는 전압을 공급하며, 상기 스토리지 라인(Vsto)(117)는 터치 센서부(P2)의 센싱 트랜지스터(Ts)(111)의 턴온을 위해, 상기 센싱 트랜지스터(Ts)(111)의 문턱 전압보다 큰 바이어스 전압이 인가된다. In addition, each of the driving voltage lines Vdrv 119 supplies a driving voltage to the touch sensor PS, in particular, a voltage applied to the sensing transistor Ts 111, and the storage line Vsto. In operation 117, a bias voltage greater than a threshold voltage of the sensing transistor Ts 111 is applied to turn on the sensing transistor Ts 111 of the touch sensor unit P2.

이에 따라, 상기 터치 센서부(PS)는 손가락의 터치 여부에 따라 광감지신호를 다르게 발생하고, 이 광감지신호를 리드 아웃 라인(ROL1, ROL2,..., ROLm)을 통해 리드아웃 집적회로로 공급한다.Accordingly, the touch sensor unit PS generates an optical sensing signal differently depending on whether a finger is touched, and the optical sensing signal is read out through the readout lines ROL1, ROL2, ..., ROLm. To supply.

한편, 상기 화소 영역 자체를 구동하는 화소 회로는, 액정셀(Clc)과, 게이트라인(G1,...,Gn-1,Gn, Gn+1,..)과 데이터라인(D1, ..., Dm-1, Dm, Dm+1,...)의 교차 영역에 형성되어 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 픽셀 트랜지스터(Tpixel)와, 액정셀(Clc)의 충전전압을 한 프레임 동안 유지시키기 위한 스토리지 커패시터를 구비한다. On the other hand, the pixel circuit driving the pixel region itself includes a liquid crystal cell Clc, gate lines G1, ..., Gn-1, Gn, Gn + 1, ..., and a data line D1, ... Formed at the intersection of Dm-1, Dm, Dm + 1, ..., and the pixel transistor Tpixel for driving the liquid crystal cell Clc and the charging voltage of the liquid crystal cell Clc for one frame. And a storage capacitor for holding.

한편, 상기 픽셀 트랜지스터(Tpixel)는 게이트라인(Gn)으로부터의 스캔펄스 에 응답하여 데이터라인(Dm)(102)을 통해 공급되는 데이터전압을 액정셀(Clc)의 화소전극(103)에 공급한다. 이를 위하여 픽셀 트랜지스터(Tpixel)(103)의 게이트전극은 게이트라인(Gn)(101)에 접속되고, 소스전극은 데이터라인(Dm)(102)에 접속되며, 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극(103)에 접속된다. 액정셀(Clc)은 데이터전압과 공통전압(Vcom)의 전위차로 충전되며, 이 전위차로 형성되는 전계에 의해 액정분자들의 배열이 바뀌면서 투과되는 빛의 광량을 조절하거나 빛을 차단하게 된다. 스토리지 커패시터는 픽셀 트랜지스터(Tpixel)(105)의 드레인전극과 제2 공급라인(VLjb) 사이에 접속된다.The pixel transistor Tpixel supplies the data voltage supplied through the data line Dm 102 to the pixel electrode 103 of the liquid crystal cell Clc in response to a scan pulse from the gate line Gn. . To this end, the gate electrode of the pixel transistor (Tpixel) 103 is connected to the gate line (Gn) 101, the source electrode is connected to the data line (Dm) 102, the drain electrode of the liquid crystal cell (Clc) It is connected to the pixel electrode 103. The liquid crystal cell Clc is charged with a potential difference between the data voltage and the common voltage Vcom, and the arrangement of the liquid crystal molecules is changed by the electric field formed by the potential difference to control the amount of light transmitted or to block the light. The storage capacitor is connected between the drain electrode of the pixel transistor Tpixel 105 and the second supply line VLjb.

도 8은 본 발명의 터치 센서부의 배치 및 이와 연결된 리드 집적 회로의 평균 처리부를 나타낸 개략도이다.8 is a schematic diagram illustrating an arrangement of a touch sensor unit of the present invention and an average processing unit of a lead integrated circuit connected thereto.

도 8과 같이, 소정의 프레임에서 세로라인들의 화소들에 대해, 인접한 화소끼리 서로 반전된 (+)극성, (-)극성의 신호가 인가되고 있다. 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 상기 리드 아웃 배선(RO)에 인접한 세로상의 각 화소들에 대해 터치 센서부(PS)가 형성되고, 각각 상기 터치센서부(PS)가 리드아웃 배선(RO)과 연결되고, 상기 리드 아웃 배선(RO)들의 출력단은 이의 광전류를 센싱하기 위한 리드 아웃 집적 회로(200)에 연결되고, 상기 리드 아웃 집적 회로(200)는 상기 인접한 서로 다른 극성의 신호가 인가되는 화소 전극들에 각각 형성된 터치 센서부의 출력 값을 평균 처리하는 평균 처리부(210: 210a, 210b)를 구비한다.As shown in FIG. 8, signals of the positive polarity and the negative polarity which are adjacent to each other are applied to the pixels of the vertical lines in a predetermined frame. In the liquid crystal display of the present invention, the touch sensor unit PS is formed for each of the vertical pixels adjacent to the lead-out wire RO, and the touch sensor unit PS is the lead-out wire RO. Is connected to a readout integrated circuit 200 for sensing a photocurrent thereof, and the readout integrated circuit 200 is configured to receive signals of different polarities adjacent to each other. And an average processor 210 (210a, 210b) for averaging the output values of the touch sensor units respectively formed on the pixel electrodes.

상술한 터치 센서부를 정의하기 위해, n개의 데이터 라인마다 리드 아웃 라 인(RO)이 형성된다. 여기서, n은 1 이상의 자연수로, n이 1일 경우는, 매 화소마다 터치 센서부가 정의되며, n이 2 이상인 경우는 선택적으로 터치 센서부를 배치시키는 것이다. 바람직하게는 손가락이 액정 패널의 표면에 닿는 면적을 고려하여, 일 접촉 영역에 해당하는 면적에 하나씩, 형성하는 것이 좋다. In order to define the touch sensor unit described above, a read out line RO is formed for every n data lines. Herein, n is a natural number of 1 or more. If n is 1, the touch sensor unit is defined for every pixel, and if n is 2 or more, the touch sensor unit is selectively disposed. Preferably, in consideration of the area where the finger touches the surface of the liquid crystal panel, it is preferable to form one in an area corresponding to one contact area.

상기 평균 처리부(210)의 구비에 의해 각각 소정 프레임에서 (-)극성과, (+) 극성에 대응되는 화소에 고르게 터치 센서부(PS)를 배치시킴에 의해, 특정 극성에 치우쳐 커플링이 발생하여 신호 왜곡이 발생하여 연유된 터치 오동작을 배제할 수 있게 된다.Coupling occurs at a specific polarity by arranging the touch sensor unit PS evenly in a pixel corresponding to the negative polarity and the positive polarity in the predetermined frame by the average processor 210. Thus, signal distortion may occur to eliminate the touch malfunction caused by the signal.

한편, 도시되지 않았지만, 상기 데이터라인들(D1, D2, ..., Dm-1, Dm, Dm+1,...)에는 데이터전압을 공급하기 위한 데이터 구동회로가, 상기 게이트라인들(G1, ..., Gn-1, Gn, Gn+1,...)에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 구동회로가 연결되고, 상기 데이터 구동회로 및 게이트 구동회로의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러가 형성된다.Although not shown, a data driving circuit for supplying a data voltage is provided to the data lines D1, D2, ..., Dm-1, Dm, Dm + 1, .... A gate driving circuit for supplying scan pulses to G1, ..., Gn-1, Gn, Gn + 1, ...), and a timing for controlling driving timing of the data driving circuit and the gate driving circuit The controller is formed.

상기 데이터 구동회로는 타이밍 콘트롤러로부터의 데이터 제어신호(DDC)에 응답하여 디지털 비디오 데이터(R,G,B)를 감마기준전압 발생부(미도시)로부터의 감마기준전압들(GMA)을 기반하여 아날로그 감마보상전압으로 변환하고, 그 아날로그 감마보상전압을 데이터전압으로써 액정 패널의 데이터라인들(D1 내지 Dm, Dm+1,..)에 공급한다. The data driving circuit converts the digital video data R, G, and B based on the gamma reference voltages GMA from a gamma reference voltage generator (not shown) in response to the data control signal DDC from the timing controller. The analog gamma compensation voltage is converted into the analog gamma compensation voltage, and the analog gamma compensation voltage is supplied to the data lines D1 to Dm, Dm + 1, .... of the liquid crystal panel as a data voltage.

상기 게이트 구동회로는 타이밍 콘트롤러로부터의 게이트 제어신호(GDC)에 응답하여 스캔펄스를 발생하고 그 스캔펄스를 게이트라인들(G1 내지 Gn, Gn+1,...)에 순차적으로 공급하여 데이터전압이 공급되는 액정 패널의 수평라인을 선택한다.The gate driving circuit generates a scan pulse in response to the gate control signal GDC from the timing controller, and sequentially supplies the scan pulses to the gate lines G1 to Gn, Gn + 1,... The horizontal line of the supplied liquid crystal panel is selected.

상기 타이밍 콘트롤러는 시스템(미도시)으로부터의 디지털 비디오 데이터(R,G,B)를 액정 패널에 맞게 재정렬하여 데이터 구동회로에 공급한다. 그리고, 타이밍 콘트롤러는 시스템으로부터의 타이밍 제어신호들(Vsync, Hsync, DCLK, DE)을 이용하여 데이터 구동회로를 제어하기 위한 데이터 제어신호와, 게이트 구동회로를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)와, 상기 리드아웃 집적회로(200)를 제어하기 위한 리드아웃 제어신호를 생성한다. The timing controller rearranges digital video data (R, G, B) from a system (not shown) to fit the liquid crystal panel and supplies the data driving circuit. The timing controller may include a data control signal for controlling the data driving circuit using the timing control signals Vsync, Hsync, DCLK, and DE from the system, a gate control signal GDC for controlling the gate driving circuit, The readout control signal for controlling the readout integrated circuit 200 is generated.

그리고, 상기 구동 전압 라인(Vdrv)(119) 및 스토리지 라인(Vsto)(117)에는 각각 고전압 및 저전압을 인가하는 전원 전압 인가부가 연결되어 형성된다.The driving voltage line Vdrv 119 and the storage line Vsto 117 are connected to a power supply voltage applying unit for applying a high voltage and a low voltage, respectively.

또한, 상기 제 1, 제 2 기판 및 그 사이에 액정층으로 정의되는 액정 패널의 하측에는, 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛이 형성된다. Further, a backlight unit for irradiating light is formed below the first and second substrates and a liquid crystal panel defined as a liquid crystal layer therebetween.

한편, 백라이트 유닛은 액정 패널의 배면에서 액정 패널과 중첩되게 설치되는 다수의 램프들을 구비한다. 상기 백 라이트 유닛에 사용되는 램프는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent; CCFL), 외부전극 형광램프(External Electrode Flouscent; EEFL), 열음극 형광램프(Heat Cathode Fluorescent; HCFL) 중 어느 하나일 수 있다. 램프들은 인버터(미도시)의 구동에 의해 액정 패널의 배면에 광을 조사한다. 한편, 백라이트 유닛은 램프들 대신에 또는 램프들과 함께 다수의 발광다이오드들을 구비할 수도 있다.Meanwhile, the backlight unit includes a plurality of lamps installed to overlap the liquid crystal panel at the rear of the liquid crystal panel. The lamp used in the backlight unit may be any one of a cold cathode fluorescent lamp (CCFL), an external electrode fluorescent lamp (EEFL), and a hot cathode fluorescent lamp (HCFL). The lamps irradiate light onto the rear surface of the liquid crystal panel by driving an inverter (not shown). Meanwhile, the backlight unit may include a plurality of light emitting diodes instead of or in combination with lamps.

상기, 리드아웃 집적회로(200)는 상기 각 리드 아웃 라인(RO)에 각각 접속되 는 다수의 회로들을 포함하며, 리드 아웃 라인(RO)로부터의 광감지신호를 디지털신호로 변환하여 시스템(미도시)에 공급한다. 시스템은 터치 알고리즘을 통해 터치 인식 및 좌표 산출의 프로세서 과정을 수행하며, 이러한 수행 결과를 다시 액정 패널에 반영한다.The readout integrated circuit 200 includes a plurality of circuits respectively connected to the readout lines RO, and converts an optical sensing signal from the readout line RO into a digital signal (not shown). Supply). The system performs a processor process of touch recognition and coordinate calculation through a touch algorithm, and reflects this result back to the liquid crystal panel.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.On the other hand, the present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, it is possible that various substitutions, modifications and changes within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in Esau.

도 1은 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치의 등가회로도1 is an equivalent circuit diagram of an active matrix liquid crystal display device

도 2는 종래의 액정 표시 장치의 터치 센서부의 회로도2 is a circuit diagram of a touch sensor unit of a conventional liquid crystal display device.

도 3은 종래의 액정 표시 장치의 터치 센서부 배치를 나타낸 개략도3 is a schematic view showing a touch sensor unit arrangement of a conventional liquid crystal display device;

도 4는 도트 반전 구동 방식에 있어서, 본 발명의 액정 표시 장치의 터치 센서부의 배치를 나타낸 개략도4 is a schematic view showing the arrangement of a touch sensor unit of the liquid crystal display device of the present invention in a dot inversion driving method;

도 5는 라인 반전 구동 방식에 있어서, 본 발명의 액정 표시 장치의 터치 센서부의 배치를 나타낸 개략도5 is a schematic diagram showing an arrangement of a touch sensor unit of a liquid crystal display of the present invention in a line inversion driving method;

도 6은 본 발명의 액정 표시 장치를 구체적으로 나타낸 회로도6 is a circuit diagram specifically showing a liquid crystal display of the present invention.

도 7은 본 발명의 액정 표시 장치의 터치 센서부를 구체적으로 나타낸 회로도7 is a circuit diagram specifically illustrating a touch sensor unit of a liquid crystal display of the present invention.

도 8은 본 발명의 터치 센서부의 배치 및 이와 연결된 리드 집적 회로의 평균 처리부를 나타낸 개략도8 is a schematic view showing an arrangement of a touch sensor unit of the present invention and an average processing unit of a lead integrated circuit connected thereto;

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

PS: 터치 센서부 101 : 게이트 라인PS: touch sensor unit 101: gate line

102 : 데이터 라인 103 : 화소 전극102: data line 103: pixel electrode

105 (Tpixel): 픽셀 트랜지스터 111 (Ts) : 센싱 트랜지스터 105 (Tpixel): pixel transistor 111 (Ts): sensing transistor

112 (Tsw): 스위칭 트랜지스터 113 (Cs): 센싱 캐패시터112 (Tsw): switching transistor 113 (Cs): sensing capacitor

115 (RO): 리드아웃 라인 117 (Vsto): 스토리지 라인115 (RO): Lead-out line 117 (Vsto): Storage line

119 (Vdrv): 구동 전압 라인119 (Vdrv): drive voltage line

Claims (7)

서로 대향된 제 1 기판 및 제 2 기판;A first substrate and a second substrate facing each other; 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 라인 및 데이터 라인;A plurality of gate lines and data lines crossing each other on the first substrate to define pixel regions; 상기 각 화소 영역들에 각 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 픽셀 트랜지스터;A pixel transistor formed at an intersection of each gate line and a data line in each pixel area; 상기 각 화소 영역들에 형성된 화소 전극;Pixel electrodes formed in the pixel regions; 상기 데이터 라인에 평행하여, n (n은 자연수)개의 데이터 라인들마다 형성된 리드 아웃 라인;A read out line formed every n (n is a natural number) data lines in parallel to the data line; 상기 각 게이트 라인에 평행하게, 형성된 스토리지 라인 및 구동 전압 라인;A storage line and a driving voltage line formed parallel to each gate line; 상기 리드 아웃 라인에 인접하고 이에 평행한 일 방향의 라인들의 화소 영역들에 각각, 형성된 터치 센서부; A touch sensor unit formed in pixel areas of lines in one direction adjacent to and parallel to the lead-out line; 상기 리드 아웃 라인과 연결되어, 인접한 홀수번째, 짝수번째 터치 센서부를 한쌍으로 하여 이로부터 센싱된 광전류의 평균값을 처리하는 평균 처리부; 및An average processor connected to the lead-out line and configured to process a pair of adjacent odd-numbered and even-numbered touch sensor units to process an average value of the photocurrent sensed therefrom; And 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And a liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 터치 센서부는,The touch sensor unit, 상기 리드 아웃 라인과, 이에 인접한 화소 전극들 사이에 영역에, 상기 게이트 라인, 상기 구동 전압 라인 및 상기 스토리지 라인에 걸쳐 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And the gate line, the driving voltage line, and the storage line in a region between the lead out line and the pixel electrodes adjacent thereto. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 터치 센서부는,The touch sensor unit, 상기 구동 전압 라인에 소오스 전극이, 상기 스토리지 라인에 게이트 전극이 연결된 센싱 트랜지스터;A sensing transistor having a source electrode connected to the driving voltage line and a gate electrode connected to the storage line; 상기 센싱 트랜지스터의 드레인 전극과, 상기 스토리지 라인 사이에 형성된 센싱 캐패시터; 및A sensing capacitor formed between the drain electrode of the sensing transistor and the storage line; And 상기 센싱 트랜지스터의 드레인 전극에 소오스 전극이, 상기 게이트 라인에 게이트 전극이 연결되고, 상기 리드 아웃 라인에 드레인 전극이 형성된 스위칭 트랜지스터;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And a switching transistor having a source electrode connected to a drain electrode of the sensing transistor, a gate electrode connected to the gate line, and a drain electrode formed at the lead-out line. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 데이터 라인에 평행한 라인들에서 상기 화소 전극들은, 서로 인접한 화소 전극에 서로 반대 극성의 신호가 인가되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The pixel electrodes in the lines parallel to the data line, the signal of the opposite polarity is applied to the pixel electrode adjacent to each other. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 화소 전극들은, 도트 반전 구동되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장 치.And the pixel electrodes are dot inverted and driven. 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 각 화소 영역들에 각 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 픽셀 트랜지스터와, 상기 각 화소 영역들에 형성된 화소 전극과, 상기 데이터 라인에 평행하여, n (n은 자연수)개의 데이터 라인들마다 형성된 리드 아웃 라인과, 상기 각 게이트 라인에 평행하게, 형성된 스토리지 라인 및 구동 전압 라인과, 상기 리드 아웃 라인에 인접하고 이에 평행한 일 방향의 라인들의 화소 영역들에 각각, 형성된 터치 센서부를 포함하여 이루어진 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서,A plurality of gate lines and data lines crossing each other to define pixel regions, pixel transistors formed at intersections of the gate lines and data lines in the pixel regions, pixel electrodes formed in the pixel regions, Parallel to the data line, a lead out line formed every n (n is a natural number) data lines, a storage line and a driving voltage line formed parallel to each of the gate lines, and adjacent to and parallel to the lead out line In the driving method of the liquid crystal display device including a touch sensor formed in each of the pixel areas of the lines in one direction, 상기 구동 전압 라인과, 상기 스토리지 라인에 각각 고전압 및 저전압 신호를 인가하는 단계;Applying high voltage and low voltage signals to the driving voltage line and the storage line, respectively; 소정의 접촉에 의해 상기 터치 센서부를 구동시켜, 상기 터치 센서부에 출력된 광전류를 해당 리드 아웃 라인을 통해 리드 아웃 집적 회로로 전달하는 단계;Driving the touch sensor unit by a predetermined contact to transfer the photocurrent outputted from the touch sensor unit to a readout integrated circuit through a corresponding readout line; 상기 리드 아웃 라인에 전달된 값에 대해, 인접한 홀수번째, 짝수번째 터치 센서부를 한쌍으로 하여 이로부터 센싱된 광전류의 평균값을 처리하여, 이 값을 증폭하여 검출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법.A pair of adjacent odd-numbered and even-numbered touch sensor units are processed with respect to the value transmitted to the lead-out line, and the average value of the photocurrent sensed therefrom is amplified to detect and amplify the value. Driving method of liquid crystal display device. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 각 화소 전극은 도트 반전 구동 또는 라인 반전 구동하는 것을 특징으 로 하는 액정 표시 장치의 구동 방법. Wherein each of the pixel electrodes performs dot inversion driving or line inversion driving.
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