KR20130053060A - 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

터치 센서를 갖는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본원 발명은 표시 장치로부터의 노이즈 성분이 작은 구간에 터치 센서를 구동함으로써 노이즈 영향을 감소시켜서 터치 에러를 최소화할 수 있는 터치 센서를 갖는 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
본원 발명의 터치 센서를 갖는 표시 장치는 표시 패널과; 상기 표시 패널을 구동하는 패널 구동부(16)와; 상기 패널 구동부(16)의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러와; 상기 표시 패널에 부착되거나 내장되어 일체화된 터치 센서와; 상기 타이밍 컨트롤러로부터 출력되는 적어도 하나의 동기 신호를 이용하여 상기 표시 패널에서 노이즈가 주기적으로 발생되는 구간을 제외한 비노이즈 구간에서 상기 터치 센서를 구동하고, 상기 터치 센서의 출력 신호로부터 터치 좌표값을 산출하여 출력하는 터치 컨트롤러를 구비한다.

Description

터치 센서를 갖는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING TOUCH SENSOR AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본원 발명은 터치 센서를 갖는 표시 장치에 관한 것으로, 특히 표시 장치로부터의 노이즈를 상쇄시킴으로써 터치 감도 및 터치 인식률을 향상시킬 수 있는 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
오늘날 각종 표시 장치의 화면상에서 터치로 정보 입력이 가능한 터치 센서가 컴퓨터 시스템의 정보 입력 장치로 널리 적용되고 있다. 터치 센서는 사용자가 손가락 또는 스타일러스를 통해 화면을 단순히 터치하여 표시 정보를 이동시키거나 선택하므로, 남녀노소 누구나 쉽게 사용할 수 있다.
터치 센서는 표시 장치 화면상에서 발생된 터치 및 터치 위치를 감지하여 터치 정보를 출력하고, 컴퓨터 시스템은 터치 정보를 분석하여 명령을 수행한다. 표시 장치로는 액정 표시 장치, 플라즈마 디스플레이 패널, 유기 발광 다이오드 표시 장치 등과 같은 평판 표시 장치가 주로 이용된다. 터치 센서 기술로는 센싱 원리에 따라 저항막 방식, 커패시티브(Capacitive) 방식, 광학 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 전자기 방식 등이 존재한다.
터치 센서는 패널 형태로 제작되어서 표시 장치의 상부에 부착되는 온-셀 터치 센서(On-cell Touch Sensor)로 구성되거나, 표시 장치의 화소 매트릭스 내에 내장되는 인-셀 터치 센서(In-cell Touch Sensor)로 구성된다. 터치 센서로는 포토 트랜지스터를 이용하여 광세기에 따라 터치를 인식하는 포토 터치 센서와, 커패시티브 가변에 따라 터치를 인식하는 커패시티브 터치 센서가 주로 이용된다.
터치 센서를 갖는 표시 장치에서는 표시 장치로부터 발생되는 노이즈 성분이 터치 센서의 수신 신호에 부가됨으로써 신호 대 노이즈비(SNR)가 낮아 센싱 감도가 저하되거나 센싱 신호의 검출 시간이 지연되는 문제점이 있다.
특히, 액정 표시 장치에서는 데이터 라인에 정극성 데이터 신호 및 부극성 데이터 신호가 공급될 때마다 공통 전압 신호가 데이터 신호를 따라 정극성 또는 부극성 쪽으로 흔들리는 리플 성분이 발생된다. 이러한 공통 전압 신호의 리플 성분은 터치 센서와 액정 표시 장치 사이의 기생 커패시턴스에 의해 터치 센서에 노이즈 성분으로 영향을 주게 된다. 이러한 표시 장치의 노이즈 성분이 터치 포인트의 커패시턴스 가변량 보다 큰 경우가 발생하는 경우 터치 포인트를 센싱하기 어려우므로 터치 센서가 오동작하는 문제점이 있다.
본원 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본원 발명이 해결하려는 과제는 표시 장치의 노이즈를 상쇄시킴으로써 터치 감도 및 터치 인식률을 향상시킬 수 있는 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치는 액정 패널과; 상기 액정 패널에 부착되거나 내장되어 일체화된 터치 센서와; 상기 터치 센서를 구동함과 아울러 상기 터치 센서로부터 수신되는 리드아웃 신호를 이용하여 터치 로우 데이터를 검출하는 리드아웃 회로와; 상기 액정 패널로부터 피드백되는 공통 전압을 반전시켜 출력하는 반전 증폭기와; 상기 반전 증폭기로부터의 반전된 피드백 공통 전압과, 상기 액정 패널로부터 유입되어 상기 터치 센서의 리드아웃 신호에 포함된 공통 전압의 노이즈 성분을 서로 상쇄시켜서 상기 리드아웃 신호로부터 상기 공통 전압의 노이즈 성분을 제거하는 노이즈 감쇄부를 구비한다.
상기 반전 증폭기는 상기 액정 패널에 상기 공통 전압을 생성하여 공급하는 공통 전압 생성부에 내장된다.
상기 노이즈 감쇄부는 상기 리드아웃 신호를 공급하는 제1 라인과, 상기 반전된 피드백 공통 전압을 공급하는 제2 라인과, 상기 제1 및 제2 라인 사이에 형성된 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는다.
상기 노이즈 감쇄부는 상기 터치 센서 내에 형성되거나, 상기 터치 센서와, 상기 리드아웃 회로가 실장된 터치 구동 보드 사이에 접속되는 FPC 내에 형성된다.
상기 노이즈 감쇄부는 상기 FPC 내에 다수의 상기 제1 라인과, 다수의 상기 제2 라인이 교번적으로 형성되어 인접한 제1 및 제2 라인 사이에 상기 커패시터가 형성됨으로써 상기 FPC 내에 형성된다.
상기 터치 구동 보드에는 상기 FPC에 형성된 다수의 제2 라인에 상기 반전된 피드백 공통 전압을 공통으로 공급하는 공통 라인이 추가로 형성된다.
상기 반전 증폭기는 상기 터치 구동 보드 상에 형성되거나, 상기 리드아웃 회로에 내장되고, 상기 액정 패널을 구동하는 표시 구동 보드를 통해 상기 액정 패널로부터 피드백되는 공통 전압을 공급받는다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치의 구동 방법은 액정 패널을 구동하고, 액정 패널로부터 피드백되는 공통 전압을 반전 증폭시켜서 반전된 피드백 공통 전압을 공급하는 단계와; 상기 액정 패널에 부착되거나 내장되어 일체화된 터치 센서를 구동하고, 상기 터치 센서로부터 수신되는 리드아웃 신호를 공급하는 단계와; 상기 반전된 피드백 공통 전압과, 상기 액정 패널로부터 유입되어 상기 터치 센서의 리드아웃 신호에 포함된 공통 전압의 노이즈 성분을 서로 상쇄시켜서 상기 리드아웃 신호로부터 상기 공통 전압의 노이즈 성분을 제거하는 단계와; 상기 노이즈 성분이 제거된 리드아웃 신호를 이용하여 터치 로우 데이터를 검출하는 단계를 포함한다.
상기 반전된 피드백 공통 전압은 상기 액정 패널에 공통 전압을 생성하여 공급하는 공통 전압 생성부로부터 공급된다.
상기 공통 전압의 노이즈 성분은, 상기 리드아웃 신호를 공급하는 제1 라인과, 상기 반전된 피드백 공통 전압을 공급하는 제2 라인 사이에 형성된 커패시터의 커플링으로 상쇄된다.
본원 발명에 따른 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치 및 그 구동 방법은 노이즈 감쇄부가 터치 센서의 리드아웃 신호에 포함된 액정 패널의 노이즈 성분을 반전된 피드백 공통 전압과의 커플링으로 상쇄시킴으로써 리드아웃 신호에 포함된 액정 패널의 노이즈 성분을 효과적으로 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명은 표시 장치의 노이즈 성분이 충분이 감소된 리드아웃 신호를 이용하여 터치 로우 데이터를 검출함으로써 터치 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서를 갖는 표시 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 터치 센서를 예를 들어 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 나타낸 노이즈 감쇄부의 입출력 파형도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 구동 장치를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서를 갖는 표시 장치의 모듈 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5에 나타낸 FPC에 형성된 노이즈 감쇄부를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6에 나타낸 노이즈 감쇄부의 노이즈 감소 원리를 나타낸 파형도이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 터치 센서(20)의 구조를 예를 들어 나타낸 도면이다.
도 1에 나타낸 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치는 액정 패널(10)을 구동하는 데이터 드라이버(12) 및 게이트 드라이버(14)를 포함하는 패널 구동부와, 패널 구동부를 제어하는 타이밍 컨트롤러(18)와, 액정 패널(10)에 공통 전압(Vcom)을 공급함과 아울러 액정 패널(10)로부터 피드백된 공통 전압을 반전 증폭시켜서 반전된 피드백 공통 전압(/Vcom)을 출력하는 공통 전압 생성부(40)와, 터치 센서(20)를 구동하고 터치 센서(20)의 리드아웃 신호로부터 터치 로우 데이터를 검출하여 출력하는 리드아웃 IC(30)와, 공통 전압 생성부(40)로부터 입력되는 반전된 피드백 공통 전압(/Vcom)을 이용하여 터치 센서(20)의 리드아웃 신호로부터 액정 패널(10)의 노이즈를 감소시켜 리드아웃 IC(30)로 출력하는 노이즈 감쇄부(32)를 구비한다.
액정 패널(10)은 컬러 필터 어레이가 형성된 컬러 필터 기판과, 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 박막 트랜지스터 기판과, 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판 사이의 액정층과, 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판의 외측면에 각각 부착된 편광판을 구비한다. 액정 패널(10)은 다수의 화소들이 배열된 화소 매트릭스를 통해 영상을 표시한다. 각 화소는 데이터 신호에 따른 액정 배열의 가변으로 광투과율을 조절하는 적, 녹, 청 서브화소의 조합으로 원하는 색을 구현한다. 각 서브화소는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 접속된 박막 트랜지스터(TFT), 박막 트랜지스터(TFT)와 병렬 접속된 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 액정 커패시터(Clc)는 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 화소 전극에 공급된 데이터 신호와, 공통 전극에 공급된 공통 전압(Vcom)과의 차전압을 충전하고 충전된 전압에 따라 액정을 구동하여 광투과율을 조절한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전압을 안정적으로 유지시킨다.
타이밍 컨트롤러(18)는 외부의 호스트 컴퓨터로부터 입력된 영상 데이터를 신호 처리하여 데이터 드라이버(12)로 공급한다. 예를 들면, 타이밍 컨트롤러(18)는 액정의 응답 속도를 향상시키기 위하여 인접 프레임간의 데이터 차에 따라 오버슈트(Overshoot) 값 또는 언더슈트(Undershoot) 값을 부가하는 오버 드라이빙 구동으로 데이터를 보정하여 출력할 수 있다. 또한, 타이밍 컨트롤러(18)는 호스트 컴퓨터로부터 입력된 다수의 동기 신호, 즉 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 이네이블 신호, 도트 클럭을 이용하여 데이터 드라이버(12)의 구동 타이밍을 제어하는 데이터 제어 신호와, 게이트 드라이버(14)의 구동 타이밍을 제어하는 게이트 제어 신호를 생성하여 데이터 드라이버(12) 및 게이트 드라이버(14)로 데이터 제어 신호 및 게이트 제어 신호를 각각 출력한다. 데이터 제어 신호는 데이터 신호의 래치를 제어하는 소스 스타트 펄스 및 소스 샘플링 클럭과, 데이터 신호의 극성을 제어하는 극성 제어 신호와, 데이터 신호의 출력 기간을 제어하는 소스 출력 이네이블 신호 등을 포함한다. 게이트 제어 신호는 게이트 신호의 스캐닝을 제어하는 게이트 스타트 펄스 및 게이트 쉬프트 클럭과, 게이트 신호의 출력 기간을 제어하는 게이트 출력 이네이블 신호 등을 포함한다.
게이트 드라이버(14)는 타이밍 컨트롤러(18)로부터의 게이트 제어 신호에 응답하여 액정 패널(10)의 박막 트랜지스터 어레이에 형성된 다수의 게이트 라인(GL)을 순차 구동한다. 게이트 드라이버(14)는 각 게이트 라인(GL)의 해당 스캔 기간마다 게이트 온 전압의 스캔 펄스를 공급하고, 다른 게이트 라인(GL)이 구동되는 나머지 기간에는 게이트 오프 전압을 공급한다. 여기서, 게이트 온 전압이 공급되는 스캔 펄스 폭은 타이밍 컨트롤러(18)로부터의 게이트 출력 이네이블 신호에 의해 제어된다.
데이터 드라이버(12)는 타이밍 컨트롤러(18)로부터의 데이터 제어 신호에 응답하여 액정 패널(10)의 박막 트랜지스터 어레이에 형성된 다수의 데이터 라인(DL)에 데이터 신호를 공급한다. 데이터 드라이버(12)는 입력 디지털 데이터를 감마 전압을 이용하여 정극성/부극성 아날로그 데이터 신호로 변환하여 각 게이트 라인(GL)이 구동될 때마다 데이터 신호를 데이터 라인(DL)으로 공급한다.
공통 전압 생성부(40)는 공통 전압(Vcom)을 생성하여 액정 패널(10)로 공급한다. 이때, 공통 전압 생성부(40)는 액정 패널(10)로부터 피드백되는 공통 전압을 반전 증폭기를 이용하여 반전시키고, 반전된 피드백 공통 전압(/Vcom)으로 공통 전압(Vcom)을 보상하여 액정 패널(10)로 공급한다. 동시에, 공통 전압 생성부(40)는 반전된 피드백 공통 전압(/Vcom)을 터치 센서(20)와 터치 컨트롤러(30) 사이에 접속된 노이즈 감쇄부(32)로 출력한다. 액정 패널(10)로부터 피드백된 공통 전압은 도 3과 같이 데이터 신호를 따라 정극성 또는 부극성 쪽으로 흔들리는 리플 성분, 즉 액정 패널(10)의 노이즈 성분을 포함한다. 공통 전압 생성부(40)는 도 3과 같이 노이즈 성분을 포함하는 피드백된 공통 전압을 반전시켜 노이즈 감쇄부(32)로 공급한다.
터치 센서(20)는 인체나 스타일러스와 같은 도전체가 터치할 때 소량의 전하가 터치점으로 이동하여 발생되는 커패시턴스의 변화를 감지하여 터치를 인식하는 커패시티브 타입의 터치 센서를 주로 이용한다. 터치 센서(20)는 액정 패널(10) 상에 부착되거나, 액정 패널(10)의 화소 어레이 내에 내장될 수 있다.
예를 들면, 액정 패널(10) 상에 부착되는 커패시티브 타입의 터치 센서(20)는 도 2와 같이 로우 방향으로 배치된 다수의 제1 센싱 전극들(22)이 전기적으로 접속되어 구성된 다수의 송신 라인(TX1~TXn)과, 컬럼 방향으로 배치된 다수의 제2 센싱 전극들(24)이 전기적으로 접속되어 구성된 다수의 수신(리드아웃) 라인(RX1~RXm)을 구비할 수 있다. 제1 및 제2 센싱 전극(22, 24) 각각은 주로 마름모형으로 형성되며, 다른 여러가지 모양으로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 센싱 전극(22, 24)은 리드아웃 IC(30)에 의해 구동되어 프린지 전계(Fringe Field)에 의해 커패시턴스를 형성하고, 터치 센서(20)를 터치하는 전도성 터치 물체와의 커패시터를 형성하여 상기 커패시턴스를 변화시킴으로써 터치 여부를 나타내는 신호를 출력한다. 터치 센서(20)의 송신 라인(TX1~TXn) 각각이 리드아웃 IC(30)로부터 공급되는 스캔 파형에 의해 순차적으로 구동되면서 수신 라인(RX1~RXm)을 통해 터치 여부를 나타내는 리드아웃 신호가 리드아웃 IC(30)로 공급된다.
노이즈 감쇄부(32)는 터치 센서(20)로부터 출력되는 리드아웃 신호와 공통 전압 생성부(40)로부터 공급되는 반전된 피드백 공통 전압(/Vcom)을 커패시터를 이용하여 커플링시킴으로써, 터치 센서(20)의 리드아웃 신호에 포함된 액정 패널(10)의 노이즈 성분을 감쇄시킨다. 액정 패널(10)에서 발생되는 공통 전압(Vcom)의 노이즈 성분은 기생 커패시터를 통해 터치 센서(20)로 유입되어 도 3과 같이 터치 센서(20)의 리드아웃 신호에 포함된다. 노이즈 감쇄부(32)는 터치 센서(20)의 리드아웃 신호에 포함된 공통 전압(Vcom)의 노이즈 성분을, 공통 전압 생성부(40)로부터의 반전된 피드백 공통 전압(/Vcom)과 커패시터를 이용하여 상쇄시킨다. 따라서, 노이즈 감쇄부(32)는 도 3과 같이 액정 패널(10)의 노이즈 성분이 감쇄된 터치 센서(20)의 리드아웃 신호를 리드아웃 IC(30)로 공급한다. 노이즈 감쇄부(32)는 터치 센서(20)의 수신 라인(RX1~RXm)과, 반전된 피드백 공통 전압(/Vcom)의 공급 라인 사이에 형성되는 커패시터로 구성된다. 이러한 노이즈 감쇄부(32)는 터치 센서(20) 내에 수신 라인(RX1~RXm) 각각과 커패시터를 형성하도록 다수의 /Vcom 공급 라인을 형성함으로써 터치 센서(20) 내에 형성될 수 있다. 또한, 노이즈 감쇄부(32)는 터치 센서(20)와 리드아웃 IC(30)를 전기적으로 접속시키는 FPC(Flexable Printed Circuit) 내에 리드아웃 라인 각각과 커패시터를 형성하도록 다수의 /Vcom 공급 라인을 형성함으로써 FPC 내에 형성될 수 있다.
리드아웃 IC(30)는 터치 센서(20)에 구동 신호를 공급함과 아울러 터치 센서(20)로부터 노이즈 감쇄부(32)를 경유하여 입력되는 리드아웃 신호로부터 터치 로우 데이터를 검출하여 마이크로 컨트롤 유닛(Micro Control Unit; MCU)과 같은 신호 프로세서(미도시)로 공급한다.
리드아웃 IC(30)의 송신부는 터치 센서(20)의 송신 라인(TX1~TXn)에 스캔 펄스를 순차적으로 공급함으로써 터치 센서(20)를 구동한다.
리드아웃 IC(30)의 수신부는 노이즈 감쇄부(32)를 통해 노이즈가 감쇄되어 입력되는 터치 센서(20)의 리드아웃 신호로부터 노이즈 감쇄부(32)를 경유하여 입력되는 리드아웃 신호로부터 터치 로우 데이터를 검출하여 출력한다. 리드아웃 IC(30)의 수신부는 증폭기를 이용하여, 노이즈 감쇄부(32)로부터의 리드아웃 신호를 미리 설정된 기준 전압과 비교하고, 그 기준 전압 이상의 리드아웃 신호를 증폭하여 터치 여부를 나타내는 터치 로우(Raw) 신호로 출력한다. 그리고, 리드아웃 IC(30)의 수신부는 아날로그-디지털 컨버터(Analog-to-Digital Converter; ADC)를 이용하여, 아날로그 터치 로우 신호를 디지털 터치 로우 데이터로 변환하여 출력한다.
신호 프로세서(미도시)는 리드아웃 IC(30)의 송신부 및 수신부를 제어하고, 리드아웃 IC(30)로부터 공급되는 터치 로우 데이터를 이용하여 터치 좌표값(XY 좌표값)을 산출하여 호스트 컴퓨터로 공급한다. 신호 프로세서는 터치 로우 데이터가 출력된 수신 라인(RX)의 위치 정보(X 좌표)와, 스캔되는 송신 라인(TX)의 위치 정보(Y 좌표)에 기초하여 터치 좌표값(XY 좌표)을 산출한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치는 노이즈 감쇄부(32)가 터치 센서(20)의 리드아웃 신호에 포함된 액정 패널(10)의 노이즈 성분을 공통 전압 생성부(40)로부터의 반전된 피드백 공통 전압(/Vcom)과의 커플링으로 상쇄시킴으로써 터치 센서(20)의 리드아웃 신호에 포함된 액정 패널(10)의 노이즈 성분을 효과적으로 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명은 표시 장치의 노이즈 성분이 충분이 감소된 리드아웃 신호를 이용하여 터치 로우 데이터를 검출함으로써 터치 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 구동 장치를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 4에 도시된 터치 센서 구동 장치는 송신 라인(TX)과 수신 라인(RX) 사이에 상호 커패시터(Cmutual)를 형성하는 터치 센서(20)와, 터치 센서(20)의 송신 라인(TX)에 구동 신호를 공급하는 리드아웃 IC(30)의 송신부(31)와, 터치 센서(20)의 수신 라인(RX)으로부터의 리드아웃 신호를 수신하여 터치 로우 데이터를 검출하는 리드아웃 IC(30)의 수신부(33)와, 액정 패널(10; 도 1)로부터 피드백되는 공통 전압을 반전 증폭기(42)를 이용하여 반전 증폭시켜 반전된 피드백 공통 전압(/Vcom)을 공급하는 공통 전압 생성부(40)와, 터치 센서(20)의 수신 라인(RX)과 공통 전압 생성부(40)로부터의 /Vcom 공급 라인과 커패시터(C)를 형성하여 리드아웃 신호에 포함된 액정 패널(10)의 노이즈 성분을 감소시키는 노이즈 감쇄부(32)를 구비한다.
액정 패널(10)에서 발생되는 공통 전압(Vcom)의 노이즈 성분은 액정 패널(10)과 터치 센서(20) 사이의 기생 커패시터(Cp)를 통해 터치 센서(20)로 유입되어 리드아웃 신호에 포함된다. 노이즈 감쇄부(32)는 터치 센서(20)의 리드아웃 신호에 포함된 공통 전압(Vcom)의 노이즈 성분을, 공통 전압 생성부(40)로부터의 반전된 피드백 공통 전압(/Vcom)과 커패시터(C)를 이용하여 커플링시킴으로써 상쇄시킨다.
피드백되는 공통 전압을 반전 증폭시켜서 노이즈 감쇄부(32)로 공급하는 반전 증폭기(42)는 공통 전압 생성부(40)와 별도로 리드아웃 IC(30)에 내장되거나, 리드아웃 IC(30)R가 실장되는 터치 구동 보드 상에 설치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6에 도시된 FPC(60)의 노이즈 감쇄부(32)를 예를 들어 나타낸 도면이다.
도 6에 나타낸 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치는, 터치 센서(20)를 갖는 액정 패널(10)과, 리드아웃 IC(30)가 실장된 터치 구동 보드(36)와, 터치 센서(20) 및 터치 구동 보드(36) 사이에 전기적으로 접속되고 노이즈 감쇄부(32)가 형성된 FPC(60), 공통 전압 생성부(74)가 실장된 표시 구동 보드(72)와, 액정 패널(10)과 표시 구동 보드(72) 사이에 전기적으로 접속된 FPC(70)와, 표시 구동 보드(72) 및 터치 구동 보드(36) 사이에 전기적으로 접속된 FPC(40)을 구비한다.
표시 구동 보드(72) 상에는 공통 전압 생성부(40) 등이 형성되고, FPC(70)를 통해 액정 패널(10)과 전기적으로 접속된다. 공통 전압 생성부(40)는 액정 패널(10)로부터 FPC(70)을 경유하여 피드백되는 공통 전압(Vcom)을 반전시켜서 반전된 피드백 공통 전압(/Vcom)을 FPC(74)를 통해 터치 구동 보드(36)로 공급한다.
터치 구동 보드(36) 상에는 리드아웃 IC(30) 등이 형성되고, 공통 전압 생성부(40)로부터의 반전된 피드백 공통 전압(/Vcom)을 FPC(60)로 공급한다.
FPC(60)는 터치 센서(20)의 송신 라인(TX1~TXn; 도 2)과 터치 구동 보드(36) 상의 리드아웃 IC(30)를 전기적으로 접속시킴과 아울러, 터치 센서(20)의 수신 라인(RX1~RXm; 도 2)을 리드아웃 IC(30)와 전기적으로 접속시킨다.
특히, FPC(60)는 도 6과 같이 터치 센서(20)의 수신 라인(RX1~RXm)과 개별적으로 접속되는 다수의 리드아웃 라인(62)과, 다수의 리드아웃 라인(62)과 절연층을 사이에 두고 나란하게 또는 중첩되게 형성됨으로써 라인 커패시터(C)를 형성하는 다수의 /Vcom 공급 라인(64)으로 구성되는 노이즈 감쇄부(32)를 구비한다. 다시 말하여, FPC(60) 상에는 다수의 리드아웃 라인(62)과 다수의 /Vcom 공급 라인(64) 각각이 교번적으로 형성되어 인접한 리드아웃 라인(62)과 /Vcom 공급 라인(64) 사이에 라인 커패시터(C)가 형성된다. FPC(60) 상에 형성된 다수의 /Vcom 공급 라인(64)은 터치 구동 보드(36) 상에 형성되어 반전된 피드백 공통 전압(/Vcom)을 공급하는 공통 라인(66)과 공통 접속된다. 노이즈 감쇄부(32)는 라인 커패시터(C)를 이용하여 도 7과 같이 터치 센서(20)의 리드아웃 신호에 포함된 공통 전압(Vcom)의 노이즈 성분과, 반전된 피드백 공통 전압(/Vcom)의 노이즈 성분을 서로 상쇄시킨다. 이에 따라, 노이즈 감쇄부(32)는 액정 패널(10)의 노이즈 성분이 감쇄된 리드아웃 신호를 리드아웃 IC(30)로 공급한다. 따라서, 리드아웃 IC(30)에서 노이즈 성분의 감소로 신호 대 노이즈의 비율(SNR)이 증가됨으로써 센싱 감도가 향상될 수 있다.
한편, 본 발명에서는 터치 센서(20)가 커패시티브 타입인 경우만을 예로 들어 설명하였으나, 광 터치 센서 등과 같은 다른 여러 종류 터치 센서도 적용될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10: 액정 패널 12: 데이터 드라이버
14: 게이트 드라이버 16: 패널 구동부
18: 타이밍 컨트롤러 20: 터치 센서
22: 제1 센싱 전극 24: 제2 센싱 전극
30: 리드아웃 IC 31: 송신부
32: 노이즈 감쇄부 33: 수신부
36: 터치 구동 보드 40: 공통 전압 생성부
42: 반전 증폭기 60, 70, 74: FPC
62: 리드아웃 라인 64: /Vcom 공급 라인
66: 공통 라인 72: 표시 구동 보드

Claims (10)

  1. 액정 패널과;
    상기 액정 패널에 부착되거나 내장되어 일체화된 터치 센서와;
    상기 터치 센서를 구동함과 아울러 상기 터치 센서로부터 수신되는 리드아웃 신호를 이용하여 터치 로우 데이터를 검출하는 리드아웃 회로와;
    상기 액정 패널로부터 피드백되는 공통 전압을 반전시켜 출력하는 반전 증폭기와;
    상기 반전 증폭기로부터의 반전된 피드백 공통 전압과, 상기 액정 패널로부터 유입되어 상기 터치 센서의 리드아웃 신호에 포함된 공통 전압의 노이즈 성분을 서로 상쇄시켜서 상기 리드아웃 신호로부터 상기 공통 전압의 노이즈 성분을 제거하는 노이즈 감쇄부를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 반전 증폭기는 상기 액정 패널에 상기 공통 전압을 생성하여 공급하는 공통 전압 생성부에 내장된 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 노이즈 감쇄부는
    상기 리드아웃 신호를 공급하는 제1 라인과,
    상기 반전된 피드백 공통 전압을 공급하는 제2 라인과,
    상기 제1 및 제2 라인 사이에 형성된 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 노이즈 감쇄부는
    상기 터치 센서 내에 형성되거나, 상기 터치 센서와, 상기 리드아웃 회로가 실장된 터치 구동 보드 사이에 접속되는 FPC 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 노이즈 감쇄부는
    상기 FPC 내에 다수의 상기 제1 라인과, 다수의 상기 제2 라인이 교번적으로 형성되어 인접한 제1 및 제2 라인 사이에 상기 커패시터가 형성됨으로써 상기 FPC 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 터치 구동 보드에는 상기 FPC에 형성된 다수의 제2 라인에 상기 반전된 피드백 공통 전압을 공통으로 공급하는 공통 라인이 추가로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 반전 증폭기는 상기 터치 구동 보드 상에 형성되거나, 상기 리드아웃 회로에 내장되고, 상기 액정 패널을 구동하는 표시 구동 보드를 통해 상기 액정 패널로부터 피드백되는 공통 전압을 공급받는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치.
  8. 액정 패널을 구동하고, 액정 패널로부터 피드백되는 공통 전압을 반전 증폭시켜서 반전된 피드백 공통 전압을 공급하는 단계와;
    상기 액정 패널에 부착되거나 내장되어 일체화된 터치 센서를 구동하고, 상기 터치 센서로부터 수신되는 리드아웃 신호를 공급하는 단계와;
    상기 반전된 피드백 공통 전압과, 상기 액정 패널로부터 유입되어 상기 터치 센서의 리드아웃 신호에 포함된 공통 전압의 노이즈 성분을 서로 상쇄시켜서 상기 리드아웃 신호로부터 상기 공통 전압의 노이즈 성분을 제거하는 단계와;
    상기 노이즈 성분이 제거된 리드아웃 신호를 이용하여 터치 로우 데이터를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 반전된 피드백 공통 전압은 상기 액정 패널에 공통 전압을 생성하여 공급하는 공통 전압 생성부로부터 공급되는 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 공통 전압의 노이즈 성분은, 상기 리드아웃 신호를 공급하는 제1 라인과, 상기 반전된 피드백 공통 전압을 공급하는 제2 라인 사이에 형성된 커패시터의 커플링으로 상쇄되는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치의 구동 방법.
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