説明

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

【課題】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を提供すること。
【解決手段】タッチ表示パネルの駆動方法が提供される。前記方法において、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。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】米国特許出願公開2010/0253638号明細書
【特許文献2】韓国特許出願公開2007−0117736号明細書
【特許文献3】米国特許7,859,521号明細書
【特許文献4】米国特許出願公開2009/0079707号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
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。
【0009】
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。
【課題を解決するための手段】
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【発明の効果】
【0030】
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。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】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2】図1のタッチ表示パネルの平面図である。
【図3】前記センシング駆動部のブロック図である。
【図4】図2の単位タッチセンサの平面図である。
【図5】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6】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。
【図7】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。
【図8】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。
【発明を実施するための形態】
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
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。
【0081】
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。
【0082】
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。
【0083】
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。
【0084】
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。
【0085】
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。
【0086】
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。
【0087】
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。
【0088】
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。
【0089】
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。
【0090】
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。
【0091】
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。
【0092】
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。
【0093】
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。
【0094】
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。
【0095】
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。
【0096】
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。
【0097】
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。
【0098】
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。
【0099】
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。
【0100】
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。
【0101】
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。
【0102】
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。
【0103】
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。
【0104】
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。
【0105】
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。
【0106】
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。
【0107】
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。
【0108】
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。
【0109】
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。
【0110】
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。
【0111】
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。
【0112】
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。
【0113】
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。
【0114】
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。
【0115】
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。
【0116】
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。
【0117】
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。
【0118】
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。
【0119】
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。
【0120】
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。
【0121】
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。
【0122】
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。
【0123】
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。
【0124】
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。
【0125】
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。
【0126】
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。
【0127】
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。
【産業上の利用可能性】
【0128】
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。
【0129】
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。
【0130】
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。
【0131】
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。
【符号の説明】
【0132】
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

【特許請求の範囲】
【請求項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、を含むことを特徴とするタッチ表示パネルの駆動方法。
【請求項2】
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をさらに含む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。
【請求項3】
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を含むことを特徴とする請求項2に記載のタッチ表示パネルの駆動方法。
【請求項4】
前記タッチされた位置を検出するステップは、
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請求項3に記載のタッチ表示パネルの駆動方法。
【請求項5】
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4に記載のタッチ表示パネルの駆動方法。
【請求項6】
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、
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、を含むタッチ表示パネル。
【請求項7】
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6に記載のタッチ表示パネル。
【請求項8】
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6に記載のタッチ表示パネル。
【請求項9】
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、並びに、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第2基板を含むタッチ表示パネルと、
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、を含むことを特徴とするタッチ表示装置。
【請求項10】
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9に記載のタッチ表示装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2013−84263(P2013−84263A)
【公開日】平成25年5月9日(2013.5.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−218999(P2012−218999)
【出願日】平成24年10月1日(2012.10.1)
【出願人】(512187343)三星ディスプレイ株式會社 (73)
【氏名又は名称原語表記】Samsung Display Co.,Ltd.
【住所又は居所原語表記】95,Samsung 2 Ro,Giheung−Gu,Yongin−City,Gyeonggi−Do,Korea
【Fターム(参考)】