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KR101329461B1 - 터치 스크린 패널 일체형 표시장치 - Google Patents

터치 스크린 패널 일체형 표시장치 Download PDF

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KR101329461B1
KR101329461B1 KR1020100118248A KR20100118248A KR101329461B1 KR 101329461 B1 KR101329461 B1 KR 101329461B1 KR 1020100118248 A KR1020100118248 A KR 1020100118248A KR 20100118248 A KR20100118248 A KR 20100118248A KR 101329461 B1 KR101329461 B1 KR 101329461B1
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KR
South Korea
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display panel
screen panel
driver
voltage
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조남균
권극상
박재현
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 별도로 구성되어 있는 표시패널 구동보드와 터치 스크린 패널 구동보드를 통합하여 장치의 소형화와 함께 그에 따른 제조비용을 절감할 수 있는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널 일체형 표시장치는 상기 표시패널 배면의 일부 영역에 형성되며, 상기 표시패널을 구동시키기 위한 표시패널 구동회로들을 구비하는 표시패널 구동부; 상기 표시패널 배면의 일부 영역에 형성되며, 상기 표시패널 구동부에 인접하여 형성되고, 상기 터치 스크린 패널을 구동시키기 위한 터치 스크린 패널 구동회로들을 구비하는 터치 스크린 패널 구동부; 및 상기 표시패널 구동부에 형성되며, 상기 표시패널 구동회로의 적어도 하나와 접속되는 제 1 접속부와, 상기 터치 스크린 패널 구동회로의 적어도 하나와 접속되는 제 2 접속부를 구비하는 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

터치 스크린 패널 일체형 표시장치{DISPLAY DEVICE HAVING TOUCH SCREEN PANEL}
본 발명은 터치 스크린 패널 일체형 표시장치에 관한 것이다.
최근, 키보드, 마우스, 트랙볼, 조이스틱, 디지타이저(digitizer) 등의 다양한 입력장치(Input Device)들이 사용자와 가전기기 또는 각종 정보통신기기 사이의 인터페이스를 구성하기 위해 사용되고 있다. 그러나, 상술한 바와 같은 입력장치를 사용하는 것은 사용법을 익혀야 하고 공간을 차지하는 등의 불편을 야기하여 제품의 완성도를 높이기 어려운 면이 있었다. 따라서, 편리하면서도 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있는 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다. 이와 같은 요구에 따라 사용자가 손이나 펜 등으로 화면과 직접 접촉하여 정보를 입력하는 터치 스크린 패널(touch screen panel)이 제안되었다.
터치 스크린 패널은 간단하고, 오작동이 적으며, 별도의 입력기기를 사용하지 않고도 입력이 가능할 뿐 아니라 사용자가 화면에 표시되는 내용을 통해 신속하고 용이하게 조작할 수 있다는 편리성 때문에 다양한 표시패널에 적용되고 있다.
그러나, 터치 스크린 패널을 표시패널에 적용하여 터치 스크린 패널 일체형 표시장치를 제작할 경우, 터치 스크린 패널과 표시패널이 통상 별도의 세트 업체에서 제작되기 때문에 터치 스크린 패널 구동을 위한 구동회로가 실장된 보드와 표시패널의 구동을 위한 구동회로가 실장된 보드가 별개로 제작되었으므로 이들을 하나의 보드에 통합할 필요성이 제기 되었다.
또한, 표시패널 및 터치 스크린 패널과 메인 시스템과의 통신을 위해 표시패널용 저전압 차동신호(Low Voltage Differential Sinalling: LVDS) 케이블과 터치 스크린 패널용 범용직렬버스(Universal Serial Bus: USB) 케이블이 요구되었다.
도 1은 표시패널 구동보드와 터치 스크린 패널 구동보드가 배치되는 종래의 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 배면을 도시한 개략도이다. 도 1에서 도면 부호 10은 표시패널, 12는 표시패널 구동보드, 12a, 12b, 12c는 표시패널 구동IC, 20은 터치 스크린 패널, 22는 터치 스크린 패널 구동보드, 30은 메인 시스템, 14는 표시패널(12)과 메인 시스템(30) 간의 통신을 위한 LVDS 케이블, 24는 터치 스크랜 패널 구동보드(22)와 메인 시스템(30) 간의 통신을 위한 범용 직렬버스(Universal Serial Bus: USB) 케이블을 각각 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래의 터치 스크린 패널 일체형 표시장치에서는 표시패널 구동보드(12)와 터치 스크린 패널 구동보드(22)가 분리되어 별개로 되어 있기 때문에 이들을 메인 시스템(30)에 연결하기 위해서는 LVDS 케이블(14)과 USB 케이블(24)이 필수적이다.
따라서, 별도로 구성되어 있는 표시패널 구동보드(12)와 터치 스크린 패널 구동보드(22)를 통합하고 USB 케이블을 제거하여 전체 장치의 소형화를 도모하고 그에 따른 제조비용을 절감하기 위한 필요성이 대두되었다.
따라서 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 별도로 구성되어 있는 표시패널 구동보드와 터치 스크린 패널 구동보드를 통합하여 장치의 소형화와 함께 그에 따른 제조비용을 절감할 수 있는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치는 표시패널과 터치 스크린 패널을 구비하며, 상기 표시패널 배면의 일부 영역에 형성되며, 상기 표시패널을 구동시키기 위한 표시패널 구동회로들을 구비하는 표시패널 구동부; 상기 표시패널 배면의 일부 영역에 형성되며, 상기 표시패널 구동부에 인접하여 형성되고, 상기 터치 스크린 패널을 구동시키기 위한 터치 스크린 패널 구동회로들을 구비하는 터치 스크린 패널 구동부; 및 상기 표시패널 구동부에 형성되며, 상기 표시패널 구동회로의 적어도 하나와 접속되는 제 1 접속부와, 상기 터치 스크린 패널 구동회로의 적어도 하나와 접속되는 제 2 접속부를 구비하는 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서 커넥터는 LVDS 커넥터를 포함하며, 하나의 통합 케이블에 의해 외부의 메인 시스템에 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 표시패널 구동부와 상기 터치 스크린 패널 구동부는 분리부에 의해 분리되도록 형성된다.
또한, 상기 터치 스크린 패널 구동회로의 적어도 하나와 접속되는 상기 제 2 접속부는 상기 LVDS 커넥터의 더미 핀인 것을 특징으로 한다.
또한, 터치 스크린 패널 구동회로는, 전원부로부터 공급되는 펄스전압을 상기 터치 스크린 패널에 제 1 방향으로 배치되는 복수의 제 1 도전패턴들에 공급하여 상기 복수의 제 1 도전패턴들을 스캐닝하는 제 1 도전패턴 구동회로; 상기 전원부로부터 공급되는 상기 펄스전압을 상기 복수의 제 1 도전패턴들과 전기적으로 절연되도록 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 배치되는 복수의 제 2 도전패턴들에 공급하여 상기 복수의 제 2 도전패턴들을 스캐닝하는 제 2 도전패턴 구동회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 표시패널 구동회로는, 상기 표시패널의 데이터라인들에 비디오 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동부; 상기 표시패널의 게이트라인들에 상기 비디오 데이터 전압에 동기되는 게이트 펄스를 공급하기 위한 게이트 구동부; 외부로부터 공급되는 타이밍 신호를 기준으로 상기 데이터 구동부 및 상기 게이트 구동부의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러; 및 상기 펄스전압에 의해 상기 표시패널의 공통전극에 유기된 유기전압 성분을 포함하는 공통전압을 감지하고, 상기 펄스전압을 이용하여 상기 유기전압 성분과 동일 크기를 갖지만 위상이 반대인 펄스전압을 공급하여 상기 유기전압 성분을 포함한 공통전압에서 상기 유기전압 성분을 제거하여 상기 공통전극에 공급하는 보상회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 터치 스크린 패널 구동회로는, 상기 제 1 및 제 2 도전패턴 구동회로들을 제어하기 위한 복수의 스캐닝 제어신호들을 발생하여 상기 제 1 및 제 2 도전패턴 구동회로에 공급하는 터치 콘트롤러; 및 상기 터치 스크린 패널의 상기 제 1 및 제 2 도전패턴들에 접속되어 상기 제 1 및 제 2 도전패턴 구동회로로부터 상기 제 1 및 제 2 도전패턴들에 상기 펄스전압이 공급될 때마다 각 도전패턴의 초기 정전용량의 전압과 현재의 정전용량의 전압을 비교하여 터치가 수행되었는지의 여부를 나타내는 터치 인식신호, 터치 무인식 신호 및 터치위치를 상기 터치 콘트롤러에 공급하는 터치 프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치에 의하면 표시패널 구동보드와 터치 스크린 패널 구동보드를 하나로 통합하고 있기 때문에 장치의 소형화와 함께 터치 스크린 패널 일체형 표시장치를 구현할 수 있게 된다.
또한, 표시패널과 메인 시스템 사이, 그리고 터치 스크린 패널과 메인 시스템 사이의 데이터 송수신을 위한 커넥터를 표시패널 구동부에 형성하고, 커넥터의 더미 핀을 터치 스크린 패널 구동부를 위한 단자로 사용할 수 있기 때문에 터치 스크린 패널을 위한 별도의 케이블 및 핀을 할당할 필요없고, 따라서 그에 따른 작업성이 개선될 뿐아니라 재료비 절감을 달성할 수 있게 된다.
또한 표시패널 구동부와 터치 스크린 패널 구동부 사이의 경계부에는 분리부가 형성되기 때문에 표시패널 구동부로부터 터치 스크린 패널 구동부로 노이즈가 유입되지 않게 되어 노이즈에 의한 간섭을 방지할 수 있으므로 터치 스크린 패널의 감도를 높일 수 있게 되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 보상회로를 이용하여 공통전극에 유기되는 노이즈를 상쇄시킬 수 있으므로 공통전극에 인가되는 전압을 안정화시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 표시장치 구동보드와 터치 스크린 패널 구동보드가 배치되는 종래의 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 배면을 도시한 개략도,
도 2는 본 발명의 실시예 따른 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 배면을 도시한 개략도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LVDS 커넥터의 핀 배열을 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 개략 구성도.
도 5는 도 4에 도시된 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 단면도,
도 6은 도 4에 도시된 액정 표시패널의 공통전극과 공통전압 발생회로 및 보상회로의 구성을 개략적으로 도시한 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소들의 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 명칭과는 상이할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예 따른 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 배면을 도시한 개략도이다.
도 2를 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널 일체형 표시장치는 배면의 일부 영역에 표시패널 구동부(300a), 터치 스크린 패널 구동부(300b) 및 표시패널 구동부(300a)와 터치 스크린 패널 구동부(300b)를 분리하기 위한 분리부(300c)를 포함하는 구동부(300)를 구비한다.
표시패널 구동부(300a)에는 표시패널(100)을 구동하기 위한 표시패널 구동회로들(DIC)과 배선들(도시생략)이 형성되며, 또한 표시패널(100)과 메인 시스템(120) 간의 신호 송수신, 및 터치 스크린 패널(200)과 메인 시스템(120) 간의 신호 송수신을 위한 LVDS 커넥터(130)가 형성된다. 본 발명의 실시예에서는 LVDS 커넥터(130)를 예로 들어 설명하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 표시패널(100)과 메인 시스템(120) 간의 신호 송수신, 및 터치 스크린 패널(200)과 메인 시스템(120) 간의 신호 송수신을 위한 다른 인터페이스, 예컨대 TMDS (Trasition Minimized Differential Signaling) 커넥터 등이 사용될 수도 있다.
터치 스크린 패널 구동부(300b)에는 터치 스크린 패널(200)을 구동시키기 위한 터치 스크린 패널 구동회로들(TIC)과 배선들(도시생략)이 형성되며, 또한 표시패널(100) 전면에 배치되는 터치 스크린 패널(200)과 연결되는 연성 회로기판(Flexible Printed Circuit: FPC)이 형성된다. 또한, 터치 스크린 패널 구동회로들(TIC)은 메인 시스템(120)과의 신호 송수신을 위해 금속라인(도시 생략)에 의해 LVDS 커넥터(130)의 더미 핀에 접속되어 있으나, 도 2에서는 도면의 간략화를 위해 터치 스크린 패널 구동회로(TIC)와 LVDS 커넥터(130)를 연결하는 금속라인의 구성을 생략하였다.
LVDS 및 USB 통합케이블(135)은 LVDS 커넥터(130)와 메인 시스템(120)을 연결하는 케이블이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LVDS 커넥터(130)의 핀 배열을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이 LVDS 커넥터(130)는 40개의 핀을 구비하며, 1-22핀은 표시패널 구동을 위해 할당되는 핀이고, 23-28핀은 터치 스크린 패널 구동을 위해 할당되는 핀이며, 31~40핀은 백라이트 전원 및 제어를 위해 할당되는 핀이다. 각각의 핀에 대한 명칭과 기능은 본 발명의 본질적인 내용이 아니기 때문에 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이 표시패널(100)과 메인 시스템(120) 및 터치 스크린 패널(200)과 와 메인 시스템(120) 간의 신호 송수신을 위한 핀들을 구비한 LVDS 커넥터(130)를 표시패널 구동부(300a)에 형성하면, LVDS 커넥터(130)의 더미 핀(dummy pin)을 터치 스크린 패널 구동부(300b)를 위한 단자로 사용할 수 있게 된다. 따라서, 별도의 LVDS 케이블과 USB 케이블을 사용할 필요없이 이들을 하나의 케이블로 통합시킬 수 있게 되므로 종래와 같이 표시패널(100)과 터치 스크린 패널(200) 간의 신호전송을 위해 별도의 케이블 및 핀을 할당할 필요가 없기 때문에 제조업체의 공정라인 및 시스템 체결공정의 작업성을 향상시키고 재료비를 절감할 수 있는 효과를 달성할 수 있게 된다.
다음으로, 도 4 내지 도 6을 참조하여 액정표시패널에 구현되는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 예를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 개략 구성도, 도 5는 도 4에 도시된 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 단면도, 도 6은 도 4에 도시된 액정 표시패널의 공통전극과 공통전압 발생회로 및 보상회로의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널 일체형 표시장치는 표시패널(100), 백라이트 유닛(BLU), 타이밍 콘트롤러(101), 데이터 구동부(102), 게이트 구동부(103), 전원부(110), 메인 시스템(120), 터치 스크린 패널(200), 제 1 도전패턴 구동회로(210), 제 2 도전패턴 구동회로(230), 터치 콘트롤러(250), 터치 인식 프로세서(270), 보상회로(290) 등을 포함한다.
상기 구성요소 중 표시패널(100)을 구동시키기 위한 구동회로들인 타이밍 콘트롤러(101), 데이터 구동부(102), 게이트 구동부(103) 및 보상회로(290)는 도 2 및 도 4에 도시된 구동부(300)의 표시패널 구동부(300a)에 형성되고, 터치 스크린 패널(200)을 구동시키기 위한 구동회로들인 제 1 도전패턴 구동회로(210), 제 2 도전패턴 구동회로(230), 터치 콘트롤러(250), 터치 인식 프로세서(270)는 구동부(300)의 터치 스크린 패널 구동부(300b)에 형성된다. 표시패널 구동부(300a)와 터치 스크린 패널 구동부(300b)에 필요한 전원을 공급하는 전원부(110)는 필요에 따라 표시패널 구동부(300a) 또는 외부에 형성될 수 있다.
표시패널(100)은 컬러필터 어레이(CFA)와 박막트랜지스터 어레이(TFTA)를 구비하며, 이들 사이에는 액정층(LC)과, 액정층(LC)의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서(CS)가 형성되어 있다. 컬러필터 어레이(CFA)는 상부 기판(GLS1)의 일면에 형성되는 컬러필터(CF)와 블랙 매트릭스(BM)와, 그 상부에 형성되는 공통전극(COM)을 포함한다. 상부 기판(GLS1)의 타면에는 터치 스크린 패널(200)이 형성된다. 박막트랜지스터 어레이(TFTA)는 하부 기판(GLS2)의 일면에 서로 교차하도록 형성되는 데이터라인들(104) 및 게이트라인들(105), 이들 게이트 라인(104)과 데이터 라인(105)이 교차하는 영역에 형성되는 박막 트랜지스터(T), 게이트 라인(104)과 데이터 라인(105)의 교차에 의해 정의되는 픽셀들을 포함한다. 하부기판(GLS2)의 타면에는 하부 편광판(POL2)이 접착된다.
백라이트 유닛(BLU)은 표시패널(100)의 아래에 배치된다. 백라이트 유닛(BLU)은 다수의 광원들을 포함하여 표시패널(100)에 균일하게 빛을 조사한다. 백라이트 유닛(BLU)은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다. 백라이트 유닛의 광원은 HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp), LED(Light Emitting Diode) 중 어느 하나 또는 두 종류 이상의 광원을 포함할 수 있다.
데이터 구동부(102)는 타이밍 콘트롤러(101)의 제어 하에 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링하고 래치한다. 데이터 구동부(102)는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 정극성/부극성 감마보상전압(GMA1~GMAn)으로 변환하여 데이터전압의 극성을 반전시킨다. 데이터 구동부(102)로부터 출력되는 정극성/부극성 데이터전압은 게이트 구동부(103)로부터 출력되는 게이트펄스에 동기된다. 데이터 구동부(102)의 소스 드라이브 IC(Integrated Circuit)들 각각은 COG(Chip On Glass) 공정이나 TAB(Tape Automated Bonding) 공정으로 표시패널(100)의 데이터라인들(104)에 접속될 수 있다. 소스 드라이브 IC는 타이밍 콘트롤러(101) 내에 집적되어 타이밍 콘트롤러(101)와 함께 원칩 IC로 구현될 수도 있다.
게이트 구동부(103)는 타이밍 콘트롤러(101)의 제어 하에 디스플레이 모드에서 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 순차적으로 출력하고 그 출력의 스윙전압을 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL)으로 쉬프트시킨다. 게이트 구동부(103)로부터 출력되는 게이트펄스는 데이터 구동부(102)로부터 출력되는 데이터전압에 동기되어 게이트라인들(105)에 순차적으로 공급된다. 게이트 하이 전압(VGH)은 박막트랜지스터(T)의 문턱 전압 이상의 전압이고, 게이트 로우 전압(VGH)은 박막트랜지스터(T)의 문턱 전압보다 낮은 전압이다. 게이트 구동부(103)의 게이트 드라이브 IC들은 TAP 공정을 통해 표시패널(100)의 하부기판(GLS2)의 게이트라인들(105)에 연결되거나 GIP(Gate In Panel) 공정으로 픽셀과 함께 표시패널(100)의 하부기판(GLS2) 상에 직접 형성될 수 있다.
타이밍 콘트롤러(101)는 메인 시스템(120)으로부터의 타이밍신호를 이용하여 데이터 구동부(102) 및 게이트 구동부(103)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다. 데이터 구동부(102) 및 게이트 구동부(103)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들은 게이트 구동부(103)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호와, 데이터 구동부(102)의 동작 타이밍과 데이터전압의 극성을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호를 포함한다. 게이트 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 구동부(103)로부터 매 프레임기간마다 가장 먼저 게이트펄스를 출력하는 첫 번째 게이트 드라이브 IC에 인가되어 그 게이트 드라이브 IC의 쉬프트 시작 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 게이트 구동부(103)의 게이트 드라이브 IC들에 공통으로 입력되어 게이트 스타트 펄스(GSP)를 쉬프트시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 구동부(103)의 게이트 드라이브 IC들의 출력 타이밍을 제어한다.
데이터 타이밍 제어신호는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity : POL), 및 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동부(102)에서 가장 먼저 데이터를 샘플링하는 첫 번째 소스 드라이브 IC에 인가되어 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 소스 드라이브 IC들 내에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭신호이다. 극성제어신호(POL)는 소스 드라이브 IC들로부터 출력되는 데이터전압의 극성을 제어한다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 소스 드라이브 IC들의 출력 타이밍을 제어한다. mini LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스를 통해 데이터 구동부(102)에 디지털 비디오 데이터(RGB)가 입력된다면, 소스 스타트 펄스(SSP)와 소스 샘플링 클럭(SSC)은 생략될 수 있다.
전원부(110)는 PWM(Pulse Width Modulation) 변조회로, 부스트 컨버터(boost converter), 레귤레이터(regulater), 차지펌프(charge pump), 분압회로, 연산 증폭기(Operation Amplifier) 등을 포함한 DC-DC 컨버터(DC-DC Convertor)로 구현된다. 전원부(110)는 메인 시스템(120)으로부터의 입력전압을 조정하여 표시패널(100), 데이터 구동부(102), 게이트 구동부(103), 타이밍 콘트롤러(101), 백라이트 유닛(BLU), 제 1 도전패턴 구동회로(210), 제 2 도전패턴 구동회로(230) 등의 구동에 필요한 전원을 발생하다. 전원부(110)로부터 출원되는 전원들은 고전위 전원전압(VDD), 게이트 하이전압(VGH), 게이트 로우전압(VGL), 공통전압(Vcom), 정극성/부극성 감마기준전압들(VGMA1∼VGMAi), 펄스전압(Vtsp) 등을 포함한다.
메인 시스템(120)은 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)와, 디스플레이 구동에 필요한 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, MCLK) 및 터치 스크린 패널(200) 구동에 필요한 신호들을 LVDS 및 USB 통합 케이블(135)과 LVDS 커넥터(130)를 통해 타이밍 콘트롤러(101)에 전송한다.
터치 스크린 패널(200)은 제 1 방향(예를들면, X방향)으로 서로 평행하게 배치되는 복수의 제 1 도전패턴들(201), 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향(예를들면, Y방향)으로 서로 평행하게 배치되는 복수의 2 도전패턴들(203) 및 상기 제 1 도전패턴들(201)과 상기 제 2 도전패턴들(203)이 전기적으로 접촉되지 않도록 절연시키는 절연층(또는 절연패턴들)(도시생략)을 포함한다.
제 1 도전패턴 구동회로(210)는 전원부(110)에서 발생된 펄스전압(Vtsp)을 터치 스크린 패널(200)의 제 1 도전패턴들(201)에 순차적으로 공급하여 제 1 도전패턴들(201)을 스캐닝한다. 제 1 도전패턴 구동회로(210)는 현재 펄스전압(Vtsp)이 인가되는 제 1 도전패턴 이외의 다른 도전패턴들은 플로팅(floating)시킨다. 플로팅 상태에서는, 제 1 도전패턴(201)과 제 1 도전패턴 구동회로(210) 사이의 전류패스는 개방된다. 따라서, 플로팅 상태의 도전패턴에는 외부전압이 인가되지 않는다. 한편, 제 1 도전패턴 구동회로(210)는 터치 콘트롤러(250)로부터의 스캐닝 제어신호에 응답하여 펄스전압(Vtsp)을 제 1 도전패턴들(201)에 각각 공급하는 수평라인 제어스위치들(SWH1~SWHn)을 포함한다.
제 2 도전패턴 구동회로(230)는 제 1 도전패턴들(201)의 스캐닝 동작이 완료된 후에 전원부(110)에서 발생된 펄스전압(Vtsp)을 제 2 도전패턴들(203)에 순차적으로 공급하여 제 2 도전패턴들(203)을 스캐닝한다. 펄스전압(Vtsp)을 충전하는 제 2 도전패턴 이외의 다른 제 2 도전패턴들은 모두 플로팅된다. 제 2 도전패턴 구동회로(230)는 터치 콘트롤러(250)로부터의 스캐닝 제어신호에 응답하여 펄스전압(Vtsp)을 제 2 도전패턴들(203)에 각각 공급하는 수직라인 제어스위치들(SWV1~SWVm)을 포함한다.
수평라인 제어스위치들(SWH1~SWHn)과 수직라인 제어스위치들(SWV1~SWVm)은 구동부(300)의 터치 스크린 패널 구동부(300b)에 형성된다.
터치 콘트롤러(250)는 터치 스크린 패널(200)을 구동하기 위한 제 1 도전패턴 구동회로(210)와 제 2 도전패턴 구동회로(230)에 스캐닝 제어신호들 발생한다.
터치 인식 프로세서(270)는 터치 스크린 패널의 제 1 도전패턴들(201)과 제 2 도전패턴들(203)에 접속되어 이들 도전패턴의 초기 정전용량의 전압과 터치 정전용량의 전압을 차동 증폭하고 그 결과를 디지털 데이터로 변환한다. 그리고 터치 인식 프로세서(270)는 터치 인식 알고리즘을 이용하여 초기 정전용량과 터치 정전용량의 차이를 바탕으로 터치 위치를 판단하고, 그 터치 위치를 지시하는 터치 좌표 데이터를 터치 콘트롤러(250)로 출력한다. 터치 콘트롤러(250)는 터치 좌표 데이터를 금속 라인을 통해 LVDS 커넥터(130)의 더미 핀에 공급한다. LVDS 커넥터(130)의 더미 핀에 공급된 터치 좌표 데이터는 LVDS 및 USB 통합케이블(135)을 통해 메인 시스템(120)에 공급된다.
보상회로(290)는 도 6에 도시된 바와 같이 전원부(110)에서 발생된 펄스전압(Vtsp)을 제 1 도전패턴 구동회로(210)로부터 공급받으며, 또한, 공통전극(COM)으로부터 현재의 공통전압을 입력받는다. 이하에서는, 공통전극(COM)으로부터 보상회로(290)에 입력되는 현재의 공통전압은 제 2 공통전압(Vcom_p)이라 하고, 전원부(110)로부터 공통전극(COM)에 공급되는 공통전압은 제 1 공통전압(Vcom)이라 하며, 보상회로(290)를 통해 공통전극(COM)으로 공급되는 피드백 전압은 제 3 공통전압(Vcom_out)이라 칭하기로 한다.
본 발명의 실시예에서는 보상회로(290)가 전원부(110)에서 발생된 펄스전압(Vtsp)을 제 1 도전패턴 구동회로(210)로부터 공급받는 것으로 설명하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 보상회로(290)는 전원부(110)에서 발생된 펄스전압(Vtsp)을 제 2 도전패턴 구동회로(230)로부터 공급받거나, 제 1 및 제 2 도전패턴 구동회로(210, 230)로부터 모두 공급받도록 구성되어도 좋다.
터치 스크린 패널 일체형 표시장치에서는 전원이 인가되어 장치가 동작하면 표시패널의 공통전극(COM)과 터치 스크린 패널(200)의 제 1 및 제 2 도전패턴들(201, 203)에 의해 기생 캐패시턴스가 발생한다. 따라서, 펄스전압(Vtsp)과 동일한 주파수를 갖는 노이즈가 공통전극(COM)의 제 1 공통전압(Vcom)에 유기될 수 있다.
보상회로(290)는 터치 구동시 터치 구동펄스에 의해 공통전극(COM)에 유기되는 노이즈를 제거하기 위한 회로이다. 이를 위해 보상회로(290)는 터치 구동에 의해 제 1 공통전압(Vcom)에 노이즈 성분이 포함된 제 2 공통전압(Vcom_p)이 발생할 때 노이즈 성분과 동일하지만 위상이 반대인 펄스전압(Vtsp)의 주파수를 이용하여 노이즈 신호를 제거한 제 3 공통전압(Vcom_out)을 생성한 후 이를 공통전극(COM)에 다시 공급한다.
따라서, 보상회로(290)는 터치 스크린 패널의 구동을 위해 인가되는 펄스전압(Vtsp)을 이용하여 공통전극(COM)에 유기되는 노이즈를 상쇄시킬 수 있으므로 공통전극에 인가되는 전압을 안정화시킬 수 있는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치를 구현할 수 있게 된다.
이상의 본 발명의 실시예에서는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치가 액정표시패널에 구현되는 경우를 예로 들어 설명하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 액정표시패널 외에도 전계 방출 표시패널(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 전계발광 표시패널(Electroluminescence Device, EL), 전기영동 표시패널 등을 포함하는 표시패널에 적용될 수도 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100 : 표시패널 101 : 타이밍 콘트롤러
102 : 데이터 구동부 103 : 게이트 구동부
110 : 전원부 120 : 메인 시스템
130 : LVDS 커넥터 135 : LVDS 및 USB 통합케이블
200 : 터치 스크린 패널 210 : 제 1 도전패턴 구동회로
230 : 제 2 도전패턴 구동회로 250 : 터치 콘트롤러
270 : 터치 인식 프로세서 290 : 보상회로
300: 구동부 300a: 표시패널 구동부
300b: 터치 스크린 패널 구동부 300c: 분리부

Claims (8)

  1. 표시패널과 터치 스크린 패널을 구비하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치에 있어서,
    상기 표시패널 배면의 일부 영역에 형성되며, 상기 표시패널을 구동시키기 위한 표시패널 구동회로들을 구비하는 표시패널 구동부;
    상기 표시패널 배면의 일부 영역에 형성되며, 상기 표시패널 구동부에 인접하여 형성되고, 상기 터치 스크린 패널을 구동시키기 위한 터치 스크린 패널 구동회로들을 구비하는 터치 스크린 패널 구동부; 및
    상기 표시패널 구동부에 형성되며, 상기 표시패널 구동회로의 적어도 하나와 접속되는 제 1 접속부와, 상기 터치 스크린 패널 구동회로의 적어도 하나와 접속되는 제 2 접속부를 구비하는 커넥터를 포함하며,
    상기 표시패널 구동부와 상기 터치 스크린 패널 구동부는 분리부에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커넥터는 LVDS 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 커넥터는 하나의 통합 케이블에 의해 외부의 메인 시스템에 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 터치 스크린 패널 구동회로의 적어도 하나와 접속되는 상기 제 2 접속부는 상기 LVDS 커넥터의 더미 핀인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 스크린 패널 구동회로는,
    전원부로부터 공급되는 펄스전압을 상기 터치 스크린 패널에 제 1 방향으로 배치되는 복수의 제 1 도전패턴들에 공급하여 상기 복수의 제 1 도전패턴들을 스캐닝하는 제 1 도전패턴 구동회로; 및
    상기 전원부로부터 공급되는 상기 펄스전압을 상기 복수의 제 1 도전패턴들과 전기적으로 절연되도록 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 배치되는 복수의 제 2 도전패턴들에 공급하여 상기 복수의 제 2 도전패턴들을 스캐닝하는 제 2 도전패턴 구동회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 표시패널 구동회로는,
    상기 표시패널의 데이터라인들에 비디오 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동부;
    상기 표시패널의 게이트라인들에 상기 비디오 데이터 전압에 동기되는 게이트 펄스를 공급하기 위한 게이트 구동부;
    외부로부터 공급되는 타이밍 신호를 기준으로 상기 데이터 구동부 및 상기 게이트 구동부의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러; 및
    상기 펄스전압에 의해 상기 표시패널의 공통전극에 유기된 유기전압 성분을 포함하는 공통전압을 감지하고, 상기 펄스전압을 이용하여 상기 유기전압 성분과 동일 크기를 갖지만 위상이 반대인 펄스전압을 공급하여 상기 유기전압 성분을 포함한 공통전압에서 상기 유기전압 성분을 제거하여 상기 공통전극에 공급하는 보상회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 터치 스크린 패널 구동회로는,
    상기 제 1 및 제 2 도전패턴 구동회로들을 제어하기 위한 복수의 스캐닝 제어신호들을 발생하여 상기 제 1 및 제 2 도전패턴 구동회로에 공급하는 터치 콘트롤러; 및
    상기 터치 스크린 패널의 상기 제 1 및 제 2 도전패턴들에 접속되어 상기 제 1 및 제 2 도전패턴 구동회로로부터 상기 제 1 및 제 2 도전패턴들에 상기 펄스전압이 공급될 때마다 각 도전패턴의 초기 정전용량의 전압과 현재의 정전용량의 전압을 비교하여 터치가 수행되었는지의 여부를 나타내는 터치 인식신호, 터치 무인식 신호 및 터치위치를 상기 터치 콘트롤러에 공급하는 터치 프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
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