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KR20110065768A - 터치 센서 내장 표시장치 - Google Patents

터치 센서 내장 표시장치 Download PDF

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KR20110065768A
KR20110065768A KR1020090122418A KR20090122418A KR20110065768A KR 20110065768 A KR20110065768 A KR 20110065768A KR 1020090122418 A KR1020090122418 A KR 1020090122418A KR 20090122418 A KR20090122418 A KR 20090122418A KR 20110065768 A KR20110065768 A KR 20110065768A
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KR
South Korea
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gate
node
touch
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KR1020090122418A
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김태환
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 터치 센서 내장 표시장치에 관한 것으로, 비디오 데이터를 표시하는 픽셀들과 함께 표시패널의 화소 어레이에 내장된 터치 센서; 상기 표시패널의 데이터라인들에 상기 비디오 데이터의 데이터전압을 공급하는 데이터 구동회로; 상기 표시패널의 게이트라인들에 게이트펄스를 순차적으로 공급하는 게이트 구동회로; 및 상기 터치 센서의 출력으로부터 터치 전압을 샘플링하는 터치센서 출력 처리회로를 구비한다.

Description

터치 센서 내장 표시장치{DISPLAY DEVICE HAVING TOUCH SENSOR}
본 발명은 터치 센서 내장 표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이 액정표시장치는 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기, 옥내외 광고 표시장치 등으로 이용되고 있다. 액정표시장치의 대부분을 차지하고 있는 투과형 액정표시장치는 액정층에 인가되는 전계를 제어하여 백라이트 유닛으로부터 입사되는 빛을 데이터전압에 따라 조절하여 화상을 표시한다.
유저 인터페이스의 편의성을 높이기 위하여, 액정표시패널에 터치패널을 일체화하는 기술이 각광을 받고 있다. 최근에는 액정표시패널 상에 별도의 터치패널을 접착하지 않고 액정표시패널의 화소 어레이에 터치 센서를 내장한 기술(화소 어레이 내장 터치 센서)이 개발되고 있다. 화소 어레이 내장 터치 센서는 터치 스크린의 터치 여부에 따라 변화되는 전압을 샘플링하기 위한 커패시터와, 커패시터에 충전된 터치 전압을 외부의 터치 센서 출력 처리회로에 공급하기 위한 스위치소자를 포함한다. 스위치소자는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하 "TFT"라 함)로 구현될 수 있다. 스위치 TFT는 터치여부에 따라 변화되는 터치 전압을 게이트 전압으로 입력받아 터치 센서 출력 처리회로에 공급되는 전류를 조절한다.
스위치 TFT의 드레인 단자 또는 소스 단자에는 직류 구동전압이 공급된다. 이러한 직류 구동전압은 스위치 TFT의 문턱전압 변화를 유발한다. 따라서, 터치 센서의 장기 신뢰성을 확보하기 위해서는 스위치 TFT의 문턱전압 변화를 방지할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 스위치 TFT의 문턱전압 변화를 방지할 수 있는 터치 센서 내장 표시장치를 제공한다.
본 발명의 일 양상으로서, 본 발명의 터치 센서 내장 표시장치는 비디오 데이터를 표시하는 픽셀들과 함께 표시패널의 화소 어레이에 내장된 터치 센서; 상기 표시패널의 데이터라인들에 상기 비디오 데이터의 데이터전압을 공급하는 데이터 구동회로; 상기 표시패널의 게이트라인들에 게이트펄스를 순차적으로 공급하는 게이트 구동회로; 및 상기 터치 센서의 출력으로부터 터치 전압을 샘플링하는 터치센 서 출력 처리회로를 구비한다.
상기 터치 센서는 A 노드에 접속되어 상기 표시패널이 터치 물체에 의해 눌러질 때 변화되는 A 노드의 전압을 충전하는 커패시터, 및 교류 구동 전압을 입력 받아 상기 A 노드의 전압에 따라 상기 터치센서 출력회로로 흐르는 전류를 조절하는 스위치 TFT를 포함한다.
본 발명은 표시장치의 화소 어레이에 내장된 터치 센서의 스위치 TFT를 교류 구동 전압으로 구동한다. 그 결과, 본 발명은 스위치 TFT의 문턱전압 변화를 방지할 수 있다.
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 것으로서, 실제 제품의 명칭과는 상이할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정 표시패널(100), 타이밍 콘트롤러(101), 데이터 구동부(102), 게이트 구동부(103), 터치 센서 출력 처리부(108), 및 터치 인식부(109)를 구비한다.
액정표시패널(100)은 두 장의 기판들 사이에 액정층이 형성된다. 하부기판(GLS2)에는 터치 센서들과 픽셀들을 포함한 TFT 어레이가 형성된다. 하부기판(GLS2)의 하면에는 하부 편광판(POL2)이 접착된다. 상부기판(GLS1)에는 컬러필터(CF)와 블랙 매트릭스를 포함한 컬러필터 어레이가 형성되고, 컬러필터 어레이에 상판 공통전극이 형성된다. 상부기판(GLS1)의 상면에는 상부 편광판(POL)이 접착된다.
액정표시패널(100)의 하부기판에는 데이터라인들(105), 게이트라인들(106), 리드아웃 라인들(107, RL), 픽셀들(10), 및 터치 센서들(20)을 구비한다.
픽셀들(10) 각각은 픽셀 TFT(Tpx), 제1 액정셀(Clc1) 및 제1 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst1)를 포함한다. 픽셀 TFT(Tpx)는 게이트라인(106)으로부터의 게이트펄스에 따라 턴-온되어 데이터라인(105)으로부터의 비디오 데이터전압을 제1 액정셀(Clc1)의 화소전극에 공급한다. 픽셀 TFT(Tpx)의 게이트전극은 제n(n은 양의 정수) 게이트라인(106)에 접속된다. 픽셀 TFT(Tpx)의 드레인전극은 데이터라인(105)에 접속되고, 그 소스전극은 제1 액정셀(Clc1)의 화소전극에 접속된다. 제1 스토리지 커패시터(Cst1)는 1 프레임기간 동안 제1 액정셀(Clc1)의 전압을 일정하게 유지한다. 제1 스토리지 커패시터(Cst1)의 일측 전극은 픽셀 TFT(Tpx)의 소스전극 및 제1 액정셀(Clc1)의 화소전극에 접속되고, 그 타측 전극은 하부기판에 형성된 공통전극에 접속된다.
터치 센서들(20) 각각은 제2 액정셀(Clc2), 제2 스토리지 커패시터(Cst2), 풀-다운 TFT(Tpd), 및 스위치 TFT(Tsw)를 구비한다.
제2 액정셀(Clc2)은 소스/드레인 금속패턴(SDM)과, 상부기판에 형성된 상판 공통전극 사이에 형성되어 제1 액정셀(Clc)의 셀갭보다 낮은 셀갭(Cell gap)을 갖는다. 상판 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다. 소스/드레인 금속패턴(SDM)은 TFT들(Tpx, Tpd, Tsw)의 소스/드레인 전극의 금속과 동일한 금속을 포함한다. 제2 액정셀(Clc2)은 도 2와 같이 터치 물체에 의해 액정표시패널(100)의 상부 기판이 눌려질 때, 그 셀갭이 낮아진다. 제2 스토리지 커패시터(Cst2)는 제2 액정셀(Clc2)의 셀갭 변화로 변하는 A 노드의 전압을 저장한다.
풀-다운 TFT(Tpd)는 제n-1 게이트라인(106)의 전압으로 인하여 A 노드 전압이 변동되지 않도록 A 노드와 제n-1 게이트라인(106) 사이에 접속된 다이오드 역할을 한다. 풀-다운 TFT(Tpd)의 게이트 및 소스 전극들은 A 노드에 접속되고, 그 드레인전극은 제n-1 게이트라인(106)에 접속된다.
스위치 TFT(Tsw)는 제n-1 게이트라인(106)으로부터 게이트펄스가 인가될 때 터치 유무에 따라 변화되는 A 노드의 전압으로 리드아웃라인(107)을 통해 터치 센서 출력 처리부(108)로 흐르는 전류를 조절한다. 스위치 TFT(Tsw)의 게이트 전극은 A 노드에 접속된다. 스위치 TFT(Tsw)의 드레인전극에는 구동전압(Vdrv)이 공급된다. 스위치 TFT(Tsw)의 소스전극은 리드아웃라인(107)을 통해 터치 센서 출력 처리부(108)의 입력 단자에 접속된다.
본 발명의 액정표시장치는 TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 액정모드로도 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 액정표시장치는 투과형 액정표시장치, 반투과형 액정표시장치, 반사형 액정표시장치 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 액정표장치와 반투과형 액정표시장치에서는 백라이트 유닛이 필요하다. 백라이트 유닛은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.
본 발명의 터치 센서 내장 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)에 한정되지 않는다. 예컨대, 터치 센서(20)는 액정표시장치의 화소 어레이에 내장될 수 있을 뿐 아니라, 큰 변경 없이 유기발광다이오드소자(Organic Light Emitting Diode, OLED), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display, FED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 화소 어레이에 내장될 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 아날로그 정극성 감마보상전압과 부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압의 극성을 반전시킨다. 게이트 구동부(103)는 타이밍 콘트롤러(101)의 제어 하에 게이트펄스를 게이트라인들(106)에 순차적으로 공급한다.
타이밍 콘트롤러(101)는 시스템 보드(104)로부터 입력된 디지털 비디오 데이터(RGB)를 재정렬하여 데이터 구동부(102)에 전송한다. 타이밍 콘트롤러(101)는 시스템 보드(104)로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(CLK) 등의 타이밍신호를 이용하여 데이터 구동부(102), 게이트 구동부(103), 및 터치 센서 출력 처리회로(108) 의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들을 발생한다. 제어신호들은 게이트 구동회로(103)의 동작 타임을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호, 데이터 구동회로(102)의 동작 타이밍과 데이터전압의 극성을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호, 및 터치 센서 출력 처리회로(108)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 센서 타이밍 제어회로를 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 첫 번째 게이트펄스를 발생화는 게이트 드라이브 IC(Integrated Circuit)에 인가되어 첫 번째 게이트펄스가 발생되도록 그 게이트 드라이브 IC를 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 게이트 드라이브 IC들에 공통으로 입력되는 클럭신호로써 게이트 스타트 펄스(GSP)를 쉬프트시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 드라이브 IC들의 출력을 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 구동회로의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 데이터 구동회로(102) 내에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭신호이다. 극성제어신호(POL)는 데이터 구동회로(102)로부터 출력되는 데이터전압의 극성을 제어한다. 소스 출력 인에이 블신호(SOE)는 데이터 구동회로(102)의 출력 타이밍을 제어한다. 데이터 구동회로(102)에 입력될 디지털 비디오 데이터가 mini LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스 규격으로 전송된다면, 소스 스타트 펄스(SSP)와 소스 샘플링 클럭(SSC)은 생략될 수 있다.
센서 타이밍 제어신호는 도 4 및 도 5와 같은 리셋신호(Reset), 기준전압 샘플링 스위치 제어신호(SHO), 및 터치전압 샘플링 스위칭 제어신호(SH1)를 포함한다. 게이트펄스의 게이트 하이전압, 기준전압 샘플링 스위치 제어신호(SHO), 및 터치전압 샘플링 스위칭 제어신호(SH1)은 도 5와 같이 리셋신호의 로우 로직(Low logic) 구간에 발생된다.
터치 센서 출력 처리부(108)는 스위치 TFT(Tsw)를 통해 흐르는 전류에 따라 터치 전압을 샘플링하여 그 전압을 증폭한 후에 디지털 데이터로 변환한다. 터치 인식부(109)는 터치 인식 알고리즘을 실행하여 터치 센서 출력 처리부(108)로부터의 디지털 데이터를 분석하여 터치점의 위치를 지시하는 터치좌표 데이터(Txy)를 출력한다.
도 4는 도 3에 도시된 터치 센서(20)와 터치 센서 출력 처리회로(108)를 상세히 보여 주는 회로도이다. 도 5는 터치 센서(20)의 타이밍 제어신호들(Reset, SHO, Vgate, SH1)을 보여 주는 파형도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 터치 센서 출력 처리회로(108)는 연산 증폭기, 제1 및 제2 스위치소자{SW(SH0), SW(SH1)}, 증폭기(41), 아날로그-디지털 컨버터(Analog Digigtal Converter, 이하 "ADC"라 함)(42) 등을 구비한다. 연산 증폭 기의 반전 입력단자와 출력 단자에는 리셋 스위치소자{SW(Reset)}와 피드백 커패시터(Cfb)가 접속된다. 연산 증폭기의 반전 입력단자는 스위치 TFT(Tsw)의 소스 단자에 접속된다. 연산 증폭기(OPamp)의 비반전 입력단자에는 2V의 기준전압(Vref)이 공급된다.
리셋기간 동안, 리셋 스위치소자{SW(Reset)}는 하이 로직 전압의 리셋신호(Reset)에 응답하여 턴-온되어 피드백 커패시터(Cfb)의 양단 전압을 초기화시킨다. 이 리셋기간 동안, 스위치 TFT(Tsw), 제1 및 제2 스위치소자{SW(SH0), SW(SH1)}은 오프 상태를 유지한다.
센싱 기간 동안, 리셋 스위치소자{SW(Reset)}는 로우 로직 전압의 리셋신호(Reset)에 따라 오프 상태를 유지한다. 센싱 기간 동안, 제1 스위치소자{SW(SH0)}는 제1 스위치 제어신호(SHO)에 따라 턴-온되어 피드백 커패시터(Cfb)에 저장된 대략 2V의 기준전압(Vref)을 샘플링하여 기준 데이터(Tdata1)로써 증폭기(41)로 출력한다. 이어서, 제1 스위치소자{SW{SH0)}가 턴-오프되고, 제n-1 게이트라인(106)에 게이트펄스(Vgate)가 공급되면 스위치 TFT(Tsw)는 교류 구동 전압원으로부터 공급되는 전류양을 A 노드의 전압에 따라 전류(Ids)를 조절한다. 터치 물체가 상부기판(GLS1)을 누르면 제2 액정셀(Clc2)의 셀갭 변화로 제2 스토리지 커패시터(Cst2)의 커패시턴스와 A 노드의 전압이 변한다. 이어서, 제2 스위치소자{SW(SH1)}는 제2 스위치 제어신호(SH1)에 따라 턴-온되어 피드백 커패시터(Cfb)에 저장된 터치 전압을 터치 데이터(Tdata2)로써 증폭기(41)로 출력한다.
증폭기(41)는 기준 데이터(Tdata1)의 전압과 터치 데이터(Tdata2)의 전압을 차동 증폭하여 ADC(42)에 공급한다. ADC(42)는 증폭기(41)로부터 공급되는 전압을 디지털 데이터로 변환하여 터치 인식부(109)에 공급한다.
본 발명은 터치 센서(20)의 스위치 TFT(Tsw)의 문턱전압 변동을 줄이기 위하여 스위치 TFT(Tsw)의 구동전압을 교류 구동전압(Vdrv)으로 인가한다. 이를 도 6 내지 도 8b를 결부하여 상세히 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 교류 구동전압(Vdrv)은 소정의 고전위 전압과 소정의 저전위 전압 사이에서 스윙한다. 여기서, 고전위 전압은 6V, 저전위 전압은 -2V로 각각 설정될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 교류 구동전압(Vdrv)의 고전위 전압과 저전위 전압은 1 프레임기간이나 N(N은 2 이상의 양의 정수) 프레임기간 단위{또는 수 초(sec) 단위}로 스위칭될 수 있다.
교류 구동전압(Vdrv)의 전압이 고전위 전압일 때, 스위치 TFT(Tsw)를 통해 흐르는 전류는 도 7a와 같이 스위치 TFT(Tsw)의 드레인전극으로부터 소스전극 쪽으로 전류(순방향 전류)가 흐른다. 교류 구동전압(Vdrv)의 전압이 장시간 고전위 전압으로 고정되면, 도 8a와 같이 스위치 TFT(Tsw)의 문턱전압(Vth)이 상승한다. 이러한 문턱전압 쉬프트를 회복하기 위하여, 소정 시간 후에 교류 구동전압(Vdrv)의 전압이 저전위 전압으로 변한다. 교류 구동전압(Vdrv)의 전압이 저전위 전압일 때, 스위치 TFT(Tsw)를 통해 흐르는 전류는 도 7b와 같이 스위치 TFT(Tsw)의 소스전극으로부터 드레인전극 쪽으로 전류(역방향 전류)가 흐른다. 그 결과, 스위치 TFT(Tsw)의 문턱전압(Vth)이 감소하는 방향으로 쉬프트하여 그 문턱전압(Vth)이 회복된다.
터치 인식부(109)는 교류 구동전압(Vdrv)이 고전위 전압으로 인가될 때 "Tdata1-Tdata2"를 바탕으로 터치 여부와 터치점 위치를 검출할 수 있고, 교류 구동전압(Vdrv)이 저전위 전압으로 인가될 때 제2 스토리지 커패시터(Cst2)의 방전 전압 변화 "Tdata1+Tdata2"를 바탕으로 터치 여부와 터치점 위치를 검출할 수 있다.
도 9는 도 2에 도시된 터치 센서(20)의 제2 실시예를 보여 주는 회로도이다. 도 10은 도 9에 도시된 터치 센서(20)와 터치 센서 출력 처리회로(108)를 보여 주는 회로도이다. 도 11은 도 9 및 도 10에 도시된 터치 센서(20)에 인가되는 교류 구동전압(Vdrv1, Vdrv2)를 보여 주는 파형도이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 터치 센서들(20) 각각은 제2 액정셀(Clc2), 제2 소스 커패시터(Cst2), 풀-다운 TFT(Tpd), 제1 스위치 TFT(Tsw1), 및 제2 스위치 TFT(Tsw1)를 구비한다.
제2 액정셀(Clc2), 제2 스토리지 커패시터(Cst2), 풀-다운 TFT(Tpd), 및 터치 센서 출력 처리회로(108) 각각은 전술한 제1 실시예와 실질적으로 동일하므로 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.
제1 및 제2 스위치 TFT(Tsw1, Tsw2) 각각은 터치유무에 따라 변화되는 A 노드의 전압을 게이트전압으로 입력받아 터치 센서 출력 처리부(108)로 흐르는 전류를 조절한다. 제1 스위치 TFT(Tsw1)의 게이트 전극은 A 노드에 접속된다. 스위치 TFT(Tsw1)의 드레인전극에는 도 11과 같은 제1 교류 구동전압(Vdrv1)이 공급된다. 제1 스위치 TFT(Tsw1)의 소스전극은 터치 센서 출력 처리부(108)의 입력 단자에 접 속된다. 제2 스위치 TFT(Tsw2)의 게이트 전극은 A 노드에 접속된다. 제2 스위치 TFT(Tsw2)의 드레인전극에는 도 11과 같은 제2 교류 구동전압(Vdrv2)이 공급된다. 제2 스위치 TFT(Tsw2)의 소스전극은 터치 센서 출력 처리부(108)의 입력 단자에 접속된다.
제1 및 제2 교류 구동전압들(Vdrv1, Vdrv2) 각각은 소정의 고전위 전압과 소정의 저전위 전압 사이에서 스윙한다. 여기서, 고전위 전압은 6V, 저전위 전압은 -2V로 각각 설정될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 교류 구동전압(Vdrv)의 고전위 전압과 저전위 전압은 1 프레임기간이나 N 프레임기간 단위(또는 수초 단위)로 스위칭될 수 있다. 제1 및 제2 교류 구동전압(Vdrv1, Vdrv2)의 위상은 서로 역위상이다. 예컨대, 제1 교류 구동전압(Vdrv1)이 고전위 전압일 때 제2 교류 구동전압(Vdrv2)은 저전위 전압이고, 제1 교류 구동전압(Vdrv1)이 저전위 전압일 때 제2 교류 구동전압(Vdrv2)은 고전위 전압이다. 따라서, 제1 및 제2 스위치 TFT들(Tsw1, Tsw2)은 소정 시간 주기로 교차 구동된다.
제1 및 제2 교류 구동전압(Vdrv1, Vdrv2)의 전압이 고전위 전압일 때, 제1 및 제2 스위치 TFT(Tsw1, Tsw2)를 통해 흐르는 전류는 도 7a와 같이 스위치 TFT(Tsw1, Tsw2)의 드레인전극으로부터 소스전극 쪽으로 전류가 흐른다. 교류 구동전압(Vdrv)의 전압이 장시간 고전위 전압으로 고정되면, 도 8a와 같이 스위치 TFT(Tsw)의 문턱전압(Vth)이 상승한다. 교류 구동전압(Vdrv1, Vdrv2)의 전압이 저전위 전압일 때, 제1 및 제2 스위치 TFT(Tsw1, Tsw2)를 통해 흐르는 전류는 도 7b와 같이 스위치 TFT(Tsw1, Tsw2)의 소스전극으로부터 드레인전극 쪽으로 전류가 흐 른다. 그 결과, 스위치 TFT(Tsw1, Tsw2)의 문턱전압(Vth)이 감소하는 방향으로 쉬프트하여 그 문턱전압(Vth)이 회복된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치와 터치 센서 시스템을 보여 주는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 액정표시패널의 단면을 보여 주는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 터치 센서의 제1 실시예를 보여 주는 회로도이다.
도 4는 도 3에 도시된 터치 센서와 터치 센서 출력 처리회로를 보여 주는 회로도이다.
도 5는 터치 센서의 타이밍 제어신호들을 보여 주는 파형도이다.
도 6은 터치 센서에 인가되는 교류 구동전압의 제1 실시예를 보여 주는 파형도이다.
도 7a 및 도 7b는 교류 구동전압에 의해 스위치 TFT에 흐르는 전류 변화를 보여 주는 도면들이다.
도 8a 및 도 8b는 교류 구동전압에 의해 스위치 TFT의 문턱 전압 회복을 보여 주는 그래프들이다.
도 9는 도 2에 도시된 터치 센서의 제2 실시예를 보여 주는 회로도이다.
도 10은 도 9에 도시된 터치 센서와 터치 센서 출력 처리회로를 보여 주는 회로도이다.
도 11은 터치 센서에 인가되는 교류 구동전압의 제2 실시예를 보여 주는 파형도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 액정표시패널 101 : 타이밍 콘트롤러
102 : 데이터 구동부 103 : 게이트 구동부
108 : 터치 센서 출력 처리부 109 : 터치 인식부

Claims (8)

  1. 비디오 데이터를 표시하는 픽셀들과 함께 표시패널의 화소 어레이에 내장된 터치 센서;
    상기 표시패널의 데이터라인들에 상기 비디오 데이터의 데이터전압을 공급하는 데이터 구동회로;
    상기 표시패널의 게이트라인들에 게이트펄스를 순차적으로 공급하는 게이트 구동회로; 및
    상기 터치 센서의 출력으로부터 터치 전압을 샘플링하는 터치센서 출력 처리회로를 구비하고,
    상기 터치 센서는 A 노드에 접속되어 상기 표시패널이 터치 물체에 의해 눌러질 때 변화되는 A 노드의 전압을 충전하는 커패시터, 및 교류 구동 전압을 입력 받아 상기 A 노드의 전압에 따라 상기 터치센서 출력회로로 흐르는 전류를 조절하는 스위치 TFT를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서 내장 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 교류 구동전압의 고전위 전압과 저전위 전압은 프레임기간 단위로 스위칭되는 것을 특징으로 하는 터치 센서 내장 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 교류 구동전압의 고전위 전압과 저전위 전압은 수 초(sec) 단위로 스위칭되는 것을 특징으로 하는 터치 센서 내장 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치 TFT는 상기 A 노드에 접속된 게이트전극, 상기 교류 구동전압이 공급되는 드레인전극, 및 상기 터치 센서 출력 처리부의 입력 단자에 접속된 소스전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 센서 내장 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치 TFT는,
    상기 A 노드에 각각의 게이트전극이 접속된 제1 및 제2 스위치 TFT를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 센서 내장 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 교류 구동전압은,
    상기 제1 TFT에 공급되는 제1 교류 구동전압과,
    상기 제2 TFT에 공급되는 제2 교류 구동전압을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 교류 구동전압들은 서로 역위상인 것을 특징으로 하는 터치 센서 내장 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 스위치 TFT는 상기 A 노드에 접속된 게이트전극, 상기 제1 교류 구동전압이 공급되는 드레인전극, 및 상기 터치 센서 출력 처리부의 입력 단자에 접속된 소스전극을 구비하고,
    상기 제2 스위치 TFT는 상기 A 노드에 접속된 게이트전극, 상기 제2 교류 구동전압이 공급되는 드레인전극, 및 상기 터치 센서 출력 처리부의 입력 단자에 접속된 소스전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 센서 내장 표시장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터치 센서는,
    상기 A 노드에 접속된 게이트전극 및 소스전극과, 상기 표시패널의 게이트라인에 접속된 소스 전극을 구비하는 풀-다운 TFT를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 센서 내장 표시장치.
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