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KR101719418B1 - Touch sensor integrated type display device and driving method of the same - Google Patents

Touch sensor integrated type display device and driving method of the same Download PDF

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KR101719418B1
KR101719418B1 KR1020150108068A KR20150108068A KR101719418B1 KR 101719418 B1 KR101719418 B1 KR 101719418B1 KR 1020150108068 A KR1020150108068 A KR 1020150108068A KR 20150108068 A KR20150108068 A KR 20150108068A KR 101719418 B1 KR101719418 B1 KR 101719418B1
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touch
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Abstract

본 발명은 유기발광 표시장치를 사용하여 인셀 터치 센서 기술을 구현할 때 터치 성능을 높이기 위한 것으로, 터치 센싱이 이뤄지는 터치센서 구동 기간 동안 터치 센서들에 인가되는 터치 구동 신호와 같은 위상의 교류 신호를 픽셀들에 연결된 데이터 라인들 및 스캔 라인들뿐만 아니라, 픽셀들의 전원 단자들에도 공급하여 인셀 터치 센서들에 미치는 기생 용량의 영향을 최소화한다. The present invention relates to an organic light emitting diode (OLED) display device, and more particularly, to an OLED display device for improving touch performance when a touch sensor is driven, To the power supply terminals of the pixels as well as to the data lines and scan lines connected to the in-cell touch sensors, thereby minimizing the influence of parasitic capacitance on the in-cell touch sensors.

Description

터치 센서 일체형 표시장치와 그 구동방법{TOUCH SENSOR INTEGRATED TYPE DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD OF THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a touch sensor integrated type display device and a driving method thereof.

본 발명은 픽셀 어레이 내에 터치 센서들이 내장된 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display device in which touch sensors are embedded in a pixel array.

유저 인터페이스(User Interface, UI)는 사람(사용자)과 각종 전기, 전자 기기 등의 통신을 가능하게 하여 사용자가 기기를 쉽게 자신이 원하는 대로 쉽게 제어할 수 있게 한다. 유저 인터페이스의 대표적인 예로는 키패드, 키보드, 마우스, 온스크린 디스플레이(On Screen Display, OSD), 적외선 통신 혹은 고주파(RF) 통신 기능을 갖는 원격 제어기(Remote controller) 등이 있다. 유저 인터페이스 기술은 사용자 감성과 조작 편의성을 높이는 방향으로 발전을 거듭하고 있다. 최근, 유저 인터페이스는 터치 UI, 음성 인식 UI, 3D UI 등으로 진화되고 있다.A user interface (UI) enables a user (a user) to communicate with various electric or electronic devices, allowing the user to easily control the device as desired. Representative examples of the user interface include a keypad, a keyboard, a mouse, an on-screen display (OSD), a remote controller having infrared communication or radio frequency (RF) communication functions. User interface technology has been developed to enhance the user's sensibility and ease of operation. Recently, the user interface has evolved into a touch UI, a voice recognition UI, a 3D UI, and the like.

터치 UI는 스마트 폰과 같은 휴대용 정보기기에 필수적으로 채택되고 있으며, 노트북 컴퓨터, 컴퓨터 모니터, 가전 제품 등에 확대 적용되고 있다. 최근, 터치 센서들을 표시패널의 픽셀 어레이에 내장하는 기술(이하, "인셀 터치 센서(In-cell touch sensor)"라 함)이 제안되고 있다. 인셀 터치 센서 기술은 표시패널의 두께 증가 없이 표시패널에 터치 센서들을 설치할 수 있다. 이러한 터치 센서들은 기생 용량을 통해 픽셀들에 연결된다. 픽셀들과 터치 센서들의 커플링(Coupling)으로 인한 상호 영향을 줄이기 위하여, 1 프레임 기간은 픽셀들을 구동하는 기간(이하, "디스플레이 구동 기간"이라 함)과 터치 센서들을 구동하는 기간(이하, "터치센서 구동 기간(Tt)"이라 함)으로 시분할될 수 있다. Touch UI is essential for portable information devices such as smart phones, and is being applied to notebook computers, computer monitors, and home appliances. 2. Description of the Related Art In recent years, a technology for incorporating touch sensors in a pixel array of a display panel (hereinafter referred to as "In-cell touch sensor") has been proposed. Incelel touch sensor technology can install touch sensors on the display panel without increasing the thickness of the display panel. These touch sensors are connected to the pixels through parasitic capacitance. In order to reduce the mutual influence due to coupling of the pixels and the touch sensors, one frame period includes a period for driving pixels (hereinafter referred to as a "display driving period") and a period for driving touch sensors Quot; touch sensor driving period Tt ").

인셀 터치 센서 기술은 표시패널의 픽셀들에 연결된 전극을 터치 센서들의 전극으로 활용한다. 예를 들어, 인셀 터치 센서 기술은 액정표시장치의 픽셀들에 공통 전압을 공급하기 위한 공통 전극을 분할하고, 분할된 공통 전극 패턴들을 터치 센서들의 전극으로 활용하는 방법이 있다. The Insel touch sensor technology utilizes the electrodes connected to the pixels of the display panel as the electrodes of the touch sensors. For example, there is a method of dividing a common electrode for supplying a common voltage to pixels of a liquid crystal display device and utilizing the divided common electrode patterns as electrodes of touch sensors, for example.

이러한 인셀 터치 센서 기술은 유기발광 표시장치에는 적용되기 어렵다. 그 이유는 유기발광 표시장치에서는 내부 전극을 터치 센서들로 활용하기 위한 전극 패터닝 공정이 쉽지 않고, 또한, 유기발광 표시장치의 픽셀 구조가 액정표시장치의 그것에 비해 복잡하기 때문에, 인셀 터치 센서와 픽셀들 간의 커플링으로 인하여 기생 용량이 상대적으로 매우 크다. 기생 용량이 커지면, 터치 감도와 터치 인식의 정확도가 떨어진다. Such an insensitive touch sensor technology is difficult to apply to organic light emitting display devices. The reason for this is that it is not easy to pattern the electrode for utilizing the internal electrode as the touch sensor in the organic light emitting display device and the pixel structure of the organic light emitting display device is more complicated than that of the liquid crystal display device, The parasitic capacitance is relatively large due to the coupling between them. As the parasitic capacitance increases, the touch sensitivity and the accuracy of the touch recognition deteriorate.

따라서, 본 발명의 목적은 유기발광 표시장치를 사용하여 인셀 터치 센서 기술을 구현할 때 터치 성능을 높일 수 있도록 한 터치 센서 일체형 표시장치와 그 구동방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a touch sensor integrated type display device and a driving method thereof, which can improve touch performance when an inelens touch sensor technology is implemented using an organic light emitting display device.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 터치 센서 일체형 표시장치는 표시패널과, 터치 센서 구동부와, 데이터 구동부와, 게이트 구동부와, 전원 공급부를 포함한다. 표시패널은 OLED를 포함한 픽셀들과 터치 센서들이 구비되고, 화상 표시를 위한 디스플레이 구동 기간과 터치 센싱을 위한 터치센서 구동 기간(Tt)으로 시분할 구동된다. 터치 센서 구동부는 상기 터치센서 구동 기간 동안 터치 구동 신호를 상기 터치 센서들에 공급하여 상기 터치 센서들의 정전 용량 변화를 센싱한다. 데이터 구동부는 상기 디스플레이 구동 기간 동안 입력 영상의 데이터 전압을 상기 표시패널의 데이터 라인들에 공급하고, 상기 터치센서 구동 기간 동안 상기 터치 구동 신호와 위상이 같은 교류 신호를 상기 데이터 라인들에 공급한다. 게이트 구동부는 상기 디스플레이 구동 기간 동안 상기 데이터 전압에 동기되는 스캔 펄스를 상기 표시패널의 스캔 라인들에 공급하고, 상기 터치센서 구동 기간 동안 상기 교류 신호를 상기 스캔 라인들에 공급한다. 그리고, 전원 공급부는 상기 디스플레이 구동 기간 동안 상기 픽셀들의 전원 단자에 직류 전원을 공급하고, 상기 터치센서 구동 기간 동안 상기 전원 단자에 상기 교류 신호를 공급한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a touch sensor integrated type display device including a display panel, a touch sensor driving unit, a data driving unit, a gate driving unit, and a power supply unit. The display panel includes pixels including the OLED and touch sensors, and is time-division driven by a display driving period for image display and a touch sensor driving period (Tt) for touch sensing. The touch sensor driving unit supplies a touch driving signal to the touch sensors during the touch sensor driving period to sense a capacitance change of the touch sensors. The data driver supplies a data voltage of the input image to the data lines of the display panel during the display driving period and supplies an AC signal having the same phase as the touch driving signal to the data lines during the touch sensor driving period. The gate driver supplies a scan pulse synchronized with the data voltage to the scan lines of the display panel during the display driving period and supplies the AC signal to the scan lines during the touch sensor driving period. The power supply unit supplies DC power to the power terminal of the pixels during the display driving period and supplies the AC signal to the power terminal during the touch sensor driving period.

상기 터치센서 구동 기간 동안 상기 픽셀들의 OLED는 턴 오프 상태를 유지한다.The OLED of the pixels maintains a turn-off state during the touch sensor driving period.

상기 게이트 구동부는 상기 터치센서 구동 기간 동안 오프 레벨의 에미션 펄스를 에미션 라인들에 동시에 공급하여 상기 픽셀들의 OLED에 인가되는 구동 전류를 차단한다.The gate driver simultaneously applies an emission pulse of an off level to the emission lines during the touch sensor driving period to block the driving current applied to the OLED of the pixels.

상기 터치 센서들은 소정 단위로 패터닝된 상기 OLED의 캐소드전극으로 구현되고, 상기 터치 센서 구동부는 상기 디스플레이 구동 기간 동안 상기 터치 센서들에 직류 전원 형태의 저전위 전원전압을 공급한다.The touch sensors are implemented as cathode electrodes of the OLED patterned in a predetermined unit, and the touch sensor driver supplies the low potential power source voltage of the DC power source type to the touch sensors during the display driving period.

상기 전원 단자는, 상기 디스플레이 구동 기간 동안 상기 OLED에 연결되며 고전위 전원전압이 인가되는 제1 단자와, 상기 디스플레이 구동 기간 동안 상기 OLED를 초기화하기 위한 기준 전압이 인가되는 제2 단자를 포함하고, 상기 교류 신호는 상기 터치센서 구동 기간 동안, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자에 공급된다.The power supply terminal may include a first terminal connected to the OLED during the display driving period and to which a high potential power supply voltage is applied and a second terminal to which a reference voltage for initializing the OLED is applied during the display driving period, The AC signal is supplied to the first terminal and the second terminal during the touch sensor driving period.

상기 터치센서 구동 기간은 상기 입력 영상의 데이터 전압이 상기 표시패널에 기입되지 않는 수직 블랭크 기간을 포함한다.The touch sensor driving period includes a vertical blanking period in which the data voltage of the input image is not written to the display panel.

상기 교류 신호는 상기 터치 구동 신호와 진폭이 동일하다.The AC signal has the same amplitude as the touch driving signal.

또한, 본 발명에 따른 터치 센서 일체형 표시장치의 구동방법은 OLED를 포함한 픽셀들과 터치 센서들이 구비되고, 화상 표시를 위한 디스플레이 구동 기간과 터치 센싱을 위한 터치센서 구동 기간으로 시분할 구동되는 표시패널을 갖는 터치 센서 일체형 표시장치의 구동방법으로서, 상기 디스플레이 구동 기간 동안, 입력 영상의 데이터 전압을 상기 표시패널의 데이터 라인들에 공급하고, 상기 데이터 전압에 동기되는 스캔 펄스를 상기 표시패널의 스캔 라인들에 공급하며, 상기 픽셀들의 전원 단자에 직류 전원을 공급하는 단계와, 상기 터치센서 구동 기간 동안, 터치 구동 신호와 위상이 같은 교류 신호를 상기 데이터라인들, 상기 게이트라인들, 및 상기 픽셀들의 전원 단자에 공급하고, 상기 터치 구동 신호를 상기 터치 센서들에 공급하여 상기 터치 센서들의 정전 용량 변화를 센싱하는 단계를 포함한다.A method of driving a touch sensor integrated type display device according to the present invention includes pixels and touch sensors including an OLED, and includes a display panel that is time-division driven by a display driving period for image display and a touch sensor driving period for touch sensing Wherein the scan driver supplies a data voltage of an input image to data lines of the display panel during the display driving period and supplies a scan pulse synchronized with the data voltage to the scan lines of the display panel, Supplying an AC signal having the same phase as the touch driving signal to the power lines of the data lines, the gate lines, and the pixels during the touch sensor driving period; And supplies the touch driving signal to the touch sensors, Sensing the capacitance change of the sensors.

본 발명은 터치 센싱이 이뤄지는 터치센서 구동 기간 동안 터치 센서들에 인가되는 터치 구동 신호와 같은 위상의 교류 신호를 픽셀들에 연결된 데이터 라인들 및 스캔 라인들뿐만 아니라, 픽셀들의 전원 단자들에도 공급하여 인셀 터치 센서들에 미치는 기생 용량의 영향을 최소화한다. 이를 통해 본 발명은 유기발광 표시장치를 사용하여 인셀 터치 센서 기술을 구현할 때 터치 성능을 크게 높일 수 있다.The present invention provides not only the data lines and the scan lines connected to the pixels but also the power terminals of the pixels in the same phase as the touch driving signal applied to the touch sensors during the touch sensor driving period in which the touch sensing is performed Minimize the effect of parasitic capacitance on the insole touch sensors. Accordingly, the present invention can greatly enhance the touch performance when the inlens touch sensor technology is implemented using the OLED display.

도 1은 본 발명의 터치 센서 일체형 표시장치를 개략적으로 보여 주는 블록도.
도 2는 본 발명의 터치 센서 일체형 표시장치에 구비된 일 픽셀을 개략적으로 보여주는 도면.
도 3은 자기 용량 타입의 터치 센서를 보여 주는 도면.
도 4는 디스플레이 구동 기간과 터치센서 구동 기간의 시분할 구동 방법을 보여 주는 파형도.
도 5는 시분할 구동에 따른 디스플레이 구동 기간과 터치센서 구동 기간에서 인셀 터치 센서, 데이터 라인, 게이트 라인 및 픽셀 전원 단자에 인가되는 신호들을 보여 주는 파형도.
도 6은 본 발명이 적용되는 일 픽셀의 구체적인 등가 회로도.
도 7은 도 6의 픽셀에 형성되는 기생 용량을 보여주는 도면.
도 8은 도 7의 기생 용량을 최소화하기 위해 도 6의 픽셀에 인가되는 신호들을 보여주는 파형도.
도 9a 및 도 9b는 터치센서 구동 기간 시작 직전과 터치센서 구동 기간 완료 직후의 OLED 구동 전류 차이에 대한 시뮬레이션 결과 도면들.
도 10은 본 발명이 적용되는 다른 픽셀의 구체적인 등가 회로도.
1 is a block diagram schematically showing a touch sensor integrated display device according to the present invention.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a touch sensor integrated type display device.
3 is a view showing a touch sensor of a magneto-capacitance type.
4 is a waveform diagram showing a time-division driving method of the display driving period and the touch sensor driving period.
FIG. 5 is a waveform diagram showing signals applied to an in-line touch sensor, a data line, a gate line, and a pixel power terminal in a display driving period and a touch sensor driving period according to time division driving.
6 is a specific equivalent circuit diagram of one pixel to which the present invention is applied;
Fig. 7 is a diagram showing the parasitic capacitance formed in the pixel of Fig. 6; Fig.
FIG. 8 is a waveform diagram showing signals applied to the pixel of FIG. 6 to minimize the parasitic capacitance of FIG. 7;
FIGS. 9A and 9B are simulation results of the OLED driving current difference immediately before the start of the touch sensor driving period and immediately after the completion of the touch sensor driving period.
10 is a specific equivalent circuit diagram of another pixel to which the present invention is applied;

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. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Like reference numerals throughout the specification denote substantially identical components. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1 및 도 2는 본 발명의 터치 센서 일체형 표시장치를 보여 주는 도면들이다. 도 3은 자기 용량 타입의 터치 센서를 보여 준다. 도 4는 디스플레이 구동 기간과 터치센서 구동 기간의 시분할 구동 방법을 보여 준다. 그리고, 도 5는 시분할 구동에 따른 디스플레이 구동 기간과 터치센서 구동 기간에서 인셀 터치 센서, 데이터 라인, 게이트 라인 및 픽셀 전원 단자에 인가되는 신호들을 보여 준다.1 and 2 are views showing a touch sensor integrated display device according to the present invention. Fig. 3 shows a capacitive-type touch sensor. 4 shows a time division driving method of the display driving period and the touch sensor driving period. 5 illustrates signals applied to the in-line touch sensor, the data line, the gate line, and the pixel power terminal in the display driving period and the touch sensor driving period according to the time division driving.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 터치 센서 일체형 표시장치는 인셀 터치 센서들을 포함한다. 인셀 터치 센서들은 픽셀 어레이에 내장되어 터치 입력을 감지한다.1 to 5, the touch sensor integrated type display device of the present invention includes in-line touch sensors. Incel touch sensors are built into the pixel array to sense the touch input.

본 발명의 터치 센서 일체형 표시장치는 인셀 터치 센서들이 내장된 픽셀 어레이를 포함한다. 이 터치 센서 일체형 표시장치는 디스플레이 구동 기간(Td)과 터치센서 구동 기간(Tt)으로 시분할 구동된다. 디스플레이 구동 기간(Td) 동안 픽셀 어레이에 입력 영상의 데이터가 기입된다. 터치센서 구동 기간(Tt) 동안, 인셀 터치 센서들이 구동되어 터치 입력이 감지된다.The touch sensor integrated type display device of the present invention includes a pixel array in which insensitive touch sensors are embedded. This touch sensor integrated type display device is time-division driven by the display driving period Td and the touch sensor driving period Tt. During the display driving period Td, data of the input image is written into the pixel array. During the touch sensor driving period (Tt), the insole touch sensors are driven to detect the touch input.

인셀 터치 센서들은 정전 용량(capacitance) 타입의 터치 센서로 구현될 수 있다. OLED의 캐소드전극(CAT)은 인셀 터치 센서들(C1~C4)로 분할된다. 본원 출원인은 터치 센서들(C1~C4)을 형성하기 위해 캐소드전극(CAT)을 패터닝하는 기술을 대한민국 출원번호 제10-2015-0076286호(2015/05/29)를 통해 제안한 바 있다. 이 선출원 발명은 메쉬(mesh) 형태로 형성된 격벽을 통해 캐소드전극을 패터닝함으로써 공정을 간소화함과 아울러 공정의 신뢰성을 높인다. 선출원 발명은 뱅크 홀과 콘택홀을 통해 터치 센서들을 센서 라인들에 연결한다. 선출원 발명은 보조 전극을 매개로 한 콘택홀 공정을 통해 센서 라인과 터치 센서를 서로 연결공정의 신뢰성을 높인다. 선출원 발명은 격벽의 단면을 역 테이퍼(inversed taper) 형태로 형성하여 캐소드전극을 효과적으로 패터닝한다. 아울러, 선출원 발명은 역 테이퍼 형태를 갖는 격벽의 일측 또는 양측 변을 뱅크 홀 내에 위치시켜 언더 컷(Undercut) 구조를 형성함으로써, 뱅크 홀 영역 내에서 터치 센서에 연결될 보조 전극의 노출 영역을 확장하여 연결의 신뢰성을 높인다.The in-line touch sensors can be implemented by a capacitive-type touch sensor. The cathode electrode (CAT) of the OLED is divided into in-cell touch sensors (C1 to C4). The present applicant has proposed a technique for patterning a cathode electrode (CAT) to form touch sensors (C1 to C4) through Korean Patent Application No. 10-2015-0076286 (2015/05/29). The present invention simplifies the process by patterning the cathode electrode through the partition walls formed in a mesh shape, and improves the reliability of the process. The prior art invention connects touch sensors to sensor lines through bank holes and contact holes. The present invention increases the reliability of the process of connecting the sensor line to the touch sensor through the contact hole process through the auxiliary electrode. In the present invention, the cross-section of the barrier rib is formed in an inverted taper shape to effectively pattern the cathode electrode. Further, according to the present invention, an undercut structure is formed by disposing one side or both sides of a reverse tapered barrier wall in a bank hole to expand an exposed region of an auxiliary electrode to be connected to a touch sensor in a bank hole region, .

인셀 터치 센서의 정전 용량은 자기 용량(self capacitance)을 갖는다. 자기 정전 용량 타입의 인셀 터치 센서들(C1~C4) 각각은 선출원 발명에서 제안한 공정에 따라 센서 라인들(L1~L4)에 연결될 수 있다. 인셀 터치 센서들(C1~C4)은 디스플레이 구동 기간(Td) 동안 OLED의 캐소드전극(CAT) 역할을 한다. The capacitance of the Insel-touch sensor has a self-capacitance. Each of the self-capacitance-type insole touch sensors (C1 to C4) may be connected to the sensor lines (L1 to L4) according to the process proposed by the present invention. The in-line touch sensors C1 to C4 serve as a cathode electrode (CAT) of the OLED during the display driving period Td.

인셀 터치 센서들(C1~C4)에는 디스플레이 구동 기간(Td) 동안 직류 신호인 저전위 전원 전압(VSS)이 공급되고, 터치센서 구동 기간(Tt) 동안 교류 신호인 터치 센서 구동 신호(Tdrv)가 공급된다. 인셀 터치 센서들(C1~C4) 각각은 다수의 픽셀들과 연결될 수 있다.A low potential power supply voltage VSS which is a DC signal is supplied to the in-line touch sensors C1 to C4 during the display driving period Td and a touch sensor driving signal Tdrv which is an AC signal during the touch sensor driving period Tt . Each of the in-line touch sensors C1 to C4 may be connected to a plurality of pixels.

본 발명의 터치 센서 일체형 표시장치는 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED)로 구현된다. The touch sensor integrated display of the present invention is implemented as an organic light emitting display (OLED).

유기발광 표시장치에서, 표시패널(100)의 픽셀 어레이는 데이터 라인들(S1~Sm, m은 양의 정수)과 게이트 라인들(G1~Gn, n은 양의 정수)에 의해 정의된 픽셀들(P), OLED의 캐소드전극으로부터 분할된 인셀 터치 센서들(C1~C4), 및 인셀 터치 센서들(C1~C4)에 연결된 센서 배선들(L1~L4)을 포함한다. OLED의 캐소드전극은 투명 전도성 재료 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide)로 형성될 수 있다. In the organic light emitting diode display, the pixel array of the display panel 100 includes pixels defined by data lines (S1 to Sm, m is a positive integer) and gate lines (G1 to Gn, n is a positive integer) (P), in-line touch sensors (C1 to C4) divided from the cathode electrode of the OLED, and sensor wirings (L1 to L4) connected to the in-line touch sensors (C1 to C4). The cathode electrode of the OLED can be formed of a transparent conductive material, for example, ITO (Indium Tin Oxide).

표시패널(100)의 픽셀 어레이에서, 게이트 라인들(G1~Gn) 각각은 스캔 라인과 에미션 라인을 포함할 수 있다. 픽셀들(P) 각각은 OLED와 셀 구동부(PDC)를 구비한다. 셀 구동부(PDC)는 도 2와 같이 OLED에 흐르는 구동 전류의 크기를 제어하는 구동 TFT(DT)와, OLED로 구동 전류가 유입되는 것을 제어하는 에미션 TFT(ET)를 포함한다. 구동 TFT(DT)의 게이트-소스 간의 전압에 따라 OLED에 인가되는 구동 전류가 결정된다. OLED의 발광량은 구동 TFT로부터 공급되는 구동 전류의 크기에 비례한다. 에미션 TFT(ET)는 고전위 전원전압(VDD)의 입력단과 저전위 전원전압(VSS)의 입력단 사이에 접속되어 에미션 라인으로부터의 에미션 펄스에 따라 온/오프 스위칭됨으로써, OLED로 구동 전류가 유입되는 것을 제어한다. 에미션 TFT(ET)는 고전위 전원전압(VDD)의 입력단과 구동 TFT(DT)의 드레인전극 사이에 접속되거나(도 10 참조) 또는, 구동 TFT(DT)의 소스전극과 OLED의 애노드전극(AND) 사이에 접속(도 6 참조)될 수 있다.In the pixel array of the display panel 100, each of the gate lines G1 to Gn may include a scan line and an emission line. Each of the pixels P has an OLED and a cell driver (PDC). The cell driver PDC includes a driving TFT DT for controlling the magnitude of the driving current flowing in the OLED and an emission TFT ET for controlling the driving current to flow into the OLED, as shown in FIG. The driving current to be applied to the OLED is determined according to the voltage between the gate and the source of the driving TFT DT. The amount of light emission of the OLED is proportional to the magnitude of the driving current supplied from the driving TFT. The emission TFT ET is connected between the input terminal of the high potential power supply voltage VDD and the input terminal of the low potential power supply voltage VSS and is switched on / off in accordance with the emission pulse from the emission line, . The emission TFT ET is connected between the input terminal of the high potential power supply voltage VDD and the drain electrode of the driving TFT DT (see FIG. 10), or the source electrode of the driving TFT DT and the anode electrode AND) (see FIG. 6).

한편, 셀 구동부(PDC)는 구동 TFT(DT)의 게이트-소스 간의 전압을 프로그래밍하기 위한 스위칭 TFT(미도시)와, 프로그래밍된 전압을 일정 기간 동안 유지시키기 위한 적어도 하나 이상의 스토리지 커패시터를 더 포함할 수 있다. 스위칭 TFT는 스캔 신호에 따라 턴 온 됨으로써, 데이터라인으로부터의 데이터 전압을 스토리지 커패시터의 일측 전극에 충전한다. On the other hand, the cell driver PDC further includes a switching TFT (not shown) for programming the gate-source voltage of the driving TFT DT and at least one storage capacitor for maintaining the programmed voltage for a certain period of time . The switching TFT is turned on according to the scan signal, thereby charging the data voltage from the data line to one electrode of the storage capacitor.

픽셀(P)을 구성하는 TFT들은 P 타입으로 구현되거나 또는, N 타입으로 구현되거나 또는, P 타입과 N 타입이 혼용된 하이브리드 타입으로 구현될 수 있다. 또한, 픽셀(P)을 구성하는 TFT들의 반도체층은, 아몰포스 실리콘 또는, 폴리 실리콘 또는, 산화물을 포함할 수 있으며, 이들 중 오프 커런트(Off Current) 특성이 가장 양호한 산화물로 구현됨이 바람직하다. The TFTs constituting the pixel P may be implemented as a P type, an N type, or a hybrid type in which a P type and an N type are mixed. Further, it is preferable that the semiconductor layer of the TFTs constituting the pixel P may include amorphous silicon, polysilicon, or an oxide, and an off-current characteristic thereof may be realized with an oxide having the best off current characteristic .

본 발명의 터치 센서 일체형 표시장치는 픽셀들(P)에 입력 영상의 데이터 신호를 기입하는 디스플레이 구동부(102, 104, 106, 112)와, 터치 센서들을 구동하는 터치 센서 구동부(110)를 더 포함한다.The touch sensor integrated type display apparatus of the present invention further includes a display driving unit 102, 104, 106, 112 for writing data signals of the input image to the pixels P, and a touch sensor driving unit 110 for driving the touch sensors do.

터치 센서 일체형 표시장치의 구동 기간은 도 4 및 도 5와 같이 디스플레이 구동 기간(Td)과 터치센서 구동 기간(Tt)으로 시분할된다. 터치센서 구동 기간(Tt)은 입력 영상의 데이터 전압이 표시패널(100)에 기입되지 않는 수직 블랭크 기간(VBT)을 포함하여 이루어질 수 있다.The driving period of the touch sensor integrated type display device is divided into a display driving period (Td) and a touch sensor driving period (Tt) as shown in FIG. 4 and FIG. The touch sensor driving period Tt may include a vertical blanking period VBT in which the data voltage of the input image is not written to the display panel 100. [

디스플레이 구동부(102, 104, 106, 112), 및 터치 센서 구동부(110)는 동기 신호(Tsync)에 응답하여 서로 동기된다. 동기 신호(Tsync)의 제1 로직 레벨(logic level)은 디스플레이 구동 기간(Td)을 정의하고, 제2 로직 레벨은 터치센서 구동 기간(Tt)을 정의한다. 제1 로직 레벨은 하이 로직 레벨(high logic level)이고, 제2 로직 레벨은 로우 로직 레벨(low logic level)일 수 있으나 그 반대로 설정될 수도 있다. 도 5에서, CAT는 인셀 터치 센서들에 인가되는 신호 파형이다. The display driver units 102, 104, 106, and 112 and the touch sensor driver unit 110 are synchronized with each other in response to the synchronization signal Tsync. The first logic level of the synchronization signal Tsync defines the display drive period Td and the second logic level defines the touch sensor drive period Tt. The first logic level may be a high logic level, the second logic level may be a low logic level, or vice versa. In FIG. 5, CAT is a signal waveform applied to the in-line touch sensors.

디스플레이 구동부(102, 104, 106, 112)는 디스플레이 구동 기간(Td) 동안, 픽셀들(P)에 입력 영상의 데이터를 기입한다. 픽셀들(P)은 터치센서 구동 기간(Tt) 동안 픽셀 TFT가 오프 상태이기 때문에 디스플레이 구동 기간(Td)에 충전하였던 데이터 전압을 터치센서 구동 기간(Tt)에도 유지(hold)한다. 디스플레이 구동부(102, 104, 106)는 터치센서 구동 기간(Tt) 동안 터치 센서들과 픽셀들(P)에 연결된 신호 라인들(S1~Sm, G1~Gn) 사이의 기생 용량을 최소화하기 위하여 터치 구동 신호(Tdrv)와 같은 위상의 교류 신호(Vac)를 신호 라인들(S1~Sm, G1~Gn)에 공급한다. The display driver 102, 104, 106, and 112 write data of the input image to the pixels P during the display driving period Td. The pixels P hold the data voltage charged in the display driving period Td during the touch sensor driving period Tt since the pixel TFT is in the off state during the touch sensor driving period Tt. The display driver 102, 104, and 106 may apply a touch to minimize the parasitic capacitance between the touch sensors and the signal lines S1 to Sm and G1 to Gn connected to the pixels P during the touch sensor driving period Tt. And supplies the alternating signal Vac having the same phase as the driving signal Tdrv to the signal lines S1 to Sm and G1 to Gn.

이러한 디스플레이 구동부(102, 104, 106, 112)는 데이터 구동부(102), 게이트 구동부(104), 전원 공급부(112) 및 타이밍 콘트롤러(106)를 포함한다. The display drivers 102, 104, 106 and 112 include a data driver 102, a gate driver 104, a power supply 112, and a timing controller 106.

데이터 구동부(102)는 디스플레이 구동 기간(Td) 동안 타이밍 콘트롤러(106)로부터 수신되는 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 출력한다. 데이터 구동부(102)로부터 출력된 데이터전압은 데이터 라인들(S1~Sm)에 공급된다. The data driver 102 converts the digital video data RGB of the input image received from the timing controller 106 during the display driving period Td into an analog positive / negative gamma compensation voltage to output a data voltage. The data voltage output from the data driver 102 is supplied to the data lines S1 to Sm.

데이터 구동부(102)는 터치센서 구동 기간(Tt) 동안 인셀 터치 센서들(C1~C4)에 인가되는 터치 구동 신호(Tdrv)와 같은 위상의 교류 신호(Vac)를 데이터 라인들(S1~Sm)에 인가하여 인셀 터치 센서(C1~C4)와 데이터 라인(S1~Sm) 사이의 기생 용량을 최소화한다. 이는 기생 용량의 양단 전압이 동시에 변하고 그 전압 차이가 작을수록 기생 용량에 충전되는 전하량이 작아지기 때문이다. The data driver 102 supplies the AC signal Vac having the same phase as the touch driving signal Tdrv applied to the intellect touch sensors C1 to C4 during the touch sensor driving period Tt to the data lines S1 to Sm, To minimize the parasitic capacitance between the in-cell touch sensors (C1 to C4) and the data lines (S1 to Sm). This is because the voltage across both ends of the parasitic capacitance changes simultaneously and the smaller the voltage difference becomes, the smaller the amount of charge charged in the parasitic capacitance becomes.

게이트 구동부(104)는 디스플레이 구동 기간(Td) 동안, 데이터전압에 동기되는 스캔 펄스를 스캔 라인들에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시패널(100)의 라인을 선택한다. 스캔 펄스는 온 레벨 전압과 오프 레벨 전압 사이에서 스윙한다. 스캔 펄스는 스캔 라인들을 통해 픽셀 TFT들의 게이트에 인가된다. N 타입 스위칭 TFT에 인가되는 온 레벨 전압은 게이트 하이 전압이고, 오프 레벨 전압은 게이트 로우 전압이다. 반대로 P 타입 스위칭 TFT에 인가되는 온 레벨 전압은 게이트 로우 전압이고, 오프 레벨 전압은 게이트 하이 전압이다. 게이트 하이 전압(VGL)은 픽셀 TFT의 문턱 전압 보다 높은 전압으로 설정되고, 게이트 로우 전압(VGL)은 픽셀 TFT의 문턱 전압 보다 낮은 전압으로 설정될 수 있다.The gate driver 104 sequentially supplies scan pulses synchronized with the data voltages to the scan lines during the display driving period Td to select the lines of the display panel 100 in which the data voltages are written. The scan pulse swings between the on level voltage and the off level voltage. A scan pulse is applied to the gate of the pixel TFTs through the scan lines. The ON level voltage applied to the N type switching TFT is a gate high voltage, and the OFF level voltage is a gate low voltage. Conversely, the ON level voltage applied to the P type switching TFT is a gate low voltage, and the OFF level voltage is a gate high voltage. The gate high voltage VGL is set to a voltage higher than the threshold voltage of the pixel TFT and the gate low voltage VGL can be set to a voltage lower than the threshold voltage of the pixel TFT.

게이트 구동부(104)는 터치센서 구동 기간(Tt) 동안 터치 센서들에 인가되는 터치 구동 신호(Tdrv)와 같은 위상의 교류 신호(Vac)를 스캔 라인들에 인가하여 터치 센서와 스캔 라인 사이의 기생 용량을 최소화한다. 터치센서 구동 기간(Tt) 동안 스캔 라인들에 인가되는 교류 신호(Vac)의 전압은 픽셀들에 기입된 데이터가 변하지 않도록 스위칭 TFT의 문턱 전압 보다 낮아야 한다. The gate driving unit 104 applies the AC signal Vac having the same phase as the touch driving signal Tdrv applied to the touch sensors during the touch sensor driving period Tt to the scan lines to generate a parasitic Minimize capacity. The voltage of the AC signal Vac applied to the scan lines during the touch sensor driving period Tt must be lower than the threshold voltage of the switching TFT so that the data written to the pixels does not change.

한편, 게이트 구동부(104)는 터치센서 구동 기간(Tt) 동안 오프 레벨의 에미션 펄스를 에미션 라인들에 동시에 공급하여 픽셀들(P)의 OLED에 인가되는 구동 전류를 차단함으로써, 터치센서 구동 기간(Tt) 동안 픽셀들(P)의 OLED를 턴 오프시킨다.On the other hand, the gate driver 104 simultaneously applies emission pulses of off-level during the touch sensor driving period Tt to the emission lines to block the driving current applied to the OLED of the pixels P, And turns off the OLED of the pixels P during the period Tt.

전원 공급부(112)는 디스플레이 구동 기간(Td) 동안, 전원 공급라인들을 통해 픽셀들(P)의 전원 단자에 직류 전원을 공급한다. 여기서, 전원 단자는 디스플레이 구동 기간(Td) 동안 OLED에 연결되며 고전위 전원전압(VDD)이 인가되는 제1 단자와, 디스플레이 구동 기간(Td) 동안 OLED를 초기화하기 위한 기준 전압(VREF)이 인가되는 제2 단자를 포함한다.The power supply unit 112 supplies DC power to the power terminals of the pixels P through the power supply lines during the display driving period Td. The power terminal is connected to the OLED during the display driving period Td and includes a first terminal to which the high potential power source voltage VDD is applied and a second terminal to which the reference voltage VREF for initializing the OLED is applied during the display driving period Td As shown in Fig.

전원 공급부(112)는 터치센서 구동 기간(Tt) 동안, 터치 센서들에 인가되는 터치 구동 신호(Tdrv)와 같은 위상의 교류 신호(Vac)를 전원 공급라인을 통해 상기 전원 단자에 인가하여 터치 센서와 전원 공급라인 사이의 기생 용량을 최소화한다. The power supply unit 112 applies the AC signal Vac having the same phase as the touch driving signal Tdrv applied to the touch sensors to the power terminal through the power supply line during the touch sensor driving period Tt, And the power supply line.

타이밍 콘트롤러(106)는 호스트 시스템(108)으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동부(102)와 게이트 구동부(104)의 동작 타이밍을 동기시킨다. 스캔 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 데이터 타이밍 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity, POL), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다.The timing controller 106 inputs timing signals such as a vertical synchronization signal Vsync, a horizontal synchronization signal Hsync, a data enable signal DE and a main clock MCLK input from the host system 108 And synchronizes the operation timings of the data driver 102 and the gate driver 104 with each other. The scan timing control signal includes a gate start pulse (GSP), a gate shift clock, a gate output enable signal (GOE), and the like. The data timing control signal includes a source sampling clock (SSC), a polarity control signal (Polarity), a source output enable signal (SOE), and the like.

호스트 시스템(108)은 텔레비젼 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템(108)은 스케일러(scaler)를 내장한 SoC(System on chip)을 포함하여 입력 영상의 디지털 비디오 데이터를 표시패널(100)의 해상도에 적합한 포맷으로 변환한다. 호스트 시스템(108)은 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)와 함께 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, MCLK)을 타이밍 콘트롤러(106)로 전송한다. 또한, 호스트 시스템(108)은 터치 센서 구동부(110)로부터 입력되는 터치 입력의 좌표 정보(XY)와 연계된 응용 프로그램을 실행한다.The host system 108 may be implemented in any one of a television system, a set top box, a navigation system, a DVD player, a Blu-ray player, a personal computer (PC), a home theater system, and a phone system. The host system 108 converts the digital video data of the input image into a format suitable for the resolution of the display panel 100, including a system on chip (SoC) with a built-in scaler. The host system 108 transmits the timing signals Vsync, Hsync, DE, and MCLK to the timing controller 106 together with the digital video data RGB of the input image. The host system 108 also executes an application program associated with coordinate information XY of the touch input input from the touch sensor driver 110. [

타이밍 콘트롤러(106) 또는 호스트 시스템(108)은 디스플레이 구동부(102, 104, 106, 112)와 터치 센서 구동부(110)를 동기시키기 위한 동기 신호(Tsync)를 생성할 수 있다. The timing controller 106 or the host system 108 may generate a synchronization signal Tsync for synchronizing the display drivers 102, 104, 106 and 112 and the touch sensor driver 110. [

터치 센서 구동부(110)는 터치센서 구동 기간(Tt) 동안 인셀 터치 센서들(C1~C4)에 터치 구동 신호(Tdrv)를 공급한다. 인셀 터치 센서에 손가락과 같은 도전체가 가까워지면 정전 용량의 전하량이 변한다. 터치 센서 구동부(110)는 인셀 터치 센서의 전하 변화량을 측정하여 터치 위치와 터치 면적을 감지한다. 터치 센서 구동부(110)는 터치 입력들 각각의 좌표 정보(XY)를 계산하여 호스트 시스템(108)으로 전송한다. The touch sensor driving unit 110 supplies the touch driving signal Tdrv to the intellect touch sensors C1 to C4 during the touch sensor driving period Tt. The capacitance of the capacitance changes as the conductor, such as a finger, approaches the in-cell touch sensor. The touch sensor driving unit 110 measures the amount of charge change of the insole touch sensor and senses the touch position and the touch area. The touch sensor driver 110 calculates coordinate information XY of each of the touch inputs and transmits them to the host system 108. [

터치 센서 구동부(110)는 디스플레이 구동 기간(Td) 동안, 인셀 터치 센서들(C1~C4)에 저전위 전원 전압(VSS)을 공급하여, 인셀 터치 센서들(C1~C4)을 OLED의 캐소드전극(CAT)으로 동작시킨다.The touch sensor driver 110 supplies a low potential power supply voltage VSS to the intellect touch sensors C1 to C4 during the display driving period Td so that the incelel touch sensors C1 to C4 are connected to the cathode electrodes (CAT).

데이터 구동부(102)와 터치 센서 구동부(110)는 하나의 드라이브 IC 내에 집적될 수 있다. 이 드라이브 IC는 COG(Chip on glass) 공정으로 표시패널(100)의 기판 상에 접착될 수 있다.The data driver 102 and the touch sensor driver 110 may be integrated in one drive IC. This drive IC can be bonded onto the substrate of the display panel 100 by a COG (Chip on Glass) process.

이러한 본 발명의 터치 센서 일체형 표시장치는 본원 출원인에 의해 기 출원된 내부 전극 패터닝 방법을 채용함으로써 캐소드 전극을 분할하여 인셀 터치 센서들로 활용한다. 본 발명은 터치센서 구동 기간(Tt) 동안 터치 센서들에 인가되는 터치 구동 신호(Tdrv)와 같은 위상의 교류 신호(Vac)를 픽셀들에 연결된 데이터 라인들 및 스캔 라인들뿐만 아니라, 픽셀들의 전원 단자들에도 공급하여 인셀 터치 센서들에 미치는 기생 용량의 영향을 최소화한다. 통상 유기발광 표시장치는 복잡한 픽셀 구조로 인해 기생 용량의 크고, 그에 따라 인셀 터치 센서에 미치는 기생 용량의 영향이 큰데, 상기한 바와 같은 방법으로 기생 용량의 영향을 줄이면 터치 감도와 터치 인식의 정확도가 향상된다. 본 발명에서는 기생 용량의 영향을 더욱 줄이기 위해 터치 구동 신호(Tdrv)와 교류 신호(Vac)를 위상뿐만 아니라 진폭까지 서로 동일하게 하는 방안을 제안한다. 기생 용량의 양단 전압이 동시에 변하고 그 전압 차이가 없을 때 기생 용량에 충전되는 전하량은 제로가 된다. 표시패널에 물리적으로 기생 용량이 존재하더라도 상기한 바와 같은 방법으로 기생 용량에 전하량이 충전되지 못하게 하면, 인셀 터치 센서의 터치 성능은 기생 용량에 영향받지 않게 된다.Such a touch sensor integrated type display device of the present invention uses the internal electrode patterning method originally filed by the applicant of the present application to divide the cathode electrode and use it as insensitive touch sensors. In the present invention, the AC signal (Vac) having the same phase as the touch driving signal (Tdrv) applied to the touch sensors during the touch sensor driving period (Tt) is supplied to the power lines Terminals to minimize the effect of parasitic capacitance on the in-cell touch sensors. In general, an organic light emitting display device has a large parasitic capacitance due to a complicated pixel structure and thus has a large influence on a parasitic capacitance applied to an in-cell touch sensor. If the influence of the parasitic capacitance is reduced as described above, the touch sensitivity and accuracy of touch recognition . In order to further reduce the influence of the parasitic capacitance, the present invention proposes to make the touch driving signal Tdrv and the AC signal Vac equal to each other not only in phase but also in amplitude. The amount of charge charged to the parasitic capacitance becomes zero when the both-end voltage of the parasitic capacitance changes simultaneously and there is no voltage difference therebetween. Even if the parasitic capacitance exists physically in the display panel, if the charge amount is not charged to the parasitic capacitance in the above-described manner, the touch performance of the Insel touch sensor is not affected by the parasitic capacitance.

이하에서는 P타입 TFT들로 구현되는 일 픽셀과 N타입 TFT들로 구현되는 다른 픽셀을 대상으로 하여, 전술한 디스플레이 구동 기간(Td)과 터치센서 구동 기간(Tt)에서의 동작을 살펴본다. 이러한 픽셀 구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예시 구성에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상은 구체적 픽셀 구성에 한정되지 않음에 주의하여야 한다.Hereinafter, the operation in the display driving period Td and the touch sensor driving period Tt will be described with reference to one pixel implemented as p-type TFTs and another pixel implemented as n-type TFTs. It should be noted that this pixel configuration is merely an example configuration for facilitating understanding of the present invention, and the technical idea of the present invention is not limited to the specific pixel configuration.

도 6은 본 발명이 적용되는 일 픽셀의 구체적인 등가 회로도이다. 도 7은 도 6의 픽셀에 형성되는 기생 용량을 보여준다. 도 8은 도 7의 기생 용량을 최소화하기 위해 도 6의 픽셀에 인가되는 신호들을 보여준다. 그리고, 도 9a 및 도 9b는 터치센서 구동 기간 시작 직전과 터치센서 구동 기간 완료 직후의 OLED 구동 전류 차이에 대한 시뮬레이션 결과를 보여준다. 6 is a specific equivalent circuit diagram of one pixel to which the present invention is applied. Fig. 7 shows the parasitic capacitance formed in the pixel of Fig. FIG. 8 shows the signals applied to the pixel of FIG. 6 to minimize the parasitic capacitance of FIG. 9A and 9B show simulation results of the OLED driving current difference immediately before the start of the touch sensor driving period and immediately after the completion of the touch sensor driving period.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 픽셀(P)은 OLED, 구동 TFT(DT), 에미션 TFT(ET), 제1 내지 제4 스위치 TFT(ST1~ST4), 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다. 이 픽셀(P)은 P 타입의 6개의 박막 트랜지스터와 1개의 커패시터를 포함한 6T1C 회로 구조로 이루어진다.6 to 8, one pixel P of the present invention includes an OLED, a driving TFT DT, an emission TFT ET, first to fourth switch TFTs ST1 to ST4, a storage capacitor Cst ). This pixel P is composed of a 6T1C circuit structure including six P-type thin film transistors and one capacitor.

OLED의 애노드전극(AND)은 제4 노드(N4)에 접속되고, 캐소드전극(CAT)은 제1 스위치(SW1)를 통해 저전위 전원전압(VSS)의 입력단에 접속됨과 동시에 제2 스위치(SW2)를 통해 터치 센서 구동 신호(Tdrv)의 입력단에 접속된다. 구동 TFT(DT)의 게이트전극은 제1 노드(N1)에 접속되고, 소스전극은 고전위 전원전압(VDD)의 입력단에 접속되며, 드레인전극은 제3 노드(N3)에 접속된다. 에미션 TFT(ET)의 게이트전극은 에미션 펄스(EM)가 공급되는 에미션라인에 접속되고, 소스전극은 제3 노드(N3)에 접속되며, 드레인전극은 제4 노드(N4)에 접속된다. 제1 스위치 TFT(ST1)의 게이트전극은 스캔라인에 접속되고, 소스전극은 데이터라인에 접속되며, 드레인전극은 제2 노드(N2)에 접속된다. 제2 스위치 TFT(ST2)의 게이트전극은 스캔 펄스(SCAN)가 공급되는 스캔라인에 접속되고, 소스전극은 제1 노드(N1)에 접속되며, 드레인전극은 제3 노드(N3)에 접속된다. 제3 스위치 TFT(ST3)의 게이트전극은 에미션 펄스(EM)가 공급되는 에미션라인에 접속되고, 소스전극은 기준전압(VREF)의 입력단에 접속되며, 드레인전극은 제2 노드(N2)에 접속된다. 제4 스위치 TFT(ST4)의 게이트전극은 스캔 펄스(SCAN)가 공급되는 스캔라인에 접속되고, 소스전극은 기준전압(VREF)의 입력단에 접속되며, 드레인전극은 제4 노드(N4)에 접속된다. 그리고, 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 접속된다.The anode electrode of the OLED is connected to the fourth node N4 and the cathode electrode CAT is connected to the input terminal of the low potential power supply voltage VSS via the first switch SW1 and the second switch SW2 To the input terminal of the touch sensor driving signal Tdrv. The gate electrode of the driving TFT DT is connected to the first node N1, the source electrode thereof is connected to the input terminal of the high potential power supply voltage VDD, and the drain electrode thereof is connected to the third node N3. The gate electrode of the emission TFT ET is connected to the emission line to which the emission pulse EM is supplied, the source electrode thereof is connected to the third node N3, and the drain electrode thereof is connected to the fourth node N4 do. The gate electrode of the first switch TFT (ST1) is connected to the scan line, the source electrode is connected to the data line, and the drain electrode is connected to the second node (N2). The gate electrode of the second switch TFT (ST2) is connected to the scan line to which the scan pulse (SCAN) is supplied, the source electrode is connected to the first node (N1), and the drain electrode is connected to the third node (N3) . The gate electrode of the third switch TFT (ST3) is connected to the emission line to which the emission pulse EM is supplied, the source electrode thereof is connected to the input terminal of the reference voltage VREF, the drain electrode is connected to the second node N2, Respectively. The gate electrode of the fourth switch TFT (ST4) is connected to the scan line to which the scan pulse (SCAN) is supplied, the source electrode thereof is connected to the input terminal of the reference voltage (VREF), and the drain electrode thereof is connected to the fourth node do. The storage capacitor Cst is connected between the first node N1 and the second node N2.

디스플레이 구동 기간(Td) 동안 픽셀(P)의 동작을 설명하면 다음과 같다. 이 픽셀 구조는 디스플레이 구동 기간(Td) 동안 구동 TFT(DT)의 문턱전압을 보상할 수 있다.The operation of the pixel P during the display driving period Td will now be described. This pixel structure can compensate the threshold voltage of the driving TFT DT during the display driving period Td.

디스플레이 구동 기간(Td)은 픽셀(P)의 일부 노드를 초기화하기 위한 초기화 기간, 구동 TFT(DT)의 문턱전압을 샘플링하는 샘플링 기간, OLED를 발광시키는 에미션 기간으로 구성된다.The display driving period Td is constituted by an initialization period for initializing some nodes of the pixel P, a sampling period for sampling the threshold voltage of the driving TFT DT, and an emission period for emitting OLED.

스캔 펄스(SCAN)는 초기화 기간 및 샘플링 기간 내에서 온 레벨로 입력된 후, 에미션 기간에서 오프 레벨로 입력된다. 에미션 펄스(EM)는 초기화 기간 및 에미션 기간에서는 온 레벨로 입력되고, 샘플링 기간에서는 오프 레벨로 입력된다.The scan pulse SCAN is input at the ON level in the initialization period and the sampling period, and then input at the OFF level in the emission period. The emission pulse EM is input at the ON level in the initialization period and the emission period, and is input at the OFF level in the sampling period.

초기화 기간 동안, 제3 스위치 TFT(ST3)와 에미션 TFT(ET)는 온 레벨의 에미션 펄스(EM)에 응답하여 턴 온 되고, 제1, 제2 및 제4 스위치 TFT(ST1,ST2,ST4)는 온 레벨의 스캔 펄스(SCAN)에 응답하여 턴 온 된다. 따라서, 초기화 기간 동안 제1 내지 제4 노드(N1~N4)의 전압은 기준 전압(VREF)으로 초기화된다.During the initialization period, the third switch TFT (ST3) and the emission TFT (ET) are turned on in response to the on-level emission pulse EM and the first, second and fourth switch TFTs ST4 are turned on in response to the on-level scan pulse SCAN. Therefore, during the initialization period, the voltages of the first to fourth nodes N1 to N4 are initialized to the reference voltage VREF.

샘플링 기간 동안 제1, 제2 및 제4 스위치 TFT(ST1,ST2,ST4)는 온 레벨의 스캔 펄스(SCAN)에 응답하여 턴 온 상태를 유지하는 데 반해, 제3 스위치 TFT(ST3)와 에미션 TFT(ET)는 오프 레벨의 에미션 펄스(EM)에 응답하여 턴 오프 된다. 샘플링 기간 동안 데이터전압(VDATA)은 데이터라인과 제1 스위치 TFT(ST1)을 통해 제2 노드(N2)에 인가된다. 샘플링 기간 동안, 제1 및 제3 노드(N1,N3)의 전위는 "VDD-Vth"가 된다. Vth는 구동 TFT(DT)의 문턱전압을 지시한다.During the sampling period, the first, second, and fourth switch TFTs ST1, ST2, and ST4 maintain the turn-on state in response to the scan pulse SCAN of the ON level, The switching TFT ET is turned off in response to the off-level emission pulse EM. During the sampling period, the data voltage VDATA is applied to the second node N2 through the data line and the first switch TFT (ST1). During the sampling period, the potentials of the first and third nodes N1 and N3 become "VDD-Vth ". Vth indicates the threshold voltage of the driving TFT DT.

에미션 기간 동안 제1, 제2 및 제4 스위치 TFT(ST1,ST2,ST4)는 오프 레벨의 스캔 펄스(SCAN)에 응답하여 턴 오프되고, 제3 스위치 TFT(ST3)와 에미션 TFT(ET)는 온 레벨의 에미션 펄스(EM)에 응답하여 턴 온 된다. 에미션 기간 동안 제2 노드(N2)에는 기준전압(VREF)가 인가되며, 제2 노드(N2)의 전위 변화분(VREF-VDATA)은 제1 노드(N1)에 반영된다. 에미션 기간 동안 제1 노드(N1)의 전위는 "(VDD-Vth)+(VREF-VDATA)"로 프로그래밍 된다. 따라서, 에미션 기간 동안, 구동 TFT(DT)의 게이트-소스 간의 전압(Vgs)은 "VDATA-VREF+Vth"으로 프로그래밍된다. 구동전류(Ioled) 관계식은 k/2(Vgs-Vth)2인데, 상기 프로그래밍 된 Vgs에는 Vth가 포함되어 있으므로, 구동전류(Ioled) 관계식에서 Vth 성분은 소거된다. 따라서, 문턱전압(Vth) 변화가 구동 전류(Ioled)에 미치는 영향이 제거된다.During the emission period, the first, second and fourth switch TFTs ST1, ST2 and ST4 are turned off in response to the off-level scan pulse SCAN, and the third switch TFT ST3 and the emission TFT ET Is turned on in response to the on-level emission pulse EM. The reference voltage VREF is applied to the second node N2 during the emission period and the potential change VREF-VDATA of the second node N2 is reflected to the first node N1. During the emission period, the potential of the first node N1 is programmed to "(VDD-Vth) + (VREF-VDATA) ". Therefore, during the emission period, the gate-source voltage Vgs of the driver TFT DT is programmed to "VDATA-VREF + Vth ". The driving current Ioled relation is k / 2 (Vgs-Vth) 2. Since Vth is included in the programmed Vgs, the Vth component is canceled in the driving current (Ioled) relation. Therefore, the influence of the change in the threshold voltage Vth on the drive current Ioled is eliminated.

한편, 디스플레이 구동 기간(Td) 동안 OLED의 캐소드전극(CAT)에는 제1 스위치(SW1)를 통해 저전위 전원전압(VSS)가 공급된다. 제1 스위치(SW1)는 디스플레이 구동 기간(Td) 동안 온 레벨의 제1 제어신호(VMUX)에 의해 턴 온 된다. 제1 제어신호(VMUX)는 동기 신호(Tsync)와 반대 위상을 가질 수 있다.Meanwhile, during the display driving period Td, a low potential power supply voltage VSS is supplied to the cathode electrode CAT of the OLED through the first switch SW1. The first switch SW1 is turned on by the first control signal VMUX of the ON level during the display driving period Td. The first control signal VMUX may have a phase opposite to the synchronization signal Tsync.

다음으로, 터치센서 구동 기간(Tt) 동안 픽셀(P)의 동작을 설명하면 다음과 같다. Next, the operation of the pixel P during the touch sensor driving period Tt will be described.

터치센서 구동 기간(Tt) 동안 OLED의 캐소드전극(CAT)에는 제2 스위치(SW2)를 통해 터치 센서 구동 신호(Tdrv)가 공급되며, 캐소드전극(CAT)이 터치 센서로 동작된다. 제2 스위치(SW2)는 터치센서 구동 기간(Tt) 동안 온 레벨의 제2 제어신호(VMUXB)에 의해 턴 온 된다. 제2 제어신호(VMUXB)는 동기 신호(Tsync)와 동일 위상을 가질 수 있다. The touch sensor driving signal Tdrv is supplied to the cathode electrode CAT of the OLED through the second switch SW2 and the cathode electrode CAT is operated as the touch sensor during the touch sensor driving period Tt. The second switch SW2 is turned on by the second control signal VMUXB of the on level during the touch sensor driving period Tt. The second control signal VMUXB may have the same phase as the synchronization signal Tsync.

터치 센서(CAT)에 손가락 등의 전도성 물체가 접촉되면 접촉 커패시턴스(Cf)에 의해 터치 센서(CAT)의 정전 용량이 변하고, 그 변화량을 기반으로 터치를 감지한다. 그런데, 터치 센서(CAT)는 픽셀들(P)의 신호라인들 및 전원단자들과 오버랩되게 형성되므로, 오버랩 되는 부분에서 커플링으로 인한 기생 용량이 많이 생겨난다. 기생 용량에는, 터치 센서(CAT)와 기준전압(VREF) 입력단 간의 제1 기생 용량(C1), 터치 센서(CAT)와 데이터 라인 간의 제2 기생 용량(C2), 터치 센서(CAT)와 스캔 라인 간의 제3 기생 용량(C3), 터치 센서(CAT)와 에미션 라인 간의 제4 기생 용량(C4), 및 터치 센서(CAT)와 고전위 전원전압(VDD) 입력단 간의 제5 기생 용량(C5)이 있다. 이러한 기생 용량은 터치 센서(CAT)에 영향을 미쳐 터치에 따른 정전 용량 변화량을 작게 하여 터치 성능을 떨어뜨린다. 즉, 기생 용량의 영향이 크면 터치 감도 및 터치 인식의 정확도가 떨어진다.When a conductive object such as a finger touches the touch sensor CAT, the capacitance of the touch sensor CAT is changed by the contact capacitance Cf, and the touch is sensed based on the change amount. However, since the touch sensor CAT is formed to overlap with the signal lines and the power supply terminals of the pixels P, much parasitic capacitance due to coupling occurs at the overlapped portion. The parasitic capacitance includes a first parasitic capacitance C1 between the touch sensor CAT and a reference voltage VREF input terminal, a second parasitic capacitance C2 between the touch sensor CAT and the data line, a touch sensor CAT, The fourth parasitic capacitance C4 between the touch sensor CAT and the emission line and the fifth parasitic capacitance C5 between the input terminal of the touch sensor CAT and the high potential power supply voltage VDD, . This parasitic capacitance affects the touch sensor (CAT), and the amount of capacitance change due to the touch is reduced, thereby deteriorating the touch performance. That is, if the influence of the parasitic capacitance is large, the touch sensitivity and accuracy of the touch recognition deteriorate.

이에, 터치센서 구동 기간(Tt) 동안, 기준전압(VREF)의 입력단, 데이터 라인, 스캔 라인, 에미션 라인, 및 고전위 전원전압(VDD)의 입력단에는 터치 센서(CAT)와의 기생 용량을 최소화하기 위한 교류 신호(Vac)가 인가된다. 이 교류 신호(Vac)는 터치 구동 신호(Tdrv)와 동일 위상 및 동일 진폭(VTX)을 가지는 것이 바람직하다.During the touch sensor driving period Tt, parasitic capacitance with the touch sensor CAT is minimized at the input terminal of the reference voltage VREF, the data line, the scan line, the emission line, and the high potential power supply voltage VDD The AC signal Vac is applied. It is preferable that the AC signal Vac has the same phase and the same amplitude (VTX) as the touch driving signal Tdrv.

터치센서 구동 기간(Tt) 동안, OLED의 캐소드전극(CAT)에는 교류 신호인 터치 구동 신호(Tdrv)가 인가되므로 OLED의 발광 동작이 불안정해 질 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 터치센서 구동 기간(Tt) 동안, 에미션 펄스(EM)를 오프 레벨로 생성하여 픽셀들(P)의 에미션 TFT(ET)를 턴 오프 시킴으로써 불안정한 발광을 미연에 방지한다.During the touch sensor driving period (Tt), since the touch signal (Tdrv), which is an AC signal, is applied to the cathode electrode (CAT) of the OLED, the light emitting operation of the OLED may become unstable. Accordingly, in the present invention, during the touch sensor driving period Tt, the emission pulse EM is turned off to prevent the unstable light emission by turning off the emission TFT (ET) of the pixels P.

터치센서 구동 기간(Tt) 동안에서의 비 발광으로 인해, 터치센서 구동 기간(Tt)을 사이에 두고 이웃한 디스플레이 구동 기간들(Td)에서 휘도 편차가 생길 수 있다. 그런데, 이러한 휘도 편차는 터치센서 구동 기간(Tt)이 매우 짧기 때문에 크지 않으며, 더욱이 누설 전류 특성이 좋은 산화물 TFT로 픽셀 회로를 구성하는 경우에는 무시할 수 있다. 시뮬레이션 결과, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 터치센서 구동 기간 시작 직전과 터치센서 구동 기간 완료 직후의 OLED 구동 전류 차이는 데이터전압 및 문턱전압 보상 효과 별로 미미한 수준임을 알 수 있었다.The luminance drift may occur in the neighboring display driving periods Td with the touch sensor driving period Tt in between, due to non-light emission during the touch sensor driving period Tt. However, such a luminance deviation is not so large because the touch sensor driving period Tt is very short, and can be neglected when a pixel circuit is constituted by an oxide TFT having a good leakage current characteristic. As a result of the simulation, it was found that the OLED driving current difference just before the start of the touch sensor driving period and immediately after the completion of the touch sensor driving period is negligible with respect to the data voltage and the threshold voltage compensation effect, as shown in FIGS. 9A and 9B.

도 10은 본 발명이 적용되는 다른 픽셀의 구체적인 등가 회로도이다.10 is a specific equivalent circuit diagram of another pixel to which the present invention is applied.

도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 픽셀(P)은 OLED, 구동 TFT(DT), 에미션 TFT(ET), 제1 및 제2 스위치 TFT(ST1,ST2), 제1 및 제2 스토리지 커패시터(Cst1,Cst2)를 포함한다. 이 픽셀(P)은 N 타입의 4개의 박막 트랜지스터와 2개의 커패시터를 포함한 4T2C 회로 구조로서, 디스플레이 구동 기간(Td) 동안 구동 TFT(DT)의 문턱전압을 보상할 수 있다.10, another pixel P of the present invention includes an OLED, a driving TFT DT, an emission TFT ET, first and second switch TFTs ST1 and ST2, first and second storage capacitors (Cst1, Cst2). This pixel P is a 4T2C circuit structure including four N-type thin film transistors and two capacitors, and can compensate the threshold voltage of the driving TFT DT during the display driving period Td.

디스플레이 구동 기간(Td) 동안 이 픽셀(P)의 구체적인 보상 동작은 본원 출원인에 의해 기출원된 대한민국 특허출원 제10-2014-0192641(2014/12/29)에 자세히 기술되어 있다.The specific compensation operation of this pixel P during the display driving period Td is described in detail in Korean Patent Application No. 10-2014-0192641 (2014/12/29), which is filed by the present applicant.

이 픽셀(P)에서도, 터치센서 구동 기간(Tt) 동안, 기준전압(VREF)의 입력단, 데이터 라인, 제1 및 제2 스캔 라인, 에미션 라인, 및 고전위 전원전압(VDD)의 입력단에는 터치 센서(CAT)와의 기생 용량을 최소화하기 위한 교류 신호(Vac)가 인가된다. 이 교류 신호(Vac)는 터치 구동 신호(Tdrv)와 동일 위상 및 동일 진폭(VTX)을 가지는 것이 바람직하다.In the pixel P, the input terminals of the reference voltage VREF, the data lines, the first and second scan lines, the emission lines, and the high potential power supply voltage VDD are connected to the input terminals of the reference voltage VREF during the touch sensor driving period Tt The AC signal Vac for minimizing the parasitic capacitance with the touch sensor CAT is applied. It is preferable that the AC signal Vac has the same phase and the same amplitude (VTX) as the touch driving signal Tdrv.

상술한 바와 같이, 본 발명은 터치 센싱이 이뤄지는 터치센서 구동 기간 동안 터치 센서들에 인가되는 터치 구동 신호와 같은 위상의 교류 신호를 픽셀들에 연결된 데이터 라인들 및 스캔 라인들뿐만 아니라, 픽셀들의 전원 단자들에도 공급하여 인셀 터치 센서들에 미치는 기생 용량의 영향을 최소화한다. 이를 통해 본 발명은 유기발광 표시장치를 사용하여 인셀 터치 센서 기술을 구현할 때 터치 성능을 크게 높일 수 있다.As described above, according to the present invention, an AC signal having the same phase as that of a touch driving signal applied to the touch sensors during a touch sensor driving period in which the touch sensing is performed is applied to not only the data lines and the scan lines connected to the pixels, Terminals to minimize the effect of parasitic capacitance on the in-cell touch sensors. Accordingly, the present invention can greatly enhance the touch performance when the inlens touch sensor technology is implemented using the OLED display.

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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

100 : 표시패널 102 : 데이터 구동부
104 : 게이트 구동부 106 : 타이밍 콘트롤러
110 : 터치 센서 구동부 112 : 전원 공급부
100: display panel 102: data driver
104: Gate driver 106: Timing controller
110: touch sensor driving unit 112: power supply unit

Claims (14)

OLED를 포함한 픽셀들과 상기 OLED의 캐소드전극을 패터닝하여 구현되는 터치 센서들이 구비되고, 화상 표시를 위한 디스플레이 구동 기간과 터치 센싱을 위한 터치센서 구동 기간(Tt)으로 시분할 구동되는 표시패널;
상기 터치센서 구동 기간 동안 터치 구동 신호를 상기 터치 센서들에 공급하여 상기 터치 센서들의 정전 용량 변화를 센싱하는 터치 센서 구동부;
상기 디스플레이 구동 기간 동안 입력 영상의 데이터 전압을 상기 표시패널의 데이터 라인들에 공급하고, 상기 터치센서 구동 기간 동안 상기 터치 구동 신호와 위상이 같은 교류 신호를 상기 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부;
상기 디스플레이 구동 기간 동안 상기 데이터 전압에 동기되는 스캔 펄스를 상기 표시패널의 스캔 라인들에 공급하고, 상기 터치센서 구동 기간 동안 상기 교류 신호를 상기 스캔 라인들에 공급하는 게이트 구동부; 및
상기 디스플레이 구동 기간 동안 상기 픽셀들의 구동 TFT에 연결된 고전위 전원전압의 입력단에 고전위 전원 전압을 공급함과 아울러 상기 픽셀들의 OLED에 연결된 기준전압의 입력단에 기준전압을 공급하는 반면, 상기 터치센서 구동 기간 동안 상기 고전위 전원전압의 입력단과 상기 기준전압의 입력단에 상기 터치 구동 신호와 위상이 같은 교류 신호를 공급하는 전원 공급부를 포함하고,
상기 OLED의 캐소드전극은, 제1 스위치를 통해 저전위 전원전압의 입력단에 연결됨과 아울러, 상기 제1 스위치와 반대로 스위칭되는 제2 스위치를 통해 상기 터치 구동 신호의 입력단에 연결되고, 상기 제1 스위치는 상기 디스플레이 구동 기간 동안에만 턴 온 되고, 상기 제2 스위치는 상기 터치센서 구동 기간 동안에만 턴 온 되는 터치 센서 일체형 표시장치.
A display panel which is time-divisionally driven by a display driving period for image display and a touch sensor driving period (Tt) for touch sensing, the touch sensor being implemented by patterning pixels including OLED and a cathode electrode of the OLED;
A touch sensor driver for sensing a change in capacitance of the touch sensors by supplying a touch driving signal to the touch sensors during the touch sensor driving period;
A data driver for supplying a data voltage of an input image to the data lines of the display panel during the display driving period and supplying an AC signal having the same phase as the touch driving signal to the data lines during the touch sensor driving period;
A gate driver for supplying a scan pulse synchronized with the data voltage to the scan lines of the display panel during the display driving period and supplying the AC signal to the scan lines during the touch sensor driving period; And
And supplies a reference voltage to an input terminal of a reference voltage connected to the OLED of the pixels while supplying a high potential power supply voltage to an input terminal of a high potential supply voltage connected to the driver TFT of the pixels during the display driving period, And a power supply unit for supplying an AC signal having the same phase as the touch driving signal to an input terminal of the high potential power supply voltage and an input terminal of the reference voltage,
The cathode electrode of the OLED is connected to an input terminal of a low potential power supply voltage through a first switch and is connected to an input terminal of the touch driving signal through a second switch which is switched in reverse to the first switch, Is turned on only during the display driving period, and the second switch is turned on only during the touch sensor driving period.
제 1 항에 있어서,
상기 터치센서 구동 기간 동안 상기 픽셀들의 OLED는 턴 오프 상태를 유지하는 터치 센서 일체형 표시장치.
The method according to claim 1,
And the OLED of the pixels maintains a turn-off state during the touch sensor driving period.
제 2 항에 있어서,
상기 게이트 구동부는 상기 터치센서 구동 기간 동안 오프 레벨의 에미션 펄스를 에미션 라인들에 동시에 공급하여 상기 픽셀들의 OLED에 인가되는 구동 전류를 차단하는 터치 센서 일체형 표시장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the gate driver simultaneously applies an emission pulse of an off level to the emission lines during the touch sensor driving period to block a driving current applied to the OLED of the pixels.
제 1 항에 있어서,
상기 터치 센서 구동부는 상기 디스플레이 구동 기간 동안 상기 터치 센서들에 직류 전원 형태의 저전위 전원전압을 공급하는 터치 센서 일체형 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the touch sensor driver supplies a low potential power supply voltage in the form of a DC power source to the touch sensors during the display driving period.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 터치센서 구동 기간은 상기 입력 영상의 데이터 전압이 상기 표시패널에 기입되지 않는 수직 블랭크 기간을 포함하는 터치 센서 일체형 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the touch sensor driving period includes a vertical blank period in which the data voltage of the input image is not written to the display panel.
제 1 항에 있어서,
상기 교류 신호는 상기 터치 구동 신호와 진폭이 동일한 터치 센서 일체형 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the AC signal has the same amplitude as the touch driving signal.
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