KR102018691B1 - 전원 출력 회로, 컨트롤러, 터치 디스플레이 패널 및 터치 디스플레이 장치 - Google Patents

전원 출력 회로, 컨트롤러, 터치 디스플레이 패널 및 터치 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예들은 전원 출력 회로, 컨트롤러, 터치 디스플레이 패널 및 터치 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 하나의 영상 프레임 기간에서 디스플레이 구동과 터치 구동을 여러 차례 교번하여 수행하는 터치 디스플레이 장치에서, 디스플레이 구동 기간 동안 데이터 구동 회로로 입력되는 고전위 전압을 높게 설정하여 출력하고, 영상 데이터의 계조를 출력되는 순서에 따라 다르게 상향 조정하여 출력함으로써, 고전위 전압의 출력 저하 및 데이터 전압의 출력 편차를 감소시키고 이로 인한 화상 이상을 방지할 수 있도록 한다.

Description

전원 출력 회로, 컨트롤러, 터치 디스플레이 패널 및 터치 디스플레이 장치{POWER OUTPUT CIRCUIT, CONTROLLER, TOUCH DISPLAY PANEL AND TOUCH DISPLAY DEVICE}
본 발명의 실시예들은, 전원 출력 회로, 컨트롤러, 터치 디스플레이 패널 및 터치 디스플레이 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하는 디스플레이 장치에 대한 다양한 요구가 증가하고 있으며, 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 디스플레이 장치(Plasma Display Device), 유기발광 디스플레이 장치(Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 장치가 활용되고 있다.
이러한 디스플레이 장치는 최근 사용자에게 보다 다양한 기능을 제공하기 위하여, 디스플레이 패널에 대한 사용자의 터치를 인식하고 인식된 터치를 기반으로 입력 처리를 수행하는 기능을 제공하고 있다.
이러한 터치 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널 상에 터치 센서(또는 터치 전극)를 배치하거나 디스플레이 패널에 터치 센서를 내장하고, 사용자의 터치시 발생하는 캐패시턴스의 변화를 센싱하여 사용자의 터치를 센싱할 수 있다.
여기서, 디스플레이 패널에 터치 센서를 내장하는 경우, 디스플레이 패널에서 디스플레이 구동을 위해 사용되는 전극을 터치 센서로 활용할 수 있다.
일 예로, 터치 디스플레이 장치가 액정 디스플레이 장치인 경우, 디스플레이 구동시 공통 전압이 인가되는 공통 전극을 터치 전극으로 활용할 수 있다.
즉, 디스플레이 구동 기간 동안 공통 전극으로 공통 전압을 인가하여 디스플레이 구동을 수행하고, 터치 구동 기간 동안 터치 전극의 역할을 하는 공통 전극으로 터치 구동 신호를 인가하고 디스플레이 패널에 대한 터치를 센싱할 수 있다.
따라서, 디스플레이 구동과 터치 구동을 시간적으로 분할된 기간에 수행하게 된다. 또한, 하나의 영상 프레임에서 디스플레이 구동과 터치 구동을 교번하여 복수 회 수행할 수도 있다.
이에 따라, 디스플레이 구동 기간 동안 디스플레이 패널로 인가되는 전압 또는 신호가 터치 구동 기간 동안 인가되지 못하고, 터치 구동 기간이 종료한 이후 디스플레이 패널로 인가되게 된다.
그리고, 터치 구동 기간 이후 디스플레이 구동 기간에 디스플레이 패널로 인가되는 전압 또는 신호가 정상적으로 출력되지 않을 수 있는 문제점이 존재한다.
일 예로, 데이터 전압의 출력에 이용되는 고전위 전압이 터치 구동 기간 이후 디스플레이 구동 기간에 출력되면 디스플레이 패널의 로드(Load)로 인하여 출력이 낮아질 수 있다. 또한, 고전위 전압의 출력이 낮아짐에 따라 이를 이용하여 출력되는 데이터 전압의 편차가 발생할 수도 있다.
이러한 터치 구동 기간 이후의 디스플레이 구동 기간에서 고전위 전압의 출력 저하나 데이터 전압의 출력 편차로 인하여, 디스플레이 패널 상에 가로띠와 같은 화상 이상이 나타날 수 있다. 그리고, 디스플레이 패널의 크기가 커질수록 증가하는 디스플레이 패널의 로드로 인하여 이러한 화상 이상이 더욱 쉽게 나타날 수 있는 문제점이 존재한다.
본 발명의 실시예들의 목적은, 디스플레이 구동과 터치 구동을 시분할하여 수행하는 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 구동시 나타나는 화상 이상을 방지할 수 있는 터치 디스플레이 패널 및 터치 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들의 목적은, 터치 구동 기간 이후 디스플레이 구동 기간에서 출력되는 고전위 전압의 출력 저하를 방지할 수 있는 전원 출력 회로를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들의 목적은, 터치 구동 기간 이후 디스플레이 구동 기간에서 고전위 전압의 출력 저하로 인한 데이터 전압의 출력 편차를 방지할 수 있는 컨트롤러를 제공하는 데 있다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 구동 기간 동안 제1 레벨의 동기 신호를 출력하고 터치 구동 기간 동안 제2 레벨의 동기 신호를 출력하는 컨트롤러와, 컨트롤러로부터 동기 신호를 수신하고 제1 레벨의 동기 신호를 수신하면 고전위 전압의 출력 값을 제1 전압으로 설정하고 제2 레벨의 동기 신호를 수신하면 고전위 전압의 출력 값을 제2 전압으로 설정하는 전원 출력 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
여기서, 제1 전압은 제2 전압보다 높을 수 있으며, 이러한 터치 디스플레이 장치는, 컨트롤러로부터 영상 데이터를 수신하고 전원 출력 회로로부터 입력받은 고전위 전압을 이용하여 영상 데이터에 따른 데이터 전압을 출력하는 데이터 구동 회로를 더 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 게이트 라인 및 다수의 데이터 라인이 배치되고, 다수의 터치 전극이 배치되며, 하나의 영상 프레임에서 둘 이상의 디스플레이 구동 기간 동안 디스플레이 모드로 동작하고 둘 이상의 터치 구동 기간 동안 터치 모드로 동작하는 터치 디스플레이 패널과, 터치 디스플레이 패널에 배치된 다수의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 구동 회로와, 데이터 구동 회로를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공한다.
이러한 터치 디스플레이 장치에서, 컨트롤러는, 둘 이상의 디스플레이 구동 기간 동안 외부로부터 수신한 외부 데이터의 계조를 상향 조정한 영상 데이터를 데이터 구동 회로로 출력하되, 영상 데이터를 데이터 구동 회로로 출력하는 순서에 따라 외부 데이터의 계조를 다르게 상향 조정할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 게이트 라인 및 다수의 데이터 라인이 배치되고, 다수의 터치 전극이 배치되며, 다수의 터치 전극은 하나의 영상 프레임에서 둘 이상의 디스플레이 구동 기간 동안 디스플레이 구동 전압이 인가되고 둘 이상의 터치 구동 기간 동안 터치 구동 신호가 인가되는 터치 디스플레이 패널과, 다수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동 회로와, 데이터 구동 회로로 영상 데이터를 출력하는 컨트롤러와, 데이터 구동 회로로 고전위 전압을 출력하는 전원 출력 회로를 포함하고, 데이터 구동 회로는, 디스플레이 구동 기간 동안 컨트롤러가 외부로부터 입력받은 외부 데이터의 계조가 상향 조정된 영상 데이터 및 전원 출력 회로로부터 출력 값이 기준 전압보다 높게 설정된 고전위 전압 중 적어도 하나를 입력받는 터치 디스플레이 장치를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 제1 디스플레이 구동 기간 동안 디스플레이 구동 전압을 인가받고 제1 디스플레이 구동 기간 이후의 제1 터치 구동 기간 동안 터치 구동 신호를 인가받는 제1 터치 전극 그룹과, 제1 터치 구동 기간 이후의 제2 디스플레이 구동 기간 동안 디스플레이 구동 전압을 인가받고 제2 디스플레이 구동 기간 이후의 제2 터치 구동 기간 동안 터치 구동 신호를 인가받는 제2 터치 전극 그룹을 포함하는 터치 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
이러한 터치 디스플레이 패널에서, 제1 터치 전극 그룹과 중첩된 서브픽셀들은, 제1 디스플레이 구동 기간에서 제1 기간 동안 제1 레벨의 데이터 전압을 인가받고 제1 기간 이후의 제2 기간 동안 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨의 데이터 전압을 인가받으며, 제1 기간과 제2 기간에서 동일한 계조를 나타낼 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 컨트롤러로부터 제1 레벨의 동기 신호 또는 제2 레벨의 동기 신호를 수신하는 동기 신호 수신부와, 제1 레벨의 동기 신호를 수신하면 제1 전압으로 설정된 고전위 전압을 출력하고 제2 레벨의 동기 신호를 수신하면 제1 전압보다 낮은 제2 전압으로 설정된 고전위 전압을 출력하는 고전위 전압 출력부를 포함하는 전원 출력 회로를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 외부로부터 외부 데이터를 수신하는 외부 데이터 수신부와, 외부 데이터의 계조를 상향 조정하여 영상 데이터를 출력하며 디스플레이 구동 기간 중 제1 기간에서 제1 계조의 외부 데이터를 제1 계조와 다른 제2 계조의 영상 데이터로 조정하여 출력하고, 제1 기간 이후의 제2 기간에서 제1 계조의 외부 데이터를 제2 계조와 다른 제3 계조의 영상 데이터로 조정하여 출력하는 영상 데이터 출력부를 포함하는 컨트롤러를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 구동 기간 이후의 디스플레이 구동 기간에서 고전위 전압의 출력 값을 기준 전압보다 높게 설정함으로써, 디스플레이 구동 기간 동안 디스플레이 패널의 로드로 인한 고전위 전압의 출력 저하를 감소시킬 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 구동 기간 이후 디스플레이 구동 기간에서 출력되는 데이터 전압의 순서에 따라 오버드라이빙된 데이터 전압을 출력함으로써, 데이터 전압의 출력 편차를 감소시킬 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동 기간에서 고전위 전압의 출력 저하와 데이터 전압의 출력 편차를 감소시킴으로써, 디스플레이 패널에 나타나는 가로띠와 같은 화상 이상을 방지할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 터치 구동을 위한 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 디스플레이 구동과 터치 구동을 수행하는 방식과 타이밍의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 전원 출력 회로의 구성의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 전원 출력 회로에 의해 출력되는 고전위 전압의 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 컨트롤러의 구성의 예시를 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 10은 도 6의 컨트롤러에 의해 출력되는 영상 데이터에 따라 데이터 구동 회로에서 출력하는 데이터 전압의 예시들을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 전원 출력 회로의 구동 방법의 과정을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 컨트롤러의 구동 방법의 과정을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 구동을 위한 구성으로 터치 디스플레이 패널(110)과, 게이트 구동 회로(120)와, 데이터 구동 회로(130)와, 컨트롤러(140)와, 전원 출력 회로(150) 등을 포함할 수 있다.
그리고, 터치 구동을 위한 구성으로 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 터치 라인(TL)과, 다수의 터치 전극(TE)을 포함하고, 터치 라인(TL)과 터치 전극(TE)을 구동하는 터치 구동 회로(160)를 포함할 수 있다.
터치 디스플레이 패널(110)에는 다수의 게이트 라인(GL), 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 서브픽셀(SP) 등이 배치될 수 있다.
게이트 구동 회로(120)는, 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 출력하여 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 서브픽셀(SP)의 구동 타이밍을 제어한다.
게이트 구동 회로(120)는, 컨트롤러(140)의 제어에 따라 온(ON) 전압 또는 오프(OFF) 전압의 스캔 신호를 다수의 게이트 라인(GL)으로 순차적으로 공급하여 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동한다.
게이트 구동 회로(120)는, 구동 방식에 따라 터치 디스플레이 패널(110)의 일 측에만 위치할 수도 있고, 양 측에 위치할 수도 있다.
또한, 게이트 구동 회로(120)는, 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다.
각각의 게이트 드라이버 집적 회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB, Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG, Chip On Glass) 방식으로 터치 디스플레이 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 터치 디스플레이 패널(110)에 직접 배치될 수도 있다.
또한, 터치 디스플레이 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있으며, 터치 디스플레이 패널(110)과 연결된 필름 상에 실장되는 칩 온 필름(COF, Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
데이터 구동 회로(130)는, 게이트 라인(GL)을 통해 스캔 신호가 인가되는 타이밍에 맞춰 데이터 라인(DL)으로 데이터 전압을 출력하여 각각의 서브픽셀(SP)이 영상 데이터에 따른 밝기를 표현하도록 한다.
데이터 구동 회로(120)는, 특정 게이트 라인(GL)이 열리면 컨트롤러(140)로부터 수신한 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인(DL)에 공급함으로써 다수의 데이터 라인(DL)을 구동한다.
데이터 구동 회로(130)는, 적어도 하나의 소스 드라이버 집적 회로(Source Driver Integrated Circuit)를 포함하여 다수의 데이터 라인(DL)을 구동할 수 있다.
각각의 소스 드라이버 집적 회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 터치 디스플레이 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, 터치 디스플레이 패널(110)에 직접 배치될 수 있으며, 터치 디스플레이 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다.
또한, 각각의 소스 드라이버 집적 회로는, 칩 온 필름(COF) 방식으로 구현될 수 있다. 이러한 경우, 각각의 소스 드라이버 집적 회로의 일 단은 적어도 하나의 소스 인쇄회로기판(Source Printed Circuit Board)에 본딩되고, 타 단은 터치 디스플레이 패널(110)에 본딩된다.
컨트롤러(140)는, 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)로 각종 제어 신호를 공급하며, 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)의 동작을 제어한다.
이러한 컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 수신하는 입력 영상 데이터(또는 외부 데이터)를 데이터 구동 회로(130)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 변환하여 변환된 영상 데이터를 출력하며, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 제어한다.
컨트롤러(140)는, 입력 영상 데이터와 함께 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 데이터 인에이블 신호(DE, Data Enable), 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호들을 외부(예, 호스트 시스템)로부터 수신한다.
컨트롤러(140)는, 외부로부터 입력된 입력 영상 데이터를 데이터 구동 회로(130)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상을 출력하는 것 이외에, 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)를 제어하기 위하여 입력받은 타이밍 신호를 이용하여 각종 제어 신호를 생성하고 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130)로 출력할 수 있다.
일 예로, 컨트롤러(140)는, 게이트 구동 회로(120)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(GSP, Gate Start Pulse), 게이트 시프트 클럭(GSC, Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE, Gate Output Enable) 등을 포함하는 각종 게이트 제어 신호(GCS, Gate Control Signal)를 출력한다.
여기서, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 구동 회로(120)를 구성하는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 시프트 클럭(GSC)은 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호의 시프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로의 타이밍 정보를 지정하고 있다.
또한, 컨트롤러(140)는, 데이터 구동 회로(130)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(SSP, Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC, Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(SOE, Source Output Enable) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호(DCS, Data Control Signal)를 출력한다.
여기서, 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 소스 드라이버 집적 회로 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호(SOE)는 데이터 구동 회로(130)의 출력 타이밍을 제어한다.
컨트롤러(140)는, 소스 드라이버 집적 회로가 본딩된 소스 인쇄회로기판과 연성 플랫 케이블(FFC, Flexible Flat Cable) 또는 연성 인쇄 회로(FPC, Flexible Printed Circuit) 등의 연결 매체를 통해 연결된 컨트롤 인쇄회로기판(Control Printed Circuit Board)에 배치될 수 있다.
이러한 컨트롤 인쇄회로기판에는, 터치 디스플레이 패널(110), 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130) 등으로 각종 전압 또는 전류를 공급해주거나 공급할 각종 전압 또는 전류를 제어하는 전원 컨트롤러가 더 배치될 수 있다.
일 예로, 도 1에 도시된 바와 같이, 데이터 구동 회로(130)로 고전위 전압(VDD)을 출력하는 전원 출력 회로(150)가 배치될 수 있다. 이러한 전원 출력 회로(150)는, 전원 관리 집적 회로(Power Management Integrated Circuit)일 수도 있고, 부스트 집적 회로(Boost Integrated Circuit)일 수도 있다.
전원 출력 회로(150)는, 데이터 구동 회로(130)에서 감마 전압(GMA)을 생성하기 위해 이용하는 고전위 전압(VDD)을 데이터 구동 회로(130)로 출력한다. 데이터 구동 회로(130)는, 감마 전압(GMA)을 이용하여 컨트롤러(140)로부터 수신한 영상 데이터에 따른 데이터 전압을 생성하고, 각각의 서브픽셀(SP)로 공급한다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 터치를 센싱하기 위해 다수의 터치 전극(TE), 다수의 터치 라인(TL)과, 터치 구동 회로(160)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 센싱을 위한 구성의 예시를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 터치 디스플레이 패널(110)에 다수의 터치 전극(TE)과 다수의 터치 라인(TL)이 배치된다.
다수의 터치 전극(TE)은, 터치 디스플레이 패널(110)에 내장되거나 터치 디스플레이 패널(110) 상에 배치될 수 있다.
일 예로, 터치 디스플레이 장치(100)가 액정 디스플레이 장치인 경우, 디스플레이 구동시 공통 전압(Vcom)이 인가되는 공통 전극을 터치 전극(TE)으로 사용할 수 있다.
이러한 경우 디스플레이 구동시 터치 전극(TE)으로 디스플레이 구동 전압이 인가되고, 터치 구동시 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호가 인가될 수 있다.
즉, 인-셀 타입, 온-셀 타입 등과 같이, 터치 스크린 패널(즉, 터치 전극들)이 디스플레이 패널에 내장되는 경우, 디스플레이 구동에 활용되는 전극(예, 공통 전극)이 터치 전극(TE)으로 활용될 수 있다. 이러한 경우, 하나의 전극이 디스플레이 구동 전극과 터치 전극(TE)의 역할을 모두 해야 하기 때문에, 영상 표시를 위한 디스플레이 구동과 터치 센싱을 위한 터치 구동이 시간적으로 분할된 구간에서 진행될 필요가 있다.
그리고, 터치 디스플레이 장치(100)가 유기발광 디스플레이 장치인 경우, 유기발광 다이오드 상에 배치되는 봉지층 상에 터치 전극(TE)이 배치될 수 있다. 이때, 터치 전극(TE)은 봉지층 상에 필름 터치 센서의 형태로 배치될 수도 있다.
다수의 터치 전극(TE)은, 각각의 터치 전극(TE)이 하나의 터치 라인(TL)과 연결되며 서로 분리된 구조로 배치될 수 있다. 또는, 터치 구동 회로(160)로부터 출력되는 터치 구동 신호가 인가되는 TX 전극과 터치 구동 회로(160)에서 터치 센싱 신호를 수신하기 위해 이용하는 RX 전극이 서로 교차하는 방향으로 배치될 수도 있다.
다수의 터치 라인(TL)은, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치되고 터치 전극(TE)과 터치 구동 회로(160)를 서로 연결한다.
일 예로, 다수의 터치 라인(TL)은 터치 전극(TE)과 중첩된 영역에 배치되며 컨택홀 등을 통해 터치 전극(TE)과 연결될 수 있다. 여기서, 각각의 터치 라인(TL)은 어느 하나의 터치 전극(TE)과 연결되며, 다른 터치 전극(TE)과는 절연된 상태로 중첩될 수 있다.
또는, 다수의 터치 라인(TL)은 터치 디스플레이 패널(110)의 외곽 영역을 따라 배치되며 터치 전극(TE)과 연결될 수도 있다.
터치 구동 회로(160)는, 터치 구동 기간에 다수의 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호를 인가하고, 터치 센싱 신호를 수신하여 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 터치를 센싱한다.
터치 구동 회로(160)는, 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 터치시 발생하는 캐패시턴스의 변화량을 센싱하여 사용자의 터치 유무 및 터치 위치를 센싱할 수 있으며, 자가 정전 용량 센싱(Self-cap Sensing) 또는 상호 정전 용량 센싱(Mutual-cap Sensing)을 통해 사용자의 터치를 검출할 수 있다. 또는, 자가 정전 용량 센싱과 상호 정전 용량 센싱을 교번하여 수행하며 사용자의 터치를 센싱할 수도 있다.
자가 정전 용량 센싱을 통해 터치를 센싱하는 경우, 터치 구동 회로(160)는 각각의 터치 전극(TE)과 연결된 터치 라인(TL)을 통해 터치 구동 신호를 출력하고 해당 터치 라인(TL)을 통해 터치 센싱 신호를 수신하여 사용자의 터치를 센싱할 수 있다.
상호 정전 용량 센싱을 통해 터치를 센싱하는 경우, 터치 구동 회로(160)는 터치 전극(TE) 중 TX 전극과 연결된 터치 라인(TL)을 통해 터치 구동 신호를 출력하고, RX 전극과 연결된 터치 라인(TL)을 통해 터치 센싱 신호를 수신하여 사용자의 터치를 센싱할 수 있다.
터치 구동 회로(160)는, 디스플레이 구동 기간과 시분할된 터치 구동 기간 동안 터치 전극(TE)을 구동하여 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 터치를 센싱할 수 있다.
일 예로, 디스플레이가 구동되는 기간들 사이의 수직 블랭크(V-Blank) 기간 동안 터치 센싱을 위한 동작을 수행할 수 있다(V-Blank 센싱 방식). 또는, 하나의 프레임 기간을 다수의 디스플레이 구동 기간과 다수의 터치 구동 기간으로 시분할하고, 디스플레이 구동과 터치 구동을 교번하며 수행할 수도 있다(LHB 센싱 방식).
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)가 LHB 센싱 방식으로 터치를 센싱하는 경우의 예시를 나타낸 것으로서, 터치 디스플레이 장치(100)가 액정 디스플레이 장치인 경우를 예시로 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 디스플레이 패널(110)은, 제1 터치 디스플레이 블록(LHB1)과 제2 터치 디스플레이 블록(LHB2)으로 구분될 수 있다. 또는, 제1 터치 전극 그룹과, 제2 터치 전극 그룹으로 구분할 수도 있다.
하나의 프레임 기간에서 제1 디스플레이 구동 기간 동안 제1 터치 디스플레이 블록(LHB1)은 디스플레이 모드로 동작한다. 즉, 제1 터치 디스플레이 블록(LHB1)에 배치된 터치 전극(TE)은 제1 디스플레이 구동 기간 동안 디스플레이 구동 전압을 인가받을 수 있다.
구체적으로, 제1 디스플레이 구동 기간에서 제1 터치 디스플레이 블록(LHB1)에 배치된 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호가 인가되고, 다수의 데이터 라인(DL)을 통해 제1 터치 디스플레이 블록(LHB1)에 배치된 서브픽셀(SP)로 데이터 전압이 인가된다.
이때, 제1 터치 디스플레이 블록(LHB1)에 배치된 다수의 터치 전극(TE)으로 디스플레이 구동을 위한 공통 전압(Vcom)이 인가된다.
제1 디스플레이 구동 기간 후 제1 터치 구동 기간에서 제1 터치 디스플레이 블록(LHB1)은 터치 모드로 동작할 수 있다.
즉, 제1 터치 구동 기간에서 제1 터치 디스플레이 블록(LHB1)에 배치된 다수의 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호가 인가된다. 터치 구동 회로(160)는, 터치 구동 신호가 인가된 터치 전극(TE)으로부터 터치 센싱 신호를 수신하고 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 터치를 센싱할 수 있다.
그리고, 제1 터치 구동 기간이 종료하면 제2 디스플레이 구동 기간에서 제2 터치 디스플레이 블록(LHB2)이 디스플레이 모드로 동작한다. 제2 터치 디스플레이 블록(LHB2)은 제2 디스플레이 구동 기간이 종료하면 제2 터치 구동 기간에서 터치 모드로 동작한다.
따라서, 터치 디스플레이 패널(110)은 복수의 터치 디스플레이 블록으로 구분되고, 하나의 프레임 기간 동안 블록 별로 디스플레이 구동과 터치 구동을 교번하여 수행할 수 있다.
여기서, 터치 디스플레이 블록이 2개인 경우를 예시로 설명하고 있으나, 터치 디스플레이 블록은 4개, 8개, 16개 등 다양하게 구성될 수 있다.
한편, LHB 센싱 방식으로 터치 구동을 수행하는 경우, 터치 구동 기간 사이의 디스플레이 구동 기간에서 디스플레이 구동을 위해 출력하는 전압 또는 신호가 정상적으로 출력되지 않을 수 있다.
도 4는 도 3과 같이 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)가 LHB 센싱 방식으로 터치를 센싱하는 경우, 디스플레이 구동을 위해 출력되는 고전위 전압(VDD)과 데이터 전압의 예시를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간에서 서로 다른 레벨을 갖는 터치 동기 신호(Tsync)가 출력될 수 있다.
여기서, 터치 동기 신호(Tsync)는 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간을 구분할 수 있는 동기 신호를 의미하며, 영상 프레임의 동기를 맞추기 위한 신호일 수도 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 터치 동기 신호(Tsync)로 설명하나, 이에 한정되지는 아니한다.
이러한 터치 동기 신호(Tsync)는, 컨트롤러(140)에서 출력될 수 있다. 또는, 터치 구동을 제어하는 터치 컨트롤러에서 출력될 수도 있으며, 디스플레이 구동과 터치 구동을 모두 제어하는 통합 컨트롤러에서 출력될 수도 있다.
컨트롤러(140)는, 디스플레이 구동 기간 동안 제1 레벨(예, 하이 레벨)의 터치 동기 신호(Tsync)를 출력하고, 터치 구동 기간 동안 제2 레벨(예, 로우 레벨)의 터치 동기 신호(Tsync)를 출력할 수 있다.
컨트롤러(140)에서 출력된 터치 동기 신호(Tsync)는 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130)로 전달될 수 있다. 또한, 터치 구동 회로(160)나 터치 구동 회로(160)를 제어하는 터치 컨트롤러로 전달될 수도 있다.
즉, 컨트롤러(140)에서 출력되는 터치 동기 신호(Tsync)에 따라 디스플레이 모드와 터치 모드로 동작하게 된다.
디스플레이 구동 기간, 즉, 터치 동기 신호(Tsync)가 제1 레벨인 기간에서 전원 출력 회로(150)는 고전위 전압(VDD)을 데이터 구동 회로(130)로 출력한다. 그리고, 데이터 구동 회로(130)는, 컨트롤러(140)로부터 수신한 영상 데이터에 기초한 데이터 전압을 고전위 전압(VDD) 등을 이용하여 생성하고 출력한다.
디스플레이 구동 기간 이후의 터치 구동 기간 동안 터치 디스플레이 장치(100)은 터치 모드로 동작하므로, 데이터 구동 회로(130)는 데이터 전압을 출력하지 않는다.
그리고, 다시 디스플레이 구동 기간이 되면 터치 디스플레이 장치(100)가 디스플레이 모드로 동작하며 데이터 구동 회로(130)가 데이터 전압을 출력하게 된다.
여기서, 터치 구동 기간 이후의 디스플레이 구동 기간에서 고전위 전압(VDD)의 출력이 급격하게 저하되는 것을 알 수 있다. 즉, 터치 구동 기간 이후 디스플레이 구동 기간에서 터치 디스플레이 패널(110)의 로드(Load)가 갑자기 증가함에 따라 고전위 전압(VDD)의 출력이 저하될 수 있다.
또한, 터치 디스플레이 패널(110)이 다수의 터치 디스플레이 블록으로 구분되어 LHB 센싱 방식으로 동작하는 경우, 터치 디스플레이 블록 별로 로드(Load) 차이로 인해 고전위 전압(VDD)의 출력 저하가 발생할 수 있다.
이러한 고전위 전압(VDD)의 출력 저하는 데이터 전압의 출력 편차를 야기할 수도 있으며, 터치 디스플레이 패널(110)에 가로띠 등과 같은 화상 이상이 나타나게 할 수 있는 문제점이 존재한다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, LHB 센싱 방식으로 구동하는 터치 디스플레이 장치(100)에서 고전위 전압(VDD)의 출력 저하 또는 데이터 전압의 출력 편차를 감소시켜 터치 디스플레이 패널(110)에 나타나는 화상 이상을 방지할 수 있는 터치 디스플레이 장치(100)를 제공한다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 전원 출력 회로(150)의 구성의 예시를 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 전원 출력 회로(150)는, 동기 신호 수신부(151)와 고전위 전압 출력부(152)를 포함할 수 있다.
전원 출력 회로(150)는, 컨트롤러(140)로부터 출력되는 터치 동기 신호(Tsync)를 수신하고, 고전위 전압(VDD)을 데이터 구동 회로(130)로 출력한다.
이때, 전원 출력 회로(150)는, 디스플레이 구동 기간에서 고전위 전압(VDD)의 출력 값을 터치 구동 기간에서 출력 값보다 높게 설정하고 고전위 전압(VDD)을 출력할 수 있다.
구체적으로, 전원 출력 회로(150)의 동기 신호 수신부(151)는, 컨트롤러(140)로부터 출력되는 제1 레벨(예, 하이 레벨)의 터치 동기 신호(Tsync) 또는 제2 레벨(예, 로우 레벨)의 터치 동기 신호(Tsync)를 수신한다.
동기 신호 수신부(151)는 수신한 터치 동기 신호(Tsync)를 고전위 전압 출력부(152)로 전달하고, 고전위 전압 출력부(152)는 터치 동기 신호(Tsync)에 따라 고전위 전압(VDD)의 출력 값을 설정할 수 있다.
일 예로, 고전위 전압 출력부(152)는, 제1 레벨의 터치 동기 신호(Tsync)를 수신하면 고전위 전압(VDD)의 출력 값을 제1 전압(예, VDD1)으로 설정할 수 잇다. 그리고, 제2 레벨의 터치 동기 신호(Tsync)를 수신하면 고전위 전압(VDD)의 출력 값을 제2 전압(예, VDD2)으로 설정할 수 있다.
여기서, 제1 전압은 제2 전압보다 높게 설정된 전압일 수 있다. 그리고, 제2 전압은 고전위 전압(VDD)의 기본 값으로 설정되는 기준 전압일 수 있다.
즉, 고전위 전압 출력부(152)는, 디스플레이 구동 기간에서 제1 레벨의 터치 동기 신호(Tsync)를 수신하면 고전위 전압(VDD)의 출력 값을 높게 설정하고, 터치 구동 기간에서 제2 레벨의 터치 동기 신호(Tsync)를 수신하면 고전위 전압(VDD)의 출력 값을 상대적으로 낮게 설정한다.
따라서, 디스플레이 구동 기간에서 고전위 전압(VDD)의 출력 값을 기준 전압보다 높게 설정해줌으로써, 고전위 전압(VDD)의 출력 저하를 감소시킬 수 있도록 한다.
또한, 데이터 구동 회로(130)는, 출력 값이 높게 설정된 고전위 전압(VDD)을 입력받고 이를 이용하여 데이터 전압을 생성함으로써, 고전위 전압(VDD)의 출력 저하로 인해 데이터 전압의 출력 편차나 화상 이상이 발생하지 않도록 할 수 있다.
도 6은 도 5의 전원 출력 회로(150)가 출력하는 고전위 전압(VDD)의 예시를 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 컨트롤러(140)는, 제1 디스플레이 구동 기간 동안 제1 레벨의 터치 동기 신호(Tsync)를 출력하고, 제1 터치 구동 기간 동안 제2 레벨의 터치 동기 신호(Tsync)를 출력한다.
전원 출력 회로(150)는, 컨트롤러(140)로부터 제1 레벨의 터치 동기 신호(Tsync)를 수신하면 출력 값이 제1 전압으로 설정된 고전위 전압(VDD)을 출력한다.
그리고, 컨트롤러(140)로부터 제2 레벨의 터치 동기 신호(Tsync)를 수신하면 출력 값이 제2 전압으로 설정된 고전위 전압(VDD)을 출력한다.
즉, 디스플레이 구동 기간에서 설정된 고전위 전압(VDD)의 출력 값은 터치 구동 기간에서 설정된 고전위 전압(VDD)의 출력 값보다 일정 전압(α)만큼 높게 설정된다.
전원 출력 회로(150)가 디스플레이 구동 기간에서 고전위 전압(VDD)의 출력 값을 높게 설정하여 출력하므로, 고전위 전압(VDD)의 출력 저하를 감소시킬 수 있도록 한다.
따라서, 고전위 전압(VDD)의 출력 저하로 인한 데이터 전압의 출력 저하 등이 발생하지 않도록 할 수 있다.
한편, 디스플레이 구동 기간에서 고전위 전압(VDD)의 출력 값을 높게 설정하더라도, 이러한 고전위 전압(VDD)을 이용하여 출력되는 데이터 전압 사이에 출력 편차가 발생할 수 있다.
특히, 터치 디스플레이 패널(110)의 크기가 클수록 데이터 전압이 공급되는 서브픽셀(SP)의 위치에 따라 데이터 전압의 출력 편차가 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, LHB 센싱 방식으로 구동하는 터치 디스플레이 장치(100)가 디스플레이 구동 기간에 출력하는 데이터 전압의 출력 편차를 감소시킬 수 있는 방안도 제공한다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 컨트롤러(140)의 구성의 예시를 나타낸 것이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 컨트롤러(140)는, 외부(예, 호스트 시스템)로부터 입력 영상 데이터(또는 외부 데이터)를 수신하는 외부 데이터 수신부(141)와, 수신된 외부 데이터(DATA0)를 변환하여 영상 데이터(DATA)로 출력하는 영상 데이터 출력부(152)를 포함할 수 있다.
컨트롤러(140)의 외부 데이터 수신부(141)는, 호스트 시스템과 같은 외부로부터 전송되는 외부 데이터(DATA0)를 수신한다. 컨트롤러(140)의 영상 데이터 출력부(142)는 이러한 외부 데이터(DATA0)를 데이터 구동 회로(130)에서 사용할 수 있는 영상 데이터(DATA)로 변환하여 데이터 구동 회로(130)로 출력한다.
데이터 구동 회로(130)는, 컨트롤러(140)로부터 입력받는 영상 데이터(DATA)에 기초하여 데이터 전압을 생성하고, 각각의 서브픽셀(SP)로 공급한다.
여기서, 영상 데이터 출력부(142)는, 외부로부터 입력받은 외부 데이터(DATA0)의 계조를 상향 조정하여 영상 데이터(DATA)를 생성할 수 있다.
일 예로, 외부 데이터 수신부(141)가 외부로부터 120Gray의 외부 데이터(DATA0)를 수신한 경우, 영상 데이터 출력부(142)는 120Gray의 외부 데이터(DATA0)의 계조를 상향 조정하여 125Gray에 해당하는 영상 데이터(DATA)를 데이터 구동 회로(130)로 출력할 수 있다.
그리고, 데이터 구동 회로(130)는, 컨트롤러(140)로부터 입력받은 계조가 상향 조정된 영상 데이터(DATA)에 기초하여 데이터 전압을 출력하게 된다.
즉, 데이터 구동 회로(130)는, 외부 데이터(DATA0)보다 계조가 상향 조정된 영상 데이터(DATA)에 해당하는 데이터 전압을 출력하므로, 실제 데이터 전압보다 오버드라이빙된 데이터 전압을 출력하게 된다.
따라서, 데이터 전압을 실제 데이터 전압보다 높게 출력해줌으로써, 데이터 전압의 출력 저하를 방지할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 컨트롤러(140)의 영상 데이터 출력부(142)는, 외부 데이터(DATA0)의 계조를 상향 조정하여 영상 데이터(DATA)를 출력함에 있어서, 데이터 전압의 출력 편차를 감소시킬 수 있도록 영상 데이터(DATA)를 출력할 수도 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 영상 데이터 출력부(142)는, 외부 데이터(DATA0)의 계조를 상향 조정하여 영상 데이터(DATA)를 출력한다.
이때, 하나의 디스플레이 구동 기간 중 제1 기간에 출력되는 영상 데이터(DATA)와 제1 기간 이후의 제2 기간에 출력되는 영상 데이터(DATA)의 계조가 상향 조정되는 비율을 서로 다르게 할 수 있다. 또는, 영상 데이터(DATA)가 출력되는 순서에 따라 다른 비율로 영상 데이터(DATA)의 계조를 상향 조정할 수도 있다.
일 예로, 영상 데이터 출력부(142)는, 디스플레이 구동 기간의 제1 기간에 출력되는 영상 데이터(DATA)의 계조가 상향 조정되는 비율을 제2 기간에 출력되는 영상 데이터(DATA)의 계조가 상향 조정되는 비율보다 높게 설정할 수 있다.
즉, 디스플레이 구동 기간의 제1 기간에는 120Gray의 외부 데이터(DATA0)를 125Gray의 영상 데이터(DATA)로 상향 조정하고, 제2 기간에는 120Gray의 외부 데이터(DATA0)를 123Gray의 영상 데이터(DATA)로 상향 조정할 수 있다.
그리고, 데이터 구동 회로(130)는, 디스플레이 구동 기간의 제1 기간에 125Gray에 해당하는 데이터 전압을 출력하고, 디스플레이 구동 기간의 제2 기간에 123Gray에 해당하는 데이터 전압을 출력한다.
이때, 제1 기간에 125Gray에 해당하는 데이터 전압을 인가받은 서브픽셀(SP)과 제2 기간에 123Gray에 해당하는 데이터 전압을 인가받은 서브픽셀(SP)은 동일하게 120Gray를 나타낸다.
터치 디스플레이 패널(110)의 로드로 인한 데이터 전압의 출력 저하는 터치 디스플레이 블록의 초기 구간에서 크게 발생하므로, 하나의 디스플레이 구동 기간, 즉, 하나의 터치 디스플레이 블록에서 구간마다 데이터 전압이 오버드라이빙되는 정도를 다르게 제어해줌으로써, 각각의 서브픽셀(SP)이 외부 데이터(DATA0)에 해당하는 계조를 정확히 표현하도록 한다.
또는, 더욱 구체적으로, 하나의 터치 디스플레이 블록 내에서 각각의 서브픽셀(SP)의 행마다 공급되는 데이터 전압의 오버드라이빙을 다르게 제어할 수도 있다.
일 예로, 영상 데이터 출력부(142)는, 외부 데이터(DATA0)를 수신하면, 룩 업 테이블(LUT, Look-Up Table)을 이용하여 외부 데이터(DATA0)의 계조를 상향 조정할 수 있다.
이러한 룩 업 테이블(LUT)은, 외부 데이터(DATA0)의 계조, 외부 데이터(DATA0)가 출력되는 순서 및 외부 데이터(DATA0)의 계조를 상향 조정한 영상 데이터(DATA)의 계조에 관한 정보를 포함할 수 있다.
즉, 영상 데이터 출력부(142)는, 외부 데이터(DATA0)를 수신하면, 룩 업 테이블(LUT)에 저장된 외부 데이터(DATA0)의 계조와 외부 데이터(DATA0)가 출력되는 순서에 해당하는 계조를 갖는 영상 데이터(DATA)를 출력할 수 있다.
따라서, 터치 디스플레이 블록 내에서 각각의 서브픽셀(SP) 행마다 독립적으로 설정된 값에 기초하여 출력되는 데이터 전압을 오버드라이빙 함으로써, 데이터 전압의 출력 편차를 더욱 감소시킬 수 있도록 한다.
도 8 내지 도 10은 도 7의 컨트롤러(140)에 의해 외부 데이터(DATA0)의 계조가 상향 조정된 영상 데이터(DATA)가 출력되는 경우 데이터 구동 회로(130)에 의해 출력되는 데이터 전압의 예시를 나타낸 것이다.
도 8을 참조하면, 컨트롤러(140)는, 외부 데이터(DATA0)를 수신하면 외부 데이터(DATA0)의 계조를 상향 조정한 영상 데이터(DATA)를 출력한다. 데이터 구동 회로(130)는, 계조가 상향 조정된 영상 데이터(DATA)를 입력받고 입력받은 영상 데이터(DATA)에 해당하는 데이터 전압을 출력한다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 실제 계조에 해당하는 데이터 전압보다 일정한 전압(β)만큼 오버드라이빙된 데이터 전압이 출력될 수 있다.
디스플레이 구동 기간에서 실제 데이터보다 높은 전압을 갖는 데이터 전압이 출력되므로, 데이터 전압의 출력 저하를 감소시키고 데이터 전압의 출력 저하로 인한 화상 이상을 방지할 수 있도록 한다.
도 9를 참조하면, 컨트롤러(140)는, 외부 데이터(DATA0)를 수신하면 외부 데이터(DATA0)가 출력되는 순서에 따라 외부 데이터(DATA0)의 계조를 상향 조정할 수 있다.
일 예로, 컨트롤러(140)는, 디스플레이 구동 기간의 제1 기간에서 출력되는 외부 데이터(DATA0)의 계조가 상향 조정되는 비율과 제1 기간 이후의 제2 기간에서 출력되는 외부 데이터(DATA0)의 계조가 상향 조정되는 비율을 다르게 할 수 있다.
따라서, 데이터 구동 회로(130)는, 제1 기간에서 출력되는 데이터 전압이 오버드라이빙된 정도와 제2 기간에서 출력되는 데이터 전압이 오버드라이빙된 정도가 다르게 데이터 전압을 출력할 수 있다.
즉, 동일한 계조의 외부 데이터(DATA0)에 대응하여 제1 기간에 제1 레벨의 데이터 전압을 출력하고 제2 기간에 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨의 데이터 전압을 출력할 수 있으며, 제1 레벨의 데이터 전압을 인가받은 서브픽셀(SP)과 제2 레벨의 데이터 전압을 인가받은 서브픽셀(SP)은 동일한 계조를 나타낼 수 있다.
이와 같이, 터치 디스플레이 패널(110)의 로드로 인해 데이터 전압의 출력 저하가 크게 발생하는 기간에서 오버드라이빙의 정도를 증가시켜줌으로써, 데이터 전압의 출력 편차로 인한 화상 이상이 발생하지 않도록 한다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 컨트롤러(140)는, 하나의 터치 디스플레이 블록 내에서 각각의 서브픽셀(SP) 행마다 오버드라이빙을 다르게 적용할 수도 있다.
도 10을 참조하면, 하나의 디스플레이 구동 기간 동안 구동되는 하나의 터치 디스플레이 블록에 배치된 서브픽셀(SP)의 행이 160개인 경우를 예시로 나타낸 것이다.
컨트롤러(140)는, 외부 데이터(DATA0)를 수신하면, 외부 데이터(DATA0)의 계조와 외부 데이터(DATA0)가 출력되는 서브픽셀(SP)의 행을 확인한다.
일 예로, 컨트롤러(140)가 127Gray의 외부 데이터(DATA0)를 수신하고, 해당 외부 데이터(DATA0)가 출력되는 서브픽셀(SP)의 행이 첫 번째 #1이면, 127Gray의 외부 데이터(DATA0)를 134Gray의 영상 데이터(DATA)로 변환하여 데이터 구동 회로(130)로 출력한다.
그리고, 동일한 계조의 외부 데이터(DATA0)가 출력되는 서브픽셀(SP)의 행이 두 번째 #2이면, 127Gray의 외부 데이터(DATA0)를 130Gray의 영상 데이터(DATA)로 변환하여 데이터 구동 회로(130)로 출력한다.
따라서, 하나의 터치 디스플레이 블록 내에서 각각의 서브픽셀(SP) 행마다 계조를 독립적으로 상향 조정할 수 있다.
즉, 각각의 서브픽셀(SP) 행마다 동일한 계조의 외부 데이터(DATA0)를 입력받더라도, 계조가 상향 조정되어 출력되는 영상 데이터(DATA)의 계조가 상이할 수 있으며, 데이터 구동 회로(130)에 의해 출력되는 데이터 전압의 레벨도 각각 상이할 수 있다.
이와 같이, 하나의 터치 디스플레이 블록 내에서 각각의 서브픽셀(SP) 행마다 영상 데이터(DATA)의 계조를 독립적으로 조정해줌으로써, 데이터 전압의 출력 저하 또는 편차가 존재하더라도 외부 데이터(DATA0)에 해당하는 계조가 터치 디스플레이 패널(110)을 통해 표시될 수 있도록 한다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 전원 출력 회로(150)의 구동 방법의 과정을 나타낸 것이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 전원 출력 회로(150)는 컨트롤러(140)로부터 출력된 터치 동기 신호(Tsync)를 입력받는다(S1110).
전원 출력 회로(150)는 입력받은 터치 동기 신호(Tsync)가 하이 레벨인지 여부를 확인한다(S1120).
전원 출력 회로(150)은 터치 동기 신호(Tsync)가 하이 레벨이면 고전위 전압(VDD)의 출력 값을 기준 전압보다 높게 설정하고(S1120), 출력 값이 높게 설정된 고전위 전압(VDD)을 출력한다(S1140).
전원 출력 회로(150)는 터치 동기 신호(Tsync)가 로우 레벨이면 고전위 전압(VDD)의 출력 값을 기준 전압으로 설정하고(S1130), 출력 값이 기준 전압으로 설정된 고전위 전압(VDD)을 출력한다(S1140).
따라서, 디스플레이 구동 기간에서 출력 값이 높게 설정된 고전위 전압(VDD)을 출력하여, 고전위 전압(VDD)의 출력 저하를 감소시킬 수 있도록 한다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 컨트롤러(140)의 구동 방법의 과정을 나타낸 것이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 컨트롤러(140)는 외부로부터 외부 데이터(DATA0)를 입력받는다(S1200).
컨트롤러(140)는 외부로부터 입력받은 외부 데이터(DATA0)의 계조와, 외부 데이터(DATA0)가 출력되는 순서, 즉, 터치 디스플레이 블록 내에서 서브픽셀(SP)의 행을 확인한다(S1210).
컨트롤러(140)는 외부 데이터(DATA0)의 계조와 외부 데이터(DATA0)가 출력되는 순서에 해당하는 계조에 따라 영상 데이터(DATA)를 생성하고(S1220), 외부 데이터(DATA0)의 계조가 조정된 영상 데이터(DATA)를 데이터 구동 회로(130)로 출력한다(S1230).
데이터 구동 회로(130)는, 계조가 조정된 영상 데이터(DATA)에 해당하는 데이터 전압을 각각의 서브픽셀(SP)로 공급한다.
따라서, 하나의 터치 디스플레이 블록 내에서 각각의 서브픽셀(SP) 행마다 독립적으로 오버드라이빙된 데이터 전압이 공급됨에 따라, 데이터 전압의 편차로 인한 화상 이상이 발생하지 않도록 한다.
전술한 본 발명의 실시예들에 의하면, 하나의 프레임에서 디스플레이 구동과 터치 구동을 교번하여 수행하는 터치 디스플레이 장치(100)에서, 디스플레이 구동 기간 동안 데이터 구동 회로(130)로 출력되는 고전위 전압(VDD)을 높게 설정하여 출력함으로써, 고전위 전압(VDD)의 출력 저하를 감소시키고 이로 인한 화상 이상을 방지할 수 있도록 한다.
또한, 디스플레이 구동 기간 동안 외부로부터 입력받은 입력 영상 데이터(외부 데이터)의 계조를 상향 조정하여 데이터 구동 회로(130)로 출력함으로써, 데이터 구동 회로(130)가 오버드라이빙된 데이터 전압을 출력하여 데이터 전압의 출력 저하를 감소시킬 수 있도록 한다.
또한, 입력 영상 데이터(외부 데이터)의 계조를 출력되는 순서에 따라 독립적으로 조정함으로써, 데이터 구동 회로(130)에서 출력하는 데이터 전압의 출력 편차를 감소시키고 이로 인한 화상 이상이 발생하지 않도록 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 터치 디스플레이 장치 110: 터치 디스플레이 패널
120: 게이트 구동 회로 130: 데이터 구동 회로
140: 컨트롤러 141: 외부 데이터 수신부
142: 영상 데이터 출력부 150: 전원 출력 회로
151: 동기 신호 수신부 152: 고전위 전압 출력부
160: 터치 구동 회로

Claims (13)

  1. 디스플레이 구동 기간 동안 제1 레벨의 동기 신호를 출력하고, 터치 구동 기간 동안 제2 레벨의 동기 신호를 출력하는 컨트롤러;
    상기 컨트롤러로부터 상기 동기 신호를 수신하고, 상기 제1 레벨의 동기 신호를 수신하면 고전위 전압의 출력 값을 제1 전압으로 설정하고, 상기 제2 레벨의 동기 신호를 수신하면 상기 고전위 전압의 출력 값을 제2 전압으로 설정하며, 상기 제1 전압은 상기 제2 전압보다 높은 전원 출력 회로; 및
    상기 컨트롤러로부터 영상 데이터를 수신하고, 상기 디스플레이 구동 기간에 상기 전원 출력 회로로부터 입력받은 상기 제1 전압으로 설정된 고전위 전압을 이용하여 상기 영상 데이터에 따른 데이터 전압을 출력하는 데이터 구동 회로
    를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    외부로부터 외부 데이터를 수신하고, 상기 외부 데이터의 계조를 상향 조정하여 상기 영상 데이터를 출력하되,
    상기 디스플레이 구동 기간 내에서 상기 영상 데이터가 출력되는 순서에 따라 상기 외부 데이터의 계조를 다르게 상향 조정하는 터치 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    하나의 디스플레이 구동 기간 중 제1 기간에 입력받은 제1 계조의 외부 데이터의 계조를 상향 조정하여 상기 제1 계조와 다른 제2 계조의 영상 데이터를 출력하고, 상기 제1 기간 이후 제2 기간에 입력받은 제1 계조의 외부 데이터의 계조를 상향 조정하여 상기 제2 계조와 다른 제3 계조의 영상 데이터를 출력하는 터치 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    외부로부터 외부 데이터를 수신하고, 상기 외부 데이터의 계조, 상기 외부 데이터에 대응하는 상기 영상 데이터가 출력되는 순서 및 상기 외부 데이터의 계조를 상향 조정한 상기 영상 데이터의 계조에 관한 정보를 포함하는 룩 업 테이블을 이용하여 상기 외부 데이터의 계조를 상향 조정한 상기 영상 데이터를 출력하는 터치 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    하나의 영상 프레임에서 둘 이상의 상기 제1 레벨의 동기 신호와 둘 이상의 상기 제2 레벨의 동기 신호를 교번하여 출력하는 터치 디스플레이 장치.
  6. 다수의 게이트 라인 및 다수의 데이터 라인이 배치되고, 다수의 터치 전극이 배치되며, 하나의 영상 프레임에서 둘 이상의 디스플레이 구동 기간 동안 디스플레이 모드로 동작하고, 둘 이상의 터치 구동 기간 동안 터치 모드로 동작하는 터치 디스플레이 패널;
    상기 터치 디스플레이 패널에 배치된 상기 다수의 데이터 라인들을 구동하는 데이터 구동 회로; 및
    상기 데이터 구동 회로를 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 둘 이상의 디스플레이 구동 기간 동안 외부로부터 수신된 외부 데이터의 계조를 상향 조정한 영상 데이터를 상기 데이터 구동 회로로 출력하되,
    상기 영상 데이터를 상기 데이터 구동 회로로 출력하는 순서에 따라 상기 외부 데이터의 계조를 다르게 상향 조정하는 터치 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    하나의 디스플레이 구동 기간 중 제1 기간에 입력받은 제1 계조의 외부 데이터를 상기 제1 계조와 다른 제2 계조의 영상 데이터로 변환하고, 상기 제1 기간 이후 제2 기간에 입력받은 제1 계조의 외부 데이터를 상기 제2 계조와 다른 제3 계조의 영상 데이터로 변환하는 터치 디스플레이 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    하나의 디스플레이 구동 기간 중 출력되는 상기 영상 데이터의 순서에 따라 상기 외부 데이터의 계조를 독립적으로 조정하는 터치 디스플레이 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 데이터 구동 회로는,
    하나의 디스플레이 구동 기간 중 제1 기간에 제1 계조의 외부 데이터에 대응하여 출력하는 데이터 전압과 상기 제1 기간 이후 제2 기간에 제1 계조의 외부 데이터에 대응하여 출력하는 데이터 전압을 상이하게 출력하는 터치 디스플레이 장치.
  10. 다수의 게이트 라인 및 다수의 데이터 라인이 배치되고, 다수의 터치 전극이 배치되며, 상기 다수의 터치 전극은 하나의 영상 프레임에서 둘 이상의 디스플레이 구동 기간 동안 디스플레이 구동 전압이 인가되고, 상기 하나의 영상 프레임에서 둘 이상의 터치 구동 기간 동안 터치 구동 신호가 인가되는 터치 디스플레이 패널;
    상기 다수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동 회로;
    상기 데이터 구동 회로로 영상 데이터를 출력하는 컨트롤러; 및
    상기 데이터 구동 회로로 고전위 전압을 출력하는 전원 출력 회로를 포함하고,
    상기 데이터 구동 회로는,
    상기 디스플레이 구동 기간 동안 상기 컨트롤러가 외부로부터 입력받은 외부 데이터의 계조가 상향 조정된 상기 영상 데이터 및 상기 전원 출력 회로로부터 출력 값이 기준 전압보다 높게 설정된 상기 고전위 전압 중 적어도 하나를 입력받는 터치 디스플레이 장치.
  11. 제1 디스플레이 구동 기간 동안 디스플레이 구동 전압을 인가받고, 상기 제1 디스플레이 구동 기간 이후의 제1 터치 구동 기간 동안 터치 구동 신호를 인가받는 제1 터치 전극 그룹; 및
    상기 제1 터치 구동 기간 이후의 제2 디스플레이 구동 기간 동안 디스플레이 구동 전압을 인가받고, 상기 제2 디스플레이 구동 기간 이후의 제2 터치 구동 기간 동안 터치 구동 신호를 인가받는 제2 터치 전극 그룹을 포함하고,
    상기 제1 터치 전극 그룹과 중첩된 서브픽셀들은,
    상기 제1 디스플레이 구동 기간에서 제1 기간 동안 제1 레벨의 데이터 전압을 인가받고 상기 제1 기간 이후의 제2 기간 동안 상기 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨의 데이터 전압을 인가받으며, 상기 제1 기간과 상기 제2 기간에서 동일한 계조를 나타내는 터치 디스플레이 패널.
  12. 제1 레벨의 동기 신호 또는 제2 레벨의 동기 신호를 수신하는 동기 신호 수신부; 및
    상기 제1 레벨의 동기 신호를 수신하면 제1 전압으로 설정된 고전위 전압을 출력하고, 상기 제2 레벨의 동기 신호를 수신하면 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압으로 설정된 고전위 전압을 출력하는 고전위 전압 출력부를 포함하고,
    상기 제1 전압으로 설정된 상기 고전위 전압은 디스플레이 구동 기간에 출력되는 데이터 전압의 생성을 위해 이용되는 전원 출력 회로.
  13. 외부로부터 외부 데이터를 수신하는 외부 데이터 수신부; 및
    상기 외부 데이터의 계조를 상향 조정하여 영상 데이터를 출력하며, 디스플레이 구동 기간 중 제1 기간에서 제1 계조의 외부 데이터를 상기 제1 계조와 다른 제2 계조의 영상 데이터로 조정하여 출력하고, 상기 제1 기간 이후의 제2 기간에서 제1 계조의 외부 데이터를 상기 제2 계조와 다른 제3 계조의 영상 데이터로 조정하여 출력하는 영상 데이터 출력부
    를 포함하는 컨트롤러.
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