KR102325329B1 - 터치표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 터치동기신호, 영상데이터, 데이터제어신호 및 게이트제어신호를 생성하는 타이밍제어부와, 상기 터치동기신호를 이용하여 제1 내지 제3선택신호를 생성하는 마이크로컨트롤러부와, 상기 제3선택신호에 따라 표시구간 동안 비활성화 되고 터치구간 동안 활성화 되어 다수의 먹스입력전압을 생성하는 먹스입력부와, 상기 제1 및 제2선택신호에 따라 공통전압, 제1 및 제2게이트로우전압, 상기 다수의 먹스입력전압으로부터 변조공통전압, 제1 및 제2변조게이트로우전압을 생성하는 먹스부를 포함하는 터치전원부와, 상기 영상데이터 및 상기 데이터제어신호를 이용하여 데이터전압을 생성하는 데이터구동부와, 상기 게이트제어신호와 상기 제1 및 제2변조게이트로우전압을 이용하여 변조게이트전압을 생성하는 게이트구동부와, 상기 표시구간 동안 상기 데이터전압과 상기 변조게이트전압을 이용하여 영상을 표시하고, 상기 터치구간 동안 터치송신전압 및 터치수신전압을 이용하여 터치를 감지하는 터치표시패널을 포함하는 터치표시장치를 제공한다.

Description

터치표시장치 및 그 구동방법 {Touch Device And Method Of Driving The Same}
본 발명은 터치표시장치에 관한 것으로, 특히 표시구간 동안 터치전원부의 먹스입력부를 비활성화 하여 소비전력이 절감되는 터치표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device: FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel device: PDP), 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode display device: OLED), 전계방출표시장치(field emission display device: FED) 등이 소개되어 기존의 브라운관(cathode ray tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
최근에는, 이러한 표시패널(display panel) 상에 터치패널(touch panel)을 부착한 터치 표시장치(또는 터치스크린)가 각광받고 있다.
터치표시장치는, 영상을 표시하는 출력수단으로 사용되는 동시에, 표시된 영상의 특정부위를 터치하여 사용자의 명령을 입력 받는 입력수단으로 사용되는 것으로, 터치표시장치의 터치패널은 위치정보 검출방식에 따라 감압방식, 정전방식, 적외선방식, 초음파방식 등으로 구분될 수 있다.
즉, 사용자가 표시패널에 표시되는 영상을 보면서 터치패널을 터치하면, 터치패널은 해당 부위의 위치정보를 검출하고 검출된 위치정보를 영상의 위치정보와 비교하여 사용자의 명령을 인식할 수 있다.
이러한 터치표시장치는, 별도의 터치패널을 표시패널에 부착하거나, 터치패널을 표시패널의 기판에 형성하여 일체화하는 형태로 제조될 수 있다.
특히, 최근에는 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 단말기의 슬림화를 위해 터치패널을 구성하는 전극 및 배선을 표시패널의 기판에 형성하여 일체화하는 형태의 인셀타입(in-cell type) 터치표시장치에 대한 수요가 증가하고 있다.
인셀타입 터치표시장치는, 터치를 감지하는 터치구간 동안, 공통배선 및 게이트배선에 각각 공통전압 및 게이트전압 대신 변조공통전압 및 변조게이트전압을 인가하여 터치감도를 개선할 수 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 종래의 터치표시장치의 전원부를 도시한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 터치표시장치의 전원부는, 마이크로컨트롤러부(30)와 터치전원부(50)를 포함한다.
종래의 터치표시장치는, 표시구간 동안 영상을 표시하고 터치구간 동안 터치를 감지하는데, 표시구간 동안에는 공통배선 및 게이트배선에 각각 공통전압 및 게이트전압과 동일한 전압값을 갖는 변조공통전압(MVCOM) 및 변조게이트전압을 인가하고, 터치구간 동안에는 공통배선 및 게이트배선에 각각 공통전압 및 게이트전압과 상이한 전압값을 갖는 변조공통전압(MVCOM) 및 변조게이트전압을 인가한다.
이를 위하여, 마이크로컨트롤러부(30)는 제1 및 제2선택신호(SEL1, SEL2)를 생성하여 터치전원부(50)로 전달하고, 터치전원부(50)는 제1 및 제2선택신호(SEL1, SEL2)에 따라 공통전압(VCOM) 및 게이트로우전압(VGL)으로부터 변조공통전압(MVCOM) 및 변조게이트로우전압(MVGL)을 생성하여 출력한다.
터치전원부(50)는, 먹스입력부(52)와 먹스부(54)를 포함하는데, 먹스입력부(52)는, 변조공통전압(MVCOM) 및 변조게이트로우전압(MVGL)의 생성에 필요한 다수의 먹스입력전압을 생성하여 먹스부(54)로 전달하고, 먹스부(54)는 제1 및 제2선택신호(SEL1, SEL2)에 따라 공통전압(VCOM), 게이트로우전압(VGL), 다수의 먹스입력전압 중 하나를 선택하여 변조공통전압(MVCOM) 및 변조게이트로우전압(MVGL)을 생성한다.
여기서, 터치구간 동안에는, 터치송신전압을 터치송신배선에 인가하고, 터치송신전압에 대응되는 변조공통전압(MVCOM)을 공통배선에 인가하고, 터치송신전압에 대응되는 변조게이트로우전압(MVGL)을 포함하는 변조게이트전압을 게이트배선에 인가함으로써, 터치송신배선과 공통배선 사이의 기생용량과 터치송신배선과 게이트배선 사이의 기생용량을 감소시킬 수 있으며, 그 결과 터치감도를 개선할 수 있다.
그런데, 영상 표시를 위한 표시구간 동안에는, 공통전압(VCOM)과 동일한 전압값을 갖는 변조공통전압(MVCOM)을 공통배선에 인가하고, 게이트로우전압(VGL)과 동일한 전압값을 갖는 변조게이트로우전압(MVGL)을 포함하는 변조게이트전압을 게이트배선에 인가하므로, 공통전압(VCOM) 및 게이트로우전압(VGL)과 상이한 전압값을 갖는 다수의 먹스입력전압이 불필요하다.
즉, 표시구간 동안에는, 제1 및 제2선택신호(SEL1, SEL2)에 따라 먹스부(54)가 공통전압(VCOM) 및 게이트로우전압(VGL)을 선택하여 그대로 변조공통전압(MVCOM) 및 변조게이트로우전압(MVGL)으로 출력하므로, 먹스입력부(52)가 생성하는 다수의 먹스입력전압은 먹스부(54)에서 사용되지 않는다.
그러나, 표시구간 동안에도 먹스입력부(52)는 지속적으로 사용되지 않는 다수의 먹스입력전압을 생성하므로, 종래의 터치표시장치의 소비전력이 증가하는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 표시구간 동안 터치전원부의 먹스입력부를 비활성화 함으로써, 소비전력이 절감되는 터치표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은, 마이크로컨트롤러부의 선택신호를 이용하여 표시구간 동안 터치전원부의 먹스입력부를 비활성화 하는 선택신호를 생성함으로써, 구성이 단순화 되고 제조비용이 절감되는 터치표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 터치동기신호, 영상데이터, 데이터제어신호 및 게이트제어신호를 생성하는 타이밍제어부와, 상기 터치동기신호를 이용하여 제1 내지 제3선택신호를 생성하는 마이크로컨트롤러부와, 상기 제3선택신호에 따라 표시구간 동안 비활성화 되고 터치구간 동안 활성화 되어 다수의 먹스입력전압을 생성하는 먹스입력부와, 상기 제1 및 제2선택신호에 따라 공통전압, 제1 및 제2게이트로우전압, 상기 다수의 먹스입력전압으로부터 변조공통전압, 제1 및 제2변조게이트로우전압을 생성하는 먹스부를 포함하는 터치전원부와, 상기 영상데이터 및 상기 데이터제어신호를 이용하여 데이터전압을 생성하는 데이터구동부와, 상기 게이트제어신호와 상기 제1 및 제2변조게이트로우전압을 이용하여 변조게이트전압을 생성하는 게이트구동부와, 상기 표시구간 동안 상기 데이터전압과 상기 변조게이트전압을 이용하여 영상을 표시하고, 상기 터치구간 동안 터치송신전압 및 터치수신전압을 이용하여 터치를 감지하는 터치표시패널을 포함하는 터치표시장치를 제공한다.
그리고, 상기 마이크로컨트롤러부는, 상기 제1선택신호를 반전시켜 상기 제3선택신호를 생성하는 인버터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 먹스입력부는, 상기 제3선택신호에 따라 제1 내지 제4먹스입력전압을 각각 생성하는 제1 내지 제4컨버터를 포함하고, 상기 먹스부는, 상기 제1 및 제2선택신호에 따라 상기 공통전압과 상기 제1 및 제2먹스입력전압 중 하나를 선택하여 상기 변조공통전압으로 출력하는 제1먹스와, 상기 제1 및 제2선택신호에 따라 상기 제1게이트로우전압과 상기 제3먹스입력전압 중 하나를 선택하여 상기 제1변조게이트로우전압으로 출력하는 제2먹스와, 상기 제1 및 제2선택신호에 따라 상기 제2게이트로우전압과 상기 제4먹스입력전압 중 하나를 선택하여 상기 제2변조게이트로우전압으로 출력하는 제3먹스를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 내지 제4컨버터는, 각각 상기 제1 내지 제4먹스입력전압을 출력하는 버퍼를 포함하고, 상기 버퍼는, 상기 제3선택신호에 따라 상기 표시구간 동안 비활성화 되고 상기 터치구간 동안 활성화 되는 연상증폭기일 수 있다.
또한, 상기 변조공통전압과 상기 제1 및 제2변조게이트로우전압은, 상기 표시구간 동안 각각 상기 공통전압과 상기 제1 및 제2게이트로우전압과 동일한 전압이고, 상기 터치구간 동안 상기 터치송신전압에 대응되는 펄스전압일 수 있다.
한편, 본 발명은, 타이밍제어부가 터치동기신호, 영상데이터, 데이터제어신호 및 게이트제어신호를 생성하는 단계와, 마이크로컨트롤러부가 상기 터치동기신호를 이용하여 제1 내지 제3선택신호를 생성하는 단계와, 먹스입력부가 상기 제3선택신호에 따라 표시구간 동안 비활성화 되고 터치구간 동안 활성화 되어 다수의 먹스입력전압을 생성하는 단계와, 먹스부가 상기 제1 및 제2선택신호에 따라 공통전압, 제1 및 제2게이트로우전압, 상기 다수의 먹스입력전압으로부터 변조공통전압, 제1 및 제2변조게이트로우전압을 생성하는 단계와, 데이터구동부가 상기 영상데이터 및 상기 데이터제어신호를 이용하여 데이터전압을 생성하는 단계와, 게이트구동부가 상기 게이트제어신호와 상기 제1 및 제2변조게이트로우전압을 이용하여 변조게이트전압을 생성하는 단계와, 터치표시패널이, 상기 표시구간 동안 상기 데이터전압과 상기 변조게이트전압을 이용하여 영상을 표시하고, 상기 터치구간 동안 터치송신전압 및 터치수신전압을 이용하여 터치를 감지하는 단계를 포함하는 터치표시장치의 구동방법을 제공한다.
그리고, 상기 제3선택신호를 생성하는 단계는, 인버터가 상기 제1선택신호를 반전시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 다수의 먹스입력전압을 생성하는 단계는, 상기 터치구간 동안 상기 제3선택신호에 따라 제1 내지 제4먹스입력전압을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 변조공통전압을 생성하는 단계는, 상기 제1 및 제2선택신호에 따라 상기 공통전압과 상기 제1 및 제2먹스입력전압 중 하나를 선택하는 단계를 포함하고, 상기 제1변조게이트로우전압을 생성하는 단계는, 상기 제1 및 제2선택신호에 따라 상기 제1게이트로우전압과 상기 제3먹스입력전압 중 하나를 선택하는 단계를 포함하고, 상기 제2변조게이트로우전압을 생성하는 단계는, 상기 제1 및 제2선택신호에 따라 상기 제2게이트로우전압과 상기 제4먹스입력전압 중 하나를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 변조공통전압과 상기 제1 및 제2게이트로우전압은, 상기 표시구간 동안 각각 상기 공통전압과 상기 제1 및 제2게이트로우전압과 동일한 전압이고, 상기 터치구간 동안 상기 터치송신전압에 대응되는 펄스전압일 수 있다.
본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 표시구간 동안 터치전원부의 먹스입력부를 비활성화 함으로써, 소비전력이 절감되는 효과를 갖는다.
그리고, 본 발명은, 타이밍제어부의 터치동기신호 또는 마이크로컨트롤러부의 선택신호를 이용하여 표시구간 동안 터치전원부의 먹스입력부를 비활성화 하는 선택신호를 생성함으로써, 구성이 단순화 되고 제조비용이 절감되는 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 터치표시장치의 전원부를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치표시장치를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치표시장치의 터치전원부를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치표시장치의 터치전원부의 먹스입력부를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치표시장치의 터치전원부의 입출력 전압을 도시한 파형도.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 터치표시장치를 도시한 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 터치표시장치 및 그 구동방법을 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치표시장치를 도시한 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 터치표시장치(110)는, 타이밍제어부(120), 마이크로컨트롤러부(130), 전원관리부(140), 터치전원부(150), 데이터구동부(160), 게이트구동부(165), 터치송신부(170), 터치수신부(175) 및 터치표시패널(180)을 포함하는데, 터치표시장치(110)는 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode display device: OLED display device) 또는 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD device)일 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 터치표시장치(110)는, 1프레임(도 5의 F)을 표시구간(도 5의 DP) 및 터치구간(도 5의 TP)으로 구분하여 구동되는데, 표시구간(DP) 동안 데이터배선(DL), 게이트배선(GL) 및 공통배선(미도시)에 각각 데이터전압, 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)을 포함하는 변조게이트전압 및 변조공통전압(MVCOM)을 인가하여 영상을 표시하고, 터치구간(TP) 동안 터치송신배선(TL)에 터치송신전압을 인가하고 터치수신배선(RL)의 터치수신전압을 독출하여 터치를 감지한다.
여기서, 표시구간(DP) 동안, 공통전압(VCOM)과 동일한 전압값을 갖는 변조공통전압(MVCOM)을 공통배선에 인가하고, 제1 및 제2게이트로우전압(VGL1, VGL2)과 동일한 전압값을 갖는 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)을 포함하는 변조게이트전압을 게이트배선(GL)에 인가하여 영상을 표시한다.
그리고, 터치구간(TP) 동안, 터치송신전압에 대응되는 전압값을 갖는 변조공통전압(MVCOM)을 공통배선에 인가하고, 터치송신전압에 대응되는 전압값을 갖는 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)을 포함하는 변조게이트전압을 게이트배선(GL)에 인가함으로써, 터치송신배선(TL)과 공통배선 사이의 기생용량과 터치송신배선(TL)과 게이트배선(GL) 사이의 기생용량을 감소시킬 수 있으며, 그 결과 터치감도를 개선할 수 있다.
타이밍제어부(120)는, 그래픽카드 또는 TV시스템과 같은 외부시스템으로부터 전달되는 영상신호(IS)와 데이터인에이블신호(DE), 수평동기신호(HSY), 수직동기신호(VSY), 클럭(CLK) 등의 다수의 타이밍신호를 이용하여 터치동기신호(TSY), 영상데이터(RGB), 데이터제어신호(DCS) 및 게이트제어신호(GCS)를 생성하고, 생성된 터치동기신호(TSY)는 마이크로컨트롤러부(130)로 전달하고, 생성된 영상데이터(RGB) 및 데이터제어신호(DCS)는 데이터구동부(160)로 전달하고, 생성된 게이트제어신호(GCS)는 게이트구동부(165)로 전달한다.
마이크로컨트롤러부(130)는, 터치동기신호(TSY)를 이용하여 제1 내지 제3선택신호(SEL1, SEL2, SEL3)를 생성하고, 생성된 제1 내지 제3선택신호(SEL1, SEL2, SEL3)를 터치전원부(150)로 전달한다.
예를 들어, 마이크로컨트롤러부(130)는, 마이크로프로세서와 입출력 모듈이 하나의 칩으로 만들어져 정해진 기능을 수행하는 컴퓨터를 의미하는 것으로, 중앙처리유닛(central processing unit: CPU), 메모리, 프로그래밍 가능한 입출력을 포함할 수 있다.
전원관리부(140)는, 공통전압(VCOM), 제1 및 제2게이트로우전압(VGL1, VGL2)을 생성하고, 생성된 공통전압(VCOM), 제1 및 제2게이트로우전압(VGL1, VGL2)을 터치전원부(150)로 전달한다.
제1 및 제2게이트로우전압(VGL1, VGL2)은 각각 게이트구동부(165)의 쉬프트레지스터(shift register)의 제1 및 제2풀다운트랜지스터를 순차적으로 턴-온(turn-on) 시키는데 이용될 수 있다.
예를 들어, 전원관리부(140)는 다수의 전원전압을 생성하여 출력하는 전원관리 집적회로(power management integrated circuit: PMIC)일 수 있다.
터치전원부(150)는, 제1 내지 제3선택신호(SEL1, SEL2, SEL3)에 따라 공통전압(VCOM), 제1 및 제2게이트로우전압(VGL1, VGL2)으로부터 변조공통전압(MVCOM), 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)를 생성하고, 생성된 변조공통전압(MVCOM)을 데이터구동부(160)로 전달하고, 생성된 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)을 게이트구동부(165)로 전달한다.
이를 위하여, 터치전원부(150)는, 먹스입력부(152)와 먹스부(154)를 포함하는데, 먹스입력부(152)는, 제3선택신호(SEL3)에 따라 변조공통전압(MVCOM), 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)의 생성에 필요한 다수의 먹스입력전압을 생성하여 먹스부(154)로 전달하고, 먹스부(154)는 제1 및 제2선택신호(SEL1, SEL2)에 따라 공통전압(VCOM), 제1 및 제2게이트로우전압(VGL1, VGL2), 다수의 먹스입력전압 중 하나를 선택하여 변조공통전압(MVCOM), 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)을 생성하여 출력한다.
예를 들어, 터치전원부(150)는 다수의 변조전압과 터치송신전압을 생성하여 출력하는 터치전원 집적회로(touch power integrated circuit: TPIC)일 수 있다.
데이터구동부(160)는, 타이밍제어부(120)로부터 전달되는 데이터제어신호(DCS) 및 영상데이터(RGB)를 이용하여 데이터전압(데이터신호)을 생성하고, 생성된 데이터전압을 터치표시패널(180)의 데이터배선(DL)에 인가한다.
그리고, 데이터구동부(160)는, 터치전원부(150)로부터 전달되는 변조공통전압(MVCOM)을 터치표시패널(180)의 공통배선(미도시)에 인가한다.
게이트구동부(165)는, 타이밍제어부(120)로부터 전달되는 게이트제어신호(GCS)와 터치전원부(150)로부터 전달되는 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)을 이용하여 변조게이트전압(변조게이트신호)을 생성하고, 생성된 변조게이트전압을 표시패널(180)의 게이트배선(GL)에 인가한다.
게이트구동부(165)는, 게이트배선(GL), 데이터배선(DL) 및 화소(P)가 형성되는 표시패널(180)의 기판에 함께 형성되는 게이트-인-패널(gate in panel: GIP) 타입일 수 있다.
이러한 게이트-인-패널 타입의 게이트구동부(165)는, 쉬프트레지스터(shift register)를 포함할 수 있는데, 쉬프트레지스터의 출력단의 열화를 방지하기 위하여, 제1 및 제2풀다운트랜지스터(pull-down transistor)를 쉬프트레지스터의 출력단에 형성하고, 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)을 이용하여 제1 및 제2풀다운트랜지스터를 프레임 별로 순차적으로 턴-온 할 수 있다.
터치송신부(170)는, 타이밍제어부(120)의 터치동기신호(TSY)에 따라 터치구간 동안 터치송신전압을 터치표시패널(180)의 터치송신배선(TL)에 인가하는데, 터치전원부(150)가 터치송신전압을 생성하여 터치송신부(170)로 전달할 수 있다.
터치수신부(175)는, 타이밍제어부(120)의 터치동기신호(TSY)에 따라 터치구간 동안 터치표시패널(180)의 터치수신배선(RL)으로부터 터치수신전압을 독출하여 터치를 감지한다.
터치표시패널(180)은, 변조게이트전압 및 데이터전압을 이용하여 영상을 표시하고, 터치송신전압 및 터치수신전압을 이용하여 터치를 감지하는데, 서로 교차하여 화소(P)를 정의하는 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)과, 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)에 연결되는 화소(P)와, 터치송신배선(TL) 및 터치수신배선(RL)을 포함한다.
터치표시장치(110)가 유기발광다이오드 표시장치인 경우 터치표시패널(180)의 화소(P)는 스위칭 박막트랜지스터, 구동 박막트랜지스터, 스토리지 커패시터 및 발광다이오드를 포함할 수 있고, 터치표시장치(110)가 액정표시장치인 경우 표시패널(180)의 화소(P)는 박막트랜지스터, 스토리지 커패시터 및 액정 커패시터를 포함할 수 있다.
이러한 터치표시장치(110)는, 영상을 표시하는 표시구간(DP) 동안 제3선택신호(SEL3)에 따라 터치전원부(150)의 먹스입력부(152)를 비활성화 하여 소비전력을 절감할 수 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치표시장치의 터치전원부를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치표시장치의 터치전원부의 먹스입력부를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치표시장치의 터치전원부의 입출력 전압을 도시한 파형도로서, 도 2를 함께 참조하여 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 전원관리부(140)는 공통전압(VCOM), 제1 및 제2게이트로우전압(VGL1, VGL2)을 생성하여 터치전원부(150)로 전달하고, 터치전원부(150)는 제1 내지 제3선택신호(SEL1, SEL2, SEL3)에 따라 공통전압(VCOM), 제1 및 제2게이트로우전압(VGL1, VGL2)으로부터 변조공통전압(MVCOM), 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)을 생성하여 출력한다.
터치전원부(150)는, 먹스입력부(152)와 먹스부(154)를 포함하는데, 먹스입력부(152)는 제1 내지 제4컨버터(DAC1, DAC2, DAC3, DAC4)를 포함하고, 먹스부(154)는 제1 내지 제3먹스(MUX1, MUX2, MUX3)를 포함한다.
제1 내지 제4컨버터(DAC1, DAC2, DAC3, DAC4)는, 각각 디지털신호를 아날로그신호로 변환하여 제1 내지 제4먹스입력전압을 생성하는 디지털-아날로그 변환기(digital to analog converter: DAC)일 수 있으며, 제1 내지 제3먹스(MUX1, MUX2, MUX3)는, 각각 제1 및 제2선택신호(SEL1, SEL2)에 따라 다수의 먹스입력전압 중 하나를 선택하는 멀티플렉서(multiplexer)일 수 있다.
구체적으로, 전원관리부(140)의 공통전압(VCOM)과 제1 및 제2컨버터(DAC1, DAC2)의 제1 및 제2먹스입력전압은 제1먹스(MUX1)로 입력되는데, 제1먹스(MUX1)는, 제1 내지 제3스위치(SW1, SW2, SW3)로 구성될 수 있으며, 표시구간(DP) 동안 제1 및 제2선택신호(SEL1, SEL2)에 따라 공통전압(VCOM)인 제5중전위전압(도 5의 V5M)을 변조공통전압(MVCOM)으로 출력하고, 터치구간(TP) 동안 제1 및 제2선택신호(SEL1, SEL2)에 따라 제1 및 제2먹스입력전압인 제5고전위전압(도 5의 V5H) 및 제5저전위전압(도 5의 V5L)을 변조공통전압(MVCOM)으로 출력한다.
이에 따라, 변조공통전압(MVCOM)은, 표시구간(DP) 동안 제5중전위전압(V5M)의 정전압을 갖고, 터치구간(TP) 동안 제5고전위전압(V5H) 및 제5저전위전압(V5L) 사이에서 변화하는 다수의 펄스전압을 가질 수 있다.
그리고, 전원관리부(140)의 제1게이트로우전압(VGL1)과 제3컨버터(DAC3)의 제3먹스입력전압은 제2먹스(MUX2)로 입력되는데, 제2먹스(MUX2)는, 제4 및 제5스위치(SW4, SW5)로 구성될 수 있으며, 표시구간(DP) 동안 제1 및 제2선택신호(SEL1, SEL2)에 따라 제1게이트로우전압(VGL1)인 제6저전위전압(도 5의 V6L)을 제1변조게이트로우전압(MVGL1)으로 출력하고, 터치구간(TP) 동안 제1 및 제2선택신호(SEL1, SEL2)에 따라 제1게이트로우전압(VGL1)인 제6저전위전압(V6L)과 제3먹스입력전압인 제6고전위전압(도 5의 V6H)을 제1변조게이트로우전압(MVGL1)으로 출력한다.
이에 따라, 제1변조게이트로우전압(MVGL1)은, 표시구간(DP) 동안 제6저전위전압(V6L)의 정전압을 갖고, 터치구간(TP) 동안 제6고전위전압(V6H) 및 제6저전위전압(V6L) 사이에서 변화하는 다수의 펄스전압을 가질 수 있다.
또한, 전원관리부(140)의 제2게이트로우전압(VGL2)과 제4컨버터(DAC4)의 제4먹스입력전압은 제3먹스(MUX3)로 입력되는데, 제3먹스(MUX3)는, 제6 및 제7스위치(SW6, SW7)로 구성될 수 있으며, 표시구간(DP) 동안 제1 및 제2선택신호(SEL1, SEL2)에 따라 제2게이트로우전압(VGL2)인 제6저전위전압(도 5의 V6L)을 제1변조게이트로우전압(MVGL1)으로 출력하고, 터치구간(TP) 동안 제1 및 제2선택신호(SEL1, SEL2)에 따라 제2게이트로우전압(VGL2)인 제6저전위전압(V6L)과 제4먹스입력전압인 제6고전위전압(도 5의 V6H)을 제2변조게이트로우전압(MVGL2)으로 출력한다.
이에 따라, 제2변조게이트로우전압(MVGL2)은, 표시구간(DP) 동안 제6저전위전압(V6L)의 정전압을 갖고, 터치구간(TP) 동안 제6고전위전압(V6H) 및 제6저전위전압(V6L) 사이에서 변화하는 다수의 펄스전압을 가질 수 있다.
특히, 제1 내지 제4컨버터(DAC1, DAC2, DAC3, DAC4)는, 제3선택신호(SEL3)에 따라 터치구간(TP) 동안에는 활성화(enable) 되어 제1 내지 제4먹스입력전압을 생성하고, 제3선택신호(SEL3)에 따라 표시구간(DP) 동안에는 비활성화(disable) 되어 제1 내지 제4먹스입력전압을 생성하지 않으며, 그 결과 소비전력이 절감된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제4컨버터(DAC1, DAC2, DAC3, DAC4)는, 각각 출력전압(VOUT)을 출력하는 버퍼(BUF)와, 버퍼(BUF)에 연결되는 기준저항(Rf)과 제1 내지 제3저항(R1, R2, R3)과, 기준전원(VREF)과 입력전원(VN)을 포함한다.
예를 들어, 버퍼(BUF)는 반전단자(-), 비반전단자(+)를 포함하고 고전위전압(VS+) 및 저전위전압(VS-)를 전원으로 이용하는 연산증폭기(OP AMP)일 수 있으며, 버퍼(BUF)의 반전단자(-)에는 제1저항(R1)의 일단이 연결되고, 제1저항(R1)의 타단은 입력전원(VN)이 연결된다.
버퍼(BUF)의 반전단자(-)와 출력단자 사이에는 기준저항(Rf)이 연결된다.
버퍼(BUF)의 비반전단자(+)에는 다수의 제2저항(R2)과 제3저항(R3)이 직렬로 연결된다.
다수의 제2저항(R2)과 제3저항(R3) 사이에는 다수의 제3저항(R3)의 일단이 각각 연결되고, 다수의 제3저항(R3)의 타단은 다수의 스위치를 통하여 기준전원(VREF) 및 접지전원(VGND) 중 하나에 연결된다.
다수의 스위치의 동작에 따라 디지털신호의 다수의 비트(D(0) 내지 D(n))가 버퍼(BUF)의 비반전단자(+)로 입력되어 아날로그신호인 출력전압(VOUT)이 제1 내지 제4먹스입력전압으로 출력될 수 있다.
여기서, 버퍼(BUF)는 제3선택신호(SEL3)에 따라 활성화(enable) 및 비활성화(disable) 되는데, 제3선택신호(SEL3)에 따라 터치구간(TP) 동안 활성화되어 제1 내지 제4먹스입력전압을 출력전압(VOUT)으로 출력하고, 제3선택신호(SEL3)에 따라 표시구간(DP) 동안 비활성화 되어 소비전력이 절감된다.
도 5에 도시한 바와 같이, 타이밍제어부(120)가 생성하는 터치동기신호(TSY)는, 표시구간(DP) 동안 제1고전위전압(V1H)을 갖고 터치구간(TP) 동안 제1고전위전압(V1H)보다 작은 제1저전위전압(V1L)을 갖는다.
마이크로컨트롤러부(130)가 생성하는 제1선택신호(SEL1)는, 표시구간(DP) 동안 제2고전위전압(V2H)을 갖고 터치구간(TP) 동안 제2고전위전압(V2H)보다 작은 제2저전위전압(V2L)을 갖는다.
마이크로컨트롤러부(130)가 생성하는 제2선택신호(SEL2)는, 표시구간(DP) 동안 제3저전위전압(V3L)을 갖고 터치구간(TP) 동안 제3저전위전압(V3L)과 제3저전위전압(V3L)보다 큰 제3고전위전압(V3H) 사이에서 변화하는 다수의 펄스전압을 갖는다.
마이크로컨트롤러부(130)가 생성하는 제3선택신호(SEL3)는, 제1선택신호(SEL1)와 반대되는 극성을 갖는데, 표시구간(DP) 동안 제4저전위전압(V4L)을 갖고 터치구간(TP) 동안 제4저전위전압(V4L)보다 큰 제4고전위전압(V4H)을 갖는다.
제1먹스(MUX1)는, 제1선택신호(SEL1)가 제2고전위전압(V2H)을 갖고 제2선택신호(SEL2)가 제3저전위전압(V3L)을 갖는 표시구간(DP) 동안 공통전압(VCOM)인 제5중전위전압(V5M)을 선택하여 변조공통전압(MVCOM)으로 출력하고, 제1선택신호(SEL1)가 제2저전위전압(V2L)을 갖고 제2선택신호(SEL2)가 제3고전위전압(V3H)을 갖는 터치구간(TP) 동안 제1먹스입력전압인 제5고전위전압(V5H)을 선택하여 변조공통전압(MVCOM)으로 출력하고, 제1선택신호(SEL1)가 제2저전위전압(V2L)을 갖고 제2선택신호(SEL2)가 제3저전위전압(V3L)을 갖는 터치구간(TP) 동안 제2먹스입력전압인 제5고전위전압(V5H)을 선택하여 변조공통전압(MVCOM)으로 출력한다.
제2 및 제3먹스(MUX2, MUX3)는, 각각 제1선택신호(SEL1)가 제2고전위전압(V2H)을 갖고 제2선택신호(SEL2)가 제3저전위전압(V3L)을 갖는 표시구간(DP) 및 터치구간(TP) 동안 제1 및 제2게이트로우전압(VGL1, VGL2)인 제6저전위전압(V6L)을 선택하여 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)으로 출력하고, 제1선택신호(SEL1)가 제2저전위전압(V2L)을 갖고 제2선택신호(SEL2)가 제3고전위전압(V3H)을 갖는 터치구간(TP) 동안 제3 및 제4먹스입력전압인 제6고전위전압(V6H)을 선택하여 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)으로 출력한다.
그리고, 제1 내지 제4컨버터(DAC1, DAC2, DAC3, DAC4)는, 각각 제3선택신호(SEL3)가 제4저전위전압(V4L)을 갖는 표시구간(DP) 동안 비활성화 되고, 제3선택신호(SEL3)가 제4저전위전압(V4L)보다 큰 제4고전위전압(V4H)을 갖는 터치구간(TP) 동안 활성화 되어 제1 내지 제4먹스입력전압(제5고전위전압(V5H), 제5저전위전압(V5L), 제6고전위전압(V6H), 제6고전위전압(V6H))을 생성한다.
이상과 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 터치표시장치(110)에서는, 마이크로컨트롤러부(130)가 터치동기신호(TSY)를 이용하여 제1 내지 제3선택신호(SEL1, SEL2, SEL3)를 생성하고, 터치구간(TP) 동안 제3선택신호(SEL3)에 따라 터치전원부(150)의 먹스입력부(152)가 활성화 되고 제1 및 제2선택신호(SEL1, SEL2)에 따라 터치전원부(150)의 먹스부(154)가 동작하여 펄스전압인 변조공통전압(MVCOM)과 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)을 생성하고, 표시구간(DP) 동안 제3선택신호(SEL3)에 따라 터치전원부(150)의 먹스입력부(152)가 비활성화 되고 제1 및 제2선택신호(SEL1, SEL2)에 따라 터치전원부(150)의 먹스부(154)가 동작하여 정전압인 변조공통전압(MVCOM)과 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)을 생성한다.
표시구간(DP) 동안 터치전원부(150)의 먹스입력부(152)가 비활성화 되므로, 터치표시장치(110)의 소비전력이 절감된다.
그리고, 타이밍제어부(120)의 터치동기신호(TSY)를 이용하여 표시구간(DP) 동안 터치전원부(150)의 먹스입력부(152)를 비활성화 하는 제3선택신호(SEL3)를 생성함으로써, 터치표시장치(110)의 구성이 단순화 되고 터치표시장치(110)의 제조비용이 절감된다.
한편, 다른 실시예에서는 마이크로컨트롤러부(130)의 제1선택신호(SEL1)를 이용하여 제3선택신호(SEL3)를 생성할 수도 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 터치표시장치를 도시한 도면으로, 제1실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 터치표시장치(210)는, 타이밍제어부(220), 마이크로컨트롤러부(230), 전원관리부(240), 터치전원부(250), 데이터구동부(260), 게이트구동부(265), 터치송신부(270), 터치수신부(275) 및 터치표시패널(280)을 포함하는데, 마이크로컨트롤러부(230)와 터치전원부(250) 사이에는 인버터(232)가 형성된다.
본 발명의 제2실시예에 따른 터치표시장치(210)는, 1프레임(도 5의 F)을 표시구간(도 5의 DP) 및 터치구간(도 5의 TP)으로 구분하여 구동되는데, 표시구간(DP) 동안 데이터배선(DL), 게이트배선(GL) 및 공통배선(미도시)에 각각 데이터전압, 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)을 포함하는 변조게이트전압 및 변조공통전압(MVCOM)을 인가하여 영상을 표시하고, 터치구간(TP) 동안 터치송신배선(TL)에 터치송신전압을 인가하고 터치수신배선(RL)의 터치수신전압을 독출하여 터치를 감지한다.
여기서, 표시구간(DP) 동안, 터치전원부(250)는 제1 및 제2선택신호(SEL1, SEL2)에 따라 공통전압(VCOM)과 동일한 전압값을 갖는 변조공통전압(MVCOM)과 제1 및 제2게이트로우전압(VGL1, VGL2)과 동일한 전압값을 갖는 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)을 생성하고, 데이터구동부(260)는 변조공통전압(MVCOM)을 공통배선에 인가하고, 게이트구동부(265)는 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)을 포함하는 변조게이트전압을 게이트배선(GL)에 인가하여 영상을 표시한다.
그리고, 터치구간(TP) 동안, 터치전원부(250)는 제1 및 제2선택신호(SEL1, SEL2)에 따라 터치송신전압에 대응되는 전압값을 갖는 변조공통전압(MVCOM), 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)을 생성하고, 데이터구동부(260)는 변조공통전압(MVCOM)을 공통배선에 인가하고, 게이트구동부(265)는 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)을 포함하는 변조게이트전압을 게이트배선(GL)에 인가함으로써, 터치송신배선(TL)과 공통배선 사이의 기생용량과 터치송신배선(TL)과 게이트배선(GL) 사이의 기생용량을 감소시킬 수 있으며, 그 결과 터치감도를 개선할 수 있다.
특히, 인버터(232)는 제1선택신호(SEL1)를 반전시켜 제3선택신호(SEL3)를 생성하고, 생성된 제3선택신호(SEL3)를 터치전원부(250)의 먹스입력부(252)로 전달한다.
이에 따라, 먹스입력부(252)는, 제3선택신호(SEL3)에 따라 터치구간(TP) 동안 활성화 되어 제1 내지 제4먹스입력전압을 생성하고, 제3선택신호(SEL3)에 따라 표시구간(DP) 동안 비활성 되어 제1 내지 제4먹스입력전압을 생성하지 않으며, 그 결과 소비전력이 절감된다.
이상과 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 터치표시장치(210)에서는, 마이크로컨트롤러부(230)가 터치동기신호(TSY)를 이용하여 제1 및 제2선택신호(SEL1, SEL2)를 생성하고, 인버터(232)가 제1선택신호(SEL1)를 이용하여 제3선택신호(SEL3)를 생성하고, 터치구간(TP) 동안 제3선택신호(SEL3)에 따라 터치전원부(250)의 먹스입력부(252)가 활성화 되고 제1 및 제2선택신호(SEL1, SEL2)에 따라 터치전원부(250)의 먹스부(254)가 동작하여 펄스전압인 변조공통전압(MVCOM)과 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)을 생성하고, 표시구간(DP) 동안 제3선택신호(SEL3)에 따라 터치전원부(250)의 먹스입력부(252)가 비활성화 되고 제1 및 제2선택신호(SEL1, SEL2)에 따라 터치전원부(250)의 먹스부(254)가 동작하여 정전압인 변조공통전압(MVCOM)과 제1 및 제2변조게이트로우전압(MVGL1, MVGL2)을 생성한다.
표시구간(DP) 동안 터치전원부(250)의 먹스입력부(252)가 비활성화 되므로, 터치표시장치(210)의 소비전력이 절감된다.
그리고, 전원관리부(230)의 제1선택신호(SEL1)를 이용하여 표시구간(DP) 동안 터치전원부(250)의 먹스입력부(252)를 비활성화 하는 제3선택신호(SEL3)를 생성함으로써, 터치표시장치(210)의 구성이 단순화 되고 터치표시장치(210)의 제조비용이 절감된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 터치표시장치 120: 타이밍제어부
130: 마이크로컨트롤러부 140: 전원관리부
150: 터치전원부 160: 게이트구동부
165: 데이터구동부 170: 터치송신부
175: 터치수신부 180: 터치표시패널

Claims (10)

  1. 터치동기신호, 영상데이터, 데이터제어신호 및 게이트제어신호를 생성하는 타이밍제어부와;
    상기 터치동기신호를 이용하여 제1 내지 제3선택신호를 생성하는 마이크로컨트롤러부와;
    상기 제3선택신호에 따라 표시구간 동안 비활성화 되고 터치구간 동안 활성화 되어 다수의 먹스입력전압을 생성하는 먹스입력부와, 상기 제1 및 제2선택신호에 따라 공통전압, 제1 및 제2게이트로우전압, 상기 다수의 먹스입력전압으로부터 변조공통전압, 제1 및 제2변조게이트로우전압을 생성하는 먹스부를 포함하는 터치전원부와;
    상기 영상데이터 및 상기 데이터제어신호를 이용하여 데이터전압을 생성하는 데이터구동부와;
    상기 게이트제어신호와 상기 제1 및 제2변조게이트로우전압을 이용하여 변조게이트전압을 생성하는 게이트구동부와;
    상기 표시구간 동안 상기 데이터전압과 상기 변조게이트전압을 이용하여 영상을 표시하고, 상기 터치구간 동안 터치송신전압 및 터치수신전압을 이용하여 터치를 감지하는 터치표시패널
    을 포함하고,
    상기 제3선택신호는 상기 제1선택신호와 반대되는 극성을 갖는 터치표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로컨트롤러부는, 상기 제1선택신호를 반전시켜 상기 제3선택신호를 생성하는 인버터를 더 포함하는 터치표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 먹스입력부는, 상기 제3선택신호에 따라 제1 내지 제4먹스입력전압을 각각 생성하는 제1 내지 제4컨버터를 포함하고,
    상기 먹스부는, 상기 제1 및 제2선택신호에 따라 상기 공통전압과 상기 제1 및 제2먹스입력전압 중 하나를 선택하여 상기 변조공통전압으로 출력하는 제1먹스와, 상기 제1 및 제2선택신호에 따라 상기 제1게이트로우전압과 상기 제3먹스입력전압 중 하나를 선택하여 상기 제1변조게이트로우전압으로 출력하는 제2먹스와, 상기 제1 및 제2선택신호에 따라 상기 제2게이트로우전압과 상기 제4먹스입력전압 중 하나를 선택하여 상기 제2변조게이트로우전압으로 출력하는 제3먹스를 포함하는 터치표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4컨버터는, 각각 상기 제1 내지 제4먹스입력전압을 출력하는 버퍼를 포함하고,
    상기 버퍼는, 상기 제3선택신호에 따라 상기 표시구간 동안 비활성화 되고 상기 터치구간 동안 활성화 되는 연상증폭기인 터치표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 변조공통전압과 상기 제1 및 제2변조게이트로우전압은, 상기 표시구간 동안 각각 상기 공통전압과 상기 제1 및 제2게이트로우전압과 동일한 전압이고, 상기 터치구간 동안 상기 터치송신전압에 대응되는 펄스전압인 터치표시장치.
  6. 타이밍제어부가 터치동기신호, 영상데이터, 데이터제어신호 및 게이트제어신호를 생성하는 단계와;
    마이크로컨트롤러부가 상기 터치동기신호를 이용하여 제1 내지 제3선택신호를 생성하는 단계와;
    먹스입력부가 상기 제3선택신호에 따라 표시구간 동안 비활성화 되고 터치구간 동안 활성화 되어 다수의 먹스입력전압을 생성하는 단계와;
    먹스부가 상기 제1 및 제2선택신호에 따라 공통전압, 제1 및 제2게이트로우전압, 상기 다수의 먹스입력전압으로부터 변조공통전압, 제1 및 제2변조게이트로우전압을 생성하는 단계와;
    데이터구동부가 상기 영상데이터 및 상기 데이터제어신호를 이용하여 데이터전압을 생성하는 단계와;
    게이트구동부가 상기 게이트제어신호와 상기 제1 및 제2변조게이트로우전압을 이용하여 변조게이트전압을 생성하는 단계와;
    터치표시패널이, 상기 표시구간 동안 상기 데이터전압과 상기 변조게이트전압을 이용하여 영상을 표시하고, 상기 터치구간 동안 터치송신전압 및 터치수신전압을 이용하여 터치를 감지하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제3선택신호는 상기 제1선택신호와 반대되는 극성을 갖는 터치표시장치의 구동방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제3선택신호를 생성하는 단계는, 인버터가 상기 제1선택신호를 반전시키는 단계를 포함하는 터치표시장치의 구동방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 다수의 먹스입력전압을 생성하는 단계는, 상기 터치구간 동안 상기 제3선택신호에 따라 제1 내지 제4먹스입력전압을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 변조공통전압을 생성하는 단계는, 상기 제1 및 제2선택신호에 따라 상기 공통전압과 상기 제1 및 제2먹스입력전압 중 하나를 선택하는 단계를 포함하고,
    상기 제1변조게이트로우전압을 생성하는 단계는, 상기 제1 및 제2선택신호에 따라 상기 제1게이트로우전압과 상기 제3먹스입력전압 중 하나를 선택하는 단계를 포함하고,
    상기 제2변조게이트로우전압을 생성하는 단계는, 상기 제1 및 제2선택신호에 따라 상기 제2게이트로우전압과 상기 제4먹스입력전압 중 하나를 선택하는 단계를 포함하는 터치표시장치의 구동방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 변조공통전압과 상기 제1 및 제2게이트로우전압은, 상기 표시구간 동안 각각 상기 공통전압과 상기 제1 및 제2게이트로우전압과 동일한 전압이고, 상기 터치구간 동안 상기 터치송신전압에 대응되는 펄스전압인 터치표시장치의 구동방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 먹스입력부는, 상기 제3선택신호에 따라 상기 표시구간 동안 각각 비활성화 되고 상기 터치구간 동안 각각 활성화 되는 제1 내지 제4컨버터를 포함하는 터치표시장치.
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