KR102384762B1 - Touch sensing driving circuit - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터치 센싱 구동 회로에 관한 것이다. 상기 터치 센싱 구동 회로는, 디스플레이 구동 시간(TD) 동안 화상 표시를 위한 게이트 구동부가 동작되고, 터치 센싱 시간(TS) 동안 터치 입력을 센싱하는 터치 센싱부가 동작되는 터치 센싱 구동 회로에 있어서, 타이밍 컨트롤러에서 상기 게이트 구동부에 전달되는 블랭크 리셋 신호(BRST)를 수신하는 터치 구동 회로(TPIC), 및 상기 타이밍 컨트롤러에서 상기 터치 구동 회로에 전달되는 상기 블랭크 리셋 신호(BRST)를 인버팅하여 터치 동기 신호(Tsync)로써 이용하는 터치 컨트롤러(MCU)를 포함한다.The present invention relates to a touch sensing driving circuit. The touch sensing driving circuit is a touch sensing driving circuit in which a gate driving unit for displaying an image is operated during a display driving time TD and a touch sensing unit sensing a touch input is operated during a touch sensing time TS, a timing controller a touch driving circuit TPIC that receives the blank reset signal BRST transmitted to the gate driver, and a touch synchronization signal ( Tsync) as a touch controller (MCU).
Description
본 발명은 터치 센싱 구동 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a touch sensing driving circuit.
디스플레이의 화면상에서 터치로 정보 입력이 가능한 터치 센서는 스마트 폰과 같은 휴대용 정보 기기뿐만 아니라 노트북, 모니터, 가전 제품 등의 다양한 디스플레이에 확대 적용되고 있다.A touch sensor capable of inputting information by touch on the screen of a display is being applied to various displays such as a laptop computer, a monitor, and a home appliance as well as a portable information device such as a smart phone.
디스플레이에 적용된 터치 기술은 터치 센서의 위치에 따라 애드 온(Add on) 타입과 인 셀(In-cell) 타입으로 나누어진다. 애드 온 타입은 터치 스크린 패널을 디스플레이 패널 위에 부착한 외장형 방식이고, 인 셀 타입은 터치 전극을 디스플레이 패널에 내장함으로써 디스플레이 패널과 터치 스크린을 일체화한 내장형 방식이다.The touch technology applied to the display is divided into an add-on type and an in-cell type according to the location of the touch sensor. The add-on type is an external type in which a touch screen panel is attached to the display panel, and the in-cell type is an integrated type in which the display panel and the touch screen are integrated by embedding a touch electrode in the display panel.
인 셀 타입은 디스플레이 장치의 슬림화를 위하여 더욱 진보되어 액정 디스플레이의 공통 전극을 분할하여 터치 전극으로 활용하는 어드밴스드 인 셀 터치(Advanced In-cell Touch; 이하 AIT) 디스플레이 장치로 발전되고 있다.The in-cell type is further advanced for slimming the display device and is being developed into an Advanced In-cell Touch (AIT) display device in which a common electrode of a liquid crystal display is divided and used as a touch electrode.
AIT 디스플레이 장치를 포함하는 인 셀 터치 디스플레이 장치는 픽셀들과 터치 센서들의 커플링(Coupling)으로 인한 상호 영향을 줄이기 위하여, 각 프레임 기간을 픽셀들을 다수의 블록으로 분할 구동하는 다수의 디스플레이 구동 시간과, 다수의 터치 센싱 시간으로 시분할하고, 디스플레이 구동 시간과 터치 센싱 시간이 교번하도록 터치 겸용 디스플레이 패널을 구동한다. In an in-cell touch display device including an AIT display device, in order to reduce the mutual influence due to coupling between pixels and touch sensors, a plurality of display driving times for dividing and driving pixels into a plurality of blocks in each frame period; , divides the time into a plurality of touch sensing times, and drives the touch display panel so that the display driving time and the touch sensing time alternate.
또한, 인 셀 터치 디스플레이 장치는 디스플레이 패널의 동작 구간 중에서 버티컬 블랭크(Vertical Blanking) 구간에서 터치 센싱을 진행하는 VBS 모드(Vertical Blanking Sensing Mode)로 동작할 수 있다.Also, the in-cell touch display apparatus may operate in a VBS mode (Vertical Blanking Sensing Mode) in which touch sensing is performed in a vertical blanking period among the operation periods of the display panel.
이때, 디스플레이 구동 시간에서 게이트 구동 회로는 해당 블록의 게이트 라인들을 순차 구동해야 하고, 디스플레이 구동 시간들 사이의 터치 센싱 시간에서 게이트 구동 회로는 시퀀셜(Sequential) 회로 특성을 유지해야 한다. 이를 위하여, 게이트 구동 회로는 디스플레이 구동 시간과 터치 센싱 시간에서 서로 다른 제어 신호를 필요로 한다.In this case, in the display driving time, the gate driving circuit should sequentially drive the gate lines of the corresponding block, and in the touch sensing time between the display driving times, the gate driving circuit should maintain sequential circuit characteristics. To this end, the gate driving circuit requires different control signals at the display driving time and the touch sensing time.
이를 위하여, 타이밍 컨트롤러는 디스플레이 구동 시간과 터치 센싱 시간에서 요구되는 서로 다른 제어 신호들을 생성하여 공급해야 한다. 이로 인하여, 타이밍 컨트롤러의 출력핀 수가 증가되어야 하고, 인쇄 회로 기판 상의 신호 라인 수와 그에 따른 라우팅 면적이 증가되어야 하므로, 코스트 상승의 문제가 있다. To this end, the timing controller needs to generate and supply different control signals required for the display driving time and the touch sensing time. For this reason, the number of output pins of the timing controller must be increased, and the number of signal lines on the printed circuit board and the routing area corresponding thereto must be increased, so there is a problem of cost increase.
도 1 및 도 2는 종래의 터치 겸용 디스플레이 장치에 포함된 타이밍 컨트롤러와 터치 센싱부를 나타내는 도면이다. 1 and 2 are diagrams illustrating a timing controller and a touch sensing unit included in a conventional touch and dual display device.
구체적으로, 도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 디스플레이 장치는 타이밍 컨트롤러(10)와 터치 센싱부(60)를 포함한다. 종래의 디스플레이 장치는 어드밴스드 인 셀 터치(AIT) 디스플레이 장치를 포함하며, VBS 모드로 동작할 수 있다. Specifically, referring to FIGS. 1 and 2 , a conventional display device includes a
여기에서, 타이밍 컨트롤러(100)는 호스트 시스템(도시 생략)으로부터 영상 데이터와, 타이밍 신호들을 공급받는다. 이때, 타이밍 신호는 데이터 인에이블 신호, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 리셋 신호(BRST), 터치 동기 신호(Tsync) 등을 포함한다. Here, the
터치 구동 회로(TPIC)(62)는 디스플레이 구동 시간(P1) 동안 신호 라인(TL)에 공통전압(Vcom)을 공급하고, 터치 센싱 시간(P2) 동안 신호 라인(TL)에 터치 구동 신호(Vtouch)를 공급한다. 이때, 터치 구동 회로(62)는 타이밍 컨트롤러(10)로부터 수신한 리셋 신호(BRST)를 기초로 공통전압(Vcom) 또는 터치 구동 신호(Vtouch)을 신호 라인(TL)에 공급한다.The touch driving circuit (TPIC) 62 supplies the common voltage Vcom to the signal line TL during the display driving time P1 and the touch driving signal Vtouch to the signal line TL during the touch sensing time P2. ) is supplied. In this case, the
터치 컨트롤러(MCU)(64)는 해당 터치 전극(TE)으로부터의 피드백 신호를 수신한다. 이어서, 터치 컨트롤러(64)는 각 터치 전극(TE)에 대한 터치 구동 신호(Vtouch)와 피드백 신호를 차동 증폭하여 터치로 인한 각 터치 전극(TE)의 셀프 커패시턴스 변화(신호 지연량)를 센싱하여 센싱 정보를 생성한다. 이어서, 터치 컨트롤러(64)는 센싱 정보를 신호 처리하여 터치 좌표 정보를 산출하고, 터치 좌표 정보를 호스트 시스템(미도시)으로 출력한다. 이때, 터치 컨트롤러(64)는 타이밍 컨트롤러(10)로부터 수신한 터치 동기 신호(Tsync)를 이용하여 터치 센싱 시간(TS)인지 여부를 결정한다. The touch controller (MCU) 64 receives a feedback signal from the corresponding touch electrode TE. Then, the
다만, 종래의 어드밴스드 인 셀 터치(AIT) 방식의 GIP를 포함하는 디스플레이 장치는 출력 신호 배선수가 보통 모델에 비하여 많고, 출력 신호 배선수의 증가에 따라, 타이밍 컨트롤러(10)의 핀 수가 증가되어 전체적인 PCB의 사이즈가 증가하고, 디자인이 복잡해지는 문제가 있었다. However, the display device including the conventional advanced-in-cell touch (AIT) type GIP has a larger number of output signal wirings than the normal model, and as the number of output signal wirings increases, the number of pins of the
또한, 타이밍 컨트롤러(10)에서 리셋 신호(BRST)와 터치 동기 신호(Tsync)를 동시에 터치 센싱부(60)에 제공함에 따라, 리셋 신호(BRST)와 터치 동기 신호(Tsync)의 상호 간섭에 의해 터치 센싱에 불량이 발생하는 문제가 있었다.In addition, as the
본 발명은 터치 동기 신호(Tsync)를 블랭크 리셋 신호(BRST)로 통합 및 대체함으로써, 타이밍 컨트롤러의 출력 핀 수를 감소시키고, 레이아웃을 단순화시킬 수 있는 터치 센싱 구동 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a touch sensing driving circuit capable of reducing the number of output pins of a timing controller and simplifying a layout by integrating and replacing the touch synchronization signal Tsync with the blank reset signal BRST.
또한, 본 발명은 터치 동기 신호(Tsync)를 블랭크 리셋 신호(BRST)로 통합 및 대체함으로써, 두 신호의 상호 간섭에 의해 발생하는 터치 센싱 인식 오류를 저감시킬 수 있는 터치 센싱 구동 회로를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention provides a touch sensing driving circuit capable of reducing a touch sensing recognition error caused by mutual interference of two signals by integrating and replacing the touch synchronization signal Tsync with the blank reset signal BRST. for other purposes.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned may be understood by the following description, and will be more clearly understood by the examples of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the appended claims.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센싱 구동 회로에 대한 일 면(aspect)은, 디스플레이 구동 시간(TD) 동안 화상 표시를 위한 게이트 구동부가 동작되고, 터치 센싱 시간(TS) 동안 터치 입력을 센싱하는 터치 센싱부가 동작되는 터치 센싱 구동 회로에 있어서, 타이밍 컨트롤러에서 상기 게이트 구동부에 전달되는 블랭크 리셋 신호(BRST)를 수신하는 터치 구동 회로(TPIC), 및 상기 타이밍 컨트롤러에서 상기 터치 구동 회로에 전달되는 상기 블랭크 리셋 신호(BRST)를 인버팅하여 터치 동기 신호(Tsync)로써 이용하는 터치 컨트롤러(MCU)를 포함한다.In one aspect of the touch sensing driving circuit according to an embodiment of the present invention, a gate driver for displaying an image is operated during a display driving time TD, and sensing a touch input during a touch sensing time TS. A touch sensing driving circuit in which a touch sensing unit operates, the touch driving circuit (TPIC) receiving a blank reset signal BRST transmitted from a timing controller to the gate driving unit, and the touch driving circuit transmitted from the timing controller to the touch driving circuit and a touch controller MCU that inverts the blank reset signal BRST and uses it as a touch synchronization signal Tsync.
또한, 상기 터치 컨트롤러는, 상기 블랭크 리셋 신호(BRST)를 논리 반전시켜 출력하는 인버터와, 상기 인버터의 출력 신호를 일정시간 동안 지연시키는 버퍼를 포함할 수 있다.In addition, the touch controller may include an inverter that logically inverts and outputs the blank reset signal BRST, and a buffer that delays the output signal of the inverter for a predetermined time.
또한, 상기 터치 컨트롤러(MCU)는, 직렬 연결된 복수 개의 버퍼를 포함할 수 있다.Also, the touch controller MCU may include a plurality of buffers connected in series.
또한, 터치 겸용 디스플레이용 패널의 게이트 라인들을 다수의 블록으로 분할하여 다수의 디스플레이 구동 기간(TD)에서 다수의 블록을 각각 구동하는 다수의 GIP 블록을 포함하는 게이트 구동부와, 상기 블랭크 리셋 신호(BRST)를 생성하여 출력하고, 상기 터치 동기 신호(Tsync)를 미출력하는 타이밍 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.In addition, a gate driver including a plurality of GIP blocks for respectively driving a plurality of blocks in a plurality of display driving periods TD by dividing the gate lines of the panel for a touch display into a plurality of blocks, and the blank reset signal BRST ) may be generated and output, and a timing controller that does not output the touch synchronization signal Tsync may be further included.
또한, 픽셀 어레이에 포함되는 다수의 터치 전극열을 포함하는 패널을 더 포함하고, 상기 패널은, 데이터 라인의 길이 방향으로 배열되는 다수의 터치 전극(TE)과, 상기 다수의 터치 전극(TE)과 개별 접속되고, 상기 터치 컨트롤러와 연결되는 다수의 신호 라인(TL)을 포함할 수 있다.In addition, the display device further includes a panel including a plurality of touch electrode rows included in the pixel array, wherein the panel includes a plurality of touch electrodes TE arranged in a longitudinal direction of a data line, and the plurality of touch electrodes TE It may include a plurality of signal lines TL individually connected to the touch controller and connected to the touch controller.
또한, 상기 터치 구동 회로는, 상기 디스플레이 구동 시간(TD) 동안 상기 다수의 터치 전극(TE)에 공통 전압(Vcom)을 제공하고, 상기 터치 센싱 시간(TS) 동안 상기 다수의 터치 전극(TE)에 터치 구동 신호(Vtouch)를 제공할 수 있다.In addition, the touch driving circuit provides a common voltage Vcom to the plurality of touch electrodes TE during the display driving time TD, and provides the plurality of touch electrodes TE during the touch sensing time TS. A touch driving signal Vtouch may be provided to the .
또한, 상기 터치 컨트롤러는, 상기 터치 센싱 시간(TS) 동안 상기 다수의 터치 전극(TE)에 제공되는 터치 구동 신호(Vtouch)에 대한 피드백 신호를 상기 다수의 신호 라인(TL)을 통해 수신하고, 상기 터치 구동 신호(Vtouch)와 상기 피드백 신호의 차동 증폭을 통해, 상기 터치 전극(TE)의 셀프 커패시턴스 변화를 센싱하여, 터치 좌표 정보를 산출할 수 있다.In addition, the touch controller receives a feedback signal for the touch driving signal Vtouch provided to the plurality of touch electrodes TE during the touch sensing time TS through the plurality of signal lines TL, A change in self-capacitance of the touch electrode TE may be sensed through differential amplification of the touch driving signal Vtouch and the feedback signal, and touch coordinate information may be calculated.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센싱 구동 회로에 대한 다른 면은, 터치 동기 신호(Tsync)를 기초로 디스플레이 구동 시간(TD)과 터치 센싱 시간(TS)이 구분되어 동작하는 터치 센싱 구동 회로에 있어서, 상기 디스플레이 구동 시간(TD) 동안 패널의 픽셀 어레이에 데이터 전압을 충전하는 데이터 구동부, 상기 터치 센싱 시간(TS) 동안 패널에 내장된 다수의 터치 전극(TE) 상의 터치 입력을 센싱하는 터치 센싱부, 및 상기 터치 동기 신호(Tsync)를 생성하는데 이용되는 블랭크 리셋 신호(BRST)를 상기 데이터 구동부 및 상기 터치 센싱부에 제공하는 타이밍 컨트롤러를 포함하되, 상기 터치 센싱부는, 상기 블랭크 리셋 신호(BRST)를 기초로, 상기 디스플레이 구동 시간(TD)과 상기 터치 센싱 시간(TS)에 서로 다른 전압을 상기 터치 전극(TE)에 제공하는 터치 구동 회로와, 상기 블랭크 리셋 신호(BRST)를 인버팅한 상기 터치 동기 신호(Tsync)를 생성하여 이용하고, 상기 터치 전극(TE) 상의 터치 좌표 정보를 산출하는 터치 컨트롤러를 포함한다.Another aspect of the touch sensing driving circuit according to an embodiment of the present invention is a touch sensing driving circuit that operates by dividing the display driving time TD and the touch sensing time TS based on the touch synchronization signal Tsync. In the above, a data driver charging a data voltage to the pixel array of the panel during the display driving time TD, and a touch sensing for sensing touch inputs on a plurality of touch electrodes TE built in the panel during the touch sensing time TS and a timing controller providing a blank reset signal BRST used to generate the touch synchronization signal Tsync to the data driver and the touch sensing unit, wherein the touch sensing unit includes the blank reset signal BRST ) based on a touch driving circuit providing different voltages to the touch electrode TE at the display driving time TD and the touch sensing time TS, and inverting the blank reset signal BRST. and a touch controller that generates and uses the touch synchronization signal Tsync and calculates touch coordinate information on the touch electrode TE.
또한, 상기 터치 컨트롤러는, 상기 블랭크 리셋 신호(BRST)를 논리 반전시켜 출력하는 인버터와, 상기 인버터의 출력 신호를 일정시간 동안 지연시키는 버퍼를 포함할 수 있다.In addition, the touch controller may include an inverter that logically inverts and outputs the blank reset signal BRST, and a buffer that delays the output signal of the inverter for a predetermined time.
또한, 상기 블랭크 리셋 신호(BRST)의 라이징 타임과 상기 터치 동기 신호(Tsync)의 폴링 타임 사이의 최소 간격(G1)은, 상기 블랭크 리셋 신호(BRST)의 폴링 타임과 상기 터치 동기 신호(Tsync)의 라이징 타임 사이의 최소 시간(G2)과 동일할 수 있다. In addition, the minimum interval G1 between the rising time of the blank reset signal BRST and the polling time of the touch synchronization signal Tsync is the falling time of the blank reset signal BRST and the touch synchronization signal Tsync. It may be equal to the minimum time (G2) between the rising times of .
본 발명에 의하면, 터치 동기 신호(Tsync)를 블랭크 리셋 신호(BRST)로 통합 및 대체함으로써, 타이밍 컨트롤러의 출력 핀 수를 감소시키고, 구동 회로의 레이아웃을 단순화시킬 수 있다. 이를 통해, 구동 회로의 생산 비용을 감소시킬 수 있으며, 레이아웃의 전체 크기를 감소시키고, 레이아웃 디자인을 최적화 할 수 있다.According to the present invention, by integrating and replacing the touch synchronization signal Tsync with the blank reset signal BRST, the number of output pins of the timing controller can be reduced and the layout of the driving circuit can be simplified. Through this, the production cost of the driving circuit can be reduced, the overall size of the layout can be reduced, and the layout design can be optimized.
또한, 본 발명은 터치 동기 신호(Tsync)를 블랭크 리셋 신호(BRST)로 통합 및 대체함으로써, 두 신호의 상호 간섭에 의해 발생하는 터치 센싱 인식 오류를 저감시킬 수 있고, 사용자의 터치 동작에 따른 반응 속도를 높일 수 있다.In addition, according to the present invention, by integrating and replacing the touch synchronization signal Tsync with the blank reset signal BRST, a touch sensing recognition error caused by mutual interference between the two signals can be reduced, and a response according to a user's touch operation you can speed up
도 1및 도 2은 종래의 터치 겸용 디스플레이 장치에 포함된 타이밍 컨트롤러와 터치 센싱부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센싱 구동 회로를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패널의 구동 파형도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 패널의 구동 타이밍도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PMIC를 경유하는 타이밍 컨트롤러와 게이트 구동부의 신호 연결 관계를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러와 터치 센싱부의 신호 연결 관계를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센싱부의 구동 파형도이다.1 and 2 are diagrams illustrating a timing controller and a touch sensing unit included in a conventional touch display device.
3 is a block diagram schematically illustrating a touch sensing driving circuit according to an embodiment of the present invention.
4 is a driving waveform diagram of a panel according to an embodiment of the present invention.
5 is a driving timing diagram of a panel according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a signal connection relationship between a timing controller and a gate driver via a PMIC according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a signal connection relationship between a timing controller and a touch sensing unit according to an embodiment of the present invention.
8 is a driving waveform diagram of a touch sensing unit according to an embodiment of the present invention.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above-described objects, features and advantages will be described below in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱 구동 회로에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a touch sensing driving circuit according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센싱 구동 회로를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패널의 구동 파형도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 패널의 구동 타이밍도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PMIC를 경유하는 타이밍 컨트롤러와 게이트 구동부의 신호 연결 관계를 나타낸 도면이다.3 is a block diagram schematically illustrating a touch sensing driving circuit according to an embodiment of the present invention. 4 is a driving waveform diagram of a panel according to an embodiment of the present invention. 5 is a driving timing diagram of a panel according to an embodiment of the present invention. 6 is a diagram illustrating a signal connection relationship between a timing controller and a gate driver via a PMIC according to an embodiment of the present invention.
우선, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 겸용 디스플레이 장치는 타이밍 컨트롤러(100), PMIC(200), 게이트 구동부(300), 데이터 구동부(400), 패널(500), 터치 센싱부(600) 등을 구비한다.First, referring to FIG. 3 , a touch display device according to an embodiment of the present invention includes a
타이밍 컨트롤러(100)는 호스트 시스템(도시 생략)으로부터 영상 데이터와, 타이밍 신호들을 공급받는다. 타이밍 신호들은 도트 클럭, 데이터 인에이블 신호, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호를 포함한다. 수직 동기 신호 및 수평 동기 신호는 데이터 인에이블 신호를 카운트하여 생성할 수 있으므로 생략 가능하다.The
타이밍 컨트롤러(100)는 호스트 시스템으로부터 공급받은 영상 데이터(Data)를 화질 보정 등과 같은 다양한 영상 처리를 수행하여 데이터 구동부(400)로 공급한다.The
타이밍 컨트롤러(100)는 호스트 시스템으로부터 공급받은 타이밍 신호들을 이용하여 데이터 구동부(400)의 동작 타이밍을 제어하는 데이터 제어 신호들(DCS)을 생성하여 데이터 구동부(400)로 공급한다. 예를 들면, 데이터 제어 신호들은(DCS)는 데이터의 래치 타이밍을 제어하는데 이용되는 소스 스타트 펄스, 소스 샘플링 클럭, 데이터의 출력 기간을 제어하는 소스 출력 인에이블 신호 등을 포함한다.The
타이밍 컨트롤러(100)는 호스트 시스템으로부터 공급받은 타이밍 신호들을 이용하여 게이트 구동부(300)의 구동 타이밍을 제어하는 게이트 제어 신호들을 생성하는데 이용되는 심플 타이밍 신호들(TC)를 생성하여 PMIC(200)로 공급한다. 예를 들면, 심플 타이밍 신호들(TC)는 제1 및 제2 초기 스타트 펄스(iVST1, iVST2; 도 6 참조), 온 클럭(ON_CLK; 도 6 참조), 오프 클럭(OFF_CLK; 도 6 참조), 블랭크 리셋 신호(BRST; 도 6 참조) 등을 포함한다.The
타이밍 컨트롤러(100)는 호스트 시스템으로부터 공급받은 타이밍 신호들을 이용하여 각 프레임 기간을 적어도 하나의 디스플레이 구동 시간(TD1~TDN)과 적어도 하나의 터치 센싱 시간(TS1~TSN)으로 시분할하기 위한 블랭크 리셋 신호(BRST)를 생성하여 PMIC(200) 및 터치 센싱부(600)로 공급한다. The
블랭크 리셋 신호(BRST)는 터치 동기 신호(Tsync)의 인버팅(inverting)된 신호로써, PMIC(200)는 블랭크 리셋 신호(BRST)를 이용해 터치 동기 신호(Tsync)를 생성하여 이용할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 다른 실시예에서 PMIC(200)는 타이밍 컨트롤러(100)로부터 터치 동기 신호(Tsync)를 직접 수신하여 이용할 수 있다.The blank reset signal BRST is an inverted signal of the touch synchronization signal Tsync, and the
타이밍 컨트롤러(100)는 호스트 시스템으로부터 전송받은 영상 데이터를 내부 메모리에 저장하고, 각 디스플레이 구동 시간(TD)에 메모리에 저장된 영상 데이터를 라이팅 속도보다 빠른 리딩 속도로 데이터 구동부(400)로 공급함과 아울러 게이트 구동부(300) 및 데이터 구동부(400)의 동작 타이밍을 제어하여 디스플레이 구동 시간(TD)에 패널(500)의 픽셀 어레이에 데이터 전압이 기입되게 한다. 타이밍 컨트롤러(100)는 터치 센싱 시간(TS)에 영상 데이터를 데이터 구동부(400)로 공급하지 않는다.The
PMIC(200)는 터치 겸용 디스플레이 장치에서 필요로 하는 다양한 구동 전압들을 생성하여 공급함과 아울러 타이밍 컨트롤러(100)로부터 공급받은 심플 타이밍 신호들(TC) 및 블랭크 리셋 신호(BRST)을 이용하여 생성된 터치 동기 신호(Tsync)를 이용하여 게이트 구동부(300)를 제어하는 게이트 제어 신호들(GCS)을 생성하여 공급한다. The
PMIC(200)는 외부로부터 공급받은 입력 전압을 이용하여 터치 겸용 디스플레이 장치의 모든 회로 구성, 즉 타이밍 컨트롤러(100), 게이트 구동부(300), 데이터 구동부(400), 패널(500), 터치 센싱부(600)의 구동에 필요한 각종 구동 전압들을 생성하여 출력한다. 예를 들면, PMIC(200)는 입력 전압을 이용하여 타이밍 컨트롤러(100) 및 데이터 구동부(400), 터치 센싱부(600) 등에 공급되는 디지털 구동 전압(VCC, GND)과, 패널(500)에 공급되는 공통 전압(Vcom), 데이터 구동부(400)에 공급되는 아날로그 구동 전압(VDD), 게이트 구동부(300)에 공급되는 게이트 온 전압(VGH) 및 게이트 오프 전압(VGL) 등을 생성하여 출력한다.The
PMIC(200)는 타이밍 컨트롤러(100)로부터 공급받은 심플 타이밍 신호들(TC)과 블랭크 리셋 신호(BRST)를 기초로 생성된 터치 동기 신호(Tsync)를 이용하여, 게이트 구동부(300)의 동작 타이밍을 제어하는 게이트 제어 신호들(GCS)을 생성하고 레벨 쉬프팅하여 게이트 구동부(300)로 공급한다.The
예를 들면, PMIC(200)는 타이밍 컨트롤러(100)로부터 공급받은 초기 스타트 펄스(iVST1, iVST2; 도 6 참조), 온 클럭(ON_CLK; 도 6 참조), 오프 클럭(OFF_CLK; 도 6 참조), 블랭크 리셋 신호(BRST; 도 6 참조) 등을 이용하여 게이트 구동부(300)에서 각 프레임마다 구동 시작을 지시하는 스타트 펄스(VST1, VST2; 도 6 참조), 각 디스플레이 구동 시간(TD)에서 스캔 출력으로 이용되는 다수의 쉬프트 클럭들(GCLK1~GCLK8; 도 6 참조) 등을 생성하고, 생성된 게이트 제어 신호들(GCS)의 스윙폭이 증가하도록 레벨 쉬프팅하여 게이트 구동부(300)로 공급한다.For example, the
데이터 구동부(400)는 타이밍 컨트롤러(100)로부터 공급된 데이터 제어 신호에 응답하여, 디스플레이 구동 시간(TD)에서 타이밍 컨트롤러(100)로부터 공급된 영상 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 패널(500)의 데이터 라인들(DL)로 공급한다. 데이터 구동부(400)는 자신에게 내장되거나, 외부에 별도로 구비된 감마 전압 생성부(도시 생략)로부터 공급된 기준 감마 전압 세트를 데이터의 계조값에 각각 대응하는 계조 전압들로 세분화한다. 데이터 구동부(400)는 세분화된 계조 전압들을 이용하여 디스플레이 구동 시간(TD)에서 디지털 데이터를 정극성 또는 부극성 아날로그 데이터 전압(Vdata+, Vdata-)로 변환하고, 일정 단위로 전압 극성이 인버젼되는 데이터 전압(Vdata+, Vdata-)을 패널(500)의 데이터 라인들(DL)로 각각 공급한다.In response to the data control signal supplied from the
게이트 구동부(300)는 PMIC(200)로 공급된 게이트 제어 신호(GCS)에 응답하여, 각 디스플레이 구동 시간(TD)에서 패널(500)의 게이트 라인들(GL)을 순차 구동한다. 각 디스플레이 구동 시간(TD)에서 게이트 드라이버는 해당 블록의 게이트 라인(GL)에 해당 스캔 기간마다 게이트 온 전압(VGH)의 스캔 펄스를 공급하고, 다른 게이트 라인(GL)이 구동되는 나머지 기간에는 게이트 오프 전압(VGH)을 공급한다. 각 터치 센싱 시간(TS)에서 게이트 구동부(300)는 스캔 펄스를 출력하지 않는다.The
이를 위하여, 게이트 구동부(300)은 게이트 라인들(GL)을 다수의 디스플레이 구동 시간(TD1~TDN)으로 각각 분할하여 구동하는 다수의 GIP 블록(#1~#N; 도 6 참조)과, 인접한 GIP 블록들 사이에 위치하여, 인접한 디스플레이 구동 시간들 사이의 터치 센싱 시간(TS)에서 GIP 회로의 시퀀셜 회로 특성을 유지시키는 브릿지 GIP 회로(BGIP1, BGIP2, ...)를 포함하며, GIP 블록들(#1~#N) 각각은 해당 블록의 다수의 게이트 라인들을 개별적으로 순차 구동하는 다수의 GIP 회로들을 포함한다. 또한, 게이트 구동부(300)은 GIP 회로의 안정적인 구동을 위한 더미 회로(도시 생략)를 더 구비한다.To this end, the
패널(500)은 터치 겸용 디스플레이 기능을 갖는 것으로, 픽셀들(P)이 매트릭스 형태로 배열된 픽셀 어레이를 통해 영상을 표시하고, 공통 전극 겸용 터치 전극(TE)을 이용하여 커패시턴스 방식으로 터치 여부를 센싱한다.The
패널(500)은 유기 발광 다이오드 디스플레이 패널 또는 액정 디스플레이 패널일 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 액정 디스플레이 패널을 예를 들어 설명한다. 커패시턴스 터치 방식은 상호 커패시턴스(Mutual Capacitance) 터치 방식과, 셀프 커패시턴스(Self-Capacitance) 터치 방식 중 어느 하나를 이용할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 셀프 커패시턴스 터치 방식을 예로 들어 설명한다.The
패널(500)의 픽셀들(P) 각각은 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 접속된 박막 트랜지스터(TFT)와, 박막 트랜지스터(TFT)와 접속된 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 액정 커패시터(Clc)는 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 화소 전극에 공급된 데이터 신호와, 공통 전극 겸용 터치 전극(TE)에 공급된 공통 전압과의 차전압을 충전하고 충전된 전압에 따라 액정을 구동하여 광투과율을 조절한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전압을 안정적으로 유지시킨다.Each of the pixels P of the
패널(500)은 픽셀 어레이에 포함되는 다수의 터치 전극열을 포함하고, 다수의 터치 전극열 각각은 데이터 라인(DL)의 길이 방향으로 배열된 다수의 터치 전극(TE)과, 다수의 터치 전극(TE)과 개별적으로 접속되고 터치 센싱부(600)와 접속된 다수의 신호 라인(TL)을 포함한다. 다수의 터치 전극들(TE)은 픽셀 어레이에 형성된 공통 전극이 분할되어 형성된 것으로, 각 터치 전극(TE)은 터치점 크기를 고려하여 다수의 픽셀을 포함하는 일정 크기로 형성된다.The
터치 센싱부(600)는 타이밍 컨트롤러(100)로부터 공급된 블랭크 리셋 신호(BRST)를 기초로 생성된 터치 동기 신호(Tsync)에 응답하여, 터치 센싱 시간(TS)에서 신호 라인들(TL)을 통해 터치 전극(TE)에 터치 구동 신호(Vtouch)를 공급한다. 이어서, 터치 센싱부(600)는 해당 터치 전극(TE)으로부터의 피드백 신호를 수신한다. 터치 센싱부(600)는 각 터치 전극(TE)에 대한 터치 구동 신호(Vtouch)와 피드백 신호를 차동 증폭하여 터치로 인한 각 터치 전극(TE)의 셀프 커패시턴스 변화(신호 지연량)를 센싱하여 센싱 정보를 생성하고, 센싱 정보를 신호 처리하여 터치 좌표 정보를 산출하고, 터치 좌표 정보를 호스트 시스템으로 출력한다.In response to the touch synchronization signal Tsync generated based on the blank reset signal BRST supplied from the
도 3에서는 터치 센싱부(600)가 타이밍 컨트롤러(100)로부터 블랭크 리셋 신호(BRST)를 수신하는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 터치 센싱부(600)는 PMIC(200)로부터 게이트 구동부(300)로 전달되는 블랭크 리셋 신호(BRST')를 수신하여 이를 기초로 동작할 수 있다. In FIG. 3 , the
터치 센싱부(600)는 터치 IC로 집적화되거나, 데이터 구동부(400)와 함께 구동 IC로 집적화되거나, 데이터 구동부(400) 및 타이밍 컨트롤러(100)와 함께 구동 IC로 집적화될 수 있다. 데이터 구동부(400)는 적어도 하나의 IC로 구성되어 패널(500)과 연결될 수 있다.The touch/
게이트 구동부(300)는 GIP(Gate In Panel) 방식으로 패널(500)의 박막 트랜지스터 어레이와 함께 형성되어 비표시 영역에 내장된다.The
도 4를 참조하면, 블랭크 리셋 신호(BRST)를 기초로 생성된 터치 동기 신호(Tsync)가 지시하는 제1 디스플레이 구동 시간(TD1)에서 게이트 구동부(300)는 제1 GIP 블록(#1; 도 6)의 게이트 라인들(GL11~G1i)을 순차 구동하고, 데이터 구동부(400)는 데이터 라인들(DL)로 데이터 전압(Vdata+, Vdata-)을 공급하며, 터치 센싱부(600)는 전원부로부터의 공통 전압(Vcom)을 신호 라인들(TL)을 통해 터치 전극들(TE)로 공급함으로써, 제1 블록의 픽셀들에 데이터 전압(Vdata+, Vdata-)을 기입한다.Referring to FIG. 4 , in the first display driving time TD1 indicated by the touch sync signal Tsync generated based on the blank reset signal BRST, the
블랭크 리셋 신호(BRST)를 기초로 생성된 터치 동기 신호(Tsync)가 지시하는 제1 터치 센싱 시간(TS1)에서 터치 센싱부(600)는 신호 라인들(TL)을 통해 터치 전극들(TE) 각각에 터치 구동 신호(Vtouch)를 공급하고, 해당 터치 전극들(TE)로부터의 피드백 신호를 신호 라인들(TL)을 통해 수신하여 터치 여부를 센싱한다.In the first touch sensing time TS1 indicated by the touch synchronization signal Tsync generated based on the blank reset signal BRST, the
이어서, 제2 디스플레이 구동 시간(TD2)에서 게이트 구동부(300) 중 제2 GIP 블록(#2)의 게이트 라인들(GL21~GL2i)이 순차 구동되면서 전술한 바와 같이 제2 블록의 픽셀들에 데이터 전압(Vdata+, Vdata-)이 기입되고, 이어서 터치 센싱 시간(TS2)에서 전술한 바와 같이 터치 전극들(TE)을 구동하여 터치 여부를 센싱한다.Subsequently, in the second display driving time TD2 , the gate lines GL21 to GL2i of the second
이러한 디스플레이 구동 시간(TD)과 터치 센싱 시간(TS)은 교번적으로 반복된다. 제N GIP 블록(#N)의 게이트 라인들(GLN1~GLNi)이 순차 구동되면서 제N 블록의 픽셀들에는 데이터 전압(Vdata+, Vdata-)이 기입된다. 이어서, 터치 센싱 시간(TSN)에는 전술한 바와 같이 터치 전극들(TE)이 구동되어 터치 여부를 센싱할 수 있다.The display driving time TD and the touch sensing time TS are alternately repeated. As the gate lines GLN1 to GLNi of the N-th block #N are sequentially driven, the data voltages Vdata+ and Vdata- are written to the pixels of the N-th block. Subsequently, during the touch sensing time TSN, as described above, the touch electrodes TE may be driven to sense a touch.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 각 터치 센싱 시간(TS)에서 터치 센싱부(600)는 게이트 구동부(300) 및 데이터 구동부(400)를 통해 게이트 라인들(GL) 및 데이터 라인들(DL)에도 터치 구동 신호(Vtouch)를 공급하여 로드 프리 구동(Load Free Driving)을 함으로써 터치 전극(TE) 및 신호 라인(TL)의 RC 로드(Resistor Capacitor Load)를 최소화하여 터치 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 5 , at each touch sensing time TS, the touch/
이를 위하여, 게이트 구동부(300)의 출력단과 데이터 구동부(400)의 출력단에는 각각 출력 선택부(도시 생략)를 추가로 구비할 수 있다. 게이트 구동부(300)의 출력단에 구비되는 출력 선택부는 터치 구동 신호(Vtouch)에 응답하여 디스플레이 구동 시간(TD)에서는 게이트 구동부(300)로부터 공급된 스캔 신호를 선택하여 출력하고, 터치 센싱 시간(TS)에서는 터치 센싱부(600)로부터 공급된 터치 구동 신호(Vtouch)를 선택하여 출력할 수 있다. 데이터 구동부(400)의 출력단에 구비되는 출력 선택부는 터치 동기 신호(Tsync)에 응답하여, 디스플레이 구동 시간(TD)에서는 데이터 구동부(400)로부터 공급된 데이터 신호를 선택하여 출력하고, 터치 센싱 시간(TS)에서는 터치 센싱부(600)로부터 공급된 터치 구동 신호(Vtouch)를 선택하여 출력할 수 있다.To this end, an output selector (not shown) may be additionally provided at an output terminal of the
여기에서, 디스플레이 구동 시간(TD)과 터치 센싱 시간(TS)은, 타이밍 컨트롤러(100)로부터 수신한 블랭크 리셋 신호(BRST)를 이용하여 생성된 터치 동기 신호(Tsync)를 기초로 구분될 수 있다. 이때, 터치 동기 신호(Tsync)는 블랭크 리셋 신호(BRST)의 인버팅된 신호이다. Here, the display driving time TD and the touch sensing time TS may be divided based on the touch synchronization signal Tsync generated using the blank reset signal BRST received from the
또한, 본 발명의 다른 실시예에서, 터치 동기 신호(Tsync)는 블랭크 리셋 신호(BRST)을 소정 시간 동안 지연시킨 신호일 수 있다. 이때, 소정 시간은 디스플레이 구동 시간(TD) 또는 터치 센싱 시간(TS)보다 작은 크기를 가질 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 이후에 후술하도록 한다.Also, in another embodiment of the present invention, the touch synchronization signal Tsync may be a signal obtained by delaying the blank reset signal BRST for a predetermined time. In this case, the predetermined time may be smaller than the display driving time TD or the touch sensing time TS. A detailed description thereof will be provided later.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PMIC를 경유하는 타이밍 컨트롤러와 게이트 구동부의 신호 연결 관계를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a signal connection relationship between a timing controller and a gate driver via a PMIC according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 타이밍 컨트롤러(100)는 도 6에 도시된 바와 같이 초기 스타트 펄스(iVST1, iVST2), 온 클럭(ON_CLK), 오프 클럭(OFF_CLK), 블랭크 리셋 신호(BRST)를 포함하는 복수의 심플 타이밍 신호들(TC)을 각 전송 라인을 통해 PMIC(200)로 공급한다. Referring to FIG. 6 , as shown in FIG. 6 , the
이때, 타이밍 컨트롤러(100)는 블랭크 리셋 신호(BRST)를 터치 센싱부(600) 및 PMIC(200)에 공급한다. 즉, 터치 센싱부(600)는 타이밍 컨트롤러(100)로부터 PMIC(200)로 블랭크 리셋 신호(BRST)를 공급하는 전송 라인을 공유한다.At this time, the
PMIC(200)는 타이밍 컨트롤러(100)로부터 공급받은 심플 타이밍 신호들(TC)과, 블랭크 리셋 신호(BRST)를 기초로 생성된 터치 동기 신호(Tsync)을 이용하여 게이트 제어 신호(GCS)를 생성한다. 게이트 제어 신호(GCS)는 스타트 펄스(VST1, VST2), 다수의 쉬프트 클럭들, 예를 들면 8개의 쉬프트 클럭들(CLK1~CLK8), 리셋 신호(BRST')를 포함하고, 게이트 제어 신호(GCS)는 각 전송 라인을 통해 게이트 구동부(300)로 공급된다. 블랭크 리셋 신호(BRST)를 기초로 생성된 터치 동기 신호(Tsync)를 생성하는 방법은 도 7을 참조하여 후술하도록 한다.The
스타트 펄스(VST1, VST2)는 각 프레임마다 디스플레이 구동 시간(TD1)에서 게이트 구동부(300)의 동작 시작을 지시하는 역할을 한다. PMIC(200)는 타이밍 컨트롤러(100)로부터 공급된 초기 스타트 펄스(iVST1, iVST2)를 레벨 쉬프팅하여 스타트 펄스(VST1, VST2)로써 게이트 구동부(300)로 공급한다. 하이 구간이 서로 오버랩하지 않도록 위상차를 갖는 2개의 스타트 펄스(VST1, VST2)는 패널(500)의 양측에서 게이트 라인들을 교번적으로 구동하는 제1 및 제2 게이트 구동부(도시 생략)에 각각 공급되는 것이며, 게이트 구동부(300)가 분할되지 않으면 하나의 스타트 펄스만(VST)만 게이트 구동부(300)로 공급될 수 있다.The start pulses VST1 and VST2 serve to instruct the start of the operation of the
PMIC(200)는 온 클럭(ON_CLK), 오프 클럭(OFF_CLK)을 이용하여 각 디스플레이 구동 시간(TD)에서 쉬프트 클럭들(CLK1~CLK8)을 생성 및 레벨 쉬프팅하여 게이트 구동부(300)로 공급한다. PMIC(200)으로부터 게이트 구동부(300)로 공급되는 쉬프트 클럭들(GCLK1~GCLK8)은 온 클럭(ON_CLK)의 라이징 타임에 응답하여 순차적으로 라이징되고, 오프 클럭(OFF_CLK)의 폴링 타임에 응답하여 순차적으로 폴링되며, 인접한 쉬프트 클럭과 일부 구간이 서로 중첩되는 형태를 갖는다. 게이트 구동부(300)에서 GIP 블록들(#1, #2, ..., #N) 각각은 쉬프트 클럭들(GCLK1~GCLK8)을 순차적으로 번갈아가면서 선택하여 순차적으로 위상 쉬프트되는 스캔 출력(GL11~ GL1i, GL21~ GL2i, ..., GLN11~ GLNi)으로 출력한다.The
리셋 신호(BRST')는 수직 동기 신호의 블랭크(Blank) 기간에서 게이트 구동부(300)에 포함된 더미 회로 및 GIP 회로를 초기화하기 위하여 공급된다. 리셋 신호(DRST')의 펄스는 스타트 펄스(VST1) 이전의 블랭크(Blank) 기간에 게이트 구동부(300)의 더미 회로 또는 GIP 회로에 공급되어, 안정적인 초기 구동을 위해 더미 회로 또는 GIP 회로의 구동을 지시하는 역할을 한다. PMIC(200)는 타이밍 컨트롤러(100)로부터 공급된 블랭크 리셋 신호(BRST)를 레벨 쉬프팅하여 리셋 신호(BRST')로써 게이트 구동부(300)에 공급한다.The reset signal BRST' is supplied to initialize the dummy circuit and the GIP circuit included in the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러와 터치 센싱부의 신호 연결 관계를 나타낸 도면이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센싱부의 구동 파형도이다.7 is a diagram illustrating a signal connection relationship between a timing controller and a touch sensing unit according to an embodiment of the present invention. 8 is a driving waveform diagram of a touch sensing unit according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센싱부(600)는 타이밍 컨트롤러(100)로부터 블랭크 리셋 신호(BRST)를 입력받는다. Referring to FIG. 7 , the
터치 센싱부(600)는 터치 구동 회로(TPIC)(610)와, 터치 컨트롤러(MCU)(620)를 포함한다. 이때, 터치 구동 회로(610)와 터치 컨트롤러(620)는 타이밍 컨트롤러(100)로부터 공통된 블랭크 리셋 신호(BRST)를 입력받는다.The
터치 구동 회로(610)는 디스플레이 구동 시간(TD) 동안 신호 라인(TL)을 통해 터치 전극(TE)에 공통전압(Vcom)을 공급하고, 터치 센싱 시간(TS) 동안 신호 라인(TL)을 통해 터치 전극(TE)에 터치 구동 신호(Vtouch)를 공급한다. 이때, 터치 구동 회로(610)는 타이밍 컨트롤러(10)로부터 수신한 블랭크 리셋 신호(BRST)를 기초로 공통전압(Vcom) 또는 터치 구동 신호(Vtouch)을 신호 라인(TL)을 통해 터치 전극(TE)에 공급한다.The
예를 들어, 블랭크 리셋 신호(BRST)가 로우 로직 레벨(Low logic level)을 갖는 경우, 터치 구동 회로(610)는 터치 전극(TE)에 공통전압(Vcom)을 공급한다. 반대로, 블랭크 리셋 신호(BRST)가 하이 로직 레벨(HIgh logic level)을 갖는 경우, 터치 구동 회로(610)는 터치 전극(TE)에 터치 구동 신호(Vtouch)을 공급한다.For example, when the blank reset signal BRST has a low logic level, the
터치 컨트롤러(620)는 터치 구동 회로(610)가 터치 전극(TE)에 터치 구동 신호(Vtouch)을 공급하는 동안, 해당 터치 전극(TE)으로부터의 피드백 신호를 수신한다. 이어서, 터치 컨트롤러(620)는 각 터치 전극(TE)에 대한 터치 구동 신호(Vtouch)와 피드백 신호를 차동 증폭하여 터치로 인한 각 터치 전극(TE)의 셀프 커패시턴스 변화(신호 지연량)를 센싱하여 센싱 정보를 생성한다. 이어서, 터치 컨트롤러(620)는 센싱 정보를 신호 처리하여 터치 좌표 정보를 산출하고, 터치 좌표 정보를 호스트 시스템(미도시)으로 출력한다. 이때, 터치 컨트롤러(620)는 타이밍 컨트롤러(10)로부터 수신한 블랭크 리셋 신호(BRST)를 기초로 터치 동기 신호(Tsync)를 생성하고, 터치 동기 신호(Tsync)를 이용하여 터치 센싱 시간(TS)인지 여부를 결정한다.The
터치 컨트롤러(620)는 블랭크 리셋 신호(BRST)를 논리 반전시켜 출력하는 인버터(622)와, 인버터의 출력 신호를 일정시간 동안 지연시키는 버퍼(624)를 포함한다. The
일반적으로, 블랭크 리셋 신호(BRST)의 라이징 타임과 터치 동기 신호(Tsync)의 폴링 타임이 겹치는 경우, 일시적으로 터치 센싱에 오류가 발생하는 문제점이 있을 수 있다. 따라서, 터치 컨트롤러(620)는 버퍼(624)를 이용하여 블랭크 리셋 신호(BRST)의 인버팅된 신호를 일정 시간 지연시켜, 블랭크 리셋 신호(BRST)의 라이징 타임과 터치 동기 신호(Tsync)의 폴링 타임이 오버랩되지 않도록 할 수 있다. 이를 통해, 터치 겸용 디스플레이 장치에서 터치 센싱 구간을 안정화시킬 수 있으며, 이에 따라, 터치 센싱의 인식률을 개선시킬 수 있다.In general, when the rising time of the blank reset signal BRST and the polling time of the touch synchronization signal Tsync overlap, there may be a problem in that an error temporarily occurs in touch sensing. Accordingly, the
도 8을 참조하면, 터치 동기 신호(Tsync)는 버퍼(624)에 의해, 블랭크 리셋 신호(BRST)의 라이징 타임(T1)으로부터 제1 시간(G1) 지연된 폴링 타임(T2)을 갖는다. 다르게 표현하면, 블랭크 리셋 신호(BRST)의 라이징 타임(T1)과 터치 동기 신호(Tsync)의 폴링 타임(T2)은 동시에 발생하지 않으며, 제1 시간(G1)의 간격을 갖는다.Referring to FIG. 8 , the touch synchronization signal Tsync has a polling time T2 delayed by a first time G1 from the rising time T1 of the blank reset signal BRST by the
마찬가지로, 블랭크 리셋 신호(BRST)의 폴링 타임(T3)과 터치 동기 신호(Tsync)의 라이징 타임(T4)도 제2 시간(G2)의 간격을 갖는다. 이때, 제2 시간(G2)은 제1 시간(G1)과 동일할 수 있다.Similarly, the falling time T3 of the blank reset signal BRST and the rising time T4 of the touch synchronization signal Tsync also have an interval of the second time G2 . In this case, the second time period G2 may be the same as the first time period G1 .
이때, 터치 센싱부(600)는 신호 라인(TL)을 통해 터치 구동 신호(Vtouch)를 터치 전극(TE)에 제공하고, 터치 구동 신호(Vtouch)에 대한 피드백 신호를 수신할 수 있다. In this case, the
여기에서, 디스플레이 구동 시간(TD)은 터치 동기 신호(Tsync)의 라이징 타임(T0)에서부터 블랭크 리셋 신호(BRST)의 라이징 타임(T1)까지 일 수 있다. 터치 센싱 시간(TS)은 터치 동기 신호(Tsync)의 폴링 타임(T2)에서부터 블랭크 리셋 신호(BRST)의 폴링 타임(T3)까지 일 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 터치 겸용 디스플레이 장치는 상호 간섭 없이 패널에 화상을 표시하는 동작과, 사용자의 터치를 센싱하는 동작을 정상적으로 수행할 수 있게 하며, 터치 인식의 오류를 최소화시킬 수 있다.Here, the display driving time TD may be from the rising time T0 of the touch synchronization signal Tsync to the rising time T1 of the blank reset signal BRST. The touch sensing time TS may be from the polling time T2 of the touch synchronization signal Tsync to the polling time T3 of the blank reset signal BRST. Through this, the touch display device of the present invention can normally perform an operation of displaying an image on a panel and an operation of sensing a user's touch without mutual interference, and can minimize an error in touch recognition.
본 발명의 일 실시예에서 터치 컨트롤러(620)가 하나의 버퍼(624)만을 포함하는 것을 예로 들어 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아다. 예를 들어, 도면에 명확히 도시하지는 않았으나, 본 발명의 다른 실시예에서 터치 컨트롤러(620)는 복수의 버퍼(624)를 이용하여 터치 동기 신호(Tsync)를 지연 시간을 조정할 수 있다.In an embodiment of the present invention, it is illustrated that the
이를 통해, 본 발명의 터치 센싱 구동 회로는 터치 동기 신호(Tsync)를 블랭크 리셋 신호(BRST)로 통합 및 대체함으로써, 터치 동기 신호(Tsync)와 블랭크 리셋 신호(BRST)의 상호 간섭에 의해 발생하는 터치 센싱 인식 오류를 저감시킬 수 있고, 사용자의 터치 동작에 따른 반응 속도를 높일 수 있다.Through this, the touch sensing driving circuit of the present invention integrates and replaces the touch synchronization signal Tsync with the blank reset signal BRST. A touch sensing recognition error may be reduced, and a reaction speed according to a user's touch operation may be increased.
또한, 본 발명의 터치 센싱 구동 회로는 터치 동기 신호(Tsync)를 블랭크 리셋 신호(BRST)로 통합 및 대체함으로써, 타이밍 컨트롤러의 출력 핀 수를 감소시키고, 구동 회로의 레이아웃을 단순화시킬 수 있다. 이를 통해, 구동 회로의 생산 비용을 감소시킬 수 있으며, 레이아웃의 전체 크기를 감소시키고, 레이아웃 디자인을 최적화 할 수 있다. In addition, the touch sensing driving circuit of the present invention may reduce the number of output pins of the timing controller and simplify the layout of the driving circuit by integrating and replacing the touch synchronization signal Tsync with the blank reset signal BRST. Through this, the production cost of the driving circuit can be reduced, the overall size of the layout can be reduced, and the layout design can be optimized.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.For those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, various substitutions, modifications and changes are possible within the scope of the present invention without departing from the technical spirit of the present invention. is not limited by
100: 타이밍 컨트롤러 200: PMIC
300: 게이트 구동부 400: 데이터 구동부
500: 패널 600: 터치 센싱부
610: 터치 구동 회로 620: 터치 컨트롤러100: timing controller 200: PMIC
300: gate driver 400: data driver
500: panel 600: touch sensing unit
610: touch driving circuit 620: touch controller
Claims (12)
타이밍 컨트롤러(100)에서 상기 게이트 구동부(300)에 전달되는 블랭크 리셋 신호(BRST)를 수신하는 터치 구동 회로(TPIC)(610); 및
상기 타이밍 컨트롤러(100)에서 상기 터치 구동 회로(610)에 전달되는 상기 블랭크 리셋 신호(BRST)를 인버팅하여 터치 동기 신호(Tsync)로써 이용하는 터치 컨트롤러(MCU)(620)를 포함하고,
상기 터치 동기 신호(Tsync)는 상기 블랭크 리셋 신호(BRST)의 라이징 타임(T1)으로부터 제1 시간(G1) 지연된 폴링 타임(T2)을 갖는 터치 센싱 구동 회로.
In the touch sensing driving circuit in which the gate driving unit 300 for displaying an image is operated during the display driving time TD and the touch sensing unit 600 sensing a touch input is operated during the touch sensing time TS,
a touch driving circuit (TPIC) 610 receiving a blank reset signal BRST transmitted from the timing controller 100 to the gate driving unit 300 ; and
and a touch controller (MCU) 620 that inverts the blank reset signal BRST transmitted from the timing controller 100 to the touch driving circuit 610 and uses it as a touch synchronization signal Tsync,
The touch synchronization signal Tsync has a falling time T2 delayed for a first time G1 from the rising time T1 of the blank reset signal BRST.
상기 터치 컨트롤러(620)는,
상기 블랭크 리셋 신호(BRST)를 논리 반전시켜 출력하는 인버터(622)와,
상기 인버터의 출력 신호를 일정시간 동안 지연시키는 버퍼(624)를 포함하는
터치 센싱 구동 회로.
According to claim 1,
The touch controller 620,
an inverter 622 for logically inverting and outputting the blank reset signal BRST;
including a buffer 624 for delaying the output signal of the inverter for a predetermined time
Touch sensing driving circuit.
상기 터치 컨트롤러(MCU)는, 직렬 연결된 복수 개의 버퍼를 포함하는 터치 센싱 구동 회로.
3. The method of claim 2,
The touch controller (MCU) is a touch sensing driving circuit including a plurality of buffers connected in series.
터치 겸용 디스플레이용 패널(500)의 게이트 라인들을 다수의 블록으로 분할하여 다수의 디스플레이 구동 기간(TD)에서 다수의 블록을 각각 구동하는 다수의 GIP 블록을 포함하는 게이트 구동부(300)와,
상기 블랭크 리셋 신호(BRST)를 생성하여 출력하고, 상기 터치 동기 신호(Tsync)를 미출력하는 타이밍 컨트롤러(100)를 더 포함하는
터치 센싱 구동 회로.
According to claim 1,
A gate driver 300 including a plurality of GIP blocks for dividing the gate lines of the panel for a touch display 500 into a plurality of blocks and respectively driving the plurality of blocks in a plurality of display driving periods TD;
and a timing controller 100 that generates and outputs the blank reset signal BRST and does not output the touch synchronization signal Tsync.
Touch sensing driving circuit.
픽셀 어레이에 포함되는 다수의 터치 전극열을 포함하는 패널(500)을 더 포함하고,
상기 패널(500)은,
데이터 라인의 길이 방향으로 배열되는 다수의 터치 전극(TE)과,
상기 다수의 터치 전극(TE)과 개별 접속되고, 상기 터치 컨트롤러(620)와 연결되는 다수의 신호 라인(TL)을 포함하는
터치 센싱 구동 회로.
According to claim 1,
Further comprising a panel 500 including a plurality of touch electrode rows included in the pixel array,
The panel 500,
a plurality of touch electrodes TE arranged in the longitudinal direction of the data line;
and a plurality of signal lines TL individually connected to the plurality of touch electrodes TE and connected to the touch controller 620 .
Touch sensing driving circuit.
상기 터치 구동 회로(610)는,
상기 블랭크 리셋 신호(BRST)를 기초로, 상기 디스플레이 구동 시간(TD) 동안 상기 다수의 터치 전극(TE)에 공통 전압(Vcom)을 제공하고, 상기 터치 센싱 시간(TS) 동안 상기 다수의 터치 전극(TE)에 터치 구동 신호(Vtouch)를 제공하는
터치 센싱 구동 회로.
6. The method of claim 5,
The touch driving circuit 610,
A common voltage Vcom is provided to the plurality of touch electrodes TE during the display driving time TD based on the blank reset signal BRST, and the plurality of touch electrodes during the touch sensing time TS (TE) to provide a touch drive signal (Vtouch)
Touch sensing driving circuit.
상기 터치 컨트롤러(620)는,
상기 터치 센싱 시간(TS) 동안 상기 다수의 터치 전극(TE)에 제공되는 터치 구동 신호(Vtouch)에 대한 피드백 신호를 상기 다수의 신호 라인(TL)을 통해 수신하고,
상기 터치 구동 신호(Vtouch)와 상기 피드백 신호의 차동 증폭을 통해, 상기 터치 전극(TE)의 셀프 커패시턴스 변화를 센싱하여, 터치 좌표 정보를 산출하는
터치 센싱 구동 회로.
6. The method of claim 5,
The touch controller 620,
receiving a feedback signal for a touch driving signal Vtouch provided to the plurality of touch electrodes TE during the touch sensing time TS through the plurality of signal lines TL;
Sensing a change in self-capacitance of the touch electrode TE through differential amplification of the touch driving signal Vtouch and the feedback signal to calculate touch coordinate information
Touch sensing driving circuit.
상기 디스플레이 구동 시간(TD) 동안 패널(500)의 픽셀 어레이에 데이터 전압을 충전하는 데이터 구동부(400);
상기 터치 센싱 시간(TS) 동안 패널(500)에 내장된 다수의 터치 전극(TE) 상의 터치 입력을 센싱하는 터치 센싱부(600); 및
상기 터치 동기 신호(Tsync)를 생성하는데 이용되는 블랭크 리셋 신호(BRST)를 상기 데이터 구동부(400) 및 상기 터치 센싱부(600)에 제공하는 타이밍 컨트롤러(100)를 포함하되,
상기 터치 센싱부(600)는,
상기 블랭크 리셋 신호(BRST)를 기초로, 상기 디스플레이 구동 시간(TD)과 상기 터치 센싱 시간(TS)에 서로 다른 전압을 상기 터치 전극(TE)에 제공하는 터치 구동 회로(610)와,
상기 블랭크 리셋 신호(BRST)를 인버팅한 상기 터치 동기 신호(Tsync)를 생성하여 이용하고, 상기 터치 전극(TE) 상의 터치 좌표 정보를 산출하는 터치 컨트롤러(620)를 포함하는
터치 센싱 구동 회로.
In the touch sensing driving circuit that operates by dividing the display driving time (TD) and the touch sensing time (TS) based on the touch synchronization signal (Tsync),
a data driver 400 for charging a data voltage to the pixel array of the panel 500 during the display driving time TD;
a touch sensing unit 600 for sensing touch inputs on a plurality of touch electrodes TE built into the panel 500 during the touch sensing time TS; and
a timing controller 100 for providing a blank reset signal BRST used to generate the touch synchronization signal Tsync to the data driver 400 and the touch sensing unit 600;
The touch sensing unit 600,
a touch driving circuit 610 for providing different voltages to the touch electrode TE during the display driving time TD and the touch sensing time TS based on the blank reset signal BRST;
and a touch controller 620 that generates and uses the touch synchronization signal Tsync obtained by inverting the blank reset signal BRST, and calculates touch coordinate information on the touch electrode TE.
Touch sensing driving circuit.
상기 터치 컨트롤러(620)는,
상기 블랭크 리셋 신호(BRST)를 논리 반전시켜 출력하는 인버터(622)와,
상기 인버터의 출력 신호를 일정시간 동안 지연시키는 버퍼(624)를 포함하는
터치 센싱 구동 회로.
9. The method of claim 8,
The touch controller 620,
an inverter 622 for logically inverting and outputting the blank reset signal BRST;
including a buffer 624 for delaying the output signal of the inverter for a predetermined time
Touch sensing driving circuit.
상기 블랭크 리셋 신호(BRST)의 라이징 타임과 상기 터치 동기 신호(Tsync)의 폴링 타임 사이의 최소 시간(G1)은, 상기 블랭크 리셋 신호(BRST)의 폴링 타임과 상기 터치 동기 신호(Tsync)의 라이징 타임 사이의 최소 시간(G2)과 동일한
터치 센싱 구동 회로.10. The method of claim 9,
The minimum time G1 between the rising time of the blank reset signal BRST and the falling time of the touch sync signal Tsync is the falling time of the blank reset signal BRST and the rising time of the touch sync signal Tsync. equal to the minimum time between times (G2)
Touch sensing driving circuit.
상기 블랭크 리셋 신호(BRST)의 폴링 타임(T3)과 상기 터치 동기 신호(Tsync)의 라이징 타임(T4)은 제2 시간(G2)의 간격을 갖는 터치 센싱 구동 회로.
According to claim 1,
A falling time T3 of the blank reset signal BRST and a rising time T4 of the touch synchronization signal Tsync have an interval of a second time G2.
상기 디스플레이 구동 시간(TD)은 상기 터치 동기 신호(Tsync)의 라이징 타임(T0)에서부터 상기 블랭크 리셋 신호(BRST)의 라이징 타임(T1)까지이고, 상기 터치 센싱 시간(TS)은 상기 터치 동기 신호(Tsync)의 폴링 타임(T2)에서부터 상기 블랭크 리셋 신호(BRST)의 폴링 타임(T3)까지인 터치 센싱 구동 회로.
According to claim 1,
The display driving time TD is from a rising time T0 of the touch sync signal Tsync to a rising time T1 of the blank reset signal BRST, and the touch sensing time TS is the touch sync signal A touch sensing driving circuit that is from a polling time T2 of (Tsync) to a polling time T3 of the blank reset signal BRST.
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