KR102457994B1

KR102457994B1 - 터치표시장치, 마이크로 컨트롤러 및 구동방법

Info

Publication number: KR102457994B1
Application number: KR1020180068114A
Authority: KR
Inventors: 강성규; 김성철; 김훈배; 김선엽
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2018-06-14
Filing date: 2018-06-14
Publication date: 2022-10-24
Also published as: CN110609635A; KR20190141401A; CN110609635B; US20190384452A1; DE102019116079A1; US10845931B2

Abstract

본 발명은 터치표시장치, 마이크로 컨트롤러 및 구동방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 터치 구동 시, 표시패널 및 인쇄회로기판 등에서 발생되는 다양한 펄스신호들 간의 위상 차이가 발생하지 않도록 해주는 터치표시장치, 마이크로 컨트롤러 및 구동방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명에 의하면, 터치 센싱을 위해 구동신호가 인가되는 터치전극과 주변의 다른 전극 사이에 불필요한 기생 캐패시턴스가 발생하지 않도록 해주고, 이를 통해 터치 센싱 성능을 향상시킬 수 있고, 더 나아가, 디스플레이 성능도 향상시킬 수 있다.

Description

터치표시장치, 마이크로 컨트롤러 및 구동방법{TOUCH DISPLAY DEVICE, MICRO CONTROLLER, AND DRIVING METHOD}

본 발명은 터치표시장치, 마이크로 컨트롤러 및 구동방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 터치 디스플레이 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치, 플라즈마 표시장치, 유기발광표시장치 등과 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.

이러한 표시장치 중, 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력방식을 제공하는 터치표시장치가 있다.

종래의 터치표시장치는 터치패널에 배치된 터치전극으로 구동신호를 인가하여 터치전극에서 형성된 캐패시턴스를 감지하여 터치를 센싱할 수 있다.

한편, 종래의 터치표시장치 중에는 터치전극들이 배치되는 터치패널을 표시패널에 내장시킨 경우가 있다. 이와 같이, 터치전극들이 표시패널에 내장되는 경우, 터치 센싱을 위해 터치전극들 중 일부로 구동신호를 인가하게 되면, 표시패널에서 터치전극들의 주변에 배치된 전극들(다른 터치전극들, 데이터라인들, 게이트라인들 등)과 구동신호가 인가된 터치전극들 사이에는 불필요한 기생 캐패시턴스가 형성될 수 있다. 이러한 불필요한 기생 캐패시턴스로 인해 터치 센싱 성능이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.

이러한 배경에서, 본 발명의 실시예들의 목적은, 터치 센싱을 위해 구동신호가 인가되는 터치전극과 주변의 다른 전극 사이에 불필요한 기생 캐패시턴스가 발생하지 않도록 해주는 터치표시장치, 마이크로 컨트롤러 및 구동방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 실시예들의 다른 목적은, 터치 센싱을 위한 패널 구동 시, 터치전극 구동신호와 그 외 다양한 펄스신호들 간의 위상 차이가 발생하지 않도록 해주는 터치표시장치, 마이크로 컨트롤러 및 구동방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 실시예들의 또 다른 목적은, 디스플레이와 터치 센싱을 동시에 수행할 수 있고, 이를 위한 구동 시 표시패널 및 인쇄회로기판 등에서 발생되는 다양한 펄스신호들 간의 위상 차이가 발생하지 않도록 해주는 터치표시장치, 마이크로 컨트롤러 및 구동방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 실시예들의 또 다른 목적은, 디스플레이와 터치 센싱을 동시에 수행함에 있어서, 구동에 필요한 다양한 펄스신호들을 다양한 위상 차이를 갖는 기준펄스신호들에 기초하여 생성하여 구동에 이용함으로써, 구동 시, 표시패널 및 인쇄회로기판 등에서 발생되는 다양한 펄스신호 간의 위상 차이가 발생하지 않도록 해주는 터치표시장치, 마이크로 컨트롤러 및 구동방법을 제공하는데 있다.

일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 데이터라인, 다수의 게이트라인 및 다수의 터치전극이 배치된 표시패널과, 표시패널과 전기적으로 연결되고, 다수의 게이트라인으로 게이트신호를 순차적으로 출력하는 게이트구동회로와, 표시패널과 전기적으로 연결되고, 다수의 데이터라인으로 데이터신호를 출력하는 데이터구동회로와, 표시패널과 전기적으로 연결되고, 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 터치전극 구동신호를 출력하는 터치구동회로와, 표시패널과 전기적으로 연결된 인쇄회로기판과, 인쇄회로기판 상에 실장 되고, 게이트구동회로, 데이터구동회로 및 터치구동회로 중 적어도 하나와 전기적으로 연결된 터치파워회로와, 인쇄회로기판 상에 실장 되고, 제1 기준펄스신호와 하나 이상의 다른 기준펄스신호를 포함하는 둘 이상의 기준펄스신호를 출력하는 마이크로 컨트롤러를 포함하는 터치표시장치를 제공할 수 있다.

터치전극 구동신호는 제1 기준펄스신호에 기초하여 생성될 수 있다.

이러한 터치전극 구동신호가 하나 이상의 터치전극으로 인가되는 동안, 다른 기준펄스신호에 기초하여 생성된 하나 이상의 펄스신호가 표시패널 또는 인쇄회로기판에 인가될 수 있다.

제1 기준펄스신호와 다른 기준펄스신호는 주파수가 동일할 수 있다.

제1 기준펄스신호에 기초하여 생성된 터치전극 구동신호와, 다른 기준펄스신호에 기초하여 생성된 하나 이상의 펄스신호는 서로 위상이 대응될 수 있다.

마이크로 컨트롤러는 제1 기준펄스신호와 다른 기준펄스신호를 다른 위상을 갖는 상태로 출력할 수 있다.

마이크로 컨트롤러는 제1 기준펄스신호와 다른 제2 기준펄스신호를 출력하고, 게이트구동회로는 제2 기준펄스신호를 기초로 생성된 펄스신호인 로우레벨 게이트전압을 입력 받을 수 있다.

제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 터치전극 구동신호와 제2 기준펄스신호를 기초로 생성된 로우레벨 게이트전압은 동일한 주파수일 수 있다.

제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 터치전극 구동신호와 제2 기준펄스신호를 기초로 생성된 로우레벨 게이트전압은 동일한 위상을 가질 수 있다.

제1 기준펄스신호과 제2 기준펄스신호는 서로 다른 위상을 가질 수 있다.

마이크로 컨트롤러는 제1 기준펄스신호를 제2 기준펄스신호보다 더 지연시켜 출력할 수 있다.

마이크로 컨트롤러는 제1 기준펄스신호와 다른 제3 기준펄스신호를 출력할 수 있다.

제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 터치전극 구동신호가 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극에 인가되는 동안, 제3 기준펄스신호를 기초로 생성된 펄스신호가 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극과 다른 터치전극들로 인가될 수 있다.

제1 기준펄스신호와 제3 기준펄스신호는 동일한 주파수를 가질 수 있다.

제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 터치전극 구동신호와 제3 기준펄스신호를 기초로 생성된 펄스신호는 동일한 위상을 가질 수 있다.

제1 기준펄스신호와 제3 기준펄스신호는 서로 다른 위상을 가질 수 있다.

마이크로 컨트롤러는 제1 기준펄스신호를 제3 기준펄스신호보다 더 지연시켜 출력할 수 있다.

마이크로 컨트롤러는 제1 기준펄스신호와 다른 제4 기준펄스신호를 출력할 수 있다.

터치전극 구동신호가 상기 하나 이상의 터치전극으로 인가되는 동안, 즉, 터치 센싱을 위해 터치 구동이 진행되는 동안, 영상 표시를 위한 디스플레이 구동을 위하여, 데이터구동회로는 제4 기준펄스신호를 기초로 생성된 펄스신호인 감마기준전압에 응답하여 영상 표시를 위한 데이터신호를 출력할 수 있다.

제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 터치전극 구동신호와 제4 기준펄스신호를 기초로 생성된 감마기준전압은 동일한 주파수일 수 있다.

제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 터치전극 구동신호와 제4 기준펄스신호를 기초로 생성된 감마기준전압은 동일한 위상을 가질 수 있다.

제1 기준펄스신호와 제4 기준펄스신호는 서로 다른 위상을 가질 수 있다.

마이크로 컨트롤러는 제1 기준펄스신호를 제4 기준펄스신호보다 더 지연시켜 출력할 수 있다.

마이크로 컨트롤러는 제1 기준펄스신호와 다른 제5 기준펄스신호를 출력하고, 게이트구동회로는 제5 기준펄스신호를 기초로 생성된 펄스신호인 하이레벨 게이트전압을 입력 받을 수 있다.

제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 터치전극 구동신호와 제5 기준펄스신호를 기초로 생성된 하이레벨 게이트전압은 동일한 주파수일 수 있다.

제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 터치전극 구동신호와 제5 기준펄스신호를 기초로 생성된 하이레벨 게이트전압은 동일한 위상을 가질 수 있다.

제1 기준펄스신호와 제5 기준펄스신호는 서로 다른 위상을 가질 수 있다.

마이크로 컨트롤러는 제1 기준펄스신호를 제5 기준펄스신호보다 더 지연시켜 출력할 수 있다.

마이크로 컨트롤러는 제1 기준펄스신호와 다른 제6 기준펄스신호를 출력하고, 게이트구동회로는 제6 기준펄스신호를 기초로 생성된 펄스신호인 게이트클럭신호를 입력 받을 수 있다.

제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 터치전극 구동신호와 제6 기준펄스신호를 기초로 생성된 게이트클럭신호는 동일한 주파수일 수 있다.

제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 터치전극 구동신호와 제6 기준펄스신호를 기초로 생성된 게이트클럭신호는 동일한 위상을 가질 수 있다.

제1 기준펄스신호와 제6 기준펄스신호는 서로 다른 위상을 가질 수 있다.

마이크로 컨트롤러는 제1 기준펄스신호를 제6 기준펄스신호보다 더 지연시켜 출력할 수 있다.

마이크로 컨트롤러는, 레지스터에 저장된 둘 이상의 기준펄스신호 각각에 대한 전파시간 값 또는 둘 이상의 기준펄스신호 간의 전파시간 차이값을 토대로, 둘 이상의 기준펄스신호 간의 위상 차이를 조절하여 둘 이상의 기준펄스신호를 출력할 수 있다.

터치표시장치는, 데이터구동회로, 게이트구동회로, 터치구동회로 및 터치파워회로 중 둘 이상의 각 출력지점에서 마이크로 컨트롤러까지 연결되는 둘 이상의 피드백라인을 더 포함할 수 있다.

마이크로 컨트롤러는, 둘 이상의 기준펄스신호 또는 둘 이상의 기준펄스신호와 대응되는 둘 이상의 테스트전용신호 각각을 출력할 수 있다.

마이크로 컨트롤러는, 둘 이상의 기준펄스신호 또는 둘 이상의 테스트전용신호에 대한 둘 이상의 피드백 펄스신호를 둘 이상의 피드백라인을 통해 수신하여, 둘 이상의 피드백 펄스신호에 근거하여, 둘 이상의 기준펄스신호 각각에 대한 전파시간 값 또는 둘 이상의 기준펄스신호 간의 전파시간 차이값을 산출하여 레지스터에 저장할 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 표시패널과, 표시패널에 전기적으로 연결된 인쇄회로기판을 포함하는 터치표시장치에서, 인쇄회로기판에 실장 되는 마이크로 컨트롤러를 제공할 수 있다.

마이크로 컨트롤러는, 둘 이상의 기준펄스신호에 대한 정보를 저장하는 레지스터와, 동일한 주파수를 갖는 둘 이상의 기준펄스신호를 생성하여 출력하는 신호 생성기를 포함할 수 있다.

신호 생성기는, 외부 신호공급부품에 의해 둘 이상의 기준펄스신호를 기초로 생성되는 다수의 펄스신호가 표시패널 또는 인쇄회로기판 상에서 동일한 위상이 되도록, 둘 이상의 기준펄스신호의 위상 차이를 발생시켜 출력할 수 있다.

신호 생성기는, 레지스터에 저장된 둘 이상의 기준펄스신호 각각에 대한 전파시간 값 또는 둘 이상의 기준펄스신호 간의 전파시간 차이값을 토대로, 둘 이상의 기준펄스신호 간의 위상 차이를 조절하여 둘 이상의 기준펄스신호를 출력할 수 있다.

마이크로 컨트롤러는, 둘 이상의 피드백 라인을 통해 입력된 둘 이상의 피드백 펄스신호에 근거하여, 둘 이상의 기준펄스신호 각각에 대한 전파시간 값 또는 둘 이상의 기준펄스신호 간의 전파시간 차이값을 산출하여 레지스터에 저장하는 자동 보정기를 더 포함할 수 있다.

마이크로 컨트롤러는, 미세 클럭을 기준으로 둘 이상의 기준펄스신호 간의 전파시간 차이값을 알아내거나, 미세 클럭을 기준으로 둘 이상의 기준펄스신호 간의 위상 차이를 만들어주는 클럭 카운터를 포함할 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 데이터라인, 다수의 게이트라인 및 다수의 터치전극이 배치된 표시패널과, 다수의 터치전극을 구동하는 터치구동회로와, 표시패널과 전기적으로 연결된 인쇄회로기판과, 인쇄회로기판 상에 실장 되는 마이크로 컨트롤러를 포함하는 터치표시장치의 구동방법을 제공할 수 있다.

터치표시장치의 구동방법은, 마이크로 컨트롤러가 동일한 주파수를 갖는 제1 기준펄스신호와 하나 이상의 다른 기준펄스신호를 출력하는 단계와, 터치구동회로가 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 펄스신호인 터치전극 구동신호를 인가하는 단계를 포함할 수 있다.

인가하는 단계에서, 터치전극 구동신호가 하나 이상의 터치전극으로 인가되는 동안, 다른 기준펄스신호에 기초하여 생성된 하나 이상의 펄스신호가 표시패널 또는 인쇄회로기판에 인가될 수 있다.

출력하는 단계에서, 마이크로 컨트롤러는 제1 기준펄스신호와 다른 기준펄스신호를 다른 위상을 갖는 상태로 출력할 수 있다.

마이크로 컨트롤러는, 제1 기준펄스신호(PWM1)를 다른 기준펄스신호보다 더 지연시켜 출력할 수 있다.

전술한 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 센싱을 위해 구동신호가 인가되는 터치전극과 주변의 다른 전극 사이에 불필요한 기생 캐패시턴스가 발생하지 않도록 해주는 터치표시장치, 마이크로 컨트롤러 및 구동방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 센싱을 위한 패널 구동 시, 터치전극 구동신호와 그 외 다양한 펄스신호들 간의 위상 차이가 발생하지 않도록 해주는 터치표시장치, 마이크로 컨트롤러 및 구동방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이와 터치 센싱을 동시에 수행할 수 있고, 이를 위한 구동 시 표시패널 및 인쇄회로기판 등에서 발생되는 다양한 펄스신호들 간의 위상 차이가 발생하지 않도록 해주는 터치표시장치, 마이크로 컨트롤러 및 구동방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이와 터치 센싱을 동시에 수행함에 있어서, 구동에 필요한 다양한 펄스신호들을 다양한 위상 차이를 갖는 기준펄스신호들에 기초하여 생성하여 구동에 이용함으로써, 구동 시, 표시패널 및 인쇄회로기판 등에서 발생되는 다양한 펄스신호 간의 위상 차이가 발생하지 않도록 해주는 터치표시장치, 마이크로 컨트롤러 및 구동방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 디스플레이 구동을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 터치 구동을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 분할 구동 방식을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 시간 프리 구동의 3가지 케이스를 나타낸 도면이다.
도 7b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 시간 프리 구동 방식에 따른 핑거 센싱과 펜 센싱의 다양한 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동의 3가지 케이스 별 터치전극 구동신호(TDS)를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 시간 프리 구동의 3가지 케이스 별 주요신호들의 파형을 정리하여 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동 시스템을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 시간 프리 구동의 3가지 케이스 중 케이스 1을 위한 구성 요소들 간의 신호 전달 체계를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 시간 프리 구동의 3가지 케이스 중 케이스 2를 위한 구성 요소들 간의 신호 전달 체계를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 시간 프리 구동의 3가지 케이스 중 케이스 3을 위한 구성 요소들 간의 신호 전달 체계를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동 시스템에서, 감마 변조 기법을 통해 데이터라인에 대한 시간 프리 구동을 수행하기 위한 감마블록의 예시이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동 시스템에서, 감마 변조 기법을 통해 데이터라인에 대한 시간 프리 구동을 수행하기 위한 감마블록에서 사용되는 감마기준전압들의 전압레벨 및 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동 시스템에서, 감마 변조 기법을 통해 데이터라인에 대한 시간 프리 구동을 수행하기 위한 감마블록에서의 디지털-아날로그 변환 특성을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동 시스템에서 로드 프리 구동 블록을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동 시스템에서 감마 변조 기법을 위한 각종 전압들을 생성하는 회로를 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동 시스템에서, 터치전극 구동신호의 주파수가 빠른 경우, 시간 프리 구동을 위한 주요신호들의 파형을 나타낸 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동 시스템에서, 터치전극 구동신호의 주파수가 느린 경우, 시간 프리 구동을 위한 주요신호들의 파형을 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시스템 구현 예시도이다.
도 22는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 마이크로 컨트롤러에서 생성된 하나의 기준펄스신호를 이용한 터치전극 구동, 게이트라인 구동 및 데이터라인 구동을 나타낸 도면이다.
도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 마이크로 컨트롤러에서 생성된 하나의 기준펄스신호를 기초로 생성된 펄스신호들 간의 전파지연 편차를 나타낸 도면이다.
도 24는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 마이크로 컨트롤러에서 생성된 다양한 기준펄스신호들을 이용한 터치전극 구동, 게이트라인 구동 및 데이터라인 구동을 나타낸 도면이다.
도 25는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 마이크로 컨트롤러가 다양한 위상차이를 갖는 기준펄스신호들을 출력함으로써, 펄스신호들 간의 전파지연 편차를 보상해주는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 마이크로 컨트롤러가 다양한 위상차이를 갖는 기준펄스신호들을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 생성된 기준펄스신호들을 기초로 생성된 펄스신호들 간의 전파지연 편차를 레지스터의 설정값을 이용하여 보상해주는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 28 내지 도 31은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 마이크로 컨트롤러에서 생성된 기준펄스신호들을 기초로 생성된 펄스신호들 간의 전파지연 편차를 피드백 라인을 활용하여 보상해주는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 32는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 구동방법에 대한 흐름도이다.

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 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 개략적인 시스템 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 디스플레이 구동을 간략하게 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 터치 구동을 간략하게 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 영상을 표시하는 디스플레이 기능을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 사용자의 터치를 센싱하는 터치 센싱 기능과, 터치 센싱 결과를 이용하여 사용자의 터치에 따른 입력 처리를 수행하는 터치 입력 기능을 제공할 수 있다.

아래에서는, 디스플레이 기능을 제공하기 위한 구성요소들과 디스플레이 구동을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하고, 터치 센싱 기능을 제공하기 위한 구성요소들과 터치 구동을 도 1 및 도 3을 참조하여 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 디스플레이 기능을 제공하기 위하여, 다수의 데이터라인(DL)과 다수의 게이트라인(GL)이 배치될 수 있으며, 다수의 데이터라인(DL)과 다수의 게이트라인(GL)에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀(SP)이 배열된 표시패널(DISP)과, 표시패널(DISP)과 전기적으로 연결되고, 다수의 데이터라인(DL)을 구동하는 데이터구동회로(DDC)와, 표시패널(DISP)과 전기적으로 연결되고, 다수의 게이트라인(GL)을 구동하는 게이트구동회로(GDC)와, 데이터구동회로(DDC) 및 게이트구동회로(GDC)를 제어하는 디스플레이 컨트롤러(DCTR) 등을 포함할 수 있다.

디스플레이 컨트롤러(DCTR)는 데이터구동회로(DDC) 및 게이트구동회로(GDC)로 각종 제어신호를 공급하여, 데이터구동회로(DDC) 및 게이트구동회로(GDC)를 제어한다.

디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 데이터구동회로(DDC)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.

게이트구동회로(GDC)는, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)의 제어에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 게이트신호를 다수의 게이트라인(GL)으로 순차적으로 공급한다.

데이터구동회로(DDC)는, 게이트구동회로(GDC)에 의해 특정 게이트라인(GL)이 열리면, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)로부터 수신한 영상 데이터 신호를 영상 아날로그 신호로 변환하여 이에 대응되는 데이터신호(Vdata)를 다수의 데이터라인(DL)으로 공급한다.

디스플레이 컨트롤러(DCTR)는 통상의 디스플레이 기술에서 이용되는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)이거나, 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)를 포함하여 다른 제어 기능도 더 수행하는 제어장치일 수 있으며, 타이밍 컨트롤러와 다른 제어장치일 수도 있다.

디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 데이터구동회로(DDC)와 별도의 부품으로 구현될 수도 있고, 데이터구동회로(DDC)와 함께 집적회로로 구현될 수 있다.

데이터구동회로(DDC)는, 다수의 데이터라인(DL)으로 데이터신호(Vdata)을 공급함으로써, 다수의 데이터라인(DL)을 구동한다. 여기서, 데이터구동회로(DDC)는 '소스 드라이버'라고도 한다.

이러한 데이터구동회로(DDC)는, 적어도 하나의 소스 드라이버 집적회로(SDIC: Source Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다. 각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 쉬프트 레지스터(Shift Register), 래치 회로(Latch Circuit), 디지털-아날로그 컨버터(DAC: Digital to Analog Converter), 출력 버퍼회로(Output Buffer Circuit) 등을 포함할 수 있다. 각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 경우에 따라서, 아날로그-디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter)를 더 포함할 수 있다.

각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 표시패널(DISP)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 표시패널(DISP)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 표시패널(DISP)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 표시패널(DISP)에 연결된 필름 상에 실장 되는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.

게이트구동회로(GDC)는, 다수의 게이트라인(GL)으로 스캔신호(Vgate, 스캔전압, 게이트신호, 또는 게이트 전압이라고도 함)를 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트라인(GL)을 순차적으로 구동한다. 여기서, 게이트구동회로(GDC)는 '스캔 드라이버'라고도 한다.

여기서, 스캔신호(Vgate)는 해당 게이트라인(GL)을 닫히게 하는 오프-레벨 게이트 전압과 해당 게이트라인(GL)을 열리게 하는 온-레벨 게이트 전압을 구성된다.

보다 구체적으로, 스캔신호(Vgate)는 해당 게이트라인(GL)에 연결된 트랜지스터를 턴-오프 시키게 하는 오프-레벨 게이트 전압과 해당 게이트라인(GL)에 연결된 트랜지스터를 턴-온 시키게 하는 온-레벨 게이트 전압을 구성된다.

트랜지스터가 N타입인 경우, 오프-레벨 게이트 전압은 로우-레벨 게이트 전압(VGL)이고, 온-레벨 게이트 전압은 하이-레벨 게이트 전압(VGH)일 수 있다. 트랜지스터가 P타입인 경우, 오프-레벨 게이트 전압은 하이-레벨 게이트 전압(VGH)이고, 온-레벨 게이트 전압은 로우-레벨 게이트 전압(VGL)일 수 있다. 아래에서는, 설명의 편의를 위해, 오프-레벨 게이트 전압은 로우-레벨 게이트 전압(VGL)이고, 온-레벨 게이트 전압은 하이-레벨 게이트 전압(VGH)인 것으로 예로 든다.

이러한 게이트구동회로(GDC)는, 적어도 하나의 게이트 드라이버 집적회로(GDIC: Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다. 각 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)는 쉬프트 레지스터(Shift Register), 레벨 쉬프터(Level Shifter) 등을 포함할 수 있다.

각 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 표시패널(DISP)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 표시패널(DISP)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 표시패널(DISP)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)는 표시패널(DISP)과 연결된 필름 상에 실장 되는 칩 온 필름(COF) 방식으로 구현될 수도 있다.

데이터구동회로(DDC)는, 도 1에서와 같이, 표시패널(DISP)의 일측(예: 상측 또는 하측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 표시패널(DISP)의 양측(예: 상측과 하측)에 모두 위치할 수도 있다.

게이트구동회로(GDC)는, 도 1에서와 같이, 표시패널(DISP)의 일 측(예: 좌측 또는 우측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 표시패널(DISP)의 양측(예: 좌측과 우측)에 모두 위치할 수도 있다.

본 실시예들에 따른 터치표시장치는 액정표시장치, 유기발광표시장치 등의 다양한 타입의 표시장치일 수 있다. 본 실시예들에 따른 표시패널(DISP)도 액정표시패널, 유기발광표시패널 등의 다양한 타입의 표시 패널일 수 있다.

표시패널(DISP)에 배치된 각 서브픽셀(SP)은 하나 이상의 회로소자(예: 트랜지스터, 캐패시터 등)를 포함하여 구성될 수 있다.

예를 들어, 표시패널(DISP)이 액정표시패널인 경우, 각 서브픽셀(SP)에는 픽셀전극이 배치되고, 픽셀전극과 데이터라인(DL) 사이에 트랜지스터가 전기적으로 연결될 수 있다. 트랜지스터는 게이트라인(GL)을 통해 게이트노드에 공급되는 스캔신호(Vgate)에 의해 턴-온 될 수 있으며, 턴-온 시, 데이터라인(DL)을 통해 소스노드(또는 드레인노드)에 공급된 데이터신호(Vdata)를 드레인노드(또는 소스노드)로 출력하여, 드레인노드(또는 소스노드)에 전기적으로 연결된 픽셀전극으로 데이터신호(Vdata)를 인가해줄 수 있다. 데이터신호(Vdata)가 인가된 픽셀전극과 공통전압(Vcom)이 인가된 공통전극 사이에는 전계가 형성되고, 픽셀전극과 공통전극 사이에 캐패시턴스가 형성될 수 있다.

각 서브픽셀(SP)의 구조는 패널 타입, 제공 기능 및 설계 방식 등에 따라 다양하게 정해질 수 있다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 터치 센싱 기능을 제공하기 위하여, 터치패널(TSP)과, 터치패널(TSP)과 전기적으로 연결되고, 터치패널(TSP)을 구동하여 센싱하는 터치구동회로(TDC)와, 터치구동회로(TDC)가 터치패널(TSP)을 센싱한 결과를 이용하여 터치를 센싱하는 터치 컨트롤러(TCTR) 등을 포함할 수 있다.

터치패널(TSP)은 사용자의 포인터에 의한 터치가 접촉하거나 근접할 수 있다. 이러한 터치패널(TSP)에는 터치센서들이 배치될 수 있다.

여기서, 사용자의 포인터는 손가락(Finger) 또는 펜(Pen) 등일 수 있다.

펜은 신호 송수신 기능이 없는 수동 펜(Passive Pen) 또는 신호 송수신 기능이 있는 액티브 펜(Active Pen)일 수도 있다. 터치구동회로(TDC)는 터치패널(TSP)로 터치전극 구동신호(터치구동신호라고도 함)를 공급하고, 터치패널(TSP)을 센싱할 수 있다. 터치 컨트롤러(TCTR)는 터치구동회로(TDC)가 터치패널(TSP)을 센싱한 결과를 이용하여 터치를 센싱할 수 있다. 여기서, 터치를 센싱한다는 것은 터치유무 및/또는 터치좌표를 결정한다는 것을 의미할 수 있다.

터치패널(TSP)은 표시패널(DISP)의 외부에 배치되는 외장형일 수도 있고, 표시패널(DISP)의 내부에 배치되는 내장형일 수도 있다.

터치패널(TSP)이 외장형인 경우, 터치패널(TSP)과 표시패널(DISP)은 별도로 제작된 이후, 접착제 등에 의해 결합될 수 있다. 외장형 터치패널(TSP)을 애드-온(Add-on) 타입이라고도 한다.

터치패널(TSP)이 내장형인 경우, 표시패널(DISP)을 제작하는 공정 중에 터치패널(TSP)이 함께 제작될 수 있다. 즉, 터치패널(TSP)을 구성하는 터치센서들이 표시패널(DISP)의 내부에 배치될 수 있다. 내장형 터치패널(TSP)은 인-셀(In-cell) 타입, 온-셀(On-cell) 타입, 하이브리드(Hybrid) 타입 등일 수 있다.

한편, 아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 터치패널(TSP)이 표시패널(DISP)의 내부에 배치되는 내장형인 것으로 가정한다.

디스플레이 패널(DISP)에 터치패널(TSP)이 내장되는 경우, 즉, 디스플레이 패널(DISP)에 다수의 터치전극(TE)이 배치되는 경우, 디스플레이 구동에 사용되는 전극들과 별도로 다수의 터치전극(TE)이 표시패널(DISP)에 구성될 수도 있고, 디스플레이 구동을 위해 표시패널(DISP)에 배치되는 전극들을 다수의 터치전극(TE)으로 활용할 수도 있다.

예를 들어, 표시패널(DISP)에 배치되는 공통전극을 다수 개로 분할하여, 다수의 터치전극(TE)으로도 활용할 수 있다. 즉, 표시패널(DISP)에 배치된 다수의 터치전극(TE)은 터치 센싱을 위한 전극들이면서, 디스플레이 구동을 위한 전극들일 수 있다. 아래에서, 표시패널(DISP)에 배치된 다수의 터치전극(TE)은 공통전극들로 가정한다.

터치 컨트롤러(TCTR)는, 일 예로, 마이크로 컨트롤러(MCU), 프로세서 등으로 구현될 수 있다.

디스플레이 컨트롤러(DCTR) 및 터치 컨트롤러(TCTR)은 별도로 구현될 수도 있고 통합되어 구현될 수도 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 터치패널(TSP)에는, 다수의 터치전극(TE)이 배치되고, 다수의 터치전극(TE)과 터치구동회로(TDC)를 전기적으로 연결해주는 다수의 터치라인(TL)이 배치될 수 있다. 각 터치전극(TE)에는 하나 이상의 터치라인(TL)이 하나 이상의 컨택홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 터치전극(TE)의 셀프-캐패시턴스(Self-Capacitance)에 기반하여 터치를 센싱하거나, 터치전극들(TE) 간의 뮤추얼-캐패시턴스(Mutual-Capacitance)에 기반하여 터치를 센싱할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치가 셀프-캐패시턴스에 기반하여 터치를 센싱하는 경우, 터치패널(TSP)에는, 다수의 제1 터치전극라인과 다수의 제2 터치전극라인이 서로 교차하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 다수의 제1 터치전극라인은 X축 방향으로 배치될 수 있고, 다수의 제2 터치전극라인은 Y축 방향으로 배치될 수 있다. 여기서, 제1 터치전극라인과 제2 터치전극라인 각각은 바(Bar) 형태의 1개의 터치전극일 수도 있고 둘 이상의 터치전극이 전기적으로 연결된 형태일 수도 있다. 제1 터치전극라인들은 구동라인, 구동전극, 구동터치전극라인, Tx라인, Tx전극, 또는 Tx터치전극라인 등이라고 할 수 있으며, 제2 터치전극라인들은 수신라인, 수신전극, 수신터치전극라인, 센싱라인, 센싱전극, 센싱터치전극라인, Rx라인, Rx전극, 또는 Rx터치전극라인 등이라고 할 수 있다.

이 경우, 터치구동회로(TDC)는 다수의 제1 터치전극라인 중 하나 이상으로 구동신호를 공급하고 제2 터치전극라인들을 센싱하여 센싱데이터를 출력하고, 터치 컨트롤러(TCTR)는 센싱데이터를 이용하여 터치유무 및/또는 터치좌표를 산출할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치가 뮤추얼-캐패시턴스에 기반하여 터치를 센싱하는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 터치패널(TSP)에는 다수의 터치전극(TE)이 서로 분리된 형태로 배치될 수 있다.

이 경우, 터치구동회로(TDC)는 다수의 터치전극(TE)의 전체 또는 일부로 구동신호 (이하, 터치전극 구동신호(TDS)라고 함)를 공급하고, 구동신호가 공급된 하나 이상의 터치전극(TE)을 센싱하여 센싱데이터를 출력하고, 터치 컨트롤러(TCTR)는 센싱데이터를 이용하여 터치유무 및/또는 터치좌표를 산출할 수 있다.

아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 셀프-캐패시턴스 (Self-Capacitance)에 기반하여 터치를 센싱하는 경우를 가정하고, 터치패널(TSP)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 구성된 것을 가정한다.

터치구동회로(TDC)에서 출력되는 터치전극 구동신호(TDS)는, 일정한 전압을 갖는 신호일 수도 있고, 전압이 가변되는 신호일 수도 있다.

터치전극 구동신호(TDS)가 전압이 가변되는 신호인 경우, 터치전극 구동신호(TDS)는, 일 예로, 정현파 형태, 삼각파 형태, 또는 구형파 형태 등 다양한 신호파형일 수 있다.

아래에서는, 터치전극 구동신호(TDS)가 전압이 가변되는 신호인 경우, 터치전극 구동신호(TDS)는 여러 개의 펄스들로 이루어진 펄스신호인 것으로 가정한다. 터치전극 구동신호(TDS)가 여러 개의 펄스들로 이루어진 펄스신호인 경우, 일정한 주파수를 가질 수도 있고, 가변 되는 주파수를 가질 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 1개의 터치전극(TE)이 차지하는 영역의 크기는 하나의 서브픽셀(SP)이 차지하는 영역의 크기와 대응될 수도 있고, 둘 이상의 서브픽셀(SP)이 차지하는 영역의 크기와 대응될 수도 있다.

1개의 터치전극 열에는 복수의 터치전극(TE)이 배열되는데, 복수의 터치전극(TE)에 전기적으로 연결되는 복수의 터치라인(TL)은 복수의 터치전극(TE)과 중첩될 수 있다. 예를 들어, 1개의 터치전극 열에 배열된 복수의 터치전극(TE)이 제1 터치전극과 제2 터치전극을 포함한다고 가정할 때, 제1 터치전극과 연결된 제1 터치라인은 제2 터치전극과 중첩되되 제2 터치전극과 전기적으로 분리될 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 분할 구동(TDD: Time Division Driving) 방식을 설명하기 위한 도면들이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는 디스플레이와 터치 센싱을 번갈아 가면서 수행할 수 있다. 이와 같이, 디스플레이를 위한 디스플레이 구동과 터치 센싱을 위한 터치 구동이 번갈아 가면서 진행되는 방식을 시간 분할 구동 방식이라고 한다.

이러한 시간 분할 구동 방식에 따르면, 디스플레이를 위한 디스플레이 기간과 터치 센싱을 위한 터치 센싱 기간은 교번한다. 디스플레이 기간 동안, 터치표시장치는 디스플레이 구동을 수행할 수 있다. 터치 센싱 기간 동안, 터치 표시장치는 터치 구동을 수행할 수 있다.

시간 분할 구동 방식의 일 예로, 한 프레임 시간은 하나의 디스플레이 기간과 하나의 터치 센싱 기간으로 분할될 수 있다. 시간 분할 방식의 다른 예로, 한 프레임 시간은 둘 이상의 디스플레이 기간과 하나 또는 둘 이상의 터치 센싱 기간으로 분할될 수 있다.

도 4를 참조하면, 시간 분할 구동 방식에 따르면, 터치 센싱 기간 동안, 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상으로 터치전극 구동신호(TDS)가 인가될 수 있다. 이때, 다수의 데이터라인(DL) 및 다수의 게이트라인(GL)은 구동되지 않을 수 있다.

이러한 경우, 터치전극 구동신호(TDS)가 인가된 터치전극(TE)과 그 주변에 위치한 하나 이상의 데이터라인(DL) 사이에는 전위차로 인한 불필요한 기생 캐패시턴스가 형성될 수 있다. 이러한 불필요한 기생 캐패시턴스는 해당 터치전극(TE)과 이에 연결된 터치라인(TL)에 대한 RC 지연(RC Delay)을 증가시켜 터치 감도를 저하시킬 수 있다.

또한, 터치전극 구동신호(TDS)가 인가된 터치전극(TE)과 그 주변에 위치한 하나 이상의 게이트라인(GL) 사이에도 전위차로 인한 불필요한 기생 캐패시턴스가 형성될 수 있다. 이러한 불필요한 기생 캐패시턴스는 해당 터치전극(TE)과 이에 연결된 터치라인(TL)에 대한 RC 지연을 증가시켜 터치 감도를 저하시킬 수 있다.

또한, 터치전극 구동신호(TDS)가 인가된 터치전극(TE)과 그 주변에 위치한 하나 이상의 다른 터치전극(TE) 사이에도 전위차로 인한 불필요한 기생 캐패시턴스가 형성될 수 있다. 이러한 불필요한 기생 캐패시턴스는 해당 터치전극(TE)과 이에 연결된 터치라인(TL)에 대한 RC 지연을 증가시켜 터치 감도를 저하시킬 수 있다.

위에서 언급한 RC 지연은 시정수라고도 하고 로드(Load)라고도 할 수 있다.

이러한 로드를 제거해주기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 터치 센싱 기간 동안, 로드 프리 구동(LFD: Load Free Driving)을 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 로드 프리 구동 시, 다수의 터치전극(TE)의 전체 또는 일부로 터치전극 구동신호(TDS)가 인가될 때, 모든 데이터라인(DL) 또는 기생 캐패시턴스가 형성될 가능성이 있는 일부의 데이터라인(DL)으로 로드 프리 구동신호(Load Free Driving Signal)를 데이터신호(Vdata)로서 인가해줄 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 로드 프리 구동 시, 다수의 터치전극(TE)의 전체 또는 일부로 터치전극 구동신호(TDS)가 인가될 때, 모든 게이트라인(GL) 또는 기생 캐패시턴스가 형성될 가능성이 있는 일부의 게이트라인(GL)으로 로드 프리 구동신호를 게이트신호(Vgate)로서 인가해줄 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 로드 프리 구동 시, 다수의 터치전극(TE)의 일부로 터치전극 구동신호(TDS)가 인가될 때, 다른 모든 터치전극(TE) 또는 기생 캐패시턴스가 형성될 가능성이 있는 일부의 다른 터치전극(TE)으로 로드 프리 구동신호를 인가해줄 수 있다.

전술한 로드 프리 구동신호(Load Free Driving Signal)는 터치전극 구동신호일 수도 있고, 터치전극 구동신호와 신호특성이 동일 또는 유사한 신호일 수 있다.

예를 들어, 전술한 로드 프리 구동신호의 주파수 및 위상은, 터치전극 구동신호(TDS)의 주파수 및 위상과 동일하거나 미리 정해진 오차범위 내에 동일할 수 있다. 그리고, 로드 프리 구동신호의 진폭과 터치전극 구동신호(TDS)의 진폭은 동일하거나 미리 정해진 오차범위 내에 동일할 수 있으며, 경우에 따라서, 의도적인 차이가 있을 수도 있다.

도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동(TFD: Time Free Driving) 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는 디스플레이와 터치 센싱을 독립적으로 수행할 수 있다. 이와 같이, 디스플레이를 위한 디스플레이 구동과 터치 센싱을 위한 터치 구동을 독립적으로 수행하는 구동 방식을 시간 프리 구동 방식이라고 한다.

이러한 시간 프리 구동 방식에 따르면, 디스플레이를 위한 디스플레이 구동과 터치 센싱을 위한 터치 구동은 동시에 진행될 수도 있다. 또한, 어떠한 기간에는 디스플레이를 위한 디스플레이 구동만 진행되거나 터치 센싱을 위한 터치 구동만 진행될 수 있다.

도 7a은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치가 시간 프리 구동을 수행하는 경우, 시간 프리 구동의 3가지 케이스(Case 1, 2, 3)를 나타낸 도면이고, 도 7b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 시간 프리 구동 방식에 따른 핑거 센싱(F/S)과 펜 센싱(P/S)의 다양한 타이밍을 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동의 3가지 케이스(Case 1, 2, 3) 별 터치전극 구동신호(TDS)를 나타낸 도면이다.

시간 프리 구동의 케이스 1 (Case 1)에 따르면, 터치표시장치는 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 진행할 수 있다.

케이스 1에서, 터치표시장치는, 터치 구동을 수행하기 위하여, 전압이 가변 되는 형태의 터치전극 구동신호(TDS)를 터치전극(TE)으로 공급할 수 있다.

아래에서, 케이스 1에서, 터치전극(TE)에 인가되는 터치전극 구동신호(TDS)를 제1 터치전극 구동신호(TDS1)라고 한다. 이러한 제1 터치전극 구동신호(TDS1)는 제1 진폭(AMP1)을 갖는다.

케이스 1에서, 터치표시장치는 터치 구동을 수행하여, 터치패널(TSP) 상의 손가락의 접촉에 의한 터치를 센싱할 수 있다. 이러한 터치 센싱을 핑거 센싱(Finger Sensing)이라고 한다.

또는, 케이스 1에서, 터치표시장치는 터치 구동을 수행하여, 손가락 또는 펜이 터치패널(TSP)에 접촉하지 않고 터치패널(TSP)에 근접한 경우에 손가락 또는 펜에 의한 터치를 센싱할 수 있다. 이러한 터치 센싱을 호버 센싱(Hover Sensing)이라고 한다.

시간 프리 구동의 케이스 2 (Case 2)에 따르면, 터치표시장치는 디스플레이 구동만을 수행할 수 있다.

케이스 2에서, 터치표시장치는, 손가락에 의해 터치를 센싱할 필요가 없기 때문에, 일반적인 터치 구동을 수행하지 않는다. 즉, 터치표시장치는 터치패널(TSP)에 배치된 다수의 터치전극(TE)으로 전압이 가변 되는 형태의 터치전극 구동신호(TDS)를 공급하지 않는다.

케이스 2에서, 터치표시장치는, DC 전압 형태의 터치전극 구동신호(TDS)를 공급할 수 있다. 아래에서, 케이스 2에서, 터치전극(TE)에 인가되는 터치전극 구동신호(TDS)를 제2 터치전극 구동신호(TDS2)라고 한다.

한편, 케이스 2에서, 터치표시장치는 펜(Pen)으로부터 출력된 펜 신호를 터치전극(TE)을 통해 수신하여 펜을 센싱할 수 있다. 터치표시장치는, 펜 센싱 결과, 펜의 위치, 틸트(Tilt), 압력(필압), 또는 각종 부가 정보를 알아낼 수 있다.

시간 프리 구동의 케이스 3 (Case 3)에 따르면, 터치표시장치는 터치 구동만을 수행할 수 있다.

케이스 3에서, 터치표시장치는, 터치 구동을 수행하기 위하여, 전압이 가변 되는 형태의 터치전극 구동신호(TDS)를 터치전극(TE)으로 공급할 수 있다.

아래에서, 케이스 3에서, 터치전극(TE)에 인가되는 터치전극 구동신호(TDS)를 제3 터치전극 구동신호(TDS3)라고 한다. 이러한 제3 터치전극 구동신호(TDS3)는 제1 진폭(AMP1)과 다른 제3 진폭(AMP3)을 갖는다.

케이스 3에서, 터치표시장치는 터치 구동을 수행하여, 터치패널(TSP) 상의 손가락의 접촉에 의한 터치를 센싱할 수 있다.

도 7a을 참조하면, 터치표시장치에서, 시간 프리 구동의 3가지 케이스(Case 1, 2, 3) 중에서, 케이스 1은 액티브 시간(Active Time)에 진행될 수 있고, 케이스 3은 블랭크 시간(Blank Time)에 진행될 수 있다. 여기서, 액티브 시간은 한 프레임의 화면이 디스플레이 되는 시간에 해당하며, 블랭크 시간은 한 프레임의 화면이 디스플레이 된 이후 다음 프레임의 화면이 디스플레이 되기 시작할 때까지 소요되는 시간에 해당할 수 있다.

도 7a을 참조하면, 액티브 시간 동안, 케이스 1이 케이스 2로 변경될 수 있다.

도 7a을 참조하면, 액티브 시간 동안, 터치표시장치는, 디스플레이 구동과 터치 구동을 함께 수행하다가(Case 1로 진행되다가), 펜 센싱을 위해, 핑거 센싱을 위한 터치 구동을 중단할 수 있다(즉, Case 1에서 Case 2로 변경됨).

케이스 1 및 3에서, 핑거 센싱을 위한 터치 구동 시, 터치전극(TE)에는 진폭(AMP1, AMP3)을 갖는 터치전극 구동신호(TDS1, TDS3)가 인가될 수 있다.

케이스 2에서, 펜 센싱을 위해서, 터치전극(TE)에는 DC 전압 형태의 터치전극 구동신호(TDS2)가 인가될 수 있다.

한편, 도 8을 참조하면, 디스플레이 구동과 함께 터치 구동이 수행되는 경우(Case 1)에 터치전극(TE)에 인가되는 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 제1 진폭(AMP1)은, 터치 구동만 수행되는 경우(Case 3)에 터치전극(TE)에 인가되는 제3 터치전극 구동신호(TDS3)의 제3 진폭(AMP3)보다 작을 수 있다.

액티브 시간 동안 터치전극(TE)에 인가되는 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 제1 진폭(AMP1)은, 블랭크 시간 동안 터치전극(TE)에 인가되는 제3 터치전극 구동신호(TDS3)의 제3 진폭(AMP3)보다 작을 수 있다.

도 7a 및 8을 참조하면, 액티브 시간 동안, 터치구동회로(TDC)는 제1 진폭(AMP1)을 갖는 제1 터치전극 구동신호(TDS1) 또는 DC 전압에 해당하는 제2 터치전극 구동신호(TDS2)를 다수의 터치전극(TE)으로 공급할 수 있다.

도 7a 및 8을 참조하면, 블랭크 시간 동안, 터치구동회로(TDC)는, 제3 진폭(AMP3)을 갖는 제3 터치전극 구동신호(TDS3)를 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상으로 공급할 수 있다.

한편, 케이스 1에 해당하는 구동은 한 프레임 동안 진행될 수도 있고, 한 프레임 내 일부 시간 구간에서만 진행될 수도 있다. 케이스 2에 해당하는 구동은 모든 프레임 또는 일부의 프레임에서 진행될 수 있으며, 프레임 내에서도 일부 시간 구간에서만 진행될 수도 있다. 케이스 3에 해당하는 구동 시, 핑거 센싱을 위한 구동이 진행되거나 펜 센싱을 위한 구동이 진행될 수도 있다.

도 7b를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 시간 프리 구동 방식에 따르면, 핑거 센싱(F/S)과 펜 센싱(P/S)은, 다양한 타이밍에 진행될 수 있다.

예를 들어, i번째 프레임에서와 같이, 한 프레임 동안, 핑거 센싱(F/S) 및 펜 센싱(P/S) 없이, 디스플레이를 위한 디스플레이 구동만 진행될 수도 있다. 이는 펜 센싱(P/S)이 없는 케이스 2에 해당할 수 있다.

또한, j번째 프레임에서와 같이, 한 프레임 동안, 핑거 센싱(F/S) 이 한 프레임 시간 내 필요한 일부 시간 구간 동안만 진행될 수도 있다. 이는 케이스 1에 해당할 수 있다. 또한, 한 프레임 동안, 펜 센싱(P/S)이 한 프레임 시간 내 필요한 일부 시간 구간 동안만 진행될 수도 있다. 이는 케이스 2에 해당할 수 있다. 또한, 한 프레임 동안, 핑거 센싱(F/S) 및 펜 센싱(P/S)이 한 프레임 시간 내 중첩되지 않는 일부 시간 구간들에서 진행될 수도 있다.

또한, k번째 프레임에서와 같이, 한 프레임 동안, 핑거 센싱(F/S) 및 펜 센싱(P/S)이 중첩된 시간 구간 동안 진행될 수도 있다. 이 경우, 핑거 센싱(F/S) 및 펜 센싱(P/S) 각각의 센싱 결과는, 터치컨트롤러(TCTR) 등에 의해, 정해진 알고리즘이나 센싱 위치에 따른 신호 분석을 통해, 구분될 수 있다. [146]

이러한 예시들뿐만 아니라, 디스플레이와 터치 센싱(핑거 센싱 및/또는 펜 센싱)은 독립적으로 다양하게 타이밍에 진행될 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 시간 프리 구동의 3가지 케이스(Case 1, Case 2, Case 3) 별 주요신호들(TDS1, Vdata, VGL_M, VGH_M)의 파형을 정리하여 나타낸 도면이다.

케이스 1 및 2는 액티브 시간 동안의 구동 케이스이다. 케이스 3은 블랭크 시간 동안의 구동 케이스이다.

3가지 케이스 별로, 터치전극(TE)에 인가되는 터치전극 구동신호(TDS)와, 데이터라인(DL)에 공급되는 데이터신호(Vdata)와, 게이트라인(GL)에 공급되는 스캔신호(Vgate)를 생성하기 위해 게이트구동회로(GDC)에 공급되는 오프-레벨 게이트 전압(VGL) 및 온-레벨 게이트 전압(VGH)을 살펴본다.

액티브 시간 동안 디스플레이 구동만 진행되는 케이스 2의 경우, 터치전극(TE)에 인가되는 터치전극 구동신호(TDS)는 DC 전압 형태의 제2 터치전극 구동신호(TDS2)이다.

데이터라인(DL)에 인가되는 데이터신호(Vdata)는 디스플레이를 위해 영상 디지털 신호가 디지털-아날로그 변환된 영상 아날로그 신호에 대응되는 신호로서, 데이터라인(DL)을 통해, 해당 서브픽셀(SP)의 픽셀전극에 인가되는 픽셀전압일 수 있다. 단, 데이터신호(Vdata)는 구동전압(AVDD)과 기저전압(AVSS) 사이에서 전압 변동이 될 수 있다.

게이트라인(GL)에 인가되는 스캔신호(Vgate)를 이루는 오프-레벨 게이트 전압(VGL)과 온-레벨 게이트 전압(VGH) 각각은 해당 DC 전압이다.

전술한 바와 같이, 터치전극(TE)은 디스플레이 구동을 위한 공통전극의 역할도 할 수 있다. 따라서, 액티브 시간 동안 디스플레이 구동만 진행되는 케이스 2에서, 터치전극(TE)에 인가되는 제2 터치전극 구동신호(TDS2)는 디스플레이를 위한 공통전압에 해당한다.

이에 따라, 해당 서브픽셀(SP)에서, 데이터라인(DL)을 통해 픽셀전극에 인가된 데이터신호(Vdata)와 터치전극(TE)에 인가된 공통전압에 해당하는 제2 터치전극 구동신호(TDS2) 사이의 전압 차이에 의해, 픽셀전극과 터치전극(TE) 사이에 전계가 형성되어 해당 서브픽셀(SP)에서 원하는 빛이 나올 수 있다.

블랭크 시간 동안 터치 구동만 진행되는 케이스 3의 경우, 터치전극(TE)에 인가되는 터치전극 구동신호(TDS)는 제3 진폭(AMP3)을 갖는 제3 터치전극 구동신호(TDS3)이다.

블랭크 시간 동안, 데이터라인(DL)은 DC 전압에 해당하는 데이터신호(Vdata)가 인가되거나 플로팅 상태일 수 있다. 블랭크 시간 동안, 게이트라인(GL)은 DC 전압에 해당하는 오프-레벨 게이트 전압(VGL)으로 된 스캔신호(Vgate)가 인가되거나 전기적으로 플로팅(Floating) 상태일 수 있다.

터치 구동만이 진행되는 블랭크 시간 동안, 로드 프리 구동이 수행되면, 전압 특성 관점에서 볼 때, 데이터라인(DL) 및 게이트라인(GL)은 터치전극(TE)과 동일하게 흔들릴 수 있다.

로드 프리 구동에 따라, 블랭크 시간 동안, 데이터라인(DL)에 인가되는 데이터신호(Vdata)는, 제3 터치전극 구동신호(TD3)이거나, 제3 터치전극 구동신호(TD3)와 신호특성(예: 위상, 주파수 및 진폭 등)이 동일하거나 유사한 로드 프리 구동 신호일 수 있다.

또한, 로드 프리 구동에 따라, 블랭크 시간 동안, 게이트라인(GL)에 인가되는 오프-레벨 게이트 전압(VGL)은, 제3 터치전극 구동신호(TD3)이거나, 제3 터치전극 구동신호(TD3)와 신호특성(예: 위상, 주파수 및 진폭 등)이 동일하거나 유사한 로드 프리 구동 신호일 수 있다.

액티브 시간 동안 디스플레이 구동 및 터치 구동이 동시에 진행되는 케이스 1의 경우, 터치전극(TE)에 인가된 터치전극 구동신호(TDS)는 제1 진폭(AMP1)을 갖는 제1 터치전극 구동신호(TDS1)이다.

케이스 1의 경우, 액티브 시간 동안 디스플레이 구동 및 터치 구동이 동시에 진행되기 때문에, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)는 터치 센싱을 위한 구동신호이면서 디스플레이를 위한 공통전압(Vcom)이기도 하다.

터치전극(TE)에 인가되는 제1 터치전극 구동신호(TDS1)는, 디스플레이를 위한 픽셀전압에 해당하는 데이터신호(Vdata)와 디스플레이를 위한 정해진 전압 차이를 가져야 한다.

디스플레이 구동 및 티치 구동이 동시에 진행되는 케이스 1에서, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)가 두 가지 기능(터치 센싱을 위한 구동신호, 디스플레이를 위한 공통전압)을 하게 된다.

이처럼, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)에 해당하는 공통전압(Vcom)이 일정한 전압이 아니고 전압이 가변 되기 때문에, 터치 구동에 의해 데이터라인(DL)이 영향을 받지 않기 위해서, 데이터라인(DL)에 인가되는 데이터신호(Vdata)는, 디스플레이를 위한 원래의 전압 변동 이외에, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 제1 진폭(AMP1)만큼 추가적인 전압 변동이 있어야 한다.

그래야만, 픽젤전압에 해당하는 데이터신호(Vdata)와 공통전압(Vcom)에 해당하는 제1 터치전극 구동신호(TDS1) 사이의 전압 차이에는, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 전압 변동 부분(즉, 제1 진폭(AMP1))이 제외되고, 디스플레이를 위한 원래의 전압 변동만이 존재하게 된다. 이에 따라, 정상적인 디스플레이가 가능해질 수 있다.

따라서, 디스플레이 구동 및 티치 구동이 동시에 진행되는 케이스 1에서의 데이터신호(Vdata)는, 디스플레이 구동만 진행되는 경우(Case 2)의 데이터신호(Vdata)와 제1 터치전극 구동신호(TDS1)가 조합된 형태의 신호일 수 있다.

다르게 표현하면, 디스플레이 구동 및 티치 구동이 동시에 진행되는 케이스 1에서의 데이터신호(Vdata)는, 디스플레이 구동만 진행되는 경우(케이스 2)에서의 원래의 데이터신호(Vdata)가 제1 터치전극 구동신호(TDS1)에 의해 오프셋 된 형태의 신호일 수 있다. 단, 데이터신호(Vdata)는 구동전압(AVDD)과 기저전압(AVSS) 사이에서 전압 변동이 될 수 있다.

따라서, 터치 구동 및 디스플레이 구동이 동시에 진행되는 케이스 1에서의 데이터신호(Vdata)와 제1 터치전극 구동신호(TDS1) 간의 전압 차이는, 디스플레이 구동만 진행되는 케이스 2에서의 데이터신호(Vdata)와 제2 터치전극 구동신호(TDS2) 간의 전압 차이와 동일하다.

케이스 1의 경우에는, 터치 구동 및 디스플레이 구동이 동시에 진행되기 때문에, 로드 프리 구동이 필요할 수 있다.

즉, 케이스 1의 경우, 터치 구동 및 디스플레이 구동이 동시에 진행되기 때문에, 터치 구동에 의해 터치전극(TE)과 데이터라인(DL) 사이에 기생 캐패시턴스가 형성되는 것을 방지해주고, 터치 구동에 의해 터치전극(TE)과 게이트라인(GL) 사이에 기생 캐패시턴스가 형성되는 것을 방지해주는 것이 필요할 수 있다.

전술한 바에 따르면, 케이스 1의 경우, 터치전극(TE)과 데이터라인(DL)은 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 전압 변동에 따라 흔들리기 때문에, 터치전극(TE)과 데이터라인(DL) 사이에는 디스플레이를 위한 전압 차이만 나고, 터치 구동에 의한 불필요한 기생 캐패시턴스가 형성되지 않는다. 즉, 케이스 1의 경우에는, 데이터 라인(DL)에 대한 로드 프리 구동이 필수로 진행된다.

케이스 1의 경우, 게이트구동회로(GDC)가 게이트라인(GL)에 인가되는 스캔신호(SCAN)를 생성하기 위해, 게이트구동회로(GDC)에 공급되는 오프-레벨 게이트 전압(VGL) 및 온-레벨 게이트 전압(VGH) 각각은 제3 터치전극 구동신호(TD3)와 신호특성(예: 위상, 주파수 및 진폭 등)이 동일하거나 유사한 로드 프리 구동 신호일 수 있다.

아래에서는, 이상에서 전술한 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동 시스템을 나타낸 도면이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는,

다수의 데이터라인(DL) 및 다수의 게이트라인(GL)이 배치되며, 다수의 터치전극(TE)이 배치된 표시패널(DISP)과, 다수의 게이트라인(GL)과 전기적으로 연결 가능하고, 다수의 게이트라인(GL)을 구동하는 게이트구동회로(GDC)와, 다수의 데이터라인(DL)과 전기적으로 연결 가능하고, 다수의 데이터라인(DL)을 구동하는 데이터구동회로(DDC)와, 다수의 터치전극(TE)과 전기적으로 연결 가능하고, 다수의 터치전극(TE)을 구동하는 터치구동회로(TDC) 등을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 데이터구동회로(DDC) 및 게이트구동회로(GDC)의 구동동작을 제어하는 디스플레이 컨트롤러(DCTR)와, 터치구동회로(TDC)의 구동동작을 제어하거나 터치구동회로(TDC)에서 출력된 센싱데이터를 이용하여 터치유무 및/또는 터치좌표를 산출하는 터치 컨트롤러(TCTR) 등을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는 파워 공급을 위한 터치파워회로(TPIC) 및 파워관리회로(PMIC) 등을 더 포함할 수 있다.

터치파워회로(TPIC)는, 게이트라인(GL)의 구동에 필요한 온-레벨 게이트 전압(VGH_M) 및 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M)을 게이트구동회로(GDC)로 공급할 수 있다.

한편, 터치파워회로(TPIC)는 2개 이상의 게이트클럭신호들, 하나 이상의 스타트신호 및 하나 이상의 리셋신호 등과 같이 게이트 구동에 필요한 신호를 게이트구동회로(GDC)로 더 공급할 수 있다.

게이트클럭신호들, 스타트신호 및 리셋신호 등과 같이 게이트 구동에 필요한 신호는, 터치전극 구동신호(TDS)와 대응되도록 생성된 변조신호(펄스신호)이거나 이러한 변조신호(펄스신호)를 포함하는 신호일 수 있다. 터치전극 구동신호(TDS)와 대응된다는 것은 주파수 및 위상이 동일하거나 허용범위 내에서 동일한 것을 의미할 수 있으며, 진폭이 동일하거나 허용범위 내에서 동일할 것을 의미할 수 있다.

터치파워회로(TPIC)는 터치전극(TE)의 구동에 필요한 터치전극 구동신호(TDS)를 터치구동회로(TDC)으로 공급할 수 있다.

한편, 터치전극(TE)의 구동 주체 관점에서 볼 때, 터치구동회로(TDC)는 터치 컨트롤러(TCTR)로부터 수신된 변조신호(예: 펄스 폭 변조 신호)를 토대로 터치 센싱을 위한 터치전극 구동신호(TDS1, TDS3)를 다수의 터치전극(TE) 중 센싱 대상이 되는 터치전극(TE)으로 공급할 있다. 그리고, 터치파워회로(TPIC)는 터치 터치 컨트롤러(TCTR)로부터 수신된 변조신호(예: 펄스 폭 변조 신호)를 로드 프리 구동 신호(터치전극 구동신호의 일종)로서 다수의 터치전극(TE) 중 비 센싱 대상이 되는 터치전극(TE)으로 공급할 수도 있다. 여기서, 센싱 대상이 되는 터치전극(TE)에 인가되는 터치전극 구동신호(TDS1, TDS3)와 비 센싱 대상이 되는 터치전극(TE)에 인가되는 로드 프리 구동 신호(터치전극 구동신호라고도 볼 수 있음)는, 동일할 신호일 수 있다.

파워관리회로(PMIC)는, 터치파워회로(TPIC)의 신호 공급을 위해 필요한 각종 DC 전압들(AVDD, Vcom, VGH, VGL 등)을 터치파워회로(TPIC)로 공급할 수 있다.

파워관리회로(PMIC)는, 데이터구동회로(DDC)의 데이터구동에 필요한 각종 DC 전압들(AVDD, AVSS 등)을 데이터구동회로(DDC)로 공급할 수 있다.

터치 컨트롤러(TCTR)는, 터치파워회로(TPIC), 터치구동회로(TDC), 또는 데이터구동회로(DDC) 등의 회로들에서 각종 신호(예: TDS 등)를 출력 또는 생성하기 위한 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 공급해줄 수 있다. 이러한 터치 컨트롤러(TCTR)는, 일 예로, 마이크로 컨트롤러 (MCU), 프로세서 등으로 구현될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 각종 신호의 전압 레벨을 변경해주는 하나 이상의 레벨 쉬프터(L/S)를 더 포함할 수 있다.

이러한 하나 이상의 레벨 쉬프터(L/S)는, 데이터구동회로(DDC), 게이트구동회로(GDC), 터치구동회로(TDC), 파워터치회로(TPIC), 파워관리회로(PMIC), 디스플레이 컨트롤러(DCTR) 및 터치 컨트롤러(TCTR) 등과 별도로 구현될 수도 있고, 데이터구동회로(DDC), 게이트구동회로(GDC), 터치구동회로(TDC), 파워터치회로(TPIC), 파워관리회로(PMIC), 디스플레이 컨트롤러(DCTR) 및 터치 컨트롤러(TCTR) 등 중 하나 이상의 내부 모듈로 포함될 수도 있다.

도 10을 참조하면, 데이터구동회로(DDC)는 디스플레이 컨트롤러(DCTR) 등으로부터 입력된 영상 디지털 신호를 영상 아날로그 신호로 변환하는데 필요한 감마블록(GMA)을 포함할 수 있다.

도 10을 참조하면, 터치파워회로(TPIC)는, 영상 디지털 신호를 영상 아날로그 신호로 변환하는데 필요한 D/A변환 제어신호(DACS)를 데이터구동회로(DDC) 내 감마블록(GMA)로 공급하기 위해 구성될 수 있다.

위에서 언급한 D/A변환 제어신호(DACS)는, 일 예로, 감마기준전압(Gamma Reference Voltage, EGBI_M)을 포함할 수 있으며, 경우에 따라서, 상위 전압인 구동전압(AVDD)과 하위 전압인 기저전압(AVSS)의 중간 수준의 하프 구동전압(HVDD_M) 등을 더 포함할 수도 있다.

D/A변환 제어신호(DACS) 중 하나일 수 있는 감마기준전압(EGBI_M)은 감마블록(GMA) 내 저항-스트링(Resistor String)의 양 끝 단에 입력되는 하이 감마기준전압(High Gamma Reference Voltage)와 로우 감마기준전압 (Low Gamma Reference Voltage) 등을 포함할 수 있다.

D/A변환 제어신호(DACS) 중 다른 하나일 수 있는 하프 구동전압(HVDD_M)은 구동전압(AVDD)의 대략 절반 정도가 되는 전압일 수 있다.

전술한 바와 같이, 터치구동회로(TDC)는, 제1 진폭(AMP1)을 갖고 스윙하는 제1 터치전극 구동신호(TDS1)를 다수의 터치전극(TE)으로 출력하거나, DC 전압에 해당하는 제2 터치전극 구동신호(TDS2)를 다수의 터치전극(TE)으로 출력하거나, 제3 진폭(AMP3)을 갖고 스윙하는 제3 터치전극 구동신호(TDS3)를 다수의 터치전극(TE)의 전체 또는 일부로 출력할 수 있다.

여기서, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)는 터치 센싱을 위한 구동신호이고 디스플레이를 위한 공통전압(Vcom)에 해당한다. 제2 터치전극 구동신호(TDS2)는 디스플레이를 위한 공통전압(Vcom)에 해당한다. 제3 터치전극 구동신호(TDS3)는 터치 센싱을 위한 구동신호에 해당한다.

터치 구동 및 디스플레이 구동이 동시에 전행되는 케이스 1에서, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)가 다수의 터치전극(TE)으로 출력되는 경우, 다수의 터치전극(TE)과 다수의 데이터라인(DL) 간의 불필요한 기생 캐패시턴스의 형성 방지를 위한 로드 프리 구동이 필요하다.

이를 위해, 데이터구동회로(DDC)는, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)에 의한 터치전극(TE)의 전압 변동 상황과 동일한 전압 변동 상황을 데이터라인(DL)에 만들어주기 위한 데이터신호(Vdata)를 데이터라인(DL)에 공급할 수 있다.

이러한 로드 프리 구동을 위해, 데이터구동회로(DDC)는 감마변조(Gamma Modulation) 기법을 활용할 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명의 실시예들에 따른 데이터구동회로(DDC)는, 소정의 진폭을 갖고 스윙하는 변조신호 형태의 감마기준전압(EGBI_M)에 응답하여 영상 디지털 신호를 영상 아날로그 신호로 변환하고, 변환된 영상 아날로그 신호에 해당하는 데이터신호(Vdata)를 데이터라인(DL)으로 출력할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 데이터구동회로(DDC)는, 소정의 진폭을 갖고 스윙하는 변조신호 형태의 감마기준전압(EGBI_M)에 응답하여, 영상 디지털 신호를 영상 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 컨버터(DAC)와, 변환된 영상 아날로그 신호에 해당하는 데이터신호(Vdata)를 데이터라인(DL)으로 출력하는 출력 버퍼회로 등을 포함할 수 있다.

변조신호 형태의 감마기준전압(EGBI_M)은, 터치전극(TE)으로 인가되며 제1 진폭(AMP1)을 갖고 스윙하는 제1 터치전극 구동신호(TDS1)와 동기화되어 변조된 신호일 수 있다.

변조신호 형태의 감마기준전압(EGBI_M)은 제1 터치전극 구동신호(TDS1)와 주파수 및 위상이 대응될 수 있다. 경우에 따라서, 감마기준전압(EGBI_M)은 제 1 터치전극 구동신호(TDS1)의 제1 진폭(AMP1)과 동일하거나 유사한 진폭을 가질 수 있다.

변조신호 형태의 감마기준전압(EGBI_M)에 기초하여 생성된 데이터신호(Vdata)는 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 전압변동과 대응되는 전압변동 부분을 포함할 수 있다.

전술한 데이터구동회로(DDC)의 감마 변조 기법을 위해, 케이스 1에 해당하는 구동 타이밍에서, 터치파워회로(TPIC)는 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 제1 진폭(AMP1)과 대응되는 진폭을 갖는 감마기준전압(EGBI_M)을 데이터구동회로(DDC)로 출력할 수 있다.

그리고, 케이스 2에 해당하는 구동 타이밍에, 터치파워회로(TPIC)는 DC 전압에 해당하는 감마기준전압(EGBI_M)을 데이터구동회로(DDC)로 출력할 수 있다.

그리고, 케이스 3에 해당하는 구동 타이밍에, 터치파워회로(TPIC)는 어떠한 형태의 감마기준전압(EGBI_M)이든 데이터구동회로(DDC)로 공급하지 않는다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 표시패널(DISP), 데이터구동회로(DDC), 게이트구동회로(GDC) 및 터치구동회로(TDC) 등은, DC 그라운드 전압(GND)에 접지될 수 있다.

도 11 내지 도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 시간 프리 구동의 3가지 케이스 별 구성 요소들 간의 신호 전달 체계를 나타낸 도면이다. 단, 터치구동회로(TDC)의 터치 구동 기능 및 데이터구동회로(DDC)의 데이터 구동 기능은 통합구동회로(TDIC)로 통합 구현된 경우를 가정한다. 그리고, 통합구동회로(TDIC)는 1개 또는 2개 이상이 존재할 수 있다.

도 11 내지 도 13을 참조하면, 터치파워회로(TPIC)는 DC 전압의 구동전압(AVDD), 온-레벨 게이트 전압(VGH1, VGH2) 및 오프-레벨 게이트 전압(VGL1, VGL2)을 파워관리회로(PMIC)로부터 입력 받는다.

도 11을 참조하면, 액티브 시간 동안 디스플레이 구동 및 터치 구동이 동시에 진행되는 경우(Case 1), 터치파워회로(TPIC)는 제1 진폭(AMP1)을 갖는 제1 터치전극 구동신호(TDS1)를 터치구동회로(TDC)로 공급할 수 있다.

터치파워회로(TPIC)는 제1 터치전극 구동신호(TDS1)와 동기화되어 스윙하는 하프구동전압(HVDD_M) 및 감마기준전압(EGBI_M)을 데이터구동회로(DDC)의 감마블록(GMA)으로 공급할 수 있다. 여기서, 하프구동전압(HVDD_M) 및 감마기준전압(EGBI_M) 각각은 제1 터치전극 구동신호(TDS1)와 주파수 및 위상이 대응될 수 있다.

터치파워회로(TPIC)는 제1 터치전극 구동신호(TDS1)와 동기화되어 스윙하는 온-레벨 게이트 전압(VGH_M) 및 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M)을 게이트구동회로(GDC)로 공급할 수 있다. 여기서, 온-레벨 게이트 전압(VGH_M) 및 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M) 각각은 제1 터치전극 구동신호(TDS1)와 주파수 및 위상이 대응될 수 있다.

터치파워회로(TPIC)는 온-레벨 게이트 전압(VGH_M) 및 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M)을 레벨쉬프터(L/S)를 거쳐 전압 레벨을 변경하여 게이트구동회로(GDC)로 공급할 수 있다. 레벨쉬프터(L/S)는 게이트구동회로(GDC)의 내부에 존재할 수 도 있다.

터치구동회로(TDC)는 제1 진폭(AMP1)을 갖는 제1 터치전극 구동신호(TDS1)를 다수의 터치전극(TE)으로 출력할 수 있다.

여기서, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)는 터치 센싱을 위한 구동신호일 뿐만 아니라, 디스플레이를 위한 공통전압(Vcom)일 수 있다.

데이터구동회로(DDC)는, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 주파수 및 위상과 대응되는 감마기준전압(EGBI_M)에 응답하여 영상 디지털 신호를 영상 아날로그 신호로 변환하고, 변환된 영상 아날로그 신호에 해당하는 데이터신호(Vdata)를 데이터라인(DL)으로 출력할 수 있다.

게이트구동회로(GDC)는, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)가 다수의 터치전극(TE)으로 출력되는 경우, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)와 주파수 및 위상이 대응되는 제1 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M)을 게이트라인(GL)에 공급하거나, 제1 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M)만큼 오프셋 된 제1 온-레벨 게이트 전압(VGH_M)을 게이트라인(GL)에 공급할 수 있다.

케이스 1의 경우, 표시패널(110)은 전압이 스윙하는 특성을 가질 수 있다.

도 12를 참조하면, 액티브 시간 동안 디스플레이 구동만 진행되는 경우 (Case 2), 터치파워회로(TPIC)는 DC 전압에 해당하는 제2 터치전극 구동신호(TDS2)를 터치구동회로(TDC)로 공급할 수 있다.

터치파워회로(TPIC)는 DC 전압 형태의 하프구동전압(HVDD_M)과 DC 전압 형태의 감마기준전압(EGBI_M)을 데이터구동회로(DDC)의 감마블록(GMA)으로 공급할 수 있다.

터치파워회로(TPIC)는 DC 전압 형태의 온-레벨 게이트 전압(VGH_M) 및 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M)을 게이트구동회로(GDC)로 공급할 수 있다.

터치파워회로(TPIC)는 DC 전압 형태의 온-레벨 게이트 전압(VGH_M) 및 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M)을 레벨쉬프터(L/S)를 거쳐 전압 레벨을 변경하여 게이트구동회로(GDC)로 공급할 수 있다. 레벨쉬프터(L/S)는 게이트구동회로(GDC)의 내부에 존재할 수 도 있다.

터치구동회로(TDC)는 DC 전압 형태의 제2 터치전극 구동신호(TDS2)를 다수의 터치전극(TE)으로 공급할 수 있다.

여기서, 다수의 터치전극(TE)으로 공급된 DC 전압 형태의 제2 터치전극 구동신호(TDS2)은 디스플레이 구동을 위한 공통전압일 수 있다. 이에 따라, 다수의 터치전극(TE)은 공통전극들일 수 있다.

데이터구동회로(DDC)는, DC 전압에 해당하는 감마기준전압(EGBI_M) 및 하프구동전압(HVDD_M)에 응답하여 영상 디지털 신호를 영상 아날로그 신호로 변환하고, 변환된 영상 아날로그 신호에 해당하는 데이터신호(Vdata)를 데이터라인(DL)으로 출력할 수 있다.

게이트구동회로(GDC)는, 제2 터치전극 구동신호(TDS2)가 다수의 터치전극(TE)으로 출력되는 경우, DC 전압인 제2 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M)을 게이트라인(GL)에 공급하거나, DC 전압인 제2 온-레벨 게이트 전압(VGH_M)을 게이트라인(GL)에 공급할 수 있다.

케이스 2의 경우, 표시패널(110)은 DC 전압 특성을 가질 수 있다.

도 13을 참조하면, 블랭크 시간 동안 터치 구동이 동시에 진행되는 경우(Case 3), 터치파워회로(TPIC)는 제3 진폭(AMP3)을 갖는 제3 터치전극 구동신호(TDS3)를 터치구동회로(TDC)로 공급할 수 있다.

블랭크 시간 동안 디스플레이 구동이 필요하지 않기 때문에, 터치파워회로(TPIC)는 하프구동전압(HVDD_M) 및 감마기준전압(EGBI_M)을 데이터구동회로(DDC)의 감마블록(GMA)으로 공급하지 않는다. 즉, 블랭크 시간 동안, 시간 프리 구동의 케이스 3에 따라, 터치 구동은 수행되지만 디스플레이 구동은 수행되지 않기 때문에, 감마기준전압(EGBI_M)은 데이터구동회로(DDC)에 입력되지 않는다.

터치파워회로(TPIC)는 제3 터치전극 구동신호(TDS3)와 동기화되어 스윙하는 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M)을 게이트구동회로(GDC)로 공급할 수 있다. 여기서, 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M)은 제3 터치전극 구동신호(TDS3)와 주파수 및 위상이 대응될 수 있다.

블랭크 시간 동안 디스플레이 구동이 필요하지 않기 때문에, 터치파워회로(TPIC)는 제3 터치전극 구동신호(TDS3)와 동기화되어 스윙하는 온-레벨 게이트 전압(VGH_M)을 출력하지 않는다.

터치파워회로(TPIC)는 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M)을 레벨쉬프터(L/S)를 거쳐 전압 레벨을 변경하여 게이트구동회로(GDC)로 공급할 수 있다. 레벨쉬프터(L/S)는 게이트구동회로(GDC)의 내부에 존재할 수 도 있다.

블랭크 시간 동안, 터치구동회로(TDC)는 제1 진폭(AMP1)과 다른 제3 진폭(AMP3)을 갖는 제3 터치전극 구동신호(TDS3)를 다수의 터치전극(TE)의 전체 또는 일부로 출력할 수 있다.

여기서, 제3 터치전극 구동신호(TDS3)는, 디스플레이를 위한 공통전압은 아니고, 터치 센싱을 위한 구동신호이다.

터치구동회로(TDC)에서 출력되는 제3 터치전극 구동신호(TDS3)는, 다수의 터치전극(TE)의 전체 또는 일부에 인가될 뿐만 아니라, 로드 프리 구동을 위해 스위칭 회로(S/C)에 의해 표시패널(DISP)에 배치된 다른 전극들(예: 다른 터치전극)이나 다른 배선들(DL, GL)로 인가될 수 있다.

보다 구체적으로, 블랭크 시간 동안, 제3 터치전극 구동신호(TDS3) 또는 제3 터치전극 구동신호(TDS3)와 대응되는 신호가 다수의 데이터라인(DL)의 전체 또는 일부에 인가될 수 있다. 여기서, 다수의 데이터라인(DL)의 전체 또는 일부에 인가되는 제3 터치전극 구동신호(TDS3) 또는 제3 터치전극 구동신호(TDS3)와 대응되는 신호는, 해당 터치전극(TE)과 데이터라인(DL) 사이에 기생 캐패시턴스가 형성되는 것을 방지하여 해당 터치전극(TE) 및 터치라인(TL)에서의 로드(RC 지연)를 제거할 수 있는 로드 프리 구동 신호이다.

게이트구동회로(GDC)는, 제3 터치전극 구동신호(TDS3)가 다수의 터치전극(TE)으로 출력되는 경우, 제3 터치전극 구동신호(TDS3)와 주파수 및 위상이 대응되는 제3 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M)을 게이트라인(GL)에 공급할 수 있다.

블랭크 시간 동안, 제3 터치전극 구동신호(TDS3) 또는 제3 터치전극 구동신호(TDS3)와 대응되는 신호(제3 오프-레벨 게이트 전압)가 다수의 게이트라인(GL)의 전체 또는 일부에 인가될 수 있다.

여기서, 다수의 게이트라인(GL)의 전체 또는 일부에 인가되는 제3 터치전극 구동신호(TDS3) 또는 제3 터치전극 구동신호(TDS3)와 대응되는 신호는 해당 터치전극(TE)과 게이트라인(GL) 사이에서 기생 캐패시턴스가 형성되는 것을 방지하여 해당 터치전극(TE) 및 터치라인(TL)에서의 로드(RC 지연)를 제거할 수 있는 로드 프리 구동 신호이다.

케이스 3의 경우, 표시패널(110)은 전압이 스윙하는 특성을 가질 수 있다.

아래에서는, 시간 프리 구동의 3가지 케이스(Case 1, Case 2 Case 3) 중 디스플레이 구동과 터치 구동이 동시에 진행되는 케이스 1에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동 시스템(TFD System)에서, 감마 변조(Gamma Modulation) 기법을 통해 데이터라인(DL)에 대한 시간 프리 구동(TFD)을 수행하기 위한 감마블록(GMA)의 예시이고, 도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동 시스템에서, 감마 변조 기법을 통해 데이터라인(DL)에 대한 시간 프리 구동을 수행하기 위한 감마블록(GMA)에서 사용되는 감마기준전압들(EGBI1_M, EGBI2_M, EGBI3_M, EGBI4_M)의 전압레벨 및 특성을 설명하기 위한 도면이다.

단, 아래에서는, 극성 반전 구동(Polarity Inversion Driving)에 따라 데이터라인(DL)이 구동되는 것을 가정한다.

본 발명의 실시예들에 따른 데이터구동회로(DDC) 내 감마블록(GMA)은, 감마기준전압(Gamma Reference Voltage, EGBI1_M, EGBI2_M, EGBI3_M, EGBI4_M)을 이용하여, 영상 디지털 신호를 포지티브 극성 또는 네거티브 극성의 영상 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 컨버터(DAC)를 포함할 수 있다.

디지털-아날로그 컨버터(DAC)는 제1 변환 파트(포지티브 변환 파트)와 제2 변환 파트(네거티브 변환 파트)를 포함할 수 있다.

디지털-아날로그 컨버터(DAC)의 제1 변환 파트는 여러 개의 저항들이 직렬로 연결된 제1 저항 스트링(P-RS)과, 영상 디지털 신호에 따라 포지티브 극성의 영상 아날로그 전압을 선택하는 제1 스위치(P-SW) 등을 포함한다. 디지털-아날로그 컨버터(DAC)의 제2 변환 파트는 여러 개의 저항들이 직렬로 연결된 제2 저항 스트링(N-RS)과, 영상 디지털 신호에 따라 네거티브 극성의 영상 아날로그 전압을 선택하는 제2 스위치(N-SW) 등을 포함한다.

본 발명의 실시예들에 따른 데이터구동회로(DDC) 내 감마블록(GMA)은, 포지티브 극성의 영상 아날로그 전압과 네거티브 극성의 영상 아날로그 전압을 선택하기 위한 멀티플렉서(MUX)와, 포지티브 극성의 영상 아날로그 신호에 해당하는 제1 데이터신호(Vdata)를 데이터라인(DL)으로 출력하는 제1 출력 버퍼회로(P-BUF)와, 네거티브 극성의 영상 아날로그 신호에 해당하는 제2 데이터신호(Vdata)를 데이터라인(DL)으로 출력하는 제2 출력 버퍼회로(N-BUF) 등을 포함할 수 있다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 데이터구동회로(DDC)가 극성 반전 구동을 수행하는 경우, 변조신호 형태의 감마기준전압(EGBI_M)은, 포지티브 극성의 저항스트링(P-RS)의 양단에 인가되는 제1 감마기준전압(EGBI1_M)과 제2 감마기준전압(EGBI2_M)을 포함할 수 있고, 네거티브 극성의 저항스트링(N-RS)의 양단에 인가되는 제3 감마기준전압(EGBI3_M)과 제4 감마기준전압(EGBI4_M)을 포함할 수 있다.

4가지 감마기준전압(EGBI1_M, EGBI2_M, EGBI3_M, EGBI4_M)은 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 주파수 및 위상 등이 동기화되어 변조된 신호일 수 있다.

4가지 감마기준전압(EGBI1_M, EGBI2_M, EGBI3_M, EGBI4_M) 각각은 전압이 가변 되는 전압으로서, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 제1 진폭(AMP1)과 동일하거나 유사한 진폭을 가질 수 있다.

다시 말해, 데이터구동회로(DDC)에서, 디지털-아날로그 컨버터(DAC)는, 영상 디지털 신호를 입력 받고, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)와 위상 및 주파수가 대응되는 제1 감마기준전압(EGBI1_M), 제2 감마기준전압(EGBI2_M), 제3 감마기준전압(EGBI3_M) 및 제4 감마기준전압(EGBI4_M)을 입력 받고, 제1 감마기준전압(EGBI1_M) 및 제2 감마기준전압(EGBI2_M)에 응답하여 영상 디지털 신호를 제1 영상 아날로그 신호(포지티브 극성의 영상 아날로그 신호)로 변환하거나, 제3 감마기준전압(EGBI3_M) 및 제4 감마기준전압(EGBI4_M)에 응답하여 영상 디지털 신호를 제2 영상 아날로그 신호(네거티브 극성의 영상 아날로그 신호)로 변환할 수 있다.

제1 출력 버퍼회로(P-BUF)는, 제1 영상 아날로그 신호를 입력 받아 제1 데이터신호(Vdata)를 데이터라인(DL)으로 출력할 수 있다.

제2 출력 버퍼회로(N-BUF)는, 제2 영상 아날로그 신호를 입력 받아 제2 데이터신호(Vdata)를 데이터라인(DL)으로 출력할 수 있다.

제1 데이터신호(Vdata)는 i번째 프레임에 데이터라인(DL)으로 출력되는 포지티브 극성의 데이터신호(Vdata)이다. 그리고, 제2 데이터신호(Vdata)는 i+1번째 프레임에 데이터라인(DL)으로 출력되는 네거티브 극성의 데이터신호(Vdata)일 수 있다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 제1 감마기준전압(EGBI1_M)은 포지티브 하이 감마기준전압(Positive High Gamma Reference Voltage)이고, 제2 감마기준전압(EGBI2_M)은 포지티브 로우 감마기준전압(Positive Low Gamma Reference Voltage)이고, 제3 감마기준전압(EGBI3_M)은 네거티브 하이 감마기준전압(Negative High Gamma Reference Voltage)이고, 제4 감마기준전압(EGBI4_M)은 네거티브 로우 감마기준전압(Negative Low Gamma Reference Voltage)일 수 있다.

제1 감마기준전압(EGBI1_M), 제2 감마기준전압(EGBI2_M), 제3 감마기준전압(EGBI3_M) 및 제4 감마기준전압(EGBI4_M)은, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)와 동기화되어 스윙하는 변조신호로서, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)와 주파수 및 위상이 대응될 수 있다.

제1 감마기준전압(EGBI1_M), 제2 감마기준전압(EGBI2_M), 제3 감마기준전압(EGBI3_M) 및 제4 감마기준전압(EGBI4_M)은, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 제1 진폭(AMP1)과 대응되는 진폭(AMP)을 가질 수 있다.

제1 감마기준전압(EGBI1_M)은 제2 감마기준전압(EGBI2_M)보다 높은 전압으로 설정될 수 있다. 제2 감마기준전압(EGBI2_M)은 제3 감마기준전압(EGBI3_M)보다 높은 전압으로 설정될 수 있다. 제3 감마기준전압(EGBI3_M)은 제4 감마기준전압(EGBI4_M)보다 높은 전압으로 설정될 수 있다.

한편, 도 14를 참조하면, 제1 출력 버퍼회로(P-BUF)은 PH 노드에 인가된 구동전압(AVDD)과 PL 노드에 인가된 하프 구동전압(HVDD_M)에 의해 동작할 수 있다.

제2 출력 버퍼회로(N-BUF)은 NH 노드에 인가된 하프 구동전압(HVDD_M)과 NL 노드에 인가된 기저전압(AVSS)에 의해 동작할 수 있다.

제1 출력 버퍼회로(P-BUF)에 인가되는 구동전압(AVDD)과 제2 출력 버퍼회로(N-BUF)에 인가되는 하프 구동전압(HVDD_M)은, 동일한 역할을 하는 전압(버퍼 구동전압)이다. 제1 출력 버퍼회로(P-BUF)에 인가되는 하프 구동전압(HVDD_M)과 제2 출력 버퍼회로(N-BUF)에 인가되는 기저전압(AVSS)은, 동일한 역할을 하는 전압(버퍼 기저전압)이다.

구동전압(AVDD)은 DC 전압일 수 있다. 기저전압(AVSS)은 구동전압(AVDD)보다 낮은 DC 전압일 수 있다. 예를 들어, 기저전압(AVSS)은 0[V]일 수 있다.

하프 구동전압(HVDD_M)은 구동전압(AVDD)과 기저전압(AVSS) 사이에서 전압이 스윙하는 신호일 수 있다.

하프 구동전압(HVDD_M)은 제1 터치전극 구동신호(TDS1)와 주파수 및 위상이 대응되는 신호일 수 있다. 이에 따라, 하프 구동전압(HVDD_M)은, 제1 감마기준전압(EGBI1_M), 제2 감마기준전압(EGBI2_M), 제3 감마기준전압(EGBI3_M) 및 제4 감마기준전압(EGBI4_M)의 주파수 및 위상과 대응될 수 있다.

경우에 따라, 하프 구동전압(HVDD_M)은 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 제1 진폭(AMP1)과 대응되는 진폭을 가질 수 있다. 이에 따라, 하프 구동전압(HVDD_M)은 제1 감마기준전압(EGBI1_M), 제2 감마기준전압(EGBI2_M), 제3 감마기준전압(EGBI3_M) 및 제4 감마기준전압(EGBI4_M)의 진폭과 대응되는 진폭을 가질 수 있다.

제1 감마기준전압(EGBI1_M) 및 제2 감마기준전압(EGBI2_M)은 하프 구동전압(HVDD_M)보다 높은 전압으로 설정될 수 있다. 제3 감마기준전압(EGBI3_M) 및 제4 감마기준전압(EGBI4_M)은 하프 구동전압(HVDD_M)보다 낮은 전압으로 설정될 수 있다.

제4 감마기준전압(EGBI4_M)의 로우 레벨 전압은 기저전압(AVSS)보다 높게 설정될 수 있다. 특히, 제1 감마기준전압(EGBI1_M)의 로우 레벨 전압과 구동전압(AVDD) 간의 차이(△V)는 제1 감마기준전압(EGBI_M)의 진폭(AMP) 이상이 되도록 설정될 수 있다.

도 14를 참조하면, 제1 출력 버퍼회로(P-BUF)에 하프 구동전압(HVDD_M)이 인가되는 지점 (PL 노드)과 제2 출력 버퍼회로(N-BUF)에 하프 구동전압(HVDD_M)이 인가되는 지점 (NH 노드)이 공통으로 연결된 NHV 노드에는, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 제1 진폭(AMP1)과 대응되는 진폭을 갖는 전압(AVSS_M)이 캐패시터(Ch)를 통해 인가될 수 있다.

하프 구동전압(HVDD_M)은 제1 출력 버퍼회로(P-BUF)에 대하여 로우 레벨의 기저전압의 역할을 하고 제2 출력 버퍼회로(N-BUF)에 대하여 하이 레벨의 구동전압의 역할을 모두 하는데, 이와 관련하여, NHV 노드에 연결된 캐패시터(Ch)는 NHV 노드와 하프 구동전압(HVDD_M)의 전압 안정화에 도움을 줄 수 있다.

도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동 시스템에서, 감마 변조 기법을 통해 데이터라인(DL)에 대한 시간 프리 구동을 수행하기 위한 감마블록(GMA)에서의 디지털-아날로그 변환 특성을 나타낸 도면이다.

도 16을 참조하면, 디지털-아날로그 컨버터(DAC)는, 제1 변환 파트(포지티브 변환 파트) 및 제2 변환 파트 (네거티브 변환 파트)를 교번하여 동작시킨다.

제1 변환 파트(포지티브 변환 파트)에서 디지털-아날로그 변환 시, 하이 감마기준전압(High Gamma Reference Voltage)은 제1 감마기준전압(EGBI1_M)이고, 로우 감마기준전압(Low Gamma Reference Voltage)은 제2 감마기준전압(EGBI2_M)이다.

제2 변환 파트(네거티브 변환 파트)에서 디지털-아날로그 변환 시, 하이 감마기준전압(High Gamma Reference Voltage)은 제3 감마기준전압(EGBI3_M)이고, 로우 감마기준전압(Low Gamma Reference Voltage)은 제4 감마기준전압(EGBI4_M)이다.

디지털-아날로그 컨버터(DAC)에서 출력되는 영상 아날로그 신호는 구동전압(AVDD) 및 기저전압(AVSS) 사이에서 스윙할 수 있다. 여기서, 기저전압(AVSS)은 고정된 그라운드 전압(GND)일 수 있다.

디지털-아날로그 컨버터(DAC)에서 출력되는 영상 아날로그 신호는, 극성 반전 구동에 의한 큰 전압 변동이 있을 뿐만 아니라, 하이 감마기준전압 및 로우 감마기준전압 자체의 전압 변동에 의한 미세한 전압 변동도 있다.

도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동 시스템에서 로드 프리 구동 블록(LFDB)을 나타낸 도면이고, 도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동 시스템에서 감마 변조 기법을 위한 각종 전압들(EGBI1_M, EGBI2_M, EGBI3_M, EGBI4_M, HVDD_M)을 생성하는 회로를 나타낸 도면이다.

도 17을 참조하면, 터치파워회로(TPIC) 및 터치파워회로(TPIC)가 실장된 인쇄회로기판 등은 로드 프리 구동 블록(LFDB: LFD Block)을 포함할 수 있다.

로드 프리 구동 블록(LFDB)은 4가지 이상의 DC 전압들(AVDD1, AVDD2, VGH, VGL)을 입력 받는다. 로드 프리 구동 블록(LFDB) 내 펄스 생성 회로(PGC)는 입력된 4가지 이상의 DC 전압들(AVDD1, AVDD2, VGH, VGL)을 이용하여 시간 프리 구동 및 로드 프리 구동에 필요한 변조신호들(TDS, VGL_M, VGH_M, VDD_M, VSS_M)를 생성한다.

로드 프리 구동 블록(LFDB) 내 펄스 생성 회로(PGC)에서 생성된 변조신호들(TDS, VGL_M, VGH_M, VDD_M, VSS_M)은 전압이 가변 되는 신호로서 소정의 진폭을 갖고 스윙하는 신호이며, 펄스신호 또는 AC 신호라고도 할 수 있다.

여기서, 터치전극(TE)에 인가되는 터치전극 구동신호(TDS)가 제1 터치전극 구동신호(TDS1) 또는 제3 터치전극 구동신호(TDS3)인 경우, 펄스 생성 회로(PGC)는 AVDD1 전압을 로우 레벨 전압으로 설정하고, AVDD2 전압을 하이 레벨 전압으로 설정하여, AVDD1 전압과 AVDD2 전압 사이에서 스윙하는 변조 신호 형태의 제1 터치전극 구동신호(TDS1) 또는 제3 터치전극 구동신호(TDS3)를 생성할 수 있다.

도 18을 참조하면, 로드 프리 구동 블록(LFDB)은 생성된 변조신호들(TDS, VGL_M, VGH_M, VDD_M, VSS_M) 중 변조 구동전압(VDD_M)과 변조 베이스전압(VSS_M)을 제1 내지 제5 전압 분배 회로(VDC1, VDC2, VDC3, VDC4, VDC5)의 양단에 인가해준다.

제1 전압 분배 회로(VDC1)는, 변조 구동전압(VDD_M)과 변조 베이스전압(VSS_M) 사이에 직렬로 연결된 R1a 저항과 R1b 저항을 포함하며, 2개의 저항(R1a, R1b) 간의 연결지점으로 제1 감마기준전압(EGBI1_M)을 출력한다.

여기서, 제1 감마기준전압(EGBI1_M)은 변조 구동전압(VDD_M)과 변조 베이스전압(VSS_M)처럼 전압이 가변 되는 변조된 신호일 수 있으며, 제1 감마기준전압(EGBI1_M)의 전압 레벨은 R1a 및 R1b의 크기에 따라 달라질 수 있다.

제2 전압 분배 회로(VDC2)는, 변조 구동전압(VDD_M)과 변조 베이스전압(VSS_M) 사이에 직렬로 연결된 R2a 저항과 R2b 저항을 포함하며, 2개의 저항(R2a, R2b) 간의 연결지점으로 제2 감마기준전압(EGBI2_M)을 출력한다.

여기서, 제2 감마기준전압(EGBI2_M)은 변조 구동전압(VDD_M)과 변조 베이스전압(VSS_M)처럼 전압이 가변 되는 변조된 신호일 수 있으며, 제2 감마기준전압(EGBI2_M)의 전압 레벨은 R2a 및 R2b의 크기에 따라 달라질 수 있다.

제3 전압 분배 회로(VDC3)는, 변조 구동전압(VDD_M)과 변조 베이스전압(VSS_M) 사이에 직렬로 연결된 R3a 저항과 R3b 저항을 포함하며, 2개의 저항(R3a, R3b) 간의 연결지점으로 제3 감마기준전압(EGBI3_M)을 출력한다.

여기서, 제3 감마기준전압(EGBI3_M)은 변조 구동전압(VDD_M)과 변조 베이스전압(VSS_M)처럼 전압이 가변 되는 변조된 신호일 수 있으며, 제3 감마기준전압(EGBI3_M)의 전압 레벨은 R3a 및 R3b의 크기에 따라 달라질 수 있다.

제4 전압 분배 회로(VDC4)는, 변조 구동전압(VDD_M)과 변조 베이스전압(VSS_M) 사이에 직렬로 연결된 R4a 저항과 R4b 저항을 포함하며, 2개의 저항(R4a, R4b) 간의 연결지점으로 제4 감마기준전압(EGBI4_M)을 출력한다.

여기서, 제4 감마기준전압(EGBI4_M)은 변조 구동전압(VDD_M)과 변조 베이스전압(VSS_M)처럼 전압이 가변 되는 변조된 신호일 수 있으며, 제4 감마기준전압(EGBI34_M)의 전압 레벨은 R4a 및 R4b의 크기에 따라 달라질 수 있다.

제1 내지 제5 전압 분배 회로(VDC1, VDC2, VDC3, VDC4, VDC5)는 터치파워회로(TPIC)의 내부에 포함될 수도 있고, 인쇄회로기판에 실장될 수도 있다. 여기서, 인쇄회로기판에는 터치파워회로(TPIC)가 실장될 수 있다.

도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동 시스템에서, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 주파수가 빠른 경우, 시간 프리 구동을 위한 주요신호들(TDS1, Vdata, VGL_M, VGH_M, Vgate)의 파형을 나타낸 도면이고, 도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동 시스템에서, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 주파수가 느린 경우, 시간 프리 구동을 위한 주요신호들(TDS1, Vdata, VGL_M, VGH_M, Vgate)의 파형을 나타낸 도면이다.

제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 주파수는 빠르게 할 수도 있고 느리게 할 수도 있다. 즉, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 주기(T)는 짧을 수도 있고 길 수도 있다.

도 19에 도시된 바와 같이, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 주기(T)는 정해진 수평시간보다 짧을 수 있다. 도 20에 도시된 바와 같이, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 주기(T)는 정해진 수평시간 길 수도 있다.

여기서, 미리 정해진 수평시간은 1H, 2H, 또는 3H 등일 수 있다. 아래에서는, 미리 정해진 수평시간이 1H인 경우를 예로 든다.

도 19 및 도 20을 참조하면, 시간 프리 구동 방식에 따라 디스플레이 구동과 터치 구동이 동시에 진행되는 경우, 데이터신호(Vdata)는 제1 펄스 폭(W1)을 갖는 제1 펄스들(PULSE1)과 제2 펄스 폭(W2)을 갖는 제2 펄스들(PULSE2)이 결합된 신호 형태일 수 있다. 여기서, 제2 펄스 폭(W2)은 제1 펄스 폭(W1)보다 클 수 있다.

도 19 및 도 20을 참조하면, 데이터신호(Vdata)는 구동전압(AVDD) 및 기저전압(AVSS) 사이에서 전압이 변동될 수 있다.

도 19에 도시된 바와 같이, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 주기(T)가 정해진 수평시간(예: 1H)보다 짧은 경우, 데이터신호(Vdata)에서 제1 펄스들(PULSE1)은 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 제1 진폭(AMP1)과 대응되는 진폭을 갖는 부분이 있을 수 있다. 제1 펄스들(PULSE1)의 제1 펄스 폭(W1)은 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 펄스 폭과 대응될 수 있다.

도 20에 도시된 바와 같이, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 주기(T)가 정해진 수평시간(예: 1H)보다 긴 경우, 데이터신호(Vdata)에서 제2 펄스들(PULSE2)은 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 제1 진폭(AMP1)과 대응되는 진폭을 갖는 부분이 있을 수 있다. 제2 펄스들(PULSE2)의 제2 펄스 폭(W2)은 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 펄스 폭과 대응될 수 있다.

도 19 및 도 20을 참조하면, 터치파워회로(TPIC)에서 게이트구동회로(GDC)로 공급되는 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M)은 제1 터치전극 구동신호(TDS1)와 주파수 및 위상이 대응된다. 터치파워회로(TPIC)에서 게이트구동회로(GDC)로 공급되는 온-레벨 게이트 전압(VGH_M)은 제1 터치전극 구동신호(TDS1)와 주파수 및 위상이 대응된다.

도 19 및 도 20을 참조하며, 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M) 및 온-레벨 게이트 전압(VGH_M)은, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 제1진폭(AMP1)과 동일한 진폭 또는 허용범위 내에서 동일한 진폭을 가질 수 있다.

도 19를 참조하면, 게이트라인(GL)에 인가되는 스캔신호(Vgate)는, 해당 게이트라인(GL)이 열리는 수평시간(1H)을 제외한 나머지 기간 동안에는 오프-레벨 게이트 전압 (VGL_M)을 갖고, 해당 게이트라인(GL)이 열리는 수평시간(1H) 동안에는, 온-레벨 게이트 전압 (VGH_M)이 출력될 수 있는데, 해당 게이트라인(GL)을 여는데 필요한 진폭에 해당하는 전압(△Vgate)과 온-레벨 게이트 전압 (VGH_M)이 더해진 형태일 수 있다. 여기서, 해당 게이트라인(GL)을 여는데 필요한 진폭에 해당하는 전압(△Vgate)은 DC 전압 형태의 하이레벨 게이트전압(VGH)과 로우레벨 게이트전압(VGL)의 전압 차이일 수 있다.

도 19를 참조하면, 게이트라인(GL)에 인가되는 스캔신호(Vgate)에서, 해당 게이트라인(GL)이 열리는 수평시간(1H) 동안에는, 온-레벨 게이트 전압 (VGH) 위에 변조신호 형태의 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M)이 얹어진 형태이고, 수평시간(1H)을 제외한 나머지 시간 동안에는 변조신호 형태의 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M)의 상태이다. 여기서, 변조신호 형태의 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M)은 제1 터치전극 구동신호(TDS1)와 주파수 및 위상이 대응된다.

도 20을 참조하면, 게이트라인(GL)에 인가되는 스캔신호(Vgate)에서, 해당 게이트라인(GL)이 열리는 수평시간(1H) 동안에는, 해당 게이트라인(GL)을 여는데 필요한 진폭에 해당하는 전압(△Vgate)이 변조신호 형태의 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M) 위에 얹어진 형태이고, 수평시간(1H)을 제외한 나머지 시간 동안에는 변조신호 형태의 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M)의 상태이다. 여기서, 변조신호 형태의 오프-레벨 게이트 전압(VGL_M)은 제1 터치전극 구동신호(TDS1)와 주파수 및 위상이 대응된다.

도 21은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시스템 구현 예시도이다.

도 21을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는 터치구동회로(TDC)의 터치 구동 기능 및 데이터구동회로(DDC)의 데이터 구동 기능으로 통합한 통합구동회로(TDIC)를 1개 또는 2개 이상 포함할 수 있다.

예를 들어, 도 21에 도시된 바와 같이, 터치표시장치가 3개의 통합구동회로(TDIC)를 포함하는 경우, 다수의 터치전극(TE)은 3개의 터치전극 그룹으로 나누어지고, 3개의 통합구동회로(TDIC)는 3개의 터치전극 그룹을 나누어 구동한다. 그리고, 다수의 데이터라인(DL)은 3개의 데이터라인 그룹으로 나누어지고, 3개의 통합구동회로(TDIC)는 3개의 데이터라인 그룹을 나누어 구동한다.

도 21에 도시된 바와 같이, 터치 컨트롤러(TCTR)는 마이크로 컨트롤러(MCU)로 구현된 것으로 가정한다. 또한, 터치표시장치는 레벨 쉬프터(L/S)를 포함할 수 있으며, 레벨 쉬프터(L/S)는 터치파워회로(TPIC)의 내부 또는 외부에 포함될 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 케이스 1 또는 케이스 3의 경우, 센싱 대상이 되는 터치전극(TE)에 터치전극 구동신호(TDS)가 인가될 때, 로드 프리 구동을 위해, 비 센싱 대상이 되는 터치전극들(TE), 데이터라인들(DL) 및 게이트라인들(GL) 등으로 터치전극 구동신호(TDS)와 주파수 및 위상이 대응되는 펄스신호가 인가될 수 있다.

터치전극(TE)의 관점에서, 로드 프리 구동을 살펴보면, 터치구동회로(TDC)는 어느 한 시점에 다수의 터치전극(TE)의 전체를 구동할 수도 있다. 또한, 터치구동회로(TDC)는 어느 한 시점에 다수의 터치전극(TE)의 일부만을 구동할 수도 있다.

케이스 1 또는 케이스 3의 경우, 터치구동회로(TDC)는 어느 한 시점에 다수의 터치전극(TE)의 전체 또는 일부를 구동하더라도, 구동된 터치전극들(TE)을 정해진 개수(동시에 센싱할 수 있는 터치전극 개수)씩 순차적으로 센싱한다.

예를 들어, 어느 한 시점에서, 제1 터치전극 구동신호(TDS1) 또는 제3 터치전극 구동신호(TDS3)에 해당하는 터치전극 구동신호(TDS)가 인가되는 터치전극들(TE) 중에서, 정해진 개수(동시에 센싱할 수 있는 터치전극 개수)만큼의 터치전극(TE)은 센싱 대상이고, 나머지 터치전극들(TE)은 비 센싱 대상이다.

비 센싱 대상이 되는 터치전극들(TE)에 인가되는 터치전극 구동신호(TDS)는 터치-로드 프리 구동신호(T-LFDS)라고도 할 수 있다.

아래에서, 설명의 편의를 위하여, 센싱 대상이 되는 터치전극들(TE)에는 터치전극 구동신호(TDS)가 인가된다고 기재하고, 비 센싱 대상이 되는 터치전극들(TE)에는 터치-로드 프리 구동신호(T-LFDS)가 인가된다고 기재할 수 있다. 터치-로드 프리 구동신호(T-LFDS)는 Vcom_M이라고도 기재할 수 있다.

로드 프리 구동(LFD)을 고려할 때, 터치구동회로(TDC)가 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상의 센싱 터치전극으로 터치전극 구동신호(TDS)를 출력하는 동안, 터치구동회로(TDC) 또는 터치파워회로(TPIC)는, 터치전극 구동신호(TDS)가 인가되는 하나 이상의 센싱 터치전극과 다른 비센싱 터치전극들로 펄스 신호 형태의 터치-로드 프리 구동신호(T-LFDS)를 출력할 수 있다.

터치-로드 프리 구동신호(T-LFDS)는 비센싱 터치전극에 인가되는 일종의 터치전극 구동신호(TDS)로서 Vcom_M이라고 표시할 수 있다. 이러한 터치-로드 프리 구동신호(T-LFDS)는, 터치전극 구동신호(TDS)이거나 터치전극 구동신호(TDS)와 대응되는 신호일 수 있다.

터치-로드 프리 구동신호(T-LFDS)와 터치전극 구동신호(TDS)는, 주파수 및 위상 등이 동일하거나 기 정의된 허용 오차범위 내에서 거의 유사하고, 진폭도 동일하거나 기 정의된 허용 오차범위 내에서 거의 유사할 수 있다.

그리고, 데이터라인(DL)의 관점에서 로드 프리 구동을 살펴보면, 케이스 1의 경우, 터치구동회로(TDC)가 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상으로 터치전극 구동신호(TDS)를 출력하는 동안, 데이터구동회로(DDC)는, 펄스 신호 형태의 감마기준전압(EGBI_M)에 응답하여 데이터신호(Vdata)를 출력할 수 있다.

케이스 3의 경우, 터치구동회로(TDC)가 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상으로 터치전극 구동신호(TDS)를 출력하는 동안, 데이터구동회로(DDC)는, 로드 프리 구동신호에 해당하는 데이터신호(Vdata)를 출력할 수 있다. 여기서, 로드 프리 구동신호에 해당하는 데이터신호(Vdata)와 터치전극 구동신호(TDS)는, 주파수 및 위상 등이 동일하거나 기 정의된 허용 오차범위 내에서 거의 유사하고, 진폭도 동일하거나 기 정의된 허용 오차범위 내에서 거의 유사할 수 있다.

그리고, 게이트라인(GL)의 관점에서 로드 프리 구동을 살펴보면, 게이트구동회로(GDC)는 터치전극 구동신호(TDS)와 대응되는 펄스신호 형태의 로우레벨 게이트전압(VGL_M)과 하이레벨 게이트전압(VGH_M)을 입력받아, 이를 토대로, 게이트신호(Vgate)를 게이트라인(GL)으로 공급할 수 있다. 이러한 게이트신호(Vgate)를 게이트라인(GL)에 대한 로드 프리 구동신호라고 할 수 있다.

이처럼 로드 프리 구동을 위해서는, 표시패널(DISP)에 인가되는 각종 신호들은 펄스신호 형태로 인가되어야 한다.

이에 따라, 터치 컨트롤러(TCTR)에 해당하는 마이크로 컨트롤러(MCU)는 기준펄스신호(PWM)를 생성하여, 터치파워회로(TPIC), 터치구동회로(TDC), 데이터구동회로(DDC), 레벨쉬프터(L/S) 등의 각종 회로들로 기준펄스신호(PWM)를 제공할 수 있다.

터치파워회로(TPIC), 터치구동회로(TDC), 데이터구동회로(DDC), 레벨쉬프터(L/S) 등의 각종 회로들은 마이크로 컨트롤러(MCU)로부터 수신한 기준펄스신호(PWM)를 이용하여, 필요한 펄스신호를 만들어서 출력한다.

마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력하는 기준펄스신호(PWM)는, 전압이 가변되는 신호로서, 여러 개의 펄스들로 이루어진 신호이다.

마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력하는 기준펄스신호(PWM)는 폭, 진폭, 위상 등이 연속적으로 변화되는 신호로서, 펄스 변조 신호라고 할 수 있다. 본 명세서에서는, 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력하는 기준펄스신호(PWM)는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 신호인 것으로 가정한다. 하지만, 이에 제한되지 않고, 다양한 펄스 변조 신호일 수 있다.

도 21을 참조하면, 표시패널(DISP)의 외곽에는 하나 이상의 인쇄회로기판(PCB)이 전기적으로 연결될 수 있다.

인쇄회로기판(PCB)은 표시패널(DISP)의 외곽 본딩 영역에 바로 연결될 수도 있고, 표시패널(DISP)의 외곽 본딩 영역에 연결된 인쇄회로(예: FPC(가요성인쇄회로) 등)를 통해 연결될 수도 있다.

마이크로 컨트롤러(MCU), 디스플레이 컨트롤러(DCTR), 터치파워회로(TPIC), 파워관리회로(PMIC) 등은 인쇄회로기판(PCB) 상에 실장되고, 인쇄회로기판(PCB)에 배치된 배선들을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.

도 22는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 생성된 하나의 기준펄스신호(PWM)를 이용한 터치전극 구동, 게이트라인 구동 및 데이터라인 구동을 나타낸 도면이다.

도 22를 참조하면, 마이크로 컨트롤러(MCU)는 하나의 기준펄스신호(PWM)를 생성하고, 생성된 하나의 기준펄스신호(PWM)를 터치구동회로(TDC), 터치파워회로(TPIC), 레벨쉬프터(L/S), 하이레벨 게이트전압 생성회로(VGHC) 등으로 공급할 수 있다.

먼저, 터치전극 구동에 대하여 설명한다.

터치구동회로(TDC)는 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력된 기준펄스신호(PWM)를 이용하여 터치전극 구동신호(TDS)를 센싱 대상이 되는 터치전극(TE)으로 출력할 수 있다. 여기서, 터치전극 구동신호(TDS)는 기준펄스신호(PWM)를 기초로 생성된 신호로서, 기준펄스신호(PWM) 그 자체이거나 주파수, 위상, 또는 진폭 등이 기준펄스신호(PWM)와 대응되도록 생성된 신호일 수 있다.

이와 다른 전달 방식으로서, 터치구동회로(TDC)는, 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력된 기준펄스신호(PWM)를 기초로 생성된 터치전극 구동신호(TDS)를 터치파워회로(TPIC)로부터 수신하여, 수신된 터치전극 구동신호(TDS)를 센싱 대상이 되는 터치전극(TE)으로 출력할 수 있다.

터치파워회로(TPIC)는 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력된 기준펄스신호(PWM)를 이용하여 터치전극 구동신호(TDS)의 일종이고 기능적으로는 터치-로드 프리 구동신호(T-LFDS)인 펄스신호(Vcom_M)를 비센싱 대상인 터치전극(TE)으로 출력할 수 있다. 여기서, 터치-로드 프리 구동신호(T-LFDS)인 펄스신호(Vcom_M)는 기준펄스신호(PWM)를 기초로 생성된 신호로서, 기준펄스신호(PWM) 그 자체이거나 주파수, 위상, 또는 진폭 등이 기준펄스신호(PWM)와 대응되도록 생성된 신호일 수 있다.

다음으로, 게이트라인 구동에 대하여 설명한다.

터치파워회로(TPIC)는 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력된 기준펄스신호(PWM)를 이용하여 펄스신호인 로우레벨 게이트전압(VGL_M)을 게이트구동회로(GDC)로 출력할 수 있다.

레벨쉬프터(L/S)는 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력된 기준펄스신호(PWM)를 이용하여 펄스신호인 게이트클럭신호(GCLK_M)을 게이트구동회로(GDC)로 출력할 수 있다.

하이레벨 게이트전압 생성회로(VGHC)는 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력된 기준펄스신호(PWM)를 이용하여 펄스신호인 하이레벨 게이트전압(VGH_M)을 게이트구동회로(GDC)로 출력할 수 있다.

게이트구동회로(GDC)는, 펄스신호들에 해당하는 게이트클럭신호(GCLK_M), 로우레벨 게이트전압(VGL_M) 및 하이레벨 게이트전압(VGH_M) 등을 이용하여 게이트신호(Vgate)를 생성하여 게이트라인(GL)으로 출력할 수 있다.

위에서 언급한 하이레벨 게이트전압 생성회로(VGHC)는 멀티플렉서 등으로 구현될 수 있다.

그리고, 레벨쉬프터(L/S) 및/또는 하이레벨 게이트전압 생성회로(VGHC) 등 터치파워회로(TPIC)의 외부에 별도의 회로로 구현될 수도 있지만, 터치파워회로(TPIC)의 내부에 포함되어 구현될 수도 있다.

또 다음으로, 데이터라인 구동에 대하여 설명한다.

터치파워회로(TPIC)는 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력된 기준펄스신호(PWM)를 이용하여, 도 17과 같이, 펄스신호 형태의 변조 구동전압(VDD_M)과 변조 베이스전압(VSS_M) 등을 생성하여 출력한다.

전압 분배 회로(VDC, 도 18의 VDC1 ~ VDC5)는, 펄스신호 형태의 변조 구동전압(VDD_M)과 변조 베이스전압(VSS_M)을 이용하여, 펄스신호 형태의 감마기준전압들(EGBI_M; EGBI1_M, EGBI2_M, EGBI3_M, EGBI4_M)과 하프 구동전압(HVDD_M)을 생성하여 출력한다.

데이터구동회로(DDC)는, 펄스신호 형태의 감마기준전압들(EGBI_M; EGBI1_M, EGBI2_M, EGBI3_M, EGBI4_M)과 하프 구동전압(HVDD_M)을 이용하여, 데이터신호(Vdata)를 생성하여 데이터라인(DL)으로 출력할 수 있다.

위에서 언급한 전압 분배 회로(VDC, 도 18의 VDC1 ~ VDC5)는 터치파워회로(TPIC)의 외부에 별도의 회로로 구현될 수도 있지만, 터치파워회로(TPIC)의 내부에 포함되어 구현될 수도 있다.

도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 생성된 하나의 기준펄스신호(PWM)를 기초로 생성된 펄스신호들(VGL_M, Vcom_M, GCLK_M, TDS, VGH_M, EGBI_M, HVDD_M) 간의 전파지연 편차를 나타낸 도면이다.

도 23을 참조하면, 펄스신호들(VGL_M, Vcom_M, GCLK_M, TDS, VGH_M, EGBI_M, HVDD_M)은 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력된 하나의 기준펄스신호(PWM)를 기초로 생성된다.

하지만, 펄스신호들(VGL_M, Vcom_M, GCLK_M, TDS, VGH_M, EGBI_M, HVDD_M)은 모두 동일한 장치에서 생성되지 않고, 다양한 장치들(TPIC, L/S, TDC, VGHC, VDC 등)에서 생성된다.

또한, 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 다양한 장치들(TPIC, L/S, TDC, VGHC, VDC 등)까지 경로가 서로 다를 뿐만 아니라, 그 경로의 길이 또한 다를 수 있다.

다시 말해, 펄스신호들(VGL_M, Vcom_M, GCLK_M, TDS, VGH_M, EGBI_M, HVDD_M)은 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력된 하나의 기준펄스신호(PWM)를 기초로 생성될 뿐 생성 주체가 다르고, 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 펄스신호들(VGL_M, Vcom_M, GCLK_M, TDS, VGH_M, EGBI_M, HVDD_M)의 생성 주체까지의 경로가 다르고 그 길이도 다르다. 이러한 현상을 전파지연 편차(전파시간 차이)라고 한다.

전파지연 편차로 인해, 도 23에 도시된 바와 같이, 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력된 하나의 기준펄스신호(PWM)를 기초로 생성된 다양한 펄스신호들(VGL_M, Vcom_M, GCLK_M, TDS, VGH_M, EGBI_M, HVDD_M)은 위상이 서로 다를 수 있다.

시간 분할 구동 방식의 경우, 로드 프리 구동을 수행하는 경우, 표시패널(DISP)에 인가되는 터치전극 구동신호(TDS), 데이터신호(Vdata) 및 게이트신호(Vgate) 등은, 바람직하게는 도 5에 도시된 바와 같이 위상이 서로 동일해야 하지만, 전파지연 편차로 인해 위상이 달라지게 된다.

또한, 시간 프리 구동 방식의 케이스 1 (액티브 시간 동안 디스플레이 구동과 터치 구동이 동시에 진행되는 케이스) 및 케이스 3 (블랭크 시간 동안 터치 구동만 진행되는 케이스)의 경우, 도 9, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 표시패널(DISP)에 인가되는 터치전극 구동신호(TDS1), 데이터신호(Vdata) 및 게이트신호(Vgate)와, 인쇄회로기판(PCB) 상에서의 로우레벨 게이트전압(VGL_M) 등은, 바람직하게는 도 9, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이 위상이 서로 동일해야 하지만, 전파지연 편차로 인해 위상이 달라지게 된다.

따라서, 시간 분할 구동 및 시간 프리 구동 모두의 경우에 대하여 로드 프리 구동의 효과가 저감되어, 터치 센싱 성능이 저하될 수 있다.

또한, 시간 프리 구동의 케이스 1의 경우, 하이레벨/로우레벨 게이트전압(VGH_M, VGL_M)과, 이에 따라 생성된 게이트신호(Vgate)와, 감마기준전압(EGBI_M) 및 하프 구동전압(HVDD_M)과, 이를 이용하여 생성된 데이터신호(Vdata)가 영상 디스플레이에 악영향을 줄 수 있는 상태가 되어 디스플레이 성능도 크게 떨어질 수 있다.

아래에서는, 전술한 전파지연 편차를 줄여주어 터치 센싱 성능 및 디스플레이 성능을 개선할 수 있는 전파지연 편차 보상 방법을 설명한다.

도 24는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 생성된 다양한 기준펄스신호들(PWM1~PWM6)을 이용한 터치전극 구동, 게이트라인 구동 및 데이터라인 구동을 나타낸 도면이다.

도 24를 참조하면, 마이크로 컨트롤러(MCU)는 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6)를 생성하고, 생성된 둘 이상의 기준펄스신호(PWM)를 터치구동회로(TDC), 터치파워회로(TPIC), 레벨쉬프터(L/S), 하이레벨 게이트전압 생성회로(VGHC) 등으로 공급할 수 있다.

먼저, 터치전극 구동에 대하여 설명한다.

터치구동회로(TDC)는 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력된 제1 기준펄스신호(PWM1)를 인쇄회로기판(PCB) 상의 제1 신호배선(SL1) 등을 거쳐서 수신하고, 제1 기준펄스신호(PWM1)에 기초하여 터치전극 구동신호(TDS)를 센싱 대상이 되는 터치전극(TE)으로 출력할 수 있다. 여기서, 터치전극 구동신호(TDS)는 제1 기준펄스신호(PWM)를 기초로 생성된 신호로서, 제1 기준펄스신호(PWM) 그 자체이거나 주파수, 위상, 또는 진폭 등이 제1 기준펄스신호(PWM)와 대응되도록 생성된 신호일 수 있다.

이와 다른 전달 방식으로서, 터치구동회로(TDC)는, 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력된 제3 기준펄스신호(PWM3)를 기초로 생성된 터치전극 구동신호(TDS)를 터치파워회로(TPIC)로부터 수신하여, 수신된 터치전극 구동신호(TDS)를 센싱 대상이 되는 터치전극(TE)으로 출력할 수 있다.

터치파워회로(TPIC)는 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력된 제3 기준펄스신호(PWM3)를 인쇄회로기판(PCB) 상의 제3 신호배선(SL3)을 통해 수신하고, 제3 기준펄스신호(PWM3)에 기초하여 터치전극 구동신호(TDS)의 일종이고 기능적으로는 터치-로드 프리 구동신호(T-LFDS)인 펄스신호(Vcom_M)를 비센싱 대상인 터치전극(TE)으로 출력할 수 있다. 여기서, 터치-로드 프리 구동신호(T-LFDS)인 펄스신호(Vcom_M)는 제3 기준펄스신호(PWM3)를 기초로 생성된 신호로서, 제3 기준펄스신호(PWM3) 그 자체이거나 주파수, 위상, 또는 진폭 등이 제3 기준펄스신호(PWM3)와 대응되도록 생성된 신호일 수 있다.

다음으로, 게이트라인 구동에 대하여 설명한다.

터치파워회로(TPIC)는 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력된 제2 기준펄스신호(PWM2)를 인쇄회로기판(PCB) 상의 제2 신호배선(SL)을 통해 수신하고, 제2 기준펄스신호(PWM2)에 기초하여 펄스신호인 로우레벨 게이트전압(VGL_M)을 게이트구동회로(GDC)로 출력할 수 있다.

레벨쉬프터(L/S)는 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력된 제6 기준펄스신호(PWM6)를 인쇄회로기판(PCB) 상의 제6 신호배선(SL6)을 통해 수신하여, 이용하여 펄스신호인 게이트클럭신호(GCLK_M)을 게이트구동회로(GDC)로 출력할 수 있다.

하이레벨 게이트전압 생성회로(VGHC)는 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력된 제5 기준펄스신호(PWM5)를 인쇄회로기판(PCB) 상의 제5 신호배선(SL)를 통해 수신하고, 제5 기준펄스신호(PWM5)에 기초하여 펄스신호인 하이레벨 게이트전압(VGH_M)을 게이트구동회로(GDC)로 출력할 수 있다.

또 다음으로, 데이터라인 구동에 대하여 설명한다.

터치파워회로(TPIC)는 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력된 제4 기준펄스신호(PWM4)를 인쇄회로기판(PCB) 상의 제4 신호배선(SL4)를 통해 수신하고, 도 17과 같이, 펄스신호 형태의 변조 구동전압(VDD_M)과 변조 베이스전압(VSS_M) 등을 생성하여 출력할 수 있다..

전압 분배 회로(VDC, 도 18의 VDC1 ~ VDC5)는, 펄스신호 형태의 변조 구동전압(VDD_M)과 변조 베이스전압(VSS_M)을 이용하여, 펄스신호 형태의 감마기준전압들(EGBI_M; EGBI1_M, EGBI2_M, EGBI3_M, EGBI4_M)과 하프 구동전압(HVDD_M)을 생성하여 출력할 수 있다.

전술한 바와 같이, 인쇄회로기판(PCB) 및/또는 표시패널(DISP)에 인가되는 펄스신호들은, 하나의 기준펄스신호(PWM)에 의해 생성되는 것이 아니라, 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6)에 의해 생성될 수 있다.

인쇄회로기판(PCB) 및/또는 표시패널(DISP)에 인가되는 펄스신호들은, 인쇄회로기판(PCB) 상에 실장 된 회로구성들(TPIC, L/S, VGHC, VDC, 멀티플렉서 등)로부터 출력되는 펄스신호들(GCLK_M, VGL_M, VGH_M, VDD_M, VSS_M, EGBI_M, HVDD_M 등)과, 표시패널(DISP)에 입력되는 펼스신호들(TDS, Vcom_M, Vgate, Vdata 등) 등을 포함할 수 있다.

도 24를 참조하면, 제1 내지 제6 기준펄스신호(PWM1~PWM6)는 모두 다른 신호일 수도 있고, 제1 내지 제6 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 중 일부는 동일한 신호일 수도 있다. 이에 따라, 제1 내지 제6 신호배선(SL1~SL6)은 모두 다른 배선일 수도 있고, 제1 내지 제6 신호배선(SL1~SL6) 중 일부는 동일한 배선일 수도 있다.

도 25는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 마이크로 컨트롤러(MCU)가 다양한 위상 차이를 갖는 기준펄스신호들(PWM1~PWM6)을 출력하여 펄스신호들 간의 전파지연 편차를 보상해주는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 표시패널(DISP)과, 표시패널(DISP)에 전기적으로 연결된 하나 이상의 인쇄회로기판(PCB) 등을 포함할 수 있다.

게이트구동회로(GDC)는, 칩 온 필름(COF) 타입, 게이트 인 패널(GIP) 타입 등으로 구현되어 표시패널(DISP)과 전기적으로 연결되고, 다수의 게이트라인(GL)으로 게이트신호(Vgate)를 순차적으로 출력할 수 있다.

데이터구동회로(DDC)는, 칩 온 필름(COF) 타입, 칩 온 글라스(COG) 타입 등으로 구현되어 표시패널(DISP)과 전기적으로 연결되고, 다수의 데이터라인(DL)으로 데이터신호(Vdata)를 출력할 수 있다.

터치구동회로(TDC)는, 칩 온 필름(COF) 타입, 칩 온 글라스(COG) 타입 등으로 구현되거나 인쇄회로기판(PCB)에 실장되어, 표시패널(DISP)과 전기적으로 연결되고, 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상의 터치전극(TE)으로 터치전극 구동신호(TDS)를 출력할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 게이트구동회로(GDC), 데이터구동회로(DDC) 및 터치구동회로(TDC) 등 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되어 각종 전압이나 신호를 공급하는 터치파워회로(TPIC)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 게이트구동회로(GDC), 데이터구동회로(DDC), 터치구동회로(TDC) 및 터치파워회로(TPIC) 등의 각종 신호 공급 부품이 출력하는 펄스신호들의 기준이 되는 기준펄스신호들을 공급하는 마이크로 컨트롤러(MCU)를 더 포함할 수 있다. 이러한 마이크로 컨트롤러(MCU)는 터치유무 및/또는 터치좌표를 산출하는 터치 컨트롤러(TCTR)이기도 하다.

터치파워회로(TPIC), 마이크로 컨트롤러(MCU) 등은 인쇄회로기판(PCB) 상에 실장 될 수 있다. 인쇄회로기판(PCB) 상에는 디스플레이 컨트롤러(DCTR), 파워관리회로(PMIC) 등이 더 실장될 수 있다.

도 25를 참조하면, 마이크로 컨트롤러(MCU)는, 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6)에 대한 정보를 저장하는 레지스터(R/G)와, 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6)를 생성하여 출력하는 신호 생성기(PWMG) 등을 포함할 수 있다.

신호 생성기(PWMG)는, 동일한 주파수를 갖는 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6)를 생성하여 출력할 수 있다.

신호 생성기(PWMG)는, 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6)의 위상 차이를 발생시켜 출력할 수 있다.

특히, 신호 생성기(PWMG)는, 하나 이상의 외부 신호공급부품(TPIC, L/S, TDC, VGHC, VDC 등)에 의해 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6)를 기초로 생성되는 다수의 펄스신호가 표시패널(DISP) 또는 인쇄회로기판(PCB) 상에서 동일한 위상이 되도록, 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6)의 위상 차이를 발생시켜 출력할 수 있다.

이러한 마이크로 컨트롤러(MCU)의 기능으로 인해, 전술한 전파지연 편차에 의한 펄스신호들의 위상 차이를 없애줄 수 있고, 이에 따라 터치 센싱 성능 및 디스플레이 성능을 향상시켜줄 수 있다.

아래에서는, 이에 대하여 예시적으로 설명한다.

마이크로 컨트롤러(MCU)는, 제1 기준펄스신호(PWM1)와 하나 이상의 다른 기준펄스신호(PWM2~PWM6)를 포함하는 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6)를 출력할 수 있다.

터치전극 구동신호(TDS)는 제1 기준펄스신호(PWM1)에 기초하여 생성될 수 있다.

시간 분할 구동 방식 하에서 터치 구동이 진행되는 경우 또는 시간 프리 구동 방식 하에서 터치 구동이 진행되는 케이스 1 및 3의 경우, 터치전극 구동신호(TDS)가 하나 이상의 터치전극(TE)으로 인가되는 동안, 로드 프리 구동(Load Free Driving)이 수행될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서는, 터치전극 구동신호(TDS)가 하나 이상의 터치전극(TE)으로 인가되는 동안, 로드 프리 구동에 따라, 제1 기준펄스신호(PWM1)와 다른 기준펄스신호(PWM2~PWM6)에 기초하여 생성된 하나 이상의 펄스신호(VGL_M, Vcom_M, EGBI_M/HVDD_M, VGH_M, GCLK_M)가 표시패널(DISP) 또는 인쇄회로기판(PCB)에 인가될 수 있다.

도 25를 참조하면, 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력되는 제1 기준펄스신호(PWM1)와 다른 기준펄스신호(PWM2~PWM6)는, 주파수가 동일할 수 있다.

제1 기준펄스신호(PWM1)에 기초하여 생성된 터치전극 구동신호(TDS)와, 다른 기준펄스신호(PWM2~PWM6)에 기초하여 생성된 하나 이상의 펄스신호(VGL_M, Vcom_M, EGBI_M/HVDD_M, VGH_M, GCLK_M)는 서로 위상이 대응될 수 있다. 즉, 제1 기준펄스신호(PWM1)에 기초하여 생성된 터치전극 구동신호(TDS)와, 다른 기준펄스신호(PWM2~PWM6)에 기초하여 생성된 하나 이상의 펄스신호(VGL_M, Vcom_M, EGBI_M/HVDD_M, VGH_M, GCLK_M)는 동위상(In phase)이다.

하지만, 제1 기준펄스신호(PWM1)와 다른 기준펄스신호(PWM2~PWM6)는 위상이 다르다. 즉, 마이크로 컨트롤러(MCU)는 제1 기준펄스신호(PWM1)와 다른 기준펄스신호(PWM2~PWM6)를 다른 위상(Out of phase)을 갖는 상태로 출력할 수 있다.

도 24 및 도 25를 참조하면, 마이크로 컨트롤러(MCU)는 제1 기준펄스신호(PWM1)와 다른 제2 기준펄스신호(PWM2)를 출력할 수 있다.

게이트구동회로(GDC)는 터치파워회로(TPIC)에 의해 제2 기준펄스신호(PWM2)를 기초로 생성된 펄스신호인 로우레벨 게이트전압(VGL_M)을 입력 받을 수 있다.

제1 기준펄스신호(PWM1)를 기초로 생성된 터치전극 구동신호(TDS)와 제2 기준펄스신호(PWM2)를 기초로 생성된 로우레벨 게이트전압(VGL_M)은 동일한 주파수일 수 있다.

제1 기준펄스신호(PWM1)를 기초로 생성된 터치전극 구동신호(TDS)와 제2 기준펄스신호(PWM2)를 기초로 생성된 로우레벨 게이트전압(VGL_M)은 동일한 위상을 가질 수 있다.

하지만, 제1 기준펄스신호(PWM1)와 제2 기준펄스신호(PWM2)는 서로 다른 위상을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 도 25에 도시된 바와 같이, 일 예로, 마이크로 컨트롤러(MCU)는 제1 기준펄스신호(PWM1)를 제2 기준펄스신호(PWM2)보다 더 지연시켜 출력할 수 있다. 즉, 마이크로 컨트롤러(MCU)는 제2 기준펄스신호(PWM2)를 제1 기준펄스신호(PWM1)보다 더 빠른 타이밍에 출력할 수 있다.

이에 따라, 제1 기준펄스신호(PWM1)를 기초로 생성된 터치전극 구동신호(TDS)와 제2 기준펄스신호(PWM2)를 기초로 생성된 로우레벨 게이트전압(VGL_M)은 동일한 위상을 가질 수 있다.

도 24 및 도 25를 참조하면, 마이크로 컨트롤러(MCU)는 제1 기준펄스신호(PWM1)와 다른 제3 기준펄스신호(PWM3)를 출력할 수 있다.

터치구동회로(TDC)에 의해 제1 기준펄스신호(PWM1)를 기초로 생성된 터치전극 구동신호(TDS)가 다수의 터치전극(TE) 중 센싱 대상인 하나 이상의 터치전극(TE)에 인가되는 동안, 터치파워회로(TPIC)에 의해 제3 기준펄스신호(PWM3)를 기초로 생성된 펄스신호(Vcom_M)가 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상의 터치전극(TE)과 다른 터치전극들(TE)로 인가될 수 있다.

제1 기준펄스신호(PWM1)와 제3 기준펄스신호(PWM3)는 동일한 주파수를 가질 수 있다.

제1 기준펄스신호(PWM1)를 기초로 생성된 터치전극 구동신호(TDS)와 제3 기준펄스신호(PWM3)를 기초로 생성된 펄스신호(Vcom_M)는 동일한 위상을 가질 수 있다.

하지만, 제1 기준펄스신호(PWM1)와 제3 기준펄스신호(PWM3)는 서로 다른 위상을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 도 25에 도시된 바와 같이, 일 예로, 마이크로 컨트롤러(MCU)는 제1 기준펄스신호(PWM1)를 제3 기준펄스신호(PWM3)보다 더 지연시켜 출력할 수 있다. 마이크로 컨트롤러(MCU)는 제3 기준펄스신호(PWM3)를 제1 기준펄스신호(PWM1)보다 더 빠른 타이밍에 출력할 수 있다.

이에 따라, 제1 기준펄스신호(PWM1)를 기초로 생성된 터치전극 구동신호(TDS)와 제3 기준펄스신호(PWM3)를 기초로 생성된 펄스신호(Vcom_M)는 동일한 위상을 가질 수 있다.

도 24 및 도 25를 참조하면, 마이크로 컨트롤러(MCU)는 제1 기준펄스신호(PWM1)와 다른 제4 기준펄스신호(PWM4)를 출력할 수 있다.

데이터구동회로(DDC)는, 터치파워회로(TPIC) 및 전압 분배회로(VDC)에 의해 제4 기준펄스신호(PWM4)를 기초로 생성된 펄스신호인 감마기준전압(EGBI_M)와 하프 구동전압(HVDD_M)에 응답하여 데이터신호(Vdata)를 출력할 수 있다(도 14 참조).

제1 기준펄스신호(PWM1)를 기초로 생성된 터치전극 구동신호(TDS)와 제4 기준펄스신호(PWM4)를 기초로 생성된 감마기준전압(EGBI_M)은 동일한 주파수일 수 있다.

제1 기준펄스신호(PWM1)를 기초로 생성된 터치전극 구동신호(TDS)와 제4 기준펄스신호(PWM4)를 기초로 생성된 감마기준전압(EGBI_M)은 동일한 위상을 가질 수 있다.

하지만, 제1 기준펄스신호(PWM1)와 제4 기준펄스신호(PWM4)는 서로 다른 위상을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 도 25에 도시된 바와 같이, 일 예로, 마이크로 컨트롤러(MCU)는 제1 기준펄스신호(PWM1)를 제4 기준펄스신호(PWM4)보다 더 지연시켜 출력할 수 있다. 즉, 마이크로 컨트롤러(MCU)는 제4 기준펄스신호(PWM4)를 제1 기준펄스신호(PWM1)보다 더 빠른 타이밍에 출력할 수 있다.

이에 따라, 제1 기준펄스신호(PWM1)를 기초로 생성된 터치전극 구동신호(TDS)와 제4 기준펄스신호(PWM4)를 기초로 생성된 감마기준전압(EGBI_M)은 동일한 위상을 가질 수 있다.

도 24 및 도 25를 참조하면, 마이크로 컨트롤러(MCU)는 제1 기준펄스신호(PWM1)와 다른 제5 기준펄스신호(PWM5)를 출력할 수 있다.

게이트구동회로(GDC)는 하이레벨 게이트전압 생성회로(VGHC) 또는 터치파워회로(TPIC)에 의해 제5 기준펄스신호(PWM5)를 기초로 생성된 펄스신호인 하이레벨 게이트전압(VGH_M)을 입력 받을 수 있다. 하이레벨 게이트전압 생성회로(VGHC)는 멀티플렉서를 구현될 수 있으며, 터치파워회로(TPIC)의 내부에 포함될 수도 있다.

제1 기준펄스신호(PWM1)를 기초로 생성된 터치전극 구동신호(TDS)와 제5 기준펄스신호(PWM5)를 기초로 생성된 하이레벨 게이트전압(VGH_M)은 동일한 주파수일 수 있다.

제1 기준펄스신호(PWM1)를 기초로 생성된 터치전극 구동신호(TDS)와 제5 기준펄스신호(PWM5)를 기초로 생성된 하이레벨 게이트전압(VGH_M)은 동일한 위상을 가질 수 있다.

하지만, 제1 기준펄스신호(PWM1)와 제5 기준펄스신호(PWM5)는 서로 다른 위상을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 도 25에 도시된 바와 같이, 일 예로, 마이크로 컨트롤러(MCU)는 제1 기준펄스신호(PWM1)를 제5 기준펄스신호(PWM5)보다 더 지연시켜 출력할 수 있다. 즉, 마이크로 컨트롤러(MCU)는 제5 기준펄스신호(PWM5)를 제1 기준펄스신호(PWM1)보다 더 빠른 타이밍에 출력할 수 있다.

도 24 및 도 25를 참조하면, 마이크로 컨트롤러(MCU)는 제1 기준펄스신호(PWM1)와 다른 제6 기준펄스신호(PWM6)를 출력할 수 있다.

게이트구동회로(GDC)는 레벨 쉬프터(L/S) 또는 터치파워회로(TPIC)에 의해 제6 기준펄스신호(PWM6)를 기초로 생성된 펄스신호인 게이트클럭신호(GCLK_M)를 입력 받을 수 있다. 레벨 쉬프터(L/S)는 터치파워회로(TPIC)의 내부에 포함될 수 도 있다.

제1 기준펄스신호(PWM1)를 기초로 생성된 터치전극 구동신호(TDS)와 제6 기준펄스신호(PWM6)를 기초로 생성된 게이트클럭신호(GCLK_M)는 동일한 주파수일 수 있다.

제1 기준펄스신호(PWM1)를 기초로 생성된 터치전극 구동신호(TDS)와 제6 기준펄스신호(PWM6)를 기초로 생성된 게이트클럭신호(GCLK_M)는 동일한 위상을 가질 수 있다.

하지만, 제1 기준펄스신호(PWM1)와 제6 기준펄스신호(PWM6)는 서로 다른 위상을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 도 25에 도시된 바와 같이, 마이크로 컨트롤러(MCU)는 제1 기준펄스신호(PWM1)를 제6 기준펄스신호(PWM6)보다 더 지연시켜 출력할 수 있다. 즉, 마이크로 컨트롤러(MCU)는 제6 기준펄스신호(PWM6)를 제1 기준펄스신호(PWM1)보다 더 빠른 타이밍에 출력할 수 있다.

제1 내지 제6 기준펄스신호(PWM1~PWM6)은 모두 다른 펄스신호일 수도 있고, 일부는 동일한 펄스신호일 수도 있다.

도 25의 예시에 따르면, 제1 내지 제6 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 중에서, 제5 기준펄스신호(PWM5)가 가장 빠른 타이밍에 출력되고, 그 다음으로 제4 기준펄스신호(PWM4)가 출력되고, 그 다음으로 제2, 제3, 제6 기준펄스신호(PWM2, PWM3, PWM6)가 출력되고, 제1 기준펄스신호(PWM1)가 가장 느린 타이밍에 출력될 수 있다.

외부 신호공급부품들이 제1 내지 제6 기준펄스신호(PWM1~PWM6)을 기초로 펄스신호들을 생성할 때, 어떠한 외부 신호공급부품이 더 높은 전압을 이용하여 멀티플렉싱(Multiplexing) 할수록, 해당 기준펄스신호에 의해 생성된 펄스신호는 더 큰 지연이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 기준펄스신호는 다른 기준펄스신호보다 더 빠른 타이밍에 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 출력될 수 있다.

도 25를 참조하면, 마이크로 컨트롤러(MCU)의 신호생성기(PWMG)는, 레지스터(R/G)에 레지스터 값으로서 저장된 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 각각에 대한 전파시간 값 또는 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 간의 전파시간 차이값(전파지연 편차값)을 토대로, 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 간의 위상 차이를 조절하여 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6)를 출력할 수 있다.

도 25를 참조하면, 마이크로 컨트롤러(MCU)는, 미세 클럭(FCLK)을 이용하여, 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 간의 전파시간 차이값을 알아내거나, 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 간의 위상 차이를 의도적으로 만들어주는 클럭 카운터(CLKC)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 간의 전파시간 차이값은, 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6)를 기초로 하나 이상의 외부 신호공급부품(TPIC, L/S, TDC, VGHC, VDC 등)에서 생성되는 펄스신호들의 전파지연 편차(위상 차이)를 의미할 수 있다.

마이크로 컨트롤러(MCU)는, 미세 클럭(FCLK)을 외부에서 공급받을 수도 있고, 내부에서 미세 클럭(FCLK)을 발생시킬 수도 있다.

도 26은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 마이크로 컨트롤러(MCU)가 다양한 위상차이를 갖는 기준펄스신호들을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 26을 참조하면, 마이크로 컨트롤러(MCU)의 신호 생성기(PWMG)는, 클럭카운터(CLKC)를 이용하여, 미세 클럭(FCLK)을 기준으로, 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 간의 전파시간 차이값을 알아내거나, 미세 클럭(FCLK)을 기준으로 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 간의 위상 차이를 만들어줄 수 있다.

예를 들어, 마이크로 컨트롤러(MCU)는, 미세 클럭(FCLK)의 개수(도 26의 예시에서는 2개)를 원하는 만큼 카운트하여, 원하는 만큼 카운트 된 미세 클럭(FCLK)의 개수만큼 제6 기준펄스신호(PWM6)를 쉬프트 시켜서 다른 제1 기준펄스신호(PMW1)를 생성할 수 있다. 이에 따라, 제1 기준펄스신호(PWM1)과 제6 기준펄스신호(PMW6) 간의 위상차이를 만들어줄 수 있다. 즉, 제1 기준펄스신호(PWM1)는 제6 기준펄스신호(PMW6)보다 신호 지연(위상 지연)이 더 될 수 있다.

도 27은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 생성된 기준펄스신호들(PWM1~PWM6)을 기초로 하나 이상의 외부 신호공급부품(TPIC, L/S, TDC, VGHC, VDC 등)에서 생성된 펄스신호들 간의 전파지연 편차를 레지스터(R/G)의 설정값(Zero Delay, Delay1, Delay2, …)을 이용하여 보상해주는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 27을 참조하면, 마이크로 컨트롤러(MCU)의 신호 생성기(PWMG)는 하나의 최초 기준펄스신호(PWM)를 기준으로, 레지스터(R/G)에 저장된 기준펄스신호들(PWM1~PWM6)에 대한 설정 값(Zero Delay, Delay1, Delay2, …)을 토대로, 신호 지연 차이(위상 차이)가 나는 기준펄스신호들(PWM1~PWM6)을 생성할 수 있다.

레지스터(R/G)에 저장된 기준펄스신호들(PWM1~PWM6)에 대한 설정 값(Zero Delay, Delay1, Delay2, …)은, 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6)에 대한 정보로서, 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 각각에 대한 전파시간 값 또는 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 간의 전파시간 차이값(전파지연 편차값)일 수 있다.

신호 생성기(PWMG)는 클럭 카운터(CLKC)를 이용하여 신호 지연 차이(위상 차이)가 나는 기준펄스신호들(PWM1~PWM6)을 생성할 수 있다.

도 28 내지 도 31은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 마이크로 컨트롤러(MCU)에서 생성된 기준펄스신호들을 기초로 생성된 펄스신호들 간의 전파지연 편차를 피드백 라인(FBL_TDIC, FBL_TPIC, FBL_GDC)을 활용하여 보상해주는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 28 및 도 29를 참조하면, 터치표시장치는, 데이터구동회로(DDC), 게이트구동회로(GDC), 터치구동회로(TDC) 및 터치파워회로(TPIC) 등 중 둘 이상의 각 출력지점(X, Y, Z)에서 마이크로 컨트롤러(MCU)까지 연결되는 둘 이상의 피드백라인(FBL_TDIC, FBL_TPIC, FBL_GDC)을 더 포함할 수 있다.

둘 이상의 피드백라인(FBL_TDIC, FBL_TPIC, FBL_GDC)은 인쇄회로기판(PCB) 상에 배치될 수 있다. 둘 이상의 피드백라인(FBL_TDIC, FBL_TPIC, FBL_GDC)은 데이터구동회로(DDC), 게이트구동회로(GDC), 터치구동회로(TDC) 등의 출력단과 연결될 수도 있다. 경우에 따라서, 둘 이상의 피드백라인(FBL_TDIC, FBL_TPIC, FBL_GDC)은 표시패널(DISP)에 일부가 배치될 수도 있다.

도 29 및 도 30을 참조하면, 마이크로 컨트롤러(MCU)는, 둘 이상의 피드백 라인(FBL_TDIC, FBL_TPIC, FBL_GDC)을 이용하여 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 각각에 대한 전파시간 값 또는 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 간의 전파시간 차이값을 산출하여 레지스터(R/G)에 저장하는 자동 보정기(AUTOCAL)을 더 포함할 수 있다.

도 29를 참조하면, 자동 보정기(AUTOCAL)는, 둘 이상의 피드백 라인(FBL_TDIC, FBL_TPIC, FBL_GDC)을 통해 입력된 둘 이상의 피드백 펄스신호(OUT_TDIC_F/B, OUT_GDC_F/B, OUT_TPIC_F/B)에 근거하여, 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 각각에 대한 전파시간 값 또는 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 간의 전파시간 차이값을 산출하여 레지스터(R/G)에 저장할 수 있다.

도 30 및 도 31을 참조하면, 자동 보정기(AUTOCAL)는, 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6)를 출력하는 단자를 통해 둘 이상의 테스트 신호 각각을 출력하고, 둘 이상의 테스트 신호에 대한 둘 이상의 피드백 펄스신호(OUT_TDIC_F/B, OUT_GDC_F/B, OUT_TPIC_F/B)를 둘 이상의 피드백라인(FBL_TDIC, FBL_TPIC, FBL_GDC)을 통해 수신하여, 둘 이상의 피드백 펄스신호(OUT_TDIC_F/B, OUT_GDC_F/B, OUT_TPIC_F/B)에 근거하여, 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 각각에 대한 전파시간 값 또는 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 간의 전파시간 차이값을 산출하여 레지스터(R/G)에 저장할 수 있다.

여기서, 둘 이상의 테스트 신호는, 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6)이거나, 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6)와 대응되는 둘 이상의 테스트전용신호일 수 있다.

도 30을 참조하면, 자동 보정기(AUTOCAL)는, 둘 이상의 피드백 펄스신호(OUT_TDIC_F/B, OUT_GDC_F/B, OUT_TPIC_F/B)를 수신하면, 클럭 카운터(CLKC)를 이용하여, 둘 이상의 피드백 펄스신호(OUT_TDIC_F/B, OUT_GDC_F/B, OUT_TPIC_F/B)의 차이에 해당하는 미세 클럭(FCLK)의 개수를 카운트하여, 카운트 된 미세 클럭(FCLK)의 개수에 기초하여, 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 각각에 대한 전파시간 값 또는 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 간의 전파시간 차이값을 산출할 수 있다.

예를 들어, 자동 보정기(AUTOCAL)는, 클럭 카운터(CLKC)를 이용하여, 제1 피드백라인(FBL_TDIC)을 통해 수신된 제1 피드백 펄스신호(OUT_TDIC_F/B)의 라이징 타이밍과, 제2 피드백라인(FBL_TPIC)을 통해 수신된 제2 피드백 펄스신호(OUT_TPIC_F/B)의 라이징 타이밍 간의 차이가 몇 개의 미세 클럭(FCLK)이 되는지를 카운트하고, 카운트 된 미세 클럭(FCLK)의 개수에 대응되는 값을 둘 이상의 기준펄스신호(PWM1~PWM6) 간의 전파시간 차이값(전파 지연 편차(Propagation delay variation))으로서 산출할 수 있다.

이상에서 전술한 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 구동방법을 간략하게 다시 설명한다.

도 32은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 구동방법에 대한 흐름도이다.

도 32를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 구동방법은, 마이크로 컨트롤러(MCU)가 동일한 주파수를 갖는 제1 기준펄스신호(PWM1)와 하나 이상의 다른 기준펄스신호를 출력하는 단계(S3210)와 터치구동회로(TDC)가 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상의 터치전극(TE)으로 제1 기준펄스신호(PWM1)를 기초로 생성된 펄스신호인 터치전극 구동신호(TDS)를 인가하는 단계(S3220)와, 터치구동회로(TDC)가 터치전극 구동신호(TDS)가 인가된 터치전극(TE)으로부터 수신된 신호를 센싱하고, 터치 컨트롤러(TCTR)가 센싱된 신호를 토대로 터치유무 또는 터치좌표를 결정하는 단계(S3230) 등을 포함할 수 있다.

S3220 단계에서, 터치전극 구동신호(TDS)가 하나 이상의 터치전극(TE)으로 인가되는 동안, 다른 기준펄스신호에 기초하여 생성된 하나 이상의 펄스신호가 표시패널(DISP) 또는 인쇄회로기판(PCB)에 인가될 수 있다.

제1 기준펄스신호(PWM1)와 다른 기준펄스신호는 주파수가 동일할 수 있다.

제1 기준펄스신호(PWM1)에 기초하여 생성된 터치전극 구동신호(TDS)와, 다른 기준펄스신호에 기초하여 생성된 하나 이상의 펄스신호는 서로 위상이 대응될 수 있다.

S3210 단계에서, 마이크로 컨트롤러(MCU)는 제1 기준펄스신호(PWM1)와 다른 기준펄스신호를 다른 위상을 갖는 상태로 출력할 수 있다.

마이크로 컨트롤러(MCU)는, 제1 기준펄스신호(PWM1)를 다른 기준펄스신호보다 더 지연시켜 출력할 수 있다.

이상에서 전술한 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 센싱을 위해 터치전극 구동신호(TDS)가 인가되는 터치전극(TE)과 주변의 다른 전극 (예: 다른 터치전극, 데이터라인, 게이트라인 등) 사이에 불필요한 기생 캐패시턴스가 발생하지 않도록 해주는 터치표시장치, 마이크로 컨트롤러(MCU) 및 구동방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 센싱을 위한 패널 구동 시, 터치전극 구동신호와 그 외 다양한 펄스신호들 간의 위상 차이가 발생하지 않도록 해주는 터치표시장치, 마이크로 컨트롤러(MCU) 및 구동방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이와 터치 센싱을 동시에 수행할 수 있고, 이를 위한 구동 시 표시패널(DISP) 및 인쇄회로기판(PCB) 등에서 발생되는 다양한 펄스신호들 간의 위상 차이가 발생하지 않도록 해주는 터치표시장치, 마이크로 컨트롤러(MCU) 및 구동방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이와 터치 센싱을 동시에 수행함에 있어서, 구동에 필요한 다양한 펄스신호들을 다양한 위상 차이를 갖는 기준펄스신호들에 기초하여 생성하여 구동에 이용함으로써, 구동 시, 표시패널(DISP) 및 인쇄회로기판(PCB) 등에서 발생되는 다양한 펄스신호 간의 위상 차이가 발생하지 않도록 해주는 터치표시장치, 마이크로 컨트롤러(MCU) 및 구동방법을 제공할 수 있다.

이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 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 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

다수의 데이터라인, 다수의 게이트라인 및 다수의 터치전극이 배치된 표시패널;
상기 표시패널과 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 게이트라인으로 게이트신호를 순차적으로 출력하는 게이트구동회로;
상기 표시패널과 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 데이터라인으로 데이터신호를 출력하는 데이터구동회로;
상기 표시패널과 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 터치전극 구동신호를 출력하는 터치구동회로;
상기 표시패널과 전기적으로 연결된 인쇄회로기판;
상기 인쇄회로기판 상에 실장 되고, 상기 게이트구동회로, 상기 데이터구동회로 및 상기 터치구동회로 중 적어도 하나와 전기적으로 연결된 터치파워회로; 및
상기 인쇄회로기판 상에 실장 되고, 제1 기준펄스신호와 하나 이상의 다른 기준펄스신호를 포함하는 둘 이상의 기준펄스신호를 출력하는 마이크로 컨트롤러를 포함하고,
상기 터치전극 구동신호는 상기 제1 기준펄스신호에 기초하여 생성되고,
상기 터치전극 구동신호가 상기 하나 이상의 터치전극으로 인가되는 동안, 상기 다른 기준펄스신호에 기초하여 생성된 하나 이상의 펄스신호가 상기 표시패널 또는 상기 인쇄회로기판에 인가되고,
상기 제1 기준펄스신호와 상기 다른 기준펄스신호는 주파수가 동일하고,
상기 제1 기준펄스신호에 기초하여 생성된 상기 터치전극 구동신호와, 상기 다른 기준펄스신호에 기초하여 생성된 하나 이상의 펄스신호는 서로 위상이 대응되고,
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 제1 기준펄스신호와 상기 다른 기준펄스신호를 다른 위상을 갖는 상태로 출력하는 터치표시장치.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 제1 기준펄스신호와 다른 제2 기준펄스신호를 출력하고,
상기 게이트구동회로는 상기 제2 기준펄스신호를 기초로 생성된 펄스신호인 로우레벨 게이트전압을 입력 받고,
상기 제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 상기 터치전극 구동신호와 상기 제2 기준펄스신호를 기초로 생성된 상기 로우레벨 게이트전압은 동일한 주파수이고,
상기 제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 상기 터치전극 구동신호와 상기 제2 기준펄스신호를 기초로 생성된 상기 로우레벨 게이트전압은 동일한 위상을 갖고,
상기 제1 기준펄스신호과 상기 제2 기준펄스신호는 서로 다른 위상을 갖는 터치표시장치.
제2항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 제1 기준펄스신호를 상기 제2 기준펄스신호보다 더 지연시켜 출력하는 터치표시장치.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 제1 기준펄스신호와 다른 제3 기준펄스신호를 출력하고,
상기 제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 상기 터치전극 구동신호가 상기 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극에 인가되는 동안,
상기 제3 기준펄스신호를 기초로 생성된 펄스신호가 상기 다수의 터치전극 중 상기 하나 이상의 터치전극과 다른 터치전극들로 인가되고,
상기 제1 기준펄스신호와 상기 제3 기준펄스신호는 동일한 주파수를 갖고,
상기 제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 상기 터치전극 구동신호와 상기 제3 기준펄스신호를 기초로 생성된 펄스신호는 동일한 위상을 갖고,
상기 제1 기준펄스신호와 상기 제3 기준펄스신호는 서로 다른 위상을 갖는 터치표시장치.
제4항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 제1 기준펄스신호를 상기 제3 기준펄스신호보다 더 지연시켜 출력하는 터치표시장치.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 제1 기준펄스신호와 다른 제4 기준펄스신호를 출력하고,
상기 터치전극 구동신호가 상기 하나 이상의 터치전극으로 인가되는 동안, 상기 데이터구동회로는 상기 제4 기준펄스신호를 기초로 생성된 펄스신호인 감마기준전압에 응답하여 영상 표시를 위한 데이터신호를 출력하고,
상기 제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 상기 터치전극 구동신호와 상기 제4 기준펄스신호를 기초로 생성된 상기 감마기준전압은 동일한 주파수이고,
상기 제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 상기 터치전극 구동신호와 상기 제4 기준펄스신호를 기초로 생성된 상기 감마기준전압은 동일한 위상을 갖고,
상기 제1 기준펄스신호와 상기 제4 기준펄스신호는 서로 다른 위상을 갖는 터치표시장치.
제6항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 제1 기준펄스신호를 상기 제4 기준펄스신호보다 더 지연시켜 출력하는 터치표시장치.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 제1 기준펄스신호와 다른 제5 기준펄스신호를 출력하고,
상기 게이트구동회로는 상기 제5 기준펄스신호를 기초로 생성된 펄스신호인 하이레벨 게이트전압을 입력 받고,
상기 제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 상기 터치전극 구동신호와 상기 제5 기준펄스신호를 기초로 생성된 상기 하이레벨 게이트전압은 동일한 주파수이고,
상기 제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 상기 터치전극 구동신호와 상기 제5 기준펄스신호를 기초로 생성된 상기 하이레벨 게이트전압은 동일한 위상을 갖고,
상기 제1 기준펄스신호와 상기 제5 기준펄스신호는 서로 다른 위상을 갖는 터치표시장치.
제8항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 제1 기준펄스신호를 상기 제5 기준펄스신호보다 더 지연시켜 출력하는 터치표시장치.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 제1 기준펄스신호와 다른 제6 기준펄스신호를 출력하고,
상기 게이트구동회로는 상기 제6 기준펄스신호를 기초로 생성된 펄스신호인 게이트클럭신호를 입력 받고,
상기 제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 상기 터치전극 구동신호와 상기 제6 기준펄스신호를 기초로 생성된 상기 게이트클럭신호는 동일한 주파수이고,
상기 제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 상기 터치전극 구동신호와 상기 제6 기준펄스신호를 기초로 생성된 상기 게이트클럭신호는 동일한 위상을 갖고,
상기 제1 기준펄스신호와 상기 제6 기준펄스신호는 서로 다른 위상을 갖는 터치표시장치.
제10항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 제1 기준펄스신호를 상기 제6 기준펄스신호보다 더 지연시켜 출력하는 터치표시장치.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는,
레지스터에 저장된 상기 둘 이상의 기준펄스신호 각각에 대한 전파시간 값 또는 상기 둘 이상의 기준펄스신호 간의 전파시간 차이값을 토대로,
상기 둘 이상의 기준펄스신호 간의 위상 차이를 조절하여 상기 둘 이상의 기준펄스신호를 출력하는 터치표시장치.
제12항에 있어서,
상기 데이터구동회로, 상기 게이트구동회로, 상기 터치구동회로 및 상기 터치파워회로 중 둘 이상의 각 출력지점에서 상기 마이크로 컨트롤러까지 연결되는 둘 이상의 피드백라인을 더 포함하고,
상기 마이크로 컨트롤러는,
상기 둘 이상의 기준펄스신호 또는 상기 둘 이상의 기준펄스신호와 대응되는 둘 이상의 테스트전용신호 각각을 출력하고,
상기 둘 이상의 기준펄스신호 또는 상기 둘 이상의 테스트전용신호에 대한 둘 이상의 피드백 펄스신호를 상기 둘 이상의 피드백라인을 통해 수신하여,
상기 둘 이상의 피드백 펄스신호에 근거하여, 상기 둘 이상의 기준펄스신호 각각에 대한 전파시간 값 또는 상기 둘 이상의 기준펄스신호 간의 전파시간 차이값을 산출하여 상기 레지스터에 저장하는 터치표시장치.
제12항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는,
미세 클럭을 기준으로 상기 둘 이상의 기준펄스신호 간의 전파시간 차이값을 알아내거나, 상기 미세 클럭을 기준으로 상기 둘 이상의 기준펄스신호 간의 위상 차이를 만들어주는 클럭 카운터를 포함하는 터치표시장치.
표시패널과, 상기 표시패널에 전기적으로 연결된 인쇄회로기판을 포함하는 터치표시장치에서, 상기 인쇄회로기판에 실장 되는 마이크로 컨트롤러에 있어서,
둘 이상의 기준펄스신호에 대한 정보를 저장하는 레지스터; 및
동일한 주파수를 갖는 둘 이상의 기준펄스신호를 생성하여 출력하는 신호 생성기를 포함하고,
상기 신호 생성기는,
외부 신호공급부품에 의해 상기 둘 이상의 기준펄스신호를 기초로 생성되는 다수의 펄스신호가 상기 표시패널 또는 상기 인쇄회로기판 상에서 동일한 위상이 되도록, 상기 둘 이상의 기준펄스신호의 위상 차이를 발생시켜 출력하는 마이크로 컨트롤러.
제15항에 있어서,
상기 신호 생성기는,
상기 레지스터에 저장된 상기 둘 이상의 기준펄스신호 각각에 대한 전파시간 값 또는 상기 둘 이상의 기준펄스신호 간의 전파시간 차이값을 토대로,
상기 둘 이상의 기준펄스신호 간의 위상 차이를 조절하여 상기 둘 이상의 기준펄스신호를 출력하는 마이크로 컨트롤러.
제16항에 있어서,
상기 둘 이상의 피드백 라인을 통해 입력된 둘 이상의 피드백 펄스신호에 근거하여, 상기 둘 이상의 기준펄스신호 각각에 대한 전파시간 값 또는 상기 둘 이상의 기준펄스신호 간의 전파시간 차이값을 산출하여 상기 레지스터에 저장하는 자동 보정기를 더 포함하는 마이크로 컨트롤러.
제15항에 있어서,
미세 클럭을 기준으로 상기 둘 이상의 기준펄스신호 간의 전파시간 차이값을 알아내거나, 상기 미세 클럭을 기준으로 상기 둘 이상의 기준펄스신호 간의 위상 차이를 만들어주는 클럭 카운터를 더 포함하는 마이크로 컨트롤러.
다수의 데이터라인, 다수의 게이트라인 및 다수의 터치전극이 배치된 표시패널과, 상기 다수의 터치전극을 구동하는 터치구동회로와, 상기 표시패널과 전기적으로 연결된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판 상에 실장 되는 마이크로 컨트롤러를 포함하는 터치표시장치의 구동방법에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러가 동일한 주파수를 갖는 제1 기준펄스신호와 하나 이상의 다른 기준펄스신호를 출력하는 단계; 및
상기 터치구동회로가 상기 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 상기 제1 기준펄스신호를 기초로 생성된 펄스신호인 터치전극 구동신호를 인가하는 단계를 포함하고,
상기 인가하는 단계에서, 상기 터치전극 구동신호가 상기 하나 이상의 터치전극으로 인가되는 동안, 상기 다른 기준펄스신호에 기초하여 생성된 하나 이상의 펄스신호가 상기 표시패널 또는 상기 인쇄회로기판에 인가되고,
상기 제1 기준펄스신호와 상기 다른 기준펄스신호는 주파수가 동일하고,
상기 제1 기준펄스신호에 기초하여 생성된 상기 터치전극 구동신호와, 상기 다른 기준펄스신호에 기초하여 생성된 하나 이상의 펄스신호는 서로 위상이 대응되고,
상기 출력하는 단계에서, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 제1 기준펄스신호와 상기 다른 기준펄스신호를 다른 위상을 갖는 상태로 출력하는 터치표시장치의 구동방법.
제19항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는,
상기 제1 기준펄스신호(PWM1)를 상기 다른 기준펄스신호보다 더 지연시켜 출력하는 터치표시장치의 구동방법.