KR102460552B1 - 터치표시장치, 디스플레이 컨트롤러, 구동회로 및 구동방법 - Google Patents

터치표시장치, 디스플레이 컨트롤러, 구동회로 및 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예들은 터치표시장치, 디스플레이 컨트롤러, 구동회로 및 구동방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 영상공급기가 영상데이터를 공급하는 속도(입력주기)와 펜 센싱을 위한 표시패널에 비콘신호가 출력되는 속도(비콘주기)가 동기화 되지 않은 경우에도, 데이터 출력 처리를 제어함으로써, 정상적인 디스플레이 및 정상적인 터치 센싱(펜 센싱, 핑거 센싱)을 가능하게 하는 터치표시장치, 디스플레이 컨트롤러, 구동회로 및 구동방법에 관한 것이다.

Description

터치표시장치, 디스플레이 컨트롤러, 구동회로 및 구동방법{TOUCH DISPLAY DEVICE, DISPLAY CONTROLLER, DRIVING CIRCUIT, AND DRIVING METHOD}
본 발명은 터치표시장치, 디스플레이 컨트롤러, 구동회로 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.
이러한 터치표시장치는 영상의 디스플레이와 사용자의 손가락이나 펜 등에 의한 터치를 센싱하는 터치 센싱을 모두 제공할 수 있어야 한다. 따라서, 터치표시장치는 영상의 디스플레이를 위한 구동 타이밍과 사용자의 손가락이나 펜 등에 의한 터치를 센싱하기 위한 구동 타이밍을 잘 맞추어야 하며, 그렇지 못한 경우, 영상 품질 저하로 이어질 수 있으며, 정상적인 터치 센싱이 이루어지지 못하는 문제점이 발생할 수도 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 실시예들의 목적은, 디스플레이를 위한 구동 타이밍과, 사용자의 핑거 및/또는 펜에 대한 터치 센싱을 위한 구동 타이밍을 잘 동기화 시켜 정상적인 디스플레이 및 터치 센싱을 가능하게 하는 터치표시장치, 디스플레이 컨트롤러, 구동회로 및 구동방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 영상공급기가 영상데이터를 공급하는 속도(입력주기)와 펜 센싱을 위한 표시패널에 비콘신호가 출력되는 속도(비콘주기)가 동기화 되지 않은 경우에도, 정상적인 디스플레이 및 정상적인 터치 센싱(펜 센싱, 핑거 센싱)을 가능하게 하는 터치표시장치, 디스플레이 컨트롤러, 구동회로 및 구동방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 영상공급기가 영상데이터를 공급하는 속도(입력주기)와 디스플레이를 위해 표시패널에 데이터신호가 출력되는 속도(출력주기)가 동기화 되지 않은 경우에도, 정상적인 디스플레이 및 정상적인 터치 센싱(펜 센싱, 핑거 센싱)을 가능하게 하는 터치표시장치, 디스플레이 컨트롤러, 구동회로 및 구동방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 디스플레이와 터치 센싱이 독립적으로 진행되는 경우(경우에 따라서, 디스플레이와 터치 센싱이 동시에 진행되는 경우), 정상적인 펜 센싱 및 정상적인 디스플레이를 가능하게 하는 터치표시장치, 디스플레이 컨트롤러, 구동회로 및 구동방법을 제공하는 데 있다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 데이터라인 및 다수의 게이트라인이 배치되고, 다수의 터치전극이 배치된 표시패널과, 표시패널과 전기적으로 연결되고, 다수의 게이트라인을 구동하기 위하여, 게이트신호들을 다수의 게이트라인으로 순차적으로 출력하는 게이트구동회로와, 표시패널과 전기적으로 연결되고, 다수의 데이터라인을 구동하기 위하여, 디지털신호 형태의 출력영상데이터를 수신하여 아날로그신호 형태의 데이터신호들로 변환하여 다수의 데이터라인으로 출력하는 데이터구동회로와, 표시패널에 접촉하거나 근접해 있는 하나 이상의 펜으로 전달하기 위한 비콘신호를 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 출력하는 터치구동회로를 포함하는 터치표시장치를 제공할 수 있다.
터치표시장치는, 입력영상데이터를 메모리에 저장하고, 메모리에 저장된 입력영상데이터에 대응되는 출력영상데이터를 데이터구동회로로 출력하는 디스플레이 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
터치구동회로는, 미리 정의된 비콘주기에 따라, 제1 비콘신호를 제1 비콘전송기간 동안 출력하고, 제2 비콘신호를 제2 비콘전송기간 동안 출력하고, 제3 비콘신호를 제3 비콘전송기간 동안 출력할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러는, 비콘주기와 다른 값에 해당하는 입력주기에 따라, 입력영상데이터로서 제1 입력영상데이터, 제2 입력영상데이터 및 제3 입력영상데이터를 입력 받을 수 있고, 제1 입력영상데이터, 제2 입력영상데이터 및 제3 입력영상데이터 각각에 대응되는 제1 출력영상데이터, 제2 출력영상데이터 및 제3 출력영상데이터를 출력할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러는, 제1 비콘전송기간과 제2 비콘전송기간의 사이에, 제1 출력영상데이터를 출력할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러는, 제2 비콘전송기간과 제3 비콘전송기간의 사이에, 제2 출력영상데이터를 출력하거나, 제1 출력영상데이터를 다시 출력하거나 데이터 출력 처리를 홀딩할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러는, 제2 비콘전송기간과 제3 비콘전송기간의 사이에, 제1 출력영상데이터를 다시 출력하거나 데이터 출력 처리를 홀딩한 경우, 제3 비콘신호가 출력된 이후, 제2 출력영상데이터 및 제3 출력영상데이터를 비콘주기와 대응되는 출력주기로 출력할 수 있다.
제2 비콘전송기간과 제3 비콘전송기간의 사이에, 디스플레이 컨트롤러가 데이터 출력 처리를 홀딩하는 경우, 게이트구동회로는 다수의 게이트라인을 턴-오프 시킬 수 있다.
제2 비콘전송기간과 제3 비콘전송기간의 사이에, 디스플레이 컨트롤러가 제1 출력영상데이터를 다시 출력하는 경우, 게이트구동회로는 다수의 게이트라인을 순차적으로 턴-온 시킬 수 있다.
입력주기는 비콘주기보다 큰 값으로 정의될 수 있다.
비콘주기는 블랭크 기간들의 간격에 대응될 수 있다.
터치구동회로는, 제1 비콘신호, 제2 비콘신호 및 제3 비콘신호를 제1 블랭크 기간, 제2 블랭크 기간 및 제3 블랭크 기간 각각에 출력할 수 있다.
비콘신호는, 다수의 펄스들을 포함하고, 펜 센싱을 위한 정보가 표현된 펄스 변조 신호일 수 있다.
터치구동회로는, 제1 비콘신호, 제2 비콘신호 및 제3 비콘신호와 다른 타이밍에, 제4 비콘신호 및 제5 비콘신호를 비콘주기로 출력하고, 제4 비콘신호가 출력된 제4 비콘전송기간과 제5 비콘신호가 출력되는 제5 비콘전송기간 사이에, 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 DC 전압을 공급할 수 있다.
터치구동회로가 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 DC 전압을 공급하는 동안, 터치구동회로는 펜에서 출력된 펜 신호를 표시패널을 통해 수신할 수 있다.
터치구동회로는, 제4 비콘전송기간과 제5 비콘전송기간 사이에, 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 DC 전압을 공급하기 전에, 구동 동기화 신호를 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 공급할 수 있다.
구동 동기화 신호는 미리 정의된 펄스 폭을 갖는 1개의 펄스 또는 2개 이상의 펄스를 포함하는 핑 신호일 수 있다.
제1 비콘전송기간과 제2 비콘전송기간의 사이 기간 동안, 디스플레이 컨트롤러가 제1 출력영상데이터를 데이터구동회로 출력하고, 데이터구동회로는 디지털신호 형태의 제1 출력영상데이터를 아날로그신호 형태의 제1 데이터신호들로 변환하여 다수의 데이터라인으로 출력하고, 터치구동회로는 소정의 진폭으로 스윙 하는 터치전극 구동신호를 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 출력할 수 있다.
제1 비콘전송기간과 제2 비콘전송기간의 사이 기간 동안, 제1 데이터신호들은 터치전극 구동신호의 진폭만큼 변화된 전압을 가질 수 있다.
제1 비콘전송기간과 제2 비콘전송기간의 사이 기간 동안, 게이트구동회로는 다수의 게이트라인으로 게이트신호들을 순차적으로 출력하되, 각 게이트신호의 턴-오프 신호 부분은 터치전극 구동신호의 진폭으로 스윙하는 변조된 턴-오프 게이트 전압이고, 각 게이트신호의 턴-온 신호 부분은 터치전극 구동신호의 진폭으로 스윙하는 변조된 턴-온 게이트 전압일 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 데이터라인 및 다수의 게이트라인이 배치되고, 다수의 터치전극이 배치된 표시패널과, 표시패널과 전기적으로 연결되고, 다수의 게이트라인을 구동하기 위하여, 게이트신호들을 다수의 게이트라인으로 순차적으로 출력하는 게이트구동회로와, 표시패널과 전기적으로 연결되고, 다수의 데이터라인을 구동하기 위하여, 디지털신호 형태의 출력영상데이터를 수신하여 아날로그신호 형태의 데이터신호들로 변환하여 다수의 데이터라인으로 출력하는 데이터구동회로와, 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 비콘신호를 출력하는 터치구동회로를 포함하는 터치표시장치를 제공할 수 있다.
터치구동회로는, 영상 표시를 위한 액티브 기간들 사이의 블랭크 기간 마다 비콘신호를 출력할 수 있다.
데이터구동회로는, 2개 이상의 액티브 기간들 중 일부 액티브 기간 동안, 데이터신호들의 출력을 홀딩 하거나, 이전의 액티브 기간에서 이미 출력되었던 데이터신호들을 반복하여 출력할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 데이터라인 및 다수의 게이트라인이 배치되고, 다수의 터치전극이 배치된 표시패널과, 다수의 데이터라인을 구동하는 데이터구동회로를 포함하는 터치표시장치의 디스플레이 컨트롤러에 있어서, 제1 입력영상데이터, 제2 입력영상데이터 및 제3 입력영상데이터를 미리 정의된 입력주기로 입력받는 데이터 입력부와, 제1 입력영상데이터, 제2 입력영상데이터 및 제3 입력영상데이터를 저장하는 메모리와, 제1 입력영상데이터, 제2 입력영상데이터 및 제3 입력영상데이터 각각에 대응되는 제1 출력영상데이터, 제2 출력영상데이터 및 제3 출력영상데이터를 데이터구동회로로 출력하는 데이터 출력부를 포함하는 디스플레이 컨트롤러를 제공할 수 있다.
입력주기는 표시패널에 배치된 하나 이상의 터치전극으로 비콘신호가 출력되는 비콘주기와 다른 값으로 정의될 수 있다.
비콘신호는 표시패널에 접촉하거나 근접해 있는 하나 이상의 펜으로 전달되는 신호일 수 있다.
데이터 출력부는, 메모리 상태에 따라 데이터 출력 처리를 정상적으로 수행할 수도 있고, 데이터 재 출력 처리 또는 데이터 출력 처리 홀딩을 수행할 수도 있다.
데이터 출력부는, 제1 비콘신호가 표시패널에 출력되는 제1 비콘전송기간과 제2 비콘신호가 표시패널에 출력되는 제2 비콘전송기간의 사이에, 제1 출력영상데이터를 출력할 수 있다.
데이터 출력부는, 제2 비콘신호가 표시패널에 출력되는 제2 비콘전송기간과 제3 비콘신호가 표시패널에 출력되는 제3 비콘전송기간의 사이에, 제2출력영상데이터를 출력할 수 있다.
이와 다르게, 데이터 출력부는, 제2 비콘신호가 표시패널에 출력되는 제2 비콘전송기간과 제3 비콘신호가 표시패널에 출력되는 제3 비콘전송기간의 사이에, 데이터 출력 처리를 홀딩하거나 제1 출력영상데이터를 다시 출력할 수 있다.
데이터 출력부는, 제3 비콘신호가 출력된 이후, 제2 출력영상데이터 및 제3 출력영상데이터를 비콘주기와 대응되는 출력주기로 출력할 수 있다.
비콘주기는 입력주기보다 더 작게 정의될 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 표시패널에 배치된 다수의 데이터라인을 구동하기 위하여, 디지털신호 형태의 출력영상데이터를 수신하여 아날로그신호 형태의 데이터신호들로 변환하여 다수의 데이터라인으로 출력하는 데이터구동회로와, 표시패널에 접촉하거나 근접해 있는 하나 이상의 펜으로 전달하기 위한 비콘신호를 표시패널에 배치된 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 출력하는 터치구동회로를 포함하는 구동회로를 제공할 수 있다.
터치구동회로는, 미리 정의된 비콘주기에 따라, 제1 비콘신호를 제1 비콘전송기간 동안 출력하고, 제2 비콘신호를 제2 비콘전송기간 동안 출력하고, 제3 비콘신호를 제3 비콘전송기간 동안 출력할 수 있다.
데이터구동회로는, 제1 비콘전송기간과 제2 비콘전송기간의 사이에, 제1 데이터신호들을 출력할 수 있다.
데이터구동회로는, 제2 비콘전송기간과 제3 비콘전송기간의 사이에, 제1 데이터신호들의 다음 순서에 해당하는 제2 데이터신호들을 출력하거나, 제1 데이터신호들을 다시 출력하거나 데이터 출력 처리를 홀딩할 수 있다.
데이터구동회로는, 제2 비콘전송기간과 제3 비콘전송기간의 사이에, 제1 데이터신호들을 다시 출력하거나 데이터 출력 처리를 홀딩한 경우, 제3 비콘신호가 출력된 이후, 제1 데이터신호들의 다음 순서에 해당하는 제2 데이터신호를 비콘주기와 대응되는 출력주기로 출력할 수 있다.
터치구동회로는, 제1 비콘신호, 제2 비콘신호 및 제3 비콘신호와 다른 타이밍에, 제4 비콘신호 및 제5 비콘신호를 비콘주기로 출력하고, 제4 비콘신호가 출력된 제4 비콘전송기간과 제5 비콘신호가 출력되는 제5 비콘전송기간 사이에, 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 DC 전압을 공급할 수 있다.
제1 비콘전송기간과 제2 비콘전송기간의 사이 기간 동안, 데이터구동회로는 제1 데이터신호들을 다수의 데이터라인으로 출력하고, 터치구동회로는 소정의 진폭으로 스윙 하는 터치전극 구동신호를 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 출력할 수 있다.
제1 비콘전송기간과 제2 비콘전송기간의 사이 기간 동안, 제1 데이터신호들은 터치전극 구동신호의 진폭만큼 변화된 전압을 가질 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 데이터라인 및 다수의 게이트라인이 배치되고, 다수의 터치전극이 배치된 표시패널을 포함하는 터치표시장치의 구동방법에 있어서, 표시패널에 접촉하거나 근접해 있는 하나 이상의 펜에 전달하기 위한 제1 비콘신호를 다수의 터치전극 중 하나 이상으로 출력하는 단계와, 제1 비콘신호가 출력된 이후, 제1 데이터신호들을 다수의 데이터라인으로 출력하는 단계와, 제1 데이터신호들이 출력된 이후, 제2 비콘신호를 다수의 터치전극 중 하나 이상으로 출력하는 단계와, 제2 비콘신호가 출력된 이후, 메모리 저장 상태에 따라, 제1 데이터신호들의 다음 순서에 해당하는 제2 데이터신호들을 다수의 데이터라인으로 출력하거나, 제1 데이터신호들을 다수의 데이터라인으로 다시 출력하거나 데이터 출력 처리를 홀딩하는 단계를 포함하는 터치표시장치의 구동방법을 제공할 수 있다.
이상에서 전술한 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이를 위한 구동 타이밍과, 사용자의 핑거 및/또는 펜에 대한 터치 센싱을 위한 구동 타이밍을 잘 동기화 시켜 정상적인 디스플레이 및 터치 센싱을 가능하게 하는 터치표시장치, 디스플레이 컨트롤러, 구동회로 및 구동방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 영상공급기가 영상데이터를 공급하는 속도(입력주기)와 펜 센싱을 위한 표시패널에 비콘신호가 출력되는 속도(비콘주기)가 동기화 되지 않은 경우에도, 정상적인 디스플레이 및 정상적인 터치 센싱(펜 센싱, 핑거 센싱)을 가능하게 하는 터치표시장치, 디스플레이 컨트롤러, 구동회로 및 구동방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 영상공급기가 영상데이터를 공급하는 속도(입력주기)와 디스플레이를 위해 표시패널에 데이터신호가 출력되는 속도(출력주기)가 동기화 되지 않은 경우에도, 정상적인 디스플레이 및 정상적인 터치 센싱(펜 센싱, 핑거 센싱)을 가능하게 하는 터치표시장치, 디스플레이 컨트롤러, 구동회로 및 구동방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이와 터치 센싱이 독립적으로 진행되는 경우(경우에 따라서, 디스플레이와 터치 센싱이 동시에 진행되는 경우), 정상적인 펜 센싱 및 정상적인 디스플레이를 가능하게 하는 터치표시장치, 디스플레이 컨트롤러, 구동회로 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 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 시간 프리 구동의 3가지 케이스를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 시간 프리 구동 방식에 따른 핑거 센싱과 펜 센싱의 다양한 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동의 3가지 케이스 별 터치전극 구동신호(TDS)를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 시간 프리 구동의 3가지 케이스 별 주요신호들의 파형을 정리하여 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동 시스템에서, 제1 터치전극 구동신호의 주파수가 빠른 경우, 시간 프리 구동을 위한 주요신호들의 파형을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 프리 구동 시스템에서, 제1 터치전극 구동신호의 주파수가 느린 경우, 시간 프리 구동을 위한 주요신호들의 파형을 나타낸 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 펜을 센싱하기 위한 펜과 터치구동회로 간의 양방향 통신을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 시간 프리 구동 방식으로 펜을 센싱하기 위한 구동 타이밍 다이어그램의 예시도이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 영상 신호 전달 구성들을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 2개의 비콘전송기간 사이에 해당 데이터신호들이 표시패널에 정상적으로 출력되는 정상 데이터출력 상황을 예시적으로 나타낸 다이어그램이다.
도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 비콘주기와 입력주기의 차이로 인하여, 2개의 비콘전송기간 사이에 해당 데이터신호들이 표시패널에 정상적으로 출력되지 못하는 비정상 데이터출력 상황을 예시적으로 나타낸 다이어그램이다.
도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 비콘주기와 입력주기의 차이로 인한 비정상 데이터출력 상황을 해소하기 위한 구동방법(데이터 재 출력 방법)을 예시적으로 나타낸 다이어그램이다.
도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 비콘주기와 입력주기의 차이로 인한 비정상 데이터출력 상황을 해소하기 위한 다른 구동방법(데이터 출력 처리 홀딩 방법)을 예시적으로 나타낸 다이어그램이다.
도 21은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 120Hz의 프레임 레이트와 120Hz의 비콘 출력 주파수의 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 22는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 60Hz의 프레임 레이트와 120Hz의 비콘 출력 주파수의 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 40Hz의 프레임 레이트와 120Hz의 비콘 출력 주파수의 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 24는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 구동방법에 대한 흐름도이다.
도 25는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 구동방법에 대한 다른 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 핑거(Finger) 및/또는 펜(Pen)을 센싱하는 터치 센싱 기능과, 핑거 및/또는 펜에 대한 센싱 결과를 이용하여 핑거 터치 및/또는 펜 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, 영상공급기(VDS)에서 입력되는 입력영상데이터를 데이터구동회로(DDC)에서 사용하는 데이터신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 출력영상데이터를 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 출력영상데이터를 아날로그신호로 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)을 구동하여 센싱하는 터치회로(TC) 등을 포함할 수 있다. 터치회로(TC)는, 터치패널(TSP)을 구동 및 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.
사용자의 터치 입력 수단 중 하나인 펜은 신호 송수신 기능이 없는 패시브 펜(Passive Pen) 또는 신호 송수신 기능이 있는 액티브 펜(Active Pen)일 수도 있다. 펜은 스타일러스 또는 스타일러스 펜이라고도 한다.
터치구동회로(TDC)는 터치패널(TSP)로 터치구동신호를 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 컨트롤 유닛(MCU: Micro Control Unit), 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.
즉, 시간 프리 구동 방식에 따르면, 터치 센싱이 진행되는 시간과는 관계 없이, 디스플레이가 진행될 수 있다. 반대로, 디스플레이가 진행되는 시간과는 관계 없이, 터치 센싱이 진행될 수 있다.
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 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치가 시간 프리 구동 방식에 따라 동작하는 경우, 시간 프리 구동의 3가지 케이스(Case 1, 2, 3)를 나타낸 도면이고, 도 8은 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 9는 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 소정의 진폭을 갖고 스윙 하는 변조 신호 타입의 제1 터치전극 구동신호(TDS1)라고 한다. 아래에서는, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 진폭을 제1 진폭(AMP1)이라고도 한다.
케이스 1에서, 터치표시장치는 터치 구동을 수행하여, 터치패널(TSP) 상의 손가락(Finger)의 접촉에 의한 핑거 터치를 센싱할 수 있다. 이러한 핑거 터치를 센싱하는 것을 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, 핑거 터치 또는 펜을 센싱할 수 있다. 이러한 핑거 터치 또는 펜을 센싱하는 것을 호버 센싱(Hover Sensing)이라고 한다.
시간 프리 구동의 케이스 2 (Case 2)에 따르면, 터치표시장치는 디스플레이 구동을 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)라고도 하고, 공통전압(Vcom)이라고도 할 수 있다.
한편, 케이스 2에서, 즉, 터치전극(TE)에 DC 전압 형태의 제2 터치전극 구동신호(TDS2)가 인가되고 있을 때, 터치표시장치는 펜(Pen)으로부터 출력된 펜 신호(다운 링크 신호)를 터치전극(TE)을 통해 수신하여 펜을 센싱할 수 있다. 예를 들어, 터치표시장치는, 펜 센싱 결과에 따라, 펜의 위치, 틸트(Tilt), 압력(필압), 또는 각종 부가 정보(예: 버튼 입력 정보, 펜 ID, 배터리 정보 등)를 알아낼 수 있다.
시간 프리 구동의 케이스 3 (Case 3)에 따르면, 터치표시장치는 터치 구동을 수행할 수 있다.
케이스 3에서, 터치표시장치는, 터치 구동을 수행하기 위하여, 전압이 가변 되는 형태, 즉, 소정의 진폭을 갖고 스윙 하는 변조 신호 타입의 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)의 진폭을 제3 진폭(AMP3)이라도 한다.
케이스 3에서의 제3 터치전극 구동신호(TDS3)의 제3 진폭(AMP3)은, 케이스 1에서의 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 제1 진폭(AMP1)과 다를 수 있다.
케이스 3에서, 터치표시장치는 터치 구동을 수행하여, 터치패널(TSP) 상의 손가락의 접촉에 의한 핑거 터치를 센싱할 수 있다.
한편, 케이스 3이 진행되는 시간 구간 동안, 핑거 터치를 센싱하기 위한 터치 구동이 진행되지 않고, 펜을 센싱하기 위한 구동이 진행될 수도 있다.
예를 들어, 후술하겠지만, 케이스 3이 진행되는 시간 구간 동안, 터치구동회로(TDC)는, 하나 이상의 펜으로 전달되는 비콘신호(Beacon signal)를 모든 터치전극(TE) 또는 일부 터치전극(TE)으로 공급할 수 있다. 이러한 비콘신호는 펜 센싱을 위한 각종 펜 구동 동작 제어 정보를 포함할 수 있다.
도 7을 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 7을 참조하면, 액티브 시간 동안, 케이스 1이 케이스 2로 변경될 수 있다.
도 7을 참조하면, 액티브 시간 동안, 터치표시장치는, 디스플레이 구동과 터치 구동을 함께 수행할 수 있다(Case 1).
또한, 액티브 시간 동안, 터치표시장치는 디스플레이 구동과 터치 구동을 함께 수행하다가(Case 1로 진행되다가), 디스플레이만 수행하거나 펜 센싱을 하기 위하여, 핑거 센싱을 위한 터치 구동을 중단할 수 있다(즉, Case 1에서 Case 2로 변경됨).
전술한 바와 같이, 케이스 1 및 3에서, 핑거 센싱을 위한 터치 구동 시, 터치전극(TE)에는 소정의 진폭(AMP1, AMP3)을 갖는 터치전극 구동신호(TDS1, TDS3)가 인가될 수 있다. 이에 비해, 케이스 2에서, 디스플레이만 진행되거나 펜 센싱을 위해서, 터치전극(TE)에는 DC 전압 형태의 터치전극 구동신호(TDS2)가 인가될 수 있다.
한편, 도 9를 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 7 및 9를 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 7 및 9를 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 8을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 시간 프리 구동 방식에 따르면, 핑거 센싱(F/S: Finger Sensing)과 펜 센싱(P/S: Pen Sensing)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.
이러한 예시들뿐만 아니라, 디스플레이와 터치 센싱(핑거 센싱 및/또는 펜 센싱)은 독립적으로 다양하게 타이밍에 진행될 수 있다.
도 10는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 시간 프리 구동의 3가지 케이스(Case 1, Case 2, Case 3) 별 주요신호들(TDS, 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)에 해당하며 공통전압(Vcom)이라고도 할 수 있다.
데이터라인(DL)에 인가되는 데이터신호(Vdata)는, 디스플레이를 위해 영상 디지털신호가 디지털-아날로그 변환된 영상 아날로그신호에 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.
도 11은 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 12는 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 11에 도시된 바와 같이, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 주기(T)는 정해진 수평시간보다 짧을 수 있다. 도 12에 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 11 및 도 12를 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 11 및 도 12를 참조하면, 데이터신호(Vdata)는 구동전압(AVDD) 및 기저전압(AVSS) 사이에서 전압이 변동될 수 있다.
도 11에 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 12에 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 11 및 도 12를 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 11 및 도 12를 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 11을 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)일 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 11을 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 12를 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.
한편, 표시패널(DISP)에 변조된 그라운드 전압이 인가됨으로써, 도 11 및 도 12에서의 데이터신호(Vdata)의 전압 변동은 구현될 수 있다. 변조된 그라운드 전압은 제1 터치전극 구동신호(TDS1)와 대응되는 주파수 및 위상을 가질 수 있으며, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)와 대응되는 진폭을 가질 수 있다.
이와 다른 방식으로, 데이터구동회로(DDC)가 출력영상데이터를 아날로그 신호의 데이터신호로 변환할 때, 사용하는 감마기준전압을 변조 신호 형태로 사용함으로써, 도 11 및 도 12에서의 데이터신호(Vdata)의 전압 변동은 구현될 수 있다. 변조 신호 형태의 감마기준전압은, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)와 대응되는 주파수 및 위상을 가질 수 있으며, 제1 터치전극 구동신호(TDS1)와 대응되는 진폭을 가질 수 있다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 터치시스템에서, 펜을 센싱하기 위한 펜과 터치구동회로(TDC) 간의 양방향 통신을 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치시스템은, 표시패널(DISP) 및 터치회로(TC)를 포함하는 터치표시장치와, 터치표시장치와 연동하는 하나 이상의 펜을 포함할 수 있다. 여기서, 터치회로(TC)는 터치구동회로(TDC) 및 터치 컨트롤러(TCTR)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치시스템은, 표시패널(DISP)에 접촉하거나 근접해 있는 펜을 센싱하기 위하여, 터치회로(TC)와 펜 간의 양방향 통신을 제공할 수 있다.
표시패널(DISP)은 터치회로(TC)와 펜 간의 양방향 통신을 위한 전송매체가 될 수 있다. 즉, 표시패널(DISP)에 배치된 터치전극(TE)은 터치회로(TC)와 펜 간의 양방향 통신을 위한 전송매체의 역할을 할 수 있다.
터치회로(TC)와 펜 간의 양방향 통신은, 터치회로(TC)가 표시패널(DISP)을 통해 펜으로 신호를 전송하는 업 링크 통신 (Uplink communication)과, 펜이 표시패널(DISP)을 통해 터치회로(TC)로 신호를 전송하는 다운링크 통신 (Downlink communication)을 포함할 수 있다.
터치회로(TC)가 표시패널(DISP)을 통해 펜으로 전송하는 신호를 업 링크 신호 (Uplink signal)라고도 한다. 펜이 표시패널(DISP)을 통해 터치회로(TC)로 전송하는 신호를 다운링크 신호 (Downlink signal)라고도 한다.
펜 센싱을 위한 터치 구동 시, 터치구동회로(TDC)는 표시패널(DISP)에 배치된 다수의 터치전극(TE)의 전체 또는 일부로 업 링크 신호를 공급할 수 있다.
이에 따라, 표시패널(DISP)에 접촉하거나 인접한 펜은, 자신의 펜 팁을 통해서, 표시패널(DISP)에 포함된 하나 이상의 터치전극(TE)에 인가된 업 링크 신호를 수신할 수 있다.
펜은 업 링크 신호에 응답하여, 터치회로(TC)가 펜의 위치, 펜의 틸트(기울기), 또는 펜의 각종 부가 정보 등을 센싱할 수 있도록 해주는 다운링크 신호(이하, 펜 신호라고도 함)를 출력할 수 있다(방사할 수 있다).
펜에서 출력된 다운링크 신호는, 표시패널(DISP)에 배치된 하나 이상의 터치전극(TE)에 인가될 수 있다.
터치구동회로(TDC)는, 펜에서 출력되어 하나 이상의 터치전극(TE)에 인가된 다운링크 신호를 수신할 수 있다. 터치 컨트롤러(TCTR)는 터치구동회로(TDC)에 의해 수신된 다운링크 신호를 토대로, 펜의 존재 여부를 인식하고, 펜의 위치, 틸트, 각종 펜 부가 정보 등을 인식할 수 있다.
터치구동회로(TDC)는, 멀티플렉서 회로, 다수의 아날로그 프런트 엔드(Analog Front End) 및 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter) 등을 포함할 수 있다. 각 아날로그 프런트 엔드(AFE)는 터치전극(TE)과 전기적으로 연결되는 전치 증폭기(Pre-amplifier)와, 전치 증폭기의 출력 값을 적분하고 적분 값을 출력하는 적분기(Integrator) 등을 포함할 수 있다.
경우에 따라, 터치구동회로(TDC)는 각종 전압 및 신호의 공급 또는 생성 등을 담당하는 터치 파워회로를 포함할 수 있다.
도 14를 참조하면, 예를 들어, 업 링크 신호는 비콘신호(BCON: Beacon signal)를 포함할 수 있다. 비콘신호(BCON)는 펜 센싱을 위하여 터치표시장치가 펜의 구동을 제어하거나, 펜 센싱을 위해 필요한 각종 정보를 펜에게 알려주기 위한 신호일 수 있다. 비콘신호(BCON)에 포함되는 정보는 펜 센싱을 위한 정보이다, 아래에서, 설명의 편의를 위하여, 비콘신호(BCON)에 포함되는 정보는 펜 구동 제어정보라고도 한다.
예를 들어, 비콘신호(BCON)에 포함된 펜 구동 제어정보는, 패널정보(예: 패널상태정보, 패널식별정보, 인셀 타입 등의 패널타입정보 등), 패널구동 모드정보(예: 펜 검색 모드, 펜 모드 등의 모드식별정보), 다운링크 신호의 특성 정보(예: 주파수, 펄스 개수 등), 펜 센싱을 위한 구동 타이밍 관련 정보, 멀티플렉서 구동정보, 파워 모드 정보(예: 소비 전력 저감을 위해 패널 및 펜 구동이 되지 않는 구동 타이밍 정보 등) 등 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 표시패널(DISP) 및 펜 간의 구동 동기화를 위한 정보를 더 포함할 수도 있다.
예를 들어, 비콘신호(BCON)는 정보 전달 기능을 갖는 신호이기 때문에, 펜 구동 제어 정보가 다수의 펄스들로 표현된 펄스 변조 신호일 수 있다. 이 경우, 비콘신호(BCON)에 포함된 다수의 펄스들의 펄스 폭은 서로 일정하지 않을 수 있다.
한편, 도 14를 참조하면, 업 링크 신호는 핑 신호(PING: Ping Signal)를 더 포함할 수 있다. 핑 신호(PING)는 다운링크 신호의 동기화를 위한 제어 신호일 수 있다.
예를 들어, 펜은 핑 신호(PING)의 마지막 펄스를 인식한 시점 또는 그로부터 미리 정해진 일정 시간이 경과한 후에, 다운링크 신호를 출력할 수 있다.
핑 신호(PING)는 하나의 펄스로 되어 있거나, 둘 이상의 펄스들을 포함할 수 있다. 핑 신호(PING)가 둘 이상의 펄스들을 포함하는 경우, 핑 신호(PING)는 동기화 기능을 갖는 신호이고 정보 전달 기능을 갖는 신호가 아니기 때문에, 펄스들의 펄스 폭이 일정한 펄스 변조 신호일 수 있다. 즉, 핑 신호(PING)는 하이레벨과 로우레벨 간을 규칙적으로 스윙 하는 신호일 수 있다.
핑 신호(PING)의 동기화 기능은 비콘 신호(BCON)에 의해 제공될 수도 있다.
도 15를 참조하면, 펜은 업 링크 신호(BCON, PING)를 수신한 이후, 업 링크 신호에 응답하여, 다운링크 신호에 해당한 펜 신호(Pen signal)를 출력할 수 있다.
다운링크 신호에 해당한 펜 신호(Pen signal)는, 터치회로(TC)가 펜의 위치 및/또는 틸트(기울기)를 센싱할 수 있도록 해주는 펜 위치 센싱 신호(POS)와, 터치회로(TC)가 펜의 압력(필압)이나 각종 펜 부가 정보 등을 센싱할 수 있도록 해주는 펜 데이터 신호(PDATA) 등을 포함할 수 있다.
여기서, 펜 부가 정보는, 일 예로, 필압, 펜 ID, 버튼 정보, 배터리 정보, 정보 에러 체크 및 정정을 위한 정보 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
펜이 펜 위치 센싱 신호(POS) 및 펜 데이터 신호(PDATA) 등의 펜 신호를 출력하는 기간 동안에는, 터치구동회로(TDC)는 터치전극 구동신호(TDS)로서 DC 전압을 터치전극(TE)으로 공급할 수 있다(Case 2와 관련됨).
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 시간 프리 구동 방식으로 펜을 센싱하기 위한 구동 타이밍 다이어그램의 예시도이다.
도 15를 참조하면, 하나의 프레임 시간은 블랭크 시간과 액티브 시간을 포함할 수 있으며, 수직동기신호(VSYNC)에 의해 정의될 수 있다.
하나의 프레임 시간 동안, 터치 구동을 위한 다수의 구동기간(P1~P16)이 터치 동기화 신호(TSYNCN)에 의해 정의되고 할당될 수 있다.
터치회로(TC)는 터치 동기화 신호(TSYNCN)에 따라 정해진 타이밍에 업 링크 신호를 전송한다. 펜은 업 링크 신호를 수신하면 이에 응답하여 다운링크 신호를 발생시키게 된다.
도 15의 예시는, 하나의 프레임 시간이 16개의 구동기간 (P1~P16)으로 분할될 수 있으며, 16개의 구동기간 (P1~P16)은 1개의 업 링크 통신 기간(P1), 11개의 다운링크 통신 기간(P2-P3, P5-P7, P9-P11, P13-15) 및 4개의 핑거 센싱 기간(P4, P8, P12, P16) 등으로 할당될 수 있다.
도 15의 예시에 따르면, 하나의 프레임 시간 내에 포함된 1개의 업 링크 통신 기간(P1)은 비콘신호(BCON)가 전송되는 비콘전송기간(P1)일 수 있다.
비콘신호(BCON)가 전송되는 비콘주기는, 한 프레임 시간과 대응될 수도 있고, 한 프레임 시간보다 짧을 수도 있고, 한 프레임 시간보다 길 수도 있다.
즉, 터치회로(TC)는 하나의 프레임 시간마다 비콘신호(BCON)를 1번씩 출력할 수도 있고, 하나의 프레임 시간 내에 다른 기간에서 비콘신호(BCON)를 2차례 이상 출력할 수 있다. 경우에 따라, 터치회로(TC)는 둘 이상의 프레임 시간마다 한 프레임 시간에서만 비콘신호(BCON)를 출력할 수 있다.
여기서, 비콘신호(BCON)는, 블랭크 시간에 터치전극(TE)에 인가되지만, 도 9에서의 제3 터치전극 구동신호(TDS3)와 다른 터치전극 구동신호(TDS)일 수 있다.
한 프레임 시간 내에 포함되는 11개의 다운링크 통신 기간(P2-P3, P5-P7, P9-P11, P13-15) 동안, 펜 센싱(P/S: Pen Sensing)이 이루일 수 있다.
11개의 다운링크 통신 기간(P2-P3, P5-P7, P9-P11, P13-15) 동안, 터치회로(TC)는 표시패널(DISP)의 다수의 터치전극(TE)에 DC 전압을 공급할 수 있다.
11개의 다운링크 통신 기간(P2-P3, P5-P7, P9-P11, P13-15) 동안, 표시패널(DISP)의 다수의 터치전극(TE)에 DC 전압이 인가된 상태에서, 펜에서 출력된 다운링크 신호인 펜 신호(POS, PDATA)가 표시패널(DISP)의 하나 이상의 터치전극(TE)에 인가될 수 있고, 터치회로(TC)는 하나 이상의 터치전극(TE)에 인가된 펜 신호(POS, PDATA)를 센싱하여 펜 센싱을 수행할 수 있다.
11개의 다운링크 통신 기간(P2-P3, P5-P7, P9-P11, P13-15)은, 액티브 시간 중에 있기 때문에 디스플레이 구동이 진행되는 기간이고, 핑거 센싱이 진행되지 않는 기간이다. 따라서, 11개의 다운링크 통신 기간(P2-P3, P5-P7, P9-P11, P13-15)은 도 10의 Case 2에 해당하는 구동이 진행되는 기간이다.
따라서, 11개의 다운링크 통신 기간(P2-P3, P5-P7, P9-P11, P13-15) 동안, 터치전극(TE)에 인가되는 DC 전압은, 도 9에서 제시된 Case 2의 제2 터치전극 구동신호(TDS2)에 해당할 수 있으며, DC 전압 형태의 공통전압(Vcom)일 수 있다.
그리고, 11개의 다운링크 통신 기간(P2-P3, P5-P7, P9-P11, P13-15) 동안, 다수의 데이터라인(DL)으로 공급되는 데이터신호들(Vdata)은 도 10에서의 Case 2에서의 데이터신호들(Vdata)에 해당할 수 있다.
한편, 도 14에 도시된 바와 같이, 터치회로(TC)는, 신호 동기화를 위해, 펜에서 다운링크 신호인 펜 신호(POS, PDATA)가 출력되기 전에, 업 링크 신호 중 하나인 핑 신호(PING)를 표시패널(DISP)에 배치된 다수의 전극(TE) 중 하나 이상으로 공급할 수 있다.
예를 들어, 도 15에서 생략되어 있지만, 11개의 다운링크 통신 기간(P2-P3, P5-P7, P9-P11, P13-15)마다, 터치회로(TC)가 DC 전압을 공급하기 전에, 핑 신호(PING)가 표시패널(DISP)에 배치된 다수의 전극(TE) 중 하나 이상에 인가될 수 있으며, 펜은 핑 신호(PING)를 수신한 이후, 다운링크 신호인 펜 신호(POS, PDATA)를 출력할 수 있다.
여기서, 핑 신호(PING)는, 도 9에서 제시되지 않은 다른 종류의 터치전극 구동신호(TDS)일 수 있으며, Case 2의 구동 기간에, DC 전압에 해당하는 제2 터치전극 구동신호(TDS2)가 터치전극(TE)에 인가되기 전에, 터치전극(TE)에 인가되는 터치전극 구동신호(TDS)일 수 있다.
하나의 프레임 시간 내 4개의 핑거 센싱 기간(P4, P8, P12, P16) 동안, 핑거 센싱(F/S: Finger Sensing)이 이루어질 수 있다.
시간 프리 구동 방식에 따라, 4개의 핑거 센싱 기간(P4, P8, P12, P16)은, 액티브 시간 중에 있기 때문에 디스플레이 구동이 진행되는 기간이고, 핑거 센싱이 진행되는 기간이다.
이에 따라, 4개의 핑거 센싱 기간(P4, P8, P12, P16) 동안, 터치회로(TC)는 제1 터치전극 구동신호(TDS1)를 표시패널(DISP)에 배치된 다수의 터치전극(TE)으로 공급할 수 있다.
그리고, 4개의 핑거 센싱 기간(P4, P8, P12, P16) 동안, 표시패널(DISP)에 배치된 다수의 터치전극(TE)으로 소정의 진폭(AMP1)을 갖고 스윙 하는 제1 터치전극 구동신호(TDS1)가 인가되기 때문에, 다수의 데이터라인(DL)으로 공급되는 데이터신호들(Vdata)은 도 10 내지 도 12에서의 Case 1에서의 데이터신호들(Vdata)에 해당할 수 있다.
그리고, 4개의 핑거 센싱 기간(P4, P8, P12, P16) 동안, 표시패널(DISP)에 배치된 다수의 터치전극(TE)으로 인가되는 제1 터치전극 구동신호(TDS1)는 변조신호 형태의 공통전압(Vcom)에 해당할 수 있다.
도 15의 예시에서는, 하나의 프레임 시간이 16개의 구동기간 (P1~P16)으로 분할되나, 이는 예시일 뿐, 16개보다 적거나 많은 구동기간으로 분할될 수도 있다. 또한, 하나의 프레임 시간 내에서, 업 링크 통신 기간, 다운링크 통신 기간 및 핑거 센싱 기간의 개수 및/또는 위치는 변경될 수 있다. 이러한 기간 정보는 펜과 터치표시장치 간에 프로토콜로서 미리 정의되어 있을 수 있으며, 경우에 따라, 기간 정보는 비콘신호(BCON)이나 다른 신호를 통해 터치표시장치에서 펜으로 전달될 수도 있다. 또는, 기간 정보는 펜 신호를 통해 펜에서 터치표시장치를 통해 전달될 수도 있다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 영상 신호 전달 구성들을 나타낸 도면이고, 도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 2개의 비콘전송기간 사이에 해당 데이터신호들이 표시패널(DISP)에 정상적으로 출력되는 정상 데이터출력 상황을 예시적으로 나타낸 다이어그램이다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 다수의 데이터라인(DL) 및 다수의 게이트라인(GL)이 배치되고, 다수의 터치전극(TE)이 배치된 표시패널(DISP)과, 표시패널(DISP)과 전기적으로 연결되고, 다수의 게이트라인(GL)을 구동하기 위하여, 게이트신호들(Vgate)을 다수의 게이트라인(GL)으로 순차적으로 출력하는 게이트구동회로(GDC)와, 표시패널(DISP)과 전기적으로 연결되고, 다수의 데이터라인(DL)을 구동하기 위하여, 디지털신호 형태의 출력영상데이터(DOUT)를 수신하여 아날로그신호 형태의 데이터신호들(Vdata)로 변환하여 다수의 데이터라인(DL)으로 출력하는 데이터구동회로(DDC)와, 표시패널(DISP)과 전기적으로 연결되고, 구동 상황에 맞게 다수의 터치전극(TE)을 구동하기 위한 터치구동회로(TDC) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 영상공급기(VDS)로부터 입력된 입력영상데이터(DIN)를 저장하였다가, 정해진 타이밍에 입력영상데이터(DIN)에 대응되는 출력영상데이터(DOUT)를 데이터구동회로(DDC)로 출력할 수 있다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 영상공급기(VDS)로부터 입력영상데이터(DIN)를 입력받는 데이터 입력부(DIM)와, 입력영상데이터(DIN)를 저장하는 메모리(MEM)와, 입력영상데이터(DIN)에 대응되는 출력영상데이터(DOUT)를 데이터구동회로(DDC)로 출력하는 데이터 출력부(DOM) 등을 포함할 수 있다.
데이터 입력부(DIM)는, 미리 정의된 입력주기(Tdin)에 따라 입력영상데이터(DIN)를 입력받을 수 있다.
데이터 출력부(DOM)는, 미리 정의된 출력주기(Tdout)에 따른 출력영상데이터(DOUT)를 출력할 수 있다.
입력주기(Tdin)는 영상공급기(VDS)의 구동 주파수(=1/입력주기)와 대응될 수 있다. 출력주기(Tdout)는 데이터구동회로(DDC)의 구동 주파수(=1/출력주기)와 대응될 수 있다.
여기서, 입력주기(Tdin)와 출력주기(Tdout)는 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다.
예를 들어, 출력주기(Tdout)는 입력주기(Tdin)보다 짧을 수 있다. 즉, 데이터구동회로(DDC)의 구동 주파수는 영상공급기(VDS)의 구동 주파수보다 빠를 수 있다.
입력영상데이터(DIN)는 각 프레임 별 프레임 데이터 (Frame Data)일 수 있다. 이 경우, 메모리(MEM)를 프레임 메모리라고도 할 수 있다.
출력영상데이터(DOUT)는 입력영상데이터(DIN)와 동일할 수도 있고, 경우에 따라서 입력영상데이터(DIN)를 데이터구동회로(DDC)에서 사용 가능한 데이터신호 형식에 맞게 전환된 영상데이터일 수 있다.
한편, 비콘신호(BCON)는, 비콘주기(Tbcon)마다 표시패널(DISP)에 배치된 다수의 터치전극(TE)의 전체 또는 일부로 공급될 수 있다. 비콘신호(BCON)가 표시패널(DISP)에 배치된 다수의 터치전극(TE)의 전체 또는 일부로 공급될 때, 표시패널(DISP)은 디스플레이 구동이 진행되지 않는다.
전술한 바에 따르면, 터치구동회로(TDC)는, 1번째 비콘신호(BCON1)를 표시패널(DISP)에 출력하고, 비콘주기(Tbcon)만큼 지난 이후에 2번째 비콘신호(BCON2)를 표시패널(DISP)에 출력한다.
터치구동회로(TDC)가 1번째 비콘신호(BCON1)를 출력하고 2번째 비콘신호(BCON2)를 출력하기 전에, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)는 해당 출력영상데이터(DOUT1)를 데이터구동회로(DDC)로 출력하고, 데이터구동회로(DDC)는 해당 출력영상데이터(DOUT1)에 대응되는 데이터신호들(Vdata1)를 다수의 데이터라인(DL)으로 출력할 수 있다.
전술한 바에 따르면, 비콘신호(BCON)가 표시패널(DISP)에 출력되는 비콘주기(Tbcon)는 디스플레이 컨트롤러(DCTR)가 출력영상데이터(DOUT)를 출력하는 출력주기(Tdout)와 대응되게 설정될 수 있다.
여기서, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)가 출력영상데이터(DOUT)를 출력하는 출력주기(Tdout)는, 데이터구동회로(DDC)가 데이터신호들(Vdata)를 출력하는 출력주기와 대응될 수 있다.
도 17을 참조하면, 비콘주기(Tbcon)와 입력주기(Tdin)가 대응되는 경우, 2개의 비콘전송기간의 사이 기간 동안, 해당 데이터신호들(Vdata)은 표시패널(DISP)의 다수의 데이터라인(DL)으로 정상적으로 출력될 수 있다.
제1 내지 제6 비콘신호(BCON1 ~ BCON6)는 비콘주기(Tbcon)로 표시패널(DISP)에 출력될 수 있다. 제1 내지 제6 비콘신호(BCON1 ~ BCON6)는 제1 내지 제6 비콘전송기간(BTP1 ~ BTP6)에 각각 출력될 수 있다.
제1 내지 제6 비콘전송기간(BTP1 ~ BTP6) 각각은 액티브 기간들 사이의 블랭크 기간일 수 있다.
비콘주기(Tbcon)와 입력주기(Tdin)가 대응되는 경우, 즉, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)가 입력영상데이터를 입력 받는 주파수(영상공급기(VDS)의 구동 주파수(=1/입력주기))와 데이터구동회로(DDC)의 구동 주파수(=1/출력주기)가 대응되는 경우에는, 비콘신호(BCON)가 표시패널(DISP)에 출력된 이후, 표시패널(DISP)에 공급할 해당 프레임에 대한 입력영상데이터(DIN)가 메모리(MEM)에 정상적으로 저장되어 있다. 따라서, 비콘신호(BCON)가 표시패널(DISP)에 출력된 이후, 해당 프레임에 대한 입력영상데이터(DIN)에 대응되는 출력영상데이터(DOUT)가 아날로그신호로 변환된 데이터신호들(Vdata)이 표시패널(DISP)에 출력될 수 있다.
즉, 영상공급기(VDS)의 구동 주파수와 데이터구동회로(DDC)의 구동 주파수가 대응되어, 비콘주기(Tbcon)와 입력주기(Tdin)가 대응되는 경우에는, 비콘신호(BCON)가 표시패널(DISP)에 출력되고 난 뒤, 다음 비콘신호(BCON)가 표시패널(DISP)에 출력되기 전에, 해당 프레임의 데이터신호들(Vdata)이 정상적으로 표시패널(DISP)에 출력될 수 있다.
아래에서는, 이에 대하여, 도 17을 참조하여 다시 설명한다.
제1 비콘전송기간(BTP1)에 제1 비콘신호(BCON1)가 표시패널(DISP)에 출력된 이후, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)의 메모리(MEM)는 제1 프레임에 대한 제1 입력영상데이터(DIN1)를 정상적으로 저장하고 있는 상태이다.
따라서, 제1 비콘전송기간(BTP1)과 제2 비콘전송기간(BTP2)의 사이 기간 동안, 메모리(MEM)에 정상적으로 저장되어 있는 제1 입력영상데이터(DIN1)와 대응되는 제1 출력영상데이터(DOUT1)가 아날로그 신호로 변환된 제1 데이터신호(Vdata1)가 다수의 데이터라인(DL)으로 정상 출력될 수 있다.
제2 비콘전송기간(BTP2)에 제2 비콘신호(BCON2)가 표시패널(DISP)에 출력된 이후, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)의 메모리(MEM)는 제2 프레임에 대한 제2 입력영상데이터(DIN2)를 정상적으로 저장하고 있는 상태이다.
따라서, 제2 비콘전송기간(BTP2)과 제3 비콘전송기간(BTP3)의 사이 기간 동안, 메모리(MEM)에 정상적으로 저장되어 있는 제2 입력영상데이터(DIN2)와 대응되는 제2 출력영상데이터(DOUT2)가 아날로그 신호로 변환된 제2 데이터신호(Vdata2)가 다수의 데이터라인(DL)으로 정상 출력될 수 있다.
제3 비콘전송기간(BTP3)에 제3 비콘신호(BCON3)가 표시패널(DISP)에 출력된 이후, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)의 메모리(MEM)는 제3 프레임에 대한 제3 입력영상데이터(DIN3)를 정상적으로 저장하고 있는 상태이다.
따라서, 제3 비콘전송기간(BTP3)과 제4 비콘전송기간(BTP4)의 사이 기간 동안, 메모리(MEM)에 정상적으로 저장되어 있는 제3 입력영상데이터(DIN3)와 대응되는 제3 출력영상데이터(DOUT3)가 아날로그 신호로 변환된 제3 데이터신호(Vdata3)가 다수의 데이터라인(DL)으로 정상 출력될 수 있다.
제4 비콘전송기간(BTP4)에 제4 비콘신호(BCON4)가 표시패널(DISP)에 출력된 이후, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)의 메모리(MEM)는 제4 프레임에 대한 제4 입력영상데이터(DIN4)를 정상적으로 저장하고 있는 상태이다.
따라서, 제4 비콘전송기간(BTP4)과 제5 비콘전송기간(BTP5)의 사이 기간 동안, 메모리(MEM)에 정상적으로 저장되어 있는 제4 입력영상데이터(DIN4)와 대응되는 제4 출력영상데이터(DOUT4)가 아날로그 신호로 변환된 제4 데이터신호(Vdata4)가 다수의 데이터라인(DL)으로 정상 출력될 수 있다.
제5 비콘전송기간(BTP5)에 제5 비콘신호(BCON5)가 표시패널(DISP)에 출력된 이후, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)의 메모리(MEM)는 제5 프레임에 대한 제5 입력영상데이터(DIN5)를 정상적으로 저장하고 있는 상태이다.
따라서, 제5 비콘전송기간(BTP5)과 제6 비콘전송기간(BTP6)의 사이 기간 동안, 메모리(MEM)에 정상적으로 저장되어 있는 제5 입력영상데이터(DIN5)와 대응되는 제5 출력영상데이터(DOUT5)가 아날로그 신호로 변환된 제5 데이터신호(Vdata5)가 다수의 데이터라인(DL)으로 정상 출력될 수 있다.
도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 비콘주기(Tbcon)와 입력주기(Tdin)의 차이로 인하여, 2개의 비콘전송기간 사이에 해당 데이터신호들이 표시패널(DISP)에 정상적으로 출력되지 못하는 비정상 데이터출력 상황을 예시적으로 나타낸 다이어그램이다.
도 18을 참조하면, 비콘주기(Tbcon)와 입력주기(Tdin)가 서로 다른 경우, 특히, 비콘주기(Tbcon)가 입력주기(Tdin)보다 짧은 경우, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)의 메모리(MEM)에는 해당 입력영상데이터가 완전히 저장되어 있지 못한 부족한 상태이거나 메모리(MEM)에 해당 입력영상데이터가 아예 저장되지 않은 상태가 발생할 수 있다. 이러한 메모리 상태인 경우, 2개의 비콘전송기간 사이에 해당 데이터신호들이 정상적으로 출력되지 못하는 비정상 데이터출력 상황이 발생할 수 있다.
도 18의 예시를 참조하면, 제1 비콘전송기간(BTP1) 동안 제1 비콘신호(BCON1)가 표시패널(DISP)에 출력된 이후, 제2 비콘전송기간(BTP2)이 되기 이전에, 표시패널(DISP)을 통해 디스플레이 되어야 하는 프레임에 해당하는 제1 입력영상데이터(DIN1)는 메모리(MEM)에 완전하게 정상 저장되어 있다.
따라서, 제1 비콘전송기간(BTP1)과 제2 비콘전송기간(BTP2) 사이에 해당 제1 프레임에 대한 제1 입력영상데이터(DIN1)에 대응되는 제1 데이터신호들(Vdata1)이 표시패널(DISP)에 정상 출력될 수 있다.
비콘주기(Tbcon)가 입력주기(Tdin)보다 짧은 경우, 제2 비콘전송기간(BTP2) 동안 제2 비콘신호(BCON2)가 표시패널(DISP)에 출력된 이후, 제3 비콘전송기간(BTP3)이 되기 이전에, 표시패널(DISP)을 통해 디스플레이 되어야 하는 제2 프레임에 해당하는 제2 입력영상데이터(DIN2)는 메모리(MEM)에 완전히 저장되어 있지 않고 부족한 상태이다.
따라서, 제2 비콘전송기간(BTP2)과 제3 비콘전송기간(BTP3)의 사이 기간 동안, 해당 제2 프레임에 대한 제2 입력영상데이터(DIN2)에 대응되는 제2 데이터신호들(Vdata2)이 표시패널(DISP)에 정상 출력되지 못한다.
이러한 비정상 데이터출력 상황은, 제3 비콘전송기간(BTP3) 이후에도 지속적으로 발생할 수도 있다. 이러한 비정상 데이터출력 상황은 심각한 영상 품질 저하를 초래할 수 있다.
아래에서는, 비콘주기(Tbcon)와 입력주기(Tdin)의 차이에도 불구하고, 비정상 데이터출력 상황을 제거해줄 수 있는 구동방법을 설명한다.
도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 비콘주기(Tbcon)와 입력주기(Tdin)의 차이로 인한 비정상 데이터출력 상황을 해소하기 위한 구동방법(데이터 재 출력 방법)을 예시적으로 나타낸 다이어그램이고, 도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 비콘주기(Tbcon)와 입력주기(Tdin)의 차이로 인한 비정상 데이터출력 상황을 해소하기 위한 다른 구동방법(데이터 출력 처리 홀딩 방법)을 예시적으로 나타낸 다이어그램이다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 터치구동회로(TDC)는, 미리 정의된 비콘주기(Tbcon)에 따라, 제1 비콘신호(BCON1)를 제1 비콘전송기간(BTP1) 동안 출력하고, 제2 비콘신호(BCON2)를 제2 비콘전송기간(BTP2) 동안 출력하고, 제3 비콘신호(BCON3)를 제3 비콘전송기간(BTP3) 동안 출력할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 비콘주기(Tbcon)와 다른 값에 해당하는 입력주기(Tdin)에 따라, 제1 입력영상데이터(DIN1), 제2 입력영상데이터(DIN2) 및 제3 입력영상데이터(DIN3)를 입력 받을 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 제1 입력영상데이터(DIN1), 제2 입력영상데이터(DIN2) 및 제3 입력영상데이터(DIN3)를 메모리(MEM)에 저장할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 메모리(MEM)에 저장된 제1 입력영상데이터(DIN1), 제2 입력영상데이터(DIN2) 및 제3 입력영상데이터(DIN3) 각각에 대응되는 제1 출력영상데이터(DOUT1), 제2 출력영상데이터(DOUT2) 및 제3 출력영상데이터(DOUT3)를 출력할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR)가 영상공급기(VDS)로부터 입력영상데이터(DIN)를 입력 받는 주기인 입력주기(Tdin)는, 비콘신호(BCON)가 표시패널(DISP)에 출력되는 주기인 비콘주기(Tbcon)보다 큰 값으로 정의될 수 있다.
비콘전송기간들(BTP1~BTP6)은 블랭크 기간들에 대응될 수 있다.
모든 블랭크 기간들이 비콘전송기간일수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다.
비콘신호(BCON)는 매 블랭크 기간마다 표시패널(DISP)에 출력될 수도 있고, 2개 이상의 블랭크 기간 중 1개의 블랭크 기간에만 표시패널(DISP)에 출력될 수 있다.
또한, 비콘신호(BCON)는 특정 이벤트 발생 후, 하나 또는 둘 이상의 블랭크 기간마다 표시패널(DISP)에 출력될 수도 있다.
비콘신호(BCON)가 매 블랭크 기간마다 표시패널(DISP)에 출력되는 경우, 터치구동회로(TDC)는, 제1 비콘신호(BCON1), 제2 비콘신호(BCON2) 및 제3 비콘신호(BCON3)를 제1 블랭크 기간, 제2 블랭크 기간 및 제3 블랭크 기간 각각에 출력할 수 있다. 즉, 제1 블랭크 기간, 제2 블랭크 기간 및 제3 블랭크 기간은 제1 비콘전송기간(BTP1), 제2 비콘전송기간(BTP2) 및 제3 비콘전송기간(BTP3)에 각각 대응된다.
표시패널(DISP)의 전압 상태 변동이 심할 수 있는 액티브 기간을 피하여, 블랭크 기간 동안에 비콘신호(BCON)가 표시패널(DISP)에 출력됨으로써, 비콘신호(BCON)를 안정적이고 정상적으로 펜에 전달해주어, 펜이 펜 센싱을 위해 필요한 펜 구동 제어 정보를 안정적이고 정상적으로 인식할 수 있게 해줄 수 있다. 따라서, 펜은 정상적인 다운 링크 통신 동작을 수행할 수 있게 되고, 결국에는 정상적이고 정확한 펜 센싱이 이루어질 수 있다.
비콘신호(BCON)가 매 블랭크 기간마다 표시패널(DISP)에 출력되는 경우, 비콘주기(Tbcon)는 블랭크 기간들의 간격에 대응될 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 제1 비콘전송기간(BTP1)과 제2 비콘전송기간(BTP2)의 사이에, 메모리(MEM)에 완전하게 저장된 제1 프레임에 대한 제1 입력영상데이터(DIN1)에 대응되는 제1 출력영상데이터(DOUT1)를 정상적으로 출력할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 제2 비콘전송기간(BTP2) 이후, 제2 프레임에 대한 제2 입력영상데이터(DIN2)가 메모리(MEM)에 저장된 상태에 따라, 제2 비콘전송기간(BTP2)과 제3 비콘전송기간(BTP3)의 사이 기간 동안의 데이터 출력 처리가 달라질 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 제2 비콘전송기간(BTP2) 이후, 제2 프레임에 대한 제2 입력영상데이터(DIN2)가 메모리(MEM)에 완전하게 저장된 정상 상태인 경우, 도 17에서와 같이, 제2 비콘전송기간(BTP2)과 제3 비콘전송기간(BTP3)의 사이에, 제2 프레임에 대한 제2 입력영상데이터(DIN2)에 대응되는 제2 출력영상데이터(DOUT2)를 출력할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 제2 비콘전송기간(BTP2) 이후, 제2 프레임에 대한 제2 입력영상데이터(DIN2)가 메모리(MEM)에 아예 저장되어 있지 않거나 부족하게 저장된 비정상 상태인 경우, 제2 비콘전송기간(BTP2)과 제3 비콘전송기간(BTP3)의 사이 기간 동안, 도 19에서와 같이, 이미 출력되었던 제1 출력영상데이터(DOUT1)를 다시 출력할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 제2 입력영상데이터(DIN2)가 메모리(MEM)에 완전하게 저장될 때까지, 하나 이상의 프레임 시간 동안 이미 출력되었던 제1 출력영상데이터(DOUT1)를 다시 출력할 수 있다.
도 19의 예시에서, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 한 프레임 기간 동안, 이전 프레임의 데이터 출력 처리를 수행하였으나, 경우에 따라서는, 2개 이상의 프레임 기간 동안, 이전 프레임의 데이터 출력 처리를 수행할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 제2 비콘전송기간(BTP2) 이후, 제2 프레임에 대한 제2 입력영상데이터(DIN2)가 메모리(MEM)에 아예 저장되어 있지 않거나 부족하게 저장된 비정상 상태인 경우, 제2 비콘전송기간(BTP2)과 제3 비콘전송기간(BTP3)의 사이 기간 동안, 도 20에서와 같이, 데이터 출력 처리를 홀딩할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 제2 입력영상데이터(DIN2)가 메모리(MEM)에 완전하게 저장될 때까지, 하나 이상의 프레임 시간 동안 데이터 출력 처리 홀딩을 수행할 수 있다.
도 20의 예시에서, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 한 프레임 기간 동안, 데이터 출력 처리 홀딩을 수행하였으나, 경우에 따라서는, 2개 이상의 프레임 기간 동안, 데이터 출력 처리 홀딩을 수행할 수 있다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)가, 제2 비콘전송기간(BTP2)과 제3 비콘전송기간(BTP3)의 사이에, 제1 출력영상데이터(DOUT1)를 다시 출력하거나 데이터 출력 처리를 홀딩함으로써, 제3 비콘전송기간(BTP3) 또는 그 직후, 제2 입력영상데이터(DIN2)가 메모리(MEM)에 완전하게 저장되어 있다면, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)는 데이터 출력 처리를 다시 재개하여 메모리 비정상 상태가 발생할 때까지 데이터 출력 처리를 정상적으로 수행할 수 있다.
다시 말해, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)가, 제2 비콘전송기간(BTP2)과 제3 비콘전송기간(BTP3)의 사이에, 제1 출력영상데이터(DOUT1)를 다시 출력하거나 데이터 출력 처리를 홀딩함으로써, 제3 비콘전송기간(BTP3) 또는 그 직후, 제2 입력영상데이터(DIN2)가 메모리(MEM)에 완전하게 저장되어 있다면, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)는 정해진 비콘주기(Tbcon)에 따라 제3 비콘전송기간(BTP3) 동안 제3 비콘신호(BCON3)가 출력된 이후, 정해진 시기보다 한 프레임 시간(출력주기(Tdout) 및 비콘주기(Tbcon)과 대응됨)만큼 지연되어 제2 출력영상데이터(DOUT2) 및 제3 출력영상데이터(DOUT3) 등을 정해진 비콘주기(Tbcon)와 대응되는 출력주기(Tdout)로 출력할 수 있다.
도 19에 도시된 바와 같이, 제2 비콘전송기간(BTP2)과 제3 비콘전송기간(BTP3)의 사이에, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)가 제1 출력영상데이터(DOUT1)를 다시 출력하는 경우, 게이트구동회로(GDC)는 정상적을 순차적인 게이트 구동을 수행하여, 다수의 게이트라인(GL)을 순차적으로 턴-온 시킬 수 있다.
도 20에 도시된 바와 같이, 제2 비콘전송기간(BTP2)과 제3 비콘전송기간(BTP3)의 사이에, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)가 데이터 출력 처리를 홀딩하는 경우, 게이트구동회로(GDC)는 다수의 게이트라인(GL)을 턴-오프 시킬 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 비콘신호(BCON)는, 다수의 펄스들을 포함하고, 펜 센싱을 위한 정보 (펜 구동 제어 정보)가 표현된 펄스 변조 신호일 수 있다. 비콘신호(BCON)를 이루는 다수의 펄스들 각각의 펄스 폭이 모두 동일하지는 않을 수 있다. 여기서, 각 펄스의 펄스폭은, 일 예로, 표현하고자 하는 정보와 대응될 수 있다.
한편, 도 19 및 도 20을 참조하면, 터치구동회로(TDC)는, 제1 비콘신호(BCON1), 제2 비콘신호(BCON2) 및 제3 비콘신호(BCON3)와 다른 타이밍에, 제4 비콘신호(BCON4) 및 제5 비콘신호(BCON5)를 비콘주기(Tbcon)로 출력할 수 있다.
일 예로, 제4 비콘신호(BCON4)가 출력된 제4 비콘전송기간(BTP4)과 제5 비콘신호(BCON5)가 출력되는 제5 비콘전송기간(BTP5)의 사이 기간은, 핑거 센싱(F/S) 기간일 수도 있고, 펜 센싱(P/S) 기간일 수 있다.
만약, 제4 비콘전송기간(BTP4)과 제5 비콘전송기간(BTP5)의 사이 기간이 펜 센싱(P/S) 기간인 경우, 터치회로(TC)는, 제4 비콘전송기간(BTP4)과 제5 비콘전송기간(BTP5)의 사이 기간 동안, 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상의 터치전극(TE)으로 DC 전압을 공급할 수도 있다.
이에 따라, 터치회로(TC)는, 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상의 터치전극(TE)으로 DC 전압을 공급하는 동안, 펜에서 출력된 펜 신호를 표시패널(DISP)에 배치된 하나 이상의 터치전극(TE)을 통해 수신할 수 있다.
여기서, 펜 신호는, 터치회로(TC)가 펜의 위치 및/또는 틸트(기울기)를 센싱할 수 있도록 해주는 펜 위치 센싱 신호(POS)일 수도 있고, 터치회로(TC)가 펜의 압력(필압)이나 각종 펜 부가 정보 등을 센싱할 수 있도록 해주는 펜 데이터 신호(PDATA)일 수도 있다.
터치회로(TC)는, 제4 비콘전송기간(BTP4)과 제5 비콘전송기간(BTP5) 사이에, 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상의 터치전극(TE)으로 DC 전압을 공급하기 전에, 업 링크 신호에 해당하는 구동 동기화 신호를 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상의 터치전극(TE)으로 공급할 수 있다.
다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상의 터치전극(TE)으로 DC 전압을 공급하기 전에, 표시패널(DISP)에 공급하는 구동 동기화 신호는, 펜 구동 동기화를 위해 미리 정의된 펄스 폭을 갖는 1개의 펄스 또는 2개의 이상의 펄스들을 포함하는 핑 신호(PING)일 수 있다.
이러한 핑 신호(PING)를 활용함으로써, 터치표시장치와 펜은 타이밍적으로 정확한 연동 동작을 수행할 수 있다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 제4 비콘전송기간(BTP4)과 제5 비콘전송기간(BTP5)의 사이 기간이 펜 센싱(P/S) 기간임에 따라 제4 비콘전송기간(BTP4)과 제5 비콘전송기간(BTP5)의 사이 기간 동안, 다수의 터치전극(TE)으로 DC 전압(DC 전압 타입의 공통전압 역할을 하고, 제2 터치전극 구동신호(TDS2)에 해당함)이 공급될 때, 제3 데이터신호(Vdata3)는 도 10의 케이스 2에서의 데이터신호 형태를 갖는다.
만약, 제4 비콘전송기간(BTP4)과 제5 비콘전송기간(BTP5)의 사이 기간이 핑거 센싱(F/S) 기간인 경우, 터치회로(TC)는, 제4 비콘전송기간(BTP4)과 제5 비콘전송기간(BTP5)의 사이 기간 동안, 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상의 터치전극(TE)으로 제1 진폭(AMP1)을 갖는 제1 터치전극 구동신호(TDS1)을 공급할 수도 있다.
이에 따라, 터치회로(TC)는, 제1 진폭(AMP1)을 갖는 제1 터치전극 구동신호(TDS1)가 공급된 하나 이상의 터치전극(TE)에서의 캐패시턴스 변화를 센싱하여, 핑거에 의한 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱할 수 있다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 제4 비콘전송기간(BTP4)과 제5 비콘전송기간(BTP5)의 사이 기간이 핑거 센싱(F/S) 기간임에 따라 제4 비콘전송기간(BTP4)과 제5 비콘전송기간(BTP5)의 사이 기간 동안, 다수의 터치전극(TE)으로 제1 진폭(AMP1)을 갖는 제1 터치전극 구동신호(TDS1)이 공급될 때, 제3 데이터신호(Vdata3)는 도 10의 케이스 1에서의 데이터신호 형태를 갖는다.
한편, 도 19 및 도 20을 참조하면, 제1 비콘전송기간(BTP1)과 제2 비콘전송기간(BTP2)의 사이 기간 동안, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)가 제1 출력영상데이터(DOUT1)를 데이터구동회로(DDC) 출력하고, 데이터구동회로(DDC)는 디지털신호 형태의 제1 출력영상데이터(DOUT1)를 아날로그신호 형태의 제1 데이터신호들(Vdata1)로 변환하여 다수의 데이터라인(DL)으로 출력할 수 있다.
제1 비콘전송기간(BTP1)과 제2 비콘전송기간(BTP2)의 사이 기간이 핑거 센싱(F/S) 기간인 경우, 터치구동회로(TDC)는 소정의 제1 진폭(AMP1)으로 스윙 하는 제1 터치전극 구동신호(TDS1)를 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상의 터치전극(TE)으로 출력할 수 있다.
이 경우, 데이터구동회로(DDC)는 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 제1 진폭(AMP1)에 따라 전압 변동이 있는 제1 데이터신호들(Vdata1)을 출력할 수 있다(Case 1). 즉, 제1 비콘전송기간(BTP1)과 제2 비콘전송기간(BTP2)의 사이 기간 동안, 제1 데이터신호들(Vdata1)은 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 제1 진폭(AMP1)만큼 변화된 전압을 가질 수 있다.
이에 따라, 케이스 1과 같이, 디스플레이와 핑거 센싱이 동시에 진행되더라도, 정상적인 펑거 센싱 뿐만 아니라 정상적인 디스플레이가 가능할 수 있다.
제1 비콘전송기간(BTP1)과 제2 비콘전송기간(BTP2)의 사이 기간 동안, 디스플레이와 핑거 센싱이 동시에 진행되는 경우(Case 1), 게이트구동회로(GDC)는 다수의 게이트라인(GL)으로 게이트신호들(Vgate)을 순차적으로 출력하되, 각 게이트신호(Vgate)는 턴-온 신호 부분과 턴-오프 신호 부분을 포함할 수 있다.
도 11 및 도 12에서와 같이, 각 게이트신호(Vgate)의 턴-오프 신호 부분은 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 제1 진폭(AMP1)으로 스윙하는 변조된 턴-오프 게이트 전압(VGL_M)일 수 있다.
도 11 및 도 12에서와 같이, 각 게이트신호(Vgate)의 턴-온 신호 부분은 제1 터치전극 구동신호(TDS1)의 진폭으로 스윙하는 변조된 턴-온 게이트 전압(VGH_M)일 수 있다. 변조된 턴-온 게이트 전압(VGH_M)은 변조된 턴-오프 게이트 전압(VGL_M)과 ΔVgate만큼의 전압 차이를 갖는다.
본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 제1 입력영상데이터(DIN1), 제2 입력영상데이터(DIN2) 및 제3 입력영상데이터(DIN3)를 미리 정의된 입력주기(Tdin)로 입력받는 데이터 입력부(DIM)와, 제1 입력영상데이터(DIN1), 제2 입력영상데이터(DIN2) 및 제3 입력영상데이터(DIN3)를 저장하는 메모리(MEM)와, 제1 입력영상데이터(DIN1), 제2 입력영상데이터(DIN2) 및 제3 입력영상데이터(DIN3) 각각에 대응되는 제1 출력영상데이터(DOUT1), 제2 출력영상데이터(DOUT2) 및 제3 출력영상데이터(DOUT3)를 데이터구동회로(DDC)로 출력하는 데이터 출력부(DOM)를 포함할 수 있다.
입력주기(Tdin)는, 표시패널(DISP)에 배치된 하나 이상의 터치전극(TE)으로 비콘신호(BCON)가 출력되는 비콘주기(Tbcon)와 다른 값으로 정의되어 있을 수 있다.
비콘신호(BCON)는, 표시패널(DISP)에 접촉하거나 근접해 있는 하나 이상의 펜으로 전달되는 신호일 수 있다.
데이터 출력부(DOM)는, 제1 비콘신호(BCON1)가 표시패널(DISP)에 출력되는 제1 비콘전송기간(BTP1)과 제2 비콘신호(BCON2)가 표시패널(DISP)에 출력되는 제2 비콘전송기간(BTP2)의 사이에, 제1 출력영상데이터(DOUT1)를 출력할 수 있다.
데이터 출력부(DOM)는, 제2 비콘신호(BCON2)가 표시패널(DISP)에 출력되는 제2 비콘전송기간(BTP2)과 제3 비콘신호(BCON3)가 표시패널(DISP)에 출력되는 제3 비콘전송기간(BTP3)의 사이에, 제2 출력영상데이터(DOUT2)를 출력해야 한다.
만약, 제2 출력영상데이터(DOUT2)가 메모리(MEM)에 완전하게 저장되어 있지 않으면, 데이터 출력부(DOM)는, 제1 출력영상데이터(DOUT1)를 다시 출력하는 데이터 재출력 처리를 수행하거나(도 19), 데이터 출력 처리를 홀딩 (도 20)할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 구동회로는, 표시패널(DISP)에 배치된 다수의 데이터라인(DL)을 구동하기 위하여, 디지털신호 형태의 출력영상데이터(DOUT)를 수신하여 아날로그신호 형태의 데이터신호들(Vdata)로 변환하여 다수의 데이터라인(DL)으로 출력하는 데이터구동회로(DDC)와, 표시패널(DISP)에 접촉하거나 근접해 있는 하나 이상의 펜으로 전달하기 위한 비콘신호(BCON)를 표시패널(DISP)에 배치된 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상의 터치전극(TE)으로 출력하는 터치구동회로(TDC)를 포함할 수 있다.
터치구동회로(TDC)는, 미리 정의된 비콘주기(Tbcon)에 따라, 제1 비콘신호(BCON1)를 제1 비콘전송기간(BTP1) 동안 출력하고, 제2 비콘신호(BCON2)를 제2 비콘전송기간(BTP2) 동안 출력하고, 제3 비콘신호(BCON3)를 제3 비콘전송기간(BTP3) 동안 출력할 수 있다.
데이터구동회로(DDC)는, 제1 비콘전송기간(BTP1)과 제2 비콘전송기간(BTP2)의 사이에, 제1 데이터신호들(Vdata1)을 출력할 수 있다.
데이터구동회로(DDC)는, 제2 비콘전송기간(BTP2)과 제3 비콘전송기간(BTP3)의 사이에, 제1 데이터신호들(Vdata1)의 다음 순서에 해당하는 제2 데이터신호들(Vdata2)을 출력하거나, 제1 데이터신호들(Vdata1)을 다시 출력하거나 데이터 출력 처리를 홀딩할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 구동회로는 별도의 집적회로(IC)로 구현된 하나 이상의 데이터구동회로(DDC)와 하나 이상의 터치구동회로(TDC)를 포함할 수도 있고, 경우에 따라, 본 발명의 실시예들에 따른 구동회로는 하나 이상의 데이터구동회로(DDC)와 하나 이상의 터치구동회로(TDC)가 통합된 하나의 통합 집적회로(IC)로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 다수의 데이터라인(DL) 및 다수의 게이트라인(GL)이 배치되고, 다수의 터치전극(TE)이 배치된 표시패널(DISP)과, 표시패널(DISP)과 전기적으로 연결되고, 다수의 게이트라인(GL)을 구동하기 위하여, 게이트신호들(Vgate)을 다수의 게이트라인(GL)으로 순차적으로 출력하는 게이트구동회로(GDC)와, 표시패널(DISP)과 전기적으로 연결되고, 다수의 데이터라인(DL)을 구동하기 위하여, 디지털신호 형태의 출력영상데이터(DOUT)를 수신하여 아날로그신호 형태의 데이터신호들(Vdata)로 변환하여 다수의 데이터라인(DL)으로 출력하는 데이터구동회로(DDC)와, 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상의 터치전극(TE)으로 비콘신호(BCON)를 출력하는 터치구동회로(TDC)를 포함할 수 있다.
터치구동회로(TDC)는, 영상 표시를 위한 액티브 기간들 사이의 블랭크 기간 마다 비콘신호(BCON)를 출력할 수 있다.
데이터구동회로(DDC)는, 2개 이상의 액티브 기간들 중 일부 액티브 기간 동안, 제2 데이터신호들(Vdata2)의 출력을 홀딩 하거나, 이전의 액티브 기간에서 이미 출력되었던 제1 데이터신호들(Vdata1)을 반복하여 출력할 수 있다.
아래에서는, 비콘신호(BCON)가 고정된 비콘주기(Tbcon)에 따라 블랭크 시간마다 출력되는 경우, 비정상 데이터 출력 상황을 제거하는 데이터 출력 처리의 홀딩 방식을 예를 들어 설명한다.
도 21는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 120Hz의 프레임 레이트와 120Hz의 비콘 출력 주파수의 구동 타이밍 다이어그램이고, 도 22는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 60Hz의 프레임 레이트와 120Hz의 비콘 출력 주파수의 구동 타이밍 다이어그램이고, 도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 40Hz의 프레임 레이트와 120Hz의 비콘 출력 주파수의 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 21 및 도 23은 액티브 시간과 블랭크 시간을 정의하는 수직동기신호(VSYNC)를 기준으로, 블랭크 시간 동안 표시패널(DISP)에 인가되는 비콘신호(BCON)와, 액티브 시간 동안 표시패널(DISP)에 인가되는 디스플레이 구동 신호(데이터 신호들)와 터치 구동 신호 (터치전극 구동신호 또는 펜 신호일 수 있음)을 개념적으로 나타낸 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 21을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 120Hz의 프레임 레이트와 120Hz의 비콘 출력 주파수 (=1/비콘주기)인 경우, 프레임 레이트와 비콘출력 주파수가 동일하므로, 정상적인 데이터 출력 처리 (디스플레이 구동)와 정상적인 비콘신호 출력 처리가 가능할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 도 22 및 도 23에 도시된 바와 같이 120Hz 이하의 낮은 프레임 레이트인 경우에도, 120Hz로 데이터 출력 처리(디스플레이 구동)를 빠르게 수행하고, 도 22와 같이 1개의 프레임 기간 동안 데이터 출력 처리(디스플레이 구동)를 홀딩하거나, 도 23과 같이 2개의 프레임 기간 동안 데이터 출력 처리(디스플레이 구동)를 홀딩함으로써, 블랭크 기간은 항상 일정한 간격으로 유지해줄 수 있다. 따라서, 비콘신호(BCON)를 일정한 비콘주기(Tbcon)로 표시패널(DISP)에 출력할 수 있다.
도 24는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 구동방법에 대한 흐름도이다.
도 24를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 구동방법은, 터치구동회로(TDC)가 표시패널(DISP)에 접촉하거나 근접해 있는 하나 이상의 펜에 전달하기 위한 제1 비콘신호(BCON1)를 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상으로 출력하는 단계(S2410)와, 제1 비콘신호(BCON1)가 출력된 이후, 데이터구동회로(DDC)가 제1 데이터신호들(Vdata1)을 다수의 데이터라인(DL)으로 출력하는 단계(S2420)와, 제1 데이터신호들(Vdata1)이 출력된 이후, 터치구동회로(TDC)가 제2 비콘신호(BCON2)를 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상으로 출력하는 단계(S2430) 등을 포함할 수 있다.
S2430 단계 이후, 메모리(MEM)에서의 입력 데이터에 대한 저장 상태를 판단하는 단계(S2440)가 진행될 수 있다.
제2 비콘신호(BCON2)가 출력된 이후, S2440 단계에서 판단된 메모리 저장 상태에 따라, 제1 데이터신호들(Vdata1)의 다음 순서에 해당하는 제2 데이터신호들(Vdata2)을 다수의 데이터라인(DL)으로 출력하는 단계(S2450)가 진행될 수도 있고, 제1 데이터신호들(Vdata1)을 다수의 데이터라인(DL)으로 다시 출력하는 단계(S2460a)가 진행될 수도 있다.
도 25는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 구동방법에 대한 다른 흐름도이다.
도 25를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 구동방법은, 터치구동회로(TDC)가 표시패널(DISP)에 접촉하거나 근접해 있는 하나 이상의 펜에 전달하기 위한 제1 비콘신호(BCON1)를 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상으로 출력하는 단계(S2410)와, 제1 비콘신호(BCON1)가 출력된 이후, 데이터구동회로(DDC)가 제1 데이터신호들(Vdata1)을 다수의 데이터라인(DL)으로 출력하는 단계(S2420)와, 제1 데이터신호들(Vdata1)이 출력된 이후, 터치구동회로(TDC)가 제2 비콘신호(BCON2)를 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상으로 출력하는 단계(S2430) 등을 포함할 수 있다.
S2430 단계 이후, 메모리(MEM)에서의 입력 데이터에 대한 저장 상태를 판단하는 단계(S2440)가 진행될 수 있다.
제2 비콘신호(BCON2)가 출력된 이후, S2440 단계에서 판단된 메모리 저장 상태에 따라, 제1 데이터신호들(Vdata1)의 다음 순서에 해당하는 제2 데이터신호들(Vdata2)을 다수의 데이터라인(DL)으로 출력하는 단계(S2450)가 진행될 수도 있고, 데이터 출력 처리를 홀딩하는 단계(S2460b)가 진행될 수도 있다.
이상에서 전술한 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이를 위한 구동 타이밍과, 사용자의 핑거 및/또는 펜에 대한 터치 센싱을 위한 구동 타이밍을 잘 동기화 시켜 정상적인 디스플레이 및 터치 센싱을 가능하게 하는 터치표시장치, 디스플레이 컨트롤러, 구동회로 및 구동방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 영상공급기(VDS)가 영상데이터를 공급하는 속도(입력주기)와 펜 센싱을 위한 표시패널(DISP)에 비콘신호가 출력되는 속도(비콘주기)가 동기화 되지 않은 경우에도, 정상적인 디스플레이 및 정상적인 터치 센싱(펜 센싱, 핑거 센싱)을 가능하게 하는 터치표시장치, 디스플레이 컨트롤러, 구동회로 및 구동방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 영상공급기(VDS)가 영상데이터를 공급하는 속도(입력주기)와 디스플레이를 위해 표시패널(DISP)에 데이터신호가 출력되는 속도(출력주기)가 동기화 되지 않은 경우에도, 정상적인 디스플레이 및 정상적인 터치 센싱(펜 센싱, 핑거 센싱)을 가능하게 하는 터치표시장치, 디스플레이 컨트롤러, 구동회로 및 구동방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이와 터치 센싱이 독립적으로 진행되는 경우(경우에 따라서, 디스플레이와 터치 센싱이 동시에 진행되는 경우), 정상적인 펜 센싱 및 정상적인 디스플레이를 가능하게 하는 터치표시장치, 디스플레이 컨트롤러, 구동회로 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 (25)

  1. 다수의 데이터라인 및 다수의 게이트라인이 배치되고, 다수의 터치전극이 배치된 표시패널;
    상기 표시패널과 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 게이트라인을 구동하기 위하여, 게이트신호들을 상기 다수의 게이트라인으로 순차적으로 출력하는 게이트구동회로;
    상기 표시패널과 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 데이터라인을 구동하기 위하여, 디지털신호 형태의 출력영상데이터를 수신하여 아날로그신호 형태의 데이터신호들로 변환하여 상기 다수의 데이터라인으로 출력하는 데이터구동회로;
    상기 표시패널에 접촉하거나 근접해 있는 하나 이상의 펜으로 전달하기 위한 비콘신호를 상기 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 출력하는 터치구동회로; 및
    입력영상데이터를 메모리에 저장하고, 상기 메모리에 저장된 입력영상데이터에 대응되는 상기 출력영상데이터를 상기 데이터구동회로로 출력하는 디스플레이 컨트롤러를 포함하고,
    상기 터치구동회로는,
    미리 정의된 비콘주기에 따라, 제1 비콘신호를 제1 비콘전송기간 동안 출력하고, 제2 비콘신호를 제2 비콘전송기간 동안 출력하고, 제3 비콘신호를 제3 비콘전송기간 동안 출력하고,
    상기 디스플레이 컨트롤러는,
    상기 비콘주기와 다른 값에 해당하는 입력주기에 따라, 상기 입력영상데이터로서 제1 입력영상데이터, 제2 입력영상데이터 및 제3 입력영상데이터를 입력받고,
    상기 제1 입력영상데이터, 상기 제2 입력영상데이터 및 상기 제3 입력영상데이터 각각에 대응되는 제1 출력영상데이터, 제2 출력영상데이터 및 제3 출력영상데이터를 출력하되,
    상기 제1 비콘전송기간과 상기 제2 비콘전송기간의 사이에, 상기 제1 출력영상데이터를 출력하고,
    상기 제2 비콘전송기간과 상기 제3 비콘전송기간의 사이에, 상기 제2 출력영상데이터를 출력하거나, 상기 제1 출력영상데이터를 다시 출력하거나 데이터 출력 처리를 홀딩하는 터치표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 컨트롤러는,
    상기 제2 비콘전송기간과 상기 제3 비콘전송기간의 사이에, 상기 제1 출력영상데이터를 다시 출력하거나 데이터 출력 처리를 홀딩한 경우,
    상기 제3 비콘신호가 출력된 이후, 상기 제2 출력영상데이터 및 상기 제3 출력영상데이터를 상기 비콘주기와 대응되는 출력주기로 출력하는 터치표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 비콘전송기간과 상기 제3 비콘전송기간의 사이에, 상기 디스플레이 컨트롤러가 데이터 출력 처리를 홀딩하는 경우,
    상기 게이트구동회로는 상기 다수의 게이트라인을 턴-오프 시키는 터치표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 비콘전송기간과 상기 제3 비콘전송기간의 사이에, 상기 디스플레이 컨트롤러가 상기 제1 출력영상데이터를 다시 출력하는 경우,
    상기 게이트구동회로는 상기 다수의 게이트라인을 순차적으로 턴-온 시키는 터치표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 입력주기는 상기 비콘주기보다 큰 값으로 정의된 터치표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 비콘주기는 블랭크 기간들의 간격에 대응되는 터치표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 터치구동회로는,
    상기 제1 비콘신호, 상기 제2 비콘신호 및 상기 제3 비콘신호를 제1 블랭크 기간, 제2 블랭크 기간 및 제3 블랭크 기간 각각에 출력하는 터치표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 비콘신호는,
    다수의 펄스들을 포함하고, 펜 센싱을 위한 정보가 표현된 펄스 변조 신호인 터치표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 터치구동회로는,
    상기 제1 비콘신호, 상기 제2 비콘신호 및 상기 제3 비콘신호와 다른 타이밍에, 제4 비콘신호 및 제5 비콘신호를 상기 비콘주기로 출력하고,
    상기 제4 비콘신호가 출력된 제4 비콘전송기간과 상기 제5 비콘신호가 출력되는 제5 비콘전송기간 사이에, 상기 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 DC 전압을 공급하는 터치표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 터치구동회로가 상기 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 DC 전압을 공급하는 동안,
    상기 터치구동회로는,
    상기 펜에서 출력된 펜 신호를 상기 표시패널을 통해 수신하는 터치표시장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 터치구동회로는,
    상기 제4 비콘전송기간과 상기 제5 비콘전송기간 사이에, 상기 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 DC 전압을 공급하기 전에,
    구동 동기화 신호를 상기 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 공급하는 터치표시장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 구동 동기화 신호는,
    미리 정의된 펄스 폭을 갖는 1개의 펄스 또는 2개 이상의 펄스를 포함하는 핑 신호인 터치표시장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 비콘전송기간과 상기 제2 비콘전송기간의 사이 기간 동안,
    상기 디스플레이 컨트롤러가 상기 제1 출력영상데이터를 상기 데이터구동회로 출력하고,
    상기 데이터구동회로는 디지털신호 형태의 상기 제1 출력영상데이터를 아날로그신호 형태의 제1 데이터신호들로 변환하여 상기 다수의 데이터라인으로 출력하고,
    상기 터치구동회로는 소정의 진폭으로 스윙 하는 터치전극 구동신호를 상기 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 출력하는 터치표시장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 비콘전송기간과 상기 제2 비콘전송기간의 사이 기간 동안,
    상기 제1 데이터신호들은 상기 터치전극 구동신호의 진폭만큼 변화된 전압을 갖는 터치표시장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 비콘전송기간과 상기 제2 비콘전송기간의 사이 기간 동안,
    상기 게이트구동회로는 상기 다수의 게이트라인으로 게이트신호들을 순차적으로 출력하되,
    상기 각 게이트신호의 턴-오프 신호 부분은 상기 터치전극 구동신호의 진폭으로 스윙하는 변조된 턴-오프 게이트 전압이고,
    상기 각 게이트신호의 턴-온 신호 부분은 상기 터치전극 구동신호의 진폭으로 스윙하는 변조된 턴-온 게이트 전압인 터치표시장치.
  16. 다수의 데이터라인 및 다수의 게이트라인이 배치되고, 다수의 터치전극이 배치된 표시패널;
    상기 표시패널과 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 게이트라인을 구동하기 위하여, 게이트신호들을 상기 다수의 게이트라인으로 순차적으로 출력하는 게이트구동회로;
    상기 표시패널과 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 데이터라인을 구동하기 위하여, 디지털신호 형태의 출력영상데이터를 수신하여 아날로그신호 형태의 데이터신호들로 변환하여 상기 다수의 데이터라인으로 출력하는 데이터구동회로; 및
    상기 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 비콘신호를 출력하는 터치구동회로를 포함하고,
    상기 터치구동회로는,
    영상 표시를 위한 액티브 기간들 사이의 블랭크 기간 마다 비콘신호를 출력하고,
    상기 데이터구동회로는,
    2개 이상의 액티브 기간들 중 일부 액티브 기간 동안, 상기 데이터신호들의 출력을 홀딩 하거나, 이전의 액티브 기간에서 이미 출력되었던 데이터신호들을 반복하여 출력하는 터치표시장치.
  17. 다수의 데이터라인 및 다수의 게이트라인이 배치되고, 다수의 터치전극이 배치된 표시패널과, 상기 다수의 데이터라인을 구동하는 데이터구동회로를 포함하는 터치표시장치의 디스플레이 컨트롤러에 있어서,
    제1 입력영상데이터, 제2 입력영상데이터 및 제3 입력영상데이터를 미리 정의된 입력주기로 입력받는 데이터 입력부;
    상기 제1 입력영상데이터, 상기 제2 입력영상데이터 및 상기 제3 입력영상데이터를 저장하는 메모리; 및
    상기 제1 입력영상데이터, 상기 제2 입력영상데이터 및 상기 제3 입력영상데이터 각각에 대응되는 제1 출력영상데이터, 제2 출력영상데이터 및 제3 출력영상데이터를 상기 데이터구동회로로 출력하는 데이터 출력부를 포함하고,
    상기 입력주기는 상기 표시패널에 배치된 하나 이상의 터치전극으로 비콘신호가 출력되는 비콘주기와 다른 값으로 정의되어 있고,
    상기 비콘신호는 상기 표시패널에 접촉하거나 근접해 있는 하나 이상의 펜으로 전달되는 신호이고,
    상기 데이터 출력부는,
    제1 비콘신호가 상기 표시패널에 출력되는 제1 비콘전송기간과 제2 비콘신호가 상기 표시패널에 출력되는 제2 비콘전송기간의 사이에, 상기 제1 출력영상데이터를 출력하고,
    상기 제2 비콘신호가 상기 표시패널에 출력되는 상기 제2 비콘전송기간과 제3 비콘신호가 상기 표시패널에 출력되는 제3 비콘전송기간의 사이에, 데이터 출력 처리를 홀딩하거나 상기 제1 출력영상데이터를 다시 출력하는 디스플레이 컨트롤러.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 데이터 출력부는,
    상기 제3 비콘신호가 출력된 이후, 상기 제2 출력영상데이터 및 상기 제3 출력영상데이터를 상기 비콘주기와 대응되는 출력주기로 출력하는 디스플레이 컨트롤러.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 입력주기는 상기 비콘주기보다 크게 정의된 디스플레이 컨트롤러.
  20. 표시패널에 배치된 다수의 데이터라인을 구동하기 위하여, 디지털신호 형태의 출력영상데이터를 수신하여 아날로그신호 형태의 데이터신호들로 변환하여 상기 다수의 데이터라인으로 출력하는 데이터구동회로; 및
    상기 표시패널에 접촉하거나 근접해 있는 하나 이상의 펜으로 전달하기 위한 비콘신호를 상기 표시패널에 배치된 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 출력하는 터치구동회로를 포함하고,
    상기 터치구동회로는,
    미리 정의된 비콘주기에 따라, 제1 비콘신호를 제1 비콘전송기간 동안 출력하고, 제2 비콘신호를 제2 비콘전송기간 동안 출력하고, 제3 비콘신호를 제3 비콘전송기간 동안 출력하고,
    상기 데이터구동회로는,
    상기 제1 비콘전송기간과 상기 제2 비콘전송기간의 사이에, 제1 데이터신호들을 출력하고,
    상기 제2 비콘전송기간과 상기 제3 비콘전송기간의 사이에, 상기 제1 데이터신호들의 다음 순서에 해당하는 제2 데이터신호들을 출력하거나, 상기 제1 데이터신호들을 다시 출력하거나 데이터 출력 처리를 홀딩하는 구동회로.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 데이터구동회로는,
    상기 제2 비콘전송기간과 상기 제3 비콘전송기간의 사이에, 상기 제1 데이터신호들을 다시 출력하거나 데이터 출력 처리를 홀딩한 경우,
    상기 제3 비콘신호가 출력된 이후, 상기 제1 데이터신호들의 다음 순서에 해당하는 상기 제2 데이터신호를 상기 비콘주기와 대응되는 출력주기로 출력하는 구동회로.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 터치구동회로는,
    상기 제1 비콘신호, 상기 제2 비콘신호 및 상기 제3 비콘신호와 다른 타이밍에, 제4 비콘신호 및 제5 비콘신호를 상기 비콘주기로 출력하고,
    상기 제4 비콘신호가 출력된 제4 비콘전송기간과 상기 제5 비콘신호가 출력되는 제5 비콘전송기간 사이에, 상기 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 DC 전압을 공급하는 구동회로.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 제1 비콘전송기간과 상기 제2 비콘전송기간의 사이 기간 동안,
    상기 데이터구동회로는 상기 제1 데이터신호들을 상기 다수의 데이터라인으로 출력하고,
    상기 터치구동회로는 소정의 진폭으로 스윙 하는 터치전극 구동신호를 상기 다수의 터치전극 중 하나 이상의 터치전극으로 출력하는 구동회로.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제1 비콘전송기간과 상기 제2 비콘전송기간의 사이 기간 동안,
    상기 제1 데이터신호들은 상기 터치전극 구동신호의 진폭만큼 변화된 전압을 갖는 구동회로.
  25. 다수의 데이터라인 및 다수의 게이트라인이 배치되고, 다수의 터치전극이 배치된 표시패널을 포함하는 터치표시장치의 구동방법에 있어서,
    상기 표시패널에 접촉하거나 근접해 있는 하나 이상의 펜에 전달하기 위한 제1 비콘신호를 상기 다수의 터치전극 중 하나 이상으로 출력하는 단계;
    상기 제1 비콘신호가 출력된 이후, 제1 데이터신호들을 상기 다수의 데이터라인으로 출력하는 단계;
    상기 제1 데이터신호들이 출력된 이후, 제2 비콘신호를 상기 다수의 터치전극 중 하나 이상으로 출력하는 단계; 및
    상기 제2 비콘신호가 출력된 이후, 메모리 저장 상태에 따라, 상기 제1 데이터신호들의 다음 순서에 해당하는 제2 데이터신호들을 상기 다수의 데이터라인으로 출력하거나, 상기 제1 데이터신호들을 상기 다수의 데이터라인으로 다시 출력하거나 데이터 출력 처리를 홀딩하는 단계를 포함하는 터치표시장치의 구동방법.
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