KR102484984B1

KR102484984B1 - 패널을 구동하는 기술

Info

Publication number: KR102484984B1
Application number: KR1020150081206A
Authority: KR
Inventors: 안용성; 최정민
Original assignee: 주식회사 엘엑스세미콘
Priority date: 2015-06-09
Filing date: 2015-06-09
Publication date: 2023-01-06
Also published as: KR20160144720A

Abstract

본 발명은 일부 구간에서 디스플레이 업데이트와 터치 센싱을 동시에 수행하는 표시장치를 제공한다.

Description

패널을 구동하는 기술{TECHNIQUES FOR DRIVING PANEL}

본 발명은 패널을 구동하는 기술에 관한 것이다.

터치패널에 근접하거나 접촉하는 오브젝트를 인식하는 기술을 터치센싱기술이라고 한다.

터치패널은 평면상에서 표시패널과 같은 위치에 놓이게 되는데, 이에 따라, 사용자들은 표시패널의 영상을 보면서 터치패널로 사용자조작신호를 입력할 수 있게 된다.

이러한 사용자조작신호 발생방법은 그 이전의 다른 사용자조작신호 입력방식-예를 들어, 마우스 입력방식이나 키보드 입력방식-에 비해 놀라운 사용자 직관성을 제공해 준다.

이러한 장점에 따라, 표시패널을 포함하고 있는 다양한 전자장치들에 터치센싱기술이 적용되고 있다.

한편, 터치패널은 형태에 따라 표시패널과 완전히 분리되어 있을 수 있다. 예를 들어, 애드온(add-on)타입으로 알려진 형태에서는 이와 같이 터치패널과 표시패널이 완전히 분리되어 있다.

반면에 터치패널과 표시패널은 일부 구성요소를 서로 공유할 수 있다. 예를 들어, 터치패널에 위치하는 센서전극은 표시패널의 공통전극으로 사용될 수 있다. 인셀(in-cell)타입이라고 알려진 형태가 여기에 해당된다.

표시장치가 이러한 인셀타입의 패널을 구동함에 있어서 종래에는 구간을 분할하여 디스플레이구간에서는 디스플레이모드로만 작동하고 터치구간에서는 터치모드로만 작동하였다.

이렇게 종래 방식은 프레임 시간을 디스플레이구간과 터치구간으로 나누어 사용하였는데, 이에 따라, 터치구간에 일정 시간 이상을 할당하지 못하는 문제가 발생하였다.

일반적으로 터치구간이 길어질 수록 SNR(signal to noise ratio)이 증가하게 되는데, 종래 방식에서는 터치구간의 길이가 짧기 때문에 SNR이 낮고 터치의 감도가 떨어지는 문제가 있었다.

이러한 터치감도의 문제를 보충하기 위해 터치구간을 길게 설정할 경우, 디스플레이구간이 줄어들어 디스플레이를 위한 회로구성요소가 증가하는 문제가 발생할 수 있다. 다른 한편으로 디스플레이구간을 유지하기 위해 터치구간도 유지하는 경우, 터치감도 개선을 위해 센서를 증가시켜야 하는 문제가 발생할 수 있다.

이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 일 측면에서, 디스플레이구동을 위한 시간을 유지하면서 터치구동을 위한 시간을 증가시키는 기술을 제공하는 것이다.

다른 측면에서, 본 발명의 목적은, 터치구동을 위한 시간을 유지하면서 디스플레이구동을 위한 시간을 증가시키는 기술을 제공하는 것이다.

또 다른 측면에서, 본 발명의 목적은, 디스플레이구동 및 터치구동을 위한 시간을 모두 증가시키는 기술을 제공하는 것이다.

또 다른 측면에서, 본 발명의 목적은, 일부 구간 혹은 전체 구간에서 디스플레이구동과 터치구동을 동시에 수행하는 기술을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 일부 구간에서 디스플레이 업데이트와 터치 센싱을 동시에 수행하는 표시장치를 제공한다.

다른 측면에서, 본 발명은, 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하기 위한 복수의 센서전극, 상기 센서전극과 연동하여 각 화소에 데이터전압을 형성하는 복수의 표시전극, 제1센서전극으로 센서구동신호를 공급하는 센서구동회로 및 상기 제1센서전극과 제1표시전극 사이의 전압이 제1데이터전압이 되도록 상기 센서구동신호에 대응하여 변동하는 데이터신호를 상기 제1표시전극으로 공급하는 데이터구동회로를 포함하는 표시장치를 제공한다.

또 다른 측면에서, 본 발명은, 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하기 위한 복수의 센서전극, 상기 센서전극과 연동하여 각 화소에 데이터전압을 형성하는 복수의 표시전극, 제1센서전극으로 센서구동신호를 공급하는 센서구동회로, 제1표시전극으로 데이터신호를 공급하는 데이터구동회로 및 상기 데이터구동회로로 그라운드전압을 공급하고 상기 그라운드전압을 상기 센서구동신호에 대응하여 변동시키는 전원회로를 포함하는 표시장치를 제공한다.

또 다른 측면에서, 본 발명은, 복수의 센서전극 및 상기 센서전극과 연동된 복수의 표시전극을 포함하는 패널을 구동하는 장치에 있어서, 제1그라운드전압, 제2그라운드전압, 상기 제1그라운드전압과 연동된 제1공급전압 및 상기 제2그라운드전압과 연동된 제2공급전압을 제공하는 전원회로, 상기 센서전극으로 센서구동신호를 공급하는 센서구동회로, 상기 제2그라운드전압 및 상기 제2공급전압을 이용하여 데이터신호를 생성하고 상기 표시전극으로 상기 데이터신호를 공급하는 데이터구동회로 및 상기 제1그라운드전압 및 상기 제1공급전압을 이용하여 제1타이밍신호를 생성하고 상기 데이터구동회로로 상기 제1타이밍신호를 공급하는 타이밍제어회로를 포함하되, 상기 전원회로는, 상기 제2그라운드전압을 상기 센서구동신호에 대응하여 변동시키고, 상기 데이터구동회로는, 상기 제1그라운드전압과 연동된 상기 제1타이밍신호를 상기 제2그라운드전압과 연동된 상기 제2타이밍신호로 변환하는 인터페이스회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동장치를 제공한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은, 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하기 위한 복수의 센서전극; 상기 센서전극으로 센서구동신호를 공급하는 센서구동회로; 상기 센서전극과 연동하여 화소에 데이터전압을 형성하는 복수의 표시전극; 및 트랜지스터를 통해 상기 표시전극과 연결되는 데이터라인으로 데이터신호를 공급하는 데이터구동회로를 포함하고, 상기 데이터신호는, 상기 트랜지스터가 턴온되어 상기 데이터라인과 상기 표시전극이 전기적으로 연결되고 상기 화소에 형성되는 상기 데이터전압이 일정하게 유지되는 안정화구간에서, 상기 센서구동신호에 대응하여 변동하고, 상기 센서구동신호는, 상기 오브젝트의 근접 혹은 터치 감지를 위한 파형 변조가 상기 안정화구간에서만 이루어지는 표시장치를 제공한다.
상기 안정화구간에서, 상기 데이터신호와 상기 센서구동신호는 동일한 위상으로 변조될 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은, 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하기 위한 복수의 센서전극; 상기 센서전극으로 센서구동신호를 공급하는 센서구동회로; 상기 센서전극과 연동하여 화소에 데이터전압을 형성하는 복수의 표시전극; 트랜지스터를 통해 상기 표시전극과 연결되는 데이터라인으로 데이터신호를 공급하는 데이터구동회로; 및 상기 데이터구동회로로 그라운드전압을 공급하고 상기 그라운드전압을 상기 센서구동신호에 대응하여 변동시키는 전원회로를 포함하고, 상기 센서구동회로는, 상기 트랜지스터가 턴온되어 상기 데이터라인과 상기 표시전극이 전기적으로 연결되고 상기 화소에 형성되는 상기 데이터전압이 일정하게 유지되는 안정화구간에서만 상기 오브젝트의 근접 혹은 터치 감지를 위해 상기 센서구동신호의 파형을 변조하는 표시장치를 제공한다.
상기 센서구동회로는 센서구동전압발생부를 포함하고, 상기 데이터구동회로는 데이터구동전압발생부를 포함하며, 상기 센서구동전압발생부는 일측으로 제1그라운드전압과 연결되고 타측으로 상기 센서구동신호를 출력하며, 상기 데이터구동전압발생부는 일측으로 제2그라운드전압과 연결되고 타측으로 상기 데이터신호를 공급하며, 상기 전원회로는 상기 데이터구동회로로 상기 제2그라운드전압을 공급하고 상기 제2그라운드전압을 상기 센서구동신호에 대응하여 변동시킬 수 있다.
상기 전원회로는 제2그라운드전압발생부를 포함하고, 상기 제2그라운드전압발생부는 일측으로 상기 제1그라운드전압과 연결되고 타측으로 상기 제2그라운드전압을 출력할 수 있다.
상기 데이터구동회로는 상기 안정화구간에서 상기 그라운드전압 대비 상기 데이터신호의 전압레벨을 일정하게 유지할 수 있다.
상기 센서구동회로는 차동방식으로 상기 센서전극을 센싱할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은, 복수의 센서전극 및 상기 센서전극과 연동된 복수의 표시전극을 포함하는 패널을 구동하는 장치에 있어서, 제1그라운드전압, 제2그라운드전압, 상기 제1그라운드전압과 연동된 제1공급전압 및 상기 제2그라운드전압과 연동된 제2공급전압을 제공하는 전원회로; 상기 센서전극으로 센서구동신호를 공급하는 센서구동회로; 상기 제2그라운드전압 및 상기 제2공급전압을 이용하여 데이터신호를 생성하고, 트랜지스터를 통해 상기 표시전극과 연결되는 데이터라인으로 상기 데이터신호를 공급하는 데이터구동회로; 및 상기 제1그라운드전압 및 상기 제1공급전압을 이용하여 제1타이밍신호를 생성하고 상기 데이터구동회로로 상기 제1타이밍신호를 공급하는 타이밍제어회로를 포함하되, 상기 전원회로는, 상기 제2그라운드전압을 상기 센서구동신호에 대응하여 변동시키고, 상기 데이터구동회로는, 상기 제1그라운드전압과 연동된 상기 제1타이밍신호를 상기 제2그라운드전압과 연동된 상기 제2타이밍신호로 변환하는 인터페이스회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동장치를 제공할 수 있다.
상기 센서구동회로는, 상기 트랜지스터가 턴온된 상태에서 상기 화소에 형성되는 데이터전압이 일정하게 유지되는 안정화구간에서만 오브젝트의 근접 혹은 터치 감지를 위해 상기 센서구동신호의 파형을 변조할 수 있다.
상기 타이밍제어회로는, 상기 센서구동회로로 제3타이밍신호를 전송하고 상기 전원회로로 제4타이밍신호를 전송하며, 상기 센서구동회로는 상기 제3타이밍신호에 따라 상기 센서구동신호를 생성하고, 상기 전원회로는 상기 제4타이밍신호에 따라 상기 제2그라운드전압을 상기 센서구동신호에 대응하여 변동시킬 수 있다.
상기 전원회로는, 상기 제2그라운드전압과 연동된 게이트하이전압 및 게이트로우전압을 생성하여 게이트구동회로로 공급하고, 상기 게이트구동회로는, 상기 타이밍제어회로로부터 상기 제1그라운드전압과 연동된 제5타이밍신호를 수신하고, 인터페이스회로를 통해 상기 제4타이밍신호를 상기 제2그라운드전압 레벨의 신호로 변환할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은, 데이터라인과 화소의 표시전극이 연결되는 스캔시구간 내에서 상기 데이터라인으로 데이터신호를 공급하여 상기 표시전극과 공통전극 사이에 상기 화소의 그레이스케일 값에 대응되는 데이터전압을 형성시키고, 상기 스캔시구간 중 일정 시구간 동안 계속 상기 표시전극과 상기 공통전극 사이의 전압이 상기 데이터전압으로 유지되도록 상기 데이터신호의 전압을 제어하는 데이터구동회로; 및 센서구동신호를 상기 공통전극으로 공급하고 터치센싱을 위해 상기 스캔시구간 중 상기 일정 시구간 내에서 상기 센서구동신호의 파형을 AC파형으로 변조시키는 센서구동회로를 포함하는 패널구동장치를 제공한다.
상기 데이터구동회로는 상기 일정 시구간에서 상기 AC파형과 동일한 형태로 상기 데이터신호를 변조할 수 있다.
상기 일정 시구간에서 상기 센서구동신호 및 상기 데이터신호는 동일한 위상으로 변동할 수 있다.
상기 센서구동회로는 차동방식으로 상기 공통전극을 센싱할 수 있다.
상기 일정 시구간에서 상기 표시전극과 상기 공통전극 사이에 배치되는 액정의 방향이 조절될 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은, 데이터라인으로 데이터신호를 공급하고, 상기 데이터라인과 화소의 표시전극이 연결되는 스캔시구간 중 제1시구간에서 상기 데이터신호의 전압을 상기 화소의 그레이스케일 값에 대응되는 제1전압으로 변경하고, 상기 스캔시구간 중 상기 제1시구간에 후속되는 제2시구간에서 상기 데이터신호의 파형을 AC파형으로 변조시키는 데이터구동회로; 및 공통전극으로 센서구동신호를 공급하고, 상기 제1시구간에서 상기 센서구동신호의 전압을 공통전압으로 제어하고, 상기 제2시구간에서 상기 AC파형에 대응되도록 상기 센서구동신호의 파형을 변조시키는 센서구동회로를 포함하고, 상기 제2시구간에서 상기 센서구동신호에 따라 터치가 센싱되고 상기 표시전극과 상기 공통전극 사이의 전압이 일정하게 유지되는 패널구동장치를 제공한다.
상기 제2시구간에서 상기 센서구동신호 및 상기 데이터신호는 동일한 위상으로 변동할 수 있다.
상기 센서구동회로는 차동방식으로 상기 공통전극을 센싱할 수 있다.
상기 제1시구간 및 상기 제2시구간에서 상기 표시전극과 상기 공통전극 사이에 배치되는 액정의 방향이 조절될 수 있다.
상기 터치는 자체 정전용량 터치방식으로 센싱될 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은, 공통전극으로 센서구동신호를 공급하고, 데이터라인과 화소의 표시전극이 연결되는 스캔시구간 중 일정 시구간에서 상기 센서구동신호의 파형을 AC파형으로 변조시키는 센서구동회로 ; 및 상기 스캔시구간 내에서 상기 데이터라인으로 데이터신호의 전압을 제어하여 상기 표시전극과 상기 공통전극 사이에 상기 화소의 그레이스케일 값에 대응되는 데이터전압을 형성시키고, 상기 일정 시구간 동안 상기 표시전극과 상기 공통전극 사이에 상기 데이터전압이 유지되도록 상기 데이터신호의 전압을 제어하는 데이터구동회로를 포함하는 패널구동장치를 제공한다.
상기 AC파형은 구형파일 수 있다.
상기 패널구동장치는 상기 데이터구동회로로 그라운드전압을 공급하고 상기 그라운드전압을 상기 센서구동신호에 대응하여 변동시키는 전원회로를 더 포함할 수 있다.
상기 센서구동신호와 상기 그라운드전압은 동일한 위상으로 변동될 수 있다.
상기 센서구동회로는 차동방식으로 상기 공통전극을 센싱할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 일 측면으로, 디스플레이구동을 위한 시간을 유지하면서 터치구동을 위한 시간을 증가시키는 효과가 있다. 다른 측면으로, 본 발명에 의하면, 터치구동을 위한 시간을 유지하면서 디스플레이구동을 위한 시간을 증가시키는 효과가 있다. 또 다른 측면에서, 본 발명에 의하면, 디스플레이구동 및 터치구동을 위한 시간을 모두 증가시키는 효과가 있다. 또한, 또 다른 측면에서 일부 구간 혹은 전체 구간에서 디스플레이구동과 터치구동을 동시에 수행하는 효과가 있다.

도 1은 본 명세서에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 화소 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 각 전극으로 공급되는 신호의 파형을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 센서전극으로 공급되는 센서구동신호에 따라 터치가 센싱되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 데이터신호 및 센서구동신호의 그라운드전압을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 데이터신호, 센서구동신호 및 그라운드전압의 파형을 나타내는 도면이다.
도 7은 특정 구간에서만 변조되는 센서구동신호 및 그에 대응되는 데이터신호의 파형을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 1의 표시장치 내에서의 전압과 신호를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 도 1의 표시장치에 포함되는 집적회로에 적용될 수 있는 딥엔웰(deep n-well) 구조를 예시하는 단면도이다.
도 10은 도 8의 인터페이스변환회로의 일 예시 구성을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

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 본질이나 차례 또는 순서 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 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 명세서에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 표시장치(100)는, 패널(110), 데이터구동회로(120), 게이트구동회로(130) 및 센서구동회로(140) 등을 포함한다.

패널(110)에는, 데이터구동회로(120)와 연결되는 복수의 데이터라인(DL)이 형성되고, 게이트구동회로(130)와 연결되는 복수의 게이트라인(GL)이 형성될 수 있다. 또한, 패널(110)에는 복수의 데이터라인(DL)과 복수의 게이트라인(GL)의 교차 지점에 대응되는 다수의 화소(P)가 정의될 수 있다.

이러한 각 화소(P)에는 제1전극(예를 들어, 소스전극 또는 드레인전극)이 데이터라인(DL)과 연결되고, 게이트전극이 게이트라인(GL)과 연결되며, 제2전극(예를 들어, 드레인전극 또는 소스전극)이 표시전극과 연결되는 트랜지스터가 형성될 수 있다.

또한, 패널(110)에는, 복수의 센서전극(SE)이 서로 이격되어 더 형성될 수 있다. 센서전극(SE)이 위치하는 영역에는 하나의 화소(P)가 위치할 수도 있고 다수의 화소(P)가 위치할 수도 있다.

패널(110)은 표시패널(Display Panel)과 터치패널(TSP: Touch Screen Panel)을 포함할 수 있는데, 여기서 표시패널과 터치패널은 일부 구성요소를 서로 공유할 수 있다. 예를 들어, 복수의 센서전극(SE)은 표시패널의 일 구성(예를 들어, 공통전압을 인가하는 공통전극)일 수 있고 동시에 터치패널의 일 구성(터치를 감지하기 위한 센서전극)일 수 있다. 표시패널과 터치패널의 일부 구성요소가 서로 공유되어 있다는 측면에서, 이러한 패널(110)을 일체형 패널이라고 부르기도 하지만 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니다. 또한, 표시패널과 터치패널의 일부 구성요소가 서로 공유되는 형태로서 인셀(In-Cell) 타입의 패널이 알려져 있지만 이는 전술한 패널(110)의 일 예시일 뿐 본 발명이 적용되는 패널이 이러한 인셀(In-Cell)타입 패널로 제한되는 것은 아니다.

데이터구동회로(120)는 디지털이미지를 패널(110)의 각 화소(P)에 표시하기 위해 데이터라인(DL)으로 데이터신호를 공급한다.

이러한 데이터구동회로(120)는 적어도 하나의 데이터드라이버집적회로를 포함할 수 있는데, 이러한 적어도 하나의 데이터드라이버집적회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 패널(110)에 직접 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서, 패널(110)에 집적화되어 형성될 수도 있다. 또한, 데이터구동회로(120)는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.

게이트구동회로(130)는 각 화소(P)에 위치하는 트랜지스터를 턴온 혹은 턴오프시키기 위해 게이트라인(GL)으로 스캔신호를 순차적으로 공급한다.

이러한 게이트구동회로(130)는, 구동 방식에 따라서, 도 1에서와 같이 패널(110)의 한 측에만 위치할 수도 있고, 2개로 나누어져 패널(110)의 양측에 위치할 수도 있다.

또한, 게이트구동회로(130)는, 적어도 하나의 게이트드라이버집적회로를 포함할 수 있는데, 이러한 적어도 하나의 게이트드라이버집적회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 패널(110)에 직접 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서, 패널(110)에 집적화되어 형성될 수도 있다. 또한, 게이트구동회로(130)는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.

센서구동회로(140)는 센싱라인(SL)과 연결된 복수의 센서전극(SE)의 전체 또는 일부로 센서구동신호를 인가한다.

이러한 센서구동회로(140)는 도 1에 도시된 바와 같이, 데이터구동회로(120) 및 게이트구동회로(130)와는 별도의 구성으로서, 데이터구동회로(120) 및 게이트구동회로(130)의 외부에 있을 수도 있지만, 구현 방식에 따라서, 데이터구동회로(120) 및 게이트구동회로(130) 중 적어도 하나를 포함하는 다른 별도의 드라이버집적회로의 내부 구성으로 구현될 수도 있으며, 또는, 데이터구동회로(120) 또는 게이트구동회로(130)의 내부 구성으로 구현될 수도 있다.

따라서, 센서구동회로(140)가 복수의 센서전극(SE)의 전체 또는 일부로 센서구동신호를 인가하는 것은, 센서구동회로(140)를 포함하는 별도의 드라이버집적회로가 복수의 센서전극(SE)의 전체 또는 일부로 센서구동신호를 인가하는 것으로도 볼 수 있다. 또한, 설계 방식에 따라서는, 센서구동회로(140)를 포함하는 데이터구동회로(120) 또는 게이트구동회로(130)가 복수의 센서전극(SE)의 전체 또는 일부로 센서구동신호를 인가하는 것으로도 볼 수도 있다.

이러한 센서구동회로(140)는 구현 및 설계 방식에 제한되지 않고, 본 명세서에서 기재되는 그 수행 기능만 동일 또는 유사하다면, 다른 구성 그 자체일 수도 있고 다른 구성의 내부 또는 외부에 위치하는 구성일 수도 있다.

또한, 도 1에서 표시장치(100)에는 하나의 센서구동회로(140)가 위치한 것으로 도시되어 있으나, 표시장치(100)는 둘 이상의 센서구동회로(140)를 포함할 수도 있다.

한편, 센서구동회로(140)가 센서구동신호를 복수의 센서전극(SE)의 전체 또는 일부로 인가하기 위해서는, 복수의 센서전극(SE) 각각에 연결되는 센싱라인(SL)이 필요하다. 이에 따라, 복수의 센서전극(SE) 각각에 연결되어 센서구동신호를 전달하는 센싱라인(SL)이 제1방향(예: 세로방향) 또는 제2방향(예: 가로방향)으로 패널(110)에 형성될 수 있다.

한편, 표시장치(100)는 센서전극(SE)을 통해 정전용량의 변화를 감지함으로써 오브젝트의 근접 혹은 터치를 인식하는 정전식 터치방식을 채용할 수 있다.

이러한 정전식 터치방식은, 일 예로, 상호 정전용량 터치방식과 자체 정전용량 터치 방식으로 나눌 수 있다.

정전식 터치방식의 한 종류인 상호 정전용량 터치방식은, 일 센서전극(Tx전극)으로 센서구동신호를 인가하고 이러한 Tx전극과 상호 커플링된 다른 일 센서전극(Rx전극)을 센싱한다. 이러한 상호 정전용량 터치방식에서는, 손가락, 펜 등의 오브젝트의 근접 혹은 터치에 따라 Rx전극에서 센싱되는 값이 달라지는데, 상호 정전용량 터치방식은 이러한 Rx전극에서의 센싱값을 이용하여 터치 유무, 터치 좌표 등을 검출한다.

정전식 터치방식의 다른 한 종류인 자체 정전용량 터치방식은, 일 센서전극(SE)으로 센서구동신호를 인가한 후 다시 해당 일 센서전극(SE)을 센싱한다. 이러한 자체 정전용량 터치방식에서는, 손가락, 펜 등의 오브젝트의 근접 혹은 터치에 따라 해당 일 센서전극(SE)에서 센싱되는 값이 달라지는데, 자체 정전용량 터치방식은 이러한 센싱값을 이용하여 터치 유무, 터치 좌표 등을 검출한다. 이러한 자체 정전용량 터치방식은 센서구동신호를 인가하는 센서전극(SE)과 센싱하는 센서전극(SE)이 동일하기 때문에, Tx전극과 Rx전극의 구분이 없다.

표시장치(100)는, 전술한 2가지의 정전식 터치방식(상호 정전용량 터치방식, 자체 정전용량 터치방식) 중 하나를 채용할 수 있다. 다만, 본 명세서에서는, 설명의 편의를 위해, 자체 정전용량 터치방식이 채용된 것으로 가정하여 실시예를 설명한다.

한편, 표시장치(100)는 디스플레이구간과 터치구간을 구분하지 않고 센서전극(SE)을 구동할 수 있다. 일 예로서, 표시장치(100)는 데이터신호를 공급하는 구간에서 센서전극(SE)의 전체 또는 일부로 센서구동신호를 인가할 수 있다.

구체적인 예로서, 표시장치(100)는 화소(P)에 위치하는 표시전극으로 데이터신호를 공급함과 동시에 센서전극(SE)으로 센서구동신호를 공급할 수 있다. 이때, 표시장치(100)는 화소(P)에서 표시전극과 센서전극(SE) 사이에 형성되는 데이터전압을 일정 시간(예를 들어, 한 프레임 시간) 동안 일정하게 유지하기 위해 센서구동신호에 대응하여 데이터신호를 변동시킬 수 있다.

도 2는 도 1의 화소 단면을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 각 전극으로 공급되는 신호의 파형을 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 4는 센서전극으로 공급되는 센서구동신호에 따라 터치가 센싱되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 표시전극(DE)과 센서전극(SE) 사이에 액정(LC: liquid crystal)이 위치할 수 있다.

그리고, 도 2 및 도 3을 참조하면, 표시전극(DE)에는 데이터신호(VDT)가 공급되고, 센서전극(SE)에는 센서구동신호(V_SE)가 공급될 수 있다.

이러한 신호들(VDT, V_SE)에 따라, 액정(LC)에는 표시전극(DE)과 센서전극(SE)의 전위차에 의한 데이터전압(V_P)이 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 데이터전압(V_P)에 의해 전기장이 형성되고 이러한 전기장에 따라 액정(LC)의 배열이 결정되어 화소(P)의 밝기 혹은 그레이스케일이 결정될 수 있다.

이때, 일정 시간(예를 들어, 한 프레임 시간) 동안 화소(P)의 밝기 혹은 그레이스케일을 일정하게 유지시키기 위해 데이터전압(V_P)은 해당 시간 동안 일정하게 유지될 수 있다.

반면에, 센서구동신호(V_SE)는 센서전극(SE)과 외부 오브젝트 사이에 형성되는 정전용량 커플링(C_F)을 측정하기 위해 해당 시간(예를 들어, 한 프레임 시간)에 일정하게 변조된 파형을 가질 수 있다. 도 4를 참조하면, 센서구동신호(V_SE)는 주기적으로 변동하는 AC파형을 가질 수 있다. 이러한 센서구동신호(V_SE)의 AC파형에 따라 센서전극(V_SE)과 오브젝트 사이에 형성된 커플링(C_F)으로 터치전류(I_F)가 흐를 수 있는데, 이러한 터치전류(I_F)의 양 혹은 유무에 따라 센서전극(SE) 상에 오브젝트가 근접했는지 혹은 터치했는지가 판단될 수 있다.

한편, 센서전극(SE)과 표시전극(DE)은 연동되어 있어서 센서구동신호(V_SE)가 전술한 바와 같이 일정하게 변동되는 경우, 데이터신호(V_DT) 또한 일정하게 변동될 수 있다.

도 3을 참조하면, 데이터신호(V_DT)는 센서구동신호(V_SE) 사이에서 일정한 데이터전압(V_P)을 유지하기 위해 센서구동신호(V_SE)에 대응하여 변동될 수 있다. 구체적인 예로서, 데이터신호(V_DT)는 센서구동신호(V_SE)와 동일한 위상을 가지고 동일한 진폭으로 변동될 수 있다.

한편, 도 3 내지 도 4에서는 센서구동신호(V_SE)가 일정한 주파수와 진폭을 갖는 신호로 도시되어 있는데, 센서구동신호(V_SE)에는 다양한 변조 방법이 추가적으로 적용될 수 있다.

예를 들어, 센서구동신호(V_SE)에는 주파수변조 방법이 적용될 수 있다. 이 경우, 센서구동회로(140)는 센서구동신호(V_SE)의 주파수를 변조하여 센서전극(SE)으로 공급하고 센서전극(SE)에 대한 센싱신호를 복조하는 방법으로 터치를 센싱할 수 있다. 이때, 센서구동신호(140)는 디스플레이를 업데이트하는데 사용되는 주파수(예를 들어, 60Hz 및 그 하모닉 주파수) 혹은 다른 회로(예를 들어, 데이터구동회로)에서 발생하는 주파수에 의한 노이즈가 회피되도록 센서구동신호(V_SE)의 변조 주파수를 선택할 수 있다.

다른 예로서, 센서구동신호(V_SE)에는 위상 변조 방법이 적용되거나 코드 변조 방법이 적용될 수도 있다. 이 경우, 센서구동회로(140)는 센서구동신호(V_SE)를 변조할 때 사용한 변조 방법에 따라 센싱신호를 복조하는 방법으로 터치를 센싱할 수 있다.

한편, 표시장치(100)는 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 것과 같이 데이터신호(V_DT)를 센서구동신호(V_SE)에 대응하여 변동시키기 위해 데이터신호(V_DT)와 연동된 그라운드전압을 변동시키는 방법을 사용할 수도 있다. 도 5 및 도 6을 참조하여 그라운드전압 변동에 의한 데이터신호(V_DT) 변동 방법을 설명한다.

도 5는 데이터신호 및 센서구동신호의 그라운드전압을 나타내는 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 데이터신호, 센서구동신호 및 그라운드전압의 파형을 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 센서구동신호(V_SE)는 센서구동전압발생부(W_SE)를 통해 제1그라운드전압(V_1GND)과 연동되고, 데이터신호(V_DT)는 데이터구동전압발생부(W_DT)를 통해 제2그라운드전압(V_2GND)과 연동될 수 있다. 이때, 제2그라운드전압(V_2GND)은 제2그라운드전압발생부(W_2GND)로부터 전압을 공급받고, 제2그라운드전압발생부(W_2GND)는 센서구동전압발생부(W_SE)와 연동될 수 있다.

구체적으로 센서구동전압발생부(W_SE)는 일측으로 제1그라운드전압(V_1GND)과 연결되어 있고, 다른 일측으로 센서구동신호(V_SE)를 출력할 수 있다. 그리고, 데이터구동전압발생부(W_DT)는 일측으로 제2그라운드전압(V_2GND)과 연결되어 있고, 다른 일측으로 데이터신호(V_DT)를 출력할 수 있다. 또한, 제2그라운드전압발생부(W_2GND)는 일측으로 제1그라운드전압(V_1GND)과 연결되어 있고, 다른 일측으로 제2그라운드전압(V_2GND)을 출력할 수 있다. 이때, 제2그라운드전압발생부(W_2GND)는 센서구동전압발생부(W_SE)와 연동하여 작동될 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 센서구동신호(V_SE)는 센서전극(SE)을 구동하기 위해 일정하게 변조된 파형을 가질 수 있다. 이때, 센서구동신호(V_SE)의 파형은 제1그라운드전압(V_1GND)과 연동된 센서구동전압발생부(W_SE)에 의해 공급될 수 있다.

데이터신호(V_DT)는 데이터구동전압발생부(W_DT)로부터 파형을 공급받는데, 이때, 데이터구동전압발생부(W_DT)의 파형은 일정 시간(예를 들어, 한 프레임 시간) 동안 일정한 전압을 유지할 수 있다. 다만, 데이터구동전압발생부(W_DT)는 제2그라운드전압발생부(W_2GND)와 연결되어 있는데, 이러한 제2그라운드전압발생부(W_2GND)의 파형에 따라 데이터신호(V_DT)의 파형도 변동될 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 제2그라운드전압(V_2GND)은 제2그라운드전압발생부(W_2GND)에서 공급하는 파형에 따라 일정하게 변동할 수 있다. 그리고, 데이터신호(V_DT)는 제2그라운드전압(V_2GND)과 연동되어 있으면서 제2그라운드전압(V_2GND)과 동일하게 변동할 수 있다.

구체적으로, 센서구동전압발생부(W_SE)는 제1진폭(V_D1)으로 변동하는 센서구동신호(V_SE)를 공급할 수 있다. 이때, 제2그라운드전압발생부(W_2GND)는 센서구동전압발생부(W_SE)와 연동되어 있으면서 센서구동신호(V_SE)와 동일한 위상을 가지면서 제2진폭(V_D2)으로 변동하는 제2그라운드전압(V_2GND)을 공급할 수 있다. 데이터구동전압발생부(W_DT)는 일측이 제2그라운드전압(V_2GND)과 연결되어 있기 때문에 그 출력 전압인 데이터신호(V_DT)도 제2그라운드전압(V_2GND)과 마찬가지로 센서구동신호(V_SE)와 동일한 위상을 가지면서 제2진폭(V_D2)으로 변동할 수 있다.

한편, 센서구동신호(V_SE)는 특정 구간에서만 변조된 파형을 가질 수 있다.

도 7은 특정 구간에서만 변조되는 센서구동신호 및 그에 대응되는 데이터신호의 파형을 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 데이터신호(V_DT)는 파형의 전이구간(T_DT)과 안정화구간(T_DS)으로 구분될 수 있다.

전이구간(T_DT)은 데이터신호(V_DT)가 변하는 구간이다. 예를 들어, 데이터신호(V_DT)는 다수의 화소(도 7의 P 참조)에 데이터전압을 형성하기 위한 파형을 가지게 되는데, 이때, 제1화소를 위한 전압에서 제2화소를 위한 전압으로 변하는 구간이 이러한 전이구간(T_DT)이다. 이러한 전이구간(T_DT)은 데이터라인(도 7의 DL 참조)에 연결된 트랜지스터(도 7의 T_D 참조)들이 턴온되지 않은 구간에 대응될 수 있다.

안정화구간(TDS)은 데이터신호(V_DT)가 안정화된 구간이다. 예를 들어, 화소(도 7의 P 참조)에 연결된 트랜지스터(도 7의 T_D 참조)가 턴온되면 데이터신호(V_DT)는 해당 화소(도 7의 P 참조)의 데이터전압이 일정하게 유지되도록 하는 안정화된 전압 레벨을 가지게 되는데, 이러한 구간이 안정화구간(T_DS)이다. 이러한 안정화구간(T_DS)은 데이터라인(도 7의 DL 참조)에 연결된 트랜지스터(도 7의 T_D 참조)가 턴온된 구간에 대응될 수 있다.

도 7을 참조하면, 센서구동신호(V_SE)은 안정화구간(T_DS)에서만 변조된 파형을 가질 수 있다. 구체적으로, 센서구동신호(V_SE)는 전이구간(T_DT)에서는 일정한 값을 유지하다가 안정화구간(T_DS)에서는 제1진폭(V_D1)을 가지는 구형파로 변조될 수 있다. 이때, 센서구동신호(V_SE)와 연동된 제2그라운드전압(V_2GND)은 안정화구간(T_DS)에서만 제2진폭(V_D2)을 가지는 구형파로 변조될 수 있고, 이러한 제2그라운드전압(V_2GND)에 연동되어 있는 데이터신호(V_DT)는 안정화구간(T_DS)에서만 제2진폭(V_D2)을 가지도록 변동될 수 있다.

한편, 도 7을 참조하여 센서구동신호(V_SE)가 특정 구간에서만 변조된 파형을 가지는 실시예에 대해 설명하였으나 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니다.

센서구동신호(V_SE)는 구간에 상관없이 변조된 파형을 가질 수 있다. 제2그라운드전압(V_2GND)가 센서구동신호(V_SE)에 연동되어 변동되기 때문에 화소(P)에 형성되는 데이터전압은 실질적으로 센서구동신호(V_SE)와 독립되어 있고, 이에 따라 센서구동신호(V_SE)는 데이터신호(T_DT) 혹은 특정 구간과 무관하게 변조된 파형을 가질 수 있다.

한편, 변동 구간(예를 들어, 전술한 전이구간(T_DT))에서의 데이터신호(V_DT)가 노이즈로서 센서구동신호(V_SE)에 영향을 줄 수 있으나 차동(differential) 방식으로 센서전극(SE)을 센싱하는 경우, 이러한 데이터신호(T_DT)에 의한 노이즈는 상쇄될 수 있다.

이와 같이 표시장치(100)는 데이터신호(V_DT)와 연동된 제2그라운드전압(V_2GND)을 변동시켜 데이터신호(V_DT)를 센서구동신호(V_SE)에 대응하여 변동시킬 수 있다.

도 8은 도 1의 표시장치 내에서의 전압과 신호를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 8을 참조하면, 데이터구동회로(120)는 데이터구동블록(122)과 데이터타이밍블록(124)을 포함할 수 있다. 이때, 데이터라인(DL)을 통해 표시전극(DE)으로 데이터신호(V_DT)를 공급하는 데이터구동블록(122)은 제2공급전압(V_DD) 및 제2그라운드전압(V_2GND)과 연결될 수 있다. 그리고, 데이터신호(V_DT)의 타이밍신호를 처리하는 데이터타이밍블록(124)은 제1공급전압(V_DDI) 및 제1그라운드전압(V_1GND)과 연결될 수 있다.

데이터타이밍블록(124)은 타이밍신호를 데이터구동블록(122)으로 전달하고 데이터구동블록(122)은 이러한 타이밍신호에 따라 데이터신호(V_DT)를 발생시킬 수 있다. 이때, 데이터타이밍블록(124)과 데이터구동블록(122) 사이에 그라운드전압 레벨이 다르기 때문에 데이터구동회로(120)는 서로 다른 그라운드전압 레벨을 갖는 신호를 변환해 주는 인터페이스변환회로(I/F)를 더 포함할 수 있다.

이러한 구조에 따라, 데이터구동회로(120)는 서로 다른 그라운드전압을 갖는 두 개의 블록(122, 124)을 포함하면서도 인터페이스변환회로(I/F)를 통해 두 블록(122, 124) 사이의 신호를 교환할 수 있게 된다.

센서구동회로(140)는 제3공급전압(V_CC) 및 제1그라운드전압(V_1GND)과 연결될 수 있다. 그리고, 이러한 제3공급전압(V_CC) 및 제1그라운드전압(V_1GND)을 이용하여 센싱라인(SL)을 통해 센서전극(SE)으로 센서구동신호(V_SE)를 공급할 수 있다.

한편, 데이터구동회로(120)와 센서구동회로(140)는 하나의 통합집적회로(810)에 포함될 수 있다. 이때, 통합집적회로(810)는 서로 분리되어 있는 두 개의 그라운드패턴을 가질 수 있고, 각각의 그라운드패턴에는 제1그라운드전압(V_1GND) 및 제2그라운드전압(V_2GND)이 연결될 수 있다. 그리고, 통합집적회로(810)로 공급되는 제1공급전압(V_DDI)과 제3공급전압(V_CC)은 제1그라운드전압(V_1GND)과 연동되고, 제2공급전압(V_DD)은 제2그라운드전압(V_2GND)과 연동될 수 있다.

도 8을 참조하면, 게이트구동회로(130)는 게이트구동블록(132)과 게이트타이밍블록(134)을 포함할 수 있다. 이때, 게이트라인(GL)을 통해 화소(P)에 위치하는 트랜지스터(T_D)로 게이트신호(V_GT)를 공급하는 게이트구동블록(132)은 게이트하이전압(V_GH), 게이트로우전압(V_GL) 및 제2그라운드전압(V_2GND)과 연결될 수 있다. 그리고, 게이트신호(V_GT)의 타이밍신호를 처리하는 게이트타이밍블록(134)은 제1공급전압(V_DDI) 및 제1그라운드전압(V_1GND)과 연결될 수 있다.

게이트타이밍블록(134)은 타이밍신호를 게이트구동블록(132)으로 전달하고 게이트구동블록(132)은 이러한 타이밍신호에 따라 게이트신호(V_GT)를 발생시킬 수 있다. 이때, 게이트타이밍블록(134)과 게이트구동블록(132) 사이에 그라운드전압 레벨이 다르기 때문에 게이트구동회로(130)는 서로 다른 그라운드전압 레벨을 갖는 신호를 변환해 주는 인터페이스변환회로(I/F)를 더 포함할 수 있다.

이러한 구조에 따라, 게이트구동회로(130)는 서로 다른 그라운드전압을 갖는 두 개의 블록(132, 134)을 포함하면서도 인터페이스변환회로(I/F)를 통해 두 블록(132, 134) 사이의 신호를 교환할 수 있게 된다.

표시장치(100)는 타이밍제어회로(820) 및 전원회로(830)를 더 포함할 수 있다.

도 8을 참조하면, 타이밍제어회로(820)는 데이터구동회로(120), 게이트구동회로(130), 센서구동회로(140) 및 전원회로(830)로 타이밍신호를 포함하는 타이밍정보(TM_G, TM_D, TM_T, TM_P)를 전송할 수 있다. 타이밍제어회로(820)는 게이트구동을 위한 타이밍신호를 포함하는 제1타이밍정보(TM_G)를 게이트구동회로(130)로 전송할 수 있고, 데이터구동을 위한 타이밍신호를 포함하는 제2타이밍정보(TM_D)를 데이터구동회로(120)로 전송할 수 있다. 그리고, 타이밍제어회로(820)는 센서구동을 위한 타이밍신호를 포함하는 제3타이밍정보(TM_T)를 센서구동회로(140)로 전송할 수 있고, 전원전압 생성을 위한 타이밍신호를 포함하는 제4타이밍정보(TM_P)를 전원회로(830)로 전송할 수 있다.

이때, 각 타이밍정보(TM_G, TM_D, TM_T, TM_P)에는 추가적으로 다른 정보가 더 포함될 수 있는데, 예를 들어, 데이터구동회로(120)로 전송되는 제2타이밍정보(TM_D)에는 영상데이터정보가 더 포함되고, 데이터구동회로(120)는 이러한 영상데이터정보를 이용하여 데이터신호(V_DT)를 생성할 수 있다.

한편, 타이밍제어회로(820)는 제1공급전압(V_DDI), 제3공급전압(V_CC) 및 제1그라운드전압(V_1GND)과 연결될 수 있다. 이에 따라, 타이밍정보(TM_G, TM_D, TM_T, TM_P)는 전압 레벨이 제1그라운드전압(V_1GND)과 연동될 수 있다.

게이트구동회로(130) 및 데이터구동회로(120)는 타이밍제어회로(820)로부터 제1그라운등전압(V_1GND)과 연동된 타이밍정보(TM_G, TM_D)를 수신할 수 있다. 이때, 게이트구동회로(130) 및 데이터구동회로(120)는 인터페이스변환회로(I/F)를 통해 제1그라운드전압(V_1GND)과 연동된 타이밍정보(TM_G, TM_D)를 제2그라운드전압(V_2GND) 레벨의 신호로 변환하여 사용할 수 있다.

전원회로(830)는 표시장치(100)에서 사용되는 각 전압을 생성하여 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원회로(830)는 제1그라운드전압(V_1GND) 및 제2그라운드전압(V_2GND)을 공급할 수 있다. 그리고, 전원회로(830)는 제1그라운드전압(V_1GND)과 연동된 제1공급전압(V_DDI) 및 제3공급전압(V_CC)을 공급할 수 있다. 또한, 전원회로(830)는 제2그라운드전압(V_2GND)과 연동된 제2공급전압(V_DD), 게이트하이전압(V_GH) 및 게이트로우전압(V_GL)을 공급할 수 있다.

전원회로(830)는 도 5를 참조하여 설명한 제2그라운드전압발생부(W_2GND)를 포함하고 있으면서, 타이밍제어회로(820)로부터 수신되는 제4타이밍정보(TM_P)에 따라 제2그라운드전압(V_2GND)의 파형을 결정할 수 있다. 이때, 센서구동회로(140)는 도 5를 참조하여 설명한 센서구동전압발생부(W_SE)를 포함하고 있으면서, 타이밍제어회로(820)로부터 수신되는 제3타이밍정보(TM_T)에 따라 센서구동신호(V_SE)의 파형을 결정할 수 있다. 결과적으로, 제2그라운드전압발생부(W_2GND)와 센서구동전압발생부(W_SE)는 타이밍제어회로(820)로부터 타이밍정보(TM_T, TM_P)를 이용하여 파형을 결정하기 때문에 제2그라운드전압(V_2GND)과 센서구동신호(V_SE)는 서로 동기화되어 있을 수 있다.

한편, 데이터구동회로(120), 게이트구동회로(120) 혹은 통합집적회로(810)는 서로 분리된 두 개의 그라운드 및 이러한 두 개의 그라운드와 연동되는 회로들을 집적회로의 형태로 구현하기 위해 트윈 웰(Twin well) 혹은 트리플 웰(Triple well) 공정으로 제작될 수 있다.

도 9는 도 1의 표시장치에 포함되는 집적회로에 적용될 수 있는 딥엔웰(deep n-well) 구조를 예시하는 단면도이다.

도 9에서 제1그라운드전압(V_1GND) 및 제1공급전압(V_DDI)과 연결된 반도체 단면(910)은 데이터구동회로(120)의 데이터타이밍블록(124)에 위치하는 회로의 일부 단면일 수 있다. 그리고, 도 9에서 제2그라운드전압(V_2GND) 및 제2공급전압(V_DD)과 연결된 반도체 단면(920)은 데이터구동회로(120)의 데이터구동블록(122)에 위치하는 회로의 일부 단면일 수 있다.

도 9를 참조하면, 제1그라운드전압(V_1GND)과 연결된 회로(910에 대응되는 데이터타이밍블록(124)의 회로)는 제2그라운드전압(V_2GND)과 연결된 회로(920에 대응되는 데이터구동블록(122)의 회로)와 딥엔엘(DNW)에 의해 분리되어 있다.

도 9에는 회로의 일부 단면만 도시되어 있으나 표시장치(100)에서 하나의 집적회로로 구현되는 구성들(예를 들어, 데이터구동회로(120), 게이트구동회로(120) 혹은 통합집적회로(810))은 이러한 딥엔웰(DNW)에 따라 제1그라운드전압(V_1GND)과 연동된 회로와 제2그라운드전압(V_2GND)과 연동된 회로를 분리시킬 수 있다.

도 10은 도 8의 인터페이스변환회로의 일 예시 구성을 나타내는 도면이다.

도 10을 참조하면, 인터페이스변환회로(I/F)는 제1그라운드전압(V_1GND) 및 제1공급전압(V_DDI)과 연결된 1차측회로(I/F_1^ST) 및 제2그라운드전압(V_2GND) 및 제2공급전압(V_DD)과 연결된 2차측회로(I/F_2^ND)를 포함할 수 있다.

1차측회로(I/F_1^ST)는 제1트랜지스터(TF11) 및 제2트랜지스터(TF12)를 포함하고, 제1트랜지스터(TF11)와 제1공급전압(V_DDI) 사이에 위치하는 제1전류소스(I11) 및 제2트랜지스터(TF12)와 제1그라운드전압(V_1GND) 사이에 위치하는 제2전류소스(I12)를 포함할 수 있다.

2차측회로(I/F_2ND)는 제3트랜지스터(TF21) 및 제4트랜지스터(TF22)를 포함하고, 제2공급전압(V_DD)과 연결되고 제3트랜지스터(TF21)와 병렬로 위치하는 제3전류소스(I11) 및 제2그라운드전압(V_2GND)과 연결되고 제4트랜지스터(TF22)와 병렬로 위치하는 제4전류소스(I22)를 포함할 수 있다.

제3전류소스(I11), 제4트랜지스터(TF22) 및 제1트랜지스터(TF11)는 제1노드(N1)로 연결되고, 제4전류소스(I22), 제3트랜지스터(TF21) 및 제2트랜지스터(TF12)는 제2노드(N2)로 연결된다.

인터페이스변환회로(I/F)의 입력신호(SIG_IN)는 제1트랜지스터(TF11) 및 제2트랜지스터(TF12)의 게이트로 연결된다.

그리고, 제1노드(N1) 및 제2노드(N2)는 비교기(CP)로 연결되고, 비교기(CP)의 출력이 출력신호(SIG_OUT)로 연결된다.

이러한 구성에 따라, 제1그라운드전압(V_1GND)에 연동된 입력신호(SIG_IN)는 제2그라운드전압(V_2GND)에 연동된 출력신호(SIG_OUT)로 변환될 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서는 센서전극(SE)에 대한 센싱이 싱글엔디드(single-ended) 방식을 중심으로 설명하였으나 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니며 본 발명에는 차동(differential) 방식 등 다른 센싱 방식이 적용될 수도 있다.

구체적으로 표시장치(100)는 센서전극(SE)을 센싱하기 위해 차동(differential) 방식을 적용할 수도 있는데, 이러한 방식에서는 오브젝트와 센서전극(SE) 사이의 커플링 효과 이외에 다른 노이즈 성분들이 제거되는 장점이 있다.

전술한 실시예들에 따르면, 표시장치(100)는 표시전극으로 데이터신호를 공급하면서 동시에 센서전극으로 센서구동신호를 공급하여 화소의 디스플레이를 업데이트함과 동시에 센서전극 상의 터치를 인식할 수 있다.

이러한 본 발명에 의하면, 일 측면으로, 디스플레이구동을 위한 시간을 유지하면서 터치구동을 위한 시간을 증가시키는 효과가 있다. 다른 측면으로, 본 발명에 의하면, 터치구동을 위한 시간을 유지하면서 디스플레이구동을 위한 시간을 증가시키는 효과가 있다. 또 다른 측면에서, 본 발명에 의하면, 디스플레이구동 및 터치구동을 위한 시간을 모두 증가시키는 효과가 있다. 또한, 또 다른 측면에서 일부 구간 혹은 전체 구간에서 디스플레이구동과 터치구동을 동시에 수행하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 표시장치에 포함된 데이터구동회로 혹은 게이트구동회로에 포함된 그라운드전압을 변동시켜 화소의 데이터전압을 유지하면서도 센서구동신호를 발생시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 인터페이스변환회로를 통해 서로 다른 그라운드전압 레벨의 블록들 사이에 신호를 송수신할 수 있는 효과가 있다. 또한, 이에 따라, 인터페이스 신호의 변경없이 종래의 신호를 그대로 이용하여 전술한 그라운드전압 변동을 통한 디스플레이-터치 동시 구동을 구현할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 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

데이터라인과 화소의 표시전극이 연결되는 스캔시구간 내에서 상기 데이터라인으로 데이터신호를 공급하여 상기 표시전극과 공통전극 사이에 상기 화소의 그레이스케일 값에 대응되는 데이터전압을 형성시키고, 상기 스캔시구간 중 일정 시구간 동안 계속 상기 표시전극과 상기 공통전극 사이의 전압이 상기 데이터전압으로 유지되도록 상기 데이터신호의 전압을 제어하면서 상기 데이터신호를 공급하는 데이터구동회로; 및
센서구동신호를 상기 공통전극으로 공급하고 터치센싱을 위해 상기 스캔시구간 중 상기 일정 시구간 내에서 상기 센서구동신호의 파형을 AC파형으로 변조시키는 센서구동회로
를 포함하는 패널구동장치.
제1항에 있어서, 상기 데이터구동회로는 상기 일정 시구간에서 상기 AC파형과 동일한 형태로 상기 데이터신호를 변조하는 패널구동장치.
제1항에 있어서, 상기 일정 시구간에서 상기 센서구동신호 및 상기 데이터신호는 동일한 위상으로 변동하는 패널구동장치.
제1항에 있어서, 상기 센서구동회로는 차동방식으로 상기 공통전극을 센싱하는 패널구동장치.
제1항에 있어서, 상기 일정 시구간에서 상기 표시전극과 상기 공통전극 사이에 배치되는 액정의 방향이 조절되는 패널구동장치.
데이터라인으로 데이터신호를 공급하고, 상기 데이터라인과 화소의 표시전극이 연결되는 스캔시구간 중 제1시구간에서 상기 데이터신호의 전압을 상기 화소의 그레이스케일 값에 대응되는 제1전압으로 변경하고, 상기 스캔시구간 중 상기 제1시구간에 후속되는 제2시구간에서 상기 데이터신호의 파형을 AC파형으로 변조시키면서 상기 데이터신호를 공급하는 데이터구동회로; 및
공통전극으로 센서구동신호를 공급하고, 상기 제1시구간에서 상기 센서구동신호의 전압을 공통전압으로 제어하고, 상기 제2시구간에서 상기 AC파형에 대응되도록 상기 센서구동신호의 파형을 변조시키는 센서구동회로를 포함하고,
상기 제2시구간에서 상기 센서구동신호에 따라 터치가 센싱되고 상기 표시전극과 상기 공통전극 사이의 전압이 일정하게 유지되는 패널구동장치.
제6항에 있어서, 상기 제2시구간에서 상기 센서구동신호 및 상기 데이터신호는 동일한 위상으로 변동하는 패널구동장치.
제6항에 있어서, 상기 센서구동회로는 차동방식으로 상기 공통전극을 센싱하는 패널구동장치.
제6항에 있어서, 상기 제1시구간 및 상기 제2시구간에서 상기 표시전극과 상기 공통전극 사이에 배치되는 액정의 방향이 조절되는 패널구동장치.
제6항에 있어서, 상기 터치는 자체 정전용량 터치방식으로 센싱되는 패널구동장치.
공통전극으로 센서구동신호를 공급하고, 데이터라인과 화소의 표시전극이 연결되는 스캔시구간 중 일정 시구간에서 상기 센서구동신호의 파형을 AC파형으로 변조시키는 센서구동회로 ; 및
상기 스캔시구간 내에서 상기 데이터라인으로 데이터신호의 전압을 제어하여 상기 표시전극과 상기 공통전극 사이에 상기 화소의 그레이스케일 값에 대응되는 데이터전압을 형성시키고, 상기 일정 시구간 동안 상기 표시전극과 상기 공통전극 사이에 상기 데이터전압이 유지되도록 상기 데이터신호의 전압을 제어하면서 상기 데이터신호를 공급하는 데이터구동회로
를 포함하는 패널구동장치.
제11항에 있어서, 상기 AC파형은 구형파인 패널구동장치.
제11항에 있어서, 상기 데이터구동회로로 그라운드전압을 공급하고 상기 그라운드전압을 상기 센서구동신호에 대응하여 변동시키는 전원회로를 더 포함하는 패널구동장치.
제13항에 있어서, 상기 센서구동신호와 상기 그라운드전압은 동일한 위상으로 변동되는 패널구동장치.
제11항에 있어서, 상기 센서구동회로는 차동방식으로 상기 공통전극을 센싱하는 패널구동장치.