KR102565655B1 - 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들은 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 로드 프리 구동 과정에서 터치 구동 신호와 로드 프리 구동 신호에 대한 오프셋 영향을 감소시킴으로써, 터치 구동 신호와 로드 프리 구동 신호 사이의 진폭 편차를 줄일 수 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 그 구동 방법을 제공할 수 있다.

Description

구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 그 구동 방법{DRIVING CIRCUIT, TOUCH DISPLAY DEVICE, AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명의 실시예들은 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
멀티미디어의 발달과 함께 평판 디스플레이 장치의 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 유기 발광 디스플레이(OLED) 등의 평판 디스플레이 장치가 상용화되고 있다. 이러한, 평판 디스플레이 장치 중에서 액정 디스플레이 장치는 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인해 이동형 평판 디스플레이 장치로 많이 사용되고 있으며, 특히 노트북이나 컴퓨터 모니터, 텔레비젼 등에 다양하게 적용되고 있다.
이러한 액정 디스플레이 장치에 터치 패널을 적층하여, 손이나 스타일러스 펜(stylus pen) 등이 접촉되는 터치 지점에 저항이나 정전 용량과 같은 전기적인 특성이 변하는 경우에, 터치 지점을 감지하여 터치 지점에 대응되는 정보를 출력하거나 연산을 수행하는 터치 디스플레이 장치가 널리 사용되고 있다. 이러한 터치 디스플레이 장치는 사용자 인터페이스(User Interface)의 하나로써, 그 응용 범위가 소형 휴대용 단말기, 사무용 기기, 모바일 기기 등으로 확대되고 있다.
그러나, 이러한 터치 디스플레이 장치에 별도의 터치 패널을 적층하는 경우, 디스플레이 장치의 두께가 두꺼워져서 이를 얇게 제작하는데 한계가 있고, 적층된 터치 패널을 통과하면서 빛의 투과 효율이 감소하며, 생산비가 증가하는 단점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 최근에는 터치 디스플레이 장치의 픽셀 영역에 터치 전극이 내장되는 인셀 터치(Advanced In-cell Touch; AIT) 타입의 디스플레이 장치가 제안되기도 하였다.
이러한, 터치 디스플레이 장치는 터치 감지를 위한 전극으로서 각 픽셀 구동을 위한 공통 전극(CE)을 함께 사용한다. 따라서, 디스플레이 기간 동안에는 박막 트랜지스터에 공통 전압(Vcom)이 제공되고, 터치 센싱 기간에서는 터치 구동 신호(TDS)가 터치 전극으로 동작하는 공통 전극(CE)에 제공된다.
이 때, 터치 전극과 픽셀 사이에는 커플링으로 인한 기생 커패시턴스(parasitic capacitance)가 형성되는데, 이러한 영향을 줄이기 위해 1 프레임 기간 중에서 픽셀을 구동하는 디스플레이 기간과 터치 전극을 구동하는 터치 센싱 기간으로 시간을 분할(시분할)하여 구동될 수 있다.
특히, 터치 전극과 픽셀 사이의 기생 커패시턴스가 커지면, 터치 감도와 터치 인식의 정확도가 떨어지기 때문에, 이러한 영향을 줄이기 위해 로드 프리 구동(Load Free Driving) 방법이 사용될 수 있다.
로드 프리 구동은 터치 센싱 기간 동안 디스플레이 패널의 데이터 라인과 게이트 라인에 터치 구동 신호(TDS)와 위상 및 진폭이 같은 교류 신호를 공급함으로써, 터치 전극의 기생 커패시턴스가 터치 센싱 결과에 미치는 영향을 줄이는 방법이다.
로드 프리 구동은 디스플레이 기간 동안 데이터 라인에 입력되는 영상 신호의 데이터 전압(Vdata)을 공급하는 동시에 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL)으로 구성되는 게이트 펄스를 게이트 라인에 공급하며, 터치 센싱 기간 동안에는 터치 구동 신호(TDS)에 동기되는 교류 신호를 데이터 라인과 게이트 라인에 공급한다.
로드 프리 구동을 이용하는 경우, 기생 커패시턴스의 양단에 위상 및 진폭이 동일한 터치 구동 신호(TDS)와 교류 신호가 인가되기 때문에, 기생 커패시턴스에 의한 영향이 배제될 수 있다. 이는 기생 커패시턴스의 양단 전압이 동시에 변하고 그 전압 차이가 작을수록 기생 커패시턴스에 의해 충전되는 전하량이 작아지기 때문이다. 이론적으로 로드 프리 구동을 사용하면, 기생 커패시턴스에 의해 충전되는 전하량은 0이 되므로 기생 커패시턴스가 없는 것과 같은 로드 프리 효과를 얻을 수 있다.
이러한 로드 프리 구동의 효과는 터치 구동 신호(TDS)와 교류 신호의 위상 및 진폭이 완전히 일치되는 경우에 얻어질 수 있다.
그러나, 터치 디스플레이 장치에는 터치 구동 신호(TDS)와 교류 신호를 생성하기 위한 복수의 증폭기와 멀티플렉서(MUX)가 구비되는데, 증폭기에 존재하는 오프셋(Offset)에 의하여 터치 구동 신호(TDS)와 교류 신호 사이에 진폭의 편차가 발생하게 된다.
특히, 터치 구동 신호(TDS)와 교류 신호는 독립적으로 생성되기 때문에, 터치 구동 신호(TDS)를 생성하기 위한 증폭기의 오프셋과 교류 신호를 생성하기 위한 오프셋에 의하여 터치 구동 신호(TDS)와 교류 신호 사이의 편차가 증가하게 되어, 터치 인식의 성능을 저하시키는 문제가 발생하게 된다.
특히, 액티브 스타일러스(Active stylus) 를 사용하는 터치 디스플레이 장치의 경우에는 스타일러스 노이즈를 최소화하기 위해서 터치 구동 신호(TDS) 및 교류 신호의 진폭을 최소화할 필요성이 높아진다.
본 발명의 실시예들은 로드 프리 구동 과정에서 터치 구동 신호와 로드 프리 구동 신호에 대한 오프셋 영향을 감소시킴으로써, 터치 구동 신호와 로드 프리 구동 신호 사이의 진폭 편차를 줄일 수 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 그 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 터치 구동 신호와 로드 프리 구동 신호가 종속 관계를 가지도록 회로를 구성함으로써 터치 구동 신호와 로드 프리 구동 신호 사이의 진폭 편차를 감소시킬 수 있는 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 그 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 터치 구동 신호 또는 로드 프리 구동 신호의 트리밍(trimming) 과정을 통해 터치 구동 신호와 로드 프리 구동 신호 사이의 진폭 편차를 감소시킬 수 있는 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 그 구동 방법을 제공할 수 있다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널과, 다수의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로와, 다수의 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동 회로와, 디스플레이 패널에 터치 구동 신호를 공급하고, 터치 구동 신호에 응답하여 수신되는 신호를 토대로 터치를 센싱하는 터치 스크린 구동 회로와, 터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안, 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호 및 데이터 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 공통 전압 출력 회로와 게이트 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 게이트 로우 전압 출력 회로를 포함하는 터치 파워 집적 회로를 포함하되, 공통 전압 출력 회로는 로우 레벨의 공통 전압을 생성하는 로우 레벨의 공통 전압 생성 회로와, 하이 레벨의 공통 전압을 생성하는 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로와, 하이 레벨의 공통 전압과 로우 레벨의 공통 전압을 교류 신호로 출력하는 멀티플렉서를 포함하며, 로우 레벨의 공통 전압 생성 회로는 하이 레벨의 공통 전압을 제공받아 로우 레벨의 공통 전압을 생성하거나, 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로는 로우 레벨의 공통 전압을 제공받아 하이 레벨의 공통 전압을 생성하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널과, 다수의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로와, 다수의 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동 회로와, 디스플레이 패널에 터치 구동 신호를 공급하고, 터치 구동 신호에 응답하여 수신되는 신호를 토대로 터치를 센싱하는 터치 스크린 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치의 구동 회로에 있어서, 터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안, 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호 및 데이터 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 공통 전압 출력 회로와 게이트 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 게이트 로우 전압 출력 회로를 포함하는 터치 파워 집적 회로를 포함하되, 공통 전압 출력 회로는 로우 레벨의 공통 전압을 생성하는 로우 레벨의 공통 전압 생성 회로와 하이 레벨의 공통 전압을 생성하는 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로와, 하이 레벨의 공통 전압과 상기 로우 레벨의 공통 전압을 교류 신호로 출력하는 멀티플렉서를 포함하며, 로우 레벨의 공통 전압 생성 회로는 하이 레벨의 공통 전압을 제공받아 로우 레벨의 공통 전압을 생성하거나, 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로는 로우 레벨의 공통 전압을 제공받아 하이 레벨의 공통 전압을 생성하는 구동 회로를 제공할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널과, 다수의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로와, 다수의 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동 회로와, 디스플레이 패널에 터치 구동 신호를 공급하고, 터치 구동 신호에 응답하여 수신되는 신호를 토대로 터치를 센싱하는 터치 스크린 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서, 터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안, 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호 및 데이터 라인에 인가되는 공통 전압을 생성하는 단계와, 터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안, 게이트 라인에 인가되는 게이트 로우 전압을 생성하는 단계를 포함하되, 로우 레벨의 공통 전압은 하이 레벨의 공통 전압을 제공받아 생성하거나, 하이 레벨의 공통 전압은 로우 레벨의 공통 전압을 제공받아 생성하는 구동 방법을 제공할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널과, 다수의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로와, 다수의 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동 회로와, 디스플레이 패널에 터치 구동 신호를 공급하고, 터치 구동 신호에 응답하여 수신되는 신호를 토대로 터치를 센싱하는 터치 스크린 구동 회로와, 터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안, 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호 및 데이터 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 공통 전압 출력 회로와 게이트 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 게이트 로우 전압 출력 회로를 포함하는 터치 파워 집적 회로를 포함하되, 게이트 로우 전압 출력 회로는 로우 레벨의 게이트 로우 전압을 생성하는 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로와, 하이 레벨의 게이트 로우 전압을 생성하는 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로와, 하이 레벨의 게이트 로우 전압과 로우 레벨의 게이트 로우 전압을 교류 신호로 출력하는 멀티플렉서를 포함하며, 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로는 하이 레벨의 게이트 로우 전압을 제공받아 로우 레벨의 게이트 로우 전압을 생성하거나, 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로는 로우 레벨의 게이트 로우 전압을 제공받아 하이 레벨의 게이트 로우 전압을 생성하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널과, 다수의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로와, 다수의 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동 회로와, 디스플레이 패널에 터치 구동 신호를 공급하고, 터치 구동 신호에 응답하여 수신되는 신호를 토대로 터치를 센싱하는 터치 스크린 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치의 구동 회로에 있어서, 터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안, 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호 및 데이터 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 공통 전압 출력 회로와 게이트 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 게이트 로우 전압 출력 회로를 포함하는 터치 파워 집적 회로를 포함하되, 게이트 로우 전압 출력 회로는 로우 레벨의 게이트 로우 전압을 생성하는 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로와, 하이 레벨의 게이트 로우 전압을 생성하는 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로와, 하이 레벨의 게이트 로우 전압과 로우 레벨의 게이트 로우 전압을 교류 신호로 출력하는 멀티플렉서를 포함하며, 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로는 하이 레벨의 게이트 로우 전압을 제공받아 로우 레벨의 게이트 로우 전압을 생성하거나, 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로는 로우 레벨의 게이트 로우 전압을 제공받아 하이 레벨의 게이트 로우 전압을 생성하는 구동 회로를 제공할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널과, 다수의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로와, 다수의 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동 회로와, 디스플레이 패널에 터치 구동 신호를 공급하고, 터치 구동 신호에 응답하여 수신되는 신호를 토대로 터치를 센싱하는 터치 스크린 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서, 터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안, 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호 및 데이터 라인에 인가되는 공통 전압을 생성하는 단계와, 터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안, 게이트 라인에 인가되는 게이트 로우 전압을 생성하는 단계를 포함하되, 로우 레벨의 게이트 로우 전압은 하이 레벨의 게이트 로우 전압을 제공받아 생성하거나, 하이 레벨의 게이트 로우 전압은 로우 레벨의 게이트 로우 전압을 제공받아 생성하는 구동 방법을 제공할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널과, 다수의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로와, 다수의 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동 회로와, 디스플레이 패널에 터치 구동 신호를 공급하고, 터치 구동 신호에 응답하여 수신되는 신호를 토대로 터치를 센싱하는 터치 스크린 구동 회로와, 터치 스크린 구동 회로에 터치 센싱을 위한 신호를 공급하는 터치 파워 집적 회로를 포함하되, 터치 파워 집적 회로는 터치 센싱 기간 동안, 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호 및 데이터 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 공통 전압 출력 회로와, 게이트 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 게이트 로우 전압 출력 회로와, 공통 전압 출력 회로에서 생성되는 공통 전압을 이용해서 게이트 로우 전압 출력 회로에 기준 게이트 로우 전압의 편차를 인가하거나, 게이트 로우 전압 출력 회로에서 생성되는 게이트 로우 전압을 이용해서 공통 전압 출력 회로에 기준 공통 전압의 편차를 인가하는 트리밍 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널과, 다수의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로와, 다수의 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동 회로와, 디스플레이 패널에 터치 구동 신호를 공급하고, 터치 구동 신호에 응답하여 수신되는 신호를 토대로 터치를 센싱하는 터치 스크린 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치의 구동 회로에 있어서, 터치 센싱 기간 동안, 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호 및 데이터 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 공통 전압 출력 회로와, 게이트 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 게이트 로우 전압 출력 회로와, 공통 전압 출력 회로에서 생성되는 공통 전압을 이용해서 게이트 로우 전압 출력 회로에 기준 게이트 로우 전압의 편차를 인가하거나, 게이트 로우 전압 출력 회로에서 생성되는 게이트 로우 전압을 이용해서 공통 전압 출력 회로에 기준 공통 전압의 편차를 인가하는 트리밍 회로를 포함하는 구동 회로를 제공할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널과, 다수의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로와, 다수의 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동 회로와, 디스플레이 패널에 터치 구동 신호를 공급하고, 터치 구동 신호에 응답하여 수신되는 신호를 토대로 터치를 센싱하는 터치 스크린 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서, 터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안, 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호 및 데이터 라인에 인가되는 공통 전압을 생성하는 단계와, 터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안, 게이트 라인에 인가되는 게이트 로우 전압을 생성하는 단계를 포함하되, 공통 전압을 이용해서 게이트 로우 전압을 생성하거나, 게이트 로우 전압을 이용해서 공통 전압을 생성하는 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 로드 프리 구동 과정에서 터치 구동 신호와 로드 프리 구동 신호에 대한 오프셋 영향을 감소시킴으로써, 터치 구동 신호와 로드 프리 구동 신호 사이의 진폭 편차를 감소시킬 수 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 그 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 구동 신호와 로드 프리 구동 신호가 종속 관계를 가지도록 회로를 구성함으로써 터치 구동 신호와 로드 프리 구동 신호 사이의 진폭 편차를 감소시킬 수 있는 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 그 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 구동 신호 또는 로드 프리 구동 신호의 트리밍(trimming) 과정을 통해 터치 구동 신호와 로드 프리 구동 신호 사이의 진폭 편차를 감소시킬 수 있는 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 그 구동 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 블록도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 패널에 형성되는 터치 스크린 패널의 블록도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 구간과 터치 구간을 시간적으로 분할하여 진행하는 경우의 신호 타이밍을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 디스플레이 패널에 구동 신호 및 전원을 인가하는 구성의 블록도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 로드 프리 구동을 위하여 로드 프리 구동 신호를 생성하는 과정을 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 로드 프리 구동이 이루어지는 경우에 게이트 로우 전압, 데이터 전압, 및 공통 전압의 파형을 나타낸 도면이다.
도 7은 터치 디스플레이 장치에서 로드 프리 구동 신호를 생성하는 터치 파워 집적 회로의 구성을 나타낸 도면이다.
도 8은 터치 디스플레이 장치에서 터치 파워 집적 회로에서 생성되는 공통 전압과 게이트 로우 전압의 편차에 대한 예시를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서 로드 프리 구동 신호를 생성하는 터치 파워 집적 회로의 구성을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 기준 공통 전압의 편차를 출력하기 위한 회로의 예시를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서 로드 프리 구동 신호를 생성하는 터치 파워 집적 회로의 구성을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 공통 전압 출력 회로의 하이 레벨의 공통 전압과 로우 레벨의 공통 전압을 상호 종속적으로 구성한 경우의 터치 파워 집적 회로 블록도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 게이트 로우 전압 출력 회로에서 생성되는 게이트 로우 전압을 이용해서 공통 전압 출력 회로에 기준 공통 전압의 편차를 인가하도록 구성한 경우의 터치 파워 집적 회로 블록도이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서 터치 파워 집적 회로에서 생성되는 공통 전압과 게이트 로우 전압의 편차의 예시를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 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. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 블록도를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(DP), 게이트 구동 회로(110), 데이터 구동 회로(120), 터치 스크린 구동 회로(130), 타이밍 컨트롤러(T-CON, 140), 및 마이크로 컨트롤 유닛(MCU, 150)을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(DP)은 게이트 라인(GL)을 통해 게이트 구동 회로(110)에서 전달되는 스캔 신호(SCAN)와 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 구동 회로(120)에서 전달되는 데이터 전압(Vdata)을 기반으로 영상을 표시한다. 디스플레이 패널(DP)은 두 장의 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하며, TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 모드로도 동작될 수 있을 것이다.
디스플레이 패널(DP)을 구성하는 다수의 서브픽셀(SP)은 다수의 데이터 라인(DL)과 다수의 게이트 라인(GL)에 의해 정의될 수 있다. 하나의 서브픽셀(SP)은 하나의 데이터 라인(DL)과 하나의 게이트 라인(GL)이 교차하는 영역에 형성된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT), 데이터 전압(Vdata)을 충전하는 유기 발광 다이오드(OLED)와 같은 화소 전극, 유기 발광 다이오드(OLED)에 전기적으로 연결되어 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(DP)의 상부 기판에는 블랙 매트릭스, 컬러 필터 등이 형성되며, 디스플레이 패널(DP)의 하부 기판에는 박막 트랜지스터, 서브픽셀(SP) 및 공통 전극(CE) 등이 형성될 수 있다. 디스플레이 패널(DP)은 COT(Color filter On TFT) 구조로 구현될 수 있으며, 이 경우, 블랙 매트릭스와 컬러 필터는 디스플레이 패널(DP)의 하부 기판에 형성될 수 있다.
공통 전압(Vcom)이 공급되는 공통 전극(CE)은 디스플레이 패널(DP)의 상부 기판이나 하부 기판에 형성될 수 있다. 디스플레이 패널(DP)의 상부 기판과 하부 기판에는 각각 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 경사(Tilt) 각도를 설정하기 위한 배향막이 형성된다.
디스플레이 패널(DP)의 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다. 디스플레이 패널(DP)의 하부 편광판의 배면 아래에는 백라이트(back light) 유닛이 배치된다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(direct type) 등으로 구현되어 디스플레이 패널(DP)을 발광한다.
이 때, 터치 스크린 패널은 디스플레이 패널(DP)의 픽셀 어레이 구역에 인셀 터치 방식으로 내장되도록 구현될 수 있다. 인셀 터치 방식의 터치 스크린 패널은 디스플레이 패널(DP)의 내부에 형성된 전극 등에 의해 블록(또는 포인트) 형태로 구성된 전극을 터치 전극으로 이용한다.
타이밍 컨트롤러(140)는 게이트 구동 회로(110)와 데이터 구동 회로(120)를 제어한다. 타이밍 컨트롤러(140는 호스트 시스템(화면에 도시하지 않음)으로부터 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍 신호와 영상 신호의 데이터 전압(Vdata)을 공급받는다.
타이밍 컨트롤러(140)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock) 및 게이트 출력 인에이블 신호(Gate Output Enable, GOE) 등의 스캔 타이밍 제어 신호를 기반으로 게이트 구동 회로(110)를 제어한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(140)는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성 제어 신호(Polarity, POL), 및 소스 출력 인에이블 신호(Source Output Enable, SOE) 등의 데이터 타이밍 제어 신호를 기반으로 데이터 구동 회로(120)를 제어한다.
게이트 구동 회로(110)는 다수의 게이트 라인(GL)을 통해 스캔 신호(SCAN)를 디스플레이 패널(DP)에 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동한다. 여기서, 게이트 구동 회로(110)는 스캔 구동 회로 또는 게이트 구동 집적 회로(GDIC: Gate Driver IC)라고도 한다.
게이트 구동 회로(110)는 하나 이상의 게이트 구동 집적 회로(Gate Driver Integrated Circuit; GDIC)를 포함할 수 있는데, 구동 방식에 따라 디스플레이 패널(DP)의 일 측에만 위치할 수도 있고 양 측에 위치할 수도 있다. 또는, 게이트 구동 회로(110)가 디스플레이 패널(DP)의 베젤(Bezel) 영역에 내장되어 GIP(Gate In Panel) 형태로 구현될 수도 있다.
게이트 구동 회로(110)는 타이밍 컨트롤러(140)의 제어에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 스캔 신호(SCAN)를 다수의 게이트 라인(GL)으로 순차적으로 공급한다. 이를 위해, 게이트 구동 회로(110)는 시프트 레지스터(Shift Register), 또는 레벨 시프터(Level Shifter) 등을 포함할 수 있다.
데이터 구동 회로(120)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 데이터 전압(Vdata)을 입력 받아 다수의 데이터 라인(DL)으로 이를 공급함으로써, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동한다. 여기서, 데이터 구동 회로(120)는 소스 구동 회로 또는 소스 구동 집적 회로(SDIC: Source Driver IC)라고도 한다.
데이터 구동 회로(120)는 하나 이상의 소스 구동 집적 회로(Source Driver Integrated Circuit; SDIC)를 포함할 수 있는데, 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 TAB (Tape Automated Bonding) 방식 또는 COG (Chip On Glass) 방식으로 디스플레이 패널(DP)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나 디스플레이 패널(DP) 상에 직접 배치될 수도 있다. 경우에 따라서, 각 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 디스플레이 패널(DP)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 COF (Chip On Film) 방식으로 구현될 수 있는데, 이 경우에, 각 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 회로 필름 상에 실장 되어, 회로 필름을 통해 디스플레이 패널(DP)의 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결될 수 있다.
데이터 구동 회로(120)는 게이트 구동 회로(110)에 의해 특정 게이트 라인(GL)이 턴-온되면, 타이밍 컨트롤러(140)로부터 수신한 데이터 전압(Vdata)을 아날로그 형태의 영상 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인(DL)으로 공급한다.
데이터 구동 회로(120)는 디스플레이 패널(DP)의 상부 또는 하부에만 위치할 수도 있고, 구동 방식이나 설계 방식 등에 따라 디스플레이 패널(DP)의 상부와 하부 모두에 위치할 수도 있다.
데이터 구동 회로(120)는 시프트 레지스터(Shift Register), 래치 회로(Latch Circuit), 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital to Analog Converter), 출력 버퍼(Output Buffer) 등을 포함할 수 있다. 여기서 디지털 아날로그 컨버터(DAC)는 타이밍 컨트롤러(140)에서 수신된 데이터 전압(Vdata)를 데이터 라인(DL)으로 공급하기 위하여 아날로그 형태의 영상 데이터 전압으로 변환하기 위한 구성이다.
터치 스크린 구동 회로(130)는 디스플레이 패널(DP)에서 터치의 유무 및 터치가 이루어진 위치를 센싱한다. 터치 스크린 구동 회로(130)에는 터치 전극을 구동하기 위한 구동 전압을 생성하는 구동 회로와 터치 전극을 센싱하고 터치의 유무 및 좌표 정보 등을 검출하기 위한 데이터를 생성하는 센싱 회로가 포함된다. 터치 스크린 구동 회로(130)의 구동 회로와 센싱 회로는 리드 아웃 집적 회로(Read Out IC; ROIC)로 불리는 하나의 집적 회로 형태로 형성되거나 기능별로 구분되어 분리될 수 있다.
한편, 데이터 구동 회로(120)를 구현하는 소스 구동 집적 회로(SRIC)와 터치 스크린 구동 회로(130)를 구현하는 리드 아웃 집적 회로(ROIC)가 하나로 합쳐져서 통합 집적 회로(SRIC)로 구성될 수도 있다.
터치 스크린 구동 회로(130)는 디스플레이 패널(DP)과 접속되는 외부 기판 상에 형성될 수 있다. 터치 스크린 구동 회로(130)는 다수의 센싱 라인(SL)을 통해 디스플레이 패널(DP)에 연결된다. 터치 스크린 구동 회로(130)는 디스플레이 패널(DP)에 형성된 터치 전극들 사이의 커패시턴스 편차를 기반으로 터치의 유무 및 위치를 센싱할 수 있다. 즉, 사용자의 손가락이 접촉된 위치와 비접촉된 위치 사이에 커패시턴스 편차가 발생하는데, 터치 스크린 구동회로(130)는 이러한 커패시턴스 편차를 감지하는 방식으로 터치의 유무 및 위치를 센싱한다. 터치 스크린 구동 회로(130)는 터치의 유무 및 위치에 대한 터치 센싱 신호를 생성하고 이를 마이크로 컨트롤 유닛(150)으로 전달한다.
마이크로 컨트롤 유닛(150)은 터치 스크린 구동 회로(130)를 제어한다. 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 타이밍 컨트롤러(140)로부터 컨트롤 동기 신호(Csync)를 공급받아 이를 기반으로 터치 스크린 구동 회로(130)를 제어하는 터치 동기 신호(Tsync)를 생성할 수 있다. 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 터치 스크린 구동 회로(130)와의 사이에 정의된 인터페이스(IF)를 기반으로 터치 센싱 신호 등을 주고 받는다.
여기에서, 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 터치 스크린 구동 회로(130)와 함께 하나의 집적 회로(IC) 형태로 이루어진 터치 제어 회로로 형성될 수도 있고, 타이밍 컨트롤러(140)와 함께 하나의 집적 회로(IC) 형태로 이루어진 제어 회로로 형성될 수도 있을 것이다.
한편, 터치 디스플레이 장치는 메모리(MEM)를 더 포함할 수 있다. 메모리(MEM)는 타이밍 컨트롤러(140)에서 출력되는 데이터 전압(Vdata)을 임시로 저장하고, 지정된 타이밍에 데이터 전압(Vdata)을 데이터 구동 회로(120)로 출력할 수 있다. 메모리(MEM)는 데이터 구동 회로(120)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있으며, 데이터 구동 회로(120)의 외부에 배치되는 경우에는 타이밍 컨트롤러(140)와 데이터 구동 회로(120)의 사이에 배치될 수 있다. 또한 메모리(MEM)는 외부에서 수신된 데이터 전압(Vdata)을 저장하고, 저장된 데이터 전압(Vdata)을 타이밍 컨트롤러(140)로 공급하는 버퍼 메모리를 더 포함할 수 있다.
그 밖에, 터치 디스플레이 장치는 외부의 다른 전자 장치 또는 전자 부품과의 신호 입출력, 또는 통신을 위한 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는 예를 들어, LVDS (Low-Voltage Differential Signaling) 인터페이스, MIPI (Mobile Industry Processor Interface), 시리얼 인터페이스 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 패널에 형성되는 터치 디스플레이 패널의 블록도를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 터치 스크린 패널은 디스플레이 패널(DP)의 픽셀 어레이 구역에 인셀 터치 방식으로 내장되도록 구현될 수 있다. 이 때, 인셀 셀프 터치 방식의 터치 패널은 디스플레이 패널(DP)의 내부에 블록 또는 포인트 형태로 구성된 공통 전극(CE)을 터치 전극(TE)으로 이용할 수 있다.
인셀 셀프 터치 방식의 터치 스크린 패널은 디스플레이 패널(DP)의 내부에 형성된 다수의 서브픽셀(SP)에 포함된 공통 전극(CE)이 하나의 터치 전극(TE)을 이루게 된다. 터치 전극(TE)은 디스플레이 패널(DP)에서 분리 형성된 공통 전극(CE)에 의해 정의될 수 있다.
다수의 터치 전극(TE)은 디스플레이 패널(DP)의 디스플레이 구역에 횡렬로 배치될 수 있으며, 각 터치 전극(TE)에는 터치 센싱 신호를 수신하기 위한 센싱 라인(SL)이 연결될 수 있다.
터치 전극(TE)은 정전 용량 방식으로 터치 입력을 감지하는 정전 용량 센서들로 구현될 수 있다. 정전 용량은 자기 정전 용량(Self Capacitance)과 상호 정전 용량(Mutual Capacitance)으로 나뉘어질 수 있다. 자기 정전 용량은 한 방향으로 형성된 단층의 도체 배선을 따라 형성될 수 있고, 상호 정전 용량은 직교하는 두 도체 배선들 사이에 형성될 수 있다.
터치 전극(TE)은 디스플레이 기간 동안 서브픽셀에 공통 전압(Vcom)을 공급하고, 터치 센싱 기간 동안 터치 구동 신호(TDS)를 입력 받아 터치 입력을 센싱한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 구간과 터치 구간을 시간적으로 분할하여 진행하는 경우의 신호 타이밍을 나타낸 예시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는 디스플레이 기간 사이의 블랭크 기간(blank period)에 터치 스크린 패널에 포함된 터치 전극을 구동하여 터치 센싱을 수행할 수 있다.
일 예로, 터치 디스플레이 장치는 하나의 영상 프레임마다 존재하는 수직 블랭크 기간(vertical blank period)에 터치 센싱을 수행하거나, 또는, 하나의 영상 프레임 내에 존재하는 다수의 수평 블랭크 기간(horizontal blank period) 중 일부의 수평 블랭크 기간에 터치 센싱을 수행할 수 있다.
터치 스크린 패널에 포함된 공통 전극(CE)을 터치 전극으로 이용하는 경우, 디스플레이 기간에는 각 터치 전극과 연결된 센싱 라인(SL)을 통해 터치 전극(TE)으로 공통 전압(Vcom)이 인가되고, 터치 센싱 기간에는 각 터치 전극(TE)과 연결된 센싱 라인(SL)을 통해 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)가 인가될 수 있다. 이러한 터치 구동 신호(TDS)는 시간에 따라 전압의 크기가 변화하는 펄스 형태의 신호일 수 있다.
이 때, 터치 센싱 기간에는 디스플레이 구동이 수행되지 않으므로, 디스플레이 구동을 위한 전극이나 신호 라인 등에는 전압이 인가되지 않거나 정전압 상태일 수 있다. 따라서, 터치 구동 신호(TDS)가 인가되는 터치 전극(TE)과 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL) 등의 사이에 기생 커패시턴스가 형성될 수 있으며, 이러한 기생 커패시턴스로 인해 터치 센싱 신호의 검출 성능이 저하될 수 있다.
이러한 터치 전극(TE)과 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL) 사이에 형성되는 기생 커패시턴스를 방지하기 위하여, 터치 센싱 기간에 터치 전극(TE)으로 인가되는 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 신호를 게이트 라인(GL) 및, 데이터 라인(DL) 등으로 공급할 수 있다.
예를 들어, 터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안 데이터 라인(DL)에는 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 진폭과 위상을 가지는 데이터 전압(Vdata)이 공급될 수 있다. 이 때, 게이트 라인(GL)은 게이트 로우 전압(VGL)이 인가된 상태이므로, 터치 센싱 기간 동안 게이트 로우 전압(VGL)이 인가되는 라인으로 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 진폭과 위상을 가지는 교류 신호를 출력함으로써 게이트 라인(GL)에도 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 진폭과 위상을 가지는 신호가 공급되도록 할 수 있다.
이와 같이, 터치 센싱 기간에 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 진폭 및 위상을 가지는 교류 신호를 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL) 등으로 공급함으로써, 터치 전극(TE)과 센싱 라인(SL) 사이에 기생 커패시턴스가 형성되지 않도록 하여 터치 센싱 신호의 검출 성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 디스플레이 구동이 이루어지는 디스플레이 기간에서는 해당 서브픽셀에 특정 레벨의 데이터 전압(Vdata)이 인가될 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 디스플레이 패널에 구동 신호 및 전원을 인가하는 구성의 블록도를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치는 타이밍 컨트롤러(140), 터치 파워 집적 회로(Touch Power IC, TPIC, 160) 및 파워 관리 집적 회로(Power Management IC; PMIC, 170)가 컨트롤 인쇄 회로 기판(Control Printed Circuit Board; CPCB)에 실장될 수 있다. 또한, 터치 디스플레이 장치는 PWM 생성 회로(PWM-G, 250)를 포함할 수 있다. PWM 생성 회로(250)는 컨트롤 인쇄 회로 기판(CPCB)에 실장될 수도 있다.
컨트롤 인쇄 회로 기판(CPCB)은 케이블을 통해 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)에 전기적으로 연결될 수 있다. 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)과 디스플레이 패널(DP)은 예를 들어, COF(Chip On Film) 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 컨트롤 인쇄 회로 기판(CPCB)은 디스플레이 패널(DP)이 소형인 경우에 소스 인쇄 회로 기판(SPCB)과 하나로 합쳐질 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 로드 프리 구동을 위하여 로드 프리 구동 신호를 생성하는 과정을 나타내는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 터치 디스플레이 장치에서 터치 스크린 구동 회로(130), 리드 아웃 집적 회로(ROIC) 또는 통합 집적 회로(SRIC)는 터치 센싱 기간(Tt) 동안 터치 파워 집적 회로(TPIC)로부터 입력되는 터치 구동 신호(TDS)를 선택된 터치 전극(TE)에 공급하고 터치 전극(TE)으로부터 수신되는 커패시턴스를 누적하여 터치 센싱 전압을 출력한다.
반면에, 디스플레이 기간(Td) 동안에는 센싱 라인(SL)과의 연결이 해제되고, 터치 전극(TE)에는 공통 전압(Vcom)이 인가된다.
즉, 터치 스크린 구동 회로(130), 리드 아웃 집적 회로(ROIC) 또는 통합 집적 회로(SRIC)는 터치 센싱 기간(Tt) 동안 제 1 로드 프리 구동 신호(LFD1)를 출력하는 터치 파워 집적 회로(TPIC)를 데이터 라인(DL)에 연결함으로써 제 1 로드 프리 구동 신호(LFD1)가 데이터 라인(DL)에 공급되도록 한다.
한편, 게이트 구동 회로(110) 또는 게이트 구동 집적 회로(GDIC)는 터치 센싱 기간(Tt) 동안 제 2 로드 프리 구동 신호(LFD2)를 생성하는 터치 파워 집적 회로(TPIC)를 게이트 라인(GL)에 연결함으로써, 제 2 로드 프리 구동 신호(LFD2)가 게이트 라인(GL)에 공급되도록 한다.
반면, 게이트 구동 회로(110) 또는 게이트 구동 집적 회로(GDIC)는 디스플레이 기간(Td) 동안에는 터치 파워 집적 회로(TPIC)와 전기적으로 연결이 해제된다.
PWM 생성 회로(250)는 서로 위상이 동일한 제 1 PWM 신호(P1), 제 2 PWM 신호(P2), 및 제 3 PWM 신호(P3)를 출력할 수 있다.
터치 파워 집적 회로(TPIC)는 제 1 PWM 신호(P1)를 기초로 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L) 및 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H) 사이의 진폭을 가지는 터치 구동 신호(TDS)를 생성하고, 제 2 PWM 신호(P2)를 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 진폭을 가지는 제 1 로드 프리 구동 신호(LFD1)를 생성하며, 제 3 PWM 신호(P3)를 기초로 제 1 로드 프리 구동 신호(LFD1)와 동일한 진폭을 가지는 제 2 로드 프리 구동 신호(LFD2)를 생성할 수 있다.
터치 파워 집적 회로(TPIC)는 파워 관리 집적 회로(PMIC)로부터 직류 레벨의 게이트 로우 전압(VGL)과 공통 전압(Vcom)을 입력 받는다. 게이트 로우 전압(VGL)은 디스플레이 패널(DL)에 구비된 박막 트랜지스터(TFT)를 턴-오프시킬 수 있는 전압이다.
터치 파워 집적 회로(TPIC)는 공통 전압(Vcom)을 기준으로 하여, PWM 생성 회로(250)로부터 입력되는 제 1 PWM 신호(P1)를 레벨 쉬프팅하여 터치 구동 신호(TDS)를 생성한다. 또한, 터치 파워 집적 회로(TPIC)는 공통 전압(Vcom)을 기준으로 하여, PWM 생성 회로(250)로부터 입력되는 제 2 PWM 신호(P2)를 레벨 쉬프팅하여 제 1 로드 프리 구동 신호(LFD1)를 생성한다. 또한, 터치 파워 집적 회로(TPIC)는 게이트 로우 전압(VGL)을 기준으로 하여, PWM 생성 회로(250)로부터 입력되는 제 3 PWM 신호(P3)를 레벨 쉬프팅하여 제 2 로드 프리 구동 신호(LFD2)를 생성한다.
터치 파워 집적 회로(TPIC)는 게이트 로우 전압(VGL)과 게이트 하이 전압(VGH)에 대응되도록 터치 구동 신호(TDS), 제 1 로드 프리 구동 신호(LFD1) 및 제 2 로드 프리 구동 신호(LFD2)의 진폭을 동일하게 제어한다.
이 때, 터치 파워 집적 회로(TPIC)는 PWM 생성 회로(250)로부터 제 1 PWM 신호(P1) 내지 제 3 PWM 신호(P3) 중 하나의 PWM 신호를 입력받아 레벨 쉬프팅하여 터치 구동 신호(TDS), 제 1 로드 프리 구동 신호(LFD1) 및 제 2 로드 프리 구동 신호(LFD2)를 각각 생성할 수도 있을 것이다.
한편, 파워 관리 집적 회로(PMIC)는 게이트 하이 전압(VGH), 게이트 로우 전압(VGL), 공통 전압(Vcom), 구동 전압(VDD), 로직 전압(VCC) 등을 생성할 수 있다.
파워 관리 집적 회로(PMIC)는 서브픽셀에 데이터 전압(Vdata)가 인가되는 디스플레이 기간(Td) 동안 게이트 하이 전압(VGH)을 생성하며, 게이트 하이 전압(VGH)은 디스플레이 기간(Td) 동안 디스플레이 패널(DP)에 구비된 박막 트랜지스터(TFT)를 턴-온시킬 수 있는 전압이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 로드 프리 구동이 이루어지는 경우에 게이트 로우 전압, 데이터 전압, 및 공통 전압의 파형을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 게이트 구동 회로(110) 또는 게이트 구동 집적 회로(SDIC)는 미리 설정된 구동 전압의 범위 내에서 구동이 이루어진다. 미리 설정된 구동 전압의 범위 내에서 구동이 이루어지기 위해서, 게이트 구동 회로(110) 또는 게이트 구동 집적 회로(GDIC)는 전압 레벨이 제한될 수 있다. 이 때, 게이트 구동 회로(110) 또는 게이트 구동 집적 회로(GDIC)의 전압 레벨은 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL) 사이의 전압 차이로 정해질 수 있을 것이다.
디스플레이 기간(Td) 동안 게이트 구동 회로(110)는 일정한 레벨의 게이트 하이 전압(VGH) 또는 게이트 로우 전압(VGL)을 게이트 라인(GL)에 공급함으로써, 안정적인 디스플레이 구동이 이루어지도록 구동할 수 있다. 반면, 터치 센싱 기간(Tt) 동안에 게이트 구동 회로(110)는 터치 구동 신호(TDS)와 위상 및 진폭이 같은 제 2 로드 프리 구동 신호(LFD2)를 생성하여 게이트 라인(GL)에 공급함으로써 기생 커패시턴스의 영향을 최소화 한다.
또한, 데이터 구동 회로(120)는 디스플레이 기간(Td) 동안 타이밍 컨트롤러(140)로부터 제공된 데이터 전압(Vdata)을 데이터 라인(DL)을 통해 해당하는 서브픽셀로 공급함으로써, 지정된 색상이 화면에 디스플레이 되도록 한다. 반면, 터치 센싱 기간(Tt) 동안에 데이터 구동 회로(120)는 터치 구동 신호(TDS)와 위상 및 진폭이 같은 제 1 로드 프리 구동 신호(LFD1)를 생성하여 데이터 라인(DL)에 공급함으로써 기생 커패시턴스의 영향을 최소화 한다.
이 때, 터치 센싱 기간(Tt)에 공급되는 터치 구동 신호(TDS) 및 로드 프리 구동 신호(LFD1, LFD2)는 일정한 진폭을 가지게 교류 신호에 해당하며, 터치 구동 신호(TDS) 및 로드 프리 구동 신호(LFD1, LFD2)를 생성하는 증폭기에 존재하는 오프셋(Offset)에 의하여 진폭의 편차가 발생하게 된다.
도 7은 터치 디스플레이 장치에서 로드 프리 구동 신호를 생성하는 터치 파워 집적 회로의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 터치 파워 집적 회로(TPIC)는 터치 센싱 기간(Tt) 동안 공통 전극(CE)에 터치 구동 신호(TDS)를 공급하는 동시에, 데이터 라인(DL)을 통해 제 1 로드 프리 구동 신호(LFD1)을 공급하는 공통 전압 출력 회로(162)와, 게이트 라인(GL)을 통해 제 2 로드 프리 구동 신호(LFD2)를 공급하는 게이트 로우 전압 출력 회로(166)로 이루어질 수 있다.
공통 전압 출력 회로(162)는 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)을 생성하는 제 1 증폭기(Amp1)와 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)을 생성하는 제 2 증폭기(Amp2), 및 제 1 증폭기(Amp1)와 제 2 증폭기(Amp2)의 출력 신호를 순차적으로 출력하는 제 1 멀티플렉서(MUX1)로 이루어질 수 있다.
제 1 증폭기(Amp1)는 하이 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_H_ref)이 비반전 입력 단자(+)에 인가되고, 출력 단자가 반전 입력 단자(-)에 피드백된다. 하이 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_H_ref)은 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)을 생성하기 위한 기준 전압이다.
제 2 증폭기(Amp1)는 로우 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_L_ref)이 비반전 입력 단자(+)에 인가되고 출력 단자가 반전 입력 단자(-)에 피드백된다. 로우 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_L_ref)은 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)을 생성하기 위한 기준 전압이다.
제 1 멀티플렉서(MUX1)는 제 1 증폭기(Amp1)의 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)과 제 2 증폭기(Amp2)의 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)을 순차적으로 출력함으로써, 공통 전압의 편차(△Vcom)를 진폭으로 가지는 터치 구동 신호(TDS) 및 제 1 로드 프리 구동 신호(LFD1)를 출력한다.
게이트 로우 전압 출력 회로(166)는 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)을 생성하는 제 3 증폭기(Amp3)와 로우 레벨의 게이트 로우 전압(Vcom_L)을 생성하는 제 4 증폭기(Amp4), 및 제 3 증폭기(Amp3)와 제 4 증폭기(Amp4)의 출력 신호를 순차적으로 출력하는 제 2 멀티플렉서(MUX2)로 이루어질 수 있다.
제 3 증폭기(Amp3)는 하이 레벨의 기준 게이트 로우 전압(VGL_H_ref)이 비반전 입력 단자(+)에 인가되고, 출력 단자가 반전 입력 단자(-)에 피드백된다. 하이 레벨의 기준 게이트 로우 전압(VGL_H_ref)은 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)을 생성하기 위한 기준 전압이다.
제 4 증폭기(Amp4)는 로우 레벨의 기준 게이트 로우 전압(VGL_L_ref)이 비반전 입력 단자(+)에 인가되고 출력 단자가 반전 입력 단자(-)에 피드백된다. 로우 레벨의 기준 게이트 로우 전압(VGL_L_ref)은 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)을 생성하기 위한 기준 전압이다.
제 2 멀티플렉서(MUX2)는 제 3 증폭기(Amp3)의 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)과 제 4 증폭기(Amp4)의 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)을 순차적으로 출력함으로써, 게이트 로우 전압의 편차(△VGL)를 진폭으로 가지는 제 2 로드 프리 구동 신호(LFD2)를 출력한다.
이 때, 제 1 증폭기(Amp1) 내지 제 4 증폭기(Amp4)는 자체적으로 오프셋(offset)을 가지게 된다. 이러한 오프셋은 증폭기의 출력 신호의 변동을 야기하며, 그 결과 공통 전압(Vcom) 및 게이트 로우 전압(VGL)의 진폭 편차를 발생시킨다.
예를 들어, 공통 전압(Vcom)을 생성하는 공통 전압 출력 회로(162)에서, 제 1 증폭기(Amp1)와 제 2 증폭기(Amp2)가 독립적으로 제 1 멀티플렉서(MUX1)에 연결된 경우에는 제 1 증폭기(Amp1)에 내재된 제 1 오프셋(offset1)과 제 2 증폭기(Amp2)에 내재된 제 2 오프셋(offset2)이 독립적으로 영향을 미치기 때문에, 제 1 멀티플렉서(MUX1)를 통해 출력되는 터치 구동 신호(TDS) 및 제 1 로드 프리 구동 신호(LFD1)의 편차(△Vcom)는 제 1 오프셋(offset1)과 제 2 오프셋(offset2)이 결합된 오프셋(offset1 + offset2)의 값을 포함하게 된다.
또한, 게이트 로우 전압(VGL)을 생성하는 게이트 로우 전압 출력 회로(166)의 경우에도, 제 3 증폭기(Amp3)와 제 4 증폭기(Amp4)가 독립적으로 제 2 멀티플렉서(MUX2)에 연결되어 있기 때문에, 제 2 멀티플렉서(MUX2)를 통해 출력되는 제 2 로드 프리 구동 신호(LFD2)의 편차(△VGL)는 제 3 증폭기(Amp3)의 제 3 오프셋(offset3)과 제 4 증폭기(Amp4)의 제 4 오프셋(offset4)이 결합된 오프셋(offset3 + offset4)을 포함하게 된다.
결국, 터치 파워 집적 회로(TPIC)를 통해 출력되는 공통 전압(Vcom) 과 게이트 로우 전압(VGL)은 제 1 증폭기(Amp1)의 제 1 오프셋(offset1) 내지 제 4 증폭기(Amp4)의 제 4 오프셋(offset4)을 모두 포함하는 오프셋(offset1 + offset2 + offset3 + offset4)을 나타내게 된다.
그 결과, 터치 구동 신호(TDS)와 로드 프리 구동 신호(LFD1, LFD2) 사이의 진폭 편차가 증가하게 되어, 터치 인식의 성능을 저하시키는 문제가 발생하게 된다.
도 8은 터치 디스플레이 장치에서 터치 파워 집적 회로에서 생성되는 공통 전압과 게이트 로우 전압의 편차에 대한 예시를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 터치 파워 집적 회로(TPIC)에서 생성되는 공통 전압의 편차(△Vcom)와 게이트 로우 전압의 편차(△VGL)는 일반적으로 차이가 크지 않고 비교적 일정한 진폭을 나타낼 수 있다.
그러나, 터치 파워 집적 회로(TPIC)를 구성하는 증폭기(Amp1 - Amp4)의 오프셋(offset1 - offset4)이 중첩되는 경우에는 공통 전압의 편차(△Vcom)와 게이트 로우 전압의 편차(△VGL) 사이에 진폭에 증가하게 된다.
그 결과, 공통 전압의 편차(△Vcom)와 게이트 로우 전압의 편차(△VGL)가 규격을 벗어나는 경우가 발생하게 되고, 터치 센싱 성능이 저하되는 문제를 발생시키게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 터치 디스플레이 장치는 터치 파워 집적 회로(TPIC) 내에 위치하는 공통 전압 출력 회로(162)와 게이트 로우 전압 출력 회로(166) 내의 증폭기를 상호 종속적으로 연결한다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서 로드 프리 구동 신호를 생성하는 터치 파워 집적 회로의 구성을 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 파워 집적 회로(TPIC)는 터치 센싱 기간(Tt) 동안 공통 전극(CE)에 터치 구동 신호(TDS)를 공급하는 동시에, 데이터 라인(DL)을 통해 제 1 로드 프리 구동 신호(LFD1)을 공급하는 공통 전압 출력 회로(262)와, 게이트 라인(GL)을 통해 제 2 로드 프리 구동 신호(LFD2)를 공급하는 게이트 로우 전압 출력 회로(266)로 이루어질 수 있다.
공통 전압 출력 회로(262)는 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)을 생성하는 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로(263)와 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)을 생성하는 로우 레벨의 공통 전압 생성 회로(264), 및 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로(263)와 로우 레벨의 공통 전압 생성 회로(264)의 출력 신호를 순차적으로 출력하는 제 1 멀티플렉서(MUX1)로 이루어질 수 있다.
하이 레벨의 공통 전압 생성 회로(263)는 로우 레벨의 공통 전압 생성 회로(264)로부터 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)을 제공받아 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)을 생성한다.
하이 레벨의 공통 전압 생성 회로(263)를 구성하는 제 1 증폭기(Amp1)의 반전 입력 단자(-)는 저항(R)을 통해 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)이 피드백되며, 또 다른 저항(R)을 통해 접지된다. 또한, 제 1 증폭기(Amp1)의 비반전 입력 단자(+)는 저항(R)을 통해 제 2 증폭기(Amp2)의 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)이 인가된다. 이 때, 하이 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_H_ref)과 로우 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_L_ref)의 차이에 해당하는 기준 공통 전압의 편차(△Vcom_ref)가 제 1 증폭기(Amp1)의 비반전 입력 단자(+)에 함께 인가된다.
그 결과, 제 1 증폭기(Amp1)를 포함하는 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로(263)는 가산기(Adder)의 역할을 하게 된다. 즉, 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로(263)에서 제 1 증폭기(Amp1)는 비반전 입력 단자(+)에 인가되는 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)과 기준 공통 전압의 편차(△Vcom_ref)를 합산하여 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)을 출력하게 된다.
로우 레벨의 공통 전압 생성 회로(264)를 구성하는 제 2 증폭기(Amp2)는 로우 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_L_ref)이 비반전 입력 단자(+)에 인가되고 출력 단자가 반전 입력 단자(-)에 피드백된다. 로우 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_L_ref)은 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)을 생성하기 위한 기준 전압이다. 그 결과, 제 2 증폭기(Amp2)는 버퍼(buffer)로서의 역할을 하며, 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)을 출력하게 된다. 이러한 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)은 저항(R)을 통해 제 1 증폭기(Amp1)의 비반전 입력 단자(+)에 인가된다.
따라서, 제 1 멀티플렉서(MUX1)는 제 1 증폭기(Amp1)의 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)과 제 2 증폭기(Amp2)의 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)을 입력받아서 이를 순차적으로 출력한다. 이 때, 제 1 멀티플렉서(MUX1)에 인가되는 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)은 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)을 이용해서 생성하기 때문에, 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)은 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)에 종속되게 되고, 그 결과 제 1 멀티 플렉서(MUX1)를 통해 출력되는 공통 전압의 편차(△Vcom)는 제 1 증폭기(Amp1)의 오프셋(offset1)만을 포함하게 된다.
여기에서는 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)을 이용해서 제 1 증폭기(Amp1)에서 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)을 생성하기 때문에, 제 1 증폭기(Amp1)를 포함하는 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로(263)를 가산 회로로 구성하였다. 이러한 가산 회로는 회로 소자의 종류 및 배열을 달리하여 다양하게 구성할 수 있을 것이다.
이와는 반대로, 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)을 제 2 증폭기(Amp2)에 인가함으로써, 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)이 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)에 종속되도록 할 수도 있는데, 이 경우에는 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)에서 기준 공통 전압의 편차(△Vcom_ref) 만큼 감소된 전압을 제 2 증폭기(Amp2)에 인가하여야 하므로, 제 2 증폭기(Amp2)를 포함하는 로우 레벨의 공통 전압 생성 회로(264)는 감산기(Substractor)의 역할을 하는 감산 회로로 구성될 것이다.
로우 레벨의 공통 전압 생성 회로(264)를 감산 회로로 구성하는 경우에, 제 2 증폭기(Amp2)의 반전 입력 단자(-)에는 출력 신호가 피드백되는 동시에, 로우 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_L_ref)이 인가되고 제 2 증폭기(Amp2)의 비반전 입력 단자(+)에는 제 1 증폭기(Amp2)의 출력 신호와 함께, 하이 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_H_ref)과 로우 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_L_ref)의 차이에 해당하는 기준 공통 전압의 편차(△Vcom_ref) 가 인가될 수 있을 것이다. 이러한 감산 회로는 회로 소자의 종류 및 배열을 달리하여 다양하게 구성할 수 있을 것이다.
게이트 로우 전압 출력 회로(266)는 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)을 생성하는 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로(267)와 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)을 생성하는 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로(268), 및 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로(267)와 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로(268)의 출력 신호를 순차적으로 출력하는 제 2 멀티플렉서(MUX2)로 이루어질 수 있다.
하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로(267)는 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로(268)로부터 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)을 제공받아 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)을 생성한다.
하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로(267)를 구성하는 제 3 증폭기(Amp3)의 반전 입력 단자(-)는 저항(R)을 통해 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)이 피드백되며, 또 다른 저항(R)을 통해 접지된다. 또한, 제 3 증폭기(Amp3)의 비반전 입력 단자(+)는 저항(R)을 통해 제 4 증폭기(Amp4)에서 출력되는 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)이 인가된다. 이 때, 하이 레벨의 기준 게이트 로우 전압(VGL_H_ref)과 로우 레벨의 기준 게이트 로우 전압(VGL_L_ref)의 차이에 해당하는 기준 게이트 로우 전압의 편차(△VGL_ref)가 제 3 증폭기(Amp3)의 비반전 입력 단자(+)에 함께 인가된다.
그 결과, 제 3 증폭기(Amp3)를 포함하는 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로(267)는 가산기(Adder)의 역할을 하게 된다. 즉, 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로(267)에 포함된 제 3 증폭기(Amp3)는 비반전 입력 단자(+)에 인가되는 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)과 기준 게이트 로우 전압의 편차(△VGL_ref)를 합산하여 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)을 출력하게 된다.
제 4 증폭기(Amp4)는 로우 레벨의 기준 게이트 로우 전압(VGL_L_ref)이 비반전 입력 단자(+)에 인가되고 출력 단자가 반전 입력 단자(-)에 피드백된다. 로우 레벨의 기준 게이트 로우 전압(VGL_L_ref)은 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)을 생성하기 위한 기준 전압이다. 그 결과, 제 4 증폭기(Amp4)는 버퍼(buffer)로서의 역할을 하며, 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)을 출력하게 된다. 이러한 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)은 저항(R)을 통해 제 3 증폭기(Amp3)의 비반전 입력 단자(+)에 인가된다.
따라서, 제 2 멀티플렉서(MUX2)는 제 3 증폭기(Amp3)에서 출력되는 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)과 제 4 증폭기(Amp4)를 통해 출력되는 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)을 입력받아서 이를 순차적으로 출력한다. 이 때, 제 2 멀티플렉서(MUX2)에 인가되는 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)은 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)을 이용해서 생성하기 때문에, 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)은 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)에 종속되게 되고, 그 결과 제 2 멀티 플렉서(MUX2)를 통해 출력되는 게이트 로우 전압의 편차(△VGL)는 제 3 증폭기(Amp3)의 오프셋(offset3)만을 포함하게 된다.
여기에서는 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)을 이용해서 제 3 증폭기(Amp3)가 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)을 생성하기 때문에, 제 3 증폭기(Amp3)를 포함하는 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로(267)를 가산 회로로 구성하였다.
이와는 반대로, 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)을 이용해서 제 4 증폭기(Amp4)가 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)을 생성함으로써, 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)이 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)에 종속되도록 할 수도 있는데, 이 경우에는 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)에서 기준 게이트 로우 전압의 편차(△VGL_ref) 만큼 감소된 전압을 제 4 증폭기(Amp4)에 인가하여야 하므로, 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로(268)는 감산기(Substractor)의 역할을 하는 감산 회로로 구성될 것이다.
이와 같이, 공통 전압 출력 회로(262)를 구성하는 경우에는 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로(263)가 로우 레벨의 공통 전압 생성 회로(264)에 종속되므로 제 1 멀티플렉서(MUX1)를 통해 출력되는 공통 전압(Vcom)에는 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로(263)에 포함된 제 1 증폭기(Amp1)의 오프셋(offset1)만이 존재하게 되어, 공통 전압의 편차(△Vcom)가 감소되는 효과를 나타내게 된다.
또한, 게이트 로우 전압 출력 회로(266)의 경우에도, 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로(267)가 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로(268)에 종속되므로 제 2 멀티플렉서(MUX2)를 통해 출력되는 게이트 로우 전압(VGL)에는 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로(267)에 포함된 제 3 증폭기(Amp3)의 오프셋(offset3)만이 존재하게 되어, 게이트 로우 전압의 편차(△VGL)가 감소되는 효과를 나타내게 된다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 기준 공통 전압의 편차를 출력하기 위한 회로의 예시를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 기준 공통 전압의 편차(△Vcom_ref)를 출력하기 위한 회로(265)는 하이 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_H_ref)와 로우 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_L_ref)을 입력받아, 이들 두 신호의 차이를 출력하는 감산 회로(subtractor)로 이루어질 수 있다.
즉, 기준 공통 전압의 편차(△Vcom_ref)를 출력하기 위한 회로(265)는 로우 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_L_ref)이 저항(R)을 통해 증폭기의 반전 입력 단자(-)에 인가되고, 출력 단자는 저항(R)을 통해 반전 입력 단자(-)에 피드백된다. 또한, 하이 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_H_ref)이 저항(R)을 통해 증폭기의 비반전 입력 단자(+)에 인가되며, 비반전 입력 단자(+)는 다른 저항(R)을 통해 접지된다.
이러한 구성으로 이루어진 기준 공통 전압의 편차(△Vcom_ref)를 출력하기 위한 회로(265)는 하이 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_H_ref)에서 로우 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_L_ref)을 차감하여, 기준 공통 전압의 편차(△Vcom_ref)를 출력 신호로 생성한다.
한편, 게이트 로우 전압 출력 회로(266)에 인가되는 기준 게이트 로우 전압의 편차(△VGL_ref)는 동일한 회로로 구성하되, 입력 신호를 하이 레벨의 기준 게이트 로우 전압(VGL_H_ref)와 로우 레벨의 기준 게이트 로우 전압(VGL_L_ref)로 변경함으로써 생성할 수 있을 것이다.
여기에서는 공통 전압 출력 회로(262)에서 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로(263)와 로우 레벨의 공통 전압 생성 회로(264)를 상호 종속시키고, 게이트 로우 전압 출력 회로(266)에서 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로(267)가 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로(268)를 상호 종속시킴으로써, 공통 전압 출력 회로(262)과 게이트 로우 전압 출력 회로(266)의 오프셋을 각각 감소시키는 경우를 설명하였다.
여기에서 더 나아가, 공통 전압 출력 회로(262)와 게이트 로우 전압 출력 회로(266)를 상호 종속시킴으로써, 공통 전압의 편차(△Vcom)와 게이트 로우 전압의 편차(△VGL)를 더욱 감소시킬 수 있을 것이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서 로드 프리 구동 신호를 생성하는 터치 파워 집적 회로의 구성을 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 파워 집적 회로(TPIC)는 터치 센싱 기간(Tt) 동안 공통 전극(CE)에 터치 구동 신호(TDS)를 공급하는 동시에, 데이터 라인(DL)을 통해 제 1 로드 프리 구동 신호(LFD1)을 공급하는 공통 전압 출력 회로(362)와, 게이트 라인(GL)을 통해 제 2 로드 프리 구동 신호(LFD2)를 공급하는 게이트 로우 전압 출력 회로(366), 및 트리밍 회로(Trimming circuit, 370)로 이루어질 수 있다.
트리밍 회로(370)는 공통 전압 출력 회로(362)에서 생성되는 공통 전압(Vcom)을 이용해서, 게이트 로우 전압 출력 회로(366)에 기준 게이트 로우 전압의 편차(△VGL_ref)를 인가하거나, 게이트 로우 전압 출력 회로(366)에서 생성되는 게이트 로우 전압(VGL)을 이용해서 공통 전압 출력 회로(362)에 기준 공통 전압의 편차(△Vcom_ref)를 인가하기 위한 부분이다.
따라서, 트리밍 회로(370)는 공통 전압 출력 회로(362)에서 생성되는 공통 전압(Vcom)을 이용해서 게이트 로우 전압 출력 회로(366)에 기준 게이트 로우 전압의 편차(△VGL_ref)를 인가하도록 구성될 수도 있고, 게이트 로우 전압 출력 회로(366)에서 생성되는 게이트 로우 전압(VGL)을 이용해서 공통 전압 출력 회로(362)에 기준 공통 전압의 편차(△Vcom_ref)를 인가하도록 구성될 수도 있다.
예를 들어, 트리밍 회로(370)는 공통 전압 출력 회로(362)에서 생성된 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)이 저항(R)을 통해 증폭기(Amp5)의 반전 입력 단자(-)에 인가되고, 출력 단자는 저항(R)을 통해 반전 입력 단자(-)에 피드백된다. 또한, 공통 전압 출력 회로(362)에서 생성된 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)이 저항(R)을 통해 증폭기(Amp5)의 비반전 입력 단자(+)에 인가되며, 비반전 입력 단자(+)는 다른 저항(R)을 통해 접지된다.
이러한 트리밍 회로(370)를 통해 공통 전압 출력 회로(362)와 게이트 로우 전압 출력 회로(366)를 상호 종속시킴으로써, 공통 전압의 편차(△Vcom)와 게이트 로우 전압의 편차(△VGL)를 더욱 감소시킬 수 있다.
여기에서는 공통 전압 출력 회로(362)에서 생성되는 공통 전압(Vcom)을 이용해서 게이트 로우 전압 출력 회로(366)에 기준 게이트 로우 전압의 편차(△VGL_ref)를 인가하도록 트리밍 회로(370)를 구성한 경우를 예시로 나타낸 것이다.
공통 전압 출력 회로(362)는 도 9에 도시된 바와 같이 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)과 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)이 상호 종속적으로 생성되도록 구성될 수도 있고, 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)과 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)이 상호 독립적으로 생성되도록 구성될 수도 있다.
여기에서는 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)과 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)이 상호 독립적으로 생성되는 경우를 도시하였다.
공통 전압 출력 회로(362)는 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)을 생성하는 제 1 증폭기(Amp1)와 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)을 생성하는 제 2 증폭기(Amp2), 및 제 1 증폭기(Amp1)와 제 2 증폭기(Amp2)의 출력 신호를 순차적으로 출력하는 제 1 멀티플렉서(MUX1)로 이루어질 수 있다.
제 1 증폭기(Amp1)는 하이 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_H_ref)이 비반전 입력 단자(+)에 인가되고, 출력 단자가 반전 입력 단자(-)에 피드백된다.
제 2 증폭기(Amp1)는 로우 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_L_ref)이 비반전 입력 단자(+)에 인가되고 출력 단자가 반전 입력 단자(-)에 피드백된다.
제 1 멀티플렉서(MUX1)는 제 1 증폭기(Amp1)에서 생성된 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)과 제 2 증폭기(Amp2)에서 생성된 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)을 순차적으로 출력함으로써, 공통 전압의 편차(△Vcom)를 진폭으로 가지는 터치 구동 신호(TDS) 및 제 1 로드 프리 구동 신호(LFD1)를 출력한다.
트리밍 회로(370)는 공통 전압 출력 회로(362)에서 생성되는 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)과 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)을 이용해서 기준 게이트 로우 전압의 편차(△VGL_ref)를 생성한다.
이 때, 트리밍 회로(370)은 공통 전압 출력 회로(362)에서 생성되는 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)과 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)의 차이에 해당하는 공통 전압의 편차(△Vcom)를 출력 신호로 생성하게 될 것이다.
따라서, 트리밍 회로(370)의 출력 신호를 게이트 로우 전압 출력 회로(366)에 인가하기 위한 기준 게이트 로우 전압의 편차(△VGL_ref)로 조정할 필요가 있다. 이는 공통 전압 출력 회로(362)에 인가되는 하이 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_H_ref)과 로우 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_L_ref)을 제어함으로써 가능하다.
또는, 공통 전압의 편차(△Vcom)에 대응되는 게이트 로우 전압의 편차(△VGL_ref)를 메모리에 저장한 후, 트리밍 회로(370)의 출력 신호에 따라 저장된 메모리에서 대응되는 게이트 로우 전압의 편차(△VGL_ref)가 게이트 로우 전압 출력 회로(366)에 공급되록 제어할 수도 있을 것이다.
예를 들어, 공통 전압의 편차(△Vcom)에 대응되는 게이트 로우 전압의 편차(△VGL_ref)는 룩업 테이블(LookUp Table) 형태로 저장될 수 있으며, 트리밍 회로(370)의 출력 신호를 타이밍 컨트롤러(140) 또는 터치 파워 집적 회로(TPIC)에서 읽어서 대응되는 게이트 로우 전압의 편차(△VGL_ref)를 게이트 로우 전압 출력 회로(366)에 공급하도록 제어할 수 있을 것이다.
게이트 로우 전압 출력 회로(366)는 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)을 생성하는 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로와 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)을 생성하는 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로, 및 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로와 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로의 출력 신호를 순차적으로 출력하는 제 2 멀티플렉서(MUX2)로 이루어질 수 있다.
하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로에 포함된 제 3 증폭기(Amp3)의 반전 입력 단자(-)는 저항(R)을 통해 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)이 피드백되며, 또 다른 저항(R)을 통해 접지된다. 또한, 제 3 증폭기(Amp3)의 비반전 입력 단자(+)는 저항(R)을 통해 제 4 증폭기(Amp4)에서 출력되는 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)이 인가된다. 이 때, 하이 레벨의 기준 게이트 로우 전압(VGL_H_ref)과 로우 레벨의 기준 게이트 로우 전압(VGL_L_ref)의 차이에 해당하는 기준 게이트 로우 전압의 편차(△VGL_ref)가 제 3 증폭기(Amp3)의 비반전 입력 단자(+)에 함께 인가된다.
그 결과, 제 3 증폭기(Amp3)를 포함하는 부분은 가산기(Adder)의 역할을 하는 가산 회로를 구성하게 된다. 즉, 제 3 증폭기(Amp3)를 포함하는 가산 회로는 비반전 입력 단자(+)에 인가되는 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)과 기준 게이트 로우 전압의 편차(△VGL_ref)를 합산하여 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)을 출력하게 된다.
로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로에 포함된 제 4 증폭기(Amp4)는 로우 레벨의 기준 게이트 로우 전압(VGL_L_ref)이 비반전 입력 단자(+)에 인가되고 출력 단자가 반전 입력 단자(-)에 피드백된다. 로우 레벨의 기준 게이트 로우 전압(VGL_L_ref)은 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)을 생성하기 위한 기준 전압이다. 그 결과, 제 4 증폭기(Amp4)는 버퍼(buffer)로서의 역할을 하며, 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)을 출력하게 된다. 이러한 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)은 저항(R)을 통해 제 3 증폭기(Amp3)의 비반전 입력 단자(+)에 인가된다.
따라서, 제 2 멀티플렉서(MUX2)는 제 3 증폭기(Amp3)에서 출력되는 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)과 제 4 증폭기(Amp4)를 통해 출력되는 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)을 입력받아서 이를 순차적으로 출력한다. 이 때, 제 2 멀티플렉서(MUX2)에 인가되는 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)은 제 4 증폭기(Amp4)에서 출력되는 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)을 이용해서 생성하기 때문에, 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)은 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)에 종속되게 되고, 그 결과 제 2 멀티 플렉서(MUX2)를 통해 출력되는 게이트 로우 전압의 편차(△VGL)는 제 3 증폭기(Amp3)의 오프셋(offset3)만을 포함하게 된다.
다시 말해서, 트리밍 회로(370)는 공통 전압 출력 회로(362)에서 생성되는 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)과 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)을 이용해서, 기준 게이트 로우 전압의 편차(△VGL_ref)를 게이트 로우 전압 출력 회로(366)에 공급하고, 게이트 로우 전압 출력 회로(366)에서는 제 4 증폭기(Amp4)에서 출력되는 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)을 이용해서 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)을 생성하기 때문에, 게이트 로우 전압의 편차(△VGL)에 포함되는 오프셋은 제 3 증폭기(Amp3)의 오프셋(offset3)만을 포함하게 된다.
그 결과, 공통 전압의 편차(△Vcom)와 게이트 로우 전압의 편차(△VGL)를 더욱 감소시킬 수 있게 된다.
한편, 위에서 설명한 바와 같이 공통 전압 출력 회로(362)는 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)과 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)을 상호 종속적으로 구성할 수도 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 공통 전압 출력 회로의 하이 레벨의 공통 전압과 로우 레벨의 공통 전압을 상호 종속적으로 구성한 경우의 터치 파워 집적 회로 블록도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 파워 집적 회로(TPIC)에서 게이트 로우 전압 출력 회로(366)는 도 11의 구성과 동일하며, 공통 전압 출력 회로(362)를 구성하는 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로(363)는 로우 레벨의 공통 전압 생성 회로(364)로부터 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)을 제공받아 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)을 생성한다.
이를 위해, 기준 공통 전압의 편차(△Vcom_ref)를 출력하기 위한 회로(365)가 추가로 구성될 수 있다. 기준 공통 전압의 편차(△Vcom_ref)를 출력하기 위한 회로(365)는 하이 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_H_ref)에서 로우 레벨의 기준 공통 전압(Vcom_L_ref)을 차감하여, 기준 공통 전압의 편차(△Vcom_ref)를 생성하고, 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로(363)에 인가하게 된다.
또한, 트리밍 회로(370)는 게이트 로우 전압 출력 회로(366)에서 생성되는 게이트 로우 전압(VGL)을 이용해서 공통 전압 출력 회로(362)에 기준 공통 전압의 편차(△Vcom_ref)를 인가하도록 구성할 수도 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 게이트 로우 전압 출력 회로에서 생성되는 게이트 로우 전압을 이용해서 공통 전압 출력 회로에 기준 공통 전압의 편차를 인가하도록 구성한 경우의 터치 파워 집적 회로 블록도이다.
도 13을 참조하면, 트리밍 회로(370)는 게이트 로우 전압 출력 회로(366)에서 생성되는 하이 레벨의 공통 전압(Vcom_H)과 로우 레벨의 공통 전압(Vcom_L)을 이용해서 기준 게이트 로우 전압의 편차(△VGL_ref)를 생성한다.
이 때, 트리밍 회로(370)은 게이트 로우 전압 출력 회로(366)에서 생성되는 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)과 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)의 차이에 해당하는 게이트 로우 전압의 편차(△VGL)를 출력 신호로 생성하게 될 것이다.
따라서, 트리밍 회로(370)의 출력 신호를 게이트 공통 전압 출력 회로(362)에 인가하기 위한 기준 공통 전압의 편차(△Vcom_ref)로 조정할 필요가 있다. 이는 게이트 로우 전압 출력 회로(366)에 인가되는 하이 레벨의 기준 게이트 로우 전압(VGL_H_ref)과 로우 레벨의 기준 게이트 로우 전압(VGL_L_ref)을 제어함으로써 가능하다.
또한, 위에서 설명한 바와 같이 게이트 로우 전압 출력 회로(366)는 하이 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_H)과 로우 레벨의 게이트 로우 전압(VGL_L)을 상호 종속적으로 구성할 수도 있고, 상호 독립적으로 구성할 수도 있을 것이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서 터치 파워 집적 회로에서 생성되는 공통 전압과 게이트 로우 전압의 편차의 예시를 나타낸 도면이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 파워 집적 회로(TPIC)는 공통 전압의 편차(△Vcom)와 게이트 로우 전압의 편차(△VGL) 사이에 하나 또는 두 개의 오프셋(offset) 만이 포함되므로, 터치 구동 신호(TDS) 및 로드 프리 구동 신호(LFD) 사이에 존재하는 진폭의 편차를 최소화하고 터치 성능을 향상시킬 수 있다.
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. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 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 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 게이트 구동 회로
120: 데이터 구동 회로
130: 터치 스크린 구동 회로
140: 타이밍 컨트롤러
160: 터치 파워 집적 회로
162, 262, 362: 공통 전압 출력 회로
166, 266, 366: 게이트 로우 전압 출력 회로
170: 파워 관리 집적 회로
250: PWM 생성 회로
263, 363: 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로
264, 364: 로우 레벨의 공통 전압 생성 회로
267, 367: 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로
268, 368: 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로
265: 기준 공통 전압의 편차를 출력하기 위한 회로
370: 트리밍 회로

Claims (27)

  1. 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널;
    다수의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로;
    다수의 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동 회로;
    상기 디스플레이 패널에 터치 구동 신호를 공급하고, 상기 터치 구동 신호에 응답하여 수신되는 신호를 토대로 터치를 센싱하는 터치 스크린 구동 회로; 및
    상기 터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안, 상기 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호 및 상기 데이터 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 공통 전압 출력 회로와 상기 게이트 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 게이트 로우 전압 출력 회로를 포함하는 터치 파워 집적 회로를 포함하되,
    상기 공통 전압 출력 회로는
    로우 레벨의 공통 전압을 생성하는 로우 레벨의 공통 전압 생성 회로;
    하이 레벨의 공통 전압을 생성하는 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로; 및
    상기 하이 레벨의 공통 전압과 상기 로우 레벨의 공통 전압을 교류 신호로 출력하는 멀티플렉서를 포함하며,
    상기 로우 레벨의 공통 전압 생성 회로는 상기 하이 레벨의 공통 전압을 제공받아 상기 로우 레벨의 공통 전압을 생성하거나,
    상기 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로는 상기 로우 레벨의 공통 전압을 제공받아 상기 하이 레벨의 공통 전압을 생성하는 터치 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로우 레벨의 공통 전압 생성 회로는 제 1 증폭기를 포함하되,
    상기 제 1 증폭기의 비반전 입력 단자는 저항을 통해 로우 레벨의 기준 공통 전압이 인가되고, 출력 신호가 반전 입력 단자에 피드백되며,
    상기 제 1 증폭기의 출력 신호는 상기 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로에 인가되는 터치 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로는 하이 레벨의 기준 공통 전압과 로우 레벨의 기준 공통 전압의 차이에 해당하는 기준 공통 전압의 편차를 상기 제 1 증폭기의 출력 신호에 가산하여 출력 신호를 생성하는 터치 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로는 제 2 증폭기를 포함하되,
    상기 제 2 증폭기의 반전 입력 단자는 저항을 통해 접지되는 동시에, 출력 신호가 저항을 통해 피드백되며,
    상기 제 2 증폭기의 비반전 입력 단자는 상기 제 1 증폭기의 출력 신호가 저항을 통해 인가되는 동시에, 하이 레벨의 기준 공통 전압과 로우 레벨의 기준 공통 전압의 차이에 해당하는 기준 공통 전압의 편차가 저항을 통해 인가되는 터치 디스플레이 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기준 공통 전압의 편차는
    반전 입력 단자에 저항을 통해 로우 레벨의 기준 공통 전압이 인가되는 동시에 출력 신호가 저항을 통해 피드백되고, 비반전 입력 단자에 하이 레벨의 기준 공통 전압이 저항을 통해 인가되는 동시에 저항을 통해 접지되는 제 3 증폭기를 통해 생성되는 터치 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로는 제 1 증폭기를 포함하되,
    상기 제 1 증폭기의 비반전 입력 단자는 하이 레벨의 기준 공통 전압이 저항을 통해 인가되고 출력 신호가 반전 입력 단자에 피드백되며,
    상기 제 1 증폭기의 출력 신호는 상기 로우 레벨의 공통 전압 생성 회로에 인가되는 터치 디스플레이 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 로우 레벨의 공통 전압 생성 회로는 상기 제 1 증폭기의 출력 신호에서, 하이 레벨의 기준 공통 전압과 로우 레벨의 기준 공통 전압의 차이에 해당하는 기준 공통 전압의 편차를 차감하여 출력 신호를 생성하는 터치 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 로우 레벨의 공통 전압 생성 회로는 제 2 증폭기를 포함하되,
    상기 제 2 증폭기의 반전 입력 단자는 출력 신호가 저항을 통해 인가되는 동시에, 로우 레벨의 기준 공통 전압이 저항을 통해 인가되고,
    상기 제 2 증폭기의 비반전 입력 단자는 상기 제 1 증폭기의 출력 신호가 저항을 통해 인가되는 동시에, 하이 레벨의 기준 공통 전압과 로우 레벨의 기준 공통 전압의 차이에 해당하는 기준 공통 전압의 편차가 저항을 통해 인가되는 터치 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기준 공통 전압의 편차는
    반전 입력 단자에 로우 레벨의 기준 공통 전압이 인가되는 동시에 출력 단자가 피드백되고, 비반전 입력 단자에 하이 레벨의 기준 공통 전압이 인가되는 동시에 접지되는 제 3 증폭기를 통해 생성되는 터치 디스플레이 장치.
  10. 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널과, 다수의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로와, 다수의 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동 회로와, 상기 디스플레이 패널에 터치 구동 신호를 공급하고, 상기 터치 구동 신호에 응답하여 수신되는 신호를 토대로 터치를 센싱하는 터치 스크린 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치의 구동 회로에 있어서,
    상기 터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안, 상기 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호 및 상기 데이터 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 공통 전압 출력 회로와 상기 게이트 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 게이트 로우 전압 출력 회로를 포함하는 터치 파워 집적 회로를 포함하되,
    상기 공통 전압 출력 회로는
    로우 레벨의 공통 전압을 생성하는 로우 레벨의 공통 전압 생성 회로;
    하이 레벨의 공통 전압을 생성하는 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로; 및
    상기 하이 레벨의 공통 전압과 상기 로우 레벨의 공통 전압을 교류 신호로 출력하는 멀티플렉서를 포함하며,
    상기 로우 레벨의 공통 전압 생성 회로는 상기 하이 레벨의 공통 전압을 제공받아 상기 로우 레벨의 공통 전압을 생성하거나,
    상기 하이 레벨의 공통 전압 생성 회로는 상기 로우 레벨의 공통 전압을 제공받아 상기 하이 레벨의 공통 전압을 생성하는 구동 회로.
  11. 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널과, 다수의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로와, 다수의 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동 회로와, 상기 디스플레이 패널에 터치 구동 신호를 공급하고, 상기 터치 구동 신호에 응답하여 수신되는 신호를 토대로 터치를 센싱하는 터치 스크린 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서,
    터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안, 상기 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호 및 상기 데이터 라인에 인가되는 공통 전압을 생성하는 단계; 및
    터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안, 상기 게이트 라인에 인가되는 게이트 로우 전압을 생성하는 단계를 포함하되,
    로우 레벨의 공통 전압은 하이 레벨의 공통 전압을 제공받아 생성하거나,
    상기 하이 레벨의 공통 전압은 상기 로우 레벨의 공통 전압을 제공받아 생성하는 구동 방법.
  12. 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널;
    다수의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로;
    다수의 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동 회로;
    상기 디스플레이 패널에 터치 구동 신호를 공급하고, 상기 터치 구동 신호에 응답하여 수신되는 신호를 토대로 터치를 센싱하는 터치 스크린 구동 회로; 및
    상기 터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안, 상기 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호 및 상기 데이터 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 공통 전압 출력 회로와 상기 게이트 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 게이트 로우 전압 출력 회로를 포함하는 터치 파워 집적 회로를 포함하되,
    상기 게이트 로우 전압 출력 회로는
    로우 레벨의 게이트 로우 전압을 생성하는 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로;
    하이 레벨의 게이트 로우 전압을 생성하는 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로; 및
    상기 하이 레벨의 게이트 로우 전압과 상기 로우 레벨의 게이트 로우 전압을 교류 신호로 출력하는 멀티플렉서를 포함하며,
    상기 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로는 상기 하이 레벨의 게이트 로우 전압을 제공받아 상기 로우 레벨의 게이트 로우 전압을 생성하거나,
    상기 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로는 상기 로우 레벨의 게이트 로우 전압을 제공받아 상기 하이 레벨의 게이트 로우 전압을 생성하는 터치 디스플레이 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로는 제 1 증폭기를 포함하되,
    상기 제 1 증폭기의 비반전 입력 단자는 저항을 통해 로우 레벨의 기준 게이트 로우 전압이 인가되고, 출력 신호가 반전 입력 단자에 피드백되며,
    상기 제 1 증폭기의 출력 신호는 상기 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로에 인가되는 터치 디스플레이 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로는 하이 레벨의 기준 게이트 로우 전압과 로우 레벨의 기준 게이트 로우 전압의 차이에 해당하는 기준 게이트 로우 전압의 편차를 상기 제 1 증폭기의 출력 신호에 가산하여 출력 신호를 생성하는 터치 디스플레이 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로는 제 2 증폭기를 포함하되,
    상기 제 2 증폭기의 반전 입력 단자는 저항을 통해 접지되는 동시에, 출력 신호가 저항을 통해 피드백되며,
    상기 제 2 증폭기의 비반전 입력 단자는 저항을 통해 상기 제 1 증폭기의 출력 신호가 인가되는 동시에, 하이 레벨의 기준 게이트 로우 전압과 로우 레벨의 기준 게이트 로우 전압의 차이에 해당하는 기준 게이트 로우 전압의 편차가 저항을 통해 인가되는 터치 디스플레이 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 기준 게이트 로우 전압의 편차는
    반전 입력 단자에 저항을 통해 로우 레벨의 기준 게이트 로우 전압이 인가되는 동시에 출력 신호가 저항을 통해 피드백되고, 비반전 입력 단자에 저항을 통해 하이 레벨의 기준 게이트 로우 전압이 인가되는 동시에, 저항을 통해 접지되는 제 3 증폭기를 통해 생성되는 터치 디스플레이 장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로는 제 1 증폭기를 포함하되,
    상기 제 1 증폭기의 비반전 입력 단자는 저항을 통해 하이 레벨의 기준 게이트 로우 전압이 인가되고, 출력 신호가 반전 입력 단자에 피드백되며,
    상기 제 1 증폭기의 출력 신호는 상기 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로에 인가되는 터치 디스플레이 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로는 상기 제 1 증폭기의 출력 신호에서, 하이 레벨의 기준 게이트 로우 전압과 로우 레벨의 기준 게이트 로우 전압의 차이에 해당하는 기준 게이트 로우 전압의 편차를 차감하여 출력 신호를 생성하는 터치 디스플레이 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로는 제 2 증폭기를 포함하되,
    상기 제 2 증폭기의 반전 입력 단자는 저항을 통해 출력 신호가 피드백되는 동시에, 로우 레벨의 기준 게이트 로우 전압이 저항을 통해 인가되고
    상기 제 2 증폭기의 비반전 입력 단자는 저항을 통해 상기 제 1 증폭기의 출력 신호가 인가되는 동시에, 하이 레벨의 기준 게이트 로우 전압과 로우 레벨의 기준 게이트 로우 전압의 차이에 해당하는 기준 게이트 로우 전압의 편차가 저항을 통해 인가되는 터치 디스플레이 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 기준 게이트 로우 전압의 편차는
    반전 입력 단자에 저항을 통해 로우 레벨의 기준 게이트 로우 전압이 인가되는 동시에, 출력 신호가 저항을 통해 피드백되고, 비반전 입력 단자에 하이 레벨의 기준 게이트 로우 전압이 저항을 통해 인가되는 동시에 저항을 통해 접지되는 제 3 증폭기를 통해 생성되는 터치 디스플레이 장치.
  21. 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널과, 다수의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로와, 다수의 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동 회로와, 상기 디스플레이 패널에 터치 구동 신호를 공급하고, 상기 터치 구동 신호에 응답하여 수신되는 신호를 토대로 터치를 센싱하는 터치 스크린 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치의 구동 회로에 있어서,
    상기 터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안, 상기 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호 및 상기 데이터 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 공통 전압 출력 회로와 상기 게이트 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 게이트 로우 전압 출력 회로를 포함하는 터치 파워 집적 회로를 포함하되,
    상기 게이트 로우 전압 출력 회로는
    로우 레벨의 게이트 로우 전압을 생성하는 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로;
    하이 레벨의 게이트 로우 전압을 생성하는 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로; 및
    상기 하이 레벨의 게이트 로우 전압과 상기 로우 레벨의 게이트 로우 전압을 교류 신호로 출력하는 멀티플렉서를 포함하며,
    상기 로우 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로는 상기 하이 레벨의 게이트 로우 전압을 제공받아 상기 로우 레벨의 게이트 로우 전압을 생성하거나,
    상기 하이 레벨의 게이트 로우 전압 생성 회로는 상기 로우 레벨의 게이트 로우 전압을 제공받아 상기 하이 레벨의 게이트 로우 전압을 생성하는 구동 회로.
  22. 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널과, 다수의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로와, 다수의 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동 회로와, 상기 디스플레이 패널에 터치 구동 신호를 공급하고, 상기 터치 구동 신호에 응답하여 수신되는 신호를 토대로 터치를 센싱하는 터치 스크린 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서,
    터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안, 상기 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호 및 상기 데이터 라인에 인가되는 공통 전압을 생성하는 단계; 및
    터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안, 상기 게이트 라인에 인가되는 게이트 로우 전압을 생성하는 단계를 포함하되,
    로우 레벨의 게이트 로우 전압은 하이 레벨의 게이트 로우 전압을 제공받아 생성하거나,
    상기 하이 레벨의 게이트 로우 전압은 상기 로우 레벨의 게이트 로우 전압을 제공받아 생성하는 구동 방법.
  23. 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널;
    다수의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로;
    다수의 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동 회로;
    상기 디스플레이 패널에 터치 구동 신호를 공급하고, 상기 터치 구동 신호에 응답하여 수신되는 신호를 토대로 터치를 센싱하는 터치 스크린 구동 회로; 및
    상기 터치 스크린 구동 회로에 터치 센싱을 위한 신호를 공급하는 터치 파워 집적 회로를 포함하되,
    상기 터치 파워 집적 회로는
    터치 센싱 기간 동안, 상기 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호 및 상기 데이터 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 공통 전압 출력 회로;
    상기 게이트 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 게이트 로우 전압 출력 회로; 및
    상기 공통 전압 출력 회로에서 생성되는 공통 전압을 이용해서 상기 게이트 로우 전압 출력 회로에 기준 게이트 로우 전압의 편차를 인가하거나, 상기 게이트 로우 전압 출력 회로에서 생성되는 게이트 로우 전압을 이용해서 상기 공통 전압 출력 회로에 기준 공통 전압의 편차를 인가하는 트리밍 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 트리밍 회로는 상기 공통 전압 출력 회로에서 생성된 로우 레벨의 공통 전압이 저항을 통해 반전 입력 단자에 인가되고, 출력 신호는 저항을 통해 반전 입력 단자에 피드백되며, 상기 공통 전압 출력 회로에서 생성된 하이 레벨의 공통 전압이 저항을 통해 비반전 입력 단자에 인가되는 동시에, 비반전 입력 단자가 저항을 통해 접지되는 증폭기를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 트리밍 회로는 상기 게이트 로우 전압 출력 회로에서 생성된 로우 레벨의 게이트 로우 전압이 저항을 통해 반전 입력 단자에 인가되고, 출력 신호는 저항을 통해 반전 입력 단자에 피드백되며, 상기 게이트 로우 전압 출력 회로에서 생성된 하이 레벨의 게이트 로우 전압이 저항을 통해 비반전 입력 단자에 인가되는 동시에, 비반전 입력 단자가 저항을 통해 접지되는 증폭기를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  26. 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널과, 다수의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로와, 다수의 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동 회로와, 상기 디스플레이 패널에 터치 구동 신호를 공급하고, 상기 터치 구동 신호에 응답하여 수신되는 신호를 토대로 터치를 센싱하는 터치 스크린 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치의 구동 회로에 있어서,
    터치 센싱 기간 동안, 상기 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호 및 상기 데이터 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 공통 전압 출력 회로;
    상기 게이트 라인에 인가되는 교류 신호를 생성하기 위한 게이트 로우 전압 출력 회로; 및
    상기 공통 전압 출력 회로에서 생성되는 공통 전압을 이용해서 상기 게이트 로우 전압 출력 회로에 기준 게이트 로우 전압의 편차를 인가하거나, 상기 게이트 로우 전압 출력 회로에서 생성되는 게이트 로우 전압을 이용해서 상기 공통 전압 출력 회로에 기준 공통 전압의 편차를 인가하는 트리밍 회로를 포함하는 구동 회로.
  27. 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널과, 다수의 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로와, 다수의 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동 회로와, 상기 디스플레이 패널에 터치 구동 신호를 공급하고, 상기 터치 구동 신호에 응답하여 수신되는 신호를 토대로 터치를 센싱하는 터치 스크린 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서,
    터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안, 상기 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호 및 상기 데이터 라인에 인가되는 공통 전압을 생성하는 단계; 및
    터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 기간 동안, 상기 게이트 라인에 인가되는 게이트 로우 전압을 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 공통 전압을 이용해서 상기 게이트 로우 전압을 생성하거나, 상기 게이트 로우 전압을 이용해서 상기 공통 전압을 생성하는 구동 방법.
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