KR102570352B1 - 터치표시장치, 터치구동회로 및 펜 터치 센싱 방법 - Google Patents

터치표시장치, 터치구동회로 및 펜 터치 센싱 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102570352B1
KR102570352B1 KR1020190068916A KR20190068916A KR102570352B1 KR 102570352 B1 KR102570352 B1 KR 102570352B1 KR 1020190068916 A KR1020190068916 A KR 1020190068916A KR 20190068916 A KR20190068916 A KR 20190068916A KR 102570352 B1 KR102570352 B1 KR 102570352B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
pen
sensing
touch
voltage
Prior art date
Application number
KR1020190068916A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200141850A (ko
Inventor
김훈배
김성철
김선엽
강성규
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020190068916A priority Critical patent/KR102570352B1/ko
Priority to CN202010411972.5A priority patent/CN112068724A/zh
Priority to US16/881,877 priority patent/US11144148B2/en
Publication of KR20200141850A publication Critical patent/KR20200141850A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102570352B1 publication Critical patent/KR102570352B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545—Pens or stylus
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/038—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
    • G06F3/0383—Signal control means within the pointing device
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04162—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for exchanging data with external devices, e.g. smart pens, via the digitiser sensing hardware
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04182—Filtering of noise external to the device and not generated by digitiser components
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04184—Synchronisation with the driving of the display or the backlighting unit to avoid interferences generated internally
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0441—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using active external devices, e.g. active pens, for receiving changes in electrical potential transmitted by the digitiser, e.g. tablet driving signals
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0442—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using active external devices, e.g. active pens, for transmitting changes in electrical potential to be received by the digitiser
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/047—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using sets of wires, e.g. crossed wires
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04106—Multi-sensing digitiser, i.e. digitiser using at least two different sensing technologies simultaneously or alternatively, e.g. for detecting pen and finger, for saving power or for improving position detection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예들은 터치표시장치, 터치구동회로 및 펜 터치 센싱 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인과 센싱 대상이 되는 공통 전극 간의 중첩 여부에 따라, 상기 펜 신호에 대한 센싱 처리를 다르게 수행함으로써, 디스플레이 구동 중 펜 터치 센싱이 진행되는 동안 패널 내부 노이즈에 의해 공통 전극에 비정상적인 노이즈 전압이 야기되더라도, 펜 터치 감도의 저하를 방지할 수 있다.

Description

터치표시장치, 터치구동회로 및 펜 터치 센싱 방법{TOUCH DISPLAY DEVICE, TOUCH DRIVING CIRCUIT, AND PEN TOUCH SENSING METHOD}
본 발명의 실시예들은 터치표시장치, 터치구동회로 및 펜 터치 센싱 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 터치 디스플레이 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치, 유기발광표시장치 등과 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.
또한, 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력방식을 제공하는 터치표시장치가 활용되고 있다.
또한, 손가락 이외에도, 펜 터치 입력에 대한 요구 증대에 따라 펜 터치 기술에 대한 개발도 이루어지고 있다. 하지만, 터치표시장치는 디스플레이 기능을 제공하면서, 핑거 터치와 펜 터치를 함께 효율적으로 제공해주는 데 상당한 어려움이 있는 실정이다.
본 발명의 실시예들은 디스플레이 구동 중에 펜 터치를 동시에 센싱할 수 있는 터치표시장치, 터치구동회로 및 펜 터치 센싱 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 패널 내부 노이즈에 강인한 펜 터치 센싱이 가능한 터치표시장치, 터치구동회로 및 펜 터치 센싱 방법을 제공할 수 있다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 데이터 라인, 다수의 게이트 라인 및 다수의 공통 전극을 포함하고, 다수의 공통 전극 각각은 다수의 데이터 라인 중 하나 이상의 데이터 라인과 중첩되고 다수의 게이트 라인 중 하나 이상의 게이트 라인과 중첩되게 배치되는 표시패널과, 디스플레이 구동과 동시에 진행되는 펜 터치 센싱 기간 동안, 다수의 공통 전극의 전체 또는 일부를 구동하고, 다수의 공통 전극 중 센싱 대상으로 선택된 타깃 공통 전극을 통해 펜에서 출력된 펜 신호를 입력 받고, 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 타깃 공통 전극과 중첩되는 여부에 따라, 펜 신호에 대한 센싱 처리를 다르게 수행하여, 센싱 처리 결과에 따라 센싱 데이터를 생성하고 출력하는 터치구동회로를 포함하는 터치표시장치를 제공할 수 있다.
터치구동회로는, 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 타깃 공통 전극과 중첩되는 여부에 따라, 펜 신호의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행하거나, 펜 신호의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
터치구동회로는, 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 타깃 공통 전극과 중첩되는 여부에 따라, 펜 신호에 포함된 다수의 펄스 모두에 대한 센싱 처리를 수행하거나, 펜 신호에 포함된 다수의 펄스 중 적어도 하나의 펄스를 제외한 나머지 펄스에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
터치구동회로는, 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 타깃 공통 전극과 중첩되는 경우, 펜 신호의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
터치구동회로는, 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 타깃 공통 전극과 중첩되지 않는 경우, 펜 신호의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 구동과 동시에 진행되는 펜 터치 센싱 기간 동안, 다수의 공통 전극의 전체 또는 일부를 구동하고, 다수의 공통 전극 중 센싱 대상으로서 선택된 타깃 공통 전극을 통해 펜에서 출력된 펜 신호를 입력 받고, 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 타깃 공통 전극과 중첩되는 여부에 따라, 펜 신호에 대한 센싱 처리를 다르게 수행하는 센싱회로와, 센싱회로의 센싱 처리 결과에 따라 센싱 데이터를 생성하고 출력하는 출력회로를 포함하는 터치구동회로를 제공할 수 있다.
센싱회로는, 타깃 공통 전극이 전기적으로 연결된 제1 입력단, 기준전압이 입력되는 제2 입력단 및 출력신호를 출력하는 출력단을 포함하는 연산 증폭기와, 제1 입력단과 출력단 사이에 전기적으로 연결된 캐패시터와, 제1 입력단과 출력단 간의 연결 여부를 제어하는 리셋 스위치를 포함할 수 있다.
센싱회로는, 스위치의 온-오프에 따라, 펜 신호의 신호 구간 전체에 대한 센싱 처리를 수행하거나, 펜 신호의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
센싱회로는, 제2 입력단으로의 기준전압의 공급 여부에 따라, 펜 신호의 신호 구간 전체에 대한 센싱 처리를 수행하거나, 펜 신호의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 구동과 동시에 진행되는 펜 터치 센싱 기간 동안, 다수의 공통 전극의 전체 또는 일부를 구동하는 구동 단계와, 다수의 공통 전극 중 센싱 대상으로서 선택된 타깃 공통 전극을 통해 펜에서 출력된 펜 신호를 입력 받고, 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 타깃 공통 전극과 중첩되는 여부에 따라, 펜 신호에 대한 센싱 처리를 다르게 수행하고, 센싱 처리 결과에 따라 센싱 데이터를 생성하는 펜 신호 센싱 단계와, 센싱 데이터를 토대로 펜의 위치, 틸트 및 펜 정보 중 하나 이상을 검출하는 펜 터치 센싱 단계를 포함하는 펜 터치 센싱 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동 중에 펜 터치를 동시에 센싱하더라도, 높은 펜 터치 감도를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 패널 내부 노이즈에 강인한 펜 터치 센싱을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동 시 데이터 라인 및 게이트 라인 등의 패널 내부 구성의 전압 변동이 발생하고, 이러한 전압 변동이 터치센서에 노이즈로 작용하더라도, 펜 터치를 정확하게 센싱할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동 중에 터치를 동시에 센싱하더라도, 터치 센싱에 의한 영향 없이 디스플레이를 정상적으로 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 디스플레이 파트를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 터치 센싱 파트를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 터치구동회로를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시분할 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 6는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 디스플레이 구동과 터치 구동의 독립적인 진행 방식을 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 디스플레이 구동과 터치 구동에 관한 동시 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 핑거 터치 센싱을 위한 패널 구동을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 펜 터치 센싱을 위한 양방향 통신을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 펜 터치 센싱을 위한 펜 구동 및 패널 구동을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 핑거 터치 센싱 및 펜 터치 센싱을 위한 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 동시 구동 시, 발생하는 패널 내부 노이즈를 설명하기 위한 도면들이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 패널 내부 노이즈가 없는 환경에서 펜 터치 센싱을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 패널 내부 노이즈가 있는 환경에서 펜 터치를 센싱할 때 감도 저하를 설명하기 위한 도면이다.
도 18a, 도 18b, 도 19a 및 도 19b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 동시 구동 시, 패널 내부 노이즈에 강인한 펜 터치 센싱 방법을 나타낸 다이어그램들이다.
도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 동시 구동 시, 패널 내부 노이즈에 강인한 펜 터치 센싱 방법에 따른 펜 터치 감도 개선을 나타낸 도면이다.
도 21는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 터치구동회로를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 22는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 터치구동회로를 보다 상세하게 나타낸 도면이다.
도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 동시 구동 시, 패널 내부 노이즈에 강인한 펜 터치 센싱을 위한 제1 센싱 스킵 처리 방식을 나타낸 도면이다.
도 24는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 동시 구동 시, 패널 내부 노이즈에 강인한 펜 터치 센싱을 위한 제2 센싱 스킵 처리 방식을 나타낸 도면이다.
도 25는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 펜 터치 센싱 방법의 흐름도이다.
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.
이하에서는, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 시스템 구성도이다. 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 디스플레이 파트를 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 터치 센싱 파트를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는, 영상을 표시하는 디스플레이 기능을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는, 사용자의 핑거 및/또는 펜(200)에 의한 터치를 센싱하는 터치 센싱 기능과, 터치 센싱 결과를 이용하여 사용자의 핑거 및/또는 펜(200)에 의한 터치에 따른 입력 처리를 수행하는 터치 입력 기능을 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는, 디스플레이 기능을 제공하기 위하여, 다수의 데이터 라인(DL)과 다수의 게이트 라인(GL)이 배치될 수 있으며, 다수의 데이터 라인(DL)과 다수의 게이트 라인(GL)에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀(SP)이 배열된 표시패널(DISP)과, 표시패널(DISP)을 구동하기 위한 디스플레이 구동 회로들을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 디스플레이 구동 회로들은, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동하는 데이터구동회로(DDC)와, 다수의 게이트 라인(GL)을 구동하는 게이트구동회로(GDC)와, 데이터구동회로(DDC) 및 게이트구동회로(GDC)를 제어하는 디스플레이 컨트롤러(DCTR) 등을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는, 터치 센싱 기능을 제공하기 위하여, 다수의 공통 전극(CE)이 배치된 표시패널(DISP)과, 표시패널(DISP)을 구동하고 센싱하는 터치구동회로(TDC)와, 터치구동회로(TDC)의 센싱결과에 따른 터치센싱데이터를 이용하여, 사용자의 포인트에 의한 터치유무 및/또는 터치좌표를 검출(센싱)하는 터치 컨트롤러(TCTR)를 포함할 수 있다. 터치구동회로(TDC)와 터치 컨트롤러(TCTR) 등을 포함하여 터치센싱회로라고 할 수 있다.
터치센싱회로에는 터치구동회로(TDC)와 터치 컨트롤러(TCTR) 이외에도, 터치 구동 및 센싱에 필요한 전원 공급 회로, 각종 전자 부품, 메모리 등을 더 포함할 수 있다.
사용자의 포인터는 핑거(Finger) 및/또는 펜(200) 등일 수 있다. 펜(200)은 신호 송수신 기능이 없는 수동 펜(Passive Pen) 또는 신호 송수신 기능이 있는 액티브 펜(Active Pen)일 수도 있다. 수동 펜은 핑거와 동일한 터치 특성을 갖는다. 이에 따라, 아래에서 언급되는 핑거 터치는 수동 펜에 의한 터치를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 2를 참조하면, 표시패널(DISP)에는, 행 방향(또는 열 방향)으로 배치되는 다수의 데이터 라인(DL)과, 열 방향(또는 행 방향)으로 배치되는 다수의 게이트 라인(GL) 등이 배치될 수 있다.
또한, 도 3을 참조하면, 표시패널(DISP)에는, 다수의 공통 전극(CE)과, 다수의 공통 전극(CE)과 터치구동회로(TDC)를 전기적으로 연결해주기 위한 다수의 신호라인(SL)이 배치될 수 있다.
터치구동회로(TDC)는 다수의 공통 전극(CE)의 전체 또는 일부로 터치구동신호(TD)를 인가하고, 다수의 공통 전극(CE)의 전체 또는 일부를 순차적으로 센싱할 수 있다.
다수의 공통 전극(CE)은 디스플레이 구동에 필요한 디스플레이 구동 전극의 역할과, 터치 구동(터치 센싱)에 필요한 터치 전극의 역할을 모두 수행할 수 있다.
다수의 공통 전극(CE)은, 일 예로, 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
다수의 공통 전극(CE) 각각은 다양한 형태로 될 수 있다. 예를 들어, 1개의 공통 전극(CE)은 개구부가 없는 판 형상의 전극이거나, 개구부들이 있는 메쉬 형태의 전극일 수 있고, 여러 군데가 꺾여 있는 형태의 전극일 수 도 있다.
공통 전극(CE)이 판 형상의 전극인 경우, 투명 전극일 수 있다. 공통 전극(CE)이 메쉬 형태의 전극이거나 꺾어진 형태의 전극인 경우, 불투명 전극일 수도 있다.
한편, 표시패널(DISP)은 터치 센서의 역할을 하는 다수의 공통 전극(CE)이 내장된 형태로서, 터치 센서 내장형 표시패널이라고 할 수 있다.
다수의 공통 전극(CE) 각각은 하나 이상의 서브픽셀(SP)과 중첩될 수 있다. 다수의 공통 전극(CE) 각각은 하나 이상의 게이트 라인(GL)과 중첩될 수 있다. 다수의 공통 전극(CE) 각각은 서브픽셀(SP) 내 픽셀전극(PXL)과 중첩될 수 있다.
표시영역 내에서, 다수의 신호라인(SL)은, 일 예로, 다수의 데이터 라인(DL)과 평행하게 배치될 수 있다. 경우에 따라, 표시영역 내에서, 다수의 신호라인(SL)은 다수의 게이트 라인(GL)과 평행하게 배치될 수도 있으며, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)과 다른 방향이나 궤적으로 배치될 수도 있다.
터치구동회로(TDC)는, 다수의 공통 전극(CE)을 구동하기 위한 회로로서, 이미지를 디스플레이 하기 위한 디스플레이 구동과 터치 센싱을 위한 터치 구동 시, 다수의 신호라인(SL)을 통해 다수의 공통 전극(CE)으로 공통 전압(VCOM)를 공급할 수 있다.
다수의 공통 전극(CE)은 디스플레이 구동에 필요한 디스플레이 구동 전극의 역할과 터치 구동(터치 센싱)에 필요한 터치 전극의 역할을 동시에 수행하기 때문에, 다수의 공통 전극(CE)에 인가되는 공통 전압(VCOM)은 디스플레이 구동 전압의 역할과 터치구동신호의 역할을 모두 가질 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR)는 데이터구동회로(DDC) 및 게이트구동회로(GDC)로 각종 제어신호(DCS, GCS)를 공급하여, 데이터구동회로(DDC) 및 게이트구동회로(GDC)를 제어한다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 데이터구동회로(DDC)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 디지털 영상 데이터(DATA)를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.
게이트구동회로(GDC)는, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)의 제어에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 게이트 신호를 다수의 게이트 라인(GL)으로 순차적으로 공급한다.
데이터구동회로(DDC)는, 게이트구동회로(GDC)에 의해 특정 게이트 라인(GL)이 열리면, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)로부터 수신한 영상 데이터 신호를 영상 아날로그 신호로 변환하여 이에 대응되는 데이터 신호(VDATA)를 다수의 데이터 라인(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 데이터 라인(DL)으로 데이터 신호(VDATA)을 공급함으로써, 다수의 데이터 라인(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 게이트 라인(GL)으로 게이트 신호(VGATE, 스캔 전압, 스캔 신호, 또는 게이트 전압이라고도 함)를 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동한다. 여기서, 게이트구동회로(GDC)는 '스캔 드라이버'라고도 한다.
여기서, 게이트 신호(VGATE)는 해당 게이트 라인(GL)을 닫히게 하는 턴-오프 레벨의 게이트 전압과 해당 게이트 라인(GL)을 열리게 하는 턴-온 레벨의 게이트 전압을 이용하여 생성될 수 있다.
보다 구체적으로, 게이트 신호(VGATE)는 해당 게이트 라인(GL)에 연결된 트랜지스터(TR)를 턴-오프 시키게 하는 턴-오프 레벨의 게이트 전압과 해당 게이트 라인(GL)에 연결된 트랜지스터(TR)를 턴-온 시키게 하는 턴-온 레벨의 게이트 전압을 이용하여 생성될 수 있다.
트랜지스터(TR)가 N형인 경우, 턴-오프 레벨의 게이트 전압은 로우-레벨 게이트 전압(VGL)이고, 턴-온 레벨의 게이트 전압은 하이-레벨 게이트 전압(VGH)일 수 있다. 트랜지스터(TR)가 P형인 경우, 턴-오프 레벨의 게이트 전압은 하이-레벨 게이트 전압(VGH)이고, 턴-온 레벨의 게이트 전압은 로우-레벨 게이트 전압(VGL)일 수 있다. 아래에서는, 설명의 편의를 위해, 턴-오프 레벨의 게이트 전압은 로우-레벨 게이트 전압(VGL)이고, 턴-온 레벨의 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 터치표시장치(100)는 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(TR), 캐패시터 등)를 포함하여 구성될 수 있다.
예를 들어, 표시패널(DISP)이 액정표시패널인 경우, 각 서브픽셀(SP)에는 픽셀 전극(PXL)이 배치되고, 픽셀 전극(PXL)과 데이터 라인(DL) 사이에 트랜지스터(TR)가 전기적으로 연결될 수 있다. 트랜지스터(TR)는 게이트 라인(GL)을 통해 게이트노드에 공급되는 게이트 신호(VGATE)에 의해 턴-온 될 수 있으며, 턴-온 시, 데이터 라인(DL)을 통해 소스노드(또는 드레인노드)에 공급된 데이터 신호(VDATA)를 드레인노드(또는 소스노드)로 출력하여, 드레인노드(또는 소스노드)에 전기적으로 연결된 픽셀 전극(PXL)으로 데이터 신호(VDATA)를 인가해줄 수 있다. 데이터 신호(VDATA)가 인가된 픽셀 전극(PXL)과 공통 전압(VCOM)이 인가된 공통 전극(CE) 사이에는 전계가 형성되고, 픽셀 전극(PXL)과 공통 전극 사이에 스토리지 캐패시턴스(Storage Capacitance)가 형성될 수 있다.
각 서브픽셀(SP)의 구조는 패널 타입, 제공 기능 및 설계 방식 등에 따라 다양하게 정해질 수 있다.
한편, 위에서 언급한 바와 같이, 다수의 공통 전극(CE)은, 터치구동회로(TDC)에 의해 터치 구동 시 터치구동신호의 역할을 하는 공통 전압(VCOM)이 인가되고, 터치구동회로(TDC)에 의해 센싱 될 수 있는 터치센서(터치 전극)에 해당한다.
또한, 다수의 공통 전극(CE)은, 디스플레이 구동 전압의 일종인 공통 전압(VCOM)이 인가되는 디스플레이 구동 전극일 수도 있다. 이때, 공통 전압(VCOM)은 디스플레이 구동 시 데이터 신호(VDATA)와 전계를 형성할 수 있다.
이러한 다수의 공통 전극(CE)의 이중적인 역할로 인해, 다수의 공통 전극(CE)에 인가되는 공통 전압(VCOM)은 디스플레이 구동 전압의 역할과 터치구동신호의 역할을 모두 가질 수 있다.
디스플레이 구동과 터치 구동이 서로 다른 타이밍이 진행되는 경우, 디스플레이 구동 기간 동안, 공통 전극(CE)은 디스플레이 구동 전극 역할을 하고, 디스플레이 구동 기간과 다른 터치 구동 기간 동안, 공통 전극(CE)은 터치센서 역할을 한다.
만약, 후술하겠지만, 디스플레이 구동과 터치 구동이 동시에 진행되는 경우, 디스플레이 구동과 터치 구동이 동시에 진행되는 동시 구동 기간 동안, 공통 전극(CE)은 디스플레이 구동 전극 역할과 터치센서 역할을 동시에 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 다수의 공통 전극(CE) 중 동일한 열에 배치되는 제1 공통 전극과 제2 공통 전극에 있어서, 제1 공통 전극과 중첩되는 둘 이상의 데이터 라인(DL)은 제2 공통 전극과도 동일하게 중첩될 수 있다. 하지만, 제1 공통 전극과 중첩되는 둘 이상의 게이트 라인(GL)은 제2 공통 전극과는 중첩되지 않는다.
다수의 신호라인(SL)은, 제1 공통 전극과 터치구동회로(TDC)를 전기적으로 연결하기 위한 제1 신호라인과, 제2 공통 전극과 터치구동회로(TDC)를 전기적으로 연결하기 위한 제2 신호라인을 포함한다.
제1 신호라인과 제2 신호라인은 표시패널(DISP) 내에서는 절연된다. 경우에 따라서, 제1 신호라인과 제2 신호라인은 터치구동회로(TDC) 내에서 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 신호라인은 제2 공통 전극과 중첩되되 표시패널(DISP) 제2 공통 전극과 절연될 수 있다.
한편, 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.
본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는, 공통 전극(CE)의 셀프-캐패시턴스(Self-Capacitance)에 기반하여 터치를 센싱하거나, 공통 전극들(CE) 간의 뮤추얼-캐패시턴스(Mutual-Capacitance)에 기반하여 터치를 센싱할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)가 셀프-캐패시턴스에 기반하여 터치를 센싱하는 경우, 터치구동회로(TDC)는 다수의 공통 전극(CE)의 전체 또는 일부로 터치구동신호의 역할을 하는 공통 전압(VCOM)을 공급하고, 터치구동신호의 역할을 하는 공통 전압(VCOM)가 인가된 공통 전극(CE)으로부터 터치센싱신호를 센싱하여 센싱 데이터를 출력하고, 터치 컨트롤러(TCTR)는 센싱 데이터를 이용하여 터치유무 및/또는 터치좌표를 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)가 뮤추얼-캐패시턴스에 기반하여 터치를 센싱하는 경우, 터치구동회로(TDC)는 다수의 공통 전극(CE) 중 구동전극 역할을 하는 공통 전극으로 터치구동신호의 역할을 하는 공통 전압(VCOM)을 공급하고, 다수의 공통 전극(CE) 중 센싱전극 역할을 하는 다른 공통 전극으로부터 터치센싱신호를 센싱하여 센싱 데이터를 출력하고, 터치 컨트롤러(TCTR)는 센싱 데이터를 이용하여 터치유무 및/또는 터치좌표를 산출할 수 있다.
아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는 셀프-캐패시턴스 (Self-Capacitance)에 기반하여 터치를 센싱하는 경우를 가정한다.
터치구동회로(TDC)에서 출력되는 공통 전압(VCOM)은 공통 전극(CE)의 역할 및 구동 기간의 종류 등에 따라 다양한 형태를 갖는 복잡한 신호일 수 있다.
즉, 공통 전압(VCOM)은, 공통 전극(CE)의 역할 및 구동 기간의 종류 등에 따라, 일정한 전압 레벨을 갖는 신호일 수도 있고, 전압 레벨이 변동되는 신호일 수도 있다.
공통 전압(VCOM)이 전압 레벨이 변동되는 신호인 경우, 공통 전압(VCOM)은, 일 예로, 정현파 형태, 삼각파 형태, 또는 구형파 형태 등 다양한 신호파형일 수 있다.
한편, 데이터구동회로(DDC)는 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital-to-Analog Converter)를 통해 디스플레이 컨트롤러(DCTR)로부터 수신된 디지털 영상 데이터(DATA)를 아날로그 전압 형태의 데이터 신호(VDATA)로 변환할 수 있다.
데이터구동회로(DDC)는 디지털-아날로그 변환 시 다수의 감마기준전압(GRV)을 토대로 디지털 영상 데이터(DATA)를 아날로그 전압 형태의 데이터 신호(VDATA)로 변환할 수 있다.
다수의 감마기준전압(GRV)은 감마 회로(GAM)에서 공급된다. 감마 회로(GAM)는 데이터구동회로(DDC)의 외부 또는 내부에 존재할 수 있다.
한편, 표시패널(DISP)에는 그라운드 전압(GND)이 인가될 수 있다. 이러한 그라운드 전압(GND)은 전압 레벨이 일정 전압(DC 전압)일 수도 있고 전압 레벨이 변하는 전압(AC 전압)일 수도 있다.
예를 들어, 그라운드 전압(GND)이 전압 레벨이 변하는 전압이 경우, 전압 레벨이 변동되는 공통 전압(VCOM)과 주파수, 위상, 진폭 등 중 하나 이상이 대응될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 터치구동회로(TDC)를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치구동회로(TDC)는, 제1 멀티플렉서 회로(MUX1), 다수의 센싱유닛(SU)을 포함하는 센싱유닛 블록(SUB), 제2 멀티플렉서 회로(MUX2) 및 아날로그 디지털 컨버터(ADC) 등을 포함할 수 있다.
제1 멀티플렉서 회로(MUX1)는 하나 또는 둘 이상의 멀티플렉서를 포함할 수 있다. 제2 멀티플렉서 회로(MUX2)는 하나 또는 둘 이상의 멀티플렉서를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 센싱유닛 블록(SUB) 내 각 센싱유닛(SU)은 전치 증폭기(Pre-AMP), 적분기(INTG) 및 샘플 앤 홀드 회로(SHA) 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 전치 증폭기(Pre-AMP)는 2개 이상의 입력단과 1개의 출력단을 포함하는 연산 증폭기(OP-AMP)와, 2개 이상의 입력단 중 하나와 출력단 사이에 연결된 피드백 캐패시터 등을 포함할 수 있다.
전치 증폭기(Pre-AMP)의 2개 이상의 입력단 중 하나는 제1 멀티플렉서 회로(MUX1)에 의해 센싱 대상으로서 선택된 공통 전극(CE)과 전기적으로 연결되고, 다른 하나는 공통 전압(VCOM)이 입력될 수 있다. 이러한 공통 전압(VCOM)은 터치 센싱 시 센싱되는 전압과 비교되는 기준전압의 역할을 할 수 있다.
전치 증폭기(Pre-AMP)는, 센싱 대상으로 선택되어 연결된 공통 전극(CE)으로부터 신호를 검출하여 출력할 수 있다.
보다 구체적으로, 전치 증폭기(Pre-AMP)는, 센싱 대상이 되는 공통 전극(CE)으로부터 입력된 신호에 대응되는 전하가 피드백 캐패시터에 충전되면, 충전된 전하에 대응되는 출력신호를 출력한다.
전치 증폭기(Pre-AMP)의 출력신호는 적분기(INTG)로 입력될 수 있다. 적분기(INTG)는 입력된 신호를 적분하여 적분값을 출력할 수 있다. 적분기(INTG)에서 출력된 적분값이 샘플 앤 홀드 회로(SHA)로 입력될 수 있다. 샘플 앤 홀드 회로(SHA)는 입력된 신호(적분값)를 저장해둔다.
제2 멀티플렉서 회로(MUX2)는 다수의 센싱 유닛(SU) 중 하나를 선택하고, 선택된 센싱 유닛(SU) 내 샘플 앤 홀드 회로(SHA)에 저장된 신호를 출력한다. 아날로그 디지털 컨버터(ADC)는 제2 멀티플렉서 회로(MUX2)를 통해 입력된 신호를 디지털 값으로 변환하여 센싱값을 생성한다. 터치구동회로(TDC)는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)에서 생성된 센싱값을 포함하는 센싱 데이터를 출력한다.
터치 컨트롤러(TCTR)는 센싱 데이터를 토대로, 핑거 터치의 유무 및/또는 위치를 검출하거나, 펜 터치와 관련된 터치 유무, 위치, 틸트, 또는 펜(200)의 부가 정보 등을 검출할 수 있다.
위에서 언급한 전치 증폭기(Pre-AMP)는 전하 증폭기(Charge Amplifier)일 수 있으며, 경우에 따라서는, 2개의 공통 전극(CE)을 차동 센싱하기 위한 차동 증폭기(Differential Amplifier)로 구현될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 시분할 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는, 디스플레이 구동과 터치 구동을 시분할된 구간에서 별도로 진행할 수 있다. 이러한 구동 방식을 시분할 구동 방식이라고 한다.
디스플레이 구동은 디스플레이 프레임 시간에 따라 이미지를 표시해주기 위한 구동을 의미한다.
디스플레이 구동이 진행되는 디스플레이 구동 기간 동안에는, 다수의 게이트 라인(GL)이 스캐닝 되면서 데이터 신호들(VDATA)이 다수의 데이터 라인(DL)으로 인가될 수 있다.
디스플레이 구동 기간과 다른 시간대인 터치 구동 기간 중에는 디스플레이 구동이 이루어지지 않는다. 터치 구동 기간 동안, 도 4를 참조하여 설명한 터치 구동이 진행되어, 핑거 터치 센싱 및/또는 펜 터치 센싱이 이루어진다.
디스플레이 구동 기간 동안에는, 다수의 게이트 라인(GL)이 스캐닝 되면서 데이터 신호들(VDATA)이 다수의 데이터 라인(DL)으로 인가될 수 있다. 이러한 디스플레이 구동은 터치 구동 기간 중에는 이루어지지 않는다.
도 5를 참조하면, 시분할 구동 방식에서, 디스플레이 구동 기간 동안에는, 다수의 공통 전극(CE)에는 전압 레벨이 일정한 DC 전압 형태의 공통 전압(VCOM)이 인가된다.
시분할 구동 방식에서, 디스플레이 구동 기간 동안, 다수의 게이트 라인(GL)은 순차적으로 스캐닝 된다. 즉, 턴-온 레벨의 게이트 신호들(VGATE1, VGATE2, …)이 다수의 게이트 라인(GL)으로 순차적으로 공급될 수 있다.
게이트 신호들(VGATE1, VGATE2, …)은 정해진 기간(게이트 구동 기간)에 턴-온 레벨의 게이트 전압(VGH)을 갖고 나머지 기간 턴-오프 레벨의 게이트 전압(VGL)을 갖는다. 이에 따라, 한 디스플레이 프레임 시간 동안, 다수의 게이트 라인(GL)에 순차적으로 공급되는 게이트 신호들(VGATE1, VGATE2, …)은 전압 레벨 변동(△VGATE)을 갖는다. 즉, 한 디스플레이 프레임 시간 동안, 다수의 게이트 라인(GL)의 전압은 변동된다.
시분할 구동 방식에서, 디스플레이 구동 기간 동안, 다수의 게이트 라인(GL)이 순차적으로 스캐닝 될 때, 다수의 데이터 라인(DL)은 스캐닝 된 게이트 라인(GL)과 연결된 서브픽셀들(SP)로 데이터 신호들(VDATA)를 공급할 수 있다.
하나의 데이터 라인(DL)에 공급되는 데이터 신호(VDATA)는, 제1 게이트 라인이 스캐닝될 때 제1 게이트 라인과 연결된 서브픽셀(SP)에 공급되는 데이터 전압(VDATA1), 제2 게이트 라인이 스캐닝될 때 제2 게이트 라인과 연결된 서브픽셀(SP)에 공급되는 데이터 전압(VDATA2), 제3 게이트 라인이 스캐닝될 때 제3 게이트 라인과 연결된 서브픽셀(SP)에 공급되는 데이터 전압(VDATA3) 등을 갖는다. 즉, 하나의 데이터 라인(DL)에 공급되는 데이터 신호(VDATA)는 구동 시간의 경과에 따라 전압 레벨이 변동된다(VDATA1 -> VDATA2 -> VDATA3 -> …).
전술한 디스플레이 구동 기간 이후 터치 구동 기간 동안에는, 공통 전압(VCOM)이 다수의 공통 전극(CE)의 전체 또는 일부로 공급된다.
터치 구동 기간은 핑거 터치를 센싱하기 위한 핑거 터치 구동 기간 또는 펜 터치를 센싱하기 위한 펜 터치 구동 기간일 수 있다. 또는, 터치 구동 기간은 핑거 터치를 센싱하기 위한 적어도 하나의 핑거 터치 구동 기간과 펜 터치를 센싱하기 위한 적어도 하나의 펜 터치 구동 기간을 포함할 수도 있다.
핑거 터치 구동 기간 동안, 다수의 공통 전극(CE)의 전체 또는 일부에 공급되는 공통 전압(VCOM)은 전압 레벨이 변동되어 일정한 진폭(ΔV)을 갖는 신호일 수 있다. 이러한 신호를 AC 신호, 변조 신호 등이라고 할 수 있다.
펜 터치 구동 기간 동안, 다수의 공통 전극(CE)의 전체 또는 일부에 공급되는 공통 전압(VCOM)은 전압 레벨이 변동되는 신호일 수도 있지만, 전압 레벨이 일정한 신호일 수도 있다.
한편, 도 5를 참조하면, 터치 구동 기간(핑거 터치 구동 기간) 동안, 전압 레벨이 변동되는 공통 전압(VCOM)이 하나 이상의 공통 전극(CE)에 인가될 때, 하나 이상의 데이터 라인(DL) 또는 하나 이상의 게이트 라인(GL) 등으로 로드 프리 구동 신호(LFDS: Load Free Driving Signal)가 공급될 수 있다.
터치 구동 기간 동안, 전압 레벨이 변동되는 공통 전압(VCOM)이 하나 이상의 공통 전극(CE)에 인가될 때, 하나 이상의 게이트 라인(GL)으로 게이트 관련 로드 프리 구동 신호(G_LFDS)가 공급될 수 있다.
터치 구동 기간 동안, 전압 레벨이 변동되는 공통 전압(VCOM)이 하나 이상의 공통 전극(CE)에 인가될 때, 하나 이상의 데이터 라인(DL)으로 데이터 관련 로드 프리 구동 신호(D_LFDS)가 공급될 수 있다.
한편, 터치 구동 기간 동안, 전압 레벨이 변동되는 공통 전압(VCOM)이 하나 이상의 공통 전극(CE)에 인가될 때, 하나 이상의 다른 공통 전극(CE) 등으로 로드 프리 구동 신호가 공급될 수 있다. 일 예로, 터치 구동 기간 동안, 전압 레벨이 변동되는 공통 전압(VCOM)이 모든 공통 전극(CE)에 인가되고, 모든 공통 전극(CE) 중 센싱 대상이 순차적으로 선택되고, 선택된 하나 이상의 공통 전극(CE)이 센싱될 수 있다.
터치 구동 기간(핑거 터치 구동 기간) 동안, 전압 레벨이 변동되어 일정한 진폭(ΔV)을 갖는 공통 전압(VCOM)이 하나 이상의 공통 전극(CE)에 인가될 때, 하나 이상의 데이터 라인(DL), 하나 이상의 게이트 라인(GL), 또는 다른 공통 전극(CE)에 인가되는 로드 프리 구동 신호는 공통 전압(VCOM)과 주파수, 진폭, 위상 등 중 하나 이상이 대응될 수 있다. 예를 들어, 로드 프리 구동 신호와 공통 전압(VCOM)는 주파수, 진폭 및 위상이 동일할 수 있다.
전술한 로드 프리 구동 신호의 공급에 의하면, 터치 구동(핑거 터치 구동) 시, 센싱 대상이 되는 공통 전극(CE)이 다른 전극이나 다른 라인과 불필요한 기생 캐패시턴스를 형성하는 것을 방지해줄 수 있다. 이에 따라, 터치 감도가 향상될 수 있다.
도 6는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 디스플레이 구동과 터치 구동의 독립적인 진행 방식을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는, 터치 센싱(핑거 터치 센싱, 펜 터치 센싱) 동작을 디스플레이 동작과 독립적으로 수행할 수 있다.
어떠한 디스플레이 프레임 시간(i번째 디스플레이 프레임 시간) 동안, 핑거 터치 센싱(F/S)과 펜 터치 센싱(P/S) 없이, 이미지를 디스플레이 하기 위한 디스플레이 구동만 진행될 수도 있다.
다른 어떠한 디스플레이 프레임 시간(j번째 디스플레이 프레임 시간, k번째 디스플레이 프레임 시간) 동안에는, 디스플레이 구동 중에, 핑거 터치 센싱(F/S) 및 펜 터치 센싱(P/S)을 위한 터치 구동이 진행될 수 있다.
이러한 경우, 이미지를 디스플레이 하기 위한 디스플레이 구동과 핑거 터치를 센싱하기 위한 핑거 터치 구동이 동시에 진행될 수 있다. 또한, 이미지를 디스플레이 하기 위한 디스플레이 구동과 펜 터치를 센싱하기 위한 펜 터치 구동이 동시에 진행될 수 있다. 이러한 의미에서, 디스플레이 구동과 터치 구동의 독립적인 진행 방식을 동시 구동 방식이라고도 한다.
한편, 핑거 터치 센싱(F/S)은 한 디스플레이 프레임 시간 내에서 필요한 일부 시간 구간 동안만 진행될 수도 있다.
또한, 펜 터치 센싱(P/S) 은 한 디스플레이 프레임 시간 내에서 필요한 일부 시간 구간 동안만 진행될 수도 있다.
핑거 터치 센싱(F/S) 및 펜 터치 센싱(P/S)은 서로 다른 시간대에 중첩되지 않고 진행될 수 있다.
경우에 따라, 핑거 터치 센싱(F/S) 및 펜 터치 센싱(P/S)은 시간적으로 일부 중첩되어 진행되거나 완전히 동일한 시간 구간 내에서 함께 진행될 수도 있다. 이 경우, 핑거 터치 센싱(F/S) 및 펜 터치 센싱(P/S) 각각의 센싱 결과는, 터치컨트롤러(TCTR) 등에 의해, 정해진 알고리즘이나 센싱 위치에 따른 신호 분석을 통해, 구분될 수 있다.
전술한 예시들뿐만 아니라, 디스플레이와 터치 센싱(핑거 터치 센싱(F/S), 펜 터치 센싱(P/S))은 독립적으로 다양하게 타이밍에 진행될 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 디스플레이 구동과 터치 구동에 관한 동시 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는, 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 진행할 수 있다. 이러한 구동 방식을 동시 구동 방식이라고 한다. 단, 도 7 및 도 8은 핑거 터치 구동을 예로 든 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 다수의 데이터 라인(DL)으로 영상 표시를 위한 데이터 신호(VDATA)가 공급되어 디스플레이 구동이 진행되는 동안, 터치구동회로(TDC)는 다수의 공통 전극(CE)의 전체 또는 일부로 소정의 진폭(△V)으로 스윙 하는 공통 전압(VCOM)를 공급할 수 있다.
동시 구동 시, 다수의 공통 전극(CE)는 디스플레이 구동 전극과 터치 전극의 역할을 동시에 수행한다. 따라서, 공통 전압(VCOM)은 디스플레이 구동 전압과 터치구동신호의 역할을 동시에 한다.
핑거 터치 구동과 디스플레이 구동이 동시에 진행되는 경우, 공통 전압(VCOM)은 전압 레벨이 스윙 되는(변하는) 신호일 수 있다. 이러한 공통 전압(VCOM)은 변조 신호, AC 신호, 또는 펄스 신호 등이라고도 한다.
핑거 터치 구동과 디스플레이 구동이 동시에 진행되는 경우, 데이터 신호들(VDATA)은 이미지를 디스플레이 하기 위한 원래의 데이터 신호와 공통 전압(VCOM)이 더해진 형태이다. 즉, 데이터 신호들(VDATA)은 이미지를 디스플레이 하기 위한 원래의 데이터 전압 값(VDATA1, VDATA2, VDATA3, …)에 공통 전압(VCOM)의 진폭(△V)이 더해진 복잡한 신호 파형을 갖는다.
핑거 터치 구동과 디스플레이 구동이 동시에 진행되는 경우, 게이트 신호들(VGATE1, VGATE2, …) 각각은 해당 게이트 라인(GL)에 공급되는 원래의 게이트 신호와 공통 전압(VCOM)이 더해진 형태이다. 즉, 게이트 신호들(VGATE1, VGATE2, …) 각각은 스캐닝을 위한 전압 값(VGH, VGL)에 공통 전압(VCOM)의 진폭(△V)이 더해진 복잡한 신호 파형을 갖는다.
도 7을 참조하면, 공통 전압(VCOM)의 하이 레벨 전압 기간의 폭(W)은 디스플레이 구동을 위한 1 수평시간(1H)보다 짧을 수 있다.
이 경우, 데이터 신호(VDATA)의 신호 파형 변화를 살펴보면, 1 수평시간(1H) 동안, 하나의 데이터 라인(DL)이 하나의 서브픽셀(SP)로 공급하는 데이터 신호(VDATA)는 서로 다른 전압 값을 갖는 둘 이상의 구간을 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 게이트 라인이 스캐닝 될 때, 제1 게이트 라인과 연결된 서브픽셀에 공급되는 데이터 신호(VDATA)는, 원래의 제1 데이터 전압 값(VDATA1)을 갖는 적어도 하나의 구간과, 원래의 제1 데이터 전압 값(VDATA1)과 공통 전압(VCOM)의 진폭(△V)이 더해진 전압 값(VDATA1+△V)을 갖는 적어도 하나의 구간을 가질 수 있다. 제2 게이트 라인이 스캐닝 될 때, 제2 게이트 라인과 연결된 서브픽셀에 공급되는 데이터 신호(VDATA)는, 원래의 제2 데이터 전압 값(VDATA2)을 갖는 적어도 하나의 구간과, 원래의 제2 데이터 전압 값(VDATA2)과 공통 전압(VCOM)의 진폭(△V)이 더해진 전압 값(VDATA2+△V)을 갖는 적어도 하나의 구간을 가질 수 있다. 제3 게이트 라인이 스캐닝 될 때, 제3 게이트 라인과 연결된 서브픽셀에 공급되는 데이터 신호(VDATA)는, 원래의 제3 데이터 전압 값(VDATA3)을 갖는 적어도 하나의 구간과, 원래의 제3 데이터 전압 값(VDATA3)과 공통 전압(VCOM)의 진폭(△V)이 더해진 전압 값(VDATA3+△V)을 갖는 적어도 하나의 구간을 가질 수 있다.
도 7을 참조하면, 공통 전압(VCOM)의 하이 레벨 전압 기간의 폭(W)은 디스플레이 구동을 위한 1 수평시간(1H)보다 짧은 경우, 게이트 신호들(VGATE1, VGATE2, …) 각각의 신호 파형 변화를 살펴보면, 1 수평시간(1H) 동안, 하나의 게이트 라인(GL)이 공급하는 게이트 신호(VGATE1, VGAGE2, … 중 하나)는 서로 다른 전압 값을 갖는 둘 이상의 구간을 가질 수 있다.
도 8을 참조하면, 공통 전압(VCOM)의 하이 레벨 전압 기간의 폭(W)은 디스플레이 구동을 위한 1 수평시간(1H)보다 길 수 있다.
이 경우, 공통 전압(VCOM)의 하이 레벨 전압 기간 동안, 둘 이상의 게이트 라인(GL)이 스캐닝 될 수 있다.
예를 들어, 공통 전압(VCOM)의 1번째 하이 레벨 전압 기간은, 제1 게이트 라인이 스캐닝 되는 기간과, 제2 게이트 라인이 스캐닝 되는 기간과 중첩될 수 있다. 이에 따라, 공통 전압(VCOM)의 1번째 하이 레벨 전압 기간 동안, 제1 게이트 라인에 인가되는 게이트 신호(VGATE1)는, 턴-오프 레벨 게이트 전압(VGL)과 공통 전압(VCOM)의 진폭(△V)을 더한 전압 값을 갖는 적어도 하나의 제1 구간과, 턴-온 레벨 게이트 전압(VGH)과 공통 전압(VCOM)의 진폭(△V)을 더한 전압 값을 갖는 적어도 하나의 제2 구간을 포함할 수 있다. 제1 구간과 제2 구간의 전압 차이는 △VGATE이다.
공통 전압(VCOM)의 하이 레벨 전압 기간 동안, 다수의 게이트 라인(GL) 중 공통 전압(VCOM)의 하이 레벨 전압 기간과 스캐닝 기간이 중첩되는 하나 이상의 게이트 라인(GL)에 공급되는 게이트 신호(VGATE1, VGATE2, VGATE4)의 전압 레벨은 2차례 이상 변동된다.
공통 전압(VCOM)의 하이 레벨 전압 기간의 폭(W)은 디스플레이 구동을 위한 1 수평시간(1H)보다 긴 경우, 공통 전압(VCOM)의 하이 레벨 전압 기간 동안, 하나의 데이터 라인(DL)에 공급되는 영상 표시를 위한 데이터 신호(VDATA)는 서로 다른 전압 값을 갖는 둘 이상의 구간을 가질 수 있다.
공통 전압(VCOM)의 1번째 하이 레벨 전압 기간 동안, 데이터 라인(DL)에 공급되는 데이터 신호(VDATA)는 제1 데이터 전압 값(VDATA1)과 공통 전압(VCOM)의 진폭(△V)을 더한 전압 값(VDATA1+△V)을 갖는 구간과, 제2 데이터 전압 값(VDATA2)과 공통 전압(VCOM)의 진폭(△V)을 더한 전압 값(VDATA2+△V)을 갖는 구간 등을 포함할 수 있다.
제1 데이터 전압 값(VDATA1)과 공통 전압(VCOM)의 진폭(△V)을 더한 전압 값(VDATA1+△V)은, 제1 게이트 라인이 스캐닝 될 때 해당 서브픽셀(SP)에 공급된다. 제2 데이터 전압 값(VDATA2)과 공통 전압(VCOM)의 진폭(△V)을 더한 전압 값(VDATA2+△V)은 제1 게이트 라인 이후 제2 게이트 라인이 스캐닝 될 때 해당 서브픽셀(SP)에 공급된다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 동시 구동 시, 데이터 라인(DL)에 인가되는 데이터 신호(VDATA)는 영상 표시를 위한 원래의 데이터 전압 부분과, 소정의 진폭(△V)을 갖고 하이 레벨과 로우 레벨이 주기적으로 반복되는 공통 전압(VCOM)이 더해진 형태를 갖는다. 따라서, 데이터 신호(VDATA)는 공통 전압(VCOM)의 전압 변동에 의해서도 전압 레벨이 변하고, 원래의 데이터 전압 부분에 의해서도 전압 레벨이 변할 수 있다.
마찬가지로, 동시 구동 시, 게이트 라인(GL)에 인가되는 게이트 신호(VGATE1, VGATE2, VGATE3, VGATE4)는 게이트 구동을 위한 원래의 게이트 전압(VGH, VGL)을 나타내는 신호 부분과 공통 전압(VCOM)가 더해진 형태를 갖는다. 따라서, 게이트 신호(VGATE1, VGATE2, VGATE3, VGATE4)는 공통 전압(VCOM)의 전압 변동에 의해서도 전압 레벨이 변하고, 턴-온 레벨 게이트 전압(VGH)과 턴-오프 레벨 게이트 전압(VGL) 간의 전압 변동에 의해서도, 전압 레벨이 변할 수 있다.
전술한 바와 같이, 데이터 신호(VDATA) 및 게이트 신호(VGATE)는 공통 전압(VCOM)의 전압 레벨 변동을 반영되어 신호 파형이 변함으로써(변조됨으로써), 동시 구동 시, 디스플레이 구동과 터치 구동이 동시에 진행되더라도, 터치 구동에 의해 디스플레이 구동이 영향을 덜 받도록 해줄 수 있다.
또한, 데이터 신호(VDATA) 및 게이트 신호(VGATE)는 공통 전압(VCOM)의 전압 레벨 변동을 반영되어 신호 파형이 변함으로써(변조됨으로써), 공통 전극들(CE)이 다른 전극이나 배선들과 불필요한 기생 캐패시턴스를 형성하는 것을 방지해줄 수 있다.
예를 들어, 동시 구동을 위한 신호 파형 변조는, 감마 변조 기법 또는 그라운드 변조 기법을 통해 수행될 수 있다.
감마 변조 기법의 경우, 데이터 구동 회로(DDC)가 디지털 아날로그 변환 시 공통 전압(VCOM)과 주파수, 위상 및 진폭(△V)이 대응되는 감마기준전압(GRW)을 사용하여 디지털 아날로그 변환 처리를 수행함으로써, 데이터 신호(VDATA)를 변화시켜줄 수 있다.
또한, 게이트 신호(VGATE)를 생성하는데 필요한 턴-오프 레벨 전압(VGL)과 턴-온 레벨 전압(VGH) 각각을 공통 전압(VCOM)과 주파수, 위상 및 진폭(△V)이 대응되도록 변화시켜줌으로써, 게이트 신호(VGATE)의 신호 파형을 변경해줄 수 있다.
그라운드 변조 기법의 경우, 표시패널(DISP)에 인가되는 그라운드 전압(GND)을 전압 레벨이 변하는 신호로 변조해줌으로써, 표시패널(DISP)에 인가되는 모든 종류의 신호들을 그라운드 전압(GND)을 기준으로 스윙 시켜주는 방식이다. 이때, 변조된 그라운드 전압(GND)은 공통 전압(VCOM)와 주파수, 진폭 및 위상 등 중 하나 이상이 대응될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 핑거 터치 센싱을 위한 패널 구동을 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는 핑거 터치 센싱을 위하여, 전압 레벨이 변동되는 AC 전압 형태의 공통 전압(VCOM)으로 표시패널(DISP)을 구동한다.
즉, 터치표시장치(100)의 터치구동회로(TDC)는, 핑거 터치 센싱을 위하여, 전압 레벨이 변동되는 AC 전압 형태의 공통 전압(VCOM)을 표시패널(DISP) 내 하나 이상의 공통 전극(CE)으로 공급한다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 펜 터치 센싱을 위한 양방향 통신을 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 터치구동회로(TDC)는, 펜 터치 센싱을 위하여, 표시패널(DISP)을 매개로 펜(200)과 양방향으로 통신한다.
표시패널(DISP)에서 펜(200)으로의 신호 전송 경로를 상향링크(Uplink)라고 하고, 펜(200)에서 표시패널(DISP)로의 신호 전송 경로를 하향링크(Downlink)라고 한다.
터치구동회로(TDC)에서 표시패널(DISP)로 공급되고, 표시패널(DISP)을 통해 펜(200)으로 전달되는 신호를 상향링크신호(ULS: Uplink Signal)이라고 한다. 즉, 상향링크를 통해 표시패널(DISP)에서 펜(200)로 전달되는 신호를 상향링크신호(ULS)라고 한다.
펜(200)에서 출력되어 표시패널(DISP)에 인가되어, 표시패널(DISP)을 통해 터치구동회로(TDC)로 전달되는 신호를 하향링크신호(Downlink Signal)이라고 한다. 즉, 하향링크를 통해 펜(200)에서 표시패널(DISP)로 전달되는 신호를 하향링크신호(DLS)라고 한다.
펜 터치 구동 및 이를 통한 펜 터치 센싱을 위한 터치표시장치(10)와 펜(200) 간의 신호 송수신에 대한 방법 및 타이밍 등과, 송수신되는 신호의 포맷 등은, 프로토콜로 미리 정의되어 있고, 이러한 프로토콜은 프로그램이나 프로그램 실행과 관련된 코드 또는 데이터 등으로 구현되어, 터치구동회로(TDC) 및 펜(200)에 저장되거나 터치구동회로(TDC) 및 펜(200)에 의해 실행될 수 있다.
펜 터치를 센싱하기 위한 펜 터치 구동을 위해, 터치표시장치(10)는, 터치표시장치(10)와 펜(200) 간의 연동 동작을 정의하거나 펜(200)의 구동 동작을 제어하거나 펜(200)의 구동 동작에 필요한 각종 정보를 포함하는 상향링크신호를 펜(200)에게 제공할 수 있다.
보다 구체적으로, 터치표시장치(100)의 터치구동회로(TDC)는 상향링크신호(ULS)를 표시패널(DISP)에 포함된 다수의 공통 전극(CE) 중 하나 이상에 공급한다. 이에 따라, 표시패널(DISP)에 인접한 펜(200)은 표시패널(DISP)에 포함된 다수의 공통 전극(CE) 중 하나 이상을 통해 상향링크신호(ULS)를 수신할 수 있다.
펜(200)은 터치표시장치(10)에서 전송된 상향링크신호(ULS)에 응답하여, 터치구동회로(TDC)가 펜(200)에 대한 펜 좌표(위치라고도 할 수 있음) 및/또는 펜 틸트(간단히 줄여서 틸트라고도 할 수 있음)를 센싱할 수 있도록 하는 하향링크신호(DLS)를 출력할 수 있다.
또는, 펜(200)은 터치표시장치(10)에서 전송된 상향링크신호(ULS)에 응답하여, 각종 부가 정보 등을 나타내는 하향링크신호(DLS)를 출력할 수도 있다.
이와 같이, 펜(200)에서 출력된 하향링크신호(DLS)는 표시패널(DISP)에 포함된 다수의 공통 전극(CE) 중 하나 이상에 인가될 수 있다.
터치표시장치(10)의 터치구동회로(TDC)는 펜(200)에서 출력된 하향링크신호(DLS)를 하나 이상의 공통 전극(CE)을 통해 수신하고, 수신된 하향링크신호(DLS)를 토대로, 펜(200)의 펜 좌표 및/또는 펜 틸트를 센싱하거나, 펜(200)에 대한 각종 부가 정보를 인식할 수 있다.
상향링크신호(ULS)는 하이 레벨과 로우 레벨이 주기적으로 반복되는 신호 파형일 수도 있고, 하이 레벨과 로우 레벨이 비주기적으로 반복되는 신호 파형일 수도 있다.
상향링크신호(ULS)는 정보를 포함하는 정보 신호일 수 있고, 정보를 포함하지 않는 신호일 수도 있다.
상향링크신호(ULS)에 정보가 포함되지 않는 경우, 하향링크신호(DLS)에서 하이 레벨 신호 구간들(로우 레벨 신호 구간들)은 모두 동일한 길이(시간적인 길이)를 가질 수 있다.
상향링크신호(ULS)에 포함되는 정보에 따라, 하향링크신호(DLS)에서 하이 레벨 신호 구간들(로우 레벨 신호 구간들)은 모두 동일한 길이(시간적인 길이)를 가질 수 있고, 상향링크신호(ULS)에서 하이 레벨 신호 구간들(로우 레벨 신호 구간들) 중 일부는 다른 길이를 가질 수도 있다.
상향링크신호(ULS)는, 일 예로, 비콘 신호(Beacon Signal) 또는 핑 신호(Ping Signal) 등을 포함할 수 있다.
비콘 신호는, 터치표시장치(10)와 펜(200) 간의 연동 동작을 정의하거나 펜(200)의 구동 동작을 제어하거나 펜(200)의 구동 동작에 필요한 각종 정보를 포함하는 제어신호이다.
핑 신호는 하향링크신호(DLS)의 동기화를 위한 동기 제어신호일 수 있다.
하향링크신호(DLS)는 펜 신호(Pen Signal)라고도 한다.
하향링크신호(DLS)는 하이 레벨과 로우 레벨이 주기적으로 반복되는 신호 파형일 수도 있고, 하이 레벨과 로우 레벨이 비주기적으로 반복되는 신호 파형일 수도 있다.
하향링크신호(DLS)는 정보를 포함하는 정보 신호일 수 있고, 정보를 포함하지 않는 신호일 수도 있다.
하향링크신호(DLS)에 정보가 포함되지 않는 경우, 하향링크신호(DLS)에서 하이 레벨 신호 구간들(로우 레벨 신호 구간들)은 모두 동일한 길이(시간적인 길이)를 가질 수 있다.
하향링크신호(DLS)에 포함되는 정보에 따라, 하향링크신호(DLS)에서 하이 레벨 신호 구간들(로우 레벨 신호 구간들)은 모두 동일한 길이(시간적인 길이)를 가질 수 있고, 하향링크신호(DLS)에서 하이 레벨 신호 구간들(로우 레벨 신호 구간들) 중 일부는 다른 길이를 가질 수도 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 펜 터치 센싱을 위한 펜 구동 및 패널 구동을 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 펜 터치 센싱을 위해서, 터치표시장치(100)가 펜(200)으로 상항링크신호(ULS)의 일종인 비콘 신호(BCON)를 전송하는 단계가 필요하다.
예를 들어, 비콘 신호(BCON)는, 패널정보(예: 패널상태정보, 패널식별정보, 인셀 타입 등의 패널타입정보 등), 패널구동 모드정보(예: 펜 검색 모드, 펜 모드 등의 모드식별정보), 하향링크신호의 특성 정보(예: 주파수, 펄스 개수 등), 구동타이밍 관련정보, 멀티플렉서 구동정보, 파워모드정보(예: 소비 전력 저감을 위해 패널 및 펜 구동이 되지 않는 LHB 정보 등) 등 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 표시표시패널(DISP)와 펜(200) 간의 구동 동기화를 위한 정보를 더 포함할 수도 있다.
비콘 신호(BCON)는, 하이 레벨과 로우 레벨이 주기적으로(규칙적으로) 반복되는 신호 파형일 수도 있고, 하이 레벨과 로우 레벨이 비주기적으로 반복되는 신호 파형일 수도 있다.
비콘 신호(BCON)에 포함되는 정보에 따라, 비콘 신호(BCON)에서 하이 레벨 신호 구간들(또는 로우 레벨 신호 구간들)은 모두 동일한 길이(시간적인 길이)를 가질 수 있다. 비콘 신호(BCON)에서 하이 레벨 신호 구간들(또는 로우 레벨 신호 구간들) 중 일부는 다른 길이를 가질 수도 있다.
도 11을 참조하면, 펜(200)은 터치표시장치(100)로부터 상항링크신호(ULS)의 일종인 비콘 신호(BCON)를 수신하게 되면, 비콘 신호(BCON)에 응답하여, 하향링크신호(DLS)에 해당하는 펜 신호(PENS)를 출력할 수 있다.
터치표시장치(100)의 터치구동회로(TDC)는, 펜(200)에서 출력된 하향링크신호(DLS)인 펜 신호(PENS)를 표시패널(DISP) 내 하나 이상의 공통 전극(CE)을 통해 센싱하여, 펜(200)의 존재 유무 또는 펜(200)의 위치, 틸트, 펜 정보 등을 검출할 수 있다.
펜 신호(PENS)는 터치표시장치(100)가 펜(200)의 위치 및/또는 틸트 등을 센싱할 수 있도록 해주는 펜 신호와, 터치표시장치(100)가 펜(200)의 펜 정보(Pen Information)을 검출할 수 있도록 해주는 펜 정보 신호(이를 펜 데이터 또는 데이터라고도 함) 등을 포함할 수 있다.
펜(200)의 위치 및/또는 틸트 등의 센싱을 위한 펜 신호(PENS)는, 하이 레벨과 로우 레벨이 주기적으로(규치적으로) 반복되는 신호 파형을 가질 수 있다. 즉, 펜(200)의 위치 및/또는 틸트 등의 센싱을 위한 펜 신호(PENS)에서 하이 레벨 신호 구간들(또는 로우 레벨 신호 구간들)은 모두 동일한 길이(시간적인 길이)를 가질 수 있다.
펜 정보(Pen Information)을 검출할 수 있도록 해주는 펜 신호(PENS)는, 하이 레벨과 로우 레벨이 비 주기적으로 반복되는 신호 파형을 가질 수 있다. 즉, 펜 정보(Pen Information)을 검출할 수 있도록 해주는 펜 신호(PENS)에서 하이 레벨 신호 구간들(또는 로우 레벨 신호 구간들)은 모두 동일한 길이(시간적인 길이)를 가질 수도 있고, 일부는 다른 길이를 가질 수도 있다.
펜 신호(PENS)에 포함되는 펜 정보는, 일 예로, 필압, 펜 ID, 버튼 정보, 배터리 정보, 정보 에러 체크 및 정정을 위한 정보 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 11을 참조하면, 비콘신호(BCON)는, 상향링크신호(ULS)의 일종으로서, 하나 이상의 공통 전극(CE)에 인가되는 공통 전압(VCOM)에 해당할 수 있다.
도 11을 참조하면, 펜(200)의 위치, 틸트 및 펜 정보 등을 센싱하기 위한 기간 동안, 하나 이상의 공통 전극(CE)에 인가되는 공통 전압(VCOM)은, 전압 레벨이 변동되는 신호 형태일 수도 있지만, DC 전압일 수도 있다. 즉, 펜(200)에서 하향링크신호(DLS)인 펜 신호(PENS)가 출력될 때, 표시패널(DISP) 내 공통 전극들(CE)은, AC 전압 형태의 공통 전압(VCOM)이 인가된 상태일 수 있고, DC 전압 형태의 공통 전압(VCOM)이 인가된 상태일 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 핑거 터치 센싱 및 펜 터치 센싱을 위한 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 12에서는, 16개의 터치 구동 기간(T1~T16)이 규칙적으로 반복되는 것을 예로 든다. 16개의 터치 구동 기간(T1~T16)을 합하여 하나의 터치 프레임 기간이라고 할 수 있다. 도 12의 예시에서는, 하나의 터치 프레임 기간 동안 핑거 터치 센싱 및 펜 터치 센싱이 모두 진행될 수 있다. 터치 프레임 기간은 디스플레이 프레임 시간과 동일하거나 다를 수 있다.
도 12를 참조하면, 16개의 터치 구동 기간(T1~T16)은 펜 터치를 센싱하기 위하여 펜 터치 구동(PTD)이 진행되는 터치 구동 기간들(예: T1, T2, T3, T5, T6, T7, T9, T13, T14, T15)과, 핑거 터치를 센싱하기 위해 핑거 터치 구동(FTD)이 진행되는 터치 구동 기간들(예: T4, T6, T10, T11, T12, T16)을 포함할 수 있다. 여기서, 펜 터치 구동(PTD)이 진행되는 터치 구동 기간들(예: T1, T2, T3, T5, T6, T7, T9, T13, T14, T15)은 펜 터치 구동 기간 또는 펜 터치 센싱 기간이라고 한다. 핑거 터치 구동(FTD)이 진행되는 터치 구동 기간들(예: T4, T6, T10, T11, T12, T16)은 펜 터치 구동 기간 또는 펜 터치 센싱 기간이라고 한다.
도 12는 프로토콜에 의해 미리 정해진 타이밍에 따라, 펜(200)에서 출력되는 하향링크신호(DLS)인 펜 신호(PENS)와 터치구동회로(TDC)가 표시패널(DISP)에 공급하는 각종 신호(상향링크신호(USL) 포함)를 나타낸다.
도 12를 참조하면, 16개의 터치 구동 기간(T1~T16)에 해당하는 하나의 터치 프레임 기간 동안, 상향링크신호(ULS) 중 하나인 비콘 신호(BCON)가 표시패널(DISP)에서 펜(200)으로 1차례 또는 2차례 이상 전송될 수 있다. 비콘 전송 기간은 16개의 터치 구동 기간(T1~T16)에서 프로토콜로 미리 정해진 하나 또는 둘 이상의 터치 구동 기간(도 12의 예시에서는, T1)일 수 있다.
한편, 하나의 터치 프레임 기간마다 비콘 신호(BCON)가 주기적으로 전송될 수도 있고, 둘 이상의 터치 프레임 기간마다 비콘 신호(BCON)가 주기적으로 전송될 수도 있으며, 미리 정해진 이벤트 발생 등에 따라 임의의 터치 프레임 기간에 비콘 신호(BCON)가 전송될 수 있다.
표시패널(DISP)에서 펜(200)으로 비콘 신호(BCON)가 전송되면, 펜(200)은 비콘 신호(BCON)에 응답하여 미리 규정된 프로토콜에 따라 정해진 터치 구동 기간(도 12의 예시에서는, T2, T3, T5, T6, T7, T9, T13, T14, T15)에 하향링크신호(ULS)를 출력할 수 있다.
펜(200)에서 출력되는 하향링크신호(ULS)인 펜 신호(PENS)는, 터치표시장치(10)가 펜(200)의 펜 좌표(위치), 펜 틸트를 센싱할 수 있도록 해주는 신호일 수 있다.
예를 들어, 펜(200)에서 출력되는 펜 신호(PENS)는, 터치표시장치(10)가 펜(200)의 펜 좌표와 펜 틸트 중 하나를 센싱할 수 있도록 해주는 신호일 수도 있고, 터치표시장치(10)가 펜(200)의 펜 좌표와 펜 틸트를 모두 센싱할 수 있도록 해주는 신호일 수도 있다.
또한, 펜(200)에서 출력되는 펜 신호(PENS)는, 펜(200)의 각종 펜 정보(Pen Info.)를 나타내는 신호일 수도 있다. 펜 정보(Pen Info.)는, 일 예로, 필압, 펜 ID, 버튼 정보, 배터리 정보, 정보 에러 체크 및 정정을 위한 정보 등을 포함할 수 있다.
펜(200)에서 출력되는 하향링크신호(DLS)인 펜 신호(PENS)는 표시패널(DISP)에 포함된 다수의 공통 전극(CE) 중 하나 이상에 인가될 수 있다.
한편, 도 12를 참조하면, 하나의 터치 프레임 기간에 포함된 16개의 터치 구동 기간(T1~T16)은, 펜 좌표 및 펜 틸트 중 하나 이상을 센싱하기 위한 하나 이상의 터치 구동 기간(예: T2, T5, T9, T13)을 포함할 수 있다.
이러한 터치 구동 기간(예: T2, T5, T9, T13)에 맞추어, 펜(200)은 펜 좌표 및 펜 틸트 중 하나 이상의 센싱과 관련한 하향링크신호(DLS)인 펜 신호(PENS)를 출력할 수 있다. 이 경우, 펜 신호(PENS)는 주기적으로 하이 레벨과 로우 레벨 사이를 스윙하는 펄스들로 이루어진 신호일 수 있다.
또한, 도 12를 참조하면, 하나의 터치 프레임 기간에 포함된 16개의 터치 구동 기간(T1~T16)은 데이터를 센싱할 수 있는 하나 이상의 터치 구동 기간(예: T3, T6, T7, T14, T15)을 포함할 수도 있다.
이러한 터치 구동 기간(예: T3, T6, T7, T14, T15)에 맞추어, 펜(200)은 펜 정보 검출을 위한 펜 신호(PENS)를 출력할 수 있다. 이러한 경우, 펜 신호(PENS)는 해당 펜 정보들을 표현하는 비주기적인 펄스들로 이루어진 신호일 수 있다.
전술한 바와 같이, 프로토콜에서 정의된 터치 구동 기간들에 맞추어 펜(200)에서 펜 신호(PENS)가 출력되면, 터치구동회로(TDC)는 표시패널(DISP)을 통해 펜 신호(PENS)를 수신하고, 수신된 펜 신호(PENS)를 토대로 펜 터치 센싱 처리를 수행할 수 있다.
여기서, 펜 터치 센싱 처리는 펜 좌표를 센싱하는 처리와, 펜 틸트를 센싱하는 처리와, 펜 정보들을 인식하는 처리 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한편, 하나의 터치 프레임 기간에 포함된 16개의 터치 구동 기간(T1~T16)은 핑거 터치를 센싱하기 위한 하나 이상의 터치 구동 기간(예: T4, T6, T10, T11, T12, T16)을 포함할 수 있다.
이러한 핑거 터치 센싱 기간에 해당하는 터치 구동 기간(예: T4, T6, T10, T11, T12, T16) 동안, 터치구동회로(TDC)는 핑거 터치를 센싱하기 위하여, 소정의 진폭과 주파수를 갖고 전압 레벨이 가변되는 공통 전압(VCOM)를 표시패널(DISP)에 포함된 다수의 공통 전극(CE)의 전체 또는 일부에 공급할 수 있다. 핑거 터치 센싱 기간에, 다수의 공통 전극(CE)의 전체 또는 일부에 공급되는 공통 전압(VCOM)을 터치 구동 신호(TDS)라고 할 수 있다.
이러한 터치 구동 신호(TDS)는, 하이 레벨과 로우 레벨 사이를 일정하게 스윙하는 신호일 수 있다. 즉, 터치 구동 신호(TDS)는 전압 레벨이 가변 되는 변조 신호일 수 있다.
한편, 펜 터치를 센싱하기 위한 터치 구동 기간들(예: T1, T2, T3, T5, T6, T7, T9, T13, T14, T15) 중에서, 비콘 전송 기간에 해당하는 터치 구동 기간(예: T1)을 제외한 나머지 터치 구동 기간들(예: T2, T3, T5, T6, T7, T9, T13, T14, T15) 동안, 터치구동회로(TDC)는 표시패널(DISP)에 전압 레벨이 일정한 DC 전압 형태의 공통 전압(VCOM)을 공급할 수 있다.
여기서, DC 전압 형태의 공통 전압(VCOM)이 갖는 전압 값은 터치 구동 신호(TDS) 및 비콘 신호(BCON) 등의 로우 레벨 전압일 수도 있고, 하이 레벨 전압일 수도 있으며, 로우 레벨 전압과 하이 레벨 전압 사이의 임의의 전압일 수도 있으며, 그라운드 전압일 수도 있다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)에서, 동시 구동 시, 발생하는 패널 내부 노이즈를 설명하기 위한 도면들이다.
도 13을 참조하면, 표시패널(DISP)은 다수의 데이터 라인(DL), 다수의 게이트 라인(GL), 다수의 공통 전극(CE), 다수의 신호라인(SL) 등이 배치될 수 있다.
다수의 공통 전극(CE) 각각은 둘 이상의 서브픽셀(SP)과 중첩될 수 있다.
다수의 공통 전극(CE) 각각은 둘 이상의 데이터 라인(DL)과 중첩되고, 둘 이상의 게이트 라인(GL)과도 중첩될 수 있다. 또한, 다수의 공통 전극(CE) 각각은 둘 이상의 픽셀전극(PXL)과 중첩될 수 있다.
따라서, 공통 전극(CE)은 데이터 라인(DL)과 캐패시터를 형성할 수 있고, 게이트 라인(GL)과 캐패시터를 형성할 수 있으며, 픽셀전극(PXL)과도 캐패시터를 형성할 수도 있다.
공통 전극(CE)과 픽셀전극(PXL) 간에 형성되는 캐패시터는 스토리지 캐패시터를 디스플레이 구동을 위해 반드시 필요한 것이다. 하지만, 공통 전극(CE)과 데이터 라인(DL) 간에 형성되는 캐패시터와, 공통 전극(CE)과 게이트 라인(GL) 간에 형성되는 캐패시터는, 디스플레이 구동을 위해 불필요한 것이다.
다수의 공통 전극(CE) 각각이 데이터 라인(DL), 게이트 라인(GL) 및 픽셀전극(PXL)과 중첩되는 구조로 인해, 데이터 라인(DL), 게이트 라인(GL) 및 픽셀전극(PXL) 중 적어도 하나에서의 전압 변동은 공통 전극(CE)의 전압 상태에 영향을 끼칠 수 있다.
데이터 라인(DL), 게이트 라인(GL) 및 픽셀전극(PXL) 등 중 적어도 하나에서의 전압 변동은, 디스플레이 구동을 위해 반드시 필요한 것일지라도, 데이터 라인(DL), 게이트 라인(GL) 및 픽셀전극(PXL) 중 적어도 하나에서의 전압 변동에 의해 공통 전극(CE)에서 야기되는 전압 변동은 터치 감도를 떨어뜨리는 요인이 될 수 있다.
터치 감도를 발생시킬 수 있는 데이터 라인(DL), 게이트 라인(GL) 및 픽셀전극(PXL) 등 중 적어도 하나에서의 전압 변동은, 패널 내부 노이즈라고 한다. 이러한 패널 내부 노이즈에 의해서, 공통 전극(CE)은 원하는 공통 전압(VCOM)이 인가되지 못하고, 원치 않는 다른 전압(공통 전극 노이즈)을 가질 수 있다.
전술한 패널 내부 노이즈와 그에 따른 터치 감도를 아래에서 더욱 상세하게 설명한다.
도 14를 참조하면, 디스플레이 구동과 펜 터치 구동이 동시에 진행될 때, 공통 전극들(CE1, CE2, CE3, CE4, …)은 DC 전압 형태의 공통 전압(VCOM)이 인가되어 구동된다.
터치구동회로(TDC)는, 디스플레이 구동과 펜 터치 구동이 동시에 진행될 때, 펜 터치를 센싱하기 위하여, 공통 전극들(CE1, CE2, CE3, CE4, …)의 전체 또는 일부를 센싱한다. 도 14의 예시에서는, 공통 전극들(CE1, CE2, CE3, CE4, …) 중 제2 공통 전극(CE2)이 센싱 대상으로 선택된 타깃 공통 전극인 경우이다.
한편, 전술한 바와 같이, 표시패널(DISP)에서 배치된 일부의 게이트 라인들(GL1, GL2, GL3, GL4, …)은 동일한 행에 배치되는 공통 전극들(CE1, CE2, CE3, CE4, …)과 중첩될 수 있다.
디스플레이 구동과 펜 터치 구동이 동시에 진행될 때, 공통 전극들(CE1, CE2, CE3, CE4, …) 중 센싱 대상으로 선택된 타깃 공통 전극(CE2)이 센싱될 때, 센싱 대상이 되는 타깃 공통 전극(CE2)과 중첩되는 둘 이상의 게이트 라인(GL1, GL2, GL3, GL4, …) 중 제1 게이트 라인(GL1)이 턴-온 레벨의 게이트 신호(VGATE)가 인가되어 구동(턴-온 구동)이 될 수 있다.
이 경우, 제1 게이트 라인(GL1)과 연결된 서브픽셀(SP) 내 트랜지스터(TR)는 턴-온 레벨의 게이트 신호(VGATE)에 의해 턴-온 된다. 이에 따라, 데이터 라인(DL)에 공급된 데이터 신호(VDATA)가 트랜지스터(TR)를 통해 픽셀전극(PXL)에 인가된다.
다시 말해, 도 14 및 도 15를 참조하면, 센싱 대상으로 선택된 타깃 공통 전극(CE2)이 센싱 되는 기간 동안, 제1 게이트 라인(GL1)의 구동을 위해 제1 게이트 라인(GL1)에서는 턴-오프 레벨 게이트 전압(VGL)과 턴-온 레벨 게이트 전압(VGH) 간의 전압 변동이 발생할 수 있다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 타깃 공통 전극(CE2)이 센싱 되는 기간 동안, 해당 데이터 라인(DL) 및 픽셀전극(PXL)에서는 데이터 신호(VDATA)에 의해 전압 변동이 발생할 수 있다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 타깃 공통 전극(CE2)이 센싱 되는 기간 동안, 제1 게이트 라인(GL1)의 전압 변동과, 데이터 라인(DL) 및 픽셀전극(PXL)에서의 전압 변동은, 센싱 대상으로 선택된 타깃 공통 전극(CE2)에 인가된 공통 전압(VCOM)에 원치 않는 변화를 발생시킬 수 있다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 타깃 공통 전극(CE2)이 센싱 되는 기간 동안, 제1 게이트 라인(GL1)의 전압 변동과, 데이터 라인(DL) 및 픽셀전극(PXL)에서의 전압 변동은, 디스플레이 구동을 위해 필요한 것이지만, 센싱 대상이 되는 타깃 공통 전극(CE2)에는 원치 않는 전압 상태를 만들어 주는 노이즈(패널 내부 노이즈(PIN))로 작용한다.
다시 말해, 디스플레이 구동에 의해 발생되는 제1 게이트 라인(GL1), 데이터 라인(DL) 및 픽셀전극(PXL)에서의 전압 변동(패널 내부 노이즈(PIN))은, 제1 게이트 라인(GL1), 데이터 라인(DL) 및 픽셀전극(PXL)과 중첩되고 센싱 대상인 타깃 공통 전극(CE2)에서 노이즈 전압(CEN)을 발생시킬 수 있다. 이로 인해, 타깃 공통 전극(CE2)의 센싱에 의한 펜 터치 감도가 저하될 수 있다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)에서, 패널 내부 노이즈(PIN)가 없는 환경에서 펜 터치 센싱을 설명하기 위한 도면이다. 도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)에서, 패널 내부 노이즈(PIN)가 있는 환경에서 펜 터치를 센싱할 때 감도 저하를 설명하기 위한 도면이다.
설명의 편의를 위하여, 도 16 및 도 17은 펜(200)이 펜 정보를 나타낸 펜 신호(PENS)를 출력하고, 터치표시장치(100)는 펜 신호(PENS)를 센싱하여 펜 정보를 획득하는 경우에 대한 예시이다.
도 16을 참조하면, 다수의 공통 전극(CE)에 일정한 전압 레벨의 공통 전압(VCOM)이 인가된 상태에서, 펜 터치 센싱이 진행된다. 펜 터치 센싱이 진행될 때의 환경이 패널 내부 노이즈(PIN)가 없는 환경인 경우, 다수의 공통 전극(CE)은 일정한 전압 레벨의 공통 전압(VCOM)을 유지하는 상태이다.
도 16을 참조하면, 터치구동회로(TDC)는, 하나 이상의 공통 전극(CE)을 통해 펜(200)에서 출력된 펜 신호(PENS)를 입력 받고, 입력 받은 펜 신호(PENS)를 센싱한 센싱값(SENS)를 토대로 로우 데이터(Raw Data)를 획득한다. 도 16에서와 같이, 패널 내부 노이즈(PIN)가 없는 환경인 경우, 획득된 로우 데이터(Raw Data)는 정상적인 값들(100, -100, 100, 100, -100, 100)을 포함할 수 있으며, 정상적인 데이터 비트들(1 0 1 1 0 1)을 나타낼 수 있다.
도 17을 참조하면, 펜 터치 센싱이 진행될 때의 환경이 패널 내부 노이즈(PIN)가 있는 환경인 경우, 다수의 공통 전극(CE)은 일정한 전압 레벨의 공통 전압(VCOM)을 유지하지 못하고 공통 전압(VCOM)과 다른 전압을 가지게 된다. 여기서, 원하는 공통 전압(VCOM)과 다른 전압은 공통 전극(CE)에서 발생한 노이즈(CEN)에 해당한다.
도 17을 참조하면, 터치구동회로(TDC)는, 노이즈(CEN)가 발생되는 하나 이상의 공통 전극(CE)을 통해 펜(200)에서 출력된 펜 신호(PENS)를 입력 받고, 입력 받은 펜 신호(PENS)를 센싱한 센싱값(SENS)를 토대로 로우 데이터(Raw Data)를 획득한다. 여기서, 터치구동회로(TDC)가 공통 전극(CE)을 센싱 한다는 것은, 터치구동회로(TDC)가 공통 전극(CE)을 통해 입력 받은 펜 신호(PENS)를 센싱 한다는 것과 동일한 의미이다.
도 17에서와 같이, 패널 내부 노이즈(PIN)가 있는 환경인 경우, 획득된 로우 데이터(Raw Data)에 포함된 값들(OF, 50, 100, 100, 50, 100) 중에서 노이즈(CEN)의 발생 타이밍과 대응되는 값들(OF, 50, 50"은 비정상적인 값들에 해당하며, 이는 데이터 비트를 표현할 수 없거나 비정상적인 데이터 비트들로 나타내어진다.
다시 말해, 디스플레이 구동 중에 펜 터치를 센싱하는 펜 터치 센싱 기간 동안, 디스플레이 구동에 의해서, 표시패널(DISP)의 내부 구성(예: DL, GL, 또는 PXL 등)의 전압 변동이 발생한다.
디스플레이 구동 시 표시패널(DISP)의 내부 구성(예: DL, GL, 또는 PXL 등)에서 발생되는 전압 변동은, 서브픽셀(SP)에서의 계조 표현(이미지 디스플레이)을 위한 디스플레이 구동(데이터 구동, 게이트 구동 등)을 위해서 필요한 것이지만, 펜 터치 센싱을 위한 터치전극의 역할을 하는 공통 전극(CE)에는 노이즈로 작용한다.
디스플레이 구동 시 표시패널(DISP)의 내부 구성(예: DL, GL, 또는 PXL 등)에서 발생되는 전압 변동은, 펜 터치 센싱 관점에서 일종의 노이즈로서, 패널 내부 노이즈(PIN)라고 한다.
이러한 패널 내부 노이즈(PIN)은, 펜 터치 센싱을 위해 DC 전압 형태(일정한 전압 레벨)의 공통 전압(VCOM)이 인가되어 있던 공통 전극(CE)에 비정상적인 노이즈 전압(CEN)을 야기하고, 펜 터치 감도를 크게 떨어뜨릴 수 있다.
디스플레이 구동 중 펜 터치 센싱이 진행되는 동안, 패널 내부 노이즈(PIN)에 의해 공통 전극(CE)에 비정상적인 노이즈 전압(CE)이 야기되고, 이에 따라 펜 터치 감도가 저하되는 상황은, 센싱이 되는 타깃 공통 전극(CE2)과, 게이트-온 구동이 되는 게이트 라인(GL1)이 중첩될 때, 발생한다. 이는 도 14에 묘사되어 있다.
아래에서는, 디스플레이 구동 중 펜 터치 센싱이 진행되는 동안, 패널 내부 노이즈(PIN)에 의해 공통 전극(CE)에 비정상적인 노이즈 전압(CE)이 야기되더라도, 펜 터치 감도의 저하를 방지할 수 있는 펜 터치 센싱 방법을 설명한다.
아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 제1 내지 제8 게이트 라인(GL1~GL8)이 순서대로 배치되고, 제1 내지 제4 공통 전극(CE1, CE2, CE3, CE4)이 제1 행에 배치되고, 제5 내지 제8 공통 전극(CE5, CE6, CE7, CE8)이 제1 행의 다음 제2 행에 배치되는 구조를 가정한다. 그리고, 제1 내지 제4 공통 전극(CE1, CE2, CE3, CE4) 각각은 제1 내지 제4 게이트 라인(GL1, GL2, GL3, GL4)과 중첩되고, 제5 내지 제8 공통 전극(CE5, CE6, CE7, CE8) 각각은 제5 내지 제8 게이트 라인(GL5, GL6, GL7, GL8)과 중첩되는 구조를 가정한다.
도 18a, 도 18b, 도 19a 및 도 19b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 동시 구동 시, 패널 내부 노이즈(PIN)에 강인한 펜 터치 센싱 방법을 나타낸 다이어그램들이고, 도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 동시 구동 시, 패널 내부 노이즈(PIN)에 강인한 펜 터치 센싱 방법에 따른 펜 터치 감도 개선을 나타낸 도면이다.
도 18a, 도 18b, 도 19a 및 도 19b를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 터치구동회로(TDC)는, 이미지를 디스플레이 하기 위한 디스플레이 구동과 동시에 진행되는 펜 터치 센싱 기간 동안, 다수의 공통 전극(CE1~CE8)의 전체 또는 일부를 구동하고, 다수의 공통 전극(CE1~CE8) 중 센싱 대상으로 선택된 공통 전극(CE2)을 통해 펜(200)에서 출력된 펜 신호(PENS)를 입력 받는다.
아래에서는, 다수의 공통 전극(CE1~CE8) 중 센싱 대상으로 선택된 공통 전극(CE2)을 "타깃 공통 전극(Target Common Electrode)" 이라고 한다.
터치구동회로(TDC)는, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL)이 타깃 공통 전극(CE2)과 중첩되는 여부에 따라, 타깃 공통 전극(CE2)을 통해 입력된 펜 신호(PENS)에 대한 센싱 처리를 다르게 수행하고, 센싱 처리 결과에 따라 센싱 데이터를 생성하고 출력할 수 있다.
펜 터치 센싱 기간은 디스플레이 프레임 시간 내에 하나 이상 존재할 수 있다. 펜 터치 센싱 기간은 디스플레이 구동과 동시에 진행될 수 있다. 도 12의 예시를 참조하면, 하나의 디스플레이 프레임 시간 동안, 여러 개의 펜 터치 센싱 기간(T1, T2, T3, T5, T6, T7, T9, T13, T14)이 존재할 수 있다.
게이트 신호(VGATE)의 전압 변동은 게이트 라인들(GL1~GL8)을 스캐닝함에 따라 게이트 라인들(GL1~GL8)에서 발생되는 전압 변동이다.
게이트 신호(VGATE)의 전압 변동은, 턴-오프 레벨 게이트 전압(VGL)에서 턴-온 레벨 게이트 전압(VGH)으로 변하는 것과, 턴-온 레벨 게이트 전압(VGH)에서 턴-오프 레벨 게이트 전압(VGL)으로 변하는 것을 포함할 수 있다.
터치구동회로(TDC)는, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL)이 타깃 공통 전극(CE2)과 중첩되는 여부에 따라, (i) 펜 신호(PENS)의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행하거나, (ii) 펜 신호(PENS)의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행하고, 센싱 처리 결과에 따라 센싱 데이터를 생성하여 터치 컨트롤러(TCTR)로 출력할 수 있다.
터치 컨트롤러(TCTR)는 센싱 데이터를 토대로, 펜(200)의 존재 여부, 위치, 틸트 및 펜 정보 등 중 하나 이상을 검출할 수 있다.
터치구동회로(TDC)는, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL)이 타깃 공통 전극(CE2)과 중첩되는 여부에 따라, (i) 펜 신호(PENS)에 포함된 다수의 펄스 모두에 대한 센싱 처리를 수행하거나, (ii) 펜 신호(PENS)에 포함된 다수의 펄스 중 적어도 하나의 펄스(일부 신호 구간)를 제외한 나머지 펄스(나머지 신호 구간)에 대한 센싱 처리를 수행하고, 센싱 처리 결과에 따라 센싱 데이터를 생성하여 출력할 수 있다.
도 18a 및 도 18b를 참조하면, 터치구동회로(TDC)는, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL1)이 타깃 공통 전극(CE2)과 중첩되는 경우, 펜 신호(PENS)의 신호 구간(전체 신호 구간) 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
다시 말해, 터치구동회로(TDC)는, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL1)이 타깃 공통 전극(CE2)과 중첩되는 경우, 펜 신호(PENS)에 포함된 다수의 펄스(전체 신호 구간) 중 일부의 펄스(일부 신호 구간)을 제외한 나머지 펄스(나머지 신호 구간)에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
터치구동회로(TDC)는, 패널 내부 노이즈(PIN)의 발생 타이밍에 맞추어 센싱 스킵(Sensing Skip) 처리를 수행하여, 펜 신호(PENS)의 신호 구간(전체 신호 구간) 중 일부 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행하지 않는다. 이에 따라, 펜 신호(PENS)에 대한 센싱 처리를 통해 얻은 센싱 값(SENS)은, 센싱 스킵 처리가 수행된 일부 신호 구간(즉, 센싱 처리가 되지 않는 일부 신호 구간)에서의 센싱 값을 포함하지 않고, 센싱 처리가 수행된 나머지 신호 구간에 대한 센싱 값만을 포함한다.
도 18a 및 도 18b를 참조하면, 표시패널(DISP)에서 데이터 라인들(DL) 및/또는 게이트 라인들(GL)의 동작 타이밍에 정해져 있기 때문에, 패널 내부 노이즈(PIN)의 발생 기간도 미리 예측이 가능하다. 따라서, 터치구동회로(TDC)는 미리 예측된 기간에 센싱 스킵 처리를 수행할 수 있다.
도 19a 및 도 19b를 참조하면, 터치구동회로(TDC)는, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL5)이 타깃 공통 전극(CE2)과 중첩되지 않는 경우, 펜 신호(PENS)의 신호 구간(전체 신호 구간)에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
다시 말해, 터치구동회로(TDC)는, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL5)이 타깃 공통 전극(CE2)과 중첩되지 않는 경우, 펜 신호(PENS)에 포함된 다수의 펄스(전체 신호 구간)에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
터치구동회로(TDC)는, 패널 내부 노이즈(PIN)의 미 발생에 따라, 센싱 스킵(Sensing Skip) 처리를 수행하지 않고, 펜 신호(PENS)의 신호 구간(전체 신호 구간)에 대한 센싱 처리를 수행한다. 이에 따라, 펜 신호(PENS)에 대한 센싱 처리를 통해 얻은 센싱 값(SENS)은 전체 신호 구간에 대한 센싱 값을 포함한다.
도 18a 및 도 18b를 참조하면, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL1)이 타깃 공통 전극(CE2)과 중첩되는 경우, 게이트 라인(GL1)에서의 전압 변동은, 타깃 공통 전극(CE2)에서의 비정상적인 노이즈 전압(CEN)을 유발시키는 패널 내부 노이즈(PIN)에 해당한다.
도 18a 및 도 18b를 참조하면, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL)이 타깃 공통 전극(CE2)과 중첩되는 경우, 타깃 공통 전극(CE2)은, 이미지를 디스플레이 하기 위해 전압 변동이 되는 데이터 신호(VDATA)가 공급되는 데이터 라인(DL)과 중첩될 수 있다.
도 18a 및 도 18b를 참조하면, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL)이 타깃 공통 전극(CE2)과 중첩되는 경우, 타깃 공통 전극(CE2)은, 턴-온 레벨 게이트 전압(VGH)을 갖는 게이트 신호(VGATE)에 의해 턴-온 된 트랜지스터(TR)를 통해 이미지를 디스플레이 하기 위해 전압 변동이 되는 데이터 신호(VDATA)가 인가되는 픽셀전극(PXL)과 중첩될 수 있다.
도 18a 및 도 18b를 참조하면, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL)이 타깃 공통 전극(CE2)과 중첩되는 경우, 타깃 공통 전극(CE2)에는 원하는 공통 전압(VCOM)과 다른 전압이 비정상적으로 인가되는 상태일 수 있다.
위에서 언급한 "원하는 공통 전압(VCOM)과 다른 전압"은, 패널 내부 노이즈(PIN)에 의해 타깃 공통 전극(CE2)에 야기되는 비정상적인 노이즈 전압(CEN)에 해당하며, 피크(Peak) 형태로 발생할 수 있다.
도 19a 및 도 19b를 참조하면, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL)이 타깃 공통 전극(CE2)과 중첩되지 않는 경우, 타깃 공통 전극(CE2)은 원하는 공통 전압(VCOM)이 정상적으로 인가되어 있는 상태이다.
도 20을 참조하면, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL)이 타깃 공통 전극(CE2)과 중첩되는 경우, 터치구동회로(TDC)는, 센싱 스킵 처리를 통해, 패널 내부 노이즈(PIN)가 발생하는 타이밍에서는 펜 신호(PENS)의 일부 신호 구간을 센싱 처리하지 않음으로써, 센싱 데이터(로우 데이터) 및 펜 정보 비트(데이터 비트)를 패널 내부 노이즈(PIN)가 없는 환경(도 16)에서 얻어지는 센싱 데이터(로우 데이터) 및 펜 정보 비트(데이터 비트)와 동일하게 얻을 수 있다. 즉, 센싱 스킵 처리를 통해 센싱 데이터에 노이즈가 발생하는 것이 방지될 수 있다.
한편, 도 6 및 도 12를 참조하여 전술한 바와 같이, 어떠한 하나의 디스플레이 프레임 시간은, 펜 터치를 센싱하기 위한 적어도 하나의 펜 터치 센싱 기간과, 핑거 터치를 센싱하기 위한 적어도 하나의 핑거 터치 센싱 기간을 포함할 수 있다.
펜 터치 센싱 기간 동안, 일정한 전압 레벨을 갖는 DC 전압 형태의 공통 전압(VCOM)이 다수의 공통 전극(CE1~CE8)의 전체 또는 일부에 인가될 수 있다.
핑거 터치 센싱 기간 동안, 변동되는 전압 레벨을 갖는 공통 전압(VCOM)이 다수의 공통 전극(CE1~CE8)의 전체 또는 일부에 인가될 수 있다. 핑거 터치 센싱 기간 동안의 공통 전압(VCOM)을 "터치 구동 신호(TDS)"라고도 한다.
이와 같이, 전압 레벨이 변하는 공통 전압(VCOM)이 이중적인 역할(터치전극의 역할, 디스플레이 구동전극의 역할)을 하는 공통 전극들(CE)로 인가되는 경우, 데이터 신호(VDATA) 및 게이트 신호(VGATE)는, 공통 전압(VCOM)의 파형(진폭 등)에 따라, 도 7 또는 도 8과 같이 변형되어야 한다.
도 21는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 터치구동회로(TDC)를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 21을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 터치구동회로(TDC)는 하나 이상의 공통 전극(CE)을 센싱회로(2110)와, 센싱회로(2110)의 센싱 처리 결과에 따라 센싱 데이터를 생성하고 출력하는 출력회로(2120)를 포함할 수 있다.
터치구동회로(TDC)의 센싱회로(2110)는 도 4의 제1 멀티플렉서 회로(MUX1) 및 센싱유닛블록(SUB) 등을 포함할 수 있다. 출력회로(2120)는 도 4의 아날로그-디지털 컨버터(ADC) 등을 포함할 수 있다. 도 4의 제2 멀티플렉서 회로(MUX2) 센싱회로(2110) 또는 출력회로(2120)에 포함될 수 있다.
터치구동회로(TDC)의 센싱회로(2110)는, 디스플레이 구동과 동시에 진행되는 펜 터치 센싱 기간 동안, 다수의 공통 전극(CE)의 전체 또는 일부를 구동하고, 다수의 공통 전극(CE) 중 센싱 대상으로서 선택된 공통 전극(CE)인 타깃 공통 전극(Target CE)을 통해 펜(200)에서 출력된 펜 신호(PENS)를 입력 받는다.
터치구동회로(TDC)의 센싱회로(2110)는, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL)이 타깃 공통 전극(Target CE)과 중첩되는 여부에 따라, 타깃 공통 전극(Target CE)을 통해 입력된 펜 신호(PENS)에 대한 센싱 처리를 다르게 수행할 수 있다.
터치구동회로(TDC)의 센싱회로(2110)는, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL)이 타깃 공통 전극(Target CE)과 중첩되는 여부에 따라, 펜 신호(PENS)의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행하거나, 펜 신호(PENS)의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
터치구동회로(TDC)의 센싱회로(2110)는, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL)이 센싱 대상인 공통 전극(CE)인 타깃 공통 전극(Target CE)과 중첩되는 경우(도 18a), 펜 신호(PENS)의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
터치구동회로(TDC)의 센싱회로(2110)는, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL)이 타깃 공통 전극(Target CE)과 중첩되지 않는 경우(도 19a), 펜 신호(PENS)의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
도 22는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 터치구동회로(TDC)를 보다 상세하게 나타낸 도면이다.
도 22를 참조하면, 터치구동회로(TDC)의 센싱회로(2110)는 연산 증폭기(OP-AMP), 피드백 캐패시터(Cfb) 및 리셋 스위치(SW_RST) 등을 포함할 수 있다.
연산 증폭기(OP-AMP)는 타깃 공통 전극(Target CE)이 전기적으로 연결된 제1 입력단(IN1), 기준전압(VREF)이 입력되는 제2 입력단(IN2) 및 출력신호를 출력하는 출력단(OUT)을 포함할 수 있다. 피드백 캐패시터(Cfb)는 연산 증폭기(OP-AMP)의 제1 입력단(IN1)과 출력단(OUT) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 리셋 스위치(SW_RST)는 연산 증폭기(OP-AMP)의 제1 입력단(IN1)과 출력단(OUT) 간의 연결 여부를 제어할 수 있다.
아래에서는, 펜 신호(PENS)의 일부 신호 구간에 대한 센싱 처리를 스킵하기 위한 센싱 스킵 처리에 대하여 설명한다.
먼저, 제1 센싱 스킵 처리 방식으로서, 펜 신호(PENS)의 일부 신호 구간은 리셋 스위치(SW_RST)의 온-오프 제어를 통해 스킵될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 센싱회로(2110)는, 스위치(SW_RST)의 온-오프에 따라, 펜 신호(PENS)의 신호 구간 전체에 대한 센싱 처리를 수행하거나, 펜 신호(PENS)의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
센싱회로(2110)는, 스위치(SW_RST)가 턴-온 되는 경우, 센싱 스킵 처리를 수행하여, 펜 신호(PENS)의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
스위치(SW_RST)의 온-오프는, 센싱회로(2110), 터치 컨트롤러(TCTR) 및 디스플레이 컨트롤러(DCTR) 중 하나에 의해 제어될 수 있다.
다음으로, 제2 센싱 스킵 처리 방식으로서, 펜 신호(PENS)의 일부 신호 구간은 연산 증폭기(OP-AMP)의 제2 입력단(IN2)으로의 제2 기준전압(VREF)의 공급 여부 제어를 통해 스킵될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 센싱회로(2110)는, 연산 증폭기(OP-AMP)의 제2 입력단(IN2)으로의 기준전압(VREF)의 공급 여부에 따라, 펜 신호(PENS)의 신호 구간 전체에 대한 센싱 처리를 수행하거나, 펜 신호(PENS)의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
연산 증폭기(OP-AMP)의 제2 입력단(IN2)에 공급되는 기준전압(VREF)은 펜 터치 또는 핑거 터치를 센싱할 때, 제1 입력단(IN1)에 입력되는 신호와 비교되는 신호로서, 이는 센싱 대상이 되는 타깃 공통 전극(Target CE)에 인가되는 공통 전압(VCOM)일 수 있다.
센싱회로(2110)는, 연산 증폭기(OP-AMP)의 제2 입력단(IN2)으로 기준전압(VREF)이 공급되지 않는 경우, 센싱 스킵 처리를 수행하여, 펜 신호(PENS)의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
센싱회로(2110)는, 연산 증폭기(OP-AMP)의 제2 입력단(IN2)으로의 기준전압(VREF)의 공급여부를 제어하기 위한 마스킹 스위치(Masking Switch)(SW_MASK)를 더 포함할 수 있다.
마스킹 스위치(SW_MASK)는 센싱회로(2110)의 외부에 존재할 수도 있다. 예를 들어, 마스킹 스위치(SW_MASK)는 터치구동회로(TDC)가 실장될 수 있는 인쇄회로 또는 표시패널(DISP)에 배치되거나, 기준전압 공급회로의 내부에 포함될 수도 있다.
센싱회로(2110)는, 디스플레이 구동과 동시에 진행되는 펜 터치 센싱 기간 동안, 다수의 공통 전극(CE)으로 전압 레벨이 일정한 공통 전압(VCOM)을 공급할 수 있다.
도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 동시 구동 시, 패널 내부 노이즈(PIN)에 강인한 펜 터치 센싱을 위한 제1 센싱 스킵 처리 방식을 나타낸 도면이다.
도 23을 참조하면, 센싱회로(2110)는, 리셋 스위치(SW_RST)의 온-오프에 따라, 펜 신호(PENS)의 신호 구간 전체에 대한 센싱 처리를 수행하거나, 펜 신호(PENS)의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
도 23을 참조하면, 센싱회로(2110)는, 리셋 스위치(SW_RST)를 턴-온 시켜서, 리셋 스위치(SW_RST)의 턴-온 기간(T2)과 대응되는 펜 신호(PENS)의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 스킵할 수 있다.
도 23을 참조하면, 센싱회로(2110)는, 패널 내부 노이즈(PIN)가 발생하지 않을 것으로 예측되는 제1 기간(Tsen) 동안에는 리셋 스위치(SW_RST)를 턴-오프 시킴으로써, 제1 기간(Tsen) 동안의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행한다.
도 23을 참조하면, 센싱회로(2110)는, 패널 내부 노이즈(PIN)가 발생할 것으로 예측되는 제2 기간(T2) 동안에는 리셋 스위치(SW_RST)를 턴-온 시킴으로써, 제2 기간(T2) 동안의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 스킵한다.
도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 동시 구동 시, 패널 내부 노이즈(PIN)에 강인한 펜 터치 센싱을 위한 제2 센싱 스킵 처리 방식을 나타낸 도면이다.
도 24를 참조하면, 센싱회로(2110)는, 연산 증폭기(OP-AMP)의 제2 입력단(IN2)으로의 기준전압(VREF)의 공급 여부에 따라, 펜 신호(PENS)의 신호 구간 전체에 대한 센싱 처리를 수행하거나, 펜 신호(PENS)의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
도 24를 참조하면, 센싱회로(2110)는, 연산 증폭기(OP-AMP)의 제2 입력단(IN2)에 기준전압(VREF)이 공급되지 않는 기간(T2)과 대응되는 펜 신호(PENS)의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 스킵할 수 있다.
도 24를 참조하면, 센싱회로(2110)는, 패널 내부 노이즈(PIN)가 발생하지 않을 것으로 예측되는 제1 기간(Tsen) 동안에는 마스크 스위치(SW_MASK)를 턴-온 시킴으로써, 제1 기간(Tsen) 동안의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행한다.
도 24를 참조하면, 센싱회로(2110)는, 패널 내부 노이즈(PIN)가 발생할 것으로 예측되는 제2 기간(T2) 동안에는 마스크 스위치(SW_MASK)를 턴-오프 시킴으로써, 제2 기간(T2) 동안의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 스킵한다.
도 25는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 펜 터치 센싱 방법의 흐름도이다.
도 25를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 펜 터치 센싱 방법은, 디스플레이 구동과 동시에 진행되는 펜 터치 센싱 기간 동안, 다수의 공통 전극(CE)의 전체 또는 일부를 구동하는 구동 단계(S2510)와, 다수의 공통 전극(CE) 중 센싱 대상으로서 선택된 타깃 공통 전극(Target CE)을 통해 펜(200)에서 출력된 펜 신호(PENS)를 입력 받고, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL)이 타깃 공통 전극(Target CE)과 중첩되는 여부에 따라, 펜 신호(PENS)에 대한 센싱 처리를 다르게 수행하고, 센싱 처리 결과에 따라 센싱 데이터를 생성하는 펜 신호 센싱 단계(S2520)와, 센싱 데이터를 토대로 펜(200)의 위치, 틸트 및 펜 정보 중 하나 이상을 검출하는 펜 터치 센싱 단계(S2530) 등을 포함할 수 있다.
펜 신호 센싱 단계(S2520)에서, 터치표시장치(100)는, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL)이 타깃 공통 전극(Target CE)과 중첩되는 여부에 따라, 펜 신호(PENS)의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행하거나, 펜 신호(PENS)의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
펜 신호 센싱 단계(S2520)에서, 터치표시장치(100)는, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL)이 타깃 공통 전극(Target CE)과 중첩되지 않는 경우, 펜 신호(PENS)의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
펜 신호 센싱 단계(S2520)에서, 터치표시장치(100)는, 전압 변동이 되는 게이트 신호(VGATE)가 인가되는 게이트 라인(GL)이 타깃 공통 전극(Target CE)과 중첩되는 경우, 펜 신호(PENS)의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행할 수 있다.
구동단계(S2510)에서, 터치표시장치(100)는, DC 전압 형태의 공통 전압(VCOM)을 다수의 공통 전극(CE)의 전체 또는 일부에 공급할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동 중에 펜 터치를 동시에 센싱하더라도, 높은 펜 터치 감도를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 패널 내부 노이즈에 강인한 펜 터치 센싱을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동 시 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL) 등의 패널 내부 구성의 전압 변동이 발생하고, 이러한 전압 변동이 터치센서(타깃 공통 전극)에 노이즈로 작용하더라도, 펜 터치를 정확하게 센싱할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동 중에 터치를 동시에 센싱하더라도, 터치 센싱에 의한 영향 없이 디스플레이를 정상적으로 제공할 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.

Claims (20)

  1. 다수의 데이터 라인, 다수의 게이트 라인 및 다수의 공통 전극을 포함하고, 상기 다수의 공통 전극 각각은 하나 이상의 데이터 라인 및 하나 이상의 게이트 라인과 중첩되는 표시패널; 및
    디스플레이 구동과 동시에 진행되는 펜 터치 센싱 기간 동안, 상기 다수의 공통 전극의 전체 또는 일부를 구동하고, 상기 다수의 공통 전극 중 센싱 대상으로 선택된 타깃 공통 전극을 통해 펜에서 출력된 펜 신호를 입력 받고, 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 상기 타깃 공통 전극과 중첩되는 여부에 따라, 상기 펜 신호에 대한 센싱 처리를 다르게 수행하여, 센싱 처리 결과에 따라 센싱 데이터를 생성하고 출력하는 터치구동회로를 포함하고,
    상기 터치구동회로는,
    상기 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 상기 타깃 공통 전극과 중첩되는 여부에 따라,
    상기 펜 신호의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행하거나,
    상기 펜 신호의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행하는 터치표시장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 터치구동회로는,
    상기 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 상기 타깃 공통 전극과 중첩되는 여부에 따라,
    상기 펜 신호에 포함된 다수의 펄스 모두에 대한 센싱 처리를 수행하거나,
    상기 펜 신호에 포함된 다수의 펄스 중 적어도 하나의 펄스를 제외한 나머지 펄스에 대한 센싱 처리를 수행하는 터치표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 터치구동회로는,
    상기 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 상기 타깃 공통 전극과 중첩되는 경우, 상기 펜 신호의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행하고,
    상기 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 상기 타깃 공통 전극과 중첩되지 않는 경우, 상기 펜 신호의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행하는 터치표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 상기 타깃 공통 전극과 중첩되는 경우,
    상기 타깃 공통 전극은, 턴-온 레벨의 게이트 신호에 의해 턴-온 된 트랜지스터를 통해 이미지를 디스플레이 하기 위해 전압 변동이 되는 데이터 신호가 인가되는 픽셀전극과 중첩되고,
    이미지를 디스플레이 하기 위해 전압 변동이 되는 데이터 신호가 공급되는 데이터 라인과 중첩되는 터치표시장치.
  6. 다수의 데이터 라인, 다수의 게이트 라인 및 다수의 공통 전극을 포함하고, 상기 다수의 공통 전극 각각은 하나 이상의 데이터 라인 및 하나 이상의 게이트 라인과 중첩되는 표시패널; 및
    디스플레이 구동과 동시에 진행되는 펜 터치 센싱 기간 동안, 상기 다수의 공통 전극의 전체 또는 일부를 구동하고, 상기 다수의 공통 전극 중 센싱 대상으로 선택된 타깃 공통 전극을 통해 펜에서 출력된 펜 신호를 입력 받고, 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 상기 타깃 공통 전극과 중첩되는 여부에 따라, 상기 펜 신호에 대한 센싱 처리를 다르게 수행하여, 센싱 처리 결과에 따라 센싱 데이터를 생성하고 출력하는 터치구동회로를 포함하고,
    상기 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 상기 타깃 공통 전극과 중첩되는 경우, 상기 타깃 공통 전극에는 원하는 공통 전압과 다른 전압이 인가된 상태이고,
    상기 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 상기 타깃 공통 전극과 중첩되지 않는 경우, 상기 타깃 공통 전극은 상기 원하는 공통 전압이 인가된 상태인 터치표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 센싱 데이터를 토대로 상기 펜의 위치, 틸트 및 펜 정보 중 하나 이상을 검출하는 터치 컨트롤러를 더 포함하는 터치표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    한 디스플레이 프레임 시간은, 상기 펜 터치 센싱 기간과, 상기 펜 터치 센싱 기간과 다른 핑거 터치 센싱 기간을 포함하고,
    상기 펜 터치 센싱 기간 동안, 일정한 전압 레벨을 갖는 공통 전압이 상기 다수의 공통 전극의 전체 또는 일부에 인가되고,
    상기 핑거 터치 센싱 기간 동안, 변동되는 전압 레벨을 갖는 공통 전압이 상기 다수의 공통 전극의 전체 또는 일부에 인가되는 터치표시장치.
  9. 다수의 데이터 라인, 다수의 게이트 라인 및 다수의 공통 전극을 포함하고, 상기 다수의 공통 전극 각각은 하나 이상의 데이터 라인 및 하나 이상의 게이트 라인과 중첩되는 표시패널을 포함하는 터치표시장치의 터치구동회로에 있어서,
    디스플레이 구동과 동시에 진행되는 펜 터치 센싱 기간 동안, 상기 다수의 공통 전극의 전체 또는 일부를 구동하고, 상기 다수의 공통 전극 중 센싱 대상으로서 선택된 타깃 공통 전극을 통해 펜에서 출력된 펜 신호를 입력 받고, 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 상기 타깃 공통 전극과 중첩되는 여부에 따라, 상기 펜 신호에 대한 센싱 처리를 다르게 수행하는 센싱회로; 및
    상기 센싱회로의 센싱 처리 결과에 따라 센싱 데이터를 생성하고 출력하는 출력회로를 포함하고,
    상기 센싱회로는,
    상기 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 상기 타깃 공통 전극과 중첩되는 여부에 따라,
    상기 펜 신호의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행하거나, 상기 펜 신호의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행하는 터치구동회로.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 센싱회로는,
    상기 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 상기 타깃 공통 전극과 중첩되는 경우, 상기 펜 신호의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행하고,
    상기 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 상기 타깃 공통 전극과 중첩되지 않는 경우, 상기 펜 신호의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행하는 터치구동회로.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 센싱회로는,
    상기 타깃 공통 전극이 전기적으로 연결된 제1 입력단, 기준전압이 입력되는 제2 입력단 및 출력신호를 출력하는 출력단을 포함하는 연산 증폭기;
    상기 제1 입력단과 상기 출력단 사이에 전기적으로 연결된 캐패시터; 및
    상기 제1 입력단과 상기 출력단 간의 연결 여부를 제어하는 리셋 스위치를 포함하고,
    상기 리셋 스위치의 온-오프에 따라, 상기 펜 신호의 신호 구간 전체에 대한 센싱 처리를 수행하거나, 상기 펜 신호의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행하는 터치구동회로.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 센싱회로는, 상기 리셋 스위치를 턴-온 시킴으로써, 상기 리셋 스위치의 턴-온 기간과 대응되는 상기 펜 신호의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 스킵하는 터치구동회로.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 센싱회로는,
    상기 타깃 공통 전극이 전기적으로 연결된 제1 입력단, 기준전압이 입력되는 제2 입력단 및 출력신호를 출력하는 출력단을 포함하는 연산 증폭기;
    상기 제1 입력단과 상기 출력단 사이에 전기적으로 연결된 캐패시터; 및
    상기 제1 입력단과 상기 출력단 간의 연결 여부를 제어하는 리셋 스위치를 포함하고,
    상기 제2 입력단으로의 상기 기준전압의 공급 여부에 따라, 상기 펜 신호의 신호 구간 전체에 대한 센싱 처리를 수행하거나, 상기 펜 신호의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행하는 터치구동회로.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 센싱회로는, 상기 제2 입력단에 상기 기준전압이 공급되지 않는 기간과 대응되는 상기 펜 신호의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 스킵하는 터치구동회로.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 센싱회로는, 상기 디스플레이 구동과 동시에 진행되는 상기 펜 터치 센싱 기간 동안, 상기 다수의 공통 전극으로 전압 레벨이 일정한 공통 전압을 공급하는 터치구동회로.
  17. 다수의 데이터 라인, 다수의 게이트 라인 및 다수의 공통 전극을 포함하고, 상기 다수의 공통 전극 각각은 하나 이상의 데이터 라인 및 하나 이상의 게이트 라인과 중첩되는 표시패널을 포함하는 터치표시장치의 펜 터치 센싱 방법에 있어서,
    디스플레이 구동과 동시에 진행되는 펜 터치 센싱 기간 동안, 상기 다수의 공통 전극의 전체 또는 일부를 구동하는 구동 단계;
    상기 다수의 공통 전극 중 센싱 대상으로서 선택된 타깃 공통 전극을 통해 펜에서 출력된 펜 신호를 입력 받고, 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 상기 타깃 공통 전극과 중첩되는 여부에 따라, 상기 펜 신호에 대한 센싱 처리를 다르게 수행하고, 센싱 처리 결과에 따라 센싱 데이터를 생성하는 펜 신호 센싱 단계; 및
    상기 센싱 데이터를 토대로 상기 펜의 위치, 틸트 및 펜 정보 중 하나 이상을 검출하는 펜 터치 센싱 단계를 포함하고,
    상기 펜 신호 센싱 단계에서, 상기 터치표시장치는,
    상기 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 상기 타깃 공통 전극과 중첩되는 여부에 따라, 상기 펜 신호의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행하거나, 상기 펜 신호의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행하는 펜 터치 센싱 방법.
  18. 삭제
  19. 제17항에 있어서,
    상기 펜 신호 센싱 단계에서, 상기 터치표시장치는,
    상기 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 상기 타깃 공통 전극과 중첩되는 경우, 상기 펜 신호의 신호 구간 중 일부 신호 구간을 제외한 나머지 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행하고,
    상기 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 상기 타깃 공통 전극과 중첩되지 않는 경우, 상기 펜 신호의 신호 구간에 대한 센싱 처리를 수행하는 펜 터치 센싱 방법.
  20. 다수의 데이터 라인, 다수의 게이트 라인 및 다수의 공통 전극을 포함하고, 상기 다수의 공통 전극 각각은 하나 이상의 데이터 라인 및 하나 이상의 게이트 라인과 중첩되는 표시패널을 포함하는 터치표시장치의 펜 터치 센싱 방법에 있어서,
    디스플레이 구동과 동시에 진행되는 펜 터치 센싱 기간 동안, 상기 다수의 공통 전극의 전체 또는 일부를 구동하는 구동 단계;
    상기 다수의 공통 전극 중 센싱 대상으로서 선택된 타깃 공통 전극을 통해 펜에서 출력된 펜 신호를 입력 받고, 전압 변동이 되는 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인이 상기 타깃 공통 전극과 중첩되는 여부에 따라, 상기 펜 신호에 대한 센싱 처리를 다르게 수행하고, 센싱 처리 결과에 따라 센싱 데이터를 생성하는 펜 신호 센싱 단계; 및
    상기 센싱 데이터를 토대로 상기 펜의 위치, 틸트 및 펜 정보 중 하나 이상을 검출하는 펜 터치 센싱 단계를 포함하고,
    상기 구동단계에서, DC 전압 형태의 공통 전압을 상기 다수의 공통 전극에 공급하는 펜 터치 센싱 방법.
KR1020190068916A 2019-06-11 2019-06-11 터치표시장치, 터치구동회로 및 펜 터치 센싱 방법 KR102570352B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190068916A KR102570352B1 (ko) 2019-06-11 2019-06-11 터치표시장치, 터치구동회로 및 펜 터치 센싱 방법
CN202010411972.5A CN112068724A (zh) 2019-06-11 2020-05-15 触摸屏显示装置、触摸驱动电路和笔触摸感测方法
US16/881,877 US11144148B2 (en) 2019-06-11 2020-05-22 Touchscreen display device, touch driving circuit and pen touch sensing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190068916A KR102570352B1 (ko) 2019-06-11 2019-06-11 터치표시장치, 터치구동회로 및 펜 터치 센싱 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200141850A KR20200141850A (ko) 2020-12-21
KR102570352B1 true KR102570352B1 (ko) 2023-08-24

Family

ID=73656284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190068916A KR102570352B1 (ko) 2019-06-11 2019-06-11 터치표시장치, 터치구동회로 및 펜 터치 센싱 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11144148B2 (ko)
KR (1) KR102570352B1 (ko)
CN (1) CN112068724A (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN208795983U (zh) * 2018-10-31 2019-04-26 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及显示装置
KR20220061333A (ko) * 2020-11-05 2022-05-13 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
JP2022135470A (ja) * 2021-03-05 2022-09-15 シャープディスプレイテクノロジー株式会社 タッチパネル内蔵表示装置及びタッチパネル内蔵表示装置の制御方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5893720B2 (ja) 2012-03-02 2016-03-23 シャープ株式会社 表示装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2534422B2 (ja) * 1991-03-12 1996-09-18 シャープ株式会社 表示一体型タブレット装置
KR20120014808A (ko) * 2010-08-10 2012-02-20 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서가 내장된 액정 표시 장치 및 그 구동 방법과 그 제조 방법
KR101394937B1 (ko) * 2010-09-07 2014-05-15 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서를 갖는 표시 장치 및 그 방법
WO2015050888A1 (en) * 2013-10-02 2015-04-09 Synaptics Incorporated Simultaneous display updating and capacitive sensing for an integrated device
KR102333962B1 (ko) * 2015-04-02 2021-12-01 엘지디스플레이 주식회사 터치 감지 장치 및 그를 포함하는 터치 표시 장치
KR102439350B1 (ko) * 2015-12-31 2022-09-02 엘지디스플레이 주식회사 터치스크린 내장형 표시장치 및 그 제조방법
KR102576541B1 (ko) * 2016-10-13 2023-09-11 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 장치 및 그 구동 방법과, 구동 회로, 데이터 구동 회로 및 게이트 구동 회로
KR20180068383A (ko) * 2016-12-13 2018-06-22 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서를 갖는 전자장치와 이의 구동 방법
CN109471566B (zh) * 2017-09-08 2022-03-29 乐金显示有限公司 触摸显示装置、触摸电路和触摸感测方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5893720B2 (ja) 2012-03-02 2016-03-23 シャープ株式会社 表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US11144148B2 (en) 2021-10-12
CN112068724A (zh) 2020-12-11
US20200393926A1 (en) 2020-12-17
KR20200141850A (ko) 2020-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102570350B1 (ko) 터치표시장치, 터치시스템, 구동회로 및 구동방법
KR102364097B1 (ko) 터치 센서 일체형 표시장치와 그 구동방법
KR102326169B1 (ko) 터치 센서 일체형 표시장치와 그 구동방법
US11257452B2 (en) Touch display device, touch sensing circuit, and driving method
KR102534689B1 (ko) 터치표시장치, 데이터구동회로 및 구동방법
KR102460552B1 (ko) 터치표시장치, 디스플레이 컨트롤러, 구동회로 및 구동방법
KR102324661B1 (ko) 터치 센서 일체형 표시장치와 그 구동방법
EP3316092B1 (en) Touch sensor integrated type electroluminescent display device
KR102601347B1 (ko) 터치표시장치 및 터치센싱회로
KR102570352B1 (ko) 터치표시장치, 터치구동회로 및 펜 터치 센싱 방법
US11650682B2 (en) Touch display device, data driving circuit, and touch sensing method for simultaneously performing touch sensing during display driving
KR102565658B1 (ko) 터치표시장치, 터치구동회로 및 구동방법
KR101455314B1 (ko) 터치스크린 일체형 표시장치
KR101363143B1 (ko) 터치 센서를 포함하는 표시장치와 그 구동방법
KR20210051316A (ko) 디스플레이 장치
KR102568330B1 (ko) 서브픽셀, 구동 회로 및 디스플레이 장치
KR102623170B1 (ko) 터치 디스플레이 장치, 터치 구동 회로 및 터치 센싱 방법
US11768563B2 (en) Touch display device
KR102613327B1 (ko) 터치 표시 장치, 터치 구동 회로 및 터치 컨트롤러
KR102676995B1 (ko) 터치 디스플레이 장치, 구동 회로 및 구동 방법
KR20230167937A (ko) 터치 디스플레이 장치, 터치 디스플레이 패널, 구동 방법, 및 컨트롤러
KR20220075678A (ko) 터치 디스플레이 장치, 구동 회로 및 구동 방법
KR20200141782A (ko) 터치 구동 회로, 터치 컨트롤러 및 터치 디스플레이 장치
KR20200081185A (ko) 터치 디스플레이 장치, 구동 회로 및 구동 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant