KR102657011B1 - 터치 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 예는 터치 센싱을 위한 터치 구동 신호와 포스 터치를 위한 포스 터치 구동 신호를 공급하면서 소비 전류를 감소시킬 수 있는 터치 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 예에 따른 구동 회로부는 복수의 터치 전극에 공급하는 터치 구동 신호 및 디스플레이 모듈에 공급하는 포스 터치 구동 신호를 제어하는 싱크 신호의 펄스 파형이 하이 로직 레벨과 로우 로직 레벨로 변화하는 횟수를 가변시킨다.

Description

터치 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법{TOUCH DISPLAY DEVICE AND ITS DRIVING METHOD}
본 발명의 일 예는 터치 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
터치 디스플레이 장치는 각종 전자 기기에서 별도의 입력 장치 없이 디스플레이 장치의 화면 접촉을 통해 정보를 입력하는 입력 장치의 한 종류이다. 터치 스크린 장치는 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC), 모바일 폰, 스마트 폰(smart phone), 스마트 와치(smart watch), 태블릿 PC(Personal Computer), 와치 폰(watch phone) 및 이동 통신 단말기 등과 같은 휴대용 전자 기기뿐만 아니라 텔레비전, 노트북 및 모니터 등의 다양한 제품의 입력 장치로 사용되고 있다.
최근에는, 포스 터치(Force Touch)에 대한 터치 정보를 필요로 하는 어플리케이션 등의 사용자 인터페이스 환경이 구축됨에 따라 포스 터치를 센싱할 수 있는 포스 터치 기능을 갖는 터치 디스플레이 장치가 개발 및 연구되고 있다. 포스 터치는 상면과 배면 사이의 갭(Gap)의 정도인 높이 차이를 인식하여 상면에 가해진 힘을 센싱한다.
싱크(Sync) 신호는 터치 센싱과 포스 터치 센싱을 위한 입력 신호이다. 기존의 인셀(In-Cell) 터치 디스플레이 장치의 경우, 터치 센싱 기간 및 포스 터치 센싱 기간을 구분한 후, 모든 기간에서 싱크 신호를 입력한다. 왜냐하면, 터치 센싱 기간에는 터치 구동 신호를 입력하고, 포스 터치 센싱 기간에는 포스 터치 구동 신호를 공급하여야 하기 때문이다.
터치 구동 신호와 포스 터치 구동 신호는 하이 로직 레벨과 로우 로직 레벨을 반복하면서 갖는 펄스(Pulse) 파형이다. 터치 구동 신호와 포스 터치 구동 신호가 지속적으로 공급되는 경우, 전압의 변화가 지속적으로 발생하여 소비 전류가 증가하게 된다.
본 발명의 일 예는 터치 센싱을 위한 터치 구동 신호와 포스 터치를 위한 포스 터치 구동 신호를 공급하면서 소비 전류를 감소시킬 수 있는 터치 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 예에 따른 터치 디스플레이 장치는 복수의 터치 전극을 갖는 디스플레이 모듈, 디스플레이 모듈의 전면(前面)을 덮는 커버 윈도우, 전기적인 전도성을 가지면서 디스플레이 모듈의 후면 아래에 배치된 하우징 플레이트 및 디스플레이 모듈의 측면의 적어도 일부를 감싸거나 디스플레이 모듈을 지지하는 하우징 측벽을 갖는 하우징, 및 복수의 터치 전극과 하우징 플레이트 사이의 거리 변화에 따라 복수의 터치 전극과 하우징 플레이트 사이의 정전 용량 변화를 센싱하는 구동 회로부를 포함한다. 본 발명의 일 예에 따른 구동 회로부는 복수의 터치 전극에 공급하는 터치 구동 신호 및 디스플레이 모듈에 공급하는 포스 터치 구동 신호를 제어하는 싱크 신호의 펄스 파형이 하이 로직 레벨과 로우 로직 레벨로 변화하는 횟수를 가변시킨다.
본 발명의 일 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법은 구동 회로부에서 복수의 터치 전극과 하우징 플레이트 사이의 거리 변화에 따라 복수의 터치 전극과 하우징 플레이트 사이의 정전 용량 변화를 센싱하는 단계 및 구동 회로부에서 복수의 터치 전극에 공급하는 터치 구동 신호 및 포스 터치 구동 신호를 제어하는 싱크 신호의 펄스 파형이 하이 로직 레벨과 로우 로직 레벨로 변화하는 횟수를 가변시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 예에 따른 터치 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법은 터치 센싱을 위한 터치 구동 신호와 포스 터치를 위한 포스 터치 구동 신호를 시분할하여 공급한다. 이와 동시에 본 발명의 일 예에 따른 터치 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법은 싱크 신호의 펄스 파형이 하이 로직 레벨과 로우 로직 레벨로 변화하는 횟수를 가변시킬 수 있다. 특히, 터치가 인식되지 않는 경우에는 싱크 신호의 변화 횟수를 감소시켜, 터치 구동 신호와 포스 터치 구동 신호가 소비하는 전력을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 터치 디스플레이 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 선 I-I' 및 선 II-II'의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A 부분의 확대도이다.
도 4는 도 2에 도시된 디스플레이 패널을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 터치 디스플레이 장치에 대해 터치 압력에 따른 정전 용량의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 예에 따른 터치 디스플레이 장치에 대해 터치 포스에 따른 터치 로우 데이터의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 예에 따른 싱크 신호와 터치 구동 신호를 나타낸 파형도이다.
도 8은 본 발명의 일 예에 따른 터치가 인식된 경우의 싱크 신호, 터치 구동 신호, 및 포스 터치 구동 신호를 나타낸 파형도이다.
도 9는 본 발명의 일 예에 따른 터치가 인식되지 않은 경우의 싱크 신호, 터치 구동 신호, 및 포스 터치 구동 신호를 나타낸 파형도이다.
도 10은 본 발명의 일 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법의 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
"X축 방향", "Y축 방향" 및 "Z축 방향"은 서로 간의 관계가 수직으로 이루어진 기하학적인 관계만으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 구성이 기능적으로 작용할 수 있는 범위 내에서보다 넓은 방향성을 가지는 것을 의미할 수 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 발명의 여러 실시 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 터치 디스플레이 장치를 나타내는 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 선 I-I' 및 선 II-II'의 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 A 부분의 확대도이며, 도 4는 도 2에 도시된 디스플레이 패널을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 터치 디스플레이 장치는 디스플레이 모듈(100), 커버 윈도우(300), 하우징(500), 완충 부재(700), 및 구동 회로부(900)를 포함한다.
디스플레이 모듈(100)은 구동 회로부(900)의 제어에 따라 디스플레이 모드로 구동되거나 터치 센싱 모드로 구동된다. 디스플레이 모듈(100)은 디스플레이 모드 시 구동 회로부(900)로부터 공급되는 영상 신호에 대응되는 영상을 표시한다. 디스플레이 모듈(100)은 터치 센싱 모드 시 구동 회로부(900)에 의해 사용자 터치에 대한 터치 위치 및 터치 포스 중 적어도 하나를 센싱한다. 디스플레이 모듈(100)은 사용자 터치에 대한 터치 위치 및 터치 포스 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 터치 센서를 포함한다. 디스플레이 모듈(100)은 디스플레이 패널(110), 백라이트 유닛(130), 및 가이드 프레임(150)을 포함한다.
디스플레이 패널(110)은 액정 분자의 구동을 이용하여 영상을 표시하는 액정 디스플레이 패널로서, 액정층을 사이에 두고 대향 합착된 하부 기판(111)과 상부 기판(113)을 포함한다. 디스플레이 패널(110)은 백라이트 유닛(130)으로부터 조사되는 광을 이용하여 소정의 영상을 표시한다.
하부 기판(111)은 박막 트랜지스터 어레이 기판으로서, 복수의 게이트 라인(GL)과 복수의 데이터 라인(DL)의 교차에 의해 정의되는 화소 영역마다 마련된 서브 화소(SP)들을 포함한다. 각 서브 화소(SP)은 게이트 라인과 데이터 라인에 접속된 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터에 접속된 화소 전극 및 화소 전극에 인접하도록 형성되어 공통 전압이 공급되는 공통 전극을 포함할 수 있다.
하부 기판(111)의 하측 에지부에는 각 신호 라인에 접속되어 있는 패드부가 마련되고, 패드부는 구동 회로부(900)와 연결된다. 하부 기판(111)의 좌측, 우측, 또는 양 측 에지부에는 디스플레이 패널(110)의 게이트 라인을 구동하기 위한 내장 게이트 구동 회로가 마련될 수 있다. 내장 게이트 구동 회로는 각 게이트 라인(GL)에 접속되도록 박막 트랜지스터의 제조 공정과 함께 형성된다. 내장 게이트 구동 회로는 구동 회로부(900)로부터 공급되는 게이트 제어 신호에 따라 순차적으로 쉬프트되는 게이트 신호를 생성해 해당하는 게이트 라인(GL)에 공급한다.
상부 기판(113)은 하부 기판(111)에 마련된 각 화소 영역에 중첩되는 개구 영역을 정의하는 화소 정의 패턴 및 개구 영역에 형성된 컬러 필터를 포함한다. 상부 기판(113)은 실런트(sealant)에 의해 액정층을 사이에 두고 하부 기판(111)과 대향 합착되어 하부 기판(111)의 패드부를 제외한 나머지 하부 기판(111)의 전체를 덮는다.
하부 기판(111)과 상부 기판(113) 중 적어도 하나는 액정의 프리틸트 각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 액정층은 하부 기판(111) 및 상부 기판(113) 사이에 개재되는 것으로, 각 서브 화소(SP)마다 화소 전극에 인가되는 데이터 전압과 공통 전압에 의해 형성되는 횡전계에 따라 액정 분자들이 수평 방향으로 배열되는 액정으로 이루어진다.
하부 기판(111)의 후면에는 제 1 편광축을 갖는 하부 편광 부재(115)가 부착되어 있고, 상부 기판(113)의 전면(前面)에는 제 1 편광축과 교차하는 제 2 편광축을 갖는 상부 편광 부재(117)가 부착되어 있다.
디스플레이 패널(110)에서 터치 센서는 터치 센싱 모드 시 공통 전극으로 사용되는 터치 전극(TE)이고, 공통 전극은 디스플레이 모드 시 공통 전압을 공급받음으로써 화소 전극과 함께 액정 구동 전극으로 사용된다. 즉, 디스플레이 패널(110)은 인-셀 터치형 액정 디스플레이 패널일 수 있으며, 보다 구체적으로는 자기 정전 용량 방식의 인-셀 터치형 액정 디스플레이 패널일 수 있다.
터치 전극(TE)은 인접한 복수의 서브 화소(SP) 단위로 패터닝된다. 터치 전극(TE)은 적어도 하나의 게이트 라인(GL)과 적어도 하나의 데이터 라인(DL)과 중첩된다. 화소 전극 및 터치 전극(TE)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 형성된다. 터치 전극(TE)은 터치 라우팅 라인(TL)을 통해서 구동 회로부(900)에 연결된다.
하나의 터치 전극(TE)은 복수의 서브 화소(SP)들과 대응되는 면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 하나의 터치 전극(TE)은 게이트 라인(GL)의 길이 방향과 나란한 가로 방향으로 40개의 화소 및 데이터 라인(DL)의 길이 방향과 나란한 세로 방향으로 12개 화소과 대응되는 면적을 가질 수 있다. 이 경우, 하나의 터치 전극(TE)은 480개 화소과 대응하는 면적을 가질 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 터치 전극(TE)의 크기는 디스플레이 패널(110)의 크기(또는 해상도) 및 터치 해상도에 따라 달라질 수 있다. 또한, 디스플레이 패널(110)에는 복수의 터치 전극(TE)이 격자 형태로 배치되는데, 이때 복수의 터치 전극(TE) 각각은 모두 동일한 크기를 가지는 것은 아니며, 디스플레이 패널(110)의 중앙부에 배치된 제 1 터치 전극들보다 디스플레이 패널(110)의 에지부에 배치된 제 2 터치 전극들의 크기가 작을 수 있다. 이 경우, 디스플레이 패널(110)의 중앙부와 에지부 간의 터치 감도를 균일하게 할 수 있다.
백라이트 유닛(130)은 디스플레이 패널(110) 아래에 배치되어 디스플레이 패널(110)에 광을 조사한다. 백라이트 유닛(130)은 도광판(131), 광원부, 반사 시트(133) 및 광학 시트부(135)를 포함한다.
도광판(131)은 적어도 일측면에 마련된 입광부를 포함한다. 도광판(131)은 입광부를 통해 입사되는 광을 상면 방향, 즉 디스플레이 패널(110) 방향으로 진행시킨다.
광원부는 도광판(131)의 입광부와 마주보도록 배치되어 도광판(131)의 입광부에 광을 조사한다. 광원부는 도광판(131)의 입광부와 인접하도록 배치된 인쇄 회로 기판 및 인쇄 회로 기판에 실장된 복수의 발광 다이오드 패키지를 포함할 수 있다.
반사 시트(133)는 하우징(500) 내부에 배치되어 도광판(131)의 후면을 덮는다. 반사 시트(133)는 도광판(131)의 하면을 통과하여 입사되는 광을 도광판(131)의 내부 쪽으로 반사시킴으로써 광의 손실을 최소화한다.
광학 시트부(135)는 도광판(131)의 상에 배치되어 도광판(131)으로부터 출사되는 광의 휘도 특성을 향상시키는 역할을 한다. 예를 들어, 광학 시트부(135)는 확산 시트, 프리즘 시트 및 이중 휘도 강화 필름(dual brightness en-hancement film)을 포함하여 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 확산 시트, 프리즘 시트, 이중 휘도 강화 필름 및 렌티큘러 시트 중에서 선택된 2개 이상의 적층 조합으로 이루어질 수 있다.
추가적으로, 디스플레이 모듈(100)은 디스플레이 패널(110)과 광학 시트부(135) 사이에 배치된 시야각 제어 필름을 더 포함할 수 있다. 시야각 제어 필름은 복수의 서브 화소(SP) 각과 중첩되도록 마련되어 복수의 서브 화소(SP) 각각의 광 방출 각도를 제한함으로써 디스플레이 패널(110)의 시야각을 미리 설정된 범위로 제한한다.
가이드 프레임(150)은 사각 띠 형태로 형성되어 디스플레이 패널(110)의 후면 에지부에 부착된다. 가이드 프레임(150)은 백라이트 유닛(130)의 각 측면을 둘러쌈으로써 백라이트 유닛(130)의 유동을 최소화한다. 가이드 프레임(150)은 시트 지지부(151) 및 패널 지지부(153)를 포함한다.
시트 지지부(151)는 백라이트 유닛(130), 즉 광학 시트부(135)의 에지부와 중첩되도록 사각 띠 형태로 형성되어 광학 시트부(135)의 에지부를 지지한다. 시트 지지부(151)의 하면은 부착 부재(150a)에 의해 반사 시트(133)의 확장 영역에 부착될 수 있다.
추가적으로, 시트 지지부(151)는 내측면으로부터 도광판(131)과 중첩되도록 돌출된 도광판 지지부를 더 포함할 수 있으며, 도광판 지지부는 도광판(131)의 하면 에지부를 지지한다.
패널 지지부(153)는 시트 지지부(151)의 상면 에지부로부터 사각 띠 형태로 돌출되어 패널 부착 부재(160)를 통해 디스플레이 패널(110)의 후면 에지부에 부착된다. 패널 부착 부재(160)는 양면 테이프, 열 경화성 수지, 광 경화성 수지, 또는 양면 부착성 폼 패드(foam pad) 등을 포함할 수 있다.
가이드 프레임(150)은 디스플레이 패널(110)에 부착되어 백라이트 유닛(130)을 지지함으로써 백라이트 유닛(130)이 디스플레이 패널(110)의 후면에 매달리도록 한다.
커버 윈도우(300)는 디스플레이 패널(110)의 전면 전체에 부착되어 하우징(500)에 지지된다. 커버 윈도우(300)는 하우징(500)에 유동 가능하게 지지되어 사용자의 터치 압력에 따라 하우징(500) 쪽으로 오목하게 변형된다.
커버 윈도우(300)는 투명 점착 부재(200)에 의해 디스플레이 패널(110), 보다 구체적으로는 상부 편광 부재(117)의 전면 전체에 부착됨으로써 디스플레이 패널(110)을 지지하면서 외부 충격으로부터 디스플레이 패널(110)을 보호한다. 투명 점착 부재(200)는 OCA(optical clear adhesive) 또는 OCR(optical clear resin)을 포함할 수 있다.
커버 윈도우(300)는 강화 글라스(Glass), 투명 플라스틱, 또는 투명 필름으로 이루어질 수 있다. 일 예로서, 커버 윈도우(300)는 사파이어 글라스(Sapphire Glass) 및 고릴라 글라스(Gorilla Glass) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 커버 윈도우(300)는 PET(polyethyleneterephthalate), PC(polycarbonate), PES(polyethersulfone), PEN(polyethylenenapnthalate) 및 PNB(polynorbornene) 중 어느 하나의 재질을 포함할 수 있다. 커버 윈도우(300)는 긁힘과 투명도를 고려하여 강화 글라스를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
하우징(500)은 디스플레이 모듈(100)을 수납하면서 커버 윈도우(300)를 지지한다. 하우징(500)은 커버 윈도우(300)에 부착된 디스플레이 모듈(100)을 후면과 각 측면을 직접적으로 감싼다.
하우징(500)은 하우징 플레이트(510) 및 하우징 측벽(530)에 의해 정의되는 수납 공간을 가지는 것으로, 상면이 개구된 상자 형태를 포함할 수 있다. 하우징(500)은 전도성 재질 또는 금속 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하우징(500)은 알루미늄(Al) 재질, 인바(invar) 재질 또는 마그네슘(Mg) 재질을 포함할 수 있다. 하우징(500)은 전원 공급 회로에 전기적으로 연결되고 전원 공급 회로로부터 일정한 전압 레벨을 갖는 직류 전압을 공급받거나 또는 교류 전압을 공급받거나 전기적으로 접지(GND)될 수 있으며, 이하의 설명에서는 하우징(500)이 전기적으로 접지된 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
하우징 플레이트(510)는 수납 공간의 바닥면으로서 백라이트 유닛(130)의 후면을 덮는다.
하우징 플레이트(510)의 후면에는 적어도 하나의 시스템 수납 공간(500s)이 마련될 수 있다. 시스템 수납 공간(500s)에는 구동 전원을 제공하는 배터리(800), 통신 모듈, 전원 회로, 메모리, 및 전자 기기의 구동 회로부(900) 등이 수납될 수 있다. 시스템 수납 공간(500s)은 후면 커버(600)에 의해 은폐된다. 후면 커버(600)는 배터리(800)의 교체를 위해, 하우징(500)의 후면에 개폐 가능하게 결합될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 터치 디스플레이 장치가 내장형 배터리를 사용하는 경우, 후면 커버(600)는 사용자에 의한 개폐가 불가능하도록 하우징(500)의 후면과 결합되어 있다.
하우징 측벽(530)은 하우징 플레이트(510)의 각 측면에 수직하게 마련된다. 하우징 측벽(530)은 커버 윈도우(300)를 지지함으로써 커버 윈도우(300)에 매달린 디스플레이 모듈(100)의 각 측면을 직접적으로 감싼다. 하우징 측벽(530)의 상부는 커버 윈도우(300)의 각 측면을 직접적으로 감싼다.
하우징 측벽(530)은 디스플레이 모듈(100)의 전체 높이(또는 두께)보다 높은 높이를 가짐으로써 커버 윈도우(300)에 매달린 디스플레이 모듈(100)을 하우징 플레이트(510)로부터 이격시킨다. 이에 따라, 본 발명의 일 예에 따른 터치 디스플레이 장치는 커버 윈도우(300)의 후면에 매달린 디스플레이 모듈(100)과 하우징 플레이트(510) 사이에 마련된 에어 갭(AG)을 포함한다.
에어 갭(AG)은 하우징 측벽(530)의 높이에 의해 하우징 플레이트(510)로부터 이격된 디스플레이 모듈(100)의 후면과 하우징 플레이트(510) 사이의 이격 공간으로 정의될 수 있다. 에어 갭(AG)은 사용자의 터치 압력에 의해 디스플레이 모듈(100)이 상하 방향(Z)으로 유동될 수 있는 공간을 제공함으로써 사용자의 터치 압력에 따라 커버 윈도우(300)와 디스플레이 모듈(100)이 곡면 형태로 변형될 수 있도록 한다.
하우징 측벽(530)은 상부 내측면에 마련된 홈부(550)를 포함한다. 홈부(550)에는 탄성 부재(570)가 설치된다.
탄성 부재(570)는 홈부(550)에 부착되어 커버 윈도우(300)의 후면 에지부와 홈부(500)의 바닥면 사이에 배치됨으로써 사용자의 터치 압력에 의해 커버 윈도우(300)가 상하 방향(Z)으로 유동될 수 있도록 한다. 탄성 부재(570)는 탄성 복원력을 갖는 탄성 패드, 양면 부착성 폼 패드, 또는 스프링을 포함할 수 있다. 커버 윈도우(300)는 하우징 측벽(530)의 홈부(550)에 배치된 탄성 부재(570)와 결합되어 디스플레이 모듈(100)과 하우징 측벽(530) 사이의 공간과 디스플레이 모듈(100)의 전면 전체를 덮음으로써 충격으로부터 디스플레이 모듈(100)을 보호하면서 디스플레이 모듈(100)과 하우징 측벽(530) 사이의 공간으로 이물질이 침투하는 것을 차단한다.
하우징(500)은 전도성 재질을 포함하기 때문에, 터치 전극(TE)과 하우징 플레이트(510) 사이에는 사용자의 포스 터치를 센싱하기 위한 터치 센서, 즉 정전 용량(Cm)이 형성된다. 정전 용량(Cm)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 터치 전극(TE)과 하우징 플레이트(510) 간의 거리(D)가 감소할수록 선형적으로 증가하게 된다. 정전 용량(Cm)의 변화는 거리 변화(D')에 반비례하기 때문에 디스플레이 패널(110)이 커버 윈도우(300)에 가해지는 터치 압력(TP)에 따라 휘어져 하우징 플레이트(510)에 근접할수록 터치 전극(TE)과 하우징 플레이트(510) 간의 거리(D')가 감소함에 따라 증가하게 된다.
포스 터치의 센싱 감도를 향상시키기 위해, 커버 윈도우(300)에 터치 압력(TP)이 가해지지 않는 상태에서, 디스플레이 모듈(100)의 후면과 하우징 플레이트(510) 사이의 이격 거리는 적어도 500㎛ 이상으로 설정되는 것이 바람직하다. 디스플레이 모듈(100)의 후면과 하우징 플레이트(510) 사이의 이격 거리가 500㎛ 미만일 경우, 터치 압력(TP)의 크기 변화 대비 정전 용량(Cm)의 변화가 매우 적기 때문에 상대적으로 강한 터치 압력(TP)에 대해 정전 용량(Cm)의 변화가 미미하여 터치 압력(TP)을 구분하기 어려워 포스 터치의 센싱 감도가 저하될 수 있다.
완충 부재(700)는 디스플레이 모듈(100)의 후면으로부터 이격되도록 하우징 플레이트(510)에 배치된다. 완충 부재(700)는 하우징 플레이트(510)의 전면(前面)에 부착되어 에어 갭(AG)을 사이에 두고 디스플레이 모듈(100)의 후면과 대향된다. 완충 부재(700)는 디스플레이 모듈(100)의 변형 시, 디스플레이 모듈(100)과 하우징 플레이트(510) 간의 물리적인 접촉에 따른 디스플레이 모듈(100)의 후면 손상을 방지한다. 완충 부재(700)는 하우징 플레이트(510)로부터 디스플레이 모듈(100)의 후면에 가해지는 충격을 흡수하여 디스플레이 모듈(100)의 손상을 방지한다. 완충 부재(700)는 소프트 재질, 예를 들어 PU(polyurethane) 재질을 포함할 수 있다.
구동 회로부(900)는 하부 기판(113)에 마련된 패드부에 연결된다. 구동 회로부(900)는 디스플레이 패널(110)을 디스플레이 모드와 터치 센싱 모드로 시분할 구동한다. 디스플레이 모드 시, 구동 회로부(900)는 디스플레이 패널(110)에 영상을 표시한다. 터치 센싱 모드 시, 구동 회로부(900)는 터치 전극(TE)을 통해서 사용자 터치 및/또는 포스 터치를 센싱하여 터치 위치 및 터치 포스 레벨 중 적어도 하나를 산출한다. 구동 회로부(900)는 산출된 터치 위치 또는/및 터치 포스 레벨에 상응하는 어플리케이션을 실행한다.
일 예로, 구동 회로부(900)는 사용자 손가락 또는 전도성 물체에 의한 사용자 터치에 대해 터치 전극(TE)의 자기 정전 용량 변화를 센싱하여 터치 위치 및 터치 포스 레벨 중 적어도 하나를 산출할 수 있다. 다른 예로, 구동 회로부(900)는 사용자 손가락 또는 전도성 물체에 의한 사용자 터치에 대해 터치 전극(TE)과 하우징(500) 사이의 정전 용량(Cm) 변화를 센싱하여 터치 포스 레벨을 산출하거나, 터치 포스 레벨에 해당되는 터치 전극(TE)의 위치로부터 터치 위치를 추가로 산출할 수 있다.
구동 회로부(900)는 호스트 제어부(910), 터치 구동부(930), 로드 프리 신호 생성부(950), 및 패널 구동부(970)를 포함한다.
호스트 제어부(910)는 MCU(Micro Controller Unit)이다. 호스트 제어부(910)는 디스플레이 패널(110)을 디스플레이 모드와 터치 센싱 모드로 구동시킨다. 즉, 호스트 제어부(910)는 디스플레이 패널(110)을 디스플레이 모드로 구동시키기 위한 제 1 논리 상태를 갖는 모드 신호와 디스플레이 패널(110)을 터치 센싱 모드로 구동시키기 위한 제 2 논리 상태를 갖는 모드 신호를 생성한다. 호스트 제어부(910)는 디스플레이 패널(110)의 프레임 동기 신호(또는 수직 동기 신호)에 기초하여 디스플레이 패널(110)의 매 프레임을 적어도 하나의 서브 프레임으로 시분할하고, 서브 프레임을 디스플레이 모드와 터치 센싱 모드로 구동하기 위한 모드 신호를 생성할 수 있다. 한 프레임의 영상은 서브 프레임의 개수에 대응되도록 분할되어 적어도 하나의 서브 프레임에 나누어 표시될 수 있다. 각 서브 프레임의 터치 센싱 모드 동안, 서브 프레임의 개수에 기초한 적어도 하나의 터치 전극(TE)에 대한 터치 센싱이 이루어지거나 모든 터치 전극(TE)에 대한 터치 센싱이 이루어질 수 있다.
디스플레이 모드 시 호스트 제어부(910)는 제 1 논리 상태의 모드 제어 신호와 디지털 영상 데이터 및 타이밍 동기 신호를 생성하여 터치 구동부(930)와 로드 프리 신호 생성부(950) 및 패널 구동부(970)에 각각 공급한다.
터치 센싱 모드 시 호스트 제어부(910)는 제 2 논리 상태의 모드 제어 신호를 생성하여 터치 구동부(930)와 로드 프리 신호 생성부(950) 및 패널 구동부(970)에 각각 공급한다.
터치 센싱 모드 시 호스트 제어부(910)는 터치 구동부(930)로부터 제공되는 터치 로우 데이터를 기반으로 터치 위치 및 터치 포스 레벨 중 적어도 하나를 산출한다. 호스트 제어부(910)는 산출한 터치 위치 및 터치 포스 레벨 중 적어도 하나에 해당되는 어플리케이션을 실행한다. 어플리케이션은 터치 디스플레이 장치에 탑재된 터치 위치 기반의 응용 프로그램 및 터치 포스 기반의 응용 프로그램일 수 있다. 터치 위치 기반의 응용 프로그램은 터치 위치에 표시된 프로그램 아이콘에 해당하는 응용 프로그램일 수 있다. 터치 포스 기반의 응용 프로그램은 잠금 기능 또는 잠금 해제 기능을 수행하는 보안 응용 프로그램 또는 터치 위치에 표시된 프로그램 아이콘에 설정된 포스 레벨에 해당하는 응용 프로그램일 수 있다.
구체적으로, 터치 센싱 모드 시 호스트 제어부(910)는 기준 로우 데이터와 터치 구동부(930)로부터 제공되는 터치 로우 데이터를 비교하여 터치 위치를 산출하거나 터치 위치와 터치 포스 레벨을 산출한다.
일 예로, 터치 전극(TE)과 하우징 플레이트(510) 사이에 형성되는 정전 용량(Cm)은 터치 압력이 증가할수록 선형적으로 증가하기 때문에 사용자의 포스 터치시 터치 로우 데이터는 사용자의 단순 터치시보다 더 높은 값을 가지게 된다. 이에 따라, 호스트 제어부(910)는 미리 설정된 기준 로우 데이터를 기준으로, 터치 로우 데이터를 이용하여 터치 위치와 터치 포스 레벨을 구분하여 산출할 수 있다.
예를 들어, 호스트 제어부(910)는 미리 설정된 기준 로우 데이터를 기준으로, 기준 로우 데이터 미만의 터치 로우 데이터를 터치 위치 센싱용 터치 로우 데이터로 구분하고, 기준 로우 데이터를 초과하는 터치 로우 데이터를 포스 터치 센싱용 로우 데이터로 구분할 수 있다. 따라서, 일 예에 따른 호스트 제어부(910)는 기준 로우 데이터 미만의 터치 로우 데이터를 기반으로 터치 위치를 산출한다. 이 경우, 기준 로우 데이터 미만의 터치 로우 데이터를 갖는 터치 전극의 위치를 이용하여 터치 위치(또는 2차원 터치 정보)를 산출할 수 있다. 그리고, 호스트 제어부(910)는 기준 로우 데이터를 초과하는 터치 로우 데이터를 기반으로 터치 포스 레벨 또는/및 터치 위치를 산출한다. 이 경우, 기준 로우 데이터를 초과하는 터치 로우 데이터에 대응되는 터치 포스 레벨을 산출하거나 터치 포스 레벨과 더불어 기준 로우 데이터를 초과하는 터치 로우 데이터를 갖는 터치 전극의 위치를 이용하여 터치 위치를 포함하는 3차원 터치 정보를 산출할 수 있다.
다른 예로서, 호스트 제어부(910)는 기준 로우 데이터를 이용하지 않고, 터치 로우 데이터를 이용하여 터치 위치와 터치 포스 레벨을 함께 산출할 수 있다. 다만, 사용자가 의도적으로 터치 압력을 가하는 포스 터치 이외의 단순 위치 터치시 터치 포스 레벨을 산출하는 불필요한 연산으로 인한 전력 소모를 방지하기 위하여, 기준 로우 데이터를 이용하여 단순 위치 터치와 포스 터치를 구분하여 터치 위치와 터치 포스 레벨을 산출하는 것이 바람직하다.
터치 구동부(930)는 호스트 제어부(910)로부터 공급되는 제 1 논리 상태의 모드 신호에 응답하여 디스플레이 모드 동안 복수의 터치 라우팅 라인(TL) 각각을 통해서 복수의 터치 전극(TE) 각각에 공통 전압(Vcom)을 공급한다. 터치 구동부(930)는 제 1 논리 상태의 모드 신호에 따른 디스플레이 모드 동안 복수의 터치 전극(TE) 각각이 공통 전극으로 사용되도록 복수의 터치 전극(TE) 각각에 공통 전압(Vcom)을 공급한다.
터치 구동부(930)는 호스트 제어부(910)로부터 공급되는 제 2 논리 상태의 모드 신호에 응답하여 터치 센싱 모드 동안 복수의 터치 라우팅 라인(TL) 각각을 통해서 복수의 터치 전극(TE) 각각에 터치 구동 신호(TDS)를 개별적으로 공급한다. 이후, 다시 복수의 터치 라우팅 라인(TL) 각각을 통해서 터치 구동 신호(TDS)가 공급된 터치 전극(TE)에 대해 사용자 터치에 따른 정전 용량 변화를 센싱하여 터치 로우 데이터를 생성하고, 터치 로우 데이터를 호스트 제어부(910)에 제공한다. 터치 구동부(930)는 정전 용량 방식의 센싱 회로를 통해 터치 전극(TE)의 자기 정전 용량 변화를 센싱하여 터치 로우 데이터를 생성할 수 있다.
터치 로우 데이터는 사용자 손가락 또는 별도의 터치 기구에 의한 사용자의 터치 압력시 터치 전극(TE)에서 발생되는 자기 정전 용량의 변화뿐만 아니라 터치 전극(TE)과 하우징 플레이트(510) 사이에 형성되는 정전 용량(Cm)의 변화에 따라 터치 압력의 증가할수록 큰 데이터 값을 가질 수 있다. 일 예로서, 터치 구동부(930)는 사용자 손가락 또는 전도성 물체에 의한 사용자 터치에 따른 터치 전극(TE)의 자기 정전 용량 변화에 대응되는 터치 로우 데이터를 생성할 수 있다. 다른 예로서, 터치 구동부(930)는 사용자 손가락 또는 비전도성 물체에 의한 사용자 터치에 대해 터치 전극(TE)에서 발생되는 자기 정전 용량의 변화뿐만 아니라 터치 전극(TE)과 하우징 플레이트(510) 사이에 형성되는 정전 용량(Cm)의 변화에 대응되는 터치 로우 데이터를 생성할 수 있다.
터치 구동 신호(TDS)는 충전량, 회로 구성 또는 소비전력 등을 고려하여 교류 구동 파형, 직류 구동 전압 및 접지 전압 중 어느 하나로 선택될 수 있다. 교류 구동 파형은 펄스파, 사인파, 감쇄 사인파, 정사각파, 직사각파, 톱니파, 삼각파, 또는 스텝파를 포함할 수 있다.
터치 구동부(930)는 사용자 터치에 따른 터치 전극(TE)의 자기 정전 용량 변화를 센싱한다. 자기 정전 용량 방식의 터치 센싱은 터치 라우팅 라인(TL)을 통해서 터치 전극(TE)에 터치 구동 신호(TDS)를 인가한 후, 터치 구동 신호(TDS)가 공급된 터치 전극(TE)의 자기 정전 용량 변화를 다시 터치 라우팅 라인(TL)을 통해서 센싱한다. 터치 전극(TE)이 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)에 중첩됨에 따라 터치 전극(TE)과 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL) 사이의 기생 커패시턴스가 형성된다. 기생 커패시턴스는 터치 구동의 큰 부하로 작용하여 터치 센싱의 정확도를 감소시키거나 터치 센싱을 불가능하게 한다.
로드 프리 신호 생성부(950)는 터치 센싱 모드 시, 호스트 제어부(910)로부터 공급되는 제 2 논리 상태의 모드 신호에 응답하여 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 위상과 동일한 전위차를 갖는 로드 프리 신호를 생성하여 패널 구동부(970)에 제공한다. 로드 프리 신호 생성부(950)는 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 위상과 동일한 전위차를 갖는 로드 프리 신호를 생성하고, 게이트 라인들(GL1 ~ GLm) 및 데이터 라인들(DL1 ~ DLn)에 로드 프리 신호를 동시에 공급함으로써 터치 전극(TE)과 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL) 사이의 기생 커패시턴스에 따른 터치 전극(TE)의 로드(load)를 감소시킨다. 터치 전극(TE)과 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL) 각각에 로드 프리 신호가 동시에 인가되게 되면, 터치 전극(TE)과 게이트 라인들(GL1 ~ GLm) 및 데이터 라인들(DL1 ~ DLn) 사이의 전위차가 발생되지 않으므로 터치 전극(TE)과 게이트 라인들(GL1 ~ GLm) 및 데이터 라인들(DL1 ~ DLn) 사이의 기생 커패시턴스가 형성되지 않는다. 이에 따라, 본 발명의 일 예는 터치 위치 센싱 및 포스 터치 센싱의 감도를 향상시킬 수 있다.
로드 프리 신호 생성부(950)는 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 위상을 가지면서 동일한 전압 차이로 스윙하는 전압 스윙 폭을 갖는 제 1 로드 프리 신호 및 제 2 로드 프리 신호를 각각 생성하여 패널 구동부(970)에 제공한다. 제 1 로드 프리 신호는 패널 구동부(970)를 통하여 데이터 라인(DL)에 공급될 수 있고, 제 2 로드 프리 신호는 패널 구동부(970)를 통하여 게이트 라인(GL)에 공급될 수 있다.
제 1 로드 프리 신호는 제 1 하이 전압과 제 1 로우 전압 사이의 제 1 전압 스윙 폭을 가질 수 있다.
제 2 로드 프리 신호는 제 1 로드 프리 신호와 동일한 위상을 가지되, 제 2 하이 전압과 제 2 로우 전압 사이의 제 1 전압 스윙 폭을 가질 수 있다. 제 1 하이 전압은 제 2 하이 전압보다 높으며, 제 1 로우 전압은 제 2 로우 전압보다 높게 설정된다. 제 2 로드 프리 신호의 제 2 하이 전압은 디스플레이 모드시 박막 트랜지스터를 턴-온시키기 위해 게이트 라인(GL)에 공급되는 게이트 신호의 게이트 하이 전압보다 낮은 전압 레벨로 설정된다. 이는 터치 센싱 모드 시, 게이트 라인(GL)에 공급되는 제 2 로드 프리 신호로 인하여 박막 트랜지스터의 턴-온되는 것을 방지하기 위함이다. 제 2 로드 프리 신호의 제 2 로우 전압은 제 2 하이 전압으로부터 제 1 전압 스윙 폭만큼 낮은 전압 레벨로 설정된다. 이로 인하여 제 2 로드 프리 신호는 제 1 로드 프리 신호와 동일한 위상을 가지면서 동일한 전압 스윙 폭을 갖게 된다.
패널 구동부(970)는 호스트 제어부(910)로부터 공급되는 제 1 논리 상태의 모드 신호와 디지털 영상 데이터 및 타이밍 동기 신호를 기반으로, 디스플레이 모드 동안 게이트 신호(GS)를 생성하여 해당하는 게이트 라인(GL1 ~ GLm)에 공급함과 동기되도록 서브 화소별 디지털 영상 데이터를 디지털-아날로그 변환하여 데이터 신호(Vdata)를 생성해 해당하는 데이터 라인(DL1 ~ DLn)에 공급한다. 패널 구동부(970)는 데이터 신호와 공통 전압(Vcom)에 의해 형성되는 전계를 이용해 액정을 구동하여 디스플레이 패널(110)에 영상을 표시한다. 디스플레이 패널(110)의 하부 기판(111)에 내장 게이트 구동 회로부가 마련되어 있는 경우, 패널 구동부(970)는 타이밍 동기 신호를 기반으로 게이트 제어 신호를 생성해 내장 게이트 구동 회로부에 제공한다. 내장 게이트 구동 회로부는 게이트 제어 신호에 따라 게이트 신호(GS)를 생성해 게이트 라인(GL1 ~ GLm)에 공급하게 된다.
패널 구동부(970)는 호스트 제어부(910)로부터 공급되는 제 2 논리 상태의 모드 신호를 기반으로, 로드 프리 신호 생성부(950)로부터 제공되는 로드 프리 신호를 디스플레이 패널(110)에 공급함으로써 터치 전극(TE)의 로드(load)를 감소시킨다. 패널 구동부(970)는 로드 프리 신호 생성부(950)로부터 제공되는 제 1 및 제 2 로드 프리 신호 각각을 수신하고, 제 1 로드 프리 신호를 데이터 라인(DL1 ~ DLn)에 공급하고, 이와 동기되도록 제 2 로드 프리 신호를 게이트 라인(GL1 ~ GLm)에 공급한다. 디스플레이 패널(110)의 하부 기판(111)에 내장 게이트 구동 회로부가 마련되어 있는 경우, 제 2 로드 프리 신호는 패널 구동부(970)를 통해서 내장 게이트 구동 회로부에 공급되거나 로드 프리 신호 생성부(950)로부터 내장 게이트 구동 회로부에 직접적으로 공급될 수 있다. 내장 게이트 구동 회로부는 패널 구동부(970)로부터 전달되거나 로드 프리 신호 생성부(950)로부터 직접적으로 공급되는 제 2 로드 프리 신호를 게이트 라인(GL1 ~ GLm)에 공급할 수 있다.
구동 회로부(900)에서 호스트 제어부(910)와 터치 구동부(930)와 로드 프리 신호 생성부(950) 및 패널 구동부(970) 각각은 별도의 집적 회로로 구현될 수 있다. 호스트 제어부(910)와 터치 구동부(930)와 패널 구동부(970)는 하나의 집적 회로로 구현될 수 있다. 터치 구동부(930)와 패널 구동부(970)는 하나의 집적 회로로 구현될 수 있다. 터치 구동부(930)는 호스트 제어부(910)에 내장될 수 있다. 로드 프리 신호 생성부(950)는 호스트 제어부(910)와 터치 구동부(930)와 패널 구동부(970) 중 어느 하나에 내장될 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 하우징(500)의 하우징 플레이트(510)는 전기적으로 접지(GND) 상태이므로, 사용자의 터치 압력(또는 터치 포스)이 가해질 경우, 터치 전극(TE)과 하우징 플레이트(510) 사이에 정전 용량(Cm)이 형성되고, 터치 압력시 증가할수록 터치 전극(TE)과 하우징 플레이트(510) 사이의 거리(D)가 감소함에 따라 정전 용량(Cm)의 전하량이 선형적으로 증가하게 된다.
도 6에서 알 수 있듯이, 터치 구동부에서 생성되는 터치 로우 데이터의 값은 터치 압력이 증가할수록 선형적으로 증가하게 된다. 도 5에서 알 수 있듯이, 터치 압력이 증가할수록 터치 전극(TE)과 하우징 플레이트(510) 간의 거리(D')가 감소함으로써 터치 전극(TE)과 하우징 플레이트(510) 사이에 발생되는 정전 용량(Cm)이 크게 변화되는 것을 확인할 수 있다.
호스트 제어부(910)는 터치 압력의 정도에 따라 단계적으로 설정된 터치 압력별 터치 포스 레벨에 기초하여 터치 로우 데이터의 값에 따른 터치 포스 레벨을 산출한다.
본 발명의 일 예에 따른 터치 디스플레이 장치는 복수의 터치 전극(TE)을 갖는 디스플레이 모듈(100), 디스플레이 모듈(100)의 전면(前面)을 덮는 커버 윈도우(300), 전기적인 전도성을 가지면서 디스플레이 모듈(100)의 후면 아래에 배치된 하우징 플레이트(510) 및 디스플레이 모듈(100)의 측면의 적어도 일부를 감싸거나 디스플레이 모듈(100)을 지지하는 하우징 측벽(530)을 갖는 하우징(500), 및 복수의 터치 전극(TE)과 하우징 플레이트 사이(510)의 거리 변화에 따라 복수의 터치 전극(TE)과 하우징 플레이트(510) 사이의 정전 용량 변화를 센싱하는 구동 회로부(900)를 포함한다.
본 발명의 일 예에 따른 구동 회로부(900)는 복수의 터치 전극(TE)에 공급하는 터치 구동 신호(TDS) 및 디스플레이 모듈(100)에 공급하는 포스 터치 구동 신호(FTDS)를 제어하는 싱크 신호(Sync)의 펄스 파형이 하이 로직 레벨과 로우 로직 레벨로 변화하는 횟수를 가변시킨다.
도 7은 본 발명의 일 예에 따른 싱크 신호(Sync)와 터치 구동 신호(TDS)를 나타낸 파형도이다.
싱크 신호(Sync)가 그라운드 전압(GND)을 갖는 경우에는 터치 구동 신호(TDS)가 그라운드 전압(GND)을 갖는다. 싱크 신호(Sync)가 제 1 전압(V1)을 갖는 경우에는 터치 구동 신호(TDS)가 제 2 전압(V2)을 갖는다. 제 2 전압(V2)의 크기는 제 1 전압(V1)보다 크다. 싱크 신호(Sync)는 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 파형과 동일한 주기를 가지므로, 싱크 신호(Sync)와 터치 구동 신호(TDS)의 주파수는 동일하다. 도 7에서는 싱크 신호(Sync)와 터치 구동 신호(TDS)의 관계에 대해서만 도시하였으나, 싱크 신호(Sync)와 포스 터치 구동 신호(FTDS)의 관계 역시 이와 동일하다.
이와 같이, 싱크 신호(Sync)의 파형과 동일한 파형으로 터치 구동 신호(TDS)와 포스 터치 구동 신호(FTDS)가 생성된다. 따라서, 싱크 신호(Sync)의 주파수를 가변시키는 경우, 터치 구동 신호(TDS)와 포스 터치 구동 신호(FTDS)의 주파수 또한 가변시킬 수 있다. 이에 따라, 터치 구동 신호(TDS)와 포스 터치 구동 신호(FTDS)의 펄스(Pulse) 파형이 일정 시간 내에 하이 로직 레벨과 로우 로직 레벨을 변화하는 횟수를 제어할 수 있다.
터치 구동 신호(TDS)와 포스 터치 구동 신호(FTDS)의 펄스 파형이 하이 로직 레벨과 로우 로직 레벨로 변화하는 횟수가 많은 경우, 터치 센싱 속도가 향상되는 반면에, 소비 전력이 증가하게 된다. 터치 구동 신호(TDS)와 포스 터치 구동 신호(FTDS)의 펄스 파형이 하이 로직 레벨과 로우 로직 레벨로 변화하는 횟수가 적은 경우, 소비 전력이 감소하는 반면에, 터치 센싱 속도가 저하된다.
본 발명의 일 예는 싱크 신호(Sync)의 주파수를 가변시켜 터치 구동 신호(TDS)와 포스 터치 구동 신호(FTDS)의 주파수를 가변시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 예는 터치 구동 신호(TDS)와 포스 터치 구동 신호(FTDS)의 펄스 파형이 하이 로직 레벨과 로우 로직 레벨로 변화하는 횟수를 증가하거나 감소시켜 원하는 방식으로 터치 구동 신호(TDS)와 포스 터치 구동 신호(FTDS)를 생성하여 공급할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 예에 따른 터치가 인식된 경우의 싱크 신호(Sync), 터치 구동 신호(TDS), 및 포스 터치 구동 신호(FTDS)를 나타낸 파형도이다.
본 발명의 일 예에 따른 터치 디스플레이 장치는 디스플레이 기간(DP)과 터치 센싱 기간(TP)을 반복하여 갖는다.
싱크 신호(Sync)는 디스플레이 기간(DP)과 터치 센싱 기간(TP)에서 연속적으로 생성된다. 싱크 신호(Sync)는 도 8과 같이 디스플레이 기간(DP)과 터치 센싱 기간(TP)에 동일한 주파수로 공급될 수도 있고, 디스플레이 기간(DP)과 터치 센싱 기간(TP)에서 다른 주파수로 공급될 수도 있다. 싱크 신호(Sync)는 하나의 신호일 수도 있고, 디스플레이 기간(DP)에 사용되는 타이밍 신호와 터치 센싱 기간(TP)에 사용되는 타이밍 신호를 서로 합쳐서 만든 신호일 수도 있다. 싱크 신호(Sync)는 구동 회로부(900) 내부에서 생성되고, 터치 구동부(930)와 포스 터치 구동부(990)으로 공급된다.
터치 구동 신호(TDS)는 터치 구동부(930)에서 생성된다. 터치 구동 신호(TDS)는 터치 센싱 기간(TP)에 복수의 터치 전극(TE)으로 공급된다. 터치 구동 신호(TDS)는 터치 센싱 기간(TP)에 공급되는 싱크 신호(Sync)와 동일한 주파수로 생성된다.
포스 터치 구동 신호(FTDS)는 포스 터치 구동부(990)에서 생성된다. 포스 터치 구동 신호(FTDS)는 디스플레이 기간(DP)에 디스플레이 모듈(100)로 공급된다. 포스 터치 구동 신호(FTDS)는 디스플레이 기간(DP)에 공급되는 싱크 신호(Sync)와 동일한 주파수로 생성된다.
터치 구동 신호(TDS)와 포스 터치 구동 신호(FTDS)는 동일한 시점에 입력되는 경우, 신호들 간의 충돌이 발생하여 정상적인 센싱 작업이 수행되지 않는다. 종래에는 터치 센싱 기간(TP)를 시분할하여 터치 구동 신호(TDS)와 포스 터치 구동 신호(FTDS)를 시분할 공급하였다.
본 발명의 일 예는 포스 터치 구동 신호(FTDS)를 디스플레이 기간(DP)에 공급한다. 디스플레이 기간(DP)에 공급되는 디지털 비디오 데이터 또는 데이터 전압(Vdata)과 포스 터치 구동 신호(FTDS) 간에는 충돌이 발생하지 않는다. 이에 따라, 디스플레이 기간(DP) 동안 지속적으로 포스 터치 구동 신호(FTDS)를 공급하여, 포스 터치 센싱 작업을 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 예에 따른 터치가 인식되지 않은 경우의 싱크 신호(Sync), 터치 구동 신호(TDS), 및 포스 터치 구동 신호(FTDS)를 나타낸 파형도이다.
터치가 이루어지지 않는 경우에는 포스 터치 구동 신호(FTDS)를 지속적으로 공급하는 경우, 소비 전력이 증가하게 된다. 본 발명의 일 예는 복수의 터치 전극(TE)에서 터치가 인식되지 않을 경우, 싱크 신호(Sync)의 펄스 파형이 제 1 로직 레벨(V1)과 그라운드 전압(GND) 사이를 진동하는 횟수를 감소시킨다.
싱크 신호(Sync)는 디스플레이 기간(DP)과 터치 센싱 기간(TP)에서 생성되고, 블랭크 기간(BP)에서는 생성되지 않는다. 싱크 신호(Sync)는 도 9와 같이 디스플레이 기간(DP)과 터치 센싱 기간(TP)에 동일한 주파수로 공급될 수도 있고, 디스플레이 기간(DP)과 터치 센싱 기간(TP)에서 다른 주파수로 공급될 수도 있다. 싱크 신호(Sync)는 하나의 신호일 수도 있고, 디스플레이 기간(DP)에 사용되는 타이밍 신호와 터치 센싱 기간(TP)에 사용되는 타이밍 신호를 서로 합쳐서 만든 신호일 수도 있다. 싱크 신호(Sync)는 구동 회로부(900) 내부에서 생성되고, 터치 구동부(930)와 포스 터치 구동부(990)으로 공급된다.
터치 구동 신호(TDS)는 터치 구동부(930)에서 생성된다. 터치 구동 신호(TDS)는 터치 센싱 기간(TP)에 복수의 터치 전극(TE)으로 공급된다. 터치 구동 신호(TDS)는 터치 센싱 기간(TP)에 공급되는 싱크 신호(Sync)와 동일한 주파수로 생성된다.
포스 터치 구동 신호(FTDS)는 포스 터치 구동부(990)에서 생성된다. 포스 터치 구동 신호(FTDS)는 디스플레이 기간(DP)에 디스플레이 모듈(100)로 공급된다. 포스 터치 구동 신호(FTDS)는 디스플레이 기간(DP)에 공급되는 싱크 신호(Sync)와 동일한 주파수로 생성된다.
터치 센싱 기간(TP)에서는 터치가 있는지 또는 터치가 이루어지지 않았는지 여부를 감지할 수 있다. 본 발명의 일 예는 임의의 터치 센싱 기간(TP)에서 터치가 이루어지지 않는 경우, 터치가 이루어지지 않은 터치 센싱 기간(TP) 이후에 소정의 시간 길이를 갖는 블랭크 기간(BP)을 삽입한다. 일 예로, 블랭크 기간(BP)의 길이는 하나의 디스플레이 기간(DP)과 하나의 터치 센싱 기간(TP)을 합한 길이가 될 수 있다.
블랭크 기간(BP)에서 싱크 신호(Sync)는 그라운드 전압(GND)을 유지한다. 블랭크 기간(BP)에서는 디스플레이 기능을 수행하기 위한 디스플레이 신호만 입력된다. 블랭크 기간(BP)에서는 터치 구동 신호(TDS)와 포스 터치 구동 신호(FTDS)가 모두 그라운드 전압(GND)을 유지한다. 블랭크 기간(BP)에서는 터치를 감지할 수는 없다. 블랭크 기간(BP)에서는 블랭크 기간(BP)에서는 터치 구동 신호(TDS)와 포스 터치 구동 신호(FTDS)의 전압 레벨이 변화하지 않으므로, 터치 구동 신호(TDS)와 포스 터치 구동 신호(FTDS)를 생성하기 위한 소비 전력이 발생하지 않는다.
본 발명의 일 예는 터치 센싱 기간(TP)에서 터치가 이루어지지 않는 경우 터치 신호를 생성하지 않는 블랭크 기간(BP)을 삽입한다. 이에 따라, 본 발명의 일 예는 터치 구동 신호(TDS)와 포스 터치 구동 신호(FTDS)를 생성하기 위한 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 모듈(100)은 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL) 및 디스플레이 모드 동안 공통 전극으로 사용되는 복수의 터치 전극(TE)을 포함하는 하부 기판(111), 하부 기판(111)과 합착된 상부 기판(113), 하부 기판(111)과 상부 기판(113) 사이의 액정층, 및 하부 기판의 후면에 마련된 투명 전도층을 포함한다. 본 발명의 일 예에 따른 투명 전도층은 전기적으로 플로팅되어 있다.
도면에는 도시되지 않았지만, 디스플레이 패널(110)의 하부 기판(111)과 하부 편광 부재(115) 사이에는 투명 전도층이 마련될 수 있다. 투명 전도층은 하우징 플레이트(510) 쪽으로 향하는 하부 기판(111)의 후면 전체에 마련된다. 투명 전도층은 전기적으로 플로팅(floating)된다. 투명 전도층은 전기적으로 플로팅되기 때문에 터치 전극(TE)과 함께 포스 터치를 센싱하기 위한 터치 전극의 역할을 한다. 투명 전도층으로 인하여 터치 전극(TE)과 하우징 플레이트(510) 사이의 거리가 더 감소함으로써 터치 전극(TE)과 하우징 플레이트(310) 사이에 상대적으로 큰 정전 용량(Cm)이 형성된다. 이에 따라, 동일한 터치 압력을 가할 경우, 투명 전도층으로 인하여 터치 전극(TE)과 하우징 플레이트(510) 사이의 거리가 더욱 감소함에 따라 정전 용량(Cm)의 전하량이 더욱 증가함으로써 터치 압력에 따라 터치 포스 레벨을 효율적으로 구분할 수 있고, 이로 인하여 포스 터치 감도가 향상될 수 있다.
투명 전도층은 터치 전극(TE)과 하우징 플레이트(510) 사이에 배치되어 전기적으로 플로팅됨으로써 사용자 손가락 또는 전도성 물체에 의한 터치에 의해서 터치 전극(TE)의 주변에 형성되는 프린징 필드(fringing field)를 상쇄시켜 터치 전극(TE)과 하우징 플레이트(510) 사이에 형성되는 정전 용량(Cm)의 변화가 효과적으로 센싱될 수 있도록 한다. 또한, 투명 전도층은 하우징(500)에 수납된 구동 회로부(900)에서 발생되는 정전기 또는 주파수 노이즈가 디스플레이 패널(110)의 내부로 유입되는 것을 차단하는 노이즈 차폐층의 역할도 한다.
본 발명의 일 예에 따른 구동 회로부(900)는 터치 센싱 기간(TP) 동안 복수의 터치 전극(TE)에 터치 구동 신호(TDS)를 공급하고 복수의 터치 전극(TP)과 하우징 플레이트(510) 사이의 정전 용량 변화를 센싱하여 터치 로우 데이터를 생성하는 터치 구동부(930), 디스플레이 기간(DP) 동안 투명 전도층에 포스 터치 구동 신호(FTDS)를 공급하고 투명 전도층과 하우징 플레이트(510) 사이의 정전 용량 변화를 센싱하여 포스 터치 로우 데이터를 생성하는 포스 터치 구동부(990), 및 터치 로우 데이터를 기반으로 터치 위치를 산출하고 포스 터치 로우 데이터를 기반으로 터치 포스 레벨을 산출하는 호스트 제어부(910)를 갖는다.
이와 같이 터치 로우 데이터와 포스 터치 로우 데이터를 별도의 구성 요소를 이용하여 생성하는 경우, 보다 정확한 터치 로우 데이터와 포스 터치 로우 데이터를 산출할 수 있다. 또한, 터치 로우 데이터와 포스 터치 로우 데이터 각각을 독립적으로 생성하여 터치 위치의 산출과 터치 포스 레벨의 산출을 수행하는 경우, 터치 위치의 산출과 터치 포스 레벨의 산출 과정에서 충돌 현상이 발생하지 않는다.
본 발명의 일 예는 디스플레이 기간(DP) 동안 터치 전극(TE)에는 공통 전압이 공급되고, 투명 전도층은 터치 센싱 기간(TP) 동안 전기적으로 플로팅된다. 이에 따라, 본 발명의 터치 전극(TE)은 디스플레이 기간(DP) 동안 공통 전극으로 활용될 수 있다. 또한, 본 발명의 투명 전도층은 터치 센싱 기간(TP) 동안 포스 터치를 수행하지 않아, 터치 센싱 기간(TP)에 터치 전극(TE)이 터치 센싱 작업을 수행하는 것과 시간적으로 충돌하지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 일 예는 터치 로우 데이터를 기반으로 복수의 터치 전극(TE)에서 터치가 인식되지 않을 경우, 싱크 신호(Sync)의 펄스 파형이 제 1 로직 레벨(V1)과 그라운드 전압(GND) 사이를 진동하는 횟수를 감소시킨다. 이에 따라, 터치 전극(TE)에서의 터치 유무를 바탕으로 싱크 신호(Sync)의 펄스 파형의 변화 횟수가 감소하도록 할 수 있다. 궁극적으로, 터치 구동 신호(TDS)와 포스 터치 구동 신호(FTDS)의 펄스 파형이 터치가 인식되지 않을 경우 변화 횟수를 감소시켜, 터치 구동 신호(TDS)와 포스 터치 구동 신호(FTDS)에 의한 소비 전력을 저감시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법의 흐름도이다. 본 발명의 일 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다.
첫 번째로, 구동 회로부(900)에서 복수의 터치 전극(TE)과 하우징 플레이트(510) 사이의 거리 변화에 따라 복수의 터치 전극(TE)과 하우징 플레이트(510) 사이의 정전 용량 변화를 센싱한다. 이는 터치 센싱 기간(TP) 동안 수행하는 작업이다. (도 10의 S1)
두 번째로, 구동 회로부(900)에서 복수의 터치 전극(TE)에 공급하는 터치 구동 신호(TDS) 및 포스 터치 구동 신호(FTDS)를 제어하는 싱크 신호(Sync)의 펄스 파형이 하이 로직 레벨과 로우 로직 레벨로 변화하는 횟수를 가변시킨다. 싱크 신호(Sync)의 펄스 파형과 터치 구동 신호(TDS) 및 포스 터치 구동 신호(FTDS)의 퍼스 파형은 동일하다. 따라서, 싱크 신호(Sync)의 파형을 제어하여, 터치 구동 신호(TDS) 및 포스 터치 구동 신호(FTDS)의 파형을 제어할 수 있다. (도 10의 S2)
세 번째로, 구동 회로부(900)에서 복수의 터치 전극(TE)에서 터치가 인식되지 않을 경우, 싱크 신호(Sync)의 펄스 파형이 제 1 로직 레벨(V1)과 그라운드 전압(GND) 사이를 진동하는 횟수를 감소시킨다. 싱크 신호(Sync)의 펄스 파형이 제 1 로직 레벨(V1)을 갖는 경우, 터치 구동 신호(TDS) 및 포스 터치 구동 신호(FTDS)는 제 2 로직 레벨(V2)을 갖는다. 싱크 신호(Sync)의 펄스 파형이 그라운드 전압(GND)을 갖는 경우, 터치 구동 신호(TDS) 및 포스 터치 구동 신호(FTDS)는 그라운드 전압(GND)을 갖는다. 따라서, 싱크 신호(Sync)가 진동하는 횟수를 감소시키는 경우, 터치 구동 신호(TDS) 및 포스 터치 구동 신호(FTDS)가 진동하는 횟수 역시 감소하고, 터치 구동 신호(TDS) 및 포스 터치 구동 신호(FTDS)를 공급하는 데 필요한 소비 전력 역시 저감시킬 수 있다. (도 10의 S3)
본 발명의 일 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법은 터치 구동부(930)에서 터치 센싱 기간(TP) 동안 복수의 터치 전극(TE)에 터치 구동 신호(TDS)를 공급하고 복수의 터치 전극(TE)과 하우징 플레이트(510) 사이의 정전 용량 변화를 센싱하여 터치 로우 데이터를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 터치 로우 데이터를 생성하는 단계는 터치 센싱 기간(TP)에 수행된다.
본 발명의 일 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법은 포스 터치 구동부(990)에서 디스플레이 기간(DP) 동안 투명 전도층에 포스 터치 구동 신호(FTDS)를 공급하고 투명 전도층과 하우징 플레이트(510) 사이의 정전 용량 변화를 센싱하여 포스 터치 로우 데이터를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 포스 터치 로우 데이터를 생성하는 단계는 디스플레이 기간(DP)에 수행된다.
터치 로우 데이터와 포스 터치 로우 데이터를 별도로 생성하는 경우, 어느 하나를 이용하여 다른 하나의 데이터를 생성하는 것보다 오차자 적다. 또한, 터치 로우 데이터를 터치 센싱 기간(TP)에 생성하고, 포스 터치 로우 데이터를 디스플레이 기간(DP)에 생성하여, 두 가지 종류의 데이터를 생성하는 과정에서 충돌이 발생하지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법은 터치 로우 데이터를 기반으로 터치 위치를 산출하고 포스 터치 로우 데이터를 기반으로 터치 포스 레벨을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 터치 위치 및 터치 포스 레벨의 산출은 호스트 제어부(910)에서 수행될 수 있다.
이 때, 디스플레이 기간(DP) 동안 터치 전극(TE)에는 공통 전압이 공급되고, 투명 전도층은 터치 센싱 기간(TP) 동안 전기적으로 플로팅된다. 이에 따라, 디스플레이 기간(DP) 동안 터치 전극(TE)은 공통 전극으로서 역할을 수행할 수 있다. 또한, 투명 전도층은 터치 센싱 기간(TP) 동안 포스 터치 센싱 역할을 수행하지 않도록 하여, 터치 센싱 기간(TP)에 터치 전극(TE)에서 수행하는 터치 센싱과 충돌하지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 터치 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법은 터치 센싱을 위한 터치 구동 신호와 포스 터치를 위한 포스 터치 구동 신호를 시분할하여 공급한다. 이와 동시에 본 발명의 일 예에 따른 터치 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법은 싱크 신호의 펄스 파형이 하이 로직 레벨과 로우 로직 레벨로 변화하는 횟수를 가변시킬 수 있다. 특히, 터치가 인식되지 않는 경우에는 싱크 신호의 변화 횟수를 감소시켜, 터치 구동 신호와 포스 터치 구동 신호가 소비하는 전력을 감소시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 출원은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 출원의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 출원의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 디스플레이 모듈 110: 디스플레이 패널
111: 하부 기판 113: 상부 기판
300: 커버 윈도우 500: 하우징
510: 하우징 플레이트 530: 하우징 측벽
700: 완충 부재 TE: 터치 전극
900: 구동 회로부 910: 호스트 제어부
930: 터치 구동부 950: 로드 프리 신호 생성부
970: 패널 구동부 990: 포스 터치 구동부
GL: 게이트 라인 DL: 데이터 라인
SP: 서브 화소

Claims (10)

  1. 복수의 터치 전극 및 투명 전도층을 갖는 디스플레이 모듈;
    상기 디스플레이 모듈의 전면(前面)을 덮는 커버 윈도우;
    전기적인 전도성을 가지면서 상기 디스플레이 모듈의 후면 아래에 배치된 하우징 플레이트 및 상기 디스플레이 모듈의 측면의 적어도 일부를 감싸거나 상기 디스플레이 모듈을 지지하는 하우징 측벽을 갖는 하우징; 및
    상기 복수의 터치 전극과 상기 하우징 플레이트 사이의 거리 변화에 따라 상기 복수의 터치 전극과 상기 하우징 플레이트 사이의 정전 용량 변화를 센싱하는 구동 회로부를 포함하며,
    상기 구동 회로부는 상기 복수의 터치 전극에 공급하는 터치 구동 신호 및 상기 디스플레이 모듈에 공급하는 포스 터치 구동 신호를 제어하는 싱크 신호의 펄스 파형이 하이 로직 레벨과 로우 로직 레벨로 변화하는 횟수를 가변시키고,
    상기 구동 회로부는,
    터치 센싱 기간 동안 상기 복수의 터치 전극에 상기 터치 구동 신호를 공급하고 상기 복수의 터치 전극과 상기 하우징 플레이트 사이의 정전 용량 변화를 센싱하여 터치 로우 데이터를 생성하는 터치 구동부;
    디스플레이 기간 동안 상기 투명 전도층에 상기 포스 터치 구동 신호를 공급하고 상기 투명 전도층과 상기 하우징 플레이트 사이의 정전 용량 변화를 센싱하여 포스 터치 로우 데이터를 생성하는 포스 터치 구동부; 및
    상기 터치 로우 데이터를 기반으로 터치 위치를 산출하고 상기 포스 터치 로우 데이터를 기반으로 터치 포스 레벨을 산출하는 호스트 제어부를 갖는, 터치 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 회로부는,
    임의의 터치 센싱 기간에서 터치가 이루어지지 않는 경우, 상기 임의의 터치 센싱 기간 이후에 소정의 시간 길이를 갖는 블랭크 기간을 삽입하는, 터치 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은,
    게이트 라인과 데이터 라인 및 디스플레이 모드 동안 공통 전극으로 사용되는 상기 복수의 터치 전극을 포함하는 하부 기판;
    상기 하부 기판과 합착된 상부 기판;
    상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이의 액정층; 및
    상기 하부 기판의 후면에 마련된 상기 투명 전도층을 포함하며,
    상기 투명 전도층은 전기적으로 플로팅된, 터치 디스플레이 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 기간 동안 상기 터치 전극에는 공통 전압이 공급되고,
    상기 투명 전도층은 상기 터치 센싱 기간 동안 전기적으로 플로팅되는, 터치 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 호스트 제어부는,
    상기 터치 로우 데이터를 기반으로 상기 복수의 터치 전극에서 터치가 인식되지 않을 경우, 상기 싱크 신호의 펄스 파형이 제 1 로직 레벨과 그라운드 전압 사이를 진동하는 횟수를 감소시키는, 터치 디스플레이 장치.
  7. 구동 회로부에서 복수의 터치 전극과 하우징 플레이트 사이의 거리 변화에 따라 상기 복수의 터치 전극과 상기 하우징 플레이트 사이의 정전 용량 변화를 센싱하는 단계; 및
    상기 구동 회로부에서 상기 복수의 터치 전극에 공급하는 터치 구동 신호 및 포스 터치 구동 신호를 제어하는 싱크 신호의 펄스 파형이 하이 로직 레벨과 로우 로직 레벨로 변화하는 횟수를 가변시키는 단계를 포함하며,
    상기 정전 용량 변화를 센싱하는 단계는,
    터치 구동부에서 터치 센싱 기간 동안 상기 복수의 터치 전극에 상기 터치 구동 신호를 공급하고 상기 복수의 터치 전극과 상기 하우징 플레이트 사이의 정전 용량 변화를 센싱하여 터치 로우 데이터를 생성하는 단계;
    포스 터치 구동부에서 디스플레이 기간 동안 투명 전도층에 상기 포스 터치 구동 신호를 공급하고 상기 투명 전도층과 상기 하우징 플레이트 사이의 정전 용량 변화를 센싱하여 포스 터치 로우 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 터치 로우 데이터를 기반으로 터치 위치를 산출하고 상기 포스 터치 로우 데이터를 기반으로 터치 포스 레벨을 산출하는 단계를 포함하는, 터치 디스플레이 장치의 구동 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 횟수를 가변시키는 단계는,
    상기 정전 용량 변화를 분석한 결과, 상기 복수의 터치 전극에서 터치가 인식되지 않을 경우, 상기 구동 회로부가 상기 싱크 신호의 펄스 파형이 제 1 로직 레벨과 그라운드 전압 사이를 진동하는 횟수를 감소시키는, 터치 디스플레이 장치의 구동 방법.
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 디스플레이 기간 동안 상기 터치 전극에는 공통 전압이 공급되고,
    상기 투명 전도층은 상기 터치 센싱 기간 동안 전기적으로 플로팅되는, 터치 디스플레이 장치의 구동 방법.
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