KR20160094577A

KR20160094577A - 터치 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법

Info

Publication number: KR20160094577A
Application number: KR1020150015527A
Authority: KR
Inventors: 김선엽
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2016-08-10
Also published as: KR102296399B1

Abstract

본 발명은 터치 유무에 따라 멀티플렉서(multiplexer) 별로 터치 구동 시간을 가변하여 터치 센싱 성능을 향상시킬 수 있는 터치 디스플레이 장치와 이의 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법은 1프레임 기간 중 제1 터치 구동 기간에 복수의 멀티플렉서를 순차적으로 동일 시간 동안 구동시켜 터치 구동 신호를 터치 디스플레이 패널에 배열된 전체 터치 전극에 공급한다. 이후, 상기 전체 터치 전극의 전하량을 센싱하여 터치 유무와 위치를 검출하고, 터치 유무에 따라서 상기 복수의 멀티플렉서 별로 구동 시간을 가변한다.

Description

터치 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법{Touch Display Device And Method Of Driving The Same}

본 발명은 터치 유무에 따라 멀티플렉서(multiplexer) 별로 터치 구동 시간을 가변하여 터치 센싱 성능을 향상시킬 수 있는 터치 디스플레이 장치와 이의 구동 방법에 관한 것이다.

액정 디스플레이 장치의 입력 장치로서 종래에 적용되었던 마우스나 키보드 등의 입력 장치를 대체하여 사용자가 손가락이나 펜을 이용하여 스크린에 직접 정보를 입력할 수 있는 터치 패널이 적용되고 있다. 이러한, 터치 패널은 누구나 쉽게 조작할 수 있는 장점으로 인해 적용이 확대되고 있다.

터치 패널은 터치 감지 방식에 따라, 저항 방식, 정전 용량 방식, 적외선 감지 방지 등으로 구분될 수 있는데, 최근에는 제조 방식의 편의성 및 센싱 감도 등에서 장점을 갖는 정전 용량 방식이 주목 받고 있다. 정전 용량 방식의 터치 패널은 상호 정전 용량(mutual capacitance) 방식과 자기 정전 용량(self capacitance) 방식으로 구분된다.

최근에 들어 액정 디스플레이 장치에 터치 스크린을 적용에 있어서, 슬림(Slim)화를 위해 액정 패널의 내부에 정전 용량 방식의 터치 센서가 내장되는 인셀 터치(in cell touch) 방식이 개발되었다. 이하 설명에서 터치 디스플레이 패널은 액정 패널의 내부에 터치 센서가 내장된 것을 의미한다.

도 1은 종래 기술에 따른 터치 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 및 터치 구동 방법을 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 터치 디스플레이 장치(1)에는 복수의 픽셀이 배열되어 있으며, 일정 개수의 픽셀들 단위로 각각의 터치 전극(10)을 구성하여 터치를 센싱한다. 이때, 공통 전극을 패터닝하여 복수의 터치 전극(10)을 구성한다.

종래 기술에 따른 터치 디스플레이 장치(1)는 1프레임 기간을 디스플레이 기간과 터치 기간으로 분리하여, 시분할 방식으로 디스플레이 구동 및 터치 구동을 수행하게 된다. 이때, 터치 센싱 성능을 높이기 위해서 디스플레이 구동은 60Hz로 이루어지고, 터치 구동은 120Hz로 이루어진다.

디스플레이 기간에는 픽셀 전극에 데이터 전압을 공급하고, 복수의 터치 전극(10)에 공통 전압(Vcom)을 공급하여 화상을 표시한다. 그리고, 터치 기간에는 터치 드라이버에서 각 터치 전극(10)에 터치 구동 신호를 공급한 후, 각 터치 전극(10)의 충전된 정전 용량을 센싱하여 터치 유무 및 터치 위치를 센싱한다.

하프 메모리(Half memory)를 적용하는 경우, 1프레임 내에서 전체 픽셀들 중에서 1/2의 픽셀들이 발광한 후, 전체 터치 전극을 터치 구동한다. 이후, 나머지 1/2 픽셀들이 발광한 후, 전체 터치 전극을 터치 구동한다.

터치 구동 시, 터치 드라이버의 채널 수를 줄이기 위해서 복수의 멀티플렉서를 이용하고, 복수의 멀티플렉서 별로 순차적으로 터치 구동을 수행하게 된다. 이때, 복수의 멀티플렉서에 각각 할당된 터치 구동 시간은 동일하다.

이러한, 종래 기술에 따른 터치 디스플레이 장치는 디스플레이 기간과 터치 기간을 시분할 구동함으로, 애드-온(Add-on) 방식의 터치 패널 대비 터치 구동 시간이 짧다. 터치 센싱 성능을 높이기 위해서 터치 구동 시간을 더 확보해야 하지만, 터치 구동 시간을 늘리면 상대적으로 디스플레이 구동 시간이 줄어들어 표시 품질이 떨어지는 문제점이 있어 터치 구동 시간을 확보하는데 한계가 있다.

본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 터치 센싱 성능을 향상시킬 수 있는 터치 디스플레이 장치와 이의 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 터치 구동 시간을 더 확보하여 터치 센싱 성능을 향상시킬 수 있는 터치 디스플레이 장치와 이의 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

앞에서 설명한 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법은 1프레임 기간 중 제1 터치 구동 기간에 복수의 멀티플렉서를 순차적으로 동일 시간 동안 구동시켜 터치 구동 신호를 터치 디스플레이 패널에 배열된 전체 터치 전극에 공급한다. 이후, 상기 전체 터치 전극의 전하량을 센싱하여 터치 유무와 위치를 검출하고, 터치 유무에 따라서 상기 복수의 멀티플렉서 별로 구동 시간을 가변한다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법은 상기 제1 터치 구동 기간에, 상기 복수의 멀티플렉서 중에서 터치가 검출된 센싱 영역에 대응되는 하나 또는 복수의 멀티플렉서의 구동 시간을 증가시킨다. 그리고, 터치가 검출된 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급한다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법은 상기 제1 터치 구동 기간에, 구동 시간이 증가된 멀티플렉서에 대응되는 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극의 전하량을 누적하여 터치 유무와 위치를 검출한다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법은 1프레임 기간 중 제1 터치 구동 기간에 복수의 멀티플렉서를 순차적으로 동일 시간 동안 구동시켜 터치 구동 신호를 터치 디스플레이 패널에 배열된 전체 터치 전극에 공급한다. 그리고, 상기 전체 터치 전극의 전하량을 센싱하여 터치 유무와 위치를 검출한다. 제2 터치 구동 기간에, 상기 터치 유무와 위치의 검출 결과에 따라 상기 복수의 멀티플렉서 별로 구동 시간을 가변한다. 그리고, 가변된 구동 시간으로 상기 복수의 멀티플렉서 각각이 구동되어 상기 전체 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급한다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법은 상기 제2 터치 구동 기간에, 상기 복수의 멀티플렉서 중에서 터치가 검출된 센싱 영역에 대응되는 하나 또는 복수의 멀티플렉서의 구동 시간을 증가시킨다. 그리고, 터치가 검출되지 않는 나머지 센싱 영역에 대응되는 하나 또는 복수의 멀티플렉서의 구동 시간을 감소시킨다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법은 상기 제2 터치 구동 기간에, 구동 시간이 증가된 멀티플렉서에 대응되는 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극의 전하량을 누적하여 터치 유무와 위치를 검출한다.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치는 복수의 터치 전극이 배치된 터치 디스플레이 패널과, 상기 복수의 터치 전극을 분할하여 터치 구동 신호를 공급하는 복수의 멀티플렉서를 포함한다. 1프레임 기간 중 제1 터치 기간의 터치 센싱 결과에 따라 상기 복수의 멀티플렉서 각각의 구동 시간을 가변한다. 그리고, 가변된 구동 시간 동안 복수의 멀티플렉서 각각이 구동되어 전체 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급하거나, 또는 터치가 검출된 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극에 구동 신호를 공급한다.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치와 이의 구동 방법은 터치 유무에 따라 멀티플렉서(multiplexer) 별로 터치 구동 시간을 가변하여 터치 센싱 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치와 이의 구동 방법은 터치가 이루어진 영역에 대응되는 멀티플렉서의 터치 구동 시간을 늘려 터치 센싱 성능을 향상시킬 수 있다.

이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 터치 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 및 터치 구동 방법을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 터치 드라이버에 복수의 멀티플렉서가 배치되고, 복수의 멀티플렉서 별로 터치 센싱 영역이 분할된 것을 나타내는 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법을 나타내는 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법을 나타내는 도면이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법을 나타내는 도면이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법을 나타내는 도면이다.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법을 나타내는 도면이다.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명의 핵심 구성과 관련이 없는 경우 및 본 발명의 기술분야에 공지된 구성과 기능에 대한 상세한 설명은 생략될 수 있다. 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

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 명세서 상에서 언급한 '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.

'적어도 하나'의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, '제1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나'의 의미는 제1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 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.

액정 디스플레이 장치는 액정층의 배열을 조절하는 방식에 따라 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 다양하게 개발되어 있다.

그 중에서, TN 모드와 VA 모드는 하부기판에 픽셀 전극을 형성하고 상부기판(컬러필터 어레이 기판)에 공통 전극을 형성하여 수직 전계를 통해 액정층의 배열을 조절하는 방식이다.

한편, IPS 모드와 상기 FFS 모드는 하부기판 상에 픽셀 전극과 공통 전극을 배치하여 상기 픽셀 전극과 공통 전극 사이의 전계에 의해 액정층의 배열을 조절하는 방식이다.

IPS 모드는 상기 픽셀 전극과 공통 전극을 평행하게 교대로 배열함으로써 양 전극 사이에서 수평 전계를 일으켜 액정층의 배열을 조절하는 방식이다.

FFS 모드는 상기 픽셀 전극과 상기 공통 전극을 절연층을 사이에 두고 이격되도록 형성시킨다. 이때, 하나의 전극은 판(plate) 형상 또는 패턴으로 구성하고 다른 하나의 전극은 핑거(finger) 형상으로 구성하여 양 전극 사이에서 발생되는 프린지 필드(Fringe Field)를 통해 액정층의 배열을 조절하는 방식이다.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널은 모드(mode)의 제한 없이 수직 전계 방식(TN 모드, VA 모드) 및 수평 전계 방식(IPS 모드, FFS 모드)이 모두 적용될 수 있으며, 아래의 상세한 설명에서는 IPS 모드 또는 FFS 모드가 적용된 것을 일 예로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치와 이의 구동 방법을 설명함에 있어서, 터치 디스플레이 패널에 복수의 터치 전극이 배열되어 있고, 자기 정전 용량(self capacitance) 방식으로 터치 구동이 이루어지는 것을 기준으로 설명한다.

그러나, 이에 한정되지 않고, 터치 디스플레이 패널(110)에 복수의 터치 구동 전극 및 복수의 터치 센싱 전극이 배열되어 있고, 상호 정전 용량(mutual capacitance) 방식으로 터치 구동이 이루어지는 경우에도 본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치와 이의 구동 방법을 적용할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 디스플레이 패널(110), 디스플레이 드라이버(120), 터치 드라이버(130) 및 백라이트 유닛을 포함한다. 도 3에서는 백라이트 유닛은 도시하지 않았다.

터치 디스플레이 패널(110)은 TFT 어레이 기판, 컬러필터 어레이 기판 및 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.

TFT 어레이 기판에는 복수의 픽셀이 매트릭스 형태로 배열되어 있고, TFT, 픽셀 전극, 공통 전극 및 스토리지 커패시터(Cst)가 배치되어 있다. 컬러필터 어레이 기판에는 각 픽셀에 대응되도록 RGB 컬러필터가 배치되고, 각 픽셀의 개구 영역을 정의하고, 혼색을 방지하기 위한 블랙 매트릭스가 배치되어 있다.

복수의 픽셀은 서로 교차하는 복수의 데이터 라인(data line)과 복수의 게이트 라인(gate line)에 의해 정의된다. 상기 데이터 라인과 상기 게이트 라인이 교차되는 영역 마다 TFT 및 스토리지 커패시터(Cst)가 배치되어 있다.

TFT 어레이 기판의 각 픽셀에는 픽셀 전극이 배치되어 있고, 각 픽셀에 대응하도록 공통 전극이 배치되어 있다. 픽셀 전극 및 공통 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 형성되어 있다.

본 발명에서는 공통 전극을 디스플레이를 위한 용도뿐만 아니라 터치 전극(112)으로 이용한다. 이를 위해서, 복수의 픽셀 단위로 공통 전극을 패터닝하여 복수의 터치 전극(112)을 형성한다. 예로서, 가로 방향으로 20개의 터치 전극(112)이 배치되고, 세로 방향으로 32개의 터치 전극(112)이 배치되어 총 640개의 터치 전극(112)이 터치 디스플레이 패널(110)에 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치되는 터치 전극(110)의 개수는 화면의 사이즈 및 터치 감도의 설정에 따라서 달라질 수 있다. 각 터치 전극(112)은 전도성 라인을 통해 터치 드라이버(130)의 채널과 연결된다.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 기간과 터치 기간을 분리하여 화상의 표시 및 터치 센싱을 수행한다. 예로서, 1프레임 기간을 디스플레이 기간과 터치 기간으로 분리하여, 시분할 방식으로 디스플레이 구동 및 터치 구동을 수행하게 된다.

디스플레이 기간에는 픽셀 전극에 데이터 전압을 공급하고, 복수의 터치 전극(112)에 공통 전압(Vcom)을 공급하여 화상을 표시한다. 그리고, 터치 기간에는 각 터치 전극(112)에 터치 구동 신호를 공급한 후, 각 터치 전극(112)에 충전된 정전 용량을 센싱하여 터치 유무 및 터치 위치를 센싱한다.

여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 1프레임 기간 내에서 디스플레이는 60Hz로 구동되고, 터치 센싱은 120Hz로 구동된다. 즉, 1프레임 기간 내에 제1 터치 구동 기간(touch1) 및 제2 터치 구동 기간(touch2)이 포함된다.

디스플레이 드라이버(120)는 게이트 드라이버, 데이터 드라이버 및 타이밍 컨트롤러를 포함한다. 게이트 드라이버, 데이터 드라이버 및 타이밍 컨트롤러의 전체 또는 일부 구성이 COG(Chip On Glass) 또는 COF(Chip On Flexible Printed Circuit, Chip On Film) 방식으로 터치 디스플레이 패널(110)에 배치될 수 있다.

터치 디스플레이 패널(110)이 소형 사이즈로 제조되어 모바일 기기에 적용되는 경우, 타이밍 컨트롤러, 게이트 드라이버, 데이터 드라이버는 하나의 칩(single chip)으로 구현될 수 있다.

한편, 터치 디스플레이 패널(110)이 중형 사이즈 이상으로 제조되어 모니터 또는 TV에 적용되는 경우, 게이트 드라이버는 ASG(Amorphous Silicon Gate) 방식 또는 GIP(Gate In Panel) 방식으로 액정 패널(100)의 기판 위에 집적화 될 수 있다.

타이밍 컨트롤러는 외부에서 입력되는 타이밍 신호(TS)를 이용하여 입력되는 RGB 영상 신호를 프레임 단위의 디지털 RGB 영상 데이터로 변환하고, RBG 영상 데이터를 데이터 드라이버에 공급한다. 이때, 타이밍 신호(TS)는 수직 동기신호(V-sync), 수평 동기신호(H-sync) 및 클럭신호(CLK)를 포함한다.

또한, 타이밍 컨트롤러는 타이밍 신호(TS)를 이용하여 게이트 드라이버를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS: Gate Control Signal)를 생성하여 게이트 드라이버에 공급한다. 게이트 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC: Gate Shift Clock) 및 게이트 출력 인에이블(GOE: Gate Output Enable) 등을 포함할 수 있다.

또한, 타이밍 컨트롤러는 타이밍 신호(TS)를 이용하여 데이터 드라이버를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS: Data Control Signal)를 생성하여 데이터 드라이버에 공급한다. 데이터 제어신호(DCS)는 소스 스타트 펄스(SSP: Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC: Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블(SOE: Source Output Enable) 및 극성 제어신호(POL: Polarity) 등을 포함할 수 있다.

또한, 타이밍 컨트롤러는 터치 기간에 터치 드라이버(130)가 구동될 수 있도록 디스플레이 기간과 터치 기간의 동기 신호를 터치 드라이버(130)에 공급한다.

게이트 드라이버는 타이밍 컨트롤러로부터의 게이트 제어신호(GCS)에 기초하여 복수의 픽셀 각각에 형성된 TFT를 구동시키기 위한 게이트 구동 신호를 생성한다. 이러한, 게이트 드라이버는 별도의 칩으로 구성되거나, 또는 GIP(gate in panel) 방식으로 터치 디스플레이 패널의 TFT 어레이 기판에 내장될 수 있다.

게이트 드라이버는 1프레임 기간 중에서, 디스플레이 기간에 게이트 구동 신호를 액정 패널에 형성된 복수의 게이트 라인에 순차적으로 공급한다. 상기 게이트 구동 신호에 의해 각 픽셀에 형성된 TFT가 턴온(turn on) 된다.

데이터 드라이버는 타이밍 컨트롤러로부터 공급되는 디지털 RGB 영상 데이터를 아날로그 영상 신호 즉, RGB 데이터 전압으로 변환한다. 그리고, 타이밍 컨트롤러로부터의 데이터 제어신호(DCS)에 기초하여 게이트 구동 신호에 맞춰 각 픽셀의 TFT가 턴-온 되는 시점에 데이터 전압을 복수의 데이터 라인에 공급한다.

복수의 픽셀에 데이터 전압이 공급됨과 아울러, 복수의 터치 전극(112)에 공통 전압(Vcom)이 공급되어 화상이 표시되도록 한다. 데이터 드라이버에서 공통 전압(Vcom)이 생성되어 복수의 터치 전극(112)에 공급될 수 있다. 다른 예로서, 터치 드라이버(130)에서 공통 전압(Vcom)이 생성되어 복수의 터치 전극(112)에 공급될 수 있다.

도 4는 터치 드라이버에 복수의 멀티플렉서가 배치되고, 복수의 멀티플렉서 별로 터치 센싱 영역이 분할된 것을 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 터치 드라이버(130)는 복수의 터치 전극에 공급되는 터치 구동 신호를 생성하는 신호 생성부 및 터치 전극으로부터 수신된 터치 신호에 기초하여 터치 알고리즘을 수행하는 센싱부를 포함한다.

터치 드라이버(130)의 신호 생성부는 타이밍 컨트롤러에서 공급되는 동기 신호에 기초하여 터치 구동 신호를 생성하고, 터치 기간에 복수의 터치 전극(112)에 터치 구동 신호를 공급한다. 이때, 터치 전극(112)에 인가되는 터치 구동 신호는 구형파 형태의 펄스, 정현파, 삼각파 등 다양한 형태로 발생될 수 있다. 이후, 터치 드라이버(130)의 센싱부에서 복수의 터치 전극(112)에 충전된 정전 용량을 센싱한다. 각 터치 전극(112)에 충전된 전하량의 변화에 기초하여 터치 유무 및 터치 위치를 센싱한다.

또한, 터치 드라이버(130)의 입/출력 채널의 개수를 줄이기 위해서 N:1의 입출력 비율을 가지는 복수의 멀티플렉서(132)가 배치되어 있다. 신호 생성부의 출력단과 복수의 채널 사이에 복수의 멀티플렉서(132)가 배치되어, 터치 드라이버(130)의 전체 채널 개수를 1/N로 줄일 수 있다.

도 4에서는 7개의 멀티플렉서(132)가 적용되어 터치 드라이버(130)의 입출력 채널이 1/7로 감소하고, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 전체 터치 전극을 7개의 센싱 영역으로 분할하여 터치 센싱이 이루어지는 것을 일 예로 도시하고 있다.

도 4에서는 터치 드라이버(130)의 내부에 7개의 멀티플렉서(132)가 배치된 것으로 도시하고 설명했다. 그러나, 이에 한정되지 않고 7개의 멀티플렉서(132)가 별도의 구성으로 터치 디스플레이 패널(110)의 TFT 어레이 기판에 집적화될 수 있다. 다른 예로서, 7개의 멀티플렉서(132)는 COG(Chip On Glass) 또는 COF(Chip On Flexible Printed Circuit, Chip On Film) 방식으로 터치 디스플레이 패널(110)에 배치될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 성능을 향상시키기 위해서 터치 유무에 따라 멀티플렉서(multiplexer) 별로 터치 구동 시간을 가변한다.

순차 구동하는 복수의 멀티플렉서 중에서 터치가 검출된 센싱 영역에 대응되는 멀티플렉서의 구동 시간을 증가시키고, 나머지 멀티플렉서의 구동 시간을 감소시킨다. 멀티플렉서의 구동 시간이 증가된 만큼 터치가 검출된 센싱 영역의 터치 센싱 횟수를 증가시켜 터치 센싱 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다.

여기서, 크게 2가지 방법으로 터치 유무에 따라 멀티플렉서 별로 터치 구동 시간을 가변시킬 수 있다.

첫 번째 방법으로, 하나의 터치 구동 기간에, 복수의 멀티플렉서를 순차적으로 구동시켜 터치 검출을 위한 최소의 횟수로 터치 구동 신호를 전체 터치 전극에 공급한다. 이후, 터치 위치를 센싱하고, 동일한 터치 구동 기간 내에서 터치가 검출된 센싱 영역에 대응되는 멀티플렉서의 구동 시간을 증가시키고, 나머지 멀티플렉서의 구동 시간을 감소시킬 수 있다.

여기서, 터치가 검출된 센싱 영역은 하나 또는 둘 이상이 될 수 있다. 즉, 구동 시간이 증가되는 멀티플레서는 하나 또는 둘 이상이 될 수도 있다.

두 번째 방법으로, 제1 터치 구동 기간에, 복수의 멀티플렉서를 순차적으로 동일 시간 동안 구동시켜 터치 구동 신호를 전체 터치 전극에 공급한다. 이후, 터치 위치를 센싱한다.

제2 터치 기간에, 터치가 검출된 센싱 영역에 대응되는 멀티플렉서의 구동 시간을 증가시키고, 나머지 멀티플렉서의 구동 시간을 감소시킬 수 있다. 터치가 검출된 센싱 영역을 제외한 나머지 센싱 영역의 터치 전극에는 터치 검출을 위한 최소의 횟수로 터치 구동 신호가 공급되도록 상기 나머지 멀티플렉서의 구동 시간을 감소시킨다.

이하, 도 5 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서는 1프레임 기간을 디스플레이 기간과 터치 기간으로 분리하여, 시분할 방식으로 디스플레이 구동 및 터치 구동을 수행하게 된다. 이때, 디스플레이 구동은 60Hz로 이루어지고, 터치 구동은 120Hz로 이루어진다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법을 나타내는 도면이다.

도 5에서는 1프레임 기간에 포함된 제1 터치 구동 기간(touch1)과 제2 터치 구동 기간(touch2) 중에서 제1 터치 구동 기간(touch1)을 도시하고 있으며, 제1 터치 구동 기간(touch1)에 제1 내지 제7 멀티플렉서에서 출력되는 터치 구동 신호를 도시하고 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 터치 구동 기간(touch1) 내에서 제1 멀티플렉서 내지 제7 멀티플렉서를 순차적으로 동일 시간 동안 구동시켜 터치 구동 신호를 터치 디스플레이 패널에 배열된 전체 터치 전극에 공급한다. 이때, 터치를 검출할 수 있는 최소한의 누적 횟수로 터치 구동 신호를 전체 터치 전극에 공급한다.

이후, 전체 터치 전극의 전하량을 센싱하여 터치 유무와 위치를 검출한다.

이후, 제1 터치 구동 기간(touch1) 내에서 터치 결과에 따라서 제1 멀티플렉서 내지 제7 멀티플렉서 각각의 구동 시간을 가변하고, 가변된 구동 시간에 따라 제1 멀티플렉서 내지 제7 멀티플렉서를 구동시켜 터치가 검출된 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극에만 터치 구동 신호를 공급한다.

여기서, 제3 멀티플렉서(MUX3)로부터 터치 구동 신호를 입력 받는 제3 센싱 영역에서 터치가 검출된 경우, 제1 터치 구동 기간(touch1) 내에서 제3 멀티플렉서(MUX3)의 구동 시간을 증가시킨다.

이후, 제3 멀티플렉서(MUX3)에 대응되는 제3 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급한다.

이후, 제3 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극에서 센싱된 전하량을 누적하여 터치 유무 및 위치를 검출한다.

제1 터치 구동 기간(touch1)의 초기 동작 시점에서, 제1 멀티플렉서 내지 제7 멀티플렉서를 순차적으로 동일 시간 동안 구동시켜 터치 구동 신호를 터치 디스플레이 패널에 배열된 전체 터치 전극에 공급할 때, 터치를 검출할 수 있는 터치 구동 신호의 최소 누적 횟수에 해당하는 시간 동안 제1 멀티플렉서 내지 제7 멀티플렉서를 구동시킨다.

터치가 검출된 센싱 영역에 대응하는 멀티플렉서의 구동 시간을 늘려주기 위해서, 초기 동작 시점에서 터치 구동 신호의 누적 횟수를 감소시켜 제1 터치 구동 기간(touch1) 내에서 터치 구동 신호를 출력할 수 있는 여분의 시간을 확보한다.

이와 같이, 확보된 여분의 시간만큼 제3 멀티플렉서(MUX3)의 구동 시간을 증가시켜, 터치가 검출된 센싱 영역에서의 터치 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다. 즉, 터치가 검출된 센싱 영역에 대응하는 멀티플렉서를 집중 구동시켜 실질적으로 터치 센싱 시간을 증가시킬 수 있다.

예로서, 제3 멀티플렉서(MUX3)로부터 터치 구동 신호를 공급받는 복수의 터치 전극들 중에서 제2 터치 전극에서 터치가 검출된 경우, 제3 멀티플렉서(MUX3)의 구동 시간을 증가시켜 제2 터치 전극에서 센싱된 전하량의 누적 값, 즉 터치 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다.

도 7을 참조하면, 복수의 터치 전극에 대해서 터치가 검출될 수 있는데, 제3 멀티플렉서(MUX3)로부터 터치 구동 신호를 공급받는 복수의 터치 전극들 중에서 제2 터치 전극과 제3 터치 전극에서 터치가 검출된 경우, 제3 멀티플렉서(MUX3)의 구동 시간을 증가시켜 제2 터치 전극에서 센싱된 전하량의 누적 값, 즉 터치 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다.

구체적인 예로서, 제1 터치 구동 기간(touch1)을 1/2로 나누어 구동하는 경우에, 전반부 동안 전체 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급하여 터치 유무 및 위치를 센싱하고, 후반부 동안 터치가 검출된 센싱 영역에 대응되는 멀티플렉서의 구동 시간을 증가시킬 수 있다. 이러한, 경우 종래 기술 대비 터치가 이루어진 터치 전극에서 수신된 터치 신호의 누적 값을 2배로 증가시켜 터치 센싱 성능을 향상시킬 수 있다.

제1 터치 구동 기간(touch1)의 후반부 동안에는 터치가 검출되지 않는 센싱 영역에 대응하는 멀티플렉서들이 동작하지 않는다. 하지만, 제2 터치 구동 기간(touch2)에 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한 터치 구동 과정이 동일하게 수행됨으로, 터치가 검출이 누락되는 문제가 발생하지 않는다.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법을 나타내는 도면이다.

도 8에서는 1프레임 기간에 포함된 제1 터치 구동 기간(touch1)과 제2 터치 구동 기간(touch2) 중에서 제1 터치 구동 기간(touch1)을 도시하고 있으며, 제1 터치 구동 기간(touch1)에 제1 내지 제7 멀티플렉서에서 출력되는 터치 구동 신호를 도시하고 있다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 터치 구동 기간(touch1) 내에서 제1 멀티플렉서 내지 제7 멀티플렉서를 순차적으로 동일 시간 동안 구동시켜 터치 구동 신호를 터치 디스플레이 패널에 배열된 전체 터치 전극에 공급한다. 이때, 터치를 검출할 수 있는 최소한의 누적 횟수로 터치 구동 신호를 전체 터치 전극에 공급한다.

이하, 제3 멀티플렉서(MUX3)로부터 터치 구동 신호를 입력 받는 제3 센싱 영역에서 터치가 검출되고, 제4 멀티플렉서(MUX4)로부터 터치 구동 신호를 입력 받는 제4 센싱 영역에서 터치가 검출된 것을 가정하여 설명하기로 한다.

제3 센싱 영역 및 제4 센싱 영역에서 터치가 검출된 경우, 제1 터치 구동 기간(touch1) 내에서 제3 멀티플렉서(MUX3) 및 제4 멀티플렉서(MUX4)의 구동 시간을 증가시킨다.

이후, 제3 멀티플렉서(MUX3)에 대응되는 제3 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급한다. 이어서, 제4 멀티플렉서(MUX4)에 대응되는 제4 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급한다.

이후, 제3 센싱 영역 및 제4 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극에서 센싱된 전하량을 누적하여 터치 유무 및 위치를 검출한다.

제1 터치 구동 기간(touch1)의 초기 동작 시점에서, 터치를 검출할 수 있는 터치 구동 신호의 최소 누적 횟수에 해당하는 시간 동안 제1 멀티플렉서 내지 제7 멀티플렉서를 구동시킨다. 터치가 검출된 센싱 영역에 대응하는 멀티플렉서의 구동 시간을 늘려주기 위해서, 초기 동작 시점에서 터치 구동 신호의 누적 횟수를 감소시켜 제1 터치 구동 기간(touch1) 내에서 터치 구동 신호를 출력할 수 있는 여분의 시간을 확보한다.

이와 같이, 확보된 여분의 시간 내에서 제3 멀티플렉서(MUX3)와 제4 멀티플렉서(MUX4)의 구동 시간을 증가시켜, 터치가 검출된 센싱 영역에서의 터치 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다. 이때, 제3 멀티플렉서(MUX3)의 구동 시간 증가분과 제4 멀티플렉서(MUX4)의 구동 시간의 증가분을 동일하게 설정한다. 즉, 터치가 검출된 센싱 영역에 대응하는 멀티플렉서를 집중 구동시켜 실질적으로 터치 센싱 시간을 증가시킬 수 있다.

예로서, 제3 멀티플렉서(MUX3)로부터 터치 구동 신호를 공급받는 복수의 터치 전극들 중에서 제2 터치 전극에서 터치가 검출되고, 제4 멀티플렉서(MUX4)로부터 터치 구동 신호를 공급받는 복수의 터치 전극들 중에서 제3 터치 전극에서 터치가 검출될 수 있다.

이러한 경우, 제3 멀티플렉서(MUX3) 및 제4 멀티플렉서(MUX4)의 구동 시간을 증가시켜 제3 센싱 영역에 배치된 제2 터치 전극에서 센싱된 전하량의 누적 값, 즉 터치 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다. 또한, 제4 센싱 영역에 배치된 제3 터치 전극에서 센싱된 전하량의 누적 값, 즉 터치 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다.

도 10을 참조하면, 터치 위치는 랜덤하게 분포될 수 있어 2개의 멀티플렉서의 경계 지점에서 터치가 이루어질 수 있다. 이러한, 경우에는 2개의 멀티플렉서의 구동 시간을 증가시켜 터치 센싱 성능을 향상시킨다.

복수의 터치 전극에 대해서 터치가 검출될 수 있는데, 제3 멀티플렉서(MUX3)로부터 터치 구동 신호를 공급받는 제3 터치 전극과 제4 멀티플렉서(MUX4)로부터 터치 구동 신호를 공급받는 제4 터치 전극에서 터치가 검출될 수 있다.

이러한 경우, 제3 멀티플렉서(MUX3)의 구동 시간을 증가시켜 제3 터치 전극에서 센싱된 전하량의 누적 값, 즉 터치 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다. 또한, 제4 멀티플렉서(MUX4)의 구동 시간을 증가시켜 제4 터치 전극에서 센싱된 전하량의 누적 값, 즉 터치 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다.

구체적인 예로서, 제1 터치 구동 기간(touch1)을 1/2로 나누어 구동하는 경우에, 전반부 동안 전체 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급하여 터치 유무 및 위치를 센싱하고, 후반부 동안 터치가 검출된 센싱 영역에 대응되는 복수의 멀티플렉서의 구동 시간을 증가시킬 수 있다. 이러한, 경우 종래 기술 대비 터치가 이루어진 터치 전극에서 수신된 터치 신호의 누적 값을 2배로 증가시켜 터치 센싱 성능을 향상시킬 수 있다.

제1 터치 구동 기간(touch1)의 후반부 동안에는 터치가 검출되지 않는 센싱 영역에 대응하는 멀티플렉서들이 동작하지 않는다. 하지만, 제2 터치 구동 기간(touch2)에 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명한 터치 구동 과정이 동일하게 수행됨으로, 터치가 검출이 누락되는 문제가 발생하지 않는다.

도 11 내지 도 13은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법을 나타내는 도면이다.

도 11에서는 1프레임 기간에 포함된 제1 터치 구동 기간(touch1)과 제2 터치 구동 기간(touch2) 중에서 제1 터치 구동 기간(touch1)을 도시하고 있으며, 제1 터치 구동 기간(touch1)에 제1 내지 제7 멀티플렉서에서 출력되는 터치 구동 신호를 도시하고 있다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 제1 터치 구동 기간(touch1) 내에서 제1 멀티플렉서 내지 제7 멀티플렉서를 순차적으로 동일 시간 동안 구동시켜 터치 구동 신호를 터치 디스플레이 패널에 배열된 전체 터치 전극에 공급한다. 이때, 터치를 검출할 수 있는 최소한의 누적 횟수로 터치 구동 신호를 전체 터치 전극에 공급한다.

이하, 제2 멀티플렉서(MUX2)로부터 터치 구동 신호를 입력 받는 제3 센싱 영역에서 터치가 검출되고, 제3 멀티플렉서(MUX3)로부터 터치 구동 신호를 입력 받는 제3 센싱 영역에서 터치가 검출되고, 제4 멀티플렉서(MUX4)로부터 터치 구동 신호를 입력 받는 제4 센싱 영역에서 터치가 검출된 것을 가정하여 설명하기로 한다.

제2 센싱 영역, 제3 센싱 영역 및 제4 센싱 영역에서 터치가 검출된 경우, 제1 터치 구동 기간(touch1) 내에서 제2 멀티플렉서(MUX2), 제3 멀티플렉서(MUX3) 및 제4 멀티플렉서(MUX4)의 구동 시간을 증가시킨다.

이후, 제2 멀티플렉서(MUX2)에 대응되는 제2 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급한다. 이어서, 제3 멀티플렉서(MUX3)에 대응되는 제3 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급한다. 이어서, 제4 멀티플렉서(MUX4)에 대응되는 제4 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급한다.

이후, 제2 센싱 영역, 제3 센싱 영역 및 제4 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극에서 센싱된 전하량을 누적하여 터치 유무 및 위치를 검출한다.

이와 같이, 확보된 여분의 시간 내에서 제2 멀티플렉서(MUX2), 제3 멀티플렉서(MUX3) 및 제4 멀티플렉서(MUX4)의 구동 시간을 증가시켜, 터치가 검출된 센싱 영역에서의 터치 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다. 이때, 제2 멀티플렉서(MUX2)의 구동 시간의 증가분, 제3 멀티플렉서(MUX3)의 구동 시간 증가분 및 제4 멀티플렉서(MUX4)의 구동 시간의 증가분을 동일하게 설정한다. 즉, 터치가 검출된 센싱 영역에 대응하는 멀티플렉서를 집중 구동시켜 실질적으로 터치 센싱 시간을 증가시킬 수 있다.

예로서, 제2 멀티플렉서(MUX2)로부터 터치 구동 신호를 공급받는 복수의 터치 전극들 중에서 제1 터치 전극에서 터치가 검출되고, 제3 멀티플렉서(MUX3)로부터 터치 구동 신호를 공급받는 복수의 터치 전극들 중에서 제2 터치 전극에서 터치가 검출되고, 제4 멀티플렉서(MUX4)로부터 터치 구동 신호를 공급받는 복수의 터치 전극들 중에서 제4 터치 전극에서 터치가 검출될 수 있다.

이러한 경우, 제2 멀티플렉서(MUX2), 제3 멀티플렉서(MUX3) 및 제4 멀티플렉서(MUX4)의 구동 시간을 증가시켜

제2 센싱 영역에 배치된 제1 터치 전극에서 센싱된 전하량의 누적 값, 즉 터치 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다. 또한, 제3 센싱 영역에 배치된 제2 터치 전극에서 센싱된 전하량의 누적 값, 즉 터치 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다. 또한, 제4 센싱 영역에 배치된 제3 터치 전극에서 센싱된 전하량의 누적 값, 즉 터치 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다.

도 13을 참조하면, 터치 위치는 랜덤하게 분포될 수 있어 3개의 멀티플렉서에 대응되는 센싱 영역에서 터치가 이루어질 수 있다. 이러한, 경우에는 3개의 멀티플렉서의 구동 시간을 증가시켜 터치 센싱 성능을 향상시킨다.

복수의 터치 전극에 대해서 터치가 검출될 수 있는데, 제2 멀티플렉서(MUX2)로부터 터치 구동 신호를 공급받는 제1 터치 전극과, 제3 멀티플렉서(MUX3)로부터 터치 구동 신호를 공급받는 제2 터치 전극 및 제3 터치 전극과, 제4 멀티플렉서(MUX4)로부터 터치 구동 신호를 공급받는 제4 터치 전극에서 터치가 검출될 수 있다.

이러한 경우, 제2 멀티플렉서(MUX2)의 구동 시간을 증가시켜 제1 터치 전극에서 센싱된 전하량의 누적 값, 즉 터치 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다. 또한, 제3 멀티플렉서(MUX3)의 구동 시간을 증가시켜 제2 터치 전극 및 제3 터치 전극에서 센싱된 전하량의 누적 값, 즉 터치 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다. 또한, 제4 멀티플렉서(MUX4)의 구동 시간을 증가시켜 제4 터치 전극에서 센싱된 전하량의 누적 값, 즉 터치 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다.

제1 터치 구동 기간(touch1)의 후반부 동안에는 터치가 검출되지 않는 센싱 영역에 대응하는 멀티플렉서들이 동작하지 않는다. 하지만, 제2 터치 구동 기간(touch2)에 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명한 터치 구동 과정이 동일하게 수행됨으로, 터치가 검출이 누락되는 문제가 발생하지 않는다.

도 14 내지 도 16은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법을 나타내는 도면이다.

도 14에서는 1프레임 기간에 포함된 제1 터치 구동 기간(touch1)과 제2 터치 구동 기간(touch2)을 도시하고 있으며, 제1 터치 구동 기간(touch1) 및 제2 터치 구동 기간(touch2)에 제1 내지 제7 멀티플렉서에서 출력되는 터치 구동 신호를 도시하고 있다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 1프레임 기간 중 제1 터치 구동 기간에 제1 멀티플렉서 내지 제7 멀티플렉서를 순차적으로 동일 시간 동안 구동시켜 터치 구동 신호를 터치 디스플레이 패널에 배열된 전체 터치 전극에 공급한다. 제1 터치 구동 기간에서는 제1 멀티플렉서 내지 제7 멀티플렉서의 구동 시간을 조절하지 않는다.

상기 제1 터치 구동 가간에서의 터치 유무와 위치의 검출 결과에 따라, 1프레임 기간 중 제2 터치 구동 기간에 상기 복수의 멀티플렉서 별로 구동 시간을 가변하고, 가변된 구동 시간에 따라 제1 멀티플렉서 내지 제7 멀티플렉서를 구동시켜 전체 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급한다.

여기서, 제3 멀티플렉서(MUX3)로부터 터치 구동 신호를 입력 받는 제3 센싱 영역에서 터치가 검출된 경우, 제2 터치 구동 기간(touch2) 내에서 제3 멀티플렉서(MUX3)의 구동 시간을 증가시킨다. 이와 함께, 제3 멀티플렉서(MUX3)를 제외한 제1, 제2, 제4 내지 제7 멀티플렉서(MUX1, MUX2, MUX4, MUX5, MUX6, MUX7)의 구동 시간을 감소시킨다.

이와 같이, 터치가 검출된 제3 센싱 영역에 대응하는 제3 멀티플렉서(MUX3)의 구동 시간을 늘려주기 위해서, 제1, 제2, 제4 내지 제7 멀티플렉서(MUX1, MUX2, MUX4, MUX5, MUX6, MUX7)의 구동 시간을 줄여 제2 터치 구동 기간(touch2) 내에서 터치 구동 신호를 출력할 수 있는 여분의 시간을 확보한다.

여기서, 터치를 검출할 수 있는 터치 구동 신호의 최소 누적 횟수에 해당하는 시간 동안 제1, 제2, 제4 내지 제7 멀티플렉서(MUX1, MUX2, MUX4, MUX5, MUX6, MUX7)를 구동시킨다.

이후, 감소된 구동 시간으로 제1, 제2, 제4 내지 제7 멀티플렉서(MUX1, MUX2, MUX4, MUX5, MUX6, MUX7)가 구동되어 제1, 제2, 제4 내지 제7 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급한다. 그리고, 증가된 구동 시간으로 제3 멀티플렉서(MUX3)가 구동되어 제3 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급한다.

이후, 전체 센싱 영역에 배치된 전체 터치 전극에서 센싱된 전하량을 누적하여 터치 유무 및 위치를 검출한다.

도 16을 참조하면, 복수의 터치 전극에 대해서 터치가 검출될 수 있다. 제2 멀티플렉서(MUX2)로부터 터치 구동 신호를 공급받는 복수의 터치 전극들 중에서 제2 터치 전극에 터치가 검출되고, 제3 멀티플렉서(MUX3)로부터 터치 구동 신호를 공급받는 복수의 터치 전극들 중에서 제2 터치 전극과 제3 터치 전극에서 터치가 검출된 것을 가정하여 설명한다.

이러한 경우, 제1 멀티플렉서(MUX1), 제4 내지 제7 멀티플렉서(MUX4, MUX5, MUX6, MUX7)의 구동 시간을 감소시켜 확보된 시간 내에서 제2 멀티플렉서(MUX2) 및 제3 멀티플렉서(MUX3)의 구동 시간을 증가시킨다. 이를 통해, 제2 터치 전극 및 제3 터치 전극에서 센싱된 전하량의 누적 값, 즉 터치 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다.

이러한, 경우 종래 기술 대비 터치가 이루어진 터치 전극에서 수신된 터치 신호의 누적 값을 2배로 증가시켜 터치 센싱 성능을 향상시킬 수 있다. 제1 터치 구동 기간(touch1) 및 제2 터치 구동 시간(touch2)에서 전체 터치 전극을 센싱 함으로, 터치가 검출이 누락되는 문제가 발생하지 않는다.

도 17 내지 도 19는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법을 나타내는 도면이다.

도 17에서는 1프레임 기간에 포함된 제1 터치 구동 기간(touch1)과 제2 터치 구동 기간(touch2)을 도시하고 있으며, 제1 터치 구동 기간(touch1) 및 제2 터치 구동 기간(touch2)에 제1 내지 제7 멀티플렉서에서 출력되는 터치 구동 신호를 도시하고 있다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 1프레임 기간 중 제1 터치 구동 기간에 제1 멀티플렉서 내지 제7 멀티플렉서를 순차적으로 동일 시간 동안 구동시켜 터치 구동 신호를 터치 디스플레이 패널에 배열된 전체 터치 전극에 공급한다. 제1 터치 구동 기간에서는 제1 멀티플렉서 내지 제7 멀티플렉서의 구동 시간을 조절하지 않는다.

제3 멀티플렉서(MUX3)로부터 터치 구동 신호를 입력 받는 제3 센싱 영역에서 터치가 검출되고, 제4 멀티플렉서(MUX4)로부터 터치 구동 신호를 입력 받는 제4 센싱 영역에서 터치가 검출되면 제1 터치 구동 기간(touch1) 내에서 제3 멀티플렉서(MUX3) 및 제4 멀티플렉서(MUX4)의 구동 시간을 증가시킨다. 이와 함께, 제3 멀티플렉서(MUX3) 및 제4 멀티플렉서(MUX4)를 제외한 제1, 제2, 제 5 내지 제7 멀티플렉서(MUX1, MUX2, MUX5, MUX6, MUX7)의 구동 시간을 감소시킨다.

이와 같이, 터치가 검출된 제3 센싱 영역에 대응하는 제3 멀티플렉서(MUX3) 및 터치가 검출된 제4 센싱 영역에 대응하는 제4 멀티플렉서(MUX4)의 구동 시간을 늘려주기 위해서, 제1, 제2, 제5 내지 제7 멀티플렉서(MUX1, MUX2, MUX5, MUX6, MUX7)의 구동 시간을 줄여 제2 터치 구동 기간(touch2) 내에서 터치 구동 신호를 출력할 수 있는 여분의 시간을 확보한다.

여기서, 터치를 검출할 수 있는 터치 구동 신호의 최소 누적 횟수에 해당하는 시간 동안 제1, 제2, 제5 내지 제7 멀티플렉서(MUX1, MUX2, MUX5, MUX6, MUX7)를 구동시킨다.

감소된 구동 시간으로 제1, 제2, 제5 내지 제7 멀티플렉서(MUX1, MUX2, MUX4, MUX5, MUX6, MUX7)가 구동되어 제1, 제2, 제5 내지 제7 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급한다. 그리고, 증가된 구동 시간으로 제3 멀티플렉서(MUX3) 및 제4 멀티플렉서(MUX4)가 구동되어 제3 센싱 영역 및 제4 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급한다.

이와 같이, 확보된 여분의 시간만큼 제3 멀티플렉서(MUX3) 및 제4 멀티플렉서(MUX4)의 구동 시간을 증가시켜, 터치가 검출된 센싱 영역에서의 터치 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다. 즉, 터치가 검출된 센싱 영역에 대응하는 복수의 멀티플렉서를 집중 구동시켜 실질적으로 터치 센싱 시간을 증가시킬 수 있다.

예로서, 제3 멀티플렉서(MUX3)로부터 터치 구동 신호를 공급받는 복수의 터치 전극들 중에서 제2 터치 전극에서 터치가 검출되고, 제4 멀티플렉서(MUX4)로부터 터치 구동 신호를 공급받는 복수의 터치 전극들 중에서 제4 터치 전극에서 터치가 검출될 수 있다.

이러한 경우, 제3 멀티플렉서(MUX3)의 구동 시간을 증가시켜 제2 터치 전극에서 센싱된 전하량의 누적 값, 즉 터치 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다. 이와 함께, 제4 멀티플렉서(MUX4)의 구동 시간을 증가시켜 제4 터치 전극에서 센싱된 전하량의 누적 값, 즉 터치 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다.

도 19를 참조하면, 복수의 터치 전극에 대해서 터치가 검출될 수 있다. 제3 멀티플렉서(MUX3)로부터 터치 구동 신호를 공급받는 복수의 터치 전극들 중에서 제3 터치 전극에 터치가 검출되고, 제4 멀티플렉서(MUX4)로부터 터치 구동 신호를 공급받는 복수의 터치 전극들 중에서 제4 터치 전극에서 터치가 검출된 것을 가정하여 설명한다.

이러한 경우, 제1 멀티플렉서(MUX1), 제2 멀티플렉서(MUX2), 제5 내지 제7 멀티플렉서(MUX5, MUX6, MUX7)의 구동 시간을 감소시켜 확보된 시간 내에서 제3 멀티플렉서(MUX3) 및 제4 멀티플렉서(MUX4)의 구동 시간을 증가시킨다. 이를 통해, 제3 터치 전극 및 제4 터치 전극에서 센싱된 전하량의 누적 값, 즉 터치 신호의 누적 값을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이 장치와 이의 구동 방법은 터치 유무에 따라 멀티플렉서(multiplexer) 별로 터치 구동 시간을 가변하여 터치 센싱 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 터치가 이루어진 영역에 대응되는 멀티플렉서의 터치 구동 시간을 늘려 터치 센싱 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 터치 디스플레이 장치
110: 터치 디스플레이 패널
120: 디스플레이 드라이버
130: 터치 드라이버
132: 멀티플렉서

Claims

1프레임 기간 중 제1 터치 구동 기간에 복수의 멀티플렉서를 순차적으로 동일 시간 동안 구동시켜 터치 구동 신호를 터치 디스플레이 패널에 배열된 전체 터치 전극에 공급하는 단계;
상기 전체 터치 전극의 전하량을 센싱하여 터치 유무와 위치를 검출하는 단계;
터치 유무에 따라 상기 복수의 멀티플렉서 별로 구동 시간을 가변하는 단계;를 포함하는 터치 디스플레이 장치의 구동 방법.

제1 항에 있어서,
상기 제1 터치 구동 기간에, 상기 복수의 멀티플렉서 중에서 터치가 검출된 센싱 영역에 대응되는 하나 또는 복수의 멀티플렉서의 구동 시간을 증가시키고,
터치가 검출된 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급하는 터치 디스플레이 장치의 구동 방법.

제2 항에 있어서,
상기 제1 터치 구동 기간에, 구동 시간이 증가된 멀티플렉서에 대응되는 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극의 전하량을 누적하여 터치 유무와 위치를 검출하는 터치 디스플레이 장치의 구동 방법.

1프레임 기간 중 제1 터치 구동 기간에 복수의 멀티플렉서를 순차적으로 동일 시간 동안 구동시켜 터치 구동 신호를 터치 디스플레이 패널에 배열된 전체 터치 전극에 공급하는 단계;
상기 전체 터치 전극의 전하량을 센싱하여 터치 유무와 위치를 검출하는 단계; 및
제2 터치 구동 기간에, 상기 터치 유무와 위치의 검출 결과에 따라 상기 복수의 멀티플렉서 별로 구동 시간을 가변하여 상기 전체 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급하는 단계;를 포함하는 터치 디스플레이 장치의 구동 방법.

제4 항에 있어서,
상기 제2 터치 구동 기간에, 상기 복수의 멀티플렉서 중에서 터치가 검출된 센싱 영역에 대응되는 하나 또는 복수의 멀티플렉서의 구동 시간을 증가시키고,
터치가 검출되지 않는 나머지 센싱 영역에 대응되는 하나 또는 복수의 멀티플렉서의 구동 시간을 감소시키는 터치 디스플레이 장치의 구동 방법.

제5 항에 있어서,
상기 제2 터치 구동 기간에, 구동 시간이 증가된 멀티플렉서에 대응되는 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극의 전하량을 누적하여 터치 유무와 위치를 검출하는 터치 디스플레이 장치의 구동 방법.

복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인에 의해 정의된 복수의 픽셀과, 상기 복수의 픽셀에 배치된 TFT(thin film transistor) 및 픽셀 전극과, 복수의 터치 전극이 배치된 터치 디스플레이 패널;
터치 구동 신호를 출력하고, 상기 복수의 터치 전극의 전하량을 센싱하는 터치 드라이버; 및
상기 복수의 터치 전극을 분할하여 터치 구동 신호를 공급하는 복수의 멀티플렉서;를 포함하고,
1프레임 기간 중 제1 터치 기간의 터치 센싱 결과에 따라 상기 복수의 멀티플렉서 각각의 구동 시간을 가변하고, 가변된 구동 시간 동안 복수의 멀티플렉서 각각이 구동되어 전체 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급하거나, 또는 터치가 검출된 센싱 영역에 배치된 복수의 터치 전극에 구동 신호를 공급하는 터치 디스플레이 장치.

제7 항에 있어서,
상기 제1 터치 구동 기간에, 상기 복수의 멀티플렉서 중에서 터치가 검출된 센싱 영역에 대응되는 하나 또는 복수의 멀티플렉서의 구동 시간을 증가시키는 터치 디스플레이 장치.

제7 항에 있어서,
상기 제1 터치 구동 기간 이후의 제2 터치 구동 기간에,
상기 복수의 멀티플렉서 중에서 터치가 검출된 센싱 영역에 대응되는 하나 또는 복수의 멀티플렉서의 구동 시간을 증가시키고,
터치가 검출되지 않는 나머지 센싱 영역에 대응되는 하나 또는 복수의 멀티플렉서의 구동 시간을 감소시키는 터치 디스플레이 장치.