KR20170072730A - 터치 구동 장치와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents
터치 구동 장치와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20170072730A KR20170072730A KR1020150181254A KR20150181254A KR20170072730A KR 20170072730 A KR20170072730 A KR 20170072730A KR 1020150181254 A KR1020150181254 A KR 1020150181254A KR 20150181254 A KR20150181254 A KR 20150181254A KR 20170072730 A KR20170072730 A KR 20170072730A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- touch
- touch driving
- signal
- voltage
- lines
- Prior art date
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
-
- 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
- G06F3/041—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
Abstract
본 발명은 균일한 터치 감도를 갖는 터치 구동 장치와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법을 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 터치 구동 신호 생성 장치는 복수의 터치 전극에 개별적으로 연결되면서 데이터 라인 상부 또는 하부에 인접하게 배치된 복수의 터치 구동 라인 각각에 개별적으로 공급되는 터치 구동 신호를 생성하되, 데이터 라인과의 중첩 여부에 따라 터치 구동 신호의 전압을 차등화함으로써 복수의 터치 구동 라인들 간의 신호 지연 편차를 보상하여 터치 감도를 균일하게 할 수 있다.
Description
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 균일한 터치 감도를 갖는 터치 구동 장치와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
터치 스크린은 액정 디스플레이 장치, 전계 방출 디스플레이 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, 전계 발광 디스플레이 장치, 전기 영동 디스플레이 장치, 및 유기 발광 디스플레이 장치 등의 영상 디스플레이 장치에 설치되어 사용자가 디스플레이 장치를 보면서 손가락이나 펜 등으로 화면과 직접 접촉하여 정보를 입력하는 입력 장치의 한 종류이다. 이러한 터치 패널은 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 휴대용 전자 기기의 슬림화를 위해, 디스플레이 장치의 디스플레이 패널의 내부에 터치 패널을 구성하는 소자들이 내장된 인셀 터치 타입의 디스플레이 장치에 대한 수요가 증가하고 있다.
도 1은 종래의 자기 정전용량 방식을 갖는 인셀 터치 타입의 디스플레이 장치에 적용되는 신호들을 나타내는 파형도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 인셀 터치 타입의 디스플레이 장치는 터치 동기 신호(TSS)에 따라 한 프레임을 디스플레이 기간(DP)과 터치 센싱 기간(TP)으로 시분할하여 구동한다.
종래의 인셀 터치 타입의 디스플레이 장치는 영상 출력 기간(DP) 동안 게이트 라인들(GL1 내지 GLm)에 게이트 신호(GS)를 순차적으로 공급하고, 게이트 신호(GS)와 동기되는 데이터 전압을 데이터 라인들(DL1 내지 DLn)에 공급함과 동시에 공통 전극으로 이용되는 터치 전극들(TE)에 공통 전압(Vcom)을 공급함으로써 소정의 영상을 표시한다.
그리고, 종래의 인셀 터치 타입의 디스플레이 장치는 터치 센싱 기간(TP) 동안 터치 구동 라인을 통해 터치 전극들(TE)에 터치 구동 신호(TDS)를 공급한 후 터치 구동 라인을 통해 사용자 터치를 감지한다. 이때, 게이트 라인들(GL1 내지 GLm) 및 데이터 라인들(DL)에도 동일한 터치 구동 신호(TDS)가 공급된다.
이와 같은, 종래의 인셀 터치 타입의 디스플레이 장치는 터치 센싱 기간(TP) 동안 게이트 라인들(GL1 내지 GLm) 및 데이터 라인들(DL1 내지 DLn)에 터치 구동 신호(TDS)를 공급함으로써 터치 전극들(TE)의 로드(Load)를 감소시켜 터치 감도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 터치 센싱 기간(TP)에, 터치 전극들(TE)과 게이트 라인들(GL1 내지 GLm) 및 데이터 라인들(DL1 내지 DLn)에 터치 구동 신호(TDS)가 함께 공급됨으로써 게이트 라인들(GL1 내지 GLm) 및 데이터 라인들(DL1 내지 DLn)과 터치 전극들(TE) 사이에 기생 커패시턴스가 발생되지 않는다. 이에 따라, 터치 감도가 향상될 수 있다.
최근에는 대형 디스플레이 장치에서도 인셀 터치 타입 구조를 적용하기 위한 연구가 진행되고 있다.
자기 정전용량 방식을 이용한 인셀 터치 타입을 이용한 터치 스크린 일체형 대형 디스플레이 장치의 경우, 하나의 터치 전극은 터치 센싱을 위한 최소한의 크기가 정해져 있기 때문에 대형 디스플레이 장치의 크기에 비례하여 터치 전극의 개수가 기하 급수적으로 증가하게 되고, 이로 인하여 터치 전극 각각에 연결되는 터치 구동 라인의 개수도 기하 급수적으로 증가하게 된다.
이에 따라, 본 발명의 발명자들은 서브 픽셀당 3개의 터치 구동 라인을 적용하고, 각 터치 구동 라인에 터치 구동 신호를 공급하여 터치 감도를 측정한 결과, 서브 픽셀 마다 마련된 3개의 터치 구동 라인 간의 신호 지연 편차로 인하여 터치 감도가 달라져 균일한 터치 감도를 얻을 수 없는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 발명자들은 서브 픽셀당 3개의 터치 구동 라인을 적용하더라도 균일한 터치 감도를 갖는 터치 구동 장치와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법을 발명하였다.
따라서, 본 발명은 균일한 터치 감도를 갖는 터치 구동 장치와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 구동 신호 생성 장치는 복수의 터치 전극에 개별적으로 연결되면서 데이터 라인 상부 또는 하부에 인접하게 배치된 복수의 터치 구동 라인 각각에 개별적으로 공급되는 터치 구동 신호를 생성하되, 데이터 라인과의 중첩 여부에 따라 터치 구동 신호의 전압을 상이하게 생성할 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 구동 장치는 복수의 터치 전극에 개별적으로 연결되면서 데이터 라인 상부 또는 하부에 인접하게 배치된 복수의 터치 구동 라인을 갖는 디스플레이 패널에 연결된 터치 구동 회로부를 가지며, 터치 구동 회로부는 복수의 터치 구동 라인 각각에 개별적으로 공급되는 터치 구동 신호를 생성하되, 데이터 라인과의 중첩 여부에 따라 터치 구동 신호의 전압을 상이하게 생성하는 터치 구동 신호 생성부를 포함할 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치는 복수의 터치 전극에 개별적으로 연결되면서 데이터 라인 상부 또는 하부에 인접하게 배치된 복수의 터치 구동 라인을 갖는 디스플레이 패널, 복수의 터치 구동 라인을 통해서 터치를 센싱하는 터치 구동 회로부, 및 복수의 터치 구동 라인 각각에 개별적으로 공급되는 터치 구동 신호를 생성하되 데이터 라인과의 중첩 여부에 따라 터치 구동 신호의 전압폭을 상이하게 생성하는 터치 구동 신호 생성부를 포함할 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치의 구동 방법은 복수의 터치 전극에 개별적으로 연결되면서 데이터 라인 상부 또는 하부에 인접하게 배치된 복수의 터치 구동 라인 각각에 개별적으로 공급되는 터치 구동 신호를 생성하되, 데이터 라인과의 중첩 여부에 따라 터치 구동 신호의 전압을 상이하게 생성하여 공급하는 단계와 복수의 터치 구동 라인 각각을 통해서 터치를 센싱하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 서브 픽셀당 복수의 터치 구동 라인을 적용하고 터치 구동 라인과 데이터 라인의 중첩 여부에 따라 터치 구동 신호를 차등화하여 복수의 터치 구동 라인들 간의 신호 지연 편차를 보상함으로써 터치 감도를 균일하게 할 수 있다.
위에서 언급된 본 발명의 효과 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.
도 1은 종래의 자기 정전용량 방식을 갖는 인셀 터치 타입의 디스플레이 장치에 적용되는 신호들을 나타내는 파형도이다.
도 2는 본 발명에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치의 픽셀 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 선 I-I'의 단면 일부를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 터치 구동 라인들의 신호 지연을 나타내는 파형도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 예에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 디스플레이 패널에 인가되는 신호를 나타내는 파형도이다.
도 7은 도 5에 도시된 본 발명의 일 예에 따른 터치 구동 회로부를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 5에 도시된 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치의 데이터 구동 회로부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 5에 도시된 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치의 게이트 구동 회로부를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 5에 도시된 본 발명의 다른 예에 따른 터치 구동 신호 생성부를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 제 2 터치 구동 신호 생성부에서 생성되는 펄스 신호와 제 2 터치 구동 신호를 나타내는 파형도이다.
도 12는 본 발명의 다른 예에 따른 터치 구동 신호 생성부에 출력되는 제 1 내지 제 3 터치 구동 신호를 나타내는 파형도이다.
도 2는 본 발명에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치의 픽셀 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 선 I-I'의 단면 일부를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 터치 구동 라인들의 신호 지연을 나타내는 파형도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 예에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 디스플레이 패널에 인가되는 신호를 나타내는 파형도이다.
도 7은 도 5에 도시된 본 발명의 일 예에 따른 터치 구동 회로부를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 5에 도시된 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치의 데이터 구동 회로부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 5에 도시된 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치의 게이트 구동 회로부를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 5에 도시된 본 발명의 다른 예에 따른 터치 구동 신호 생성부를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 제 2 터치 구동 신호 생성부에서 생성되는 펄스 신호와 제 2 터치 구동 신호를 나타내는 파형도이다.
도 12는 본 발명의 다른 예에 따른 터치 구동 신호 생성부에 출력되는 제 1 내지 제 3 터치 구동 신호를 나타내는 파형도이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. "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 의미한다. "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 터치 구동 장치와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 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.
도 2는 본 발명에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치의 픽셀 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 선 I-I'의 단면 일부를 나타내는 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치는 복수의 데이터 라인(DL[j], DL[j+1]), 복수의 게이트 라인(GL[i], GL[i+1]), 복수의 서브 픽셀(SP), 복수의 터치 구동 라인 그룹(TGk, TGk+1), 및 복수의 터치 전극(TE[i], TE[i+1])을 포함한다.
상기 복수의 데이터 라인(DL[j], DL[j+1])과 상기 복수의 게이트 라인(GL[i], GL[i+1])은 기판(미도시) 상에 서로 교차하도록 마련되어 복수의 픽셀 영역을 정의할 수 있다.
상기 복수의 데이터 라인(DL[j], DL[j+1])은 픽셀 영역에서 적어도 한번 굽은 직선 형태를 가지면서 제 1 수평 축 방향(X)을 따라 일정한 간격으로 마련된다. 도 2에서는, 복수의 데이터 라인(DL[j], DL[j+1])이 한번 굽은 직선 형태를 가지는 것으로 도시하였지만, 반드시 이에 한정되지 않고, 곧은 직선 형태를 가질 수 있다. 이러한 복수의 데이터 라인(DL[j], DL[j+1])은 디스플레이 장치의 터치 구동 모드시 제 1 로드 프리 신호(LFS1)를 수신하고, 디스플레이 장치의 디스플레이 구동 모드시 데이터 신호를 수신한다.
상기 복수의 게이트 라인(GL[i], GL[i+1])은 복수의 데이터 라인(DL[j], DL[j+1])과 교차하도록 제 1 수평 축 방향(X)과 나란하면서 제 2 수평 축 방향(Y)을 따라 일정한 간격으로 마련된다. 이때, 복수의 게이트 라인(GL[i], GL[i+1]) 각각은 곧은 직선 형태를 가질 수 있다. 복수의 게이트 라인(GL[i], GL[i+1])은 디스플레이 장치의 터치 구동 모드시 제 2 로드 프리 신호(LFS2)를 수신하고, 디스플레이 장치의 디스플레이 구동 모드시 게이트 펄스를 수신한다. 여기서, 제 2 로드 프리 신호(LFS2)는 제 1 로드 프리 신호(LFS1)와 동일한 위상을 가지면서 동일한 전압 차이로 스윙하는 전압 스윙 폭을 가질 수 있다.
상기 복수의 서브 픽셀(SP) 각각은 박막 트랜지스터(TFT) 및 픽셀 전극(PE)을 포함한다.
상기 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극, 반도체층, 및 소스/드레인 전극을 포함하여 이루어지는데, 게이트 전극이 반도체층 아래에 위치하는 바텀 게이트(bottom gate) 구조로 이루어질 수도 있고, 게이트 전극이 반도체층 위에 위치하는 탑 게이트(top gate) 구조로 이루어질 수도 있다. 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극 및 소스 전극은 해당 서브 픽셀을 정의하는 게이트 라인(GL)과 데이터 라인에 각각 연결된다. 이러한 박막 트랜지스터(TFT)는 도시하지 않은, 보호층(또는 평탄화층)에 의해 덮인다.
상기 픽셀 전극(PE)은 픽셀 영역 내의 보호층 상에 마련되어 보호층에 마련된 비아홀을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극에 연결되는 것으로, 서브 픽셀과 동일한 형태, 즉 적어도 한번 굽은 형태를 가질 수 있다. 픽셀 전극(PE)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.
일 예에 따른 픽셀 전극(PE)은, 도시하지 않았지만, 그 내부에 적어도 하나의 슬릿(slit)을 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 슬릿을 통해서 픽셀 전극(PE)과 상기 터치 전극(TE) 사이에 프린지 필드(fringe field)가 형성되고, 이러한 프린지 필드에 의해서 액정은 프린지 필드 스위칭 모드(fringe field switching mode)로 구동될 수 있다.
다른 예에 따른 픽셀 전극(PE)은, 도시하지 않았지만, 일정한 간격을 갖는 복수의 픽셀 핑거 패턴을 포함할 수 있다. 이 경우, 서브 픽셀(SP)은, 도시하지 않았지만, 복수의 픽셀 핑거 패턴 각각과 이격되면서 나란하도록 마련되어 터치 전극(TE)과 연결되는 복수의 공통 핑거 패턴을 더 포함할 수 있다. 복수의 공통 핑거 패턴과 복수의 픽셀 핑거 패턴 사이의 수평 전계가 형성되고, 이러한 수평 전계에 의해서 액정은 인플레인 스위칭 모드(in-plane switching mode)로 구동될 수 있다.
상기 복수의 터치 구동 라인 그룹(TGk, TGk+1) 각각은 보호층 상의 픽셀 영역마다 데이터 라인(DL)과 동일한 형태로 마련되는 것으로, 복수의 터치 전극(TE) 각각에 개별적으로 연결되는 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3)을 포함한다.
상기 제 1 터치 구동 라인(M1)은 데이터 라인(DL)의 일측면으로부터 일정한 거리로 이격되는 보호층 상에 데이터 라인(DL)과 동일한 형태를 가지도록 나란하게 마련된다. 이러한 제 1 터치 구동 라인(M1)은 디스플레이 장치의 터치 구동 모드시 제 1 전압 레벨(또는 스윙 폭)을 갖는 제 1 터치 구동 신호(TDS1)를 수신하고, 디스플레이 장치의 디스플레이 구동 모드시 공통 전압을 수신한다.
상기 제 2 터치 구동 라인(M2)은 데이터 라인(DL)과 중첩되면서 데이터 라인(DL)과 동일한 형태를 가지도록 마련된다. 즉, 제 2 터치 구동 라인(M2)은 데이터 라인(DL)과 동일한 형태를 가지도록 데이터 라인(DL)과 중첩되는 보호층 상에 마련된다. 이러한 제 2 터치 구동 라인(M2)은 디스플레이 장치의 터치 구동 모드시 제 1 터치 구동 신호(TDS1)와 상이한 제 2 전압 레벨(또는 스윙 폭)을 갖는 제 2 터치 구동 신호(TDS2)를 수신하고, 디스플레이 장치의 디스플레이 구동 모드시 공통 전압을 수신한다. 여기서, 제 2 터치 구동 신호(TDS2)는 제 1 터치 구동 신호(TDS1)와 동일한 위상을 가지되 상이한 진폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 2 터치 구동 신호(TDS2)는 제 1 터치 구동 신호(TDS1)의 전압 레벨보다 높은 전압 레벨을 가질 수 있다.
상기 제 3 터치 구동 라인(M3)은 데이터 라인(DL)의 타측면으로부터 일정한 거리로 이격되는 보호층 상에 데이터 라인(DL)과 동일한 형태를 가지도록 나란하게 마련된다. 즉, 제 3 터치 구동 라인(M3)은 해당하는 서브 픽셀(SP) 내에서 제 2 터치 구동 라인(M2)과 픽셀 전극(PE) 사이에 마련될 수 있다. 이러한 제 3 터치 구동 라인(M3)은 디스플레이 장치의 터치 구동 모드시 제 2 터치 구동 신호(TDS2)와 상이한 제 3 터치 구동 신호(TDS3)를 수신하고, 디스플레이 장치의 디스플레이 구동 모드시 공통 전압을 수신한다. 여기서, 제 3 터치 구동 신호(TDS3)는 제 2 터치 구동 신호(TDS2)와 동일한 위상을 가지되 상이한 전압 레벨(또는 스윙 폭)을 가지거나 제 1 터치 구동 신호(TDS1)와 동일할 수 있다.
상기 복수의 터치 전극(TE[i], TE[i+1]) 각각은 사용자 터치를 감지하기 위한 센싱 전극의 역할을 하거나 픽셀 전극(PE)과 함께 전계를 형성시켜 액정을 구동시키는 역할을 한다. 즉, 복수의 터치 전극(TE[i], TE[i+1]) 각각은 터치 구동 모드시 센싱 전극으로 사용되고, 디스플레이 구동 모드시 공통 전극으로 사용된다. 이러한 복수의 터치 전극(TE[i], TE[i+1]) 각각은 액정 구동을 위한 공통 전극으로도 사용되기 때문에 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 복수의 터치 전극(TE) 각각은 터치 구동 모드시 자기 정전용량 방식의 센싱 전극으로 사용되기 때문에 터치 센싱을 위한 최소한의 크기를 가져야만 한다. 이에 따라, 복수의 터치 전극(TE[i], TE[i+1]) 각각은 하나 이상의 서브 픽셀에 대응되는 크기를 가질 수 있으며, 일 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 서브 픽셀에 대응되는 크기로 설정되어 인접한 2개의 서브 픽셀 상에 마련될 수 있다.
상기 복수의 터치 전극(TE[i], TE[i+1]) 각각은 위치에 따라 인접한 터치 구동 라인 그룹(TGk, TGk+1)에 포함된 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 중 어느 하나와 연결된다. 예를 들어, 데이터 라인(DL)의 길이 방향을 기준으로, 제 i 번째 터치 전극(TE[i,j]은 컨택홀(CH)을 통해서 제 1 터치 구동 라인 그룹(TG1)의 제 1 터치 구동 라인(M1)과 연결될 수 있고, 제 i+1 번째 터치 전극(TE[i+1,j]은 컨택홀(CH)을 통해서 제 1 터치 구동 라인 그룹(TG1)의 제 2 터치 구동 라인(M2)과 연결될 수 있으며, 도시하지 않았지만, 제 i+2 번째 터치 전극은 컨택홀을 통해서 제 1 터치 구동 라인 그룹(TG1)의 제 3 터치 구동 라인(M3)과 연결될 수 있다. 여기서, 일 예에 따른 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 각각은 컨택홀(CH)을 통해 해당 터치 전극(TE)에 연결되는 위치까지의 길이를 가질 수 있으며, 이로 인하여 각기 다른 길이를 가질 수 있다. 다른 예에 따른 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 각각은 모두 동일한 면저항을 가질 수 있도록 컨택홀(CH)을 통해 해당 터치 전극(TE)에 연결되는 위치와 상관 없이 모두 동일한 길이를 가질 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치는 서브 픽셀(SP) 마다 데이터 라인(DL)과 나란하도록 마련된 복수의 터치 구동 라인 그룹(TGk, TGk+1) 각각의 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 각각에 동일한 위상을 가지되 상이한 전압 레벨을 갖는 터치 구동 신호(TDS1, TDS2, TDS3)가 각각 공급됨으로써 서브 픽셀(SP) 마다 마련된 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 간의 신호 지연 편차가 보상되어 균일한 터치 감도를 가질 수 있다.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 서브 픽셀(SP) 마다 마련된 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3)은 데이터 라인(DL) 상에 서로 인접하도록 나란하게 마련되기 때문에 제 1 내지 제 3 기생 커패시턴스(Cp1, Cp2, Cp3)가 존재하게 된다. 즉, 제 1 기생 커패시턴스(Cp1)는 제 1 터치 구동 라인(M1)과 제 2 터치 구동 라인(M2) 사이에 존재하게 되고, 제 2 기생 커패시턴스(Cp2)는 제 2 터치 구동 라인(M2)과 제 3 터치 구동 라인(M3) 사이에 존재하게 되며, 제 3 기생 커패시턴스(Cp3)는 제 2 터치 구동 라인(M2)과 데이터 라인(DL) 사이에 존재하게 된다. 여기서, 제 1 및 제 2 기생 커패시턴스(Cp1, CP2)는 서로 동일한 값을 가질수 있다.
상기 제 1 터치 구동 라인(M1)은 자신의 라인 저항과 제 1 기생 커패시턴스(Cp1)의 영향에 의한 RC 로드 특성을 가지고, 제 2 터치 구동 라인(M2)은 자신의 라인 저항과 제 1 내지 제 3 기생 커패시턴스(Cp1, CP2, CP3)의 영향에 의한 RC 로드 특성을 가지며, 제 3 터치 구동 라인(M3)은 자신의 라인 저항과 제 2 기생 커패시턴스(Cp2)의 영향에 의한 RC 로드 특성을 갖게 된다. 이에 따라, 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 각각은 각기 다른 RC 로드 특성을 가지며, 특히 제 2 터치 구동 라인(M2)은 제 1 및 제 3 터치 구동 라인(M1, M3) 사이에 마련되면서 데이터 라인(DL)과 중첩되기 때문에 제 1 및 제 3 터치 구동 라인(M1, M3) 대비 상대적으로 큰 RC 로드 특성을 갖게 된다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 각각에 동일한 전압 레벨을 갖는 터치 구동 신호(TDS)를 공급할 경우, 제 1 및 제 3 터치 구동 라인(M1, M3) 대비 상대적으로 큰 RC 로드 특성을 갖는 제 2 터치 구동 라인(M2)의 신호 지연이 상대적으로 크게 발생하기 때문에 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 간의 신호 지연 편차가 발생하게 된다.
이와 같은, 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 각각의 RC 로드 특성에 따른 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 간의 신호 지연 편차를 기반으로, 본 발명은 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 각각에 공급되는 터치 구동 신호(TDS1, TDS2, TDS3) 각각의 전압 레벨을 설정함으로써 서브 픽셀(SP) 마다 마련된 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 간의 신호 지연 편차를 보상하여 터치 감도를 균일하게 할 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 간의 신호 지연 편차에 기초하여 제 2 터치 구동 라인(M2)에 공급되는 제 2 터치 구동 신호(TDS2)의 전압 레벨을 제 1 및 제 3 터치 구동 라인(M1, M3) 각각에 공급되는 제 1 및 제 2 터치 구동 신호(TDS1, TDS3)의 전압 레벨보다 높게 설정함으로써 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 간의 신호 지연 편차를 보상한다.
도 5는 본 발명의 제 1 예에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 디스플레이 패널에 인가되는 신호를 나타내는 파형도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 예에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(100), 타이밍 제어부(200), 터치 구동 회로부(300), 터치 제어부(400), 터치 구동 신호 생성부(500), 게이트 구동 회로부(700), 및 데이터 구동 회로부(600)를 포함한다.
상기 디스플레이 패널(100)은 자기 정전용량 방식을 이용한 인셀 터치 타입의 터치 전극을 포함하는 액정 디스플레이 패널으로서, 백라이트 유닛(미도시)으로부터 조사되는 광을 이용하여 영상을 표시한다.
일 예에 따른 디스플레이 패널(100)은 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLn), 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm), 복수의 서브 픽셀(SP), 복수의 터치 구동 라인 그룹(TG1 내지 TGn), 및 복수의 터치 전극(TE)을 포함하는 것으로, 이는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 동일하므로, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
다만, 하나의 터치 전극(TE)은 복수의 서브 픽셀(SP)들과 대응되는 면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 하나의 터치 전극(TE)은 게이트 라인(GL)의 길이 방향과 나란한 제 1 수평 축 방향(X)으로 40개의 서브 픽셀 및 데이터 라인(DL)의 길이 방향과 나란한 제 2 수평 축 방향(Y)으로 12개 서브 픽셀과 대응되는 면적을 가질 수 있다. 이 경우, 하나의 터치 전극(TE)은 480개의 서브 픽셀들의 면적과 대응하는 면적을 가질 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 터치 전극(TE)의 크기는 디스플레이 패널(100)의 크기 및 요구된 터치 해상도에 따라 달라질 수 있다. 또한, 디스플레이 패널(100)에는 복수의 터치 전극(TE)이 격자 형태로 배치되는데, 이때 복수의 터치 전극(TE) 각각은 모두 동일한 크기를 가지는 것은 아니며, 디스플레이 패널(100)의 중앙부에 배치된 제 1 터치 전극들보다 디스플레이 패널(100)의 에지부에 배치된 제 2 터치 전극들의 크기가 작을 수 있다. 이 경우, 디스플레이 패널(100)의 중앙부와 에지부 간의 터치 감도를 균일하게 할 수 있다.
상기 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm) 각각의 일단은 게이트 구동 회로부(700)에 연결되고, 상기 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm) 각각의 일단은 데이터 구동 회로부(600)에 연결된다. 그리고, 복수의 터치 전극(TE) 각각은 위치에 따라서 복수의 터치 구동 라인 그룹(TG1 내지 TGn) 각각에 포함된 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3)과 개별적으로 연결되고, 복수의 터치 구동 라인 그룹(TG1 내지 TGn)은 터치 구동 회로부(300)에 연결된다.
상기 타이밍 제어부(200)는 외부의 디스플레이 구동 시스템(미도시)으로부터 공급되는 데이터 인에이블 신호, 기준 클럭 신호, 수직 동기 신호, 및 수평 동기 신호 등의 타이밍 동기 신호를 수신하고, 수신된 타이밍 동기 신호를 기반으로 각 영상 프레임을 디스플레이 기간(DP)과 터치 센싱 기간(TP)으로 시분할하여 구동하기 위한 터치 동기 신호(TSS)를 생성해 각 프레임마다 터치 구동 회로부(300)와 게이트 구동 회로부(700) 및 데이터 구동 회로부(600) 각각을 디스플레이 기간(DP)과 터치 센싱 기간(TP)으로 시분할 구동한다.
또한, 타이밍 제어부(200)는 타이밍 동기 신호를 기반으로, 디스플레이 기간(DP) 동안 게이트 라인(GL)에 게이트 신호(GS)를 공급하기 위한 게이트 제어 신호(GCS)와 데이터 라인(DL)에 데이터 신호를 공급하기 위한 데이터 제어 신호(DCS)를 생성한다.
상기 타이밍 제어부(200)는 디스플레이 구동 시스템으로부터 공급되는 영상 데이터를 수신하고, 수신된 영상 데이터를 디스플레이 패널(100)의 구동에 알맞도록 픽셀 데이터(R, G, B)로 정렬하여 디스플레이 기간(DP) 동안 데이터 구동 회로부(600)에 제공한다.
상기 터치 구동 회로부(300)는 디스플레이 패널(100)에 마련되어 있는 게이트 라인들(GL)과 데이터 라인들(DL) 및 터치 전극들(TE)에 연결되는 터치 구동 장치 또는 터치 구동 집적 회로로 정의될 수 있다. 이러한 터치 구동 회로부(300)는 타이밍 제어부(200) 또는 데이터 구동 회로부(600)에 내장될 수 있으며, 이 경우, 본 발명은 디스플레이 장치의 부품 수를 감소시킬 수 있다.
상기 디스플레이 기간(DP) 동안, 상기 터치 구동 회로부(300)는 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 터치 동기 신호(TSS)에 응답하여 복수의 터치 구동 라인 그룹(TG1 내지 TGn) 각각을 통해서 복수의 터치 전극(TE)에 공통 전압(Vcom)을 공급한다.
상기 터치 센싱 기간(TP) 동안, 일 예에 따른 터치 구동 회로부(300)는 터치 구동 신호 생성부(500)로부터 공급되는 제 1 내지 제 3 터치 구동 신호(TDS1, TDS2, TDS3)를 각 터치 구동 라인 그룹(TG1 내지 TGn)의 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 각각을 통해서 해당하는 터치 전극(TE)에 개별적으로 또는 미리 설정된 터치 전극 그룹에 그룹별로 공급한 후 각 터치 구동 라인 그룹(TG1 내지 TGn)의 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 각각을 통해서 터치 전극(TE)의 정전 용량 변화 변화에 따른 터치 신호를 센싱해 터치 데이터(Tdata)를 생성하고, 생성된 터치 데이터(Tdata)를 터치 제어부(400)에 제공한다.
상기 터치 센싱 기간(TP) 동안, 다른 예에 따른 터치 구동 회로부(300)는 터치 센싱 기간(TP) 동안 터치 구동 신호 생성부(500)로부터 공급되는 제 1 내지 제 3 터치 구동 신호(TDS1, TDS2, TDS3) 각각을 기준 전압으로 사용하여 터치 전극(TE)의 정전 용량 변화에 따른 터치 신호를 센싱해 터치 데이터(Tdata)를 생성하고, 생성된 터치 데이터(Tdata)를 터치 제어부(400)에 제공한다. 즉, 상기 터치 센싱 기간(TP) 동안, 다른 예에 따른 터치 구동 회로부(300)는 반전 단자와 비반전 단자 및 출력 단자를 포함하는 연산 증폭기(미도시), 및 연산 증폭기의 반전 단자와 출력 단자 사이에 연결된 피드백 커패시터(미도시)를 포함하는 센싱 유닛(미도시)을 통해 터치 전극(TE)의 정전 용량 변화에 따른 터치 신호를 센싱할 수 있는데, 이 경우, 제 1 내지 제 3 터치 구동 신호(TDS1, TDS2, TDS3) 각각은 해당하는 연산 증폭기의 비반전 단자에 공급되고, 터치 전극(TE)은 해당하는 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3)을 통해서 연산 증폭기의 반전 단자에 연결된다.
상기 터치 제어부(400)는 터치 구동 회로부(300)와 터치 구동 신호 생성부(500) 각각의 구동을 제어한다. 그리고, 터치 제어부(400)는 터치 구동 회로부(300)로부터 제공되는 터치 데이터(Tdata)를 기반으로 터치 위치 정보를 산출하여 외부로 호스트 제어부(미도시)에 제공한다. 여기서, 터치 제어부(400)는 터치 전극(TE)의 정전 용량 감소에 기초하여 터치 여부를 판단할 수 있다. 이러한 터치 제어부(400)는 타이밍 제어부(200) 또는 터치 구동 회로부(300)에 내장될 수도 있으며, 이 경우, 본 발명은 디스플레이 장치의 부품 수를 감소시킬 수 있다.
상기 호스트 제어부는 MCU(Micro Controller Unit)으로서, 디스플레이 장치의 전반적인 제어를 수행하며, 터치 제어부(400)로부터 제공되는 터치 위치 정보에 연계되는 응용 프로그램을 실행한다.
일 예에 따른 터치 구동 신호 생성부(500)는 터치 센싱 기간(TP) 동안 터치 제어부(400)의 제어에 응답하여 서로 동기화되는 제 1 내지 제 3 터치 구동 신호(TDS1, TDS2, TDS3)와 제 1 로드 프리 신호(LFS1) 및 제 2 로드 프리 신호(LFS2)를 생성하고, 생성된 제 1 내지 제 3 터치 구동 신호(TDS1, TDS2, TDS3)를 터치 구동 회로부(300), 제 1 로드 프리 신호(LFS1)를 데이터 구동 회로부(600), 그리고 제 2 로드 프리 신호(LFS2)를 게이트 구동 회로부(700)에 각각 공급한다.
일 예에 따른 터치 구동 신호 생성부(500)는 터치 센싱 기간(TP) 동안, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 간의 신호 지연 편차가 보상될 수 있도록, 서로 동일한 위상을 가지면서 각기 다른 전압 레벨(또는 전압 스윙 폭)을 갖는 제 1 내지 제 3 터치 구동 신호(TDS1, TDS2, TDS3) 각각을 생성해 터치 구동 회로부(300)에 공급한다. 일 예에 따른 터치 구동 신호 생성부(500)는 제 1 펄스 발생기(미도시)를 이용하여 공통 전압(Vcom)을 기준으로 제 1 및 제 2 전압 레벨(V1, V2) 사이의 제 1 전압 스윙 폭(또는 진폭)을 갖는 복수의 펄스를 포함하는 제 1 터치 구동 신호(TDS1)를 생성하고, 제 2 펄스 발생기(미도시)를 이용하여 제 1 터치 구동 신호(TDS1)와 동일한 위상을 가지되, 공통 전압(Vcom)을 기준으로 제 3 및 제 4 전압 레벨(V3, V4) 사이의 제 2 전압 스윙 폭을 갖는 복수의 펄스를 포함하는 제 2 터치 구동 신호(TDS2)를 생성하며, 제 3 펄스 발생기(미도시)를 이용하여 제 1 터치 구동 신호(TDS1)와 동일한 위상을 가지되, 공통 전압(Vcom)을 기준으로 제 5 및 제 6 전압 레벨(V5, V6) 사이의 제 3 전압 스윙 폭을 갖는 복수의 펄스를 포함하는 제 3 터치 구동 신호(TDS3)를 생성할 수 있다.
상기 제 1 터치 구동 신호(TDS1)는 각 터치 구동 라인 그룹(TG1 내지 TGn)의 제 1 터치 구동 라인(M1)에 공급되는 것으로, 제 1 전압 스윙 폭에 따른 제 1 및 제 2 전압 레벨(V1, V2) 각각은 제 1 터치 구동 라인(M1)의 RC 로드 특성에 따른 신호 지연에 기초하여 설정된다.
상기 제 2 터치 구동 신호(TDS2)는 각 터치 구동 라인 그룹(TG1 내지 TGn)의 제 2 터치 구동 라인(M2)에 공급되는 것으로, 제 2 전압 스윙 폭에 따른 제 3 및 제 4 전압 레벨(V3, V4) 각각은 제 2 터치 구동 라인(M2)의 RC 로드 특성에 따른 신호 지연에 기초하여 설정된다. 이때, 제 2 터치 구동 신호(TDS2)의 제 3 및 제 4 전압 레벨(V3, V4) 각각은 제 1 및 제 3 터치 구동 신호(TDS1, TDS3) 각각보다 상대적으로 큰 전압 레벨을 가질 수 있다.
상기 제 3 터치 구동 신호(TDS3)는 각 터치 구동 라인 그룹(TG1 내지 TGn)의 제 3 터치 구동 라인(M3)에 공급되는 것으로, 제 3 전압 스윙 폭에 따른 제 5 및 제 6 전압 레벨(V5, V6) 각각은 제 3 터치 구동 라인(M3)의 RC 로드 특성에 따른 신호 지연에 기초하여 설정된다.
도 4에서 알 수 있듯이, 제 1 터치 구동 라인(M1)과 제 3 터치 구동 라인(M3) 각각의 RC 로드 특성은 유사하기 때문에 제 3 터치 구동 신호(TDS3)는 제 1 터치 구동 신호(TDS1)와 동일한 위상과 동일한 전압 스윙 폭을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 터치 구동 신호 생성부(500)는 상기 제 3 터치 구동 신호(TDS3)를 생성하지 않고 제 1 및 제 2 터치 구동 신호(TDS1, TDS2)만을 생성할 수 있다. 이하의 설명에서는 터치 구동 신호 생성부(500)가 제 1 내지 제 3 터치 구동 신호(TDS1, TDS2, TDS3) 모두를 생성하는 것으로 가정하기로 한다.
일 예에 따른 터치 구동 신호 생성부(500)는 터치 센싱 기간(TP) 동안, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 3 터치 구동 신호(TDS1, TDS2, TDS3) 중 어느 하나를 상기 제 1 로드 프리 신호(LFS1)로서 데이터 구동 회로부(600)에 공급한다. 예를 들어, 상기 터치 구동 신호 생성부(500)는 터치 전극들(TE)과 데이터 라인들(DL) 간의 기생 커패시턴스에 따른 로드(Load)를 감소시켜 터치 감도를 향상시키기 위하여, 제 2 터치 구동 신호(TDS2)를 제 1 로드 프리 신호(LFS1)로서 데이터 구동 회로부(600)에 공급할 수 있다. 이에 따라, 터치 센싱 기간(TP) 동안, 데이터 라인(DL)에 공급되는 제 1 로드 프리 신호(LFS1)와 데이터 라인(DL)에 중첩되는 제 2 터치 구동 라인(M2)에 공급되는 터치 구동 신호(TDS2)가 서로 동일한 위상과 전압 스윙 폭을 가짐으로써 터치 전극들(TE)과 데이터 라인들(DL) 간의 기생 커패시턴스가 발생되지 않으므로 터치 감도가 향상될 수 있다.
일 예에 따른 터치 구동 신호 생성부(500)는 터치 센싱 기간(TP) 동안, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 3 터치 구동 신호(TDS1, TDS2, TDS3) 중 어느 하나와 동기되는 제 2 로드 프리 신호(LFS2)를 생성하여 게이트 구동 회로부(700)에 공급한다. 일 예로서, 상기 제 2 로드 프리 신호(LFS2)는 터치 전극들(TE)과 게이트 라인들(GL) 간의 기생 커패시턴스에 따른 로드(Load)를 감소시켜 터치 감도를 향상시키기 위하여, 제 2 터치 구동 신호(TDS2)와 동일한 위상을 가지면서 동일한 전압 차이로 스윙하는 전압 레벨을 가질 수 있다. 여기서, 제 2 로드 프리 신호(LFS2)는 터치 센싱 기간(TP) 동안 게이트 라인(GL)에 공급되기 때문에 박막 트랜지스터의 턴온을 방지하기 위한 전압 레벨을 가지되 제 2 로드 프리 신호(LFS2) 와 동일한 전압 스윙 폭을 갖는다. 다른 예로서, 상기 제 2 로드 프리 신호(LFS2)는 제 1 로드 프리 신호(LFS1)와 동일한 전압 스윙 폭을 가질 수 있다.
이와 같은, 일 예에 따른 터치 구동 신호 생성부(500)는 터치 구동 신호 생성 장치로서, 디스플레이 장치의 전원 공급부(미도시)에 내장되거나 전원 공급부와 별도로 마련된 전원 공급 보드(미도시)에 실장되는 전원 관리 집적 회로(Power Management Integrated Circuit)일 수 있다. 또한, 터치 구동 신호 생성부(500)는 타이밍 제어부(200), 터치 구동 회로부(300), 또는 데이터 구동 회로부(600)에 내장될 수도 있으며, 이 경우, 본 발명은 디스플레이 장치의 부품 수를 감소시킬 수 있다.
상기 게이트 구동 회로부(700)는 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 게이트 제어 신호(GCS)와 터치 동기 신호(TSS)에 응답하여 디스플레이 기간(DP)에 게이트 신호(GS)를 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm)에 순차적으로 공급함으로써 디스플레이 패널(100)의 1 수평 기간 단위로 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm) 각각에 연결된 박막 트랜지스터를 턴-온시킨다.
또한, 게이트 구동 회로부(700)는 터치 동기 신호(TSS)에 응답하여 터치 센싱 기간(TP) 동안 터치 구동 신호 생성부(500)로부터 공급되는 제 2 로드 프리 신호(LFS2)를 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm)에 동시에 공급한다. 이때, 상기 게이트 라인들(GL1 내지 GLm)에 공급되는 제 2 로드 프리 신호(LFS2)는 터치 구동 회로부(300)(또는 터치 전극)에 공급되는 제 1 내지 제 3 터치 구동 신호(TDS1, TDS2, TDS3) 중 어느 하나와 동기되면서 동일한 위상과 동일한 전압 스윙 폭을 갖는다.
상기 데이터 구동 회로부(600)는 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 데이터 제어 신호(DCS)와 터치 동기 신호(TSS)에 응답하여 디스플레이 기간(DP)에 타이밍 제어부(200)로부터 1 수평 기간 단위로 공급되는 픽셀 데이터(R, G, B)를 아날로그 형태의 데이터 신호로 변환하여 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLn)에 동시에 공급함으로써 데이터 신호가 게이트 신호(GS)에 의해 턴-온된 박막 트랜지스터를 통해서 각 서브 픽셀의 픽셀 전극에 공급되도록 한다.
또한, 데이터 구동 회로부(600)는 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 터치 동기 신호(TSS)에 응답하여 터치 센싱 기간(TP) 동안 터치 구동 신호 생성부(500)로부터 공급되는 제 1 로드 프리 신호(LFS1)를 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLn)에 동시에 공급한다. 이때, 상기 데이터 라인들(DL1 내지 DLn)에 공급되는 제 1 로드 프리 신호(LFS1)는 게이트 라인들(GL1 내지 GLm) 에 공급되는 제 2 로드 프리 신호(LFS2)와 동기되면서 동일한 위상과 동일한 전압 차이로 스윙되는 전압 레벨을 갖는다.
도 7은 도 5에 도시된 본 발명의 일 예에 따른 터치 구동 회로부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 터치 구동 회로부(300)는 터치 센싱부(320)를 포함한다.
일 예에 따른 터치 센싱부(320)는 터치 센싱 기간(TP) 동안 터치 구동 신호 생성부(500)로부터 공급되는 제 1 내지 제 3 터치 구동 신호(TDS1, TDS2, TDS3) 각각을 기준 전압으로 사용하여 터치 전극(TE)의 정전 용량 변화에 따른 터치 신호를 센싱해 터치 데이터(Tdata)를 생성하고, 생성된 터치 데이터(Tdata)를 터치 제어부(400)에 제공한다. 일 예에 따른 터치 센싱부(320)는 복수의 센싱 유닛(SU)을 포함한다.
상기 복수의 센싱 유닛(SU) 각각은 터치 센싱 회로(미도시) 및 아날로그-디지털 변환기(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 터치 센싱 회로는 각 터치 구동 라인 그룹(TG1 내지 TGn)의 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 각각을 통해서 터치 전극(TE)의 정전 용량 변화 량을 증폭하여 터치 신호를 생성한다. 일 예에 따른 터치 센싱 회로는 각 터치 구동 라인(M1, M2, M3)으로부터 수신되는 신호와 기준 전압을 비교하여 출력하는 비교기를 포함하는 적분기(미도시)일 수 있다.
일 예에 따른 적분기는 반전 단자와 비반전 단자 및 출력 단자를 포함하는 연산 증폭기(미도시), 및 연산 증폭기의 반전 단자와 출력 단자 사이에 연결된 피드백 커패시터(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 적분기의 반전 단자는 해당하는 터치 구동 라인(M1, M2, M3)을 통해서 터치 전극(TE)에 연결된다. 적분기의 비반전 단자는 기준 전압으로서, 터치 구동 신호 생성부(500)로부터 공급되는 해당하는 터치 구동 신호(TDS1, TDS2, TDS3)를 수신한다.
상기 아날로그-디지털 변환기는 터치 센싱 회로로부터 출력되는 아날로그 출력 신호를 디지털 신호로 변환하여 터치 데이터(Tdata)를 생성한다.
다른 예에 따른 터치 센싱부(320)는 터치 센싱 기간(TP) 동안 기준 전압 전원으로부터 공급되는 기준 전압을 사용하여 해당하는 터치 구동 라인(M1, M2, M3)을 통해서 터치 전극(TE)의 정전 용량 변화에 따른 터치 신호를 센싱해 터치 데이터(Tdata)를 생성하고, 생성된 터치 데이터(Tdata)를 터치 제어부(400)에 제공할 수 있다. 이 경우, 다른 예에 따른 터치 센싱부(320)는 터치 구동 신호 생성부(500)로부터 공급되는 해당하는 터치 구동 신호(TDS1, TDS2, TDS3)를 해당하는 터치 구동 라인(M1, M2, M3)을 통해서 터치 전극(TE)에 공급한다. 그리고, 각 센싱 유닛(SU)에 포함된 적분기의 비반전 단자는 기준 전압 전원으로부터 공급되는 기준 전압을 수신한다.
추가적으로, 일 예에 따른 터치 구동 회로부(300)는 터치 데이터 처리부(330), 공통 전압 생성부(340), 제 1 신호 공급부(350), 및 제 1 스위칭부(360)를 더 포함한다.
상기 터치 데이터 처리부(330)는 터치 센싱부(320)로부터 공급되는 터치 데이터(Tdata)를 내부 메모리(미도시)에 임시 저장하고, 터치 레포트 신호에 응답하여 내무 메모리에 저장된 터치 데이터(Tdata)를 터치 제어부(400)에 제공한다.
상기 공통 전압 생성부(340)는 디스플레이 기간(DP)에 터치 전극(TE)에 공급될 공통 전압(Vcom)을 생성하여 제 1 스위칭부(360)에 제공한다. 한편, 상기 공통 전압 생성부(340)는 공통 전압(Vcom)을 생성하지 않고, 외부의 전원 회로로부터 공급되는 공통 전압(Vcom)을 수신하여 제 1 스위칭부(360)로 전달하는 역할만을 수행할 수도 있다. 이 경우, 상기 공통 전압 생성부(340)는 공통 전압 중계기일 수 있다.
상기 제 1 신호 공급부(350)는 터치 제어부(400)로부터 공급되는 채널 선택 신호에 응답하여 터치 구동 신호 생성부(500)로부터 공급되는 제 1 내지 제 3 터치 구동 신호(TDS1, TDS2, TDS3)를 해당하는 센싱 유닛(SU)에 공급한다. 즉, 제 1 신호 공급부(350)는 복수의 터치 전극(TE)에 대한 미리 설정된 센싱 순서에 대응되는 채널 선택 신호에 따라 제 1 내지 제 3 터치 구동 신호(TDS1, TDS2, TDS3)를 해당 센싱 유닛(SU)에 공급한다.
추가적으로, 상기 채널 선택 신호는 복수의 터치 전극(TE)에 대한 터치 센싱을 개별적으로 수행하기 위한 채널 개별 선택 신호이거나 적어도 2개 이상의 터치 전극(TE)을 그룹핑하여 그룹 터치 센싱을 수행하기 위한 채널 그룹 선택 신호일 수 있다. 이 경우, 터치 센싱부(320)는 채널 개별 선택 신호에 응답하여 복수의 터치 전극(TE)에 대해 개별 터치 센싱을 수행하게 되고, 채널 그룹 선택 신호에 응답하여 복수의 터치 전극(TE)에 대해 그룹 터치 센싱을 수행하게 된다.
상기 제 1 스위칭부(360)는 터치 제어부(400)로부터 공급되는 채널 선택 신호에 응답하여 각 터치 구동 라인 그룹(TG1 내지 TGn)의 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 각각을 공통 전압 생성부(340) 또는 터치 센싱부(320)에 연결한다. 이를 위해, 제 1 스위칭부(360)는 채널 선택 신호에 응답하여 스위칭되는 복수의 제 1 스위치 소자(362)를 포함한다.
일 예에 따른 복수의 제 1 스위치 소자(362)는 디스플레이 기간(DP) 동안 공통 전압 생성부(340)로부터 공급되는 공통 전압(Vcom)을 각 터치 구동 라인 그룹(TG1 내지 TGn)의 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 각각에 공급함으로써 복수의 터치 전극(TE)이 공통 전극의 역할을 하도록 한다.
그리고, 일 예에 따른 복수의 제 1 스위치 소자(362)는 터치 센싱 기간(TP) 동안 각 터치 구동 라인 그룹(TG1 내지 TGn)의 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3)을 터치 센싱부(320)의 센싱 유닛(SU)에 각각 연결한다.
이와 같은, 본 발명의 일 예에 따른 터치 구동 회로부(300)는 각 터치 구동 라인 그룹(TG1 내지 TGn)의 개수에 따라 적어도 하나의 터치 구동 집적 회로로 이루어질 수 있다.
도 8은 도 5에 도시된 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치의 데이터 구동 회로부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6과 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 데이터 구동 회로부(600)는 데이터 구동부(610), 제 2 신호 공급부(620), 및 제 2 스위칭부(630)를 포함한다.
상기 데이터 구동부(610)는 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 각 서브 픽셀의 픽셀 데이터(R, G, B) 및 데이터 제어 신호(DCS)를 수신하고, 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 각 픽셀 데이터(R, G, B)를 아날로그 형태의 데이터 신호(Vdata)로 변환하여 제 2 스위칭부(630)에 공급한다.
일 예에 따른 데이터 구동부(610)는 각 서브 픽셀의 픽셀 데이터(R, G, B) 및 데이터 제어 신호(DCS)를 수신하는 수신부(미도시), 샘플링 신호를 순차적으로 출력하는 쉬프트 레지스터부(미도시), 샘플링 신호에 따라 각 서브 픽셀의 픽셀 데이터(R, G, B)를 래치하는 래치부(미도시), 복수의 기준 감마 전압을 세분화하여 복수의 계조 전압을 생성하는 계조 전압 생성부(미도시), 복수의 계조 전압을 이용하여 래치부로부터 출력되는 각 서브 픽셀의 픽셀 데이터(R, G, B)를 아날로그 형태의 데이터 신호(Vdata)를 변환하여 디지털-아날로그 변환부(미도시), 및 데이터 신호(Vdata)를 제 2 스위칭부(630)로 출력하는 출력 버퍼부(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 제 2 신호 공급부(620)는 터치 구동 신호 생성부(500)로부터 공급되는 제 1 로드 프리 신호(LFS1)를 제 2 스위칭부(630)에 공급한다. 이러한 제 2 신호 공급부(620)는 생략될 수 있으며, 이 경우 터치 구동 신호 생성부(500)로부터 공급되는 제 1 로드 프리 신호(LFS1)는 제 2 스위칭부(630)에 직접적으로 공급된다.
상기 제 2 스위칭부(630)는 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 터치 동기 신호(TSS)에 응답하여 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLn)을 데이터 구동부(610) 또는 제 2 신호 공급부(620)에 연결한다. 이를 위해, 제 2 스위칭부(630)는 터치 동기 신호(TSS)에 응답하여 스위칭되는 복수의 제 2 스위치 소자(632)를 포함한다.
일 예에 따른 복수의 제 2 스위치 소자(632)는 디스플레이 기간(DP) 동안 데이터 구동부(610)로부터 공급되는 데이터 신호(Vdata)를 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLn)에 공급한다. 그리고, 일 예에 따른 복수의 제 2 스위치 소자(632)는 터치 센싱 기간(TP) 동안 제 2 신호 공급부(620)로부터 공급되는 제 1 로드 프리 신호(LFS1)를 동시에 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLn)에 공급한다. 이때, 상기 제 1 로드 프리 신호(LFS1)는 터치 구동 라인(M1, M2, M3)에 공급되는 터치 구동 신호(TDS)와 동기되면서 동일한 위상과 동일한 전압 스윙 폭을 갖는다.
이와 같은, 본 발명의 일 예에 따른 데이터 구동 회로부(600)에서, 데이터 구동부(610)는 데이터 구동 집적 회로로 구성될 수 있으며, 이 경우 제 2 신호 공급부(620)와 제 2 스위칭부(630)는 데이터 구동 집적 회로에 내장되거나 데이터 구동 집적 회로의 외부에 배치될 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 일 예에 따른 데이터 구동 회로부(600)는 터치 구동 회로부(300)를 포함하여 구성될 수도 있다. 즉, 터치 구동 회로부(300)는 데이터 구동 회로부(600)를 포함하는 하나의 터치 구동 장치(또는 터치 구동 집적 회로)일 수 있다. 이 경우, 본 발명은 데이터 라인들(DL1 내지 DLn)과 터치 구동 회로부(300) 각각에 공급되는 터치 구동 신호(TDS)와 제 1 로드 프리 신호(LFS1)를 보다 정확하게 동기화시킬 수 있다.
도 9는 도 5에 도시된 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치의 게이트 구동 회로부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6과 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 게이트 구동 회로부(700)는 게이트 구동부(710), 제 3 신호 공급부(720), 및 제 3 스위칭부(730)를 포함한다.
상기 게이트 구동부(710)는 디스플레이 기간(DP) 동안 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 게이트 제어 신호(GCS)에 응답하여 순차적으로 쉬프트되는 게이트 신호(GS)를 생성해 제 3 스위칭부(730)에 공급한다. 일 예에 따른 게이트 구동부 (710)는 서로 종속적으로 연결된 복수의 스테이지(ST1 내지 STm)를 포함하는 쉬프트 레지스터로 이루어질 수 있다.
복수의 스테이지(ST1 내지 STm)는 게이트 제어 신호(GCS)의 게이트 쉬프트 클럭(GSC)과 게이트 스타트 펄스(Vst)를 이용하여 순차적으로 쉬프트되는 게이트 신호(GS)를 생성하고, 게이트 제어 신호(GCS)의 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)에 따라 생성된 게이트 신호(GS)를 제 3 스위칭부(730)로 출력할 수 있다. 이러한 복수의 스테이지(ST1 내지 STm)는 게이트 신호(GS)를 순차적으로 출력하는 일반적인 디스플레이 장치의 게이트 구동부와 동일한 구성을 가질 수 있으며, 동일한 기능을 수행할 수 있다.
상기 제 3 신호 공급부(720)는 터치 구동 신호 생성부(500)로부터 공급되는 제 2 로드 프리 신호(LFS2)를 제 3 스위칭부(730)에 공급한다. 이러한 제 3 신호 공급부(720)는 생략될 수 있으며, 이 경우 터치 구동 신호 생성부(500)로부터 공급되는 제 2 로드 프리 신호(LFS2)는 제 3 스위칭부(730)에 직접적으로 공급된다.
상기 제 3 스위칭부(730)는 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 터치 동기 신호(TSS)에 응답하여 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm)을 게이트 구동부(710) 또는 제 3 신호 공급부(720)에 연결한다. 이를 위해, 제 3 스위칭부(730)는 터치 동기 신호(TSS)에 응답하여 스위칭되는 복수의 제 3 스위치 소자(732)를 포함한다.
일 예에 따른 복수의 제 3 스위치 소자(732)는 디스플레이 기간(DP) 동안 게이트 구동부(710)로부터 순차적으로 공급되는 게이트 신호(GS)를 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm)에 공급한다. 그리고, 일 예에 따른 복수의 제 3 스위치 소자(732)는 터치 센싱 기간(TP) 동안 제 3 신호 공급부(720)로부터 공급되는 제 2 로드 프리 신호(LFS2)를 동시에 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm)에 공급한다. 이때, 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm) 각각에 공급되는 제 2 로드 프리 신호(LFS2)는 터치 구동 라인(M1, M2, M3)에 공급되는 터치 구동 신호(TDS)와 동기되면서 동일한 위상과 동일한 전압 스윙 폭을 가지며, 데이터 라인(DL)에 공급되는 제 1 로드 프리 신호(LFS1)와 동기되면서 동일한 위상과 동일한 전압 스윙 폭을 갖는다.
추가적으로, 본 발명의 일 예에 따른 게이트 구동 회로부(700)는 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm) 각각의 일단 또는/및 타단 각각에 연결되도록 디스플레이 패널(100)의 좌측 및/또는 우측 비표시 영역에 내장(또는 집적)될 수 있다. 즉, 게이트 구동 회로부(700)는 서브 픽셀에 마련되는 박막 트랜지스터의 제조 공정과 함께 디스플레이 패널(100)의 좌측 및/또는 우측 비표시 영역에 내장(또는 집적)될 수 있다. 이 경우, 게이트 구동 회로부(700)의 게이트 구동부(710)는 게이트 제어 신호(GCS)의 게이트 쉬프트 클럭(GSC)과 게이트 스타트 펄스(Vst)만을 이용하여 순차적으로 쉬프트되는 게이트 신호를 생성할 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 일 예에 따른 게이트 구동 회로부(700)의 게이트 구동부(710)는 게이트 구동 집적 회로로 구성될 수 있으며, 이 경우 제 3 신호 공급부(720)와 제 3 스위칭부(730)는 게이트 구동 집적 회로에 내장되거나 게이트 구동 집적 회로의 외부에 배치될 수 있다.
도 10은 도 5에 도시된 본 발명의 다른 예에 따른 터치 구동 신호 생성부를 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 도 10에 도시된 제 2 터치 구동 신호 생성부에서 생성되는 펄스 신호와 제 2 터치 구동 신호를 나타내는 파형도이며, 도 12는 본 발명의 다른 예에 따른 터치 구동 신호 생성부에 출력되는 제 1 내지 제 3 터치 구동 신호를 나타내는 파형도이다.
도 10 내지 도 12를 도 5와 결부하면, 본 발명의 다른 예에 따른 터치 구동 신호 생성부(500)는 제 1 내지 제 3 구동 신호 생성부(510, 520, 530)를 포함한다.
상기 제 1 구동 신호 생성부(510)는 터치 센싱 기간(TP) 동안 터치 제어부(400)의 제어에 응답하여 미리 설정된 주파수를 가지면서 제 1 및 제 2 펄스 기준 전압(Va, Vb) 사이의 전압 스윙 폭을 갖는 제 1 터치 구동 신호(TDS1)를 생성하고, 생성된 제 1 터치 구동 신호(TDS1)를 터치 구동 회로부(300)에 제공한다.
상기 제 2 구동 신호 생성부(520)는 터치 센싱 기간(TP) 동안 터치 제어부(400)의 제어에 응답하여 제 1 터치 구동 신호(TDS1)와 동일한 위상을 가지되, 일부 구간에서 서로 다른 전압 스윙 폭을 갖는 제 2 터치 구동 신호(TDS2)를 생성하고, 생성된 제 2 터치 구동 신호(TDS2)를 터치 구동 회로부(300)에 제공한다. 일 예에 따른 제 2 구동 신호 생성부(520)는 제 1 펄스 신호 생성부(521), 제 2 펄스 신호 생성부(523), 및 신호 가산부(525)를 포함한다.
상기 제 1 펄스 신호 생성부(521)는 미리 설정된 주파수를 가지면서 제 1 및 제 2 펄스 기준 전압(Va, Vb) 사이의 전압 스윙 폭을 갖는 제 1 펄스 신호(PS1)를 생성해 출력한다.
상기 제 2 펄스 신호 생성부(523)는 제 1 펄스 신호(PS1)와 동일한 주파수를 가지면서 제 1 펄스 기준 전압(Va)과 보상 전압(Vc) 사이의 전압 스윙 폭을 갖는 제 2 펄스 신호(PS2)를 생성해 출력한다. 이때, 제 2 펄스 신호(PS2)는 제 1 펄스 신호(PS1)의 일부 구간과 중첩되도록 생성된다. 그리고, 보상 전압(Vc)은 전술한 바와 같이, 제 2 터치 구동 라인(M2)의 RC 로드 특성에 따른 제 1 펄스 신호(PS1)의 신호 지연을 보상하기 위한 전압 레벨로 설정된다.
상기 신호 가산부(525)는 전압 가산기로서, 제 1 펄스 신호 생성부(521)로부터의 제 1 펄스 신호(PS1)와 제 2 펄스 신호 생성부(523)로부터의 제 2 펄스 신호(PS2)를 가산하여 제 2 터치 구동 신호(TDS2)를 생성하고, 생성된 제 2 터치 구동 신호(TDS2)를 터치 구동 회로부(300)에 제공한다. 이에 따라, 제 2 터치 구동 신호(TDS2)의 일부 기간은 제 2 펄스 기준 전압(Vb)과 보상 전압(Vc)의 가산에 의해서, 제 2 펄스 기준 전압(Vb)과 보상 전압(Vc)이 합쳐진 프리차징 전압(Vpre)과 제 1 펄스 기준 전압(Va) 사이의 전압 스윙 폭을 가지며, 제 2 터치 구동 신호(TDS2)의 나머지 기간은 제 1 및 제 2 펄스 기준 전압(Va, Vb) 사이의 전압 스윙 폭을 갖게 된다. 예를 들어, 제 2 터치 구동 신호(TDS2)의 나머지 기간은 제 1 터치 구동 신호(TDS1)와 동일한 전압 스윙 폭을 가질 수 있다. 따라서, 터치 센싱 기간(TP) 동안 제 2 터치 구동 라인(M2)의 RC 로드 특성에 따른 제 2 터치 구동 신호(TDS2)의 신호 지연은 프리차징 전압(Vpre)에 의해 보상됨으로써 전술한 바와 같이, 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 간의 신호 지연 편차가 최소화될 수 있다.
상기 제 3 구동 신호 생성부(530)는 터치 센싱 기간(TP) 동안 터치 제어부(400)의 제어에 응답하여 미리 설정된 주파수를 가지면서 제 1 및 제 2 펄스 기준 전압(Va, Vb) 사이의 전압 스윙 폭을 갖는 제 3 터치 구동 신호(TDS3)를 생성하고, 생성된 제 3 터치 구동 신호(TDS3)를 터치 구동 회로부(300)에 제공한다.
상기 터치 구동 회로부(300)는 터치 구동 신호 생성부(500)로부터 공급되는 제 1 내지 제 3 터치 구동 신호(TDS1, TDS2, TDS3) 각각을 해당하는 각 터치 구동 라인 그룹(TG1 내지 TGn)의 터치 구동 라인(M1, M2, M3)에 공급한다.
이상과 같은, 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치는 서브 픽셀(SP) 마다 데이터 라인에 나란하게 마련된 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 각각의 RC 로드 특성에 따른 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 간의 신호 지연 편차를 기반으로, 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 각각에 공급되는 터치 구동 신호(TDS1, TDS2, TDS3) 각각의 전압 스윙 폭을 설정함으로써 서브 픽셀(SP) 마다 마련된 제 1 내지 제 3 터치 구동 라인(M1, M2, M3) 간의 신호 지연 편차를 보상하여 터치 감도를 균일하게 할 수 있다.
한편, 전술한 설명에서는 각 서브 픽셀에 마련된 터치 구동 라인 그룹이 3개의 터치 구동 라인으로 이루어지는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 각 서브 픽셀에 마련된 터치 구동 라인 그룹은 2개 이상의 터치 구동 라인으로 이루어질 수 있으며, 이 경우에도 각 터치 구동 라인 그룹의 터치 구동 라인들 간의 신호 지연 편차가 보상될 수 있도록 각 터치 구동 라인 그룹의 터치 구동 라인들 중 데이터 라인과 중첩되는 터치 구동 라인에 공급되는 터치 구동 신호는 나머지 터치 구동 라인에 공급되는 터치 구동 신호보다 큰 전압 스윙 폭을 갖도록 설정된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 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: 디스플레이 패널 200: 타이밍 제어부
300: 터치 구동 회로부 320: 터치 센싱부
330: 터치 데이터 처리부 340: 공통 전압 생성부
350: 제 1 신호 공급부 360: 제 1 스위칭부
400: 터치 제어부 500: 터치 구동 신호 생성부
510: 제 1 구동 신호 생성부 520: 제 2 구동 신호 생성부
530: 제 3 구동 신호 생성부 600: 데이터 구동 회로부
700: 게이트 구동 회로부
300: 터치 구동 회로부 320: 터치 센싱부
330: 터치 데이터 처리부 340: 공통 전압 생성부
350: 제 1 신호 공급부 360: 제 1 스위칭부
400: 터치 제어부 500: 터치 구동 신호 생성부
510: 제 1 구동 신호 생성부 520: 제 2 구동 신호 생성부
530: 제 3 구동 신호 생성부 600: 데이터 구동 회로부
700: 게이트 구동 회로부
Claims (20)
- 디스플레이 패널에 마련되어 있는 복수의 터치 전극에 개별적으로 연결되면서 데이터 라인 상부 또는 하부에 인접하게 배치된 복수의 터치 구동 라인 각각을 개별적으로 구동하는 장치로서,
터치 센싱 기간 동안 제 1 전압을 갖는 제 1 터치 구동 신호와 상기 제 1 전압과 다른 제 2 전압을 갖는 제 2 터치 구동 신호 각각을 생성하며,
상기 제 2 터치 구동 신호는 상기 데이터 라인과 중첩되는 터치 구동 라인에 공급될 신호이고,
상기 제 1 터치 구동 신호는 상기 데이터 라인과 중첩되지 않는 터치 구동 라인에 공급될 신호인, 터치 구동 신호 생성 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 전압은 상기 제 1 전압보다 높은, 터치 구동 신호 생성 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 터치 구동 신호는 일부 기간과 나머지 기간을 포함하며,
상기 2 터치 구동 신호의 일부 기간은 상기 제 1 전압보다 높은 전압 레벨을 가지며,
상기 2 터치 구동 신호의 나머지 기간은 상기 제 1 전압과 동일한 전압 레벨을 갖는, 터치 구동 신호 생성 장치. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 터치 센싱 기간 동안 상기 데이터 라인에 공급될 제 1 로드 프리 신호를 생성하고,
상기 제 1 로드 프리 신호는 상기 제 1 및 제 2 터치 구동 신호 중 어느 하나와 동일한 위상을 가지면서 동일한 전압 스윙 폭을 갖는, 터치 구동 신호 생성 장치. - 게이트 라인, 데이터 라인, 복수의 터치 전극, 및 상기 복수의 터치 전극에 개별적으로 연결되면서 상기 데이터 라인 상에 배치된 복수의 터치 구동 라인을 갖는 디스플레이 패널에 연결된 터치 구동 회로부를 포함하며,
상기 터치 구동 회로부는,
상기 복수의 터치 구동 라인 각각을 개별적으로 공급되는 터치 구동 신호를 생성하는 터치 구동 신호 생성부; 및
상기 복수의 터치 구동 라인 각각을 통해서 터치를 센싱하는 터치 센싱부를 가지며,
상기 터치 구동 신호 생성부는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 터치 구동 신호 생성 장치를 구비하는, 터치 구동 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 터치 구동 신호 생성부는 상기 터치 센싱 기간 동안 상기 데이터 라인에 공급될 제 1 로드 프리 신호를 생성하여 출력하고,
상기 제 1 로드 프리 신호는 상기 제 1 및 제 2 터치 구동 신호 중 어느 하나와 동일한 위상을 가지면서 동일한 전압 스윙 폭을 갖는, 터치 구동 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 터치 구동 신호 생성부는 상기 터치 센싱 기간 동안 상기 게이트 라인에 공급될 제 2 로드 프리 신호를 생성하여 출력하고,
상기 제 2 로드 프리 신호는 상기 제 1 및 제 2 터치 구동 신호 중 어느 하나와 동일한 위상을 가지면서 동일한 전압 차이로 스윙하는 전압 스윙 폭을 갖는, 터치 구동 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 터치 구동 회로부는,
디스플레이 기간 동안 상기 터치 전극에 공급될 공통 전압을 생성하는 공통 전압 생성부; 및
상기 디스플레이 기간 동안 상기 공통 전압을 상기 복수의 터치 구동 라인 각각을 통해서 터치 전극에 공급하고, 상기 터치 센싱 기간 동안 상기 복수의 터치 구동 라인을 상기 터치 센싱부에 연결하는 제 1 스위칭부를 더 포함하는, 터치 구동 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 디스플레이 기간 동안 상기 데이터 라인에 데이터 신호를 공급하고, 상기 터치 센싱 기간 동안 상기 터치 구동 신호 생성부로부터 공급되는 상기 제 1 로드 프리 신호를 상기 데이터 라인에 공급하는 데이터 구동 회로부를 더 포함하는, 터치 구동 장치. - 게이트 라인, 데이터 라인, 복수의 터치 전극, 및 상기 복수의 터치 전극에 개별적으로 연결되면서 상기 데이터 라인 상부 또는 하부에 인접하게 배치된 복수의 터치 구동 라인을 갖는 디스플레이 패널;
상기 복수의 터치 구동 라인을 통해서 터치를 센싱하는 터치 구동 회로부;
상기 복수의 터치 구동 라인 각각을 개별적으로 공급될 터치 구동 신호를 생성하는 터치 구동 신호 생성부; 및
상기 터치 구동 회로부와 상기 터치 구동 신호 생성부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하며,
상기 터치 구동 신호 생성부는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 터치 구동 신호 생성 장치를 포함하는, 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 터치 구동 회로부는,
디스플레이 기간 동안 상기 터치 전극에 공급될 공통 전압을 생성하는 공통 전압 생성부; 및
상기 디스플레이 기간 동안 상기 공통 전압을 상기 복수의 터치 구동 라인 각각을 통해서 터치 전극에 공급하고, 상기 터치 센싱 기간 동안 상기 복수의 터치 구동 라인을 상기 터치 센싱부에 연결하는 제 1 스위칭부를 포함하는, 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 디스플레이 기간 동안 상기 데이터 라인에 데이터 신호를 공급하고, 상기 터치 센싱 기간 동안 상기 터치 구동 신호 생성부로부터 공급되는 제 1 로드 프리 신호를 상기 데이터 라인에 공급하는 데이터 구동 회로부를 더 포함하고,
상기 터치 구동 신호 생성부는 상기 터치 센싱 기간 동안 상기 제 1 로드 프리 신호를 생성하여 상기 데이터 구동 회로부에 공급하며,
상기 제 1 로드 프리 신호는 상기 제 1 및 제 2 터치 구동 신호 중 어느 하나와 동일한 위상을 가지면서 동일한 전압 스윙 폭을 갖는, 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 터치 구동 회로부는 상기 데이터 구동 회로부에 내장된, 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 터치 구동 신호 생성부는 상기 타이밍 제어부 또는 상기 터치 구동 회로부에 내장된, 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 디스플레이 기간 동안 상기 게이트 라인에 게이트 신호를 공급하고, 상기 터치 센싱 기간 동안 상기 터치 구동 신호 생성부로부터 공급되는 제 2 로드 프리 신호를 상기 게이트 라인에 공급하는 게이트 구동 회로부를 더 포함하고,
상기 터치 구동 신호 생성부는 상기 터치 센싱 기간 동안 상기 제 2 로드 프리 신호를 생성하여 상기 게이트 라인에 공급하며,
상기 제 2 로드 프리 신호는 상기 제 1 및 제 2 터치 구동 신호 중 어느 하나와 동일한 위상을 가지면서 동일한 전압 차이로 스윙하는 전압 스윙 폭을 갖는, 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치. - 게이트 라인, 데이터 라인, 복수의 터치 전극, 및 상기 복수의 터치 전극에 개별적으로 연결되면서 상기 데이터 라인 상부 또는 하부에 인접하게 배치된 복수의 터치 구동 라인을 갖는 디스플레이 패널의 구동 방법으로서,
터치 센싱 기간 동안 제 1 전압을 갖는 제 1 터치 구동 신호와 상기 제 1 전압과 다른 제 2 전압을 갖는 제 2 터치 구동 신호 각각을 생성하는 단계;
상기 데이터 라인과 중첩되는 터치 구동 라인에 상기 제 2 터치 구동 신호를 공급함과 동시에 상기 데이터 라인과 중첩되지 않는 터치 구동 라인에 상기 제 1 터치 구동 신호를 공급하는 단계; 및
상기 복수의 터치 구동 라인 각각을 통해서 터치를 센싱하는 단계를 포함하는, 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치의 구동 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 제 2 전압은 상기 제 1 전압보다 높은, 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치의 구동 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 제 2 터치 구동 신호는 일부 기간과 나머지 기간을 포함하며,
상기 2 터치 구동 신호의 일부 기간은 상기 제 1 전압보다 높은 전압 레벨을 가지며,
상기 2 터치 구동 신호의 나머지 기간은 상기 제 1 전압과 동일한 전압 레벨을 갖는, 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치의 구동 방법. - 제 17 항에 있어서,
상기 터치 센싱 기간 동안 제 1 로드 프리 신호를 생성하여 상기 데이터 라인에 공급하는 단계와 제 2 로드 프리 신호를 생성하여 상기 게이트 라인에 공급하는 단계 중 적어도 하나의 단계를 더 포함하며,
상기 제 1 로드 프리 신호는 상기 제 1 및 제 2 터치 구동 신호 중 어느 하나와 동일한 위상을 가지면서 동일한 전압 스윙 폭을 가지며,
상기 제 2 로드 프리 신호는 상기 제 1 및 제 2 터치 구동 신호 중 어느 하나와 동일한 위상을 가지면서 동일한 전압 차이로 스윙하는 전압 스윙 폭을 갖는, 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치의 구동 방법. - 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
디스플레이 기간 동안 상기 복수의 터치 전극에 공통 전압을 공급하는 단계를 더 포함하는, 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치의 구동 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150181254A KR102492439B1 (ko) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150181254A KR102492439B1 (ko) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170072730A true KR20170072730A (ko) | 2017-06-27 |
| KR102492439B1 KR102492439B1 (ko) | 2023-01-26 |
Family
ID=59514764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150181254A KR102492439B1 (ko) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102492439B1 (ko) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190069041A (ko) * | 2017-12-11 | 2019-06-19 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치 센서를 갖는 표시장치와 그 구동방법 |
| KR20190141401A (ko) * | 2018-06-14 | 2019-12-24 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치표시장치, 마이크로 컨트롤러 및 구동방법 |
| KR20200145010A (ko) * | 2019-06-20 | 2020-12-30 | 엘지디스플레이 주식회사 | 구동 회로 및 디스플레이 장치 |
| US11861108B2 (en) | 2020-12-29 | 2024-01-02 | Lg Display Co., Ltd. | Display device having touch sensor and method for driving the same |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140065602A (ko) * | 2012-11-16 | 2014-05-30 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치 센싱 시스템과 그 구동 방법 |
| KR20150102353A (ko) * | 2014-02-28 | 2015-09-07 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치스크린 패널 일체형 표시장치 및 그 구동 방법 |
-
2015
- 2015-12-17 KR KR1020150181254A patent/KR102492439B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140065602A (ko) * | 2012-11-16 | 2014-05-30 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치 센싱 시스템과 그 구동 방법 |
| KR20150102353A (ko) * | 2014-02-28 | 2015-09-07 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치스크린 패널 일체형 표시장치 및 그 구동 방법 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190069041A (ko) * | 2017-12-11 | 2019-06-19 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치 센서를 갖는 표시장치와 그 구동방법 |
| KR20190141401A (ko) * | 2018-06-14 | 2019-12-24 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치표시장치, 마이크로 컨트롤러 및 구동방법 |
| KR20200145010A (ko) * | 2019-06-20 | 2020-12-30 | 엘지디스플레이 주식회사 | 구동 회로 및 디스플레이 장치 |
| US11861108B2 (en) | 2020-12-29 | 2024-01-02 | Lg Display Co., Ltd. | Display device having touch sensor and method for driving the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102492439B1 (ko) | 2023-01-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10198064B2 (en) | Touch driving signal generating device, touch driving device including the same, and display device and driving method thereof | |
| US9245490B1 (en) | Display device and data driving circuit thereof | |
| KR102342357B1 (ko) | 표시장치와 그 구동방법 | |
| US9927930B2 (en) | Touch sensing device with parasitic capacitance suppressing signal and driving method thereof | |
| US9262024B2 (en) | Liquid crystal display panel including touch sensor and liquid crystal display using the same | |
| KR102038883B1 (ko) | 표시장치 및 그 구동방법 | |
| US20150309661A1 (en) | Display device and method of driving the same | |
| US20140210771A1 (en) | Display device integrated with touch screen and method of driving the same | |
| US9690420B2 (en) | Display device having touch sensor | |
| JP2015210811A (ja) | タッチセンシング装置とその駆動方法 | |
| US9805690B2 (en) | Display device and method of driving the same | |
| KR102504495B1 (ko) | 터치센서 내장형 표시장치 | |
| KR101633174B1 (ko) | 터치 센싱 장치와 그 구동 방법 | |
| KR101731174B1 (ko) | 터치 센서 내장형 표시장치 | |
| KR102492439B1 (ko) | 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치 | |
| CN112181190B (zh) | 驱动电路、触摸显示装置及其驱动方法 | |
| CN110858111B (zh) | 集成式触摸显示装置 | |
| KR102272952B1 (ko) | 터치 센싱 장치와 그 구동 방법 | |
| KR102440138B1 (ko) | 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치 및 그 구동 방법 | |
| KR102453042B1 (ko) | 디스플레이 장치 | |
| US11307446B2 (en) | Display device having touch sensor and method of driving same | |
| KR102238324B1 (ko) | 터치센서 일체형 표시장치 | |
| KR102557776B1 (ko) | 전원 생성 회로와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치 | |
| KR20160005234A (ko) | 데이터 구동회로, 표시장치 및 그 구동방법 | |
| KR20170079499A (ko) | 터치 파워 구동 회로 및 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치 |
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 |