KR20170133070A - 전원 생성 회로와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노이즈 성분에 의한 센싱 감도의 저하를 방지할 수 있는 전원 생성 회로와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치를 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 전원 생성 회로는 게이트 하이 전압과 펄스 변조 클럭 신호 및 제 1 구간과 제 2 구간을 갖는 펄스 변조 인에이블 신호를 이용하여 복수의 게이트 펄스 변조 신호를 생성하는 펄스 변조 회로를 포함하고, 펄스 변조 회로는 상기 제 1 구간 동안 직류 전압을 출력하고, 상기 제 2 구간 동안 복수의 게이트 펄스 변조 신호를 출력할 수 있다.

Description

전원 생성 회로와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치{GENERATING CIRCUIT FOR POWER AND DISPLAY APPARATUS WITH INTEGRATED TOUCH SCREEN COMPRISING THE SAME}

본 발명은 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치에 관한 것이다.

터치 스크린 장치는 각종 전자 기기에서 별도의 입력 장치 없이 액정 디스플레이 장치의 화면 접촉을 통해 정보를 입력하는 입력 장치의 한 종류이다. 이러한 터치 스크린 장치는 텔레비전, 노트북, 모니터, 및 휴대용 전자 기기 등의 다양한 제품의 입력 장치로 사용되고 있다.

최근에는 액정 디스플레이 장치의 슬림화를 위해, 액정 디스플레이 패널의 내부에 터치 패널을 구성하는 소자들이 내장된 인셀 터치 타입의 액정 디스플레이 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 인셀 터치 타입의 액정 디스플레이 장치는 공통 전극을 터치 전극으로 사용하기 때문에 액정 디스플레이 패널을 디스플레이 구간과 터치 센싱 구간으로 시분할하여 구동하게 된다.

액티브 매트릭스 타입의 액정 디스플레이 장치는 복수의 화소 각각에 마련된 액정셀을 포함하고, 액정셀은 데이터 전압이 공급되는 화소 전극, 공통 전압이 공급되는 공통 전극, 및 화소 전극과 공통 전극 사이에 마련된 액정층을 포함한다. 이러한 액정 디스플레이 장치에서, 액정셀에 충전되는 전압은 박막 트랜지스터의 기생 용량으로 인하여 발생되는 킥-백 전압(Kick-back Voltage)(또는 Feed Through Voltage)에 영향을 받으며, 이러한 킥-백 전압으로 인하여 액정셀의 화소 전극에 인가되는 전압이 변동됨에 따라 액정 표시 패널에 표시되는 영상에서 플리커, 잔상, 색편차 등이 발생하게 된다. 이러한 킥-백 전압은 게이트 펄스의 폴링 에지에서 게이트 하이 전압의 레벨을 감소시키는 게이트 펄스 변조 방법(Gate Pulse Modulation Method)에 의해 감소할 수 있다. 즉, 게이트 펄스 변조 방법은 게이트 펄스의 게이트 하이 전압과 게이트 로우 전압의 차 전압을 낮추기 위하여 게이트 하이 전압의 폴링 구간을 게이트 펄스 변조 전압으로 변조함으로써 킥-백 전압으로 인한 화질 저하를 개선한다.

이와 같은, 게이트 펄스 변조 방법을 인셀 터치 타입의 액정 디스플레이 장치에 적용하는 경우, 킥-백 전압으로 인한 화질 저하를 개선할 수 있다. 그러나, 인셀 터치 타입의 액정 디스플레이 장치에서 게이트 펄스 변조 전압이 디스플레이 구간과 터치 센싱 구간에 상관없이 발생됨으로써 터치 센싱 구간에서 터치 구동 펄스의 노이즈 성분으로 작용하게 되고, 이로 인하여 터치 노이즈가 증가함에 따라 센싱 감도가 저하되는 문제점이 있다.

이상 설명한 배경기술의 내용은 본 출원의 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 노이즈 성분에 의한 센싱 감도의 저하를 방지할 수 있는 전원 생성 회로와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명에 따른 전원 생성 회로는 게이트 하이 전압과 펄스 변조 클럭 신호 및 제 1 구간과 제 2 구간을 갖는 펄스 변조 인에이블 신호를 이용하여 복수의 게이트 펄스 변조 신호를 생성하는 펄스 변조 회로를 포함하고, 펄스 변조 회로는 상기 제 1 구간 동안 직류 전압을 출력하고, 상기 제 2 구간 동안 복수의 게이트 펄스 변조 신호를 출력할 수 있다.

본 발명에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치는 게이트 하이 전압과 펄스 변조 클럭 신호 및 제 1 구간과 제 2 구간을 갖는 펄스 변조 인에이블 신호를 이용하여 복수의 게이트 펄스 변조 신호를 생성하는 펄스 변조 회로를 갖는 전원 생성 회로, 게이트 라인과 데이터 라인 및 터치 전극을 갖는 디스플레이 패널, 제 1 구간에서 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급하고 터치 전극을 통해 정전 용량 변화를 센싱하여 터치 데이터를 생성하며 제 2 구간에서 터치 전극에 공통 전압을 공급하는 터치 구동 회로를 포함하고, 펄스 변조 회로는 제 1 구간 동안 직류 전압을 출력하고, 제 2 구간 동안 복수의 게이트 펄스 변조 신호를 출력할 수 있다.

본 발명에 따르면, 터치 센싱 구간 동안 전원 생성 회로를 디스에이블시키거나, 전원 생성 회로에서 직류 전압이 출력되도록 제어함으로써 교류 형태의 게이트 펄스 변조 신호에 의한 노이즈 성분이 터치 구동 신호에 유입되는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 터치 전극에 공급되는 터치 구동 신호와 모든 데이터 라인에 공급되는 데이터 로드 프리 신호 및 모든 게이트 라인에 공급되는 게이트 로드 프리 신호 각각이 서로 동위상을 가짐으로써 터치 전극들의 로드가 감소되어 터치 감도가 더욱 향상될 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 본 발명의 일 예에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 타이밍 제어 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 타이밍 제어 회로에서 출력되는 터치 동기 신호와 일 예의 펄스 변조 인에이블 신호 및 일 예의 펄스 변조 클럭 신호를 나타내는 파형도이다.
도 4는 도 2에 도시된 타이밍 제어 회로에서 출력되는 터치 동기 신호와 다른 예의 펄스 변조 인에이블 신호 및 다른 예의 펄스 변조 클럭 신호를 나타내는 파형도이다.
도 5는 도 1에 도시된 전원 생성 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 제 1 예에 따른 전원 생성 회로의 입출력 파형을 나타내는 파형도이다.
도 7은 도 5에 도시된 제 2 예에 따른 전원 생성 회로의 입출력 파형을 나타내는 파형도이다.
도 8은 도 1에 도시된 터치 구동 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 1에 도시된 데이터 구동 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 1에 도시된 게이트 구동 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 예에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치의 구동 파형을 나타내는 파형도이다.
도 12는 본 발명의 다른 예에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치의 구동 파형을 나타내는 파형도이다.
도 13a 및 도 13b는 비교 예와 본 발명의 예에 있어서, 게이트 펄스 변조에 따른 터치 구동 신호의 노이즈 발생 유무를 실험한 시뮬레이션 파형도들이다.

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 전원 생성 회로와 이를 포함하는 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치의 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 1은 본 발명의 일 예에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(100), 타이밍 제어 회로(200), 전원 생성 회로(300), 터치 구동 회로(400), 데이터 구동 회로(500), 및 게이트 구동 회로(600)를 포함한다.

상기 디스플레이 패널(100)은 자기(self) 정전용량 방식을 이용한 인셀 터치 타입의 터치 전극(TE)을 포함하는 액정 디스플레이 패널일 수 있다. 이러한 디스플레이 패널(100)은 타이밍 제어 회로(200)의 제어에 따라 디스플레이 모드와 터치 센싱 모드로 동작할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(100)은 디스플레이 모드 동안 백라이트 유닛(미도시)으로부터 조사되는 광을 이용하여 영상을 표시하고, 터치 센싱 모드 동안 터치 전극(TE)의 정전 용량 변화에 따른 터치 센싱을 위한 터치 패널의 역할을 한다.

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 라우팅 라인(TL1 내지 TLk), 및 복수의 터치 전극(TE)을 포함한다.

상기 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLn)과 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm)은 기판(미도시) 상에 서로 교차하도록 마련되어 복수의 서브 픽셀 영역을 정의할 수 있다.

상기 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLn)은 제 1 수평 축 방향(X)을 따라 일정한 간격을 가지면서 제 1 수평 축 방향(X)과 교차하는 제 2 수평 축 방향(Y)과 나란하게 마련되거나 제 2 수평 축 방향(Y)을 따라 지그재그 형태로 마련될 수 있다. 이러한 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLn)은 터치 센싱 모드시 데이터 구동 회로(500)를 통해 데이터 로드 프리 신호(LFS1)를 수신하고, 디스플레이 모드시 데이터 구동 회로(500)로부터 데이터 신호를 수신한다.

상기 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm)은 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLn)과 교차하도록 제 1 수평 축 방향(X)과 나란하면서 제 2 수평 축 방향(Y)을 따라 일정한 간격으로 마련된다. 이러한 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm)은 디스플레이 모드시 스캔 기간 동안 게이트 구동 회로(600)로부터 게이트 펄스, 즉 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)를 수신하고, 스캔 기간을 제외한 나머지 표시 기간 동안 게이트 구동 회로(600)로부터 게이트 로우 전압(VGL)을 수신한다. 그리고, 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm)은 터치 센싱 모드시 게이트 구동 회로(600)를 통해 게이트 로드 프리 신호(LFS2)를 수신한다.

상기 복수의 서브 픽셀(SP) 각각은 박막 트랜지스터(미도시), 화소 전극(미도시), 및 스토리지 커패시터(미도시)를 포함한다.

상기 박막 트랜지스터는 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 트랜지스터의 게이트 전극 및 소스 전극은 해당 서브 픽셀을 정의하는 게이트 라인(GL)과 데이터 라인에 각각 연결된다. 이러한 박막 트랜지스터는 도시하지 않은 보호층(또는 평탄화층)에 의해 덮인다.

상기 화소 전극은 서브 픽셀 영역 내의 보호층 상에 마련되어 보호층에 마련된 비아홀을 통해 박막 트랜지스터의 드레인 전극에 연결된다. 화소 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.

일 예에 따른 화소 전극은, 도시하지 않았지만, 그 내부에 적어도 하나의 슬릿(slit)을 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 슬릿을 통해서 화소 전극과 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 화소 전극은, 도시하지 않았지만, 일정한 간격을 갖는 복수의 픽셀 핑거 패턴을 포함할 수도 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 스토리지 커패시터는 박막 트랜지스터와 터치 전극(TE) 사이에 형성되거나 화소 전극과 터치 전극(TE) 사이에 형성될 수 있다. 이러한 스토리지 커패시터는 스캔 기간 동안 데이터 신호를 충전하고, 표시 시간 동안 충전 전압을 이용하여 화소 전극과 터치 전극(TE) 사이에 형성되는 전계를 유지시킨다.

상기 복수의 터치 라우팅 라인(TL1 내지 TLk) 각각은 보호층 상의 서브 픽셀 영역마다 데이터 라인(DL)과 동일한 형태로 마련되는 것으로, 복수의 터치 전극(TE) 각각에 개별적으로 연결된다. 이러한 복수의 터치 라우팅 라인(TL1 내지 TLk) 각각은 디스플레이 모드시 터치 구동 회로(400)로부터 공통 전압(Vcom)을 수신하고, 터치 센싱 모드시 터치 구동 회로(400)로부터 터치 구동 신호(TDS)를 수신한다.

상기 복수의 터치 전극(TE) 각각은 사용자 터치를 감지하기 위한 센싱 전극의 역할을 하거나 화소 전극과 함께 전계를 형성시켜 액정을 구동시키는 공통 전극의 역할을 한다. 즉, 복수의 터치 전극(TE) 각각은 터치 센싱 모드시 센싱 전극으로 사용되고, 디스플레이 모드시 공통 전극으로 사용된다. 이러한 복수의 터치 전극(TE) 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 센싱 모드시 자기 정전용량 방식의 센싱 전극으로 사용되기 때문에 터치 센싱을 위한 최소한의 크기를 가져야만 한다. 이에 따라, 복수의 터치 전극(TE) 각각은 하나 이상의 서브 픽셀(SP)에 대응되는 크기를 가질 수 있다.

상기 타이밍 제어 회로(200)는 타이밍 동기 신호(TSS)를 기반으로 제 1 구간(또는 디스플레이 구간)과 제 2 구간(또는 터치 센싱 구간)으로 이루어지는 터치 동기 신호(Tsync)를 생성한다. 추가적으로, 타이밍 제어 회로(200)는 타이밍 동기 신호(TSS)를 기반으로 디스플레이 패널(100)의 매 프레임을 적어도 하나의 서브 프레임으로 시분할하고, 각 서브 프레임을 디스플레이 모드와 터치 센싱 모드로 구동하기 위한 터치 동기 신호(Tsync)를 생성하여 터치 센싱 주기를 증가시키고, 이를 통해 터치 센싱 감도를 향상시킨다.

상기 타이밍 제어 회로(200)는 터치 동기 신호(Tsync)에 따른 디스플레이 패널(100)의 디스플레이 모드시 입력되는 영상 데이터(Idata)를 디스플레이 패널(100)의 구동에 알맞도록 픽셀 데이터(R/G/B)로 정렬하여 데이터 구동 회로(500)에 제공한다.

상기 타이밍 제어 회로(200)는 터치 동기 신호(Tsync)에 따른 디스플레이 모드시 타이밍 동기 신호(TSS)를 기반으로 데이터 제어 신호(DCS)와 게이트 제어 신호(GCS)를 생성하여 데이터 구동 회로(500)와 게이트 구동 회로(600) 각각의 구동 타이밍을 제어한다.

상기 타이밍 제어 회로(200)는 터치 동기 신호(Tsync)를 기반으로 제 1 구간과 제 2 구간을 갖는 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)를 생성하여 전원 생성 회로(300)에 제공하고, 타이밍 동기 신호(TSS)의 메인 클럭 신호와 터치 동기 신호(Tsync)를 기반으로 펄스 변조 클럭 신호(FLK)를 생성하여 전원 생성 회로(300)에 제공한다. 여기서, 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)는 전원 생성 회로(300)의 동작을 인에이블(enable)시키거나 디스에이블(disable)시키기 위한 제어 신호로 정의될 수 있고, 펄스 변조 클럭 신호(FLK)는 게이트 라인에 공급되는 게이트 펄스의 폴링 에지를 변조하기 위한 제어 신호로 정의될 수 있다.

제 1 예에 따른 타이밍 제어 회로(200)는 하이(high) 논리 상태와 로우(low) 논리 상태 사이의 전압 스윙 폭을 갖는 펄스 변조 클럭 신호(FLK)를 연속적으로 생성하면서 터치 동기 신호(Tsync)의 제 1 구간 동안 로우 전압 레벨(VL)의 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)를 생성하고, 터치 동기 신호(Tsync)의 제 2 구간 동안 하이 전압 레벨(VH)의 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)를 생성할 수 있다. 이때, 일 예에 따른 타이밍 제어 회로(200)는 터치 동기 신호(Tsync)와 동일한 제 1 구간과 제 2 구간을 갖는 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)를 생성한다.

제 2 예에 따른 타이밍 제어 회로(200)는 하이 전압 레벨(VH)의 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)를 연속적으로 생성하면서 터치 동기 신호(Tsync)의 제 1 구간 동안 직류 전압 레벨의 펄스 변조 클럭 신호(FLK)를 생성하고, 터치 동기 신호(Tsync)의 제 2 구간 동안 하이 논리 상태와 로우 논리 상태 사이의 전압 스윙 폭을 갖는 펄스 변조 클럭 신호(FLK)를 연속적으로 생성한다. 여기서, 펄스 변조 클럭 신호(FLK)의 직류 전압 레벨은 하이 논리 상태 또는 로우 논리 상태에 대응되는 전압 레벨을 가질 수 있다.

상기 전원 생성 회로(300)는 게이트 하이 전압을 생성하면서, 게이트 하이 전압과 타이밍 제어 회로(200)로부터 공급되는 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)와 펄스 변조 클럭 신호(FLK)를 이용하여 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)를 생성하여 게이트 구동 회로(600)에 제공한다.

상기 전원 생성 회로(300)는 터치 센싱 구간 동안 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)가 터치 구동 신호(TDS)의 노이즈 성분으로 작용하는 것을 방지하기 위하여, 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)의 제 1 구간, 즉 터치 동기 신호(Tsync)의 제 1 구간에 대응되는 터치 센싱 구간 동안 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)를 출력하지 않는다. 그리고, 전원 생성 회로(300)는 게이트 펄스의 게이트 하이 전압과 게이트 로우 전압의 차 전압을 낮추기 위한 게이트 펄스 변조 방법(Gate Pulse Modulation Method)에 기초하여, 펄스 변조 클럭 신호(FLK)를 이용해 게이트 하이 전압의 폴링 구간을 변조하여 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)를 생성해 출력한다. 이 경우, 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM) 각각은 전압 유지 기간 동안 게이트 하이 전압의 전압 레벨로 유지되고, 전압 변조 기간 동안 게이트 하이 전압의 전압 레벨에서 선형적으로 감소한다. 이때, 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM) 각각은 전압 변조 기간 동안 게이트 하이 전압의 전압 레벨에서 미리 설정된 게이트 하이 변조 전압 레벨까지 또는 게이트 하이 전압의 전압 레벨까지 선형적으로 감소할 수 있다.

일 예에 따른 전원 생성 회로(300)는 제 1 예에 따른 타이밍 제어 회로(200)로부터 공급되는 로우 전압 레벨의 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)에 따라 터치 동기 신호(Tsync)의 제 1 구간 동안 직류 전압을 게이트 구동 회로(600)로 출력하고, 하이 전압 레벨의 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)에 따라 터치 동기 신호(Tsync)의 제 2 구간 동안 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)를 생성하여 게이트 구동 회로(600)로 출력한다.

다른 예에 따른 전원 생성 회로(300)는 제 2 예에 따른 타이밍 제어 회로(200)로부터 공급되는 직류 전압 레벨의 펄스 변조 클럭 신호(FLK)에 따라 터치 동기 신호(Tsync)의 제 1 구간 동안 직류 전압을 게이트 구동 회로(600)로 출력하고, 펄스 변조 클럭 신호(FLK)에 따라 터치 동기 신호(Tsync)의 제 2 구간 동안 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)를 생성하여 게이트 구동 회로(600)로 출력한다.

상기 전원 생성 회로(300)는 게이트 하이 전압보다 상대적으로 낮은 게이트 로우 전압(VGL)을 추가로 생성하여 게이트 구동 회로(600)에 제공한다.

상기 전원 생성 회로(300)는 외부로부터의 입력 전원(Vin)을 이용하여 게이트 하이 전압과 게이트 로우 전압(VGL) 및 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM) 각각을 생성하는 것으로, 디스플레이 장치의 전원 공급 보드(미도시)에 실장되는 전원 관리 집적 회로(Power Management Integrated Circuit)일 수 있다.

상기 터치 구동 회로(400)는 디스플레이 패널(100)에 마련된 복수의 터치 라우팅 라인(TL1 내지 TLk)을 통해 복수의 터치 전극(TE)과 일대일로 연결된다.

상기 터치 구동 회로(400)는 호스트 제어 회로(800)로부터 공급되는 터치 동기 신호(Tsync)의 제 1 구간에 따른 디스플레이 패널(100)의 터치 센싱 모드 동안, 복수의 터치 라우팅 라인(TL1 내지 TLk) 각각을 통해서 복수의 터치 전극(TE) 각각에 터치 구동 신호(TDS)를 공급한 후, 복수의 터치 라우팅 라인(TL1 내지 TLk) 각각을 통해서 해당하는 터치 전극(TE)의 정전 용량 변화를 센싱해 터치 로우 데이터(Tdata)를 생성하고, 생성된 터치 로우 데이터(Tdata)를 호스트 제어 회로(800)에 제공한다.

상기 터치 구동 회로(400)는 호스트 제어 회로(800)로부터 공급되는 터치 동기 신호(Tsync)의 제 2 구간에 따른 디스플레이 패널(100)의 디스플레이 모드 동안, 복수의 터치 라우팅 라인(TL1 내지 TLk) 각각을 통해서 복수의 터치 전극(TE) 각각에 공통 전압(Vcom)을 공급한다.

상기 호스트 제어 회로(800)는 MCU(Micro Controller Unit) 또는 어플리케이션 프로세서(application processor)로서, 타이밍 제어 회로(200)로부터 제공되는 터치 동기 신호(Tsync)를 기반으로 터치 구동 회로(400)의 구동 타이밍을 제어한다. 또한, 호스트 제어 회로(800)는 터치 구동 회로(400)로부터 공급되는 터치 로우 데이터(Tdata)를 수신하고, 미리 설정된 터치 위치 산출 알고리즘의 실행을 통해 터치 로우 데이터(Tdata)로부터 터치 좌표 정보를 생성하고, 터치 좌표 정보에 해당되는 어플리케이션을 실행시킨다. 여기서, 터치 위치 산출 알고리즘은 터치 구동 회로(400)에서 실행될 수 있으며, 이 경우 호스트 제어 회로(800)는 터치 구동 회로(400)로부터 공급되는 터치 좌표 정보를 수신하고, 수신된 터치 좌표 정보에 해당되는 어플리케이션을 실행시킬 수 있다.

상기 데이터 구동 회로(500)는 타이밍 제어 회로(200)로부터 공급되는 데이터 제어 신호(DCS)와 터치 동기 신호(Tsync)에 응답하여 디스플레이 모드 또는 터치 센싱 모드로 동작한다. 예를 들어, 데이터 구동 회로(500)는, 터치 동기 신호(Tsync)의 제 1 구간에 따른 디스플레이 패널(100)의 터치 센싱 모드 동안, 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLn) 각각에 데이터 로드 프리 신호(LFS1)를 동시에 공급한다. 그리고, 데이터 구동 회로(500)는, 터치 동기 신호(Tsync)의 제 2 구간에 따른 디스플레이 패널(100)의 디스플레이 모드 동안, 타이밍 제어 회로(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 공급한다.

상기 게이트 구동 회로(600)는 타이밍 제어 회로(200)로부터 공급되는 게이트 제어 신호(GCS)와 터치 동기 신호(Tsync)에 응답하여 디스플레이 모드 또는 터치 센싱 모드로 동작한다. 일 예에 따른 게이트 구동 회로(600)는 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm) 각각의 일단 각각에 연결되도록 디스플레이 패널(100)의 일측 비표시 영역에 부착된 복수의 게이트 구동 집적 회로를 포함할 수 있다. 다른 예에 따른 게이트 구동 회로(600)는 서브 픽셀에 마련되는 박막 트랜지스터의 제조 공정과 함께 디스플레이 패널(100)의 일측 비표시 영역에 내장(또는 집적)될 수 있다.

상기 게이트 구동 회로(600)는 터치 동기 신호(Tsync)의 제 1 구간에 따른 디스플레이 패널(100)의 터치 센싱 모드 동안, 터치 동기 신호(Tsync)에 응답하여 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm) 각각에 게이트 로드 프리 신호(LFS2)를 동시에 공급한다.

상기 게이트 구동 회로(600)는 터치 동기 신호(Tsync)의 제 2 구간에 따른 디스플레이 패널(100)의 디스플레이 모드 동안, 타이밍 제어 회로(200)로부터 공급되는 게이트 제어 신호(GCS)를 기반으로, 전원 생성 회로(300)로부터 공급되는 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)를 이용하여 게이트 펄스를 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm)에 순차적으로 공급한다. 보다 구체적으로, 게이트 구동 회로(600)는 타이밍 제어 회로(200)로부터 공급되는 게이트 제어 신호(GCS)에 응답하여 스캔 기간 동안 게이트 펄스, 즉 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)를 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm)에 순차적으로 공급한 후, 스캔 기간을 제외한 나머지 표시 기간 동안 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm) 각각을 전원 생성 회로(300)로부터 공급되는 게이트 로우 전압(VGL)으로 유지시킴으로써 디스플레이 패널(100)의 1 수평 기간 단위로 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm) 각각에 연결된 박막 트랜지스터를 턴-온시킨다.

추가적으로, 본 발명의 일 예에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치는 터치 파워 구동 회로(700)를 더 포함한다.

상기 터치 파워 구동 회로(700)는 공통 전압(Vcom), 터치 구동 신호(TDS), 데이터 로드 프리 신호(LFS1), 및 게이트 로드 프리 신호(LFS2)를 각각 생성하여 출력한다. 일 예에 따른 터치 파워 구동 회로(700)는 공통 전압 생성부, 터치 구동 신호 생성부, 제 1 로드 프리 신호 생성부, 및 제 2 로드 프리 신호 생성부를 포함할 수 있다.

상기 공통 전압 생성부는 디스플레이 패널(100)의 디스플레이 모드시 복수의 터치 전극(TE)에 공통적으로 공급되는 공통 전압(Vcom)을 생성하여 터치 구동 회로(400)에 제공한다. 선택적으로, 공통 전압 생성부는 전원 생성 회로(300)에 내장될 수도 있다.

상기 터치 구동 신호 생성부는 디스플레이 패널(100)의 터치 센싱 모드시, 복수의 터치 전극(TE)에 개별적 또는 그룹적으로 공급되는 터치 구동 신호(TDS)를 생성하여 터치 구동 회로(400)에 제공한다. 여기서, 터치 구동 신호(TDS)는 공통 전압(Vcom)을 기준으로 대칭되는 제 1 전압과 제 2 전압 사이에서 전압 스윙 폭으로 스윙되는 복수의 구동 펄스를 포함한다.

상기 제 1 로드 프리 신호 생성부는 디스플레이 패널(100)의 터치 센싱 모드시, 모든 데이터 라인(DL1 내지 DLn)에 공급되는 데이터 로드 프리 신호(LFS1)를 생성하여 데이터 구동 회로(500)에 제공한다. 여기서, 데이터 로드 프리 신호(LFS1)는 터치 전극들(TE)에 공급되는 터치 구동 신호(TDS)와 동기되는 동일한 위상을 가지면서 동일한 전압 스윙 폭으로 스윙되는 복수의 구동 펄스를 포함할 수 있다. 이러한 데이터 로드 프리 신호(LFS1)는 터치 구동 신호(TDS)와 동위상을 가짐으로써 터치 전극(TE)과 데이터 라인(GL1 내지 GLm) 사이의 기생 커패시턴스에 따른 터치 전극들(TE)의 로드(Load)를 감소시킴으로써 터치 감도를 향상시킬 수 있다.

상기 제 2 로드 프리 신호 생성부는 디스플레이 패널(100)의 터치 센싱 모드시, 모든 게이트 라인(GL1 내지 GLm)에 공급되는 게이트 로드 프리 신호(LFS2)를 생성하여 게이트 구동 회로(600)에 제공한다. 여기서, 게이트 로드 프리 신호(LFS2)는 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 위상을 가지면서 동일한 전압 스윙 폭으로 스윙되는 복수의 구동 펄스를 포함할 수 있다. 이때, 복수의 구동 펄스 각각은 게이트 로우 전압(VGL)을 기준으로 제 3 전압과 제 4 전압 사이에서 스윙될 수 있다. 그리고, 게이트 로우 전압(VGL)과 제 3 전압 사이의 차전압은 터치 구동 신호(TDS)의 제 1 전압과 공통 전압(Vcom) 사이의 차전압과 동일하고, 게이트 로우 전압(VGL)과 제 4 전압 사이의 차전압은 터치 구동 신호(TDS)의 제 2 전압과 공통 전압(Vcom) 사이의 차전압과 동일하게 설정된다. 이에 따라, 게이트 로드 프리 신호(LFS2)는 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 위상을 가지면서 동일한 전압 스윙 폭을 가지되, 게이트 로우 전압(VGL)을 기준으로 하는 전압 스윙 폭을 가지게 되고, 이로 인하여 터치 센싱 모드 동안 게이트 라인에 연결된 박막 트랜지스터는 게이트 로드 프리 신호(LFS2)에 의해 턴-온되지 않는다. 이러한 게이트 로드 프리 신호(LFS2)는 터치 구동 신호(TDS)와 동위상을 가짐으로써 터치 전극(TE)과 게이트 라인(GL1 내지 GLm) 사이의 기생 커패시턴스에 따른 터치 전극들(TE)의 로드(Load)를 감소시킴으로써 터치 감도를 향상시킬 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 타이밍 제어 회로를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 타이밍 제어 회로에서 출력되는 터치 동기 신호와 일 예의 펄스 변조 인에이블 신호 및 일 예의 펄스 변조 클럭 신호를 나타내는 파형도이며, 도 4는 도 2에 도시된 타이밍 제어 회로에서 출력되는 터치 동기 신호와 다른 예의 펄스 변조 인에이블 신호 및 다른 예의 펄스 변조 클럭 신호를 나타내는 파형도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 타이밍 제어 회로(200)는 제 1 신호 생성부(210), 제 2 신호 생성부(230), 제 3 신호 생성부(250), 제어 신호 생성부(270), 및 픽셀 데이터 생성부(290)를 포함한다.

상기 제 1 신호 생성부(210)는 타이밍 동기 신호(TSS)를 기반으로 디스플레이 패널(100)을 디스플레이 모드와 터치 센싱 모드로 동작시키기 위한 터치 동기 신호(Tsync)를 생성해 출력한다. 여기서, 타이밍 동기 신호(TSS)는 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클럭 신호(MCLK), 및 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 포함할 수 있다.

일 예에 따른 제 1 신호 생성부(210)는 수직 동기 신호(Vsync)를 시분할하여 터치 센싱 구간(또는 제 1 구간)(TP)과 디스플레이 구간(또는 제 2 구간)(DP)을 포함하는 터치 동기 신호(Tsync)를 생성할 수 있다. 여기서, 터치 동기 신호(Tsync)의 터치 센싱 구간(TP)은 디스플레이 패널(100)을 터치 센싱 모드로 구동시키기 위해 로우 논리 상태(L)를 가질 수 있으며, 터치 동기 신호(Tsync)의 디스플레이 구간(DP)은 디스플레이 패널(100)을 디스플레이 모들로 구동시키기 위해 하이 논리 상태(H)를 가질 수 있다.

일 예에 따른 제 1 신호 생성부(210)는 수직 동기 신호(Vsync)를 기반으로 디스플레이 패널(100)의 매 프레임을 적어도 하나의 서브 프레임으로 시분할하고, 각 서브 프레임을 디스플레이 모드와 터치 센싱 모드로 구동하기 위한 터치 동기 신호(Tsync)를 생성하여 터치 센싱 주기를 증가시키고, 이를 통해 터치 센싱 감도를 향상시킨다. 이 경우, 디스플레이 패널(100)의 한 프레임 동안 터치 동기 신호(Tsync)는 2개 이상의 터치 센싱 구간(TP)과 2개 이상의 디스플레이 구간(DP)을 포함할 수 있다.

상기 제 2 신호 생성부(230)는 제 1 신호 생성부(210)로부터 출력되는 터치 동기 신호(Tsync)를 기반으로 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)를 생성하여 출력한다.

제 1 예에 따른 제 2 신호 생성부(230)는 터치 동기 신호(Tsync)의 터치 센싱 구간(TP) 동안 전원 생성 회로(300)의 동작을 디스에이블시키고 터치 동기 신호(Tsync)의 디스플레이 구간(DP) 동안 전원 생성 회로(300)의 동작을 인에이블시키기 위한 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)를 생성함으로써 디스플레이 패널(100)의 터치 센싱 모드에서 전원 생성 회로(300)에서 출력되는 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)가 터치 구동 신호(TDS)의 노이즈 성분으로 작용하는 것을 방지하고, 이를 통해 센싱 감도를 향상시킨다. 이를 위해, 제 1 예에 따른 제 2 신호 생성부(230)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 터치 동기 신호(Tsync)의 터치 센싱 구간(TP)과 동일한 제 1 구간과 디스플레이 구간(DP)과 동일한 제 2 구간을 갖는 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)를 생성하여 출력할 수 있다. 즉, 제 1 예에 따른 제 2 신호 생성부(230)는 터치 동기 신호(Tsync)의 터치 센싱 구간(TP) 동안 로우 전압 레벨(VL)을 갖는 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)를 생성하고, 터치 동기 신호(Tsync)의 디스플레이 구간(DP) 동안 하이 전압 레벨(VH)을 갖는 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)를 생성할 수 있다.

제 2 예에 따른 제 2 신호 생성부(230)는 터치 동기 신호(Tsync)의 터치 센싱 구간(TP)과 디스플레이 구간(DP) 동안 전원 생성 회로(300)의 동작을 인에이블시키기 위한 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)를 생성할 수 있다. 즉, 제 2 예에 따른 제 2 신호 생성부(230)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 터치 동기 신호(Tsync)의 터치 센싱 구간(TP)과 디스플레이 구간(DP) 동안 하이 전압 레벨(VH)로 유지되는 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)를 연속적으로 생성할 수 있다.

상기 제 3 신호 생성부(250)는 타이밍 동기 신호(TSS)의 메인 클럭 신호(MCLK) 또는 메인 클럭 신호(MCLK)와 터치 동기 신호(Tsync)를 기반으로 펄스 변조 클럭 신호(FLK)를 생성하여 출력한다.

제 1 예에 따른 제 3 신호 생성부(250)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 타이밍 동기 신호(TSS)의 메인 클럭 신호(MCLK)와 터치 동기 신호(Tsync)를 기반으로, 터치 동기 신호(Tsync)와 동기되면서 하이 논리 상태(H)와 로우 논리 상태(L) 사이의 전압 스윙 폭을 갖는 펄스 변조 클럭 신호(FLK)를 연속적으로 생성한다. 이에 따라, 펄스 변조 클럭 신호(FLK)는 터치 동기 신호(Tsync)의 터치 센싱 구간(TP)과 디스플레이 구간(DP)에 상관 없이 터치 동기 신호(Tsync)에 동기되어 연속적으로 생성된다. 여기서, 펄스 변조 클럭 신호(FLK)의 라이징(rising)/폴링(falling) 시점은 터치 동기 신호(Tsync)의 라이징/폴링 시점과 일치하지 않을 수도 있다.

제 2 예에 따른 제 3 신호 생성부(250)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 타이밍 동기 신호(TSS)의 메인 클럭 신호(MCLK)와 터치 동기 신호(Tsync)를 기반으로, 터치 동기 신호(Tsync)와 동기되면서 터치 동기 신호(Tsync)의 터치 센싱 구간(TP) 동안 직류 전압 레벨로 유지되는 펄스 변조 클럭 신호(FLK)를 생성하고, 터치 동기 신호(Tsync)의 디스플레이 구간(DP) 동안 하이 논리 상태(H)와 로우 논리 상태(L) 사이의 전압 스윙 폭을 갖는 펄스 변조 클럭 신호(FLK)를 연속적으로 생성한다. 즉, 제 2 예에 따른 제 3 신호 생성부(250)는 터치 센싱 구간(TP) 동안 직류 전압을 출력하고, 터치 동기 신호(Tsync)의 디스플레이 구간(DP) 동안 펄스 변조 클럭 신호(FLK)를 연속적으로 출력한다. 여기서, 디스플레이 구간(DP) 동안 펄스 변조 클럭 신호(FLK)의 라이징(rising)/폴링(falling) 시점은 터치 동기 신호(Tsync)의 라이징/폴링 시점과 일치하지 않을 수도 있다.

상기 제어 신호 생성부(270)는 터치 동기 신호(Tsync)에 따른 디스플레이 모드시 타이밍 동기 신호(TSS)를 기반으로 데이터 제어 신호(DCS)와 게이트 제어 신호(GCS)를 생성하여 데이터 구동 회로(500)와 게이트 구동 회로(600) 각각의 구동 타이밍을 제어한다. 여기서, 데이터 제어 신호(DCS)는 소스 스타트 펄스, 소스 쉬프트 클럭, 소스 출력 인에이블 신호, 및 극성 제어 신호 등을 포함할 수 있다. 그리고, 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스, 복수의 게이트 쉬프트 클럭, 및 게이트 출력 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다.

상기 픽셀 데이터 생성부(290)는 터치 동기 신호(Tsync)에 따른 디스플레이 패널(100)의 디스플레이 모드시 디스플레이 구동 시스템으로부터 공급되는 영상 데이터(Idata)를 수신하고, 영상 데이터(Idata)를 디스플레이 패널(100)의 구동에 알맞도록 픽셀 데이터(R/G/B)로 정렬하여 데이터 구동 회로(500)에 제공한다.

도 5는 도 1에 도시된 전원 생성 회로를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 제 1 예에 따른 전원 생성 회로의 입출력 파형을 나타내는 파형도이며, 도 7은 도 5에 도시된 제 2 예에 따른 전원 생성 회로의 입출력 파형을 나타내는 파형도이다.

도 5 내지 도 7을 을 참조하면, 본 발명에 따른 전원 생성 회로(300)는 게이트 전압 생성 회로(310) 및 펄스 변조 회로(330)를 포함한다.

상기 게이트 전압 생성 회로(310)는 입력 전원(Vin)을 이용해 게이트 하이 전압(VGH) 및 게이트 로우 전압(VGL)을 생성하여 출력한다. 여기서, 게이트 하이 전압은 게이트 라인에 연결된 박막 트랜지스터를 턴-온시키기 위한 게이트 온 전압 레벨(Von)을 갖는다. 그리고, 게이트 로우 전압(VGL)은 게이트 라인에 연결된 박막 트랜지스터를 턴-오프시키기 위한 게이트 오프 전압 레벨(Voff)을 가질 수 있다.

상기 펄스 변조 회로(330)는 게이트 전압 생성 회로(310)로부터 공급되는 게이트 하이 전압(VGH) 및 타이밍 제어 회로(200)로부터 공급되는 펄스 변조 클럭 신호(FLK) 및 제 1 구간과 제 2 구간을 갖는 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)를 이용하여 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)를 생성하여 출력한다. 즉, 상기 펄스 변조 회로(330)는 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)와 펄스 변조 클럭 신호(FLK)에 따라 터치 동기 신호(Tsync)의 제 1 구간(TP) 동안 직류 전압을 출력하고, 터치 동기 신호(Tsync)의 제 2 구간(DP) 동안 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)를 생성하여 출력한다.

제 1 예에 따른 펄스 변조 회로(330)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 예에 따른 타이밍 제어 회로(200)로부터 공급되는 로우 전압 레벨(VL)의 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)에 따라 터치 동기 신호(Tsync)의 제 1 구간(TP) 동안 직류 전압을 출력하고, 하이 전압 레벨의 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)에 따라 터치 동기 신호(Tsync)의 제 2 구간(DP) 동안 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)를 생성하여 출력한다. 즉, 제 1 예에 따른 펄스 변조 회로(330)는 터치 동기 신호(Tsync)의 제 1 구간(TP) 동안 로우 전압 레벨(VL)의 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)에 따라 디스에이블되어 직류 전압(V0), 보다 구체적으로는 그라운드 전압(GND)을 출력한다. 반면에, 제 1 예에 따른 펄스 변조 회로(330)는 터치 동기 신호(Tsync)의 제 2 구간(DP) 동안 하이 전압 레벨(VH)의 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)에 따라 인에이블되어 펄스 변조 클럭 신호(FLK)에 따라 게이트 하이 전압(VGH)을 변조하여 폴링 구간이 변조되는 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)를 생성한다.

제 2 예에 따른 펄스 변조 회로(330)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 2 예에 따른 타이밍 제어 회로(200)로부터 공급되는 하이 전압 레벨(VH)의 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)에 따라 인에이블되어 터치 동기 신호(Tsync)의 제 1 구간(TP) 동안 직류 전압을 출력하고, 터치 동기 신호(Tsync)의 제 2 구간(DP) 동안 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)를 생성하여 출력한다. 즉, 제 2 예에 따른 펄스 변조 회로(330)는 하이 전압 레벨(VH)의 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)에 따라 인에이블되고, 터치 동기 신호(Tsync)의 제 1 구간(TP) 동안 펄스 변조 클럭 신호(FLK)에 따라 게이트 하이 전압(VGH)을 출력하고, 터치 동기 신호(Tsync)의 제 2 구간(DP) 동안 펄스 변조 클럭 신호(FLK)에 따라 게이트 하이 전압(VGH)을 변조하여 폴링 구간이 변조되는 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)를 생성한다.

제 1 및 제 2 예에 따른 펄스 변조 회로(330)에서, 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM) 각각은 게이트 하이 전압(VGH)의 전압 레벨로 유지되는 전압 유지 기간(P1) 및 게이트 하이 전압(VGH)의 전압 레벨에서 선형적으로 감소하는 전압 변조 기간(P2)를 포함할 수 있다. 여기서, 펄스 변조 클럭 신호(FLK)의 폴링 시점으로부터 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM) 각각의 폴링 시점 사이의 지연 기간(P3)은 커패시터 소자(CE)의 정전 용량 값에 의해 설정될 수 있다. 그리고, 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM) 각각은 게이트 하이 전압(VGH)의 전압 레벨에서 미리 설정된 게이트 중간 전압(VGH_m) 또는 게이트 로우 전압(VGL)의 전압 레벨까지 선형적으로 감소할 수 있다. 이때, 전압 변조 구간(P2)에서 전압의 기울기는 저항 소자(RE)의 저항 값에 의해 설정될 수 있다.

이와 같은, 본 발명에 따른 전원 생성 회로(330)는 터치 센싱 구간(TP) 동안 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)를 출력하지 않음으로써 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)가 터치 구동 신호(TDS)의 노이즈 성분으로 작용하는 것을 방지하고, 이를 통해 터치 센싱 구간(TP)에서의 센싱 감도를 향상시킨다.

도 8은 도 1에 도시된 터치 구동 회로를 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 터치 구동 회로(400)는 제 1 스위칭부(410), 터치 센싱부(430), 및 터치 데이터 처리부(450)를 포함한다.

상기 제 1 스위칭부(410)는 타이밍 제어 회로(200)로부터 공급되는 터치 동기 신호(Tsync)에 기초하여 복수의 터치 라우팅 라인(TL1 내지 TLk) 각각에 터치 구동 신호(TDS) 또는 공통 전압(Vcom)를 공급하거나 복수의 터치 라우팅 라인(TL1 내지 TLk) 각각을 터치 센싱부(430)에 연결한다. 일 예에 따른 제 1 스위칭부(410)는 터치 동기 신호(Tsync)에 따라서 스위칭되는 복수의 제 1 스위칭 소자(412)를 포함한다.

상기 복수의 제 1 스위칭 소자(412) 각각은 로우 논리 상태의 터치 동기 신호(Tsync)에 따른 터치 센싱 구간 동안, 터치 파워 구동 회로(700)로부터 공급되는 터치 구동 신호(TDS)를 복수의 터치 라우팅 라인(TL1 내지 TLk) 각각을 통해서 해당 터치 전극(TE)에 공급한 후, 복수의 터치 라우팅 라인(TL1 내지 TLk) 각각을 터치 센싱부(430)에 연결한다. 그리고, 복수의 제 1 스위칭 소자(412) 각각은 하이 논리 상태의 터치 동기 신호(Tsync)에 따른 디스플레이 구간 동안, 터치 파워 구동 회로(700)로부터 공급되는 공통 전압(Vcom)을 복수의 터치 라우팅 라인(TL1 내지 TLk) 각각에 공급함으로써 복수의 터치 전극(TE)이 공통 전극의 역할을 하도록 한다.

상기 터치 센싱부(430)는 로우 논리 상태의 터치 동기 신호(Tsync)에 따른 터치 센싱 구간 동안 제 1 스위칭부(410)를 통해 복수의 터치 라우팅 라인(TL1 내지 TLk)에 연결되고, 복수의 터치 라우팅 라인(TL1 내지 TLk) 각각을 통해 복수의 터치 전극(TE) 각각의 정전 용량 변화에 기초한 터치 로우 데이터(Tdata)를 생성하여 호스트 제어 회로(800)에 제공한다. 이때, 터치 센싱부(430)는 복수의 터치 전극(TE)에 대해 개별 터치 센싱을 수행하거나 복수의 터치 전극(TE)에 대해 그룹 터치 센싱을 수행할 수 있다. 일 예에 따른 터치 센싱부(430)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 라우팅 라인(TL1 내지 TLk)을 통해서 터치 전극(TE)의 정전 용량 변화 량을 증폭하여 터치 신호를 생성한다. 일 예에 따른 터치 센싱 회로는 각 터치 라우팅 라인(TL1 내지 TLk)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 라우팅 라인(TL1 내지 TLk)을 통해서 터치 전극(TE)에 연결된다. 적분기의 비반전 단자는 기준 전압으로서 상기 터치 구동 신호(TDS)를 수신한다.

상기 아날로그-디지털 변환기는 터치 센싱 회로로부터 출력되는 아날로그 출력 신호를 디지털 신호로 변환하여 터치 로우 데이터(Tdata)를 생성한다.

상기 터치 데이터 처리부(450)는 터치 센싱부(430)로부터 공급되는 터치 로우 데이터(Tdata)를 내부 메모리(미도시)에 임시 저장하고, 터치 레포트 신호에 응답하여 내무 메모리에 저장된 터치 로우 데이터(Tdata)를 호스트 제어 회로(800)에 제공한다.

이와 같은, 일 예에 따른 터치 구동 회로(400)는 터치 센싱 구간 동안 전원 생성 회로(300)에서 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)가 출력되지 않기 때문에 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)에 기초한 노이즈 성분의 유입 없이 터치 센싱이 수행됨에 따라 센싱 감도가 향상될 수 있다.

도 9는 도 1에 도시된 데이터 구동 회로를 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 데이터 구동 회로(500)는 제 2 스위칭부(510), 및 데이터 신호 공급부(530)를 포함한다.

상기 제 2 스위칭부(510)는 타이밍 제어 회로(200)로부터 공급되는 터치 동기 신호(Tsync)에 기초하여 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLn) 각각을 데이터 신호 공급부(530)에 연결하거나, 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLn) 각각에 데이터 로드 프리 신호(LFS1)를 공급한다. 일 예에 따른 제 2 스위칭부(510)는 터치 동기 신호(Tsync)에 따라 스위칭되는 복수의 제 2 스위칭 소자(512)를 포함한다.

상기 복수의 제 2 스위칭 소자(512) 각각은 로우 논리 상태의 터치 동기 신호(Tsync)에 따른 터치 센싱 구간 동안, 터치 파워 구동 회로(700)로부터 공급되는 데이터 로드 프리 신호(LFS1)를 모든 데이터 라인(DL1 내지 DLn)에 공급한다. 그리고, 상기 복수의 제 2 스위칭 소자(512) 각각은 하이 논리 상태의 터치 동기 신호(Tsync)에 따른 디스플레이 구간 동안, 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLn) 각각을 데이터 신호 공급부(530)에 연결함으로써 데이터 신호 공급부(530)로부터 출력되는 데이터 신호(Vdata)가 해당하는 데이터 라인(DL1 내지 DLn)에 공급되도록 한다.

상기 데이터 신호 공급부(530)는 타이밍 제어부(300)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(510)를 통해 해당하는 데이터 라인(DL1 내지 DLn)에 공급한다. 일 예에 따른 데이터 신호 공급부(530)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(510)로 출력하는 출력 버퍼부(미도시)를 포함할 수 있다.

추가적으로, 본 발명에 따른 데이터 구동 회로(500)는 터치 구동 회로(400)를 포함하여 구성될 수도 있다. 즉, 하나의 데이터 구동 집적 회로는 터치 구동 회로(400)를 포함하는 통합 집적 회로일 수 있다. 이 경우, 하나의 통합 집적 회로는 디스플레이 패널(100)과의 용이한 연결을 위해, 하나의 데이터 구동부와 데이터 구동부를 사이에 두고 배치된 한 쌍의 터치 구동부를 포함할 수 있다.

이와 같은, 본 발명에 따른 데이터 구동 회로(500)는 터치 센싱 구간 동안 터치 구동 신호(TDS)와 동위상을 갖는 데이터 로드 프리 신호(LFS1)를 모든 데이터 라인(DL1 내지 DLn)에 공급함으로써 터치 전극(TE)과 데이터 라인(GL1 내지 GLm) 사이의 기생 커패시턴스에 따른 터치 전극들(TE)의 로드(Load)를 감소시키고, 이를 통해 터치 감도를 향상시킬 수 있다.

도 10은 도 1에 도시된 게이트 구동 회로를 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 게이트 구동 회로(600)는 게이트 구동부(610) 및 제 3 스위칭부(630)를 포함한다.

상기 게이트 구동부(610)는 타이밍 제어부(300)로부터 공급되는 게이트 제어 신호(GCS)를 수신하고, 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 게이트 펄스를 생성해 제 3 스위칭부(630)에 공급한다. 일 예에 따른 게이트 구동부(610)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 스타트 펄스(GSP)와 게이트 쉬프트 클럭(GSC)을 이용하여 순차적으로 쉬프트되는 게이트 신호를 생성하고, 전원 생성 회로(300)로부터 공급되는 게이트 펄스 변호 신호(VGHM)와 게이트 로우 전압(VGL)을 이용하여 게이트 신호에 따라 게이트 펄스를 생성하고, 게이트 제어 신호(GCS)의 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)에 따라 생성된 게이트 펄스를 제 3 스위칭부(630)로 출력한다. 이러한 복수의 스테이지(ST1 내지 STm)는 일반적인 디스플레이 장치의 게이트 구동부에서 게이트 펄스 변호 신호(VGHM)를 이용하여 게이트 펄스를 순차적으로 출력하는 것을 제외하고는 동일한 구성을 가질 수 있으며, 동일한 기능을 수행하기 때문에 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기 제 3 스위칭부(630)는 타이밍 제어 회로(200)로부터 공급되는 터치 동기 신호(Tsync)에 기초하여 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm)을 게이트 구동부(610) 또는 게이트 로드 프리 신호 입력 라인(650)에 연결한다. 이를 위해, 제 3 스위칭부(430)는 터치 동기 신호(TSS)에 따라 스위칭되는 복수의 제 3 스위치 소자(632)를 포함한다.

상기 복수의 제 3 스위칭 소자(632) 각각은 로우 논리 상태의 터치 동기 신호(Tsync)에 따른 터치 센싱 구간 동안, 터치 파워 구동 회로(700)로부터 공급되는 게이트 로드 프리 신호(LFS2)를 모든 게이트 라인(GL1 내지 GLm)에 공급한다. 그리고, 상기 복수의 제 3 스위칭 소자(632) 각각은 하이 논리 상태의 터치 동기 신호(Tsync)에 따른 디스플레이 구간 동안, 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm) 각각을 게이트 구동부(610)에 연결함으로써 게이트 구동부(610)로부터 출력되는 게이트 펄스가 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm) 순차적으로 공급되도록 한다.

이와 같은, 본 발명에 따른 게이트 구동 회로(600)는 터치 센싱 구간 동안 터치 구동 신호(TDS)와 동위상을 갖는 게이트 로드 프리 신호(LFS2)를 모든 게이트 라인(GL1 내지 GLm)에 공급함으로써 터치 전극(TE)과 게이트 라인(GL1 내지 GLm) 사이의 기생 커패시턴스에 따른 터치 전극들(TE)의 로드(Load)를 감소시키고, 이를 통해 터치 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 게이트 구동 회로(600)는 게이트 펄스 변호 신호(VGHM)를 이용하여 폴링 시점이 변조된 게이트 펄스를 생성하여 게이트 라인(GL1 내지 GLm)에 공급함으로써 게이트 펄스의 게이트 하이 전압과 게이트 로우 전압의 차 전압에 따른 킥-백 전압으로 인한 화질 저하를 최소화할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 예에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치의 구동 파형을 나타내는 파형도이다.

도 1 및 도 11을 참조하여 본 발명의 일 예에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치의 구동 방법을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일 예에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치는 터치 동기 신호(Tsync)의 제 1 구간에 따른 터치 센싱 모드와 터치 동기 신호(Tsync)의 제 2 구간에 따른 디스플레이 모드로 동작할 수 있다.

먼저, 상기 터치 센싱 모드는 전원 생성 회로(300)의 동작을 디스에이블시킨 상태에서 사용자 터치에 대한 터치 센싱을 수행한다. 이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 타이밍 제어 회로(200)는 터치 센싱 모드에 대응되는 로우 논리 상태(L)의 터치 동기 신호(Tsync)와 로우 전압 레벨(VL)의 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)를 생성한다. 상기 전원 생성 회로(300)는 로우 전압 레벨(VL)의 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)에 따라서 디스에이블되어 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM) 대신에 직류 전압(V0)을 출력한다. 상기 터치 파워 구동 회로(700)는 터치 구동 신호(TDS)와 데이터 로드 프리 신호(LFS1) 및 게이트 로드 프리 신호(LFS2)를 생성하여 출력한다. 상기 터치 구동 회로(400)는 로우 논리 상태(L)의 터치 동기 신호(Tsync)에 응답하여 복수의 터치 전극(TE) 각각에 터치 구동 신호(TDS)를 공급한다. 이와 동시에, 상기 데이터 구동 회로(500)는 로우 논리 상태(L)의 터치 동기 신호(Tsync)에 응답하여 터치 구동 신호(TDS)와 동기되는 데이터 로드 프리 신호(LFS1)를 모든 데이터 라인(DL1 내지 DLn)에 공급한다. 또한, 상기 게이트 구동 회로(500)는 로우 논리 상태(L)의 터치 동기 신호(Tsync)에 응답하여 터치 구동 신호(TDS)와 동기되는 게이트 로드 프리 신호(LFS2)를 모든 게이트 라인(GL1 내지 GLm)에 공급한다. 이어서, 상기 터치 구동 회로(400)는 해당하는 터치 전극(TE)의 정전 용량 변화를 센싱해 터치 로우 데이터(Tdata)를 생성하고, 생성된 터치 로우 데이터(Tdata)를 호스트 제어 회로(800)에 제공한다. 이에 따라, 호스트 제어 회로(800)는 터치 구동 회로(400)로부터 공급되는 터치 로우 데이터(Tdata)를 수신하고, 미리 설정된 터치 위치 산출 알고리즘의 실행을 통해 터치 로우 데이터(Tdata)로부터 터치 좌표 정보를 생성하고, 터치 좌표 정보에 해당되는 어플리케이션을 실행시킨다.

다음으로, 상기 디스플레이 모드는 전원 생성 회로(300)의 동작을 인에이블시켜 영상을 디스플레이 패널(100)에 표시한다. 이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 타이밍 제어 회로(200)는 디스플레이 모드에 대응되는 하이 논리 상태(H)의 터치 동기 신호(Tsync)와 하이 전압 레벨(VH)의 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)를 생성하고, 터치 동기 신호(Tsync)와 동기되면서 하이 논리 상태(H)와 로우 논리 상태(L) 사이의 전압 스윙 폭을 갖는 펄스 변조 클럭 신호(FLK)를 연속적으로 생성한다. 상기 전원 생성 회로(300)는 하이 전압 레벨(VH)의 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)에 따라서 인에이블되어 펄스 변조 클럭 신호(FLK)에 따라 게이트 하이 전압(VGH)을 변조하여 폴링 구간이 변조되는 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)를 출력한다. 상기 게이트 구동 회로(500)는 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)와 게이트 제어 신호(GCS)에 기초하여 게이트 펄스를 생성하고, 하이 논리 상태(H)의 터치 동기 신호(Tsync)에 응답하여 게이트 펄스를 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLm)에 순차적으로 공급한다. 상기 터치 파워 구동 회로(700)는 공통 전압(Vcom)을 생성하여 출력한다. 상기 터치 구동 회로(400)는 하이 논리 상태(H)의 터치 동기 신호(Tsync)에 응답하여 복수의 터치 전극(TE) 각각에 공통 전압(Vcom)을 공급한다. 이와 동시에, 상기 데이터 구동 회로(500)는 데이터 제어 신호(DCS)에 응답하여 1 수평 기간 단위로 픽셀 데이터(R/G/B)를 아날로그 형태의 데이터 신호(Vdata)로 변환하고, 하이 논리 상태(H)의 터치 동기 신호(Tsync)에 응답하여 1 수평 라인 분의 데이터 신호(Vdata)를 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLn)에 동시에 공급한다. 이에 따라, 디스플레이 패널(100)에는 복수의 서브 픽셀(SP) 각각에 공급되는 데이터 신호에 대응되는 영상이 표시된다.

이와 같은, 본 발명의 일 예에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치는 터치 센싱 모드 동안 전원 생성 회로(300)를 디스에이블시켜 교류 형태의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)에 의한 노이즈 성분이 터치 구동 신호(TDS)에 유입되는 것을 방지함으로써 센싱 감도가 향상될 수 있으며, 특히 터치 전극(TE)에 공급되는 터치 구동 신호(TDS)와 모든 데이터 라인(DL1 내지 DLn)에 공급되는 데이터 로드 프리 신호(LFS1) 및 모든 게이트 라인(GL1 내지 GLm)에 공급되는 게이트 로드 프리 신호(LFS2) 각각이 서로 동위상을 가짐으로써 터치 전극들(TE)의 로드(Load)가 감소되어 터치 감도가 더욱 향상될 수 있다.

도 12는 본 발명의 다른 예에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치의 구동 파형을 나타내는 파형도이다.

도 1 및 도 12를 참조하여 본 발명의 다른 예에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치의 구동 방법을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 다른 예에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치는 터치 동기 신호(Tsync)의 제 1 구간에 따른 터치 센싱 모드와 터치 동기 신호(Tsync)의 제 2 구간에 따른 디스플레이 모드로 동작할 수 있다.

먼저, 상기 터치 센싱 모드는 전원 생성 회로(300)에서 직류 전압이 출력되도록 제어하면서 사용자 터치에 대한 터치 센싱을 수행한다. 이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 타이밍 제어 회로(200)는 터치 센싱 모드에 대응되는 로우 논리 상태(L)의 터치 동기 신호(Tsync)와 하이 전압 레벨(VH)의 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)를 생성하고, 하이 논리 상태(H)을 갖는 펄스 변조 클럭 신호(FLK)를 연속적으로 생성한다. 상기 전원 생성 회로(300)는 하이 전압 레벨(VH)의 펄스 변조 인에이블 신호(DPM)에 따라서 인에이블되어 하이 논리 상태(H)의 펄스 변조 클럭 신호(FLK)에 따라 게이트 하이 전압(VGH)의 전압 레벨로 유지되는 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)를 연속적으로 출력한다. 상기 터치 파워 구동 회로(700)는 터치 구동 신호(TDS)와 데이터 로드 프리 신호(LFS1) 및 게이트 로드 프리 신호(LFS2)를 생성하여 출력한다. 상기 터치 구동 회로(400)는 로우 논리 상태(L)의 터치 동기 신호(Tsync)에 응답하여 복수의 터치 전극(TE) 각각에 터치 구동 신호(TDS)를 공급한다. 이와 동시에, 상기 데이터 구동 회로(500)는 로우 논리 상태(L)의 터치 동기 신호(Tsync)에 응답하여 터치 구동 신호(TDS)와 동기되는 데이터 로드 프리 신호(LFS1)를 모든 데이터 라인(DL1 내지 DLn)에 공급한다. 또한, 상기 게이트 구동 회로(500)는 로우 논리 상태(L)의 터치 동기 신호(Tsync)에 응답하여 터치 구동 신호(TDS)와 동기되는 게이트 로드 프리 신호(LFS2)를 모든 게이트 라인(GL1 내지 GLm)에 공급한다. 이어서, 상기 터치 구동 회로(400)는 해당하는 터치 전극(TE)의 정전 용량 변화를 센싱해 터치 로우 데이터(Tdata)를 생성하고, 생성된 터치 로우 데이터(Tdata)를 호스트 제어 회로(800)에 제공한다. 이에 따라, 호스트 제어 회로(800)는 터치 구동 회로(400)로부터 공급되는 터치 로우 데이터(Tdata)를 수신하고, 미리 설정된 터치 위치 산출 알고리즘의 실행을 통해 터치 로우 데이터(Tdata)로부터 터치 좌표 정보를 생성하고, 터치 좌표 정보에 해당되는 어플리케이션을 실행시킨다.

다음으로, 상기 디스플레이 모드는 도 11의 디스플레이 모드와 동일한 동작으로 디스플레이 패널(100)에 영상을 표시하므로, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.

이와 같은, 본 발명의 다른 예에 따른 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치는 터치 센싱 모드 동안 전원 생성 회로(300)에서 출력되는 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)를 게이트 하이 전압(VGH)의 전압 레벨로 유지시켜 교류 형태의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)에 의한 노이즈 성분이 터치 구동 신호(TDS)에 유입되는 것을 방지함으로써 센싱 감도가 향상될 수 있으며, 특히 터치 전극(TE)에 공급되는 터치 구동 신호(TDS)와 모든 데이터 라인(DL1 내지 DLn)에 공급되는 데이터 로드 프리 신호(LFS1) 및 모든 게이트 라인(GL1 내지 GLm)에 공급되는 게이트 로드 프리 신호(LFS2) 각각이 서로 동위상을 가짐으로써 터치 전극들(TE)의 로드(Load)가 감소되어 터치 감도가 더욱 향상될 수 있다.

도 13a 및 도 13b는 비교 예와 본 발명의 예에 있어서, 게이트 펄스 변조에 따른 터치 구동 신호의 노이즈 발생 유무를 실험한 시뮬레이션 파형도들이다.

먼저, 도 13a을 참조하면, 비교 예에서는 터치 센싱 구간 동안 전원 생성 회로를 인에이블시켜 복수의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)를 생성하면서 터치 구동 신호(TDS)의 파형을 측정하였다. 그 결과, 비교 예에서는, 도 13a의 A 및 B 부분과 같이, 터치 구동 신호(TDS)에서 노이즈가 발생하는 것을 확인할 수 있다.

반면에, 도 13b를 참조하면, 본 발명의 예에서는 터치 센싱 구간 동안 전원 생성 회로를 디스에이블시키거나, 전원 생성 회로에서 직류 전압이 출력되도록 제어하면서 터치 구동 신호(TDS)의 파형을 측정하였다. 그 결과, 본 발명의 예에서는, 터치 구동 신호(TDS)에서 노이즈가 발생되지 않는 것을 확인할 수 있다.

이와 같은, 시뮬레이션 파형에서 알 수 있듯이, 본 발명은 터치 센싱 구간 동안 전원 생성 회로를 디스에이블시키거나, 전원 생성 회로에서 직류 전압이 출력되도록 제어함으로써 교류 형태의 게이트 펄스 변조 신호(VGHM)에 의한 노이즈 성분이 터치 구동 신호(TDS)에 유입되는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.

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 제어 회로
210: 제 1 신호 생성부 230: 제 2 신호 생성부
250: 제 3 신호 생성부 270: 제어 신호 생성부
300: 전원 생성 회로 310: 게이트 전압 생성 회로
330: 펄스 변조 회로 400: 터치 구동 회뢰
500: 데이터 구동 회로 600: 게이트 구동 회로
700: 터치 파워 구동 회로 800: 호스트 제어 회로

Claims (10)

1. 게이트 하이 전압을 생성하는 게이트 전압 생성 회로; 및
   상기 게이트 하이 전압과 펄스 변조 클럭 신호 및 제 1 구간과 제 2 구간을 갖는 펄스 변조 인에이블 신호를 이용하여 복수의 게이트 펄스 변조 신호를 생성하는 펄스 변조 회로를 포함하고,
   상기 펄스 변조 회로는 상기 제 1 구간 동안 직류 전압을 출력하고, 상기 제 2 구간 동안 복수의 게이트 펄스 변조 신호를 출력하는, 전원 생성 회로.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 게이트 펄스 변조 신호 각각은 전압 유지 기간 동안 상기 게이트 하이 전압의 전압 레벨로 유지되고, 전압 변조 기간 동안 상기 게이트 하이 전압의 전압 레벨에서 선형적으로 감소되는, 전원 생성 회로.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 펄스 변조 인에이블 신호는 상기 제 1 구간 동안 로우 전압 레벨을 갖고, 상기 제 2 구간 동안 하이 전압 레벨을 가지며,
   상기 펄스 변조 회로는,
   상기 제 1 구간 동안 상기 로우 전압 레벨의 펄스 변조 인에이블 신호와 상기 펄스 변조 클럭 신호에 응답하여 상기 직류 전압을 출력하고,
   상기 제 2 구간 동안 상기 하이 전압 레벨의 펄스 변조 인에이블 신호와 상기 펄스 변조 클럭 신호에 응답하여 상기 복수의 게이트 펄스 변조 신호를 출력하는, 전원 생성 회로.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 펄스 변조 인에이블 신호는 상기 제 1 구간과 상기 제 2 구간 동안 하이 전압 레벨로 유지되고,
   상기 펄스 변조 클럭 신호는 상기 제 1 구간 동안 직류 전압 레벨로 유지되며,
   상기 펄스 변조 회로는,
   상기 제 1 구간 동안 상기 하이 전압 레벨의 펄스 변조 인에이블 신호와 상기 직류 전압 레벨의 펄스 변조 클럭 신호에 응답하여 상기 직류 전압을 출력하고,
   상기 제 2 구간 동안 상기 하이 전압 레벨의 펄스 변조 인에이블 신호와 상기 펄스 변조 클럭 신호에 응답하여 상기 복수의 게이트 펄스 변조 신호를 출력하는, 전원 생성 회로.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 직류 전압은 상기 게이트 하이 전압의 전압 레벨을 갖는, 전원 생성 회로.
6. 제 1 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 전원 생성 회로;
   게이트 라인과 데이터 라인 및 터치 전극을 갖는 디스플레이 패널;
   상기 제 1 구간에서 상기 터치 전극에 터치 구동 신호를 공급하고 상기 터치 전극을 통해 정전 용량 변화를 센싱하여 터치 데이터를 생성하며, 상기 제 2 구간에서 상기 터치 전극에 공통 전압을 공급하는 터치 구동 회로;
   상기 제 2 구간에서 상기 데이터 라인에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동 회로;
   상기 전원 생성 회로로부터 공급되는 상기 복수의 게이트 펄스 변조 신호를 이용하여 상기 제 2 구간에서 상기 게이트 라인에 게이트 펄스를 공급하는 게이트 구동 회로; 및
   상기 펄스 변조 인에이블 신호와 상기 펄스 변조 클럭 신호 각각을 생성하는 타이밍 제어 회로를 포함하는, 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 타이밍 제어 회로는 터치 센싱 구간과 디스플레이 구간을 갖는 터치 동기 신호를 생성하고, 상기 터치 동기 신호를 기반으로 상기 터치 센싱 구간과 대응되는 제 1 구간과 상기 디스플레이 구간과 대응되는 제 2 구간을 갖는 상기 펄스 변조 인에이블 신호를 생성하여 상기 전원 생성 회로에 제공하는, 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 공통 전압, 상기 공통 전압을 기준으로 제 1 전압과 제 2 전압 사이의 전압 스윙 폭을 갖는 상기 터치 구동 신호, 상기 터치 구동 신호와 동위상을 갖는 데이터 로드 프리 신호, 및 상기 터치 구동 신호와 동위상을 갖는 게이트 로드 프리 신호 각각을 생성하는 터치 파워 구동 회로를 더 포함하고,
   상기 데이터 구동 회로는 상기 제 1 구간에서 상기 데이터 로드 프리 신호를 상기 데이터 라인에 공급하며,
   상기 게이트 구동 회로는 상기 제 1 구간에서 상기 게이트 로드 프리 신호를 상기 게이트 라인에 공급하는, 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 데이터 로드 프리 신호 및 상기 게이트 로드 프리 신호 각각은 상기 터치 구동 신호와 동위상을 가지면서 동일한 전압 스윙 폭을 갖는, 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 게이트 구동 회로는,
    상기 전원 생성 회로로부터 공급되는 상기 복수의 게이트 펄스 변조 신호와 상기 타이밍 제어 회로로부터 공급되는 게이트 제어 신호에 기초하여 상기 게이트 펄스를 생성하는 게이트 구동부; 및
    상기 제 1 구간 동안 상기 터치 파워 구동 회로로부터 공급되는 게이트 로드 프리 신호를 상기 게이트 라인에 공급하고, 상기 제 2 구간 동안 상기 게이트 구동부로부터 공급되는 상기 게이트 펄스를 상기 게이트 라인에 공급하는 스위칭부를 포함하는, 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치.

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