KR20180061471A - 터치 센서를 갖는 표시장치와 그 구동 방법 - Google Patents

터치 센서를 갖는 표시장치와 그 구동 방법 Download PDF

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이득수
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Abstract

본 발명은 터치 센서를 갖는 표시장치와 그 구동 방법에 관한 것으로, 데이터 구동부와 터치 센서 구동부를 포함한 집적회로를 구비한다. 본 발명의 표시장치는 상기 데이터 구동부와 상기 터치 센서 구동부의 전원들 중 적어도 하나가 분리하여 상기 터치 센서 구동부의 오동작을 방지한다.

Description

터치 센서를 갖는 표시장치와 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE HAVING TOUCH SENSOR USING THE SAME AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 터치 센서를 구동하기 위한 터치 센서 구동부가 픽셀의 데이터 전압을 출력하는 데이터 구동부와 함께 하나의 집적회로(integrated circuit, IC)에 내장된 표시장치와 그 구동 방법에 관한 것이다.
유저 인터페이스(User Interface, UI)는 사람(사용자)과 각종 전기, 전자 기기 등의 통신을 가능하게 하여 사용자가 기기를 쉽게 자신이 원하는 대로 쉽게 제어할 수 있게 한다. 유저 인터페이스의 대표적인 예로는 키패드, 키보드, 마우스, 온 스크린 디스플레이(On Screen Display, OSD), 적외선 통신 혹은 고주파(RF) 통신 기능을 갖는 원격 제어기(Remote controller) 등이 있다. 유저 인터페이스 기술은 사용자 감성과 조작 편의성을 높이는 방향으로 발전을 거듭하고 있다. 최근, 유저 인터페이스는 터치 UI, 음성 인식 UI, 3D UI 등으로 발전되고 있다.
터치 UI는 표시패널 상에 터치 스크린을 구현하여 터치 입력을 감지하여 사용자 입력을 전자기기에 전송한다. 터치 UI는 스마트 폰과 같은 휴대용 정보기기에 필수적으로 채택되고 있으며, 노트북 컴퓨터, 컴퓨터 모니터, 가전 제품 등에 확대 적용되고 있다.
터치 센서들을 표시패널의 픽셀 어레이에 내장하는 기술을 이용하여 터치 스크린을 구현하는 기술이 다양한 표시장치에 적용되고 있다. 터치 센서들은 터치 전후 정전 용량의 변화를 바탕으로 터치를 센싱하는 정전 용량 타입의 터치 센서로 구현될 수 있다.
터치 센서들은 표시패널의 픽셀 어레이에 내장되기 때문에 터치 센서들은 기생 용량을 통해 픽셀들에 커플링(Coupling)된다. 픽셀들과 터치 센서들의 커플링으로 인한 상호 영향을 줄이기 위하여, 인셀 터치 센서 기술은 1 프레임 기간을 디스플레이 구간과 터치 센싱 구간으로 분할하여 픽셀들의 구동 시간과 터치 센서들의 구동 시간을 시분할한다.
터치 센서를 갖는 표시장치의 구동부는 디스플레이 구간 동안 픽셀들에 입력 영상의 데이터 전압을 표시패널의 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부, 디스플레이 구간 동안 데이터 전압에 동기되는 게이트 펄스(또는 스캔 펄스)를 공급하는 게이트 구동부(또는 스캔 구동부), 터치 센싱 구간 동안 터치 센서들을 구동하는 터치 센서 구동부를 포함한다. 최근, 데이터 구동부와 터치 센서 구동부를 포함한 집적회로(이하, “SRIC”라 함)이 개발되어 표시장치에 적용되고 있다. 그런데, SRIC를 적용한 표시장치에서 터치 센싱의 동작이 불안정할 수 있다.
본 발명은 SRIC를 이용하여 픽셀들과 터치 센서들을 구동할 때 터치 센서 구동부의 오동작을 방지할 수 있는 터치 센서를 갖는 표시장치와 그 구동 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차되고 픽셀들과 터치 센서들이 배치된 표시패널; 및 상기 데이터 라인들에 입력 영상의 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부와, 상기 터치 센서들을 구동하기 위한 터치 센서 구동부를 포함한 집적회로를 구비한다. 상기 데이터 구동부와 상기 터치 센서 구동부의 전원들 중 적어도 하나가 분리된다.
상기 데이터 구동부와 상기 터치 센서 구동부에서 분리된 전원은 제1 전원 배선을 통해 상기 데이터 구동부에 인가된다. 상기 제1 전원 배선과 분리된 제2 전원 배선을 통해 상기 터치 센서 구동부에 인가된다. 상기 데이터 구동부의 디지털 회로와 상기 터치 센서 구동부의 아날로그 디지털 변환기(ADC)용 전원으로 이용된다.
상기 표시장치는 상기 게이트 라인들에 게이트 펄스를 공급하는 게이트 구동부; 상기 게이트 구동부에 인가되는 게이트 펄스의 전압을 변조하는 게이트 펄스 제어부; 상기 입력 영상의 픽셀 데이터를 상기 데이터 구동부로 전송하고 상기 데이터 구동부와 상기 게이트 구동부의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 콘트롤러; 및 상기 터치 센서들의 동작 타이밍을 제어하기 위한 터치 센서 제어부를 더 구비한다.
상기 표시장치의 1 프레임 기간은 적어도 하나의 디스플레이 구간과 적어도 하나의 터치 센싱 구간으로 시분할된다. 상기 디스플레이 구간 동안 상기 픽셀들이 구동된다. 상기 터치 센싱 구간 동안 상기 터치 센서들이 구동된다.
상기 타이밍 콘트롤러는 상기 게이트 구동부를 제어하는 제어 신호, 상기 게이트 펄스 변조부를 제어하는 제어 신호, 상기 데이터 구동부를 제어하는 제어 신호를 상기 디스플레이 구간 동안 발생한다. 상기 타이밍 콘트롤러는 상기 터치 센싱 구간 동안 상기 제어 신호들 중 적어도 하나의 출력을 멈춘다.
상기 타이밍 콘트롤러는 상기 터치 센싱 구간 동안 상기 게이트 펄스 변조부에 인가될 제어 신호의 출력을 멈춘다.
상기 게이트 펄스 변조부는 상기 디스플레이 구간과 상기 터치 센서 구간 중 상기 디스플레이 구간에서만 상기 게이트 펄스의 전압을 변조한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차되고 픽셀들과 터치 센서들이 배치된 표시패널; 상기 데이터 라인들에 입력 영상의 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부와, 상기 터치 센서들을 구동하기 위한 터치 센서 구동부를 포함한 집적회로; 상기 게이트 라인들에 게이트 펄스를 공급하는 게이트 구동부; 상기 게이트 구동부에 인가되는 게이트 펄스의 전압을 변조하는 게이트 펄스 제어부; 및 상기 입력 영상의 픽셀 데이터를 상기 데이터 구동부로 전송하고 상기 데이터 구동부와 상기 게이트 구동부의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 콘트롤러를 구비한다. 상기 데이터 구동부의 디지털 회로와 상기 터치 센서 구동부의 아날로그 디지털 회로의 전원이 별도의 전원 경로를 통해 분리되어 상기 데이터 구동부와 상기 터치 센서 구동부에 공급된다. 상기 타이밍 콘트롤러가 상기 터치 센서가 구동되는 기간 동안 상기 게이트 펄스 변조부에 인가될 제어 신호의 출력을 멈춘다.
본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 구동 방법은 상기 데이터 구동부와 상기 터치 센서 구동부의 전원들 중 적어도 하나를 분리한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치는 상기 데이터 구동부의 디지털 회로에 인가되는 전원의 전원 공급 경로와, 상기 터치 센서 구동부의 아날로그 디지털 변환기의 전원 공급 경로를 분리하는 단계; 및 상기 터치 센서가 구동되는 기간 동안 상기 타이밍 콘트롤러에서 상기 게이트 펄스 변조부에 인가될 제어 신호의 출력이 정지되는 단계를 포함한다.
본 발명은 SRIC의 데이터 구동부와 터치 센서 구동부의 전원을 분리하여 터치 센서 구동부의 오동작을 방지할 수 있다. 나아가, 본 발명은 터치 센서들이 구동되는 기간에 구동 회로를 제어하기 위한 제어 신호 중 적어도 하나의 출력을 멈추어 터치 센서 구동부의 오동작을 더 확실히 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 도면들이다.
도 4는 플리커 신호에 따라 게이트 펄스가 변조되는 예를 보여 주는 파형도이다.
도 5 및 도 6는 픽셀들과 터치 센서들의 구동 방법을 보여 주는 파형도들이다.
도 7은 터치 센싱 구간 동안 센서 구동 신호를 자세히 보여 주는 파형도이다.
도 8은 터치 센서들에서 MUX 블록의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 9는 SRIC의 데이터 구동부와 게이트 구동부가 전원을 공유하는 구조를 개략적으로 보여 주는 도면이다.
도 10은 데이터 구동부와 게이트 구동부가 전원이 공유된 SRIC를 사용한 시스템에서 프레임 레이트가 변할 때 터치 센서 신호의 ADC 에러 상황을 보여 주는 도면이다.
도 11은 디스플레이 구간과 터치 센싱 구간에서 게이트 펄스 변조가 활성화되는 예를 보여 주는 도면이다.
도 12 및 도 13은 터치 센싱 구간 동안 게이트 펄스 변조 동작으로 인하여 센서 구동 신호의 노이즈와 터치 데이터의 지터(jitter)를 보여 주는 도면들이다.
도 14는 SRIC의 데이터 구동부와 게이트 구동부의 전원을 분리한 예를 보여 주는 도면이다.
도 15는 터치 센싱 구간 동안 게이트 펄스 변조를 위한 플리커 신호가 발생되지 않는 예를 보여 주는 파형도이다.
도 16은 디스플레이 구간과 터치 센싱 구간에서 게이트 펄스 변조가 비활성화되는 예를 보여 주는 도면이다.
도 17은 게이트 펄스 변조를 비활성화한 실험에서 터치 데이터의 지터가 개선된 예를 보여 주는 실험 결과 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 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 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명은 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 실질적으로 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 설명을 생략한다.
본 명세서 상에서 언급된 "구비한다", "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 복수로 해석될 수 있다.
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 구성요소들 간에 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 그 구성요소들 사이에 하나 이상의 다른 구성 요소가 개재될 수 있다.
구성 요소들을 구분하기 위하여 제1, 제2 등이 사용될 수 있으나, 이 구성 요소들은 구성 요소 앞에 붙은 서수나 구성 요소 명칭으로 그 기능이나 구조가 제한되지 않는다.
이하의 실시예들은 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하다. 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
본 발명의 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED Display) 등의 평판 표시장치로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시장치의 일 예로서 액정표시장치를 중심으로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 본 발명은 터치 센서를 포함한 어떠한 표시장치에도 적용될 수 있다.
터치 센서들은 온-셀(On-cell type) 또는 애드 온 타입(Add on type)으로 표시패널의 화면 상에 배치되거나 인-셀(In-cell type) 터치 센서가 표시패널에 내장될 수 있다. 이하의 실시예에서 인-셀 터치 센서를 중심으로 설명되지만, 본 발명의 터치 센서는 이에 한정되지 않는다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 도면들이다. 도 1은 표시장치를 개략적으로 보여 주는 블록도이다. 도 2는 도 1에서 픽셀 어레이가 다수의 블록들로 분할된 예를 보여 주는 도면이다. 도 3은 터치 센서와 터치 센서 구동부를 상세히 보여 주는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 표시장치는 표시패널(100), SRIC(102), 터치 센서 제어부(220), 기생 용량 제어부(210), 게이트 구동부(104), 게이트 펄스 변조부(108), 전원 회로(300) 등을 구비한다.
표시패널(100)은 데이터 라인들(12), 데이터 라인들(12)과 직교하는 게이트 라인들(14), 및 데이터 라인들(12)과 게이트 라인들(14)에 의해 정의된 매트릭스 형태로 픽셀들이 배치된 픽셀 어레이(10)를 포함한다. 픽셀 어레이(10)는 입력 영상이 표시되는 화면을 구현한다. 픽셀 어레이(10)는 터치 센서들(20)과, 터치 센서들(20)에 연결된 센서 라인들(16)을 포함한다.
픽셀 어레이(10)의 픽셀들은 컬러 구현을 위하여, 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 픽셀들 각각은 RGB 서브 픽셀들 이외에 백색(White, W) 서브 픽셀을 더 포함할 수 있다.
터치 센서들(20) 각각의 전극 패턴들은 다수의 픽셀들(11)에 연결되는 공통 전극의 분할 패턴으로 형성될 수 있다. 하나의 터치 센서(20)는 다수의 픽셀들(11)에 연결되어 디스플레이 구간 동안 다수의 픽셀들(11)에 공통 전압(Vcom)을 공급하고, 터치 센싱 구간 동안 터치 센서 구동부(RIC)에 의해 구동되어 터치 입력을 센싱한다.
표시패널(100)의 1 프레임 기간은 픽셀 어레이에 내장된 터치 센서들(20)과 픽셀들(11)을 구동하기 위하여, 하나 이상의 디스플레이 구간과, 하나 이상의 터치 센싱 구간으로 시분할된다. 표시패널(100)의 픽셀 어레이는 도 2에 도시된 바와 같이 둘 이상의 블록들(B1~BM)로 시분할 구동된다. 표시패널(100)의 픽셀 어레이는 터치 센서들(20)이 구동되는 터치 센싱 구간을 사이에 두고 분리된 디스플레이 구간들로 분할 구동된다.
화면의 블록들(B1~BM)은 물리적으로 분할될 필요가 없다. 블록들(B1~BM)은 터치 센싱 구간을 사이에 두고 시분할 구동된다. 예를 들어, 제1 디스플레이 구간 동안 제1 블록(B1)의 픽셀들이 구동되어 그 픽셀들(11)에 현재 프레임 데이터가 기입된 후, 제1 터치 센싱 구간 동안 화면 전체에서 터치 입력이 센싱된다. 제1 터치 센싱 구간에 이어서, 제2 디스플레이 구간 동안 제2 블록(B2)의 픽셀들(11)이 구동되어 그 픽셀들(11)에 현재 프레임 데이터가 기입된다. 이어서, 제2 터치 센싱 구간 동안 화면 전체에서 터치 입력이 센싱된다. 여기서, 터치 입력은 손가락이나 스타일러스 펜의 직접 터치 입력, 근접 터치 입력, 지문 터치 입력 등을 포함한다.
이러한 터치 센서의 구동 방법은 터치 레포트 레이트(touch report rate)를 화면의 프레임 레이트(frame rate) 보다 빠르게 할 수 있다. 프레임 레이트는 화면에 프레임 데이터를 업데이트하는 주파수이다. NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 프레임 레이트는 60Hz이다. PAL(Phase-Alternating Line) 방식에서 프레임 레이트는 50Hz이다.
터치 레포트 레이트(touch report rate)는 화면 전체에 대한 터치 입력 좌표를 발생하는 주파수이다. 본 발명은 화면을 미리 설정된 블록 단위로 분할 구동하고 디스플레이 구간들 사이에 터치 센서를 구동하여 좌표를 발생함으로써 터치 레포트 레이트를 화면의 프레임 레이트 보다 2 배 이상 빠르게 하여 터치 감도를 높일 수 있다.
표시패널(100)의 픽셀 어레이(10)는 TFT 어레이와 컬러 필터 어레이로 나뉘어질 수 있다. 표시패널(100)의 상판 또는 하판에 TFT 어레이가 형성될 수 있다. TFT 어레이는 데이터라인들(12)과 게이트라인들(14)의 교차부들에 형성된 TFT들(Thin Film Transistor), 데이터전압을 충전하는 픽셀 전극, 픽셀 전극에 접속되어 데이터 전압을 유지하는 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst) 등을 포함하여 입력 영상을 표시한다. TFT 어레이는 센서 라인들(16)과 그 센서 라인들(16)에 연결된 터치 센서들(20)의 전극을 포함한다.
표시패널(100)의 상판 또는 하판에 컬러 필터 어레이가 형성될 수 있다. 컬러 필터 어레이는 블랙매트릭스(black matrix), 컬러 필터(color filter) 등을 포함한다. COT(Color Filter on TFT)　또는 TOC(TFT on Color Filter)　모델의 경우에, TFT 어레이와 함께 컬러 필터와 블랙 매트릭스가 하나의 기판 상에 배치될 수 있다.
터치 센서(20)는 정전 용량 타입의 터치 센서 예를 들면, 상호 용량(mutual capacitance) 센서 또는 자기 용량(Self capacitance) 센서로 구현될 수 있다. 자기 정전 용량은 한 방향으로 형성된 단층의 도체 배선을 따라 형성된다. 상호 정전 용량은 직교하는 두 도체 배선들 사이에 형성된다. 도 3은 자기 정전 용량 타입의 터치 센서를 도시하였으나, 본 발명의 터치 센서들은 이에 한정되지 않는다.
터치 센서들(20)은 픽셀들(11)의 공통 전극으로부터 분할된 전극들로 구현될 수 있다. 터치 센서들(20)은 센서 라인들(16)을 통해 SRIC(102)에 연결된다.
SRIC(102)는 디스플레이 구간 동안 입력 영상의 데이터 전압을 데이터 라인들(12)에 공급하는 데이터 구동부(SIC)와, 센서 라인들(16)을 통해 터치 센서들(20)에 연결되어 터치 센싱 구간 동안 터치 센서들을 구동하는 터치 센서 구동부(RIC)를 포함한다.
데이터 구동부(SIC)의 디지털 회로는 디스플레이 구간 동안 타이밍 콘트롤러(Timing controller, TCON)(106)로부터 입력 영상의 픽셀 데이터(디지털 데이터)를 수신하고, 래치(latch)하여 디지털 아날로그 변환기(Digital-to- Analog Converter, 이하 "DAC"라 함)에 공급한다. DAC는 픽셀 데이터를 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 발생한다. 데이터 구동부(SIC)로부터 출력된 데이터전압은 데이터 라인들(12)에 공급된다. 데이터 구동부(SIC)와 데이터 라인들(12) 사이에 도시하지 않은 멀티플렉서(Multiplexer)가 배치될 수 있다. 멀티플렉서는 타이밍 콘트롤러(106)의 제어 하에 데이터 구동부(SIC)로부터 입력되는 데이터 전압을 데이터 라인들(12)에 분배한다. 1:3 멀티플렉서의 경우에, 멀티플렉서는 데이터 구동부(SIC)의 한 개 출력 채널을 통해 입력되는 데이터 전압을 시분할하여 두 개의 데이터 라인들로 시분할 공급한다. 1:3 멀티플렉서를 사용하면, 데이터 구동부(SIC)의 채널 수를 1/3로 줄일 수 있다.
SRIC(102)의 터치 센서 구동부(RIC)는 터치 센싱 구간 동안 터치 센서 제어부(220)로부터 수신된 센서 구동 신호(PWM_TX)에 따라 터치 센서들(20)에 전하를 공급하여 터치 센서들(20)을 구동한다. 터치 센서 구동부(RIC)는 터치 센싱 구간 동안 터치 센서들(20) 각각의 터치 입력 전후 용량 변화를 나타내는 터치 데이터(Touch raw data)를 출력한다.
터치 센서 구동부(RIC)는 도 3에 도시된 바와 같이 멀티플렉서(111)와 센싱 회로(112)를 구비한다. 멀티플렉서(111)는 터치 센서 제어부(220)의 제어 하에 센싱 회로(112)에 연결되는 센서 라인들(16)을 선택한다. 멀티플렉서(111)는 터치 센서 제어부(220)의 제어 하에 디스플레이 구간 동안 공통 전압(Vcom)을 공급할 수 있다. 멀티플렉서(111) 각각은 터치 센싱 구간 동안 센서 라인들(16)을 센싱 회로(112)의 채널에 순차적으로 연결함으로써 센싱 회로(112)의 채널 개수를 줄일 수 있다.
센싱 회로(112)는 멀티플렉서(111)와 센서 라인들(16)을 통해 기생 용량 제어부(210)으로부터의 무부하 신호(LFD)를 터치 센서들(20)에 공급하여 터치 센서들(20)에 전하를 충전하여 멀티플렉서(111)를 통해 연결된 센서 라인(16)으로부터 수신되는 터치 센서들(20)의 전하량을 증폭 및 적분하고 디지털 데이터로 변환하여 터치 입력 전후 용량 변화를 센싱한다. 이를 위하여, 센싱 회로(112)는 터치 센서(20)로부터 수신된 터치 센서 신호를 증폭하는 증폭기, 증폭기의 출력 전압을 누적하는 적분기, 적분기의 전압을 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(Analog-to-Digital Converter, 이하 "ADC"라 함) 등을 포함한다. ADC로부터 출력된 디지털 데이터는 터치 입력 전후 터치 센서(20)의 용량 변화를 지시하는 터치 데이터로서 터치 센서 제어부(220)로 전송된다. 센싱 회로(112)는 터치 센서 제어부(220)의 제어 하에 도 8에 도시된 바와 같이 MUX 블록(MUX1, MUX2) 단위로 터치 센서들(20)을 순차적으로 구동할 수 있다.
터치 센서 제어부(220)는 터치 센서 구동부(RIC)로부터 수신한 터치 데이터를 미리 설정된 문턱값과 비교하여, 문턱값 보다 높은 터치 데이터를 검출하여 터치 입력 각각의 좌표를 생성한다. 터치 센서 제어부(220)는 터치 입력 각각의 좌표(XY)를 도시하지 않은 호스트 시스템으로 전송한다. 터치 센서 제어부(220)는 센서 구동 신호(PWM_TX), ADC 클럭 등을 출력하여 터치 센서 구동부(RIC)의 구동 타이밍을 제어한다. 터치 센서 제어부(220)는 마이크로 콘트롤 유닛(Micro Control Unit, MCU)으로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
기생 용량 제어부(210)는 터치 센싱 구간 동안 터치 센서들(20)과 픽셀들 사이의 기생 용량(parasitic capacitance)을 최소화하여 터치 센서 신호의 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, 이하 “SNR”이라 함)를 개선한다. 이를 위하여, 기생 용량 제어부(210)는 터치 센서 제어부(220)로부터의 센서 구동 신호(PWM_TX)에 응답하여 무부하 신호(Load free driving signal, LFD)를 발생한다. 무부하 신호(LFD)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 데이터 라인(12), 게이트 라인(14), 및 센서 라인들(16)에 인가된다. 센서 라인들(16)에 인가되는 무부하 신호(LFD)는 터치 센서들(20)의 전하를 충전하고, 이웃한 센서 라인들(16) 간의 기생 용량을 최소화한다.
게이트 구동부(104)는 게이트 펄스 변조부(108)를 통해 입력되는 게이트 타이밍 제어 신호에 응답하여 게이트 펄스를 출력하는 시프트 레지스터(shift register)를 포함한다. 게이트 펄스 변조부(108)로부터 출력된 게이트 타이밍 제어 신호는 스타트 펄스, 시프트 클럭 등을 포함한다. 시프트 레지스터는 스타트 펄스를 시프트 클럭 타이밍에 맞추어 게이트 펄스를 시프트함으로써 게이트 펄스를 게이트 라인들(14)에 순차적으로 공급한다. 시프트 레지스터는 픽셀 어레이의 TFT 어레이와 함께 동일 공정으로 표시패널(100)의 기판 상에 직접 형성될 수 있다. 도 1에서 “GIP(Gate In Panel)”는 표시패널(100)의 기판 상에 직접 실장된 시프트 레지스터를 나타낸다.
게이트 펄스 변조부(108)는 타이밍 콘트롤러(106)로부터 디지털 신호 레벨의 게이트 타이밍 신호를 수신한다. 타이밍 콘트롤러(106)로부터 발생되는 게이트 타이밍 신호는 스타트 펄스, 시프트 클럭, 플리커 신호(FLK) 등을 포함한다. 게이트 펄스 변조부(108)는 스타트 펄스와 시프트 클럭의 전압을 게이트 하이 전압(Gate High Voltage, VGH)과 게이트 로우 전압(Gate Low Voltage)으로 시프트(shift)한다. 그리고 게이트 펄스 변조부(108)는 도 4에 도시된 바와 같이 플리커 신호(FLK)에 응답하여 VGH의 전압을 낮추어 게이트 시프트 클럭(GCLK1~GCLK6)의 VGH를 변조한다.
게이트 구동부(104)는 시프트 클럭(GCLK1~GCLK6)의 전압으로 게이트 라인(14)을 충전시키기 때문에 시프트 클럭(GCLK1~GCLK6)의 파형과 같은 파형으로 게이트 펄스가 변조된다. 도 1에서 “GPM(Gate Pulse Modulation)”은 게이트 펄스 변조부(108)를 나타낸다.
게이트 펄스 변조 방법은 아래와 같은 원리로 플리커(flcker)를 개선할 수 있다.
액정에 충전되는 전압은 TFT의 기생용량으로 인하여 발생되는 아래의 식으로 정의되는 킥백 전압(Kickback Voltage, △Vp)(또는 Feed Through Voltage, △Vp)에 영향을 받는다. 데이터 전압이 픽셀에 인가될 때 킥백 전압(△Vp) 만큼 변한다. 따라서, 킥백 전압(△Vp) 만큼 휘도가 변동되어 플리커가 보이게 된다.
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여기서, “Clc”는 픽셀의 액정 용량이고, “Cst”는 스토리지 커패시터(Cst) 픽셀의 스토리지 커패시터(Cst)이다. “Cgs”는 게이트 라인(14)에 연결된 TFT의 게이트와, 픽셀 전극(11)에 연결된 TFT의 소스 사이에 형성되는 기생용량이다. VGH-VGL는 게이트 라인(14)에 인가되는 게이트 펄스의 전압이다.
게이트 펄스의 폴링 에지(falling edge)에서 VGH의 전압을 낮게 변조하면, 위 식에서 VGH-VGL을 줄일 수 있으므로 △Vp를 줄일 수 있으므로 플리커를 개선할 수 있다.
전원 회로(300)는 직류-직류 변환기(DC-DC converter)를 이용하여 표시패널(100)의 구동에 필요한 직류 전원을 발생한다. 직류-직류 변환기는 차지 펌프(Charge pump), 레귤레이터(Regulator), 벅 변환기(Buck Converter), 부스트 변환기(Boost Converter) 등을 포함한다. 이 전원 회로(300)는 파워 IC(Power Integrated Circuit, PIC)로 구현될 수 있다. 전원 회로(300))는 표시패널(100)의 픽셀들과 터치 센서들을 구동하기 위하여 필요한 전원 예를 들어, AVDD, VGH, VGL, Vcom 등을 출력한다. AVDD(1.8V)는 데이터 구동부(SIC)의 데이터 수신 회로와 디지털 회로의 전원이고 또한, 터치 센서 구동부(RIC)의 아날로그 전원으로 이용된다. 터치 센서 구동부(RIC)에서, AVDD는 ADC의 바이어스(bias) 및 기준 블록 전원으로 이용된다.
타이밍 콘트롤러(106)는 도시하지 않은 호스트 시스템으로부터 수신되는 입력 영상의 픽셀 데이터를 SRIC(102)의 데이터 구동부(RIC)로 전송한다. 타이밍 콘트롤러(106)는 픽셀 데이터에 동기하여 수신되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력 받아 데이터 구동부(SIC)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호와, 게이트 구동부(104)의 동작 타이밍을 제어시키기 위한 게이트 타이밍 제어신호를 발생한다.
타이밍 콘트롤러(106)는 수직 동기신호(Vsync)를 바탕으로 SRIC(102)와 게이트 구동부(104)를 동기시키기 위한 동기 신호(Tsync)를 발생한다. 동기 신호(Tsync)의 하이 레벨은 디스플레이 구간을 정의하고, 동기 신호(Tsync)의 로우 레벨은 터치 센싱 구간을 정의할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 동기 신호(Tsync)는 터치 센서 제어부(220)에 공급된다. 전술한 바와 같이, 게이트 타이밍 제어신호는 스타트 펄스, 시프트 클럭, 플리커 신호 등을 포함한다.
호스트 시스템은 텔레비전 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 모바일 시스템, 웨어러블 시스템 중 어느 하나일 수 있다. 호스트 시스템은 입력 영상의 디지털 비디오 데이터를 표시패널(100)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 호스트 시스템은 입력 영상의 디지털 비디오 데이터와 함께 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, MCLK)을 타이밍 콘트롤러(106)으로 전송한다. 호스트 시스템은 터치 센서 제어부(220)로부터 수신된 터치 입력의 좌표 정보와 연계된 응용 프로그램을 실행한다.
도 5는 및 도 6은 픽셀들과 터치 센서들의 구동 방법을 보여 주는 파형도들이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 1 프레임 기간은 디스플레이 구간(D1, D2)과 터치 센싱 구간(S1, S2)으로 시분할될 수 있다. 디스플레이 프레임 레이트(frame rate)가 60Hz일 때 1 프레임 기간은 대략 16.7ms이다. 디스플레이 구간들(D1, D2) 사이에 하나의 터치 센싱 구간(S1, S2)이 할당된다.
SRIC(102)의 데이터 구동부(SIC)와 게이트 구동부(104)는 제1 디스플레이 구간(D1) 동안 제1 블록(B1)의 픽셀들에 현재 프레임 데이터를 기입하여 제1 블록(B1)에서 재현되는 영상을 현재 프레임 데이터로 업데이트한다. 제1 디스플레이 구간(D1) 동안 제1 블록(B1)을 제외한 나머지 블록(B2)의 픽셀들은 이전 프레임 데이터를 유지한다. 터치 센서 구동부(RIC)는 제1 디스플레이 구간(D1) 동안 터치 센서들(20)에 픽셀들의 기준 전압인 공통 전압(Vcom)을 공급한다.
SRIC(102)의 터치 센서 구동부(RIC)는 제1 터치 센싱 구간(S1) 동안 화면 내의 모든 터치 센서들(20)을 MUX 블록(MUX1, MUX2) 단위로 순차 구동하여 터치 입력을 센싱한다. 터치 센서 구동부(RIC)로부터 출력된 터치 데이터는 SPI(Serial Peripheral Interface)를 통해 터치 센서 제어부(220)로 전송될 수 있다. 터치 센서 제어부(220)는 터치 데이터를 분석하여 터치 입력 각각의 좌표 정보와 식별 정보(ID)를 포함한 터치 레포트 데이터(Touch report data)를 발생하여 호스트 시스템으로 전송한다.
SRIC(102)의 데이터 구동부(SIC)와 게이트 구동부(104)는 제2 디스플레이 구간(D2) 동안 제2 블록(B2)의 픽셀들에 현재 프레임 데이터를 기입하여 제2 블록(B2)에서 재현되는 영상을 현재 프레임 데이터로 업데이트한다. 제2 디스플레이 구간(D2) 동안 제2 블록(B2)을 제외한 나머지 블록(B1)의 픽셀들은 이전 프레임 데이터를 유지한다. 터치 센서 구동부(RIC)는 제2 디스플레이 구간(D2) 동안 터치 센서들(20)에 픽셀들의 공통 전압인 공통 전압(Vcom)을 공급한다.
SRIC(102)의 터치 센서 구동부(RIC)는 제2 터치 센싱 구간(S2) 동안 화면 내의 모든 터치 센서들(20)을 MUX 블록(MUX1, MUX2) 단위로 순차 구동하여 터치 입력을 센싱한다. 터치 센서 구동부(RIC)로부터 출력된 터치 데이터는 SPI를 통해 터치 센서 제어부(220)로 전송될 수 있다. 터치 센서 제어부(220)는 터치 데이터를 분석하여 터치 입력 각각의 좌표 정보와 식별 정보(ID)를 포함한 터치 레포트 데이터(Touch report data)를 발생하여 호스트 시스템으로 전송한다.
터치 센서들(20)은 픽셀들(11)과 연결되기 때문에 터치 센서들(20)과 픽셀들 간의 기생 용량이 크다. 이러한 기생 용량은 터치 센서 신호의 신호 대 잡음비(SNR) 저하를 초래한다.
디스플레이 구간 동안, 픽셀 구동 신호(픽셀 구동 신호(Vcom, Vdata, Vgate)가 픽셀들에 공급된다. Vcom은 디스플레이 구간 동안 센서 라인(16)을 통해 터치 센서 전극 즉, 공통 전극에 인가되는 공통 전압이다. Vdata는 디스플레이 구간 동안 데이터 라인들(12)에 공급되는 입력 영상의 데이터 전압이다. Vgate는 디스플레이 구간 동안 게이트 라인들(14)에 공급되는 게이트 펄스의 전압이다. 터치 센싱 구간 동안, 도 6과 같은 무부하 신호(LFD)가 데이터 라인(12), 게이트 라인(14), 및 센서 라인(16)에 인가된다. 무부하 신호(LFD)는 터치 센서들(20)을 구동하고 픽셀들과 터치 센서들(20) 간의 기생 용량을 최소화한다.
SRIC(102)는 터치 센싱 구간 동안(S1, S2) 기생 용량 제어부(210)로부터의 무부하 신호(LFD)를 데이터 라인들(12)과 센서 라인들(16)에 공급한다. 게이트 구동부(104)는 터치 센싱 구간 동안(S1, S2) 기생 용량 제어부(210)으로부터의 무부하 신호(LFD)를 게이트 라인들(14)에 공급한다.
센서 라인(16)에 인가되는 무부하 신호(LFD)의 전압(Vtouch)은 터치 센서(20)의 구동 전압과 같다. 도 6에서 ΔVtouch = ΔVd = ΔVg 이다. ΔVd는 데이터 라인들(12)에 인가되는 무부하 신호(LFD)의 전압이고, ΔVg는 게이트 라인들(12)에 인가되는 무부하 신호(LFD)의 전압이다. 따라서, 터치 센싱 구간(S1, S2) 동안 데이터 라인(12)과 터치 센서(20) 사이의 기생 용량, 게이트 라인(14)과 터치 센서(20) 사이의 기생 용량, 센서 라인들(16) 간의 기생 용량 각각에서, 기생 용량의 양단간 전압차가 없기 때문에 기생 용량이 최소화된다.
디스플레이 구간(D1, D2)으로부터 터치 센싱 구간(S1, S2)으로 전환될 때 무부하 신호(LFD)의 파형과 전압이 안정화될 때까지 시간(Δtd)이 필요할 수 있다. 표시패널(100)의 기생 용량과 터치 센서 구동 전압(Vtouch)에 따라 시간(Δtd)이 조정될 수 있다.
도 7은 터치 센싱 구간 동안 센서 구동 신호(PWM_TX)를 자세히 보여 주는 파형도이다. 도 8은 터치 센서들에서 MUX 블록(MUX1, MUX2)의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 터치 센서 제어부(220)는 터치 센싱 구간(S1) 동안 센서 구동 신호(PWM_TX)를 발생한다. 센서 구동 신호(PWM_TX)는 프리 PWM 신호(Pre-PWM), 더미 신호(DUM), 채널 활성화 신호(MUX1, MUX2)를 포함한다.
디스플레이 구간(D1)으로부터 터치 센싱 구간(S1)으로 동작 모드가 전환된 직후에 픽셀 구동 신호들(Vcom, Vdata, Vgate)이 무부하 신호(LFD)로 변경된다. 터치 센싱 구간(S1)의 초기게 무부하 신호(LFD)의 파형과 전압이 안정화되기까지 시간(Δt)이 필요로 한다. 이 시간(Δt) 동안, 프리 PWM 신호(Pre-PWM) 신호가 발생된다.
SRIC(102)의 터치 센서 구동부(RIC)는 프리 PWM 신호(Pre-PWM)와 더미 신호(DUM)에서 센싱 회로(112)의 채널들에 센서 라인들(16)을 연결하지 않고, 그 이후 발생되는 채널 활성화 신호 구간(CHMUX1, CHMUX2) 동안 센싱 회로(112)의 채널들에 센서 라인들(16)을 연결하여 터치 센서들(20)을 구동한다. 센싱 회로(112)는 제1 채널 활성화 신호 구간(CHMUX1) 동안, 제1 MUX 블록(MUX1)의 터치 센서들(20)로부터 수신된 신호를 ADC를 통해 디지털 데이터 즉, 터치 데이터로 변화하여 SPI를 통해 터치 센서 제어부(220)로 전송된다. 센싱 회로(112)는 제2 채널 활성화 구간(CHMUX2) 동안, 제2 MUX 블록(MUX2)의 터치 센서들(20)로부터 수신된 신호를 ADC를 통해 디지털 데이터로 변화하여 SPI를 통해 터치 센서 제어부(220)로 전송된다. 제2 채널 활성화 구간(CHMUX2) 동안 제1 MUX 블록(MUX1)의 터치 센서들(20)로부터 얻어진 ADC 출력 데이터 전송과 제2 MUX 블록(MUX1)의 터치 센선들(20)의 신호 수신, 증폭 및 적분이 동시에 처리될 수 있다. 제1 채널 활성화 구간(CHMUX1)와 제2 채널 활성화 구간(CHMUX2) 사이에 더미 신호(DUM)가 발생될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 데이터 구동부(SIC)와 터치 센서 구동부(RIC)의 전원을 공유하는 방법으로 SIRC(102)가 설계될 수 있다. 도 9에서, FPCB는 연성 회로 보드(Flexible Printed Circuit Board)이고, PCB는 인쇄 회로 보드(Printed Circuit Board)이다.
도 9에 도시된 바와 같이 데이터 구동부(SIC)와 터치 센서 구동부(RIC)이 AVDD를 공유하면, 터치 센서 구동부(RIC)에 인가되는 전원(AVDD)의 전압 강하가 커져 터치 센서 구동부(RIC)의 오동작을 초래할 수 있다. 데이터 구동부(SIC)의 저항(R1)과, 그 저항(R1)에 직렬 연결된 전원 배선(R2)의 저항이 더해진 저항값 만큼 전압 강하된 AVDD가 터치 센서 구동부(RIC)에 인가된다. 이로 인하여, 아래와 같은 터치 센서 구동부(RIC)의 오동작이 발생될 수 있다.
실험 결과에 의하면, 도 10에 도시된 바와 같이 제2 MUX 블록(MUX2)의 터치 센서 데이터를 ADC 동작 구간이 디스플레이 구간과 중첩(overlap)될 때, 데이터 구동부(SIC)에 픽셀들이 연결되기 때문에 데이터 구동부(SIC)의 저항(R1)이 더 커져 터치 센서 구동부(RIC)에 공급되는 AVDD의 IR 전압 강하(voltage drop)가 크게 발생하여 터치 센서 구동부(RIC)의 ADC 전원이 급변하고, 그 결과 터치 입력이 없는 터치 센서(20)에서 터치 입력 좌표가 발생되는 고스트 터치(Ghost touch) 인식이 발생될 수 있다. 이러한 문제는 디스플레이 구간과 터치 센싱 구간이 시분할될 인셀 터치 센서 구동 방법뿐만 아니라 픽셀들과 터치 센서들이 동시에 구동되는 경우에도 발생될 수 이다.
도 10의 예는 파워 세이빙 모드(Power saving mode)로 전환될 때 디스플레이 리프레쉬 레이트(Display refresh rate) 또는 프레임 레이트(Frame rate)를 낮추는 SDRRS(Seamless Display Refresh Rate Switching) 기능을 사용할 때 픽셀들이 구동되는 디스플레이 구간과 제2 MUX 블록의 터치 센서들(20)의 신호에 대한 ADC 동작이 중첩되어 ADC 출력 오류가 발생되는 예를 보여 준다. AC 어댑터(adaptor)가 연결된 상태에서 Display refresh rate = 60㎐로 동작하고 AC 어댑터 연결되지 않은 DC 배터리(Battery) 상태에서 소비 전력을 줄이기 위하여 Display Refresh rate = 50㎐로 동작하는 노트북 컴퓨터 시스템의 경우, 전원 상태가 DC 배터리 상태(50㎐)로부터 AC 어댑터 연결 상태(60㎐)로 변경될 때 터치 센서 신호의 ADC time과 디스플레이 구간이 중첩되어 고스트 현상이 발생될 수 있다.
게이트 펄스 변조부(108)가 터치 센싱 구간 동안 동작하면 도 12 및 도 13의 실험 결과에서 알 수 있듯이 터치 센싱 오류가 발생될 수 있다. 도 12 및 도 13은 터치 센싱 구간 동안 게이트 펄스 변조(GPM) 동작으로 인하여 센서 구동 신호(PWM_TX)의 노이즈와 터치 데이터의 지터(jitter)를 보여 준다. 도 12에서, “GPM(VGHM)”은 게이트 펄스 변조부(108)에서 플리커 신호(FLK)에 따라 VGH가 변조된 전압이다. 도 12에서 0.7V는 플리커 신호(FLK)의 반전 타이밍에 발생되는 센서 구동 신호(PWM_TX)의 노이즈이다. 도 13서, 플리커 신호(FLK)의 라이징/폴링 에지(rising/falling edge)에서 센서 구동 신호(PWM_TX)에 노이즈가 인가되어 데이터 데이터에 지터가 발생된다.
본 발명은 SRIC(102)의 오동작을 방지하기 위하여, 도 14에 도시된 바와 같이, 데이터 구동부(SIC)와 터치 센서 구동부(RIC)의 전원들 중 적어도 하나를 분리한다. 특히, 도 14와 같이 AVDD의 전원 공급 경로가 분리되어 AVDD는 데이터 구동부(SIC)와 터치 센서 구동부(RIC)에 독립적으로 공급될 수 있다. AVDD는 데이터 구동부(SIC)의 디지털 회로와 터치 센서 구동부(RIC)의 ADC 전원으로 이용된다.
도 14를 참조하면, AVDD는 SRIC(102) 내의 제1 전원 배선을 통해 터치 센서 구동부(RIC)에 인가된다. 또한, AVDD는 SRIC(102) 내의 제2 전원 배선을 통해 데이터 구동부(SIC)에 인가된다. 제1 전원 배선과 제2 전원 배선은 분리되어 있다. 터치 센서 구동부(RIC)는 데이터 구동부(SIC)를 사이에 두고 분리될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 제1 및 제2 전원 배선들은 도 14에 도시된 바와 같이 PCB와 FPCB 상에서도 분리될 수 있다.
본 발명은 터치 센싱 구간(S1) 동안 픽셀들을 구동하기 위한 제어 신호 중 적어도 하나의 출력을 멈추어 터치 센서 구동부의 오동작을 방지할 수 있다. 타이밍 콘트롤러는 게이트 구동부를 제어하는 제어 신호, 게이트 펄스 변조부를 제어하는 제어 신호, 데이터 구동부를 제어하는 제어 신호를 디스플레이 구간 동안 발생하여 픽셀들을 구동하는 반면, 터치 센싱 구간 동안 상기 제어 신호들 중 적어도 하나의 출력을 정지한다. 특히, 타이밍 콘트롤러(106)는 도 15에 도시된 바와 같이 게이트 펄스 변조부(108)에 입력되는 플리커 신호(FLK)의 출력을 정지할 수 있다. 그 결과, 디스플레이 구간 동안 게이트 펄스의 게이트 하이 전압이 변조되는 반면에(도 4에서 실선 참조), 터치 센싱 구간 동안 게이트 펄스의 게이트 하이 전압이 변조되지 않는다(도 4에서 점선 참조).
타이밍 콘트롤러(106)는 터치 센싱 구간 동안 플리커 신호(FLK) 뿐만 아니라 다른 게이트 타이밍 제어 신호의 출력을 멈출 수 있다. 나아가, 타이밍 콘트롤러(106)는 터치 센싱 구간 동안 데이터 구동부(SIC)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어 신호 중 하나 이상의 출력을 멈출 수 있다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 타이밍 콘트롤러(106)는 터치 센싱 구간(S1) 동안 플리커 신호(FLK)를 발생하지 않는다. 그 결과, 게이트 펄스 변조부(108)가 시프트 클럭의 VGH를 변조하지 않기 때문에 터치 센싱 구간 동안 게이트 펄스 변조(GPM)가 비활성화된다.
도 17은 게이트 펄스 변조를 비활성화한 실험에서 터치 데이터의 지터가 개선된 예를 보여 주는 실험 결과 도면이다. 이 실험에서 플리커 신호(FLK)는 모든 디스플레이 구간과 터치 센싱 구간에서 발생되지 않았다. 실제 구동 환경의 경우에 화상에서 플리커가 보이지 않도록 하고 터치 센싱 에러를 방지하기 위하여 터치 센싱 구간에서만 게이트 펄스 변조를 비활성화하는 것이 바람직하다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
SIC : 데이터 구동부 RIC : 터치 센서 구동부
102 : SRIC 100 : 표시패널
104 : 게이트 구동부 106 : 타이밍 콘트롤러
108 : 게이트 펄스 변조부 210 : 기생 용량 제어부
220 : 터치 센서 제어부 300 : 전원 회로

Claims (13)

  1. 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차되고 픽셀들과 터치 센서들이 배치된 표시패널; 및
    상기 데이터 라인들에 입력 영상의 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부와, 상기 터치 센서들을 구동하기 위한 터치 센서 구동부를 포함한 집적회로를 구비하고,
    상기 데이터 구동부와 상기 터치 센서 구동부의 전원들 중 적어도 하나가 분리되는 터치 센서를 갖는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 구동부와 상기 터치 센서 구동부에서 분리된 전원은,
    제1 전원 배선을 통해 상기 데이터 구동부에 인가되고,
    상기 제1 전원 배선과 분리된 제2 전원 배선을 통해 상기 터치 센서 구동부에 인가되어,
    상기 데이터 구동부의 디지털 회로와 상기 터치 센서 구동부의 아날로그 디지털 변환기(ADC)용 전원으로 이용되는 터치 센서를 갖는 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 라인들에 게이트 펄스를 공급하는 게이트 구동부;
    상기 게이트 구동부에 인가되는 게이트 펄스의 전압을 변조하는 게이트 펄스 제어부;
    상기 입력 영상의 픽셀 데이터를 상기 데이터 구동부로 전송하고 상기 데이터 구동부와 상기 게이트 구동부의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 콘트롤러; 및
    상기 터치 센서들의 동작 타이밍을 제어하기 위한 터치 센서 제어부를 더 구비하는 터치 센서를 갖는 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    1 프레임 기간이 적어도 하나의 디스플레이 구간과 적어도 하나의 터치 센싱 구간으로 시분할되고,
    상기 디스플레이 구간 동안 상기 픽셀들이 구동되고,
    상기 터치 센싱 구간 동안 상기 터치 센서들이 구동되는 터치 센서를 갖는 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 타이밍 콘트롤러는,
    상기 게이트 구동부를 제어하는 제어 신호, 상기 게이트 펄스 변조부를 제어하는 제어 신호, 상기 데이터 구동부를 제어하는 제어 신호를 상기 디스플레이 구간 동안 발생하고,
    상기 터치 센싱 구간 동안 상기 제어 신호들 중 적어도 하나의 출력을 멈추는 터치 센서를 갖는 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 타이밍 콘트롤러는
    상기 터치 센싱 구간 동안 상기 게이트 펄스 변조부에 인가될 제어 신호의 출력을 멈추는 터치 센서를 갖는 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 게이트 펄스 변조부는 상기 디스플레이 구간과 상기 터치 센서 구간 중 상기 디스플레이 구간에서만 상기 게이트 펄스의 전압을 변조하는 터치 센서를 갖는 표시장치.
  8. 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차되고 픽셀들과 터치 센서들이 배치된 표시패널;
    상기 데이터 라인들에 입력 영상의 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부와, 상기 터치 센서들을 구동하기 위한 터치 센서 구동부를 포함한 집적회로;
    상기 게이트 라인들에 게이트 펄스를 공급하는 게이트 구동부;
    상기 게이트 구동부에 인가되는 게이트 펄스의 전압을 변조하는 게이트 펄스 제어부; 및
    상기 입력 영상의 픽셀 데이터를 상기 데이터 구동부로 전송하고 상기 데이터 구동부와 상기 게이트 구동부의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 콘트롤러를 구비하고,
    상기 데이터 구동부의 디지털 회로와 상기 터치 센서 구동부의 아날로그 디지털 회로의 전원이 별도의 전원 경로를 통해 분리되어 상기 데이터 구동부와 상기 터치 센서 구동부에 공급되고,
    상기 타이밍 콘트롤러는 상기 터치 센서가 구동되는 기간 동안 상기 게이트 펄스 변조부에 인가될 제어 신호의 출력을 멈추는 터치 센서를 갖는 표시장치.
  9. 표시패널의 데이터 라인들에 입력 영상의 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부, 및 터치 센서들을 구동하기 위한 터치 센서 구동부를 포함한 집적회로를 구비하는 터치 센서를 갖는 표시장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 데이터 구동부와 상기 터치 센서 구동부의 전원들 중 적어도 하나를 분리하는 터치 센서를 갖는 표시장치의 구동 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 데이터 구동부와 상기 터치 센서 구동부에서 분리된 전원은,
    상기 데이터 구동부의 디지털 회로와 상기 터치 센서 구동부의 아날로그 디지털 변환기(ADC)용 전원으로 이용되는 터치 센서를 갖는 표시장치의 구동 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 표시패널의 픽셀들이 구동되는 제1 기간 동안 상기 표시패널의 게이트 라인들에 인가되는 게이트 펄스를 변조하는 단계; 및
    상기 터치 센서들이 구동되는 제2 기간 동안 상기 게이트 펄스의 변조를 멈추는 단계를 더 포함하는 터치 센서를 갖는 표시장치의 구동 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기간 중에서 상기 제1 기간에만 상기 게이트 펄스의 변조를 제어하기 위한 제어 신호를 발생하는 단계를 더 포함하는 터치 센서를 갖는 표시장치의 구동 방법.
  13. 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차되고 픽셀들과 터치 센서들이 배치된 표시패널, 상기 데이터 라인들에 입력 영상의 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부 및 상기 터치 센서들을 구동하기 위한 터치 센서 구동부를 포함한 집적회로, 상기 게이트 라인들에 게이트 펄스를 공급하는 게이트 구동부, 상기 게이트 구동부에 인가되는 게이트 펄스의 전압을 변조하는 게이트 펄스 제어부, 및 상기 입력 영상의 픽셀 데이터를 상기 데이터 구동부로 전송하고 상기 데이터 구동부와 상기 게이트 구동부의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 콘트롤러를 구비하는 표시장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 데이터 구동부의 디지털 회로에 인가되는 전원의 전원 공급 경로와, 상기 터치 센서 구동부의 아날로그 디지털 변환기의 전원 공급 경로를 분리하는 단계; 및
    상기 터치 센서가 구동되는 기간 동안 상기 타이밍 콘트롤러에서 상기 게이트 펄스 변조부에 인가될 제어 신호의 출력이 정지되는 단계를 포함하는 터치 센서를 갖는 표시장치의 구동 방법.
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