KR20190028257A - 터치 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법 - Google Patents

터치 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예들은 터치 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 터치 전극들에 대한 차동 센싱을 수행함으로써, 터치 전극들이 디스플레이 전극들(예: 데이터 라인, 게이트 라인 등)으로부터 받는 노이즈 성분을 제거하여 터치를 정확하게 센싱할 수 있게 해줌으로써, 디스플레이 구동과 터치 센싱이 동시에 정상적으로 수행될 수 있다. 이와 같이, 디스플레이 구동과 터치 센싱을 정상적으로 동시에 수행할 수 있게 됨에 따라, 고해상도의 디스플레이 구현이 가능해질 수 있다.

Description

터치 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법{TOUCH DISPLAY DEVICE, TOUCH CIRCUIT, AND TOUCH SENSING METHOD}
본 발명은 터치 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 터치 디스플레이 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치, 플라즈마 표시장치, 유기발광표시장치 등과 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.
이러한 표시장치 중, 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력방식을 제공하는 터치 표시 장치가 있다.
이러한 터치 표시 장치는 영상 표시 기능 및 터치 감지 기능을 모두 제공해야 하기 때문에, 프레임 시간 등의 구동 시간을 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간으로 분할하고, 디스플레이 구동 기간에서 디스플레이 구동을 수행하고, 디스플레이 구동 기간 이후에 진행되는 터치 구동 기간에서 터치 구동 및 터치 감지를 수행한다.
전술한 시간 분할 구동 방식의 경우, 디스플레이 구동과 터치 구동을 시간 분할하여 진행하기 위해서는, 상당히 정교한 타이밍 제어가 필요하고 이를 위한 고가의 부품이 필요할 수 있다.
또한, 시간 분할 구동 방식의 경우, 디스플레이 구동 시간 및 터치 구동 시간이 모두 부족할 수 있어, 영상 품질 및 터치 감도가 모두 저하되는 문제점이 있어 왔다. 특히, 시간 분할 구동으로 인해, 고해상도의 영상 품질을 제공해주지 못하는 문제점이 있어 왔다.
이러한 배경에서, 본 발명의 실시예들의 목적은, 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 수행할 수 있는 터치 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들의 다른 목적은, 터치 감도가 디스플레이 구동에 의해 영향을 받지 않도록 해주는 터치 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들의 또 다른 목적은, 고해상도의 디스플레이 구현을 가능하게 하는 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들의 또 다른 목적은, 데이터 구동에 영향을 받지 않고 터치 감지를 수행할 수 있는 터치 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들의 또 다른 목적은, 디스플레이 구동 시간을 최대한 확보하고 픽셀 충전 시간도 충분히 확보하면서 터치를 센싱할 수 있는 터치 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들은, 다수의 데이터 라인들 및 다수의 게이트 라인들이 배치되고, 다수의 터치 전극들이 배치되며, 다수의 터치 전극들과 대응되어 전기적으로 연결된 다수의 터치 라인들이 배치된 디스플레이 패널과, 다수의 터치 라인들 중 둘 이상의 터치 라인들을 통해 대응되는 둘 이상의 터치 전극들로부터 수신된 센싱 신호를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 감지하는 터치 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
이러한 터치 디스플레이 장치에서, 터치 회로는, 다수의 데이터 라인들로 데이터 전압들이 인가되는 디스플레이 구동 기간 동안, 다수의 터치 라인들 중 제1 터치 라인을 통해 제1 터치 전극으로부터 수신된 제1 센싱 신호와 다수의 터치 라인들 중 제2 터치 라인을 통해 제2 터치 전극으로부터 수신되는 제2 센싱 신호의 차이에 대응하는 출력 신호를 출력하는 차동 증폭기와, 출력 신호 또는 출력 신호가 신호 처리된 신호를 적분하여 출력하는 적분기를 포함할 수 있다.
터치 회로는, 다수의 터치 라인들 중 제1 터치 라인을 통해 제1 센싱 신호를 입력 받아 제1 입력 신호를 차동 증폭기로 출력하는 제1 전치 증폭기와, 다수의 터치 라인들 중 제2 터치 라인을 통해 제2 센싱 신호를 입력 받아 제2 입력 신호를 차동 증폭기로 출력하는 제2 전치 증폭기를 더 포함할 수 있다.
터치 회로는, 제1 전치 증폭기와 차동 증폭기 사이에 연결된 제1 증폭기와, 제2 전치 증폭기와 차동 증폭기 사이에 연결된 제2 증폭기를 더 포함할 수 있다.
터치 회로는, 차동 증폭기와 적분기 사이에 연결된 증폭기를 더 포함할 수 있다.
터치 회로는, 다수의 터치 라인들 중 차동 센싱을 위한 상기 제1 터치 라인(또는 제1 터치 전극)과 제2 터치 라인(또는 제2 터치 전극)을 선택하여 차동 증폭기에 전기적으로 연결해줄 수 있다.
멀티플렉서 회로는 2개의 제어 신호를 입력받아 차동 센싱을 위한 제1 터치 라인과 제2 터치 라인을 선택할 수 있다.
터치 디스플레이 장치에서, 다수의 터치 라인들 및 다수의 데이터 라인들은 동일한 방향을 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 다수의 데이터 라인들 및 다수의 게이트 라인들이 배치되고, 다수의 터치 전극들이 배치되며, 다수의 터치 전극들과 대응되어 전기적으로 연결된 다수의 터치 라인들이 배치된 디스플레이 패널을 구동하기 위한 터치 회로를 제공할 수 있다.
이러한 터치 회로는, 다수의 데이터 라인들로 데이터 전압들이 인가되는 디스플레이 구동 기간 동안, 다수의 터치 라인들 중 제1 터치 라인을 통해 제1 터치 전극으로부터 수신된 제1 센싱 신호와 다수의 터치 라인들 중 제2 터치 라인을 통해 제2 터치 전극으로부터 수신되는 제2 센싱 신호의 차이에 대응하는 출력 신호를 출력하는 차동 증폭기와, 출력 신호 또는 출력 신호가 신호 처리된 신호를 적분하여 출력하는 적분기를 포함할 수 있다.
터치 구동 신호는 전압 레벨이 변하는 신호일 수 있다.
터치 구동 신호는 디스플레이 패널이 접지된 그라운드 전압과 대응되는 전압일 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 다수의 데이터 라인들 및 다수의 게이트 라인들이 배치되고, 다수의 터치 전극들이 배치되며, 다수의 터치 전극들과 대응되어 전기적으로 연결된 다수의 터치 라인들이 배치된 디스플레이 패널과, 다수의 데이터 라인들로 데이터 전압들이 인가되는 디스플레이 구동 기간 동안, 다수의 터치 라인들 중 제1 터치 라인 및 제2 터치 라인으로부터 수신된 제1 센싱 신호 및 제2 센싱 신호 간의 차이에 대응하는 값을 포함하는 센싱 데이터를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 획득하는 터치 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 다수의 데이터 라인들 및 다수의 게이트 라인들이 배치되고, 다수의 터치 전극들이 배치되며, 다수의 터치 전극들과 대응되어 전기적으로 연결된 다수의 터치 라인들이 배치된 디스플레이 패널을 포함하는 터치 디스플레이 장치의 터치 센싱 방법을 제공할 수 있다.
이러한 터치 센싱 방법은, 다수의 데이터 라인들로 데이터 전압들이 인가되는 디스플레이 구동 기간 동안, 다수의 터치 라인들 중 제1 터치 라인을 통해 제1 터치 전극으로부터 제1 센싱 신호를 수신하고, 다수의 터치 라인들 중 제2 터치 라인을 통해 제2 터치 전극으로부터 제2 센싱 신호를 수신하는 단계와, 제1 센싱 신호 및 제2 센싱 신호의 차이에 대응하는 출력 신호를 생성하는 단계와, 출력 신호를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
이상에서 전술한 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 수행할 수 있는 터치 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 감도가 디스플레이 구동에 의해 영향을 받지 않도록 해주는 터치 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 고해상도의 디스플레이 구현을 가능하게 하는 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 데이터 구동에 영향을 받지 않고 터치 감지를 수행할 수 있는 터치 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동 시간을 최대한 확보하고 픽셀 충전 시간도 충분히 확보하면서 터치를 센싱할 수 있는 터치 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법을 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 시스템 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 시간 분할 구동을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 시간 프리 구동을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 싱글 센싱 방식의 터치 구동 회로를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 10는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 차동화 센싱 방식의 터치 구동 회로를 나타낸 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 차동화 센싱되는 2개의 터치 전극에 대한 예시들이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 시간 프리 구동을 위한 그라운드 전압 변조를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 차동화 센싱 방식에 따른 터치 센싱 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 센싱 방법의 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 전압 센싱 구조를 갖는 차동화 센싱 방식의 터치 구동 회로를 나타낸 다른 예시 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 전압 센싱 구조를 갖는 차동화 센싱 방식의 터치 구동 회로에서 적분기의 출력을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 전압 센싱 구조를 갖는 차동화 센싱 방식의 터치 구동 회로를 이용하는 경우, 데이터 전압, 터치 구동 신호 및 차동화 증폭기의 출력신호를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 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.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 시스템 구성도이다.
실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는, 영상 표시 기능과 터치 감지 기능 (터치 입력 기능)을 수행할 수 있다.
아래에서는, 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 영상 표시 기능을 제공하기 위한 구성들을 도 1을 참조하여 설명하고, 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 터치 감지 기능 (터치 입력 기능)을 제공하기 위한 구성들을 도 2를 참조하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는, 영상 표시 기능을 제공하기 위하여, 다수의 데이터 라인들(DL) 및 다수의 게이트 라인들(GL)이 배치되고, 다수의 데이터 라인들(DL) 및 다수의 게이트 라인들(GL)에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀들(SP)이 배열된 디스플레이 패널(DISP)과, 다수의 데이터 라인들(DL)을 구동하는 소스 구동 회로(SDC)와, 다수의 게이트 라인들(GL)을 구동하는 게이트 구동 회로(GDC)와, 소스 구동 회로(SDC) 및 게이트 구동 회로(GDC)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(TCON) 등을 포함한다.
디스플레이 패널(DISP)에는, 각 서브픽셀(SP) 내 픽셀 전극이 배치될 수 있다.
각 서브픽셀(SP)의 픽셀 전극에는 픽셀 전압이 인가될 수 있다.
또한, 디스플레이 패널(DISP)에는, 공통 전압이 인가되는 하나 또는 둘 이상의 공통 전극이 배치될 수 있다.
하나의 공통 전극은 디스플레이 패널(DISP)의 전면에 형성된 1개의 통 전극이다.
둘 이상의 공통 전극은 1개의 통 전극을 둘 이상으로 분할한 전극으로 볼 수 있다. 둘 이상의 공통 전극 각각은, 1개의 서브픽셀 영역 크기보다 큰 크기를 가질 수 있다.
각 서브픽셀(SP)에서는, 해당 픽셀 전극에 인가된 픽셀 전압(데이터 전압일 수 있음)과 공통 전극에 인가된 공통 전압에 의해, 해당 전계(Electric Field)가 형성될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(TCON)는, 소스 구동 회로(SDC) 및 게이트 구동 회로(GDC)로 각종 구동 제어신호(DCS, GCS)를 공급하여, 소스 구동 회로(SDC) 및 게이트 구동 회로(GDC)를 제어한다.
이러한 타이밍 컨트롤러(TCON)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 소스 구동 회로(SDC)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터(Data)를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.
전술한 타이밍 컨트롤러(TCON)는, 입력 영상 데이터와 함께, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 데이터 인에이블(DE: Data Enable) 신호, 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호들을 외부(예: 호스트 시스템)로부터 수신한다.
타이밍 컨트롤러(TCON)는, 외부로부터 입력된 입력 영상 데이터를 소스 구동 회로(SDC)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터를 출력하는 것 이외에, 소스 구동 회로(SDC) 및 게이트 구동 회로(GDC)를 제어하기 위하여, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 DE 신호, 클럭 신호 등의 타이밍 신호를 입력 받아, 각종 구동 제어 신호들을 생성하여 소스 구동 회로(SDC) 및 게이트 구동 회로(GDC)로 출력한다.
예를 들어, 타이밍 컨트롤러(TCON)는, 게이트 구동 회로(GDC)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC: Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE: Gate Output Enable) 등을 포함하는 각종 게이트 구동 제어 신호(GCS)를 출력할 수 있다.
또한, 타이밍 컨트롤러(TCON)는, 소스 구동 회로(SDC)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(SSP: Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC: Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(SOE: Source Output Enable) 등을 포함하는 각종 데이터 구동 제어 신호(DCS)를 출력할 수 있다.
이러한 타이밍 컨트롤러(TCON)는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)를 포함하여 다른 제어 기능도 더 수행하는 제어장치일 수 있다.
이러한 타이밍 컨트롤러(TCON)는, 소스 구동 회로(SDC)와 별도의 부품으로 구현될 수도 있고, 소스 구동 회로(SDC)와 함께 통합되어 집적회로로 구현될 수 있다.
소스 구동 회로(SDC)는, 타이밍 컨트롤러(TCON)로부터 영상 데이터(Data)를 입력 받아 다수의 데이터 라인들(DL)로 데이터 전압을 공급함으로써, 다수의 데이터 라인들(DL)을 구동한다. 여기서, 소스 구동 회로(SDC)는 데이터 구동 회로라고도 한다.
이러한 소스 구동 회로(SDC)는, 적어도 하나의 소스 드라이버 집적회로(SDIC: Source Driver Integrated Circuit)를 포함하여 구현될 수 있다.
각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 시프트 레지스터(Shift Register), 래치 회로(Latch Circuit), 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital to Analog Converter), 출력 버퍼(Output Buffer) 등을 포함할 수 있다.
각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 경우에 따라서, 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter)를 더 포함할 수 있다.
각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 디스플레이 패널(DISP)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 디스플레이 패널(DISP)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 디스플레이 패널(DISP)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 디스플레이 패널(DISP)에 연결된 필름 상에 실장 되는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
게이트 구동 회로(GDC)는, 다수의 게이트 라인들(GL)로 스캔 신호를 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인들(GL)을 순차적으로 구동한다. 여기서, 게이트 구동 회로(GDC)는 스캔 구동 회로라고도 한다.
이러한 게이트 구동 회로(GDC)는, 적어도 하나의 게이트 구동회로 집적회로(GDIC: Gate Driver Integrated Circuit)를 포함하여 구현될 수 있다.
각 게이트 구동회로 집적회로(GDIC)는 시프트 레지스터(Shift Register), 레벨 쉬프터(Level Shifter) 등을 포함할 수 있다.
각 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 디스플레이 패널(DISP)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 디스플레이 패널(DISP)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 디스플레이 패널(DISP)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)는 디스플레이 패널(DISP)과 연결된 필름 상에 실장 되는 칩 온 필름(COF) 방식으로 구현될 수도 있다.
게이트 구동 회로(GDC)는, 타이밍 컨트롤러(TCON)의 제어에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 스캔 신호를 다수의 게이트 라인들(GL)로 순차적으로 공급한다.
소스 구동 회로(SDC)는, 게이트 구동 회로(GDC)에 의해 특정 게이트 라인이 열리면, 타이밍 컨트롤러(TCON)로부터 수신한 영상 데이터(DATA)를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인들(DL)로 공급한다.
소스 구동 회로(SDC)는, 디스플레이 패널(DISP)의 일측(예: 상측 또는 하측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 디스플레이 패널(DISP)의 양측(예: 상측과 하측)에 모두 위치할 수도 있다.
게이트 구동 회로(GDC)는, 디스플레이 패널(DISP)의 일 측(예: 좌측 또는 우측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 디스플레이 패널(DISP)의 양측(예: 좌측과 우측)에 모두 위치할 수도 있다.
도 2를 참조하면, 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는, 터치 감지 기능을 제공하기 위하여, 터치스크린 패널(TSP)과, 터치스크린 패널(TSP)을 이용하여 터치를 센싱하기 위한 터치 회로(TC)를 포함할 수 있다.
터치 회로(TC)는 터치 구동 회로(TDC) 및 마이크로 컨트롤 유닛(MCU) 등을 포함할 수 있다.
터치 구동 회로(TDC) 및 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)는 별도로 구현될 수도 있고, 통합되어 하나로 구현될 수도 있다.
터치스크린 패널(TSP)에는 다수의 터치 전극들(TE)과, 다수의 터치 전극들(TE)과 대응되어 전기적으로 연결된 다수의 터치 라인들(TL)이 배치될 수 있다.
1개의 터치 전극(TE)은 통 전극일 수 있고, 여러 개의 홀이 있는 형태의 전극이거나 메쉬 형태의 전극일 수 있으며, 빗살 모양의 전극일 수 있다.
하나의 터치 전극(TE)은 하나 이상의 컨택 홀(Contact Hole) 등을 통해 하나 또는 둘 이상의 터치 라인들(TL)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 다수의 터치 라인들(TL)은 다수의 터치 전극들(TE)을 터치 구동 회로(TDC)와 전기적으로 연결시켜준다.
터치 구동 회로(TDC)는 터치스크린 패널(TSP)을 구동하여 센싱 데이터(터치 로우 데이터(Touch Raw Data))를 생성하여 출력할 수 있다.
일 예로, 터치 구동 회로(TDC)는, 터치스크린 패널(TSP)에 배치된 다수의 터치 전극들(TE)의 전체 또는 일부로 터치 구동 신호를 공급하고, 적어도 하나의 터치 전극(TE)으로부터 신호를 검출하여 센싱 데이터를 생성하여 출력할 수 있다.
터치 구동 회로(TDC)는 하나 이상의 터치 라인들(TL)을 통해 하나 이상의 터치 전극들(TE)로 터치 구동 신호를 공급하고 터치 센싱 신호를 검출할 수 있다.
마이크로 컨트롤 유닛(MCU)는 터치 구동 회로(TDC)에서 출력된 센싱 데이터를 이용하여 터치 유무 및/또는 터치 좌표를 획득할 수 있다.
터치 디스플레이 장치는 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 센싱 장치이거나, 셀프-캐패시턴스 기반의 터치 센싱 장치일 수 있다.
뮤추얼-캐패시턴스에 기반하여 터치를 센싱하는 경우, 터치스크린 패널(TSP) 상의 터치 전극들(TE)은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 이 경우, 각 터치 전극(TE)은 바(Bar) 형상일 수 있다.
또는, 뮤추얼-캐패시턴스에 기반하여 터치를 센싱하는 경우, 패널(TSP) 상의 터치 전극들(TE)은 행 방향의 터치 전극 라인들과 열 방향의 터치 전극 라인들을 형성할 수 있다. 이 경우, 터치 전극들(TE)은 다이아몬드 형태일 수 있다.
터치 구동 회로(TDC)는, 행 방향(또는 열 방향)의 터치 전극들(TE) 또는 터치 전극 라인들로 터치 구동 신호를 공급하고, 열 방향(또는 행 방향)의 터치 전극들(TE) 또는 터치 전극 라인들로 터치 센싱 신호를 수신하고, 수신된 터치 센싱 신호를 토대로 센싱 데이터를 생성하여 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)로 공급한다. 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)은 센싱 데이터를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 센싱한다.
셀프-캐패시턴스에 기반하여 터치를 센싱하는 경우, 터치스크린 패널(TSP) 상의 터치 전극들(TE)은 서로 전기적으로 분리된 전극일 수 있다. 각
터치 구동 회로(TDC)는, 다수의 터치 전극들(TE)의 전체 또는 일부로 터치 구동 신호를 공급하고, 터치 구동 신호가 공급된 터치 전극들(TE)로부터 터치 센싱 신호를 수신하고, 수신된 터치 센싱 신호를 토대로 센싱 데이터를 생성하여 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)로 공급한다. 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)은 센싱 데이터를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 센싱한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는, 셀프-캐패시턴스에 기반하여 터치를 감지할 수도 있고, 뮤추얼-캐패시턴스에 기반하여 터치를 감지할 수도 있다. 다만, 아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 셀프-캐패시턴스에 기반하여 터치를 감지하는 것을 예로 들어 설명한다.
터치스크린 패널(TSP)은 디스플레이 패널(DISP)과 별도로 제작되어 디스플레이 패널(DISP)과 본딩될 수도 있고, 디스플레이 패널(DISP)에 내장될 수도 있다.
터치스크린 패널(TSP)이 디스플레이 패널(DISP)에 내장되는 경우, 터치스크린 패널(TSP)은 다수의 터치 전극들(TE) 및 다수의 터치 라인들(TL)의 집합체로 볼 수 있다.
터치 구동 회로(TDC) 및 소스 구동 회로(SDC)는 통합되어 구현될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치스크린 패널(TSP)이 내장된 디스플레이 패널(DISP)을 나타낸 도면이다.
터치스크린 패널(TSP)이 디스플레이 패널(DISP)에 내장되는 경우, 디스플레이 패널(DISP)에 배치된 다수의 터치 전극들(TE)은 디스플레이 구동 시 활용되는 공통 전극일 수 있다. 이 경우, 일 예로, 디스플레이 패널(DISP)은 액정표시패널일 수 있다.
따라서, 영상 표시를 위해서 다수의 터치 전극들(TE)들에는 공통 전압이 인가되고, 터치 감지를 위해서 다수의 터치 전극들(TE)들의 전체 또는 일부로 터치 구동 신호가 인가될 수 있다.
한편, 디스플레이 패널(DISP)은 유기발광표시패널일 수도 있다. 이 경우, 다수의 터치 전극들(TE) 및 다수의 터치 라인들(TL)은, 디스플레이 패널(DISP)에서 전면 배치되며 공통 전압이 인가되는 공통 전극 상에 배치된 봉지 층(Encapsulation Layer) 상에 위치할 수 있다.
여기서, 유기발광표시패널인 디스플레이 패널(DISP)에 전면에 배치된 공통 전극은, 일 예로, 각 서브픽셀(SP) 내 유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)의 애노드 전극(픽셀 전극에 해당함)과 캐소드 전극 중 캐소드 전극일 수 있고, 공통 전압은 캐소드 전압일 수 있다.
이 경우, 다수의 터치 전극들(TE) 각각은 오픈 영역이 없는 통 전극 형태일 수 있다. 이때, 다수의 터치 전극들(TE) 각각은 서브픽셀들(SP)에서의 발광을 위해 투명 전극일 수 있다.
또는, 다수의 터치 전극들(TE) 각각은 여러 개의 오픈 영역들이 있는 메쉬 타입의 전극일 수 있다. 이때, 다수의 터치 전극들(TE) 각각에서 각 오픈 영역은 서브픽셀(SP)의 발광 영역(예: 애노드 전극의 일부가 위치한 영역)에 대응될 수 있다.
한편, 터치 전극 크기와 관련하여, 다수의 터치 전극들(TE) 각각의 영역은 2개 이상의 서브픽셀들(SP)의 영역과 중첩될 수 있다.
즉, 1개의 터치 전극(TE)의 영역 크기는 2개 이상의 서브픽셀들(SP)의 영역 크기와 대응될 수 있다.
1개의 터치 전극(TE)은 2개 이상의 게이트 라인(GL)과 중첩될 수 있다.
1개의 터치 전극(TE)과 2개 이상의 게이트 라인(GL)은 서로 절연되어 있다.
1개의 터치 전극(TE)은 2개 이상의 데이터 라인(DL)과 중첩될 수 있다.
1개의 터치 전극(TE)과 2개 이상의 데이터 라인(DL)은 서로 절연되어 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 다수의 터치 라인들(TL)은 터치스크린 패널(TSP) 내에서 서로 절연되어 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 다수의 터치 라인들(TL)은 다수의 데이터 라인들(DL)과 동일한 방향으로 배열될 수 있다.
이 경우, 터치 라인들(TL)과 평행한 데이터 라인들(DL)은 동일한 방향으로 배치된 터치 전극들(TE)에 영향을 끼치게 된다. 즉, 터치 라인들(TL)과 평행한 데이터 라인들(DL)의 전압 상태는 동일한 방향으로 배치된 터치 전극들(TE)의 전압 상태에 영향을 끼치게 된다.
또는, 다수의 터치 라인들(TL)은 다수의 게이트 라인들(GL)과 동일한 방향으로 배열될 수도 있다.
이 경우, 터치 라인들(TL)과 평행한 게이트 라인들(GL)은 동일한 방향으로 배치된 터치 전극들(TE)에 영향을 끼치게 된다. 즉, 터치 라인들(TL)과 평행한 게이트 라인들(GL)의 전압 상태는 동일한 방향으로 배치된 터치 전극들(TE)의 전압 상태에 영향을 끼치게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 시간 분할 구동을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 시간 프리 구동을 나타낸 도면이다.
아래에서는, 다수의 터치 전극들(TE)이 디스플레이 구동을 위한 공통 전극 역할을 하는 경우를 가정한다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는 시간 분할 구동(Time Division Driving) 방식 및/또는 시간 프리 구동(Time Free Driving) 방식으로 구동 동작을 할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는 시간 분할 구동(Time Division Driving) 방식으로 구동 동작을 하는 경우, 영상 표시 기능을 제공하기 위한 디스플레이 구동과 터치 감지 기능을 제공하기 위한 터치 구동을 시분할 된 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간에서 각각 수행할 수 있다.
디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간은 터치 동기 신호(TSYNC)에 의해 타이밍이 제어될 수 있다.
디스플레이 구동 기간 동안, 다수의 터치 전극들(TE)에는 DC 전압인 공통 전압이 인가될 수 있다.
여기서, 공통 전압은 각 서브픽셀 내 픽셀 전극에 인가되는 픽셀 전압과 전계를 형성하는 전압일 수 있다.
터치 구동 기간 동안, 다수의 터치 전극들(TE)의 전체 또는 일부로 터치 구동 신호(TDS)가 인가될 수 있다.
이때, 데이터 라인(DL)들의 전체 또는 일부로 터치 구동 신호(TDS) 또는 이와 대응되는 신호가 인가될 수 있다. 게이트 라인(GL)들의 전체 또는 일부로 터치 구동 신호(TDS) 또는 이와 대응되는 신호가 더 인가될 수도 있다.
터치 구동 신호(TDS)는 전압 레벨이 가변 되는 신호일 수 있다.
터치 구동 신호(TDS)는 AC 신호 또는 변조 신호 또는 펄스 신호라고도 할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는 시간 프리 구동(Time Free Driving) 방식으로 구동 동작을 하는 경우, 영상 표시 기능을 제공하기 위한 디스플레이 구동과 터치 감지 기능을 제공하기 위한 터치 구동을 동시에 수행할 수 있다. 이러한 시간 프리 구동 방식을 동시 구동 방식이라고도 한다.
하나의 프레임 시간은 하나 이상의 액티브 시간과 하나 이상의 블랭크 시간에 대응될 수 있다.
실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 시간 프리 구동(Time Free Driving) 방식으로 구동 동작을 하는 경우, 매 프레임 시간에서의 액티브 시간 동안, 데이터 전압(VDATA)을 데이터 라인(DL)으로 공급하고, 이때, 다수의 터치 전극들(TE)로 터치 구동 신호(TDS)을 공급할 수 있다.
터치 구동 신호(TDS)는, 터치 센싱을 위해 터치 전극들(TE)을 구동하기 위한 신호이면서, 터치 전극들(TE)이 디스플레이 구동을 위한 공통 전극 역할을 하도록 하는 공통 전압일 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 시간 프리 구동(Time Free Driving) 방식으로 구동 동작을 하는 경우, 각 서브픽셀 내 픽셀 전극에 인가되는 픽셀 전압과 전계를 형성하는 공통 전압은, DC 전압이 아니라, 전압 레벨이 가변 되는 신호일 수 있다.
이러한 공통 전압은 AC 신호 또는 변조 신호 또는 펄스 신호라고도 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 시간 프리 구동(Time Free Driving) 방식으로 구동 동작을 하는 경우, 다수의 터치 전극들(TE)은 여러 개로 블록화된 공통 전극일 수 있고, 터치 구동 신호(TDS)은 공통 전압으로도 볼 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는 시간 분할 구동(Time Division Driving) 방식을 항상 구동 동작을 할 수도 있고, 시간 프리 구동(Time Free Driving) 방식으로 항상 구동 동작을 할 수 있으며, 시간 분할 구동(Time Division Driving) 방식과 시간 프리 구동(Time Free Driving) 방식을 모두 이용하여 구동 동작을 할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 싱글 센싱 방식의 터치 구동 회로(TDC)를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는 다수의 터치 전극들(TE)을 순차적으로 또는 동시에 구동하고, 각 터치 전극(TE)을 서로 분리하여 센싱할 수 있다.
이와 같이, 각 터치 전극(TE)을 서로 분리하여 센싱하는 방식을 싱글 센싱 방식 또는 싱글 엔디드(Single Ended) 방식이라고 한다.
디스플레이 패널(DISP)에 하나의 디스플레이 전극(예: 데이터 라인, 게이트 라인)과 공통으로 중첩되는 제1 터치 전극(TE1)과 제2 터치 전극(TE2)은 제1 터치 라인(TL1)과 제2 터치 라인(TL2)를 통해 터치 구동 회로(TDC)와 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 구동 회로(TDC)는, 제1 터치 전극(TE1)에 대한 센싱 유닛과, 제2 터치 전극(TE2)에 대한 센싱 유닛을 포함할 수 있다.
터치 구동 회로(TDC)는, 제1 터치 전극(TE1)에 대한 센싱 유닛으로서, 제1 터치 라인(TL1)을 통해 제1 센싱 신호(TSS1)를 입력 받는 제1 전치 증폭기(P-AMP1)와, 제1 전치 증폭기(P-AMP1)에서 출력된 신호를 증폭하는 증폭기(A-APM1)와, 이 증폭기(A-AMP1)에 출력된 신호를 적분하는 제1 적분기(INTG1) 등을 포함할 수 있다.
터치 구동 회로(TDC)는, 제2 터치 전극(TE2)에 대한 센싱 유닛으로서, 제12 터치 라인(TL2)을 통해 제2 센싱 신호(TSS2)를 입력 받는 제2 전치 증폭기(P-AMP2)와, 제2 전치 증폭기(P-AMP2)에서 출력된 신호를 증폭하는 증폭기(A-APM2)와, 이 증폭기(A-AMP2)에 출력된 신호를 적분하는 제2 적분기(INTG2) 등을 포함할 수 있다.
제1 전치 증폭기(P-AMP1)는 터치 구동 신호(TDS)를 입력 받는 비반전 입력단과, 터치 구동 신호(TDS)를 제1 터치 라인(TL1)으로 출력하고 제1 터치 라인(TL1)으로부터 제1 센싱 신호(TSS1)를 입력 받는 반전 입력단과, 제1 센싱 신호(TSS1) 또는 이와 대응되는 신호를 출력하는 출력단을 포함할 수 있다.
제1 전치 증폭기(P-AMP1)의 반전 입력단과 출력단 사이에는 피드백 캐패시터(Cfb1)가 연결될 수 있다.
제2 전치 증폭기(P-AMP2)는 터치 구동 신호(TDS)를 입력 받는 비반전 입력단과, 터치 구동 신호(TDS)를 제2 터치 라인(TL2)으로 출력하고 제2 터치 라인(TL2)으로부터 제2 센싱 신호(TSS2)를 입력 받는 반전 입력단과, 제2 센싱 신호(TSS2) 또는 이와 대응되는 신호를 출력하는 출력단을 포함할 수 있다.
제2 전치 증폭기(P-AMP2)의 반전 입력단과 출력단 사이에는 피드백 캐패시터(Cfb2)가 연결될 수 있다.
전술한 제1 터치 전극(TE1)에 대한 센싱 유닛과 제2 터치 전극(TE2)에 대한 센싱 유닛은 다른 센싱 유닛일 수도 있다.
또는, 제1 터치 전극(TE1)과 제2 터치 전극(TE2)을 다른 시간대에 센싱하는 경우에는, 제1 터치 전극(TE1)에 대한 센싱 유닛과 제2 터치 전극(TE2)에 대한 센싱 유닛은 동일한 센싱 유닛일 수도 있다.
전술한 바와 같이, 싱글 센싱 방식의 경우, 데이터 라인(DL) 등의 디스플레이 전극과 터치 전극(TE) 사이의 커플링에 의해 디스플레이 전극의 전압 변동이 터치 센싱 신호(TSS)에 영향을 주게 된다. 이에 따라, 터치 센싱 오동작이 발생할 수 있으며, 터치 감도도 크게 낮아질 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 시간 분할 방식으로 구동 동작을 하는 경우, 데이터 라인(DL) 등의 디스플레이 전극에서의 전압 변동이 발생하지 않을 때, 터치 구동 및 센싱 동작이 진행됨으로써, 데이터 라인(DL) 등의 디스플레이 전극과 터치 전극(TE) 사이의 커플링 영향을 최소화할 수 있다.
하지만, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 시간 분할 구동 방식으로 구동 동작을 하는 경우, 한 프레임 시간 내에 터치 구동 및 센싱을 위한 시간을 별도로 할당해야 하기 때문에, 디스플레이 구동 시간이 부족할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 고해상도의 디스플레이에 적용될 경우, 고해상도로 만족시킬만한 디스플레이 구동 시간이 상당히 부족할 수 있고, 픽셀 단위로 볼 때, 충분한 픽셀 충전 시간을 확보하기가 어려운 단점이 있다.
따라서, 고해상도의 디스플레이를 가능하게 하기 위하여 시간 프리 구동 방식으로 구동 동작을 수행하면서도, 데이터 라인(DL) 등의 디스플레이 전극과 터치 전극(TE) 사이의 커플링 영향을 최소화 해줄 수 있는 방법이 절실한 상황이다.
아래에서, 고해상도의 디스플레이를 가능하게 하기 위하여 시간 프리 구동 방식으로 구동 동작을 수행하면서도, 데이터 라인(DL) 등의 디스플레이 전극과 터치 전극(TE) 사이의 커플링 영향을 최소화 해줄 수 있는 방법을 설명한다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 차동화 센싱 방식의 터치 구동 회로를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는, 터치스크린 패널(TSP)이 내장된 디스플레이 패널(DISP)과, 디스플레이 패널(DISP)을 통해 영상이 표시되는 동안 터치를 센싱하기 위한 터치 회로(TC) 등을 포함할 수 있다.
터치스크린 패널(TSP)이 내장된 디스플레이 패널(DISP)에는, 다수의 데이터 라인(DL)들 및 다수의 게이트 라인(GL)들이 배치되고, 다수의 터치 전극들(TE)이 배치되며, 다수의 터치 전극들(TE)과 대응되어 전기적으로 연결된 다수의 터치 라인들(TL)이 배치될 수 있다.
터치 회로(TC)는, 시간 프리 구동(Time Free Driving) 방식으로 터치 전극들(TE)을 구동하고, 차동 센싱(Differential Sensing) 방식으로 터치 전극들(TE)을 센싱할 수 있다.
즉, 터치 회로(TC)는, 다수의 데이터 라인(DL)들로 데이터 전압(VDATA)들이 인가되는 디스플레이 구동 기간 동안, 다수의 터치 라인들(TL) 중 제1 터치 라인(TL1) 및 제2 터치 라인(TL2)으로부터 수신된 제1 센싱 신호(TSS1) 및 제2 센싱 신호(TSS2) 간의 차이에 대응하는 값을 포함하는 센싱 데이터를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 획득할 수 있다.
전술한 바에 따르면, 디스플레이 전극에 의해 2개의 터치 전극(TE1, TE2)에서 발생하는 노이즈 성분을 제거하여 터치 센싱을 할 수 있다. 즉, 터치 구동 및 센싱이 디스플레이 구동에 의해 받게 되는 영향을 제거할 수 있다. 이를 통해, 디스플레이 구동과 터치 구동이 동시에 진행되는 시간 프리 구동을 정상적으로 수행할 수 있다. 따라서, 디스플레이 구동 시간을 최대한 확보할 수 있고, 픽셀 충전 시간도 충분히 확보할 수 있게 되어, 고해상도의 디스플레이 구현이 가능해질 수 있다.
아래에서는, 시간 프리 구동(Time Free Driving) 방식으로 터치 전극들(TE)을 구동하고, 차동 센싱(Differential Sensing) 방식으로 터치 전극들(TE)을 센싱 하는 터치 회로(TC) 내 터치 구동 회로(TDC)에 대하여, 도 7 내지 도 10을 통해 더욱 상세하게 살펴본다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 차동화 센싱(Differential Sensing) 방식의 터치 구동 회로(TDC)를 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 터치 회로(TC) 내 터치 구동 회로(TDC)는, 다수의 터치 라인들(TL) 중 둘 이상의 터치 라인(TL1, TL2)들을 통해 대응되는 둘 이상의 터치 전극들(TE1, TE2)로부터 둘 이상의 센싱 신호(TSS1, TSS2)를 수신할 수 있다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 터치 회로(TC) 내 터치 구동 회로(TDC)는 다수의 터치 라인들(TL) 중 제1 터치 라인(TL1) 및 제2 터치 라인(TL2)와 전기적으로 연결된 차동 증폭기(D-AMP) 등을 포함할 수 있다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 예를 들어, 차동 증폭기(D-AMP)는, 다수의 데이터 라인(DL)들로 데이터 전압(VDATA)들이 인가되는 디스플레이 구동 기간 동안, 다수의 터치 라인들(TL) 중 제1 터치 라인(TL1)을 통해 제1 터치 전극(TE1)으로부터 수신된 제1 센싱 신호(TSS1)와 다수의 터치 라인들(TL) 중 제2 터치 라인(TL2)을 통해 제2 터치 전극(TE2)으로부터 수신되는 제2 센싱 신호(TSS2)의 차이에 비례하는 출력 신호를 출력할 수 있다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 터치 회로(TC) 내 터치 구동 회로(TDC)는, 차동 증폭기(D-AMP)에서 출력된 출력 신호 또는 출력 신호가 신호 처리된 신호(예: 출력 신호가 증폭된 신호)를 적분하여 출력하는 적분기(INTG)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 적분기(INTG)에서 출력되는 적분값은 "TSS1-TSS2"에 비례하는 값이거나, "TSS2-TSS1"에 비례하는 값일 수도 있다.
전술한 바와 같이, 2개의 터치 전극(TE1, TE2)을 차동 센싱함으로써, 2개의 터치 전극(TE1, TE2)이 디스플레이 전극(예: 데이터 라인, 게이트 라인 등)으로부터 받는 노이즈 성분을 제거하여 터치 센싱을 할 수 있다. 즉, 터치 구동 및 센싱이 디스플레이 구동에 의해 받게 되는 영향을 제거할 수 있다. 이를 통해, 디스플레이 구동과 터치 구동이 동시에 진행되는 시간 프리 구동을 정상적으로 수행할 수 있다. 따라서, 디스플레이 구동 시간을 최대한 확보할 수 있고, 픽셀 충전 시간도 충분히 확보할 수 있게 되어, 고해상도의 디스플레이 구현이 가능해질 수 있다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 터치 회로(TC) 내 터치 구동 회로(TDC)는, 디스플레이 구동 기간 동안, 제1 터치 전극(TE1) 및 제2 터치 전극(TE2)으로 터치 구동 신호(TDS)를 공급하고, 제1 터치 전극(TE1) 및 제2 터치 전극(TE2)으로부터 제1 센싱 신호(TSS1) 및 제2 센싱 신호(TSS2)를 수신할 수 있다.
즉, 디스플레이 구동 기간 동안, 셀프-캐패시턴스에 기반하여 차동 센싱 방식으로 터치를 센싱할 수 있다.
터치 구동 회로(TDC)는 적분기(INTG)가 출력한 적분값을 디지털 센싱 값으로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터(미도시)를 더 포함할 수 있다.
터치 구동 회로(TDC)는 아날로그 디지털 컨버터에서 생성된 디지털 센싱 값을 포함하는 센싱 데이터를 출력한다.
터치 회로(TC)는, 디스플레이 구동 기간 동안, 2개의 터치 전극에 대응되는 센싱 신호의 차이에 대응하는 값들을 포함하는 센싱 데이터를 출력하는 터치 구동 회로(TDC)와, 디스플레이 구동 기간 동안, 터치 구동 회로(TDC)에서 출력된 센싱 데이터를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 감지하는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU) 등을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는, 터치 회로(TC)를 구성하는 터치 구동 회로(TDC) 및 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)을 이용하여, 디스플레이 구동 기간 동안, 터치 구동 및 터치 센싱 처리를 수행할 수 있다.
터치 회로(TC) 내 터치 구동 회로(TDC)는, 디스플레이 구동 기간 동안, 다수의 터치 전극들(TE)로 터치 구동 신호(TDS)를 공급한다.
이때, 디스플레이 구동 기간 동안, 다수의 터치 전극들(TE)로 공급되는 터치 구동 신호(TDS)는, 디스플레이 패널(DISP)의 전면에 인가되는 공통 전압일 수 있다.
예를 들어, 터치 구동 신호(TDS)는 각 터치 전극(TE)과 중첩되는 둘 이상의 서브픽셀(SP) 각각으로 공급되는 데이터 전압(VDATA)과 캐패시턴스를 형성하는 공통 전압일 수 있다.
즉, 디스플레이 구동 기간 동안, 터치 구동 신호(TDS)는, 제1 터치 전극(TE1)과 중첩되는 둘 이상의 서브픽셀(SP) 각각으로 공급되는 데이터 전압(VDATA)과 캐패시턴스를 형성하는 전압이면서, 제2 터치 전극(TE2)과 중첩되는 둘 이상의 서브픽셀(SP) 각각으로 공급되는 데이터 전압(VDATA)과 캐패시턴스를 형성하는 전압일 수 있다.
디스플레이 구동 기간 동안, 다수의 터치 전극들(TE)로 공급되는 터치 구동 신호(TDS)는, 터치 구동을 위하여, 전압 레벨이 변하는 신호일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 시간 프리 구동 방식으로 구동 동작을 수행하고, 다수의 터치 전극들(TE)이 공통 전극이고, 터치 구동 신호(TDS)가 공통 전압인 경우, 디스플레이 구동 기간 동안, 공통 전극에 공급되는 공통 전압이 전압 레벨이 변하는 신호로 볼 수 있다.
전술한 바에 따르면, 터치 구동 신호(TDS)를 디스플레이 구동을 위한 공통 전압으로 이용할 수 있고, 이를 통해, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 터치스크린 패널(TSP)이 내장된 디스플레이 패널(DISP)을 시간 프리 구동 방식으로 효율적으로 구동할 수 있다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 터치 회로(TC) 내 터치 구동 회로(TDC)는, 다수의 터치 라인들(TL) 중 제1 터치 라인(TL1)을 통해 제1 센싱 신호(TSS1)를 입력 받아 제1 입력 신호(IN1)를 차동 증폭기(D-AMP)로 출력하는 제1 전치 증폭기(P-AMP1)와, 다수의 터치 라인들(TL) 중 제2 터치 라인(TL2)을 통해 제2 센싱 신호(TSS2)를 입력 받아 제2 입력 신호(IN2)를 차동 증폭기(D-AMP)로 출력하는 제2 전치 증폭기(P-AMP2)를 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 신호 검출 구성(예: 아날로그 디지털 컨버터) 앞 단에, 제1 전치 증폭기(P-AMP1) 및 제2 전치 증폭기(P-AMP2)를 둠으로써, 신호의 감쇄 및 노이즈에 의한 신호 대 잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio) 저하를 방지할 수 있고, 이를 통해, 제1 터치 전극(TE1)과 제2 터치 전극(TE2) 각각으로부터 신호 검출을 보다 정확하게 할 수 있다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 제1 전치 증폭기(P-AMP1)는 제1 비반전 입력단(A1), 제1 반전 입력단(B1) 및 제1 출력단(C1)을 갖는다.
제1 전치 증폭기(P-AMP1)의 제1 비반전 입력단(A1)은 터치 구동 신호(TDS)가 입력된다.
제1 전치 증폭기(P-AMP1)의 제1 반전 입력단(B1)은 터치 구동 신호(TDS)를 제1 터치 라인(TL1)으로 출력하고 제1 터치 라인(TL1)으로부터 제1 센싱 신호(TSS1)를 입력 받는다.
제1 전치 증폭기(P-AMP1)의 제1 출력단(C1)은 제1 입력 신호(IN1)를 차동 증폭기(D-AMP)로 출력한다.
제2 전치 증폭기(P-AMP2)는 제2 비반전 입력단(A2), 제2 반전 입력단(B2) 및 제2 출력단(C2)을 갖는다.
제2 전치 증폭기(P-AMP2)의 제2 비반전 입력단(A2)은 터치 구동 신호(TDS)가 입력된다.
제2 전치 증폭기(P-AMP2)의 제2 반전 입력단(B2)은 터치 구동 신호(TDS)를 제2 터치 라인(TL2)으로 출력하고 제2 터치 라인(TL2)으로부터 제2 센싱 신호(TSS2)를 입력 받는다.
제2 전치 증폭기(P-AMP2)의 제2 출력단(C2)은 제2 입력 신호(IN2)를 차동 증폭기(D-AMP)로 출력한다.
제1 비반전 입력단(A1)과 제2 비반전 입력단(A2)은 전기적으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 터치 구동 신호(TDS)는, 제1 전치 증폭기(P-AMP1)의 제1 비반전 입력단(A1) 및 제2 전치 증폭기(P-AMP2)의 제2 비반전 입력단(A2)으로 동시에 입력된다.
또한, 터치 구동 신호(TDS)는, 제1 전치 증폭기(P-AMP1)의 제1 반전 입력단(B1) 및 제2 전치 증폭기(P-AMP2)의 제2 반전 입력단(B2)으로 동시에 출력된다.
이에 따라, 터치 구동 신호(TDS)는 제1 터치 라인(TL1)을 통해 제1 터치 전극(TE1)으로 인가되고, 동시에, 제2 터치 라인(TL2)을 통해 제2 터치 전극(TE2)으로 인가될 수 있다.
제1 전치 증폭기(P-AMP1)의 제1 반전 입력단(B1)과 제1 출력단(C1) 사이에는 제1 피드백 캐패시터(Cfb1)가 연결될 수 있다.
제2 전치 증폭기(P-AMP2)의 제2 반전 입력단(B2)과 제2 출력단(C2) 사이에는 제2 피드백 캐패시터(Cfb2)가 연결될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 전치 증폭기(P-AMP1) 및 제2 전치 증폭기(P-AMP2)를 이용함으로써, 셀프-캐패시턴스에 기반하여 터치를 센싱하기 위하여, 터치 구동을 위한 구동 신호 공급과 터치 센싱을 위한 센싱 신호 검출을 효율적으로 수행할 수 있다.
도 8을 참조하면, 터치 회로(TC) 내 터치 구동 회로(TDC)는, 차동 증폭기(D-AMP)와 적분기(INTG) 사이에 연결된 증폭기(A-AMP)를 더 포함할 수 있다.
이러한 추가 증폭기(A-AMP)를 활용하여, 차동 증폭기(D-AMP)에서 출력된 신호를 증폭하여 적분 처리를 할 수 있게 된다. 이에 따라, 보다 큰(높은) 터치 센싱 값을 얻을 수 있게 되어, 터치 감도를 높일 수 있다.
도 9를 참조하면, 터치 회로(TC) 내 터치 구동 회로(TDC)는, 제1 전치 증폭기(P-AMP1)와 차동 증폭기(D-AMP) 사이에 연결된 제1 증폭기(AMP1)와, 제2 전치 증폭기(P-AMP2)와 차동 증폭기(D-AMP) 사이에 연결된 제2 증폭기(AMP2)를 더 포함할 수 있다.
이러한 제1 증폭기(AMP1) 및 제2 증폭기(AMP2)를 더 활용함으로써, 차동 증폭기(D-AMP)에 입력되는 제1 입력 신호(IN1) 및 제2 입력 신호(IN2)를 증폭 시킬 수 있다. 이에 따라, 차동 증폭기(D-AMP)에 출력되는 신호를 커질 수 있고, 보다 큰(높은) 터치 센싱 값을 얻을 수 있게 되어, 터치 감도를 높일 수 있다.
도 10를 참조하면, 터치 구동 회로(TDC)는, 마이크로 컨트롤 유닛(MCU), 타이밍 컨트롤러(TCON), 내부 제어부, 또는 다른 제어 장치로부터 입력된 2개의 제어 신호(Q1, Q2)에 따라 차동 센싱을 위한 2개의 터치 전극(TE1, TE2)을 선택하여 차동 증폭기(D-AMP)와 연결시켜주기 위한 멀티플렉서 회로(MUX)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 2개의 제어 신호(Q1, Q2) 각각은 2개의 터치 전극(TE1, TE2) 또는 2개의 터치 라인(TL1, TL2)와 대응되는 제어 신호일 수 있다.
도 10에서 멀티플렉서 회로(MUX)의 확대 부분은, 멀티플렉서 회로(MUX)와 차동 증폭기(D-AMP) 사이의 회로 구성들은 생략하여 나타낸 것이다.
이에 따라, 멀티플렉서 회로(MUX)에 의해, 제1 전치 증폭기(P-AMP1) 및 제2 전치-증폭기(P-AMP2)는, 차동 센싱을 위한 신호 검출을 위해, 2개의 제어 신호(Q1, Q2)에 의해 선택적으로, 제1 터치 라인(TL1) 및 제2 터치 라인(TL2)과 전기적으로 연결될 수 있다.
전술한 멀티플렉서 회로(MUX)에 의하면, 적은 개수의 차동 센싱 유닛(제1, 제2 전치 증폭기, 차동 증폭기 및 적분기 등) 만으로도 많은 터치 전극들(TE)을 센싱할 수 있다. 이러한 멀티플렉서 회로(MUX)는 둘 이상의 터치 전극들(TE)을 포함하는 1개의 터치 전극 열마다 1개씩 존재하거나 2개 이상의 터치 전극 열마다 1개씩 존재할 수 있다.
이상에서 설명한 2개의 터치 전극(TE1, TE2)에 대한 차동 센싱 방식을 보다 확장하여 예시적으로 설명하면, 하나의 터치 전극 열에 8개의 터치 전극(TE1 ~ TE8)이 존재한다고 가정할 때, 첫 번째 신호 검출 구간에서는, TE1과 TE2 간의 차동 센싱 동작과, TE3과 TE4 간의 차동 센싱 동작과, TE5와 TE6 간의 차동 센싱 동작과, TE7과 TE8 간의 차동 센싱 동작이 수행될 수 있다. 두 번째 신호 검출 구간에서는, TE2과 TE3 간의 차동 센싱 동작과, TE4과 TE5 간의 차동 센싱 동작과, TE6와 TE7 간의 차동 센싱 동작이 수행될 수 있다. 전술한 차동 센싱 순서의 다른 예로서, TE1과 TE2 간의 차동 센싱 동작(TE1-TE2)과, TE2과 TE3 간의 차동 센싱 동작(TE2-TE3)과, TE3와 TE4 간의 차동 센싱 동작(TE3-TE4)이 순차적으로 수행될 수 있다. 이러한 차동 센싱의 역순서로도 가능하다. 즉, TE4과 TE3 간의 차동 센싱 동작(TE4-TE3)과, TE3과 TE2 간의 차동 센싱 동작(TE3-TE2)과, TE2와 TE1 간의 차동 센싱 동작(TE2-TE1)이 수행될 수 있다.
이러한 차동 센싱 동작의 수행 후, 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)은 차동 센싱 값들(즉, 차동 증폭기(D-AMP)에 출력된 출력 신호로부터 얻어진 센싱 값들)을 이용하여, 각 8개의 터치 전극(TE1~TE8) 각각에 대응되는 센싱 값을 산출할 수 있다. 예를 들어, 차동 센싱 값들(즉, 차동 증폭기(D-AMP)에 출력된 출력 신호로부터 얻어진 센싱 값들)에 대응되는 연립 방정식들을 푸는 연산 과정을 통해, 각 8개의 터치 전극(TE1~TE8) 각각에 대응되는 센싱 값을 연립 방정식의 해로서 산출해낼 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 차동화 센싱되는 2개의 터치 전극(TE1, TE2)에 대한 예시들이다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 제1 터치 전극(TE1)은 둘 이상의 데이터 라인(DL)들 및 둘 이상의 게이트 라인(GL)들과 중첩되고, 제2 터치 전극(TE2)은 둘 이상의 데이터 라인(DL)들 및 둘 이상의 게이트 라인(GL)들과 중첩된다.
도 11a를 참조하면, 차동 센싱 대상이 되는 제1 터치 전극(TE1)과 제2 터치 전극(TE2)은 동일한 데이터 라인과 중첩될 수 있다.
이러한 경우, 제1 터치 전극(TE1)과 중첩되는 둘 이상의 데이터 라인(DL)들과 제2 터치 전극(TE2)과 중첩되는 둘 이상의 데이터 라인(DL)들은 서로 동일할 수 있다. 제1 터치 전극(TE1)과 중첩되는 둘 이상의 게이트 라인(GL)들과 제2 터치 전극(TE2)과 중첩되는 둘 이상의 게이트 라인(GL)들은 서로 다를 수 있다.
이와 같이, 차동 센싱 대상이 되는 2개의 터치 전극(TE1, TE2)이 데이터 라인 방향으로 위치하는 경우, 터치 센싱 시, 데이터 라인에 의해 발생하는 노이즈 성분을 제거하는 효과를 얻을 수 있다.
도 11a와 같이, 차동 센싱 대상이 되는 제1 터치 전극(TE1)과 제2 터치 전극(TE2)은 동일한 데이터 라인과 중첩되는 경우, 제1 터치 전극(TE1)과 전기적으로 연결되는 제1 터치 라인(TL1)은, 서로 다른 층에서, 제2 터치 전극(TE2)과 중첩되고, 디스플레이 패널(DISP) 내에서 제2 터치 전극(TE2)과 절연될 수 있다.
또는, 제2 터치 전극(TE2)과 전기적으로 연결되는 제2 터치 라인(TL2)은, 서로 다른 층에서 제1 터치 전극(TE1)과 중첩되고, 디스플레이 패널(DISP) 내에서 제1 터치 전극(TE1)과 절연될 수 있다.
이에 따르면, 터치 라인들(TL)은 비 표시 영역에 배치되지 않아도 된다. 여기서, 비 표시 영역은 터치 전극들(TE)이 배치되는 표시 영역의 외곽 영역이다. 따라서, 비 표시 영역의 크기를 줄일 수 있게 되어, 터치 디스플레이 장치의 베젤 사이즈를 줄일 수 있는 이점이 있다.
한편, 도 11a를 참조하면, 디스플레이 구동 기간 동안, 데이터 라인에 공급되는 데이터 전압(VDATA)와 다수의 터치 전극들(TE)에 공급되는 터치 구동 신호(TDS)는, 동기화 되어 있을 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 구동 기간 동안, 다수의 터치 전극들(TE)에 공급되는 터치 구동 신호(TDS)는, 데이터 라인에 공급되는 데이터 전압(VDATA)의 전압 레벨이 변경되는 시점(타이밍)에서 일정 시간 지연된 시점에서, 전압 레벨이 라이징(rising) 될 수 있다.
도 11b를 참조하면, 차동 센싱 대상이 되는 제1 터치 전극(TE1)과 제2 터치 전극(TE2)은 동일한 게이트 라인과 중첩될 수 있다.
이러한 경우, 제1 터치 전극(TE1)과 중첩되는 둘 이상의 데이터 라인(DL)들과 제2 터치 전극(TE2)과 중첩되는 둘 이상의 데이터 라인(DL)들은 서로 다를 수 있다. 제1 터치 전극(TE1)과 중첩되는 둘 이상의 게이트 라인(GL)들과 제2 터치 전극(TE2)과 중첩되는 둘 이상의 게이트 라인(GL)들은 서로 동일할 수 있다.
이와 같이, 차동 센싱 대상이 되는 2개의 터치 전극(TE1, TE2)이 게이트 라인 방향으로 위치하는 경우, 터치 센싱 시, 게이트 라인에 의해 발생하는 노이즈 성분을 제거하는 효과를 얻을 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 시간 프리 구동을 위한 그라운드 전압 변조를 설명하기 위한 도면이다.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 시간 프리 구동을 위한 터치 구동 신호(TDS)는 디스플레이 패널(DISP)이 접지된 그라운드 전압(GND_M)과 대응되는 전압일 수 있다.
디스플레이 패널(DISP)이 접지된 그라운드 전압(GND_M)은 전압 레벨이 변하는 신호일 수 있다.
터치 구동 신호(TDS)는 디스플레이 패널(DISP)이 접지된 그라운드 전압(GND_M)과 주파수 및 위상이 대응될 수 있다.
디스플레이 패널(DISP)이 접지된 그라운드 전압(GND_M)은, 디스플레이 구동 기간 동안, 터치 유무 또는 터치 좌표를 감지하는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU) 또는 디스플레이 구동 제어를 위한 타이밍 컨트롤러(TCON) 등이 접지된 DC 전압 형태의 그라운드 전압(GND)을 기초로 변조된 신호(Modulated Signal)일 수 있다.
전술한 그라운드 변조 및 터치 구동 신호(TDS)와 관련하여, 디스플레이 패널(DISP)이 변조된 그라운드 전압(M_GND)에 접지됨으로써, 디스플레이 패널(DISP)에 배치된 공통 전극에 해당하는 터치 전극들(TE)에 DC 전압 형태의 터치 구동 신호(TDS)가 인가되더라도, 터치 구동 신호(TDS)가 변조된 그라운드 전압(M_GND)에 의해 흔들리게 되어, 터치 구동 신호(TDS)가 변조된 그라운드 전압(M_GND)과 동일하거나 유사하게 전압 레벨이 변하는 신호가 된다.
위에서 언급된 DC 전압 형태의 그라운드 전압(GND) 및 변조된 그라운드 전압(GND_M)과, 공통 전압에 해당하는 터치 구동 신호(TDS)에 대하여 다시 한번 설명한다.
여기서, DC 전압 형태의 그라운드 전압(GND)은 제1 그라운드 전압(GND A)이라고 하고, 변조된 그라운드 전압(GND_M)은 제2 그라운드 전압(GND B)이라고 할 수 있다.
DC 전압 형태의 그라운드 전압(GND)인 제1 그라운드 전압(GND A)은 일정 전압을 유지하는 DC 형태의 전압이지만, 변조된 그라운드 전압(GND_M)에 해당하는 제2 그라운드 전압(GND B)은 DC 전압 형태의 그라운드 전압(GND)에 대비하여 변조되는(Modulation) 전압일 수 있다.
즉, 변조된 그라운드 전압(GND_M)의 전압 레벨은 DC 전압 형태의 그라운드 전압(GND) 대비 일정 전압 레벨로 유지되는 것이 아니고, 시간이 변함에 따라 전압 레벨이 변경되는 변조(Modulation) 신호인 전압일 수 있다.
변조된 그라운드 전압(GND_M)에 의해서, 디스플레이 패널(DISP)에 인가되는 공통 전압에 해당하는 터치 구동 신호(TDS)도 함께 변조(Modulation)되는 것으로 인식 될 수 있다.
즉, 공통 전압에 해당하는 터치 구동 신호(TDS)은 DC 전압 형태의 그라운드 전압(GND)에 대비하여 시간이 변함에 따라 전압 레벨이 변경되는 변조(Modulation)되는 것으로 인식 될 수 있다.
하지만, 공통 전압에 해당하는 터치 구동 신호(TDS)은 변조된 그라운드 전압(GND_M)에 대비하여 볼 때, 시간이 변함에 따라 전압 레벨이 변경되지 않는 DC 전압인 것으로 인식될 수 있다.
즉, 공통 전압에 해당하는 터치 구동 신호(TDS)은, DC 전압 형태의 그라운드 전압(GND) 측에서 볼 때 시간에 따라 전압 레벨이 변경되는 신호이지만, 변조된 그라운드 전압(GND_M) 측에서 볼 때 시간에 따라 전압 레벨이 변경되지 않고 일정한 전압 레벨을 갖는 신호일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는, 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)에서 출력된 펄스 변조 신호(예: 펄스 폭 변조 신호)에 근거하여, DC 전압 형태의 그라운드 전압(GND)으로부터 변조된 그라운드 전압(GND_M)을 생성하는 그라운드 변조 회로(GMC)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 그라운드 변조 회로(GMC)는, 펄스 변조 신호(예: 펄스 폭 변조 신호)에 근거하여 제2 그라운드 전압(GND B)을 생성할 때, 펄스 변조 신호(예: 펄스 폭 변조 신호)와 주파수 및 위상 등이 대응되게 제2 그라운드 전압(GND B)을 생성할 수 있다.
그라운드 변조 회로(GMC)는, 펄스 변조 신호(PWM)에 근거하여 제2 그라운드 전압(GND B)을 생성할 때, 펄스 변조 신호(PWM)의 진폭(Va)과 관계 없이, 원하는 진폭(Vb)을 갖는 제2 그라운드 전압(GND B)을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 그라운드 변조 회로(GMC)는, 레벨 쉬프터 등의 전압 레벨 변경 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 그라운드 변조 회로(GMC)는, DC 전압 형태인 제1 그라운드 전압(GND)과 AC 전압 형태인 제2 그라운드 전압(GND_M)을 분리하기 위한 전원 분리 기능을 가질 수 있다.
이를 위해, 그라운드 변조 회로(GMC)는, 플라이백 컨버터(Flyback Converter), 플라이벅 컨버터(Flybuck Converter), 트랜스포머(Transformer) 등 중 하나 이상을 포함하는 전원 분리 회로를 포함할 수 있다.
전술한 그라운드 모듈레이션을 통해 변조된 그라운드 전압(GND_M)에 해당하는 제2 그라운드 전압(GND B)을 디스플레이 패널(DISP)에 접지시킴으로써, 디스플레이 패널(DISP)에 배치된 다수의 터치 전극들(TE)에 인가된 터치 구동 신호(TDS)도 함께 흔들어줄 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 구동 및 터치 구동을 동시에 효과적으로 수행할 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 차동화 센싱 방식에 따른 터치 센싱 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 13에 도시된 그래프에서, X축은 시간이고, Y축은 터치 구동 회로(TDC) 내 적분기(INTG)에서 출력된 전압 값이다.
도 13에 도시된 그래프는, 터치가 없는 경우 적분기(INTG)에서 출력된 전압 값(1300)이 0V라고 할 때, 터치가 있는 경우, 도 6에서와 같이 싱글 센싱 방식에 따라 적분기(INTG)에서 출력된 전압 값(1310)과, 도 7 내지 도 10에서와 같이 차동화 센싱 방식에 따라 적분기(INTG)에서 출력된 전압 값(1320)을 나타낸 것이다.
도 13을 참조하면, 차동화 센싱 방식에 따라 적분기(INTG)에서 출력된 전압 값(1320)이 싱글 센싱 방식에 따라 적분기(INTG)에서 출력된 전압 값(1310)보다 상당히 높은 전압 값을 갖는다는 것을 알 수 있다.
따라서, 차동화 센싱 방식에 따라 터치를 센싱하게 되면, 싱글 센싱 방식에 비해, 더욱 높은 전압 값을 이용하여 터치를 센싱하기 때문에, 터치 감도가 매우 높아질 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 센싱 방법의 흐름도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 센싱 방법은, 다수의 데이터 라인(DL)들로 데이터 전압(VDATA)들이 인가되는 디스플레이 구동 기간 동안, 다수의 터치 라인들(TL) 중 제1 터치 라인(TL1)을 통해 제1 터치 전극(TE1)으로부터 제1 센싱 신호(TSS1)를 수신하고, 다수의 터치 라인들(TL) 중 제2 터치 라인(TL2)을 통해 제2 터치 전극(TE2)으로부터 제2 센싱 신호(TSS2)를 수신하는 단계(S1210)와, 제1 센싱 신호(TSS1) 및 제2 센싱 신호(TSS2)의 차이에 대응하는 출력 신호를 생성하는 단계(S1220)와, 출력 신호를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 획득하는 단계(S1230) 등을 포함할 수 있다.
전술한 터치 센싱 방법을 이용하면, 2개의 터치 전극(TE1, TE2)을 차동 센싱함으로써, 2개의 터치 전극(TE1, TE2)이 디스플레이 전극(예: 데이터 라인, 게이트 라인 등)으로부터 받는 노이즈 성분을 제거하여 터치 센싱을 할 수 있다. 즉, 터치 구동 및 센싱이 디스플레이 구동에 의해 받게 되는 영향을 제거할 수 있다. 이를 통해, 디스플레이 구동과 터치 구동이 동시에 진행되는 시간 프리 구동을 정상적으로 수행할 수 있다. 따라서, 디스플레이 구동 시간을 최대한 확보할 수 있고, 픽셀 충전 시간도 충분히 확보할 수 있게 되어, 고해상도의 디스플레이 구현이 가능해질 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치 및 터치 회로(TC)는, 기본적으로, 2개의 터치 전극(TE) 사이의 전하(Charge)의 변화량을 센싱하는 전하 센싱 방식으로 터치를 센싱하며, 전하 센싱 구조(예: 피드백 캐패시터를 갖는 전치-증폭기)를 가지고 있다.
한편, 본 발명의 실시예들의 터치 표시 장치 및 터치 회로(TC)는, 전술한 전하 센싱 방식 및 전하 센싱 구조뿐만 아니라, 기생 캐패시턴스를 통해 유입되는 전하 변동에 상관 없이 센싱을 가능하게 하는 전압 센싱 방식 및 전압 센싱 구조를 제공할 수 있다. 아래에서는, 이러한 전압 센싱 방식 및 전압 센싱 구조에 대하여 설명한다.
여기서, 기생 캐패시턴스를 통해 유입되는 전하 변동은, 시간 프리 구동 방식으로 디스플레이 구동과 터치 구동이 동시 진행될 때 발생할 수 있는 데이터 라인의 전압 상태 변동에 의해서 초래될 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 전압 센싱 구조를 갖는 차동화 센싱 방식의 터치 구동 회로(TDC)를 나타낸 다른 예시 도면이다.
도 6 내지 도 11a에 예시된 전하 센싱 구조를 갖는 차동화 센싱 방식의 터치 구동 회로(TDC)와 비교해볼 때, 도 15에 예시된 전압 센싱 구조를 갖는 차동화 센싱 방식의 터치 구동 회로(TDC)는, 제1, 제2 전치-증폭기(P-AMP1, P-AMP2)에서의 제1, 제2 피드백 캐패시터(Cfb1, Cfb2)가 제1, 제2 저항(R1, R2)로 변경되고, 차동 증폭기(D-AMP)의 입력단과 출력단 사이에 연결된 저항(Rd)을 갖는다는 점에서, 차이점이 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 6 내지 도 11a에 예시된 차동화 센싱 방식의 터치 구동 회로(TDC)는 전하 센싱 구조를 가질 수 있다. 이러한 전하 센싱 구조에 따르면, 제1 전치 증폭기(P-AMP1)의 제1 반전 입력단(B1)과 제1 출력단(C1) 사이에 제1 피드백 캐패시터(Cfb1)가 전기적으로 연결되고, 제2 전치 증폭기(P-AMP2)의 제2 반전 입력단(B2)과 제2 출력단(C2) 사이에 제2 피드백 캐패시터(Cfb2)가 전기적으로 연결될 수 있다.
도 15에 예시된 차동화 센싱 방식의 터치 구동 회로(TDC)는 전압 센싱 구조를 가질 수 있다. 이러한 전압 센싱 구조에 따르면, 제1 전치 증폭기(P-AMP1)의 제1 반전 입력단(B1)과 제1 출력단(C1) 사이에 제1 저항(R1)이 전기적으로 연결되고, 제2 전치 증폭기(P-AMP2)의 제2 반전 입력단(B2)과 제2 출력단(C2) 사이에 제2 저항(R2)이 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전치-증폭기(P-AMP1)는, 디스플레이 패널(DISP)로부터 제1 센싱 신호(TSS1)를 입력 받고, 입력된 제1 센싱 신호(TSS1)를 기준 전압에 해당할 수 있는 터치구동신호(TDS)와 비교하여 입력된 제1 센싱 신호(TSS1)를 증폭하여 제1 출력단(C1)으로 제1 전압 값을 출력할 수 있다.
제2 전치-증폭기(P-AMP2)는, 디스플레이 패널(DISP)로부터 제2 센싱 신호(TSS2)를 입력 받고, 입력된 제2 센싱 신호(TSS2)를 기준 전압에 해당할 수 있는 터치구동신호(TDS)와 비교하여 입력된 제2 센싱 신호(TSS2)를 증폭하여 제2 출력단(C2)으로 제2 전압 값을 출력할 수 있다.
도 15를 참조하면, 전압 센싱 구조에 따르면, 차동 증폭기(D-AMP)에서, 제1 전치-증폭기(P-AMP1)에 출력된 제1 전압 값 또는 제2 전치-증폭기(P-AMP2)에 출력된 제2 전압 값이 입력되는 입력단과 상기 출력 신호가 출력되는 출력단 사이에는 저항(Rd)이 전기적으로 연결될 수 있다.
차동 증폭기(D-AMP)는 제1 전치-증폭기(P-AMP1)의 출력 신호(제1 전압 값) 및 제2 전치-증폭기(P-AMP2)의 출력 신호(제2 전압 값)을 비교하고, 두 출력 신호의 차이를 증폭하여 출력할 수 있다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 전압 센싱 구조를 갖는 차동화 센싱 방식의 터치 구동 회로(TDC)에서 적분기(INTG)의 출력을 나타낸 도면이고, 도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 전압 센싱 구조를 갖는 차동화 센싱 방식의 터치 구동 회로(TDC)를 이용하는 경우, 데이터 전압(VDATA), 터치 구동 신호(TDS) 및 차동화 증폭기(D-AMP)의 출력신호를 나타낸 도면이다.
도 16은 터치가 없는 경우와 손가락에 의한 터치가 있는 경우에 대하여, 적분기(INTG)의 출력을 나타낸 그래프이다.
도 16의 그래프에 도시된 바와 같이, 손가락에 의한 터치가 있는 경우의 적분기(INTG)의 출력은 터치가 없는 경우의 적분기(INTG)의 출력과는 차이가 발생한다.
따라서, 전압 센싱 방식을 통해서도 정상적으로 터치를 센싱할 수 있다.
도 17은 디스플레이 패널(DISP)에 배치된 데이터 라인(DL)에 인가되는 데이터 전압(VDATA)과, 디스플레이 패널(DISP)에 배치된 터치 전극(TE)에 인가되는 터치 구동 신호(TDS)와, 터치 구동 회로(TDC) 내 차동 증폭기(D-AMP)의 출력 신호를 나타낸 그래프이다.
도 17에서 보는 바와 같이, 시간 프리 구동 방식으로 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 진행할 때, 데이터 전압(VDATA)의 변동이 발생하더라도, 차동 증폭기(D-AMP)의 출력 신호는 데이터 전압(VDATA)의 변동에 의해 영향을 거의 받지 않는다. 따라서, 정확한 터치 센싱을 가능하게 해줄 수 있다.
이상에서 전술한 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 수행할 수 있는 터치 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 감도가 디스플레이 구동에 의해 영향을 받지 않도록 해주는 터치 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 고해상도의 디스플레이 구현을 가능하게 하는 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 데이터 구동에 영향을 받지 않고 터치 감지를 수행할 수 있는 터치 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동 시간을 최대한 확보하고 픽셀 충전 시간도 충분히 확보하면서 터치를 센싱할 수 있는 터치 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법을 제공할 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
DISP: 디스플레이 패널
SDC: 소스 구동 회로
GDC: 게이트 구동 회로
TCON: 타이밍 컨트롤러
TSP: 터치스크린 패널
TDC: 터치 구동 회로
MCU: 마이크로 컨트롤 유닛
TE: 터치 전극
TL: 터치 라인

Claims (31)

  1. 다수의 데이터 라인들 및 다수의 게이트 라인들이 배치되고, 다수의 터치 전극들이 배치되며, 상기 다수의 터치 전극들과 대응되어 전기적으로 연결된 다수의 터치 라인들이 배치된 디스플레이 패널; 및
    상기 다수의 터치 라인들 중 둘 이상의 터치 라인들을 통해 대응되는 둘 이상의 터치 전극들로부터 수신된 센싱 신호를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 감지하는 터치 회로를 포함하고,
    상기 터치 회로는,
    상기 다수의 데이터 라인들로 데이터 전압들이 인가되는 디스플레이 구동 기간 동안, 상기 다수의 터치 라인들 중 제1 터치 라인을 통해 제1 터치 전극으로부터 수신된 제1 센싱 신호와 상기 다수의 터치 라인들 중 제2 터치 라인을 통해 제2 터치 전극으로부터 수신되는 제2 센싱 신호의 차이에 대응하는 출력 신호를 출력하는 차동 증폭기; 및
    상기 출력 신호 또는 상기 출력 신호가 신호 처리된 신호를 적분하여 출력하는 적분기를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 터치 라인들 및 상기 다수의 데이터 라인들은 동일한 방향을 배치되는 터치 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 터치 전극은 둘 이상의 데이터 라인들 및 둘 이상의 게이트 라인들과 중첩되고,
    상기 제2 터치 전극은 둘 이상의 데이터 라인들 및 둘 이상의 게이트 라인들과 중첩되며,
    상기 제1 터치 전극과 중첩되는 둘 이상의 데이터 라인들과 상기 제2 터치 전극과 중첩되는 둘 이상의 데이터 라인들은 서로 동일하고,
    상기 제1 터치 전극과 중첩되는 둘 이상의 게이트 라인들과 상기 제2 터치 전극과 중첩되는 둘 이상의 게이트 라인들은 서로 다른 터치 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 터치 전극은 둘 이상의 데이터 라인들 및 둘 이상의 게이트 라인들과 중첩되고,
    상기 제2 터치 전극은 둘 이상의 데이터 라인들 및 둘 이상의 게이트 라인들과 중첩되며,
    상기 제1 터치 전극과 중첩되는 둘 이상의 데이터 라인들과 상기 제2 터치 전극과 중첩되는 둘 이상의 데이터 라인들은 서로 다르고,
    상기 제1 터치 전극과 중첩되는 둘 이상의 게이트 라인들과 상기 제2 터치 전극과 중첩되는 둘 이상의 게이트 라인들은 서로 동일한 터치 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 터치 라인이 상기 제2 터치 전극과 중첩되고 상기 디스플레이 패널 내에서 절연되거나,
    상기 제2 터치 라인이 상기 제1 터치 전극과 중첩되고 상기 디스플레이 패널 내에서 절연되는 터치 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 터치 회로는,
    상기 디스플레이 구동 기간 동안, 2개의 터치 전극에 대응되는 센싱 신호의 차이에 대응하는 값들을 포함하는 센싱 데이터를 출력하는 터치 구동 회로; 및
    상기 디스플레이 구동 기간 동안, 상기 터치 구동 회로에서 출력된 센싱 데이터를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 감지하는 마이크로 컨트롤 유닛을 더 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 터치 회로는,
    상기 디스플레이 구동 기간 동안, 상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극으로 터치 구동 신호를 공급하고,
    상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극으로부터 상기 제1 센싱 신호 및 상기 제2 센싱 신호를 수신하는 터치 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 터치 구동 신호는,
    상기 제1 터치 전극과 중첩되는 둘 이상의 서브픽셀 각각으로 공급되는 데이터 전압과 캐패시턴스를 형성하는 전압이면서,
    상기 제2 터치 전극과 중첩되는 둘 이상의 서브픽셀 각각으로 공급되는 데이터 전압과 캐패시턴스를 형성하는 전압인 터치 디스플레이 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 터치 구동 신호는 상기 디스플레이 패널이 접지된 그라운드 전압과 대응되는 전압인 터치 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널이 접지된 그라운드 전압은 전압 레벨이 변하는 신호이고,
    상기 터치 구동 신호는 상기 디스플레이 패널이 접지된 그라운드 전압과 주파수 및 위상이 대응되는 터치 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널이 접지된 그라운드 전압은,
    상기 디스플레이 구동 기간 동안 터치 유무 또는 터치 좌표를 감지하는 마이크로 컨트롤 유닛이 접지된 그라운드 전압을 기초로 변조된 신호인 터치 디스플레이 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 터치 회로는,
    상기 다수의 터치 라인들 중 제1 터치 라인을 통해 상기 제1 센싱 신호를 입력 받아 제1 입력 신호를 상기 차동 증폭기로 출력하는 제1 전치 증폭기; 및
    상기 다수의 터치 라인들 중 제2 터치 라인을 통해 상기 제2 센싱 신호를 입력 받아 제2 입력 신호를 상기 차동 증폭기로 출력하는 제2 전치 증폭기를 더 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 전치 증폭기는,
    터치 구동 신호가 입력되는 제1 비반전 입력단;
    상기 터치 구동 신호를 상기 제1 터치 라인으로 출력하고 상기 제1 터치 라인으로부터 상기 제1 센싱 신호를 입력 받는 제1 반전 입력단; 및
    상기 제1 입력 신호를 상기 차동 증폭기로 출력하는 제1 출력단을 포함하고,
    상기 제2 전치 증폭기는,
    상기 터치 구동 신호가 입력되는 제2 비반전 입력단;
    상기 터치 구동 신호를 상기 제2 터치 라인으로 출력하고 상기 제2 터치 라인으로부터 상기 제2 센싱 신호를 입력 받는 제2 반전 입력단; 및
    상기 제2 입력 신호를 상기 차동 증폭기로 출력하는 제2 출력단을 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 전치 증폭기의 상기 제1 반전 입력단과 상기 제1 출력단 사이에 제1 피드백 캐패시터가 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 전치 증폭기의 상기 제2 반전 입력단과 상기 제2 출력단 사이에 제2 피드백 캐패시터가 전기적으로 연결된 터치 디스플레이 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 전치 증폭기의 상기 제1 반전 입력단과 상기 제1 출력단 사이에 제1 저항이 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 전치 증폭기의 상기 제2 반전 입력단과 상기 제2 출력단 사이에 제2 저항이 전기적으로 연결된 터치 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 차동 증폭기에서, 상기 제1 센싱 신호 또는 상기 제2 센싱 신호가 입력되는 입력단과 상기 출력 신호가 출력되는 출력단 사이에는 저항이 전기적으로 연결된 터치 디스플레이 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제1 비반전 입력단과 상기 제2 비반전 입력단은 전기적으로 연결되는 터치 디스플레이 장치.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 터치 회로는,
    상기 제1 전치 증폭기와 상기 차동 증폭기 사이에 연결된 제1 증폭기와,
    상기 제2 전치 증폭기와 상기 차동 증폭기 사이에 연결된 제2 증폭기를 더 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 터치 회로는,
    상기 차동 증폭기와 상기 적분기 사이에 연결된 증폭기를 더 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  20. 다수의 데이터 라인들 및 다수의 게이트 라인들이 배치되고, 다수의 터치 전극들이 배치되며, 상기 다수의 터치 전극들과 대응되어 전기적으로 연결된 다수의 터치 라인들이 배치된 디스플레이 패널을 구동하기 위한 터치 회로에 있어서,
    상기 다수의 데이터 라인들로 데이터 전압들이 인가되는 디스플레이 구동 기간 동안, 상기 다수의 터치 라인들 중 제1 터치 라인을 통해 제1 터치 전극으로부터 수신된 제1 센싱 신호와 상기 다수의 터치 라인들 중 제2 터치 라인을 통해 제2 터치 전극으로부터 수신되는 제2 센싱 신호의 차이에 대응하는 출력 신호를 출력하는 차동 증폭기; 및
    상기 출력 신호 또는 상기 출력 신호가 신호 처리된 신호를 적분하여 출력하는 적분기를 포함하는 터치 회로.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 터치 회로는,
    상기 다수의 터치 라인들 중 제1 터치 라인을 통해 상기 제1 센싱 신호를 입력 받아 제1 입력 신호를 상기 차동 증폭기로 출력하는 제1 전치 증폭기; 및
    상기 다수의 터치 라인들 중 제2 터치 라인을 통해 상기 제2 센싱 신호를 입력 받아 제2 입력 신호를 상기 차동 증폭기로 출력하는 제2 전치 증폭기를 더 포함하는 터치 회로.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 전치 증폭기는,
    터치 구동 신호가 입력되는 제1 비반전 입력단;
    상기 터치 구동 신호를 상기 제1 터치 라인으로 출력하고 상기 제1 터치 라인으로부터 상기 제1 센싱 신호를 입력 받는 제1 반전 입력단; 및
    상기 제1 입력 신호를 상기 차동 증폭기로 출력하는 제1 출력단을 포함하고,
    상기 제2 전치 증폭기는,
    상기 터치 구동 신호가 입력되는 제2 비반전 입력단;
    상기 터치 구동 신호를 상기 제2 터치 라인으로 출력하고 상기 제2 터치 라인으로부터 상기 제2 센싱 신호를 입력 받는 제2 반전 입력단; 및
    상기 제2 입력 신호를 상기 차동 증폭기로 출력하는 제2 출력단을 포함하는 터치 회로.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제1 전치 증폭기의 상기 제1 반전 입력단과 상기 제1 출력단 사이에 제1 피드백 캐패시터가 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 전치 증폭기의 상기 제2 반전 입력단과 상기 제2 출력단 사이에 제2 피드백 캐패시터가 전기적으로 연결된 터치 회로.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 제1 전치 증폭기의 상기 제1 반전 입력단과 상기 제1 출력단 사이에 제1 저항이 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 전치 증폭기의 상기 제2 반전 입력단과 상기 제2 출력단 사이에 제2 저항이 전기적으로 연결된 터치 회로.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 차동 증폭기에서, 상기 제1 센싱 신호 또는 상기 제2 센싱 신호가 입력되는 입력단과 상기 출력 신호가 출력되는 출력단 사이에는 저항이 전기적으로 연결된 터치 회로.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 터치 구동 신호는 상기 디스플레이 패널의 전면에 인가되는 공통 전압인 터치 회로.
  27. 제22항에 있어서,
    상기 터치 구동 신호는 상기 디스플레이 패널이 접지된 그라운드 전압과 대응되는 전압인 터치 회로.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 제1 전치 증폭기 및 상기 차동 증폭기 사이에 연결된 제1 증폭기와, 상기 제2 전치 증폭기 및 상기 차동 증폭기 사이에 연결된 제2 증폭기를 더 포함하거나,
    상기 차등 증폭기와 상기 적분기 사이에 연결된 증폭기를 더 포함하는 터치 회로.
  29. 제20항에 있어서,
    상기 다수의 터치 라인들 중 차동 센싱을 위한 상기 제1 터치 라인과 상기 제2 터치 라인을 선택하여 상기 차동 증폭기에 전기적으로 연결시켜주기 위한 멀티플렉서 회로를 더 포함하는 터치 회로.
  30. 다수의 데이터 라인들 및 다수의 게이트 라인들이 배치되고, 다수의 터치 전극들이 배치되며, 상기 다수의 터치 전극들과 대응되어 전기적으로 연결된 다수의 터치 라인들이 배치된 디스플레이 패널; 및
    상기 다수의 데이터 라인들로 데이터 전압들이 인가되는 디스플레이 구동 기간 동안, 상기 다수의 터치 라인들 중 제1 터치 라인 및 제2 터치 라인으로부터 수신된 제1 센싱 신호 및 제2 센싱 신호 간의 차이에 대응하는 값을 포함하는 센싱 데이터를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 획득하는 터치 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  31. 다수의 데이터 라인들 및 다수의 게이트 라인들이 배치되고, 다수의 터치 전극들이 배치되며, 상기 다수의 터치 전극들과 대응되어 전기적으로 연결된 다수의 터치 라인들이 배치된 디스플레이 패널을 포함하는 터치 디스플레이 장치의 터치 센싱 방법에 있어서,
    상기 다수의 데이터 라인들로 데이터 전압들이 인가되는 디스플레이 구동 기간 동안, 상기 다수의 터치 라인들 중 제1 터치 라인을 통해 제1 터치 전극으로부터 제1 센싱 신호를 수신하고, 상기 다수의 터치 라인들 중 제2 터치 라인을 통해 제2 터치 전극으로부터 제2 센싱 신호를 수신하는 단계;
    상기 제1 센싱 신호 및 상기 제2 센싱 신호의 차이에 대응하는 출력 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 출력 신호를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 획득하는 단계를 포함하는 터치 센싱 방법.
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