KR20190037545A - 패널구동장치, 표시장치 및 집적회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일부 구간에서 디스플레이 업데이트와 터치 센싱을 동시에 수행하는 표시장치를 제공한다. 표시장치는 그라운드전압을 두 개로 분리하고 하나의 그라운드전압을 변동시켜 터치를 센싱하는데, 두 개의 그라운드전압 사이의 신호변환을 하는 구성이 데이터구동회로에 포함될 수 있다.

Description

패널구동장치, 표시장치 및 집적회로{PANEL DRIVING APPARATUS, DISPLAY DEVICE AND INTEGRATED CIRCUIT}
본 발명은 패널을 구동하는 기술에 관한 것이다.
터치패널에 근접하거나 접촉하는 오브젝트를 인식하는 기술을 터치센싱기술이라고 한다.
터치패널은 평면상에서 표시패널과 같은 위치에 놓이게 되는데, 이에 따라, 사용자들은 표시패널의 영상을 보면서 터치패널로 사용자조작신호를 입력할 수 있게 된다.
이러한 사용자조작신호 발생방법은 그 이전의 다른 사용자조작신호 입력방식-예를 들어, 마우스 입력방식이나 키보드 입력방식-에 비해 놀라운 사용자 직관성을 제공해 준다.
이러한 장점에 따라, 표시패널을 포함하고 있는 다양한 전자장치들에 터치센싱기술이 적용되고 있다.
한편, 터치패널은 형태에 따라 표시패널과 완전히 분리되어 있을 수 있다. 예를 들어, 애드온(add-on)타입으로 알려진 형태에서는 터치패널과 표시패널이 완전히 분리되어 있다.
반면에 터치패널과 표시패널은 일부 구성요소를 서로 공유할 수 있다. 예를 들어, 터치패널에 위치하는 센서전극은 표시패널의 공통전극으로 사용될 수 있다. 인셀(in-cell)타입이라고 알려진 형태가 여기에 해당된다.
표시장치가 이러한 인셀타입의 패널을 구동함에 있어서 종래에는 구간을 분할하여 디스플레이구간에서는 디스플레이모드로만 작동하고 터치구간에서는 터치모드로만 작동하였다.
이렇게 종래 방식은 프레임 시간을 디스플레이구간과 터치구간으로 나누어 사용하였는데, 이에 따라, 터치구간에 일정 시간 이상을 할당하지 못하는 문제가 발생하였다.
일반적으로 터치구간이 길어질 수록 SNR(signal to noise ratio)이 증가하게 되는데, 종래 방식에서는 터치구간의 길이가 짧기 때문에 SNR이 낮고 터치의 감도가 떨어지는 문제가 있었다.
이러한 터치감도의 문제를 보충하기 위해 터치구간을 길게 설정할 경우, 디스플레이구간이 줄어들어 디스플레이를 위한 회로구성요소가 증가하는 문제가 발생할 수 있다. 다른 한편으로 디스플레이구간을 유지하기 위해 터치구간도 유지하는 경우, 터치감도 개선을 위해 센서를 증가시켜야 하는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 배경에서, 본 실시예의 목적은, 일 측면에서, 디스플레이구동을 위한 시간을 유지하면서 터치구동을 위한 시간을 증가시키는 기술을 제공하는 것이다.
다른 측면에서, 본 실시예의 목적은, 터치구동을 위한 시간을 유지하면서 디스플레이구동을 위한 시간을 증가시키는 기술을 제공하는 것이다.
또 다른 측면에서, 본 실시예의 목적은, 디스플레이구동 및 터치구동을 위한 시간을 모두 증가시키는 기술을 제공하는 것이다.
또 다른 측면에서, 본 실시예의 목적은, 일부 구간 혹은 전체 구간에서 디스플레이구동과 터치구동을 동시에 수행하는 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예는, 데이터구동회로, 센싱회로 및 기준전압변환회로를 포함하는 패널구동장치를 제공한다.
패널구동장치에서, 데이터구동회로는, 제1그라운드전압을 기준전압으로 하는 영상데이터를 제1통신을 통해 수신하고, 기준전압변환을 통해 영상데이터의 기준전압을 제1그라운드전압에서 제2그라운드전압으로 변환하고, 영상데이터를 제2그라운드전압을 기준전압으로 하는 데이터신호로 변환한 후 데이터라인으로 공급할 수 있다.
그리고, 센싱회로는, 센서전극에 대한 센싱신호를 센싱데이터로 변환하고, 기준전압변환을 통해 센싱데이터의 기준전압을 제2그라운드전압에서 제1그라운드전압으로 변환하고, 센싱데이터를 제2통신을 통해 외부로 전송할 수 있다.
그리고, 기준전압변환회로는, 제1그라운드전압을 기준전압으로 하는 신호를 제2그라운드전압을 기준전압으로 하는 신호로 변환할 수 있다.
다른 실시예는, 패널, 타이밍제어회로, 데이터구동회로, 센싱회로, 기준전압변환회로 및 레벨시프터를 포함하는 표시장치를 제공한다.
표시장치에서 패널에는, 복수의 데이터라인 및 복수의 게이트라인의 교차에 의해 화소들이 정의되고, 물체와 정전용량을 형성하는 센서전극이 배치될 수 있다.
그리고, 타이밍제어회로는, 게이트라인의 구동에 사용되는 기준클럭신호를 생성할 수 있다.
그리고, 데이터구동회로는, 제1그라운드전압을 기준전압으로 하는 영상데이터를 타이밍제어회로로부터 제1통신을 통해수신하고, 기준전압변환을 통해 영상데이터의 기준전압을 제1그라운드전압에서 제2그라운드전압으로 변환하고, 영상데이터를 제2그라운드전압을 기준전압으로 하는 데이터신호로 변환한 후 데이터라인으로 공급할 수 있다.
그리고, 센싱회로는, 센서전극에 대한 센싱신호를 센싱데이터로 변환하고, 기준전압변환을 통해 센싱데이터의 기준전압을 제2그라운드전압에서 제1그라운드전압으로 변환하고, 센싱데이터를 제2통신을 통해 외부로 전송할 수 있다.
그리고, 기준전압변환회로는, 준클럭신호를 수신하고, 기준전압변환을 통해 기준클럭신호의 기준전압을 제1그라운드전압에서 제2그라운드전압으로 변환할 수 있다.
그리고, 레벨시프터는, 기준클럭신호의 전압레벨을 변경하여 게이트라인의 구동을 위한 다수의 클럭신호를 생성할 수 있다.
또 다른 실시예는, 영상데이터수신부, 데이터신호부 및 기준전압변환부를 포함하는 집적회로를 제공한다.
집적회로에서, 영상데이터수신부는, 제1그라운드전압을 기준전압으로 하는 제1통신을 통해 타이밍제어회로로부터 영상데이터를 수신할 수 있다.
그리고, 데이터신호부는, 영상데이터를 제2그라운드전압을 기준전압으로 하는 데이터신호로 변환한 후 데이터라인으로 공급할 수 있다.
그리고, 기준전압변환부는, 타이밍제어회로로부터 수신되는 기준클럭신호의 기준전압을, 기준전압변환을 통해 제1그라운드전압에서 제2그라운드전압으로 변환하고 변환된 기준클럭신호를 레벨시프터로 전송할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 일 측면으로, 디스플레이구동을 위한 시간을 유지하면서 터치구동을 위한 시간을 증가시키는 효과가 있다. 다른 측면으로, 본 실시예에 의하면, 터치구동을 위한 시간을 유지하면서 디스플레이구동을 위한 시간을 증가시키는 효과가 있다. 또 다른 측면에서, 본 실시예에 의하면, 디스플레이구동 및 터치구동을 위한 시간을 모두 증가시키는 효과가 있다. 또한, 또 다른 측면에서, 본 실시예에 의하면, 일부 구간 혹은 전체 구간에서 디스플레이구동과 터치구동이 동시에 수행되는 효과가 있다.
도 1은 본 명세서에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 화소 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 각 전극으로 공급되는 신호의 파형을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 센서전극으로 공급되는 센서구동신호에 따라 터치가 센싱되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 데이터신호 및 센서구동신호의 그라운드전압을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 데이터신호, 센서구동신호 및 그라운드전압의 파형을 나타내는 도면이다.
도 7은 특정 구간에서만 변조되는 센서구동신호 및 그에 대응되는 데이터신호의 파형을 나타내는 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 표시장치의 구성도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 TDDI패키지의 구성도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 데이터구동회로의 구성도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 인터페이스변환회로의 일 예시 구성도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 TDDI패키지 주변 배선의 제1예시를 나타내는 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 TDDI패키지 주변 배선의 제2예시를 나타내는 도면이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 표시장치의 구성도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
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 본질이나 차례 또는 순서 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 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 명세서에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 표시장치(100)는, 패널(110), 데이터구동회로(120), 게이트구동회로(130) 및 센싱회로(140) 등을 포함한다.
패널(110)에는, 데이터구동회로(120)와 연결되는 복수의 데이터라인(DL)이 형성되고, 게이트구동회로(130)와 연결되는 복수의 게이트라인(GL)이 형성될 수 있다. 또한, 패널(110)에는 복수의 데이터라인(DL)과 복수의 게이트라인(GL)의 교차 지점에 대응되는 다수의 화소(P)가 정의될 수 있다.
이러한 각 화소(P)에는 제1전극(예를 들어, 소스전극 또는 드레인전극)이 데이터라인(DL)과 연결되고, 게이트전극이 게이트라인(GL)과 연결되며, 제2전극(예를 들어, 드레인전극 또는 소스전극)이 표시전극과 연결되는 트랜지스터가 형성될 수 있다.
또한, 패널(110)에는, 복수의 센서전극(SE)이 서로 이격되어 더 형성될 수 있다. 센서전극(SE)이 위치하는 영역에는 하나의 화소(P)가 위치할 수도 있고 다수의 화소(P)가 위치할 수도 있다.
패널(110)은 표시패널(Display Panel)과 터치패널(TSP: Touch Screen Panel)을 포함할 수 있는데, 여기서 표시패널과 터치패널은 일부 구성요소를 서로 공유할 수 있다. 예를 들어, 복수의 센서전극(SE)은 표시패널의 일 구성(예를 들어, 공통전압을 인가하는 공통전극)일 수 있고 동시에 터치패널의 일 구성(터치를 감지하기 위한 센서전극)일 수 있다. 표시패널과 터치패널의 일부 구성요소가 서로 공유되어 있다는 측면에서, 이러한 패널(110)을 일체형 패널이라고 부르기도 하지만 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니다. 또한, 표시패널과 터치패널의 일부 구성요소가 서로 공유되는 형태로서 인셀(In-Cell) 타입의 패널이 알려져 있지만 이는 전술한 패널(110)의 일 예시일 뿐 본 발명이 적용되는 패널이 이러한 인셀(In-Cell)타입 패널로 제한되는 것은 아니다.
데이터구동회로(120)는 이미지를 패널(110)의 각 화소(P)에 표시하기 위해 데이터라인(DL)으로 데이터신호를 공급한다.
이러한 데이터구동회로(120)는 적어도 하나의 데이터드라이버집적회로를 포함할 수 있는데, 이러한 적어도 하나의 데이터드라이버집적회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 패널(110)에 직접 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서, 패널(110)에 집적화되어 형성될 수도 있다. 또한, 데이터구동회로(120)는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
게이트구동회로(130)는 각 화소(P)에 위치하는 트랜지스터를 턴온 혹은 턴오프시키기 위해 게이트라인(GL)으로 스캔신호를 순차적으로 공급한다.
이러한 게이트구동회로(130)는, 구동 방식에 따라서, 도 1에서와 같이 패널(110)의 한 측에만 위치할 수도 있고, 2개로 나누어져 패널(110)의 양측에 위치할 수도 있다.
또한, 게이트구동회로(130)는, 적어도 하나의 게이트드라이버집적회로를 포함할 수 있는데, 이러한 적어도 하나의 게이트드라이버집적회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 패널(110)에 직접 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서, 패널(110)에 집적화되어 형성될 수도 있다. 또한, 게이트구동회로(130)는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
센싱회로(140)는 센싱라인(SL)과 연결된 복수의 센서전극(SE)의 전체 또는 일부로 센서구동신호를 인가한다.
이러한 센싱회로(140)는 도 1에 도시된 바와 같이, 데이터구동회로(120) 및 게이트구동회로(130)와는 별도의 구성으로서, 데이터구동회로(120) 및 게이트구동회로(130)의 외부에 있을 수도 있지만, 구현 방식에 따라서, 데이터구동회로(120) 및 게이트구동회로(130) 중 적어도 하나를 포함하는 다른 별도의 드라이버집적회로의 내부 구성으로 구현될 수도 있으며, 또는, 데이터구동회로(120) 또는 게이트구동회로(130)의 내부 구성으로 구현될 수도 있다.
따라서, 센싱회로(140)가 복수의 센서전극(SE)의 전체 또는 일부로 센서구동신호를 인가하는 것은, 센싱회로(140)를 포함하는 별도의 드라이버집적회로가 복수의 센서전극(SE)의 전체 또는 일부로 센서구동신호를 인가하는 것으로도 볼 수 있다. 또한, 설계 방식에 따라서는, 센싱회로(140)를 포함하는 데이터구동회로(120) 또는 게이트구동회로(130)가 복수의 센서전극(SE)의 전체 또는 일부로 센서구동신호를 인가하는 것으로도 볼 수도 있다.
이러한 센싱회로(140)는 구현 및 설계 방식에 제한되지 않고, 본 명세서에서 기재되는 그 수행 기능만 동일 또는 유사하다면, 다른 구성 그 자체일 수도 있고 다른 구성의 내부 또는 외부에 위치하는 구성일 수도 있다.
또한, 도 1에서 표시장치(100)에는 하나의 센싱회로(140)가 위치한 것으로 도시되어 있으나, 표시장치(100)는 둘 이상의 센싱회로(140)를 포함할 수도 있다.
한편, 센싱회로(140)가 센서구동신호를 복수의 센서전극(SE)의 전체 또는 일부로 인가하기 위해서는, 복수의 센서전극(SE) 각각에 연결되는 센싱라인(SL)이 필요하다. 이에 따라, 복수의 센서전극(SE) 각각에 연결되어 센서구동신호를 전달하는 센싱라인(SL)이 제1방향(예: 세로방향) 또는 제2방향(예: 가로방향)으로 패널(110)에 형성될 수 있다.
한편, 표시장치(100)는 센서전극(SE)을 통해 정전용량의 변화를 감지함으로써 물체의 근접 혹은 터치를 인식하는 정전식 터치방식을 채용할 수 있다.
이러한 정전식 터치방식은, 일 예로, 상호 정전용량 터치방식과 자체 정전용량 터치 방식으로 나눌 수 있다.
정전식 터치방식의 한 종류인 상호 정전용량 터치방식은, 일 센서전극(Tx전극)으로 센서구동신호를 인가하고 이러한 Tx전극과 상호 커플링된 다른 일 센서전극(Rx전극)을 센싱한다. 이러한 상호 정전용량 터치방식에서는, 손가락, 펜 등의 물체의 근접 혹은 터치에 따라 Rx전극에서 센싱되는 값이 달라지는데, 상호 정전용량 터치방식은 이러한 Rx전극에서의 센싱값을 이용하여 터치 유무, 터치 좌표 등을 검출한다.
정전식 터치방식의 다른 한 종류인 자체 정전용량 터치방식은, 일 센서전극(SE)으로 센서구동신호를 인가한 후 다시 해당 일 센서전극(SE)을 센싱한다. 이러한 자체 정전용량 터치방식에서는, 손가락, 펜 등의 물체의 근접 혹은 터치에 따라 해당 일 센서전극(SE)에서 센싱되는 값이 달라지는데, 자체 정전용량 터치방식은 이러한 센싱값을 이용하여 터치 유무, 터치 좌표 등을 검출한다. 이러한 자체 정전용량 터치방식은 센서구동신호를 인가하는 센서전극(SE)과 센싱하는 센서전극(SE)이 동일하기 때문에, Tx전극과 Rx전극의 구분이 없다.
표시장치(100)는, 전술한 2가지의 정전식 터치방식(상호 정전용량 터치방식, 자체 정전용량 터치방식) 중 하나를 채용할 수 있다. 다만, 본 명세서에서는, 설명의 편의를 위해, 자체 정전용량 터치방식이 채용된 것으로 가정하여 실시예를 설명한다.
한편, 표시장치(100)는 디스플레이구간과 터치구간을 구분하지 않고 센서전극(SE)을 구동할 수 있다. 일 예로서, 표시장치(100)는 데이터신호를 공급하는 구간에서 센서전극(SE)의 전체 또는 일부로 센서구동신호를 인가할 수 있다.
구체적인 예로서, 표시장치(100)는 화소(P)에 위치하는 표시전극으로 데이터신호를 공급함과 동시에 센서전극(SE)으로 센서구동신호를 공급할 수 있다. 이때, 표시장치(100)는 화소(P)에서 표시전극과 센서전극(SE) 사이에 형성되는 데이터전압을 일정 시간(예를 들어, 한 프레임 시간) 동안 일정하게 유지하기 위해 센서구동신호에 대응하여 데이터신호를 변동시킬 수 있다.
도 2는 도 1의 화소 단면을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 각 전극으로 공급되는 신호의 파형을 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 4는 센서전극으로 공급되는 센서구동신호에 따라 터치가 센싱되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
설명의 편의를 위해, 도 2에서는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)가 예시적으로 도시되고 있으나, 본 실시예가 액정표시장치로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 실시예는 OLED(Organic Light Emitting Diode)장치에도 적용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 표시전극(DE)과 센서전극(SE) 사이에 액정(LC: liquid crystal)이 위치할 수 있다.
그리고, 도 2 및 도 3을 참조하면, 표시전극(DE)에는 데이터신호(VDT)가 공급되고, 센서전극(SE)에는 센서구동신호(VSE)가 공급될 수 있다.
이러한 신호들(VDT, VSE)에 따라, 액정(LC)에는 표시전극(DE)과 센서전극(SE)의 전위차에 의한 데이터전압(VP)이 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 데이터전압(VP)에 의해 전기장이 형성되고 이러한 전기장에 따라 액정(LC)의 배열이 결정되어 화소(P)의 밝기 혹은 그레이스케일이 결정될 수 있다.
이때, 일정 시간(예를 들어, 한 프레임 시간) 동안 화소(P)의 밝기 혹은 그레이스케일을 일정하게 유지시키기 위해 데이터전압(VP)은 해당 시간 동안 일정하게 유지될 수 있다.
반면에, 센서구동신호(VSE)는 센서전극(SE)과 외부 물체 사이에 형성되는 정전용량 커플링(CF)을 측정하기 위해 해당 시간(예를 들어, 한 프레임 시간)에 일정하게 변조된 파형을 가질 수 있다. 도 4를 참조하면, 센서구동신호(VSE)는 주기적으로 변동하는 AC파형을 가질 수 있다. 이러한 센서구동신호(VSE)의 AC파형에 따라 센서전극(VSE)과 물체 사이에 형성된 커플링(CF)으로 터치전류(IF)가 흐를 수 있는데, 이러한 터치전류(IF)의 양 혹은 유무에 따라 센서전극(SE) 상에 물체가 근접했는지 혹은 터치했는지가 판단될 수 있다.
한편, 센서전극(SE)과 표시전극(DE)은 연동되어 있어서 센서구동신호(VSE)가 전술한 바와 같이 일정하게 변동되는 경우, 데이터신호(VDT) 또한 일정하게 변동될 수 있다.
도 3을 참조하면, 데이터신호(VDT)는 센서구동신호(VSE) 사이에서 일정한 데이터전압(VP)을 유지하기 위해 센서구동신호(VSE)에 대응하여 변동될 수 있다. 구체적인 예로서, 데이터신호(VDT)는 센서구동신호(VSE)와 동일한 위상을 가지고 동일한 진폭으로 변동될 수 있다.
한편, 도 3 내지 도 4에서는 센서구동신호(VSE)가 일정한 주파수와 진폭을 갖는 신호로 도시되어 있는데, 센서구동신호(VSE)에는 다양한 변조 방법이 추가적으로 적용될 수 있다.
예를 들어, 센서구동신호(VSE)에는 주파수변조 방법이 적용될 수 있다. 이 경우, 센싱회로(140)는 센서구동신호(VSE)의 주파수를 변조하여 센서전극(SE)으로 공급하고 센서전극(SE)에 대한 센싱신호를 복조하는 방법으로 터치를 센싱할 수 있다. 이때, 센서구동신호(140)는 디스플레이를 업데이트하는데 사용되는 주파수(예를 들어, 60Hz 및 그 하모닉 주파수) 혹은 다른 회로(예를 들어, 데이터구동회로)에서 발생하는 주파수에 의한 노이즈가 회피되도록 센서구동신호(VSE)의 변조 주파수를 선택할 수 있다.
다른 예로서, 센서구동신호(VSE)에는 위상 변조 방법이 적용되거나 코드 변조 방법이 적용될 수도 있다. 이 경우, 센싱회로(140)는 센서구동신호(VSE)를 변조할 때 사용한 변조 방법에 따라 센싱신호를 복조하는 방법으로 터치를 센싱할 수 있다.
한편, 표시장치(100)는 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 것과 같이 데이터신호(VDT)를 센서구동신호(VSE)에 대응하여 변동시키기 위해 데이터신호(VDT)와 연동된 그라운드전압을 변동시키는 방법을 사용할 수도 있다. 도 5 및 도 6을 참조하여 그라운드전압 변동에 의한 데이터신호(VDT) 변동 방법을 설명한다.
도 5는 데이터신호 및 센서구동신호의 그라운드전압을 나타내는 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 데이터신호, 센서구동신호 및 그라운드전압의 파형을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 센서구동신호(VSE)는 센서구동전압발생부(WSE)를 통해 제1그라운드전압(V1GND)과 연동되고, 데이터신호(VDT)는 데이터구동전압발생부(WDT)를 통해 제2그라운드전압(V2GND)과 연동될 수 있다. 이때, 제2그라운드전압(V2GND)은 제2그라운드전압발생부(W2GND)로부터 전압을 공급받고, 제2그라운드전압발생부(W2GND)는 센서구동전압발생부(WSE)와 연동될 수 있다.
구체적으로 센서구동전압발생부(WSE)는 일측으로 제1그라운드전압(V1GND)과 연결되어 있고, 다른 일측으로 센서구동신호(VSE)를 출력할 수 있다. 그리고, 데이터구동전압발생부(WDT)는 일측으로 제2그라운드전압(V2GND)과 연결되어 있고, 다른 일측으로 데이터신호(VDT)를 출력할 수 있다. 또한, 제2그라운드전압발생부(W2GND)는 일측으로 제1그라운드전압(V1GND)과 연결되어 있고, 다른 일측으로 제2그라운드전압(V2GND)을 출력할 수 있다. 이때, 제2그라운드전압발생부(W2GND)는 센서구동전압발생부(WSE)와 연동하여 작동될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 센서구동신호(VSE)는 센서전극(SE)을 구동하기 위해 일정하게 변조된 파형을 가질 수 있다. 이때, 센서구동신호(VSE)의 파형은 제1그라운드전압(V1GND)과 연동된 센서구동전압발생부(WSE)에 의해 공급될 수 있다.
데이터신호(VDT)는 데이터구동전압발생부(WDT)로부터 파형을 공급받는데, 이때, 데이터구동전압발생부(WDT)의 파형은 일정 시간(예를 들어, 한 프레임 시간) 동안 일정한 전압을 유지할 수 있다. 다만, 데이터구동전압발생부(WDT)는 제2그라운드전압발생부(W2GND)와 연결되어 있는데, 이러한 제2그라운드전압발생부(W2GND)의 파형에 따라 데이터신호(VDT)의 파형도 변동될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제2그라운드전압(V2GND)은 제2그라운드전압발생부(W2GND)에서 공급하는 파형에 따라 일정하게 변동할 수 있다. 그리고, 데이터신호(VDT)는 제2그라운드전압(V2GND)과 연동되어 있으면서 제2그라운드전압(V2GND)과 동일하게 변동할 수 있다.
구체적으로, 센서구동전압발생부(WSE)는 제1진폭(VD1)으로 변동하는 센서구동신호(VSE)를 공급할 수 있다. 이때, 제2그라운드전압발생부(W2GND)는 센서구동전압발생부(WSE)와 연동되어 있으면서 센서구동신호(VSE)와 동일한 위상을 가지면서 제2진폭(VD2)으로 변동하는 제2그라운드전압(V2GND)을 공급할 수 있다. 데이터구동전압발생부(WDT)는 일측이 제2그라운드전압(V2GND)과 연결되어 있기 때문에 그 출력 전압인 데이터신호(VDT)도 제2그라운드전압(V2GND)과 마찬가지로 센서구동신호(VSE)와 동일한 위상을 가지면서 제2진폭(VD2)으로 변동할 수 있다.
한편, 제2그라운드전압(V2GND)은 제1그라운드전압(V1GND)에 대비하여 변동할 수 있다. 전압의 변동은 기준전압에 대비하여 설명될 수 있는데, 제2그라운드전압(V2GND)의 변동은 제1그라운드전압(V1GND)에 대비될 수 있다. 도 6에 도시된 것과 같이 제1그라운드전압(V1GND)을 기준전압으로 할 때, 제2그라운드전압(V2GND)은 제1그라운드전압(V1GND)에 대비하여 변동하는 것으로 인식될 수 있다.
한편, 센서구동신호(VSE)는 특정 구간에서만 변조된 파형을 가질 수 있다.
도 7은 특정 구간에서만 변조되는 센서구동신호 및 그에 대응되는 데이터신호의 파형을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 데이터신호(VDT)는 파형의 전이구간(TDT)과 안정화구간(TDS)으로 구분될 수 있다.
전이구간(TDT)은 데이터신호(VDT)가 변하는 구간이다. 예를 들어, 데이터신호(VDT)는 다수의 화소(도 8의 P 참조)에 데이터전압을 형성하기 위한 파형을 가지게 되는데, 이때, 제1화소를 위한 전압에서 제2화소를 위한 전압으로 변하는 구간이 이러한 전이구간(TDT)이다. 이러한 전이구간(TDT)은 데이터라인(도 8의 DL 참조)에 연결된 트랜지스터(도 8의 TD 참조)들이 턴온되지 않은 구간에 대응될 수 있다.
안정화구간(TDS)은 데이터신호(VDT)가 안정화된 구간이다. 예를 들어, 화소(도 8의 P 참조)에 연결된 트랜지스터(도 8의 TD 참조)가 턴온되면 데이터신호(VDT)는 해당 화소(도 8의 P 참조)의 데이터전압이 일정하게 유지되도록 하는 안정화된 전압 레벨을 가지게 되는데, 이러한 구간이 안정화구간(TDS)이다. 이러한 안정화구간(TDS)은 데이터라인(도 8의 DL 참조)에 연결된 트랜지스터(도 8의 TD 참조)가 턴온된 구간에 대응될 수 있다.
도 7을 참조하면, 센서구동신호(VSE)은 안정화구간(TDS)에서만 변조된 파형을 가질 수 있다. 구체적으로, 센서구동신호(VSE)는 전이구간(TDT)에서는 일정한 값을 유지하다가 안정화구간(TDS)에서는 제1진폭(VD1)을 가지는 구형파로 변조될 수 있다. 이때, 센서구동신호(VSE)와 연동된 제2그라운드전압(V2GND)은 안정화구간(TDS)에서만 제2진폭(VD2)을 가지는 구형파로 변조될 수 있고, 이러한 제2그라운드전압(V2GND)에 연동되어 있는 데이터신호(VDT)는 안정화구간(TDS)에서만 제2진폭(VD2)을 가지도록 변동될 수 있다.
이와 같이 표시장치(100)는 데이터신호(VDT)와 연동된 제2그라운드전압(V2GND)을 변동시켜 데이터신호(VDT)를 센서구동신호(VSE)에 대응하여 변동시킬 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 표시장치의 구성도이다.
표시장치(800)는 두 개의 영역(802, 804)으로 구분될 수 있다. 그리고, 각각의 영역(802, 804)은 기준전압으로서 서로 다른 그라운드전압을 사용할 수 있다.
제1영역(802)에 배치되는 구성은 기준전압으로 제1그라운드전압(V1GND)을 사용하고, 제2영역(804)에 배치되는 구성은 기준전압으로 제2그라운드전압(V2GND)을 사용할 수 있다.
표시장치(800)는 패널(810) 및 패널을 구동하는 구성들(820, 830, 835, 850, 860, 870, 880, 882, 885)을 포함할 수 있는데, 일부의 구성은 제1영역(802)에 배치되고 다른 일부의 구성은 제2영역(804)에 배치될 수 있다.
예를 들어, 영상데이터를 생성하는 호스트(860) 및 각종 제어신호를 생성하는 타이밍제어회로(850)는 제1영역(802)에 배치되고, 영상데이터에 따라 이미지를 표시하는 패널(810)은 제2영역(804)에 배치될 수 있다.
이렇게 표시장치(800)에서 일부의 구성은 제1영역(802)에 배치되고 다른 일부의 구성은 제2영역(804)에 배치되기 때문에, 제1영역(802)의 신호가 제2영역(804)으로 전달되기 위한 복수의 기준전압변환구성이 표시장치(800)에 포함될 수 있다.
예를 들어, 제1영역(802)에 배치되는 호스트(860)에서 생성되어 타이밍제어회로(850)로 전달되는 영상데이터는 기준전압이 제1그라운드전압(V1GND)이 되는데, 제2영역(804)에 배치되는 패널(810)은 제2그라운드전압(V2GND)을 기준전압으로 사용하기 때문에 영상데이터에 대한 기준전압을 제1그라운드전압(V1GND)에서 제2그라운드전압(V2GND)으로 변환하는 기준전압변환구성이 필요하다.
표시장치(800)에 포함되는 데이터구동회로(821), 센싱회로(824) 및 기준전압변환회로(827)는 기준전압을 변환하는 구성을 포함할 수 있다.
데이터구동회로(821)는 영상데이터(RGB)를 데이터신호(VDT)로 변환한 후 데이터라인(DL)으로 공급할 수 있다.
데이터구동회로(821)는 영상데이터수신부(822) 및 데이터신호부(823)를 포함할 수 있는데, 영상데이터수신부(822)는 제1그라운드전압(V1GND)을 기준전압으로 하는 제1통신-예를 들어, CEDS(Clock Embedded Differential Signaling) 등-을 통해 영상데이터(RGB)를 수신할 수 있다.
제1통신은 직렬통신일 수 있다. 직렬통신은 최소 두 개의 배선만으로 데이터를 전송할 수 있는 방식으로, 배선이 간소화된다는 장점이 있다. 표시장치가 얇아짐에 따라 타이밍제어회로(850)와 데이터구동회로(821) 사이의 배선공간이 좁아지고 있는데, 좁은 배선공간에서의 효율적인 데이터전송을 위해 영상데이터(RGB)는 직렬통신을 통해 전송될 수 있다.
제1통신은 직렬통신에서 클럭이 내장된 임베디드클럭신호로 전송될 수 있다. 직렬통신에서 송신측과 수신측의 클럭을 동기화시키기 위해 데이터와 함께 클럭이 전송될 수 있는데, 제1통신은 직렬통신에서 클럭이 내장된 임베디드클럭방식을 채택할 수 있다. 임베디드클럭방식에서는 클럭이 데이터전송라인에 포함되어 전송되기 때문에 별도의 클럭라인을 배선하지 않아도 되는 장점이 있다.
한편, 직렬통신은 병렬통신에 비해 상대적으로 고속통신-높은 주파수의 통신-을 수행하여야 동일한 데이터량을 전송할 수 있는데, 고속통신은 기준전압변환에 적합하지 않다는 것이 일반적으로 알려져 있다.
데이터구동회로(821)는 제1통신을 통해 수신된 영상데이터(RGB)를 병렬신호처리할 수 있다. 병렬신호처리는 예를 들어, 직렬통신을 병렬통신으로 변환하는 것으로, 직렬로 전송되는 데이터를 N(N은 2 이상의 자연수)개의 병렬전송라인으로 분기시켜 전송할 수 있다. 데이터구동회로(821)는 병렬신호처리에서 영상데이터(RGB)에 대한 기준전압변환을 수행할 수 있다. 병렬신호처리는 영상데이터수신부(822)에서 수행될 수 있고, 데이터신호부(823)에서 수행될 수도 있으며, 기준전압변환은 데이터신호부(823)에서 수행될 수 있다.
기준전압변환을 통해 기준전압이 제1그라운드전압(V1GND)에서 제2그라운드전압(V2GND)으로 변환된 영상데이터는 데이터신호부(823)에 의해 제2그라운드전압(V2GND)을 기준전압으로 하는 데이터신호(VDT)로 변환된 후 데이터라인(DL)으로 공급될 수 있다.
센싱회로(824)는 센서전극(SE)에 대한 센싱신호를 센싱데이터(TDAT)로 변환하고 제2통신을 통해 센싱제어회로(870)로 전송할 수 있다.
센싱회로(824)는 센싱라인(SL)을 통해 센서구동신호(VSE)를 전송할 수 있다. 센서구동신호(VSE)는 제2그라운드전압(V2GND)을 기준전압으로 하는 신호이고, 제2그라운드전압(V2GND)은 제1그라운드전압(V1GND)에 대비하여 변동할 수 있다. 다른 측면에서, 센서구동신호(VSE)는 제1그라운드전압(V1GND)에 대비하여 변동할 수 있다.
센서전극(SE)에 대한 센싱신호는 제2그라운드전압(V2GND)을 기준전압으로 하는 신호이고, 센싱신호를 디지털신호로 변환한 센싱데이터는 1차적으로 제2그라운드전압(V2GND)을 기준전압으로 할 수 있다. 그리고, 센싱회로(824)는 기준전압변환을 통해 센싱데이터의 기준전압을 제2그라운드전압(V2GND)에서 제1그라운드전압(V1GND)으로 변환할 수 있다. 그리고, 센싱회로(824)는 센싱데이터(TDAT)를 제1그라운드전압(V1GND)을 기준전압으로 하는 제2통신을 통해 센싱제어회로(870)로 전송할 수 있다.
센싱회로(824)는 내부적으로 병렬신호처리에서 센싱데이터에 대한 기준전압을 변환할 수 있다. 그리고, 센싱회로(824)는 센싱제어회로(870)로 센싱데이터(TDAT)를 전송할 때, 직렬통신을 통해 센싱데이터(TDAT)를 전송할 수 있다.
센싱회로(824)는 센싱부(826) 및 센싱데이터전송부(825)를 포함할 수 있는데, 센싱신호에 대한 처리 및 센싱데이터의 기준전압을 변환하는 것은 센싱부(826)에 의해 수행되고, 제2통신을 통해 센싱데이터(TDAT)를 전송하는 것은 센싱데이터전송부(825)에 의해 수행될 수 있다.
한편, 센서전극(SE)은 공통전압이 공급되는 공통전극으로 사용될 수 있다. 공통전극과 표시전극(DE) 사이의 전압이 일정해야 액정(LC)이 일정한 상태를 유지할 수 있다. 본 실시예에서, 센서전극(SE)으로 공급되는 센서구동신호(VSE)는 제2그라운드전압(V2GND)에 대비하여 실질적으로 변동하지 않기 때문에 센서구동신호(VSE)는 표시구동에 영향을 주지 않는다. 이에 따라, 데이터구동회로(821)에 대한 데이터신호(VDT)의 공급과 센싱회로(824)에 의한 센서전극(SE)의 센싱이 동시에 수행될 수 있다. 동시 구동은 다른 측면에서 보면, 데이터구동회로(821)-예를 들어, 데이터신호부(823)-와 센싱회로(824)-예를 들어, 센싱부(826)-가 비동기적으로 혹은 독립적으로 작동되는 것으로 볼 수 있다.
도면에는 표시되지 않았으나 센서전극은 화소에 배치되는 OLED(Organic Light Emitting Diode)의 캐소드(cathode)전극일 수 있다. 혹은 센서전극은 화소에 배치되는 OLED의 애노드(anode)전극 혹은 별도로 구비된 전극일 수 있다.
한편, 패널(810)에서 각 화소(P)에는 트랜지스터(TD)가 배치되고 트랜지스터(TD)의 구동에 따라 화소(P)의 계조가 제어될 수 있는데, 이러한 트랜지스터(TD)의 게이트는 게이트라인(GL)과 연결되고 드레인 혹은 소스는 데이터라인(DL)과 연결될 수 있다. 그리고, 게이트라인(GL)으로는 게이트구동회로(830)에서 생성되는 스캔신호(VGT)가 공급되고, 데이터라인(DL)으로는 데이터구동회로(821)에서 생성되는 데이터신호(VDT)가 공급될 수 있다.
게이트구동회로(830)는 패널(810)에 배치되는 다수의 화소(P)가 하나의 행 혹은 열씩 선택되도록 각 행 혹은 각 열로 스캔신호(VGT)를 순차적으로 공급할 수 있다. 이때, 각 행 혹은 각 열로 공급되는 스캔신호(VGT)의 시퀀스는 타이밍제어회로(850)로부터 공급되는 기준클럭신호(GCLK)에 의해 결정될 수 있다.
기준클럭신호(GCLK)는 제1그라운드전압(V1GND)을 기준전압으로 하여 생성되는데, 기준클럭신호(GCLK)의 기준전압변환은 기준전압변환회로(827)에 의해 수행될 수 있다. 기준전압변환회로(827)는 디지털신호 혹은 클럭신호에 대하여 기준전압을 제1그라운드전압(V1GND)에서 제2그라운드전압(V2GND)으로 변환할 수 있는데, 변환할 수 있는 일 신호가 기준클럭신호(GCLK)일 수 있다.
기준전압변환회로(827)는 신호수신부(828) 및 기준전압변환부(829)를 포함할 수 있다.
신호수신부(828)는 제1그라운드전압(V1GND)을 기준전압으로 하는 신호-예를 들어, 기준클럭신호(GCLK)-를 수신할 수 있다.
그리고, 기준전압변환부(829)는 제1그라운드전압(V1GND)을 기준전압으로 하는 신호에 대하여, 기준전압변환을 통해 전술한 신호의 기준전압을 제1그라운드전압(V1GND)에서 제2그라운드전압(V2GND)으로 변환하고 변환된 신호를 제2영역(804)에 배치되는 다른 장치-예를 들어, 레벨시프터(835)-로 전송할 수 있다.
예를 들어, 신호수신부(828)는 타이밍제어회로(850)로부터 기준클럭신호(GCLK)를 수신할 수 있다. 그리고, 기준전압변환부(829)는 기준클럭신호(GCLK)의 기준전압을, 기준전압변환을 통해 제1그라운드전압(V1GND)에서 제2그라운드전압(V2GND)으로 변환하고 변환된 기준클럭신호(GCLK')를 레벨시프터(835)로 전송할 수 있다.
레벨시프터(835)는 기준클럭신호(GCLK)의 전압레벨을 변환하여 클럭신호(CLK)를 생성하고, 클럭신호(CLK)를 스캔신호공급부(832)로 전달할 수 있다.
레벨시프터(835)는 하나의 기준클럭신호(GCLK)에서 하나의 클럭신호(CLK)를 생성할 수도 있고, 하나의 기준클럭신호(GCLK)에서 다수의 클럭신호(CLK)를 생성할 수도 있다. 본 실시예에서는 하나의 기준클럭신호(GCLK)에서 다수의 클럭신호(CLK)가 생성되는 방식이 적용될 수 있다. 이러한 방식에서 레벨시프터(835)는 두 개의 기준클럭신호(GCLK)의 에지(edge)에 동기화하여 스캔신호(VGT) 생성을 위한 다수의 클럭신호(CLK)를 생성할 수 있다.
레벨시프터(835)는 게이트하이전압(VGH) 및 게이트로우전압(VGL)을 공급받아 기준클럭신호(GCLK)의 전압레벨을 변환할 수 있다.
표시장치(800)는 제1그라운드전압(V1GND)에 연동되는 제1전력관리회로(880) 및 제2그라운드전압(V2GND)에 연동되는 제2전력관리회로(885)를 포함할 수 있는데, 게이트하이전압(VGH) 및 게이트로우전압(VGL)은 제2전력관리회로(885)에 의해 공급될 수 있다.
제1전력관리회로(880)는 외부로부터 전력을 공급받아 제1구동전압(VCC) 및 제1기저전압(VSS)을 생성하고, 제1구동전압(VCC)을 제1그라운드전압(V1GND)을 기준전압으로 사용하는 구성들-예를 들어, 타이밍제어회로(850), 호스트(860), 센싱제어회로(870) 등-로 공급할 수 있다.
제2전력관리회로(885)는 제1전력관리회로(880)로부터 전력을 공급받아 구동전압-예를 들어, 게이트하이전압(VGH), 게이트로우전압(VGL), 제2구동전압(AVCC) 등-을 생성하고, 게이트하이전압(VGH) 및 게이트로우전압(VGL)을 레벨시프터(885)로 공급할 수 있다.
데이터구동회로(821), 센싱회로(824) 및 기준전압변환회로(827)는 일부는 제1그라운드전압(V1GND)에 연동되고 다른 일부는 제2그라운드전압(V2GND)에 연동될 수 있는데, 제1전력관리회로(880)는 데이터구동회로(821), 센싱회로(824) 및 기준전압변환회로(827)에서 제1그라운드전압(V1GND)에 연동된 부분으로 제1구동전압(VCC)을 공급하고, 제2전력관리회로(885)는 데이터구동회로(821), 센싱회로(824) 및 기준전압변환회로(827)에서 제2그라운드전압(V2GND)에 연동된 부분으로 제2구동전압(AVCC)을 공급할 수 있다.
한편, 제2전력관리회로(885)는 제1전력관리회로(880)로부터 전력을 공급받는데, 두 전력관리회로(880, 885) 사이의 서로 다른 그라운드전압을 맞추기 위해 중계회로(882)가 두 전력관리회로(880, 885) 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 중계회로(882)는 적어도 하나의 스위치를 포함하고, 제2그라운드전압(V2GND)이 제1그라운드전압(V1GND)에 근접하는 시점에서 스위치를 구동하여 제1전력관리회로(880)의 전력을 제2전력관리회로(885)로 전달할 수 있다.
한편, 데이터구동회로(821), 센싱회로(824) 및 기준전압변환회로(827)는 하나의 패널구동회로를 구성하면서 하나의 집적회로(IC: Integrated Circuit) 패키지-예를 들어, TDDI(Touch Display Driver IC)패키지-에 내장될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 TDDI패키지의 구성도이다.
도 9를 참조하면, TDDI패키지(820)에는 제1그라운드전압(V1GND)이 형성되는 제1그라운드패턴(902) 및 제2그라운드전압(V2GND)이 형성되는 제2그라운드패턴(904)이 배치될 수 있다. 그리고, 제1그라운드패턴(902)과 제2그라운드패턴(904)은 일정 이상의 절연거리(D)를 유지하면서 서로 분리될 수 있다. 여기서, 분리된다는 것은 직류전류가 실질적으로 흐르지 않는 상태를 의미하는 것으로 제1그라운드패턴(902)과 제2그라운드패턴(904) 사이에는 신호전달을 위해 캐패시턴스가 형성될 수 있고, 매우 적은 전류가 흐르도록 하는 고임피던스소자-예를 들어, 메가옴(Mega-ohm) 수준의 저항-가 연결될 수 있다.
TDDI패키지(820)에 포함된 각각의 회로(821, 824, 827)는 일부는 제1그라운드패턴(902)에 연동되고 다른 일부는 제2그라운드패턴(904)에 연동되며 또 다른 일부는 제1그라운드패턴(902)과 제2그라운드패턴(904)에 걸쳐 위치할 수 있다.
예를 들어, 데이터구동회로(821)는 영상데이터수신부(822) 및 데이터신호부(823)를 포함하는데, 영상데이터수신부(822)는 제1그라운드패턴(902)에 연동될 수 있다. 그리고, 데이터신호부(823)는 제1기준전압변환부(922) 및 데이터신호공급부(923)로 구성되고, 데이터신호공급부(923)는 제2그라운드패턴(904)에 연동되고, 제1기준전압변환부(922)는 제1그라운드패턴(902)과 제2그라운드패턴(904)에 걸쳐 위치하면서 양측에서 송수신되는 신호의 기준전압을 변환할 수 있다.
그리고, 센싱회로(824)는 센싱부(824) 및 센싱데이터전송부(825)를 포함하는데, 센싱데이터전송부(825)는 제1그라운드패턴(902)에 연동될 수 있다. 그리고, 센싱부(824)는 제2기준전압변환부(925) 및 센싱신호처리부(926)로 구성되고, 센싱신호처리부(926)는 제2그라운드패턴(904)에 연동되고, 제2기준전압변환부(925)는 제1그라운드패턴(902)과 제2그라운드패턴(904)에 걸쳐 위치하면서 양측에서 송수신되는 신호의 기준전압을 변환할 수 있다.
그리고, 기준전압변환회로(827)는 신호수신부(828) 및 기준전압변환부(829)를 포함하는데, 신호수신부(828)는 제1그라운드패턴(902)에 연동될 수 있다. 그리고, 기준전압변환부(829)는 제3기준전압변환부(928) 및 신호송신부(929)로 구성되고, 신호송신부(929)는 제2그라운드패턴(904)에 연동되고, 제3기준전압변환부(928)는 제1그라운드패턴(902)과 제2그라운드패턴(904)에 걸쳐 위치하면서 양측에서 송수신되는 신호의 기준전압을 변환할 수 있다.
한편, 기준전압변환구성-예를 들어, 제1기준전압변환부(922), 제2기준전압변환부(925), 제3기준전압변환부(928) 등-은 신호의 기준전압을 변환하는 인터페이스변환회로를 포함할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 데이터구동회로의 구성도이고, 도 11은 일 실시예에 따른 인터페이스변환회로의 일 예시 구성도이다.
도 10을 참조하면, 데이터구동회로(821)는 다수의 인터페이스변환회로(I/F)를 이용하여 영상데이터의 기준전압을 변환할 수 있다.
데이터구동회로(821)는 영상데이터수신부(822), 제1기준전압변환부(922) 및 데이터신호부(923)를 포함할 수 있다. 여기서, 영상데이터수신부(822)는 제1그라운드전압(V1GND)에 연동되고, 데이터신호부(923)는 제2그라운드전압(V2GND)에 연동되며, 제1기준전압변환부(922)는 영상데이터의 기준전압을 제1그라운드전압(V1GND)에서 제2그라운드전압(V2GND)으로 변환할 수 있다.
영상데이터수신부(822)는 직렬통신으로 수신되는 영상데이터를 병렬신호로 변환한 후 제1기준전압변환부(922)로 전송할 수 있다.
제1기준전압변환부(922)는 다수의 인터페이스변환회로(I/F)를 이용하여 병렬로 입력되는 각각의 신호에 대하여 기준전압을 제1그라운드전압(V1GND)에서 제2그라운드전압(V2GND)으로 변환할 수 있다.
그리고, 제1기준전압변환부(922)는 병렬로 출력되는 영상데이터를 데이터신호부(923)에 포함된 DAC(Digital-Analog-Converter, 1022)로 전송할 수 있는데, DAC(1022)는 감마전압부(1023)에서 생성되는 감마전압을 이용하여 영상데이터를 데이터신호로 변환할 수 있다. 이때, DAC(1022) 및 감마전압부(1023)는 제2그라운드전압(V2GND)을 기준전압으로 사용할 수 있다.
도 11을 참조하면, 인터페이스변환회로(I/F)는 제1그라운드전압(V1GND) 및 제1구동전압(VCC)과 연결된 1차측회로(I/F_1ST) 및 제2그라운드전압(V2GND) 및 제2구동전압(AVCC)과 연결된 2차측회로(I/F_2ND)를 포함할 수 있다.
1차측회로(I/F_1ST)는 제1트랜지스터(TF11) 및 제2트랜지스터(TF12)를 포함하고, 제1트랜지스터(TF11)와 제1구동전압(VCC) 사이에 위치하는 제1전류소스(I11) 및 제2트랜지스터(TF12)와 제1그라운드전압(V1GND) 사이에 위치하는 제2전류소스(I12)를 포함할 수 있다.
2차측회로(I/F_2ND)는 제3트랜지스터(TF21) 및 제4트랜지스터(TF22)를 포함하고, 제2구동전압(AVCC)과 연결되고 제3트랜지스터(TF21)와 병렬로 위치하는 제3전류소스(I21) 및 제2그라운드전압(V2GND)과 연결되고 제4트랜지스터(TF22)와 병렬로 위치하는 제4전류소스(I22)를 포함할 수 있다.
제3전류소스(I21), 제4트랜지스터(TF22) 및 제1트랜지스터(TF11)는 제1노드(N1)로 연결되고, 제4전류소스(I22), 제3트랜지스터(TF21) 및 제2트랜지스터(TF12)는 제2노드(N2)로 연결된다.
인터페이스변환회로(I/F)의 입력신호(SIG_IN)는 제1트랜지스터(TF11) 및 제2트랜지스터(TF12)의 게이트로 연결된다.
그리고, 제1노드(N1) 및 제2노드(N2)는 비교기(CP)로 연결되고, 비교기(CP)의 출력이 출력신호(SIG_OUT)로 연결된다.
이러한 구성에 따라, 제1그라운드전압(V1GND)에 연동된 입력신호(SIG_IN)는 제2그라운드전압(V2GND)에 연동된 출력신호(SIG_OUT)로 변환될 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 TDDI패키지 주변 배선의 제1예시를 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 패널(1210)에는 스캔신호공급부(1220)가 GIP(Gate-In-Panel)타입으로 배치될 수 있고, TDDI패키지(820)가 COG(Chip-On-Glass)타입으로 배치될 수 있다.
TDDI패키지(820)에는 데이터구동회로, 센싱회로 및 기준전압변환회로가 하나의 집적회로로 포함될 수 있는데, TDDI패키지(820)의 일부 구성은 제1배선(LN1)을 통해 타이밍제어회로(850)와 연결되고, 다른 일부 구성은 제2배선(LN2)을 통해 레벨시프터(835)와 연결되며, 또 다른 일부 구성은 제3배선(LN3)을 통해 센싱제어회로(870)와 연결될 수 있다.
타이밍제어회로(850) 및 레벨시프터(835)는 인쇄회로보드(1240) 상에 배치될 수 있는데, 인쇄회로보드(1240)는 서로 전기적으로 절연되는 두 개의 영역이 형성되고, 제1영역에 타이밍제어회로(850)가 배치되고, 제2영역에 레벨시프터(835)가 배치될 수 있다. 여기서, 제1영역은 제1그라운드전압과 연동되고, 제2영역은 제2그라운드전압과 연동될 수 있다.
패널(1210)에 위치하는 TDDI패키지(820)와 인쇄회로보드(1240)에 위치하는 타이밍제어회로(850) 및 레벨시프터(835)를 각각 연결시키는 제1배선(LN1) 및 제2배선(LN2)은 필름(1230) 상에 배치될 수 있다.
필름(1230) 상에는 센싱제어회로(870)가 배치될 수 있는데, 이러한 배치에서, 제1배선(LN1), 제2배선(LN2) 및 제3배선(LN3)은 필름(1230) 상에 배치되게 된다.
한편, 타이밍제어회로(850)는 제1배선(LN1)을 통해 TDDI패키지(820) 내에 포함된 기준전압변환회로로 기준클럭신호를 전송할 수 있다. 그리고, 기준클럭신호는 기준전압변환을 한 후 TDDI패키지(820)에서 제2배선(LN2)을 통해 레벨시프터(835)로 전송될 수 있다. 그리고, 레벨시프터(835)는 기준클럭신호를 변환하여 다른 전압레벨을 가지는 클럭신호를 생성하고, 클럭신호를 제4배선(LN4)을 통해 스캔신호공급부(1220)로 전송할 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 TDDI패키지 주변 배선의 제2예시를 나타내는 도면이다.
도 13을 참조하면, 패널(1210)에는 스캔신호공급부(1220)가 GIP타입으로 배치될 수 있고, TDDI패키지(820)가 COF(Chip-On-Film)타입으로 필름(1330) 상에 배치될 수 있다.
TDDI패키지(820)에는 데이터구동회로, 센싱회로 및 기준전압변환회로가 하나의 집적회로로 포함될 수 있는데, TDDI패키지(820)의 일부 구성은 제1배선(LN1)을 통해 타이밍제어회로(850)와 연결되고, 다른 일부 구성은 제2배선(LN2)을 통해 레벨시프터(835)와 연결되며, 또 다른 일부 구성은 제3배선(LN3)을 통해 센싱제어회로(870)와 연결될 수 있다.
타이밍제어회로(850), 센싱제어회로(870) 및 레벨시프터(835)는 인쇄회로보드(1340) 상에 배치될 수 있는데, 인쇄회로보드(1340)는 서로 전기적으로 절연되는 두 개의 영역이 형성되고, 제1영역에 타이밍제어회로(850) 및 센싱제어회로(870)가 배치되고, 제2영역에 레벨시프터(835)가 배치될 수 있다. 여기서, 제1영역은 제1그라운드전압과 연동되고, 제2영역은 제2그라운드전압과 연동될 수 있다.
한편, 타이밍제어회로(850)는 제1배선(LN1)을 통해 TDDI패키지(820) 내에 포함된 기준전압변환회로로 기준클럭신호를 전송할 수 있다. 그리고, 기준클럭신호는 기준전압변환을 한 후 TDDI패키지(820)에서 제2배선(LN2)을 통해 레벨시프터(835)로 전송될 수 있다. 그리고, 레벨시프터(835)는 기준클럭신호를 변환하여 다른 전압레벨을 가지는 클럭신호를 생성하고, 클럭신호를 제4배선(LN4)을 통해 스캔신호공급부(1220)로 전송할 수 있다.
한편, 게이트구동회로는 레벨시프터와 스캔신호공급부로 분리되지 않는 집적회로의 형태로 구현될 수 있다.
도 14는 다른 실시예에 따른 표시장치의 구성도이다.
도 14를 참조하면, 표시장치(1400)는 두 개의 영역(1402, 1404)으로 구분되고, 각각의 영역(1402, 1404)은 기준전압으로서 서로 다른 그라운드전압을 사용할 수 있다.
표시장치(1400)에 포함되는 패널(810), 중계회로(882), 제2전력관리회로(885) 및 게이트구동회로(1430)는 제2영역(1404)에 배치될 수 있다. 그리고, 표시장치(1400)에 포함되는 호스트(860), 타이밍제어회로(1450), 센싱제어회로(870) 및 제1전력관리회로(880)는 제1영역(1402)에 배치될 수 있다. 그리고, 표시장치(1400)에 포함되는 데이터구동회로(821), 센싱회로(824) 및 기준전압변환회로(1427)는 일부 구성이 제1영역(1402)에 배치되고, 다른 일부 구성이 제2영역(1404)에 배치될 수 있다. 그리고, 데이터구동회로(821), 센싱회로(824) 및 기준전압변환회로(1427)는 TDDI패키지(1420)로 하나의 집적회로에 구현될 수 있다.
게이트구동회로(1430)는 패널(810)에 배치되는 다수의 화소(P)가 하나의 행 혹은 열씩 선택되도록 각 행 혹은 각 열로 스캔신호(VGT)를 순차적으로 공급할 수 있다. 이때, 각 행 혹은 각 열로 공급되는 스캔신호(VGT)의 시퀀스는 타이밍제어회로(1450)로부터 공급되는 게이트제어신호(GCS)에 의해 결정될 수 있다. 게이트제어신호(GCS)에는 전술한 기준클럭신호나 다른 형태의 클럭신호가 포함될 수 있다.
게이트제어신호(GCS)는 제1그라운드전압(V1GND)을 기준전압으로 하여 생성되는데, 게이트제어신호(GCS)의 기준전압변환은 기준전압변환회로(1427)에 의해 수행될 수 있다. 기준전압변환회로(1427)는 디지털신호 혹은 클럭신호에 대하여 기준전압을 제1그라운드전압(V1GND)에서 제2그라운드전압(V2GND)으로 변환할 수 있는데, 변환할 수 있는 일 신호가 게이트제어신호(GCS)일 수 있다.
기준전압변환회로(1427)는 신호수신부(1428) 및 기준전압변환부(1429)를 포함할 수 있다.
신호수신부(1428)는 제1그라운드전압(V1GND)을 기준전압으로 하는 신호-예를 들어, 게이트제어신호(GCS)-를 수신할 수 있다.
그리고, 기준전압변환부(1429)는 제1그라운드전압(V1GND)을 기준전압으로 하는 신호에 대하여, 기준전압변환을 통해 전술한 신호의 기준전압을 제1그라운드전압(V1GND)에서 제2그라운드전압(V2GND)으로 변환하고 변환된 신호를 제2영역(1404)에 배치되는 게이트구동회로(1430)로 전송할 수 있다.
예를 들어, 신호수신부(1428)는 타이밍제어회로(1450)로부터 게이트제어신호(GCS)를 수신할 수 있다. 그리고, 기준전압변환부(1429)는 게이트제어신호(GCS)의 기준전압을 제1그라운드전압(V1GND)에서 제2그라운드전압(V2GND)으로 변환하고 변환된 게이트제어신호(GCS')를 게이트구동회로(1430)로 전송할 수 있다.
이상에서 설명한 본 실시예에 의하면, 일 측면으로, 디스플레이구동을 위한 시간을 유지하면서 터치구동을 위한 시간을 증가시키는 효과가 있다. 다른 측면으로, 본 실시예에 의하면, 터치구동을 위한 시간을 유지하면서 디스플레이구동을 위한 시간을 증가시키는 효과가 있다. 또 다른 측면에서, 본 실시예에 의하면, 디스플레이구동 및 터치구동을 위한 시간을 모두 증가시키는 효과가 있다. 또한, 또 다른 측면에서, 본 실시예에 의하면, 일부 구간 혹은 전체 구간에서 디스플레이구동과 터치구동이 동시에 수행되는 효과가 있다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 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.

Claims (17)

  1. 제1그라운드전압을 기준전압으로 하는 영상데이터를 제1통신을 통해 수신하고, 기준전압변환을 통해 상기 영상데이터의 기준전압을 상기 제1그라운드전압에서 제2그라운드전압으로 변환하고, 상기 영상데이터를 상기 제2그라운드전압을 기준전압으로 하는 데이터신호로 변환한 후 데이터라인으로 공급하는 데이터구동회로;
    센서전극에 대한 센싱신호를 센싱데이터로 변환하고, 기준전압변환을 통해 상기 센싱데이터의 기준전압을 상기 제2그라운드전압에서 상기 제1그라운드전압으로 변환하고, 상기 센싱데이터를 제2통신을 통해 외부로 전송하는 센싱회로; 및
    상기 제1그라운드전압을 기준전압으로 하는 신호를 상기 제2그라운드전압을 기준전압으로 하는 신호로 변환하는 기준전압변환회로
    를 포함하는 패널구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1통신은 직렬통신이고,
    상기 데이터구동회로는 상기 직렬통신을 통해 수신된 영상데이터를 병렬신호처리하고, 상기 병렬신호처리에서 상기 영상데이터에 대한 기준전압변환이 수행되는 패널구동회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 데이터구동회로, 상기 센싱회로 및 상기 기준전압변환회로는 하나의 집적회로(IC: Integrated Circuit) 패키지에 내장되고, 상기 하나의 집적회로 패키지 내에 상기 제1그라운드전압이 형성되는 제1그라운드패턴 및 상기 제2그라운드전압이 형성되는 제2그라운드패턴이 배치되고, 상기 제1그라운드패턴 및 상기 제2그라운드패턴은 일정 이상의 절연거리를 유지하는 패널구동장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 데이터구동회로는 감마전압을 이용하여 상기 데이터신호를 생성하는 DAC(Digital-Analog-Converter)를 포함하고, 상기 DAC는 상기 제2그라운드전압을 기준전압으로 사용하는 패널구동장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기준전압변환회로는 디지털신호 혹은 클럭신호에 대하여 기준전압을 변환하는 패널구동장치.
  6. 제1항에 있어서,
    게이트라인으로 공급되는 스캔신호에 대하여,
    상기 기준전압변환회로는 상기 스캔신호의 기준클럭신호를 상기 제1그라운드전압을 기준전압으로 하는 신호에서 상기 제2그라운드전압을 기준전압으로 하는 신호로 변환하여 레벨시프터(Level Shifter)로 전송하는 패널구동장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 레벨시프터는 두 개의 기준클럭신호의 에지(edge)에 동기화하여 상기 스캔신호 생성을 위한 다수의 클럭신호를 생성하는 패널구동장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 영상데이터는 직렬통신에서 클럭이 내장된 임베디드클럭신호로 전송되는 패널구동장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 센서전극은 공통전극으로 사용되고,
    상기 데이터구동회로에 대한 상기 데이터신호의 공급과 상기 센싱회로에 의한 상기 센서전극의 센싱이 동시에 수행되는 패널구동장치.
  10. 복수의 데이터라인 및 복수의 게이트라인의 교차에 의해 화소들이 정의되고, 센서전극이 배치되는 패널;
    상기 게이트라인의 구동에 사용되는 기준클럭신호를 생성하는 타이밍제어회로;
    제1그라운드전압을 기준전압으로 하는 영상데이터를 상기 타이밍제어회로로부터 제1통신을 통해 수신하고, 기준전압변환을 통해 상기 영상데이터의 기준전압을 상기 제1그라운드전압에서 제2그라운드전압으로 변환하고, 상기 영상데이터를 상기 제2그라운드전압을 기준전압으로 하는 데이터신호로 변환한 후 상기 데이터라인으로 공급하는 데이터구동회로;
    상기 센서전극에 대한 센싱신호를 센싱데이터로 변환하고, 기준전압변환을 통해 상기 센싱데이터의 기준전압을 상기 제2그라운드전압에서 상기 제1그라운드전압으로 변환하고, 상기 센싱데이터를 제2통신을 통해 외부로 전송하는 센싱회로;
    상기 기준클럭신호를 수신하고, 기준전압변환을 통해 상기 기준클럭신호의 기준전압을 상기 제1그라운드전압에서 상기 제2그라운드전압으로 변환하는 기준전압변환회로; 및
    상기 기준클럭신호의 전압레벨을 변경하여 상기 게이트라인의 구동을 위한 다수의 클럭신호를 생성하는 레벨시프터
    를 포함하는 표시장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1그라운드전압에 연동되는 제1전력관리회로 및 상기 제2그라운드전압에 연동되는 제2전력관리회로를 더 포함하고,
    상기 제1전력관리회로는 상기 타이밍제어회로로 구동전압을 공급하고,
    상기 제2전력관리회로는 상기 레벨시프터로 구동전압을 공급하며,
    상기 제1전력관리회로는 상기 데이터구동회로, 상기 센싱회로 및 상기 기준전압변환회로에서 상기 제1그라운드전압에 연동된 부분으로 구동전압을 공급하고,
    상기 제2전력관리회로는 상기 데이터구동회로, 상기 센싱회로 및 상기 기준전압변환회로에서 상기 제2그라운드전압에 연동된 부분으로 구동전압을 공급하는 표시장치.
  12. 제1그라운드전압을 기준전압으로 하는 영상데이터를 타이밍제어회로로부터 제1통신을 통해 수신하는 영상데이터수신부;
    상기 영상데이터를 제2그라운드전압을 기준전압으로 하는 데이터신호로 변환한 후 데이터라인으로 공급하는 데이터신호부; 및
    상기 타이밍제어회로로부터 수신되는 기준클럭신호의 기준전압을, 기준전압변환을 통해 상기 제1그라운드전압에서 상기 제2그라운드전압으로 변환하고 변환된 상기 기준클럭신호를 레벨시프터로 전송하는 기준전압변환부
    를 포함하는 집적회로.
  13. 제12항에 있어서,
    서로 전기적으로 절연되는 두 개의 영역이 형성되는 인쇄회로보드에서 상기 타이밍제어회로는 제1영역에 배치되고 상기 레벨시프터는 제2영역에 배치되며,
    제1배선을 통해 상기 타이밍제어회로와 연결되고, 제2배선을 통해 상기 레벨시프터와 연결되는 집적회로.
  14. 제12항에 있어서,
    센서전극에 대한 센싱신호를 센싱데이터로 변환하는 센싱부; 및
    기준전압변환을 통해 상기 센싱데이터의 기준전압을 상기 제2그라운드전압에서 상기 제1그라운드전압으로 변환하고 변환된 상기 센싱데이터를 센싱제어회로로 전송하는 센싱데이터전송부
    를 더 포함하는 집적회로.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 센싱제어회로는 필름 상에 배치되고,
    상기 필름 상에는 상기 영상데이터수신부에서 상기 타이밍제어회로로 연결되는 배선, 상기 기준전압변환부에서 상기 레벨시프터로 연결되는 배선, 및 상기 센싱제어회로에서 상기 타이밍제어회로로 연결되는 배선이 배치되는 집적회로.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 데이터신호부 및 상기 센싱부는 비동기적으로 작동되는 집적회로.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 센서전극은 화소에 배치되는 OLED(Organic Light Emitting Diode)의 캐소드(cathode)전극인 집적회로.
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