KR20190070149A

KR20190070149A - 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20190070149A
Application number: KR1020170170692A
Authority: KR
Inventors: 서창환; 조남균; 박승철; 서은지
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2019-06-20
Also published as: CN110032288B; US11175766B2; KR102552355B1; US20190179475A1; CN110032288A

Abstract

본 출원은 사용자의 손이나 손바닥과 디스플레이 장치 간의 접촉시에도 오동작 없이 펜 터치를 센싱할 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는 것으로, 본 출원에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널에 배치된 복수의 터치 전극을 복수의 터치 그룹으로 분할하고 복수의 디스플레이 구간마다 복수의 터치 전극에 공통 전압을 공급하며 복수의 펜 센싱 구간마다 복수의 터치 전극의 일부를 통해 터치 펜의 위치를 센싱하는 터치 구동 회로를 포함하며, 터치 구동 회로는 복수의 펜 센싱 구간 중 적어도 하나의 펜 위치 센싱 구간마다 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹에 업 링크 신호를 공급하고, 업 링크 신호가 공급된 터치 그룹을 통해 업 링크 신호의 응답으로 터치 펜으로부터 전송된 다운 링크 신호를 센싱하여 펜 터치 로우 데이터를 생성할 수 있다.

Description

디스플레이 장치{DISPLAY APPARATUS}

본 출원은 디스플레이 장치에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 영상을 표시하기 위한 디스플레이 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다.

디스플레이 장치를 표시 화면으로 사용하는 전자 기기는 사용자 입력 편의를 위해 터치 스크린 방식의 유저 인터페이스를 제공하고 있다. 이러한 터치 인터페이스 처리가 가능한 디스플레이 장치는 더 많은 다양한 기능을 제공 할 수 있도록 발전되고 있다.

최근에는, 손가락을 통한 핑거 터치 센싱뿐만 아니라 터치 펜(또는 스타일러스 펜(Stylus Pen))을 통한 펜 조작 센싱이 가능한 터치 패널이 부가된 디스플레이 장치 또는 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치가 널리 사용되고 있다. 이러한 디스플레이 장치는 모바일 폰, 스마트 폰(smart phone), 스마트 와치(smart watch), 태블릿 PC(Personal Computer), 또는 와치 폰(watch phone) 등과 같은 모바일 전자 기기, 및 스마트 텔레비전, 노트북, 모니터, 또는 냉장고 등의 중대형 전자 기기의 표시 화면으로 사용될 수 있다.

터치 펜을 이용한 터치 입력 방식은 손가락에 의한 입력에 비해 더 세밀한 입력이 가능하므로 필기, 스케치, 및 세밀한 그림 그리기 등의 터치 드로잉(touch drawing)(또는 그래픽 작업)을 수행하는데 적합하다.

그러나, 터치 펜을 이용한 터치 입력 방식은 사용자의 손이나 손바닥이 디스플레이 패널에 접촉될 경우, 사용자의 인체가 커패시터 및 저항으로 작용하여 디스플레이 패널로부터 터치 펜으로 전송되는 터치 구동 신호가 감쇄하게 되고, 이에 따른 터치 펜의 오동작으로 인하여 펜 센싱이 실패하게 되고, 펜 센싱 실패에 따라 터치 드로잉의 끊김 현상이 발생하는 문제점이 있다.

본 출원은 사용자의 손이나 손바닥과 디스플레이 장치 간의 접촉시에도 오동작 없이 펜 터치를 센싱할 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 출원에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널에 배치된 복수의 터치 전극을 복수의 터치 그룹으로 분할하고 복수의 디스플레이 구간마다 복수의 터치 전극에 공통 전압을 공급하며 복수의 펜 센싱 구간마다 복수의 터치 전극의 일부를 통해 터치 펜의 위치를 센싱하는 터치 구동 회로를 포함하며, 터치 구동 회로는 복수의 펜 센싱 구간 중 적어도 하나의 펜 위치 센싱 구간마다 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹에 업 링크 신호를 공급하고, 업 링크 신호가 공급된 터치 그룹을 통해 터치 펜으로부터 전송된 다운 링크 신호를 센싱하여 펜 터치 로우 데이터를 생성할 수 있다.

본 출원에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널에 배치된 복수의 터치 전극과 복수의 데이터 라인에 연결되고, 복수의 터치 전극을 복수의 터치 그룹으로 분할하고 복수의 디스플레이 구간마다 복수의 터치 전극에 공통 전압을 공급하며 복수의 펜 센싱 구간마다 복수의 터치 전극의 일부를 통해 터치 펜의 위치를 센싱하는 데이터/터치 구동부를 포함하며, 데이터/터치 구동부는 복수의 펜 센싱 구간 중 적어도 하나의 펜 위치 센싱 구간마다 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹에 업 링크 신호를 공급하고, 업 링크 신호가 공급된 터치 그룹을 통해 업 링크 신호의 응답으로 터치 펜으로부터 전송된 다운 링크 신호를 센싱하여 펜 터치 로우 데이터를 생성할 수 있다.

본 출원에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널에 접촉된 사용자의 손이나 손바닥에 의한 업 링크 신호의 감쇄를 최소화할 수 있고, 이를 통해 사용자의 손이나 손바닥과 디스플레이 패널 간의 접촉시에도 디스플레이 패널 상에 위치한 터치 펜의 위치를 센싱할 수 있으며, 터치 펜의 위치를 기반으로 터치 펜의 위치를 트래킹하면서 펜 터치를 센싱하여 터치 드로잉을 끊김 없이 센싱할 수 있다.

위에서 언급된 본 출원의 효과 외에도, 본 출원의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치의 펜 센싱을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 출원의 다른 예에 따른 디스플레이 장치의 펜 센싱을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 표시 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 터치 동기 신호를 나타내는 파형도이다.
도 6은 본 출원의 일 예에 따른 터치 구동 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 출원의 일 예에 따른 펜 터치의 센싱을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 펜 터치에 따른 디스플레이 장치의 동작 타이밍을 설명하기 위한 파형도이다.
도 9 및 도 10은 본 출원의 다른 예에 따른 디스플레이 장치의 동작 타이밍을 설명하기 위한 파형도이다.
도 11은 본 출원의 또 다른 예에 따른 펜 터치의 센싱을 나타내는 도면이다.
도 12는 도 11에 도시된 펜 터치에 따른 디스플레이 장치의 동작 타이밍을 설명하기 위한 파형도이다.
도 13 및 도 14는 본 출원의 또 다른 예에 따른 펜 터치의 센싱을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 출원의 또 다른 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 16 및 도 17은 도 15에 도시된 데이터/터치 구동부를 이용한 펜 터치의 센싱을 나타내는 도면이다.
도 18은 본 출원의 예에 따른 디스플레이 장치와 비교 예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 디스플레이 패널에 대한 손바닥의 접촉 면적에 대한 터치 펜 내의 출력 전압을 나타내는 그래프이다.

본 출원의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 출원은 이하에서 개시되는 일 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 출원의 일 예들은 본 출원의 개시가 완전하도록 하며, 본 출원의 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 출원의 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 출원의 일 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 출원이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 출원의 예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서에서 언급된 '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 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

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 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

제 1, 제 2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성요소는 본 출원의 기술적 사상 내에서 제 2 구성요소일 수도 있다.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.

본 출원의 여러 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

이하에서는 본 출원에 따른 디스플레이 장치의 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 출원의 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

도 1은 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치의 펜 센싱을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치(10)는 디스플레이 패널(100)을 복수의 수평 터치 그룹(HTG1 ~ HTG8)으로 분할하고, 복수의 수평 터치 그룹(HTG1 ~ HTG8)의 순차 구동 또는 수평 분할 구동을 통해 업 링크 신호(uplink signal)(ULS)를 터치 펜(20)에 전송하고 업 링크 신호(ULS)를 전송한 수평 터치 그룹(HTG6)을 통하여 업 링크 신호(ULS)에 동기되어 터치 펜(20)으로부터 전송되는 다운 링크 신호(downlink signal)(DLS)를 수신하여 터치 펜(20)의 위치를 센싱한 다음, 터치 펜(20)의 위치를 기반으로 터치 펜(20)이 위치한 수평 터치 그룹(HTG6)을 통해 업 링크 신호(ULS)를 전송하고 터치 펜(20)으로부터 전송되는 다운 링크 신호(DLS)를 수신하는 펜 트래킹(pen tracking) 방식으로 펜 터치를 센싱할 수 있다. 이때, 복수의 수평 터치 그룹(HTG1 ~ HTG8) 중 업 링크 신호(ULS)를 터치 펜(20)으로 전송하지 않는 수평 터치 그룹에는 직류 전압(또는 공통 전압)이 공급된다. 여기서, 업 링크 신호는 적어도 하나의 펄스를 갖는 구형파일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않는다.

상기 터치 펜(20)의 위치를 기반으로 하는 펜 트래킹 방식은 터치 펜(20)이 위치한 수평 터치 그룹(HTG6)을 펜 중첩 수평 터치 그룹으로 설정하거나 터치 펜(20)이 위치한 수평 터치 그룹(HTG6)과 그 주변의 수평 터치 그룹(HTG4, HTG6)을 펜 중첩 수평 터치 그룹으로 설정하고, 설정된 펜 중첩 수평 터치 그룹을 트래킹하면서 펜 터치를 센싱할 수 있다.

상기 터치 펜(20)은 금속 등과 같은 도전성 재질로 이루어진 전도성 팁을 포함할 수 있다. 전도성 팁은 디스플레이 패널(100)로부터 송신되는 펜 설정 신호 또는 펜 구동 신호(또는 펜 동기 신호)를 포함하는 업 링크 신호(ULS)를 수신하는 수신 전극의 역할을 하거나 펜 위치 데이터 신호 또는 펜 조작 데이터 신호를 포함하는 다운 링크 신호(DLS)를 디스플레이 패널(100)로 송신하는 송신 전극의 역할을 한다. 예를 들어, 전도성 팁은 디스플레이 패널(100)과 접촉하고, 그 접촉 위치의 디스플레이 패널(100)에 마련된 터치 전극과 커플링됨으로써 커플링된 터치 전극에 공급되는 업 링크 신호(ULS)를 수신한다. 그리고, 전도성 팁은 수신된 업 링크 신호(ULS)에 동기되는 다운 링크 신호(DLS)를 커플링된 터치 전극에 송신한다.

이와 같은, 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치(10)는 복수의 수평 터치 그룹(HTG1 ~ HTG8)의 순차 구동 또는 수평 분할 구동을 통해 업 링크 신호(ULS)를 터치 펜(20)에 전송함으로써 디스플레이 패널(100)에 접촉된 사용자의 손이나 손바닥에 의한 업 링크 신호(ULS)의 감쇄를 최소화할 수 있고, 이를 통해 사용자의 손이나 손바닥과 디스플레이 패널(100) 간의 접촉시에도 디스플레이 패널(100) 상에 위치한 터치 펜(20)의 위치를 센싱할 수 있으며, 터치 펜(20)의 위치를 기반으로 터치 펜(20)의 위치를 트래킹하면서 펜 터치를 센싱하여 터치 드로잉을 끊김 없이 센싱할 수 있다.

도 2는 본 출원의 다른 예에 따른 디스플레이 장치의 펜 센싱을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 출원의 다른 예에 따른 디스플레이 장치(10)는 디스플레이 패널(100)을 복수의 수직 터치 그룹(VTG1 ~ VTG12)으로 분할하고, 복수의 수직 터치 그룹(VTG1 ~ VTG12)의 순차 구동 또는 수직 분할 구동을 통해 업 링크 신호(ULS)를 터치 펜(20)에 전송하고 업 링크 신호(ULS)를 전송한 수직 터치 그룹(VTG1 ~ VTG12)을 통하여 업 링크 신호(ULS)에 동기되어 터치 펜(20)으로부터 전송되는 다운 링크 신호(DLS)를 수신하여 터치 펜(20)의 위치를 센싱한 다음, 터치 펜(20)의 위치를 기반으로 터치 펜(20)이 위치한 로컬 터치 그룹(LTG)을 통해 업 링크 신호(ULS)를 전송하고 터치 펜(20)으로부터 전송되는 다운 링크 신호(DLS)를 수신하는 펜 트래킹 방식으로 펜 터치를 센싱한다. 이때, 복수의 수직 터치 그룹(VTG1 ~ VTG12) 중 업 링크 신호(ULS)를 터치 펜(20)으로 전송하지 않는 수직 터치 그룹에는 직류 전압(또는 공통 전압)이 공급된다.

상기 터치 펜(20)의 위치를 기반으로 하는 펜 트래킹 방식은 터치 펜(20)이 위치한 수직 터치 그룹(VTG7)을 로컬 터치 그룹(LTG)으로 설정하거나 터치 펜(20)이 위치한 수직 터치 그룹(VTG7)과 그 주변의 수직 터치 그룹(LTG6, LTG8)을 로컬 터치 그룹(LTG)으로 설정하고 설정되는 로컬 터치 그룹(LTG)을 트래킹하면서 펜 터치를 센싱할 수 있다.

본 출원의 다른 예에 따른 디스플레이 장치(10)는 복수의 수직 터치 그룹(VTG1 ~ VTG12)의 순차 구동 또는 수직 분할 구동을 통해 업 링크 신호(ULS)를 터치 펜(20)에 전송함으로써 디스플레이 패널(100)에 접촉된 사용자의 손이나 손바닥에 의한 업 링크 신호(ULS)의 감쇄를 최소화할 수 있고, 이를 통해 사용자의 손이나 손바닥과 디스플레이 패널(100) 간의 접촉시에도 디스플레이 패널(100) 상에 위치한 터치 펜(20)의 위치를 센싱할 수 있으며, 터치 펜(20)의 위치를 기반으로 터치 펜(20)의 위치를 트래킹하면서 펜 터치를 센싱하여 터치 드로잉을 끊김 없이 센싱할 수 있다. 본 출원의 다른 예에 따른 디스플레이 장치(10)는 터치 펜(20)이 위치한 로컬 터치 그룹(LTG)을 통해 터치 펜(20) 간의 신호를 송수신함으로써 소비 전력이 감소될 수 있다.

도 3은 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 표시 영역을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 도 3에 도시된 터치 동기 신호를 나타내는 파형도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(100), 디스플레이 구동 회로부, 터치 구동 회로(700), 및 호스트 제어부(800)를 포함할 수 있다.

상기 디스플레이 패널(100)은 정전 용량 방식을 이용한 인셀 터치 타입의 구조를 갖는 액정 디스플레이 패널일 수 있다. 일 예에 따른 디스플레이 패널(100)은 자기(self) 정전 용량 방식을 이용한 인셀 터치 타입의 구조를 가질 수 있다. 이러한 디스플레이 패널(100)은 디스플레이 모드와 터치 센싱 모드로 동작할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(100)은 디스플레이 모드 동안 백라이트 유닛으로부터 조사되는 광을 이용하여 영상을 표시하고, 터치 센싱 모드 동안 터치 센싱을 위한 터치 패널의 역할을 한다. 디스플레이 모드는 한 프레임 내에 설정된 복수의 디스플레이 구간마다 수행될 수 있고, 터치 센싱 모드는 한 프레임 내에 복수의 디스플레이 구간 사이에 설정된 복수의 터치 센싱 구간마다 수행될 수 있다. 여기서, 복수의 터치 센싱 구간 각각은 복수의 디스플레이 구간 각각의 직전에 설정될 수도 있다.

일 예에 따른 디스플레이 패널(100)은 기판 상에 마련된 표시 영역(101), 및 표시 영역(101)을 둘러싸도록 기판의 가장자리에 마련된 비표시 영역(102)을 포함한다.

상기 표시 영역(101)은 복수의 데이터 라인(DL), 복수의 게이트 라인(GL), 복수의 부화소(SP), 복수의 터치 전극(TE), 및 복수의 터치 라우팅 라인(TL)을 포함한다.

상기 복수의 데이터 라인(DL) 각각은 디스플레이 모드시 데이터 신호를 입력 받는다. 상기 복수의 게이트 라인(GL) 각각은 디스플레이 모드시 스캔 펄스를 입력 받는다. 이러한 복수의 데이터 라인(DL)과 복수의 게이트 라인(GL) 각각은 기판 상에 서로 교차하도록 마련되어 복수의 부화소 영역을 정의한다.

상기 복수의 부화소(SP) 각각은 인접한 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)에 연결된 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극, 및 화소 전극에 연결된 스토리지 커패시터를 포함할 수 있다.

상기 박막 트랜지스터는 게이트 단자, 반도체층, 제 1 단자, 및 제 2 단자를 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터의 제 1 단자와 제 2 단자는 전류 방향에 따라 소스 단자 또는 드레인 단자로 정의될 수 있다. 박막 트랜지스터는 게이트 단자가 반도체층 아래에 위치하는 바텀 게이트(bottom gate) 구조 및/또는 게이트 단자가 반도체층 위에 위치하는 탑 게이트(top gate) 구조로 가질 수 있다. 이러한 박막 트랜지스터는 보호층(또는 평탄화층)에 의해 덮인다.

상기 화소 전극은 부화소 영역 내의 보호층 상에 투명 전도성 물질로 형성되고 보호층에 마련된 비아홀을 통해 박막 트랜지스터의 제 2 단자와 연결될 수 있다.

상기 스토리지 커패시터는 박막 트랜지스터의 제 2 단자와 터치 전극(TE) 사이에 형성되거나 화소 전극과 터치 전극(TE) 사이에 형성될 수 있다. 이러한 스토리지 커패시터는 박막 트랜지스터를 통하여 공급되는 데이터 신호를 충전하고, 박막 트랜지스터가 턴-오프되면 충전 전압을 이용하여 화소 전극과 터치 전극(TE) 사이에 형성되는 전계를 유지시킨다.

상기 복수의 터치 전극(TE) 각각은 터치 객체에 의한 터치를 센싱하기 위한 터치 센서의 역할을 하거나 화소 전극과 함께 전계를 형성시켜 액정을 구동시키는 공통 전극의 역할을 한다. 즉, 복수의 터치 전극(TE) 각각은 터치 센싱 모드시 터치 센서로 사용되고, 디스플레이 모드시 공통 전극으로 사용된다. 이러한 복수의 터치 전극(TE) 각각은 액정 구동을 위한 공통 전극으로도 사용되기 때문에 투명 전도성 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 터치 객체는 사용자 손가락이거나 액티브 스타일러스 펜 등과 같은 터치 펜으로 정의될 수 있다.

상기 복수의 터치 전극(TE) 각각은 터치 센싱 모드시 자기 정전 용량 방식의 터치 센서로 사용되기 때문에 터치 객체와 디스플레이 패널(100) 간의 최소 접촉 크기보다 큰 크기를 가져야만 한다. 이에 따라, 복수의 터치 전극(TE) 각각은 하나 이상의 부화소(SP)와 대응되는 크기를 가질 수 있다. 일 예에 따른 복수의 터치 전극(TE)은 복수의 수평 라인과 복수의 수직 라인을 따라 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 하나의 수평 라인은 일정한 간격으로 배치된 84개의 터치 전극(TE)을 포함할 수 있으며, 하나의 수직 라인은 일정한 간격으로 배치된 48개의 터치 전극(TE)을 포함할 수 있다.

상기 복수의 터치 라우팅 라인(TL) 각각은 복수의 터치 전극(TE) 각각에 개별적으로 연결된다. 복수의 터치 라우팅 라인(TL) 각각은 디스플레이 모드시 해당하는 터치 전극(TE)에 공통 전압(Vcom)을 공급하고, 터치 센싱 모드시 해당하는 터치 전극(TE)에 터치 구동 펄스를 공급한 후, 해당하는 터치 전극(TE)의 정전 용량 변화를 터치 구동 회로(700)에 제공한다.

이와 같은, 표시 영역(101)은 n(n은 2 이상의 자연수)개의 수평 블록(HB1~HBn)으로 분할되어 시분할 구동에 따라 수평 블록 단위로 영상이 표시되거나 터치 센싱이 수행된다. 일 예에 따른 n개의 수평 블록(HB1~HBn) 각각은 m(m은 자연수)개의 게이트 라인(GL)(또는 수평 라인)을 포함할 수 있으며, m개의 게이트 라인(GL)은 하나의 터치 전극(TE)과 중첩될 수 있다. 예를 들어, 제 1 수평 블록(HB1)은 제 1 내지 제 m 게이트 라인을 포함할 수 있고, 제 2 수평 블록(HB2)은 제 m+1 내지 제 2m 게이트 라인을 포함할 수 있다.

상기 디스플레이 구동부는 디스플레이 패널(100)의 표시 영역(101)을 n개의 수평 블록(HB1~HBn)으로 시분할하고, 터치 동기 신호(Tsync)의 디스플레이 구간(DP)마다 수평 블록 단위로 부화소들(SP)에 데이터 신호를 공급한다. 일 예에 따른 디스플레이 구동 회로부는 데이터 구동 회로(200), 게이트 구동 회로(300), 타이밍 제어 회로(400), 구동 전원 공급부(500), 및 터치 구동 신호 공급부(600)를 포함할 수 있다.

상기 데이터 구동 회로(200)는 디스플레이 모드시, 데이터 제어 신호(DCS)를 기반으로 화소 데이터(R/G/B)를 아날로그 형태의 데이터 신호로 변환하여 복수의 데이터 라인(DL)에 공급한다.

일 예에 따른 데이터 구동 회로(200)는 터치 동기 신호(Tsync)의 디스플레이 구간(DP)마다 복수의 데이터 라인(DL)을 통해 해당하는 수평 블록의 부화소들(SP)에 데이터 신호를 공급한다.

다른 예에 따른 데이터 구동 회로(200)는 터치 동기 신호(Tsync)의 디스플레이 구간(DP)마다 복수의 데이터 라인(DL)을 통해 해당하는 수평 블록의 부화소들(SP)에 데이터 신호를 공급한다. 그리고, 데이터 구동 회로(200)는 터치 동기 신호(Tsync)의 터치 센싱 구간(TP)마다 터치 구동 신호 또는 업 링크 신호가 인가되는 터치 전극(TE)과 중첩되는 복수의 데이터 라인(DL) 각각에 데이터 로드 프리 신호(data load free signal)를 공급한다. 여기서, 데이터 로드 프리 신호는 터치 센싱 모드시, 터치 전극(TE)에 인가되는 터치 구동 신호 또는 업 링크 신호와 동일한 위상을 가짐으로써 터치 전극(TE)과 데이터 라인(DL) 사이의 기생 커패시턴스에 따른 터치 전극들(TE)의 로드를 감소시킴으로써 터치 감도를 향상시킬 수 있다.

상기 게이트 구동 회로(300)는 부화소(SP)에 박막 트랜지스터를 마련하는 박막 트랜지스터 제조 공정과 함께 디스플레이 패널(100)의 일측 비표시 영역에 내장(또는 집적)되고, 복수의 게이트 라인(GL)과 일대일로 연결된다. 이러한 게이트 구동 회로(300)는 게이트 제어 신호(GCS)를 기반으로 정해진 순서에 따라 스캔 펄스를 생성하여 정해진 순서에 해당하는 게이트 라인(GL)에 공급한다. 게이트 라인에 공급되는 스캔 펄스는 데이터 라인에 공급되는 데이터 신호와 동기된다.

일 예에 따른 게이트 구동 회로(300)는 터치 동기 신호(Tsync)의 디스플레이 구간(DP)마다 수평 블록 단위로 수평 블록 그룹에 포함된 i개의 게이트 라인에 스캔 펄스를 순차적으로 공급한다. 예를 들어, 게이트 구동 회로(300)는 i개의 게이트 라인에 스캔 펄스를 순차적으로 공급하는 i개의 구동 스테이지를 갖는 n개의 구동 스테이지 그룹, 및 n개의 구동 스테이지 그룹 사이에 배치되어 전단 구동 스테이지 그룹의 출력 신호를 터치 동기 신호(Tsync)의 터치 센싱 구간(TP) 동안 홀딩시킨 후 후단 구동 스테이지 그룹의 스타트 신호로 제공하는 n-1개의 홀딩 스테이지 그룹을 포함할 수 있다.

다른 예에 따른 게이트 구동 회로(300)는 터치 동기 신호(Tsync)의 디스플레이 구간(DP)마다 수평 블록 단위로 수평 블록 그룹에 포함된 i개의 게이트 라인에 스캔 펄스를 순차적으로 공급한다. 그리고, 게이트 구동 회로(300)는 터치 동기 신호(Tsync)의 터치 센싱 구간(TP)마다 터치 구동 신호 또는 업 링크 신호가 인가되는 터치 전극(TE)과 중첩되는 복수의 게이트 라인(GL) 각각에 게이트 로드 프리 신호(gate load free signal)를 공급한다. 여기서, 게이트 로드 프리 신호는 터치 센싱 모드시, 터치 전극(TE)에 인가되는 터치 구동 신호 또는 업 링크 신호와 동일한 위상을 가짐으로써 터치 전극(TE)과 게이트 라인(GL) 사이의 기생 커패시턴스에 따른 터치 전극들(TE)의 로드를 감소시킴으로써 터치 감도를 향상시킬 수 있다.

상기 타이밍 제어 회로(400)는 디스플레이 구동 시스템(또는 호스트 시스템)으로부터 공급되는 데이터 인에이블 신호, 기준 클럭 신호, 수직 동기 신호(Vsync), 및 수평 동기 신호 등의 타이밍 동기 신호(TSS)를 수신하고, 수신된 수직 동기 신호(Vsync)를 호스트 제어부(800)에 제공한다. 타이밍 제어 회로(400)는 호스트 제어부(800)로부터 터치 동기 신호(Tsync)를 수신하고, 터치 동기 신호(Tsync)를 기반으로 디스플레이 패널(100)의 한 프레임(1 Frame)을 복수의 디스플레이 구간(DP)과 복수의 터치 센싱 구간(TP)으로 시분할 구동한다.

상기 타이밍 제어 회로(400)는 디스플레이 구동 시스템으로부터 제공되는 입력 데이터(Idata)를 수신하고, 복수의 디스플레이 구간(DP) 각각마다 입력 데이터(Idata)를 디스플레이 패널(100)의 구동에 알맞도록 화소 데이터(R/G/B)로 정렬하여 데이터 구동 회로(200)에 제공한다.

상기 타이밍 제어 회로(400)는 타이밍 동기 신호(TSS)와 터치 동기 신호(Tsync)를 기반으로, 데이터 제어 신호(DCS)와 게이트 제어 신호(GCS)를 생성하여 출력한다. 여기서, 데이터 제어 신호(DCS)는 소스 스타트 신호, 소스 쉬프트 신호, 소스 인에이블 신호, 및 극성 제어 신호 등을 포함할 수 있다. 그리고, 게이트 제어 신호(GCS)는 적어도 하나의 게이트 스타트 신호 및 복수의 게이트 쉬프트 클럭 등을 포함할 수 있다.

상기 구동 전원 공급부(500)는 외부로부터의 입력 전원(Vin)을 이용하여 디스플레이 장치의 구동에 필요한 구동 전원을 생성한다. 특히, 구동 전원 공급부(500)는 로직 구동 전압, 기준 공통 전압, 로드 프리 로우 전압(load free low voltage), 및 로드 프리 하이 전압(load free high voltage)을 포함하는 구동 전압(Vpower)을 생성하여 터치 구동 신호 공급부(700)에 제공할 수 있다. 이러한 구동 전원 공급부(500)는 디스플레이 장치의 데이터 인쇄 회로 기판, 제어 모드, 또는 전원 공급 보드에 실장되는 전원 관리 집적 회로(power management integrated circuit)일 수 있다.

상기 터치 구동 신호 공급부(600)는 구동 전원 공급부(500)로부터 제공되는 구동 전압(Vpower)을 기반으로 터치 펄스 제어 신호(TPCS)에 따라 기준 공통 전압을 기준으로 하이 전압과 로우 전압 사이에서 스윙되는 복수의 구동 펄스를 갖는 터치 전극 구동 신호(TDS)를 생성하여 터치 구동 회로(700)에 제공한다. 여기서, 터치 전극 구동 신호(TDS)는 하이 전압과 로우 전압 각각의 펄스 폭이 터치 펄스 제어 신호(TPCS)에 따라 변조됨으로써 터치 센싱 구간에 터치 전극(TE)에 공급되는 업 링크 신호, 예를 들어 터치 구동 신호, 펜 구동 신호, 또는 펜 설정 신호로 사용된다. 그리고, 상기 터치 구동 신호 공급부(600)는 구동 전원 공급부(500)로부터 제공되는 로드 프리 로우 전압(Vlfd1)과 로드 프리 하이 전압(Vlfd2)을 터치 구동 회로(700)에 제공한다. 로드 프리 로우 전압(Vlfd1)은 디스플레이 구간(DP) 동안 터치 전극(TE)에 공급되는 공통 전압(Vcom) 또는 업 링크 신호가 공급되지 않는 터치 전극(TE)에 공급되는 직류 전압으로 사용될 수 있다. 이러한 터치 구동 신호 공급부(600)는 디스플레이 장치의 데이터 인쇄 회로 기판, 제어 모드, 또는 전원 공급 보드에 실장되는 터치 파워 집적 회로(touch power integrated circuit)일 수 있다.

상기 터치 구동 회로(700)는 디스플레이 패널(100)에 마련된 복수의 터치 라우팅 라인(TL)을 통해 복수의 터치 전극(TE)과 일대일로 연결된다. 터치 구동 회로(700)는 호스트 제어부(800)의 채널 제어 및 센싱 타이밍 제어에 응답하여 터치 동기 신호(Tsync)의 디스플레이 구간(DP) 동안 복수의 터치 라우팅 라인(TL) 각각을 통해서 복수의 터치 전극(TE) 각각에 공통 전압(Vcom)을 공급하며, 터치 동기 신호(Tsync)의 터치 센싱 구간(TP) 동안 복수의 터치 전극(TE)의 일부 또는 전체를 통해 터치 객체에 의한 터치를 센싱한다.

상기 터치 동기 신호(Tsync)의 터치 센싱 구간(TP)에 따른 터치 센싱 모드에 있어서, 일 예에 따른 터치 구동 회로(700)는 한 프레임(1 Frame) 내에 설정된 복수의 터치 센싱 구간(TP) 중 펜 조작 센싱 구간마다 펜 터치를 센싱하고, 복수의 터치 센싱 구간(TP) 중 핑거 터치 센싱 구간마다 핑거 터치를 센싱할 수 있다. 예를 들어, 한 프레임(1 Frame)이 제 1 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP1 ~ TP16)을 포함할 경우, 제 1 터치 센싱 구간(TP1)은 펜 설정 구간으로 설정되고, 제 2-4, 제 6-8, 제 10-12, 제 14 및 제 15 터치 센싱 구간(TP2~TP4, TP6~TP8, TP10~TP12, TP14, TP15) 각각은 펜 센싱 구간으로 설정되며, 제 5, 제 9, 제 13, 및 제 16 터치 센싱 구간(TP5, TP9, TP13, TP16) 각각은 핑거 센싱 구간으로 설정될 수 있다. 그리고, 펜 센싱 구간으로 설정되는 터치 센싱 구간(TP2~TP4, TP6~TP8, TP10~TP12, TP14, TP15) 중 제 2, 제 6, 제 10, 및 제 14 터치 센싱 구간(TP2, TP6, TP10, TP14) 각각은 펜 위치 센싱 구간으로 설정되고, 제 3, 제 4, 제 7, 제 8, 제 11, 제 12, 및 제 15 터치 센싱 구간(TP3, TP4, TP7, TP8, TP11, TP12, TP15) 각각은 펜 조작 센싱 구간으로 설정될 수 있다. 제 2 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP2 ~ TP16) 각각은 터치 전극(TE)을 구동하기 위한 제 1 기간, 및 터치 전극의 정전 용량 변화량을 센싱하기 위한 제 2 기간을 포함할 수 있다.

일 예에 따른 터치 구동 회로(700)는 복수의 터치 전극(TE)을 복수의 터치 그룹으로 분할하고, 복수의 핑거 센싱 구간마다 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹 또는 전체 터치 그룹의 터치 전극들 각각에 터치 구동 신호를 공급한 후, 복수의 터치 라우팅 라인(TL) 각각을 통해서 해당하는 터치 전극(TE)의 정전 용량 변화를 센싱해 핑거 터치 로우 데이터(finger touch raw data)를 생성하고, 생성된 핑거 터치 로우 데이터를 호스트 제어부(800)에 제공한다.

일 예에 따른 터치 구동 회로(700)는 복수의 터치 전극(TE)을 복수의 터치 그룹으로 분할하고, 복수의 펜 위치 센싱 구간(TP2, TP6, TP10, TP14)의 제 1 구간마다 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹에 업 링크 신호(즉, 펜 구동 신호)를 공급하고, 복수의 펜 위치 센싱 구간의 제 2 구간마다 펜 구동 신호가 공급된 터치 그룹을 통해 터치 펜으로부터 전송된 다운 링크 신호(즉, 펜 위치 데이터 신호)를 제 1 펜 터치 로우 데이터로 변환하여 호스트 제어부(800)에 제공한다. 이와 동시에, 일 예에 따른 터치 구동 회로(700)는 복수의 펜 위치 센싱 구간의 제 1 구간마다 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹을 제외한 나머지 터치 그룹에 직류 전압(또는 공통 전압(Vcom))을 공급함으로써 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹을 제외한 나머지 터치 그룹의 터치 전극들(TE)과 중첩되는 부화소들에 마련된 스토리지 커패시터의 전압이 펜 조작 센싱 구간 동안 터치 전극(TE)에 공급되는 업 링크 신호에 따라 변화되지 않고 유지되도록 한다.

일 예에 따른 터치 구동 회로(700)는 복수의 펜 조작 센싱 구간의 제 1 구간마다 복수의 터치 그룹 중 호스트 제어부(800)로부터 제공되는 펜 트래킹 채널 정보에 해당하는 펜 중첩 터치 그룹에 펜 구동 신호를 공급하며, 복수의 펜 조작 센싱 구간의 제 2 구간마다 펜 중첩 터치 그룹을 통해 터치 펜으로부터 전송된 펜 조작 데이터 신호를 제 2 펜 터치 로우 데이터로 변환하여 호스트 제어부(800)에 제공한다. 이와 동시에, 일 예에 따른 터치 구동 회로(700)는 복수의 펜 조작 센싱 구간의 제 1 구간마다 복수의 터치 그룹 중 펜 중첩 터치 그룹을 제외한 나머지 펜 비중첩 터치 그룹에 직류 전압(또는 공통 전압(Vcom))을 공급함으로써 펜 비중첩 터치 그룹의 터치 전극들(TE)과 중첩되는 부화소들에 마련된 스토리지 커패시터의 전압이 펜 조작 센싱 구간 동안 터치 전극(TE)에 공급되는 업 링크 신호에 따라 변화되지 않고 유지되도록 한다.

일 예에 따른 터치 구동 회로(700)는 복수의 터치 위치 센싱 구간의 제 1 구간마다 복수의 터치 그룹에 업 링크 신호(즉, 펜 구동 신호)를 순차적으로 공급하여 터치 펜의 위치를 센싱할 수 있다. 이때, 복수의 터치 그룹 각각은 적어도 하나의 수평 라인 또는 적어도 하나의 수직 라인에 배치된 터치 전극을 포함한다.

다른 예에 따른 터치 구동 회로(700)는 복수의 터치 전극(TE)을 제 1 터치 그룹과 제 2 터치 그룹으로 분할하고, 프레임 단위 또는 복수의 터치 센싱 구간 각각의 제 1 구간 단위로 제 1 터치 그룹과 제 2 터치 그룹에 업 링크 신호(즉, 펜 구동 신호)를 교번적으로 공급하여 터치 펜의 위치를 센싱할 수 있다. 일 예로서, 제 1 터치 그룹은 복수의 수평 라인 중 홀수번째 수평 라인들에 배치된 터치 전극들을 포함하며, 제 2 터치 그룹은 복수의 수평 라인 중 짝수번째 수평 라인들에 배치된 터치 전극들을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 제 1 터치 그룹은 복수의 수직 라인 중 홀수번째 수직 라인들에 배치된 터치 전극들을 포함하며, 제 2 터치 그룹은 복수의 수직 라인 중 짝수번째 수직 라인들에 배치된 터치 전극들을 포함할 수 있다.

상기 호스트 제어부(800)는 MCU(Micro Controller Unit) 또는 어플리케이션 프로세서(application processor)일 수 있다.

상기 호스트 제어부(800)는 타이밍 제어 회로(400)로부터 제공되는 수직 동기 신호(Vsync)에 기초하여 디스플레이 패널(100)을 수평 블록 단위로 시분할 구동하기 위한 터치 동기 신호(Tsync)와 터치 펄스 제어 신호(TPCS)를 각각 생성한다.

일 예에 따른 터치 동기 신호(Tsync)는 타이밍 동기 신호(TSS)의 수직 동기 신호(Vsync)에 따른 한 프레임 동안 2회 이상의 디스플레이 구간(DP)과 2회 이상의 터치 센싱 구간(TP)을 포함할 수 있다. 터치 동기 신호(Tsync)는 터치 센싱 구간(TP)이 디스플레이 구간(DP)보다 먼저 시작되도록 생성될 수 있다. 여기서, 터치 동기 신호(Tsync)의 디스플레이 구간(DP)은 디스플레이 패널(100)의 디스플레이 모드로 정의될 수 있고, 터치 동기 신호(Tsync)의 터치 센싱 구간(TP)은 디스플레이 패널(100)의 터치 센싱 모드로 정의될 수 있다.

상기 터치 펄스 제어 신호(TPCS)는 터치 구동 회로(700)로부터 터치 전극(TE)에 공급되는 업 링크 신호, 즉, 핑거 터치의 센싱을 위한 터치 구동 신호 및 펜 터치의 센싱을 위한 펜 설정 신호 및 펜 구동 신호 각각의 출력 주기를 제어하기 위한 신호로 정의될 수 있다. 예를 들어, 터치 펄스 제어 신호(TPCS)는 펄스 폭 변조 신호일 수 있다.

일 예에 따른 호스트 제어부(800)는 SPI(Serial Peripheral Interface)를 통해 터치 구동 회로(700)와 연결된다. 호스트 제어부(800)는 채널 셋팅 정보, 센싱 블록 정보, 샘플링 개시 신호, 및 디지털 변환 설정 파라미터 등을 포함하는 터치 제어 데이터를 생성하여 SPI 방식을 통해 터치 구동 회로(700)에 제공함으로써 터치 구동 회로(700)의 구동 타이밍을 제어한다. 특히, 호스트 제어부(800)는 복수의 터치 전극을 복수의 터치 그룹으로 분할하여 터치 그룹 단위의 순차 구동 또는 터치 그룹 단위의 분할 구동을 위한 채널 그룹 셋팅 정보를 생성하여 터치 구동 회로(700)에 제공함으로써 디스플레이 패널(100)에 접촉된 사용자의 손이나 손바닥에 의해 터치 펜으로 송신되는 업 링크 신호의 감쇄를 최소화하고, 이를 통해 사용자의 손이나 손바닥과 디스플레이 패널(100) 간의 접촉시에도 터치 구동 회로(700)에서 펜 터치의 센싱을 가능하게 한다.

일 예에 따른 호스트 제어부(800)는 SPI 방식을 통해 터치 구동 회로(700)로부터 제공되는 터치 로우 데이터를 수신하고, 수신된 핑거 터치 로우 데이터에 대해 미리 설정된 터치 센싱 알고리즘을 실행하여 터치 좌표 정보를 산출하고, 산출된 터치 좌표 정보에 해당되는 어플리케이션을 실행할 수 있다.

일 예에 따른 호스트 제어부(800)는 SPI 방식을 통해 터치 구동 회로(700)로부터 제공되는 제 1 펜 터치 로우 데이터를 수신하고, 수신된 제 1 펜 터치 로우 데이터에 대해 미리 설정된 펜 터치 센싱 알고리즘을 실행하여 펜 위치 정보를 산출하고, 복수의 터치 그룹 중 산출된 펜 위치 정보에 해당하는 터치 그룹에 대한 펜 트래킹 채널 정보로 이루어지는 채널 셋팅 정보를 생성하여 터치 구동 회로(700)에 제공한다. 이에 따라, 터치 구동 회로(700)는 복수의 펜 조작 센싱 구간의 제 1 구간마다 펜 트래킹 채널 정보에 해당하는 펜 중첩 터치 그룹에 업 링크 신호를 공급하며, 복수의 펜 조작 센싱 구간의 제 2 구간마다 펜 중첩 터치 그룹을 통해 터치 펜으로부터 전송된 다운 링크 신호를 제 2 펜 터치 로우 데이터로 변환하여 호스트 제어부(800)에 제공한다. 여기서, 펜 중첩 터치 그룹은 복수의 터치 그룹의 배치 구조에 따라 적어도 하나의 수평 라인에 배치된 터치 전극들을 갖는 수평 터치 그룹이거나 적어도 하나의 수직 라인에 배치된 터치 전극들을 갖는 수직 터치 그룹 내의 로컬 터치 그룹일 수 있다. 호스트 제어부(800)는 SPI 방식을 통해 터치 구동 회로(700)로부터 제공되는 제 2 펜 터치 로우 데이터를 수신하고, 수신된 제 2 펜 터치 로우 데이터에 대해 미리 설정된 펜 조작 센싱 알고리즘을 실행하여 펜 조작 정보를 산출하고, 산출된 펜 위치 정보와 펜 조작 정보에 해당하는 어플리케이션을 실행할 수 있다. 여기서, 펜 조작 정보는 필압 정보 또는 버튼 조작 정보 등이 될 수 있다.

선택적으로, 호스트 제어부(800)는 타이밍 제어 회로(400) 또는 터치 구동 회로(700)에 내장될 수도 있으며, 이 경우, 본 출원은 디스플레이 장치의 부품 수 및 구성요소 간의 연결 구조가 간소화될 수 있다. 그리고, 터치 동기 신호(Tsync)와 터치 펄스 제어 신호(TPCS)는 호스트 제어부(800)에서 생성되지 않고 타이밍 제어 회로(400)에서 생성될 수도 있다.

도 6은 본 출원의 일 예에 따른 터치 구동 회로를 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 출원의 일 예에 따른 터치 구동 회로(700)는 채널 선택부(CSP), 전압 선택부(VSP), 센싱 유닛(SU), 멀티플렉서(MUX), 아날로그-디지털 변환기(ADC), 및 터치 제어 회로(CTR)를 포함할 수 있다.

상기 채널 선택부(CSP)는 복수의 터치 라우팅 라인(TL)을 통해 복수의 터치 전극(TE)에 일대일로 연결된다. 이러한 채널 선택부(CSP)는 복수의 펜 센싱 구간의 제 1 구간마다 채널 선택 신호(CSS)에 해당하는 터치 그룹에 업 링크 신호와 로드 프리 로우 전압(Vlfd1)을 선택적으로 공급한다. 그리고, 채널 선택부(CSP)는 복수의 펜 센싱 구간의 제 2 구간마다 채널 선택 신호에 해당하는 터치 그룹을 선택한다. 즉, 채널 선택부(CSP)는 채널 선택 신호(CSS)에 해당하는 터치 라우팅 라인(TL)을 해당하는 센싱 회로(AFE)에 연결한다. 일 예에 따른 채널 선택부(CSS)는 터치 동기 신호(Tsync)와 채널 선택 신호(CSS)에 따라서 스위칭되는 복수의 멀티플렉서를 포함할 수 있다.

상기 전압 선택부(VSP)는 터치 구동 신호 공급부(600)로부터 공급되는 터치 전극 구동 신호(TDS)(또는 업 링크 신호)와 로드 프리 로우 전압(Vlfd1)을 터치 제어 회로(CTR)로부터 공급되는 전압 선택 신호(VSS)에 따라 선택적으로 채널 선택부(CSP)에 공급한다. 예를 들어, 전압 선택부(VSP)는 터치 동기 신호(Tsync)의 디스플레이 구간마다 공통 전압으로 사용되는 로드 프리 로우 전압(Vlfd1)을 채널 선택부(CSP)에 공급한다. 그리고, 전압 선택부(VSP)는 터치 동기 신호(Tsync)의 터치 센싱 구간마다 터치 전극 구동 신호(TDS)에 따른 업 링크 신호가 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹의 터치 전극에 공급되고, 로드 프리 로우 전압(Vlfd1)에 따른 직류 전압이 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹을 제외한 나머지 터치 그룹의 터치 전극에 공급될 수 있도록 터치 전극 구동 신호(TDS)와 로드 프리 로우 전압(Vlfd1)을 선택적으로 채널 선택부(CSP)에 공급한다.

상기 센싱 유닛(SU)은 채널 선택부(CSP)를 통해 디스플레이 패널(100)에 마련된 복수의 터치 전극(TE)과 선택적으로 연결되고, 복수의 터치 전극(TE)에 터치 구동 신호, 펜 설정 신호, 또는 펜 구동 신호를 포함하는 업 링크 신호를 공급함과 아울러 터치 펜으로부터 전송되는 펜 위치 데이터 신호 또는 펜 데이터 신호를 포함하는 다운 링크 신호를 센싱한다. 일 예에 따른 센싱 유닛(SU)은 복수의 센싱 회로(AFE)를 포함할 수 있다.

상기 복수의 센싱 회로(AFE) 각각은 터치 라우팅 라인(TL)과 채널 선택부(CSP)를 통해 입력되는 터치 전극(TE)의 정전 용량 변화량을 센싱하여 터치 센싱 신호(Tsen)를 출력한다. 복수의 센싱 회로(AFE) 각각은 전압 선택부(VSP)로부터 출력되는 터치 전극 구동 신호(TDS) 또는 로드 프리 로우 전압(Vlfd1)를 기준 신호로 하여 터치 전극(TE)의 정전 용량 변화량을 센싱하여 터치 센싱 신호(Tsen)를 출력한다. 예를 들어, 복수의 센싱 회로(AFE)는 복수의 터치 센싱 구간(TP) 중 펜 위치 센싱 구간 내에서 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹의 터치 전극을 통해 펜 위치 데이터 신호에 의한 정전 용량 변화량을 센싱하여 터치 센싱 신호(Tsen)를 출력하고, 복수의 터치 센싱 구간(TP) 중 펜 조작 센싱 구간 내에서 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹의 터치 전극을 통해 펜 조작 데이터 신호에 의한 정전 용량 변화량을 센싱하여 터치 센싱 신호(Tsen)를 출력하며, 복수의 터치 센싱 구간(TP) 중 핑거 센싱 구간 내에서 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹의 터치 전극을 통해 핑거 터치에 의한 정전 용량 변화량을 센싱하여 터치 센싱 신호(Tsen)를 출력한다.

선택적으로, 복수의 센싱 회로(AFE) 각각은 전압 선택부(VSP)로부터 출력되는 터치 전극 구동 신호(TDS) 또는 로드 프리 하이 전압(Vlfd2)을 기준 신호로 하여 터치 전극(TE)의 정전 용량 변화량을 센싱하여 터치 센싱 신호(Tsen)를 출력할 수도 있다.

상기 멀티플렉서(MUX)는 터치 제어 회로(CTR)로부터 공급되는 터치 동기 신호(Tsync)에 따라 복수의 터치 센싱 구간(TP)별로 복수의 센싱 회로(AFE)를 선택적으로 하나씩 아날로그-디지털 변환기(ADC)에 연결한다.

상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 터치 제어 회로(CTR)의 제어에 따라 복수의 센싱 회로(AFE) 중 어느 하나로부터 공급되는 터치 센싱 신호(Tsen)를 아날로그-디지털 변환하여 터치 로우 데이터(Tdata)를 생성한다.

상기 터치 제어 회로(CTR)는 터치 동기 신호(Tsync)를 생성하여 디스플레이 구동 회로부에 제공하면서 멀티플렉서(MUX)에 제공한다. 또한, 터치 제어 회로(CTR)은 SPI 방식을 통해 호스트 제어부(800)로부터 제공되는 터치 제어 데이터를 기반으로 터치 그룹 단위의 순차 구동 또는 터치 그룹 단위의 분할 구동에 대응되는 채널 선택 신호(CSS)를 생성하여 채널 선택부(CSP)에 제공한다. 그리고, 터치 제어 회로(CTR)는 복수의 터치 센싱 구간(TP)의 제 1 구간 동안 해당하는 터치 전극에 업 링크 신호를 공급함과 동시에 해당하는 터치 전극에 공통 전압(또는 직류 전압)을 공급하며, 복수의 터치 센싱 구간(TP)의 제 2 구간 동안 공통 전압(또는 직류 전압)을 해당하는 터치 전극에 공급하기 위한 전압 선택 신호(VSS)를 생성하여 전압 선택부(VSP)에 제공한다. 그리고, 터치 제어 회로(CTR)는 아날로그-디지털 변환기(ADC)로부터의 터치 로우 데이터를 메모리에 임시 저장하고, 저장된 터치 로우 데이터를 SPI 방식을 통해 호스트 제어부(800)에 제공한다.

선택적으로, 본 예에 따른 터치 구동 회로(700)에서, 전압 선택부(VSP)는 타이밍 제어 회로 및 호스트 제어부(800)가 실장된 인쇄 회로 기판에 실장되어 전압 선택 신호(VSS)에 따라 터치 전극 구동 신호(TDS)와 로드 프리 로우 전압(Vlfd1)을 터치 구동 회로(700)의 채널 선택부(CSP)에 공급할 수도 있다. 즉, 전압 선택부(VSP)는 터치 구동 회로(700)에 내장되지 않고, 터치 구동 회로(700)의 외부에 배치될 수 있다. 이 경우, 본 출원은 전압 선택부(VSP)를 포함하는 터치 구동 회로(700)를 별도로 제작하지 않고, 전압 선택부(VSP)를 포함하지 않는 범용(또는 공용)의 터치 구동 회로에 사용할 수 있는 장점이 있다.

도 7은 본 출원의 일 예에 따른 펜 터치의 센싱을 나타내는 도면이며, 도 8은 도 7에 도시된 펜 터치에 따른 디스플레이 장치의 동작 타이밍을 설명하기 위한 파형도이다.

도 7 및 도 8을 도 6과 결부하여, 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치의 펜 위치 센싱 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 터치 구동 회로(700)는 디스플레이 패널(100)에 마련된 복수의 터치 전극을 제 1 내지 제 8 수평 터치 그룹(HTG1 ~ HTG8)으로 분할하고, 제 1 내지 제 8 수평 터치 그룹(HTG1 ~ HTG8)에 순차적으로 업 링크 신호(ULS)를 공급하여 펜 터치를 센싱한다. 이때, 터치 구동 회로(700)는 업 링크 신호(ULS)를 터치 펜으로 송신하는 수평 터치 그룹을 제외한 나머지 수평 터치 그룹의 터치 전극에 공통 전압 또는 직류 전압을 공급한다.

구체적으로, 터치 구동 회로(700)는 제 N 프레임의 제 1 터치 센싱 구간(TP1) 동안, 디스플레이 패널(100)의 제 1 수평 터치 그룹(HTG1)의 터치 전극들에 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 설정 신호(PSS)를 공급한다. 여기서, 펜 설정 신호(PSS)는 펜 주파수, 펜 구동 방식(콘택, 호버링), 패널의 구동 상태(기본 구동, 저전력 구동) 등을 터치 펜에 알려주기 위한 신호로 정의될 수 있다. 이어서, 터치 구동 회로(700)는 제 N 프레임의 제 2 내지 제 8 터치 센싱 구간(TP2 ~ TP8) 각각의 제 1 구간(P1)마다 제 2 내지 제 8 수평 터치 그룹(HTG2 ~ HTG8)의 터치 전극들에 다시 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 구동 신호(PDS)(또는 펜 동기 신호)를 순차적으로 공급하고, 제 2 내지 제 8 터치 센싱 구간(TP2 ~ TP8) 각각의 제 2 구간(P2)마다 해당하는 수평 터치 그룹의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 통해 펜 터치를 순차적으로 센싱한다. 이어서, 터치 구동 회로(700)는 제 N 프레임의 제 9 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP9 ~ TP16) 각각의 제 1 구간(P1)마다 제 1 내지 제 8 수평 터치 그룹(HTG1 ~ HTG8)의 터치 전극들에 다시 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 구동 신호(PDS)를 순차적으로 공급하고, 제 9 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP9 ~ TP16) 각각의 제 2 구간(P2)마다 해당하는 수평 터치 그룹의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 통해 펜 터치를 순차적으로 센싱한다. 이러한 터치 구동 회로(700)는 제 N 프레임의 제 5, 제 9, 제 13, 및 제 16 터치 센싱 구간(TP5, TP9, TP13, TP16) 각각의 제 1 구간(P1)마다 해당하는 수평 터치 그룹의 터치 전극들의 터치 구동 신호를 순차적으로 공급한 후, 제 5, 제 9, 제 13, 및 제 16 터치 센싱 구간(TP5, TP9, TP13, TP16) 각각의 제 2 구간(P2)마다 해당하는 수평 터치 그룹의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 통해 사용자의 핑거 터치를 순차적으로 센싱할 수 있다.

그런 다음, 터치 구동 회로(700)는 제 N+1 프레임의 제 1 터치 센싱 구간(TP1) 동안, 디스플레이 패널(100)의 제 1 수평 터치 그룹(HTG1)의 터치 전극들에 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 설정 신호(PSS)를 공급한다. 이에 따라, 디스플레이 패널(100) 상에 위치하는 터치 펜(20)은 디스플레이 패널(100)의 제 1 수평 터치 그룹(HTG1)의 터치 전극들로부터 송신되는 펜 설정 신호(PSS)를 수신하고, 수신된 펜 설정 신호(PSS)에 따라 펜 구동 주파수 및 펜 구동 방식(콘택, 호버링)을 설정한다.

이어서, 터치 구동 회로(700)는 제 N+1 프레임의 제 2 터치 센싱 구간(TP2)의 제 1 구간(P1) 동안 제 2 수평 터치 그룹(HTG2)의 터치 전극들에 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 구동 신호(PDS)를 공급한다. 이에 따라, 터치 펜(20)은 디스플레이 패널(100)의 제 2 수평 터치 그룹(HTG2)의 터치 전극들로부터 송신되는 펜 구동 신호(PDS)를 수신하고, 수신된 펜 구동 신호(PDS)에 동기되는 다운 링크 신호(DLS), 즉 펜 위치 신호(PPS)를 전도성 팁을 통해 디스플레이 패널(100)의 제 2 수평 터치 그룹(HTG2)의 터치 전극들로 송신한다. 이와 동시에, 터치 구동 회로(700)는 센싱 유닛(SU)을 통해 제 2 터치 센싱 구간(TP2)의 제 2 구간(P2) 동안 제 2 수평 터치 그룹(HTG2)의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 센싱하여 터치 센싱 신호(Tsen)를 터치 제어 회로(CTR)에 제공하고, 터치 제어 회로(CTR)는 터치 센싱 신호(Tsen)를 기반으로 제 1 펜 터치 로우 데이터를 생성해 호스트 제어부(800)에 제공한다. 호스트 제어부(800)는 제 1 펜 터치 로우 데이터를 기반으로 펜 위치 정보를 산출하고, 산출된 펜 위치 정보에 해당하는 어플리케이션을 실행하면서 산출된 펜 위치 정보에 해당하는 수평 터치 그룹(HTG)에 대응되는 펜 트래킹 채널 정보를 포함하는 채널 셋팅 정보를 생성하여 터치 구동 회로(700)에 제공한다.

이어서, 터치 구동 회로(700)는 호스트 제어부(800)로부터 제공되는 채널 셋팅 정보의 펜 트래킹 채널 정보에 따라 제 N+1 프레임의 제 3 터치 센싱 구간(TP3)의 제 1 구간(P1) 동안 제 2 수평 터치 그룹(HTG2)의 터치 전극들에 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 구동 신호(PDS)를 공급한다. 이에 따라, 터치 펜(20)은 디스플레이 패널(100)의 제 2 수평 터치 그룹(HTG2)의 터치 전극들로부터 송신되는 펜 구동 신호(PDS)를 수신하고, 수신된 펜 구동 신호(PDS)에 동기되는 다운 링크 신호(DLS), 즉 펜 조작 데이터 신호(PMS)를 전도성 팁을 통해 디스플레이 패널(100)의 제 2 수평 터치 그룹(HTG2)의 터치 전극들로 송신한다. 이와 동시에, 터치 구동 회로(700)는 센싱 유닛(SU)을 통해 제 3 터치 센싱 구간(TP3)의 제 2 구간(P2) 동안 제 2 수평 터치 그룹(HTG2)의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 센싱하여 터치 센싱 신호(Tsen)를 터치 제어 회로(CTR)에 제공하고, 터치 제어 회로(CTR)는 터치 센싱 신호(Tsen)를 기반으로 제 2 펜 터치 로우 데이터를 생성해 호스트 제어부(800)에 제공한다. 호스트 제어부(800)는 제 2 펜 터치 로우 데이터를 기반으로 펜 조작 정보를 산출하고, 산출된 펜 조작 정보에 해당하는 어플리케이션을 실행하면서 터치 펜(20)의 위치에 따른 펜 트래킹 채널 정보로 이루어지는 채널 셋팅 정보를 생성하여 터치 구동 회로(700)에 제공한다.

이어서, 터치 구동 회로(700)은 호스트 제어부(800)로부터 제공되는 채널 셋팅 정보의 펜 트래킹 채널 정보에 따라 제 N+1 프레임의 제 4 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP4 ~ TP16)의 제 1 구간(P1)마다 해당하는 수평 터치 그룹의 터치 전극들에 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 구동 신호(PDS)를 공급한다. 이에 따라, 터치 펜(20)은 디스플레이 패널(100)의 해당하는 수평 터치 그룹의 터치 전극들로부터 송신되는 펜 구동 신호(PDS)를 수신하고, 수신된 펜 구동 신호(PDS)에 동기되는 다운 링크 신호(DLS)를 전도성 팁을 통해 디스플레이 패널(100)의 해당하는 수평 터치 그룹의 터치 전극들로 송신한다. 이와 동시에, 터치 구동 회로(700)는 센싱 유닛(SU)을 통해 해당하는 터치 센싱 구간(TP4 ~ TP16)의 제 2 구간(P2)마다 해당하는 수평 터치 그룹의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 센싱하여 터치 센싱 신호(Tsen)를 터치 제어 회로(CTR)에 제공하고, 터치 제어 회로(CTR)는 터치 센싱 신호(Tsen)를 기반으로 펜 터치 로우 데이터를 생성해 호스트 제어부(800)에 제공한다. 호스트 제어부(800)는 펜 터치 로우 데이터를 기반으로 펜 위치 정보 또는 펜 조작 정보를 산출하고, 산출된 펜 위치 정보 또는 펜 조작 정보에 해당하는 어플리케이션을 실행하면서 터치 펜(20)의 위치에 따른 펜 트래킹 채널 정보로 이루어지는 채널 셋팅 정보를 생성하여 터치 구동 회로(700)에 제공한다. 이러한 터치 구동 회로(700)는 제 N+1 프레임의 제 5, 제 9, 제 13, 및 제 16 터치 센싱 구간(TP5, TP9, TP13, TP16) 각각의 제 1 구간(P1)마다 해당하는 수평 터치 그룹의 터치 전극들의 터치 구동 신호를 공급한 후, 제 5, 제 9, 제 13, 및 제 16 터치 센싱 구간(TP5, TP9, TP13, TP16) 각각의 제 2 구간(P2)마다 해당하는 수평 터치 그룹의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 통해 사용자의 핑거 터치를 센싱할 수 있다.

이와 같은, 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(100)에 정의된 제 1 내지 제 8 수평 터치 그룹(HTG1 ~ HTG8)에 순차적으로 업 링크 신호(ULS)를 공급하여 펜 터치를 센싱함으로써 사용자의 손이나 손바닥과 디스플레이 패널(100) 간의 접촉시에도 디스플레이 패널(100) 상에 위치한 터치 펜(20)의 위치를 센싱할 수 있으며, 터치 펜(20)의 위치를 기반으로 터치 펜(20)의 위치를 트래킹하면서 펜 터치를 센싱하여 터치 드로잉을 끊김 없이 센싱할 수 있다.

도 9는 본 출원의 다른 예에 따른 디스플레이 장치의 동작 타이밍을 설명하기 위한 파형도으로서, 이는 디스플레이 패널 상에 위치한 터치 펜의 위치를 센싱하기 위한 동작만을 나타낸 것이다.

도 9를 도 6과 결부하여, 본 출원의 다른 예에 따른 디스플레이 장치의 펜 위치 센싱 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 터치 구동 회로(700)는 디스플레이 패널(100)에 마련된 복수의 터치 전극을 제 1 터치 그룹(TG1)과 제 2 터치 그룹(TG2)으로 분할하고, 제 1 터치 그룹(TG1)과 제 2 터치 그룹(TG2)에 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 구동 신호를 교번적으로 공급할 수 있다. 일 에에 따른 제 1 터치 그룹(TG1)은 복수의 수평 라인 중 홀수번째 수평 라인들에 배치된 터치 전극들을 포함하고, 제 2 터치 그룹(TG2)은 복수의 수평 라인 중 짝수번째 수평 라인들에 배치된 터치 전극들을 포함할 수 있다.

구체적으로, 터치 구동 회로(700)는 제 N 프레임의 제 1 터치 센싱 구간(TP1) 동안, 제 1 터치 그룹(TG1)의 터치 전극들에 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 설정 신호(PSS)를 공급하고, 제 2 터치 그룹(TG2)의 터치 전극들에 공통 전압(또는 직류 전압)을 공급한다. 이어서, 터치 구동 회로(700)는 제 N 프레임의 제 2 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP2 ~ TP16) 각각의 제 1 구간(P1)마다 제 1 터치 그룹(TG1)의 터치 전극들에 다시 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 구동 신호(PDS)(또는 펜 동기 신호)를 공급함과 동시에 제 2 터치 그룹(TG2)의 터치 전극들에 공통 전압(또는 직류 전압)을 공급하고 제 2 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP2 ~ TP16) 각각의 제 2 구간(P2)마다 제 1 터치 그룹의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 통해 펜 터치를 센싱한다. 이러한 터치 구동 회로(700)는 제 N 프레임의 제 5, 제 9, 제 13, 및 제 16 터치 센싱 구간(TP5, TP9, TP13, TP16) 각각의 제 1 구간(P1)마다 해당하는 수평 터치 그룹의 터치 전극들의 터치 구동 신호를 공급한 후, 제 5, 제 9, 제 13, 및 제 16 터치 센싱 구간(TP5, TP9, TP13, TP16) 각각의 제 2 구간(P2)마다 해당하는 수평 터치 그룹의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 통해 사용자의 핑거 터치를 센싱할 수 있다.

그런 다음, 터치 구동 회로(700)는 제 N+1 프레임의 제 1 터치 센싱 구간(TP1) 동안, 제 2 터치 그룹(TG2)의 터치 전극들에 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 설정 신호(PSS)를 공급하고, 제 1 터치 그룹(TG1)의 터치 전극들에 공통 전압(또는 직류 전압)을 공급한다. 이어서, 터치 구동 회로(700)는 제 N+1 프레임의 제 2 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP2 ~ TP16) 각각의 제 1 구간(P1)마다 제 2 터치 그룹(TG2)의 터치 전극들에 다시 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 구동 신호(PDS)(또는 펜 동기 신호)를 공급함과 동시에 제 1 터치 그룹(TG1)의 터치 전극들에 공통 전압(또는 직류 전압)을 공급하고 제 2 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP2 ~ TP16) 각각의 제 2 구간(P2)마다 제 2 터치 그룹의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 통해 펜 터치를 센싱한다. 이러한 터치 구동 회로(700)는 제 N 프레임의 제 5, 제 9, 제 13, 및 제 16 터치 센싱 구간(TP5, TP9, TP13, TP16) 각각의 제 1 구간(P1)마다 해당하는 수평 터치 그룹의 터치 전극들의 터치 구동 신호를 공급한 후, 제 5, 제 9, 제 13, 및 제 16 터치 센싱 구간(TP5, TP9, TP13, TP16) 각각의 제 2 구간(P2)마다 해당하는 수평 터치 그룹의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 통해 사용자의 핑거 터치를 센싱할 수 있다.

이와 같은, 본 출원의 다른 예에 따른 디스플레이 장치는 프레임 단위로 디스플레이 패널(100)에 정의된 제 1 및 제 2 터치 그룹(TG1, TG2)에 업 링크 신호(ULS)를 교번적으로 공급하여 펜 위치를 센싱함으로써 사용자의 손이나 손바닥과 디스플레이 패널(100) 간의 접촉시에도 디스플레이 패널(100) 상에 위치한 터치 펜(20)의 위치를 센싱할 수 있으며, 터치 펜(20)의 위치를 기반으로 터치 펜(20)의 위치를 트래킹하면서 펜 터치를 센싱하여 터치 드로잉을 끊김 없이 센싱할 수 있다.

선택적으로, 본 출원의 다른 예에 따른 디스플레이 장치의 터치 구동 회로(700)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 각 프레임의 제 1 터치 센싱 구간(TP1) 동안, 제 1 터치 그룹(TG1) 또는 제 2 터치 그룹(TG2)의 터치 전극들에 펜 설정 신호(PSS)를 공급한 후, 제 2 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP2 ~ TP16) 동안 터치 센싱 구간 단위로 제 1 및 제 2 터치 그룹(TG1, TG2)에 업 링크 신호(ULS)를 교번적으로 공급하여 펜 위치를 센싱할 수도 있으며, 이 경우, 보다 신속하게 터치 펜의 위치를 센싱할 수 있다.

도 11은 본 출원의 또 다른 예에 따른 펜 터치의 센싱을 나타내는 도면이며, 도 12는 도 11에 도시된 펜 터치에 따른 디스플레이 장치의 동작 타이밍을 설명하기 위한 파형도이다.

도 11 및 도 12를 도 6과 결부하여, 본 출원의 또 다른 예에 따른 디스플레이 장치의 펜 위치 센싱 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 터치 구동 회로(700)는 디스플레이 패널(100)에 마련된 복수의 터치 전극을 제 1 내지 제 6 수직 터치 그룹(VTG1 ~ VTG6)으로 분할하고, 제 1 내지 제 6 수직 터치 그룹(VTG1 ~ VTG6)에 순차적으로 업 링크 신호(ULS)를 공급하여 펜 터치를 센싱한다. 이때, 터치 구동 회로(700)는 업 링크 신호(ULS)를 터치 펜으로 송신하는 수직 터치 그룹을 제외한 나머지 수직 터치 그룹의 터치 전극에 공통 전압 또는 직류 전압을 공급한다.

구체적으로, 터치 구동 회로(700)는 제 N 프레임의 제 1 터치 센싱 구간(TP1) 동안, 디스플레이 패널(100)의 제 1 수직 터치 그룹(VTG1)의 터치 전극들에 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 설정 신호(PSS)를 공급한다. 이어서, 터치 구동 회로(700)는 제 N 프레임의 제 2 내지 제 6 터치 센싱 구간(TP2 ~ TP6) 각각의 제 1 구간(P1)마다 제 2 내지 제 6 수직 터치 그룹(VTG2 ~ VTG6)의 터치 전극들에 다시 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 구동 신호(PDS)(또는 펜 동기 신호)를 순차적으로 공급하고, 제 2 내지 제 6 터치 센싱 구간(TP2 ~ TP6) 각각의 제 2 구간(P2)마다 해당하는 수직 터치 그룹의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 통해 펜 터치를 순차적으로 센싱한다. 이어서, 터치 구동 회로(700)는 제 N 프레임의 제 7 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP7 ~ TP16) 각각의 제 1 구간(P1)마다 제 1 내지 제 6 수직 터치 그룹(VTG1 ~ VTG6)의 터치 전극들에 다시 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 구동 신호(PDS)를 순차적으로 공급하고, 제 7 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP7 ~ TP16) 각각의 제 2 구간(P2)마다 해당하는 수직 터치 그룹의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 통해 펜 터치를 순차적으로 센싱한다. 이러한 터치 구동 회로(700)는 제 N 프레임의 제 5, 제 9, 제 13, 및 제 16 터치 센싱 구간(TP5, TP9, TP13, TP16) 각각의 제 1 구간(P1)마다 해당하는 수평 터치 그룹의 터치 전극들의 터치 구동 신호를 공급한 후, 제 5, 제 9, 제 13, 및 제 16 터치 센싱 구간(TP5, TP9, TP13, TP16) 각각의 제 2 구간(P2)마다 해당하는 수평 터치 그룹의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 통해 사용자의 핑거 터치를 센싱할 수 있다.

그런 다음, 터치 구동 회로(700)는 제 N+1 프레임의 제 1 터치 센싱 구간(TP1) 동안, 디스플레이 패널(100)의 제 1 수직 터치 그룹(VTG1)의 터치 전극들에 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 설정 신호(PSS)를 공급한다. 이에 따라, 디스플레이 패널(100) 상에 위치하는 터치 펜(20)은 디스플레이 패널(100)의 제 1 수직 터치 그룹(VTG1)의 터치 전극들로부터 송신되는 펜 설정 신호(PSS)를 수신하고, 수신된 펜 설정 신호(PSS)에 따라 펜 구동 주파수 및 펜 구동 방식(콘택, 호버링)을 설정한다.

이어서, 터치 구동 회로(700)는 제 N+1 프레임의 제 2 터치 센싱 구간(TP2)의 제 1 구간(P1) 동안 제 2 수직 터치 그룹(VTG2)의 터치 전극들에 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 구동 신호(PDS)를 공급한다. 이에 따라, 터치 펜(20)은 디스플레이 패널(100)의 제 2 수직 터치 그룹(VTG2)의 터치 전극들로부터 송신되는 펜 구동 신호(PDS)를 수신하고, 수신된 펜 구동 신호(PDS)에 동기되는 다운 링크 신호(DLS), 즉 펜 위치 신호(PPS)를 전도성 팁을 통해 디스플레이 패널(100)의 제 2 수직 터치 그룹(VTG2)의 터치 전극들로 송신한다. 이와 동시에, 터치 구동 회로(700)는 센싱 유닛(SU)을 통해 제 2 터치 센싱 구간(TP2)의 제 2 구간(P2) 동안 제 2 수직 터치 그룹(VTG2)의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 센싱하여 터치 센싱 신호(Tsen)를 터치 제어 회로(CTR)에 제공하고, 터치 제어 회로(CTR)는 터치 센싱 신호(Tsen)를 기반으로 제 1 펜 터치 로우 데이터를 생성해 호스트 제어부(800)에 제공한다. 호스트 제어부(800)는 제 1 펜 터치 로우 데이터를 기반으로 펜 위치 정보를 산출하고, 산출된 펜 위치 정보에 해당하는 어플리케이션을 실행하면서 산출된 펜 위치 정보에 해당하는 로컬 터치 그룹(LTG)에 대응되는 펜 트래킹 채널 정보를 포함하는 채널 셋팅 정보를 생성하여 터치 구동 회로(700)에 제공한다.

이어서, 터치 구동 회로(700)는 호스트 제어부(800)로부터 제공되는 채널 셋팅 정보의 펜 트래킹 채널 정보에 따라 제 N+1 프레임의 제 3 터치 센싱 구간(TP3)의 제 1 구간(P1) 동안 제 2 수직 터치 그룹(VTG2) 내의 로컬 터치 그룹(LTG)의 터치 전극들에 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 구동 신호(PDS)를 공급한다. 이에 따라, 터치 펜(20)은 디스플레이 패널(100)의 로컬 터치 그룹(LTG)의 터치 전극들로부터 송신되는 펜 구동 신호(PDS)를 수신하고, 수신된 펜 구동 신호(PDS)에 동기되는 다운 링크 신호(DLS), 즉 펜 조작 데이터 신호(PMS)를 전도성 팁을 통해 디스플레이 패널(100)의 로컬 터치 그룹(LTG)의 터치 전극들로 송신한다. 이와 동시에, 터치 구동 회로(700)는 센싱 유닛(SU)을 통해 제 3 터치 센싱 구간(TP3)의 제 2 구간(P2) 동안 로컬 터치 그룹(LTG)의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 센싱하여 터치 센싱 신호(Tsen)를 터치 제어 회로(CTR)에 제공하고, 터치 제어 회로(CTR)는 터치 센싱 신호(Tsen)를 기반으로 제 2 펜 터치 로우 데이터를 생성해 호스트 제어부(800)에 제공한다. 호스트 제어부(800)는 제 2 펜 터치 로우 데이터를 기반으로 펜 조작 정보를 산출하고, 산출된 펜 조작 정보에 해당하는 어플리케이션을 실행하면서 터치 펜(20)의 위치에 따른 펜 트래킹 채널 정보로 이루어지는 채널 셋팅 정보를 생성하여 터치 구동 회로(700)에 제공한다.

이어서, 터치 구동 회로(700)은 호스트 제어부(800)로부터 제공되는 채널 셋팅 정보의 펜 트래킹 채널 정보에 따라 제 N+1 프레임의 제 4 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP4 ~ TP16)의 제 1 구간(P1)마다 해당하는 수직 터치 그룹 내의 로컬 터치 그룹(LTG)의 터치 전극들에 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 구동 신호(PDS)를 공급한다. 이에 따라, 터치 펜(20)은 디스플레이 패널(100)의 해당하는 수직 터치 그룹 내의 로컬 터치 그룹(LTG)의 터치 전극들로부터 송신되는 펜 구동 신호(PDS)를 수신하고, 수신된 펜 구동 신호(PDS)에 동기되는 다운 링크 신호(DLS)를 전도성 팁을 통해 디스플레이 패널(100)의 해당하는 수직 터치 그룹 내의 로컬 터치 그룹(LTG)의 터치 전극들로 송신한다. 이와 동시에, 터치 구동 회로(700)는 센싱 유닛(SU)을 통해 해당하는 터치 센싱 구간(TP4 ~ TP16)의 제 2 구간(P2)마다 해당하는 수직 터치 그룹 내의 로컬 터치 그룹(LTG)의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 센싱하여 터치 센싱 신호(Tsen)를 터치 제어 회로(CTR)에 제공하고, 터치 제어 회로(CTR)는 터치 센싱 신호(Tsen)를 기반으로 펜 터치 로우 데이터를 생성해 호스트 제어부(800)에 제공한다. 호스트 제어부(800)는 펜 터치 로우 데이터를 기반으로 펜 위치 정보 또는 펜 조작 정보를 산출하고, 산출된 펜 위치 정보 또는 펜 조작 정보에 해당하는 어플리케이션을 실행하면서 터치 펜(20)의 위치에 따른 펜 트래킹 채널 정보로 이루어지는 채널 셋팅 정보를 생성하여 터치 구동 회로(700)에 제공한다. 이러한 터치 구동 회로(700)는 제 N+1 프레임의 제 5, 제 9, 제 13, 및 제 16 터치 센싱 구간(TP5, TP9, TP13, TP16) 각각의 제 1 구간(P1)마다 해당하는 수직 터치 그룹 내의 로컬 터치 그룹(LTG)의 터치 전극들의 터치 구동 신호를 공급한 후, 제 5, 제 9, 제 13, 및 제 16 터치 센싱 구간(TP5, TP9, TP13, TP16) 각각의 제 2 구간(P2)마다 해당하는 수직 터치 그룹 내의 로컬 터치 그룹(LTG)의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 통해 사용자의 핑거 터치를 센싱할 수 있다.

이와 같은, 본 출원의 또 다른 예에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(100)에 정의된 제 1 내지 제 6 수직 터치 그룹(VTG1 ~ VTG6)에 순차적으로 업 링크 신호(ULS)를 공급하여 펜 터치를 센싱함으로써 사용자의 손이나 손바닥과 디스플레이 패널(100) 간의 접촉시에도 디스플레이 패널(100) 상에 위치한 터치 펜(20)의 위치를 센싱할 수 있으며, 터치 펜(20)의 위치를 기반으로 터치 펜(20)의 위치를 트래킹하면서 펜 터치를 센싱하여 터치 드로잉을 끊김 없이 센싱할 수 있다. 또한, 본 출원의 또 다른 예에 따른 디스플레이 장치는 터치 펜(20)이 위치하는 제 1 내지 제 6 수직 터치 그룹(VTG1 ~ VTG6) 내의 로컬 터치 그룹(LTG)만을 통해 펜 터치를 센싱함으로써 소비전력이 감소될 수 있다. 예를 들어, 소비 전력에 대한 시뮬레이션 결과에 따르면, 터치 펜(20)이 위치하는 하나의 로컬 터치 그룹(LTG)만을 통해 펜 터치를 센싱할 경우에는 전체 터치 전극들을 통해 펜 터치를 센싱하는 비교 예와 대비하여 83%의 소비 전력이 감소하는 것을 확인할 수 있었고, 터치 펜(20)이 위치하는 하나의 로컬 터치 그룹(LTG)과 그 주변에 위치한 하나의 로컬 터치 그룹을 포함하는 2개의 로컬 터치 그룹을 통해 펜 터치를 센싱할 경우에는 비교 예와 대비하여 67%의 소비 전력이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

도 13은 본 출원의 또 다른 예에 따른 펜 터치의 센싱을 나타내는 도면으로서, 이는 디스플레이 패널 상에 위치한 터치 펜의 위치를 센싱하기 위한 동작만을 나타낸 것이다.

도 13을 도 6 및 도 9와 결부하여, 본 출원의 또 다른 예에 따른 디스플레이 장치의 펜 위치 센싱 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 터치 구동 회로(700)는 디스플레이 패널(100)에 마련된 복수의 터치 전극을 제 1 터치 그룹(TG1)과 제 2 터치 그룹(TG2)을 분할하고, 프레임 단위로 제 1 터치 그룹(TG1)과 제 2 터치 그룹(TG2)에 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 구동 신호를 교번적으로 공급할 수 있다. 일 에에 따른 제 1 터치 그룹(TG1)은 복수의 수직 라인 중 홀수번째 수직 라인들에 배치된 터치 전극들을 포함하고, 제 2 터치 그룹(TG2)은 복수의 수직 라인 중 짝수번째 수직 라인들에 배치된 터치 전극들을 포함할 수 있다.

구체적으로, 터치 구동 회로(700)는 제 N 프레임 또는 제 N+2 프레임의 제 1 터치 센싱 구간(TP1) 동안, 제 1 터치 그룹(TG1)의 터치 전극들에 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 설정 신호(PSS)를 공급하고, 제 2 터치 그룹(TG2)의 터치 전극들에 공통 전압(또는 직류 전압)을 공급한다. 이어서, 터치 구동 회로(700)는 제 N 프레임 또는 제 N+2 프레임의 제 2 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP2 ~ TP16) 각각의 제 1 구간(P1)마다 제 1 터치 그룹(TG1)의 터치 전극들에 다시 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 구동 신호(PDS)(또는 펜 동기 신호)를 공급함과 동시에 제 2 터치 그룹(TG2)의 터치 전극들에 공통 전압(또는 직류 전압)을 공급하고 제 2 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP2 ~ TP16) 각각의 제 2 구간(P2)마다 제 1 터치 그룹의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 통해 펜 터치를 센싱한다. 이러한 터치 구동 회로(700)는 제 N 프레임 또는 제 N+2 프레임의 제 5, 제 9, 제 13, 및 제 16 터치 센싱 구간(TP5, TP9, TP13, TP16) 각각의 제 1 구간(P1)마다 해당하는 수직 터치 그룹의 터치 전극들의 터치 구동 신호를 공급한 후, 제 5, 제 9, 제 13, 및 제 16 터치 센싱 구간(TP5, TP9, TP13, TP16) 각각의 제 2 구간(P2)마다 해당하는 수직 터치 그룹의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 통해 사용자의 핑거 터치를 센싱할 수 있다.

그런 다음, 터치 구동 회로(700)는 제 N+1 프레임 또는 제 N+3 프레임의 제 1 터치 센싱 구간(TP1) 동안, 제 2 터치 그룹(TG2)의 터치 전극들에 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 설정 신호(PSS)를 공급하고, 제 1 터치 그룹(TG1)의 터치 전극들에 공통 전압(또는 직류 전압)을 공급한다. 이어서, 터치 구동 회로(700)는 제 N+1 프레임 또는 제 N+3 프레임의 제 2 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP2 ~ TP16) 각각의 제 1 구간(P1)마다 제 2 터치 그룹(TG2)의 터치 전극들에 다시 업 링크 신호(ULS), 즉 펜 구동 신호(PDS)(또는 펜 동기 신호)를 공급함과 동시에 제 1 터치 그룹(TG1)의 터치 전극들에 공통 전압(또는 직류 전압)을 공급하고 제 2 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP2 ~ TP16) 각각의 제 2 구간(P2)마다 제 2 터치 그룹의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 통해 펜 터치를 센싱한다. 이러한 터치 구동 회로(700)는 제 N+1 프레임 또는 제 N+3 프레임의 제 5, 제 9, 제 13, 및 제 16 터치 센싱 구간(TP5, TP9, TP13, TP16) 각각의 제 1 구간(P1)마다 해당하는 수직 터치 그룹의 터치 전극들의 터치 구동 신호를 공급한 후, 제 5, 제 9, 제 13, 및 제 16 터치 센싱 구간(TP5, TP9, TP13, TP16) 각각의 제 2 구간(P2)마다 해당하는 수직 터치 그룹의 터치 전극들의 정전 용량 변화량을 통해 사용자의 핑거 터치를 센싱할 수 있다.

이와 같은, 본 출원의 또 다른 예에 따른 디스플레이 장치는 프레임 단위로 디스플레이 패널(100)에 정의된 제 1 및 제 2 터치 그룹(TG1, TG2)에 업 링크 신호(ULS)를 교번적으로 공급하여 펜 위치를 센싱함으로써 사용자의 손이나 손바닥과 디스플레이 패널(100) 간의 접촉시에도 디스플레이 패널(100) 상에 위치한 터치 펜(20)의 위치를 센싱할 수 있으며, 터치 펜(20)의 위치를 기반으로 터치 펜(20)의 위치를 트래킹하면서 펜 터치를 센싱하여 터치 드로잉을 끊김 없이 센싱할 수 있다.

선택적으로, 본 출원의 또 다른 예에 따른 디스플레이 장치의 터치 구동 회로(700)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 각 프레임의 제 1 터치 센싱 구간(TP1) 동안, 제 1 터치 그룹(TG1) 또는 제 2 터치 그룹(TG2)의 터치 전극들에 펜 설정 신호(PSS)를 공급한 후, 제 2 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP2 ~ TP16) 동안 터치 센싱 구간 단위로 제 1 및 제 2 터치 그룹(TG1, TG2)에 업 링크 신호(ULS)를 교번적으로 공급하여 펜 위치를 센싱할 수도 있으며, 이 경우, 보다 신속하게 터치 펜의 위치를 센싱할 수 있다. 일 예로, 터치 구동 회로(700)는 제 1 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP1 ~ TP16) 중 홀수번째 터치 센싱 구간(TP_odd) 동안 제 1 터치 그룹(TG1)에 업 링크 신호를 공급하고, 짝수번째 터치 센싱 구간(TP_even) 동안 제 2 터치 그룹(TG2)에 업 링크 신호를 공급할 수 있다. 다른 예로, 터치 구동 회로(700)는 홀수번째 프레임에서, 제 1 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP1 ~ TP16) 중 홀수번째 터치 센싱 구간(TP_odd) 동안 제 1 터치 그룹(TG1)에 업 링크 신호를 공급하고, 짝수번째 터치 센싱 구간(TP_even) 동안 제 2 터치 그룹(TG2)에 업 링크 신호를 공급할 수 있으며, 짝수번째 프레임에서, 제 1 내지 제 16 터치 센싱 구간(TP1 ~ TP16) 중 홀수번째 터치 센싱 구간(TP_odd) 동안 제 2 터치 그룹(TG2)에 업 링크 신호를 공급하고, 짝수번째 터치 센싱 구간(TP_even) 동안 제 1 터치 그룹(TG1)에 업 링크 신호를 공급할 수 있다.

도 15는 본 출원의 또 다른 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 이는 도 3에 도시된 데이터 구동 회로와 터치 구동 회로를 변경하여 구성한 것이다. 이에 따라, 이하의 설명에서는 데이터 구동 회로와 터치 구동 회로 및 이와 관련된 구성들에 대해서만 설명하고 나머지 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.

도 15를 참조하면, 본 출원의 또 다른 예에 따른 디스플레이 장치에서, 데이터 구동 회로와 터치 구동 회로는 데이터/터치 구동부(900)로 구성될 수 있다.

상기 데이터/터치 구동부(900)는 복수의 터치 전극(TE)과 복수의 데이터 라인에 연결되고, 복수의 터치 전극(TE)을 복수의 터치 그룹으로 분할하고 복수의 디스플레이 구간마다 복수의 터치 전극(TE)에 공통 전압을 공급하며 복수의 펜 센싱 구간마다 복수의 터치 전극(TE)의 일부를 통해 터치 펜의 위치를 센싱한다. 즉, 데이터/터치 구동부(900)는 복수의 펜 센싱 구간 중 적어도 하나의 펜 위치 센싱 구간마다 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹에 업 링크 신호를 공급하고, 업 링크 신호가 공급된 터치 그룹을 통해 터치 펜으로부터 전송된 다운 링크 신호를 센싱하여 펜 터치 로우 데이터를 생성할 수 있다. 그리고, 데이터/터치 구동부(900)는 SPI 방식을 통해 호스트 제어부로부터 제공되는 펜 트래킹 채널 정보를 갖는 채널 셋팅 정보를 포함하는 터치 제어 데이터를 기반으로, 펜 위치 센싱 구간마다 펜 트래킹 채널 정보에 해당하는 펜 중첩 터치 그룹에 업 링크 신호를 공급하고 펜 중첩 터치 그룹을 통해 터치 펜으로부터 전송된 다운 링크 신호를 센싱하여 터치 센싱 신호를 생성하며, 생성된 터치 센싱 신호를 펜 터치 로우 데이터로 변환하여 호스트 제어부에 제공한다.

일 예에 따른 데이터/터치 구동부(900)는 복수의 통합 구동 집적 회로(900a ~ 900n)를 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 통합 구동 집적 회로(900a ~ 900n) 각각은 SRIC(source readout integrated circuit) 또는 ROIC(readout integrated circuit)로 표현될 수도 있다.

상기 복수의 통합 구동 집적 회로(900a ~ 900n) 각각은 복수의 제 1 터치 채널(Tch1), 복수의 제 2 터치 채널(Tch2), 및 복수의 데이터 채널(Dch), 제 1 터치 구동부(TDP1), 제 2 터치 구동부(DDP), 및 데이터 구동부(DDP)를 포함할 수 있다.

상기 복수의 제 1 터치 채널(Tch1)은 디스플레이 패널(100)의 정의된 복수의 수직 라인 중 i(i는 2 이상의 자연수)개의 수직 라인에 배치된 터치 전극들(TE)에 일대일로 연결된다. 본 예에 대한 설명에서는 복수의 제 1 터치 채널(Tch1)가 7개의 수직 라인에 배치된 터치 전극들(TE)과 일대일로 연결되는 것으로 가정하기로 한다. 예를 들어, 제 1 통합 구동 집적 회로(900a)에 마련된 복수의 제 1 터치 채널(Tch1)은 제 1 내지 제 7 수직 라인에 마련된 터치 전극들(TE)에 일대일로 연결될 수 있다.

상기 복수의 제 2 터치 채널(Tch2)은 디스플레이 패널(100)의 정의된 복수의 수직 라인 중 복수의 제 1 터치 채널(Tch1)에 연결된 i개의 수직 라인에 인접한 i개의 수직 라인에 배치된 터치 전극들과 일대일로 연결된다. 본 예에 대한 설명에서는 복수의 제 2 터치 채널(Tch2)가 7개의 수직 라인에 배치된 터치 전극들(TE)과 일대일로 연결되는 것으로 가정하기로 한다. 예를 들어, 제 1 통합 구동 집적 회로(900a)에 마련된 복수의 제 2 터치 채널(Tch2)은 제 8 내지 제 14 수직 라인에 마련된 터치 전극들(TE)에 일대일로 연결될 수 있다.

상기 복수의 데이터 채널(Dch)은 복수의 제 1 터치 채널(Tch1)과 복수의 제 2 터치 채널(Tch2) 사이에 배치되고, 2i개의 수직 라인에 배치된 터치 전극들(TE)과 중첩되는 복수의 데이터 라인과 일대일로 연결된다.

상기 제 1 터치 구동부(TDP1)는 디스플레이 패널(100)의 마련된 복수의 터치 전극(TE) 중 i개의 수직 라인에 배치된 터치 전극들(TE)에 일대일로 연결된다. 즉, 제 1 터치 구동부(TDP1)는 복수의 제 1 터치 채널(Tch1)을 통해서 i개의 수직 라인에 배치된 터치 전극들(TE)에 일대일로 연결될 수 있다.

상기 제 2 터치 구동부(TDP2)는 복수의 수직 라인 중 제 1 터치 구동부(TDP1)에 연결된 i개의 수직 라인에 인접한 i개의 수직 라인에 배치된 터치 전극들(TE)과 일대일로 연결된다. 즉, 제 2 터치 구동부(TDP2)는 복수의 제 2 터치 채널(Tch2)을 통해서 i개의 수직 라인에 배치된 터치 전극들(TE)에 일대일로 연결될 수 있다.

상기 제 1 및 제 2 터치 구동부(TDP1, TDP2) 각각은 i개의 수직 라인에 배치된 터치 전극들(TE)에 일대일로 연결되는 것을 제외하고는 도 3 및 도 6에 도시된 터치 구동 회로(700)와 동일한 구성을 가지므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이때, 제 1 및 제 2 터치 구동부(TDP1, TDP2) 각각에 구성된 전압 선택부는 통합 구동 집적 회로(900a ~ 900n)의 외부, 예를 들어 타이밍 제어 회로 및 호스트 제어부가 실장된 인쇄 회로 기판에 실장되어 전압 선택 신호에 따라 터치 전극 구동 신호와 로드 프리 로우 전압을 해당하는 터치 구동부의 채널 선택부에 공급할 수 있다.

상기 데이터 구동부(DDP)는 제 1 터치 구동부(TDP1)와 제 2 터치 구동부(TDP2) 사이에 배치되어 2i개의 수직 라인에 배치된 터치 전극들(TE)과 중첩되는 복수의 데이터 라인과 일대일로 연결된다. 즉, 데이터 구동부(DDP)는 복수의 데이터 채널(Dch)을 통해서 2i개의 수직 라인에 배치된 터치 전극들(TE)과 중첩되는 복수의 데이터 라인과 일대일로 연결될 수 있다. 예를 들어, 데이터 구동부(DDP)는 하나의 수평 라인에 배치된 14개의 터치 전극들(TE)과 중첩되는 복수의 데이터 라인과 일대일로 연결될 수 있다. 이러한 14개의 터치 전극들(TE)과 중첩되는 복수의 데이터 라인과 일대일로 연결되는 것을 제외하고는 도 3에 도시된 데이터 구동 회로(200)와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

일 예에 따른 복수의 통합 구동 집적 회로(900a ~ 900n) 각각은 칩 실장 공정에 의해 디스플레이 패널(100)의 패드부에 실장될 수 있다.

다른 예에 따른 복수의 통합 구동 집적 회로(900a ~ 900n) 각각은 칩 실장 공정에 의해 플렉서블 회로 필름에 실장될 수 있다. 플렉서블 회로 필름은 필름 부착 공정에 의해 디스플레이 패널(100)의 패드부에 부착될 수 있다.

일 예에 따른 복수의 통합 구동 집적 회로(900a ~ 900n) 각각에서, 제 1 및 제 2 터치 구동부(TDP1, TDP2) 각각은 복수의 펜 센싱 구간 중 적어도 하나의 펜 위치 센싱 구간마다 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹에 업 링크 신호를 공급하고, 업 링크 신호가 공급된 터치 그룹을 통해 터치 펜으로부터 전송된 다운 링크 신호를 센싱하여 펜 터치 로우 데이터를 생성한다. 이때, 제 1 및 제 2 터치 구동부(TDP1, TDP2) 각각은 펜 위치 센싱 구간마다 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹을 제외한 나머지 터치 그룹에 직류 전압(또는 공통 전압)을 공급한다.

본 예에서, 일 예에 따른 복수의 터치 그룹 각각은 적어도 하나의 수평 라인에 배치된 터치 전극들을 포함할 수 있다. 이 경우, 일 예에 따른 제 1 및 제 2 터치 구동부(TDP1, TDP2) 각각은, 도 7에 도시된 제 N 프레임에서와 같이, 터치 센싱 구간(TP), 즉 펜 위치 센싱 구간 단위로 복수의 터치 그룹에 업 링크 신호를 순차적으로 공급할 수 있다.

본 예에서, 다른 예에 따른 복수의 터치 그룹 각각은 복수의 통합 구동 집적 회로 각각의 제 1 및 제 2 터치 구동부(TDP1, TDP2) 각각에 연결된 터치 전극들을 갖는 수직 터치 그룹일 수 있다. 이 경우, 다른 예에 따른 제 1 및 제 2 터치 구동부(TDP1, TDP2) 각각은, 도 11에 도시된 제 N 프레임에서와 같이, 터치 센싱 구간(TP), 즉 펜 위치 센싱 구간 단위로 복수의 터치 그룹(VTG)에 업 링크 신호를 순차적으로 공급할 수 있다.

본 예에서, 또 다른 예에 따른 제 1 및 제 2 터치 구동부(TDP1, TDP2) 각각에 연결된 터치 전극들(TE)은 제 1 터치 그룹과 제 2 터치 그룹으로 분할될 수 있다. 일 예에 따른 제 1 터치 그룹은 제 1 및 제 2 터치 구동부(TDP1, TDP2) 각각에 연결된 복수의 수직 라인 중 홀수번째 수직 라인들에 배치된 터치 전극들을 포함하며, 제 2 터치 그룹은 제 1 및 제 2 터치 구동부(TDP1, TDP2) 각각에 연결된 복수의 수직 라인 중 짝수번째 수직 라인들에 배치된 터치 전극들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 또 다른 예에 따른 제 1 및 제 2 터치 구동부(TDP1, TDP2) 각각은, 도 13에 도시된 바와 같이, 프레임 단위로 제 1 터치 그룹(TG1)과 제 2 터치 그룹(TG2)에 업 링크 신호를 교번적으로 공급할 수 있다. 또는, 제 1 및 제 2 터치 구동부(TDP1, TDP2) 각각은, 도 13에 도시된 바와 같이, 터치 센싱 구간(TP), 즉 펜 위치 센싱 구간 단위로 제 1 터치 그룹(TG1)과 제 2 터치 그룹(TG2)에 업 링크 신호를 교번적으로 공급할 수 있다. 선택적으로, 제 1 및 제 2 터치 구동부(TDP1, TDP2) 각각은, 도 13에 도시된 바와 같이, 프레임과 펜 위치 센싱 구간 단위로 제 1 터치 그룹(TG1)과 제 2 터치 그룹(TG2)에 업 링크 신호를 교번적으로 공급할 수도 있다.

선택적으로, 제 1 터치 그룹은 제 1 및 제 2 터치 구동부(TDP1, TDP2) 각각에 연결된 복수의 수평 라인 중 홀수번째 수평 라인들에 배치된 터치 전극들을 포함하며, 제 2 터치 그룹은 제 1 및 제 2 터치 구동부(TDP1, TDP2) 각각에 연결된 복수의 수평 라인 중 짝수번째 수평 라인들에 배치된 터치 전극들을 포함할 수 있다. 이 경우에도, 다른 예에 따른 제 1 및 제 2 터치 구동부(TDP1, TDP2) 각각은 프레임 단위, 펜 위치 센싱 구간 단위, 또는 프레임과 펜 위치 센싱 구간 단위로 제 1 터치 그룹(TG1)과 제 2 터치 그룹(TG2)에 업 링크 신호를 교번적으로 공급할 수도 있다.

본 예에서, 디스플레이 패널(100)에 마련된 복수의 터치 전극(TE)은, 도 16에 도시된 바와 같이, 제 1 터치 구동부(TDP1)에 연결된 제 1 터치 그룹(TG1) 및 제 2 터치 구동부(TFP2)에 연결된 제 2 터치 그룹(TG2)으로 분할될 수 있다. 이 경우, 또 다른 예에 따른 제 1 및 제 2 터치 구동부(TDP1, TDP2) 각각은 터치 센싱 구간(TP), 즉 펜 위치 센싱 구간 단위 또는 프레임 단위로 제 1 터치 그룹(TG1)과 제 2 터치 그룹(GT2)에 업 링크 신호를 교번적으로 공급할 수 있다.

일 예로서, 제 N 프레임 동안 제 1 터치 구동부(TDP1)는 제 1 터치 그룹(TG1)에 업 링크 신호를 공급하고, 제 2 터치 구동부(TDP2)는 제 2 터치 그룹(TG2)에 직류 전압(또는 공통 전압)을 공급할 수 있다. 그리고, 제 N+1 프레임 동안 제 1 터치 구동부(TDP1)는 제 1 터치 그룹(TG1)에 직류 전압(또는 공통 전압)을 공급하고, 제 2 터치 구동부(TDP2)는 제 2 터치 그룹(TG2)에 업 링크 신호를 공급할 수 있다. 여기서, 제 N 프레임은 홀수번째 프레임일 수 있다.

다른 예로서, 도 17에 도시된 바와 같이, 터치 센싱 구간(TP) 중 홀수번째 터치 센싱 구간 동안 제 1 터치 구동부(TDP1)는 제 1 터치 그룹(TG1)에 업 링크 신호를 공급하고, 제 2 터치 구동부(TDP2)는 제 2 터치 그룹(TG2)에 직류 전압(또는 공통 전압)을 공급할 수 있다. 그리고, 터치 센싱 구간(TP) 중 짝수번째 터치 센싱 구간 동안 제 1 터치 구동부(TDP1)는 제 1 터치 그룹(TG1)에 직류 전압(또는 공통 전압)을 공급하고, 제 2 터치 구동부(TDP2)는 제 2 터치 그룹(TG2)에 업 링크 신호를 공급할 수 있다.

또 다른 예로서, 제 N 프레임의 홀수번째 터치 센싱 구간 동안 제 1 터치 구동부(TDP1)는 제 1 터치 그룹(TG1)에 업 링크 신호를 공급하고, 제 2 터치 구동부(TDP2)는 제 2 터치 그룹(TG2)에 직류 전압(또는 공통 전압)을 공급할 수 있다. 제 N 프레임의 짝수번째 터치 센싱 구간 동안 제 1 터치 구동부(TDP1)는 제 1 터치 그룹(TG1)에 직류 전압(또는 공통 전압)을 공급하고, 제 2 터치 구동부(TDP2)는 제 2 터치 그룹(TG2)에 업 링크 신호를 공급할 수 있다. 제 N+1 프레임의 홀수번째 터치 센싱 구간 동안 제 1 터치 구동부(TDP1)는 제 1 터치 그룹(TG1)에 직류 전압(또는 공통 전압)을 공급하고, 제 2 터치 구동부(TDP2)는 제 2 터치 그룹(TG2)에 업 링크 신호를 공급할 수 있다. 그리고, 제 N+1 프레임의 짝수번째 터치 센싱 구간 동안 제 1 터치 구동부(TDP1)는 제 1 터치 그룹(TG1)에 업 링크 신호를 공급하고, 제 2 터치 구동부(TDP2)는 제 2 터치 그룹(TG2)에 직류 전압(또는 공통 전압)을 공급할 수 있다. 여기서, 제 N 프레임은 홀수번째 프레임일 수 있다.

본 출원의 또 다른 예에 따른 디스플레이 장치는 복수의 통합 구동 집적 회로(900a ~ 900n) 각각에 마련된 제 1 및 제 2 터치 구동부(TDP1, TDP2) 각각은 호스트 제어부로부터 제공되는 펜 트래킹 채널 정보를 갖는 채널 셋팅 정보를 포함하는 터치 제어 데이터를 기반으로, 펜 위치 센싱 구간마다 펜 트래킹 채널 정보에 해당하는 펜 중첩 터치 그룹, 즉 로컬 터치 그룹에만 업 링크 신호를 공급하고 펜 중첩 터치 그룹을 통해 터치 펜으로부터 전송된 다운 링크 신호를 센싱하여 터치 센싱 신호를 생성할 수 있다. 이 경우, 본 예는 복수의 통합 구동 집적 회로(900a ~ 900n) 각각에 마련된 제 1 및 제 2 터치 구동부(TDP1, TDP2) 중 로컬 터치 그룹에 연결된 터치 구동부의 센싱 유닛만을 통해 펜 터치를 센싱하고, 나머지 터치 구동부들의 센싱 유닛들이 동작하지 않음으로써 디스플레이 장치의 소비 전력을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 데이터/터치 구동부(900)가 6개의 통합 구동 집적 회로로 구성된 경우, 본 예는 총 12의 터치 구동부 중 로컬 터치 그룹에 연결된 하나의 터치 구동부의 센싱 유닛을 인에이블시키는 반면에 나머지 11개의 터치 구동부들의 센싱 유닛들을 디스에이블시킴으로써 디스플레이 장치의 소비 전력을 감소시킬 수 있다.

이와 같은, 본 출원의 또 다른 예에 따른 디스플레이 장치는 복수의 터치 전극을 복수의 터치 그룹으로 분할하고 복수의 통합 구동 집적 회로(900a ~ 900n) 각각에 마련된 제 1 및 제 2 터치 구동부(TDP1, TDP2)를 통해 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹에 업 링크 신호를 공급하여 펜 터치를 센싱함으로써 디스플레이 패널에 접촉된 사용자의 손이나 손바닥에 의해 터치 펜으로 송신되는 업 링크 신호의 감쇄가 최소화됨에 따라 사용자의 손이나 손바닥과 디스플레이 패널 간의 접촉시에도 펜 터치의 센싱이 가능하다.

도 18은 본 출원의 예에 따른 디스플레이 장치와 비교 예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 디스플레이 패널에 대한 손바닥의 접촉 면적에 대한 터치 펜 내의 출력 전압을 나타내는 그래프이다. 도 18에서, 가로 축은 디스플레이 패널에 대한 손바닥의 접촉 면적을 나타내고, 세로 축은 터치 펜에 내장된 수신부(이하, ‘펜 수신부’라 함)의 출력 전압을 나타낸다. 도 18에서, 제 1 그래프(G1)(가는 실선)는 비교 예로서, 복수의 터치 전극 모두에 업 링크 신호를 공급하고 디스플레이 패널의 에지부에 터치 펜을 위치시켜 측정한 펜 수신부의 출력 전압, 제 2 그래프(G1) (가는 점선)는 비교 예로서, 복수의 터치 전극 모두에 업 링크 신호를 공급하고 디스플레이 패널의 중앙부에 터치 펜을 위치시켜 측정한 펜 수신부의 출력 전압, 제 3 그래프(G3)(굵은 실선)는 본 출원의 예로서, 복수의 터치 전극 중 일부의 터치 그룹에 포함된 터치 전극들에만 업 링크 신호를 공급하고 디스플레이 패널의 에지부에 터치 펜을 위치시켜 측정한 펜 수신부의 출력 전압, 및 제 4 그래프(G4) (굵은 점선)는 본 출원의 예로서, 복수의 터치 전극 중 일부의 터치 그룹에 포함된 터치 전극들에만 업 링크 신호를 공급하고 디스플레이 패널의 중앙부에 터치 펜을 위치시켜 측정한 펜 수신부의 출력 전압을 각각 나타낸다.

도 18의 제 1 및 제 2 그래프(G1, G2) 각각에서 알 수 있듯이, 비교 예는 디스플레이 패널에 대한 손바닥 면적이 증가할수록 수신부의 출력 전압이 감소하는 것을 알 수 있으며, 특히, 디스플레이 패널에 대한 손바닥 면적이 4500mm2 이상일 경우, 손바닥을 통한 업 링크 신호의 감쇄로 인하여 터치 펜에서 업 링크 신호를 인식할 수 없을 수 있다.

반면에, 도 18의 제 3 및 제 4 그래프(G3, G4) 각각에서 알 수 있듯이, 본 출원의 예는 디스플레이 패널에 대한 손바닥 면적이 증가하더라도 손바닥을 통한 업 링크 신호의 감쇄 비율이 비교 예 대비 2배 이상 감소하는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 본 출원은 복수의 터치 전극을 복수의 터치 그룹의 분할하고, 복수의 터치 그룹의 순차 구동 또는 분할 구동을 통해 업 링크 신호를 터치 펜에 전송함으로써 디스플레이 패널에 접촉된 사용자의 손이나 손바닥에 의한 업 링크 신호의 감쇄를 최소화할 수 있고, 이를 통해 사용자의 손이나 손바닥과 디스플레이 패널 간의 접촉시에도 디스플레이 패널 상에 위치한 터치 펜의 위치를 센싱할 수 있으며, 터치 펜의 위치를 기반으로 터치 펜의 위치를 트래킹하면서 펜 터치를 센싱하여 터치 드로잉을 끊김 없이 센싱할 수 있다.

본 출원에 따른 디스플레이 장치는 스마트 폰(smart phone), 이동 통신 단말기, 모바일 폰, 태블릿 PC(personal computer), 스마트 와치(smart watch), 와치 폰(watch phone), 웨어러블 기기(wearable device), 전자 수첩, 전자 책, PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 텔레비전, 노트북, 모니터, 카메라, 캠코더, 또는 가전 기기 등의 표시 화면으로 사용될 수 있다.

상술한 본 출원의 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 출원의 적어도 하나의 예에 포함되며, 반드시 하나의 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 본 출원의 적어도 하나의 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 본 출원이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 본 출원은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 출원의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 출원의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 디스플레이 장치 20: 터치 펜
100: 디스플레이 패널 200: 데이터 구동 회로
300: 게이트 구동 회로 400: 타이밍 제어 회로
500: 구동 전원 공급부 600: 터치 구동 신호 공급부
700: 터치 구동 회로 800: 호스트 제어부

Claims

복수의 수평 라인과 복수의 수직 라인을 따라 일정한 간격으로 배치된 복수의 터치 전극을 포함하는 디스플레이 패널; 및
상기 복수의 터치 전극을 복수의 터치 그룹으로 분할하고 복수의 디스플레이 구간마다 상기 복수의 터치 전극에 공통 전압을 공급하며 복수의 펜 센싱 구간마다 상기 복수의 터치 전극의 일부를 통해 터치 펜의 위치를 센싱하는 터치 구동 회로를 포함하며,
상기 터치 구동 회로는 상기 복수의 펜 센싱 구간 중 적어도 하나의 펜 위치 센싱 구간마다 상기 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹에 업 링크 신호를 공급하고, 상기 업 링크 신호가 공급된 터치 그룹을 통해 상기 업 링크 신호의 응답으로 터치 펜으로부터 전송된 다운 링크 신호를 센싱하여 펜 터치 로우 데이터를 생성하는, 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 터치 구동 회로는 상기 펜 위치 센싱 구간마다 상기 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹을 제외한 나머지 터치 그룹에 직류 전압을 공급하는, 디스플레이 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 복수의 터치 그룹 각각은 상기 적어도 하나의 수평 라인 또는 적어도 하나의 수직 라인에 배치된 터치 전극들을 포함하며,
상기 업 링크 신호는 상기 펜 위치 센싱 구간 단위로 상기 복수의 터치 그룹에 순차적으로 공급되는, 디스플레이 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 터치 구동 회로는 상기 복수의 터치 전극을 제 1 터치 그룹과 제 2 터치 그룹으로 분할하고, 프레임 단위 또는 상기 펜 위치 센싱 구간 단위로 상기 제 1 터치 그룹과 상기 제 2 터치 그룹에 상기 업 링크 신호를 교번적으로 공급하는, 디스플레이 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 터치 그룹은 상기 복수의 수평 라인 중 홀수번째 수평 라인들에 배치된 터치 전극들을 포함하며,
상기 제 2 터치 그룹은 상기 복수의 수평 라인 중 짝수번째 수평 라인들에 배치된 터치 전극들을 포함하는, 디스플레이 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 터치 그룹은 상기 복수의 수직 라인 중 홀수번째 수직 라인들에 배치된 터치 전극들을 포함하며,
상기 제 2 터치 그룹은 상기 복수의 수직 라인 중 짝수번째 수직 라인들에 배치된 터치 전극들을 포함하는, 디스플레이 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 터치 구동 회로로부터 제공되는 상기 펜 터치 로우 데이터를 기반으로 펜 위치 정보를 산출하고, 상기 복수의 터치 그룹 중 상기 펜 위치 정보에 해당하는 터치 그룹에 대한 펜 트래킹 채널 정보를 상기 터치 구동 회로에 제공하는 호스트 제어부를 더 포함하며,
상기 터치 구동 회로는 상기 펜 위치 센싱 구간마다 상기 펜 트래킹 채널 정보에 해당하는 펜 중첩 터치 그룹에 업 링크 신호를 공급하고 상기 펜 중첩 터치 그룹을 통해 상기 터치 펜으로부터 전송된 다운 링크 신호를 센싱하여 터치 센싱 신호를 생성하며, 생성된 터치 센싱 신호를 펜 터치 로우 데이터로 변환하여 상기 호스트 제어부에 제공하는, 디스플레이 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 펜 중첩 터치 그룹은 적어도 하나의 수평 라인에 배치된 터치 전극들을 갖는 수평 터치 그룹이거나 적어도 하나의 수직 라인에 배치된 터치 전극들을 갖는 수직 터치 그룹 내의 로컬 터치 그룹인, 디스플레이 장치.
제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
인쇄 회로 기판에 실장되고 상기 업 링크 신호와 상기 직류 전압을 상기 터치 구동 회로에 선택적으로 공급하는 전압 선택부를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
복수의 수평 라인과 복수의 수직 라인을 따라 일정한 간격으로 배치된 복수의 터치 전극, 상기 복수의 터치 전극과 중첩되는 복수의 게이트 라인 및 상기 복수의 게이트 라인과 교차하는 복수의 데이터 라인을 포함하는 디스플레이 패널; 및
상기 복수의 터치 전극과 상기 복수의 데이터 라인에 연결되고, 상기 복수의 터치 전극을 복수의 터치 그룹으로 분할하고 복수의 디스플레이 구간마다 상기 복수의 터치 전극에 공통 전압을 공급하며 복수의 펜 센싱 구간마다 상기 복수의 터치 전극의 일부를 통해 터치 펜의 위치를 센싱하는 데이터/터치 구동부를 포함하며,
상기 데이터/터치 구동부는 상기 복수의 펜 센싱 구간 중 적어도 하나의 펜 위치 센싱 구간마다 상기 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹에 업 링크 신호를 공급하고, 상기 업 링크 신호가 공급된 터치 그룹을 통해 상기 업 링크 신호의 응답으로 터치 펜으로부터 전송된 다운 링크 신호를 센싱하여 펜 터치 로우 데이터를 생성하는, 디스플레이 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 데이터/터치 구동부는 복수의 통합 구동 집적 회로를 포함하며,
상기 복수의 통합 구동 집적 회로 각각은,
상기 복수의 수직 라인 중 i(i는 2이상의 자연수)개의 수직 라인에 배치된 터치 전극들과 일대일로 연결된 제 1 터치 구동부;
상기 복수의 수직 라인 중 상기 제 1 터치 구동부에 연결된 i개의 수직 라인에 인접한 i개의 수직 라인에 배치된 터치 전극들과 일대일로 연결된 제 2 터치 구동부; 및
상기 2i개의 수직 라인에 배치된 터치 전극들과 중첩되는 데이터 라인들과 일대일로 연결된 데이터 구동부를 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 터치 구동부 각각은 상기 복수의 펜 센싱 구간 중 적어도 하나의 펜 위치 센싱 구간마다 상기 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹에 업 링크 신호를 공급하고, 상기 업 링크 신호가 공급된 터치 그룹을 통해 터치 펜으로부터 전송된 다운 링크 신호를 센싱하여 펜 터치 로우 데이터를 생성하는, 디스플레이 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 터치 구동부 각각은 상기 펜 위치 센싱 구간마다 상기 복수의 터치 그룹 중 일부의 터치 그룹을 제외한 나머지 터치 그룹에 직류 전압을 공급하는, 디스플레이 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 복수의 터치 그룹 각각은 적어도 하나의 수평 라인에 배치된 터치 전극들을 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 터치 구동부 각각은 상기 펜 위치 센싱 구간 단위로 상기 복수의 터치 그룹에 상기 업 링크 신호를 순차적으로 공급하는, 디스플레이 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 터치 구동부 각각에 연결된 터치 전극들은 제 1 터치 그룹과 제 2 터치 그룹으로 분할되고,
상기 제 1 및 제 2 터치 구동부 각각은 프레임 단위 또는 상기 펜 위치 센싱 구간 단위로 상기 제 1 터치 그룹과 상기 제 2 터치 그룹에 상기 업 링크 신호를 교번적으로 공급하는, 디스플레이 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 제 1 터치 그룹은 상기 제 1 및 제 2 터치 구동부 각각에 연결된 복수의 수평 라인 중 홀수번째 수평 라인들에 배치된 터치 전극들을 포함하며,
상기 제 2 터치 그룹은 상기 제 1 및 제 2 터치 구동부 각각에 연결된 복수의 수평 라인 중 짝수번째 수평 라인들에 배치된 터치 전극들을 포함하는, 디스플레이 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 제 1 터치 그룹은 상기 제 1 및 제 2 터치 구동부 각각에 연결된 복수의 수직 라인 중 홀수번째 수직 라인들에 배치된 터치 전극들을 포함하며,
상기 제 2 터치 그룹은 상기 제 1 및 제 2 터치 구동부 각각에 연결된 복수의 수직 라인 중 짝수번째 수직 라인들에 배치된 터치 전극들을 포함하는, 디스플레이 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 복수의 터치 그룹 각각은 상기 복수의 통합 구동 집적 회로 각각의 상기 제 1 및 제 2 터치 구동부 각각에 연결된 터치 전극들을 가지며,
상기 업 링크 신호는 상기 펜 위치 센싱 구간 단위로 상기 복수의 터치 그룹에 순차적으로 공급되는, 디스플레이 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 복수의 터치 전극은 상기 제 1 터치 구동부에 연결된 제 1 터치 그룹 및 상기 제 2 터치 구동부에 연결된 제 2 터치 그룹으로 분할되고,
상기 제 1 및 제 2 터치 구동부 각각은 프레임 단위 또는 상기 펜 위치 센싱 구간 단위로 상기 제 1 터치 그룹과 상기 제 2 터치 그룹에 상기 업 링크 신호를 교번적으로 공급하는, 디스플레이 장치.
제 10 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 데이터/터치 구동부로부터 제공되는 상기 펜 터치 로우 데이터를 기반으로 펜 위치 정보를 산출하고, 상기 복수의 터치 그룹 중 상기 펜 위치 정보에 해당하는 터치 그룹에 대한 펜 트래킹 채널 정보를 상기 데이터/터치 구동부에 제공하는 호스트 제어부를 더 포함하며,
상기 데이터/터치 구동부는 상기 펜 위치 센싱 구간마다 상기 펜 트래킹 채널 정보에 해당하는 펜 중첩 터치 그룹에 업 링크 신호를 공급하고 상기 펜 중첩 터치 그룹을 통해 상기 터치 펜으로부터 전송된 다운 링크 신호를 센싱하여 터치 센싱 신호를 생성하며, 생성된 터치 센싱 신호를 펜 터치 로우 데이터로 변환하여 상기 호스트 제어부에 제공하는, 디스플레이 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 펜 중첩 터치 그룹은 적어도 하나의 수평 라인에 배치된 터치 전극들을 갖는 수평 터치 그룹이거나 적어도 하나의 수직 라인에 배치된 터치 전극들을 갖는 수직 터치 그룹 내의 로컬 터치 그룹인, 디스플레이 장치.
제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
인쇄 회로 기판에 실장되고 상기 업 링크 신호와 상기 직류 전압을 상기 복수의 통합 구동 집적 회로 각각의 제 1 및 제 2 터치 구동부 각각에 선택적으로 공급하는 전압 선택부를 더 포함하는, 디스플레이 장치.