KR20190081532A

KR20190081532A - 터치표시장치, 터치구동회로 및 터치구동방법

Info

Publication number: KR20190081532A
Application number: KR1020170184139A
Authority: KR
Inventors: 전재훈; 박현규
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2019-07-09
Also published as: JP2021061044A; US10908719B2; CN110058710A; EP3506067A1; KR102479079B1; JP7049241B2; US20190204944A1; JP2019121383A

Abstract

본 발명의 실시예들은 터치표시장치, 터치구동회로 및 터치구동방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 터치구동회로가 터치전극들을 구동함에 있어서, 터치전극 별로, 시정수(예: RC 지연)의 차이, 터치구동회로로부터 터치구동신호를 전달받는 신호전달길이의 차이, 또는 터치구동회로로부터의 떨어진 거리의 차이가 존재할 수 있는데, 이러한 터치전극 별 또는 센싱그룹 별 차이를 고려하여, 터치전극 별 또는 터치전극 그룹(센싱그룹) 별로 다른 신호 특성(예: 구동주파수)의 터치구동신호를 공급하는 터치표시장치, 터치구동회로 및 터치구동방법에 관한 것이다. 이를 통해, 터치감도의 저하 없이, 모든 터치전극을 센싱하는데 필요한 터치 센싱 시간을 줄일 수 있으며, 많은 디스플레이 구동 시간의 확보가 가능해져서, 대화면 및 고해상도의 디스플레이 구현이 가능해질 수 있다.

Description

터치표시장치, 터치구동회로 및 터치구동방법{TOUCH DISPLAY DEVICE, TOUCH DRIVING CIRCUIT, AND TOUCH DRIVING METHOD}

본 발명은 터치표시장치, 터치구동회로 및 터치구동방법에 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 터치표시장치는 터치 센싱을 위하여 다수의 터치 전극을 순차적으로 센싱하여 센싱된 결과를 취합하여 터치 유무나 터치 좌표를 산출한다.

이러한 다수의 터치전극을 순차적으로 센싱해야 하기 때문에, 터치 센싱을 완료하는 데 상당히 많은 시간을 거리는 문제점이 있어왔다. 하지만, 터치 센싱의 정확도 때문에 터치 센싱에 필요한 시간을 줄일 수 있는 방안을 쉽게 찾기가 어려운 실정이다.

이러한 배경에서, 본 발명의 실시예들의 목적은, 터치감도의 저하 없이, 모든 터치전극을 센싱하는데 필요한 터치센싱시간을 줄일 수 있는 터치표시장치, 터치구동회로 및 터치구동방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 실시예들의 다른 목적은, 터치감도의 저하 없이, 많은 디스플레이 구동 시간의 확보를 가능하게 하는 방식으로 터치 구동을 수행할 수 있는 터치표시장치, 터치구동회로 및 터치구동방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 실시예들의 또 다른 목적은, 대화면 및 고해상도의 디스플레이를 가능하게 할 수 있는 방식으로 터치 구동을 수행할 수 있는 터치표시장치, 터치구동회로 및 터치구동방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 실시예들의 또 다른 목적은, 터치전극 별 또는 센싱 그룹(동시에 센싱될 수 있는 터치전극의 그룹)별 시정수 차이를 고려하여 터치구동신호의 신호 특성을 다르게 하여 터치 구동을 수행할 수 있는 터치표시장치, 터치구동회로 및 터치구동방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 실시예들의 또 다른 목적은, 터치전극 별 또는 센싱 그룹(동시에 센싱될 수 있는 터치전극의 그룹)별 신호전달길이 차이를 고려하여 터치구동신호의 신호 특성을 다르게 하여 터치 구동을 수행할 수 있는 터치표시장치, 터치구동회로 및 터치구동방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 실시예들의 또 다른 목적은, 터치전극 별 또는 센싱 그룹(동시에 센싱될 수 있는 터치전극의 그룹)별 위치 차이를 고려하여 터치구동신호의 신호 특성을 다르게 하여 터치 구동을 수행할 수 있는 터치표시장치, 터치구동회로 및 터치구동방법을 제공하는데 있다.

일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 터치전극이 배치된 터치패널과, 다수의 터치전극 중 하나 이상으로 터치구동신호를 공급하고, 터치구동신호의 공급에 따라 터치센싱신호를 수신하는 터치구동회로를 포함하는 터치표시장치를 제공할 수 있다.

터치패널에서, 다수의 터치전극은 제1 터치전극과 제2 터치전극을 포함할 수 있다.

제2 터치전극에서의 시정수가 제1 터치전극에서의 시정수보다 작은 경우, 제2 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수는 제1 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수보다 높을 수 있다.

터치패널은 제1 터치전극과 터치구동회로를 연결해주는 제1 터치라인과, 제2 터치전극과 터치구동회로를 연결해주는 제2 터치라인을 포함할 수 있다.

제1 터치전극에서의 시정수는 터치구동회로, 제1 터치라인 및 제1 터치전극에서의 RC 지연에 대응되고, 제2 터치전극에서의 시정수는 터치구동회로, 제2 터치라인 및 제2 터치전극에서의 RC 지연에 대응될 수 있다.

제2 터치전극은 제1 터치전극에 비해 터치구동회로로부터 가깝게 위치할 수 있다.

제2 터치전극은 제1 터치전극에 비해 터치구동신호의 신호전달길이가 짧을 수 있다.

제1 터치전극과 제2 터치전극은 터치구동회로에 포함된 동일한 제1 멀티플렉서에 연결될 수 있다.

제1 터치전극과 제2 터치전극은 터치구동회로에 포함되는 다른 제1 멀티플렉서와 제2 멀티플렉서에 따로 연결될 수도 있다.

제2 멀티플렉서와 연결된 제2 터치전극에 터치구동신호가 공급될 때, 제1 멀티플렉서와 연결된 제3 터치전극에 터치구동신호가 공급되고, 제3 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수는 제2 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수와 동일할 수 있다.

제1 멀티플렉서와 연결된 제1 터치전극에 터치구동신호가 공급될 때, 제2 멀티플렉서와 연결된 제4 터치전극에 터치구동신호가 공급되고, 제4 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수는 제1 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수와 동일할 수 있다.

제1 터치 구동 기간에 제1 터치전극으로 터치구동신호가 공급되고, 제1 터치 구동 기간과 다른 제2 터치 구동 기간에 제2 터치전극으로 터치구동신호가 공급되며, 제2 터치 구동 기간의 길이는 제1 터치 구동 기간의 길이보다 짧을 수 있다.

제1 터치 구동 기간 이전에 제1 디스플레이 구동 기간이 존재하고, 제1 터치 구동 기간과 제2 터치 구동 기간 사이에 제2 디스플레이 구동 기간이 존재할 수 있다.

제1 디스플레이 구동 기간의 길이와 제2 디스플레이 구동 기간의 길이는 동일할 수 있다.

또는, 제2 디스플레이 구동 기간의 길이는 제1 디스플레이 구동 기간의 길이보다 길 수 있다.

이 경우, 제1 터치 구동 기간의 길이와 제1 디스플레이 구동 기간의 길이의 합은, 제2 터치 구동 기간의 길이와 제2 디스플레이 구동 기간의 길이의 합과 동일할 수 있다.

터치표시장치는 키오스크(KIOSK) 등의 대형 디스플레이일 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 터치전극이 배치된 터치패널과, 다수의 터치전극 중 하나 이상으로 터치구동신호를 공급하고, 터치구동신호의 공급에 따른 터치센싱신호를 수신하는 터치구동회로를 포함하는 터치표시장치를 제공할 수 있다.

터치패널에서, 다수의 터치전극은 서로 다른 위치에 배치되는 제1 터치전극과 제2 터치전극을 포함할 수 있다.

터치패널에서, 제2 터치전극이 제1 터치전극에 비해 터치구동회로로부터 가깝게 위치한 경우, 제2 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수는 제1 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수보다 높을 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 터치전극이 배치된 터치패널을 구동하는 터치구동회로를 제공할 수 있다.

이러한 터치구동회로는, 다수의 터치전극 중 하나 이상으로 터치구동신호를 공급하는 신호 공급부와, 터치구동신호의 공급에 따라 터치센싱신호를 수신하는 신호 수신부를 포함할 수 있다.

다수의 터치전극은 제1 터치전극과 제2 터치전극을 포함하고, 제2 터치전극에서의 시정수가 제1 터치전극에서의 시정수보다 작은 경우, 제2 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수는 제1 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수보다 높을 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 터치전극 중 하나 이상으로 터치구동신호를 공급하는 단계와, 터치구동신호의 공급에 따라 터치센싱신호를 수신하는 단계를 포함하는 터치구동방법을 제고할 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 터치전극이 배치된 터치패널과, 다수의 터치전극 중 하나 이상으로 터치구동신호를 공급하고, 터치구동신호의 공급에 따라 터치센싱신호를 수신하는 터치구동회로를 포함하는 터치표시장치를 제공할 수 있다.

제2 터치전극에서의 시정수가 제1 터치전극에서의 시정수보다 작은 경우, 제2 터치전극에 공급되는 터치구동신호는 제1 터치전극에 공급되는 터치구동신호와 다른 신호 특성을 가질 수 있다.

이러한 터치표시장치에서, 다수의 터치전극은 서로 다른 위치에 배치되는 제1 터치전극과 제2 터치전극을 포함할 수 있다.

제2 터치전극은 제1 터치전극에 비해 터치구동회로로부터 가깝게 배치될 수 있다.

제1 터치전극에 터치구동신호가 공급되는 제1 터치전극 센싱 기간은 제2 터치전극에 터치구동신호가 공급되는 제2 터치전극 센싱 기간과 서로 다를 수 있다.

이상에서 전술한 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치감도의 저하 없이, 모든 터치전극을 센싱하는데 필요한 터치센싱시간을 줄일 수 있는 터치표시장치, 터치구동회로 및 터치구동방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치감도의 저하 없이, 많은 디스플레이 구동 시간의 확보를 가능하게 하는 방식으로 터치 구동을 수행할 수 있는 터치표시장치, 터치구동회로 및 터치구동방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 대화면 및 고해상도의 디스플레이를 가능하게 할 수 있는 방식으로 터치 구동을 수행할 수 있는 터치표시장치, 터치구동회로 및 터치구동방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치전극 별 또는 센싱 그룹(동시에 센싱될 수 있는 터치전극의 그룹)별 시정수 차이를 고려하여 터치구동신호의 신호 특성을 다르게 하여 터치 구동을 수행할 수 있는 터치표시장치, 터치구동회로 및 터치구동방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치전극 별 또는 센싱 그룹(동시에 센싱될 수 있는 터치전극의 그룹)별 신호전달길이 차이를 고려하여 터치구동신호의 신호 특성을 다르게 하여 터치 구동을 수행할 수 있는 터치표시장치, 터치구동회로 및 터치구동방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치전극 별 또는 센싱 그룹(동시에 센싱될 수 있는 터치전극의 그룹)별 위치 차이를 고려하여 터치구동신호의 신호 특성을 다르게 하여 터치 구동을 수행할 수 있는 터치표시장치, 터치구동회로 및 터치구동방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 디스플레이 파트를 나타낸 도면이다.
도 3는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 터치 센싱 파트를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 구현 예시 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치구동회로를 나타낸 도면이다.
도 6은 실시 예들에 따른 터치표시장치의 디스플레이 구동과 터치 구동의 시분할 구동 방식을 나타낸 구동 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 디스플레이 구동과 터치 구동의 독립 구동 방식을 나타낸 구동 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 터치패널에 배치되며 시정수가 다른 2개의 터치전극을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 터치패널에 배치된 2개의 터치전극의 시정수를 RC 지연으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 터치패널에 배치된 2개의 터치전극으로 터치구동신호를 공급할 때, 터치전극 별 시정수 차이의 고려 없이, 시정수가 다른 2개의 터치전극으로 공급되는 터치구동신호를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 터치패널에 배치된 2개의 터치전극으로 터치구동신호를 공급할 때, 터치전극 별 시정수 차이를 고려한 구동주파수 가변 기법을 이용하여, 시정수가 다른 2개의 터치전극으로 공급되는 터치구동신호를 나타낸 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 터치패널에 배치된 다수의 터치전극의 멀티플렉서 구동 방식과, 이러한 멀티플렉서 구동 시, 센싱 그룹 별 시정수 차이를 고려한 구동주파수 가변 기법을 나타낸 다이어그램이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 터치패널에 배치된 다수의 터치전극의 멀티플렉서 구동 시, 센싱 그룹 별 시정수 차이를 고려한 구동주파수 가변 기법이 적용된 구동 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치가 LHB (Long Horizontal Blank)를 이용한 시분할 구동과 이에 따른 화면 분할 표시 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치가 LHB (Long Horizontal Blank)를 이용한 시분할 구동 시, 센싱 그룹 별 시정수 차이를 고려한 구동주파수 가변 기법이 적용되지 않은 구동 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 17a는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치가 LHB (Long Horizontal Blank)를 이용한 시분할 구동 시, 센싱 그룹 별 시정수 차이를 고려한 구동주파수 가변 기법이 적용된 구동 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 17b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치가 LHB (Long Horizontal Blank)를 이용한 시분할 구동 시, 로드 프리 구동이 함께 수행되는 경우, 센싱 그룹 별 시정수 차이를 고려한 구동주파수 가변 기법이 적용된 구동 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치가 LHB (Long Horizontal Blank)를 이용한 시분할 구동 시, 구동주파수 가변 기법의 적용에 따른 터치 구동 기간과 디스플레이 구동 기간에 대한 예시도이다.
도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치가 LHB (Long Horizontal Blank)를 이용한 시분할 구동 시, 구동주파수 가변 기법의 적용에 따른 터치 구동 기간과 디스플레이 구동 기간에 대한 다른 예시도이다.
도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치가 2개의 터치구동회로를 이용하여 터치패널을 구동하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시예들에 따른 터치구동회로의 개략적인 블록도이다.
도 22는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 구현 예시로서 키오스크를 나타낸 도면이다.
도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 터치구동방법의 개략적인 흐름도이다.

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 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)를 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)는 영상을 표시하는 영상 표시 기능을 제공할 뿐만 아니라, 손가락에 의한 터치 센싱 기능도 제공할 수 있으며, 펜 등의 터치 도구에 의한 터치 센싱 기능도 제공할 수 있다.

여기서, '펜'은 신호 송수신 기능을 갖거나 터치표시장치(10)와 연동 동작을 수행할 수 있거나 자체 전원을 포함하는 터치 도구인 액티브 펜(Active Pen)과, 신호 송수신 기능 및 자체 전원 등이 없는 터치 도구인 패시브 펜(Passive Pen) 등을 포함할 수 있다.

여기서, 터치 도구는 손가락뿐만 아니라 손가락을 대신하여 화면을 터치할 수 있는 모든 물체를 의미하며, 터치 오브젝트 또는 터치 포인터라고도 할 수 있다.

아래에서, 손가락은 패시브 펜 등의 수동적인 터치 도구를 대표하는 것으로 간주하고, 펜은 액티브 펜 등의 능동적인 터치 도구를 대표하는 것으로 간주할 수 있다. 여기서, 펜은 스타일러스(Stylus), 스타일러스 펜(Stylus Pen) 또는 액티브 스타일러스 펜(Active Stylus Pen) 등이라고도 할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)는, 일 예로, 텔레비전(TV), 모니터 등일 수도 있고, 태블릿, 스마트 폰 등의 모바일 디바이스일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)는 영상 표시 기능을 제공하기 위한 디스플레이 파트(Display Part)와 터치 센싱을 위한 터치 센싱 파트(Touch Sensing Part)를 포함할 수 있다.

아래에서는, 도 2 내지 도 3을 참조하여, 터치표시장치(10)의 디스플레이 파트(Display Part)와 터치 센싱 파트(Touch Sensing Part)에 대한 구조를 간략하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)에서 디스플레이 파트를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)의 디스플레이 파트(Display Part)는 표시패널(110), 데이터 구동 회로(120), 게이트 구동 회로(130) 및 디스플레이 컨트롤러(140) 등을 포함할 수 있다.

표시패널(110)은 다수의 데이터 라인(DL)과 다수의 게이트 라인(GL)이 배치되고, 다수의 데이터 라인(DL)과 다수의 게이트 라인(GL)에 의해 정의되는(구획되는) 다수의 서브픽셀(SP)이 배열되어 있다.

데이터 구동 회로(120)는 다수의 데이터 라인(DL)로 데이터 전압을 공급하여 다수의 데이터 라인(DL)을 구동한다.

게이트 구동 회로(130)는 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 공급하여 다수의 게이트 라인(GL)을 구동한다.

디스플레이 컨트롤러(140)는 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130)로 각종 제어신호(DCS, GCS)를 공급하여, 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130)의 동작을 제어한다.

이러한 디스플레이 컨트롤러(140)는, 각 디스플레이 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 데이터 구동 회로(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터(DATA)를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.

이러한 디스플레이 컨트롤러(140)는 통상의 디스플레이 기술에서 이용되는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)이거나, 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)를 포함하여 다른 제어 기능도 더 수행하는 제어 장치일 수 있다.

이러한 디스플레이 컨트롤러(140)는, 데이터 구동 회로(120)와 별도의 부품으로 구현될 수도 있고, 데이터 구동 회로(120)와 함께 집적 회로로 구현될 수도 있다.

한편, 데이터 구동 회로(120)는, 적어도 하나의 소스 드라이버 집적회로(Source Driver Integrated Circuit)를 포함하여 구현될 수 있다.

각 소스 드라이버 집적회로는, 쉬프트 레지스터(Shift Register), 래치 회로(Latch Circuit), 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital to Analog Converter), 출력 버퍼(Output Buffer) 등을 포함할 수 있으며, 경우에 따라서, 아날로그 디지털 컨버터(Analog to Digital Converter) 등을 더 포함할 수 있다.

게이트 구동 회로(130)는, 적어도 하나의 게이트 드라이버 집적회로(Gate Driver Integrated Circuit)를 포함하여 구현될 수 있다.

각 게이트 드라이버 집적회로는 쉬프트 레지스터(Shift Register), 레벨 쉬프터(Level Shifter) 등을 포함할 수 있다.

데이터 구동 회로(120)는, 표시패널(110)의 일측(예: 상측 또는 하측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 표시패널(110)의 양측(예: 상측과 하측)에 모두 위치할 수도 있다.

게이트 구동 회로(130)는, 표시패널(110)의 일 측(예: 좌측 또는 우측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 표시패널(110)의 양측(예: 좌측과 우측)에 모두 위치할 수도 있다.

한편, 표시패널(110)은 액정표시패널, 유기발광표시패널 및 플라즈마 표시패널 등의 다양한 타입의 표시패널일 수 있다.

도 3는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 터치 센싱 파트를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 터치표시장치(10)는 캐패시턴스 기반의 터치 센싱 기법을 통해 손가락 및/또는 펜에 의한 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱할 수 있다.

이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 터치표시장치(10)는 다수의 터치전극(TE)이 배치된 터치패널(TSP)과 이를 구동하기 위한 터치회로(300)을 포함할 수 있다.

터치표시장치(10)는, 터치 유무, 터치 위치 등에 따라 각 터치전극(TE)마다 형성된 캐패시턴스 또는 그 변화를 측정하여 터치입력을 센싱하는 셀프 캐패시턴스(Self-capacitance) 기반의 터치 센싱 기능을 제공할 수 있다.

터치패널(TSP)에는 다수의 터치전극(TE)이 배치될 수 있다.

터치패널(TSP)에는 다수의 터치전극(TE)과 터치회로(300)를 전기적으로 연결해주는 다수의 신호 라인(SL)이 배치될 수 있다.

터치회로(300)는 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상으로 터치구동신호를 공급하고, 터치구동신호가 인가된 터치전극(TE)으로부터 터치센싱신호를 수신함으로써, 터치전극(TE)을 센싱할 수 있다.

한편, 터치표시장치(10)는, 뮤추얼 캐패시턴스(Mutualll-capacitance) 기반의 터치 센싱 기능을 제공할 수도 있다. 이 경우, 다수의 터치전극(TE)은 구동전극(송신전극)과 센싱전극(수신전극)으로 나누어져서, 구동전극에 해당하는 터치전극(TE)으로는 터치구동신호가 인가되고 센싱전극에 해당하는 터치전극(TE)에서는 터치센싱신호가 검출되어, 터치 유무, 터치 위치 등에 따라 구동전극에 해당하는 터치전극(TE)과 센싱전극에 해당하는 터치전극(TE) 간의 캐패시턴스(뮤추얼 캐패시턴스) 또는 그 변화를 토대로 터치 유무 및/또는 터치 좌표를 센싱할 수 있다.

아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 터치표시장치(10)는 셀프 캐패시턴스 기반의 터치 센싱 방식을 제공하고, 터치패널(TSP)도 셀프 캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 위해 도 3과 같이 설계된 경우를 가정한다.

도 3에 도시된 다수의 터치전극(TE)의 배열 형태와, 각 터치전극(TE)의 형상 등은 예시일 뿐 다양하게 설계될 수 있다.

하나의 터치전극(TE)이 형성되는 영역의 크기는 하나의 서브픽셀이 형성되는 영역의 크기와 대응될 수도 있다.

또는, 하나의 터치전극(TE)이 형성되는 영역의 크기는 하나의 서브픽셀이 형성되는 영역의 크기보다 클 수 있다. 이 경우, 하나의 터치전극(TE)은 둘 이상의 데이터 라인들 및 둘 이상의 게이트 라인들과 중첩될 수 있다.

예를 들어, 하나의 터치전극(TE)이 형성되는 영역의 크기는 수 개 내지 수십 개의 서브픽셀 영역의 크기와 대응될 수 있다.

한편, 터치패널(TSP)은 표시패널(110)과 별도로 제작되어 표시패널(110)에 결합되는 외장형(애드-온(Add-On) 타입이라고도 함)이거나, 표시패널(110)에 내장되는 내장형(예: 인-셀(In-Cell) 타입, 온-셀(On-Cell) 타입 등)일 수도 있다.

터치패널(TSP)이 표시패널(110)에 내장된 경우, 표시패널(110)의 제작 시, 터치전극들(TE)이 디스플레이 구동과 관련된 다른 전극이나 신호 배선들과 함께 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)의 구현 예시 도면이다. 단, 터치패널(TSP)이 표시패널(110)에 내장된 경우를 가정한다.

도 4를 참조하면, 터치회로(300)는, 터치패널(TSP)로 터치구동신호를 공급하고 터치패널(TSP)로부터 터치센싱신호를 검출(수신)하기 위한 하나 이상의 터치구동회로(TDC)와, 터치구동회로(TDC)의 터치센싱신호 검출 결과를 이용하여 터치 입력의 유무 및/또는 위치 등을 알아내는 터치컨트롤러(TCR) 등을 포함할 수 있다.

터치회로(300)에는 하나 이상의 터치구동회로(TDC)를 포함할 수 있으며, 각 터치구동회로(TDC)가 하나의 집적회로(IC)로 구현되거나 둘 이상의 터치구동회로(TDC)가 하나의 집적회로(IC)로 구현될 수 있다.

한편, 터치회로(300)에 포함된 터치구동회로(TDC)는, 데이터 구동 회로(120)를 구현한 소스 드라이버 집적회로(SDIC)와 함께, 통합된 통합 집적회로(SRIC)로 통합되어 구현될 수도 있다.

즉, 터치표시장치(10)는 하나 이상의 통합 집적회로(SRIC)를 포함할 수 있는데, 각 통합 집적회로(SRIC)는 터치구동회로(TDC)와 소스 드라이버 집적회로(SDIC)를 포함할 수 있다.

이와 같이, 터치 구동을 위한 터치구동회로(TDC)와 데이터 구동을 위한 소스 드라이버 집적회로(SDIC)의 통합 구현은, 터치패널(TSP)이 표시패널(110)에 내장되는 내장형이고, 터치전극들(TE)과 연결된 신호 라인들(SL)이 데이터 라인들(DL)과 평행하게 배치된 경우에, 터치 구동 및 데이터 구동을 효과적으로 수행할 수 있다.

한편, 터치패널(TSP)이 표시패널(110)에 내장되는 내장형인 경우, 각 터치전극(TE)은 다양하게 만들어질 수 있다.

터치표시장치(100)가 액정표시장치 등의 타입으로 구현된 경우, 영상 표시를 위한 디스플레이 구동 기간 동안 공통전압이 인가되는 공통전극을 여러 개로 블록화 하고, 이를 다수의 터치전극(TE)으로 활용할 수 있다.

이러한 경우, 터치전극(TE)은, 터치 센싱을 위한 터치 구동 기간 동안 터치구동신호가 인가되거나 터치센싱신호가 검출되고, 영상 표시를 위한 디스플레이 구동 기간 동안 공통전압이 인가될 수 있다.

이 경우, 디스플레이 구동 기간 동안, 다수의 터치전극(TE)은 터치회로(300)의 내부에서 모두 전기적으로 연결되고, 공통전압을 공통으로 인가 받을 수 있다.

터치 구동 기간 동안, 터치회로(300)의 내부에서 다수의 터치전극(TE) 중 일부 또는 전체가 선택되고, 선택된 하나 이상의 터치전극(TE)은 터치회로(300)의 터치구동회로(TDC)로부터 터치구동신호를 인가받거나, 터치회로(300)의 터치구동회로(TDC)에 의해 터치센싱신호가 검출될 수 있다.

또한, 각 터치전극(TE)은 중첩되는 다수의 서브픽셀 내 픽셀전극과 전계를 형성하기 위하여 다수의 슬릿(홀(Hole)이라고도 함)이 존재할 수 있다.

한편, 터치표시장치(10)가 유기발광표시장치로 구현된 경우, 표시패널(110)의 전면 배치되며 공통전압이 인가되는 공통전극(예: 캐소드 전극 등)이 다수의 터치전극(TE)으로 활용될 수도 있고, 공통전극 상의 봉지 층(Encapsulation Layer) 상에 다수의 터치전극(TE)이 별도로 형성될 수도 있다.

여기서, 표시패널(110)에 전면에 배치된 공통전극은, 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, 공통전압은 캐소드 전압일 수 있다.

이 경우, 각 터치전극(TE)은 오픈 영역(개구부)이 없는 전극 형태일 수 있다. 이때, 다수의 터치전극들(TE) 각각은 서브픽셀들(SP)에서의 발광을 위해 투명전극일 수 있다.

또는, 각 터치전극(TE) 은 여러 개의 오픈 영역(개구부)이 있는 메쉬 타입의 전극일 수 있다. 이때, 각 터치전극(TE)에서 각 오픈 영역은 서브픽셀(SP)의 발광 영역(예: 애노드 전극의 일부가 위치한 영역)에 대응될 수 있다.

한편, 터치 구동 기간(터치 센싱 기간) 동안, 터치구동신호가 터치전극(TE)에 공급될 때, 터치 센싱과는 관련이 없을 수 있는 다른 전극 및 신호 라인들에도 터치구동신호와 동일하거나 대응되는 로드 프리 구동(LFD: Load Free Driving) 신호가 인가될 수 있다.

로드 프리 구동 신호는, 터치구동신호가 공급되는 터치전극(TE)과 터치 센싱과 관련이 없는 다른 전극/신호라인들 사이에 형성되는 불필요한 기생 캐패시턴스를 제거하는 신호이다.

일 예로, 로드 프리 구동 신호는, 터치구동신호와 주파수 및 위상이 동일하거나 유사할 수 있으며, 터치구동신호와 진폭이 동일하거나 유사할 수 있다. 이때, 로드 프리 구동 신호의 주파수, 위상 및 진폭 등 중 적어도 하나가 터치구동신호의 주파수, 위상 및 진폭 중 적어도 하나와 유사한 경우, 그 차이는 미리 정해진 허용오차범위(예: 1%, 2%, 5% 등) 이내일 수 있다.

예를 들어, 터치 구동 기간 동안, 모든 데이터 라인(DL) 또는 일부의 데이터 라인(DL)으로 로드 프리 구동 신호가 인가될 수 있다.

다른 예를 들어, 터치 구동 기간 동안, 모든 게이트 라인(GL) 또는 일부의 게이트 라인(GL)으로 로드 프리 구동 신호가 인가될 수 있다.

또 다른 예를 들어, 터치 구동 기간 동안, 터치 센싱 대상이 되는 터치전극(TE)의 주변의 터치전극 또는 모든 터치전극(TE)으로 로드 프리 구동 신호가 인가될 수 있다.

또 다른 예를 들어, 터치구동회로(TDC)는, 터치 구동 기간 동안, 모든 터치전극(TE)으로 터치구동신호를 동시에 공급하고, 모든 터치전극(TE) 중 센싱 대상이 되는 하나 이상의 터치전극(TE)만을 순차적으로 센싱할 수도 있다. 여기서, 모든 터치전극(TE)으로 터치구동신호(로드 프리 구동 신호)가 동시에 공급될 때, 모든 데이터 라인(DL)과 모든 게이트 라인(GL)으로 로드 프리 구동 신호가 인가될 수도 있다.

한편, 본 발명의 실시 예들에서, 패널 구동 신호는 터치패널(TSP), 표시패널(110), 또는 터치패널(TSP)을 내장하는 표시패널(110)에 인가되는 모든 신호를 의미할 수 있다.

한편, 터치구동회로(TDC) 및 소스 드라이버 집적회로(SDIC) 각각은 TCP (Tape Carrier Package) 타입, COF (Chip On Film) 타입, 또는 COG (Chip On Glass) 타입 등으로 구현될 수 있다.

또한, 터치구동회로(TDC) 및 소스 드라이버 집적회로(SDIC)을 통합한 통합 집적회로(SRIC) 또한, TCP (Tape Carrier Package) 타입, COF (Chip On Film) 타입, 또는 COG (Chip On Glass) 타입 등으로 구현될 수 있다.

예를 들어, 도 4의 예시와 같이, 통합 집적회로(SRIC)가 COF 타입으로 구현된 경우, 통합 집적회로(SRIC)는 필름 상에 실장되고, 통합 집적회로(SRIC)가 실장된 필름의 일 단은 표시패널(110)의 외곽 패드부와 연결되고 타 단은 인쇄회로기판(PCB)에 연결될 수 있다.

인쇄회로기판(PCB)에는 터치컨트롤러(TCR)가 실정될 수 있다.

한편, 터치구동회로(TDC)와 터치컨트롤러(TCR)는 별도의 부품으로 구현될 수도 있고, 1개의 부품으로 통합되어 구현될 수도 있다.

도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치구동회로를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치구동회로(TDC)는, 제1 멀티플렉서 회로(MXC1), 다수의 센싱 유닛(SU)을 포함하는 센싱 유닛 블록(SUB), 제2 멀티플렉서 회로(MXC2) 및 아날로그 디지털 컨버터(ADC) 등을 포함할 수 있다.

제1 멀티플렉서 회로(MXC1)는 하나 또는 둘 이상의 멀티플렉서를 포함할 수 있다. 제2 멀티플렉서 회로(MXC2)는 하나 또는 둘 이상의 멀티플렉서를 포함할 수 있다.

제1 멀티플렉서 회로(MXC1)는 다수의 터치전극(TE) 중에서 하나 이상의 센싱 대상 터치전극(TE)을 선택한다. 센싱 대상 터치전극(TE)의 개수는 센싱 유닛(SU)의 개수와 대응될 수 있다. 즉, 센싱 유닛(SU)의 개수만큼 동시에 센싱할 수 있는 터치전극(TE)의 개수가 정해질 수 있다.

한편, 제1 멀티플렉서 회로(MXC1)는, 터치 파워 회로에서 입력된 로드 프리 구동 신호를 센싱 유닛(SU)을 거치지 않고 비 센싱 대상 터치전극(TE)으로 공급할 수 있다. 여기서, 비 센싱 대상 터치전극(TE)은 하나 이상의 센싱 대상 터치전극(TE)을 제외한 나머지 터치전극들이다. 이 경우, 로드 프리 구동 신호와 터치구동신호는 동일한 신호일 수 있다. 따라서, 터치구동신호를 로드 프리 구동 신호라고도 할 수 있다.

각 센싱 유닛(SU)은 센싱 대상 터치전극(TE)을 구동하고 센싱하기 위한 구성으로서, 즉, 센싱 대상 터치전극(TE)으로 터치구동신호를 공급하고 센싱 대상 터치전극(TE)으로부터 터치센싱신호를 검출하는 구성으로서, 전치-증폭기(Pre-AMP), 적분기(INTG) 및 샘플 앤 홀드 회로(SHA) 등을 포함할 수 있다.

전치-증폭기(Pre-AMP)는 제1 멀티플렉서 회로(MXC1)에 의해 선택된 센싱 대상 터치전극(TE)과 전기적으로 연결될 수 있다.

전치-증폭기(Pre-AMP)는 제1 멀티플렉서 회로(MXC1)에 의해 선택적으로 연결된 하나 이상의 센싱 대상 터치전극(TE)으로 터치구동신호를 공급할 수 있다.

이후, 전치-증폭기(Pre-AMP)는 제1 멀티플렉서 회로(MXC1)를 통해 센싱 대상 터치전극(TE)으로부터 터치센싱신호를 수신할 수 있다. 여기서, 터치센싱신호는 손가락에 의한 터치를 센싱하기 위한 센싱 신호일 수도 있고, 펜에서 출력된 펜 신호일수도 있다.

적분기(INTG)는 전치 증폭기(Pre-AMP)에서 출력된 신호를 적분한다. 적분기(INTG)는 전치 증폭기(Pre-AMP)에 통합되어 구현될 수 있다.

샘플 앤 홀드 회로(SHA)는, 적분기(INTG)에서 출력된 적분값을 저장할 수 있다. 각 센싱 유닛(SU)의 샘플 앤 홀드 회로(SHA)에 저장된 적분값은 제2 멀티플렉서 회로(MXC2)에 의해 선택적으로 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로 출력될 수 있다.

아날로그 디지털 컨버터(ADC)는 각 센싱 유닛(SU)로부터 출력된 출력신호(적분값)을 디지털 값으로 변환한 센싱데이터를 터치 컨트롤러(TCR)를 향해 출력할 수 있다.

여기서, 센싱데이터는 손가락에 의한 터치를 센싱하기 위한 센싱데이터 또는 펜에 의한 터치 또는 펜 부가 정보 등을 센싱하기 위한 센싱데이터일 수 있다.

도 6은 실시 예들에 따른 터치표시장치(10)의 디스플레이 구동과 터치 구동의 시분할 구동 방식을 나타낸 구동 타이밍을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)는, 영상 표시를 위한 '디스플레이 구동'과, 손가락 및/또는 펜(20)에 의한 터치(손가락 터치 및/또는 펜 터치)을 센싱하기 위한 '터치 구동(손가락 터치 구동 및/또는 펜 터치 구동)'을 시분할하여 수행할 수 있다.

터치표시장치(10)에서는, 디스플레이 구동 기간(D1, D2, ...)과 터치 구동 기간(T1, T2, ...)이 교번되면서 할당된다.

디스플레이 구동 기간(D1, D2, ...) 동안에는 디스플레이 구동이 진행되어 영상 표시가 되며, 터치 구동 기간(T1, T2, ...) 동안에는 터치 구동(손가락 터치 구동 및/또는 펜 터치 구동)이 진행되어 손가락 터치가 센싱되거나 펜 터치가 센싱될 수 있다.

이러한 시분할 구동 방식의 경우, 터치 구동 기간(T1, T2, ...)은 디스플레이 구동이 수행되지 않는 블랭크(Blank) 기간일 수 있다.

한편, 터치표시장치(10)는 하이 레벨과 로우 레벨로 스윙 되는 동기화 신호(TSYNC)를 발생시키고, 동기화 신호(TSYNC)를 이용하여, 디스플레이 구동 기간(D1, D2, ...)과 터치 구동 기간(T1, T2, ...)을 식별하거나 제어할 수 있다. 즉, 동기화 신호(TSYNC)는 터치 구동 기간(T1, T2, ...)을 정의하는 구동 타이밍 제어 신호이다.

예를 들어, 동기화 신호(TSYNC)의 하이 레벨 구간 (또는 로우 레벨 구간)은 터치 구동 기간(T1, T2, ...)을 지시하고, 동기화 신호(TSYNC)의 로우 레벨 구간 (또는 하이 레벨 구간)은 디스플레이 구동 기간(D1, D2, ...)을 지시할 수 있다.

한편, 하나의 디스플레이 프레임 기간은, 1개의 디스플레이 구동 기간과 1개의 터치 구동 기간을 포함할 수 있다. 이 경우, 하나의 디스플레이 프레임 화면이 표시된 이후, 터치 구동이 진행될 수 있다.

이와 다르게, 하나의 디스플레이 프레임 기간은 2개 이상의 디스플레이 구동 기간(D1, D2, ...)과 2개 이상의 터치 구동 기간(T1, T2, ...)을 포함할 수 있다. 이 경우, 하나의 디스플레이 프레임 화면이 표시되는 전 기간 동안 여러 번의 터치 구동이 진행될 수 있다.

예를 들어, 도 6을 참조하면, 하나의 디스플레이 프레임 기간은 16개의 디스플레이 구동 기간(D1 ~ D16)과 16개의 터치 구동 기간(T1~T16)을 포함할 수 있다. 이 경우, 하나의 디스플레이 프레임 화면이 1/16씩 나누어져서 표시되고, 그 사이마다 터치 구동이 진행될 수 있다.

한편, 예를 들어, 16개의 터치 구동 기간(T1~T16)이 진행된 이후, 화면 전 영역에서의 터치 유무 및/또는 터치 좌표를 결정할 수 있다면, 터치 센싱에 필요한 터치 센싱 시간은 Tsen에 해당할 수 있다. 물론, 터치 센싱에 필요한 터치 구동 시간은 16개의 터치 구동 기간(T1~T16)의 합과 같을 것이다.

도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)의 디스플레이 구동과 터치 구동의 독립 구동 방식을 나타낸 구동 타이밍을 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)는, 영상 표시를 위한 '디스플레이 구동'과, 손가락 및/또는 펜(20)에 의한 터치(손가락 터치 및/또는 펜 터치)을 센싱하기 위한 '터치 구동(손가락 터치 구동 및/또는 펜 터치 구동)'을 독립적으로 수행할 수도 있다.

이 경우, 디스플레이 구동과 터치 구동은 도 6에서와 같이, 시분할 된 다른 시간대에 진행될 수도 있고, 동일 시간대에 동시에 진행될 수도 있다. 또는 시분할 되어 진행되다가 어떠한 타이밍에는 동시에 진행될 수도 있다.

디스플레이 구동과 터치 구동이 독립적으로 진행되는 경우, 터치 구동은 디스플레이 구동과 무관하게 진행될 수 있으며, 반대로, 디스플레이 구동도 터치 구동과는 무관하게 진행될 수 있다.

예를 들어, 디스플레이 구동과 터치 구동이 동시에 진행되는 경우, 디스플레이 구동에 따라 영상이 표시되는 동안, 터치 구동이 진행되어 손가락 터치가 센싱되거나 펜 터치가 센싱될 수 있다.

디스플레이 구동과 터치 구동이 독립적으로 진행되는 경우, 디스플레이 구동 기간은 통상의 디스플레이 구동 제어 신호(예: 수직동기신호(Vsync) 등)에 의해 제어될 수 있다. 터치 구동 기간은 동기화 신호(TSYNC)에 의해 제어될 수 있다.

이 경우, 동기화 신호(TSYNC)는 디스플레이 구동 기간(D1, D2, ...)과 터치 구동 기간(T1, T2, ...)을 구분하여 정의해주는 도 6의 동기화 신호(TSYNC)와는 다르게, 터치 구동 기간(T1, T2, ...)만을 정의할 수 있다.

예를 들어, 동기화 신호(TSYNC)가 하이 레벨(또는 로우 레벨)인 기간은 터치 구동이 수행되는 터치 구동 기간(T1, T2, ...)을 지시하고, 동기화 신호(TSYNC)가 로우 레벨(또는 하이 레벨)인 기간은 터치 구동이 수행되지 않는 기간을 지시할 수 있다.

한편, 동기화 신호(TSYNC)에서 1개의 하이 레벨 기간(또는 로우 레벨 기간) 동안, 즉, 1개의 터치 구동 기간 동안, 화면 전 영역에서 손가락 터치 및/또는 펜 터치를 1차례 센싱할 수도 있다. 이 경우, 1개의 터치 구동 기간이 하나의 터치 프레임 기간에 대응될 수 있다.

이와 다르게, 동기화 신호(TSYNC)에서 2개 이상의 하이 레벨 기간(또는 로우 레벨 기간) 동안, 즉, 2개 이상의 터치 구동 기간 동안, 화면 전 영역에서 손가락 터치 및/또는 펜 터치를 1차례 센싱할 수도 있다. 이 경우, 2개 이상의 터치 구동 기간이 하나의 터치 프레임 기간에 대응될 수 있다.

예를 들어, 동기화 신호(TSYNC)에서 16개의 하이 레벨 기간(또는 로우 레벨 기간) 동안, 즉, 16개의 터치 구동 기간 동안, 화면 전 영역에서 손가락 터치 및/또는 펜 터치를 1차례 센싱할 수도 있다. 이 경우, 16개의 터치 구동 기간이 하나의 터치 프레임 기간에 대응될 수 있다.

한편, 터치 구동 기간들(T1, T2, ...) 각각은, 손가락 터치를 센싱하기 위한 손가락 터치 구동이 진행될 수도 있고, 펜 터치를 센싱하기 위한 펜 터치 구동이 진행될 수 있다.

또한, 터치패널(TSP)은 표시패널(110)에 내장될 수도 있고 표시패널(110)의 외부에 존재할 수도 있다. 아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 터치패널(TSP)이 표시패널(110)에 내장되는 것을 예로 들어 설명한다.

도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)의 터치패널(TSP)에 배치되며 시정수(τ)가 다른 2개의 터치전극(TEa, TEb)을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)의 터치패널(TSP)에 배치된 2개의 터치전극(TEa, TEb)의 시정수(τ)를 RC 지연으로 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 터치패널(TSP)에 배치된 다수의 터치전극(TE)은 제1 터치전극(TEa)과 제2 터치전극(TEb)을 포함할 수 있다.

제1 터치전극(TEa)은 제2 터치전극(TEb)에 비해 시정수(τ)가 상대적으로 큰 터치전극을 대표하는 터치전극이다. 반대로, 제2 터치전극(TEb)은 제1 터치전극(TEa)에 비해 시정수(τ)가 상대적으로 작은 터치전극을 대표하는 터치전극이다.

터치구동신호(TDS)가 터치구동회로(TDC)에서 제2 터치전극(TEb)까지 전달되는 경로(TLb)의 유효 길이(Lb)는, 터치구동신호(TDS)가 터치구동회로(TDC)에서 제1 터치전극(TEa)까지 전달되는 경로(TLa)의 유효 길이(La)보다 상대적으로 짧을 수 있다.

여기서, 터치구동회로(TDC)에서 출력된 터치구동신호(TDS)가 제1 터치전극(TEa)까지 전달되는 경로(TLa)는, 터치구동회로(TDC)와 제1 터치전극(TEa)을 연결해주는 터치라인(TL)뿐만 아니라, 이와 전기적으로 연결된 모든 패턴, 패드 등을 모두 포함하는 개념일 수 있다. 터치구동회로(TDC)에서 출력된 터치구동신호(TDS)가 제2 터치전극(TEb)까지 전달되는 경로(TLb)는, 터치구동회로(TDC)와 제2 터치전극(TEb)을 연결해주는 터치라인(TL)뿐만 아니라, 이와 전기적으로 연결된 모든 패턴, 패드 등을 모두 포함하는 개념일 수 있다.

여기서, 유효 길이(La, Lb)는, 터치라인(TL) 등의 물리적인 길이뿐만 아니라 신호 전달을 방해하는 회로적인 요소 등을 모두 포괄하는 개념일 수 있다.

제1 터치전극(TEa)은 제2 터치전극(TEb)에 비해 시정수(τ)가 상대적으로 큰 터치전극인데, 이 경우, 일반적으로, 제1 터치전극(TEa)은 제2 터치전극(TEb)에 비해 터치구동회로(TDC)로부터 멀리 위치할 수 있다.

아래에서는, 위에서 언급한 시정수(τ)에 대하여 살펴본다.

시정수(τ)는, 각 터치전극(TEa, TEb)가 공급되는 터치구동신호(TDS)이라는 입력에 대하여 얼마나 빠르게 또는 느리게 반응하는지를 나타내는 지표로서, 시상수라고도 한다.

다시 말해, 각 터치전극(TEa, TEb)에 전압 레벨이 가변 되는 전압 신호인 터치구동신호(TDS)를 인가했을 때, 터치구동신호(TDS)의 전압 레벨이 로우 전압 레벨에서 하이 전압 레벨이 되면, 전류나 전압이 점차 증가하여 정상값(하이 레벨 전압) 대비 일정한 값(예: 정상값의 63.2%)에 도달하게 되는데, 이때, 전류 또는 전압의 증가 비율이 시정수(τ)를 의미할 수 있다.

또한, 각 터치전극(TEa, TEb)에 전압 레벨이 가변 되는 전압 신호인 터치구동신호(TDS)를 인가했을 때, 터치구동신호(TDS)의 전압 레벨이 하이 전압 레벨에서 로우 전압 레벨이 되면, 전류나 전압이 점차 감소하여 정상값(로우 레벨 전압) 대비 일정한 값(예: 정상값의 36.8%)에 도달하게 되는데, 이때, 전류 또는 전압의 감소 비율이 시정수(τ)를 의미할 수도 있다.

전술한 바와 같이 시정수(τ)는 각 터치전극(TEa, TEb)에 터치구동신호(TDS)를 인가했을 때, 각 터치전극(TEa, TEb)을 포함하는 회로의 과도 현상에 대하여 그 변화 속도를 나타내는 상수로서, 예를 들어, RC 지연(R: 저항값, C: 캐패시턴스)일 수 있다. 여기서, R(저항값)은 터치구동회로(TDC)에서 각 터치전극(TEa, TEb)까지 터치구동신호(TDS)가 전달되는 경로(회로)의 저항 값일 수 있으며, C(캐패시턴스)은 터치구동회로(TDC)에서 각 터치전극(TEa, TEb)까지 터치구동신호(TDS)가 전달되는 회로(터치전극(TE)도 포함)에서 발생되는 캐패시턴스일 수 있다.

도 9의 예시를 참조하면, 제1 터치전극(TEa)과 터치구동회로(TDC)로 구성된 회로는, R 저항값을 갖는 저항이 k(k는 2 이상의 자연수)개이고 C 캐패시턴스를 갖는 캐패시터가 1개인 등가회로로 대응시킬 수 있다. 이 경우, 제1 터치전극(TEa)의 시정수에 해당하는 RC 지연은 kRC일 수 있다.

도 9의 예시를 참조하면, 제2 터치전극(TEb)과 터치구동회로(TDC)로 구성된 회로는, R 저항값을 갖는 저항이 1개이고 C 캐패시턴스를 갖는 캐패시터가 1개인 등가회로로 대응시킬 수 있다. 이 경우, 제2 터치전극(TEb)의 시정수에 해당하는 RC 지연은 RC일 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)의 터치패널(TSP)에 배치된 2개의 터치전극(TEa, TEb)으로 터치구동신호(TDS)를 공급할 때, 터치전극 별 시정수(τ) 차이의 고려 없이, 시정수(τ)가 다른 2개의 터치전극(TEa, TEb)으로 공급되는 터치구동신호(TDS)를 나타낸 도면이다.

도 10을 참조하면, 터치구동회로(TDC)는, 터치패널(TSP)에 배치된 2개의 터치전극(TEa, TEb)으로 터치구동신호(TDS)를 공급할 때, 2개의 터치전극(TEa, TEb) 간의 시정수(τ) 차이를 고려하지 않고 터치구동신호(TDS)를 2개의 터치전극(TEa, TEb) 각각으로 공급할 수 있다.

이 경우, 서로 다른 시정수(τ)를 갖는 2개의 터치전극(TEa, TEb) 각각으로 공급되는 터치구동신호(TDS)는 전압 레벨이 가변되는 동일한 변조 신호일 수 있으며, 동일한 신호 특성을 가질 수 있다.

동일한 신호 특성이라는 것은, 구동주파수일 수 있으며, 경우에 따라서, 진폭, 위상, 펄스 개수, 또는 신호 극성 등을 포함할 수 있다.

예를 들어, 제1 터치전극(TEa)으로 공급되는 터치구동신호(TDS)의 구동주파수(fa)와, 제2 터치전극(TEb)으로 공급되는 터치구동신호(TDS)의 구동주파수(fb)는 동일할 수 있다.

다른 예를 들어, 제1 터치전극(TEa)으로 공급되는 터치구동신호(TDS)와 제2 터치전극(TEb)으로 공급되는 터치구동신호(TDS)의 구동주파수(fb)는 진폭, 위상, 펄스 개수, 또는 신호 극성 등이 동일할 수 있다.

전술한 바와 같이, 서로 다른 시정수(τ)를 갖는 2개의 터치전극(TEa, TEb) 각각으로 공급되는 터치구동신호(TDS)가 동일한 경우, 특히, 구동주파수가 동일한 경우, 작은 시정수(τ)를 갖는 제2 터치전극(TEb)으로는 터치구동신호(TDS)가 공급되는 시간, 즉, 터치구동신호(TDS)의 시간적인 길이가 불필요하게 길 수가 있다.

이에 따라, 터치패널(TSP)에 배치된 다수의 터치전극(TE)의 전체 또는 필요한 개수만큼의 터치전극(TE)을 모두 센싱하는데 걸리는 시간(Tsen)이 너무 길어질 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예들은 터치 구동 시, 터치전극 별 시정수(τ) 차이를 고려하여 서로 다른 시정수(τ)를 갖는 터치전극(TEa, TEb)으로 다른 신호 특성을 갖는 터치구동신호(TDS)를 공급하는 신호 특성 가변 기법을 제시한다.

이러한 신호 특성 가변 기법은, 일 예로, 터치전극 별 시정수(τ) 차이를 고려하여 서로 다른 시정수(τ)를 갖는 터치전극(TEa, TEb)으로 다른 구동주파수를 갖는 터치구동신호(TDS)를 공급하는 구동주파수 가변 기법을 포함할 수 있다.

아래에서는, 신호 특성 가변 기법, 특히, 구동주파수 가변 기법을 적용한 터치구동방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)의 터치패널(TSP)에 배치된 2개의 터치전극(TEa, TEb)으로 터치구동신호(TDS)를 공급할 때, 터치전극(TE) 별 시정수(τ) 차이를 고려한 구동주파수 가변 기법을 이용하여, 시정수(τ)가 다른 2개의 터치전극(TEa, TEb)으로 공급되는 터치구동신호(TDS)를 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)는, 다수의 터치전극(TE)이 배치된 터치패널(TSP)과, 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상으로 터치구동신호(TDS)를 공급하고, 터치구동신호(TDS)의 공급에 따라 터치센싱신호를 수신하는 터치구동회로(TDC)를 포함할 수 있다.

터치패널(TSP)에 배치된 다수의 터치전극(TE)은, 시정수(τ)가 다른 제1 터치전극(TE)과 제2 터치전극(TE)을 포함할 수 있다.

터치구동회로(TDC)는 터치전극 별 시정수 차이를 고려한 신호 특성 가변 기법을 이용하여 터치구동을 수행할 수 있다. 즉, 터치구동회로(TDC)는, 터치전극 별 시정수(τ) 차이를 고려하여, 서로 다른 시정수(τ)를 갖는 터치전극(TEa, TEb)으로 다른 신호 특성을 갖는 터치구동신호(TDS)를 공급할 수 있다.

보다 구체적으로, 제2 터치전극(TEb)에서의 시정수는 제1 터치전극(TEa)에서의 시정수보다 작다. 이 경우, 터치구동회로(TDC)는 제2 터치전극(TEb)에 공급되는 터치구동신호(TDS)는 제1 터치전극(TEa)에 공급되는 터치구동신호(TDS)와 다른 신호 특성을 가질 수 있다.

위에서 언급한 터치구동신호(TDS)의 신호 특성은, 일 예로, 구동주파수, 펄스 개수, 진폭, 위상, 또는 전압 극성 등일 수 있다.

전술한 바와 같이, 터치구동회로(TDC)는, 시정수 차이가 있는 터치전극들(TEa, TEb)로 신호 특성이 다른 터치구동신호(TDS)를 공급함으로써, 보다 효과적인 터치구동을 해줄 수 있다.

한편, 전술한 신호 특성 가변 기법의 일 예로서, 터치구동회로(TDC)는, 터치전극 별 시정수 차이를 고려한 구동주파수 가변 기법을 이용하여 터치구동을 수행할 수 있다.

이 경우, 터치구동회로(TDC)는, 터치전극 별 시정수(τ) 차이를 고려하여, 서로 다른 시정수(τ)를 갖는 터치전극(TEa, TEb)으로 서로 다른 구동주파수(fa, fb)의 터치구동신호(TDS)를 공급할 수 있다.

보다 구체적으로, 제2 터치전극(TE)에서의 시정수(τ)가 제1 터치전극(TE)에서의 시정수(τ)보다 작은 경우, 제2 터치전극(TE)에 공급되는 터치구동신호(TDS)의 구동주파수(fb)는 제1 터치전극(TE)에 공급되는 터치구동신호(TDS)의 구동주파수(fa)보다 높을 수 있다(fa<fb).

한편, 제2 터치전극(TE)에 공급되는 터치구동신호(TDS)와, 제1 터치전극(TE)에 공급되는 터치구동신호(TDS)는, 동일한 개수의 펄스로 이루어질 수 있다.

따라서, 터치구동회로(TDC)는, 시정수 차이를 고려한 터치전극 별 구동주파수 가변 기법을 이용하여 터치구동을 함으로써, 불필요하게 긴 터치구동신호(TDS)를 공급받을 필요가 없는 터치전극(TEb)으로는 짧은 시간적 길이를 갖는 터치구동신호(TDS)를 공급해줄 수 있다. 이에 따라, 터치패널(TSP)에 배치된 다수의 터치전극(TE)의 전체 또는 필요한 개수만큼의 터치전극(TE)을 모두 센싱하는데 걸리는 총 터치 센싱 시간(Tsen)을 줄여줄 수 있다.

한편, 시정수(τ)는 터치구동신호(TDS)의 신호 전달 길이와도 관련이 있다.

제2 터치전극(TE)에서의 시정수(τ)가 제1 터치전극(TE)에서의 시정수(τ)보다 작다는 것은, 터치구동신호(TDS)가 터치구동회로(TDC)에서 제2 터치전극(TEb)까지 전달되는 경로(TLb)의 유효 길이(Lb)가 터치구동신호(TDS)가 터치구동회로(TDC)에서 제1 터치전극(TEa)까지 전달되는 경로(TLa)의 유효 길이(La)보다 상대적으로 짧다는 것을 의미할 수도 있다.

시정수(τ)는 RC 지연(RC delay)일 수 있다.

이와 관련하여, 제1 터치전극(TEa)과 터치구동회로(TDC)를 연결해주는 제1 터치라인(TLa)과, 제2 터치전극(TEb)과 터치구동회로(TDC)를 연결해주는 제2 터치라인(TLb)이 터치패널(TSP)에 배치된다.

제1 터치전극(TEa)에서의 시정수(τ)는 터치구동회로(TDC), 제1 터치라인(TLa) 및 제1 터치전극(TEa)에서의 RC 지연에 대응될 수 있다.

제2 터치전극(TEb)에서의 시정수(τ)는 터치구동회로(TDC), 제2 터치라인(TLb) 및 제2 터치전극(TEb)에서의 RC 지연에 대응될 수 있다.

따라서, 터치구동회로(TDC)는, 신호 전달 길이 차이를 고려한 터치전극 별 구동주파수 가변 기법을 이용하여 터치구동을 함으로써, 불필요하게 긴 터치구동신호(TDS)를 공급받을 필요가 없는 터치전극(TEb)으로는 짧은 시간적 길이를 갖는 터치구동신호(TDS)를 공급해줄 수 있다. 이에 따라, 터치패널(TSP)에 배치된 다수의 터치전극(TE)의 전체 또는 필요한 개수만큼의 터치전극(TE)을 모두 센싱하는데 걸리는 총 터치 센싱 시간(Tsen)을 줄여줄 수 있다.

한편, 시정수(τ)는 터치전극 별 위치와도 관련이 있다.

시정수 차이가 있는 제1 터치전극(TEa)과 제2 터치전극(TEb)은 터치패널(TSP)에서 서로 다른 위치에 배치될 수다.

시정수(τ)가 작은 제2 터치전극(TEb)은 시정수(τ)가 큰 제1 터치전극(TE)에 비해 터치구동회로(TDC)로부터 가깝게 위치할 수 있다.

이 경우, 제2 터치전극(TEb)에 공급되는 터치구동신호(TDS)의 구동주파수(fb)는 제1 터치전극(TEa)에 공급되는 터치구동신호(TDS)의 구동주파수(fa)보다 높을 수 있다(fa<fb).

따라서, 터치구동회로(TDC)는, 터치전극 별 위치를 고려한 터치전극 별 구동주파수 가변 기법을 이용하여 터치구동을 함으로써, 불필요하게 긴 터치구동신호(TDS)를 공급받을 필요가 없는 터치전극(TEb)으로는 짧은 시간적 길이를 갖는 터치구동신호(TDS)를 공급해줄 수 있다. 이에 따라, 터치패널(TSP)에 배치된 다수의 터치전극(TE)의 전체 또는 필요한 개수만큼의 터치전극(TE)을 모두 센싱하는데 걸리는 총 터치 센싱 시간(Tsen)을 줄여줄 수 있다.

도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)의 터치패널(TSP)에 배치된 다수의 터치전극(TE)의 멀티플렉서 구동 방식과, 이러한 멀티플렉서 구동 시, 센싱 그룹 별 시정수(τ) 차이를 고려한 구동주파수 가변 기법을 나타낸 다이어그램이다.

도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)의 터치패널(TSP)에 배치된 다수의 터치전극(TE)의 멀티플렉서 구동 시, 센싱 그룹 별 시정수(τ) 차이를 고려한 구동주파수 가변 기법이 적용된 구동 타이밍을 나타낸 도면이다.

도 12의 예시에 따르면, 터치패널(TSP)에 250개의 터치전극(TE)이 배치될 수 있다. 터치구동회로(TDC)는 25개의 멀티플렉서(MUX1~MUX25)와, 25개의 멀티플렉서(MUX1~MUX25)에 대응되는 25개의 센싱유닛(SU1~SU25)을 포함할 수 있다.

25개의 멀티플렉서(MUX1~MUX25)은 도 5의 제1 멀티플렉서 회로(MXC1)를 구성한다. 25개의 센싱유닛(SU1~SU25)은 도 5의 센싱유닛블록에 포함되는 센싱유닛들이다.

25개의 멀티플렉서(MUX1~MUX25) 각각은 10: 1 멀티플렉서일 수 있다. 이에 따라, 25개의 멀티플렉서(MUX1~MUX25) 각각은 10개의 터치전극 중 하나를 선택하여 해당 센싱유닛과 연결해준다.

250개의 터치전극(TE)은 동시에 센싱될 수 있는 터치전극들끼리 그룹화될 수 있다. 250개의 터치전극(TE)은 25개의 터치전극(TE1~TE25)을 포함하는 10개의 센싱 그룹(GR1~GR10)으로 분류될 수 있다.

10개의 센싱 그룹(GR1~GR10) 각각에 포함되는 25개의 터치전극(TE1~TE25)은 동시에 센싱될 수 있다. 10개의 센싱 그룹(GR1~GR10)은 순차적으로 센싱될 수 있다.

10개의 센싱 그룹(GR1~GR10) 각각에 포함되는 25개의 터치전극(TE1~TE25)은 25개의 멀티플렉서(MUX1~MUX25)에 대응되어 연결될 수 있다.

10개의 센싱 그룹(GR1~GR10) 각각에서 1개씩 포함된 TE1은 MUX1에 모두 연결된다. 10개의 센싱 그룹(GR1~GR10) 각각에서 1개씩 포함된 TE2는 MUX2에 모두 연결된다. 이러한 방식으로, 10개의 센싱 그룹(GR1~GR10) 각각에 포함된 25개의 터치전극(TE1~TE25)은 25개의 멀티플렉서(MUX1~MUX25)에 대응되어 연결될 수 있다. 10개의 센싱 그룹(GR1~GR10) 각각에서 1개씩 포함된 TEi(i=1~25)는 MUXi(i=1~25)에 모두 연결된다.

전술한 구조를 이용한 멀티플렉서 구동 방식은 다음과 같다.

터치구동회로(TDC)에서, 25개의 센싱유닛(SU1~SU25)은, 25개의 멀티플렉서(MUX1~MUX25)를 통해, 10개의 센싱그룹(GR1~GR10) 중 1번째 센싱그룹(GR1)에 포함된 25개의 터치전극(TE1~TE25)으로 터치구동신호(TDS)를 동시에 공급하여 터치센싱신호를 수신함으로써, 1번째 센싱그룹(GR1)을 센싱한다.

이후, 터치구동회로(TDC)에서, 25개의 센싱유닛(SU1~SU25)은, 25개의 멀티플렉서(MUX1~MUX25)를 통해, 10개의 센싱그룹(GR1~GR10) 중 2번째 센싱그룹(GR2)에 포함된 25개의 터치전극(TE1~TE25)으로 터치구동신호(TDS)를 동시에 공급하여 터치센싱신호를 수신함으로써, 2번째 센싱그룹(GR2)을 센싱한다.

이후, 터치구동회로(TDC)에서, 25개의 센싱유닛(SU1~SU25)은, 25개의 멀티플렉서(MUX1~MUX25)를 통해, 10개의 센싱그룹(GR1~GR10) 중 3번째 센싱그룹(GR3)에 포함된 25개의 터치전극(TE1~TE25)으로 터치구동신호(TDS)를 동시에 공급하여 터치센싱신호를 수신함으로써, 3번째 센싱그룹(GR3)을 센싱한다.

이러한 방식으로, 터치구동회로(TDC)에서, 25개의 센싱유닛(SU1~SU25)은, 4번째 센싱그룹(GR4)에서 10번째 센싱그룹(GR10)까지 센싱한다. 이에 따라, 터치패널(TSP)에 배치된 250개의 터치전극이 모두 센싱되게 된다.

10개의 센싱그룹(GR1~GR10) 중에서, 1번째 센싱그룹(GR1)에 포함된 25개의 터치전극(TE1~TE25)이 시정수(τ)가 가장 크고, 10번째 센싱그룹(GR10)에 포함된 25개의 터치전극(TE1~TE25)이 시정수(τ)가 가장 작을 수 있다.

즉, 1번째 센싱그룹(GR1)에서 10번째 센싱그룹(GR10)으로 갈수록 시정수(τ)가 작아질 수 있다. 10번째 센싱그룹(GR10)에서 1번째 센싱그룹(GR1)으로 갈수록 시정수(τ)가 커질 수 있다.

또한, 10개의 센싱그룹(GR1~GR10) 중에서, 1번째 센싱그룹(GR1)에 포함된 25개의 터치전극(TE1~TE25)의 RC 지연(10RC)이 가장 크고, 10번째 센싱그룹(GR10)에 포함된 25개의 터치전극(TE1~TE25)의 RC 지연(RC)이 가장 작을 수 있다.

즉, 1번째 센싱그룹(GR1)에서 10번째 센싱그룹(GR10)으로 갈수록 RC 지연이 작아질 수 있다(10RC, ... , 3RC, 2RC, RC). 10번째 센싱그룹(GR10)에서 1번째 센싱그룹(GR1)으로 갈수록 RC 지연이 커질 수 있다(RC, 2RC, 3RC, ... , 10RC).

또한, 10개의 센싱그룹(GR1~GR10) 중에서, 1번째 센싱그룹(GR1)에 포함된 25개의 터치전극(TE1~TE25)이 터치구동회로(TDC)로부터 가장 멀고, 10번째 센싱그룹(GR10)에 포함된 25개의 터치전극(TE1~TE25)이 터치구동회로(TDC)로부터 가장 가까울 수 있다.

즉, 1번째 센싱그룹(GR1)에서 10번째 센싱그룹(GR10)으로 갈수록 터치구동회로(TDC)로부터 가까워지고, 10번째 센싱그룹(GR10)에서 1번째 센싱그룹(GR1)으로 갈수록 터치구동회로(TDC)로부터 멀어질 수 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 10개의 센싱그룹(GR1~GR10) 별 시정수 차이(RC 지연 차이) 또는 터치전극 위치 차이(신호 전달 길이 차이)를 고려하지 않고, 터치구동을 하게 되면, 10개의 센싱그룹(GR1~GR10) 각각에 인가되는 터치구동신호(TDS)의 구동주파수(f1~f25)는 모두 동일하다(f1=f2=... =f25).

도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 10개의 센싱그룹(GR1~GR10) 별 시정수 차이(RC 지연 차이) 또는 터치전극 위치 차이(신호 전달 길이 차이)를 고려한 구동주파수 가변 기법을 적용하여 터치구동을 하게 되면, 시정수 및 RC지연이 가장 크거나 터치구동회로(TDC)로부터 가장 멀리 위치한 1번째 센싱그룹(GR1)에 포함된 25개의 터치전극(TE1~TE25)에 인가되는 터치구동신호(TDS)의 구동주파수(f1)가 가장 낮다. 그리고, 시정수 및 RC지연이 가장 작거나 터치구동회로(TDC)로부터 가장 가깝게 위치한 10번째 센싱그룹(GR10)에 포함된 25개의 터치전극(TE1~TE25)에 인가되는 터치구동신호(TDS)의 구동주파수(f10)가 가장 높을 수 있다.

예를 들어, 1번째 센싱그룹(GR1)에서 10번째 센싱그룹(GR10)으로 갈수록 터치구동신호(TDS)의 구동주파수가 높아질 수 있다. 10번째 센싱그룹(GR10)에서 1번째 센싱그룹(GR1)으로 갈수록 터치구동신호(TDS)의 구동주파수가 낮아질 수 있다 (f1<f2<...<f10).

도 14를 참조하면, 10개의 센싱그룹(GR1~GR10) 별 시정수 차이(RC 지연 차이) 또는 터치전극 위치 차이(신호 전달 길이 차이)를 고려하지 않고 터치구동을 하는 경우, 시정수 및 RC지연이 가장 크거나 터치구동회로(TDC)로부터 가장 멀리 위치한 1번째 센싱그룹(GR1)에 포함된 25개의 터치전극(TE1~TE25)에 터치구동신호(TDS)가 인가되는 터치구동기간의 시간적인 길이(Ta)와, 시정수 및 RC지연이 가장 작거나 터치구동회로(TDC)로부터 가장 가깝게 위치한 10번째 센싱그룹(GR10)에 포함된 25개의 터치전극(TE1~TE25)에 터치구동신호(TDS)가 인가되는 터치구동기간의 시간적인 길이(Tb)는 동일하다.

하지만, 10개의 센싱그룹(GR1~GR10) 별 시정수 차이(RC 지연 차이) 또는 터치전극 위치 차이(신호 전달 길이 차이)를 고려한 구동주파수 가변 기법을 통해 터치구동을 하는 경우, 시정수 및 RC지연이 가장 크거나 터치구동회로(TDC)로부터 가장 멀리 위치한 1번째 센싱그룹(GR1)에 포함된 25개의 터치전극(TE1~TE25)에 터치구동신호(TDS)가 인가되는 터치구동기간의 시간적인 길이(Ta)는 가장 길고, 시정수 및 RC지연이 가장 작거나 터치구동회로(TDC)로부터 가장 가깝게 위치한 10번째 센싱그룹(GR10)에 포함된 25개의 터치전극(TE1~TE25)에 터치구동신호(TDS)가 인가되는 터치구동기간의 시간적인 길이(Tb)는 가장 짧다. 즉, 터치구동회로(TDC)로부터 멀리 배치된 제1 터치전극(예: GR1에 포함된 터치전극)에 터치구동신호(TDS)가 공급되는 제1 터치전극 센싱 기간(터치구동기간)은 터치구동회로(TDC)로부터 가깝게 배치된 제2 터치전극(예: GR10에 포함된 터치전극)에 터치구동신호(TDS)가 공급되는 제2 터치전극 센싱 기간(터치구동기간)과 서로 다를 수 있다.

예를 들어, 1번째 센싱그룹(GR1)에서 10번째 센싱그룹(GR10)으로 갈수록 터치구동신호(TDS)의 구동주파수가 높아짐에 따라(f1<f2<...<f10), 터치 구동 기간의 시간적인 길이는 짧아질 수 있다.

따라서, 10개의 센싱그룹(GR1~GR10) 별 시정수 차이(RC 지연 차이) 또는 터치전극 위치 차이(신호 전달 길이 차이)를 고려한 구동주파수 가변 기법을 통해 터치구동을 함으로써, 10개의 센싱그룹(GR1~GR10)을 모두 센싱하는데 걸리는 총 터치센싱시간(Tsen)은 상당히 감소할 수 있다.

도 14에 도시된 구동 타이밍이 시분할 구동을 위한 구동 타이밍인 경우, 10개의 센싱그룹(GR1~GR10) 각각을 구동하고 센싱하는 터치 구동 기간 사이마다 디스플레이 구동이 이루어질 수 있다.

10개의 센싱그룹(GR1~GR10)을 모두 구동하고 센싱하는 기간은 하나의 디스플레이 프레임 기간과 대응될 수 있다.

이와 다르게, 10개의 센싱그룹(GR1~GR10)을 모두 구동하고 센싱하는 기간은 25개의 디스플레이 프레임 기간과 대응될 수 있다. 즉, 10개의 센싱그룹(GR1~GR10) 각각을 구동하고 센싱하는 기간(터치 구동 기간)은 1개의 디스플레이 프레임 기간과 대응될 수 있다.

한편, 도 12을 참조하면, 10개의 센싱 그룹(GR1~GR10) 각각에 포함되는 25개의 터치전극(TE1~TE25)은 실제로는 시정수(RC 지연)가 서로 다를 수도 있고, 터치구동회로(TDC)와의 거리(신호전달길이)도 다를 수도 있다.

하지만, 10개의 센싱 그룹(GR1~GR10) 각각에 포함되는 25개의 터치전극(TE1~TE25)은 시정수 차이와 신호전달길이 차이가 없다고 가정한다.

또한, 10개의 센싱 그룹(GR1~GR10) 각각에 포함되는 25개의 터치전극(TE1~TE25) 중에서 시정수가 가장 크거나 신호전달길이가 가장 길거나 터치구동회로(TDC)로부터 가장 멀리 위치하는 터치전극(예: TE1)을 10개의 센싱 그룹(GR1~GR10) 각각을 대표하는 대표 터치전극으로 간주한다.

10개의 센싱 그룹(GR1~GR10) 각각에 대응되는 구동주파수를 결정할 때, 10개의 센싱 그룹(GR1~GR10) 각각의 대표 터치전극(예: TE1)의 시정수, 신호전달길이, 또는 위치를 비교하여, 10개의 센싱 그룹(GR1~GR10) 각각에 대응되는 구동주파수를 결정한다.

이때, 구동주파수(f)는 시정수인 RC 지연(RC)과 하기 수학식 1을 이용하여 정해질 수 있다.

한편, 멀티플렉서 연결 구조와 관련하여 도 12 및 도 14를 참조하여 설명한다.

터치패널(TSP)에 배치된 모든 터치전극들 중에는, 상대적인 관점에서, 시정수가 크거나 신호전달길이(예: TL 길이 등)가 길거나 터치구동회로(TDC)로부터 멀리 위치하는 제1 터치전극(예: GR1에 포함된 TE1~TE25)과, 시정수가 작거나 신호전달길이(예: TL 길이 등)가 짧거나 터치구동회로(TDC)로부터 가깝게 위치하는 제2 터치전극(예: GR10에 포함된 TE1~TE25)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 제1 터치전극(예: GR1에 포함된 TE1~TE25 중 TE1)과 제2 터치전극(예: GR10에 포함된 TE1~TE25 중 TE1)은, 터치구동회로(TDC)에 포함되는 동일한 제1 멀티플렉서(예: MUX1)에 연결될 수 있다.

다른 예를 들어, 제1 터치전극(예: GR1에 포함된 TE1~TE25 중 TE1)과 제2 터치전극(예: GR10에 포함된 TE1~TE25 중 TE25)은, 터치구동회로(TDC)에 포함되는 다른 제1 멀티플렉서(예: MUX1)와 제2 멀티플렉서(예: MUX25)에 따로 연결될 수 있다.

한편, 제2 멀티플렉서(예: MUX25)와 연결된 제2 터치전극(예: GR10에 포함된 TE1~TE25 중 TE25)에 터치구동신호(TDS)가 공급될 때, 제1 멀티플렉서(예: MUX1)와 연결된 제3 터치전극(예: GR10에 포함된 TE1~TE25 중 TE1)에 터치구동신호(TDS)가 공급될 수 있다.

이 경우, 제3 터치전극(예: GR10에 포함된 TE1~TE25 중 TE1)와 제2 터치전극(예: GR10에 포함된 TE1~TE25 중 TE25)은, 다른 멀티플렉서들(예: MUX1, MUX25)에 연결되더라도, 동일한 센싱그룹(예: GR10)에 포함되는 터치전극들일 수 있다.

따라서, 제3 터치전극(예: GR10에 포함된 TE1~TE25 중 TE1)에 공급되는 터치구동신호(TDS)의 구동주파수는 제2 터치전극(예: GR10에 포함된 TE1~TE25 중 TE25)에 공급되는 터치구동신호(TDS)의 구동주파수와 동일할 수 있다.

한편, 제1 멀티플렉서(예: MUX1)와 연결된 제1 터치전극(예: GR1에 포함된 TE1~TE25 중 TE1)에 터치구동신호(TDS)가 공급될 때, 제2 멀티플렉서(예: MUX25)와 연결된 제4 터치전극(예: GR1에 포함된 TE1~TE25 중 TE25)에 터치구동신호(TDS)가 공급될 수 있다.

이 경우, 제4 터치전극(예: GR1에 포함된 TE1~TE25 중 TE25)와 제1 터치전극(예: GR1에 포함된 TE1~TE25 중 TE1)은, 다른 멀티플렉서들(예: MUX1, MUX25)에 연결되더라도, 동일한 센싱그룹(예: GR1)에 포함되는 터치전극들일 수 있다.

따라서, 제4 터치전극(예: GR1에 포함된 TE1~TE25 중 TE25)에 공급되는 터치구동신호(TDS)의 구동주파수는 제1 터치전극(예: GR1에 포함된 TE1~TE25 중 TE1)에 공급되는 터치구동신호(TDS)의 구동주파수와 동일할 수 있다.

전술한 바와 같이, 멀티플렉서 구동 구조에서도, 센싱그룹 별 시정수 차이(또는 신호전달길이 차이 또는 센싱그룹 위치 차이)를 고려한 구동주파수 가변 기법을 적용할 수 있다.

도 14를 참조하면, 25개의 센싱그룹(GR1)이 구동되는 25개의 구동기간은 25개의 터치 구동 기간에 해당할 수 있다.

예를 들어, GR1이 구동되는 제1 터치 구동 기간에 제1 터치전극(예: GR1에 포함된 TE1~TE25)으로 터치구동신호(TDS)가 공급되고, 제1 터치 구동 기간과 다르며 GR10이 구동되는 제2 터치 구동 기간에 제2 터치전극(예: GR10에 포함된 TE1~TE25)으로 터치구동신호(TDS)가 공급될 수 있다.

멀티플렉서 구동 구조에서, 센싱그룹 별 시정수 차이(또는 신호전달길이 차이 또는 센싱그룹 위치 차이)를 고려한 구동주파수 가변 기법을 적용하지 않은 경우, 제2 터치 구동 기간의 길이(Tb)는 제1 터치 구동 기간의 길이(Ta)와 동일할 수 있다(Ta=Tb).

하지만, 멀티플렉서 구동 구조에서, 센싱그룹 별 시정수 차이(또는 신호전달길이 차이 또는 센싱그룹 위치 차이)를 고려한 구동주파수 가변 기법을 적용하는 경우, 제2 터치 구동 기간의 길이(Tb)는 제1 터치 구동 기간의 길이(Ta)보다 짧을 수 있다(Ta>Tb).

전술한 바와 같이, 멀티플렉서 구동 구조에서, 센싱그룹 별 시정수 차이(또는 신호전달길이 차이 또는 센싱그룹 위치 차이)를 고려한 구동주파수 가변 기법을 적용하는 경우, 전체적인 터치센싱시간(Tsne)을 상당히 줄일 수 있게 되어, 보다 긴 시간의 디스플레이 구동 시간을 확보할 수 있게 되어, 고해상도 및 대화면의 디스플레이에서 터치구동과 디스플레이 구동을 수행하는 것이 가능해질 수 있다.

한편, 하나의 터치 프레임 기간과 관련하여, 터치구동신호(TDS)가 터치패널(TSP)에 공급되기 전에, 하나 이상의 프리 세팅 펄스(PRE)가 모든 또는 일부의 터치전극(TE)에 공급될 수 있다.

하나 이상의 프리 세팅 펄스(PRE)는, 터치 센싱이 본격적으로 시작되기 전(TDS 인가 전)에 모든 또는 일부의 터치전극(TE)에 인가되는 신호로서, 터치전극(TE)의 전압 상태를 터치 구동 및 터치 센싱에 필요한 전압 상태로 신속하게 만들어주기 위한 용도이다.

하나의 프리 세팅 펄스(PRE)가 인가되는 기간은 1개의 터치 프레임 기간 중 하나 또는 둘 이상이 존재하거나, 2개 이상의 터치 프레임 기간 중 하나 또는 둘 이상 존재할 수 있다.

하나 이상의 프리 세팅 펄스(PRE)에 의하면, 디스플레이-터치 크로스토크가 제거 또는 저감되거나, 신호 지연 편차도 제거 또는 저감되어, 센싱 안정화가 될 수 있다.

한편, 이상에서 설명한 내용과 거의 동일하지만, 하나의 디스플레이 프레임 화면을 여러 번의 디스플레이 구동 기간으로 나누어서 표시하고, 그 사이마다 터치 구동을 수행하는 LHB (Long Horizontal Blank) 구동 방식 하에서 센싱그룹 별 시정수 차이(또는 신호전달길이 차이 또는 센싱그룹 위치 차이)를 고려한 구동주파수 가변 기법을 적용하는 예시를 설명한다.

도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)가 LHB (Long Horizontal Blank)를 이용한 시분할 구동과 이에 따른 화면 분할 표시 영역을 설명하기 위한 도면이다. 도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)가 LHB (Long Horizontal Blank)를 이용한 시분할 구동 시, 센싱 그룹 별 시정수(τ) 차이를 고려한 구동주파수 가변 기법이 적용되지 않은 구동 타이밍을 나타낸 도면이다. 도 17a는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)가 LHB (Long Horizontal Blank)를 이용한 시분할 구동 시, 센싱 그룹 별 시정수(τ) 차이를 고려한 구동주파수 가변 기법이 적용된 구동 타이밍을 나타낸 도면이다.

도 15 내지 도 17a를 참조하면, 예를 들어, 터치표시장치(10)는, 하나의 디스플레이 프레임 화면(Screen)을 10개의 분할 화면 영역(DA1~DA10)으로 나누어, 이러한 10개의 분할 화면 영역(DA1~DA10)을 10개의 디스플레이 구동 기간(D1~D10) 동안 나누어서 표시할 수 있다.

10개의 디스플레이 구동 기간(D1~D10) 사이에는 LHB (Long Horizontal Blank) 구간이 존재한다. 즉, 하나의 디스플레이 프레임 화면(Screen)을 표시하는 동안, 10개의 LHB 구간 존재한다.

하나의 디스플레이 프레임 화면(Screen)을 표시하는 전체 기간 동안 존재하는 10개의 LHB 구간은 10개의 터치 구동 기간(T1~T10)으로 활용될 수 있다.

하나의 디스플레이 프레임 화면(Screen)을 표시하는 하나의 디스플레이 프레임 기간은 수직동기신호(VSYNC)에 의해 정의될 수 있다.

그리고, 하나의 디스플레이 프레임 기간 내 10개의 디스플레이 구동 기간(D1~D10)과 10개의 터치 구동 기간(T1~T10)은 동기화 신호(TSYNC)에 의해 정의될 수 있다.

예를 들어, 동기화 신호(TSYNC)의 로우 레벨 구간 (또는 하이 레벨 구간)은 10개의 터치 구동 기간(T1~T10)을 지시하고, 동기화 신호(TSYNC)의 하이 레벨 구간 (또는 로우 레벨 구간)은 10개의 디스플레이 구동 기간(D1~D10)을 지시할 수 있다.

10개의 터치 구동 기간(T1~T10)은 도 12에서 10개의 센싱그룹(GR1~GR10)의 구동 타이밍에 대응된다.

도 16 및 도 17a를 참조하면, LHB 구동 방식에 따르면, 하나의 디스플레이 프레임 기간(예: VSYNC의 로우 레벨 기간) 내에는, 10개의 디스플레이 구동 기간(D1~D10)과 10개의 터치 구동 기간(T1~T10)이 교번하면서 포함된다.

10개의 터치 구동 기간(T1~T10)은 시정수가 큰 터치전극(예: GR1에 포함된 터치전극)이 구동되는 제1 터치 구동 기간(예: T1)과 시정수 작은 터치전극(예: GR10에 포함된 터치전극)이 구동되는 제2 터치 구동 기간(예: T10)을 포함할 수 있다.

도 16을 참조하면, 멀티플렉서 구동 구조에서, 센싱그룹 별 시정수 차이(또는 신호전달길이 차이 또는 센싱그룹 위치 차이)를 고려한 구동주파수 가변 기법을 적용하지 않는 경우, 10개의 디스플레이 구동 기간(D1~D10) 중 임의의 제1 디스플레이 구동 기간과 제2 디스플레이 구동 기간은 동일한 길이(Td)를 가질 수 있다.

또한, 10개의 터치 구동 기간(T1~T10)은 모두 동일한 길이(Tt)를 가질 수 있다.

예를 들어, 10개의 터치 구동 기간(T1~T10)에서, 시정수가 큰 터치전극(예: GR1에 포함된 터치전극)이 구동되는 제1 터치 구동 기간(예: T1)과 시정수 작은 터치전극(예: GR10에 포함된 터치전극)이 구동되는 제2 터치 구동 기간(예: T10)은 동일한 길이(Tt)를 가질 수 있다.

또한, 10개의 터치 구동 기간(T1~T10) 각각에서의 터치구동신호(TDS)의 구동주파수(f1~f10)은 모두 동일할 수 있다(f1=f2=...=f10).

예를 들어, 제1 터치 구동 기간(예: T1)에 시정수가 큰 터치전극(예: GR1에 포함된 터치전극)에 공급되는 터치구동신호(TDS)의 구동주파수(예: f1)는, 제2 터치 구동 기간(예: T10)에 시정수 작은 터치전극(예: GR10에 포함된 터치전극)에 공급되는 터치구동신호(TDS)의 구동주파수(예: f10)와 동일할 수 있다.

도 17a를 참조하면, 멀티플렉서 구동 구조에서, 센싱그룹 별 시정수 차이(또는 신호전달길이 차이 또는 센싱그룹 위치 차이)를 고려한 구동주파수 가변 기법을 적용하는 경우, 하나의 디스플레이 프레임 기간 내 10개의 디스플레이 구동 기간(D1~D10) 중 임의의 제1 디스플레이 구동 기간과 제2 디스플레이 구동 기간 각각의 길이(Td)는 동일할 수도 있고, 경우에 따라서는 다를 수도 있다. 이에 대해서는, 도 18 및 도 19를 참조하여 후술한다.

하지만, 10개의 터치 구동 기간(T1~T10)은 모두 동일하지 않은 길이(Tt)를 가질 수 있다.

예를 들어, 10개의 터치 구동 기간(T1~T10) 각각의 길이(Tt)가 모두 다를 수도 있고, 10개의 터치 구동 기간(T1~T10) 중 일부의 길이(Tt)만 다를 수도 있다.

다만, 10개의 터치 구동 기간(T1~T10)에서, 상대적으로, 시정수 작은 터치전극(예: GR10에 포함된 터치전극)이 구동되는 제2 터치 구동 기간(예: T10)은, 시정수가 큰 터치전극(예: GR1에 포함된 터치전극)이 구동되는 제1 터치 구동 기간(예: T1)보다 짧은 길이(Tt)를 가질 수 있다.

또한, 10개의 터치 구동 기간(T1~T10) 각각에서의 터치구동신호(TDS)의 구동주파수(f1~f10)은 모두 동일하지는 않을 수 있다.

예를 들어, 10개의 터치 구동 기간(T1~T10) 각각에서 터치구동신호(TDS)의 구동주파수(f1~f10)가 모두 다를 수도 있고, 10개의 터치 구동 기간(T1~T10) 각각에서 터치구동신호(TDS)의 구동주파수(f1~f10) 중 일부만 다를 수도 있다.

다만, 제2 터치 구동 기간(예: T10)에 시정수 작은 터치전극(예: GR10에 포함된 터치전극)에 공급되는 터치구동신호(TDS)의 구동주파수(예: f10)는, 제1 터치 구동 기간(예: T1)에 시정수가 큰 터치전극(예: GR1에 포함된 터치전극)에 공급되는 터치구동신호(TDS)의 구동주파수(f1)보다 높을 수 있다.

만약, 10개의 센싱그룹(GR1~GR10) 각각의 시정수가 모두 다르다면, 10개의 터치 구동 기간(T1~T10) 각각에서 터치구동신호(TDS)의 구동주파수(f1~f10)는, 시정수 크기에 반비례하여 높아지게 된다(즉, f1<f2<f3<...<f10).

도 17b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치가 LHB (Long Horizontal Blank)를 이용한 시분할 구동 시, 로드 프리 구동이 함께 수행되는 경우, 센싱 그룹 별 시정수 차이를 고려한 구동주파수 가변 기법이 적용된 구동 타이밍을 나타낸 도면이다.

전술한 바와 같이, 터치 구동 기간(T1~T10) 동안 터치 감도를 떨어뜨릴 수 있는 기생 캐패시턴스의 형성을 방지하기 위하여, LFD 구동을 수행할 수 있다.

이에 따르면, 터치 구동 기간(T1~T10) 동안, 터치구동신호(TDS)가 센싱 대상 터치전극(TE)에 공급될 때, 비 센싱대상 터치전극들(TE)의 전체 또는 일부로 터치구동신호(TDS)와 동일하거나 대응되는 제1 로드 프리 구동 신호(LFD_TE)가 공급될 수 있다.

또한, 터치 구동 기간(T1~T10) 동안, 터치구동신호(TDS)가 센싱 대상 터치전극(TE)에 공급될 때, 데이터 라인들(DL)의 전체 또는 일부로 터치구동신호(TDS)와 동일하거나 대응되는 제2 로드 프리 구동 신호(LFD_DL)가 공급될 수 있다.

또한, 터치 구동 기간(T1~T10) 동안, 터치구동신호(TDS)가 센싱 대상 터치전극(TE)에 공급될 때, 게이트 라인들(GL)의 전체 또는 일부로 터치구동신호(TDS)와 동일하거나 대응되는 제3 로드 프리 구동 신호(LFD_GL)가 공급될 수 있다.

위에서 언급한 제1 내지 제3 로드 프리 구동 신호(LFD_TE, LFD_DL, LFD_GL) 중 한 가지 이상은, 터치구동신호(TDS)와 주파수 및 위상이 동일하거나 유사할 수 있으며, 터치구동신호(TDS)와 진폭이 동일하거나 유사할 수 있다. 이때, 로드 프리 구동 신호(LFD_TE, LFD_DL, LFD_GL) 중 한 가지 이상의 주파수, 위상 및 진폭 등 중 적어도 하나가 터치구동신호(TDS)의 주파수, 위상 및 진폭 중 적어도 하나와 유사한 경우, 그 차이는 미리 정해진 허용오차범위(예: 1%, 2%, 5% 등) 이내일 수 있다.

한편, 센싱 그룹 별 시정수 차이를 고려한 구동주파수 가변 기법이 적용됨에 따라, 제1 내지 제3 로드 프리 구동 신호(LFD_TE, LFD_DL, LFD_GL)의 구동주파수(f1~f10)도, 터치구동신호(TDS)의 구동주파수(f1~f10)의 변화에 대응되게 변할 수 있다.

도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)가 LHB (Long Horizontal Blank)를 이용한 시분할 구동 시, 구동주파수 가변 기법의 적용에 따른 10개의 터치 구동 기간(T1~T10)과 10개의 디스플레이 구동 기간(D1~D10)에 대한 예시도이다.

구동주파수 가변 기법을 적용하게 되면, 10개의 터치 구동 기간(T1~T10)은 시정수 크기에 비례하여 길다. 즉, 10개의 터치 구동 기간(T1~T10) 중 작은 시정수를 갖는 터치전극을 구동하는 터치 구동 기간(T1->T2->... ->T10)일수록 길이(Tt)가 짧아질 수 있다.

하지만, 10개의 디스플레이 구동 기간(D1~D10)의 길이(Td)는 일정하게 유지될 수 있다. 즉, 10개의 디스플레이 구동 기간(D1~D10) 중 임의의 제1 디스플레이 구동 기간과 제2 디스플레이 구동 기간(D)의 길이는 동일할 수 있다.

이에 따르면, 디스플레이 구동 제어가 보다 쉬어질 수 있다. 또한, LHB 구동 방식에 따라, 하나의 디스플레이 프레임 화면(Screen)에서 10개의 디스플레이 구동 기간(D1~D10) 동안 나누어져 표시되는 10개의 분할 화면 영역(DA1~DA10)은 동일한 크기를 가지게 될 수 있다.

도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)가 LHB (Long Horizontal Blank)를 이용한 시분할 구동 시, 구동주파수 가변 기법의 적용에 따른 10개의 터치 구동 기간(T1~T10)과 10개의 디스플레이 구동 기간(D1~D10)에 대한 다른 예시도이다.

이와 같이, 터치 구동 기간의 길이(Tt)의 감소분만큼 대응되는 디스플레이 구동 기간의 길이(Td)를 길게 해줄 수 있다. 즉, 10개의 디스플레이 구동 기간(D1~D10) 중 길이(Tt)가 짧은 제2 터치 구동 기간(예: T10)과 대응되는 제2 디스플레이 구동 기간(예: D10)의 길이(Td)는 길이(Tt)가 긴 제1 터치 구동 기간(예: T1)과 대응되는 제1 디스플레이 구동 기간(예: D1)의 길이(Td)보다 길 수 있다.

이 경우, 서로 대응되는 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간의 길이 합(Td+Tt)은 일정하게 유지할 수 있다.

예를 들어, 시정수가 큰 터치전극(예: GR1에 포함된 터치전극)이 구동되는 제1 터치 구동 기간(예: T1)의 길이(Tt)와 제1 디스플레이 구동 기간(예: D1)의 길이(Td)의 합(Td+Tt)은, 시정수가 작은 터치전극(예: GR10에 포함된 터치전극)이 구동되는 제2 터치 구동 기간(예: T10)의 길이(Tt)와 제2 디스플레이 구동 기간(예: D1)의 길이(Td)의 합(Td+Tt)과 동일할 수 있다.

이에 따르면, 터치 센싱 시간의 감소분만큼 디스플레이 구동 시간을 추가로 확보할 수 있다. 이 경우, LHB 구동 방식에 따라, 하나의 디스플레이 프레임 화면(Screen)에서 10개의 디스플레이 구동 기간(D1~D10) 동안 나누어져 표시되는 10개의 분할 화면 영역(DA1~DA10)의 크기는 디스플레이 구동 기간의 길이(Td)에 대응되게 변할 수 있다.

도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)가 2개의 터치구동회로(TDC)를 이용하여 터치패널(TSP)을 구동하는 경우를 나타낸 도면이다.

도 20에 도시된 바와 같이, 둘 이상의 터치구동회로(TDC #0, TDC #1)를 이용하여 도 12에서의 터치패널(TSP)보다 상당히 큰 터치패널(TSP)을 구동할 수 있다.

이러한 큰 터치패널(TSP)을 구동할 때, 시정수 차이를 고려한 터치전극 별 또는 센싱그룹 별 구동주파수 가변 기법을 이용하여 터치구동을 함으로써, 터치센싱시간을 대폭적으로 줄일 수 있고, 그만큼 디스플레이 구동 시간을 더 많이 확보할 수 있다.

도 21은 본 발명의 실시예들에 따른 터치구동회로(TDC)의 개략적인 블록도이다.

도 21을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치구동회로(TDC)는, 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상으로 터치구동신호(TDS)를 공급하는 신호 공급부(2110)와, 터치구동신호(TDS)의 공급에 따라 터치센싱신호를 수신하는 신호 수신부(2120) 등을 포함할 수 있다.

도 5의 터치구동회로(TDC)의 구성과 비교해보면, 신호 공급부(2110)는, 제1 멀티플렉서 회로(MXC1), 각 센싱유닛(SU)의 전치 증폭기(Pre-AMP) 등을 포함할 수 있다. 신호 수신부(2120)는, 제1 멀티플렉서 회로(MXC1)와, 각 센싱유닛(SU)의 전치 증폭기(Pre-AMP), 적분기(INTG) 및 샘플 앤 홀드 회로(SHA) 등을 포함할 수 있다.

다수의 터치전극(TE)은 제1 터치전극과 제2 터치전극을 포함할 수 있다.

제2 터치전극에서의 시정수(τ)가 제1 터치전극에서의 시정수(τ)보다 작은 경우, 제2 터치전극에 공급되는 터치구동신호(TDS)의 구동주파수는 제1 터치전극에 공급되는 터치구동신호(TDS)의 구동주파수보다 높을 수 있다.

전술한 터치구동회로(TDC)를 이용하면, 시정수 차이를 고려한 터치전극 별 또는 센싱그룹 별 구동주파수 가변 기법을 이용하여 터치구동을 함으로써, 터치 센싱 시간(Tsen)을 줄여줄 수 있다.

도 22는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)의 구현 예시로서 키오스크를 나타낸 도면이다.

이상에서 전술한 본 발명의 실시예들에 따른 터치전극 별 또는 센싱 그룹 별 시정수 차이(또는 신호 전달 길이 차이 또는 터치전극 위치 차이 등)를 고려한 구동주파수 가변 기법 등의 신호 특성 가변 기법을 이용하는 터치구동방법은, 소형, 중대형 등의 디스플레이에 적용되어도 터치센싱시간의 절감이라는 큰 효과를 얻을 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(10)는, 대화면 및/또는 고해상도를 요구하는 대형 디스플레이일 수 있으며, 일 예로, 키오스크(KIOSK), 대형 스크린 등일 수 있다.

대화면 및/또는 고해상도를 요구하는 대형 디스플레이의 경우, 소형, 중대형 디스플레이와는 비교할 수 없을 정도로, 매우 긴 디스플레이 구동 시간을 필요로 한다.

하지만, 대형 디스플레이의 경우, 도 20에서와 같이, 대형 터치패널(TSP)을 외장 또는 내장하기 때문에, 상당히 많은 터치전극 개수를 가지게 되고, 터치센싱시간도 상당히 길어질 수 밖에 없다. 이로 인해, 디스플레이 구동 시간을 더 많이 확보하기가 더욱 어렵다.

하지만, 본 발명의 실시예들에 따른 터치전극 별 또는 센싱 그룹 별 시정수 차이(또는 신호 전달 길이 차이 또는 터치전극 위치 차이 등)를 고려한 구동주파수 가변 기법 등의 신호 특성 가변 기법을 이용하는 터치구동방법을 대화면 및/또는 고해상도를 요구하는 대형 디스플레이에 적용하게 되면, 터치센싱시간을 매우 많이 줄일 수 있고, 이를 통해, 매우 긴 디스플레이 구동 시간을 확보할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 터치구동방법을 도 23을 참조하여 다시 한번 간략하게 설명한다.

도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 터치구동방법의 개략적인 흐름도이다.

도 23을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치구동방법은, 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상으로 터치구동신호(TDS)를 공급하는 단계(S2310)와, 터치구동신호(TDS)의 공급에 따라 터치센싱신호를 수신하는 단계(S2320) 등을 포함할 수 있다.

전술한 터치구동방법을 이용하면, 시정수 차이를 고려한 터치전극 별 구동주파수 가변 기법을 이용하여 터치구동을 함으로써, 터치 센싱 시간(Tsen)을 줄여줄 수 있다.

이상에서 전술한 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치감도의 저하 없이, 모든 터치전극을 센싱하는데 필요한 터치센싱시간을 줄일 수 있는 터치표시장치(10), 터치구동회로(TDC) 및 터치구동방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치감도의 저하 없이, 많은 디스플레이 구동 시간의 확보를 가능하게 하는 방식으로 터치 구동을 수행할 수 있는 터치표시장치(10), 터치구동회로(TDC) 및 터치구동방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 대화면 및 고해상도의 디스플레이를 가능하게 할 수 있는 방식으로 터치 구동을 수행할 수 있는 터치표시장치(10), 터치구동회로(TDC) 및 터치구동방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치전극 별 또는 센싱 그룹(동시에 센싱될 수 있는 터치전극의 그룹)별 시정수 차이를 고려하여 터치구동신호의 신호 특성을 다르게 하여 터치 구동을 수행할 수 있는 터치표시장치(10), 터치구동회로(TDC) 및 터치구동방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치전극 별 또는 센싱 그룹(동시에 센싱될 수 있는 터치전극의 그룹)별 신호전달길이 차이를 고려하여 터치구동신호의 신호 특성을 다르게 하여 터치 구동을 수행할 수 있는 터치표시장치(10), 터치구동회로(TDC) 및 터치구동방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치전극 별 또는 센싱 그룹(동시에 센싱될 수 있는 터치전극의 그룹)별 위치 차이를 고려하여 터치구동신호의 신호 특성을 다르게 하여 터치 구동을 수행할 수 있는 터치표시장치(10), 터치구동회로(TDC) 및 터치구동방법을 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.

10: 터치표시장치
110: 표시패널
120: 데이터 구동 회로
130: 게이트 구동 회로
140: 디스플레이 컨트롤러
300: 터치회로

Claims

다수의 터치전극이 배치된 터치패널; 및
다수의 터치전극 중 하나 이상으로 터치구동신호를 공급하고, 상기 터치구동신호의 공급에 따라 터치센싱신호를 수신하는 터치구동회로를 포함하고,
상기 다수의 터치전극은 제1 터치전극과 제2 터치전극을 포함하고,
상기 제2 터치전극에서의 시정수가 상기 제1 터치전극에서의 시정수보다 작은 경우,
상기 제2 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수는 상기 제1 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수보다 높은 터치표시장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 터치전극과 상기 터치구동회로를 연결해주는 제1 터치라인과,
상기 제2 터치전극과 상기 터치구동회로를 연결해주는 제2 터치라인을 포함하고,
상기 제1 터치전극에서의 시정수는 상기 터치구동회로, 상기 제1 터치라인 및 상기 제1 터치전극에서의 RC 지연에 대응되고,
상기 제2 터치전극에서의 시정수는 상기 터치구동회로, 상기 제2 터치라인 및 상기 제2 터치전극에서의 RC 지연에 대응되는 터치표시장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 터치전극은 상기 제1 터치전극에 비해 상기 터치구동회로로부터 가깝게 위치하거나,
상기 제2 터치전극은 상기 제1 터치전극에 비해 상기 터치구동신호의 신호전달길이가 짧은 터치표시장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 터치전극과 상기 제2 터치전극은 상기 터치구동회로에 포함된 동일한 제1 멀티플렉서에 연결되는 터치표시장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 터치전극과 상기 제2 터치전극은 상기 터치구동회로에 포함되는 다른 제1 멀티플렉서와 제2 멀티플렉서에 따로 연결되는 터치표시장치.
제5항에 있어서,
상기 제2 멀티플렉서와 연결된 상기 제2 터치전극에 상기 터치구동신호가 공급될 때,
상기 제1 멀티플렉서와 연결된 제3 터치전극에 상기 터치구동신호가 공급되고,
상기 제3 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수는 상기 제2 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수와 동일한 터치표시장치.
제5항에 있어서,
상기 제1 멀티플렉서와 연결된 상기 제1 터치전극에 상기 터치구동신호가 공급될 때,
상기 제2 멀티플렉서와 연결된 제4 터치전극에 상기 터치구동신호가 공급되고,
상기 제4 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수는 상기 제1 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수와 동일한 터치표시장치.
제1항에 있어서,
제1 터치 구동 기간에 상기 제1 터치전극으로 상기 터치구동신호가 공급되고,
상기 제1 터치 구동 기간과 다른 제2 터치 구동 기간에 상기 제2 터치전극으로 상기 터치구동신호가 공급되며,
상기 제2 터치 구동 기간의 길이는 상기 제1 터치 구동 기간의 길이보다 짧은 터치표시장치.
제8항에 있어서,
상기 제1 터치 구동 기간 이전에 제1 디스플레이 구동 기간이 존재하고,
상기 제1 터치 구동 기간과 상기 제2 터치 구동 기간 사이에 상기 제2 디스플레이 구동 기간이 존재하며,
상기 제1 디스플레이 구동 기간의 길이와 상기 제2 디스플레이 구동 기간의 길이는 동일한 터치표시장치.
제8항에 있어서,
상기 제1 터치 구동 기간 이전에 제1 디스플레이 구동 기간이 존재하고,
상기 제1 터치 구동 기간과 상기 제2 터치 구동 기간 사이에 상기 제2 디스플레이 구동 기간이 존재하며,
상기 제2 디스플레이 구동 기간의 길이는 상기 제1 디스플레이 구동 기간의 길이보다 긴 터치표시장치.
제10항에 있어서,
상기 제1 터치 구동 기간의 길이와 상기 제1 디스플레이 구동 기간의 길이의 합은, 상기 제2 터치 구동 기간의 길이와 상기 제2 디스플레이 구동 기간의 길이의 합과 동일한 터치표시장치.
제1항에 있어서,
상기 터치표시장치는 키오스크(KIOSK)인 터치표시장치.
다수의 터치전극이 배치된 터치패널; 및
다수의 터치전극 중 하나 이상으로 터치구동신호를 공급하고, 상기 터치구동신호의 공급에 따라 터치센싱신호를 수신하는 터치구동회로를 포함하고,
상기 다수의 터치전극은 서로 다른 위치에 배치되는 제1 터치전극과 제2 터치전극을 포함하고,
상기 제2 터치전극이 상기 제1 터치전극에 비해 상기 터치구동회로로부터 가깝게 위치한 경우,
상기 제2 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수는 상기 제1 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수보다 높은 터치표시장치.
다수의 터치전극이 배치된 터치패널을 구동하는 터치구동회로에 있어서,
상기 다수의 터치전극 중 하나 이상으로 터치구동신호를 공급하는 신호 공급부; 및
상기 터치구동신호의 공급에 따라 터치센싱신호를 수신하는 신호 수신부를 포함하고,
상기 다수의 터치전극은 제1 터치전극과 제2 터치전극을 포함하고,
상기 제2 터치전극에서의 시정수가 상기 제1 터치전극에서의 시정수보다 작은 경우,
상기 제2 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수는 상기 제1 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수보다 높은 터치구동회로.
다수의 터치전극이 배치된 터치패널을 구동하는 터치구동방법에 있어서,
상기 다수의 터치전극 중 하나 이상으로 터치구동신호를 공급하는 단계; 및
상기 터치구동신호의 공급에 따라 터치센싱신호를 수신하는 단계를 포함하고,
상기 다수의 터치전극은 제1 터치전극과 제2 터치전극을 포함하고,
상기 제2 터치전극에서의 시정수가 상기 제1 터치전극에서의 시정수보다 작은 경우,
상기 제2 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수는 상기 제1 터치전극에 공급되는 터치구동신호의 구동주파수보다 높은 터치구동방법.
다수의 터치전극이 배치된 터치패널; 및
상기 다수의 터치전극 중 하나 이상으로 터치구동신호를 공급하고, 상기 터치구동신호의 공급에 따라 터치센싱신호를 수신하는 터치구동회로를 포함하고,
상기 다수의 터치전극은 서로 다른 위치에 배치되는 제1 터치전극과 제2 터치전극을 포함하고,
상기 제2 터치전극은 상기 제1 터치전극에 비해 상기 터치구동회로로부터 가깝게 배치되고,
상기 제1 터치전극에 터치구동신호가 공급되는 제1 터치전극 센싱 기간은 상기 제2 터치전극에 터치구동신호가 공급되는 제2 터치전극 센싱 기간과 서로 다른 터치표시장치.