KR20190142202A

KR20190142202A - 터치 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 컨트롤러의 구동 방법

Info

Publication number: KR20190142202A
Application number: KR1020190059286A
Authority: KR
Inventors: 김훈배; 김철세; 김성철; 김선엽; 강성규; 신승목; 이성훈
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2019-05-21
Publication date: 2019-12-26

Abstract

본 발명의 실시예들은, 터치 디스플레이 장치와 그 구동 방법에 관한 것으로서, 영상 데이터의 분석을 통해 인접한 일정 개수의 서브픽셀로 공급되는 데이터 전압의 극성 반전으로 인한 트랜지션 값이 감소하도록 인버전 패턴을 가변함으로써, 데이터 전압의 트랜지션으로 인한 터치 전극의 전압 변동을 최소화할 수 있도록 한다. 이를 통해, 터치 전극의 전압 변동으로 인한 노이즈를 제거함으로써, 디스플레이 구동을 수행하는 기간과 동시에 수행하는 터치 센싱의 성능을 개선할 수 있도록 한다.

Description

터치 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 컨트롤러의 구동 방법{TOUCH DISPLAY DEVICE, DATA DRIVING CIRCUIT AND METHOD FOR DRIVING CONTROLLER}

본 발명의 실시예들은 터치 디스플레이 장치, 데이터 구동 회로 및 컨트롤러의 구동 방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하는 디스플레이 장치에 대한 요구가 증가하고 있으며, 액정 디스플레이 장치, 유기발광 디스플레이 장치 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 장치가 활용되고 있다.

이러한 디스플레이 장치는 보다 다양한 기능을 제공하기 위하여, 디스플레이 패널에 대한 사용자의 손가락 터치나 펜 터치를 인식하고 인식된 터치를 기반으로 입력 처리를 수행하는 기능을 제공하고 있다.

일 예로, 터치 인식이 가능한 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널에 배치되거나 내장된 다수의 터치 전극들을 포함하고, 이러한 터치 전극들을 구동하여 디스플레이 패널에 대한 사용자의 터치 유무와 터치 좌표 등을 검출할 수 있다.

이러한 터치 인식이 가능한 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널을 통해 영상 표시와 터치 센싱의 기능을 함께 제공함에 따라, 터치 센싱이 디스플레이 구동에 영향을 주거나 디스플레이 구동에 의해 터치 센싱의 성능이 저하될 수 있는 문제점이 존재한다.

본 발명의 실시예들의 목적은, 디스플레이 구동이 수행되는 기간과 관계없이 터치 센싱을 수행할 수 있도록 하는 터치 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 실시예들의 목적은, 디스플레이 구동에 의해 발생할 수 있는 터치 센싱 신호의 노이즈를 제거하여 터치 센싱의 성능을 개선할 수 있는 터치 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다. 또한, 터치 센싱 신호의 노이즈를 감소시키는 디스플레이 구동에 의한 열화를 방지할 수 있는 터치 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 실시예들의 목적은, 터치 센싱에 미치는 영향을 최소화하는 디스플레이 구동이 가능하도록 하는 데이터 구동 회로, 컨트롤러와 그 구동 방법을 제공하는 데 있다.

일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 터치 전극들이 배치되거나 내장된 터치 디스플레이 패널과, 터치 디스플레이 패널에 배치된 다수의 데이터 라인들과, 다수의 데이터 라인들로 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공한다.

이러한 터치 디스플레이 장치에서, 데이터 구동 회로는, 인접한 2N개의 데이터 라인들 중 N개의 데이터 라인으로 터치 전극에 인가된 전압보다 높은 데이터 전압을 공급하고, 나머지 N개의 데이터 라인으로 터치 전극에 인가된 전압보다 낮은 데이터 전압을 공급하며, 2N개의 데이터 라인들로 K번째 공급되는 데이터 전압의 합과 (K+1)번째 공급되는 데이터 전압의 합의 차이는 기설정된 값으로부터 일정한 범위 이내일 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 외부로부터 수신된 데이터 신호에 대응하는 데이터 전압이 입력되는 입력 버퍼와, 데이터 라인으로 데이터 전압을 출력하는 출력 버퍼와, 입력 버퍼와 출력 버퍼 사이의 연결을 제어하는 스위치를 포함하고, 인접한 2N개의 데이터 라인들로 K번째 출력하는 데이터 전압의 합과 (K+1)번째 출력하는 데이터 전압의 합의 차이는 기설정된 값으로부터 일정한 범위 이내인 데이터 구동 회로를 제공한다.

다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 외부로부터 영상 데이터를 수신하는 단계와, 영상 데이터에 따른 K번째 데이터 전압의 인버전 패턴을 결정하는 단계와, 영상 데이터에 따른 (K+1)번째 데이터 전압의 인버전 패턴의 후보들과 K번째 데이터 전압의 인버전 패턴에 기초하여 (K+1)번째 데이터 전압의 합과 K번째 데이터 전압의 합의 차이 값을 산출하는 단계와, 차이 값에 기초하여 (K+1)번째 데이터 전압의 인버전 패턴을 결정하는 단계와, 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호와 인버전 패턴에 대응하는 인버전 제어 신호를 포함하는 입력 데이터를 출력하는 단계를 포함하는 컨트롤러의 구동 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 전극에 인가되는 터치 구동 전압에 기초하여 변조된 신호가 디스플레이 구동 신호로 인가되도록 함으로써, 디스플레이 구동과 터치 센싱을 동시에 수행할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동을 위한 데이터 전압의 인버전 패턴이 데이터 전압의 트랜지션 값 등에 의해 가변되도록 함으로써, 디스플레이 구동에 따른 터치 센싱 신호의 노이즈를 최소화할 수 있도록 한다. 또한, 연속된 프레임에서 데이터 전압의 인버전 패턴을 전체적으로 변경해줌으로써, 터치 센싱 신호의 노이즈를 최소화하기 위한 디스플레이 구동에 의한 열화를 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 컨트롤러가 영상 데이터에 따른 인버전 제어 신호를 출력하고, 데이터 구동 회로는 인버전 제어 신호에 따라 서브픽셀 단위로 인버전 패턴을 조정함으로써, 터치 센싱 신호의 노이즈를 최소화할 수 있는 디스플레이 구동이 가능하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에 포함된 터치 전극의 배치 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 구동과 터치 센싱의 타이밍의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 구동과 터치 센싱의 타이밍의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 디스플레이 구동과 터치 센싱 타이밍에 따른 핑거 센싱과 펜 센싱의 다양한 타이밍의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 구동에 의해 발생할 수 있는 터치 센싱 신호의 노이즈의 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 인버전 패턴을 가변하는 방식의 개념을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 인버전 패턴이 가변되기 전의 데이터 전압 및 데이터 전압의 트랜지션 값의 예시를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 4개 서브픽셀 단위로 인버전 패턴을 가변하는 경우 선택 가능한 인버전 패턴의 예시를 나타낸 도면이다.
도 10과 도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 4개 서브픽셀 단위로 인버전 패턴을 가변하는 방식의 예시를 나타낸 도면이다.
도 12와 도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 4개 서브픽셀 단위로 인버전 패턴을 가변하는 방식의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 프레임 단위로 인버전 패턴을 가변하는 방식의 예시를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 프레임 단위로 인버전 패턴을 가변하는 방식의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 인버전 패턴을 적응적으로 가변한 경우 공통 전극에 인가되는 신호의 파형의 예시를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 컨트롤러에서 데이터 구동 회로로 출력하는 입력 데이터의 예시를 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 데이터 구동 회로에서 인버전 패턴에 따라 데이터 전압을 출력하는 방식의 예시들을 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 컨트롤러의 구동 방법의 과정의 예시를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 터치 디스플레이 패널(110)과, 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130) 및 컨트롤러(140)를 포함할 수 있다. 그리고, 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 터치를 센싱하는 터치 구동 회로(150)를 포함할 수 있다.

터치 디스플레이 패널(110)에는, 다수의 게이트 라인(GL)과 다수의 데이터 라인(DL)이 배치되고, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하는 영역에 다수의 서브픽셀(SP)이 배치된다.

또한, 터치 디스플레이 패널(110)에는, 다수의 터치 전극(TE)이 배치되거나 내장될 수 있으며, 터치 전극(TE)과 터치 구동 회로(150)를 서로 전기적으로 연결하는 다수의 센싱 라인(SL)이 배치될 수 있다.

이러한 터치 디스플레이 장치(100)에서 디스플레이 구동을 위한 구성을 먼저 설명하면, 게이트 구동 회로(120)가 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 서브픽셀(SP)의 구동 타이밍을 제어한다. 그리고, 데이터 구동 회로(130)가 서브픽셀(SP)로 영상 데이터에 대응하는 데이터 전압(Vdata)을 공급하여 서브픽셀(SP)이 영상 데이터의 계조에 해당하는 밝기를 나타내도록 함으로써 이미지를 표시한다.

구체적으로, 게이트 구동 회로(120)는, 컨트롤러(140)에 의해 제어되며, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하여 다수의 서브픽셀(SP)의 구동 타이밍을 제어한다.

게이트 구동 회로(120)는, 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC, Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있으며, 구동 방식에 따라 터치 디스플레이 패널(110)의 일 측에만 위치할 수도 있고 양 측에 위치할 수도 있다. 또는, 게이트 구동 회로(120)는, 터치 디스플레이 패널(110)의 베젤 영역에 내장되어 GIP(Gate In Panel) 형태로 구현될 수도 있다.

데이터 구동 회로(130)는, 컨트롤러(140)로부터 영상 데이터(또는 입력 데이터)를 수신하고, 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압(Vdata)으로 변환한다. 그리고, 게이트 라인(GL)을 통해 스캔 신호가 인가되는 타이밍에 맞춰 데이터 전압(Vdata)을 각각의 데이터 라인(DL)으로 출력하여 각각의 서브픽셀(SP)이 영상 데이터에 따른 밝기를 표현하도록 한다.

데이터 구동 회로(130)는, 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로(SDIC, Source Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다.

컨트롤러(140)는, 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)로 각종 제어 신호를 공급하며, 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)의 동작을 제어한다.

컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 게이트 구동 회로(120)가 스캔 신호를 출력하도록 하며, 외부에서 수신한 영상 데이터를 데이터 구동 회로(130)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 변환하여 변환된 영상 데이터를 데이터 구동 회로(130)로 출력한다.

컨트롤러(140)는, 영상 데이터와 함께 수직 동기 신호(VSYNC), 수평 동기 신호(HSYNC), 입력 데이터 인에이블 신호(DE, Data Enable), 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호를 외부(예, 호스트 시스템)로부터 수신한다.

컨트롤러(140)는, 외부로부터 수신한 각종 타이밍 신호를 이용하여 각종 제어 신호를 생성하고 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130)로 출력할 수 있다.

일 예로, 컨트롤러(140)는, 게이트 구동 회로(120)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(GSP, Gate Start Pulse), 게이트 시프트 클럭(GSC, Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE, Gate Output Enable) 등을 포함하는 각종 게이트 제어 신호를 출력한다.

여기서, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 구동 회로(120)를 구성하는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 시프트 클럭(GSC)은 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호의 시프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로의 타이밍 정보를 지정하고 있다.

또한, 컨트롤러(140)는, 데이터 구동 회로(130)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(SSP, Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC, Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(SOE, Source Output Enable) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호를 출력한다.

여기서, 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로의 데이터 샘플링 스타트 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 소스 드라이버 집적 회로 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호(SOE)는 데이터 구동 회로(130)의 출력 타이밍을 제어한다.

이러한 터치 디스플레이 장치(100)는, 터치 디스플레이 패널(110), 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130) 및 터치 구동 회로(150) 등으로 각종 전압 또는 전류를 공급해주거나, 공급할 각종 전압 또는 전류를 제어하는 전원 관리 집적 회로를 더 포함할 수 있다.

각각의 서브픽셀(SP)은, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차에 의해 정의되며, 터치 디스플레이 장치(100)의 유형에 따라 액정이 배치되거나 발광 소자가 배치될 수 있다.

일 예로, 터치 디스플레이 장치(100)가 액정 디스플레이 장치인 경우, 터치 디스플레이 패널(110)로 광을 조사하는 백라이트 유닛과 같은 광원 장치를 포함하고, 터치 디스플레이 패널(110)의 서브픽셀(SP)에는 액정이 배치된다. 그리고, 각각의 서브픽셀(SP)로 데이터 전압(Vdata)이 인가됨에 따라 형성되는 전계에 의해 액정의 배열을 조정함으로써, 영상 데이터에 따른 밝기를 나타내며 이미지를 표시할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 터치 디스플레이 패널(110)에 포함된 터치 전극(TE)과 터치 구동 회로(150)를 이용하여 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 터치를 검출할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 디스플레이 패널(110)에 배치되는 터치 전극(TE)과 이러한 터치 전극(TE)을 구동하고 터치를 검출하는 터치 구동 회로(150)의 구조를 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 터치 디스플레이 패널(110)에는 다수의 터치 전극(TE)과, 터치 전극(TE)을 터치 구동 회로(150)와 연결하는 다수의 센싱 라인(SL)이 배치될 수 있다.

이러한 터치 전극(TE)은 터치 디스플레이 패널(110) 상에 배치되거나, 내장될 수 있다. 그리고, 터치 전극(TE)은 디스플레이 구동을 위해 이용되는 전극이거나 터치 센싱을 위해 별도로 배치된 전극일 수 있다. 또한, 터치 전극(TE)은 투명한 통전극 형태를 갖거나, 불투명한 메시 형태를 가질 수 있다.

일 예로, 터치 디스플레이 장치(100)가 액정 디스플레이 장치인 경우, 터치 전극(TE)은 터치 디스플레이 패널(110)에 내장되어 디스플레이 구동 시 공통 전압(Vcom)이 인가되는 공통 전극일 수 있다.

즉, 공통 전극이 터치 디스플레이 패널(110)에 분할된 구조로 배치되어, 터치 센싱을 위한 터치 전극(TE)으로 이용될 수 있다. 따라서, 각각의 터치 전극(TE)은 다수의 서브픽셀(SP)과 중첩되어 배치될 수 있다.

이러한 터치 전극(TE)은 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 센싱 라인(SL)을 통해 터치 구동 회로(150)과 연결된다.

터치 구동 회로(150)은, 센싱 라인(SL)을 통해 터치 전극(TE)과 연결되는 터치 센싱 회로와, 터치 센싱 회로를 제어하며 터치를 검출하는 터치 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 터치 컨트롤러의 제어에 따라 터치 센싱 회로로 터치 구동 신호(TDS)를 공급하는 터치 전원 회로를 포함할 수 있다.

이러한 터치 구동 회로(150)의 적어도 일부는 데이터 구동 회로(130)와 일체로 구현될 수도 있다.

터치 센싱 회로는, 다수의 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)를 출력하고 다수의 터치 전극(TE)으로부터 터치 센싱 신호(TSS)를 수신한다. 이러한 터치 센싱 회로는, 디스플레이 구동 기간과 시분할된 기간에 터치 센싱을 수행할 수도 있고, 디스플레이 구동 기간과 동시에 터치 센싱을 수행할 수도 있다.

이러한 터치 센싱 회로는, 터치 전극(TE)과 일대일로 연결되어 터치 센싱 신호(TSS)를 수신할 수 있다. 즉, 터치 센싱 회로는, 센싱 라인(SL)을 통해 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)를 출력하고 터치 센싱 신호(TSS)를 수신하며, 터치에 의해 발생하는 자기 정전 용량의 변화를 센싱할 수 있다.

또는, 터치 전극(TE)이 구동 전극과 센싱 전극으로 구분되어 배치되고, 터치 센싱 회로는 구동 전극 및 센싱 전극과 각각 연결될 수 있다. 이러한 경우, 터치 센싱 회로는 구동 전극으로 터치 구동 신호(TDS)를 출력하고 센싱 전극으로부터 터치 센싱 신호(TSS)를 수신하며, 터치에 의해 발생하는 구동 전극과 센싱 전극 사이의 상호 정전 용량의 변화를 센싱할 수 있다.

터치 센싱 회로는, 수신된 터치 센싱 신호(TSS)를 디지털 형태의 센싱 데이터로 변환하고 변환된 센싱 데이터를 터치 컨트롤러로 전송한다.

터치 컨트롤러는, 터치 센싱 회로의 구동을 제어하며 터치 센싱 회로로부터 센싱 데이터를 수신하고, 수신된 센싱 데이터를 기반으로 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 터치를 검출할 수 있다.

즉, 터치 컨트롤러는, 센싱 데이터로부터 자기 정전 용량의 변화 또는 상호 정전 용량의 변화를 검출하고, 검출된 정전 용량의 변화에 기초하여 터치 유무와, 터치 좌표 등을 검출할 수 있다.

이러한 터치 구동 회로(150)에 의한 터치 센싱은 전술한 바와 같이, 디스플레이 구동과 시분할된 기간에 수행되거나, 디스플레이 구동과 동시에 수행될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 디스플레이 구동과 터치 센싱의 타이밍의 예시를 나타낸 것으로서, 시간적으로 분할된 기간에 디스플레이 구동과 터치 센싱이 수행되는 경우를 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 구동 기간 사이의 기간(예, 블랭크 기간)에 터치 디스플레이 패널(110)에 포함된 터치 전극(TE)을 구동하여 터치 센싱을 수행할 수 있다.

일 예로, 터치 디스플레이 장치(100)는, 하나의 영상 프레임마다 존재하는 수직 블랭크 기간에 터치 센싱을 수행할 수 있다. 또는, 하나의 영상 프레임 내에 존재하는 다수의 수평 블랭크 기간 중 일부 수평 블랭크 기간에 터치 센싱을 수행할 수 있다.

터치 디스플레이 패널(110)에 포함된 공통 전극을 터치 전극(TE)으로 이용하는 경우, 디스플레이 구동 기간에 터치 전극(TE)으로 공통 전압(Vcom)이 인가되고 터치 센싱 기간에 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)가 인가될 수 있다.

이러한 터치 구동 신호(TDS)는 시간에 따라 전압의 크기가 변화하는 펄스 형태의 신호일 수 있다.

여기서, 터치 센싱 기간에 디스플레이 구동이 수행되지 않으므로, 디스플레이 구동을 위한 전극, 신호 라인 등에는 전압이 인가되지 않거나 정전압 상태일 수 있다. 따라서, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TE)과 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL) 사이에 캐패시턴스가 형성될 수 있으며, 이러한 캐패시턴스로 인해 터치 센싱 신호(TSS)의 검출 성능이 저하될 수 있다.

이러한 터치 전극(TE)과 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL) 사이에 형성되는 캐패시턴스를 방지하기 위하여, 터치 센싱 기간에 터치 전극(TE)으로 인가되는 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 전압, 위상을 갖는 신호를 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL) 등으로 공급할 수 있다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 데이터 라인(DL)으로 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 전압, 위상을 갖는 데이터 전압(Vdata)을 공급할 수 있다. 그리고, 터치 센싱 기간에 게이트 라인(GL)은 게이트 로우 전압(VGL)이 인가된 상태이므로, 게이트 로우 전압(VGL)으로 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 전압, 위상을 갖는 신호가 출력될 수 있다.

이와 같이, 터치 센싱 기간에 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 전압, 위상을 갖는 신호를 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL) 등으로 공급함으로써, 터치 전극(TE)과 신호 라인 사이의 캐패시턴스가 형성되지 않도록 하여 터치 센싱 신호(TSS)의 검출 성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 구동과 터치 센싱을 동시에 수행할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 디스플레이 구동과 터치 센싱의 타이밍의 다른 예시를 나타낸 것으로서, 디스플레이 구동과 터치 센싱이 동시에 수행되는 경우를 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 구동 기간과 동시에 터치 센싱을 수행할 수 있다.

여기서, 터치 센싱 기간은 디스플레이 구동 기간과 동일할 수도 있고 디스플레이 구동 기간 사이의 블랭크 기간일 수도 있다. 즉, 터치 센싱은 디스플레이 구동과 관계없이 독립적으로 수행될 수 있으며, 이에 따라 디스플레이 구동과 동시에 터치 센싱이 수행될 수도 있다.

터치 센싱이 디스플레이 구동과 동시에 수행되는 경우, 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)가 인가된다. 그리고, 디스플레이 구동을 위해 데이터 전압(Vdata)이 데이터 라인(DL)으로 공급되고, 게이트 라인(GL)으로 인가되는 스캔 신호의 출력에 이용되는 게이트 하이 전압(VGH), 게이트 로우 전압(VGL) 등이 출력될 수 있다.

이때, 터치 디스플레이 패널(110)에 포함된 공통 전극이 터치 전극(TE)으로 이용되는 경우, 터치 전극(TE)에 터치 구동 신호(TDS)가 인가되므로 공통 전극과 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 픽셀 전극 사이에 영상 데이터에 대응하는 전압 차가 형성되지 않을 수 있다.

즉, 터치 구동 신호(TDS)는 시간에 따라 전압이 변화하므로, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 공통 전극과 픽셀 전극 사이에 영상 데이터에 대응하는 전압 차가 형성되지 않아 서브픽셀(SP)이 영상 데이터에 해당하는 밝기를 나타내지 못할 수 있다.

따라서, 데이터 라인(DL)으로 터치 구동 신호(TDS)에 기초하여 변조된 데이터 전압(Vdata)을 공급해줌으로써, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 공통 전극과 픽셀 전극 사이에 영상 데이터에 대응하는 전압 차가 형성될 수 있도록 한다.

이러한 데이터 전압(Vdata)의 변조는, 일 예로, 데이터 구동 회로(130)에서 데이터 전압(Vdata)을 생성하기 위해 이용되는 감마 전압을 변조하는 방식을 통해 수행될 수 있다. 또는, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 그라운드 전압을 변조시켜줌으로써 변조된 데이터 전압(Vdata)이 데이터 라인(DL)으로 공급되도록 할 수도 있다.

또한, 게이트 라인(GL)으로 공급되는 스캔 신호를 생성하기 위해 이용되는 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL)을 터치 구동 신호(TDS)에 기초하여 변조함으로써, 게이트 라인(GL)으로 변조된 스캔 신호가 인가되어 게이트 라인(GL)이 정상적으로 구동되도록 할 수 있다.

이와 같이, 데이터 라인(DL)으로 인가되는 데이터 전압(Vdata)과 게이트 라인(GL)으로 인가되는 스캔 신호를 생성하기 위해 이용되는 게이트 하이 전압(VGH), 게이트 로우 전압(VGL)을 터치 구동 신호(TDS)에 기초하여 변조해줌으로써, 디스플레이 구동과 터치 센싱을 동시에 수행하도록 할 수 있다.

도 5는 도 4에 도시된 디스플레이 구동과 터치 센싱의 타이밍에 따라 핑거 센싱 또는 펜 센싱을 수행하는 방식의 다양한 예시를 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 구동만 수행할 수도 있고, 디스플레이 구동과 동시에 터치 센싱을 수행할 수도 있다. 그리고, 디스플레이 구동 기간 중 일부 기간 동안만 터치 센싱을 수행할 수도 있으며, 핑거 센싱(F/S)과 펜 센싱(P/S)을 서로 다른 기간에 수행하거나 동일한 기간에 수행할 수도 있다.

일 예로, 터치 디스플레이 장치(100)는, p번째 프레임에서와 같이, 한 프레임 동안 핑거 센싱(F/S) 및 펜 센싱(P/S)과 같은 터치 센싱을 수행하지 않고 디스플레이 구동만 수행할 수 있다.

또는, 터치 디스플레이 장치(100)는, q번째 프레임에서와 같이, 디스플레이 구동을 수행하는 기간 중 터치 센싱이 필요한 일부 기간 동안 핑거 센싱(F/S)이나 펜 센싱(P/S)과 같은 터치 센싱을 수행할 수 있다. 여기서, 핑거 센싱(F/S)과 펜 센싱(P/S)은 서로 중첩되지 않는 기간에 수행될 수도 있다.

또는, 터치 디스플레이 장치(100)는, r번째 프레임에서와 같이, 디스플레이 구동 기간에 터치 센싱을 수행할 수 있으며, 핑거 센싱(F/S)과 펜 센싱(P/S)을 중첩된 기간 동안 수행할 수도 있다. 이러한 경우, 핑거 센싱(F/S)과 펜 센싱(P/S) 각각의 센싱 결과는, 터치 컨트롤러에 의해 정해진 알고리즘이나 센싱 위치에 따른 신호 분석을 통해 구분될 수 있다.

이러한 예시들뿐만 아니라, 디스플레이 구동과 터치 센싱(핑거 센싱, 펜 센싱)은 독립적으로 다양한 타이밍에 수행될 수 있다.

한편, 터치 디스플레이 장치(100)가 액정 디스플레이 장치인 경우, 화상 품질을 위해 데이터 전압(Vdata)을 공통 전압(Vcom)을 기준으로 반전시키는 인버전 방식으로 디스플레이 구동이 수행될 수 있다. 이러한 인버전은 프레임 단위, 컬럼 단위, 또는 서브픽셀(SP) 단위 등 다양한 형태로 수행될 수 있다.

이러한 인버전 방식으로 디스플레이 구동을 수행하는 경우, 데이터 전압(Vdata)이 반전됨에 따라 데이터 라인(DL)의 전압 변동이 크므로, 공통 전극을 터치 전극(TE)으로 이용하여 디스플레이 구동 기간과 동시에 터치를 센싱하는 데 영향을 줄 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 디스플레이 구동에 의해 발생할 수 있는 터치 센싱 신호(TSS)의 노이즈의 예시를 나타낸 것으로서, 터치 전극(TE)에 인가된 전압이 정전압인 경우를 예시로 나타낸 것이다.

도 6을 참조하면, 컬럼 단위로 인버전을 수행하는 경우를 예시로 나타낸 것으로서, 데이터 라인(DL)이 양측에 배치된 서브픽셀(SP)과 교번하여 연결되는 구조를 예시로 나타낸 것이다.

인버전이 컬럼 단위로 수행되므로, 첫 번째 열과 세 번째 열에 배치된 서브픽셀(SP)로 공통 전압을 기준으로 동일한 극성을 갖는 데이터 전압(Vdata)이 공급된다. 그리고, 두 번째 열과 네 번째 열에 배치된 서브픽셀(SP)은 첫 번째 열, 세 번째 열과 다른 극성을 갖는 데이터 전압(Vdata)이 공급될 수 있다.

여기서, 데이터 라인(DL)이 양측에 배치된 서브픽셀(SP)과 교번하여 연결되므로, 데이터 라인(DL)으로 공급되는 데이터 전압(Vdata)은 공통 전압을 기준으로 서브픽셀(SP)마다 극성이 반전될 수 있다.

그리고, 이러한 데이터 라인(DL)과 터치 전극(TE)인 공통 전극 사이에 캐패시턴스가 형성된 상태이므로, 데이터 라인(DL)으로 인가되는 데이터 전압(Vdata)의 반전으로 인해 터치 전극(TE)에 인가된 터치 구동 신호(TDS)에 변동(Fluctuation)이 발생할 수 있다.

따라서, 터치 전극(TE)을 통해 감지되는 터치 센싱 신호(TSS)에 노이즈가 발생하여 터치 센싱의 성능이 저하될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 이러한 터치 전극(TE)에 인가된 터치 구동 신호(TDS)의 변동을 최소화할 수 있도록 인버전 방식을 가변하여 터치 센싱의 성능을 개선할 수 있는 방안을 제공한다.

도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴을 가변하는 개념을 나타낸 것이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 구동 기간과 동시에 터치 센싱을 수행할 수 있다.

그리고, 디스플레이 구동을 위해 데이터 라인(DL)으로 공급되는 데이터 전압(Vdata)은 인버전 방식으로 공급될 수 있다.

이때, 데이터 구동 회로(130)는, 인접한 일정 개수의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴을 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값을 고려하여 가변할 수 있다.

이러한 인버전 패턴의 가변은 인접한 2N개의 서브픽셀(SP) 단위로 수행될 수 있으며, 인접한 2N개의 서브픽셀(SP) 중 N개의 서브픽셀(SP)로 공통 전압(Vcom)을 기준으로 (+) 극성을 갖는 데이터 전압(Vdata)이 인가되고 나머지 N개의 서브픽셀(SP)로 (-) 극성을 갖는 데이터 전압(Vdata)이 인가될 수 있다.

일 예로, 인버전 패턴은 인접한 4개의 서브픽셀(SP) 단위로 가변될 수 있으며, 인접한 4개의 서브픽셀(SP) 중 2개의 서브픽셀(SP)로 (+) 극성의 데이터 전압(Vdata)이 인가되고 나머지 2개의 서브픽셀(SP)로 (-) 극성의 데이터 전압(Vdata)이 인가될 수 있다.

또한, 인접한 6개, 8개 등과 같이 짝수 개의 서브픽셀(SP) 단위로 인버전 패턴을 가변할 수 있으며, (+) 극성의 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 서브픽셀(SP)의 수와 (-) 극성의 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 서브픽셀(SP)의 수를 동일하게 함으로써, 극성의 불균일로 인해 화질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

데이터 구동 회로(130)는, 인접한 2N개의 서브픽셀(SP), 즉, 인접한 2N개의 데이터 라인(DL)으로 공급하는 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴을 서브픽셀(SP) 행 단위로 가변할 수 있다.

따라서, 데이터 구동 회로(130)에서 인접한 2N개의 데이터 라인(DL)으로 K번째 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴과 (K+1)번째 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴은 동일할 수도 있고 다를 수도 있다.

그리고, 이러한 인버전 패턴의 변경은 컨트롤러(140)로부터 수신되는 인버전 제어 신호에 기초하여 수행될 수 있다.

컨트롤러(140)는, 외부로부터 수신되는 영상 데이터를 데이터 신호로 변환하여 데이터 구동 회로(130)로 전송하며, 데이터 신호와 함께 인버전 제어 신호를 전송할 수 있다.

이러한 인버전 제어 신호는 해당 데이터 신호의 인버전 패턴을 지시하는 신호일 수 있으며, 컨트롤러(140)는, 선택 가능한 인버전 패턴의 후보들 중에서 어느 하나의 인버전 패턴을 선택하여 인버전 제어 신호를 전송할 수 있다.

일 예로, 4개의 서브픽셀(SP) 단위로 인버전 패턴이 가변되는 경우 선택 가능한 인버전 패턴의 수는 ₄C₂=6개일 수 있다.

컨트롤러(140)는, 6개의 인버전 패턴 중 데이터 전압(Vdata)의 극성에 따른 트랜지션 값을 고려하여 해당 데이터 신호에 적용할 인버전 패턴을 선택할 수 있다.

여기서, 컨트롤러(140)는, 인접한 2N개의 서브픽셀(SP)로 K번째 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 합과 (K+1)번째 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 합의 차이 값이 기설정된 값 또는 기설정된 값으로부터 일정한 범위 이내가 되도록 (K+1)번째 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴을 결정할 수 있다. 이때, 기설정된 값은 '0'일 수 있다.

즉, K번째 공급되는 데이터 전압(Vdata)과 (K+1)번째 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값이 0 또는 0에 가깝도록 인버전 패턴을 가변함으로써, 데이터 전압(Vdata)의 극성 반전으로 인해 터치 전극(TE)에 인가된 터치 구동 신호(TDS)의 변동이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또는, 컨트롤러(140)는, 인접한 2N개의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 평균 값이 특정 전압 또는 특정 전압으로부터 일정한 범위 이내가 되도록 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴을 결정할 수 있다. 여기서, 특정 전압은 공통 전극, 즉, 터치 전극(TE)에 인가된 전압일 수 있다.

인접한 2N개의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 평균 값이 특정 전압이 되도록 함으로써, 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값이 0이 되도록 할 수 있다.

또한, 이러한 평균 값을 터치 전극(TE)에 인가된 전압과 동일하게 유지함으로써, 터치 전극(TE)에 인가된 터치 구동 신호(TDS)의 변화량을 최소화할 수 있다.

따라서, 인접한 2N개의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 고려하여 인버전 패턴을 가변해줌으로써, 데이터 전압(Vdata)의 극성 반전으로 인해 터치 전극(TE)의 전압 변동이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 터치 전극(TE)의 전압 변동을 최소화함으로써, 디스플레이 구동 기간과 동시에 수행하는 터치 센싱의 성능을 개선할 수 있도록 한다.

이하에서는, 예시들을 통해, 전술한 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴을 가변하는 방식을 구체적으로 설명한다.

도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 인버전 패턴이 가변되기 전의 데이터 전압(Vdata)과 그 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값의 예시를 나타낸 것이다.

도 8을 참조하면, 컬럼 단위로 인버전이 수행되는 패턴의 예시를 나타낸 것으로서, 공통 전압(Vcom)이 5.5V인 경우를 예시로 나타낸 것이다.

그리고, (+) 극성의 최고 계조의 데이터 전압(Vdata)이 11V이고, 최저 계조의 데이터 전압(Vdata)이 6V인 경우를 예시로 나타낸다. 또한, (-) 극성의 최고 계조의 데이터 전압(Vdata)이 0V이고, 최저 계조의 데이터 전압(Vdata)이 5V인 경우를 예시로 나타낸다.

여기서, 컬럼 단위로 인버전을 수행하는 경우에 첫 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)과 두 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata) 간의 트랜지션 값은 모두 5일 수 있다. 그리고, 두 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)과 세 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata) 간의 트랜지션 값은 모두 -5일 수 있다.

이러한 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값을 합할 경우, 첫 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)과 두 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값은 30이 된다. 그리고, 두 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)과 세 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값은 -30이 된다.

따라서, 인접한 서브픽셀(SP)로 K번째 공급되는 데이터 전압(Vdata)과 (K+1)번째 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 변화 폭이 크므로, 터치 전극(TE)에 인가된 터치 구동 신호(TDS)의 변동 폭이 클 수 있다. 그리고, 이러한 터치 전극(TE)에 인가된 터치 구동 신호(TDS)의 변동은 터치 센싱에 영향을 줄 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 이러한 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값을 감소시킬 수 있도록 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴을 가변하며, 인접한 4개의 서브픽셀(SP) 단위로 인버전 패턴을 가변할 경우 선택 가능한 인버전 패턴은 도 9에 도시된 6개일 수 있다.

즉, 인접한 4개의 서브픽셀(SP) 중 2개의 서브픽셀(SP)로 (+) 극성의 데이터 전압(Vdata)을 공급하고 나머지 2개의 서브픽셀(SP)로 (-) 극성의 데이터 전압(Vdata)을 공급하며, 이러한 (+), (-) 극성의 데이터 전압(Vdata)이 공급되는 서브픽셀(SP)은 행 단위로 변경될 수 있다.

도 10과 도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 4개 서브픽셀(SP) 단위로 인버전 패턴을 가변하는 방식의 예시를 나타낸 것이다.

도 10을 참조하면, K번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 합과 (K+1)번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 합의 차이 값이 특정 값, 즉, 0이 되도록 인버전 패턴을 변경하는 방식을 나타낸다. 여기서, 공통 전극인 터치 전극(TE)으로 인가되는 공통 전압(Vcom)이 5.5V인 경우를 예시로 나타낸다. 그리고, (+) 극성의 최고 계조의 데이터 전압(Vdata)은 11V이고, 최저 계조의 데이터 전압(Vdata)은 6V인 경우를 예시로 나타낸다. 또한, (-) 극성의 최고 계조의 데이터 전압(Vdata)은 0V이고, 최저 계조의 데이터 전압(Vdata)은 5V인 경우를 예시로 나타낸다. 따라서, 6V~11V의 데이터 전압(Vdata)은 (+) 극성의 데이터 전압(Vdata)을 나타내고, 0V~5V의 데이터 전압(Vdata)은 (-) 극성의 데이터 전압(Vdata)을 나타낸다.

첫 번째 행의 4개의 서브픽셀(SP)이 나타내는 영상 데이터가 최고 계조, 최저 계조, 최고 계조, 최저 계조이고, 첫 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴이 (+), (-), (+), (-)인 경우에, 데이터 전압(Vdata)은 11V, 5V, 11V, 5V일 수 있다. 그리고, 두 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 첫 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)과 인버전 패턴에 따라 두 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata) 간의 트랜지션 값에 따라 산출한다.

여기서, 4개의 서브픽셀(SP) 단위로 인버전 패턴을 결정하는 경우, 두 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴은 6개의 인버전 패턴 중에서 선택 가능할 수 있다. 즉, CASE #1은 두 번째 행의 서브픽셀(SP)로 (+), (+), (-), (-) 극성의 데이터 전압(Vdata)이 공급되는 경우를 나타내고, CASE #2는 두 번째 행의 서브픽셀(SP)로 (-), (-), (+), (+) 극성의 데이터 전압(Vdata)이 공급되는 경우를 나타낸다. 마찬가지로, CASE #3 ~ #6은 다른 극성의 조합을 나타낼 수 있다. 그리고, 두 번째 행의 서브픽셀(SP)이 나타내는 영상 데이터가 최저 계조, 최고 계조, 최저 계조, 최고 계조일 때, 6개의 인버전 패턴에 따른 데이터 전압(Vdata)이 산출될 수 있다. 일 예로, CASE #1과 같이, (+), (+), (-), (-) 극성일 경우, 데이터 전압(Vdata)은 6V, 11V, 5V, 0V일 수 있고, CASE #2와 같이, (-), (-), (+), (+) 극성일 경우, 데이터 전압(Vdata)은 5V, 0V, 6V, 11V일 수 있다.

이러한 6개의 인버전 패턴에 따른 데이터 전압(Vdata)의 합과 첫 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 합의 차이 값을 산출한다.

여기서, CASE #4에 따라 (-), (+), (-), (+) 극성의 데이터 전압(Vdata)을 두 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급하는 경우, 첫 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)과 두 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata) 간의 차이의 합인 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값이 0이 되는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 두 번째 행의 서브픽셀(SP)로 CASE #4의 인버전 패턴에 따른 데이터 전압(Vdata)이 공급되도록 한다.

즉, 첫 번째 행의 인버전 패턴은 (+), (-), (+), (-)로 설정하고, 두 번째 행의 인버전 패턴은 (-), (+), (-), (+)로 설정함으로써, 첫 번째 행과 두 번째 행의 데이터 전압(Vdata) 간의 트랜지션 값이 0이 되도록 할 수 있다. 그리고, 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값이 0이 되도록 함으로써, 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션으로 인한 터치 전극(TE)의 전압 변동을 방지할 수 있다.

마찬가지로, 두 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 고려하여, 세 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴을 결정한다.

세 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)이 최고 계조, 최저 계조, 최고 계조, 최저 계조인 경우, 두 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 극성이 (-), (+), (-), (+)인 것을 고려하여 트랜지션 값을 산출한다. 세 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 경우, CASE #3에 따라 (+), (-), (+), (-) 극성의 데이터 전압(Vdata)을 공급하면, 두 번째 행과 세 번째 행의 데이터 전압(Vdata) 간의 트랜지션 값이 0이 되는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 세 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴을 CASE #3으로 결정한다.

동일한 방식으로, 나머지 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴을 결정할 수 있으며, 도 11은 결정된 인버전 패턴의 예시를 나타낸다.

도 11을 참조하면, 첫 번째 행의 서브픽셀(SP)의 인버전 패턴은 CASE #3으로 결정되고, 두 번째 행, 세 번째 행, 네 번째 행, 다섯 번째 행 및 여섯 번째 행의 서브픽셀(SP)의 인버전 패턴은 각각 CASE #4, CASE #3, CASE #4, CASE #3, CASE #4로 결정될 수 있다.

그리고, 이와 같은 인버전 패턴에 따라 데이터 전압(Vdata)이 공급될 경우, 인접한 4개의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값의 합은 0이 되는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 데이터 전압(Vdata)의 극성이 반전되는 인버전 구동으로 인해 터치 전극(TE)의 전압 변동이 발생하는 것을 방지하고, 터치 센싱의 성능을 개선할 수 있다.

또한, 전술한 예시는, 공통 전압(Vcom)이 5.5V인 경우를 예시로 나타내고 있으나, 공통 전압(Vcom)의 레벨은 다르게 설정될 수도 있으며, 일 예로, 공통 전압(Vcom)은 0V일 수도 있다. 이러한 경우 (+) 극성의 데이터 전압(Vdata)의 범위는 0.5V ~ 5.5V이고, (-) 극성의 데이터 전압(Vdata)의 범위는 -0.5V ~ -5.5V일 수 있다.

공통 전압(Vcom)이 0V인 경우, 도 10의 예시에서, 첫 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)은 5.5V, -0.5V, 5.5V, -0.5V일 수 있다. 그리고, 두 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)은 인버전 패턴에 따라 0.5V, 5.5V, -0.5V, -5.5V (CASE #1), -0.5V, -5.5V, 0.5V, 5.5V (CASE #2), 0.5V, -5.5V, 0.5V, -5.5V (CASE #3), -0.5V, 5.5V, -0.5V, 5.5V (CASE #4), 0.5V, -5.5V, -0.5V, 5.5V (CASE #5), -0.5V, 5.5V, 0.5V, -5.5V (CASE #6)일 수 있다. 이러한 경우에도, 첫 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)과 인버전 패턴에 따라 두 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata) 간의 차이인 트랜지션 값은 도 10에 도시된 예시와 동일하게 산출될 수 있다. 따라서, 두 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴은 트랜지션 값이 0이 되도록 하는 CASE #4로 결정될 수 있다.

이러한 인버전 패턴은 인접한 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 평균 값에 기초하여 결정될 수도 있다.

도 12와 도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 4개 서브픽셀(SP) 단위로 인버전 패턴을 가변하는 방식의 다른 예시를 나타낸 것이다.

도 12를 참조하면, 도 7에 도시된 첫 번째 행의 서브픽셀(SP)에 해당하는 영상 데이터가 최고 계조, 최저 계조, 최고 계조, 최저 계조인 경우 영상 데이터에 따른 인버전 패턴 별 데이터 전압(Vdata)을 산출한다. 그리고, 산출된 데이터 전압(Vdata)의 평균 값을 산출한다.

일 예로, CASE #1의 인버전 패턴인 (+), (+), (-), (-)에 따르면 첫 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)이 11V, 6V, 0V, 5V이고 데이터 전압(Vdata)의 평균 값은 5.5가 된다. 그리고, 인버전 패턴에 따라 평균 값은 5.5, 8, 또는 3일 수 있다.

여기서, 인접한 4개의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 평균 값이 특정 전압이 되도록 인버전 패턴을 결정할 수 있다.

즉, 각각의 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 평균 값이 동일한 값이 되도록 함으로써, 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값이 0이 되도록 할 수 있다.

또는, 이러한 데이터 전압(Vdata)의 평균 값이 공통 전극, 즉, 터치 전극(TE)에 인가된 전압과 동일한 값이 되도록 할 수도 있다.

따라서, 데이터 전압(Vdata)의 평균 값이 5.5가 되도록 하는 인버전 패턴 중 하나를 해당 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴으로 결정할 수 있으며, 데이터 전압(Vdata)의 평균 값이 터치 전극(TE)에 인가된 전압과 동일한 값을 유지하도록 함으로써 터치 전극(TE)의 전압 변동을 최소화할 수 있다.

이와 같이, 각각의 서브픽셀(SP) 행마다 데이터 전압(Vdata)의 평균 값이 특정 전압(예, 5.5V)가 되도록 하는 인버전 패턴을 결정할 수 있으며, 이러한 방식으로 결정된 인버전 패턴은 도 13에 도시된 예시와 같을 수 있다.

도 13을 참조하면, 첫 번째 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴은 CASE #1이고, 나머지 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴도 모두 CASE #1일 수 있다.

그리고, 각각의 행의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 평균 값이 특정 전압이 되도록 인버전 패턴이 결정되므로, 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값의 합은 0이 될 수 있다.

따라서, 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션으로 인한 터치 전극(TE)의 전압 변동을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은, 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션으로 인한 터치 전극(TE)의 전압 변동을 최소화하면서 연속된 프레임에서 인버전 패턴을 전체적으로 변경해줌으로써, 가변적인 인버전 패턴의 적용에 의한 열화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 프레임 단위로 인버전 패턴을 가변하는 방식의 예시를 나타낸 도면이다.

도 14를 참조하면, 각각의 프레임에서 데이터 라인(DL)을 통해 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴은 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값의 합이 0이 되도록 결정될 수 있다. 또는, 전술한 예시와 같이, 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값의 합이 특정 값으로부터 일정한 범위 내가 되도록 인버전 패턴이 결정될 수도 있다.

M번째 프레임에서 결정된 인버전 패턴 #M에 따라 데이터 라인(DL)을 통해 서브픽셀(SP)로 데이터 전압(Vdata)이 공급될 수 있다. 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값의 합이 0이 되도록 인버전 패턴이 결정됨에 따라, 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션으로 인한 터치 전극(TE)의 전압 변동을 최소화할 수 있다.

그리고, (M+1)번째 프레임에서 결정된 인버전 패턴 #(M+1)에 따라 데이터 라인(DL)을 통해 서브픽셀(SP)로 데이터 전압(Vdata)이 공급될 수 있다.

여기서, (M+1)번째 프레임의 인버전 패턴 #(M+1)에 따른 데이터 전압(Vdata)의 극성 중 적어도 일부는 M번째 프레임의 인버전 패턴 #M에 따른 데이터 전압(Vdata)의 극성과 반대일 수 있다.

즉, M번째 프레임에서 특정 데이터 라인(DL)으로 I번째 공급되는 데이터 전압(Vdata)이 (+) 극성인 경우 (M+1)번째 프레임에서 해당 데이터 라인(DL)으로 I번째 공급되는 데이터 전압(Vdata)은 (-) 극성일 수 있다. 그리고, M번째 프레임에서 특정 데이터 라인(DL)으로 J번째 공급되는 데이터 전압(Vdata)이 (-) 극성인 경우 (M+1)번째 프레임에서 해당 데이터 라인(DL)으로 J번째 공급되는 데이터 전압(Vdata)은 (+) 극성일 수 있다.

이러한 (M+1)번째 프레임의 인버전 패턴 #(M+1)은 (M+1)번째 프레임의 영상 데이터에 따른 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값의 합이 0이 되도록 인버전 패턴을 생성한 후, 생성된 인버전 패턴의 극성을 모두 반전시킴으로써 산출될 수 있다.

또는, 일부 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴을 이전 프레임과 반대로 설정한 후, 나머지 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴을 결정함으로써 산출될 수도 있다. 일 예로, 4개의 서브픽셀(SP)의 인버전 패턴을 반전시키고 반전된 인버전 패턴에 기초하여 (M+1)번째 프레임의 인버전 패턴을 결정하는 방식을 통해 M번째 프레임의 인버전 패턴과 반대 극성을 갖는 인버전 패턴이 산출될 수 있다.

따라서, 연속된 프레임에서 반대 극성을 나타내는 인버전 패턴에 따라 데이터 전압(Vdata)이 공급될 수 있다. 그리고, 인버전 패턴의 반전은 홀수 번째 프레임 또는 짝수 번째 프레임마다 수행될 수 있다.

일 예로, M번째 프레임에서 결정된 인버전 패턴 #M에 따라 데이터 전압(Vdata)이 공급되고, (M+1)번째 프레임에서 극성이 반전된 인버전 패턴 #(M+1)에 따라 데이터 전압(Vdata)이 공급될 수 있다. 그리고, (M+2)번째 프레임에서 결정된 인버전 패턴 #(M+2)에 따라 데이터 전압(Vdata)이 공급되고, (M+3)번째 프레임에서 극성이 반전된 인버전 패턴 #(M+3)에 따라 데이터 전압(Vdata)이 공급될 수 있다.

이에 따라, 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션에 의한 터치 전극(TE)의 전압 변동 최소화를 위한 인버전 패턴을 가변하더라도, 임의의 서브픽셀(SP)이 연속된 프레임에서 특정 극성을 유지하지 않도록 할 수 있다. 또한, 다수의 프레임 중 적어도 2개의 연속된 프레임에서 임의의 서브픽셀(SP)이 특정 극성을 유지하지 않고 극성이 반전되도록 할 수 있다. 따라서, 적응적인 인버전 패턴을 적용하더라도 디스플레이 구동에 의한 열화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

특히, 이전 프레임과 현재 프레임의 영상 데이터가 동일한 경우에도, 이전 프레임의 인버전 패턴에 따른 데이터 전압(Vdata)의 극성과 현재 프레임의 인버전 패턴에 따른 데이터 전압(Vdata)의 극성이 반대가 되도록 함으로써, 특정 이미지 패턴이나 고정된 이미지, 정적 이미지 등을 표시함에 따른 열화가 발생하지 않도록 할 수 있다.

또한, 전술한 인버전 패턴의 극성 반전은 연속된 다수의 프레임 중 적어도 하나의 프레임에서 수행될 수도 있다.

도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 프레임 단위로 인버전 패턴을 가변하는 방식의 다른 예시를 나타낸 도면이다.

도 15를 참조하면, 터치 디스플레이 장치(100)는, 각각의 프레임마다 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값의 합이 0이 되거나 특정 값으로부터 일정한 범위 내가 되도록 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴을 결정할 수 있다.

그리고, 연속된 L개의 프레임 중 적어도 하나의 프레임에서 인버전 패턴은 이전 프레임의 인버전 패턴과 반대 극성을 갖도록 할 수 있다.

일 예로, 첫 번째 프레임부터 (L-1)번째 프레임까지 각각의 프레임에서 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값의 합에 기초하여 인버전 패턴을 결정할 수 있다. 그리고, L번째 프레임의 인버전 패턴 #L은 (L-1)번째 프레임의 인버전 패턴 #(L-1)에 따른 데이터 전압(Vdata)의 극성과 반대 극성을 나타내도록 결정될 수 있다.

이러한 L번째 프레임의 인버전 패턴 #L은 L번째 프레임의 인버전 패턴을 생성한 후, 전체적으로 반전시킴으로써 산출될 수 있다. 또는, L번째 프레임의 일부 서브픽셀(SP)의 인버전 패턴을 (L-1)번째 프레임과 반대로 설정한 후, 나머지 서브픽셀(SP)의 인버전 패턴을 결정하는 방식을 통해 산출될 수도 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예들은, 적응적인 인버전 패턴에 따라 데이터 전압(Vdata)을 공급함으로써 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션에 따른 터치 전극(TE)의 전압 변동을 최소화한다. 그리고, 홀수 번째나 짝수 번째 프레임마다 인버전 패턴의 극성을 반전시키거나, 특정 개수의 프레임마다 인버전 패턴의 극성이 반전된 프레임이 포함되도록 함으로써, 적응적인 인버전 패턴의 적용에 의해 특정 서브픽셀(SP)의 열화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 인버전 패턴을 적응적으로 가변한 경우 공통 전극에 인가되는 신호의 파형의 예시를 나타낸 도면이다.

도 16을 참조하면, 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값의 합이 큰 이미지 패턴에 따른 데이터 전압(Vdata)이 공급되면, 터치 전극(TE), 즉, 공통 전극에 인가된 공통 전압(Vcom)의 변동이 크게 발생할 수 있다(Case A의 1601 참조). 이러한 경우 디스플레이 구동 기간에 터치 센싱을 수행하면, 터치 전극(TE)의 전압 변동으로 인한 터치 센싱 신호(TSS)의 노이즈가 증가하여 터치 센싱의 성능이 저하될 수 있다.

반면, 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값의 합에 기초하여 이미지 패턴에 대응하는 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴을 결정하고, 결정된 인버전 패턴에 따라 데이터 전압(Vdata)이 공급되면 공통 전압(Vcom)의 변동 폭이 감소될 수 있다(Case B의 1602 참조).

따라서, 본 발명의 실시예들은, 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션에 따른 터치 전극(TE)의 전압 변동을 감소시켜 터치 센싱 신호의 노이즈를 저감시키고 터치 센싱 성능을 향상시킬 수 있다.

이러한 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴은 컨트롤러(140)가 영상 데이터의 패턴 분석을 통해 결정할 수 있다. 그리고, 컨트롤러(140)는 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호와 함께 인버전 패턴에 대응하는 인버전 제어 신호를 데이터 구동 회로(130)로 전송하여, 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값이 최소가 되도록 하는 인버전 구동이 수행될 수 있다.

도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 컨트롤러(140)에서 데이터 구동 회로(130)로 출력하는 입력 데이터의 예시를 나타낸 것이다.

도 17을 참조하면, 컨트롤러(140)는 외부로부터 수신된 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호를 생성한다. 일 예로, 영상 데이터가 256 계조로 표현되는 경우, 컨트롤러(140)는 영상 데이터를 8비트의 데이터 신호로 변환할 수 있다.

그리고, 컨트롤러(140)는 4개의 서브픽셀(SP)마다 인버전 패턴을 지시하는 인버전 제어 신호를 데이터 신호와 함께 전송할 수 있다.

여기서, 4개의 서브픽셀(SP)의 인버전 패턴의 수는 6개이므로, 3비트의 디지털 신호를 통해 인버전 패턴을 나타낼 수 있다.

따라서, 컨트롤러(140)는 4개의 서브픽셀(SP)에 해당하는 데이터 신호에 각각 1비트의 신호를 추가하고, 이 중 3비트(P0, P1, P2)를 이용하여 6개의 인버전 패턴 중 어느 하나를 지시할 수 있다. 그리고, 나머지 1비트는 더미 비트일 수 있다.

컨트롤러(140)는 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호와 인버전 패턴에 대응하는 인버전 제어 신호를 포함하는 입력 데이터를 데이터 구동 회로(130)로 전송한다.

데이터 구동 회로(130)는 컨트롤러(140)로부터 수신된 데이터 신호를 통해 계조를 확인하고, 인버전 제어 신호를 통해 인버전 패턴을 확인한다. 그리고, 계조와 인버전 패턴에 따른 데이터 전압(Vdata)을 확인하고, 해당 데이터 전압(Vdata)을 출력하여 인버전 구동을 수행할 수 있다.

도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 데이터 구동 회로(130)에서 인버전 패턴에 따라 데이터 전압(Vdata)을 출력하는 방식의 예시들을 나타낸 것이다.

도 18을 참조하면, 영상 데이터에 따른 데이터 전압(Vdata)이 입력되는 입력 버퍼(131)와, 데이터 라인(DL)으로 데이터 전압(Vdata)을 출력하는 출력 버퍼(132)와, 입력 버퍼(131)와 출력 버퍼(132) 사이를 연결하며 인버전 패턴에 따라 입력 버퍼(131)와 출력 버퍼(132)의 연결을 제어하는 스위치(133)를 포함할 수 있다.

데이터 구동 회로(130)는 컨트롤러(140)로부터 수신된 데이터 신호를 통해 계조를 확인하고, 인버전 제어 신호를 통해 인버전 패턴을 확인한다. 그리고, 룩업 테이블을 통해 해당 계조와 인버전 패턴의 극성에 따른 데이터 전압(Vdata)을 확인하고, 데이터 전압(Vdata)을 출력한다.

여기서, 입력 버퍼(131)와 출력 버퍼(132)의 연결을 제어하는 스위치(133)는 인버전 제어 신호에 따라 출력 버퍼(132)를 통해 출력되는 데이터 전압(Vdata)의 극성을 제어할 수 있다.

일 예로, 인버전 제어 신호인 P0/1/2가 LLL인 경우 인버전 패턴의 CASE #3인 (+), (-), (+), (-)에 따라 데이터 전압(Vdata)이 출력되도록 한다. 따라서, 스위치(133)는 인접한 4개의 서브픽셀(SP)로 공급되는 4개의 데이터 전압(Vdata) R1, G1, B1, R2의 극성이 각각 +R1, -G1, +B1, -R2로 출력되도록 입력 버퍼(131)와 출력 버퍼(132)의 연결을 제어한다.

또는, 인버전 제어 신호인 P0/1/2가 LLH인 경우 인버전 패턴의 CASE #4인 (-), (+), (-), (+)에 따라 데이터 전압(Vdata)이 출력되도록 한다. 따라서, 스위치(133)는 인접한 4개의 서브픽셀(SP)로 공급되는 4개의 데이터 전압(Vdata) G2, B2, R3, G3의 극성이 각각 -G2, +B2, -R3, +G3로 출력되도록 제어할 수 있다.

이와 같이, 데이터 구동 회로(130)는 데이터 신호와 함께 수신된 인버전 제어 신호에 따라 인접한 4개의 서브픽셀(SP)로 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 극성을 가변함으로써, 각각의 서브픽셀(SP) 행마다 인버전 패턴이 가변될 수 있도록 한다.

그리고, 이러한 인버전 패턴의 변경을 통해 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값을 감소시켜, 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션으로 인한 터치 전극(TE)의 전압 변동을 최소화할 수 있도록 한다.

도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 컨트롤러(140)의 구동 방법의 과정의 예시를 나타낸 것이다.

도 19를 참조하면, 컨트롤러(140)는 외부로부터 영상 데이터를 수신하고 수신된 영상 데이터의 패턴을 분석하여 인버전 패턴을 결정한다.

구체적으로, 컨트롤러(140)는 인접한 2N개의 서브픽셀(SP)로 K번째 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴을 결정한다(S1900).

여기서, K번째 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴은 (K-1)번째 데이터 전압(Vdata)과의 차이 값에 기초하여 결정될 수도 있고, K번째 데이터 전압(Vdata)의 평균 값에 기초하여 결정될 수도 있다.

컨트롤러(140)는 인버전 패턴에 따른 (K+1)번째 데이터 전압(Vdata)의 합과 이미 결정된 K번째 데이터 전압(Vdata)의 합의 차이 값을 산출하고(S1910), 차이 값에 기초하여 (K+1)번째 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴을 결정할 수 있다(S1920).

또는, (K+1)번째 데이터 전압(Vdata)의 평균 값에 기초하여 인버전 패턴을 결정할 수도 있다.

컨트롤러(140)는 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호와 결정된 인버전 패턴에 대응하는 인버전 제어 신호를 데이터 구동 회로(130)로 전송한다(S1930). 그리고, 이를 통해, 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션을 감소시킬 수 있는 인버전 구동이 수행될 수 있도록 한다.

전술한 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 전극(TE)으로 인가된 터치 구동 신호(TDS)에 기초하여 변조된 신호를 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)으로 공급함으로써, 디스플레이 구동과 동시에 터치 센싱을 수행할 수 있도록 한다.

또한, 데이터 라인(DL)을 통해 공급되는 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값을 고려하여, 데이터 전압(Vdata)의 인버전 패턴을 가변함으로써 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션 값을 감소시킬 수 있도록 한다.

이를 통해, 데이터 전압(Vdata)의 트랜지션에 의한 터치 전극(TE)의 전압 변동을 최소화하여, 디스플레이 구동과 터치 센싱을 동시에 수행하는 경우에도 터치 센싱의 성능을 개선할 수 있도록 한다. 또한, 프레임 단위로 결정된 인버전 패턴의 극성을 반전시켜줌으로써, 적응적으로 인버전 패턴을 결정함에 따라 특정 서브픽셀(SP)의 열화가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 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 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

다수의 터치 전극들이 배치되거나 내장된 터치 디스플레이 패널;
상기 터치 디스플레이 패널에 배치된 다수의 데이터 라인들; 및
상기 다수의 데이터 라인들로 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동 회로를 포함하고,
상기 데이터 구동 회로는,
인접한 2N개의 데이터 라인들 중 N개의 데이터 라인으로 상기 터치 전극에 인가된 전압보다 높은 데이터 전압을 공급하고, 나머지 N개의 데이터 라인으로 상기 터치 전극에 인가된 전압보다 낮은 데이터 전압을 공급하며,
상기 2N개의 데이터 라인들로 K번째 공급되는 데이터 전압의 합과 (K+1)번째 공급되는 데이터 전압의 합의 차이는 기설정된 값으로부터 일정한 범위 이내인 터치 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 2N개의 데이터 라인들로 K번째 공급되는 데이터 전압의 합과 (K+1)번째 공급되는 데이터 전압의 합의 차이는 0으로부터 일정한 범위 이내인 터치 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 2N개의 데이터 라인들로 K번째 공급되는 데이터 전압의 평균과 (K+1)번째 공급되는 데이터 전압의 평균은 각각 기설정된 전압으로부터 일정한 범위 이내인 터치 디스플레이 장치.
제3항에 있어서,
상기 2N개의 데이터 라인들로 K번째 공급되는 데이터 전압의 평균과 (K+1)번째 공급되는 데이터 전압의 평균은 각각 상기 터치 전극에 인가된 전압으로부터 일정한 범위 이내인 터치 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 데이터 구동 회로는,
외부로부터 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호와 인버전 제어 신호를 포함하는 입력 데이터를 수신하는 터치 디스플레이 장치.
제5항에 있어서,
상기 2N개의 데이터 라인들 중 상기 터치 전극에 인가된 전압보다 높은 데이터 전압이 인가되는 N개의 데이터 라인은 상기 인버전 제어 신호에 따라 다른 터치 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 데이터 구동 회로는,
외부로부터 수신된 데이터 신호에 대응하는 데이터 전압이 입력되는 입력 버퍼;
상기 다수의 데이터 라인들로 상기 데이터 전압을 출력하는 출력 버퍼; 및
상기 2N개의 데이터 라인들과 대응되고, 상기 입력 버퍼와 상기 출력 버퍼 사이의 연결을 제어하는 스위치를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 터치 전극에 인가된 전압은 AC 전압이고,
상기 2N개의 데이터 라인들 중 N개의 데이터 라인으로 인가되는 데이터 전압의 적어도 일부는 상기 터치 전극에 인가된 전압의 하이 레벨 전압보다 높고,
나머지 N개의 데이터 라인으로 인가되는 데이터 전압의 적어도 일부는 상기 터치 전극에 인가된 전압의 로우 레벨 전압보다 낮은 터치 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 2N개의 데이터 라인들 중 어느 하나의 데이터 라인으로 M번째 프레임에서 I번째 공급되는 데이터 전압은 상기 터치 전극에 인가된 전압보다 높은 데이터 전압이고 (M+1)번째 프레임에서 I번째 공급되는 데이터 전압은 상기 터치 전극에 인가된 전압보다 낮은 데이터 전압인 터치 디스플레이 장치.
제9항에 있어서,
상기 데이터 구동 회로는,
외부로부터 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호를 수신하고, 상기 M번째 프레임의 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호와 상기 (M+1)번째 프레임의 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호는 동일한 터치 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 2N개의 데이터 라인들 중 어느 하나의 데이터 라인으로 연속된 L개의 프레임 중 적어도 하나의 프레임에서 I번째 공급되는 데이터 전압은 상기 터치 전극에 인가된 전압보다 높은 데이터 전압이고 이전 프레임에서 I번째 공급되는 데이터 전압은 상기 터치 전극에 인가된 전압보다 낮은 데이터 전압인 터치 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
적어도 2개의 연속된 프레임에서 상기 2N개의 데이터 라인들 중 어느 하나의 데이터 라인으로 첫 번째 프레임에서 I번째 공급되는 데이터 전압은 상기 터치 전극에 인가된 전압보다 높은 전압이고 두 번째 프레임에서 I번째 공급되는 데이터 전압은 상기 터치 전극에 인가된 전압보다 낮은 전압인 터치 디스플레이 장치.
외부로부터 수신된 데이터 신호에 대응하는 데이터 전압이 입력되는 입력 버퍼;
데이터 라인으로 상기 데이터 전압을 출력하는 출력 버퍼; 및
상기 입력 버퍼와 상기 출력 버퍼 사이의 연결을 제어하는 스위치를 포함하고,
인접한 2N개의 데이터 라인들로 K번째 출력하는 데이터 전압의 합과 (K+1)번째 출력하는 데이터 전압의 합의 차이는 기설정된 값으로부터 일정한 범위 이내인 데이터 구동 회로.
제13항에 있어서,
상기 2N개의 데이터 라인들 중 N개의 데이터 라인으로 출력하는 데이터 전압은 특정 전압보다 높고,
나머지 N개의 데이터 라인으로 출력하는 데이터 전압은 상기 특정 전압보다 낮은 데이터 구동 회로.
제14항에 있어서,
상기 2N개의 데이터 라인들로 K번째 출력하는 데이터 전압의 평균과 (K+1)번째 출력하는 데이터 전압의 평균은 각각 상기 특정 전압으로부터 일정한 범위 이내인 데이터 구동 회로.
제14항에 있어서,
상기 스위치는 상기 2N개의 데이터 라인들과 대응되고,
상기 스위치에 따라 상기 특정 전압보다 높은 데이터 전압이 인가되는 N개의 데이터 라인이 변경되는 데이터 구동 회로.
제14항에 있어서,
상기 2N개의 데이터 라인들 중 어느 하나의 데이터 라인으로 M번째 프레임에서 I번째 공급되는 데이터 전압은 상기 특정 전압보다 높고 (M+1)번째 프레임에서 I번째 공급되는 데이터 전압은 상기 특정 전압보다 낮은 데이터 구동 회로.
외부로부터 영상 데이터를 수신하는 단계;
상기 영상 데이터에 따른 K번째 데이터 전압의 인버전 패턴을 결정하는 단계;
상기 영상 데이터에 따른 (K+1)번째 데이터 전압의 인버전 패턴의 후보들과 상기 K번째 데이터 전압의 인버전 패턴에 기초하여, 상기 (K+1)번째 데이터 전압의 합과 상기 K번째 데이터 전압의 합의 차이 값을 산출하는 단계;
상기 차이 값에 기초하여, 상기 (K+1)번째 데이터 전압의 인버전 패턴을 결정하는 단계; 및
상기 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호와 상기 인버전 패턴에 대응하는 인버전 제어 신호를 포함하는 입력 데이터를 출력하는 단계
를 포함하는 컨트롤러의 구동 방법.
제18항에 있어서,
상기 (K+1)번째 데이터 전압의 인버전 패턴을 결정하는 단계는,
상기 (K+1)번째 데이터 전압의 인버전 패턴의 후보들 중 상기 차이 값이 기설정된 값으로부터 일정한 범위 이내가 되도록 하는 인버전 패턴을 상기 (K+1)번째 데이터 전압의 인버전 패턴으로 결정하는 컨트롤러의 구동 방법.
제18항에 있어서,
상기 영상 데이터에 따른 K+2 번째 데이터 전압의 인버전 패턴의 후보들과 상기 (K+1)번째 데이터 전압의 인버전 패턴에 기초하여, 상기 (K+2)번째 데이터 전압의 인버전 패턴을 결정하는 단계를 더 포함하는 컨트롤러의 구동 방법.
제18항에 있어서,
2N개의 상기 입력 데이터에 포함된 상기 인버전 제어 신호 중 적어도 하나는 더미 신호인 컨트롤러의 구동 방법.