KR20200007318A

KR20200007318A - 표시장치와 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20200007318A
Application number: KR1020180081290A
Authority: KR
Inventors: 김동주; 조순동; 장훈; 허준오; 김종우
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2018-07-12
Filing date: 2018-07-12
Publication date: 2020-01-22
Also published as: CN110716658A; KR102544520B1; US10902818B2; US20200020296A1; CN110716658B

Abstract

본 발명은 표시장치와 그 구동 방법에 관한 것으로, 제어신호에 응답하여 제1 데이터 구동부의 제1 채널로부터의 데이터 전압을 둘 이상의 데이터 라인들에 시분할 분배하는 제1 디멀티플렉서, 상기 제어신호를 지연하는 신호 지연부, 및 상기 신호 지연부에 의해 지연된 제어신호에 응답하여 상기 데이터 구동부의 제2 채널로부터의 데이터 전압을 다른 둘 이상의 데이터 라인들에 시분할 분배하는 제2 디멀티플렉서를 포함한다.

Description

표시장치와 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 데이터 구동부와 데이터 라인들 사이에 디멀티플렉서(Demultiplexer, DEMUX)가 배치된 표시장치와 그 구동 방법에 관한 것이다.

표시장치는 화면 상에 픽셀 어레이가 배치된 표시패널과, 입력 영상의 픽셀 데이터를 표시패널의 픽셀들에 기입하기 위한 표시패널 구동회로를 포함한다. 표시패널 구동회로는 픽셀 어레이의 데이터 라인들에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부와, 데이터 신호에 동기되는 게이트 신호(또는 스캔 신호)를 픽셀 어레이의 게이트 라인들(또는 스캔 라인들)에 순차적으로 공급하는 게이트 구동부(또는 스캔 구동부)를 포함할 수 있다.

이러한 표시장치는 EMI(Electro-Magnetic Interference) 규제를 받을 수 있다. 표시장치의 EMI를 줄이기 위한 다양한 기술이 적용되고 있으나 EMI 규격을 충족하기가 어렵다.

본 발명은 EMI를 줄일 수 있는 표시장치와 그 구동 방법을 제공한다.

본 발명의 표시장치는 제어신호를 발생하는 제어신호 발생부, 상기 제어신호에 응답하여 제1 데이터 구동부의 제1 채널로부터의 데이터 전압을 둘 이상의 데이터 라인들에 시분할 분배하는 제1 디멀티플렉서, 상기 제어신호를 지연하는 신호 지연부, 및 상기 신호 지연부에 의해 지연된 제어신호에 응답하여 상기 데이터 구동부의 제2 채널로부터의 데이터 전압을 다른 둘 이상의 데이터 라인들에 시분할 분배하는 제2 디멀티플렉서를 포함한다.

본 발명의 표시장치는 제어 신호에 응답하여 데이터 구동부의 제1 채널을 통해 출력된 데이터 전압을 제1 및 제2 데이터 라인들에 시분할 분배하는 제1 디멀티플렉서; 지연된 상기 제어 신호에 응답하여 상기 데이터 구동부의 제2 채널을 통해 출력된 데이터 전압을 제3 및 제4 데이터 라인들에 시분할 분배하는 제2 디멀티플렉서; 및 상기 제어 신호가 전송되는 제1 제어신호 라인과, 상기 제2 디멀티플렉서의 제어 노드에 연결된 제2 제어신호 라인 사이에 연결되어 상기 제어신호를 지연시켜 상기 제2 디멀티플렉서의 제어 노드에 인가하는 신호 지연부를 포함한다.

상기 표시장치의 구동 방법은 제1 및 제2 디멀티플렉서의 스위치 온/오프 타이밍을 제어하기 위한 제어 신호를 발생하는 단계; 상기 제어 신호를 상기 제1 디멀티플렉서의 제어 노드에 인가하여 데이터 구동부의 제1 채널을 통해 출력된 데이터 전압을 제1 및 제2 데이터 라인들로 시분할 분배하는 단계; 상기 제1 제어 신호를 지연시키는 단계; 및 지연된 상기 제1 제어신호를 상기 제2 디멀티플렉서의 제어 노드에 인가하여 상기 데이터 구동부의 제2 채널을 통해 출력된 데이터 전압을 제3 및 제4 데이터 라인들로 시분할 분배하는 단계를 포함한다.

본 발명은 디멀티플렉서들의 스위치 온/오프 타이밍의 시간차를 이용하여 표시장치의 EMI를 줄일 수 있다.

본 발명은 터치 센싱 구간 동안 시간차 없이 디멀티플렉서들의 스위치 온/오프 타이밍을 제어함으로써 게이트 라인 및 센서 라인에 인가되는 무부하 신호와 동위상의 무부하 신호를 모든 데이터 라인들에 공급하여 터치 센서 신호의 기생 용량 영향을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 안정화 시간 동안 터치 센서 구동부가 동작하지 않고 대기 상태이므로 소비 전력을 발생하지 않고, 표시패널(100)의 기생 용량으로 인한 영향을 무시할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 도면들이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 디멀티플렉서의 제어신호를 보여 주는 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 1 및 도 2에 도시된 신호 지연부를 상세히 보여 주는 회로도들이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 도면들이다.
도 9 및 도 10은 픽셀들과 터치 센서들의 구동 방법을 보여 주는 파형도들이다.
도 11은 디스플레이 구간과 터치 센싱 구간의 경계에서 디멀티플렉서의 스위치 제어신호를 보여 주는 파형도이다.
도 12는 터치 센싱 구간 동안 터치 센서 구동 신호를 자세히 보여 주는 파형도이다.
도 13은 터치 센서 그룹의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 14는 신호 지연부의 양단에 연결된 바이패스 스위치 소자를 보여 주는 회로도이다.

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

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

본 명세서 상에서 언급된 "구비한다", "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 복수로 해석될 수 있다.

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 구성요소들 간에 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 그 구성요소들 사이에 하나 이상의 다른 구성 요소가 개재될 수 있다.

구성 요소들을 구분하기 위하여 제1, 제2 등이 사용될 수 있으나, 이 구성 요소들은 구성 요소 앞에 붙은 서수나 구성 요소 명칭으로 그 기능이나 구조가 제한되지 않는다.

이하의 실시예들은 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하다. 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

본 발명의 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED Display) 등의 평판 표시장치로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시장치의 일 예로서 액정표시장치를 중심으로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 터치 센서들은 온-셀(On-cell type) 또는 애드 온 타입(Add on type)으로 표시패널의 화면 상에 배치되거나 인-셀(In-cell type) 터치 센서가 표시패널에 내장될 수 있다. 이하의 실시예에서 인-셀 터치 센서를 중심으로 설명되지만, 본 발명의 터치 센서는 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 표시장치에서 픽셀 어레이, 게이트 구동부, 디멀티플렉서 어레이 등의 회로는 표시패널 상에 실장되는 다수의 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 표시패널 상에 실장된 회로는 n 채널 트랜지스터(NMOS)와 p 채널 트랜지스터(PMOS) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 트랜지스터는 게이트(gate), 소스(source) 및 드레인(drain)을 포함한 3 전극 소자이다. 소스는 캐리어(carrier)를 트랜지스터에 공급하는 전극이다. 트랜지스터 내에서 캐리어는 소스로부터 흐르기 시작한다. 드레인은 트랜지스터에서 캐리어가 외부로 나가는 전극이다. 트랜지스터에서 캐리어의 흐름은 소스로부터 드레인으로 흐른다. n 채널 트랜지스터의 경우, 캐리어가 전자(electron)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 전자가 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 낮은 전압을 가진다. n 채널 트랜지스터에서 전류의 방향은 드레인으로부터 소스 쪽으로 흐른다. p 채널 트랜지스터(PMOS)의 경우, 캐리어가 정공(hole)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 정공이 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 높다. p 채널 트랜지스터에서 정공이 소스로부터 드레인 쪽으로 흐르기 때문에 전류가 소스로부터 드레인 쪽으로 흐른다. 트랜지스터의 소스와 드레인은 고정된 것이 아니라는 것에 주의하여야 한다. 예컨대, 소스와 드레인은 인가 전압에 따라 변경될 수 있다. 따라서, 트랜지스터의 소스와 드레인으로 인하여 발명이 제한되지 않는다. 이하의 설명에서 트랜지스터의 소스와 드레인을 제1 및 제2 전극으로 칭하기로 한다.

표시패널 상에 실장된 트랜지스터들을 제어하는 게이트 펄스 또는 스위치 제어신호의 전압은 게이트 온 전압(Gate On Voltage)과 게이트 오프 전압(Gate Off Voltage) 사이에서 스윙(swing)한다. 게이트 온 전압은 트랜지스터의 문턱 전압 보다 높은 전압으로 설정되며, 게이트 오프 전압은 트랜지스터의 문턱 전압 보다 낮은 전압으로 설정된다. 트랜지스터는 게이트 온 전압에 응답하여 턴-온(turn-on)되는 반면, 게이트 오프 전압에 응답하여 턴-오프(turn-off)된다. n 채널 트랜지스터의 경우에, 게이트 온 전압은 게이트 하이 전압(Gate High Voltage, VGH)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 로우 전압(Gate Low Voltage, VGL)일 수 있다. p 채널 트랜지스터의 경우에, 게이트 온 전압은 게이트 로우 전압(VGL)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 하이 전압(VGH)일 수 있다.

본 발명의 표시장치는 제어 신호에 응답하여 데이터 구동부의 제1 채널을 통해 출력된 데이터 전압을 제1 및 제2 데이터 라인들에 시분할 분배하는 제1 디멀티플렉서, 지연된 상기 제어 신호에 응답하여 상기 데이터 구동부의 제2 채널을 통해 출력된 데이터 전압을 제3 및 제4 데이터 라인들에 시분할 분배하는 제2 디멀티플렉서, 및 상기 제어 신호가 전송되는 제1 제어신호 라인과, 상기 제2 디멀티플렉서의 제어 노드에 연결된 제2 제어신호 라인 사이에 연결되어 상기 제어신호를 지연시켜 상기 제2 디멀티플렉서의 제어 노드에 인가하는 신호 지연부를 포함하여 상기 디멀티플렉서들 간에 스위치 온/오프 타이밍의 시간차를 발생함으로써 표시장치의 EMI를 낮출 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 표시장치는 표시패널(100)과, 표시패널(100)의 픽셀들에 입력 영상의 픽셀 데이터를 기입하기 위한 표시패널 구동회로를 포함한다. 표시패널 구동회로는 데이터 구동부, 디멀티플렉서 어레이(DEMUX array), 게이트 구동부(104) 등을 포함한다.

표시패널(100)은 데이터 라인들(12), 데이터 라인들(12)과 직교하는 게이트 라인들(14), 및 데이터 라인들(12)과 게이트 라인들(14)에 의해 정의된 매트릭스 형태로 픽셀들이 배치된 픽셀 어레이를 포함한다. 픽셀 어레이는 입력 영상이 표시되는 화면을 구현한다.

픽셀 어레이의 픽셀들은 컬러 구현을 위하여, 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 서브 픽셀들(101)을 포함할 수 있다. 픽셀들 각각은 RGB 서브 픽셀들(101) 이외에 백색(White, W) 서브 픽셀(101)을 더 포함할 수 있다. 이하에서, 픽셀은 서브 픽셀과 같은 의미로 해석될 수 있다.

픽셀 어레이는 다수의 픽셀 라인들(L1~Ln)을 포함한다. 1 픽셀 라인은 표시패널(100)의 픽셀 어레이에서 1 라인에 배치된 픽셀들을 포함한다. 픽셀 어레이의 해상도가 m*n일 때 픽셀 어레이는 n 개의 픽셀 라인들(L1~Ln)을 포함한다. 1 픽셀 라인에 배치된 서브 픽셀들은 게이트 라인(14)을 공유한다. 1 픽셀 라인에 배치된 서브 픽셀들(101)은 서로 다른 데이터 라인(12)에 연결된다. 데이터 라인 방향을 따라 세로 방향으로 배치된 서브 픽셀들은 동일한 데이터 라인을 공유한다. 도 3에 도시된 1 수평 기간(1H)은 1 픽셀 라인의 서브 픽셀들(101)에 데이터 전압이 공급되어 픽셀 데이터가 기입되는 기간이다. 1 수평 기간은 1 프레임 기간을 총 픽셀 라인들의 개수로 나눈 시간이다.

표시패널(100)의 픽셀 어레이는 TFT 어레이와 컬러 필터 어레이로 나뉘어질 수 있다. 표시패널(100)의 상판 또는 하판에 TFT 어레이가 형성될 수 있다. TFT 어레이는 데이터라인들(12)과 게이트라인들(14)의 교차부들에 형성된 TFT들(Thin Film Transistor), 데이터전압을 충전하는 픽셀 전극, 픽셀 전극에 접속되어 데이터 전압을 유지하는 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst) 등을 포함하여 입력 영상을 표시한다.

표시패널(100)의 상판 또는 하판에 컬러 필터 어레이가 형성될 수 있다. 컬러 필터 어레이는 블랙매트릭스(black matrix), 컬러 필터(color filter) 등을 포함한다. COT(Color Filter on TFT)　또는 TOC(TFT on Color Filter)　모델의 경우에, TFT 어레이와 함께 컬러 필터와 블랙 매트릭스가 하나의 기판 상에 배치될 수 있다.

이러한 표시패널(100)의 화면에는 터치 센서들을 포함한 터치 스크린이 형성될 수 있다.

게이트 구동부(104)는 타이밍 콘트롤러(Timing controller, TCON)(106)의 제어 하에 매 수평 기간마다 1 픽셀 라인의 서브 픽셀들에 연결된 게이트 라인(14)에 데이터 전압(Vdata)과 동기되는 게이트 펄스를 인가하여 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 1 픽셀 라인을 선택한다. 게이트 구동부(104)는 시프트 레지스터(shift register)를 이용하여 게이트 펄스를 순차적으로 시프트(shift)하여 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 서브 픽셀들을 1 픽셀 라인씩 순차적으로 선택한다.

데이터 구동부는 하나 이상의 소스 드라이브 IC(integrated circuit)(102A, 102B, 102C)를 포함한다. 소스 드라이브 IC들(102A, 102B, 102C) 각각은 타이밍 콘트롤러(106)로부터 수신된 입력 영상의 픽셀 데이터(디지털 데이터)를 아날로그 감마 보상전압으로 변환하여 출력 버퍼(buffer)를 통해 데이터 전압(Vdata)을 출력한다. 소스 드라이브 IC들(102A, 102B, 102C) 각각은 다수의 출력 채널들을 포함하고 있으나, 도 2 및 도 3에서 소스 드라이브 IC들(102A, 102B, 102C) 각각에 하나의 출력 채널(CHA1, CHB1, CHC1)만 도시하고 나머지 출력 채널들은 생략되어 있다.

소스 드라이브 IC들(102A, 102B, 102C) 각각의 디지털 회로부, 디지털 아날로그 변환기(Digital-to- Analog Converter, 이하 "DAC"라 함), 및 출력 버퍼 등을 포함한다. 디지털 회로부는 타이밍 콘트롤러(106)로부터 수신된 입력 영상의 픽셀 데이터를 래치(latch)하여 디지털 아날로그 변환기(Digital to Analog Converter, 이하 "DAC"라 함)에 공급한다. DAC는 픽셀 데이터를 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 발생한다. 소스 드라이브 IC들(102A, 102B, 102C)의 출력 채널들 각각에서 출력 버퍼는 DAC로부터 의 데이터 전압(Vdata)을 디멀티플렉서 어레이로 전송한다.

디멀티플렉서 어레이는 다수의 디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXC)를 포함한다. 소스 드라이브 IC들(102A, 102B, 102C)의 출력 채널들 각각에 디멀티플렉서가 연결될 수 있다. 도 2 및 도 3에서 소스 드라이브 IC들(102A, 102B, 102C) 각각에 하나의 출력 채널(CHA1, CHB1, CHC1)만 도시되어 있기 때문에 소스 드라이브 IC에 하나의 디멀티플렉서만 연결되어 있으나 생략된 나머지 출력 채널들에도 디멀티플렉서가 연결될 수 있다.

디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXC)은 타이밍 콘트롤러(106)의 제어 하에 소스 드라이브 IC(102A, 102B, 102C)로부터 입력되는 데이터 전압(Vdata)을 데이터 라인들(12)에 분배한다. 1:N(N은 2 이상의 양의 정수) 디멀티플렉서의 경우에, 하나의 디멀티플렉서는 소스 드라이브 IC의 한 개 출력 채널을 통해 입력되는 데이터 전압(Vdata)을 시분할하여 N 개의 데이터 라인들로 분배한다. 따라서, 디멀티플렉서를 이용하여 소스 드라이브 IC들(MUXA, MUXB, MUXC)의 출력 채널 수를 1/2 이하로 줄일 수 있다. 도 1 및 도 2에서 디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXC)이 하나의 입력 단자와 두 개의 출력 단자를 갖는 1:2 디멀티플렉서로 예시되어 있으나 이에 한정되지 않는다.

1:N 디멀티플렉서를 이용하는 표시장치에서, 소스 드라이브 IC들(102A, 102B, 102C)은 1 수평 기간(1H) 동안 N 개의 픽셀 데이터의 데이터 전압(Vdata)을 출력한다. 1:2 디멀티플렉서(MUXA, MUXB, MUXC)의 경우에, 도 3에 도시된 바와 같이 소스 드라이브 IC들(MUXA, MUXB, MUXC)은 1 수평 기간(1H) 동안 제1 픽셀 데이터의 데이터 전압과, 제2 픽셀 데이터의 데이터 전압을 하나의 출력 채널(CHA1, CHB1, CHC1)을 통해 연속으로 출력한다. 도 3에서, “P1”은 제1 픽셀 데이터의 데이터 전압이고, “P2”는 제2 픽셀 데이터의 데이터 전압이다.

타이밍 콘트롤러(130)로부터 출력된 스위치 제어신호(MUX1, MUX2)와 게이트 타이밍 제어 신호는 레벨 시프터(level shifter, LS)(108)를 통해 게이트 온 전압(VGH)과 게이트 오프 전압(VGL)으로 변환되어 게이트 구동부(104)에 공급될 수 있다. 레벨 시프터(108)는 스위치 제어신호(MUX1, MUX2)와 게이트 타이밍 제어신호의 로우 레벨 전압(low level voltage)을 게이트 오프 전압(VGL)으로 변환하고, 게이트 타이밍 제어신호의 하이 레벨 전압(high level voltage)을 게이트 온 전압(VGH)으로 변환한다.

타이밍 콘트롤러(106)는 도시하지 않은 호스트 시스템(Host system)으로부터 수신되는 입력 영상의 픽셀 데이터를 소스 드라이브 IC들(102A, 102B, 102C)로 전송한다. 타이밍 콘트롤러(106)는 픽셀 데이터에 동기하여 호스트 시스템으로부터 수신되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력 받아 데이터 구동부의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호, 디멀티플렉서 어레이의 스위치 온/오프 타이밍을 제어하기 위한 스위치 제어신호(MUX1, MUX2), 게이트 구동부(104)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호 등을 발생하여 표시패널 구동회로를 제어한다.

타이밍 콘트롤러(106)와 레벨 시프터(108)는 도 2에 도시된 바와 같이 소스 인쇄회로보드(Printed Circuit Board, PCB)(120) 상에 실장될 수 있다. 디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXC)과 게이트 구동부(104)의 시프트 레지스터는 표시패널(100)의 기판 상에 직접 실장될 수 있다.

호스트 시스템은 TV(Television) 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 모바일 기기, 웨어러블 기기, 자동차 전장 시스템일 수 있다.

본 발명은 EMI를 줄이기 위하여, 디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXC)은 다수의 그룹으로 분할 구동한다. 제1 디멀티플렉서 그룹은 제1 소스 드라이브 IC(102A)에 연결된 하나 이상의 디멀티플렉서(MUXA)를 포함한다. 제2 디멀티플렉서 그룹은 제2 소스 드라이브 IC(102B)에 연결된 하나 이상의 디멀티플렉서(MUXB)를 포함한다. 제3 디멀티플렉서 그룹은 제3 소스 드라이브 IC(102C)에 연결된 하나 이상의 디멀티플렉서(MUXC)를 포함한다.

디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXC)은 타이밍 콘트롤러(106)로부터의 스위치 제어신호(MUX1, MUX2)에 응답하여 턴-온(turn-on) 및 턴-오프(turn-off)되는 스위치 소자들(MA1~MC2)을 포함한다. 스위치 소자들(MA1~MC2)은 트랜지스터로 구현될 수 있다. 스위치 제어신호(MUX1, MUX2) 각각은 제어 라인을 통해 디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXC)의 제어 노드 즉, 트랜지스터의 게이트에 인가된다.

제1 스위치 제어신호(MUX1)는 제1 제어 라인을 통해 제1 스위치 소자들(MA1, MB1, MC1)의 게이트에 인가된다. 제1 제어 라인은 제1-1 제어신호 라인(811), 제1-2 제어신호 라인(811), 및 제1-3 제어 라인(813)으로 나뉘어질 수 있다. 제1-1 제어신호 라인(811)은 제1 디멀티플렉서(MUXA)의 제1 스위치 소자(MA1)에 연결된다. 제1-2 제어신호 라인(812)은 제2 디멀티플렉서(MUXB)의 제1 스위치 소자(MB1)에 연결된다. 제1-3 제어신호 라인(813)은 제3 디멀티플렉서(MUXC)의 제1 스위치 소자(MC1)에 연결된다. 제1 신호 지연부(1101)는 제1-1 제어신호 라인(811)과 제1-2 제어신호 라인(811) 사이에 연결될 수 있다. 제3 신호 지연부(1103)는 제1-2 제어신호 라인(812)과 제1-3 제어신호 라인(813) 사이에 연결될 수 있다.

제2 스위치 제어신호(MUX2)는 제2 제어 라인을 통해 제2 스위치 소자들(MA2, MB2, MC2)의 게이트에 인가된다. 제2 제어 라인은 제2-1 제어신호 라인(821), 제2-2 제어신호 라인(821), 및 제2-3 제어 라인(823)으로 나뉘어질 수 있다. 제2-1 제어신호 라인(821)은 제1 디멀티플렉서(MUXA)의 제2 스위치 소자(MA2)에 연결된다. 제2-2 제어신호 라인(822)은 제2 디멀티플렉서(MUXB)의 제2 스위치 소자(MB2에 연결된다. 제2-3 제어신호 라인(823)은 제3 디멀티플렉서(MUXC)의 제2 스위치 소자(MC2)에 연결된다. 제2 신호 지연부(1102)가 제2-1 제어신호 라인(821)과 제2-2 제어신호 라인(821) 사이에 연결될 수 있다. 제4 신호 지연부(1104)가 제2-2 제어신호 라인(822)과 제2-3 제어신호 라인(823) 사이에 연결될 수 있다.

타이밍 콘트롤러(106)는 디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXC)의 스위칭 타이밍이 그룹 단위로 시간차가 나도록 제어하여 도 3에 도시된 A, B, C와 같이 디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXC)을 통해 흐르는 전류(Ia1, Ib1, Ic1를 시간축 상에서 분산함으로써 EMI를 줄인다. 이를 위하여, 본원 발명은 디멀티플렉서 그룹별로 스위치 제어신호(MUX1, MUX2)를 지연하는 신호 지연부(1101~1104)를 포함한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXC) 각각은 1 수평 기간(1H) 내에서 순차적으로 턴-온(turn-on)되는 다수의 스위치 소자들을 포함한다. 스위치 소자들은 도 1과 같이 n 채널 트랜지스터로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 도 1에서, SA1 및 SA2는 제1 디멀티플렉서(MUXA)에 연결된 데이터 라인들이다. SB1 및 SB2는 제2 디멀티플렉서(MUXB)에 연결된 데이터 라인들(12)이다. SC1 및 SC2는 제3 디멀티플렉서(MUXC)에 연결된 데이터 라인들(12)이다. G1~Gn은 게이트 라인들(12)이다.

제1 디멀티플렉서 그룹에 속한 제1 디멀티플렉서(MUXA)는 제A1 및 제A2 스위치 소자들(MA1, MA2)을 포함한다. 제A1 및 제A2 스위치 소자들(MA1, MA2)는 지연이 없는 스위치 제어신호(MUX1, MUX2)에 응답하여 턴-온/오프된다. 디스플레이 구간의 1 수평 기간(1H) 동안 제A1 스위치 소자(SA1)가 턴-온된 후에, 제A2 스위치 소자(SA2)가 턴-온된다. 제A1 및 제A2 스위치 소자들(SA1, SA2)은 교대로 턴-온 및 턴-오프된다.

제A1 스위치 소자(MA1)는 제1 소스 드라이브 IC(102A)의 어느 한 출력 채널(이하, “제1 출력 채널”이라 함, CHA1)과 제A1 데이터 라인(SA1) 사이에 연결된다. 제A1 스위치 소자(MA1)는 제1 스위치 제어신호(MUX1)의 게이트 온 전압(VGH)에 따라 턴-온되어 제1 출력 채널(CHA1)을 제A1 데이터 라인(SA1)에 연결한다. 제A1 스위치 소자(MA1)의 게이트는 제1 스위치 제어신호(MUX1)가 인가되는 제1-1 제어신호 라인(811)에 연결된다. 제A1 스위치 소자(MA1)의 제1 전극은 제1 출력 채널(CHA1)에 연결되고, 제A1 스위치 소자(MA1)의 제2 전극은 제A1 데이터 라인(SA1)에 연결된다.

제A2 스위치 소자(MA2)는 제1 출력 채널(CHA1)과 제A2 데이터 라인(SA2) 사이에 연결된다. 제A2 스위치 소자(MA2)는 제2 스위치 제어신호(MUX2)의 게이트 온 전압(VGH)에 따라 턴-온되어 제1 출력 채널(CHA1)을 제A2 데이터 라인(SA2)에 연결한다. 제A2 스위치 소자(MA2)의 게이트는 제2 스위치 제어신호(MUX2)가 인가되는 제2-1 제어신호 라인(821)에 연결된다. 제A2 스위치 소자(MA2)의 제1 전극은 제1 출력 채널(CHA1)에 연결되고, 제A2 스위치 소자(MA2)의 제2 전극은 제A2 데이터 라인(SA2)에 연결된다.

소스 드라이브 IC들(102A, 102B, 102C)는 COF(Chip on film)(1020)의 가요성 필름(flexible film) 상에 실장되고, COF(1020)는 소스 PCB(120)의 출력 단자들과 표시패널(100)의 기판 입력 단자들 사이에 접착될 수 있다. COF(1020)는 소스 PCB(120)과 표시패널(100)을 연결한다. 제어신호 라인들(811~823)과 신호 지연부(1101~1104)는 소스 PCB(120) 상에 형성되고, 디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXC)의 스위치 소자들(MA1~MC2)은 표시패널(100)의 기판 상에 형성될 수 있다. 제어신호 라인들(811~823)과 스위치 소자들(MA1~MC2)을 연결하기 위하여, 우회 라인들(811a~823a)이 제어신호 라인들(811~823)에 연결될 수 있다. 우회 라인들(811a~823a) 각각은 소스 PCB(120), COF(1020), 및 표시패널(100)의 기판을 경유하여 스위치 소자들(MA1~MC2)의 게이트들과 제어신호 라인들(811~823)에 연결된다.

제1-1 우회 라인(811a)은 제1-1 제어신호 라인(811) 상의 두 위치에 폐루프(closed loop) 형태로 연결되고 제1 스위치 소자(MA1)의 게이트에 연결된다. 마찬가지로, 제2-1 우회 라인(821a)은 제2-1 제어신호 라인(821) 상의 두 위치에 폐루프 형태로 연결되고 제2 스위치 소자(MA2)의 게이트에 연결된다. 제1-2 우회 라인(812a)은 제1-2 제어신호 라인(812)과 제1 스위치 소자(MB1)의 게이트에 연결된다. 제2-2 우회 라인(822a)은 제2-2 제어신호 라인(822)과 제2 스위치 소자(MB2)의 게이트에 연결된다. 제1-3 우회 라인(813a)은 제1-3 제어신호 라인(813)과 제1 스위치 소자(MC1)의 게이트에 연결된다. 제2-3 우회 라인(823a)은 제2-3 제어신호 라인(823)과 제2 스위치 소자(MC2)의 게이트에 연결된다.

도 3에서, MUX1(A) 및 MUX2(A)는 제1 디멀티플렉서(MUXA)에 인가되는 스위치 제어신호들이다. MUX1(B)는 신호 지연부(1101)에 의해 소정 시간 지연되어 제2 디멀티플렉서(MUXA)에 인가되는 제1 스위치 제어신호다. MUX1(C)는 신호 지연부(1103)에 의해 소정 시간 더 지연되어 제3 디멀티플렉서(MUXC)에 인가되는 제1 스위치 제어신호다. 소정 시간은 수 μs일 수 있다.

제1 및 제2 신호 지연부(1101, 1102)는 제1-1 및 제2-1 제어신호 라인(811, 821) 상의 스위치 제어신호(MUX1, MUX2)를 지연하여 제1-2 및 제2-2 제어신호 라인(812, 822)를 통해 제2 디멀티플렉서 그룹에 속한 제2 디멀티플렉서(MUXB)에 인가한다.

제2 디멀티플렉서 그룹에 속한 제2 디멀티플렉서(MUXB)는 제B1 및 제B2 스위치 소자들(MB1, MB2)을 포함한다. 제B1 및 제B2 스위치 소자들(MB1, MB2)는 신호 지연부(1101, 1102)에 의해 지연된 스위치 제어신호(MUX1, MUX2)에 응답하여 턴-온/오프된다. 픽셀 데이터가 픽셀 어레이에 기입되는 디스플레이 구간의 1 수평 기간(1H) 동안 제B1 스위치 소자(SB1)가 턴-온된 후에, 제B2 스위치 소자(SB2)가 턴-온된다. 제B1 및 제B2 스위치 소자들(SB1, SB2)은 교대로 턴-온 및 턴-오프된다.

제B1 스위치 소자(MB1)는 제2 소스 드라이브 IC(102B)의 어느 한 출력 채널(이하, “제2 출력 채널”이라 함, CHB1)과 제B1 데이터 라인(SB1) 사이에 연결된다. 제B1 스위치 소자(MB1)는 제1 신호 지연부(1101)에 의해 지연된 제1 스위치 제어신호(MUX1)의 게이트 온 전압(VGH)에 따라 턴-온되어 제2 출력 채널(CHB1)을 제B1 데이터 라인(SB1)에 연결한다. 제B1 스위치 소자(MB1)의 게이트는 제1 스위치 제어신호(MUX1)가 인가되는 제1-2 제어신호 라인(812)에 연결된다. 제B1 스위치 소자(MB1)의 제1 전극은 제2 출력 채널(CHB1)에 연결되고, 제B1 스위치 소자(MB1)의 제2 전극은 제B1 데이터 라인(SB1)에 연결된다.

제B2 스위치 소자(MB2)는 제2 출력 채널(CHB1)과 제B2 데이터 라인(SB2) 사이에 연결된다. 제B2 스위치 소자(MB2)는 제2 신호 지연부(1102)에 의해 지연된 제2 스위치 제어신호(MUX2)의 게이트 온 전압(VGH)에 따라 턴-온되어 제2 출력 채널(CHB1)을 제B2 데이터 라인(SB2)에 연결한다. 제B2 스위치 소자(MB2)의 게이트는 제2 스위치 제어신호(MUX2)가 인가되는 제2-2 제어신호 라인(822)에 연결된다. 제B2 스위치 소자(MB2)의 제1 전극은 제2 출력 채널(CHB1)에 연결되고, 제B2 스위치 소자(MB2)의 제2 전극은 제B2 데이터 라인(SB2)에 연결된다.

제3 및 제4 신호 지연부(1103, 1104)는 제1-2 및 제2-2 제어신호 라인(812, 822) 상의 스위치 제어신호(MUX1, MUX2)를 더 지연하여 제1-3 및 제2-3 제어신호 라인(813, 823)을 통해 제3 디멀티플렉서 그룹에 속한 제3 디멀티플렉서(MUXC)에 인가한다.

제3 디멀티플렉서(MUXB)는 제C1 및 제C2 스위치 소자들(MC1, MC2)을 포함한다. 제C1 및 제C2 스위치 소자들(MC1, MC2)는 신호 지연부(1103, 1104)에 의해 더 지연된 스위치 제어신호(MUX1, MUX2)에 응답하여 턴-온/오프된다. 픽셀 데이터가 픽셀 어레이에 기입되는 디스플레이 구간의 1 수평 기간(1H) 동안 제C1 스위치 소자(SC1)가 턴-온된 후에, 제C2 스위치 소자(SC2)가 턴-온된다. 제C1 및 제C2 스위치 소자들(SC1, SC2)은 교대로 턴-온 및 턴-오프된다.

제C1 스위치 소자(MC1)는 제3 소스 드라이브 IC(102C)의 어느 한 출력 채널(이하, “제3 출력 채널”이라 함, CHC1)과 제C1 데이터 라인(SC1) 사이에 연결된다. 제C1 스위치 소자(MC1)는 제3 신호 지연부(1103)에 의해 지연된 제1 스위치 제어신호(MUX1)의 게이트 온 전압(VGH)에 따라 턴-온되어 제3 출력 채널(CHC1)을 제C1 데이터 라인(SC1)에 연결한다. 제C1 스위치 소자(MC1)의 게이트는 제1 스위치 제어신호(MUX1)가 인가되는 제1-3 제어신호 라인(813)에 연결된다. 제C1 스위치 소자(MC1)의 제1 전극은 제3 출력 채널(CHC1)에 연결되고, 제C1 스위치 소자(MC1)의 제2 전극은 제C1 데이터 라인(SC1)에 연결된다.

제C2 스위치 소자(MC2)는 제3 출력 채널(CHC1)과 제C2 데이터 라인(SC2) 사이에 연결된다. 제C2 스위치 소자(MC2)는 제4 신호 지연부(1104)에 의해 더 지연된 제2 스위치 제어신호(MUX2)의 게이트 온 전압(VGH)에 따라 턴-온되어 제3 출력 채널(CHC1)을 제C2 데이터 라인(SC2)에 연결한다. 제C2 스위치 소자(MC2)의 게이트는 제2 스위치 제어신호(MUX2)가 인가되는 제2-3 제어신호 라인(823)에 연결된다. 제C2 스위치 소자(MC2)의 제1 전극은 제3 출력 채널(CHC1)에 연결되고, 제C2 스위치 소자(MC2)의 제2 전극은 제C2 데이터 라인(SC2)에 연결된다.

도 4 및 도 5는 신호 지연부를 상세히 보여 주는 회로도들이다.

신호 지연부(1101~1104)는 도 4에 도시된 바와 같이 저항(R)과 기저 전압원(GND) 사이에 연결된 커패시터(C)를 포함한 RC 지연 회로로 구현될 수 있다. RC 지연 회로는 저항값과 용량값으로 지연 시간을 조정할 수 있다. 신호 지연부(1101~1104)는 도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 버퍼들(BUF)이 직렬로 연결된 지연 회로로 구현될 수 있다. 직렬 연결된 버퍼들의 개수가 많아질수록 지연 시간이 길어질 수 있다.

소스 드라이브 IC(102A, 102B, 102C)와 타이밍 콘트롤러(106)는 모바일 시스템이나 웨어러블 시스템과 같이 휴대 가능한 소형 기기에서 하나의 드라이브 IC 내에 집적될 수 있다.

표시패널(100)의 화면 상에 터치 스크린이 배치될 수 있다. 터치 스크린은 화면 상에 배치된 다수의 터치 센서들과, 이 터치 센서들을 구동하는 터치 센서 구동부를 포함한다. 터치 센서 구동부는 데이터 구동부와 함께 하나의 IC에 집적될 수 있다. 이하에서, SRIC는 데이터 구동부와 터치 센서 구동부가 집적된 드라이브 IC를 의미한다.

터치 센서들은 표시패널(100)의 픽셀 어레이에 내장하는 인셀 터치 센서(In-cell touch sensor)로 구현될 수 있다. 인셀 터치 센서들은 픽셀들에 연결되기 때문에 픽셀 어레이의 기생 용량에 영향을 받을 수 있다. 픽셀들과 터치 센서들의 커플링(coupling)으로 인한 상호 영향을 줄이기 위하여, 디스플레이 구간과 터치 센싱 구간으로 분할하여 픽셀들이 구동되는 디스플레이 구간과, 터치 센서들이 구동되는 터치 센싱 구간이 시분할될 수 있다. 또한, 터치 센싱 구간 동안 터치 센서들에 인가되는 터치 센서 구동신호와 동기되는 무부하 신호(Load free driving signal, LFD)를 데이터 라인들(102)과 게이트 라인들(104)에 인가할 수 있다. 무부하 신호(LFD)는 터치 센서 구동 신호와 동위상으로 발생되는 교류 신호이다. 무부하 신호(LFD)는 터치 센서들에 연결된 기생 용량의 전압을 줄임으로써 터치 센서 구동 신호의 노이즈(noise)로 작용하는 기생 용량을 최소화할 수 있다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 도면들이다. 도 6은 표시장치를 개략적으로 보여 주는 블록도이다. 도 7은 도 6에서 픽셀 어레이가 다수의 블록들로 분할된 예를 보여 주는 도면이다. 도 8은 터치 센서와 터치 센서 구동부를 상세히 보여 주는 도면이다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 표시장치는 표시패널(100), SRIC(103), 터치 센서 제어부(220), 기생 용량 제어부(210), 게이트 구동부(104), 타이밍 콘트롤러(106), 레벨 시프터(108) 등을 포함한다.

표시패널(100)의 픽셀 어레이(10)는 입력 영상이 표시되는 화면을 구현한다. 픽셀 어레이(10)는 도 8에 도시된 바와 같이 터치 센서들(20)과, 터치 센서들(20)에 연결된 센서 라인들(16)을 포함한다.

픽셀 어레이의 픽셀들은 컬러 구현을 위하여, 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 픽셀들 각각은 RGB 서브 픽셀들 이외에 백색(White, W) 서브 픽셀을 더 포함할 수 있다. 터치 센서들(20) 각각의 전극 패턴들은 공통 전극을 소정 크기로 분할한 패턴으로 형성될 수 있다. 공통 전극은 다수의 픽셀들에 연결되어 그 픽셀들에 동일한 공통 전압을 인가하는 전극이다. 하나의 터치 센서(20)는 다수의 서브 픽셀들에 연결되어 디스플레이 구간 동안 다수의 픽셀들에 공통 전압을 공급하고, 터치 센싱 구간 동안 터치 센서 구동부(RIC)에 의해 구동되어 터치 입력을 센싱한다. 따라서, 터치 센서(20)는 디스플레이 구간 동안 픽셀들에 공통 전압을 공급하는 공통 전극이고, 터치 센싱 구간 동안 터치 입력을 센싱하는 센서 전극이다. 도 8에서 도면 부호 “11”은 서브 픽셀들 각각에 형성된 픽셀 전극을 나타낸다.

표시패널(100)의 1 프레임 기간은 하나 이상의 디스플레이 구간과, 하나 이상의 터치 센싱 구간으로 시분할된다. 표시패널(100)의 픽셀 어레이(10)는 도 7에 도시된 바와 같이 둘 이상의 블록들(B1~BM)로 분할되어 블록 단위로 시분할 구동된다. 디스플레이 구간마다 하나의 블록에 속한 픽셀들이 구동될 수 있다. 블록들(B1~BM)은 표시패널(100) 상에서 물리적으로 분할될 필요가 없고 타이밍 콘트롤러(106)의 제어에 따라 구동 타이밍이 분리되는 분할 구동 영역이다. 픽셀 어레이(10)는 디스플레이 구간들에서 구동되기 때문에 터치 센싱 구간을 사이에 두고 분할 구동된다. 픽셀 어레이(10)의 픽셀들은 터치 센싱 구간 동안 구동되지 않고 이전 상태를 유지한다.

블록들(B1~BM)의 픽셀들은 터치 센싱 구간을 사이에 두고 시분할 구동된다. 예를 들어, 제1 디스플레이 구간 동안 제1 블록(B1)의 픽셀들이 구동되어 그 픽셀들에 현재 프레임 데이터가 기입된 후, 제1 터치 센싱 구간 동안 화면 전체에서 터치 입력이 센싱된다. 제1 터치 센싱 구간에 이어서, 제2 디스플레이 구간 동안 제2 블록(B2)의 픽셀들이 구동되어 그 픽셀들에 현재 프레임 데이터가 기입된다. 이어서, 제2 터치 센싱 구간 동안 화면 전체에서 터치 입력이 센싱된다. 여기서, 터치 입력은 손가락이나 스타일러스 펜의 직접 터치 입력, 근접 터치 입력, 지문 터치 입력 등을 포함한다. 이러한 터치 센서의 구동 방법은 터치 레포트 레이트(touch report rate)를 화면의 프레임 레이트(frame rate) 보다 빠르게 할 수 있다. 프레임 레이트는 화면에 프레임 데이터를 업데이트하는 주파수이다. NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 프레임 레이트는 60Hz이다. PAL(Phase-Alternating Line) 방식에서 프레임 레이트는 50Hz이다. 터치 레포트 레이트(touch report rate)는 화면 전체에 대한 터치 입력 좌표를 발생하는 주파수이다. 본 발명은 화면을 미리 설정된 블록 단위로 분할 구동하고 디스플레이 구간들 사이에 터치 센서를 구동하여 좌표를 발생함으로써 터치 레포트 레이트를 화면의 프레임 레이트 보다 2 배 이상 빠르게 하여 터치 감도를 높일 수 있다.

표시패널(100)의 픽셀 어레이는 TFT 어레이와 컬러 필터 어레이로 나뉘어질 수 있다. 표시패널(100)의 상판 또는 하판에 TFT 어레이가 형성될 수 있다. TFT 어레이는 데이터라인들(12)과 게이트라인들(14)의 교차부들에 형성된 TFT들(Thin Film Transistor), 데이터전압을 충전하는 픽셀 전극(11), 픽셀 전극(11)에 접속되어 데이터 전압을 유지하는 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst) 등을 포함한다. TFT 어레이는 센서 라인들(16)과 그 센서 라인들(16)에 연결된 터치 센서들(20)의 전극을 포함한다.

터치 센서(20)는 정전 용량 타입의 터치 센서 예를 들면, 상호 용량(mutual capacitance) 센서 또는 자기 용량(Self capacitance) 센서로 구현될 수 있다. 자기 정전 용량은 한 방향으로 형성된 단층의 도체 라인을 따라 형성된다. 상호 정전 용량은 직교하는 두 도체 라인들 사이에 형성된다. 도 8은 자기 정전 용량 타입의 터치 센서를 도시하였으나, 본 발명의 터치 센서들은 이에 한정되지 않는다. 터치 센서들(20)은 센서 라인들(16)을 통해 SRIC(103)에 연결된다.

SRIC(103)는 디스플레이 구간 동안 입력 영상의 데이터 전압을 데이터 라인들(12)에 공급하는 데이터 구동부(SIC)와, 센서 라인들(16)을 통해 터치 센서들(20)에 연결되어 터치 센싱 구간 동안 터치 센서들을 구동하는 터치 센서 구동부(RIC)를 포함한다.

SRIC(103)는 도 1에 도시된 바와 같이 디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXC)를 통해 데이터 라인들(12)에 연결되어 디스플레이 구간 동안 데이터 구동부(SIC)로부터의 데이터 전압을 디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXC)를 데이터 라인들(12)에 공급한다. SRIC(103)의 터치 센서 구동부(RIC)는 도 8에 도시된 바와 같이 멀티플렉서들(111)을 통해 센서 라인들(16)에 연결되어 터치 센싱 구간 동안 멀티플렉서들(111)을 통해 무부하 신호(LFD)를 센서 라인들(16)에 공급한다.

데이터 구동부(SIC)의 디지털 회로는 디스플레이 구간 동안 타이밍 콘트롤러 (106)로부터 입력 영상의 픽셀 데이터(디지털 데이터)를 수신하고, 래치하여 DAC에 공급한다. DAC는 픽셀 데이터를 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 발생한다. 데이터 구동부(SIC)로부터 출력된 데이터전압은 도 1에 도시된 디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXC)을 통해 데이터 라인들(12)에 공급된다.

SRIC(103)의 터치 센서 구동부(RIC)는 터치 센싱 구간 동안 터치 센서 제어부(220)로부터 수신된 터치 센서 구동 신호에 응답하여 센서 라인들(16)에 무부하 신호(LFD)를 공급함으로써 터치 센서들(20)에 전하를 공급하여 터치 센서들(20)을 구동한다. 도 12에서 “PWM_TX”는 터치 센서 구동 신호를 나타낸다. 터치 센서 구동부(RIC)는 터치 센싱 구간 동안 터치 센서들(20) 각각의 터치 입력 전후 용량 변화를 나타내는 터치 데이터(Touch raw data)를 출력한다.

터치 센서 구동부(RIC)는 도 8에 도시된 바와 같이 멀티플렉서(111)와 센싱 회로(112)를 구비한다. 멀티플렉서(111)는 터치 센서 제어부(220)의 제어 하에 센싱 회로(112)에 연결되는 센서 라인들(16)을 선택한다. 멀티플렉서(111)는 터치 센서 제어부(220)의 제어 하에 디스플레이 구간 동안 공통 전압(Vcom)을 공급할 수 있다. 멀티플렉서(111) 각각은 터치 센싱 구간 동안 센서 라인들(16)을 센싱 회로(112)의 채널에 순차적으로 연결함으로써 센싱 회로(112)의 채널 개수를 줄일 수 있다.

센싱 회로(112)는 터치 센싱 구간 동안 멀티플렉서(111)와 센서 라인들(16)을 통해 기생 용량 제어부(210)으로부터의 무부하 신호(LFD)를 터치 센서들(20)에 공급하여 터치 센서들(20)에 전하를 충전한다. 센싱 회로(112)는 멀티플렉서(111)를 통해 연결된 센서 라인(16)으로부터 수신되는 터치 센서들(20)의 전하량을 증폭 및 적분한 후에 디지털 데이터로 변환하여 터치 입력 전후 용량 변화를 센싱한다. 이를 위하여, 센싱 회로(112)는 터치 센서(20)로부터 수신된 터치 센서 신호를 증폭하는 증폭기, 증폭기의 출력 전압을 누적하는 적분기, 적분기의 전압을 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(Analog-to-Digital Converter, 이하 "ADC"라 함) 등을 포함한다. ADC로부터 출력된 디지털 데이터는 터치 입력 전후 터치 센서(20)의 용량 변화를 지시하는 터치 데이터로서 터치 센서 제어부(220)로 전송된다. 센싱 회로(112)는 터치 센서 제어부(220)의 제어 하에 도 13에 도시된 바와 같이 소정 크기의 터치 센서 그룹(TMUX1, TMUX2) 단위로 터치 센서들(20)을 순차적으로 구동할 수 있다.

터치 센서 제어부(220)는 터치 센서 구동부(RIC)로부터 수신한 터치 데이터를 미리 설정된 문턱값과 비교하여, 문턱값 보다 높은 터치 데이터를 검출하여 터치 입력 각각의 좌표(XY)를 생성한다. 터치 센서 제어부(220)는 터치 입력 각각의 좌표(XY)를 호스트 시스템(300)으로 전송한다. 터치 센서 제어부(220)는 터치 센서 구동 신호(PWM_TX), ADC 클럭 등을 출력하여 터치 센서 구동부(RIC)에 공급한다. 터치 센서 제어부(220)는 마이크로 콘트롤 유닛(Micro Control Unit, MCU)으로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

기생 용량 제어부(210)는 터치 센싱 구간 동안 터치 센서들(20)과 픽셀들 사이의 기생 용량(parasitic capacitance)을 최소화하여 터치 센서 신호의 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, 이하 “SNR”이라 함)를 개선한다. 이를 위하여, 기생 용량 제어부(210)는 터치 센서 제어부(220)로부터의 터치 센서 구동 신호(PWM_TX)에 응답하여 무부하 신호(LFD)를 발생하여 터치 센서 구동부(RIC)에 공급한다. 무부하 신호(LFD)는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 데이터 라인(12), 게이트 라인(14), 및 센서 라인들(16)에 인가된다. 센서 라인들(16)에 인가되는 무부하 신호(LFD)는 터치 센서들(20)에 전하를 공급하고, 이웃한 센서 라인들(16) 간의 기생 용량을 최소화한다.

게이트 구동부(104)는 레벨 시프터(108)를 통해 입력되는 게이트 타이밍 제어 신호에 응답하여 게이트 펄스를 출력하는 시프트 레지스터를 포함한다. 시프트 레지스터는 픽셀 어레이의 TFT 어레이와 함께 동일 공정으로 표시패널(100)의 기판 상에 직접 형성될 수 있다. 게이트 구동부(104)는 시프트 레지스터를 이용하여 게이트 펄스를 게이트 라인들(14)에 순차적으로 공급한다.

전원 회로(400)는 직류-직류 변환기(DC-DC converter)를 이용하여 표시패널(100)의 구동에 필요한 직류 전원을 발생한다. 직류-직류 변환기는 차지 펌프(Charge pump), 레귤레이터(Regulator), 벅 변환기(Buck Converter), 부스트 변환기(Boost Converter) 등을 포함한다. 이 전원 회로(400)는 파워 IC(Power Integrated Circuit, PIC)로 구현될 수 있다. 전원 회로(400))는 표시패널(100)의 픽셀들과 터치 센서들을 구동하기 위하여 필요한 전원 예를 들어, AVDD, VGH, VGL, Vcom 등을 출력한다. AVDD(1.8V)는 데이터 구동부(SIC)의 데이터 수신 회로와 디지털 회로의 전원이고 또한, 터치 센서 구동부(RIC)의 아날로그 전원으로 이용된다. 터치 센서 구동부(RIC)에서, AVDD는 ADC의 바이어스(bias) 및 구동 전원으로 이용된다.

타이밍 콘트롤러(106)는 호스트 시스템(300)으로부터 수신되는 입력 영상의 픽셀 데이터를 SRIC(103)의 데이터 구동부(RIC)로 전송한다. 타이밍 콘트롤러(106)는 입력 영상의 픽셀 데이터에 동기하여 수신되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력 받아 데이터 구동부(SIC)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호, 도 1에 도시된 디멀티플렉서 어레이의 스위치 온/오프 타이밍을 제어하기 위한 스위치 제어신호(MUX1, MUX2), 게이트 구동부(104)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호 등을 발생한다.

타이밍 콘트롤러(106)는 수직 동기신호(Vsync)를 바탕으로 SRIC(103)와 게이트 구동부(104)를 동기시키기 위한 동기 신호(Tsync)를 발생한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 동기 신호(Tsync)의 하이 레벨(high level)은 터치 센싱 구간을 정의하고, 동기 신호(Tsync)의 로우 레벨(low level)은 터치 센싱 구간을 정의할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 동기 신호(Tsync)는 터치 센서 제어부(220)에 공급된다.

도 9는 및 도 10은 픽셀들과 터치 센서들의 구동 방법을 보여 주는 파형도들이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 1 프레임 기간은 하나 이상의 디스플레이 구간(D1, D2)과 하나 이상의 터치 센싱 구간(S1, S2)으로 시분할될 수 있다. 디스플레이 프레임 레이트(frame rate)가 60Hz일 때 1 프레임 기간은 대략 16.7ms이다. 디스플레이 구간들(D1, D2) 사이에 하나의 터치 센싱 구간(S1, S2)이 할당된다.

SRIC(103)의 데이터 구동부(SIC)와 게이트 구동부(104)는 제1 디스플레이 구간(D1) 동안 제1 블록(B1)의 픽셀들에 현재 프레임 데이터를 기입하여 제1 블록(B1)에서 재현되는 영상을 현재 프레임 데이터로 업데이트한다. 제1 디스플레이 구간(D1) 동안 제1 블록(B1)을 제외한 나머지 블록(B2)의 픽셀들은 이전 프레임 데이터를 유지한다. 터치 센서 구동부(RIC)는 제1 디스플레이 구간(D1) 동안 터치 센서들(20)에 픽셀들의 기준 전압인 공통 전압(Vcom)을 공급한다.

SRIC(103)의 터치 센서 구동부(RIC)는 제1 터치 센싱 구간(S1) 동안 화면 내의 모든 터치 센서들(20)을 터치 센서 그룹 (TMUX1, TMUX2) 단위로 순차 구동하여 터치 입력을 센싱한다. 터치 센서 구동부(RIC)로부터 출력된 터치 데이터는 SPI(Serial Peripheral Interface)를 통해 터치 센서 제어부(220)로 전송될 수 있다. 터치 센서 제어부(220)는 터치 데이터를 분석하여 터치 입력 각각의 좌표 정보와 식별 정보(ID)를 포함한 터치 레포트 데이터(Touch report data)를 발생하여 호스트 시스템(300)으로 전송한다.

SRIC(103)의 데이터 구동부(SIC)와 게이트 구동부(104)는 제2 디스플레이 구간(D2) 동안 제2 블록(B2)의 픽셀들에 현재 프레임 데이터를 기입하여 제2 블록(B2)에서 재현되는 영상을 현재 프레임 데이터로 업데이트한다. 제2 디스플레이 구간(D2) 동안 제2 블록(B2)을 제외한 나머지 블록(B1)의 픽셀들은 이전 프레임 데이터를 유지한다. 터치 센서 구동부(RIC)는 제2 디스플레이 구간(D2) 동안 터치 센서들(20)에 픽셀들의 공통 전압인 공통 전압(Vcom)을 공급한다.

SRIC(103)의 터치 센서 구동부(RIC)는 제2 터치 센싱 구간(S2) 동안 화면 내의 모든 터치 센서들(20)을 MUX 블록(MUX1, MUX2) 단위로 순차 구동하여 터치 입력을 센싱한다. 터치 센서 구동부(RIC)로부터 출력된 터치 데이터는 SPI를 통해 터치 센서 제어부(220)로 전송될 수 있다. 터치 센서 제어부(220)는 터치 데이터를 분석하여 터치 입력 각각의 좌표 정보와 식별 정보(ID)를 포함한 터치 레포트 데이터(Touch report data)를 발생하여 호스트 시스템으로 전송한다.

터치 센서들(20)은 픽셀들과 연결되기 때문에 터치 센서들(20)과 픽셀들 간의 기생 용량이 크다. 이러한 기생 용량은 터치 센서 신호의 신호 대 잡음비(SNR) 저하를 초래한다.

디스플레이 구간 동안, 픽셀 구동 신호(Vcom, Vdata, Vgate)가 픽셀들에 공급된다. Vcom은 디스플레이 구간 동안 센서 라인(16)을 통해 터치 센서 전극 즉, 공통 전극에 인가되는 공통 전압이다. Vdata는 디스플레이 구간 동안 데이터 라인들(12)에 공급되는 입력 영상의 데이터 전압이다. Vgate는 디스플레이 구간 동안 게이트 라인들(14)에 공급되는 게이트 펄스의 전압이다. 터치 센싱 구간 동안, 도 6과 같은 무부하 신호(LFD)가 데이터 라인(12), 게이트 라인(14), 및 센서 라인(16)에 인가된다. 무부하 신호(LFD)는 터치 센서들(20)을 구동하고 픽셀들과 터치 센서들(20) 간의 기생 용량을 최소화한다.

SRIC(103)는 터치 센싱 구간 동안(S1, S2) 기생 용량 제어부(210)로부터의 무부하 신호(LFD)를 데이터 라인들(12)과 센서 라인들(16)에 공급한다. 게이트 구동부(104)는 터치 센싱 구간 동안(S1, S2) 기생 용량 제어부(210)으로부터의 무부하 신호(LFD)를 게이트 라인들(14)에 공급한다.

센서 라인(16)에 인가되는 무부하 신호(LFD)의 전압(Vtouch)은 터치 센서(20)의 구동 전압과 같다. 도 10에서 ΔVtouch = ΔVd = ΔVg 이다. ΔVd는 데이터 라인들(12)에 인가되는 무부하 신호(LFD)의 전압이고, ΔVg는 게이트 라인들(12)에 인가되는 무부하 신호(LFD)의 전압이다. 따라서, 터치 센싱 구간(S1, S2) 동안 데이터 라인(12)과 터치 센서(20) 사이의 기생 용량, 게이트 라인(14)과 터치 센서(20) 사이의 기생 용량, 센서 라인들(16) 간의 기생 용량 각각에서, 기생 용량의 양단간 전압차가 없기 때문에 기생 용량이 최소화된다.

디스플레이 구간(D1, D2)으로부터 터치 센싱 구간(S1, S2)으로 전환될 때 무부하 신호(LFD)의 파형과 전압이 안정화될 때까지 안정화 시간(Δtd)이 필요할 수 있다. 표시패널(100)의 기생 용량과 터치 센서 구동 전압(Vtouch)에 따라 안정화 시간(Δtd)이 조정될 수 있다. 안정화 시간(Δtd) 이후부터 터치 센서 구동부(RIC)가 구동되어 터치 센서 신호를 디지털 데이터로 변환하여 터치 데이터를 출력한다.

무부하 신호(LFD)는 데이터 라인(12), 게이트 라인(14) 및 센서 라인(16)에서 동위상으로 인가되어야 터치 센서에 영향을 주는 기생 용량을 최소화할 수 있다. 만약, 디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXC)의 스위치 온/오프 타이밍이 스위치 제어신호(MUX1, MUX2)에 의해 점진직으로 지연되면, 데이터 라인(12)에 인가되는 무부하 신호(LFD)와, 게이트 라인(14) 및 센서 라인(16)에 인가되는 무부하 신호(LFD) 간에 위상차이가 발생될 수 있으나, 이러한 염려는 무시될 수 있다. 이는 터치 센싱 구간 동안 모든 데이터 라인들(12)에 무부하 신호(LFD)를 동시에 인가하기 위하여 모든 디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXC)의 스위치 소자들(MA1~MC2)이 온 상태를 유지하기 때문이다. 따라서, 본 발명에서 터치 센싱 구간 동안 데이터 라인(12)에 인가되는 무부하 신호(LFD)가 게이트 라인(14) 및 센서 라인(16)에 인가되는 무부하 신호(LFD)와 위상이 동일하게 유지된다.

디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXC) 각각의 스위치 소자들(MA1~MC2)은 스위치 제어신호(MUX1, MUX2)에 응답하여 매 수평 기간마다 교대로 온/오프되어 데이터 전압(Vdata)을 두 개의 데이터 라인들(12)에 시분할하여 공급한다. EMI를 줄이기 위하여, 스위치 제어신호(MUX1, MUX2)가 신호 지연부(1101~1104)에 의해 지연되지만 가장 늦은 스위치 제어신호의 폴링에지(falling edge)가 터치 센싱 구간(S1, S2)의 초기 안정화 시간(Δtd)을 넘지 않는다. 다시 말하여, 가장 늦은 스위치 제어신호의 폴링에지가 바람직하게는 디스플레이 구간(D1, D2) 내에 존재하여야 하고, 도 11에 도시된 바와 같이 이 스위치 제어신호의 지연양이 크더라도 터치 센싱 구간(S1, S2)의 초기 안정화 구간 내에 존재한다.

안정화 시간(Δtd) 이후부터 터치 센서 구동부(RIC)가 구동되기 때문에 디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXB)의 스위치 온/오프 타이밍이 터치 센싱 동작에 영향을 주지 않는다. 안정화 시간(Δtd) 동안 터치 센서 구동부(RIC)는 동작하지 않고 대기 상태이므로 소비 전력을 발생하지 않기 때문에 터치 센서 구동부(RIC)에서 소비 전력이 발생하지 않고 표시패널(100)의 기생 용량으로 인한 영향을 무시할 수 있다.

도 12는 터치 센싱 구간 동안 센서 구동 신호(PWM_TX)를 자세히 보여 주는 파형도이다. 도 13은 터치 센서들에서 터치 센서 그룹(TMUX1~TMUX8)의 일 예를 보여 주는 도면이다. 도 13의 예는 터치 스크린이 8 개의 그룹으로 시분할 구동되는 예를 도시한 것이나 터치 센서들의 개수와 터치 스크린 구동 방법에 따라 그룹 개수가 달라질 수 있다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 터치 센서 제어부(220)는 터치 센싱 구간(S1) 동안 센서 구동 신호(PWM_TX)를 발생한다. 센서 구동 신호(PWM_TX)는 프리 PWM 신호(Pre-PWM), 더미 신호(DUM), 채널 활성화 신호(ACT1~ACT8)를 포함한다.

디스플레이 구간(D1)으로부터 터치 센싱 구간(S1)으로 전환된 직후에 픽셀 구동 신호들(Vcom, Vdata, Vgate)이 무부하 신호(LFD)로 변경된다. 터치 센싱 구간(S1)의 초기에 무부하 신호(LFD)의 파형과 전압이 안정화되기까지 안정화 시간(Δt)이 필요할 수 있다. 이 안정화 시간(Δt) 동안, 프리 PWM 신호(Pre-PWM) 신호와 더미 신호(DUM)가 발생될 수 있다.

SRIC(103)의 터치 센서 구동부(RIC)는 프리 PWM 신호(Pre-PWM)와 더미 신호(DUM)가 발생되는 안정화 시간(Δt) 동안 구동하지 않는다. 안정화 시간(Δt) 동안 멀티플렉서(111)의 모든 채널들의 스위치 소자가 턴-오프되어 센싱 회로(112)의 채널들에 센서 라인들(16)이 연결되지 않다. 프리 PWM 신호(Pre-PWM)와 더미 신호(DUM)는 무부하 신호(LFD)에 대하여 동일 듀티비(duty ratio)와 동일 위상(phase)로 발생될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

터치 센서 구동부(RIC)는 안정화 시간(Δt) 이후의 채널 활성화 신호 구간(CHMUX1~CHMUX8)에 구동된다. 이 채널 활성화 신호 구간(CHMUX1~CHMUX8) 동안 터치 센서 구동부(RIC)는 멀티플렉서(111)를 통해 센싱 회로(112)의 채널들을 그룹별로 센서 라인들(16)에 연결하여 터치 센서들(20)에 무부하 신호(LFD)를 공급하여 터치 센서들(20)을 구동한다.

멀티플렉서(111)는 제1 채널 활성화 신호 구간(CHMUX1) 동안 제1 터치 센서 그룹(TMUX1) 내의 터치 센서들(20)에 연결된 센서 라인들(16)을 센싱 회로(112)에 동시에 연결한다. 센싱 회로(112)는 제1 채널 활성화 신호 구간(CHMUX1) 동안, 제1 터치 센서 그룹(TMUX1) 내의 터치 센서들(20)을 동시에 구동하여 그 터치 센서들(20)로부터 수신된 신호를 증폭 및 적분한 후 ADC를 통해 디지털 데이터 즉, 터치 데이터로 변화하여 SPI를 통해 터치 센서 제어부(220)로 전송된다.

이어서, 멀티플렉서(111)는 제2 채널 활성화 신호 구간(CHMUX2) 동안 제2 터치 센서 그룹(TMUX2) 내의 터치 센서들(20)에 연결된 센서 라인들(16)을 센싱 회로(112)에 동시에 연결한다. 센싱 회로(112)는 제2 채널 활성화 구간(CHMUX2) 동안, 제2 터치 센서 그룹(TMUX2) 내의 터치 센서들(20)을 동시에 구동하여 그 터치 센서들(20)로부터 수신된 신호를 증폭 및 적분한 후에 ADC를 통해 디지털 데이터로 변화하여 SPI를 통해 터치 센서 제어부(220)로 전송된다. 제2 채널 활성화 구간(CHMUX2)에서 얻어진 터치 데이터의 전송 시간(도 12에서 ADC)은 도 12에 도시된 바와 같이 제2 터치 센서 그룹(TMUX2)의 터치 센서들(20)의 신호 수신, 증폭 및 적분이 동시에 처리될 수 있다. 제1 채널 활성화 구간(CHMUX1)와 제2 채널 활성화 구간(CHMUX2) 사이에 더미 신호(DUM)가 발생될 수 있다.

이와 같은 방법으로 터치 센서 구동부(RIC)는 터치 센싱 구간(S1) 내에서 제1 내지 제8 제2 터치 센서 그룹(TMUX2~ TMUX8)의 터치 센서들(20)을 그룹별로 시분할 구동하여 터치 입력을 센싱할 수 있다.

본 발명은 도 14에 도시된 바와 같이 신호 지연부(1101~1104)를 우회하는 바이패스 경로를 제어신호 라인(811~823)에 연결하고 바이패스 경로 상의 스위치 소자를 이용하여 바이패스 경로를 선택적으로 온/오프할 수 있다. 본 발명은 바이패스 경로 상의 스위치 소자를 턴-온하여 지연 없이 스위치 제어신호(MUX1, MUX2)를 모든 디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXC)에 전송할 수 있다.

도 14는 신호 지연부(1101, 1103)의 양단에 연결된 바이패스 스위치 소자(M141, M142)를 보여 주는 회로도이다.

도 14를 참조하면, 제1 제어 라인은 제1 신호 지연부(1101)의 양단에 연결되도록 제1-1 및 제1-2 제어신호 라인(811, 812)에 연결된 제1 우회 라인들(811b)과, 제3 신호 지연부(1103)의 양단에 연결되도록 제1-2 및 제1-3 제어신호 라인(812, 813)에 연결된 제2 우회 라인들(812b)을 포함한다.

제1 우회 라인들(811b)의 일측은 제1-1 제어신호 라인(811)에 연결되고, 타측은 제1-2 제어신호 라인(812)에 연결된다. 제2 우회 라인들(812b)의 일측은 제1-2 제어신호 라인(812)에 연결되고, 타측은 제1-3 제어신호 라인(813)에 연결된다. 제1 제어 라인은 제1 우회 라인(811b)을 통해 제1-1 제어 라인(811)과 제1-2 제어 라인(812)을 선택적으로 연결하는 제1 바이패스 스위치 소자(M141)와,

제2 우회 라인(812b)을 통해 제1-2 제어 라인(812)과 제1-3 제어 라인(813)을 선택적으로 연결하는 제2 바이패스 스위치 소자(M142)를 포함한다. 바이패스 스위치 소자(M141, M142)는 타이밍 콘트롤러(106)로부터 수신된 스위치 제어신호에 응답하여 턴-온/오프될 수 있다. 도면에서 생략된 제2 제어 라인은 제1 제어 라인과 마찬가지로 바이패스 소자들과 우회 라인을 포함할 수 있다.

바이패스 스위치 소자(M141, M142)는 다양한 용도로 활용될 수 있다. 일 예로, 도 14에 도시된 바와 같이 타이밍 콘트롤러(106)는 터치 센싱 구간 동안 바이패스 스위치 소자들(M141, M142)을 턴-온시켜 지연 없이 스위치 제어신호(MUX1, MUX2)를 디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXC)의 제어 노드들에 전송할 수 있다. 이 경우, 모든 디멀티플렉서들(MUXA, MUXB, MUXC)에서 제1 스위치 소자들(MA1, MB1, MC1)이 동시에 턴-온/오프된 후에, 제2 스위치 소자들(MA2, MB2, MC2)이 동시에 턴-온/오프된다.

제1 바이패스 스위치 소자(M141)의 게이트는 동기 신호(Tsync)를 입력 받는다. 제1 바이패스 스위치 소자(M141)의 제1 전극은 제1 우회 라인(811b)의 일측을 경유하여 제1-1 제어 라인(811)에 연결된다. 제1 바이패스 스위치 소자(M141)의 제2 전극은 제1 우회 라인(811b)의 타측을 경유하여 제1-2 제어 라인(812)에 연결된다. 제1 바이패스 스위치 소자(M141)는 터치 센싱 구간(S1, S2)을 정의하는 동기 신호(Tsync)의 하이 레벨에 따라 턴-온되어 제1-1 제어 라인(811)을 제1-2 제어 라인(812)에 연결한다. 이 때, 스위치 제어신호(MUX1(A), MUX(B))가 지연 없이 제1 및 제2 디멀티플렉서(MUXA, MUXB)의 제1 스위치 소자들(MA1, MB1)의 게이트에 동시에 인가된다.

제2 바이패스 스위치 소자(M142)의 게이트는 동기 신호(Tsync)를 입력 받는다. 제2 바이패스 스위치 소자(M142)의 제1 전극은 제2 우회 라인(812b)의 일측을 경유하여 제1-2 제어 라인(812)에 연결된다. 제2 바이패스 스위치 소자(M142)의 제2 전극은 제2 우회 라인(812b)의 타측을 경유하여 제1-3 제어 라인(813)에 연결된다. 제2 바이패스 스위치 소자(M142)는 동기 신호(Tsync)의 하이 레벨에 따라 턴-온되어 제1-2 제어 라인(812)을 제1-3 제어 라인(813)에 연결한다. 이 때, 스위치 제어신호(MUX1(B), MUX(C))가 지연 없이 제2 및 제3 디멀티플렉서(MUXB, MUXC)의 제1 스위치 소자들(MB1, MC1)의 게이트에 동시에 인가된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

SIC : 데이터 구동부 RIC : 터치 센서 구동부
811~823 : 제어신호 라인 10 : 픽셀 어레이
11 : 픽셀 전극 12 : 데이터 라인
14 : 게이트 라인 16 : 센서 라인
20 : 터치 센서 811a~823a, 811b, 812b : 우회 라인
100 : 표시패널 101 : 서브 픽셀
102A~102C : 소스 드라이브 IC 103 : SRIC
104 : 게이트 구동부 106 : 타이밍 콘트롤러
108 : 게이트 펄스 변조부 120 : PCB
210 : 기생 용량 제어부 220 : 터치 센서 제어부
300 : 호스트 시스템 400 : 전원 회로
1101~1104 : 신호 지연부 MUXA, MUXB, MUXC : 디멀티플렉서
MA1~MC2 : 디멀티플렉서의 스위치 소자 MUX1, MUX2 : 스위치 제어신호
TMUX2~TMUX8 : 터치 센서 그룹

Claims

제어신호를 발생하는 제어신호 발생부;
상기 제어신호에 응답하여 제1 데이터 구동부의 제1 채널로부터의 데이터 전압을 둘 이상의 데이터 라인들에 시분할 분배하는 제1 디멀티플렉서;
상기 제어신호를 지연하는 신호 지연부; 및
상기 신호 지연부에 의해 지연된 제어신호에 응답하여 상기 데이터 구동부의 제2 채널로부터의 데이터 전압을 다른 둘 이상의 데이터 라인들에 시분할 분배하는 제2 디멀티플렉서를 포함하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 디멀티플렉서는 제1 및 제2 스위치 소자들을 이용하여 데이터 구동부의 제1 채널을 제1 및 제2 데이터 라인들에 순차적으로 연결하고,
상기 제2 디멀티플렉서는 제3 및 제4 스위치 소자들을 이용하여 상기 데이터 구동부의 제2 채널을 제3 및 제4 데이터 라인들에 순차적으로 연결하고,
상기 제어신호는,
상기 제1 및 제3 스위치 소자들을 제어하는 제1 스위치 제어신호와,
상기 제2 및 제4 스위치 소자들을 제어하는 제2 스위치 제어신호를 포함하는 표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 스위치 제어신호를 상기 제1 스위치 소자의 제어 노드에 공급하는 제1-1 제어신호 라인;
상기 제3 스위치 소자의 제어 노드에 연결된 제1-2 제어신호 라인;
상기 제2 스위치 제어신호를 상기 제2 스위치 소자의 제어 노드에 공급하는 제2-1 제어신호 라인; 및
상기 제4 스위치 소자의 제어 노드에 연결된 제2-2 제어신호 라인을 더 포함하고,
상기 신호 지연부는,
상기 제1-1 제어신호 라인과 상기 제1-2 제어신호 라인 사이에 연결되어 상기 제1 스위치 제어신호를 지연하여 상기 제1-2 제어신호 라인에 공급하는 제1 신호 지연부와,
상기 제2-1 제어신호 라인과 상기 제2-2 제어신호 라인 사이에 연결되어 상기 제2 스위치 제어신호를 지연하여 상기 제2-2 제어신호 라인에 공급하는 제2 신호 지연부를 포함하는 표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 데이터 구동부는 다수의 드라이브 IC를 포함하고,
상기 제1 채널은 제1 드라이브 IC의 채널들 중 어느 하나이고,
상기 제2 채널은 제2 드라이브 IC의 채널들 중 어느 하나인 표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 데이터 라인들과 상기 디멀티플렉서들은 픽셀 어레이를 포함한 표시패널의 기판 상에 배치되고
상기 제어신호 라인들과 상기 신호 지연부들은 인쇄회로보드 상에 배치되는 표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제1-1 제어신호 라인을 상기 제1 스위치 소자의 제어 노드에 연결하는 제1-1 우회 라인;
상기 제1-2 제어신호 라인을 상기 제3 스위치 소자의 제어 노드에 연결하는 제1-2 우회 라인;
상기 제2-1 제어신호 라인을 상기 제2 스위치 소자의 제어 노드에 연결하는 제2-1 우회 라인; 및
상기 제2-2 제어신호 라인을 상기 제4 스위치 소자의 제어 노드에 연결하는 제2-2 우회 라인을 더 포함하는 표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 데이터 라인들은 디스플레이 구간 동안 입력 영상의 픽셀 데이터가 기입되는 픽셀들에 연결되고,
상기 제1 및 제2 스위치 소자들은 매 수평 기간마다 교대로 턴-온 및 턴-오프되고,
상기 제3 및 제4 스위치 소자들은 상기 매 수평 기간마다 교대로 턴-온 및 턴-오프되는 표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 데이터 라인들과 함께 터치 센서들에 연결된 센서 라인들을 포함하는 표시패널;
상기 센서 라인들에 신호를 공급하여 상기 터치 센서들을 구동하는 터치 센서 구동부를 더 구비하는 표시장치.
제 8 항에 있어서,
1 프레임 기간이 하나 이상의 디스플레이 구간과 하나 이상의 터치 센싱 구간으로 시분할되고,
상기 데이터 구동부는 상기 디스플레이 구간 동안 데이터 전압을 출력하고,
상기 터치 센서 구동부는 상기 터치 센싱 구간 동안 상기 터치 센서들을 구동하여 상기 터치 센서들의 신호를 증폭 및 적분한 후에 디지털 데이터로 변환하는 표시장치.
제 9 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 스위치 소자들은 상기 디스플레이 구간 동안 매 수평 기간마다 교대로 턴-온 및 턴-오프되어 상기 제1 채널을 통해 수신된 데이터 전압을 상기 제1 및 제2 데이터 라인들로 분배한 후에, 상기 터치 센싱 구간의 초기 안정화 시간 이후의 터치 센싱 기간 동안 온 상태를 유지하고,
상기 제3 및 제4 스위치 소자들은 상기 디스플레이 구간 동안 매 수평 기간마다 교대로 턴-온 및 턴-오프되어 상기 제2 채널을 통해 수신된 데이터 전압을 상기 제3 및 제4 데이터 라인들로 분배한 후에, 상기 초기 안정화 시간 이후의 터치 센싱 기간 동안 온 상태를 유지하는 표시장치.
제 10 항에 있어서,
상기 터치 센서 구동부는 상기 초기 안정화 시간 이후부터 구동되기 시작하는 표시장치.
제 11 항에 있어서,
상기 스위치 제어신호들 중 마지막 스위치 제어 신호의 폴링 에지가 상기 초기 안정화 시간을 넘지 않는 표시장치.
제 9 항에 있어서,
제1 바이패스 스위치 소자를 이용하여 상기 제1-1 제어신호 라인과 제1-2 신호 라인을 선택적으로 연결하는 제1 우회 라인; 및
제2 바이패스 스위치 소자를 이용하여 상기 제2-1 제어신호 라인과 제2-2 신호 라인을 선택적으로 연결하는 제2 우회 라인을 포함하는 표시장치.
제 13 항에 있어서,
상기 제1 바이패스 스위치 소자는 상기 제어신호 발생부의 제어 하에 상기 터치 센싱 구간 동안 턴-온되어 상기 제1-1 제어신호 라인과 제1-2 신호 라인을 연결하고,
상기 제2 바이패스 스위치 소자는 상기 제어신호 발생부의 제어 하에 상기 터치 센싱 구간 동안 턴-온되어 상기 제2-1 제어신호 라인과 제2-2 신호 라인을 연결하는 표시장치.
제어 신호에 응답하여 데이터 구동부의 제1 채널을 통해 출력된 데이터 전압을 제1 및 제2 데이터 라인들에 시분할 분배하는 제1 디멀티플렉서;
지연된 상기 제어 신호에 응답하여 상기 데이터 구동부의 제2 채널을 통해 출력된 데이터 전압을 제3 및 제4 데이터 라인들에 시분할 분배하는 제2 디멀티플렉서; 및
상기 제어 신호가 전송되는 제1 제어신호 라인과, 상기 제2 디멀티플렉서의 제어 노드에 연결된 제2 제어신호 라인 사이에 연결되어 상기 제어신호를 지연시켜 상기 제2 디멀티플렉서의 제어 노드에 인가하는 신호 지연부를 포함하는 표시장치.
제1 및 제2 디멀티플렉서의 스위치 온/오프 타이밍을 제어하기 위한 제어 신호를 발생하는 단계;
상기 제어 신호를 상기 제1 디멀티플렉서의 제어 노드에 인가하여 데이터 구동부의 제1 채널을 통해 출력된 데이터 전압을 제1 및 제2 데이터 라인들로 시분할 분배하는 단계;
상기 제1 제어 신호를 지연시키는 단계; 및
지연된 상기 제1 제어신호를 상기 제2 디멀티플렉서의 제어 노드에 인가하여 상기 데이터 구동부의 제2 채널을 통해 출력된 데이터 전압을 제3 및 제4 데이터 라인들로 시분할 분배하는 단계를 포함하는 표시장치의 구동 방법.