KR20200081064A - 터치 디스플레이 장치, 공통 구동 회로 및 구동 방법 - Google Patents

터치 디스플레이 장치, 공통 구동 회로 및 구동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200081064A
KR20200081064A KR1020180171170A KR20180171170A KR20200081064A KR 20200081064 A KR20200081064 A KR 20200081064A KR 1020180171170 A KR1020180171170 A KR 1020180171170A KR 20180171170 A KR20180171170 A KR 20180171170A KR 20200081064 A KR20200081064 A KR 20200081064A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
common
input signal
circuit
driving
Prior art date
Application number
KR1020180171170A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102601361B1 (ko
Inventor
이홍주
강형원
조영우
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020180171170A priority Critical patent/KR102601361B1/ko
Priority to CN201911176134.8A priority patent/CN111381710B/zh
Priority to JP2019225351A priority patent/JP6887742B2/ja
Priority to US16/719,006 priority patent/US10955951B2/en
Priority to TW108146965A priority patent/TWI714401B/zh
Publication of KR20200081064A publication Critical patent/KR20200081064A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102601361B1 publication Critical patent/KR102601361B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3685—Details of drivers for data electrodes
    • G09G3/3688—Details of drivers for data electrodes suitable for active matrices only
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04184—Synchronisation with the driving of the display or the backlighting unit to avoid interferences generated internally
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/13338—Input devices, e.g. touch panels
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04182—Filtering of noise external to the device and not generated by digitiser components
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/047—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using sets of wires, e.g. crossed wires
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3674—Details of drivers for scan electrodes
    • G09G3/3677—Details of drivers for scan electrodes suitable for active matrices only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • G02F1/13629—Multilayer wirings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/121—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode common or background
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04106—Multi-sensing digitiser, i.e. digitiser using at least two different sensing technologies simultaneously or alternatively, e.g. for detecting pen and finger, for saving power or for improving position detection
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2354/00—Aspects of interface with display user

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예들은 터치 디스플레이 장치, 공통 구동 회로 및 구동 방법에 관한 것으로서, 디스플레이 구동 및 터치 구동에 이용되는 다수의 공통 전극을 구동하는 공통 구동 회로를 포함하되, 공통 구동 회로가 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극 각각으로부터 수신된 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호의 평균이 기준 공통 신호와 대응되도록 제어하여 제1 제어 입력 신호 및 제2 제어 입력 신호를 출력하는 공통 신호 안정화 증폭기와, 제1 제어 입력 신호 및 제2 제어 입력 신호 간의 차이에 비례하는 차동 센싱 신호를 출력하는 차동 증폭기를 포함함으로써, 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 진행함에 있어서, 디스플레이 구동과 터치 구동 간의 영향을 줄여줄 수 있다.

Description

터치 디스플레이 장치, 공통 구동 회로 및 구동 방법{TOUCH DISPLAY DEVICE, COMMON DRIVING CIRCUIT, AND DRIVING METHOD}
본 발명의 실시예들은 터치 디스플레이 장치, 공통 구동 회로 및 구동 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 디스플레이 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다.
이러한 디스플레이 장치 중, 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력방식을 제공하는 터치 디스플레이 장치가 있다.
이러한 터치 표시 장치는 영상 표시 기능 및 터치 감지 기능을 모두 제공해야 하기 때문에, 프레임 시간 등의 구동 시간을 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간으로 분할하고, 디스플레이 구동 기간에서 디스플레이 구동을 수행하고, 디스플레이 구동 기간 이후에 진행되는 터치 구동 기간에서 터치 구동 및 터치 감지를 수행한다.
전술한 시분할 구동 방식의 경우, 디스플레이 구동과 터치 구동을 정해진 시간 내에서 시분할하여 진행하기 위해서는, 상당히 정교한 타이밍 제어가 필요하고 이를 위한 고가의 부품이 필요할 수 있다.
또한, 시분할 구동 방식의 경우, 디스플레이 구동 시간 및 터치 구동 시간이 모두 부족할 수 있어, 영상 품질 및 터치 감도가 모두 저하되는 문제점이 있어 왔다. 특히, 터치 센싱 기능 적용으로 인해 고해상도의 영상 품질 제공에 어려움이 더욱 큰 실정이다.
본 발명의 실시예들의 목적은 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 진행할 수 있는 터치 디스플레이 장치, 공통 구동 회로 및 구동 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 실시예들의 다른 목적은 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 진행함에 있어서, 디스플레이 구동과 터치 구동 간의 영향을 줄여줄 수 있는 터치 디스플레이 장치, 공통 구동 회로 및 구동 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 실시예들의 또 다른 목적은 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 진행함에 있어서, 디스플레이 구동 및 터치 구동에 모두 필요한 신호가 흔들리는 불안정한 현상을 방지해주어, 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 진행함에도 불구하고 화상 품질을 향상시켜줄 수 있는 터치 디스플레이 장치, 공통 구동 회로 및 구동 방법을 제공하는 데 있다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치되고, 다수의 공통 전극이 배치된 디스플레이 패널과, 다수의 데이터 라인을 구동하기 위한 데이터 구동 회로와, 다수의 게이트 라인을 구동하기 위한 게이트 구동 회로와, 다수의 공통 전극 중 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극을 차동 센싱하여 차동 센싱 신호를 출력하는 공통 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 잇다.
공통 구동 회로는, 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극 각각으로부터 수신된 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호의 평균이 기준 공통 신호와 대응되도록 제어하여 제1 제어 입력 신호 및 제2 제어 입력 신호를 출력하는 공통 신호 안정화 증폭기와, 제1 제어 입력 신호 및 제2 제어 입력 신호 간의 차이에 비례하는 차동 센싱 신호를 출력하는 차동 증폭기를 포함할 수 있다.
제1 제어 입력 신호는 제1 입력 신호와 다르고, 제2 제어 입력 신호는 제2 입력 신호와 다를 수 있다.
제1 제어 입력 신호는 제1 입력 신호에서 노이즈 전하가 상쇄된 신호이고, 상기 제2 제어 입력 신호는 제2 입력 신호에서 노이즈 전하가 상쇄된 신호일 수 있다.
공통 신호 안정화 증폭기는, 제1 입력단 및 제2 입력단을 통해 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극으로부터 입력된 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호의 평균과, 기준 입력단을 통해 입력된 기준 공통 신호를 비교하는 입력 회로와, 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호의 평균이 기준 공통 신호와 대응되도록 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호를 제어하는 제어 회로와, 제어 회로에 의해 제어된 제1 입력 신호에 해당하는 제1 제어 입력 신호 및 제어 회로에 의해 제어된 제2 입력 신호에 해당하는 제2 제어 입력 신호를 제1 출력단 및 제2 출력단을 통해 출력하는 출력 회로를 포함할 수 있다.
제1 출력단은 제1 피드백 라인을 통해 제1 입력단과 전기적으로 연결되고, 제2 출력단은 제2 피드백 라인을 통해 제2 입력단과 전기적으로 연결될 수 있다.
공통 신호 안정화 증폭기의 내부 구성의 일 예로, 입력 회로는, N형 트랜지스터들을 포함한 제1 입력 회로와, P형 트랜지스터들을 포함하는 제2 입력 회로를 포함할 수 있다.
제어 회로는, P형 트랜지스터들을 포함하는 제1 제어 회로와, N형 트랜지스터들을 포함하는 제2 제어 회로를 포함할 수 있다.
출력 회로는, P형 트랜지스터 및 N형 트랜지스터를 포함하는 제1 출력 회로와, P형 트랜지스터 및 N형 트랜지스터를 포함하는 제2 출력 회로를 포함할 수 있다.
제1 입력 회로는, 기준 공통 신호, 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호가 게이트 노드에 각각 인가되는 제1 내지 제3 N형 트랜지스터와, 제1 내지 제3 N형 트랜지스터의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점과 저전위 전압 노드 사이에 전기적으로 연결된 제4 N형 트랜지스터를 포함할 수 있다.
제2 입력 회로는, 기준 공통 신호, 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호가 게이트 노드에 각각 인가되는 제1 내지 제3 P형 트랜지스터와, 제1 내지 제3 P형 트랜지스터의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점과 고전위 전압 노드 사이에 전기적으로 연결된 제4 P형 트랜지스터를 포함할 수 있다.
제2 및 제3 N형 트랜지스터는 병렬로 연결되고, 제2 및 제3 P형 트랜지스터는 병렬로 연결될 수 있다.
공통 신호 안정화 증폭기의 내부 구성의 다른 예로, 입력 회로는, N형 트랜지스터들을 포함한 제1 입력 회로와, P형 트랜지스터들을 포함하는 제2 입력 회로를 포함할 수 있다.
제어 회로는, P형 트랜지스터들을 포함하는 제1 제어 회로와, N형 트랜지스터들을 포함하는 제2 제어 회로를 포함할 수 있다.
출력 회로는, P형 트랜지스터 및 N형 트랜지스터를 포함하는 제1 출력 회로와, P형 트랜지스터 및 N형 트랜지스터를 포함하는 제2 출력 회로를 포함할 수 있다.
제1 입력 회로는, 기준 공통 신호 및 제1 입력 신호가 게이트 노드에 각각 인가되는 제1 및 제2 N형 트랜지스터와, 제1 및 제2 N형 트랜지스터의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점과 저전위 전압 노드 사이에 전기적으로 연결된 제3 N형 트랜지스터를 포함하는 제1 파트를 포함할 수 있다.
제1 입력 회로는, 기준 공통 신호 및 제2 입력 신호가 게이트 노드에 각각 인가되는 제4 및 제5 N형 트랜지스터와, 제4 및 제5 N형 트랜지스터의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점과 저전위 전압 노드 사이에 전기적으로 연결된 제6 N형 트랜지스터를 제2 파트를 포함할 수 있다.
제2 입력 회로는, 기준 공통 신호 및 제1 입력 신호가 게이트 노드에 각각 인가되는 제1 및 제2 P형 트랜지스터와, 제1 및 제2 P형 트랜지스터의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점과 고전위 전압 노드 사이에 전기적으로 연결된 제3 P형 트랜지스터를 포함하는 제1 파트를 포함할 수 있다.
제2 입력 회로는, 기준 공통 신호 및 제2 입력 신호가 게이트 노드에 각각 인가되는 제4 및 제5 P형 트랜지스터와, 제4 및 제5 P형 트랜지스터의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점과 고전위 전압 노드 사이에 전기적으로 연결된 제6 P형 트랜지스터를 포함하는 제2 파트를 포함할 수 있다.
제1 및 제4 N형 트랜지스터의 드레인 노드는 전기적으로 서로 연결되고, 제2 및 제5 N형 트랜지스터의 드레인 노드는 전기적으로 서로 연결될 수 있다.
제1 및 제4 P형 트랜지스터의 드레인 노드는 전기적으로 서로 연결되고, 제2 및 제5 P형 트랜지스터의 드레인 노드는 전기적으로 서로 연결될 수 있다.
공통 신호 안정화 증폭기의 내부 구성의 또 다른 예로, 입력 회로는, 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호를 입력 받아 평균을 출력하는 평균 회로와, N형 트랜지스터들을 포함한 제1 입력 회로와, P형 트랜지스터들을 포함하는 제2 입력 회로를 포함할 수 있다.
제어 회로는, P형 트랜지스터들을 포함하는 제1 제어 회로와, N형 트랜지스터들을 포함하는 제2 제어 회로를 포함할 수 있다.
출력 회로는, P형 트랜지스터 및 N형 트랜지스터를 포함하는 제1 출력 회로와, P형 트랜지스터 및 N형 트랜지스터를 포함하는 제2 출력 회로를 포함할 수 있다.
제1 입력 회로는, 기준 공통 신호와 평균이 게이트 노드에 각각 인가되는 제1 및 제2 N형 트랜지스터와, 제1 및 제2 N형 트랜지스터의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점과 저전위 전압 노드 사이에 전기적으로 연결된 제3 N형 트랜지스터를 포함할 수 있다.
제2 입력 회로는, 기준 공통 신호와 평균이 게이트 노드에 각각 인가되는 제1 및 제2 P형 트랜지스터와, 제1 및 제2 P형 트랜지스터의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점과 고전위 전압 노드 사이에 전기적으로 연결된 제3 P형 트랜지스터를 포함할 수 있다.
공통 신호 안정화 증폭기의 내부 구성의 예들에서, 제1 출력 회로 내 P형 트랜지스터 및 N형 트랜지스터는, 제1 제어 회로에서 출력되는 신호 및 제2 제어 회로에서 출력되는 신호에 의해 온-오프가 각각 제어되며, 고전위 전압 노드와 저전위 전압 노드 사이에 직렬로 연결되고, P형 트랜지스터 및 N형 트랜지스터가 연결된 연결 노드에서 제1 제어 입력 신호가 출력될 수 있다.
또한, 제2 출력 회로 내 P형 트랜지스터 및 N형 트랜지스터는, 제1 제어 회로에서 출력되는 신호 및 제2 제어 회로에서 출력되는 신호에 의해 온-오프가 각각 제어되며, 고전위 전압 노드와 저전위 전압 노드 사이에 직렬로 연결되고, P형 트랜지스터 및 N형 트랜지스터가 연결된 연결 노드에서 제2 제어 입력 신호가 출력될 수 있다.
공통 신호 안정화 증폭기는, 기준 입력단을 통해 입력된 기준 공통 신호를 제1 입력단 및 제2 입력단을 통해 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극으로 공급할 수 있다.
차동 증폭기에서 출력되는 차동 센싱 신호는, 제1 제어 입력 신호 및 제2 제어 입력 신호 간의 차이에 비례하는 차이를 갖는 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 포함할 수 있다.
다수의 공통 전극은 매트릭스 형태로 배열되고, 다수의 공통 전극 각각은 둘 이상의 서브픽셀과 중첩될 수 있다.
다수의 공통 전극 중 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극은 동일한 열 또는 동일한 행에 배치되고, 제1 공통 전극과 중첩되는 둘 이상의 데이터 라인은 제2 공통 전극과 중첩되고, 제1 공통 전극과 중첩되는 둘 이상의 게이트 라인은 제2 공통 전극과 미 중첩될 수 있다.
다수의 공통 전극과 공통 구동 회로를 전기적으로 연결해주는 다수의 공통 라인이 디스플레이 패널에 배치되고, 다수의 공통 라인은 다수의 데이터 라인과 평행하게 배치될 수 있다.
다수의 공통 라인은, 제1 공통 전극과 공통 구동 회로를 전기적으로 연결하기 위한 제1 공통 라인과, 제2 공통 전극과 공통 구동 회로를 전기적으로 연결하기 위한 제2 공통 라인을 포함할 수 있다.
제1 공통 라인은 제2 공통 전극과 중첩되되 디스플레이 패널 내에서 제2 공통 전극과 절연될 수 있다.
공통 구동 회로는, 다수의 데이터 라인으로 영상 표시를 위한 데이터 신호가 공급되어 디스플레이 구동이 진행되는 동안, 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극을 차동 센싱할 수 있다.
기준 공통 신호는 전압 레벨이 변하는 신호일 수 있다.
일 예로, 기준 공통 신호의 하이 레벨 전압 기간의 폭은 디스플레이 구동을 위한 1 수평시간보다 길 수 있다.
다른 예로, 기준 공통 신호의 하이 레벨 전압 기간의 폭은 디스플레이 구동을 위한 1 수평시간보다 짧을 수 있다.
데이터 구동 회로는, 감마기준전압을 토대로 디지털 영상 데이터를 영상 아날로그 신호로 변환하고, 감마기준전압은 기준 공통 신호와 주파수 및 위상과 대응될 수 있다.
디스플레이 패널에 인가되는 그라운드 전압은, 전압 레벨이 변하는 신호이고, 기준 공통 신호와 주파수 및 위상이 대응될 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치되고, 다수의 공통 전극이 배치된 디스플레이 패널과, 다수의 데이터 라인을 구동하기 위한 데이터 구동 회로와, 다수의 게이트 라인을 구동하기 위한 게이트 구동 회로와, 다수의 공통 전극 중 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극으로부터 수신되는 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호를 차동 증폭하는 공통 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
공통 구동 회로는 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호 각각에서 노이즈를 제거한 이후 차동 증폭할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 패널에 배치된 다수의 공통 전극 중 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극으로부터 각각 수신된 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호의 평균이 기준 공통 신호와 대응되도록 제어하여 제1 제어 입력 신호 및 제2 제어 입력 신호를 출력하는 공통 신호 안정화 증폭기와, 제1 제어 입력 신호 및 제2 제어 입력 신호 간의 차이에 비례하는 차동 센싱 신호를 출력하는 차동 증폭기를 포함하는 공통 구동 회로를 제공할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 패널에 배치된 데이터 라인 및 게이트 라인으로 데이터 신호 및 게이트 신호를 출력하고, 디스플레이 패널에 배치된 다수의 공통 전극 중 둘 이상으로 기준 공통 신호를 출력하는 단계와, 데이터 신호와 기준 공통 신호에 응답하여 영상을 표시하고, 기준 공통 신호가 인가된 둘 이상의 공통 전극으로부터 수신되는 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호에서 노이즈를 제거하여 차동 센싱하여 터치를 센싱하는 단계를 포함하는 터치 디스플레이 장치의 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 진행할 수 있는 터치 디스플레이 장치, 공통 구동 회로 및 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 진행함에 있어서, 디스플레이 구동과 터치 구동 간의 영향을 줄여줄 수 있는 터치 디스플레이 장치, 공통 구동 회로 및 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 진행함에 있어서, 디스플레이 구동 및 터치 구동에 모두 필요한 신호가 흔들리는 불안정한 현상을 방지해주어, 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 진행함에도 불구하고 화상 품질을 향상시켜줄 수 있는 터치 디스플레이 장치, 공통 구동 회로 및 구동 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 패널과 구동 회로들을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 패널에서 1개의 공통 전극 영역 내 서브픽셀들의 배치 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 구동과 터치 구동에 관한 시간 분할 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 구동과 터치 구동에 관한 동시 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 싱글 센싱 회로를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 차동 센싱 회로를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 차동 센싱 시 공통 전극 열에 발생하는 노이즈가 차동 증폭기에 입력되는 상황을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 차동 센싱 시 공통 전극 열에 발생하는 노이즈에 따른 화상 영향을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 공통 신호 안정화 증폭기를 포함하는 차동 센싱 회로를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 공통 신호 안정화 증폭기의 개략적인 블록도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 공통 신호 안정화 증폭기의 블록도 및 상세 회로이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 공통 신호 안정화 증폭기의 다른 블록도 및 상세 회로이다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 공통 신호 안정화 증폭기의 또 다른 블록도 및 상세 회로이다.
도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 공통 신호 안정화 증폭기에 의한 화상 품질 개선 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법의 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 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 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서의 구성 요소들을 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 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. 위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서의 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것일 뿐이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소일 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서의 특징들(구성들)이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 또는 분리 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예는 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 시스템 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 패널(DISP)과 구동 회로들을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 패널(DISP)에서 1개의 공통 전극(CE) 영역 내 서브픽셀(SP)들의 배치 구조를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는, 영상을 표시하는 디스플레이 기능을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는, 사용자의 터치를 센싱하는 터치 센싱 기능과, 터치 센싱 결과를 이용하여 사용자의 터치에 따른 입력 처리를 수행하는 터치 입력 기능을 제공할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는, 디스플레이 기능을 제공하기 위하여, 다수의 데이터 라인(DL)과 다수의 게이트 라인(GL)이 배치될 수 있으며, 다수의 데이터 라인(DL)과 다수의 게이트 라인(GL)에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀(SP)이 배열된 디스플레이 패널(DISP)과, 디스플레이 패널(DISP)을 구동하기 위한 구동 회로들을 포함할 수 있다.
또한, 디스플레이 패널(DISP)에는, 행 방향(또는 열 방향)으로 배치되는 다수의 데이터 라인(DL)과, 열 방향(또는 행 방향)으로 배치되는 다수의 게이트 라인(GL) 이외에도, 디스플레이 구동을 위하여, 공통 신호(VCOM)가 인가되는 다수의 공통 전극(CE)과, 다수의 공통 전극(CE)에 전기적으로 연결된 다수의 공통 라인(CL)이 배치될 수 있다.
일 예로, 다수의 공통 전극(CE)은 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
다수의 공통 전극(CE) 각각은 다양한 형태로 될 수 있다. 예를 들어, 1개의 공통 전극(CE)은 개구부가 없는 판 형상의 전극이거나, 개구부들이 있는 메쉬 형태의 전극일 수 있고, 여러 군데가 꺾여 있는 형태의 전극일 수 도 있다.
공통 전극(CE)이 판 형상의 전극인 경우, 투명 전극일 수 있다. 공통 전극(CE)이 메쉬 형태의 전극이거나 꺾어진 형태의 전극인 경우, 불투명 전극일 수도 있다.
다수의 공통 전극(CE) 각각은 둘 이상의 서브픽셀(SP)과 중첩될 수 있다.
일 예로, 다수의 공통 라인(CL)은 다수의 데이터 라인(DL)과 평행하게 배치될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 구동 회로들은, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동하는 데이터 구동 회로(DDC)와, 다수의 게이트 라인(GL)을 구동하는 게이트 구동 회로(GDC)와, 데이터 구동 회로(DDC) 및 게이트 구동 회로(GDC)를 제어하는 디스플레이 컨트롤러(DCTR) 등을 포함할 수 있으며, 다수의 공통 전극(CE)을 구동하기 위한 공통 구동 회로(CDC)를 더 포함할 수 있다.
공통 구동 회로(CDC)는 다수의 공통 라인(CL)을 통해 다수의 공통 전극(CE)으로 공통 신호(VCOM)를 공급할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR)는 데이터 구동 회로(DDC) 및 게이트 구동 회로(GDC)로 각종 제어신호(DCS, GCS)를 공급하여, 데이터 구동 회로(DDC) 및 게이트 구동 회로(GDC)를 제어한다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 데이터 구동 회로(DDC)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 디지털 영상 데이터(DATA)를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.
게이트 구동 회로(GDC)는, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)의 제어에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 게이트 신호를 다수의 게이트 라인(GL)으로 순차적으로 공급한다.
데이터 구동 회로(DDC)는, 게이트 구동 회로(GDC)에 의해 특정 게이트 라인(GL)이 열리면, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)로부터 수신한 영상 데이터 신호를 영상 아날로그 신호로 변환하여 이에 대응되는 데이터 신호(VDATA)를 다수의 데이터 라인(DL)으로 공급한다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR)는 통상의 디스플레이 기술에서 이용되는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)이거나, 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)를 포함하여 다른 제어 기능도 더 수행하는 제어장치일 수 있으며, 타이밍 컨트롤러와 다른 제어장치일 수도 있다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 데이터 구동 회로(DDC)와 별도의 부품으로 구현될 수도 있고, 데이터 구동 회로(DDC)와 함께 집적회로로 구현될 수 있다.
데이터 구동 회로(DDC)는, 다수의 데이터 라인(DL)으로 데이터 신호(VDATA)을 공급함으로써, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동한다. 여기서, 데이터 구동 회로(DDC)는 '소스 드라이버'라고도 한다.
이러한 데이터 구동 회로(DDC)는, 적어도 하나의 소스 드라이버 집적회로(SDIC: Source Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다. 각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 쉬프트 레지스터(Shift Register), 래치 회로(Latch Circuit), 디지털-아날로그 컨버터(DAC: Digital to Analog Converter), 출력 버퍼회로(Output Buffer Circuit) 등을 포함할 수 있다. 각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 경우에 따라서, 아날로그-디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter)를 더 포함할 수 있다.
각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 디스플레이 패널(DISP)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 디스플레이 패널(DISP)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 디스플레이 패널(DISP)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 디스플레이 패널(DISP)에 연결된 필름 상에 실장 되는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
게이트 구동 회로(GDC)는, 다수의 게이트 라인(GL)으로 게이트 신호(VGATE, 스캔 전압, 스캔 신호, 또는 게이트 전압이라고도 함)를 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동한다. 여기서, 게이트 구동 회로(GDC)는 '스캔 드라이버'라고도 한다.
여기서, 게이트 신호(VGATE)는 해당 게이트 라인(GL)을 닫히게 하는 오프-레벨 게이트 전압과 해당 게이트 라인(GL)을 열리게 하는 온-레벨 게이트 전압을 구성된다.
보다 구체적으로, 게이트 신호(VGATE)는 해당 게이트 라인(GL)에 연결된 트랜지스터를 턴-오프 시키게 하는 오프-레벨 게이트 전압과 해당 게이트 라인(GL)에 연결된 트랜지스터를 턴-온 시키게 하는 온-레벨 게이트 전압을 구성된다.
트랜지스터가 N형인 경우, 오프-레벨 게이트 전압은 로우-레벨 게이트 전압(VGL)이고, 온-레벨 게이트 전압은 하이-레벨 게이트 전압(VGH)일 수 있다. 트랜지스터가 P형인 경우, 오프-레벨 게이트 전압은 하이-레벨 게이트 전압(VGH)이고, 온-레벨 게이트 전압은 로우-레벨 게이트 전압(VGL)일 수 있다. 아래에서는, 설명의 편의를 위해, 오프-레벨 게이트 전압은 로우-레벨 게이트 전압(VGL)이고, 온-레벨 게이트 전압은 하이-레벨 게이트 전압(VGH)인 것으로 예로 든다.
이러한 게이트 구동 회로(GDC)는, 적어도 하나의 게이트 드라이버 집적회로(GDIC: Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다. 각 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)는 쉬프트 레지스터(Shift Register), 레벨 쉬프터(Level Shifter) 등을 포함할 수 있다.
각 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 디스플레이 패널(DISP)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 디스플레이 패널(DISP)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 디스플레이 패널(DISP)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)는 디스플레이 패널(DISP)과 연결된 필름 상에 실장 되는 칩 온 필름(COF) 방식으로 구현될 수도 있다.
데이터 구동 회로(DDC)는, 도 1에서와 같이, 디스플레이 패널(DISP)의 일측(예: 상측 또는 하측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 디스플레이 패널(DISP)의 양측(예: 상측과 하측)에 모두 위치할 수도 있다.
게이트 구동 회로(GDC)는, 도 1에서와 같이, 디스플레이 패널(DISP)의 일 측(예: 좌측 또는 우측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 디스플레이 패널(DISP)의 양측(예: 좌측과 우측)에 모두 위치할 수도 있다.
본 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는 액정 디스플레이 장치, 유기 발광 디스플레이 장치 등의 다양한 타입의 표시장치일 수 있다. 본 실시예들에 따른 디스플레이 패널(DISP)도 액정디스플레이 패널, 유기발광디스플레이 패널 등의 다양한 타입의 표시 패널일 수 있다.
디스플레이 패널(DISP)에 배치된 각 서브픽셀(SP)은 하나 이상의 회로소자(예: 트랜지스터, 캐패시터 등)를 포함하여 구성될 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 패널(DISP)이 액정디스플레이 패널인 경우, 각 서브픽셀(SP)에는 픽셀 전극(PXL)이 배치되고, 픽셀 전극(PXL)과 데이터 라인(DL) 사이에 트랜지스터(TR)가 전기적으로 연결될 수 있다. 트랜지스터(TR)는 게이트 라인(GL)을 통해 게이트노드에 공급되는 게이트 신호(VGATE)에 의해 턴-온 될 수 있으며, 턴-온 시, 데이터 라인(DL)을 통해 소스노드(또는 드레인노드)에 공급된 데이터 신호(VDATA)를 드레인노드(또는 소스노드)로 출력하여, 드레인노드(또는 소스노드)에 전기적으로 연결된 픽셀 전극(PXL)으로 데이터 신호(VDATA)를 인가해줄 수 있다. 데이터 신호(VDATA)가 인가된 픽셀 전극(PXL)과 공통 신호(VCOM)이 인가된 공통 전극 사이에는 전계가 형성되고, 픽셀 전극(PXL)과 공통 전극 사이에 캐패시턴스가 형성될 수 있다.
각 서브픽셀(SP)의 구조는 패널 타입, 제공 기능 및 설계 방식 등에 따라 다양하게 정해질 수 있다.
한편, 위에서 언급한 다수의 공통 전극(CE)은 디스플레이 구동 시 데이터 신호(VDATA)와 전계를 형성하는 공통 신호(VCOM)가 인가되는 디스플레이 구동 전극이면서, 터치 센싱을 위한 터치 전극이기도 한다. 아래에서, 공통 신호(VCOM)는 기준 공통 신호라고 기재한다.
따라서, 공통 전극(CE)에는 인가되는 기준 공통 신호(VCOM)는 디스플레이 구동을 위한 신호이고, 또한 터치 구동을 위한 신호이기도 하다.
다시 말해, 도 2 및 도 3을 참조하면, 기준 공통 신호(VCOM)는, 제1 공통 전극(CE1)과 중첩되는 둘 이상의 서브픽셀(SP) 각각으로 공급되는 데이터 신호(VDATA)와 캐패시턴스(Cst)를 형성하고, 제2 공통 전극(CE2)과 중첩되는 둘 이상의 서브픽셀(SP) 각각으로 공급되는 데이터 신호(VDATA)와 캐패시턴스(Cst)를 형성하기 위한 디스플레이 공통 전압의 역할을 한다.
또한, 기준 공통 신호(VCOM)는 제1 공통 전극(CE1)과 제2 공통 전극(CE2)을 차동 센싱 하여 터치 유무 또는 터치 좌표를 검출하기 위해 제1 공통 전극(CE1)과 제2 공통 전극(CE2)을 구동하기 위한 터치 구동 신호의 역할도 할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 공통 전극(CE1) 및 제2 공통 전극(CE2)은 동일한 열 또는 동일한 행에 배치될 수 있다.
제1 공통 전극(CE1)과 중첩되는 둘 이상의 데이터 라인(DL)은 제2 공통 전극(CE2)과 중첩될 수 있다. 제1 공통 전극(CE1)과 중첩되는 둘 이상의 게이트 라인(GL)은 제2 공통 전극(CE2)과 중첩되지 않는다.
다수의 공통 라인(CL)은, 제1 공통 전극(CE1)과 공통 구동 회로(CDC)를 전기적으로 연결하기 위한 제1 공통 라인(CL1)과, 제2 공통 전극(CE2)과 공통 구동 회로(CDC)를 전기적으로 연결하기 위한 제2 공통 라인(CL2)을 포함할 수 있는데, 제1 공통 라인(CL1)은 제2 공통 전극(CE2)과 중첩되되 디스플레이 패널(DISP) 내에서 제2 공통 전극(CL2)과 절연될 수 있다. 경우에 따라서, 제1 공통 라인(CL1)과 제2 공통 전극(CL2)은 공통 구동 회로(CDC) 내에서는 전기적으로 연결될 수도 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는, 터치 센싱 기능을 제공하기 위하여, 다수의 공통 전극(CE)과, 다수의 공통 전극(CE)을 구동하여 센싱하는 공통 구동 회로(TDC)와, 공통 구동 회로(TDC)가 디스플레이 패널(DISP)을 센싱한 결과를 이용하여 터치를 센싱하는 터치 컨트롤러(TCTR) 등을 포함할 수 있다.
다수의 공통 전극(CE)은 사용자의 포인트에 의해 화면 상에 접촉하거나 근접한 사용자의 터치를 센싱하기 위한 터치 센서에 해당한다. 여기서, 사용자의 포인터는 손가락(Finger) 또는 펜(Pen) 등일 수 있다.
펜은 신호 송수신 기능이 없는 수동 펜(Passive Pen) 또는 신호 송수신 기능이 있는 액티브 펜(Active Pen)일 수도 있다. 공통 구동 회로(TDC)는 디스플레이 패널(DISP)로 터치구동신호를 공급하고, 디스플레이 패널(DISP)을 센싱할 수 있다. 터치 컨트롤러(TCTR)는 공통 구동 회로(TDC)가 디스플레이 패널(DISP)을 센싱한 결과를 이용하여 터치를 센싱할 수 있다. 여기서, 터치를 센싱 한다는 것은 터치유무 및/또는 터치좌표를 결정한다는 것을 의미할 수 있다.
터치 컨트롤러(TCTR)는, 일 예로, 마이크로 컨트롤 유닛(MCU: Micro Control Unit), 프로세서 등으로 구현될 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR) 및 터치 컨트롤러(TCTR)은 별도로 구현될 수도 있고 통합되어 구현될 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는, 공통 전극(CE)의 셀프-캐패시턴스(Self-Capacitance)에 기반하여 터치를 센싱하거나, 공통 전극들(CE) 간의 뮤추얼-캐패시턴스(Mutual-Capacitance)에 기반하여 터치를 센싱할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 셀프-캐패시턴스에 기반하여 터치를 센싱하는 경우, 공통 구동 회로(TDC)는 다수의 공통 전극(CE) 중 하나 이상으로 전압 레벨이 가변 되는 신호 형태의 기준 공통 신호(VCOM)를 공급하고, 기준 공통 신호(VCOM)가 인가된 공통 전극(CE)으로부터 신호를 센싱하여 센싱 데이터를 출력하고, 터치 컨트롤러(TCTR)는 센싱 데이터를 이용하여 터치유무 및/또는 터치좌표를 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 뮤추얼-캐패시턴스에 기반하여 터치를 센싱하는 경우, 공통 구동 회로(TDC)는 다수의 공통 전극(CE) 중 구동 전극 역할을 하는 공통 전극으로 기준 공통 신호(VCOM)를 공급하고, 다수의 공통 전극(CE) 중 센싱 전극 역할을 하는 공통 전극으로부터 신호를 센싱하여 센싱 데이터를 출력하고, 터치 컨트롤러(TCTR)는 센싱 데이터를 이용하여 터치유무 및/또는 터치좌표를 산출할 수 있다.
아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는 셀프-캐패시턴스 (Self-Capacitance)에 기반하여 터치를 센싱하는 경우를 가정한다. 디스플레이 패널(DISP)도 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 구성된 것을 가정한다.
공통 구동 회로(TDC)에서 출력되는 기준 공통 신호(VCOM)는 일정한 전압 레벨을 갖는 신호일 수도 있고, 전압 레벨이 가변 되는 신호일 수도 있다.
기준 공통 신호(VCOM)가 전압 레벨이 가변 되는 신호인 경우, 기준 공통 신호(VCOM)는, 일 예로, 정현파 형태, 삼각파 형태, 또는 구형파 형태 등 다양한 신호파형일 수 있다.
한편, 데이터 구동 회로(DDC)는 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital-to-Analog Converter)를 통해 디스플레이 컨트롤러(DCTR)로부터 수신된 디지털 영상 데이터(DATA)를 아날로그 전압 형태의 데이터 신호(VDATA)로 변환할 수 있다.
데이터 구동 회로(DDC)는 디지털-아날로그 변환 시 다수의 감마기준전압(GRV)을 토대로 디지털 영상 데이터(DATA)를 아날로그 전압 형태의 데이터 신호(VDATA)로 변환할 수 있다.
다수의 감마기준전압(GRV)은 감마 회로(GAM)에서 공급된다. 감마 회로(GAM)는 데이터 구동 회로(DDC)의 외부 또는 내부에 존재할 수 있다.
한편, 디스플레이 패널(DISP)에는 그라운드 전압(GND)이 인가될 수 있다. 이러한 그라운드 전압(GND)은 DC 전압일 수도 있고 전압 레벨이 변하는 AC 전압일 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 구동과 터치 구동에 관한 시간 분할 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는, 디스플레이 구동과 터치 구동을 시분할된 구간에서 별도로 진행할 수 있다. 이러한 구동 방식을 시분할 구동이라고 한다.
디스플레이 구동 기간 동안에는, 다수의 공통 전극(CE)에는 DC 전압 형태의 기준 공통 신호(VCOM)가 인가된다. 다수의 게이트 라인(GL)에는 턴-오프 레벨 전압(VGL)의 상태를 갖다가 스캐닝 타이밍에서 턴-온 레벨 전압(VGH)을 갖는 게이트 신호(VGATE1, VGATE2)가 순차적으로 인가될 수 있다. 다수의 데이터 라인(DL)에는 해당 데이터 신호(VDATA)가 인가될 수 있다.
디스플레이 구동 기간 이후 터치 구동 기간 동안에는, 다수의 공통 전극(CE)의 전체 또는 일부에는 시간에 따라 전압 레벨이 변하는 기준 공통 신호(VCOM)가 인가될 수 있다.
터치 구동 기간 동안, 센싱 대상이 되는 공통 전극(CE)과 다른 공통 전극(CE) 사이의 기생 캐패시턴스(Ccc)를 방지하기 위하여, 디스플레이 패널(DISP)에 배치된 다수의 공통 전극(CE)의 전체 또는 일부에는 센싱 대상이 되는 공통 전극(CE)에 인가되는 기준 공통 신호(VCOM)와 동일하거나 대응되는 기준 공통 신호(VCOM)가 인가될 수 있다.
또한, 터치 구동 기간 동안, 공통 전극(CE)과 데이터 라인(DL) 사이의 기생 캐패시턴스(Cdc)를 방지하기 위하여, 디스플레이 패널(DISP)에 배치된 다수의 데이터 라인(DL)의 전체 또는 일부로 센싱 대상이 되는 공통 전극(CE)에 인가되는 기준 공통 신호(VCOM)와 동일하거나 대응되는 데이터 신호(VDATA)가 인가될 수 있다.
또한, 터치 구동 기간 동안, 공통 전극(CE)과 게이트 라인(GL) 사이의 기생 캐패시턴스(Cgc)를 방지하기 위하여, 디스플레이 패널(DISP)에 배치된 다수의 게이트 라인(GL)의 전체 또는 일부로 센싱 대상이 되는 공통 전극(CE)에 인가되는 기준 공통 신호(VCOM)와 동일하거나 대응되는 게이트 신호(VGATE)가 인가될 수 있다.
터치 구동 기간 동안, 기준 공통 신호(VCOM)와 동일하거나 대응되는 신호들을 디스플레이 패널(DISP)에 배치된 비 센싱 대상인 공통 전극(CE), 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)에 인가하는 것을 로드 프리 구동(LFD: Load Free Driving)이라고 한다. 이러한 LFD는 불필요한 기생 캐패시턴스(Ccc, Cgc, Cdc)를 방지해주어, 기생 캐패시턴에 의한 터치 감도 저하를 방지할 수 있다.
터치 구동 기간 동안, 디스플레이 패널(DISP)에 배치된 비 센싱 대상인 공통 전극(CE), 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)에 인가되는 신호들은, 센싱 대상이 되는 공통 전극(CE)에 인가되는 기준 공통 신호(VCOM)와 주파수 및 위상이 대응될 수 있다.
또한, 터치 구동 기간 동안, 디스플레이 패널(DISP)에 배치된 비 센싱 대상인 공통 전극(CE), 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)에 인가되는 신호들은, 센싱 대상이 되는 공통 전극(CE)에 인가되는 기준 공통 신호(VCOM)와 진폭(△V)이 대응될 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 구동과 터치 구동에 관한 동시 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는, 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 진행할 수 있다. 이러한 구동 방식을 동시 구동이라고 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 다수의 데이터 라인(DL)으로 영상 표시를 위한 데이터 신호(VDATA)가 공급되어 디스플레이 구동이 진행되는 동안, 공통 구동 회로(CDC)는 다수의 공통 전극(CE)으로 소정의 진폭(△V)으로 스윙 하는 기준 공통 신호(VCOM)를 공급할 수 있다.
여기서, 기준 공통 신호(VCOM)는 전압 레벨이 스윙 되는(변하는) 신호일 수 있다. 이러한 기준 공통 신호(VCOM)는 변조 신호, AC 신호, 또는 펄스 신호 등이라고도 한다.
도 5를 참조하면, 기준 공통 신호(VCOM)의 하이 레벨 전압 기간의 폭(W)은 디스플레이 구동을 위한 1 수평시간(1H)보다 짧을 수 있다.
이 경우, 다수의 데이터 라인(DL) 중 적어도 하나의 데이터 라인(DL)에 공급되는 영상 표시를 위한 데이터 신호(VDATA)의 하이 레벨 전압 기간 또는 다수의 게이트 라인(GL) 중 적어도 하나의 게이트 라인(GL)에 공급되는 게이트 신호(VGATE)의 하이 레벨 전압 기간 동안, 기준 공통 신호(VCOM)의 전압 레벨이 1차례 이상 변할 수 있다.
다시 말해, 데이터 라인(DL)에 인가되는 데이터 신호(VDATA)는 영상 표시를 위한 원래의 신호 부분과 기준 공통 신호(VCOM)가 더해진 형태를 갖는다. 따라서, 데이터 신호(VDATA)에는 기준 공통 신호(VCOM)의 진폭(△V)과 동일한 전압 변화 지점이 존재할 수 있다.
도 6을 참조하면, 기준 공통 신호(VCOM)의 하이 레벨 전압 기간의 폭(W)은 디스플레이 구동을 위한 1 수평시간(1H)보다 길 수 있다.
이 경우, 기준 공통 신호(VCOM)의 하이 레벨 전압 기간 동안, 다수의 데이터 라인(DL) 중 적어도 하나의 데이터 라인(DL)에 공급되는 영상 표시를 위한 데이터 신호(VDATA)의 전압 레벨이 1차례 이상 변하거나, 다수의 게이트 라인(GL) 중 적어도 하나의 게이트 라인(GL)에 공급되는 게이트 신호(VGATE)의 전압 레벨이 1차례 이상 변할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 동시 구동 시, 데이터 라인(DL)에 인가되는 데이터 신호(VDATA)는 영상 표시를 위한 원래의 신호 부분과 기준 공통 신호(VCOM)가 더해진 형태를 갖는다. 따라서, 데이터 신호(VDATA)에는 기준 공통 신호(VCOM)의 진폭(△V)과 동일한 전압 변화 지점이 존재할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 동시 구동 시, 게이트 라인(GL)에 인가되는 게이트 신호(VGATE)는 게이트 구동을 위한 원래의 신호 부분과 기준 공통 신호(VCOM)가 더해진 형태를 갖는다. 따라서, 게이트 신호(VGATE)에는 기준 공통 신호(VCOM)의 진폭(△V)과 동일한 전압 변화 지점이 존재할 수 있다.
전술한 바와 같이, 데이터 신호(VDATA)가 기준 공통 신호(VCOM)의 진폭(△V)과 동일한 전압 변화 지점을 가짐으로써, 데이터 신호(VDATA)에서 기준 공통 신호(VCOM)에 해당하는 부분을 제거하면, 시분할 구동 시 디스플레이 구동 기간의 데이터 신호(VDATA)와 동일한 상태가 된다.
마찬가지로, 게이트 신호(VGATE)가 기준 공통 신호(VCOM)의 진폭(△V)과 동일한 전압 변화 지점을 가짐으로써, 게이트 신호(VGATE)에서 기준 공통 신호(VCOM)에 해당하는 부분을 제거하면, 시분할 구동 시 디스플레이 구동 기간의 게이트 신호(VGATE)와 동일한 상태가 된다.
데이터 신호(VDATA)가 기준 공통 신호(VCOM)의 진폭(△V)과 동일한 전압 변화 지점을 가지고, 게이트 신호(VGATE)가 기준 공통 신호(VCOM)의 진폭(△V)과 동일한 전압 변화 지점을 가지는 것은, 기준 공통 신호(VCOM)를 기준으로 데이터 신호(VDATA) 및 게이트 신호(VGATE)가 변조되었다고 한다.
전술한 바와 같이, 데이터 신호(VDATA) 및 게이트 신호(VGATE)의 신호 파형을 변화(변조)시켜줌으로써, 동시 구동 시, 디스플레이 구동과 터치 구동이 동시에 진행되더라도, 터치 구동에 의해 디스플레이 구동이 영향을 받지 않도록 해줄 수 있다.
또한, 데이터 신호(VDATA) 및 게이트 신호(VGATE)의 신호 파형을 변화시켜주는 것은, 불필요한 기생 캐패시턴스(Ccc, Cgc, Cdc)를 방지하여 터치 감도를 향상시키는 일종의 LFD 구동에 해당한다.
예를 들어, 동시 구동은 감마 변조 기법 또는 그라운드 변조 기법을 통해 수행될 수 있다.
감마 변조 기법의 경우, 데이터 구동 회로(DDC)가 디지털 아날로그 변환 시 기준 공통 신호(VCOM)와 주파수, 위상 및 진폭(△V)이 대응되는 감마기준전압(GRW)을 사용하여 디지털 아날로그 변환 처리를 수행함으로써, 데이터 신호(VDATA)를 변화시켜줄 수 있다.
또한, 게이트 신호(VGATE)를 생성하는데 필요한 턴-오프 레벨 전압(VGL)과 턴-온 레벨 전압(VGH) 각각을 기준 공통 신호(VCOM)와 주파수, 위상 및 진폭(△V)이 대응되도록 변화시켜줌으로써, 전술한 게이트 신호(VGATE)를 생성할 수 있다.
그라운드 변조 기법의 경우, 디스플레이 패널(DISP)에 인가되는 그라운드 전압(GND)이, 전압 레벨이 변하는 신호이고, 기준 공통 신호(VCOM)와 주파수 및 위상이 대응되도록 해줌으로써, 디스플레이 패널(DISP)에 인가되는 모든 종류의 신호들을 그라운드 전압(GND)을 기준으로 스윙 시켜주는 방식이다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는 동시 구동을 진행하다가, 어떠한 타이밍에서는 시분할 구동을 진행할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 싱글 센싱 회로를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 공통 구동 회로(CDC)는, 제1 멀티플렉서 회로(MUX1)와, 다수의 센싱 유닛(SU)과, 제2 멀티플렉서 회로(MUX2)와, 아날로그 디지털 컨버터(ADC) 등을 포함할 수 있다.
제1 멀티플렉서 회로(MUX1)는 다수의 공통 전극(CE) 중에서 다수의 센싱 유닛(SU)의 개수에 해당하는 공통 전극(CE)을 센싱 전극으로 선택한다.
다수의 센싱 유닛(SU) 각각은 전치 증폭기(PAMP), 적분기(INTG) 및 샘플 앤 홀드 회로(Sample and Hold Circuit, SHA) 등 포함할 수 있다.
전치 증폭기(PAMP)는 비반전 입력단으로 입력된 기준 공통 신호(VCOM)를 반전 입력단으로 통해 공통 전극(CE)으로 공급할 수 있다.
또한, 전치 증폭기(PAMP)는 반전 입력단을 통해 공통 전극(CE)으로부터 신호를 전하 형태로 수신하여 피드백 캐패시터(Cfb)에 충전하고, 피드백 캐패시터(Cfb)에 충전된 전하에 따른 전압을 출력한다.
적분기(INTG)는 전치 증폭기(PAMP)의 출력 전압을 적분하여 적분값을 출력한다.
샘플 앤 홀드 회로(SHA)는 적분기(INTG)의 출력 적분값을 저장했다가 출력할 수 있다.
제2 멀티플렉서 회로(MUX2)는 다수의 센싱 유닛(SU) 중 하나를 선택하여 선택된 센싱 유닛(SU)의 최종 출력값을 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로 출력한다.
아날로그 디지털 컨버터(ADC)는 입력된 값을 디지털 값에 해당하는 센싱값으로 변환한다.
공통 구동 회로(CDC)는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)에서 변환된 센싱값을 포함하는 센싱 데이터를 터치 컨트롤러(TCTR)로 제공한다.
터치 컨트롤러(TCTR)는 센싱 데이터를 토대로 터치 유무 및/또는 터치 좌표를 검출할 수 있다.
한편, 시분할 구동 시, 터치 구동 기간 동안, LFD 구동을 통해, 센싱 대상이 되는 공통 전극(CE)과 다른 공통 전극(CE) 사이의 기생 캐패시턴스(Ccc)와, 센싱 대상이 되는 공통 전극(CE)과 데이터 라인(DL) 사이의 기생 캐패시턴스(Cdc)를 방지하기 위하여, 센싱 대상이 되는 공통 전극(CE)과 게이트 라인(GL) 사이의 기생 캐패시턴스(Cgc)를 방지해줄 수 있다.
또한, 동시 구동 시, 데이터 신호(VDATA) 및 게이트 신호(VGATE)가 기준 공통 신호(VCOM)의 진폭(△V)과 동일한 전압 변화 지점을 가지게 되어, LFD 구동과 동일해진다. 이에 따라, 센싱 대상이 되는 공통 전극(CE)과 다른 공통 전극(CE) 사이의 기생 캐패시턴스(Ccc)와, 센싱 대상이 되는 공통 전극(CE)과 데이터 라인(DL) 사이의 기생 캐패시턴스(Cdc)를 방지하기 위하여, 센싱 대상이 되는 공통 전극(CE)과 게이트 라인(GL) 사이의 기생 캐패시턴스(Cgc)를 방지해줄 수 있다.
한편, 도 7을 참조한 공통 구동 회로(CDC)에서, 다수의 센싱 유닛(SU) 각각은 한 시점에 1개의 공통 전극(CE)을 센싱한다. 이를 싱글 센싱 방식이라고 한다.
한편, 전술한 시분할 구동에 따르면, 디스플레이 구동 시간 또는 터치 구동 시간이 부족해질 수 있다. 특히, 이는 고해상도의 대면적의 디스플레이 패널(DISP)의 경우에 더욱 심해질 수 있다.
이에 비해, 동시 구동의 경우, 시분할 구동의 단점이 극복될 수 있다.
하지만, 싱글 센싱 방식으로 동시 구동을 진행하는 경우, 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 진행해야 하기 때문에, 신호 제어를 정밀하게 해야 하는 어려움이 있을 수 있다. 터치 구동보다 디스플레이 구동이 더 빠른 속도로 진행되는 경우(예: 도 6과 같이, 디스플레이 구동을 위한 1 수평시간(1H)이 기준 공통 신호(VCOM)의 하이 레벨 전압 기간의 폭(W)보다 짧은 경우)에는 터치 센싱 데이터의 노이즈가 심해질 수 있는 단점이 있다.
이에 따라, 동시 구동 시의 단점을 극복하기 위해, 2개의 공통 전극(CE)을 동시에 차동 센싱하는 차동 센싱 방식으로 동시 구동을 진행할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 차동 센싱 회로를 나타낸 도면이다. 도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 차동 센싱 시 공통 전극 열에 발생하는 노이즈가 차동 증폭기(DAMP)에 입력되는 상황을 나타낸 도면이다. 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 차동 센싱 시 공통 전극 열에 발생하는 노이즈 전하(Qn)에 따른 화상 영향을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 차동 센싱 방식의 경우, 공통 구동 회로(CDC)에서, 제1 멀티플렉서 회로(MUX1)는 다수의 센싱 유닛(SU) 각각이 차동 센싱할 대상이 되는 2개의 공통 전극(CE)을 선택할 수 있다.
다수의 센싱 유닛(SU) 각각은 제1 멀티플렉서 회로(MUX1)는 다수의 센싱 유닛(SU) 각각이 차동 센싱할 대상이 되는 2개의 공통 전극(CE)을 선택할 수 있다.
다수의 센싱 유닛(SU) 각각은 제1 멀티플렉서 회로(MUX1)에서 선택된 2개의 공통 전극(CE)을 차동 센싱한다.
이를 위해, 다수의 센싱 유닛(SU) 각각은 차동 증폭기(DAMP)를 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 차동 증폭기(DAMP)는 제1 입력단(di1) 및 제2 입력단(di2)을 통해 제1 공통 전극(CE1) 및 제2 공통 전극(CE2) 각각으로부터 제1 입력 신호(VIM1) 및 제1 입력 신호(VIM1)를 수신하여, 제1 입력 신호(VIM1) 및 제2 입력 신호(VIM2)를 차동 증폭하여 제1 출력단(do1) 및 제2 출력 신호(do2)을 통해 제1 출력 신호(VOP) 및 제2 출력 신호(VOM)를 출력할 수 있다.
차동 증폭기(DAMP)는 차동 증폭을 수행하여 제1 입력 신호(VIM1) 및 제2 입력 신호(VIM2) 간의 차이와 비례하는 차이를 갖는 제1 출력 신호(VOP) 및 제2 출력 신호(VOM)를 출력한다.
차동 증폭기(DAMP)에서, 제1 입력단(di1)과 제1 출력단(do1) 사이에는 제1 캐피시터(Ca)가 연결되고, 제2 입력단(di2)과 제2 출력단(do2) 사이에는 제2 캐피시터(Cb)가 연결될 수 있다.
동시 구동을 수행하는 경우, 기준 공통 신호(VCOM)를 기준으로 데이터 신호(VDATA) 및 게이트 신호(VGATE)가 변조되면, 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)에 의해 기생 캐패시턴스(Cdc, Cgc)에 의한 영향이 상쇄되어 터치를 판별하는데 있어서 수월해질 수 있다.
하지만, 데이터 신호(VDATA) 및 게이트 신호(VGATE) 등의 디스플레이 신호 자체는 상쇄되지 못하여 터치를 판별하는데 있어서 노이즈로 작용하게 된다. 특히, 데이터 신호(VDATA)는 영상에 따라 변화가 심한 값이기 때문에 예측이 불가능한 랜덤 노이즈에 가까운 특성을 갖는다. 따라서, 동시 구동 시, 데이터 라인(DL)에 의한 노이즈 영향을 줄이기 위해, 전술한 차동 센싱 방식이 싱글 센싱 방식에 비해 유리할 수 있다.
데이터 라인(DL)에서의 데이터 신호(VDATA)의 전압 변동에 의한 노이즈 영향을 상쇄시키기 위해서는, 도 9와 같이, 동일한 데이터 라인들(DL)과 중첩되는 2개의 공통 전극(CE, CE2)을 차동 센싱을 해야 한다.
중첩되는 2개의 공통 전극(CE, CE2)을 차동 센싱하는 중에, 데이터 신호(VDATA)의 전압 변동이 발생하면, 데이터 라인들(DL)과 2개의 공통 전극(CE1, CE2) 간의 기생 캐패시턴스(Cdc)를 통해 전하 변화가 생기게 된다. 이를 노이즈 전하(Qn)라고 한다. 다시 말해, 노이즈 전하(Qn)는 기준 공통 신호(VCOM)와 데이터 신호(VDATA)의 차이가 나는 부분에서 발생할 수 있다.
제1 공통 전극(CE1)과 중첩되어 지나가는 데이터 라인들(DL)과 제2 공통 전극(CE2)과 중첩되어 지나가는 데이터 라인들(DL)은 동일하기 때문에, 차동 증폭기(DAMP)의 제1 및 제2 입력단(di1, di2)에서 발생하는 노이즈 전하(Qn)는 동일하다.
따라서, 차동 증폭기(DAMP)의 제1 입력단(di1)에 입력되는 제1 입력 신호(VIM1)는 제1 공통 전극(CE1)에서 발생한 터치 전하(Qt1)와 데이터 라인들(DL)에 의해 발생한 노이즈 전하(Qn)가 합쳐진 전하(Qt1+Qn)에 대응되는 신호이다. 차동 증폭기(DAMP)의 제2 입력단(di2)에 입력되는 제2 입력 신호(VIM2)는 제2 공통 전극(CE2)에서 발생한 터치 전하(Qt2)와 데이터 라인들(DL)에 의해 발생한 노이즈 전하(Qn) 가 합쳐진 전하(Qt2+Qn)에 대응되는 신호이다.
이처럼, 노이즈 전하(Qn)로 인하여, 차동 증폭기(DAMP)의 제1 및 제2 입력단(di1, di2)에서 전압 변화가 발생하게 되고, 이로 인해, 데이터 라인들(DL)과 대응되는 서브픽셀들(SP)에 정확한 데이터 신호(VDATA)이 충전되지 못하게 되어, 화상 품질 저하가 발생할 수 있다. 따라서, 매 1 수평시간(1H)마다 변하는 노이즈 전하(Qn)를 상쇄시키는 별도의 상쇄 회로가 필요하다. 상쇄 회로는 다음과 같은 몇 가지 고려 사항이 있다.
먼저, 상쇄 회로는 노이즈 전하(Qn)가 언제 얼마만큼 유입될지 모르므로 연속적으로 동작해야 한다.
다음으로, 상세 회로는, 큰 로드(Heavy Load)를 충분히 구동할 수 있어야 한다. 공통 전극(CE)에 생기는 기생 캐패시턴스가 수백 Pf 이상으로 매우 크기 때문에, 공통 전극(CE)의 전압 홀딩 능력이 높아지려면 큰 구동 능력을 가져야 한다.
또 다음으로, 상쇄 회로는 차동 증폭기(DAMP)의 제1 및 제2 입력단(di1, di2) 각각으로 유입되는 노이즈 전하(Qn)의 양이 약간 차이가 있다면, 제1 및 제2 입력단(di1, di2) 각각으로 유입되는 노이즈 전하(Qn)의 평균만큼 상쇄시켜서, 제1 입력 신호(VIM1) 및 제2 입력 신호(VIM2)의 평균이 기준 공통 신호(VCOM)에 최대한 가깝게 하여 차동 증폭함으로써, 화상 이상을 방지해주어야 한다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 차동 센싱 시 공통 전극 열에 발생하는 노이즈에 따른 화상 영향을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 제1 입력 신호(VIM1) 및 제2 입력 신호(VIM2)의 평균이 기준 공통 신호(VCOM)에 최대한 가깝게 해주어야 한다.
제1 입력 신호(VIM1)와 기준 공통 신호(VCOM)가 동일한 케이스 1과, 제2 입력 신호(VIM2)와 기준 공통 신호(VCOM)가 동일한 케이스 2와, 제1 입력 신호(VIM1)와 제2 입력 신호(VIM2)의 평균이 기준 공통 신호(VCOM)와 동일한 케이스 3를 고려하고, 노이즈 전하(Qn)의 차이가 있다고 가정할 때, 케이스 1 및 2는 포지티브 및 네거티브 방향으로 1 그레이 값이 인가될 때, 최대 2 그레이 값 넘게 차이가 난다. 반면, 케이스 3의 경우, 포지티브 및 네거티브 방향으로 1 그레이 값이 인가될 때, 2 그레이 값 이내가 되어 화면 이상 현상이 크게 줄어들 수 있다.
아래에서는, 전술한 상쇄 회로의 구현 예로서, 공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)에 대하여 상세하게 기술한다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)를 포함하는 차동 센싱 회로를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 공통 구동 회로(CDC)는 다수의 공통 전극(CE) 중 제1 공통 전극(CE1) 및 제2 공통 전극(CE2)으로부터 수신되는 제1 입력 신호(VIM1) 및 제2 입력 신호(VIM2)를 차동 증폭할 수 있다. 즉, 공통 구동 회로(CDC)는, 다수의 공통 전극(CE) 중 제1 공통 전극(CE1) 및 제2 공통 전극(CE2)을 차동 센싱하여 차동 센싱 신호(VOP, VOM)를 출력할 수 있다.
이러한 공통 구동 회로(CDC)는, 공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP) 및 차동 증폭기(DAMP) 등을 포함할 수 있다.
공통 구동 회로(CDC)에 포함된 차동 증폭기(DAMP)는 도 8 및 도 9에서와 동일하다. 따라서, 아래에서는, 도 8 및 도 9의 차동 센싱 회로와 차이점이 있는 내용을 위주로 설명한다.
공통 구동 회로(CDC)는 제1 입력 신호(VIM1) 및 제2 입력 신호(VIM2) 각각에서 노이즈를 제거한 이후 차동 증폭할 수 있다. 여기서, 제거된 노이즈는 도 11의 노이즈 전하(Qn)에 대응되는 것이다.
공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)는, 제1 공통 전극(CE1) 및 제2 공통 전극(CE2) 각각으로부터 수신된 제1 입력 신호(VIM1) 및 제2 입력 신호(VIM2)의 평균이 기준 공통 신호(VCOM)와 대응되도록 제어하여 제1 제어 입력 신호(VOUT1) 및 제2 제어 입력 신호(VOUT2)를 출력할 수 있다.
공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)는, 도 8의 차동 센싱 회로에서, 제1 멀티플렉서 회로(MUX1)와 차등 증폭기(DAMP) 사이에 연결될 수 있다.
공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)는, 제1 입력 신호(VIM1)가 입력되는 제1 입력단(Si1)과, 제2 입력 신호(VIM2)가 입력되는 제2 입력단(Si2)과, 기준 공통 신호(VCOM)가 입력되는 기준 입력단(Si)을 포함하고, 제1 제어 입력 신호(VOUT1)가 출력되는 제1 출력단(So1)과, 제2 제어 입력 신호(VOUT2)가 출력되는 제2 출력단(So2)을 포함할 수 있다. 여기서, 기준 공통 신호(VCOM)는 아래에서는 설명의 편의를 위하여 VIP라고도 표시한다.
공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)의 출력 신호들 중 하나인 제1 제어 입력 신호(VOUT1)는 제1 입력 신호(VIM1)에서 노이즈 전하(Qn)가 상쇄된 신호이다. 공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)의 출력 신호들 중 다른 하나인 제2 제어 입력 신호(VOUT2)는 제2 입력 신호(VIM2)에서 노이즈 전하(Qn)가 상쇄된 신호이다.
따라서, 제1 제어 입력 신호(VOUT1)는 제1 입력 신호(VIM1)와 다를 수 있고, 제2 제어 입력 신호(VOUT2)는 제2 입력 신호(VIM2)와 다를 수 있다.
하지만, 공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)에서, 제1 출력단(So1)은 제1 피드백 라인(FBL1)을 통해 제1 입력단(Si1)과 전기적으로 연결되고, 제2 출력단(So2)은 제2 피드백 라인(FBL2)을 통해 제2 입력단(Si2)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 피드백 연결 구조에 따라, 시간이 경과하여 노이즈 전하(Qn) 또는 그 편차가 상쇄됨에 따라서, 제1 입력 신호(VIM1)와 제1 제어 입력 신호(VOUT1)는 동일해지거나 거의 동일해지고, 제2 입력 신호(VIM2)외 제2 제어 입력 신호(VOUT2)는 동일해지거나 거의 동일해질 수 있다.
한편, 공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)는, 기준 입력단(Si)을 통해 입력된 기준 공통 신호(VIP)를 제1 입력단(Si1) 및 제2 입력단(Si2)을 통해 제1 공통 전극(CE1) 및 제2 공통 전극(CE2)으로 공급할 수 있다.
차동 증폭기(DAMP)는, 공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)에서 출력된 제1 제어 입력 신호(VOUT1) 및 제2 제어 입력 신호(VOUT2) 간의 차이에 비례하는 차동 센싱 신호(VOP, VOM)를 출력할 수 있다.
예를 들어, 차동 증폭기(DAMP)가 풀리 차동 증폭기(Fully Differential Amplifier)인 경우, 차동 증폭기(DAMP)에서 출력되는 차동 센싱 신호는, 제1 제어 입력 신호(VOUT1) 및 제2 제어 입력 신호(VOUT2) 간의 차이에 비례하는 차이를 갖는 제1 출력 신호(VOP) 및 제2 출력 신호(VOM)를 포함할 수 있다.
차동 증폭기(DAMP)에서 출력된 차동 센싱 신호(VOP, VOM)는 적분기(INTG)로 입력될 수 있다.
전술한 바와 같이, 동시 구동에 따르면, 공통 구동 회로(CDC)는, 다수의 데이터 라인(DL)으로 영상 표시를 위한 데이터 신호(VDATA)가 공급되어 디스플레이 구동이 진행되는 동안, 터치 센싱을 위해 제1 공통 전극(CE1) 및 제2 공통 전극(CE2)을 차동 센싱할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)의 개략적인 블록도이다.
도 12를 참조하면, 공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)는, 입력 회로(1510), 제어 회로(1520) 및 출력 회로(1530) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 제어 회로(1520)는 게인 회로(Gain Circuit)라고도 한다.
입력 회로(1510)는, 제1 입력단(Si1) 및 제2 입력단(Si2)을 통해 제1 공통 전극(CE1) 및 제2 공통 전극(CE2)으로부터 입력된 제1 입력 신호(VIM1) 및 제2 입력 신호(VIM2)의 평균과, 기준 입력단(Si)을 통해 입력된 기준 공통 신호(VIP)를 비교할 수 있다.
제어 회로(1520)는, 제1 입력 신호(VIM1) 및 제2 입력 신호(VIM2)의 평균이 기준 공통 신호(VIP)와 대응되도록 제1 입력 신호(VIM1) 및 제2 입력 신호(VIM2)를 제어할 수 있다.
출력 회로(1530)는, 제어 회로(1520)에 의해 제어된 제1 입력 신호(VIM1)에 해당하는 제1 제어 입력 신호(VOUT1) 및 제어 회로(1520)에 의해 제어된 제2 입력 신호(VIM2)에 해당하는 제2 제어 입력 신호(VOUT2)를 제1 출력단(So1) 및 제2 출력단(So2)을 통해 출력할 수 있다.
입력 회로(1510)는, 제1 입력단(Si1) 및 제2 입력단(Si2) 각각을 통해 입력된 노이즈 전하(Qn)의 양의 차이(△Qn)가 있다면, 제1 입력단(Si1) 및 제2 입력단(Si2) 각각을 통해 입력된 노이즈 전하(Qn)의 평균만큼 상쇄(제거)시켜, 기준 공통 신호(VIP, VCOM)와 최대한 가깝게 해줄 수 있다.
출력 회로(1530)는 큰 구동 능력을 위하여 큰 로드를 구동할 수 있다.
또한, 출력 회로(1530)는 제1 및 제2 공통 전극(CE1, CE2) 각각의 노이즈 전하(Qn)만을 상쇄시키기 위하여, 미러링(Mirroring) 회로 구성을 가짐으로써, 같은 전류를 내보내거나 받아들일 수 있다.
아래에서는, 제어 회로(1520) 및 출력 회로(1530)는 동일하나, 입력 회로(1510)의 구성이 서로 다른 3가지 공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)를 설명한다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)의 블록도 및 상세 회로다.
입력 회로(1510)는, 다수의 N형 트랜지스터(MN1, MN2, MN3, MN4)를 포함한 제1 입력 회로(MIN)와, 다수의 P형 트랜지스터(MP1, MP2, MP3, MP4)를 포함하는 제2 입력 회로(PIN)를 포함할 수 있다.
제어 회로(1520)는, 다수의 P형 트랜지스터(MP5, MP6, MP7, MP8, MP9, MP10)를 포함하는 제1 제어 회로(PGAIN)와, 다수의 N형 트랜지스터(MN5, MN6, MN7, MN8, MN9, MN10)를 포함하는 제2 제어 회로(NGAIN)를 포함할 수 있다.
출력 회로(1530)는, P형 트랜지스터(PT1; MP11) 및 N형 트랜지스터(NT1; MN11)를 포함하는 제1 출력 회로(OC1)와, P형 트랜지스터(PT2; MP12) 및 N형 트랜지스터(NT2; MN12)를 포함하는 제2 출력 회로(OC2)를 포함할 수 있다.
제1 입력 회로(MIN)는, 기준 공통 신호(VIP), 제1 입력 신호(VIM1) 및 제2 입력 신호(VIM2)가 게이트 노드에 각각 인가되는 제1 내지 제3 N형 트랜지스터(MN2, MN3, MN4)와, 게이트 노드에 인가되는 제어신호(BN1)에 온-오프가 제어되고, 제1 내지 제3 N형 트랜지스터(MN2, MN3, MN4)의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점(a)과 저전위 전압 노드(ns) 사이에 전기적으로 연결되며 제4 N형 트랜지스터(MN1)를 포함할 수 있다.
제4 N형 트랜지스터(MN1)는 기준전류가 흐르도록 제어해준다.
제2 입력 회로(PIN)는, 기준 공통 신호(VIP), 제1 입력 신호(VIM1) 및 제2 입력 신호(VIM2)가 게이트 노드에 각각 인가되는 제1 내지 제3 P형 트랜지스터(MP2, MP3, MP4)와, 게이트 노드에 인가되는 제어신호(BP1)에 온-오프가 제어되고, 제1 내지 제3 P형 트랜지스터(MP2, MP3, MP4)의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점(b)과 고전위 전압 노드(nd) 사이에 전기적으로 연결된 제4 P형 트랜지스터(MP1)를 포함할 수 있다.
제4 P형 트랜지스터(MP1)는 기준전류가 흐르도록 제어해준다.
제2 및 제3 N형 트랜지스터(MN3, MN4)는 병렬로 연결될 수 있다.
이에 따라, 제2 및 제3 N형 트랜지스터(MN3, MN4) 각각의 게이트 노드에는 제1 입력 신호(VIM1) 및 제2 입력 신호(VIM2)가 입력되고, 제2 및 제3 N형 트랜지스터(MN3, MN4) 각각의 소스 노드는 전기적으로 연결되고, 제2 및 제3 N형 트랜지스터(MN3, MN4) 각각의 드레인 노드는 전기적으로 연결된다.
제1 N형 트랜지스터(MN2)의 드레인 노드(a1)의 출력은 제1 제어 회로(PGAIN)로 입력될 수 있다.
제2 및 제3 N형 트랜지스터(MN3, MN4)의 연결된 드레인 노드(a2)의 출력은 제1 제어 회로(PGAIN)로 입력될 수 있다.
제2 및 제3 P형 트랜지스터(MN3, MN4)는 병렬로 연결될 수 있다.
이에 따라, 제2 및 제3 P형 트랜지스터(MN3, MN4) 각각의 게이트 노드에는 제1 입력 신호(VIM1) 및 제2 입력 신호(VIM2)가 입력되고, 제2 및 제3 P형 트랜지스터(MN3, MN4) 각각의 소스 노드는 전기적으로 연결되고, 제2 및 제3 P형 트랜지스터(MN3, MN4) 각각의 드레인 노드는 전기적으로 연결된다.
제1 P형 트랜지스터(MP2)의 드레인 노드(b1)의 출력은 제2 제어 회로(NGAIN)로 입력될 수 있다.
제2 및 제3 P형 트랜지스터(MN3, MN4)의 연결된 드레인 노드(b2)의 출력은 제2 제어 회로(NGAIN)로 입력될 수 있다.
입력 회로(1510)에서 사용되는 제어 신호(BN1, BP1)와, 제어 회로(1520)에서 사용되는 제어 신호(BP2, BP3, BN2, BN3)는 턴-온 레벨 전압일 수 있다.
제1 출력 회로(OC1) 내 P형 트랜지스터(MP11) 및 N형 트랜지스터(M11)는, 제1 제어 회로(PGAIN)에서 출력되는 신호(co1) 및 제2 제어 회로(NGAIN)에서 출력되는 신호(co2)에 의해 온-오프가 각각 제어되며, 고전위 전압 노드(nd)와 저전위 전압 노드(ns) 사이에 직렬로 연결된다.
제1 출력 회로(OC1) 내 P형 트랜지스터(MP11) 및 N형 트랜지스터(M11)가 연결된 연결 노드에서 제1 제어 입력 신호(VOUT1)가 출력된다.
제2 출력 회로(OC2) 내 P형 트랜지스터(MP12) 및 N형 트랜지스터(MN12)는, 제1 제어 회로(PGAIN)에서 출력되는 신호(co1) 및 제2 제어 회로(NGAIN)에서 출력되는 신호(co2)에 의해 온-오프가 각각 제어되며, 고전위 전압 노드(nd)와 저전위 전압 노드(ns) 사이에 직렬로 연결된다.
제2 출력 회로(OC2) 내 P형 트랜지스터(MP12) 및 N형 트랜지스터(MN12)가 연결된 연결 노드에서 제2 제어 입력 신호(VOUT2)가 출력된다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)의 다른 블록도 및 상세 회로다.
입력 회로(1510)는, 다수의 N형 트랜지스터(MN1, MN2, MN3, MN4, MN5, MN6)를 포함한 제1 입력 회로(MIN)와, 다수의 P형 트랜지스터(MP1, MP2, MP3, MP4, MP5, MP6)를 포함하는 제2 입력 회로(PIN)를 포함할 수 있다.
제어 회로(1520)는, 다수의 P형 트랜지스터(MP7, MP8, MP9, MP10, MP11, MP12)를 포함하는 제1 제어 회로(PGAIN)와, 다수의 N형 트랜지스터(MN7, MN8, MN9, MN10, MN11, MN12)를 포함하는 제2 제어 회로(NGAIN)를 포함할 수 있다.
출력 회로(1530)는, P형 트랜지스터(PT1; MP13) 및 N형 트랜지스터(NT1; MN13)를 포함하는 제1 출력 회로(OC1)와, P형 트랜지스터(PT2; MP14) 및 N형 트랜지스터(NT2; MN15)를 포함하는 제2 출력 회로(OC2)를 포함할 수 있다.
제1 입력 회로(MIN)는 제1 파트(MIN1)와 제2 파트(MIN2)를 포함할 수 있다.
제1 입력 회로(MIN)의 제1 파트(MIN1)는, 기준 공통 신호(VIP) 및 제1 입력 신호(VIM1)가 게이트 노드에 각각 인가되는 제1 및 제2 N형 트랜지스터(MN2, MN3)와, 제어 신호(BN1)에 의해 온-오프가 제어되고, 제1 및 제2 N형 트랜지스터(MN2, MN3)의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점(c)과 저전위 전압 노드(ns) 사이에 전기적으로 연결된 제3 N형 트랜지스터(MN1)를 포함할 수 있다.
제3 N형 트랜지스터(MN1)는 기준 전류가 흐르도록 제어해준다.
제1 입력 회로(MIN)의 제2 파트(MIN2)는, 기준 공통 신호(VIP) 및 제2 입력 신호(VIM2)가 게이트 노드에 각각 인가되는 제4 및 제5 N형 트랜지스터(MN5, MN6)와, 제어 신호(BN1)에 의해 온-오프가 제어되고, 제4 및 제5 N형 트랜지스터(MN5, MN6)의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점(d)과 저전위 전압 노드(ns) 사이에 전기적으로 연결된 제6 N형 트랜지스터(MN4)를 포함할 수 있다.
제6 N형 트랜지스터(MN4)는 기준 전류가 흐르도록 제어해준다.
제2 입력 회로(PIN)는 제1 파트(PIN1)와 제2 파트(PIN2)를 포함할 수 있다.
제2 입력 회로(PIN)의 제1 파트(PIN1)는, 기준 공통 신호(VIP) 및 제1 입력 신호(VIM1)가 게이트 노드에 각각 인가되는 제1 및 제2 P형 트랜지스터(MP2, MP3)와, 제어 신호(BP1)에 의해 온-오프가 제어되고, 제1 및 제2 P형 트랜지스터(MP2, MP3)의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점(f)과 고전위 전압 노드(nd) 사이에 전기적으로 연결된 제3 P형 트랜지스터(MP1)를 포함할 수 있다.
제3 P형 트랜지스터(MP1)는 기준 전류가 흐르도록 제어해준다.
제2 입력 회로(PIN)의 제2 파트(PIN2)는, 기준 공통 신호(VIP) 및 제2 입력 신호(VIM2)가 게이트 노드에 각각 인가되는 제4 및 제5 P형 트랜지스터(MP5, MP6)와, 제어 신호(BP1)에 의해 온-오프가 제어되고, 제4 및 제5 P형 트랜지스터(MP5, MP6)의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점(e)과 고전위 전압 노드(nd) 사이에 전기적으로 연결된 제6 P형 트랜지스터(MP4)를 포함할 수 있다.
제6 P형 트랜지스터(MP4)는 기준 전류가 흐르도록 제어해준다.
제1 및 제4 N형 트랜지스터(MN2, MN5)의 드레인 노드(c1, d1)는 전기적으로 서로 연결되고, 제2 및 제5 N형 트랜지스터(MN3, MN6)의 드레인 노드(c2, d2)는 전기적으로 서로 연결될 수 있다.
제1 및 제4 P형 트랜지스터(MP2, MP5)의 드레인 노드(f1, e1)는 전기적으로 서로 연결되고, 제2 및 제5 P형 트랜지스터(MP3, MP6)의 드레인 노드(f2, e2)는 전기적으로 서로 연결될 수 있다.
입력 회로(1510)에서 사용되는 제어 신호(BN1, BP1)와, 제어 회로(1520)에서 사용되는 제어 신호(BP2, BP3, BN2, BN3)는 턴-온 레벨 전압일 수 있다.
제1 출력 회로(OC1) 내 P형 트랜지스터(MP13) 및 N형 트랜지스터(M13)는, 제1 제어 회로(PGAIN)에서 출력되는 신호(co1) 및 제2 제어 회로(NGAIN)에서 출력되는 신호(co2)에 의해 온-오프가 각각 제어되며, 고전위 전압 노드(nd)와 저전위 전압 노드(ns) 사이에 직렬로 연결된다.
제1 출력 회로(OC1) 내 P형 트랜지스터(MP13) 및 N형 트랜지스터(M13)가 연결된 연결 노드에서 제1 제어 입력 신호(VOUT1)가 출력된다.
제2 출력 회로(OC2) 내 P형 트랜지스터(MP14) 및 N형 트랜지스터(MN14)는, 제1 제어 회로(PGAIN)에서 출력되는 신호(co1) 및 제2 제어 회로(NGAIN)에서 출력되는 신호(co2)에 의해 온-오프가 각각 제어되며, 고전위 전압 노드(nd)와 저전위 전압 노드(ns) 사이에 직렬로 연결된다.
제2 출력 회로(OC2) 내 P형 트랜지스터(MP14) 및 N형 트랜지스터(MN14)가 연결된 연결 노드에서 제2 제어 입력 신호(VOUT2)가 출력된다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)의 또 다른 블록도 및 상세 회로다.
입력 회로(1510)는, 제1 입력 신호(VIM1) 및 제2 입력 신호(VIM2)를 입력 받아 평균을 출력하는 평균 회로(AVG)와, 다수의 N형 트랜지스터(MN1, MN2, MN3)를 포함한 제1 입력 회로(MIN')와, 다수의 P형 트랜지스터(MP1, MP2, MP3)를 포함하는 제2 입력 회로(PIN')를 포함할 수 있다.
제어 회로(1520)는, 다수의 P형 트랜지스터(MP4, MP5, MP6, MP7, MP8, MP9)를 포함하는 제1 제어 회로(PGAIN)와, 다수의 N형 트랜지스터(MN4, MN5, MN6, MN7, MN8, MN9)를 포함하는 제2 제어 회로(NGAIN)를 포함할 수 있다.
출력 회로(1530)는, P형 트랜지스터(PT1; MP10) 및 N형 트랜지스터(NT1, MN10)를 포함하는 제1 출력 회로(OC1)와, P형 트랜지스터(PT2; MP11) 및 N형 트랜지스터(MN11)를 포함하는 제2 출력 회로(OC2)를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
평균 회로(AVG)는, 일 예로, 서로 연결된 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)을 포함하는 전압 분배 회로일 수 있다.
제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)의 양 측에 제1 입력 신호(VIM1) 및 제2 입력 신호(VIM2)가 인가되고, 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)의 연결 지점에서, 제1 입력 신호(VIM1)와 제2 입력 신호(VIM2)의 평균이 출력된다.
제1 입력 신호(VIM1)와 제2 입력 신호(VIM2)의 평균이 출력되기 위해서, 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)은 동일한 저항 값을 가질 수 있다.
제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)의 저항 값이 작으면, 제1 입력 신호(VIM1)가 인가되는 노드와 제2 입력 신호(VIM2)가 인가되는 노드는 단락된 것처럼 되어서, 터치 전하(Qt)가 분배되어 센싱된다. 또한, 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)의 저항 값이 너무 커지면, RC 지연(로드)이 커지게 되어 공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)의 처리 속도가 느려져서 기준 공통 신호(VCOM)의 안정화에 오랜 시간이 걸릴 수 있다. 따라서, 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)의 저항 값은 너무 작지 않고 너무 크지 않게 적절하게 설계되어야 한다.
제1 입력 회로(MIN')는, 기준 공통 신호(VIP)와 평균이 게이트 노드에 각각 인가되는 제1 및 제2 N형 트랜지스터(MN2, MN3)와, 제어 신호(BN1)에 의해 온-오프가 제어되며, 제1 및 제2 N형 트랜지스터(MN2, MN3)의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점(g)과 저전위 전압 노드(ns) 사이에 전기적으로 연결된 제3 N형 트랜지스터(MN1)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 N형 트랜지스터(MN2, MN3)의 드레인 노드들(g1, g2)의 출력들은 제1 제어 회로(PGAIN)으로 입력된다.
제2 입력 회로(PIN')는, 기준 공통 신호(VIP)와 평균이 게이트 노드에 각각 인가되는 제1 및 제2 P형 트랜지스터(MP2, MP3)와, 제어 신호(BP1)에 의해 온-오프가 제어되며, 제1 및 제2 P형 트랜지스터(MP2, MP3)의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점(h)과 고전위 전압 노드(nd) 사이에 전기적으로 연결된 제3 P형 트랜지스터(MP1)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 P형 트랜지스터(MP2, MP3)의 드레인 노드들(h1, h2)의 출력들은 제2 제어 회로(NGAIN)으로 입력된다.
입력 회로(1510)에서 사용되는 제어 신호(BN1, BP1)와, 제어 회로(1520)에서 사용되는 제어 신호(BP2, BP3, BN2, BN3)는 턴-온 레벨 전압일 수 있다.
제1 출력 회로(OC1) 내 P형 트랜지스터(MP10) 및 N형 트랜지스터(M10)는, 제1 제어 회로(PGAIN)에서 출력되는 신호(co1) 및 제2 제어 회로(NGAIN)에서 출력되는 신호(co2)에 의해 온-오프가 각각 제어되며, 고전위 전압 노드(nd)와 저전위 전압 노드(ns) 사이에 직렬로 연결된다.
제1 출력 회로(OC1) 내 P형 트랜지스터(MP10) 및 N형 트랜지스터(M10)가 연결된 연결 노드에서 제1 제어 입력 신호(VOUT1)가 출력된다.
제2 출력 회로(OC2) 내 P형 트랜지스터(MP11) 및 N형 트랜지스터(MN11)는, 제1 제어 회로(PGAIN)에서 출력되는 신호(co1) 및 제2 제어 회로(NGAIN)에서 출력되는 신호(co2)에 의해 온-오프가 각각 제어되며, 고전위 전압 노드(nd)와 저전위 전압 노드(ns) 사이에 직렬로 연결된다.
제2 출력 회로(OC2) 내 P형 트랜지스터(MP11) 및 N형 트랜지스터(MN11)가 연결된 연결 노드에서 제2 제어 입력 신호(VOUT2)가 출력된다.
도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)에 의한 화상 품질 개선 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 19를 참조하면, 전술한 공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)를 이용하면, 제1 입력 신호(VIM1)와 기준 공통 신호(VCOM)가 동일한 케이스 1과, 제2 입력 신호(VIM2)와 기준 공통 신호(VCOM)가 동일한 케이스 2는, 제1 입력 신호(VIM1)와 제2 입력 신호(VIM2)의 평균이 기준 공통 신호(VCOM)와 동일한 케이스 3로 변경될 수 있다.
따라서, 제1 입력 신호(VIM1) 및 제2 입력 신호(VIM2)의 평균이 기준 공통 신호(VCOM)에 최대한 가깝게 될 수 있다.
다시 말해, 노이즈 전하(Qn)에 의해 기준 공통 신호(VCOM)에서 비정상적인 피크가 발생하는 등의 기준 공통 신호(VCOM)의 비정상 상황이 발생하면, 터치 구동 및 센싱에는 영향을 끼치지 않고, 공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)에 의해, 노이즈 전하(Qn)의 상쇄에 의해, 기준 공통 신호(VCOM)가 정상화될 수 있다. 이에 따라, 차동 센싱 방식의 동시 구동 시, 화상 이상 현상을 방지해줄 수 있다.
이상에서 전술한 공통 신호 안정화 증폭기(VSAMP)를 이용한 동시 구동 방법을 간략하게 다시 설명한다.
도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법의 흐름도이다.
도 20을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 방법은, 디스플레이 패널(DISP)에 배치된 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)으로 데이터 신호(VDATA) 및 게이트 신호(VGATE)를 출력하고, 디스플레이 패널(DISP)에 배치된 다수의 공통 전극(CE) 중 둘 이상으로 기준 공통 신호(VIP; VCOM)를 출력하는 단계(S10)와, 데이터 신호(VDATA)와 기준 공통 신호(VIP)에 응답하여 영상을 표시하고, 기준 공통 신호(VCOM)가 인가된 둘 이상의 공통 전극(CE)으로부터 수신되는 제1 입력 신호(VIM1) 및 제2 입력 신호(VIM2)에서 노이즈를 제거하여 차동 센싱하여 터치를 센싱하는 단계(S20) 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 진행할 수 있는 터치 디스플레이 장치, 공통 구동 회로(CDC) 및 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 진행함에 있어서, 디스플레이 구동과 터치 구동 간의 영향을 줄여줄 수 있는 터치 디스플레이 장치, 공통 구동 회로(CDC) 및 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 진행함에 있어서, 디스플레이 구동 및 터치 구동에 모두 필요한 신호가 흔들리는 불안정한 현상을 방지해주어, 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 진행함에도 불구하고 화상 품질을 향상시켜줄 수 있는 터치 디스플레이 장치, 공통 구동 회로(CDC) 및 구동 방법을 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.

Claims (22)

  1. 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치되고, 다수의 공통 전극이 배치된 디스플레이 패널;
    상기 다수의 데이터 라인을 구동하기 위한 데이터 구동 회로;
    상기 다수의 게이트 라인을 구동하기 위한 게이트 구동 회로; 및
    상기 다수의 공통 전극 중 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극을 차동 센싱하여 차동 센싱 신호를 출력하는 공통 구동 회로를 포함하고,
    상기 공통 구동 회로는,
    상기 제1 공통 전극 및 상기 제2 공통 전극 각각으로부터 수신된 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호의 평균이 기준 공통 신호와 대응되도록 제어하여 제1 제어 입력 신호 및 제2 제어 입력 신호를 출력하는 공통 신호 안정화 증폭기; 및
    상기 제1 제어 입력 신호 및 상기 제2 제어 입력 신호 간의 차이에 비례하는 상기 차동 센싱 신호를 출력하는 차동 증폭기를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제어 입력 신호는 상기 제1 입력 신호와 다르고, 상기 제2 제어 입력 신호는 상기 제2 입력 신호와 다른 터치 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제어 입력 신호는 상기 제1 입력 신호에서 노이즈 전하가 상쇄된 신호이고, 상기 제2 제어 입력 신호는 상기 제2 입력 신호에서 노이즈 전하가 상쇄된 신호인 터치 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공통 신호 안정화 증폭기는,
    제1 입력단 및 제2 입력단을 통해 상기 제1 공통 전극 및 상기 제2 공통 전극으로부터 입력된 상기 제1 입력 신호 및 상기 제2 입력 신호의 평균과, 기준 입력단을 통해 입력된 상기 기준 공통 신호를 비교하는 입력 회로;
    상기 제1 입력 신호 및 상기 제2 입력 신호의 평균이 상기 기준 공통 신호와 대응되도록 상기 제1 입력 신호 및 상기 제2 입력 신호를 제어하는 제어 회로; 및
    상기 제어 회로에 의해 제어된 제1 입력 신호에 해당하는 상기 제1 제어 입력 신호 및 상기 제어 회로에 의해 제어된 제2 입력 신호에 해당하는 상기 제2 제어 입력 신호를 제1 출력단 및 제2 출력단을 통해 출력하는 출력 회로를 포함하고,
    상기 제1 출력단은 제1 피드백 라인을 통해 상기 제1 입력단과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 출력단은 제2 피드백 라인을 통해 상기 제2 입력단과 전기적으로 연결되는 터치 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 입력 회로는, N형 트랜지스터들을 포함한 제1 입력 회로와, P형 트랜지스터들을 포함하는 제2 입력 회로를 포함하고,
    상기 제어 회로는, P형 트랜지스터들을 포함하는 제1 제어 회로와, N형 트랜지스터들을 포함하는 제2 제어 회로를 포함하고,
    상기 출력 회로는, P형 트랜지스터 및 N형 트랜지스터를 포함하는 제1 출력 회로와, P형 트랜지스터 및 N형 트랜지스터를 포함하는 제2 출력 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 입력 회로는,
    상기 기준 공통 신호, 상기 제1 입력 신호 및 상기 제2 입력 신호가 게이트 노드에 각각 인가되는 제1 내지 제3 N형 트랜지스터와, 상기 제1 내지 제3 N형 트랜지스터의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점과 저전위 전압 노드 사이에 전기적으로 연결된 제4 N형 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제2 입력 회로는,
    상기 기준 공통 신호, 상기 제1 입력 신호 및 상기 제2 입력 신호가 게이트 노드에 각각 인가되는 제1 내지 제3 P형 트랜지스터와, 상기 제1 내지 제3 P형 트랜지스터의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점과 고전위 전압 노드 사이에 전기적으로 연결된 제4 P형 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제2 및 제3 N형 트랜지스터는 병렬로 연결되고,
    상기 제2 및 제3 P형 트랜지스터는 병렬로 연결되는 터치 디스플레이 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 입력 회로는,
    상기 기준 공통 신호 및 상기 제1 입력 신호가 게이트 노드에 각각 인가되는 제1 및 제2 N형 트랜지스터와, 상기 제1 및 제2 N형 트랜지스터의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점과 저전위 전압 노드 사이에 전기적으로 연결된 제3 N형 트랜지스터를 포함하고,
    상기 기준 공통 신호 및 상기 제2 입력 신호가 게이트 노드에 각각 인가되는 제4 및 제5 N형 트랜지스터와, 상기 제4 및 제5 N형 트랜지스터의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점과 저전위 전압 노드 사이에 전기적으로 연결된 제6 N형 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제2 입력 회로는,
    상기 기준 공통 신호 및 상기 제1 입력 신호가 게이트 노드에 각각 인가되는 제1 및 제2 P형 트랜지스터와, 상기 제1 및 제2 P형 트랜지스터의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점과 고전위 전압 노드 사이에 전기적으로 연결된 제3 P형 트랜지스터를 포함하고,
    상기 기준 공통 신호 및 상기 제2 입력 신호가 게이트 노드에 각각 인가되는 제4 및 제5 P형 트랜지스터와, 상기 제4 및 제5 P형 트랜지스터의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점과 고전위 전압 노드 사이에 전기적으로 연결된 제6 P형 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제1 및 제4 N형 트랜지스터의 드레인 노드는 전기적으로 서로 연결되고, 상기 제2 및 제5 N형 트랜지스터의 드레인 노드는 전기적으로 서로 연결되고,
    상기 제1 및 제4 P형 트랜지스터의 드레인 노드는 전기적으로 서로 연결되고, 상기 제2 및 제5 P형 트랜지스터의 드레인 노드는 전기적으로 서로 연결되는 터치 디스플레이 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 입력 회로는, 상기 제1 입력 신호 및 상기 제2 입력 신호를 입력 받아 평균을 출력하는 평균 회로와, N형 트랜지스터들을 포함한 제1 입력 회로와, P형 트랜지스터들을 포함하는 제2 입력 회로를 포함하고,
    상기 제어 회로는, P형 트랜지스터들을 포함하는 제1 제어 회로와, N형 트랜지스터들을 포함하는 제2 제어 회로를 포함하고,
    상기 출력 회로는, P형 트랜지스터 및 N형 트랜지스터를 포함하는 제1 출력 회로와, P형 트랜지스터 및 N형 트랜지스터를 포함하는 제2 출력 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 입력 회로는,
    상기 기준 공통 신호와 상기 평균이 게이트 노드에 각각 인가되는 제1 및 제2 N형 트랜지스터와, 상기 제1 및 제2 N형 트랜지스터의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점과 저전위 전압 노드 사이에 전기적으로 연결된 제3 N형 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제2 입력 회로는,
    상기 기준 공통 신호와 상기 평균이 게이트 노드에 각각 인가되는 제1 및 제2 P형 트랜지스터와, 상기 제1 및 제2 P형 트랜지스터의 소스 노드가 공통으로 연결된 지점과 고전위 전압 노드 사이에 전기적으로 연결된 제3 P형 트랜지스터를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  10. 제5항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1 출력 회로 내 P형 트랜지스터 및 N형 트랜지스터는, 상기 제1 제어 회로에서 출력되는 신호 및 상기 제2 제어 회로에서 출력되는 신호에 의해 온-오프가 각각 제어되며, 고전위 전압 노드와 저전위 전압 노드 사이에 직렬로 연결되고, P형 트랜지스터 및 N형 트랜지스터가 연결된 연결 노드에서 상기 제1 제어 입력 신호가 출력되고,
    상기 제2 출력 회로 내 P형 트랜지스터 및 N형 트랜지스터는, 상기 제1 제어 회로에서 출력되는 신호 및 상기 제2 제어 회로에서 출력되는 신호에 의해 온-오프가 각각 제어되며, 고전위 전압 노드와 저전위 전압 노드 사이에 직렬로 연결되고, P형 트랜지스터 및 N형 트랜지스터가 연결된 연결 노드에서 상기 제2 제어 입력 신호가 출력되는 터치 디스플레이 장치.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 공통 신호 안정화 증폭기는,
    상기 기준 입력단을 통해 입력된 상기 기준 공통 신호를 상기 제1 입력단 및 상기 제2 입력단을 통해 상기 제1 공통 전극 및 상기 제2 공통 전극으로 공급하는 터치 디스플레이 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 차동 센싱 신호는,
    상기 제1 제어 입력 신호 및 상기 제2 제어 입력 신호 간의 차이에 비례하는 차이를 갖는 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 공통 전극은 매트릭스 형태로 배열되고,
    상기 다수의 공통 전극 각각은 둘 이상의 서브픽셀과 중첩되고,
    상기 제1 공통 전극 및 상기 제2 공통 전극은 동일한 열 또는 동일한 행에 배치되고,
    상기 제1 공통 전극과 중첩되는 둘 이상의 데이터 라인은 상기 제2 공통 전극과 중첩되고,
    상기 제1 공통 전극과 중첩되는 둘 이상의 게이트 라인은 상기 제2 공통 전극과 미 중첩되는 터치 디스플레이 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 공통 전극과 상기 공통 구동 회로를 전기적으로 연결해주는 다수의 공통 라인이 상기 디스플레이 패널에 배치되고,
    상기 다수의 공통 라인은 상기 다수의 데이터 라인과 평행하게 배치되는 터치 디스플레이 장치.

  15. 제1항에 있어서,
    상기 공통 구동 회로는,
    상기 다수의 데이터 라인으로 영상 표시를 위한 데이터 신호가 공급되어 디스플레이 구동이 진행되는 동안, 상기 제1 공통 전극 및 상기 제2 공통 전극을 차동 센싱하는 터치 디스플레이 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 기준 공통 신호는 전압 레벨이 변하는 신호이고,
    상기 기준 공통 신호의 하이 레벨 전압 기간의 폭은 디스플레이 구동을 위한 1 수평시간보다 긴 터치 디스플레이 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 기준 공통 신호는 전압 레벨이 변하는 신호이고,
    상기 기준 공통 신호의 하이 레벨 전압 기간의 폭은 디스플레이 구동을 위한 1 수평시간보다 짧은 터치 디스플레이 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 구동 회로는,
    감마기준전압을 토대로 디지털 영상 데이터를 영상 아날로그 신호로 변환하고,
    상기 감마기준전압은 상기 기준 공통 신호와 주파수 및 위상이 대응되는 터치 디스플레이 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널에 인가되는 그라운드 전압은,
    전압 레벨이 변하는 신호이고, 상기 기준 공통 신호와 주파수 및 위상이 대응되는 터치 디스플레이 장치.
  20. 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치되고, 다수의 공통 전극이 배치된 디스플레이 패널;
    상기 다수의 데이터 라인을 구동하기 위한 데이터 구동 회로;
    상기 다수의 게이트 라인을 구동하기 위한 게이트 구동 회로; 및
    상기 다수의 공통 전극 중 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극으로부터 수신되는 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호를 차동 증폭하는 공통 구동 회로를 포함하고,
    상기 공통 구동 회로는 상기 제1 입력 신호 및 상기 제2 입력 신호 각각에서 노이즈를 제거한 이후 차동 증폭하는 터치 디스플레이 장치.
  21. 디스플레이 패널에 배치된 다수의 공통 전극 중 제1 공통 전극 및 제2 공통 전극으로부터 각각 수신된 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호의 평균이 기준 공통 신호와 대응되도록 제어하여 제1 제어 입력 신호 및 제2 제어 입력 신호를 출력하는 공통 신호 안정화 증폭기; 및
    상기 제1 제어 입력 신호 및 상기 제2 제어 입력 신호 간의 차이에 비례하는 차동 센싱 신호를 출력하는 차동 증폭기를 포함하는 공통 구동 회로.
  22. 디스플레이 패널에 배치된 데이터 라인 및 게이트 라인으로 데이터 신호 및 게이트 신호를 출력하고, 상기 디스플레이 패널에 배치된 다수의 공통 전극 중 둘 이상으로 기준 공통 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 데이터 신호와 상기 기준 공통 신호에 응답하여 영상을 표시하고, 상기 기준 공통 신호가 인가된 둘 이상의 공통 전극으로부터 수신되는 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호에서 노이즈를 제거하여 차동 센싱하여 터치를 센싱하는 단계를 포함하는 터치 디스플레이 장치의 구동 방법.
KR1020180171170A 2018-12-27 2018-12-27 터치 디스플레이 장치, 공통 구동 회로 및 구동 방법 KR102601361B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180171170A KR102601361B1 (ko) 2018-12-27 2018-12-27 터치 디스플레이 장치, 공통 구동 회로 및 구동 방법
CN201911176134.8A CN111381710B (zh) 2018-12-27 2019-11-26 触摸显示装置、公共驱动电路和驱动方法
JP2019225351A JP6887742B2 (ja) 2018-12-27 2019-12-13 タッチディスプレイ装置、共通駆動回路、及び駆動方法
US16/719,006 US10955951B2 (en) 2018-12-27 2019-12-18 Touch display device, common driving circuit, and driving method
TW108146965A TWI714401B (zh) 2018-12-27 2019-12-20 觸控顯示裝置、共同驅動電路及驅動方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180171170A KR102601361B1 (ko) 2018-12-27 2018-12-27 터치 디스플레이 장치, 공통 구동 회로 및 구동 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200081064A true KR20200081064A (ko) 2020-07-07
KR102601361B1 KR102601361B1 (ko) 2023-11-13

Family

ID=71123952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180171170A KR102601361B1 (ko) 2018-12-27 2018-12-27 터치 디스플레이 장치, 공통 구동 회로 및 구동 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10955951B2 (ko)
JP (1) JP6887742B2 (ko)
KR (1) KR102601361B1 (ko)
CN (1) CN111381710B (ko)
TW (1) TWI714401B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102441159B1 (ko) * 2021-09-29 2022-09-07 주식회사 지2터치 노이즈에 강인한 액티브 펜 센싱 장치

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11150760B2 (en) * 2019-08-15 2021-10-19 Novatek Microelectronics Corp. Touch analog front-end circuit and touch display apparatus thereof
US11182038B2 (en) 2020-04-08 2021-11-23 Sigmasense, Llc. Encoded data pattern touchscreen sensing system
KR20240120366A (ko) 2023-01-31 2024-08-07 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치
CN117075754A (zh) * 2023-01-31 2023-11-17 深圳市汇顶科技股份有限公司 用于感测触摸事件的系统和方法、显示系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150089917A (ko) * 2014-01-27 2015-08-05 삼성전자주식회사 터치 센싱 컨트롤러, 이를 포함하는 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 시스템
KR20150114405A (ko) * 2014-03-27 2015-10-12 엘지디스플레이 주식회사 터치패널, 표시장치 및 그 구동방법
KR20180041304A (ko) * 2016-10-13 2018-04-24 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 장치 및 그 구동 방법과, 구동 회로, 데이터 구동 회로 및 게이트 구동 회로

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5720106B2 (ja) 2010-03-31 2015-05-20 富士通セミコンダクター株式会社 ミキサ回路及びミキサ回路のコモン電圧調整方法
KR101165456B1 (ko) 2011-03-07 2012-07-12 이성호 전압변동을 이용한 정전식 터치 검출수단, 검출방법 및 터치스크린패널과, 그러한 정전식 터치스크린패널을 내장한 표시장치
KR102014276B1 (ko) * 2012-11-12 2019-08-26 엘지디스플레이 주식회사 표시장치 및 그 구동방법
KR101963317B1 (ko) 2013-04-08 2019-03-28 주식회사 지2터치 정전식 터치 검출수단 및 검출방법
US9864457B2 (en) * 2013-10-22 2018-01-09 Sharp Kabushiki Kaisha Display device with touch sensor
US20150212643A1 (en) * 2014-01-27 2015-07-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Touch sensing controller, touch sensing device and touch sensing system including the same
EP2937767A1 (en) * 2014-03-27 2015-10-28 LG Display Co., Ltd. Touch panel, display device and method of driving the same
CN104090698B (zh) 2014-07-10 2017-02-01 东莞市乐升电子有限公司 差分式互电容测量电路及方法
KR102476211B1 (ko) 2015-10-16 2022-12-13 삼성디스플레이 주식회사 접촉 감지 장치
EP3159777B1 (en) * 2015-10-20 2024-05-29 LG Display Co., Ltd. Method and circuit for driving touch sensors and display device using the same
JP6695711B2 (ja) 2016-03-10 2020-05-20 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置及び表示装置のタッチ検出方法
KR102543382B1 (ko) * 2016-06-30 2023-06-13 엘지디스플레이 주식회사 구동 방법, 터치 센싱 회로, 표시패널 및 터치 표시 장치
KR102618596B1 (ko) * 2016-09-30 2023-12-28 엘지디스플레이 주식회사 터치센서 내장형 표시장치
US9817537B1 (en) * 2016-10-12 2017-11-14 Uico, Inc. Capacitive touch sensing system using switched capacitor analog signal processing
US10474286B2 (en) * 2016-10-25 2019-11-12 Lg Display Co., Ltd. Touch display device, active pen, touch system, touch circuit, and pen recognition method
CN107122081A (zh) * 2017-05-31 2017-09-01 京东方科技集团股份有限公司 一种触控显示面板及其驱动方法
US10845930B2 (en) * 2018-09-28 2020-11-24 Apple Inc. Common mode noise mitigation for integrated touch screens

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150089917A (ko) * 2014-01-27 2015-08-05 삼성전자주식회사 터치 센싱 컨트롤러, 이를 포함하는 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 시스템
KR20150114405A (ko) * 2014-03-27 2015-10-12 엘지디스플레이 주식회사 터치패널, 표시장치 및 그 구동방법
KR20180041304A (ko) * 2016-10-13 2018-04-24 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 장치 및 그 구동 방법과, 구동 회로, 데이터 구동 회로 및 게이트 구동 회로

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102441159B1 (ko) * 2021-09-29 2022-09-07 주식회사 지2터치 노이즈에 강인한 액티브 펜 센싱 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US10955951B2 (en) 2021-03-23
US20200210007A1 (en) 2020-07-02
TW202024887A (zh) 2020-07-01
KR102601361B1 (ko) 2023-11-13
TWI714401B (zh) 2020-12-21
JP2020107334A (ja) 2020-07-09
CN111381710A (zh) 2020-07-07
JP6887742B2 (ja) 2021-06-16
CN111381710B (zh) 2023-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102601361B1 (ko) 터치 디스플레이 장치, 공통 구동 회로 및 구동 방법
EP3582091B1 (en) Touch display device, touch sensing circuit, and driving method
US11231798B2 (en) Touchscreen display device, touch driving circuit, and driving method
CN109471566B (zh) 触摸显示装置、触摸电路和触摸感测方法
CN111381713B (zh) 触摸显示装置和触摸驱动电路
US11011667B2 (en) Display panel with photo sensor and display device using the same
KR102380866B1 (ko) 터치 표시 장치, 터치 표시 패널 및 구동 회로
EP2333604A1 (en) Display device
KR102430780B1 (ko) 터치 디스플레이 장치, 터치 회로 및 터치 센싱 방법
KR102409339B1 (ko) 터치 표시 장치, 구동 회로 및 구동 방법
CN113050815B (zh) 触摸显示装置、触摸驱动电路和触摸感测方法
KR102429413B1 (ko) 터치표시장치, 표시패널, 공통전극 구동회로 및 구동방법
KR102730123B1 (ko) 피드백 제어 회로, 터치 디스플레이 패널 및 터치 디스플레이 장치
KR102378319B1 (ko) 터치표시장치, 터치패널, 터치구동회로 및 구동방법
KR20220091717A (ko) 터치 디스플레이 장치
KR20200068286A (ko) 피드백 제어 회로, 터치 디스플레이 패널 및 터치 디스플레이 장치
KR20220090829A (ko) 터치 디스플레이 장치
KR101181480B1 (ko) 표시 장치의 증폭 회로 및 구동 장치
KR20220087720A (ko) 터치 표시 장치 및 터치 센싱 회로

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant