KR20230102967A - 터치표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 실시예들은, 터치표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 디스플레이 기간 및 터치 기간을 정의하는 제1 터치 동기화 신호와, 제어 신호를 생성하고 출력하는 디스플레이 컨트롤러, 하이 레벨 게이트 전압 및 상기 제어 신호를 입력 받고, 게이트 전압 펄스를 생성하고 출력하는 게이트 구동 회로, 상기 게이트 전압 펄스가 입력되는 다수의 게이트 라인들 및 상기 다수의 게이트 라인들과 전기적으로 연결되는 다수의 서브픽셀들이 배치되는 표시패널, 상기 제1 터치 동기화 신호를 입력 받고, 펄스 폭 변조 신호를 생성하고 출력하는 터치 컨트롤러, 및 상기 터치 기간의 적어도 일부 기간에 상기 펄스 폭 변조 신호에 기초하여 생성된 전압을 상기 게이트 구동 회로로 출력하고, 상기 터치 기간의 나머지 일부 기간에, 수도 디스플레이 기간을 정의하는 제2 터치 동기화 신호에 기초하여 상기 하이 레벨 게이트 전압을 상기 게이트 구동 회로로 출력하는 터치 파워 회로를 포함하는 터치표시장치를 제공함으로써, 터치 기간과 디스플레이 기간이 시분할 된 터치표시장치에서 표시 품질이 향상된 터치표시장치를 제공할 수 있다.

Description

터치표시장치{TOUCH DISPLAY DEVICE}
본 개시의 실시예들은 터치표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 터치표시장치에 대한 다양한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치, 유기발광표시장치 등과 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.
이러한 표시장치 중, 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력 방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력 방식을 제공하는 터치표시장치가 있다.
터치표시장치는 터치 입력 기능을 제공하기 위해, 표시패널과 별도로 제작되어 조립되는 터치패널을 포함할 수도 있다. 이와 달리, 터치표시장치는 디스플레이 기능뿐만 아니라 터치 센싱 기능을 제공할 수 있는 터치 센서가 구비된 표시패널을 포함할 수도 있다.
이에 따라, 터치 센싱 기능을 제공할 수 있으면서도 표시품질이 우수한 터치표시장치를 제공하는 것이 요구된다.
본 개시의 실시예들은 터치 기간과 디스플레이 기간이 시분할 된 터치표시장치에서 표시 품질이 향상된 터치표시장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은 디스플레이 기간 및 터치 기간을 정의하는 제1 터치 동기화 신호와, 제어 신호를 생성하고 출력하는 디스플레이 컨트롤러, 하이 레벨 게이트 전압 및 상기 제어 신호를 입력 받고, 게이트 전압 펄스를 생성하고 출력하는 게이트 구동 회로, 상기 게이트 전압 펄스가 입력되는 다수의 게이트 라인들 및 상기 다수의 게이트 라인들과 전기적으로 연결되는 다수의 서브픽셀들이 배치되는 표시패널, 상기 제1 터치 동기화 신호를 입력 받고, 펄스 폭 변조 신호를 생성하고 출력하는 터치 컨트롤러, 및 상기 터치 기간의 적어도 일부 기간에 상기 펄스 폭 변조 신호에 기초하여 생성된 전압을 상기 게이트 구동 회로로 출력하고, 상기 터치 기간의 나머지 일부 기간에, 수도 디스플레이 기간을 정의하는 제2 터치 동기화 신호에 기초하여 상기 하이 레벨 게이트 전압을 상기 게이트 구동 회로로 출력하는 터치 파워 회로를 포함하는 터치표시장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 기판을 포함하고, 기판 상에 다수의 서브픽셀들이 배치되며, 다수의 서브픽셀들과 전기적으로 연결되는 다수의 데이터 라인들 및 다수의 게이트 라인들이 배치되고, 다수의 서브픽셀들 중 적어도 하나의 서브픽셀과 중첩하여 위치하는 다수의 터치 전극들이 배치되는 표시패널, 기판 상에 위치하는 주변 배선을 통해 하이 레벨 게이트 전압을 입력 받고, 게이트 전압 펄스를 다수의 게이트 라인들로 출력하는 게이트 구동 회로, 펄스 폭 변조 신호를 출력하는 제1 회로, 펄스 폭 변조 신호와 같은 주파수의 터치 전극 구동 신호를 다수의 터치 전극들 중 하나 이상의 터치 전극으로 출력하는 제2 회로, 및 제2 회로가 터치 전극 구동 신호를 다수의 터치 전극들 중 적어도 하나 이상의 터치 전극으로 출력하는 기간에 펄스 폭 변조 신호의 주파수와 같은 주파수의 신호를 주변 배선을 통해 게이트 구동 회로로 출력하는 제3 회로를 포함하고, 적어도 하나의 터치 전극에 디스플레이를 위한 제1 전압 레벨의 신호가 입력되기 이전에, 주변 배선에 인가되는 전압은 상기 제1 전압 레벨보다 높은 제2 전압 레벨까지 상승하는 터치표시장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 의하면, 터치 기간과 디스플레이 기간이 시분할 된 터치표시장치에서 표시 품질이 향상된 터치표시장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2는 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치의 디스플레이 구동을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 3은 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 터치 구동을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 분할 구동(TDD: Time Division Driving) 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치의 디스플레이 기간 및 터치 기간을 정의하는 제1 터치 동기화 신호를 나타낸 예시 도면이다.
도 7은 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 하나의 프레임 기간이 시분할 된 16개의 디스플레이 기간들과 16개의 터치 기간들을 나타낸 예시 도면이다.
도 8은 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치의 로드 프리 구동 시스템을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치에서 제1 터치 동기화 신호에 기초하여 디스플레이 구동이 수행되거나 터치 구동이 수행되는 것을 표시한 도면이다.
도 10은 본 명세서의 실시예들에 따른 표시장치에서 수도 디스플레이 기간의 시작을 정의하는 제2 터치 동기화 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치에서 디스플레이 컨트롤러, 터치 컨트롤러 및 터치 파워 회로를 나타낸 도면이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 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 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 개략적인 시스템 구성도이고, 도 2는 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 디스플레이 구동을 간략하게 나타낸 도면이며, 도 3은 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 터치 구동을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는 영상을 표시하는 디스플레이 기능을 제공할 수 있다. 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는 사용자의 터치를 센싱하는 터치 센싱 기능과 터치 센싱 기능 결과를 이용하여 사용자의 터치에 따른 입력 처리를 수행하는 터치 입력 기능을 제공할 수 있다.
아래에서는, 디스플레이 기능을 제공하기 위한 디스플레이 구동을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하고, 터치 센싱 기능을 제공하기 위한 구성요소들과 터치 구동을 도 1 및 도 3을 참조하여 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는, 디스플레이 기능을 제공하기 위하여, 다수의 데이터 라인(DL)들과 다수의 게이트 라인(GL)들이 위치하는 표시패널(DISP)을 포함할 수 있다. 표시패널(DISP)에는 다수의 데이터 라인(DL)들 및 다수의 게이트 라인(GL)들과 전기적으로 연결되는 다수의 서브픽셀(SP)들이 위치할 수 있다. 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는, 표시패널(DISP)과, 다수의 데이터 라인(DL)들을 구동하기 위해 구성되는 데이터 구동 회로(DDC)와, 다수의 게이트 라인(GL)들 구동하기 위해 구성되는 게이트 구동 회로(GDC)와, 데이터 구동 회로(DDC) 및 게이트 구동 회로(GDC)를 제어하기 위해 구성되는 디스플레이 컨트롤러(DCTR) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR)는 데이터 구동 회로(DDC) 및 게이트 구동 회로(GDC)로 각종 제어 신호를 공급하여, 데이터 구동 회로(DDC) 및 게이트 구동 회로(GDC)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 게이트 구동 회로(GDC)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC: Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE: Gate Output Enable) 등을 포함하는 각종 게이트 구동 회로 제어 신호(GCS: Gate Control Signal)를 출력한다.
또한, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 데이터 구동 회로(DDC)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(SSP: Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC: Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(SOE: Source Output Enable) 등을 포함하는 각종 데이터 구동 회로 제어 신호(DCS: Data Control Signal)를 출력한다.
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 영상 데이터를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제할 수 있다.
게이트 구동 회로(GDC)는, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)의 제어에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 스캔 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 아날로그 신호로 변환하여 이에 대응되는 데이터 신호(Vdata)를 다수의 데이터 라인(DL)들로 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 수도 있다.
데이터 구동 회로(DDC)는, 다수의 데이터 라인(DL)들로 데이터 신호(Vdata)를 공급함으로써, 다수의 데이터 라인(DL)들을 구동한다. 여기서, 데이터 구동 회로(DDC)는 '소스 드라이버'라고도 한다.
이러한 데이터 구동 회로(DDC)는, 적어도 하나의 소스 드라이버 집적 회로(SDIC: Source Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다. 각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 쉬프트 레지스터(Shift Register), 래치 회로(Latch Circuit), 디지털-아날로그 컨버터(DAC: Digital to Analog Converter), 출력 버퍼 회로(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 표시패널(DISP)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 표시패널(DISP)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 표시패널(DISP)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 표시패널(DISP)에 연결된 필름 상에 실장되는 칩-온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
게이트 구동 회로(GDC)는, 다수의 게이트 라인(GL)들로 스캔 신호(Vgate, 스캔 전압, 스캔 신호, 또는 게이트 전압이라고도 함)를 공급함으로써, 다수의 게이트 라인(GL)들을 구동한다. 여기서, 게이트 구동 회로(GDC)는, '스캔 드라이버'라고도 한다.
여기서, 스캔 신호(Vgate)는 해당 게이트 라인(GL)을 닫히게 하는 오프 레벨 게이트 전압과, 해당 게이트 라인(GL)을 열리게 하는 온-레벨 게이트 전압으로 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 스캔 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 전압으로 구성될 수 있다.
트랜지스터가 N타입인 경우, 오프 레벨 게이트 전압은 로우 레벨 게이트 전압(VGL)이고, 온-레벨 게이트 전압은 하이 레벨 게이트 전압(VGH)일 수 있다. 트랜지스터가 P타입인 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 집적 회로(GDIC: Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다. 각 게이트 드라이버 집적 회로(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 표시패널(DISP)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 게이트 인 패널(GIP: Gate In Panel) 타입으로 구현되어 표시패널(DISP)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 표시패널(DISP)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)는 표시패널(DISP)과 연결된 필름 상에 실장 되는 칩-온 필름(COF) 방식으로 구현될 수도 있다.
데이터 구동 회로(DDC)는, 도 1에서와 같이, 표시패널(DISP)의 일측(예: 상측, 또는 하측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 표시패널(DISP)의 양측(예: 상측과 하측)에 모두 위치할 수도 있다.
게이트 구동 회로(GDC)는, 도 1에서와 같이, 표시패널(DISP)의 일 측(예: 좌측 또는 우측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 표시패널(DISP)의 양측(예: 좌측과 우측)에 모두 위치할 수도 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는 액정표시장치, 유기발광표시장치 등의 다양한 타입의 표시장치일 수 있다. 본 개시의 실시예들에 따른 표시패널(DISP)도 액정표시패널, 유기발광표시패널 등의 다양한 타입의 표시 패널일 수 있다.
표시패널(DISP)에 위치하는 각 서브픽셀(SP)은, 하나 이상의 회로소자(예: 트랜지스터, 캐패시터 등)를 포함하여 구성될 수 있다.
예를 들어, 표시패널(DISP)이 액정표시패널인 경우, 각 서브픽셀(SP)에는 픽셀전극이 배치되고, 픽셀전극과 데이터 라인(DL) 사이에 트랜지스터가 전기적으로 연결될 수 있다. 트랜지스터는 게이트 라인(GL)을 통해 게이트 노드에 공급되는 스캔 신호(Vgate)에 의해 턴-온 될 수 있으며, 턴-온 시, 데이터 라인(DL)을 통해 소스 노드(또는 드레인 노드)에 공급된 데이터 신호(Vdata)를 드레인 노드(또는 소스 노드)로 출력한다. 트랜지스터는, 드레인 노드(또는 소스 노드)에 전기적으로 연결된 픽셀 전극으로 데이터 신호(Vdata)를 인가해줄 수 있다. 데이터 신호(Vdata)가 인가된 픽셀 전극과 공통전압(Vcom)이 인가된 공통 전극 사이에는 전계가 형성되고, 픽셀 전극과 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.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는, 터치 센싱 기능을 제공하기 위하여, 터치 패널(TSP)과, 터치 패널(TSP)을 구동하여 센싱하는 터치 구동 회로(TDC)와, 터치 구동 회로(TDC)가 터치 패널(TSP)을 센싱한 결과를 이용하여 터치 유무 및/또는 터치 좌표를 검출하는 터치 컨트롤러(TCTR) 등을 포함할 수 있다.
터치 패널(TSP)은 사용자의 포인터에 의한 터치가 접촉하거나 근접할 수 있다. 이러한 터치 패널(TSP)에는 터치 센서들이 배치될 수 있다.
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. 터치 구동 회로(TDC)는 터치 패널(TSP)로 터치구동신호를 공급하고, 터치 패널(TSP)을 센싱할 수 있다. 터치 컨트롤러(TCTR)는 터치 구동 회로(TDC)가 터치 패널(TSP)을 센싱한 결과를 이용하여 터치를 센싱할 수 있다. 여기서, 터치를 센싱한다는 것은 터치유무 및/또는 터치좌표를 검출한다는 것을 의미할 수 있다.
터치 패널(TSP)은 표시패널(DISP)의 외부에 배치되는 외장형일 수도 있고, 표시패널(DISP)의 내부에 배치되는 내장형일 수도 있다.
터치 패널(TSP)이 외장형인 경우, 터치 패널(TSP)과 표시패널(DISP)은 별도로 제작된 이후, 접착제 등에 의해 결합될 수 있다. 외장형 터치 패널(TSP)을 애드-온(Add-on) 타입이라고도 한다.
터치 패널(TSP)이 내장형인 경우, 표시패널(DISP)을 제적하는 공정 중에 터치 패널(TSP)이 함께 제작될 수 있다. 즉, 터치 패널(TSP)을 구성하는 터치센서들이 표시패널(DISP)의 내부에 배치될 수 있다. 내장형 터치 패널(TSP)은 인-셀(In-cell) 타입, 온-셀(On-cell) 타입, 하이브리드(Hybrid) 타입 등일 수 있다.
한편, 아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 터치 패널(TSP)이 표시패널(DISP)의 내부에 내장되는 내장형인 것으로 가정한다.
표시패널(DISP)에 터치 패널(TSP)이 내장되는 경우, 즉, 표시패널(DISP)에 다수의 터치 전극(TE)들이 배치되는 경우, 디스플레이 구동에 사용되는 전극들과 별도로 다수의 터치 전극(TE)들이 표시패널(DISP)에 구성될 수도 있고, 디스플레이 구동을 위해 표시패널(DISP)에 배치되는 전극들을 다수의 터치 전극(TE)들로 활용할 수도 있다.
예를 들어, 표시패널(DISP)에 배치되는 공통 전극을 다수 개로 분할하여, 다수의 터치 전극(TE)들로도 활용할 수 있다. 즉, 표시패널(DISP)에 배치된 다수의 터치 전극(TE)들은 터치 센싱을 위한 전극들이면서, 디스플레이 구동을 위한 전극들일 수 있다. 아래에서, 표시패널(DISP)에 배치된 다수의 터치 전극(TE)들은 공통 전극들로 가정한다.
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)는 별도로 구현될 수도 있고, 통합되어 구현될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 터치 패널(TSP)에는, 다수의 터치 전극(TE)들과, 다수의 터치 전극(TE)들과 터치 구동 회로(TDC)를 전기적으로 연결해주기 위해 구성되는 다수의 터치 라인(TL)들이 위치할 수 있다. 다수의 터치 전극(TE)들은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 다수의 터치 전극(TE)들 각각은 하나 이상의 터치 라인(TL)과 하나 이상의 컨택홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는, 터치 전극(TE)의 셀프-캐패시턴스(Self-Capacitance)에 기반하여 터치를 센싱하거나, 터치 전극(TE)들 간의 뮤추얼-캐패시턴스(Mutual-Capacitance)에 기반하여 터치를 센싱할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)가 셀프-캐패시턴스에 기반하여 터치를 센싱하는 경우, 터치 패널(TSP)에는, 다수의 제1 터치 전극라인들과 다수의 제2 터치 전극라인들이 서로 교차하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 다수의 제1 터치 전극라인들은 X축 방향으로 배치될 수 있고, 다수의 제2 터치 전극라인들은 Y축 방향으로 배치될 수 있다. 여기서, 제1 터치 전극라인과 제2 터치 전극라인 각각은 바(Bar) 형태의 1개의 터치 전극일 수도 있고, 둘 이상의 터치 전극들이 전기적으로 연결된 형태일 수도 있다. 제1 터치 전극라인들은 구동라인, 구동 전극, 구동터치 전극라인, Tx라인, Tx전극, 또는 Tx터치 전극라인 등이라고 할 수 있다. 제2 터치 전극라인들은 수신라인, 수신전극, 수신터치 전극라인, 센싱라인, 센싱전극, 센싱터치 전극라인, Rx라인, Rx전극, 또는 Rx터치 전극라인 등이라고 할 수 있다.
이 경우, 터치 구동 회로(TDC)는 다수의 제1 터치 전극라인 중 하나 이상으로 구동신호를 공급하고, 제2 터치 전극라인들을 센싱하여 센싱데이터를 출력하고, 터치 컨트롤러(TCTR)는 센싱데이터를 이용하여 터치유무 및/또는 터치좌표를 산출할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)가 뮤추얼-캐패시턴스에 기반하여 터치를 센싱하는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 터치 패널(TSP)에는 다수의 터치 전극(TE)이 서로 분리된 형태로 배치될 수 있다.
이 경우, 터치 구동 회로(TDC)는 다수의 터치 전극(TE)의 전체 또는 일부로 구동신호 (이하, 터치 전극 구동 신호(TDS)라고 함)를 공급하고, 구동신호가 공급된 하나 이상의 터치 전극(TE)을 센싱하여 센싱데이터를 출력하고, 터치 컨트롤러(TCTR)는 센싱데이터를 이용하여 터치유무 및/또는 터치좌표를 산출할 수 있다.
아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 셀프-캐패시턴스(Self-Capacitance)에 기반하여 터치를 센싱하는 경우를 가정하고, 터치 패널(TSP)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 구성된 것을 가정한다.
터치 구동 회로(TDC)에서 출력되는 터치 전극 구동 신호(TDS)는, 일정한 전압을 갖는 신호일 수도 있고, 전압이 가변되는 신호일 수도 있다.
터치 전극 구동 신호(TDS)가 전압이 가변되는 신호인 경우, 터치 전극 구동 신호(TDS)는, 일 예로, 정현파 형태, 삼각파 형태, 또는 구형파 형태 등 다양한 신호파형일 수 있다.
아래에서는, 터치 전극 구동 신호(TDS)가 전압이 가변되는 신호인 경우, 터치 전극 구동 신호(TDS)는 여러 개의 펄스들로 이루어진 펄스신호인 것으로 가정한다. 터치 전극 구동 신호(TDS)가 여러 개의 펄스들로 이루어진 펄스신호인 경우, 일정한 주파수를 가질 수도 있고, 가변 되는 주파수를 가질 수도 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 한 개의 터치 전극(TE)이 차지하는 영역의 크기는 하나의 서브픽셀(SP)이 차지하는 영역의 크기와 대응될 수도 있고, 둘 이상의 서브픽셀(SP)이 차지하는 영역의 크기와 대응될 수도 있다. 즉, 다수의 터치 전극(TE) 각각은 둘 이상의 서브픽셀(SP)과 중첩될 수 있다.
다수의 터치 전극(TE)이 매트릭스 형태로 배치되고, 다수의 터치 전극(TE) 중 제1 터치 전극 및 제2 터치 전극이 동일한 열(또는 동일한 행)에 배치된다고 할 때, 제1 터치 전극과 중첩되는 둘 이상의 데이터 라인(DL)은 제2 터치 전극과 중첩될 수 있다. 제1 터치 전극과 중첩되는 둘 이상의 게이트 라인(GL)들은 제2 터치 전극과 중첩되지 않을 수 있다.
다수의 터치 전극 열(또는 터치 전극 행)은 다수의 데이터 라인(DL)들과 평행하게 배치될 수 있다. 다수의 터치 라인(TL)은 다수의 데이터 라인(DL)들과 평행하게 배치될 수 있다.
한 개의 터치 전극 열(또는 터치 전극 행)에는 복수의 터치 전극(TE)이 배열되는데, 복수의 터치 전극(TE)에 전기적으로 연결되는 복수의 터치 라인(TL)들은 복수의 터치 전극(TE)과 중첩될 수 있다.
예를 들어, 한 개의 터치 전극 열에 배열된 복수의 터치 전극(TE)들이 제1 터치 전극과 제2 터치 전극을 포함하고, 제1 터치 라인이 제1 터치 전극과 터치 구동 회로(TDC)를 전기적으로 연결해주며, 제2 터치 라인이 제2 터치 전극과 터치 구동 회로(TDC)를 전기적으로 연결해준다고 가정한다. 이 경우, 제1 터치 전극과 전기적으로 연결된 제1 터치 라인은, 제2 터치 전극(제1 터치 전극과 동일한 열에 배치된 터치 전극)과 중첩되되, 표시패널(DISP) 내에서는 제2 터치 전극과 전기적으로 절연(분리)될 수 있다. 한편, 제1 터치 라인과 제2 터치 라인은 터치 구동 회로(TDC) 내부에서는 구동 상황이나 필요에 따라 단락이 될 수도 있다.
도 4 및 도 5는 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시간 분할 구동(TDD: Time Division Driving) 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치는 디스플레이와 터치 센싱을 번갈아 가며 수행할 수 있다. 이와 같이, 디스플레이를 위한 구동과 터치 센싱을 위한 터치 구동이 번갈아 가면서 진행되는 방식을 시간 분할 구동 또는 시분할 구동이라고 한다.
이러한 시간 분할 구동 방식에 따르면, 디스플레이를 위한 디스플레이 기간과 터치 센싱을 위한 터치 기간은 교번한다. 디스플레이 기간 동안, 터치표시장치는 디스플레이 구동을 수행할 수 있다. 터치 센싱 기간 동안, 터치표시장치는 터치 구동을 수행할 수 있다.
도 4를 참조하면, 시간 분할 구동 방식에 따르면, 터치 기간 동안 다수의 터치 전극(TE)들 중 하나 이상으로 터치 전극 구동 신호(TDS)가 인가될 수 있다. 이 때, 다수의 데이터 라인(DL)들 및 다수의 게이트 라인(GL)들은 구동되지 않을 수 있다. 이에 따르면, 터치 기간은 블랭크 기간(Blank) 기간일 수 있다.
이러한 경우, 터치 전극 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TE)과 그 주변에 위치한 하나 이상의 데이터 라인(DL)들 사이에는 전위차로 인한 불필요한 기생 캐패시턴스가 형성될 수 있다. 이러한 불필요한 기생 캐패시턴스는 해당 터치 전극(TE)과 이에 연결된 터치 라인(TL)에 대한 RC 지연(RC Delay)을 증가시켜 터치 감도를 저하시킬 수 있다.
또한, 터치 전극 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TE)과 그 주변에 위치한 하나 이상의 게이트 라인(GL) 사이에도 전위차로 인한 불필요한 기생 캐패시턴스가 형성될 수 있다. 이러한 불필요한 기생 캐패시턴스는 해당 터치 전극(TE)과 이에 연결된 터치 라인(TL)에 대한 RC 지연을 증가시켜 터치 감도를 저하시킬 수 있다.
또한, 터치 전극 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TE)과 그 주변에 위치한 하나 이상의 게이트 라인(GL) 사이에도 전위차로 인한 불필요한 기생 캐패시턴스가 형성될 수 있다. 이러한 불필요한 기생 캐패시턴스는 해당 터치 전극(TE)과 이에 연결된 터치 라인(TL)에 대한 RC 지연을 증가시켜 터치 감도를 저하시킬 수 있다.
또한, 터치 전극 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TE)과 그 주변에 위치한 하나 이상의 다른 터치 전극(TE) 사이에도 전위차로 인한 불필요한 기생 캐패시턴스가 형성될 수 있다. 이러한 불필요한 기생 캐패시턴스는 해당 터치 전극(TE)과 이에 연결된 터치 라인(TL)에 대한 RC 지연을 증가시켜 터치 감도를 저하시킬 수 있다.
위에서 언급한 RC 지연은 시정수라고도 하고, 로드(Load)라고도 할 수 있다.
이러한 로드를 제거해주기 위하여, 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 터치 센싱 기간 동안, 로드 프리 구동(LFD: Load Free Driving)을 수행할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 로드 프리 구동 시, 다수의 터치 전극(TE)들의 전체 또는 일부로 터치 전극 구동 신호(TDS)가 인가될 때, 모든 데이터 라인(DL)들 또는 기생 캐패시턴스가 형성될 가능성이 있는 일부의 데이터 라인(DL)으로 로드 프리 구동신호(Load Free Driving Signal)를 데이터 신호(Vdata)로서 인가해줄 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 로드 프리 구동 시, 다수의 터치 전극(TE)들의 전체 또는 일부로 터치 전극 구동 신호(TDS)가 인가될 때, 모든 게이트 라인(GL) 또는 기생 캐패시턴스가 형성될 가능성이 있는 일부의 게이트 라인(GL)으로 로드 프리 구동신호를 스캔 신호(Vgate)로서 인가해줄 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 로드 프리 구동 시, 다수의 터치 전극(TE)들의 일부로 터치 전극 구동 신호(TDS)가 인가될 때, 다른 모든 터치 전극(TE)들 또는 기생 캐패시턴스가 형성될 가능성이 있는 일부의 다른 터치 전극(TE)으로 로드 프리 구동신호를 인가해줄 수 있다.
로드 프리 구동 시, 픽셀 전극은 정전압이 인가되지 않는 플로팅 상태일 수 있다. 이에 따르면, 적어도 하나의 터치 전극에 터치 전극 구동 신호가 또는 로드 프리 구동신호에 의해 픽셀 전극의 전압이 달라질 수 있다. 이에 의해, 터치 기간에도 공통 전극과 픽셀 전극 사이의 전압 차는 유지될 수 있다.
한편, 도 5를 참조하면, 본 명세서의 실시예들에 따른 터치표시장치는 게이트 구동 회로에 입력되는 디스플레이 전압(예: 게이트 로우 전압(VGL), 게이트 하이 전압(VGH) 등)이 인가되는 배선을 포함할 수 있다.
예를 들어, 본 명세서의 실시예들에 따른 표시패널은, 하이 레벨 게이트 전압(VGH)을 게이트 구동 회로에 전달해주기 위해 구성되는 주변 배선(미도시)과, 로우 레벨 게이트 전압(VGL)을 게이트 구동 회로에 전달해주기 위해 구성되는 주변 배선(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 주변 배선들은 비표시 영역에 위치할 수 있다. 상기 주변 배선들은, 일 예로, 라인 온 글래스(LOG: Line On Glass) 타입으로 배치될 수 있다.
터치 센싱 기간 동안 상기 배선들에 미리 설정된 레벨의 하이 레벨 게이트 전압(VGH) 또는 로우 레벨 게이트 전압(VGL)이 인가되는 경우, 상기 배선과 인접하여 위치하는 터치 전극에서 터치 센싱의 감도가 낮아질 수 있다.
이에 따라, 본 명세서의 실시예들에 따른 표시장치는 하이 레벨 게이트 전압이 인가되는 배선에, 터치 기간 동안 펄스 폭이 변조된 하이 레벨 게이트 전압(VGH_M)을 인가할 수 있다. 또한, 본 명세서의 실시예들에 따른 표시장치는 로우 레벨 게이트 전압이 인가되는 배선에, 터치 기간 동안 펄스 폭이 변조된 로우 레벨 게이트 전압(VGL_M)을 인가할 수 있다.
이에 따르면, 로드 프리 구동 시, 펄스 폭이 변조된 하이 레벨 게이트 전압(VGH_M) 및 펄스 폭이 변조된 로우 레벨 게이트 전압(VGL_M)을 비표시 영역에 위치하는 배선들에 인가할 수 있다.
전술한 로드 프리 구동신호(Load Free Driving Signal)는 터치 전극 구동신호일 수도 있고, 터치 전극 구동신호와 신호 특성이 동일 또는 유사한 신호일 수 있다. 예를 들어, 전술한 로드 프리 구동신호의 주파수 및 위상은, 터치 전극 구동 신호(TDS)의 주파수 및 위상과 동일하거나 미리 정해진 오차범위 내에 동일할 수 있다. 그리고, 로드 프리 구동신호의 진폭과 터치 전극 구동 신호(TDS)의 진폭은 동일하거나 미리 정해진 오차 범위 내에서 동일할 수 있으며, 경우에 따라서, 의도적인 차이가 있을 수도 있다.
도 6은 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치의 디스플레이 기간(DP) 및 터치 기간(TP)을 정의하는 제1 터치 동기화 신호(TsyncN)를 나타낸 예시 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치는 하이 레벨과 로우 레벨로 스윙되는 제1 터치 동기화 신호(TsyncN)를 발생시켜 디스플레이 기간(DP)을 정의하거나, 터치 기간(TP)을 정의할 수 있다.
예를 들어, 터치 동기화 신호(TsyncN)의 하이 레벨 기간(또는 로우 레벨 기간)은 디스플레이 기간(DP)과 대응될 수 있다. 또한, 터치 동기화 신호(TsyncN)의 로우 레벨 기간(또는 하이 레벨 기간)은 터치 기간(TP)과 대응될 수 있다.
한편, 한 프레임 기간 내 디스플레이 기간(DP)과 터치 기간(TP)을 할당하는 방식과 관련하여, 일 예로, 하나의 프레임 기간이 하나의 디스플레이 기간(DP)과 하나의 터치 기간(TP)으로 시분할 될 수 있다. 하나의 디스플레이 기간(DP) 동안 디스플레이 구동이 진행되고, 블랭크 기간에 해당하는 하나의 터치 기간(TP) 동안 손가락 및/또는 액티브 펜에 의한 터치 입력을 센싱하기 위한 터치 구동이 진행될 수 있다.
다른 예로, 하나의 프레임 기간이 둘 이상의 디스플레이 기간(DP)과 둘 이상의 터치 기간(TP)으로 시분할 될 수 있다. 한 프레임 기간 내 둘 이상의 디스플레이 기간(DP) 동안 하나의 프레임을 표시하기 위한 디스플레이 구동이 진행될 수 있다. 한 프레임 기간 내 블랭크 기간에 해당하는 둘 이상의 터치 기간(TP) 동안 화면 전 영역에서의 손가락 및/또는 액티브 펜에 의한 터치 입력을 한 차례, 또는 두 차례 이상 센싱하기 위한 터치 구동이 진행되거나, 화면 일부 영역에서의 손가락 및/또는 액티브 펜에 의한 터치 입력을 센싱하기 위한 터치 구동이 진행될 수 있다.
한편, 하나의 프레임 기간이 둘 이상의 디스플레이 기간(DP)과 둘 이상의 터치 기간(TP)으로 시분할 될 때, 한 프레임 기간 내 둘 이상의 터치 기간(TP)에 해당하는 둘 이상의 블랭크 기간 각각은 “LHB (Long Horizontal Blank)”라고 한다.
여기서, 한 프레임 기간 내 둘 이상의 LHB 동안 수행되는 터치 구동을 “LHB 구동”이라고 한다.
도 7은 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치에서, 하나의 프레임 기간이 시분할 된 16개의 디스플레이 기간들(DP1 ~ DP16)과 16개의 터치 기간들(TP1 ~ TP16)을 나타낸 예시 도면이다.
도 7을 참조하면, 하나의 프레임 기간은 16개의 디스플레이 기간들(DP1 ~ DP16)과, 16개의 터치 기간들(TP1 ~ TP16)로 시분할 될 수 있다.
이 경우, 16개의 터치 기간들(TP1~TP16)은 16개의 LHB (LHB #1 ~ LHB #16)에 해당한다.
도 8은 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치의 로드 프리 구동 시스템(System)을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 다수의 데이터 라인(DL)들 및 다수의 게이트 라인(GL)들이 위치하며, 다수의 터치 전극(TE)들이 위치하는 표시패널(DISP)과, 다수의 게이트 라인(GL)들과 전기적으로 연결되고 다수의 게이트 라인(GL)들을 구동하기 위해 구성되는 게이트 구동 회로(GDC)와, 다수의 데이터 라인(DL)들과 전기적으로 연결되고, 다수의 데이터 라인(DL)들을 구동하기 위해 구성되는 데이터 구동 회로(DDC)와, 다수의 터치 전극(TE)들과 전기적으로 연결되고, 다수의 터치 전극(TE)들을 구동하기 위해 구성되는 터치 구동 회로(TDC: Touch Driving Circuit) 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 데이터 구동 회로(DDC) 및 게이트 구동 회로(GDC)의 구동 동작을 제어하는 디스플레이 컨트롤러(DCTR)와, 터치 구동 회로(TDC)의 구동 동작을 제어하거나 터치 구동 회로(TDC)에서 출력된 센싱 데이터를 이용하여 터치유무 및/또는 터치좌표를 산출하는 터치 컨트롤러(TCTR: Touch Controller) 등을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치는 파워 공급을 위한 전원 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 이러한 전원 제어 회로는, 터치 파워 회로(TPIC: Touch Power Integrated Circuit)와 파워 관리 회로(PMIC: Power Management Integrated Circuit) 등을 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 터치 파워 회로(TPIC)는, 터치 전극(TE)의 구동에 필요한 터치 전극 구동 신호(TDS)를 터치 구동 회로(TDC)에 공급할 수 있다.
또는, 도 8에 도시된 바와 다르게, 터치 파워 회로(TPIC)는 터치 전극 구동 신호(TDS)를 생성하고, 생성한 터치 전극 구동 신호(TDS)를 터치 컨트롤러(TCTR)로 출력할 수도 있다. 터치 컨트롤러(TCTR)는 입력된 터치 전극 구동 신호(TDS)를 터치 구동 회로(TDC)로 출력할 수 있다.
터치 파워 회로(TPIC)는 터치 컨트롤러(TCTR)로부터 수신된 변조 신호(예: 펄스 폭 변조 신호)를 토대로 터치 센싱을 위한 터치 전극 구동 신호(TDS)를 생성하고 출력할 수 있다.
파워 관리 회로(PMIC)는, 터치 파워 회로(TPIC)의 신호 공급을 위해 필요한 각종 전압들(AVDD, Vcom, VGH, VGL 등)을 터치 파워 회로(TPIC)로 공급할 수 있다.
파워 관리 회로(PMIC)는, 데이터 구동 회로(DDC)의 데이터 구동에 필요한 각종 DC 전압들(AVDD 등)을 데이터 구동 회로(DDC)로 공급할 수 있다.
터치 컨트롤러(TCTR)는, 터치 파워 회로(TPIC), 터치 구동 회로(TDC), 또는 데이터 구동 회로(DDC) 등의 회로들에서 각종 신호(예: TDS 등)를 출력 또는 생성하기 위한 펄스 폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 신호를 공급해줄 수 있다. 이러한 터치 컨트롤러(TCTR)는, 일 예로, 마이크로 컨트롤 유닛(MCU: Micro Control Unit), 프로세서 등으로 구현될 수 있다.
터치 파워 회로(TPIC)는, 터치 컨트롤러(TCTR)에서 입력된 펄스 폭 변조(PWM) 신호에 기초하여, 파워 관리 회로(PMIC)에서 입력된 공통전압(Vcom)을 변조하여 출력할 수 있다. 이에 따라, 터치 파워 회로(TPIC)는 펄스 폭 변조(PWM) 신호에 해당하는 전압 펄스에 따라 펄스 폭이 변조된 공통전압 펄스를 생성하고 출력할 수 있다.
터치 파워 회로(TPIC)는, 터치 기간에 터치 컨트롤러(TCTR)에서 입력된 펄스 폭 변조(PWM) 신호에 기초하여, 파워 관리 회로(PMIC)에서 입력된 디스플레이 전압(예: 하이 레벨 게이트 전압(VGH), 로우 레벨 게이트 전압(VGL) 등)을 변조하여 출력할 수 있다. 이에 따라, 터치 파워 회로(TPIC)는 펄스 폭 변조(PWM) 신호에 해당하는 전압 펄스에 따라, 펄스 폭이 변조된 하이 레벨 게이트 전압(VGH_M) 및 펄스 폭이 변조된 로우 레벨 게이트 전압(VGL_M)을 생성하고 출력할 수 있다.
예를 들어, 터치 파워 회로(TPIC)는 터치 기간에 펄스 폭이 변조된 하이 레벨 게이트 전압(VGH_M)을 주변 배선(미도시)을 통해 게이트 구동 회로로 출력할 수 있다. 또한, 터치 파워 회로(TPIC)는 디스플레이 기간에 하이 레벨 게이트 전압(VGH)을 상기 주변 배선을 통해 게이트 구동 회로로 출력할 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치는, 각종 신호의 전압 레벨을 변경해주는 하나 이상의 레벨 쉬프터(L/S)를 더 포함할 수 있다.
이러한 하나 이상의 레벨 쉬프터(L/S)는, 데이터 구동 회로(DDC), 게이트 구동 회로(GDC), 터치 구동 회로(TDC), 터치 파워 회로(TPIC), 파워 관리 회로(PMIC), 디스플레이 컨트롤러(DCTR) 및 터치 컨트롤러(TCTR) 등과 별도로 구현될 수도 있고, 데이터 구동 회로(DDC), 게이트 구동 회로(GDC), 터치 구동 회로(TDC), 터치 파워 회로(TPIC), 파워 관리 회로(PMIC), 디스플레이 컨트롤러(DCTR) 및 터치 컨트롤러(TCTR) 등 중 하나 이상의 내부 모듈로 포함될 수도 있다.
터치 구동 회로(TDC)와 데이터 구동 회로(DDC)는 각각 별도의 집적 회로로 구현될 수도 있고, 하나의 집적 회로에 터치 구동 회로(TDC)와 데이터 구동 회로(DDC)가 모두 포함될 수도 있다.
예를 들어, 터치 구동 회로(TDC)의 기능을 갖는 집적 회로는 터치 리드아웃 집적 회로(ROIC: Touch Readout Integrated Circuit)로 형성될 수 있다. 데이터 구동 회로(DDC)의 기능을 갖는 집적 회로는 소스 드라이버 집적 회로(SDIC: Source Driver Integrated Circuit)로 형성될 수 있다. 터치 구동 회로(TDC)와 데이터 구동 회로(DDC)의 기능을 모두 갖는 집적 회로는 소스 리드아웃 집적 회로(SRIC: Source driver and Touch Readout Integrated Circuit)로 형성될 수 있다.
터치 구동 회로(TDC)와 데이터 구동 회로(DDC) 및 터치 컨트롤러(TCTR)는 각각 서로 다른 집적 회로로 구현될 수도 있고, 하나의 집적 회로 내에 터치 구동 회로(TDC)와 데이터 구동 회로(DDC) 및 터치 컨트롤러(TCTR) 중 둘 이상의 회로가 위치할 수도 있다.
도 9는 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치에서 제1 터치 동기화 신호(TsyncN)에 기초하여 디스플레이 구동이 수행되거나 터치 구동이 수행되는 것을 표시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 제1 터치 동기화 신호(TsyncN)는 디스플레이 기간(DP)과 터치 기간(TP)을 각각 정의한다.
예를 들어, 제1 터치 동기화 신호(Tsyncn)의 하이 레벨 기간은 디스플레이 기간(DP)일 수 있다. 또한, 제1 터치 동기화 신호(TsyncN)의 로우 레벨 기간은 터치 기간(TP)일 수 있다.
도 9를 참조하면, 디스플레이 기간(DP) 동안 터치 전극(TE)에 인가되는 전압의 레벨은 제1 전압 레벨(V1)일 수 있다. 제1 전압 레벨(V1)은 일례로, 공통전압(Vcom)의 레벨일 수 있다.
한편, 터치 전극(TE)에는 디스플레이 기간(DP) 동안 공통 전압(Vcom)의 레벨과 다른 전압 레벨의 정전압이 인가될 수 있다.
또한, 경우에 따라, 디스플레이 기간(DP) 동안 터치 센싱을 위한 펄스가 하나 이상의 터치 전극(TE)에 입력될 수도 있다. 예를 들어, 터치 전극(TE)에는 액티브 스타일러스 펜의 인식을 위한 신호가 입력될 수 있다. 예를 들어, 터치 전극(TE)에는 패시브 스타일러스 펜 또는 손가락 등의 터치 인식을 위한 신호가 입력될 수 있다.
터치 기간(TP) 동안 터치 전극(TE)의 전압 레벨은 제2 전압 레벨(V2)부터 미리 설정된 전압 레벨(V2+ΔV)까지 변동할 수 있다. 터치 기간(TP) 동안 터치 전극(TE)에는 터치 전극 구동 신호(TDS) 또는 이와 동일한 신호(예: 로드 프리 구동신호 등)가 인가될 수 있다. 도 9와 도 10에서는, 터치 전극(TE)에 로드 프리 구동신호가 인가되는 경우를 예로 들어 설명하고, 터치 전극(TE)에 인가되는 로드 프리 구동신호를 LFD 신호로 기재하여 설명한다.
제1 전압 레벨(V1)은 제2 전압 레벨(V2)과 미리 설정된 전압 레벨(V2+ΔV) 사이일 수 있다. 이에 따르면, 디스플레이 기간(DP)이 시작되는 시점으로부터 상대적으로 빠른 시간 내에, 터치 전극(TE)의 전압 레벨은 제1 전압 레벨(V1)로 포화(saturation) 될 수 있다.
한편, 도 9를 참조하면, 디스플레이 기간(DP) 동안 주변 배선(910)에 인가되는 전압의 레벨은 제3 전압 레벨(V3)일 수 있다. 제3 전압 레벨(V3)은 하이 레벨 게이트 전압(VGH)일 수 있다. 주변 배선(910)은 터치 파워 회로와 게이트 구동 회로를 전기적으로 연결하는 배선을 지칭할 수 있다. 제3 전압 레벨(V3)은 서브픽셀에 배치되는 트랜지스터의 온-레벨 전압일 수 있다.
터치 기간(TP) 동안 주변 배선(910)에 인가되는 전압은 제4 전압 레벨(V4)부터 미리 설정된 전압 레벨(V4+ΔV)까지 변동할 수 있다. 터치 기간(TP) 동안 주변 배선(910)에 인가되는 전압은 펄스 폭이 변조된 하이 레벨 게이트 전압(VGH_M)일 수 있다.
경우에 따라, 제4 전압 레벨(V4)은 제2 전압 레벨(V2)과 같을 수 있다. 이 경우, 터치 파워 회로는 주변 배선(910)에 입력되는 펄스 폭이 변조된 하이 레벨 게이트 전압(VGH_M)을 별도로 생성하지 않고, 터치 구동 신호(TDS) 또는 로드 프리 구동신호(LFD)와 동일한 신호를 주변 배선(910)으로 그대로 출력할 수 있다. 이에 의하면, 터치 파워 회로의 설계가 더 간단해지는 이점이 있다.
도 9를 참조하면, 제3 전압 레벨(V3)은 제4 전압 레벨(V4) 및 미리 설정된 전압 레벨(V4+ΔV)보다 클 수 있다. 이에 따르면, 디스플레이 기간(DP)이 시작되는 시점으로부터 상대적으로 오랜 시간이 지난 후에, 주변 배선(910)에 인가되는 전압의 레벨은 제3 전압 레벨(V3)로 포화 될 수 있다.
도 9를 참조하면, 주변 배선(910)에 인가되는 전압은 디스플레이 기간(DP)이 시작되고 제1 기간(Δt1)이 경과한 이후에 온-레벨 전압인 제3 전압 레벨(V3)로 포화된다. 예를 들면, 제2 디스플레이 기간(DP2)이 시작되고 제1 기간(Δt1)이 경과한 이후에 주변 배선(910)에 인가되는 전압이 제3 전압 레벨(V3)로 포화된다. 그리고, 제3 디스플레이 기간(DP3)이 시작되고 제1 기간(Δt1)이 경과한 이후에 주변 배선(910)에 인가되는 전압이 제3 전압 레벨(V3)로 포화된다.
한편, 디스플레이 기간(DP)의 시작은 적어도 하나의 터치 전극(TE)에 인가되는 전압이 미리 설정된 전압 범위에서 변동하는 것이 종료된 이후, 터치 전극(TE)에 인가되는 전압이 제1 전압 레벨(V1)로 변경되는 시점으로도 정의될 수 있다.
예를 들어, 도 9를 참조하면, 제1 터치 기간(TP1)에 터치 전극(TE)에 인가되는 전압이 미리 설정된 전압 범위에서 변동하는 것이 종료된 이후 터치 전극(TE)에는 제2 전압 레벨(V2)의 정전압이 인가된다. 이후, 터치 전극(TE)에 인가되는 전압이 상승하기 시작하여, 터치 전극(TE)에는 제1 전압 레벨(V1)의 정전압이 인가된다. 터치 전극(TE)에 인가되는 전압이 제1 전압 레벨(V1)로 상승하는 시점을 제2 디스플레이 기간(DP2)이 시작하는 시점으로도 정의할 수 있다.
이에 의하면, 터치 전극(TE)의 전압 레벨이 제1 전압 레벨(V1)까지 변동하기 시작하는 시점과, 주변 배선(910)에 인가되는 전압의 전압 레벨이 제3 전압 레벨(V3)까지 변동하기 시작하는 시점이 같더라도, 터치 전극(TE)의 전압 레벨이 제1 전압 레벨(V1)에 도달하는 시점과, 주변 배선(910)에 인가되는 전압의 전압 레벨이 제3 전압 레벨(V3)에 도달하는 시점에는 차이가 있을 수 있다.
따라서, 제1 기간(Δt1) 동안 스캔 신호가 인가되는 서브픽셀들의 휘도가 의도한 것과 달라질 수 있다. 예를 들면, 영상에서 부분적으로 어두운 가로줄이 시인되는 등의 불량이 발생할 수 있다.
도 8과 도 9를 참조하여 설명하면, 터치 파워 회로(TPIC)가 제1 터치 동기화 신호(TsyncN)에 기초하여 하이 레벨 게이트 전압(VGH)을 주변 배선(910)으로 출력하면, 디스플레이 기간(DP)이 시작되는 시점에 게이트 구동 회로(GDC)가 하이 레벨 게이트 전압(VGH)을 출력할 수 없다. 따라서, 이에 대한 해결 방안이 요구되는 실정이다.
도 10은 본 명세서의 실시예들에 따른 표시장치에서 수도 디스플레이 기간(pDP: pseudo Display Period)의 시작을 정의하는 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)를 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는, 디스플레이 기간(DP)과 수도 디스플레이 기간(pDP)을 구별하기 위해, 디스플레이 기간(DP)을 실제 디스플레이 기간(DP)으로도 지칭한다.
도 10을 참조하면, 주변 배선(910)에 인가되는 전압은 수도 디스플레이 기간(pDP)이 시작되면 제3 전압 레벨(V3)까지 상승하기 시작한다. 예를 들어, 주변 배선(910)에 인가되는 전압은 수도 디스플레이 기간(pDP)이 시작되면 제4 전압 레벨(V4)로부터 제3 전압 레벨(V3)까지 상승할 수 있다.
수도 디스플레이 기간(pDP)이 시작되는 시점은 실제 디스플레이 기간(DP)이 시작되는 시점보다 빠르다. 즉, 수도 디스플레이 기간(pDP)이 시작되는 시점은 터치 기간(TP) 중 어느 한 시점이다.
한편, 수도 디스플레이 기간(pDP)이 시작되는 시점은, 주변 배선(910)에 인가되는 전압이 제4 전압 레벨(V4)에서 제3 전압 레벨(V3)로 상승하기 시작하는 시점으로도 정의될 수 있다.
또한, 수도 디스플레이 기간(pDP)이 시작되는 시점은, 터치 전극(TE)의 전압 레벨이 제2 전압 레벨(V2)인 기간 이내일 수 있다.
도 10을 참조하면, 주변 배선(910)의 전압 레벨이 제4 전압 레벨(V4)로부터 제3 전압 레벨(V3)까지 상승하는 기간은, 터치 기간(TP) 및 수도 디스플레이 기간(pDP)에 포함될 수 있다.
수도 디스플레이 기간(pDP)이 시작되는 시점과 실제 디스플레이 기간(DP)이 시작되는 시점 사이의 시간 간격은 제2 시간 간격(Δt2)이다. 상기 제2 시간 간격(Δt2)은 미리 설정된 값일 수 있다.
제2 시간 간격(Δt2)은, 제1 시간 간격(Δt1)보다 크거나 같다. 즉, 수도 디스플레이 기간(pDP)이 시작되는 시점과 실제 디스플레이 기간(DP)이 시작되는 시점 사이의 시간 간격은, 주변 배선(910)의 전압 레벨이 제3 전압 레벨(V3)까지 포화되는데 걸리는 시간보다 크거나 같다. 예를 들면, 제2 시간 간격(Δt2)의 길이는 주변 배선(910)의 전압 레벨이 제4 전압 레벨(V4)로부터 상승하여 제3 전압 레벨(V3)까지 도달하는 데 소요되는 시간보다 크거나 같을 수 있다.
이에 따라, 터치 기간(TP)이 종료되고 실제 디스플레이 기간(DP)이 시작되면, 게이트 구동 회로는 제3 전압 레벨(V3)을 갖는 펄스를 스캔 신호로 출력할 수 있다.
같은 의미로, 게이트 구동 회로가 디스플레이를 위한 온-레벨 게이트 전압(예를 들면, 하이 레벨 게이트 전압(VGH))의 스캔 신호를 게이트 라인으로 출력하는 시점은, 주변 배선(910)의 전압 레벨이 제4 전압 레벨(V4)에서 제3 전압 레벨(V3)까지 도달한 이후의 시점일 수 있다.
주변 배선(910)의 전압이 제4 전압 레벨(V4)부터 상승하기 시작하는 시점과, 게이트 구동 회로가 디스플레이를 위한 온-레벨 게이트 전압의 스캔 신호를 출력하는 시점 사이의 시간 간격은, 적어도 제2 시간 간격(Δt2) 이상일 수 있다.
다시 말하면, 주변 배선(910)의 전압이 제4 전압 레벨(V4)부터 상승하기 시작하는 시점과, 게이트 구동 회로가 디스플레이를 위한 온-레벨 게이트 전압의 스캔 신호를 출력하는 시점 사이의 시간 간격은, 주변 배선(910)의 전압이 제4 전압 레벨(V4)부터 상승하기 시작하는 시점과, 게이트 구동 회로가 디스플레이를 위한 온-레벨 게이트 전압의 스캔 신호를 다수의 게이트 라인들 중 어느 하나의 게이트 라인으로 다시 출력하기 시작하는 시점 사이의 시간 간격보다 짧을 수 있다.
따라서, 실제 디스플레이 기간(DP)이 시작되는 시점에, 주변 배선(910)에 인가되는 전압은 제3 전압 레벨(V3)로 포화된 이후이므로, 표시 품질이 나빠지는 문제가 해소될 수 있다.
도 8과 도 10을 참조하면, 터치 파워 회로(TPIC)가 주변 배선(910)에 하이 레벨 게이트 전압(VGH)을 출력하는 타이밍은 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)에 의해 제어될 수 있다.
예를 들어, 수도 디스플레이 기간(pDP)은 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)가 하이 레벨 또는 로우 레벨인 기간일 수 있다.
예를 들어, 수도 디스플레이 기간(pDP)은 하나 이상의 터치 전극(TE)에 제2 전압 레벨(V2)의 신호가 입력되고, 주변 배선(910)에 인가되는 전압의 전압 레벨이 제4 전압 레벨(V4)로부터 제3 전압 레벨(V3)까지 상승하는 기간을 포함할 수 있다.
예를 들어, 수도 디스플레이 기간(pDP)은 하나 이상의 터치 전극(TE)에 제1 전압 레벨(V1)의 신호가 입력되고, 주변 배선(910)에 인가되는 전압의 전압 레벨이 제3 전압 레벨(V3)인 기간을 포함할 수 있다.
예를 들어, 수도 디스플레이 기간(pDP)은 제1 터치 동기화 신호(TsyncN)에 의해 정의되는 터치 기간(TP)의 적어도 일부를 포함할 수 있다.
설명의 편의를 위해, 수도 디스플레이 기간(pDP)은 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)가 하이 레벨인 기간인 것으로 가정하고 설명하지만, 수도 디스플레이 기간(pDP)은 상술한 바와 같은 방법으로도 정의될 수 있으며, 수도 디스플레이 기간(pDP)은 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)의 파형에 의한 정의로 제한되는 것은 아니다.
터치 파워 회로(TPIC)는 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)가 하이 레벨이면 주변 배선(910)으로 하이 레벨 게이트 전압(VGH)을 출력할 수 있다.
이와 반대로, 터치 파워 회로(TPIC)는 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)가 로우 레벨이면 주변 배선(910)으로 펄스 폭이 변조된 하이 레벨 게이트 전압(VGH_M)을 출력할 수 있다.
한편, 터치 파워 회로(TPIC)는 제1 터치 동기화 신호(TsyncN)에 기초하여 터치 전극 구동 신호(TDS)를 생성하고 출력할 수 있다. 터치 파워 회로(TPIC)는 제1 터치 동기화 신호(TsyncN)에 기초하여 펄스 폭이 변조된 로우 레벨 게이트 전압(VGL_M)을 출력할 수 있다.
제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 전환되는 타이밍은, 디스플레이 기간(DP)에서 터치 기간(TP)으로 전환되는 타이밍과 대응할 수 있다. 즉, 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 전환되는 타이밍은, 제1 터치 동기화 신호(TsyncN)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 전환되는 타이밍과 대응할 수 있다. 따라서, 펄스 폭이 변조된 게이트 하이 전압(VGH_M)을 주변 배선(910)에 출력함으로써 로드 프리 구동이 수행될 수 있다.
도 11은 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치에서 디스플레이 컨트롤러(DCTR), 터치 컨트롤러(TCTR) 및 터치 파워 회로(TPIC)를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치는 디스플레이 컨트롤러(DCTR)와 터치 컨트롤러(TCTR) 사이를 전기적으로 연결하는 제1 경로(1110)와, 디스플레이 컨트롤러(DCTR)와 터치 파워 회로(TPIC) 사이를 전기적으로 연결하는 제2 경로(1120)와, 터치 컨트롤러(TCTR)와 터치 파워 회로(TPIC) 사이를 전기적으로 연결하는 제3 경로(1130)를 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 경로(1130)는 케이블, 배선 등으로 구현될 수 있다.
제1 경로(1110)를 통해 제1 터치 동기화 신호(TsyncN)가 디스플레이 컨트롤러(DCTR)로부터 터치 컨트롤러(TCTR)로 송신될 수 있다. 제3 경로(1130)를 통해 터치 컨트롤러(TCTR)가 터치 파워 회로(TPIC)로 제1 터치 동기화 신호(TsyncN) 및 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 송신할 수 있다.
디스플레이 컨트롤러(DCTR)는 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)를 생성하고 출력할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치는 디스플레이 컨트롤러(DCTR)가 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)를 생성하고, 생성된 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)를 제1 라인(1110)을 통해 터치 컨트롤러(TCTR)로 송신할 수 있다.
터치 컨트롤러(TCTR)는 입력된 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)를 제3 경로(1130)를 통해 터치 파워 회로(TPIC)로 송신할 수 있다.
이에 따라, 터치 파워 회로(TPIC)에는 제1 터치 동기화 신호(TsyncN) 및 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)가 모두 입력될 수 있다.
본 개시의 다른 실시예들에 따른 터치표시장치는 디스플레이 컨트롤러(DCTR)가 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)를 생성하고, 생성된 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)를 제2 경로(1120)를 통해 터치 파워 회로(TPIC)로 송신할 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예들에 따른 터치표시장치는 터치 컨트롤러(TCTR)가 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)를 생성하고, 생성된 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)를 제3 경로(1130)를 통해 터치 파워 회로(TPIC)로 송신할 수 있다. 예를 들어, 터치 컨트롤러(TCTR)는 입력된 제1 터치 동기화 신호(TsyncN)에 기초하여 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)를 생성하고 출력할 수 있다.
수도 디스플레이 기간의 시작 타이밍과 실제 디스플레이 기간의 시작 타이밍 사이의 시간 간격은 미리 설정될 수 있고, 이에 기초하여 제1 터치 동기화 신호(TsyncN) 및 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)가 생성될 수 있다.
터치 파워 회로(TPIC)는 제1 터치 동기화 신호(TsyncN)에 기초하여 터치 기간 동안 터치 구동 신호(TDS)를 생성하고 출력할 수 있다. 터치 파워 회로(TPIC)는 제1 터치 동기화 신호(TsyncN)에 기초하여 터치 기간 동안 펄스 폭이 변조된 로우 레벨 게이트 전압(VGL_M)을 생성하고 출력할 수 있다. 터치 파워 회로(TPIC)는 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)에 기초하여 터치 기간 동안 펄스 폭이 변조된 하이 레벨 게이트 전압(VGH_M)을 생성하고 출력할 수 있다.
이에 따라, 본 개시의 실시예들에 따른 터치표시장치는 터치 기간과 디스플레이 기간이 시분할 된 터치표시장치에서 표시 품질이 향상된 터치표시장치를 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 본 개시의 실시예들을 간략하게 설명하면 아래와 같다.
본 개시의 실시예들은, 디스플레이 기간(DP) 및 터치 기간(TP)을 정의하는 제1 터치 동기화 신호(TsyncN)와, 제어 신호(GCS)를 생성하고 출력하는 디스플레이 컨트롤러(DCTR), 하이 레벨 게이트 전압(VGH) 및 상기 제어 신호(GCS)를 입력 받고, 게이트 전압 펄스(Vgate)를 생성하고 출력하는 게이트 구동 회로(GDC), 상기 게이트 전압 펄스(Vgate)가 입력되는 다수의 게이트 라인(GL)들 및 상기 다수의 게이트 라인(GL)들과 전기적으로 연결되는 다수의 서브픽셀(SP)들이 배치되는 표시패널(DISP), 상기 제1 터치 동기화 신호(TsyncN)를 입력 받고, 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 생성하고 출력하는 터치 컨트롤러(TCTR), 및 상기 터치 기간(TP)의 적어도 일부 기간에 상기 펄스 폭 변조 신호에 기초하여 생성된 전압(예: VGH_M)을 상기 게이트 구동 회로(GDC)로 출력하고, 상기 터치 기간(TP)의 나머지 일부 기간에, 수도 디스플레이 기간(pDP)을 정의하는 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)에 기초하여 상기 하이 레벨 게이트 전압(VGH)을 상기 게이트 구동 회로(GDC)로 출력하는 터치 파워 회로(TPIC)를 포함하는 터치표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 상기 수도 디스플레이 기간(pDP)은, 상기 터치 기간(TP)의 나머지 일부 기간 및 상기 디스플레이 기간(DP)과 중첩되는 터치표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 상기 디스플레이 컨트롤러(DCTR)는 미리 설정된 시간 간격(Δt2)에 기초하여 상기 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)를 생성하고 출력하는 터치표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 상기 디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 상기 디스플레이 컨트롤러(DCTR)와 상기 터치 컨트롤러(TCTR) 사이를 전기적으로 연결하는 제1 경로(1110)를 통해 상기 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)를 송신하는 터치표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 상기 디스플레이 컨트롤러(DCTR)는, 상기 디스플레이 컨트롤러(DCTR)와 상기 터치 파워 회로(TPIC) 사이를 전기적으로 연결하는 제2 경로(1120)를 통해 상기 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)를 송신하는 터치표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 상기 터치 컨트롤러(TCTR)는 미리 설정된 시간 간격(Δt2)에 기초하여 상기 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)를 생성하고 출력하는 터치표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 상기 터치 컨트롤러(TCTR)는 입력된 상기 제1 터치 동기화 신호(TsyncN)를 기준으로 상기 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)를 생성하는 터치표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 상기 터치 컨트롤러(TCTR)는 상기 터치 컨트롤러(TCTR)와 상기 터치 파워 회로(TPIC)를 전기적으로 연결하는 제3 경로(1130)를 통해 상기 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)를 송신하는 터치표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 상기 터치 파워 회로(TPIC)는 상기 제1 터치 동기화 신호(TsyncN) 및 상기 펄스 폭 변조(PWM) 신호에 기초하여 터치 전극 구동 신호(TDS)를 생성하고 출력하며, 상기 표시패널(DISP)은 상기 터치 전극 구동 신호(TDS)가 입력되는 다수의 터치 전극(TE)들을 포함하는 터치표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 상기 표시패널(DISP)은, 상기 터치 파워 회로(TPIC)와 상기 게이트 구동 회로(GDC)를 전기적으로 연결하고 상기 펄스 폭 변조 신호에 기초하여 생성된 전압(예: VGH_M)이 인가되는 주변 배선(910)을 포함하는 터치표시장치 (100)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 상기 하이 레벨 게이트 전압(VGH)의 전압 레벨은 제1 전압 레벨(예: 도 10의 V3)이고, 상기 펄스 폭 변조 신호에 기초하여 생성된 전압(예: VGH_M)은 상기 제1 전압 레벨보다 낮은 전압 레벨 범위에서 변동하는 터치표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 상기 전압 레벨 범위에서 가장 낮은 전압 레벨은 제2 전압 레벨(예: 도 10의 V4)이며, 상기 주변 배선(910)에 인가되는 전압이 상기 제2 전압 레벨(예: 도 10의 V4)에서 상기 제1 전압 레벨(예: 도 10의 V3)에 도달하기까지 기간의 길이(Δt1)는, 상기 디스플레이 기간(DP)이 시작되는 타이밍과 상기 수도 디스플레이 기간(pDP)이 시작되는 타이밍 사이의 시간 간격(Δt2)보다 작거나 같은 터치표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 상기 제2 터치 동기화 신호(TsyncN2)의 하이 레벨 또는 로우 레벨은 수도 디스플레이 기간(pDP)을 정의하는 터치표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 기판을 포함하고, 상기 기판 상에 다수의 서브픽셀(SP)들이 배치되며, 상기 다수의 서브픽셀(SP)들과 전기적으로 연결되는 다수의 데이터 라인(DL)들 및 다수의 게이트 라인(GL)들이 배치되고, 상기 다수의 서브픽셀(SP)들 중 적어도 하나의 서브픽셀(SP)과 중첩하여 위치하는 다수의 터치 전극(TE)들이 배치되는 표시패널(DISP), 상기 기판 상에 위치하는 주변 배선(910)을 통해 하이 레벨 게이트 전압(VGH)을 입력 받고, 게이트 전압 펄스(Vgate)를 상기 다수의 게이트 라인(GL)들로 출력하는 게이트 구동 회로(GDC), 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 출력하는 제1 회로(예: 터치 컨트롤러(TCTR) 등), 펄스 폭 변조(PWM) 신호와 같은 주파수의 터치 전극 구동 신호(TDS)를 다수의 터치 전극(TE)들 중 하나 이상의 터치 전극(TE)으로 출력하는 제2 회로(예: 터치 구동 회로(TDC) 등), 및 상기 제2 회로가 터치 전극 구동 신호(TDS)를 상기 다수의 터치 전극들 중 하나 이상의 터치 전극(TE)으로 출력하는 기간(예: 터치 기간(TP))에 펄스 폭 변조(PWM) 신호의 주파수와 같은 주파수의 신호를 상기 주변 배선(910)을 통해 상기 게이트 구동 회로(GDC)로 출력하는 제3 회로를 포함하고, 상기 적어도 하나의 터치 전극(TE)에 디스플레이를 위한 제1 전압 레벨(예: 도 10의 제1 전압 레벨(V1))의 신호가 인가되기 이전에, 상기 주변 배선(910)에 인가되는 전압은 상기 제1 전압 레벨보다 높은 제2 전압 레벨까지 상승하는 터치표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 상기 제1 회로와 상기 제2 회로는 하나의 집적 회로 내에 배치되는 터치표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 상기 제1 회로는 터치 컨트롤러(TCTR)를 포함하고, 상기 제2 회로는 터치 구동 회로(TDC)를 포함하며, 상기 제3 회로는 터치 파워 회로(TPIC)를 포함하는 터치표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 상기 제2 회로가 상기 터치 전극 구동 신호(TDS)를 상기 다수의 터치 전극들 중 적어도 하나 이상의 터치 전극(TE)으로 출력하는 기간에, 상기 주변 배선(910)에 인가되는 전압은 상기 제1 전압 레벨보다 낮은 제2 전압 레벨(예: 도 10의 제4 전압 레벨(V4))까지 하강하는 터치표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 상기 게이트 구동 회로(GDC)가 디스플레이를 위한 온-레벨 게이트 전압 펄스(Vgate)의 출력을 재개하는 시점(예: 터치 기간이 종료되고 디스플레이 기간이 시작되는 시점)은, 상기 주변 배선(910)에 인가되는 전압이 상기 제3 전압 레벨부터 상기 제2 전압 레벨까지 상승한 이후인 터치표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 상기 주변 배선(910)의 전압 레벨이 상기 제2 전압 레벨부터 상승하여 상기 제2 전압 레벨에 도달하기까지의 기간은, 상기 주변 배선(910)의 전압 레벨이 상기 제3 전압 레벨에서 상승하기 시작하는 시점부터 상기 게이트 구동 회로(GDC)가 상기 다수의 게이트 라인(GL)들 중 어느 하나의 게이트 라인으로 디스플레이를 위한 온-레벨 게이트 전압 펄스(Vgate)의 출력을 재개하는 시점 사이의 시간 간격보다 짧은 터치표시장치(100)를 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 상기 제2 전압 레벨은 하이 레벨 게이트 전압(VGH) 레벨인 터치표시장치(100)를 제공할 수 있다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 개시에 개시된 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 터치표시장치 910: 주변 배선
1110: 제1 경로 1120: 제2 경로
1130: 제3 경로

Claims (20)

  1. 디스플레이 기간 및 터치 기간을 정의하는 제1 터치 동기화 신호와, 제어 신호를 생성하고 출력하는 디스플레이 컨트롤러;
    하이 레벨 게이트 전압 및 상기 제어 신호를 입력 받고, 게이트 전압 펄스를 생성하고 출력하는 게이트 구동 회로;
    상기 게이트 전압 펄스가 입력되는 다수의 게이트 라인들 및 상기 다수의 게이트 라인들과 전기적으로 연결되는 다수의 서브픽셀들이 배치되는 표시패널;
    상기 제1 터치 동기화 신호를 입력 받고, 펄스 폭 변조 신호를 생성하고 출력하는 터치 컨트롤러; 및
    상기 터치 기간의 적어도 일부 기간에 상기 펄스 폭 변조 신호에 기초하여 생성된 전압을 상기 게이트 구동 회로로 출력하고, 상기 터치 기간의 나머지 일부 기간에, 수도 디스플레이 기간을 정의하는 제2 터치 동기화 신호에 기초하여 상기 하이 레벨 게이트 전압을 상기 게이트 구동 회로로 출력하는 터치 파워 회로를 포함하는 터치표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수도 디스플레이 기간은, 상기 터치 기간의 나머지 일부 기간 및 상기 디스플레이 기간과 중첩되는 터치표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 컨트롤러는 미리 설정된 시간 간격에 기초하여 상기 제2 터치 동기화 신호를 생성하고 출력하는 터치표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 디스플레이 컨트롤러는, 상기 디스플레이 컨트롤러와 상기 터치 컨트롤러 사이를 전기적으로 연결하는 제1 경로를 통해 상기 제2 터치 동기화 신호를 송신하는 터치표시장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 디스플레이 컨트롤러는, 상기 디스플레이 컨트롤러와 상기 터치 파워 회로 사이를 전기적으로 연결하는 제2 경로를 통해 상기 제2 터치 동기화 신호를 송신하는 터치표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 터치 컨트롤러는 미리 설정된 시간 간격에 기초하여 상기 제2 터치 동기화 신호를 생성하고 출력하는 터치표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 터치 컨트롤러는 입력된 상기 제1 터치 동기화 신호를 기준으로 상기 제2 터치 동기화 신호를 생성하는 터치표시장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 터치 컨트롤러는 상기 터치 컨트롤러와 상기 터치 파워 회로를 전기적으로 연결하는 제3 경로를 통해 상기 제2 터치 동기화 신호를 송신하는 터치표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 터치 파워 회로는 상기 제1 터치 동기화 신호 및 상기 펄스 폭 변조 신호에 기초하여 터치 전극 구동 신호를 생성하고 출력하며,
    상기 표시패널은 상기 터치 전극 구동 신호가 입력되는 다수의 터치 전극들을 포함하는 터치표시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 표시패널은, 상기 터치 파워 회로와 상기 게이트 구동 회로를 전기적으로 연결하고 상기 펄스 폭 변조 신호에 기초하여 생성된 전압이 인가되는 주변 배선을 포함하는 터치표시장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 하이 레벨 게이트 전압의 전압 레벨은 제1 전압 레벨이고,
    상기 펄스 폭 변조 신호에 기초하여 생성된 전압은 상기 제1 전압 레벨보다 낮은 전압 레벨 범위에서 변동하는 터치표시장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전압 레벨 범위에서 가장 낮은 전압 레벨은 제2 전압 레벨이며,
    상기 주변 배선에 인가되는 전압이 상기 제2 전압 레벨에서 상기 제1 전압 레벨에 도달하기까지 기간의 길이는,
    상기 디스플레이 기간이 시작되는 타이밍과 상기 수도 디스플레이 기간이 시작되는 타이밍 사이의 시간 간격보다 작거나 같은 터치표시장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 터치 동기화 신호의 하이 레벨 또는 로우 레벨은 수도 디스플레이 기간을 정의하는 터치표시장치.
  14. 기판을 포함하고, 상기 기판 상에 다수의 서브픽셀들이 배치되며, 상기 다수의 서브픽셀들과 전기적으로 연결되는 다수의 데이터 라인들 및 다수의 게이트 라인들이 배치되고, 상기 다수의 서브픽셀들 중 적어도 하나의 서브픽셀과 중첩하여 위치하는 다수의 터치 전극들이 배치되는 표시패널;
    상기 기판 상에 위치하는 주변 배선을 통해 하이 레벨 게이트 전압을 입력 받고, 게이트 전압 펄스를 상기 다수의 게이트 라인들로 출력하는 게이트 구동 회로;
    펄스 폭 변조 신호를 출력하는 제1 회로;
    상기 펄스 폭 변조 신호와 같은 주파수의 터치 전극 구동 신호를 상기 다수의 터치 전극들 중 하나 이상의 터치 전극으로 출력하는 제2 회로; 및
    상기 제2 회로가 상기 터치 전극 구동 신호를 상기 다수의 터치 전극들 중 적어도 하나 이상의 터치 전극으로 출력하는 기간에 상기 펄스 폭 변조 신호의 주파수와 같은 주파수의 신호를 상기 주변 배선을 통해 상기 게이트 구동 회로로 출력하는 제3 회로를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 터치 전극에 디스플레이를 위한 제1 전압 레벨의 신호가 인가되기 이전에, 상기 주변 배선에 인가되는 전압은 상기 제1 전압 레벨보다 높은 제2 전압 레벨까지 상승하는 터치표시장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 회로와 상기 제2 회로는 하나의 집적 회로 내에 배치되는 터치표시장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 회로는 터치 컨트롤러를 포함하고, 상기 제2 회로는 터치 구동 회로를 포함하며, 상기 제3 회로는 터치 파워 회로를 포함하는 터치표시장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제2 회로가 상기 터치 전극 구동 신호를 상기 다수의 터치 전극들 중 적어도 하나 이상의 터치 전극으로 출력하는 기간에, 상기 주변 배선에 인가되는 전압은 상기 제1 전압 레벨보다 낮은 제3 전압 레벨까지 하강하는 터치표시장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 게이트 구동 회로가 디스플레이를 위한 온-레벨 게이트 전압 펄스의 출력을 재개하는 시점은, 상기 주변 배선에 인가되는 전압이 상기 제3 전압 레벨부터 상기 제2 전압 레벨까지 상승한 이후인 터치표시장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 주변 배선의 전압 레벨이 상기 제2 전압 레벨부터 상승하여 상기 하이 레벨 게이트 전압에 도달하기까지의 기간은,
    상기 주변 배선의 전압 레벨이 상기 제2 전압 레벨에서 상승하기 시작하는 시점부터 상기 게이트 구동 회로가 상기 다수의 게이트 라인들 중 어느 하나의 게이트 라인으로 디스플레이를 위한 게이트 전압 펄스의 출력을 재개하는 시점 사이의 시간 간격보다 짧은 터치표시장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 제2 전압 레벨은 하이 레벨 게이트 전압 레벨인 터치표시장치.
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