KR20230173537A

KR20230173537A - 터치 디스플레이 장치, 터치 디스플레이 구동 회로, 및 이종 센싱 동작 방법

Info

Publication number: KR20230173537A
Application number: KR1020220074440A
Authority: KR
Inventors: 김성철; 김훈배; 김선엽
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2022-06-17
Filing date: 2022-06-17
Publication date: 2023-12-27

Abstract

본 개시의 실시 예들은 터치 디스플레이 장치, 터치 디스플레이 구동 회로, 및 이종 센싱 동작 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 센싱 모드의 타입에 따라 제1 터치 전극과 제1 디스플레이 센싱 라인 중에서 센싱 대상으로 선택된 하나를 센싱하기 위해 구성된 터치 디스플레이 구동 회로와 이를 포함하는 터치 디스플레이 장치, 그리고 이종 센싱 동작 방법에 관한 것이다.

Description

터치 디스플레이 장치, 터치 디스플레이 구동 회로, 및 이종 센싱 동작 방법{TOUCH DISPLAY DEVICE, TOUCH AND DISPLAY DRIVING CIRCUIT, AND HETEROGENEOUS SENSING OPERATION METHOD}

본 개시의 실시 예들은 터치 디스플레이 장치, 터치 디스플레이 구동 회로, 및 이종 센싱 동작 방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 다양한 종류의 표시 장치가 개발되고 있다. 다양한 종류의 디스플레이 장치 중에는, 디스플레이 패널이 스스로 빛을 내지 못하여 디스플레이 패널 외부에 백 라이트 유닛(Backlight unit)을 별도로 구비하는 액정 디스플레이 장치 등이 있다.

또한, 요즈음 개발되고 있는 디스플레이 장치 중에는, OLED (Organic Light Emitting Diode) 디스플레이 등과 같이, 디스플레이 패널이 스스로 발광하는 자체 발광 디스플레이 타입의 디스플레이 장치가 있다.

자체 발광 디스플레이 장치의 경우, 디스플레이 패널은 자체 발광을 위하여 서브 픽셀마다 발광 소자와 이를 구동하기 위한 구동 트랜지스터가 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자와 구동 트랜지스터 등의 회로 소자는 구동 시간에 따라 열화 되어 특성치가 변화할 수 있으며, 각 서브 픽셀의 구동 시간의 차이에 따라, 회로 소자 간의 특성치 편차가 발생할 수 있다. 이로 인해, 디스플레이 패널의 휘도 균일도가 저하될 수 있다.

따라서, 자체 발광 디스플레이 장치의 경우, 디스플레이 패널의 휘도 균일도를 높이기 위해서, 회로 소자들 간의 특성치 편차를 보상해주기 위한 디스플레이 센싱 동작을 수행할 필요가 있다.

한편, 디스플레이 특성으로 인해 디스플레이 센싱이 필요한 자체 발광 디스플레이 장치가 터치 입력을 필요로 하는 경우, 자체 발광 디스플레이 장치는 영상 표시를 위한 디스플레이 구동뿐만 아니라, 2가지 센싱 동작(터치 센싱, 디스플레이 센싱)을 수행할 수 있어야 한다. 하지만, 현재, 2가지 센싱 동작(터치 센싱, 디스플레이 센싱)을 수행할 수 자체 발광 디스플레이 장치는 개발되지 못한 실정이다.

현재, 디스플레이 및 터치 기술 분야에서, 여러 가지 기술적인 어려움으로 인해, 디스플레이 구동뿐만 아니라, 2가지 센싱 동작(터치 센싱, 디스플레이 센싱)을 모두 수행할 수 있는 자체 발광 디스플레이 장치가 개발되지 못한 실정이다. 예를 들어, 자체 발광 디스플레이 타입의 디스플레이 장치가 3가지의 서로 다른 동작들(디스플레이 구동, 터치 센싱, 디스플레이 센싱)을 제공하기 위해서는, 3가지 동작 별 구동 회로를 별도로 구비해야 하기 때문에, 구동 회로 부품수가 많아지는 문제점이 있다. 또한, 자체 발광 디스플레이 타입의 디스플레이 장치가 영상 표시를 위한 디스플레이 구동과 함께, 터치 센싱 및 디스플레이 센싱을 더 수행하는 경우, 3가지의 서로 다른 동작들(디스플레이 구동, 터치 센싱, 디스플레이 센싱) 각각에 대한 구동 시간이 확보되어야 하고, 3가지 동작들에 대한 구동 타이밍이 아주 정밀하게 설정되어야 한다. 하지만, 고해상도 등의 요구로 인해 전체적인 가용 가능한 시간이 여유롭지 않기 때문에, 3가지의 서로 다른 동작들 각각에 대한 구동 시간을 확보하고, 3가지 동작들에 대한 구동 타이밍을 정밀하게 설정하는데 상당한 어려움이 따를 수밖에 없다.

이에, 본 명세서의 발명자들은, 디스플레이 구동뿐만 아니라, 2가지 센싱 동작(터치 센싱, 디스플레이 센싱)을 모두 수행할 수 있는 터치 디스플레이 장치, 터치 디스플레이 구동 회로, 및 이종 센싱 동작 방법을 개발하였다.

본 개시의 실시 예들은, 구동 회로 부품의 증가 없이도, 디스플레이 구동뿐만 아니라, 터치 센싱 및 디스플레이 센싱을 모두 효율적으로 수행할 수 있는 터치 디스플레이 장치, 터치 디스플레이 구동 회로, 및 이종 센싱 동작 방법을 제공할 수 있다.

본 개시의 실시 예들은 3가지의 서로 다른 동작들(디스플레이 구동, 디스플레이 센싱, 터치 센싱)에 대한 동작 타이밍을 효율적으로 설정해줄 수 있는 터치 디스플레이 장치, 터치 디스플레이 구동 회로, 및 이종 센싱 동작 방법을 제공할 수 있다.

본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치는, 제1 터치 전극, 제1 터치 전극과 연결된 제1 터치 라인, 제1 터치 전극에 대응하여 위치하며 발광 소자 및 구동 트랜지스터를 포함하는 제1 서브 픽셀, 및 제1 서브 픽셀에 대응하는 제1 디스플레이 센싱 라인을 포함하는 터치 디스플레이 패널, 및 센싱 모드의 타입에 따라 제1 터치 전극과 제1 디스플레이 센싱 라인 중에서 센싱 대상으로 선택된 하나를 센싱하기 위해 구성된 터치 디스플레이 구동 회로를 포함할 수 있다.

센싱 모드가 디스플레이 센싱 모드인 경우, 터치 디스플레이 구동 회로는, 전압 레벨이 일정한 제1 기준 전압을 제1 디스플레이 센싱 라인에 공급하고, 제1 기준 전압과 대응되는 제2 기준 전압을 제1 터치 라인을 통해 제1 터치 전극에 공급할 수 있다.

센싱 모드가 터치 센싱 모드인 경우, 터치 디스플레이 구동 회로는, 전압 레벨이 변동 되는 터치 구동 신호를 제1 터치 라인을 통해 제1 터치 전극에 공급하고, 터치 구동 신호와 주파수 및 진폭이 대응되는 스윙 신호를 제1 디스플레이 센싱 라인에 공급할 수 있다.

본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 구동 회로는, 센싱 모드의 타입에 따라, 터치 디스플레이 패널에 배치된 제1 디스플레이 센싱 라인과 제1 터치 전극 중 하나를 센싱 대상으로 선택하기 위해 구성된 선택 회로, 및 센싱 대상으로 선택된 제1 디스플레이 센싱 라인 또는 제1 터치 전극을 센싱하기 위해 구성된 센싱 유닛을 포함할 수 있다.

센싱 유닛은, 센싱 모드가 디스플레이 센싱 모드일 때 제1 디스플레이 센싱 라인과 연결되고, 센싱 모드가 터치 센싱 모드일 때 제1 터치 전극과 연결되는 전하 증폭기를 포함할 수 있다.

전하 증폭기는, 센싱 모드의 타입에 따라 제1 기준 전압 또는 터치 구동 신호가 입력되는 제1 입력 노드, 센싱 대상으로 선택된 제1 디스플레이 센싱 라인 또는 제1 터치 전극과 전기적으로 연결되는 제2 입력 노드, 출력 신호가 출력되는 출력 노드, 및 제2 입력 노드와 출력 노드 사이에 연결된 피드백 캐패시터를 포함할 수 있다.

디스플레이 센싱 기간 동안, 센싱 유닛은 전압 레벨이 일정한 제1 기준 전압을 제1 디스플레이 센싱 라인에 공급할 수 있다.

터치 센싱 기간 동안, 센싱 유닛은 전압 레벨이 변동 되는 터치 구동 신호를 제1 터치 라인을 통해 제1 터치 전극에 공급할 수 있다.

본 개시의 실시 예들에 따른 이종 센싱 동작 방법은, 터치 디스플레이 패널에 배치된 제1 터치 전극과 제1 디스플레이 센싱 라인 중에서 센싱 모드의 타입에 따라 센싱 대상으로 선택된 제1 터치 전극을 센싱 유닛과 전기적으로 연결하고, 센싱 유닛이 제1 터치 전극을 센싱하는 터치 센싱 모드 단계, 및 제1 터치 전극과 제1 디스플레이 센싱 라인 중에서 센싱 모드의 타입에 따라 센싱 대상으로 선택된 제1 디스플레이 센싱 라인을 센싱 유닛과 전기적으로 연결하고, 센싱 유닛이 제1 디스플레이 센싱 라인을 센싱하는 디스플레이 센싱 모드 단계를 포함할 수 있다.

본 개시의 실시 예들에 의하면, 디스플레이 구동뿐만 아니라, 2가지 센싱 동작(터치 센싱, 디스플레이 센싱)을 모두 수행할 수 있는 자체 발광 디스플레이 타입의 터치 디스플레이 장치, 터치 디스플레이 구동 회로, 및 이종 센싱 동작 방법을 제공할 수 있다.

본 개시의 실시 예들에 의하면, 터치 센싱 및 디스플레이 센싱을 융합하여 수행하는 터치 디스플레이 구동 회로를 통해, 구동 회로 부품의 증가 없이도, 2가지의 서로 다른 센싱 동작을 효율적으로 수행할 수 있다.

본 개시의 실시 예들에 의하면, 3가지의 서로 다른 동작들(디스플레이 구동, 디스플레이 센싱, 터치 센싱)에 대한 동작 타이밍을 효율적으로 설정해줄 수 있다.

도 1은 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 시스템 구성도이다.
도 2는 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 서브 픽셀의 등가 회로를 나타낸다.
도 3은 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 센싱 시스템을 나타낸다.
도 4는 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 보상 회로이다.
도 5는 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 슬로우-모드의 디스플레이 센싱 구동을 설명하기 위한 다이어그램이다.
도 6은 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 패스트 모드의 디스플레이 센싱 구동을 설명하기 위한 다이어그램이다.
도 7은 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 다양한 디스플레이 센싱 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 9는 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 구동 시스템을 예시적으로 나타낸다.
도 10은 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 디스플레이 구동 기간과 터치 센싱 기간 동안, 터치 전극, 데이터 라인, 및 디스플레이 센싱 라인으로 공급되는 신호들을 나타낸다.
도 11은 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 패널을 구동하기 위한 터치 디스플레이 구동 회로를 나타낸다.
도 12는 본 개시의 실시 예들에 따른 데이터 라인 구동부를 포함하는 터치 디스플레이 구동 회로를 나타낸다.
도 13은 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 센싱 모드가 디스플레이 센싱 모드인 경우, 터치 디스플레이 구동 회로에 의한 디스플레이 센싱 동작을 간략하게 나타낸 다이어그램이다.
도 14는 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 센싱 모드가 터치 센싱 모드인 경우, 터치 디스플레이 구동 회로에 의한 터치 센싱 동작을 간략하게 나타낸 다이어그램이다.
도 15는 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 구동 회로를 보다 상세하게 나타낸다.
도 16은 도 15의 터치 디스플레이 구동 회로의 디스플레이 센싱 동작을 나타낸다.
도 17은 도 15의 터치 디스플레이 구동 회로의 터치 센싱 동작을 나타낸다.
도 18은 본 개시의 실시 예들에 따른 이종 센싱 동작 방법에 대한 흐름도이다.

이하, 본 개시의 일부 실시 예들을 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 실시 예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 시스템 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 디스플레이 구동 시스템은 터치 디스플레이 패널(110) 및 터치 디스플레이 패널(110)을 구동하기 위한 디스플레이 구동 회로를 포함할 수 있다.

터치 디스플레이 패널(110)은 영상이 표시되는 표시 영역(DA)과 영상이 표시되지 않는 비-표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 터치 디스플레이 패널(110)은 영상 표시를 위하여 다수의 서브 픽셀들(SP)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 서브 픽셀들(SP)은 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다. 경우에 따라, 비-표시 영역(NDA)에 적어도 하나의 서브 픽셀(SP)이 배치될 수도 있다. 비-표시 영역(NDA)에 배치되는 적어도 하나의 서브 픽셀(SP)은 더미 서브 픽셀이라고도 한다.

터치 디스플레이 패널(110)은 기판(SUB)과, 기판(SUB) 상에 배치된 다수의 신호 배선들, 트랜지스터들, 및 발광 소자들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 신호 배선들은 다수의 서브 픽셀들(SP)을 구동하기 위한 다수의 데이터 라인들(DL) 및 다수의 게이트 라인들(GL)을 포함할 수 있다. 신호 배선들은 서브 픽셀(SP)의 구조에 따라, 다수의 데이터 라인들(DL) 및 다수의 게이트 라인들(GL)과 다른 신호 배선들을 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 다른 신호 배선들은 구동 전압 라인들(DVL) 등을 포함할 수 있다.

다수의 데이터 라인들(DL) 및 다수의 게이트 라인들(GL)은 서로 교차할 수 있다. 다수의 데이터 라인들(DL) 각각은 제1 방향으로 연장되면서 배치될 수 있다. 다수의 게이트 라인들(GL) 각각은 제2 방향으로 연장되면서 배치될 수 있다. 여기서, 제1 방향은 칼럼(Column) 방향이고 제2 방향은 로우(Row) 방향일 수 있다. 본 명세서에서, 칼럼(Column) 방향과 로우(Row) 방향은 상대적인 것이다. 예를 들어, 칼럼 방향은 세로 방향이고 로우 방향은 가로 방향일 수 있다. 다른 예를 들어, 칼럼 방향은 가로 방향이고 로우 방향은 세로 방향일 수도 있다.

디스플레이 구동 회로는 다수의 데이터 라인들(DL)을 구동하기 위한 데이터 구동 회로(120) 및 다수의 게이트 라인들(GL)을 구동하기 위한 게이트 구동 회로(130)를 포함할 수 있다. 디스플레이 구동 회로는 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130)를 제어하기 위한 디스플레이 컨트롤러(140)를 더 포함할 수도 있다.

데이터 구동 회로(120)는 다수의 데이터 라인들(DL)을 구동하기 위한 회로이고, 다수의 데이터 라인들(DL)로 영상 신호에 해당하는 데이터 전압들(데이터 신호들)을 출력할 수 있다.

게이트 구동 회로(130)는 다수의 게이트 라인들(GL)을 구동하기 위한 회로이고, 게이트 신호들을 생성하여 다수의 게이트 라인들(GL)로 게이트 신호들을 출력할 수 있다.

디스플레이 컨트롤러(140)는, 각 디스플레이 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 제어할 수 있다. 디스플레이 컨트롤러(140)는, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 데이터 구동 회로(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터를 데이터 구동 회로(120)에 공급할 수 있다.

디스플레이 컨트롤러(140)는, 입력 영상 데이터와 함께, 디스플레이 타이밍 제어 신호들을 외부의 호스트(150)로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 타이밍 제어 신호들은 수직 동기 신호(VSYNC), 수평 동기 신호(HSYNC), 입력 데이터 인에이블 신호(DE: Data Enable), 클럭 신호 등을 포함할 수 있다.

디스플레이 컨트롤러(140)는, 호스트(150)에서 입력된 디스플레이 타이밍 제어 신호들(예: VSYNC, HSYNC, DE, 클럭 신호 등)에 기초하여, 데이터 구동 제어 신호들(DCS) 및 게이트 구동 제어 신호들(GCS)을 생성할 수 있다. 여기서, 데이터 구동 제어 신호들(DCS) 및 게이트 구동 제어 신호들(GCS)도 디스플레이 타이밍 제어 신호들에 포함되는 신호들로 불 수 있다.

디스플레이 컨트롤러(140)는, 데이터 구동 제어 신호들(DCS)을 데이터 구동 회로(120)에 공급함으로써, 데이터 구동 회로(120)의 구동 동작 및 구동 타이밍을 제어할 수 있다. 예를 들어, 데이터 구동 제어 신호들(DCS)은 소스 스타트 펄스(SSP: Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC: Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(SOE: Source Output Enable) 등을 포함할 수 있다.

디스플레이 컨트롤러(140)는, 게이트 구동 제어 신호들(GCS)을 게이트 구동 회로(130)에 공급함으로써, 게이트 구동 회로(130)의 구동 동작 및 구동 타이밍을 제어할 수 있다. 예를 들어, 게이트 구동 제어 신호들(GCS)은 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC: Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE: Gate Output Enable) 등을 포함할 수 있다.

데이터 구동 회로(120)는 하나 이상의 소스 드라이버 집적회로(SDIC: Source Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다. 각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는 시프트 레지스터(Shift Register), 래치 회로(Latch Circuit), 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital to Analog Converter), 출력 버퍼 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.

예를 들어, 각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식으로 터치 디스플레이 패널(110)과 연결되거나, 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 또는 칩 온 패널(COP: Chip On Panel) 방식으로 터치 디스플레이 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현되어 터치 디스플레이 패널(110)과 연결될 수 있다.

게이트 구동 회로(130)는 디스플레이 컨트롤러(140)의 제어에 따라, 턴-온 레벨 전압의 게이트 신호를 출력하거나 턴-오프 레벨 전압의 게이트 신호를 출력할 수 있다. 게이트 구동 회로(130)는 다수의 게이트 라인(GL)으로 턴-온 레벨 전압의 게이트 신호를 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동할 수 있다.

게이트 구동 회로(130)는 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식으로 터치 디스플레이 패널(110)과 연결되거나, 칩 온 글래스(COG) 또는 칩 온 패널(COP) 방식으로 터치 디스플레이 패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 칩 온 필름(COF) 방식에 따라 터치 디스플레이 패널(110)과 연결될 수 있다. 또는, 게이트 구동 회로(130)는 게이트 인 패널(GIP: Gate In Panel) 타입으로 터치 디스플레이 패널(110)의 비-표시 영역(NDA)에 형성될 수 있다. 게이트 구동 회로(130)는 기판 상에 배치되거나 기판에 연결될 수 있다. 즉, 게이트 구동 회로(130)는 GIP 타입인 경우 기판의 비-표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다. 게이트 구동 회로(130)는 칩 온 글래스(COG) 타입, 칩 온 필름(COF) 타입 등인 경우 기판에 연결될 수 있다.

한편, 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130) 중 적어도 하나의 구동 회로는 표시 영역(DA)에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130) 중 적어도 하나의 디스플레이 구동 회로는 서브 픽셀들(SP)과 중첩되지 않게 배치될 수도 있고, 서브 픽셀들(SP)과 일부 또는 전체가 중첩되게 배치될 수도 있다.

데이터 구동 회로(120)는, 게이트 구동 회로(130)에 의해 하나의 게이트 라인(GL)이 구동되면, 디스플레이 컨트롤러(140)로부터 수신한 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압(Vdata)으로 변환하여 다수의 데이터 라인(DL)으로 공급할 수 있다.

데이터 구동 회로(120)는 터치 디스플레이 패널(110)의 일 측(예: 상측 또는 하측)에 연결될 수도 있다. 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라, 데이터 구동 회로(120)는 터치 디스플레이 패널(110)의 양 측(예: 상측과 하측)에 모두 연결되거나, 터치 디스플레이 패널(110)의 4 측면 중 둘 이상의 측면에 연결될 수도 있다.

게이트 구동 회로(130)는 터치 디스플레이 패널(110)의 일 측(예: 좌측 또는 우측)에 연결될 수도 있다. 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라, 게이트 구동 회로(130)는 터치 디스플레이 패널(110)의 양 측(예: 좌측과 우측)에 모두 연결되거나, 터치 디스플레이 패널(110)의 4 측면 중 둘 이상의 측면에 연결될 수도 있다.

디스플레이 컨트롤러(140)는, 데이터 구동 회로(120)와 별도의 부품으로 구현될 수도 있고, 또는 데이터 구동 회로(120)와 함께 통합되어 집적회로로 구현될 수 있다.

디스플레이 컨트롤러(140)는 통상의 디스플레이 기술에서 이용되는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)이거나, 타이밍 컨트롤러를 포함하여 다른 제어 기능도 더 수행할 수 있는 제어 장치일 수 있으며, 또는 타이밍 컨트롤러와 다른 제어 장치일 수도 있으며, 또는 제어 장치 내 회로일 수도 있다. 디스플레이 컨트롤러(140)는, IC(Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 또는 프로세서(Processor) 등의 다양한 회로나 전자 부품으로 구현될 수 있다.

디스플레이 컨트롤러(140)는 인쇄 회로 기판, 연성 인쇄 회로 등에 실장 되고, 인쇄 회로 기판, 연성 인쇄 회로 등을 통해 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.

디스플레이 컨트롤러(140)는, 미리 정해진 하나 이상의 인터페이스에 따라 데이터 구동 회로(120)와 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, 예를 들어, 인터페이스는 LVDS (Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스, EPI (Embedded Clock Point-Point Interface), SPI (Serial Peripheral Interface) 등을 포함할 수 있다.

본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 디스플레이 패널(110)이 자체적으로 발광하는 자체 발광 디스플레이 장치일 수 있다. 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)가 자체 발광 디스플레이 장치인 경우, 다수의 서브 픽셀들(SP) 각각은 발광 소자(ED)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 발광 소자(ED)가 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)로 구현된 유기 발광 디스플레이 장치일 수 있다. 다른 예를 들어, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 발광 소자(ED)가 무기물 기반의 발광 다이오드로 구현된 무기 발광 디스플레이 장치일 수 있다. 또 다른 예를 들어, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 발광 소자(ED)가 스스로 빛을 내는 반도체 결정인 퀀텀닷(Quantum Dot)으로 구현된 퀀텀닷 디스플레이 장치일 수 있다.

도 2는 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 서브 픽셀(SP)의 등가 회로를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서, 각 서브 픽셀(SP)은 발광 소자(ED)와, 발광 소자(ED)로 흐르는 전류를 제어하여 발광 소자(ED)를 구동하는 구동 트랜지스터(DRT)와, 데이터 전압(Vdata)을 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드인 제1 노드(N1)로 전달하는 스캐닝 트랜지스터(SCT)와, 일정 기간 동안 전압 유지를 위한 스토리지 캐패시터(Cst) 등을 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서, 각 서브 픽셀(SP)은 초기화 동작 및 센싱 동작 등을 위한 센싱 트랜지스터(SENT)를 더 포함할 수 있다.

도 2에 예시된 서브 픽셀(SP)은, 발광 소자(ED)를 구동하기 위하여, 3개의 트랜지스터(DRT, SCT, SENT)와 1개의 캐패시터(Cst)를 갖기 때문에, 3T(Transistor)1C(Capacitor) 구조를 갖는다고 한다.

발광 소자(ED)는 픽셀 전극(PE) 및 공통 전극(CE)과, 픽셀 전극(PE) 및 공통 전극(CE) 사이에 위치하는 발광층(EL)을 포함할 수 있다.

픽셀 전극(PE)은 애노드 전극 또는 캐소드 전극일 수 있다. 공통 전극(CE)은 캐소드 전극 또는 애노드 전극일 수 있다. 공통 전극(CE)에는 공통 전압에 해당하는 기저 전압(EVSS)이 인가될 수 있다. 여기서, 기저 전압(EVSS)은, 일 예로, 그라운드 전압이거나 그라운드 전압과 유사한 전압일 수 있다.

발광 소자(ED)는 일 예로, 유기 발광 다이오드(OLED), 무기물 기반의 발광 다이오드(LED), 퀀텀닷 발광 소자 등일 수 있다.

구동 트랜지스터(DRT)는 발광 소자(ED)를 구동하기 위한 트랜지스터이고, 구동 전압 라인(DVL)과 픽셀 전극(PE) 사이에 연결될 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)는 제1 노드(N1), 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3) 등을 포함할 수 있다.

구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)는 게이트 노드에 해당하는 노드이고, 스캐닝 트랜지스터(SCT)의 소스 노드 또는 드레인 노드와 전기적으로 연결될 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)는 소스 노드 또는 드레인 노드이고, 발광 소자(ED)의 픽셀 전극(PE)과 전기적으로 연결될 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제3 노드(N3)는 드레인 노드 또는 소스 노드일 수 있고, 구동 전압(EVDD)을 공급하는 구동 전압 라인(DVL: Driving Voltage Line)과 전기적으로 연결될 수 있다. 아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)는 소스 노드이고, 제3노드(N3)는 드레인 노드인 것을 예로 들어 설명할 수 있다.

스캐닝 트랜지스터(SCT)는 데이터 라인(DL)과 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1) 사이에 연결될 수 있다.

스캐닝 트랜지스터(SCT)는, 게이트 라인(GL)의 일종인 다수의 스캐닝 게이트 라인(SCL) 중 해당 스캐닝 게이트 라인(SCL)에서 공급되는 스캐닝 게이트 신호(SCAN)에 따라, 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드인 제1 노드(N1)와 다수의 데이터 라인들(DL) 중 해당 데이터 라인(DL) 간의 연결을 제어할 수 있다.

스캐닝 트랜지스터(SCT)의 드레인 노드 또는 소스 노드는 해당 데이터 라인(DL)에 전기적으로 연결될 수 있다. 스캐닝 트랜지스터(SCT)의 소스 노드 또는 드레인 노드는 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)에 전기적으로 연결될 수 있다. 스캐닝 트랜지스터(SCT)의 게이트 노드는 게이트 라인(GL)의 한 종류인 스캐닝 게이트 라인(SCL)과 전기적으로 연결되어 스캐닝 게이트 신호(SCAN)를 인가 받을 수 있다.

스캐닝 트랜지스터(SCT)는 턴-온 레벨 전압의 스캐닝 게이트 신호(SCAN)에 의해 턴-온 되어, 해당 데이터 라인(DL)으로부터 공급된 데이터 전압(Vdata)을 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)로 전달해줄 수 있다.

스캐닝 트랜지스터(SCT)는 턴-온 레벨 전압의 스캐닝 게이트 신호(SCAN)에 의해 턴-온 되고, 턴-오프 레벨 전압의 스캐닝 게이트 신호(SCAN)에 의해 턴-오프 된다. 여기서, 스캐닝 트랜지스터(SCT)가 n 타입인 경우, 턴-온 레벨 전압은 하이 레벨 전압이고, 턴-오프 레벨 전압은 로우 레벨 전압일 수도 있다. 스캐닝 트랜지스터(SCT)가 p 타입인 경우, 턴-온 레벨 전압은 로우 레벨 전압이고 턴-오프 레벨 전압은 하이 레벨 전압일 수도 있다.

센싱 트랜지스터(SENT)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)와 디스플레이 센싱 라인(DSL) 사이에 연결될 수 있다.

센싱 트랜지스터(SENT)는 게이트 라인(GL)의 일종인 다수의 센싱 게이트 라인(SENL) 중 해당 센싱 게이트 라인(SENL)에서 공급되는 센싱 게이트 신호(SENSE)에 따라, 발광 소자(ED)의 픽셀 전극(PE)과 다수의 디스플레이 센싱 라인(DSL) 중 해당 디스플레이 센싱 라인(DSL) 간의 연결을 제어할 수 있다. 여기서, 발광 소자(ED)의 픽셀 전극(PE)은 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)와 전기적으로 연결될 수 있다. 센싱 게이트 신호(SENSE)는 스캐닝 게이트 신호(SCAN)와 동일하거나 다를 수 있다.

센싱 트랜지스터(SENT)의 드레인 노드 또는 소스 노드는 디스플레이 센싱 라인(DSL)에 전기적으로 연결될 수 있다. 센싱 트랜지스터(SENT)의 소스 노드 또는 드레인 노드는 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 발광 소자(ED)의 픽셀 전극(PE)과 전기적으로 연결될 수 있다. 센싱 트랜지스터(SENT)의 게이트 노드는 게이트 라인(GL)의 일종인 센싱 게이트 라인(SENL)과 전기적으로 연결되어 센싱 게이트 신호(SENSE)를 인가 받을 수 있다.

센싱 트랜지스터(SENT)는 턴-온 되어, 디스플레이 센싱 라인(DSL)에서 공급된 기준 전압(Vref)을 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)에 인가해줄 수 있다.

센싱 트랜지스터(SENT)는 턴-온 레벨 전압의 센싱 게이트 신호(SENSE)에 의해 턴-온 되고, 턴-오프 레벨 전압의 센싱 게이트 신호(SENSE)에 의해 턴-오프 된다. 여기서, 센싱 트랜지스터(SENT)가 n 타입인 경우, 턴-온 레벨 전압은 하이 레벨 전압이고, 턴-오프 레벨 전압은 로우 레벨 전압일 수도 있다. 센싱 트랜지스터(SENT)가 p 타입인 경우, 턴-온 레벨 전압은 로우 레벨 전압이고 턴-오프 레벨 전압은 하이 레벨 전압일 수도 있다.

스토리지 캐패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 전기적으로 연결되어, 영상 신호 전압에 해당하는 데이터 전압(Vdata) 또는 이에 대응되는 전압을 한 디스플레이 프레임 기간 동안 유지해줄 수 있다.

스토리지 캐패시터(Cst)는, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 존재하는 내부 캐패시터(Internal Capacitor)인 기생 캐패시터(예: Cgs, Cgd)가 아니라, 구동 트랜지스터(DRT)의 외부에 의도적으로 설계한 외부 캐패시터(External Capacitor)일 수 있다.

구동 트랜지스터(DRT), 스캐닝 트랜지스터(SCT) 및 센싱 트랜지스터(SENT) 각각은 n 타입 트랜지스터이거나 p 타입 트랜지스터일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT), 스캐닝 트랜지스터(SCT) 및 센싱 트랜지스터(SENT) 모두가 n 타입 트랜지스터이거나 p 타입 트랜지스터일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT), 스캐닝 트랜지스터(SCT) 및 센싱 트랜지스터(SENT) 중 적어도 하나는 n 타입 트랜지스터(또는 p 타입 트랜지스터)이고 나머지는 p 타입 트랜지스터(또는 n 타입 트랜지스터)일 수 있다.

스캐닝 게이트 라인(SCL) 및 센싱 게이트 라인(SENL)은 서로 다른 게이트 라인(GL)일 수 있다. 이 경우, 스캐닝 게이트 신호(SCAN) 및 센싱 게이트 신호(SENSE)는 서로 별개의 게이트 신호일 수 있고, 하나의 서브픽셀(SP) 내 스캐닝 트랜지스터(SCT)의 온-오프 타이밍과 센싱 트랜지스터(SENT)의 온-오프 타이밍은 독립적일 수 있다. 즉, 하나의 서브픽셀(SP) 내 스캐닝 트랜지스터(SCT)의 온-오프 타이밍과 센싱 트랜지스터(SENT)의 온-오프 타이밍은 동일할 수도 있고 다를 수 있다.

이와 다르게, 스캐닝 게이트 라인(SCL) 및 센싱 게이트 라인(SENL)은 동일한 게이트 라인(GL)일 수 있다. 즉, 하나의 서브픽셀(SP) 내 스캐닝 트랜지스터(SCT)의 게이트 노드와 센싱 트랜지스터(SENT)의 게이트 노드는 하나의 게이트 라인(GL)에 연결될 수 있다. 이 경우, 스캐닝 게이트 신호(SCAN) 및 센싱 게이트 신호(SENSE)는 동일한 게이트 신호일 수 있고, 하나의 서브픽셀(SP) 내 스캐닝 트랜지스터(SCT)의 온-오프 타이밍과 센싱 트랜지스터(SENT)의 온-오프 타이밍은 동일할 수 있다.

디스플레이 센싱 라인(DSL)은 하나의 서브픽셀 열마다 배치될 수 있다. 이와 다르게, 디스플레이 센싱 라인(DSL)은 둘 이상의 서브픽셀 열마다 배치될 수도 있다. 디스플레이 센싱 라인(DSL)이 둘 이상의 서브픽셀 열마다 배치되는 경우, 복수의 서브픽셀(SP)은 하나의 디스플레이 센싱 라인(DSL)으로부터 기준 전압(Vref)을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 센싱 라인(DSL)은 4개의 서브 픽셀 열마다 1개씩 배치될 수 있다. 즉, 하나의 디스플레이 센싱 라인(DSL)은 4개의 서브 픽셀 열에 포함된 서브 픽셀들(SP)이 공유할 수 있다.

구동 전압 라인(DVL)은 하나의 서브픽셀 열마다 배치될 수 있다. 이와 다르게, 구동 전압 라인(DVL)은 둘 이상의 서브픽셀 열마다 배치될 수도 있다 구동 전압 라인(DVL)이 둘 이상의 서브픽셀 열마다 배치되는 경우, 복수의 서브픽셀(SP)은 하나의 구동 전압 라인(DVL)으로부터 구동 전압(EVDD)을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 구동 전압 라인(DVL)은 4개의 서브 픽셀 열마다 1개씩 배치될 수 있다. 즉, 하나의 구동 전압 라인(DVL)은 4개의 서브 픽셀 열에 포함된 서브 픽셀들(SP)이 공유할 수 있다.

도 2에 예시된 서브 픽셀(SP)의 3T1C 구조는, 설명을 위한 예시일 뿐, 1개 이상의 트랜지스터를 더 포함하거나, 경우에 따라서는, 1개 이상의 캐패시터를 더 포함할 수도 있다. 또는, 다수의 서브 픽셀들 각각이 동일한 구조로 되어 있을 수도 있고, 다수의 서브 픽셀들 중 일부는 다른 구조로 되어 있을 수도 있다.

한편, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 상부 발광(Top Emission) 구조를 갖거나, 하부 발광(Bottom Emission) 구조를 가질 수도 있다.

도 3은 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 터치 센싱 시스템을 나타낸다.

도 3을 참조하면, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치는 영상 디스플레이 기능뿐만 아니라, 터치 포인터에 의한 터치 발생을 센싱하거나 터치 포인터에 의한 터치 위치를 센싱하는 터치 센싱 시스템을 포함할 수 있다.

예를 들어, 터치 포인터는 사용자의 터치 도구로서, 손가락 또는 펜 등을 포함할 수 있다. 터치 포인터가 터치 디스플레이 패널(110)을 터치하는 것은, 터치 포인터가 터치 디스플레이 패널(110)을 접촉 방식으로 터치하는 것일 수도 있고, 또는 터치 포인터가 터치 디스플레이 패널(110)을 비-접촉 방식(호버 모드 방식이라도 함)으로 터치하는 것일 수도 있다.

도 3을 참조하면, 터치 센싱 시스템은 터치 센서와, 터치 센서를 구동하고 센싱하는 터치 센싱 회로(300)를 포함할 수 있다. 터치 센서는 다수의 터치 전극들(TE)을 포함할 수 있다. 터치 센싱 회로(300)는 다수의 터치 전극들(TE) 중 적어도 하나를 구동하고 센싱하여 터치 유무 및/또는 터치 좌표를 산출할 수 있다.

터치 센싱 회로(300)는 다수의 터치 전극들(TE) 중 적어도 하나를 구동하고, 다수의 터치 전극들(TE) 중 적어도 하나를 센싱하여 터치 센싱 데이터를 출력하는 터치 구동 회로(310)와, 터치 구동 회로(310)를 제어하고, 터치 구동 회로(310)로부터 출력된 터치 센싱 데이터를 이용하여 터치 유무를 감지하거나 터치 좌표를 산출하는 터치 컨트롤러(320) 등을 포함할 수 있다.

예를 들어, 터치 구동 회로(310)는 다수의 터치 전극들(TE) 적어도 하나의 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호를 공급하여, 적어도 하나의 터치 전극(TE)을 구동할 수 있다. 터치 구동 회로(310)는 하나 이상의 리드아웃 집적회로(ROIC: Readout IC)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 터치 구동 회로(310)는 둘 이상의 센싱 유닛들을 포함할 수 있다. 각 센싱 유닛은 전하 증폭기(Charge Amplifier) 및 적분기 등을 포함할 수 있다. 터치 구동 회로(310)는 다수의 터치 전극들(TE) 중 둘 이상을 선택하여 둘 이상의 센싱 유닛들과 대응시켜 연결해주는 제1 멀티플렉서 회로를 더 포함할 수 있다. 터치 구동 회로(310)는 둘 이상의 센싱 유닛들 중 하나를 선택하여 아날로그 디지털 컨버터와 연결해주는 제2 멀티플렉서 회로를 더 포함할 수 있다.

터치 센서는 터치 디스플레이 패널(110)의 내부에 포함되거나 외부에 포함될 수 있다. 여기서, 터치 센서는 다수의 터치 전극들(TE)을 포함할 수 있다. 터치 센서는 다수의 터치 라인들(TL)을 더 포함할 수도 있다.

터치 센서가 터치 디스플레이 패널(110)의 내부에 포함되는 경우, 터치 디스플레이 패널(110)의 제작 공정 중에 터치 센서가 형성될 수 있다. 터치 센서가 터치 디스플레이 패널(110)의 내부에 포함되는 경우, 터치 센서는 내장형 터치 센서라고 할 수 있다. 예를 들어, 내장형 터치 센서는 인-셀(In-cell) 타입 터치 센서 또는 온-셀(On-cell) 타입 터치 센서 등을 포함할 수 있다.

터치 센서가 터치 디스플레이 패널(110)의 외부에 포함되는 경우, 터치 디스플레이 패널(110)과 터치 센서가 포함된 터치 패널을 별도로 제작하여, 터치 패널과 터치 디스플레이 패널(110)이 본딩될 수 있다. 예를 들어, 내장형 터치 센서는 애드-온(Add-on) 타입 터치 센서 등을 포함할 수 있다.

터치 디스플레이 패널(110)에는, 터치 센서로서 다수의 터치 전극들(TE)이 배치되고, 다수의 터치 전극들(TE)을 터치 구동 회로(310)에 전기적으로 연결해주기 위한 다수의 터치 라인들(TL)이 더 배치될 수 있다.

다수의 터치 전극들(TE) 각각의 크기는 하나의 서브 픽셀(SP)의 크기와 대응될 수도 있다.

이와 다르게, 다수의 터치 전극들(TE) 각각의 크기는 하나의 서브 픽셀(SP)의 크기보다 클 수 있다. 이 경우, 다수의 터치 전극들(TE) 각각의 크기는 둘 이상의 서브 픽셀(SP)의 크기와 대응될 수도 있다. 다수의 터치 전극들(TE) 각각의 영역은 둘 이상의 서브 픽셀(SP)의 영역과 중첩될 수 있다.

다수의 터치 전극들(TE) 각각의 모양은 다양하게 설계될 수 있다.

다수의 터치 전극들(TE) 각각은 개구부들이 없는 플레이트 타입(Plate Type) 또는 개구부들이 있는 메쉬 타입(Mesh Type)일 수 있다.

다수의 터치 전극들(TE) 각각은 개구부들이 없는 플레이트 타입(Plate Type)인 경우, 다수의 터치 전극들(TE) 각각은 투명 전극일 수 있다. 다수의 터치 전극들(TE) 각각은 개구부들이 있는 메쉬 타입(Mesh Type)인 경우, 각 개구부는 하나 이상의 서브 픽셀(SP)의 발광 영역과 대응될 수 있다.

다수의 터치 전극들(TE) 중 사용자에 의한 터치가 이루어진 영역의 적어도 하나의 터치 전극(TE)에서는, 전기적인 상태(예: 캐패시턴스 등)가 변화할 수 있다.

터치 구동 회로(310)는 다수의 터치 라인들(TL) 중 적어도 하나를 통해 해당 터치 전극(TE)의 전기적인 상태 변화(예: 캐패시턴스 변화 등)를 센싱할 수 있다.

터치 컨트롤러(320)는 터치 센싱 데이터에 근거하여 터치 발생을 센싱하거나 터치 좌표(터치 위치)로 산출할 수 있다. 터치 컨트롤러(320) 또는 이와 연동하는 다른 컨트롤러는 센싱된 터치 발생 또는 결정된 터치 위치에 근거하여, 미리 정해진 기능(예: 입력 처리, 화면 상의 오브젝트 선택 처리, 필기 처리 등)을 수행할 수 있다.

터치 구동 회로(310)는 데이터 구동 회로(120)와 별개의 집적회로로 구현될 수 있다. 또는, 터치 구동 회로(310)와 데이터 구동 회로(120)는 하나로 통합화 되어 집적회로로 구현될 수 있다.

터치 컨트롤러(320)는 디스플레이 컨트롤러(140)와 별개로 구현되거나 디스플레이 컨트롤러(140)와 통합되어 구현될 수 있다.

본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 센싱 시스템은 셀프-캐패시턴스(Self-capacitance)에 기반하여 터치를 센싱할 수도 있고, 또는 뮤추얼-캐패시턴스(Mutual-capacitance)에 기반하여 터치를 센싱할 수 있다. 본 명세서에서는, 설명의 편의를 위하여, 터치 센싱 시스템이 셀프-캐패시턴스에 기반하여 터치를 센싱하는 것을 가정한다.

한편, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 서브 픽셀들(SP) 각각에 발광 소자(ED) 및/또는 구동 트랜지스터(DRT)이 포함되므로, 터치 디스플레이 패널(110)에는 다수의 발광 소자들(ED) 및 다수의 구동 트랜지스터들(DRT)이 배치될 수 있다.

다수의 발광 소자들(ED) 각각은 고유한 특성치(예: 문턱 전압)를 가질 수 있다. 다수의 구동 트랜지스터들(DRT) 각각은 고유한 특성치(예: 문턱 전압, 이동도)를 가질 수 있다.

발광 소자(ED)의 구동 시간이 길어짐에 따라 발광 소자(ED)의 특성치가 변화할 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 구동 시간이 길어짐에 따라 구동 트랜지스터(DRT)의 특성치가 변화할 수 있다.

다수의 서브 픽셀들(SP)은 구동 시간이 서로 다를 수 있다.

이에 따라, 다수의 서브 픽셀들(SP) 각각에 포함된 발광 소자(ED)의 특성치 변동량이 서로 다를 수 있다. 따라서, 발광 소자들(ED) 간의 특성치 편차가 발생할 수 있다.

또한, 다수의 서브 픽셀들(SP) 각각에 포함된 구동 트랜지스터(DRT)의 특성치 변동량이 서로 다를 수 있다. 따라서, 구동 트랜지스터들(DRT) 간의 특성치 편차가 발생할 수 있다.

발광 소자들(ED) 간의 특성치 편차 또는 구동 트랜지스터들(DRT) 간의 특성치 편차는 서브 픽셀들(SP) 간의 휘도 편차를 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 터치 디스플레이 패널(110)의 휘도 균일도가 저하되어 화상 품질이 떨어질 수 있다.

이에, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 발광 소자들(ED) 간의 특성치 편차 또는 구동 트랜지스터들(DRT) 간의 특성치 편차를 줄여주는 보상 기능을 제공할 수 있으며, 이를 위한 보상 회로를 포함할 수 있다. 아래에서는, 도 4를 참조하여, 보상 기능 및 보상 회로에 대하여 설명한다.

도 4는 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 보상 회로이다.

도 4를 참조하면, 보상 회로는 서브 픽셀(SP) 내 회로 소자의 특성치에 대한 센싱 및 보상 처리를 수행할 수 있는 회로이다.

보상 회로는 서브 픽셀(SP)과 연결되고, 전원 스위치(SPRE), 샘플링 스위치(SAM), 아날로그 디지털 컨버터(ADC), 보상기(400) 등을 포함할 수 있다.

전원 스위치(SPRE)는 디스플레이 센싱 라인(DSL) 및 기준 전압 공급 노드(Nref) 간의 연결을 제어할 수 있다. 있다. 전원 공급 장치에서 출력된 기준 전압(Vref)이 기준 전압 공급 노드(Nref)에 공급되고, 기준 전압 인가 노드(Nref)에 공급된 기준 전압(Vref)은 전원 스위치(SPRE)를 통해 디스플레이 센싱 라인(DSL)에 인가될 수 있다.

샘플링 스위치(SAM)는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)와 디스플레이 센싱 라인(DSL) 간의 연결을 제어할 수 있다. 아날로그 디지털 컨버터(ADC)는 샘플링 스위치(SAM)에 의해 디스플레이 센싱 라인(DSL)과 연결되면, 연결된 디스플레이 센싱 라인(DSL)의 전압(아날로그 전압)을 디지털 값에 해당하는 디스플레이 센싱값으로 변환할 수 있다.

디스플레이 센싱 라인(RLV)과 그라운드(GND) 사이에 라인 캐패시터(Cline)가 형성되어 있을 수 있다. 디스플레이 센싱 라인(DSL)의 전압은 라인 캐패시터(Cline)의 충전량과 대응될 수 있다.

아날로그 디지털 컨버터(ADC)는 디스플레이 센싱값을 포함하는 디스플레이 센싱 데이터를 보상기(400)로 제공할 수 있다.

보상기(400)는 디스플레이 센싱 데이터를 토대로 해당 서브 픽셀(SP)에 포함된 발광 소자(ED) 또는 구동 트랜지스터(DRT)의 특성치를 알아내고, 보상값을 산출하여 메모리(410)에 저장할 수 있다.

예를 들어, 보상값은 발광 소자들(ED) 간의 특성치 편차 또는 구동 트랜지스터들(DRT) 간의 특성치 편차를 줄여주기 위한 정보로서, 데이터 변경을 위한 오프셋 및 게인 값을 포함할 수 있다.

디스플레이 컨트롤러(140)는 메모리(410)에 저장된 보상값을 이용하여 영상 데이터를 변경하고, 변경된 영상 데이터를 데이터 구동 회로(120)로 공급할 수 있다.

데이터 구동 회로(120)는 디지털 아날로그 컨버터(DAC)를 이용하여, 변경된 영상 데이터를 아날로그 전압에 해당하는 데이터 전압(Vdata)으로 변환하여 출력할 수 있다. 이에 따라, 보상이 실현될 수 있다.

도 4를 참조하면, 아날로그 디지털 컨버터(ADC), 전원 스위치(SPRE) 및 샘플링 스위치(SAM)는 데이터 구동 회로(120)에 포함된 소스 드라이버 집적회로(SDIC)에 포함될 수 있다. 보상기(400)는 디스플레이 컨트롤러(140)에 포함될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 구동 트랜지스터들(DRT) 간의 특성치 편차를 줄여주기 위한 보상 처리를 수행할 수 있다. 그리고, 터치 디스플레이 장치(100)는 보상 처리를 수행하기 위하여, 구동 트랜지스터들(DRT) 간의 특성치 편차를 알아내기 위한 디스플레이 센싱 구동을 수행할 수 있다.

본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 2가지 모드(패스트 모드, 슬로우 모드)로 디스플레이 센싱 구동을 수행할 수 있다. 아래에서는, 도 5 및 도 6을 참조하여 2가지 모드(패스트 모드, 슬로우 모드)의 디스플레이 센싱 구동에 대하여 설명한다.

도 5는 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 슬로우 모드(Slow Mode, 이하 S-모드라고 함)의 디스플레이 센싱 구동을 설명하기 위한 다이어그램이다. 도 6은 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 패스트 모드(Fast Mode, 이하 F-모드라고 함)의 디스플레이 센싱 구동을 설명하기 위한 다이어그램이다.

도 5를 참조하면, S-모드는 구동 트랜지스터(DRT)의 특성치(예: 문턱 전압, 이동도) 중 상대적으로 긴 구동 시간이 필요한 특성치(예: 문턱 전압)를 느리게 센싱하기 위한 디스플레이 센싱 구동 모드이다.

도 6을 참조하면, F-모드는 구동 트랜지스터(DRT)의 특성치(예: 문턱 전압, 이동도) 중 상대적으로 짧은 구동 시간이 필요한 특성치(예: 이동도)를 빠르게 센싱하기 위한 디스플레이 센싱 구동 모드이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, S-모드의 디스플레이 센싱 기간 및 F-모드의 디스플레이 센싱 기간 각각은 초기화 기간(Tinit), 트래킹 기간(Ttrack) 및 샘플링 기간(Tsam)을 포함할 수 있다. 아래에서는, S-모드의 디스플레이 센싱 기간 및 F-모드의 디스플레이 센싱 구동에 대하여 설명한다.

먼저, 도 5를 참조하여 터치 디스플레이 장치(100)의 S-모드의 디스플레이 센싱 기간에 대하여 설명한다.

도 5를 참조하면, S-모드의 디스플레이 센싱 기간 중 초기화 기간(Tinit)은 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)를 초기화하는 기간이다.

초기화 기간(Tinit) 동안, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)의 전압(V1)은 디스플레이 센싱 구동용 데이터 전압(Vdata_SEN)으로 초기화될 수 있고, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)은 센싱 구동용 기준 전압(Vref)으로 초기화될 수 있다.

초기화 기간(Tinit) 동안, 스캐닝 트랜지스터(SCT) 및 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-온 되고, 전원 스위치(SPRE)가 턴-온 될 수 있다.

도 5를 참조하면, S-모드의 디스플레이 센싱 기간 중 트래킹 기간(Ttrack)은 구동 트랜지스터(DRT)의 문턱 전압(Vth) 또는 그 변화를 반영하는 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)을 트래킹 하는 기간이다.

트래킹 기간(Ttrack) 동안, 전원 스위치(SPRE)가 턴-오프 되거나 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-오프 될 수 있다.

이에 따라, 트래킹 기간(Ttrack) 동안, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)는 디스플레이 센싱 구동용 데이터 전압(Vdata_SEN)을 갖는 정 전압 상태이지만, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)는 전기적으로 플로팅 상태일 수 있다. 따라서, 트래킹 기간(Ttrack) 동안, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)은 변동될 수 있다.

트래킹 기간(Ttrack) 동안, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)이 구동 트랜지스터(DRT)의 문턱 전압(Vth)을 반영할 때까지, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)은 변동될 수 있다. 여기서, 예를 들어, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)의 변동은 시간 경과에 따른 전압 상승 또는 전압 하강을 의미할 수 있다. 단, 도 5의 설명에서는 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)의 변동을 전압 상승으로 기재한다.

초기화 기간(Tinit) 동안, 초기화된 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)의 전압 차이는 구동 트랜지스터(DRT)의 문턱 전압(Vth) 이상일 수 있다. 따라서, 트래킹 기간(Ttrack)이 시작할 때, 구동 트랜지스터(DRT)는 턴-온 상태이고 전류를 도통시킨다. 이에 따라, 트래킹 기간(Ttrack)이 시작되면, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)이 상승할 수 있다.

트래킹 기간(Ttrack) 동안, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)은 지속적으로 상승하지 않는다.

트래킹 기간(Ttrack)의 후반부로 갈수록, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압 상승 폭이 줄어들어, 결국에는, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)이 포화될 수 있다.

구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 포화된 전압(V2)은 데이터 전압(Vdata_SEN)과 문턱 전압(Vth)의 차이(Vdata_SEN-Vth) 또는 데이터 전압(Vdata_SEN)과 문턱 전압 편차(ΔVth)의 차이(Vdata_SEN-ΔVth)에 해당할 수 있다. 여기서, 문턱 전압(Vth)은 네거티브 문턱 전압(Negative Vth) 또는 포지티브 문턱 전압(Positive Vth)일 수 있다.

구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)이 포화되면, 샘플링 기간(Tsam)이 시작될 수 있다.

도 5를 참조하면, S-모드의 디스플레이 센싱 기간 중 샘플링 기간(Tsam)은 구동 트랜지스터(DRT)의 문턱 전압(Vth) 또는 그 변화를 반영하는 전압(Vdata_SEN-Vth, Vdata_SEN-ΔVth)을 측정하는 기간이다.

S-모드의 디스플레이 센싱 기간 중 샘플링 기간(Tsam)은, 아날로그 디지털 컨버터(ADC)가 디스플레이 센싱 라인(DSL)의 전압을 센싱하는 단계이다. 여기서, 디스플레이 센싱 라인(DSL)의 전압은 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압과 대응되고, 디스플레이 센싱 라인(DSL)에 형성된 라인 캐패시터(Cline)의 충전 전압과 대응될 수 있다.

샘플링 기간(Tsam) 동안, 아날로그 디지털 컨버터(ADC)에 의해 센싱된 전압(Vsen)은 데이터 전압(Vdata_SEN)에서 문턱 전압(Vth)을 뺀 전압(Vdata_SEN-Vth) 또는 데이터 전압(Vdata_SEN)에서 문턱 전압 편차(ΔVth)을 뺀 전압(Vdata_SEN-ΔVth)일 수 있다. 여기서, Vth는 포지티브 문턱 전압 또는 네거티브 문턱 전압일 수 있다.

도 5를 참조하면, S-모드의 디스플레이 센싱 기간 중 트래킹 기간(Ttrack) 동안, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)이 상승하다가 포화하는데 걸리는 포화 시간(Tsat)은, S-모드의 디스플레이 센싱 기간 중 트래킹 기간(Ttrack)의 시간적인 길이이고, 구동 트랜지스터(DRT)의 문턱 전압(Vth) 또는 그 변화가 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2=Vdata_SEN-Vth)에 반영되는데 걸리는 시간일 수 있다.

이러한 포화 시간(Tsat)은 S-모드의 디스플레이 센싱 기간의 전체적인 시간적 길이의 대부분을 차지할 수 있다. S-모드의 경우, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)이 상승하여 포화하는데 꽤 긴 시간(포화 시간: Tsat)이 걸릴 수 있다.

전술한 바와 같이, 구동 트랜지스터(DRT)의 문턱 전압을 센싱하기 위한 디스플레이 센싱 구동 방식은, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압 상태가 구동 트랜지스터(DRT)의 문턱 전압을 나타낼 때까지 긴 포화 시간(Tsat)이 필요하기 때문에, 슬로우 모드(S-모드)라고 한다.

도 6을 참조하여 터치 디스플레이 장치(100)의 F-모드의 디스플레이 센싱 기간을 설명한다.

도 6을 참조하면, F-모드의 디스플레이 센싱 기간 중 초기화 기간(Tinit)은 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)를 초기화하는 기간이다.

초기화 기간(Tinit) 동안, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)의 전압(V1)은 디스플레이 센싱 구동용 데이터 전압(Vdata_SEN)으로 초기화되고, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)은 센싱 구동용 기준 전압(Vref)으로 초기화될 수 있다.

도 6을 참조하면, F-모드의 디스플레이 센싱 기간 중 트래킹 기간(Ttrack)은, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)이 구동 트랜지스터(DRT)의 이동도 또는 이동도 변화를 반영하는 전압 상태가 될 때까지 미리 설정된 트래킹 시간(Δt) 동안 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)을 변화시키는 기간이다.

트래킹 기간(Ttrack) 동안, 미리 설정된 트래킹 시간(Δt)은 짧게 설정될 수 있다. 따라서, 짧은 트래킹 시간(Δt) 동안, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)이 문턱 전압(Vth)을 반영하기는 어렵다. 하지만, 짧은 트래킹 시간(Δt) 동안, 구동 트랜지스터(DRT)의 이동도를 알아낼 수 있을 정도로 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)을 변동시킬 수는 있다.

이에 따라, F-모드는 구동 트랜지스터(DRT)의 이동도를 센싱하기 위한 디스플레이 센싱 구동 방식이다.

트래킹 기간(Ttrack)에서는, 전원 스위치(SPRE)가 턴-오프 되어 또는 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-오프 됨에 따라, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)가 전기적으로 플로팅 상태가 될 수 있다.

트래킹 기간(Ttrack) 동안, 턴-오프 레벨 전압의 스캐닝 게이트 신호(SCAN)에 의해, 스캐닝 트랜지스터(SCT)가 턴-오프 된 상태이고, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)도 플로팅 된 상태일 수 있다.

초기화 기간(Tinit) 동안, 초기화된 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)의 전압 차이는 구동 트랜지스터(DRT)의 문턱 전압(Vth) 이상일 수 있다. 따라서, 트래킹 기간(Ttrack)이 시작될 때, 구동 트랜지스터(DRT)는 턴-온 상태이고 전류를 도통시킨다.

여기서, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2) 각각이 게이트 노드 및 소스 노드라면, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)의 전압 차이는 Vgs가 된다.

따라서, 트래킹 기간(Ttrack) 동안, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)은 변동될 수 있다. 이때, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N2)의 전압(V1)도 함께 변동될 수 있다. 여기서, 예를 들어, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2) 및 제1 노드(N2)의 전압(V1)의 변동은 시간 경과에 따른 전압 상승 또는 전압 하강을 의미할 수 있다. 단, 도 5의 설명에서는 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2) 및 제1 노드(N2)의 전압(V1)의 변동을 전압 상승으로 기재한다.

트래킹 기간(Ttrack) 동안, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)이 상승하는 속도는, 구동 트랜지스터(DRT)의 전류 능력(즉, 이동도)에 따라 달라질 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 전류 능력(이동도)이 클수록, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)이 더욱 가파르게 상승할 수 있다.

트래킹 기간(Ttrack)이 미리 설정된 트래킹 시간(Δt) 동안 진행된 이후, 즉, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)이 미리 설정된 트래킹 시간(Δt) 동안 상승한 이후, 샘플링 기간(Tsam)이 진행될 수 있다.

트래킹 기간(Ttrack) 동안, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압(V2)이 상승하는 속도(ΔV/Δt)는 미리 설정된 트래킹 시간(Δt) 동안의 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압 변화량(ΔV)에 해당한다. 여기서, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압 변화량(ΔV)은 디스플레이 센싱 라인(DSL)의 전압 변화량과 대응될 수 있다.

도 6을 참조하면, 트래킹 기간(Ttrack)이 미리 설정된 트래킹 시간(Δt) 동안 진행된 이후, 샘플링 기간(Tsam)이 시작될 수 있다. 샘플링 기간(Tsam) 동안, 샘플링 스위치(SAM)가 턴-온 되어, 디스플레이 센싱 라인(DSL)과 아날로그 디지털 컨버터(ADC)가 전기적으로 연결될 수 있다.

아날로그 디지털 컨버터(ADC)는 디스플레이 센싱 라인(DSL)의 전압을 센싱할 수 있다. 아날로그 디지털 컨버터(ADC)에 의해 센싱된 전압(Vsen)은, 기준 전압(Vref)에서 일정한 트래킹 시간(Δt) 동안 전압 변화량(ΔV)만큼 상승된 전압(Vref+ΔV)일 수 있다.

아날로그 디지털 컨버터(ADC)에 의해 센싱된 전압(Vsen)은 디스플레이 센싱 라인(DSL)의 전압이고, 센싱 트랜지스터(SENT)를 통해 디스플레이 센싱 라인(DSL)과 전기적으로 연결된 제2 노드(N2)의 전압일 수 있다.

도 6을 참조하면, F-모드의 디스플레이 센싱 기간 중 샘플링 기간(Tsam)에서, 아날로그 디지털 컨버터(ADC)에 의해 센싱된 전압(Vsen)은, 구동 트랜지스터(DRT)의 이동도에 따라 달라질 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)가 높은 이동도를 가질수록, 센싱 전압(Vsen)은 높아진다. 구동 트랜지스터(DRT)가 낮은 이동도를 가질수록, 센싱 전압(Vsen)은 낮아진다.

전술한 바와 같이, 구동 트랜지스터(DRT)의 이동도를 센싱하기 위한 디스플레이 센싱 구동 방식은, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압을 짧은 시간(Δt) 동안만 변경시키면 되기 때문에, 패스트 모드(F-모드)라고 한다.

도 5를 참조하면, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 S-모드를 통해 센싱된 전압(Vsen)에 근거하여 해당 서브 픽셀(SP) 내 구동 트랜지스터(DRT)의 문턱 전압(Vth) 또는 그 변화를 알아내고, 구동 트랜지스터들(DRT) 간의 문턱 전압 편차를 줄여주거나 제거하는 문턱 전압 보상값을 산출하고, 산출된 문턱 전압 보상값을 메모리(410)에 저장해둘 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 F-모드를 통해 센싱된 전압(Vsen)에 근거하여 해당 서브 픽셀(SP) 내 구동 트랜지스터(DRT)의 이동도 또는 그 변화를 알아내고, 구동 트랜지스터들(DRT) 간의 이동도 편차를 줄여주거나 제거하는 이동도 보상값을 산출하고, 산출된 이동도 보상값을 메모리(410)에 저장해둘 수 있다.

터치 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 구동을 위한 데이터 전압(Vdata)을 해당 서브 픽셀(SP)로 공급할 때, 문턱 전압 보상값과 이동도 보상값에 근거하여 변경된 데이터 전압(Vata)을 공급할 수 있다.

전술한 바에 따르면, 문턱 전압 센싱은 긴 센싱 시간을 필요로 하는 특성으로 인해 S-모드로 진행하고, 이동도 센싱은 짧은 센싱 시간으로 충분한 특성으로 인해 F-모드를 진행할 수 있다.

도 7은 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 다양한 디스플레이 센싱 타이밍을 나타낸 도면이다.

도 7를 참조하면, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 파워 온 신호(Power On Signal)가 발생하면, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 각 서브 픽셀(SP) 내 구동 트랜지스터(DRT)의 특성치를 센싱할 수 있다. 이러한 센싱 프로세스를 "온-센싱 프로세스(On-Sensing Process)"라고 한다.

도 7를 참조하면, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 파워 오프 신호(Power Off Signal)가 발생하면, 전원 차단 등의 오프 시퀀스(Off-Sequence)가 진행되기 이전에, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 각 서브 픽셀(SP) 내 구동 트랜지스터(DRT)의 특성치를 센싱할 수도 있다. 이러한 센싱 프로세스를 "오프-센싱 프로세스(Off-Sensing Process) "라고 한다.

도 7를 참조하면, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 파워 온 신호가 발생한 이후 파워 오프 신호가 발생되기 전까지, 디스플레이 구동 도중에, 각 서브 픽셀(SP) 내 구동 트랜지스터(DRT)의 특성치를 센싱할 수도 있다. 이러한 센싱 프로세스를 "실시간 센싱 프로세스(Real-time Sensing Process)" 라고 한다.

한편, 터치 디스플레이 장치(100)는 수직 동기 신호(Vsync)에 기초하여 디스플레이 프레임 구동을 수행할 수 있다.

수직 동기 신호(Vsync)는 디스플레이 프레임 기간(Tf)을 정의하기 위한 디스플레이 타이밍 제어 신호의 한 종류이다.

수직 동기 신호(Vsync)는 제1 신호 레벨(L1)과 제2 신호 레벨(L2)이 교번될 수 있다. 수직 동기 신호(Vsync)가 제2 신호 레벨(L2)을 갖는 기간(Ta)을 액티브 기간(Ta)이라고 하고, 수직 동기 신호(Vsync)가 제1 신호 레벨(L2)을 갖는 기간(Tb)을 블랭크 기간(Tb)이라고 할 수 있다.

1개의 액티브 기간(Ta)과 1개의 블랭크 기간(Tb)을 합한 기간이 1개의 디스플레이 프레임 기간(Tf)으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 1개의 디스플레이 프레임 기간(Tf)은 1개의 액티브 기간(Ta)과 그 이후의 1개의 블랭크 기간(Tb)을 합한 기간으로 정의될 수 있다. 다른 예를 들어, 1개의 디스플레이 프레임 기간(Tf)은 1개의 블랭크 기간(Tb)과 그 이후의 액티브 기간(Ta)을 합한 기간으로 정의될 수도 있다. 아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 1개의 디스플레이 프레임 기간(Tf)은 1개의 액티브 기간(Ta)과 그 이후의 1개의 블랭크 기간(Tb)을 합한 기간인 것으로 예를 들어 설명한다.

수직 동기 신호(Vsync)의 신호 레벨들인 제1 신호 레벨(L1)과 제2 신호 레벨(L2)은 서로 다른 레벨일 수 있다. 예를 들어, 제2 신호 레벨(L2)은 제1 신호 레벨(L1)보다 높은 전압 레벨일 수 있다. 반대로, 제1 신호 레벨(L1)이 제2 신호 레벨(L2)보다 높은 전압 레벨일 수도 있다. 아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 제2 신호 레벨(L2)이 제1 신호 레벨(L1)보다 높은 전압 레벨인 경우를 예로 든다.

수직 동기 신호(Vsync)가 제2 신호 레벨(L2)을 갖는 액티브 기간(Ta) 동안, 하나의 디스플레이 프레임 이미지가 업데이트 되어 터치 디스플레이 패널(110)에 표시되기 위해, 다수의 서브 픽셀(SP)이 구동될 수 있다.

수직 동기 신호(Vsync)가 제1 신호 레벨(L1)을 갖는 블랭크 기간(Tb)은 다음 번째의 디스플레이 프레임 기간(Tf)이 새롭게 시작되기 전의 기간일 수 있다. 블랭크 기간(Tb) 동안, 각 서브 픽셀(SP)은 디스플레이를 위한 실질적인 구동이 잠시 홀딩 될 수 있다.

실시간 센싱 프로세스(Real-time Sensing Process)은, 디스플레이 구동에 영향을 끼치지 않기 위하여, 수직 동기 신호(Vsync)를 기준으로 액티브 기간들(Ta) 사이의 블랭크 기간(Tb) 마다 진행될 수 있다.

구동 트랜지스터(DRT)의 이동도 센싱은 짧은 시간만이 필요하기 때문에, 디스플레이 센싱 구동 방식 중 F-모드로 이동도 센싱이 진행될 수 있다.

구동 트랜지스터(DRT)의 이동도 센싱은 짧은 시간만이 필요하기 때문에, 이동도 센싱은 온-센싱 프로세스, 오프-센싱 프로세스 및 실시간-센싱 프로세스 중 어느 하나로 진행되어도 무방하다.

문턱 전압 센싱과 이동도 센싱 중에서 짧은 시간이 걸리는 이동도 센싱이 실시간-센싱 프로세스로 진행될 수 있다.

이에 비해, 구동 트랜지스터(DRT)의 문턱 전압 센싱은 긴 포화 시간(Vsat)이 필요하다. 따라서, 디스플레이 센싱 구동 방식 중 S-모드로 문턱 전압 센싱이 진행될 수 있다.

구동 트랜지스터(DRT)의 문턱 전압 센싱은, 사용자 시청에 방해가 되지 않는 타이밍을 활용하여 이루어져야만 한다. 따라서, 구동 트랜지스터(DRT)의 문턱 전압 센싱은 사용자 입력 등에 따라 파워 오프 신호(Power Off Signal)가 발생한 이후, 디스플레이 구동이 되지 않는 동안(즉, 사용자가 시청 의사가 없는 상황)에 진행될 수 있다. 즉, 구동 트랜지스터(DRT)의 문턱 전압 센싱은 오프-센싱 프로세스(Off-Sensing Process)로 진행될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 유기 발광 디스플레이 장치 등의 자체 발광 디스플레이 장치이므로, 디스플레이 구동 중에 구동 트랜지스터(DRT) 등의 특성치(예: 이동도)를 센싱할 필요가 있다. 이하, 영상 품질 향상을 위해 구동 트랜지스터(DRT) 등의 특성치(예: 이동도)를 센싱하는 것을 디스플레이 센싱이라고 명명한다.

이와 같이, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 영상 표시를 위한 디스플레이 구동, 영상 품질 향상을 위한 디스플레이 센싱, 및 터치 센싱을 모두 수행해야 한다. 따라서, 자체 발광 디스플레이 장치인 터치 디스플레이 장치(100)가 다른 종류의 3가지 동작(디스플레이 구동, 디스플레이 센싱 및 터치 센싱)을 정상적으로 수행할 수도 있도록, 3가지 동작(디스플레이 구동, 디스플레이 센싱 및 터치 센싱)에 대한 구동 시간 확보와 구동 타이밍이 설계되어야 한다.

이에, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 다른 종류의 3가지 동작(디스플레이 구동, 디스플레이 센싱 및 터치 센싱)을 정상적으로 수행할 수도 있도록 하는 구동 방법을 제공할 수 있다. 이에 대하여 아래에서 상세하게 설명한다.

도 8은 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 구동 타이밍 다이어그램이다.

본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 구동 방법을 설명하기에 앞서, 3가지의 서로 다른 종류의 동작(디스플레이 구동, 디스플레이 센싱, 터치 센싱)을 수행하기 위한 터치 디스플레이 장치(100)의 구성 요소들을 다시 한번 간략하게 설명한다.

본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 디스플레이 패널(110), 데이터 구동 회로(120), 게이트 구동 회로(130), 디스플레이 컨트롤러(140), 터치 구동 회로(310), 터치 컨트롤러(320) 등을 포함할 수 있다.

터치 디스플레이 패널(110)은 영상 표시를 위하여 자체적으로 발광하기 위한 디스플레이 구성 요소들과 터치를 감지하기 위하여 터치 센서가 내장되어 있다.

터치 디스플레이 패널(110)은 영상 표시를 위한 다수의 서브 픽셀(SP) 및 터치 센서 역할을 하는 다수의 터치 전극(TE)을 포함할 수 있다.

터치 디스플레이 패널(110)은 다수의 서브 픽셀(SP)을 구동하기 위한 디스플레이 구동 신호 라인들을 포함할 수 있다.

디스플레이 구동 신호 라인들은 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)을 포함할 수 있다. 다수의 게이트 라인(GL)은 다수의 스캐닝 게이트 라인(SCL) 및 다수의 센싱 게이트 라인(SENL)을 포함할 수 있다.

디스플레이 구동 신호 라인들은 다수의 구동 전압 라인(DVL)과 다수의 디스플레이 센싱 라인(DSL)을 포함할 수 있다.

다수의 디스플레이 센싱 라인(DSL)은 3가지의 서로 다른 종류의 동작 중 디스플레이 구동 및 디스플레이 센싱에 활용되는 라인들일 수 있다.

우선, 다수의 디스플레이 센싱 라인(DSL)은 디스플레이 구동에 필요한 기준 전압(Vref)을 구동이 필요한 서브 픽셀(SP)에 공급하기 위한 디스플레이 구동 신호 라인들일 수 있다.

또한, 다수의 디스플레이 센싱 라인(DSL)은 디스플레이 센싱 대상이 되는 서브 픽셀(SP)로 디스플레이 센싱 구동에 필요한 기준 전압(Vref)을 공급하는 디스플레이 센싱 구동 라인들일 수 있다.

또한, 다수의 디스플레이 센싱 라인(DSL)은 디스플레이 센싱 대상이 되는 서브 픽셀(SP)에 포함된 구동 트랜지스터(DRT)의 특성치(예: 문턱 전압, 이동도)에 따른 전압을 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로 전달해주기 위한 디스플레이 센싱 경로 라인들일 수 있다.

다수의 디스플레이 센싱 라인(DSL)은 하나 이상의 서브 픽셀 열마다 배치될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 서브 픽셀 열마다 하나의 디스플레이 센싱 라인(DSL)이 배치될 수 있다. 다른 예를 들어, 둘 이상의 서브 픽셀 열마다 하나의 디스플레이 센싱 라인(DSL)이 배치될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 다수의 서브 픽셀(SP)이 4가지 색상의 서브 픽셀들(예: 적색 빛을 발광하는 적색 서브 픽셀, 녹색 빛을 발광하는 녹색 서브 픽셀, 청색 빛을 발광하는 청색 서브 픽셀, 및 흰색 빛을 발광하는 흰색 서브 픽셀)을 포함하는 경우, 4개의 서브 픽셀 열마다 1개의 디스플레이 센싱 라인(DSL)이 배치될 수 있다.

데이터 구동 회로(120)는 다수의 데이터 라인(DL)으로 데이터 전압들(Vdata)을 공급할 수 있다. 데이터 구동 회로(120)는 하나 이상의 소스 드라이버 집적회로(SDIC)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 데이터 구동 회로(120)는 COF (Chip On Film) 타입으로 터치 디스플레이 패널(110)과 연결될 수 있다. 이 경우, 하나의 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는 터치 디스플레이 패널(110)과 인쇄 회로 기판 사이에 연결된 회로 필름(CF) 상에 실장 될 수 있다.

게이트 구동 회로(130)는 다수의 게이트 라인(GL)으로 게이트 신호를 공급할 수 있다. 게이트 구동 회로(130)는 다수의 스캐닝 게이트 라인(SCL)으로 스캐닝 게이트 신호(SCAN)을 공급하기 위한 스캐닝 게이트 구동 회로 및 다수의 센싱 게이트 라인(SENL)으로 센싱 게이트 신호(SENSE)를 공급하기 위한 센싱 게이트 구동 회로를 포함할 수 있다.

예를 들어, 게이트 구동 회로(130)는 GIP (Gate In Panel) 타입으로 구현되어 터치 디스플레이 패널(110)의 기판(SUB) 상에 형성될 수 있다. 게이트 구동 회로(130)는 로우 레벨 게이트 전압, 하이 레벨 게이트 전압 및 클럭 신호 등을 입력 받고, 이들에 기초하여 게이트 신호들을 게이트 구동 타이밍에 맞게 생성하고, 생성된 게이트 신호들을 게이트 구동 타이밍에 따라 다수의 게이트 라인(GL)으로 출력할 수 있다.

디스플레이 컨트롤러(140)는 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130)의 동작을 제어할 수 있다.

터치 구동 회로(310)는 다수의 터치 전극(TE) 중 적어도 하나의 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)를 공급하고, 터치 구동 신호(TDS)가 공급된 터치 전극(TE) 또는 터치 구동 신호(TDS)가 공급되지 않은 다른 터치 전극(TE)의 전기적인 상태(예: 캐패시턴스 또는 그 변화)를 검출하여, 터치 센싱 데이터를 생성하여 디스플레이 컨트롤러(140)로 공급할 수 있다. 예를 들어, 터치 구동 회로(310)는 하나 이상의 리드아웃 집적회로(ROIC)를 포함할 수 있다.

터치 컨트롤러(320)는 터치 구동 회로(310)에서 공급된 터치 센싱 데이터에 기초하여 터치 유무 또는 터치 위치를 결정할 수 있다.

전술한 터치 디스플레이 장치(100)의 구성 요소들에서, 데이터 구동 회로(120), 게이트 구동 회로(130), 및 디스플레이 컨트롤러(140)는 디스플레이 구동 및 디스플레이 센싱을 위한 구성 요소들이고, 터치 구동 회로(310) 및 터치 컨트롤러(320)는 터치 센싱을 위한 구성 요소들이다.

본 개시의 실시 예들은, 2가지의 센싱 모드(디스플레이 센싱 모드, 터치 센싱 모드)에서의 구동 및 센싱 동작을 통합하여 수행하기 위한 구동회로를 새롭게 제시한다.

도 8을 참조하면, 수직 동기 신호(Vsync)는 디스플레이 프레임(Display frame)을 구분하기 위한 디스플레이 타이밍 제어 신호로서, 제1 신호 레벨(L1)과 제2 신호 레벨(L2)이 교번될 수 있다.

도 8을 참조하면, 제1 신호 레벨(L1)과 제2 신호 레벨(L2)은 서로 다른 전압 레벨이다. 예를 들어, 제2 신호 레벨(L2)은 제1 신호 레벨(L1)보다 높은 전압 레벨일 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 신호 레벨(L2)은 제1 신호 레벨(L1)보다 낮은 전압 레벨일 수 있다. 아래에서는, 제2 신호 레벨(L2)이 제1 신호 레벨(L1)보다 높은 전압 레벨인 경우를 가정한다.

도 8을 참조하면, 다수의 디스플레이 프레임 기간(Tf) 각각은 액티브 기간(Ta)과 블랭크 기간(Tb)을 포함할 수 있다. 액티브 기간(Ta)은 하나의 디스플레이 프레임을 위해 서브 픽셀들(SP)이 구동되는 디스플레이 구동 기간이고, 블랭크 기간(Tb)은 다음 디스플레이 프레임을 위한 디스플레이 구동이 진행되기 전 디스플레이 구동이 잠시 홀딩 되는 기간일 수 있다.

도 8을 참조하면, 블랭크 기간(Tb) 동안, 수직 동기 신호(Vsync)는 제1 신호 레벨(L1)을 가질 수 있다. 액티브 기간(Ta) 동안, 수직 동기 신호(Vsync)는 제2 신호 레벨(L2)을 가질 수 있다.

도 8을 참조하면, 디스플레이 구동 타이밍은 수직 동기 신호(Vsync)의 제2 신호 레벨(L2)에 의해 정의될 수 있다. 즉, 디스플레이 구동 기간은 수직 동기 신호(Vsync)가 제2 신호 레벨(L2)을 갖는 액티브 기간(Ta)일 수 있다. 이하에서, 터치 디스플레이 장치(100)가 디스플레이 구동을 수행하는 경우, 터치 디스플레이 장치(100) 또는 구동 회로의 동작 모드를 디스플레이 모드라고도 한다.

도 8을 참조하면, 터치 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 센싱과 터치 센싱을 포함하는 2가지 센싱 동작을 수행할 수 있다. 이하에서는, 터치 디스플레이 장치(100)가 디스플레이 센싱을 수행하는 경우, 터치 디스플레이 장치(100) 또는 구동 회로의 동작 모드를 디스플레이 센싱 모드라고도 한다. 터치 디스플레이 장치(100)가 터치 센싱을 수행하는 경우, 터치 디스플레이 장치(100) 또는 구동 회로의 동작 모드를 터치 센싱 모드라고도 한다.

전술한 바와 같이, 디스플레이 센싱은 파워-오프 신호가 발생한 이후, 진행될 수 있다. 이하에서는, 파워-오프 신호의 발생 후 진행되는 디스플레이 센싱을 오프-디스플레이 센싱이라고, 오프-디스플레이 센싱이 진행되는 기간을 오프-디스플레이 센싱 기간(DS_OFF)이라고 한다.

또한, 디스플레이 센싱은 디스플레이 구동 중 블랭크 기간(Tb) 중에 진행될 수도 있다. 이하에서는, 블랭크 기간(Tb) 동안 진행되는 디스플레이 센싱을 실시간-디스플레이 센싱이라고 하고, 실시간-디스플레이 센싱이 진행되는 기간을 실시간-디스플레이 센싱 기간(DS_RT)이라고 한다.

예를 들어, 터치 센싱은 블랭크 기간(Tb) 중에 진행되는 될 수 있다. 이하에서는, 터치 센싱이 진행되는 기간을 터치 센싱 기간(TS)이라고도 한다.

예를 들어, 블랭크 기간(Tb) 중에 실시간-디스플레이 센싱과 터치 센싱이 모두 진행되어야 하는 경우, 도 8에 도시된 와 같이, 실시간-디스플레이 센싱이 먼저 진행되고, 터치 센싱이 이어서 진행될 수 있다.

이 경우, 블랭크 기간(Tb)은 제1 서브 블랭크 기간(Tbs1) 및 제2 서브 블랭크 기간(Tbs2)으로 시분할 될 수 있다. 제1 서브 블랭크 기간(Tbs1)이 실시간-디스플레이 센싱 기간(DS_RT)으로 할당되고, 제2 서브 블랭크 기간(Tbs2)이 터치 센싱 기간(TS)으로 할당될 수 있다. 여기서, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 터치 구동 신호(TDS)가 다수의 터치 전극(TE) 중 적어도 하나에 인가될 수 있다.

한편, 터치 센싱은 블랭크 기간(Tb) 중에 진행될 수도 있지만, 액티브 기간(Ta) 중에 디스플레이 구동과 동시에 진행될 수도 있다.

예를 들어, 액티브 기간(Ta) 동안에는 영상을 표시하기 위한 디스플레이 구동이 진행되고, 블랭크 기간(Tb)의 전체 또는 일부 기간 동안에는 서브 픽셀(SP) 내 소자(예: 구동 트랜지스터(DRT) 또는 발광 소자(ED))의 특성치를 센싱하기 위한 디스플레이 센싱과 터치를 센싱하기 위한 터치 센싱이 시간 분할 되어 진행될 수 있다.

다른 예를 들어, 액티브 기간(Ta) 동안에는 영상을 표시하기 위한 디스플레이 구동이 진행되고, 블랭크 기간(Tb)의 전체 또는 일부 기간 동안에는 디스플레이 센싱이 진행되고, 다른 블랭크 기간(Tb)의 전체 또는 일부 기간 동안, 터치 센싱이 진행될 수 있다.

또 다른 예를 들어, 액티브 기간(Ta) 동안에는 영상을 표시하기 위한 디스플레이 구동이 진행되고, 블랭크 기간(Tb)의 전체 또는 일부 기간 동안에는 디스플레이 센싱과 터치 센싱 중 하나만 진행되고, 다른 블랭크 기간(Tb)의 전체 또는 일부 기간 동안, 디스플레이 센싱과 터치 센싱이 시간 분할 되어 진행될 수 있다.

또 다른 예를 들어, 액티브 기간(Ta) 동안, 영상을 표시하기 위한 디스플레이 구동과 터치를 센싱하기 위한 터치 센싱이 동시에 진행되고, 블랭크 기간(Tb)의 전체 또는 일부 기간 동안 디스플레이 센싱이 진행될 수 있다.

또 다른 예를 들어, 제1 액티브 기간(Ta) 동안에는 디스플레이 구동과 터치 구동이 동시에 진행되고, 제2 액티브 기간(Ta) 동안에는 디스플레이 구동만 진행될 수도 있다. 블랭크 기간(Tb)의 전체 또는 일부 기간 동안 디스플레이 센싱이 진행될 수 있다.

한편, 액티브 기간(Ta) 또는 블랭크 기간(Tb)의 전체 또는 일부 기간 동안, 터치 펜에 의한 터치를 센싱하기 위한 펜 터치 센싱이 진행될 수도 있다. 펜 터치 센싱을 위하여, 터치 디스플레이 구동 회로(900)는 다수의 터치 전극(TE)의 전체 또는 일부로 일정한 전압 레벨을 갖는 신호를 공급해주고, 이후, 터치 펜에서 방사된 주기적인 펄스들 또는 비 주기적인 펄스들을 포함하는 펜 신호를 적어도 하나의 터치 전극(TE)을 통해 수신하여 터치 펜의 위치, 압력, 또는 펜 부가 정보를 인식할 수 있다. 여기서, 펜 터치 센싱을 위해, 터치 디스플레이 구동 회로(900)는 제2 기준 전압(Vref2)을 이용하여 다수의 터치 전극(TE)의 전체 또는 일부로 일정한 전압 레벨을 갖는 신호를 공급할 수 있다.

도 9는 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 구동 시스템을 예시적으로 나타낸다.

도 9를 참조하면, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 터치 디스플레이 패널(110)과, 다수의 회로 구성들(140, 320, TPIC, PMIC)이 실장된 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함할 수 있다.

도 9를 참조하면, 터치 디스플레이 패널(110)은, 다수의 서브 픽셀(SP)로 데이터 전압들(Vdata)을 공급하기 위한 다수의 데이터 라인(DL), 다수의 서브 픽셀(SP)로 스캐닝 게이트 신호들(SCAN)을 공급하기 위한 다수의 스캐닝 게이트 라인(SCL), 다수의 서브 픽셀(SP)로 센싱 게이트 신호들(SENSE)을 공급하기 위한 다수의 센싱 게이트 라인(SENL), 다수의 서브 픽셀(SP)로 구동 전압(EVDD)을 공급하는 다수의 구동 전압 라인(DVL), 다수의 서브 픽셀(SP)로 기준 전압(Vref)을 공급하는 다수의 디스플레이 센싱 라인(DSL), 및 기저 전압(EVSS)이 인가되는 공통 전극(CE)을 포함할 수 있다.

도 9를 참조하면, 게이트 구동 회로(130)가 GIP 타입으로 구현된 경우, 터치 디스플레이 패널(110)의 비 표시 영역(NDA)은 GIP 타입의 게이트 구동 회로(130)가 배치되는 패널 내장형 게이트 구동 회로 영역(GIPA)을 포함할 수 있다. 이 경우, 터치 디스플레이 패널(110)은 비 표시 영역(NDA)에 배치되는 로우 레벨 게이트 전압 배선(VGLW)과 하이 레벨 게이트 전압 배선(VGHW)을 더 포함할 수 있다.

도 9를 참조하면, 로우 레벨 게이트 전압(VGL)은 로우 레벨 게이트 전압 배선(VGLW)을 통해 내장형 게이트 구동 회로 영역(GIPA)에 배치된 게이트 구동 회로(130)로 전달될 수 있다. 하이 레벨 게이트 전압(VGH)은 하이 레벨 게이트 전압 배선(VGHW)을 통해 내장형 게이트 구동 회로 영역(GIPA)에 배치된 게이트 구동 회로(130)로 전달될 수 있다. 내장형 게이트 구동 회로 영역(GIPA)에 배치된 게이트 구동 회로(130)는 로우 레벨 게이트 전압(VGL) 및 하이 레벨 게이트 전압(VGH)을 이용하여 스캐닝 게이트 신호(SCAN) 및 센싱 게이트 신호(SENSE)를 생성할 수 있다.

도 9를 참조하면, 터치 디스플레이 패널(110)은, 다수의 터치 전극(TE)을 포함하고, 다수의 터치 전극(TE)과 전기적으로 연결된 다수의 터치 라인(TL)을 포함할 수 있다.

도 9를 참조하면, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 컨트롤러(140), 터치 컨트롤러(320), 터치 파워 집적회로(TPIC, Touch Power Integrated Circuit), 및 파워 관리 집적회로(PMIC: Power Management Integrated Circuit) 등을 포함할 수 있다.

예를 들어, 디스플레이 컨트롤러(140), 터치 컨트롤러(320), 터치 파워 집적회로(TPIC), 및 파워 관리 집적회로(PMIC)는 인쇄 회로 기판(PCB)에 실장 될 수 있다.

본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 디스플레이 구동 회로(900)를 포함할 수 있다. 터치-디스플레이 구동 회로(Touch and Display Driving Circuit, 900)를 포함할 수 있다.

본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 구동 회로(900)는 데이터 구동 회로(120)의 기능과 터치 구동 회로(310)의 기능을 모두 수행할 수 있는 구동 회로이다.

하지만, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 구동 회로(900)는 데이터 구동 회로 부분과 터치 구동 회로 부분이 물리적으로 단순히 결합된 회로가 아니라, 동일한 구성(예: 센싱 유닛 등)으로 디스플레이 센싱과 터치 센싱을 유기적으로 수행할 수 있는 독특한 회로이다.

예를 들어, 터치 디스플레이 구동 회로(900)는 다수의 구동 칩으로 구현되어 COF 타입으로 터치 디스플레이 패널(110)과 연결될 수 있다. 즉, 터치 디스플레이 구동 회로(900)를 구현한 다수의 구동 칩 각각은 터치 디스플레이 패널(110)과 인쇄 회로 기판(PCB) 사이에 연결된 회로 필름(CF) 상에 실장 될 수 있다.

도 10은 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서, 디스플레이 구동 기간(DISP)과 터치 센싱 기간(TS) 동안, 터치 전극(TE), 데이터 라인(DL), 및 디스플레이 센싱 라인(DSL)으로 공급되는 신호들을 나타낸다.

먼저, 도 10을 참조하여, 디스플레이 구동 기간(DISP) 동안의 터치 디스플레이 장치(100)의 동작에 대하여 설명한다.

디스플레이 컨트롤러(140)는 수직 동기 신호(Vsync)를 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 수직 동기 신호(Vsync)는 호스트(150)에서 디스플레이 컨트롤러(140)로 제공될 수 있다. 여기서, 수직 동기 신호(Vsync)는 제1 신호 레벨(L1)과 제2 신호 레벨(L2)이 교번될 수 있다.

디스플레이 컨트롤러(140)는 수직 동기 신호(Vsync)에 기초하여 액티브 기간(Ta)과 대응되는 디스플레이 구동 기간(DISP) 동안, 디스플레이 구동을 위하여, 영상 데이터를 터치 디스플레이 구동 회로(900)로 공급하고 터치 디스플레이 구동 회로(900) 및 게이트 구동 회로(130)의 동작 타이밍을 제어할 수 있다.

디스플레이 구동 기간(DISP) 동안, 게이트 구동 회로(130)는 디스플레이 컨트롤러(140)의 제어에 따라 다수의 게이트 라인(GL)으로 게이트 신호를 출력할 수 있다.

디스플레이 구동 기간(DISP) 동안, 터치 디스플레이 구동 회로(900)는 디스플레이 컨트롤러(140)의 제어에 따라 디스플레이 컨트롤러(140)에서 공급된 영상 데이터를 아날로그 전압 형태의 데이터 전압(Vdata)으로 변환하여 다수의 데이터 라인(DL)으로 출력할 수 있다.

디스플레이 구동 기간(DISP) 동안, 터치 디스플레이 구동 회로(900)는 적어도 하나의 디스플레이 센싱 라인(DSL)으로의 기준 전압(Vref)의 공급 여부를 제어할 수 있고, 공급 타이밍에 맞게 적어도 하나의 디스플레이 센싱 라인(DSL)으로 기준 전압(Vref) 또는 구동 상태에 따른 전압을 공급할 수 있다.

디스플레이 구동 기간(DISP) 동안, 터치 디스플레이 구동 회로(900)는 다수의 터치 전극(TE)의 전체 또는 일부로 전압 레벨이 일정한 전압을 공급할 수 있다.

이하에서는, 도 10을 참조하여, 터치 센싱 기간(TS) 동안의 터치 디스플레이 장치(100)의 동작에 대하여 설명한다.

터치 컨트롤러(320)는 수직 동기 신호(Vsync)에 기초하여 터치 센싱 기간(TS)을 인식하고, 터치 센싱 기간(TS) 동안 전압 레벨이 변동되는 터치 구동 신호(TDS)를 생성하여 터치 디스플레이 구동 회로(900)로 공급할 수 있다.

터치 센싱 기간(TS) 동안, 터치 디스플레이 구동 회로(900)는 터치 센싱 대상이 되는 센싱 타겟(sensing target)이 되는 해당 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)를 공급할 수 있다. 여기서, 터치 구동 신호(TDS)는 소정의 주파수를 갖고, 소정의 진폭(ΔV)을 가질 수 있다.

또한, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 터치 디스플레이 구동 회로(900)는 터치 센싱 대상이 아닌 넌-센싱 타겟(non-sensing target)에 해당하는 터치 전극(TE)으로 전압 레벨이 변동되는 로드 프리 구동 신호(LFDS: Load Free-Driving Signal)를 공급할 수 있다.

예를 들어, 넌-센싱 타겟에 해당하는 터치 전극(TE)에 인가되는 로드 프리 구동 신호(LFDS)는 터치 구동 신호(TDS)와 동일하거나 일정 범위 이내에서 유사한 주파수를 갖고, 터치 구동 신호(TDS)와 동일하거나 일정 범위 이내에서 유사한 진폭(ΔV)을 가질 수 있다. 넌-센싱 타겟에 해당하는 터치 전극(TE)에 인가되는 로드 프리 구동 신호(LFDS)는 터치 구동 신호(TDS)와 동위상일 수 있다.

또한, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 터치 디스플레이 구동 회로(900)는 다수의 데이터 라인(DL)의 전체 또는 일부로 전압 레벨이 변동되는 로드 프리 구동 신호(LFDS)를 공급할 수 있다.

예를 들어, 다수의 데이터 라인(DL)의 전체 또는 일부에 인가되는 로드 프리 구동 신호(LFDS)는 터치 구동 신호(TDS)와 동일하거나 일정 범위 이내에서 유사한 주파수를 갖고, 터치 구동 신호(TDS)와 동일하거나 일정 범위 이내에서 유사한 진폭(ΔV)을 가질 수 있다. 다수의 데이터 라인(DL)의 전체 또는 일부에 인가되는 로드 프리 구동 신호(LFDS)는 터치 구동 신호(TDS)와 동위상일 수 있다.

또한, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 터치 디스플레이 구동 회로(900)는 전압 레벨이 변동되는 로드 프리 구동 신호(LFDS)를 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 적어도 하나의 디스플레이 센싱 라인(DSL)으로 공급할 수 있다.

예를 들어, 적어도 하나의 디스플레이 센싱 라인(DSL)에 인가되는 로드 프리 구동 신호(LFDS)는 터치 구동 신호(TDS)와 동일하거나 일정 범위 이내에서 유사한 주파수를 갖고, 터치 구동 신호(TDS)와 동일하거나 일정 범위 이내에서 유사한 진폭(ΔV)을 가질 수 있다. 적어도 하나의 디스플레이 센싱 라인(DSL)에 인가되는 로드 프리 구동 신호(LFDS)는 터치 구동 신호(TDS)와 동위상일 수 있다.

한편, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 터치 파워 집적회로(TPIC)는 기준 디스플레이 구동 전원 및 터치 컨트롤러(320)로부터 수신된 터치 구동 신호(TDS)에 기초하여, 터치 센싱 기간(TS) 동안 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 디스플레이 구동 관련 전극이나 배선으로 공급할 디스플레이 구동 전원을 생성할 수 있다.

그리고, 터치 파워 집적회로(TPIC)는 생성된 디스플레이 구동 전원을 디스플레이 구동 관련 전극이나 배선으로 공급할 수 있다.

터치 센싱 기간(TS) 동안, 터치 파워 집적회로(TPIC)는 기준 디스플레이 구동 전원(DC 전압)을 기준으로, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 및 진폭을 고려하여, 전압 레벨이 변동되는 디스플레이 구동 전원을 생성할 수 있다.

예를 들어, 기준 디스플레이 구동 전원은 파워 관리 집적회로(PMIC)가 터치 파워 집적회로(TPIC)로 공급할 수 있다.

예를 들어, 디스플레이 구동 관련 전극이나 배선은, 구동 전압 라인(DVL), 로우 레벨 게이트 전압 배선(VGLW), 하이 레벨 게이트 전압 배선(VGHW), 공통 전극(CE) 또는 이와 연결된 기저 전압 배선 등을 포함할 수 있다.

예를 들어, 기준 디스플레이 구동 전원은 기준 구동 전원, 기준 로우 레벨 게이트 전원, 기준 하이 레벨 게이트 전원, 및 기준 기저 전원 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 기준 디스플레이 구동 전원은 전압 레벨이 일정한 DC 전압들일 수 있다.

예를 들어, 디스플레이 구동 전원은 구동 전압(EVDD), 로우 레벨 게이트 전압(VGL), 하이 레벨 게이트 전압(VGH), 및 기저 전압(EVSS) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

터치 센싱 기간(TS) 동안, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 디스플레이 구동 관련 전극이나 배선으로 공급할 디스플레이 구동 전원은 전압 레벨이 변동되는 신호일 수 있다.

예를 들어, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 디스플레이 구동 관련 전극이나 배선으로 공급할 디스플레이 구동 전원은 터치 구동 신호(TDS)와 주파수, 진폭, 및 위상이 대응되는 신호일 수 있다.

한편, 터치 넌-센싱 기간에 요구되는 디스플레이 구동 전원은 전압 레벨이 일정한 전압(DC 전압)일 수 있다.

파워 관리 집적회로(PMIC)는 기준 디스플레이 구동 전원을 터치 파워 집적회로(TPIC)에 제공할 수 있다. 터치 파워 집적회로(TPIC)는, 터치 센싱 기간(TS)과 터치 넌-센싱 기간(touch non-sensing period) 중 하나의 기간을 선택하고, 선택된 기간에 요구되는 디스플레이 구동 전원을 터치 구동 신호(TDS)에 기초하여 생성하고, 생성된 디스플레이 구동 전원을 터치 디스플레이 패널(110)에 공급할 수 있다.

터치 파워 집적회로(TPIC)는, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 파워 관리 집적회로(PMIC)에서 공급된 기준 디스플레이 구동 전원(DC 전압)을 기준으로 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 펄스 파형을 갖는 디스플레이 구동 전원을 생성하고, 생성된 디스플레이 구동 전원을 해당 전극이나 배선으로 출력할 수 있다.

터치 파워 집적회로(TPIC)에서 생성된 디스플레이 구동 전원과 터치 파워 집적회로(TPIC)에 입력된 터치 구동 신호(TDS)는 동일한 펄스 파형을 가지므로, 주파수 및 진폭이 완전히 동일하거나 미리 정해진 오차 범위 내에서 동일할 수 있다. 터치 파워 집적회로(TPIC)에서 생성된 디스플레이 구동 전원과 터치 파워 집적회로(TPIC)에 입력된 터치 구동 신호(TDS)는 서로 위상이 동일할 수 있다.

이에 따라, 디스플레이 구동 전원에 포함되는 구동 전압(EVDD), 로우 레벨 게이트 전압(VGL), 하이 레벨 게이트 전압(VGH), 및 기저 전압(EVSS) 각각의 주파수 및 진폭은, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 및 진폭과 완전히 동일하거나 미리 정해진 오차 범위 내에서 동일할 수 있다. 또한, 디스플레이 구동 전원에 포함되는 구동 전압(EVDD), 로우 레벨 게이트 전압(VGL), 하이 레벨 게이트 전압(VGH), 및 기저 전압(EVSS) 각각은 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 위상을 가질 수 있다.

또한, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 게이트 라인들(SCL, SENL)에 인가되는 게이트 신호(SCAN, SENSE)는 터치 구동 신호(TDS)와 주파수, 진폭 및 위상이 대응되는 로우 레벨 게이트 전압(VGL)을 가질 수 있다. 따라서, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 게이트 라인들(SCL, SENL)에 인가되는 게이트 신호(SCAN, SENSE)도 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 주파수, 진폭 및 위상을 가질 수 있다.

전술한 바에 따라, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 표시 영역(DA)에서, 터치 전극(TE)과 구동 전압 라인(DVL) 사이, 터치 전극(TE)과 공통 전극(CE) 사이, 그리고 터치 전극(TE)과 게이트 라인들(SCL, SENL) 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스가 제거되거나 줄어들 수 있다.

또한, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 터치 전극(TE)과 연결된 터치 라인들(TL)과 로우 레벨 게이트 전압 배선(VGLW) 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스와 터치 전극(TE)과 연결된 터치 라인들(TL)과 하이 레벨 게이트 전압 배선(VGHW) 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스가 제거되거나 줄어들 수 있다.

터치 센싱 기간(TS) 동안, 터치 전극(TE)에 기생 캐패시턴스가 형성되는 것이 방지되거나 줄어드는 경우, 캐패시턴스 기반의 터치 센싱 시 터치 감도가 향상될 수 있다.

본 개시의 실시 예들에서, 로드 프리 구동 신호(LFDS: Load Free-Driving Signal)는, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 센싱-타겟인 터치 전극(TE)을 제외한 다른 터치 전극(TE)과, 디스플레이 구동과 관련 전극들이나 신호 라인들로 공급되는 신호를 의미한다.

본 개시의 실시 예들에서, 로드 프리 구동 신호(LFDS)는, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 센싱-타겟인 터치 전극(TE)과 다른 전극(예: 다른 터치 전극, 디스플레이 구동과 관련 전극이나 신호 라인) 간의 기생 캐패시턴스를 제거하거나 줄여줌으로써, 센싱-타겟인 터치 전극(TE)에서의 로드(Load)를 제거하거나 줄여주기 위한 신호를 의미한다.

본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서, 터치 디스플레이 구동 회로(900) 및 게이트 구동 회로(130) 등에 의해 로드 프리 구동신호(LFDS)가 터치 디스플레이 패널(110)에 공급되는 것을 로드 프리 구동(Load-Free Driving)이라고 한다.

도 11은 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 패널(110)을 구동하기 위한 터치 디스플레이 구동 회로(900)를 나타낸다.

도 11을 참조하면, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 구동 회로(900)는, 데이터 구동 회로(120)의 회로 파트와 터치 구동 회로(310)의 회로 파트를 물리적으로 단순하게 결합한 회로가 아니라, 동일한 구성(예: 센싱 유닛 등)으로 디스플레이 센싱과 터치 센싱을 유기적으로 수행할 수 있는 실질적인 융합 회로이다.

아래에서는, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 구동 회로(900)를 설명하기 위하여, 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 몇 가지 사항을 설명한다.

우선, 터치 디스플레이 패널(110)은 다수의 터치 전극(TE) 및 다수의 서브 픽셀(SP)을 포함할 수 있다. 터치 센싱 시, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 터치 전극(TE)을 모두 센싱할 수 있다.

하지만, 임의의 한 터치 센싱 기간(TS)을 고려할 때에는, 하나의 터치 센싱 기간(TS) 동안, 일부 영역(이하, 터치 센싱 영역(TSA)이라고 함)에 배치된 터치 전극들(TE)이 센싱되고, 나머지 영역(이하, 터치 넌-센싱 영역(TNSA)이라고 함)에 배치된 터치 전극들(TE)은 센싱되지 않는다.

이러한 점을 고려하여, 제1 터치 전극(TE1)은 터치 센싱 영역(TSA)에 배치된 터치 전극들(TE) 중 하나를 대표적으로 선정한 것이고, 제1 서브 픽셀(SP1)은 제1 터치 전극(TE1)이 배치된 영역과 중첩되는 서브 픽셀들 중 대표로 선정한 것이다.

그리고, 센싱 타겟(sensing target)으로서 제1 터치 전극(TE1)이 센싱이 되는 터치 센싱 기간(TS) 동안, 제2 터치 전극(TE2)은 터치 넌-센싱 영역(TNSA)에 배치되는 터치 전극들(TE) 중 대표로 선정한 것이다.

전술한 바에 따르면, 도 11에 도시된 바와 같이, 터치 디스플레이 패널(110)은, 제1 터치 전극(TE1), 제1 터치 전극(TE1)과 연결된 제1 터치 라인(TL1), 제1 터치 전극(TE1)에 대응하여 위치하는 제1 서브 픽셀(SP1), 및 제1 서브 픽셀(SP1)에 대응하는 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)을 포함할 수 있고, 제1 터치 전극(TE2) 및 제1 터치 전극(TE1)과 연결된 제2 터치 라인(TL2)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 임의의 터치 센싱 기간(TS) 동안, 제1 터치 전극(TE1)은 터치 센싱 영역(TSA)에 배치되는 센싱 타깃(sensing target)이고, 제2 터치 전극(TE2)은 터치 넌-센싱 영역(NTSA)에 배치되는 넌-센싱 타겟(non-sensing target)이다.

도 11을 참조하면, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 구동 회로(900)는, 센싱 모드의 타입(디스플레이 센싱 모드, 터치 센싱 모드)에 따라 제1 터치 전극(TE1)과 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1) 중 하나를 센싱하기 위해 구성될 수 있다.

본 개시의 실시 예들에서, 디스플레이 센싱 모드는, 디스플레이 센싱 기간(DS) 동안, 터치 디스플레이 장치(100), 터치 디스플레이 패널(110), 및 터치 디스플레이 구동 회로(900)의 동작(구동) 모드이다.

디스플레이 센싱 모드에서는, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 각 서브 픽셀(SP) 내 소자(예: 구동 트랜지스터(DRT), 발광 소자(ED))의 특성치(예: 문턱전압, 이동도)에 대한 센싱 동작이 진행될 수 있다.

디스플레이 센싱 모드에서는, 각 서브 픽셀(SP) 내 소자의 특성치에 대한 센싱 결과에 근거하여 서브 픽셀(SP) 내 소자 간의 특성치 편차를 보상해주기 위한 보상 처리가 진행될 수도 있다.

본 개시의 실시 예들에서, 터치 센싱 모드는, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 터치 디스플레이 장치(100), 터치 디스플레이 패널(110), 및 터치 디스플레이 구동 회로(900)의 동작(구동) 모드이다.

터치 센싱 모드에서는, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 터치 전극(TE)의 전기적 상태(예: 캐패시턴스 또는 그 변화)에 대한 센싱과 센싱 결과에 기초하여 사용자의 터치 유무 또는 터치 좌표(터치 위치)를 결정하는 동작이 진행될 수 있다.

아래에서는, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 3가지 동작(디스플레이 구동, 디스플레이 센싱, 터치 센싱) 중 2가지 센싱 동작(디스플레이 센싱, 터치 센싱)의 관점에서 주로 설명한다.

본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 구동 회로(900)는, 센싱 모드의 타입에 따라, 제1 터치 전극(TE1)과 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1) 중 센싱 대상으로 선택된 하나를 센싱하기 위해 구성될 수 있다.

이하에서는, 센싱 모드가 디스플레이 센싱 모드인 경우와 센싱 모드가 터치 센싱 모드인 경우 각각에 대하여, 터치 디스플레이 구동 회로(900)의 동작을 설명한다.

센싱 모드가 디스플레이 센싱 모드인 경우, 터치 디스플레이 구동 회로(900)는, 도 5와 같은 디스플레이 센싱 동작 또는 도 6과 같은 디스플레이 센싱 동작을 수행할 수 있다.

이에 따라, 센싱 모드가 디스플레이 센싱 모드인 경우, 터치 디스플레이 구동 회로(900)는, 전압 레벨이 일정한 제1 기준 전압(Vref1)을 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)에 공급할 수 있다.

제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)에 공급된 제1 기준 전압(Vref1)은 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)과 연결된 제1 서브 픽셀(SP1)로 공급되어, 제1 서브 픽셀(SP1) 내 센싱 트랜지스터(SENT)를 통해 제1 서브 픽셀(SP1) 내 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)에 인가될 수 있다.

제1 기준 전압(Vref1)이 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)에 공급되는 것은, 도 5 또는 도 6에서의 초기화 기간(Tinit)에서 디스플레이 센싱 라인(DSL)으로 기준 전압(Vref)이 공급되는 것과 동일한 것이다.

한편, 센싱 모드가 디스플레이 센싱 모드인 경우, 터치 디스플레이 구동 회로(900)는, 제1 기준 전압(Vref1)과 대응되는 제2 기준 전압(Vref2)을 제1 터치 라인(TL1)을 통해 제1 터치 전극(TE1)에 공급할 수 있다.

제1 터치 전극(TE1)은 제1 서브 픽셀(SP1)과 위치적으로 대응되는 터치 전극일 수 있다. 즉, 제1 서브 픽셀(SP1)은 제1 터치 전극(TE1)이 배치되는 영역과 중첩되어 배치될 수 있다.

예를 들어, 디스플레이 센싱 기간(DS) 동안, 제1 터치 전극(TE1)에 인가되는 제2 기준 전압(Vref2)은 센싱 대상인 제1 서브 픽셀(SP1)에 인가되는 제1 기준 전압(Vref1)과 기본적으로 동일한 전압일 수 있다. 하지만, 경우에 따라, 디스플레이 센싱 성능 등을 위하여, 제1 기준 전압(Vref1)과 제2 기준 전압(Vref2)은 서로 다른 전압 값으로 설정될 수도 있다.

한편, 센싱 모드가 터치 센싱 모드인 경우, 터치 디스플레이 구동 회로(900)는, 전압 레벨이 변동 되는 터치 구동 신호(TDS)를 제1 터치 라인(TL1)을 통해 제1 터치 전극(TE1)에 공급할 수 있다.

터치 구동 신호(TDS)는 제1 터치 전극(TE1)을 센싱하기 위하여 제1 터치 전극(TE1)에 인가되는 신호로서, 전압 레벨이 변동되는 주기와 관련된 소정의 주파수를 가질 수 있으며, 전압 레벨의 변동 크기인 소정의 진폭(ΔV)을 가질 수 있다. 터치 구동 신호(TDS)는 구동 상황에 따라 주파수가 가변 될 수도 있거나 진폭(ΔV)이 가변 될 수 있다. 그리고, 터치 구동 신호(TDS)는 구형 파(square wave), 싸인 파(sine wave), 또는 삼각 파(triangle wave) 등의 다양한 신호 파형을 가질 수 있다.

센싱 모드가 터치 센싱 모드인 경우, 터치 디스플레이 구동 회로(900)는, 터치 구동 신호(TDS)와 주파수 및 진폭이 대응되는 로드 프리 구동 신호(LFDS)를 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)에 공급할 수 있다(도 10 참조).

예를 들어, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)에 인가되는 로드 프리 구동 신호(LFDS)는 터치 구동 신호(TDS)와 동일하거나 일정 범위 이내에서 유사한 주파수를 갖고, 터치 구동 신호(TDS)와 동일하거나 일정 범위 이내에서 유사한 진폭(ΔV)을 가질 수 있다. 또한, 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)에 인가되는 로드 프리 구동 신호(LFDS)는 터치 구동 신호(TDS)와 동위상일 수 있다.

이에 따라, 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)과 제1 터치 전극(TE1)은 지리적으로 중첩된다고 하더라도, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)과 제1 터치 전극(TE1) 사이에는 전위차가 발생하지 않거나 일정하게 유지되어 기생 캐패시턴스가 발생하지 않거나 저감될 수 있다.

이하에서는, 이상에서 설명한 터치 디스플레이 구동 회로(900)에 대한 내부 회로 구성들에 대하여 설명한다.

본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 구동 회로(900)는 선택 회로(1110) 및 센싱 유닛 리스트(SUL)를 포함할 수 있고, 변환기(1160)를 더 포함할 수 있다.

센싱 유닛 리스트(SUL)는 K개의 센싱 유닛(SU1, …)을 포함할 수 있다. 센싱 유닛 리스트(SUL)에 포함된 센싱 유닛(SU1, …)의 개수(K)는 1 이상의 자연수로서, 하나의 터치 센싱 기간(TS) 동안에 동시에 센싱될 수 있는 터치 전극(TE)의 개수일 수 있다. 도 11의 예시에서는, 하나의 터치 센싱 기간(TS) 동안, 12개의 터치 전극(TE)이 동시에 센싱될 수 있다. 즉, 터치 센싱 영역(TSA)은 12개의 터치 전극(TE)을 포함할 수 있다. 이러한 예시에 따르면, 센싱 유닛 리스트(SUL)는 12(K=12)개의 센싱 유닛(SU1, … , SU12)을 포함할 수 있다. 이러한 센싱 유닛 리스트(SUL)는 제1 터치 전극(TE1)을 센싱하는 제1 센싱 유닛(SU1)을 포함할 수 있다.

한편, 디스플레이 센싱까지 고려할 때, 센싱 유닛 리스트(SUL)에 포함된 센싱 유닛의 개수는, 동시에 센싱되는 터치 전극(TE)의 개수와 동시에 센싱되는 디스플레이 센싱 라인(DSL)의 개수 중 큰 값 이상일 수 있다.

선택 회로(1110)는 센싱 모드의 타입(디스플레이 센싱 모드, 터치 센싱 모드)에 따라 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)과 제1 터치 전극(TE1) 중 하나를 센싱 대상으로 선택하기 위해 구성될 수 있다. 여기서, 선택 회로(1110)는 하나 이상의 스위치를 포함하는 회로일 수 있으며, 그 예로서, 도 15를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

선택 회로(1110)는 센싱 모드의 타입(디스플레이 센싱 모드, 터치 센싱 모드)에 따라 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)과 제1 터치 전극(TE1) 중 하나를 센싱 대상으로 선택하여, 제1 센싱 유닛(SU1)과 연결해줄 수 있다.

예를 들어, 디스플레이 센싱 기간(DS) 동안, 선택 회로(1110)는 센싱 모드의 타입(디스플레이 센싱 모드)에 따라 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)과 제1 터치 전극(TE1) 중 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)을 센싱 대상으로 선택하고, 선택된 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)을 제1 센싱 유닛(SU1)과 연결해줄 수 있다.

예를 들어, 터치 센싱 기간(DS) 동안, 선택 회로(1110)는 센싱 모드의 타입(터치 센싱 모드)에 따라 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)과 제1 터치 전극(TE1) 중 제1 터치 전극(TE1)을 센싱 대상으로 선택하고, 선택된 제1 터치 전극(TE1)을 제1 터치 라인(TL1)을 통해 제1 센싱 유닛(SU1)과 연결해줄 수 있다.

또한, 선택 회로(1110)는 제2 기준 전압(Vref2) 및 로드 프리 구동 신호(LFDS)를 입력 받고, 제2 기준 전압(Vref2) 및 로드 프리 구동 신호(LFDS) 중 센싱 모드의 타입에 맞는 하나를 연결된 터치 전극들(TE) 및/또는 연결된 디스플레이 센싱 라인(DSL) 중 적어도 하나로 출력할 수 있다.

예를 들어, 디스플레이 센싱 기간(DS) 동안, 선택 회로(1110)는 제2 기준 전압(Vref2)을 제1 터치 전극(TE1) 및 제2 터치 전극(TE2)으로 공급할 수 있다. 이때, 선택 회로(1110)는 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)과 제1 센싱 유닛(SU1)을 연결해줄 수 있다. 이에 따라, 제1 센싱 유닛(SU1)은 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)으로 제1 기준 전압(Vref1)을 공급할 수 있다.

예를 들어, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 선택 회로(1110)는, 로드 프리 구동을 위하여, 로드 프리 구동 신호(LFDS)를 넌-센싱 타겟인 제2 터치 전극(TE2)과 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)으로 공급할 수 있다. 이때, 선택 회로(1110)는 제1 터치 전극(TE1)과 제1 센싱 유닛(SU1)을 제1 터치 라인(TL1)을 통해 연결해줄 수 있다. 이에 따라, 제1 센싱 유닛(SU1)은 제1 터치 라인(TL1)을 통해 제1 터치 전극(TE1)으로 터치 구동 신호(TDS)를 공급할 수 있다.

도 11을 참조하면, 제1 센싱 유닛(SU1)은 센싱 모드의 타입에 따라 선택 회로(1110)에 의해 센싱 대상으로 선택된 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1) 또는 제1 터치 전극(TE1)을 센싱하기 위해 구성될 수 있다.

도 11을 참조하면, 제1 센싱 유닛(SU1)은, 센싱 모드가 디스플레이 센싱 모드일 때 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)과 연결될 수 있고, 센싱 모드가 터치 센싱 모드일 때 제1 터치 전극(TE1)과 연결되는 전하 증폭기(1120)를 포함할 수 있다.

또한, 제1 센싱 유닛(SU1)은 적분기(1140) 및 샘플 앤드 홀드(S/H: Sample and Hold, 1150)를 포함할 수 있다.

또한, 제1 센싱 유닛(SU1)은 제1 기준 전압(Vref1)과 터치 구동 신호(TDS) 중 하나를 센싱 모드의 타입에 맞는 센싱 구동용 신호로서 전하 증폭기(1120)로 전달해주기 위한 센싱 전원 스위치(1130)를 더 포함할 수 있다.

제1 센싱 유닛(SU1) 내 전하 증폭기(1120)는, 센싱 모드의 타입에 따라 제1 기준 전압(Vref1) 또는 터치 구동 신호(TDS)가 입력되는 제1 입력 노드(IN1), 선택 회로(1110)에 의해 센싱 대상으로 선택된 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1) 또는 제1 터치 전극(TE1)과 전기적으로 연결되는 제2 입력 노드(IN2), 및 출력 신호가 출력되는 출력 노드(OUT)를 포함할 수 있고, 제2 입력 노드(IN2)와 출력 노드(OUT) 사이에 연결된 피드백 캐패시터(Cfb)를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 전하 증폭기(1120)는 연산 증폭기로 구현될 수 있다.

도 11을 참조하면, 제1 입력 노드(IN1)는 센싱 모드의 타입에 따라 제1 기준 전압(Vref1) 또는 터치 구동 신호(TDS)가 입력되는 노드로서, 비 반전 노드일 수 있다.

디스플레이 센싱 모드로 동작하는 디스플레이 센싱 기간(DS) 동안, 제1 기준 전압(Vref1)이 디스플레이 센싱을 위한 센싱 구동용 신호로서 제1 입력 노드(IN1)에 입력될 수 있다.

터치 센싱 모드로 동작하는 터치 센싱 기간(TS) 동안, 터치 구동 신호(TDS)가 터치 센싱을 위한 센싱 구동용 신호로서 제1 입력 노드(IN1)에 입력될 수 있다.

도 11을 참조하면, 제2 입력 노드(IN2)는 선택 회로(1110)에 의해 센싱 대상으로 선택된 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1) 또는 제1 터치 전극(TE1)과 전기적으로 연결되는 노드로서, 반전 노드일 수 있다.

디스플레이 센싱 모드로 동작하는 디스플레이 센싱 기간(DS) 동안, 제2 입력 노드(IN2)는 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 센싱 기간(DS)의 전체 또는 일부 기간(Tinit) 동안, 제1 입력 노드(IN1)로 입력된 제1 기준 전압(Vref1)이 제2 입력 노드(IN2)를 통해 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)으로 공급될 수 있다.

그리고, 디스플레이 센싱 기간(DS)의 전체 또는 일부 기간(도 5 및 도 6의 샘플링 기간(Tsam)과 시간적으로 대응됨) 동안, 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)의 전기적인 상태를 반영하는 전하가 제2 입력 노드(IN2)로 유입될 수 있다.

터치 센싱 모드로 동작하는 터치 센싱 기간(TS) 동안, 제2 입력 노드(IN2)는 제1 터치 라인(TL1)을 통해 제1 터치 전극(TE1)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 제1 입력 노드(IN1)로 입력된 터치 구동 신호(TDS)가 제2 입력 노드(IN2)를 통해 제1 터치 라인(TL1)에 공급되어, 제1 터치 전극(TE1)에 인가될 수 있다.

그리고, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 제1 터치 전극(TE1)의 전기적인 상태(예: 캐패시턴스 또는 그 변화)를 반영하는 전하가 제2 입력 노드(IN2)로 유입될 수 있다.

도 11을 참조하면, 디스플레이 센싱 기간(DS) 동안, 디스플레이 센싱 동작에 따라, 제1 서브 픽셀(SP1) 내 소자의 특성치(예: 구동 트랜지스터의 문턱전압 또는 이동도)를 반영하는 전기량(예: 전압, 전류, 전하량) 또는 이와 대응되는 전하가 전하 증폭기(1120)의 피드백 캐패시터(Cfb)에 충전될 수 있다.

이에 따라, 전하 증폭기(1120)의 피드백 캐패시터(Cfb)에 충전된 전하에 해당하는 출력 신호가 출력 노드(OUT)로 출력될 수 있다.

적분기(1140)는 센싱 정확도를 높이기 위하여, 센싱 동작으로 얻어진 출력 신호의 값을 키우기 위한 회로서, 전하 증폭기(1120)의 출력 노드(OUT)에서 출력된 출력 신호를 적분하여 적분 값으로 출력할 수 있다.

샘플 앤드 홀드(1150)는 적분기(1140)에서 출력된 적분 값을 일정 시간 동안 저장해두는 회로일 수 있다. 샘플 앤드 홀드(1150)는 적분기(1140)에서 출력된 적분 값을 저장하고 있다가 적분기(1140)에서 새로운 적분 값이 출력되면, 그 전에 저장되어 있던 적분 값을 출력할 수 있다.

변환기(1160)는 제1 센싱 유닛(SU1)의 샘플 앤드 홀드(1150)에서 출력된 값을 디지털 값으로 변환하여 디스플레이 센싱값을 생성할 수 있다. 변환기(1160)는 아날로그 디지털 컨버터로 구현될 수 있다.

이에 따라, 터치 디스플레이 구동 회로(900)는 디스플레이 센싱값을 디스플레이 컨트롤러(140)로 전송할 수 있다. 디스플레이 컨트롤러(140)는 디스플레이 센싱값을 수신하고, 이를 토대로 제1 서브 픽셀(SP1) 내 소자의 특성치 또는 그 변화(편차)를 파악하여, 다른 서브 픽셀(SP)과의 특성치 편차를 줄여주거나 제거할 수 있는 보상값을 산출하여 저장해둘 수 있다.

디스플레이 컨트롤러(140)는, 향후에 영상 데이터를 제1 서브 픽셀(SP1)로 공급할 타이밍에 되었을 때, 공급할 영상 데이터를 보상값에 기초하여 변경하여 변경된 영상 데이터를 터치 디스플레이 구동 회로(900)로 제공할 수 있다.

도 11을 참조하면, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 터치 센싱 동작에 따라, 제1 터치 전극(TE1)에서의 캐패시턴스(예: 셀프-캐패시턴스 또는 뮤추얼 캐패시턴스)에 대응되는 전기량(예: 전압, 전류, 전하량) 또는 이와 대응되는 전하가 전하 증폭기(1120)의 피드백 캐패시터(Cfb)에 충전될 수 있다.

샘플 앤드 홀드(1150)는 적분기(1140)에서 출력된 적분 값을 저장하고 있다가 적분기(1140)에서 새로운 적분 값이 출력되면, 그 전에 저장되어 있던 적분 값을 출력할 수 있다.

변환기(1160)는 제1 센싱 유닛(SU1)의 샘플 앤드 홀드(1150)에서 출력된 값을 디지털 값으로 변환하여 터치 센싱값을 생성할 수 있다.

이에 따라, 터치 디스플레이 구동 회로(900)는 터치 센싱값을 터치 컨트롤러(320)로 전송할 수 있다. 터치 컨트롤러(320)는 다수의 터치 전극(TE)에 대하여 생성된 터치 센싱값을 수신하고, 이를 토대로 터치 유무 또는 터치 좌표를 결정할 수 있다.

도 12는 본 개시의 실시 예들에 따른 데이터 라인 구동부(1200)를 포함하는 터치 디스플레이 구동 회로(900)를 나타낸다.

도 12를 참조하면, 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 구동 회로(900)는 다수의 데이터 라인(DL)을 구동하기 위한 데이터 라인 구동부(1200)를 더 포함할 수 있다.

데이터 라인 구동부(1200)는 통상적인 데이터 구동 회로(120) 또는 이를 구현한 소스 드라이버 집적회로(SDIC)와 대응되는 구성일 수 있다.

다만, 데이터 라인 구동부(1200)는, 통상적인 데이터 구동 회로(120) 또는 이를 구현한 소스 드라이버 집적회로(SDIC)와 다르게, 디스플레이 구동 기간(DISP) 동안에는 영상 표시를 위한 데이터 전압(Vdata)을 해당 데이터 라인(DL)으로 출력하고, 디스플레이 센싱 기간(DS) 동안에는 디스플레이 센싱 구동용 데이터 전압(Vdata)를 해당 데이터 라인(DL)으로 출력하고, 터치 센싱 기간(TS) 동안에는 터치 구동 신호(TDS)와 신호 파형(주파수, 진폭 등)이 대응되고 위상이 동일한 로드 프리 구동 신호(LFDS)를 데이터 라인들(DL)로 출력할 수 있다.

데이터 라인 구동부(1200)가 디스플레이 센싱 기간(DS) 동안에 출력하는 디스플레이 센싱 구동용 데이터 전압(Vdata)은 도 5 및 도 6의 디스플레이 센싱 구동용 데이터 전압(Vdata_SEN)과 대응될 수 있다.

도 12를 참조하면, 데이터 라인 구동부(1200)는, 3가지 동작 기간(디스플레이 구동 기간, 디스플레이 센싱 기간, 터치 센싱 기간)에 맞는 신호를 출력하기 위해서, 2가지 이상의 데이터 라인 스위치(SW_A1, SW_B1)를 포함할 수 있다.

제1 데이터 라인 스위치(SW_A1)가 턴-온 되고, 제2 데이터 라인 스위치(SW_B1)가 턴-오프 되는 경우, 데이터 라인 구동부(1200)는, 영상 표시를 위한 데이터 전압(Vdata)을 해당 데이터 라인(DL)으로 출력하거나, 디스플레이 센싱 구동용 데이터 전압(Vdata)를 해당 데이터 라인(DL)으로 출력할 수 있다.

제2 데이터 라인 스위치(SW_B1)가 턴-온 되고, 제1 데이터 라인 스위치(SW_A1)가 턴-오프 되는 경우, 데이터 라인 구동부(1200)는, 터치 구동 신호(TDS)와 신호 파형(주파수, 진폭 등)이 대응되고 위상이 동일한 로드 프리 구동 신호(LFDS)를 데이터 라인들(DL)로 출력할 수 있다.

이하에서는, 디스플레이 센싱 모드와 터치 센싱 모드 각각에서 터치 디스플레이 구동 회로(900)의 신호 공급 처리에 대하여, 도 13 및 도 14를 참조하여 간략하게 다시 설명한다.

도 13은 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 센싱 모드가 디스플레이 센싱 모드인 경우, 터치 디스플레이 구동 회로(900)에 의한 디스플레이 센싱 동작을 간략하게 나타낸 다이어그램이다.

도 13을 참조하면, 디스플레이 센싱 기간(DS) 동안, 선택 회로(1110)에 의해 센싱 대상으로서 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)이 선택되고, 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)이 제1 센싱 유닛(SU1)과 연결될 수 있다.

이에 따라, 디스플레이 센싱 기간(DS) 동안, 제1 센싱 유닛(SU1)은 전압 레벨이 일정한 제1 기준 전압(Vref1)을 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)에 공급할 수 있다.

그리고, 디스플레이 센싱 기간(DS) 동안, 선택 회로(1110)는 제1 기준 전압(Vref1)과 대응되는 제2 기준 전압(Vref2)을 제1 및 제2 터치 전극(TE1, TE2)이 포함된 다수의 터치 전극(TE)으로 공급할 수 있다.

한편, 센싱 모드가 디스플레이 센싱 모드인 디스플레이 센싱 기간(DS)은 제1 기간 및 제2 기간을 포함할 수 있다.

제1 기간 동안, 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)에 제1 기준 전압(Vref1)이 인가될 수 있다. 제1 기간 이후 제2 기간 동안, 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)은 전기적으로 플로팅 되고, 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)의 전압이 변동될 수 있다. 예를 들어, 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)의 전압의 변동은 시간 경과에 따른 전압 상승 또는 전압 하강을 의미할 수 있다. 또한, 제1 기간 동안, 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)의 전압 변동은 시간의 경과에 따라 전압 레벨의 상승과 하강이 반복되는 것을 의미하지 않고, 시간의 경과에 따라 전압 상승이 지속되거나 전압 상승 후 전압 포화(voltage saturation)가 되는 변동을 의미할 수 있거나, 또는 시간의 경과에 따라 전압 하강이 지속되거나 전압 하강 후 전압 포화가 되는 변동을 의미할 수도 있다.

제1 기간은 도 5 및 도 6의 초기화 기간(Tinit)과 구동 방식 및 전압 상태 변화 등이 대응될 수 있다. 제2 기간은 도 5 및 도 6의 트래킹 기간(Ttrack)과 구동 방식 및 전압 상태 변화 등이 대응될 수 있다. 제2 기간은 도 5 및 도 6의 샘플링 기간(Tsam)을 포함할 수도 있다.

도 5 또는 도 6을 참조하면, 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)의 전압 변동 값(예: 전압 상승 값 또는 전압 하강 값) 또는 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)의 전압 변동 속도(예: 전압 상승 속도 또는 전압 하강 속도)는, 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)과 연결된 제1 서브 픽셀(SP1) 내 구동 트랜지스터(DRT))의 특성치(문턱 전압, 이동도) 또는 발광 소자(ED)의 특성치에 따라 달라질 수 있다.

전술한 바와 같이, 센싱 모드가 디스플레이 센싱 모드인 디스플레이 센싱 기간(DS)은 액티브 기간들(Ta) 사이의 블랭크 기간(Tb)에 포함될 수 있다. 이러한 디스플레이 센싱 기간(DS)을 도 8의 실시간-디스플레이 센싱 기간(DS_RT)이라고 한다.

전술한 바와 같이, 센싱 모드가 디스플레이 센싱 모드인 디스플레이 센싱 기간(DS)은 파워-오프 신호가 발생한 이후에 시작될 수 있다. 이러한 디스플레이 센싱 기간(DS)을 도 8의 오프-디스플레이 센싱 기간(DS_OFF)이라고 한다.

도 14는 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 센싱 모드가 터치 센싱 모드인 경우, 터치 디스플레이 구동 회로(900)에 의한 터치 센싱 동작을 간략하게 나타낸 다이어그램이다.

도 14를 참조하면, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 선택 회로(1110)에 의해 센싱 대상으로서 제1 터치 전극(TE1)이 선택되고, 제1 터치 전극(TE1)이 제1 터치 라인(TL1)을 통해 제1 센싱 유닛(SU1)과 전기적으로 연결될 수 있다.

이에 따라, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 제1 센싱 유닛(SU1)은 전압 레벨이 변동 되는 터치 구동 신호(TDS)를 제1 터치 라인(TL1)을 통해 제1 터치 전극(TE1)에 공급할 수 있다.

그리고, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 로드 프리 구동을 위하여, 선택 회로(1110)는 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 로드 프리 구동 신호(LFDS)를 센싱 대상이 아닌 넌-센싱 타겟인 제2 터치 전극(TE2)을 포함하는 다른 터치 전극(TE)으로 공급할 수 있다.

또한, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 로드 프리 구동을 위하여, 선택 회로(1110)는 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 로드 프리 구동 신호(LFDS)를 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)을 포함하는 다수의 디스플레이 센싱 라인(DSL)으로 공급할 수 있다.

전술한 바와 같이, 센싱 모드가 터치 센싱 모드인 터치 센싱 기간(TS)은 액티브 기간들(Ta) 사이의 블랭크 기간(Tb)에 포함될 수 있다. 즉, 터치 센싱은 디스플레이 구동과 다른 시간대에 진행될 수 있다.

또한, 센싱 모드가 터치 센싱 모드인 터치 센싱 기간(TS)은 액티브 기간(Ta)의 전체 또는 일부와 시간적으로 중첩될 수 있다. 즉, 터치 센싱은 디스플레이 구동과 동일 시간대 또는 겹치는 시간대에 진행될 수 있다.

이하에서는, 도 11의 터치 디스플레이 구동 회로(900)에 대한 더욱 상세한 예를 설명한다. 특히, 터치 디스플레이 구동 회로(900) 내 선택 회로(1110)의 상세 구조를 설명한다. 이를 위해, 제1 터치 전극(TE1), 제2 터치 전극(TE2), 제1 서브 픽셀(SP1), 제2 서브 픽셀(SP2)을 예로 든다.

도 15는 본 개시의 실시 예들에 따른 터치 디스플레이 구동 회로(900)를 보다 상세하게 나타낸다. 도 16은 도 15의 터치 디스플레이 구동 회로(900)의 디스플레이 센싱 동작을 나타내고, 도 17은 도 15의 터치 디스플레이 구동 회로(900)의 터치 센싱 동작을 나타낸다. 단, 이하에서는, 도 11 내지 도 14에서 설명한 내용과 차이점이 있거나 추가적인 내용을 위주로 설명하고 공통된 내용에 대한 설명은 생략할 수 있다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 예시된 제2 서브 픽셀(SP2)은 제1 서브 픽셀(SP1)과 동일한 서브 픽셀 행(또는 동일한 서브 픽셀 열)에 배치되는 서브 픽셀일 수 있다. 제1 서브 픽셀(SP1)과 제2 서브 픽셀(SP2)은 동일한 게이트 라인(SCL, SENL)로부터 동일한 게이트 신호(SCAN, SENSE)를 공급 받을 수 있다. 이에 따라, 제1 서브 픽셀(SP1)과 제2 서브 픽셀(SP2)은 동일한 디스플레이 센싱 기간(DS) 동안 동시에 센싱(디스플레이 센싱)될 수 있다.

도 15 및 도 17을 참조하면, 임의의 하나의 터치 센싱 기간(TS) 동안, 제1 터치 전극(TE1)이 센싱 되고, 제2 터치 전극(TE2)은 센싱 되지 않을 수 있다. 즉, 임의의 하나의 터치 센싱 기간(TS) 동안, 제1 터치 전극(TE1)은 센싱 타겟이고, 제2 터치 전극(TE2)은 넌-센싱 타겟일 수 있다.

도 15를 참조하면, 터치 디스플레이 구동 회로(900) 내 센싱 유닛 리스트(SUL)가 제1 센싱 유닛(SU1)과 제2 센싱 유닛(SU2)를 포함하여 다수의 센싱 유닛을 포함할 수 있다. 센싱 유닛 리스트(SUL)에 포함된 센싱 유닛의 개수는, 동시에 센싱되는 터치 전극(TE)의 개수와 동시에 센싱되는 디스플레이 센싱 라인(DSL)의 개수 중 큰 값 이상일 수 있다.

도 15를 참조하면, 제1 센싱 유닛(SU1)과 제2 센싱 유닛(SU2)은 동일한 내부 구성요소(1120, 1130, 1140, 1150 등)를 포함할 수 있다.

도 15를 참조하면, 선택 회로(1110)는 제2 기준 전압(Vref2) 및 로드 프리 구동 신호(LFDS) 중 하나를 선택적으로 입력 받기 위하여 보조 전원 스위치(1500)를 더 포함할 수 있다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 보조 전원 스위치(1500)는 디스플레이 센싱 기간(DS) 동안, 제2 기준 전압(Vref2)을 입력 받을 수 있도록 스위칭 동작을 수행할 수 있다.

도 15 및 도 17을 참조하면, 보조 전원 스위치(1500)는 터치 센싱 기간(TS) 동안, 로드 프리 구동 신호(LFDS)를 입력 받을 수 있도록 스위칭 동작을 수행할 수 있다.

전술한 바와 같이, 제1 센싱 유닛(SU1)과 제2 센싱 유닛(SU2)은 동일한 내부 구성요소(1120, 1130, 1140, 1150 등)를 포함할 수 있다.

도 15를 참조하면, 제1 센싱 유닛(SU1)은 센싱 모드의 타입에 따라 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1) 및 제1 터치 전극(TE1) 중 하나에서의 전하와 대응되는 출력 신호를 증폭하여 출력하는 전하 증폭기(1120), 제1 기준 전압(Vref1)과 터치 구동 신호(TDS) 중 하나를 센싱 모드의 타입에 맞는 센싱 구동용 신호로서 전하 증폭기(1120)로 전달해주기 위한 센싱 전원 스위치(1130), 전하 증폭기(1120)의 출력 신호를 적분하여 적분값을 출력하는 적분기(1140), 및 적분값의 신호를 저장하는 샘플 앤드 홀드(1150) 등을 포함할 수 있다.

도 15를 참조하면, 제1 센싱 유닛(SU1) 내 전하 증폭기(1120)는, 센싱 모드의 타입에 따라 제1 기준 전압(Vref1) 또는 터치 구동 신호(TDS)가 입력되는 제1 입력 노드(IN1), 센싱 대상으로 선택된 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1) 또는 제1 터치 전극(TE1)과 전기적으로 연결되는 제2 입력 노드(IN2), 출력 신호가 출력되는 출력 노드(OUT), 및 제2 입력 노드(IN2)와 출력 노드(OUT) 사이에 연결된 피드백 캐패시터(Cfb)를 포함할 수 있다.

도 16을 참조하면, 제1 센싱 유닛(SU1)의 전하 증폭기(1120)는, 센싱 모드가 디스플레이 센싱 모드일 때 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)과 연결될 수 있다. 디스플레이 센싱 기간(DS) 동안, 제1 센싱 유닛(SU1)은 전압 레벨이 일정한 제1 기준 전압(Vref1)을 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)에 공급할 수 있다.

도 17을 참조하면, 제1 센싱 유닛(SU1)의 전하 증폭기(1120)는, 센싱 모드가 터치 센싱 모드일 때 제1 터치 전극(TE1)과 연결될 수 있다. 터치 센싱 기간(TS) 동안, 제1 센싱 유닛(SU1)은 전압 레벨이 변동 되는 터치 구동 신호(TDS)를 제1 터치 라인(TL1)을 통해 제1 터치 전극(TE1)에 공급할 수 있다.

도 15를 참조하면, 제2 센싱 유닛(SU2)은 센싱 모드의 타입에 따라 제2 디스플레이 센싱 라인(DSL2) 및 제2 터치 전극(TE2) 중 하나에서의 전하와 대응되는 출력 신호를 증폭하여 출력하는 전하 증폭기(1120), 제1 기준 전압(Vref1)과 터치 구동 신호(TDS) 중 하나를 센싱 모드의 타입에 맞는 센싱 구동용 신호로서 전하 증폭기(1120)로 전달해주기 위한 센싱 전원 스위치(1130), 전하 증폭기(1120)의 출력 신호를 적분하여 적분값을 출력하는 적분기(1140), 및 적분값의 신호를 저장하는 샘플 앤드 홀드(1150) 등을 포함할 수 있다.

도 15를 참조하면, 제2 센싱 유닛(SU2) 내 전하 증폭기(1120)는, 센싱 모드의 타입에 따라 제1 기준 전압(Vref1) 또는 터치 구동 신호(TDS)가 입력되는 제1 입력 노드(IN1), 센싱 대상으로 선택된 제2 디스플레이 센싱 라인(DSL2) 또는 제2 터치 전극(TE2)과 전기적으로 연결되는 제2 입력 노드(IN2), 출력 신호가 출력되는 출력 노드(OUT), 및 제2 입력 노드(IN2)와 출력 노드(OUT) 사이에 연결된 피드백 캐패시터(Cfb)를 포함할 수 있다.

도 16을 참조하면, 제2 센싱 유닛(SU2)의 전하 증폭기(1120)는, 센싱 모드가 디스플레이 센싱 모드일 때 제2 디스플레이 센싱 라인(DSL2)과 연결될 수 있다. 디스플레이 센싱 기간(DS) 동안, 제2 센싱 유닛(SU2)은 전압 레벨이 일정한 제1 기준 전압(Vref1)을 제2 디스플레이 센싱 라인(DSL2)에 공급할 수 있다.

도 17을 참조하면, 제2 센싱 유닛(SU2)의 전하 증폭기(1120)는 센싱 모드가 터치 센싱 모드일 때 터치 넌-센싱 영역(TNSA)에 배치되는 제2 터치 전극(TE2)과 연결되지 않을 수 있다. 터치 넌-센싱 영역(TNSA)에 배치되는 제2 터치 전극(TE2)은 제2 터치 라인 스위치(SW_TL2)를 통해 제2 보조 노드(Na2)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 보조 전원 스위치(1500)를 통해 공급되는 로드 프리 구동 신호(LFDS)가 제2 보조 노드(Na2)와 연결된 제2 터치 라인(TL2)을 통해 제2 터치 전극(TE2)에 공급될 수 있다.

도 15를 참조하면, 선택 회로(1110)는, 제1 센싱 노드(Ns1) 및 제1 보조 노드(Na1)를 포함하고, 제1 디스플레이 센싱 라인 스위치(SW_DSL1) 및 제1 터치 라인 스위치(SW_TL1)를 포함할 수 있다.

제1 디스플레이 센싱 라인 스위치(SW_DSL1)는 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)을 제1 센싱 노드(Ns1)와 제1 보조 노드(Na1) 중 하나의 노드와 연결해줄 수 있다.

제1 터치 라인 스위치(SW_TL1)는 제1 센싱 노드(Ns1)와 제1 보조 노드(Na1) 중에서 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)이 연결되지 않은 노드와 연결해줄 수 있다.

제1 센싱 노드(Ns1)는 제1 센싱 유닛(SU1)과 연결될 수 있다.

센싱 모드의 타입에 따라 제2 기준 전압(Vref2) 또는 로드 프리 구동 신호(LFDS) 중 하나가 선택적으로 제1 보조 노드(Na1)에 인가될 수 있다.

도 15를 참조하면, 선택 회로(1110)는, 제2 센싱 노드(Ns2) 및 제2 보조 노드(Na2)를 포함하고, 제2 디스플레이 센싱 라인 스위치(SW_DSL2) 및 제2 터치 라인 스위치(SW_TL2)를 포함할 수 있다.

제2 디스플레이 센싱 라인 스위치(SW_DSL2)는 제2 디스플레이 센싱 라인(DSL2)을 제2 센싱 노드(Ns2)와 제2 보조 노드(Na2) 중 하나의 노드와 연결해줄 수 있다.

제2 터치 라인 스위치(SW_TL2)는 제2 센싱 노드(Ns2)와 제2 보조 노드(Na2) 중에서 제2 디스플레이 센싱 라인(DSL2)이 연결되지 않은 노드와 연결해줄 수 있다.

제2 센싱 노드(Ns2)는 제2 센싱 유닛(SU2)과 연결될 수 있다.

센싱 모드의 타입에 따라 제2 기준 전압(Vref2) 또는 로드 프리 구동 신호(LFDS) 중 하나가 선택적으로 제2 보조 노드(Na2)에 인가될 수 있다.

도 16을 참조하면, 디스플레이 센싱 기간(DS)은, 제1 디스플레이 센싱 라인 스위치(SW_DSL1)에 의해 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)과 제1 센싱 노드(Ns1)가 전기적으로 연결되는 기간(도 5 및 도 6의 초기화 기간(Tinit))을 포함할 수 있다.

디스플레이 센싱 기간(DS) 동안, 제1 터치 라인 스위치(SW_TL1)는 제1 터치 라인(TL1)을 제1 보조 노드(Na1)에 연결해줄 수 있다. 이에 따라, 제2 기준 전압(Vref2)이 제1 보조 노드(Na1)에 인가될 수 있고, 제1 보조 노드(Na1)에 연결된 제1 터치 라인(TL1)을 통해 제1 터치 전극(TE1)에 공급될 수 있다.

도 16을 참조하면, 디스플레이 센싱 기간(DS)은, 제2 디스플레이 센싱 라인 스위치(SW_DSL2)에 의해 제2 디스플레이 센싱 라인(DSL2)과 제2 센싱 노드(Ns2)가 전기적으로 연결되는 기간(도 5 및 도 6의 초기화 기간(Tinit))을 포함할 수 있다.

디스플레이 센싱 기간(DS) 동안, 제2 터치 라인 스위치(SW_TL2)는 제2 터치 라인(TL2)을 제2 보조 노드(Na2)에 연결해줄 수 있다. 이에 따라, 제2 기준 전압(Vref2)이 제2 보조 노드(Na2)에 인가될 수 있고, 제2 보조 노드(Na2)에 연결된 제2 터치 라인(TL2)을 통해 제2 터치 전극(TE2)에 공급될 수 있다.

도 17을 참조하면, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 제1 터치 라인 스위치(SW_TL1)는, 제1 터치 라인(TL1)을 제1 센싱 노드(Ns1)에 연결해줄 수 있다. 이에 따라, 제1 센싱 유닛(SU1)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS)가 제1 센싱 노드(Ns1)에 인가될 수 있고, 제1 센싱 노드(Ns1)과 연결된 제1 터치 라인(TL1)을 통해 제1 터치 전극(TE1)에 공급될 수 있다.

터치 센싱 기간(TS) 동안, 로드 프리 구동을 위하여, 제1 디스플레이 센싱 라인 스위치(SW_DSL1)는 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)과 제1 보조 노드(Na1)를 연결해줄 수 있다. 이에 따라, 로드 프리 구동 신호(LFDS)가 제1 보조 노드(Na1)에 인가되어, 제1 보조 노드(Na1)에 연결된 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)에 공급될 수 있다.

한편, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 제1 터치 전극(TE1)은 터치 센싱 영역(TSA)에 배치되는 센싱 타겟이지만, 제2 터치 전극(TE2)은 터치 넌-센싱 영역(TNSA)에 배치되는 넌-센싱 타겟이다.

따라서, 도 17에 도시된 바와 같이, 터치 센싱 기간(TS) 동안, 로드 프리 구동을 위하여, 제2 터치 라인 스위치(SW_TL2)는 제2 터치 라인(TL2)을 제2 보조 노드(Na2)에 연결해줄 수 있다. 이에 따라, 로드 프리 구동 신호(LFDS)가 제2 보조 노드(Na2)에 인가되어, 제2 보조 노드(Na2)에 연결된 제2 터치 라인(TL2)을 통해 제2 터치 전극(TE2)에 공급될 수 있다.

터치 센싱 기간(TS) 동안, 로드 프리 구동을 위하여, 제2 디스플레이 센싱 라인 스위치(SW_DSL2)는 제2 디스플레이 센싱 라인(DSL2)과 제2 보조 노드(Na2)를 연결해줄 수 있다. 이에 따라, 로드 프리 구동 신호(LFDS)가 제2 보조 노드(Na2)에 인가되어, 제2 보조 노드(Na2)에 연결된 제2 디스플레이 센싱 라인(DSL2)에 공급될 수 있다.

아래에서는, 이상에서 설명한 터치 디스플레이 구동 회로(900)가 수행하는 2가지의 서로 다른 센싱 동작(디스플레이 센싱, 터치 센싱)에 대하여 간략하게 설명한다.

도 18은 본 개시의 실시 예들에 따른 이종 센싱 동작 방법에 대한 흐름도이다.

도 18을 참조하면, 본 개시의 실시 예들에 따른 이종 센싱 동작 방법은 터치 센싱 모드 단계(S1810) 및 디스플레이 센싱 모드 단계(S1820)를 포함할 수 있다.

터치 센싱 모드 단계(S1810)에서, 터치 디스플레이 구동 회로(900)는, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 제1 터치 전극(TE1)과 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1) 중에서 센싱 모드의 타입에 따라 센싱 대상으로 선택된 제1 터치 전극(TE1)을 제1 센싱 유닛(SU1)과 전기적으로 연결하고, 제1 센싱 유닛(SU1)이 제1 터치 전극(TE1)을 센싱할 수 있다.

디스플레이 센싱 모드 단계(S1820)에서, 터치 디스플레이 구동 회로(900)는, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 제1 터치 전극(TE1)과 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1) 중에서 센싱 모드의 타입에 따라 센싱 대상으로 선택된 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)을 제1 센싱 유닛(SU1)과 전기적으로 연결하고, 제1 센싱 유닛(SU1)이 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)을 센싱 할 수 있다.

터치 센싱 모드 단계(S1810)에서, 터치 디스플레이 구동 회로(900) 내 제1 센싱 유닛(SU1)은, 전압 레벨이 변동 되는 터치 구동 신호(TDS)를 제1 터치 라인(TL1)을 통해 제1 터치 전극(TE1)에 공급할 수 있다.

디스플레이 센싱 모드 단계(S1820)에서, 터치 디스플레이 구동 회로(900) 내 제1 센싱 유닛(SU1)은, 전압 레벨이 일정한 제1 기준 전압(Vref1)을 제1 디스플레이 센싱 라인(DSL1)에 공급할 수 있다.

이상에서 설명한 본 개시의 실시 예들에 의하면, 디스플레이 구동뿐만 아니라, 2가지 센싱 동작(터치 센싱, 디스플레이 센싱)을 모두 수행할 수 있는 자체 발광 디스플레이 타입의 터치 디스플레이 장치(100), 터치 디스플레이 구동 회로(900), 및 이종 센싱 동작 방법을 제공할 수 있다.

본 개시의 실시 예들에 의하면, 터치 센싱 및 디스플레이 센싱을 융합하여 수행하는 터치 디스플레이 구동 회로(900)를 통해, 구동 회로 부품의 증가 없이도, 2가지의 서로 다른 센싱 동작을 효율적으로 수행할 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 실시 예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시 예에 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.

Claims

제1 터치 전극, 상기 제1 터치 전극과 연결된 제1 터치 라인, 상기 제1 터치 전극에 대응하여 위치하며 발광 소자 및 구동 트랜지스터를 포함하는 제1 서브 픽셀, 및 상기 제1 서브 픽셀에 대응하는 제1 디스플레이 센싱 라인을 포함하는 터치 디스플레이 패널; 및
센싱 모드의 타입에 따라 상기 제1 터치 전극과 상기 제1 디스플레이 센싱 라인 중에서 센싱 대상으로 선택된 하나를 센싱하기 위해 구성된 터치 디스플레이 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 센싱 모드가 디스플레이 센싱 모드인 경우,
상기 터치 디스플레이 구동 회로는, 전압 레벨이 일정한 제1 기준 전압을 상기 제1 디스플레이 센싱 라인에 공급하기 위해 구성되고, 상기 제1 기준 전압과 대응되는 제2 기준 전압을 상기 제1 터치 라인을 통해 상기 제1 터치 전극에 공급하기 위해 구성되고,
상기 센싱 모드가 터치 센싱 모드인 경우,
상기 터치 디스플레이 구동 회로는, 전압 레벨이 변동 되는 터치 구동 신호를 상기 제1 터치 라인을 통해 상기 제1 터치 전극에 공급하기 위해 구성되고, 상기 터치 구동 신호와 주파수 및 진폭이 대응되는 스윙 신호를 상기 제1 디스플레이 센싱 라인에 공급하기 위해 구성되는 터치 디스플레이 장치.
제2항에 있어서,
상기 센싱 모드가 상기 디스플레이 센싱 모드인 디스플레이 센싱 기간은 제1 기간 및 제2 기간을 포함하고,
상기 제1 기간 동안, 상기 제1 디스플레이 센싱 라인에 상기 제1 기준 전압이 인가되고,
상기 제1 기간 이후 제2 기간 동안, 상기 제1 디스플레이 센싱 라인은 전기적으로 플로팅 되고, 상기 제1 디스플레이 센싱 라인의 전압이 변동하는 터치 디스플레이 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 디스플레이 센싱 라인의 전압 변동 값 또는 상기 제1 디스플레이 센싱 라인의 전압 변동 속도는,
상기 제1 디스플레이 센싱 라인과 연결된 상기 제1 서브 픽셀 내 구동 트랜지스터 또는 발광 소자의 특성치에 따라 달라지는 터치 디스플레이 장치.
제2항에 있어서,
상기 센싱 모드가 상기 디스플레이 센싱 모드인 디스플레이 센싱 기간은 액티브 기간들 사이의 블랭크 기간에 포함되는 터치 디스플레이 장치.
제2항에 있어서,
상기 센싱 모드가 상기 디스플레이 센싱 모드인 디스플레이 센싱 기간은 파워-오프 신호가 발생한 이후에 시작되는 터치 디스플레이 장치.
제2항에 있어서,
상기 센싱 모드가 상기 터치 센싱 모드인 터치 센싱 기간은 액티브 기간들 사이의 블랭크 기간에 포함되는 터치 디스플레이 장치.
제2항에 있어서,
상기 센싱 모드가 상기 터치 센싱 모드인 터치 센싱 기간은 액티브 기간의 전체 또는 일부와 시간적으로 중첩되는 터치 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 터치 디스플레이 구동 회로는,
상기 센싱 모드의 타입에 따라 상기 제1 디스플레이 센싱 라인과 상기 제1 터치 전극 중 하나를 센싱 대상으로 선택하기 위해 구성된 선택 회로; 및
상기 센싱 대상으로 선택된 상기 제1 디스플레이 센싱 라인 또는 상기 제1 터치 전극을 센싱하기 위해 구성된 센싱 유닛을 포함하는 터치 디스플레이 장치.
제9항에 있어서,
상기 센싱 유닛은, 상기 센싱 모드가 디스플레이 센싱 모드일 때 상기 제1 디스플레이 센싱 라인과 연결되고, 상기 센싱 모드가 터치 센싱 모드일 때 상기 제1 터치 전극과 연결되는 전하 증폭기를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
제10항에 있어서,
상기 전하 증폭기는,
상기 센싱 모드의 타입에 따라 상기 제1 기준 전압 또는 상기 터치 구동 신호가 입력되는 제1 입력 노드;
상기 센싱 대상으로 선택된 상기 제1 디스플레이 센싱 라인 또는 상기 제1 터치 전극과 전기적으로 연결되는 제2 입력 노드;
출력 신호가 출력되는 출력 노드; 및
상기 제2 입력 노드와 상기 출력 노드 사이에 연결된 피드백 캐패시터를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
제9항에 있어서,
디스플레이 센싱 기간 동안, 상기 센싱 유닛은 전압 레벨이 일정한 제1 기준 전압을 상기 제1 디스플레이 센싱 라인에 공급하기 위해 구성되고,
터치 센싱 기간 동안, 상기 센싱 유닛은 전압 레벨이 변동 되는 터치 구동 신호를 상기 제1 터치 라인을 통해 상기 제1 터치 전극에 공급하기 위해 구성되는 터치 디스플레이 장치.
제9항에 있어서,
상기 선택 회로는,
상기 제1 디스플레이 센싱 라인을 제1 센싱 노드와 제1 보조 노드 중 하나의 노드와 연결해주는 제1 디스플레이 센싱 라인 스위치; 및
상기 제1 센싱 노드와 상기 제1 보조 노드 중에서 상기 제1 디스플레이 센싱 라인이 연결되지 않은 노드와 연결해주는 제1 터치 라인 스위치를 포함하고,
상기 제1 센싱 노드는 상기 센싱 유닛과 연결되고,
상기 센싱 모드의 타입에 따라 제2 기준 전압 또는 스윙 신호 중 하나가 선택적으로 상기 제1 보조 노드에 인가되는 터치 디스플레이 장치.
제13항에 있어서,
디스플레이 센싱 기간은, 상기 제1 디스플레이 센싱 라인 스위치에 의해 상기 제1 디스플레이 센싱 라인과 상기 제1 센싱 노드가 전기적으로 연결되는 기간을 포함하고,
상기 디스플레이 센싱 기간 동안, 상기 제1 터치 라인 스위치는 상기 제1 터치 라인을 상기 제1 보조 노드에 연결해주고, 상기 제2 기준 전압이 상기 제1 보조 노드에 인가되는 터치 디스플레이 장치.
제13항에 있어서,
터치 센싱 기간 동안, 상기 제1 디스플레이 센싱 라인 스위치는 상기 제1 디스플레이 센싱 라인과 상기 제1 보조 노드를 연결해주고, 상기 스윙 신호가 상기 제1 보조 노드에 인가되고,
상기 터치 센싱 기간 동안, 상기 제1 터치 라인 스위치는 상기 제1 터치 라인을 상기 제1 센싱 노드에 연결해주고, 상기 센싱 유닛에서 출력되는 상기 터치 구동 신호가 상기 제1 센싱 노드에 인가되는 터치 디스플레이 장치.
센싱 모드의 타입에 따라, 터치 디스플레이 패널에 배치된 제1 디스플레이 센싱 라인과 제1 터치 전극 중 하나를 센싱 대상으로 선택하기 위해 구성된 선택 회로; 및
상기 센싱 대상으로 선택된 상기 제1 디스플레이 센싱 라인 또는 상기 제1 터치 전극을 센싱하기 위해 구성된 센싱 유닛을 포함하는 터치 디스플레이 구동 회로.
제16항에 있어서,
상기 센싱 유닛은, 상기 센싱 모드가 디스플레이 센싱 모드일 때 상기 제1 디스플레이 센싱 라인과 연결되고, 상기 센싱 모드가 터치 센싱 모드일 때 상기 제1 터치 전극과 연결되는 전하 증폭기를 포함하는 터치 디스플레이 구동 회로.
제17항에 있어서,
상기 전하 증폭기는,
상기 센싱 모드의 타입에 따라 상기 제1 기준 전압 또는 상기 터치 구동 신호가 입력되는 제1 입력 노드;
상기 센싱 대상으로 선택된 상기 제1 디스플레이 센싱 라인 또는 상기 제1 터치 전극과 전기적으로 연결되는 제2 입력 노드;
출력 신호가 출력되는 출력 노드; 및
상기 제2 입력 노드와 상기 출력 노드 사이에 연결된 피드백 캐패시터를 포함하는 터치 디스플레이 구동 회로.
제16항에 있어서,
디스플레이 센싱 기간 동안, 상기 센싱 유닛은 전압 레벨이 일정한 제1 기준 전압을 상기 제1 디스플레이 센싱 라인에 공급하기 위해 구성되고,
터치 센싱 기간 동안, 상기 센싱 유닛은 전압 레벨이 변동 되는 터치 구동 신호를 상기 제1 터치 라인을 통해 상기 제1 터치 전극에 공급하기 위해 구성되는 터치 디스플레이 구동 회로.
터치 디스플레이 패널에 배치된 제1 터치 전극과 제1 디스플레이 센싱 라인 중에서 센싱 모드의 타입에 따라 센싱 대상으로 선택된 제1 터치 전극을 센싱 유닛과 전기적으로 연결하고, 상기 센싱 유닛이 상기 제1 터치 전극을 센싱하는 터치 센싱 모드 단계; 및
상기 제1 터치 전극과 상기 제1 디스플레이 센싱 라인 중에서 센싱 모드의 타입에 따라 센싱 대상으로 선택된 상기 제1 디스플레이 센싱 라인을 상기 센싱 유닛과 전기적으로 연결하고, 상기 센싱 유닛이 상기 제1 디스플레이 센싱 라인을 센싱하는 디스플레이 센싱 모드 단계를 포함하는 이종 센싱 동작 방법.