KR102284593B1 - 터치 표시 구동 집적 회로 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 터치 표시 구동 집적 회로(TDDIC; Touch Display Driving Integrated Circuit)는 터치 표시 패널을 제어하도록 구성된다. TDDIC는 터치 표시 패널에 대한 터치 스캔 동작을 수행하도록 구성되는 터치 구동 회로, 및 터치 표시 패널에 대한 표시 동작을 수행하도록 구성되는 표시 구동 회로를 포함한다. 터치 구동부는 제1 터치 스캔 주파수를 갖는 제1 동작 모드로 동작하고, 제1 동작 모드에서 터치 표시 패널로부터 터치가 검출된 경우, 검출된 터치에 응답하여 제1 터치 스캔 주파수와 다른 제2 터치 스캔 주파수를 갖는 제2 동작 모드로 동작한다.

Description

터치 표시 구동 집적 회로 및 그것의 동작 방법{TOUCH DISPLAY DIRVING INTEGRATED CIRCUIT AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 터치 표시 구동 집적 회로 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 복수의 게이트 라인들, 복수의 데이터 라인들, 및 복수의 픽셀들 포함한다. 복수의 픽셀들 각각은 복수의 게이트 라인들 및 복수의 데이터 라인들과 각각 연결된다. 표시 장치는 복수의 게이트 라인들을 각각 제어하는 게이트 구동 회로 및 복수의 데이터 라인들을 각각 제어하는 데이터 구동 회로를 포함한다. 게이트 구동 회로는 복수의 게이트 라인들 각각에 게이트 신호를 제공하고, 데이터 구동 회로는 복수의 데이터 라인들 각각에 데이터 신호를 제공한다.
최근에는, 사용자 단말기가 소형화됨에 따라, 표시 장치 및 터치 패널이 결합된 인-셀 타입의 터치 표시 장치(touch display device)가 개발되고 있다. 터치 표시 장치는 터치 패널 및 표시 장치의 패널을 서로 결합하여 터치 패널 및 표시 패널이 차지하는 면적을 감소시킨다. 그러나 터치 패널 및 표시 패널이 서로 결합됨에 따라 구동 방식에 따른 문제점들(예를 들어, 전력 소모 증가, 노이즈 발생 등)이 유발되며, 이를 해결하기 위한 다양한 구동 방식들 및 장치들이 개발되고 있다.
본 발명은 상술된 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로써, 본 발명은 사용자의 터치 유무에 따라 동작 모드를 변환하는 터치 표시 구동 집적 회로 및 그것의 동작 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 표시 패널을 제어하도록 구성되는 터치 표시 구동 집적 회로(TDDIC; Touch Display Driving Integrated Circuit)는 상기 터치 표시 패널에 대한 터치 스캔 동작을 수행하도록 구성되는 터치 구동 회로, 및 상기 터치 표시 패널에 대한 표시 동작을 수행하도록 구성되는 표시 구동 회로를 포함하고, 상기 터치 구동부는 제1 터치 스캔 주파수를 갖는 제1 동작 모드로 동작하고, 상기 제1 동작 모드에서 상기 터치 표시 패널로부터 터치가 검출된 경우, 상기 검출된 터치에 응답하여 상기 제1 터치 스캔 주파수와 다른 제2 터치 스캔 주파수를 갖는 제2 동작 모드로 동작하도록 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 표시 패널을 제어하도록 구성되는 터치 표시 구동 집적 회로(TDDIC; Touch Display Driving Integrated Circuit)의 동작 방법은 수직 동기 신호의 수직 블랭크 구간에서 터치 스캔 동작을 수행하는 제1 동작 모드로 동작하는 단계, 상기 제1 동작 모드에서 터치를 검출하는 단계, 및 상기 검출된 터치에 응답하여, 상기 수직 동기 신호의 1주기 동안 복수의 서브 표시 동작 및 복수의 서브 터치 동작을 교번하여 수행하는 제2 동작 모드로 동작하는 단계를 포함한다.
본 발명은 사용자의 터치 유무에 따라 동작 모드를 변환하는 터치 표시 구동 집적 회로(TDDIC; Touch를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 사용자의 터치가 없는 경우 TDDIC는 검출 모드(Detection Mode)로 동작함으로써 전력 소모 및 노이즈 발생을 감소시킬 수 있다. 사용자의 터치가 검출된 경우 TDDIC는 활성 모드(Activation Mode)로 동작함으로써, 사용자의 터치 검출 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서, 향상된 성능 및 감소된 소비 전력을 갖는 터치 표시 구동 집적 회로 및 그것의 동작 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 표시 장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 터치 표시 장치의 터치 전극 및 픽셀의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 터치 표시 장치의 표시 구간 및 터치 구간을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 4는 도 1의 TDDIC(Touch Display Driving Integrated Circuit)의 동작을 보여주는 순서도이다.
도 5는 도 1의 터치 표시 패널을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6 내지 도 8은 터치 스캔 방식을 설명하기 위한 타이밍도들이다.
도 9는 도 4의 TDDIC의 동작을 예시적으로 설명하기 위한 타이밍도들이다.
도 10은 도 1의 TDDIC의 동작을 보여주는 순서도이다.
도 11은 도 1의 TDDIC의 동작을 보여주는 순서도이다.
도 12는 도 1의 TDDIC의 동작을 보여주는 순서도이다.
도 13은 본 발명에 따른 집적 회로를 보여주는 블록도이다.
도 14는 본 발명에 따른 터치 표시 장치를 보여주는 블록도이다.
도 15는 본 발명에 따른 터치 표시 패널이 적용된 사용자 장치를 예시적으로 보여주는 블록도이다.
이하에서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다.
이하에서, 표시 동작은, 터치 구동 집적 회로(TDDIC; Touch Display Driving Integrated Circuit)가 픽셀들을 통해 영상 정보를 표시하는 동작을 가리키고, 터치 스캔 동작은 TDDIC가 사용자의 터치를 검출하기 위한 동작을 가리킨다.
이하에서, 표시 구간(display period)은 TDDIC에 의해 표시 동작이 수행되는 구간을 가리키고, 터치 구간(touch period)은 TDDIC에 의해 터치 스캔 동작이 수행되는 구간을 가리키기 위하여 사용된다.
그러나, 설명의 편의를 위하여, "TDDIC가 표시 동작을 수행하는 것" 및 "TDDIC가 표시 구간을 수행"하는 것은 서로 동일한 의미인 것으로 간주될 수 있고, "TDDIC가 터치 스캔 동작을 수행하는 것" 및 "TDDIC가 터치 구간을 수행하는 것"은 동일한 의미인 것으로 간주될 수 있다. 즉, TDDIC가 표시 구간을 수행하는 것은 TDDIC가 표시 동작을 수행하는 것을 의미할 수 있으며, TDDIC가 터치 구간을 수행하는 TDDIC가 터치 스캔 동작을 수행하는 것을 의미할 수 있다.
상술된 내용은 단순히 본 발명의 실시 예를 명확하고 간결하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 표시 장치(100)를 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 터치 표시 장치(100)는 터치 표시 패널(110) 및 터치 표시 구동 집적 회로(120)(TDDIC; Touch Display Driving Integrated Circuit)을 포함할 수 있다. 예시적으로, 터치 표시 장치(100)는 터치 검출 기능을 구비한 표시 장치일 수 있다. 예를 들어, 터치 표시 장치(100)는 특정 화상 정보를 출력하거나 또는 터치를 감지 또는 검출하도록 동작할 수 있다.
터치 표시 패널(110)은 복수의 픽셀(PIX) 및 복수의 터치 전극(TE)을 포함할 수 있다. 복수의 픽셀(PIX) 각각은 게이트 라인들(GL) 및 데이터 라인들(DL)과 각각 연결될 수 있다. 복수의 픽셀(PIX) 각각은 대응하는 게이트 라인(GL) 및 대응하는 데이터 라인(DL)의 전압에 따라 영상 정보를 표시하도록 구성될 수 있다.
예시적으로, 복수의 픽셀(PIX)은 표시되는 컬러에 따라 복수의 그룹으로 구분될 수 있다. 복수의 픽셀(PIX)은 주요색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 주요색은 레드, 그린, 블루, 및 화이트를 포함할 수 있다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 주요색은 옐로우, 시안, 마젠타 등 다양한 색상을 더 포함할 수 있다.
복수의 터치 전극(TE) 각각은 터치를 감지하기 위한 전극으로써 사용될 수 있다. 예를 들어, TDDIC(120)는 복수의 터치 전극(TE) 각각으로 터치 감지 신호(touch sensing signal)를 제공하고, 터치 감지 신호의 변화를 검출함으로써 터치를 검출할 수 있다.
복수의 터치 전극(TE)은 복수의 픽셀(PIX)에 대한 공통 전극(Common Electrode)으로써 사용될 수 있다. 예를 들어, 복수의 터치 전극(TE)은 공통 전압(VCOM)을 제공하는 공통 전극으로써 사용될 수 있다. 복수의 픽셀(PIX) 각각은 복수의 데이터 라인(DL)을 통해 수신된 데이터 신호 및 터치 전극(TE)을 통해 제공되는 공통 전압(VCOM)의 차이를 기반으로 영상 정보를 출력할 수 있다. 예시적으로, 공통 전압(VCOM) 약 -1.3V의 음 전압(negative voltage)일 수 있다.
예시적으로, 터치 표시 패널(110)은 인-셀 타입의 터치 표시 패널일 수 있다. 인-셀 타입의 터치 표시 패널은 동일한 패널 상에 형성된, 복수의 픽셀(PIX) 및 복수의 터치 전극(TE)을 포함하는 패널일 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 터치 표시 패널(110)은 인-셀, 온-셀, 또는 아웃-셀 타입의 터치 표시 패널일 수 있다.
예시적으로, 하나의 터치 전극(TE)은 하나의 픽셀(PIX)보다 큰 면적을 가질 수 있다. 즉, 하나의 터치 전극(TE)은 하나 이상의 픽셀들(PIX)의 공통 전극으로써 사용될 수 있다. 다시 말해서, 하나의 터치 전극(TE)은 하나 이상의 픽셀들(PIX)과 대응될 수 있다. 예시적으로, 터치 전극(TE)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 도전막일 수 있다.
비록 도면에 도시되지는 않았으나, 터치 표시 패널(110)은 액정 디스플레이 패널(liquid crystal display panel), 유기 발광 디스플레이 패널(organic light emitting display panel), 전기 영동 디스플레이 패널(electrophoretic display panel), 일렉트로웨팅 디스플레이 패널(electrowetting display panel) 등과 같은 다양한 표시 패널을 기반으로 구현될 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 터치 표시 패널(110)이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 터치 표시 패널(110)은 상술된 디스플레이 패널들 또는 다른 디스플레이 패널들로 구현될 수 있다. 예시적으로, 액정 표시 패널을 포함하는 터치 표시 장치(100)는 편광자(미도시), 백라이트 유닛(미도시) 등을 더 포함할 수 있다.
터치 표시 구동 회로(120)(TDDIC; Touch Display Driving Integrated Circuit)는 게이트 라인들(GL), 데이터 라인들(DL), 및 터치 라인들(TL)을 통해 터치 표시 패널(110)과 연결될 수 있다.
예를 들어, TDDIC(120)는 게이트 라인들(GL)을 통해 터치 표시 패널(110)에 포함된 복수의 픽셀(PIX)과 각각 연결될 수 있다. TDDIC(120)는 복수의 픽셀(PIX)과 연결된 게이트 라인(GL)의 전압을 제어하거나 또는 복수의 게이트 라인들(GL)을 통해 게이트 신호 또는 게이트 전압을 제공할 수 있다.
예시적으로, 비록 도면에 도시되지는 않았으나, 터치 표시 패널(110)은 복수의 게이트 라인(GL)을 통해 복수의 픽셀(PIX)과 연결되도록 구성된 레벨 시프터들을 포함할 수 있다. 레벨 시프터들은 TDDIC(120)로부터의 게이트 전압에 응답하여 복수의 게이트 라인(GL)로 게이트 신호를 순차적으로 제공하도록 구성될 수 있다.
TDDIC(120)는 데이터 라인들(DL)을 통해 복수의 픽셀(PIX)과 각각 연결될 수 있다. TDDIC(120)는 데이터 라인들(DL)을 통해 복수의 픽셀(PIX) 각각으로 데이터 신호(또는 영상 신호)를 제공할 수 있다. 복수의 픽셀(PIX) 각각은 수신된 데이터 신호에 응답하여 영상 정보를 출력할 수 있다.
TDDIC(120)는 터치 라인들(TL)을 통해 복수의 터치 전극(TE)과 각각 연결될 수 있다. TDDIC(120)는 터치 라인들(TL)로 터치 신호를 제공하고, 터치 신호의 변화를 기반으로 사용자의 터치 유무를 감지할 수 있다.
예를 들어, 복수의 터치 전극(TE) 중 적어도 하나의 터치 전극(TE) 상에서 사용자의 터치가 발생한 경우, 적어도 하나의 터치 전극(TE)에서의 정전 용량이 변화할 것이다. 이러한 정전 용량의 변화는 터치 감지 신호의 변화를 유발할 수 있다. TDDIC(120)는 적어도 하나의 터치 전극(TE)으로 제공되는 터치 감지 신호의 변화를 기반으로 적어도 하나의 터치 전극(TE)의 정전 용량의 변화를 감지할 수 있고, 이에 따라 정전 용량의 변화가 감지된 터치 전극(TE)에서 터치가 발생되었음을 검출할 수 있다. 예시적으로, 사용자의 터치는 사용자의 신체 일부의 접촉 또는 다른 터치 인식 장치(예를 들어, 스타일러스 펜, 터치 인식 가능한 장치)의 접촉을 가리킬 수 있다. 이하에서, 간결한 설명을 위하여, 이러한 사용자의 터치는 단순히 "터치"라 칭하기로 한다.
터치가 검출된 터치 전극(TE)에 대한 정보(즉, 패널 상의 위치, 어드레스 정보, 터치 압력 등)는 외부 장치(예를 들어, CPU, AP 등)로 제공될 수 있다. 외부 장치는 수신된 정보를 기반으로 대응하는 동작(예를 들어, 화면 전환, 화면 확대/축소, 특정 앱 실행, 특정 기능 실행 등)을 수행할 수 있다.
예시적으로, 상술된 TDDIC(120)의 터치 검출 방법은 셀프-캐패시턴스(Self-Capacitance) 방법이라 불린다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 터치 검출 방법은 뮤츄얼-캐패시턴스 방식으로 구현될 수 있으며, 이에 따라 터치 표시 패널(110)의 구조가 적절하게 변형될 수 있다.
예시적으로, TDDIC(120)는 별도의 제어 회로(미도시)(예를 들어, 타이밍 컨트롤러)로부터 제어 신호들을 수신하고, 수신된 제어 신호들에 동기하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호는 수직 동기 신호 및 수평 동기 신호를 포함할 수 있다. 수직 동기 신호는 복수의 픽셀들(PIX)을 통해 출력될 프레임들 각각을 서로 구분하기 위한 신호일 수 있다. 수평 동기 신호는 복수의 데이터 라인들(DL)을 통해 제공되는 데이터 신호와 대응되는 행을 구별하기 위한 행 구별 신호일 수 있다. TDDIC(120)는 제어 신호들에 응답하여, 대응되는 픽셀(PIX)과 연결된 게이트 라인(GL)의 전압을 제어하고, 대응되는 픽셀(PIX)과 연결된 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 신호를 제공하고, 대응하는 터치 라인(TL)을 제어할 수 있다.
예시적으로, 동작 모드 또는 터치 스캔 방식에 따라, TDDIC(120)는 하나의 프레임을 출력하는 동안(즉, 수직 동기 신호의 1주기 동안) 적어도 하나의 표시 구간(display period) 및 적어도 하나의 터치 구간(touch period)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 동작 모드 또는 터치 스캔 방식에 따라, TDDIC(120)는 적어도 하나의 디스플레이 구간 동안 하나의 프레임의 일부 또는 전부를 표시할 수 있고, 적어도 하나의 터치 구간 동안 복수의 터치 전극들(TE) 중 일부 또는 전체 터치 전극들에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 예시적으로, 하나의 프레임은 터치 표시 패널(110)에 포함된 픽셀들(PIX)에 의해 표시되는 영상 정보의 단위를 가리킨다.
예시적으로, 터치 스캔 방식은, TDDIC(120)가 터치를 검출하기 위하여, 터치 스캔 동작의 구동 방식을 가리킨다. 다양한 터치 스캔 방식은 도 6 내지 도 9를 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.
예시적으로, 본 발명에 따른 TDDIC(120)는 터치 검출 결과에 따라, 동작 모드를 변환할 수 있다. 예를 들어, 터치가 검출되지 않은 경우, TDDIC(120)는 검출 모드(Detection Mode)로 동작하도록 구성될 수 있다. 반면에, 터치가 검출된 경우, TDDIC(120)는 활성 모드(Activation Mode)로 동작하도록 구성될 수 있다.
예시적으로, 검출 모드(Detection Mode)는 단순히 터치를 검출하기 하기 위한 동작 모드를 가리키며, 검출 모드에서 검출된 터치에 대한 정보를 동작 모드를 변경하는데 사용될 수 있고, 외부 장치(예를 들어, CPU, AP 등)로 제공되지 않을 수 있다. 반면에, 활성 모드(Activation Mode)는 터치를 검출하고, 검출된 터치에 대한 정보를 외부 장치(예를 들어, CPU, AP 등)으로 제공함으로써, 검출된 터치에 대응하는 동작을 수행하는 동작 모드를 가리킬 수 있다.
즉, 검출 모드는 단순히 모드 변경을 위하여 터치를 감지하기 위한 동작 모드를 가리키고, 활성 모드는 터치를 감지하고, 이에 대응하는 동작을 수행하기 위한 동작 모드를 가리킬 수 있다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 검출 모드에서 검출된 터치가 외부 장치로 제공되도록 구성될 수 있다.
이하에서, 간결한 설명을 위하여, TDDIC(120)의 동작 모드로써, "검출 모드" 및 "활성 모드"의 용어들이 사용된다. 본문에서 사용되는 "검출 모드" 및 "활성 모드"의 용어들은 TDDIC(120)의 터치 스캔 방식에 따라 구분되는 용어일 수 있다. 또한, 본문에서 사용되는 "TDDIC(120)의 검출 모드"는 "TDDIC(120)가 검출 모드에서 동작시 수행되는 터치 스캔 방식"을 의미할 수 있다. 또한, "TDDIC(120)의 활성 모드"는 "TDDIC(120)가 활성 모드에서 동작시, 수행되는 터치 스캔 방식"을 의미할 수 있다. 즉, 본문에서, TDDIC(120)의 동작 모드는 대응하는 터치 스캔 방식을 의미할 수 있다.
그러한, 상술된 언급들은 본 발명의 실시 예를 명확하고 간결하게 설명하기 위한 예시적인 것이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
예시적으로, 검출 모드 및 활성 모드는 서로 다른 터치 스캔 방식들로 동작할 수 있다. 예를 들어, 검출 모드는 활성 모드보다 낮은 터치 스캔 주파수를 가질 수 있다. 터치 스캔 주파수는 복수의 터치 전극(TE)에 대하여 초당 수행되는 터치 스캔 동작의 횟수를 가리킬 수 있다.
또는, 검출 모드는 활성 모드보다 낮은 터치 감지 성능을 가질 수 있다. 또는 검출 모드는 활성 모드보다 낮은 전력 소모를 가질 수 있다. 또는, 검출 모드는 활성 모드보다 노이즈 발생이 적을 수 있다. 즉, 검출 모드는 활성 모드보다 터치 감지 성능이 낮은 단점을 가지나, 전력 소모가 낮고, 노이즈 발생이 적은 장점을 가질 수 있다.
즉, 터치가 감지되지 않은 경우, TDDIC(120)는 검출 모드로 동작함으로써, 전력 소모 및 노이즈 발생을 감소시킬 수 있다. 반면에, 터치가 감지된 경우, TDDIC(120)는 활성 모드로 동작함으로써, 터치 감지 성능을 향상시킬 수 있다.
예시적으로, 검출 모드 및 활성 모드는 수행되는 터치 스캔 방식에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 또는, TDDIC(120)는 터치 검출 결과에 따라 활성 모드에서 수행되는 터치 스캔 방식을 다양하게 변환할 수 있다. 검출 모드 및 활성 모드에서의 다양한 터치 스캔 방식은 도 6 내지 도 9를 참조하여 상세하게 설명된다.
예시적으로, TDDIC(120)는 터치 구동 회로(121) 및 표시 구동 회로(122)을 포함할 수 있다. 터치 구동 회로(121)은 상술된 터치 스캔 동작을 수행하도록 구성되고, 표시 구동 회로(122)은 상술된 표시 동작을 수행하도록 구성된다.
예시적으로, 터치 구동 회로(121) 및 표시 구동 회로(122) 각각은 TDDIC(120)의 동작 모드(즉, 검출 모드 또는 활성 모드)에 따라 대응하는 터치 스캔 동작 및 표시 동작을 수행하도록 구성될 수 있다.
터치 구동 회로(121) 및 표시 구동 회로(122)은 도 1에 도시된 바와 같이 별도의 기능 블록들로 구현되거나 또는 하나의 기능 블록으로 구현될 수 있다.
이하에서, 본 발명의 실시 예들에 대한 설명을 모호하게 하지 않기 위하여, TDDIC(120)의 동작을 기준으로 본 발명의 실시 예들이 설명되며, 터치 구동 회로(121) 및 표시 구동 회로(122)는 별도로 구분되어 설명되지 않는다.
그러나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 터치 스캔 동작과 연관되는 다양한 기능들 또는 동작들은 터치 구동 회로(121)에 의해 수행될 수 있고, 표시 동작과 연관되는 다양한 기능들 또는 동작들은 표시 구동 회로(122)에 의해 수행될 수 있다.
도 2는 도 1의 터치 표시 장치(100)의 터치 전극(TE) 및 픽셀(PIX)의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도면의 간결성 및 설명의 편의를 위하여, 일부 구성 요소들을 참조하여 픽셀(PIX1), 터치 전극(TE), 및 TDDIC(120)의 연결 관계 및 구성이 설명된다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 터치 표시 패널(110)은 컬러 필터, 레벨 시프터 등과 같은 다양한 다른 구성 요소들을 더 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 픽셀(PIX1)은 제1 픽셀 전극(PE1) 및 트랜지스터(TR)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 트랜지스터(TR)는 박막 트랜지스터일 수 있다. 트랜지스터(TR)의 소스는 데이터 라인(DL)을 통해 TDDIC(120)와 연결되고, 드레인은 제1 픽셀 전극(PE1)과 연결되고, 게이트는 게이트 라인(GL)을 통해 TDDIC(120)와 연결될 수 있다.
예시적으로, 제1 픽셀 전극(PE1) 및 터치 전극(TE) 사이에 액정층(미도시)이 배치될 수 있다. 제1 픽셀 전극(PE1) 및 터치 전극(TE) 사이에 액정 캐패시터(Clc)가 존재할 수 있다. 터치 전극(TE)으로 공통 전압(VCOM)이 인가된다. TDDIC(120)의 제어에 따라, 데이터 라인(DL)을 통해 수신되는 전압 및 터치 전극(TE)의 공통 전압(VCOM)에 의해 전기장이 형성되고, 형성된 전기장에 따라 액정층(미도시)의 액정 방향자의 배열이 변화된다. 액정 방향자의 배열에 따라 액정층으로 입사된 광은 투과되거나 또는 차단된다. 터치 표시 장치(100)의 표시 구간에서, 상술된 제1 픽셀(PIX1)의 동작을 기반으로 영상 정보가 디스플레이될 수 있다.
터치 표시 장치(100)의 터치 구간에서, TDDIC(120)는 터치 전극(TE)과 연결된 터치 라인(TL)을 구동할 수 있다. 예를 들어, 터치 구간에서, TDDIC(120)는 터치 라인(TL)을 통해 터치 감지 신호(touch sensing signal)를 제공할 수 있다. 이 때, 사용자의 신체 일부(예를 들어, 손가락)(또는 터치 인식 장치)가 터치 전극(TE)을 터치하거나 또는 터치 전극(TE)으로 접근하는 경우, 터치 전극(TE) 및 손가락 사이의 캐패시턴스에 의해 터치 라인으로 제공된 터치 감지 신호가 변화할 수 있다. TDDIC(120)는 터치 라인(TL)의 신호 변화를 감지하고, 이를 기반으로 터치를 감지할 수 있다.
예시적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 터치 전극(TE)이 복수의 픽셀 전극(PE1~PE3) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이, 터치 전극(TE)은 표시 구간에서, 공통 전극으로써 사용될 수 있다. 즉, 표시 구간에서, 공통 전극으로써 사용되는 하나의 터치 전극(TE)과 픽셀 전극들(PE1, PE2, PE3) 사이의 전압 차이에 의해 영상 정보가 표시될 수 있다.
예시적으로, 도 2에 도시된 픽셀 전극들(PE1, PE2, PE3) 및 터치 전극(TE)의 배열 및 구성은 예시적인 것이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 픽셀 전극들 및 터치 전극들의 배열 및 구성은 다양하게 변형될 수 있다.
도 3은 도 1의 터치 표시 장치(100)의 표시 구간 및 터치 구간을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도면의 간결성 및 설명의 편의를 위하여, 표시 구간 및 터치 구간을 설명하는데 불필요한 구성 요소들은 생략된다. 또한, 본 발명의 기술적 사상을 명확하게 설명하기 위하여, 데이터 라인(DL), 게이트 라인(GL), 및 터치 라인(TL)을 통해 제공되는 신호들 또는 전압들은 개략적으로 도시되나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 데이터 라인(DL), 게이트 라인(GL), 및 터치 라인(TL)을 통해 제공되는 실제 신호들은 도 3에 도시된 파형과 다를 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, TDDIC(120)는 표시 구간(DP) 및 터치 구간(TP)을 교번하여 수행할 수 있다. 먼저, 표시 구간(DP)에서, TDDIC(120)는 터치 표시 패널(110)에 포함된 복수의 픽셀(PIX) 중 일부 또는 전체가 영상 정보를 표시하도록 데이터 라인(DL), 게이트 라인(GL), 및 터치 라인(TL)을 제어할 수 있다.
예를 들어, 표시 구간(DP)에서, TDDIC(120)는 데이터 라인(DL)을 통해 픽셀들(PIX)로 데이터 신호를 제공하고, 게이트 라인(GL)으로 게이트 전압 또는 게이트 신호(VGL or SIG_g)를 제공하고, 터치 라인(TL)으로 공통 전압(VCOM)을 제공할 수 있다. 예시적으로, 게이트 전압(VGL)은 픽셀들(PIX)로 게이트 신호를 제공하기 위한 전압일 수 있다. 예시적으로, 게이트 전압(VGL)은 픽셀(PIX)에 포함된 트랜지스터(TR)(도 2 참조)의 턴-오프 전압일 수 있다. 예시적으로, 게이트 전압(VGL)에 기반된 게이트 신호(SIG_g)가 게이트 라인들(GL)로 제공될 수 있다.
예시적으로, 게이트 신호(SIG_g)는 제어 신호(예를 들어, 수평 동기 신호)에 동기된 신호일 수 있다. 예시적으로, 게이트 신호(SIG_g)는 게이트 전압(VGL) 및 게이트 전압(VGH) 사이에서 토글되는 신호일 수 있다. 예시적으로, 게이트 전압(VGH)은 픽셀(PIX)에 포함된 트랜지스터(TR)의 턴-온 전압일 수 있다.
터치 표시 장치(100)는 표시 구간(DP)에서, TDDIC(120)에 의해 제공되는 신호들에 따라, 영상 정보를 표시할 수 있다. 예시적으로, 표시 구간(DP)에서, 픽셀들(PIX)은 행 단위로 영상 정보를 표시하도록 구성될 수 있다.
예시적으로, 터치 스캔 방식에 따라, 하나의 표시 구간(DP)에서, 영상 정보를 표시하는 픽셀들의 개수 또는 픽셀들의 그룹이 다를 수 있다. 예를 들어, TDDIC(120)가 특정 터치 모드로 동작하는 경우, 하나의 표시 구간(DP)에서, 복수의 픽셀(PIX) 전부가 영상 정보를 표시할 수 있다. 또는 TDDIC(120)가 다른 터치 모드로 동작하는 경우, 하나의 표시 구간(DP)에서, 복수의 픽셀(PIX) 중 일부 픽셀이 영상 정보를 표시할 수 있고, 나머지 픽셀들은 다음 표시 구간(DP)에서 영상 정보를 표시할 수 있다.
표시 구간(DP)이 종료된 이후에, TDDIC(120)는 터치 구간(TP)을 수행할 수 있다. 터치 구간(TP)은 터치를 감지하기 위한 터치 스캔 동작 또는 터치 감지 동작을 수행하는 구간을 가리킨다.
예를 들어, 표시 구간(DP)이 종료된 이후에, 터치 구간(TP)에서, TDDIC(120)는 터치 라인(TL)으로 터치 감지 신호(TS)를 제공할 수 있다. TDDIC(120)는 터치 구간(TP)동안 터치 감지 신호(TS)의 변화를 감지하고, 이를 기반으로 터치 유무를 판별할 수 있다.
예시적으로, TDDIC(120)는 터치 구간(TP)에서, 안정적인 터치 감지 동작을 위하여, 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)으로 터치 신호(TS)를 제공하도록 구성될 수 있다. 즉, TDDIC(120)는 터치 구간(TP)에서, 터치 라인(TL), 데이터 라인(DL), 및 게이트 라인(GL)으로 터치 감지 신호(TS)를 제공함으로써, 터치 표시 패널(110) 내의 기생 캐패시턴스의 영향을 상쇄시키도록 구성될 수 있다.
터치 구간(TP)이 종료된 이후에, TDDIC(120)는 표시 구간(DP)을 수행할 수 있다. 예시적으로, 터치 스캔 방식에 따라, 표시 구간(DP) 및 터치 구간(TP) 각각의 시간, 횟수 등이 조절될 수 있다.
도 4는 도 1의 TDDIC(120)의 동작을 보여주는 순서도이다. 도 1 및 도 4를 참조하면, S110 단계에서, TDDIC(120)는 검출 모드(Detection Mode)로 동작할 수 있다. 예를 들어, TDDIC(120)는 터치를 검출하기 위하여 검출 모드로 동작할 수 있다. 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이, 검출 모드에서 검출된 터치에 대한 정보는 단순히 동작 모드 변경을 위해 사용되며, 외부 장치(예를 들어, CPU, AP 등)로 제공되지 않을 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 검출 모드에서 검출된 터치에 대한 정보가 외부 장치로 제공될 수 있다.
또는 검출 모드는 이하에서 언급되는 활성 모드와 비교하여 상대적으로 낮은 전력 소모를 갖는 터치 스캔 방식으로 동작할 수 있다. 또는, 검출 모드는 이하에서 언급되는 활성 모드와 비교하여 상대적으로 낮은 터치 감지 성능을 갖는 터치 스캔 방식으로 동작할 수 있다. 또는 검출 모드는 이하에서 언급되는 활성 모드와 비교하여 상대적으로 낮은 노이즈 발생을 갖는 터치 스캔 방식으로 동작할 수 있다.
S120 단계에서, TDDIC(120)는 터치가 검출되었는지 판별할 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명된 바와 같이, TDDIC(120)는 터치 구간(TP)에서 터치를 검출하도록 동작할 수 있다.
터치가 검출된 경우, TDDIC(120)는 활성 모드(Activation Mode)로 동작할 수 있다. 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이, 활성 모드는 터치를 검출하고, 검출된 터치에 대한 정보를 외부 장치로 제공함으로써, 대응되는 동작을 수행하는 동작 모드를 가리킬 수 있다. 예시적으로, 검출 모드 및 활성 모드에 대한 비교는 S110 단계를 참조하여 설명되었으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
상술된 바와 같이, 터치가 검출되지 않은 경우, TDDIC(120)는 검출 모드로 동작함으로써, 전력 소모 및 노이즈 발생을 감소시킬 수 있다. 또한, 터치가 검출된 경우, TDDIC(120)는 활성 모드로 동작함으로써, 터치 감지 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서, 감소된 소비 전력 및 향상된 성능을 갖는 터치 표시 장치가 제공된다.
도 5는 도 1의 터치 표시 패널(110)을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 5에 도시된 터치 표시 패널(110)의 배열 및 구성은 이하에서 설명되는 터치 스캔 방식을 설명하기 위한 예시적인 것이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 터치 표시 패널(110)은 다른 터치 전극들 또는 다른 픽셀들을 더 포함할 수 있고, 터치 전극들 및 픽셀들의 배열 및 구조는 다양하게 변형될 수 있다.
도 5을 참조하면, 터치 표시 패널(110)은 복수의 터치 전극(TE11~TE44)을 포함할 수 있다. 복수의 터치 전극(TE11~TE44)은 제1 내지 제4 행들(ROW1~ROW4) 및 제1 내지 제4 열들(COL1~COL4)을 따라 배열될 수 있다.
복수의 터치 전극(TE11~TE44) 각각은 4개의 픽셀들(PIX)과 대응될 수 있다. 예를 들어, 제1 행(ROW1) 및 제1 열(COL1)에 위치한 터치 전극(TE11)은 4개의 픽셀들(PIX)과 대응될 수 있고, 터치 전극(TE11)은 대응하는 픽셀들(PIX)의 공통 전극으로써 사용될 수 있다. 다른 터치 전극들(TE12~TE44) 또한 이와 유사한 구조를 가질 수 있다.
도 6 내지 도 8은 터치 스캔 방식을 설명하기 위한 타이밍도들이다. 도 6 내지 도 8의 타이밍도들의 가로축들은 시간을 가리킨다. 설명의 편의를 위하여, 도 5에 도시된 터치 표시 패널(110)의 구성을 기반으로 도 6 내지 도 8에 도시된 터치 스캔 방식들이 설명된다.
예시적으로, 검출 모드에서, TDDIC(120)는 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명된 터치 스캔 방식들 중 적어도 하나의 방식으로 동작할 수 있다. 또는, 활성 모드에서, TDDIC(120)는 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명된 터치 스캔 방식들 중 적어도 하나의 방식으로 동작할 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명되는 터치 스캔 방식 이외에 다른 터치 스캔 방식들이 본 발명의 기술적 사상에 더 포함될 수 있다.
이하의 도면에서, 하나의 표시 구간(DP)은 하나의 프레임(one frame)의 영상을 표시하는 구간을 가리키는 것으로 가정한다. 즉, TDDIC(120)는 하나의 표시 구간(DP)을 수행함으로써, 복수의 픽셀(PIX)을 통해 하나의 프레임의 영상을 표시하는 것으로 가정한다. 이 때, 영상 표시 방법은 행 단위, 열 단위, 픽셀 그룹 단위로 수행될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 하나의 터치 구간(TP)은 복수의 터치 전극(TE11~TE44)에 대하여 1회의 터치 스캔 동작이 수행되는 구간을 가리키는 것으로 가정한다. 즉, TDDIC(120)는 하나의 터치 구간(TP)을 수행함으로써, 복수의 터치 전극(TE11~TE44) 각각에 대하여 1회씩 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 터치 스캔 동작은 행 단위, 열 단위, 또는 터치 전극 그룹 단위로 수행될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면의 간결성을 위하여, 표시 구간(DP)의 포치 구간 또는 블랭크 구간은 일부 도면(예를 들어, 도 7 및 도 8)에서 생략된다.
도 1, 도 5, 및 도 6을 참조하면, TDDIC(120)는 제1 터치 스캔 방식(SCAN1)으로 동작할 수 있다. 제1 터치 스캔 방식(SCAN1)에 따르면, TDDIC(120)는 수직 동기화 신호(VSYNC)의 1주기 동안 1회의 표시 구간(DP) 및 1회의 터치 구간(TP)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 수직 동기 신호(VSYNC)의 제1 주기(F1) 동안 TDDIC(120)는 표시 구간(DP)을 수행함으로써, 복수의 픽셀(PIX)을 통해 하나의 프레임의 영상을 표시할 수 있다. 이후에, TDDIC(120)는 터치 구간(TP)을 수행함으로써, 복수의 터치 전극(TE11~TE44)에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다.
마찬가지로, TDDIC(120)는 수직 동기 신호(VSYNC)의 제2 내지 제3 주기들(F2~F3) 각각 동안 표시 구간(DP) 및 터치 구간(TP)을 교번하여 수행함으로써, 영상을 표시하고, 복수의 터치 전극(TE11~TE44)에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 예시적으로, 수직 동기 신호(VSYNC)의 1주기 마다 터치 스캔 동작이 수행되므로, 수직 동기 신호(VSYNC)의 주파수가 60Hz인 경우 제1 터치 스캔 방식(SCAN1)에 따른 터치 스캔 주파수는 60Hz일 것이다.
다음으로, TDDIC(120)는 제2 터치 스캔 방식(SCAN2)으로 동작할 수 있다. 제1 터치 스캔 방식(SCAN1)에 따르면, TDDIC(120)는 수직 동기화 신호(VSYNC)의 1주기 동안 1회의 표시 구간(DP)을 수행하고, 수직 동기화 신호(VSYNC)의 2주기 동안 1회의 터치 구간(TP)을 수행할 수 있다.
예를 들어, 수직 동기 신호(VSYNC)의 제1 주기(F1) 동안 TDDIC(120)는 표시 구간(DP)을 수행함으로써, 복수의 픽셀(PIX)을 통해 하나의 프레임의 영상을 표시할 수 있다. 이후에, TDDIC(120)는 터치 구간(TP)을 수행함으로써, 복수의 터치 전극(TE11~TE44)에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 이후에, 수직 동기 신호(VSYNC)의 제2 주기(F2) 동안 TDDIC(120)는 표시 구간(DP)만 수행하고, 터치 구간(TP)을 수행하지 않을 수 있다. 이후에, 수직 동기 신호(VSYNC)의 제3 주기(F3) 동안 TDDIC(120)는 표시 구간(DP) 및 터치 구간(TP)을 수행하고, 수직 동기 신호(VSYNC)의 제4 주기(F4) 동안 표시 구간(DP)만 수행하고, 터치 구간(TP)을 수행하지 않을 수 있다.
이와 같이, 제2 터치 스캔 방식(SCAN2)에 따르면, TDDIC(120)는 수직 동기 신호(VSYNC)의 매주기마다 표시 구간(DP)을 수행하되, 수직 동기 신호(VSYNC)의 2주기마다 터치 구간(TP)을 수행할 수 있다. 예시적으로, 제1 터치 스캔 방식(SCAN1)에 따르면, 터치 스캔 동작이 수직 동기 신호(VSYNC)의 2주기마다 수행되므로, 수직 동기 신호(VSYNC)의 주파수가 60Hz인 경우 제2 터치 스캔 방식(SCAN2)에 따른 터치 스캔 주파수는 30Hz일 것이다.
제1 및 제2 터치 스캔 방식들(SCAN1, SCAN2)에서, 터치 구간(TP)은 표시 구간(DP)의 포치 구간(porch period) 또는 블랭크(blank) 구간에서 수행될 수 있다. 이러한 터치 스캔 방식은 VB(Vertical Blank) 타입이라 불릴 수 있다.
제1 및 제2 터치 스캔 방식들(SCAN1, SCAN2)은 서로 다른 터치 스캔 주파수를 갖는다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 터치 스캔 방식(SCAN1)은 제2 터치 스캔 방식(SCAN2)보다 높은 터치 스캔 주파수를 갖는다. 즉, 제1 터치 스캔 방식(SCAN1)은 제2 터치 스캔 방식(SCAN2)과 비교하여, 터치 감지 성능이 좋으나, 높은 전력 소모, 많은 노이즈 발생을 가질 수 있다.
다음으로, 도 1, 도 5, 및 도 7을 참조하면, TDDIC(120)는 제3 터치 스캔 방식(SCAN3)을 기반으로 동작할 수 있다. 제3 터치 스캔 방식(SCAN3)에 따르면, TDDIC(120)는 수직 동기 신호(VSYNC)의 1주기 동안 1회의 표시 구간(DP) 및 1회의 터치 구간(TP)을 수행할 수 있다.
예시적으로, 도면의 간결성을 위하여, 표시 구간(DP) 및 터치 구간(TP)이 병렬로 수행되는 것과 같이 도시되나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 6의 제1 터치 스캔 방식(SCAN1)과 달리, 제3 터치 스캔 방식(SCAN3)에서 터치 구간(TP)은 복수의 서브 터치 구간(sTP1~sTPn)으로 구분되어 수행될 수 있다.
좀 더 상세한 예로서, 수직 동기 신호(VSYNC)의 제1 주기(F1) 동안, TDDIC(120)는 표시 구간(DP) 및 터치 구간(TP)이 수행되고, 표시 구간(DP)은 복수의 서브 표시 구간(sDP1~sDPn)으로 구분되고, 터치 구간(TP)은 복수의 서브 터치 구간(sTP1~sTPn)으로 구분될 수 있다.
이 때, 복수의 서브 표시 구간(sDP1~sDPn) 각각에서, 픽셀들(PIX) 중 일부 픽셀들에 의해 영상이 표시되고, 복수의 서브 터치 구간(sTP1~sTPn) 각각에서, 터치 전극들(TE11~TE44) 중 일부 터치 전극들에 대한 터치 스캔 동작이 수행될 수 있다. TDDIC(120)는 복수의 서브 표시 구간(sDP1~sDPn) 및 복수의 서브 터치 구간(sTP1~sTPn)을 서로 교번하여 수행할 수 있다.
도 5의 터치 표시 패널(110)을 참조하여 좀 더 구체적인 예를 설명하기 위하여, 복수의 서브 표시 구간(sDP1~sDPn) 및 복수의 서브 터치 구간(sTP1~sTPn)에서, n은 4인 것으로 가정한다. 제1 서브 표시 구간(sDP1)에서, TDDIC(120)는 제1 행(ROW1)에 포함된 픽셀들(PIX)에 대한 표시 동작을 수행할 수 있다. 즉, 서브 표시 구간(sDP1)에서, TDDIC(120)는 제1 행(ROW1)에 포함된 픽셀들(PIX)이 영상을 표시하도록, 데이터 라인(DL), 게이트 라인(GL), 및 터치 라인(TL)을 제어할 수 있다.
이후에, 제1 서브 터치 구간(sTP1)에서, TDDIC(120)는 제1 행(ROW1)에 포함된 터치 전극들(TE11~TE14)에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 즉, 제1 서브 터치 구간(sTP1)에서, TDDIC(120)는 제1 행(ROW1)에 포함된 터치 전극들(TE11~TE14)에 대한 터치를 감지하기 위하여, 터치 라인(TL), 데이터 라인(DL), 및 게이트 라인(GL)으로 터치 감지 신호(TS)를 제공할 수 있다.
이후에, 제2 서브 표시 구간(sDP2)에서, TDDIC(120)는 제2 행(ROW2)에 포함된 픽셀들(PIX)에 대한 표시 동작을 수행할 수 있다. 이후에, 제2 서브 터치 구간(sTP2)에서, TDDIC(120)는 제2 행(ROW2)에 포함된 터치 전극들(TE21~TE24)에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다.
이후에, 제3 서브 표시 구간(sDP3)에서, TDDIC(120)는 제3 행(ROW3)에 포함된 픽셀들(PIX)에 대한 표시 동작을 수행할 수 있다. 이후에, 제3 서브 터치 구간(sTP3)에서, TDDIC(120)는 제3 행(ROW3)에 포함된 터치 전극들(TE31~TE34)에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다.
이후에, 제4 서브 표시 구간(sDP4)에서, TDDIC(120)는 제4 행(ROW4)에 포함된 픽셀들(PIX)에 대한 표시 동작을 수행할 수 있다. 이후에, 제4 서브 터치 구간(sTP4)에서, TDDIC(120)는 제4 행에 포함된 터치 전극들(TE41~TE44)에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다.
예시적으로, 행 단위로 수행되는 서브 표시 구간들 및 서브 터치 구간들이 설명되었으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 서브 표시 구간 및 각 서브 터치 구간의 동작은 행 단위, 열 단위, 픽셀 그룹, 또는 터치 전극 그룹 단위로 수행될 수 있다. 또한, 동작 순서는 특정한 순서에 국한되지 않으며, 제1 서브 표시 구간(sDP1)에서 제1 행(ROW1)의 픽셀들(PIX)에 대한 표시 동작이 수행되고, 제1 서브 터치 구간(sTP1)에서, 제2 열(COL2)의 터치 전극들(TE12~TE42)에 대한 터치 스캔 동작이 수행될 수 있다.
즉, TDDIC(120)는 수직 동기 신호(VSYNC)의 제1 주기(F1) 동안 제1 내지 제4 서브 표시 구간들(sDP1~sDP4) 및 제1 내지 제4 서브 터치 구간들(sTP1~sTP4)을 교번하여 수행함으로써, 하나의 프레임의 영상을 표시하고, 복수의 터치 전극(TE11~TE44) 각각에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다.
마찬가지로, 제3 터치 스캔 방식(SCAN3)에 따르면, TDDIC(120)는 수직 동기 신호(VSYNC)의 제2 내지 제4 주기들(F2~F4) 각각에서, 상술된 바와 같이 복수의 서브 표시 구간 및 복수의 서브 터치 구간을 교번하여 수행할 수 있다.
예시적으로, 제3 터치 스캔 방식(SCAN3)에 따르면, 수직 동기 신호(VSYNC)의 1주기마다 터치 구간(TP)이 수행되므로, 수직 동기 신호(VSYNC)의 주파수가 60Hz인 경우, 제3 터치 스캔 방식(SCAN3)에 따른 터치 스캔 주파수는 60Hz일 수 있다.
다음으로, 도 1, 도 5, 및 도 8을 참조하면, TDDIC(120)는 제4 터치 스캔 방식(SCAN4)을 기반으로 동작할 수 있다. 제4 터치 스캔 방식(SCAN4)에 따르면, TDDIC(120)는 수직 동기 신호(VSYNC)의 1주기 동안 1회의 표시 구간(DP) 및 2회의 터치 구간(TP)을 수행할 수 있다. 이 때, 표시 구간(DP) 및 터치 구간(TP) 각각은 도 7을 참조하여 설명된 바와 유사하게, 복수의 서브 표시 구간 및 복수의 서브 터치 구간으로 구분될 수 있다.
즉, 제4 터치 스캔 방식(SCAN4)에 따르면, TDDIC(120)는 수직 동기 신호(VSYNC)의 1주기 동안 복수의 서브 표시 구간 및 복수의 서브 터치 구간을 교번하여 수행함으로써, 하나의 영상 프레임을 표시하고, 복수의 터치 전극(TE11~TE44) 각각에 2회의 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 좀 더 상세한 예로써, 제4 터치 스캔 방식(SCAN4)에 따르면, TDDIC(120)는 수직 동기 신호(VSYNC)의 1/2주기 동안 복수의 서브 표시 구간 및 복수의 서브 터치 구간을 교번하여 수행함으로써, 1/2의 영상 프레임을 표시하고, 복수의 터치 전극(TE11~TE44) 각각에 1회의 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 수직 동기 신호(VSYNC)의 다음 1/2주기 동안, TDDIC(120)는 복수의 서브 표시 구간 및 복수의 서브 터치 구간을 교번하여 수행함으로써, 나머지 영상 프레임을 표시하고 복수의 터치 전극(TE11~TE44) 각각에 1회의 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다.
즉, 제4 터치 스캔 방식(SCAN4)에 따르면, 수직 동기 신호(VSYNC)의 제1 내지 제4 주기들(F1~F4) 각각에서, 하나의 영상 프레임이 표시되는 동안, 복수의 터치 전극(TE11~TE44) 각각에 대하여 2회의 터치 스캔 동작이 수행될 수 있다.
예시적으로, 제4 터치 스캔 방식(SCAN4)에 따르면, 수직 동기 신호(VSYNC)의 1주기마다 2회의 터치 구간(TP)이 수행되므로, 수직 동기 신호(VSYNC)의 주파수가 60Hz인 경우, 제4 터치 스캔 방식(SCAN4)에 따른 터치 스캔 주파수는 120Hz일 수 있다.
다음으로, TDDIC(120)는 제5 터치 스캔 방식(SCAN5)을 기반으로 동작할 수 있다. 제5 터치 스캔 방식(SCAN5)에 따르면, TDDIC(120)는 수직 동기 신호(VSYNC)의 제1 주기(F1) 동안 표시 구간(DP) 및 터치 구간(TP)을 수행할 수 있다. 이 때, 표시 구간(DP) 및 터치 구간(TP)은 도 7의 제3 터치 스캔 방식(SCAN3)과 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략된다. 제5 터치 스캔 방식(SCAN5)에 따르면, TDDIC(120)는 수직 동기 신호(VSYNC)의 제2 주기(F2) 동안, 표시 구간(DP)만 수행할 수 있다.
즉, 제5 터치 스캔 방식(SCAN5)은 도 7을 참조하여 설명된 제3 터치 스캔 방식(SCAN3)과 유사하되, 수직 동기 신호(VSYNC)의 2주기 마다 1회의 터치 구간(TP)이 수행되는 방식이다. 다시 말해서, 제5 터치 스캔 방식(SCAN5)에 따르면, TDDIC(120)는 수직 동기 신호(VSYNC)의 제1 주기(F1) 동안 표시 구간(DP) 및 터치 구간(TP)을 수행하고, 제2 주기(F2) 동안 표시 구간(DP)을 수행하고, 제3 주기(F3) 동안 표시 구간(DP) 및 터치 구간(TP)을 수행하고, 제4 주기(F4) 동안 표시 구간(DP)을 수행할 수 있다. 이 때, 제1 및 제3 주기들(F1, F3) 에서의 동작은 도 7의 제3 터치 스캔 방식(SCAN3)과 유사하다.
예시적으로, 제5 터치 스캔 방식(SCAN5)에 따르면, 수직 동기 신호(VSYNC)의 2주기마다 1회의 터치 구간(TP)이 수행되므로, 수직 동기 신호(VSYNC)의 주파수가 60Hz인 경우, 제5 터치 스캔 방식(SCAN5)에 따른 터치 스캔 주파수는 30Hz일 수 있다.
예시적으로, 도 6의 제1 터치 스캔 방식(SCAN1) 또는 제2 터치 스캔 방식(SCAN2)에서, 터치 구간(TP)은 표시 구간(DP)의 포치 구간(porch period)(또는 블랭크(blank) 구간)에서 수행될 수 있다. 그러나, 도 7 내지 도 8의 제3 내지 제 5 터치 스캔 방식들(SCAN3~SCAN5)에서, 터치 구간(TP)은 복수의 서브 터치 구간(sTP1~sTPn)로 분할되고, 복수의 서브 터치 구간(sTP1~sTPn)은 표시 구간(DP) 도중에 수행될 수 있다. 이러한 제3 내지 제 5 터치 스캔 방식들(SCAN3~SCAN5)은 LHB(Long Horizontal Blank) 타입이라 불릴 수 있다.
즉, 제3 내지 제 5 터치 스캔 방식들(SCAN3~SCAN5)에 따르면, 영상을 표시하는 도중에도, 터치를 감지할 수 있기 때문에, 향상된 터치 감지 성능을 갖는다. 반면에, 제3 내지 제 5 터치 스캔 방식들(SCAN3~SCAN5)에 따르면, 표시 구간(좀 더 상세하게는, 서브 표시 구간) 및 터치 구간(좀 더 상세하게는, 서브 터치 구간)의 전환이 제1 터치 스캔 방식(SCAN1) 또는 제2 터치 스캔 방식(SCAN2)보다 많기 때문에, 전력 소모 및 노이즈 발생이 증가할 수 있다.
표 1은 제1 내지 제5 터치 스캔 방식들(SCAN1~SCAN5)의 스캔 타입 및 터치 스캔 동작 주파수를 예시적으로 보여주는 표이다.
터치 스캔 종류 스캔 타입 스캔 주파수
제1 터치 스캔 방식(SCAN1) VB 타입 f(수직 동기 신호 주파수)
제2 터치 스캔 방식(SCAN2) VB 타입 f/2
제3 터치 스캔 방식(SCAN3) LHB 타입 f
제4 터치 스캔 방식(SCAN4) LHB 타입 2*f
제5 터치 스캔 방식(SCAN5) LHB 타입 f/2
표 1을 참조하면, 제1 및 제2 터치 스캔 방식들(SCAN1, SCAN2)은 VB 타입이고, 제3 내지 제5 터치 스캔 방식들(SCAN3~SCAN5)은 LHB 타입일 수 있다. VB 타입은 LHB 타입과 비교하여, 표시 구간 및 터치 구간 사이의 전환 횟수가 적기 때문에 상대적으로 전력 소모가 적고, 상대적으로 노이즈 발생이 적다. 단, LHB 타입은 VB 타입보다 터치 감지 성능이 좋을 수 있다.
제3 및 제4 터치 스캔 방식들(SCAN3, SCAN4)은 제2, 및 제5 터치 스캔 방식들(SCAN2, SCAN5)과 비교하여 높은 터치 스캔 주파수를 갖는다. 즉, 제3 및 제4 터치 스캔 방식들(SCAN3, SCAN4)은 제2, 및 제5 터치 스캔 방식들(SCAN2, SCAN5)보다 더 나은 터치 감지 성능을 가질 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 검출 모드로써, 전력 소모 및 노이즈 발생이 상대적으로 적은 제1 터치 스캔 방식(SCAN1) 또는 제2 터치 스캔 방식(SCAN2) 또는 제5 터치 스캔 방식(SCAN5)이 사용될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 활성 모드로써, 터치 감지 성능이 상대적으로 좋은 제3 터치 스캔 방식(SCAN3) 또는 제4 터치 스캔 방식(SCAN4)이 사용될 수 있다.
그러나, 이러한 구분은 단순히 예시적인 것이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예에 따른 검출 모드로써 제1 내지 제5 터치 스캔 방식들(SCAN1~SCAN5) 중 어느 하나가 사용될 수 있고, 활성 모드로써 제1 내지 제5 터치 스캔 방식들(SCAN1~SCAN5) 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
예시적으로, 도 5 내지 도 8를 참조하여, 제1 내지 제5 터치 스캔 방식들(SCAN1~SCAN5)이 설명되었으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 터치 스캔 방식은 다양하게 변형될 수 있다.
도 9는 도 4의 TDDIC(120)의 동작을 예시적으로 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 1 및 도 9를 참조하면, TDDIC(120)는 검출 모드로 동작할 수 있다. 이 때, 검출 모드는 도 6을 참조하여 설명된 제1 터치 스캔 방식(SCAN1)에 따라 동작하는 모드인 것으로 가정한다. 그러나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 도 6을 참조하여 설명된 바와 같이, TDDIC(120)는 수직 동기 신호(VSYNC)에 동기하여, 표시 구간(DP) 및 터치 구간(TP)을 수행할 수 있다.
검출 모드로 동작하는 도중에, 두 번째 터치 구간(TP)에서, 터치가 검출될 수 있다. 이 경우, TDDIC(120)는 터치의 검출에 응답하여, 활성 모드로 동작 모드를 변경할 수 있다. 이 때, 활성 모드는 도 7을 참조하여 설명된 제3 터치 스캔 방식(SCAN3)을 기반으로 동작하는 모드인 것으로 가정한다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
이후에, TDDIC(120)는 활성 모드로 동작(즉, 제3 터치 스캔 방식(SCAN3)을 기반으로 동작)함으로써, 터치를 검출할 수 있다. 예시적으로, 활성 모드에서 검출된 터치에 대한 정보는 외부 장치(예를 들어, CPU, AP 등)로 제공되고, 외부 장치는 제공되는 정보에 응답하여 대응하는 동작을 수행할 수 있다.
도 10은 도 1의 TDDIC(120)의 동작을 보여주는 순서도이다. 도 1 및 도 10을 참조하면, TDDIC(120)는 S210 단계 및 S220 단계의 동작들을 수행할 수 있다. S210 단계 및 S220 단계의 동작들은 도 4의 S110 단계 및 S120 단계의 동작들과 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
터치가 검출된 경우, S230 단계에서, TDDIC(120)는 감지된 터치가 멀티-터치인지 판별할 수 있다. 예를 들어, 터치 표시 장치(100)는 사용자의 멀티-터치 동작을 감지하도록 구성될 수 있다. 멀티-터치 동작은 동시에 복수의 지점(또는 복수의 터치 전극)에 대한 터치 동작을 가리킨다.
검출된 터치가 멀티-터치인 경우, S240 단계에서, TDDIC(120)는 제1 활성 모드로 동작할 수 있다. 검출된 터치가 멀티-터치가 아닌 경우, S250 단계에서, TDDIC(120)는 제2 활성 모드로 동작할 수 있다. 예시적으로, 멀티-터치가 감지된 것은 이후의 동작에서 터치 감지 성능의 향상이 요구된다는 것을 의미할 수 있다. 즉, 제1 활성 모드는 제2 활성 모드보다 터치 감지 성능이 높은 동작 모드일 수 있다.
일 예로써, 도 10의 실시 예에서, 검출 모드는 도 6의 제1 터치 스캔 방식(SCAN1)을 기반으로 동작하는 모드이고, 제1 활성 모드는 도 8의 제4 터치 스캔 방식(SCAN4)을 기반으로 동작하는 모드이고, 제2 활성 모드는 도 7의 제3 터치 스캔 방식(SCAN3)을 기반으로 동작하는 모드일 수 있다.
즉, 터치가 검출되지 않은 경우, TDDIC(120)는 제1 터치 스캔 방식(SCAN1)을 기반으로 검출 모드에서 동작하고, 검출된 터치가 멀티-터치가 아닌 경우, 제1 터치 스캔 방식(SCAN1)보다 더 나은 터치 감지 성능을 갖는 제3 터치 스캔 방식(SCAN3)을 기반으로 제2 활성 모드에서 동작하고, 검출된 터치가 멀티-터치인 경우, 제3 터치 스캔 방식(SCAN3)보다 더 나은 터치 감지 성능을 갖는 제4 터치 스캔 방식(SCAN4)을 기반으로 동작할 수 있다. 이로 인하여, 터치가 없는 동안, 전력 소모가 감소될 수 있고, 터치 유무에 따라 동작 모드를 가변함으로써, 터치 감지 성능이 향상될 수 있다.
도 11은 도 1의 TDDIC(120)의 동작을 보여주는 순서도이다. 도 1 및 도 11을 참조하면, TDDIC(120)는 S310 단계 내지 S330 단계의 동작들을 수행할 수 있다. S310 단계 내지 S330 단계의 동작들은 도 4의 S110 단계 내지 S130 단계의 동작들과 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
S340 단계에서, TDDIC(120)는 터치가 없는 구간(non-touch period)이 기준 시간(T_ref)보다 큰지 판별할 수 있다. 터치가 없는 구간이 기준 시간 이하인 경우, (즉, 기준 시간 이내에 터치가 검출된 경우) TDDIC(120)는 활성 모드로 동작한다.
터치가 없는 구간이 기준 시간보다 큰 경우, (즉, 기준 시간 동안 터치가 검출되지 않은 경우) S350 단계에서, TDDIC(120)는 검출 모드로 동작할 수 있다.
상술된 바와 같이, TDDIC(120)가 검출 모드에서 터치를 감지하고, 이에 따라 활성 모드로 동작할 수 있다. 이 때, 기준 시간 동안 터치가 검출되지 않은 경우, TDDIC(120)는 검출 모드로 전환하여 동작할 수 있다.
도 12는 도 1의 TDDIC(120)의 동작을 보여주는 순서도이다. 도 1 및 도 12를 참조하면, TDDIC(120)는 S410 단계 및 S420 단계의 동작들을 수행할 수 있다. S410 단계 및 S420 단계의 동작들은 도 4의 S110 단계 및 S120 단계의 동작들과 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
S430 단계에서, TDDIC(120)는 특정 조건 상태인지 판별할 수 있다. 특정 조건 상태가 아닌 경우, TDDIC(120)는 S440 단계의 동작을 수행하고, 특정 조건 상태인 경우, TDDIC(120)는 동작 모드를 변경하지 않는다.
예시적으로, 특정 조건 상태는 특정 애플리케이션이 수행되는 경우, 사용자의 요청에 의해 터치 검출이 방지된 경우, 저전력 모드인 경우 등과 같은 다양한 동작 환경 조건을 포함할 수 있다. 일 예로써, 터치 표시 장치(100)가 포함된 전자 장치에서 저전력 모드가 설정될 수 있다. 이 경우, 전자 장치에서 전력 소모 감소가 우선시 되므로, TDDIC(120)는 터치가 검출되더라도 동작 모드를 변경하지 않을 수 있다. 즉, TDDIC(120)는 터치가 검출되더라도 검출 모드로 동작함으로써, 전력 소모를 최소화할 수 있다.
또는 터치 표시 장치(100)가 포함된 전자 장치에서 특정 애플리케이션(예를 들어, 사진 편집기)이 실행될 수 있다. 이 경우, 터치 검출 성능보다 표시 영상의 품질이 우선시 될 수 있다. 이 때, TDDIC(120)는 터치가 검출되더라도 검출 모드로 동작함으로써, 영상의 노이즈를 최소화할 수 있다.
예시적으로, 상술된 특정 조건에서의 검출 모드에서는 TDDIC(120)가 외부 장치(예를 들어, CPU, AP 등)로 터치 정보를 제공하도록 구성될 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 터치가 검출되지 않은 경우, TDDIC(120)는 검출 모드로 동작함으로써, 전력 소모 및 노이즈 발생을 최소화할 수 있다. 또한, 터치가 검출된 경우, TDDIC(120)는 활성 모드로 동작함으로써, 터치 감지 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서, 향상된 성능 및 감소된 전력 소모를 갖는 터치 표시 장치가 제공된다.
도 13은 본 발명에 따른 집적 회로(1000)를 보여주는 블록도이다. 예시적으로, 도 13에 도시된 집적 회로(1000)는 예시적인 것이며, 본 발명의 구현 방식에 따라 집적 회로(1000)는 도시된 구성 요소 이외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나 또는 도시된 구성 요소들 중 일부가 생략될 수 있다.
도 13을 참조하면, 집적 회로(1000)는 TDDIC(1100) 및 호스트 컨트롤러(1300)를 포함할 수 있다.
TDDIC(1100)는 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명된 동작 방법을 기반으로 동작할 수 있다. TDDIC(1100)는 터치 구동부(1110) 및 표시 구동부(1130)를 포함할 수 있다. 터치 구동부(1110)는 터치 드라이버로써 동작할 수 있다. 표시 구동부(1130)는 소스 드라이버(또는 게이트 드라이버 또는 디스플레이 드라이버)로써 동작할 수 있다.
예시적으로, 터치 구동부(1110) 및 표시 구동부(1130)는 하나의 반도체 칩, 하나의 반도체 다이, 또는 하나의 반도체 패키지에 집적될 수 있다. 또한, 터치 구동부(1110) 및 표시 구동부(1130)가 하나의 장치로 구현됨으로써, 터치 구동부(1110)의 센싱 신호 및 표시 구동부(1130)의 신호를 동기시킴으로써, 터치 스캔 동작시 노이즈에 의한 영향을 감소시킬 수 있다.
터치 구동부(1110)는 터치 구간에서 터치 스캔 동작을 수행하기 위한 다양한 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 구동부(1110)는 독출 회로(1131), 보상기(1112), 아날로그-디지털 컨버터(1113)(ADC), 전원 발생기(1114), 메모리(1115), MCU(1116), 필터(1117), 저전력 발진기(1118), 인터페이스(1119), 및 제어 로직(1120)을 포함할 수 있다.
독출 회로(1111)는 센서 입력을 통해 터치 데이터를 생성할 수 있다. 보상기(1112)는 터치 표시 패널의 기생 캐패시턴스 성분을 감소시키거나 또는 보상할 수 있다. ADC(1113)는 아날로그 데이터를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 전원 발생기(1114)는 입력 전압(AVDD_IN)을 수신하고, 수신된 입력 전압(AVDD_IN)을 기반으로 전원 전압을 생성할 수 있다. 메모리(1115)는 생성된 터치 데이터를 임시 저장하도록 구성될 수 있다. 필터(1117)는 디지털 필러링을 제공하는 디지털 FIR 로우-패스 필터일 수 있다. 저전력 발진기(1118)는 저전력 발진 신호를 생성할 수 있다. 인터페이스(1119)는 호스트 컨트롤러(1300)와 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다. 예시적으로, 인터페이스(1119)는 I2C 또는 SPI 인터페이스일 수 있다.
표시 구동부(1130)는 표시 구간에서 표시 동작을 수행하기 위한 다양한 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 구동부(1130)는 소스 드라이버(1131), 계조 전압 발생기(1132), 표시 메모리(1133), 타이밍 제어 로직(1134), 전압 발생기(1135), 및 인터페이스(1136)를 포함할 수 있다.
소스 드라이버(1131)는 표시 출력(DISPLAY OUTPUT)을 출력하도록 구성된다. 예시적으로, 표시 출력(DISPLAY OUTPUT)은 데이터 라인을 통해 복수의 픽셀 각각으로 제공될 수 있다. 계조 전압 발생부(1132)는 계조 데이터를 생성하기 위한 다양한 계조 전압을 소스 드라이버(1131)로 제공할 수 있다. 표시 메모리(1133)는 표시 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다. 타이밍 제어 로직(1134)은 다양한 제어 신호를 생성하거나 제어하도록 구성될 수 있다. 인터페이스(1136)는 호스트 컨트롤러(1300)와 통신을 위한 CPU 인터페이스 또는 RGB 인터페이스를 제공할 수 있다.
터치 구동부(1110)는 표시 구동부(1130)로부터 적어도 하나의 타이밍 정보(TIMING INFO)(예를 들어, VSYNC, HSYNC, DOTCLK 등)를 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 터치 구동부(1110)의 제어 로직(1120)은 표시 구동부(1130)의 타이밍 제어 로직(1134)으로부터 표시 출력(DISPLAY OUTPUT)과 동기되는 다양한 타이밍 정보(VSYNC, HSYNC, DOTCLK 등)을 수신하도록 구성될 수 있다. 제어 로직(1120)은 수신된 타이밍 정보를 기반으로 터치 스캔 동작이 수행되도록 다양한 제어 신호를 생성할 수 있다.
예시적으로, 제어 로직(1120)은 수신된 타이밍 정보를 기반으로 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명된 검출 모드, 활성 모드, 또는 다양한 터치 스캔 방식이 수행되도록 다양한 제어 신호를 생성할 수 있다.
예시적으로, 표시 구동부(1130)는 터치 구동부(1110)로부터 적어도 하나의 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 표시 구동부(1130)는 터치 구동부(1110)로부터 슬립 상태 신호(SLEEP STATUS)를 수신할 수 있다. 표시 구동부(1130)는 수신된 슬립 상태 신호(SLEEP STATUS)에 응답하여, 대응하는 동작을 수행할 수 있다. 일 예로써, 슬립 상태 신호(SLEEP STATUS)는, 터치가 감지되지 않아 터치 구동부(1110)가 슬립 상태인 것을 가리키므로, 이 경우, 표시 구동부(1130)는 터치 구동부(1110)로 타이밍 정보의 전부 또는 일부를 제공하지 않을 수 있다. 이에 따라, 집적 회로(1000)의 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
예시적으로, 슬립 상태 신호(SLEEP STATUS)는 터치 구동부(1110)가 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명된 검출 모드로 동작함을 의미할 수 있다. 이 경우, 표시 구동부(1130)는 터치 구동부(1110)가 검출 모드로 동작하는데 필요한 정보(예를 들어, VSYNC)만 제공하도록 구성될 수 있다.
예시적으로, 터치 구동부(1110) 및 표시 구동부(1130) 각각은 전원을 발생하는 회로 블록, 소정의 데이터를 저장하기 위한 메모리, 및 각각의 블록의 기능을 제어하기 위한 제어 유닛 등을 포함할 수 있다. 이에 따라, 터치 구동부(1110) 및 표시 구동부(1130)를 하나의 반도체 칩에 집적하는 경우, 메모리, 전원 발생부, 및 제어 유닛 등은 터치 구동부(1110) 및 표시 구동부(1130)에서 공통으로 사용될 수 있도록 구현될 수 있다.
도 14는 본 발명에 따른 터치 표시 장치(2000)를 보여주는 블록도이다. 간결한 설명을 위하여, 앞서 설명된 구성 요소들과 유사하거나 또는 중복되는 구성 요소들에 대한 설명은 생략된다.
도 14를 참조하면, 터치 표시 장치(2000)는 터치 패널(2100), 표시 패널(2200), 터치 구동 회로(2300), 및 표시 구동 회로(2400)를 포함할 수 있다. 도 1의 실시 예와 달리, 도 14의 터치 표시 장치(2000)는 온-셀 또는 아웃-셀 형태로 구현될 수 있다. 즉, 터치 패널(2100) 및 표시 패널(2200)이 서로 다른 기판 상에 구현되거나 또는 터치 패널(2100)이 표시 패널(2200) 상부에 형성되도록 구현될 수 있다. 이 경우, 터치 패널(2100) 및 표시 패널(2200)은 서로 독립적으로 동작하도록 구성될 수 있다.
터치 구동 회로(2300)는 복수의 전송 라인(TX) 및 복수의 수신 라인(RX)을 통해 터치 패널(2100)과 연결될 수 있다. 터치 구동 회로(2300)는 복수의 전송 라인(TX)을 통해 터치 감지 신호를 제공하고, 복수의 수신 라인(RX)을 통해 터치 감지 신호를 수신할 수 있다. 터치 구동 회로(2300)는 복수의 수신 라인(RX)을 통해 수신된 터치 감지 신호의 변화를 기반으로 터치를 감지할 수 있다. 즉, 터치 구동 회로(2300)는 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명된 TDDIC(120)의 터치 스캔 동작과 유사한 동작을 수행하도록 구성될 수 있다.
표시 구동 회로(2400)는 복수의 데이터 라인(DL) 및 복수의 게이트 라인(GL)을 통해 표시 패널(2200)과 연결될 수 있다. 표시 구동 회로(2400)는 복수의 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 신호를 표시 패널로 제공하고, 복수의 게이터 라인(GL)의 전압을 제어함으로써, 표시 패널 상에 영상 정보가 표시되도록 할 수 있다. 즉, 표시 구동 회로(2400)는 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명된 TDDIC(120)의 표시 동작과 유사한 동작을 수행하도록 구성될 수 있다.
예시적으로, 터치 구동 회로(2300) 및 표시 구동 회로(2400)는 하나의 반도체 칩, 하나의 반도체 패키지, 또는 하나의 반도체 모듈로 구현될 수 있다. 또는 터치 구동 회로(2300) 및 표시 구동 회로(2400)는 서로 다른 반도체 칩, 서로 다른 반도체 패키지, 또는 서로 다른 반도체 모듈로 구현될 수 있다.
터치 구동 회로(2300)는 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명된 바와 같이, 터치가 없는 경우, 검출 모드로 동작하고, 터치가 감지되는 경우, 활성 모드로 동작하도록 구현될 수 있다.
도 15는 본 발명에 따른 터치 표시 패널이 적용된 사용자 장치(3000)를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 15를 참조하면, 사용자 장치(3000)는 애플리케이션 프로세서(3100), 터치 표시 장치(3200), 저장 장치(3300), 이미징 장치(3500), 및 네트워크 모듈(3400)을 포함할 수 있다. 예시적으로, 사용자 장치(3000)는 UMPC (Ultra Mobile PC), 워크스테이션, 넷북(net-book), PDA (Personal Digital Assistants), 포터블(portable) 컴퓨터, 웹 타블렛(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), e-북(e-book), PMP (portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 블랙박스(black box), 디지털 카메라(digital camera), DMB (Digital Multimedia Broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player) 등과 같은 컴퓨팅 시스템들 중 하나로 제공될 수 있다.
애플리케이션 프로세서(3100)는 사용자 장치(3000)의 제반 동작을 제어할 수 있다. 애플리케이션 프로세서(3100)는 사용자 장치(3000)에 포함된 구성 요소들, 운영 체제(OS; Operating System), 또는 다양한 애플리케이션들 등을 구동시킬 수 있다. 애플리케이션 프로세서(3100)는 그래픽 엔진, 또는 사용자 시스템(3000)에 포함된 구성 요소들을 제어하는 컨트롤러들, 또는 인터페이스들, 또는 DRAM, SDRAM 등과 같은 시스템 메모리를 포함할 수 있다.
터치 표시 장치(3200)는 애플리케이션 프로세서(3100)의 제어에 따라 영상 정보를 표시하거나 또는 터치를 감지하도록 구성될 수 있다. 터치 표시 장치(3200)는 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명된 터치 표시 장치(3200)일 수 있고, 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명된 동작 방법에 따라 동작할 수 있다.
예시적으로, 터치 표시 장치(3200)가 검출 모드로 동작하는 경우에 검출된 터치 정보는 애플리케이션 프로세서(3100)로 제공되지 않을 수 있다. 즉, 터치 표시 장치(3200)가 검출 모드로 동작하는 경우, 터치 표시 장치(3200)는 동작 모드 변환(예를 들어, 검출 모드에서 활성 모드로 변환)을 위하여 터치를 검출하며, 애플리케이션 프로세서(3100)는 영상 출력을 위하여 터치 표시 장치(3200)를 제어하고, 터치 정보를 수신하지 않을 수 있다.
반면에, 터치 표시 장치(3200)가 활성 모드로 동작하는 경우에 검출된 터치 정보는 애플리케이션 프로세서(3100)로 제공될 수 있다. 애플리케이션 프로세서(3100)는 수신된 터치 정보에 응답하여 대응하는 동작(예를 들어, 화면 전환, 화면 확대/축소, 앱 실행 등)을 수행하도록 구성될 수 있다.
저장 장치(3300)는 사용자 장치(3000)가 동작하는데 필요한 데이터 또는 동작 중 생성된 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다. 저장 장치(3300)는 DRAM(Dynamic Random Access Memory), SDRAM(Synchronous DRAM), SRAM(Static RAM), DDR SDRAM(Double Date Rate SDRAM), DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM, PRAM(Phase-change RAM), MRAM(Magnetic RAM), RRAM(Resistive RAM), NAND flash, NOR flash 등과 같은 대용량 반도체 메모리 장치 또는 HDD(Hard Disk Drive)와 같은 대용량 자기 디스크 장치로 제공될 수 있다.
이미징 장치(1300)는 이미지 센서, 이미지 센서 모듈, 비디오 카메라, 감시용 카메라, 디지털 카메라 등과 같이 외부의 전경을 캡쳐하여, 이미지 데이터를 획득하도록 구성된 영상 획득 장치일 수 있다.
네트워크 모듈(1400)은 외부 장치들과 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. 예시적으로, 네트워크 모듈(1400)은CDMA(Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile communication), WCDMA(wideband CDMA), CDMA-2000, TDMA(Time Dvision Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), Wimax, WLAN, UWB, 블루투스, WI-DI 등과 같은 무선 통신 또는 유선 통신을 지원하도록 구성될 수 있다.
상술된 본 발명의 실시 예들에 따르면, 터치 표시 장치는 터치가 없는 경우, 검출 모드로 동작하고, 터치가 검출된 경우, 활성 모드로 동작한다. 이 때, 검출 모드는 활성 모드보다 낮은 전력 소모, 낮은 노이즈 발생 등의 특징을 가지며, 활성 모드는 검출 모드보다 향상된 터치 감지 성능 등의 특징을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 터치 표시 장치는 터치가 없는 경우, 검출 모드로 동작함으로써, 전력 소모 및 노이즈 발생을 최소화할 수 있고, 터치가 검출된 경우, 활성 모드로 동작함으로써 터치 감지 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서, 향상된 성능 및 감소된 소비 전력을 갖는 터치 표시 장치가 제공된다.
상술된 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술된 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들 또한 포함할 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술된 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 터치 표시 장치
110: 터치 표시 패널
120: 터치 표시 구동 집적 회로(TDDIC; Touch Display Driving IC)

Claims (10)

  1. 터치 표시 패널을 제어하도록 구성되는 터치 표시 구동 집적 회로(TDDIC; Touch Display Driving Integrated Circuit)에 있어서,
    상기 터치 표시 패널에 대한 터치 스캔 동작을 수행하도록 구성되는 터치 구동 회로; 및
    상기 터치 표시 패널에 대한 표시 동작을 수행하도록 구성되는 표시 구동 회로를 포함하고,
    상기 터치 구동 회로는 제1 터치 스캔 주파수를 갖는 제1 동작 모드로 동작하고, 상기 제1 동작 모드에서 상기 터치 표시 패널로부터 터치가 검출된 경우, 상기 검출된 터치에 응답하여 상기 제1 터치 스캔 주파수와 다른 제2 터치 스캔 주파수를 갖는 제2 동작 모드로 동작하도록 구성되고,
    상기 제1 동작 모드에서, 상기 터치 구동 회로는 수직 동기 신호의 제1 주기의 수직 블랭크 구간에서 상기 터치 스캔 동작을 수행하는 터치 표시 구동 집적 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 터치 스캔 주파수들 각각은 상기 터치 표시 패널에 포함된 터치 전극들에 대하여 초당 수행되는 터치 스캔 동작의 횟수를 가리키는 터치 표시 구동 집적 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 터치 스캔 동작 주파수는 상기 제1 터치 스캔 동작 주파수보다 높은 터치 표시 구동 집적 회로.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 동작 모드에서, 상기 표시 구동 회로는 상기 수직 동기 신호의 상기 제1 주기 동안 상기 표시 동작을 수행하되,
    상기 표시 동작은 복수의 서브 표시 동작을 포함하고, 상기 터치 스캔 동작은 복수의 서브 터치 스캔 동작을 포함하되,
    상기 제2 동작 모드에서, 상기 터치 구동 회로 및 상기 표시 구동 회로 각각은 상기 복수의 서브 표시 동작 및 상기 복수의 서브 터치 스캔 동작을 서로 교번하여 수행하도록 구성되는 터치 표시 구동 집적 회로.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 표시 동작 각각은 상기 터치 표시 패널에 포함된 픽셀들 중 일부에 대한 표시 동작을 가리키고,
    상기 복수의 서브 터치 스캔 동작 각각은 상기 터치 표시 패널에 포함된 터치 전극들 중 일부에 대한 터치 스캔 동작을 가리키는 터치 표시 구동 집적 회로.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 구동 회로는, 상기 제1 동작 모드로 동작하는 동안에 검출된 터치에 대한 정보를 외부 장치로 제공하지 않도록 구성되고, 상기 제2 동작 모드로 동작하는 동안에 검출된 터치에 대한 정보를 상기 외부 장치로 제공하도록 구성되는 터치 표시 구동 집적 회로.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 구동 회로는 상기 제2 동작 모드로 동작하는 도중에 터치가 기준 시간 동안 검출되지 않은 경우, 상기 제1 동작 모드로 동작하도록 구성되는 터치 표시 구동 집적 회로.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 표시 패널은 인-셀 타입인 터치 표시 구동 집적 회로.
  10. 터치 표시 패널을 제어하도록 구성되는 터치 표시 구동 집적 회로(TDDIC; Touch Display Driving Integrated Circuit)의 동작 방법에 있어서,
    수직 동기 신호의 수직 블랭크 구간에서 터치 스캔 동작을 수행하는 제1 동작 모드로 동작하는 단계;
    상기 제1 동작 모드에서 터치를 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 터치에 응답하여, 상기 수직 동기 신호의 1주기 동안 복수의 서브 표시 동작 및 복수의 서브 터치 동작을 교번하여 수행하는 제2 동작 모드로 동작하는 단계를 포함하는 동작 방법.

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