KR102542105B1

KR102542105B1 - 터치 디스플레이 구동 집적 회로, 그것의 동작 방법 및 그것을 포함하는 터치 표시 장치

Info

Publication number: KR102542105B1
Application number: KR1020160055629A
Authority: KR
Inventors: 박해운; 백승훈; 정재훈; 권혁철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2016-02-24
Filing date: 2016-05-04
Publication date: 2023-06-14
Also published as: KR20170100388A

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이 구동 집적 회로는 터치 감지 라인들을 통해 터치 전극들과 각각 연결되도록 구성되는 터치 구동 회로, 및 데이터 라인들을 통해 픽셀들과 연결되도록 구성되는 소스 구동 회로를 포함한다. 터치 구동 회로는, 터치 구간에서, 터치 감지 라인들 중 제1 터치 감지 라인들로 감지 신호를 제공하고, 표시 구간에서, 터치 감지 라인들 중 제2 터치 감지 라인들로 공통 전압을 인가하고, 제2 터치 감지 라인들과 다른 제3 터치 감지 라인들로 공통 전압과 다른 전압을 인가한다.

Description

터치 디스플레이 구동 집적 회로, 그것의 동작 방법 및 그것을 포함하는 터치 표시 장치{TOUCH DISPLAY DRIVING INTEGRATED CIRCUIT, OPERATION METHOD OF THE SAME, AND TOUCH DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 터치 디스플레이 구동 집적 회로, 그것의 동작 방법 및 그것을 포함하는 터치 표시 장치에 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 문제점들이 발생하며, 이를 해결하기 위한 다양한 구동 방식들이 개발되고 있다.

본 발명의 목적은 향상된 신뢰성 및 향상된 성능을 갖는 터치 디스플레이 구동 집적 회로, 그것의 동작 방법 및 그것을 포함하는 터치 표시 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이 구동 집적 회로는 터치 감지 라인들을 통해 터치 전극들과 각각 연결되도록 구성되는 터치 구동 회로, 및 데이터 라인들을 통해 픽셀들과 연결되도록 구성되는 소스 구동 회로를 포함하고, 상기 터치 구동 회로는, 터치 구간에서, 상기 터치 감지 라인들 중 제1 터치 감지 라인들로 감지 신호를 제공하고, 표시 구간에서, 상기 터치 감지 라인들 중 제2 터치 감지 라인들로 공통 전압을 인가하고, 상기 제2 터치 감지 라인들과 다른 제3 터치 감지 라인들로 상기 공통 전압과 다른 전압을 인가한다.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이 구동 집적 회로는 터치 감지 라인들을 통해 터치 전극들과 각각 연결되고, 데이터 라인들을 통해 픽셀들과 연결되도록 구성되고, 상기 터치 디스플레이 구동 집적 회로의 동작 방법은 터치 구간에서, 상기 터치 감지 라인들 중 제1 터치 감지 라인들로 감지 신호를 제공하여 터치 스캔 동작을 수행하는 단계, 표시 구간에서, 상기 터치 감지 라인들 중 제2 터치 감지 라인들로 공통 전압을 인가하고, 나머지 터치 감지 라인들로 상기 공통 전압과 다른 전압을 인가하는 단계, 및 상기 표시 구간에서, 상기 데이터 라인들로 데이터 신호를 제공하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 표시 장치는 복수의 터치 전극들 및 복수의 픽셀들을 포함하는 표시 패널, 및 상기 복수의 터치 전극들과 터치 감지 라인들을 통해 연결되는 터치 구동 회로를 포함하고, 터치 구간에서, 상기 터치 구동 회로는 상기 복수의 터치 전극들 중 제1 터치 전극들에 대한 터치 스캔 동작을 수행하고, 표시 구간에서, 상기 복수의 픽셀들 중 제1 픽셀들은 영상 정보를 표시하고, 상기 터치 구동 회로는 상기 복수의 터치 전극들 중 제2 터치 전극들에 공통 전압을 인가하고, 상기 복수의 터치 전극들 중 상기 제2 터치 전극들을 제외한 나머지 터치 전극들에 상기 공통 전압과 다른 전압을 인가한다.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이 구동 집적 회로는 터치 감지 라인들을 통해 터치 전극들과 각각 연결되도록 구성되는 터치 구동 회로, 및 데이터 라인들을 통해 픽셀들과 연결되도록 구성되는 소스 구동 회로를 포함하고, 상기 터치 구동 회로는, 터치 구간에서, 상기 터치 감지 라인들 중 제1 터치 감지 라인들로 감지 신호를 제공하고, 상기 터치 구간이 종료되기 이전에, 상기 제1 터치 감지 라인들로 공통 전압을 인가하도록 구성된다.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 디스플레이 구동 집적 회로는 터치 감지 라인들을 통해 터치 전극들과 각각 연결되고, 데이터 라인들을 통해 픽셀들과 연결되도록 구성되고, 상기 터치 디스플레이 구동 집적 회로의 동작 방법은 터치 구간에서, 상기 터치 감지 라인들 중 제1 터치 감지 라인들로 감지 신호를 제공하는 단계, 및 상기 터치 구간에서, 상기 터치 감지 라인들 중 제2 터치 감지 라인들로 상기 감지 신호를 제공하고, 상기 제1 터치 감지 라인들로 공통 전압을 인가하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 표시 장치는 터치 전극들 및 픽셀들을 포함하는 표시 패널, 및 터치 감지 라인들을 통해 상기 터치 전극들과 각각 연결되도록 구성된 터치 디스플레이 구동 집적 회로를 포함하고, 터치 구간에서, 상기 터치 디스플레이 구동 회로는, 상기 복수의 터치 전극들에 대한 터치 스캔 동작을 수행하되, 상기 터치 구간이 종료되기 이전에, 상기 터치 스캔 동작이 완료된 터치 전극들로 공통 전압을 인가한다.

본 발명에 따르면, 향상된 성능 및 향상된 신뢰성을 갖는 터치 디스플레이 구동 집적 회로, 그것의 동작 방법 및 그것을 포함하는 터치 표시 장치가 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치의 터치 구간에서의 터치 스캔 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 터치 구동 회로를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 스위칭 회로를 예시적으로 보여주는 회로도이다.
도 5는 도 1의 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 6은 도 1의 표시 장치의 동작 방법을 보여주는 순서도이다.
도 7 내지 도 9는 도 6에 도시된 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10은 본 발명에 따른 터치 영역 및 표시 영역의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 11을 참조하여 설명된 표시 장치의 동작 방법을 보여주는 순서도이다.
도 13 내지 도 16은 도 12에 도시된 동작 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 17 및 도 18은 터치 구간 동안 데이터 라인 및 게이트 라인을 구동하기 위한 표시 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 19는 도 1의 표시 장치의 터치 스캔 동작의 순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 20 및 도 21은 도 1의 표시 장치의 다른 동작 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치를 보여주는 블록도이다.
도 23은 본 발명의 실시 예에 따른 집적 회로를 보여주는 블록도이다.
도 24는 도 23의 터치 구동부 및 디스플레이 구동부 사이의 타이밍과 전원 전압 사이의 관계를 보여주는 도면이다.
도 25는 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치가 적용된 전자 시스템을 보여주는 블록도이다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들이 상세하게 설명된다. 이하의 설명에서, 상세한 구성들 및 구조들과 같은 세부적인 사항들은 단순히 본 발명의 실시 예들의 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된다. 그러므로 본 발명의 기술적 사상 및 범위로부터의 벗어남 없이 본문에 기재된 실시 예들의 변형들은 당업자에 의해 수행될 수 있다. 더욱이, 잘 알려진 기능들 및 구조들에 대한 설명들은 명확성 및 간결성을 위하여 생략된다. 본문에서 사용된 용어들은 본 발명의 기능들을 고려하여 정의된 용어들이며, 특정 기능에 한정되지 않는다. 용어들의 정의는 상세한 설명에 기재된 사항을 기반으로 결정될 수 있다.

이하의 도면들 또는 상세한 설명에서의 모듈들은 도면에 도시되거나 또는 상세한 설명에 기재된 구성 요소 이외에 다른 것들과 연결될 수 있다. 모듈들 또는 구성 요소들 사이의 연결은 각각 직접적 또는 비직접적일 수 있다. 모듈들 또는 구성 요소들 사이의 연결은 각각 통신에 의한 연결이거나 또는 물리적인 접속일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치를 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 소스 구동 회로(110), 게이트 구동 회로(120), 터치 구동 회로(130), 및 터치 표시 패널(140)을 포함할 수 있다. 예시적으로, 표시 장치(100)는 터치 기능을 구비한 터치 표시 장치일 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(100)는 인-셀 또는 온-셀 타입의 터치 표시 장치일 수 있다.

소스 구동 회로(110)는 복수의 데이터 라인들(DL)을 통해 표시 패널(140)의 복수의 픽셀들(PIX)과 연결된다. 예를 들어, 표시 패널(140)은 복수의 픽셀들(PIX)을 포함하고, 복수의 픽셀들(PIX) 각각은 행 방향 및 열 방향을 따라 정렬될 수 있다. 예시적으로, 동일한 열에 배치된 픽셀들(PIX)은 동일한 데이터 라인(DL)을 공유할 수 있다. 소스 구동 회로(110)는 복수의 데이터 라인들(DL)을 통해 복수의 픽셀들(PIX)과 연결되고, 복수의 데이터 라인들(DL)의 전압을 제어하여 복수의 픽셀들(PIX) 각각으로 데이터 신호(또는 영상 신호)를 제공할 수 있다. 복수의 픽셀들(PIX) 각각은 수신된 데이터 신호에 응답하여 영상 정보를 출력(또는 표시)할 수 있다.

게이트 구동 회로(120)는 복수의 게이트 라인들(GL)을 통해 복수의 픽셀들(PIX)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 동일한 행에 배치된 픽셀들(PIX)은 동일한 게이트 라인(GL)과 연결될 수 있다. 게이트 구동 회로(120)는 복수의 게이트 라인들(GL)을 통해 복수의 픽셀들(PIX)과 연결되고, 복수의 데이터 라인들(DL)을 통해 제공되는 데이터 신호가 복수의 픽셀들(PIX)로 제공될 수 있도록 복수의 게이트 라인들(GL)의 전압을 제어하거나 또는 게이트 신호를 제공할 수 있다.

예시적으로, 소스 구동 회로(110) 및 게이트 구동 회로(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 신호, 즉, 행 구별 신호일 수 있다. 소스 구동 회로(110) 및 게이트 구동 회로(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 제공할 수 있다.

터치 구동 회로(130)는 복수의 터치 감지 라인들(TSL)(Touch Sensing Line)을 통해 복수의 터치 전극들(TE)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 터치 표시 패널(140)은 복수의 터치 전극들(TE)(Touch Electrode)을 포함할 수 있다. 복수의 터치 전극들(TE) 각각은 서로 다른 터치 감지 라인들(TSL)과 연결될 수 있다. 터치 구동 회로(130)는 복수의 터치 감지 라인들(TSL)(Touch Sensing Line)을 통해 복수의 터치 전극들(TE)과 각각 연결될 수 있다. 예시적으로, 터치 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 도전막일 수 있다.

터치 구동 회로(130)는 복수의 터치 감지 라인들(TSL)의 전압을 제어하거나 또는 감지 신호를 제공하여, 복수의 터치 전극들(TE) 각각에서 발생하는 사용자 터치를 감지할 수 있다. 예를 들어, 사용자(user)가 복수의 터치 전극들(TE) 중 적어도 하나의 터치 전극(TE) 상에 신체 일부(예를 들어, 손가락)를 접촉한 경우, 사용자의 신체 일부 및 적어도 하나의 터치 전극(TE) 사이의 정전 용량에 의해 적어도 하나의 터치 전극(TE)에서의 정전 용량이 변화할 것이다. 터치 구동 회로(130)는 상술된 적어도 하나의 터치 전극(TE)의 정전 용량의 변화를 감지할 수 있다.

터치 구동 회로(130)는 정전 용량의 변화가 감지된 터치 전극(TE)에서 사용자 터치가 발생되었음을 식별할 수 있다. 예시적으로, 상술된 터치 감지 방식은 셀프-캐패시턴스(Self-Capacitance) 방식 또는 뮤추얼 캐패시턴스 방식(Mutual Capacitance) 방식이라 불린다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 터치 감지 방식은 본 발명의 기술적 사상으로부터의 벗어남 없이 다양하게 변형될 수 있다.

예시적으로, 비록 도면에 도시되지는 않았으나, 표시 패널(140)은 액정 표시 패널(liquid crystal display panel), 유기 발광 표시 패널(organic light emitting display panel), 전기 영동 표시 패널(electrophoretic display panel), 일렉트로웨팅 표시 패널(electrowetting display panel) 등과 같은 다양한 표시 패널을 포함할 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 터치 표시 패널(140)이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 표시 패널(140)은 상술된 표시 패널들 또는 다른 표시 패널들로 구현될 수 있다. 예시적으로, 액정 표시 패널을 포함하는 표시 장치(100)는 편광자(미도시), 백라이트 유닛(미도시) 등을 더 포함할 수 있다.

예시적으로, 복수의 픽셀들(PIX)은 표시하는 컬러에 따라 복수 개의 그룹들로 구분될 수 있다. 복수의 픽셀들(PIX)은 주요색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 주요색은 레드, 그린, 블루, 및 화이트를 포함할 수 있다. 한편, 이에 제한되는 것은 아니고, 주요색은 옐로우, 시안, 마젠타 등 다양한 색상을 더 포함할 수 있다.

예시적으로, 표시 패널(140)은 인-셀 타입의 터치 표시 패널일 수 있다. 표시 패널(140)은 복수의 픽셀들(PIX) 및 복수의 터치 전극들(TE)을 포함할 수 있다. 인-셀 타입의 터치 표시 패널은 복수의 픽셀들(PXI) 및 복수의 터치 전극들(TE)이 동일 패널에 배치되는 형태일 수 있다. 복수의 터치 전극들(TE)은 복수의 픽셀들(PIX)의 공통 전극(Common Electrode)으로써 사용될 수 있다. 예를 들어, 복수의 픽셀들(PIX) 각각은 복수의 데이터 라인들(DL)을 통해 수신된 데이터 신호 및 공통 전압(VCOM)의 차이를 기반으로 영상 정보를 출력할 수 있다. 이 때, 터치 구동 회로(130)는 복수의 터치 전극들(TE)의 전압 레벨들을 공통 전압(VCOM)으로 조절할 수 있다. 픽셀(PIX)은 데이터 라인(DL)을 통해 수신된 데이터 신호 및 터치 전극(TE)의 공통 전압(VCOM)을 비교하고, 비교 결과를 기반으로 영상 정보를 출력할 수 있다. 예시적으로, 하나의 터치 전극(TE)은 하나의 픽셀(PIX)보다 큰 면적을 가질 수 있다. 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, 공통 전압(VCOM) 약 -1.3V일 수 있다.

예시적으로, 표시 장치(100)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 포함할 수 있다. 표시 장치(100)는 적어도 하나의 표시 구간 동안 하나의 프레임의 일부 또는 전부를 표시할 수 있고, 적어도 하나의 터치 구간 동안 복수의 터치 전극들(TE) 중 일부 터치 전극들에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다.

적어도 하나의 터치 구간 동안 터치 전극들(TE)에 대한 터치 스캔 동작을 위하여, 터치 전극들(TE)로 소정의 신호(예를 들어, 감지 신호, 토글 신호, 또는 액티브 쉴드 신호)가 제공될 수 있다. 적어도 하나의 표시 구간 동안 터치 전극(TE)은 공통 전극으로써 사용되므로, 적어도 하나의 표시 구간 동안 터치 전극(TE)은 공통 전압(VCOM) 레벨로 조절될 것이다. 표시 장치(100)는 상술된 표시 구간 및 터치 구간을 반복 수행함으로써, 영상 정보를 표시하고, 사용자의 터치를 감지할 수 있다.

예시적으로, 터치 스캔 동작은 액티브 쉴드 동작(active shield operation)을 가리킬 수 있다. 터치 스캔 동작은 터치 전극으로의 사용자 터치를 감지하기 위한 동작을 가리킬 수 있다.

예시적으로, 상술된 바와 같이, 표시 구간 및 터치 구간이 반복적으로 수행되는 구동 방식에서, 하나의 터치 구간이 종료되고, 다음 표시 구간이 수행될 때, 복수의 터치 전극들(TE)로 공통 전압(VCOM)이 인가될 것이다. 이 때, 복수의 터치 전극들(TE) 전체로 공통 전압(VCOM)이 동시에 인가될 경우, 복수의 터치 전극들(TE)이 공통 전압(VCOM)으로 셋업되는 시간이 길어질 수 있다. 이 경우, 다음 표시 구간에서, 데이터 라인(DL) 및 터치 전극(TE)(즉, 공통 전극으로써 사용되는 터치 전극) 사이의 전압 비교가 정상적으로 수행되지 않을 수 있다. 이로 인하여, 영상 정보 출력의 불량(예를 들어, 가로줄 불량)이 발생할 수 있다.

본 발명에 따른 표시 장치(100)는 터치 구간이 종료된 이후에, 복수의 터치 전극들(TE) 중 일부 터치 전극들(TE)에 공통 전압(VCOM)을 인가하고, 나머지 터치 전극들(TE)에 공통 전압(VCOM)과 다른 전압을 인가하거나 또는 플로팅시킬 수 있다. 이 경우, 일부 터치 전극들(TE)에만 공통 전압(VCOM)이 인가됨으로써, 터치 전극(TE)이 공통 전압으로 안정화되는 시간을 단축시킬 수 있다. 이로 인하여, 다음 표시 구간에서 정상적인 영상 정보의 출력이 가능하다. 예시적으로, 일부 터치 전극(TE)은 다음 표시 구간에서 영상 정보를 출력할 픽셀들과 대응되는 공통 전극(TE)을 가리킬 수 있다. 또는 일부 터치 전극(TE)은 다음 표시 구간에서 영상 정보가 출력될 영역에 포함된 공통 전극(TE)을 가리킬 수 있다.

도 2는 도 1의 표시 장치의 터치 구간에서의 터치 스캔 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도면의 간결성 및 간결한 설명을 위하여, 표시 장치(100)의 터치 스캔 동작을 설명하는데 불필요한 구성 요소들은 생략된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 픽셀(PIX)은 픽셀 전극(PE) 및 트랜지스터(TR)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 트랜지스터(TR)는 박막 트랜지스터일 수 있다. 트랜지스터(TR)의 소스는 데이터 라인(DL)을 통해 소스 구동 회로(110)와 연결되고, 드레인은 픽셀 전극(PE)과 연결되고, 게이트는 게이트 라인(GL)을 통해 게이트 구동 회로(120)와 연결된다. 픽셀 전극(PE) 및 터치 전극(TE) 사이에 액정층(미도시)이 배치될 수 있고, 픽셀 전극(PE) 및 터치 전극(TE) 사이에 액정 캐패시터(Clc)가 존재할 수 있다. 소스 구동 회로(110) 및 게이트 구동 회로(120)의 제어에 따라, 데이터 라인(DL)을 통해 수신되는 전압에 의해 액정 캐패시터(Clc)가 충전된다. 액정 캐패시터(Clc)의 전압에 따라 액정층(미도시)의 액정 방향자의 배열이 변화된다. 액정 방향자의 배열에 따라 액정층으로 입사된 광은 투과되거나 또는 차단된다. 상술된 픽셀(PIX)의 동작을 기반으로 영상 정보가 표시될 수 있다.

표시 장치(100)의 터치 구간에서, 터치 구동 회로(130)는 터치 전극(TE)과 연결된 터치 감지 라인(TSL)을 구동할 수 있다. 예를 들어, 터치 구동 회로(130)는 터치 감지 라인(TSL)으로 감지 신호(또는 토글 신호)를 제공할 수 있다. 이 때, 사용자의 신체 일부가 터치 전극(TE)을 터치하거나 또는 터치 전극(TE)으로 접근하는 경우, 터치 전극(TE) 및 사용자의 신체 일부 사이의 캐패시턴스에 의해 터치 감지 라인(TSL)의 신호가 변화할 수 있다. 터치 구동 회로(130)는 터치 감지 라인(TSL)의 신호 변화를 감지하고, 이를 기반으로 사용자가 터치 전극(TE)을 터치했음을 인지할 수 있다.

예시적으로, 터치 감지 라인(TSL), 터치 전극(TE), 픽셀 전극(PE), 데이터 라인(DL), 게이트 라인(GL), 및 다른 픽셀 전극들(PE2, PE3) 사이에서 기생 캐패시터가 존재할 수 있다. 표시 장치(100)의 터치 구간에서, 상술된 기생 캐패시터를 상쇄시키기 위하여, 소스 구동 회로(110) 및 게이트 구동 회로(120) 각각은 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)으로 감지 신호를 제공할 수 있다. 터치 감지 라인(TSL), 데이터 라인(DL), 및 게이트 라인(GL)으로 동일한 신호들이 제공됨에 따라, 상술된 기생 캐패시터가 상쇄될 수 있다. 이에 따라, 사용자 터치에 의한 캐패시턴스 변화를 용이하게 감지할 수 있다.

예시적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 터치 전극(TE)은 복수의 픽셀 전극들(PE) 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)의 전압 차이에 의해 영상 정보가 표시될 수 있다. 예시적으로, 도 2에 도시된 픽셀 전극들(PE1~PE3) 및 터치 전극(TE)의 배열 및 구성은 예시적인 것이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 다양한 방식으로 배열될 복수의 픽셀 전극들 상에 하나 또는 그 이상의 터치 전극들이 배치될 수 있다.

도 3은 도 1의 터치 구동 회로를 예시적으로 보여주는 도면이다. 간결한 설명을 위하여, 터치 구동 회로(130)의 구성을 설명하는데 불필요한 구성 요소들은 생략된다. 또한, 터치 표시 패널(140)은 5X5의 터치 전극들(TE11~TE55)을 포함하는 것으로 가정한다. 도면의 간결성을 위하여, 픽셀들은 도면에서 생략된다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 터치 전극들 및 픽셀들은 다양한 형태로 배열될 수 있다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 표시 패널(140)은 복수의 터치 전극들(TE11~TE55)을 포함한다. 복수의 터치 전극들(TE11~TE55)은 행 방향 및 열 방향을 따라 배열될 수 있다. 복수의 터치 전극들(TE11~TE55) 각각은 서로 다른 터치 감지 라인(TSL)과 연결된다.

터치 구동 회로(130)는 스위칭 회로(131), 제어 로직 회로(132), 터치 감지 회로(TSC)를 포함한다. 스위칭 회로(131)는 복수의 터치 감지 라인들(TSL)을 통해 복수의 터치 전극들(TE11~TE55)과 각각 연결된다. 스위칭 회로(131)는 제어 로직 회로(132)로부터의 스위칭 신호(SS)에 응답하여, 복수의 터치 감지 라인들(TSL)을 구동할 수 있다. 예를 들어, 스위칭 회로(131)는 제어 로직 회로(132)로부터 스위칭 신호(SS)에 응답하여, 복수의 터치 전극들(TE11~TE55) 중 적어도 일부에 공통 전압(VCOM)이 인가되도록 복수의 터치 감지 라인들(TSL) 중 대응되는 터치 감지 라인들을 공통 전압(VCOM) 노드와 연결할 수 있다. 또는 스위칭 회로(131)는 제어 로직 회로(132)로부터의 스위칭 신호(SS)에 응답하여, 복수의 터치 전극들(TE11~TE55) 중 적어도 일부에 대한 터치 스캔 동작이 수행되도록 복수의 터치 감지 라인들(TSL) 중 대응되는 터치 감지 라인들을 터치 감지 회로(TSC)와 연결할 수 있다.

제어 로직 회로(132)는 스위칭 신호(SS)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(100)의 표시 구간에서, 제어 로직 회로(132)는 표시될 영역에 포함된 터치 전극들에 공통 전압(VCOM)이 인가되도록 스위칭 신호(SS)를 생성할 수 있다. 표시 장치(100)의 터치 구간에서, 제어 로직 회로(132)는 터치 스캔 동작이 수행될 영역에 포함된 터치 전극들이 터치 감지 회로(TSC)와 연결되도록 스위칭 신호(SS)를 생성할 수 있다.

예시적으로, 제어 로직 회로(132)는 표시 장치(100)의 복수의 터치 감지 라인들(TSL) 각각 또는 복수의 터치 전극들(TE11~TE55) 각각에 대한 스위칭 신호(SS)를 생성할 수 있다. 즉, 스위칭 회로(131)는 스위칭 신호(SS)에 응답하여, 복수의 터치 감지 라인들(TSL) 각각을 서로 독립적으로 제어할 수 있다.

또는, 제어 로직 회로(132)는 표시 구간에서 표시되는 영역들, 터치 구간에서 터치 스캔 동작이 수행되는 영역들을 기반으로 복수의 터치 감지 라인들(TSL)을 복수의 그룹들로 분할하고, 복수의 그룹들을 기반으로 스위칭 신호를 생성할 수 있다. 즉, 스위칭 회로(131)는 스위칭 신호(SS)에 응답하여, 복수의 터치 감지 라인들(TSL)을 분할된 그룹 단위로 제어할 수 있다.

도 4는 도 3의 스위칭 회로를 예시적으로 보여주는 회로도이다. 간결한 설명 및 도면의 간결성을 위하여, 스위칭 회로(131)의 일부 구성이 도 4에 도시된다. 또한, 간결한 설명을 위하여, 터치 감지 회로(TSC)는 제1 내지 제5 터치 감지 회로들(TSC[1]~TSC[5])을 포함하는 것으로 가정한다. 제1 내지 제5 터치 감지 회로들(TSC[1]~TSC[5])은 어느 하나의 터치 전극과 연결되어 어느 하나의 터치 전극에 대한 사용자 터치 유무를 판별하도록 구성될 수 있다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 스위칭 회로(131)는 복수의 스위치들(SW11~SW51, SW12~SW52)을 포함할 수 있다. 복수의 스위치들(SW11~SW51, SW12~SW52) 각각은 스위칭 신호들(SC1, SC2)에 응답하여, 복수의 터치 전극들(TE11~TE51, TE12~TE52)과 공통 전압(VCOM), 접지 전압(GND), 및 복수의 터치 감지 회로들(TSC[1]~TSC[5]) 사이를 스위칭할 수 있다.

예를 들어, 스위치(SW11)는 공통 전압(VCOM), 접지 전압(GND), 및 제1 터치 감지 회로(TSC[1]) 중 어느 하나와 터치 전극(TE11)을 연결하도록 구성될 수 있다. 스위치(SW21)는 공통 전압(VCOM), 접지 전압(GND), 및 제2 터치 감지 회로(TSC[2]) 중 어느 하나와 터치 전극(TE21)을 연결하도록 구성될 수 있다. 스위치(SW31)는 공통 전압(VCOM), 접지 전압(GND), 및 제3 터치 감지 회로(TSC[3]) 중 어느 하나와 터치 전극(TE31)을 연결하도록 구성될 수 있다. 스위치(SW41)는 공통 전압(VCOM), 접지 전압(GND), 및 제4 터치 감지 회로(TSC[4]) 중 어느 하나와 터치 전극(TE41)을 연결하도록 구성될 수 있다. 스위치(SW51)는 공통 전압(VCOM), 접지 전압(GND), 및 제5 터치 감지 회로(TSC[5]) 중 어느 하나와 터치 전극(TE51)을 연결하도록 구성될 수 있다.

즉, 상술된 바와 같이, 복수의 터치 전극들(TE11~TE55) 각각은 복수의 스위치들 각각과 연결되고, 복수의 스위치들 각각은 스위칭 신호에 응답하여 복수의 터치 전극들(TE11~TE55) 각각을 구동할 수 있다.

예시적으로, 터치 전극들(TE11~TE51)(예를 들어, 동일한 열의 터치 전극들)에 대한 터치 스캔 동작들은 동시에 수행될 수 있다. 이 경우, 터치 전극들(TE11~TE51) 각각은 제1 내지 제5 터치 감지 회로들(TSC[1]~TSC[5]) 각각과 연결되고, 제1 내지 제5 터치 감지 회로들(TSC[1]~TSC[5]) 각각은 터치 전극들(TE11~TE51) 각각에 대한 사용자 터치 유무를 판별할 수 있다. 예시적으로, 터치 전극들(TE11~TE51)에 대한 터치 스캔 동작들이 수행 중인 경우, 터치 전극들(TE12~TE52)은 접지 전압(GND) 또는 공통 전압(VCOM) 또는 별도의 전압(미도시) 노드와 연결될 수 있다.

동일한 열(예를 들어, 제1 열)에 포함된 터치 전극들(예를 들어, TE11~TE51)과 대응되는 스위치들(예를 들어, SW11~SW51)은 하나의 스위칭 신호(예를 들어, 제1 스위칭 신호(SS1))에 응답하여 동작할 수 있다. 또한, 동일한 열(예를 들어, 제2 열)에 배치된 터치 전극들(예를 들어, TE12~TE52)과 대응되는 스위치들(예를 들어, SW12~SW52)은 하나의 스위칭 신호(예를 들어, 제2 스위칭 신호(SS2))에 응답하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 스위치들(SW11~SW51) 각각은 제1 스위칭 신호(SS1)에 응답하여 터치 전극들(TE11~TE51) 각각을 공통 전압(VCOM) 노드와 연결하거나, 접지 전압(GND) 노드와 연결하거나, 또는 대응되는 터치 감지 회로(TSC)와 연결할 수 있다. 또한, 스위치들(SW12~52) 각각은 제2 스위칭 신호(SS2)에 응답하여 터치 전극들(TE12~TE52) 각각을 공통 전압(VCOM) 노드와 연결하거나, 접지 전압(GND) 노드와 연결하거나, 또는 대응되는 터치 감지 회로(TSC)와 연결할 수 있다.

그러나 상술된 구성 또는 도 4에 도시된 구성은 예시적인 것이며, 터치 전극들의 그룹, 스위치들의 그룹은 터치 스캔 동작이 수행되는 영역 또는 영상 정보를 표시하는 영역에 따라 행 방향, 열 방향 또는 행/열 방향으로 그룹화될 수 있다. 다시 말해서, 동일한 행에 배치된 터치 전극들(예를 들어, 도 3의 TE11~TE15)과 대응되는 스위치들은 하나의 스위칭 신호에 응답하여 동작할 수 있다. 또는 특정 영역에 배치된 터치 전극들(예를 들어, TE11, TE12, TE21, TE22)과 대응되는 스위치들은 하나의 스위칭 신호에 응답하여 동작할 수 있다. 또는, 복수의 스위치들 각각은 서로 다른 스위칭 신호들에 의해 각각 독립적으로 동작할 수 있다.

비록 도면에 도시되지는 않았으나, 복수의 스위치들 각각은 도 4에 도시된 전압 노드들 이외의 다른 전압 노드들과 연결될 수 있다. 예를 들어, 글로벌 전압(VGLOBAL), 기준 전압, 공통 전압(VCOM)과 다른 특정 전압 등의 노드들이 복수의 스위치들과 더 연결될 수 있다.

도 5는 도 1의 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 이하에서, 설명의 편의를 위하여, "영역(area)"의 용어는 표시 패널(140)의 평면상에 정의된 특정 영역을 가리키는 것으로 가정한다. 또한, 하나의 표시 구간(DP; Display Period)에서 영상 정보가 표시되는 영역은 "표시 영역"이라 칭한다. 하나의 표시 구간(DP)동안, 표시 영역에 포함된(또는 배치된) 픽셀들에 의해 영상 정보가 출력 또는 표시될 것이다.

또한, 하나의 터치 구간(TP; Touch Period)에서 터치 스캔 동작의 대상이 되는 영역은 "터치 영역"이라 칭한다. 하나의 터치 구간(TP) 동안, 터치 영역에 포함된 터치 전극에 의해 터치 스캔 동작이 수행될 것이다.

즉, 표시 패널(140)은 복수의 표시 영역들로 분할될 수 있다. 또한, 표시 패널(140)은 복수의 터치 영역들로 분할될 수 있다. 복수의 표시 영역들 각각 및 복수의 터치 영역들 각각은 서로 동일하거나, 또는 서로 동일하지 않을 수 있다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1, 도 2, 도 3, 및 도 5를 참조하면, 수직 동기 신호(VSYNC)의 1주기 동안, 복수의 표시 구간들(DP1~DPn) 및 복수의 터치 구간들(TPn)이 서로 교번하여 존재할 수 있다. 복수의 표시 구간들(DP1~DPn) 각각에서, 표시 장치(100)는 하나의 영상 프레임 중 일부 영역의 화상 정보가 표시 패널(140)을 통해 출력되도록 부분 프레임 표시 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 표시 구간(DP1)에서, 표시 장치(100)는 제1 표시 영역을 통해 하나의 프레임의 일부 영상 정보를 출력할 수 있다. 이 후, 제2 표시 구간(DP2)에서, 표시 장치(100)는 제2 표시 영역을 통해 하나의 프레임의 다른 일부 영상 정보를 출력할 수 있다. 표시 장치(100)는 제3 내지 제n 표시 구간들(DP3~DPn) 동안 하나의 프레임의 나머지 영상 정보를 출력할 수 있다. 즉, 표시 장치(100)는 수직 동기 신호(VSYNC)의 1주기 내에 포함된 복수의 표시 구간들(DP1~DPn)에서 영상 정보를 순차적 또는 비순차적으로 출력함으로써, 수직 동기 신호(VSYNC)의 1주기 동안 하나의 프레임에 대한 영상 정보를 출력할 수 있다.

표시 장치(100)는 표시 구간들 사이의 터치 구간에서, 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 표시 구간들(DP1, DP2) 사이에 제1 터치 구간(TP1)이 존재할 수 있다. 제1 터치 구간(TP1) 동안, 표시 장치(100)는 제1 터치 영역에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 제2 및 제3 표시 구간들(DP2, DP3) 사이에 제2 터치 구간(TP2)이 존재할 수 있다. 제2 터치 구간(TP2) 동안, 표시 장치(100)는 제2 터치 영역에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 마찬가지로, 표시 장치(100)는 제3 내지 제n 터치 구간들(TP3~TPn) 각각에서 대응하는 터치 영역에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 결과적으로, 수직 동기 신호(VSYNC)의 1주기 동안, 표시 장치(100)는 표시 패널(140) 전 영역에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다.

상술된 바와 같이, 수직 동기 신호(VSYNC)의 1주기 동안 복수의 표시 구간들 및 복수의 터치 구간들이 서로 교번하여 존재한다. 표시 장치(100)는 복수의 표시 구간들(DP1~DPn) 각각에서 대응하는 표시 영역을 통해 영상 정보를 표시할 것이다.

도 2를 참조하여 설명된 바와 같이, 표시 구간 동안 터치 전극(TE)은 공통 전극(common electrode)으로써 사용된다. 즉, 표시 구간 동안 터치 전극(TE)에 공통 전압(VCOM)이 인가될 것이다. 본 발명에 따른 표시 장치(100)는 표시 구간에서 대응되는 표시 영역에 포함된 터치 전극에 공통 전압(VCOM)을 인가하고, 다른 터치 전극들에 공통 전압과 다른 전압(예를 들어, 접지 전압(GND) 또는 특정 전압)을 인가하거나 또는 플로팅시킬 수 있다.

예를 들어, 제2 표시 구간(DP2)에서, 표시 장치(100)는 제2 표시 영역을 통해 영상 정보를 표시할 것이다. 이 때, 소스 구동 회로(110)는 복수의 데이터 라인(DLs)을 통해 영상 데이터를 제2 표시 영역에 포함된 픽셀들로 제공하고, 게이트 구동 회로(120)는 복수의 게이트 라인들(GLs)로 게이트 신호를 제공할 것이다. 이 때, 터치 구동 회로(130)는 제2 표시 영역에 포함된 터치 전극들(TE)에 공통 전압(VCOM)을 인가하고, 다른 터치 전극들(TE)에 공통 전압(VCOM)과 다른 전압을 인가할 수 있다.

이 후, 제2 터치 구간 동안, 소스 구동 회로(110) 및 게이트 구동 회로(120) 각각은 데이터 라인들(DLs), 게이트 라인들(GLs)로 감지 신호(또는 토글 신호)를 공급하고, 터치 구동 회로(130)는 대응되는 터치 영역에 포함된 터치 전극들에 감지 신호(또는 토글 신호)를 제공하여, 대응되는 터치 영역에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 예시적으로, 감지 신호는 터치 구간 동안 사용자의 터치 유무를 판별하기 위한 신호로써, 일정 레벨을 토글하는 신호일 수 있다.

이 후, 제3 표시 구간(DP3)에서, 표시 장치(100)는 제3 표시 영역을 통해 영상 정보를 표시할 것이다. 이 때, 터치 구동 회로(130)는 제3 표시 영역에 포함된 터치 전극들(TE)에 공통 전압(VCOM)을 인가하고, 다른 터치 전극들(TE)에 공통 전압(VCOM)과 다른 전압을 인가할 수 있다.

예시적으로, 상술된 바와 같이, 도 5에 도시된 표시 구간들에서, 터치 전극들(TE)로 인가되는 전압은 공통 전압(VCOM)이거나 또는 다른 전압일 수 있다. 도 5에서, 터치 전극들(TE)로 인가되는 전압이 공통 전압(VCOM)으로 한정되지 않으므로, 이를 위하여, 터치 전극들(TE)로 인가되는 전압은 점선으로 도시된다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

예시적으로, 터치 구간이 종료되고, 복수의 터치 전극들(TE) 전체로 동시에 공통 전압(VCOM)을 인가할 경우, 복수의 터치 전극들(TE)이 표시 구간이 시작되는 시점에서 정상적으로 공통 전압(VCOM)에 도달하지 않을 수 있다. 이 경우, 표시 구간 초기에 가로줄 불량과 같은 문제점이 발생할 수 있다. 그러나 상술된 바와 같이, 표시 장치(100)의 표시 구간에서 대응되는 표시 영역에 포함된 터치 전극들에 공통 전압(VCOM)을 인가하고, 다른 터치 전극들에 공통 전압(VCOM)과 다른 전압을 인가함으로써, 대응되는 표시 영역에 포함된 터치 전극들이 공통 전압(VCOM)에 도달하는 셋-업 시간이 단축된다. 이에 따라, 가로줄 불량과 같은 문제점이 방지될 수 있다.

도 6은 도 1의 표시 장치의 동작 방법을 보여주는 순서도이다. 예시적으로, 도 6을 참조하여, 수직 동기 신호(VSYNC) 1주기 동안 수행되는 표시 장치(100)의 동작이 설명된다. 즉, 표시 장치(100)는 도 6에 도시된 순서도에 따른 동작을 수행함으로써, 하나의 프레임을 출력하고, 표시 패널(140) 전 영역에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다.

도 1 및 도 6을 참조하면, S110 단계에서, 변수(i)는 1로 설정된다. 예시적으로, 변수(i)는 본 발명에 따른 표시 구간 및 터치 구간의 반복 동작을 설명하기 위한 참조 기호로써, 특정 구성을 지칭하는 것은 아니다.

S120 단계에서, 표시 장치(100)는 제i 표시 영역을 통해 영상 정보를 표시할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(100)는 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)의 전압을 제어하여, 제i 표시 영역에 포함된 픽셀들(PIX)을 통해 영상 정보를 표시할 수 있다. 예시적으로, 제i 표시 영역에 포함된 터치 전극들은 공통 전압(VCOM)의 전압 레벨을 가질 수 있다.

S130 단계에서, 표시 장치(100)는 제i 터치 영역에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(100)는 제i 터치 영역에 포함된 터치 전극들(TE)에 감지 신호를 제공하고, 감지 신호의 변화를 기반으로 제i 터치 영역에 포함된 터치 전극들(TE) 각각에 대한 사용자의 터치 유무를 판별할 수 있다.

S140 단계에서, 변수(i)가 최대인지 판별될 수 있다. 변수(i)가 최대인 것은 하나의 프레임이 모두 표시 장치(100)에 의해 표시된 것을 가리킨다.

변수(i)가 최대가 아닌 경우, (예를 들어, 터치 스캔 동작이 수행되지 않은 터치 영역이 존재하거나 또는 영상 정보가 표시되지 않은 표시 영역이 존재하는 경우) S150 단계에서, 변수(i)는 i+1로 증가한다.

S160 단계에서, 표시 장치(100)는 제i 표시 영역(즉, 다음 표시 구간에서 영상 정보를 표시할 표시 영역)에 포함된 터치 전극들(TE)의 전압을 공통 전압(VCOM)으로 조절한다. 간결한 설명을 위하여, 다음 표시 구간에서 영상 정보를 표시할 표시 영역은 다음 표시 영역(next display area)라 칭한다. 예를 들어, 터치 구동 회로(130)는 다음 표시 영역에 포함된 터치 전극들(TE)과 연결된 터치 감지 라인들을 공통 전압(VCOM) 노드와 연결할 수 있다. 이 경우, 다음 표시 영역에 포함된 터치 전극들(TE)의 전압들은 공통 전압(VCOM)으로 될 것이다.

예시적으로, 터치 구동 회로(130)는 다음 표시 영역에 포함된 터치 전극들 이외의 다른 터치 전극들과 연결된 터치 감지 라인들을 공통 전압(VCOM)과 다른 전압(예를 들어, 접지 전압(GND) 또는 특정 전압) 노드와 연결하거나 또는 플로팅시킬 수 있다. 즉, 일부 터치 전극들(예를 들어, 다음 표시 영역에 포함된 터치 전극들을 포함하는 일부 터치 전극들)만 공통 전압(VCOM) 노드와 연결함으로써, 복수의 터치 전극들(TE) 전체를 공통 전압(VCOM) 노드와 연결하는 것보다 빠른 속도로 터치 전극들의 전압을 공통 전압(VCOM)으로 셋업할 수 있다.

이 후, 표시 장치(100)는 S120 내지 S160 단계의 동작들을 반복 수행할 수 있다.

상술된 바와 같이, 수직 동기 신호(VSYNC)의 1주기 동안 복수의 표시 구간들 및 복수의 터치 구간들이 존재한다. 표시 장치(100)는 표시 구간들 및 복수의 터치 구간들 각각에서, 영상 정보 표시 동작 및 터치 스캔 동작을 수행한다. 이 때, 표시 장치(100)는 터치 스캔 동작을 완료하고, 다음 표시 영역에 포함된 터치 전극들(TE)에 공통 전압(VCOM)을 인가하고, 다른 터치 전극들에 공통 전압(VCOM)과 다른 전압(예를 들어, 접지 전압(GND) 또는 특정 전압)을 인가하거나 플로팅시킴으로써, 다음 표시 영역에 포함된 터치 전극들(TE)의 셋업 속도가 향상된다. 따라서, 다음 표시 영역에 영상 정보를 표시할 경우, 가로줄 불량이 제거된다.

도 7 내지 도 9는 도 6에 도시된 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다. 도면의 간결성 및 설명의 편의를 위하여, 본 발명의 기술적 사상을 설명하는데 불필요한 구성 요소들은 생략된다.

예를 들어, 도 1 및 도 7를 참조하면, 표시 장치(100)의 표시 패널(140)은 행 방향 및 열 방향을 따라 배열된 5X5의 터치 전극들(TE11~TE55)을 포함하는 것으로 가정한다. 비록 도면에 도시되지는 않았으나, 앞서 설명된 바와 같이, 표시 패널(140)은 복수의 픽셀들을 포함할 수 있고, 복수의 픽셀들 각각은 복수의 데이터 라인들(DL) 및 복수의 게이트 라인들(GL)과 연결되고, 소스 구동 회로(110) 및 게이트 구동 회로(120)의 제어에 따라 영상 정보를 표시할 수 있다. 복수의 픽셀들 각각은 복수의 터치 전극들(TE11~TE55)과 중첩되도록 배치될 수 있다.

표시 영역 및 터치 영역은 행 방향을 따라 구분되는 것으로 가정한다. 즉, 표시 장치(100)는 행 단위로 표시 동작 및 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 터치 전극들(TE11~TE15)은 제1 행(ROW1)을 형성할 수 있다. 터치 전극들(TE21~TE25)은 제2 행(ROW2)을 형성할 수 있다. 터치 전극들(TE31~TE35)은 제3 행(ROW3)을 형성할 수 있다. 터치 전극들(TE41~TE45)은 제4 행(ROW4)을 형성할 수 있다. 터치 전극들(TE51~TE55)은 제5 행(ROW5)을 형성할 수 있다. 제1 내지 제5 행들(ROW1~ROW5) 각각은 표시 영역 및 터치 영역으로 정의될 수 있다.

표시 장치(100)는 제1 행(ROW1)에 포함된 픽셀들을 통해 대응하는 영상 정보를 출력하고, 제1 행(ROW1)에 포함된 터치 전극들(TE11~TE15)에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 마찬가지로, 표시 장치(100)는 제2 내지 제5 행들(ROW2~ROW5) 각각에 대한 표시 동작 및 터치 스캔 동작을 순차적으로 수행할 수 있다.

예시적으로, 도 7을 참조하여 설명된 표시 영역의 구성, 터치 영역의 구성, 터치 전극들의 구성, 표시 동작의 순서, 터치 스캔 동작의 순서는 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 설명하기 위한 예시적인 것들이며, 본 발명의 기술적 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

이하에서, 도 7을 참조하여 설명된 구성을 기반으로 본 발명에 따른 표시 장치의 동작이 설명된다. 도 1, 도 7 내지 도 9를 참조하면, 도 8 및 도 9의 그래프들의 가로축들은 시간을 가리킨다. 수직 동기 신호(VSYNC)의 1주기 동안 표시 장치(100)는 하나의 프레임을 표시할 수 있다.

제1 내지 제5 표시 구간들(DP1~DP5) 및 제1 내지 제5 터치 구간들(TP1~TP5)은 수직 동기 신호(VSYNC)의 1주기에 포함될 수 있다. 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제5 표시 구간들(DP1~DP5) 및 제1 내지 제5 터치 구간들(TP1~TP5)은 각각 서로 교번하여 배치될 수 있다.

예를 들어, 표시 장치(100)는 제1 표시 구간(DP1) 동안 제1 행(ROW1)에 포함된 픽셀들을 통해 영상 정보를 출력할 수 있다. 이 후에, 표시 장치(100)는 제1 터치 구간(TP1) 동안 제1 행(ROW1)에 포함된 터치 전극들(TE11~TE15)에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 이 후에, 표시 장치(100)는 제2 표시 구간(DP2) 동안 제2 행(ROW2)에 포함된 픽셀들을 통해 영상 정보를 출력할 수 있다. 이 후에, 표시 장치(100)는 제2 터치 구간(TP2)동안 제2 행(ROW2)에 포함된 터치 전극들(TE21~TE25)에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 이 후에, 표시 장치(100)는 제3 표시 구간(DP3) 동안 제3 행(ROW3)에 포함된 픽셀들을 통해 영상 정보를 출력할 수 있다. 이 후에, 표시 장치(100)는 제3 터치 구간(TP3)동안 제3 행(ROW3)에 포함된 터치 전극들(TE31~TE35)에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 이 후에, 표시 장치(100)는 제4 표시 구간(DP4) 동안 제4 행(ROW4)에 포함된 픽셀들을 통해 영상 정보를 출력할 수 있다. 이 후에, 표시 장치(100)는 제4 터치 구간(TP4)동안 제4 행(ROW4)에 포함된 터치 전극들(TE41~TE45)에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 이 후에, 표시 장치(100)는 제5 표시 구간(DP5) 동안 제5 행(ROW5)에 포함된 픽셀들을 통해 영상 정보를 출력할 수 있다. 이 후에, 표시 장치(100)는 제5 터치 구간(TP5)동안 제5 행(ROW5)에 포함된 터치 전극들(TE51~TE55)에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다.

예시적으로, 제1 내지 제5 표시 구간들(DP1~DP5) 각각에서 영상 정보를 표시하는 영역은 서로 다를 것이다. 본 발명에 따른 표시 장치(100)는 제1 내지 제5 표시 구간들(DP1~DP5) 각각에서 대응되는 표시 영역에 포함된 터치 전극들(TE)에 공통 전압(VCOM)을 인가하고, 나머지 터치 전극들(TE)에는 공통 전압(VCOM)과 다른 전압을 인가한다.

예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 표시 구간(DP1)에서, 표시 장치(100)는 제1 행(ROW1)에 포함된 픽셀들을 통해 영상 정보를 표시한다. 즉, 제1 행(ROW1)은 제1 표시 구간(DP1)에 대응되는 제1 표시 영역일 것이다. 표시 장치(100)는 제1 행(ROW1)(즉, 제1 표시 영역)에 포함된 터치 전극들(예를 들어, TE11~TE15)에 공통 전압(VCOM)을 인가한다. 이 때, 표시 장치(100)는 다른 영역들(즉, 제2 내지 제5 행들(ROW2~ROW5))에 포함된 터치 전극들(TE21~TE55)에는 공통 전압(VCOM)과 다른 전압을 인가할 수 있다. 이 때, 다른 전압은 공통 전압(VCOM)과 다른 특정 전압 또는 접지 전압(GND)일 수 있다. 또는 표시 장치(100)는 다른 영역들(즉, 제2 내지 제5 행들(ROW2~ROW5))에 포함된 터치 전극들(TE21~TE55)과 연결된 터치 감지 라인들(TSL)을 플로팅시킬 수 있다. 예시적으로, 본 발명의 기술적 사상에 따르면, 상술된 다른 전압은 일부 전압 레벨에 국한되지 않으므로, 도 8 및 도9에서 점선으로 도시된다.

제1 표시 구간(DP1) 동안, 제1 행(ROW1)(즉, 제1 표시 영역)에 포함된 터치 전극들(예를 들어, TE11~TE15)은 공통 전압(VCOM)의 전압 레벨을 갖고, 제1 행(ROW1)에 포함된 복수의 픽셀들은 데이터 라인(DLs)을 통해 제공되는 데이터 신호 및 공통 전압(VCOM)을 갖는 터치 전극들(TE11~TE15) 사이의 전압을 기반으로 영상 정보를 표시할 수 있다.

이 후에, 제1 터치 구간(TP1) 동안, 표시 장치(100)는 제1 행(ROW1)에 포함된 터치 전극들(예를 들어, TE11~TE15)에 대한 터치 스캔 동작을 수행한다. 이 때, 표시 장치(100)는 도 8에 도시된 바와 같이 복수의 터치 전극들(TE11~TE55) 각각으로 감지 신호(예를 들어, 토글 신호)를 제공할 수 있다. 또는 표시 장치(100)는 도 9에 도시된 바와 같이 터치 스캔 동작이 수행될 제1 행(ROW1)(즉, 제1 터치 영역)에 포함된 터치 전극들(TE11~TE15)로 감지 신호를 제공하고, 제2 행 내지 제5 행들(ROW2~ROW5)에 포함된 터치 전극들에 감지 신호를 제공하지 않을 수 있다.

예시적으로, 터치 구간에서, 표시 패널(140) 내의 기생 캐패시터에 의한 효과를 상쇄시키기 위하여, 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)로 감지 신호가 제공될 수 있다. 예시적으로, 터치 구간에서, 복수의 데이터 라인들(DL) 모두 그리고 복수의 게이트 라인들(GL) 모두에 감지 신호가 제공될 수 있다. 또는 복수의 데이터 라인들(DL) 중 터치 스캔 동작이 수행될 터치 전극과 대응되는 데이터 라인들(DL)에 감지 신호가 제공될 수 있다. 또는 복수의 게이트 라인들(GL) 중 터치 스캔 동작이 수행될 터치 전극과 대응되는 게이트 라인(GL)에 감지 신호가 제공될 수 있다.

제1 터치 구간(TP1) 이 후에, 제2 표시 구간(DP2)에서, 표시 장치(100)는 제2 행(ROW2)에 포함된 픽셀들을 통해 영상 정보를 표시할 수 있다. 이 때, 앞서 설명된 바와 같이, 표시 장치(100)는 제2 행(ROW2)에 포함된 터치 전극들(TE21~TE25)에 공통 전압(VCOM)을 인가하고, 다른 터치 전극들(예를 들어, TE11~TE15, TE31~TE55)에 공통 전압(VCOM)과 다른 전압을 인가한다. 제2 행(ROW2)에 포함된 복수의 픽셀들은 데이터 라인(DL)을 통해 수신된 데이터 신호 및 제2 행(ROW2)에 포함된 터치 전극들(TE21~TE25)의 전압 레벨(즉, 공통 전압(VCOM))을 기반으로 영상 정보를 출력할 수 있다.

마찬가지로, 제2 표시 구간(DP2)이 종료된 이후에, 표시 장치(100)는 제2 터치 구간(TP2)에서 제2 행(ROW2)에 포함된 터치 전극들(TE21~TE25)에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 이 때, 앞서 설명된 바와 유사하게, 표시 장치(100)는 도 8에 도시된 바와 같이 복수의 터치 전극들(TE11~TE55) 각각으로 감지 신호(예를 들어, 토글 신호)를 제공할 수 있다. 또는 표시 장치(100)는 도 9에 도시된 바와 같이 터치 스캔 동작이 수행될 제2 행(ROW2)(즉, 제2 터치 영역)에 포함된 터치 전극들(TE21~TE25)로 감지 신호를 제공하고, 제2 행 내지 제5 행들(ROW2~ROW5)에 포함된 터치 전극들에 감지 신호를 제공하지 않을 수 있다.

상술된 바와 같이, 표시 장치(100)는 제3 내지 제5 표시 구간들(DP3~DP5) 각각에서, 대응하는 표시 영역에 포함된 픽셀들을 통해 영상 정보를 표시하고, 제3 내지 제5 터치 구간들(TP3~TP5) 각각에서, 대응하는 터치 영역에 포함된 터치 전극들에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 이 때, 각 표시 구간에서, 표시 장치(100)는 대응되는 표시 영역에 포함된 터치 전극들에 공통 전압(VCOM)을 인가하고, 다른 터치 전극들에 공통 전압(VCOM)과 다른 전압을 인가할 수 있다. 따라서 표시 영역에 포함된 터치 전극들이 공통 전압(VCOM)으로 빠르게 셋업되므로, 가로줄 불량과 같은 문제점이 방지된다.

예시적으로, 도 8 및 도 9에 도시된 타이밍도들은 본 발명의 일부 실시 예들을 설명하기 위한 예시적인 것들이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 표시 구간에서, 표시 영역에 포함된 터치 전극들 및 표시 영역과 인접한 영역에 포함된 터치 전극들에 공통 전압이 인가될 수 있다. 예를 들어, 표시 영역이 제2 행(ROW2)인 경우, 인접한 영역은 제1 행(ROW1) 또는 제3 행(ROW3)을 가리킬 수 있다. 즉, 표시 구간에서, 표시 장치(100)는 표시 패널(140)의 전체 영역 중 표시 영역을 포함하는 일부 영역(단, 전체 영역은 아님)에 포함된 터치 전극들에 공통 전압(VCOM)을 인가하고, 나머지 터치 전극들에 공통 전압(VCOM)과 다른 전압(예를 들어, 접지 전압(GND), 또는 특정 전압)을 인가하거나 플로팅시킬 수 있다.

또한, 터치 구간(TP)에서, 표시 장치(100)는 복수의 데이터 라인들(DL) 중 일부 데이터 라인 및 복수의 게이트 라인들(GL) 중 일부 게이트 라인에 감지 신호를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제2 터치 구간(TP2)에서, 제2 행(ROW2)에 포함된 터치 전극들(TE21~TE25)에 대한 터치 스캔 동작이 수행될 수 있다. 이 때, 표시 장치(100)는 터치 전극들(TE21~TE25)과 대응되는 픽셀들(즉, 제2 행(ROW2)에 포함된 픽셀들)와 연결된 데이터 라인들(DL) 및 게이트 라인들(GL)로 감지 신호를 제공할 수 있다. 표시 장치(100)는 다른 픽셀들(즉, 제2 행(ROW2)에 포함된 픽셀들 이외의 픽셀들)과 연결된 데이터 라인들(DL) 및 게이트 라인들(GL)에 감지 신호를 제공하지 않을 수 있다.

상술된 언급들은 예시적인 것이며, 본 발명의 기술적 사상으로부터의 벗어남 없이 다양하게 변형될 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 터치 영역 및 표시 영역의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다. 도면의 간결성을 위하여, 표시 영역 및 터치 영역을 설명하는데 불필요한 구성 요소들은 생략된다.

도 10을 참조하면, 표시 패널(140)은 복수의 터치 전극들(TE11~TE55)을 포함한다. 앞서 설명된 바와 같이 복수의 터치 전극들(TE11~TE55) 각각은 표시 구간 동안 공통 전극으로써 사용되고, 터치 구간 동안 터치 스캔 동작을 위한 터치 전극으로써 사용된다. 예시적으로, 비록 도면에 도시되지는 않았으나, 표시 패널(140)은 복수의 픽셀들(PIX, 도 1 및 도 2 참조)을 포함하고, 복수의 픽셀들(PIX)을 통해 영상 정보를 표시할 수 있다.

앞서 설명된 실시 예들에서, 표시 영역들 및 터치 영역들은 서로 동일한 영역들인 것으로써 설명되었다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 표시 장치(100)의 표시 패널(140)에서, 복수의 터치 영역들 및 복수의 표시 영역들은 각각 서로 다른 영역들일 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 표시 패널(140)은 제1 내지 제5 터치 영역들(TA01~TA05)로 분할될 수 있다. 또한, 표시 패널(140)은 제1 내지 제5 표시 영역들(DA01~DA05)로 분할될 수 있다. 예를 들어, 제1 터치 영역들(TA01)은 동일한 열에 위치한 터치 전극들(TE11~TE51)을 포함할 수 있고, 제2 터치 영역들(TA02)은 동일한 열에 위치한 터치 전극들(TE12~TE52)을 포함할 수 있고, 제3 터치 영역들(TA03)은 동일한 열에 위치한 터치 전극들(TE13~TE53)을 포함할 수 있고, 제4 터치 영역들(TA04)은 동일한 열에 위치한 터치 전극들(TE14~TE54)을 포함할 수 있고, 제5 터치 영역들(TA05)은 동일한 열에 위치한 터치 전극들(TE15~TE55)을 포함할 수 있다.

제1 표시 영역(DA01)은 동일한 행에 위치한 터치 전극들(TE11~TE15)을 포함할 수 있고, 제2 표시 영역(DA02)은 동일한 행에 위치한 터치 전극들(TE21~TE25)을 포함할 수 있고, 제3 표시 영역(DA03)은 동일한 행에 위치한 터치 전극들(TE31~TE35)을 포함할 수 있고, 제4 표시 영역(DA04)은 동일한 행에 위치한 터치 전극들(TE41~TE45)을 포함할 수 있고, 제5 표시 영역(DA05)은 동일한 행에 위치한 터치 전극들(TE51~TE55)을 포함할 수 있다. 각 표시 영역에 대한 표시 동작이 수행될 때, 대응되는 터치 전극들은 공통 전극으로써 사용될 수 있다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 표시 장치(100)의 표시 패널(140)은 다양한 형태의 표시 영역들 및 터치 영역들로 구분될 수 있다. 예를 들어, 비록 도면에 도시되지는 않았으나, 적어도 두 개의 행들 또는 적어도 두 개의 열들 단위로 터치 영역 또는 표시 영역이 구분될 수 있다. 또는 터치 영역 및 표시 영역은 특정 영역(예를 들어, 2X2, 3X3, 4X3 등) 단위로 구분될 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 1 및 도 11을 참조하면, 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명된 표시 장치(100)의 동작 방법과 달리, 도 11의 실시 예에 따르면, 수직 동기 신호(VSYNC)의 1주기 동안 1회의 표시 구간 및 1회의 터치 구간을 포함할 수 있다.

예를 들어, 표시 장치(100)는 1회의 표시 구간 동안 표시 패널(140)의 복수의 픽셀들을 통해 하나의 프레임을 표시할 수 있다. 이 후, 표시 장치(100)는 1회의 터치 구간 동안 표시 패널(140)에 포함된 복수의 터치 전극들(TE) 각각에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다.

좀 더 상세한 예로서, 표시 장치(100)는 표시 구간(DP) 동안 데이터 라인(DL)을 통해 복수의 픽셀들(PIX)로 데이터 신호를 전송하고, 게이트 라인(GL)을 통해 복수의 픽셀들(PIX)에 포함된 트랜지스터를 턴-온시키기 위한 게이트 신호를 전송할 수 있다. 예시적으로, 게이트 신호는 외부 장치(예를 들어, 타이밍 컨트롤러)의 제어 신호에 동기하여 게이트 라인(GL)으로 제공될 수 있다. 표시 구간(DP) 동안 복수의 터치 전극들(TE)은 복수의 픽셀들(PIX)에 대한 공통 전극(common electrode)으로써 사용된다. 즉, 표시 구간(DP) 동안 복수의 터치 전극들(TE)에 공통 전압(VCOM)이 인가된다.

터치 구간(TP) 동안, 표시 장치(100)는 복수의 터치 전극들(TE)에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(100)는 터치 구간(TP) 동안 복수의 터치 전극들(TE)로 감지 신호를 제공할 수 있다. 표시 장치(100)는 감지 신호의 변화를 검출하고, 이를 기반으로 복수의 터치 전극들(TE)에 대한 사용자의 터치 유무를 판별할 수 있다. 예시적으로, 터치 구간(TP) 동안, 표시 장치(100)는 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)으로 감지 신호를 제공할 수 있다.

예시적으로, 표시 패널(140)은 복수의 터치 영역들로 구분되고, 터치 구간(TP) 동안, 표시 장치(100)는 복수의 터치 영역들에 대하여 순차적으로 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(140)은 제1 내지 제5 터치 영역들로 구분될 수 있다. 하나의 터치 구간(TP) 동안, 표시 장치(100)는 제1 터치 영역에 포함된 터치 전극들에 대한 터치 스캔 동작을 수행하고, 이 후에, 제2 터치 영역에 포함된 터치 전극들에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 마찬가지로, 표시 장치(100)는 제3 내지 제5 터치 영역들에 포함된 터치 전극들에 대하여 순차적으로 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 표시 장치(100)는 하나의 터치 구간(TP)에서, 터치 스캔 동작이 완료된 터치 전극으로 하나의 터치 구간이 종료되기 전에 공통 전압(VCOM)을 인가할 수 있다. 즉, 터치 구간이 종료되기 이전에 터치 스캔 동작이 완료된 터치 전극들에 미리 공통 전압(VCOM)을 인가함으로써, 공통 전압의 셋업 시간을 단축시킬 수 있다. 따라서 표시 구간에서 가로줄 불량과 같은 문제점을 방지할 수 있다.

도 12는 도 11을 참조하여 설명된 표시 장치의 동작 방법을 보여주는 순서도이다. 예시적으로, 도 12를 참조하여 수직 동기 신호(VSYNC)의 1주기 동안의 표시 장치(100)의 동작이 설명된다. 도 1, 도 11, 및 도 12를 참조하면, S210 단계에서, 표시 장치(100)는 표시 패널(140)의 복수의 픽셀들을 통해 하나의 프레임을 표시할 수 있다. 예시적으로, S210 단계가 수행되는 동안, 표시 패널(140)의 복수의 터치 전극들(TE)은 복수의 픽셀들(PIX)에 대한 공통 전극으로써 사용되고, 복수의 터치 전극들(TE)로 공통 전압(VCOM)이 인가될 것이다.

S220 단계에서, 변수(i)가 1로 설정된다. 예시적으로, 변수(i)는 본 발명에 따른 표시 장치(100)의 반복적인 터치 스캔 동작을 설명하기 위한 것으로써, 특정 구성을 지칭하는 것은 아니다.

S230 단계에서, 표시 장치(100)는 제i 터치 영역에 대한 터치 스캔 동작을 수행한다. 예를 들어, 표시 패널(140)은 복수의 터치 영역들로 구분될 수 있다. 표시 장치(100)는 복수의 터치 영역들 중 제i 터치 영역에 포함된 터치 전극들에 감지 신호를 제공함으로써 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다.

S240 단계에서, 표시 장치(100)는 제i 영역에 포함된 터치 전극들(즉, 터치 스캔 동작이 완료된 터치 전극들)의 전압을 공통 전압(VCOM)으로 조절할 수 있다.

S250 단계에서, 표시 장치(100)는 변수(i)가 최대값인지 판별할 수 있다. 변수(i)가 최대 값인 것은 복수의 터치 영역들 전체에 대한 터치 스캔 동작이 완료되었음을 의미한다.

변수(i)가 최대값이 아닌 경우, S260 단계에서, 변수(i)는 i+1로 증가한다. 이 후, 표시 장치(100)는 S230 단계 내지 S260 단계의 동작을 반복 수행할 수 있다.

상술된 바와 같이, 표시 장치(100)는 하나의 터치 구간 동안 복수의 터치 영역들에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 이 때, 하나의 터치 구간이 종료되기 이전에, 표시 장치(100)는 터치 스캔 동작이 완료된 터치 전극들로 공통 전압(VCOM)을 미리 인가함으로써, 터치 전극의 공통 전압(VCOM) 셋업 속도를 향상시킬 수 있다.

도 13 내지 도 16은 도 12에 도시된 동작 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 간결한 설명을 위하여, 본 발명의 기술적 사상을 설명하는데 불필요한 구성 요소들은 생략된다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 간결한 설명을 위하여, 도 13에 도시된 바와 같이, 표시 패널(140)은 5X5의 터치 전극들(TE11~TE55)을 포함하는 것으로 가정한다. 또한, 표시 패널(140)은 제1 내지 제5 터치 영역들(TA01~TA05)로 구분되는 것으로 가정한다. 제1 내지 제5 터치 영역들(TA01~TA05) 각각은 제1 내지 제5 열들(COL1~COL5)일 수 있다.

또한, 하나의 터치 구간(TP)은 제1 내지 제5 서브 터치 구간들(sTP1~sTP5)을 포함하는 것으로 가정한다. 표시 장치(100)는 제1 내지 제5 서브 터치 구간들(sTP1~sTP5) 각각에서, 제1 내지 제5 터치 영역들(TA01~TA05)에 대한 터치 스캔 동작을 수행하는 것을 가정한다.

상술된 언급들은 단순히 본 발명의 실시 예를 용이하게 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.

먼저, 도 1, 도 13 및 도 14을 참조하면, 표시 장치(100)는 표시 구간(DP) 동안 표시 패널(140)의 복수의 픽셀들(PIX)을 통해 하나의 프레임에 대한 영상 정보를 표시할 수 있다. 이 때, 복수의 터치 전극들(TE11~TE55)은 복수의 픽셀들(PIX)에 대한 공통 전극으로써 사용되므로, 복수의 터치 전극들(TE11~TE55)에 공통 전압(VCOM)이 인가된다.

이 후, 터치 구간(TP) 동안 표시 장치(100)는 복수의 터치 영역들(TA01~TA05)에 대한 터치 스캔 동작을 순차적으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 터치 구간(TP)은 제1 내지 제5 서브 터치 구간들(sTP1~sTP5)을 포함할 수 있다. 제1 서브 터치 구간(sTP1) 동안, 표시 장치(100)는 제1 터치 영역(TA01)에 포함된 터치 전극들(TE11~TE51)에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 이 때, 다른 터치 전극들(예를 들어, 제2 내지 제5 터치 영역들(TA02~TA05)에 포함된 터치 전극들)은 공통 전압(VCOM)이 인가될 수 있다.

제1 서브 터치 구간(sTP1)이 종료된 이후에, 제2 서브 터치 구간(sTP2)에서, 표시 장치(100)는 제2 터치 영역(TA02)에 포함된 터치 전극들(TE12~TE52)에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 이 때, 터치 스캔 동작이 완료된 제1 터치 영역(TA01)의 터치 전극들(TE11~TE51)에는 공통 전압(VCOM)이 인가된다.

마찬가지로, 제3 내지 제5 서브 터치 구간들(sTP3~sTP5) 각각에서, 표시 장치(100)는 제3 내지 제5 터치 영역들(TA03~TA05) 각각에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 이 때, 터치 스캔 동작이 수행되는 터치 전극에는 감지 신호가 인가되고, 터치 스캔 동작이 완료된 터치 전극들에는 공통 전압(VCOM)이 인가된다.

상술된 바와 같이, 표시 장치(100)는 터치 구간(TP)이 종료되기 이전에 터치 스캔이 완료된 터치 전극들로 공통 전압(VCOM)을 인가할 수 있다. 이 경우, 터치 구간(TP)이 종료되는 시점에서, 공통 전압(VCOM)이 인가되는 터치 전극의 개수가 감소되므로, 터치 전극이 공통 전압(VCOM)으로 빠르게 셋업될 수 있다. 따라서, 다음 표시 구간에서 가로줄 불량과 같은 문제점이 방지된다.

다음으로, 도 1, 도 13, 및 도 15를 참조하면, 표시 장치(100)는 표시 구간(DP) 동안 표시 패널(140)의 복수의 픽셀들(PIX)을 통해 하나의 프레임에 대한 영상 정보를 표시할 수 있다. 이 때, 표시 패널(140)에 포함된 복수의 터치 전극들(TE11~TE55)의 전압들은 공통 전압(VCOM)일 것이다.

도 14를 참조하여 설명된 바와 유사하게, 표시 장치(100)는 제1 내지 제5 서브 터치 구간들(sTP1~sTP5) 동안 제1 내지 제5 터치 영역들(TA01~TA05)에 대한 터치 스캔 동작을 순차적으로 수행할 수 있다. 이 때, 표시 장치(100)는 현재 서브 터치 구간에서 터치 스캔 동작이 수행되는 터치 전극들 및 다음 서브 터치 구간에서 터치 스캔 동작이 수행될 터치 전극들로 감지 신호를 제공할 수 있다.

예를 들어, 표시 장치(100)는 제1 서브 터치 구간(sTP1)에서, 터치 스캔 동작이 수행될 제1 터치 영역(TA01)의 터치 전극들(TE11~TE51) 뿐만 아니라, 제2 터치 영역(TA02)의 터치 전극들(TE12~TE52)로 감지 신호를 제공할 수 있다. 이 때, 제2 터치 영역(TA02)은 다음 서브 터치 구간(즉, 제2 서브 터치 구간)에서 터치 스캔 동작이 수행될 터치 영역을 가리킨다.

마찬가지로, 제2 서브 터치 구간(sTP2)에서, 표시 장치(100)는 제2 및 제3 터치 영역들(TA02, TA03)에 포함된 터치 전극들(TE12~TE52, TE13~TE53)로 감지 신호를 인가하고, 제2 터치 영역(TA02)의 터치 전극들(TE12~TE52)에 대한 터치 스캔 동작을 수행한다. 제3 터치 영역(TA03)의 터치 전극들(TE13~TE53)은 다음 서브 터치 구간인 제3 서브 터치 구간(TA03)에서 터치 스캔 동작이 수행될 터치 전극들이다. 이 때, 표시 장치(100)는 터치 스캔 동작이 완료된 제1 터치 영역(TA01)의 터치 전극들(TE11~TE51)로 공통 전압(VCOM)을 인가할 수 있다.

마찬가지로, 표시 장치(100)는 제3 내지 제4 서브 터치 구간들(sTP3~sTP5) 각각에서, 제3 내지 제5 터치 영역들(TA03~TA05) 각각에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 이 때, 앞서 설명된 바와 같이, 표시 장치(100)는 다음 서브 터치 구간에서 터치 스캔 동작이 수행될 터치 전극들로 감지 신호를 제공할 수 있다. 표시 장치(100)는 터치 스캔 동작이 완료된 터치 전극들로 공통 전압(VCOM)을 제공할 수 있다.

상술된 바와 같이, 표시 장치(100)가 하나의 터치 구간이 종료되기 이전에, 터치 스캔 동작이 완료된 터치 전극들에 공통 전압(VCOM)을 미리 인가함으로써, 터치 전극들에 대한 공통 전압(VCOM) 셋업 속도가 향상된다. 이에 따라, 다음 표시 구간 초기에 발생될 수 있는 가로줄 불량과 같은 문제점이 방지된다.

다음으로, 도 1, 도 13, 및 도 16을 참조하면, 시 장치(100)는 표시 구간(DP) 동안 표시 패널(140)의 복수의 픽셀들(PIX)을 통해 하나의 프레임에 대한 영상 정보를 표시할 수 있다. 이 때, 표시 패널(140)에 포함된 복수의 터치 전극들(TE11~TE55)의 전압들은 공통 전압(VCOM)일 것이다.

도 14 및 도 15를 참조하여 설명된 바와 유사하게, 표시 장치(100)는 제1 내지 제5 서브 터치 구간들(sTP1~sTP5) 동안 제1 내지 제5 터치 영역들(TA01~TA05)에 대한 터치 스캔 동작을 순차적으로 수행할 수 있다. 이 때, 표시 장치(100)는 현재 서브 터치 구간에서 터치 스캔 동작이 수행되는 터치 전극들 및 다음 서브 터치 구간에서 터치 스캔 동작이 수행될 터치 전극들로 감지 신호를 제공할 수 있다. 뿐만 아닐, 표시 장치(100)는 이전 서브 터치 구간에서 터치 스캔 동작이 수행된 터치 전극들로 감지 신호를 제공할 수 있다.

예를 들어, 앞서 설명된 바와 유사하게, 표시 장치(100)는 제1 서브 터치 구간(sTP1) 동안 제1 터치 영역(TA01)의 터치 전극들(TE11~TE51)에 대한 터치 스캔 동작을 수행하고, 제2 서브 터치 구간(sTP2) 동안 제2 터치 영역(TA02)의 터치 전극들(TE12~TE52)에 대한 터치 스캔 동작을 수행하고, 제3 서브 터치 구간(sTP3) 동안 제3 터치 영역(TA03)의 터치 전극들(TE13~TE53)에 대한 터치 스캔 동작을 수행하고, 제4 서브 터치 구간(sTP4) 동안 제4 터치 영역(TA04)의 터치 전극들(TE14~TE54)에 대한 터치 스캔 동작을 수행하고, 제5 서브 터치 구간(sTP5) 동안 제5 터치 영역(TA05)의 터치 전극들(TE15~TE55)에 대한 터치 스캔 동작을 수행한다.

이 때, 표시 장치(100)는 제1 및 제2 서브 터치 구간들(sTP1, sTP2) 동안 제1 터치 영역(TA01)의 터치 전극들(TE11~TE51)로 감지 신호를 제공한 이후에, 공통 전압(VCOM)을 제공한다. 표시 장치(100)는 제1 내지 제3 서브 터치 구간들(sTP1~sTP3) 동안 제2 터치 영역(TA02)의 터치 전극들(TE12~TE52)로 감지 신호를 제공한 이후에, 공통 전압(VCOM)을 제공한다. 표시 장치(100)는 제2 내지 제4 서브 터치 구간들(sTP2~sTP4) 동안 제3 터치 영역(TA03)의 터치 전극들(TE13~TE53)로 감지 신호를 제공한 이후에, 공통 전압(VCOM)을 제공한다. 표시 장치(100)는 제3 내지 제5 서브 터치 구간들(sTP3~sTP5) 동안 제3 터치 영역(TA03)의 터치 전극들(TE13~TE53)로 감지 신호를 제공한 이후에, 공통 전압(VCOM)을 제공한다. 표시 장치(100)는 제4 내지 제5 서브 터치 구간들(sTP4~sTP5) 동안 제4 터치 영역(TA04)의 터치 전극들(TE14~TE54)로 감지 신호를 제공한 이후에, 공통 전압(VCOM)을 제공한다. 표시 장치(100)는 제4 내지 제5 서브 터치 구간(sTP4~sTP5) 동안 제5 터치 영역(TA05)의 터치 전극들(TE15~TE55)로 감지 신호를 제공한 이후에, 공통 전압(VCOM)을 제공한다.

다시 말해서, 표시 장치(100)는 하나의 서브 터치 구간 동안 복수의 터치 영역들 중 일부 터치 영역들에 포함된 터치 전극들로 감지 신호를 제공할 수 있다. 단, 표시 장치(100)는 하나의 터치 구간(TP)이 종료되기 이전에, 터치 스캔 동작이 완료된 터치 전극들로 공통 전압(VCOM)을 미리 제공할 수 있다. 예시적으로, 상술된 일부 터치 영역들은 서로 인접한 터치 영역들일 수 있다.

도 13 내지 도 16을 참조하여 설명된 바와 같이, 표시 장치(100)는 하나의 터치 구간(TP)동안 복수의 터치 영역들에 대한 터치 스캔 동작을 순차적으로 수행할 수 있다. 이 때, 표시 장치(100)는 하나의 터치 구간(TP)이 종료되기 이전에, 터치 스캔 동작이 완료된 터치 영역의 터치 전극들로 공통 전압(VCOM)을 미리 인가할 수 있다.

예시적으로, 도 13 내지 도 16을 참조하여 설명된 실시 예들 및 타이밍도는 예시적인 것이며, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 13 내지 도 16에 도시된 전압 파형은 도면의 간결성을 위하여 도식화된 것들이며, 실제 전압 파형은 도 13 내지 도 16에 도시된 그래프와 다를 수 있다. 복수의 터치 영역들은 행 방향, 열 방향, 또는 행/열 방향을 따라 구분될 수 있다. 또한, 복수의 터치 영역들 각각에 대한 터치 스캔 동작은 미리 정해진 순서 또는 임의의 순서에 따라 수행될 수 있다.

도 17 및 도 18은 터치 구간 동안 데이터 라인 및 게이트 라인을 구동하기 위한 표시 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 간결한 설명을 위하여, 표시 패널(140)은 제1 및 제2 터치 영역들(TA01, TA02)을 포함하는 것으로 가정한다. 또한, 간결한 설명을 위하여, 제1 및 제2 서브 터치 구간들(sTP1, sTP2)을 참조하여 본 발명의 실시 예가 설명된다.

먼저, 도 17을 참조하면, 앞서 설명된 바와 유사하게, 표시 패널(140)은 제1 및 제2 터치 영역들(TA01, TA02)을 포함할 수 있다. 제1 터치 영역(TA01)은 터치 전극들(TE11~TE51)을 포함하고, 제2 터치 영역(TA02)은 터치 전극들(TE12~TE52)을 포함할 수 있다.

예시적으로, 표시 패널(140)은 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이, 터치 전극들(TE11~TE51) 각각에 대응되는 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 복수의 픽셀들(PIX) 각각은 게이트 라인들(GL1~GL5) 및 데이터 라인들(DL1, DL2)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 터치 전극(TE11)과 대응되는 적어도 하나의 픽셀(PIX)은 제1 데이터 라인들(DL1) 및 제1 게이트 라인들(GL1)과 연결될 수 있다. 이 때, 하나의 픽셀은 하나의 데이터 라인 및 하나의 게이트 라인과 연결될 것이다. 마찬가지로, 복수의 픽셀들(PIX) 각각은 제1 및 제2 데이터 라인들(DL1, DL2) 및 제1 내지 제5 게이트 라인들(GL1~GL5)과 각각 연결될 것이다. 예시적으로, 제1 데이터 라인들(DL1)은 적어도 하나의 데이터 라인을 포함할 수 있고, 제2 데이터 라인(DL2)은 적어도 하나의 데이터 라인을 포함할 수 있고, 제1 내지 제5 게이트 라인들(GL1~GL5) 각각은 적어도 하나의 게이트 라인을 포함할 수 있다.

다음으로, 도 1, 도 17 및 도 18을 참조하면, 제1 서브 터치 구간(sTP1) 동안, 표시 장치(100)는 제1 터치 영역(TA01)의 터치 전극들(TE11~TE51)로 감지 신호를 제공함으로써 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 이 때, 제1 터치 영역(TA01)의 터치 전극들(TE11~TE51)과 대응되는 픽셀들과 연결된 데이터 라인들(즉, 제1 데이터 라인(DL1)) 및 게이트 라인들(즉, 제1 내지 제5 게이트 라인들(GL1~GL5))로 감지 신호가 제공될 수 있다.

제2 서브 터치 구간(sTP2)에서, 표시 장치(100)는 제2 터치 영역(TA02)의 터치 전극들(TE12~TE52)로 감지 신호를 제공함으로써 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 이 때, 제2 터치 영역(TA02)의 터치 전극들(TE12~TE52)과 대응되는 픽셀들과 연결된 데이터 라인들(즉, 제2 데이터 라인들(DL2)) 및 게이트 라인들(즉, 제1 내지 제5 게이트 라인들(GL1~GL5))로 감지 신호가 제공될 수 있다.

예시적으로, 터치 스캔 동작 동안 게이트 라인들 및 데이터 라인들로 감지 신호를 제공함으로써, 표시 패널 내의 기생 캐패시턴스가 상쇄될 수 있다. 이에 따라, 터치 전극 및 사용자의 신체 일부 사이의 캐패시턴스 변화(또는 감지 신호의 변화)를 용이하게 감지할 수 있다.

상술된 바와 같이, 터치 스캔 동작이 수행되는 터치 영역에 포함된 픽셀들(즉, 터치 전극과 대응되는 픽셀들)과 연결된 데이터 라인들 및 게이트 라인들로 감지 신호가 제공될 수 있다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 데이터 라인들 및 게이트 라인들로 제공되는 감지 신호 또는 감지 신호의 제공 타이밍은 다양하게 변형될 수 있다.

도 19는 도 1의 표시 장치의 터치 스캔 동작의 순서를 설명하기 위한 도면이다. 간결한 설명을 위하여, 터치 스캔 동작의 순서를 설명하는데 불필요한 구성 요소는 생략된다. 표시 패널(140)은 복수의 터치 전극들(TE)을 포함할 수 있다. 표시 패널(140)은 복수의 열들(COL11~COL1n, COL21~COLm)로 구분될 수 있다. 복수의 열들(COL11~COL1n, COL21~COLm) 각각은 터치 영역을 가리킬 수 있다.

표시 장치(100)는 터치 구간(TP)에서, 복수의 열들(COL11~COL1n, COL21~COLm) 각각에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 이 때, 표시 장치(100)는 제1 방향(1st Direction)을 따라 복수의 열들(COL11~COL1n) 각각에 대한 터치 스캔 동작을 순차적으로 수행할 수 있다. 또한, 표시 장치(100)는 제2 방향(2nd Direction)을 따라 복수의 열들(COL21~COL2m) 각각에 대한 터치 스캔 동작을 순차적으로 수행할 수 있다. 다시 말해서, 표시 장치(100)는 열들(COL11, COL21)에 대한 터치 스캔 동작을 동시에 수행하고, 이 후에, 열들(COL12, COL22)에 대한 터치 스캔 동작을 동시에 수행할 수 있다.

상술된 바와 같이, 표시 장치(100)는 표시 패널(140)을 복수의 터치 영역들로 구분하고, 복수의 터치 영역들 각각에 대한 터치 스캔 동작을 순차적 또는 임의의 순서대로 수행할 수 있다. 이 때, 표시 장치(140)는 앞서 설명된 바와 같이, 터치 구간(TP)이 종료되기 이전에, 터치 스캔 동작이 완료된 터치 전극(TE)으로 공통 전압(VCOM)을 미리 인가함으로써, 터치 구간이 종료된 이후에, 터치 전극(TE)을 공통 전압(VCOM)으로 셋업하는 시간을 단축시킬 수 있다. 따라서, 다음 표시 구간의 초기에 발생될 수 있는 가로줄 불량과 같은 문제점이 방지된다.

도 20 및 도 21은 도 1의 표시 장치의 다른 동작 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 간결한 설명을 위하여, 본 발명의 실시 예를 설명하는데 불필요한 구성 요소들은 생략된다. 도 1, 도 20, 및 도 21을 참조하면, 앞서 설명된 바와 유사하게, 표시 패널(140)은 복수의 터치 전극들(TE11~TE55)을 포함한다.

예시적으로, 도면의 간결성을 위하여, 표시 패널(140)에 포함된 복수의 픽셀들(PIX)은 생략된다. 복수의 픽셀들(PIX) 각각은 복수의 터치 전극들(TE11~TE55)과 중첩되도록 배치될 수 있다. 비록 도 20에서, 제1 내지 제5 게이트 라인들(GL1~GL5)이 복수의 터치 전극들(TE11~TE55)과 연결된 것으로 도시되나, 실제 복수의 게이트 라인들(GL1~GL5)은 복수의 터치 전극들(TE11~TE55)과 중첩되도록 배치된 복수의 픽셀들(PIX)과 각각 연결된다. 복수의 픽셀들(PIX)은 복수의 게이트 라인들(GL1~GL5)을 통해 게이트 구동 회로(120)로부터 게이트 신호를 수신하고, 수신된 게이트 신호에 응답하여, 대응하는 터치 전극의 공통 전압 및 데이터 신호(즉, 데이터 라인(미도시)을 통해 수신된 데이터 신호)를 비교할 수 있다.

도 21에 도시된 바와 같이, 수직 동기 신호(VSYNC)의 1주기는 하나의 표시 구간(DP) 및 하나의 터치 구간(TP)을 포함할 수 있다. 표시 장치(100)는 하나의 표시 구간(DP) 동안 하나의 프레임의 영상 정보를 복수의 픽셀들을 통해 표시할 수 있다. 표시 장치(100)는 하나의 터치 구간(TP) 동안 복수의 터치 전극들 각각에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다.

예를 들어, 터치 구간(TP) 동안, 표시 장치(100)는 복수의 터치 전극들(TE11~TE55) 각각에 대한 터치 스캔 동작을 수행할 수 있다. 예시적으로, 터치 스캔 동작은 도 1 내지 도 19를 참조하여 설명된 바와 같이, 다양한 방식에 따라 수행될 수 있다. 예시적으로, 터치 구간(TP)에서, 표시 장치(100)는 제1 내지 제5 게이트 라인들(GL1~GL5)로 감지 신호를 제공할 수 있다.

이 후, 표시 장치(100)는 표시 구간(DP)에서, 복수의 픽셀들(PIX)을 통해 영상 정보를 표시할 수 있다. 예를 들어, 도 20에 도시된 바와 같이, 표시 패널(140)은 제1 내지 제5 표시 영역들(DA01~DA05)로 구분될 수 있다. 예시적으로, 제1 내지 제5 표시 영역들(DA01~DA05) 각각은 동일한 게이트 라인을 공유하는 픽셀들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 표시 영역(DA01)은 제1 게이트 라인(GL1)과 연결된 복수의 픽셀들을 포함할 수 있고, 제2 표시 영역(DA02)은 제2 게이트 라인(GL2)과 연결된 복수의 픽셀들을 포함할 수 있고, 제3 표시 영역(DA03)은 제3 게이트 라인(GL3)과 연결된 복수의 픽셀들을 포함할 수 있고, 제4 표시 영역(DA04)은 제4 게이트 라인(GL4)과 연결된 복수의 픽셀들을 포함할 수 있고, 제5 표시 영역(DA05)은 제5 게이트 라인(GL5)과 연결된 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다.

표시 장치(100)는 표시 구간(DP)에서 제1 내지 제5 표시 영역들(DA01~DA05)에 순차적으로 영상정보를 표시할 수 있다.

예를 들어, 제1 구간(T1)에서, 표시 장치(100)는 제1 표시 영역(DA01)의 픽셀들을 통해 영상 정보를 표시할 수 있다. 이 때, 제1 게이트 라인(GL1)의 게이트 신호가 토글된다. 제1 표시 영역(DA01)의 픽셀들을 통해 영상 정보를 표시하기 위하여, 제1 영역(DA01)에 포함된 터치 전극들(TE11~TE15)에 공통 전압이 인가될 수 있다. 이 때, 제2 내지 제4 표시 영역들(DA02~DA04)의 터치 전극들에는 제1 전압(V1)이 인가될 수 있다. 제1 전압(V1)은 공통 전압(VCOM)과 특정 전압 또는 접지 전압(GND)일 수 있다.

이 후, 제2 구간(T2)에서, 표시 장치(100)는 제2 표시 영역(DA02)의 픽셀들을 통해 영상 정보를 표시할 수 있다. 이 때, 제2 게이트 라인(GL2)의 게이트 신호가 토글된다. 제2 표시 영역(DA02)의 픽셀들을 통해 영상 정보를 표시하기 위하여, 제2 영역(DA02)에 포함된 터치 전극들(TE21~TE25)에 공통 전압(VCOM)이 인가될 수 있다. 마찬가지로, 제3 내지 제5 구간들(T3~T5) 각각에서, 표시 장치(100)는 제3 내지 제5 표시 영역들(DA03~DA05)의 픽셀들을 통해 영상 정보를 표시할 수 있다. 이 때, 제3 내지 제5 게이트 라인들(GL3~GL5)의 게이트 신호가 토글된다. 제3 내지 제5 표시 영역(DA03~DA05)의 픽셀들을 통해 영상 정보를 표시하기 위하여, 제3 내지 제5 영역들(DA03~DA05)에 포함된 터치 전극들에 공통 전압(VCOM)이 인가될 수 있다.

상술된 바와 같이, 터치 구간(TP)이 종료된 이후에, 표시 장치(100)는 일부 터치 전극들(TE)로 공통 전압(VCOM)을 인가하고, 나머지 터치 전극들(TE)로 공통 전압(VCOM)과 다른 제1 전압(V1)을 인가할 수 있다. 이 후, 특정 제어 신호(예를 들어, 게이트 신호, 또는 다른 제어 신호)에 동기하여, 영상 정보가 표시될 픽셀들과 대응되는 터치 전극들(TE)로 공통 전압(VCOM)을 순차적으로 인가할 수 있다. 따라서 터치 전극(TE)의 공통 전압(VCOM) 셋업 속도가 빨라지므로, 가로줄 불량과 같은 문제점을 방지할 수 있다. 예시적으로, 상술된 실시 예는 예시적인 것이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치를 보여주는 블록도이다. 도 22를 참조하면, 표시 장치(200)는 터치 및 디스플레이 구동 회로(210) 및 터치 및 디스플레이 패널(220)을 포함한다. 예시적으로, 터치 및 디스플레이 구동 회로(210)는 도 1을 참조하여 설명된 소스 구동 회로(110), 게이트 구동 회로(120), 및 터치 구동 회로(130)를 포함할 수 있다. 즉, 터치 및 디스플레이 구동 회로(210)는 하나의 칩, 하나의 다이, 또는 하나의 패키지로 구현될 수 있다. 터치 및 디스플레이 패널(220)는 도 1 내지 도 21을 참조하여 설명된 표시 패널(140)과 동일할 수 있다.

도 23은 본 발명의 실시 예에 따른 집적 회로를 나타내는 블록도이다. 도 23을 참조하면, 집적 회로(300)는 터치 구동 회로로써 동작하는 터치 구동부(310)와 소스 구동 회로(또는 게이트 구동 회로 또는 디스플레이 구동 회로)로써 동작하는 디스플레이 구동부(330)를 포함할 수 있다. 터치 구동부(310)와 디스플레이 구동부(330)가 하나의 반도체 칩, 하나의 반도체 다이, 또는 하나의 반도체 패키지에 집적됨으로써, 생산 비용이 절감될 수 있다. 또한 터치 구동부(310)의 센싱 신호와 디스플레이 구동부(330)에서 발생되는 신호를 동기시킴으로써, 터치 스크린 동작시 노이즈에 의한 영향을 감소시킬 수 있도록 한다.

터치 구동부(310)는 터치 스크린 동작을 위한 다양한 구성들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 구동부(310)는 독출 회로(311), 보상부(312), 아날로그-디지털 컨버터(313)(ADC), 전원 전압 발생부(314), 메모리부(315), MCU(316), 발진기(318), 인터페이스부(319), 및 제어 로직(320)을 포함할 수 있다.

독출 회로(311)는 터치 데이터를 발생시킬 수 있다. 보상부(312)는 센싱 유닛의 기생 캐패시턴스 성분을 감소시키거나 또는 보상할 수 있다. ADC(313)는 아날로그 데이터를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 전원 전압 발생부(314)는 전원 전압을 생성할 수 있다. 발진기(318)는 저전력 발진 신호를 발생할 수 있다. 인터페이스부(319)는 호스트 컨트롤러(400)와 신호를 송수신할 수 있다.

디스플레이 구동부(330)는 소스 구동부(331), 계조 전압 발생부(332), 메모리(333), 타이밍 제어 로직(334)(TCON; Timing Control Logic), 전원 발생부(335), 및, CPU 및 인터페이스부(336)를 포함할 수 있다.

소스 구동부(331)는 계조 데이터를 생성할 수 있다. 메모리(333)는 디스플레이 데이터를 저장할 수 있다. 타이밍 제어 로직(334)은 디스플레이 구동부(330)의 구성 요소들을 각각 제어하기 위한 제어 신호(또는 동기 신호)를 생성할 수 있다. 전원 발생부(335)는 하나 이상의 전원 전압을 발생할 수 있다. CPU 및 인터페이스부(336)는 디스플레이 구동부(330) 내의 제반 동작을 제어하거나 또는 호스트 컨트롤러(400)와의 통신을 수행할 수 있다.

터치 구동부(310)는 디스플레이 구동부(330)로부터 적어도 하나의 타이밍 정보(Timing info)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 터치 구동부(310) 내의 제어 로직(320)은 디스플레이 구동부(330) 내의 타이밍 제어 로직(334)으로부터 디스플레이 출력신호와 동기되는 다양한 타이밍 정보(예를 들어, VSYCN, HSYCN, DOTCLK 등)를 수신한다. 제어 로직(320)은 수신된 타이밍 정보들을 이용하여 터치 데이터의 발생 시점을 제어하기 위한 제어신호를 발생할 수 있다.

예시적으로, 디스플레이 구동부(330)는 터치 구동부(310)로부터 적어도 하나의 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 도 23에 도시된 바와 같이, 디스플레이 구동부(330)가 터치 구동부(310)로부터 상태 신호(예를 들어, 슬립 상태 신호 Sleep Status)를 수신할 수 있다. 디스플레이 구동부(330)는 터치 구동부(310)로부터의 슬립 상태 신호를 수신하고, 수신된 신호에 응답하여 대응하는 동작을 수행할 수 있다.

터치 구동부(310)가 슬립 상태인 것은 일정 기간 터치 동작이 수행되지 않고 있다는 것을 나타낸다. 이 경우 디스플레이 구동부(330)는 터치 구동부(310)로 타이밍 정보(Timing info)를 제공하는 동작을 중단할 수 있으며, 이에 따라 집적 회로(300)를 포함하는 장치(예를 들어, 모바일 장치)의 전력을 효율적으로 사용할 수 있게 된다.

도 23에 도시된 바와 같이, 터치 구동부(310) 및 디스플레이 구동부(330) 각각은, 전원을 발생하는 회로 블록, 소정의 데이터를 저장하기 위한 메모리, 및 각각의 블록의 기능을 제어하기 위한 제어 유닛 등을 포함한다. 이에 따라, 터치 구동부(310) 및 디스플레이 구동부(330)가 하나의 반도체 칩에 집적되는 경우, 메모리, 전원 발생부, 및 제어 유닛 등은 터치 구동부(310)와 디스플레이 구동부(330)에서 공통하게 사용되도록 구현될 수 있다.

도 24는 도 23의 터치 구동부 및 디스플레이 구동부 사이의 타이밍과 전원 전압간의 관계를 나타내는 도면이다. 도 23 및 도 24를 참조하면, 도 24의 (a)에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치를 구동하기 위한 집적 회로(300)는 터치 구동부(310) 및 디스플레이 구동부(320)를 포함할 수 있다. 터치 구동부(310) 및 디스플레이 구동부(320)는 서로 타이밍 정보, 상태 정보 등과 같은 적어도 하나의 정보를 서로 송수신할 수 있다. 또한 터치 구동부(310)와 디스플레이 구동부(320)는 서로 전원 전압을 제공하거나 수신할 수 있다.

설명의 편의 및 도면의 간결성을 위하여, 간략화된 터치 구동부(310) 및 간략회된 디스플레이 구동부(320)가 도 24에 도시되나, 터치 구동부(310)에 포함된 AFE(Analog Front End)는 전압 독출 회로, 증폭 회로, 적분 회로, ADC 등을 포함하는 블록일 수 있다.

본 발명의 실시 예들에 따른 표시 장치의 터치 구동부(310)는 디스플레이 구동부(320)로 슬립 상태 정보를 제공할 수 있다. 예시적으로, 또한, 터치 구동부에서 사용되는 전원 전압은 디스플레이 구동부로부터 제공되는 동작의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 24의 (b)에 도시된 바와 같이, 화면이 꺼진 상태에서 터치 입력 또한 동작하지 않는 경우(TSC 및 Display가 모두 Sleep인 경우), 디스플레이 구동부(320)는 터치 구동부(310)로 전원전압이나 타이밍 정보의 제공을 차단한다. 이 경우, 디스플레이 구동부는 단지 그 내부의 레지스터의 상태만 종전 상태를 유지할 수 있다. 이 경우 전력소모를 최소로 할 수 있다.

터치 입력은 차단되고 디스플레이만 활성화된 경우(TSC가 Sleep 이고 Display가 Normal인 경우), 디스플레이 구동부(320)는 자체 소비를 위해 전원 전압을 생성하나, 터치 구동부(310)는 전력을 소모하지 않으므로 전원 전압을 터치 구동부(310)로 제공하지 않는다. 또한 디스플레이 구동부(320)는 타이밍 정보를 터치 구동부로 제공하지 않는다.

터치 입력은 활성화되고, 디스플레이는 비활성화된 경우(TSC가 Normal이고 Display가 Sleep 인 경우), 터치 입력이 활성화되었으므로 주기적으로 터치 동작이 수행되는지를 확인한다. 이 경우, 디스플레이 구동부(320)는 저전력 모드로 동작하며 비활성화 상태를 유지한다. 그러나, 터치 동작의 확인여부를 위하여 디스플레이 구동부(320)는 타이밍 정보와 터치 구동부(310)에서 사용되는 전원전압을 발생하고, 이를 터치 구동부로 제공한다.

한편, 일반적인 경우로서 터치 입력 및 디스플레이가 모두 활성화된 경우(TSC 및 Display가 모두 Normal인 경우), 디스플레이 구동부(320)는 타이밍 정보 및 전원전압을 생성하고, 생성된 타이밍 정보 및 전원전압을 터치 구동부(310)로 제공한다.

상기와 같은 4 가지의 경우를 종합하면, 디스플레이 구동부의 전원전압 발생부는 터치 구동부나 디스플레이 구동부 중 적어도 하나가 활성화되면 전원전압을 발생할 수 있다. 또한 디스플레이 구동부의 제어로직은, 터치 구동부가 동작할 때만 타이밍 정보를 생성하고 이를 터치 구동부로 제공할 수 있다.

도 25는 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치가 적용된 전자 시스템을 보여주는 블록도이다. 도 25를 참조하면, 예시적으로, 전자 시스템(2000)은 휴대용 통신 단말기, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Media Player), 스마트폰, 또는 웨어러블(Wearable) 장치 형태로 구현될 수 있다.

전자 시스템(2000)은 애플리케이션 프로세서(2100), 디스플레이(2220), 및 이미지 센서(2230)를 포함할 수 있다. 애플리케이션 프로세서(2100)는 DigRF 마스터(2110), DSI(Display Serial Interface) 호스트(2120), CSI(Camera Serial Interface) 호스트(2130), 및 물리 계층(2140)을 포함할 수 있다.

DSI 호스트(2120)는 DSI를 통해 디스플레이(2220)의 DSI 장치(2225)와 통신할 수 있다. 예시적으로, DSI 호스트(2120)에는 광 시리얼라이저(SER)가 구현될 수 있다. 예로서, DSI 장치(2225)에는 광 디시리얼라이저(DES)가 구현될 수 있다. 예시적으로, 디스플레이(2220)는 도 1 내지 도 20을 참조하여 설명된 터치 기능을 구비한 표시 장치일 수 있다. 디스플레이(2220)는 도 1 내지 도 20을 참조하여 설명된 동작 방법에 따라 동작할 수 있다.

CSI 호스트(2130)는 CSI를 통해 이미지 센서(2230)의 CSI 장치(2235)와 통신할 수 있다. 예시적으로, CSI 호스트(2130)에는 광 디시리얼라이저(DES)가 구현될 수 있다. 예로서, CSI 장치(2235)에는 광 시리얼라이저(SER)가 구현될 수 있다.

전자 시스템(2000)은 애플리케이션 프로세서(2100)와 통신하는 RF(Radio Frequency) 칩(2240)을 더 포함할 수 있다. RF 칩(2240)은 물리 계층(2242), DigRF 슬레이브(2244), 및 안테나(2246)를 포함할 수 있다. 예시적으로, RF 칩(2240)의 물리 계층(2242)과 애플리케이션 프로세서(2100)의 물리 계층(2140)은 MIPI DigRF 인터페이스에 의해 서로 데이터를 교환할 수 있다.

전자 시스템(2000)은 워킹 메모리(Working Memory; 2250) 및 임베디드/카드 스토리지(2255)를 더 포함할 수 있다. 워킹 메모리(2250) 및 임베디드/카드 스토리지(2255)는 애플리케이션 프로세서(2100)로부터 제공받은 데이터를 저장할 수 있다. 워킹 메모리(2250) 및 임베디드/카드 스토리지(2255)는 저장된 데이터를 어플리케이션 프로세서(2100)로 제공할 수 있다.

워킹 메모리(2250)는 애플리케이션 프로세서(2100)에 의해 처리된 또는 처리될 데이터를 일시적으로 저장할 수 있다. 워킹 메모리(2250)는 SRAM, DRAM, SDRAM 등과 같은 휘발성 메모리, 또는 플래시 메모리, PRAM, MRAM, ReRAM, FRAM 등과 같은 불휘발성 메모리를 포함할 수 있다.

임베디드/카드 스토리지(2255)는 전원 공급 여부와 관계없이 데이터를 저장할 수 있다.

전자 시스템(2000)은 Wimax(World Interoperability for Microwave Access; 2260), WLAN(Wireless Local Area Network; 2262), UWB(Ultra Wideband; 2264) 등을 통해 외부 시스템과 통신할 수 있다.

전자 시스템(2000)은 음성 정보를 처리하기 위한 스피커(2270) 및 마이크(2275)를 더 포함할 수 있다. 예시적으로, 전자 시스템(2000)은 위치 정보를 처리하기 위한 GPS(Global Positioning System) 장치(2280)를 더 포함할 수 있다. 전자 시스템(2000)은 주변 장치들과의 연결을 관리하기 위한 브릿지(Bridge) 칩(2290)을 더 포함할 수 있다.

상술된 본 발명의 실시 예에 따르면, 표시 장치는 공통 전극으로써 사용되는 터치 전극들에 공통 전압이 인가되는 터치 전극들의 개수를 감소시킬 수 있다. 이에 따라 터치 전극들이 공통 전압으로 셋업되는 속도가 빨라지므로, 표시 구간에서 가로줄 불량과 같은 문제점이 방지된다. 따라서 향상된 신뢰성 및 향상된 성능을 갖는 터치 표시 장치 및 그것의 동작 방법이 제공된다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예들에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술된 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 표시 장치
110: 소스 구동 회로
120: 게이트 구동 회로
130: 터치 구동 회로
140: 표시 패널
TE: 터치 전극
PIX: 픽셀
DL: 데이터 라인
GL: 게이트 라인
TSL: 터치 감지 라인
VCOM: 공통 전압

Claims

수직 동기 신호의 각 사이클마다 복수의 표시 구간들 및 복수의 터치 구간들을 반복적으로 제공하는 터치 디스플레이 구동 집적 회로에 있어서,
터치 감지 라인들을 통해 터치 전극들과 각각 연결되도록 구성되는 터치 구동 회로; 및
데이터 라인들을 통해 픽셀들과 연결되도록 구성되는 소스 구동 회로를 포함하고,
상기 터치 구동 회로는:
상기 복수의 터치 구간들 중 제1 터치 구간에서, 상기 터치 감지 라인들 중 제1 터치 감지 라인들로 감지 신호를 제공하고, 상기 제1 터치 감지 라인들과 다른 제2 터치 감지 라인들로 제1 전압을 인가하고;
상기 복수의 표시 구간들 중, 상기 제1 터치 구간 직후의 제1 표시 구간에서, 상기 제2 터치 감지 라인들로 공통 전압을 인가하고, 상기 제1 터치 감지 라인들로 제2 전압을 인가하고,
상기 소스 구동 회로는 상기 제1 표시 구간에서, 상기 데이터 라인들로 데이터 신호를 제공하도록 더 구성되고,
상기 제1 전압 및 상기 제2 전압은 동일한 전압이고, 상기 공통 전압과 다른 특정 전압, 플로팅 전압, 및 접지 전압 중 하나인 터치 디스플레이 구동 집적 회로.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 제1 터치 구간에서, 상기 터치 구동 회로는 상기 제1 터치 감지 라인들로 제공되는 상기 감지 신호의 변화를 감지하여 상기 제1 터치 감지 라인들과 연결된 터치 전극들로의 터치를 검출하는 터치 디스플레이 구동 집적 회로.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 제1 표시 구간에서, 상기 제2 터치 감지 라인과 각각 연결된 터치 전극들은 제1 픽셀들에 대한 공통 전극으로써 사용되도록 구성되는 터치 디스플레이 구동 집적 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 터치 구간에서, 상기 소스 구동 회로는 상기 데이터 라인들로 상기 감지 신호를 제공하는 터치 디스플레이 구동 집적 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 터치 구동 회로는
스위칭 신호를 생성하는 제어 로직 회로; 및
상기 스위칭 신호에 응답하여, 상기 터치 감지 라인들, 상기 공통 전압을 제공하는 공통 전압 노드, 접지 전압 노드, 및 터치 감지 회로들 사이를 스위칭하도록 구성되는 스위칭 회로를 포함하는 터치 디스플레이 구동 집적 회로.
제 8 항에 있어서,
상기 스위칭 회로는 상기 스위칭 신호에 응답하여, 상기 터치 감지 라인들 각각을 상기 공통 전압 노드, 상기 접지 전압 노드, 및 상기 터치 감지 회로들 중 어느 하나와 연결하도록 구성되는 터치 디스플레이 구동 집적 회로.
제 1 항에 있어서,
게이트 라인들을 통해 상기 픽셀들과 각각 연결되도록 구성되는 게이트 구동 회로를 더 포함하고,
상기 게이트 구동 회로는 상기 제1 터치 구간에서, 상기 게이트 라인들로 상기 감지 신호를 제공하고, 상기 제1 표시 구간에서, 상기 게이트 라인들로 게이트 신호들을 제공하는 터치 디스플레이 구동 집적 회로.
터치 감지 라인들을 통해 터치 전극들과 각각 연결되고, 데이터 라인들을 통해 픽셀들과 연결되도록 구성되고, 수직 동기 신호의 각 사이클마다 복수의 표시 구간들 및 복수의 터치 구간들을 반복적으로 제공하는 터치 디스플레이 구동 집적 회로의 동작 방법에 있어서,
상기 복수의 터치 구간들 중 제1 터치 구간에서, 상기 터치 감지 라인들 중 제1 터치 감지 라인들로 감지 신호를 제공하고, 상기 터치 감지 라인들 중 상기 제1 터치 감지 라인들과 다른 제2 터치 라인들로 제1 전압을 제공하여 터치 스캔 동작을 수행하는 단계;
상기 복수의 표시 구간들 중, 상기 제1 터치 구간 직후의 제1 표시 구간에서, 상기 제2 터치 감지 라인들로 공통 전압을 인가하고, 상기 제1 터치 감지 라인들로 제2 전압을 인가하는 단계; 및
상기 제1 터치 구간 직후의 상기 제1 표시 구간에서, 상기 데이터 라인들로 데이터 신호를 제공하는 단계를 포함하고,
상기 제1 전압 및 상기 제2 전압은 동일한 전압이고, 상기 공통 전압과 다른 특정 전압, 플로팅 전압, 및 접지 전압 중 하나인 동작 방법.
삭제
삭제
제 11 항에 있어서,
상기 터치 스캔 동작을 수행하는 단계는,
상기 제1 터치 감지 라인들로 제공되는 상기 감지 신호를 변화를 감지하여 상기 제1 터치 감지 라인들과 각각 연결된 터치 전극들로의 터치를 판별하는 단계를 포함하는 동작 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 터치 스캔 동작을 수행하는 단계는 상기 데이터 라인들로 상기 감지 신호를 제공하는 단계를 포함하는 동작 방법.
터치 표시 장치에 있어서,
복수의 터치 전극들 및 복수의 픽셀들을 포함하는 표시 패널; 및
상기 복수의 터치 전극들과 터치 감지 라인들을 통해 연결되고, 수직 동기 신호의 각 사이클마다 복수의 표시 구간들 및 복수의 터치 구간들을 반복적으로 제공하는 터치 구동 회로; 및
데이터 라인들을 통해 상기 복수의 픽셀들과 연결된 소스 구동 회로를 포함하고,
상기 터치 구동 회로는:
상기 복수의 터치 구간들 중 제1 터치 구간에서, 상기 복수의 터치 전극들 중 제1 터치 전극들에 대한 터치 스캔 동작을 수행하고, 상기 복수의 터치 전극들 중 상기 제1 터치 전극들과 다른 제2 터치 전극들로 제1 전압을 제공하고;
상기 복수의 표시 구간들 중 상기 제1 터치 구간 직후의 제1 표시 구간에서, 상기 제2 터치 전극들로 공통 전압을 인가하고, 상기 제1 터치 전극들로 제2 전압을 인가하고,
상기 소스 구동 회로는 상기 제1 터치 구간 직후의 상기 제1 표시 구간에서, 상기 데이터 라인들을 통해 데이터 신호를 제공하도록 구성되고,
상기 제1 전압 및 상기 제2 전압은 동일한 전압이고, 상기 공통 전압과 다른 특정 전압, 플로팅 전압, 및 접지 전압 중 하나인 터치 표시 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 복수의 픽셀들과 게이트 라인들을 통해 연결되는 게이트 구동 회로를 더 포함하는 터치 표시 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 터치 구동 회로, 상기 게이트 구동 회로, 및 상기 소스 구동 회로는 하나의 반도체 칩에 포함되는 터치 표시 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 제1 표시 구간에서, 제1 픽셀들은 상기 제2 터치 전극들의 상기 공통 전압 및 상기 데이터 라인들 중 대응하는 데이터 라인의 전압들을 비교하고, 상기 비교의 결과를 기반으로 영상 정보를 표시하는 터치 표시 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 표시 패널은 인-셀 타입인 터치 표시 장치.