KR102622361B1 - 터치 구동부, 터치 표시 장치 및 터치 표시 장치의 구동 방법 - Google Patents

터치 구동부, 터치 표시 장치 및 터치 표시 장치의 구동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102622361B1
KR102622361B1 KR1020190174317A KR20190174317A KR102622361B1 KR 102622361 B1 KR102622361 B1 KR 102622361B1 KR 1020190174317 A KR1020190174317 A KR 1020190174317A KR 20190174317 A KR20190174317 A KR 20190174317A KR 102622361 B1 KR102622361 B1 KR 102622361B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
touch
fingerprint sensing
area
gate
data
Prior art date
Application number
KR1020190174317A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210081907A (ko
Inventor
전재훈
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020190174317A priority Critical patent/KR102622361B1/ko
Priority to US17/113,601 priority patent/US11372493B2/en
Publication of KR20210081907A publication Critical patent/KR20210081907A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102622361B1 publication Critical patent/KR102622361B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04164—Connections between sensors and controllers, e.g. routing lines between electrodes and connection pads
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G06F3/041661—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving using detection at multiple resolutions, e.g. coarse and fine scanning; using detection within a limited area, e.g. object tracking window
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04184—Synchronisation with the driving of the display or the backlighting unit to avoid interferences generated internally
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1306—Sensors therefor non-optical, e.g. ultrasonic or capacitive sensing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/60—Static or dynamic means for assisting the user to position a body part for biometric acquisition
    • G06V40/67—Static or dynamic means for assisting the user to position a body part for biometric acquisition by interactive indications to the user
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3674—Details of drivers for scan electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1347—Preprocessing; Feature extraction
    • G06V40/1359—Extracting features related to ridge properties; Determining the fingerprint type, e.g. whorl or loop
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/06—Details of flat display driving waveforms
    • G09G2310/067—Special waveforms for scanning, where no circuit details of the gate driver are given

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예들은 터치 표시 장치에 손가락에 의한 터치 입력을 센싱하고, 손가락 터치 위치를 인식하여, 지문 센싱 영역을 특정하여 해당 영역의 지문 센싱을 수행할 수 있는 터치 표시 장치를 제공한다. 또한, 본 발명의 실시예들은 터치 표시 장치의 데이터 라인으로 지문 센싱을 수행하여 별도의 지문 센싱 라인이 필요하지 않은 터치 표시 장치를 제공하며, 지문 센싱시, 데이터 라인 또는 게이트 라인 또는 터치 전극 등에 의해 발생될 수 있는 기생 커패시턴스를 최소화하여 지문 센싱의 성능 저하 없이 지문을 센싱 할 수 있는 터치 표시장치를 제공한다.

Description

터치 구동부, 터치 표시 장치 및 터치 표시 장치의 구동 방법{TOUCH DRIVER, TOUCH DISPLAY DEVICE, DRIVING METHOD OF THE TOUCH DISPLAY DEVICE}
본 발명은 터치 구동부, 터치 표시 장치 및 터치 표시 장치의 구동 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display Device), 퀀텀닷 디스플레이(Quantum Dot Display), 마이크로 LED (Micro LED) 등과 같은 여러 가지 표시 장치가 활용되고 있다.
이러한 표시 장치 중에는 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력방식을 벗어나, 사용자가 손쉽게 정보 또는 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력방식의 터치 표시 장치가 있다.
이러한 터치 표시 장치가 터치 기반의 입력 방식을 제공하기 위해서는, 사용자의 터치 유무를 파악하고 터치 좌표(터치 위치)를 정확하게 검출할 수 있어야 한다.
이를 위해, 터치 패널(터치스크린 패널)에 터치 센서(Touch Sensor)로서 배치된 다수의 터치 전극을 통해 터치 전극 간의 커패시턴스 또는 터치 전극과 손가락 등의 포인터 간의 커패시턴스의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하는 커패시턴스 터치 방식이 많이 채용되고 있다.
이러한 커패시턴스 터치 방식의 터치 장치는 터치 유무를 판단하기 위해서, 다수의 터치 전극을 센싱 해야 하고, 이를 위해서, 터치 구동 신호를 다수의 터치 전극들에 인가하여야 한다.
최근, 터치 표시 장치상에 지문의 패턴을 인식하려는 시도가 다양하게 이루어 지고 있다. 일반적으로 터치 표시 장치상에 지문의 패턴을 인식하기 위해, 별도의 지문 센서를 터치 표시 장치에 부착하여, 사용자의 손가락에 형성된 지문을 센싱하고, 사전에 등록된 지문 이미지 등과의 비교를 통하여, 지문 패턴의 일치성 등을 판단하고 있다.
이와 같이, 지문 패턴의 인식을 위해, 별도의 지문 센서를 터치 표시 장치에 부착하는 경우, 별도의 지문 센서 비용 및 지문 센서 부착 비용이 발생하여, 결과적으로 터치 표시 장치의 가격 상승 요인이 되고 있다.
한편, 터치 표시 장치의 제조 비용 절감 등을 위하여, 지문 센서 전극들을 표시 장치에 내부에 내장하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 하지만, 터치 표시 장치 내부에 지문 센서 및 지문 센서 센싱을 위한 지문 센서 라인들을 배치하기에는 터치 표시 장치 내부의 구조적, 물리적 특정 때문에 기술적 한계가 있다. 또한, 터치 표시 장치 내부에 추가적인 지문 센서 및 지문 센서 라인 등의 배치로 터치 표시 장치의 표시 화면이 개구율이 낮아지는 단점이 있어, 실제 적용에 상당한 어려움이 있다.
본 발명은 터치 표시 장치에서 지문 센싱을 위한 지문 센싱 전극 또는 지문 센싱 라인 없이도, 손가락 터치 센싱 및 지문 센싱을 수행할 수 있으며, 설계가 용이하며, 제조 비용을 절감할 수 있는 터치 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 또한, 지문 센싱시, 터치 표시 장치에 배치된 전극들로 발생될 수 있는 기생 캐패시턴스 또는 노이즈를 저감할 수 있는 터치 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명의 실시예들은, 데이터 라인들, 복수의 게이트 라인들, 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차하는 지점과 인접한 영역에 배치되는 복수의 픽셀 전극들을 포함하고, 표시 영상 업데이트 영역 및 지문 센싱 영역을 포함하는 표시 패널; 표시 패널의 디스플레이 기간 동안에, 복수의 게이트 라인들 중 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 1게이트 구동 전압을 인가하고, 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 복수의 게이트 라인들 중 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 2게이트 구동 전압을 인가하는 게이트 구동부; 및 표시 패널의 디스플레이 기간 동안에, 복수의 데이터 라인들 중 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 데이터 라인들로 데이터 전압을 인가하고, 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 복수의 데이터 라인들 중 지문 센싱 영역에 해당하는 데이터 라인들로 지문 구동 신호를 인가하는 터치 구동부를 포함하고, 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들로 인가되는 제 2게이트 구동 전압은 표시 패널의 디스플레이 기간 동안에, 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인들로 인가하는 제 1게이트 구동 전압보다 높은 전압이거나, 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 2게이트 구동 전압이 인가되는 시간은 표시 패널의 디스플레이 기간 동안에, 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 1게이트 구동 전압이 인가되는 시간보다 긴 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들로 인가되는 제 2게이트 구동 전압은 노이즈 저감 신호(NRS)가 더해진 전압인 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들 중 센싱하는 픽셀 전극들과 대응되는 게이트 라인들 주변의 게이트 라인들에는 노이즈 저감 신호(NRS)가 인가되는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들 중 센싱하는 픽셀 전극들과 대응되는 게이트 라인들 주변의 게이트 라인들은 플로팅 상태를 유지하는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 지문 센싱 영역 주변에 배치된 데이터 라인들로 노이즈 저감 신호(NRS)가 인가되는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 지문 센싱 영역 주변에 배치된 데이터 라인들은 표시 영상이 업데이트 되거나, 플로팅 상태를 유지하는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 표시 패널은 복수의 터치 전극 및 복수의 터치 라인을 더욱 포함하고, 복수의 터치 라인을 통해 복수의 터치 전극으로 터치 구동신호를 인가하는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 표시 패널은 터치 전극 센싱 기간 동안에, 복수의 터치 전극에 발생된 터치를 센싱하여 터치 위치를 인식하고, 인식된 터치 위치에 기초하여 지문 센싱 영역을 특정하는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 표시 패널은 지문 센싱 영역을 특정한 이후, 지문 센싱 영역에 미리 정해진 전압 또는 신호를 데이터 라인들 또는 게이트 라인들 또는 터치 전극들에 인가하는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 터치 구동부는 복수의 터치 라인 멀티플렉서, 복수의 데이터 라인 멀티플렉서 및 복수의 터치 센서를 포함하고, 복수의 데이터 라인 멀티플렉서 중 적어도 하나의 데이터 라인 멀티플렉서의 제 1다운단자는 복수의 터치 라인 멀티플렉서 중 적어도 하나의 터치 라인 멀티플렉서의 데이터 단자와 전기적으로 연결되어, 지문 센싱 영역에 해당하는 데이터 라인으로 지문 구동 신호를 인가하는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 터치 구동부는 복수의 터치 라인 멀티플렉서, 복수의 데이터 라인 멀티플렉서, 및 복수의 터치 센서를 포함하고, 복수의 데이터 라인 멀티플렉서 중 적어도 하나의 데이터 라인 멀티플렉서의 제 3다운단자로 노이즈 저감 신호를 인가하는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 터치 구동부는 복수의 터치 라인 멀티플렉서, 복수의 데이터 라인 멀티플렉서, 복수의 라인 선택 멀티플렉서 및 복수의 터치 센서를 포함하고, 복수의 데이터 라인 멀티플렉서 중 적어도 하나의 데이터 라인 멀티플렉서의 제 1다운단자는 복수의 라인 선택 멀티플렉서 중 적어도 하나의 라인 선택 멀티플렉서와 전기적으로 연결되어, 지문 센싱 영역에 해당하는 데이터 라인으로 지문 구동 신호를 인가하는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 복수의 데이터 라인들, 복수의 게이트 라인들, 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차하는 지점과 인접한 영역에 배치되는 복수의 픽셀 전극들, 복수의 터치 전극들 및 복수의 터치 라인들을 포함하는 터치 표시 장치의 구동 방법에 있어서; 표시 장치에 인접한 손가락 터치를 센싱하는 단계; 손가락 터치가 발생된 위치를 인식하는 단계; 손가락 터치가 발생된 위치에 기초하여 지문 센싱 영역을 특정하는 단계; 지문 센싱 영역의 지문을 센싱하기 위한 준비 단계; 및 지문 센싱 영역 중 적어도 일부를 센싱하여, 해당 영역의 지문을 인식하는 단계를 포함하는 터치 표시 장치의 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 지문 센싱 영역을 특정하는 단계는 복수의 터치 전극들 중 센싱된 터치 로 값이 미리 정해진 기준 값 이상인 터치 전극들의 밀집도에 기초하여 지문 센싱 영역을 특정하는 터치 표시 장치의 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 지문 센싱 영역을 특정하는 단계에서, 터치 전극들의 밀집도는 터치가 발생된 위치와 관련된 터치 전극들의 개수 또는 인접한 정도 또는 떨어진 거리에 기초하여 지문 센싱 영역을 특정하는 터치 표시 장치의 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 지문을 센싱하기 위한 준비 단계는, 미리 정해진 패턴(Black 또는 White 또는 특정 패턴 영상) 또는 미리 정해진 영상 등을 특정된 지문 센싱 영역에 표시하거나, 또는 미리 정해진 전압 또는 신호 등을 특정된 지문 센싱 영역에 해당하는 데이터 라인들 또는 특정된 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들 또는 특정된 지문 센싱 영역에 해당하는 터치 전극들에 인가하는 터치 표시 장치의 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 지문 센싱 영역 중 적어도 일부를 센싱하는 단계에서, 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 2게이트 구동 전압을 인가하는 터치 표시 장치의 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 지문 센싱 영역 중 적어도 일부를 센싱하는 단계에서, 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들로 인가되는 제 2게이트 구동 전압은 표시 패널의 디스플레이 기간 동안에, 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인들로 인가하는 제 1게이트 구동 전압보다 높은 전압이거나, 지문 센싱 영역 중 적어도 일부를 센싱하는 단계에서, 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 2게이트 구동 전압이 인가되는 시간은 표시 패널의 디스플레이 기간 동안에, 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 1게이트 구동 전압이 인가되는 시간보다 긴 터치 표시 장치의 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 복수의 데이터 라인들, 복수의 게이트 라인들, 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차하는 지점과 인접한 영역에 배치되는 복수의 픽셀 전극들, 및 복수의 터치 라인들을 포함하는 터치 표시 장치를 구동 하는 터치 구동부에 있어서, 터치 구동부는 복수의 터치 라인들로 복수의 터치 라인 채널부를 통해 터치 구동 신호를 전달하는 복수의 터치 라인 멀티플렉서; 복수의 데이터 라인들 중 해당하는 데이터 라인들로 데이터 라인 채널부를 통해 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터 라인 멀티플렉서; 및 복수의 데이터 라인 멀티플렉서 중 해당하는 데이터 라인 멀티플렉서와 전기적으로 연결된 복수의 터치 센서를 포함하고, 복수의 데이터 라인 멀티플렉서 중 적어도 하나의 데이터 라인 멀티플렉서의 제 1다운단자는 복수의 터치 라인 멀티플렉서 중 적어도 하나의 터치 라인 멀티플렉서의 데이터 단자와 전기적으로 연결되어, 상 터치 표시 장치의 지문 센싱 영역에 해당하는 데이터 라인들로 지문 구동 신호를 인가하는 터치 구동부를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 터치 구동부는 복수의 라인 선택 멀티플렉서를 더욱 포함하고, 복수의 데이터 라인 멀티플렉서 중 적어도 하나의 데이터 라인 멀티플렉서의 제 1다운단자는 복수의 라인 선택 멀티플렉서 중 적어도 하나의 라인 선택 멀티플렉서와 전기적으로 연결되어, 터치 표시 장치의 지문 센싱 영역에 해당하는 데이터 라인으로 지문 구동 신호를 인가하는 터치 구동부를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 표시 장치에서 별도의 지문 센싱 전극 및 지문 센싱 라인 없이도, 손가락 터치 인식 및 지문 센싱을 수행하여 설계가 용이하며, 제조 비용을 절감할 수 있는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 표시 장치에서 손가락에 의한 터치가 발생하면, 손가락 터치 위치를 센싱하여, 손가락 터치 위치를 정확히 인식하고, 지문 센싱 영역을 특정할 수 있는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 표시 장치에서 지문 센싱시, 터치 표시 장치에 배치된 전극들로 노이즈 저감 신호를 인가하여, 발생될 수 있는 기생 캐패시턴스 또는 노이즈를 저감할 수 있는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 표시 장치의 지문 센싱 영역을 손가락 터치 영역과 동일한 크기 또는 동일 형태로 설정하여, 정확하게 필요한 영역만 센싱 할 수 있게 되므로, 지문 센싱에 필요한 시간을 절약할 수 있는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 표시 장치의 손가락 터치 영역의 크기 및 형태의 추정이 어려운 경우, 지문 센싱 영역을 추정되는 손가락 터치 영역보다 크게 설정하여, 지문 센싱의 정확도를 향상시킬 수 있는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 표시 장치는 지문 센싱 기간에, 디스플레이 구동을 위한 게이트 전압보다 높은 게이트 전압을 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들에 인가하여, 구동 트랜지스터의 턴-온 저항을 낮추어 지문 센싱의 정확도를 높일 수 있는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 표시 장치는 지문 센싱 기간에, 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들에 게이트 전압이 인가되는 시간은 디스플레이 구동을 위해 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인에 게이트 전압이 인가되는 시간보다 긴 시간으로 설정하여, 지문 센싱에 정확도를 높이고 지문 센싱 시간을 충분히 확보할 수 있는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 일반적인 표시 장치의 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에서 'AA' 영역을 개략적으로 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에서 'BB' 영역을 개략적으로 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에서 'CC' 영역을 개략적으로 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 터치 구동부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 1프레임 기간 동안 디스플레이 기간과 지문 센싱 기간을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치의 지문센싱 과정에 대한 순서를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치의 표시 패널에 손가락 터치가 발생하여, 어느 터치 전극들에 터치가 발생되었는지 나타내는 도면이다.
도 10는 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치의 표시 패널에 손가락 터치가 발생하여, 어느 터치 전극들에 터치가 발생되었는지 나타내는 또 다른 도면이다.
도 11는 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치의 표시 패널의 손가락 터치 영역, 지문 센싱 영역 및 그 주변 영역을 구분하여 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치의 표시 패널에 손가락 터치 영역 및 지문 센싱 영역을 중심으로 제 1디스플레이 영역, 제 2디스플레이 영역, 제 1 주변 영역 및 제 2주변 영역 중 각 영역의 일부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널상의 지문 센싱 영역, 제 1디스플레이 영역, 제 2디스플레이 영역, 제 1 주변 영역 및 제 2주변 영역에 해당하는 게이트 라인 그룹들, 데이터 라인 그룹들, 터치 전극들의 구동을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치의 표시 패널상에 배치된 게이트 라인들에 인가되는 신호를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치의 제 1지문 센싱 기간 동안에, 도 13에 개시된 제 B데이터 라인 그룹의 데이터 라인들에 인가되는 신호 및 제 B게이트 라인 그룹의 게이트 라인들에 인가되는 신호의 일부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1은 일반적인 표시 장치(100)의 개략적인 도면이다. 일반적인 표시 장치(100)는 표시 패널(10), 데이터 구동 회로(20), 게이트 구동 회로(30), 타이밍 제어 회로(40)를 포함할 수 있다. 도1에 도시하지는 않았지만, 일반적인 표시 장치(100)는 다수의 데이터 라인, 다수의 게이트 라인 및 다수의 픽셀 등을 포함할 수 있다.
또한, 일반적인 표시 장치(100)는 영상 표시 기능을 제공하기 위하여, 다수의 데이터 라인들 및 다수의 게이트 라인들이 표시 패널(10)에 배치되고, 다수의 데이터 라인들 및 다수의 게이트 라인들에 의해 정의되는 다수의 픽셀들이 표시 패널(10)에 배치될 수 있다. 다수의 데이터 라인들은 상기 데이터 구동 회로(20)에 의해 제어되고, 다수의 게이트 라인들은 상기 게이트 구동 회로(30)에 의해 제어되고, 데이터 구동 회로(20) 및 게이트 구동 회로(30)는 타이밍 제어 회로(40)에 의해 제어 된다.
또한, 일반적인 표시 장치(100)의 표시 패널(10) 내부에는 다수의 픽셀이 배치되고, 다수의 픽셀은 다수의 데이터 라인으로부터 픽셀 전압을 인가 받아서, 상대 전극인 공통 전극과 전계를 형성하여 영상이 표시될 수 있다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 설명하고자 한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, a), b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 또한, 어떤 구성 요소의 "상부" 또는 "하부",에 다른 구성 요소가 위치하는 경우, 이는 각 구성 요소간에 직접 접촉하면서 위치하는 경우를 이야기 할 수도 있지만, 각 구성 요소가 직접 접촉하지 않으면서 위치할 수 있다는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명은 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 실질적으로 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략될 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "구비한다", "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 ' ~ 만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수로 해석될 수 있다. 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 예들에 따른 터치 표시 장치는 다양한 방식의 디스플레이 장치로 구현이 가능하다. 예를 들어, '액정표시장치' 또는 '유기발광표시장치' 또는 '무기발광표시장치' 또는 '전계발광표시장치' 또는 '플라즈마표시장치' 또는 '퀀텀닷 표시장치' 또는 '마이크로 LED'등 다양한 방식의 디스플레이 장치에 본 발명의 예들에 해당하는 범위의 터치 표시 장치를 포함하여 구현이 가능하다. 이하 설명에서는 '액정표시장치'에 적용될 수 있는 실시예들을 주로 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP), 게이트 구동부(GD), 터치 구동부(STIC), 타이밍 제어부(TCON), 터치 제어부(TCU), 터치 파워부(TPIC) 및 패널 파워부(PMIC) 등을 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 표시 패널(DP)은 영상을 표시 하기 위한 액티브 영역(DA)과 및 영상이 표시되지 않는 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 또한, 표시 패널(DP)은 복수의 데이터 라인(DL) 및 복수의 게이트 라인(GL)을 포함하고, 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)으로 정의되거나 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)사이에 인접하여 배치되는 픽셀 영역(PXA)을 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 터치 구동부(STIC)는 표시 패널(DP)에 배치된 터치 전극 및 터치 라인들의 구동 및 터치 센싱을 위한 회로부가 내장되어 있다. 또한, 터치 구동부(STIC)는 표시 패널(DP)에 영상 표시를 위한 데이터 라인(DL)들을 제어하기 위한 데이터 구동 회로부가 함께 내장되어 있을 수 있다. 또한, 표시 패널(DP)에 영상 표시를 위한 데이터 라인(DL)들을 제어하기 위한 데이터 구동 회로부는 터치 구동부(STIC)와는 별도의 IC로 구성될 수 있다. 이때, 터치 구동부(STIC)는 도 2에 나타난 것처럼, 표시 패널(DP)의 구동 영역(PD)에 배치될 수 있다. 예를 들면, 터치 구동부(STIC)는 칩 온 글라스(COG) 타입으로 형성되어 표시 패널(DP)의 구동 영역(PD)에 배치될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)는 터치 구동부(STIC)가 칩 온 필름(COF) 타입으로 구성되어, 표시 패널(DP)의 구동 영역(PD)의 엣지부에 인접하여 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 게이트 구동부(GD)는 표시 패널(DP)에 배치되는 게이트 라인(GL)과 전기적으로 연결된다. 게이트 구동부(GD)는 게이트 라인(GL)을 통해 표시 패널(DP)의 영상 표시를 위한 데이터 라인(DL)들이 픽셀영역(PXA)에 배치된 픽셀 전극으로 데이터 전압이 인가되도록 제어하는 구동 트랜지스터(TFT, Thin Film Transistor)의 턴-온(Turn-On) 및 턴-오프(Turn-Off)를 제어한다. 게이트 구동부(GD)는 표시 패널(DP) 내부에 배치되는 게이트 인 패널(GIP, Gate in Panel) 타입으로 구현할 수도 있고, 별도의 필름 타입의 회로부로(예를 들면, 칩 온 글라스(COG) 또는 칩 온 필름(COF)) 구성되어 표시 패널(DP)과 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 패널 파워부(PMIC)는 표시 패널(DP)의 구동에 필요로 하는 전원 또는 전압들을 생성하여 표시 패널(DP)로 인가할 수 있다. 또한, 패널 파워부(PMIC)는 터치 파워부(TPIC)와 전기적으로 연결되어 터치 파워부(TPIC)가 필요로 하는 전원을 생성하여 공급할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 터치 파워부(TPIC)는 터치 구동부(STIC)에 필요한 전원 또는 전압들을 생성하여, 터치 구동부(STIC)로 전달할 수 있다. 또한, 터치 파워부(TPIC)는 터치 구동 및 터치 센싱에 필요한 전원 또는 전압들을 생성하고, 이를 터치 구동부(STIC) 또는 게이트 구동부(GD) 또는 표시 패널(DP)로 전달할 수 있다. 또한, 터치 파워부(TPIC)는 지문 구동 신호 및 지문 센싱에 필요한 전원 또는 전압들을 생성하고, 이를 터치 구동부(STIC) 또는 게이트 구동부(GD) 또는 표시 패널(DP)로 전달할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)는 패널 파워부(PMIC) 및 터치 파워부(TPIC)가 하나의 IC로 통합되어 구현 될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)는 터치 파워부(TPIC), 터치 구동부(STIC) 터치 제어부(TCU), 타이밍 제어부(TCON)가 하나의 IC로 통합되어 구현 될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 터치 제어부(TCU)는 터치 파워부(TPIC)를 제어하여 터치 구동부(STIC)에 필요한 전원 또는 전압을 터치 구동부(STIC)로 입력되도록 할 수 있다. 또한, 터치 제어부(TCU)는 터치 구동부(STIC)를 제어하여 표시 패널(DP)에 발생된 터치를 센싱하도록 할 수 있다. 이때, 표시 패널(DP)에 발생된 터치는 펜(Pen)에 의한 터치 또는 손가락(Finger)에 의한 터치 또는 기타 전도성을 가진 물체에 의한 터치 일 수 있다. 또한, 터치 제어부(TCU)는 터치 구동부(STIC) 통해 센싱된 터치 로 데이터(Traw Data)를 받아서 연산하여 터치 좌표를 산출해 낼 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)는 터치 제어부(TCU) 및 터치 구동부(STIC)가 하나의 IC로 통합되어 구현 될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 제어부(TCU)는 터치 구동에 필요한 터치 소스 신호를 생성하여 터치 파워부(TPIC)로 출력할 수 있다. 터치 소스 신호란, 예를 들면, 손가락 터치 센싱을 위한 터치 구동 신호를 만들기 위한 기초 신호일 수 있다. 터치 제어부(TCU)는 지문 센싱에 필요한 지문 소스 신호를 생성하여 터치 파워부(TPIC)로 출력할 수 있다. 지문 소스 신호란, 예를 들면, 손가락의 지문 센싱을 위한 지문 구동 신호를 만들기 위한 기초 신호일 수 있다. 또한, 터치 소스 신호는 표시 패널(DP) 표시 패널(DP)이 터치 구동 또는 터치 센싱시에 표시 패널(DP) 내부의 불필요한 기생 커패시턴스 또는 노이즈를 줄이기 위한 노이즈 저감 신호를 만들기 위한 기초 신호로 사용될 수 있다. 또한, 터치 소스 신호는 펜(Pen)과 표시 패널(DP)과의 통신을 위한 펜(Pen) 통신 정보 신호를 만들기 위한 기초 신호 일 수 있다. 또한, 터치 소스 신호는 펜(Pen)과 표시 패널(DP) 간의 통신을 위한 펜동기화 신호를 만들기 위한 기초신호 일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 터치 파워부(TPIC)는 터치 제어부(TCU)로부터 터치 소스 신호를 수신하여, 다양한 신호 또는 전압을 생성하여 출력할 수 있다. 터치 파워부(TPIC)는 수신된 터치 소스 신호를 기초하여, 터치 구동 신호(TDS), 지문 구동 신호(FDS), 노이즈 저감 신호(NRS) 등을 생성하여 터치 구동부(STIC)로 출력할 수 있다. 또한, 터치 파워부(TPIC)는 펜(Pen)과 표시 패널(DP)과의 통신을 위한 펜 통신 정보 신호를 터치 구동부(STIC)로 출력하거나, 펜과 표시 패널(DP) 간의 통신을 위한 펜 동기화 신호를 터치 구동부(STIC)로 출력할 수 있다. 또한, 터치 파워부(TPIC)는 데이터 라인(DL) 또는 게이트 라인(GL)에 인가될 노이즈 저감 신호(NRS)를 터치 구동부(STIC) 또는 게이트 구동부(GD)로 출력할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 게이트 라인(GL)에 인가되는 노이즈 저감 신호(NRS)는 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 전압 변화(Voltage difference) 및 동일한 위상(Phase)을 가지는 신호이다. 하지만, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 게이트 라인(GL)에 인가되는 노이즈 저감 신호(NRS)는 터치 구동 신호(TDS)는 다른 전압 레벨을 가질 수 있다. 예를 들면, 터치 구동 신호(TDS)가 1V에서 5V로 반복적으로 스윙하며 변화하는 신호인 경우, 게이트 라인(GL)에 인가되는 노이즈 저감 신호(NRS)는 -15V에서 -11V로 반복적으로 스윙하며 변화하는 신호 일 수 있다. 왜냐하면, 손가락의 터치를 센싱하는 기간 동안에 게이트 라인(GL)에 노이즈 저감 신호(NRS)가 인가되더라도, 적어도 손가락 터치를 센싱하는 해당 영역에서 표시 패널(DP)의 픽셀영역(PXA)의 구동 트랜지스터(TFT, Thin Film transistor)가 턴-오프 상태를 유지해야 표시 패널(DP)의 표시 영상에 영향을 주지 않기 때문이다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 데이터 라인(DL) 또는 게이트 라인(GL)에 인가되는 노이즈 저감 신호(NRS)는 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 전압 변화(Voltage difference) 및 동일한 위상(Phase)을 가지는 신호이지만, 노이즈 저감 신호(NRS)는 터치 구동 신호(TDS)와 반드시 동일한 전압 변화(Voltage difference) 및 동일한 위상(Phase)을 가질 필요는 없다. 필요에 따라서 노이즈 저감을 위해 노이즈 저감 신호(NRS)는 적절하게 변경되어 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 타이밍 제어부(TCON)는 게이트 구동부(GD) 및 터치 구동부(STIC) 내의 데이터 구동부를 제어 할수 있으며, 외부로부터 인가되는 영상 정보를 데이터 구동부로 전달한다. 또한, 표시 패널(DP)의 영상 표시를 위해 적절한 타이밍으로 게이트 구동부(GD)를 제어한다. 또한, 터치 제어부(TCU)와 통신하여 터치 구동을 제어할 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 데이터 구동부는 터치 구동부(STIC)내에 통합되어 하나의 IC로 구현될 수도 있지만, 터치 구동부(STIC)의 외부에 별도의 IC로 구현되어 배치될 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 표시 패널(DP)은 제 1기판 및 제 2기판을 포함할 수 있다. 또한, 표시 패널(DP)은 백라이트부를 포함할 수 있다. 제 1기판 및 제 2기판 사이의 각 픽셀 영역(PXA)에는 액정(Liquid Crystal)이 배치되고, 해당 픽셀 영역(PXA)에는 픽셀 전극과 공통 전극이 배치된다. 표시 패널(DP)은 적절한 타이밍에 적절한 각 전극들에 필요한 전압을 인가하여 픽셀 전극과 공통 전극 사이에 전계를 형성한다. 픽셀 전극과 공통 전극 사이에 형성된 전계로 인해 액정이 적절히 제어될 수 있다. 제어된 액정에 의해 백라이트부로부터 출사된 광을 각 픽셀 영역별(PXA)로 출사된 광의 광량이 변화된다. 그에 따라 적절한 영상이 표시될 수 있다. 이때, 표시 패널(DP)에 배치된 공통 전극은 영상 표시를 위한 전극으로 사용될 수 있으며, 손가락이나, 펜의 터치 입력을 센싱하기 위한 터치 전극(TE)으로도 사용될 수 있다. 즉, 표시 패널(DP) 내부에 배치된 공통 전극은 터치 라인(TL)과 연결되고, 터치 라인(TL)은 터치 구동부(STIC)와 연결되어, 손가락(FG)과 공통전극사이에 형성된 커패시턴스를 센싱하거나, 펜(PEN)과 공통 전극 사이에 형성된 커패시턴스를 센싱하여 터치 입력의 유무를 판단할 수 있다. 또한, 표시 패널(DP)은 표시 패널(DP) 내부의 액정(LC)이 외부로 유출되지 않도록 하는 실링층을 더욱 포함할 수 있다.
[터치 전극 터치 배선 데이터라인]
도 3은 도 2에서 'AA' 영역을 개략적으로 확대하여 나타낸 도면이다. 도 3에서는 편의상 데이터 라인들(DL), 게이트 라인들(GL) 및 픽셀 영역(PXA) 등은 도시하지 않았다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP) 내부에 복수의 터치 전극들(TE_A1, TE_A2, TE_A3, TE_B1, TE_B2, TE_B3, TE_C1, TE_C2, TE_C3) 및 복수의 터치 라인들(TL_XX, TL_A3, TL_B3, TL_C3,)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 터치 전극들(TE)은 각각에 해당하는 터치 라인(TL)과 적어도 하나 이상의 컨택홀(CNT)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 도3에서 우측 하단에 배치된 C3 터치 전극(TE_C3)은 하나의 C3 터치 라인(TL_C3)과 2개의 컨택홀(CNT1, CNT2)을 통해 전기적으로 연결되어, 터치 전극 센싱 기간 동안에, C3 터치 전극(TE_C3)이 위치한 영역에 터치가 발생하면, C3 터치 라인(TL_C3)을 통해 터치 정보를 센싱할 수 있다. 이때, C3 터치 전극(TE_C3)과 C3 터치 라인(TL_C3)이 2개의 컨택홀(CNT1, CNT2)을 통해 전기적으로 연결되는 이유는 C3 터치 전극(TE_C3 )과 터치 라인(TL_C3)의 컨택(contact) 저항을 줄일 수 있기 때문이다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 터치 전극들(TE)은 각각에 해당하는 터치 라인(TL)과 3개 이상의 컨택홀을 통해 연결될 수도 있을 것이다. 또한, C3 터치 라인(TL_C3)과 C3 터치 전극(TE_C3)은 서로 다른 층에 배치될 수 있으므로, C3 터치 라인(TL_C3)은 C3 터치 전극(TE_C3)은 적어도 일부가 중첩되어 배치될 수 있다.
마찬가지로, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 A3 터치 전극(TE_A3)은 하나의 A3 터치 라인(TL_A3)과 2개의 컨택홀을 통해 전기적으로 연결되어, 터치 전극 센싱 기간 동안에, A3 터치 전극(TE_A3)이 위치한 영역에 터치가 발생하면, A3 터치 라인(TL_A3)을 통해 터치 정보를 센싱할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 B3 터치 전극(TE_B3)은 하나의 B3 터치 라인(TL_B3)과 2개의 컨택홀을 통해 전기적으로 연결되어, 터치 전극 센싱 기간 동안에, B3 터치 전극(TE_B3)이 위치한 영역에 터치가 발생하면, B3 터치 라인(TL_B3)을 통해 터치 정보를 센싱할 수 있다. 또한, 도 3에 나타나지는 안않지만, A3 터치 전극(TE_A3)보다 위에 배치되었거나, A3 터치 전극(TE_A3)보다 아래에 배치된 또 다른 터치 전극은 XX 터치 라인(TL_XX)과 1개 이상의 컨택홀을 통해 전기적으로 연결되어, 터치 전극 센싱 기간 동안에, 해당 터치 전극(TE)이 위치한 영역에 터치가 발생하면, XX 터치 라인(TL_XX)을 통해 터치 정보를 센싱할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 터치 전극들(TE_A1, TE_A2, TE_A3, TE_B1, TE_B2, TE_B3, TE_C1, TE_C2, TE_C3)은 통 형태의 터치 전극(TE)으로 형성될 수도 있다. 또한, 터치 표시 장치(200)의 터치 전극들(TE_A1, TE_A2, TE_A3, TE_B1, TE_B2, TE_B3, TE_C1, TE_C2, TE_C3)은 통 형태가 아닌 복수의 슬릿 및 복수의 브릿지 패턴을 포함하여 형성될 수 있다. 이러한 경우, 터치 라인(TL)이 터치 전극(TE)과 중첩되어 배치될 때, 터치 전극(TE)에 형성된 터치 복수의 슬릿 및 복수의 브릿지 패턴과 터치 라인(TL)이 중첩되어 배치될 수 있다. 즉, 터치 라인(TL)이 터치 전극(TE)과 중첩하며 배치될 때, 중첩 영역을 최소화하면, 터치 라인(TL)과 터치 전극(TE) 사이의 기생 캐패시턴스를 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 터치 전극들(TE)은 디스플레이 구동을 위한 공통 전극 역할을 수행할 수도 있다. 예를 들면, 터치 표시 장치(200)의 디스플레이 기간동안에는 터치 라인(TL)을 통해 터치 전극(TE)으로 공통 전압을 인가하여, 표시 패널(DP)에 표시 영상을 구현되게 할 수 있다. 또한, 터치 표시 장치(200)의 터치 센싱 기간동안에는 터치 라인(TL)을 통해 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)을 인가하여, 표시 패널(DP)에서 발생된 터치를 센싱하여 터치를 인식할 수 있다.
[터치 전극 중첩 데이터 라인, 게이트 라인]
도 4는 도 3에서 'BB' 영역을 개략적으로 확대하여 나타낸 도면이다. 도 4을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 B3 터치 전극(TE_B3)은 복수의 터치 라인들(TL_XX, TL_A3, TL_B3, TL_C3)과 중첩되어 배치될 수 있다. 즉, B3 터치 전극(TE_B3)과 전기적으로 연결되는 B3 터치 라인(TL_B3)과 중첩될 뿐만 아니라, 다른 터치 전극들(TE)과 연결되는 다른 터치 라인들(TL_XX, TL_A3, TL_C3)과도 중첩되어 배치될 수 있다. 터치 라인들(TL_XX, TL_A3, TL_B3, TL_C3)을 비표시 영역(NDA)이나 베젤 영역에 배치하지 않고, B3 터치 전극(TE_B3)과 동일하게 표시 패널(DP)의 액티브 영역(DA)에 터치 라인(TL)을 배치 함으로써, 표시 패널(DP)의 비표시 영역(NDA) 또는 베젤 영역의 크기를 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 B3 터치 전극(TE_B3)은 하나의 B3 터치 라인(TL_B3)과 2개의 컨택홀(CNT1_B3, CNT2_B3)을 통해 B3 터치 전극(TE_B3)의 영역에서 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 터치 전극 센싱 기간 동안에, B3 터치 전극(TE_B3)이 위치한 영역에 터치가 발생하면, B3 터치 라인(TL_B3)을 통해 터치 정보를 센싱할 수 있다.
도 4을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP) 내부에 B3 터치 전극(TE_B3)과 중첩되며 배치되는 복수의 데이터 라인들(DL1, … DL10, … DL20) 및 복수의 게이트 라인들(GL1, … GL10, … GL20)을 포함할 수 있다. 이때, 복수의 데이터 라인들(DL1, … DL10, … DL20)은 제 1 데이터 라인(DL1)부터 제 20 데이터 라인(DL20)까지 20개의 데이터 라인들을 포함할 수 있다. 또한, 복수의 게이트 라인(GL1, … GL10, … GL20)들은 제 1 게이트 라인(GL1)부터 제 20 게이트 라인(GL20)까지 20개의 게이트 라인들을 포함할 수 있다. 이는 예시적으로 나타낸 것이므로, B3 터치 전극(TE_B3)과 중첩되는 데이터 라인들은 이보다 많거나 적을 수 있다. 또한, B3 터치 전극(TE_B3)과 중첩되는 게이트 라인들은 이보다 많거나 적을 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 복수의 터치 라인들(TL_XX, TL_A3, TL_B3, TL_C3)은 복수의 데이터 라인들(DL1, … DL10, … DL20)과 중첩되어 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정하는 것은 아니고, 복수의 터치 라인들(TL_XX, TL_A3, TL_B3, TL_C3)은 복수의 데이터 라인들(DL1, … DL10, … DL20)과 서로 중첩되지 않게 배치될 수 있다. 또한, 도 4와 나타난 것처럼, 복수의 터치 라인들(TL_XX, TL_A3, TL_B3, TL_C3)은 복수의 게이트 라인들(GL1, … GL10, … GL20)과 중첩되어 배치된다.
도 4을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 복수의 데이터 라인들(DL1, … DL10, … DL20) 및 복수의 게이트 라인들(GL1, … GL10, … GL20) 사이에 인접하여 배치되는 복수의 픽셀 영역(PXA)을 포함한다. 따라서, B3 터치 전극(TE_B3) 영역은 복수의 픽셀 영역(PXA)을 포함할 수 있다. 즉, 하나의 B3 터치 전극(TE_B3) 영역은 복수의 픽셀 영역(PXA)을 포함할 수 있으므로, 하나의 B3 터치 전극(TE_B3) 영역은 수십개 또는 수백개 이상의 픽셀 영역(PXA)을 포함할 수 있다. 도4를 참조하면, 20개의 데이터 라인들(DL1, … DL10, … DL20) 및 20개의 게이트 라인들(GL1, … GL10, … GL20) 사이에 인접하여 배치되는 복수의 픽셀 영역(PXA)은 20×20=400개 이다. 즉, 도 4를 참조하면, 하나의 B3 터치 전극(TE_B3) 영역과 중첩되는 복수의 픽셀 영역(PXA)은 400(20×20)개가 될 수 있다.
도 5는 도 4에서 'CC' 영역을 개략적으로 확대하여 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)는 복수의 데이터 라인들(DL13, DL14, DL15, DL16)과 게이트 라인(GL10) 사이에 인접하여 배치되는 복수의 픽셀 전극들(PX1, PX2, PX3, PX4) 및 복수의 박막 트랜지스터(TFT1, TFT2, TFT3, TFT3)를 포함한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)는 각각의 데이터 라인들(DL)을 통해 각 픽셀 전극들(PX)에 지문 구동 신호(FDS)를 인가하여 각 픽셀 전극들(PX)과 손가락 지문 사이에 형성된 각 캐패시턴스를 센싱하여, 손가락의 지문을 인식할 수 있다.
일반적으로, 손가락 지문에는 피부의 최외곽이 일부 돌출된 부분에 해당하는 복수의 리지(Ridge)들과 그 돌출된 부분 사이사이에 존재하는 복수의 밸리(Valley)들이 형성되어 있다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 손가락이 표시 패널(DP)에 근접하여 배치되면, 손가락에 형성된 지문의 제 1리지(R1)와 제 1픽셀 전극(PX1) 사이의 제 1정전용량(Cf1)이 형성되고, 손가락에 형성된 지문의 제 1밸리(V1)와 제 2픽셀 전극(PX2) 사이의 제 2정전용량(Cf2)이 형성되고, 손가락에 형성된 지문의 제 2리지(R2)와 제 3픽셀 전극(PX3) 사이의 제 3정전용량(Cf3)이 형성되고, 손가락에 형성된 지문의 제 2밸리(V2)와 제 4픽셀 전극(PX4) 사이의 제 4정전용량(Cf4)이 형성된다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 각 픽셀 전극들(PX)과 손가락 지문의 각 리지(Ridge)들 또는 각 밸리(Valley)들 사이에 형성된 각각의 정전용량들을 각 픽셀 전극들(PX1, PX2, PX3, PX4)과 각각 전기적으로 연결된 데이터 라인들(DL13, DL14, DL15, DL16)을 통해 센싱할 수 있다. 즉, 게이트 라인(GL10)을 통해, 복수의 박막 트랜지스터들(TFT1, TFT2, TFT3, TFT3)을 턴-온(turn-on) 상태로 만들 수 있는 게이트 구동 전압을 인가하고, 각각의 데이터 라인들(DL13, DL14, DL15, DL16)을 통해서 지문 구동 신호(FDS)를 인가하여, 각각의 정전용량들을 센싱할 수 있는 것이다.
이때, 사람에 따라서 지문의 크기와 모양이 다르게 때문에, 반드시 리지(Ridge) 또는 벨리(Valley)가 각각 픽셀 전극(PX)과 일대일(1:1)로 대응되는 것은 아니다. 즉, 리지(Ridge) 또는 벨리(Valley)가 큰 사람의 지문의 경우, 픽셀 전극(PX)과 대응하는 리지(Ridge) 또는 벨리(Valley)의 크기는 픽셀 전극(PX) 2개 또는 3개 이상과 대응될 수도 있다. 그렇다 하더라도, 지문의 리지(Ridge) 및 벨리(Valley)를 활용하여 지문을 센싱한 경우, 미리 등록된 지문 패턴을 비교하여 동일성 여부를 판단하기 때문에, 지문 패턴을 인식 할 수 있는 것이다.
도 6는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 터치 구동부(STIC)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 터치 구동부(STIC)는 복수의 터치 라인 채널부(TLC1, TLCm, TLCn, TLCp), 복수의 데이터 라인 채널부(DLC1, DLCi), 복수의 터치 라인 멀티플렉서(Tmux-1, Tmux-2), 복수의 데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-1, Dmux-2), 복수의 터치 센서(Sensor1, Sensor2), 아날로그 디지털 컨버터(ADC) 및 복수의 터치 출력 채널부(STC1, STCk)를 포함한다. 도 6에서 개시된 터치 표시 장치(200)의 터치 구동부(STIC)는 개략적으로 나타낸 것으로 각 구성 요소의 개수는 하나 이상의 복수개로 구현될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 터치 구동부(STIC)는 각 구성 요소의 개수를 한정하는 것은 아니다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 터치 구동부(STIC)는 제 1터치 센서(Sensor1)와 제 1터치 멀티플렉서(Tmux-1) 사이 또는 제 2터치 센서(Sensor2)와 제 2터치 멀티플렉서(Tmux-2) 사이에 배치되며, 터치 라인(TL) 또는 터치 전극(TE) 등에 쌓여 있는 전하량(또는 전압)을 제어하는 차지 컨트롤러(CHC)를 더욱 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 제 1터치 센서(Sensor1)는 및 제 2터치 센서(Sensor2)는 각각 피드백 캐패시터(Cfb), 피드백 스위치(SW), 전치 증폭기(Pre-Amp) 및 적분기(ITG)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 터치 구동부(STIC)는 손가락(또는 Pen)에 의한 터치 또는 지문에 의한 터치로 발생되는 신호에 대해, 제 1터치 센서(Sensor1) 또는 제 2터치 센서(Sensor2)로 전달되도록 할 수 있다. 제 1터치 센서(Sensor1)의 적분기는 제 1터치 센서(Sensor1)의 전치 증폭기(Pre-Amp)에서 출력된 값(전하량, 전압값)을 2회 이상을 적분하여 터치 로 데이터(Traw Data)를 출력 할 수 있다. 마찬가지로, 제 2터치 센서(Sensor2)의 적분기는 제 2터치 센서(Sensor2)의 전치 증폭기(Pre-Amp)에서 출력된 값(전하량, 전압값)을 2회 이상을 적분하여 터치 로 데이터(Traw Data)를 출력 할 수 있다. 또한, 터치 구동부(STIC)에 포함된 아날로그 디지털 컨버터(ADC)는 터치 센서들(Sensor1, Sensor2)로부터 출력된 아날로그(Analog) 값(전하량, 전압값)의 터치 로 데이터(Traw Data)를 디지털(Digital) 값으로 변환하여 복수의 터치 출력 채널부(STC1, STCk)를 통해 출력할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 제 1터치 라인 멀티플렉서(Tmux-1)는 복수의 터치 라인 채널부(TLC1, TLCm)와 제 1터치 센서(Sensor1) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 제 1터치 라인 멀티플렉서(Tmux-1)는 제 1터치 라인 채널부(TLC1)와 연결되는 제 1업단자(up1), 제 m터치 라인 채널부(TLCm)와 연결되는 제 m업단자(upm), 제 1 터치 센서(Sensor1)와 연결되는 제 1다운단자(dp1), 노이즈 저감 신호(NRS)가 인가되는 제 2다운단자(dp2)를 포함할 수 있다. 또한, 제 1터치 라인 멀티플렉서(Tmux-1)는 제 1데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-1)의 제 1다운단자(dp1)의 출력 신호를 인가 받는 데이터 단자(upd)를 포함한다.
마찬가지로, 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 제 2터치 라인 멀티플렉서(Tmux-2)는 복수의 터치 라인 채널부(TLCn, TLCp)와 제 2터치 센서(Sensor2) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 제 2터치 라인 멀티플렉서(Tmux-1)는 제 n터치 라인 채널부(TLCn)와 연결되는 제 1업단자(up1), 제 p터치 라인 채널부(TLCp)와 연결되는 제 m업단자(upm), 제 2 터치 센서(Sensor2)와 연결되는 제 1다운단자(dp1), 노이즈 저감 신호(NRS)가 인가되는 제 2다운단자(dp2)를 포함할 수 있다. 또한, 제 2터치 라인 멀티플렉서(Tmux-2)는 제 2데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-2)의 제 1다운단자(dp1)의 출력 신호를 인가 받는 데이터 단자(upd)를 포함한다.
도 6을 참조하면, 제 1터치 라인 멀티플렉서(Tmux-1)는 제어신호에 따라 표시 패널(DP)에 배치된 복수의 터치 라인들(TL)로 복수의 터치 라인 채널부(TLC1, TLCm)를 통해서, 선택적으로 터치 구동 신호(TDS)를 전달할 수 있다. 이때, 터치 구동부(STIC)는 터치 제어부(TCU) 또는 터치 파워부(TPIC)와 같은 IC로부터 터치 구동 신호(TDS)를 전달 받을 수 있다. 또한, 제 1터치 라인 멀티플렉서(Tmux-1)는 제어신호에 따라 표시 패널(DP)에 배치된 복수의 터치 라인들(TL)로 복수의 터치 라인 채널부(TLC1, TLCm)를 통해서, 선택적으로 노이즈 저감 신호(NRS)를 전달할 수 있다. 예를 들면, 제 1터치 라인 멀티플렉서(Tmux-1)는 제어신호에 따라 센싱하고자 하는 터치 전극(TE)과 연결된 터치 라인에는 터치 구동 신호(TDS)를 전달할 수 있고, 센싱하지 않는 터치 전극(TE)과 연결된 터치라인들에는 노이즈 저감 신호(NRS)를 전달할 수 있다.
마찬가지로, 도 6을 참조하면, 제 2터치 라인 멀티플렉서(Tmux-2)는 제어신호에 따라 표시 패널(DP)에 배치된 복수의 터치 라인들(TL)로 복수의 터치 라인 채널부(TLCn, TLCp)를 통해서, 선택적으로 터치 구동 신호(TDS)를 전달할 수 있다. 이때, 터치 구동부(STIC)는 터치 제어부(TCU) 또는 터치 파워부(TPIC)와 같은 IC로부터 터치 구동 신호(TDS)를 전달 받을 수 있다. 또한, 제 2터치 라인 멀티플렉서(Tmux-2)는 제어신호에 따라 표시 패널(DP)에 배치된 복수의 터치 라인들(TL)로 복수의 터치 라인 채널부(TLCn, TLCp)를 통해서, 선택적으로 노이즈 저감 신호(NRS)를 전달할 수 있다. 예를 들면, 제 2터치 라인 멀티플렉서(Tmux-2)는 제어신호에 따라 센싱하고자 하는 터치 전극(TE)과 연결된 터치 라인(TL)에는 터치 구동 신호(TDS)를 전달할 수 있고, 센싱하지 않는 터치 전극(TE)과 연결된 터치라인들에는 노이즈 저감 신호(NRS)를 전달할 수 있다.
제 1터치 라인 멀티플렉서(Tmux-1)는 제어신호에 따라 제 1데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-1)의 제 1다운단자(dp1)의 출력 신호를 인가받아 제 1터치 센서(Sensor1)로 전달할 수 있다. 이때, 제 1데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-1)의 제 1다운단자(dp1)로부터 전달받는 신호는 제 1데이터 라인을 통해 전달받은 픽셀 전극 영역(PXA)에서 발생된 지문과 관련된 신호 일수 있다. 또한, 제 2터치 라인 멀티플렉서(Tmux-2)는 제어신호에 따라 제 2데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-2)의 제 1다운단자(dp1)의 출력 신호를 인가받아 제 2터치 센서(Sensor2)로 전달할 수 있다. 이때, 제 2데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-1)의 제 1다운단자(dp1)로부터 전달받는 신호는 제 i데이터 라인을 통해 전달받은 픽셀 전극 영역(PXA)에서 발생된 지문과 관련된 신호 일수 있다. 지문 구동 및 지문 센싱과 관련된 내용은 후에 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP)에 배치된 복수의 터치 라인(TL) 및 복수의 터치 전극(TE)을 통해 복수의 터치 전극 영역에서 발생된 터치 변화를 센싱할 수 있다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 구동부(STIC)의 제 1터치 센서(Sensor1)는 복수의 터치 라인 채널부(TLC1, TLCm)를 통해서 표시 패널(DP)에 배치된 복수의 터치 라인(TL) 및 복수의 터치 전극(TE)에 터치 센싱 기간 동안, 터치 구동 신호(TDS)를 인가하여 터치 여부를 센싱할 수 있다. 마찬가지로, 본 발명의 실시예에 따른 터치 구동부(STIC)의 제 2터치 센서(Sensor2)는 복수의 터치 라인 채널부(TLCn, TLCp)를 통해서 표시 패널(DP)에 배치된 복수의 터치 라인(TL) 및 복수의 터치 전극(TE)에 터치 구동 신호(TDS)를 인가하여 터치 여부를 센싱할 수 있다. 예를 들면, 제 1터치 센서(Sensor1)는 전치 증폭기(Pre-Amp)의 +입력단(포지티브 입력단 또는 비반전 입력단이라고 함)에 터치 구동 신호(TDS)가 인가되면, 전치 증폭기(Pre-Amp)의 -입력단(네거티브 입력단 또는 반전 입력단이라고 함)과 전기적으로 연결된 제 1터치 라인 멀티플렉서(Tmux-1)를 통해 연결된 터치 라인(TL) 및 터치 전극(TE)에 터치 구동 신호(TDS)가 전달된다. 이때, 터치 표시 장치(200)상에 터치가 존재할 때와 존재하지 않을 때에, 터치 전극(TE)에 축적되는 전하량에 차이가 발생하며, 이러한 전하량의 차이는 피드백 스위치(SW) 및 피드백 캐패시터(Cfb)를 통해 전치 증폭기(Pre-Amp)의 출력으로 발생된다. 이렇게 발생된 전하량은 적분기(ITG)를 통해 누적된 값으로 변환된다. 또한, 적분기(ITG)를 통해 누적된 전하량은 터치 로 데이터(Traw data)로 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로 전달된다. 터치 로 데이터(Traw data)를 전달받은 아날로그 디지털 컨버터(ADC)는 적어도 하나의 터치 출력 채널부(STC1, STCk)를 통해 터치 제어부(TCU)로 전달한다. 터치 제어부(TCU)는 표시 패널(DP)에 발생된 터치에 대해 터치 로 데이터(Traw data)를 기초하여 어느 위치에 터치가 발생한 것인지 터치 좌표를 생성하여 디스플레이 장치의 호스트 시스템으로 전송한다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP)에 배치된 복수의 데이터 라인(DL) 및 복수의 픽셀 전극(PX)을 통해 복수의 픽셀 전극 영역(PXA)에서 발생된 지문을 센싱할 수 있다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 구동부(STIC)의 제 1터치 센서(Sensor1)는 제 1터치 라인 멀티플렉서(Tmux-1) 및 제 1데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-1)를 통해서 표시 패널(DP)에 배치된 복수의 데이터 라인(DL) 및 복수의 픽셀 전극(PX)에 지문 센싱 기간 동안, 지문 구동 신호(FDS)를 인가하여 해당 영역에 지문을 센싱할 수 있다. 마찬가지로, 본 발명의 실시예에 따른 터치 구동부(STIC)의 제 2터치 센서(Sensor2)는 제 2터치 라인 멀티플렉서(Tmux-2) 및 제 2데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-2)를 통해서 표시 패널(DP)에 배치된 복수의 데이터 라인(DL) 및 복수의 픽셀 전극(PX)에 지문 센싱 기간 동안, 지문 구동 신호(FDS)를 인가하여 해당 영역에 지문을 센싱할 수 있다. 예를 들면, 제 1터치 센서(Sensor1)는 전치 증폭기(Pre-Amp)의 +입력단에 지문 구동 신호(FDS)가 인가되면, 전치 증폭기(Pre-Amp)의 -입력단과 전기적으로 연결된 데이터 라인(DL) 및 픽셀 전극(PX)에 지문 구동 신호(FDS)가 전달된다. 이때, 터치 표시 장치(200)상에 터치된 지문의 리지(Ridge)와 밸리(Valley)에 대응되는 픽셀 전극(PX)들의 각 정전용량 변화량은 피드백 스위치(SW) 및 피드백 캐패시터(Cfb)를 통해 전치 증폭기(Pre-Amp)의 출력으로 발생된다. 이렇게 발생된 전하량은 적분기(ITG)를 통해 누적된 값으로 변환된다. 또한, 적분기(ITG)를 통해 누적된 전하량은 터치 로 데이터(Traw data)로 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로 전달된다. 터치 로 데이터(Traw data)를 전달받은 아날로그 디지털 컨버터(ADC)는 적어도 하나의 터치 출력 채널부(STC1, STCk)를 통해 터치 로 데이터(Traw data)를 터치 제어부(TCU)로 전달한다. 터치 제어부(TCU)는 표시 패널(DP)에 발생된 터치에 대해 터치 로 데이터(Traw data)를 기초하여 지문 패턴을 생성하여 디스플레이 장치(터치 표시 장치(200) 또는 이를 포함하는 장치)의 호스트 시스템으로 전송한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 제 1 데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-1)는 제 1데이터 라인 채널부(DLC1)와 연결되는 제 1업단자(up1), 제 1터치 라인 멀티플렉서(Tmux-1)의 데이터 단자(upd)와 연결되는 제 1다운단자(dp1), 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 제 3다운단자(dp3) 및 노이즈 저감 신호(NRS)가 인가되는 제 2다운단자(dp2)를 포함할 수 있다.
마찬가지로, 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 제 2 데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-2)는 제 i데이터 라인 채널부(DLCi)와 연결되는 제 1업단자(up1), 제 2터치 라인 멀티플렉서(Tmux-2)의 데이터 단자(upd)와 연결되는 제 1다운단자(dp1), 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 제 3다운단자(dp3) 및 노이즈 저감 신호(NRS)가 인가되는 제 2다운단자(dp2)를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제 1 데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-1)는 제어신호에 따라 표시 패널(DP)에 배치된 데이터 라인(DL)으로 제 1 데이터 라인 채널부(DLC1)를 통해서 데이터 전압(Vdata)을 전달할 수 있다. 이때, 터치 구동부(STIC)는 타이밍 제어부(TCON)와 같은 IC로부터 데이터 전압(Vdata)에 해당하는 정보를 전달 받아, 표시 패널(DP)에 순차적으로 인가하기 위한 처리 과정을 수행하고, 버퍼(BF)를 통해 제 1 데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-1)로 전달하여 데이터 라인(DL)까지 전달할 수 있다. 따라서 외부로부터 전달받은 데이터 정보는 데이터 전압(Vdata)으로 변환하여 데이터 라인(DL)을 통해 해당하는 픽셀 전극(PX)에 인가될 수 있다. 이때, 표시 패널(DP)에 배치된 게이트 라인(GL)은 픽셀 영역(PXA)에 배치된 구동 트랜지스터(TFT)를 제어(턴-온 또는 턴-오프)하여 데이터 전압(Vdata)이 적절한 픽셀 전극(PX)에 인가되도록 제어 할수 있다.
마찬가지로, 도 6을 참조하면, 제 2 데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-2)는 제어신호에 따라 표시 패널(DP)에 배치된 데이터 라인(DL)으로 제 i 데이터 라인 채널부(DLCi)를 통해서 데이터 전압(Vdata)을 전달할 수 있다. 이때, 터치 구동부(STIC)는 타이밍 제어부(TCON)와 같은 IC로부터 데이터 전압(Vdata)에 해당하는 정보를 전달 받아, 표시 패널(DP)에 순차적으로 인가하기 위한 처리 과정을 수행하고, 버퍼(BF)를 통해 제 2 데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-2)로 전달하여 데이터 라인(DL)까지 전달할 수 있다. 따라서 외부로부터 전달받은 데이터 정보는 데이터 전압(Vdata)으로 변환하여 데이터 라인(DL)을 통해 해당하는 픽셀 전극(PX)에 인가될 수 있다. 이때, 표시 패널(DP)에 배치된 게이트 라인(GL)은 픽셀 영역(PXA)에 배치된 구동 트랜지스터(TFT)를 제어(턴-온 또는 턴-오프)하여 데이터 전압(Vdata)이 적절한 픽셀 전극(PX)에 인가되도록 제어 할수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 제 1 데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-1)는 제어신호에 따라 표시 패널(DP)에 배치된 데이터 라인(DL)으로 제 1 데이터 라인 채널부(DLC1)를 통해서 노이즈 저감 신호(NRS)를 전달할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-2)는 제어신호에 따라 표시 패널(DP)에 배치된 데이터 라인(DL)으로 제 i 데이터 라인 채널부(DLC1)를 통해서 노이즈 저감 신호(NRS)를 전달할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 손가락(또는 Pen) 터치 구동 및 센싱 기간 또는 지문 구동 및 센싱 기간 동안에, 터치 구동 신호(TDS) 또는 지문 구동 신호(FDS)를 터치 전극들(TE) 또는 픽셀 전극들(PX)에 인가할 때, 주변 전극들에 의한 노이즈(Noise) 또는 기생 캐패시턴스를 저감하기 위해, 센싱되는 터치 전극들(TE) 또는 센싱되는 픽셀 전극들(PX) 주변에 배치되는 전극들에 노이즈 저감 신호(NRS)를 인가하여, 발생될 수 있는 노이즈(Noise)를 사전에 차단 또는 저감할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 노이즈 저감 신호(NRS)는 터치 구동 신호(TDS) 또는 지문 구동 신호(FDS)와 동일한 위상(Phase) 또는 동일한 전압차(Voltage difference) 또는 동일한 주파수(Frequesncy)를 가는 노이즈 저감 신호(NRS)를 생성 및 인가할 수 있다. 하지만, 노이즈 저감 신호(NRS)는 반드시 터치 구동 신호(TDS) 또는 지문 구동 신호(FDS)와 동일한 위상(Phase) 또는 동일한 전압차(Voltage difference) 또는 동일한 주파수(Frequesncy)일 필요는 없다. 노이즈 저감을 위해, 노이즈 저감 신호(NRS)는 터치 구동 신호(TDS) 또는 지문 구동 신호(FDS)와 유사한 위상(Phase) 또는 유사한 전압차(Voltage difference) 또는 유사한 주파수(Frequesncy)로 설정되어 인가될 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP)에 배치된 픽셀 영역(PXA)에서 인접한 지문에 의해 발생된 신호(예를 들면, 제 1정전용량(Cf1), 제 2정전용량(Cf2), 제 3정전용량(Cf2) 및 제 4정전용량(Cf4))를 제 1데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-1) 및 제 1 터치 라인 멀티플렉서(Tmux-1)를 통해서 제 1 터치 센서(Sensor1)로 전달 수 있다. 즉, 제 1데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-1)의 제 1다운단자(dp1)와 제 1 터치 라인 멀티플렉서(Tmux-1)의 데이터 단자(upd)는 서로 전기적으로 연결되어 있어서, 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 데이터 라인(DL)을 통해 전달되는 지문에 의해 발생된 신호는 제 1 터치 센서(Sensor1)로 전달될 수 있다. 도 6에서는 예시적으로, 제 1데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-1)의 제 1다운단자(dp1)와 제 1 터치 라인 멀티플렉서(Tmux-1)의 데이터 단자(upd)는 서로 전기적으로 연결되어, 지문에 의해 발생된 신호는 제 1 터치 센서(Sensor1)로 전달되는 것으로 나타났지만, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 구동부(STIC)는 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 제 1데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-1)의 제 1다운단자(dp1)와 제 1 터치 센서(Sensor1)의 사이에 별도의 라인 선택 멀티플렉서(Multiplexer)를 배치하여, 별도의 라인 선택 멀티플렉서(Multiplexer)와 제 1데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-1)의 제 1다운단자(dp1)를 전기적으로 연결할 수 있다. 따라서, 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 데이터 라인(DL)으로 지문 구동 신호(FDS)를 인가할 수 있다. 즉, 라인 선택 멀티플렉서(Multiplexer)가 선택적으로 제 1데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-1)의 제 1다운단자(dp1) 또는 제 1터치 라인 멀티플렉서(Tmux-1)의 제 1다운단자(dp1)를 선택하여 지문에 의해 발생된 신호를 제 1 터치 센서(Sensor1)로 전달되도록 할 수 있다. 다시 말하면, 제 1 터치 라인 멀티플렉서(Tmux-1)의 데이터 단자(upd)와 제 1데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-1)의 제 1다운단자(dp1)의 전기적 연결 없이도, 지문에 의해 발생된 신호 전달이 가능한 것이다.
마찬가지로, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP)에 배치된 픽셀 영역(PXA)에서 인접한 지문에 의해 발생된 신호(예를 들면, 제 1정전용량(Cf1), 제 2정전용량(Cf2), 제 3정전용량(Cf2) 및 제 4정전용량(Cf4))를 제 2데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-2) 및 제 2 터치 라인 멀티플렉서(Tmux-2)를 통해서 제 2 터치 센서(Sensor2)로 전달 수 있다. 즉, 제 2데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-2)의 제 1다운단자(dp1)와 제 2 터치 라인 멀티플렉서(Tmux-2)의 데이터 단자(upd)는 서로 전기적으로 연결되어 있어서, 데이터 라인(DL)을 통해 전달되는 지문에 의해 발생된 신호는 제 2 터치 센서(Sensor2)로 전달될 수 있다. 도 6에서는 예시적으로, 제 2데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-2)의 제 1다운단자(dp1)와 제 2 터치 라인 멀티플렉서(Tmux-2)의 데이터 단자(upd)는 서로 전기적으로 연결되어, 지문에 의해 발생된 신호는 제 2 터치 센서(Sensor2)로 전달되는 것으로 나타났지만, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 구동부(STIC)는 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 제 2데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-2)의 제 1다운단자(dp1)와 제 2 터치 센서(Sensor2)의 사이에 별도의 라인 선택 멀티플렉서(Multiplexer)를 배치하여, 별도의 라인 선택 멀티플렉서(Multiplexer)와 제 2데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-2)의 제 1다운단자(dp1)를 전기적으로 연결할 수 있다. 따라서, 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 데이터 라인(DL)으로 지문 구동 신호(FDS)를 인가할 수 있다. 즉, 라인 선택 멀티플렉서(Multiplexer)가 선택적으로 제 2데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-2)의 제 1다운단자(dp1) 또는 제 2터치 라인 멀티플렉서(Tmux-2)의 제 1다운단자(dp1)를 선택하여 지문에 의해 발생된 신호를 제 2 터치 센서(Sensor2)로 전달되도록 할 수 있다. 다시 말하면, 제 2 터치 라인 멀티플렉서(Tmux-2)의 데이터 단자(upd)와 제 2데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-2)의 제 1다운단자(dp1)의 전기적 연결 없이도, 지문에 의해 발생된 신호 전달이 가능한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP)에 배치된 복수의 데이터 라인(DL) 및 복수의 픽셀 전극(PX)을 통해 복수의 픽셀 전극 영역(PXA)에서 인접하여 발생된 지문에 의한 신호 변화를 센싱할 수 있다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 구동부(STIC)의 제 1터치 센서(Sensor1)는 제 1데이터 라인 채널부(DLC1)를 통해서 표시 패널(DP)에 배치된 제 1데이터 라인(DL1) 및 해당하는 픽셀 전극들(PX)에 지문 센싱 기간 동안, 지문 구동 신호(FDS)를 인가하여 지문을 센싱할 수 있다.
마찬가지로, 본 발명의 실시예에 따른 터치 구동부(STIC)의 제 2터치 센서(Sensor2)는 제 i 데이터 라인 채널부(DLCi) 를 통해서 표시 패널(DP)에 배치된 제 i 데이터 라인(DLi) 및 해당하는 픽셀 전극들(PX)에 지문 센싱 기간 동안, 지문 구동 신호(FDS)를 인가하여 지문을 센싱할 수 있다.
예를 들면, 제 1터치 센서(Sensor1)의 전치 증폭기(Pre-Amp)의 +입력단에 지문 구동 신호(FDS)가 인가되면, 전치 증폭기(Pre-Amp)의 -입력단과 전기적으로 연결된 제 1터치 라인 멀티플렉서(Tmux-1) 및 제 1데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-1)를 통해 연결된 제 1 데이터 라인(DL1) 및 해당하는 픽셀 전극들(PX)에 지문 구동 신호(FDS)가 전달된다. 마찬가지로, 제 2터치 센서(Sensor2)의 전치 증폭기(Pre-Amp)의 +입력단에 지문 구동 신호(FDS)가 인가되면, 전치 증폭기(Pre-Amp)의 -입력단과 전기적으로 연결된 제 2터치 라인 멀티플렉서(Tmux-2) 및 제 2데이터 라인 멀티플렉서(Dmux-2)를 통해 연결된 제 i 데이터 라인(DLi) 및 해당하는 픽셀 전극들(PX)에 지문 구동 신호(FDS)가 전달된다. 이때, 터치 표시 장치(200)상에 지문의 리지(Ridge)와 대응되는 적어도 하나의 픽셀전극들 사이 및 지문의 밸리(Valley)와 대응되는 적어도 하나의 픽셀 전극들(PX) 사이에 정전용량이 발생하게 된다. 이렇게 발생된 정전용량 변화는 제 1터치 센서(Sensor1) 또는 제 2터치 센서(Sensor2)의 피드백 스위치(SW) 및 피드백 캐패시터(Cfb)를 통해 전치 증폭기(Pre-Amp)의 출력으로 발생하게 된다. 또한, 전치 증폭기(Pre-Amp)의 출력은 적분기(ITG)를 통해 누적된 값으로 변환된다. 또한, 적분기(ITG)를 통해 누적된 전하량은 터치 로 데이터(Traw data)로 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로 전달된다. 터치 로 데이터(Traw data)를 전달받은 아날로그 디지털 컨버터(ADC)는 적어도 하나의 터치 출력 채널부(STC1,STCk)를 통해 터치 제어부(TCU)로 전달한다. 터치 제어부(TCU)는 표시 패널(DP)에 발생된 터치에 대해 터치 로 데이터(Traw data)를 기초하여 어느 위치에 터치가 발생한 것인지 터치 좌표를 생성하여 디스플레이 장치의 호스트 시스템으로 전송한다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)는, 표시 패널(DP) 내부에 디스플레이 영상 표시를 위한 공통 전극들 및 픽셀 전극들(PX)을 포함한다. 표시 패널(DP) 내부에 내장된 다수의 공통 전극들은 디스플레이를 위한 공통 전극 역할 뿐만 아니라, 터치 센싱을 위한 터치 전극(TE)의 역할도 수행할 수 있다. 또한, 표시 패널(DP) 내부에 내장된 다수의 픽셀 전극들(PX)은 디스플레이를 위한 픽셀 전극(PX) 역할 뿐만 아니라, 지문 센싱을 위한 지문 센싱용 전극(PX)의 역할도 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 제 1프레임(1Frame) 기간 동안 디스플레이 기간(DPP)과 지문 센싱 기간(FPP)을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7a)를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)는 제 1프레임(1Frame) 기간 동안 디스플레이 기간(DPP)과 지문 센싱 기간(FPP)을 각각 1회씩 배분하여, 1:1의 시간으로 또는 X:Y(X,Y는 자연수)의 시간으로 나누어 구동할 수 있다. 여기서, 터치 표시 장치(200)의 하나의 프레임(Frame) 기간은 표시 패널(DP)에 배치된 픽셀 전극들(PX)에 표시 영상 관련 데이터 전압(Vdata)을 1회 인가하여 표시 영상을 업데이트 하는 기간으로 정의 될 수 있다. 즉, 표시 패널(DP)에 한장의 이미지 영상을 업데이트하는 기간이라고 할 수 있다. 예를 들어, 터치 표시 장치(200)가 60Hz 구동 방식이라면, 1초에 60장의 이미지 영상을 표시 패널(DP)에 업데이트하는 방식이라고 할 수 있으며, 이때, 1 프레임(Frame) 기간은 1/60초에 해당하는 약 16.7ms(16.7 미리초)가 될 수 있다. 하나의 프레임(Frame) 기간 동안 디스플레이 기간(DPP)과 지문 센싱 기간(FPP)을 각각 배분하여 구동하는 방식을 시분할 구동 방식이라고 말할 수 있다. 또한, 도 7b)를 참조하면, 제 1프레임(1Frame) 기간 동안 디스플레이 기간(DPP)과 지문 센싱 기간(FPP)을 2회이상 교번하여 구동되도록 시간을 나누어 구동할 수 있다. 이러한 구동 방식 또한 시분할 구동 방식이라고 말할 수 있다. 또한, 도 7c)를 참조하면, 제 1프레임(1Frame) 기간 동안 디스플레이 기간(DPP)과 지문 센싱 기간(FPP)이 동시에 수행될 수 도 있다. 즉, 디스플레이 기간(DPP)동안 표시 패널(DP)에 표시될 이미지 영상을 업데이트 하면서, 동시에 지문 센싱을 수행하여, 디스플레이 기간(DPP)과 지문 센싱 기간(FPP)이 서로 독립적으로 구동 되도록 할 수 있다. 이러한 구동 방식을 동시 구동 방식이라고 말할 수 있다. 이러한 동시 구동 방식은, 본 발명에 따른 실시예는 데이터 라인(DL)에 이미지 영상 데이터를 인가하면서, 지문 구동 신호(FDS) 신호까지 동시에 표시 패널(DP)에 인가하는 방법으로 구현될 수 있다. 이하, 본 발명의 실시예들에서는 편의상 시분할 구동 방식 내용 위주로 설명하기로 한다. 즉, 표시 패널(DP)에 영상이 업데이트 되는 디스플레이 기간(DPP)과 지문 센싱 기간(FPP)이 시간적으로 분리되어 구동되는 방식에 대해 주로 설명하고 한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 지문센싱 과정에 대한 순서를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 터치 표시 장치(200)에 인접하여 발생된 손가락 터치를 센싱하고(Finger touch 센싱), 손가락 터치가 발생된 위치를 인식하여(Finger touch 인식), 손가락 터치가 발생된 위치에 기초하여 지문 센싱 영역(TSA)을 특정하고(지문 센싱 영역 특정), 터치 표시 장치(200)가 지문 센싱 영역(TSA)의 적어도 일부를 센싱을 할 수 있도록 준비하는 단계(지문 센싱 준비)를 거쳐, 최종 적으로 해당 영역에 지문을 인식(해당 영역 지문 센싱)할 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP)상에 터치 발생 유무를 주기적으로 센싱하여 판단할 수 있다.
즉, 터치 표시 장치(200)는 주기적으로 표시 패널(DP)상에 발생된 손가락 터치를 센싱하여 터치 발생 유무를 인식할 수 있고, 터치가 발생된 영역을 판단할 수 있다. 터치가 발생되었다고 인식되면, 터치가 발생된 영역을 한정할 수 있으며, 터치가 발생된 영역이 한정되면, 터치가 발생된 위치의 터치 전극들(TE)을 한정할 수 있다. 또한, 터치가 발생된 위치의 터치 전극들(TE)을 기초하여, 지문 센싱 영역(TSA)을 특정 할 수 있게 된다. 즉, 터치가 발생된 위치의 터치 전극들(TE)의 개수 또는 터치가 발생된 위치에 해당하는 터치 전극들(TE)의 인접한 정도 또는 떨어진 거리 등을 기초하여 지문 센싱 영역(TSA)을 특정할 수 있다. 다시 말해, 복수의 터치 전극들(TE) 중 센싱된 터치 로 데이터(Traw data) 값이 미리 정해진 기준 값 이상인 터치 전극들(TE)의 밀집도에 기초하여 지문 센싱 영역(TSA)을 특정 할 수 있다. 지문 센싱 영역(TSA)이 특정되면, 지문 센싱 준비 과정을 거쳐, 해당 영역의 지문 센싱을 수행할 수 있다. 즉, 해당 하는 지문 센싱 영역(TSA)에 터치된 손가락 지문의 리지(Ridge)와 밸리(Valley)를 센싱하여, 지문의 패턴을 생성할 수 있고, 미리 등록된 지문 패턴 등과의 비교를 통하여, 해당 영역의 센싱된 지문이 기존에 등록된 지문 패턴과의 일치성 여부를 판단할 수 있는 것이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP)에 손가락이 인접하고 손가락에 의한 터치가 발생되었을 때, 터치 구동부(STIC)를 이용하여 손가락에 의한 터치를 센싱하여, 손가락 터치가 발생한 위치를 인식하게 된다. 손가락에 의한 터치 및 위치를 인식한다는 것은, 표시 패널(DP)에 배치된 터치 전극들(TE)중에서, 어느 터치 전극들(TE)에 손가락이 위치하는지, 얼마나 많은 터치 전극들(TE)에 터치가 발생되었는지를 알게 되었다는 것을 의미한다. 지문 센싱을 위해서는 표시 패널(DP)의 어느 영역을 지문 센싱할 것인지 특정해야 한다. 지문 센싱 영역(TSA)을 특정하는 방법으로 어플리케이션이나, 소프트웨어 등에 의해 미리 지문 센싱 영역(TSA)이 특정될 수도 있다. 하지만, 이하에서는 손가락 터치에 의해 지문 센싱 영역(TSA)이 특정되는 경우에 대해 설명하기로 한다.
사용자가 손가락으로 표시 패널(DP)에 지문 센싱을 위해, 표시 패널(DP)에 터치를 발생시키는 경우, 터치 영역의 크기가 일반적인 손가락 터치와는 다르게 발생할 수 있다. 예를 들어, 일반적인 손가락 터치는 터치가 발생된 터치 전극(TE)의 개수가 1개 또는 2개 정도에 집중적으로 발생될 수 있는 반면에, 지문 센싱을 위한 손가락 터치는 터치가 발생된 터치 전극(TE)의 개수가 3개 또는 그 이상의 터치 전극(TE)으로 집중적으로 발생될 수 있다. 왜냐하면, 손가락을 이용해 지문을 센싱하는 경우, 사용자가 손가락을 더욱 넓은 영역에 터치가 발생하도록 표시 패널(DP)에 접근시켜 터치 하기 때문이다. 따라서, 이러한 터치 영역의 크기 차이를 이용하여, 손가락 터치 발생 인식 이후, 지문 센싱 영역(TSA)을 특정을 할 수 있게 된다. 지문 센싱 영역(TSA)을 특정한 이후에, 해당 영역에 대해 지문 센싱 준비를 한다. 지문 센싱을 준비하는 단계에서는 미리 정해진 패턴(Black 또는 White 또는 특정 패턴 영상) 또는 미리 정해진 전압 등을 해당영역에 표시 또는 인가하여, 지문 센싱을 수행하는데, 발생되는 방해가 없도록 한다. 즉, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)는 지문 센싱시, 데이터 라인(DL) 및 픽셀 전극(PX)을 이용하기 때문에, 해당 영역의 데이터 라인(DL) 및 픽셀 전극(PX)을 초기화하는 과정이 필요하다. 해당영역의 지문 센싱 준비 단계가 완료되면, 지문 센싱 기간(FPP) 동안 표시 패널(DP)에 배치된 데이터 라인들(DL) 및 픽셀 전극들(PX)을 활용하여, 지문 센싱을 수행한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 표시 패널(DP)에 손가락 터치가 발생하여, 어느 터치 전극들에 터치가 발생되었는지 나타내는 도면이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 복수의 터치 전극들(TE1, TE2, TE 3, TE4, TE5, TE6, TE7, TE8, TE9, TE10, TE11, TE12, TE13, TE14, TE15, TE16)을 포함한다.
도 9를 참조하면, 복수의 터치 전극들(TE1, TE2, TE 3, TE4, TE5, TE6, TE7, TE8, TE9, TE10, TE11, TE12, TE13, TE14, TE15, TE16)중 빗금이 쳐진 터치 전극들(TE6, TE7, TE8, TE10, TE11, TE12, TE14, TE15, TE16)은 손가락에 의한 터치가 발생하여 특정 기준 이상의 터치 로(Traw) 값이 나타난 터치 전극들(TE)이다. 또한, 빗금이 쳐진 터치 전극들(TE6, TE7, TE8, TE10, TE11, TE12, TE14, TE15, TE16)은 적어도 손가락 터치 영역(FTA)과 중첩된 터치 전극들(TE)이다.
도 9를 참조하면, 제 1터치 전극(TE1)의 터치 로(Traw) 값은 '3'이며, 제 2터치 전극(TE2)의 터치 로(Traw) 값은 '6'이며, 제 3터치 전극(TE3)의 터치 로(Traw) 값은 '5'이며, 제 4터치 전극(TE4)의 터치 로(Traw) 값은 '4'이며, 제 5터치 전극(TE5)의 터치 로(Traw) 값은 '6'이며, 제 6터치 전극(TE6)의 터치 로(Traw) 값은 '33'이며, 제 7터치 전극(TE7)의 터치 로(Traw) 값은 '88'이며, 제 8터치 전극(TE8)의 터치 로(Traw) 값은 '12'이며, 제 9터치 전극(TE9)의 터치 로(Traw) 값은 '7'이며, 제 10터치 전극(TE10)의 터치 로(Traw) 값은 '75'이며, 제 11치 전극(TE11)의 터치 로(Traw) 값은 '99'이며, 제 12터치 전극(TE12)의 터치 로(Traw) 값은 '47'이며, 제 13터치 전극(TE13)의 터치 로(Traw) 값은 '6'이며, 제 14터치 전극(TE14)의 터치 로(Traw) 값은 '35'이며, 제 15터치 전극(TE15)의 터치 로(Traw) 값은 '82'이며, 제 16터치 전극(TE16)의 터치 로(Traw) 값은 '10'이다. 이때, 복수의 터치 전극들 중 터치 로(Traw) 값이 '10'이상인 터치 전극들은 9개로 발생되었다. 예를 들어 터치가 발생하였다고 판단되는 터치 로(Traw)의 최저 기준값이 '10'이라고 한다면, 도9의 예시에서는 빗금이 쳐진 9개의 해당 터치 전극들(TE6, TE7, TE8, TE10, TE11, TE12, TE14, TE15, TE16)에 적어도 손가락에 의한 터치가 발생했다는 것을 의미하게 된다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)는 터치 전극들(TE)에 발생된 터치 로(Traw) 값에 기초하여, 손가락에 의한 손가락 터치 영역(FTA)의 범위를 추정 및 한정할 수 있다. 즉, 손가락에 의한 손가락 터치 영역(FTA)은 손가락과 터치 전극들(TE)이 중첩되는 영역의 크기에 따라 터치 전극(TE)의 터치 로(Traw) 값들이 달라지므로, 터치 전극들(TE)의 터치 로(Traw) 값에 기초하여 손가락 터치 영역(FTA)의 범위를 나타낼 수가 있다.
도 9를 참조하면, 제 11터치 전극(TE11)의 터치 로(Traw)값은 빗금이 쳐진 터치 전극들(TE6, TE7, TE8, TE10, TE11, TE12, TE14, TE15, TE16) 중에서 가장 높은 터치 로(Traw)값을 나타내고 있으므로, 손가락 터치 영역(FTA)의 중심이되는 터치 전극(TE)이 될 가능성이 높다고 추정할 수 있다. 이때, 손가락 터치 영역(FTA)의 중심점은 제 11터치 전극(TE11)의 정가운데와 일치 하지 않을 수 있으므로, 손가락 터치 영역(FTA)의 중심점은 주변 터치 전극(TE)의 터치 로(Traw) 값을 근거하여 제 11터치 전극(TE11) 상의 어느 하나의 위치로 추정할 수 있다. 또한, 제 10터치 전극(TE10)의 터치 로(Traw)값이 '75'이고, 제 12터치 전극(TE12)의 터치 로(Traw)값은 '47' 이므로 손가락 터치 영역(FTA)은 제 12터치 전극(TE12)보다는 제 10터치 전극(TE10)과 더 많이 중첩될 것으로 추정할 수 있다. 또한, 제 6터치 전극(TE6)의 터치 로(Traw)값 '33'과 과 제 8터치 전극(TE8)의 터치 로(Traw)값 '12'을 비교하면, 제 6터치 전극(TE6)의 터치 로(Traw)값이 더 크게 나타나고 있으므로, 손가락 터치 영역(FTA)은 제 6터치 전극(TE6)의 중첩 영역이 제 8터치 전극(TE8)의 중첩 영역보다 넓은 것으로 추정될 수 있다. 따라서, 이와 같이 터치 전극(TE)마다 발생된 터치 로(Traw) 값들을 기초하여, 손가락 터치 영역(FTA)을 나타낼 수 있게 된다. 즉, 터치 전극(TE)에 발생된 터치 로(Traw)값을 근거로 손가락 터치에 의한 손가락 터치 영역(FTA)을 인식하고 한정할 수 있게 되는 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 표시 패널(DP)에 손가락 터치가 발생하여, 어느 터치 전극들(TE)에 터치가 발생되었는지 나타내는 도면이다. 도 10은 도 9와 비교하면, 손가락의 터치 영역의 크기가 더 작은 경우를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 복수의 터치 전극들(TE1, TE2, TE 3, TE4, TE5, TE6, TE7, TE8, TE9, TE10, TE11, TE12, TE13, TE14, TE15, TE16)을 포함한다.
도 10을 참조하면, 복수의 터치 전극들(TE1, TE2, TE 3, TE4, TE5, TE6, TE7, TE8, TE9, TE10, TE11, TE12, TE13, TE14, TE15, TE16)중 빗금이 쳐진 터치 전극들(TE6, TE7, TE10, TE11)은 손가락에 의한 터치가 발생하여 특정 기준 이상의 터치 로(Traw) 값이 나타난 터치 전극들(TE)이다. 또한, 빗금이 쳐진 터치 전극들(TE6, TE7, TE10, TE11)은 적어도 손가락의 터치 영역(FTA)과 중첩된 터치 전극들(TE)이다.
도 10을 참조하면, 제 1터치 전극(TE1)의 터치 로(Traw) 값은 '2'이며, 제 2터치 전극(TE2)의 터치 로(Traw) 값은 '4'이며, 제 3터치 전극(TE3)의 터치 로(Traw) 값은 '4'이며, 제 4터치 전극(TE4)의 터치 로(Traw) 값은 '3'이며, 제 5터치 전극(TE5)의 터치 로(Traw) 값은 '5'이며, 제 6터치 전극(TE6)의 터치 로(Traw) 값은 '40'이며, 제 7터치 전극(TE7)의 터치 로(Traw) 값은 '78'이며, 제 8터치 전극(TE8)의 터치 로(Traw) 값은 '5'이며, 제 9터치 전극(TE9)의 터치 로(Traw) 값은 '5'이며, 제 10터치 전극(TE10)의 터치 로(Traw) 값은 '65'이며, 제 11치 전극(TE11)의 터치 로(Traw) 값은 '85'이며, 제 12터치 전극(TE12)의 터치 로(Traw) 값은 '4'이며, 제 13터치 전극(TE13)의 터치 로(Traw) 값은 '3'이며, 제 14터치 전극(TE14)의 터치 로(Traw) 값은 '5'이며, 제 15터치 전극(TE15)의 터치 로(Traw) 값은 '5'이며, 제 16터치 전극(TE16)의 터치 로(Traw) 값은 '4'이다. 이때, 복수의 터치 전극들 중 터치 로(Traw) 값이 '10'이상인 터치 전극들은 4개로 발생되었다. 예를 들어 터치가 발생하였다고 판단되는 터치 로(Traw)의 최저 기준값이 '10'이라고 한다면, 도9의 예시에서는 빗금이 쳐진 4개의 해당 터치 전극들(TE6, TE7, TE10, TE11, TE12)에 적어도 손가락에 의한 터치가 발생했다는 것을 의미하게 된다. 도 9와 비교하면, 도 10에서는 손가락 터치 영역(FTA)의 크기가 도 9에서의 손가락 터치 영역(FTA)보다 작은 경우를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)는 터치 전극들(TE)에 발생된 터치 로(Traw) 값에 기초하여, 손가락에 의한 손가락 터치 영역(FTA)의 범위를 추정 및 한정할 수 있다. 즉, 손가락에 의한 손가락 터치 영역(FTA)은 손가락과 터치 전극들(TE)이 중첩되는 영역의 크기에 따라 터치 전극(TE)의 터치 로(Traw) 값들이 달라지므로, 터치 전극들(TE)의 터치 로(Traw) 값에 기초하여 손가락 터치 영역(FTA)의 범위를 나타낼 수가 있다.
도 10을 참조하면, 제 11터치 전극(TE11)의 터치 로(Traw)값은 빗금이 쳐진 터치 전극들(TE6, TE7, TE10, TE11, TE12) 중에서 가장 높은 터치 로(Traw)값을 나타내고 있으므로, 손가락 터치 영역(FTA)의 중심이되는 터치 전극(TE)이 될 가능성이 높다고 추정할 수 있다. 이때, 손가락 터치 영역(FTA)의 중심점은 제 11터치 전극(TE11)의 정가운데와 일치 하지 않을 수 있으므로, 손가락 터치 영역(FTA)의 중심점은 주변 터치 전극(TE)의 터치 로(Traw) 값을 근거하여 제 11터치 전극(TE11) 상의 어느 하나의 위치로 추정할 수 있다. 또한, 제 6터치 전극(TE6)의 터치 로(Traw)값이 '40'이고, 제 7터치 전극(TE12)의 터치 로(Traw)값은 '78' 이므로 손가락 터치 영역(FTA)은 제 6터치 전극(TE6)보다는 제 7터치 전극(TE7)과 더 많이 중첩될 것으로 추정할 수 있다. 또한, 제 10터치 전극(TE10)의 터치 로(Traw)값 '65'과 과 제 11터치 전극(TE11)의 터치 로(Traw)값 '85'를 비교하면, 제 11터치 전극(TE11)의 터치 로(Traw)값이 더 크게 나타나고 있으므로, 손가락 터치 영역(FTA)은 제 11터치 전극(TE11)의 중첩 영역이 제 10터치 전극(TE10)의 중첩 영역보다 넓은 것으로 추정될 수 있다. 따라서, 이와 같이 터치 전극(TE)마다 발생된 터치 로(Traw) 값들을 기초하여, 손가락 터치 영역(FTA)을 나타낼 수 있게 된다. 즉, 터치 전극(TE)에 발생된 터치 로(Traw)값을 근거로 손가락 터치에 의한 손가락 터치 영역(FTA)을 인식하고 한정할 수 있게 되는 것이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 표시 패널(DP)의 손가락 터치 영역(FTA), 지문 센싱 영역(TSA) 및 그 주변 영역을 구분하여 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 손가락 터치 영역(FTA)과 지문 센싱 영역(TSA), 제 1디스플레이 영역(ZA1), 제 2디스플레이 영역(ZA2), 제 1 주변 영역(ZB1) 및 제 2주변 영역(ZB2)을 포함한다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 손가락 터치 영역(FTA)은 표시 패널(DP)과 손가락과 터치가 발생된 영역으로, 표시 패널(DP)과 손가락이 접촉된 영역으로 정의될 수 있다. 따라서, 손가락 터치 영역(FTA)은 원형 또는 타원형 등의 형태를 보일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 지문 센싱 영역(TSA)은 손가락 터치 영역(FTA)보다 크거나 동일하게 설정될 수 있다. 지문 센싱 영역(TSA)은 실제 지문을 센싱하기 위한 영역으로, 손가락 터치 영역(FTA)과 동일한 영역으로 설정되거나, 손가락 터치 영역(FTA)보다 더 넓은 영역으로 설정될 수 있다. 또한, 지문 센싱 영역(TSA)은 손가락 터치 영역(FTA)과 유사한 원형 또는 타원형으로 설정될 수 있다. 또한, 지문 센싱 영역(TSA)은 손가락 터치 영역(FTA)과 다르게 사각형 또는 다각형의 형태로 설정될 수 있다. 즉, 지문 센싱 영역(TSA)은 필요에 따라 그 영역의 크기 및 형태를 다양하게 할 수 있다. 예를 들면, 지문 센싱 영역(TSA)을 손가락 터치 영역(FTA)과 동일한 크기 또는 동일 형태로 설정하게 되면, 정확하게 필요한 영역만 센싱 할 수 있게되므로, 지문 센싱에 필요한 시간을 절약할 수 있다. 또 다른 예로, 정확한 손가락 터치 영역(FTA)의 크기 및 형태의 추정이 어려운 경우, 지문 센싱 영역(TSA)을 추정되는 손가락 터치 영역(FTA)보다 크게 설정하여, 지문 센싱의 정확도를 향상시킬 수 가 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 제 1디스플레이 영역(ZA1)은 지문 센싱 영역(TSA)보다 위에 위치한 표시 패널(DP)의 일부 영역으로 정의될 수 있다. 예를 들면, 표시 패널(DP)의 101번째 게이트 라인(GL)부터 112 번째 게이트 라인(GL)까지가 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인들(GL)이라면, 표시 패널(DP)의 1번째 게이트 라인(GL)부터 100 번째 게이트 라인(GL)까지가 제 1디스플레이 영역(ZA1)에 해당하는 게이트 라인들(GL)이라고 정의 될 수 있다. 또한, 제 1디스플레이 영역(ZA1)은 지문 센싱 영역(TSA), 제 2디스플레이 영역(ZA2), 제 1 주변 영역(ZB1) 및 제 2주변 영역(ZB2)과 중첩되지 않는다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 제 1디스플레이 영역(ZA1)은 지문 센싱 영역(TSA)과 중첩되지 않기 때문에 지문 센싱 기간(FPP)에도 표시 패널(DP)에 영상을 표시할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 제 2디스플레이 영역(ZA2)은 지문 센싱 영역(TSA)보다 아래에 위치한 표시 패널(DP)의 일부 영역으로 정의될 수 있다. 예를 들면, 표시 패널(DP)의 101번째 게이트 라인(GL)부터 112 번째 게이트 라인(GL)까지가 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인들(GL)이라면, 표시 패널(DP)의 113번째 게이트 라인(GL)부터 표시 패널(DP)의 마지막 번째 게이트 라인(GL)까지가 제 2디스플레이 영역(ZA2)에 해당하는 게이트 라인들(GL)이라고 정의 될 수 있다. 또한, 제 2디스플레이 영역(ZA2)은 지문 센싱 영역(TSA), 제 1디스플레이 영역(ZA1), 제 1 주변 영역(ZB1) 및 제 2주변 영역(ZB2)과 중첩되지 않는다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 제 2디스플레이 영역(ZA2)은 지문 센싱 영역(TSA)과 중첩되지 않기 때문에 지문 센싱 기간(FPP)에도 표시 패널(DP)에 영상을 표시할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 제 1 주변 영역(ZB1) 은 지문 센싱 영역(TSA)의 좌측에 위치한 표시 패널(DP)의 일부 영역으로 정의될 수 있다. 예를 들면, 표시 패널(DP)의 101번째 데이터 라인(DL)부터 112 번째 데이터 라인(DL)까지가 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 데이터 라인들(DL)이라면, 표시 패널(DP)의 1번째 데이터 라인(DL)부터 표시 패널(DP)의 100 번째 데이터 라인(DL)까지가 제 1주변 영역(ZB1)에 해당하는 데이터 라인들(DL)이라고 정의 될 수 있다. 또한, 제 1 주변 영역(ZB1)에 해당하는 게이트 라인들(GL)은 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인들(GL)과 동일한 게이트 라인들(GL)로 설정될 수 있다. 또한, 제 1 주변 영역(ZB1)은 지문 센싱 영역(TSA), 제 1디스플레이 영역(ZA1), 제 2디스플레이 영역(ZA2) 및 제 2주변 영역(ZB2)과 중첩되지 않는다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 표시 패널(DP)은 지문 센싱 기간(FPP)에 제 1 주변 영역(ZB1)으로 영상을 표시할 수도 있다. 또한, 표시 패널(DP)의 지문 센싱 기간(FPP)에 제 1 주변 영역(ZB1)은 적어도 일부 영역은 지문 센싱을 위해 다른 상태로 설정될 수도 있다. 예를 들면, 지문 센싱 기간(FPP)에 제 1 주변 영역(ZB1)에 해당하는 데이터 라인들(DL) 또는 터치 전극들(TE) 중 적어도 일부는 플로팅(floating) 상태가 될 수도 있다. 또한, 지문 센싱 기간(FPP)에 제 1 주변 영역(ZB1)에 해당하는 데이터 라인들(DL) 또는 게이트 라인들(GL) 또는 터치 전극들(TE) 중 적어도 일부에는 노이즈 저감 신호(NRS)가 인가 될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 제 2 주변 영역(ZB2) 은 지문 센싱 영역(TSA)의 우측에 위치한 표시 패널(DP)의 일부 영역으로 정의될 수 있다. 예를 들면, 표시 패널(DP)의 101번째 데이터 라인(DL)부터 112 번째 데이터 라인(DL)까지가 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 데이터 라인들(DL)이라면, 표시 패널(DP)의 113번째 데이터 라인(DL)부터 표시 패널(DP)의 마지막 번째 데이터 라인(DL)까지가 제 2주변 영역(ZB2)에 해당하는 데이터 라인들(DL)이라고 정의 될 수 있다. 또한, 제 2 주변 영역(ZB2)에 해당하는 게이트 라인들(GL)은 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인들(GL)과 동일한 게이트 라인들(GL)로 설정될 수 있다. 또한, 제 2 주변 영역(ZB2)은 지문 센싱 영역(TSA), 제 1디스플레이 영역(ZA1), 제 2디스플레이 영역(ZA2) 및 제 1주변 영역(ZB1)과 중첩되지 않는다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 표시 패널(DP)은 지문 센싱 기간(FPP)에 제 2 주변 영역(ZB2)으로 영상을 표시할 수도 있다. 또한, 표시 패널(DP)의 지문 센싱 기간(FPP)에 제 2 주변 영역(ZB2)은 적어도 일부 영역은 지문 센싱을 위해 다른 상태로 설정될 수도 있다. 예를 들면, 지문 센싱 기간(FPP)에 제 2 주변 영역(ZB2)에 해당하는 데이터 라인들(DL) 또는 터치 전극들(TE) 중 적어도 일부는 플로팅(floating) 상태가 될 수도 있다. 또한, 지문 센싱 기간(FPP)에 제 2 주변 영역(ZB2)에 해당하는 데이터 라인들(DL) 또는 게이트 라인들(GL) 또는 터치 전극들(TE) 중 적어도 일부에는 노이즈 저감 신호(NRS)가 인가 될 수도 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 표시 패널(DP)에 손가락 터치 영역(FTA) 및 지문 센싱 영역(TSA)을 중심으로 제 1디스플레이 영역(ZA1), 제 2디스플레이 영역(ZA2), 제 1 주변 영역(ZB1) 및 제 2주변 영역(ZB2) 중 각 영역의 일부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 복수의 데이터 라인 그룹들(DLA, DLB, DLC), 복수의 게이트 라인 그룹들(GLA, GLB, GLC) 및 복수의 터치 전극들(TE1, TE2, TE 3, TE4, TE5, TE6, TE7, TE8, TE9, TE10, TE11, TE12, TE13, TE14, TE15, TE16)을 포함한다. 또한, 도 12를 참조하면, 복수의 데이터 라인 그룹들(DLA, DLB, DLC), 복수의 게이트 라인 그룹들(GLA, GLB, GLC)은 복수의 터치 전극들(TE1, TE2, TE 3, TE4, TE5, TE6, TE7, TE8, TE9, TE10, TE11, TE12, TE13, TE14, TE15, TE16)과 해당하는 영역에서 적어도 일부 중첩되어 배치된다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 복수의 게이트 라인 그룹들(GLA, GLB, GLC)중 제 A게이트 라인 그룹(GLA)에 해당하는 제 51게이트 라인(GL51) 내지 제 56게이트 라인(GL56)은 제 1디스플레이 영역(ZA1)의 일부 영역에서 제 1 터치 전극(TE1) 내지 제 4터치 전극(TE4)과 중첩되어 배치된다. 또한, 제 51게이트 라인(GL51) 내지 제 56게이트 라인(GL56)은 복수의 데이터 라인 그룹들(DLA, DLB, DLC)과 중첩되어 배치된다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 복수의 게이트 라인 그룹들(GLA, GLB, GLC)중 제 B게이트 라인 그룹(GLB)에 해당하는 제 57게이트 라인(GL57) 내지 제 68게이트 라인(GL68)은 제 1주변 영역(ZB1)의 일부 영역, 제 2주변 영역(ZB2)의 일부 영역 및 지문 센싱 영역(TSA)의 적어도 일부 영역에서 제 6터치 전극(TE6) 내지 제 12터치 전극(TE12)과 중첩되어 배치된다. 또한, 제 57게이트 라인(GL57) 내지 제 68게이트 라인(GL68)은 복수의 데이터 라인 그룹들(DLA, DLB, DLC)과 중첩되어 배치된다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 복수의 게이트 라인 그룹들(GLA, GLB, GLC)중 제 C게이트 라인 그룹(GLC)에 해당하는 제 69게이트 라인(GL69) 내지 제 74게이트 라인(GL74)은 제 2디스플레이 영역(ZA2)의 일부 영역에서 제 13터치 전극(TE13) 내지 제 16터치 전극(TE16)과 중첩되어 배치된다. 또한, 제 69게이트 라인(GL69) 내지 제 74게이트 라인(GL74)은 복수의 데이터 라인 그룹들(DLA, DLB, DLC)과 중첩되어 배치된다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 복수의 데이터 라인 그룹들(DLA, DLB, DLC)중 제 A데이터 라인 그룹(DLA)에 해당하는 제 51 데이터 라인(DL51) 내지 제 56데이터 라인(DL56)은 제 1디스플레이 영역(ZA1)의 일부 영역, 제 1주변 영역(ZB1)의 일부 영역, 제 2디스플레이 영역(ZA2)의 일부 영역에서 제 1 터치 전극(TE1), 제 5터치 전극(TE5), 제 9터치 전극(TE9) 및 제 13터치 전극(TE13)과 중첩되어 배치된다. 또한, 제 51 데이터 라인(DL51) 내지 제 56데이터 라인(DL56)은 복수의 게이트 라인 그룹들(GLA, GLB, GLC)과 중첩되어 배치 된다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 복수의 데이터 라인 그룹들(DLA, DLB, DLC)중 제 B데이터 라인 그룹(DLB)에 해당하는 제 57 데이터 라인(DL57) 내지 제 68데이터 라인(DL68)은 제 1디스플레이 영역(ZA1)의 일부 영역, 지문 센싱 영역(TSA)의 적어도 일부 영역, 제 2디스플레이 영역(ZA2)의 일부 영역에서 제 2 터치 전극(TE2), 제 3터치 전극(TE2), 제 6터치 전극(TE6), 제 7터치 전극(TE7), 제 10터치 전극(TE10), 제 11터치 전극(TE11), 제 14터치 전극(TE14) 및 제 15터치 전극(TE15)과 중첩되어 배치된다. 또한, 제 57 데이터 라인(DL57) 내지 제 68데이터 라인(DL68)은 복수의 게이트 라인 그룹들(GLA, GLB, GLC)과 중첩되어 배치 된다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 복수의 데이터 라인 그룹들(DLA, DLB, DLC)중 제 C데이터 라인 그룹(DLC)에 해당하는 제 69 데이터 라인(DL69) 내지 제 74데이터 라인(DL74)은 제 1디스플레이 영역(ZA1)의 일부 영역, 제 2주변 영역(ZB2)의 일부 영역, 제 2디스플레이 영역(ZA2)의 일부 영역에서 제 4 터치 전극(TE4), 제 8터치 전극(TE8), 제 12터치 전극(TE12) 및 제 16터치 전극(TE16)과 중첩되어 배치된다. 또한, 제 69데이터 라인(DL69) 내지 제 74데이터 라인(DL74)은 복수의 게이트 라인 그룹들(GLA, GLB, GLC)과 중첩되어 배치 된다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP)에 손가락에 의한 터치가 발생하였을 때, 손가락 터치 영역(FTA)을 인식하고, 손가락 터치 영역(FTA)에 기초하여, 지문 센싱 영역(TSA)을 특정할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP)에 배치된 터치 전극들(TE)을 센싱하여 손가락 터치 영역(FTA)을 인식하고, 손가락 터치 영역(FTA)에 따라 지문 센싱이 필요한 지문 센싱 영역(TSA)을 설정할 수 있다. 지문 센싱 영역(TSA)이 설정되면 해당하는 영역에 대해 복수의 게이트 라인들(GL)과 복수의 데이터 라인들(DL)을 통해 지문을 센싱할 수 있다. 도 12를 참조하면, 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 제 B데이터 라인 그룹(DLB)에 해당하는 제 57 데이터 라인(DL57) 내지 제 68데이터 라인(DL68) 및 제 B 게이트 라인 그룹(GLB)에 해당하는 제 57 게이트 라인(GL57) 내지 제 68게이트 라인(GL68)의 구동하고, 해당 영역의 픽셀 전극들(PX)을 센싱하여 해당 영역의 지문을 센싱할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 지문 센싱 영역(TSA)을 설정할 때, 손가락 터치 영역(FTA)의 주변 영역중 지문 센싱이 필요하지 않는 영역이 있을 수 있으므로, 지문 센싱 영역(TSA)을 필요에 따라 적절히 설정할 수 있다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 지문 센싱 영역(TSA)은 손가락 터치 영역(FTA)보다 크게 설정될 수 있다. 또한, 손가락 터치 영역(FTA)은 타원형으로 인식되고, 지문 센싱 영역(TSA)은 사각형의 형태로 설정될 수 있다. 도 12에서는 지문 센싱 영역(TSA)은 손가락 터치 영역(FTA)보다 넓은 영역으로 설정된 경우를 나타냈지만, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 지문 센싱 영역(TSA)은 손가락 터치 영역(FTA)과 동일한 크기 및 형태로 설정될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)가 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 픽셀 전극들(PX)의 개수 및 센싱하는데 소요되는 시간과 관련된 설명을 하고자 한다. 하나의 터치 전극(TE)에 해당하는 픽셀 전극(PX)의 개수는 가로 36개, 세로 36개로 1296개(36×36)라고 가정하여 설명하고자 한다. 예를 들면, 손가락 터치 영역(FTA)에 해당하는 터치 전극(TE)의 개수가 가로 3개, 세로 3개의 터치 전극들(TE)이라고 한다면, 3×3=9개이다. 9개의 터치 전극들(TE)이 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 터치 전극들(TE)이라면, 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 픽셀 전극들(PX)의 개수는 36×36×9 이므로 총 11,664개가 된다. 따라서, 지문 센싱을 위해 11,664개의 픽셀 전극들(PX)을 센싱해야 한다. 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 픽셀 전극들(PX)을 모두 센싱해야 하는 경우라면, 가로 108개, 세로 108개의 픽셀 적극들(PX)을 센싱해야 한다. 만일, 터치 구동부(STIC) 내부에 포함된 터치 센서(Sensor)의 개수가 108개라고 가정하면, 동시에 센싱할 수 있는 픽셀 전극들(PX)의 개수는 108개가 된다. 따라서, 108개의 터치 센서(Sensor)를 포함하는 터치 구동부(STIC)를 이용하여 108×108개의 픽셀 전극(PX)을 센싱하는 방법은, 108개의 터치 센서(Sensor)를 이용하여 한번에 하나의 게이트 라인(GL)과 관련된 픽셀 전극(PX)인 108개의 픽셀 전극들(PX)을 동시에 센싱하고, 이러한 방법으로 순차적으로 108개의 픽셀 전극들(PX)을 108회 센싱하게 되면, 11,664개의 픽셀 전극들(PX)을 모두 센싱 할 수 있게 된다. 즉, 터치 표시 장치(200)의 108번의 1수평기간(1H) 동안, 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 구동 트랜지스터 턴-온 전압을 인가하고, 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 데이트 라인들에 지문 구동 신호(FDS)를 인가하여 지문을 센싱한다면, 하나의 프레임(Frame) 기간 동안, 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 11,664개의 픽셀 전극들(PX)을 모두 센싱할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 픽셀 전극들(PX) 중 실제로 센싱하는 픽셀 전극들(PX)을 상황에 따라 적절히 변경할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 모든 픽셀 전극들(PX)을 센싱하지 않을 수 있다. 즉, 필요한 영역의 픽셀 전극들(PX)만 센싱할 수 있다. 예를 들어, 터치 표시 장치(200)의 지문 센싱 시간이 충분하지 않거나, 지문 센싱 영역(TSA)의 픽셀 전극들(PX)을 모두 센싱할 필요가 없는 경우, 1/2만 센싱하거나 필요한 만큼만 센싱할수 있다. 이때, 센싱하려고 하는 픽셀 전극들(PX)의 대상을 설정하는 방법은 필요에 따라, 여러가지 방법으로 설정할 수 있다. 예를 들면, 홀 수 번째 배치된 픽셀 전극들(PX) 또는 짝수번째 배치된 픽셀 전극들(PX)만 센싱 할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 또는 제 1프레임(Frame) 기간 동안에는 홀 수 번째 배치된 픽셀 전극들(PX)만 센싱하고, 제 2 프레임(Frame) 기간 동안에는 짝수번째 배치된 픽셀 전극들(PX)만 센싱 할 수 있다. 또 다른 예로, 지문 센싱 영역(TSA)을 '중심 영역'과 '중심 이외의 영역'으로 나누고, '중심 영역'에 해당하는 픽셀 전극들(PX)은 모두 센싱을 수행하고, '중심 이외의 영역'에 해당하는 픽셀 전극들(PX)은 필요한 영역만 센싱할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 데이트 라인들(DL)에 지문 구동 신호(FDS)를 인가하기 위한 시간으로 제 1수평기간(1H) 시간이 충분하지 않다면, 터치 표시 장치(200)의 복수의 프레임(Frame) 기간 구동 중, 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인들(GL)을 구동하는 기간동안 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 데이터 라인들(DL)에 지문 구동 신호(FDS)를 인가하여 지문 센싱을 할 수 있다. 예를 들면, 터치 표시 장치의 10개의 프레임(Frame) 구동 기간 동안, 매 프레임(Frame) 마다 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인들(GL)을 구동하는 기간동안 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 데이터 라인들(DL)에 지문 구동 신호(FDS)를 인가하여 지문 센싱을 할 수 있다
본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 데이트 라인들(DL)에 지문 구동 신호(FDS)를 인가하기 위한 시간으로 제 1수평기간(1H)이 충분하지 않다면, 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인들(GL)을 구동하는 기간동안에는, 제 1수평기간(1H) 보다 긴 시간(1H+Ta) 동안 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인들(GL)을 구동하여, 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 데이터 라인들(DL)에 지문 구동 신호(FDS)를 인가하여 지문 센싱을 할 수 있다. 예를 들면, 제 1수평기간(1H) 보다 3배 더 긴 시간 동안(3H) 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인들(GL)을 구동하여, 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 데이터 라인들(DL)에 지문 구동 신호(FDS)를 인가하여 지문 센싱을 할 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널(DP)상의 지문 센싱 영역(TSA), 제 1디스플레이 영역(ZA1), 제 2디스플레이 영역(ZA2), 제 1 주변 영역(ZB1) 및 제 2주변 영역(ZB2)에 해당하는 게이트 라인 그룹들(GLA, GLB, GLC), 데이터 라인 그룹들(DLA. DLB, DLC), 터치 전극들(TE)의 구동을 개략적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)의 도 8 관련 내용 중 '해당 영역 지문 센싱' 구동과 관련된 기간의 일부를 나타낸 도면이다. 즉, 도 13은 손가락 터치가 인식된 후 지문 센싱 영역(TSA)이 특정된 후, 해당하는 지문 영역을 센싱하는 기간 및 지문 영역 센싱 기간 전과 후에 대한 게이트 라인 그룹들(GLA, GLB, GLC), 데이터 라인 그룹들(DLA. DLB, DLC), 터치 전극들(TE)의 구동을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP)의 제 1디스플레이 기간(DPP1), 제 1지문 센싱 기간(FPP1) 및 제 2디스플레이 기간(DPP2)동안에 지문 센싱 영역(TSA), 제 1디스플레이 영역(ZA1), 제 2디스플레이 영역(ZA2), 제 1 주변 영역(ZB1) 및 제 2주변 영역(ZB2)에 해당하는 게이트 라인 그룹들(GLA, GLB, GLC), 데이터 라인 그룹들(DLA. DLB, DLC), 터치 전극들(TE)에 인가되는 구동 신호를 나타낸다.
도 13을 참조하면, 표시 패널(DP)의 제 1디스플레이 기간(DPP1) 동안에, 제 A게이트 라인 그룹(GLA)에 해당하는 제 51게이트 라인(GL51) 내지 제 56 게이트라인(GL56)에 순차적으로 제 1게이트 구동 전압(VGH1)이 인가되고, 제 1디스플레이 영역(ZA1)의 일부에 해당하는 터치 전극들(TE)에 공통전압(Vcom)이 인가되고, 적어도 복수의 데이터 라인 그룹들(DLA, DLB, DLC)에는 해당하는 영역에 데이터 전압(Vdata)이 인가된다. 이와 같은 구동으로 표시 패널(DP)의 적어도 제 1디스플레이 영역(ZA1)의 일부에 해당하는 영역에 해당하는 표시 영상 데이터(Vdata)를 업데이트할 수 있고, 해당 영상을 표시 패널(DP)에 구현할 수 있다. 이때, 복수의 데이터 라인 그룹들(DLA, DLB, DLC) 뿐만 아니라, 제 1디스플레이 영역(ZA1)에 해당하는 다른 데이터 라인들(DL)에도 해당하는 영역에 데이터 전압(Vdata)이 인가될 수 있다. 또한, 인가되는 영상 데이터(Vdata)는 인버젼(Inversion) 방식으로 구동이 가능하여, 적절하게 영상 데이터(Vdata)의 극성이 '+' 또는 '-'로 미리 정해진 기준에 따라 반전되며 구동 될 수 있다.
도 13을 참조하면, 표시 패널(DP)의 제 2디스플레이 기간(DPP2) 동안에, 제 C게이트 라인 그룹(GLC)에 해당하는 제 69게이트 라인(GL69) 내지 제 74 게이트라인(GL74)에 순차적으로 제 1게이트 구동 전압(VGH1)이 인가되고, 제 2디스플레이 영역(ZA2)의 일부에 해당하는 터치 전극들(TE)에 공통전압(Vcom)이 인가되고, 적어도 복수의 데이터 라인 그룹들(DLA, DLB, DLC)에는 해당하는 영역에 데이터 전압(Vdata)이 인가된다. 이와 같은 구동으로 표시 패널(DP)의 적어도 제 2디스플레이 영역(ZA2)의 일부에 해당하는 영역에 해당하는 표시 영상 데이터(Vdata)를 업데이트할 수 있고, 해당 영상을 표시 패널(DP)에 구현할 수 있다. 이때, 복수의 데이터 라인 그룹들(DLA, DLB, DLC) 뿐만 아니라, 제 2디스플레이 영역(ZA2)에 해당하는 다른 데이터 라인들(DL)에도 해당하는 영역에 데이터 전압(Vdata)이 인가될 수 있다. 또한, 인가되는 영상 데이터(Vdata)는 인버젼(Inversion) 방식으로 구동이 가능하여, 적절하게 영상 데이터(Vdata)의 극성이 '+' 또는 '-'로 미리 정해진 기준에 따라 반전되며 구동 될 수 있다.
도 13을 참조하면, 표시 패널(DP)의 제 1지문 센싱 기간(FPP1) 동안에, 제 B게이트 라인 그룹(GLB)에 해당하는 제 57게이트 라인(GL57) 내지 제 68 게이트라인(GL68)에 순차적으로 제 2게이트 구동 전압(VGH2)이 인가되고, 제 B데이터 라인 그룹(DLB)에 해당하는 제 57데이터 라인(DL57) 내지 제 68 데이터 라인(DL68)에 지문 구동 신호(FDS)가 인가되어, 해당하는 픽셀 전극들(PX)을 센싱한다. 이때, 지문 구동 신호(FDS)의 전압차(Voltage difference)는 ΔV1으로 설정될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)는 복수의 데이터 라인(DL)을 이용하여, 픽셀 전극들(PX)에 해당하는 정전용량을 센싱하여 지문을 센싱하기 때문에, 해당하는 픽셀 전극들(PX)을 센싱할 때, 해당하는 게이트 라인들(GL)에 구동 트랜지스터의 턴-온 전압이 인가될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)는 지문 센싱 기간(FPP)에는 디스플레이 구동을 위한 제 1게이트 전압(VGH1)보다 높은 제 2게이트 전압(VGH2)을 게이트 라인들(GL)에 인가하여, 구동 트랜지스터의 턴-온 저항을 낮추어 지문 센싱의 정확도를 높일 수 있다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP)의 제 1지문 센싱 기간(FPP1) 동안에, 지문 센싱시 노이즈를 저감하기 위해, 센싱하려는 픽셀 전극들(PX) 주변에 배치된 전극들에는 노이즈 저감 신호(NRS)를 인가할 수 있다.
도 13을 참조하면, 표시 패널(DP)의 제 1지문 센싱 기간(FPP1) 동안에, 제 A게이트 라인 그룹(GLA)에 해당하는 제 51게이트 라인(GL51) 내지 제 56 게이트라인(GL56)중 적어도 하나 이상의 게이트 라인(GL)에 노이즈 저감 신호(NRS)가 인가될 수 있다. 이때, 노이즈 저감 신호(NRS)는 지문 구동 신호(FDS)와 동일한 위상(Phase) 또는 동일한 전압차(Voltage difference)인 ΔV1를 가질 수 있다. 또한, 센싱하지 않는 픽셀 전극들(PX)과 관련된 게이트 라인(GL)에 인가되는 노이즈 저감 신호(NRS)는 구동 트랜지스터의 턴-온 전압보다 낮은 게이트 로우 전압(VGL)에 가까운 전압 레벨을 가지도록 설정될 수 있다. 예를 들면, 지문 구동 신호(FDS)가 1V에서 5V로 스윙하는 신호이고, 게이트 로우 전압(VGL)이 -20V인 경우, 노이즈 저감 신호(NRS)는 -20V에서 -16V로 스윙하는 신호 일 수 있다.
도 13을 참조하면, 표시 패널(DP)의 제 1지문 센싱 기간(FPP1) 동안에, 제 C게이트 라인 그룹(GLC)에 해당하는 제 69게이트 라인(GL69) 내지 제 74 게이트라인(GL74)중 적어도 하나 이상의 게이트 라인(GL)에 노이즈 저감 신호(NRS)가 인가될 수 있다. 이때, 노이즈 저감 신호(NRS)는 지문 구동 신호(FDS)와 동일한 위상(Phase) 또는 동일한 전압차(Voltage difference)인 ΔV1를 가질 수 있다. 또한, 센싱하지 않는 픽셀 전극들(PX)과 관련된 게이트 라인(GL)에 인가되는 노이즈 저감 신호(NRS)는 구동 트랜지스터의 턴-온 전압보다 낮은 게이트 로우 전압(VGL)에 가까운 전압 레벨을 가지도록 설정될 수 있다. 예를 들면, 지문 구동 신호(FDS)가 1V에서 5V로 스윙하는 신호이고, 게이트 로우 전압(VGL)이 -20V인 경우, 노이즈 저감 신호(NRS)는 -20V에서 -16V로 스윙하는 신호 일 수 있다.
도 13을 참조하면, 표시 패널(DP)의 제 1지문 센싱 기간(FPP1) 동안에, 제 B게이트 라인 그룹(GLB)에 해당하는 제 57게이트 라인(GL57) 내지 제 68 게이트라인(GL68)중 적어도 하나 이상의 게이트 라인(GL)에 노이즈 저감 신호(NRS)가 인가될 수 있다. 이때, 노이즈 저감 신호(NRS)는 지문 구동 신호(FDS)와 동일한 위상(Phase) 또는 동일한 전압차(Voltage difference)인 ΔV1를 가질 수 있다. 또한, 센싱하지 않는 픽셀 전극들(PX)과 관련된 게이트 라인(GL)에 인가되는 노이즈 저감 신호(NRS)는 구동 트랜지스터의 턴-온 전압보다 낮은 게이트 로우 전압(VGL)에 가까운 전압 레벨을 가지도록 설정될 수 있다. 또한, 센싱하는 픽셀 전극들(PX)과 관련된 게이트 라인(GL)에 인가되는 노이즈 저감 신호(NRS)는 구동 트랜지스터의 턴-온 전압보다 높은 전압 레벨을 가지도록 설정될 수 있다. 예를 들면, 제 2게이트 구동 전압(VGH2)이 제 57게이트 라인(GL57)에 인가된 이후에, 제 B데이터 라인 그룹(DLB)에 해당하는 데이터 라인들(DL)에 지문 구동 신호(FDS)가 인가될 때, 제 2게이트 구동 전압(VGH2)은 원래의 제 2게이트 구동 전압(VGH2)에 노이즈 저감 신호(NRS)가 더해진 전압으로 설정되어 인가될 수 있다. 또한, 제 2게이트 구동 전압(VGH2)이 제 68게이트 라인(GL68)에 인가된 이후에, 제 B데이터 라인 그룹(DLB)에 해당하는 데이터 라인들(DL)에 지문 구동 신호(FDS)가 인가될 때, 제 2게이트 구동 전압(VGH2)은 원래의 제 2게이트 구동 전압(VGH2)에 노이즈 저감 신호(NRS)가 더해진 전압으로 설정되어 인가될 수 있다.
도 13을 참조하면, 표시 패널(DP)의 제 1지문 센싱 기간(FPP1) 동안에, 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 복수의 터치 전극들(TE6, TE7, TE10, TE11)에 노이즈 저감 신호(NRS)가 인가될 수 있다. 또한, 지문 센싱이 이루어 지는 픽셀 전극들(PX)에 해당하는 터치 전극(TE)에만 노이즈 저감 신호(NRS)가 인가될 수 있다. 물론, 때에 따라서는 표시 패널(DP)의 제 1지문 센싱 기간(FPP1) 동안에, 노이즈 저감을 위해, 지문 센싱 영역(TSA) 전체에 해당하는 영역의 터치 전극들(TE6, TE7, TE10, TE11) 모두에 노이즈 저감 신호(NRS)가 인가될 수 있다. 이때, 노이즈 저감 신호(NRS)는 데이터 라인(DL)에 인가되는 노이즈 저감 신호(NRS)와 동일한 신호일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP)의 제 1지문 센싱 기간(FPP1) 동안에, 제 1 주변 영역(ZB1)에 해당하는 전체 영역 또는 제 1 주변 영역(ZB1)의 적어도 일부 영역에 배치된 데이터 라인들(DL)에 데이터 전압(Vdata)이 인가되고, 터치 전극들(TE)에는 공통전압(Vcom)이 인가되어 해당하는 영역에 표시 영상 데이터(Vdata)를 업데이트할 수 있고, 해당 영상을 해당하는 영역에 구현할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP)의 제 1지문 센싱 기간(FPP1) 동안에, 제 2 주변 영역(ZB2)에 해당하는 전체 영역 또는 제 2 주변 영역(ZB2)의 적어도 일부 영역에 배치된 데이터 라인들(DL)에 데이터 전압(Vdata)이 인가되고, 터치 전극들(TE)에는 공통전압(Vcom)이 인가되어 해당하는 영역에 표시 영상 데이터(Vdata)를 업데이트할 수 있고, 해당 영상을 해당하는 영역에 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP)의 제 1지문 센싱 기간(FPP1) 동안에, 제 1 주변 영역(ZB1)에 해당하는 전체 영역 또는 제 1 주변 영역(ZB1)의 적어도 일부 영역에 배치된 데이터 라인들(DL)은 플로팅(floating) 상태를 유지 하거나, 노이즈 저감 신호(NRS)를 인가하여 지문 센싱에 영향을 줄 수 있는 노이즈를 저감할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP)의 제 1지문 센싱 기간(FPP1) 동안에, 제 2 주변 영역(ZB2)에 해당하는 전체 영역 또는 제 2 주변 영역(ZB2)의 적어도 일부 영역에 배치된 데이터 라인들(DL)은 플로팅(floating) 상태를 유지 하거나, 노이즈 저감 신호(NRS)를 인가하여 지문 센싱에 영향을 줄 수 있는 노이즈를 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 데이터라인들에 지문 구동 신호(FDS)를 인가하기 전에, 지문 센싱 준비 단계를 포함할수 있다. 예를 들면, 현재 프레임(Frame)이 지문을 센싱하는 프레임(Frame)인 경우, 현재 프레임(Frame)이 보다 앞선 프레임(Frame) 기간에 지문 센싱 준비를 수행할 수 있다. 또한, 현재 프레임(Frame) 내에서 지문 센싱 준비를 수행할 수 있다. 예를 들면, 제 1지문 센싱 기간(FPP1) 동안에 지문 구동 신호(FDS)를 인가하기 직전에 지문 센싱 준비를 수행할 수 있다. 또는 앞선 이전 프레임(Frame)과 현재 프레임(Frame) 사이에 지문 센싱 준비를 수행할 수 있다. 지문 센싱을 준비 기간에는 미리 정해진 패턴(Black 또는 White 또는 특정 패턴 영상) 또는 미리 정해진 영상 등을 해당영역에 표시하거나, 또는 미리 정해진 전압 또는 신호 등을 데이터 라인들(DL) 또는 게이트 라인들(GL) 또는 터치 전극들(TE)에 인가할 수 있다. 지문 센싱을 준비 기간은 지문 센싱을 수행하는데, 사전에 미리 해당 영역을 초기화하는 단계라고 볼 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 표시 패널(DP)상에 배치된 게이트 라인들(GL)에 인가될 수 있는 신호들을 나타낸 것이다.
도 14a)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP)의 영상 표시를 위해, 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 구동 트랜지스터의 턴-온 전압을 인가할 수 있다. 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인들(GL)에 구동 트랜지스터의 턴-온 전압이 인가되기 전에는 게이트 로우 전압(VGL)을 인가하여 구동 트랜지스터의 턴-오프를 유지한다. 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인들(GL)의 구동 시에는 제 1수평 기간(1H) 동안에, 구동 트랜지스터(TFT)의 턴-온 전압에 해당하는 제 1게이트 구동 전압(VGH1)이 인가된다. 이때, 게이트 로우 전압(VGL) 레벨과 제 1게이트 구동 전압(VGH1) 레벨의 전압차이는 ΔVG1으로 설정될 수 있다. 또한, 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인들(GL)에 제 1게이트 구동 전압(VGH1)이 인가된 이후에는 다시 게이트 로우 전압(VGL)을 인가하여 구동 트랜지스터의 턴-오프를 다시 유지한다.
도 14b)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP)의 지문 센싱을 위해, 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 구동 트랜지스터의 턴-온 전압을 인가할 수 있다. 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인들(GL)에 구동 트랜지스터의 턴-온 전압이 인가되기 전에는 게이트 로우 전압(VGL)을 인가하여 구동 트랜지스터의 턴-오프를 유지한다. 구동 트랜지스터의 턴-온 전압에 해당하는 제 1게이트 전압을 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인들(GL)에 인가하는 시간은 제 1수평 기간(1H)보다 더 긴 시간(1H+Ta)일수 있다. 이러한 경우, 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 해당하는 게이트 라인들(GL)에 제 1게이트 전압(VGH1)이 인가되는 시간을 제어하기 별도의 게이트 컨트롤 신호가 필요할 수 있다. 이때, 게이트 로우 전압(VGL) 레벨과 제 1게이트 구동 전압(VGH1) 레벨의 전압차이는 ΔVG1으로 설정될 수 있다. 또한, 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인들(GL)에 제 1게이트 구동 전압(VGH1)이 인가된 이후에는 다시 게이트 로우 전압(VGL)을 인가하여 구동 트랜지스터의 턴-오프를 다시 유지할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 데이터 라인들(DL)을 통해서 픽셀 전극들(PX)에서 발생된 정전용량 변화를 센싱하기 때문에, 지문 센싱 기간(FPP)중 적어도 실제 지문 센싱을 수행하는 시간동안에는 해당하는 구동 트랜지스터는 턴-온 상태를 유지해야 한다. 이때, 제 1게이트 구동 전압(VGH1)이 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인(GL)에 인가되는 시간은 디스플레이 구동을 위한 제 1수평 기간(1H)보다 더 긴 시간(1H+Ta)으로 설정 하므로서, 픽셀 전극들(PX)에서 발생된 정전용량 변화를 센싱하는 지문 센싱 시간을 충분히 확보 할 수 있되어 지문 센싱의 정확도를 높일 수 있게 된다.
도 14c)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 표시 패널(DP)의 지문 센싱을 위해, 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 구동 트랜지스터의 턴-온 전압을 인가할 수 있다. 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인들(GL)에 구동 트랜지스터의 턴-온 전압이 인가되기 전에는 게이트 로우 전압(VGL)을 인가하여 구동 트랜지스터의 턴-오프를 유지한다. 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인들(GL)로 제 1수평 기간(1H) 동안에, 구동 트랜지스터(TFT)의 턴-온 전압에 해당하는 제 2게이트 구동 전압(VGH2)이 인가될 수 있다. 또한, 구동 트랜지스터(TFT)의 턴-온 전압에 해당하는 제 2게이트 구동 전압(VGH2)을 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인들(GL)에 제 1수평 기간(1H)보다 더 긴 기간(1H+Ta) 동안에 인가할 수 있다. 이러한 경우, 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 해당하는 게이트 라인들(GL)에 제 2게이트 전압(VGH2)이 인가되는 시간을 제어하기 별도의 게이트 컨트롤 신호가 필요할 수 있다. 또한, 게이트 로우 전압(VGL) 레벨과 제 2게이트 구동 전압(VGH2) 레벨의 전압차이는 ΔVG2으로 설정될 수 있다. 또한, 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인들(GL)에 제 2게이트 구동 전압(VGH2)이 인가된 이후에는 다시 게이트 로우 전압(VGL)을 인가하여 구동 트랜지스터의 턴-오프를 다시 유지한다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 데이터 라인들(DL)을 통해서 픽셀 전극들(PX)에서 발생된 정전용량 변화를 센싱하기 때문에, 지문 센싱 기간(FPP)중 적어도 실제 지문 센싱을 수행하는 시간동안에는 해당하는 구동 트랜지스터는 턴-온 상태를 유지해야 한다. 이때, 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인(GL)에 인가되는 제 2게이트 구동 전압(VGH2)은 제 1게이트 구동 전압(VGH1)보다 높은 전압으로 설정될 수 있다. 그렇게 함으로써, 구동 트랜지스터 턴-온 저항을 낮출 수 있게 되고, 지문 센싱을 안정적으로 수행 할 수 있게 된다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 제 1지문 센싱 기간(FPP1) 동안에, 도 13에 개시된 제 B데이터 라인 그룹(DLB)의 데이터 라인들(DL)에 인가되는 신호 및 제 B게이트 라인 그룹(GLB)의 게이트 라인들(GL)에 인가되는 신호의 일부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 15a)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 제 1지문 센싱 기간(FPP1) 중 지문 센싱 시간(Tsense) 동안에, 표시 패널(DP)상의 제 B데이터 라인 그룹(DLB)의 데이터 라인들(DL)에 지문 구동 신호(FDS)를 인가할 수 있다. 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 데이터 라인들(DL)에 인가되는 지문 구동 신호(FDS)는 하나 이상의 펄스(pulse) 형태의 신호로 구성될 수 있다. 또한, 지문 구동 신호(FDS)는 구형파(square wave) 형태로 인가될 수 있다. 또한, 지문 구동 신호(FDS)는 삼각파(triangular wace), 사다리꼴파(trapezoid wave), 사인파(Sine wave) 형태로 인가될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 지문 구동 신호(FDS)가 복수의 펄스(pulse) 형태로 인가되는 경우, 첫번재 펄스(pulse)부터 n번째 펄스(pulse) 까지는 더미 펄스(dummy pulse)일 수 있다(n은 자연수). 더미 펄스(dummy pulse)는 지문 센싱에 사용되는 펄스(pulse)가 아닌 펄스(pulse)를 의미한다. 예를 들면, 첫번재 펄스(pulse)는 세팅(setting) 펄스(pulse)로 구성하여, 지문 센싱을 위한 픽셀 전극(PX)의 안정화에 도움이 될 수 있다. 두번재 펄스(Pulse)는 리셋(reset) 펄스(pulse)로 구성하여, 리셋(reset) 펄스(pulse) 이후의 펄스(pulse)부터는 실제 지문 센싱하는 펄스(pulse)가 인가되는 것을 알리는 신호가 될 수 있다.
도 15b)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)의 제 1지문 센싱 기간(FPP1) 동안에, 표시 패널(DP)상의 제 B게이트 라인 그룹(GLB)의 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 제 2게이트 전압(VGH2)이 인가될 수 있다. 하지만, 제 B게이트 라인 그룹(GLB)의 게이트 라인들(GL)에 제2 게이트 전압(VGH2)이 인가되는 순서는 지문 센싱하는 방법에 따라, 랜덤하게 또는 미리 정해진 순서대로 인가될 수도 있다.
도 15를 참조하면, 지문 센싱을 위한 구동 트랜지스터 턴-온 시간(Ttft) 동안에, 제 B게이트 라인 그룹(GLB)의 해당하는 게이트 라인(GL)에 제 2게이트 전압(VGH2)이 인가될 수 있다. 이때, 구동 트랜지스터 턴-온 시간(Ttft)은 제 1수평 기간(1H)과 동일한 시간이거나, 제 1수평 기간(1H)과 더 긴 시간 일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 제 B게이트 라인 그룹(GLB)의 해당하는 게이트 라인(GL)에 제 2게이트 전압(VGH2)이 인가되는 시점(Tgh)이후 제 1지연 시간(T1) 이후에 제 B데이터 라인 그룹(DLB)으로 지문 구동 신호(FDS)가 인가될 수 있다. 지문 센싱 영역(TSA)에 해당하는 게이트 라인(GL)에 제 2게이트 전압(VGH2)이 인가되고, 구동 트랜지스터가 완전히 턴-온되는 시점까지 어느 정도 시간이 필요하기 때문이다. 또한, 지문 센싱을 안정적으로 수행하기 위해서 어느 정도 시간이 필요할 수 있기 때문이다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시 장치(200)는 제 B데이터 라인 그룹(DLB)의 데이터 라인들(DL)에 지문 구동 신호(FDS)를 인가한 이후 제 2지연 시간(T2) 이후에 해당하는 게이트 라인(GL)에 게이트 로우 전압(VGL)을 인가할 수 있다. 지문 구동 신호(FDS) 및 노이즈 저감 신호(NRS)인가 이후 표시 패널(DP)이 안정화 되기 까지 어느 정도 시간이 필요할 수 있기 때문이다.
도 15를 참조하면, 지문 센싱을 위한 구동 트랜지스터 턴-온 시간(Ttft) 동안에, 제 B게이트 라인 그룹(GLB)의 해당하는 게이트 라인(GL)에 제 2게이트 전압(VGH2) 및 노이즈 저감 신호(NRS)가 함께 인가될 수 있다. 제 B 게이트 라인 그룹(GLB)의 해당하는 게이트 라인(GL)에 인가되는 노이즈 저감 신호(NRS)는 지문 구동 신호(FDS)와 동일한 위상(Phase) 또는 동일한 전압차(Voltage difference) 또는 동일한 주파수(Frequesncy)를 가질 수 있다. 예를 들면, 지문 구동 신호(FDS)가 1V에서 5V로 스윙하는 신호이고, 제 2게이트 전압(VGH2)이 25V인 경우, 제 B 게이트 라인 그룹(GLB)의 해당하는 게이트 라인(GL)에 인가되는 노이즈 저감 신호(NRS)는 25V에서 29V로 스윙하는 신호 일 수 있다. 하지만, 노이즈 저감 신호(NRS)는 반드시 지문 구동 신호(FDS)와 동일한 위상(Phase) 또는 동일한 전압차(Voltage difference) 또는 동일한 주파수(Frequesncy)일 필요는 없다. 노이즈 저감을 위해, 노이즈 저감 신호(NRS)는 지문 구동 신호(FDS)와 유사한 위상(Phase) 또는 유사한 전압차(Voltage difference) 또는 유사한 주파수(Frequesncy)로 설정되어 인가될 수도 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 발명의 실시예들에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
200: 터치 표시 장치
GD: 게이트 구동부
TCON: 타이밍 제어부
STIC: 터치 구동부
TCU: 터치 제어부
TPIC: 터치 파워부
PMIC: 패널 파워부
DP: 표시 패널
FDS: 지문 구동 신호
NRS: 노이즈 저감 신호
TSA: 지문 센싱 영역
FTA: 손가락 터치 영역

Claims (20)

  1. 복수의 데이터 라인들, 복수의 게이트 라인들, 상기 데이터 라인들과 상기 게이트 라인들이 교차하는 지점과 인접한 영역에 배치되는 복수의 픽셀 전극들을 포함하고, 표시 영상 업데이트 영역 및 지문 센싱 영역을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널의 디스플레이 기간 동안에, 상기 복수의 게이트 라인들 중 상기 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 1게이트 구동 전압을 인가하고, 상기 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 상기 복수의 게이트 라인들 중 상기 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 2게이트 구동 전압을 인가하는 게이트 구동부; 및
    상기 표시 패널의 디스플레이 기간 동안에, 상기 복수의 데이터 라인들 중 상기 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 데이터 라인들로 데이터 전압을 인가하고, 상기 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 상기 복수의 데이터 라인들 중 상기 지문 센싱 영역에 해당하는 데이터 라인들로 지문 구동 신호를 인가하는 터치 구동부를 포함하고
    상기 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 상기 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들로 인가되는 제 2게이트 구동 전압은 상기 표시 패널의 디스플레이 기간 동안에, 상기 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인들로 인가하는 제 1게이트 구동 전압보다 높은 전압이거나,
    상기 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 상기 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 2게이트 구동 전압이 인가되는 시간은 상기 표시 패널의 디스플레이 기간 동안에, 상기 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 1게이트 구동 전압이 인가되는 시간보다 길고,
    상기 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에,
    상기 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들로 인가되는 제 2게이트 구동 전압은 노이즈 저감 신호가 더해진 전압이거나,
    상기 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들 중 센싱하는 픽셀 전극들과 대응되는 게이트 라인들 주변의 게이트 라인들에는 노이즈 저감 신호가 인가되거나,
    상기 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들 중 센싱하는 픽셀 전극들과 대응되는 게이트 라인들 주변의 게이트 라인들은 플로팅 상태를 유지하는 터치 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 복수의 데이터 라인들, 복수의 게이트 라인들, 상기 데이터 라인들과 상기 게이트 라인들이 교차하는 지점과 인접한 영역에 배치되는 복수의 픽셀 전극들을 포함하고, 표시 영상 업데이트 영역 및 지문 센싱 영역을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널의 디스플레이 기간 동안에, 상기 복수의 게이트 라인들 중 상기 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 1게이트 구동 전압을 인가하고, 상기 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 상기 복수의 게이트 라인들 중 상기 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 2게이트 구동 전압을 인가하는 게이트 구동부; 및
    상기 표시 패널의 디스플레이 기간 동안에, 상기 복수의 데이터 라인들 중 상기 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 데이터 라인들로 데이터 전압을 인가하고, 상기 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 상기 복수의 데이터 라인들 중 상기 지문 센싱 영역에 해당하는 데이터 라인들로 지문 구동 신호를 인가하는 터치 구동부를 포함하고
    상기 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 상기 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들로 인가되는 제 2게이트 구동 전압은 상기 표시 패널의 디스플레이 기간 동안에, 상기 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인들로 인가하는 제 1게이트 구동 전압보다 높은 전압이거나,
    상기 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 상기 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 2게이트 구동 전압이 인가되는 시간은 상기 표시 패널의 디스플레이 기간 동안에, 상기 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 1게이트 구동 전압이 인가되는 시간보다 길고,
    상기 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 상기 지문 센싱 영역 주변에 배치된 데이터 라인들로 노이즈 저감 신호가 인가되는 터치 표시 장치.
  6. 복수의 데이터 라인들, 복수의 게이트 라인들, 상기 데이터 라인들과 상기 게이트 라인들이 교차하는 지점과 인접한 영역에 배치되는 복수의 픽셀 전극들을 포함하고, 표시 영상 업데이트 영역 및 지문 센싱 영역을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널의 디스플레이 기간 동안에, 상기 복수의 게이트 라인들 중 상기 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 1게이트 구동 전압을 인가하고, 상기 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 상기 복수의 게이트 라인들 중 상기 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 2게이트 구동 전압을 인가하는 게이트 구동부; 및
    상기 표시 패널의 디스플레이 기간 동안에, 상기 복수의 데이터 라인들 중 상기 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 데이터 라인들로 데이터 전압을 인가하고, 상기 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 상기 복수의 데이터 라인들 중 상기 지문 센싱 영역에 해당하는 데이터 라인들로 지문 구동 신호를 인가하는 터치 구동부를 포함하고
    상기 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 상기 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들로 인가되는 제 2게이트 구동 전압은 상기 표시 패널의 디스플레이 기간 동안에, 상기 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인들로 인가하는 제 1게이트 구동 전압보다 높은 전압이거나,
    상기 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 상기 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 2게이트 구동 전압이 인가되는 시간은 상기 표시 패널의 디스플레이 기간 동안에, 상기 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 1게이트 구동 전압이 인가되는 시간보다 길고,
    상기 표시 패널의 지문 센싱 기간 동안에, 상기 지문 센싱 영역 주변에 배치된 데이터 라인들은 표시 영상이 업데이트 되거나, 플로팅 상태를 유지하는 터치 표시 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 표시 패널은 복수의 터치 전극 및 복수의 터치 라인을 더욱 포함하고, 상기 복수의 터치 라인을 통해 복수의 터치 전극으로 터치 구동신호를 인가하는 터치 표시 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 표시 패널은 터치 전극 센싱 기간 동안에, 복수의 터치 전극에 발생된 터치를 센싱하여 터치 위치를 인식하고, 인식된 터치 위치에 기초하여 지문 센싱 영역을 특정하는 터치 표시 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 표시 패널은 상기 지문 센싱 영역을 특정한 이후, 상기 지문 센싱 영역에 미리 정해진 전압 또는 신호를 데이터 라인들 또는 게이트 라인들 또는 터치 전극들에 인가하는 터치 표시 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 터치 구동부는 복수의 터치 라인 멀티플렉서, 복수의 데이터 라인 멀티플렉서 및 복수의 터치 센서를 포함하고,
    상기 복수의 데이터 라인 멀티플렉서 중 적어도 하나의 데이터 라인 멀티플렉서의 제 1다운단자는 상기 복수의 터치 라인 멀티플렉서 중 적어도 하나의 터치 라인 멀티플렉서의 데이터 단자와 전기적으로 연결되어, 지문 센싱 영역에 해당하는 데이터 라인으로 지문 구동 신호를 인가하는 터치 표시 장치.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 터치 구동부는 복수의 터치 라인 멀티플렉서, 복수의 데이터 라인 멀티플렉서, 및 복수의 터치 센서를 포함하고,
    상기 복수의 데이터 라인 멀티플렉서 중 적어도 하나의 데이터 라인 멀티플렉서의 제 3다운단자로 노이즈 저감 신호를 인가하는 터치 표시 장치.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 터치 구동부는 복수의 터치 라인 멀티플렉서, 복수의 데이터 라인 멀티플렉서, 복수의 라인 선택 멀티플렉서 및 복수의 터치 센서를 포함하고,
    상기 복수의 데이터 라인 멀티플렉서 중 적어도 하나의 데이터 라인 멀티플렉서의 제 1다운단자는 상기 복수의 라인 선택 멀티플렉서 중 적어도 하나의 라인 선택 멀티플렉서와 전기적으로 연결되어, 지문 센싱 영역에 해당하는 데이터 라인으로 지문 구동 신호를 인가하는 터치 표시 장치.
  13. 복수의 데이터 라인들, 복수의 게이트 라인들, 상기 데이터 라인들과 상기 게이트 라인들이 교차하는 지점과 인접한 영역에 배치되는 복수의 픽셀 전극들, 복수의 터치 전극들 및 복수의 터치 라인들을 포함하는 터치 표시 장치의 구동 방법에 있어서;
    상기 터치 표시 장치에 인접한 손가락 터치를 센싱하는 단계;
    상기 손가락 터치가 발생된 위치를 인식하는 단계;
    상기 손가락 터치가 발생된 위치에 기초하여 지문 센싱 영역을 특정하는 단계;
    상기 지문 센싱 영역의 지문을 센싱하기 위한 준비 단계; 및
    상기 지문 센싱 영역 중 적어도 일부를 센싱하여, 해당 영역의 지문을 인식하는 단계를 포함하고,
    상기 지문 센싱 영역을 특정하는 단계에서, 상기 터치 표시 장치는,
    상기 복수의 터치 전극들 중 센싱된 터치 로 값이 미리 정해진 기준 값 이상인 터치 전극들의 밀집도에 기초하여 지문 센싱 영역을 특정하거나,
    터치가 발생된 위치와 관련된 터치 전극들의 개수 또는 인접한 정도 또는 떨어진 거리에 기초하여 지문 센싱 영역을 특정하는 터치 표시 장치의 구동 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 지문을 센싱하기 위한 준비 단계는, 미리 정해진 패턴 또는 미리 정해진 영상을 상기 특정된 지문 센싱 영역에 표시하거나, 또는 미리 정해진 전압 또는 신호을 상기 특정된 지문 센싱 영역에 해당하는 데이터 라인들 또는 상기 특정된 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들 또는 상기 특정된 지문 센싱 영역에 해당하는 터치 전극들에 인가하는 터치 표시 장치의 구동 방법.
  17. 제 13항에 있어서,
    상기 지문 센싱 영역 중 적어도 일부를 센싱하는 단계에서, 상기 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 2게이트 구동 전압을 인가하는 터치 표시 장치의 구동 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 터치 표시 장치는 상기 지문 센싱 영역과 표시 영상 업데이트 영역을 포함하고,
    상기 지문 센싱 영역 중 적어도 일부를 센싱하는 단계에서, 상기 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들로 인가되는 제 2게이트 구동 전압은 상기 터치 표시 장치의 디스플레이 기간 동안에, 상기 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인들로 인가하는 제 1게이트 구동 전압보다 높은 전압이거나,
    상기 지문 센싱 영역 중 적어도 일부를 센싱하는 단계에서, 상기 지문 센싱 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 2게이트 구동 전압이 인가되는 시간은 상기 터치 표시 장치의 디스플레이 기간 동안에, 상기 표시 영상 업데이트 영역에 해당하는 게이트 라인들로 제 1게이트 구동 전압이 인가되는 시간보다 긴 터치 표시 장치의 구동 방법.
  19. 복수의 데이터 라인들, 복수의 게이트 라인들, 상기 데이터 라인들과 상기 게이트 라인들이 교차하는 지점과 인접한 영역에 배치되는 복수의 픽셀 전극들, 및 복수의 터치 라인들을 포함하는 터치 표시 장치를 구동 하는 터치 구동부에 있어서, 상기 터치 구동부는
    상기 복수의 터치 라인들로 복수의 터치 라인 채널부를 통해 터치 구동 신호를 전달하는 복수의 터치 라인 멀티플렉서;
    상기 복수의 데이터 라인들 중 해당하는 데이터 라인들로 데이터 라인 채널부를 통해 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터 라인 멀티플렉서; 및
    상기 복수의 데이터 라인 멀티플렉서 중 해당하는 데이터 라인 멀티플렉서와 전기적으로 연결된 복수의 터치 센서를 포함하고,
    상기 복수의 데이터 라인 멀티플렉서 중 적어도 하나의 데이터 라인 멀티플렉서의 제 1다운단자는 상기 복수의 터치 라인 멀티플렉서 중 적어도 하나의 터치 라인 멀티플렉서의 데이터 단자와 전기적으로 연결되어, 상기 터치 표시 장치의 지문 센싱 영역에 해당하는 데이터 라인들로 지문 구동 신호를 인가하는 터치 구동부.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 터치 구동부는 복수의 라인 선택 멀티플렉서를 더욱 포함하고,
    상기 복수의 데이터 라인 멀티플렉서 중 적어도 하나의 데이터 라인 멀티플렉서의 제 1다운단자는 상기 복수의 라인 선택 멀티플렉서 중 적어도 하나의 라인 선택 멀티플렉서와 전기적으로 연결되어, 상기 터치 표시 장치의 지문 센싱 영역에 해당하는 데이터 라인으로 지문 구동 신호를 인가하는 터치 구동부.
KR1020190174317A 2019-12-24 2019-12-24 터치 구동부, 터치 표시 장치 및 터치 표시 장치의 구동 방법 KR102622361B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190174317A KR102622361B1 (ko) 2019-12-24 2019-12-24 터치 구동부, 터치 표시 장치 및 터치 표시 장치의 구동 방법
US17/113,601 US11372493B2 (en) 2019-12-24 2020-12-07 Touch driver, touch display device, and method of driving touch display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190174317A KR102622361B1 (ko) 2019-12-24 2019-12-24 터치 구동부, 터치 표시 장치 및 터치 표시 장치의 구동 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210081907A KR20210081907A (ko) 2021-07-02
KR102622361B1 true KR102622361B1 (ko) 2024-01-08

Family

ID=76438872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190174317A KR102622361B1 (ko) 2019-12-24 2019-12-24 터치 구동부, 터치 표시 장치 및 터치 표시 장치의 구동 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11372493B2 (ko)
KR (1) KR102622361B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI766550B (zh) * 2021-01-20 2022-06-01 速博思股份有限公司 觸控控制方法
US11774302B2 (en) * 2021-03-17 2023-10-03 Cary Ratner Sensor apparatus
US11798309B2 (en) * 2021-04-15 2023-10-24 Novatek Microelectronics Corp. Fingerprint identification method for panel, electronic device, and control circuit
KR20230123090A (ko) 2022-02-15 2023-08-23 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치의 구동 방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI480787B (zh) * 2012-10-25 2015-04-11 Orise Technology Co Ltd 可提高觸控座標軌跡線性度的方法
FR3015714B1 (fr) * 2013-12-19 2017-04-21 Dav Interface homme machine permettant de commander au moins deux fonctions d'un vehicule automobile
KR102420490B1 (ko) * 2015-10-30 2022-07-14 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치와 그 구동방법
CN106709405B (zh) * 2015-11-16 2021-01-01 小米科技有限责任公司 移动设备及其屏幕模组、指纹采集方法、装置及电子设备
KR20180061539A (ko) * 2016-11-29 2018-06-08 엘지디스플레이 주식회사 터치표시장치, 표시패널, 터치감지방법, 터치감지회로 및 구동회로
KR102458529B1 (ko) * 2016-12-16 2022-10-27 엘지디스플레이 주식회사 표시장치, 표시패널, 지문 감지 방법 및 이를 위한 회로
KR20180132496A (ko) * 2017-06-02 2018-12-12 삼성전자주식회사 광학식 지문 센서의 동작 방법, 이를 포함하는 전자 장치의 동작 방법 및 디스플레이 장치
KR102603691B1 (ko) * 2017-12-29 2023-11-17 엘지디스플레이 주식회사 지문 센싱 서브픽셀, 구동 회로 및 디스플레이 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20210191554A1 (en) 2021-06-24
US11372493B2 (en) 2022-06-28
KR20210081907A (ko) 2021-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10564783B2 (en) Touch panel and display device including the same
KR102622361B1 (ko) 터치 구동부, 터치 표시 장치 및 터치 표시 장치의 구동 방법
US10423262B2 (en) Display device and driving method thereof
US9946401B2 (en) Display device with integrated touch screen and method for driving the same
EP2940561B1 (en) Apparatus adapted to provide images and method of driving the same
US9542026B2 (en) Display device and driving method thereof
US9335852B2 (en) In-cell touch display device
US7936340B2 (en) Display device and sensing signal processing apparatus
US9262024B2 (en) Liquid crystal display panel including touch sensor and liquid crystal display using the same
US10175791B2 (en) Display device with integrated touch screen
EP2881845B1 (en) Touch display device
KR102297485B1 (ko) 터치 스크린 패널 구동방법
US20160320886A1 (en) Touch Sensor Integrated Type Display Device
US10871849B2 (en) Display device with integrated touch screen
KR102393790B1 (ko) 표시 장치
KR20150015735A (ko) 터치센서 내장형 액정표시장치
US9632379B2 (en) Display device
US9691343B2 (en) Display device comprising display panel with bridge patterns
KR20150039934A (ko) 터치센서 내장형 액정표시장치
CN105739744A (zh) 显示装置、该显示装置的驱动方法和驱动电路
US9990075B2 (en) Display device and method of driving the same
US11768563B2 (en) Touch display device
KR102528091B1 (ko) 표시장치

Legal Events

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