KR20170003843A - 표시장치와 그 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치 센서들이 픽셀 어레이에 내장된 표시장치와 그 구동 방법에 관한 것이다. 이 표시장치는 게이트 펄스의 라이징 에지 또는 폴링 에지로부터 제1 픽셀에 데이터 전압이 공급되기 전까지의 센싱 시간 동안 상기 게이트 펄스의 스캔 방향을 따라 상기 터치 센서 전극들을 순차적으로 플로팅하는 터치 센싱부를 포함한다. 상기 터치 센싱부는 플로팅된 터치 센서 전극을 통해 읽어 들인 상기 제1 픽셀의 전압 변화를 바탕으로 터치 입력을 센싱한다. 상기 제1 픽셀에 연결된 터치 센서 전극을 통해 터치 입력이 센싱됨과 동시에 제2 픽셀에 데이터 전압이 충전된다.

Description

표시장치와 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 터치 센서들이 픽셀 어레이에 내장된 표시장치와 그 구동 방법에 관한 것이다.

유저 인터페이스(User Interface, UI)는 사람(사용자)과 각종 전기, 전자 기기 등의 통신을 가능하게 하여 사용자가 기기를 쉽게 자신이 원하는 대로 쉽게 제어할 수 있게 한다. 유저 인터페이스의 대표적인 예로는 키패드, 키보드, 마우스, 온스크린 디스플레이(On Screen Display, OSD), 적외선 통신 혹은 고주파(RF) 통신 기능을 갖는 원격 제어기(Remote controller) 등이 있다. 유저 인터페이스 기술은 사용자 감성과 조작 편의성을 높이는 방향으로 발전을 거듭하고 있다. 최근, 유저 인터페이스는 터치 UI, 음성 인식 UI, 3D UI 등으로 진화되고 있다.

터치 UI는 스마트 폰과 같은 휴대용 정보기기에 필수적으로 채택되고 있으며, 노트북 컴퓨터, 컴퓨터 모니터, 가전 제품 등에 확대 적용되고 있다. 최근, 터치 센서들을 표시패널의 픽셀 어레이에 내장하는 기술(이하, "인셀 터치 센서(In-cell touch sensor)"라 함)이 제안되고 있다. 터치 센서들은 터치 전후 정전 용량의 변화를 바탕으로 터치를 센싱하는 정전 용량 타입의 터치 센서로 구현될 수 있다.

인셀 터치 센서 기술은 표시패널의 두께 증가 없이 표시패널에 터치 센서들을 설치할 수 있다. 인셀 터치 센서 기술은 표시패널의 픽셀들에 연결된 전극을 터치 센서 전극(C1~C4)으로 활용할 수 있다. 인셀 터치 센서 기술은 도 1과 같이 액정표시장치의 픽셀들에 공통 전압(Vcom)을 공급하기 위한 공통 전극을 분할하여 터치 센서들의 센서 전극으로 활용할 수 있다. 센서 전극들에는 센서 배선들이 연결된다. 터치 센서들이 표시패널(100)의 픽셀 어레이에 내장되기 때문에 터치 센서들은 기생 용량을 통해 픽셀들에 커플링(coupling)된다. 픽셀들과 터치 센서들의 커플링으로 인한 상호 영향을 줄이기 위하여, 인셀 터치 센서 기술은 1 프레임 기간을 도 2와 같이 디스플레이 기간(Td)과 터치 센싱 기간(Tt)으로 시분할한다. 도 2에서, Tsync는 디스플레이 기간(Td)과 터치 센싱 기간(Tt)을 정의하는 동기 신호이다. 인셀 터치 센서 기술은 디스플레이 기간(Td) 동안 터치 센서 전극들(C1~C4)에 픽셀의 기준 전압인 공통 전압(Vcom)을 공급하고, 터치 센싱 기간(Tt) 동안 터치 센서 전극(C1~C4)들에 터치 센서 구동 신호(Tdrv)를 공급한다.

디스플레이 기간(Td) 동안 픽셀들에 입력 영상의 데이터를 기입하기 위하여 픽셀들에 데이터 전압이 충전된다. 터치 센서들은 터치 센싱 기간(Tt) 동안 터치 센서 구동 신호(Tdrv)를 공급 받아 전하를 충전하고, 터치 센싱 회로는 터치 센서들로부터 읽어 들인 전하 변화량을 바탕으로 터치 유무를 판단한다. 인셀 터치 기술이 적용된 표시장치는 디스플레이 기간(Td) 동안 모든 픽셀들에 데이터를 기입한 후에 터치 센싱 기간(Tt) 동안 터치 센서들에 터치 구동 신호(Tdrv)를 인가하여 터치 센싱한다. 다른 방법으로 한 화면을 다수의 블록들로 분할하고 한 블록의 디스플레이 기간(Td) 동안 픽셀들에 데이터를 기입한 후에 터치 센싱 기간(Tt) 동안 터치 센서들에 터치 구동 신호(Tdrv)를 인가하여 터치 센싱하고 다음 블록에서 디스플레이와 터치 센싱을 수행하는 방법을 블록 단위로 시프트하면서 디스플레이와 터치 센싱을 반복할 수 있다.

터치 센싱 기간(Tt) 동안, 터치 센싱 회로는 터치 센서들 각각에 터치 구동 신호(Tdrv)를 인가하여 터치 센서들에 전하를 공급한 후에 터치 유무에 따라 변하는 터치 센서의 전하 변화량을 검출한다. 따라서, 터치 센싱 기간(Tt)은 터치 센서 구동 신호(Tdrv)의 인가 시간과, 터치 센서 출력의 수신 시간을 합한 시간이다.

인셀 터치 기술은 1 프레임 기간을 디스플레이 기간(Td)과 터치 센싱 기간(Tt)으로 시분할하기 때문에 해상도가 높아질수록 디스플레이 기간(Td)과 터치 센싱 기간(Tt)이 짧아져 해상도를 높이기가 곤란하다.

도 3은 UHD(Ultra High Definition) 해상도의 1 수평 기간(1 horizontal time, 1H)을 보여 주는 파형도이다. 도 3에서 MUX1과 MUX2는 소스 드라이브 IC(Integrated Circuit)와 표시패널의 데이터 라인들 사이에 배치된 멀티플렉서(Multiplexer, MUX)의 스위치 ON 타이밍이다. 1:2 멀티플렉서를 채용한 UHD 표시장치에서, 1 수평 기간은 4.29 μsec이다. 이러한 1 수평 기간에서 a는 1.2μsec이고, c는 1.0μsec 이다. a는 게이트 펄스의 라이징 에지(rising edge)로부터 MUX1의 라이징 에지 사이의 기간이다. c는 MUX1, MUX2의 스위치 ON 타이밍이다.

60Hz의 프레임 레이트(frame rate)에서 인셀 터치 기술이 적용된 표시장치는 1 프레임 기간(16.67 msec)에서 4msec를 터치 센싱 기간(Tt)으로 할당될 수 있다. 이 경우에, 디스플레이 기간(Tt)이 짧아지기 때문에 UHD 해상도에서 1 수평 기간은 도 4와 같이 3.26 μsec으로 감소된다. 1 수평 기간이 짧아졌기 때문에 a는 0.9μsec로 감소되고, c는 0.8μsec로 감소된다.

인셀 터치 센서 기술은 짧은 터치 센싱 기간 동안 동시에 다수의 터치 센서 전극(C1~C4)의 전하 변화량을 읽기 위하여 많은 개수의 센싱 회로들을 포함한다. 인셀 터치 센서 기술이 적용된 UHD 표시장치에서 터치 스크린의 해상도는 18×32일 수 있다. 행방향(X축)에 배열된 터치 센서들의 개수는 18 개이며, 종방향(Y축)에 배열된 터치 센서들의 개수는 32 개이다. 이 경우에 필요한 센싱 회로는 64 개 필요하다.

본 발명은 인셀 터치 기술이 적용된 표시장치에서 픽셀들에 데이터를 기입함과 동시에 터치를 센싱하는 표시장치와 그 구동 방법을 제공한다.

본 발명의 표시장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들에 연결된 픽셀들, 및 상기 픽셀들에 연결되고 다수로 분할된 센서 전극들을 갖는 표시패널, 상기 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부, 상기 게이트 라인들에 게이트 펄스를 공급하는 게이트 구동부, 및 상기 게이트 펄스의 라이징 에지 또는 폴링 에지로부터 제1 픽셀에 데이터 전압이 공급되기 전까지의 센싱 시간 동안 상기 게이트 펄스의 스캔 방향을 따라 상기 터치 센서 전극들을 순차적으로 플로팅하는 터치 센싱부를 포함한다.

상기 터치 센싱부는 플로팅된 터치 센서 전극을 통해 읽어 들인 상기 제1 픽셀의 전압 변화를 바탕으로 터치 입력을 센싱한다.

상기 제1 픽셀에 연결된 터치 센서 전극을 통해 터치 입력이 센싱됨과 동시에 제2 픽셀에 데이터 전압이 충전된다.

상기 표시장치의 구동 방법은 상기 게이트 펄스의 라이징 에지 또는 폴링 에지로부터 제1 픽셀에 데이터 전압이 공급되기 전까지의 센싱 시간을 설정하는 단계, 및 상기 센싱 시간 동안 상기 게이트 펄스의 스캔 방향을 따라 상기 터치 센서 전극들을 순차적으로 플로팅하고, 플로팅된 터치 센서 전극을 통해 읽어 들인 상기 제1 픽셀의 전압 변화를 바탕으로 터치 입력을 센싱하는 단계를 포함한다.

본 발명은 게이트 펄스의 라이징 에지 또는 폴링 에지에서 ΔVp로 인한 픽셀 전압의 변화를 읽어 들여 터치 입력을 센싱한다. 그 결과, 본 발명은 인셀 터치 기술이 적용된 표시장치에서 터치 입력을 센싱함과 동시에 픽셀에 데이터를 기입함으로써 별도의 터치 센싱 기간을 확보할 필요가 없으며 고해상도 표시장치에서 디스플레이 스캔 시간과 터치 센싱 스캔 시간을 충분히 확보할 수 있다.

도 1은 표시패널의 픽셀 어레이에 내장된 터치 센서들을 개략적으로 보여 주는 도면이다.
도 2는 인셀 터치 기술에서 디스플레이 기간과 터치 센싱 기간의 시분할을 보여 주는 파형도이다.
도 3은 UHD 해상도의 1 수평 기간을 보여 주는 파형도이다.
도 4는 인셀 터치 기술이 적용된 UHD 해상도의 표시장치에서 1 수평 기간을 보여 주는 파형도이다.
도 5는 본 발명의 표시장치를 개략적으로 보여 주는 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시된 멀티플렉서를 상세히 보여 주는 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 5에 도시된 인셀 타입 터치 센서들의 평면 배치를 보여 주는 도면이다.
도 9는 게이트 펄스의 전압이 변할 때 발생하는 픽셀 전압의 변동을 보여 주는 파형도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시에에 따른 터치 판정 방법을 보여 주는 파형도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시에에 따른 터치 판정 방법을 보여 주는 파형도이다.
도 12는 도 10에 도시된 픽셀 전압 파형을 바탕으로 터치 입력을 판정하는 방법을 보여 주는 도면이다.
도 13은 도 11에 도시된 픽셀 전압 파형을 바탕으로 터치 입력을 판정하는 방법을 보여 주는 도면이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 UHD 표시장치의 1 수평 기간을 보여 주는 파형도이다.
도 16 내지 도 21은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이 스캔 및 터치 센싱 스캔 방법들을 보여 주는 도면들이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED Disply) 등의 평판 표시장치로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시소자의 일 예로서 액정표시장치를 중심으로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 본 발명의 표시장치는 인셀 터치 센서 기술이 적용 가능한 어떠한 표시장치도 가능하다.

본 발명의 터치 센서는 픽셀 어레이에 내장 가능한 정전 용량 타입의 터치 센서 예를 들면, 상호 용량(mutual capacitance) 센서 또는 자기 용량(Self capacitance) 센서로 구현될 수 있다. 이하에서 터치 센서를 자기 용량 센서 중심으로 설명하지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

본 발명은 픽셀 어레이에 터치 센서들이 내장된 표시장치를 디스플레이 기간과 터치 센싱 기간으로 시분할하지 않고, 픽셀들에 데이터를 기입함과 동시에 터치를 센싱한다. 본 발명은 게이트 라인과 픽셀 전극 사이의 기생 용량((parastic capacitor, Cgs)으로 인하여 게이트 라인들의 전압이 변할 때 발생되는 킥백 전압(kickback voltage, ΔVp) 만큼 픽셀 전압이 변동되는 현상을 이용하여 터치 입력을 센싱한다. 픽셀에 손가락이 터치 되면 픽셀에 연결된 정전 용량 값이 상승하기 때문에 게이트 라인의 전압이 변할 때 측정되는 픽셀 전압 파형의 RC 딜레이(delay)가 증가한다. 본 발명은 게이트 라인의 전압이 변할 때 발생되는 픽셀 전압의 변화를 터치 센서 전극을 통해 측정하여 터치 입력을 센싱한다. 본 발명은 터치 센서에 별도의 터치 센서 구동 신호를 인가하지 않고, 게이트 펄스의 라이징 직후 또는 폴링 직후에 ΔVp로 인하여 발생하는 픽셀 전압의 변화를 측정하기 때문에 픽셀들에 데이터를 기입하면서 다른 픽셀들에 연결된 터치 센서 전극을 통해 터치 입력을 센싱한다. 따라서, 본 발명은 픽셀들에 데이터를 기입하면서 터치를 센싱할 수 있기 때문에 별도의 터치 센싱 기간을 확보할 필요가 없다.

본 발명의 표시장치에서 하나의 터치 센서 전극은 다수의 게이트 라인들에 커플링(coupling)된다. 따라서, 터치 센서 전극이 플로팅(floating)되면 ΔVp로 인한 픽셀 전압의 변화를 따라 터치 센서 전극의 전압이 변화된다. 플로팅 상태는 외부에서 아무런 전압을 인가하지 않는 상태를 의미한다. 터치 센서 전극이 플로팅되면 기생 용량을 통해 그와 커플링된 게이트 라인이나 픽셀 전극 전압에 따라 터치 센서 전극의 전압이 변할 수 있다. 본 발명은 이러한 현상을 이용하여 터치 입력을 센싱하는 터치 센서들을 플로팅하여 게이트 라인들의 전압이 변할 때 ΔVp로 인한 픽셀 전압의 파형 변화를 측정한다.

본 발명은 게이트 라인과 터치 센서 전극 사이의 기생 용량을 통해 ΔVp로 인한 픽셀 전압의 파형 변화를 측정하기 때문에 표시패널의 기생 용량(parastic capacitor)을 조정하여 터치 센싱 전압의 크기를 조절할 수 있다. 하나의 터치 센서 전극은 다수의 게이트 라인들과 중첩되어 그 게이트 라인들과 커플링되어 있다. 따라서, 하나의 터치 센서 전극과 커플링된 게이트 라인들의 개수 만큼 터치 센싱 전압을 누적하여 터치 입력 전후의 전압차를 크게 함으로써 터치 감도와 정확도를 향상시킬 수 있다.

표시장치의 해상도가 증가하면 터치 센서 전극과 중첩되는 게이트 라인들의 개수가 증가한다. 따라서, 본 발명은 별도의 터치 센싱 기간을 확보할 필요가 없을 뿐 아니라, 표시장치의 해상도가 증가하면 오히려 터치 감도를 더 향상시킬 수 있다. 반면에, 종래의 인셀 터치 기술은 터치 신호 인가 시간과 센싱 시간이 필요하여 터치 센싱 기간이 길 수 밖에 없으며 표시장치의 해상도가 증가하면 디스플레이 기간이 증가하기 때문에 터치 센싱 기간에 할당될 수 있는 시간이 절대적으로 부족하여 해상도 증가에 제약이 있다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 표시장치를 개략적으로 보여 주는 도면들이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 표시장치는 픽셀 어레이에 내장된 터치 센서들을 포함한다.

표시패널(100)에서 두 장의 기판들 사이에는 액정층이 형성된다. 액정 분자들은 픽셀 전극(11)에 인가되는 데이터 전압과, 터치 센서 전극(12)에 인가되는 공통 전압(Vcom)의 전위차로 발생되는 전계에 의해 구동된다. 표시패널(100)의 픽셀 어레이는 데이터 라인들(S1~Sm, m은 양의 정수)과 게이트 라인들(G1~Gn, n은 양의 정수)에 의해 정의된 픽셀들, 픽셀들에 커플링(coupling)된 터치 센서들을 포함한다.

터치 센서는 터치 센서 전극(12)과, 터치 센서 전극(12)에 연결된 센서 배선(115)을 포함한다. 터치 센서 전극들(12)은 기존의 공통 전극을 분할하는 방법으로 도 7과 같이 터치 센서들의 개수 만큼 분리될 수 있다. 터치 센서 전극들(12) 각각은 도 7과 같이 다수의 신호 배선들과 중첩되어 기생 용량을 통해 픽셀들과 커플링된다. 신호 배선들은 데이터 라인들(S1~Sm)과 게이트 라인들(G1~G5)을 포함한다. 도 7에서 “T1~T3”는 터치 센서 전극(12)에 연결된 센서 배선들을 나타낸다.

터치 센서 전극들(12)은 공통 전압(Vcom)을 픽셀들에 공급한다. 공통 전압(Vcom)은 픽셀들의 기준 전압이다. 터치 신호를 판단하는 터치 센서와 연결된 터치 센서 전극들(12)은 플로팅된다. 한편, 데이터 전압을 충전하는 시간에는 픽셀들의 터치 센서 전극들은 플로팅되지 않고, 공통 전압(Vcom)을 공급 받아야 한다.

픽셀들 각각은 데이터 라인들(S1~Sm)과 게이트 라인들(G1~Gn)의 교차부들에 형성된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT), TFT에 연결된 픽셀 전극(11), 터치 센서 전극(12), 픽셀 전극에 접속되어 액정셀(Clc)의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst) 등을 포함한다. 도 3에서, TFT는 생략되었다. 픽셀 전극(11)은 게이트 펄스에 의해 TFT가 턴-온(turn-on)될 때 TFT를 통해 데이터 전압을 공급 받는다. 터치 센서 전극들(12)은 스위치(SW)를 통해 공통 전압(Vcom)을 공급 받을 수 있다. 스위치(SW)는 픽셀들마다 별도로 형성되는 것이 아니라, 터치 센싱부(110)에 형성된 멀티플렉서(103, 111)의 스위치 소자들로 이용될 수 있다. 터치 센싱부(110)의 제어 하에 터치 센서 전극들(12) 중 일부는 플로팅된다. 플로팅되는 터치 센서 전극들(12)은 터치를 센싱하기 위하여 터치 센싱부(110)에 의해 억세스되고 있는 터치 센서들이다. 하나의 터치 센서는 하나의 터치 수평 전극과 연결되는 정전 용량으로 구성될 수 있다.

픽셀들은 컬러 구현을 위하여 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀 및 청색 서브 픽셀로 나뉘어질 수 있다. 또한, 픽셀들은 소비 전력을 낮추기 위하여 백색 서브 픽셀을 더 포함할 수 있다.

표시패널(100)의 상부 기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등이 형성될 수 있다. 표시패널(100)의 하부 기판은 COT(Color filter On TFT) 구조로 구현될 수 있다. 이 경우에, 컬러 필터는 표시패널(100)의 하부 기판에 형성된다. 표시패널(100)의 상부 기판과 하부 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리 틸트 각(pretilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(100)의 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정층의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 스페이서가 형성된다.

표시패널(100)의 배면 아래에는 도시하지 않은 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(Direct type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(100)에 빛을 조사한다. 표시패널(100)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 액정 모드로도 구현될 수 있다. 유기발광 다이오드 표시장치와 같은 자발광 표시장치는 백라이트 유닛을 필요로 하지 않는다.

본 발명의 표시장치는 픽셀들에 입력 영상의 데이터를 기입하는 디스플레이 구동부(102, 104, 106), 및 터치 센서들의 용량 변화를 센싱하는 터치 센싱부(110)를 더 포함한다. 디스플레이 구동부(102, 104, 106)과 터치 센싱부(110)는 하나의 드라이브 IC 내에 집적될 수 있다.

디스플레이 구동부(102, 104, 106)는 데이터 전압에 동기되는 게이트 펄스를 게이트 라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급하여 1 라인씩 순차적으로 픽셀들에 데이터를 기입한다. 픽셀들은 게이트 펄스에서 데이터 전압을 충전하고 1 프레임 기간 동안 데이터 전압을 유지한다. 픽셀 전압은 게이트 라인들의 전압이 변할 때 즉, 게이트 펄스의 라이징 또는 폴링시에 기생 용량으로 인해 ΔVp 만큼 변한다.

디스플레이 구동부(102, 104, 106)는 데이터 구동부(102), 게이트 구동부(104) 및 타이밍 콘트롤러(106)를 포함한다.

데이터 구동부(102)는 타이밍 콘트롤러(106)로부터 수신되는 입력 영상의 디지털 비디오 데이터를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터 전압을 출력한다. 데이터 구동부(102)로부터 출력된 데이터전압은 데이터 라인들(S1~Sm)에 공급된다.

데이터 구동부(102)와 데이터 라인들(S1~Sm) 사이에 멀티플렉서(SMUX, 103)가 배치될 수 있다. 멀티플렉서(103))는 표시패널(100)의 기판 상에 형성되거나 데이터 구동부와 함께 소스 드라이브 IC 내에 집적될 수 있다.

멀티플렉서(103)는 타이밍 콘트롤러(106)의 제어 하에 데이터 구동부(102)로부터 입력되는 데이터 전압을 데이터 라인들(S1~Sm)에 분배한다. 도 6과 같은 1:2 멀티플렉서(103)의 경우에, 멀티플렉서(103)는 데이터 구동부(102)의 한 개 출력 채널(Sout1)을 통해 입력되는 데이터 전압을 시분할하여 두 개의 데이터 라인들(S1, S2)로 시분할 공급한다. 따라서, 1:2 멀티플렉서를 사용하면, 소스 드라이브 IC의 채널 수를 1/2로 줄일 수 있다. 1:3 멀티플렉서도 사용 가능한데, 이럴 경우 소스 드라이브 IC의 채널 수를 1/3으로 줄일 수 있다.

멀티플렉서(103)는 도 14 및 도 15에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에서 필수적인 구성이 아니므로 생략될 수 있다.

도 6의 예에서, 멀티플렉서(103)는 소스 드라이브 IC의 한 개 출력 채널당 두 개의 스위치 소자들(M1, M2)을 포함한다. 스위치 소자들(M1, M2)은 TFT로 구현될 수 있다. MUX1과 MUX2는 타이밍 콘트롤러(106)에 의해 발생된 MUX 선택신호로서, 스위치 소자들(M1, M2)의 온/오프(On/Off) 타이밍을 제어한다. 스위치 소자들(M1, M2)은 MUX 선택 신호(MUX1, MUX2)에 응답하여 데이터 전압을 데이터 라인들(S1~Sm)에 공급한다.

게이트 구동부(104)는 데이터전압에 동기되는 게이트 펄스(또는 스캔펄스)를 게이트 라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시패널(100)의 라인을 선택한다. 게이트 펄스는 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL) 사이에서 스윙한다. 게이트 펄스는 게이트 라인들(G1~Gn)을 통해 픽셀 TFT들의 게이트에 인가된다. 게이트 하이 전압(VGL)은 픽셀 TFT의 문턱 전압 보다 높은 전압으로 설정되어 픽셀 TFT를 턴온(turn-on)시킨다. 게이트 로우 전압(VGL)은 픽셀 TFT의 문턱 전압 보다 낮은 전압이다.

타이밍 콘트롤러(106)는 호스트 시스템(108)으로부터의 입력 영상 데이터(RGB)를 데이터 구동부(102)로 전송한다. 타이밍 콘트롤러(106)는 호스트 시스템(108)으로부터 입력되는 수직 동기신호, 수평 동기신호, 데이터 인에이블 신호, 메인 클럭 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동부(102), 멀티플렉서(103), 게이트 구동부(104), 및 터치 센싱부(110)의 동작 타이밍을 동기시킨다. 게이트 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 데이터 타이밍 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity, POL), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다. 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED Disply)는 데이터 전압의 극성이 반전되지 않으므로 데이터 전압의 극성을 반전시키기 위한 극성제어신호(Polarity, POL)가 필요 없다.

호스트 시스템(108)은 텔레비젼 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템(108)은 스케일러(scaler)를 내장한 SoC(System on chip)을 포함하여 입력 영상의 디지털 비디오 데이터를 표시패널(100)의 해상도에 적합한 포맷으로 변환한다. 호스트 시스템(108)은 입력 영상의 디지털 비디오 데이터와 함께 타이밍 신호들을 타이밍 콘트롤러(106)로 전송한다. 호스트 시스템(108)은 터치 센싱부(110)로부터 입력되는 터치 입력의 좌표 정보(XY)와 연계된 응용 프로그램을 실행한다.

타이밍 콘트롤러(106) 또는 호스트 시스템(108)은 디스플레이 구동부(102, 104, 106)와 터치 센싱부(110)를 동기시키기 위한 터치 인에이블 신호(Touch Enable, TE)를 발생할 수 있다.

터치 센싱부(110)는 터치 인에이블 신호(TE)에 응답하여 데이터 전압이 충전되지 않는 픽셀들과 연결된 터치 센서 전극들(12)을 플로팅시키고, 플로팅된 터치 센서 전극들(12)을 통해 ΔVp로 인한 픽셀 전압의 변화를 측정하여 터치 입력을 센싱한다. 터치 센싱부(110)는 도 7과 같이 멀티플렉서(111), 센싱 회로(112), 및 마이크로 콘트롤 유닛(Micro Control Unit, 이하 "MCU"라 함)(113)를 포함한다.

멀티플렉서(111)는 MCU(113)의 제어 하에 센싱 회로(112)에 의해 억세스되는 터치 센서 전극들을 플로팅한다. 센싱 회로(112)에 의해 억세스되는 터치 센서 전극들은 데이터 전압을 충전하는 픽셀들과 연결되는 터치 센서 전극들을 제외한 다른 터치 센서 전극들 중에서 센싱 회로(112)에 의해 선택된다. 멀티플렉서(111)는 MCU(113)의 제어 하에 공통 전압(Vcom)을 공급할 수 있다. 터치 스크린의 해상도가 도 8과 같은 M×N(M, N 각각은 2 이상의 양의 정수)일 때, 필요한 멀티플렉서(111)의 개수는 M 개이다. 터치 스크린의 해상도가 M×N일 때, 터치 센서 전극들(12)은 M×N 개로 분할된다. 같은 해상도에서 필요한 멀티플렉서(111)의 개수가 종래 기술 보다 훨씬 적다. 터치 스크린의 해상도가 18×32일 때, 본 발명에 필요한 멀티플렉서(111)의 개수는 18 개이다.

멀티플렉서(111) 각각은 N 개의 센서 배선들(115)을 통해 N 개의 터치 센서 전극들(12)에 연결되고, N 개의 센서 배선들(115)을 하나의 센싱 회로(112)에 순차적으로 연결한다.

센싱 회로(112)는 멀티플렉서(111)를 통해 센서 배선들(115)에 연결되어 게이트 라인들의 전압이 변할 때 터치 센서 전극들(12)로부터 수신되는 전압 파형의 변화를 측정하여 디지털 데이터로 변환한다. 센싱 회로(112)는 수신된 터치 센서전극들(12)의 전압을 증폭하는 증폭기, 증폭기의 전압을 누적하는 적분기, 적분기의 전압을 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 변한기(Analog-to-Digital Converter, 이하 "ADC"라 함)를 포함한다. ADC로부터 출력된 디지털 데이터는 터치 로 데이터(Touch raw data)로서 MCU(113)로 전송된다. 터치 스크린의 해상도가 도 8과 같은 M×N(M, N 각각은 2 이상의 양의 정수)일 때, 센싱 회로(112)는 M 개만큼 필요하다. 같은 해상도에서 필요한 센싱 회로(112)의 개수가 종래 기술 보다 훨씬 적다. 터치 스크린의 해상도가 18×32일 때, 본 발명에 필요한 센싱 회로(112)의 개수는 18 개이다.

본 발명의 터치 센싱부는 종래의 인셀 터치 기술에 비하여 같은 해상도에서 멀티플렉서(111)와 센싱 회로(112)의 개수를 대폭 줄일 수 있다.

본 발명은 게이트 라인들의 전압 변화시에 발생되는 픽셀 전압의 변화를 읽어 들여 터치 입력을 센싱한다. 그 결과, 본 발명은 터치 센서들에 별도의 구동 신호를 공급할 필요가 없으므로 차지 펌프나 Tx 구동 회로를 센싱 회로(112)에 설치하지 않는다.

MCU(113)는 멀티플렉서(111)를 제어하여 센서 배선들(115)을 센싱 회로(112)에 연결한다. MCU(113)는 센싱 회로(112)로부터 수신된 터치 로 데이터를 미리 설정된 문턱값과 비교하여 터치 입력을 판정한다. MCU(113)는 미리 설정된 터치 인식 알고리즘을 실행하여 터치 입력 위치 각각에 대하여 좌표를 계산하여 터치 좌표 데이터(XY)를 생성하고 그 데이터(XY)를 호스트 시스템(108)으로 전송한다.

도 8에서, "Display scan"은 터치 센서 전극(12)에 공통 전압이 인가되고 그 터치 센서 전극(12)에 커플링된 픽셀들에 데이터 전압이 공급되는 화면 블록이다. 이 디스플레이 블록의 크기는 횡 방향으로 배열된 M 개의 터치 센서 전극들(12)을 합한 크기이다. "Touch Enable"은 터치 엔에이블 신호에 응답하여 플로팅되는 터치 센서 블록을 의미한다. 플로팅된 터치 센서 전극(12)는 기생 용량을 통해 커플링된 픽셀 전압의 변동에 따라 그 전압이 변화한다. 이하에서 플로팅된 터치 센서 전극(12)과 커플링된 픽셀들을 제1 픽셀이라 하고, 디스플레이 블록의 터치 센서 전극(12)과 커플링된 픽셀들을 제2 픽셀이라 한다.

도 9는 게이트 펄스의 전압이 변할 때 발생하는 픽셀 전압의 변동을 보여 주는 파형도이다.

도 9를 참조하면, 제n(n은 양의 정수) 프레임기간에 게이트 펄스(SCP)와 동기되는 정극성 데이터전압이 픽셀의 액정셀(Clc)에 충전되고, 제N+1 프레임기간에 게이트 펄스(SCP)에 동기되는 부극성 데이터전압이 그 액정셀(Clc)에 충전된다. 픽셀에 충전된 정극성 데이터전압은 TFT의 기생 용량(Cgs)에 의해 ΔVp 만큼 낮아지고 스토리지 커패시터(Cst)에 의해 1 프레임기간 동안 유지된다. 픽셀에 충전된 부극성 전압은 ΔVp 만큼 높아지고 스토리지 커패시터(Cst)에 의해 1 프레임기간 동안 유지된다. ΔVp 에 영향을 가장 크게 끼치는 기생 용량은 게이트 라인(G1~Gn)과 픽셀 전극들(11) 사이에 형성된다.

ΔVp는 수학식 1과 같이 정의된다.

ΔVp 는 수학식 1과 같이 게이트 펄스(SCP)의 전압이 변할 때 발생한다. 표시패널 상에서 손가락이 터치되면, 그 손가락으로 인하여 터치 센서의 정전 용량이 증가한다. ΔVp 로 인한 픽셀 전압 파형은 손가락이 터치되었을 때 픽셀의 정전 용량 값이 증가하므로 터치가 없을 때 보다 더 지연된다. 본 발명은 ΔVp 로 인한 픽셀 전압 파형 변화를 측정하기 위하여 센싱 회로(112)가 억세스하는 터치 센싱 전극들에 인가되는 공통 전압(Vcom)을 차단하여 그 터치 센싱 전극들(12)을 플로팅시킨다. 플로팅된 터치 센싱 전극들(12)의 전압은 픽셀 전압을 따라 변동된다. 따라서, 센싱 회로(12)는 플로팅된 터치 센싱 전극들(12)을 억세스하여 ΔVp 로 인한 픽셀 전압의 변화를 센싱한다.

도 10은 본 발명의 제1 실시에에 따른 터치 판정 방법을 보여 주는 파형도이다.

도 10을 참조하면, 제N(N은 양의 정수)-1 게이트 펄스(G(N-1))에 이어서 제N 게이트 펄스(G(N))가 발생된다. 제N-1 게이트 펄스(G(N-1))는 제N 게이트 펄스(G(N))와 중첩된다. 따라서, 제N 게이트 펄스(G(N))의 라이징 에지(rising edge)가 제N-1 게이트 펄스(G(N-1))의 폴링 에지(falling edge) 보다 앞선다.

본 발명은 도 10과 같은 경우에, 제N-1 게이트 펄스(G(N-1))의 폴링 에지로부터 다음 데이터 전압이 픽셀에 충전되기 전까지의 기간 내에서 정해진 미리 설정된 시간 동안 ΔVp 로 인한 픽셀 전압의 변화를 바탕으로 터치 입력을 센싱한다. 터치 입력이 발생되면, 픽셀 전압이 지연된다. 따라서, 터치 입력이 발생되면 픽셀 전압 파형의 기울기가 낮아진다. 도 10에서 "31"은 터치 입력이 없을 때 ΔVp 로 인한 픽셀 전압의 변화를 보여 주는 픽셀 전압 파형이다. "32"는 터치 입력이 발생할 때 지연된 픽셀 전압 파형이다.

도 11은 본 발명의 제2 실시에에 따른 터치 판정 방법을 보여 주는 파형도이다.

도 11을 참조하면, 제N-1 게이트 펄스(G(N-1))에 이어서 제N 게이트 펄스(G(N))가 발생된다. 제N-1 게이트 펄스(G(N-1))는 제N 게이트 펄스(G(N))와 중첩되지 않는다. 따라서, 제N 게이트 펄스(G(N))의 라이징 에지는 제N-1 게이트 펄스(G(N-1))의 폴링 에지의 뒤에 발생된다.

본 발명은 도 11과 같은 경우에, 제N 게이트 펄스(G(N))의 라이징 에지로부터 다음 데이터 전압이 픽셀에 충전되기 전까지의 기간 내에서 정해진 미리 설정된 시간 동안 ΔVp 로 인한 픽셀 전압의 변화를 바탕으로 터치 입력을 센싱한다. 터치 입력이 발생되면, 픽셀 전압이 지연된다. 따라서, 터치 입력이 발생되면 픽셀 전압 파형의 기울기가 낮아진다. 도 11에서 "31"은 터치 입력이 없을 때 ΔVp 로 인한 픽셀 전압의 변화를 보여 주는 픽셀 전압 파형이다. "32"는 터치 입력이 발생할 때 지연된 픽셀 전압 파형이다.

도 12는 도 10에 도시된 픽셀 전압 파형을 바탕으로 터치 입력을 판정하는 방법을 보여 주는 도면이다. 도 13은 도 11에 도시된 픽셀 전압 파형을 바탕으로 터치 입력을 판정하는 방법을 보여 주는 도면이다.

MCU(113)는 도 12 및 도 13의 (a)와 같이 센싱 회로(12)로부터 수신된 터치 로 데이터를 바탕으로 특정 시점에서 터치 입력 전후의 픽셀 전압의 변화(ΔV)를 측정할 수 있다. MCU(113)는 도 12 및 도 13의 (a)와 같이 픽셀 전압의 변화(ΔV)를 미리 설정된 문턱값과 비교하여 픽셀 전압의 변화(ΔV)가 문턱값 보다 클 때 터치 입력이 발생된 것으로 판단한다.

MCU(113)는 도 12 및 도 13의 (b)와 같이 센싱 회로(12)로부터 수신된 터치 로 데이터를 바탕으로 터치 입력 전후의 픽셀 전압의 변화를 알 수 있다. MCU(113)는 게이트 펄스의 폴링 에지 또는 라이징 에지로부터 픽셀 전압이 목표 전압에 도달할 때까지의 시간을 카운트한다. 터치 전후 픽셀 전압 파형(31, 32)은 기울기가 다르기 때문에 목표 전압에 도달할 때까지 터치 전후 픽셀 전압 파형(31, 32) 간에 시간차(Δ)가 있다. MCU(113)는 카운트값을 미리 설정된 문턱값과 비교하여 카운트값이 문턱값 보다 클 때 터치 입력이 발생된 것으로 판단한다.

도 14 및 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 UHD 표시장치의 1 수평 기간을 보여 주는 파형도들이다. 도 14 및 도 15는 도 10과 같이 게이트 펄스의 폴링 에지로부터 데이터 전압(Vdata)이 픽셀에 공급되기 전까지 픽셀 전압의 변화를 측정하는 예이다. 1 수평 기간은 표시패널에서 1 라인의 픽셀들에 데이터 전압을 충전하는데 필요한 시간이다. 1 수평 기간은 수평 동기 신호(Hsync)와 데이터 인에이블 신호(DE)의 1 주기(cycle)에 의해 정의된다.

도 14를 참조하면, 멀티플렉서(103)는 데이터 구동부(102)로부터 출력된 데이터 전압을 데이터 라인들로 분배한다. 본 발명은 터치 센싱부에서 게이트 펄스의 폴링 에지로부터 멀티플렉서(103)의 스위치 온 타이밍 이전까지의 터치 센싱 시간(a) 동안 ΔVp로 인한 픽셀 전압의 변화를 측정하여 터치 입력을 센싱한다. 도 14에서 "Vsensing"은 플로팅된 터치 센서 전극(12)을 통해 읽어 낸 픽셀 전압 파형의 변화이다. 터치 센서 전극(12)은 데이터 전압(Vdata)이 공급될 때 픽셀들에 공통 전압(Vcom)을 공급한다.

본 발명은 터치 센싱 시간이 별도로 할당되지 않고 매 수평 기간마다 ΔVp가 발생되는 시간에 터치 입력을 센싱하므로 도 4 및 도 14의 비교에서 알 수 있는 바와 같이, 종래의 인셀 터치 기술에 비하여 1 수평 기간을 더 길게 할 수 있다.

본 발명은 종래의 인셀 터치 기술에 비하여 멀티플렉서 스위치 온 타이밍(c)을 더 길게 하여 고해상도에서 픽셀의 충전량을 높일 수 있다. 본 발명은 표시패널(100)의 기생 용량을 적절히 조절항 터치 센서의 감도를 조절할 수 있고, 하나의 터치 센싱 전극(12)에 커플링된 게이트 라인들의 개수 만큼 픽셀 전압의 변화량을 적분기에 누적하여 그 변화량을 크게 함으로써 표시패널의 해상도가 높아질 때 터치 감도를 더 향상시킬 수 있다.

멀티플렉서(103)는 생략될 수 있다. 이 경우, 터치 센싱부(110)는 도 15와 같이 게이트 펄스의 폴링 에지로부터 그 직후 발생하는 데이터 전압(Vdata) 까지의 터치 센싱 시간(a) 동안 ΔVp로 인한 픽셀 전압의 변화를 측정하여 터치 입력을 센싱한다. 데이터 구동부(102)의 데이터 전압 출력 타이밍은 타이밍 콘트롤러(106)으로부 발생된 소스 출력 인에이블 신호(SOE)에 의해 제어된다. 도 14 및 도 15에서 터치 센싱 시간(a)은 1.2μsec로 예시되었으나 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 터치 센싱 시간(a)은 표시패널(100) 및 터치 스크린의 해상도와 터치 감도를 고려하여 적절히 조정될 수 있다.

본 발명은 도 11과 같이 게이트 펄스의 라이징 에지로부터 데이터 전압(Vdata)이 픽셀에 공급되기 전까지의 기간 내에서 터치 센싱 시간(a)을 설정할 수 있다. 본 발명은 이 시간(a) 내에서 ΔVp로 인한 픽셀 전압의 변화를 측정하여 터치 입력을 센싱할 수 있다.

도 16 내지 도 21은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이 스캔 및 터치 센싱 스캔 방법들을 보여 주는 도면들이다.

도 16 및 도 17을 참조하면, 매 프레임 기간(F(n), F(n+1))마다 게이트 펄스들이 게이트 라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급되어 픽셀들에 데이터가 1 라인씩 순차적으로 기입된다.

1 프레임 기간은 표시패널의 모든 라인들에 데이터 전압을 충전하는 기간이다. 프레임 레이트가 60Hz일 때 1 프레임 기간은 16.67 msec 이다. 1 수평 기간은 1 프레임 기간을 표시패널의 총 라인수로 나눈 시간이다.

터치 센싱 스캔은 디스플레이 스캔 이후에 터치 센서 전극들(12)을 순차적으로 플로팅하여 픽셀 전압 변화를 읽어 내는 방법으로 실시된다. 터치 센싱 스캔은 게이트 펄스의 시프트 방향을 픽셀 전압의 변화를 센싱한다. 터치 센싱부(110)는 터치 센싱 스캔 과정에서 순차적으로 시프트되는 게이트 펄스의 라이징 에지 또는 폴링 에지 직후의 터치 센싱 시간(a) 내에서 ΔVp로 인한 픽셀 전압의 변화를 센싱한다.

디스플레이 스캔의 1 프레임 레이트가 60Hz 일 때 도 16 및 도 17에서 터치 센싱 스캔의 1 프레임 레이트는 60Hz 이다. 따라서, 터치 센싱부(110)는 60 Hz의 터치 레포트 레이트(Touch report rate)로 호스트 시스템(108)에 터치 입력 좌표를 전송한다. 터치 레포트 레이트는 터치 입력 좌표의 업데이트 속도이다.

도 18 및 도 19를 참조하면, 매 프레임 기간(F(n), F(n+1))마다 게이트 펄스들이 게이트 라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급되어 픽셀들에 데이터가 1 라인씩 순차적으로 기입된다. 터치 센싱 스캔은 디스플레이 스캔 이후에 터치 센서 전극들(12)을 순차적으로 플로팅하여 픽셀 전압 변화를 읽어 내는 방법으로 실시된다. 터치 센싱 스캔은 게이트 펄스의 시프트 방향을 픽셀 전압의 변화를 센싱한다.

터치 센싱부(110)는 터치 센싱 스캔 과정에서 순차적으로 시프트되는 게이트 펄스의 라이징 에지 또는 폴링 에지 직후의 터치 센싱 시간(a) 내에서 ΔVp로 인한 픽셀 전압의 변화를 센싱한다.

디스플레이 스캔의 1 프레임 레이트가 60Hz 일 때 도 18 및 도 19에서 터치 센싱 스캔의 1 프레임 레이트는 60Hz 이다. 따라서, 터치 센싱부(110)는 60 Hz의 터치 레포트 레이트로 호스트 시스템(108)에 터치 입력 좌표를 전송한다.

도 20 및 도 21을 참조하면, 매 프레임 기간(F(n), F(n+1))마다 게이트 펄스들이 게이트 라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급되어 픽셀들에 데이터가 1 라인씩 순차적으로 기입된다. 터치 센싱 스캔은 디스플레이 스캔 전후에 터치 센서 전극들(12)을 순차적으로 플로팅하여 픽셀 전압 변화를 읽어 내는 방법으로 실시된다. 터치 센싱 스캔은 게이트 펄스의 시프트 방향을 픽셀 전압의 변화를 센싱한다.

터치 센싱부(110)는 터치 센싱 스캔 과정에서 순차적으로 시프트되는 게이트 펄스의 라이징 에지 또는 폴링 에지 직후의 터치 센싱 시간(a) 내에서 ΔVp로 인한 픽셀 전압의 변화를 센싱한다.

디스플레이 스캔의 1 프레임 레이트가 60Hz 일 때 도 20 및 도 21에서 터치 센싱 스캔의 1 프레임 레이트는 120Hz 이다. 따라서, 터치 센싱부(110)는 120 Hz의 터치 레포트 레이트로 호스트 시스템(108)에 터치 입력 좌표를 전송하여 터치 감도를 더 높일 수 있다.

도 18 내지 도 21에서 명백하게 알 수 있듯이, 게이트 펄스의 라이징 에지 또는 폴링 에지 직후 데이터 전압이 발생되기 전의 터치 센싱 시간(a) 동안 제1 픽셀에 연결된 터치 센서를 통해 픽셀 전압의 변화가 측정된다. 이와 동시에, 다른 라인들에 존재하는 제2 픽셀에 데이터 전압에 동기되는 게이트 펄스가 인가되므로 제2 픽셀에 데이터 전압이 충전된다. 따라서, 본 발명은 제1 픽셀에 연결된 터치 센서를 통해 터치를 센싱함과 동시에 제2 픽셀에 데이터를 기입한다. 제2 픽셀에는 터치 센서 전극(12)을 통해 공통 전압(Vcom)이 공급된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

11 : 픽셀 전극 12 : 터치 센서 전극
M3 : 센서 배선 100 : 표시패널
102 : 데이터 구동부 104 : 게이트 구동부
106 : 타이밍 콘트롤러 108 : 호스트 시스템
110 : 터치 센싱부

Claims (8)

1. 데이터 라인들과 게이트 라인들에 연결된 픽셀들, 및 상기 픽셀들에 연결되고 다수로 분할된 센서 전극들을 갖는 표시패널;
   상기 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부;
   상기 게이트 라인들에 게이트 펄스를 공급하는 게이트 구동부; 및
   상기 게이트 펄스의 라이징 에지 또는 폴링 에지로부터 제1 픽셀에 데이터 전압이 공급되기 전까지의 센싱 시간 동안 상기 게이트 펄스의 스캔 방향을 따라 상기 터치 센서 전극들을 순차적으로 플로팅하는 터치 센싱부를 포함하고,
   상기 터치 센싱부는 플로팅된 터치 센서 전극을 통해 읽어 들인 상기 제1 픽셀의 전압 변화를 바탕으로 터치 입력을 센싱하고,
   상기 제1 픽셀에 연결된 터치 센서 전극을 통해 터치 입력이 센싱됨과 동시에 제2 픽셀에 데이터 전압이 충전되는 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 데이터 구동부와 상기 데이터 라인들 사이에 배치되어 상기 데이터 구동부로부터의 상기 데이터 전압을 다수의 데이터 라인들로 분배하는 멀티플렉서를 더 포함하고,
   상기 센싱 시간은 상기 게이트 펄스의 라이징 에지 또는 폴링 에지로부터 상기 멀티플렉서의 스위치 온 타이밍 이전까지의 시간으로 설정되는 표시장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 터치 센싱부는
   센서 배선들을 통해 다수의 터치 센서 전극들에 연결된 멀티플렉서들;
   상기 멀티플렉서들로부터의 터치 센서 신호를 증폭하고 적분하여 디지털 데이터로 변환하는 센싱 회로들; 및
   상기 센싱 회로들로부터 수신된 디지털 데이터를 분석하여 상기 터치 입력을 센싱하는 마이크로 콘트롤 유닛을 포함하는 표시장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 표시패널 상의 터치 스크린의 해상도가 M×N(M, N 각각은 2 이상의 양의 정수)일 때, 상기 멀티플렉서들의 개수와 상기 센싱 회로들의 개수가 각각 M 개이고,
   상기 멀티플렉서들 각각은 N 개의 상기 센서 배선들을 통해 N 개의 상기 터치 센서 전극들에 연결되고, 상기 N 개의 센서 배선들을 하나의 상기 센싱 회로에 순차적으로 연결하는 표시장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 표시패널의 디스플레이 스캔 전에 터치 센싱 스캔이 실시되고,
   상기 디스플레이 스캔은 상기 게이트 펄스의 시프트 방향을 따라 상기 표시패널의 픽셀들에 데이터를 기입하고,
   상기 터치 센싱 스캔은 상기 게이트 펄스의 시프트 방향을 따라 상기 터치 센서 전극들을 통해 상기 픽셀 전압의 변화를 순차적으로 센싱하는 표시장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 표시패널의 디스플레이 스캔 후에 터치 센싱 스캔이 실시되고,
   상기 디스플레이 스캔은 상기 게이트 펄스의 시프트 방향을 따라 상기 표시패널의 픽셀들에 데이터를 기입하고,
   상기 터치 센싱 스캔은 상기 게이트 펄스의 시프트 방향을 따라 상기 터치 센서 전극들을 통해 상기 픽셀 전압의 변화를 순차적으로 센싱하는 표시장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 표시패널의 디스플레이 스캔 전후에 터치 센싱 스캔이 실시되고,
   상기 디스플레이 스캔은 상기 게이트 펄스의 시프트 방향을 따라 상기 표시패널의 픽셀들에 데이터를 기입하고,
   상기 터치 센싱 스캔은 상기 게이트 펄스의 시프트 방향을 따라 상기 터치 센서 전극들을 통해 상기 픽셀 전압의 변화를 순차적으로 센싱하는 표시장치.
8. 데이터 라인들과 게이트 라인들에 연결된 픽셀들, 및 상기 픽셀들에 연결되고 다수로 분할된 센서 전극들을 갖는 표시패널, 상기 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부, 상기 게이트 라인들에 게이트 펄스를 공급하는 게이트 구동부를 포함하는 표시장치의 구동 방법에 있어서,
   상기 게이트 펄스의 라이징 에지 또는 폴링 에지로부터 제1 픽셀에 데이터 전압이 공급되기 전까지의 센싱 시간을 설정하는 단계; 및
   상기 센싱 시간 동안 상기 게이트 펄스의 스캔 방향을 따라 상기 터치 센서 전극들을 순차적으로 플로팅하고, 플로팅된 터치 센서 전극을 통해 읽어 들인 상기 제1 픽셀의 전압 변화를 바탕으로 터치 입력을 센싱하는 단계를 포함하고,
   상기 제1 픽셀에 연결된 터치 센서 전극을 통해 터치 입력이 센싱됨과 동시에 제2 픽셀에 데이터 전압이 충전되는 표시장치의 구동 방법.

Images