KR20170119282A

KR20170119282A - 터치 센싱 방법, 터치 센싱 회로 및 터치 표시 장치

Info

Publication number: KR20170119282A
Application number: KR1020160179269A
Authority: KR
Inventors: 신명호; 변성욱; 최용우; 황민우; 김기용; 권영호; 장경진; 박재규
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2016-04-15
Filing date: 2016-12-26
Publication date: 2017-10-26
Also published as: KR102656854B1

Abstract

본 실시예들은, 표시 패널에 내장된 다수의 터치 전극 중 적어도 하나를 순차적으로 구동하기 위한 펄스 타입의 터치 구동 신호를 출력하여 다수의 터치 전극 각각에서 캐패시턴스 변화를 검출하여 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱함에 있어서, 터치 구동 신호의 주파수를 가변 시켜 가면서 터치 전극을 구동하는 멀티-주파수 구동 방식의 터치 구동을 수행하는 터치 센싱 방법, 터치 센싱 회로 및 터치 표시 장치에 관한 것이다. 본 실시예들에 의하면, 터치 센싱을 가능하게 하면서도, 터치 구동 신호에 의해 발생할 수 있는 EMI 현상을 줄여줄 수 있다.

Description

터치 센싱 방법, 터치 센싱 회로 및 터치 표시 장치{TOUCH SENSING METHOD, TOUCH SENSING CIRCUIT, AND TOUCH DISPLAY DEVICE}

본 실시예들은 터치 센싱 방법, 터치 센싱 회로 및 터치 표시 장치에 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) 등과 같은 여러 가지 표시 장치가 활용되고 있다.

이러한 표시 장치 중에는 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력방식을 제공할 수 있는 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 캐패시턴스 또는 터치 전극과 손가락 등의 포인터 간의 캐패시턴스의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하는 캐패시턴스 터치 방식이 많이 채용되고 있다.

한편, 터치 센싱 기능을 갖는 터치 표시 장치 등의 전자 기기는 전자 방해 잡음(EMI: Electro Magnetic Interference, 이하 "EMI"라고 함)에 대한 수준이 일정 수준 이하가 되어야 하는 조건을 만족해야만 한다.

하지만, 기존의 터치 표시 장치는 터치 센싱을 위한 터치 구동 신호로 인하여 EMI 수준이 상당히 커지는 문제점이 있어 왔다.

특히, 터치 센싱을 위해 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호가 소정의 주파수를 갖는 펄스 타입의 신호인 경우, EMI 영향을 더욱 커질 수 있다.

이러한 EMI 영향으로 인해, 터치 표시 장치의 시스템 안정성을 저하시키고, 터치 센싱 시 얻어지는 센싱 전압 등에 영향을 끼쳐서 터치 센싱 성능을 떨어뜨리거나 디스플레이에 필요한 다른 전압에도 영향을 끼쳐 디스플레이 성능을 떨어뜨리는 문제점도 야기될 수 있다.

이러한 배경에서, 본 실시예들은, EMI(Electro Magnetic Interference) 수준을 개선해줄 수 있는 터치 센싱 방법, 터치 센싱 회로 및 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.

본 실시예들은, 터치 구간에서 EMI 수준을 개선해주면서도 불필요한 기생 캐패시턴스의 발생을 방지해줄 수 있는 터치 센싱 방법, 터치 센싱 회로 및 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.

본 실시예들은, EMI 개선을 가능하게 하는 멀티-주파수 구동 방식의 터치 구동을 수행할 수 있는 터치 센싱 방법, 터치 센싱 회로 및 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.

본 실시예들은, 표시 패널에 내장된 다수의 터치 전극 중 적어도 하나를 순차적으로 구동하기 위한 펄스 타입의 터치 구동 신호를 출력하여 다수의 터치 전극 각각에서 캐패시턴스 변화를 검출하여 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱함에 있어서, 터치 구동 신호의 주파수를 가변 시켜 가면서 터치 전극을 구동하는 멀티-주파수 구동 방식의 터치 구동을 수행하는 터치 센싱 방법, 터치 센싱 회로 및 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.

본 실시예들은, 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치되고, 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀이 배열된 표시 패널을 포함하고, 영상 표시를 위한 디스플레이 모드와 터치 센싱을 위한 터치 모드를 포함하는 2가지 동작 모드를 갖는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.

이러한 터치 표시 장치는, 표시 패널에 내장된 다수의 터치 전극과, 다수의 터치 전극 중 적어도 하나를 순차적으로 구동하기 위한 펄스 타입의 터치 구동 신호를 출력하여 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱하는 터치 센싱 회로를 포함할 수 있다.

터치 센싱 회로에서 출력되는 터치 구동 신호는 주파수가 가변 될 수 있다.

본 실시예들은, 터치 표시 장치의 터치 센싱 방법을 제공할 수 있다.

이러한 터치 센싱 방법은, 하나의 터치 구간 또는 둘 이상의 터치 구간 동안, 표시 패널에 내장된 다수의 터치 전극 중 적어도 하나를 순차적으로 구동하기 위한 펄스 타입의 터치 구동 신호를 출력하는 터치 구동 단계를 포함할 수 있다.

또한, 터치 센싱 방법은, 다수의 터치 전극 각각에서 캐패시턴스 변화를 검출하여 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱하는 터치 센싱 단계를 포함할 수 있다.

전술한 터치 구동 단계에서 출력되는 터치 구동 신호의 주파수는 가변 될 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 실시예들은, 터치 표시 장치에 포함되는 터치 센싱 회로를 제공할 수 있다.

이러한 터치 센싱 회로는, 표시 패널에 내장된 다수의 터치 전극 중 적어도 하나를 순차적으로 구동하기 위한 펄스 타입의 터치 구동 신호를 출력하는 구동부를 포함할 수 있다.

이러한 터치 센싱 회로는, 다수의 터치 전극 각각에서 캐패시턴스 변화를 검출하여 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱하는 센싱부를 포함할 수 있다.

전술한 구동부에서 출력되는 터치 구동 신호의 주파수는 가변될 수 있다.

본 실시예들은, 영상 표시를 위한 디스플레이 모드와 터치 센싱을 위한 터치 모드를 포함하는 2가지 동작 모드를 갖는 터치 표시 장치에 포함된 터치 센싱 회로를 제공할 수 있다.

이러한 터치 센싱 회로는, 터치 센싱을 위한 다수의 터치 전극 중 적어도 하나를 순차적으로 구동하기 위한 펄스 타입의 터치 구동 신호를 출력할 수 있다.

여기서, 출력되는 터치 구동 신호의 주파수는 가변 될 수 있다.

터치 센싱을 위한 구간에서 터치 구동 신호가 미 출력되는 휴지 기간이 존재할 수 있다.

예를 들어, 터치 센싱을 위한 각 구간(예: 각 터치 구간 또는 터치 구간 내 각 단위 터치 구간) 내에서, 터치 구동 신호에 해당하는 펄스들의 앞 또는 뒤 중 하나 이상에서 펄스들이 미 출력되는 휴지 기간이 존재할 수 있다. 이러한 휴지 기간은 구간 변경에 따라 터치 전극(TE)에서 급변하는 전압 상태를 안정화시켜 주는 데 도움을 줄 수 있다.

터치 센싱을 위한 각 구간에서 휴지 기간의 길이는 서로 동일할 수 있다.

터치 센싱을 위한 각 구간에서 휴지 기간의 길이는 서로 다를 수 있다.

디스플레이 모드를 위한 디스플레이 구간과 터치 모드를 위한 터치 구간은 시간적으로 분리되어 교번하여 진행될 때, 하나의 터치 구간에서 출력되는 터치 구동 신호의 주파수는 2가지 이상일 수 있다.

디스플레이 모드를 위한 디스플레이 구간과 터치 모드를 위한 터치 구간은 시간적으로 분리되어 교번하여 진행될 때, 사이에 하나 이상의 디스플레이 구간이 존재하는 제1 터치 구간과 제2 터치 구간에 있어서, 제1 터치 구간에서 출력되는 터치 구동 신호의 주파수와, 제2 터치 구간에서 출력되는 터치 구동 신호의 주파수는 다를 수 있다.

하나의 디스플레이 프레임 구간에 하나의 디스플레이 구간과 하나의 터치 구간이 존재하는 경우, 하나의 터치 구간에서 출력되는 터치 구동 신호의 주파수가 2가지 이상일 수 있다.

하나의 디스플레이 프레임 구간에 둘 이상의 디스플레이 구간과 둘 이상의 터치 구간이 존재하는 경우, 하나의 터치 구간에서 출력되는 터치 구동 신호의 주파수는 2가지 이상일 수 있다.

하나의 디스플레이 프레임 구간에 둘 이상의 디스플레이 구간과 둘 이상의 터치 구간이 존재하는 경우, 하나의 터치 구간에서 출력되는 터치 구동 신호의 주파수는 1가지이되, 한 디스플레이 프레임 구간에서 출력되는 터치 구동 신호의 주파수는 2가지 이상일 수 있다.

디스플레이 모드를 위한 둘 이상의 디스플레이 구간의 구간 길이가 서로 동일할 수 있다.

디스플레이 모드를 위한 둘 이상의 디스플레이 구간의 구간 길이가 서로 다를 수도 있다.

터치 모드를 위한 둘 이상의 터치 구간의 구간 길이가 서로 동일할 수 있다.

터치 모드를 위한 둘 이상의 터치 구간의 구간 길이가 서로 다를 수도 있다.

디스플레이 모드를 위한 둘 이상의 디스플레이 구간이 m번째 디스플레이 구간과 n번째 디스플레이 구간을 포함하고, 터치 모드를 위한 둘 이상의 터치 구간이 m번째 터치 구간과 n번째 터치 구간을 포함할 때, m번째 디스플레이 구간 이후에 m번째 터치 구간이 진행되고, n번째 디스플레이 구간 이후에 n번째 터치 구간이 진행된다.

이때, m번째 디스플레이 구간의 구간 길이와 m번째 터치 구간의 구간 길이의 합은, n번째 디스플레이 구간의 구간 길이와 n번째 터치 구간의 구간 길이의 합과 동일할 수 있다.

하나의 디스플레이 프레임 구간에 디스플레이 모드를 위한 둘 이상의 디스플레이 구간과 터치 모드를 위한 둘 이상의 터치 구간이 존재하는 경우, 둘 이상의 디스플레이 구간 각각의 구간 길이는 서로 동일할 수 있다.

하나의 디스플레이 프레임 구간에 디스플레이 모드를 위한 둘 이상의 디스플레이 구간과 터치 모드를 위한 둘 이상의 터치 구간이 존재하는 경우, 둘 이상의 디스플레이 구간 중 적어도 하나의 디스플레이 구간의 구간 길이는 다른 디스플레이 구간의 구간 길이와 다를 수 있다.

하나의 디스플레이 프레임 구간에 디스플레이 모드를 위한 둘 이상의 디스플레이 구간과 터치 모드를 위한 둘 이상의 터치 구간이 존재하는 경우, 둘 이상의 터치 구간 각각의 구간 길이는 서로 동일할 수 있다.

하나의 디스플레이 프레임 구간에 디스플레이 모드를 위한 둘 이상의 디스플레이 구간과 터치 모드를 위한 둘 이상의 터치 구간이 존재하는 경우, 둘 이상의 터치 구간 중 적어도 하나의 터치 구간의 구간 길이는 다를 수 있다.

하나의 디스플레이 프레임 구간에 디스플레이 모드를 위한 둘 이상의 디스플레이 구간과 터치 모드를 위한 둘 이상의 터치 구간이 존재하는 경우, 둘 이상의 터치 구간 중 적어도 하나의 터치 구간에서 터치 구동 신호의 펄스 개수가 다른 터치 구간에서 터치 구동 신호의 펄스 개수와 다를 수 있다.

하나의 디스플레이 프레임 구간에 디스플레이 모드를 위한 둘 이상의 디스플레이 구간과 터치 모드를 위한 둘 이상의 터치 구간이 존재하는 경우, 하나의 디스플레이 프레임 구간 동안 출력되는 터치 구동 신호의 주파수 개수는, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내 터치 구간 개수 이하일 수 있다.

하나의 디스플레이 프레임 구간에 디스플레이 모드를 위한 둘 이상의 디스플레이 구간과 터치 모드를 위한 둘 이상의 터치 구간이 존재하는 경우, 하나의 디스플레이 프레임 구간 동안 출력되는 터치 구동 신호의 주파수 개수는, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내 터치 구간 개수를 초과할 수 있다.

터치 구동 신호의 주파수 패턴은 하나의 디스플레이 프레임 구간을 한 주기로 하여 변화할 수 있다.

터치 구동 신호의 주파수 패턴은 하나의 디스플레이 프레임 구간의 1/M (M: 2 이상의 자연수)을 한 주기로 변화할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 실시예들에 의하면, EMI(Electro Magnetic Interference) 수준을 개선해줄 수 있는 터치 센싱 방법, 터치 센싱 회로 및 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.

이를 통해, EMI에 의한 시스템 안정성, 디스플레이 성능 및 터치 센싱 성능의 저하를 방지해줄 수 있다.

본 실시예들에 의하면, 터치 구간에서 EMI 수준을 개선해주면서도 불필요한 기생 캐패시턴스의 발생을 방지해줄 수 있는 터치 센싱 방법, 터치 센싱 회로 및 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.

본 실시예들에 의하면, EMI 개선을 가능하게 하는 멀티-주파수 구동 방식(주파수 가변 방식)의 터치 구동을 수행할 수 있는 터치 센싱 방법, 터치 센싱 회로 및 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서, 디스플레이 구간과 터치 구간에서 터치 전극에 인가되는 인가 되는 신호를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 V-센싱 방식에 따는 디스플레이 구간과 터치 구간을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 H-센싱 방식에 따는 디스플레이 구간과 터치 구간을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서 발생하는 기생 캐패시턴스 성분을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 로드 프리 구동을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 터치 구간에서 EMI(Electro Magnetic Interference) 측정 결과를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 EMI 개선을 위한 멀티-주파수 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 멀티-주파수 구동 특성을 설명하기 위하여, 단일 주파수의 터치 구동 신호가 출력되는 단위 터치 구간에서의 터치 구동 신호의 신호 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 터치 구간 별로 터치 구동 신호의 주파수를 가변 하여 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 터치 구간 별로 터치 구동 신호의 주파수를 가변 하여 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우, 단위 터치 구간에서의 펄스 개수에 근거한 주파수 가변 방식을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 터치 구간 별로 터치 구동 신호의 주파수를 가변 하여 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우, 단위 터치 구간의 구간 길이에 근거한 주파수 가변 방식을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 터치 구간 별로 터치 구동 신호의 주파수를 가변 하여 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우, 로드 프리 구동을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 터치 구간 안에서 터치 구동 신호의 주파수를 가변 하여 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 터치 구간 안에서 터치 구동 신호의 주파수를 가변 하여 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우, 단위 터치 구간에서의 펄스 개수에 근거한 주파수 가변 방식을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 터치 구간 안에서 터치 구동 신호의 주파수를 가변 하여 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우, 단위 터치 구간의 구간 길이에 근거한 주파수 가변 방식을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 터치 구간 안에서 터치 구동 신호의 주파수를 가변 하여 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우, 로드 프리 구동을 나타낸 도면이다.
도 18 및 도 19는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 V-센싱 방식 하에서 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 20 및 도 21은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 H-센싱 방식 하에서 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 22는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 터치 센싱 방법에 대한 흐름도이다.
도 23 및 도 24는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 터치 센싱 회로를 나타낸 도면이다.
도 25는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치의 EMI 개선 효과를 나타낸 도면이다.
도 26은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 H-센싱 방식으로 구동하는 경우의 구동 예시도이다.
도 27은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 H-센싱 방식으로 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우, 한 터치 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용한 예시도이다.
도 28은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 H-센싱 방식으로 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우, 한 터치 구간 내에서 싱글-주파수 구동을 적용하고, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용한 예시도이다.
도 29는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 H-센싱 방식으로 구동하고, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 하나의 디스플레이 프레임 구간에서 사용되는 터치 구동 신호의 주파수 패턴의 예시도이다.
도 30은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 H-센싱 방식으로 구동하고, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 하나의 디스플레이 프레임 구간에서 사용되는 터치 구동 신호의 주파수 패턴의 다른 예시도이다.
도 31은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 H-센싱 방식으로 구동하고, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 하나의 디스플레이 프레임 구간에서 사용되는 터치 구동 신호의 주파수 패턴의 또 다른 예시도이다.
도 32는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 H-센싱 방식으로 구동하고, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 디스플레이 구간과 터치 구간을 할당하는 예시도이다.
도 33은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 H-센싱 방식으로 구동하고, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 디스플레이 구간과 터치 구간을 할당하는 다른 예시도이다.
도 34는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 H-센싱 방식으로 구동하고, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 싱글-주파수 구동이 되는 터치 구간에서 터치 전극에 인가되는 신호 파형에 대한 예시도이다.
도 35는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 H-센싱 방식으로 구동하고, 한 터치 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 멀티-주파수 구동이 되는 터치 구간에서 터치 전극에 인가되는 신호 파형에 대한 예시도이다.
도 36a은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 H-센싱 방식으로 구동하고, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 싱글-주파수 구동이 되는 터치 구간에서 펄스 인가 기간과 휴지 기간(펄스 미 인가 기간)을 나타낸 도면이다.
도 36b는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치에서 하나의 터치 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 단위 터치 구간 간의 펄스 인가 기간과 휴지 기간(펄스 미 인가 기간)을 나타낸 도면이다.
도 37은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 H-센싱 방식으로 구동하고, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 싱글-주파수 구동이 되는 터치 구간에서의 휴지 기간(펄스 미 인가 기간)의 활용 예시도이다.
도 38은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 H-센싱 방식으로 구동하고, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 싱글-주파수 구동이 되는 터치 구간에서의 휴지 기간(펄스 미 인가 기간)의 다른 활용 예시도이다.
도 39 및 도 40은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 H-센싱 방식으로 구동하고, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 싱글-주파수 구동이 되는 터치 구간에서의 휴지 기간(펄스 미 인가 기간)의 또 활용 예시도이다.
도 41은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 H-센싱 방식으로 구동하는 경우의 다른 구동 예시도이다.
도 42는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 도 41과 같이 구동하는 경우, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 싱글-주파수 구동이 되는 각 터치 구간에서 사용 주파수 종류를 나타낸 도면이다.
도 43은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 H-센싱 방식으로 구동하는 경우의 또 다른 구동 예시도이다.
도 44는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 도 43과 같이 구동하는 경우, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 싱글-주파수 구동이 되는 각 터치 구간에서 사용 주파수 종류를 나타낸 도면이다.
도 45는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 H-센싱 방식으로 구동하는 경우의 또 다른 구동 예시도이다.
도 46은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치가 도 45와 같이 구동하는 경우, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 싱글-주파수 구동이 되는 각 터치 구간에서 사용 주파수 종류를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 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.

도 1은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 개략적인 시스템 구성도이다. 도 2는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)에서, 디스플레이 구간(DS)과 터치 구간(TS)에서 터치 전극(TE)에 인가되는 인가 되는 신호를 나타낸 도면이다.

본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)이 배치되고, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀(SP)이 배열된 표시 패널(110)을 포함한다.

본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는, 영상 표시를 위한 디스플레이 모드와 터치 센싱을 위한 터치 모드를 포함하는 2가지 동작 모드를 갖는다.

본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는 디스플레이 모드로 동작하기 위하여 데이터 구동부(미도시) 및 게이트 구동부(미도시) 등을 포함할 수 있다.

본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 디스플레이 모드로 동작하는 디스플레이 구간(DS) 동안, 데이터 구동부(미도시)는 다수의 데이터 라인(DL)을 구동하고, 게이트 구동부(미도시)는 다수의 게이트 라인(GL)을 구동한다.

본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는 터치 모드로 동작하기 위하여 터치 센싱 회로(120) 등을 포함할 수 있다.

본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 터치 모드로 동작하는 터치 구간(TS) 동안, 터치 센싱 회로(120)는 신호 라인을 통해 전기적으로 연결된 다수의 터치 전극(TE) 중 적어도 하나를 순차적으로 구동하기 위한 펄스 타입(예: PWM(Pulse Width Modulation) 신호 타입)의 터치 구동 신호(TDS)를 출력하여 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱할 수 있다.

이러한 터치 센싱 회로(120)는, 일 예로, 다수의 터치 전극(TE) 중 적어도 하나를 순차적으로 구동하여 각 터치 전극(TE)을 통해 수신되는 신호를 토대로 각 터치 전극(TE)에서의 캐패시턴스 변화를 검출하여 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱할 수 있다.

즉, 터치 센싱 회로(120)는, 셀프-캐패시턴스(Self-Capacitance) 기반의 터치 센싱 방식으로 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱할 수 있다.

한편, 터치 센서(Touch Sensor)의 역할을 하는 다수의 터치 전극(TE)은 표시 패널(110)의 외부에 별도로 존재하는 터치 패널(미도시)에 배치될 수도 있고, 표시 패널(110)의 내부에 내장되어 배치될 수도 있다.

이와 같이, 다수의 터치 전극(TE)이 표시 패널(110)에 내장되는 경우, 다수의 터치 전극(TE)은 인-셀(In-Cell) 타입 또는 온-셀(On-Cell) 타입으로 배치될 수 있다.

한편, 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 디스플레이 모드로 동작할 때, 모든 서브픽셀로 공통 전압(Vcom)이 인가될 수 있다.

이를 위해, 표시 패널(110)에는 공통 전압(Vcom)이 인가되는 공통 전압 전극이 배치될 수 있다.

다수의 터치 전극(TE)이 표시 패널(110)에 내장되는 경우, 다수의 터치 전극(TE)은 디스플레이 구간(DS) 동안 공통 전압(Vcom)이 인가되는 공통 전압 전극으로 활용될 수 있다.

여기서, 터치 표시 장치(100)가 액정 표시 장치인 경우, 공통 전압(Vcom)은, 각 서브픽셀의 픽셀 전압(데이터 전압과 대응)과 전위차를 만들어주어 각 서브픽셀의 계조를 표현하는데 이용된다.

전술한 바와 같이, 다수의 터치 전극(TE)이 공통 전압 전극으로 활용되는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)에서, 다수의 터치 전극(TE)은, 디스플레이 구간(DS) 동안은 공통 전압 전극의 역할을 하고, 터치 구간(TS) 동안은 터치 센서의 역할을 할 수 있다.

도 2를 참조하면, 디스플레이 구간(DS)과 터치 구간(TS)은 하나의 디스플레이 프레임 구간이 시분할 되어 정의될 수 있다.

하나의 디스플레이 프레임 구간을 디스플레이 구간(DS)과 터치 구간(TS)으로 시분할 하는 방식에 따라, 터치 센싱 방식은, 도 3과 같은 V-센싱 방식과, 도 4와 같은 H-센싱 방식 등을 포함할 수 있다.

도 3은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 V-센싱 방식에 따는 디스플레이 구간(DS)과 터치 구간(TS)을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 H-센싱 방식에 따는 디스플레이 구간(DS)과 터치 구간(TS)을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, V-센싱 방식의 경우, 하나의 디스플레이 프레임 구간을 1개의 디스플레이 구간(DS)과 1개 이상의 터치 구간(TS)으로 시분할한다.

1개의 디스플레이 구간(DS) 동안, 터치 표시 장치(100)는, 한 디스플레이 프레임에 대한 디스플레이 구동을 수행한다.

1개 이상의 터치 구간(TS) 동안, 터치 표시 장치(100)는, 한 디스플레이 프레임 영역에서의 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱한다.

도 4를 참조하면, H-센싱 방식의 경우, 하나의 디스플레이 프레임 구간을 2개 이상의 디스플레이 구간(DS)과 2개 이상의 터치 구간(TS)으로 시분할한다.

2개 이상의 디스플레이 구간(DS) 동안, 터치 표시 장치(100)는, 한 디스플레이 프레임에 대한 디스플레이 구동을 수행한다.

2개 이상의 터치 구간(TS) 동안, 터치 표시 장치(100)는, 한 디스플레이 프레임 영역에서의 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 디스플레이 구간(DS)과 터치 구간(TS)은 동기화 신호(SYNC)에 의해 정의될 수 있다.

이러한 동기화 신호(SYNC)는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller) 등과 같은 제어 구성에서 생성되어, 디스플레이 구동을 위한 회로(예: 데이터 구동부, 게이트 구동부 등) 및 터치 구동을 위한 회로(예: 터치 센싱 회로(120) 등)로 전달될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 동기화 신호(SYNC)에서, 하이 레벨 구간(또는 로우 레벨 구간)은 디스플레이 구간(DS)에 해당하고, 로우 레벨 구간(또는 하이 레벨 구간)은 터치 구간(TS)에 해당할 수 있다.

도 5는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)에서 발생하는 기생 캐패시턴스 성분(Cp1, Cp2, Cp3)을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 터치 구간(TS) 동안, 어느 하나 또는 둘 이상의 터치 전극(TEs)에 터치 구동 신호(TDS)가 인가되고 있을 때, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TEs)은, 데이터 라인(DL)과 기생 캐패시턴스(Cp1)를 형성하고, 게이트 라인(GL)과 기생 캐패시턴스(Cp2)를 형성하고, 터치 구동 신호(TDS)가 인가되지 않는 다른 터치 전극(TEo)과 기생 캐패시턴스(Cp3)를 형성할 수 있다.

이와 같이, 터치 구간(TS) 동안 발생하는 기생 캐패시턴스(Cp1, Cp2, Cp3)는, 터치 센싱 시 로드(Load)로 작용하여 센싱 정확도를 떨어뜨리는 주요한 요인이 될 수 있다.

따라서, 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는, 터치 구간(TS) 동안 다수의 터치 전극(TE) 중 적어도 하나를 순차적으로 구동할 때, 터치 센싱 시 로드(Load)로서 작용하는 기생 캐패시턴스(Cp1, Cp2, Cp3)가 발생하는 것을 방지하거나 줄여주는 로드 프리 구동(Load Free Driving)을 수행할 수 있다.

도 6은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 로드 프리 구동을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는, 터치 구간(TS) 동안 적어도 하나의 터치 전극(TEs)에 터치 구동 신호(TDS)를 인가할 때, 다수의 데이터 라인(DL)의 전체 또는 일부로 로드 프리 구동 신호(D_LFDS)를 인가해줄 수 있다.

다수의 데이터 라인(DL) 중에서 로드 프리 구동 신호(D_LFDS)가 인가되는 일부의 데이터 라인(DL)은, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TEs)과 대응되는 위치에 배치된 데이터 라인일 수 있다.

데이터 라인(DL)의 전체 또는 일부에 인가되는 로드 프리 구동 신호(D_LFDS)는, 터치 구동 신호(TDS)이거나, 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 신호일 수 있다.

로드 프리 구동 신호(D_LFDS)가 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 경우, 로드 프리 구동 신호(D_LFDS)는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수와 동일한 주파수를 갖고, 터치 구동 신호(TDS)의 위상과 동일한 위상을 가질 수 있으며, 또한, 터치 구동 신호(TDS)의 진폭과 동일한 진폭을 가질 수도 있다.

이에 따라, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TEs)과 로드 프리 구동 신호(D_LFDS)가 인가된 데이터 라인(DL) 사이에 전위차가 발생하지 않아, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TEs)과 로드 프리 구동 신호(D_LFDS)가 인가된 데이터 라인(DL) 사이에 기생 캐패시턴스(Cp1)가 형성되는 것이 방지될 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는, 터치 구간(TS) 동안 적어도 하나의 터치 전극(TEs)에 터치 구동 신호(TDS)를 인가할 때, 다수의 게이트 라인(GL)의 전체 또는 일부로 로드 프리 구동 신호(G_LFDS)를 인가해줄 수 있다.

다수의 게이트 라인(GL) 중에서 로드 프리 구동 신호(G_LFDS)가 인가되는 일부의 게이트 라인(GL)은, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TEs)과 대응되는 위치에 배치된 게이트 라인일 수 있다.

게이트 라인(GL)의 전체 또는 일부에 인가되는 로드 프리 구동 신호(G_LFDS)는, 터치 구동 신호(TDS)이거나, 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 신호일 수 있다.

로드 프리 구동 신호(G_LFDS)가 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 경우, 로드 프리 구동 신호(G_LFDS)는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수와 동일한 주파수를 갖고, 터치 구동 신호(TDS)의 위상과 동일한 위상을 가질 수 있으며, 또한, 터치 구동 신호(TDS)의 진폭과 동일한 진폭을 가질 수도 있다.

이에 따라, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TEs)과 로드 프리 구동 신호(G_LFDS)가 인가된 게이트 라인(GL) 사이에 전위차가 발생하지 않아, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TEs)과 로드 프리 구동 신호(G_LFDS)가 인가된 게이트 라인(GL) 사이에 기생 캐패시턴스(Cp2)가 형성되는 것이 방지될 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는, 터치 구간(TS) 동안 적어도 하나의 터치 전극(TEs)에 터치 구동 신호(TDS)를 인가할 때, 터치 구동 신호(TDS)가 인가되지 않는 다른 터치 전극(TEo)로 로드 프리 구동 신호(T_LFDS)를 인가해줄 수 있다.

다수의 터치 전극(TE) 중에서 로드 프리 구동 신호(T_LFDS)가 인가되는 다른 터치 전극(TEo)은, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TEs)과 인접하게 배치된 터치 전극(TE)이거나, 다른 모든 터치 전극(TE)일 수 있다.

다른 터치 전극(TEo)에 인가되는 로드 프리 구동 신호(T_LFDS)는, 터치 구동 신호(TDS)이거나, 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 신호일 수 있다.

로드 프리 구동 신호(T_LFDS)가 터치 구동 신호(TDS)와 대응되는 경우, 로드 프리 구동 신호(T_LFDS)는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수와 동일한 주파수를 갖고, 터치 구동 신호(TDS)의 위상과 동일한 위상을 가질 수 있으며, 또한, 터치 구동 신호(TDS)의 진폭과 동일한 진폭을 가질 수도 있다.

이에 따라, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TEs)과 로드 프리 구동 신호(T_LFDS)가 인가된 다른 터치 전극(TEo) 사이에 전위차가 발생하지 않아, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TEs)과 로드 프리 구동 신호(T_LFDS)가 인가된 다른 터치 전극(TEo) 사이에 기생 캐패시턴스(Cp3)가 형성되는 것이 방지될 수 있다.

로드 프리 구동 신호(T_LFDS, D_LFDS, G_LFDS)는, 터치 구동 신호(TDS)와 완전히 동일하거나 실질적으로 동일한 신호일 수도 있고, 터치 센싱 대상이 되는 터치 전극(TE)과 다른 전극 간의 기생 캐패시턴스를 제거하거나 감소시킬 수 만 있다면 터치 구동 신호(TDS)와 다르거나 유사한 신호일 수도 있다.

여기서, 로드 프리 구동 신호(T_LFDS, D_LFDS, G_LFDS)와 터치 구동 신호(TDS)가 완전히 동일하다는 것은, 주파수, 위상, 진폭, 모든 다른 신호적인 특징들 등이 완전히 동일하다는 것이다.

또한, 로드 프리 구동 신호(T_LFDS, D_LFDS, G_LFDS)와 터치 구동 신호(TDS)가 실질적으로 동일하다는 것은, 로드 프리 구동 신호(T_LFDS, D_LFDS, G_LFDS)와 터치 구동 신호(TDS) 간의 위상, 진폭, 모든 다른 신호적인 특징들 등이 실질적으로 동일하다는 의미일 수 있다. "실질적인 동일"은, 두 값이 실제로는 다르더라도, 그 다른 정도가 미리 정의된 허용 마진(Tolerance margin) 이내인 경우, 두 값을 동일하다고 간주한다는 의미이다. 예를 들어, 허용 마진은 ±20%, ±10%, ±5%, ±1% 등일 수 있다.

로드 프리 구동 유닛(예: 터치 센싱 회로(120), 데이터 구동 회로, 게이트 구동 회로 등)이 터치 구동 신호(TDS)와 완전하게 동일한 로드 프리 구동 신호(T_LFDS, D_LFDS, G_LFDS)를 출력하더라도, 로드 및 RC 지연(Resistive-Capacitive Delay) 등의 패널 특성으로 인해, 다른 터치 전극(TE) 또는 데이터 라인(DL) 또는 게이트 라인(GL) 등에 실제로 인가된 로드 프리 구동 신호(T_LFDS, D_LFDS, G_LFDS)의 위상, 전압(진폭), 또는 신호 파형(신호 모양) 등이, 터치 구동 신호(TDS)의 위상, 전압(진폭), 또는 신호 파형(신호 모양) 등과 다를 수 있다.

이와 같이, 로드 프리 구동 신호(T_LFDS, D_LFDS, G_LFDS)의 출력 상태와 실제 인가 상태가 다른 정도는, 패널 위치에 따라 다를 수 있다.

이와 같이, 패널 특성 및 인가 위치 등에 따라, 로드 프리 구동 신호(LFDS)의 출력 상태와 실제 인가 상태가 다르다는 점을 고려하여, 실제로 인가된 로드 프리 구동 신호(T_LFDS, D_LFDS, G_LFDS)가 실제로 인가된 터치 구동 신호(TDS)와 동일해질 수 있도록, 터치 구동 신호(TDS) 또는 로드 프리 구동 신호(T_LFDS, D_LFDS, G_LFDS)의 출력 상태를 조절하여 출력할 수 있다.

따라서, 터치 센싱 회로(120)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS)와 로드 프리 구동 회로(예: 데이터 구동 회로, 게이트 구동 회로, 또는 터치 센싱 회로(120) 등)에서 출력되는 로드 프리 구동 신호(T_LFDS, D_LFDS, G_LFDS)는, 위상, 전압(진폭) 및 신호 파형(신호 모양) 등이 모두 동일할 수도 있고, 위상, 전압(진폭) 및 신호 파형(신호 모양) 등 중 적어도 하나가 서로 다를 수도 있는 것이다.

한편, 터치 표시 장치(100)는, 터치 구간(TS) 동안, 단일 주파수(예: 수십 KHz ~ 수백 KHz)의 펄스 타입으로 된 터치 구동 신호(TDS)를 이용하여 다수의 터치 전극(TE) 중 적어도 하나를 순차적으로 구동하게 되면, 터치 구동 신호(TDS)의 전압 레벨이 변화에 따라, 하모닉 주파수 성분에서 EMI(Electro Magnetic Interference)가 발생할 수 있다.

특히, 터치 표시 장치(100)는, 터치 구간(TS) 동안, 단일 주파수(예: 수십 KHz ~ 수백 KHz)의 펄스 타입으로 된 터치 구동 신호(TDS)를 이용하여 다수의 터치 전극(TE) 중 적어도 하나를 순차적으로 구동하고, 이때, 다른 터치 전극(TEo), 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL) 중 적어도 한 종류에 대한 로드 프리 구동을 더 수행하게 되면, 터치 구동 신호(TDS)에 의한 EMI가 더욱더 심화되어 발생할 수 있다.

도 7은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 터치 구간(TS)에서 EMI(Electro Magnetic Interference) 측정 결과를 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 일 예로, 터치 표시 장치(100)가 100 KHz의 단일 주파수를 갖는 터치 구동 신호(TDS)를 이용하여 터치 전극(TE)을 구동하는 경우, 터치 구동 신호(TDS)에 의해 AM(Amplitude Modulation) 주파수 영역(예: 대략 500 KHz ~ 대략 1,605KHz)에서 EMI가 발생할 수 있다.

도 7은, 주파수 별 EMI 신호의 신호 세기를 측정하여, EMI 신호의 측정 상한치(710)와 측정 평균치(720)를 주파수 별로 나타낸 그래프이다.

측정 결과, EMI 신호의 측정 상한치(710)가 AM 주파수 영역에서 EMI 조건을 만족시키기 위한 상한치인 기준 상한치(711)보다 크게 나타나는 지점(712)이 있다는 것을 확인할 수 있다.

또한, 측정 결과, EMI 신호의 측정 평균치(720)가 AM 주파수 영역에서 EMI 조건을 만족시키기 위한 평균치인 기준 평균치(721)보다 크게 나타나는 지점(722)이 있다는 것을 확인할 수 있다.

즉, 측정 결과, AM 주파수 영역에서, EMI 신호의 측정 상한치(710) 및 측정 평균치(720)가 EMI 조건을 만족시키지 못하는 상황이 발생할 수 있다.

이에, 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는, 터치 구동 신호(TDS)에 의한 EMI 현상을 줄여주기 위하여, 멀티-주파수 구동(Multi Frequency Driving) 방식을 제공할 수 있다.

도 8은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 EMI 개선을 위한 멀티-주파수 구동을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 터치 센싱 회로(120)는, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수를 가변 해가면서 2가지 이상의 주파수를 갖는 터치 구동 신호(TDS)를 이용하여 터치 전극(TE)을 구동한다.

각 터치 전극(TE)은 신호 라인(SL)을 통해 터치 센싱 회로(120)와 전기적으로 연결된다. 따라서, 터치 센싱 회로(120)는 신호 라인(SL)을 통해 터치 구동 신호(TDS)를 터치 전극(TE)으로 인가해준다.

이러한 터치 구동 방식은, 터치 전극(TE)을 구동하기 위한 터치 구동 신호(TDS)의 주파수가 2가지 이상이 되는 "멀티-주파수 구동(Multi Frequency Driving)" 방식에 해당한다.

이러한 멀티-주파수 구동에 따르면, 터치 센싱 회로(120)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS)는 주파수가 가변 될 수 있다.

전술한 바와 같이, 멀티-주파수 구동에 따르면, 터치 센싱 회로(120)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수가 가변 됨에 따라 EMI 분산 현상이 생기게 되어 터치 구동 신호(TDS)에 의한 EMI 현상이 완화될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시예들은, 멀티-주파수 구동 방식 방법을 사용하여 터치 구동을 수행하고 EMI를 감소시켜 줄 수 있는 터치 센싱 방법, 터치 센싱 회로(120) 및 터치 표시 장치(100)를 개시한다.

여기서, 멀티-주파수 구동 방식은 터치 구동 신호의 주파수 가변을 통한 터치 구동 방식으로서, 터치 구동 신호의 주파수 가변은 단일 주파수를 사용하는 구간(단위 터치 구간)의 구간 길이를 조절하는 기법, 또는 단일 주파수를 사용하는 구간에서 펄스 개수를 조절하는 기법을 통해 이루어질 수 있다.

아래에서는, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 가변을 통해 2가지 이상의 주파수를 갖는 터치 구동 신호(TDS)를 이용하여 터치 전극(TE)을 구동하는 멀티-주파수 구동에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 9는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 멀티-주파수 구동 특성을 설명하기 위하여, 단일 주파수의 터치 구동 신호(TDS)가 출력되는 단위 터치 구간(UTS)에서의 터치 구동 신호(TDS)의 신호 특성을 설명하기 위한 도면이다.

터치 구동 신호(TDS)의 주파수 가변을 통해 2가지 이상의 주파수를 갖는 터치 구동 신호(TDS)를 이용하여 터치 전극(TE)을 멀티-주파수 구동할 때, 단일 주파수의 터치 구동 신호(TDS)를 이용하여 터치 전극(TE)을 구동하는 구간이 존재한다. 이러한 구간을 단위 터치 구간(UTS)이라고 한다.

도 9는 단위 터치 구간(UTS)에서의 터치 구동 신호(TDS)를 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 단위 터치 구간(UTS)은 정해진 구간 길이(T)를 갖는다. 그리고, 단위 터치 구간(UTS)에서 터치 센싱 회로(120)에서 출력되는 펄스 타입의 터치 구동 신호(TDS)는 정해진 주파수(F)와 펄스 개수(N)를 갖는다.

그리고, 단위 터치 구간(UTS)에서 터치 센싱 회로(120)에서 출력되는 펄스 타입의 터치 구동 신호(TDS)는 하이 레벨 구간의 길이(x)와 로우 레벨 구간의 길이(y)에 의해 정의되는 듀티비(Duty Ratio)를 갖는다.

터치 구동 신호(TDS)의 듀티비는 x/(x+y)로서, 단위 터치 구간(UTS)마다 다를 수도 있고(즉, 단위 터치 구간(UTS)에서 다른 단위 터치 구간(UTS)으로 바뀔 때 듀티비가 변할 수 있고), 모든 단위 터치 구간(UTS)에서 동일할 수도 있다.

아래에서는, 일 예로, 터치 구동 신호(TDS)의 듀티비는 50%로서 모든 단위 터치 구간(UTS)에서 동일한 것으로 가정한다. 즉, 터치 구동 신호(TDS)에서 하이 레벨 구간의 길이(x)와 로우 레벨 구간의 길이(y)가 동일한 것으로 가정한다.

도 10 내지 도 13은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 터치 구간(TS) 별로 터치 구동 신호(TDS)의 주파수를 가변 하여 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우를 나타낸 도면이고, 도 14 내지 도 17은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 터치 구간(TS) 안에서 터치 구동 신호(TDS)의 주파수를 가변 하여 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우를 나타낸 도면이다.

멀티-주파수 구동 방식은 단위 터치 구간(UTS)을 어떻게 할당하느냐에 따라 달라질 수 있다.

도 10 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 하나의 터치 구간(TS)은 하나의 단위 터치 구간(UTS)과 대응될 수 있다.

이와 같이, 하나의 터치 구간(TS)에 하나의 단위 터치 구간(UTS)이 존재하는 경우, 하나의 단위 터치 구간(UTS)과 대응되는 하나의 터치 구간(TS)에서는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수는 동일하고, 터치 구간(TS) 별로 터치 구동 신호(TDS)의 주파수가 가변 될 수 있다.

이와는 다르게, 도 14 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 하나의 터치 구간(TS)은 둘 이상의 단위 터치 구간(UTS)과 대응될 수 있다.

이와 같이, 하나의 터치 구간(TS)에 둘 이상의 단위 터치 구간(UTS)이 존재하는 경우, 하나의 터치 구간(TS) 내에서 단위 터치 구간(UTS) 별로 터치 구동 신호(TDS)의 주파수가 가변 될 수 있다.

멀티-주파수 구동에 따라, 동일한 주파수의 터치 구동 신호(TDS)가 출력되는 둘 이상의 단위 터치 구간(UTS)이 존재하는 경우, 둘 이상의 단위 터치 구간(UTS) 각각에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수가 서로 다르다.

둘 이상의 단위 터치 구간(UTS) 각각에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수는, 해당 단위 터치 구간(UTS)의 구간 길이(T) 및 해당 단위 터치 구간(UTS)에서의 터치 구동 신호(TDS)의 펄스 개수(N)에 의해 정의될 수 있다.

주파수 가변을 위한 제1 방법에 따르면, 둘 이상의 단위 터치 구간(UTS) 각각의 구간 길이(T)가 동일하고, 둘 이상의 단위 터치 구간(UTS) 각각에서의 터치 구동 신호(TDS)의 펄스 개수(N)가 서로 다를 수 있다.

주파수 가변을 위한 제2 방법에 따르면, 둘 이상의 단위 터치 구간(UTS) 각각의 구간 길이(T)가 서로 다르고, 둘 이상의 단위 터치 구간(UTS) 각각에서의 터치 구동 신호(TDS)의 펄스 개수(N)가 동일할 수 있다.

아래에서는, 단위 터치 구간(UTS)의 할당 방식에 따른 멀티-주파수 구동 방식을 더욱더 상세하게 설명한다.

먼저, 도 10 내지 도 13을 참조하여, 하나의 터치 구간(TS)이 하나의 단위 터치 구간(UTS)과 대응되는 경우에 대한 멀티-주파수 구동 방식을 설명한다.

도 10을 참조하면, 제1 주파수(F1)의 터치 구동 신호(TDS1)가 출력되는 제1 단위 터치 구간(UTS1)과 제2 주파수(F2)의 터치 구동 신호(TDS2)가 출력되는 제2 단위 터치 구간(UTS2)이 제1 터치 구간(TS1)과 제2 터치 구간(TS2)에 각각 대응되어 존재한다.

제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 주파수(F1)와 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 주파수(F2)는 서로 다르다.

제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 주파수(F1)는 제1 단위 터치 구간(UTS1)의 구간 길이(T1) 및 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서의 펄스 개수(N1)에 의해 하기 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.

제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 주파수(F2)는 제2 단위 터치 구간(UTS2)의 구간 길이(T2) 및 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서의 펄스 개수(N2)에 의해 하기 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.

전술한 바에 따르면, 각 단위 터치 구간(UTS)에서 터치 구동 신호(TDS)의 펄스 개수(N) 또는 각 단위 터치 구간(UTS)의 구간 길이(T)를 조절하여 각 단위 터치 구간(UTS)에서 터치 구동 신호(TDS)의 주파수(F)를 효율적으로 가변 할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 각 단위 터치 구간(UTS)에서 터치 구동 신호(TDS)의 펄스 개수(N)를 조절하여 터치 구동 신호(TDS)의 주파수(F)를 가변 할 수 있다.

이러한 펄스 개수에 근거한 주파수 가변 방식에 따르면, 제1 단위 터치 구간(UTS1)의 구간 길이(T1)와 제2 단위 터치 구간(UTS2)의 구간 길이(T2)는 동일하고, 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서의 터치 구동 신호(TDS1)의 펄스 개수(N1)와 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서의 터치 구동 신호(TDS2)의 펄스 개수(N2)는 다르다.

도 11을 참조하면, 제1 단위 터치 구간(UTS1)의 구간 길이(T1)와 동일한 구간 길이(T2)의 제2 단위 터치 구간(UTS2) 동안, 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서의 터치 구동 신호(TDS1)의 펄스 개수(N1)보다 더 적은 펄스 개수(N2)의 터치 구동 신호(TDS2)를 출력함으로써, 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 주파수(F2)를 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 주파수(F1)보다 더 낮게 해줄 수 있다.

전술한 바와 같이, 펄스 개수에 근거한 주파수 가변 방식에 의하면, 각 단위 터치 구간(UTS)의 구간 길이(T)가 동일하기 때문에 각 주파수 성분이 시간적으로 고르게 분산되는 효과가 있고 이로 인해 EMI 성분의 효과적인 분산으로 인한 EMI 저감 효과를 더욱 얻을 수 있다.

한편, 도 12에 도시된 바와 같이, 각 단위 터치 구간(UTS)의 구간 길이(T)를 조절하여 터치 구동 신호(TDS)의 주파수(F)를 가변 할 수 있다.

이러한 구간 길이에 근거한 주파수 가변 방식에 따르면, 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서의 터치 구동 신호(TDS1)의 펄스 개수(N1)와 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서의 터치 구동 신호(TDS2)의 펄스 개수(N2)는 동일하고, 제1 단위 터치 구간(UTS1)의 구간 길이(T1)와 제2 단위 터치 구간(UTS2)의 구간 길이(T2)는 다르다.

도 12를 참조하면, 제1 단위 터치 구간(UTS1)의 구간 길이(T1)보다 더 긴 구간 길이(T2)의 제2 단위 터치 구간(UTS2) 동안, 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 터치 구동 신호(TDS1)의 펄스 개수(N1)와 동일한 펄스 개수(N2)의 터치 구동 신호(TDS2)를 출력함으로써, 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 주파수(F2)를 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 주파수(F1)보다 더 낮게 해줄 수 있다.

전술한 바와 같이, 구간 길이에 근거한 주파수 가변 방식에 의하면, 각 단위 터치 구간(UTS)의 펄스 개수(N)가 동일하기 때문에 주파수 가변을 위한 펄스 제너레이션이 용이한 장점이 있다.

본 실시예들에 따른 멀티-주파수 구동 방법은 다른 주파수의 터치 구동 신호들을 이용하여 표시패널(110) 내 다른 위치들에 있는 터치 전극들을 구동하기 위해 사용될 수 있다.

예를 들어, 표시패널(110) 내 제1 위치에 있는 제1 터치 전극은 제1 주파수를 갖는 제1 터치 구동 신호에 의해 구동될 수 있고, 표시패널(110) 내 제2 위치에 있는 제2 터치 전극은 제1 주파수와 다른 제2 주파수를 갖는 제2 터치 구동 신호에 의해 구동될 수 있다.

도 13은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 터치 구간(TS) 별로 터치 구동 신호(TDS)의 주파수를 가변 하여 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우, 로드 프리 구동(LFD)을 나타낸 도면이다.

터치 구간(TS) 별로 터치 구동 신호(TDS)의 주파수를 가변 하여 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우, 다수의 터치 전극(TE) 중 적어도 하나에 터치 구동 신호(TDS)가 인가되는 동안, 다수의 데이터 라인(DL)의 전체 또는 일부로 로드 프리 구동 신호(D_LFDS)가 인가될 수 있다.

여기서, 다수의 데이터 라인(DL)의 전체 또는 일부에 인가되는 로드 프리 구동 신호(D_LFDS)는, 터치 구동 신호(TDS)이거나, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 및 위상이 대응되는 신호일 수 있다.

멀티-주파수 구동에 따라 터치 구동 신호(TDS)의 주파수가 F1에서 F2로 달라지는 경우, 다수의 데이터 라인(DL)의 전체 또는 일부에 인가되는 로드 프리 구동 신호(D_LFDS)의 주파수도 F1에서 F2로 함께 달라질 수 있다.

도 13을 참조하면, 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 주파수(F1)에 따라 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 데이터 라인(DL)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(D_LFDS1)의 주파수가 결정되고, 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 주파수(F2)에 따라 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 데이터 라인(DL)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(D_LFDS2)의 주파수가 결정된다.

따라서, 멀티-주파수 구동이 진행되더라도, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TE)과 로드 프리 구동 신호(D_LFDS)가 인가된 데이터 라인(DL) 사이에 전위차가 발생하지 않아, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TEs)과 데이터 라인(DL) 사이에 기생 캐패시턴스(Cp1)가 형성되는 것이 방지될 수 있다.

또한, 터치 구간(TS) 별로 터치 구동 신호(TDS)의 주파수를 가변 하여 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우, 다수의 터치 전극(TE) 중 적어도 하나에 터치 구동 신호(TDS)가 인가되는 동안, 다수의 게이트 라인(GL)의 전체 또는 일부로 로드 프리 구동 신호(G_LFDS)가 인가될 수 있다.

다수의 게이트 라인(GL)의 전체 또는 일부로 인가되는 로드 프리 구동 신호(G_LFDS)는, 터치 구동 신호(TDS)이거나, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 및 위상이 대응되는 신호일 수 있다.

멀티-주파수 구동에 따라 터치 구동 신호(TDS)의 주파수가 달라지는 경우, 다수의 게이트 라인(GL)의 전체 또는 일부로 인가되는 로드 프리 구동 신호(G_LFDS)의 주파수도 함께 달라질 수 있다.

도 13을 참조하면, 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 주파수(F1)에 따라 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 게이트 라인(GL)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(G_LFDS1)의 주파수가 결정되고, 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 주파수(F2)에 따라 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 게이트 라인(GL)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(G_LFDS2)의 주파수가 결정될 수 있다.

따라서, 멀티-주파수 구동이 진행되더라도, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TEs)과 로드 프리 구동 신호(G_LFDS)가 인가된 게이트 라인(GL) 사이에 전위차가 발생하지 않아, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TEs)과 게이트 라인(GL) 사이에 기생 캐패시턴스(Cp2)가 형성되는 것이 방지될 수 있다.

또한, 터치 구간(TS) 별로 터치 구동 신호(TDS)의 주파수를 가변 하여 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우, 다수의 터치 전극(TE) 중 적어도 하나에 터치 구동 신호(TDS)가 인가되는 동안, 나머지 터치 전극(TE)의 전체 또는 일부로 로드 프리 구동 신호(T_LFDS)가 인가될 수 있다.

나머지 터치 전극(TE)의 전체 또는 일부로 인가되는 로드 프리 구동 신호(T_LFDS)는, 터치 구동 신호(TDS)이거나 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 및 위상이 대응되는 신호일 수 있다.

멀티-주파수 구동에 따라 터치 구동 신호(TDS)의 주파수가 달라지는 경우, 나머지 터치 전극(TE)의 전체 또는 일부로 인가되는 로드 프리 구동 신호(T_LFDS)의 주파수도 함께 달라질 수 있다.

도 13을 참조하면, 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 주파수(F1)에 따라 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 다른 터치 전극(TE)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(T_LFDS1)의 주파수가 결정되고, 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 주파수(F2)에 따라 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 다른 터치 전극(TE)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(T_LFDS2)의 주파수가 결정될 수 있다.

따라서, 멀티-주파수 구동이 진행되더라도, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TEs)과 로드 프리 구동 신호(T_LFDS)가 인가된 다른 터치 전극(TEo) 사이에 전위차가 발생하지 않아, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TEs)과 다른 터치 전극(TEo) 사이에 기생 캐패시턴스(Cp3)가 형성되는 것이 방지될 수 있다.

다음으로, 도 14 내지 도 17을 참조하여, 하나의 터치 구간(TS)이 둘 이상의 단위 터치 구간(UTS)과 대응되는 경우에 대한 멀티-주파수 구동 방식을 설명한다.

단, 아래에서는, 하나의 터치 구간(TS)이 3개의 단위 터치 구간(UTS1, UTS2, UTS3)과 대응되는 경우를 예로 든다. 또한, 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 주파수(F1)와, 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 주파수(F2)와, 제3 단위 터치 구간(UTS3)에서 터치 구동 신호(TDS3)의 제3 주파수(F3)가 모두 다른 경우를 예로 든다.

도 14를 참조하면, 하나의 터치 구간(TS)에, 제1 주파수(F1)의 터치 구동 신호(TDS1)가 출력되는 제1 단위 터치 구간(UTS1)과, 제2 주파수(F2)의 터치 구동 신호(TDS2)가 출력되는 제2 단위 터치 구간(UTS2)과, 제2 주파수(F2)의 터치 구동 신호(TDS2)가 출력되는 제2 단위 터치 구간(UTS2)이 존재한다.

제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 주파수(F1)와, 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 주파수(F2)와, 제3 단위 터치 구간(UTS3)에서 터치 구동 신호(TDS3)의 제3 주파수(F3)가 모두 동일하지는 않다.

즉, 제1 주파수(F1), 제2 주파수(F2) 및 제3 주파수(F3)가 모두 다르거나, 제1 주파수(F1), 제2 주파수(F2) 및 제3 주파수(F3) 중 2개(F1과 F2, F1과 F3, 또는 F2와 F3)는 동일하고 1개(F3, F2, 또는 F1)는 다를 수 있다.

제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 주파수(F1)는 제1 단위 터치 구간(UTS1)의 구간 길이(T1) 및 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서의 펄스 개수(N1)에 의해 정의될 수 있다.

제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 주파수(F2)는 제2 단위 터치 구간(UTS2)의 구간 길이(T2) 및 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서의 펄스 개수(N2)에 의해 정의될 수 있다.

제3 단위 터치 구간(UTS3)에서 터치 구동 신호(TDS3)의 제3 주파수(F3)는 제3 단위 터치 구간(UTS3)의 구간 길이(T3) 및 제3 단위 터치 구간(UTS3)에서의 펄스 개수(N3)에 의해 정의될 수 있다.

도 15에 도시된 바와 같이, 각 단위 터치 구간(UTS)에서 터치 구동 신호(TDS)의 펄스 개수(N)를 조절하여 터치 구동 신호(TDS)의 주파수(F)를 가변 할 수 있다.

이러한 펄스 개수에 근거한 주파수 가변 방식에 따르면, 제1 단위 터치 구간(UTS1)의 구간 길이(T1)와 제2 단위 터치 구간(UTS2)의 구간 길이(T2)와 제3 단위 터치 구간(UTS3)의 구간 길이(T3)는 동일할 수 있다.

하지만, 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서의 터치 구동 신호(TDS1)의 펄스 개수(N1)와 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서의 터치 구동 신호(TDS2)의 펄스 개수(N2)와 제3 단위 터치 구간(UTS3)에서의 터치 구동 신호(TDS3)의 펄스 개수(N3)는 모두 동일하지는 않다.

즉, N1, N2 및 N3가 모두 다르거나, N1, N2 및 N3 중 2개는 동일하고 1개는 다를 수 있다.

도 15를 참조하면, 제1 단위 터치 구간(UTS1)의 구간 길이(T1)와 동일한 구간 길이(T2)의 제2 단위 터치 구간(UTS2) 동안, 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서의 터치 구동 신호(TDS1)의 펄스 개수(N1)보다 더 적은 펄스 개수(N2)의 터치 구동 신호(TDS2)를 출력함으로써, 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 주파수(F2)를 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 주파수(F1)보다 더 낮게 해줄 수 있다.

또한, 제2 단위 터치 구간(UTS2)의 구간 길이(T2)와 동일한 구간 길이(T3)의 제3 단위 터치 구간(UTS3) 동안, 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서의 터치 구동 신호(TDS1)의 펄스 개수(N1)보다 많고 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서의 터치 구동 신호(TDS2)의 펄스 개수(N2)보다 더 적은 펄스 개수(N3)의 터치 구동 신호(TDS3)를 출력함으로써, 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 주파수(F2)보다 높고 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 주파수(F1)보다 더 낮게 해줄 수 있다.

전술한 바와 같이, 펄스 개수에 근거한 주파수 가변 방식에 의하면, 각 단위 터치 구간(UTS)의 구간 길이(T)가 동일하기 때문에 각 주파수 성분이 시간적으로 동일하게 분산되는 효과가 있고 이로 인해 EMI 성분의 분산으로 인한 EMI 저감 효과를 더욱 얻을 수 있다.

한편, 도 16에 도시된 바와 같이, 각 단위 터치 구간(UTS)의 구간 길이(T)를 조절하여 터치 구동 신호(TDS)의 주파수(F)를 가변 할 수 있다.

이러한 구간 길이에 근거한 주파수 가변 방식에 따르면, 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서의 터치 구동 신호(TDS1)의 펄스 개수(N1)와, 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서의 터치 구동 신호(TDS2)의 펄스 개수(N2)와, 제3 단위 터치 구간(UTS3)에서의 터치 구동 신호(TDS3)의 펄스 개수(N3)는 모두 동일할 수 있다.

제1 단위 터치 구간(UTS1)의 구간 길이(T1)와, 제2 단위 터치 구간(UTS2)의 구간 길이(T2)와, 제2 단위 터치 구간(UTS2)의 구간 길이(T2)는 모두 동일하지 않을 수 있다.

즉, T1, T2 및 T3가 모두 다르거나, T1, T2 및 T3 중 2개는 동일하고 1개는 다를 수 있다.

도 16을 참조하면, 제1 단위 터치 구간(UTS1)의 구간 길이(T1)보다 더 긴 구간 길이(T2)의 제2 단위 터치 구간(UTS2) 동안, 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 터치 구동 신호(TDS1)의 펄스 개수(N1)와 동일한 펄스 개수(N2)의 터치 구동 신호(TDS2)를 출력함으로써, 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 주파수(F2)를 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 주파수(F1)보다 더 낮게 해줄 수 있다.

또한, 제2 단위 터치 구간(UTS2)의 구간 길이(T1)보다 짧고 제1 단위 터치 구간(UTS1)의 구간 길이(T1)보다 긴 구간 길이(T3)의 제3 단위 터치 구간(UTS3) 동안, 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 터치 구동 신호(TDS2)의 펄스 개수(N2)와 동일한 펄스 개수(N3)의 터치 구동 신호(TDS3)를 출력함으로써, 제3 단위 터치 구간(UTS3)에서 터치 구동 신호(TDS3)의 제3 주파수(F3)를 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 주파수(F2)보다 높고 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 주파수(F1)보다 낮게 해줄 수 있다.

도 17은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 터치 구간 안에서 터치 구동 신호(TDS)의 주파수를 가변 하여 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우, 로드 프리 구동을 나타낸 도면이다.

터치 구간(TS) 내에서, 단위 터치 구간(UTS) 별로 터치 구동 신호(TDS)의 주파수를 가변 하여 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우, 다수의 터치 전극(TE) 중 적어도 하나에 터치 구동 신호(TDS)가 인가되는 동안, 다수의 데이터 라인(DL)의 전체 또는 일부로 로드 프리 구동 신호(D_LFDS)가 인가될 수 있다.

여기서, 다수의 데이터 라인(DL)의 전체 또는 일부에 인가되는 로드 프리 구동 신호(D_LFDS)는, 터치 구동 신호(TDS)이거나, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 및/또는 위상 등이 대응되는 신호일 수 있다. 예를 들어, 로드 프리 구동 신호(D_LFDS)의 주파수 및/또는 위상은 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 및/또는 위상과 동일할 수 있다.

멀티-주파수 구동에 따라 터치 구동 신호(TDS)의 주파수가 F1, F2 및 F3으로 달라지는 경우, 다수의 데이터 라인(DL)의 전체 또는 일부에 인가되는 로드 프리 구동 신호(D_LFDS)의 주파수도 F1, F2 및 F3로 함께 달라질 수 있다.

도 17을 참조하면, 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 주파수(F1)에 따라 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 데이터 라인(DL)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(D_LFDS1)의 주파수가 결정되고, 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 주파수(F2)에 따라 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 데이터 라인(DL)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(D_LFDS2)의 주파수도 결정되며, 제3 단위 터치 구간(UTS3)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS3)의 제3 주파수(F3)에 따라 제3 단위 터치 구간(UTS3)에서 데이터 라인(DL)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(D_LFDS3)의 주파수도 결정될 수 있다.

따라서, 멀티-주파수 구동이 진행되더라도, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TE)과 로드 프리 구동 신호(D_LFDS)가 인가된 데이터 라인(DL) 사이에 전위차가 발생하지 않아, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TEs)과 로드 프리 구동 신호(D_LFDS)가 인가된 데이터 라인(DL) 사이에 기생 캐패시턴스(Cp1)가 형성되는 것이 방지될 수 있다.

또한, 터치 구간(TS) 내에서, 단위 터치 구간(UTS) 별로 터치 구동 신호(TDS)의 주파수를 가변 하여 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우, 다수의 터치 전극(TE) 중 적어도 하나에 터치 구동 신호(TDS)가 인가되는 동안, 다수의 게이트 라인(GL)의 전체 또는 일부로 로드 프리 구동 신호(G_LFDS)가 인가될 수 있다.

다수의 게이트 라인(GL)의 전체 또는 일부로 인가되는 로드 프리 구동 신호(G_LFDS)는, 터치 구동 신호(TDS)이거나, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 및/또는 위상 등이 대응되는 신호일 수 있다. 예를 들어, 로드 프리 구동 신호(G_LFDS)의 주파수 및/또는 위상은 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 및/또는 위상과 동일 또는 실질적으로 동일할 수 있다.

도 17을 참조하면, 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 주파수(F1)에 따라 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 게이트 라인(GL)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(G_LFDS1)의 주파수가 결정되고, 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 주파수(F2)에 따라 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 게이트 라인(GL)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(G_LFDS2)의 주파수가 결정되며, 제3 단위 터치 구간(UTS3)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS3)의 제3 주파수(F3)에 따라 제3 단위 터치 구간(UTS3)에서 게이트 라인(GL)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(G_LFDS3)의 주파수가 결정될 수 있다.

따라서, 멀티-주파수 구동이 진행되더라도, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TEs)과 로드 프리 구동 신호(G_LFDS)가 인가된 게이트 라인(GL) 사이에 전위차가 발생하지 않아, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TEs)과 로드 프리 구동 신호(G_LFDS)가 인가된 게이트 라인(GL) 사이에 기생 캐패시턴스(Cp2)가 형성되는 것이 방지될 수 있다.

또한, 터치 구간(TS) 내에서, 단위 터치 구간(UTS) 별로 터치 구동 신호(TDS)의 주파수를 가변 하여 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우, 다수의 터치 전극(TE) 중 적어도 하나에 터치 구동 신호(TDS)가 인가되는 동안, 나머지 터치 전극(TE)의 전체 또는 일부로 로드 프리 구동 신호(T_LFDS)가 인가될 수 있다.

나머지 터치 전극(TE)의 전체 또는 일부로 인가되는 로드 프리 구동 신호(T_LFDS)는, 터치 구동 신호(TDS)이거나 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 및/또는 위상이 대응되는 신호일 수 있다. 예를 들어, 로드 프리 구동 신호(T_LFDS)의 주파수 및/또는 위상은 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 및/또는 위상과 동일할 수 있다.

도 17을 참조하면, 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 주파수(F1)에 따라 제1 단위 터치 구간(UTS1)에서 다른 터치 전극(TE)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(T_LFDS1)의 주파수가 결정되고, 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 주파수(F2)에 따라 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 다른 터치 전극(TE)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(T_LFDS2)의 주파수가 결정되며, 제3 단위 터치 구간(UTS3)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS3)의 제3 주파수(F3)에 따라 제3 단위 터치 구간(UTS3)에서 다른 터치 전극(TE)으로 출력되는 로드 프리 구동 신호(T_LFDS3)의 주파수가 결정될 수 있다.

따라서, 멀티-주파수 구동이 진행되더라도, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TEs)과 로드 프리 구동 신호(T_LFDS)가 인가된 다른 터치 전극(TEo) 사이에 전위차가 발생하지 않아, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TEs)과 로드 프리 구동 신호(T_LFDS)가 인가된 다른 터치 전극(TEo) 사이에 기생 캐패시턴스(Cp3)가 형성되는 것이 방지될 수 있다.

전술한 바와 같이, 디스플레이 모드를 위한 디스플레이 구간(DS)과 터치 모드를 위한 터치 구간(TS)은 시간적으로 분리되어 진행될 수 있다.

동일한 주파수의 터치 구동 신호(TDS)가 출력되는 단위 터치 구간(UTS)이 둘 이상 존재할 수 있다.

둘 이상의 단위 터치 구간(UTS)은 하나의 터치 구간(TS)에 모두 존재할 수도 있고 각 다른 터치 구간(TS)에 분리되어 존재할 수도 있다.

즉, 둘 이상의 단위 터치 구간(UTS)은 하나의 터치 구간(TS)에 포함될 수도 있다. 이와 다르게, 각 단위 터치 구간(UTS)은 하나의 터치 구간(TS)에 대응될 수도 있다.

예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 단위 터치 구간(UTS1)과 제2 단위 터치 구간(UTS2)은 각기 다른 터치 구간(TS1, TS2)에 분리되어 존재할 수 있다. 즉, 제1 단위 터치 구간(UTS1)은 제1 터치 구간(TS1)과 대응되어 존재하고, 제2 단위 터치 구간(UTS2)은 제2 터치 구간(TS2)과 대응되어 존재할 수 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 제1 단위 터치 구간(UTS1)과 제2 단위 터치 구간(UTS2)은 하나의 터치 구간(TS)에 함께 존재할 수 있다.

전술한 바와 같이, 단일 주파수의 터치 구동 신호(TDS)를 이용하여 터치 전극(TE)을 구동하는 구간인 단위 터치 구간(UTS)의 할당 방식을 다르게 함으로써, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수가 가변 되는 주기와, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수가 동일하게 유지되는 구간의 길이(단위 터치 구간(UTS)의 구간 길이)를 조절할 수 있다. 이를 통해, 주파수 가변을 실행하는 구성의 성능 또는 터치 센싱 성능 등을 고려하여 효과적인 멀티-주파수 구동을 제공해줄 수 있다.

도 10 내지 도 13을 참조하여 설명한 터치 구간 별 주파수 가변을 통한 멀티-주파수 구동은 도 3의 V-센싱 방식과 도 4의 H-센싱 방식 각각에 모두 적용될 수 있다.

도 14 내지 도 17을 참조하여 설명한 터치 구간 내 주파수 가변을 통한 멀티-주파수 구동은 도 3의 V-센싱 방식과 도 4의 H-센싱 방식 각각에 모두 적용될 수 있다.

도 18은 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 V-센싱 방식 하에서 터치 구간 별 주파수 가변을 통한 멀티-주파수 구동(도 10 내지 도 13)을 수행하는 경우를 나타낸 도면이고, 도 19는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 V-센싱 방식 하에서 터치 구간 내 주파수 가변을 통한 멀티-주파수 구동(도 14 내지 도 17)을 수행하는 경우를 나타낸 도면이다.

도 18 및 도 19을 참조하면, V-센싱 방식으로 터치 구동 및 센싱을 하는 경우, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 하나의 디스플레이 구간(DS)이 존재할 수 있으며, 하나 또는 둘 이상의 터치 구간(TS)이 존재할 수 있다.

V-센싱 방식은 디스플레이 구동이 되지 않는 구간에서 터치 구동이 이루어지기 때문에 V-Blank 구동이라고도 한다.

도 18에 도시된 바와 같이, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 하나의 터치 구간이 존재하는 경우, 즉, 터치 센싱 회로(120)가 V-센싱 방식을 터치 구동 및 센싱을 수행하는 경우에, 터치 구간 별로 주파수를 가변 하여 멀티-주파수 구동을 수행하게 되면, 둘 이상의 단위 터치 구간(UTS1, UTS2)은 각기 다른 터치 구간(TS1, TS2)에 분리되어 존재할 수 있다.

도 19에 도시된 바와 같이, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 하나의 터치 구간이 존재하는 경우, 즉, 터치 센싱 회로(120)가 V-센싱 방식을 터치 구동 및 센싱을 수행하는 경우에, 터치 구간 내에서 주파수를 가변 하여 멀티-주파수 구동을 수행하게 되면, 둘 이상의 단위 터치 구간(UTS1, UTS2, UTS3)은 하나의 터치 구간(TS)에 모두 존재할 수 있다.

다시 말해, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 포함된 하나의 터치 구간(TS)을 3개의 단위 터치 구간(UTS1, UTS2, UTS3)으로 분할하게 되면, 제1 주파수(F1)의 터치 구동 신호(TDS1)를 이용하여 터치 구동이 진행되는 제1 단위 터치 구간(UTS1)과, 제2 주파수(F12)의 터치 구동 신호(TDS2)를 이용하여 터치 구동이 진행되는 제2 단위 터치 구간(UTS2)과, 제3 주파수(F3)의 터치 구동 신호(TDS3)를 이용하여 터치 구동이 진행되는 제3 단위 터치 구간(UTS3)은 하나의 터치 구간(TS)에 함께 존재할 수 있다.

전술한 멀티-주파수 구동을 통해, 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 디스플레이 성능 및 터치 성능 등을 고려하여 V-센싱 방식으로 터치 구동 및 센싱을 수행하면서도 EMI 개선 효과를 얻을 수 있다.

도 20 및 도 21은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 H-센싱 방식 하에서 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우를 나타낸 도면이다.

도 20을 참조하면, 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 H-센싱 방식으로 터치 구동 및 센싱을 수행하면, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 둘 이상의 디스플레이 구간과 둘 이상의 터치 구간이 존재할 수 있다.

이때, 터치 구간(TS) 별로 터치 구동 신호(TDS)의 주파수를 가변하는 경우, 둘 이상의 단위 터치 구간(UTS1, UTS2)은 둘 이상의 터치 구간(TS1, TS2)에 분리되어 존재할 수 있다.

전술한 멀티-주파수 구동을 통해, 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는, 디스플레이 성능 및 터치 성능 등을 고려하여 H-센싱 방식으로 터치 구동 및 센싱을 수행하면서도, EMI 영향을 줄여줄 수 있다.

도 21을 참조하면, 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 H-센싱 방식으로 터치 구동 및 센싱을 수행하면, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 둘 이상의 디스플레이 구간과 둘 이상의 터치 구간이 존재할 수 있다.

이때, 각 터치 구간(TS1) 내에서 터치 구동 신호(TDS)의 주파수를 가변하는 경우, 둘 이상의 단위 터치 구간(UTS1, UTS2, UTS3)은 각 터치 구간(TS1)에 모두 존재할 수 있다.

전술한 멀티-주파수 구동을 통해, 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는, 디스플레이 성능 및 터치 성능 등을 고려하여 H-센싱 방식으로 터치 구동 및 센싱을 수행하면서도, EMI 영향을 더욱더 분산시켜 줌으로써 EMI 영향을 더욱더 많이 줄여줄 수 있다.

도 19 및 도 21을 참조하면, 둘 이상의 단위 터치 구간(UTS1, UTS2, UTS3)은 하나의 터치 구간에 함께 존재하는 경우, 둘 이상의 단위 터치 구간(UTS1, UTS2, UTS3)의 구간 길이의 합(T1+T2+T3)은, 하나의 터치 구간(TS)의 구간 길이 이하일 수 있다.

전술한 바에 따르면, 터치 표시 장치(100)는 원하는 전체적인 디스플레이 및 터치 성능 조건을 만족시켜 주면서도, EMI 개선을 위한 멀티-주파수 구동을 효율적으로 제공할 수 있다.

멀티-주파수 구동을 위한 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 가변 방법은, 다음과 같은 예시들이 있을 수 있다.

미리 정해진 사용 가능 주파수 리스트에 포함된 사용 가능 주파수를 순차적으로 선택해가면서 터치 구동 신호(TDS)의 주파수를 가변할 수 있다.

이보다 주파수의 변동성(variability)을 더욱 크게 하기 위하여, 미리 정해진 사용 가능 주파수 리스트에 포함된 사용 가능 주파수를 정해진 순서에 따라 선택하되, 선택 순서를 어떠한 규칙에 따라 변경해가면서, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수를 가변할 수도 있다.

주파수의 변동성(variability)을 더욱 크게 하기 위하여, 미리 정해진 사용 가능 주파수 리스트에 포함된 사용 가능 주파수를 셔플(Shuffle) 처리(주파수를 무작위로 선택하는 처리)에 따라 랜덤하게 선택해가면서 터치 구동 신호(TDS)의 주파수를 가변할 수도 있다. 즉, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수는 사용 가능 주파수 리스트의 셔플(Shuffle) 처리에 따라 가변될 수 있다.

주파수의 변동성(variability)을 더욱 크게 하기 위하여, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 가변 방법의 또 다른 예로서, 미리 정해진 사용 가능 주파수 리스트 없이, 완전히 랜덤하게 주파수를 결정하여 터치 구동 신호(TDS)의 주파수를 가변할 수도 있다. 즉, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수는 랜덤하게 가변될 수 있다.

이때, 주파수 변동 범위(최소 값 ~ 최대 값)는 정해져 있을 수도 있으며, 랜덤 주파수를 결정하기 위하여, 해쉬 함수(Hash Function) 등의 랜덤 정보를 생성하는 알고리즘이 이용될 수도 있다.

전술한 바와 같은 주파수 변동성을 크게 해주기 위한 여러 가지 주파수 가변 방법에 의하면, EMI 현상을 더욱더 줄여주거나 제거할 수 있다.

한편, 동일한 터치 전극(TE)에 인가되는 터치 구동 신호(TDS)의 또 다른 실시예를 살펴보면, 다음과 같다.

일 실시예로, 제1 프레임의 제1 단위 터치 구간 동안, 제1 터치 전극(TE) 또는 제1 터치 전극 그룹(2개 이상의 터치 전극 포함)에 제1 구동 주파수를 갖는 터치 구동 신호(TDS)가 인가될 수 있으며, 제2 프레임의 제1 단위 터치 구간 동안, 제1 터치 전극 또는 제1 터치 전극 그룹에 제1 구동 주파수를 갖는 터치 구동 신호(TDS)가 인가될 수 있다.. 이러한 구동의 장점은 다음과 같다. 즉, 동일한 위치에 형성된 터치 전극 또는 터치 전극 그룹을 센싱하는 동안 동일한 특성(주파수 포함)을 갖는 터치 구동 신호로 구동함으로써, 터치 전극의 위치에 따른 터치 구동 신호의 변화를 주지 않게 되므로, 터치 구동신호의 영향성을 동일하게 유지하여, 그에 따른 터치 로우 데이터를 일관되게 유지할 수 있는 장점이 있다.

이때, 제1 터치 전극(TE) 또는 제1 터치 전극 그룹에 제1 구동 주파수를 갖는 터치 구동 신호(TDS)가 인가되는 동안, 다른 터치 전극들 또는 다른 터치 전극 그룹들은 제 1구동 주파수를 갖는 로드 프리 구동 신호(T_LFDS)가 인가될 수 있다.

다른 실시예로, 제1 프레임의 제1 단위 터치 구간 동안, 제1 터치 전극(TE) 또는 제1 터치 전극 그룹(2개 이상의 터치 전극 포함)에 제1 구동 주파수를 갖는 터치 구동 신호(TDS)가 인가될 수 있으며, 제2 프레임의 제1 단위 터치 구간 동안, 제1 터치 전극 또는 제1 터치 전극 그룹에 제 1구동 주파수와 다른 제2 구동 주파수를 갖는 터치 구동 신호(TDS)가 인가될 수 있다.

이때, 제1 터치 전극(TE) 또는 제1 터치 전극 그룹에 제1 구동 주파수를 갖는 터치 구동 신호(TDS)가 인가되는 동안, 다른 터치 전극들 또는 다른 터치 전극 그룹들은 제 1구동 주파수를 갖는 로드 프리 구동 신호(T_LFDS)가 인가될 수 있으며, 제1 터치 전극(TE) 또는 제1 터치 전극 그룹에 제2 구동 주파수를 갖는 터치 구동 신호(TDS)가 인가되는 동안, 다른 터치 전극 또는 다른 터치 전극 그룹은 제 2구동 주파수를 갖는 로드 프리 구동 신호(T_LFDS)가 인가될 수 있다. 이러한 구동의 장점은 다음과 같다. 즉, 동일한 위치에 형성된 터치 전극 또는 터치 전극 그룹을 센싱하는 동안 시간에 따라 서로 다른 특성(주파수 포함)을 갖는 터치 구동 신호들로 구동함으로써, 터치 전극의 위치와 터치 구동 신호 사이의 상호 관계에 따른 영향, 또는 그에 따른 특정 노이즈의 영향 등을 최소화 하거나 제거하여, 센싱되는 터치 로우 데이터의 신뢰성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

아래에서는, 이상에서 전술한 멀티-주파수 구동에 따른 터치 구동을 수행하여 터치를 센싱하는 방법을 간략하게 다시 설명한다.

도 22는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 터치 센싱 방법에 대한 흐름도이다.

본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)이 배치되고, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀(SP)이 배열된 표시 패널(110)을 포함하고, 영상 표시를 위한 디스플레이 모드와 터치 센싱을 위한 터치 모드를 포함하는 2가지 동작 모드를 갖는다.

이러한 터치 표시 장치(100)의 터치 센싱 방법은, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내 하나의 터치 구간 또는 둘 이상의 터치 구간 동안, 표시 패널(110)에 내장된 다수의 터치 전극(TE) 중 적어도 하나를 순차적으로 구동하기 위한 펄스 타입의 터치 구동 신호(TDS)를 출력하는 터치 구동 단계(S2210)과, 다수의 터치 전극(TE) 각각에서 캐패시턴스 변화를 검출하여 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱하는 터치 센싱 단계(S2220) 등을 포함한다.

전술한 터치 구동 단계(S2210)는 출력되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수가 2가지 이상을 갖는 멀티-주파수 구동 방삭에 근거한 터치 구동 단계일 수 있다.

즉, 전술한 터치 구동 단계(S2210)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수는 가변 될 수 있다.

전술한 터치 센싱 방법에 의하면, 멀티-주파수 구동에 따라 터치 센싱 회로(120)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수가 가변 됨에 따라 EMI 분산 현상이 생기게 되어 터치 구동 신호(TDS)에 의한 EMI 현상이 완화될 수 있다.

아래에서는, 이상에서 전술한 멀티-주파수 구동에 따른 터치 구동을 수행하고 터치를 센싱하는 터치 센싱 회로(120)에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 23 및 도 24는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 터치 센싱 회로(120)를 나타낸 도면이다.

도 23 및 도 24를 참조하면, 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)는, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)이 배치되고, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀(SP)이 배열된 표시 패널(110)을 포함하고, 영상 표시를 위한 디스플레이 모드와 터치 센싱을 위한 터치 모드를 포함하는 2가지 동작 모드를 갖는다.

도 23 및 도 24를 참조하면, 이러한 터치 표시 장치(100)의 터치 센싱 회로(120)는, 구동부(2310), 센싱부(2320) 등을 포함할 수 있다.

구동부(2310)는 표시 패널(110)에 내장된 다수의 터치 전극(TE) 중 적어도 하나를 순차적으로 구동하기 위한 펄스 타입의 터치 구동 신호(TDS)를 출력할 수 있다.

이러한 구동부(2310)는 멀티-주파수 구동을 통해 터치 구동을 수행할 수 있다.

이에 따라, 구동부(2310)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수는 2가지 이상일 수 있다.

즉, 구동부(2310)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수는 가변 될 수 있다.

센싱부(2320)는 다수의 터치 전극(TE) 각각에서 캐패시턴스 변화를 검출하여 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱할 수 있다.

전술한 터치 센싱 회로(120)는, 멀티-주파수 구동에 따라 터치 구동 신호(TDS)의 주파수를 가변 시킴으로서, EMI 분산 현상을 발생시켜 터치 구동 신호(TDS)에 의한 EMI 현상을 저감시켜줄 수 있다.

도 23을 참조하면, 터치 센싱 회로(120)는, 2가지 이상의 주파수를 갖는 터치 구동 신호(TDS)를 생성하는 신호 생성부(2330)를 더 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 하나의 신호 생성부(2330)만으로 주파수의 터치 구동 신호(TDS)를 생성하여 멀티-주파수 구동을 수행할 수 있게 됨으로써, 신호 생성 구성 개수를 줄일 수 있다.

도 24를 참조하면, 터치 센싱 회로(120)는, 2가지 이상의 주파수 중 1가지 주파수의 터치 구동 신호(TDS)를 생성하는 신호 생성부(2330)와, 신호 생성부(2330)에서 생성된 터치 구동 신호(TDS)를 다른 주파수의 터치 구동 신호(TDS)로 변환하는 신호 변환부(2400)를 더 포함할 수 있다.

위에서 언급한 신호 변환부(2400)는 주파수 변환기일 수 있다.

전술한 바와 같이, 신호 생성부(2330)가 1가지의 주파수(기준이 되는 주파수)의 터치 구동 신호(TDS)를 생성하고, 신호 변환부(2400)가 다른 주파수의 터치 구동 신호(TDS)를 생성하여, 멀티-주파수 구동을 수행할 수 있게 됨으로써, 신호 생성 구성 개수가 늘어날 수는 있으나, 신호 변환부(2400)만을 추가하게 되면, 단일 주파수만을 사용하는 기존 신호 생성부(2330)를 그대로 활용할 수 있는 장점이 있다.

신호 생성부(2330), 구동부(2310) 및 센싱부(2320)는 별도의 집적회로 또는 별도의 부품으로 구현될 수 있다.

이러한 경우, 신호 생성부(2330)는 파워 집적회로로 구현될 수 있다.

그리고, 구동부(2310)는, 멀티플렉서, 적분기, 아날로그 디지털 컨버터(Analog to Digital Converter) 등을 포함하는 리드-아웃 집적회로(Read-Out IC)로 구현될 수 있으며, 디스플레이 구간 동안 터치 전극(TE)으로 공통 전압을 출력하고 터치 구간 동안 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)를 출력할 수 있다.

또한, 구동부(2310)는 리드-아웃 집적회로(Read-Out IC)의 기능부와 데이터 라인(DL)을 구동하기 위한 데이터 구동부(미도시)를 함께 포함하는 통합형 집적회로로 구현될 수도 있다.

그리고, 센싱부(2320)는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU: Micro Control Unit)으로 구현될 수 있다.

한편, 신호 생성부(2330), 구동부(2310) 및 센싱부(2320) 중 둘 이상은 하나의 집적회로 내에 포함되어 구현될 수 있다.

일 예로서, 신호 생성부(2330)와 구동부(2310)가 하나의 집적회로 또는 하나의 부품 내에 포함되어 구현될 수 있다.

다른 예로서, 신호 생성부(2330), 구동부(2310) 및 센싱부(2320) 모두가 하나의 집적회로 또는 하나의 부품 내에 포함되어 구현될 수도 있다.

전술한 바와 같이, 터치 센싱 회로(120)를 다양한 개수의 집적회로 또는 부품으로 구현함으로써, 중대형 표시 장치, 소형 표시 장치, 또는 모바일 장치 등에 적합한 터치 센싱 회로(120)를 구현할 수 있다.

도 25는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)의 EMI 개선 효과를 나타낸 도면이다.

도 25를 참조하면, 터치 표시 장치(100)가 100 KHz의 단일 주파수를 갖는 터치 구동 신호(TDS)를 이용하여 터치 전극(TE)을 구동하는 경우에 터치 구동 신호(TDS)에 의해 AM(Amplitude Modulation) 주파수 영역(예: 대략 500 KHz ~ 대략 1,605KHz)에서 발생하던 EMI가 멀티-주파수 구동에 의해 제거된 것을 확인할 수 있다.

도 25는, 주파수 별 EMI 신호의 신호 세기를 측정하여, EMI 신호의 측정 상한치(2510)와 측정 평균치(2520)를 주파수 별로 나타낸 그래프이다.

측정 결과, EMI 신호의 측정 상한치(2510)가 AM 주파수 영역에서 EMI 조건을 만족시키기 위한 상한치인 기준 상한치(711)보다 크게 나타나는 지점(도 7의 712, EMI에 해당함)이 없어진 것을 확인할 수 있다.

또한, 측정 결과, EMI 신호의 측정 평균치(2520)가 AM 주파수 영역에서 EMI 조건을 만족시키기 위한 평균치인 기준 평균치(721)보다 크게 나타나는 지점(도 7의 722, EMI에 해당함)이 없어진 것을 확인할 수 있다.

즉, 멀티-주파수 구동을 통해, AM 주파수 영역에서 EMI 신호의 측정 상한치(2510) 및 측정 평균치(2520)가 EMI 조건을 만족시켜줄 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 실시예들에 의하면, EMI(Electro Magnetic Interference) 수준을 개선해줄 수 있는 터치 센싱 방법, 터치 센싱 회로(120) 및 터치 표시 장치(100)를 제공할 수 있다.

아래에서는, 이상에서 설명한 멀티-주파수 구동에 대하여 H-센싱 방식의 관점에서 보다 구체적인 예시들을 도 26 내지 도 46을 참조하여 설명한다.

설명에 앞서 전술한 구동 환경에 대하여 간략하게 정리한다.

전술한 바와 같이, 디스플레이 모드를 위한 디스플레이 구간과 터치 모드를 위한 터치 구간은 시간적으로 분리되어 존재할 때, 즉, 시분할 구동을 수행할 때, 서로 다른 주파수의 터치 구동 신호(TDS)를 이용하는 둘 이상의 단위 터치 구간은, 하나의 터치 구간 내에 포함될 수도 있고, 하나의 터치 구간에 대응될 수 도 있다.

시분할 구동 시 하나의 디스플레이 프레임 구간에는, 하나의 디스플레이 구간과 하나의 터치 구간이 존재할 수도 있고, 둘 이상의 디스플레이 구간과 둘 이상의 터치 구간이 존재할 수도 있다.

하나의 디스플레이 구간과 하나의 터치 구간이 존재하는 경우 V-센싱 방식으로 표시 패널(110)을 구동한다고 하고, 둘 이상의 디스플레이 구간과 둘 이상의 터치 구간이 존재하는 경우 H-센싱 방식으로 표시 패널(110)을 구동한다고 한다.

V-센싱 방식으로 구동하는 경우, 서로 다른 주파수의 터치 구동 신호(TDS)를 이용하는 둘 이상의 단위 터치 구간은 하나의 터치 구간 내에 포함될 수 있다.

H-센싱 방식으로 구동하는 경우, 서로 다른 주파수의 터치 구동 신호(TDS)를 이용하는 둘 이상의 단위 터치 구간은 하나의 터치 구간 내에 포함될 수 있다.

H-센싱 방식으로 구동하는 경우, 서로 다른 주파수의 터치 구동 신호(TDS)를 이용하는 둘 이상의 단위 터치 구간 각각은 하나의 터치 구간에 대응될 수 있다. 즉, 하나의 단위 터치 구간은 하나의 터치 구간과 동일한 개념일 수 있다.

도 26은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 H-센싱 방식으로 구동하는 경우의 구동 예시도이다.

도 26은 하나의 디스플레이 프레임 구간 동안, 디스플레이 구간과 터치 구간을 정의하는 동기화 신호(SYNC)의 파형을 나타낸 도면이다.

도 26을 참조하면, 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 H-센싱 방식으로 구동할 때, 하나의 디스플레이 프레임 구간 동안, 디스플레이 구동과 터치 구동을 교번하여 수행할 수 있다.

도 26에 예시된 H-센싱 방식의 구동 시, 하나의 디스플레이 프레임 구간은, 12개의 디스플레이 구간(DS1, DS2, … , DS12)과 12개의 터치 구간(TS1, TS2, … , TS12)을 포함할 수 있다.

즉, 하나의 디스플레이 프레임 구간은, 디스플레이 구간 DS1, 터치 구간 TS1, 디스플레이 구간 DS2, 터치 구간 TS2, …… , 디스플레이 구간 DS12, 터치 구간 TS12을 순서대로 포함한다.

도 26을 참조하면, 하나의 디스플레이 프레임 구간 동안, 12개의 디스플레이 구간(DS1, DS2, … , DS12)이 모두 진행되고 나면, 화면 전 영역에 이미지가 표시된다.

도 26을 참조하면, 하나의 디스플레이 프레임 구간 동안, 12개의 터치 구간(TS1, TS2, … , TS12)이 모두 진행되고 나면, 화면 전 영역에 대한 터치 센싱 결과를 1차례 또는 2차례 또는 3차례 이상 얻을 수 있다.

즉, 하나의 디스플레이 프레임 구간은, 1개 또는 2개 이상의 터치 프레임 구간을 포함한다고 볼 수 있다.

도 26의 예시의 경우, 디스플레이 구간과 터치 구간이 교번하여 진행하는데, 하나의 디스플레이 구간과 하나의 터치 구간을 포함하는 구간을 LHB 구간이라고 한다.

즉, DS1과 TS1을 합하여 LHB1 구간이라고 하고, DS2과 TS2를 합하여 LHB2 구간이라고 하며, DS3과 TS3을 합하여 LHB3 구간이라고 한다.

이와 같은 방식으로, 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 하나의 디스플레이 프레임 구간 동안 12개의 디스플레이 구간(DS1, DS2, … , DS12)과 12개의 터치 구간(TS1, TS2, … , TS12)을 교번하여 진행할 때, 하나의 디스플레이 프레임 구간은, 12개의 LHB 구간(LHB1, LHB2, … , LHB12)을 포함한다. 이러한 구동을 12 LHB 구동이라고도 한다.

본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 H-센싱 방식으로 멀티-주파수 구동을 수행할 때, 여러 가지의 주파수를 갖는 터치 구동 신호(TDS)를 이용하여 터치 센싱을 위한 구동(터치 구동)을 하는 멀티-주파수 구동은, 하나의 터치 구간 내에서 적용될 수도 있고, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 적용될 수도 있다.

도 27은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 H-센싱 방식으로 멀티-주파수 구동을 수행하는 경우, 한 터치 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용한 예시도이고, 도 28은 한 터치 구간 내에서 싱글-주파수 구동을 적용하고, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용한 예시도이다.

도 27의 예시를 참조하면, 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 H-센싱 방식으로 멀티-주파수 구동을 수행할 때, 디스플레이 구간 DS1과 디스플레이 구간 DS2 사이에 진행되는 하나의 터치 구간(TS1) 내에서 멀티-주파수 구동을 적용하게 되면, 한 터치 구간(TS1) 내에서 사용되는 터치 구동 신호(TDS)는 3개의 주파수(α[KHz], β[KHz], γ[KHz])를 갖는다.

본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 H-센싱 방식으로 멀티-주파수 구동을 수행할 때, 한 터치 구간(TS1) 내에서 멀티-주파수 구동을 적용하게 되면, 한 터치 구간(TS1)은 3개의 단위 터치 구간(UTS)을 갖는다. 여기서, 3개의 단위 터치 구간(UTS)은, 터치 센싱 회로(120)에서 주파수 α[KHz]의 터치 구동 신호(TDS)가 출력되는 단위 터치 구간과, 터치 센싱 회로(120)에서 주파수 β[KHz]의 터치 구동 신호(TDS)가 출력되는 단위 터치 구간과, 터치 센싱 회로(120)에서 주파수 γ[KHz]의 터치 구동 신호(TDS)가 출력되는 단위 터치 구간을 포함한다.

도 27에서는, 한 터치 구간(TS1) 내에서 사용되는 터치 구동 신호(TDS)는 3개의 주파수(α, β, γ)를 갖는 경우를 예시하고 있으나, 한 터치 구간(TS1) 내에서 사용되는 터치 구동 신호(TDS)는 2개의 주파수 또는 4개 이상의 주파수를 갖는 경우일 수도 있다.

도 27의 예시를 참조하여 설명한 바와 같이, 하나의 터치 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용되는 경우, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 둘 이상의 디스플레이 구간(DS1, DS2, … )과 둘 이상의 터치 구간(TS1, TS2, … )이 존재하는 경우, 하나의 디스플레이 프레임 구간 동안 출력되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 개수는, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내 터치 구간 개수 이하일 수도 있지만, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내 터치 구간 개수를 초과하는 경우가 발생할 수도 있다.

이와 같이, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수의 종류를 많게 함으로써, 터치 구동은 다소 복잡해질 수 있지만, EMI 영향은 더욱 많이 줄여줄 수 있다.

도 28의 예시를 참조하면, 한 터치 구간 내에서 한 가지의 주파수를 갖는 터치 구동 신호(TDS)를 이용하는 싱글-주파수 구동을 적용하되, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내 터치 구간들 각각에서 사용되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수가 2가지 이상이 되도록 멀티-주파수 구동을 적용할 수도 있다.

이 경우, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동이 적용된다고 한다.

도 28의 예시에 따르면, 디스플레이 구간 DS1과 디스플레이 구간 DS2 사이에 진행되는 하나의 터치 구간(TS1) 내에서는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수가 1가지(α[KHz])이다. 즉, 하나의 터치 구간(TS1)에서는 싱글-주파수 구동이 수행된다.

하지만, 다른 터치 구간(TS2, TS3, … , TS12 중 적어도 하나)에서는 터치 구간 TS1에서 사용된 터치 구동 신호(TDS)의 주파수(α[KHz])와는 다른 주파수의 터치 구동 신호(TDS)를 이용하여 구동될 수 있다.

도 28을 참조하여 설명한 바와 같이, 각 터치 구간 내에서 1가지의 주파수를 갖는 터치 구동 신호(TDS)를 이용하여 구동(싱글-주파수 구동)을 수행하되, 다수의 터치 구간(TS1, TS2, … )을 포함하는 하나의 디스플레이 프레임 구간 내 2가지 이상의 주파수를 갖는 터치 구동 신호(TDS)를 이용하여 구동(멀티-주파수 구동)을 수행하는 경우, 즉, 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동이 적용되는 경우에는, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 사용되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 개수(주파수 종류의 개수)는, 터치 구간 개수 이하일 수 있다.

즉, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 둘 이상의 디스플레이 구간(DS1, DS2, … )과 둘 이상의 터치 구간(TS1, TS2, … )이 존재하는 경우, 하나의 디스플레이 프레임 구간 동안 터치 센싱 회로(120)에서 출력되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 개수는, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내 터치 구간 개수 이하일 수 있다.

이에 따르면, EMI 영향을 저감시켜주면서도 터치 구동을 효율적으로 수행할 수 있는 이점이 있다.

도 29 내지 도 31은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 H-센싱 방식으로 구동하고, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 하나의 디스플레이 프레임 구간에서 사용되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 패턴의 3가지 예시도이다.

도 26과 같이, 하나의 디스플레이 프레임 구간 동안 12개의 디스플레이 구간(DS1, DS2, … , DS12)과 12개의 터치 구간(TS1, TS2, … , TS12)을 교번하여 진행하는 12 LHB 구동을 수행하고, 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동이 적용된 경우, 12개의 터치 구간(TS1, TS2, … , TS12)에서 사용되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 패턴은, 디스플레이 프레임 구간을 한 주기로 하여 변하거나, 디스플레이 프레임 구간의 1/M (M은 2 이상의 자연수)을 한 주기로 하여 변할 수 있다.

다시 말해, 도 29에 도시된 바와 같이, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 패턴은 하나의 디스플레이 프레임 구간을 한 주기(주파수 변경의 규칙성이 나타낸 주기)로 하여 변화할 수 있다.

도 29의 예시를 참조하면, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서, 12개의 터치 구간(TS1, TS2, ... , TS12)에서 사용되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수는, a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l일 수 있다.

다음 디스플레이 프레임 구간 내에서, 12개의 터치 구간(TS1, TS2, ... , TS12)에서 사용되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수는, a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l일 수 있다.

또 다음 디스플레이 프레임 구간 내에서, 12개의 터치 구간(TS1, TS2, ... , TS12)에서 사용되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수는, a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l일 수 있다.

도 29를 참조하면, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수인 a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l는 모두 다른 값일 수도 있다. 이 경우, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 포함된 12개의 터치 구간(TS1, TS2, … , TS12)에서 사용되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 종류의 개수는, 12개이다.

이와 다르게, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수인 a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l는 모두 다른 값이 아닐 수도 있다. 이 경우, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 포함된 12개의 터치 구간(TS1, TS2, … , TS12)에서 사용되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 종류의 개수는 12개보다 작은 개수일 수 있다.

도 30 및 도 31에 도시된 바와 같이, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 패턴은 하나의 디스플레이 프레임 구간의 1/M (M: 2 이상의 자연수)을 한 주기로 변화할 수 있다.

도 30의 경우, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 패턴은 하나의 디스플레이 프레임 구간의 1/2 (M=2)을 한 주기로 변화할 수 있다.

즉, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 포함된 12개의 터치 구간(TS1, TS2, ... , TS12) 중에서 디스플레이 프레임 구간의 1/2 에 해당하는 6개의 터치 구간마다 사용되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수들(a, b, c, d, e, f)이 규칙적으로 반복된다.

하나의 디스플레이 프레임 구간에 포함된 12개의 터치 구간(TS1, TS2, ... , TS12) 중 앞선 6개의 터치 구간(TS1, … , TS6)에서 사용되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수들은 a, b, c, d, e, f이고, 그 다음에 위치한 6개의 터치 구간(TS7, … , T12)에서 사용되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수들도 a, b, c, d, e, f이다.

도 30을 참조하면, 하나의 디스플레이 프레임 구간에서 포함된 12개의 터치 구간(TS1, TS2, ... , TS12) 중, 앞에 위치한 6개의 터치 구간(TS1, … , TS6)을 그룹 1이라고 하고, 다음에 위치한 6개의 터치 구간(TS7, … , TS12)을 그룹 2라고 하며, 각 그룹은 동일한 주파수들을 반복적으로 사용한다.

도 31의 경우, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 패턴은 하나의 디스플레이 프레임 구간의 1/3 (M=3)을 한 주기로 변화할 수 있다.

즉, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 포함된 12개의 터치 구간(TS1, TS2, ... , TS12) 중에서 디스플레이 프레임 구간의 1/3 에 해당하는 4개의 터치 구간마다 사용되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수들(a, b, c, d)이 규칙적으로 반복된다.

하나의 디스플레이 프레임 구간에 포함된 12개의 터치 구간(TS1, TS2, ... , TS12) 중 앞선 4개의 터치 구간(TS1, … , TS4)에서 사용되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수들은 a, b, c, d 이고, 그 다음에 위치한 4개의 터치 구간(TS5, … , TS8)에서 사용되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수들도 a, b, c, d이다. 그리고 마지막에 위치한 4개의 터치 구간(TS9, … , TS12)에서 사용되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수들도 a, b, c, d이다.

도 31을 참조하면, 하나의 디스플레이 프레임 구간에서 포함된 12개의 터치 구간(TS1, TS2, ... , TS12) 중, 앞에 위치한 4개의 터치 구간(TS1, … , TS4)을 그룹 1이라고 하고, 그 다음에 위치한 4개의 터치 구간(TS5, … , TS8)을 그룹 2라고 하며, 마지막에 위치한 4개의 터치 구간(TS9, … , TS12)을 그룹 3이라고 하고, 각 그룹은 동일한 주파수들을 반복적으로 사용한다.

도 32 및 도 33은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 H-센싱 방식으로 구동하고, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 디스플레이 구간과 터치 구간을 할당하는 예시도들이다.

도 32 및 도 33은, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 포함된 다수의 LHB 구간(예: 도 26의 LHB1, LHB2, … , LHB12) 중 m(m은 1 이상의 자연수)번째 LHB 구간(LHBm)과 n(n은 2 이상의 자연수로서, m보다 큰 자연수)번째 LHB 구간(LHBn)을 나타낸 도면이다.

도 32 및 도 33을 참조하면, m번째 LHB 구간(LHBm)은 m번째 디스플레이 구간(DSm)과 m번째 터치 구간(TSm)을 포함하고, n번째 LHB 구간(LHBn)은 n번째 디스플레이 구간(DSn)과 n번째 터치 구간(TSn)을 포함한다.

도 32 및 도 33을 참조하면, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 포함된 둘 이상의 디스플레이 구간(DSm, DSn)이 m번째 디스플레이 구간(DSm)과 n번째 디스플레이 구간(DSn)을 포함하고, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 포함된 둘 이상의 터치 구간(TSm, TSn)이 m번째 터치 구간(TSm)과 n번째 터치 구간(TSn)을 포함할 수 있다.

m번째 디스플레이 구간(DSm) 이후에 m번째 터치 구간(TSm)이 진행되고, n번째 디스플레이 구간 DSn) 이후에 n번째 터치 구간(TSn)이 진행될 수 있다.

도 32를 참조하면, 둘 이상의 디스플레이 구간(DSm, DSn)의 구간 길이(Tdsm, Tdsn)가 서로 동일할 수 있다. 또한, 둘 이상의 터치 구간(TSm, TSn)의 구간 길이(Ttsm, Ttsn)가 서로 동일할 수 있다.

즉, m번째 디스플레이 구간(DSm)의 구간 길이(Tdsm)와 n번째 디스플레이 구간(DSn)의 구간 길이(Tdsn)가 동일할 수 있다. m번째 터치 구간(TSm)의 구간 길이(Ttsm)와 n번째 터치 구간(TSn)의 구간 길이(Ttsn)가 동일할 수 있다.

도 32를 참조하면, LHB 구간 길이는 서로 동일할 수 있다. 즉, m번째 디스플레이 구간(DSm)의 구간 길이(Tdsm)와 m번째 터치 구간(TSm)의 구간 길이(Ttsm)의 합(Tdsm+Ttsm)은, n번째 디스플레이 구간(DSn)의 구간 길이(Tdsn)와 n번째 터치 구간(TSn)의 구간 길이(Ttsn)의 합 (Tdsn+Ttsn)과 동일할 수 있다.

도 33을 참조하면, 둘 이상의 디스플레이 구간(DSm, DSn)의 구간 길이(Tdsm, Tdsn)가 서로 다를 수 있다. 또한, 둘 이상의 터치 구간(TSm, TSn)의 구간 길이(Ttsm, Ttsn)가 서로 다를 수 있다.

즉, m번째 디스플레이 구간(DSm)의 구간 길이(Tdsm)와 n번째 디스플레이 구간(DSn)의 구간 길이(Tdsn)가 다를 수 있다. m번째 터치 구간(TSm)의 구간 길이(Ttsm)와 n번째 터치 구간(TSn)의 구간 길이(Ttsn)가 다를 수 있다.

도 33을 참조하면, 둘 이상의 디스플레이 구간(DSm, DSn)의 구간 길이(Tdsm, Tdsn)가 서로 다르고, 둘 이상의 터치 구간(TSm, TSn)의 구간 길이(Ttsm, Ttsn)가 서로 다르더라도, LHB 구간 길이는 서로 동일할 수 있다.

즉, m번째 디스플레이 구간(DSm)의 구간 길이(Tdsm)와 m번째 터치 구간(TSm)의 구간 길이(Ttsm)의 합(Tdsm+Ttsm)은, n번째 디스플레이 구간(DSn)의 구간 길이(Tdsn)와 n번째 터치 구간(TSn)의 구간 길이(Ttsn)의 합 (Tdsn+Ttsn)과 동일할 수 있다.

전술한 구간 할당 및 구간 길이의 특징을 정리하면 다음과 같다.

도 32에 도시된 바와 같이, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 둘 이상의 디스플레이 구간(DSm, DSn, … )과 둘 이상의 터치 구간(TSm, TSn, … )이 존재하는 경우, 둘 이상의 디스플레이 구간(DSm, DSn, … ) 각각의 구간 길이(Tdsm, Tdsn, … )는 서로 동일할 수 있다.

도 33에 도시된 바와 같이, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 둘 이상의 디스플레이 구간(DSm, DSn, … )과 둘 이상의 터치 구간(TSm, TSn, … )이 존재하는 경우, 둘 이상의 디스플레이 구간(DSm, DSn) 중 적어도 하나의 디스플레이 구간(DSm)의 구간 길이(Tdsm)는 다른 디스플레이 구간(DSn)의 구간 길이(Tdsn)와 다를 수 있다.

도 32에 도시된 바와 같이, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 둘 이상의 디스플레이 구간(DSm, DSn, … )과 둘 이상의 터치 구간(TSm, TSn, … )이 존재하는 경우, 둘 이상의 터치 구간(TSm, TSn, … ) 각각의 구간 길이(Ttsm, Ttsn, … )는 서로 동일할 수 있다.

도 33에 도시된 바와 같이, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 둘 이상의 디스플레이 구간(DSm, DSn, … )과 둘 이상의 터치 구간(TSm, TSn, … )이 존재하는 경우, 둘 이상의 터치 구간(TSm, TSn, … ) 중 적어도 하나의 터치 구간(TSm)의 구간 길이(Ttsm)는 다른 터치 구간(TSn)의 구간 길이(Ttsn)와 다를 수 있다.

도 34는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 H-센싱 방식으로 구동하고, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 싱글-주파수 구동이 되는 터치 구간(TS1)에서 터치 전극(TE)에 인가되는 신호 파형에 대한 예시도이고, 도 35는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 H-센싱 방식으로 구동하고, 한 터치 구간(TS1) 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 멀티-주파수 구동이 되는 터치 구간(TS1)에서 터치 전극(TE)에 인가되는 신호 파형에 대한 예시도이다.

도 34를 참조하면, 한 터치 구간(TS1)에서는 싱글-주파수 구동을 하고, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 터치 구간(TS1) 동안, 정해진 주파수를 갖는 터치 구동 신호(TDS)가 적어도 하나의 터치 전극(TE)에 인가된다.

터치 구간(TS1) 동안, 터치 구동 신호(TDS)가 인가되기 이전에, 1개 이상의 프리-더미 펄스(PRE)와 1개 이상의 세팅 펄스(SET)가 인가될 수 있다.

터치 전극(TE)은, 디스플레이 구간(DS1) 동안 DC 전압에 해당하는 공통 전압이 인가되고, 터치 구간(TS1) 동안 펄스 신호 타입의 터치 구동 신호(TDS)가 인가된다. 여기서, 펄스 신호 타입의 터치 구동 신호(TDS)의 하이 레벨 전압은 공통 전압보다 높은 전압이다.

따라서, 디스플레이 구간(DS1) 이후 터치 구간(TS1)이 시작할 때, 터치 전극(TE)은, 디스플레이 구간(DS1) 동안 인가되었던 공통 전압 때문에, 신속한 타이밍에, 터치 구동 신호(TDS)에 해당하는 전압 상태가 되지 못할 수 있다.

이에 따라, 터치 구간(TS1)에서는, 앞선 디스플레이 구간(DS1)의 영향으로 인해, 정확한 센싱값을 얻지 못할 수 있다.

이러한 문제점을 개선해주기 위하여, 즉, 터치 센싱 안정화를 위하여, 터치 구간(TS1)에서 터치 구동 신호(TDS)가 인가되기 이전에, 1개 이상의 프리-더미 펄스(PRE)가 인가될 수 있다.

한편, 1개 이상의 프리-더미 펄스(PRE)는 터치 구간(TS1)의 시작 지점에 적어도 하나의 터치 전극(TE)에 인가될 수도 있고, 터치 구간(TS1)의 바로 직전에 적어도 하나의 터치 전극(TE)에 인가될 수도 있다.

또한, 터치 구간(TS1)에서 터치 구동 신호(TDS)가 인가되기 이전에, 1개 이상의 세팅 펄스(SET)가 적어도 하나의 터치 전극(TE)에 인가될 수 있다.

여기서, 1개 이상의 세팅 펄스(SET)는, 따라오는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수를 알려주는 역할을 할 수 있다.

따라서, 1개 이상의 세팅 펄스(SET)에서 터치 구동 신호(TDS)의 펄스들까지는, 동일한 주파수(a [KHz])를 갖는다.

1개 이상의 프리-더미 펄스(PRE)는, 1개 이상의 세팅 펄스(SET)와 터치 구동 신호(TDS)의 펄스들과 동일한 주파수를 가질 수도 있고, 다른 주파수를 가질 수도 있다.

도 35에서는, 한 터치 구간(TS1) 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 멀티-주파수 구동이 되는 1개의 터치 구간(TS1) 동안, 2가지 주파수(a1, a2)를 갖는 터치 구동 신호(TDS)가 적어도 하나의 터치 전극(TE)에 인가되는 것으로 예를 든다.

즉, 1개의 터치 구간(TS1) 동안, 주파수 a1을 갖는 터치 구동 신호(TDS)가 적어도 하나의 터치 전극(TE)에 인가되고, 이후, 주파수 a2를 갖는 터치 구동 신호(TDS)가 적어도 하나의 해당 터치 전극(TE)에 인가된다.

디스플레이 구간(DS1)이 끝나면 이후 진행되는 터치 구간(TS1)이 디스플레이 구간(DS1)의 영향을 받지 않도록, 터치 구간(TS1) 동안, 주파수 a1을 갖는 터치 구동 신호(TDS)가 인가되기 이전에, 1개 이상의 프리-더미 펄스(PRE)가 적어도 하나의 터치 전극(TE)에 인가될 수 있다.

1개 이상의 프리-더미 펄스(PRE)는 터치 구간(TS1)의 시작 지점에 적어도 하나의 터치 전극(TE)에 인가될 수도 있고, 터치 구간(TS1)의 바로 직전에 적어도 하나의 터치 전극(TE)에 인가될 수도 있다.

또한, 터치 구간(TS1) 동안, 주파수 a1을 갖는 터치 구동 신호(TDS)가 인가되기 이전에, 1개 이상의 세팅 펄스(SET)가 적어도 하나의 터치 전극(TE)에 인가될 수 있다.

여기서, 1개 이상의 세팅 펄스(SET)는, 따라오는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 a1을 알려주는 역할을 할 수 있다.

터치 구간(TS1) 동안, 주파수 a1을 갖는 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 이후, 1개 이상의 세팅 펄스(SET)가 적어도 하나의 해당 터치 전극(TE)에 인가되고, 이후, 주파수 a2를 갖는 터치 구동 신호(TDS)가 적어도 하나의 해당 터치 전극(TE)에 인가될 수 있다.

여기서, 주파수 a2를 갖는 터치 구동 신호(TDS)에 앞서서, 해당 터치 전극(TE)에 인가된 1개 이상의 세팅 펄스(SET)는, 따라오는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수 a2를 알려주는 역할을 할 수 있다.

도 35를 참조하면, 주파수 a1, a2는 동일한 주파수일 수도 있고 서로 다른 주파수일 수도 있다.

주파수 a1, a2가 동일한 주파수이더라도, 주파수 a1를 갖는 터치 구동 신호(TDS)와 주파수 a2를 갖는 터치 구동 신호(TDS) 사이에 존재하는 세팅-펄스(SET)에 의해, 주파수 a1를 갖는 터치 구동 신호(TDS)와 주파수 a2를 갖는 터치 구동 신호(TDS)는 서로 구분될 수 있다.

도 36a는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 H-센싱 방식으로 구동하고, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 싱글-주파수 구동이 되는 터치 구간에서 펄스 인가 기간과 휴지 기간(펄스 미 인가 기간)을 나타낸 도면이다.

한 터치 구간 동안, 터치 구동 신호(TDS)에 해당하는 펄스들이 센싱 회로(120)에서 실제로 출력되는 기간은, 터치 구간의 구간 길이와 대응될 수도 있지만, 도 36a에 도시된 바와 같이, 터치 구간의 구간 길이보다 훨씬 짧을 수도 있다.

터치 구간 동안, 터치 구동 신호(TDS)에 해당하는 펄스들이 터치 센싱 회로(120)에서 실제로 출력되지 않는 기간을 휴지 기간(Tp1-1, Tp1-2, Tp2-1, Tp2-2)이라고 한다.

이러한 휴지 기간( Tp1-1, Tp1-2, Tp2-1, Tp2-2)은 서로 동일할 수도 있고 서로 다를 수 있다.

도 36a를 참조하면, 2개의 디스플레이 구간 사이에 존재하는 제 1 터치 구간(TS1) 내의 터치 구동 신호(TDS)는 둘 이상의 펄스들(제1 펄스, … , 마지막 펄스)을 포함할 수 있으며, 이 펄스들은 제 1 주파수(a)로 구동된다.

다른 2개의 디스플레이 구간 사이에 존재하는 제2 터치 구간(TS2) 내의 터치 구동 신호(TDS)는 둘 이상의 펄스들(제1 펄스, … , 마지막 펄스)을 포함할 수 있으며, 이 펄스들은 제 2 주파수(b)로 구동된다,

제1 터치 구간(TS1)에는, 제1 터치 구간(TS1) 내의 터치 구동 신호(TDS)의 마지막 펄스가 끝나는 시점부터 제1 터치 구간(TS1)이 끝나는 시점으로 정의되는 제1 휴지기간(Tp1-2)과, 제1 터치 구간(TS1)이 시작되는 시점부터 제1 터치 구간(TS1) 내의 터치 구동 신호(TDS)의 제1 펄스가 시작되는 시점으로 정의되는 제1 휴지기간(Tp1-1) 중 하나 이상이 존재할 수 있다.

제2 터치 구간(TS2)에는, 제2 터치 구간(TS2) 내의 터치 구동 신호(TDS)의 마지막 펄스가 끝나는 시점부터 제2 터치 구간(TS2)이 끝나는 시점으로 정의되는 제2 휴지기간(Tp2-1)과, 제 2 터치 구간(TS2)이 시작되는 시점부터 제2 터치 구간(TS2) 내의 터치 구동 신호(TDS)의 제1 펄스가 시작되는 시점으로 정의되는 제2 휴지기간(Tp2-2) 중 하나 이상이 존재할 수 있다.

제1 터치 구간(TS1)에서 터치 구동 신호(TDS)의 펄스들의 앞에 오는 제1 휴지기간(Tp1-1)과 제2 터치 구간(TS2)에서 터치 구동 신호(TDS)의 펄스들의 앞에 오는 제2 휴지 기간(Tp2-1)은 그 길이가 서로 동일할 수도 있지만, 다를 수도 있다.

제1 터치 구간(TS1)에서 터치 구동 신호(TDS)의 펄스들의 뒤에 오는 제1 휴지기간(Tp1-2)과 제2 터치 구간(TS2)에서 터치 구동 신호(TDS)의 펄스들의 뒤에 오는 제2 휴지 기간(Tp2-2)은 그 길이가 서로 동일할 수도 있지만, 다를 수도 있다.

도 36b를 참조하여 단위 터치 구간 개념으로 다시 설명하면, 서로 다른 주파수의 터치 구동 신호(TDS)를 이용하는 둘 이상의 단위 터치 구간 각각에서, 터치 구동 신호(TDS)가 미 출력되는 휴지 기간(Tp1-1, Tp1-2, Tp2-1, Tp2-2)이 존재할 수 있으며, 둘 이상의 단위 터치 구간 각각에서의 휴지 기간(Tp1-1, Tp1-2, Tp2-1, Tp2-2)의 길이는 서로 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다.

도 36b는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)에서 하나의 터치 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 동일 터치 구간 또는 다른 터치 구간에 포함된 2개의 단위 터치 구간(UTS1, UTS2) 간의 펄스 인가 기간과 휴지 기간(펄스 미 인가 기간)을 나타낸 도면이다.

도 36b를 참조하면, 제 1 단위 터치 구간(UTS1) 내의 터치 구동 신호(TDS)는 둘 이상의 펄스들(제1 펄스, … , 마지막 펄스)을 포함할 수 있으며, 이 펄스들은 제 1 주파수(c)로 구동된다.

제2 단위 터치 구간(UTS2) 내의 터치 구동 신호(TDS)는 둘 이상의 펄스들(제1 펄스, … , 마지막 펄스)을 포함할 수 있으며, 이 펄스들은 제 2 주파수(d)로 구동된다,

제1 단위 터치 구간(UTS1)에는, 제1 단위 터치 구간(UTS1) 내의 터치 구동 신호(TDS)의 마지막 펄스가 끝나는 시점부터 제1 단위 터치 구간(UTS1)이 끝나는 시점으로 정의되는 제1 휴지기간(Tp1-2)과, 제1 단위 터치 구간(UTS1)이 시작되는 시점부터 제1 단위 터치 구간(UTS1) 내의 터치 구동 신호(TDS)의 제1 펄스가 시작되는 시점으로 정의되는 제1 휴지기간(Tp1-1) 중 하나 이상이 존재할 수 있다.

제2 단위 터치 구간(UTS2)에는, 제2 단위 터치 구간(UTS2) 내의 터치 구동 신호(TDS)의 마지막 펄스가 끝나는 시점부터 제2 단위 터치 구간(UTS2)이 끝나는 시점으로 정의되는 제2 휴지기간(Tp2-2), 제 2 단위 터치 구간(UTS2)이 시작되는 시점부터 제2 단위 터치 구간(UTS2) 내의 터치 구동 신호(TDS)의 제1 펄스가 시작되는 시점으로 정의되는 제2 휴지기간(Tp-1) 중 하나 이상이 존재할 수 있다.

제2 단위 터치 구간(UTS1)에서 터치 구동 신호(TDS)의 펄스들의 앞에 오는 제1 휴지기간(Tp1-1)과 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 터치 구동 신호(TDS)의 펄스들의 앞에 오는 제2 휴지 기간(Tp2-1)은 그 길이가 서로 동일할 수도 있지만, 다를 수도 있다.

제2 단위 터치 구간(UTS1)에서 터치 구동 신호(TDS)의 펄스들의 뒤에 오는 제1 휴지기간(Tp1-2)과 제2 단위 터치 구간(UTS2)에서 터치 구동 신호(TDS)의 펄스들의 뒤에 오는 제2 휴지 기간(Tp2-2)은 그 길이가 서로 동일할 수도 있지만, 다를 수도 있다.

여기서, 단위 터치 구간이란, 터치 구동 신호(TDS)의 주파수가 동일한 구간을 의미한다. 하나의 터치 구간 내에서, 1개의 단위 터치 구간만 존재 할 수도 있으며, 2개 이상의 단위 터치 구간이 존재할 수도 있다.

전술한 터치 구간에서의 휴지 기간은, 디스플레이 성능 및 효율과, 터치 센싱 성능 및 효율을 위하여, 다양하게 활용될 수 있다.

도 37 내지 도 40은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 H-센싱 방식으로 구동하고, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 싱글-주파수 구동이 되는 터치 구간에서의 휴지 기간(펄스 미 인가 기간)의 활용 예시도들이다.

도 37은 터치 구간에서의 휴지 기간을 디스플레이 구간에 활용하는 경우를 나타낸 도면이고, 도 38 내지 도 40은 터치 구간에서의 휴지 기간을 터치 구간에 활용하는 경우를 나타낸 도면들이다.

도 37을 참조하면, 각 터치 구간(TS1, TS2, …)에서 터치 구동 신호(TDS)의 미 출력 기간에 해당하는 휴지 기간(Tp1, Tp2, …)은, 디스플레이 구동에 활용될 수 있다.

이에 따라, 각 터치 구간(TS1, TS2, …)에서 터치 구동 신호(TDS)의 미 출력 기간에 해당하는 휴지 기간(Tp1, Tp2, …)은, 디스플레이 구간(DS2, DS3, …)으로 편입됨으로써, 디스플레이 구간(DS2, DS3, …)을 더욱 길게 확보해줄 수 있다.

이와 같이, 터치 구간에서의 휴지 기간을 디스플레이 구동에 활용하면, 고해상도의 표시 패널(110)을 구동하는데 도움을 줄 수 있고, 디스플레이 성능도 향상시켜줄 수 있다.

각 터치 구간(TS1, TS2, …)에서 터치 구동 신호(TDS)의 미 출력 기간에 해당하는 휴지 기간(Tp1, Tp2, …)이 서로 동일한 경우, 휴지 기간(Tp1, Tp2, …)의 길이에 대응되도록 길게 확보된 디스플레이 구간(DS2, DS3, …)도 서로 동일할 수도 있다.

각 터치 구간(TS1, TS2, …)에서 터치 구동 신호(TDS)의 미 출력 기간에 해당하는 휴지 기간(Tp1, Tp2, …)이 서로 다른 경우, 휴지 기간(Tp1, Tp2, …)의 길이에 대응되도록 길게 확보된 디스플레이 구간(DS2, DS3, …)이 길어질 수 있다.

따라서, 각 디스플레이 구간(DS1, DS2, … )의 구간 길이(Tds1, Tds2)는 서로 다를 수 있다.

도 38을 참조하면, 각 터치 구간(TS1, TS2, …)에서 터치 구동 신호(TDS)의 미 출력 기간에 해당하는 휴지 기간(Tp1, Tp2, …)은 터치 센싱 동작과 관련된 다른 기능을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 터치 센싱 동작은, 터치 로우 데이터(Touch Raw Data)와 관련된 프로세스를 수행하기 위한 동작일 수 있다.

예를 들어, 각 터치 구간(TS1, TS2, …)에서 터치 구동 신호(TDS)의 미 출력 기간에 해당하는 휴지 기간(Tp1, Tp2, …)은, 터치 센싱 값의 오차를 발생시킬 수 있는 노이즈를 측정하는 시간으로 활용될 수 있다.

이에 따라, 각 터치 구간(TS1, TS2, …)에서 터치 구동 신호(TDS)의 미 출력 기간에 해당하는 휴지 기간(Tp1, Tp2, …)은 제거되고, 각 터치 구간(TS1, TS2, …) 각각의 구간 길이는 짧아질 수 있다.

각 휴지 기간(Tp1, Tp2, …)의 길이가 서로 다른 경우, 각 터치 구간(TS1, TS2, …)의 구간 길이(Tts1, Tts2, …)는 서로 다를 수 있다.

도 39를 참조하면, 각 터치 구간(TS1, TS2, …)에서 터치 구동 신호(TDS)의 미 출력 기간에 해당하는 휴지 기간(Tp1, Tp2, …)은, 터치 센싱 정확도를 향상시키기 위하여 이용될 수 있다.

이 경우, 각 터치 구간(TS1, TS2, …)의 구간 길이(Tts1, Tts2)는 줄어들지 않고 유지될 수 있다.

도 40을 참조하면, 터치 센싱 회로(120)에서 보다 멀리 위치하는 터치 전극(TEa)은 더욱 긴 신호 라인(Sla)을 통해 터치 구동 신호(TDS)를 인가받고, 터치 센싱 회로(120)에서 보다 가깝게 위치하는 터치 전극(TEb)은 상대적으로 짧은 신호 라인(SLb)을 통해 터치 구동 신호(TDS)을 인가받는다.

신호 라인 길이는 신호 전달 상의 로드(Load)로 작용하여 센싱 정확도에 영향을 끼치는 요인이 될 수 있다.

신호 라인 길이 편차로 인한 로드 편차 때문에, 터치 센싱 회로(120)에서 보다 멀리 위치하는 터치 전극(TEa)에 실제로 인가되는 터치 구동 신호(TDS)는, 터치 센싱 회로(120)에서 보다 가깝게 위치하는 터치 전극(TEb)에 실제로 인가되는 터치 구동 신호(TDS)보다, 라이징 타임 및 폴링 타임이 길어져서 신호 파형이 더욱 많이 왜곡될 수 있다.

이로 인해, 터치 전극 위치에 따른 센싱 정확도의 저하가 발생할 수 있다.

따라서, 터치 센싱 회로(120)에서 터치 전극(TE)까지의 거리(즉, 신호 라인 길이)를 고려하여, 터치 센싱 회로(120)는, 신호 라인 길이가 더욱 긴 터치 전극(Tea)을 구동하는 터치 구간(TS2) 동안, 터치 구동 신호(TDS)의 미 출력 기간에 해당하는 휴지 기간(Tp2)에는 터치 구동 신호(TDS)의 역할을 하는 1개 이상의 추가 펄스를 더 출력할 수 있다.

터치 센싱 회로(120)는, 신호 라인 길이가 더욱 긴 터치 전극(Tea)을 구동하는 터치 구간(TS2) 동안, 해당 터치 전극(TE)에 대한 신호 전달 경로의 길이(터치 센싱 회로(120)에서 터치 전극(TE)까지의 거리, 또는 신호 라인 길이)가 길면 길수록, 해당 터치 전극(TE)을 구동하는 터치 구간에서의 휴지 기간에서는 더욱 많은 개수의 추가 펄스를 더 출력할 수 있다.

터치 구동 신호(TDS)의 역할을 하는 추가 펄스로 인해, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 디스플레이 모드를 위한 둘 이상의 디스플레이 구간과 터치 모드를 위한 둘 이상의 터치 구간이 존재하는 경우, 둘 이상의 터치 구간 중 적어도 하나의 터치 구간에서 터치 구동 신호(TDS)의 펄스 개수가 다른 터치 구간에서 터치 구동 신호(TDS)의 펄스 개수와 다를 수 있다.

도 26 내지 도 40에서는, 12 LHB 구동을 기본으로 하여, 멀티-주파수 구동 방식에 대하여 설명하였다. 멀티-주파수 구동 방식은, 12 LHB 구동은 물론, 다양한 LHB 구동에도 이용될 수 있다.

도 41은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 H-센싱 방식으로 구동하는 경우의 다른 구동 예시도이며, 도 42는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 도 41과 같이 구동하는 경우, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 싱글-주파수 구동이 되는 각 터치 구간에서 사용 주파수 종류를 나타낸 도면이다.

도 41을 참조하면, 터치 표시 장치(100)는 H-센싱 방식으로 구동할 때, 하나의 디스플레이 프레임 구간 동안, 3개의 디스플레이 구간(DS1, DS2, DS3)과 3개의 터치 구간(TS1, TS2, TS3)이 진행되는 3 LHB 구동을 수행할 수 있다.

이 경우, 도 42에 도시된 바와 같이, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 포함된 3개의 터치 구간(TS1, TS2, TS3)에서 터치 구동에 이용되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수는 3가지 또는 2가지일 수 있다.

도 42에 예시된 5가지의 사용 주파수 세트 이외에도, 주파수 순서, 주파수 종류 등을 다양하게 변경하여 더 많은 사용 주파수 세트를 만들 수 있을 것이다.

도 43은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 H-센싱 방식으로 구동하는 경우의 또 다른 구동 예시도이다. 도 44는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 도 43과 같이 구동하는 경우, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 싱글-주파수 구동이 되는 각 터치 구간에서 사용 주파수 종류를 나타낸 도면이다.

도 43을 참조하면, 터치 표시 장치(100)는 H-센싱 방식으로 구동할 때, 하나의 디스플레이 프레임 구간 동안, 4개의 디스플레이 구간(DS1, DS2, DS3, DS4)과 4개의 터치 구간(TS1, TS2, TS3, TS4)이 진행되는 4 LHB 구동을 수행할 수 있다.

이 경우, 도 44에 도시된 바와 같이, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 포함된 4개의 터치 구간(TS1, TS2, TS3, TS4)에서 터치 구동에 이용되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수는 4가지 또는 3가지 또는 2가지일 수 있다.

도 44에 예시된 6가지의 사용 주파수 세트 이외에도, 주파수 순서, 주파수 종류 등을 다양하게 변경하여 더 많은 사용 주파수 세트를 만들 수 있을 것이다.

도 45는 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 H-센싱 방식으로 구동하는 경우의 또 다른 구동 예시도이다. 도 46은 본 실시예들에 따른 터치 표시 장치(100)가 도 45와 같이 구동하는 경우, 하나의 디스플레이 프레임 구간 내에서 멀티-주파수 구동을 적용할 때, 싱글-주파수 구동이 되는 각 터치 구간에서 사용 주파수 종류를 나타낸 도면이다.

도 45을 참조하면, 터치 표시 장치(100)는 H-센싱 방식으로 구동할 때, 하나의 디스플레이 프레임 구간 동안, 5개의 디스플레이 구간(DS1, DS2, DS3, DS4, DS5)과 5개의 터치 구간(TS1, TS2, TS3, TS4, TS5)이 진행되는 5 LHB 구동을 수행할 수 있다.

이 경우, 도 46에 도시된 바와 같이, 하나의 디스플레이 프레임 구간에 포함된 5개의 터치 구간(TS1, TS2, TS3, TS4, TS5)에서 터치 구동에 이용되는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수는 5가지 또는 4가지 또는 3가지 또는 2가지일 수 있다.

도 46에 예시된 5가지의 사용 주파수 세트 이외에도, 주파수 순서, 주파수 종류 등을 다양하게 변경하여 더 많은 사용 주파수 세트를 만들 수 있을 것이다.

본 실시예들에 의하면, 터치 구간에서 EMI 수준을 개선해주면서도 불필요한 기생 캐패시턴스의 발생을 방지해줄 수 있는 터치 센싱 방법, 터치 센싱 회로(120) 및 터치 표시 장치(100)를 제공할 수 있다.

본 실시예들에 의하면, EMI 개선을 가능하게 하는 멀티-주파수 구동 방식의 터치 구동을 수행할 수 있는 터치 센싱 방법, 터치 센싱 회로(120) 및 터치 표시 장치(100)를 제공할 수 있다.

이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 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 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 터치 표시 장치
110: 표시 패널
120: 터치 센싱 회로
2310: 구동부
2320: 센싱부
2330: 신호 생성부
2400: 신호 변환부

Claims

다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치되고, 상기 다수의 데이터 라인 및 상기 다수의 게이트 라인에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀이 배열된 표시 패널을 포함하고, 영상 표시를 위한 디스플레이 모드와 터치 센싱을 위한 터치 모드를 포함하는 2가지 동작 모드를 갖는 터치 표시 장치에 있어서,
상기 표시 패널에 내장된 다수의 터치 전극; 및
상기 다수의 터치 전극 중 적어도 하나를 순차적으로 구동하기 위한 펄스 타입의 터치 구동 신호를 출력하여 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱하는 터치 센싱 회로를 포함하고,
상기 터치 센싱 회로에서 출력되는 터치 구동 신호는 주파수가 가변 되는 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
동일한 주파수의 터치 구동 신호가 출력되는 단위 터치 구간이 둘 이상 존재하고, 상기 둘 이상의 단위 터치 구간 각각에서 출력되는 터치 구동 신호의 주파수가 서로 다른 터치 표시 장치.
제2항에 있어서,
상기 둘 이상의 단위 터치 구간 각각의 구간 길이가 서로 다른 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
터치 센싱을 위한 구간 내에서, 상기 터치 구동 신호에 해당하는 펄스들의 앞과 뒤 중 하나 이상에 펄스들이 미 출력되는 휴지 기간이 존재하는 터치 표시 장치.
제4항에 있어서,
터치 센싱을 위한 각 구간에서, 상기 휴지 기간의 길이는 서로 다른 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 디스플레이 모드를 위한 디스플레이 구간과 상기 터치 모드를 위한 터치 구간은 시간적으로 분리되어 교번하여 진행되고,
하나의 터치 구간에서 출력되는 터치 구동 신호의 주파수는 2가지 이상인 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 디스플레이 모드를 위한 디스플레이 구간과 상기 터치 모드를 위한 터치 구간은 시간적으로 분리되어 교번하여 진행되고,
제1 터치 구간에서 출력되는 터치 구동 신호의 주파수와, 제2 터치 구간에서 출력되는 터치 구동 신호의 주파수는 다른 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
하나의 디스플레이 프레임 구간에 하나의 디스플레이 구간과 하나의 터치 구간이 존재하는 경우,
하나의 터치 구간에서 출력되는 터치 구동 신호의 주파수가 2가지 이상인 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
하나의 디스플레이 프레임 구간에 둘 이상의 디스플레이 구간과 둘 이상의 터치 구간이 존재하는 경우,
하나의 터치 구간에서 출력되는 터치 구동 신호의 주파수는 2가지 이상인 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
하나의 디스플레이 프레임 구간에 둘 이상의 디스플레이 구간과 둘 이상의 터치 구간이 존재하는 경우,
하나의 터치 구간에서 출력되는 터치 구동 신호의 주파수는 1가지이되, 한 디스플레이 프레임 구간에서 출력되는 터치 구동 신호의 주파수는 2가지 이상인 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 디스플레이 모드를 위한 둘 이상의 디스플레이 구간이 m번째 디스플레이 구간과 n번째 디스플레이 구간을 포함하고,
상기 터치 모드를 위한 둘 이상의 터치 구간이 m번째 터치 구간과 n번째 터치 구간을 포함하며,
상기 m번째 디스플레이 구간 이후에 상기 m번째 터치 구간이 진행되고,
상기 n번째 디스플레이 구간 이후에 상기 n번째 터치 구간이 진행되며,
상기 m번째 디스플레이 구간의 구간 길이와 상기 m번째 터치 구간의 구간 길이의 합은,
상기 n번째 디스플레이 구간의 구간 길이와 상기 n번째 터치 구간의 구간 길이의 합과 동일한 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
하나의 디스플레이 프레임 구간에 디스플레이 모드를 위한 둘 이상의 디스플레이 구간과 터치 모드를 위한 둘 이상의 터치 구간이 존재하는 경우,
상기 둘 이상의 디스플레이 구간 중 적어도 하나의 디스플레이 구간의 구간 길이는 다른 디스플레이 구간의 구간 길이와 다른 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
하나의 디스플레이 프레임 구간에 디스플레이 모드를 위한 둘 이상의 디스플레이 구간과 터치 모드를 위한 둘 이상의 터치 구간이 존재하는 경우,
상기 둘 이상의 터치 구간 중 적어도 하나의 터치 구간의 구간 길이는 다른 터치 구간의 구간 길이와 다른 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
하나의 디스플레이 프레임 구간에 디스플레이 모드를 위한 둘 이상의 디스플레이 구간과 터치 모드를 위한 둘 이상의 터치 구간이 존재하는 경우,
상기 둘 이상의 터치 구간 중 적어도 하나의 터치 구간에서 상기 터치 구동 신호의 펄스 개수가 다른 터치 구간에서 상기 터치 구동 신호의 펄스 개수와 다른 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
하나의 디스플레이 프레임 구간에 디스플레이 모드를 위한 둘 이상의 디스플레이 구간과 터치 모드를 위한 둘 이상의 터치 구간이 존재하는 경우,
상기 하나의 디스플레이 프레임 구간 동안 출력되는 터치 구동 신호의 주파수 개수는,
상기 하나의 디스플레이 프레임 구간 내 터치 구간 개수 이하인 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
하나의 디스플레이 프레임 구간에 디스플레이 모드를 위한 둘 이상의 디스플레이 구간과 터치 모드를 위한 둘 이상의 터치 구간이 존재하는 경우,
상기 하나의 디스플레이 프레임 구간 동안 출력되는 터치 구동 신호의 주파수 개수는,
상기 하나의 디스플레이 프레임 구간 내 터치 구간 개수를 초과하는 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 다수의 터치 전극 중 적어도 하나에 상기 터치 구동 신호가 인가되는 동안,
상기 다수의 데이터 라인의 전체 또는 일부로 상기 터치 구동 신호 또는 상기 터치 구동 신호의 주파수 및 위상이 대응되는 신호가 인가되거나,
상기 다수의 게이트 라인의 전체 또는 일부로 상기 터치 구동 신호 또는 상기 터치 구동 신호의 주파수 및 위상이 대응되는 신호가 인가되거나,
나머지 터치 전극의 전체 또는 일부로 상기 터치 구동 신호 또는 상기 터치 구동 신호의 주파수 및 위상이 대응되는 신호가 인가되는 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 터치 구동 신호의 주파수 패턴은 하나의 디스플레이 프레임 구간을 한 주기로 하여 변화하는 터치 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 터치 구동 신호의 주파수 패턴은 하나의 디스플레이 프레임 구간의 1/M (M: 2 이상의 자연수)을 한 주기로 변화하는 터치 표시 장치.
다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치되고, 상기 다수의 데이터 라인 및 상기 다수의 게이트 라인에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀이 배열된 표시 패널을 포함하고, 영상 표시를 위한 디스플레이 모드와 터치 센싱을 위한 터치 모드를 포함하는 2가지 동작 모드를 갖는 터치 표시 장치의 터치 센싱 방법에 있어서,
하나의 터치 구간 또는 둘 이상의 터치 구간 동안, 상기 표시 패널에 내장된 다수의 터치 전극 중 적어도 하나를 순차적으로 구동하기 위한 펄스 타입의 터치 구동 신호를 출력하는 터치 구동 단계; 및
상기 다수의 터치 전극 각각에서 캐패시턴스 변화를 검출하여 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱하는 터치 센싱 단계를 포함하고,
상기 터치 구동 단계에서 출력되는 터치 구동 신호의 주파수는 가변 되는 터치 센싱 방법.
다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치되고, 상기 다수의 데이터 라인 및 상기 다수의 게이트 라인에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀이 배열된 표시 패널을 포함하고, 영상 표시를 위한 디스플레이 모드와 터치 센싱을 위한 터치 모드를 포함하는 2가지 동작 모드를 갖는 터치 표시 장치에 포함된 터치 센싱 회로에 있어서,
상기 표시 패널에 내장된 다수의 터치 전극 중 적어도 하나를 순차적으로 구동하기 위한 펄스 타입의 터치 구동 신호를 출력하는 구동부; 및
상기 다수의 터치 전극 각각에서 캐패시턴스 변화를 검출하여 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱하는 센싱부를 포함하고,
상기 구동부에서 출력되는 터치 구동 신호의 주파수는 가변 되는 터치 센싱 회로.
영상 표시를 위한 디스플레이 모드와 터치 센싱을 위한 터치 모드를 포함하는 2가지 동작 모드를 갖는 터치 표시 장치에 포함된 터치 센싱 회로에 있어서,
터치 센싱을 위한 다수의 터치 전극 중 적어도 하나를 순차적으로 구동하기 위한 펄스 타입의 터치 구동 신호를 출력하되,
상기 출력되는 터치 구동 신호의 주파수는 가변 되는 터치 센싱 회로.