KR20210082682A - 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들은 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 터치 센싱 블록과 비터치 블록을 구분하고 각각 서로 다른 구동 비율로 터치 전극을 구동함으로써 터치 센싱의 감도를 유지하면서도 효율적인 소비 전력의 운영이 가능한 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.

Description

터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법{TOUCH CIRCUIT, TOUCH DISPLAY DEVICE, AND TOUCH DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명의 실시예들은 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 디스플레이 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정 디스플레이 장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기 발광 디스플레이 장치(OLED: Organic Light Emitting Diode Display Device)와 같은 여러 가지 디스플레이 장치가 활용되고 있다.
이 중에서, 액정 디스플레이 장치(LCD)는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 영상을 표시한다. 이를 위하여, 액정 디스플레이 장치(LCD)는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열된 액정 디스플레이 패널과, 액정 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다.
액정 디스플레이 패널의 픽셀 어레이에는 다수의 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차되고, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(GL)의 교차부에는 액정셀을 구동하기 위한 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)가 형성된다. 또한, 액정 디스플레이 패널에는 액정셀의 전압을 유지하기 위한 스토리지 커패시터가 형성되며, 액정셀은 픽셀 전극, 공통 전극 및 액정층을 포함한다. 픽셀 전극에 인가되는 데이터 전압과, 공통 전극에 인가되는 공통 전압(VCOM)에 의해 액정셀들의 액정층에는 전계가 형성된다. 이 때, 전계에 의해 액정층을 투과하는 광량이 조절됨으로써 영상이 구현된다.
구동 회로는 게이트 라인(GL)에 게이트 출력 신호를 순차적으로 공급하기 위한 게이트 구동 회로와, 데이터 라인(DL)에 영상 신호(즉, 데이터 전압)를 공급하기 위한 데이터 구동 회로를 포함한다. 데이터 구동 회로는 데이터 라인(DL)을 구동시켜서 액정셀들에 데이터 전압을 공급한다. 게이트 구동 회로는 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동시켜 데이터 전압이 공급되는 디스플레이 패널의 액정셀들을 1 수평 라인씩 선택한다.
게이트 구동 회로는 게이트 신호들을 순차적으로 발생하기 위해, 다수의 스테이지들로 구성된 게이트 쉬프트 레지스터(shift register)를 포함한다. 쉬프트 레지스터의 각 스테이지는 충전과 방전을 교번으로 진행함으로써 게이트 클럭 신호와 저전위 전압 레벨로 이루어진 게이트 출력 신호를 출력한다. 스테이지들의 출력단 각각은 게이트 라인(GL)에 일 대 일로 연결되고, 스테이지들로부터 특정 레벨의 게이트 신호가 한 프레임에 한 번씩 순차적으로 발생되어 해당 게이트 라인(GL)에 공급된다.
한편, 디스플레이 장치에서 터치 입력 기능을 제공함에 있어서, 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 단말기의 슬림화를 위해 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 패널 내부에 터치 스크린을 구성하는 소자들을 내장하는 패널 내장형(In-cell type) 터치 디스플레이 장치가 개발되어 사용되고 있다.
이러한, 터치 디스플레이 장치는 터치 전극이 매트릭스 형태로 배열된 디스플레이 패널에서 터치 라인 사이에 형성되는 복수의 커패시턴스를 감지하여 터치 유무 및 터치 위치를 감지한다.
이 때, 터치 유무 및 터치 위치를 감지하기 위한 방식으로서는 터치 센싱 기간 동안 모든 터치 전극을 구동하거나, 터치 전극을 교대로 구동하는 방식이 가능하다.
그러나, 모든 터치 전극을 구동하는 방식은 터치 센싱의 감도를 높일 수 있지만 소비 전력이 증가하는 단점이 있고, 터치 전극을 교대로 구동하는 방식은 소비 전력을 감소시킬 수는 있지만 터치 센싱의 감도가 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 실시예들은 터치 센싱의 감도를 저하시키지 않으면서도 소비 전력을 저감시킬 수 있는 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 터치 센싱 블록과 비터치 블록을 구분하고 각각 서로 다른 구동 비율로 터치 전극을 센싱함으로써 터치 센싱의 감도를 유지하면서도 효율적인 소비 전력의 운영이 가능한 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 액티브 모드와 아이들 모드를 구분하고 각각 서로 다른 빈도로 터치 전극을 센싱함으로써 터치 센싱의 감도를 유지하면서도 효율적인 소비 전력의 운영이 가능한 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은 다수의 터치 전극이 매트릭스 형태로 배열된 터치 스크린 패널이 내장되는 디스플레이 패널과, 다수의 터치 전극을 복수의 터치 블록으로 구분하여 센싱하되, 터치가 감지된 터치 센싱 블록에서 센싱되는 터치 전극의 개수가 터치가 감지되지 않은 비터치 블록에서 센싱되는 터치 전극의 개수보다 더 많도록 제어하는 터치 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 터치 회로는 터치 블록 내의 터치 전극으로 터치 구동 신호를 인가하고, 터치 전극으로부터 수신된 터치 센싱 신호를 이용하여 터치 유무 또는 터치 위치를 판별하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 터치 회로는 터치 구동 신호를 인가하는 구동 라인과 터치 센싱 신호를 수신하는 센싱 라인이 동일하거나 또는 분리되는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 터치가 감지된 터치 센싱 블록 내의 모든 터치 전극을 연속적으로 센싱하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 터치가 감지되지 않은 비터치 블록 내의 터치 전극을 1/2 주기로 센싱하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 비터치 블록 내의 터치 전극은 홀수 번째 터치 전극과 짝수 번째 터치 전극을 교대로 센싱하거나, 홀수 번째 행의 터치 전극과 짝수 번째 행의 터치 전극을 교대로 센싱하거나, 홀수 번째 열의 터치 전극과 짝수 번째 열의 터치 전극을 교대로 센싱하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 비터치 블록 내의 터치 전극은 인접한 4개의 터치 전극을 순차적으로 센싱함으로써 1/4 주기로 센싱하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 터치 센싱 블록 내의 터치 전극은 터치 센싱 블록 내의 터치 전극을 1/2 주기로 센싱하고, 비터치 센싱 블록 내의 터치 전극은 비터치 센싱 블록 내의 인접한 4개의 터치 전극을 순차적으로 센싱함으로써 1/4 주기로 센싱하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 디스플레이 패널의 액티브 모드에서 터치가 감지된 터치 센싱 블록에서 센싱되는 터치 전극의 개수는 디스플레이 패널의 아이들 모드에서 터치가 감지된 터치 센싱 블록에서 센싱되는 터치 전극의 개수보다 많도록 제어되는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 액티브 모드는 터치가 감지된 터치 센싱 블록에서 터치 전극을 센싱하는 제 1 터치 전극의 개수와, 터치가 감지되지 않은 비터치 블록에서 터치 전극을 센싱하는 제 2 터치 전극의 개수를 달리하되, 제 1 터치 전극의 개수가 제 2 터치 전극의 개수보다 많은 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 다수의 터치 전극이 매트릭스 형태로 배열된 터치 스크린 패널이 내장되는 디스플레이 패널을 센싱하는 방법에 있어서, 다수의 터치 전극을 복수의 터치 블록으로 구분하여 센싱하는 단계와, 복수의 터치 블록 중 임의의 터치 블록에서의 터치 유무를 판단하는 단계와, 판단 결과, 터치가 존재하는 것으로 판단되는 경우, 터치가 감지된 터치 센싱 블록에서 센싱되는 터치 전극의 개수를 터치가 감지되지 않은 비터치 블록에서 센싱되는 터치 전극의 개수보다 많게 제어하는 단계를 포함하는 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 센싱의 감도를 저하시키지 않으면서도 소비 전력을 저감시킬 수 있는 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 센싱 블록과 비터치 블록을 구분하고 각각 서로 다른 센싱 비율로 터치 전극을 센싱함으로써 터치 센싱의 감도를 유지하면서도 효율적인 소비 전력의 운영이 가능한 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 액티브 모드와 아이들 모드를 구분하고 각각 서로 다른 빈도로 터치 전극을 센싱함으로써 터치 센싱의 감도를 유지하면서도 효율적인 소비 전력의 운영이 가능한 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 블록도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 패널에 형성되는 터치 스크린 패널의 블록도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 구동과 터치 센싱의 타이밍의 예시를 나타낸 것으로서, 시간적으로 분할된 기간에 디스플레이 구동과 터치 센싱이 수행되는 경우를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 구동과 터치 센싱의 타이밍의 다른 예시를 나타낸 것으로서, 디스플레이 구동과 터치 센싱이 동시에 수행되는 경우를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 센싱 기간 동안 모든 터치 전극을 센싱하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 센싱 기간 동안 터치 전극을 교대로 센싱하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치 구동 방법을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치 구동 방법에 의해 터치 블록 내부의 터치 전극이 센싱되는 타이밍을 나타낸 신호 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치 구동 방법을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치 구동 방법에 의해 터치 블록 내부의 터치 전극이 센싱되는 타이밍을 나타낸 신호 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 터치 구동 방법을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 터치 구동 방법을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 터치 구동 방법을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 터치 구동 방법에 의해 터치 블록 내부의 터치 전극이 센싱되는 타이밍을 나타낸 신호 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 터치 구동 방법을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 터치 구동 방법의 흐름도이다.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 터치 구동 방법을 나타낸 도면이다.
도 20은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 터치 구동 방법을 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 터치 구동 방법을 나타낸 도면이다.
도 22는 본 발명의 제 9 실시예에 따른 터치 구동 방법의 흐름도이다.
도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 구동 방법을 상호 정전 용량 방식에 적용하는 경우를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 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. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 블록도를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(DP), 게이트 구동 회로(110), 데이터 구동 회로(120), 터치 구동 회로(130), 타이밍 컨트롤러(T-CON, 140), 및 마이크로 컨트롤 유닛(MCU, 150)을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(DP)은 게이트 라인(GL)을 통해 게이트 구동 회로(110)에서 전달되는 스캔 신호(SCAN)와 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 구동 회로(120)에서 전달되는 데이터 전압(Vdata)을 기반으로 영상을 표시한다. 디스플레이 패널(DP)은 두 장의 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하며, TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 모드로도 동작될 수 있을 것이다.
디스플레이 패널(DP)을 구성하는 다수의 서브픽셀(SP)은 다수의 데이터 라인(DL)과 다수의 게이트 라인(GL)에 의해 정의될 수 있다. 하나의 서브픽셀(SP)은 하나의 데이터 라인(DL)과 하나의 게이트 라인(GL)이 교차하는 영역에 형성된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT), 데이터 전압(Vdata)을 충전하는 유기 발광 다이오드(OLED)와 같은 화소 전극, 유기 발광 다이오드(OLED)에 전기적으로 연결되어 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(DP)의 상부 기판에는 블랙 매트릭스, 컬러 필터 등이 형성되며, 디스플레이 패널(DP)의 하부 기판에는 박막 트랜지스터, 서브픽셀(SP) 및 공통 전극(CE) 등이 형성될 수 있다. 디스플레이 패널(DP)은 COT(Color filter On TFT) 구조로 구현될 수 있으며, 이 경우, 블랙 매트릭스와 컬러 필터는 디스플레이 패널(DP)의 하부 기판에 형성될 수 있다.
공통 전압(Vcom)이 공급되는 공통 전극(CE)은 디스플레이 패널(DP)의 상부 기판이나 하부 기판에 형성될 수 있다. 디스플레이 패널(DP)의 상부 기판과 하부 기판에는 각각 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 경사(Tilt) 각도를 설정하기 위한 배향막이 형성된다.
디스플레이 패널(DP)의 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다. 디스플레이 패널(DP)의 하부 편광판의 배면 아래에는 백라이트(back light) 유닛이 배치된다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(direct type) 등으로 구현되어 디스플레이 패널(DP)을 발광한다.
이 때, 터치 스크린 패널은 디스플레이 패널(DP)의 픽셀 어레이 구역에 인셀 터치 방식으로 내장되도록 구현될 수 있다. 인셀 터치 방식의 터치 스크린 패널은 디스플레이 패널(DP)의 내부에 형성된 전극 등에 의해 블록(또는 포인트) 형태로 구성된 전극을 터치 전극으로 이용한다.
타이밍 컨트롤러(140)는 게이트 구동 회로(110)와 데이터 구동 회로(120)를 제어한다. 타이밍 컨트롤러(140는 호스트 시스템(화면에 도시하지 않음)으로부터 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍 신호와 영상 신호의 데이터 전압(Vdata)을 공급받는다.
타이밍 컨트롤러(140)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock) 및 게이트 출력 인에이블 신호(Gate Output Enable, GOE) 등의 스캔 타이밍 제어 신호를 기반으로 게이트 구동 회로(110)를 제어한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(140)는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성 제어 신호(Polarity, POL), 및 소스 출력 인에이블 신호(Source Output Enable, SOE) 등의 데이터 타이밍 제어 신호를 기반으로 데이터 구동 회로(120)를 제어한다.
게이트 구동 회로(110)는 다수의 게이트 라인(GL)을 통해 스캔 신호(SCAN)를 디스플레이 패널(DP)에 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동한다. 여기서, 게이트 구동 회로(110)는 스캔 구동 회로 또는 게이트 구동 집적 회로(GDIC: Gate Driver IC)라고도 한다.
게이트 구동 회로(110)는 하나 이상의 게이트 구동 집적 회로(Gate Driver Integrated Circuit; GDIC)를 포함할 수 있는데, 구동 방식에 따라 디스플레이 패널(DP)의 일 측에만 위치할 수도 있고 양 측에 위치할 수도 있다. 또는, 게이트 구동 회로(110)가 디스플레이 패널(DP)의 베젤(Bezel) 영역에 내장되어 GIP(Gate In Panel) 형태로 구현될 수도 있다.
게이트 구동 회로(110)는 타이밍 컨트롤러(140)의 제어에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 스캔 신호(SCAN)를 다수의 게이트 라인(GL)으로 순차적으로 공급한다. 이를 위해, 게이트 구동 회로(110)는 시프트 레지스터(Shift Register), 또는 레벨 시프터(Level Shifter) 등을 포함할 수 있다.
데이터 구동 회로(120)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 데이터 전압(Vdata)을 입력 받아 다수의 데이터 라인(DL)으로 이를 공급함으로써, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동한다. 여기서, 데이터 구동 회로(120)는 소스 구동 회로 또는 소스 구동 집적 회로(SDIC: Source Driver IC)라고도 한다.
데이터 구동 회로(120)는 하나 이상의 소스 구동 집적 회로(Source Driver Integrated Circuit; SDIC)를 포함할 수 있는데, 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 TAB (Tape Automated Bonding) 방식 또는 COG (Chip On Glass) 방식으로 디스플레이 패널(DP)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나 디스플레이 패널(DP) 상에 직접 배치될 수도 있다. 경우에 따라서, 각 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 디스플레이 패널(DP)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 COF (Chip On Film) 방식으로 구현될 수 있는데, 이 경우에, 각 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 회로 필름 상에 실장 되어, 회로 필름을 통해 디스플레이 패널(DP)의 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결될 수 있다.
데이터 구동 회로(120)는 게이트 구동 회로(110)에 의해 특정 게이트 라인(GL)이 턴-온되면, 타이밍 컨트롤러(140)로부터 수신한 데이터 전압(Vdata)을 아날로그 형태의 영상 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인(DL)으로 공급한다.
데이터 구동 회로(120)는 디스플레이 패널(DP)의 상부 또는 하부에만 위치할 수도 있고, 구동 방식이나 설계 방식 등에 따라 디스플레이 패널(DP)의 상부와 하부 모두에 위치할 수도 있다.
데이터 구동 회로(120)는 시프트 레지스터(Shift Register), 래치 회로(Latch Circuit), 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital to Analog Converter), 출력 버퍼(Output Buffer) 등을 포함할 수 있다. 여기서 디지털 아날로그 컨버터(DAC)는 타이밍 컨트롤러(140)에서 수신된 데이터 전압(Vdata)를 데이터 라인(DL)으로 공급하기 위하여 아날로그 형태의 영상 데이터 전압으로 변환하기 위한 구성이다.
터치 구동 회로(130)는 디스플레이 패널(DP)에서 터치의 유무 및 터치가 이루어진 위치를 센싱한다. 터치 구동 회로(130)에는 터치 전극을 구동하기 위한 구동 전압을 생성하는 구동 회로와 터치 전극을 센싱하고 터치의 유무 및 좌표 정보 등을 검출하기 위한 데이터를 생성하는 센싱 회로가 포함된다. 터치 구동 회로(130)의 구동 회로와 센싱 회로는 리드 아웃 집적 회로(Read Out IC; ROIC)로 불리는 하나의 집적 회로 형태로 형성되거나 기능별로 구분되어 분리될 수 있다.
한편, 데이터 구동 회로(120)를 구현하는 소스 구동 집적 회로(SRIC)와 터치 구동 회로(130)를 구현하는 리드 아웃 집적 회로(ROIC)가 하나로 합쳐져서 통합 집적 회로(SRIC)로 구성될 수도 있다.
터치 구동 회로(130)는 디스플레이 패널(DP)과 접속되는 외부 기판 상에 형성될 수 있다. 터치 구동 회로(130)는 다수의 센싱 라인(SL)을 통해 디스플레이 패널(DP)에 연결된다. 터치 구동 회로(130)는 디스플레이 패널(DP)에 형성된 터치 전극들 사이의 커패시턴스 편차를 기반으로 터치의 유무 및 위치를 센싱할 수 있다. 즉, 사용자의 손가락이 접촉된 위치와 비접촉된 위치 사이에 커패시턴스 편차가 발생하는데, 터치 구동 회로(130)는 이러한 커패시턴스 편차를 감지하는 방식으로 터치의 유무 및 위치를 센싱한다. 터치 구동 회로(130)는 터치의 유무 및 위치에 대한 터치 센싱 신호를 생성하고 이를 마이크로 컨트롤 유닛(150)으로 전달한다.
마이크로 컨트롤 유닛(150)은 터치 구동 회로(130)를 제어한다. 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 타이밍 컨트롤러(140)로부터 컨트롤 동기 신호(Csync)를 공급받아 이를 기반으로 터치 구동 회로(130)를 제어하는 터치 동기 신호(Tsync)를 생성할 수 있다. 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 터치 구동 회로(130)와의 사이에 정의된 인터페이스(IF)를 기반으로 터치 센싱 신호 등을 주고 받는다.
여기에서, 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 터치 구동 회로(130)와 함께 하나의 집적 회로(IC) 형태로 이루어진 터치 제어 회로로 형성될 수도 있고, 타이밍 컨트롤러(140)와 함께 하나의 집적 회로(IC) 형태로 이루어진 제어 회로로 형성될 수도 있을 것이다.
한편, 터치 디스플레이 장치는 메모리(MEM)를 더 포함할 수 있다. 메모리(MEM)는 타이밍 컨트롤러(140)에서 출력되는 데이터 전압(Vdata)을 임시로 저장하고, 지정된 타이밍에 데이터 전압(Vdata)을 데이터 구동 회로(120)로 출력할 수 있다. 메모리(MEM)는 데이터 구동 회로(120)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있으며, 데이터 구동 회로(120)의 외부에 배치되는 경우에는 타이밍 컨트롤러(140)와 데이터 구동 회로(120)의 사이에 배치될 수 있다. 또한 메모리(MEM)는 외부에서 수신된 데이터 전압(Vdata)을 저장하고, 저장된 데이터 전압(Vdata)을 타이밍 컨트롤러(140)로 공급하는 버퍼 메모리를 더 포함할 수 있다.
그 밖에, 터치 디스플레이 장치는 외부의 다른 전자 장치 또는 전자 부품과의 신호 입출력, 또는 통신을 위한 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는 예를 들어, LVDS (Low-Voltage Differential Signaling) 인터페이스, MIPI (Mobile Industry Processor Interface), 시리얼 인터페이스 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이러한 터치 디스플레이 장치(100)는 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display Device), 유기 발광 디스플레이 장치(Organic Light Emitting Display Device), 플라즈마 디스플레이 장치(Plasma Display Device) 등의 다양한 타입의 장치일 수 있다.
한편, 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 전극(TE)에 형성되는 커패시턴스(Capacitance)에 기반하여 터치 유무 및 터치 좌표를 센싱할 수 있다.
터치 디스플레이 장치(100)는 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식으로서, 상호 정전 용량(Mutual capacitance) 방식으로 터치를 센싱할 수도 있고, 자기 정전 용량(Self capacitance) 방식으로 터치를 센싱할 수도 있다.
상호 정전 용량(Mutual capacitance) 기반의 터치 센싱 방식의 경우, 다수의 터치 전극들(TE)은 구동 라인을 통해 터치 구동 신호가 인가되는 구동 전극과, 센싱 라인을 통해 터치 센싱 신호가 센싱되고 구동 전극과 커패시턴스를 형성하는 센싱 전극으로 분류될 수 있다. 구동 라인과 센싱 라인을 포함하여 터치 라인(TL)으로 지칭할 수 있다.
이러한 상호 정전 용량 기반의 터치 센싱 방식의 경우, 손가락, 펜 등의 포인터 유무에 따라, 구동 전극과 센싱 전극 사이에 발생하는 상호 정전 용량의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출한다.
자기 정전 용량 기반의 터치 센싱 방식의 경우, 각 터치 전극(TE)은 구동 전극의 역할과 센싱 전극의 역할을 동시에 하게 된다. 즉, 각 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호가 인가되고, 터치 회로(TIC)는 터치 구동 신호가 인가된 터치 전극(TE)을 통해 터치 센싱 신호를 수신한다. 따라서, 자기 정전 용량 기반의 터치 센싱 방식에서는, 구동 전극과 센싱 전극의 구분이 없게 된다.
이러한 자기 정전 용량 기반의 터치 센싱 방식의 경우, 손가락, 펜 등의 포인터와 터치 전극(TE) 사이에 발생하는 커패시턴스의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출한다.
이와 같이, 터치 디스플레이 장치(100)는 상호 정전 용량 기반의 터치 센싱 방식으로 터치를 센싱할 수도 있고, 자기 정전 용량 기반의 터치 센싱 방식으로 터치를 센싱할 수도 있다.
또한, 이러한 터치 디스플레이 장치(100)는 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display Device), 유기 발광 디스플레이 장치(Organic Light Emitting Display Device), 플라즈마 디스플레이 장치(Plasma Display Device) 등의 다양한 타입의 장치일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 패널에 형성되는 터치 스크린 패널의 블록도를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 터치 스크린 패널은 디스플레이 패널(DP)의 픽셀 어레이 구역에 인셀 터치 방식으로 내장되도록 구현될 수 있다. 이 때, 인셀 셀프 터치 방식의 터치 패널은 디스플레이 패널(DP)의 내부에 블록 또는 포인트 형태로 구성된 공통 전극(CE)을 터치 전극(TE)으로 이용할 수 있다.
인셀 셀프 터치 방식의 터치 스크린 패널은 디스플레이 패널(DP)의 내부에 형성된 다수의 서브픽셀에 포함된 공통 전극(CE)이 하나의 터치 전극(TE)을 이루게 된다. 터치 전극(TE)은 디스플레이 패널(DP)에서 분리 형성된 공통 전극(CE)에 의해 정의될 수 있다.
다수의 터치 전극(TE)은 디스플레이 패널(DP)의 디스플레이 구역에 횡렬로 배치될 수 있으며, 각 터치 전극(TE)에는 터치 센싱 신호를 수신하기 위한 센싱 라인(SL)이 연결될 수 있다.
터치 전극(TE)은 정전 용량 방식으로 터치 입력을 감지하는 정전 용량 센서들로 구현될 수 있다. 정전 용량은 자기 정전 용량(Self Capacitance)과 상호 정전 용량(Mutual Capacitance)으로 나뉘어질 수 있다. 자기 정전 용량은 한 방향으로 형성된 단층의 도체 배선을 따라 형성될 수 있고, 상호 정전 용량은 직교하는 두 도체 배선들 사이에 형성될 수 있다.
터치 전극(TE)은 디스플레이 구동 기간 동안 서브픽셀에 공통 전압(Vcom)을 공급하고, 터치 센싱 기간 동안 터치 구동 신호(TDS)를 입력 받아 터치 입력을 센싱한다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 구동과 터치 센싱의 타이밍의 예시를 나타낸 것으로서, 시간적으로 분할된 기간에 디스플레이 구동과 터치 센싱이 수행되는 경우를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 구동 기간 사이의 기간(예, 블랭크 기간)에 디스플레이 패널(DP)에 포함된 터치 전극(TE)을 구동하여 터치 센싱을 수행할 수 있다.
일 예로, 터치 디스플레이 장치(100)는 하나의 영상 프레임마다 존재하는 수직 블랭크 기간에 터치 센싱을 수행할 수 있다. 또는, 하나의 영상 프레임 내에 존재하는 다수의 수평 블랭크 기간 중 일부 수평 블랭크 기간에 터치 센싱을 수행할 수 있다.
디스플레이 패널(DP)에 포함된 공통 전극(CE)을 터치 전극(TE)으로 이용하는 경우, 디스플레이 구동 기간에 터치 전극(TE)으로 공통 전압(Vcom)이 인가되고 터치 센싱 기간에 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)가 인가될 수 있다.
이러한 터치 구동 신호(TDS)는 시간에 따라 전압의 크기가 변화하는 펄스 형태의 신호일 수 있다.
이 때, 터치 센싱 기간에 디스플레이 구동이 이루어지지 않으므로, 디스플레이 구동을 위한 전극과 신호 라인 등에는 전압이 인가되지 않거나 정전압 상태일 수 있다. 따라서, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극(TE)과 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL) 사이에 기생 커패시턴스가 형성될 수 있으며, 이러한 기생 커패시턴스로 인해 터치 센싱 신호의 검출 성능이 저하될 수 있다.
이러한 터치 전극(TE)과 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL) 사이에 형성되는 기생 커패시턴스를 방지하기 위하여, 터치 센싱 기간에 센싱이 이루어지지 않는 주변의 터치 전극(TE)과, 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)에 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 전압과 위상을 갖는 교류 형태의 로드 프리 신호를 공급함으로써, 터치 전극(TE)의 기생 커패시턴스가 터치 센싱 결과에 미치는 영향을 줄이는 로드 프리 구동(Load Free Driving)이 이루어질 수 있다.
이러한, 로드 프리 구동은 디스플레이 구동 기간 동안 데이터 라인(DL)에 입력되는 영상 신호의 데이터 전압(Vdata)을 공급하는 동시에 게이트 하이 전압과 게이트 로우 전압으로 구성되는 게이트 펄스를 게이트 라인(GL)에 공급하며, 터치 센싱 기간 동안에는 터치 구동 신호(TDS)에 동기되는 로드 프리 공통 전압과 로드 프리 게이트 로우 전압을 각각 데이터 라인(DL)과 게이트 라인(GL)에 공급한다.
이때, 로드 프리 신호는 디스플레이 패널(DP)에 배치된 모든 데이터 라인(DL) 또는 모든 게이트 라인(GL)에 인가될 수도 있지만, 센싱되는 터치 전극(TE)과 관련된 데이터 라인(DL) 또는 센싱되는 터치 전극(TE)과 관련된 게이트 라인(GL)에만 로드 프리 신호를 인가할 수도 있다.
이와 같이, 터치 센싱 기간에 터치 구동 신호(TDS)와 동일한 전압과 위상을 갖는 로드 프리 신호를 터치 전극(TE) 및 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL) 등으로 공급함으로써, 터치 전극(TE)과 신호 라인 사이에 기생 커패시턴스가 형성되지 않도록 하여 터치 센싱 신호의 검출 성능을 향상시킬 수 있다.
이는 기생 커패시턴스의 양단 전압이 동시에 변하고 그 전압 차이가 작을수록 기생 커패시턴스에 의해 충전되는 전하량이 작아지기 때문이다. 이론적으로 로드 프리 구동을 사용하면, 기생 커패시턴스에 의해 충전되는 전하량은 0이 되므로 기생 커패시턴스가 없는 것과 같은 로드 프리 효과를 얻을 수 있다.
또한, 터치 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 구동과 터치 센싱을 동시에 수행할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 구동과 터치 센싱의 타이밍의 다른 예시를 나타낸 것으로서, 디스플레이 구동과 터치 센싱이 동시에 수행되는 경우를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 구동 기간과 동시에 터치 센싱을 수행할 수 있다.
여기에서, 터치 센싱 기간은 디스플레이 구동 기간과 동일할 수도 있고 디스플레이 구동 기간 사이의 블랭크 기간일 수도 있다. 즉, 터치 센싱은 디스플레이 구동과 관계없이 독립적으로 수행될 수 있으며, 이에 따라 디스플레이 구동과 동시에 터치 센싱이 수행될 수도 있다.
터치 센싱이 디스플레이 구동과 동시에 수행되는 경우, 터치 전극(TE)으로는 터치 구동 신호(TDS)가 인가되고, 디스플레이 구동을 위해서 데이터 전압(Vdata)이 데이터 라인(DL)으로 공급되며, 게이트 라인(GL)으로 인가되는 스캔 신호의 출력에 이용되는 게이트 하이 전압(VGH), 게이트 로우 전압(VGL) 등이 공급될 수 있다.
이 때, 디스플레이 패널(110)에 포함된 공통 전극(CE)이 터치 전극(TE)으로 이용되는 경우, 터치 전극(TE)에 터치 구동 신호(TDS)가 인가되므로 공통 전극(CE)과 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 픽셀 전극 사이에 영상 데이터에 대응하는 전압 차가 형성되지 않을 수 있다.
즉, 터치 구동 신호(TDS)는 시간에 따라 전압이 변화하므로, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 공통 전극(CE)과 픽셀 전극 사이에 영상 데이터에 대응하는 전압 차가 형성되지 않아 서브픽셀이 영상 데이터에 해당하는 밝기를 나타내지 못할 수 있다.
따라서, 데이터 라인(DL)으로 터치 구동 신호(TDS)에 기초하여 변조된 데이터 전압(Vdata)을 공급해줌으로써, 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 공통 전극(CE)과 픽셀 전극 사이에 영상 데이터에 대응하는 전압 차가 형성될 수 있도록 한다.
이러한 데이터 전압(Vdata)의 변조는 일 예로, 데이터 구동 회로(120)에서 데이터 전압(Vdata)을 생성하기 위해 이용되는 감마 전압을 변조하는 방식을 통해 수행될 수 있다. 또는, 디스플레이 패널(DP)에 배치된 그라운드 전압을 변조시켜줌으로써 변조된 데이터 전압(Vdata)이 데이터 라인(DL)으로 공급되도록 할 수도 있다.
또한, 게이트 라인(GL)으로 공급되는 스캔 신호를 생성하기 위해 이용되는 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL)을 터치 구동 신호(TDS)에 기초하여 변조함으로써, 게이트 라인(GL)으로 변조된 스캔 신호가 인가되어 게이트 라인(GL)이 정상적으로 구동되도록 할 수 있다.
이와 같이, 데이터 라인(DL)으로 인가되는 데이터 전압(Vdata)과 게이트 라인(GL)으로 인가되는 스캔 신호를 생성하기 위해 이용되는 게이트 하이 전압(VGH), 게이트 로우 전압(VGL)을 터치 구동 신호(TDS)에 기초하여 변조해줌으로써, 디스플레이 구동과 터치 센싱을 동시에 수행하도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 센싱 기간 동안 모든 터치 전극을 센싱하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서, 디스플레이 패널(DP)을 구성하는 다수의 터치 전극(TE)은 게이트 구동 회로(110)에서 멀티플렉서(MUX)를 통해 인가되는 스캔 신호와 통합 집적 회로(SRIC)에서 인가되는 터치 구동 신호(TDS)가 동시에 공급되는 터치 전극(TE)의 영역을 하나의 터치 블록(TB)으로 구분할 수 있다.
여기에서는 데이터 구동 회로(120)를 구현하는 소스 구동 집적 회로(SRIC)와 터치 구동 회로(130)를 구현하는 리드 아웃 집적 회로(ROIC)가 하나로 합쳐진 통합 집적 회로(SRIC)를 기준으로 터치 구동 신호(TDS)가 인가되는 경우를 예로 들어 설명하였다.
예를 들어, 하나의 통합 집적 회로(SRIC)에 의해 4개의 열로 구성된 터치 전극(TE)에 인가되는 터치 구동 신호(TDS)가 제어되고, 하나의 멀티플렉서(MUX)에 의해 4개의 행으로 구성된 터치 전극(TE)에 인가되는 스캔 신호가 제어되는 경우, 하나의 터치 블록(TB)은 각각 4 X 4 행렬로 배열된 16개의 터치 전극(TE1, … , TE16)으로 이루어질 수 있을 것이다.
이 때, 복수의 멀티플렉서(MUX1, … , MUXn)는 각각 상이한 시간에 스캔 신호를 공급할 수 있으므로, 제 1 멀티플렉서(MUX1)에 의해 구동되는 제 1 행 내지 제 4 행의 터치 전극(TE)과 제 2 멀티플렉서(MUX2)에 의해 구동되는 제 5 행 내지 제 8 행의 터치 전극(TE)은 서로 독립적으로 터치 구동 신호(TDS)가 인가되어 터치 센싱이 이루어질 것이다.
이러한 구조에서, 게이트 스타트 펄스(GSP)가 인가되고 나서, 터치 동기 신호(Tsync)가 로우 레벨로 유지되는 구간 내에서, 임의의 멀티플렉서(MUX)를 구동시키면서 이에 대응되는 통합 집적 회로(SRIC)를 통해 터치 구동 신호(TDS)를 인가하면, 해당하는 멀티플렉서(MUX)와 통합 집적 회로(SRIC)에 공통되는 터치 블록(TB) 내에 위치하는 16개의 터치 전극(TE1, … , TE16)이 모두 센싱될 수 있다.
만약, 이 때 하나의 터치 센싱 기간 또는 터치 프레임 내에서 모든 멀티플렉서(MUX1, … , MUXn)에 스캔 신호를 인가하면서, 모든 통합 집적 회로(SRIC)를 통해 터치 구동 신호(TDS)를 공급하면 전체 터치 전극(TE)이 함께 센싱될 것이다.
이와 같이, 하나의 터치 센싱 기간 동안 모든 터치 전극(TE)을 센싱하는 경우에는 손가락이나 펜이 디스플레이 패널(DP)의 어느 위치에 있더라도 터치 유무 및 터치 위치를 센싱할 수 있으므로 터치 센싱의 감도를 최대로 높일 수 있을 것이다.
그러나, 이러한 경우에는 실제로 터치가 발생하지 않는 영역에 대해서도 터치 전극(TE)을 모두 센싱하기 때문에 소비 전력이 증가할 수밖에 없게 된다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 센싱 기간 동안 터치 전극을 교대로 센싱하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 하나의 멀티플렉서(MUX)와 하나의 통합 집적 회로(SRIC)에 의해서 동시에 구동될 수 있는 16개의 터치 전극(TE1, … , TE16)으로 구성된 터치 블록(TB)을 대상으로, 터치 블록(TB) 내부에 위치하는 16개의 터치 전극(TE1, … , TE16)을 홀수 번째 터치 전극(TE1, TE3, … , TE15)과 짝수 번째 터치 전극(TE2, TE4, … , TE16)을 교대로 센싱할 수 있다.
즉, 홀수 번째 터치 센싱 기간(홀수 번째 터치 프레임)에서는 하나의 터치 블록 내에 위치하는 16개의 터치 전극(TE1, … , TE16) 중에서 홀수 번째 터치 전극(TE1, TE3, … , TE15)에 스캔 신호와 터치 구동 신호(TDS)가 동시에 인가되도록 함으로써 센싱하고, 짝수 번째 터치 센싱 기간에서는 동일한 터치 블록(TB) 내에 위치하는 16개의 터치 전극(TE1, … , TE16) 중에서 짝수 번째 터치 전극(TE2, TE4, … , TE16)에 스캔 신호와 터치 구동 신호(TDS)를 동시에 인가되도록 함으로써 센싱할 수 있다.
이와 같이, 하나의 터치 블록(TB) 내에 위치하는 복수의 터치 전극(TE)을 교대로 센싱하는 경우에는 터치 센싱을 위한 소비 전력을 절감할 수 있게 된다. 그러나, 이러한 구동 방식을 사용하는 경우에는 터치 블록(TB) 내에서 발생하는 터치를 센싱하기 위한 감도가 저하될 수밖에 없게 된다.
본 발명의 터치 디스플레이 장치(100)에서는 임의의 터치 블록(TB)에서 터치가 검출되는 경우에, 터치가 검출된 터치 센싱 블록(TSB)에 대해서는 센싱되는 터치 전극의 개수를 증가시키되, 터치가 검출되지 않은 비터치 블록에 대해서는 센싱되는 터치 전극의 개수를 상대적으로 감소시킴으로써, 터치 센싱의 감도를 유지하는 동시에 소비 전력을 감소시킬 수 있도록 한다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치 구동 방법을 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치 구동 방법에 의해 터치 블록 내부의 터치 전극이 센싱되는 타이밍을 나타낸 신호 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치 구동 방법은 터치가 검출된 터치 센싱 블록(TSB)에 대해서는 모든 터치 전극(TE)을 연속적으로 센싱하되, 터치가 검출되지 않은 비터치 블록에 대해서는 홀수 번째 터치 전극(TE)과 짝수 번째 터치 전극(TE)을 교대로 센싱함으로써, 터치 센싱의 감도를 유지하는 동시에 소비 전력을 감소시킬 수 있도록 한다.
앞에서 예시한 경우와 같이, 하나의 터치 블록(TB)이 각각 4 X 4 행렬로 배열된 16개의 터치 전극(TE1, … , TE16)으로 구성되고, 하나의 통합 집적 회로(SRIC)에 의해 4개의 열로 구성된 터치 전극(TE)에 인가되는 터치 구동 신호(TDS)가 제어되고, 하나의 멀티플렉서(MUX)에 의해 4개의 행으로 구성된 터치 전극(TE)에 인가되는 스캔 신호가 제어되는 경우를 기준으로 설명이 이루어질 것이다.
예를 들어, 제 2 멀티플렉서(MUX2)에 의해 구동되는 제 5 행 내지 제 8 행의 터치 전극(TE) 중에서 제 2 통합 집적 회로(SRIC2)에 의해 터치 구동 신호(TDS)가 인가되어 터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 블록(TSB)에서 터치가 감지되는 경우, 터치 센싱 블록(TSB)을 구성하는 16개의 터치 전극(TE1, … , TE16) 모두를 연속적으로 센싱하되, 터치 센싱 블록(TSB) 이외의 비터치 블록(TB)에 대해서는 홀수 번째 터치 전극(TE1, TE3, … , TE15)과 짝수 번째 터치 전극(TE2, TE4, … , TE16)을 교대로 센싱할 수 있다.
디스플레이 패널(DP) 내에서 이루어지는 터치 동작은 일반적으로 터치가 이루어진 지점을 시작으로 이와 인접한 지점으로 연속적인 선분으로 이어질 가능성이 높기 때문에, 본 발명의 제 1 실시예와 같이 터치가 감지된 터치 센싱 블록(TSB) 내의 모든 터치 전극(TE)을 연속적으로 센싱하고, 나머지 터치 블록(TB)을 교대로 센싱하더라도 터치 센싱의 감도가 저하되지 않으며, 소비 전력을 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
즉, 제 2 통합 집적 회로(SRIC2)는 제 2 멀티플렉서(MUX2)에 의해 스캔 신호가 인가되는 동안에 16개 터치 전극(TE1, … , TE16)으로부터 터치 센싱 신호가 모두 센싱되지만, 그 이외의 멀티플렉서(MUX1, MUX3, …)에 의해 스캔 신호가 인가되는 동안에는 8개의 터치 전극(TE1, TE3, …, TE15 또는 TE2, TE4, … , TE16)으로부터 터치 센싱 신호가 센싱되기 때문에, 통합 집적 회로(SRIC)를 구동하는 소비 전력이 절감될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치 구동 방법을 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치 구동 방법에 의해 터치 블록 내부의 터치 전극이 센싱되는 타이밍을 나타낸 신호 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치 구동 방법은 터치가 검출된 터치 센싱 블록(TSB)에 대해서는 모든 터치 전극(TE)을 연속적으로 센싱하되, 터치가 검출되지 않은 비터치 블록에 대해서는 4개의 터치 전극을 한 프레임마다 하나씩 순차적으로 센싱함으로써, 터치 센싱의 감도를 유지하는 동시에 소비 전력을 감소시킬 수 있도록 한다.
예를 들어, 제 2 멀티플렉서(MUX2)에 의해 구동되는 제 5 행 내지 제 8 행의 터치 전극(TE) 중에서 제 2 통합 집적 회로(SRIC2)에 의해 터치 구동 신호(TDS)가 인가되어 터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 블록(TSB)에서 터치가 감지되는 경우, 터치 센싱 블록(TSB)을 구성하는 16개의 터치 전극(TE1, … , TE16) 모두를 연속적으로 센싱하되, 터치 센싱 블록(TSB) 이외의 터치 블록(TB)에 대해서는 정방 행렬을 구성하는 4개의 터치 전극(TE1, TE2, TE5, TE6)을 한 프레임 마다 순차적으로 센싱할 수 있다.
디스플레이 패널(DP) 내에서 이루어지는 터치 동작은 일반적으로 터치가 이루어진 지점을 시작으로 이와 인접한 지점으로 연속적인 선분으로 이어질 가능성이 높기 때문에, 본 발명의 제 2 실시예와 같이 터치가 감지된 터치 센싱 블록(TSB) 내의 모든 터치 전극(TE)을 연속적으로 센싱하고, 나머지 터치 블록(TB)에서는 4개의 터치 전극을 한 프레임마다 하나씩 순차적으로 센싱하더라도 터치 센싱의 감도가 저하되지 않으며, 소비 전력을 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
즉, 제 2 통합 집적 회로(SRIC2)는 제 2 멀티플렉서(MUX2)에 의해 스캔 신호가 인가되는 동안에 16개 터치 전극(TE1, … , TE16)으로부터 터치 센싱 신호가 모두 센싱되지만, 그 이외의 멀티플렉서(MUX1, MUX3, …)에 의해 스캔 신호가 인가되는 동안에는 4개의 터치 전극으로부터 터치 센싱 신호가 센싱되기 때문에, 통합 집적 회로(SRIC)를 구동하는 소비 전력이 절감될 수 있다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 터치 구동 방법을 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 터치 구동 방법은 터치가 검출된 터치 센싱 블록(TSB)에 대해서는 모든 터치 전극(TE)을 연속적으로 센싱하되, 터치가 검출되지 않은 비터치 블록에 대해서는 홀수 행의 터치 전극과 짝수 행의 터치 전극을 교대로 센싱함으로써, 터치 센싱의 감도를 유지하는 동시에 소비 전력을 감소시킬 수 있도록 한다.
예를 들어, 제 2 멀티플렉서(MUX2)에 의해 구동되는 제 5 행 내지 제 8 행의 터치 전극(TE) 중에서 제 2 통합 집적 회로(SRIC2)에 의해 터치 구동 신호(TDS)가 인가되어 터치 센싱이 이루어지는 터치 블록(TB)에서 터치가 감지되는 경우, 터치 센싱 블록(TSB)을 구성하는 16개의 터치 전극(TE1, … , TE16) 모두를 연속적으로 센싱하되, 터치 센싱 블록(TSB) 이외의 터치 블록(TB)에 대해서는 홀수 행의 터치 전극과 짝수 행의 터치 전극(TE)을 교대로 센싱할 수 있다.
디스플레이 패널(DP) 내에서 이루어지는 터치 동작은 일반적으로 터치가 이루어진 지점을 시작으로 이와 인접한 지점으로 연속적인 선분으로 이어질 가능성이 높기 때문에, 본 발명의 제 3 실시예와 같이 터치가 감지된 터치 센싱 블록(TSB) 내의 모든 터치 전극(TE)을 연속적으로 센싱하고, 나머지 터치 블록(TB)에서는 홀수 행의 터치 전극과 짝수 행의 터치 전극을 교대로 센싱하더라도 터치 센싱의 감도가 저하되지 않으며, 소비 전력을 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
즉, 제 2 통합 집적 회로(SRIC2)는 제 2 멀티플렉서(MUX2)에 의해 스캔 신호가 인가되는 동안에 16개 터치 전극(TE1, … , TE16)으로부터 터치 센싱 신호가 모두 센싱되지만, 그 이외의 멀티플렉서(MUX1, MUX3, …)에 의해 스캔 신호가 인가되는 동안에는 8개의 터치 전극으로부터 교대로 터치 센싱 신호가 센싱되기 때문에, 통합 집적 회로(SRIC)를 구동하는 소비 전력이 절감될 수 있다.
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 터치 구동 방법을 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 터치 구동 방법은 터치가 검출된 터치 센싱 블록(TSB)에 대해서는 모든 터치 전극(TE)을 연속적으로 센싱하되, 터치가 검출되지 않은 비터치 블록에 대해서는 홀수 열의 터치 전극(TE)과 짝수 열의 터치 전극(TE)을 교대로 센싱함으로써, 터치 센싱의 감도를 유지하는 동시에 소비 전력을 감소시킬 수 있도록 한다.
예를 들어, 제 2 멀티플렉서(MUX2)에 의해 구동되는 제 5 행 내지 제 8 행의 터치 전극(TE) 중에서 제 2 통합 집적 회로(SRIC2)에 의해 터치 구동 신호(TDS)가 인가되어 터치 센싱이 이루어지는 터치 블록(TB)에서 터치가 감지되는 경우, 터치 센싱 블록(TSB)을 구성하는 16개의 터치 전극(TE1, … , TE16) 모두를 연속적으로 센싱하되, 터치 센싱 블록(TSB) 이외의 터치 블록(TB)에 대해서는 홀수 열의 터치 전극(TE)과 짝수 열의 터치 전극(TE)을 교대로 센싱할 수 있다.
디스플레이 패널(DP) 내에서 이루어지는 터치 동작은 일반적으로 터치가 이루어진 지점을 시작으로 이와 인접한 지점으로 이어질 가능성이 높기 때문에, 본 발명의 제 4 실시예와 같이 터치가 감지된 터치 센싱 블록(TSB) 내의 모든 터치 전극(TE)을 연속적으로 센싱하고, 나머지 터치 블록(TB)에서는 홀수 열의 터치 전극(TE)과 짝수 열의 터치 전극(TE)을 교대로 센싱하더라도 터치 센싱의 감도가 저하되지 않으며, 소비 전력을 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
즉, 제 2 통합 집적 회로(SRIC2)는 제 2 멀티플렉서(MUX2)에 의해 스캔 신호가 인가되는 동안에 16개 터치 전극(TE1, … , TE16)으로부터 터치 센싱 신호가 모두 센싱되지만, 그 이외의 멀티플렉서(MUX1, MUX3, …)에 의해 스캔 신호가 인가되는 동안에는 8개의 터치 전극으로부터 교대로 터치 센싱 신호가 센싱되기 때문에, 통합 집적 회로(SRIC)를 구동하는 소비 전력이 절감될 수 있다.
도 13은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 터치 구동 방법을 나타낸 도면이고, 도 14는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 터치 구동 방법에 의해 터치 블록 내부의 터치 전극이 센싱되는 타이밍을 나타낸 신호 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 터치 구동 방법은 터치가 검출된 터치 센싱 블록(TSB)과 동일한 열에 위치하는 터치 블록(TB)에 대해서는 모든 터치 전극(TE)을 연속적으로 센싱하되, 터치가 검출되지 않은 비터치 블록에 대해서는 홀수 번째 터치 전극(TE)과 짝수 번째 터치 전극(TE)을 교대로 센싱함으로써, 터치 센싱의 감도를 유지하는 동시에 소비 전력을 감소시킬 수 있도록 한다.
앞에서 예시한 경우와 같이, 하나의 터치 블록(TB)이 각각 4 X 4 행렬로 배열된 16개의 터치 전극(TE1, … , TE16)으로 구성되고, 하나의 통합 집적 회로(SRIC)에 의해 4개의 열로 구성된 터치 전극(TE)에 인가되는 터치 구동 신호(TDS)가 제어되는 경우에, 동일한 열에 위치하는 터치 블록(TB)은 하나의 통합 집적 회로(SRIC)를 통해서 터치 구동 신호(TDS)를 동시에 인가함으로써 함께 센싱이 이루어질 수 있다.
예를 들어, 제 2 멀티플렉서(MUX2)에 의해 구동되는 제 5 행 내지 제 8 행의 터치 전극(TE) 중에서 제 2 통합 집적 회로(SRIC2)에 의해 터치 구동 신호(TDS)가 인가되어 터치 센싱이 이루어지는 터치 블록(TB)에서 터치가 센싱되는 경우, 제 2 통합 집적 회로(SRIC2)를 통해 터치 구동 신호(TDS)를 한꺼번에 인가함으로써 터치 센싱 블록(TSB) 및 이와 동일한 열에 위치하는 터치 블록(TB)들에 대해서도 16개의 터치 전극(TE1, … , TE16) 모두를 연속적으로 센싱할 수 있다.
반면, 제 2 통합 집적 회로(SRIC2) 이외의 통합 집적 회로(SRIC1, … , SRIC3, …)에 연결되는 터치 블록(TB)에 대해서는 홀수 번째 터치 전극(TE1, TE3, … , TE15)과 짝수 번째 터치 전극(TE2, TE4, … , TE16)을 교대로 센싱할 수 있다.
디스플레이 패널(DP) 내에서 이루어지는 터치 동작은 일반적으로 터치가 이루어진 지점을 시작으로 이와 인접한 지점으로 연속적인 선분으로 이어질 가능성이 높기 때문에, 본 발명의 제 5 실시예와 같이 터치가 감지된 터치 센싱 블록(TSB)과 동일한 열에 위치한 터치 블록 내의 모든 터치 전극(TE)을 연속적으로 센싱하고, 나머지 터치 블록(TB)을 교대로 센싱하더라도 터치 센싱의 감도가 저하되지 않으며, 소비 전력을 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
즉, 터치가 감지된 터치 센싱 블록(TSB)과 연결되는 제 2 통합 집적 회로(SRIC2)에서 터치 센싱 블록(TSB)과 동일한 열에 위치하는 모든 터치 블록(TB) 내의 16개 터치 전극(TE1, … , TE16)에 동시에 터치 구동 신호(TDS)를 인가하여 터치 센싱을 하되, 제 2 통합 집적 회로(SRIC2) 이외의 통합 집적 회로(SRIC1, … , SRIC3, …)에서는 홀수 번째 터치 전극(TE)과 짝수 번째 터치 전극(TE)을 교대로 센싱함으로써, 통합 집적 회로(SRIC)를 구동하는 소비 전력이 절감될 수 있다.
도 15는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 터치 구동 방법을 나타낸 도면이고, 도 16은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 터치 구동 방법의 흐름도이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 터치 구동 방법은 터치가 검출된 터치 센싱 블록(TSB)에 대해서는 모든 터치 전극(TE)을 연속적으로 센싱하되, 터치가 검출되지 않은 비터치 블록에 대해서는 터치 디스플레이 장치(100)의 상태에 따라 복수의 액티브 모드로 센싱함으로써, 터치 센싱의 감도를 유지하는 동시에 소비 전력을 감소시킬 수 있도록 한다.
예를 들어, 복수의 액티브 모드는 터치가 검출된 터치 센싱 블록(TSB)에 대해서 모든 터치 전극(TE)을 연속적으로 센싱하는 상태에서, 터치가 검출되지 않은 비터치 블록에 대해서 홀수 번째 터치 전극(TE)과 짝수 번째 터치 전극(TE)을 교대로 센싱하는 제 1 액티브 모드, 또는 터치가 검출되지 않은 비터치 블록에 대해서 4개의 터치 전극을 한 프레임마다 하나씩 순차적으로 센싱하는 제 2 액티브 모드로 구동할 수 있다.
제 2 멀티플렉서(MUX2)에 의해 구동되는 제 5 행 내지 제 8 행의 터치 전극(TE) 중에서 제 2 통합 집적 회로(SRIC2)에 의해 터치 구동 신호(TDS)가 인가되어 터치 센싱이 이루어지는 터치 블록(TB)에서 터치가 감지되는 경우, 제 1 액티브 모드에서는 터치 센싱 블록(TSB)을 구성하는 16개의 터치 전극(TE1, … , TE16) 모두를 연속적으로 센싱하되, 터치 센싱 블록(TSB) 이외의 터치 블록(TB)에 대해서는 홀수 열의 터치 전극(TE)과 짝수 열의 터치 전극(TE)을 교대로 센싱할 수 있다.
반면, 제 2 액티브 모드에서는 터치 센싱 블록(TSB)을 구성하는 16개의 터치 전극(TE1, … , TE16) 모두를 연속적으로 센싱하되, 터치 센싱 블록(TSB) 이외의 터치 블록(TB)에 대해서 4개의 터치 전극을 한 프레임마다 하나씩 순차적으로 센싱할 수 있다.
이와 같이, 터치가 감지된 터치 센싱 블록(TSB)을 대상으로 터치 센싱을 진행하는 액티브 모드를 제 1 액티브 모드 및 제 2 액티브 모드로 구분하는 것은 전원의 강도, 또는 노이즈 유무와 같이 터치 디스플레이 장치(100)의 상태에 따라 보다 세부적으로 소비 전력의 효율적 사용을 관리하고자 하는 경우에 효과적일 것이다.
즉, 도 16에 도시된 바와 같이, 터치가 감지되지 않는 경우에는 디스플레이 패널(DP)의 전체 터치 전극(TE)을 교대로 센싱하는 아이들 모드로 동작하다가, 임의의 터치 블록(TB)에서 터치가 감지되는 경우에는 터치가 감지된 터치 센싱 블록(TSB)에 대해서는 모든 터치 전극(TE)을 연속적으로 센싱하되, 터치가 감지되지 않은 비터치 블록에 대해서는 홀수 번째 및 짝수 번째 터치 전극(TE)을 교대로 센싱하는 제 1 액티브 모드로 진입한다. 제 1 액티브 모드로 진입한 상태에서 터치 디스플레이 장치(100)의 전원이 약하거나 노이즈가 유입되고 있는 경우에는 비터치 블록에 대해서 4개의 터치 전극(TE)을 하나씩 순차적으로 센싱하는 제 2 액티브 모드로 진입함으로써, 터치 디스플레이 장치(100)의 소비 전력을 단계적으로 감소시킬 수 있을 것이다.
이는 터치 블록(TE) 내의 터치 전극(TE)을 1/2 주기로 교대로 센싱하는 방식과 1/4 주기로 교대로 센싱하는 방식을 선택적으로 사용할 수 있지만, 이를 단계적으로 사용할 수도 있기 때문에 적용 가능한 구동 방법이라고 할 것이다.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 터치 구동 방법을 나타낸 도면이다.
도 17 내지 도 19를 참조하면, 본 발명의 제 7 실시예에 따른 터치 구동 방법은 터치가 검출된 터치 센싱 블록(TSB)과 동일한 열에 위치하는 터치 블록(TB)에 대해서는 모든 터치 전극(TE)을 연속적으로 센싱하되, 터치가 검출되지 않은 비터치 블록에 대해서는 복수의 터치 전극(TE)을 하나의 센싱 유닛(SSU)으로 센싱함으로써, 터치 센싱의 감도를 유지하는 동시에 소비 전력을 감소시킬 수 있도록 한다.
예를 들어, 제 2 멀티플렉서(MUX2)에 의해 구동되는 제 5 행 내지 제 8 행의 터치 전극(TE) 중에서 제 2 통합 집적 회로(SRIC2)에 의해 터치 구동 신호(TDS)가 인가되어 터치 센싱이 이루어지는 터치 블록(TB)에서 터치가 감지되는 경우, 제 2 통합 집적 회로(SRIC2)를 통해 터치 센싱 블록(TSB)에 터치 구동 신호(TDS)를 한꺼번에 인가하고 터치 센싱 블록(TSB)을 구성하는 16개 터치 전극(TE1, … , TE16)으로부터 각각 터치 센싱 신호를 센싱하되, 터치 센싱 블록(TSB) 이외의 터치 블록(TB)에 대해서는 하나의 센싱 유닛(SSU)을 통해 복수의 터치 전극(TE)을 센싱할 수 있다.
즉, 통합 집적 회로(SRIC) 내에서 터치 센싱 신호를 센싱하는 센싱 유닛(SSU)은 하나의 멀티플렉서(MUX)에 의해 구동되는 하나의 터치 전극(TE)마다 터치 센싱 신호를 수신하는데, 터치가 감지된 터치 센싱 블록(TSB)에 대해서는 각 터치 전극(TE) 마다 하나의 센싱 유닛(SSU)을 통해 터치 센싱 신호를 센싱하되, 터치가 감지되지 않은 비터치 블록에 대해서는 복수의 터치 전극(TE)을 하나의 센싱 유닛(SSU)에 연결함으로써 구동되는 센싱 유닛(SSU)의 개수를 감소시켜서 소비 전력을 줄일 수 있다.
도 17에서는 터치가 감지되지 않는 비터치 블록에 대해서 정방 행렬로 배치된 4개의 터치 전극(예를 들어, TE1, TE2, TE5, TE6)을 하나의 센싱 유닛(예를 들어, SSU1)에 연결함으로써, 비터치 블록에 대하여 구동되는 센싱 유닛(SSU)의 개수를 1/4로 절감시킬 수 있다.
이와 유사하게, 도 18에서는 터치가 감지되지 않는 비터치 블록에 대해서 수평 방향으로 배치된 2개의 터치 전극(예를 들어, TE1, TE2)을 하나의 센싱 유닛(예를 들어, SSU1)에 연결함으로써, 비터치 블록에 대하여 구동되는 센싱 유닛(SSU)의 개수를 1/2로 절감시키는 경우를 나타내고 있다.
또한, 도 19에서는 터치가 감지되지 않는 비터치 블록에 대해서 수직 방향으로 배치된 2개의 터치 전극(예를 들어, TE1, TE5)을 하나의 센싱 유닛(예를 들어, SSU1)에 연결함으로써, 비터치 블록에 대하여 구동되는 센싱 유닛(SSU)의 개수를 1/2로 절감시키는 경우를 나타내고 있다.
도 20은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 터치 구동 방법을 나타낸 도면이다.
도 20을 참조하면, 본 발명의 제 8 실시예에 따른 터치 구동 방법은 터치가 검출되지 않은 비터치 블록 내에서 센싱되는 터치 전극(TE)의 개수보다 터치가 검출된 터치 센싱 블록(TSB) 내에서 센싱되는 터치 전극(TE)의 개수를 많게 함으로써, 터치 센싱의 감도를 유지하는 동시에 소비 전력을 감소시킬 수 있도록 한다.
이 때, 터치가 검출된 터치 센싱 블록(TSB)은 모든 터치 전극(TE)을 센싱하지 않고, 일정한 주기로 센싱되는 터치 전극(TE)의 개술,ㄹ 제어할 수도 있다.
즉, 터치가 검출되지 않은 비터치 블록 내에서 센싱되는 터치 전극(TE)의 개수를 1/4 주기로 선택하는 경우에, 터치가 검출된 터치 센싱 블록(TB) 내에서 센싱되는 터치 전극(TE)의 개수를 홀수 번째 터치 전극(TE)과 짝수 번째 터치 전극(TE)을 교대로 하는 1/2 주기로 선택할 수 있다.
예를 들어, 제 2 멀티플렉서(MUX2)에 의해 구동되는 제 5 행 내지 제 8 행의 터치 전극(TE) 중에서 제 2 통합 집적 회로(SRIC2)에 의해 터치 구동 신호(TDS)가 인가되어 터치 센싱이 이루어지는 터치 블록(TB)에서 터치가 감지되는 경우, 터치 센싱 블록(TSB)을 구성하는 16개의 터치 전극(TE1, … , TE16) 중에서 홀수 번째 터치 전극(TE)과 짝수 번째 터치 전극(TE)을 교대로 센싱하되, 터치 센싱 블록(TSB) 이외의 터치 블록(TB)에 대해서 4개의 터치 전극(TE)을 한 프레임마다 하나씩 1/4 주기로 교대로 센싱할 수 있다.
이 경우, 터치가 감지된 터치 센싱 블록(TSB)에 대해서도 터치 구동 신호(TDS)를 인가하고 터치를 센싱하는 구동 주기가 감소되므로 소비 전력을 보다 감소시킬 수 있게 된다.
도 21은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 터치 구동 방법을 나타낸 도면이고, 도 22는 본 발명의 제 9 실시예에 따른 터치 구동 방법의 흐름도이다.
도 21을 참조하면, 본 발명의 제 9 실시예에 따른 터치 구동 방법은 터치가 검출되지 않는 아이들 모드에서 센싱하는 터치 전극(TE)의 개수와 임의의 터치 블록(TB)에서 터치가 검출된 액티브 모드에서 센싱하는 터치 전극(TE)의 개수를 달리하되, 액티브 모드에서 센싱하는 터치 전극(TE)의 개수를 많게 한다.
예를 들어, 아이들 모드의 경우 디스플레이 패널(DP)의 전체 터치 전극(TE)에 대해서 4개의 터치 전극을 한 프레임마다 하나씩 순차적으로 센싱하도록 1/4 주기로 터치 전극(TE)을 구동한다.
반면에, 임의의 터치 블록(TB)에서 터치가 감지된 액티브 모드의 경우에는 디스플레이 패널(DP)의 전체 터치 전극(TE)에 대한 센싱 비율을 아이들 모드에서의 센싱 비율(1/4 주기)보다 높도록 변경한다.
예를 들어, 터치가 감지된 액티브 모드에서는 터치가 감지된 터치 센싱 블록(TSB)에 대해서는 전체 터치 전극(TE)을 연속적으로 센싱하고, 터치가 감지되지 않은 비터치 블록에 대해서도 아이들 모드의 구동 비율(1/4 주기)보다 높은 센싱 비율(예를 들어, 1/2 주기)로 터치 전극(TE)을 구동한다.
즉, 임의의 터치 블록(TB)에서 터치가 감지되면 터치가 감지된 터치 센싱 블록(TSB)과 인접한 터치 블록(TB) 또는 다른 터치 블록(TB)에서도 터치가 이루어질 가능성이 높기 때문에, 비터치 블록에서의 센싱 비율을 아이들 모드의 센싱 비율보다 높게 제어하는 것이다.
다만, 액티브 모드에서는 터치가 감지된 터치 센싱 블록(TSB)에서 센싱되는 터치 전극(TE)의 개수가 다른 터치 블록(TB)에서 센싱되는 터치 전극(TE)의 개수보다 많은 것이 효과적이기 때문에, 여기에서는 액티브 모드에서 터치 센싱 블록(TSB)에 대해서는 터치 전극(TE)을 연속적으로 센싱하고 나머지 터치 블록(TB)에 대해서는 아이들 모드의 센싱 비율보다 높은 1/2 주기의 센싱 비율을 예시로 나타내었다.
이와 같이, 아이들 모드와 액티브 모드에 대해서 터치 블록(TB) 내에서 센싱되는 터치 전극(TE)의 개수를 단계적으로 제어하는 경우에는, 터치가 감지된 액티브 모드에서의 터치 센싱 감도를 유지하는 동시에 터치가 감지되지 않는 아이들 모드에서의 소비 전력을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
위에서는 하나의 센싱 라인(SL)을 통해 터치 구동 신호(TDS)를 인가하고, 동일한 센싱 라인(SL)을 통해 터치 센싱 신호를 수신하는 자기 정전 용량(Self capacitance) 방식의 경우를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명의 터치 구동 방법은 상호 정전 용량(Mutual capacitance) 방식의 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.
도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 구동 방법을 상호 정전 용량 방식에 적용하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 23을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 구동 방법은 상호 정전 용량 방식의 경우에 터치 구동 신호(TDS)를 터치 전극(TE)으로 인가하는 구동 라인(Tx)과 터치 전극(TE)으로부터 터치 센싱 신호를 수신하는 센싱 라인(Rx)으로 구분될 수 있다.
이 때, 임의의 터치 블록(TB)에서 터치 센싱이 감지되는 경우, 터치 센싱이 감지된 터치 센싱 블록(TSB)에 대하서는 구동 라인(Tx)을 통해서 터치 구동 신호(TDS)를 동시에 인가하고, 터치 센싱 블록(TSB)에 연결된 센싱 라인(Rx)을 통해서는 터치 센싱 신호를 동시에 수신하게 될 것이다.
이에 반해, 터치가 감지되지 않은 비터치 블록의 경우에는 앞에서 설명한 바와 같이, 터치 전극(TE)의 구동 비율을 감소시킴으로써 소비 전력을 줄일 수 있을 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 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 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 터치 디스플레이 장치 110: 게이트 구동 회로
120: 데이터 구동 회로 130: 터치 구동 회로
140: 타이밍 컨트롤러 150: 마이크로 컨트롤 유닛

Claims (11)

  1. 다수의 터치 전극이 매트릭스 형태로 배열된 터치 스크린 패널이 내장되는 디스플레이 패널; 및
    상기 다수의 터치 전극을 복수의 터치 블록으로 구분하여 센싱하되, 터치가 감지된 터치 센싱 블록에서 센싱되는 터치 전극의 개수가 터치가 감지되지 않은 비터치 블록에서 센싱되는 터치 전극의 개수보다 더 많도록 제어하는 터치 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 회로는
    상기 터치 블록 내의 터치 전극으로 터치 구동 신호를 인가하고, 상기 터치 전극으로부터 수신된 터치 센싱 신호를 이용하여 터치 유무 또는 터치 위치를 판별하는 터치 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 터치 회로는
    상기 터치 구동 신호를 인가하는 구동 라인과 상기 터치 센싱 신호를 수신하는 센싱 라인이 동일하거나 또는 분리되는 터치 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치가 감지된 터치 센싱 블록 내의 모든 터치 전극을 연속적으로 센싱하는 터치 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치가 감지되지 않은 비터치 블록 내의 터치 전극을 1/2 주기로 센싱하는 터치 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 비터치 블록 내의 터치 전극은
    홀수 번째 터치 전극과 짝수 번째 터치 전극을 교대로 센싱하거나,
    홀수 번째 행의 터치 전극과 짝수 번째 행의 터치 전극을 교대로 센싱하거나,
    홀수 번째 열의 터치 전극과 짝수 번째 열의 터치 전극을 교대로 센싱하는 터치 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 비터치 블록 내의 터치 전극은
    인접한 4개의 터치 전극을 순차적으로 센싱함으로써 1/4 주기로 센싱하는 터치 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 센싱 블록 내의 터치 전극은
    상기 터치 센싱 블록 내의 터치 전극을 1/2 주기로 센싱하고,
    상기 비터치 센싱 블록 내의 터치 전극은
    상기 비터치 센싱 블록 내의 인접한 4개의 터치 전극을 순차적으로 센싱함으로써 1/4 주기로 센싱하는 터치 디스플레이 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널의 액티브 모드에서 터치가 감지된 터치 센싱 블록에서 센싱되는 터치 전극의 개수는 상기 디스플레이 패널의 아이들 모드에서 터치가 감지된 터치 센싱 블록에서 센싱되는 터치 전극의 개수보다 많도록 제어되는 터치 디스플레이 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 액티브 모드는
    터치가 감지된 터치 센싱 블록에서 터치 전극을 센싱하는 제 1 터치 전극의 개수와, 터치가 감지되지 않은 비터치 블록에서 터치 전극을 센싱하는 제 2 터치 전극의 개수를 달리하되, 상기 제 1 터치 전극의 개수가 상기 제 2 터치 전극의 개수보다 많은 터치 디스플레이 장치.
  11. 다수의 터치 전극이 매트릭스 형태로 배열된 터치 스크린 패널이 내장되는 디스플레이 패널을 센싱하는 방법에 있어서,
    상기 다수의 터치 전극을 복수의 터치 블록으로 구분하여 센싱하는 단계;
    상기 복수의 터치 블록 중 임의의 터치 블록에서의 터치 유무를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과, 터치가 존재하는 것으로 판단되는 경우, 상기 터치가 감지된 터치 센싱 블록에서 센싱되는 터치 전극의 개수를 터치가 감지되지 않은 비터치 블록에서 센싱되는 터치 전극의 개수보다 많게 제어하는 단계를
    포함하는 터치 구동 방법.
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