(57)【要約】【課題】タッチ発生の有無によって領域別タッチセンシング期間とデータ書き込み期間を適応的に調節できるタッチディスプレイ装置を提供する。【解決手段】一実施例に係るタッチディスプレイ装置において、タイミングコントローラは、タッチ同期信号を用いて各フレームを複数の単位期間に時分割し、各単位期間を前記ピクセルアレイの複数のピクセルブロックのうちいずれか一つをスキャンする各データ書き込み期間と、前記タッチ電極アレイの複数のタッチブロックのうちいずれか一つのタッチブロックをスキャンする各タッチセンシング期間とに時分割し、ＭＣＵからタッチ座標情報を受け取ってパネルをタッチ発生領域及びタッチ非発生領域を定義し、タッチ発生領域をスキャンするいずれか一つの第１タッチセンシング期間を、タッチ非発生領域をスキャンするいずれか一つの第２タッチセンシング期間よりも増加するように調節する。【選択図】図１
2019082995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピクセルアレイ、及び該ピクセルアレイに含まれた複数のタッチ電極で構成されたタッチ電極アレイを含むパネルと、
前記パネルのデータライン及び前記タッチ電極を駆動し、前記タッチ電極のキャパシタンス変化を読み出してセンシングデータを出力するタッチ／データドライバと、
前記パネルのゲートラインを駆動するゲートドライバと、
前記タッチ／データドライバ及び前記ゲートドライバのディスプレイ動作を制御するタイミングコントローラと、
前記タッチ／データドライバのタッチセンシング動作を制御し、前記タッチ／データドライバからセンシングデータを受け取って、タッチ座標情報を生成して供給するマイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）と、
を含み、
前記タイミングコントローラは、
タッチ同期信号を用いて各フレームを複数の単位期間に時分割し、
各単位期間を前記ピクセルアレイの複数のピクセルブロックのうちいずれか一つをスキャンする各データ書き込み期間と、前記タッチ電極アレイの複数のタッチブロックのうちいずれか一つのタッチブロックをスキャンする各タッチセンシング期間とに時分割し、
前記ＭＣＵから前記タッチ座標情報を受け取って、前記パネルをタッチ発生領域及びタッチ非発生領域と定義し、
前記タッチ発生領域をスキャンするいずれか一つの第１タッチセンシング期間を、前記タッチ非発生領域をスキャンするいずれか一つの第２タッチセンシング期間よりも増加するように調節するタッチディスプレイ装置。
【請求項２】
前記タイミングコントローラは、
前記タッチ発生領域をスキャンする前記第１タッチセンシング期間を含むいずれか一つの第１単位期間に属する第１データ書き込み期間に比べて、前記タッチ非発生領域をスキャンする前記第２タッチセンシング期間を含むいずれか一つの第２単位期間に属する第２データ書き込み期間が増加するように調節する、請求項１に記載のタッチディスプレイ装置。
【請求項３】
前記タイミングコントローラは、
前記第１単位期間と前記第２単位期間とはそれぞれ維持し、
前記第１単位期間において前記第１タッチセンシング期間と前記第１データ書き込み期間とを同一に調節し、
前記第２単位期間において前記第２データ書き込み期間を前記第２タッチセンシング期間より大きく調節する、請求項２に記載のタッチディスプレイ装置。
【請求項４】
前記タッチ／データドライバは、前記各データ書き込み期間の間に、前記データラインにはデータ信号を供給し、前記タッチ電極にはルーティングラインを介して共通電圧を供給し、前記各タッチセンシング期間の間に、前記データライン及び前記ルーティングラインに交流波形のタッチ駆動信号を供給し、
前記ゲートドライバは、前記各データ書き込み期間の間に該当するゲートラインにスキャン信号とゲートオフ電圧を供給し、前記各タッチ駆動期間の間に前記ゲートラインに前記タッチ駆動信号と同一の位相及び同一の振幅を有する交流波形のゲートオフ変調信号を供給する、請求項１に記載のタッチディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ発生の有無によって領域別タッチセンシング期間とデータ書き込み期間を適応的に調節することができるタッチディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイの画面上でタッチによって情報入力が可能なタッチセンサーは、スマートフォンのような携帯用情報機器だけでなく、ノートパソコン、モニタ、家電製品などの様々なディスプレイに拡大適用されている。
【０００３】
ディスプレイに適用されたタッチ技術は、ディスプレイパネル上にタッチパネルを付着したアドオン（Ａｄｄ  ｏｎ）タイプと、ディスプレイパネルにタッチ電極を内蔵したインセル（Ｉｎ−ｃｅｌｌ）タイプとがある。インセルタイプは、液晶ディスプレイの共通電極を分割してタッチ電極として活用するアドバンスドインセルタッチ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｉｎ−ｃｅｌｌ  Ｔｏｕｃｈ；以下、ＡＩＴという。）タイプに進展してきた。
【０００４】
ＡＩＴディスプレイ装置は、各フレーム期間を、ピクセルアレイを分割駆動する複数のデータ書き込み期間（又は、ディスプレイ期間）と、タッチ電極アレイを分割駆動する複数のタッチセンシング期間とに時分割し、各データ書き込み期間と各タッチセンシング期間が交互になるようにタッチディスプレイパネルを駆動する。
【０００５】
各フレームを時分割するデータ書き込み期間とタッチセンシング期間はトレード−オフ（ｔｒａｄｅ−ｏｆｆ）関係であるため、タッチセンシング時間の確保に注力する場合、相対的にデータ書き込み期間が減少してデータ充填時間が少なくなることがあり、また、データ充填時間の確保に注力する場合、相対的にタッチセンシング期間が減少してタッチセンシング時間が少なくなることがある。各フレームにおいてデータ書き込み期間とタッチセンシング期間はタッチ同期信号によって一定の割合で固定されている。
【０００６】
しかしながら、ＡＩＴディスプレイ装置が高解像度化するにつれてスキャンライン数が増加しているにもかかわらず、タッチセンシング期間の確保のためにデータ書き込み期間を増加することは困難であり、そのため、データ充填時間が不十分となり、ディスプレイ性能が低下する問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１７−４９６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、タッチ発生の有無によって領域別タッチセンシング期間とデータ書き込み期間を適応的に調節できるタッチディスプレイ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施例に係るタッチディスプレイ装置は、ピクセルアレイ、及び該ピクセルアレイに含まれた複数のタッチ電極で構成されたタッチ電極アレイを含むパネルと、パネルのデータライン及びタッチ電極を駆動し、タッチ電極のキャパシタンス変化を読み出してセンシングデータを出力するタッチ／データドライバと、パネルのゲートラインを駆動するゲートドライバと、タッチ／データドライバ及びゲートドライバのディスプレイ動作を制御するタイミングコントローラと、タッチ／データドライバのタッチセンシング動作を制御し、タッチ／データドライバからセンシングデータを受け取って、タッチ座標情報を生成して供給するＭＣＵと、を含む。タイミングコントローラは、タッチ同期信号を用いて各フレームを複数の単位期間に時分割し、各単位期間を上記ピクセルアレイの複数のピクセルブロックのうちいずれか一つをスキャンする各データ書き込み期間と、タッチ電極アレイの複数のタッチブロックのうちいずれか一つのタッチブロックをスキャンする各タッチセンシング期間とに時分割する。タイミングコントローラはＭＣＵからタッチ座標情報を受け取ってパネルをタッチ発生領域及びタッチ非発生領域を定義し、タッチ発生領域をスキャンするいずれか一つの第１タッチセンシング期間を、タッチ非発生領域をスキャンするいずれか一つの第２タッチセンシング期間よりも増加するように調節する。
【００１０】
タイミングコントローラは、タッチ発生領域をスキャンする第１タッチセンシング期間を含むいずれか一つの第１単位期間に属する第１データ書き込み期間に比べて、タッチ非発生領域をスキャンする第２タッチセンシング期間を含むいずれか一つの第２単位期間に属する第２データ書き込み期間が増加するように調節する。
【００１１】
タイミングコントローラは、第１単位期間と第２単位期間とはそれぞれ維持し、第１単位期間において第１タッチセンシング期間と第１データ書き込み期間を同一に調節し、第２単位期間において第２データ書き込み期間を第２タッチセンシング期間より大きく調節する。
【００１２】
タッチ／データドライバは、各データ書き込み期間の間に、上記データラインにはデータ信号を供給し、タッチ電極にはルーティングラインを介して共通電圧を供給し、各タッチセンシング期間の間に上記データライン及びルーティングラインに交流波形のタッチ駆動信号を供給する。ゲートドライバは各データ書き込み期間の間に該当のゲートラインにスキャン信号とゲートオフ電圧を供給し、各タッチ駆動期間の間にゲートラインにタッチ駆動信号と同一の位相及び同一振幅を有する交流波形のゲートオフ変調信号を供給する。
【発明の効果】
【００１３】
一実施例に係るタッチディスプレイ装置は、タッチ発生の有無によって領域別タッチセンシング期間とデータ書き込み期間を適応的に調節することができる。
【００１４】
これによって、一実施例に係るタッチディスプレイ装置は、タッチの発生したタッチ発生領域ではタッチセンシング期間を相対的に増加させることによってタッチ性能を向上させることができ、タッチの発生していないタッチ非発生領域ではデータ書き込み期間を相対的に増加させることによってデータ充填時間を確保し、ディスプレイ性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例に係るタッチディスプレイ装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例に係るタッチディスプレイパネルにおいてタッチ電極及びサブピクセルの構成を例示する図である。
【図３】本発明の一実施例に係るタッチディスプレイ装置の駆動波形図である。
【図４】本発明の一実施例に係るタッチディスプレイ装置においてタッチ発生領域とタッチ非発生領域の例を示す模式図である。
【図５】本発明の一実施例に係るタッチディスプレイ装置においてタッチセンシング期間とデータ書き込み期間の調節方法を示すタイミング図である。
【図６】本発明の一実施例に係るタッチディスプレイ装置においてタッチセンシング期間とデータ書き込み期間の調節方法を示すタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施例を添付の図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、一実施例に係るタッチディスプレイ装置の構成を概略的に示すブロック図である。図２は、一実施例に係るタッチディスプレイパネルにおいてタッチ電極及びサブピクセルの構成を例示する図である。図３は、一実施例に係るタッチディスプレイ装置の駆動波形図である。
【００１８】
図１を参照すると、タッチディスプレイ装置は、パネル１００、ゲートドライバ２００、タッチ／データドライバ３００、タイミングコントローラ（Ｔｉｍｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；以下、ＴＣＯＮという。）４００、電源回路（Ｐｏｗｅｒ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ；以下、ＰＭＩＣ）５００、タッチ電源回路（Ｔｏｕｃｈ  Ｐｏｗｅｒ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ； 以下、ＴＰＩＣ）６００、マイクロコントローラユニット（Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｕｎｉｔ；以下、ＭＣＵ）７００などを具備する。
【００１９】
パネル１００はタッチセンシング機能及びディスプレイ機能を有する。パネル１００は、サブピクセルがマトリクス状に配列されたピクセルアレイにより画像を表示する。パネル１００は、ピクセルアレイに含まれた共通電極兼用タッチ電極ＴＥがマトリクス状に配列されたタッチ電極アレイを用いてキャパシタンス方式でタッチの有無を感知する。キャパシタンスタッチセンシング方式は、相互キャパシタンス（Ｍｕｔｕａｌ  Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）タッチセンシング方式及びセルフキャパシタンス（Ｓｅｌｆ−Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）タッチセンシング方式のいずれかを用いることができ、本発明の実施例ではセルフキャパシタンスタッチセンシング方式を例示して説明する。
【００２０】
パネル１００は、図２に示すように、マトリクス状に配列されたサブピクセル（ＳＰ）にて画像を表示する。基本ピクセルは、ホワイト（Ｗ）、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）のサブピクセルのうち、カラー混合によってホワイト表現が可能な少なくとも３つのサブピクセルで構成することができる。例えば、基本ピクセルは、Ｒ／Ｇ／Ｂの組合せのサブピクセル、Ｗ／Ｒ／Ｇの組合せのサブピクセル、Ｂ／Ｗ／Ｒの組合せのサブピクセル、Ｇ／Ｂ／Ｗの組合せのサブピクセルで構成したり、Ｗ／Ｒ／Ｇ／Ｂの組合せのサブピクセルにより構成することができる。
【００２１】
各サブピクセルＳＰは、ゲートラインＧＬ及びデータラインＤＬに接続された薄膜トランジスタＴＦＴと、薄膜トランジスタＴＦＴ及び共通電極ＣＯＭであるタッチ電極ＴＥに接続された液晶キャパシタＣｌｃ及びストレージキャパシタＣｓｔとを具備する。液晶キャパシタＣｌｃは、薄膜トランジスタＴＦＴを介して画素電極に供給されたデータ信号と、タッチ電極ＴＥに供給された共通電圧との差電圧を充電し、充電された電圧によって液晶を駆動して光透過率を調節する。ストレージキャパシタＣｓｔは、液晶キャパシタＣｌｃに充電された電圧を安定的に維持させる。
【００２２】
パネル１００は、ピクセルアレイの共通電極機能とタッチセンサー機能を有するタッチ電極ＴＥで構成されたタッチ電極アレイを含む。図２に示すように、タッチ電極アレイは、複数のタッチ電極コラムを含み、各タッチ電極コラムは、データラインＤＬの方向に配列された複数のタッチ電極ＴＥと、複数のタッチ電極ＴＥのそれぞれを個別的にタッチ／データドライバ３００に接続させる複数のルーティングラインＲＬとを含む。複数のタッチ電極ＴＥは、ピクセルアレイに位置する共通電極が複数のセグメントに分割されたものであり、各タッチ電極ＴＥは、タッチ点の大きさを考慮して複数のサブピクセルＳＰを含む一定の大きさに形成される。各タッチ電極ＴＥは自身とオーバーラップする複数のサブピクセルＳＰに共通接続されて一つのタッチセンサーを形成する。
【００２３】
ＰＭＩＣ５００は、入力電圧を受けて、タッチディスプレイ装置において必要とされる複数の駆動電圧を生成して供給する。ＰＭＩＣ５００は、入力電圧を用いて、ＴＰＩＣ６００、ＴＣＯＮ４００、ＭＣＵ７００、ゲートドライバ２００、タッチ／データドライバ３００などにおいて必要とされる複数の駆動電圧を生成して供給することができる。例えば、ＰＭＩＣ５００は、デジタル回路駆動電圧を生成して各駆動回路に供給することができ、アナログ回路駆動電圧を生成してＴＰＩＣ６００及びタッチ／データドライバ３００などに供給することができる。ＰＭＩＣ５００は、ゲートドライバ２００で必要とする駆動電圧を生成して供給することができる。ＰＭＩＣ５００は、ゲートオフ電圧ＶＧＬ、共通電圧ＶＣＯＭなどを生成してＴＰＩＣ６００に供給することができる。
【００２４】
また、ＰＭＩＣ５００は、レベルシフタを内蔵し、ＴＣＯＮ４００からオンクロック、オフクロック、スタート信号などを含む基本タイミング信号を受け取って、複数のゲート制御信号を生成してゲートドライバ２００に供給することができる。例えば、ＰＭＩＣ５００は、ＴＣＯＮ４００から供給されたオンクロックに同期する立ち上がり時間とオフクロックに同期する立ち下がり時間とが互いに異なる複数のクロックを生成してゲートドライバ２００に出力し、ＴＣＯＮ４００から供給されたスタート信号、リセット信号などをレベルシフトしてゲートドライバ２００に出力する。
【００２５】
ＴＰＩＣ６００は、ＰＭＩＣ５００の出力電圧とＭＣＵ７００の制御信号を受け取って、ゲートドライバ２００、タッチ／データドライバ３００などのようなタッチ駆動及びセンシングに関連した駆動回路において必要とされる複数の駆動信号を生成して出力する。
【００２６】
例えば、ＴＰＩＣ６００は、ＭＣＵ７００の制御によって、図３に示すように、各データ書き込み期間ＤＷにおいてＰＭＩＣ５００から供給された共通電圧ＶＣＯＭをタッチ／データドライバ３００に供給し、ゲートオフ電圧ＶＧＬをゲートドライバ２００に供給する。
【００２７】
ＴＰＩＣ６００は、ＭＣＵ７００の制御によって、図３に示すように、各タッチセンシング期間（ＴＤ）において同一位相及び同一振幅を有するタッチ駆動信号ＶＣＯＭ＿ＬＦＤ及びゲートオフ変調信号ＶＧＬ＿ＬＦＤを生成してタッチ／データドライバ３００及びゲートドライバ２００にそれぞれ供給する。
【００２８】
ＴＰＩＣ６００は、各タッチセンシング期間ＴＤにおいて共通ハイ電圧ＶＣＯＭ＿Ｈと共通ロー電圧ＶＣＯＭ＿Ｌとが交互に周期的となっている交流波形のタッチ駆動信号ＶＣＯＭ＿ＬＦＤを生成してタッチ／データドライバ３００に供給し、ゲートオフハイ電圧ＶＧＬ＿Ｈとゲートオフロー電圧ＶＧＬ＿Ｌとが交互に周期的となっている交流波形のゲートオフ変調信号ＶＧＬ＿ＬＦＤを生成してゲートドライバ２００に供給する。ＴＰＩＣ６００は、共通電圧ＶＣＯＭ及びゲートオフ電圧ＶＧＬをＰＭＩＣ５００から受け取り、共通ハイ電圧ＶＣＯＭ＿Ｈ、共通ロー電圧ＶＣＯＭ＿Ｌ、ゲートオフハイ電圧ＶＧＬ＿Ｈ、ゲートオフロー電圧ＶＧＬ＿Ｌを内部メモリに記憶したデジタルデータをアナログ電圧に変換することにより用いることができる。
【００２９】
ＴＣＯＮ４００は、ホストシステムから画像データ及びタイミング信号が供給される。タイミング信号は、ドットクロック、データイネーブル信号、垂直同期信号、水平同期信号を含む。ホストシステムはコンピュータ、ＴＶシステム、セットトップボックス、タブレットや携帯電話などのような携帯端末機のシステムのうちのいずれか一つであってもよい。
【００３０】
ＴＣＯＮ４００は、ホストシステムから供給されたタイミング信号と内部レジスタに記憶したタイミング情報を用いて、タッチ／データドライバ３００の動作タイミングを制御するデータ制御信号を生成してタッチ／データドライバ３００に供給する。例えば、データ制御信号は、データのラッチタイミングを制御するために用いられるソーススタートパルス、ソースサンプリングクロック、データの出力タイミングを制御するソース出力イネーブル信号、データ信号の極性を制御する極性制御信号などを含む。
【００３１】
ＴＣＯＮ４００は、ホストシステムから供給されたタイミング信号と内部レジスタに記憶したタイミング情報を用いて、ＰＭＩＣ５００に内蔵されたレベルシフタでゲート制御信号を生成するために用いられるオンクロック、オフクロック、スタート信号などのような基本タイミング信号を生成してＰＭＩＣ５００に供給する。
【００３２】
ＴＣＯＮ４００は、ホストシステムから供給されたタイミング信号及び内部レジスタに記憶したタイミング情報を用いて、図３に示すように、各フレームを複数のデータ書き込み期間ＤＷ１〜ＤＷｎと複数のタッチセンシング期間ＴＤ１〜ＴＤｎとに時分割し、各データ書き込み期間ＤＷと各タッチセンシング期間ＴＤが交互するタッチ同期信号Ｔｓｙｎｃを生成してＭＣＵ７００に供給する。言い換えると、各フレームをタッチ同期信号Ｔｓｙｎｃによって複数の単位期間ＵＴ１〜ＵＴｎに時分割し、各単位期間ＵＴを一つのデータ書き込み期間ＤＷと一つのタッチセンシング期間ＴＤとに時分割することができる。タッチ同期信号Ｔｓｙｎｃを可変させることによって各単位期間ＵＴにおいてデータ書き込み期間ＤＷと一つのタッチセンシング期間ＴＤを調節することができる。各データ書き込み期間ＤＷは、パネル１００において該当するピクセルブロックのサブピクセルに画像データを充填（書き込み）する期間を意味し、各タッチセンシング期間ＴＤは、パネル１００において該当するタッチブロックのタッチ電極ＴＥをスキャンしながら各タッチ電極ＴＥにタッチ駆動信号ＶＣＯＭ＿ＬＦＤを印加し、そのタッチ電極ＴＥからキャパシタンス変化を読み取ってタッチ発生の有無をセンシングする期間を意味する。
【００３３】
ＴＣＯＮ４００は、ＭＣＵ７００からタッチ座標情報を受け取って、タッチ発生の有無によって領域別に各データ書き込み期間ＤＷと各タッチセンシング期間ＴＤを適応的に調節することができる。例えば、ＴＣＯＮ４００は、タッチ発生領域に対するタッチセンシング期間ＴＤを相対的に増加させることによってタッチセンシング性能を向上させ、タッチ非発生領域ではデータ書き込み期間ＤＷを相対的に増加させることによってデータ充填時間を確保し、ディスプレイ性能を向上させることができる。これに関する具体的な説明は後述する。
【００３４】
ＴＣＯＮ４００は、システムから供給された画像データを画質補償及び消費電力の低減などのための様々な画像処理を行ってメモリに記憶させる。ＴＣＯＮ４００は、各データ書き込み期間ＤＷにおいて、メモリから該当するピクセルブロックの画像データを書き込み速度よりも速い読み出し速度で読み出し、画像データ及びデータ制御信号を含むディスプレイ情報をタッチ／データドライバ３００に供給する。
【００３５】
ＴＣＯＮ４００とタッチ／データドライバ３００は様々なインタフェースのいずれか一つを用いてデータを送受信する。例えば、ＴＣＯＮ４００は、様々な制御情報及び画像データをクロックを含む直列形態に変換して、パケット単位でポイント−ツウ−ポイント（Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−Ｐｏｉｎｔ）方式で伝送する組み込みポイント−ツウ−ポイントインタフェース（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ  Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ；ＥＰＩ）を利用する。
【００３６】
ＴＣＯＮ４００は、ＥＰＩプロトコルを用いて制御情報と画像データなどを含むディスプレイ情報を、クロックを含むＥＰＩパケットに変換し、伝送ライン対を介してＥＰＩパケットをタッチ／データドライバ３００に伝送する。ＥＰＩパケットは、タッチ／データドライバ３００の内部クロッキング（ｌｏｃｋｉｎｇ）のためのクロックトレーニングパターン、アライントレーニングパターン、クロックとデータ制御情報を直列形態で含む制御パケット、クロックと画像（ピクセル）データを直列形態で含むデータパケットなどを含む。ＴＣＯＮ４００は、各タッチセンシング期間ＴＤの間にダミーデータをタッチ／データドライバ３００に出力することができる。
【００３７】
タッチ／データドライバ３００は、各データ書き込み期間ＤＷの間にＴＣＯＮ４００から供給されたＥＰＩパケットからクロック、制御情報、画像データなどのディスプレイ情報を復元し、画像データを複数のガンマ電圧を用いてアナログデータ信号Ｖｄａｔａに変換して、パネル１００のデータラインＤＬに供給する。タッチ／データドライバ３００は、各データ書き込み期間ＤＷの間にＴＰＩＣ６００から供給された共通電圧ＶＣＯＭをルーティングラインＲＬを介してタッチ電極ＴＥに供給し、タッチ電極ＴＥが共通電極の役割を担うようにする。
【００３８】
タッチ／データドライバ３００は、各タッチセンシング期間ＴＤの間に、ＴＰＩＣ６００から供給されたタッチ駆動信号ＶＣＯＭ＿ＬＦＤを、該当するブロックのルーティングラインＲＬを介して該当のブロックのタッチ電極ＴＥに供給すると同時に、データラインＤＬにタッチ駆動信号ＶＣＯＭ＿ＬＦＤを供給する。
【００３９】
タッチ／データドライバ３００は、読み出し回路を内蔵しており、各タッチセンシング期間ＴＤの間に、ルーティングラインＲＬを介して該当のタッチブロックのタッチ電極ＴＥにタッチ駆動信号ＶＣＯＭ＿ＬＦＤを供給した後、そのタッチ電極ＴＥのそれぞれから個別のルーティングラインＲＬを介してフィードバックされる信号を読み出す。タッチ／データドライバ３００は、各タッチ電極ＴＥに対するタッチ駆動信号ＶＣＯＭ＿ＬＦＤと読み出し信号を差動増幅して、タッチによる各タッチ電極ＴＥのセルフキャパシタンス変化（信号遅延量）をセンシングし、信号処理によってセンシングデータ（タッチセンシング情報）を生成してＭＣＵ７００に供給する。
【００４０】
タッチ／データドライバ３００は、一つ以上のタッチ／データＩＣで構成され、各ＩＣは、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）などのような回路フィルムに個別に実装してパネル１００にＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式でボンディングされてもよく、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式でパネル１００上に実装されてもよい。
【００４１】
ゲートドライバ２００は、ＰＭＩＣ５００から複数のゲート制御信号及び駆動電圧を受け取り、ＴＰＩＣ６００からゲートオフ電圧ＶＧＬ及びゲートオフ変調信号ＶＧＬ＿ＬＦＤを含むゲートオフ信号を受け取る。ゲートドライバ２００は、各データ書き込み期間ＤＷの間にゲート制御信号によってスキャンパルスを生成して、該当するピクセルブロックのゲートラインＧＬを個別駆動する。ゲートドライバ２００は、各データ書き込み期間ＤＷの間に、ＰＭＩＣ５００から供給されたゲート制御信号によって該当するゲートラインＧＬの駆動期間ごとにゲートオン電圧ＶＧＨのスキャンパルスを該当のゲートラインＧＬに供給し、該当するゲートラインＧＬの非駆動期間には、ＴＰＩＣ６００から供給されたゲートオフ電圧ＶＧＬを該当するゲートラインＧＬに供給する。
【００４２】
ゲートドライバ２００は、各タッチセンシング期間ＴＤの間に、ＴＰＩＣ６００から供給されたゲートオフ変調信号ＶＧＬ＿ＬＦＤをゲートラインＧＬに供給する。
【００４３】
ゲートドライバ２００は、パネル１００のピクセルアレイＰＡを構成する薄膜トランジスタアレイと共に基板に形成することによって、パネル１００の非表示領域にＧＩＰ（Ｇａｔｅ  Ｉｎ  Ｐａｎｅｌ）タイプで内蔵して構成することができる。ＧＩＰタイプのゲートドライバ２００は、パネル１００の一側部に位置してもよく、パネル１００の両側部に位置してもよい。一方、ゲートドライバ２００は、複数のゲートＩＣで構成されており、各ＩＣは、ＣＯＦなどのように回路フィルムに個別的に実装されてもよく、パネル１００にＴＡＢ方式でボンディングしたり、ＣＯＧ方式でパネル１００上に実装されてもよい。
【００４４】
ＭＣＵ７００は、ＴＣＯＮ４００からタッチ同期信号Ｔｓｙｎｃを受け取り、タッチセンシングに必要な複数のタイミング制御信号を生成してタッチ／データドライバ３００及びＴＰＩＣ６００に供給する。ＭＣＵ７００は、タッチ／データドライバ３００からタッチセンシング情報を受け取り、タッチの発生したタッチ座標を生成してホストシステム及びＴＣＯＮ４００に供給する。タッチ／データドライバ３００とＭＣＵ７００は、ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）通信を用いてタッチセンシング情報を共有することができる。ＭＣＵ７００とＴＣＯＮ４００は、ＳＰＩ通信によってタッチセンシング領域情報を共有することができる。
【００４５】
図３を参照すると、各フレームは、タッチ同期信号Ｔｓｙｎｃによってパネル１００のピクセルアレイを複数のピクセルブロックに時分割駆動する複数のデータ書き込み期間ＤＷ１〜ＤＷｎと、パネル１００のタッチ電極アレイを複数のタッチブロックに時分割駆動する複数のタッチセンシング期間ＴＤ１〜ＴＤｎとを含む。すなわち、各フレームを時分割する複数の単位期間ＵＴ１〜ＵＴｎのそれぞれは、いずれか一つのピクセルブロックをスキャンするデータ書き込み期間ＤＷと、いずれか一つのタッチブロックをスキャンするタッチセンシング期間ＴＤとを含む。タッチ同期信号Ｔｓｙｎｃは、各単位期間ＵＴは維持しながら、タッチ発生の有無によってデータ書き込み期間ＤＷとタッチセンシング期間ＴＤを可変させることができる。各タッチセンシング期間ＴＤにスキャンされる各タッチブロックの大きさは、各データ書き込み期間ＤＷにスキャンされる各ピクセルブロックの大きさより大きい。これによって、各フレームにおいてピクセルアレイは、複数のデータ書き込み期間ＤＷ１〜ＤＷｎによって１回スキャンされるが、タッチ電極アレイは、複数のタッチセンシング期間ＴＤ１〜ＴＤｎによって２回以上スキャンされ得る。
【００４６】
各データ書き込み期間ＤＷの間に、タッチ／データドライバ３００は、ＴＣＯＮ４００から供給された画像データをアナログデータ信号Ｖｄａｔａに変換してパネル１００のデータラインＤＬに供給し、ＴＰＩＣ６００から供給された共通電圧ＶＣＯＭをルーティングラインＲＬを介してタッチ電極ＴＥに供給する。各データ書き込み期間ＤＷの間に、ゲートドライバ２００は、ＰＭＩＣ５００から供給されたゲート制御信号とＴＰＩＣ６００から供給されたゲートオフ電圧ＶＧＬとを用いて該当のピクセルブロックのゲートラインＧＬを順次駆動し、データラインＤＬに供給された画像データが各サブピクセルに充填されるようにする。
【００４７】
各タッチセンシング期間ＴＤの間に、タッチ／データドライバ３００は、ＴＰＩＣ６００から供給されたタッチ駆動信号ＶＣＯＭ＿ＬＦＤを該当のタッチブロックのルーティングラインＲＬに供給すると同時にデータラインＤＬに供給し、ゲートドライバ２００は、ＴＰＩＣ６００から供給されたゲートオフ変調信号ＶＧＬ＿ＬＦＤをゲートラインＧＬに供給する。各タッチセンシング期間ＴＤの間に、タッチ／データドライバ３００は、ルーティングラインＲＬを介して該当のタッチブロックのタッチ電極ＴＥのそれぞれのキャパシタンス変化を読み出し、タッチ発生の有無を示すセンシングデータに変換してＭＵＣ７００に供給する。
【００４８】
タッチ駆動信号ＶＣＯＭ＿ＬＦＤとして利用される共通ハイ電圧ＶＣＯＭ＿Ｈは、共通電圧ＶＣＯＭより高く、共通ロー電圧ＶＣＯＭ＿Ｌは共通電圧ＶＣＯＭより低い電圧であってよい。一方、共通ロー電圧ＶＣＯＭ＿Ｌは、共通電圧ＶＣＯＭと等しい電圧であってもよい。ゲートオフ変調信号ＶＧＬ＿ＬＦＤとして利用されるゲートオフハイ電圧ＶＧＬ＿Ｈは、ゲートオン電圧ＶＧＨより低く、ゲートオフ電圧ＶＧＬより高く、ゲートオフロー電圧ＶＧＬ＿Ｌはゲートオフ電圧ＶＧＬより低い電圧であってよい。一方、ゲートオフロー電圧ＶＧＬ＿Ｌは、ゲートオフ電圧ＶＧＬと等しい電圧であってもよい。共通ハイ電圧ＶＣＯＭ＿Ｈ及び共通ロー電圧ＶＣＯＭ＿Ｌのスイング幅及びパルス幅は、ゲートオフハイ電圧ＶＧＬ＿Ｈ及びゲートオフロー電圧ＶＧＬ＿Ｌのスイング幅及びパルス幅と同一である。
【００４９】
タッチセンシング期間ＴＤの間に、パネル１００のデータラインＤＬ及びタッチ電極ＴＥに供給されるタッチ駆動信号ＶＣＯＭ＿ＬＦＤとゲートラインＧＬに供給されるゲートオフ変調信号ＶＧＬ＿ＬＦＤとが同一位相及び同一振幅を有することによって、タッチ電極ＴＥはロードフリー駆動ができる。すなわち、ロードフリー駆動によってタッチセンシング期間ＴＤの間にパネル１００においてタッチ電極ＴＥとゲートラインＧＬ間、タッチ電極ＴＥとデータラインＤＬ間の初期キャパシタンスを最小化してタッチ電極ＴＥのＲＣロード（Ｒｅｓｉｓｔｏｒ  Ｃａｐａｃｉｔｏｒ  Ｌｏａｄ）を最小化でき、よって、ＲＣロードによる信号歪みを最小化してタッチセンシング感度を向上させることができる。
【００５０】
タッチ駆動信号ＶＣＯＭ＿ＬＦＤ及びゲートオフ変調信号ＶＧＬ＿ＬＦＤの交流波形は、図３に示す矩形波の他にも、台形（ｔｒａｐｅｚｏｉｄ）波又はサイン（ｓｉｎｅ）波などのような様々な波形を用いることができる。
【００５１】
図４は、本発明の一実施例に係るタッチディスプレイ装置においてタッチ発生領域とタッチ非発生領域の例を示す模式図である。
【００５２】
図４に示すように、タッチが発生すると、ＴＣＯＮ４００は、ＭＣＵ７００からタッチ座標情報を受信し、タッチ座標が含まれる領域をタッチ発生領域と定義し、残りの領域をタッチ非発生領域と定義する。タッチ発生領域は、可変であるタッチ座標をトラッキングすることにより変化させることができる。
【００５３】
ＴＣＯＮ４００は、タッチ発生領域をスキャンするタッチセンシング期間ＴＤがタッチ非発生領域をスキャンする他のタッチセンシング期間ＴＤ’に比べてより増加するように調節することができ、タッチ非発生領域をスキャンするデータ書き込み期間ＤＷがタッチ発生領域をスキャンする他のデータ書き込み期間ＤＷ’に比べてより増加するように調節することができる。
【００５４】
これによって、タッチ発生領域ではタッチセンシング期間ＴＤが増加してタッチ性能を向上させることができ、タッチ非発生領域ではデータ書き込み期間ＤＷが増加してデータ充填時間を確保し、ディスプレイ性能を向上させることができる。
【００５５】
図５及び図６は、一実施例に係るタッチディスプレイ装置においてタッチセンシング期間とデータ書き込み期間の調節方法を示すタイミング図である。
【００５６】
ＴＣＯＮ４００は、ホストシステムから供給された入力データイネーブル信号ＤＥのイネーブル期間に入力画像データをメモリに記憶させ、入力データイネーブル信号ＤＥに比べて周波数が早い内部データイネーブル信号ＤＥのイネーブル期間にメモリに記憶した画像データを読み出してタッチ／データドライバ３００に伝送する。データ書き込み期間ＤＷにおいて内部データイネーブル信号ＤＥの各周期は、パネル１００において１水平ラインのサブピクセルにデータを書き込む１水平期間１Ｈに対応する。ＴＣＯＮ４００は、ＭＵＣ７００からタッチ座標を受け取って、そのタッチ座標が位置する領域をタッチ発生領域と定義し、残りの領域をタッチ非発生領域と定義する。
【００５７】
図５及び図６を参照すると、ＴＣＯＮ４００は、タッチ発生領域とタッチ非発生領域においてタッチ同期信号Ｔｓｙｎｃを制御し、各単位期間ＵＴは維持するが、各単位期間ＵＴ内でデータ書き込み期間ＤＷとタッチセンシング期間ＴＤを適応的に調節する。
【００５８】
例えば、図５に示すように、タッチ発生領域をスキャンするタッチセンシング期間ＴＤが含まれた単位期間ＵＴにおいて、当該単位期間ＵＴは維持するが、タッチセンシング期間ＴＤが増加し、その増加分だけデータ書き込み期間ＤＷが減少することによって、タッチセンシング期間ＴＤとデータ書き込み期間ＤＷを同じ比率（５０％）に調節することができる。
【００５９】
例えば、図６に示すように、タッチ非発生領域をスキャンするタッチセンシング期間ＴＤが含まれた単位期間ＵＴにおいて、当該単位期間ＵＴは維持するが、データ書き込み期間ＤＷが増加し、その増加分だけタッチセンシング期間ＴＤが減少することによって、データ書き込み期間ＤＷの比率（６０％）をタッチセンシング期間ＴＤの比率（４０％）より大きく調節することができる。
【００６０】
これによって、タッチ発生領域ではタッチセンシング期間ＴＤが増加してタッチ性能を向上させることができ、タッチ非発生領域ではデータ書き込み期間ＤＷが増加してデータ充填時間を確保することができ、ディスプレイ性能を向上させることができる。
【００６１】
以上の説明は本発明を例示的に説明したものに過ぎず、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって本発明の技術的思想から逸脱しない範囲で様々な変形が可能であろう。したがって、本発明の明細書に開示された実施例は、本発明を限定するためのものではない。本発明の範囲は添付する特許請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと均等な範囲内にある技術も、いずれも本発明の範囲に含まれるものとして解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００６２】
１００    パネル
２００    ゲートドライバ
３００    タッチ／データドライバ
４００    タイミングコントローラ（ＴＣＯＮ）
５００    電源回路（ＰＭＩＣ）
６００    タッチ電源回路（ＴＰＩＣ）
７００    マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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