KR100958643B1 - 터치 스크린 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이전 터치 위치들의 개연성을 도출한 후, 상기 개연성에 따라 상기 이전 터치 위치들의 다음 터치 위치를 예측하고, 상기 다음 터치 위치를 포함하는 발광 영역을 결정하여 상기 발광 영역의 발광 소자를 발광시킴으로써 광 센서를 이용하여 현재 터치 위치를 인식할 수 있는 터치 스크린 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 외광 및 내광 조건이 적절하지 않은 경우, 화상의 왜곡을 최소화하면서 광 센서를 이용하여 효과적으로 터치 위치를 도출할 수 있다.
Figure R1020080102108
터치, 스크린, 디스플레이, 광센서

Description

터치 스크린 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법{Touch screen display and method for operating the same}
본 발명은 발광 소자와 광 센서를 구비하는 터치 스크린 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
광 센서를 패널에 집적한 터치 스크린 디스플레이 장치는 화면상에 투영된 객체(예를 들어 손가락)의 이미지를 검출하여 정보 입력을 행하는 것이다. 또는 라이트 펜 등의 발광 물체로부터 조사된 광을 검출함으로써 정보 입력을 행할 수 있다.
구체적으로, 상기 터치 스크린 디스플레이 장치는 외광을 이용하거나 또는 상기 터치 스크린 디스플레이 장치에서 화상 구현을 위해 발광하는 내광을 이용하여 터치 위치를 도출할 수 있다. 그러나, 외광이 약한 상태에서 블랙 UI를 표시하는 경우와 같이 외광 및 내광이 약한 경우 광 센서에서의 센싱이 불가능할 수 있다. 상기와 같이 외광 또는 내광의 조건이 적절하지 않은 경우, 터치 스크린 디스플레이 장치의 사용 환경이 제약되는 문제가 있다.
본 발명은 외광 및 내광의 조건이 적절하지 않은 경우에 표시 데이터에 대응하는 화상의 왜곡을 최소화하면서 광 센서를 이용하여 터치 위치를 효과적으로 인식할 수 있는 터치 스크린 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 화상을 구현하는 발광 소자와 터치한 객체의 영상을 촬상하는 광 센서를 구비하는 패널과, 상기 영상으로부터 터치 위치를 도출하는 터치 위치 도출부와, 상기 터치 위치 도출부에 의해 도출된 이전 터치 위치들의 개연성을 도출하고, 상기 개연성에 따른 상기 이전 터치 위치들의 다음 터치 위치를 포함하는 영역의 발광 소자를 발광하도록 제어하는 발광 제어부를 구비하는 터치 스크린 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명에 관한 터치 스크린 디스플레이 장치에 있어서, 상기 발광 제어부는, 상기 터치 위치 도출부로부터 이전 터치 위치들의 개연성을 도출하는 터치 위치 개연성 도출부와, 상기 개연성에 따라 상기 이전 터치 위치들의 다음 터치 위치를 포함하는 발광 영역을 결정하는 발광 영역 결정부와, 상기 발광 영역의 발광 소자를 발광시키는 발광 제어 신호를 생성하는 발광 제어 신호 생성부를 구비할 수 있다.
상기 터치 위치 도출부는 상기 발광 소자의 발광에 의해 현재 터치 위치를 도출할 수 있다. 상기 터치 위치 도출부는 상기 발광 소자의 발광에 의해 광 센서 에서 터치한 상기 객체의 영상을 촬상하고, 상기 촬상 신호로부터 상기 객체의 현재 터치 위치를 도출할 수 있다.
본 발명에 관한 터치 스크린 디스플레이 장치는 상기 객체의 터치 여부를 감지하는 터치 감지부를 더 구비할 수 있다. 상기 터치 감지부는 정전용량 방식, 감압 방식, 저항막 방식의 터치 패널일 수 있다.
상기 터치 스크린 디스플레이 장치에 있어서, 광 제어부는 상기 터치 감지부에 의해 상기 객체의 터치가 감지되면 상기 발광 소자를 발광하는 제1 발광 제어 신호를 생성하는 제1 발광 신호 생성부를 더 구비할 수 있다. 상기 터치 위치 도출부는 상기 제1 발광 제어 신호에 의한 상기 발광 소자의 발광으로부터 이전 터치 위치들 중 적어도 하나를 도출할 수 있다. 또한, 상기 발광 제어부는 상기 이전 터치 위치들의 개연성을 도출하는 개연성 도출부와, 상기 개연성에 따라 현재 터치 위치를 포함하는 발광 영역을 도출하는 발광 영역 도출부와, 상기 발광 영역에 포함되는 발광 소자를 발광하도록 제어하는 제2 발광 제어 신호를 생성하는 제2 발광 제어 신호 생성부를 더 구비할 수 있다.
상기 제1 발광 제어 신호는 임의의 발광 소자를 발광하도록 제어하는 것임에 비해, 상기 제2 발광 제어 신호는 상기 개연성에 따라 예측한 다음 터치 위치를 포함하는 발광 영역의 발광 소자를 발광하도록 제어하는 것이다.
본 발명에 관한 터치 스크린 디스플레이 장치는 복수의 이전 터치 위치들로부터 개연성을 도출하는 개연성 도출부를 구비하는데, 상기 개연성의 예로서 상기 이전 터치 위치들이 연속하여 일 방향으로 직진하는 직선 관계를 갖는 것일 수 있 다. 이때, 상기 개연성에 따른 다음 터치 위치는 마지막 이전 터치 위치와 상기 일 방향으로 인접하는 터치 위치일 수 있다. 또는 상기 개연성이 상기 이전 터치 위치들이 일 방향으로 연속하여 또는 특정 회전각만큼 회전하는 궤적을 갖는 것일 수 있다. 이때, 상기 개연성에 따른 다음 터치 위치는 마지막 이전 터치 위치와 상기 일 방향으로 인접한 또는 상기 회전각만큼 상기 일 방향으로 이격된 터치 위치인 것일 수 있다. 또는 상기 개연성이 자음을 형성하는 터치 위치들 이후 모음을 형성하는 터치 위치들의 관계를 갖는 것일 수 있다. 상기 이전 터치 위치들이 자음을 형성하면 상기 개연성에 따른 다음 터치 위치는 모음을 형성하는 터치 위치일 수 있다.
또한, 본 발명은 화상을 구현하는 발광 소자와 터치한 객체의 영상을 촬상하는 광 센서를 구비하는 터치 스크린 디스플레이 장치의 구동 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 관한 터치 스크린 디스플레이 장치의 구동 방법은 복수의 이전 터치 위치들의 개연성을 도출하는 단계와, 상기 개연성에 따라 상기 이전 터치 위치들의 다음 터치 위치를 포함하는 발광 영역을 결정하는 단계와, 상기 발광 영역에 포함된 적어도 하나의 발광 소자를 발광하는 발광 제어 신호를 생성하는 단계와, 상기 발광 제어 신호에 따라 상기 발광 소자를 발광하는 단계와, 상기 발광 소자의 발광에 의해 상기 객체의 영상을 상기 광 센서에서 촬상하여 현재 터치 위치를 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 관한 터치 스크린 디스플레이 장치의 구동 방법은 터치를 감지하는 단계와, 터치를 감지하여 제1 발광 제어 신호를 생성하는 단계와, 상기 제1 발광 제어 신호에 의해 임의의 발광 소자를 발광하는 단계와, 상기 임의의 발광 소자의 발광에 의해 상기 복수의 이전 터치 위치들을 도출하는 단계와, 상기 복수의 이전 터치 위치들의 개연성을 도출하는 단계와, 상기 개연성에 따라 상기 이전 터치 위치들의 다음 터치 위치를 포함하는 발광 영역을 결정하는 단계와, 상기 발광 영역에 포함된 적어도 하나의 발광 소자를 발광하는 제2 발광 제어 신호를 생성하는 단계와, 상기 제2 발광 제어 신호에 따라 상기 발광 소자를 발광하는 단계와, 상기 발광 소자의 발광에 의해 상기 객체의 영상을 상기 광 센서에서 촬상하여 현재 터치 위치를 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 터치 스크린 디스플레이 장치의 구동 방법들에 있어서, 개연성의 예는 상술한 터치 스크린 디스플레이 장치와 같으며, 상기 개연성에 따른 다음 터치 위치도 상술한 바와 같다.
본 발명의 터치 스크린 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법에 따르면, 이전 터치 위치들로부터 개연성을 도출하고, 상기 개연성에 따라 예측된 다음 터치 위치를 포함하는 국지의 발광 영역의 발광 소자만을 발광함으로서 표시 데이터에 대응하는 화상의 왜곡을 최소화하면서 광 센서를 이용하여 효과적으로 현재 터치 위치를 인식할 수 있다.
본 발명에 관한 터치 스크린 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법에 관한 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 관한 터치 스크린 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 터치 스크린 디스플레이 장치의 발광 제어부를 설명하기 위한 블럭도이다.
우선, 도 1을 참조하면 터치 스크린 디스플레이 장치는 패널(100), 상기 패널(100)을 구동하는 구동부들 및 제어부(200)를 구비한다.
상기 패널(100)은 화소부(110)와 센서부(120)를 구비한다. 상기 화소부(110)는 발광 소자, 바람직하게는 유기 발광 소자(OLED)를 구비하고, 상기 센서부(120)는 터치 객체의 영상을 촬상하는 광 센서(PD)를 구비한다.
예를 들어, 상기 화소부(110)는 표시 데이터를 전달하는 데이터선(DL), 상기 데이터선(DL)에 교차하고 주사 신호를 전송하는 제1 주사선(SL1)을 구비한다. 상기 데이터선(DL)은 소스 드라이버(Source Driver)에 연결되어 표시 데이터를 전송받는다. 상기 제1 주사선(SL1)은 스캔 드라이버(Scan Driver)로부터 주사 신호를 인가받는다. 상기 표시 데이터 및 상기 주사 신호는 제어부(200)로부터 제공된다.
그리고 상기 화소부(110)는 데이터선(DL)과 제1 주사선(SL1) 사이에 연결되는 화소 회로부(111)와, 발광 제어선에 연결되는 스위칭 회로부(112)를 구비한다. 그리고 상기 화소 회로부(111) 및 스위칭 회로부(112)와 연결된 유기 발광 소자(OLED)를 구비한다.
화소 회로부(111)는 제1 주사선(SL1)의 주사 신호에 의해 도통되고, 상기 데이터선(DL)으로부터 전달된 표시 데이터를 전송하는 제1 트랜지스터(TS1)을 구비한다. 제1 트랜지스터(TS1)를 통해 전달된 표시 데이터는 구동 트랜지스터(TD)의 게 이트 단자로 입력된다. 또한 상기 구동 트랜지스터(TD)의 일 단자에는 제1 구동 전압(ELVDD)이 입력된다. 상기 구동 트랜지스터(TD)의 일 단자와 게이트 단자 사이에 커패시터(C)를 구비한다. 상기 커패시터(C)는 제1 구동 전압(ELVDD)과 표시 데이터에 대응하는 전압을 소정 시간 유지한다. 상기 구동 트랜지스터(TD)의 타 단자에는 유기 발광 소자(OLED)의 캐소드(cathode) 단자가 연결된다. 상기 유기 발광 소자(OLED)의 애노드(anode) 단자에는 제2 구동 전압(ELVSS)이 입력된다. 상기 구동 트랜지스터(TD)의 타 단자를 통해 상기 표시 데이터에 따른 전류를 출력하고, 상기 전류량에 대응하여 유기 발광 소자(OLED)가 발광할 수 있다. 본 실시 예에서 예시하는 화소 회로(111)는 전압 구동 방식에 따른 기본적인 화소 회로로서, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 구동 트랜지스터(TD)의 문턱 전압을 보상하기 위한 다수의 트랜지스터들, 커패시터를 포함하는 화소 회로도 본 발명에 포함할 수 있다. 또한, 본 실시 예에서와 같이 전압 구동 방식에 한정되지 않으며 전류 구동 방식 등의 화소 회로도 본 발명에 포함될 수 있다.
상기 스위칭 회로부(112)는 발광 제어선에 게이트 단자가 연결되고 일 단자에 구동 전압(VDD)이 입력되며, 타 단자에 유기 발광 소자(OLED)가 연결된 제2 트랜지스터(TS2)를 구비할 수 있다. 발광 제어선을 통해 발광 제어 신호가 전송되면 상기 제2 트랜지스터(TS2)는 도통하여 타 단자로부터 소정의 전류를 출력할 수 있다. 상기 전류는 유기 발광 소자(OLED)에 출력되어, 유기 발광 소자(OLED)에서 소정의 밝기로 발광할 수 있다. 상기 제2 트랜지스터(TS2) 대신 DDI 구동으로 상기 유기 발광 소자(OLED)의 발광을 제어할 수도 있다. 또한, 상기 제1 트랜지스 터(TS1)의 구동 전압(ELVDD)과 제2 트랜지스터(TS2)의 구동 전압(VDD)이 같을 수 있으며, 이때에는 유기 발광 소자(OLED)로부터 구동 트랜지스터(TD)로 전류의 역류가 없다. 그러나, 상기 제1 트랜지스터(TS1)의 제1 구동 전압(ELVDD)과 제2 트랜지스터(TS2)의 구동 전압(VDD)이 다를 경우에는 상기 유기 발광 소자(OLED)와 상기 구동 트랜지스터(TD) 사이에 다른 트랜지스터를 구비하여 상기 두 전압 원들 간의 전류 흐름이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 제2 트랜지스터(TS2)가 도통하는 경우, 상기 다른 트랜지스터를 오프시켜 상기 두 전압 원들 간의 전류 흐름을 차단할 수 있다.
상기 발광 제어선은 제어부(200)와 연결되는 것으로, 발광 제어선을 통해 전달되는 발광 제어 신호의 생성 및 이의 전송에 관하여 이후 상세히 설명하도록 한다.
상기와 같은 화소 회로부(111)와 스위칭 회로부(110)는 유기 발광 소자(OLED)에 공통으로 연결된다. 화소 회로부(111)는 소정의 표시 데이터에 따른 전류를 유기 발광 소자(OLED)로 제공하여 유기 발광 소자(OLED)가 특정 화상을 구현하도록 발광한다. 또한, 스위칭 회로부(110)는 제어부(200)로부터 제공된 발광 제어 신호에 의해 상기 유기 발광 소자(OLED)가 발광하도록 한다. 이때, 유기 발광 소자(OLED)의 발광은 특정 화상을 구현하도록 하기 위한 발광이 아니라, 소정의 내광을 생성하기 위한 광이다. 상기 내광은 광 센서(PD)에서 터치 객체의 영상을 촬상하기 위해 필요한 것이다. 외광 및 내광이 약할 경우 상기 내광을 강제로 발광시켜 광 센서(PD)에서 상기 터치 객체의 영상을 촬상함으로써 터치 위치를 도출할 수 있다.
상기 센서부(120)는 제2 주사선(SL2)과 상기 제2 주사선(SL2)에 연결된 출력선(RL)을 구비한다. 상기 제2 주사선(SL2)는 센서 스캐너(Sensor Scanner)에 연결되어 주사 신호를 제공받는다. 상기 출력선(RL)은 ROIC(Read Out IC)에 연결된다. ROIC(Read Out IC)에서 상기 출력선(RL)으로부터 제공받은 센싱 신호들을 수집하고, 상기 센싱 신호를 제어부(200)에 전송한다. 따라서, 제어부(200)에서 상기 센싱 신호들에 기반하여 객체의 터치 위치를 도출할 수 있다.
또한, 상기 센서부(120)는 광 신호를 입력하여 전기 신호로 변환하는 광 센서(PD)를 구비한다. 상기 광 센서(PD)는 포토 다이오드로서, 포토 다이오드의 애노드(anode) 단자에 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 단자가 연결된다. 또한, 상기 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 단자에는 리셋 신호에 의해 도통하여 제1 구동 전압(VDD)을 전달하는 제2 트랜지스터(TS2)가 연결된다. 그리고 상기 구동 트랜지스터(TD)의 일 단자에는 제2 구동 전압(VSS)이 입력된다. 상기 광 센서(PD)는 빛을 받음으로써 전류를 애노드 단자에서 캐소드 단자로 흘려, 상기 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 단자에 입력되는 전압을 낮춘다. 상기 구동 트랜지스터(PD)는 상기 광 센서(PD)에 의해 유출되는 전류에 의해 변화되는 게이트 전극의 전압과 상기 일 단자에 입력되는 제1 구동 전압(VSS)에 대응하는 전류를 제1 트랜지스터(TS1)를통해 출력선(RL)으로 출력할 수 있다. 물론, 상기 전류를 출력하기 위해서는 상기 제1 트랜지스터(TS1)는 제2 주사선(SL2)에 의해 주사 신호가 인가되어 도통되어야 한다.
상기 광 센서(PD)는 상기 유기 발광 소자(OLED)로부터 발광하는 광을 입력받아 전기 신호를 생성할 수 있다. 특히, 외광 및 내광이 약한 경우 상기 발광 제어 신호(Sig)에 의해 강제적으로 상기 유기 발광 소자(OLED)를 발광시켜 상기 유기 발광 소자(OLED)로부터의 광을 광 센서(PD)에서 센싱하고, 이에 대응하는 출력 신호를 출력선(RL)을 통해 출력할 수 있다.
상기 출력선(RL)을 통해 출력한 센싱 신호들을 ROIC(Read Out IC)에서 수집하고, ROIC(Read Out IC)에서 제어부(200), 구체적으로 터치 위치 도출부(210)로 상기 센싱 신호를 출력한다. 따라서 터치 위치 도출부(210)에서 상기 센싱 신호에 근거하여 터치 위치를 도출할 수 있다. 상기 터치 위치 도출부(210)는 상기 센싱 신호에 의해 터치 객체의 영상을 분석하고, 상기 영상으로부터 터치 위치를 도출할 수 있다.
이렇게 도출한 터치 위치에 대한 정보는 호스트로 출력되고, 또한 발광 제어부(220)에도 전송된다.
도 2를 함께 참조하여, 발광 제어부(220)에 대해 구체적으로 살펴본다. 도 2에 따르면, 발광 제어부(220)는 터치 위치 개연성 도출부(221), 발광 영역 결정부(222), 발광 제어 신호 생성부(223)를 구비한다.
터치 위치 개연성 도출부(221)는 상기 터치 위치 도출부(210)로부터 제공된 복수의 터치 위치들의 개연성을 도출한다. 예를 들어,이전 터치 위치들이 연속하여 일 방향으로 직진하는 직선 관계를 가질 때, 개연성은 상기 직선 관계를 갖는 특성일 수 있다. 따라서, 상기 개연성에 따른 다음 터치 위치는 마지막 이전 터치 위치 와 상기 일 방향으로 인접하는 터치 위치일 수 있다. 개연성의 다른 예로서, 상기 이전 터치 위치들이 일 방향으로 연속하여 또는 특정 회전각만큼 회전하는 궤적을 갖는 것일 수 있으며, 이때 상기 개연성에 따른 다음 터치 위치는 마지막 이전 터치 위치와 상기 일 방향으로 인접한 또는 상기 회전각만큼 상기 일 방향으로 이격된 터치 위치인 것일 수 있다. 또는 상기 개연성이 자음을 형성하는 터치 위치들 이후 모음을 형성하는 터치 위치들의 관계를 갖는 것일 수 있다. 상기 이전 터치 위치들이 자음을 형성하면 상기 개연성에 따른 다음 터치 위치는 모음을 형성하는 터치 위치일 수 있다. 상기와 같은 개연성은 경험칙에 의거하여 미리 저장될 수 있으며, 계속 입력되는 터치 위치들에 대한 정보를 통해 새롭게 개연성을 도출하고, 새로운 개연성을 업데이트할 수도 있다. 즉, 상기 터치 위치 개연성 도출부(221)는 터치 위치 도출부(210)로부터 제공된 이전 터치 위치들의 개연성을 도출한다.
상기 터치 위치 개연성 도출부(221)에서 도출한 개연성에 따라 상기 이전 터치 위치들의 다음 터치 위치를 예측할 수 있다. 발광 영역 결정부(222)는 상기 다음 터치 위치를 예측하고, 상기 다음 터치 위치를 포함하는 발광 영역을 결정할 수 있다. 상기 다음 터치 위치는 상기 개연성에 따라 이전 터치 위치들의 이후에 사용자가 패널 중에서 터치할 위치를 예측한 곳이다. 그리고 상기 발광 영역은 상기 다음 터치 위치일 수 있으며, 또는 상기 다음 터치 위치를 포함하는 국지의 패널(100) 영역일 수 있다.
발광 제어 신호 생성부(223)는 상기 발광 영역의 유기 발광 소자(OLED)를 발광하도록 제어하는 발광 제어 신호를 생성한다. 상기 발광 제어 신호는 스위칭 회 로부(112)의 제2 트랜지스터(TS2)를 도통하게 한다. 상기 제2 트랜지스터(TS2)는 상기 제2 구동 전압(VDD)에 따른 전류를 유기 발광 소자(OLED)에 제공한다. 따라서 유기 발광 소자(OLED)는 상기 전류에 대응하는 광량으로 발광할 수 있다. 이와 같이 발광하는 유기 발광 소자(OLED)는 상기 발광 영역 내에 배치된 것이다, 패널(100)은 복수의 화소부(110)들과 상기 화소부(110)들 사이에 복수의 센서부(120)들이 배치되어 있다. 상기 발광 제어 신호는 상기 복수의 화소부(110)들 중에서 상기 발광 영역 내에 배치되는 유기 발광 소자(OLED)만을 임시동안 강제로 발광시키도록 제어한다. 상기 발광 제어 신호가 인가되지 않으면, 상기 발광 영역의 유기 발광 소자(OLED)는 표시 데이터에 대응하는 화상을 구현하도록 발광한다. 그리고 상기 발광 영역 이외의 패널 영역에 배치되는 유기 발광 소자(OLED)는 계속하여 표시 데이터에 대응하는 화상을 나타내도록 발광한다. 즉 상기와 같은 강제 발광을 행하지 않는다.
도 3은 도 1에 도시된 터치 스크린 디스플레이 장치에 입력 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 3에 따르면, 터치 스크린 디스플레이 장치는 화소부(110)와 센서부(120)가 집적되어 형성된다. 상기 화소부(110)의 유기 발광 소자(EL)는 복수개가 소정 간격으로 이격되어 배치된다. 상기 센서부(120)의 광 센서(S)는 상기 유기 발광 소자(EL)들 사이에 배치될 수 있다. 상기 센서(S)와 상기 유기 발광 소자(EL)는 서로 겹치지 않게 배치되는 것이 바람직하다. 광 입력 및 발광을 효과적으로 행하기 위함이다.
이러한 터치 스크린 디스플레이 장치의 동작을 단면도를 이용하여 살펴보면, 객체가 제1 터치 위치(object 1) 및 제2 터치 위치(object 2)에 순차적으로 터치를 행하여, 상기 이전 터치 위치들의 개연성을 도출한다. 예를 들어, 상기 제1 터치 위치(object 1)와 상기 제2 터치 위치(object 2)가 일 방향(←)으로 직진하는 직선 관계의 개연성을 갖는 것으로 판단되면, 상기 이전 터치 위치들의 다음 터치 위치는 마지막 터치 위치인 상기 제2 터치 위치(object 2)와 상기 일 방향(←)으로 연장하는 선 상에 있음을 예측할 수 있다. 바람직하게는 상기 제1 터치 위치(object 1)와 상기 제2 터치 위치(object 2) 간의 간격만큼 상기 제2 터치 위치(object 2)로부터 상기 일 방향으로 이격된 다음 터치 위치를 예측할 수 있다. 상기 다음 터치 위치를 포함하는 발광 영역을 결정하고, 상기 발광 영역의 유기 발광 소자들(EL3, EL4)을 발광시킨다. 외광 및 내광이 약한 경우라도 상기 유기 발광 소자들(EL3, EL4)의 발광에 의하여 현재 객체가 터치한 위치, 즉 현재 터치 위치(object 3)를 도출할 수 있다. 광 센서(S3)에 의해 현재 터치 위치(object 3)에서의 객체의 영상을 촬상하고, 상기 영상으로부터 현재 터치 위치(object 3)를 도출할 수 있다.
도 4a 및 4b는 도 1에 도시된 터치 스크린 디스플레이 장치에 터치 입력 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 구체적으로, 도 4a는 미리 저장된 개연성을 도시한 것이다. 도 4a 는 소정의 회전각을 가지고 반시계 방향(1→2→3)으로 회전하여 터치하는 개연성을 도시한 것이다. 도 4b를 참조하면, 객체가 제1 터치 위치(object 1) 및 제2 터치 위치(object 2)에 터치를 행한다. 상기 제1 터치 위치(object 1)와 상기 제2 터치 위치(object 2)로부터 도 4a에 도시된 개연성을 도 출할 수 있다. 그리고 상기 개연성에 따라 다음 터치 위치를 예측하고, 상기 다음 터치 위치를 포함하는 발광 영역을 발광할 수 있다. 상기 발광에 따라 객체의 현재 터치 위치(object 3)를 도출할 수 있다.
도 5 내지 7은 도 1에 도시된 터치 스크린 디스플레이 장치의 터치 위치들의 개연성의 다른 실시 예들을 설명하기 위한 도면들이다. 도 5는 원형의 개연성, 도 6은 일 방향으로 직진하는 직선의 개연성, 도 7은 십자 모양의 개연성을 나타낸 것으로, 이와 같은 다양한 개연성에 관한 정보를 미리 저장할 수 있다. 그 밖에 다양한 도형, 기하학 무늬 등의 개연성의 정보를 미리 저장할 수 있다. 또한, 도면에 도시하지는 않았지만 자음에 대응하는 터치를 행한 후 모음에 대응하는 터치를 행하는 문자 입력에 관한 개연성도 미리 저장할 수 있다. 따라서, 이전 터치 위치들로부터 자음을 입력한 것임을 판단되면 모음에 대응하는 다음 터치 위치를 예측하고, 상기 다음 터치 위치를 포함하는 발광 영역에 대해 국지적으로 발광시킬 수 있다.
도 8은 도 1에 도시된 터치 스크린 디스플레이 장치의 구동 방법에 관한 일 실시 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 복수의 이전 터치 위치들을 도출하고 저장한다(S11).
상기 이전 터치 위치들의 개연성을 도출한다(S12). 이전 터치 위치들이 미리 저장된 기호, 도형, 문자의 적어도 일부를 나타내는 것으로 판단하여, 상기 기호, 도형, 문자 등의 개연성을 도출할 수 있다. 상기 개연성은 디지털 기기의 입력 방법에 관한 것, 예를 들어 더블 클릭, 드래그 등일 수 있다.
상기 개연성에 따라 상기 이전 터치 위치들의 다음 터치 위치를 예측하고, 상기 다음 터치 위치를 포함하는 발광 영역을 결정한다(S13). 상기 발광 영역은 상기 다음 터치 위치 또는 상기 다음 터치 위치를 포함하는 국지의 패널 영역일 수 있다.
상기 발광 영역에 포함되는 발광 소자, 바람직하게는 유기 발광 소자를 발광시키는 발광 제어 신호를 생성한다(S14).
상기 발광 제어 신호를 입력받아 국지 영역의 상기 유기 발광 소자가 발광한다(S15).
상기 발광에 의해 현재 터치한 객체의 영상을 촬상하고, 상기 영상으로부터 상기 객체의 현재 터치 위치를 도출할 수 있다(S16). 따라서, 외광 및 내광이 약한 경우 현재 입력되는 표시 데이터에 대응하는 화상에 크게 벗어나지 않으면서 객체의 현재 터치 위치를 도출할 수 있다. 즉, 외광이 약한 조건에서 블랙 UI 등을 표시하는 경우, 상기 다음 터치 위치를 포함하는 국지 영역만을 발광시킴으로써 블랙 UI를 디스플레이하는 화면과 크게 다르지 않으면서, 상기 국지 영역의 발광을 이용하여 객체의 현재 터치 위치를 도출할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 관한 터치 스크린 디스플레이 장치를 설명하기 위한 블럭도이고, 도 10은 도 9에 도시된 발광 제어부를 도시한 블럭도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시 예에 따른 터치 스크린 디스플레이 장치는 패널(100), 상기 패널(100)을 구동하는 구동부들 및 제어부(200)를 구비한다. 또한, 터치 감지부(300)를 구비한다.
상기 패널(100)과 구동부들은 도 1에 도시된 것과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 실시 예에서는 터치 감지부(300)를 더 구비한다. 상기 터치 감지부(300)는 정전 용량 방식, 감압 방식, 저항막 방식 중에서 어느 하나의 방식으로 터치를 감지할 수 있는 터치 패널이다. 상기 터치 감지부(300)는 패널(100)의 전면에 배치되어, 객체의 터치 여부를 감지할 수 있다. 상기 패널(100)의 전면에 배치되므로, 터치 감지부(300)는 광 투과력이 우수한 투명한 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 터치 감지부(300)에 의해 터치가 감지되면, 터치 감지에 대응하는 제어 신호를 발광 제어부(220)로 전송한다.
도 10을 함께 참조하면, 터치 감지부(300)에서 터치 감지에 대응하는 제어 신호를 제1 발광 제어 신호 생성부(224)로 전송한다. 상기 제1 발광 제어 신호 생성부(224)는 임의의 유기 발광 소자를 발광시키는 제1 발광 제어 신호(Sig1)를 생성한다. 상기 제1 발광 제어 신호(Sig1)는 패널(100) 전체의 유기 발광 소자들 또는 임의의 일부 유기 발광 소자들을 발광시킨다.
내광 및 외광의 조건이 적절하지 않은 경우 상기 터치 감지부(300)에 의해 터치 여부를 감지하고, 터치가 감지되면 패널(100) 내 임의의 유기 발광 소자를 강제로 잠시 발광시켜 터치 위치를 도출하도록 할 수 있다. 내광 및 외광의 조건이 적절하지 않은 경우로서, 터치 위치 도출이 되지 않거나, 또는 외광이 어두운 곳에서 블랙 UI 등과 같은 화면을 디스플레이하여 내광도 어두운 경우가 있을 수 있다. 또는 외광과 내광이 비슷하여 외광에 의한 객체의 영상을 내광의 반사광에 의해 상 쇄하여 상기 객체의 영상이 도출되지 않는 경우 등이 있을 수 있다.
패널(100) 내 임의의 유기 발광 소자를 강제로 잠시 발광시켜, 터치 위치 도출부(210)에서 터치 위치들을 도출할 수 있다. 터치 위치 도출부(210)에서 복수의 이전 터치 위치들을 도출하면, 터치 위치들 개연성 도출부(221)에서 상기 이전 터치 위치들로부터 개연성을 도출한다. 발광 영역 결정부(222)는 상기 개연성에 따라 상기 이전 터치 위치들 다음의 터치 위치를 예측하고, 상기 다음 터치 위치를 포함하는 발광 영역을 결정한다. 그리고 제2 발광 제어 신호 생성부(223)는 상기 발광 영역에 포함된 유기 발광 소자를 발광하도록 제어하는 제2 발광 제어 신호(Sig2)를 생성한다. 상기 제1 발광 제어 신호(Sig1)는 임의의 유기 발광 소자를 발광시키는 것이고, 상기 제2 발광 제어 신호(Sig2)는 예측한 상기 다음 터치 위치를 포함하는 발광 영역의 유기 발광 소자를 발광시키는 것이다. 상기 제2 발광 제어 신호(Sig2)에 의해 국지의 유기 발광 소자는 발광하고, 상기 발광에 의해 광 센서에서 객체의 영상을 촬상하며, 터치 위치 도출부(210)에서 상기 영상을 분석하여 상기 객체의 현재 터치 위치를 도출할 수 있다.
도 11은 도 9에 도시된 터치 스크린 디스플레이 장치의 구동 방법의 일 실시 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 11을 참조하면, 객체의 터치를 감지한다(S21).
터치가 감지된 경우, 제1 발광 제어 신호를 생성한다(S22).
상기 제1 발광 제어 신호에 의해 임의의 발광 소자들, 바람직하게 유기 발광 소자들이 발광한다(S23). 패널 전체의 유기 발광 소자들이 잠시 동안 발광할 수 있 다.
S23 의 발광으로 터치 위치들을 도출한다(S24). 이후 터치 위치들과 구분하기 위하여 S23 의 발광에 의해 도출한 터치 위치들을 이전 터치 위치들이라 한다.
상기 이전 터치 위치들로부터 개연성을 도출할 수 있는지 판단한다(S25).
개연성을 도출하지 못하면 다시 S21 단계로 되돌아간다.
개연성을 도출한 경우라면, 상기 개연성에 따라 이전 터치 위치들의 다음 터치 위치를 예측하고, 상기 다음 터치 위치를 포함하는 발광 영역을 결정한다(S26).
상기 발광 영역에 대응하는 유기 발광 소자를 발광시키는 제2 발광 제어 신호를 생성한다(S27).
상기 제2 발광 제어 신호를 패널로 전송하여, 상기 발광 영역에 대응하는 유기 발광 소자를 발광시킨다(S28).
그리고 S28 단계의 발광에 의해 객체의 현재 터치 위치를 도출한다(S29).
도 12a 내지 12c는 도 9에 도시된 터치 스크린 디스플레이 장치의 입력 동작을 설명하기 위한 단면도들로서, 이들을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
본 실시 예에 따른 터치 스크린 디스플레이 장치는 터치 감지부(300)가 패널 전면에 배치되고, 상기 터치 감지부(300) 내부에 화소부(110) 및 센서부(120)가 집적되어 형성된다.
도 12a에 따르면, 객체가 제1 터치 위치(object 1)에 터치를 행하면, 터치 감지부(300)에서 상기 터치를 감지하고 임의의 유기 발광 소자들(EL1~EL4)을 발광시킨다. 따라서 제1 광 센서(S1)에서 상기 객체의 영상을 촬상하고, 상기 영상으로 부터 상기 객체의 제1 터치 위치(object 1)를 도출할 수 있다.
제1 터치 위치(object 1)로부터 개연성이 도출되는지 판단한다. 개연성이 도출되지 않으면, 터치 감지부(300)에서 객체가 제2 터치 위치(object 2)에 터치를 행함을 감지한다. 도 12b에 따르면 터치 감지부(300)에서 다시 터치를 감지하여 임의의 유기 발광 소자들(EL1~EL4)을 강제로 발광시킨다. 따라서 제2 광 센서(S2)에서 상기 객체의 영상을 촬상하고, 상기 영상으로부터 제2 터치 위치(object 1)를 도출할 수 있다.
이전 터치 위치들인 제1 터치 위치(object 1)와 제2 터치 위치(object 2)로부터 개연성을 도출한다. 상기 이전 터치 위치들이 왼 쪽으로 향하는 일 직선의 개연성을 갖는 경우, 다음 터치 위치는 상기 제2 터치 위치(object 2)로부터 왼 쪽으로 소정 간격 이격된 곳으로 예측할 수 있다. 따라서, 도 12c에서와 같이 상기 다음 터치 위치를 포함하는 발광 영역의 유기 발광 소자들(EL3 EL4)를 발광시킬 수 있다. 그리고 제3 광 센서(S3)에서 유기 발광 소자들(EL3 EL4)의 발광으로 객체의 영상을 촬상하고, 상기 영상으로부터 현재 터치 위치인 제3 터치 위치(object 3)를 도출할 수 있다.
따라서, 표시하고자 하는 화상의 왜곡을 최소화하면서 광 센서에 의해 터치 위치를 효과적으로 인식할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 관한 터치 스크린 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 스크린 디스플레이 장치의 발광 제어부를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 3은 도 1에 도시된 터치 스크린 디스플레이 장치의 입력 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4a 및 4b는 도 1에 도시된 터치 스크린 디스플레이 장치의 입력 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5 내지 7은 도 1에 도시된 터치 스크린 디스플레이 장치의 터치 위치들의 개연성의 다른 실시 예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 도 1에 도시된 터치 스크린 디스플레이 장치의 구동 방법에 관한 일 실시 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 관한 터치 스크린 디스플레이 장치를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 10은 도 9에 도시된 터치 스크린 디스플레이 장치의 발광 제어부를 보다 구체적으로 설명하기 위한 블럭도이다.
도 11은 도 9에 도시된 터치 스크린 디스플레이 장치의 구동 방법의 일 실시 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 12a 내지 12c는 도 9에 도시된 터치 스크린 디스플레이 장치의 입력 동작 을 설명하기 위한 단면도들이다.

Claims (18)

  1. 화상을 구현하는 발광 소자와 터치한 객체의 영상을 촬상하는 광 센서를 구비하는 패널;
    상기 영상으로부터 터치 위치를 도출하는 터치 위치 도출부; 및
    상기 터치 위치 도출부에 의해 도출된 이전 터치 위치들의 개연성을 도출하고, 상기 개연성에 따른 상기 이전 터치 위치들의 다음 터치 위치를 포함하는 영역의 발광 소자를 발광하도록 제어하는 발광 제어부;를 구비하는 터치 스크린 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발광 제어부는,
    상기 터치 위치 도출부로부터 이전 터치 위치들의 개연성을 도출하는 터치 위치 개연성 도출부;
    상기 개연성에 따라 상기 이전 터치 위치들의 다음 터치 위치를 포함하는 발광 영역을 결정하는 발광 영역 결정부; 및
    상기 발광 영역의 발광 소자를 발광시키는 발광 제어 신호를 생성하는 발광 제어 신호 생성부;를 구비하는 터치 스크린 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 터치 위치 도출부는 상기 발광 소자의 발광에 의해 현재 터치 위치를 도출하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 객체의 터치 여부를 감지하는 터치 감지부를 더 구비하는 터치 스크린 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 발광 제어부는 상기 터치 감지부에 의해 상기 객체의 터치가 감지되면 상기 발광 소자를 발광하는 제1 발광 제어 신호를 생성하는 제1 발광 신호 생성부를 구비하는 터치 스크린 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 발광 제어부는 상기 제1 발광 제어 신호에 의한 상기 발광 소자의 발광으로부터 이전 터치 위치들 중 적어도 하나를 도출하는 터치 위치 도출부를 구비하는 터치 스크린 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 발광 제어부는,
    상기 이전 터치 위치들의 개연성을 도출하는 개연성 도출부,
    상기 개연성에 따라 현재 터치 위치를 포함하는 발광 영역을 도출하는 발광 영역 도출부,
    상기 발광 영역에 포함되는 발광 소자를 발광하도록 제어하는 제2 발광 제어 신호를 생성하는 제2 발광 제어 신호 생성부를 더 구비하는 터치 스크린 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 개연성은 상기 이전 터치 위치들이 연속하여 일 방향으로 직진하는 직선 관계를 갖는 것이고,
    상기 개연성에 따른 다음 터치 위치는 마지막 이전 터치 위치와 상기 일 방향으로 인접하는 터치 위치인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 개연성이 상기 이전 터치 위치들이 일 방향으로 연속하여 또는 특정 회전각만큼 회전하는 궤적을 갖는 것이고,
    상기 개연성에 따른 다음 터치 위치는 마지막 이전 터치 위치와 상기 일 방향으로 인접한 또는 상기 회전각만큼 상기 일 방향으로 이격된 터치 위치인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 개연성이 자음을 형성하는 터치 위치들 이후 모음을 형성하는 터치 위치들의 관계를 갖는 것이고,
    상기 이전 터치 위치들이 자음을 형성하면, 상기 개연성에 따른 다음 터치 위치는 모음을 형성하는 터치 위치인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 디스플레이 장치.
  11. 화상을 구현하는 발광 소자와 터치한 객체의 영상을 촬상하는 광 센서를 구비하는 터치 스크린 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서,
    복수의 이전 터치 위치들의 개연성을 도출하는 단계;
    상기 개연성에 따라 상기 이전 터치 위치들의 다음 터치 위치를 포함하는 발광 영역을 결정하는 단계;
    상기 발광 영역에 포함된 적어도 하나의 발광 소자를 발광하는 발광 제어 신호를 생성하는 단계;
    상기 발광 제어 신호에 따라 상기 발광 소자를 발광하는 단계; 및
    상기 발광 소자의 발광에 의해 상기 객체의 영상을 상기 광 센서에서 촬상하여 현재 터치 위치를 도출하는 단계;를 포함하는 터치 스크린 디스플레이 장치의 구동 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 개연성은 상기 이전 터치 위치들이 연속하여 일 방향으로 직진하는 직선 관계를 갖는 것이고,
    상기 개연성에 따른 다음 터치 위치는 마지막 이전 터치 위치와 상기 일 방향으로 인접하는 터치 위치인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 디스플레이 장치의구동 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 개연성이 상기 이전 터치 위치들이 일 방향으로 연속하여 또는 특정 회전각만큼 회전하는 궤적을 갖는 것이고,
    상기 개연성에 따른 다음 터치 위치는 마지막 이전 터치 위치와 상기 일 방향으로 인접한 또는 상기 회전각만큼 상기 일 방향으로 이격된 터치 위치인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 디스플레이 장치의 구동 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 개연성이 자음을 형성하는 터치 위치들 이후 모음을 형성하는 터치 위치들의 관계를 갖는 것이고,
    상기 이전 터치 위치들이 자음을 형성하면, 상기 개연성에 따른 다음 터치 위치는 모음을 형성하는 터치 위치인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 디스플레이 장치의 구동 방법.
  15. 화상을 구현하는 발광 소자와 터치한 객체의 영상을 촬상하는 광 센서를 구비하는 터치 스크린 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서,
    터치를 감지하는 단계;
    터치를 감지하여 제1 발광 제어 신호를 생성하는 단계;
    상기 제1 발광 제어 신호에 의해 임의의 발광 소자를 발광하는 단계;
    상기 임의의 발광 소자의 발광에 의해 복수의 이전 터치 위치들을 도출하는 단계;
    상기 복수의 이전 터치 위치들의 개연성을 도출하는 단계;
    상기 개연성에 따라 상기 이전 터치 위치들의 다음 터치 위치를 포함하는 발광 영역을 결정하는 단계;
    상기 발광 영역에 포함된 적어도 하나의 발광 소자를 발광하는 제2 발광 제어 신호를 생성하는 단계;
    상기 제2 발광 제어 신호에 따라 상기 발광 소자를 발광하는 단계; 및
    상기 발광 소자의 발광에 의해 상기 객체의 영상을 상기 광 센서에서 촬상하여 현재 터치 위치를 도출하는 단계;를 포함하는 터치 스크린 디스플레이 장치의 구동 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 개연성은 상기 이전 터치 위치들이 연속하여 일 방향으로 직진하는 직선 관계를 갖는 것이고,
    상기 개연성에 따른 다음 터치 위치는 마지막 이전 터치 위치와 상기 일 방향으로 인접하는 터치 위치인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 디스플레이 장치의 구동 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 개연성이 상기 이전 터치 위치들이 일 방향으로 연속하여 또는 특정 회전각만큼 회전하는 궤적을 갖는 것이고,
    상기 개연성에 따른 다음 터치 위치는 마지막 이전 터치 위치와 상기 일 방향으로 인접한 또는 상기 회전각만큼 상기 일 방향으로 이격된 터치 위치인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 디스플레이 장치의 구동 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 개연성이 자음을 형성하는 터치 위치들 이후 모음을 형성하는 터치 위치들의 관계를 갖는 것이고,
    상기 이전 터치 위치들이 자음을 형성하면, 상기 개연성에 따른 다음 터치 위치는 모음을 형성하는 터치 위치인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 디스플레이 장치의 구동 방법.
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