KR101548493B1 - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 각 화소에 입사 광선을 검출하는 센서부를 내장하여 화상의 표시 기능뿐만 아니라 사용자 인터페이스 기능을 제공할 수 있도록 한 액정 표시 장치에 관한 것으로, 액정 표시 장치는 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소 각각의 광투과율을 이용하여 화상을 표시하는 액정 표시 패널을 포함하는 액정 표시 장치에 있어서, 상기 복수의 화소 각각은 표시용 게이트 라인에 공급되는 표시용 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인에 공급되는 화소 전압과 공통전극에 공급되는 공통전압에 따라 광투과율을 조절하여 상기 화상을 표시하는 표시부; 및 입사 광선에 대응되는 광전류를 생성하고, 상기 표시용 게이트 라인에 공급되는 상기 표시용 게이트 신호에 응답하여 상기 생성된 광전류에 대응되는 센싱 신호를 출력함과 아울러 센서용 게이트 라인에 공급되는 센서용 게이트 신호에 따라 상기 데이터 라인에 공급되는 센서 리셋 전압에 의해 리셋되는 센서부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a liquid crystal display capable of providing a user interface function as well as a display function of an image by incorporating a sensor unit for detecting an incident light ray to each pixel. The liquid crystal display device includes a plurality of pixels arranged in a matrix Wherein each of the plurality of pixels includes a pixel voltage supplied to the data line in response to a display gate signal supplied to the display gate line and a pixel voltage supplied to the data line in response to a display gate signal supplied to the display gate line, A display unit for displaying the image by adjusting a light transmittance according to a common voltage supplied to the common electrode; And a photodetector for generating a photocurrent corresponding to the incident light and outputting a sensing signal corresponding to the generated photocurrent in response to the display gate signal supplied to the display gate line, And a sensor unit reset by a sensor reset voltage supplied to the data line according to a gate signal.
표시부, 센서부, 광전류, 센싱 신호, 리셋 전압, 블랭킹 Display part, sensor part, photocurrent, sensing signal, reset voltage, blanking
Description
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 각 화소에 입사 광선을 검출하는 센서부를 내장하여 화상의 표시 기능뿐만 아니라 사용자 인터페이스 기능을 제공할 수 있도록 한 액정 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device in which a sensor portion for detecting an incident light beam is incorporated in each pixel to provide a user interface function as well as an image display function.
통상적으로, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 매트리스 형태로 배열된 복수의 화소에 화소 전압을 인가하여 화소의 광투과율을 조절하여 원하는 화상을 표시하게 된다.Typically, a liquid crystal display displays a desired image by applying a pixel voltage to a plurality of pixels arranged in a mattress shape to adjust a light transmittance of a pixel.
복수의 화소 각각은, 도 1에 도시된 바와 같이, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)에 접속된 박막 트랜지스터(T), 및 박막 트랜지스터(T)에 접속된 액정 커패시터(Clc), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함하여 구성된다.Each of the plurality of pixels includes a thin film transistor T connected to the gate line GL and the data line DL and a liquid crystal capacitor Clc connected to the thin film transistor T, And a storage capacitor Cst.
액정 커패시터(Clc)는 박막 트랜지스터(T)에 접속된 화소전극과 액정을 사이에 두고 화소전극과 대면하는 공통전극으로 구성된다. 이러한, 액정 커패시터(Clc)는 화소전극에 공급된 화소 전압과 공통전극에 공급된 공통전압(Vcom)의 차전압을 충전하고, 그 차전압에 따라 액정의 광 투과율을 조절한다.The liquid crystal capacitor Clc is composed of a pixel electrode connected to the thin film transistor T and a common electrode facing the pixel electrode with the liquid crystal therebetween. The liquid crystal capacitor Clc charges the difference between the pixel voltage supplied to the pixel electrode and the common voltage Vcom supplied to the common electrode, and adjusts the light transmittance of the liquid crystal in accordance with the difference voltage.
스토리지 커패시터(Cst)는 액정 커패시터에 충전된 전압을 다음 화소 전압이 공급될 때까지 유지시킨다.The storage capacitor Cst maintains the voltage charged in the liquid crystal capacitor until the next pixel voltage is supplied.
이와 같은, 복수의 화소를 포함하여 구성된 액정 표시 장치는 화소 전압과 공통 전압(Vcom)에 의해 형성되는 전계에 따라 백 라이트 유닛으로부터 조사되는 광의 투과율을 조절함으로써 소정의 화상을 표시하게 된다.Such a liquid crystal display device including a plurality of pixels displays a predetermined image by adjusting the transmittance of light emitted from the backlight unit according to the pixel voltage and the electric field formed by the common voltage Vcom.
그러나, 종래의 액정 표시 장치는 상술한 복수의 화소를 통해 소정의 화상을 표시하는 역할 이외에 다른 기능을 제공하지 못한다는 문제점이 있다.However, the conventional liquid crystal display device has a problem in that it can not provide other functions other than the function of displaying a predetermined image through the plurality of pixels described above.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 각 화소에 입사 광선을 검출하는 센서부를 내장하여 화상의 표시 기능뿐만 아니라 사용자 인터페이스 기능을 제공할 수 있도록 한 액정 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device capable of providing a user interface function as well as a display function of an image by incorporating a sensor unit for detecting an incident light beam to each pixel .
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소 각각의 광투과율을 이용하여 화상을 표시하는 액정 표시 패널을 포함하는 액정 표시 장치에 있어서, 상기 복수의 화소 각각은 표시용 게이트 라인에 공급되는 표시용 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인에 공급되는 화소 전압과 공통전극에 공급되는 공통전압에 따라 광투과율을 조절하여 상기 화상을 표시하는 표시부; 및 입사 광선에 대응되는 광전류를 생성하고, 상기 표시용 게이트 라인에 공급되는 상기 표시용 게이트 신호에 응답하여 상기 생성된 광전류에 대응되는 센싱 신호를 출력함과 아울러 센서용 게이트 라인에 공급되는 센서용 게이트 신호에 따라 상기 데이터 라인에 공급되는 센서 리셋 전압에 의해 리셋되는 센서부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including a liquid crystal display panel that displays an image using light transmittance of each of a plurality of pixels arranged in a matrix, Each of the pixels includes a display unit for displaying the image by adjusting a light transmittance according to a pixel voltage supplied to the data line and a common voltage supplied to the common electrode in response to a display gate signal supplied to the display gate line; And a photodetector for generating a photocurrent corresponding to the incident light and outputting a sensing signal corresponding to the generated photocurrent in response to the display gate signal supplied to the display gate line, And a sensor unit reset by a sensor reset voltage supplied to the data line according to a gate signal.
상기 입사 광선은 레이저(Laser), 적외선, 가시광선, 자외선 중 어느 하나의 광선인 것을 특징으로 한다.The incident light may be a laser beam, an infrared ray, a visible ray, or an ultraviolet ray.
상기 액정 표시 장치는 상기 액정 표시 패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛을 더 포함하며, 상기 타이밍 제어부는 상기 센싱 신호 수신부로부터 공급되는 상기 센싱 신호를 이용하여 상기 액정 표시 패널에 입사되는 자연광 또는 인공광에 따른 상기 액정 표시 패널의 주변 조도를 검출하고, 검출된 주변 조도에 따라 상기 백 라이트 유닛의 휘도를 조절하는 것을 특징으로 한다.The liquid crystal display device may further include a backlight unit for emitting light to the liquid crystal display panel, and the timing control unit may apply a sensing signal supplied from the sensing signal receiver to the natural or artificial light incident on the liquid crystal display panel. The brightness of the backlight unit is adjusted according to the detected ambient illuminance.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 각 화소에 표시부 및 센서부를 형성함으로써 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the liquid crystal display device according to the present invention has the following effects by forming the display portion and the sensor portion in each pixel.
첫째, 사용자의 조작에 따른 입사 광선을 검출함으로써 화상의 표시 기능 이외에 사용자 인터페이스 기능을 수행할 수 있다는 효과가 있다.First, there is an effect that a user interface function can be performed in addition to a display function of an image by detecting an incident light ray according to a user's operation.
둘째, 센서부를 통해 사용자의 터치를 검출함으로써 액정 표시 패널을 터치 스크린으로 사용할 수 있다는 효과가 있다.Second, it is possible to use the liquid crystal display panel as a touch screen by detecting the touch of the user through the sensor unit.
셋째, 센서부에 의해 검출되는 센싱 신호를 통해 액정 표시 패널의 주변 조도를 검출하여 백 라이트 유닛의 휘도를 조절함으로써 소비 전력을 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.Thirdly, there is an effect that the power consumption can be reduced by detecting the ambient illuminance of the liquid crystal display panel through the sensing signal detected by the sensor unit and adjusting the brightness of the backlight unit.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a schematic view for explaining a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시 패널(100), 타이밍 제어부(200), 게이트 구동부(300), 데이터 구동부(400), 센싱 신호 수신부(500), 및 백 라이트 유닛(600)을 포함하여 구성된다.1, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a liquid
액정 표시 패널(100)은 복수의 표시용 게이트 라인(DGL1 내지 DGLn)과 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 의해 정의되는 영역마다 형성되어 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소(P)를 포함하여 구성된다.The liquid
복수의 화소(P) 각각은, 도 2에 도시된 바와 같이, 표시부(110), 및 센서부(120)를 포함하여 구성된다.Each of the plurality of pixels P includes a
표시부(110)는 표시용 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)에 접속된 표시용 박막 트랜지스터(DT), 및 표시용 박막 트랜지스터(DT)에 접속된 액정 커패시터(Clc), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함하여 구성된다.The
액정 커패시터(Clc)는 표시용 박막 트랜지스터(DT)에 접속된 화소전극과 액정을 사이에 두고 화소전극과 대면하는 공통전극으로 구성된다. 이러한, 액정 커패시터(Clc)는 화소전극에 공급된 화소 전압과 공통전극에 공급된 공통전압(Vcom)의 차전압을 충전하고, 그 차전압에 따라 액정의 광 투과율을 조절한다.The liquid crystal capacitor Clc is composed of a pixel electrode connected to the display thin film transistor DT and a common electrode facing the pixel electrode with the liquid crystal therebetween. The liquid crystal capacitor Clc charges the difference between the pixel voltage supplied to the pixel electrode and the common voltage Vcom supplied to the common electrode, and adjusts the light transmittance of the liquid crystal in accordance with the difference voltage.
스토리지 커패시터(Cst)는 액정 커패시터에 충전된 전압을 다음 화소 전압이 공급될 때까지 유지시킨다.The storage capacitor Cst maintains the voltage charged in the liquid crystal capacitor until the next pixel voltage is supplied.
이러한 표시부(110)는 표시용 게이트 라인(DGL1 내지 DGLn)에 공급되는 표시용 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급되는 화소 전압에 따라 광투과율을 조절하여 소정의 화상을 표시하게 된다.The
센서부(120)는 센서용 박막 트랜지스터(ST), 센서용 커패시터(C), 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터(S1, S2)를 포함하여 구성된다.The
센서용 박막 트랜지스터(ST)는 센서용 게이트 라인(SGL)과 데이터 라인(DL) 에 접속된다. 이러한, 센서용 박막 트랜지스터(ST)는 센서용 게이트 라인(SGL)에 공급되는 센서용 게이트 신호에 의해 오프(Off) 상태가 될 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 입사되는 입사 광선에 따른 박막 트랜지스터 특성에 따라 입사 광선에 따른 광전류를 발생하게 된다. 여기서, 입사 광선은 레이저(Laser), 적외선, 가시광선, 및 자외선 중 어느 하나의 광선이 될 수 있으며, 사용자가 식별할 수 있는 컬러를 가지는 레이저 광선이 바람직하다.The sensor thin film transistor ST is connected to the sensor gate line SGL and the data line DL. When the sensor thin film transistor ST is turned off by the sensor gate signal supplied to the sensor gate line SGL, as shown in FIG. 3, Depending on the characteristics of the transistor, a photocurrent corresponding to the incident light is generated. Here, the incident light may be any one of a laser, an infrared ray, a visible ray, and an ultraviolet ray, and preferably a laser ray having a color that the user can identify.
반면에, 센서용 박막 트랜지스터(ST)는 센서용 게이트 라인(SGL)에 공급되는 센서용 게이트 신호에 의해 온(On) 상태가 될 경우 데이터 라인(DL)에 공급되는 센서 리셋 전압에 의해 리셋된다.On the other hand, the sensor thin film transistor ST is reset by the sensor reset voltage supplied to the data line DL when it is turned on by the gate signal for the sensor supplied to the sensor gate line SGL .
한편, 센서용 박막 트랜지스터(ST)는 사용자가 액정 표시 패널(100)을 터치할 때 입사 광선의 변화에 대응되는 광전류를 발생시킴으로써 입사 광선의 검출뿐만 아니라 사용자의 터치를 검출할 수도 있다. 이 경우, 액정 표시 패널(100)은 화상의 표시 기능뿐만 아니라 터치 스크린의 기능도 수행할 수 있다.Meanwhile, the sensor thin film transistor ST may detect the incident light as well as the touch of the user by generating a photocurrent corresponding to the change of the incident light ray when the user touches the liquid
센서용 커패시터(C)는 센서용 박막 트랜지스터(ST)와 공통전극 사이에 형성된다. 이러한, 센서용 커패시터(C)는 센서용 박막 트랜지스터(ST)의 오프(Off)시 발생되는 광전류와 공통전극에 공급되는 공통전압의 차전압에 따라 광전류에 대응되는 광전압을 저장하고, 저장된 광전압에 따라 제 2 박막 트랜지스터(S2)를 스위칭시킨다. 반면에, 센서용 커패시터(C)는 센서용 박막 트랜지스터(ST)의 온(On)시 센서용 박막 트랜지스터(ST)로부터 공급되는 센서 리셋 전압에 의해 리셋된다.The capacitor C for the sensor is formed between the thin film transistor ST for the sensor and the common electrode. The sensor capacitor C stores the optical voltage corresponding to the photocurrent according to the difference between the photocurrent generated when the sensor thin film transistor ST is turned off and the common voltage supplied to the common electrode, And switches the second thin film transistor S2 according to the voltage. On the other hand, the sensor capacitor C is reset by the sensor reset voltage supplied from the sensor thin film transistor ST when the sensor thin film transistor ST is turned on.
제 1 박막 트랜지스터(S1)는 표시용 게이트 라인(DGL)과 구동전원 라 인(VDDL)에 접속되어 표시용 게이트 신호에 따라 구동전원 라인(VDDL)으로부터 공급되는 구동전압(VDD)을 제 2 박막 트랜지스터(S2)에 공급한다. 여기서, 구동전원 라인(VDDL)은 데이터 라인(DL)과 나란하도록 형성될 수 있다.The first thin film transistor S1 is connected to the display gate line DGL and the driving power line VDDL and supplies the driving voltage VDD supplied from the driving power line VDDL according to the display gate signal, And supplies it to the transistor S2. Here, the driving power supply line VDDL may be formed to be parallel to the data line DL.
한편, 제 1 박막 트랜지스터(S1)는 별도로 구비된 구동전원 라인(VDDL) 없이 공통전극에 전기적으로 접속되어 공통전극에 공급되는 공통전압이 공급될 수 있다. 이 경우, 화소(P)에서 구동전원 라인(VDDL)이 차지하는 영역을 삭제할 수 있기 때문에, 제 1 박막 트랜지스터(S1)는 공통전극에 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다.On the other hand, the first thin film transistor S1 may be supplied with a common voltage, which is electrically connected to the common electrode and is supplied to the common electrode without the driving power supply line VDDL provided separately. In this case, since the area occupied by the driving power supply line VDDL in the pixel P can be eliminated, it is preferable that the first thin film transistor S1 is electrically connected to the common electrode.
제 2 박막 트랜지스터(S2)는 제 1 박막 트랜지스터(DT)와 센싱 신호 출력라인(SSL)에 접속되어 센서용 커패시터(C)에 저장된 광전압과 제 1 박막 트랜지스터(S1)로부터 공급되는 구동전압(VDD)의 차전압에 따라 스위칭됨으로써 광전압에 대응되는 센싱 신호를 센싱 신호 출력라인(SSL)으로 출력한다.The second thin film transistor S2 is connected to the first thin film transistor DT and the sensing signal output line SSL so that the light voltage stored in the sensor capacitor C and the driving voltage Vcc supplied from the first thin film transistor S1 VDD), thereby outputting a sensing signal corresponding to the optical voltage to the sensing signal output line SSL.
이러한, 센서부(120)는 입사 광선에 대응되는 광전류를 발생하고, 표시용 게이트 라인(DGL)에 공급되는 표시용 게이트 신호에 응답하여 광전류에 대응되는 센싱 신호를 출력함과 아울러 센서용 게이트 라인(SGL)에 공급되는 센서용 게이트 신호에 응답하여 적어도 한 프레임 단위로 데이터 라인(DL)에 공급되는 센서 리셋 전압에 의해 리셋됨으로써 사용자의 조작에 따라 입사되는 입사 광선 또는 액정 표시 패널(100)의 주변의 외부 조도를 검출하여 센싱 신호 출력라인(SSL)으로 출력한다.The
이와 같은 액정 표시 패널(100)은 각 화소(P)에 형성된 표시부(110)를 이용하여 소정의 화상을 표시함과 아울러 각 화소(P)에 형성된 센서부(120)를 이용하여 사용자의 조작에 따른 입사 광선을 검출하여 외부로 출력함으로써 화상의 표시 기능뿐만 아니라 사용자 인터페이스 기능을 수행하게 된다.Such a liquid
도 1에서, 타이밍 제어부(200)는 외부로부터 입력되는 데이터 신호(RGB)를 액정 표시 패널(100)의 구동에 알맞도록 정렬하여 데이터 구동부(400)에 공급함과 아울러 외부로부터 입력되는 타이밍 동기신호(TSS)를 이용하여 게이트 구동부(300)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS) 및 데이터 구동부(400)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)를 생성한다.1, the
타이밍 제어신호(TSS)는 데이터 인에이블(DE), 도트 클럭(DCLK), 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync) 등이 될 수 있다. 데이터 제어신호(DCS)는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블(Source Output Enable), 및 극성 제어신호(POL) 등이 될 수 있다. 게이트 제어신호(GCS)는 게이트 펄스를 생성하여 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급하기 위한, 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블(Gate Output Enable) 등이 될 수 있다.The timing control signal TSS may be a data enable DE, a dot clock DCLK, a vertical synchronization signal Vsync, a horizontal synchronization signal Hsync, or the like. The data control signal DCS may be a source start pulse, a source sampling clock, a source output enable, and a polarity control signal POL. The gate control signal GCS includes a gate start pulse (GST), a gate shift clock (Gate Shift Clock), and a gate output signal (gate output signal) for sequentially generating gate pulses and supplying them to the plurality of gate lines GL1 to GLn. (Gate Output Enable) or the like.
타이밍 제어부(200)는 수직 동기 신호(Vsync)를 이용하여 적어도 한 프레임 단위로 프레임과 프레임 사이의 블랭킹 구간 동안 각 화소(P)의 센서부(120)를 리셋시키기 위한 센서 리셋 신호와 센서용 게이트 제어신호를 생성한다. 여기서, 센서 리셋 제어신호는 적어도 한 프레임 단위로 블랭킹 구간 동안에는 제 1 논리 상태를 가지는 반면에, 상기의 블랭킹 구간을 제외한 나머지 구동 동안에는 제 2 논 리 상태를 가질 수 있다.The
한편, 타이밍 제어부(200)는 센싱 신호 수신부(500)로부터 공급되는 센싱 신호(SS)를 외부로 전송함으로써 사용자 인터페이스 기능을 수행한다.Meanwhile, the
다른 한편, 타이밍 제어부(200)는 센싱 신호 수신부(500)로부터 공급되는 센싱 신호(SS)를 이용하여 액정 표시 패널(100)에 입사되는 자연광 또는 인공광에 따른 액정 표시 패널(100)의 주변 조도를 검출하고, 검출된 주변 조도에 따라 백 라이트 유닛(600)의 휘도를 조절하기 위한 디밍 신호(DIM)를 생성한다.On the other hand, the
게이트 구동부(300)는 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여 표시용 게이트 신호를 생성하고, 생성된 표시용 게이트 신호를 한 프레임의 표시 구간 동안 복수의 표시용 게이트 라인(DGL1 내지 DGLn)에 순차적으로 공급한다.The
또한, 게이트 구동부(300)는 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 센서용 게이트 제어신호에 응답하여 적어도 한 프레임 단위로 블랭킹 구간 동안 센서용 게이트 신호를 생성하여 복수의 센서용 게이트 라인(SGL1 내지 SGLn)에 순차적 또는 동시에 공급한다.The
데이터 구동부(400)는 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 데이터 제어신호(DCS)에 응답하여 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 데이터 신호에 대응되는 화소 전압을 생성하고, 생성된 화소 전압을 한 프레임의 표시 구간 동안 수평 구간 단위로 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다.The
또한, 데이터 구동부(400)는 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 센서 리셋 제어신호에 응답하여 센서 리셋 전압을 생성하여 적어도 한 프레임 단위로 블랭킹 구간 동안 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다.In addition, the
이를 위해, 데이터 구동부(400)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 화소 전압 생성부(410), 및 전압 출력부(420)를 포함하여 구성된다.To this end, the
화소 전압 생성부(410)는 타이밍 제어부(200)의 제어에 따라 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 데이터 신호(R, G, B)에 대응되는 화소 전압(PV1 내지 PVm)을 생성하여 전압 출력부(420)에 공급한다. 이를 위해, 화소 전압 생성부(410)는 신호 제어부(411), 감마전압 생성부(413), 디지털 처리부(415), 및 아날로그 처리부(417)를 포함하여 구성된다.The pixel
신호 제어부(411)는 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 데이터 제어신호들(SSP, SSC, SOE, POL 등)과 데이터 신호(R, G, B)가 해당 구성요소들로 출력되도록 중계한다.The
감마전압 생성부(413)는 외부로부터 공급되는 복수의 기준 감마전압(GMA)을 데이터 신호(R, G, B)의 전체 계조 수에 대응되는 복수의 정극성 감마전압(PGV)과 복수의 부극성 감마전압(NGV)으로 세분화하고, 세분화된 복수의 정극성 감마전압(PGV)과 복수의 부극성 감마전압(NGV)을 아날로그 처리부(417)에 공급한다.The
디지털 처리부(415)는 신호 제어부(411)로부터 공급되는 소스 스타트 펄스(SSP) 및 소스 쉬프트 신호(SSC)를 이용하여 순차적인 샘플링 신호를 생성하고, 순차적인 샘플링 신호에 따라 신호 제어부(411)로부터 공급되는 데이터 신호(R, G, B)를 순차적으로 래치한 후, 소스 출력 인에이블 신호(SOE)에 따라 래치된 데이터 신호(R, G, B)를 아날로그 처리부(417)로 동시에 출력한다.The
아날로그 처리부(417)는 감마전압 생성부(413)로부터 공급되는 복수의 정극성 감마전압(PGV)과 복수의 부극성 감마전압(NGV)을 이용하여 디지털 처리부(415)로부터 동시에 출력되는 데이터 신호(R, G, B) 각각을 정극성 및 부극성의 아날로그 화소 전압으로 변환한 후, 신호 제어부(411)로부터 공급되는 극성 제어신호(POL)에 따라 정극성 또는 부극성의 아날로그 화소 전압(PV1 내지 PVm)을 선택하여 전압 출력부(420)로 출력한다.The
전압 출력부(420)는 아날로그 처리부(417)로부터 공급되는 아날로그 화소 전압(PV1 내지 PVm)을 신호 완충하고, 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 센서 리셋 제어신호(SRCS)에 응답하여 완충된 아날로그 화소 전압(PV1 내지 PVm) 또는 센서 리셋 전압(SRV)를 선택적으로 해당 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다.The
제 1 실시 예에 따른 전압 출력부(420)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 버퍼(BUF), 및 복수의 선택부(MUX)를 포함하여 구성된다.The
복수의 버퍼(BUF) 각각은 아날로그 처리부(417)로부터 공급되는 아날로그 화소 전압(PV1 내지 PVm)을 신호 완충하여 복수의 선택부(MUX) 각각에 공급한다.Each of the plurality of buffers BUF buffers the analog pixel voltages PV1 to PVm supplied from the
복수의 선택부(MUX) 각각은 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 제 1 논리 상태의 센서 리셋 제어신호(SRCS)에 따라 아날로그 화소 전압(PV1 내지 PVm) 및 센서 리셋 전압(SRV) 중에서 센서 리셋 전압(SRV)을 선택하여 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 여기서, 센서 리셋 전압(SRV)은 각 화소(P)에 형성된 센서부(120; 도 2 참조)의 센서용 커패시터(C)를 리셋시키기 위한 전압으로써 구동전압(VDD) 또는 공통전압(Vcom)과 동일한 전압 레벨을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 외부 또는 감마전압 생성부(413)로부터 공급되는 임의의 전압 레벨을 가질 수도 있다.Each of the plurality of selectors MUX selects one of the analog pixel voltages PV1 to PVm and the sensor reset voltage SRV according to the sensor reset control signal SRCS of the first logic state supplied from the
또한, 복수의 선택부(MUX) 각각은 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 제 2 논리 상태의 센서 리셋 제어신호(SRCS)에 따라 아날로그 화소 전압(PV1 내지 PVm) 및 센서 리셋 전압(SRV) 중에서 아날로그 화소 전압(PV1 내지 PVm)을 선택하여 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다.Each of the plurality of selectors MUX selects one of the analog pixel voltages PV1 to PVm and the sensor reset voltage SRV in accordance with the sensor reset control signal SRCS of the second logic state supplied from the
제 2 실시 예에 따른 전압 출력부(420)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 버퍼(BUF), 및 복수의 스위칭 소자(SW)를 포함하여 구성된다.The
복수의 버퍼(BUF) 각각은 아날로그 처리부(417)로부터 공급되는 아날로그 화소 전압(PV1 내지 PVm)을 신호 완충하여 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다.Each of the plurality of buffers BUF buffers the analog pixel voltages PV1 to PVm supplied from the
복수의 스위칭 소자(SW) 각각은 복수의 버퍼(BUF) 각각의 출력 단자 간에 전기적으로 접속되어 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 제 1 논리 상태의 센서 리셋 제어신호(SRCS)에 따라 턴-온(Turn On)되어 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)들을 전기적으로 단락시킴으로써 센서 리셋 전압(SRV)을 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 여기서, 센서 리셋 전압(SRV)은 각 화소(P)에 형성된 센서부(120; 도 2 참조)의 센서용 커패시터(C)를 리셋시키기 위한 전압으로써 구동전압(VDD) 또는 공통전압(Vcom)과 동일한 전압 레벨을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 외부 또는 감마전압 생성부(413)로부터 공급되는 임의의 전압 레벨을 가 질 수도 있다.Each of the plurality of switching elements SW is electrically connected between the output terminals of the plurality of buffers BUF and is turned on according to the sensor reset control signal SRCS of the first logic state supplied from the
또한, 복수의 스위칭 소자(SW) 각각은 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 제 2 논리 상태의 센서 리셋 제어신호(SRCS)에 따라 턴-오프(Turn Off)되어 아날로그 화소 전압(PV1 내지 PVm)이 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급되도록 한다.Each of the plurality of switching elements SW is turned off according to the sensor reset control signal SRCS of the second logic state supplied from the
도 2에서, 센싱 신호 수신부(500)는 액정 표시 패널(100)의 표시용 게이트 라인(DGL)에 공급되는 표시용 게이트 신호에 따라 각 화소(P)의 센서부(120)로부터 센싱 신호 출력라인(SSL) 각각으로 출력되는 센싱 신호(SS)를 수신하여 타이밍 제어부(200)에 공급한다.2, the sensing
한편, 센싱 신호 수신부(500)는 매 프레임마다 각 화소(P)의 센서부(120)로부터 센싱 신호 출력라인(SSL) 각각으로 출력되는 센싱 신호(SS)를 수신하여 타이밍 제어부(200)에 전송할 수 있지만, 센서부(120)의 감도 특성을 향상시키기 위하여 적어도 2 프레임마다 수신된 센싱 신호(SS)를 타이밍 제어부(200)에 전송할 수도 있다.On the other hand, the sensing
백 라이트 유닛(600)은 액정 표시 패널(100)의 배면 또는 측면에 배치된 적어도 하나의 광원(예를 들어, 램프 또는 발광 다이오드)에 의해 발생되는 광을 액정 표시 패널(100)의 배면에 조사한다. 이때, 백 라이트 유닛(600)은 타이밍 제어부(200)로부터 공급되는 디밍 신호(DIM)에 대응되도록 액정 표시 패널(100)에 조사되는 광의 휘도를 조절한다.The
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법을 개략적으로 설명하기 위한 구동 파형도이다.8 is a driving waveform diagram for schematically explaining a driving method of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
도 8을 도 2 및 도 3과 결부하여 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 8, a driving method of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.
먼저, N 프레임의 표시 구간(DP)에서는, 제 1 표시용 게이트 라인(DGL1)에 표시용 게이트 신호를 공급함과 동시에 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 화소 전압(PV)을 공급함으로써 각 화소(P)의 표시부(110)는 표시용 게이트 신호에 응답하여 화소 전압(PV)에 대응되는 화상을 표시한다. 이와 동시에, 센싱 신호 수신부(500)는 제 1 표시용 게이트 라인(DGL1)에 공급되는 표시용 게이트 신호에 응답하여 각 화소(P)의 센서부(120)에 의해 검출되어 센싱 신호 출력라인(SSL)으로 출력되는 센싱 신호를 수신하고, 수신된 센싱 신호를 적어도 한 프레임마다 타이밍 제어부(200)에 공급한다. 이에 따라, 타이밍 제어부(200)는 센싱 신호 수신부(500)로부터 공급되는 센싱 신호를 외부 시스템 본체로 공급한다.First, in the display period DP of the N frame, the display gate signal is supplied to the first display gate line DGL1 and the pixel voltage PV is supplied to each of the data lines DL1 to DLm,
이어서, 상술한 바와 같이 N 프레임 동안 제 2 내지 제 n 표시용 게이트 라인(DGLn)에 순차적으로 표시용 게이트 신호를 공급함과 동시에 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 해당되는 화소 전압(PV)을 공급함으로써 N 프레임에 대응되는 화상을 액정 표시 패널(100)에 표시한다. 이와 동시에, 센싱 신호 수신부(500)는 각 표시용 게이트 라인(DGL)의 구동에 따라 각 화소(P)의 센서부(120)에 의해 검출되어 센싱 신호 출력라인(SSL)으로 출력되는 센싱 신호를 수신하고, 수신된 센싱 신호를 적어도 한 프레임마다 타이밍 제어부(200)에 공급한다.Subsequently, as described above, the display gate signals are sequentially supplied to the second to the n-th display gate lines DGLn during the N-frame, and the pixel voltage PV corresponding to each of the data lines DL1 to DLm is supplied Thereby displaying an image corresponding to N frames on the liquid
이어서, N 프레임과 N+1 프레임 사이인 블랭킹 구간(BP)에서는, 센서용 게이 트 라인(SGL)에 센서용 게이트 신호를 공급함과 동시에 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 센서 리셋 전압(SRV)을 공급함으로써 센서 리셋 전압(SRV)을 이용하여 각 화소(P)에 마련된 센서부(120)의 센서용 박막 트랜지스터(ST)와 센서용 커패시터(C)를 리셋시킨다. 이러한, 센서부(120)의 리셋은 적어도 한 프레임 단위의 블랭킹 구간(BP)에 수행되는 것이 바람직하다.Subsequently, in the blanking interval BP between the N frame and the N + 1 frame, the sensor gate signal is supplied to the sensor gate line SGL and the sensor reset voltage SRV is applied to each data line DL1 to DLm. The sensor thin film transistor ST and the sensor capacitor C of the
이어서, N+1 프레임의 표시 구간(DP)에서는, 상술한 N 프레임의 표시 구간(DP)과 동일한 방식으로 각 화소(P)를 구동하고, 블랭킹 구간(BP)에서는 상술한 센서부(120)의 리셋을 수행하지 않는다.Subsequently, in the display period DP of the (N + 1) -th frame, each pixel P is driven in the same manner as the display period DP of the N frames described above. In the blanking period BP, Lt; / RTI >
상술한 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 각 화소(P)에 형성된 표시부(110)를 이용하여 소정의 화상을 표시함과 아울러 각 화소(P)에 형성된 센서부(120)를 이용하여 사용자의 조작에 따른 입사 광선을 검출하여 외부로 출력함으로써 화상의 표시 기능뿐만 아니라 사용자 인터페이스 기능을 수행할 수 있다.The liquid crystal display according to the embodiment of the present invention displays a predetermined image using the
또한, 본 발명은 센서부(120)에 의해 검출되는 액정 표시 패널(100)의 주변 조도에 따라 백 라이트 유닛(600)의 휘도를 조절함으로써 소비 전력을 감소시킬 수 있다.In addition, the present invention can reduce the power consumption by adjusting the brightness of the
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의 미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. .
도 1은 일반적인 액정 표시 장치의 화소 구조를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view for explaining a pixel structure of a general liquid crystal display device. FIG.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.2 is a schematic view for explaining a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 화소 구조를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 schematically illustrates a pixel structure according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 2. Referring to FIG.
도 4는 도 3에 도시된 센서용 박막 트랜지스터의 입사 광선에 따라 특성을 개략적으로 설명하기 위한 그래프이다.4 is a graph for schematically explaining characteristics according to an incident light ray of the sensor thin film transistor shown in FIG.
도 5는 도 2에 도시된 데이터 구동부를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a diagram for schematically explaining the data driver shown in FIG. 2. Referring to FIG.
도 6은 도 5에 도시된 전압 출력부의 제 1 실시 예를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.6 is a schematic view for explaining the first embodiment of the voltage output unit shown in FIG.
도 7은 도 5에 도시된 전압 출력부의 제 2 실시 예를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.7 is a schematic diagram for explaining a second embodiment of the voltage output unit shown in FIG.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법을 개략적으로 설명하기 위한 구동 파형도이다.8 is a driving waveform diagram for schematically explaining a driving method of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 >Description of the Related Art [0002]
100: 액정 표시 패널 110: 표시부100: liquid crystal display panel 110:
120: 센서부 200: 타이밍 제어부120: sensor unit 200: timing control unit
300: 게이트 구동부 400: 데이터 구동부300: Gate driver 400: Data driver
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