KR101731115B1

KR101731115B1 - 터치센서 내장형 평판표시장치 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR101731115B1
Application number: KR1020100096107A
Authority: KR
Inventors: 장경진; 정병근
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2010-10-01
Filing date: 2010-10-01
Publication date: 2017-04-27
Also published as: KR20120034502A

Abstract

본 발명에 따른 터치센서 내장형 평판표시장치는 화소 어레이와 함께 다수의 터치 센서들을 포함하는 표시패널; 액정모듈 내에 배치되는 메모리; 상기 화소 어레이에 표시될 화상 데이터를 제1 속도로 상기 메모리에 저장하고 , 입력 도트 클럭을 체배하여 생성된 변조 클럭을 기반으로 상기 저장된 화상 데이터를 상기 제1 속도보다 빠른 제2 속도로 독출하여 상기 변조 클럭을 기반으로 화상이 표시되지 않는 블랭크 기간이 확장된 변조 타이밍신호를 생성하는 타이밍 콘트롤러; 상기 독출되는 화상 데이터를 상기 화소 어레이에 표시 구동하는 데이터 구동회로; 상기 변조 타이밍신호를 기반으로 확장된 상기 블랭크 기간 내에서 상기 터치 센서들에 센싱 스캔신호를 공급하는 터치센서 구동회로; 및 상기 터치 센서들에 바이어스전압과 구동전압을 공급하고, 상기 센싱 스캔신호에 따라 출력되는 터치 데이터를 입력받는 리드아웃 집적회로를 구비한다.

Description

터치센서 내장형 평판표시장치 및 그 구동방법{Flat Panel Display With A Built-in Touch Sensor and Driving Method Thereof}

본 발명은 터치센서를 내장하는 평판표시장치와 그의 구동방법에 관한 것이다.

평판표시장치에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 유기발광다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display, OLED) 등이 있고, 이들 대부분이 가전기기나 휴대용 정보기기 등에 실용화되어 시판되고 있다.

최근, 평판표시장치의 경량화, 슬림화 추세에 따라 유저 입력 수단이 버튼형 스위치에서 터치센서로 대체되고 있다. 터치센서는 정전용량 방식, 저항 방식, 압력 방식, 광학 방식, 초음파 방식 등이 알려져 있다. 최근에는 평판표시장치의 박형화를 위해 터치센서가 패널 내부에 형성되고 있다. 터치센서 인 패널 방식에는 광학 방식의 터치센서와 정전용량 방식의 터치센서가 주로 이용된다.

예컨대, 터치센서 인 패널 방식에서, 터치센서는 도 1과 같이 터치 여부에 따라 광전류(i)를 다르게 발생하는 센서 TFT, 광전류(i)에 의한 전하들을 저장하는 센싱 커패시터(CSTO), 및 센싱 커패시터(CSTO)에 저장된 전하들을 출력하기 위한 스위치 TFT를 포함한다. 터치센서는, 터치 된 부분과 미 터치 된 부분에서의 터치 데이터를 서로 다르게 발생한다. 평판표시장치는 이 터치센서로부터의 터치 데이터를 기반으로 손가락(또는 터치 펜) 등의 접촉 위치정보를 알아낸다. 도 1에서, "Vdrv"는 구동전압을, "Vbias"는 바이어스 전압을, "Vro"는 터치 데이터를 각각 지시한다.

이러한 터치센서 내장형 평판표시장치에서는 화상 표시와 터치에 대한 제어가 함께 이루어져야 한다. 이때, 신뢰성 있는 터치 데이터를 얻기 위해서는 화상이 표시되지 않는 기간을 이용하여 터치 데이터를 리드 아웃(read-out) 해야 한다. 그런데, 종래 터치센서 내장형 평판표시장치에서는 터치 데이터를 리드 아웃하기 위한 시간을 전혀 고려함이 없이 화상을 표시했기 때문에, 터치 데이터가 리드 아웃되는 시간과 화상이 표시되는 기간이 중첩되어 잡음을 초래하였고, 그 결과 신뢰성 있는 터치 데이터를 얻기가 불가능하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 화상이 표시되지 않는 비 표시기간 내에서 터치 데이터를 출력하여 터치 데이터의 신뢰성을 높이도록 한 터치센서 내장형 평판표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서 내장형 평판표시장치는 화소 어레이와 함께 다수의 터치 센서들을 포함하는 표시패널; 액정모듈 내에 배치되는 메모리; 상기 화소 어레이에 표시될 화상 데이터를 제1 속도로 상기 메모리에 저장한 후, 입력 도트 클럭을 체배하여 생성된 변조 클럭을 기반으로 상기 저장된 화상 데이터를 상기 제1 속도보다 빠른 제2 속도로 독출하여 상기 변조 클럭을 기반으로 화상이 표시되지 않는 블랭크 기간이 확장된 변조 타이밍신호를 생성하는 타이밍 콘트롤러; 상기 독출되는 화상 데이터를 상기 화소 어레이에 표시 구동하는 데이터 구동회로; 상기 블랭크 기간이 확장된 상기 변조 타이밍신호를 기반으로 화상이 표시되지 않는 상기 블랭크 기간 내에서 상기 터치 센서들에 센싱 스캔신호를 공급하는 터치센서 구동회로; 및 상기 터치 센서들에 바이어스전압과 구동전압을 공급하고, 상기 센싱 스캔신호에 따라 출력되는 터치 데이터를 입력받는 리드아웃 집적회로를 구비한다.

상기 타이밍 콘트롤러는 입력 도트 클럭을 체배하여 상기 변조 클럭을 생성하기 위한 클럭 변조기를 구비하고; 상기 클럭 변조기는 PLL회로를 포함하여 K MHz의 상기 도트 클럭을 2K MHz 의 상기 변조 클럭으로 생성한다.

상기 메모리는 상기 타이밍 콘트롤러 외부에 배치되는 프레임 버퍼로 구현된다.

상기 변조 타이밍 신호는 수직 블랭크 기간이 확장된 변조 수직 동기신호를 지시한다.

상기 메모리는 상기 타이밍 콘트롤러 내부에 배치되는 라인 버퍼로 구현된다.

상기 변조 타이밍 신호는 수평 블랭크 기간이 확장된 변조 수평 동기신호를 지시한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 터치센서 내장형 평판표시장치는 화소 어레이와 함께 다수의 터치 센서들을 포함하는 표시패널; 시스템보드 내에 배치되는 메모리; 상기 화소 어레이에 표시될 화상 데이터를 제1 속도로 상기 메모리에 저장한 후, 입력 도트 클럭을 체배하여 생성된 변조 클럭을 기반으로 상기 저장된 화상 데이터를 상기 제1 속도보다 빠른 제2 속도로 독출하여 상기 변조 클럭을 기반으로 화상이 표시되지 않는 블랭크 기간이 확장된 변조 타이밍신호를 생성하는 상기 시스템 보드 내의 스케일러; 상기 독출되는 화상 데이터를 상기 화소 어레이에 표시 구동하는 데이터 구동회로; 상기 블랭크 기간이 확장된 상기 변조 타이밍신호를 기반으로 화상이 표시되지 않는 상기 블랭크 기간 내에서 상기 터치 센서들에 센싱 스캔신호를 공급하는 터치센서 구동회로; 및 상기 터치 센서들에 바이어스전압과 구동전압을 공급하고, 상기 센싱 스캔신호에 따라 출력되는 터치 데이터를 입력받는 리드아웃 집적회로를 구비한다.

이 터치센서 내장형 평판표시장치는 상기 데이터 구동회로의 동작을 제어하는 타이밍 콘트롤러를 더 구비하고; 상기 타이밍 콘트롤러는 상기 스케일러에서 독출되는 데이터를 타이밍 변조없이 상기 데이터 구동회로에 공급한다.

본 발명의 실시예에 따라 화소 어레이와 함께 다수의 터치 센서들을 포함하는 표시패널과 메모리를 갖는 터치센서 내장형 평판표시장치의 구동방법은, 상기 화소 어레이에 표시될 화상 데이터를 제1 속도로 상기 메모리에 저장한 후, 입력 도트 클럭을 체배하여 생성된 변조 클럭을 기반으로 상기 저장된 화상 데이터를 상기 제1 속도보다 빠른 제2 속도로 독출하여 상기 변조 클럭을 기반으로 화상이 표시되지 않는 블랭크 기간이 확장된 변조 타이밍신호를 생성하는 단계; 상기 독출되는 화상 데이터를 상기 화소 어레이에 표시 구동하는 단계; 상기 블랭크 기간이 확장된 변조 타이밍신호를 기반으로 화상이 표시되지 않는 상기 블랭크 기간 내에서 상기 터치 센서들에 센싱 스캔신호를 공급하는 단계; 및 상기 터치 센서들에 바이어스전압과 구동전압을 공급하고, 상기 센싱 스캔신호에 따라 출력되는 터치 데이터를 입력받는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 터치센서 내장형 평판표시장치 및 그 구동방법은 화소 어레이에 표시될 화상 데이터를 제1 속도로 메모리에 저장한 후, 변조 클럭을 기반으로 저장된 화상 데이터를 제1 속도보다 빠른 제2 속도로 독출하여 블랭크 기간이 확장된 변조 타이밍신호를 생성한다. 그리고, 변조 타이밍신호를 기반으로 확장된 블랭크 기간 내에서 상기 터치 센서들에 센싱 스캔신호를 공급하여 터치 데이터를 출력한다. 그 결과 본 발명에 따른 터치센서 내장형 평판표시장치 및 그 구동방법은 화상 데이터와 터치 데이터의 간섭을 방지하여 터치 데이터의 신뢰성을 크게 높일 수 있게 된다.

도 1은 화소 셀 내부에 형성되는 터치센서의 등가 회로도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판표시장치를 보여주는 블록도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판표시장치를 보여주는 단면도.
도 4는 표시패널의 화소 어레이에 내장된 터치 센서들의 일 예를 보여 주는 등가 회로도.
도 5는 클럭 변조기를 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디지털 비디오 데이터의 저장 및 독출 타이밍을 보여주는 도면.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 타이밍 신호의 변조 예를 보여주는 도면.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판표시장치를 보여주는 블록도.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 타이밍 신호의 변조 예를 보여주는 도면.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 평판표시장치를 보여주는 블록도.

이하, 도 2 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치센서 내장형 평판표시장치 및 그 구동방법을 보여준다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판표시장치는 표시모듈(100)과 시스템 보드(200)를 구비한다.

표시모듈(100)은 표시패널(10), 타이밍 콘트롤러(11), 메모리(12), 데이터 구동회로(13), 게이트 구동회로(14), 터치 콘트롤러(15), 터치센서 구동회로(16), 및 리드아웃 집적회로(17)를 구비한다. 표시패널(10)은 액정표시패널(Liquid Crystal Display Panel), 전계방출 표시패널(Field Emission Display Panel), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 및 유기발광다이오드 표시패널(Organic Light Emitting Diode Panel)등의 평판표시패널로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서 평판표시장치가 액정표시장치로 구현되는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.

액정표시장치는 도 3과 같이 표시패널(10)에 빛을 조사하기 위한 백라이트 유닛(BLU)을 더 구비할 수 있다. 백라이트 유닛(BLU)은 광원이 도광판의 측면과 대향하게 배치되는 에지형 백라이트 유닛으로 구현될 수 있고 또한, 광원들이 확산판 아래에 배치되는 직하형 백라이트 유닛으로 구현될 수도 있다.

표시패널(10)은 두 장의 유리기판(GLS1, GLS2) 사이에 액정층이 형성된다. 표시패널(10)의 하부 유리기판(GLS2)에는 도 2 내지 도 4와 같이 다수의 데이터라인들(D1~Dm), 데이터라인들(D1~Dm)과 교차되는 다수의 게이트라인들(G1~Gn), 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차부들에 배치되는 다수의 TFT들(Thin Film Transistor), 액정셀들(Clc)에 데이터전압을 충전시키기 위한 다수의 화소전극(1), 및 화소전극(1)에 접속되어 액정셀(Clc)의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst) 등이 형성된다. 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차 구조에 의해 액정셀들(Clc)이 매트릭스 형태로 배치되어 화소 어레이를 이룬다. 표시패널(10)의 상부 유리기판(GLS1)에는 블랙매트릭스(BM), 컬러필터(CF), 공통전극(2) 등이 형성된다. 공통전극(2)은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판(GLS1)에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극(1)과 함께 하부 유리기판 (GLS2) 상에 형성된다. 표시패널(10)의 상부 유리기판(GLS1)과 하부 유리기판(GLS2) 각각에는 편광판(POL1, POL2)이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(10)의 상부 유리기판(GLS1)과 하부 유리기판(GLS2) 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서(CS)가 형성될 수 있다.

타이밍 콘트롤러(11)는 시스템 보드(200)로부터 수평 동기신호(Hsync), 수직 동기신호(Vsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 및 도트 클럭(DCLK) 등의 타이밍신호와 디지털 비디오 데이터(RGB)를 입력받는다. 타이밍 콘트롤러(11)는 입력받은 디지털 비디오 데이터(RGB)를 상기 타이밍신호(Hsync,Vsync,DE,DCLK)에 맞춰 프레임 단위로 메모리(12)에 저장한다. 그리고, 타이밍 콘트롤러(11)는 클럭 변조기(11a)를 통해 도트 클럭(DCLK)을 체배한 후, 체배된 변조 클럭을 기반으로 메모리(12)에 저장된 디지털 비디오 데이터(RGB)를 빠르게 독출한 후, 데이터 구동회로(13)에 공급한다. 클럭 변조기(11a)는 도 5와 같이 PLL회로를 포함하여 K(예컨대, 100)MHz의 도트 클럭(DCLK)을 2K MHz 이상으로 변조한다. 변조 클럭에 의해 수직 동기신호(Vsync)와 데이터 인에이블 신호(DE) 등도 변조되며, 그 결과 화상이 표시되지 않는 수직 블랭크 기간(Vertical Blank Period)이 확장된다.

타이밍 콘트롤러(11)는 수직 블랭크 기간이 확장되도록 변조된 타이밍신호들을 기반으로 데이터 구동회로(13)와 게이트 구동회로(14)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들을 발생한다. 게이트 구동회로(14)를 제어하기 위한 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 데이터 구동회로(13)를 제어하기 위한 제어신호는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity, POL), 및 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다.

타이밍 콘트롤러(11)는 변조 수직 동기신호(Vsync')와 변조 데이터 인에이블 신호(DE')를 터치 콘트롤러(15)에 공급한다.

데이터 구동회로(13)는 다수의 소스 드라이브 IC(Source Integrated Circuit)들을 포함하여 타이밍 콘트롤러(11)의 제어 하에 디지털 비디오 데이터(RGB)를 래치한다. 그리고 데이터 구동회로(13)는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환함으로써 아날로그 정극성/부극성 화소전압을 발생하여 데이터라인들(D1~Dm)에 공급한다.

게이트 구동회로(14)는 타이밍 콘트럴러(11)의 제어하에 게이트펄스를 발생하여 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 순차적으로 공급한다. 게이트 구동회로(14)는 다수의 게이트 드라이브 IC를 포함하도록 구성될 수 있고, 또한 GIP(Gate In Panel) 방식에 따라 하부 유리기판(GLS2)에 직접 형성될 수도 있다.

터치 콘트롤러(15)는 변조 수직 동기신호(Vsync')와 변조 데이터 인에이블 신호(DE')를 기반으로 터치센서 구동회로(16)와 리드아웃 집적회로(17)의 동작을 제어한다.

터치센서 구동회로(16)는 터치 콘트롤러(15)의 제어하에 확장된 수직 블랭크 기간 내에서 모든 터치 센서들에 센싱 스캔신호를 라인 순차 방식으로 공급한다. 센싱 스캔신호에 의해 광전류(i)에 대응되는 방전 전압이 터치 데이터로서 리드아웃 라인(R1~Ri)으로 출력된다.

리드아웃 집적회로(17)는 터치 센서들에 바이어스전압(Vbias)과 구동전압(Vdrv)을 공급하고, 리드아웃라인(R1~Ri)을 통해 터치 데이터를 입력받는다.

도 3 및 도 4는 터치센서 내장형 평판표시장치의 일 예로서, 광학방식의 터치센서를 포함하는 경우를 보여준다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 표시패널(10)의 하부 유리기판(GLS2)에는 다수의 센서 스캔라인들(S1~Sn), 센서 스캔라인들(S1~Sn)과 교차되는 다수의 리드아웃 라인들(R1~Rm), 센서 스캔라인들(S1~Sn)과 리드아웃 라인들(R1~Rm)의 교차부들에 배치되는 다수의 터치센서들이 형성된다.

터치센서 각각은 센서 TFT(Tss), 센싱 커패시터(CSTO), 및 스위치 TFT(Tsw) 등을 포함할 수 있다. 센서 TFT(Tss)는 상부 유리기판(GLS1)의 투명 윈도우(W)와 대향한다. 투명 윈도우(W)에는 블랙 매트릭스(BM)가 형성되지 않는다. 센서 TFT(Tss)의 게이트전극은 바이어스전압(Vbias)이 공급되는 바이어스전압 공급라인(BIASL)과 센싱 커패시터(CSTO)의 일측단자에 접속된다. 센서 TFT(Tss)의 드레인전극은 구동전압(Vdrv)이 공급되는 구동전압 공급라인(DRVL)과 접속되고, 센서 TFT(Tss)의 소스전극은 센싱 커패시터(CSTO)의 타측단자와 스위치 TFT(Tsw)의 드레인전극에 공통 접속된다. 센서 TFT(Tss)와 대향하는 상부 유리기판(GLS1) 상에 손가락이나 스타일러스 펜 등의 터치 물체가 놓이면, 백라이트 유닛(BLU)으로부터의 빛은 하부 유리기판(GLS2), 액정층 및 상부 유리기판(GLS1)을 투과한 후에 터치 물체에 반사되어 센서 TFT(Tss)의 반도체층에 입사된다. 센서 TFT(Tss)는 자신의 반도체층에 입사되는 입사 광량에 따라 광전류(i)를 다르게 발생한다. 센싱 커패시터(CSTO)는 스위치 TFT(Tsw)가 오프 상태를 유지하는 동안 센서 TFT(Tss)로부터의 광전류(i)를 충전한 후에, 스위치 TFT(Tsw)가 턴-온 될 때 이 광전류(i)를 방전한다. 스위치 TFT(Tsw)는 자신에게 빛이 조사되지 않도록 상부 유리기판(GLS1)의 블랙 매트릭스(BM)와 대향한다. 스위치 TFT(Tsw)는 센서 스캔라인(S1~Sn)으로부터의 센싱 스캔신호에 응답하여 턴-온된다. 이 스위치 TFT(Tsw)는 센싱 커패시터(CSTO)로부터 방전되는 전압을 리드아웃 라인(R1~Ri)으로 공급한다. 스위치 TFT(Tsw)의 게이트전극은 센서 스캔라인(S1~Sn)에 접속된다. 스위치 TFT(Tsw)의 드레인전극은 센서 TFT(Tss)의 소스전극과 스토리지 커패시터(CSTO)의 타측단자에 공통 접속되고, 스위치 TFT(Tsw)의 소스전극은 리드아웃 라인(R1~Ri)에 접속된다.

본 발명의 기술적 사상은 도 3 및 도 4에 도시된 광학방식의 터치센서를 내장하는 경우에만 한정되는 것이 아니라, 정전용량 방식의 터치센서를 내장하는 경우에도 그대로 적용될 수 있다. 정전용량 방식의 터치센서 내장형 평판표시장치는 표시패널 내부에 형성된 두 개의 교차 전극 사이에 걸리는 상호 커패시턴스(mutual capacitance)의 변화에 따라 터치 여부를 감지한다. 또한, 저항 방식, 압력 방식, 초음파 방식 등도 표시패널에 내장될 수만 있으면 본 발명의 기술적 사상이 그대로 적용될 수 있다.

도 6은 디지털 비디오 데이터(RGB)의 저장 및 독출 타이밍을 보여준다. 도 7 및 도 8은 타이밍 신호의 변조 예를 보여준다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 타이밍 콘트롤러(11)는 수직 동기신호(Vsync)가 제1 폭(W1)만큼 하이논리(H)로 유지되는 기간 내에서 제n 프레임 데이터를 메모리(12)에 저장한다. 메모리(12)는 프레임 버퍼로서, DDR SDRAM(Double Data Rate Synchonous Dynamic Random Access Memory)으로 구현될 수 있다. 타이밍 콘트롤러(11)는 클럭 변조기(11a)를 통해 도트 클럭(DCLK)을 체배한 후, 체배된 변조 클럭을 기반으로 메모리(12)에 저장된 제n 프레임 데이터를 저장시에 비해 2배 이상의 빠르기로 독출하여 데이터 구동회로(13)를 통해 표시함으로써, 변조 수직 동기신호(Vsync')와 변조 데이터 인에이블신호(DE')를 생성한다. 변조 수직 동기신호(Vsync')는 상기 제1 폭(W1)의 절반 이하인 제2 폭(W2)의 하이논리(H)를 가지며, 변조 수직 동기신호(Vsync')가 하이논리(H)로 유지되는 기간 내에서 제n 프레임 데이터가 독출된다. 변조 수직 동기신호(Vsync')에서 하이논리(H)로 유지되는 기간이 수직 동기신호(Vsync)에 비해 절반 이하로 줄어들기 때문에, 상대적으로 로우논리(L)로 유지되는 기간은 수직 동기신호(Vsync)에 비해 크게 늘어난다. 변조 수직 동기신호(Vsync')가 로우논리(L)로 유지되는 기간은 제n 프레임 데이터가 표시되지 않는 비 표시기간으로서 수직 블랭크 기간에 해당된다. 확장된 수직 블랭크 기간은 터치 데이터의 출력에 할당된다. 한편, 본 발명에서 제n 프레임 데이터의 대한 표시는 제n+1 프레임 데이터에 대한 저장과 중첩적으로 행해질 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시에에 따른 터치센서 내장형 평판표시장치 및 그 구동방법은 표시모듈 내에 별도의 프레임 버퍼를 설치하고, 이 프레임 버퍼를 이용하여 기존 대비 2배 이상의 빠르기로 디지털 비디오 데이터를 화면상에 표시하여 1 프레임기간 중 유효표시기간을 기존 대비 절반 이하로 줄이고 1 프레임기간의 잔여기간(확장된 수직 블랭크 기간)을 터치 데이터의 출력에 할당함으로써, 화상 데이터와 터치 데이터의 간섭을 방지하여 터치 데이터의 신뢰성을 크게 높일 수 있게 된다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치센서 내장형 평판표시장치 및 그 구동방법을 보여준다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치센서 내장형 평판표시장치는 제1 실시예와 달리 타이밍 콘트롤러(11)에 기 내장되어 있는 라인 버퍼를 메모리(22)로 활용한다. 제2 실시예는 제1 실시예에 비해 별도의 프레임 버퍼를 제거할 수 있어 코스트 측면에서 유리하다.

타이밍 콘트롤러(11)는 수평 동기신호(Hsync)가 하이논리로 유지되는 기간 내에서 1 라인 데이터를 메모리(22)에 저장한다. 메모리(22)는 라인 버퍼로서, DDR SDRAM(Double Data Rate Synchonous Dynamic Random Access Memory)으로 구현될 수 있다. 타이밍 콘트롤러(11)는 클럭 변조기(11a)를 통해 도트 클럭(DCLK)을 체배한 후, 체배된 변조 클럭을 기반으로 메모리(22)에 저장된 1 라인 데이터를 저장시에 비해 2배 이상의 빠르기로 독출하여 데이터 구동회로(13)를 통해 표시함으로써, 변조 수평 동기신호(Hsync')와 변조 데이터 인에이블신호(DE')를 생성한다. 변조 수평 동기신호(Hsync')는 수평 동기신호(Hsync)에 비해 절반 이하의 하이논리(H) 폭을 가지며, 이 하이논리(H) 기간 내에서 1라인 데이터가 독출된다. 변조 수평 동기신호(Hsync')에서 하이논리(H)로 유지되는 기간이 수평 동기신호(Hsync)에 비해 절반 이하로 줄어들기 때문에, 상대적으로 로우논리(L)로 유지되는 기간은 수평 동기신호(Hsync)에 비해 크게 늘어난다. 변조 수평 동기신호(Hsync')가 로우논리(L)로 유지되는 기간은 1 라인 데이터가 표시되지 않는 비 표시기간으로서 수평 블랭크 기간에 해당된다. 확장된 수평 블랭크 기간은 터치 데이터의 출력에 할당된다.

터치 콘트롤러(15)는 변조 수평 동기신호(Hsync')와 변조 데이터 인에이블 신호(DE')를 기반으로 터치센서 구동회로(16)와 리드아웃 집적회로(17)의 동작을 제어한다.

터치센서 구동회로(16)는 터치 콘트롤러(15)의 제어하에 확장된 수평 블랭크 기간 내에서 해당 라인에 배치된 터치 센서들에 센싱 스캔신호를 공급한다. 센싱 스캔신호에 의해 광전류(i)에 대응되는 방전 전압이 터치 데이터로서 리드아웃 라인(R1~Ri)으로 출력된다.

이와 같이, 본 발명의 제2 실시에에 따른 터치센서 내장형 평판표시장치 및 그 구동방법은 표시모듈 내에 이미 구비되어 있는 라인 버퍼를 이용하여 기존 대비 2배 이상의 빠르기로 디지털 비디오 데이터를 화면상에 표시하여 1 수평기간 중 유효표시기간을 기존 대비 절반 이하로 줄이고 1 수평기간의 잔여기간(확장된 수평 블랭크 기간)을 터치 데이터의 출력에 할당함으로써, 화상 데이터와 터치 데이터의 간섭을 방지하여 터치 데이터의 신뢰성을 크게 높일 수 있게 된다.

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 터치센서 내장형 평판표시장치 및 그 구동방법을 보여준다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 터치센서 내장형 평판표시장치는 제1 및 제2 실시예와 달리 영상 처리를 위해 시스템 보드(200)에 기 내장되어 있는 프레임 버퍼 또는 라인 버퍼를 메모리(32)로 활용하고, 영상 처리를 담당하는 스케일러(21)에서 디지털 비디오 데이터(RGB)를 전술한 바와 같이 서로 다른 빠르기로 저장 및 독출하여 수직 블랭크 기간 또는 수평 블랭크 기간을 확장함으로써 터치 데이터의 출력에 할애될 시간을 확보한다. 스케일러(21)에 구비된 클럭 변조기(21a)는 제1 및 제2 실시예의 클럭 변조기(11a)와 실질적으로 동일한 기능을 수행한다.

타이밍 콘트롤러(11)는 시스템 보드(200)로부터 입력된 디지털 비디오 데이터(RGB)를 타이밍 변조없이 데이터 구동회로(13)에 공급한다. 그리고, 시스템 보드(200)로부터 기 변조되어 입력되는 타이밍신호들(Vsync',Hsync',DE')을 터치 콘트롤러(15)에 공급한다.

터치 콘트롤러(15)는 변조 타이밍신호들(Vsync',Hsync',DE')을 기반으로 터치센서 구동회로(16)와 리드아웃 집적회로(17)의 동작을 제어한다.

터치센서 구동회로(16)는 터치 콘트롤러(15)의 제어하에 확장된 수직 블랭크 기간 또는 확장된 수평 블랭크 기간 내에서 터치 센서들에 센싱 스캔신호를 공급한다. 센싱 스캔신호에 의해 광전류(i)에 대응되는 방전 전압이 터치 데이터로서 리드아웃 라인(R1~Ri)으로 출력된다.

이와 같이, 본 발명의 제3 실시에에 따른 터치센서 내장형 평판표시장치 및 그 구동방법은 시스템보드 내에 이미 구비되어 프레임 버퍼 또는 라인 버퍼를 이용하여 기존 대비 2배 이상의 빠르기로 디지털 비디오 데이터를 화면상에 표시하여 수직 블랭크 기간 또는 수평 블랭크 기간을 확장하고, 확장된 수직 또는 수평 블랭크 기간을 터치 데이터의 출력에 할당함으로써, 화상 데이터와 터치 데이터의 간섭을 방지하여 터치 데이터의 신뢰성을 크게 높일 수 있게 된다.

10 : 표시패널 11 : 타이밍 콘트롤러
12,22,32 : 메모리 13 : 데이터 구동회로
14 : 게이트 구동회로 15 : 터치 콘트롤러
16 : 터치센서 구동회로 17 : 리드아웃 집적회로
21 : 스케일러 11a,21a : 클럭 변조기
100 : 표시모듈 200 : 시스템 보드

Claims

화소 어레이와 함께 다수의 터치 센서들을 포함하는 표시패널;
액정모듈 내에 배치되는 메모리;
상기 화소 어레이에 표시될 화상 데이터를 제1 속도로 상기 메모리에 저장한 후, 입력 도트 클럭을 체배하여 생성된 변조 클럭을 기반으로 상기 저장된 화상 데이터를 상기 제1 속도보다 빠른 제2 속도로 독출하여 상기 변조 클럭을 기반으로 화상이 표시되지 않는 블랭크 기간이 확장된 변조 타이밍신호를 생성하는 타이밍 콘트롤러;
상기 독출되는 화상 데이터를 상기 화소 어레이에 표시 구동하는 데이터 구동회로;
상기 블랭크 기간이 확장된 상기 변조 타이밍신호를 기반으로 화상이 표시되지 않는 상기 블랭크 기간 내에서 상기 터치 센서들에 센싱 스캔신호를 공급하는 터치센서 구동회로; 및
상기 터치 센서들에 바이어스전압과 구동전압을 공급하고, 상기 센싱 스캔신호에 따라 출력되는 터치 데이터를 입력받는 리드아웃 집적회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 평판표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 타이밍 콘트롤러는 상기 입력 도트 클럭을 체배하여 상기 변조 클럭을 생성하기 위한 클럭 변조기를 구비하고;
상기 클럭 변조기는 PLL회로를 포함하여 K MHz의 상기 도트 클럭을 2K MHz 의 상기 변조 클럭으로 생성하는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 평판표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 메모리는 상기 타이밍 콘트롤러 외부에 배치되는 프레임 버퍼로 구현되는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 평판표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 변조 타이밍 신호는 수직 블랭크 기간이 확장된 변조 수직 동기신호를 지시하는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 평판표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 메모리는 상기 타이밍 콘트롤러 내부에 배치되는 라인 버퍼로 구현되는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 평판표시장치.
제 5 항에 있어서,
상기 변조 타이밍 신호는 수평 블랭크 기간이 확장된 변조 수평 동기신호를 지시하는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 평판표시장치.
화소 어레이와 함께 다수의 터치 센서들을 포함하는 표시패널;
시스템보드 내에 배치되는 메모리;
상기 화소 어레이에 표시될 화상 데이터를 제1 속도로 상기 메모리에 저장한 후, 입력 도트 클럭을 체배하여 생성된 변조 클럭을 기반으로 상기 저장된 화상 데이터를 상기 제1 속도보다 빠른 제2 속도로 독출하여 상기 변조 클럭을 기반으로 화상이 표시되지 않는 블랭크 기간이 확장된 변조 타이밍신호를 생성하는 상기 시스템 보드 내의 스케일러;
상기 독출되는 화상 데이터를 상기 화소 어레이에 표시 구동하는 데이터 구동회로;
상기 블랭크 기간이 확장된 상기 변조 타이밍신호를 기반으로 화상이 표시되지 않는 상기 블랭크 기간 내에서 상기 터치 센서들에 센싱 스캔신호를 공급하는 터치센서 구동회로; 및
상기 터치 센서들에 바이어스전압과 구동전압을 공급하고, 상기 센싱 스캔신호에 따라 출력되는 터치 데이터를 입력받는 리드아웃 집적회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 평판표시장치.
제 7 항에 있어서,
상기 데이터 구동회로의 동작을 제어하는 타이밍 콘트롤러를 더 구비하고;
상기 타이밍 콘트롤러는 상기 스케일러에서 독출되는 데이터를 타이밍 변조없이 상기 데이터 구동회로에 공급하는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 평판표시장치.
제 7 항에 있어서,
상기 스케일러는 상기 입력 도트 클럭을 체배하여 상기 변조 클럭을 생성하기 위한 클럭 변조기를 구비하고;
상기 클럭 변조기는 PLL회로를 포함하여 K MHz의 상기 도트 클럭을 2K MHz 의 상기 변조 클럭으로 생성하는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 평판표시장치.
제 7 항에 있어서,
상기 메모리는 프레임 버퍼로 구현되는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 평판표시장치.
제 10 항에 있어서,
상기 변조 타이밍 신호는 수직 블랭크 기간이 확장된 변조 수직 동기신호를 지시하는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 평판표시장치.
제 7 항에 있어서,
상기 메모리는 라인 버퍼로 구현되는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 평판표시장치.
제 12 항에 있어서,
상기 변조 타이밍 신호는 수평 블랭크 기간이 확장된 변조 수평 동기신호를 지시하는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 평판표시장치.
화소 어레이와 함께 다수의 터치 센서들을 포함하는 표시패널과 메모리를 갖는 터치센서 내장형 평판표시장치의 구동방법에 있어서,
상기 화소 어레이에 표시될 화상 데이터를 제1 속도로 상기 메모리에 저장한 후, 입력 도트 클럭을 체배하여 생성된 변조 클럭을 기반으로 상기 저장된 화상 데이터를 상기 제1 속도보다 빠른 제2 속도로 독출하여 상기 변조 클럭을 기반으로 화상이 표시되지 않는 블랭크 기간이 확장된 변조 타이밍신호를 생성하는 단계;
상기 독출되는 화상 데이터를 상기 화소 어레이에 표시 구동하는 단계;
상기 블랭크 기간이 확장된 변조 타이밍신호를 기반으로 화상이 표시되지 않는 상기 블랭크 기간 내에서 상기 터치 센서들에 센싱 스캔신호를 공급하는 단계; 및
상기 터치 센서들에 바이어스전압과 구동전압을 공급하고, 상기 센싱 스캔신호에 따라 출력되는 터치 데이터를 입력받는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 평판표시장치의 구동방법.
제 14 항에 있어서,
상기 입력 도트 클럭을 체배하여 상기 변조 클럭을 생성하는 단계를 더 포함하고;
상기 도트 클럭이 K MHz로 입력될 때, 상기 변조 클럭은 2K MHz로 생성되는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 평판표시장치의 구동방법.