KR20080014296A - 위치 감지 액정표시장치 - Google Patents

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KR20080014296A
KR20080014296A KR1020060075798A KR20060075798A KR20080014296A KR 20080014296 A KR20080014296 A KR 20080014296A KR 1020060075798 A KR1020060075798 A KR 1020060075798A KR 20060075798 A KR20060075798 A KR 20060075798A KR 20080014296 A KR20080014296 A KR 20080014296A
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김주영
박철우
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삼성전자주식회사
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Abstract

사용자로부터 제공된 신호를 감지하여 사용자가 원하는 위치를 센싱하는 액정표시장치가 개시된다. 이 표시장치는 제 1 펄스 변환부와 제 2 펄스 변환부 및 타이밍 컨트롤러를 포함한다. 제 1 펄스 변환부는 특정 게이트 라인에서 지연된 게이트 신호를 추출한다. 제 2 펄스 변환부는 특정 데이터 라인에서 지연된 데이터 신호를 추출한다. 타이밍 컨트롤러는 추출된 게이트 신호와 데이터 신호를 이용하여 터치 신호의 입력위치를 검출한다.
터치스크린, 전자기,

Description

위치 감지 액정표시장치{POSITION SENSTIVE LIQUID DISPLAY DEVICE}
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제 1 펄스 변환부를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 제 1 펄스 변환부로부터의 출력 파형을 나타낸 도면이다.
도 4은 도 1에 도시된 제 2 펄스 변환부를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 5은 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러의 구성을 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100: 액정표시장치. 110: 액정패널
120: 데이터 구동부 130: 게이트 구동부
140: 타이밍 컨트롤러 150: 제1 펄스 변환부
160: 제2 펄스 변환부
GCONT: 게이트 제어 신호
DCONT: 데이터 제어 신호
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 사용자가 선택한 위치를 감지할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 터치스크린패널은 액정표시장치 위에 배치되어 손 및 물체 등과 같은 오브젝트(Object)를 통해 데이터를 입력하는 입력장치이다. 터치 스크린은 사람이 컴퓨터 장치와 상호 대화하는 가장 직접적인 방식으로서, 표시화면상에서 사용자가 원하는 부분을 직접 가리켜 동작시킬 수 있다. 이러한 터치스크린 기능을 갖는 액정표시장치는 액정패널 외에 별도의 터치 패널이 요구된다. 또한 터치 패널과 연동되는 다양한 센서기능 갖는 센서 부재가 요구되어 액정표시장치의 전체 원가를 상승시킨다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기존의 액정패널만을 이용하여 사용자가 선택한 위치를 감지할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 액정표시장치는 액정패널, 제 1 펄스 변환부, 제 2 펄스 변환부, 검출부를 포함한다. 또한, 상기 액정표시장치는 액정패널의 임의의 특정 지점으로 터치 신호를 인가하는 전자펜을 더 포함한다. 상기 터치 신호는 전자기신호인 것이 바람직하다.
상기 액정패널은 패널 구동부로부터 다수의 게이트 신호 및 다수의 데이터 신호를 입력받아 영상을 표시하고, 외부로부터의 터치 신호에 응답하여 상기 게이트 신호들 및 데이터 신호들 중 해당하는 게이트 신호 및 데이터 신호가 지연되어 출력된다. 상기 제 1 펄스 변환부는 상기 액정패널로부터 상기 게이트 신호들을 입력받고, 상기 터치 신호에 대응하는 게이트 신호가 다른 게이트 신호들보다 긴 주기를 갖도록 변환하여 출력한다. 상기 제 2 펄스 변환부는 상기 액정패널로부터 상기 데이터 신호들을 입력받고, 상기 터치 신호에 대응하는 데이터 신호가 다른 데이터 신호들보다 긴 주기를 갖도록 변환하여 출력한다. 상기 검출부는 상기 제1 및 제2 펄스 변환부로부터 상기 게이트 및 데이터 신호들을 입력받아 상기 터치 신호의 입력위치정보를 검출한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의해야 한다. 또한, 하기의 설명에서, 구체적인 처리흐름과 같은 많은 특정 상세들은 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 기술된다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시장치를 개략적으로 도시한 블록도이 다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 액정표시장치(100)는 액정패널(110), 패널 구동부(120, 130), 타이밍 컨트롤러(140), 제 1 펄스 변환부(150), 제 2 펄스 변환부(160) 및 검출부(141)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 액정표시장치(100)는 액정패널(110)의 임의의 특정 지점으로 터치 신호를 인가하는 펜 형태의 전자펜(170)을 더 구비한다. 또한, 본 실시 예에서는 상기 검출부(141)가 상기 타이밍 컨트롤러(140)에 구비되어 설계된 것으로 기술하지만, 이를 한정하는 것은 아니다.
상기 액정패널(110)은 다수의 데이터 라인(DL1,..,DLm)과 상기 다수의 데이터 라인(DL1,..,DLm)에 교차하는 다수의 게이트 라인(GL1,..GLn)을 포함한다. 구체적으로, 상기 액정패널(110) 상에는, 제 1 방향(D1)으로 연장되는 m개의 데이터 라인과 상기 제 1 방향(D1)에 절연되어 교차하는 제 2 방향(D2)으로 연장되는 n개의 게이트 라인(GL1,..GLn)이 형성된다. 여기서, m,n은 자연수이다.
또한, 상기 액정 패널은 상기 데이터 라인들과 상기 게이트 라인들에 각각 연결되는 다수의 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 포함한다. 구체적으로, 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 소오스 단자는 데이터 라인(DL2)에, 게이트 단자는 게이트 라인(GL2)에 각각 연결된다. 그리고, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 단자에는 액정 캐패시터(Clc)와 스토리지 캐패시터(Cst)가 병렬적으로 연결된다.
한편, 본 발명에 따른 액정표시장치(100)는, 터치 스크린의 기능을 수행하기 위하여 상기 액정패널(110) 상에 형성되는 통상의 터치 패널이 요구되지 않는다. 즉, 액정패널의 구조적인 추가변경 없이 단순한 회로구성을 추가함으로써, 상기 터치 스크린의 기능을 수행할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
패널 구동부(120, 130)는 데이터 구동부(120)와 게이트 구동부(130)를 포함하며, 영상을 디스플레이하기 위해 구동신호를 상기 액정패널(110)로 출력한다.
구체적으로, 상기 데이터 구동부(120)는 데이터 신호를 생성하여 상기 액정 패널(110) 상의 데이터 라인들(DL1,..DLm)에 동시에 출력한다. 상기 게이트 구동부(130)는 게이트 신호(도 2의 GP1,..,GPn)를 생성하여 상기 액정패널(110) 상의 게이트 라인들(GL1,..,GLn)에 순차적으로 출력한다.
상기 타이밍 컨트롤러(140)는 상기 액정표시장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 상기 타이밍 컨트롤러(140)는 그래픽 컨트롤러(도시되지 않음)부터의 R, G 및 B의 원시 데이터 신호(DATA)를 포함하는 다수의 신호들을 입력받아 액정패널(110)에 영상을 표시하기 위한 데이터 제어 신호(DCONT), 게이트 제어 신호(GCONT)를 출력한다.
구체적으로, 상기 데이터 제어 신호(DCONT)는 상기 데이터 구동부(120)를 제어하는 수평 시작 신호(STH), 반전 신호(REV) 및 데이터 로드 신호(TP)를 포함한다. 상기 게이트 제어 신호(GCONT)는 상기 게이트 구동부(130)를 제어하는 개시 신호(STV), 클록 신호(CK) 및 출력 인에이블 신호(OE)등을 포함한다.
또한, 상기 타이밍 제어부(140)는 상기 원시 데이터 신호(DATA)의 출력 타이밍이 제어된 R', G', B'의 데이터 신호를 상기 데이터 구동부(120)로 제공한다.
본 발명에 일 실시예에 따른 액정표시장치(100)는 전자 펜(170)에 의한 액정 패널의 접촉위치를 검출하기 위하여 제 1 펄스 변환부(150)와 제 2 펄스 변환부(160)를 구비한다.
제 1 펄스 변환부(150)는 상기 액정패널(110)로부터 상기 게이트 신호들을 입력받고, 상기 전자 펜(170)으로부터의 터치 신호에 대응하는 데이터 신호가 다른 데이터 신호들보다 긴 주기를 갖도록 변환하여 출력한다.
도 2는 도 1의 제 1 펄스 변환부(150)를 설명하기 위해 나타낸 도면이고, 도 3은 상기 제 1 펄스 변환부(150)로부터의 출력 파형을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 제 1 펄스 변환부(150)는 상기 액정패널(110) 상에 구비된 다수의 게이트 라인들과 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 다수의 게이트 라인들(GL1,...GLn)의 일단부가 게이트 구동부(130)에 연결되고, 상기 다수의 게이트 라인들(GL1,...GLn)의 다른 단부가 상기 제 1 펄스 변환부(150)에 연결된다.
상기 게이트 구동부로부터 순차적으로 출력되는 다수의 게이트 신호들(GP1,..GPn)이 액정패널(110)을 지나 상기 제 1 펄스 변환부(150)로 입력된다. 이때, 액정패널(110)의 특정 지점으로 전자 펜(170)의 터치 신호가 인가될 때, 상기 특정 지점에 해당하는 게이트 라인(본 예에서는, 도 1의 i번째 게이트 라인)의 게이트 신호는 상기 터치 신호에 의해 일정 시간 지연되어 상기 제 1 펄스 변환부(150)로 출력된다.
상기 전자 펜(170)은 액정패널에 접촉상황을 알리기 위한 수단으로서, 전자기 신호의 터치 신호를 출력한다. 상기와 같은 전자기 신호는 특정 지점에 해당하는 게이트 라인을 따라 흐르는 게이트 신호를 소정 시간만큼 지연시킨다. 이 게이 트 신호의 지연 정도는 액정표시장치(100)의 표시품질에 큰 영향을 미치지 않는 수준에 해당한다.
상기 제 1 펄스 변환부(150)는 지연된 게이트 신호(도 1의 i번째 게이트 라인에서의 게이트 신호)와 함께 모든 게이트 라인의 게이트 신호를 순차적으로 입력받는다. 그리고, 입력받은 모든 게이트 신호를 일정한 주기를 갖는 클럭 펄스 형태로 출력한다. 즉, 병렬적으로 그리고 순차적으로 입력되는 게이트 신호(GP1,..,GPn)들을 직렬적으로 나열된 클럭 펄스로 변환하여 출력한다.
상기 제 1 펄스 변환부(150)는 각 게이트 라인(GL1,...GLn)을 공통으로 연결하는 공통 노드와 상기 공통 노드와 접지 사이에 연결되는 부하수단(155)을 구비한다.
이 제 1 로드부(155)에 상기 각 게이트 라인으로부터 출력되는 게이트 신호들이 순차적으로 인가되고, 상기 제 1 로드부(155)의 양단에 걸리는 전압을 순차적으로 출력하게 되면 도 2에 도시되는 바와 같은 클럭 형태의 펄스가 출력된다.
이때, 상기 제 1 펄스 변환부(150)로부터 출력되는 클럭 펄스는 다른 클럭들에 비해 더 긴 주기를 갖는 특정 클럭 펄스를 포함한다. 이 특정 클럭은 전자 펜(170)으로부터의 터치 신호에 의해 지연된 게이트 신호에 대응하는 클럭 펄스에 해당한다.
예컨대, 액정패널(110)의 7번째 게이트 라인으로 전자 펜(170)으로부터의 터치 신호가 인가되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 일정 주기(t)의 클럭 신호가 생성되다가 7번째 클럭의 생성에 앞서 α만큼 더 긴 주기의 6번째 클럭이 나타난다.
이후, 이 클럭 신호는 타이밍 컨트롤러로 입력되어 클럭 주기의 변동시점을 카운팅하여 이를 Y축 좌표 데이터로 생성된다. 이에 대해서는 하기에서 구체적으로 후술하기로 한다.
계속해서, 제 2 펄스 변환부(160)는 상기 액정패널(110)로부터의 상기 데이터 신호들을 입력받고, 상기 터치 신호에 대응하는 데이터 신호가 다른 데이터 신호들보다 긴 주기를 갖도록 변환하여 출력한다.
도 3은 도 1의 제 2 펄스 변환부(160)를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 제 2 펄스 변환부(150)는 상기 액정패널(110) 상에 구비된 다수의 데이터 라인들과 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 다수의 데이터 라인들(DL1,...DLn)의 일단부는 데이터 구동부(130)에 연결되고, 상기 다수의 데이터 라인들(DL1,...DLm)의 다른 단부는 상기 제 2 펄스 변환부(150)에 연결된다.
상기 제 2 펄스 변환부(160)는 각 데이터 라인(DL1,...DLm)을 공통으로 연결하는 공통 노드와 상기 공통 노드와 접지 사이에 연결되는 제 2 로드부(165)을 구비한다.
상기 제 2 펄스 변환부(160)는 상기 제 1 펄스 변환부(150)와 유사한 구조로 구현되며, 다만, 제 2 펄스 변환부(160)에 연결되는 각 데이터 라인(DL1,...DLm)의 길이(L1,..Lm)가 서로 다르다는 점을 주의하여야 한다. 즉, 제 2 펄스 변환부(160)로 입력되는 각 데이터 신호들은 동시에 입력되어 각 데이터 라인별로 전송되는 신호의 위상차가 존재하지 않는다. 따라서, 도 2의 제 1 펄스 변환부(150)와 같이, 일정한 주기(t)가 반복되는 클럭 펄스를 만들 수가 없다.
이를 해결하기 제 2 펄스 변환부(160)는 상기 데이터 라인의 길이를 서로 다르게 구성함으로써, 각 데이터 라인별로 전송되는 신호에 일정 간격의 위상차를 부여하도록 한다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 데이터 라인(Lm)에서 데이터 라인(L1)으로 갈수록 라인의 길이를 점차적으로 증가시킨다. 이렇게 설계함으로써, 제 2 펄스 변환부(160)는 각 데이터 라인을 통해 일정 간격의 위상차를 갖는 데이터 신호를 수신하게 된다. 이후, 상기 제 1 펄스 변환부(150)에서와 동일한 방식으로 각 데이터 신호는 일정한 주기를 갖는 클럭 신호로 변환되어 상기 타이밍 컨트롤러(140)로 입력된다.
전술한 바와 같이, 상기 일정한 주기를 갖는 클럭 신호에는 다른 클럭 신호보다 긴 주기를 갖는 특정 클럭 신호를 포함하며, 타이밍 컨트롤러에서 이 특정클록 신호를 카운팅하여 이를 X축 좌표 데이터로 생성한다.
상기 검출부(141)는 제 1 카운팅부(142), 제 2 카운팅부(144) 및 검출회로(146)를 포함한다. 상기 제 1 카운팅부(142)는 상기 제 1 펄스 변환부(150)로부터의 클럭 형태의 게이트 신호를 입력받는다. 이때, 상기 제 1 카운팅부(142)는 일정한 주기가 변동되는 시점의 다음 클럭(예컨대, 7번째 게이트 라인의 'GP7')을 카운팅하여 이를 Y축 좌표 데이터로 출력한다. 상기 제 2 카운팅부(144)는 상기 제 2 펄스 변환부(160)로부터의 클럭 형태의 데이터 신호를 입력받는다. 상기 제 1 카운팅부(142)와 유사하게, 상기 제 2 카운팅부(144)는 일정한 주기가 변동되는 시점의 다음 클럭을 카운팅하여 이를 X축 좌표 데이터 출력한다.
상기 검출회로(146)는 상기 제 1 카운팅부(142)로부터의 Y축 좌표 데이터와 상기 제 2 카운팅부(144)로부터의 X축 좌표 데이터를 입력받아 이를 논리 연산하여 액정패널(110) 상의 터치 신호의 입력위치정보(TE)를 검출한다.
이후, 상기 검출부(140)는 검출된 입력위치정보(TE)에 대응하는 데이터 제어신호(DCONT) 및 게이트 제어신호(GCONT)를 각각 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)로 출력한다. 이로써 상기 입력위치정보(TE)에 해당하는 소정의 표시작업이 상기 액정패널 상에서 수행된다.
한편, 본 발명의 실시예에서는, 제 1 펄스 변환부(150) 및 제 2 펄스 변환부(160)가 타이밍 컨트롤러(140)의 외부에 구비되도록 설계되었으나, 경우에 따라 상기 타이밍 컨트롤러(140) 내부에 설계될 수도 있다. 또한, 상기 검출부(141)가 타이밍 컨트롤러 외부에 설계될 수도 있다.
이와 같이 본 발명의 액정표시장치에 의하면, 제 1 펄스 변환부와 제 2 펄스 변환부 및 타이밍 컨트롤러를 포함한다. 제 1 펄스 변환부는 특정 게이트 라인에서의 지연된 게이트 신호를 추출한다. 제 2 펄스 변환부는 특정 데이터 라인에서의 지연된 데이터 신호를 추출한다. 타이밍 컨트롤러는 추출된 게이트 신호와 데이터 신호를 이용하여 터치 신호의 입력위치를 검출한다.
이러한 액정표시장치에 의하면, 터치 스크린 기능을 수행하기 위하여 별도의 터치패널없이 기존의 액정패널만을 이용하여 터치 스크린 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 액정표시장치는 전체 원가를 절감할 수 있다.
이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 패널 구동부로부터 다수의 게이트 신호 및 다수의 데이터 신호를 입력받아 영상을 표시하고, 외부로부터의 터치 신호에 응답하여 상기 게이트 신호들 및 데이터 신호들 중 해당하는 게이트 신호 및 데이터 신호가 지연되어 출력되는 액정패널;
    상기 액정패널로부터 상기 게이트 신호들을 입력받고, 상기 터치 신호에 대응하는 게이트 신호가 다른 게이트 신호들보다 긴 주기를 갖도록 변환하여 출력하는 제1 펄스 변환부;
    상기 액정패널로부터 상기 데이터 신호들을 입력받고, 상기 터치 신호에 대응하는 데이터 신호가 다른 데이터 신호들보다 긴 주기를 갖도록 변환하여 출력하는 제2 펄스 변환부; 및
    상기 제1 및 제2 펄스 변환부로부터 상기 게이트 및 데이터 신호들을 입력받아 상기 터치 신호의 입력위치정보를 검출하는 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 신호는 전자기 신호인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 액정패널은,
    동일한 배선 길이를 가지며, 상기 패널 구동부로부터 순차적으로 제공되는 상기 다수의 게이트 신호에 응답하여 상기 제 1 펄스 변환부로 순차적으로 제공하는 다수의 게이트 라인; 및
    서로 다른 배선 길이를 가지며, 상기 패널 구동부로부터 동시에 제공되는 상기 다수의 데이터 신호에 응답하여 상기 배선 길이에 따라 상기 제 1 펄스 변환부로 순차적으로 제공하는 다수의 데이터 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 펄스 변환부는
    상기 다수의 게이트 라인을 공통으로 묶는 공통 노드와 접지 사이에 연결되는 제 1 로드부을 포함하며,
    상기 제 2 펄스 변환부는
    상기 다수의 데이터 라인을 공통으로 묶는 공통 노드와 접지 사이에 연결되는 제 2 로드부을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 검출부는
    상기 제1 펄스 변환부로부터 출력되는 상기 게이트 신호를 카운팅하는 제 1 카운팅부;
    상기 제2 펄스 변환부로부터 출력되는 상기 데이터 신호를 카운팅하는 제 2 카운팅부; 및
    상기 제 1 카운팅부에 의해 카운팅된 결과치와 상기 제 2 카운팅부에 의해 카운팅된 결과치를 입력받아 상기 터치 신호의 입력위치를 검출하는 검출 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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