KR20090116223A - Liquid crystal display device and method for driving thereof - Google Patents
Liquid crystal display device and method for driving thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090116223A KR20090116223A KR1020080042033A KR20080042033A KR20090116223A KR 20090116223 A KR20090116223 A KR 20090116223A KR 1020080042033 A KR1020080042033 A KR 1020080042033A KR 20080042033 A KR20080042033 A KR 20080042033A KR 20090116223 A KR20090116223 A KR 20090116223A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- touch
- period
- data
- liquid crystal
- crystal display
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
- G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
- G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
- G09G3/3648—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/13338—Input devices, e.g. touch panels
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 터치 패널 인 셀(Touch Panel In Cell) 방식의 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 터치 인식의 알고리즘을 단순화함과 아울러 터치 인식의 신뢰성을 높이도록 한 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
액정표시장치는 비디오 신호에 대응하여 액정층에 인가되는 전계를 통해 액정층의 광투과율을 제어함으로써 화상을 표시한다. 이러한 액정표시장치는 소형 및 박형화와 저 소비전력의 장점을 가지는 평판 표시장치로서, 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다. 특히, 액정셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 스위칭소자의 능동적인 제어가 가능하기 때문에 동영상 구현에 유리하다. The liquid crystal display displays an image by controlling the light transmittance of the liquid crystal layer through an electric field applied to the liquid crystal layer corresponding to the video signal. The liquid crystal display is a flat panel display having advantages of small size, thinness, and low power consumption, and is used as a portable computer such as a notebook PC, office automation equipment, audio / video equipment, and the like. In particular, an active matrix type liquid crystal display device in which switching elements are formed in each liquid crystal cell is advantageous in implementing a moving picture because active switching of the switching elements is possible.
액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치에 사용되는 스위칭소자로는 도 1과 같 이 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 한다)가 이용되고 있다.As a switching element used in an active matrix liquid crystal display device, a thin film transistor (hereinafter, referred to as TFT) is mainly used as shown in FIG. 1.
도 1을 참조하면, 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는, 디지털 비디오 데이터를 감마기준전압을 기준으로 아날로그 데이터전압으로 변환하여 데이터라인(DL)에 공급함과 동시에 스캔펄스를 게이트라인(GL)에 공급하여, 데이터전압을 액정셀(Clc)에 충전시킨다. 이를 위해, TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL)에 접속되고, 소스전극은 데이터라인(DL)에 접속되며, 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst1)의 일측 전극에 접속된다. 액정셀(Clc)의 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다. 스토리지 캐패시터(Cst1)는 TFT가 턴-온될 때 데이터라인(DL)으로부터 인가되는 데이터전압을 충전하여 액정셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지하는 역할을 한다. 스캔펄스가 게이트라인(GL)에 인가되면 TFT는 턴-온(Turn-on)되어 소스전극과 드레인전극 사이의 채널을 형성하여 데이터라인(DL) 상의 전압을 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급한다. 이때 액정셀(Clc)의 액정분자들은 화소전극과 공통전극 사이의 전계에 의하여 배열이 바뀌면서 입사광을 변조하게 된다. Referring to FIG. 1, an active matrix type liquid crystal display converts digital video data into an analog data voltage based on a gamma reference voltage and supplies it to the data line DL and simultaneously supplies scan pulses to the gate line GL. The data voltage is charged in the liquid crystal cell Clc. For this purpose, the gate electrode of the TFT is connected to the gate line GL, the source electrode is connected to the data line DL, and the drain electrode of the TFT is connected to the pixel electrode of the liquid crystal cell Clc and the storage capacitor Cst1. It is connected to one electrode. The common voltage Vcom is supplied to the common electrode of the liquid crystal cell Clc. The storage capacitor Cst1 charges a data voltage applied from the data line DL when the TFT is turned on to maintain a constant voltage of the liquid crystal cell Clc. When the scan pulse is applied to the gate line GL, the TFT is turned on to form a channel between the source electrode and the drain electrode so that the voltage on the data line DL is applied to the pixel electrode of the liquid crystal cell Clc. Supply. At this time, the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell Clc modulate the incident light by changing the arrangement by the electric field between the pixel electrode and the common electrode.
한편, 액정표시장치는 수동 발광 소자로서, 액정표시패널의 배면에 배치된 백라이트유닛으로부터 발생되는 백라이트를 이용하여 화면의 휘도를 조절한다.On the other hand, the liquid crystal display device is a passive light emitting device, and adjusts the brightness of the screen by using the backlight generated from the backlight unit disposed on the rear surface of the liquid crystal display panel.
최근, 이러한 액정표시장치 상에 터치스크린 패널(Touch Screen Panel)을 부착하는 기술이 제안된 바 있다. 터치스크린 패널은 일반적으로 표시장치상에 부착되어 손가락 또는 펜과 같은 불투명 물체와 접촉되는 터치지점에서 전기적인 특성 이 변하여 그 터치지점을 감지하는 유저 인터페이스를 말한다. 터치 스크린 패널이 부착된 액정 표시 장치는 사용자의 손가락 또는 터치 펜(touch pen) 등이 화면에 접촉될 때, 그 접촉 위치 정보를 검출하고 검출된 정보에 기반하여 다양한 어플리 케이션(Application)을 구현할 수 있다.Recently, a technology for attaching a touch screen panel on such a liquid crystal display has been proposed. A touch screen panel generally refers to a user interface attached to a display device to detect a touch point by changing electrical characteristics at a touch point that contacts an opaque object such as a finger or a pen. When a user's finger or touch pen touches a screen, the liquid crystal display with a touch screen panel detects contact position information and implements various applications based on the detected information. have.
그런데, 이러한 액정 표시 장치는 터치 스크린 패널로 인한 원가 상승, 터치 스크린 패널을 액정표시패널 위에 접착시키는 공정 추가로 인한 수율 감소, 액정표시패널의 휘도 저하 및 두께 증가라는 여러가지 문제점을 야기한다.However, such a liquid crystal display device causes various problems such as a cost increase due to a touch screen panel, a decrease in yield due to a process of adhering the touch screen panel to a liquid crystal display panel, a decrease in brightness and an increase in thickness of the liquid crystal display panel.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 최근, 터치 스크린 패널 대신에, 도 2와 같은 센서 TFT를 포함하는 터치 센서 회로를 액정표시장치의 액정셀(Clc) 내부에 형성하는 터치 패널 인 셀 방식이 제안되고 있다. 터치 센서 회로는 외부로부터 입사되는 광량 변화에 따라 광전류(i)를 다르게 발생하는 센서 TFT, 광전류(i)에 의한 전하들을 저장하는 센서 커패시터(Cst2), 및 센서 커패시터(Cst2)에 저장된 전하들의 출력을 스위칭하는 스위치 TFT를 포함한다. 센서 TFT의 게이트전극에는 자신의 문턱전압 이하의 전압으로 설정된 바이어스 전압(Vbias)이 공급된다. 터치 센서 회로는, 백라이트보다 어두운 조도 환경(실내 환경)에서는 터치된 부분에 대응되는 센서 TFT의 광전류가 터치되지 않은 부분에 대응되는 센서 TFT의 광전류에 비해 큰 반면, 백라이트보다 밝은 조도 환경(실외 환경)에서는 터치된 부분에 대응되는 센서 TFT의 광전류가 터치되지 않은 부분에 대응되는 센서 TFT의 광전류에 비해 작은 것을 이용하여, 터치 또는 미 터치 된 부분에서의 광감지신호를 서로 다르게 발생한다. 액정표시장치는 이 터치 센서 회로의 광감지신호에 기반하여 동작되 는 터치 인식 알고리즘을 이용하여 사용자의 손가락 등의 접촉 위치정보를 알아낼 수 있게 된다.In order to solve the above-mentioned problems, in recent years, instead of the touch screen panel, a cell panel, a touch panel which forms a touch sensor circuit including the sensor TFT as shown in FIG. 2 inside the liquid crystal cell Clc of the liquid crystal display, has been proposed. . The touch sensor circuit has a sensor TFT that generates a photocurrent i differently according to a change in the amount of light incident from the outside, a sensor capacitor Cst2 for storing charges by the photocurrent i, and outputs of charges stored in the sensor capacitor Cst2. It includes a switch TFT for switching the. The bias voltage Vbias set to a voltage below its threshold voltage is supplied to the gate electrode of the sensor TFT. In the light sensor environment (indoor environment) that is darker than the backlight, the touch sensor circuit has a larger light current of the sensor TFT corresponding to the touched part than the light current of the sensor TFT corresponding to the non-touched part, whereas the light sensor environment (outdoor environment) is higher than that of the backlight. ), The photocurrent of the sensor TFT corresponding to the touched portion is smaller than the photocurrent of the sensor TFT corresponding to the non-touched portion, thereby generating different photodetection signals at the touched or untouched portion. The liquid crystal display device can detect contact position information of a user's finger or the like using a touch recognition algorithm operated based on the light sensing signal of the touch sensor circuit.
도 3은 종래 터치 패널 인 셀 방식의 액정표시장치에서 터치된 부분을 센싱한 일 결과를 보여준다. 도 3에서 "A" 는 손가락에 의한 터치 지점을, "B" 는 손가락에 의해 외부광이 차단되는 부분을, "C" 는 외부광에 노출되는 부분을 각각 나타낸다. 여기서, "A" 는 터치로 인한 백라이트 광의 반사에 의해 "B" 보다 밝은 데이터값을 갖는다.FIG. 3 illustrates a result of sensing a touched part in a conventional liquid crystal display device which is a touch panel. In FIG. 3, "A" represents a touch point by the finger, "B" represents a portion where external light is blocked by the finger, and "C" represents a portion exposed to the external light, respectively. Here, "A" has a data value brighter than "B" by reflection of backlight light due to touch.
그런데, 이러한 터치 패널 인 셀 방식의 액정표시장치는 터치 된 부분을 추출하기 위해 "A" 외에 "C" 까지 모두 알고리즘에 적용하기 때문에 터치 인식 알고리즘의 복잡화를 초래한다. 또한, 이러한 터치 패널 인 셀 방식의 액정표시장치는 터치 된 부분을 추출하기 위해 "A" 외에 "C" 까지 모두 알고리즘에 적용하기 때문에 "A" 와 "C" 의 데이터값이 유사한 경우 즉, "A" 와 "C" 의 밝기가 유사한 경우 터치 인식의 신뢰성이 저하된다는 문제점이 있다. However, such a touch panel, a cell-type liquid crystal display device, causes all of the touch recognition algorithms to be applied to the algorithm up to "C" in addition to "A" in order to extract the touched part. In addition, since the touch panel, a cell-type liquid crystal display device applies all algorithms up to "C" in addition to "A" in order to extract the touched part, the data values of "A" and "C" are similar, that is, " If the brightness of A "and" C "is similar, the reliability of touch recognition is deteriorated.
따라서, 본 발명의 목적은 터치 인식의 알고리즘을 단순화함과 아울러 터치 인식의 신뢰성을 높이도록 한 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a driving method thereof which simplify the algorithm of touch recognition and increase the reliability of touch recognition.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 게이트라인들과 데이터라인들의 교차 영역마다 화소 회로와 터치 여부에 따라 광전류를 다르게 발생하는 터치 센서 회로를 포함하는 다수의 화소들을 가지며, 제1 기간 동안 노멀 데이터(RGB)를 표시하고 상기 제1 기간에 이은 제2 기간 동안 블랙 데이터(BD)를 표시하는 액정표시패널; 상기 제1 및 제2 기간에 대응하여 각각 제1 및 제2 게이트 스타트 펄스를 발생하는 타이밍 콘트롤러; 상기 터치 센서 회로로부터의 광전류를 광감지 데이터로 변환하는 리드아웃 집적회로; 상기 광감지 데이터를 상기 제1 기간 동안 발생되는 것과 상기 제2 기간 동안 발생되는 것으로 분리하여 저장하고, 이 분리 저장된 광감지 데이터들의 차값을 추출하여 외부광의 영향이 배제된 터치 위치정보를 발생하는 터치 위치정보 검출회로; 및 상기 터치 위치정보를 터치 인식 알고리즘에 적용하여 터치 인식을 위한 프로세서 과정을 수행하는 시스템을 구비한다.In order to achieve the above object, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a plurality of pixels including a touch sensor circuit that generates a photo current differently depending on whether a pixel circuit and a touch are formed at each intersection of gate lines and data lines. A liquid crystal display panel having normal, display normal data RGB for a first period, and display black data BD for a second period following the first period; A timing controller configured to generate first and second gate start pulses corresponding to the first and second periods, respectively; A readout integrated circuit for converting a photocurrent from the touch sensor circuit into photosensitive data; A touch for generating the touch location information in which the light sensing data is generated and separated during the first period and generated during the second period, and extracting a difference value of the separated and stored light sensing data to exclude the influence of external light. Position information detection circuit; And a system for performing a processor process for touch recognition by applying the touch location information to a touch recognition algorithm.
상기 터치 위치정보 검출회로는, 상기 제1 게이트 스타트 펄스에 동기되는 상기 제1 기간 동안 상기 리드아웃 집적회로로부터 공급되는 광감지 데이터를 저장하기 위한 RGB 스캔 저장부; 상기 제2 게이트 스타트 펄스에 동기되는 상기 제2 기간 동안 상기 리드아웃 집적회로로부터 공급되는 광감지 데이터를 저장하기 위한 BD 스캔 저장부; 및 상기 RGB 스캔 저장부 및 BD 스캔 저장부로부터의 광감지 데이터들을 일대일로 비교하고, 그 결과 비교된 데이터들의 차값을 추출하기 위한 차값 추출부를 구비한다.The touch position information detecting circuit may include: an RGB scan storage unit configured to store light sensing data supplied from the readout integrated circuit during the first period synchronized with the first gate start pulse; A BD scan storage unit for storing optical sensing data supplied from the readout integrated circuit during the second period synchronized with the second gate start pulse; And a difference value extraction unit for comparing the light sensing data from the RGB scan storage unit and the BD scan storage unit one-to-one, and extracting the difference value of the compared data as a result.
상기 제1 및 제2 게이트 스타트 펄스는 1 프레임 기간을 시분할하여 순차적 으로 발생된다.The first and second gate start pulses are sequentially generated by time division of one frame period.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 게이트라인들과 데이터라인들의 교차 영역마다 화소 회로와 터치 여부에 따라 광전류를 다르게 발생하는 터치 센서 회로를 포함하는 다수의 화소들을 가지는 액정표시패널; 제1 기간 동안 점등되고 상기 제1 기간에 이은 제2 기간 동안 소등되는 광을 상기 액정표시패널의 배면에 순차적으로 조사하는 다수의 광원들을 갖는 백라이트; 상기 광원들을 순차적으로 점멸시키기 위한 백라이트 제어신호를 발생하는 타이밍 콘트롤러; 상기 터치 센서 회로의 스캔 구동에 의해 발생되는 광전류를 광감지 데이터로 변환하는 리드아웃 집적회로; 상기 광감지 데이터를 상기 제1 기간 동안 발생되는 것과 상기 제2 기간 동안 발생되는 것으로 분리하여 저장하고, 이 분리 저장된 광감지 데이터들의 차값을 추출하여 외부광의 영향이 배제된 터치 위치정보를 발생하는 터치 위치정보 검출회로; 및 상기 터치 위치정보를 터치 인식 알고리즘에 적용하여 터치 인식을 위한 프로세서 과정을 수행하는 시스템을 구비한다.According to another exemplary embodiment of the present invention, a liquid crystal display device includes: a liquid crystal display panel having a plurality of pixels including a touch sensor circuit that generates a photo current differently depending on whether a pixel circuit and a touch are formed at each intersection of gate lines and data lines; A backlight having a plurality of light sources sequentially illuminating the back of the liquid crystal display panel with light that is turned on for a first period and turned off for a second period following the first period; A timing controller generating a backlight control signal for sequentially blinking the light sources; A readout integrated circuit converting a photocurrent generated by the scan driving of the touch sensor circuit into photosensitive data; A touch for generating the touch location information in which the light sensing data is generated and separated during the first period and generated during the second period, and extracting a difference value of the separated and stored light sensing data to exclude the influence of external light. Position information detection circuit; And a system for performing a processor process for touch recognition by applying the touch location information to a touch recognition algorithm.
상기 백라이트 제어신호는 상기 광원들의 점멸을 각각 제어하기 위한 다수의 제어신호들을 포함하며; 상기 제어신호들 각각은 점등 제어신호와 소등 제어신호를 구비한다.The backlight control signal includes a plurality of control signals for respectively controlling the blinking of the light sources; Each of the control signals includes a lighting control signal and a lighting control signal.
상기 터치 위치정보 검출회로는, 상기 점등 제어신호에 동기되는 상기 제1 기간 동안 상기 리드아웃 집적회로로부터 공급되는 광감지 데이터를 저장하기 위한 점등 스캔 저장부; 상기 소등 제어신호에 동기되는 상기 제2 기간 동안 상기 리드아웃 집적회로로부터 공급되는 광감지 데이터를 저장하기 위한 소등 스캔 저장부; 및 상기 점등 스캔 저장부 및 소등 스캔 저장부로부터의 광감지 데이터들을 일대일로 비교하고, 그 결과 비교된 데이터들의 차값을 추출하기 위한 차값 추출부를 구비한다.The touch position information detecting circuit may include a lighting scan storage unit configured to store light sensing data supplied from the readout integrated circuit during the first period synchronized with the lighting control signal; An unlit scan storage unit for storing optical sensing data supplied from the readout integrated circuit during the second period synchronized with the unlit control signal; And a difference value extraction unit for comparing the light sensing data from the lit scan storage unit and the unlit scan storage unit one-to-one, and extracting a difference value of the compared data as a result.
상기 제어신호들은 일정한 위상 쉬프트 값을 가지고 순차적으로 발생된다.The control signals are sequentially generated with a constant phase shift value.
본 발명의 일 실시예에 따라 화소마다 화소 회로와 터치 여부에 따라 광전류를 다르게 발생하는 터치 센서 회로를 포함하는 액정표시패널을 갖는 액정표시장치의 구동방법은, 1 프레임 기간을 시분할하여 순차적으로 제1 및 제2 게이트 스타트 펄스를 발생하는 단계; 상기 제1 게이트 스타트 펄스에 동기되는 제1 기간 동안 노멀 데이터(RGB)를 표시하고 상기 제2 게이트 스타트 펄스에 동기되는 제2 기간 동안 블랙 데이터(BD)를 상기 액정표시패널에 표시하는 단계; 상기 터치 센서 회로로부터의 광전류를 광감지 데이터로 변환하는 단계; 상기 광감지 데이터를 상기 제1 기간 동안 발생되는 것과 상기 제2 기간 동안 발생되는 것으로 분리하여 저장하고, 이 분리 저장된 광감지 데이터들의 차값을 추출하여 외부광의 영향이 배제된 터치 위치정보를 발생하는 단계; 및 상기 터치 위치정보를 터치 인식 알고리즘에 적용하여 터치 인식을 위한 프로세서 과정을 수행하는 단계를 포함한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a method of driving a liquid crystal display device having a liquid crystal display panel including a pixel circuit and a touch sensor circuit that generates a photo current differently depending on whether or not a touch is performed for each pixel is performed by time-dividing one frame period sequentially. Generating a first and a second gate start pulse; Displaying normal data RGB during a first period synchronized with the first gate start pulse and displaying black data BD on the liquid crystal display panel during a second period synchronized with the second gate start pulse; Converting a photocurrent from the touch sensor circuit into photosensitive data; Separately storing the photosensitive data generated during the first period and generated during the second period, and extracting a difference value of the separated and stored photosensitive data to generate touch location information without the influence of external light. ; And performing a processor process for touch recognition by applying the touch location information to a touch recognition algorithm.
본 발명의 다른 실시예에 따라 화소마다 화소 회로와 터치 여부에 따라 광전류를 다르게 발생하는 터치 센서 회로를 포함하는 액정표시패널과, 상기 액정표시패널의 배면에 광을 조사하는 다수의 광원들을 포함하는 백라이트를 갖는 액정표시장치의 구동방법은, 점등 제어신호와 소등 제어신호가 포함된 백라이트 제어신호를 일정한 위상 쉬프트 값을 가지고 순차적으로 발생하는 단계; 상기 점등 제어신호에 동기되는 제1 기간 동안 상기 광원들을 점등시키고, 상기 소등 제어신호에 동기되는 제2 기간 동안 상기 광원들을 소등시키는 단계; 상기 터치 센서 회로로부터의 광전류를 광감지 데이터로 변환하는 단계; 상기 광감지 데이터를 상기 제1 기간 동안 발생되는 것과 상기 제2 기간 동안 발생되는 것으로 분리하여 저장하고, 이 분리 저장된 광감지 데이터들의 차값을 추출하여 외부광의 영향이 배제된 터치 위치정보를 발생하는 단계; 및 상기 터치 위치정보를 터치 인식 알고리즘에 적용하여 터치 인식을 위한 프로세서 과정을 수행하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a liquid crystal display panel including a touch sensor circuit for generating a photo current differently according to whether a pixel circuit and a touch is performed for each pixel, and a plurality of light sources irradiating light to the rear surface of the liquid crystal display panel. A driving method of a liquid crystal display device having a backlight may include sequentially generating a backlight control signal including a lighting control signal and a lighting control signal with a constant phase shift value; Turning on the light sources for a first period synchronized with the lighting control signal and turning off the light sources for a second period synchronized with the extinction control signal; Converting a photocurrent from the touch sensor circuit into photosensitive data; Separately storing the photosensitive data generated during the first period and generated during the second period, and extracting a difference value of the separated and stored photosensitive data to generate touch location information without the influence of external light. ; And performing a processor process for touch recognition by applying the touch location information to a touch recognition algorithm.
본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 구동방법은 터치 인식의 알고리즘을 단순화할 수 있음과 아울러 터치 인식의 신뢰성을 크게 높일 수 있다.The liquid crystal display and the driving method thereof according to the present invention can simplify the touch recognition algorithm and can greatly increase the reliability of the touch recognition.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 4 내지 도 12를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 12.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블럭도이다.4 is a block diagram illustrating a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 다수의 게이트라인들(G0 내지 Gn)과 다수의 데이터라인들(D1 내지 Dm) 및 다수의 구동전압 공급라인들(VL1 내지 VLn)이 교차되고 그 교차부에 터치 센서 회로를 갖는 화소(P)들이 배치되며 블랙 데이터(BD) 삽입 방식에 의해 임펄스 구동되는 액정표시패널(10) 과, 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 데이터전압을 공급하기 위한 데이터 구동회로(20)와, 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 구동회로(30)와, 데이터 구동회로(20) 및 게이트 구동회로(30)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(40)와, 터치 센서 회로의 구동에 필요한 구동전압을 구동전압 공급라인들(VL1 내지 VLn)에 공급하는 구동전압 공급회로(50)와, 액정표시패널(10)의 배면에 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛(60)과, 터치 센서 회로로부터의 광전류를 광감지 데이터(LSdata)로 변환하는 리드아웃 집적회로(70)와, 임펄스 구동을 위해 타이밍 콘트롤러(40)로부터 발생되는 제1 및 제2 게이트 스타트 펄스(GSP1,GSP2)와 리드아웃 집적회로(70)로부터의 광감지 데이터(LSdata)를 이용하여 외부광의 영향이 배제된 터치 위치정보(XY)를 발생하는 터치 위치정보 검출회로 (80)와, 터치 위치정보(XY)를 터치 인식 알고리즘에 적용하여 터치 인식을 위한 프로세서 과정을 수행하는 시스템(90)을 구비한다.Referring to FIG. 4, in the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, a plurality of gate lines G0 to Gn, a plurality of data lines D1 to Dm, and a plurality of driving voltage supply lines VL1 to On the liquid
액정표시패널(10)은 컬러필터를 포함하는 상부기판과, 화소 회로 및 터치 센서 회로를 포함하는 화소(P)들이 형성되는 하부기판과, 상부기판과 하부기판 사이에 협지되는 액정층을 구비한다. The liquid
이 액정표시패널(10)의 하부기판 상에는 다수의 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 다수의 게이트라인들(G0 내지 Gn)이 직교되고 또한, 게이트라인들(G0 내지 Gn)과 평행한 다수의 구동전압 공급라인들(VL1 내지 VLn), 게이트라인들(G0 내지 Gn)과 구동전압 공급라인들(VL1 내지 VLn)과 직교되는 다수의 리드아웃라인들(ROL1 내지 ROLm)이 형성된다. 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 게이트라인들(G1 내지 Gn)의 교차 부에는 도 8과 같은 화소 TFT(TFT1), 액정셀들(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst1)를 포함하는 화소 회로(P1)가 형성되고, 구동전압 공급라인들(VL1 내지 VLn)과 리드아웃라인들(ROL1 내지 ROLm)의 교차부에는 도 8과 같은 센서 TFT(S-TFT), 센서 커패시터(Cst2) 및 스위치 TFT(TFT2)를 포함하는 터치 센서 회로(P2)가 형성된다. 구동전압 공급라인들(VL1 내지 VLn) 각각은 터치 센서 회로(P2)에 고전위 구동전압을 공급하기 위한 공급라인과, 터치 센서 회로(P2)에 바이어스 전압을 공급하기 위한 공급라인을 포함한다. 터치 센서 회로(P2)는 손가락 등과 같은 불투명 물체(이하 "손가락" 이라 함)의 터치 여부에 따라 광전류를 다르게 발생하고, 이 광전류를 리드아웃라인들(ROL1 내지 ROLm)을 통해 리드아웃 집적회로(70)로 공급한다. On the lower substrate of the liquid
액정표시패널(10)의 상부기판 상에는 화소(P)들 간 경계부를 가려주기 위한 블랙 매트릭스가 형성된다. 액정층을 사이에 두고 화소전극과 대향하여 공통전압이 공급되는 공통전극은 TN(Twisted Nematc) 모드 및 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직 전계 모드에서는 상부기판에 형성되고, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평 전계 모드에서는 하부기판 상에 형성된다. A black matrix is formed on the upper substrate of the liquid
데이터 구동회로(20)는 타이밍 콘트롤러(40)로부터의 데이터 제어신호(DDC)에 응답하여 노멀 데이터(RGB)와 블랙 데이터(BD)를 감마기준전압 발생부(미도시)로부터의 감마기준전압들(GMA)을 기반하여 아날로그 감마보상전압으로 변환하고, 그 아날로그 감마보상전압을 데이터전압으로써 액정표시패널(10)의 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다. The
게이트 구동회로(30)는 타이밍 콘트롤러(40)로부터의 게이트 제어신호(GDC)에 응답하여 스캔펄스를 발생하고 그 스캔펄스를 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터전압이 공급되는 액정표시패널(10)의 수평라인을 선택한다.The
타이밍 콘트롤러(40)는 임펄스 구동을 위한 블랙 데이터(BD)를 생성하고, 이 블랙 데이터(BD)와 시스템(90)으로부터의 노멀 데이터(RGB)를 액정표시패널(10)에 맞게 재정렬하여 데이터 구동회로(20)에 공급한다. 그리고, 타이밍 콘트롤러(40)는 시스템(90)으로부터의 타이밍 제어신호들(Vsync, Hsync, DCLK, DE)을 이용하여 데이터 구동회로(20)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)와, 게이트 구동회로(30)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)를 생성한다. The
데이터 제어신호(DDC)는 라이징(Rising) 또는 폴링(Falling) 에지에 기준하여 데이터 구동회로(20) 내에서 데이터의 래치동작을 지시하는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock : SSC), 데이터 구동회로(20)의 출력을 지시하는 소스 출력 인에이블신호(SOE), 및 액정표시패널(10)의 액정셀들(Clc)에 공급될 데이터전압의 극성을 지시하는 극성제어신호(POL) 등을 포함한다. The data control signal DDC includes a source sampling clock (SSC) and a data driving circuit for instructing a latch operation of data in the
게이트 제어신호(GDC)는 한 화면이 표시되는 1 프레임기간 중에서 스캔이 시작되는 시작 수평라인을 지시하는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP), 게이트 구동회로(30) 내의 쉬프트 레지스터에 입력되어 게이트 스타트 펄스(GSP)를 순차적으로 쉬프트시키기 위한 타이밍 제어신호로써 화소 TFT의 온(ON) 기간에 대응하는 펄스폭으로 발생되는 게이트 쉬프트 클럭신호(Gate Shift Clock : GSC), 및 게이트 구동회로(30)의 출력을 지시하는 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable : GOE) 등을 포함한다. 여기서, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 도 5에 도시된 바와 같이, 1 프레임기간 중에서 노멀 데이터(RGB)의 스캔 시작 수평라인을 지시하는 제1 게이트 스타트 펄스(GSP1)와, 블랙 데이터(BD)의 스캔 시작 수평라인을 지시하는 제2 게이트 스타트 펄스(GSP2)를 포함한다.The gate control signal GDC is input to a gate start pulse (GSP) and a shift register in the
구동전압 공급회로(50)는 터치 센서 회로(P2)의 구동에 필요한 고전위 구동전압과 바이어스 전압을 발생하여 구동전압 공급라인들(VL1 내지 VLn)에 공급한다.The driving
백라이트 유닛(60)은 액정표시패널(10)의 배면에서 액정표시패널(116)과 중첩되게 설치되는 다수의 램프들을 구비한다. 백라이트 유닛(60)에 사용되는 램프는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp; EEFL), 열음극형광램프(Heat Cathode Fluorescent Lamp; HCFL) 중 어느 하나일 수 있다. 램프들은 인버터(미도시)의 구동에 의해 액정표시패널(10)의 배면에 광을 조사한다. 한편, 백라이트 유닛(60)은 램프들 대신에 또는 램프들과 함께 다수의 발광다이오드들을 구비할 수도 있다.The
리드아웃 집적회로(70)는 액정표시패널(10)의 리드아웃라인들(ROL1 내지 RLOm)에 각각 접속되는 다수의 회로들을 포함하며, 리드아웃라인들(ROL1 내지 RLOm)로부터의 광전류를 디지털 신호인 광감지 데이터(LSdata)로 변환하여 터치 위치정보 검출회로(80)에 공급한다. The lead-out
터치 위치정보 검출회로(80)는 임펄스 구동을 위해 타이밍 콘트롤러(40)로부터 발생되는 제1 및 제2 게이트 스타트 펄스(GSP1,GSP2)와 리드아웃 집적회로(70)로부터의 광감지 데이터(LSdata)를 이용하여 외부광의 영향이 배제된 터치 위치정 보(XY)를 발생한다. 이를 위해, 터치 위치정보 검출회로(80)는 도 6에 도시된 바와 같이, RGB 스캔 저장부(82), BD 스캔 저장부(84), 및 차값 추출부(86)를 구비한다.The touch position
RGB 스캔 저장부(82)는 도 5와 같은 제1 게이트 스타트 펄스(GSP1)에 동기되는 제1 기간(T1) 동안, 리드아웃 집적회로(70)로부터 공급되는 광감지 데이터(LSdata)를 저장한다. 이러한 RGB 스캔 저장부(82)에 저장된 정보는 도 7a와 같다. 도 7a에서, "A" 는 손가락에 의한 터치 지점에 대한 정보를, "B" 는 손가락에 의해 외부광이 차단되는 부분에 대한 정보를, "C" 는 외부광에 노출되는 부분에 대한 정보를 각각 나타낸다.The RGB
BD 스캔 저장부(84)는 도 5와 같은 제2 게이트 스타트 펄스(GSP2)에 동기되는 제2 기간(T2) 동안, 리드아웃 집적회로(70)로부터 공급되는 광감지 데이터(LSdata)를 저장한다. 이러한 BD 스캔 저장부(84)에 저장된 정보는 도 7b와 같다. 도 7b에서, "B" 는 손가락에 의해 외부광이 차단되는 부분에 대한 정보를, "C" 는 외부광에 노출되는 부분에 대한 정보를 각각 나타낸다.The BD
차값 추출부(86)는 RGB 스캔 저장부(82) 및 BD 스캔 저장부(84)로부터의 광감지 데이터들을 일대일로 비교하고, 그 결과 비교된 데이터들의 차값을 추출함으로써 외부광의 영향이 배제된 터치 위치정보(XY)를 발생한다. 이 추출된 차값 정보는 도 7c에 도시된 바와 같이 손가락에 의한 터치 지점에 대한 정보(A) 만을 포함한다.The difference
한편, 터치 위치정보 검출회로(80)에서는 메모리 수 절감에 대응하기 위해 두 개의 메모리(82,84)가 하나의 메모리에 통합될 수도 있다. 이 통합된 메모리를 이용하여, 터치 위치정보 검출회로(80)는 먼저 제1 기간(T1) 동안 리드아웃 집적회로(70)로부터 공급되는 광감지 데이터(LSdata)를 저장한 후, 이 저장된 광감지 데이터(LSdata)로부터 제2 기간(T2) 동안 리드아웃 집적회로(70)로부터 공급되는 광감지 데이터(LSdata)를 감산하고, 이 차값을 제1 기간(T1) 동안 저장된 광감지 데이터(LSdata)에 오버 라이트(Overwrite) 할 수 있다.Meanwhile, in the touch location
시스템(90)은 인터페이스회로(미도시)를 통해 공급되는 외부로부터의 아날로그 영상 데이터를 디지털 노멀 데이터(RGB)로 변환하여 타이밍 콘트롤러(40)에 공급한다. 시스템(90)은 인터페이스회로로부터의 영상 데이터를 이용하여 복합 영상신호를 추출하고, 추출된 복합 영상신호를 이용하여 액정표시패널(10)의 해상도에 맞는 동기신호(H.V sync), 데이터 인에이블 신호(DE) 및 도트 클럭(DCLK)을 생성하여 타이밍 콘트롤러(40)에 공급한다. The
특히, 시스템(90)은 터치 알고리즘 처리부(92)를 포함하여 터치 위치정보 검출회로(80)로부터 공급되는 터치 위치정보(XY)를 터치 인식 알고리즘에 적용함으로써, 터치 인식을 위한 프로세서 과정을 수행하며 그 수행 결과를 다시 액정표시패널(10)에 반영한다. 상술했듯이, 터치 위치정보(XY)에는 손가락에 의한 터치 지점에 대한 정보만이 포함되어 있으므로, 터치 알고리즘 처리부(92)에 내장된 터치 인식 알고리즘이 종래에 비해 크게 간소화될 수 있다. 또한, 터치 위치정보(XY)에는 손가락에 의한 터치 지점에 대한 정보만이 포함되어 있으므로, 터치 인식의 신뢰성 크게 향상될 수 있다.In particular, the
도 8은 도 4에 도시된 화소(P)의 등가 회로도이다.FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of the pixel P shown in FIG. 4.
도 8을 참조하면, 화소(P)는 j 번째 게이트라인(Gj)과 j 번째 데이터라인(Dj)의 교차부에 형성되는 화소 회로(P1)와, j 번째 제1 공급라인(VLja) 및 j 번째 제2 공급라인(VLjb)과 j 번째 리드아웃라인(ROLj)의 교차부에 형성되는 터치 센서 회로(P2)를 구비한다.Referring to FIG. 8, the pixel P includes the pixel circuit P1 formed at the intersection of the j-th gate line Gj and the j-th data line Dj, the j-th first supply line VLja, and j. The touch sensor circuit P2 is formed at an intersection of the second second supply line VLjb and the jth lead-out line ROLj.
화소 회로(P1)는 액정셀(Clc)과, 게이트라인(Gj)과 데이터라인(Dj)의 교차 영역에 형성되어 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 화소 TFT(TFT1)와, 액정셀(Clc)의 충전전압을 한 프레임 동안 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Cst1)를 구비한다. The pixel circuit P1 is formed at the intersection of the liquid crystal cell Clc, the gate line Gj and the data line Dj, and the pixel TFT TFT1 for driving the liquid crystal cell Clc, and the liquid crystal cell Clc. Storage capacitor Cst1 for maintaining a charging voltage of
화소 TFT(TFT1)는 게이트라인(GLj)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 데이터라인(DLj)을 통해 공급되는 데이터전압을 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급한다. 이를 위하여 화소 TFT(TFT1)의 게이트전극은 게이트라인(GLj)에 접속되고, 소스전극은 데이터라인(DLj)에 접속되며, 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다. 액정셀(Clc)은 데이터전압과 공통전압(Vcom)의 전위차로 충전되며, 이 전위차로 형성되는 전계에 의해 액정분자들의 배열이 바뀌면서 투과되는 빛의 광량을 조절하거나 빛을 차단하게 된다. 스토리지 커패시터(Cst1)는 화소 TFT(TFT1)의 드레인전극과 제2 공급라인(VLjb) 사이에 접속된다.The pixel TFT TFT1 supplies a data voltage supplied through the data line DLj to the pixel electrode of the liquid crystal cell Clc in response to a scan pulse from the gate line GLj. For this purpose, the gate electrode of the pixel TFT TFT1 is connected to the gate line GLj, the source electrode is connected to the data line DLj, and the drain electrode is connected to the pixel electrode of the liquid crystal cell Clc. The liquid crystal cell Clc is charged with a potential difference between the data voltage and the common voltage Vcom, and the arrangement of the liquid crystal molecules is changed by the electric field formed by the potential difference to control the amount of light transmitted or to block the light. The storage capacitor Cst1 is connected between the drain electrode of the pixel TFT TFT1 and the second supply line VLjb.
터치 센서 회로(P2)는 구동전압이 공급되는 기간 동안 터치 지점에 대응되는지 여부에 따라 광전류(i)를 다르게 발생하는 센서 TFT(S-TFT)와, 광전류(i)에 의한 전하들을 저장하는 센서 커패시터(Cst2), 및 센서 커패시터(Cst2)에 저장되어 있는 전하들을 리드아웃라인(ROLj)으로 스위칭하는 스위치 TFT(TFT2)를 구비한다. The touch sensor circuit P2 is a sensor TFT (S-TFT) that generates a photocurrent i differently depending on whether it corresponds to a touch point during a period in which a driving voltage is supplied, and a sensor that stores charges by the photocurrent i. A capacitor Cst2 and a switch TFT TFT2 for switching the charges stored in the sensor capacitor Cst2 to the readout line ROLj.
센서 TFT(S-TFT)의 게이트전극은 제2 공급라인(VLjb)에 접속되고, 소스전극은 제1 공급라인(VLja)에 접속되며, 드레인전극은 제1 노드(N1)에 접속된다. 센서 TFT(S-TFT)의 게이트전극에는 자신의 문턱전압 이하의 전압으로 설정된 바이어스전압(Vbias)이 공급되고, 센서 TFT(S-TFT)의 소스전극에는 구동전압이 공급된다. 이러한 센서 TFT(S-TFT)는 화소 TFT(TFT1) 및 스위치 TFT(TFT2)와는 달리 상부기판의 블랙 매트릭스에 의해 가려지지 않기 때문에 외부로부터 입사되는 광에 반응하여 구동전압이 공급되는 기간 동안 광전류(i)를 발생하되, 터치 지점 여부에 따라 다른 크기의 광전류(i)를 발생한다. 다시 말해, 센서 TFT(S-TFT)는 백라이트보다 어두운 조도 환경(실내 환경)에서는 터치 지점에 대응되지 않을 때에 비해 터치 지점에 대응될 때에 큰 광전류(i)를 발생하는 반면, 백라이트보다 밝은 조도 환경(실외 환경)에서는 터치 지점에 대응되지 않을 때에 비해 터치 지점에 대응될 때에 작은 광전류(i)를 발생한다.The gate electrode of the sensor TFT (S-TFT) is connected to the second supply line VLjb, the source electrode is connected to the first supply line VLja, and the drain electrode is connected to the first node N1. The bias voltage Vbias set to a voltage below its threshold voltage is supplied to the gate electrode of the sensor TFT (S-TFT), and the driving voltage is supplied to the source electrode of the sensor TFT (S-TFT). Since the sensor TFT (S-TFT) is not covered by the black matrix of the upper substrate unlike the pixel TFT (TFT1) and the switch TFT (TFT2), the photocurrent during the period in which the driving voltage is supplied in response to light incident from the outside is applied. i), but a photocurrent i of a different size is generated depending on whether the touch point is present. In other words, the sensor TFT (S-TFT) generates a large photocurrent i when corresponding to the touch point in the illumination environment (indoor environment) that is darker than the backlight, whereas it produces a brighter illumination environment than the backlight. In the (outdoor environment), a small photocurrent i is generated when corresponding to the touch point compared to when not corresponding to the touch point.
광전류(i)에 의한 전하들은 제1 노드(N1)와 제2 공급라인(VLjb) 사이에 접속된 센서 커패시터(Cst2)에 저장된다. 제1 노드의 전압(VN1)은 센서 커패시터(Cst2)에 저장되는 전하들에 의해, 스위치 TFT(TFT2)가 턴 온 될 때까지 점점 증가하게 된다. 제1 노드의 전압(VN1)은 구동전압이 공급되는 기간 동안 터치 지점에 대응되는지 여부에 따라 다른 크기를 갖는다. 다시 말해, 제1 노드의 전압(VN1)은 백라이트보다 어두운 조도 환경(실내 환경)에서는 터치 지점에 대응되지 않을 때에 비해 터치 지점에 대응될 때가 더 큰 값을 갖고, 백라이트보다 밝은 조도 환경(실외 환경)에서는 터치 지점에 대응되지 않을 때에 비해 터치 지점에 대응 될 때가 더 작은 값을 갖는다. Charges by the photocurrent i are stored in the sensor capacitor Cst2 connected between the first node N1 and the second supply line VLjb. The voltage VN1 of the first node is gradually increased by the charges stored in the sensor capacitor Cst2 until the switch TFT TFT2 is turned on. The voltage VN1 of the first node has a different size depending on whether it corresponds to the touch point during the period in which the driving voltage is supplied. In other words, the voltage VN1 of the first node has a larger value when corresponding to the touch point than when not corresponding to the touch point in an illuminance environment (indoor environment) that is darker than the backlight, and is brighter than the backlight (outdoor environment). ) Has a smaller value when corresponding to a touch point than when not corresponding to a touch point.
스위치 TFT(TFT2)의 게이트전극은 j-1 번째 게이트라인(Gj-1)에 접속되고, 소스전극은 제1 노드(N1)에 접속되며, 드레인전극은 리드아웃라인(ROLj)에 접속된다. 스위치 TFT(TFT2)는 j-1 번째 게이트라인(Gj-1)에 공급되는 스캔펄스(SPj-1)에 응답하여 턴 온 됨으로써 제1 노드전압(VN1)을 광감지신호로써 리드아웃라인(ROLj)으로 출력한다.The gate electrode of the switch TFT TFT2 is connected to the j-1 th gate line Gj-1, the source electrode is connected to the first node N1, and the drain electrode is connected to the lead out line ROLj. The switch TFT TFT2 is turned on in response to the scan pulse SPj-1 supplied to the j-1 th gate line Gj-1, so that the first node voltage VN1 is used as the light sensing signal. )
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블럭도이다.9 is a block diagram illustrating a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 다수의 게이트라인들(G0 내지 Gn)과 다수의 데이터라인들(D1 내지 Dm) 및 다수의 구동전압 공급라인들(VL1 내지 VLn)이 교차되고 그 교차부에 터치 센서 회로를 갖는 화소(P)들이 배치되는 액정표시패널(110)과, 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 데이터전압을 공급하기 위한 데이터 구동회로(120)와, 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 구동회로(130)와, 데이터 구동회로(120) 및 게이트 구동회로(130)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(140)와, 터치 센서 회로의 구동에 필요한 구동전압을 구동전압 공급라인들(VL1 내지 VLn)에 공급하는 구동전압 공급회로(150)와, 액정표시패널(110)의 배면에 순차적으로 점멸하는 광을 조사하기 위한 백라이트 유닛(160)과, 터치 센서 회로로부터의 광전류를 광감지 데이터(LSdata)로 변환하는 리드아웃 집적회로(170)와, 임펄스 구동을 위해 타이밍 콘트롤러(140)로부터 백라이트 제어신호(SBL)와 리드아웃 집적회로(170)로부터의 광감지 데이터(LSdata)를 이용하여 외부광의 영향이 배제된 터치 위치정보(XY)를 발 생하는 터치 위치정보 검출회로(180)와, 터치 위치정보(XY)를 터치 인식 알고리즘에 적용하여 터치 인식을 위한 프로세서 과정을 수행하는 시스템(190)을 구비한다.9, a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention includes a plurality of gate lines G0 through Gn, a plurality of data lines D1 through Dm, and a plurality of driving voltage supply lines VL1 through. The liquid
액정표시패널(110) 및 구동전압 공급회로(150)는 도 4에 도시된 액정표시패널(10) 및 구동전압 공급회로(50)와 각각 실질적으로 동일하므로 이들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the liquid
데이터 구동회로(120)는 타이밍 콘트롤러(140)로부터의 데이터 제어신호(DDC)에 응답하여 디지털 비디오 데이터(RGB)를 감마기준전압 발생부(미도시)로부터의 감마기준전압들(GMA)을 기반하여 아날로그 감마보상전압으로 변환하고, 그 아날로그 감마보상전압을 데이터전압으로써 액정표시패널(110)의 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다. The
게이트 구동회로(130)는 타이밍 콘트롤러(140)로부터의 게이트 제어신호(GDC)에 응답하여 스캔펄스를 발생하고 그 스캔펄스를 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터전압이 공급되는 액정표시패널(110)의 수평라인을 선택한다.The
타이밍 콘트롤러(140)는 시스템(190)으로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 액정표시패널(110)에 맞게 재정렬하여 데이터 구동회로(120)에 공급한다. 그리고, 타이밍 콘트롤러(140)는 시스템(190)으로부터의 타이밍 제어신호들(Vsync, Hsync, DCLK, DE)을 이용하여 데이터 구동회로(120)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)와, 게이트 구동회로(130)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)와, 백라이트를 제어하기 위한 백라이트 제어신호(SBL)를 생성한다. The
데이터 제어신호(DDC)는 라이징(Rising) 또는 폴링(Falling) 에지에 기준하여 데이터 구동회로(120) 내에서 데이터의 래치동작을 지시하는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock : SSC), 데이터 구동회로(120)의 출력을 지시하는 소스 출력 인에이블신호(SOE), 및 액정표시패널(110)의 액정셀들(Clc)에 공급될 데이터전압의 극성을 지시하는 극성제어신호(POL) 등을 포함한다. The data control signal DDC includes a source sampling clock (SSC) and a data driving circuit for instructing a latch operation of data in the
게이트 제어신호(GDC)는 한 화면이 표시되는 1 프레임기간 중에서 스캔이 시작되는 시작 수평라인을 지시하는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP), 게이트 구동회로(130) 내의 쉬프트 레지스터에 입력되어 게이트 스타트 펄스(GSP)를 순차적으로 쉬프트시키기 위한 타이밍 제어신호로써 화소 TFT의 온(ON) 기간에 대응하는 펄스폭으로 발생되는 게이트 쉬프트 클럭신호(Gate Shift Clock : GSC), 및 게이트 구동회로(130)의 출력을 지시하는 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable : GOE) 등을 포함한다. The gate control signal GDC is input to a gate start pulse (GSP) and a shift register in the
백라이트 제어신호(SBL)는 도 10 및 도 11과 같이 다수의 램프들(L1 내지 Lk)에 대응되는 다수의 제어신호들(SBL1 내지 SBLk)을 포함한다. 제어신호들(SBL1 내지 SBLk) 각각은 램프가 점등되는 제1 기간(T1)에 대응하여 하이 논리 레벨로 발생되는 점등 제어신호(BLon)와, 램프가 소등되는 제2 기간(T2)에 대응하여 로우 논리 레벨로 발생되는 소등 제어신호(BLoff)를 포함한다. 이러한 제어신호들(SBL1 내지 SBLk)은 일정한 위상 쉬프트 값을 가지고 순차적으로 발생된 후 램프들(L1 내지 Lk)에 일대일로 접속된 다수의 인버터(I1 내지 Ik)에 공급됨으로써 임펄스 구동을 구현한다.The backlight control signal SBL includes a plurality of control signals SBL1 to SBLk corresponding to the plurality of lamps L1 to Lk as shown in FIGS. 10 and 11. Each of the control signals SBL1 to SBLk corresponds to a lighting control signal BLon generated at a high logic level in response to the first period T1 during which the lamp is turned on, and to a second period T2 at which the lamp is turned off. And an unlit control signal BLoff generated at a low logic level. These control signals SBL1 to SBLk are sequentially generated with a constant phase shift value and then supplied to a plurality of inverters I1 to Ik connected to the lamps L1 to Lk one-to-one to implement impulse driving.
백라이트 유닛(160)은 액정표시패널(110)의 배면에서 액정표시패널(116)과 중첩되게 설치되는 다수의 램프들을 구비한다. 백라이트 유닛(160)에 사용되는 램프는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent; CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Flouscent; EEFL), 열음극형광램프(Heat Cathode Fluorescent; HCFL) 중 어느 하나일 수 있다. 램프들은 타이밍 콘트롤러(140)로부터의 백라이트 제어신호(SBL)에 응답하여 순차적으로 점멸되는 광을 액정표시패널(110)의 배면에 조사한다. 한편, 백라이트 유닛(160)은 램프들 대신에 또는 램프들과 함께 다수의 발광다이오드들을 구비할 수도 있다.The
리드아웃 집적회로(170)는 액정표시패널(110)의 리드아웃라인들(ROL1 내지 RLOm)에 각각 접속되는 다수의 회로들을 포함하며, 리드아웃라인들(ROL1 내지 RLOm)로부터의 광전류를 디지털 신호인 광감지 데이터(LSdata)로 변환하여 터치 위치정보 검출회로(180)에 공급한다. The lead-out
터치 위치정보 검출회로(180)는 임펄스 구동을 위해 타이밍 콘트롤러(140)로부터의 백라이트 제어신호(SBL)와 리드아웃 집적회로(170)로부터의 광감지 데이터(LSdata)를 이용하여 외부광의 영향이 배제된 터치 위치정보(XY)를 발생한다. 이를 위해, 터치 위치정보 검출회로(180)는 도 12에 도시된 바와 같이, 점등 스캔 저장부(182), 소등 스캔 저장부(184), 및 차값 추출부(186)를 구비한다.The touch position
점등 스캔 저장부(182)는 도 11과 같은 점등 제어신호(BLon)에 동기되는 제1 기간(T1) 동안, 리드아웃 집적회로(170)로부터 공급되는 광감지 데이터(LSdata)를 저장한다. 이러한 점등 스캔 저장부(182)에 저장된 정보는 도 7a와 같다. 도 7a에서, "A" 는 손가락에 의한 터치 지점에 대한 정보를, "B" 는 손가락에 의해 외부광이 차단되는 부분에 대한 정보를, "C" 는 외부광에 노출되는 부분에 대한 정보를 각각 나타낸다.The lighting
소등 스캔 저장부(184)는 도 11과 같은 소등 제어신호(BLoff)에 동기되는 제2 기간(T2) 동안, 리드아웃 집적회로(170)로부터 공급되는 광감지 데이터(LSdata)를 저장한다. 이러한 소등 스캔 저장부(184)에 저장된 정보는 도 7b와 같다. 도 7b에서, "B" 는 손가락에 의해 외부광이 차단되는 부분에 대한 정보를, "C" 는 외부광에 노출되는 부분에 대한 정보를 각각 나타낸다.The unlit
차값 추출부(186)는 점등 스캔 저장부(182) 및 소등 스캔 저장부(184)로부터의 광감지 데이터들을 일대일로 비교하고, 그 결과 비교된 데이터들의 차값을 추출함으로써 외부광의 영향이 배제된 터치 위치정보(XY)를 발생한다. 이 추출된 차값 정보는 도 7c에 도시된 바와 같이 손가락에 의한 터치 지점에 대한 정보(A) 만을 포함한다.The difference
한편, 터치 위치정보 검출회로(180)에서는 메모리 수 절감에 대응하기 위해 두 개의 메모리(182,184)가 하나의 메모리에 통합될 수도 있다. 이 통합된 메모리를 이용하여, 터치 위치정보 검출회로(180)는 먼저 제1 기간(T1) 동안 리드아웃 집적회로(170)로부터 공급되는 광감지 데이터(LSdata)를 저장한 후, 이 저장된 광감지 데이터(LSdata)로부터 제2 기간(T2) 동안 리드아웃 집적회로(170)로부터 공급되는 광감지 데이터(LSdata)를 감산하고, 이 차값을 제1 기간(T1) 동안 저장된 광감지 데이터(LSdata)에 오버 라이트(Overwrite) 할 수 있다.Meanwhile, in the touch location
시스템(190)은 인터페이스회로(미도시)를 통해 공급되는 외부로부터의 아날로그 영상 데이터를 디지털 노멀 데이터(RGB)로 변환하여 타이밍 콘트롤러(140)에 공급한다. 시스템(190)은 인터페이스회로로부터의 영상 데이터를 이용하여 복합 영상신호를 추출하고, 추출된 복합 영상신호를 이용하여 액정표시패널(110)의 해상도에 맞는 동기신호(H.V sync), 데이터 인에이블 신호(DE) 및 도트 클럭(DCLK)을 생성하여 타이밍 콘트롤러(140)에 공급한다. The
특히, 시스템(190)은 터치 알고리즘 처리부(192)를 포함하여 터치 위치정보 검출회로(180)로부터 공급되는 터치 위치정보(XY)를 터치 인식 알고리즘에 적용함으로써, 터치 인식을 위한 프로세서 과정을 수행하며 그 수행 결과를 다시 액정표시패널(110)에 반영한다. 상술했듯이, 터치 위치정보(XY)에는 외부광의 영향이 배제된 손가락에 의한 터치 지점에 대한 정보만이 포함되어 있으므로, 터치 알고리즘 처리부(192)에 내장된 터치 인식 알고리즘이 종래에 비해 크게 간소화될 수 있다. 또한, 터치 위치정보(XY)에는 외부광의 영향이 배제된 손가락에 의한 터치 지점에 대한 정보만이 포함되어 있으므로, 터치 인식의 신뢰성이 크게 향상될 수 있다.In particular, the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 구동방법은 터치 인식의 알고리즘을 단순화할 수 있음과 아울러 터치 인식의 신뢰성을 크게 높일 수 있다.As described above, the LCD and the driving method thereof according to the present invention can simplify the algorithm of the touch recognition and can greatly increase the reliability of the touch recognition.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니 라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
도 1은 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치의 등가회로도.1 is an equivalent circuit diagram of an active matrix liquid crystal display device.
도 2는 터치 센서 회로의 동작 설명을 위한 도면.2 is a view for explaining the operation of the touch sensor circuit.
도 3은 종래 터치 패널 인 셀 방식의 액정표시장치에서 터치된 부분을 센싱한 일 결과를 보여주는 도면.FIG. 3 is a view illustrating a result of sensing a touched portion in a conventional touch panel, a cell type liquid crystal display device; FIG.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블럭도.4 is a block diagram illustrating a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 블랙 데이터 삽입을 통해 임펄스 구동을 구현하기 위한 제1 및 제2 게이트 스타트 펄스의 타이밍도.5 is a timing diagram of first and second gate start pulses for implementing impulse driving through black data insertion.
도 6은 도 4에 도시된 터치 위치정보 검출회로의 세부 구성도.FIG. 6 is a detailed configuration diagram of the touch position information detection circuit shown in FIG. 4.
도 7a는 도 6의 RGB 스캔 저장부 또는 도 12의 점등 스캔 저장부에 저장된 정보를 보여주는 도면.FIG. 7A illustrates information stored in the RGB scan storage of FIG. 6 or the lit scan storage of FIG. 12.
도 7b는 도 6의 BD 스캔 저장부 또는 도 12의 소등 스캔 저장부에 저장된 정보를 보여주는 도면.FIG. 7B illustrates information stored in the BD scan storage of FIG. 6 or the unlit scan storage of FIG. 12.
도 7c는 도 6 또는 도 12의 차값 추출부에 저장된 정보를 보여주는 도면.FIG. 7C is a diagram illustrating information stored in a difference value extraction unit of FIG. 6 or FIG. 12. FIG.
도 8은 도 4에 도시된 화소의 등가 회로도.8 is an equivalent circuit diagram of the pixel shown in FIG. 4;
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블럭도.9 is a block diagram illustrating a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 10은 도 9의 백라이트 유닛의 세부 구성도.10 is a detailed block diagram of the backlight unit of FIG. 9;
도 11은 백라이트 제어신호에 포함되는 다수의 제어신호들의 타이밍도.11 is a timing diagram of a plurality of control signals included in a backlight control signal.
도 12는 도 9에 도시된 터치 위치정보 검출회로의 세부 구성도.12 is a detailed configuration diagram of the touch position information detection circuit shown in FIG. 9;
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10,110 : 액정표시패널 20,120 : 데이터 구동회로10,110 liquid crystal display panel 20,120 data driving circuit
30,130 : 게이트 구동회로 40,140 : 타이밍 콘트롤러30,130: Gate driving circuit 40,140: Timing controller
50,150 : 구동전압 공급회로 60,160 : 백라이트 유닛50,150: driving voltage supply circuit 60,160: backlight unit
70,170 : 리드아웃 집적회로 80,180 : 터치 위치정보 검출회로70,170: readout integrated circuit 80,180: touch location information detection circuit
82 : RGB 스캔 저장부 84 : BD 스캔 저장부82: RGB scan storage 84: BD scan storage
86,186 : 차값 추출부 182 : 점등 스캔 저장부86,186: difference value extraction unit 182: lit scan storage unit
184 : 소등 스캔 저장부 90,190 : 시스템184: light off scan storage 90,190: system
92,192 : 터치 알고리즘 처리부92,192: Touch algorithm processing unit
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20080042033A KR101495347B1 (en) | 2008-05-06 | 2008-05-06 | Liquid Crystal Display Device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20080042033A KR101495347B1 (en) | 2008-05-06 | 2008-05-06 | Liquid Crystal Display Device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090116223A true KR20090116223A (en) | 2009-11-11 |
KR101495347B1 KR101495347B1 (en) | 2015-02-24 |
Family
ID=41601016
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR20080042033A KR101495347B1 (en) | 2008-05-06 | 2008-05-06 | Liquid Crystal Display Device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101495347B1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120014713A (en) * | 2010-08-10 | 2012-02-20 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | Organic light emitting display and driving method thereof |
KR20140081094A (en) * | 2012-12-21 | 2014-07-01 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device and driving method thereof |
CN104035249A (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-10 | 钟钢 | Liquid crystal display device integrating touch function and touch position detecting method thereof |
CN112214128A (en) * | 2020-10-09 | 2021-01-12 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | Touch panel |
CN112837642A (en) * | 2019-11-25 | 2021-05-25 | 奇景光电股份有限公司 | Display system and integrated source electrode driving circuit |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4257221B2 (en) * | 2003-03-31 | 2009-04-22 | 東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 | Display device and information terminal device |
KR101054343B1 (en) * | 2004-06-10 | 2011-08-04 | 삼성전자주식회사 | Display device and driving method thereof |
JP4338140B2 (en) | 2005-05-12 | 2009-10-07 | 株式会社 日立ディスプレイズ | Touch panel integrated display device |
JP4419992B2 (en) | 2006-07-31 | 2010-02-24 | 三菱自動車工業株式会社 | Touch panel device |
-
2008
- 2008-05-06 KR KR20080042033A patent/KR101495347B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120014713A (en) * | 2010-08-10 | 2012-02-20 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | Organic light emitting display and driving method thereof |
KR20140081094A (en) * | 2012-12-21 | 2014-07-01 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device and driving method thereof |
CN104035249A (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-10 | 钟钢 | Liquid crystal display device integrating touch function and touch position detecting method thereof |
CN104035249B (en) * | 2013-03-05 | 2017-01-25 | 钟钢 | Liquid crystal display device integrating touch function and touch position detecting method thereof |
CN112837642A (en) * | 2019-11-25 | 2021-05-25 | 奇景光电股份有限公司 | Display system and integrated source electrode driving circuit |
CN112837642B (en) * | 2019-11-25 | 2023-11-17 | 奇景光电股份有限公司 | Display system and integrated source electrode driving circuit |
CN112214128A (en) * | 2020-10-09 | 2021-01-12 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | Touch panel |
WO2022073281A1 (en) * | 2020-10-09 | 2022-04-14 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | Touch panel |
US11635842B2 (en) | 2020-10-09 | 2023-04-25 | Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. | Touch panel and display device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101495347B1 (en) | 2015-02-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101319340B1 (en) | Liquid Crystal Display Device | |
KR101321996B1 (en) | Liquid Crystal Display Device And Method For Driving Thereof | |
KR101322015B1 (en) | Liquid Crystal Display Device | |
KR101470636B1 (en) | Liquid Crystal Display | |
US9058072B2 (en) | Touch sensing apparatus and driving method thereof | |
KR101721611B1 (en) | Touch screen display divice, data driver, and the method for driving the touch screen display divice | |
US20140267156A1 (en) | Display device and electronic apparatus | |
US8823673B2 (en) | Display apparatus and method of driving the same | |
US20120287093A1 (en) | Display device with optical sensors | |
WO2017154657A1 (en) | Liquid crystal display device with built-in touch sensor, and drive method for the device | |
KR20190056857A (en) | Driving circuit, display panel and display device | |
KR102350727B1 (en) | Touch screen display device including fingerprint sensor | |
KR20120063772A (en) | Display device having touch screen panel and noise compensation method of thereof | |
CN109243387B (en) | Display device with optical sensor | |
CN103970389A (en) | Display device, method of driving display device, and electronic apparatus | |
KR20100005855A (en) | Liquid crystal display and method for driving the same | |
KR101495347B1 (en) | Liquid Crystal Display Device | |
KR101731115B1 (en) | Flat Panel Display With A Built-in Touch Sensor and Driving Method Thereof | |
KR20100005854A (en) | Liquid crystal display device and method for driving the same | |
KR20120097762A (en) | Touch sensor integrated liquid cryctal display device | |
JP2008203561A (en) | Liquid crystal display device | |
KR101789330B1 (en) | Liquid crystal display panel including photo sensor and display device using the same | |
KR20150073781A (en) | Liquid Crystal Display Device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
B701 | Decision to grant | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |