KR20190056736A - 터치센서 내장형 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 터치센서 내장형 표시장치는 터치센서가 내장된 표시패널 및 터치센서의 센싱전압을 디지털 형태의 센싱데이터로 변환하는 터치 구동부를 포함한다. 터치 구동부는 인에이블신호 출력부 및 아날로그 디지털 변환기를 포함한다. 인에이블신호 출력부는 센싱전압을 미리 설정된 옵셋전압과 비교하고, 센싱전압이 옵셋전압 이상일 경우에 인에이블신호를 제1 레벨로 출력하고, 센싱전압이 옵셋전압 미만일 경우에 인에이블신호를 제2 레벨로 출력한다. 아날로그 디지털 변환기는 인에이블신호가 제1 레벨일 때에 한해서 센싱전압을 센싱데이터로 변환한다.

Description

터치센서 내장형 표시장치{Display Device Having the Touch Sensor}
본 발명은 터치센서 내장형 표시장치에 관한 것이다.
최근, 멀티미디어의 발달과 함께 이를 적절하게 표시할 수 있는 표시장치의 필요성에 부합하여, 대형화가 가능하고, 가격이 저렴하면서, 높은 표시품질(동영상 표현력, 해상도, 밝기, 명암비, 및 색 재현력 등)을 갖는 평면형 표시장치(혹은, 표시장치)가 활발히 개발되고 있다. 이들 평면형 표시장치에는 키보드, 마우스, 트랙볼, 조이스틱, 디지타이저(digitizer) 등의 다양한 입력장치(Input Device)들이 사용자와 표시장치 사이의 인터페이스를 구성하기 위해 사용되고 있다.
근래에는 사용자가 표시장치를 보면서 손이나 펜 등으로 화면을 직접 터치하거나 근접시켜 정보를 입력하면 이를 인식할 수 있는 터치센서(touch sensor)가 제안되었다.
표시장치에 이용되는 터치센서는 표시패널 내부에 내장되는 인셀(In Cell) 방식으로 구현되기도 한다. 인셀 터치 방식의 표시장치는 터치센서의 터치전극과 표시패널의 공통전극을 공유하고, 표시기간과 터치 구동 기간을 시분할 구동하는 방식을 이용한다.
표시패널과 터치센서는 시분할 방식으로 구동되기 때문에, 구동 시간이 여유롭지 못하다. 또한 터치센서를 구동하는 시간이 부족해지면서 터치 감도도 문제시되고 있다. 터치센서를 구동하는 터치 구동 기간은 터치센서로부터 제공받는 센싱전압을 아날로그 디지털 변환기가 센싱데이터로 변환하는 과정에서 많이 소요된다. 터치 구동 기간을 줄이기 위해서 아날로그 디지털 변환기의 개수를 늘리면 비용이 많이 소모될 뿐만 아니라 표시장치의 사이즈가 커지게 되는 단점이 있다.
본 발명은 터치 구동 기간을 줄일 수 있는 터치센서 내장형 표시장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 터치센서 내장형 표시장치는 터치센서가 내장된 표시패널 및 터치센서의 센싱전압을 디지털 형태의 센싱데이터로 변환하는 터치 구동부를 포함한다. 터치 구동부는 인에이블신호 출력부 및 아날로그 디지털 변환기를 포함한다. 인에이블신호 출력부는 센싱전압을 미리 설정된 옵셋전압과 비교하고, 센싱전압이 옵셋전압 이상일 경우에 인에이블신호를 제1 레벨로 출력하고, 센싱전압이 옵셋전압 미만일 경우에 인에이블신호를 제2 레벨로 출력한다. 아날로그 디지털 변환기는 인에이블신호가 제1 레벨일 때에 한해서 센싱전압을 센싱데이터로 변환한다.
본 발명에 의한 터치센서 내장형 표시장치는 모든 터치센서들로부터 제공받는 센싱전압을 센싱데이터로 변환하지 않고, 터치 입력이 있는 것으로 추정되는 터치센서들에 한해서 센싱데이터를 획득한다. 그리고, 터치 입력이 발생하지 않았다고 간주되는 터치센서들로부터 센싱전압을 획득하였을 때에는 ADC를 동작시키지 않는다. 따라서 본 발명은 터치 구동 기간 중에서 ADC의 전체 동작기간을 단축시킬 수 있다. 그 결과 적은 개수의 ADC를 이용하여 다수의 터치센서를 구동할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 터치센서 내장형 표시장치를 도시한 도면이다.
도 2는 표시패널의 어레이 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에서 화소 어레이의 일부를 확대한 도면.
도 4는 본 발명에 의한 터치 구동부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 멀티플렉서 제어부를 나타내는 도면이다.
도 6은 클럭 출력부에 인가되는 클럭신호의 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 클럭 출력부가 제어클럭신호를 생성하는 실시 예를 설명하는 도면이다.
도 8 내지 도 10은 멀티플렉서 제어부가 스위치 제어신호들을 출력하는 실시 예들을 나타내는 도면들이다.
도 11의 (a) 및 (b)는 멀티플렉서 제어신호 및 ADC 제어신호의 출력기간을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것일 수 있는 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 터치센서 내장형 표시장치를 나타내는 도면이다. 도 2는 표시패널을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 표시영역의 일부를 나타내는 도면이다. 도 2 및 도 3에서, 각각의 터치센서들 및 센싱라인들은 개별적으로 도면부호를 표시하였지만, 상세한 설명에서 각 구성의 위치를 구분하지 않고 통칭할 때에는 터치센서(TC) 및 센싱라인(TW)으로 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 터치센서 내장형 표시장치는 표시패널(100), 호스트 시스템(105), 타이밍 콘트롤러(110), 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(130), 터치 구동부(200) 및 터치 좌표 생성부(300)를 포함한다.
표시패널(100)에는 화소(P)들 및 터치센서(TC)들이 배치된다. 표시패널(100)은 액정층(LC)을 사이에 두고 대향하는 상부 기판과 하부 기판을 포함한다. 표시패널(100)의 화소 어레이는 데이터라인들(DL), 게이트라인들(GL), 데이터라인들(DL)과 게이트라인들(GL)의 교차부에 형성된 박막트랜지스터(TFT), 박막트랜지스터(TFT)에 접속된 화소전극(5), 및 화소전극(5)에 접속된 스토리지 커패시터(Storage Capacitor,Cst) 등을 포함한다. 박막트랜지스터(TFT)는 게이트라인(GL)으로부터의 게이트 펄스에 응답하여 턴-온되어서, 데이터라인(DL)을 통해 인가되는 데이터 전압을 화소전극(5)에 공급한다. 액정층(LC)은 화소전극(5)에 충전되는 데이터전압과 터치 공통전극(7)에 인가되는 공통전압(Vcom) 간의 전압차에 의해 구동되어서, 빛이 투과되는 양을 조절한다.
터치센서(TC)는 다수의 화소들과 연결되고, 정전 용량(capacitance) 타입으로 구현되어 터치 입력을 감지한다. 각각의 터치센서(TC)에는 복수의 화소(P)들이 커플링된다. 공통전극(7)은 터치센서(TC) 단위로 분할되고, 결국 공통전극(7)이 차지하는 면적이 터치센서(TC)로 지칭될 수 있다. 각 터치센서들(TC)은 센싱 라인(TW)들이 하나씩 배정되어 연결된다. 예를 들어, 1행1열의 터치센서(TC[1,1])에는 1행 1열의 센싱 라인(TW[1,1])이 연결되고, 1행 2열의 터치센서(TC[1,2])에는 1행 2열의 센싱 라인(TW[1,2])이 연결된다. 도 2는 i개의 행과 j개의 열에 배치되는 터치센서(TC)들을 도시하고 있다.
공통전극(7)은 디스플레이 기간 동안 픽셀들의 기준 전압인 공통 전압(Vcom)을 공급받고, 터치 구동 기간 동안 터치 구동전압을 공급받는다.
타이밍 콘트롤러(110)는 호스트 시스템(105)으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 SRIC에 포함되는 데이터 구동부와 게이트 구동부(130)의 동작 타이밍을 동기시킨다. 게이트 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 데이터 타이밍 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC) 및 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다.
호스트 시스템(105)은 텔레비젼 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템(105)은 스케일러(scaler)를 내장한 SoC(System on chip)을 포함하여 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 표시패널(DIS)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 호스트 시스템(105)은 디지털 비디오 데이터와 함께 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, MCLK)을 타이밍 콘트롤러(110)로 전송한다. 또한, 호스트 시스템(105)은 터치 좌표 생성부(300)로부터 입력되는 터치 데이터의 좌표 정보(Txy)와 연계된 응용 프로그램을 실행한다.
데이터 구동부(120)는 타이밍 콘트롤러로부터 영상 데이터를 입력 받아 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 데이터전압을 출력한다. 데이터 전압은 데이터라인들(DL)에 공급된다.
게이트 구동부(130)는 타이밍 콘트롤러의 제어 하에 게이트라인들(GL)에 게이트 펄스를 순차적으로 공급한다. 게이트 구동부로부터 출력된 게이트 펄스는 데이터 전압에 동기된다. 게이트 구동부는 GIP(Gate in panel) 공정으로 픽셀 어레이와 함께 표시패널(100)의 하부 기판 상에 형성될 수 있다.
터치 구동부(200)는 터치센서(TC)로부터 센싱전압을 제공받고, 센싱전압을 디지털 형태의 센싱데이터((Tdata))로 변환한다. 터치 구동부(200)는 터치센서(TC)를 구동하여 얻어진 센싱데이터(Tdata)를 터치 좌표 생성부(300)로 전송한다.
터치 좌표 생성부(300)는 미리 설정된 터치 인식 알고리즘을 실행한다. 터치 인식 알고리즘은 센싱부(34)로부터 입력된 터치 원시 데이터를 소정의 문턱값과 비교하고, 그 문턱값 이상의 터치 원시 데이터를 터치 입력 위치의 터치센서들로부터 얻어진 터치 입력 데이터로 판단한다. 터치 인식 알고리즘은 문턱값 이상의 터치 입력 데이터들 각각에 식별 코드를 부여하고 터치 입력 위치들 각각의 좌표를 계산한다. 터치 좌표 생성부(300)는 터치 입력 데이터들 각각의 식별 코드와 터치 좌표 정보(Txy)를 호스트 시스템(105)으로 전송한다.
타이밍 콘트롤러(110), 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(130), 터치 구동부(200) 및 터치 좌표 생성부(300) 등은 도 2에서와 같이 하나의 집적회로(IC)에 실장되어 표시패널(100)에 합착될 수도 있다.
도 4는 본 발명에 의한 터치 구동부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 터치 구동부(200)는 멀티플렉서(220), 인에이블신호 생성부(210), 멀티플렉서 제어부(220), ADC 제어부(230) 및 아날로그 디지털 변환부(Analog Digital Converter; 이하, ADC)(240)를 포함한다.
멀티플렉서(220)는 채널들(CH1~CHn)과 멀티플렉서 출력단(Mout)을 선택적으로 연결시키는 제1 내지 제n 스위치들(M1~Mn)을 포함한다. 채널들(CH1~CHn) 각각은 센싱라인(TW)과 연결되어 각 센싱라인(TW)들로부터 센싱전압(Vsen)을 제공받는다. 터치센서(TC)들이 i×j개일 경우에, 채널들(CH1~CHn)의 개수(n)는 i×j개가 된다. 멀티플렉서(220)의 제1 내지 제n 스위치들(M1~Mn)은 멀티플렉서 제어부(220)가 출력하는 인에이블신호(EN)에 응답하여, 센싱라인(TW)들 중에서 어느 하나와 인에블신호 생성부(210)를 연결한다.
인에이블신호 생성부(210)는 멀티플렉서(220)를 통해서 출력되는 어느 하나의 센싱라인(TW)이 획득한 센싱전압(Vsen)을 옵셋전압(Vofs)과 비교하고, 센싱전압(Vsen)과 옵셋전압(Vofs)의 크기에 따라 제1 전압레벨 또는 제2 전압레벨을 갖는 인에이블신호(EN)의 전압레벨을 결정한다. 본 명세서에서, 인에이블신호 생성부(210)는 센싱전압(Vsen)이 옵셋전압(Vofs) 이상일 경우에 인에이블신호(EN)를 제1 전압레벨인 하이레벨로 출력하고, 센싱전압(Vsen)이 옵셋전압(Vofs) 미만일 경우에 인에이블신호(EN)를 제2 전압레벨인 로우레벨로 출력하는 실시 예를 중심으로 설명하기로 한다. 옵셋전압(Vofs)은 ADC(240)가 센싱전압(Vsen)을 터치 데이터(Tdata)로 간주하는 전압 크기 이하로 설정된다. 옵셋전압(Vofs)의 크기가 지나치게 작게 설정되면, ADC(240)의 동작 횟수가 많아지고, 옵셋전압(Vofs)의 크기가 크면 센싱 감도가 저하될 수 있다. 옵셋전압(Vofs)은 센싱 감도를 저하시키지 않으면서 ADC(240)의 동작 횟수를 효율적으로 줄일 수 있는 범위 내에서 설정될 수 있다.
멀티플렉서 제어부(220)는 인에이블신호(EN)에 따라 스위치 제어신호(SQ)들을 출력한다. 스위치 제어신호(SQ)들은 각각 스위치들(M1~Mn)의 동작을 제어한다. 멀티플렉서 제어부(220)의 자세한 구성은 후술하기로 한다.
ADC 제어부(230)는 인에이블신호(EN)를 입력받아서, ADC 제어신호(S_a)를 출력한다. ADC 제어신호(S_a)는 ADC(240)의 동작을 제어한다. ADC 제어신호(S_a)의 출력기간은 인에이블신호(EN)의 전압레벨에 따라 달라진다. 인에이블신호(EN)가 하이레벨로 인가될 때의 ADC 제어신호(S_a)의 출력기간은 인에이블신호(EN)가 로우레벨로 인가될 때의 ADC 제어신호(S_a)의 출력기간 보다 길게 설정된다. 인에이블신호(EN)가 하이레벨인 경우에 센싱전압(Vsen)이 터치 동작으로 인해서 변화된 전압값으로 추정될 수 있기 때문에, ADC(240)는 센싱전압(Vsen)을 터치데이터(Tdata)로 변화시킬 필요성이 있다. 따라서, 인에이블신호(EN)가 하이레벨인 경우에, ADC 제어신호(S_a)는 ADC(240)를 1 센싱기간(1T) 동안 동작시킬 수 있는 출력기간을 갖는다. 이에 반해서, 인에이블신호(EN)가 로우레벨인 경우에 센싱전압(Vsen)은 터치 동작이 아니라고 간주할 수 있기 때문에, ADC(240)는 동작을 하지 않아도 무방하다. 따라서, ADC 제어부(230)는 ADC 출력기간을 단축시켜서 표시패널(100)의 모든 채널들(CH1~CHn)을 센싱하는 데에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
도 5는 멀티플렉서 제어부를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 멀티플렉서 제어부(220)는 카운터(221), 클럭 출력부(223) 및 시프트레지스터(225)를 포함한다.
카운터(221)는 인에이블신호(EN)를 입력받고, 터치 구동 기간 동안 인에이블신호(EN)가 로우레벨로 입력되는 횟수를 카운트한다. 카운터(221)는 인에이블신호(EN)가 입력되는 순간에 클럭선택 제어신호(SC)를 출력한다. 클럭선택 제어신호(SC)는 인에이블신호(EN)의 레벨이 로우레벨로 입력되는 횟수에 따라 달라진다. 클럭선택 제어신호(SC)는 후술하는 [표 1]에서와 같이, 제1 내지 제12 클럭선택 제어신호(SC1~SC12)를 포함할 수 있다. 카운터(221)는 터치 구동 기간의 시작 시점에 초기 클럭선택 제어신호(SC)를 클럭 출력부(223)로 인가한다. 카운터(221)는 인에이블신호(EN)가 로우레벨로 반전되지 않는 상태에서 제1 클럭선택 제어신호(SC1)의 출력을 유지한다.
클럭 출력부(223)는 제1 내지 제12 클럭신호들(SC1~SC12) 및 클럭선택 제어신호(SC)를 입력받아서 제어클럭신호(CCLK)를 출력한다.
시프트레지스터(225)는 스타트신호(VST) 및 클럭 출력부(223)가 출력하는 제어클럭신호(CCLK)를 입력받아서, 출력노드들(Q1~Qn)에 턴-온 전압을 충전한다. 본 명세서에서는 출력노드들(Q1~Qn)의 고전위전압으로 턴-온되었을 때에, 각각의 출력노드들(Q1~Qn)이 턴-온전압의 스위치 제어신호들(SQ1~SQn)을 출력하는 실시 예를 중심으로 설명하기로 한다.
제1 출력노드(Q1)가 출력하는 제1 스위치 제어신호(SQ1)는 제1 스위치(M1)의 동작을 제어하고, 제2 출력노드(Q2)가 출력하는 제2 스위치 제어신호(SQ2)는 제2 스위치(M2)의 동작을 제어한다. 마찬가지로, 제n 출력노드(Mn)가 출력하는 제n 스위치 제어신호(SQn)는 제n 스위치(Mn)의 동작을 제어한다. 출력노드들(Q1~Qn) 각각의 충전기간은 제어클럭신호(CCLK)에 따라 달라진다.
도 6은 클럭 출력부에 공급되는 제1 내지 제12 클럭신호들을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 제1 내지 제12 클럭신호들(CLK1~CLK12) 각각의 1 주기는 1 센싱기간(1T) 이상의 크기로 설정되고, 1/12 주기의 위상 차이를 갖는다. 1센싱기간은 ADC(240)가 한 개의 채널(CH)로부터 인가받는 센싱전압(Vsen)을 터치데이터(Tdata)로 변환하는 데에 소요되는 시간보다 크게 설정된다.
[표 1]은 카운터(221)가 인에이블신호(EN)의 폴링 횟수에 따라 출력하는 클럭선택 제어신호(SC)를 나타내는 표이다.
EN 횟수 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Sc 1 8 3 10 5 12 7 2 9 4 11 6
[표 1]을 참조하면, 클럭선택 제어신호(SC)는 제1 내지 제12 클럭선택 제어신호(SC)를 포함한다. 예컨대, 카운터(221)는 인에이블신호(EN)가 첫 번째 폴링될 때 제1 클럭선택 제어신호(SC1)를 출력하고, 인에이블신호(EN)가 두 번째 폴링될 때 제2 클럭선택 제어신호(SC2)를 출력한다. 마찬가지로 카운터(221)는 인에이블신호(EN)가 열 한 번째 폴링될 때 제11 클럭선택 제어신호(SC11)를 출력한다.
[표 1]의 조건표에서와 같이, 카운터(221)는 인에이블신호(EN)가 폴링될 때, 제어클럭신호(CCLK)의 로우레벨이 단축되는 클럭신호를 선택하도록 클럭선택 제어신호(SC)를 결정한다. 따라서, 카운터(221)가 선택하는 클럭선택 제어신호(SC)는 클럭 출력부(223)에 제공되는 클럭신호의 위상 및 주기에 따라 달라질 수 있다.
클럭 출력부(223)는 클럭선택 제어신호(SC)에 따라서 제1 내지 제12 클럭신호들(CLK1~CLK12) 중에서 어느 하나를 선택한다. 클럭 출력부(223)는 제k(k는 12 이하의 자연수) 클럭선택 제어신호(SCk)를 입력받아서, 제k 클럭신호(CLKk)를 출력한다. 예컨대, 클럭 출력부(223)는 제1 클럭선택 제어신호(SC1)를 입력받아서 제1 클럭신호(CLK1)를 출력하고, 제12 클럭선택 제어신호(SC12)를 입력받아서 제12 클럭신호(CLK12)를 출력한다.
도 7은 카운터가 출력하는 클럭선택 제어신호에 따른 제어클럭신호를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 인에이블신호(EN)가 지속적으로 하이레벨을 유지할 때, 카운터(221)는 클럭 출력부(223)에 제1 클럭선택 제어신호(SC1)를 인가한다. 클럭 출력부(223)는 제1 클럭선택 제어신호(SC1)에 응답하여 제1 클럭신호(CLK1)를 시프트레지스터(225)에 인가한다. 인에이블신호(EN)가 첫 번째로 로우레벨로 폴링될 때, 카운터(221)는 인에이블신호(EN)가 인가된 시점 이후에서 라이징에지 타이밍이 가장 빠른 클럭신호를 선택할 수 있는 클럭선택 제어신호(SC)를 출력한다. 예컨대, 클럭신호들이 도 6에 도시된 12상의 위상을 갖는 경우에, 첫 번째 인에이블신호(EN)가 인가되는 시점에서 가장 라이징에지 타이밍이 빠른 클럭신호는 제8 클럭신호(CLK8)이다. 따라서, 카운터(221)는 첫 번째 인에이블신호(EN)가 인가될 때, 클럭 출력부(223)에 제8 클럭선택 제어신호(SC8)를 인가한다. 클럭 출력부(223)는 제8 클럭선택 제어신호(SC8)에 응답하여 제8 클럭신호(CLK8)를 시프트레지스터(225)에 인가한다.
마찬가지로, 인에이블신호(EN)가 두 번째로 폴링되는 시점에서 라이징에지 타이밍이 가장 빠른 클럭신호는 제3 클럭신호(CLK3)이다. 따라서, 인에이블신호(EN)가 두 번째로 로우레벨로 폴링될 때, 카운터(221)는 클럭 출력부(223)에 제3 클럭선택 제어신호(SC3)를 인가한다. 클럭 출력부(223)는 제3 클럭선택 제어신호(SC3)에 응답하여 제3 클럭신호(CLK3)를 시프트레지스터(225)에 인가한다.
결과적으로 클럭 출력부(223)는 터치 구동 기간의 시작시점에서 제1 클럭신호(CLK1)를 출력하고, 인에이블신호(EN)가 로우레벨로 폴링될 때마다 제8 클럭신호(CLK8) 및 제3 클럭신호(CLK3)를 순차적으로 출력한다.
도 8 내지 도 10은 시프트레지스터가 출력 노드들을 충전하는 실시 예를 나타내는 도면들이다. 도 8 내지 도 10에서 제1 타이밍은 터치 구동 기간의 시작시점을 지칭한다.
도 8은 인에이블신호가 지속적으로 하이레벨을 유지하는 상태일 때 시프트레지스터가 출력 노드들을 충전하는 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 제1 타이밍(t1)에서 시프트레지스터(225)는 제어클럭신호(CCLK)의 라이징에지에 스타트신호(VST)를 인가받는다. 인에이블신호(EN)가 지속적으로 하이레벨을 유지할 때, 시프트레지스터(225)에 인가되는 제어클럭신호(CCLK)는 제1 클럭신호(CLK1) 상태를 유지한다. 시프트레지스터(225)는 스타트신호(VST)와 제어클럭신호(CCLK)가 동기될 때 제1 출력노드(Q1)를 충전시킨다.
제2 타이밍(t2)에서 제어클럭신호(CCLK)는 두 번째 라이징된다. 시프트레지스터(225)는 제2 타이밍(t2)에서 제1 출력노드(Q1)를 로우레벨로 방전시키고, 제2 출력노드(Q2)를 충전시키기 시작한다. 이러한 방법으로 시프트레지스터(225)는 제어클럭신호(CCLK)의 라이징에지 시점마다 제(r-1) 출력노드(Q(r-1))(1<r<12 인 자연수)를 방전시키고, 제(r-1) 출력노드(Q(r-1))를 충전시킨다.
도 9는 인에이블신호가 로우레벨로 2회 폴링되는 구간에서 시프트레지스터가 출력 노드들을 충전하는 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 제1 타이밍(t1)에서 시프트레지스터(225)는 제어클럭신호(CCLK)의 라이징에지에 동기되는 스타트신호(VST)를 인가받는다.
앞서 살펴본 바와 같이, 인에이블신호가 로우레벨로 폴링되는 시점에 제어클럭신호(CCLK)의 로우레벨 구간은 짧아진다. 그 결과 제어클럭신호(CCLK)의 라이징에지가 도래하는 시점이 빨라진다. 즉, 제2 타이밍(t2)과 제3 타이밍(t3) 간의 간격이 짧아지기 때문에, 제2 출력노드(Q2)의 충전기간은 짧아진다. 마찬가지로, 두 번째 인에이블신호(EN)가 폴링되는 제4 타이밍(t4)에서 제어클럭신호(CCLK)의 로우레벨 구간은 짧아진다. 그 결과 제3 출력노드(Q3)의 충전기간 또한 짧아진다. 이와 같이, 인에이블신호(EN)가 로우레벨로 폴링되는 시점에서 제2 출력노드(Q2) 및 제3 출력노드(Q3)의 충전기간이 짧아진다.
제4 타이밍(t4) 이후에, 인에이블신호(EN)는 하이레벨을 유지하기 때문에 제어클럭신호(CCLK)의 주기는 변하지 않는다. 그 결과, 제4 타이밍(t4) 이후부터 제4 출력노드(Q4) 및 제5 출력노드(Q5) 등의 충전기간은 1 센싱기간(1T)을 갖는다.
도 10은 인에이블신호가 로우레벨로 3회 이상 폴링될 때, 시프트레지스터가 출력 노드들을 충전하는 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 제1 타이밍(t1)에서 시프트레지스터(225)는 제어클럭신호(CCLK)의 라이징에지에 동기되는 스타트신호(VST)를 인가받는다.
인에이블신호가 로우레벨로 폴링되는 시점에 제어클럭신호(CCLK)의 로우레벨 구간은 짧아진다. 그 결과 제어클럭신호(CCLK)의 라이징에지가 도래하는 시점이 빨라진다. 즉, 제2 타이밍(t2)과 제3 타이밍(t3) 간의 간격이 짧아지기 때문에, 제2 출력노드(Q2)의 충전기간은 짧아진다. 마찬가지로, 두 번째 인에이블신호(EN)가 폴링되는 제4 타이밍(t4)에서 제어클럭신호(CCLK)의 로우레벨 구간은 짧아진다. 이와 같이, 인에이블신호(EN)가 반복적으로 로우레벨로 폴링됨에 따라 제2 출력노드(Q2), 제3 출력노드(Q3), 제4 출력노드(Q4) 및 제5 출력노드(Q5)의 충전기간은 짧아진다.
도 11은 멀티플렉서 제어신호 및 ADC 제어신호의 출력기간을 나타내는 도면이다. 도 11의 (a)는 제1 및 제2 채널의 센싱전압이 모두 옵셋전압 이상일 때의 멀티플렉서 제어신호 및 ADC 제어신호의 출력기간을 나타내는 도면이다. 도 11의 (b)는 제1 채널의 센싱전압이 옵셋전압 이상이고, 제2 채널의 센싱전압이 옵셋전압 미만일 때의 멀티플렉서 제어신호 및 ADC 제어신호의 출력기간을 나타내는 도면이다.
도 11의 (a) 및 (b)를 참조하면, ADC 제어신호(S_a)는 멀티플렉서 제어신호(SQ1,SQ2)의 출력기간에 대응된다. 도 11의 (a)에서와 같이, 인에이블신호(EN)가 하이레벨일 때 멀티플렉서 제어신호(SQ1,SQ2)의 출력기간은 1센싱기간(1T)에 해당한다. 그리고, 도 11의 (b)에서와 같이, 제2 채널()의 센싱 과정에서 인에이블신호(EN)가 로우레벨일 때 멀티플렉서 제어신호(SQ12의 출력기간(1T')은 1센싱기간(1T) 보다 짧은 기간이 된다. 따라서, 인에이블신호(EN)가 하이레벨일 때 ADC 제어신호(S_a)의 출력기간은 1센싱기간(1T)에 해당하고, 인에이블신호(EN)가 로우레벨일 때 ADC 제어신호(S_a)의 출력기간(1T)은 1센싱기간(1T) 보다 짧은 기간이 된다.살펴본 바와 같이, 본 발명은 모든 터치센서(TC)들로부터 제공받는 센싱전압(Vsen)을 터치데이터(Tdata)로 변환하지 않고, 터치 입력이 있는 것으로 추정되는 터치센서(TC)들에 한해서 터치데이터(Tdata)를 획득한다. 그리고, 터치 입력이 발생하지 않았다고 간주되는 터치센서(TC)들로부터 센싱전압(Vsen)을 획득하였을 때에는 ADC(240)를 동작시키지 않는다. 따라서 본 발명은 터치 구동 기간 중에서 ADC(240)의 전체 동작기간을 단축시킬 수 있다. 그 결과 적은 개수의 ADC(240)를 이용하여 다수의 터치센서(TC)를 구동할 수 있다. 본 발명은 표시패널(100)의 면적에 비해서 적은 개수의 ADC(240)를 이용하여 터치센서(TC)를 구동할 수 있기 때문에, 대화면의 표시패널(100)에 더욱 적합하다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
TC: 터치센서 TW: 센싱라인
105: 호스트 110: 타이밍 콘트롤러
120: 데이터 구동부 130: 게이트 구동부
200: 터치 구동부 210: 인에이블신호 생성부
220: 멀티플렉서 제어부 230: ADC 제어부
240: 제어부 300: 터치 좌표 생성부

Claims (8)

  1. 터치센서가 내장된 표시패널; 및
    상기 터치센서의 센싱전압을 디지털 형태의 센싱데이터로 변환하는 터치 구동부를 포함하고,
    상기 터치 구동부는
    상기 센싱전압을 미리 설정된 옵셋전압과 비교하고, 상기 센싱전압이 상기 옵셋전압 이상일 경우에 인에이블신호를 제1 레벨로 출력하고, 상기 센싱전압이 상기 옵셋전압 미만일 경우에 상기 인에이블신호를 제2 레벨로 출력하는 인에이블신호 생성부; 및
    상기 인에이블신호가 상기 제1 레벨일 때에 한해서 상기 센싱전압을 상기 센싱데이터로 변환하는 아날로그 디지털 변환기를 포함하는 터치센서 내장형 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치센서는 제1 채널과 연결되는 제1 터치센서 그룹, 및 제2 채널과 연결되는 제2 터치센서 그룹을 포함하고,
    상기 제1 채널과 상기 인에이블신호 생성부를 선택적으로 연결시키는 제1 스위치; 및
    상기 제2 채널과 상기 인에이블신호 생성부를 선택적으로 연결시키는 제2 스위치를 포함하는 멀티플렉서를 더 포함하는 터치센서 내장형 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 터치 구동부는 상기 제1 스위치를 턴-온시키는 제1 제어신호 및 상기 제2 스위치를 턴-온시키는 제2 제어신호를 순차적으로 출력하는 멀티플렉서 제어부를 더 포함하고,
    상기 멀티플렉서 제어부는
    상기 인에이블신호가 제1 레벨일 때에, 상기 제1 제어신호 또는 상기 제2 제어신호의 출력기간을 제1 기간으로 설정하고,
    상기 인에이블신호가 제2 레벨일 때에, 상기 제1 제어신호 또는 상기 제2 제어신호의 출력기간을 제1 기간 보다 짧은 제2 기간으로 설정하는 터치센서 내장형 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 멀티플렉서 제어부는
    제어클럭신호를 출력하되, 상기 인에이블신호가 상기 제2 레벨일 때에 상기 제어클럭신호의 로우레벨 구간을 단축시키는 클럭 출력부; 및
    상기 제어클럭신호를 입력받아서 상기 제1 및 제2 제어신호를 출력하는 시프트레지스터를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 제어신호들 각각의 출력기간은 상기 제어클럭신호의 인접하는 라이징에지들 간의 간격에 대응하는 터치센서 내장형 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 클럭 출력부는
    동일한 주기를 갖고 위상이 서로 다른 복수의 클럭신호들을 제공받고, 상기 클럭신호들 중에서 어느 하나를 제어클럭신호로 출력하되,
    상기 인에블신호가 상기 제2 레벨로 인가될 때, 상기 제어클럭신호의 로우레벨 구간이 짧아지도록 상기 클럭신호를 변경하는 터치센서 내장형 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 클럭신호들 각각의 1주기는,
    상기 아날로그 디지털 변환기가 하나의 상기 터치센서로부터 제공받는 상기 센싱전압을 상기 센싱데이터로 변환하는 시간 이상으로 설정되는 터치센서 내장형 표시장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 터치 구동부는 상기 아날로그 디지털 변환기의 동작을 제어하는 ADC 제어신호를 출력하는 ADC 제어부를 더 포함하고,
    상기 인에이블신호가 상기 제1 레벨일 때의 상기 ADC 제어신호의 출력기간은 상기 인에이블신호가 상기 제2 레벨일 때의 상기 ADC 제어신호의 출력기간 보다 길게 설정되는 터치센서 내장형 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 구동부가 생성한 터치 데이터를 바탕으로 터치 좌표를 생성하는 터치좌표 생성부를 더 포함하는 터치센서 내장형 표시장치.
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