KR20200033628A

KR20200033628A - 신호 전송 장치와 이를 이용한 표시장치

Info

Publication number: KR20200033628A
Application number: KR1020180113163A
Authority: KR
Inventors: 서승표; 강연욱
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2020-03-30
Also published as: US10866672B2; CN110928439B; CN110928439A; KR102565180B1; US20200097112A1

Abstract

본 발명은 신호 전송 장치와 이를 이용한 표시장치 표시장치에 관한 것이다. 이 신호 전송 장치는 터치 센서들을 구동하여 상기 터치 센서들로부터 얻어진 터치 데이터를 출력하는 다수의 집적 회로들, 상기 집적 회로들을 제어하고 상기 집적 회로들로부터 수신된 터치 데이터를 바탕으로 터치 입력을 판정하는 제어부, 및 상기 제어부와 상기 집적 회로들을 멀티 포인트 형태로 연결하는 다수의 배선들을 포함한다. 상기 제어부와 상기 집적 회로들은 상기 배선들을 통해 양방향 통신한다. 상기 제어부와 상기 집적 회로들 사이에서 차동 신호로 전송되는 데이터 패킷은 스타트 더미 클럭과 엔드 더미 클럭 사이에 할당된 헤더 구간, 레지스터 어드레스 구간, 및 데이터 구간을 포함한다. 상기 헤더 구간은 상기 집적 회로들과 상기 제어부의 수신 모드와 송신 모드를 정의하고, 상기 레지스터 어드레스 구간은 상기 데이터 구간에 전송될 데이터 길이와 상기 데이터의 읽기 또는 쓰기 스타트 어드레스를 정의한다.

Description

신호 전송 장치와 이를 이용한 표시장치{SIGNAL TRANSMISSION DEVICE AND DISPLAY USING THE SAME}

본 발명은 터치 데이터를 전송하기 위한 신호 전송 장치와 이를 이용한 표시장치 표시장치에 관한 것이다.

유저 인터페이스(User Interface, UI)는 사람(사용자)과 각종 전기, 전자 기기 등의 통신을 가능하게 하여 사용자가 기기를 쉽게 자신이 원하는 대로 쉽게 제어할 수 있게 한다. 유저 인터페이스의 대표적인 예로는 키패드, 키보드, 마우스, 온스크린 디스플레이(On Screen Display, OSD), 적외선 통신 혹은 고주파(RF) 통신 기능을 갖는 원격 제어기(Remote controller) 등이 있다. 유저 인터페이스 기술은 사용자 감성과 조작 편의성을 높이는 방향으로 발전을 거듭하고 있다. 최근, 유저 인터페이스는 터치 UI, 음성 인식 UI, 3D UI 등으로 진화되고 있다.

터치 UI는 표시패널 상에 터치 스크린을 구현하여 터치 입력을 감지하여 사용자 입력을 전자기기에 전송한다. 터치 UI는 스마트 폰과 같은 휴대용 정보기기에 필수적으로 채택되고 있으며, 노트북 컴퓨터, 컴퓨터 모니터, 가전 제품 등에 확대 적용되고 있다.

인셀 터치 센서(In-cell touch sensor)를 포함한 터치 스크린이 표시패널 상에 형성될 수 있다. 인셀 터치 센서는 표시패널의 픽셀 어레이에 내장된 터치 센서를 의미한다. 터치 센서들은 정전 용량 타입의 터치 센서로 구현될 수 있다.

표시장치는 표시패널의 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부, 표시패널의 게이트 라인들에 게이트 펄스(또는 스캔 펄스)를 공급하는 게이트 구동부(또는 스캔 구동부), 터치 센서들을 구동하여 터치 입력을 센싱하는 터치 센서 구동부를 포함한다.

터치 센서 구동부는 터치 센싱부를 포함한 ROIC(Read Out Integrated Circuit 이하, “ROIC”라 함)와, 마이크로 콘트롤 유닛(Micro Control Unit, 이하 "MCU"라 함)을 포함할 수 있다. 터치 센싱부는 터치 센서의 신호 변화를 바탕으로 터치 입력 전후의 정전 용량 변화를 디지털 데이터로 변환한다. ROIC로부터 출력된 디지털 데이터는 터치 로 데이터(Touch Raw Data, 이하 “터치 데이터”라 함)이다. ROIC는 표시장치의 데이터 구동부와 함께 집적될 수 있다.

MCU는 터치 데이터를 미리 설정된 문턱값과 비교하여 문턱값 이상의 데이터를 터치 입력으로 판정하여 터치 입력 위치 각각의 좌표 정보를 포함한 터치 리포트(Touch Report)를 출력한다. ROIC와 MUC는 SPI(Serial Peripheral Interface)를 통해 데이터 통신을 할 수 있다. 이러한 SPI는 아래와 같은 문제가 있다.

SPI는 TTL(Transistor Transistor Logic) 전압으로 데이터를 전송한다. SPI에서 하나의 마스터(master)와 다수의 슬레이브들(slave)이 점 대 점(Point to Point) 형태로 연결된다. SPI에서 마스터는 MCU이고 슬레이브들은 ROIC이다. 종래의 SPI 통신을 위하여 마스터와 슬레이브들 사이에 많은 배선들이 필요하다. 대면적 고해상도 표시장치에서 ROIC가 많아진다. 이 경우, MCU와 ROIC들 간의 배선 수가 급격히 증가한다. 종래의 SPI의 경우에 MCU의 핀(pin) 수가 많아지고, ROIC 개수가 많아질수록 MCU의 핀 수가 증가하여 MCU 팩캐지(Package)가 커진다.

종래 기술의 SPI 경우에 TTL 신호 전송 방법은 EMI(Electro Magnetic Interference)의 영향을 많이 받기 때문에 EMI에 의해 신호 왜곡이 심하다.

본 발명은 터치 데이터를 전송하는 양방향 통신에 필요한 배선 수를 줄이고 MCU 패키지 크기를 줄일 수 있으며, EMI 특성을 개선할 수 있는 신호 전송 장치와 이를 이용한 표시장치를 제공한다.

본 발명의 신호 전송 장치는 터치 센서들을 구동하여 상기 터치 센서들로부터 얻어진 터치 데이터를 출력하는 다수의 집적 회로들, 상기 집적 회로들을 제어하고 상기 집적 회로들로부터 수신된 터치 데이터를 바탕으로 터치 입력을 판정하는 제어부, 및 상기 제어부와 상기 집적 회로들을 멀티 포인트 형태로 연결하는 다수의 배선들을 포함한다. 상기 제어부와 상기 집적 회로들은 상기 배선들을 통해 양방향 통신한다. 상기 제어부와 상기 집적 회로들 사이에서 차동 신호로 전송되는 데이터 패킷은 스타트 더미 클럭과 엔드 더미 클럭 사이에 할당된 헤더 구간, 레지스터 어드레스 구간, 및 데이터 구간을 포함한다. 상기 헤더 구간은 상기 집적 회로들과 상기 제어부의 수신 모드와 송신 모드. 및 상기 데이터 구간에 전송될 데이터 길이를 정의한다. 상기 레지스터 어드레스 구간은 상기 데이터 구간에 전송될 상기 데이터의 읽기 또는 쓰기 스타트 어드레스를 정의한다.

상기 헤더 구간은 상기 집적 회로들 각각을 식별하는 디바이스 어드레스 코드와, 상기 데이터 구간에 전송될 데이터 길이를 정의하는 코드를 더 포함한다.

상기 헤더 구간은 상기 제어부로부터 발생되어 상기 집적 회로들을 개별 선택하거나 상기 집적 회로들 전체를 일괄 선택하는 명령을 포함한다.

상기 집적 회로들 각각은 상기 데이터 패킷을 포함한 차동 신호를 수신하는 제1 수신 버퍼, 상기 데이터 패킷과 동기되는 클럭을 포함한 차동 신호를 수신하는 제2 수신 버퍼, 및 상기 배선들 중 어느 하나를 통해 상기 제1 및 제2 수신 버퍼들 중 적어도 하나의 온/오프를 제어하는 수신단 제어부를 포함한다.

상기 배선들 중 어느 하나는 상기 제어부로부터 발생되는 리셋 신호를 상기 집적 회로들에 동시에 인가하는 리셋 신호 배선이다. 상기 집적 회로들은 상기 리셋 신호의 특정 논리 구간이 소정의 기준 시간 이상 길 때 리셋된다.

상기 수신단 제어부는 상기 리셋 신호의 특정 논리 구간이 상기 기준 시간 보다 작을 때 상기 제2 수신 버퍼를 깨운다.

상기 수신단 제어부는 상기 스타트 더미 클럭이 수신될 때 상기 제1 수신 버퍼를 깨우고 상기 엔드 더미 클럭이 수신될 때 상기 제1 수신 버퍼를 오프 상태로 전환시킨다.

상기 집적 회로들 중 상기 제어부에 의해 선택된 집적 회로가 상기 터치 데이터를 상기 제어부로 전송할 때 나머지 집적 회로들의 상기 제2 수신 버퍼는 오프 상태이다.

상기 배선들 중 어느 하나는 상기 제어부로부터 발생되는 슬레이브 선택 신호를 상기 집적 회로들에 동시에 인가하는 배선이다. 상기 수신단 제어부는 상기 슬레이브 선택 신호가 제1 논리값일 때 상기 수신 버퍼들의 전원을 차단하여 상기 수신 버퍼들을 대기 모드로 제어하는 반면, 상기 슬레이브 선택 신호가 제2 논리값일 때 모든 집적 회로들의 수신 버퍼들에 전원을 인가하여 상기 수신 버퍼들을 액티브 모드로 제어한다.

상기 슬레이브 선택 신호가 제1 논리값일 때 상기 헤더 구간의 명령에 따라 상기 제어부에 의해 선택된 집적 회로는 송신 모드로 동작하고 상기 제어부는 수신 모드로 동작한다. 상기 수신단 제어부는 상기 슬레이브 선택 신호가 제1 논리값일 때 상기 집적 회로들의 수신 버퍼들을 상기 대기 상태로 제어한다.

상기 슬레이브 선택 신호가 제2 논리값일 때 상기 제어부가 송신 모드로 동작하고 상기 집적회로들이 수신 모드로 동작한다.

본 발명의 표시장치는 상기 신호 전송 장치를 포함한다.

본 발명의 신호 전송 장치는 멀티 포인트(Multi-point) 또는 멀티 드롭(Multi-drop) 형태의 배선들을 통해 MCU와 다수의 ROIC들(또는 SRIC들)을 연결하고 이 배선들을 통해 명령, 데이터가 인코딩된 차동 신호를 양방향 통신으로 전송한다. 그 결과, 본 발명은 MCU와 ROIC들 사이의 배선 수를 대폭 줄일 수 있고 EMI 영향을 줄일 수 있다. 일 예로, MCU와 ROIC들 간에 차동 신호로 클럭과 데이터가 전송될 수 있기 때문에 MCU에 네 개의 핀만으로 데이터 송수신이 가능하다. MCU와 6 개의 ROIC들이 연결되는 경우에, MCU는 4 개의 핀만이 요구된다. MCU와 ROIC들 사이에는 ROIC 초기화를 위한 리셋 신호가 인가되는 배선이 추가될 수 있다. MCU와 ROIC들 간에 송수신 모드를 정의하는 명령과 ROIC 선택 개수를 정의하는 명령 코드 등이 전송되기 때문에 양 방향 통신에서 요구되는 별도의 핀 또는 신호가 필요하지 않다.

본 발명에 따르면 MCU와 ROIC들 간의 양방향 통신에 필요한 MCU의 핀 개수가 감소되고, MCU와 ROIC들 간의 배선 수가 감소되기 때문에 ROIC 크기가 감소되고 ROIC가 배치되는 기판 상의 LOG(Line On Glass) 영역을 포함한 베젤(Bezel) 영역이 감소될 수 있고 배선 수가 감소되는 만큼 배선의 폭이 증가될 수 있으므로 배선 저항이 감소될 수 있다.

본 발명의 신호 전송 장치는 ROIC들의 RX 버퍼를 온 상태로 유지하는 것이 아니라 리셋 신호나 락 신호의 변화를 감지하거나 슬레이브 선택 신호(SSN)를 이용하여 데이터 수신이 필요할 때에만 RX 버퍼를 깨워 온 상태로 전환하고 터치 센싱 기간 내에서 RX 버퍼를 온/오프 제어한다. 따라서, 본 발명의 신호 전송 장치는 RX 버퍼의 온/오프를 위한 별도의 핀 및 배선 추가 없이 RX 버퍼의 어텐션(Attention) 기능을 구현할 수 있고 RX 버퍼의 온/오프를 제어할 수 있다.

본 발명은 RX 버퍼를 필요한 때만 구동하기 때문에 ROIC들의 소비 전류를 낮출 수 있고 터치 데이터를 전송하는 ROIC 이외의 다른 ROIC들에 전파되는 반사파 영향을 최소화할 수 있다. 나아가, 본 발명은 반사파 영향을 최소화하여 MCU와 ROIC들 간 신호 무결성을 보장할 수 있다.

본 발명의 신호 전송 장치는 터치 스크린의 대형화와 액티브 펜(Active Pen) 적용에 따라 터치 데이터 전송량이 증가하고, 외부 무전기 노이즈(Noise) 등의 신호-간섭 면제(mains-interference immunity) 특성을 개선할 수 있는 MCU와 ROIC들 간의 양방향 통신을 제공할 수 있다.

본 발명은 인셀 터치 패널 뿐만 아니라 MCU와 ROIC들 간에 양방향 통신이 필요한 다양한 터치 센서 장치와 표시장치에 적용 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 신호 전송 장치를 보여 주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 신호 전송 장치가 인셀 터치 센서에 적용된 예를 보여 주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도들이다.
도 4는 도 3에 도시된 터치 센싱부와 인셀 터치 센서를 보여 주는 도면이다.
도 5 및 도 6은 픽셀들과 인셀 터치 센서들의 시분할 구동 방법을 보여 주는 파형도들이다.
도 7은 도 3에 도시된 표시장치를 자세히 보여 주는 도면이다.
도 8 및 도 9는 MCU와 다수의 SRIC들 간의 양방향 통신을 위한 배선들을 보여 주는 도면들이다.
도 10 및 도 11은 MCU와 다수의 SRIC들 간의 양방향 통신 프로토콜에서 정의된 데이터 패킷 구성을 보여 주는 도면들이다.
도 12는 MCU와 SRIC들 간의 양방향 통신 선로 상에서 반사파를 보여 주는 도면이다.
도 13은 MCU와 SRIC들 간의 양방향 통신 방법에서 송신 모드와 수신 모드 설정의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 14는 SRIC들 중 어느 하나가 송신 모드일 때 SRIC들의 수신단에서 측정된 신호의 아이 다이어그램을 보여 주는 도면이다.
도 15는 리셋 신호를 이용한 ROIC 리셋 및 RX 버퍼의 웨이크업을 보여 주는 회로도이다.
도 16은 ROIC의 RX 버퍼들의 온/오프 구간을 나타내는 도면이다.
도 17은 도 15에 도시된 회로의 입출력 파형을 보여 주는 파형도이다.
도 18은 리셋 신호의 제2 논리 구간이 소정의 기준 시간 이상으로 발생될 때 카운터 리셋을 보여 주는 파형도이다.
도 19는 RX 클럭 버퍼들의 온/오프 구간을 예시한 파형도이다.
도 20은 타이밍 콘트롤러와 SRIC들 간에 연결된 락 체크 배선의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 21a 및 도 21b는 락 신호를 이용하여 RX 클럭 버퍼를 깨우는 SRIC의 일 예를 보여 주는 도면들이다.
도 22는 락 신호를 이용한 RX 클럭 버퍼의 온/오프를 제어하는 예를 보여 주는 파형도이다.
도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 전송 장치를 보여 주는 도면이다.
도 24는 SSN(Slave selection) 신호에 따라 MCU와 ROIC들의 송수신 상태를 보여 주는 도면이다.
도 25는 SSN(Slave selection) 신호에 따라 MCU와 ROIC들의 RX 버퍼들의 상태를 보여 주는 도면이다.
도 26은 SSN 신호에 따라 RX 버퍼들의 온/오프를 제어하는 수신단 제어부를 보여 주는 도면이다.
도 27은 도 23 내지 도 26에 도시된 실시예의 시뮬레이션을 보여 주는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명은 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 실질적으로 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 명세서 상에서 언급된 "구비한다", "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 ' ~ 만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수로 해석될 수 있다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, ' ~ 상에', ' ~ 상부에', ' ~ 하부에', ' ~ 옆에' 등으로 두 구성요소들 간에 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 그 구성요소들 사이에 하나 이상의 다른 구성 요소가 개재될 수 있다.

구성 요소들을 구분하기 위하여 제1, 제2 등이 사용될 수 있으나, 이 구성 요소들은 구성 요소 앞에 붙은 서수나 구성 요소 명칭으로 그 기능이나 구조가 제한되지 않는다.

이하의 실시예들은 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하다. 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

본 발명의 표시장치에서 픽셀 어레이, 게이트 구동부 등은 표시패널 상에 실장되는 다수의 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 표시패널 상에 실장된 회로는 n 채널 트랜지스터(NMOS)와 p 채널 트랜지스터(PMOS) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 트랜지스터는 게이트(gate), 소스(source) 및 드레인(drain)을 포함한 3 전극 소자이다. 소스는 캐리어(carrier)를 트랜지스터에 공급하는 전극이다. 트랜지스터 내에서 캐리어는 소스로부터 흐르기 시작한다. 드레인은 트랜지스터에서 캐리어가 외부로 나가는 전극이다. 트랜지스터에서 캐리어의 흐름은 소스로부터 드레인으로 흐른다. n 채널 트랜지스터의 경우, 캐리어가 전자(electron)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 전자가 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 낮은 전압을 가진다. n 채널 트랜지스터에서 전류의 방향은 드레인으로부터 소스 쪽으로 흐른다. p 채널 트랜지스터(PMOS)의 경우, 캐리어가 정공(hole)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 정공이 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 높다. p 채널 트랜지스터에서 정공이 소스로부터 드레인 쪽으로 흐르기 때문에 전류가 소스로부터 드레인 쪽으로 흐른다. 트랜지스터의 소스와 드레인은 고정된 것이 아니라는 것에 주의하여야 한다. 예컨대, 소스와 드레인은 인가 전압에 따라 변경될 수 있다. 따라서, 트랜지스터의 소스와 드레인으로 인하여 발명이 제한되지 않는다. 이하의 설명에서 트랜지스터의 소스와 드레인을 제1 및 제2 전극으로 칭하기로 한다.

표시패널 상에 실장된 트랜지스터들을 제어하는 게이트 펄스 또는 스위치 제어신호의 전압은 게이트 온 전압(Gate On Voltage)과 게이트 오프 전압(Gate Off Voltage) 사이에서 스윙(swing)한다. 게이트 온 전압은 트랜지스터의 문턱 전압 보다 높은 전압으로 설정되며, 게이트 오프 전압은 트랜지스터의 문턱 전압 보다 낮은 전압으로 설정된다. 트랜지스터는 게이트 온 전압에 응답하여 턴-온(turn-on)되는 반면, 게이트 오프 전압에 응답하여 턴-오프(turn-off)된다. n 채널 트랜지스터의 경우에, 게이트 온 전압은 게이트 하이 전압(Gate High Voltage, VGH)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 로우 전압(Gate Low Voltage, VGL)일 수 있다. p 채널 트랜지스터의 경우에, 게이트 온 전압은 게이트 로우 전압(VGL)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 하이 전압(VGH)일 수 있다.

본 발명의 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED Display) 등의 평판 표시장치로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시장치의 일 예로서 액정표시장치를 중심으로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 터치 센서들은 온셀(On-cell type) 또는 애드 온 타입(Add on type)으로 표시패널의 화면 상에 배치되거나 인셀(In-cell type) 터치 센서가 표시패널에 내장될 수 있다. 이하의 실시예에서 인셀 터치 센서를 중심으로 설명되지만, 본 발명의 터치 센서는 이에 한정되지 않는다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 신호 전송 장치는 다수의 ROIC들(ROIC#1~ROIC#4)과 MCU를 멀티 포인트(Multi-point) 또는 멀티 드롭(Multi-drop) 형태로 연결한 배선들(10)을 통해 터치 데이터를 송수신한다. 터치 데이터는 미리 설정된 프로토콜(MPI)에 맞게 인코딩된 차동 신호(differential signal)로 배선(10)을 통해 전송된다. 차동 신호는 정극성 전압과 부극성 전압이 쌍을 이루는 전압이고 TTL 신호의 전압에 비하여 매우 작은 전압으로 전송된다.

ROIC들(ROIC#1~ROIC#4) 각각은 서로 다른 터치 센서들(Cs)을 구동하여 터치 센서들(Cs)로부터 얻어진 터치 데이터를 출력한다. MCU는 ROIC들(ROIC#1~ROIC#4)과의 양방향 통신을 제어하고 ROIC들(ROIC#1~ROIC#4)로부터 수신된 터치 데이터를 바탕으로 터치 입력을 판정한다.

MCU와 ROIC들(ROIC#1~ROIC#4) 사이에서 전송되는 데이터 패킷은 스타트 더미 클럭(Start dummy clock)과 엔드 더미 클럭(End dummy clock) 사이에 할당된 헤더 구간, 레지스터 어드레스 구간, 및 데이터 구간을 포함한다. 헤더 구간은 수신 모드와 송신 모드, 및 데이터 구간에 전송될 데이터 길이를 정의한다. 레지스터 어드레스 구간은 데이터의 읽기 또는 쓰기 스타트 어드레스를 정의한다.

MCU와 ROIC들을 연결하는 배선들(10) 중 어느 하나를 통해 ROIC들의 수신 버퍼들 중 적어도 하나의 활성화 구간을 정의하는 신호가 전송될 수 있다. 수신 버퍼는 활성화 구간 동안 액티브 모드로 구동하여 신호를 정상적으로 수신한다. ROIC들의 수신단에 연결된 수신단 제어부는 ROIC들이 수신 모드(RX)로 동작하기 위하여 수신 버퍼의 동작이 필요할 때 수신되는 신호의 특정 논리값에 응답하여 수신 버퍼를 깨워(wake-up) 수신 버퍼를 구동한다. 수신 버퍼는 RX 클럭 버퍼와 RX 데이터 버퍼 중 하나 이상일 수 있다. ROIC의 수신단 제어부는 반사파 영향을 최소화하기 위하여 수신 버퍼들의 구동이 필요 없는 시간에 전원을 차단하여 수신 버퍼들의 구동을 정지한다. 수신단 제어부는 수신 신호를 모니터(monitor)하여 스타트 더미 클럭이 수신될 때 RX 데이터 버퍼를 깨울 수 있다.

도 2를 참조하면, SRIC들(30) 각각은 ROIC와 소스 드라이브 IC(Source drive IC, 이하 “SIC”라 함)를 포함하여 픽셀들(PIX)에 데이터 전압을 공급하고 터치 센서들(Cs)을 구동한다. SIC는 입력 영상의 픽셀 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인들에 공급함으로써 픽셀들(PIX)에 연결된 데이터 라인들을 구동한다. SIC는 도 3에 도시된 데이터 구동부(102)를 포함하는 집적회로이다.

타이밍 콘트롤러(Timing controller, TCON)는 입력 영상의 픽셀 데이터 즉, 디지털 비디오 데이터를 수신하여 SIC로 전송한다. 타이밍 콘트롤러(TCON)와 SIC들은 배선들(20)을 통해 점 대 점(Point to Point) 형태로 연결될 수 있다. 타이밍 콘트롤러(TCON)는 배선들(20)을 통해 픽셀 데이터를 SIC들 각각에 직렬 전송한다. 픽셀 데이터는 미리 설정된 프로토콜(EPI)에 맞게 인코딩된 차동 신호로 전송된다. 타이밍 콘트롤러(TCON)로부터 SIC들로 전송되는 데이터 패킷은 클럭, SIC들을 초기화하기 위한 프리앰블(Pre-amble) 신호, 콘트롤 데이터, 픽셀 데이터 등을 포함할 수 있다. 콘트롤 데이터는 데이터 구동부(102)와 게이트 구동부(104)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어 신호를 포함할 수 있다.

인셀 터치 센서의 경우에, 터치 센서들(Cs)은 픽셀들(PIX)에 연결되도록 픽셀 어레이에 내장된다. MCU와 ROIC들 간의 연결 관계와 신호 전송 방법은 도 1과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다. 타이밍 콘트롤러(TCON)는 동기 신호를 MCU에 전송하여 MCU와 동기될 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 표시장치는 표시패널(100), 디스플레이 구동회로, 터치 센싱부(110) 등을 포함한다.

표시패널(100)의 1 프레임 기간은 하나 이상의 디스플레이 기간과, 하나 이상의 터치 센싱 기간으로 시분할될 수 있다. 표시패널(100)의 화면은 입력 영상이 표시되는 픽셀 어레이를 포함한다.

픽셀 어레이는 m(m은 양의 정수) 개의 데이터라인들(S1~Sm)과 n(n은 양의 정수) 개의 게이트라인들(G1~Gn)에 의해 정의된 픽셀 영역에 형성된 m×n 개의 픽셀들을 포함한다. 픽셀들 각각은 컬러 구현을 위하여, 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 픽셀들 각각은 RGB 서브 픽셀들 이외에 백색(White, W) 서브 픽셀을 더 포함할 수 있다. 이하에서, 픽셀은 서브 픽셀과 같은 의미로 해석될 수 있다. 픽셀들 각각은 데이터라인들(S1~Sm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차부들에 형성된 TFT들(Thin Film Transistor), 데이터전압을 충전하는 픽셀 전극(11), 픽셀 전극(11)에 접속되어 데이터 전압을 유지하는 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst) 등을 포함하여 입력 영상을 표시한다. 평판 표시장치의 구동 특성에 따라 서브 픽셀들의 컬러 배치, 구조 등이 변경될 수 있다.

표시패널(100)의 픽셀 어레이는 터치 센서들(Cs)과, 터치 센서 전극들(C1~C4)과 연결된 센서 라인들(L1~Li, i는 m, n 보다 작은 양의 정수)을 더 포함한다. 터치 센서 전극들(C1~C4)은 다수의 픽셀들에 연결되는 공통 전극을 분할하는 방법으로 구현될 수 있다. 하나의 터치 센서 전극(C1~C4)은 다수의 픽셀들에 공통으로 연결되어 하나의 터치 센서(Cs)를 형성한다. 터치 센서들(Cs)은 디스플레이 기간 동안 픽셀들에 동일 전위의 공통 전압(Vcom)을 공급한다. 터치 센싱 기간 동안 터치 센싱부(110)는 터치 센서들(Cs)을 구동하여 화면 상에서 터치 입력을 센싱한다.

픽셀 어레이에 내장된 터치 센서들은 정전 용량(capacitance) 타입의 터치 센서들로 구현될 수 있다. 정전 용량 방식은 자기 정전 용량(Self capacitance)이나 상호 정전 용량(Mutual capacitance)으로 나뉘어질 수 있다. 자기 정전 용량은 한 방향으로 형성된 단층의 도체 배선을 따라 형성된다. 상호 정전 용량은 직교하는 두 도체 배선들 사이에 형성된다. 도 4는 자기 정전 용량 타입의 터치 센서를 도시하였으나, 터치 센서들은 이에 한정되지 않는다.

표시패널(100)의 상판과 하판에 편광 필름이 접착될 수 있다. 표시패널(100)의 상판 또는 하판에 블랙 매트릭스(black matrix), 컬러 필터(color filter) 등이 형성될 수 있다.

픽셀 어레이는 둘 이상의 블록들(B1~BM)로 시분할 구동될 수 있다. 블록들(B1~BM)은 물리적으로 분할될 필요가 없다. 표시패널(100)의 블록들(B1~BM)은 터치 센싱 기간을 사이에 두고 시분할 구동된다. 예를 들어, 제1 디스플레이 기간 동안 제1 블록(B1)의 픽셀들에 입력 영상의 픽셀 데이터 전압(이하, “데이터 전압”이라 함)이 인가되어 그 픽셀들이 구동된다. 제1 디스플레이 기간 동안, 제1 블록(B1)의 픽셀들에 현재 프레임 데이터가 기입된다. 이어서, 제1 터치 센싱 기간 동안 터치 센서들이 구동되어 화면 상에서 터치 입력이 센싱된다. 제1 터치 센싱 기간 동안, 제1 블록(B1)의 픽셀들은 이미 충전한 데이터 전압을 유지한다. 제1 터치 센싱 기간에 이어서, 제2 디스플레이 기간 동안 제2 블록(B2)의 픽셀들에 데이터 전압이 인가되어 그 픽셀들에 현재 프레임 데이터가 기입된다. 이어서, 제2 터치 센싱 기간 동안 터치 센서들이 구동되어 화면 상에서 터치 입력이 센싱된다.

디스플레이 구동회로는 데이터 구동부(102), 게이트 구동부(104) 및 타이밍 콘트롤러(106)를 포함하여 시분할된 디스플레이 기간 동안 입력 영상의 픽셀 데이터를 표시패널(100)의 픽셀들에 기입한다. 데이터 구동부(102)는 디스플레이 기간 동안 디지털 아날로그 변환기(Digital-to-Analog Converter, 이하 “DAC”라 함)를 이용하여 타이밍 콘트롤러(106)로부터 입력되는 입력 영상의 픽셀 데이터(디지털 데이터)를 감마보상전압으로 변환하여 데이터 전압을 출력한다. 데이터 구동부(102)로부터 출력된 데이터 전압은 디스플레이 기간 동안 데이터라인들(S1~Sm)에 공급된다.

데이터 구동부(102)는 터치 센싱 기간 동안 터치 센서들(Cs)의 기생 용량 영향을 최소화하기 위하여 터치 센서 구동 신호와 동위상의 무부하 신호(LFD)를 데이터 라인들(S1~Sm)에 공급할 수 있다. 무부하 신호(LFD)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 데이터 라인(S1~Sm), 게이트 라인(G1~Gn), 및 센서 라인들(L1~Li)에 인가된다. 센서 라인들(L1~Li)에 인가되는 무부하 신호(LFD)는 터치 센서들(Cs)에 전하를 공급하고, 이웃한 센서 라인들(L1~Li) 간의 기생 용량을 최소화한다.

데이터 구동부(102)는 SIC에 집적된다. 데이터 구동부(102)는 COG(Chip on glass) 공정으로 표시패널(100)의 기판 상에 직접 접착될 수 있다. SRIC들 각각은 SIC와 ROIC를 포함한 하나의 IC 패키지로 구현될 수 있다. SRIC들 각각에서 ROIC는 터치 센싱부(110)를 포함할 수 있다.

데이터 구동부(102)와 데이터 라인들(S1~Sm) 사이에 도시하지 않은 디멀티플렉서(Demultiplexer)가 배치될 수 있다. 디멀티플렉서는 표시패널(100)의 기판 상에 형성되거나 데이터 구동부(102)와 함께 드라이브 IC 내에 집적될 수 있다. 디멀티플렉서는 타이밍 콘트롤러(106)의 제어 하에 데이터 구동부(102)로부터 입력되는 데이터 전압을 데이터 라인들(S1~Sm)에 시분할 분배한다. 1:2 디멀티플렉서의 경우에, 멀티플렉서는 데이터 구동부(102)의 한 개 출력 채널을 통해 입력되는 데이터 전압을 시분할하여 두 개의 데이터 라인들로 시분할 공급한다. 따라서, 1:N(N은 2 이상의 양의 정수) 디멀티플렉서를 사용하면, 드라이브 IC의 채널 수를 1/N로 줄일 수 있다.

게이트 구동부(104)는 타이밍 콘트롤러(106)의 제어 하에 표시패널(100)의 게이트 라인들(G1~Gn)에 게이트 펄스를 순차적으로 출력하는 시프트 레지스터(shift register)를 포함한다. 게이트 구동부(104)는 디스플레이 기간 동안 시프트 레지스터를 이용하여 데이터 전압에 동기되는 게이트 펄스(또는 스캔 펄스)를 게이트 라인들(G1~Gm)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시패널(100)의 라인을 선택한다. 터치 센싱 기간 동안, 게이트 구동부(104)에는 게이트 온 전압의 시프트 클럭이 입력되지 않는다. 그 결과, 게이트 구동부(104)는 터치 센싱 기간 동안 게이트 온 전압의 게이트 펄스를 출력하지 않고 터치 센서들(Cs)의 기생 용량을 최소화하기 위하여 게이트 오프 전압의 무부하 신호(LFD)를 게이트 라인들에 공급한다. 게이트 구동부(104)는 표시패널(100)의 하부 기판 상에서 픽셀 어레이와 함께 형성되는 GIP(Gate In Panel) 회로로 구현될 수 있고, 별도의 IC로 접착될 수 있다.

타이밍 콘트롤러(106)는 도시하지 않은 호스트 시스템으로부터 수신되는 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동부(102)로 전송한다. 타이밍 콘트롤러(106)는 입력 영상의 픽셀 데이터에 동기하여 수신되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭 등의 타이밍신호를 입력 받아 데이터 구동부(102)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호와, 게이트 구동부(104)의 동작 타이밍을 동작 타이밍을 제어시키기 위한 게이트 타이밍 제어신호 등을 발생한다.

게이트 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, VST), 게이트 시프트 클럭(Gate Shift Clock, GCLK), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 게이트 타이밍 제어신호는 레벨 시프터(level shifter)를 통해 게이트 온 전압(VGH)과 게이트 오프 전압(VGL)으로 변환되어 게이트 구동부(104)에 공급될 수 있다. 레벨 시프터는 게이트 타이밍 제어신호의 로우 레벨 전압(low level voltage)을 게이트 오프 전압(VGL)으로 변환하고, 게이트 타이밍 제어신호의 하이 레벨 전압(high level voltage)을 게이트 온 전압(VGH)으로 변환한다.

데이터 타이밍 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity, POL), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다. 유기발광 다이오드 표시장치(OLED Display)는 데이터 전압의 극성이 반전되지 않으므로 데이터 전압의 극성을 반전시키기 위한 극성제어신호(Polarity, POL)가 필요 없다.

타이밍 콘트롤러(106)와 데이터 구동부(102)의 IC들 사이에 멀티 포인트(Multi-point) 형태 또는 멀티 드롭(Multi-drop) 형태의 데이터 전송 배선들이 연결될 수 있다. 이 경우, 타이밍 콘트롤러(106)는 EPI(clock Embedded Point-to-point Interface) 프로토콜에서 정의된 데이터 패킷으로 클럭, 타이밍 제어 신호, 입력 영상의 데이터(RGB) 등이 인코딩된 차동 신호(differential signal)를 데이터 구동부(102)의 IC들로 전송할 수 있다. EPI 프로토콜에 대하여는 본원 출원인에 의해 기출원된 공개특허 10-2010-0068936(2010. 06. 24.), 공개특허 10-2010-0068938(2010. 06. 24.) 등에서 상세히 설명되어 있다.

타이밍 콘트롤러(106)는 디스플레이 기간과 터치 센싱 기간을 정의하는 터치 동기 신호(Tsync)를 발생할 수 있다. 타이밍 콘트롤러(106)는 터치 동기 신호(Tsync)를 터치 센싱부(110)에 전송하여 디스플레이 구동회로(102, 104)를 터치 센싱부(110)와 동기시킨다.

호스트 시스템은 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 시스템은 스케일러(scaler)를 내장한 SoC(System on chip)을 포함하여 입력 영상의 픽셀 데이터를 표시패널(100)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 호스트 시스템은 입력 영상의 디지털 비디오 데이터와 함께 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, MCLK)을 타이밍 콘트롤러(106)로 전송한다. 또한, 호스트 시스템은 터치 센싱부(110)로부터 수신된 터치 입력의 좌표 정보와 연계된 응용 프로그램을 실행한다.

터치 센싱부(110)는 타이밍 콘트롤러(106)로부터의 터치 동기 신호(Tsync)에 응답하여 터치 센싱 기간 동안 터치 센서들(Cs)을 구동한다. 터치 센싱부(110)는 터치 센싱 기간 동안 터치 센서 구동 신호를 센서 라인들(L1~Li)에 공급하여 터치 입력을 센싱한다. 터치 센싱부(110)는 터치 입력 유무에 따라 달라지는 터치 센서의 전하 변화량을 분석하여 터치 입력을 판단하고, 터치 입력 위치의 좌표를 계산한다. 터치 입력 위치의 좌표 정보를 포함한 터치 레포트(Touch report)는 호스트 시스템으로 전송된다. 터치 센싱부(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 MCU(120)에 연결된다.

도 4는 인셀 터치 센서들의 평면 배치와 터치 센싱부(110)의 회로 구성을 보여 주는 도면이다.

도 4를 참조하면, 터치 센서 전극들(COM1~COM4) 각각은 다수의 픽셀들에 연결된다.

터치 센싱부(110)는 멀티플렉서(111)와 센싱 회로(112)를 포함할 수 있다. 터치 센싱부(110)의 멀티플렉서(111)는 MCU(120)의 제어 하에 센서 라인들(L1~Li)을 미리 정해진 순서대로 순차적으로 선택하여 센싱 회로(112)에 연결한다. 멀티플렉서(111) 각각은 N 개의 센서 라인들(L1~Li)을 센싱 회로(112)의 채널에 순차적으로 함으로써 센싱 회로(112)의 채널 개수를 줄인다.

센싱 회로(112)는 멀티플렉서(111)를 통해 수신되는 센서 라인 신호의 전하량을 증폭하여 적분하고 디지털 데이터 즉, 터치 데이터로 변환한다. 센싱 회로(112)는 수신된 터치 센서 신호를 증폭하는 증폭기, 증폭기의 출력 전압을 누적하는 적분기, 적분기의 전압을 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 변한기(Analog-to-Digital Converter, 이하 "ADC"라 함)를 포함한다. ADC로부터 출력된 디지털 데이터는 터치 데이터로서 MCU(120)로 전송된다.

MCU(120)는 멀티플렉서(111)를 제어하여 센서 라인들(L1~Li)을 센싱 회로(112)에 연결한다. MCU(120)는 센싱 회로(112)로부터 수신된 터치 데이터를 미리 설정된 문턱값과 비교하여 터치 입력을 판정한다. MCU(120)는 미리 설정된 터치 센싱 알고리즘을 실행하여 터치 입력 위치 각각에 대하여 좌표를 계산하여 터치 좌표 데이터(XY)를 생성하고 그 데이터(XY)와 함께 터치 입력 각각의 식별 코드(IC)를 포함한 터치 리포트(Touch report)를 호스트 시스템으로 전송한다.

도 5 및 도 6은 픽셀들과 인셀 터치 센서들의 시분할 구동 방법을 보여 주는 파형도들이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 1 프레임 기간은 하나 이상의 디스플레이 기간(Td1, Td2)과 하나 이상의 터치 센싱 기간(Tt1, Tt2)으로 시분할될 수 있다. 디스플레이 프레임 레이트(frame rate)가 60Hz일 때 1 프레임 기간은 대략 16.7ms이다. 디스플레이 기간들(TD1, TD2) 사이에 하나의 터치 센싱 기간(Tt1, Tt2)이 할당된다.

디스플레이 구동회로(102, 104)는 제1 디스플레이 기간(Td1) 동안 제1 블록(B1)의 픽셀들에 현재 프레임 데이터를 기입하여 제1 블록(B1)에서 재현되는 영상을 현재 프레임 데이터로 업데이트한다. 제1 디스플레이 기간(Td1) 동안 제1 블록(B1)을 제외한 나머지 블록(B2)의 픽셀들은 이전 프레임 데이터를 유지한다. 공통 전압(Vcom)은 도시하지 않은 터치 전원 발생부를 통해 제1 디스플레이 기간 동안 센서 라인들(L1~Li)에 공급된다.

터치 센싱부(110)는 MCU(120)의 제어 하에 제1 터치 센싱 기간(Tt1) 동안 화면 내의 터치 센서들(Cs)을 구동하여 터치 전후 터치 센서의 전하 변하량을 디지털 데이터로 변환한다. 터치 센싱부(110)로부터 출력된 터치 데이터는 MCU(120)로 전송된다.

디스플레이 구동회로(102, 104)는 제2 디스플레이 기간(Td2) 동안 제2 블록(B2)의 픽셀들에 현재 프레임 데이터를 기입하여 제2 블록(B2)에서 재현되는 영상을 현재 프레임 데이터로 업데이트한다. 제2 디스플레이 기간(D2) 동안 제2 블록(B2)을 제외한 나머지 블록(B1)의 픽셀들은 이전 프레임 데이터를 유지한다. 공통 전압(Vcom)은 제2 디스플레이 기간 동안 센서 라인들(L1~Li)에 공급된다.

터치 센싱부(110)는 MCU(120)의 제어 하에 제2 터치 센싱 기간(Tt2) 동안 터치 센서들(Cs)을 구동하여 MCU(120)로 전송될 터치 데이터를 출력한다.

터치 센서들(110)은 픽셀들과 연결되기 때문에 터치 센서들(Cs)과 픽셀들 간의 기생 용량이 크다. 이러한 기생 용량은 터치 센서 신호의 신호 대 잡음비(SNR) 저하를 초래한다.

디스플레이 기간(Td1, Td2) 동안, 픽셀 구동 신호(도 5에서 Vcom, Vdata, Vgate)가 픽셀들에 공급된다. Vcom은 디스플레이 기간(Td1, Td2) 동안 센서 라인(16)을 통해 터치 센서 전극(C1, C2, C3) 즉, 공통 전극에 인가되는 공통 전압이다. Vdata는 디스플레이 기간(Td1, Td2) 동안 데이터 라인들(S1~Sm)에 공급되는 입력 영상의 데이터 전압이다. Vgate는 디스플레이 기간(Td1, Td2) 동안 게이트 라인들(G1~Gn)에 공급되는 게이트 펄스의 전압이다. 터치 센싱 기간(Tt1, Tt2) 동안, 무부하 신호(LFD)가 데이터 라인(S1~Sm), 게이트 라인(G1~Gn), 및 센서 라인(L1~Li)에 공급된다. 무부하 신호(LFD)는 터치 센서들(Cs)에 전하를 공급하여 터치 센서들(Cs)을 구동하고 픽셀들과 터치 센서들(Cs) 간의 기생 용량을 최소화한다.

센서 라인(16)에 인가되는 무부하 신호(LFD)의 전압(Vtouch)은 터치 센서(20)의 구동 전압과 같다. 도 6에서 ΔVtouch = ΔVd = ΔVg 이다. ΔVd는 데이터 라인들(S1~Sm)에 인가되는 무부하 신호(LFD)의 전압이고, ΔVg는 게이트 라인들(G1~Gn)에 인가되는 무부하 신호(LFD)의 전압이다. 따라서, 터치 센싱 기간(Tt1, Tt2) 동안 데이터 라인(S1~Sm)과 센서 라인(L1~Li) 사이의 기생 용량, 게이트 라인(G1~Gn)과 센서 라인(L1~Li) 사이의 기생 용량, 센서 라인들 센서 라인(L1~Li) 간의 기생 용량 각각에서, 기생 용량의 양단간 전압차가 없기 때문에 기생 용량에 충전되는 전하양이 최소화된다.

디스플레이 기간(Td1, Td2)으로부터 터치 센싱 기간(Tt1, Tt2)으로 전환될 때 무부하 신호(LFD)의 파형과 전압이 안정화될 때까지의 안정화 시간(Δtd)이 설정될 수 있다. 표시패널(100)의 기생 용량과 터치 센서 구동 전압(Vtouch)에 따라 안정화 시간(Δtd)이 적절히 조정될 수 있다. 안정화 시간(Δtd) 이후부터 터치 센서들(Cs)이 구동되어 터치 입력이 센싱된다.

도 7은 도 3에 도시된 표시장치를 자세히 보여 주는 도면이다. 도 7에서 도면 부호 “12”는 센서 라인(L1)에 연결된 터치 센서 전극이다.

도 7을 참조하면, SRIC(200)는 센서 라인들(L1)과 데이터 라인들(S1, S2)에 연결된다. SRIC(200)는 터치 전원 발생부(201)로부터의 전원을 공급 받아 센서 라인들(L1)을 구동하고 타이밍 콘트롤러(106)로부터의 픽셀 데이터를 수신하여 데이터 라인들(S1, S2)을 구동한다.

터치 전원 발생부(201)는 MCU(120)로부터 터치 동기 신호(Tsync), 펄스폭 변조 신호(PWM_Tx, PWM_DATA, PWM_GATE)를 입력 받아 SRIC(200)와 동기된다. PWM_TX는 무부하 신호(LFD)의 듀티비와 주파수를 정의하는 기준 신호이다. PWM_DATA는 데이터 라인들(S1, S2)에 공급되는 무부하 신호(LFD)의 듀티비와 주파수를 정의한다. PWM_GATE는 게이트 라인들(G1, G2)에 공급되는 무부하 신호(LFD)의 듀티비와 주파수를 정의한다.

터치 전원 발생부(201)는 외부 입력 전원을 입력 받아 터치 동기 신호(Tsync)에 맞추어 공통 전압(Vcom), 터치 센서들(Cs)의 구동에 필요한 전원들(VcomM, VcomL, VGHM, VGLM)을 출력한다. VcomM과 VcomL은 센서 라인들(L1)과 데이터 라인들(S1, S2)에 인가되는 무부하 신호(LFD)의 하이 레벨 전압과 로우 레벨 전압이다. VGH과 VGL은 게이트 라인들(G1, G2)에 인가되는 무부하 신호(LFD)의 하이 레벨 전압과 로우 레벨 전압이다.

SRIC(200)는 터치 센싱부(110), 제1 멀티플렉서(202), 데이터 구동부(102), 및 제2 멀티플렉서(203)를 포함한다. 데이터 구동부(102)의 DAC로부터 출력되는 데이터 전압(Vdata)은 소스 출력 버퍼를 통해 데이터 라인들(S1, S2)에 공급된다.

제1 멀티플렉서(202)는 MCU(120)의 제어 하에 디스플레이 기간(Td1, Td2) 동안 공통 전압(Vcom)을 센서 라인들(L1)에 공급하고, 터치 센싱 기간(Tt1, Tt2) 동안 터치 센싱부(110)로부터의 무부하 신호(LFD)를 센서 라인들(L1)에 공급한다. 제2 멀티플렉서(203)는 MCU(120)의 제어 하에 디스플레이 기간(Td1, Td2) 동안 데이터 구동부(102)의 소스 출력 버퍼로부터의 데이터 전압(Vdata)을 데이터 라인들(S1, S2)에 공급하고, 터치 센싱 기간(Tt1, Tt2) 동안 터치 센싱부(110)로부터의 무부하 신호(LFD)를 데이터 라인들(L1)에 공급한다.

호스트 시스템(500)과 MCU(120)는 I2C 또는 SPI 인터페이스를 통해 양방향 통신할 수 있다. MCU(120)는 불량 이벤트(Event)를 알려 주는 인터럽트(Interrupt)를 호스트 시스템(500)으로 전송하여 호스트 시스템(500)의 오동작을 방지할 수 있다. 도 7에서. TCH_ATTN이 인터럽트 신호이다. TCH_RST는 호스트 시스템(500)으로부터 발생되어 MCU(120)와 센싱부(110)를 초기화하는 터치 리셋 신호(Touch Reset)이다.

타이밍 콘트롤러(106)는 EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory, 108)에 연결될 수 있다. EEPROM(108)은 데이터 타이밍 제어신호와 게이트 타이밍 제어신호 등의 표시패널 구동회로의 제어에 필요한 파형 정보 및 레지스터(Register) 설정값이 저장되어 있다. 타이밍 콘트롤러(106)는 I2C 통신을 통해 EEPROM(108)에 저장된 데이터를 독출(read)할 수 있다. 레벨 시프터(107)는 게이트 타이밍 신호의 전압을 변환하여 게이트 구동부(104)로 전송한다.

호스트 시스템(500)은 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 신호로 입력 영상의 픽셀 데이터를 타이밍 콘트롤러(106)로 전송할 수 있다. 호스트 시스템(500)은 SPI를 통해 타이밍 콘트롤러(106)와 양방향 통신한다. SPI를 통해 디스플레이 콘트롤 관련 데이터가 호스트 시스템(500)과 타이밍 콘트롤러(106) 사이에서 전송된다.

도 7에서, MPI는 MCU(120)와 SRIC(200) 사이의 양방향 통신 인터페이스를 의미한다. 이 양방향 통신 인터페이스에서 하나의 MCU(120)와 다수의 SRIC(또는 ROIC)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 한 쌍의 클럭 배선(61, 이하 “클럭 배선쌍”이라 함)과 한 쌍의 데이터 배선(62, 이하 “데이터 배선쌍”이라 함)을 공유하는 멀티 포인트(Multi-point) 형태로 연결된다. 도 8에서 “ROIC#1~ROIC#6”은 SRIC(200) 내의 ROIC를 나타낸다. MCU(200)는 타이밍 콘트롤러(106)와 함께 PCB (Printed Circuit Board, 300) 상에 실장될 수 있다. PCB(300)는 FFC(Flexible Flat Cable, 310)를 통해 표시패널(100)과 연결된다. PCB(300) 상의 배선들은 FPC(310)를 통해 SRIC들(200)에 연결된다.

본 발명은 이러한 멀티 포인트 연결을 통해 MCU(120)와 SRIC들(200) 간의 배선 수와 MCU의 핀 수를 대폭 줄일 수 있고 EMI 영향을 줄일 수 있다. 클럭과 데이터가 정극성 신호와 부극성 신호를 포함한 차동 신호(differential signal)로 배선쌍들(61, 62)을 통해 전송된다. 차동 신호 전송 방식은 단일 종단(Single-ended) 신호에 비하여 공통 모드 신호 제거(Common-mode signal rejection) 효과로 인하여 외부 잡음이 한 쌍의 배선 모두에 동일하게 반영되기 때문에 EMI 영향을 줄일 수 있다.

MCU(120)와 SRIC들(200) 사이에 리셋 신호 배선(63)이 멀티 포인트 형태로 연결될 수 있다. 따라서, 하나의 리셋 신호 배선(63)이 MCU(120)와 SRIC들(200)에 공유될 수 있다.

MCU(120)는 리셋 신호(RSTN)를 리셋 신호 배선(63)을 통해 SRIC들(200)에 동시에 전송하여 SRIC들(200)의 ROIC를 리셋하거나 RX 버퍼들 중 적어도 하나의 온/오프를 제어할 수 있다. 리셋 신호(RSTN)는 TTL 레벨의 신호로 발생될 수 있다.

MCU(120)와 SRIC들(200) 사이에 클럭 배선(64)이 멀티 포인트 형태로 연결될 수 있다. 하나의 클럭 배선(64)이 MCU(120)와 SRIC들(200)에 공유될 수 있다. MCU(120)는 하나의 클럭 배선(64)을 통해 SRIC들(200)의 센싱부(110) 즉, ROIC의 구동에 필요한 클럭(ECLK)을 SRIC들(200)에 공급한다. 클럭(ECLK)은 TTL 레벨의 클럭 신호로 SRIC들(200)로 전송될 수 있다. 센싱부(110)는 입력 영상이 없어도 터치 입력을 센싱할 수 있도록 데이터 구동부(102)의 동작 여부에 관계 없이 별도의 클럭(ECLK)을 입력 받는 것이 바람직하다.

도 9를 참조하면, MCU(120)는 제1 로직부(80), 제1 인터페이스 제어부(82), 제1 클럭 송수신부(130), 및 제1 데이터 송수신부(140)를 포함한다.

제1 로직부(80)는 터치 데이터를 분석하여 터치 입력 위치를 판단하고 센싱부(110)를 제어하기 위한 콘트롤 데이터(CTRL)를 발생할 수 있다. 콘트롤 데이터(CTRL)는 센싱부(110)의 동작을 제어하기 위한 명령(command), 데이터 읽기/쓰기(read/write) 명령, 디바이스 어드레스(device address), 레지스터 어드레스(register address) 등을 포함할 수 있다. 명령은 센싱 타이밍, 버퍼 게인 조정, 적분기의 피드백 커패시터(feedback capacitor) 리셋 타이밍 등을 포함할 수 있다. PWM_TX는 센싱 타이밍을 정의하는 콘트롤 데이터에 따라 생성될 수 있다. 디바이스 어드레스는 SRIC들(200) 각각의 ROIC를 식별하는 코드를 갖는다. MCU(120)는 디바이스 어드레스를 SRIC들(200)에 전송하여 양방향 통신을 수행하고자 하는 SRIC를 선택한다. MCU(120)는 레지스터 어드레스를 SRIC들(200)에 전송하여 터치 데이터가 읽어지거나(write) 쓰여지는(read) 시작 주소를 정의할 수 있다. 제1 로직부(80)로부터 출력되는 데이터(DDA)는 콘트롤 데이터(CTRL)를 포함한다. 제1 로직부(80)로부터 출력되는 클럭(DCL)은 데이터(DDA)에 동기된다.

제1 클럭 송수신부(130)는 제1 RX 클럭 버퍼(71)와 제1 TX 클럭 버퍼(72)를 포함한다. 제1 RX 클럭 버퍼(71)는 클럭 배선쌍(61)을 통해 SRIC들(200)로부터 수신된 차동 신호쌍 클럭을 단일 종단 클럭(DCL_RX)으로 변환한다. 제1 TX 클럭 버퍼(72)는 제1 인터페이스 제어부(82)로부터의 클럭(DCL_TX)을 차동 신호쌍으로 변환하여 정극성 클럭과 부극성 클럭을 클럭 배선쌍(61)을 통해 SRIC들(200)로 전송한다.

제1 데이터 송수신부(140)는 제2 RX 데이터 버퍼(73)와 제2 TX 데이터 버퍼(74)를 포함한다. 제2 RX 데이터 버퍼(73)는 데이터 배선쌍(62)을 통해 SRIC들(200)로부터 수신된 차동 신호쌍 데이터를 단일 종단 데이터(DDA_RX)로 변환한다. 제2 TX 데이터 버퍼(74)는 제1 인터페이스 제어부(82)로부터의 데이터(DDA_TX)를 정극성 데이터와 부극성 데이터를 포함한 차동 신호쌍으로 변환하여 데이터 배선쌍(62)을 통해 SRIC들(200)로 전송한다.

제1 인터페이스 제어부(82)는 미리 설정된 데이터 전송 프로토콜(protocol)에 따라 로직부(80)로부터의 데이터(DDA)를 인코딩하여 제1 데이터 송수신부(140)에 공급한다. 제1 인터페이스 제어부(82)는 제1 데이터 송수신부(140)를 통해 SRIC들(200)로부터 수신된 데이터(DDA_RX)로부터 얻어진 콘트롤 데이터(CTRL)를 로직부(80)에 공급한다. SRIC들(200)로부터 발생된 콘트롤 데이터(CTRL)는 데이터 읽기/쓰기(read/write) 명령을 포함할 수 있다. 데이터 읽기/쓰기 명령은 MCU와 ROIC들 각각의 수신 모드(RX)와 송신 모드(TX)를 정의한다. 예를 들어, 데이터 읽기 명령에서 ROIC는 송신 모드(TX)로 동작하고, MCU는 수신 모드(RX)로 동작한다. 데이터 쓰기 명령에서 MCU는 송신 모드(TX)로 동작하고, ROIC는 수신 모드(RX)로 동작한다. 제1 인터페이스 제어부(82)는 로직부(80)로부터의 클럭(DCL)을 제1 클럭 송수신부(130)에 공급한다.

SRIC들(200) 각각은 센싱부(110), 제2 인터페이스 제어부(84), 제2 클럭 송수신부(210), 및 제2 데이터 송수신부(220)를 포함한다. 도 9에서 SRIC 내의 데이터 구동부(102)는 생략되어 있다.

제2 클럭 송수신부(210)는 제3 RX 클럭 버퍼(75)와 제3 TX 클럭 버퍼(76)를 포함한다. 제3 RX 클럭 버퍼(71)는 클럭 배선쌍(61)을 통해 MCU(120)로부터 수신된 차동 신호쌍 클럭을 단일 종단 클럭(DCL_RX)으로 변환한다. 제3 TX 클럭 버퍼(76)는 제2 인터페이스 제어부(84)로부터의 클럭(DCL_TX)을 차동 신호쌍으로 변환하여 정극성 클럭과 부극성 클럭을 클럭 배선쌍(61)을 통해 MCU(120)로 전송한다.

제2 데이터 송수신부(220)는 제4 RX 데이터 버퍼(77)와 제4 TX 데이터 버퍼(78)를 포함한다. 제2 RX 데이터 버퍼(77)는 데이터 배선쌍(62)을 통해 MCU(120)로부터 수신된 차동 신호쌍 데이터를 단일 종단 데이터(DDA_RX)로 변환한다. 제2 TX 데이터 버퍼(78)는 제2 인터페이스 제어부(82)로부터의 데이터(DDA_TX)를 정극성 데이터와 부극성 데이터를 포함한 차동 신호쌍으로 변환하여 데이터 배선쌍(62)을 통해 MCU(120)로 전송한다.

제2 인터페이스 제어부(84)는 미리 설정된 데이터 전송 프로토콜(protocol)에 따라 센싱부(110)로부터의 데이터(DDA)를 인코딩하여 제2 데이터 송수신부(220)에 공급한다. 제2 인터페이스 제어부(84)는 제2 데이터 송수신부(220)를 통해 MCU(120)로부터 수신된 데이터(DDA_RX)로부터 얻어진 콘트롤 데이터(CTRL)를 센싱부(110)에 공급한다. 제2 인터페이스 제어부(84)는 센싱부(110)로부터의 클럭(DCL)을 제2 클럭 송수신부(210)에 공급한다.

SRIC들(200) 각각은 ROIC로 전파되는 반사파 유입을 차단하기 위한 수신단 제어부(86)를 더 포함한다. 수신단 제어부(86)는 리셋 신호(RSTN), 락 신호(LOCK2), 슬레이브 선택 신호(SSN) 중 적어도 하나에 응답하여 RX 버퍼들(75, 77) 중 적어도 하나의 온/오프를 제어할 수 있다. 이하에서, 수신단 제어부(86)는 제1 실시예에서 리셋 신호(RSTN) 또는 락 신호(LOCK2) 중 어느 하나로 RX 클럭 버퍼(75)의 온/오프를 제어하는 예를 중심으로 설명되나 RX 클럭 버퍼(75)와 함께 RX 데이터 버퍼(77)도 함께 제어할 수 있다.

리셋 신호(RSTN)가 제1 논리값일 때 센싱부(110)와 RX 버퍼들(75, 77)은 현재의 동작 모드를 유지한다. 리셋 신호(RSTN)가 소정의 기준 시간 보다 작은 시간 동안 제2 논리값으로 발생할 때, 수신단 제어부(86)는 RX 클럭 버퍼(75)에 전원을 인가하여 RX 클럭 버퍼(75)를 깨워(wake-up) 액티브 모드로 전환시킨다. 이 때 RX 클럭 버퍼(75)는 온 상태로 전환되어 정상 구동된다. 수신단 제어부(86)는 리셋 신호(RSTN)가 제2 논리에서 제1 논리로 반전될 때 RX 클럭 버퍼(75)의 전원을 차단하여 RX 클럭 버퍼(75)를 오프 상태로 전환시킨다. 리셋 신호(RSTN)가 기준 시간 이상의 시간 동안 제2 논리값으로 발생할 때, ROIC 리셋부(113)는 센싱부(110)의 전원을 일시적으로 차단한 후에 재공급하는 과정을 거쳐 센싱부(110)를 구성하는 소자들을 리셋한다. 수신단 제어부(86)는 다른 실시예에서 도 22에 도시된 바와 같이 타이밍 콘트롤러(106)에 인가되는 락 신호(LOCK2)가 토글(toggle)될 때 RX 클럭 버퍼(75)를 온 상태로 전환시킬 수 있다.

도 10 및 도 11은 MCU와 다수의 SRIC들 간의 양방향 통신 프로토콜에서 정의된 데이터 패킷 구성을 보여 주는 도면들이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 데이터 배선쌍(62)을 통해 전송되는 데이터 패킷은 스타트 더미 클럭(Start Dummy Clock)과 엔드 더미 클럭(End Dummy Clock) 사이에 할당된 헤더(Header) 구간, 레지스터 어드레스 구간 및 데이터 구간을 포함한다.

스타트 더미 클럭과 엔드 더미 클럭 각각은 미리 설정된 클럭 bit들을 포함한다. 수신 모드(RX)로 동작하는 슬레이브 소자의 수신단 제어부(86)는 수신 데이터를 모니터하여 스타트 더미 클럭이 수신될 때 RX 데이터 버퍼(73, 77)를 깨울 수 있다. RX 데이터 버퍼(73, 77)는 수신단 제어부(86)에 의해 깨어나 액티브 모드로 동작하여 데이터 패킷을 정상적으로 수신한 후에 엔드 더미 클럭이 수신될 때 대기 모드로 전환되어 오프될 수 있다. RX 데이터 버퍼(73, 77)가 대기 모드일 때 RX 데이터 버퍼(73, 77)의 전원이 차단되어 RX 데이터 버퍼(73, 77)에서 소비 전류가 없다.

헤더 구간은 프리앰블 코드(Pre-amble code) 4 bit, 데이터 길이(data length) 7 bit, Read/Write 1 bit, 디바이스 어드레스 4 bit를 포함한 총 16 bit 헤더 코드를 포함할 수 있다. 프리앰블 코드는 그 코딩값에 따라 MCU(120)와 SRIC들(200)의 동작 모드를 정의한다. 프리앰블 코드에 의해, MCU(120)와 SRIC들(200)의 ROIC 각각의 송신 모드(TX)와 수신 모드(RX)를 지시하는 명령을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프리앰블 코드가 “1111”일 때 SRIC들(200)의 ROIC가 개별 선택되는 MCU 명령 코드이고, 프리앰블 코드가 “1110”일 때 모든 SRIC들(200)의 ROIC가 동시에 선택되는 MCU 명령일 있다. 프리앰블 코드가 1111 또는 1110 일 때 MCU(120)가 송신 모드(TX)이고 SRIC들(200)의 ROIC가 수신 모드(RX)이다. 프리앰블 코드가 1111일 때 디바이스 어드레스에 의해 MCU(120)와 통신하는 ROIC가 개별 선택된다. 반면에, 프리앰블 코드가 1110일 때 모든 ROIC들이 동시에 선택되어 이 ROIC들이 동시에 수신 모드(RX)로 전환하기 때문에 디바이스 어드레스는 Don't care 처리된다.

프리앰블 코드가 “1101”일 때 SRIC들(200)의 버퍼 메모리에 저장된 터치 데이터가 읽어지는 SRIC 데이터 읽기 명령 코드일 수 있다. 프리앰블 코드가 “1100”일 때 SRIC들(200)의 버퍼 메모리에 저장된 데이터의 읽기 요청 코드(Read request)일 수 있다. 프리앰블 코드가 1101 또는 1100 일 때 MCU(120)가 수신 모드(TX)이고 SRIC들(200)의 ROIC가 송신 모드(TX)이다. 프리앰블 코드는 MCU(120)와 통신 링크가 형성되는 SRIC들(200)의 ROIC 선택 방법과 MCU(120)와 ROIC의 동작 모드를 정의한다.

데이터 길이(Length) 7 bit는 데이터 구간에 전송될 데이터 길이를 정의한다. 데이터 길이 7 bit에서 정의된 데이터 개수 만큼 레지스터 어드레스 이후의 데이터 구간에 수신되는 데이터의 개수가 정해진다. 데이터 길이(length)는 최대 127 개의 데이터를 정의할 수 있다. 디바이스 어드레스는 SRIC(200)의 ROIC를 지시한다. 레지스터 어드레스는 데이터 구간에 전송될 데이터가 읽혀지거나(read) 쓰여지는 (write) 메모리의 스타트 주소를 정의한다. 다시 말하여, 레지스터 어드레스 이후에 수신되는 데이터는 레지스터 어드레스에서 정의된 메모리의 주소부터 쓰여지거나 읽혀진다. 여기서, 메모리는 MCU(120) 또는 SRIC(200)에 내장된 버퍼 메모리일 수 있다.

엔드 더미 클럭이 SRIC들(200)에 수신될 때, SRIC들(200)은 하나의 데이터 패킷 수신이 완료되었음을 인식하고 ROIC의 RX 버퍼 전원을 차단하여 RX 클럭 버퍼(75, 77)를 오프 상태로 전환시킬 수 있다.

MCU(120)와 SRIC들(200)간 인터페이스를 위한 배선쌍들(61, 62)은 멀티 포인트 방식으로 연결된다. 이러한 배선쌍들(61, 62)의 양 끝단에는 도 12에 도시된 바와 같이 RVCCD와 RVSSE 사이에 연결된 종단 저항 열(Termination resistor, 81)이 필요하다. 종단 저항 열(81)에는 고전위 전압(RVCCD)와 저전위 전압(RVSSD)이 인가된다. 이러한 종단 저항 열(81)과, 송신단(TX) 및 수신단(RX) 간의 스터브(Stub)가 길어지면 반사파로 인한 신호 왜곡이 발생하기 때문에 이러한 요소들 간의 임피던스 매칭이 중요하다.

MCU(120)와 SRIC들(200) 사이에서 전송되는 데이터의 신호 무결성(signal　integrity)이 보장되어야만 터치 센싱 성능의 신뢰성을 얻을 수 있다. 신호 무결성은 전기 신호의 품질에 관한 척도로 송신단(TX)으로부터 생성된 디지털　데이터 신호가 선로를 통해 전송될 때 수신단(RX)에서 측정되는　신호 패턴이 잡음에 의한 왜곡 없이 원래의 디지털 데이터를 유지하는 것을 의미한다. 여기서, 선로는 배선쌍(61, 62)에 존재하는 집적회로, 패키징 또는 인쇄회로기판 등을 포함할 수 있다. 신호 무결성 편차는 진폭과 시간으로 나타낼 수 있는데, 이 분석 기판의 전형적인 예로 아이 다이어그램(Eye diagram) 측정 방법이 있다.

도 13은 MCU(120)와 SRIC들(200)의 양방향 통신 방법을 보여 주는 도면이다. 도 13에서, “Active”는 RX 버퍼들이 정상 구동되는 수신 모드이고, “IDLE”은 RX 버퍼들이 구동되지 않는 대기 모드를 의미한다.

도 13을 참조하면, MCU(120)가 송신 모드(TX)일 때 SRIC들(200)의 ROIC들은 수신 모드로 동작사여 MCU(120)로부터의 데이터를 수신한다. SRIC들(200)의 ROIC들은 미리 정해진 순서대로 순차적으로 TX 모드로 동작하여 MCU(120)에 터치 데이터를 전송할 수 있다.

SRIC들(200)의 RX 클럭 버퍼들이 항상 구동되면, SRIC들(200) 중 어느 하나가 송신 모드로 동작할 때 그와 인접하는 다른 SRIC들(200)의 RX 클럭 버퍼들이 동작하여 소비 전류가 증가할 뿐 아니라 이 RX 클럭 버퍼들(75)을 통해 반사파가 인접한 SRIC들의 ROIC로 전파된다. 이 때, 임피던스 매칭이 최적화되지 않은 경우에 인접한 SRIC들이 반사파 영향을 많이 받아 그 SRIC들의 ROIC의 수신단에서 측정되는 아이 다이어그램이 전압차가 작아져 신호 판독이 불가능하게 된다. 정상상인 신호 전송 상태의 경우에, 아이 다이어그램이 200mV 이상이어야 하지만 도 14에서 분홍색 음역으로 표시된 아이 다이어그램에서 알 수 있는 바와 같이 반사파가 인가되는 ROIC에서 아이 다이어그램이 비정상 파형으로 측정되고 그 전압이 200mV 보다 작아진다. 이 경우, 반사파가 인가되는 ROIC는 수신된 데이터가 다른 ROIC로부터 수신된 데이터인지 MCU로부터 수신된 데이터인지 알 수 없어 오동작할 수 있다. 도 14에서 적색선은 클럭(DCL) 측정치이고, 청색선은 데이터(DDA) 측정치이다. 노랑색 음영의 아이 다이어드램은 MCU와 ROIC가 정상적으로 양방향 통신할 때 측정된 클럭(DCL)과 데이터(DDA)이다.

본 발명은 ROIC의들 RX 클럭 버퍼(75)를 오프 상태로 유지하고 필요한 때만 웨이크업(Wake-up 또는 Attention) 신호를 이용하여 온 상태로 전환한다. 웨이크업 신호는 리셋 신호(RSTN)를 활용하거나 리셋 신호(RSTN)와 분리된 별도의 신호일 수 있다.

도 15는 리셋 신호를 이용한 ROIC 리셋 및 RX 클럭 버퍼의 웨이크업을 보여 주는 회로도이다. 도 15에 도시된 회로는 SRIC들 각각에 내장될 수 있다.

도 15를 참조하면, MCU(120)로부터 출력된 리셋 신호(RSTN)는 리셋 신호 배선(63)을 통해 분기하여 SRIC들(200)로 전송된다. SRIC들(200) 각각에서 리셋 신호(RSTN)는 ROIC 리셋부(113)와 수신단 제어부(86)에 공급된다.

ROIC 리셋부(113)는 제1 카운터(133), 제2 카운터(134), 및 AND 게이트(135)를 포함한다. ROIC 리셋부(113)는 SRIC(200)의 구동 전원이 차단되거나 리셋 신호(RSTN)가 제2 논리값으로 소정의 기준 시간 이상으로 발생될 때 센싱부(110)의 모든 구성 요소들을 리셋한다. 리셋 신호(RSTN)의 제1 논리값은 하이 레벨(high = 1)이고, 제2 논리값은 로우 레벨(low = 0)일 수 있다.

전원 감지부(131)는 전원(Power)의 전압 레벨을 모니터(monitor)하여 그 전압이 소정의 기준 전압 이상일 때 제1 논리값의 출력 신호를 출력하고 기준 전압 보다 낮은 전압으로 방전될 때 제2 논리값으로 출력 신호를 발생한다. 따라서, 전원 감지부(131)는 SRIC들(200)의 구동 전원 온/오프를 감지한다.

클럭 복원부(132)는 CDR(Clock Data Recovery) 회로를 이용하여 EPI 인터페이스를 통해 데이터 구동부(102)에 수신된 데이터에 내장된 클럭을 복원하여 입력 영상의 데이터를 샘플링하기 위한 내부 클럭(EPI_CLK)을 발생한다.

제1 카운터(133)는 클럭 복원부(132)로부터 입력된 내부 클럭(EPI_CLK)으로 리셋 신호(RSTN)가 제2 논리값으로 반전될 때부터 리셋 신호(RSTN)의 제2 논리 구간(Low 구간)을 카운트한다. 제1 카운터(133)는 리셋 신호(RSTN)의 제2 논리 구간이 소정의 기준 시간에 도달할 때 제2 논리값을 출력하고, 그 이외의 경우에 제1 논리값을 출력한다.

제2 카운터(134)는 MCU(120)로부터 수신된 클럭(ECLK)으로 리셋 신호(RSTN)가 제2 논리값으로 반전될 때부터 리셋 신호(RSTN)의 제2 논리 구간을 카운트한다. 제2 카운터(134)는 리셋 신호(RSTN)의 제2 논리 구간이 소정의 기준 시간에 도달할 때 제2 논리값을 출력하고, 그 이외의 경우에 제1 논리값을 출력한다.

AND 게이트(113)는 전원 감지부(131)의 출력 신호, 제1 카운터(133)의 출력 신호, 및 제2 카운터(134)의 출력이 모두 하이 논리일 때 제1 논리값을 출력한다. AND 게이트(113)의 출력 신호가 제1 논리값일 때, 센싱부(110)는 현재의 동작 모드를 유지한다. 반면에, AND 게이트(113)는 전원 감지부(131)의 출력 신호, 제1 카운터(133)의 출력 신호, 및 제2 카운터(134)의 출력 신호 중 어느 하나라도 제2 논리값이면 제2 논리값의 출력 신호를 발생한다. 센싱부(110)는 AND 게이트(113)의 출력 신호가 제2 논리값일 때 리셋되어 초기화된다. 따라서, ROIC 리셋부(113)는 전원이 차단되거나 데이터 구동부(102)의 내부 클럭(EPI_CLK) 또는 MCU(120)로부터 수신된 클럭(CLK)를 활용하여 카운트된 리셋 신호(RSTN)의 제2 논리 구간이 소정의 기준 시간 이상일 때 센싱부(110)를 초기화한다. 기준 시간은 500 μs로 설정될 수 있으나 이는 예시일 뿐이므로 한정되지 않는다.

수신단 제어부(86)는 리셋 신호(RSTN)의 논리값이 제2 논리값으로 반전될 때 RX 클럭 버퍼(75)에 전원을 공급하여 RX 버퍼들(75, 77)을 액티브 모드로 구동시킨다. 수신단 제어부(86)는 리셋 신호(RSTN)의 제2 논리 구간이 기준 시간 보다 작을 때 RX 클럭 버퍼(75)의 온 상태를 유지한 후 리셋 신호(RSTN)가 제1 논리값으로 반전될 때 RX 클럭 버퍼(75)의 전원을 차단하여 RX 클럭 버퍼(75)을 오프 상태로 전환시킨다.

도 16은 ROIC의 RX 클럭 버퍼(75)의 온/오프 구간을 나타내는 도면이다. 도 16에서 (A) 구간은 디스플레이 구간(Td1)과 안정화 시간(Δtd)을 포함한 데이터 전송 대기 구간이다. (A) 구간 동안 SRIC들(200)의 RX 클럭 버퍼(75)는 오프 상태를 유지한다. (B1) 및 (B2)구간은 터치 데이터가 전송되는 기간을 포함한다. (B) 구간은 RX 클럭 버퍼(75)의 활성화 구간(C)과, RX 클럭 버퍼(75)가 오프되는 비활성화 구간(D)으로 나뉘어진다. 제1 SRIC(200)의 ROIC는 (B1) 구간 동안, 송신 모드(TX)로 동작하여 터치 데이터를 MCU(120)로 전송할 수 있다. 제2 SRIC(200)의 ROIC는 (B2) 구간 동안, 송신 모드(TX)로 동작하여 터치 데이터를 MCU(120)로 전송할 수 있다. RX 클럭 버퍼(75)의 활성화 구간(C) 동안, RX 클럭 버퍼(75)에 전원이 인가되어 온 상태이다. 이 때 RX 클럭 버퍼(75)는 액티브 모드에서 장상적으로 구동된다. RX 클럭 버퍼(75)의 비활성화 구간(D) 동안, RX 클럭 버퍼(75)의 전원이 차단되어 RX 클럭 버퍼(75)는 오프 상태이다. 비활성화 구간(D) 동안, RX 클럭 버퍼(75)가 구동되지 않으므로 RX 클럭 버퍼(75)의 소비 전류가 없다.

도 17은 도 15에 도시된 회로의 입출력 파형을 보여 주는 파형도이다. 도 17에서 POR은 전원 감지부(131)의 출력 신호이고, CNT는 제1 및 제2 카운터(133, 134)의 출력 신호이다. Reset Logic은 AND 게이트(135)의 출력 신호이다.

도 18은 리셋 신호의 제2 논리 구간이 소정의 기준 시간 이상으로 발생될 때 카운터 리셋을 보여 주는 파형도이다. 도 18에 도시된 바와 같이 리셋 신호(RSTN)의 제2 논리 구간에서 펄스가 입력될 때 카운터(133, 134)가 리셋되어 다시 카운트를 시작한다. 따라서, 리셋 신호(RSTN)의 제1 논리 구간에서 오동작을 방지할 수 있고 RX 클럭 버퍼(75)의 웨이크업과 센싱부(110)의 리셋 동작을 구분할 수 있다.

도 19는 RX 클럭 버퍼들의 온/오프 구간을 예시한 파형도이다.

도 19를 참조하면, 리셋 신호(RSTN)가 제2 논리값으로 반전될 때 RX 클럭 버퍼(75)에 전원이 인가되어 액티브 모드로 전환되어 구동될 수 있다. 이 때 MCU(120)에 의해 선택된 ROIC는 MCU(120)로부터 읽기 요청 코드(Read Request)를 수신하여 수신 모드(RX)로 동작할 수 있다. 리셋 신호(RSTN)의 제1 논리 구간이 500 μs 보다 짧을 때 ROIC가 리셋되지 않고 RX 클럭 버퍼(75)가 온 상태로 전환된다.

리셋 신호(RSTN)는 제1 논리 구간(a)과 제2 논리 구간(C)을 포함한다. 제1 논리 구간(a)은 도 16에서 (A) 구간의 안정화 시간(Δtd) 내에 존재할 수 있다. 제1 논리 구간(a)은 MCU(120)에 전원이 공급되는 Power On 상태 또는 기타 필요할 때 ROIC의 레지스터(Register)를 설정(Setting)하는 구간일 수 있다. 제2 논리 구간(C)은 ROIC가 터치 입력 센싱을 끝내고 MCU(1020에 터치 데이터 송신할 준비가 되었음을 알려 주는 명령 코드를 전송하면 MCU(120)가 터치 데이터를 읽어 내기 위하여 해당 ROIC의 디바이스 어드레스와 데이터 길이를 지정해 주는 구간일 수 있다. 제1 및 제2 논리 구간(a, C) 각각은 500 μs 으로 발생된다. 따라서, ROIC의 RX 클럭 버퍼들(75)이 제1 및 제2 논리 구간(a, C) 각각에 온 상태로 전환되어 정상 구동된 후, 리셋 신호(RSTN)가 하이 논리로 반전될 때 다시 오프된다.

제1 ROIC(ROIC#1)은 (d) 구간 동안 MCU(120)의 읽기 데이터 요청에 따라 송신 모드(TX)로 동작하여 버퍼 메모리에 저장된 터치 데이터를 MCU(120)에 전송한다. 이 때, 다른 ROIC들(ROIC#2)은 RX 클럭 버퍼(75)이 오프 상태를 유지하여 반사파의 영향을 받지 않는다. 도 19에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 터치 센싱 기간(Tt1, Tt2) 전체가 아니라 일부 기간에서만 RX 클럭 버퍼가 구동되기 때문에 ROIC의 소비 전류를 최소화하고 ROIC로부터 터치 데이터가 전송될 때 다른 ROIC들의 반사파를 최소화할 수 있다.

도 20은 타이밍 콘트롤러(106)와 SRIC들(200) 간에 연결된 락 체크 배선(21)의 일 예를 보여 주는 도면이다. 도 20에서 도면 부호 “Rup”은 VCC와 배선(21) 사이에 연결된 풀업(Pull-up) 저항이다. 도 21a 및 도 21b는 락 신호를 이용하여 RX 클럭 버퍼를 깨우는 SRIC의 일 예를 보여 주는 도면들이다. 도 22는 락 신호를 이용한 RX 클럭 버퍼의 온/오프를 제어하는 예를 보여 주는 파형도이다.

도 20 내지 도 21을 참조하면, EPI 인터페이스 프로토콜에 따르면 타이밍 콘트롤러(106)는 모든 SIC들의 CDR에서 복원되는 내부 클럭의 위상이 고정(Lock)되지 않으면 내부 클럭의 위상이 고정될 때까지 프리앰블 신호를 전송하고 내부 클럭의 위상의 고정된 후에 콘트롤 데이터와 픽셀 데이터를 전송하지 않는다. 이를 위하여, 락 체크(Lock check) 배선(21)이 멀티 포인트 또는 멀티 드롭 형태로 타이밍 콘트롤러(106)와 SRIC들(100)를 연결한다. 따라서, SRIC들(100)은 하나의 락 체크 배선(21)을 공유하여 타이밍 콘트롤러(106)에 연결된다.

도 20에서, LOCK1은 VCC 전위의 하이 논리로 고정되어 위상 체크부(137)에 입력되는 제1 락 신호이다. LOCK2는 락 체크 배선(21)을 통해 타이밍 콘트롤러(106)와 SRIC들(200)에 동시에 전송되는 제2 락 신호이다.

SRIC들(200) 각각은 도 21a 및 도 21b에 도시된 바와 같이 제1 웨이크업 제어부(87), 제2 웨이크업 제어부(88), 및 락 체크부(137)를 더 포함한다.

제1 SRIC(SRIC#1)의 수신단 제어부(86)는 디스플레이 기간(Td1,Td2)과 터치 센싱 기간(Tt1, Tt2) 동안 RX 클럭 버퍼(75)를 온 상태로 유지한다. 제1 SRIC(SRIC#1)에서, 제1 RX 웨이크업 제어부(87)는 MCU(120)의 제어 하에 RX 클럭 버퍼(75)의 구동이 필요할 때(C) 웨이크업 신호를 락 체크부(136)에 인가한다.

제1 SRIC(SRIC#1)를 제외한 SRIC들(SRIC#2~#6)의 경우, 제2 웨이크업 제어부(88)는 락 신호(LOCK2)의 제2 논리 구간을 카운트하여 제2 논리 구간이 기준 시간 보다 작을 때 인터럽트 신호를 제1 웨이크업 제어부(87)로 전송한다. 제1 웨이크업 제어부(87)는 제2 웨이크업 제어부(88)로부터의 인터럽트 신호에 응답하여 웨이크업 신호를 락 체크부(136)에 전송한다. 이에 따라 락 체크 부(136)가 락 신호(LOCK2)를 반전한다.

락 체크부(137)는 클럭 복원부(32)에 의해 복원된 클럭(EPI_CLK)의 위상이 고정될 때 제1 논리값으로 락 신호(LOCK2)를 발생한다. 반면에, 락 체크부(137)는 클럭(EPI_CLK)의 위상이 고정되지 않을 때 락 신호(LOCK2)를 제2 논리값으로 반전한다. 락 체크부(137)는 도 22에서 점선원으로 표시된 바와 같이 제1 웨이크업 제어부(87)로부터의 웨이크업 신호가 수신될 때 클럭(EPI_CLK)을 카운트하여 소정의 기준 시간 이하의 짧은 시간에 락 신호(LOCK)를 토글링한다. 제1 SRIC(SRIC#1)를 제외한 다른 SRIC들(SRIC#2~#6)의 수신단 제어부(86)는 짧은 락 신호(LOCK2)의 제2 논리값에 응답하여 RX 클럭 버퍼(75)에 전원을 인가하여 RX 클럭 버퍼(75)를 정상 구동시킨다. 이 때, RX 클럭 버퍼(75)가 대기 모드로부터 액티브 모드로 반전된다.

도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 전송 장치를 보여 주는 도면이다. 도 24는 슬레이브 선택 신호(Slave selection, 이하, “SSN 신호”이라 함)에 따라 MCU와 ROIC들의 송수신 상태를 보여 주는 도면이다. 도 25는 SSN(Slave selection) 신호에 따라 MCU와 ROIC들의 RX 버퍼들의 상태를 보여 주는 도면이다. 도 26은 SSN 신호에 따라 RX 버퍼들의 온/오프를 제어하는 수신단 제어부를 보여 주는 도면이다.

도 23 내지 도 26을 참조하면, 본 발명의 신호 전송 장치는 ROIC들(ROIC#1~ROIC#4)과 MCU를 멀티 포인트(Multi-point) 또는 멀티 드롭(Multi-drop) 형태로 연결한 배선들을 통해 터치 데이터를 송수신한다. 배선들은 차동 신호의 클럭이 전송되는 클럭 배선쌍(61), 차동 신호의 데이터가 전송되는 데이터 배선쌍(62), 및 TTL 신호로 발생되는 SSN 신호가 전송되는 배선(65)을 포함한다. 배선(65)은 MCU와 ROIC들 간에 멀티 포인트 형태로 연결된다. 따라서, MCU와 ROIC들은 SSN 신호가 전송되는 하나의 배선(65)을 공유한다.

MCU와 ROIC들(ROIC#1~ROIC#4) 사이에서 데이터 배선쌍(62)을 통해 전송되는 데이터 패킷은 스타트 더미 클럭(Start dummy clock)과 엔드 더미 클럭(End dummy clock) 사이에 할당된 헤더 구간, 레지스터 어드레스 구간, 및 데이터 구간을 포함한다.

SSN 신호가 제2 논리값(Low = 0)일 때, MCU는 송신 모드(TX)로 동작하고, 모든 ROIC들은 수신 모드(RX)로 동작한다. SSN 신호가 제1 논리값(High = 1)일 때, MCU에 의해 선택된 ROIC는 송신 모드(TX)로 동작하고 MCU는 수신 모드(RX)로 동작한다. MCU는 헤더 구간에 전송되는 명령 코드로 터치 데이터를 전송할 ROIC를 선택할 수 있다. SSN 신호가 제1 논리값(High = 1)일 때 ROIC들의 RX 버퍼들(75, 77)은 대기 모드(Idle)로 제어된다. ROIC들의 수신단 제어부(86)는 제1 논리값의 SSN 신호에 응답하여 RX 버퍼들(75, 77)의 전원을 차단하여 RX 버퍼들(75, 77)을 대기 모드로 제어한다. 수신단 제어부(86)는 제2 논리값의 SSN 신호에 응답하여 모든 ROIC들에서 RX 버퍼들(75, 77)에 전원을 인가하여 RX 버퍼들(75, 77)을 액티브 모드(Active mode)로 제어한다.

본 발명은 도 25에 도시된 바와 같이 SSN 신호를 이용하여 송신 모드(TX)로 동작하는 ROIC 이외의 다른 ROIC들에서 RX 버퍼들(75, 77)의 전원을 차단하여 그 RX 버퍼들(75, 77)을 대기 모드로 제어한다. 그 결과, 본 발명은 필요할 때에만 RX 버퍼들(75, 77)을 구동하여 RX 버퍼들(75, 77)의 소비 전류를 줄일 수 있을 뿐 아니라 송신 모드(TX)로 동작하는 ROIC 주변의 ROIC들로 전파되는 반사파를 차단하여 반사파 영향을 최소화하여 MCU와 ROIC들 간 신호 무결성을 보장할 수 있다.

도 27은 도 23 내지 도 26에 도시된 실시예의 시뮬레이션을 보여 주는 도면이다. 도 27에서, DDA_A는 차동 신호 데이터(Differential Data) 이다. DCL_A는 차동 신호 클럭(Differential Clock) 이다. SRICO는 제1 SRIC의 ROIC이다. MPI0_RX_Power는 ROIC의 RX Power Status이다. MPI0_TX_Power는 ROIC의 TX Power Status이다. MSPI0_SSN은 제1 SRIC의 ROIC에 인가되는 SSN이다. SSN 신호는 멀티 포인트 형태의 배선(65)을 통해 모든 SRIC들(200)에 동시에 인가된다.

SRIC1~SRIC3는 제2 내지 제4 SRIC들이다. rx_c_state[2:0]은 RX 버퍼 상태이다. SSN 신호가 제2 논리 구간(Low=0)일 때 rx_c_state[2:0]가 활성화되어 있다. SSN 신호가 제1 논리 구간(High=1)일 때 MCU의 선택에 따라 SRIC0부터 SRIC3 순서로 SRIC들이 순차적으로 송신 모드(TX)로 전환되어 터치 데이터를 MCU로 전송한다. 이 시뮬레이션에서, SRIC에서 수신된 신호의 아이 다이어그램을 확인한 결과 모든 신호에서 신호 판독이 가능하여 무결성이 확인되었었다.

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 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

PIX : 픽셀 Cs : 터치 센서
ROIC : 센싱부를 포함한 집적회로 SIC : 데이터 구동부를 포함한 집적회로
RSTN : 리셋 신호 SRIC : SIC와 ROIC를 포함한 집적회로
SSN : 슬레이브 선택 신호(Slave selection)
10 : MCU와 ROIC 간 배선 20 : 타이밍 콘트롤러와 SIC 간 배선
30, 200 : SRIC 11 : 픽셀 전극
12 : 터치 센서 전극 71, 73, 75, 77 : RX 버퍼
72, 74, 77, 78 : TX 버퍼 86 : 수신단 제어부
87, 88 : 웨이크업 제어부 100 : 표시패널
102 : 데이터 구동부 104 : 게이트 구동부
106 : 타이밍 콘트롤러 110 : 터치 센싱부(ROIC)
113 : ROIC 리셋부 131 : 전원 감지부
132 : 클럭 복원부 137 : 락 체크부

Claims

터치 센서들을 구동하여 상기 터치 센서들로부터 얻어진 터치 데이터를 출력하는 다수의 집적 회로들;
상기 집적 회로들을 제어하고 상기 집적 회로들로부터 수신된 터치 데이터를 바탕으로 터치 입력을 판정하는 제어부; 및
상기 제어부와 상기 집적 회로들을 멀티 포인트 형태로 연결하는 다수의 배선들을 포함하고,
상기 제어부와 상기 집적 회로들은 상기 배선들을 통해 양방향 통신하고,
상기 제어부와 상기 집적 회로들 사이에서 차동 신호로 전송되는 데이터 패킷은
스타트 더미 클럭과 엔드 더미 클럭 사이에 할당된 헤더 구간, 레지스터 어드레스 구간, 및 데이터 구간을 포함하고,
상기 헤더 구간은 상기 집적 회로들과 상기 제어부의 수신 모드와 송신 모드. 및 상기 데이터 구간에 전송될 데이터 길이를 정의하고,
상기 레지스터 어드레스 구간은 상기 데이터 구간에 전송될 상기 데이터의 읽기 또는 쓰기 스타트 어드레스를 정의하는 신호 전송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 헤더 구간은
상기 집적 회로들 각각을 식별하는 디바이스 어드레스 코드와, 상기 데이터 구간에 전송될 데이터 길이를 정의하는 코드를 더 포함하는 신호 전송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 헤더 구간은
상기 제어부로부터 발생되어 상기 집적 회로들을 개별 선택하거나 상기 집적 회로들 전체를 일괄 선택하는 명령을 포함하는 신호 전송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 집적 회로들 각각은,
상기 데이터 패킷을 포함한 차동 신호를 수신하는 제1 수신 버퍼;
상기 데이터 패킷과 동기되는 클럭을 포함한 차동 신호를 수신하는 제2 수신 버퍼; 및
상기 배선들 중 어느 하나를 통해 상기 제1 및 제2 수신 버퍼들 중 적어도 하나의 온/오프를 제어하는 수신단 제어부를 포함하는 신호 전송 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 배선들 중 어느 하나는 상기 제어부로부터 발생되는 리셋 신호를 상기 집적 회로들에 동시에 인가하는 리셋 신호 배선이고,
상기 집적 회로들은 상기 리셋 신호의 특정 논리 구간이 소정의 기준 시간 이상 길 때 리셋되는 신호 전송 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 수신단 제어부는 상기 리셋 신호의 특정 논리 구간이 상기 기준 시간 보다 작을 때 상기 제2 수신 버퍼를 깨우는 신호 전송 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 수신단 제어부는 상기 스타트 더미 클럭이 수신될 때 상기 제1 수신 버퍼를 깨우고 상기 엔드 더미 클럭이 수신될 때 상기 제1 수신 버퍼를 오프 상태로 전환시키는 신호 전송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 집적 회로들 중 상기 제어부에 의해 선택된 집적 회로가 상기 터치 데이터를 상기 제어부로 전송할 때 나머지 집적 회로들의 상기 제2 수신 버퍼가 오프 상태인 신호 전송 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 배선들 중 어느 하나는 상기 제어부로부터 발생되는 슬레이브 선택 신호를 상기 집적 회로들에 동시에 인가하는 배선이고,
상기 수신단 제어부는,
상기 슬레이브 선택 신호가 제1 논리값일 때 상기 수신 버퍼들의 전원을 차단하여 상기 수신 버퍼들을 대기 모드로 제어하는 반면, 상기 슬레이브 선택 신호가 제2 논리값일 때 모든 집적 회로들의 수신 버퍼들에 전원을 인가하여 상기 수신 버퍼들을 액티브 모드로 제어하는 신호 전송 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 슬레이브 선택 신호가 제1 논리값일 때 상기 헤더 구간의 명령에 따라 상기 제어부에 의해 선택된 집적 회로는 송신 모드로 동작하고 상기 제어부는 수신 모드로 동작하며,
상기 수신단 제어부는,
상기 슬레이브 선택 신호가 제1 논리값일 때 상기 집적 회로들의 수신 버퍼들을 상기 대기 상태로 제어하는 신호 전송 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 슬레이브 선택 신호가 제2 논리값일 때 상기 제어부가 송신 모드로 동작하고 상기 집적회로들이 수신 모드로 동작하는 신호 전송 장치.
입력 영상의 픽셀 데이터를 픽셀들에 기입하는 데이터 집적 회로들;
터치 센서들을 구동하여 상기 터치 센서들로부터 얻어진 터치 데이터를 출력하는 다수의 터치 센싱용 집적 회로들;
상기 집적 회로들을 제어하고 상기 집적 회로들로부터 수신된 터치 데이터를 바탕으로 터치 입력을 판정하는 터치 센싱용 제어부;
상기 입력 영상의 픽셀 데이터를 상기 데이터 집적 회로들에 전송하고 상기 픽셀들이 구동되는 디스플레이 구간과 상기 터치 센서들이 구동되는 터치 센싱 기간을 정의하는 동기 신호를 상기 터치 센싱용 제어부에 공급하는 타이밍 콘트롤러; 및
상기 터치 센싱용 제어부와 상기 터치 센싱용 집적 회로들을 멀티 포인트 형태로 연결하는 다수의 배선들을 포함하고,
상기 터치 센싱용 제어부와 상기 터치 센싱용 집적 회로들은 상기 배선들을 통해 양방향 통신하고,
상기 터치 센싱용 제어부와 상기 터치 센싱용 집적 회로들 사이에서 차동 신호로 전송되는 데이터 패킷은
스타트 더미 클럭과 엔드 더미 클럭 사이에 할당된 헤더 구간, 레지스터 어드레스 구간, 및 데이터 구간을 포함하고,
상기 헤더 구간은 상기 집적 회로들과 상기 제어부의 수신 모드와 송신 모드. 및 상기 데이터 구간에 전송될 데이터 길이를 정의하고,
상기 레지스터 어드레스 구간은 상기 데이터 구간에 전송될 상기 데이터의 읽기 또는 쓰기 스타트 어드레스를 정의하는 표시장치.
제 12 항에 있어서,
상기 터치 센싱용 집적 회로들 각각은,
상기 데이터 패킷을 포함한 차동 신호를 수신하는 제1 수신 버퍼;
상기 데이터 패킷과 동기되는 클럭을 포함한 차동 신호를 수신하는 제2 수신 버퍼; 및
상기 배선들 중 어느 하나를 통해 상기 제1 및 제2 수신 버퍼들 중 적어도 하나의 온/오프를 제어하는 수신단 제어부를 포함하는 표시장치.
제 13 항에 있어서,
상기 배선들 중 어느 하나는 상기 제어부로부터 발생되는 리셋 신호를 상기 터치 센싱용 집적 회로들에 동시에 인가하는 리셋 신호 배선이고,
상기 터치 센싱용 집적 회로들은 상기 리셋 신호의 특정 논리 구간이 소정의 기준 시간 이상 길 때 리셋되는 표시장치.
제 14 항에 있어서,
상기 수신단 제어부는 상기 리셋 신호의 특정 논리 구간이 상기 기준 시간 보다 작을 때 상기 제2 수신 버퍼를 깨우는 표시장치.
제 12 항에 있어서,
상기 터치 센싱용 집적 회로들 중 상기 터치 센싱용 제어부에 의해 선택된 집적 회로가 송신 모드로 동작하여 상기 터치 데이터를 상기 터치 센싱용 제어부로 전송할 때 나머지 집적 회로들의 상기 제2 수신 버퍼가 오프 상태인 표시장치.
제 12 항에 있어서,
상기 데이터 집적회로들 각각은
상기 타이밍 콘트롤러로부터 수신된 클럭 내장 데이터를 수신하여 상기 클럭을 복원하여 내부 클럭을 발생하는 클럭 복원부;
상기 내부 클럭의 위상이 고정될 때 제1 논리값의 락 신호를 상기 타이밍 콘트롤러로 전송하는 락 체크부를 포함하는 표시장치.
제 17 항에 있어서,
상기 락 신호에 응답하여 상기 제2 수신 버퍼의 온/오프를 제어하는 수신단 제어부; 및
상기 락 체크부에 웨이크업 신호를 공급하는 웨어크업 제어부를 더 포함하고,
상기 락 체크부는 상기 웨이크업 신호에 응답하여 소정의 기준 시간 보다 작은 시간에 상기 락 신호를 제2 논리값으로 토글하고,
상기 수신단 제어부는 상기 락 신호가 토글될 때 상기 제2 수신 버퍼를 깨우는 표시장치.
제 13 항에 있어서,
상기 배선들 중 어느 하나는 상기 터치 센싱용 제어부로부터 발생되는 슬레이브 선택 신호를 상기 터치 센싱용 집적 회로들에 동시에 인가하는 배선이고,
상기 수신단 제어부는,
상기 슬레이브 선택 신호가 제1 논리값일 때 상기 수신 버퍼들의 전원을 차단하여 상기 수신 버퍼들을 대기 모드로 제어하는 반면, 상기 슬레이브 선택 신호가 제2 논리값일 때 모든 터치 센싱용 집적 회로들의 수신 버퍼들에 전원을 인가하여 상기 수신 버퍼들을 액티브 모드로 제어하는 표시장치.
제 19 항에 있어서,
상기 슬레이브 선택 신호가 제1 논리값일 때 상기 헤더 구간의 명령에 따라 상기 터치 센싱용 제어부에 의해 선택된 터치 센싱용 집적 회로는 송신 모드로 동작하고 상기 터치 센싱용 제어부는 수신 모드로 동작하며,
상기 수신단 제어부는,
상기 슬레이브 선택 신호가 제1 논리값일 때 상기 터치 센싱용 집적 회로들의 수신 버퍼들을 상기 대기 상태로 제어하는 표시장치.