KR20210101562A - 터치좌표 인식을 위해 발광소자의 발광을 제어하는 타이밍 컨트롤러 및 이를 포함하는 전자장치 - Google Patents

터치좌표 인식을 위해 발광소자의 발광을 제어하는 타이밍 컨트롤러 및 이를 포함하는 전자장치 Download PDF

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김상권
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Abstract

디스플레이 패널의 화소에 포함된 자체발광소자로부터 방출되는 광을 이용하여 디스플레이 패널에 접촉된 펜의 터치좌표를 센싱할 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 타이밍 컨트롤러는, 터치좌표 중 X좌표 획득을 위한 X좌표 발광 데이터 및 Y좌표 획득을 위한 Y좌표 발광 데이터를 생성하는 좌표 데이터 생성 회로; 1프레임 기간을 시분할하여 디스플레이 필드 동안 영상 데이터를 디스플레이 구동 회로로 출력하고, X좌표 필드 동안 상기 X좌표 발광 데이터를 상기 디스플레이 구동 회로로 출력하며, Y좌표 필드 동안 상기 Y좌표 발광 데이터를 상기 디스플레이 구동 회로로 출력하는 선택회로; 및 상기 영상 데이터, 상기 X좌표 발광 데이터, 및 상기 Y좌표 발광 데이터를 디스플레이 패널에 출력시키기 위한 소스 제어 데이터 및 게이트 제어 데이터를 생성하여 상기 디스플레이 구동회로로 출력하는 제어 데이터 생성 회로를 포함한다.

Description

터치좌표 인식을 위해 발광소자의 발광을 제어하는 타이밍 컨트롤러 및 이를 포함하는 전자장치{Timing Controller for Controlling Emission of Emitting Unit for Obtaining Touch Coordinate and Electronic Device Including The Same}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 터치좌표를 인식하기 위한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 디스플레이 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정 디스플레이장치(LCD: Liquid Crystal Display Device)나 유기발광 디스플레이장치(OLED: Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 여러 가지 타입의 디스플레이장치가 활용되고 있다.
최근에는 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력방식에서 탈피하여, 사용자의 손가락 또는 스타일러스 펜 등에 의한 터치입력을 감지할 수 있는 터치스크린 패널(Touch Screen Panel)을 구비한 디스플레이장치가 널리 이용되고 있다. 이러한 터치스크린 패널을 구비한 대부분의 디스플레이장치는 터치유무 및 터치좌표(터치 위치)를 정확하게 검출하기 위한 터치센싱장치를 포함하여야만 한다.
즉, 일반적인 디스플레이 장치의 경우 사용자의 손가락이나 스타일러스 펜 등에 의한 터치 입력을 감지하기 위해서는 별도의 터치스크린 패널 뿐만 아니라 터치센싱장치나 터치IC가 요구되기 때문에, 디스플레이 장치의 제조과정이 복잡해질 뿐만 아니라 디스플레이 장치의 제조단가가 상승할 수 밖에 없다는 문제점이 있다.
선행문헌1: 대한민국 공개특허 제10-2013-0003840(발명의 명칭: 영상표시장치 및 그 동작방법, 공개일: 2013년 1월 09일)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 디스플레이 패널의 화소에 포함된 자체발광소자로부터 방출되는 광을 이용하여 디스플레이 패널에 접촉된 펜의 터치좌표를 센싱할 수 있는 터치좌표 인식을 위해 발광소자의 발광을 제어하는 타이밍 컨트롤러 및 이를 포함하는 전자장치를 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 1프레임 기간을 시분할하여 디스플레이 패널에 접촉된 펜의 터치좌표 획득을 위한 발광 데이터와 실제영상의 디스플레이를 위한 영상 데이터를 출력할 수 있는 터치좌표 인식을 위해 발광소자의 발광을 제어하는 타이밍 컨트롤러 및 이를 포함하는 전자장치를 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 터치좌표 획득을 위해 발광될 픽셀의 개수를 디스플레이 패널의 해상도 및 좌표 정밀도 값에 따라 가변시킬 수 있는 터치좌표 인식을 위해 발광소자의 발광을 제어하는 타이밍 컨트롤러 및 이를 포함하는 전자장치를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 터치좌표 획득을 위해 발광될 픽셀을 랜덤색상으로 발광시킬 수 있는 터치좌표 인식을 위해 발광소자의 발광을 제어하는 타이밍 컨트롤러 및 이를 포함하는 전자장치를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 터치좌표 인식을 위해 발광소자의 발광을 제어하는 타이밍 컨트롤러는, 터치좌표 중 X좌표 획득을 위한 X좌표 발광 데이터 및 Y좌표 획득을 위한 Y좌표 발광 데이터를 생성하는 좌표 데이터 생성 회로; 1프레임 기간을 시분할하여 디스플레이 필드 동안 영상 데이터를 디스플레이 구동 회로로 출력하고, X좌표 필드 동안 상기 X좌표 발광 데이터를 상기 디스플레이 구동 회로로 출력하며, Y좌표 필드 동안 상기 Y좌표 발광 데이터를 상기 디스플레이 구동 회로로 출력하는 선택회로; 및 상기 영상 데이터, 상기 X좌표 발광 데이터, 및 상기 Y좌표 발광 데이터를 디스플레이 패널에 출력시키기 위한 소스 제어 데이터 및 게이트 제어 데이터를 생성하여 상기 디스플레이 구동회로로 출력하는 제어 데이터 생성 회로를 포함한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 전자장치는, 복수개의 픽셀들을 포함하는 디스플레이 패널; 1프레임 기간을 시분할하여 X좌표 필드 동안 터치좌표 중 X좌표 획득을 위한 X좌표 발광 데이터 및 제1 제어 데이터를 생성하고, Y좌표 필드 동안 Y좌표 획득을 위한 Y좌표 발광 데이터 및 제2 제어 데이터를 생성하며, 디스플레이 필드 동안 외부로부터 입력되는 영상 데이터를 출력하기 위한 제3 제어 데이터를 생성하는 타이밍 컨트롤러; 및 상기 X좌표 필드 동안 상기 제1 제어 데이터에 따라 상기 X좌표 발광 데이터를 기초로 상기 픽셀을 발광시키고, 상기 Y좌표 필드 동안 상기 제2 제어 데이터에 따라 상기 Y좌표 발광 데이터를 기초로 상기 픽셀을 발광시키며, 상기 디스플레이 필드 동안 상기 제3 제어 데이터에 따라 상기 영상 데이터를 기초로 상기 픽셀을 발광시키는 디스플레이 구동 회로를 포함한다.
본 발명에 따르면, 디스플레이 패널의 화소에 포함된 자체발광소자로부터 방출되는 광을 이용하여 디스플레이 패널에 접촉된 펜의 터치좌표를 센싱할 수 있기 때문에 터치스크린 패널은 물론 터치좌표의 센싱을 위한 별도의 터치센싱장치나 터치IC가 요구되지 않아 컴팩트한 디스플레이 장치를 구현할 수 있고, 디스플레이 장치의 제조단가 또한 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 1프레임 기간을 시분할하여 디스플레이 패널에 접촉된 펜의 터치좌표 획득을 위한 발광 데이터와 실제영상의 디스플레이를 위한 영상 데이터를 출력하므로, 실제영상의 화질이나 해상도 저하 없이 터치좌표를 획득할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 디스플레이 패널의 해상도 및 좌표 정밀도 값에 따라 터치좌표 획득을 위해 발광될 픽셀의 개수를 가변시킬 수 있어, 디스플레이 패널의 해상도에 최적화된 터치좌표를 획득할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 터치좌표 획들을 위한 발광 데이터의 색상을 랜덤하게 설정할 수 있어, 자체발광소자가 특정 색상만을 반복 출력함에 의해 열화되는 것을 미연에 방지할 수 있고, 특정 색상의 발광으로 인한 잔상 발생을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러를 포함하는 디스플레이 장치의 블록도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 1 프레임 기간 내에서 각 필드들의 배치를 보여주는 도면이다.
도 1c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 1 프레임 기간 내에서 각 필드들의 배치를 보여주는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 펜이 좌표를 결정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러의 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제어 데이터 생성 회로가 제1 데이터 출력 인에이블 신호를 생성하는 방법을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 좌표 패턴 잔상을 최소화할 수 있는 방법을 설명하는 도면이다.
도 6은 좌표 정밀도 옵션을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러의 동작방법을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 디스플레이 장치를 포함하는 전자 장치의 블록도이다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명의 핵심 구성과 관련이 없는 경우 및 본 발명의 기술분야에 공지된 구성과 기능에 대한 상세한 설명은 생략될 수 있다. 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 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, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 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 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '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 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 컨트롤러를 포함하는 디스플레이 장치의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(100)는 타이밍 컨트롤러(110), 소스 구동 회로(120), 게이트 구동 회로(130), 및 디스플레이 패널(140)을 포함한다.
디스플레이 장치(100)는 자체발광소자들을 포함하는 픽셀들(P)이 매트릭스 형태로 배열된 디스플레이 패널(140)을 포함하는 자체발광방식의 디스플레이 장치일 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 장치(100)는 TV(Television)용 디스플레이 장치, 네비게이션용 디스플레이 장치, 컴퓨터 모니터용 디스플레이 장치, 모바일 단말기용 디스플레이 장치 등일 수 있다.
타이밍 컨트롤러(110)는, 타이밍 제어 데이터들(TCTR; 예를 들면, 타이밍 제어 데이터들(TCTR)은 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync), 도트(Dot) 클락신호 (DCLK), 및 데이터 인에이블 신호(DE)를 포함 할 수 있음)을 이용하여, 소스 구동 회로(120)의 동작들을 제어하기 위한 소스 제어 데이터(SCD)와 게이트 구동 회로(130)의 동작들을 제어하기 위한 게이트 제어 데이터(GCD)를 생성한다.
특히, 본 발명에 따른 타이밍 컨트롤러(110)는 소스 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130)를 자체발광소자에서 방출되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 노멀(Normal)모드 및 자체발광소자에서 방출되는 광을 이용하여 터치좌표를 획득하는 터치모드로 동작시킬 수 있다.
이를 위해, 본 발명에서 1 프레임(Frame) 기간(1F)은, 도 1b에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(100)가 노멀모드로 동작하는 디스플레이 필드(DF), 디스플레이 장치(100)가 터치좌표 중 X좌표를 획득하기 위한 터치모드로 동작하는 X좌표 필드(XCF), 및 디스플레이 장치(100)가 터치좌표 중 Y좌표를 획득하기 위한 터치모드로 동작하는 Y좌표 필드(YCF)를 포함할 수 있다.
이때, X좌표 필드(XCF) 및 Y좌표 필드(YCF)는 디스플레이 필드(DF) 내에서의 휴지기간에 배치되거나, 수직 블랭크(Vblank)구간, 백포치(Vbackporch) 구간, 프론트포치(Vfrontporch) 구간, 또는 DE 블랭크 구간의 시간을 축소시켜 배치됨으로써, 영상의 디스플레이를 위해 요구되는 일반적인 기준(예컨대, 120Hz 또는 60Hz)을 충족시키면서 터치좌표를 획득할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 1프레임 기간 내에서 디스플레이 필드(DF)와 좌표필드들(X 좌표 필드(XCF)와 Y 좌표 필드(YCF))이 분리되어 수행됨에 따라, 디스플레이 필드(DF) 동안 디스플레이 장치(100)에 디스플레이 되는 영상은 좌표 필드들(X 좌표 필드(XCF)와 Y 좌표 필드(YCF))동안 디스플레이 장치(140)에 디스플레이 되는 영상에 의해 영향을 받지 않게 된다.
도 1b에서는 1 프레임(Frame) 기간(1F) 내에서 각 필드들이 수직동기신호(Vsync, 예컨대, 수직블랭크 구간)를 기준으로, 디스플레이 필드(DF), X좌표 필드(XCF), 및 Y좌표 필드(YCF) 순서로 배치되는 것으로 설명하였다. 하지만, 이는 하나의 예일 뿐, 도 1c에 도시된 바와 같이, 각 필드들이 수직동기신호(예컨대, 수직블랭크 구간)를 기준으로 X 좌표 필드(XCF), Y 좌표 필드(YCF), 및 디스플레이 필드(DF) 순서로 배치되거나(CASE1), Y 좌표 필드(YCF), X 좌표 필드(XCF), 및 디스플레이 필드(DF) 순서로 배치되거나(CASE2), 디스플레이 필드(DF), Y 좌표 필드(YCF), 및 X 좌표 필드(XCF) 순서로 배치(CASE3)될 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 타이밍 컨트롤러(110)에 의해 생성되는 소스 제어 데이터(SCD)는 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어하기 위한 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP), 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호인 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock; SSC), 데이터 라인(DL1~DLw)을 통해 영상표시를 위한 제1 데이터 전압이 출력될 타이밍을 제어하기 위한 제1 데이터 출력 인에이블 신호, 데이터 라인(DL1~DLw)을 통해 X좌표 획득을 위한 제2 데이터 전압이 출력될 타이밍을 제어하기 위한 제2 데이터 출력 인에이블 신호, 및 데이터 라인(DL1~DLw)을 통해 Y좌표 획득을 위한 제3 데이터 전압이 출력될 타이밍을 제어하기 위한 제3 데이터 출력 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다.
상술한 실시예에서, 수직동기신호(Vsync)는 한 프레임(Frame)이 시작될 때 시작시점을 지시하는 신호이고, 수평동기신호(Hsync)는 한 라인(Line)이 시작될 때 시작시점을 지시하는 신호이며, 제1 데이터 출력 인에이블 신호는 디스플레이 필드(DF) 동안 데이터 라인(DL1~DLw)으로 제1 데이터 전압이 입력되는 시간구간을 나타내는 적어도 하나의 데이터 펄스들로 구성된 신호이고, 제2 데이터 출력 인에이블 신호는 X 좌표 필드(XCF) 동안 데이터 라인(DL1~DLw)으로 제2 데이터 전압이 입력되는 시간구간을 나타내는 적어도 하나의 데이터 펄스들로 구성된 신호이며, 제3 데이터 출력 인에이블 신호는 Y 좌표 필드(YCF) 동안 데이터 라인(DL1~DLw)으로 제3 데이터 전압이 입력되는 시간구간을 지시하는 적어도 하나의 데이터 펄스들로 구성된 신호이다.
또한, 타이밍 컨트롤러(110)에 의해 생성되는 제2 제어 데이터(GCD)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC), 및 게이트 출력 인에이블 신호(Gate Output Enable) 등을 포함할 수 있다. 게이트 스타트 펄스는 게이트 구동 회로(140)를 구성하는 복수개의 게이트 드라이브 IC(미도시)의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭은 하나 이상의 게이트 드라이브 IC에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 게이트 펄스의 쉬프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호는 하나 이상의 게이트 드라이버 IC의 타이밍 정보를 지정하고 있다.
이때, 게이트 출력 인에이블 신호는 디스플레이 필드(DF)동안 제1 데이터 전압에 따라 발광될 픽셀들에 연결되는 게이트 라인의 선택을 위한 제1 게이트 출력 인에이블 신호, X좌표 필드(XCF) 동안 제2 데이터 전압에 따라 발광될 픽셀들에 연결되는 게이트 라인의 선택을 위한 제2 게이트 출력 인에이블 신호, 및 Y좌표 필드(YCF) 동안 제3 데이터 전압에 따라 발광될 픽셀들에 연결되는 게이트 라인의 선택을 위한 제3 게이트 출력 인에이블 신호를 포함할 수 있다.
제1 게이트 출력 인에이블 신호는 각 게이트 라인들이 행(Row) 순차 구동될 수 있도록 게이트 펄스가 각 게이트 라인들로 인가되도록 형성되고, 제2 게이트 출력 인에이블 신호는 데이터 라인(DL1~DLw)을 통해 제2 데이터 전압이 인가되는 동안 게이트 펄스가 모든 게이트 라인(GL1~GLh)에 동시에 입력되도록 형성되며, 제3 게이트 출력 인에이블 신호는 제3 데이터 전압이 모든 데이터 라인(DL1~DLw)로 인가되는 동안 게이트 펄스가 미리 정해진 개수의 게이트 라인들 단위로 쉬프트 되면서 인가되도록 형성된다.
한편, 타이밍 컨트롤러(110)는 메인 칩(미도시)으로부터 수신되는 영상 데이터(Idata)를 소스 구동 회로(120)가 처리할 수 있는 형태의 영상 데이터(Idata')로 변환하여 소스 구동 회로(120)로 전송하거나, X좌표 획득을 위한 X좌표 발광 데이터(Tdata_X) 및 Y좌표 획득을 위한 Y좌표 발광 데이터(Tdata_Y)를 생성하여 소스 구동 회로(120)로 전송한다.
일 실시예에 있어서, 메인 칩은 TV(Television) 시스템, 네비게이션 시스템, 셋톱박스, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈시어터 시스템, 방송 수신기, 및 폰 시스템(Phone System) 중 어느 하나에 포함된 칩일 수 있다.
디스플레이 구동 회로는 소스 구동 회로(120)와 게이트 구동 회로(130)를 포함하고, 타이밍 컨트롤러(110)의 제어에 따라 노멀모드 또는 터치모드 방식으로 동작할 수 있다.
구체적으로, 디스플레이 구동 회로는 노멀모드 구동시 타이밍 컨트롤러(110)로부터 전송되는 영상 데이터(Idata')에 대응되는 제1 데이터 전압을 디스플레이 패널(140)을 통해 출력하거나, 각 픽셀(P)에 포함된 구동소자들의 특성을 감지한다. 디스플레이 구동 회로는 터치모드 구동시 펜(150)의 접촉에 의한 터치좌표를 획득하기 위한 X좌표 및 Y좌표 발광 데이터(Tdata_X, Tdata_Y)에 각각 대응되는 제2 및 제3 데이터 전압을 디스플레이 패널(140)을 통해 출력한다.
즉, 본 발명에 따른 디스플레이 구동 회로는 디스플레이 필드(DF) 동안 소스 제어 데이터에 따라 제1 데이터 전압을 해당하는 데이터 라인으로 인가하고, 게이트 제어 데이터에 따라 각 게이트 라인을 행 순차 방식으로 구동함으로써 각 픽셀(P)들을 순차적으로 발광시킨다. 또한, 본 발명에 따른 디스플레이 구동 회로는 X좌표 필드(XCF) 동안 제2 데이터 전압을 이용하여 각 픽셀(P)들을 i개(i는 1 이상의 자연수)의 데이터 라인 단위로 발광시키며, Y좌표 필드(VCF) 동안 제3 데이터 전압을 이용하여 각 픽셀들을 j개(j는 1 이상의 자연수)의 게이트 라인 단위로 발광시킴으로써 펜(150)이 픽셀(P)에서 방출되는 광을 검출하여 터치좌표를 획득할 수 있게 한다.
이하, 소스 구동회로(120)와 게이트 구동 회로(130)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
소스 구동 회로(120)는 복수개의 소스 드라이버 IC들(미도시)을 포함하고, 타이밍 컨트롤러(110)의 제어에 따라 디스플레이 필드(DF) 동안 노멀(Normal)모드로 구동되고, X좌표 필드(XCF) 및 Y좌표 필드(YCF) 동안 터치모드로 구동된다.
구체적으로, 소스 구동 회로(120)는 디스플레이 필드(DF) 동안 노멀모드로 동작하여 타이밍 컨트롤러(110)로부터 전송되는 소스 제어 데이터(GCD)에 따라 영상 데이터(Idata')를 제1 데이터 전압들로 변환하고, 변환된 제1 데이터 전압들을 데이터 라인들(DL1~DLw)을 통해 픽셀들(P)로 공급한다. 특히, 소스 구동회로(120)는 제1 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 각 데이터 펄스들이 하이레벨인 구간 동안 제1 데이터 전압을 해당 데이터 라인으로 출력한다.
또한, 소스 구동 회로(120)는 디스플레이 필드(DF) 동안 노멀모드로 동작하여 각 픽셀(P)에 포함된 구동소자(예컨대, 구동 트랜지스터(Transistor: TFT))의 특성을 감지하기 위해 소스 제어 데이터(SCD)를 이용하여 감지용 데이터 전압들을 생성하고, 감지용 데이터 전압들을 데이터 라인들(DL1~DLw)을 통해 픽셀들(P)로 공급할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 구동소자의 특성은 구동소자의 문턱전압(Threshold Voltage) 또는 이동도(Mobility) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 소스 구동 회로(120)는 X좌표 필드(XCF) 동안 터치모드로 동작하여 타이밍 컨트롤러(110)로부터 전송되는 X좌표 발광 데이터(Tdata_X)를 제2 데이터 전압으로 변환하고, 타이밍 컨트롤러(110)로부터 전송되는 소스 제어 데이터(SCD)에 따라 데이터 라인들(DL1~DLw)을 미리 정해진 개수(i개) 단위로 순차적으로 쉬프트 시켜가면서 제2 데이터 전압을 i개의 데이터 라인으로 출력한다. 특히, 소스 구동회로(120)는 제2 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 각 데이터 펄스들이 하이레벨인 구간 동안 제2 데이터 전압을 해당 데이터 라인들로 출력한다.
일 실시예에 있어서, 제2 데이터 전압은 제2 데이터 전압이 출력될 데이터 라인 별로 상이한 값(예컨대, 서로 다른 계조값 또는 서로 다른 색상)으로 설정될 수 있다. 예컨대, 1번 데이터 라인으로 인가되는 제2 데이터 전압의 값과 2번 데이터 라인으로 인가되는 제2 데이터 전압의 값이 상이할 수 있다.
이때, i는 1로 설정되거나 2 이상의 값으로 설정될 수 있다. 즉, 소스 구동 회로(120)는 i가 1로 설정되는 경우, 1 데이터 라인 단위로 하나의 데이터 라인에 연결된 픽셀들을 동시에 발광시키고, i가 2 이상의 값으로 설정되는 경우 2개 이상의 데이터 라인들을 하나의 데이터 라인 그룹으로 설정함으로써, 각 데이터 라인 그룹 단위로 해당 그룹에 연결된 픽셀들을 동시에 발광시킨다.
일 실시예에 있어서, i가 2 이상의 값으로 설정되는 경우 i의 값은 미리 정해진 X좌표 정밀도 값 및 디스플레이 패널(140)의 X방향 해상도 값 중 적어도 하나에 따라 결정될 수 있다.
또한, 소스 구동 회로(120)는 Y좌표 필드(XCF) 동안 터치모드로 동작하여 타이밍 컨트롤러(110)로부터 전송되는 Y좌표 발광 데이터(Tdata_Y)를 제3 데이터 전압으로 변환하고, 타이밍 컨트롤러(110)로부터 전송되는 소스 제어 데이터(SCD)에 따라 모든 데이터 라인들(DL1~DLw)을 통해 동시에 제3 데이터 전압을 출력한다. 이때, 제3 데이터 전압의 출력을 위해 선택되는 게이트 라인 별로 제3 데이터 전압의 값(예컨대, 계조값 또는 색상)이 상이하게 설정될 수 있다. 예컨대, 1번 게이트 라인이 선택될 때 모든 데이터 라인(Dl1~Dlw)으로 인가되는 제3 데이터 전압의 값과 2번 게이트 라인이 선택될 때 모든 데이터 라인(Dl1~Dlw)으로 인가되는 제3 데이터 전압의 값이 상이할 수 있다.
상술한 실시예에 따를 때, 소스 구동회로(120)는 제3 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 데이터 펄스가 하이레벨인 구간 동안 제3 데이터 전압을 모든 데이터 라인으로 출력한다.
게이트 구동 회로(130)는 디스플레이 필드(DF) 동안 노멀모드로 동작하여 타이밍 컨트롤러(110)로부터 전송되는 게이트 제어 데이터(GCD)에 따라 화상 표시를 위한 각 게이트 라인들이 행(Row) 순차 방식으로 동작하도록, 게이트 펄스들을 각 게이트 라인(GL1~GLh)로 순차적으로 공급한다. 또한, 게이트 구동 회로(130)는 디스플레이 필드(DF) 동안 각 픽셀(P)에 포함된 구동소자의 특성을 감지하기 위해 게이트 제어 데이터(GCD)를 이용하여 감지용 게이트 펄스들을 생성하고, 감지용 게이트 펄스들을 행 순차 방식으로 게이트 라인들 (GL1~GLh)로 순차적으로 공급한다.
한편, 게이트 구동 회로(130)는 X좌표 필드(XCF) 동안 터치모드로 동작하여 각 픽셀(P)들이 i개의 데이터 라인 단위로 순차적으로 점등되도록 타이밍 컨트롤러(110)로부터 전송되는 게이트 제어 데이터(GCD)에 따라 모든 게이트 라인을 통해 게이트 펄스를 동시에 공급한다. 이때, 게이트 펄스는 제2 게이트 출력 인에이블 신호에 따라 각 게이트 라인들(GL1~GLh)로 동시에 공급될 수 있다.
또한, 게이트 구동회로(130)는 Y좌표 필드(YCF) 동안 터치모드로 동작하여 각 픽셀(P)이 j개의 게이트 라인 단위로 순차적으로 점등되도록 하기 위해 타이밍 컨트롤러(110)로부터 전송되는 게이트 제어 데이터(GCD)에 따라 게이트 펄스들을 j개의 게이트 라인단위로 공급한다. 이때, 게이트 펄스들은 제3 게이트 출력 인에이블 신호에 따라 j개의 게이트 라인 단위로 공급될 수 있다.
이때, j는 1로 설정되거나 2 이상의 값으로 설정될 수 있다. 즉, 게이트 구동 회로(120)는 j가 1로 설정되는 경우, 1 게이트 라인 단위로 모든 데이터 라인(DL1~DLw)에 연결된 픽셀들을 동시에 발광시키고, j가 2로 설정되는 경우 2개 이상의 게이트 라인들을 하나의 게이트 라인 그룹으로 설정함으로써, 각 게이트 라인 그룹 단위로 해당 그룹에 연결된 픽셀들을 동시에 발광시킨다.
일 실시예에 있어서, j가 2 이상의 값으로 설정되는 경우 j의 값은 미리 정해진 Y좌표 정밀도 값 및 디스플레이 패널(140)의 Y방향 해상도 값 중 적어도 하나에 따라 결정될 수 있다.
디스플레이 패널(140)은 w×h 매트릭스 형태로 배열된 픽셀들(P)을 포함하고, 각 픽셀(P)은 데이터 라인들(DL1~DLw) 중에서 대응되는 데이터 라인, 감지 라인들(SL1~SLw) 중에서 대응되는 감지 라인, 및 게이트 라인들(GL1~GLh) 중에서 대응되는 게이트 라인에 연결된다.
각 픽셀(P)은 디스플레이 필드(DF) 동안 각 게이트 라인(GL1~GLh)을 통해 입력되는 각각의 게이트 펄스 및 각 데이터 라인(DL1~DLw)을 통해 입력되는 제1 데이터 전압에 따라 영상 데이터(Idata')에 해당하는 영상을 디스플레이 패널(140)에 디스플레이 한다. 또한, 각 픽셀(P)은 디스플레이 필드(DF) 동안 데이터 라인(DL1~DLw)을 통해 입력되는 감지용 데이터 전압에 따라 해당 픽셀(P)에 포함된 구동소자의 특성을 감지한 감지 신호를 각 감지 라인(SL1~SLw)을 통해 소스 구동 회로(120)로 전송한다. 일 실시예에 있어서, 각 픽셀(P)은 자체발광소자로 OLED(Organic Light-Emitting Diode)를 포함할 수 있다.
한편, 각 픽셀(P)들은 X좌표 필드(XCF) 동안 모든 게이트 라인(GL1~GLh)을 통해 동시에 입력되는 게이트 펄스 및 해당 픽셀(P)이 연결된 데이터 라인(DL1~DLw)을 통해 입력되는 제2 데이터 전압에 따라, i개의 데이터 라인 단위로 쉬프트 되면서 순차적으로 발광한다.
예를 들면, X좌표 필드(XCF) 동안 게이트 구동 회로(130)는 타이밍 컨트롤러(110)로부터 출력되는 제2 게이트 출력 인에이블 신호에 따라 디스플레이 패널(140)에 배치된 모든 게이트 라인들(GL1~GLh)로 동시에 게이트 펄스들을 공급하고, 소스 구동 회로(120)는 타이밍 컨트롤러(110)로부터 출력된 제2 데이터 출력 인에이블 신호에 따라 디스플레이 패널 (140)에 배치된 데이터 라인들(DL1~DLw) 중에서 i개만큼의 데이터 라인들을 쉬프트 시켜가면서 제2 데이터 전압들을 공급하므로, 해당하는 데이터 라인들에 연결된 픽셀들은 발광한다.
이때, 제2 데이터 전압이 출력될 데이터 라인 별로 서로 다른 색상 또는 서로 다른 계조값을 갖는 제2 데이터 전압이 설정된 경우, 각 데이터 라인 별로 해당 데이터 라인에 연결된 픽셀들은 서로 다른 색상 또는 서로 다른 계조값으로 발광하게 된다.
또한, 각 픽셀(P)들은 Y좌표 필드(YCF) 동안 j개의 게이트 라인 단위로 입력되는 게이트 펄스 및 모든 데이터 라인(DL1~DLw)을 통해 동시에 입력되는 제3 데이터 전압에 따라, j개의 게이트 라인 단위로 쉬프트 되면서 순차적으로 발광한다.
예를 들면, Y좌표 필드(YCF) 동안 소스 구동 회로(120)는 타이밍 컨트롤러(110)로부터 출력된 제3 데이터 출력 인에이블 신호에 따라 디스플레이 패널(140)에 배치된 모든 데이터 라인들(DL1~DLw)로 동시에 제3 데이터 전압들을 공급하고, 게이트 구동 회로 (130)는 타이밍 컨트롤러(110)로부터 출력된 제3 게이트 인에이블 신호에 따라 디스플레이 패널(140)에 배치된 게이트 라인들(GL1~GLh) 중에서 j개만큼의 게이트 라인들을 쉬프트 시켜 가면서 게이트 펄스들을 공급하므로, 해당하는 게이트 라인들에 연결된 픽셀들은 발광한다.
이때, 제3 데이터 전압의 출력을 위해 선택되는 게이트 라인 별로 서로 다른 색상 또는 서로 다른 계조값을 갖는 제3 데이터 전압이 설정된 경우, 각 게이트 라인 별로 해당 게이트 라인에 연결된 픽셀들은 서로 다른 색상 또는 서로 다른 계조값으로 발광하게 된다.
펜(150)은 디스플레이 패널(140)에 접촉(또는 비접촉)하여 현재 펜(150)의 위치에 해당하는 적어도 하나의 픽셀의 발광상태를 검출함으로써 펜(150)에 의해 터치된 터치좌표를 획득한다. 일 실시예에 있어서, 터치좌표는 발광이 검출된 픽셀의 X좌표 및 Y좌표로 정의될 수 있다. 펜(150)은 생성된 터치좌표를 메인 칩(미도시)으로 전송한다. 일 실시예에 있어서, 펜(150)은 터치좌표를 무선으로 호스트 시스템으로 전송할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여, 펜(150)이 터치좌표를 결정하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다. 도 2는 펜이 좌표를 결정하는 방법을 예를 들어 설명하는 도면이다.
도 2의 (a)는 X좌표 필드(또는 Y좌표 필드) 내에서 한 개의 발광신호가 검출된 경우를 도시한 것으로서, 펜(150)은 디스플레이 패널(140)의 수직동기신호에 동기된 펜(150)의 수직동기신호의 레벨 천이 시점(예컨대, 라이징 에지(Rising edge) 시점)과 X좌표 필드(XCF) 내에서 발광이 검출된 검출시점간의 시간차이에 대응되는 제2 데이터 인에이블 신호에 포함된 데이터 펄스의 번호(CDE2)를 X좌표로 결정할 수 있다.
이때, 펜(150)은 디스플레이 패널(140)과의 최초 동기화 과정에서 수직동기신호의 라이징 에지 시점과 제2 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 데이터 펄스들 중 최초 데이터 펄스의 발생시점 간의 차이(또는 수직동기신호의 라이징 에지 시점과 X좌표 필드 시작시점간의 차이) 및 하나의 데이터 펄스의 지속시간에 대한 정보를 디스플레이 패널(140)로부터 획득한다. 따라서, 펜(150)은 수직동기신호와 발광이 검출된 시점간의 시간차이를 이용하여 제2 데이터 출력 인에이블 신호(또는 제3 데이터 출력 인에이블 신호)에 포함된 데이터 펄스들 중 발광이 검출된 시점에 대응되는 데이터 펄스가 몇 번째 데이터 펄스인지를 결정할 수 있게 되고, 발광이 검출된 데이터 펄스의 순서를 X좌표로 결정하게 된다.
이와 유사하게, Y좌표의 경우 펜(150)은 펜(150)의 수직동기신호의 레벨 천이 시점(예를 들면 라이징 에지(Rising edge) 시점)과 Y좌표 필드(YCF) 내에서 발광이 검출된 검출시점간의 시간차이에 대응되는 제3 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 데이터 펄스의 번호를 Y좌표로 결정할 수 있다.
한편, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, X좌표 필드(또는 Y좌표 필드) 내에서 복수개의 발광신호가 검출된 경우, 펜(150)은 발광이 검출된 각각의 시점에 대응되는 데이터 펄스들의 번호를 연산하거나, 발광이 검출된 각 시점에 대응되는 데이터 펄스들 중 어느 하나를 X좌표(또는 Y좌표)로 결정할 수 있다. 이때, 각 발광시점에 대응되는 데이터 펄스의 번호를 결정하는 방법은 도 2(a)에서 설명한 것과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
제1 실시예에 있어서, 펜(150)은 각 발광신호가 검출된 시점에 대응되는 각각의 데이터 펄스들(CDE2~CDE5) 중 시간적으로 발광신호가 가장 먼저 검출된 시점에 대응되는 데이터 펄스(CDE2)의 번호를 X 좌표(또는 Y좌표)로 결정할 수 있다.
제2 실시예에 있어서, 펜(150)은 각 발광신호가 검출된 시점에 대응되는 각각의 데이터 펄스들(CDE2~CDE5)의 번호를 평균한 값(예컨대, 3.5)을 X 좌표로 결정할 수 있다.
제3 실시예에 있어서, 펜(150)은 각 발광신호가 검출된 시점에 대응되는 각각의 데이터 펄스들(CDE2~CDE5) 중 시간적으로 발광신호가 가장 나중에 검출된 시점에 대응되는 데이터 펄스(CDE5)의 번호를 X 좌표(또는 Y좌표)로 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이 장치(100)는, 펜(150)에 의한 터치(Touch)를 감지하기 위해 별도의 터치 IC나 별도의 터치 스크린 패널 없이도, 각 픽셀(P)에 포함된 자체발광소자가 터치좌표 획득을 위한 광을 스스로 방출하고, 펜(150)이 자체발광소자에서 방출되는 광을 수광함에 의해, 터치 좌표들을 획득할 수 있게 된다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 타이밍 컨트롤러의 구성을 보다 구체적으로 설명한다. 도 3은 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러의 블록도를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 타이밍 컨트롤러(110)는 영상수신회로(200), 디스플레이 화질 및 보상 처리 회로(300), 브릿지 IC(310), 및 제어 회로(400)을 포함한다.
영상수신회로(200)는 외부로부터 영상소스를 수신하는 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 페치부(202) 및 변환부(204)를 포함할 수 있다.
페치부(202)는 외부로부터 입력되는 영상소스로부터 영상 데이터, 예를 들면 디지털 비디오 데이터(Idata)를 프리페치(Pre Fetch)한다.
변환부(204)는 페치부(202)에 의해 획득된 영상 데이터(Idata)를 타이밍 컨트롤러(110)에서 사용 가능한 시스템 데이터로 변환하고, 변환된 시스템 데이터를 디스플레이 화질 및 보상 처리 회로(300)로 전송한다.
디스플레이 화질 및 보상 처리 회로(300)는 브릿지 IC(310)를 통해 시스템 데이터(또는 영상 데이터)를 메모리(320)에 라이트(Write)하거나 메모리(320)에 저장된 시스템 데이터(또는 영상 데이터)를 리드(Read)할 수 있다.
또한, 디스플레이 화질 및 보상 처리 회로(300)는 영산수신회로(200) 또는 브릿지 IC(310)로부터 수신되는 시스템 데이터를 미리 정해진 보상 알고리즘을 이용하여 보상하거나 소스 구동 회로(120)가 처리할 수 있는 형태로 변환하여 영상 데이터(Idata')를 생성한다. 디스플레이 화질 및 보상 처리회로(300)는 생성된 영상 데이터(Idata')를 제어 회로(400)로 출력한다.
브릿지 IC(310)는 시스템 데이터의 포맷을 메모리(320)에 적합한 포맷으로 변환하여 메모리(320)에 저장하거나 메모리(320)에 저장된 시스템 데이터를 독출하여 디스플레이 화질 및 보상 처리 회로(300)로 제공한다. 또한, 브릿지 IC(310)는 메모리(320)에 저장된 데이터를 읽는 타이밍을 조절한다. 일 실시예에 있어서, 메모리(320)는 휘발성 메모리 및 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 브릿지 IC(310)는 터치좌표 획득을 위한 디스플레이 패널(140)의 해상도 정보, X좌표 정밀도 값, 및 Y좌표 정밀도 값을 메모리(320)로부터 독출하여 디스플레이 화질 및 보상 처리 회로(300)를 통해 제어 회로(400)로 전달한다.
제어 회로(400)는 제어 데이터를 생성하고, 생성된 제어 데이터를 디스플레이 화질 및 보상 처리 회로(300)로부터 수신한 영상 데이터(Idata'), X좌표 발광 데이터(Tdata_X), 또는 Y좌표 발광 데이터(Tdata_Y)와 함께 출력한다.
이를 위해, 제어 회로(400)는 제어 데이터 생성 회로(410), 좌표 데이터 생성 회로(420), 및 선택 회로(440)를 포함한다. 선택 회로(440)는 멀티플렉서로 구현될 수 있다.
제어 데이터 생성 회로(410)는 외부에서 수신된 타이밍 제어 데이터들(TCTR)을 기초로 소스 구동 회로(115)의 동작을 제어하기 위한 제어 데이터를 생성한다. 구체적으로, 제어 데이터 생성 회로(410)는 소스 구동 회로(120)의 동작을 제어하기 위한 소스 제어 데이터 및 게이트 구동 회로(130)의 동작을 제어하기 위한 게이트 제어 데이터를 생성할 수 있다,
이때, 본 발명에 따른 제어 데이터 생성 회로(410)에 의해 생성되는 소스 제어 데이터(SCD)는 영상 데이터(Idata')의 출력을 위한 제1 데이터 출력 인에이블 신호, X좌표 발광 데이터(Tdata_X)의 출력을 위한 제2 데이터 출력 인에이블 신호, 및 Y좌표 발광 데이터(Tdata_Y)의 출력을 위한 제3 데이터 출력 인에이블 신호를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제어 데이터 생성 회로(410)에 의해 생성되는 게이트 제어 데이터(GCD)는 영상 데이터(Idata')의 출력을 위한 제1 게이트 출력 인에이블 신호, X좌표 발광 데이터(Tdata_X)의 출력을 위한 제2 게이트 출력 인에이블 신호, 및 Y좌표 발광 데이터(Tdata_Y)의 출력을 위한 제3 게이트 출력 인에이블 신호를 포함할 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 제어 데이터 생성 회로가 제1 데이터 출력 인에이블 신호를 생성하는 방법을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 3 내지 도 4를 참조하면, 제어 데이터 생성 회로(410)는 디스플레이 필드(DF) 동안, 외부로부터 입력되는 데이터 인에이블 신호(Int_DE1)의 주기를 짧게(또는 작게) 조절하여 제1 데이터 출력 인에이블 신호(Int_DE2)를 생성함을 알 수 있다.
이러한 실시예에 따를 때, 디스플레이 패널(140)의 해상도가 w×h인 경우, 디스플레이 필드(DF)에서 제어 데이터 생성 회로(410)는 데이터 인에이블 신호(Int_DE1)에 포함된 h개의 데이터 펄스들(DE_1'~DE_h') 각각의 주기를 짧게 조절함으로써 h개의 데이터 펄스들(DE_1~DE_h)을 갖는 제1 데이터 출력 인에이블 신호(Int_DE2)를 생성한다.
이와 같이, 본 발명에 따르면 실제 영상을 표시하기 위한 제1 데이터 출력 인에이블 신호(Int_DE2)에 포함된 각 데이터 펄스들(DE_1~DE_h)의 주기를 짧게 조절함으로써, 영상의 디스플레이를 위해 요구되는 일반적인 기준(예컨대, 120Hz 또는 60Hz)을 충족시키면서도 1프레임 기간 내에서 X좌표 필드(XCF) 및 Y좌표 필드(YCF)를 추가로 지정할 수 있게 된다.
한편, 제어 데이터 생성 회로(410)는 감마 제어 신호 또는 PMIC(power management IC)를 제어하기 위한 제어 데이터를 추가로 생성할 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 제어 데이터 생성 회로(410)는 디스플레이 화질 및 보상 처리 회로(300)를 통해 수신되는 디스플레이 패널(140)의 해상도 정보, X좌표 정밀도값, 및 Y좌표 정밀도 값을 반영하여 소스 제어 데이터(SCD) 및 게이트 제어 데이터(GCD)를 생성할 수 있다.
구체적으로, 제어 데이터 생성 회로(410)는 X좌표 정밀도 값을 X 좌표 필드(XCF) 동안 제2 데이터 전압이 동시에 인가될 데이터 라인들(DL1~DLw)의 개수(i)로 설정할 수 있고, 디스플레이 패널(140)의 X방향 해상도 값과 X좌표 정밀도 값을 기초로 제2 데이터 출력 인에이블 신호에 포함될 데이터 펄스의 개수 m을 산출할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2 데이터 출력 인에이블 신호에 포함될 데이터 펄스의 개수 m은 아래의 수학식 1을 이용하여 산출할 수 있다.
[수학식 1]
m=w/Xcp
수학식 1에서 w는 디스프레이 패널(140)의 X방향 해상도 값을 나타내고, Xcp는 X 좌표 정밀도 값을 나타낸다.
이러한 실시예에 따르는 경우, 제어 데이터 생성 회로(410)는 i개의 데이터 라인들 단위로 제2 데이터 출력 인에이블 신호를 구성하는 m개의 데이터 펄스(X_DE1~X_DEm) 각각이 대응되도록 제2 데이터 출력 인에이블 신호를 생성한다. 이때, 제어 데이터 생성 회로(410)는 게이트 펄스가 모든 게이트 라인(GL1~GLh)들에 동시에 공급될 수 있도록 제2 게이트 출력 인에이블 신호를 생성한다.
또한, 제어 데이터 생성 회로(410)는 Y좌표 정밀도 값을 Y 좌표 필드(YCF) 동안 제3 데이터 전압이 동시에 인가될 게이트 라인들(GL1~GLw)의 개수(j)로 설정할 수 있고, 디스플레이 패널(140)의 해상도와 Y좌표 정밀도 값에 따라 Y 좌표 필드(YCF) 동안 j개의 게이트 라인 단위로 제3 데이터 전압을 인가하기 위해 제3 데이터 출력 인에이블 신호에 포함되어야 할 데이터 펄스의 개수 n을 산출할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제3 데이터 출력 인에이블 신호에 포함될 데이터 펄스의 개수 n은 아래의 수학식 2를 이용하여 산출할 수 있다.
[수학식 2]
n=h/Ycp
여기서, h는 디스플레이 패널(140)의 Y방향 해상도 값을 나타내고, Ycp는 Y 좌표 정밀도 값을 나타낸다.
이러한 실시예에 따르는 경우, 제어 데이터 생성 회로(410)는 j개의 게이트 라인들 단위로 게이트 펄스가 순차적으로 공급될 수 있도록 제3 게이트 출력 인에이블 신호를 생성함과 동시에, j개의 게이트 라인들 단위로 제3 데이터 전압을 모든 데이터 라인들(DL1~DLw)로 동시에 인가하기 위한 n개의 데이터 펄스(Y_DE1~Y_DEn)를 포함하는 제3 데이터 출력 인에이블 신호를 생성한다.
좌표 데이터 생성 회로(420)는 X좌표 획득을 위한 X좌표 발광 데이터(Tdata_X) 및 Y좌표 획득을 위한 Y좌표 발광 데이터(Tdata_Y)를 생성한다. 일 실시예에 있어서, X좌표 발광 데이터(Tdata_X) 및 Y좌표 발광 데이터(Tdata_Y)는 영상 표시를 위한 것이 아니라 터치좌표 획득을 위한 것이므로, 발광시 사용자의 눈에 인지되지 않을 수 있어야 하기 때문에 저계조의 값을 갖도록 생성될 수 있다.
한편, 좌표 데이터 생성 회로(420)는 모든 픽셀이 동일한 색상으로 발광할 수 있도록 발광 데이터를 생성할 수 있다. 하지만, 다른 실시예에 있어서, 좌표 데이터 생성 회로(420)는 각 픽셀들이 랜덤한 색상으로 발광할 수 있도록 X좌표 발광 데이터(Tdata_X) 및 Y좌표 발광 데이터(Tdata_Y)를 생성할 수 있다. 본 발명에서 각 픽셀들이 랜덤한 색상으로 발광하도록 X좌표 발광 데이터(Tdata_X) 및 Y좌표 발광 데이터(Tdata_Y)를 생성하는 이유는 X좌표 발광 데이터(Tdata_X) 및 Y좌표 발광 데이터(Tdata_Y)는 화질 및 보상 처리를 거치지 않고 최종 출력단에서 생성되기 때문에, 터치좌표 획득을 위해 발광된 픽셀들이 잔상으로 남거나, 지속적인 색상의 발광으로 인해 디스플레이 패널(140)의 열화가 발생될 수 있기 때문이다.
이에 따라, 본 발명에 따른 좌표 데이터 생성 회로(420)는 각 픽셀들이 모두 랜덤한 색상으로 발광하도록 하거나, 프레임 단위 및 제2 데이터 전압이 동시에 인가되는 i개의 데이터 라인 단위로 발광 데이터의 색상을 랜덤하게 가변시키거나, 프레임 단위 및 게이트 펄스가 동시에 인가되는 j개의 게이트 라인 단위로 발광 데이터의 색상을 가변시킬 수 있다.
도 5는 발광 데이터의 색상을 랜덤하게 설정하는 방법을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, N번째 프레임에서 X좌표 획득을 위해 발광하는 각 영역(C11~C1w)과 (N+1)번째 프레임에서 X좌표 획득을 위해 발광하는 각 영역(C21~C2w)은 동일한 영역이고, 각 영역(C11~C1w, C21~C2w)은 하나의 데이터 라인으로 구성되거나 i개(i는 2 이상의 자연수)의 데이터 라인들로 구성될 수 있다.
도 5a에 도시된 예에서, X 좌표 획득을 위해 발광하는 각 영역(C11~C1w)의 픽셀들은 랜덤(Random)색상으로 발광하고, X 좌표 획득을 위해 발광하는 각 영역(C21~C2w)의 픽셀들은 랜덤 색상으로 발광하며, N번째 프레임 및 (N+1)번째 프레임에서 서로 대응되는 영역들(C11과 C21, C12와 C22, C13와 C23, C14와 C24, 및 C1w와 C2w)에 포함된 픽셀들 또한 서로 다른 색상으로 발광할 수 있다.
즉, 좌표 데이터 생성 회로(420)는 N번째 프레임 내에서 제2 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 m개의 데이터 펄스들 (X_DE1~X_DEm) 중 제1 데이터 펄스(X_DE1)에 해당하는 1개 또는 i개의 데이터 라인들에 연결된 픽셀들로 구성된 영역(C11)은 제1 컬러의 색상을 갖도록 발광 데이터를 생성하고, 제2 데이터 펄스(X_DE2)에 해당하는 1개 또는 i개의 데이터 라인들에 연결된 픽셀들로 구성된 영역(C12)은 제2 컬러의 색상을 갖도록 발광 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 좌표 데이터 생성 회로(420)는 N번째 프레임에서 제2 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 m개의 데이터 펄스들 (X_DE1~X_DEm) 중 제1 데이터 펄스(X_DE1)에 해당하는 1개 또는 i개의 데이터 라인들에 연결된 픽셀들로 구성된 영역(C11)은 제1 컬러의 색상을 갖도록 발광 데이터를 생성하고, (N+1) 번째 프레임에서 제1 데이터 펄스(X_DE1)에 해당하는 1개 또는 i개의 데이터 라인들에 연결된 픽셀들로 구성된 영역(C21)은 제3 컬러의 색상을 갖도록 발광 데이터를 생성할 수 있다.
이와 유사하게, 도 5b에 도시된 바와 같이, N번째 프레임에서 Y좌표 획득을 위해 발광하는 각 영역(C31~C3h)과 (N+1)번째 프레임에서 Y좌표 획득을 위해 발광하는 각 영역(C41~C4h)은 동일한 영역이고, 각 영역(C31~C3h, C41~C4h)은 하나의 게이트 라인으로 구성되거나 j개(j는 2 이상의 자연수)의 게이트 라인들로 구성될 수 있다.
도 5b에서 도시된 예에서, Y 좌표 획득을 위해 발광하는 각 영역(C31~C3h)의 픽셀들은 랜덤 색상으로 발광하고, Y 좌표 획득을 위해 발광하는 각 영역(C41~C4h)의 픽셀들은 랜덤 색삭으로 발광하며, N번째 프레임 및 (N+1)번째 프레임에서 서로 대응되는 영역들(C31과 C41, C32와 C42, 및 C3h과 C4h)에 포함된 픽셀들 또한 서로 다른 색상으로 발광할 수 있다. 이를 통해 디스플레이 장치(140)에 터치좌표 획득을 위해 발광된 픽셀들에 대해 잔상이 발생하지 않게 된다.
즉, 좌표 데이터 생성 회로(420)는 N번째 프레임 내에서 제3 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 n개의 데이터 펄스들 (Y_DE1~Y_DEn) 중 제1 데이터 펄스(Y_DE1)에 에 따라 제3 데이터 전압이 동시에 인가될 1개 또는 j개의 게이트 라인에 연결된 픽셀들로 구성된 영역(C31)은 제4 컬러의 색상을 갖도록 발광 데이터를 생성하고, 제2 데이터 펄스(Y_DE2)에 에 따라 제3 데이터 전압이 동시에 인가될 1개 또는 j개의 게이트 라인에 연결된 픽셀들로 구성된 영역(C32)은 제5 컬러의 색상을 갖도록 발광 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 좌표 데이터 생성 회로(420)는 N번째 프레임 내에서 제3 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 n개의 데이터 펄스들 (Y_DE1~Y_DEn) 중 제1 데이터 펄스(Y_DE1)에 에 따라 제3 데이터 전압이 동시에 인가될 1개 또는 j개의 게이트 라인에 연결된 픽셀들로 구성된 영역(C31)은 제4 컬러의 색상을 갖도록 발광 데이터를 생성하고, (N+1) 번째 프레임에서 제3 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 n개의 데이터 펄스들 (Y_DE1~Y_DEn) 중 제1 데이터 펄스(Y_DE1)에 에 따라 제3 데이터 전압이 동시에 인가될 1개 또는 j개의 게이트 라인에 연결된 픽셀들로 구성된 영역(C41)은 제6 컬러의 색상을 갖도록 발광 데이터를 생성할 수 있다.
좌표 데이터 생성 회로(420)는 생성된 X좌표 발광 데이터(Tdata_X) 및 Y좌표 발광 데이터(Tdata_Y)를 선택 회로(440)로 출력한다.
선택 회로(440)는 디스플레이 화질 및 보상 처리 회로(300)로부터 출력된 선택 신호(SEL)에 기초하여 디스플레이 화질 및 보상 처리 회로(300)로부터 영상 데이터(Idata') 또는 좌표 데이터 생성 회로(420)에 의해 생성된 X좌표 발광 데이터(Tdata_X) 및 Y좌표 발광 데이터(Tdata_Y)를 선택적으로 출력한다.
예를 들면, 선택 회로(440)는 제1 레벨을 갖는 선택 신호(SEL)에 응답하여 영상 데이터(Idata')를 출력하고, 선택 회로(440)는 제2 레벨을 갖는 선택 신호(SEL)에 응답하여 X좌표 발광 데이터(Tdata_X) 또는 Y좌표 발광 데이터(Tdata_Y)를 출력한다.
한편, 본 발명에 따른 타이밍 컨트롤러(110)는 디스플레이 패널(140)에 포함된 픽셀의 크기(Size)에 따라 좌표 정밀도를 설정하고, 설정된 좌표 정밀도를 메모리(320)에 저장할 수 있다.
도 6은 타이밍 컨트롤러(110)가 좌표 정밀도를 설정하는 방법을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 디스플레이 장치(100)가 중형인치(예컨대, 50인치)일 때에는 펜(150)은 4개의 픽셀들을 포함하는 영역(RG1) 단위로 터치좌표를 계산(또는 획득)할 수 있고(CASE4), 디스플레이 장치(100)가 대형인치(예컨대, 88인치)일 때에는 펜(150)은 1개의 픽셀을 포함하는 영역(RG2) 단위로 좌표를 계산(또는 획득)할 수 있다(CASE5). 이에 따라, 디스플레이 장치(100)가 중형인치일 때 X 및 Y좌표 정밀도 값은 4로 설정되고, 디스플레이 장치(100)가 대형인치일 때 X 및 Y좌표 정밀도 값은 1로 설정될 수 있다.
예를 들면, 디스플레이 패널(140)이 1920×1080 픽셀들(또는 1920×1080 해상도)를 갖고, X 좌표 정밀도 값(X coordinate precision value)이 8(또는 8 픽셀들)이고, Y 좌표 정밀도 값이 4(또는 4라인들)라고 가정하면, 타이밍 컨트롤러(110)는 디스플레이 필드(DF)에서는 1080개의 데이터 펄스(DE_1~DE_1080)를 갖는 제1 데이터 출력 인에이블 신호를 생성하고, X좌표 필드(XCF)에서는 240(=1920/8)개의 데이터 펄스(X_DE1~X_DE240)를 갖는 제2 데이터 출력 인에이블 신호를 생성하며, Y좌표 필드(YCF)에서는 270(=1080/4)개의 데이터 펄스(Y_DE1~Y-DE270)를 갖는 제3 데이터 출력 인에이블 신호를 생성한다.
이러한 실시예에 따르는 경우, 제2 데이터 출력 인에이블 신호 중 2번째 데이터 펄스(X_DE2)에 따라 X좌표 필드(XCF) 내에서 디스플레이 패널(140)은 w 해상도(예를 들면, 1920)를 기준으로 9번째 데이터 라인부터 16번째 데이터 라인에 연결된 모든 픽셀들을 발광시킨다. 이와 유사하게, Y좌표 필드 내에서 디스플레이 패널(140)은 제3 데이터 출력 인에이블 신호 중 2번째 데이터 펄스(Y_DE2)에 따라 h 해상도(예를 들면, 1080)를 기준으로 5번째 게이트 라인부터 8번째 게이트 라인에 연결된 모든 픽셀들을 발광시킨다.
이때 펜(150)은 제2 데이터 출력 인에이블 신호 중 2번째 데이터 펄스(X_DE2)가 출력되는 시점에 발광신호를 획득할 수 있고, 제3 데이터 출력 인에이블 신호 중 2번째 데이터 펄스(Y_DE2)가 출력되는 시점에 각각 발광신호를 획득할 수 있기 때문에 X 좌표를 2로, 그리고 Y 좌표를 2로 인식할 수 있게 된다.
일 실시예에 있어서, 타이밍 컨트롤러(110)는 새로운 디스플레이 패널이 연결되면, 새롭게 연결된 디스플레이 패널의 해상도를 판단하고, 판단결과에 따라 제2 및 제3 데이터 출력 인에이블 신호를 새롭게 생성할 수 있다.
도 7은 도 3에 도시된 타이밍 컨트롤러의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7에서는 설명의 편의를 위해 1프레임이 수직 동기 신호(Vsync), 영상 데이터를 출력하는 디스플레이 필드(DF), X좌표 획득을 위한 X좌표 발광 데이터를 출력하는 X 좌표 필드(XCF), Y좌표 획득을 위한 Y좌표 발광 데이터를 출력하는 Y 좌표 필드(YCF) 순서로 구성되는 것으로 도시된다.
X 좌표 필드(XCF) 동안, 좌표 데이터 생성 회로(430)가 X좌표 발광 데이터(Tdata_X)를 생성하고, 제어 데이터 생성 회로(410)가 m개의 데이터 펄스들(X_DE1~X_DEm)로 구성된 제2 데이터 출력 엔이블 신호와 모든 게이트 라인을 통해 동시에 게이트 펄스(GP)를 인가하기 위한 제2 게이트 출력 인에이블 신호를 출력한다.
게이트 구동 회로(130)는 제2 게이트 출력 인에이블 신호에 응답하여 h개의 게이트 라인들(GL1~GLh)로 게이트 펄스(GP)를 동시에 출력한다. 따라서 각 게이트 라인(GL1~GLh)에 연결된 픽셀들(P)은 동시에 인가되는 게이트 펄스(GP)에 응답하여 각 데이터 라인(DL1~DLw)에 연결된다.
소스 구동 회로(120)는 X좌표 발광 데이터(Tdata_X)를 제2 데이터 전압으로 변환하고, 제2 데이터 전압을 제2 데이터 출력 인에이블 신호에 따라 m개의 데이터 펄스(X_DE1~XDEm)에 동기하여 i개의 데이터 라인 단위로 출력한다. 따라서, i개의 데이터 라인 단위로 각 데이터 라인에 연결된 픽셀의 OLED가 발광하게 된다.
이하, 본 발명에 따른 타이밍 컨트롤러의 동작을 예를 들어 보다 구체적으로 설명한다.
첫 번째 예로, 디스플레이 패널이 1920×1080 픽셀들(또는 1920×1080 해상도)를 갖고, X 좌표 정밀도 값이 8(또는 8 픽셀들)이고, Y 좌표 정밀도 값이 4(또는 4라인들)라고 가정하면, 디스플레이 필드(DF)에서는 1920개의 데이터 펄스(DE_1~DE_1920)를 갖는 제1 데이터 출력 인에이블 신호와 1080개의 게이트 라인들이 행 순차 방식으로 게이트 펄스를 출력하도록 제1 게이트 출력 인에이블 신호가 생성된다. 이때, 제1 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 각 데이터 펄스들이 하이레벨일 때 1개의 데이터 라인 단위로 제1 데이터 전압이 인가된다.
X 좌표 필드(XCF)에서 m은 240으로 설정되므로 240개의 데이터 펄스(X_DE1~X_DE240)를 갖는 제2 데이터 출력 인에이블 신호와 1080개의 게이트 라인들에 동시에 게이트 펄스(GP)가 출력되도록 제2 게이트 출력 인에이블 신호가 생성된다. 이때, X좌표 정밀도 값이 8이므로 제2 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 각 데이터 펄스들이 하이레벨일 때 8개의 데이터 라인 단위로 제2 데이터 전압이 인가된다.
예컨대, 제2 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 제1 데이터 펄스(X_DE1)가 하이레벨로 유지되는 시간 동안 모든 게이트 라인들(GL1~GL1080)에 게이트 펄스(GP)가 인가되고 제1 데이터 라인 그룹(DLG1)에 해당하는 제1 내지 제8 데이터 라인들(DL1~DL8)에 제2 데이터 전압이 출력되므로, 제1 데이터 라인 그룹(DLG1)에 연결된 모든 픽셀들이 발광한다.
계속하여, 제2 데이터 펄스(X_DE2)가 하이레벨로 유지되는 시간 동안 모든 게이트 라인들(GL1~GL1080)에 게이트 펄스(GP)가 인가되고 제2 데이터 라인 그룹(DLG2)에 해당하는 제9 내지 제16 데이터 라인들 (DL9~DL16)에 제2 데이터 전압이 출력되므로, 제2 데이터 라인 그룹(DLG2)에 연결된 모든 픽셀들이 발광한다.
마지막으로, 제240 데이터 펄스(X_DE240)가 하이레벨로 유지되는 시간 동안 모든 게이트 라인들(GL1~GL1080)에 게이트 펄스(GP)가 인가되고 제240 데이터 라인 그룹(DLG240)에 해당하는 제1913 내지 제1920 데이터 라인들 (DL1913~DL1920)에 제2 데이터 전압이 출력되므로, 제240 데이터 라인 그룹(DLG240)에 연결된 모든 픽셀들이 발광한다.
Y 좌표 필드(YCF)에서 Y좌표 정밀도 값이 4이므로 j는 4로 설정되고, n은 270으로 설정되므로, 4개의 게이트 라인단위로 1920개의 데이터 라인에 동시에 제3 데이터 전압을 인가하기 위한 270개의 데이터 펄스(Y_DE1~YDE270)를 갖는 제3 데이터 출력 인에이블 신호(DE)가 생성되고, 게이트 펄스(GP)를 4개의 게이트 라인 단위로 행 순차 방식으로 인가하기 위한 제3 게이트 출력 인에이블 신호가 생성된다. 이에 따라, 제3 데이터 전압이 j개의 게이트 라인 단위로 해당 게이트 라인에 연결된 모든 픽셀들에 순차적으로 인가된다.
예컨대, 제3 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 제1 데이터 펄스(Y_DE1)가 하이레벨로 유지되는 시간 동안 제1 게이트 라인 그룹(GLG1)에 해당하는 제1 내지 제4 게이트 라인들(GL1~GL4)에 게이트 펄스(GP)가 인가되고 모든 데이터 라인들(DL1~DL1920)에 제3 데이터 전압이 출력되므로, 제1 게이트 라인 그룹(GLG1)에 연결된 모든 픽셀들이 발광한다.
계속하여, 제3 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 제2 데이터 펄스(Y_DE2)가 하이레벨로 유지되는 시간 동안 제2 게이트 라인 그룹(GLG2)에 해당하는 제5 내지 제8 게이트 라인들(GL5~GL8)에 게이트 펄스(GP)가 인가되고 모든 데이터 라인들(DL1~DL1920)에 제3 데이터 전압이 출력되므로, 제2 게이트 라인 그룹(GLG2)에 연결된 모든 픽셀들이 발광한다.
마지막으로, 제3 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 270번째 데이터 펄스(Y_DE270)가 하이레벨로 유지되는 시간 동안 제270 게이트 라인 그룹(GLG270)에 해당하는 제1077 내지 제1080 게이트 라인들(GL1077~GL1080)에 게이트 펄스(GP)가 인가되고, 모든 데이터 라인들(DL1~DL1920)에 제3 데이터 전압이 출력되므로 제270 게이트 라인 그룹(GLGn)에 연결된 모든 픽셀들이 발광한다.
두 번째 예로, 디스플레이 패널이 1920×1080 픽셀들(또는 1920×1080 해상도)를 갖고, X 좌표 정밀도 값 및 Y좌표 정밀도가 모두 1(또는 1 픽셀)로 가정하면, 디스플레이 필드(DF)에서는 1920개의 데이터 펄스(DE_1~DE_1920)를 갖는 제1 데이터 출력 인에이블 신호와 1080개의 게이트 라인들이 행 순차 방식으로 게이트 펄스를 출력하도록 제1 게이트 출력 인에이블 신호가 생성된다. 이때, 제1 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 각 데이터 펄스들이 하이레벨일 때 1개의 데이터 라인 단위로 제1 데이터 전압이 인가된다.
X 좌표 필드(XCF)에서는 1920개의 데이터 펄스(X_DE1~X_DE1920)를 갖는 제2 데이터 출력 인에이블 신호와 1080개의 게이트 라인들에 동시에 게이트 펄스가 출력되도록 제2 게이트 출력 인에이블 신호가 생성된다. 이에 따라, 제2 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 제1 데이터 펄스(X_DE1)가 하이레벨로 유지되는 시간 동안 모든 게이트 라인들에 게이트 펄스(GP)가 인가되고 제1 데이터 라인(DL1)에 제2 데이터 전압이 출력되므로, 제1 데이터 라인(DL1)에 연결된 모든 픽셀들이 발광한다.
계속하여, 제2 데이터 펄스(X_DE2)가 하이레벨로 유지되는 시간 동안 모든 게이트 라인들에 게이트 펄스(GP)가 인가되고 제2 데이터 라인(DL)에 제2 데이터 전압이 출력되므로, 제2 데이터 라인(DL2)에 연결된 모든 픽셀들이 발광한다.
마지막으로, 제1920 데이터 펄스(X_DE1920)가 하이레벨로 유지되는 시간 동안 모든 게이트 라인들에 게이트 펄스(GP)가 인가되고 제1920 데이터 라인(DL1920)에 제2 데이터 전압이 출력되므로, 제1920 데이터 라인(DL1920)에 연결된 모든 픽셀들이 발광한다.
Y좌표 필드(YCF)에서는 1개의 게이트 라인 단위로 1920개의 데이터 라인에 동시에 제3 데이터 전압을 인가하기 위한 h개의 데이터 펄스(Y_DE1~YDEh)를 갖는 제3 데이터 출력 인에이블 신호(DE)가 생성되고, 게이트 펄스를 1 게이트 라인 단위로 행 순차 방식으로 인가하기 위한 제3 게이트 출력 인에이블 신호가 생성된다. 이에 따라, 제3 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 제1 데이터 펄스(Y_DE1)가 하이레벨로 유지되는 시간 동안 제1 게이트 라인(GL1)에 게이트 펄스(GP)가 인가되고 모든 데이터 라인들(DL1~DL1920)에 제3 데이터 전압이 출력되므로, 제1 게이트 라인(GL1)에 연결된 모든 픽셀들이 발광한다.
계속하여, 제3 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 제2 데이터 펄스(Y_DE2)가 하이레벨로 유지되는 시간 동안 제2 게이트 라인(GL2)에 게이트 펄스(GP)가 인가되고 모든 데이터 라인들(DL1~DL1920)에 제3 데이터 전압이 출력되므로, 제2 게이트 라인(GL2)에 연결된 모든 픽셀들이 발광한다.
마지막으로, 제3 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 1080번째 데이터 펄스(Y_DE1080)가 하이레벨로 유지되는 시간 동안 제1080 게이트 라인(GL1080)에 게이트 펄스(GP)가 인가되고, 모든 데이터 라인들(DL1~DL1080)에 제3 데이터 전압이 출력되므로 제1080 게이트 라인(GL1080)에 연결된 모든 픽셀들이 발광한다.
도 8은 도 1에 도시된 디스플레이 장치를 포함하는 전자 장치의 블록도이다. 전자 장치(500)는 디스플레이 패널(140)을 포함하는 디스플레이 장치(100), 무선 송신 모듈(151)을 포함하는 펜(또는 액티브 펜; 150), 메인 칩(510)을 포함하는 메인 보드(505), 및 디스플레이 제어 장치(530)를 포함한다.
메인 칩(510)과 펜(150)은 핸드세이킹(Handshaking)을 통해 수직동기신호의 동기를 서로 맞춘다. 따라서, 메인 칩(510)의 수직동기신호는 디스플레이 제어장치(530)에서 출력된 터치 수직동기신호(TVsync)에 동기된 후, 최종적으로 메인 칩(510)의 수직동기신호는 펜(150)의 수직동기신호와 동기된다. 이러한 경우, 타이밍 컨트롤러(110)의 내부 수직 동기 신호 (Int_Vsync) 또한 디스플레이 제어장치(530)에서 출력되는 터치 수직동신호(TVsync)에 동기되므로, 메인 칩(510)의 수직동기신호는 타이밍 컨트롤러(110)의 내부 수직동기신호(Int_Vsync)와도 동기될 수 있다.
펜(150)은 X 좌표 필드(XCF)에서 인식된 X 좌표와 Y 좌표 필드(YCF)에서 인식된 Y 좌표를 무선 송신기(151)를 통해 메인 칩(510)에 연결된 무선 수신기(520)로 전송한다.
메인 칩(510)은 펜(150)으로부터 전송된 X 좌표와 Y 좌표를 사용자가 원하는 패턴 데이터로 변환한다. 예를 들면, 디스플레이 패널(140) 위(on or above)의 제1 영역에 위치하는 펜(150)이 인식한(또는 결정한) 좌표가 (100, 100)일 때, 메인 칩 (510)은 펜(150)으로부터 전송된 좌표(100, 100)을 패턴 데이터(예를 들면, 점, 선, 도형, 또는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI))로 변환하고, 패턴 데이터를 디스플레이 제어 장치(530)로 전송한다.
디스플레이 제어 장치(530)는 패턴 데이터를 디스플레이 장치(100)로 전송한다. 따라서, 디스플레이 장치(100)는 좌표(100, 100)에 해당하는 제1 영역에 패턴 데이터(예를 들면, 점, 선, 도형, 또는 GUI)를 디스플레이 한다.
도 8에서, TVsync는 디스플레이 제어 장치(530)에서 메인 칩(510)으로 전송되는 수직동기신호를 나타내고, PVsync는 펜(150)의 무선 송신기(151)로부터 출력되는 수직동기신호를 나타내며, WPVSync는 메인 칩(510)의 무선 수신기(520)의 수직동기신호를 나타내고, BVsync는 메인 칩(510)으로부터 디스플레이 제어 장치(530)로 전송되는 수직동기신호를 나타내며, D1은 X 좌표를 나타내고, D2는 Y 좌표를 나타내고, D3와 D4는 디스플레이 장치(100)에서 디스플레이 되는 패턴 데이터를 나타낸다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서에 설명되어 있는 모든 개시된 방법들 및 절차들은, 적어도 부분적으로, 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 또는 구성요소를 사용하여 구현될 수 있다.　 이 구성요소는 RAM, ROM, 플래시 메모리, 자기 또는 광학 디스크, 광메모리, 또는 그 밖의 저장매체와 같은 휘발성 및 비휘발성 메모리를 포함하는 임의의 통상적 컴퓨터 판독 가능한 매체 또는 기계 판독 가능한 매체를 통해 일련의 컴퓨터 지시어들로서 제공될 수 있다. 상기 지시어들은 소프트웨어 또는 펌웨어로서 제공될 수 있으며, 전체적 또는 부분적으로, ASICs, FPGAs, DSPs, 또는 그 밖의 다른 임의의 유사 소자와 같은 하드웨어 구성에 구현될 수도 있다. 상기 지시어들은 하나 이상의 프로세서 또는 다른 하드웨어 구성에 의해 실행되도록 구성될 수 있는데, 상기 프로세서 또는 다른 하드웨어 구성은 상기 일련의 컴퓨터 지시어들을 실행할 때 본 명세서에 개시된 상기 방법들 및 절차들의 모두 또는 일부를 수행하거나 수행할 수 있도록 한다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 디스플레이 장치 110: 타이밍 컨트롤러
120: 소스 구동 회로 130: 게이트 구동 회로
140: 디스플레이 패널 150: 펜
151: 무선 송신기 510: 메인 칩
520: 무선 수신기 530: 디스플레이 제어 장치

Claims (22)

  1. 터치좌표 중 X좌표 획득을 위한 X좌표 발광 데이터 및 Y좌표 획득을 위한 Y좌표 발광 데이터를 생성하는 좌표 데이터 생성 회로;
    1프레임 기간을 시분할하여 디스플레이 필드 동안 영상 데이터를 디스플레이 구동 회로로 출력하고, X좌표 필드 동안 상기 X좌표 발광 데이터를 상기 디스플레이 구동 회로로 출력하며, Y좌표 필드 동안 상기 Y좌표 발광 데이터를 상기 디스플레이 구동 회로로 출력하는 선택회로; 및
    상기 영상 데이터, 상기 X좌표 발광 데이터, 및 상기 Y좌표 발광 데이터를 디스플레이 패널에 출력시키기 위한 소스 제어 데이터 및 게이트 제어 데이터를 생성하여 상기 디스플레이 구동회로로 출력하는 제어 데이터 생성 회로를 포함하는 터치좌표 인식을 위해 발광소자의 발광을 제어하는 타이밍 컨트롤러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 1프레임 기간 내에서 상기 X좌표 필드는 상기 디스플레이 필드 실행 이후에 실행되고, 상기 Y좌표 필드는 상기 X좌표 필드 실행 이후에 실행되는 디스플레이 장치를 위한 타이밍 컨트롤러.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 1프레임 기간 내에서 상기 Y좌표 필드는 상기 디스플레이 필드 실행 이후에 실행되고, 상기 X좌표 필드는 상기 Y좌표 필드 실행 이후에 실행되는 디스플레이 장치를 위한 타이밍 컨트롤러.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 1프레임 기간 내에서 상기 Y좌표 필드는 상기 X좌표 필드 실행 이후에 실행되고, 상기 디스플레이 필드는 상기 Y좌표 실행 이후에 실행되는 디스플레이 장치를 위한 타이밍 컨트롤러.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 1프레임 기간 내에서 상기 X좌표 필드는 상기 Y좌표 필드 실행 이후에 실행되고, 상기 디스플레이 필드는 상기 X좌표 실행 이후에 실행되는 디스플레이 장치를 위한 타이밍 컨트롤러.
  6. 제1항에 있어서,
    디스플레이 패널은 w개의 데이터 라인들과 h개의 게이트 라인들을 포함하고,
    상기 소스 제어 데이터는 상기 X좌표 필드 동안 상기 X좌표 발광 데이터에 대응되는 제1 데이터 전압을 이용하여 i개(i는 1 이상의 자연수)의 데이터 라인 단위로 각 픽셀들을 발광시키기 위한 m개의 데이터 펄스를 포함하는 제1 데이터 출력 인에이블 신호를 포함하고,
    상기 게이트 제어 데이터는 상기 m개의 데이터 펄스 각각에 대응하여 상기 h개의 게이트 라인에 동시에 게이트 펄스를 출력하기 위한 제1 게이트 출력 인에이블 신호를 포함하는 터치좌표 인식을 위해 발광소자의 발광을 제어하는 타이밍 컨트롤러.
  7. 제1항에 있어서,
    디스플레이 패널은 w개의 데이터 라인들과 h개의 게이트 라인들을 포함하고,
    상기 소스 제어 데이터는 상기 Y좌표 필드 동안 상기 Y좌표 발광 데이터에 대응되는 제2 데이터 전압을 이용하여 j개(j는 1 이상의 자연수)의 게이트 라인 단위로 각 픽셀들을 발광시키기 위한 n개의 데이터 펄스를 포함하는 제2 데이터 출력 인에이블 신호를 포함하고,
    상기 게이트 제어 데이터는 상기 Y좌표 필드 동안 상기 n개의 데이터 펄스에 각각 동기되는 게이트 펄스를 상기 j개의 게이트 라인 단위로 순차적으로 출력하기 위한 제2 게이트 출력 인에이블 신호를 포함하는 터치좌표 인식을 위해 발광소자의 발광을 제어하는 타이밍 컨트롤러.
  8. 제1항에 있어서,
    디스플레이 패널은 w개의 데이터 라인들과 h개의 게이트 라인들을 포함하고,
    상기 소스 제어 데이터는 상기 디스플레이 필드 동안 각 픽셀을 1 게이트 라인 및 1 데이터 라인단위로 순차적으로 발광시키기 위한 제3 데이터 출력 인에이블 신호를 포함하고,
    상기 게이트 제어 데이터는 상기 디스플레이 필드 동안 각 픽셀을 1 게이트 라인 및 1 데이터 라인단위로 순차적으로 발광시키기 위한 제3 게이트 출력 인에이블 신호를 포함하는 터치좌표 인식을 위해 발광소자의 발광을 제어하는 타이밍 컨트롤러.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 X좌표 발광 데이터 및 상기 Y좌표 발광 데이터는 상기 X좌표 발광데이터 및 상기 Y좌표 발광 데이터에 의한 픽셀의 발광이 사용자의 눈에 인지 되지 않도록 미리 정해진 기준치 이하의 계조값을 갖는 터치좌표 인식을 위해 발광소자의 발광을 제어하는 타이밍 컨트롤러.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 터치좌표 중 X좌표는 상기 X좌표 필드 동안 펜과 접촉한 픽셀의 발광에 의한 발광신호가 상기 펜에 의해 검출된 검출시점을 이용하여 결정되고, Y좌표는 상기 Y좌표 필드 동안 상기 펜과 접촉한 픽셀의 발광에 의한 발광신호가 상기 펜에 의해 검출된 검출시점을 이용하여 결정되는 터치좌표 인식을 위해 발광소자의 발광을 제어하는 타이밍 컨트롤러.
  11. 복수개의 픽셀들을 포함하는 디스플레이 패널;
    1프레임 기간을 시분할하여 X좌표 필드 동안 터치좌표 중 X좌표 획득을 위한 X좌표 발광 데이터 및 제1 구동 데이터를 생성하고, Y좌표 필드 동안 Y좌표 획득을 위한 Y좌표 발광 데이터 및 제2 제어 데이터를 생성하며, 디스플레이 필드 동안 외부로부터 입력되는 영상 데이터를 출력하기 위한 제3 제어 데이터를 생성하는 타이밍 컨트롤러; 및
    상기 X좌표 필드 동안 상기 제1 제어 데이터에 따라 상기 X좌표 발광 데이터를 기초로 상기 픽셀을 발광시키고, 상기 Y좌표 필드 동안 상기 제2 구동 데이터에 따라 상기 Y좌표 발광 데이터를 기초로 상기 픽셀을 발광시키며, 상기 디스플레이 필드 동안 상기 제3 제어 데이터에 따라 상기 영상 데이터를 기초로 상기 픽셀을 발광시키는 디스플레이 구동 회로를 포함하는 전자장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 1프레임 기간 내에서 상기 X좌표 필드는 상기 디스플레이 필드 실행 이후에 실행되고, 상기 Y좌표 필드는 상기 X좌표 필드 실행 이후에 실행되는 전자장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 1프레임 기간 내에서 상기 Y좌표 필드는 상기 디스플레이 필드 실행 이후에 실행되고, 상기 X좌표 필드는 상기 Y좌표 필드 실행 이후에 실행되는 전자장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 1프레임 기간 내에서 상기 Y좌표 필드는 상기 X좌표 필드 실행 이후에 실행되고, 상기 디스플레이 필드는 상기 Y좌표 실행 이후에 실행되는 전자장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 1프레임 기간 내에서 상기 X좌표 필드는 상기 Y좌표 필드 실행 이후에 실행되고, 상기 디스플레이 필드는 상기 X좌표 실행 이후에 실행되는 전자장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 w개의 데이터 라인들과 h개의 게이트 라인들을 포함하고,
    상기 제1 구동 데이터는,
    상기 X좌표 필드 동안 상기 X좌표 발광 데이터에 대응되는 제1 데이터 전압을 이용하여 i개(i는 1 이상의 자연수)의 데이터 라인 단위로 각 픽셀들을 발광시키기 위한 m개의 데이터 펄스를 포함하는 제1 데이터 출력 인에이블 신호; 및
    상기 m개의 데이터 펄스 각각에 대응하여 상기 h개의 게이트 라인에 동시에 게이트 펄스를 출력하기 위한 제1 게이트 출력 인에이블 신호를 포함하고,
    상기 m은 상기 디스플레이 패널의 X방향 해상도 값을 X좌표 정밀도 값으로 제산한 값으로 결정되고, 상기 X좌표 정밀도 값은 상기 디스플레이 패널에 포함된 픽셀들 중 펜에 의해 한 번에 인식될 수 있는 X방향 픽셀개수로 결정되는 전자장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 w개의 데이터 라인들과 h개의 게이트 라인들을 포함하고,
    상기 제2 제어 데이터는,
    상기 Y좌표 필드 동안 상기 Y좌표 발광 데이터에 대응되는 제2 데이터 전압을 이용하여 j개(j는 1 이상의 자연수)의 게이트 라인 단위로 각 픽셀들을 발광시키기 위한 n개의 데이터 펄스를 포함하는 제2 데이터 출력 인에이블 신호; 및
    상기 Y좌표 필드 동안 상기 n개의 데이터 펄스에 각각 동기되는 게이트 펄스를 상기 j개의 게이트 라인 단위로 순차적으로 출력하기 위한 제2 게이트 출력 인에이블 신호를 포함하고,
    상기 n은 상기 디스플레이 패널의 Y방향 해상도 값을 Y좌표 정밀도 값으로 제산한 값으로 결정되고, 상기 Y좌표 정밀도 값은 상기 디스플레이 패널에 포함된 픽셀들 중 펜에 의해 한 번에 인식될 수 있는 Y방향 픽셀개수로 결정되는 전자장치.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 w개의 데이터 라인들과 h개의 게이트 라인들을 포함하고,
    상기 제3 제어 데이터는 상기 디스플레이 필드 동안 영상 데이터에 대응되는 제3 데이터 전압을 이용하여 상기 픽셀을 1 게이트 라인 단위 및 1 데이터 라인 단위로 순차적으로 발광시키기 위한 제3 데이터 출력 인에이블 신호 및 제3 게이트 출력 인에이블 신호를 포함하는 전자장치.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널 상에 접촉되어 상기 터치좌표를 획득하는 펜을 더 포함하고,
    상기 펜은 상기 X좌표 필드 동안 상기 펜과 접촉한 픽셀의 발광신호가 검출된 제1 검출시점을 이용하여 상기 터치좌표 중 X좌표를 결정하고, 상기 Y좌표 필드 동안 상기 펜과 접촉한 픽셀의 발광신호가 검출된 제2 검출시점을 이용하여 상기 터치좌표 중 Y좌표를 결정하는 전자장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 펜은 상기 X좌표 필드 내에서 제1 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 데이터 펄스들 중 상기 발광신호의 제1 검출시점에 대응되는 제1 타겟 데이터 펄스의 순서를 상기 X좌표로 결정하고, 상기 Y좌표 필드 내에서 제2 데이터 출력 인에이블 신호에 포함된 데이터 펄스들 중 상기 발광신호의 제2 검출시점에 대응되는 제2 타겟 데이터 펄스의 순서를 상기 터치좌표 중 Y좌표로 결정하는 전자장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1 타겟 데이터 펄스의 순서는 수직동기신호의 라이징 에지(Rising Edge)로부터 상기 제1 검출시점까지의 시간차이를 이용하여 결정되고, 상기 제2 타겟 데이터 펄스의 순서는 상기 수직동기신호의 라이징 에지로부터 상기 제2 검출시점까지의 시간차이를 이용하여 결정되는 전자장치.
  22. 제11항에 있어서,
    상기 X좌표 발광 데이터 및 상기 Y좌표 발광 데이터는 상기 X좌표 발광데이터 및 상기 Y좌표 발광 데이터에 의한 픽셀의 발광이 사용자의 눈에 인지 되지 않도록 미리 정해진 기준치 이하의 계조값을 갖는 전자장치.
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