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KR101623776B1 - 터치 디스플레이 드라이버 집적회로 및 터치 표시장치 - Google Patents

터치 디스플레이 드라이버 집적회로 및 터치 표시장치 Download PDF

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KR101623776B1
KR101623776B1 KR1020130152280A KR20130152280A KR101623776B1 KR 101623776 B1 KR101623776 B1 KR 101623776B1 KR 1020130152280 A KR1020130152280 A KR 1020130152280A KR 20130152280 A KR20130152280 A KR 20130152280A KR 101623776 B1 KR101623776 B1 KR 101623776B1
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KR
South Korea
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touch
data
signal
integrated circuit
touch display
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이종현
김홍철
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
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Priority to TW103142490A priority patent/TWI531952B/zh
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Priority to US14/563,115 priority patent/US9880677B2/en
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Abstract

본 발명은 표시영역과 비표시영역이 정의되어 있는 터치표시패널과; 상기 표시영역에 형성되고 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트라인 및 데이터라인과; 상기 게이트라인 및 상기 데이터라인에 연결되고, 상기 화소영역에 각각 형성되는 박막트랜지스터와; 다수의 상기 화소영역으로 정의되는 터치블록과, 상기 터치블록에 연결된 터치라인과; 상기 화소영역으로 게이트신호, 데이터신호, 공통 전압을 공급하며, 상기 터치블록으로 터치 스캔 신호를 공급하는 터치 디스플레이 드라이버IC와; 상기 터치 디스플레이 드라이버IC에 외부시스템으로부터 전달받은 동기신호 및 영상데이터 전달하는 연성회로기판과; 상기 연성회로기판에 구비된 메모리부를 포함하는 터치 표시장치이다.

Description

터치 디스플레이 드라이버 집적회로 및 터치 표시장치{TOUCH DISPLAY DRIVER INTEGRATED CIRCUIT AND TOUCH DISPLAY DEVICE}
본 발명은 터치 표시장치에 관한 것으로, 특히 터치 드라이버IC와 디스플레이 드라이버IC를 통합한 터치 표시장치에 관한 것이다.
정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device: FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel device: PDP), 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode display device: OLED), 전계방출표시장치(field emission display device: FED) 등이 개발되고 있다.
이러한 평판표시장치는 표시패널의 외부 면의 자극 즉 터치(Touch)에 반응하여 구동될 수 있도록 하여 사용자에게 편리함을 제공하고 있다. 즉, 터치패널의 기능을 함께 제공하고 있다.
이러한 터치패널은 영상을 표시하는 출력수단으로 사용되는 동시에, 표시된 영상의 특정부위를 터치하여 사용자의 명령을 입력 받는 입력수단으로 널리 사용되고 있다.
다시 말해, 사용자가 표시패널에 표시되는 영상을 보면서 터치패널을 터치하면, 터치패널은 해당 터치부위의 위치정보를 검출하고 검출된 위치정보를 영상의 위치정보와 비교하여 사용자의 명령을 인식할 수 있다.
터치 패널의 종류로는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식등 여러 가지가 있으나, 대표적인 터치 패널로는 정전용량 감지 방식 터치 패널과 압력 감지 방식 터치 패널이 있다.
이러한 터치패널은 표시패널에 별도의 터치패널을 부착하는 에드-온(add-on) 방식과, 터치패널을 표시패널의 기판에 형성하여 일체화 하는 온-셀(On-cell), 인-셀(In-cell)방식 등으로 제조되고 있는 실정이다.
전술한 터치패널을 이용하는 터치 표시장치는 영상을 표시하는 디스플레이드라이버IC와 터치감지를 하는 터치 드라이버IC가 각각 구비되는데, 이를 도면을 참고하여 설명하도록 한다.
도 1은 에드-온 방식의 터치 표시장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 에드-온 방식의 터치 표시장치는 표시패널(1)과 터치패널(11)으로 구성된다.
표시패널(1)은 다수의 화소영역을 정의하는 다수의 게이트라인 및 다수의 데이터라인, 다수의 화소영역 내에 형성되는 트랜지스터, 공통전극, 화소전극 등으로 형성되어 영상을 표시하게 되는 표시영역(AA)과, 다수의 게이트라인 및 다수의 데이터라인으로 제어신호를 입력하는 디스플레이 드라이버IC(7, 이하 D-IC)와, 표시영역(AA)과 D-IC(7)를 연결해주는 제1링크배선(5)과, 외부시스템으로부터 각종 동기신호 및 영상데이터를 D-IC(7)로 전달하기 위한 제1연성회로기판(10, 이하 제1FPC)과, D-IC(7)와 FPC(10)를 연결해주는 제1연결배선(9)을 포함한다.
터치패널(11)은 다수의 전극패턴이 형성되어 터치를 감지하게 되는 터치영역(TA)과, 터치 신호를 생성하여 전극패턴들에 터치 신호를 인가시킨 후, 인가된 터치 신호에 따른 터치 감지 신호를 수신하여 터치영역(TA) 내에 터치 입력 위치를 감지하는 기능을 수행하는 터치 드라이버IC(17, 이하 T-IC)와, 터치영역(TA)의 다수의 전극패턴들과 T-IC(17)를 연결해주는 제2링크배선(15)과, T-IC(17)를 실장하고 외부시스템으로부터 각종 신호를 전달 받기 위한 제2연성회로기판(20, 이하 제2FPC)을 포함한다.
이러한 구성의 표시패널(1)과 터치패널(11)이 합착되어 터치 표시장치가 완성된다.
한편, 전술한 에드-온 방식의 터치 표시장치는 터치패널(11)에 전극패턴을 형성하므로, 박형화가 어려운 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해, 전극패턴들, 즉 드라이브 전극과 센스 전극을 표시패널 내부에 형성하는 인-셀 방식(In-cell Type)이 제안되었다.
도 2는 인-셀 방식의 터치 표시장치의 구성을 나타낸 도면이다. 이 때, 인-셀 방식의 터치 표시장치를 구성하는 방법에는 셀프캡(Self cap)방식과 뮤츄얼 캡(mutual cap)방식으로 구분될 수 있는데, 이하 설명은 뮤츄얼 캡 방식을 예로서 설명한다.
도 2를 참고하면, 인-셀 방식의 터치 표시장치는 터치표시패널(31), D-IC(37), T-IC(43)구성된다.
터치표시패널(31)은 일 예로 액정층(미도시)을 구비하는 액정표시장치 일수 있으며, 유기발광다이오드가 구비되어 있는 유기발광다이오드 표시장치 또는 전계방출표시장치 등 여러 가지 평판표시장치가 될 수 있다.
액정표시장치인 경우로 설명하면, 종래의 인-셀 터치 표사장치는 서로 마주보며 이격되는 터치표시패널(31)은 상부기판 및 하부기판과, 상부기판과 하부기판 사이에 형성되는 액정층을 포함한다.
하부기판에는 화소영역을 정의하는 다수의 게이트 배선 및 다수의 데이터 배선이 형성되어 있고, 화소영역 각각에는, 박막트랜지스터(thin film transistor: TFT), 박막트랜지스터에 연결되는 다수의 화소전극, 공통전극 등으로 형성되어 영상을 표시하게 되는 표시영역(AA)이 정의되어 있다.
그리고, 공통전극(또는 별도의 터치배선)으로 게이트라인에 평행한 수평화소열의 화소영역을 각각 덮는 다수의 드라이브 전극과, 데이터라인에 평행한 수직화소열의 화소영역을 각각 덮는 다수의 센스전극으로 구성되는 터치영역(TA)이 정의되어 있다.
또한, 다수의 게이트라인과 데이터라인으로 제어신호를 입력하는 디스플레이 드라이버IC(37, 이하 D-IC)와, 표시영역(AA)과 D-IC(37)을 연결해주는 제3링크배선(35)과, 외부시스템으로부터 각종 동기신호 및 영상데이터를 D-IC(37)로 전달하기 위한 제3연성회로기판(40, 이하 제3FPC)과, D-IC(37)와 제3FPC(40)를 연결해주는 제2연결배선(39)이 형성되어 있다.
여기서 제3FPC(40)에는 터치영역(TA) 내에 터치 입력 위치를 감지하는 기능을 수행하는 터치 드라이버IC(43, 이하 T-IC)가 실장되어 있다. 그리고, 하부기판은 정층을 개재하여 컬러필터 및 블랙매트릭스가 형성있는 상부기판과 합착되어 터치 표시장치가 완성된다.
그러나, 인-셀 방식의 터치 표시장치는 드라이브 전극과 센스전극의 위치가 게이트라인 및 데이터라인과 인접하게 형성되어, 드라이브 전극과 센스전극사이에 형성되는 커패시터에 영향을 주게 된다. 구체적으로, 데이터라인에 인접한 게이트라인의 전압변동이 데이터라인에 영향을 미치고, 데이터라인에 변동은 인접한 드라이브 전극과 커플링으로 발생되게 된다.
또한, 데이터라인에 인접한 센스전극은 데이터라인의 변동에 따라 형성되는 기생커패시터의 영향을 받게 되어 신호지연(RC delay)이 증가하는 문제가 발생된다. 즉, 커플링 간섭에 의해 터치정밀도가 저하되고, 기생커패시터의 영향으로 응답속도가 저하되는 문제점이 있다.
한편, 인-셀 터치 방식의 터치 표시장치가 셀프캡 방식으로 구성되었을 경우, 공통전극을 드라이브 전극 및 센스전극으로 구성하지 않고, 공통전극을 일정한 영역만큼 묶어 터치전극을 정의하고, 이런 터치전극에서 터치전극배선을 독립적으로 뽑아내어 터치 표시장치를 구성하게 된다.
이 때, 가로방향 터치전극 개수(n)와 세로방향 터치전극 개수(m)를 고려하여 n x m 개의 라인 채널 수가 필요하게 된다.
따라서, 이에 대응하는 T-IC(43)의 실효 채널수가 n x m 개가 필요하다. 만약, T-IC(43)의 채널수가 부족하면, 다수의 T-IC(43)가 사용되어야 하며, 이 경우 T-IC(43)가 실장되는 제3FPC(40)의 크기나 배선처리가 복잡하게 되는 문제점이 있다.
다른 한편으로, 다수의 T-IC(43)를 사용하는 대신 D-IC(37)에 다중화기(MUX)를 내장 할 수도 있지만, 이는 D-IC(37)의 크기를 증가시켜 단가가 상승하는 문제점이 발생하며, 또한, T-IC(43)와 D-IC(37)간 연결을 위해 사용되는 터치IC용 FPC(40)의 크기나 라인처리가 복잡해지는 단점이 발생한다.
한편, 상기한 문제점 이외에도 종래기술의 터치 기능을 포함하는 터치 표시장치에서는 D-IC와 T-IC를 각각 구성함으써, 제조원가가 증가하고, FPC의 크기가 증가하며, D-IC 및 T-IC와 이의 주변요소들(예를 들어 각각의 배선들)간의 노이즈가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 디스플레이 드라이버IC와 터치 드라이버IC를 단일IC로서 터치 표시장치를 구성하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 표시영역과 비표시영역이 정의되어 있는 터치표시패널과; 상기 표시영역에 형성되고 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트라인 및 데이터라인과; 상기 게이트라인 및 상기 데이터라인에 연결되고, 상기 화소영역에 각각 형성되는 박막트랜지스터와; 다수의 상기 화소영역으로 정의되는 터치블록과, 상기 터치블록에 연결된 터치라인과; 상기 화소영역으로 게이트신호, 데이터신호, 공통 전압을 공급하며, 상기 터치블록으로 터치 스캔 신호를 공급하는 터치 디스플레이 드라이버IC와; 상기 터치 디스플레이 드라이버IC에 외부시스템으로부터 전달받은 동기신호 및 영상데이터 전달하는 연성회로기판과; 상기 연성회로기판에 구비된 메모리부를 포함하는 터치 표시장치를 제공한다.
상기 터치 라인은 상기 데이터라인에 평행한 형태로 상기 터치블록에 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 터치 디스플레이 드라이버IC는, 영상데이터 및 데이터 제어신호에 응답하여 기준전압들을 선택하고, 선택된 상기 기준전압을 상기 데이터신호로 상기 터치표시패널에 공급하는 데이터 드라이버와; 게이트 제어신호에 응답하여 상기 게이트신호를 생성하고, 상기 게이트신호를 이용하여 상기 터치표시패널 상에 배열된 상기 박막트랜지스터들의 동작을 제어하는 게이트 드라이버와; 상기 터치 스캔 신호와 터치클럭을 생성하는 신호생성부와; 상기 터치라인 자체의 저항과 상기 터치라인과 상기 게이트라인의 중첩에 따라 발생하는 기생용량에 의한 상기 터치 라인의 신호지연을 카운팅하여 신호지연데이터를 생성하는 아날로그-디지털 카운터와; 터치여부를 판단하고, 상기 신호지연데이터와 상기 메모리부에 저장된 기준데이터를 비교 연산하고, 연산 결과에 따라 상기 터치 스캔 신호를 보상하고, 상기 터치블록으로 보상된 상기 터치 스캔 신호를 인가하는 마이크로 컨트롤러 유닛을 포함한다.
상기 메모리부는, 터치구동을 위한 펌웨어가 저장되는 터치펌웨어저장부와; 상기 기준데이터가 저장되는 아날로그-디지털 저장부와; 영상출력을 위한 드라이버펌웨어가 저장되는 드라이버펌웨어저장부를 포함한다.
상기 터치 디스플레이 드라이버IC와 상기 메모리부는 SPI통신을 통하여 데이터 전송을 하는 것을 특징으로 한다.
상기 터치표시패널은 링크배선을 통해 상기 터치 디스플레이 드라이버IC와 연결되고, 상기 터치 디스플레이 드라이버IC는 연결배선을 통해 상기 연성회로와 연결되며, 상기 링크배선은 상기 게이트 및 데이터라인에 연결되는 게이트링크배선 및 데이터링크배선과, 상기 터치 스캔 신호를 인가하고 터치 감지 신호를 전달하기 위한 상기 터치 라인에 연결되는 터치링크배선을 포함하고, 상기 연결배선은 상기 메모리부와 상기 SPI통신을 위한 4개의 배선과, 상기 기준데이터를 로드하기 위한 1개의 배선을 포함한다.
또한, 다른 측면에서, 본 발명은, 패널에 위치하는 터치전극으로 터치 스캔 신호를 인가하는 신호생성부, 터치구동을 위한 터치펌웨어 및 영상출력을 위한 드라이버펌웨어를 로드하며 터치 감지 신호에 따라 패널에 대한 터치여부를 판단하는 마이크로 컨트롤러 유닛 및 영상데이터에 따라 생성되는 데이터신호를 패널에 위치하는 데이터라인으로 인가하는 데이터 드라이버를 포함하는 터치 디스플레이 드라이버 집적회로(IC: Integrated Circuit)를 제공한다.
또한, 다른 측면에서, 본 발명은, 복수의 터치전극이 위치하고, 게이트라인 및 데이터라인으로 화소영역이 정의되는 패널, 및 터치전극으로 터치 스캔 신호를 인가하는 신호생성부와, 터치구동을 위한 터치펌웨어 및 영상출력을 위한 드라이버펌웨어를 로드하며 터치 감지 신호에 따라 패널에 대한 터치여부를 판단하는 마이크로 컨트롤러 유닛과, 영상데이터에 따라 생성되는 데이터신호를 데이터라인으로 인가하는 데이터 드라이버를 포함하는 터치 디스플레이 드라이버 집적회로(IC: Integrated Circuit)를 포함하는 터치 표시장치를 제공한다.
상술한 바와 같이 발명에 따른 터치 표시장치는 디스플레이 드라이버IC와 터치드라이버IC를 통합한 터치 디스플레이 드라이버IC를 구성하는 것으로 제조원가를 절감하는 효과를 갖는다.
또한, 터치패턴과 터치 디스플레이 드라이버IC를 연결하는 링크배선을 비표시영역(NAA)으로 형성하지 않을 수 있게 되므로, 베젤부를 저감시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 메모리부를 연성회로기판에 실장하는 것으로, 연결배선을 저감시키고, 이에 연성회로기판의 크기를 줄일 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 에드-온 방식의 터치 표시장치 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 인-셀 방식의 터치 표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 TDDI의 구성을 설명하기 위한 블록구성도이다.
이하, 첨부되는 도면들을 참고하여 본 발명의 다양한 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
한편, 이하에서는 설명의 편의상 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 표시장치는 액정표시장치로 일 예를 들어 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 전계방출 표시장치, 플라즈마 디스플레이 패널, 전계발광 표시장치, 전기영동 표시장치, 유기발광 다이오드 등 다양한 표시장치에 적용될 수 있다. 또한, 액정표시장치의 일반적인 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시장치의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 패널(100), 터치 디스플레이 드라이버 IC(107, 이하 TDDI), 연성회로기판(110, FPC)을 포함한다.
여기서 패널(100)은 표시패널과 터치패널이 일체화된 인-셀 방식의 터치표시패널(100)인 것으로 설명한다. 이 때, 터치표시패널(100)은 사용자의 터치 위치를 감지하는 기능과 영상을 표시하는 기능을 수행하는 것으로서, 특히, 본 발명에 적용되는 터치표시패널은 영상표시에 사용되는 공통 전극을 분할하고, 이를 직접 터치 전극으로 활용하여 터치 전극과 사용자의 입력 사이에 정전용량이 형성되도록 함으로써 사용자의 터치 입력 시 발생하는 정전용량의 변화량을 측정하여 터치를 인식하는 방법으로 동작하는 자기 정전용량 방식의 터치표시패널(100)이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치표시패널(100)은 두 장의 기판 사이에 액정층이 형성되는 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 도시하지 않았지만, 하부 기판에는 다수의 게이트라인과, 다수의 게이트라인과 교차되는 다수의 데이터라인과, 게이트라인과 데이터라인의 교차점 정의되는 화소영역에 형성되는 다수의 박막트랜지스터와, 화소영역에 전압을 충전시키기 위한 다수의 화소전극들 및 화소전극과 함께 액정층의 액정분자를 구동하기 위한 공통전극을 포함하며, 데이터라인들과 게이트라인들의 교차 구조에 의해 화소들이 매트릭스 형태로 배치된다. 그리고, 상부 기판에는 블랙매트릭스와 컬러필터가 형성된다.
상부 기판과 하부 기판 각각의 바깥쪽 면에는 편광판이 부착되고, 액정층과 접하는 내면에는 액정분자의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정층의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성될 수 있다.
한편, 터치표시패널(100)에는 각각이 다수의 화소영역으로 구성된 다수의 터치블록이 정의된다. 여기서 공통전극이 터치블록에 대응해서 패터닝되어 형성될 수 있다. 다수의 터치블록 각각은 터치표시패널(100) 내에 형성된 다수의 화소영역이 m개의 블록단위로 묶여 정의되며, 사용자의 필요에 따라서 블록단위에 포함되는 화소영역의 수가 변경되어 사용 가능한 것은 당업자에게 자명하다.
m개의 터치블록들은, 디스플레이 구동 기간 동안 각 픽셀에 형성되어 있는 화소 전극과 함께 액정을 구동하는 공통 전극으로 동작하며, 터치 구동 기간 동안 TDDI(107)로부터 인가되는 터치 스캔 신호에 의해 터치 위치를 감지하는 터치 전극으로 동작하게 된다.
터치표시패널(100)은 n개(n≥m)의 링크배선(105)들을 포함하고 있으며, n개의 링크배선(105)들은 m개의 터치블록들과 TDDI(107)를 연결하여, TDDI(107)로부터 출력된 공통 전압 및 터치 스캔 신호가 n개의 링크배선(105)들을 통해 m개의 터치블록들로 인가되게 한다. 또한, 터치 스캔 신호에 따라 m개의 터치블록들로부터 수신된 터치 감지 신호를 TDDI(107)로 전달한다.
그리고, n개의 링크배선(105)은 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되어 게이트신호 및 데이터신호를 화소에 전달한다.
터치 스캔 신호는 TDDI(107)에서 생성되어 m개의 터치블록들로 인가되는 신호이며, 터치 감지 신호는 터치 스캔 신호에 따라 사용자의 터치 입력과 m개의 터치블록 사이에 생성된 신호로써 TDDI(107)로 전달되는 신호이다.
이 때, TDDI(107)는 터치표시패널(100)의 구동모드에 따라 n개의 링크배선(105)들을 통해 게이트 및 데이터신호를 인가하거나 m개의 터치블록들로 터치 스캔 신호를 인가한다.
이와 같이, n개의 링크배선(105)들은 화소들에 게이트 및 데이터신호를 인가하기 위한 게이트 및 데이터라인에 연결되는 게이트링크배선 및 데이터링크배선과, 터치 스캔 신호를 인가하고 터치 감지 신호를 TDDI(107)로 전달하기 위한 터치 라인에 연결되는 터치링크배선을 포함한다. 이 때, 터치 라인은 수직하게 형성되는 데이터라인에 평행한 형태로 m개의 터치블록에 연결될 수 있다.
따라서, 터치라인을 비표시영역(NAA)으로 형성할 필요가 없어지게 되므로, 베젤부를 줄일 수 있는 효과를 갖게 된다.
이하 도 4를 참고하여 TDDI(107)에 대해 자세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 TDDI의 구성을 설명하기 위한 블록구성도이다.
도시한 바와 같이, TDDI(107)는 데이터 드라이버(120), 게이트 드라이버(122), 아날로그-디지털 카운터(125), 신호생성부(127), 마이크로컨트롤러유닛(129)를 포함한다.
데이터 드라이버(120)는 타이밍 컨트롤러(미도시)로부터 입력되는 아날로그 영상신호(RGB data) 및 데이터 제어신호(DCS)에 응답하여 입력 데이터의 기준전압들을 선택하고, 선택된 기준전압을 데이터신호로 터치표시패널(100)에 공급한다.
게이트 드라이버(122)는 타이밍 컨트롤러(미도시)로부터 입력되는 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여 게이트신호를 생성하고, 게이트신호를 이용하여 터치표시패널(100) 상에 배열된 각각에 박막트랜지스터들의 온/오프(on/off) 제어를 수행한다.
이 때, 게이트신호로 터치표시패널(100) 상의 다수의 게이트라인을 1수평동기 시간씩 순차적으로 인에이블(enable) 시킴으로써 터치표시패널(100) 상의 박막트랜지스터들(TFT)을 1라인 분씩 순차적으로 구동시켜 데이터 드라이버(120)로부터 공급되는 데이터신호들이 각 박막트랜지스터들에 접속된 화소들로 인가되도록 한다.
아날로그-디지털 카운터(125)는 n개의 링크배선(105) 중 터치라인에 의한 신호지연(RC delay)에 대한 신호지연데이터를 카운팅 하여, 카운팅 된 신호지연데이터를 마이크로 컨트롤러 유닛으로 전달한다.
이 때, 신호지연(RC delay)은 터치라인 자체의 저항과 터치라인과 게이트라인의 중첩에 따라 발생하는 기생용량에 의한 것으로, 이러한 신호지연으로 인하여 m개의 터치블록에서 터치에 대한 오작동이 일어날 수 있다. 이러한 문제점을 아날로그-디지털 카운터(125)에서 신호지연에 대한 신호지연데이터를 카운팅하게 되고, 카운팅 된 신호지연데이터를 후술하는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로 전달하게 된다.
신호생성부(127)는 m개의 터치블록으로 인가되는 터치 스캔 신호와, 터치클럭(raw data)을 생성한다. 이 때, 터치 스캔 신호와 터치클럭은 후술하는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로 전달되어, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)은 터치 스캔 신호와 터치클럭을 이용하여 터치여부를 판단하게 된다.
터치판단 여부에 대해 간략하게 설명하면, 일정한 파형의 터치 스캔 신호가 m개의 터치블록으로 인가되고, 사용자에 의해 m개의 터치블록에서 터치 감지 신호가 생성된다. 이런 터치 스캔 신호와 터치 감지신호는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)에서 연산되어 터치여부를 판단하게 된다.
이 때, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)에는 터치클럭이 입력된다. 터치클럭은 터치 스캔 신호 및 터치 감지 신호의 변동 차이를 비교하기 위한 신호로서, 터치 스캔 신호에 대한 클럭의 개수와 터치 감지 신호에 대한 클럭의 개수를 비교하여 터치여부를 판단하게 된다.
즉, 일정한 파형의 터치 스캔 신호와 터치 감지 신호가 로직하이에서 로직로우로 되는 지점까지 터치클럭의 개수를 판단하게 되는 것이다.
마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)은 신호생성부(127)로부터 전달받은 터치 스캔 신호를 m개의 터치블록으로 인가하고, 동시에 일정한 클럭을 이용하여 터치 스캔 신호 및 터치 감지 신호의 차이를 비교하여 터치여부를 판단한다. 그리고, 아날로그-디지털 카운터(125)에서 카운팅 된 신호지연데이터를 후술하는 메모리부(111)의 기준데이터와 비교 연산 후 신호지연에 대한 보상값을 터치 스캔 신호에 적용하여 출력한다.
이어서, 도 3을 참고하여 설명한다. 연성회로기판(110)은 외부시스템으로부터 전송되어오는 데이터인에이블(DE), 수평동기신호(HSY), 수직동기신호(VSY), 데이터클럭(DCLK)과 같은 타이밍신호를 TDDI(107)로 전달하는 역할을 한다. 연성회로기판(110)과 TDDI(107) 사이에는 타이밍신호를 전달하기 위한 연결배선(109)이 형성되어 있다. 연결배선(109)을 통해 TDDI(107)는 외부시스템으로부터 타이밍신호를 전달 받게 된다.
한편, 연성회로기판(110)에는 메모리부(111)가 구비되어 있다. 메모리부(111)는 터치구동을 위한 펌웨어가 저장되어 있는 터치펌웨어저장부(미도시)와, 신호지연에 대한 기준데이터가 저장되어 있는 아날로그-디지털 저장부(미도시)와, 영상출력을 위한 드라이버펌웨어저장부(미도시)를 포함한다.
아날로그-디지털 저장부(미도시)는 신호지연에 대한 기준데이터가 테이블로 저장되어 있고, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)에서 기준데이터를 읽어 들인다.
터치펌웨어저장부(미도시)에는 터치펌웨어가 저장되어 있고, 외부시스템에서 전달되는 제어신호에 의해 터치펌웨어가 TDDI(107)로 로드(load)된다. 동시에 드라이버펌웨어저장부(미도시)에 저장되어 있는 드라이버펌웨어가 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)으로 로드된다. TDDI(107)는 로드된 터치펌웨어에 의해 터치 스캔 신호를 생성하고, 로드된 드라이버펌웨어에 의해 게이트 신호 및 데이터 신호를 생성하여 외부시스템으로부터 전송되어오는 제어신호에 따라 터치표시패널(100)을 표시구간과 터치구간이 되도록 제어한다.
이러한 메모리부(111)와 TDDI(107)는 SPI(Serial to Peripheral Interface) 통신방식으로 데이터를 주고 받을 수 있으며, 이를 위해 연성회로기판(110)과 TDDI(109) 사이는 SPI통신을 위한 4개의 배선과, 기준데이터를 로드(load)하기 위한 1개의 배선, 즉 최소 5개의 연결배선(109)이 필요하게 된다.
전술한 본 발명에 따른 터치 표시장치는 디스플레이 드라이버IC와 터치드라이버IC를 통합한 터치 디스플레이 드라이버IC(TDDI)를 구성하는 것으로 제조원가를 절감하는 효과를 가지며, 신호지연을 보상하여 노이즈를 감소시켜 품질향상에 효과를 갖는다.
또한, 터치패턴과 터치 디스플레이 드라이버IC를 연결하는 링크배선을 비표시영역(NAA)으로 형성하지 않을 수 있게 되므로, 베젤부를 저감시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 메모리부를 연성회로기판에 실장하는 것으로, 연결배선을 저감시키고, 이에 연성회로기판의 크기를 줄일 수 있는 효과를 갖는다.
전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
100 : 터치표시패널 105 : 링크배선
107 : 터치디스플레이드라이버IC 109 : 연결배선
110 : 연성회로기판 111 : 메모리부

Claims (18)

  1. 터치 구동 기간에, 복수의 공통전극으로 구성되는 터치전극 각각으로 연결되는 터치전극배선을 이용하여 상기 터치전극으로 터치 스캔 신호를 인가하는 신호생성부;
    터치구동을 위한 터치펌웨어 및 영상출력을 위한 드라이버펌웨어를 로드하며 상기 터치전극의 자기(self) 정전용량 변화량에 따라 패널에 대한 터치여부를 판단하는 마이크로 컨트롤러 유닛; 및
    디스플레이 구동 기간에, 영상데이터에 따라 생성되는 데이터신호를 상기 패널에 위치하는 데이터라인으로 인가하는 데이터 드라이버를 포함하고,
    연성회로기판에 위치하며 상기 터치펌웨어 및 상기 드라이버펌웨어를 저장하는 메모리와, 통신하고 상기 메모리에 저장된 데이터를 사용하는 터치 디스플레이 드라이버 집적회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메모리로부터 기준데이터를 수신하고 상기 기준데이터를 이용하여 상기 터치 스캔 신호를 보상하는 터치 디스플레이 드라이버 집적회로.
  3. 제1항에 있어서,
    외부에 위치하는 상기 메모리와 SPI(Serial to Peripheral Interface) 통신을 통해 데이터를 송수신하는 터치 디스플레이 드라이버 집적회로.
  4. 제3항에 있어서,
    연성회로기판에 위치하는 4개의 배선을 통해 상기 메모리와 SPI 통신하는 터치 디스플레이 드라이버 집적회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 터치전극과 연결된 터치라인의 신호지연데이터를 생성하여 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로 전달하는 터치 디스플레이 드라이버 집적회로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤러 유닛은 외부에 위치하는 상기 메모리로부터 기준데이터를 수신하고 상기 기준데이터와 상기 신호지연데이터를 비교하여 상기 터치 스캔 신호에 대한 보상값을 생성하는 터치 디스플레이 드라이버 집적회로.
  7. 복수의 공통전극으로 구성되는 터치전극 및 상기 터치전극 각각으로 연결되는 터치전극배선이 위치하고, 게이트라인 및 데이터라인으로 화소영역이 정의되는 패널; 및
    터치 구동 기간에 상기 터치전극으로 터치 스캔 신호를 인가하는 신호생성부와,
    터치구동을 위한 터치펌웨어 및 영상출력을 위한 드라이버펌웨어를 로드하며 상기 터치전극의 자기(self) 정전용량 변화량에 따라 상기 패널에 대한 터치여부를 판단하는 마이크로 컨트롤러 유닛과,
    디스플레이 구동 기간에, 영상데이터에 따라 생성되는 데이터신호를 상기 데이터라인으로 인가하는 데이터 드라이버를 포함하는 터치 디스플레이 드라이버 집적회로(IC: Integrated Circuit); 및
    상기 터치 디스플레이 드라이버 집적회로로 상기 영상데이터를 전달하는 연성회로기판을 포함하고,
    상기 터치 디스플레이 드라이버 집적회로는,
    상기 연성회로기판에 위치하며 상기 터치펌웨어 및 상기 드라이버펌웨어를 저장하는 메모리와, 통신하고 상기 메모리에 저장된 데이터를 사용하는 터치 표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 터치 디스플레이 드라이버 집적회로는,
    상기 메모리로부터 기준데이터를 수신하고 상기 기준데이터를 이용하여 상기 터치 스캔 신호를 보상하는 터치 표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 터치 디스플레이 드라이버 집적회로는,
    외부에 위치하는 상기 메모리와 SPI(Serial to Peripheral Interface) 통신을 통해 데이터를 송수신하는 터치 표시장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 터치 디스플레이 드라이버 집적회로는,
    상기 연성회로기판에 위치하는 4개의 배선을 통해 상기 메모리와 SPI 통신하는 터치 표시장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 터치 디스플레이 드라이버 집적회로는,
    상기 터치전극과 연결된 터치라인의 신호지연데이터를 생성하여 상기 마이크로 컨트롤러 유닛으로 전달하는 터치 표시장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤러 유닛은 외부에 위치하는 상기 메모리로부터 기준데이터를 수신하고 상기 기준데이터와 상기 신호지연데이터를 비교하여 상기 터치 스캔 신호에 대한 보상값을 생성하는 터치 표시장치.
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