KR20070033532A

KR20070033532A - 접촉 감지 기능이 있는 표시 장치, 그 구동 장치 및 감지신호 처리 방법

Info

Publication number: KR20070033532A
Application number: KR1020050087795A
Authority: KR
Inventors: 박종웅; 차영옥; 조만승; 어기한; 이주형
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-09-21
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2007-03-27
Also published as: US7920128B2; JP2007087394A; CN1936811A; TW200727161A; US20070063990A1

Abstract

본 발명은 접촉 감지 기능이 있는 표시 장치, 그 구동 장치 및 감지 신호 처리 방법에 관한 것으로, 이 표시 장치는, 표시판, 표시판에 형성되어 있는 복수의 화소, 표시판에 형성되어 있으며 표시판에 대한 접촉에 기초하여 감지 신호를 생성하는 복수의 감지부, 그리고 감지 신호를 받아 소정 신호 처리를 하여 감지 데이터를 생성하며, (j-L) 번째 프레임 내지 현재(j 번째) 프레임의 감지 데이터에 기초하여 접촉 여부를 판단하는 감지 신호 처리부를 포함한다(L은 자연수). 본 발명에 의하면, 감지 신호의 레벨이 변동하더라도 차분 데이터를 이용함으로써 접촉 여부 및 접촉 위치를 정확하게 판단할 수 있다.

표시 장치, 감지부, 화소, 감지 신호, 차분 데이터, 접촉

Description

접촉 감지 기능이 있는 표시 장치, 그 구동 장치 및 감지 신호 처리 방법 {TOUCH SENSIBLE DISPLAY DEVICE AND DRIVING APPARATUS THEREFOR AND METHOD OF PROCESSING SENSING SIGNALS}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도로서, 화소 관점에서 도시한 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도로서, 감지부 관점에서 도시한 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 감지부에 대한 등가 회로도이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 광센서에 대한 등가 회로도이다.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 디지털 필터링 데이터를 도시한 파형도이다.

도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제1 및 제2 차분 데이터를 도시한 파형도이다.

도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 접촉 상태를 판단하는 흐름도이다.

도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 접촉 이벤트 플래그를 도시한 파형도이다.

본 발명은 접촉 감지 기능이 있는 표시 장치, 그 구동 장치 및 감지 신호 처리 방법에 관한 것이다.

표시 장치 중 대표적인 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 화소 전극 및 공통 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 화소 전극은 행렬의 형태로 배열되어 있고 박막 트랜지스터(TFT) 등 스위칭 소자에 연결되어 한 행씩 차례로 데이터 전압을 인가 받는다. 공통 전극은 표시판의 전면에 걸쳐 형성되어 있으며 공통 전압을 인가 받는다. 화소 전극과 공통 전극 및 그 사이의 액정층은 회로적으로 볼 때 액정 축전기를 이루며, 액정 축전기는 이에 연결된 스위칭 소자와 함께 화소를 이루는 기본 단위가 된다.

이러한 액정 표시 장치에서는 두 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.

터치 스크린 패널(touch screen panel)은 화면 위에 손가락 또는 터치 펜(touch pen, stylus) 등을 접촉해 문자나 그림을 쓰고 그리거나, 아이콘을 실행시켜 컴퓨터 등의 기계에 원하는 명령을 수행시키는 장치를 말한다. 터치 스크린 패널이 부착된 액정 표시 장치는 사용자의 손가락 또는 터치 펜 등이 화면에 접촉하였는지 여부 및 접촉 위치 정보를 알아낼 수 있다. 그런데, 이러한 액정 표시 장치는 터치 스크린 패널로 인하여 원가 상승, 터치 스크린 패널을 액정 표시판 위에 접착시키는 공정 추가로 인한 수율 감소, 액정 표시판의 휘도 저하, 제품 두께 증가 등의 문제가 있다.

따라서 이러한 문제들을 해결하기 위하여 터치 스크린 패널 대신에 감지 소자를 액정 표시 장치에 내장하는 기술이 개발되어 왔다. 감지 소자는 사용자의 손가락 등이 화면에 가한 빛 또는 압력의 변화를 감지함으로써 액정 표시 장치가 사용자의 손가락 등이 화면에 접촉하였는지 여부 및 접촉 위치 정보를 알아낼 수 있게 한다.

그런데 감지 소자가 액정 표시 장치에 내장되어 있어서 감지 소자로부터의 감지 신호는 액정 표시 장치의 구동 신호의 영향을 많이 받을 수 있다. 또한 감지 소자 자체의 열화 및 감지 조건에 따라 감지 신호가 일정하지 않을 수 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 감지 신호에 대하여 접촉 여부 및 접촉 위치를 정확하게 판단할 수 있는 표시 장치, 그 구동 장치 및 감지 신호 처리 방법을 제공하는 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는, 표시판, 상기 표시판에 형성되어 있는 복수의 화소, 상기 표시판에 형성되어 있으며, 상기 표시판에 대한 접촉에 기초하여 감지 신호를 생성하는 복수의 감지부, 그리고 상기 감지 신호를 받아 소정 신호 처리를 하여 감지 데이터를 생성하며, (j-L) 번째 프레임 내지 현재(j 번째) 프레임의 감지 데이터에 기초하여 접촉 여부를 판단하는 감지 신호 처리부를 포함한다(L은 자연수).

상기 감지 신호 처리부는 상기 현재 프레임의 감지 데이터와 상기 (j-L) 내지 (j-1) 번째 프레임의 감지 데이터의 차 중 최댓값을 가지는 제1 차분 데이터를 생성하고, 상기 제1 차분 데이터가 제1 설정값 이상이면 비접촉 상태에서 접촉 상태로 변하는 것으로 판단할 수 있다.

상기 감지 신호 처리부는 상기 (j-L) 번째 프레임의 감지 데이터와 상기 (j-L+1) 번째 프레임 내지 상기 현재 프레임의 감지 데이터의 차 중 최댓값을 가지는 제2 차분 데이터를 생성하고, 상기 제2 차분 데이터가 제2 설정값 이상이면 상기 접촉 상태에서 상기 비접촉 상태로 변하는 것으로 판단할 수 있다.

복수 프레임의 상기 감지 데이터를 기억하는 프레임 메모리를 더 포함할 수 있다.

상기 감지 신호 처리부는 상기 감지 신호를 증폭하고 디지털로 변환할 수 있다.

상기 감지 신호 처리부는 상기 디지털로 변환된 복수 프레임의 감지 신호를 평균하여 상기 감지 데이터를 생성할 수 있다.

상기 감지 신호 처리부는 적어도 한 프레임마다 상기 감지 데이터를 생성할 수 있다.

상기 감지부는 행 방향으로 연결되어 있는 복수의 제1 감지부와 열 방향으로 연결되어 있는 복수의 제2 감지부를 포함할 수 있다.

상기 제1 감지부에 연결되어 상기 제1 감지부로부터의 제1 감지 신호를 전달하며 행 방향으로 뻗어 있는 복수의 제1 감지 데이터선, 그리고 상기 제2 감지부에 연결되어 상기 제2 감지부로부터의 제2 감지 신호를 전달하며 열 방향으로 뻗어 있는 복수의 제2 감지 데이터선을 더 포함할 수 있다.

상기 감지 신호 처리부는 상기 제1 및 제2 감지 신호 각각에 기초하여 접촉 여부를 판단하고 상기 판단 결과에 따라 접촉 위치를 판단할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 표시 장치는, 표시판, 상기 표시판에 형성되어 있는 복수의 화소, 상기 표시판에 형성되어 있으며, 접촉에 따라 외부 광의 변화를 감지하여 제1 감지 신호를 생성하는 복수의 제1 감지부, 상기 표시판에 형성되어 있으며, 상기 접촉에 따라 압력의 변화를 감지하여 제2 감지 신호를 생성하는 복수의 제2 감지부, 그리고 상기 제1 감지 신호에 기초하여 접촉 위치를 판단하고, 상기 제2 감지 신호에 기초하여 접촉 여부를 판단하는 감지 신호 처리부를 포함한다.

상기 감지 신호 처리부는 제1 및 제2 감지 신호를 받아 소정 신호 처리를 하여 제1 및 제2 감지 데이터로 각각 변환을 하며, 복수 프레임의 제2 감지 데이터에 기초하여 접촉 여부를 판단할 수 있다.

상기 감지 신호 처리부는 상기 제1 감지 데이터에 대하여 에지 검출 알고리즘을 적용하여 접촉 위치를 판단할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 표시 장치의 구동 장치는, 표시판 및 상기 표시판에 대한 접촉에 기초하여 감지 신호를 생성하는 복수의 감지부를 포함하는 표시 장치의 구동 장치로서, 상기 감지 신호에 기초하여 감지 데이터를 생성하며, (j-L) 번째 프레임 내지 현재(j 번째) 프레임의 감지 데이터에 기초하여 접촉 여부를 판단하는 감지 신호 처리부, 그리고 복수 프레임의 상기 감지 데이터를 기억하는 프레임 메모리를 포함한다(L은 자연수).

본 발명의 다른 특징에 따른 표시 장치의 감지 신호 처리 방법은, 표시판 및 상기 표시판에 대한 접촉에 기초하여 감지 신호를 생성하는 복수의 감지부를 포함하는 표시 장치의 감지 신호 처리 방법으로서, 상기 감지 신호에 기초하여 감지 데이터를 생성하는 단계, 그리고 (j-L) 번째 프레임 내지 현재(j 번째) 프레임의 감지 데이터에 기초하여 접촉 여부를 판단하는 단계를 포함한다(L은 자연수).

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함 한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이제 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 한 예인 액정 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 5b를 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도로서, 화소 관점에서 도시한 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다. 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도로서, 감지부 관점에서 도시한 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 감지부에 대한 등가 회로도이다. 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 광센서에 대한 등가 회로도이다.

도 1 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 영상 주사부(400), 영상 데이터 구동부(500) 및 감지 신호 처리부(800), 영상 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(550), 감지 신호 처리부(800)에 연결된 접촉 판단부(700), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.

도 1 내지 도 4b를 참고하면, 액정 표시판 조립체(300)는 복수의 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(PX), 그리고 복수의 감지 신호선(SY₁-SY_N, SX₁-SX_M, RL)과 이에 연결되어 있으며 대 략 행렬의 형태로 배열된 복수의 감지부(SU)를 포함한다. 반면, 도 2를 참고하면, 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 박막 트랜지스터 표시판(100) 및 공통 전극 표시판(200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)은 영상 주사 신호를 전달하는 복수의 영상 주사선(G₁-G_n)과 영상 데이터 신호를 전달하는 영상 데이터선(D₁-D_m)을 포함하며, 감지 신호선(SY₁-SY_N, SX₁-SX_M, RL)은 감지 데이터 신호를 전달하는 복수의 가로 감지 데이터선(SY₁-SY_N) 및 복수의 세로 감지 데이터선(SX₁-SX_M)과 기준 전압을 전달하는 복수의 기준 전압선(RL)을 포함한다. 기준 전압선(RL)은 필요에 따라 생략할 수 있다.

영상 주사선(G₁-G_n) 및 가로 감지 데이터선(SY₁-SY_N)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고, 영상 데이터선(D₁-D_m) 및 세로 감지 데이터선(SX₁-SX_M)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다. 기준 전압선(RL)은 행 또는 열 방향으로 뻗어 있다.

각 화소(PX)는 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

스위칭 소자(Q)는 박막 트랜지스터 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 영상 주사선(G₁-G_n)과 연결되어 있 고, 입력 단자는 영상 데이터선(D₁-D_m)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다. 이때 박막 트랜지스터는 비정질 규소(amorphous silicon) 또는 다결정 규소(poly crystalline silicon)를 포함한다.

액정 축전기(Clc)는 박막 트랜지스터 표시판(100)의 화소 전극(191)과 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 공통 전극 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 박막 트랜지스터 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(191, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.

액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 박막 트랜지스터 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 영상 주사선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색 상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(191)에 대응하는 공통 전극 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 박막 트랜지스터 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.

액정 표시판 조립체(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.

감지부(SU)는 도 4a에 도시한 구조 또는 도 4b에 도시한 구조를 가질 수 있다.

도 4a에 도시한 감지부(SU1)는 도면 부호 SL로 나타낸 가로 또는 세로 감지 데이터선(이하 감지 데이터선이라 함)에 연결되어 있는 가변 축전기(Cv)와 감지 데이터선(SL)과 기준 전압선(RL) 사이에 연결되어 있는 기준 축전기(Cp)를 포함한다.

기준 축전기(Cp)는 박막 트랜지스터 표시판(100)의 기준 전압선(RL)과 감지 데이터선(SL)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어진다.

가변 축전기(Cv)는 박막 트랜지스터 표시판(100)의 감지 데이터선(SL)과 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 단자 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 가변 축전기(Cv)의 정전 용량(capacitance)은 액정 표시판 조립체(300)에 가해지는 사용자의 접촉(touch) 등 외부 자극에 의하여 값이 변화한다. 이러한 외부 자극으로는 압력을 예로 들 수 있으며, 공통 전극 표시판(200)에 압력이 가해지면 두 단자 사이의 거리가 변화하여 가변 축전기(Cv)의 정전 용량이 바뀐다. 정전 용량이 바뀌면 정전 용량의 크기에 의존하는, 기준 축전기(Cp)와 가변 축전기(Cv) 사이의 접점 전압(Vp)의 크기가 변한다. 접점 전압(Vp)은 감지 데이터 신호로서 감지 데이터선(SL)을 타고 흐르며, 이를 기초로 접촉 여부를 판단할 수 있다.

도 4b에 도시한 감지부(SU2)는 감지 데이터선(SL)에 연결되어 있는 스위치(SWT)를 포함한다.

스위치(SWT)는 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극(270)과 박막 트랜지스터 표시판(100)의 감지 데이터선(SL)을 두 단자로 하며, 두 단자 중 적어도 하나는 돌출해 있어서 사용자의 접촉에 의하여 두 단자가 물리적, 전기적으로 연결된다. 이에 따라 공통 전극(270)으로부터의 공통 전압(Vcom)이 감지 데이터 신호로서 감지 데이터선(SL)에 출력된다. 이러한 감지부(SU2)를 적용하면 도 4a에 도시한 기준 전압선(RL)을 생략할 수 있다.

가로 감지 데이터선(SY₁-SY_N)을 타고 흐르는 감지 데이터 신호를 분석하여 접촉점의 Y 좌표를 판단할 수 있으며, 세로 감지 데이터선(SX₁-SX_M)을 타고 흐르는 감지 데이터 신호를 분석하여 접촉점의 X 좌표를 판단할 수 있다.

감지부(SU)는 인접한 두 화소(PX) 사이에 배치된다. 가로 및 세로 감지 데이터선(SY₁-SY_N, SX₁-SX_M)에 각각 연결되어 있으며, 이들이 교차하는 영역에 인접하여 배치되어 있는 한 쌍의 감지부(SU)의 밀도는 예를 들면, 도트(dot) 밀도의 약 1/4일 수 있다. 여기서 하나의 도트는, 예를 들면 나란히 배열되어 있으며 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 표시하는 3 개의 화소(PX)를 포함하고, 하나의 색상을 표시하며, 액정 표시 장치의 해상도를 나타내는 기본 단위가 된다. 그러나 하나의 도트는 4개 이상의 화소(PX)로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 각 화소(PX)는 삼원색과 백색(white) 중 하나를 표시할 수 있다.

한 쌍의 감지부(SU) 밀도가 도트 밀도의 1/4인 예로는 한 쌍의 감지부(SU)의 가로 및 세로 해상도가 각각 액정 표시 장치의 가로 및 세로 해상도의 1/2인 경우를 들 수 있다. 이 경우, 감지부(SU)가 없는 화소행 및 화소열도 있을 수 있다.

감지부(SU) 밀도와 도트 밀도를 이 정도로 맞추면 문자 인식과 같이 정밀도가 높은 응용 분야에도 이러한 액정 표시 장치를 적용할 수 있다. 물론 감지부(SU)의 해상도는 필요에 따라 더 높거나 낮을 수도 있다.

한편 도 5a 및 도 5b를 참고하면, 액정 표시판 조립체(300)는 복수의 감지 신호선(S_α, P_β, Psg, Psd)(α, β는 자연수)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 광센서를 더 포함할 수 있다.

감지 신호선(S_α, P_β, Psg, Psd)은 감지 주사 신호를 전달하는 복수의 감지 주사선(S_α), 감지 데이터 신호를 전달하는 감지 데이터선(P_β), 감지 제어 전압을 전달하는 복수의 제어 전압선(Psg), 그리고 감지 입력 전압을 전달하는 복수의 입력 전압선(Psd)을 포함한다.

감지 주사선(S_α) 및 제어 전압선(Psg)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서 로가 거의 평행하고, 감지 데이터선(P_β) 및 입력 전압선(Psd)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.

광센서는 도 5a에 도시한 구조 또는 도 5b에 도시한 구조를 가질 수 있다.

도 5a에 도시한 광센서(PS1)는 신호선(Psg, Psd)에 연결된 감지 소자(Qp1) 및 감지 소자(Qp1)와 신호선(S_α, P_β)에 연결된 스위칭 소자(Qs)를 포함한다.

감지 소자(Qp1)는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서 그 제어 단자는 제어 전압선(Psg)과 연결되어 있고, 그 입력 단자는 입력 전압선(Psd)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 스위칭 소자(Qs)와 연결되어 있다. 감지 소자(Qp1)는 빛이 조사되면 광전류를 생성하는 광전기(photoelectric) 물질을 포함한다. 감지 소자(Qp1)의 예로는 광전류를 생성할 수 있는 비정질 규소 또는 다결정 규소 채널을 가지는 박막 트랜지스터를 들 수 있다. 감지 소자(Qp1)의 제어 단자에 인가되는 감지 제어 전압은 조사되는 빛이 없는 상태에서 감지 소자(Qp1)가 오프 상태를 유지할 수 있도록 충분히 낮거나 높은 값을 유지한다. 감지 소자(Qp1)의 입력 단자에 인가되는 감지 입력 전압은 충분히 높은 값을 유지하여, 광전류가 스위칭 소자(Qs) 방향으로 흐를 수 있도록 한다.

스위칭 소자(Qs) 역시 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서 그 제어 단자, 출력 단자 및 입력 단자는 각각 감지 주사선(S_α), 감지 데이터선(P_β) 및 감지 소자(Qp1)에 연결되어 있다. 스위칭 소자(Qs)는 감지 주사선(S_α)으로부터의 감지 주사 신호에 응답하여 소자 출력 신호(sensor output signal)를 해당 감지 데이터선(P_β)으로 출력한다. 소자 출력 신호는 감지 소자(Qp1)로부터의 광전류일 수 있다.

도 5b에 도시한 광센서(PS2)는 감지 신호선(S_α, P_β, Psd)에 연결되어 있는 감지 소자(Qp2)만을 포함한다.

감지 소자(Qp2) 역시 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서 그 제어 단자, 출력 단자 및 입력 단자는 각각 감지 주사선(S_α), 감지 데이터선(P_β) 및 입력 전압선(Psd)에 연결되어 있다. 감지 소자(Qp2) 또한 빛이 조사되면 광전류를 생성하는 광전기 물질을 포함하며, 빛이 조사된 상태에서 감지 주사선(S_α)으로부터의 감지 주사 신호에 응답하여 소자 출력 신호를 감지 데이터선(P_β)으로 내보낸다. 감지 소자(Qp2)는 감지 주사 신호가 소정 전압 이상일 때 소자 출력 신호를 출력할 수 있으며, 이때 소정 전압은 감지 소자(Qp2)의 동작 영역을 고려하여 결정될 수 있다. 이러한 광센서(PS2)를 적용하면 도 5a에 도시한 제어 전압선(Psg)을 생략할 수 있다.

이러한 광센서(PS1, PS2)를 적용하면 도 3에 도시한 어느 한 방향의 감지 데이터선 및 이에 연결되어 있는 감지부(SU)를 생략할 수 있다. 이 경우 감지부(SU)로부터의 감지 데이터 신호는 접촉 여부를 판단하는 데 사용하고 광센서(PS1, PS2)로부터의 감지 데이터 신호는 접촉 위치를 판단하는 데 사용한다.

다시 도 1 및 도 3을 참고하면, 계조 전압 생성부(550)는 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 계조 전압 집합(또는 기준 계조 전압 집합)을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.

영상 주사부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 영상 주사선(G₁-G_n)에 연결되어 스위칭 소자(Q)를 턴 온시키는 게이트 온 전압과 턴 오프시키는 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어진 영상 주사 신호를 영상 주사선(G₁-G_n)에 인가한다.

영상 데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 영상 데이터선(D₁-D_m)에 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(550)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 영상 데이터 신호로서 영상 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(550)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 영상 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 영상 데이터 신호를 선택한다.

감지 신호 처리부(800)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(SY₁-SY_N, SX₁-SX_M)에 연결되어 감지 데이터선(SY₁-SY_N, SX₁-SX_M)을 통하여 출력되는 감지 데이터 신호를 입력받아 증폭, 필터링 등의 신호 처리를 행한 후 아날로그-디지털 변환을 하여 디지털 감지 신호(DSN)를 생성한다.

접촉 판단부(700)는 감지 신호 처리부(800)로부터 디지털 감지 신호(DSN)를 받아 소정 연산 처리를 하여 접촉 여부 및 접촉 위치를 판단한 후 접촉 여부 정보(TES) 및 접촉 위치 정보(PXY)를 외부 장치로 내보낸다. 접촉 판단부(700)는 디지털 감지 신호(DSN)를 기억하는 프레임 메모리(도시하지 않음)를 포함한다.

신호 제어부(600)는 영상 주사부(400), 영상 데이터 구동부(500), 계조 전압 생성부(550), 그리고 감지 신호 처리부(800) 등의 동작을 제어한다.

이러한 구동 장치(400, 500, 550, 600, 700, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 550, 600, 700, 800)가 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m, SY₁-SY_N, SX₁-SX_M) 및 박막 트랜지스터(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 550, 600, 700, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.

한편 광센서(PS1, PS2)가 적용되는 경우 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(300)의 감지 주사선(S_α)에 연결되어 감지 주사 신호를 감지 주사선(S_α)에 인가하는 감지 주사부(도시하지 않음)를 더 포함한다. 감지 주사 신호는, 광센서(PS1)가 적용되는 경우에는 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어지나, 광센서(PS2)가 적용되는 경우에는 감지 소자(Qp2)의 동작 영역에 따라 광전류를 생성할 수 있는 고전압과 생성하지 못하는 저전압으로 이루어진다.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작 및 감지 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.

신호 제어부(600)는 외부 장치(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(＝2¹⁰), 256(＝2⁸) 또는 64(＝2⁶) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.

신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300) 및 영상 데이터 구동부(500)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 영상 주사 제어 신호(CONT1), 영상 데이터 제어 신호(CONT2) 및 감지 데이터 제어 신호(CONT3) 등을 생성한 후, 영상 주사 제어 신호(CONT1)를 영상 주사부(400)로 내보내고, 영상 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 영상 데이터 구동부(500)로 내보내며, 감지 데이터 제어 신호(CONT3)를 감지 신호 처리부(800)로 내보낸다.

영상 주사 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압의 출력을 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 영상 주 사 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.

영상 데이터 제어 신호(CONT2)는 한 화소행의 영상 데이터(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 영상 데이터선(D₁-D_m)에 영상 데이터 신호를 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 영상 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 영상 데이터 신호의 전압 극성(이하 "공통 전압에 대한 영상 데이터 신호의 전압 극성"을 줄여 "영상 데이터 신호의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.

신호 제어부(600)로부터의 영상 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 영상 데이터 구동부(500)는 한 화소행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 영상 데이터 신호로 변환한 다음, 이를 해당 영상 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다.

영상 주사부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 영상 주사 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압을 영상 주사선(G₁-G_n)에 인가하여 이 영상 주사선(G₁-G_n)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴 온시킨다. 그러면, 영상 데이터선(D₁-D_m)에 인가된 영상 데이터 신호가 턴 온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.

화소(PX)에 인가된 영상 데이터 신호의 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(Clc)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며, 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 액정 표시판 조립체(300)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타나며, 이를 통하여 원하는 영상을 표시할 수 있다.

1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 영상 주사선(G₁-G_n)에 대하여 차례로 게이트 온 전압을 인가하여 모든 화소(PX)에 영상 데이터 신호를 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.

한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 영상 데이터 신호의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 영상 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 영상 데이터선을 통하여 흐르는 영상 데이터 신호의 극성이 바뀌거나(보기: 행반전, 점반전), 한 화소행에 인가되는 영상 데이터 신호의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열반전, 점반전).

감지 신호 처리부(800)는 감지 데이터 제어 신호(CONT3)에 따라 매 프레임마다 한번씩 프레임과 프레임 사이의 포치(porch) 구간에서 감지 데이터선(SY₁-SY_N, SX₁-SX_M)을 따라 흐르는 감지 데이터 신호를 읽어 들인다. 포치 구간에서는 감지 데이터 신호가 영상 주사부(400) 및 영상 데이터 구동부(500) 등으로부터의 구동 신호의 영향을 덜 받게 되므로 감지 데이터 신호의 신뢰도가 높아진다. 그러나 이 러한 읽기 동작은 매 프레임마다 반드시 이루어질 필요는 없으며, 필요에 따라 복수의 프레임마다 한번씩 이루어질 수도 있다.

그러고 감지 신호 처리부(800)는 읽어 들인 아날로그 감지 데이터 신호를 증폭 및 필터링 등의 신호 처리를 한 후 디지털 감지 신호(DSN)로 변환하여 접촉 판단부(700)로 내보낸다.

접촉 판단부(700)는 디지털 감지 신호(DSN)를 받아 적절한 연산 처리를 행하여 접촉 여부 및 접촉 위치를 알아내고 이를 외부 장치로 전송하며, 외부 장치는 이에 기초한 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시 장치에 전송한다.

한편 광센서(PS1, PS2)가 적용되는 경우 감지 주사부는 게이트 온 전압을 감지 주사선(S_α)에 인가하여 이 감지 주사선(S_α)에 연결된 스위칭 소자(Qs)를 턴 온시킨다. 이에 따라 감지 소자(Qp1)로부터의 감지 데이터 신호가 턴 온된 스위칭 소자(Qs)를 통하여 해당 감지 데이터선(P_β)에 인가된다. 이와 달리 감지 주사부는 고전압을 감지 주사선(S_α)에 인가할 수도 있으며, 이에 따라 이 감지 주사선(S_α)에 연결된 감지 소자(Qp2)가 광전류를 감지 데이터 신호로서 해당 감지 데이터선(P_β)으로 내보낼 수 있다.

이때 감지 신호 처리부(800)는 감지 데이터선(P_β)을 따라 흐르는 감지 데이터 신호를 읽어 들인 후 증폭 및 필터링 등의 신호 처리를 한 후 디지털 감지 신호(DSN)로 변환하여 접촉 판단부(700)로 내보낸다.

광센서(PS1, PS2)의 세로 해상도에 따라 1 이상의 수평 주기를 단위로 하여 이러한 과정을 반복함으로써, 모든 감지 주사선(S_α)에 대하여 차례로 게이트 온 전압/고전압을 인가하여 모든 광센서(PS1, PS2)로부터의 감지 데이터 신호를 처리하여 디지털 감지 신호(DSN)를 생성한다.

그러면 접촉 판단부(700)가 디지털 감지 신호(DSN)를 처리하여 접촉 여부 및 접촉 위치를 판단하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

우선 도 6 내지 도 8을 참고하여 접촉 판단부(700)가 디지털 감지 신호(DSN)를 처리하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 디지털 필터링 데이터를 도시한 파형도이고, 도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제1 및 제2 차분 데이터를 도시한 파형도이다.

먼저 접촉 판단부(700)는 감지 신호 처리부(800)로부터 입력되는 디지털 감지 신호(DSN)를 프레임 메모리에 기억시킨다. 이때 프레임 메모리는 복수의 프레임의 디지털 감지 신호(DSN)를 기억한다.

접촉 판단부(700)는 프레임 메모리로부터 한 행 또는 한 열에 대한 복수의 프레임의 디지털 감지 신호(DSN)를 읽어 디지털 필터링 처리를 한다. 디지털 필터링은 다음 [수학식 1]과 같은 평활화 필터(smoothing filter)를 적용할 수 있다.

여기서, DSN(i)는 i 번째 프레임의 디지털 감지 신호이고, K는 자연수로서 합산할 디지털 감지 신호(DSN)의 수효이며, TF(j)는 j 번째 프레임의 필터링된 디지털 감지 신호(이하 디지털 필터링 데이터라 함)이다.

[수학식 1]을 참고하면, j 번째 프레임의 디지털 필터링 데이터[(TF(j)]는 j 번째 프레임의 디지털 감지 신호[DSN(j)]와 그 이전의 (K-1) 개의 프레임의 디지털 감지 신호를 모두 더한 뒤 K로 나눈 것이다.

감지 신호 처리부(800)에서 아날로그 감지 데이터 신호에 대하여 아날로그 필터링 처리를 하더라도 디지털 감지 신호(DSN)에는 노이즈 성분이 남아 있을 수 있다. 그러나 이와 같이 디지털 필터링 처리를 함으로써 디지털 감지 신호(DSN)에 포함되어 있는 노이즈 성분을 더욱 더 제거할 수 있다.

한 예로서, 프레임 단위의 디지털 필터링 데이터(TF)를 도 6에 도시하였으며, 설명의 편의를 위하여 그 값을 아날로그 전압 값으로 변환하여 세로축에 도시하였다.

도 6을 참고하면, 디지털 필터링 데이터(TF)의 파형은 액정 표시 장치에 접촉이 된 경우 접촉된 프레임 주위에서 위로 볼록한 모양을 가지고, 접촉이 되지 않은 프레임에서는 실질적으로 평탄한 레벨을 가진다. 그런데 볼록한 모양 전후의 디지털 필터링 데이터(TF)의 평탄 레벨은 380mV에서 410mV로 변하고, 다시 410mV에서 460mV로 변한다. 이러한 평탄 레벨의 변화는 앞서 설명한 바와 같이 감지부(SU) 및 감지 데이터선(SY₁-SY_N, SX₁-SX_M) 등에 유입되는 노이즈 및 감지 조건의 변 화에 따른 것이다. 따라서 예를 들어 접촉되지 않은 평탄 레벨을 380mV로 설정하고 디지털 필터링 데이터(TF)의 레벨이 410mV 이상일 때 접촉된 것으로 단순히 판단하면 평탄 레벨이 410mV로 변하는 경우에는 접촉이 되지 않더라도 접촉된 것으로 잘못 판단할 수 있다.

따라서 접촉 판단부(700)는 복수 프레임의 디지털 필터링 데이터(TF) 사이의 제1 차분 데이터(difference data)(DSR)를 다음 [수학식 2]와 같이 구하여 접촉 여부를 판단하는 데 이용한다.

DSR(j)＝Max{0, TF(j)－TF(j-i), i＝1, 2, ..., L}

여기서 j는 현재 프레임을 나타내고, L은 자연수로서 차분 데이터를 구할 과거 프레임의 개수를 나타낸다.

[수학식 2]를 참고하면, 현재 프레임의 제1 차분 데이터[DSR(j)]는 {0, TF(j)－TF(j-1), TF(j)－TF(j-2), ..., TF(j)－TF(j-L)} 중에서 최댓값을 갖는다. 즉, 현재 프레임의 제1 차분 데이터[DSR(j)]는 현재 프레임의 디지털 필터링 데이터[(TF(j)]와 이로부터 과거 L 개의 디지털 필터링 데이터(TF) 각각의 차 중 가장 큰 값을 가지며, 0 이상인 값을 가진다.

도 6에 도시한 디지털 필터링 데이터(TF)를 이용하여 구한 제1 차분 데이터(DSR)를 도 7에 도시하였다. 이때 L은 6으로 하였으며, 도 6에서와 마찬가지로 데이터 값을 아날로그 전압 값으로 변환하여 세로축에 도시하였다. 그러나 L은 필요에 따라 다른 값을 가질 수도 있다.

도 7을 참고하면, 제1 차분 데이터(DSR)는 디지털 필터링 데이터(TF)의 파형이 상승하는 부분 주변에서 위로 볼록한 파형을 가지고 그 이외의 부분에서는 실질적으로 0의 레벨을 갖는다. 즉, 제1 차분 데이터(DSR)에 의하면 디지털 필터링 데이터(TF)의 값이 상승하는 것을 검출할 수 있다. 따라서 접촉이 시작될 때를 검출할 수 있으며 디지털 필터링 데이터(TF)가 높은 평탄 레벨을 갖더라도 접촉이 되지 않은 것으로 판단할 수 있다.

또한 접촉 판단부(700)는 제2 차분 데이터(DSF)를 다음 [수학식 3]과 같이 구하여 접촉 여부를 판단하는 데 이용한다.

DSF(j)＝Max{0, TF(j-L)－TF(j-L+i), i＝1, 2, ..., L}

여기서, j와 L은 [수학식 2]에서와 동일하다.

[수학식 3]을 참고하면, 현재 프레임의 제2 차분 데이터[DSF(j)]는 {0, TF(j-L)－TF(j-L+1), TF(j-L)－TF(j-L+2), ..., TF(j-L)－TF(j)} 중에서 최댓값을 갖는다. 즉, 현재 프레임의 제2 차분 데이터[DSF(j)]는 과거 (j-L) 번째 프레임의 디지털 필터링 데이터[(TF(j-L)]와 이로부터 현재까지의 L 개의 디지털 필터링 데이터(TF) 각각의 차 중 가장 큰 값을 가지며, 0 이상인 값을 가진다.

도 6에 도시한 디지털 필터링 데이터(TF)를 이용하여 구한 제2 차분 데이터(DSF)를 도 8에 도시하였다. 앞서와 마찬가지로 L은 6으로 하였으며, 데이터 값을 아날로그 전압 값으로 변환하여 세로축에 도시하였다.

도 8을 참고하면, 제2 차분 데이터(DSF)는 디지털 필터링 데이터(TF)의 파형 이 하강하는 부분 주변에서 위로 볼록한 파형을 가지고 그 이외의 부분에서는 실질적으로 0의 레벨을 갖는다. 즉, 제2 차분 데이터(DSF)에 의하면 디지털 필터링 데이터(TF)의 값이 하강하는 것을 검출할 수 있다. 따라서 접촉이 된 후 접촉에서 비접촉으로 진행할 때를 검출할 수 있으며 디지털 필터링 데이터(TF)가 높은 평탄 레벨을 갖더라도 접촉이 되지 않은 것으로 판단할 수 있다.

그러면 접촉 판단부(700)가 제1 및 제2 차분 데이터(DSR, DSF)를 가지고 접촉 상태를 판단하는 방법에 대하여 도 9 및 도 10을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 접촉 상태를 판단하는 흐름도이고, 도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 접촉 이벤트 플래그를 도시한 파형도이다.

도 9를 참고하면, 접촉 판단부(700)는 제1 및 제2 차분 데이터(DSR, DSF)에 기초하여 접촉 상태 플래그(TEF)의 값을 바꾼다. 접촉 상태 플래그(TEF)의 값이 "0"이면 접촉이 되지 않은 상태를 나타내고, "1"이면 접촉이 된 상태를 나타낸다.

먼저 동작이 시작되면 접촉 판단부(700)는 접촉 상태 플래그(TEF)를 "0"으로 초기화한다(S10). 그러고 제1 차분 데이터(DSR)를 계산하여(S20) 그 값과 설정값(TH1)을 비교한다(S30). 비교 결과 제1 차분 데이터(DSR)가 설정값(TH1)보다 작으면 접촉 상태 플래그(TEF)를 "0"으로 유지하고 다시 다음 프레임에 대하여 단계(S20) 및 단계(S30)를 반복한다. 비교 결과 제1 차분 데이터(DSR)가 설정값(TH1) 이상이면 접촉 상태 플래그(TEF)를 "1"로 바꾼다(S40). 그러고 제2 차분 데이터(DSF)를 계산하여(S50) 그 값과 설정값(TH2)을 비교한다(S60). 비교 결과 제2 차 분 데이터(DSF)가 설정값(TH2)보다 작으면 접촉 상태 플래그(TEF)를 "1"로 유지하고 다시 다음 프레임에 대하여 단계(S50) 및 단계(S60)를 반복한다. 비교 결과 제2 차분 데이터(DSF)가 설정값(TH2) 이상이면 접촉 상태 플래그(TEF)를 "0"으로 바꾼(S10) 후 다시 단계(S20) 내지 단계(S60)를 반복한다.

도 7 및 도 8에 도시한 제1 및 제2 차분 데이터(DSR, DSF)를 이용하여 접촉 상태 플래그(TEF)를 구한 결과를 도 10에 도시하였다. 이때 설정값(TH1, TH2)은 20mV로 하였다. 그러나 설정값(TH1, TH2)은 필요에 따라 다른 값을 가질 수도 있다.

도 10을 참고하면, 접촉이 시작된 후 접촉이 끝날 때까지 접촉 상태 플래그(TEF)는 "1"을 유지하며 접촉이 없는 부분에서는 "0"을 유지한다. 이와 같이, 제1 및 제2 차분 데이터(DSR, DSF)에 의하면 접촉이 시작되는 시점과 접촉이 종료되는 시점을 검출할 수 있으므로 단순한 접촉뿐만 아니라 지속적으로 유지되는 접촉, 끌기(dragging) 및 선긋기(drawing) 등과 같은 접촉에 대하여도 접촉 여부를 검출할 수 있게 된다.

접촉 판단부(700)는 각 행 및 각 열의 디지털 감지 신호(DSN)에 대하여 접촉 상태 플래그(TEF)를 계산하고 이로부터 접촉 위치를 판단한다. 즉, 접촉이 되면 적어도 한 행 및 적어도 한 열에 대한 접촉 상태 플래그(TEF)가 "1"이 되므로 "1"이 되어 있는 접촉 상태 플래그(TEF)의 행과 열을 조사함으로써 접촉 위치를 구할 수 있다.

한편 광센서(PS1, PS2)가 적용되는 경우 각 디지털 감지 신호(DSN)는 특정 위치의 광센서(PS1, PS2)에 대한 감지 데이터 신호로부터 구해지므로 디지털 감지 신호(DSN)에 대하여 에지 검출 알고리즘(edge detection algorithm) 등을 적용함으로써 접촉 위치를 알아낼 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 표시 장치로서 액정 표시 장치를 대상으로 하여 설명하였으나 이에 한정되지 않으며, 플라스마 표시 장치(plasma display device), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display) 등과 같은 평판 표시 장치에서도 동일하게 적용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 감지 데이터 신호의 신호 레벨이 변동하더라도 이의 차분 데이터를 이용하여 접촉이 시작될 때와 완료될 때를 검출함으로써 접촉 여부 및 접촉 위치를 정확하게 판단할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

표시판,

상기 표시판에 형성되어 있는 복수의 화소,

상기 표시판에 형성되어 있으며, 상기 표시판에 대한 접촉에 기초하여 감지 신호를 생성하는 복수의 감지부, 그리고

상기 감지 신호를 받아 소정 신호 처리를 하여 감지 데이터를 생성하며, (j-L) 번째 프레임 내지 현재(j 번째) 프레임의 감지 데이터에 기초하여 접촉 여부를 판단하는 감지 신호 처리부

를 포함하는 표시 장치(L은 자연수).
제1항에서,

상기 감지 신호 처리부는 상기 현재 프레임의 감지 데이터와 상기 (j-L) 내지 (j-1) 번째 프레임의 감지 데이터의 차 중 최댓값을 가지는 제1 차분 데이터를 생성하고, 상기 제1 차분 데이터가 제1 설정값 이상이면 비접촉 상태에서 접촉 상태로 변하는 것으로 판단하는 표시 장치.
제2항에서,

상기 감지 신호 처리부는 상기 (j-L) 번째 프레임의 감지 데이터와 상기 (j-L+1) 번째 프레임 내지 상기 현재 프레임의 감지 데이터의 차 중 최댓값을 가지는 제2 차분 데이터를 생성하고, 상기 제2 차분 데이터가 제2 설정값 이상이면 상기 접촉 상태에서 상기 비접촉 상태로 변하는 것으로 판단하는 표시 장치.
제1항에서,

복수 프레임의 상기 감지 데이터를 기억하는 프레임 메모리를 더 포함하는 표시 장치.
제1항에서,

상기 감지 신호 처리부는 상기 감지 신호를 증폭하고 디지털로 변환하는 표시 장치.
제5항에서,

상기 감지 신호 처리부는 상기 디지털로 변환된 복수 프레임의 감지 신호를 평균하여 상기 감지 데이터를 생성하는 표시 장치.
제1항에서,

상기 감지 신호 처리부는 적어도 한 프레임마다 상기 감지 데이터를 생성하는 표시 장치.
제1항에서,

상기 감지부는 행 방향으로 연결되어 있는 복수의 제1 감지부와 열 방향으로 연결되어 있는 복수의 제2 감지부를 포함하는 표시 장치.
제8항에서,

상기 제1 감지부에 연결되어 상기 제1 감지부로부터의 제1 감지 신호를 전달하며 행 방향으로 뻗어 있는 복수의 제1 감지 데이터선, 그리고

상기 제2 감지부에 연결되어 상기 제2 감지부로부터의 제2 감지 신호를 전달하며 열 방향으로 뻗어 있는 복수의 제2 감지 데이터선

을 더 포함하는 표시 장치.
제9항에서,

상기 감지 신호 처리부는 상기 제1 및 제2 감지 신호 각각에 기초하여 접촉 여부를 판단하고 상기 판단 결과에 따라 접촉 위치를 판단하는 표시 장치.
표시판,

상기 표시판에 형성되어 있는 복수의 화소,

상기 표시판에 형성되어 있으며, 접촉에 따라 외부 광의 변화를 감지하여 제1 감지 신호를 생성하는 복수의 제1 감지부,

상기 표시판에 형성되어 있으며, 상기 접촉에 따라 압력의 변화를 감지하여 제2 감지 신호를 생성하는 복수의 제2 감지부, 그리고

상기 제1 감지 신호에 기초하여 접촉 위치를 판단하고, 상기 제2 감지 신호에 기초하여 접촉 여부를 판단하는 감지 신호 처리부

를 포함하는 표시 장치.
제11항에서,

상기 감지 신호 처리부는 제1 및 제2 감지 신호를 받아 소정 신호 처리를 하여 제1 및 제2 감지 데이터로 각각 변환을 하며, 복수 프레임의 제2 감지 데이터에 기초하여 접촉 여부를 판단하는 표시 장치.
제12항에서,

상기 감지 신호 처리부는 상기 제1 감지 데이터에 대하여 에지 검출 알고리즘을 적용하여 접촉 위치를 판단하는 표시 장치.
표시판 및 상기 표시판에 대한 접촉에 기초하여 감지 신호를 생성하는 복수의 감지부를 포함하는 표시 장치의 구동 장치로서,

상기 감지 신호에 기초하여 감지 데이터를 생성하며, (j-L) 번째 프레임 내지 현재(j 번째) 프레임의 감지 데이터에 기초하여 접촉 여부를 판단하는 감지 신호 처리부, 그리고

복수 프레임의 상기 감지 데이터를 기억하는 프레임 메모리

를 포함하는 표시 장치의 구동 장치(L은 자연수).
제14항에서,

상기 현재 프레임의 감지 데이터와 상기 (j-L) 내지 (j-1) 번째 프레임의 감지 데이터의 차 중 최댓값을 가지는 제1 차분 데이터를 생성하고, 상기 제1 차분 데이터가 제1 설정값 이상이면 비접촉 상태에서 접촉 상태로 변하는 것으로 판단하는 표시 장치의 구동 장치.
제15항에서,

상기 (j-L) 번째 프레임의 감지 데이터와 상기 (j-L+1) 번째 프레임 내지 상기 현재 프레임의 감지 데이터의 차 중 최댓값을 가지는 제2 차분 데이터를 생성하고, 상기 제2 차분 데이터가 제2 설정값 이상이면 상기 접촉 상태에서 상기 비접촉 상태로 변하는 것으로 판단하는 표시 장치의 구동 장치.
제14항에서,

상기 감지 신호를 받아 증폭하는 복수의 증폭기, 그리고

상기 증폭된 감지 신호를 디지털로 변환하는 아날로그-디지털 변환기

를 더 포함하는 표시 장치의 구동 장치.
제17항에서,

상기 감지 신호 처리부는 상기 디지털로 변환된 복수 프레임의 감지 신호를 평균하여 상기 감지 데이터를 생성하는 표시 장치의 구동 장치.
제14항에서,

상기 감지 신호 처리부는 적어도 한 프레임마다 상기 감지 데이터를 생성하는 표시 장치의 구동 장치.
표시판 및 상기 표시판에 대한 접촉에 기초하여 감지 신호를 생성하는 복수의 감지부를 포함하는 표시 장치의 감지 신호 처리 방법으로서,

상기 감지 신호에 기초하여 감지 데이터를 생성하는 단계, 그리고

(j-L) 번째 프레임 내지 현재(j 번째) 프레임의 감지 데이터에 기초하여 접촉 여부를 판단하는 단계

를 포함하는 표시 장치의 감지 신호 처리 방법(L은 자연수).
제20항에서,

상기 접촉 여부 판단 단계는,

상기 현재 프레임의 감지 데이터와 상기 (j-L) 내지 (j-1) 번째 프레임의 감지 데이터의 차 중 최댓값을 가지는 제1 차분 데이터를 생성하는 단계,

상기 제1 차분 데이터와 제1 설정값을 비교하는 단계, 그리고

상기 제1 차분 데이터가 상기 제1 설정값 이상이면 비접촉 상태에서 접촉 상태로 변하는 것으로 판단하는 단계

를 포함하는 표시 장치의 감지 신호 처리 방법.
제21항에서,

상기 접촉 여부 판단 단계는,

상기 (j-L) 번째 프레임의 감지 데이터와 상기 (j-L+1) 번째 프레임 내지 상기 현재 프레임의 감지 데이터의 차 중 최댓값을 가지는 제2 차분 데이터를 생성하는 단계,

상기 제2 차분 데이터와 제2 설정값을 비교하는 단계, 그리고

상기 제2 차분 데이터가 상기 제2 설정값 이상이면 상기 접촉 상태에서 상기 비접촉 상태로 변하는 것으로 판단하는 단계

를 더 포함하는 표시 장치의 감지 신호 처리 방법.
제20항에서,

상기 감지 데이터 생성 단계는,

상기 감지 신호를 증폭하는 단계,

상기 증폭된 감지 신호를 디지털로 변환하는 단계, 그리고

상기 디지털로 변환된 복수 프레임의 감지 신호를 평균하는 단계

를 포함하는 표시 장치의 감지 신호 처리 방법.
제20항에서,

상기 감지 데이터 생성 단계는 적어도 한 프레임마다 수행되는 표시 장치의 감지 신호 처리 방법.