KR101615813B1 - 시분할 구동방식의 터치 센싱 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따라 1 프레임 기간이 픽셀 구동 기간과 터치 센서 구동 기간으로 시분할된 터치 센싱 장치는, 상기 픽셀 구동 기간 동안 표시소자의 픽셀들에 데이터 전압을 충전하는 소스 드라이버 IC; 상기 터치 센서 구동 기간 동안 상기 표시패널에 내장된 터치 센서들의 터치 입력을 센싱하는 리드 아웃 IC; 및 상기 픽셀 구동 기간 동안 상기 리드 아웃 IC에 인가되는 구동전원을 차단하여 상기 리드 아웃 IC를 셧 다운시키고, 상기 터치 센서 구동 기간 동안 상기 소스 드라이버 IC에 인가되는 구동전원을 차단하여 상기 소스 드라이버 IC를 셧 다운시키는 구동전원 제어부를 구비한다.

Description

시분할 구동방식의 터치 센싱 장치{TOUCH SENSING APPARATUS FOR TIME DIVISION DRIVING TYPE}
본 발명은 시분할 구동방식의 터치 센싱 장치에 관한 것이다.
유저 인터페이스(User Interface, UI)는 사람(사용자)이 쉽게 자신이 원하는 대로 각종 전자 기기를 제어할 수 있게 한다. 이러한 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 휴대용 정보기기에 필수적으로 채택되고 있다. 터치 UI는 표시소자의 화면 상에 터치 스크린을 형성하는 방법으로 구현되고 있다. 이러한 터치 스크린은 정전 용량 방식으로 구현될 수 있다. 정전 용량 방식의 터치 센서를 갖는 터치 스크린은 손가락 또는 전도성 물질이 터치 센서에 접촉될 때 정전 용량(capacitance) 변화 즉, 터치 센서의 전하 변하량을 센싱하여 터치 입력을 감지한다.
터치 스크린이 일체화된 표시소자를 갖는 터치 센싱 장치는, 터치(또는 근접) 전후에 있어 터치 센서의 정전 용량값 변화를 센싱하여 전도성 물질의 접촉(또는 근접) 여부와 그 위치를 판단한다. 터치 센싱 장치에서 1 프레임 기간은 도 1과 같이 표시소자의 화소들에 입력 영상의 데이터가 기입되는 픽셀 구동 기간(P1)과, 터치 센서들이 구동되는 터치 센서 구동 기간(P2)으로 시분할될 수 있다.
이러한 시분할 구동방식의 터치 센싱 장치에서는 각 구동 기간(P1,P2) 에서 미사용 되는 회로 블록에서의 전력 소모로 인해 소비전력이 증가되는 문제가 있다.
시분할 구동방식의 터치 센싱 장치는 픽셀 구동 기간(P1) 동안에만 정상 동작하는 소스 드라이버 집적회로(Integrated Circuit 이하, "IC"라 함)와, 터치 센서 구동 기간(P2) 동안에만 정상 동작하는 리드 아웃(Read-out) IC를 포함할 수 있다. 소스 드라이버 IC는 터치 센서 구동 기간(P2) 동안 동작할 필요가 없으며, 따라서 이 기간(P2) 동안 미사용된다. 반면 리드 아웃 IC는 픽셀 구동 기간(P1) 동안 동작할 필요가 없으며, 따라서 이 기간(P1) 동안 미사용된다.
그런데, 터치 센싱 장치가 동작되고 있을 때, 소스 드라이버 IC와 리드 아웃 IC 각각에는 구동전원이 계속해서 공급된다. 따라서, 픽셀 구동 기간(P1) 동안 미사용되는 리드 아웃 IC에는 불필요한 전류가 흐르고 또한, 터치 센서 구동 기간(P2) 동안 미사용되는 소스 드라이버 IC에는 불필요한 전류가 흘러, 소비전력이 증가하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 소비전력을 줄일 수 있는 시분할 구동방식의 터치 센싱 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 시분할 구동방식의 터치 센싱 장치는 1 프레임 기간이 픽셀 구동 기간과 터치 센서 구동 기간으로 시분할된 터치 센싱 장치에 있어서, 상기 픽셀 구동 기간 동안 표시소자의 픽셀들에 데이터 전압을 충전하는 소스 드라이버 IC; 상기 터치 센서 구동 기간 동안 상기 표시패널에 내장된 터치 센서들의 터치 입력을 센싱하는 리드 아웃 IC; 및 상기 픽셀 구동 기간 동안 상기 리드 아웃 IC에 인가되는 구동전원을 차단하여 상기 리드 아웃 IC를 셧 다운시키고, 상기 터치 센서 구동 기간 동안 상기 소스 드라이버 IC에 인가되는 구동전원을 차단하여 상기 소스 드라이버 IC를 셧 다운시키는 구동전원 제어부를 구비한다.
상기 소스 드라이버 IC 및 상기 리드 아웃 IC에 대한 구동전원 제어 경로는 서로 다른 것을 특징으로 한다.
상기 구동전원 제어부는, 상기 시분할을 위한 시분할 동기신호를 기초로 상기 리드 아웃 IC의 구동전원을 제어하는 제1 구동전원 제어부; 및 EPI 인터페이스 신호를 기초로 상기 소스 드라이버 IC의 구동전원을 제어하는 제2 구동전원 제어부를 포함한다.
상기 시분할 동기신호는 상기 픽셀 구동 기간에 대응하여 제1 논리 레벨을 가지고, 상기 터치 센서 구동 기간에 대응하여 제2 논리 레벨을 가지며; 상기 제1 구동전원 제어부는 상기 시분할 동기신호가 상기 제1 논리 레벨로 입력될 때 상기 리드 아웃 IC에 인가되는 구동전원을 차단하고, 상기 시분할 동기신호가 상기 제2 논리 레벨로 입력될 때 상기 리드 아웃 IC에 정상적으로 구동전원을 인가한다.
상기 시분할 동기신호와 상기 EPI 인터페이스 신호를 생성하는 타이밍 콘트롤러를 더 구비하고; 상기 타이밍 콘트롤러는 상기 픽셀 구동 기간의 말기 및 초기에 각각 제1 및 제2 더미 데이터 인에이블 펄스를 추가적으로 생성하고, 상기 제1 및 제2 더미 데이터 인에이블 펄스에 각각 동기하여 셧다운 제어신호 및 웨이크업 제어신호를 EPI 배선쌍을 통해 상기 소스 드라이버 IC에 전송하며; 상기 셧다운 제어신호 및 웨이크업 제어신호는 각각 상기 픽셀 구동 기간의 말기 및 초기에 추가적으로 발생되는 더미 데이터 패킷 내에 인코딩되어 상기 소스 드라이버 IC로 전송된다.
상기 제2 구동전원 제어부는, 상기 셧다운 제어신호에 응답하여 상기 터치 센서 구동 기간 동안 상기 소스 드라이버 IC에 인가되는 구동전원을 차단하고, 상기 웨이크 업 제어신호에 응답하여 상기 픽셀 구동 기간 동안 상기 소스 드라이버 IC에 정상적으로 구동전원을 인가한다.
상기 구동전원은, 상기 리드 아웃 IC 및 상기 소스 드라이버 IC 각각의 디지털 회로 블록들에 인가되는 제1 구동전원; 및 상기 리드 아웃 IC 및 상기 소스 드라이버 IC 각각의 아날로그 회로 블록들에 인가되는 제2 구동전원 중 적어도 하나를포함한다.
본 발명은 픽셀 구동 기간 동안 리드 아웃 IC에 인가되는 구동전원을 차단하여 리드 아웃 IC를 셧 다운시키고, 터치 센서 구동 기간 동안 소스 드라이버 IC에 인가되는 구동전원을 차단하여 소스 드라이버 IC를 셧 다운시킨다. 이를 통해 본 발명은 소스 드라이버 IC 및 리드 아웃 IC에 불필요한 전류가 흐르는 것을 방지함으로써, 불필요한 전류 흐름으로 인한 소비전력 증가 문제를 효과적으로 해결할 수 있다.
도 1은 1 프레임 기간이 픽셀 구동 기간과 터치 센서 구동 기간으로 시분할되는 일 예를 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시분할 구동방식의 터치 센싱 장치를 보여 주는 블록도.
도 3은 픽셀 어레이에 내장된 터치 센서들의 일 예를 보여 주는 도면.
도 4는 픽셀 어레이에 내장된 터치 센서들의 다른 예를 보여 주는 도면.
도 5는 도 4에 도시된 터치 센서의 구동을 보여 주는 파형도.
도 6은 터치 센서 구동회로와 터치 센서들 사이에 설치된 멀티플렉서를 보여 주는 도면.
도 7은 픽셀 구동 기간과 터치 센서 구동 기간의 시분할 구동 방법의 일 예를 보여 주는 파형도.
도 8은 본 발명의 터치 센싱 장치에서 소비전력을 저감시키기 위한 콘셉을 설명하기 위한 모식도.
도 9는 타이밍 콘트롤러와 소스 드라이버 IC들 사이에 연결되는 EPI 배선들을 보여 주는 도면.
도 10은 타이밍 콘트롤러와 소스 드라이버 IC의 클럭 복원회로를 보여 주는 도면.
도 11은 타이밍 콘트롤러와 소스 드라이버 IC들 사이의 신호 전송을 위한 EPI 인터페이스 프로토콜을 보여 주는 파형도.
도 12는 수평 블랭크 기간 동안 소스 드라이버 IC들로 전송되는 EPI 인터페이스 신호를 보여 주는 파형도.
도 13은 리드 아웃 IC의 구동전원을 제어하기 위한 제1 구동전원 제어부를 보여주는 도면.
도 14는 소스 드라이버 IC의 구동전원을 제어하기 위한 제2 구동전원 제어부(80)를 보여주는 도면.
도 15는 구동전원 제어신호가 EPI 데이터 패킷에 인코딩되는 일 예를 보여주는 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 터치 센싱 장치는 터치 스크린에 일체화된 표시소자를 구비한다. 표시소자는 액정표시장치(LCD), 유기발광 표시장치(OLED Display), 전기영동 표시장치(EPD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등의 평판 표시소자 기반으로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 표시소자를 액정표시장치 중심으로 설명하지만, 본 발명의 표시소자는 액정표시장치에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.
본 발명의 터치 스크린은 터치 센서들로 구현되며, 이 터치 센서들은 픽셀 어레이에 내장될 수 있다. 터치 센서들은 터치 전후에 용량(capacitance)의 변화를 바탕으로 터치 입력을 센싱하는 정전 용량 방식의 터치 센서들로 구현될 수 있다. 정전 용량 방식의 터치 센서들은 상호(Mutual) 정전 용량 방식의 터치 센서와, 자기(Self) 정전 용량 방식의 터치 센서로 나뉘어질 수 있다. 상호 정전 용량은 도 3과 같이 직교하는 두 도체 배선들 사이에 형성된다. 자기 정전 용량은 도 4와 같이 한 방향으로 형성된 단층의 도체 배선을 따라 형성된다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 내장형 터치 센싱 장치는 표시패널(100), 디스플레이 구동회로(202, 204, 104), 터치 센서 구동회로(302, 304, 306, 308) 등을 포함한다.
표시패널(100)의 TFT 어레이 기판은 다수의 데이터라인들(D1~Dm, m은 양의 정수), 데이터라인들(D1~Dm)과 교차되는 다수의 게이트라인들(G1~Gn, n은 양의 정수), 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들, TFT를 통해 데이터 라인들과 연결되어 데이터전압을 충전하는 다수의 픽셀 전극(11), 공통 전압(Vcom)이 공급되는 다수의 공통전극, 다수의 터치 센서 등을 포함한다. TFT 어레이 기판은 도시하지 않은 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst)를 더 포함한다. 스토리지 커패시터는 픽셀 전극(도 2의 11)에 접속되어 액정셀의 전압을 유지한다.
본 발명의 터치 센싱 장치에서 1 프레임 기간은 도 7에서와 같이 표시소자의 화소들에 입력 영상의 데이터가 기입되는 픽셀 구동 기간(P1)과, 터치 센서들이 구동되는 터치 센서 구동 기간(P2)으로 시분할될 수 있다. 이 경우에, 픽셀 구동 기간(P1) 동안 1 프레임 분량의 비디오 데이터가 모든 픽셀들에 기입되고, 터치 센서 구동 기간(P2) 동안 모든 터치 센서 라인들이 구동된다.
한편, 터치 센서들은 도 3과 같은 상호 정전 용량 방식의 터치 센서들로 구현되거나, 도 4 내지 도 6과 같은 자기 정전 용량 방식의 터치 센서들로 구현될 수 있다.
상호 용량 방식의 터치 센서들은 Tx 라인들(T1~Tj, j는 n 보다 작은 양의 정수), Rx 라인들(R1~Ri, i는 m 보다 작은 양의 정수), 및 Tx 라인들(T1~Tj)과Rx 라인들(R1~Ri)의 교차부에 형성된 상호 용량(mutual capacitance) 등을 포함한다. 상호 정전 용량 방식의 터치 센서는 도 3과 같은 전극 구조로 픽셀 어레이에 내장될 수 있다. Tx 라인들(T1~Tj)은 공통전극 분할 패턴들(T11~T23)과 링크 패턴들(L11~L22)를 포함할 수 있다. 제1 Tx 라인(Tx1)은 링크 패턴들(L11, L12)을 경유하여 횡 방향을 따라 연결된 다수의 공통전극 분할 패턴(T11~T13)들을 포함한다. 제2 Tx 라인(Tx2)은 링크 패턴들(L21, L22)을 경유하여 횡 방향을 따라 연결된 다수의 공통전극 분할 패턴들(T21~T23)을 포함한다. 공통전극 분할 패턴들(T11~T23) 각각의 크기는 2 개 이상의 픽셀 영역들을 포함하도록 픽셀 크기 보다 넓은 크기로 패터닝될 수 있다. 공통전극 분할 패턴(T11~T23) 각각은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 형성될 수 있다. 링크 패턴(L11~L22)은 횡 방향(또는 수평 방향)으로 이웃하는 공통전극 분할 패턴들(T11~T23)을 전기적으로 연결한다. 상호 정전 용량 방식의 터치 센서 구조는 도 2에 한정되지 않는다. 예컨대, 픽셀 어레이에 내장된 상호 정전 용량 방식의 터치 센서는 본원 출원인에 의해 기출원된 대한민국 특허 출원 10-2012-0143228(2012. 12. 11)에서 제안된 구조로 제작될 수 있다.
Tx 라인들(T1~Tj)과 Rx 라인들(R1~Ri)은 공통 전극에 접속되어 픽셀 구동 기간(P1) 동안, 공통전극에 공통전압(Vcom)을 공급할 수 있다. 터치 센서 구동 기간(P2) 동안, Tx 라인들(T1~Tj)에는 터치 센서를 구동하기 위한 구동신호가 공급되고, Rx라인들(R1~Ri)에는 구동신호에 동기하여 터치 센서들의 출력이 수신된다.
한편, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 자기 정전 용량 방식의 터치 센서들은 공통전극 분할 패턴들(COM1~COMn)로 형성될 수 있다. 공통전극 분할 패턴들(COM1~COMn) 각각은 ITO로 형성될 수 있고, 픽셀 보다 큰 크기로 패터닝될 수 있다. 구동회로(308)는 도 4와 같이 센싱 라인들(S1~Sn)을 통해 공통전극 분할 패턴들(COM1~COMn)에 1:1로 연결될 수 있다. 구동회로(308)는 픽셀 구동 기간(P1) 동안 공통전극 분할 패턴들(COM1~COMn)에 공통전압(Vcom)을 공급할 수 있다. 구동회로(308)는 터치 센서 구동 기간(P2)에 도 5와 같은 구동신호를 센싱 라인들(S1~Sn)에 공급하여 터치 센서들의 용량 변화를 센싱할 수 있다. 구동회로(308)의 핀(pin) 수를 줄이기 위하여, 구동회로(308)와 센싱 라인들(S1~Sn) 사이에 도 6과 같이 멀티플렉서(multiplexer, 310)가 설치될 수 있다.
표시패널(100)의 픽셀 어레이는 입력 영상을 표시한다. 픽셀 어레이의 픽셀들은 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)에 의해 정의된 픽셀 영역에 형성되어 매트릭스 형태로 배치된다. 픽셀들 각각은 픽셀전극(11)에 인가되는 데이터전압과 공통전극에 인가되는 공통전압(Vcom)의 전압차에 따른 전계에 의해 구동되어 입사광의 투과양을 조절한다. TFT들은 게이트라인(G1~Gn)으로부터의 게이트펄스에 응답하여 턴-온되어 데이터라인(D1~Dm)으로부터의 전압을 액정셀의 픽셀전극(11)에 공급한다. 공통전극은 픽셀 구동 기간(P1) 동안 공통전압(Vcom)이 인가되어 픽셀들의 기준 전위를 형성한다. 공통전극은 도 3 및 도 4와 같이 분할되어 터치 센서 구동 기간 동안 터치 센서들의 전극으로 이용될 수 있다.
표시패널(100)의 컬러필터 기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등이 형성될 수 있다. 표시패널(100)의 TFT 어레이 기판과 컬러필터 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성될 수 있다. 표시패널(100)의 액정층에는 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성될 수 있다.
디스플레이 구동회로(202, 204, 104)는 픽셀들에 데이터를 기입한다. 이 디스플레이 구동회로(202, 204, 104)는 데이터 구동회로(202), 게이트 구동회로(204), 및 타이밍 콘트롤러(104)를 포함한다.
데이터 구동회로(202)는 다수의 소스 드라이버 IC(SDIC)을 포함한다. 소스 드라이버 IC들(SDIC)은 EPI 배선쌍을 통해 타이밍 콘트롤러(104)에 점 대 점 형태로 연결된다. 소스 드라이버 IC들(SDIC)은 픽셀 구동 기간(P1) 동안 아날로그 비 디오 데이터 전압을 출력한다.
본원 출원인은 타이밍 콘트롤러와 소스 드라이버 IC들(SDIC)을 점 대 점(point to point) 방식으로 연결하여 타이밍 콘트롤러(104)와 소스 드라이버 IC들(SDIC) 사이의 배선 수를 최소화하고 신호전송을 안정화하기 위한 새로운 신호 전송 프로토콜(이하 "EPI 인터페이스 프로토콜"라 함)을 대한민국 특허출원 10-2008-0127458(2008-12-15), 미국 출원 12/543,996(2009-08-19), 대한민국 특허출원 10-2008-0127456(2008-12-15), 미국 출원 12/461,652(2009-08-19), 대한민국 특허출원 10-2008-0132466(2008-12-23), 미국 출원 12/537,341(2009-08-07) 등에서 제안한 바 있다.
EPI 인터페이스 프로토콜은 아래의 (1) 내지 (3)과 같은 특징을 가진다.
(1) 배선 공유없이 신호 배선쌍("EPI 배선쌍"이라 함)을 경유하여 타이밍 콘트롤러(104)의 송신단과 소스 드라이버 IC들(SDIC)의 수신단을 점 대 점 방식으로 연결한다.
(2) 타이밍 콘트롤러(104)와 소스 드라이버 IC들(SDIC) 사이에 별도의 클럭 배선쌍을 연결하지 않는다. 타이밍 콘트롤러(104)는 EPI 배선쌍을 통해 클럭신호와 함께 디지털 데이터를 소스 드라이버 IC들(SDIC)로 전송한다. 디지털 데이터는 입력 영상의 비디오 데이터와, 소스 드라이버 IC(SDIC)의 동작을 제어하기 위한 소스 콘트롤 데이터로 나뉘어진다.
(3) 소스 드라이버 IC들(SDIC) 각각에 CDR(Clok and Data Recovery)을 위한 클럭 복원회로가 내장되어 있다. 타이밍 콘트롤러(104)는 클럭 복원회로의 출력 위상과 주파수가 고정(lock)될 수 있도록 클럭 트레이닝 패턴(clock training pattern) 신호인 프리엠블(preamble) 신호를 소스 드라이버 IC들(SDIC)에 전송한다. 소스 드라이버 IC들(SDIC)에 내장된 클럭 복원회로는 EPI 배선쌍을 통해 입력되는 프리엠블 신호에 따라 내부 클럭을 발생하고 그 내부 클럭의 위상과 주파수를 고정(Lock)한다.
소스 드라이버 IC들(SDIC)은 내부 클럭의 위상과 주파수가 고정되면 출력 안정 상태를 지시하는 하이 로직 레벨(High logic level)의 락 신호(Lock signal, LOCK)를 타이밍 콘트롤러(104)에 피드백(Feedback) 입력한다. 내부 클럭의 위상과 주파수가 안정되게 고정될 때 소스 드라이버 IC(SDIC)와 타이밍 콘트롤러(104) 사이에서 입력 영상의 데이터가 전송되는 데이터 링크가 확립된다. 타이밍 콘트롤러(104)는 마지막 소스 드라이버 IC(SDIC)로부터 수신된 락 신호가 수신된 후에 콘트롤 데이터와 비디오 데이터를 소스 드라이버 IC들(SDIC)로 전송하기 시작한다. 소스 드라이버 IC들(SDIC) 중 어느 하나라도 내장된 클럭 복원회로의 출력 위상과 주파수가 언락(Unlock)되면, 락 신호를 로우 로직 레벨(Low logic level)로 반전시키고 마지막 소스 드라이버 IC(SDIC)는 반전된 락 신호를 타이밍 콘트롤러(104)에 전송한다. 타이밍 콘트롤러(104)는 락 신호가 로우 로직 레벨로 반전되면 프리엠블 신호를 소스 드라이버 IC들(SDIC)로 전송하여 소스 드라이버 IC들(SDIC)의 클럭 트레이닝을 재개한다.
소스 드라이버 IC들(SDIC)은 픽셀 구동 기간(P1) 동안 EPI 배선쌍을 통해 타이밍 콘트롤러(104)으로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링(samling)하여 래치(Latch)한다. 그리고 소스 드라이버 IC들(SDIC)은 픽셀 구동 기간(P1) 동안 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 출력한다. 정극성/부극성 데이터전압(도 7, +/-)은 데이터라인들(D1~Dm)에 공급된다. 소스 드라이버 IC들(SDIC)은 소스 출력 인에이블 신호(SOE)의 로우(low) 논리 기간에 데이터 전압을 출력하는 반면, 소스 출력 인에이블신호(SOE)의 하이(high) 논리 기간 동안 데이터 전압을 출력하지 않고 차지 쉐어링(Charge sharing)을 실시할 수 있다.
소스 드라이버 IC들(SDIC)은 터치 센서 구동 기간(P2) 동안 타이밍 콘트롤러(104)로부터 입력되는 프리엠블 신호에 따라 클럭 트레이닝을 수행할 수 있다.
게이트 구동회로(204)는 픽셀 구동 기간(P1) 동안 타이밍 콘트롤러(104)의 제어 하에 데이터 전압에 동기되는 게이트 펄스(또는 스캔 펄스)를 발생하고 그 게이트 펄스를 시프트(shift)하여 게이트 라인들(G1~Gn)에 게이트 펄스를 순차적으로 공급한다. 게이트 구동회로(204)는 스캔 구동회로로도 알려져 있다. 게이트 구동회로(204)는 하나 이상의 게이트 드라이브 IC를 포함한다. 게이트 드라이브 IC는 픽셀 구동 기간(P1) 동안 타이밍 콘트롤러(104)의 제어 하에 데이터 전압에 동기되는 게이트 펄스를 게이트라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급하여 입력 영상의 데이터가 기입되는 표시패널(100)의 라인을 선택한다. 게이트 펄스는 도 7과 같이 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL) 사이에서 스윙한다.
게이트 구동회로(204)는 터치 센서 구동 기간(P2) 동안 게이트 펄스를 발생하지 않고 게이트 로우 전압(VGL)을 게이트라인들(G1~Gn)에 공급할 수 있다. 따라서, 게이트라인들(G1~Gn)은 픽셀 구동 기간(P1) 동안 게이트 펄스를 픽셀들의 TFT에 공급하여 표시패널(100)에서 데이터가 기입될 라인을 순차적으로 선택하고, 터치 센서 구동 기간(P2) 동안 게이트 로우전압(VGL)을 유지하여 터치 센서들의 출력 변동을 방지하게 된다.
타이밍 콘트롤러(104)는 외부의 호스트 시스템으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 이용하여 데이터 구동회로(202)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 소스 콘트롤 데이터를 인코딩하여 EPI 배선쌍을 통해 소스 드라이버 IC들(SDIC)에 전송할 수 있다. 또한, 타이밍 콘트롤러(104)는 외부의 호스트 시스템으로부터 입력되는 타이밍신호를 이용하여 게이트 구동회로(204)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호를 게이트 구동회로(204)에 전송할 수 있다. 게이트 구동회로(204)의 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 소스 콘트롤 데이터는 극성제어신호(Polarity, POL), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE), 소스 드라이버 IC의 출력 채널 제어를 위한 옵션 정보 등을 포함한다.
타이밍 콘트롤러(104)는 호스트 시스템으로부터 입력되는 외부 데이터 인에이블 신호를 미리 설정된 픽셀 구동 기간(P1) 내로 압축하여 내부 데이터 인에이블 신호(iDE)를 발생할 수 있다. 그리고 타이밍 콘트롤러(104)는 수직 동기신호(Vsyc)와 내부 데이터 인에이블 신호(iDE)의 타이밍에 맞추어 1 프레임 기간을 픽셀 구동 기간(P1)과 터치 센서 구동 기간(P2)으로 시분할하는 시분할 동기신호(Tsync)를 발생할 수 있다. 타이밍 콘트롤러(104)는 시분할 동기신호(Tsync)를 터치 콘트롤러(306)로 전송하여 디스플레이 구동회로(202, 204, 104)와 터치 센서 구동회로(302, 304, 306, 308)의 동작을 동기시킬 수 있다.
타이밍 콘트롤러(104)는 내부 데이터 인에이블 신호(iDE)가 발생되기 시작되면 프리엠블 신호, 콘트롤 데이터, 및 입력 영상의 데이터를 소스 드라이버 IC들(SDIC)로 전송할 수 있다. 타이밍 콘트롤러(104)는 픽셀 구동 기간(P1) 동안 EPI 인터페이스 프로토콜을 바탕으로 프리엠블 신호를 데이터 구동회로(202)에 전송한 후에 콘트롤 데이터, 입력 영상의 디지털 비디오 데이터 순으로 EMI 신호를 소스 드라이버 IC들(SDIC)에 전송할 수 있다. 타이밍 콘트롤러(104)는 터치 센서 구동 기간(P2) 동안 EPI 인터페이스 신호를 소스 드라이버 IC들(SDIC)에 전송하지 않을 수 있다.
호스트 시스템은 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 표시패널(DIS)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 호스트 시스템은 입력 영상의 디지털 비디오 데이터와 함께 타이밍 신호들을 타이밍 콘트롤러(104)로 전송한다. 호스트 시스템은 텔레비젼 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현되어 입력 영상을 수신한다. 호스트 시스템은 터치 콘트롤러(104)로부터 수신된 터치 입력 좌표에 연계된 응용 프로그램을 실행한다.
터치 센서 구동회로(302, 304, 306, 308)는 터치 센서 구동 기간(P2) 동안, 터치 센서들을 구동하여 터치 입력을 센싱(sensing)한다. 터치 센서 구동회로(302, 304, 306, 308)는 구동회로(302 또는 308), 센싱 회로(304) 및 터치 콘트롤러(306) 등을 포함한다. 센싱 회로(304) 또는 구동 회로(308)는 리드 아웃 IC에 집적될 수 있다.
구동회로(302)는 픽셀 구동 기간(P1) 동안 Tx 라인들(T1~Tj)에 공통전압(Vcom)을 공급하고, 터치 센서 구동 기간(P2) 동안 Tx 라인들(T1~Tj)에 구동신호를 공급한다. 구동신호는 터치 구동 전압(Vdrv)과 기준 전압(Vref) 사이에서 스윙한다.
센싱 회로(304)는 픽셀 구동 기간(P1) 동안 Rx 라인들(R1~Ri)에 공통전압(Vcom)을 공급하고 터치 센서 구동 기간(P2) 동안 터치 센서들의 전압을 수신한다. 센싱회로(304)는 Rx 라인들(R1~Ri)을 통해 수신된 터치 센서들의 아날로그 출력을 증폭하고 디지털 데이터로 변환하여 터치 로 데이터(Touch raw data)를 발생할 수 있다.
한편, 구동회로(308)는 픽셀 구동 기간(P1) 동안 공통전극 분할 패턴들(COM1~COMn)에 공통전압(Vcom)을 공급하고, 터치 센서 구동 기간(P2)에 도 5와 같은 구동신호를 센싱 라인들(S1~Sn)에 공급하여 터치 센서들의 용량 변화를 센싱한 후 터치 로 데이터를 출력할 수 있다.
터치 콘트롤러(306)는 센싱 회로(304) 또는 구동 회로(308)로부터 수신된 터치 로 데이터를 미리 설정된 터치 인식 알고리즘으로 분석하여 소정의 문턱 전압 이상의 터치 로 데이터를 터치 입력 데이터로 판정하여 터치 입력 위치의 좌표값을 산출할 수 있다. 터치 콘트롤러(306)로부터 출력된 터치 입력 위치의 좌표 정보는 외부의 호스트 시스템으로 전송된다.
한편, 소스 드라이버 IC는 터치 센서 구동 기간(P2) 동안 동작할 필요가 없으며, 따라서 이 기간(P2) 동안 미사용된다. 반면 리드 아웃 IC는 픽셀 구동 기간(P1) 동안 동작할 필요가 없으며, 따라서 이 기간(P1) 동안 미사용된다. 그런데, 터치 센싱 장치가 동작되고 있을 때, 종래와 같이 소스 드라이버 IC와 리드 아웃 IC 각각에 계속해서 구동전원이 공급되는 경우 불필요한 전류로 인해 소비전력이 증가되는 문제가 있었다.
본 발명은 구동전원 제어부(도 13의 400, 도 14의 80)를 포함하여, 픽셀 구동 기간(P1) 동안 미사용되는 리드 아웃 IC에 구동전원이 인가되는 것을 차단함과 아울러, 터치 센서 구동 기간(P2) 동안 미사용되는 소스 드라이버 IC에 구동전원이 인가되는 것을 차단함으로써, 리드 아웃 IC 및 소스 드라이버 IC 내에서 불필요한 전류 흐름으로 인한 전력 누수를 방지한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 시분할 구동방식의 터치 센싱 장치에서 소비전력을 저감시키기 위한 콘셉을 설명하기 위한 모식도이다.
본 발명의 구동전원 제어부는 픽셀 구동 기간(P1) 동안 리드 아웃 IC(ROIC)에 인가되는 구동전원을 차단하여 리드 아웃 IC(ROIC)를 셧 다운(Shut-down) 시키고, 터치 센서 구동 기간(P2) 동안 소스 드라이버 IC(SDIC)에 인가되는 구동전원을 차단하여 소스 드라이버 IC(SDIC)를 셧 다운(Shut-down) 시킴으로써, 리드 아웃 IC 및 소스 드라이버 IC 내에서 불필요한 전류 흐름으로 인한 전력 누수를 방지할 수 있다.
본 발명은 구동전원을 제어하는 신호를 별도로 생성하지 않고, 터치 센싱 장치에 이미 마련되어 있는 시분할 동기신호(Tsync)와 EPI 인터페이스 신호를 이용함으로써 발명 적용으로 인한 비용 증가를 최대한 억제할 수 있다. 본 발명의 구동전원 제어부는 시분할 동기신호(Tsync)를 기초로 리드 아웃 IC(ROIC)의 구동전원을 제어하고, EPI 인터페이스 신호를 기초로 소스 드라이버 IC(SDIC)의 구동전원을 제어할 수 있다. 본 발명은 소스 드라이버 IC(SDIC) 및 리드 아웃 IC(ROIC)에 대한 구동전원 제어 경로를 서로 다르게 함으로써, 안정적인 동작을 용이하게 확보할 수 있다.
도 9 내지 도 12에서는 구동전원 제어신호가 인코딩되는 EPI 인터페이스 신호를 보여준다. 구체적으로, 도 9는 타이밍 콘트롤러(104)와 소스 드라이버 IC들(SDIC#1~SDIC#8) 사이에 연결되는 EPI 배선들(EPI)을 보여 주는 도면이다. 도 10은 타이밍 콘트롤러(104)와 소스 드라이버 IC의 클럭 복원회로를 보여 주는 도면이다. 도 11은 타이밍 콘트롤러(104)와 소스 드라이버 IC들(SDIC#1~SDIC#8) 사이의 신호 전송을 위한 EPI 인터페이스 프로토콜을 보여 주는 파형도이다. 도 12는 수평 블랭크 기간 동안 소스 드라이버 IC들(SDIC#1~SDIC#8)로 전송되는 EPI 인터페이스 신호를 보여 주는 파형도이다.
도 9에서 실선은 프리엠블 신호, 콘트롤 데이터, 입력 영상의 비디오 데이터 등의 신호가 전송되는 EPI 배선쌍(EPI)을 나타낸다. 그리고, 점선은 락(LOCK) 신호가 전송되는 락 배선들(LCS1, LCS2)을 나타낸다.
도 9 내지 도 12를 참조하면, 타이밍 콘트롤러(104)는 EPI 배선쌍(EPI)을 통해 소스 드라이버 IC들(SDIC#1~SDIC#8) 각각에 직렬로 접속된다.
타이밍 콘트롤러(104)는 픽셀 구동 기간(P1) 동안 EPI 배선쌍(EPI)을 통해 프리엠블 신호, 콘트롤 데이터, 비디오 데이터 순으로 EPI 신호를 소스 드라이버 IC들(SDIC#1~SDIC#8)에 순차적으로 전송한다. 콘트롤 데이터 패킷은 클럭 비트(Clock bit), 콘트롤 스타트 비트(Control start bit, CTR_Start), 소스 및 게이트 콘트롤 데이터 등을 포함한 비트 스트림(bit stream)으로 전송된다. 비디오 데이터 패킷은 클럭 비트, 내부 데이터 인에이블 비트, RGB 데이터 비트 등을 포함한 비트 스트림으로 전송된다. 소스 드라이버 IC들(SDIC#1~SDIC#8) 각각은 EPI 배선쌍(EPI)을 통해 입력되는 내부 클럭 신호를 복원한다.
타이밍 콘트롤러(104)는 제1 단계(Phase-Ⅰ)에서 락 스타트 신호를 락 배선(LCS1)을 통해 제1 소스 드라이버 IC(SDIC#1)로 전송하고 클럭 트레이닝을 위한 프리엠블 신호를 EPI 배선쌍을 통해 소스 드라이버 IC들(SDIC#1~SDIC#8)로 전송한다. 소스 드라이버 IC들(SDIC#1~SDIC#8)은 앞단의 소스 드라이버 IC로부터 하이 로직 레벨의 락 신호(LOCK)와 프리엠블 신호가 입력되면 클럭 트레이닝을 통해 내부 클럭을 발생하고 그 내부 클럭의 위상과 주파수가 고정(Lock)되어 CDR 기능이 안정화되면, 다음 단 소스 드라이버 IC로 하이 로직 레벨의 락 신호를 전송한다. 모든 소스 드라이버 IC들(SDIC#1~SDIC#4)의 CDR이 안정되면 마지막 소스 드라이버 IC(SDIC#8)는 하이 로직 레벨의 락 신호(LOCK)를 락 피드백 신호 배선(LCS2)을 통해 타이밍 콘트롤러(104)로 전송한다. 제1 소스 드라이버 IC(SDIC#1)에는 락 신호 입력단자에 이전 단 소스 드라이버 IC의 락 신호 출력 단자가 연결되어 있지 않다. 이 때문에, 제1 소스 드라이버 IC들(SDIC#1)의 락 신호 입력 단자에는 하이 로직 레벨의 직류 전원 전압(Vcc)이 입력된다.
타이밍 콘트롤러(104)는 마지막 소스 드라이버 IC(SDIC#8)로부터 하이 로직 레벨의 락 신호(LOCK)를 수신한 후에, 제2 및 제3 단계(Phase-Ⅱ, Phase-Ⅲ)에서 콘트롤 데이터와 비디오 데이터를 소스 드라이버 IC들(SDIC#1~SDIC#8) 각각에 전송한다. 콘트롤 데이터는 소스 드라이버 IC들(SDIC#1~SDIC#8)로부터 출력되는 데이터전압의 출력 타이밍, 데이터전압의 극성 등을 제어하기 위한 콘트롤 데이터를 포함한다. 콘트롤 데이터는 게이트 드라이브 IC(GIC)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 콘트롤 데이터를 포함할 수 있다.
타이밍 콘트롤러(104)는 인터페이스 수신회로(21)를 통해 호스트 시스템으로부터 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 수신한다. 타이밍 콘트롤러(104)는 내부 타이밍 제어신호 발생회로(22)를 이용하여 호스트 시스템으로부터 입력되는 외부 타이밍 신호에 기초하여 소스 콘트롤 데이터와 게이트 콘트롤 데이터를 포함한 콘트롤 데이터를 생성할 수 있다. 인코더(23)는 EPI 인터페이스 프로토콜에서 정해진 포맷으로 데이터 패킷에 클럭(CLK)과 함께 셧다운 제어신호(SHD) 및 웨이크 업(Wake-up) 제어신호(WUC)를 내장(Embed)할 수 있다. 인코더(23)의 출력은 송신 버퍼(24)를 통해 차신호쌍으로 변환되어 소스 드라이버 IC들(SDIC#1~SDIC#8)로 전송된다.
소스 드라이버 IC(SDIC#1~SDIC#8)의 수신 버퍼(25)는 EPI 배선쌍(EPI)을 통해 타이밍 콘트롤러(104)로부터 EPI 신호를 수신한다. 소스 드라이버 IC(SDIC)의 클럭 복원회로(26)는 수신된 클럭을 복원하여 내부 클럭을 발생한다. 샘플링 회로(27)는 내부 클럭 타이밍에 맞추어 콘트롤 데이터와 디지털 비디오 데이터 비트 각각을 샘플링한다.
도 11에서 "Tlock"은 프리엠블 신호가 소스 드라이버 IC들(SDIC#1~SDIC#8)에 전송되기 시작한 후부터 소스 드라이버 IC들(SDIC#1~SDIC#8)의 클럭 복원회로의 출력이 안정되게 고정되어 락 신호(LOCK)가 하이 로직 레벨(H)로 반전될 때까지의 시간이다.
EPI 인터페이스 프로토콜에서 소스 드라이버 IC들(SDIC#1~SDIC#8)로 전송되는 1 데이터 패킷은 다수의 데이터 비트들, 데이터 비트들의 앞과 뒤에 할당된 클럭 비트들을 포함한다. 데이터 비트들은 콘트롤 데이터 혹은 입력 영상의 디지털 비디오 데이터의 비트들이며, 셧다운 제어신호(SHD)와 웨이크 업 제어신호(WUC)를 포함할 수 있다.
EPI 인터페이스 프로토콜에서, 제1 단계(Phase-Ⅰ) 신호, 제2 단계(Phase-Ⅱ) 신호는 도 12와 같이 내부 데이터 인에이블 신호(iDE)의 펄스들 사이의 수평 블랭크 기간(Horizontal blank period) 마다 소스 드라이버 IC들(SDIC#1~SDIC#8)에 전송될 수 있다.
도 13은 리드 아웃 IC(ROIC)의 구동전원을 제어하기 위한 제1 구동전원 제어부(400)를 보여준다.
도 13을 참조하면, 터치 콘트롤러(306)는 리드 아웃 IC(ROIC)와 SPI(Serial Peripheral Interface) 방식으로 통신하여 정보를 교환할 수 있다. 터치 콘트롤러(306)는 타이밍 콘트롤러(104)로부터 시분할 동기신호(Tsync)를 전송받아 이 시분할 동기신호(Tsync)를 제1 구동전원 제어부(400)에 공급한다. 시분할 동기신호(Tsync)는 도 8에서와 같이 픽셀 구동 기간(P1)에 대응하여 제1 논리 레벨을 가지고, 터치 센서 구동 기간(P2)에 대응하여 제2 논리 레벨을 가질 수 있다. 제1 구동전원 제어부(400)는 시분할 동기신호(Tsync)가 제1 논리 레벨로 입력될 때(즉 픽셀 구동 기간(P1) 동안) 리드 아웃 IC(ROIC)에 인가되는 구동전원(VCC,VDD)을 차단한다. 그에 따라 픽셀 구동 기간(P1) 동안 리드 아웃 IC(ROIC)는 셧다운 되며, 이 기간(P1)에서 불필요한 소모 전력은 줄어든다. 한편, 제1 구동전원 제어부(400)는 시분할 동기신호(Tsync)가 제2 논리 레벨로 입력될 때(즉 터치 센서 구동 기간(P2) 동안) 리드 아웃 IC(ROIC)에 정상적으로 구동전원(VCC,VDD)을 인가한다.
도 13에서, "VCC"는 터치 입력을 센싱하기 위한 리드 아웃 IC(ROIC)의 디지털 회로 블록들에 인가되는 구동전원을 지시하고, "VDD"는 터치 입력을 센싱하기 위한 리드 아웃 IC(ROIC)의 아날로그 회로 블록들에 인가되는 구동전원을 지시한다. 제1 구동전원 제어부(400)는 "VCC" 및 "VDD" 중 적어도 하나를제어할 수 있다.
도 14는 소스 드라이버 IC(SDIC)의 구동전원을 제어하기 위한 제2 구동전원 제어부(80)를 보여준다. 그리고, 도 15는 구동전원 제어신호가 EPI 데이터 패킷에 인코딩되는 일 예를 보여준다.
소스 드라이버 IC(SDIC)는 k(k는 2 이상의 양의 정수) 개의 데이터라인들(D1~Dk)에 정극성/부극성 데이터 전압들을 공급한다. 소스 드라이버 IC(SDIC)는 도 14와 같이 데이터 샘플링 및 직병렬 변환부(71), 디지털 아날로그 변환기(Digital to Analog Convertor, 이하 "DAC"라 함)(72), 출력회로(73) 등을 구비할 수 있다.
데이터 샘플링 및 직병렬 변환부(71)는 도 10에서와 같이 수신 버퍼(25), 클럭 복원회로(26), 및 샘플링 회로(27)를 포함할 수 있다. 데이터 샘플링 및 직병렬 변환부(71)는 클럭 복원회로(26)를 이용하여 내부 클럭들을 출력하고, 그 내부 클럭들에 따라 EPI 배선쌍(EPI)을 통해 수신된 입력 영상의 RGB 디지털 비디오 데이터 비트를 샘플링한다. 그리고 데이터 샘플링 및 직병렬 변환부(71)는 샘플링된 데이터 비트를 래치한 후에 동시에 출력함으로써 병렬 데이터로 변환한다.
데이터 샘플링 및 직병렬 변환부(71)는 EPI 배선쌍(EPI)을 통해 수신되는 콘트롤 데이터를 코드 맵핑 방식으로 복원하여 소스 콘트롤 데이터를 발생한다. 콘트롤 데이터에 게이트 콘트롤 데이터가 인코딩된 경우에, 데이터 샘플링 및 직병렬 변환부(71)는 EPI 배선쌍을 통해 입력되는 콘트롤 데이터로부터 게이트 콘트롤 데이터를 복원하여 게이트 구동회로의 IC들로 전송한다. 소스 콘트롤 데이터는 소스 출력 인에이블신호(SOE), 극성제어신호(POL), 옵션 정보 등을 포함할 수 있다. 극성제어신호(POL)는 데이터라인들(D1~Dk)에 공급되는 정극성/부극성 아날로그 데이터전압의 극성을 지시한다. 소스 콘트롤 데이터와 게이트 콘트롤 데이터는 타이밍 콘트롤러(104)에 의해 인코딩되어 제2 단계(Phase-Ⅱ)에서 EPI 배선쌍(EPI)을 통해 소스 드라이버 IC(SDIC)로 전송된다. EPI 인터페이스 프로토콜에서 콘트롤 데이터의 인코딩 방법과 복원 방법은 본원 출원인에 의해 출원된 국내 출원 10-2008-0132466(2008.12.23), 미국 특허 출원 12/537,341(2009. 08. 07) 등에서 제안된 바 있다.
DAC(72)는 데이터 샘플링 및 직병렬 변환부(71)로부터 입력된 비디오 데이터들을 정극성 감마보상전압(GH)과 부극성 감마보상전압(GL)으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 비디오 데이터전압을 발생한다. DAC(72)는 극성제어신호(POL)에 응답하여 데이터전압의 극성을 반전시킨다.
출력회로(73)는 소스 출력 인에이블신호(SOE)의 하이 논리기간 동안 데이터 전압을 출력하지 않고 차지 쉐어링(Charge sharing)을 통해 정극성 데이터전압과 부극성 데이터전압의 평균전압을 데이터라인들(D1~Dk)에 공급한다. 차지 쉐어링 시간 동안, 소스 드라이버 IC들(SDIC#1~SDIC#8)에서 정극성 데이터전압이 공급되는 출력 채널과 부극성 데이터전압이 공급되는 출력 채널들이 단락(short circuit)되어 정극성 데이터전압과 부극성 데이터전압의 평균전압이 데이터라인들(D1~Dk)에 공급한다. 출력회로(73)는 소스 출력 인에이블신호(SOE)의 로우 논리 기간 동안 정극성/부극성 데이터 전압을 출력버퍼를 통해 데이터라인들(D1~Dk)에 공급한다. 따라서, 소스 드라이버 IC(SDIC)는 소스 출력 인에이블 신호(SOE)의 로우 논리 기간 동안 데이터 전압을 출력하고 극성제어신호(POL)에 따라 데이터 전압의 극성을 반전시킨다.
한편, 타이밍 콘트롤러(104)는 픽셀 구동 기간(P1)의 말기 및 초기에 더미 데이터 인에이블 펄스(14, 16)를 추가 생성하고, 그 펄스(14, 16)에 동기하여 구동전원 제어신호(SHD,WUC)를 EPI 배선쌍(EPI)을 통해 소스 드라이버 IC(SDIC)에 전송할 수 있다. 이 경우, 구동전원 제어신호(SHD,WUC)는 도 15와 같이 픽셀 구동 기간(P1)의 말기 및 초기에 추가적으로 발생되는 더미 데이터 패킷(15, 17) 내에 인코딩되어 소스 드라이버 IC(SDIC)로 전송되게 된다.
데이터 샘플링 및 직병렬 변환부(71)는 EPI 배선쌍(EPI)을 통해 수신되는 구동전원 제어신호(SHD,WUC)를 복원하여 제2 구동전원 제어부(80)에 공급한다.
제2 구동전원 제어부(80)는 데이터 샘플링 및 직병렬 변환부(71)로부터 입력되는 셧다운 제어신호(SHD)에 응답하여 터치 센서 구동 기간(P2) 동안 소스 드라이버 IC(SDIC), 즉 출력회로(73)에 인가되는 구동전원(VCC,VDD)을 차단한다. 그에 따라, 터치 센서 구동 기간(P2) 동안 소스 드라이버 IC(SDIC)는 도 15에서와 같이 셧다운 되며, 이 기간(P2)에서 불필요한 소모 전력은 줄어든다. 한편, 제2 구동전원 제어부(80)는 데이터 샘플링 및 직병렬 변환부(71)로부터 입력되는 웨이크 업 제어신호(WUC)에 응답하여 픽셀 구동 기간(P1) 동안 소스 드라이버 IC(SDIC)에 정상적으로 구동전원(VCC,VDD)을 인가한다.
도 14에서, "VCC"는 소스 드라이버 IC(SDIC)의 디지털 회로 블록들에 인가되는 구동전원을 지시하고, "VDD"는 소스 드라이버 IC(SDIC)의 아날로그 회로 블록들에 인가되는 구동전원을 지시한다. 제2 구동전원 제어부(80)는 "VCC" 및 "VDD" 중 적어도 하나를제어할 수 있다.
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.
104, TCON : 타이밍 콘트롤러
SDIC#1~SDIC#8 : 소스 드라이브 IC
ROIC : 리드 아웃 IC
202 : 데이터 구동회로
204 : 게이트 구동회로
302 : 상호 용량 터치 센서의 구동회로
304 : 상호 용량 터치 센서의 센싱회로
306 : 터치 콘트롤러
308 : 자기 용량 터치 센서의 구동회로
310 : 멀티플렉서
80, 400: 구동전원 제어부

Claims (7)

1 프레임 기간이 픽셀 구동 기간과 터치 센서 구동 기간으로 시분할된 터치 센싱 장치에 있어서,
상기 픽셀 구동 기간 동안 표시소자의 픽셀들에 데이터 전압을 충전하는 소스 드라이버 IC;
상기 터치 센서 구동 기간 동안 표시패널에 내장된 터치 센서들의 터치 입력을 센싱하는 리드 아웃 IC; 및
상기 픽셀 구동 기간 동안 상기 리드 아웃 IC에 인가되는 구동전원을 차단하여 상기 리드 아웃 IC를 셧 다운시키고, 상기 터치 센서 구동 기간 동안 상기 소스 드라이버 IC에 인가되는 구동전원을 차단하여 상기 소스 드라이버 IC를 셧 다운시키는 구동전원 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 소스 드라이버 IC 및 상기 리드 아웃 IC에 대한 구동전원 제어 경로는 서로 다른 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 구동전원 제어부는,
상기 시분할을 위한 시분할 동기신호를 기초로 상기 리드 아웃 IC의 구동전원을 제어하는 제1 구동전원 제어부; 및
EPI 인터페이스 신호를 기초로 상기 소스 드라이버 IC의 구동전원을 제어하는 제2 구동전원 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 시분할 동기신호는 상기 픽셀 구동 기간에 대응하여 제1 논리 레벨을 가지고, 상기 터치 센서 구동 기간에 대응하여 제2 논리 레벨을 가지며;
상기 제1 구동전원 제어부는 상기 시분할 동기신호가 상기 제1 논리 레벨로 입력될 때 상기 리드 아웃 IC에 인가되는 구동전원을 차단하고, 상기 시분할 동기신호가 상기 제2 논리 레벨로 입력될 때 상기 리드 아웃 IC에 정상적으로 구동전원을 인가하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 시분할 동기신호와 상기 EPI 인터페이스 신호를 생성하는 타이밍 콘트롤러를 더 구비하고;
상기 타이밍 콘트롤러는 상기 픽셀 구동 기간의 말기 및 초기에 각각 제1 및 제2 더미 데이터 인에이블 펄스를 추가적으로 생성하고, 상기 제1 및 제2 더미 데이터 인에이블 펄스에 각각 동기하여 셧다운 제어신호 및 웨이크업 제어신호를 EPI 배선쌍을 통해 상기 소스 드라이버 IC에 전송하며;
상기 셧다운 제어신호 및 웨이크업 제어신호는 각각 상기 픽셀 구동 기간의 말기 및 초기에 추가적으로 발생되는 더미 데이터 패킷 내에 인코딩되어 상기 소스 드라이버 IC로 전송되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제2 구동전원 제어부는,
상기 셧다운 제어신호에 응답하여 상기 터치 센서 구동 기간 동안 상기 소스 드라이버 IC에 인가되는 구동전원을 차단하고, 상기 웨이크 업 제어신호에 응답하여 상기 픽셀 구동 기간 동안 상기 소스 드라이버 IC에 정상적으로 구동전원을 인가하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구동전원은,
상기 리드 아웃 IC 및 상기 소스 드라이버 IC 각각의 디지털 회로 블록들에 인가되는 제1 구동전원; 및
상기 리드 아웃 IC 및 상기 소스 드라이버 IC 각각의 아날로그 회로 블록들에 인가되는 제2 구동전원 중 적어도 하나를포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
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