KR101957150B1 - Haptic touch screen and method for driving the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 복수의 센서를 포함하며 1 프레임 기간 동안 햅틱 반응 구간 및 터치 감지 구간으로 분할되어 구동하는 패널; 및 상기 햅틱 반응 구간 동안 상기 복수의 센서에 전하를 인가시키고, 상기 터치 감지 구간 동안 상기 복수의 센서에 터치 스캔 신호를 인가하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 햅틱 반응 구간 동안, 상기 복수의 센서는 상기 인가된 전하를 이용하여 햅틱(haptic) 반응하고, 상기 터치 감지 구간 동안, 상기 복수의 센서는 상기 인가된 터치 스캔 신호를 이용하여 터치 센싱 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 햅틱 겸용 터치스크린에 관한 것이다.The present invention provides a display device comprising: a panel including a plurality of sensors and driven by being divided into a haptic reaction section and a touch sensing section for one frame period; And a controller for applying a charge to the plurality of sensors during the haptic reaction interval and applying a touch scan signal to the plurality of sensors during the touch sensing interval, wherein, during the haptic reaction interval, And the plurality of sensors generate a touch sensing signal by using the applied touch scan signal during the touch sensing period.

Description

햅틱 겸용 터치스크린 및 그 구동 방법 {HAPTIC TOUCH SCREEN AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a haptic-

본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 햅틱 겸용 터치스크린에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device, and more particularly, to a haptic-compatible touch screen.

터치스크린은 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 전계발광 표시장치(Electroluminescence Device, EL), 전기영동 표시장치 등과 같은 화상표시장치에 설치되어 사용자가 화상표시장치를 보면서 터치스크린 내의 터치 센서를 가압하여(누르거나 터치하여) 미리 정해진 정보를 입력하는 입력장치의 한 종류이다.The touch screen may be a liquid crystal display (LCD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), an electroluminescence device (EL) , And is a kind of an input device that presses (presses or touches) a touch sensor in a touch screen while the user views the image display device and inputs predetermined information.

터치스크린은 상대적으로 큰 화면을 제공함과 동시에 단순하면서 슬림한 디자인이 가능하여, 최근에는 표시장치를 포함하는 대다수의 전자 제품에 적용되고 있다. 하지만, 다수의 키 버튼(key button)을 구비한 전자 제품 용 키 패드(keypad)와는 달리, 통상의 터치스크린은 소프트 버튼(soft button)을 제공하기 때문에 터치 감이 없으므로 터치 감도가 떨어지고 터치 입력 오류가 빈번하게 발생하게 된다는 단점이 있다.The touch screen provides a relatively large screen and a simple and slim design, and has been applied to a large number of electronic products including a display device in recent years. However, unlike a keypad for an electronic product having a plurality of key buttons, a normal touch screen provides a soft button, so there is no touch feeling, so that the touch sensitivity is reduced and a touch input error Is frequently generated.

이러한 단점을 극복하기 위해, 사용자 입력 수단이 터치스크린과 접촉할 때 햅틱(haptic) 반응을 발생시킴으로써, 사용자가 터치 입력을 인지할 수 있도록 하는 햅틱 겸용 터치스크린이 활용되어 왔다.In order to overcome this disadvantage, a haptic touch screen has been utilized which causes the user to recognize the touch input by causing a haptic reaction when the user input means touches the touch screen.

이하에서는 일반적인 햅틱 겸용 터치스크린을 도 1을 참고하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a general haptic dual touch screen will be described with reference to FIG.

도 1a은 일반적인 햅틱 겸용 터치스크린을 나타내는 도면이며, 도 1b는 도 1a의 구성 별 개략도이다.FIG. 1A is a schematic view of a general haptic-compatible touch screen, and FIG. 1B is a schematic view of the configuration of FIG. 1A.

일반적인 햅틱 겸용 터치스크린은 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 액정 모듈(LCM), 터치 패널(touch panel), 햅틱 패널(haptic panel), 커버 글라스(cover glass)를 포함하고 있다. 좀 더 상세하게는 액정 모듈은 TFT 기판과 컬러 필터 기판이 액정층을 사이에 두고 마주보는 형태로 형성되어 있으며, 액정 모듈, 터치 패널, 햅틱 패널, 커버 글라스 등은 OCR 또는 OCA를 통해 접합되어 적층 형성되어 있다. 여기서, OCR 또는 OCA는 각 구성요소들을 부착하는 등 부품들을 접합하는데 사용되는 투명 필름 형태의 접착제이다. A typical haptic dual touch screen includes a liquid crystal module (LCM), a touch panel, a haptic panel, and a cover glass, as shown in FIGS. 1A and 1B. More specifically, the liquid crystal module is formed such that the TFT substrate and the color filter substrate face each other with the liquid crystal layer interposed therebetween. The liquid crystal module, the touch panel, the haptic panel, and the cover glass are bonded through OCR or OCA, Respectively. Here, the OCR or OCA is a transparent film type adhesive used to bond components such as each component.

그러나, 일반적인 햅틱 겸용 터치스크린에서는 도 1에 도시된 바와 같이 터치 기능을 위한 터치 패널 외에 햅틱 기능을 위한 햅틱 패널을 추가적으로 구비해야 하므로 그에 따라 전체적인 터치스크린의 두께가 증가하고 제작 비용이 증가할 수 있다. 또한, 터치 패널 상에 햅틱 패널이 형성되어 터치 패널과 커버 글라스와의 이격 거리가 멀어져 터치 성능이 떨어지거나. 햅틱 패널 상에 터치 패널이 형성되어 햅틱 패널과 커버 글라스와의 이격 거리가 멀어져 햅틱 성능이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.However, as shown in FIG. 1, in addition to a touch panel for a touch function, a haptic panel for a haptic function must additionally be provided in a general haptic combination touch screen, thereby increasing the overall thickness of the touch screen and increasing the manufacturing cost . Also, since the haptic panel is formed on the touch panel, the distance between the touch panel and the cover glass is distant, and the touch performance is deteriorated. The touch panel may be formed on the haptic panel, and the distance between the haptic panel and the cover glass may be distant from each other.

또한, 햅틱 패널과 터치 패널을 각각 구동해야 하므로 회로가 추가 제작되어야 하는 단점이 있다.In addition, since the haptic panel and the touch panel must be driven separately, a circuit must be additionally manufactured.

본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 터치 패널와 햅틱 패널을단일층으로 제작하여 터치 센서와 햅틱 센서를 함께 구동시킬 수 있는 햅틱 겸용 터치스크린 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a haptic touch screen display device capable of driving a touch sensor and a haptic sensor together by manufacturing a touch panel and a haptic panel as a single layer.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 겸용 터치스크린은 복수의 센서를 포함하며 1 프레임 기간 동안 햅틱 반응 구간 및 터치 감지 구간으로 분할되어 구동하는 패널; 및 상기 햅틱 반응 구간 동안 상기 복수의 센서에 전하를 인가시키고, 상기 터치 감지 구간 동안 상기 복수의 센서에 터치 스캔 신호를 인가하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 햅틱 반응 구간 동안, 상기 복수의 센서는 상기 인가된 전하를 이용하여 햅틱(haptic) 반응하고, 상기 터치 감지 구간 동안, 상기 복수의 센서는 상기 인가된 터치 스캔 신호를 이용하여 터치 센싱 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a haptic dual touch screen including a plurality of sensors, the haptic touch screen including a plurality of sensors and being driven by being divided into a haptic reaction period and a touch sensing period for one frame period. And a controller for applying a charge to the plurality of sensors during the haptic reaction interval and applying a touch scan signal to the plurality of sensors during the touch sensing interval, wherein, during the haptic reaction interval, And the plurality of sensors generate a touch sensing signal using the applied touch scan signal during the touch sensing period.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 겸용 터치스크린은 복수의 센서를 포함하며 1 프레임 기간 동안 햅틱 반응 구간 및 터치 감지 구간으로 분할되어 구동하는 패널, 상기 복수의 센서에 전하 또는 터치 스캔 신호를 인가하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 햅틱 반응 구간 동안 상기 복수의 센서에 전하를 인가시키고, 상기 터치 감지 구간 동안 상기 복수의 센서에 터치 스캔 신호를 인가하는 단계; 및 상기 햅틱 반응 구간 동안, 상기 복수의 센서는 상기 인가된 전하를 이용하여 햅틱(haptic) 반응하고, 상기 터치 감지 구간 동안, 상기 복수의 센서는 상기 인가된 터치 스캔 신호를 이용하여 터치 센싱 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a haptic dual touch screen including a plurality of sensors, a panel driven by being divided into a haptic reaction section and a touch sensing section for one frame period, And applying a touch scan signal to the plurality of sensors during the touch sensing interval, wherein the controller applies the charge to the plurality of sensors during the haptic reaction interval. During the haptic reaction period, the plurality of sensors perform a haptic reaction using the applied charge, and during the touch sensing interval, the plurality of sensors apply a touch sensing signal using the applied touch scan signal And a step of generating the signal.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 시간 분할 원리를 사용하여 단일 센서가 햅틱 센서 및 터치 센서 역할을 동시에 수행하게 할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a time division principle may be used to allow a single sensor to simultaneously perform a haptic sensor and a touch sensor role.

또한, 햅틱 패널과 터치 패널을 하나의 패널로 사용함으로써, 전체적인 두께를 감소시킬 수 있다.Further, by using the haptic panel and the touch panel as one panel, the overall thickness can be reduced.

또한, 햅틱 패널과 터치 패널을 하나의 컨트롤러에서 구동할 수 있는 효과가 있다.In addition, the haptic panel and the touch panel can be driven by a single controller.

그리고, 하나의 패널을 동시에 사용하고 하나의 컨트롤러를 통해 구동함으로써 전체적인 비용 절감의 효과가 있다.And, by using one panel at the same time and driving it through one controller, overall cost reduction effect is obtained.

도 1는 일반적인 햅틱 겸용 터치스크린을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 겸용 터치스크린을 나타내는 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 겸용 터치스크린의 회로 구성을 나타낸 도면; 및
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 겸용 터치스크린의 햅틱 반응 구간 및 터치 감지 구간의 타이밍도.Figure 1 illustrates a typical haptic touch screen;
FIG. 2 illustrates a haptic touch screen according to an embodiment of the present invention; FIG.
3 is a circuit diagram of a haptic dual touch screen according to an exemplary embodiment of the present invention; And
4 is a timing diagram of a haptic response section and a touch sensing section of a haptic combined touch screen according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부되는 도면들을 참고하여 본 발명의 다양한 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

한편, 이하에서는 설명의 편의상 햅틱 겸용 터치 스크린을 액정표시장치로 일 예를 들어 설명하기로 하며, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 전계 방출 표시장치, 플라즈마 디스플레이 패널, 전계 발광 표시장치, 전기 영동 표시장치 등 다양한 표시장치에 적용될 수 있다.Hereinafter, a haptic dual touch screen will be described as an example of a liquid crystal display device for convenience of explanation, and the present invention is not limited thereto. The field emission display device, the plasma display panel, the electroluminescence display device, The present invention can be applied to various display devices such as a display device.

도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 겸용 터치스크린을 나타내는 도면이다.2 is a view illustrating a haptic dual touch screen according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 겸용 터치스크린은 도 2에 도시된 바와 같이, 액정 모듈(LCM), 햅틱 겸용 터치 패널(Haptic Touch Panel) 및 커버 글라스를 포함하고 있다.As shown in FIG. 2, the haptic dual touch screen according to an exemplary embodiment of the present invention includes a liquid crystal module (LCM), a haptic touch panel, and a cover glass.

좀 더 상세하게는 액정 패널 상에 OCR 또는 OCA를 통해 접합되어 햅틱 겸용 터치 패널이 형성되어 있으며, 상기 햅틱 겸용 터치 패널 상에는 커버 글라스가 형성되어 있다. 여기서, 햅틱 겸용 터치 패널과 커버 글라스 사이에는 절연막이 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 햅틱 겸용 터치 패널은 정전력을 이용할 뿐만 아니라, 고전압에서 구동되므로 절연막이 없으면 터치 입력이 인체에 의한 터치 입력인 경우 감전의 위험이 있을 수 있기 때문이다.More specifically, a haptic dual touch panel is formed on a liquid crystal panel through OCR or OCA, and a cover glass is formed on the haptic dual touch panel. Here, an insulating film may be formed between the haptic-function touch panel and the cover glass. The haptic combination touch panel according to the present invention uses static electricity and is driven at a high voltage. Therefore, if there is no insulating film, there is a risk of electric shock if the touch input is a touch input by a human body.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 모듈은 TFT 기판과 컬러 필터 기판이 액정층을 사이에 두고 대향 합착된 형태로 형성되어 있다.A liquid crystal module according to an embodiment of the present invention is formed such that a TFT substrate and a color filter substrate are adhered to each other with a liquid crystal layer interposed therebetween.

TFT 기판은 일렬로 배치된 게이트 배선과 게이트 배선에 수직으로 교차 배치되는 데이터 배선에 의해 단위 화소가 정의되며, 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차 지점에서 게이트 전극, 게이트 절연막, 반도체층, 오믹 콘택층 및 소스/드레인 전극으로 적층되어 전압의 턴-온 또는 턴-오프를 제어하는 TFT와, 빛을 투과시키는 영역으로 액정층에 신호전압을 걸어주는 화소 전극과, 레밸-쉬프트(Level-shift) 전압을 작게 하고 비선택 기간 동안에 화소 정보를 유지해 주는 스토리지 커패시터가 구비되어 있다.In the TFT substrate, unit pixels are defined by gate wirings arranged in a line and data wirings arranged perpendicularly to the gate wirings, and gate electrodes, a gate insulating film, a semiconductor layer, an ohmic contact layer and a gate electrode are formed at intersections of gate wirings and data wirings. A TFT which is laminated with a source / drain electrode and controls turn-on or turn-off of a voltage, a pixel electrode which applies a signal voltage to a liquid crystal layer as a region transmitting light, and a level- And a storage capacitor for holding the pixel information during the non-selection period.

컬러 필터 기판은 R, G, B의 컬러 필터가 모여 하나의 화소를 형성하고, R, G, B의 컬러 필터를 투과해 나오는 빛의 가법 혼색을 통하여 색깔을 구현하기 위한 컬러 필터층과, 블랙 매트릭스(Black Matrix; 이하 BM)가 형성되어 있다. BM은 TFT 기판의 화소 전극으로 제어되지 않는 부분의 액정을 통과해 나오는 빛을 차단하여 액정 패널의 명암 비(contrast ratio)를 향상시키는 역할을 하고, TFT 기판의 직접적인 광 조사를 차단하여 TFT의 광 누설 전류를 방지하는 역할도 한다. 또한, TFT 기판의 화소 전극에 대향하여 액정층을 구동하기 위한 전계를 형성하는 공통 전극이 형성되어 있다.The color filter substrate includes a color filter layer for forming colors by collecting R, G, and B color filters to form one pixel, color mixing through light mixing of R, G, and B color filters, (Hereinafter referred to as " BM "). The BM functions to block the light passing through the liquid crystal of the portion not controlled by the pixel electrode of the TFT substrate to improve the contrast ratio of the liquid crystal panel and to block the direct light irradiation of the TFT substrate, It also prevents leakage current. A common electrode for forming an electric field for driving the liquid crystal layer facing the pixel electrode of the TFT substrate is formed.

본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 겸용 터치 패널은 복수의 센서(110)을 포함하며, 1 프레임 기간 동안 햅틱 반응 구간 및 터치 감지 구간으로 분할되어 구동한다. 다시 말해, 햅틱 반응 구간에서는 복수의 센서를 통해 터치 입력에 대한 햅틱 질감을 구현하고 터치 감지 구간에서는 복수의 센서를 통해 터치 입력에 대한 터치 위치를 감지하는 역할을 한다.The haptic dual touch panel according to an exemplary embodiment of the present invention includes a plurality of sensors 110 and is divided into a haptic reaction period and a touch sensing period for one frame period. In other words, in the haptic reaction section, a haptic texture for a touch input is implemented through a plurality of sensors, and a touch position for touch input is sensed through a plurality of sensors in a touch sensing section.

여기서, 복수의 센서는 투명 전극으로 형성될 수 있으며, 햅틱 반응 구간에서는 햅틱 센서로 동작하고, 터치 감지 구간에서는 터치 센서로 동작한다. 위에서 설명한 햅틱 겸용 터치 패널에 대해서는 도 3에서 상세히 설명하기로 한다.Here, the plurality of sensors may be formed as transparent electrodes, and act as a haptic sensor in the haptic reaction period and as a touch sensor in the touch sensing period. The haptic combination touch panel described above will be described in detail with reference to FIG.

커버 글라스는 터치 기능을 가지는 제품의 외면에 부착하여 스크래치 및 파손을 방지하는 역할을 하는 강화유리(강화 처리가 가능한 유리에 열 처리 또는 화학적 처리를 함으로써 압축응력과 내부의 인장능력을 향상시킨 유리)로 햅틱 겸용 터치 패널을 보호하기 위한 목적으로 패널의 전면에 부착된다.The cover glass is a tempered glass that is attached to the outer surface of the product with touch function to prevent scratches and breakage (glass which has enhanced compressive stress and tensile capacity by heat treatment or chemical treatment to temperable glass) And is attached to the front surface of the panel for the purpose of protecting the haptic dual touch panel.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 햅틱 겸용 터치스크린은 햅틱 패널과 터치 패널을 하나의 패널로 사용함으로써, 일반적인 햅틱 겸용 터치스크린 보다 전체적인 두께가 얇아지고, 제조 비용을 줄일 수 있으며, 공정의 감소에 따라 공정이 간소화된다는 효과가 있다.As shown in FIG. 2, the haptic dual touch screen according to the present invention uses a haptic panel and a touch panel as a single panel, thereby reducing overall thickness and manufacturing cost compared with a general haptic dual touch screen. There is an effect that the process is simplified according to the decrease.

이하에서는 도 2에 도시된 햅틱 겸용 터치스크린의 회로 구성에 대해 도 3을통해 설명하기로 한다.Hereinafter, a circuit configuration of the haptic dual touch screen shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 겸용 터치스크린의 회로 구성을 나타낸 도면이며, 상기의 햅틱 겸용 터치스크린은 패널(100)과 컨트롤러(200)를 포함한다.FIG. 3 is a circuit diagram of a haptic dual touch screen according to an embodiment of the present invention. The haptic dual touch screen includes a panel 100 and a controller 200.

먼저, 패널(100)은 햅틱 반응과 터치 감지가 모두 가능한 햅틱 및 터치 겸용 패널이다. 다시 말해, 패널은 1 프레임 기간 동안 햅틱 반응 구간 및 터치 감지 구간으로 분할되어 구동한다.First, the panel 100 is a haptic and touch panel capable of both haptic reaction and touch detection. In other words, the panel is divided into a haptic reaction section and a touch sensing section for one frame period and driven.

참고로, 햅틱이란 힘, 진동 등을 느낄 수 있는 촉각 피드백을 뜻하며, 다시 말해, 전달받은 촉감 및 질감 등을 터치 입력이 느끼는 반응을 지칭하고, 주파수 신호를 통해 햅틱 센서에 전하가 인가되면, 인가된 전하와 패널 상의 터치 입력 사이에 정전력(Elecrostatic Force)이 발생하여 터치 입력이 촉각 반응을 느끼는 원리로 동작하게 된다.For reference, a haptic refers to a tactile feedback that can feel force, vibration, etc., that is, a reaction in which the touch input senses a received touch and texture, and when a charge is applied to the haptic sensor through a frequency signal, The electrostatic force is generated between the electric charge and the touch input on the panel, so that the touch input operates on the principle of sensing the tactile response.

터치 감지란, 패널 상에 입력된 터치 입력에 따른 터치 위치를 감지한 후 패널에 표시하는 것을 뜻하며, 터치 스캔 신호가 터치 센서에 인가되면 터치 센서에 정전용량이 발생되고 발생된 정전용량과 패널 상의 터치 입력 사이에 생기는 정전용량의 차이를 감지하는 원리로 동작하게 된다.The touch sensing means sensing the touch position according to the touch input inputted on the panel and then displaying on the panel. When the touch scan signal is applied to the touch sensor, capacitance is generated in the touch sensor, And operates on the principle of detecting a difference in capacitance caused between touch inputs.

또한, 패널(100)은 복수의 센서(110)를 포함하고 있으며 복수의 센서는 햅틱 센서 및 터치 센서로 모두 동작 가능하다. 다시 말해, 복수의 센서는 햅틱 반응 구간에서는 햅틱 센서로 동작하고, 상기 터치 감지 구간에서는 터치 센서로 동작할 수 있다.In addition, the panel 100 includes a plurality of sensors 110, and a plurality of sensors can be both operated as a haptic sensor and a touch sensor. In other words, the plurality of sensors may operate as a haptic sensor in the haptic reaction section and as a touch sensor in the touch sensing section.

예를 들어, 햅틱 반응 구간 동안, 복수의 센서는 주파수 신호를 통해 인가된 전하를 이용하여 햅틱(haptic) 반응하고, 터치 감지 구간 동안, 복수의 센서는 인가된 터치 스캔 신호에 따라 발생된 정전용량을 이용하여 터치 센싱 신호를 발생시킨다.For example, during a haptic reaction period, a plurality of sensors may perform haptic reactions using charges applied through a frequency signal, and during a touch sensing interval, a plurality of sensors may measure capacitances To generate a touch sensing signal.

복수의 센서(110)는 액정 모듈에서 발생하는 빛이 센서에 가려서 외부에서 잘 보이는 않는 현상을 방지하기 위해 투명 전극으로 형성될 수 있다.The plurality of sensors 110 may be formed as transparent electrodes to prevent a phenomenon in which light generated in the liquid crystal module is shielded from the outside of the sensor.

복수의 배선(120)은 복수의 센서(110) 및 컨트롤러(200)를 연결시키며, 컨트롤러에서 전달된 주파수 신호 및 터치 스캔 신호를 복수의 센서에 전달하는 역할을 한다. 또한, 터치 스캔 신호에 따라 발생하는 터치 센싱 신호를 컨트롤러로 전달하는 역할도 한다.The plurality of wirings 120 connect the plurality of sensors 110 and the controller 200 and transmit the frequency signals and touch scan signals transmitted from the controller to a plurality of sensors. In addition, it also transmits a touch sensing signal generated according to the touch scan signal to the controller.

다음으로, 컨트롤러(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 햅틱 컨트롤러(210) 및 터치 컨트롤러(220)를 포함하며, 햅틱 반응 구간 동안 복수의 센서(110)에 주파수 신호를 통해 전하를 인가시키고, 터치 감지 구간 동안 복수의 센서(110)에 터치 스캔 신호를 인가한다. 다시 말해, 컨트롤러(200)는 햅틱 반응 구간 동안 복수의 센서에 전하를 인가시키는 햅틱 컨트롤러(210) 및 터치 감지 구간 동안 복수의 센서에 터치 스캔 신호를 인가하는 터치 컨트롤러(220)를 포함한다.3, the controller 200 includes a haptic controller 210 and a touch controller 220. The controller 200 applies electric charges to a plurality of sensors 110 through a frequency signal during a haptic reaction period, A touch scan signal is applied to the plurality of sensors 110 during the touch sensing period. In other words, the controller 200 includes a haptic controller 210 for applying charges to a plurality of sensors during a haptic reaction period, and a touch controller 220 for applying a touch scan signal to a plurality of sensors during a touch sensing interval.

본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 겸용 터치스크린은 위에서 설명한 바와 같이, 햅틱 센서 및 터치 센서로 모두 동작 가능한 복수의 센서를 포함하고 있는 하나의 패널을, 햅틱 컨트롤러 및 터치 컨트롤러를 포함하고 있는 하나의 컨트롤러를 통해 구동함으로써 전체적인 비용 절감의 효과를 얻을 수 있다.As described above, the haptic dual touch screen according to an exemplary embodiment of the present invention includes one panel including a plurality of sensors that can be operated both as a haptic sensor and a touch sensor, and a single panel including a haptic controller and a touch controller By running through the controller, the overall cost savings can be achieved.

여기서, 햅틱 컨트롤러 및 터치 컨트롤러에 대해 좀 더 설명하자면, 햅틱 컨트롤러(210)는 햅틱 반응을 위해 패널의 복수의 센서(110)에 공급될 주파수 신호를 생성하는 주파수 생성부를 포함할 수 있다. 여기서 주파수 신호의 범위는 30 ~ 500Hz의 범위이며, 터치 입력 대상들이 반응할 수 있는 충분한 힘과 변위를 가지는 경우 인가되는 주파수에 따라 다양한 햅틱 질감을 구현할 수 있다. 또한, 햅틱 컨트롤러는 주파수가 변환된 전압을 증폭 시킬 수 있는 전압 증폭기 및 복수의 센서 각각에 서로 다른 전하를 발생시키기 위한 센서 스위칭부를 포함할 수 있다.Here, the haptic controller 210 and the touch controller may include a frequency generator for generating a frequency signal to be supplied to the plurality of sensors 110 of the panel for the haptic reaction. In this case, the range of the frequency signal is in the range of 30 to 500 Hz, and various haptic textures can be implemented according to the applied frequency when the touch input objects have sufficient force and displacement to react. In addition, the haptic controller may include a voltage amplifier capable of amplifying the frequency-converted voltage and a sensor switching unit for generating different electric charges in each of the plurality of sensors.

상기와 같은 구성을 갖는 햅틱 컨트롤러(210)의 구동은, 먼저 주파수 생성부에서 생성된 주파수 신호가 전압 증폭기를 거쳐 센서 스위칭부로 인가되면. 그 후 스위칭부를 통해 복수의 센서 각각에 + 또는 - 전하가 발생되고, 여기서 발생된 전하로 인해 패널 상에 터치 입력에는 각각의 센서에 발생된 전하와 반대의 전하가 인가되게 된다. 이처럼 반대로 인가된 전하로 인해 터치 입력에는 햅틱 반응이 일어난다. 이러한 현상은 정전력(Elecrostatic Force)을 통해 설명할 수 있다.When the frequency signal generated by the frequency generator is applied to the sensor switching unit through the voltage amplifier, the driving of the haptic controller 210 having the above configuration is performed. Then, a + or - charge is generated in each of the plurality of sensors through the switching unit, and a charge opposite to the charge generated in each sensor is applied to the touch input on the panel due to the generated charge. As a result, the haptic response occurs in the touch input due to the opposite charge. This phenomenon can be explained by the electrostatic force.

터치 컨트롤러(220)는 터치 감지를 위해 패널의 복수의 센서에 공급될 터치 스캔 신호를 생성하는 터치 스캔 신호 생성부를 포함할 수 있다. 터치 스캔 신호는 터치 구동 전압일 수 있으며, 상기 터치 구동 전압은 컬러 필터 패널의 공통 전극에 인가되는 공통 전압보다 큰 값을 가질 수 있다. 또한, 터치 컨트롤러는 패널 내의 복수의 센서(120)로부터 터치 스캔 신호에 따른 터치 센싱 신호를 수신하고 터치 좌표를 연산하여, 사용자에 의한 터치 입력 위치를 감지하는 기능을 수행하는 터치 감지부를 포함할 수 있다. 연산된 터치 좌표는 표시장치의 시스템부(미도시)로 전달되어 패널에서 발생되는 사용자의 터치 좌표를 감지할 수 있게 한다.The touch controller 220 may include a touch scan signal generator for generating a touch scan signal to be supplied to the plurality of sensors of the panel for touch sensing. The touch scan signal may be a touch driving voltage, and the touch driving voltage may be greater than a common voltage applied to the common electrode of the color filter panel. The touch controller may include a touch sensing unit that receives a touch sensing signal corresponding to a touch scan signal from a plurality of sensors 120 in the panel, calculates touch coordinates, and detects a touch input position by a user have. The computed touch coordinates are transmitted to a system unit (not shown) of the display device so that the touch coordinates of the user generated by the panel can be sensed.

상기와 같은 구성을 갖는 터치 컨트롤러(220)의 구동은, 먼저 터치 신호 생성부에서 생성된 터치 스캔 신호가 복수의 센서에 인가되면, 복수의 센서에 전달된 터치 스캔 신호로 인해 복수의 센서에서는 정전용량이 발생된다. 복수의 센서에 발생된 정전용량은 패널 상에 터치 입력 입력에 의해 변화되는데 이러한 차이를 터치 감지부에서 감지하여 터치 위치를 터치 감지하게 된다.When the touch scan signal generated by the touch signal generating unit is applied to a plurality of sensors, the touch controller 220 having the above- Capacity is generated. The electrostatic capacity generated by the plurality of sensors is changed by the touch input on the panel, and the touch sensing unit senses the difference to touch the touch position.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 겸용 터치스크린의 구동 타이밍에 대해 도 4를 통해 설명하기로 한다.Next, the driving timing of the haptic combination touch screen according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 1 프레임 동안 햅틱 겸용 터치스크린의 햅틱 반응 구간 및 터치 감지 구간의 타이밍도이다.4 is a timing chart of a haptic reaction period and a touch sensing period of a haptic combined touch screen during one frame according to an embodiment of the present invention.

도 4a 도 4b에 도시된 바와 같이 1 프레임 기간 동안 본 발명에 따른 햅틱 겸용 터치스크린의 햅틱 겸용 터치 패널은 햅틱 반응 구간 및 터치 감지 구간으로 분할되어 구동한다. 특히 1 프레임 기간 중 각각 적어도 한번의 햅틱 반응 구간 및 터치 감지 구간을 포함할 수 있다. 다시 말해, 패널은 1 프레임 기간 동안 한번씩의 햅틱 반응 구간 및 터치 감지 구간을 포함할 수도 있고, 각각 두번 이상의 햅틱 반응 구간 및 터치 감지 구간을 포함할 수도 있다. 이와 같은 경우 도 4a에 도시된 바와 같이 햅틱 반응 구간의 지속 시간 및 터치 감지 구간의 지속 시간은 동일할 수도 있다. 또한, 패널은 1 프레임 기간 동안 각각 다른 횟수의 햅틱 반응 구간 및 터치 감지 구간을 포함할 수 있다. 예를 들어, 1 프레임 기간 동안 두번의 햅틱 반응 구간과 한번의 터치 감지 구간을 포함할 수 있으며, 다른 예로는 두번의 터치 감지 구간 및 한번의 햅틱 반응 구간을 가질 수도 있다.4A and 4B, the haptic dual touch panel of the haptic combination touch screen according to the present invention is divided into a haptic reaction section and a touch sensing section during one frame period. And may include at least one haptic response period and a touch detection period, respectively, in one frame period. In other words, the panel may include a haptic reaction section and a touch sensing section for one frame period, and may include two or more haptic reaction sections and a touch sensing section, respectively. In this case, as shown in FIG. 4A, the duration of the haptic response interval and the duration of the touch sensitive interval may be the same. In addition, the panel may include a different number of haptic response periods and touch detection intervals for one frame period. For example, it may include two haptic reaction periods and one touch sensing period for one frame period, and another example may have two touch sensing periods and one haptic reaction period.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 일 실시예에 따른 햅틱 겸용 터치스크린은 시간 분할 원리를 사용하여 복수의 센서가 햅틱 센서 및 터치 센서 역할을 동시에 수행하게 할 수 있는 효과를 가져올 수 있다.
As described above, the haptic dual touch screen according to an embodiment of the present invention can cause a plurality of sensors to simultaneously perform a haptic sensor and a touch sensor role using the time division principle.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 겸용 터치스크린의 구동 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a driving method of a haptic dual touch screen according to an embodiment of the present invention will be described.

우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 겸용 터치스크린은, 복수의 센서를 포함하며 1 프레임 기간 동안 햅틱 반응 구간 및 터치 감지 구간으로 분할되어 구동하는 패널 및 복수의 센서에 전하 인가시키고 또는 터치 스캔 신호를 인가하는 컨트롤러를 포함한다. 여기서, 1 프레임 기간은 각각 적어도 한번의 햅틱 반응 구간 및 터치 감지 구간을 포함하는 할 수 있으며, 햅틱 반응 구간의 지속 시간 및 터치 감지 구간의 지속 시간이 동일할 수도 있다.The haptic touch screen according to an exemplary embodiment of the present invention includes a plurality of sensors and is divided into a haptic reaction section and a touch sensing section for one frame period, And a controller for applying a signal. Here, one frame period may include at least one haptic reaction interval and a touch sensing interval, and the duration of the haptic reaction interval and the duration of the touch sensing interval may be the same.

상기와 같은 햅틱 겸용 터치스크린의 구동 방법은, 햅틱 반응 구간 동안 복수의 센서에 전하를 인가하고, 터치 감지 구간 동안 복수의 센서에 터치 스캔 신호를 인가하는 단계; 및 햅틱 반응 구간 동안, 복수의 센서는 인가된 전하를 이용하여 햅틱(haptic) 반응하고, 터치 감지 구간 동안, 복수의 센서는 인가된 터치 스캔 신호를 이용하여 터치 센싱 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.The driving method of the haptic-compatible touch screen includes the steps of applying charge to a plurality of sensors during a haptic reaction period and applying a touch scan signal to a plurality of sensors during a touch sensing interval; During the haptic reaction period, the plurality of sensors perform a haptic response using the applied charge, and the plurality of sensors generate the touch sensing signal using the applied touch scan signal during the touch sensing period .

상기 햅틱 반응은 복수의 센서에 인가된 전하와 패널 상의 터치 입력에 의해 발생되는 정전력(Elecrostatic Force)에 의해 발생하게 되며, 터치 감지는 복수의 센서에 생성된 정전용량과 패널 상의 터치 입력과 터치 스캔 신호와의 정전용량의 변화로 가능하게 된다.
The haptic response is generated by electric charges applied to a plurality of sensors and an electrostatic force generated by a touch input on a panel. Touch sensing is performed by sensing capacitances generated in a plurality of sensors, touch input on a panel, It becomes possible by the change of capacitance with the scan signal.

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.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예는 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.Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100 : 패널 110 : 센서
120 : 배선 200 : 컨트롤러
210 : 햅틱 컨트롤러 220 : 터치 컨트롤러100: Panel 110: Sensor
120: wiring 200: controller
210: haptic controller 220: touch controller

Claims (14)

복수의 센서를 포함하며 1 프레임 기간 동안 햅틱 반응 구간 및 터치 감지 구간으로 분할되어 구동하는 패널; 및
상기 햅틱 반응 구간 동안 상기 복수의 센서에 전하를 인가시키고, 상기 터치 감지 구간 동안 상기 복수의 센서에 터치 스캔 신호를 인가하는 컨트롤러를 포함하며,
상기 햅틱 반응 구간 동안, 상기 복수의 센서는 상기 인가된 전하를 이용하여 햅틱(haptic) 반응하고, 상기 터치 감지 구간 동안, 상기 복수의 센서는 상기 인가된 터치 스캔 신호를 이용하여 터치 센싱 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 햅틱 겸용 터치스크린.A panel including a plurality of sensors and being driven by being divided into a haptic reaction section and a touch sensing section for one frame period; And
And a controller for applying a charge to the plurality of sensors during the haptic reaction period and applying a touch scan signal to the plurality of sensors during the touch sensing interval,
During the haptic reaction period, the plurality of sensors perform a haptic reaction using the applied charge. During the touch sensing interval, the plurality of sensors generate a touch sensing signal using the applied touch scan signal Wherein the haptic touch screen comprises a haptic touch screen. 제 1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 햅틱 반응 구간 동안 상기 복수의 센서에 상기 전하를 인가시키는 햅틱 컨트롤러 및 상기 터치 감지 구간 동안 상기 복수의 센서에 상기 터치 스캔 신호를 인가하는 터치 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 겸용 터치스크린.The method according to claim 1,
Wherein the controller comprises a haptic controller for applying the charge to the plurality of sensors during the haptic reaction period and a touch controller for applying the touch scan signal to the plurality of sensors during the touch sensing interval. screen. 제 1항에 있어서,
상기 햅틱 반응은 상기 인가된 전하와 상기 패널 상의 터치입력에 의해 발생되는 정전력(Elecrostatic Force)에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 햅틱 겸용 터치스크린.The method according to claim 1,
Wherein the haptic reaction is generated by the applied electric charge and an electrostatic force generated by a touch input on the panel. 제 1항에 있어서,
상기 1 프레임 기간은 각각 적어도 한번의 상기 햅틱 반응 구간 및 상기 터치 감지 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 겸용 터치스크린.The method according to claim 1,
Wherein the one frame period includes at least one of the haptic reaction period and the touch sensing period. 제 1항에 있어서,
상기 햅틱 반응 구간의 지속 시간 및 상기 터치 감지 구간의 지속 시간은 동일한 것을 특징으로 하는 햅틱 겸용 터치스크린.The method according to claim 1,
Wherein the duration of the haptic reaction section and the duration of the touch sensing section are the same. 제 1항에 있어서,
상기 복수의 센서는 투명 전극인 것을 특징으로 하는 햅틱 겸용 터치스크린.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of sensors are transparent electrodes. 제 1항에 있어서,
상기 복수의 센서는 상기 햅틱 반응 구간에서는 햅틱 센서로 동작하고, 상기 터치 감지 구간에서는 터치 센서로 동작하는 것을 특징으로 하는 햅틱 겸용 터치스크린.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of sensors operate as a haptic sensor in the haptic reaction section and as a touch sensor in the touch sensing section. 복수의 센서를 포함하며 1 프레임 기간 동안 햅틱 반응 구간 및 터치 감지 구간으로 분할되어 구동하는 패널, 상기 복수의 센서에 전하를 인가시키고 또는 터치 스캔 신호를 인가하는 컨트롤러를 포함하는 햅틱 겸용 터치스크린 구동 방법에 있어서,
상기 햅틱 반응 구간 동안 상기 복수의 센서에 전하를 인가시키고, 상기 터치 감지 구간 동안 상기 복수의 센서에 터치 스캔 신호를 인가하는 단계; 및
상기 햅틱 반응 구간 동안, 상기 복수의 센서는 상기 인가된 전하를 이용하여 햅틱(haptic) 반응하고, 상기 터치 감지 구간 동안, 상기 복수의 센서는 상기 인가된 터치 스캔 신호를 이용하여 터치 센싱 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 햅틱 겸용 터치스크린의 구동 방법.A haptic feedback touch screen driving method comprising a panel including a plurality of sensors and driven by being divided into a haptic reaction section and a touch sensing section for one frame period and a controller for applying a charge or applying a touch scan signal to the plurality of sensors In this case,
Applying charge to the plurality of sensors during the haptic reaction period and applying a touch scan signal to the plurality of sensors during the touch sensing interval; And
During the haptic reaction period, the plurality of sensors perform a haptic reaction using the applied charge. During the touch sensing interval, the plurality of sensors generate a touch sensing signal using the applied touch scan signal The method comprising the steps of: 제 8항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 햅틱 반응 구간 동안 상기 복수의 센서에 상기 전하를 인가시키는 햅틱 컨트롤러 및 상기 터치 감지 구간 동안 상기 복수의 센서에 상기 터치 스캔 신호를 인가하는 터치 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 겸용 터치스크린의 구동 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the controller comprises a haptic controller for applying the charge to the plurality of sensors during the haptic reaction period and a touch controller for applying the touch scan signal to the plurality of sensors during the touch sensing interval. How to drive the screen. 제 8항에 있어서,
상기 햅틱 반응은 상기 인가된 전하와 상기 패널 상의 터치입력에 의해 발생되는 정전력(Elecrostatic Force)에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 햅틱 겸용 터치스크린의 구동 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the haptic reaction is generated by the applied electric charge and an electrostatic force generated by a touch input on the panel. 제 8항에 있어서,
상기 1 프레임 기간은 각각 적어도 한번의 상기 햅틱 반응 구간 및 상기 터치 감지 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 햅틱 겸용 터치스크린의 구동 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the one frame period includes at least one of the haptic reaction period and the touch sensing period. 제 8항에 있어서,
상기 햅틱 반응 구간의 지속 시간 및 상기 터치 감지 구간의 지속 시간은 동일한 것을 특징으로 하는 햅틱 겸용 터치스크린의 구동 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the duration of the haptic reaction interval and the duration of the touch sensing interval are the same. 제 8항에 있어서,
상기 복수의 센서는 투명 전극인 것을 특징으로 하는 햅틱 겸용 터치스크린의 구동 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the plurality of sensors are transparent electrodes. 제 8항에 있어서,
상기 복수의 센서는 상기 햅틱 반응 구간에서는 햅틱 센서로 동작하고, 상기 터치 감지 구간에서는 터치 센서로 동작하는 것을 특징으로 하는 햅틱 겸용 터치스크린의 구동 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the plurality of sensors operate as a haptic sensor in the haptic reaction section and as a touch sensor in the touch sensing section.
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