KR102009886B1 - Touch sensing display divice - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 터치센싱 표시장치는 표시패널; 상기 표시패널에 결합되며, 다수의 Tx라인들과 다수의 Rx 라인들의 교차로 형성된 다수의 센서 노드들을 갖는 터치 스크린; 입력 Tx 구동신호를 발생하는 Tx 발생회로; 외부로부터 인가되는 디스플레이 제어신호를 기준으로 상기 입력 Tx 구동신호를 쉬프트시켜 보상 Tx 구동신호를 발생한 후 상기 Tx 라인들에 공급하는 Tx 보상회로; 및 상기 Rx 라인들을 통해 상기 센서 노드들의 전압을 수신하여 샘플링하고, 샘플링된 센서 노드 전압들을 아날로그-디지털 변환하여 터치 원시 데이터를 생성하는 Rx 구동회로를 구비하고; 상기 보상 Tx 구동신호의 하이 구간과 상기 디스플레이 제어신호의 하이 구간은 서로 비 중첩된다.A touch sensing display device according to the present invention includes a display panel; A touch screen coupled to the display panel and having a plurality of sensor nodes formed by intersection of a plurality of Tx lines and a plurality of Rx lines; A Tx generator for generating an input Tx drive signal; A Tx compensation circuit configured to shift the input Tx drive signal based on a display control signal applied from the outside to generate a compensation Tx drive signal and to supply the Tx lines to the Tx lines; And an Rx driving circuit configured to receive and sample the voltages of the sensor nodes through the Rx lines, and to analog-digital convert the sampled sensor node voltages to generate touch raw data; The high section of the compensation Tx driving signal and the high section of the display control signal do not overlap each other.
Description
본 발명은 터치센싱 표시장치에 관한 것으로, 특히 외부 신호에 의한 노이즈를 회피할 수 있는 터치센싱 표시장치에 관한 것이다. The present invention relates to a touch sensing display device, and more particularly, to a touch sensing display device capable of avoiding noise caused by an external signal.
가전기기나 휴대용 정보기기의 경량화, 슬림화 추세에 따라 유저 입력 수단이 버튼형 스위치에서 터치 스크린으로 대체되고 있다. 터치 스크린은 다른 입력장치의 필요없이 화면에 직접 접촉해 입력하는 스크린을 지칭하는 것으로, 핸프폰 시장에서의 사용을 필두로 하여 전반적인 IT 제품에 사용이 확대되고 있다. In accordance with the trend toward lighter and slimmer home appliances and portable information devices, user input means are being replaced by touch screens from button switches. The touch screen refers to a screen that directly touches and inputs a screen without the need for another input device. The use of the touch screen is expanding its use in overall IT products, starting with the mobile phone market.
디스플레이 장치에 적용되는 터치 스크린은 다수의 터치센서들을 포함한다. 터치 센서들은 저항막 방식(resistive type), 정전용량 방식(capacitive type), 전자 유도 방식(electro magnetic type) 등으로 구현될 수 있으며, 이들 중 특히 정전 용량 변화가 일어난 위치를 감지하여 터치된 부분을 감지하는 정전용량 방식이 널리 쓰이고 있다.The touch screen applied to the display device includes a plurality of touch sensors. The touch sensors may be implemented in a resistive type, a capacitive type, an electro magnetic type, and the like, and among them, the touched part may be detected by detecting a location where a change in capacitance occurs. Capacitive sensing is widely used.
도 1과 같이, 터치 스크린(1)에 구비된 정전 용량 방식의 터치센서들은 다수의 센서 노드들을 포함한다. 센서 노드들은 다수의 Tx 라인들과 다수의 Rx 라인들의 교차부에 형성되어 뮤추얼 커패시터(Mutual capacitor)를 구성한다. 도 1의 터치스크린 구동회로(2)는 Tx 라인들에 Tx 구동신호(4)를 인가하는 Tx 구동회로와, Tx 구동신호(4)가 인가된 센서 노드의 전압을 샘플링하여 Rx 센싱신호(5)를 생성한 후 디지털 데이터인 터치 원시 데이터(touch raw data)로 변환하는 Rx 구동회로를 포함한다. 터치 구동회로(2)는 터치 원시 데이터를 터치 콘트롤러(3)에 전송한다. 터치 콘트롤러(3)는 터치 전후에 있어 각 센서 노드들의 터치 원시 데이터 변화량을 계산하여 터치 지점을 인식한다. As shown in FIG. 1, the capacitive touch sensors included in the
터치센싱 표시장치를 구현함에 있어, 터치 스크린(1)은 독립적으로 사용되는 것이 아니라 표시패널과 함께 사용된다. 터치 스크린(1)은 표시패널 내에 인셀 타입(In-cell type)으로 내장되거나, 온 셀 타입(On-cell type) 또는 애드 온 셀 타입(Add-on cell type)으로 표시패널에 결합될 수 있다. 표시패널에는 화소들을 구동하기 위한 신호라인들이 형성되며, 이러한 신호라인들은 외부로부터 인가되는 디스플레이 제어신호들을 기반으로 동작되는 패널 구동회로에 의해 구동된다. 디스플레이 제어신호들은 일정 주기성을 띠며, 터치 센싱시 노이즈 발생의 일 원인이 된다. 이러한 노이즈는 도 2와 같이 디스플레이 제어신호의 하이 구간(H)과 Tx 구동신호의 하이 구간(H)이 서로 중첩되는 구간에서 발생된다. 발생된 노이즈는 Rx 센싱신호의 적분값에 혼입되어 터치 감도를 떨어뜨린다.
In implementing the touch sensing display device, the
따라서, 본 발명의 목적은 디스플레이 제어신호들에 의한 노이즈를 회피하여 터치 감도를 향상시킬 수 있도록 한 터치센싱 표시장치를 제공하는 데 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a touch sensing display device capable of improving touch sensitivity by avoiding noise caused by display control signals.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 터치센싱 표시장치는 표시패널; 상기 표시패널에 결합되며, 다수의 Tx라인들과 다수의 Rx 라인들의 교차로 형성된 다수의 센서 노드들을 갖는 터치 스크린; 입력 Tx 구동신호를 발생하는 Tx 발생회로; 외부로부터 인가되는 디스플레이 제어신호를 기준으로 상기 입력 Tx 구동신호를 쉬프트시켜 보상 Tx 구동신호를 발생한 후 상기 Tx 라인들에 공급하는 Tx 보상회로; 및 상기 Rx 라인들을 통해 상기 센서 노드들의 전압을 수신하여 샘플링하고, 샘플링된 센서 노드 전압들을 아날로그-디지털 변환하여 터치 원시 데이터를 생성하는 Rx 구동회로를 구비하고; 상기 보상 Tx 구동신호의 하이 구간과 상기 디스플레이 제어신호의 하이 구간은 서로 비 중첩된다.
In order to achieve the above object, a touch sensing display device according to an embodiment of the present invention is a display panel; A touch screen coupled to the display panel and having a plurality of sensor nodes formed by intersection of a plurality of Tx lines and a plurality of Rx lines; A Tx generator for generating an input Tx drive signal; A Tx compensation circuit configured to shift the input Tx drive signal based on a display control signal applied from the outside to generate a compensation Tx drive signal and to supply the Tx lines to the Tx lines; And an Rx driving circuit configured to receive and sample the voltages of the sensor nodes through the Rx lines, and to analog-digital convert the sampled sensor node voltages to generate touch raw data; The high section of the compensation Tx driving signal and the high section of the display control signal do not overlap each other.
본 발명에 따른 터치센싱 표시장치는 디스플레이 제어신호의 하이 구간과 비 중첩되도록 보상 Tx 구동신호의 하이 구간 발생 타이밍을 조정하여 디스플레이 제어신호들에 의해 유입되는 노이즈를 회피하여 터치 감도를 향상시킬 수 있다.
The touch sensing display device according to the present invention may improve the touch sensitivity by avoiding the noise introduced by the display control signals by adjusting the generation timing of the high period of the compensation Tx driving signal so as not to overlap the high period of the display control signal. .
도 1은 종래 터치센싱 표시장치를 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 종래 디스플레이 제어신호와 Tx 구동신호가 서로 중첩되는 하이 구간에서 Rx 센싱신호에 노이즈가 혼입되는 것을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치센싱 표시장치를 보여주는 도면.
도 4 내지 도 6은 터치 스크린이 표시패널에 결합되는 다양한 실시예들을 보여 주는 도면들.
도 7은 입력 Tx 구동신호를 쉬프트시켜 보상 Tx 구동신호를 발생하는 일 예를 보여주는 도면.
도 8은 Tx 보상회로의 개략적인 동작을 보여주는 도면.
도 9는 Tx 보상회로의 세부 구성을 보여주는 도면.
도 10은 Tx 보상회로의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 도면.
도 11은 도 9의 신호 연산기의 세부 구성을 보여주는 도면.
도 12는 신호 연산기에서 수행되는 연산 동작을 상세히 보여주는 도면.1 is a view schematically showing a conventional touch sensing display device;
2 is a diagram illustrating that noise is mixed in an Rx sensing signal in a high section in which a conventional display control signal and a Tx driving signal overlap each other;
3 illustrates a touch sensing display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 to 6 illustrate various embodiments in which a touch screen is coupled to a display panel.
7 illustrates an example of generating a compensated Tx drive signal by shifting an input Tx drive signal.
8 shows a schematic operation of a Tx compensation circuit;
9 shows a detailed configuration of a Tx compensation circuit.
10 is a diagram for specifically describing an operation of a Tx compensation circuit.
FIG. 11 is a diagram illustrating a detailed configuration of the signal calculator of FIG. 9. FIG.
12 illustrates in detail the arithmetic operations performed in the signal operator.
이하, 도 3 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 12.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치센싱 표시장치를 보여준다. 도 4 내지 도 6은 터치 스크린이 표시패널에 결합되는 다양한 실시예들을 보여 주는 도면들이다. 그리고, 도 7은 보상 Tx 구동신호의 하이 구간과 디스플레이 제어신호의 하이 구간이 비 중첩되도록 입력 Tx 구동신호를 쉬프트시켜 보상 Tx 구동신호를 발생하는 일 예를 보여준다. 3 illustrates a touch sensing display device according to an embodiment of the present invention. 4 to 6 are diagrams illustrating various embodiments in which a touch screen is coupled to a display panel. 7 illustrates an example of generating a compensation Tx driving signal by shifting an input Tx driving signal such that the high section of the compensation Tx driving signal and the high section of the display control signal do not overlap each other.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치센싱 표시장치는 표시패널(DIS), 디스플레이 구동회로(22,24), 타이밍 콘트롤러(40), 터치 스크린(TSP), 터치 스크린 구동회로(30,34), 터치 콘트롤러(36) 등을 포함한다.Referring to FIG. 3, a touch sensing display device according to an exemplary embodiment of the present invention may include a display panel DIS,
본 발명의 터치센싱 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자를 기반으로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서 터치센싱 표시장치를 액정표시소자 중심으로 설명하지만, 본 발명의 터치센싱 표시장치는 액정표시소자에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.The touch-sensing display device of the present invention is a liquid crystal display (LCD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode display (Organic Light) It may be implemented based on a flat panel display device such as an Emitting Display (OLED), an electrophoretic display device (Electrophoresis, EPD). In the following embodiments, the touch sensing display device will be described based on the liquid crystal display device. However, it should be noted that the touch sensing display device of the present invention is not limited to the liquid crystal display device.
표시패널(DIS)은 두 장의 기판들 사이에 액정층이 형성된다. 표시패널(DIS)의 하부 기판에는 다수의 데이터라인들(D1~Dm, m은 자연수), 데이터라인들(D1~Dm)과 교차되는 다수의 게이트라인들(G1~Gn, n은 자연수), 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin Film Transistor), 액정셀들에 데이터전압을 충전시키기 위한 다수의 화소전극, 화소전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함한다. In the display panel DIS, a liquid crystal layer is formed between two substrates. The lower substrate of the display panel DIS includes a plurality of data lines D1 to Dm and m are natural numbers, a plurality of gate lines G1 to Gn and n are natural numbers intersecting the data lines D1 to Dm. A plurality of TFTs formed at intersections of the data lines D1 to Dm and the gate lines G1 to Gn, a plurality of pixel electrodes for charging data voltages to liquid crystal cells, and a pixel electrode And a storage capacitor to maintain the voltage of the liquid crystal cell.
표시패널(DIS)의 화소들은 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)에 의해 정의된 화소 영역에 형성되어 매트릭스 형태로 배치된다. 화소들 각각을 구성하는 액정셀은 화소전극에 인가되는 데이터전압과 공통전극에 인가되는 공통전압의 전압차에 따라 구동되어 입사광의 투과양을 조절한다. TFT들은 게이트라인(G1~Gn)으로부터의 게이트펄스에 응답하여 턴-온되어 데이터라인(D1~Dm)으로부터의 전압을 액정셀의 화소전극에 공급한다. The pixels of the display panel DIS are formed in a pixel area defined by the data lines D1 to Dm and the gate lines G1 to Gn, and are arranged in a matrix form. The liquid crystal cell constituting each of the pixels is driven according to the voltage difference between the data voltage applied to the pixel electrode and the common voltage applied to the common electrode to adjust the transmission amount of incident light. The TFTs are turned on in response to gate pulses from the gate lines G1 to Gn to supply voltages from the data lines D1 to Dm to the pixel electrodes of the liquid crystal cell.
표시패널(DIS)의 상부 기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등을 포함할 수 있다. 표시패널(DIS)의 하부 기판은 COT(Color filter On TFT) 구조로 구현될 수 있다. 이 경우에, 블랙매트릭스와 컬러필터는 표시패널(DIS)의 하부 기판에 형성될 수 있다. The upper substrate of the display panel DIS may include a black matrix, a color filter, and the like. The lower substrate of the display panel DIS may be implemented in a color filter on TFT (COT) structure. In this case, the black matrix and the color filter may be formed on the lower substrate of the display panel DIS.
표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다. A polarizing plate is attached to each of the upper and lower substrates of the display panel DIS, and an alignment layer for setting the pretilt angle of the liquid crystal is formed on an inner surface of the display panel DIS. A column spacer is formed between the upper substrate and the lower substrate of the display panel DIS to maintain a cell gap of the liquid crystal cell.
표시패널(DIS)의 배면에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(Direct type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(DIS)에 빛을 조사한다. 표시패널(DIS)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 액정 모드로도 구현될 수 있다. The backlight unit may be disposed on the rear surface of the display panel DIS. The backlight unit is implemented as an edge type or direct type backlight unit to emit light to the display panel DIS. The display panel DIS may be implemented in any known liquid crystal mode, such as twisted nematic (TN) mode, vertical alignment (VA) mode, in plane switching (IPS) mode, or fringe field switching (FFS) mode.
디스플레이 구동회로는 데이터 구동회로(22)와, 스캔 구동회로(24)를 포함하여 입력 영상의 비디오 데이터전압을 화소들에 기입한다. 데이터 구동회로(22)는 타이밍 콘트롤러(40)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 출력한다. 데이터전압은 데이터라인들(D1~Dm)에 공급된다. 스캔 구동회로(24)는 데이터전압에 동기되는 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 게이트라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시패널(DIS)의 수평 화소 라인을 선택한다.The display driving circuit includes a
타이밍 콘트롤러(40)는 외부의 호스트 시스템으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 디스플레이 제어신호를 입력받아 데이터 구동회로(22)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호와 스캔 구동회로(24)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호를 발생한다. 게이트 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 데이터 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity, POL), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다.The
터치 스크린(TSP)은 도 4와 같이 표시패널(DIS)의 상부 편광판(POL1) 상에 접합되거나, 도 5와 같이 상부 편광판(POL1)과 상부 기판(GLS1) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 터치 스크린(TSP)은 도 6과 같이 표시패널(DIS) 내에서 화소 어레이와 함께 인셀(In-cell) 타입으로 하부기판에 형성될 수 있다. 도 4 내지 도 6에서 "PIX"는 액정셀의 화소전극, "GLS2"는 하부 기판, "POL2"는 하부 편광판을 각각 의미한다. The touch screen TSP may be bonded to the upper polarizer POL1 of the display panel DIS as shown in FIG. 4, or may be formed between the upper polarizer POL1 and the upper substrate GLS1 as shown in FIG. 5. In addition, the touch screen TSP may be formed on the lower substrate in an in-cell type together with the pixel array in the display panel DIS as shown in FIG. 6. 4 to 6, "PIX" means a pixel electrode of a liquid crystal cell, "GLS2" means a lower substrate, and "POL2" means a lower polarizing plate, respectively.
터치 스크린(TSP)은 Tx 라인들(T1~Tj, j는 n 보다 작은 양의 정수), Tx 라인들(T1~Tj)과 교차하는 Rx 라인들(R1~Ri, i는 m 보다 작은 양의 정수), 및 Tx 라인들(T1~Tj)과 Rx 라인들(R1~Ri)의 교차부들에 형성된 i×j 개의 센서 노드들을 포함한다. The touch screen TSP includes Tx lines (T1 to Tj, j is a positive integer smaller than n), and Rx lines R1 to Ri and i intersect the Tx lines T1 to Tj, respectively. Integer), and i × j sensor nodes formed at intersections of the Tx lines T1 to Tj and the Rx lines R1 to Ri.
터치 스크린 구동회로는 Tx 라인들(T1~Tj)에 터치 구동펄스를 공급하고 Rx 라인들(R1~Ri)을 통해 센서 노드의 전압을 센싱하여 디지털 데이터로 변환한다. 이를 위해 터치 스크린 구동회로는 Tx 구동회로(30)와, Rx 구동회로(34)를 포함한다. Tx 구동회로(30)와 Rx 구동회로(34)는 하나의 ROIC(Read-out IC) 내에 집적될 수 있다.The touch screen driving circuit supplies touch driving pulses to the Tx lines T1 to Tj and senses the voltage of the sensor node through the Rx lines R1 to Ri to convert the data into digital data. To this end, the touch screen driving circuit includes a
Tx 구동회로(30)는 펄스 형태의 입력 Tx 구동신호(Tx)를 발생하는 Tx 발생회로(31)와, 외부로부터 인가되는 디스플레이 제어신호와 비 중첩되도록 입력 Tx 구동신호(Tx)를 쉬프트시켜 펄스 형태의 보상 Tx 구동신호(Tx')를 발생하는 Tx 보상회로(32)를 포함한다. 여기서, 디스플레이 제어신호는 1 수평기간을 주기로 발생되는 타이밍 제어신호로서, 수평 동기신호(Hsync)와 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE) 중 어느 하나로 선택될 수 있다. Tx 보상회로(32)는 도 7과 같이 보상 Tx 구동신호(Tx')의 하이 구간(H)이 디스플레이 제어신호의 하이 구간(H)과 비 중첩되도록 보상 Tx 구동신호(Tx')의 발생 타이밍을 조정한다.The
이러한 Tx 구동회로(30)는 터치 콘트롤러(36)로부터 입력된 셋업신호에 응답하여 보상 Tx 구동신호(Tx')를 출력할 Tx 채널을 설정한다. 그리고 Tx 구동회로(30)는 센싱 시간마다 셋업신호에 따라 설정된 Tx 채널과 연결된 Tx 라인들(T1~Tj)에 보상 Tx 구동신호(Tx')를 공급한다. The
Rx 구동회로(34)는 터치 콘트롤러(36)로부터 입력된 셋업신호에 응답하여 센서 노드 전압을 수신할 Rx 채널을 설정한다. Rx 구동회로(34)는 셋업신호에 따라 설정된 Rx 채널과 연결된 Rx 라인(R1~Ri)을 통해 센서 노드의 전압을 수신하고, 그 센서 노드의 전압을 샘플링하여 Rx 센싱신호를 생성한다. Rx 구동회로(34)는 Rx 센싱신호를 아날로그-디지털 변환 시간 동안 디지털 데이터인 터치 원시 데이터(touch raw data)로 변환하여 터치 콘트롤러(36)에 전송한다. The
터치 콘트롤러(36)는 I2C 버스, SPI(serial peripheral interface), 시스템 버스(System bus) 등의 인터페이스를 통해 Tx 구동회로(30)와 Rx 구동회로(34)에 연결된다. 터치 콘트롤러(36)는 셋업 신호를 Tx 구동회로(30)와 Rx 구동회로(34)에 공급하여 터치 구동펄스가 출력될 Tx 채널을 설정하고 센서 노드의 전압이 읽혀질 Rx 채널을 선택한다. 터치 콘트롤러(36)는 Rx 구동회로(34)에 내장된 샘플링 회로의 샘플링 타이밍을 제어하기 위한 스위치 제어신호를 Rx 구동회로(34)에 공급하여 센서 노드 전압의 샘플링 타이밍을 제어한다. 터치 콘트롤러(36)는 Rx 구동회로(34)에 내장된 아날로그-디지털 변환기에 ADC 클럭을 공급하여 센서 노드 전압에 대한 디지털 변환 타이밍을 제어한다. 터치 콘트롤러(36)는 Rx 구동회로(34)로부터 터치 원시 데이터를 입력받고 이를 이진화한 후 미리 설정된 좌표값 추출 알고리즘을 실행시켜 터치 좌표값을 계산한다. 터치 콘트롤러(36)는 산출된 터치 좌표값을 표시패널(DIS)의 해상도에 맞추어 보상하고, 보상된 좌표값(P(x,y))을 HID 포맷의 디지털 터치 데이터로서 외부의 호스트 시스템으로 전송된다. 호스트 시스템은 터치 콘트롤러(36)로부터 입력되는 터치 데이터의 좌표값(P(x,y))과 연계된 응용 프로그램을 실행한다.The
도 8은 Tx 보상회로(32)의 개략적인 동작을 보여준다.8 shows a schematic operation of the
도 8을 참조하면, Tx 보상회로(32)는 외부로부터 인가되는 디스플레이 제어신호의 라이징 에지와 폴링 에지를 검출한다. Tx 보상회로(32)는 디스플레이 제어신호의 라이징 에지와 폴링 에지를 기반으로 디스플레이 제어신호의 로우 구간(L)의 폭(Y)을 구한다. Tx 보상회로(32)는 Tx 발생회로(31)로부터 인가되는 입력 Tx 구동신호(Tx)의 라이징 에지와 폴링 에지를 검출하고, 그를 기반으로 입력 Tx 구동신호(Tx)의 하이 구간(H)의 폭(X)을 구한다. 그리고, Tx 보상회로(32)는 Tx 구동신호(Tx)를 적절히 쉬프트시켜 디스플레이 제어신호의 로우 구간(L)의 폭(Y) 내에 보상 Tx 구동신호의 하이 구간이 중첩되게 한다. Tx 보상회로(32)는 Y/X를 구하여 디스플레이 제어신호의 로우 구간(L)마다 중첩되는 보상 Tx 구동신호의 하이 구간들 개수를 결정한다. 도시되어 있지 않지만 각 디스플레이 제어신호의 로우 구간(L)에는 보상 Tx 구동신호의 하이 구간이 1개뿐만 아니라 다수개 대응될 수도 있다.Referring to FIG. 8, the
도 9는 Tx 보상회로(32)의 세부 구성을 보여준다. 도 10은 Tx 보상회로(32)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 11은 도 9의 신호 연산기(329)의 세부 구성을 보여준다.9 shows a detailed configuration of the
도 9를 참조하면, Tx 보상회로(32)는 제1 라이징에지 검출기(321), 제1 폴링에지 검출기(322), 제2 라이징에지 검출기(323), 제2 폴링에지 검출기(324), 제1 내지 제4 카운터(325,326,327,328), 및 신호 연산기(329)를 포함한다.Referring to FIG. 9, the
도 10을 참조하면, 제1 라이징에지 검출기(321)는 디스플레이 제어신호의 라이징에지(Pds)를 검출하여 제1 및 제2 카운터(325,326)에 공급한다. 제1 폴링에지 검출기(322)는 디스플레이 제어신호의 폴링에지(Fds)를 검출하여 제2 카운터(326)에 공급한다. 제2 라이징에지 검출기(323)는 입력 Tx 구동신호(Tx)의 라이징에지(Ptx)를 검출하여 제3 및 제4 카운터(327,328)에 공급한다. 제2 폴링에지 검출기(324)는 입력 Tx 구동신호(Tx)의 폴링에지(Ftx)를 검출하여 제4 카운터(328)에 공급한다. Referring to FIG. 10, the first rising
도 10을 참조하면, 제1 카운터(325)는 디스플레이 제어신호의 이웃한 라이징에지들(Pds) 사이를 카운팅하여 디스플레이 제어신호의 1 주기폭(Tds)에 해당되는 제1 카운팅 값(reg1)을 생성한다. 제2 카운터(326)는 디스플레이 제어신호의 이웃한 라이징에지(Pds)와 폴링에지(Fds) 사이를 카운팅하여 디스플레이 제어신호의 하이구간(H) 폭(Ths)에 해당되는 제2 카운팅 값(reg2)을 생성한다. 제3 카운터(327)는 입력 Tx 구동신호의 이웃한 라이징에지들(Ptx) 사이를 카운팅하여 입력 Tx 구동신호의 1 주기폭(Ttx)에 해당되는 제3 카운팅 값(reg3)을 생성한다. 제4 카운터(328)는 입력 Tx 구동신호의 이웃한 라이징에지(Ptx)와 폴링에지(Ftx) 사이를 카운팅하여 입력 Tx 구동신호의 하이구간(H) 폭(Thtx)에 해당되는 제4 카운팅 값(reg4)을 생성한다.Referring to FIG. 10, the
신호 연산기(329)는 제1 내지 제4 카운터(325,326,327,328)로부터 입력되는 제1 내지 제4 카운팅 값(reg1,reg2,reg3,reg4)을 기반으로 디스플레이 제어신호의 하이구간(H)과 비 중첩되는 보상 Tx 구동신호(Tx')를 생성한다. 이를 위해, 신호 연산기(329)는 제1 내지 제4 레지스터(REG1~REG4)와 연산부(329A)와 Tx' 생성부(329B)를 포함한다.The
제1 내지 제4 레지스터(REG1~REG4)는 각각 제1 카운터 내지 제4 카운터(325~328)로부터 입력되는 제1 내지 제4 카운팅 값(reg1,reg2,reg3,reg4)을 저장한다. 연산부(329A)는 디스플레이 제어신호의 k(k는 자연수)번째 폴링에지(Fds)에서 k+1번째 라이징에지(Pds)까지(즉, 디스플레이 제어신호의 로우구간(L))를 반복해서 카운팅하는 연산 카운터를 내장하여, 디스플레이 제어신호의 하이구간(H)과 비 중첩되는 보상 Tx 구동신호(Tx')의 라이징 포인트와 폴링 포인트를 계산하여 Tx' 생성부(329B)에 공급한다. Tx' 생성부(329B)는 연산부(329A)로부터 인가되는 라이징 포인트와 폴링 포인트를 기반으로 디스플레이 제어신호의 하이구간(H)과 비 중첩되는 보상 Tx 구동신호(Tx')를 생성해 낸다.The first to fourth registers REG1 to REG4 store the first to fourth counting values reg1, reg2, reg3, and reg4 input from the first to
도 12는 신호 연산기(329)에서 수행되는 연산 동작을 상세히 보여준다.12 shows in detail the computational operations performed in
도 12를 참조하면, 신호 연산기(329)는 디스플레이 제어신호의 로우구간(L)의 폭에 해당되는 연산 카운트값을 0으로 리셋하고, 제4 카운팅 값(reg4)에 곱해지는 n에 1을 인가하고, 보상 Tx 구동신호(Tx')를 하이로 발생한다.(S1)Referring to FIG. 12, the
신호 연산기(329)는 연산 카운터를 동작시켜 연산 카운트값이 제4 카운팅 값(reg4)과 같아질 때까지 카운트를 진행한다.(S2) The
연산 카운트값이 제4 카운팅 값(reg4)과 같아지면, 신호 연산기(329)는 보상 Tx 구동신호(Tx')를 로우로 발생한다.(S3)When the operation count value is equal to the fourth counting value reg4, the
신호 연산기(329)는 연산 카운터를 동작시켜 연산 카운트값이 제4 카운팅 값(reg4)*2와 같아질 때까지 카운트를 진행한다.(S4) 보상 Tx 구동신호(Tx')의 구동 듀티가 50%일때, 제4 카운팅 값(reg4)*2는 보상 Tx 구동신호(Tx')의 1 주기폭에 해당되게 된다.The
연산 카운트값이 제4 카운팅 값(reg4)*2과 같아지면, 신호 연산기(329)는 연산 카운트값을 '제1 카운팅값(reg1)-제3 카운팅 값(reg3)'과 비교한다.(S5)When the operation count value is equal to the fourth counting value reg4 * 2, the
S5의 비교결과 연산 카운트값이 '제1 카운팅값(reg1)-제3 카운팅 값(reg3)'보다 작거나 같으면, 신호 연산기(329)는 보상 Tx 구동신호(Tx')를 하이로 발생한 후, n에 2를 인가하여 S2 단계부터 연산 동작을 다시 수행한다(S6,S7)If the result of the comparison of S5 is less than or equal to the first counting value reg1 and the third counting value reg3, the
S5의 비교결과 연산 카운트값이 '제1 카운팅값(reg1)-제3 카운팅 값(reg3)'보다 크면, 신호 연산기(329)는 연산 카운트값이 제1 카운팅 값(reg1)이 될 때까지 카운트를 진행한다.(S8,S9) 그리고, 연산 카운트값이 제1 카운팅 값(reg1)이 되면, 신호 연산기(329)는 S1 단계부터 연산 동작을 다시 수행한다.As a result of the comparison of S5, when the operation count value is greater than the first counting value reg1 and the third counting value reg3, the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치센싱 표시장치는 디스플레이 제어신호의 하이 구간과 비 중첩되도록 보상 Tx 구동신호의 하이 구간 발생 타이밍을 조정하여 디스플레이 제어신호들에 의해 유입되는 노이즈를 회피하여 터치 감도를 향상시킬 수 있다.As described above, the touch sensing display device according to the present invention adjusts the timing of occurrence of the high period of the compensation Tx driving signal so as not to overlap with the high period of the display control signal, thereby avoiding noise introduced by the display control signals, thereby preventing touch sensitivity. Can improve.
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. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
DIS : 표시패널 TSP : 터치 스크린
22 : 데이터 구동회로 24 : 스캔 구동회로
30 : Tx 구동회로 31 : Tx 발생회로
32 : Tx 보상회로 34 : Rx 구동회로
36 : 터치 콘트롤러 40 : 타이밍 콘트롤러
321,323 :라이징에지 검출기 322,324 : 폴링에지 검출기
325,326,327,328 : 카운터 329 : 신호 연산기
329A : 연산부 329B : Tx' 생성부DIS: Display panel TSP: Touch screen
22: data driving circuit 24: scan driving circuit
30: Tx driving circuit 31: Tx generating circuit
32: Tx compensating circuit 34: Rx driving circuit
36: touch controller 40: timing controller
321,323: Rising edge detector 322,324: Falling edge detector
329A:
Claims (6)
상기 표시패널에 결합되며, 다수의 Tx라인들과 다수의 Rx 라인들의 교차로 형성된 다수의 센서 노드들을 갖는 터치 스크린;
입력 Tx 구동신호를 발생하는 Tx 발생회로;
외부로부터 인가되는 디스플레이 제어신호를 기준으로 상기 입력 Tx 구동신호를 쉬프트시켜 보상 Tx 구동신호를 발생한 후 상기 Tx 라인들에 공급하는 Tx 보상회로; 및
상기 Rx 라인들을 통해 상기 센서 노드들의 전압을 수신하여 샘플링하고, 샘플링된 센서 노드 전압들을 아날로그-디지털 변환하여 터치 원시 데이터를 생성하는 Rx 구동회로를 구비하고;
상기 보상 Tx 구동신호의 하이 구간과 상기 디스플레이 제어신호의 하이 구간은 서로 비 중첩되고,
상기 Tx 보상회로는,
상기 디스플레이 제어신호의 이웃한 라이징에지들 사이를 카운팅하여 상기 디스플레이 제어신호의 1 주기폭에 해당되는 제1 카운팅 값을 생성하는 제1 카운터;
상기 디스플레이 제어신호의 이웃한 라이징에지와 폴링에지 사이를 카운팅하여 상기 디스플레이 제어신호의 하이구간 폭에 해당되는 제2 카운팅 값을 생성하는 제2 카운터;
상기 입력 Tx 구동신호의 이웃한 라이징에지들 사이를 카운팅하여 상기 입력 Tx 구동신호의 1 주기폭에 해당되는 제3 카운팅 값을 생성하는 제3 카운터;
상기 입력 Tx 구동신호의 이웃한 라이징에지와 폴링에지 사이를 카운팅하여 상기 입력 Tx 구동신호의 하이구간 폭에 해당되는 제4 카운팅 값을 생성하는 제4 카운터; 및
상기 제1 내지 제4 카운팅 값을 기반으로 상기 디스플레이 제어신호의 하이구간과 비 중첩되는 상기 보상 Tx 구동신호를 생성하는 신호 연산기를 포함한 터치센싱 표시장치.Display panel;
A touch screen coupled to the display panel and having a plurality of sensor nodes formed by intersection of a plurality of Tx lines and a plurality of Rx lines;
A Tx generator for generating an input Tx drive signal;
A Tx compensation circuit configured to shift the input Tx drive signal based on a display control signal applied from the outside to generate a compensation Tx drive signal and to supply the Tx lines to the Tx lines; And
An Rx driving circuit configured to receive and sample the voltages of the sensor nodes through the Rx lines, and to analog-digital convert the sampled sensor node voltages to generate touch raw data;
The high section of the compensation Tx driving signal and the high section of the display control signal are non-overlapping with each other,
The Tx compensation circuit,
A first counter that counts between neighboring rising edges of the display control signal to generate a first counting value corresponding to one period width of the display control signal;
A second counter counting between a neighboring rising edge and a falling edge of the display control signal to generate a second counting value corresponding to a high section width of the display control signal;
A third counter for counting between neighboring rising edges of the input Tx driving signal to generate a third counting value corresponding to one period width of the input Tx driving signal;
A fourth counter counting between a neighboring rising edge and a falling edge of the input Tx driving signal to generate a fourth counting value corresponding to a high section width of the input Tx driving signal; And
And a signal calculator configured to generate the compensation Tx driving signal non-overlapping with the high period of the display control signal based on the first to fourth counting values.
상기 디스플레이 제어신호는 일정 주기로 발생되는 타이밍 제어신호인 것을 특징으로 하는 터치센싱 표시장치.The method of claim 1,
And the display control signal is a timing control signal generated at a predetermined cycle.
상기 디스플레이 제어신호는 수평 동기신호와 데이터 인에이블 신호 중 어느 하나로 선택되는 것을 특징으로 하는 터치센싱 표시장치.The method of claim 1,
And the display control signal is selected from one of a horizontal synchronization signal and a data enable signal.
상기 Tx 보상회로는,
상기 디스플레이 제어신호의 라이징에지를 검출하는 제1 라이징에지 검출기;
상기 디스플레이 제어신호의 폴링에지를 검출하는 제1 폴링에지 검출기;
상기 입력 Tx 구동신호의 라이징에지를 검출하는 제2 라이징에지 검출기; 및
상기 입력 Tx 구동신호의 폴링에지를 검출하는 제2 폴링에지 검출기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센싱 표시장치.The method of claim 1,
The Tx compensation circuit,
A first rising edge detector for detecting a rising edge of the display control signal;
A first falling edge detector detecting a falling edge of the display control signal;
A second rising edge detector for detecting a rising edge of the input Tx driving signal; And
And a second falling edge detector for detecting a falling edge of the input Tx driving signal.
상기 신호 연산기는,
상기 제1 내지 제4 카운팅 값을 각각 저장하는 제1 내지 제4 레지스터;
상기 디스플레이 제어신호의 로우구간을 반복해서 카운팅하는 연산 카운터를 내장하여, 상기 보상 Tx 구동신호의 라이징 포인트와 폴링 포인트를 계산하는 연산부; 및
상기 라이징 포인트와 폴링 포인트를 기반으로 상기 디스플레이 제어신호의 하이구간과 비 중첩되는 상기 보상 Tx 구동신호를 생성하는 Tx' 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센싱 표시장치.The method of claim 1,
The signal calculator,
First to fourth registers respectively storing the first to fourth counting values;
An operation unit configured to calculate a rising point and a falling point of the compensation Tx driving signal by embedding an operation counter that repeatedly counts the row periods of the display control signal; And
And a Tx 'generation unit configured to generate the compensation Tx driving signal non-overlapping with the high period of the display control signal based on the rising point and the falling point.
상기 각 디스플레이 제어신호의 로우 구간에는 상기 보상 Tx 구동신호의 하이 구간이 적어도 1개 이상 대응되는 것을 특징으로 하는 터치센싱 표시장치.The method of claim 1,
And at least one high section of the compensation Tx driving signal corresponds to a low section of each display control signal.
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