KR20220030553A - 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법 - Google Patents

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김주한
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하연옥
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Abstract

본 발명의 실시예들은 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 터치 라인이 연결되는 터치 전극의 배열을 터치 블록별로 상이하게 배치함으로써, 터치 라인 및 터치 센싱 유닛을 감소시키는 동시에, 고스트 터치를 효과적으로 식별할 수 있는 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.

Description

터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법{TOUCH CIRCUIT, TOUCH DISPLAY DEVICE, AND TOUCH DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명의 실시예들은 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 디스플레이 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 유기 발광 디스플레이 장치(Organic Light Emitting Display Device)와 같은 여러 가지 디스플레이 장치가 활용되고 있다.
이 중에서, 액정 디스플레이 장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 영상을 표시한다. 이를 위하여, 액정 디스플레이 장치는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열된 액정 디스플레이 패널과, 액정 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다.
액정 디스플레이 패널의 픽셀 어레이에는 다수의 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되고, 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에는 액정셀을 구동하기 위한 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)가 형성된다. 또한, 액정 디스플레이 패널에는 액정셀의 전압을 유지하기 위한 스토리지 커패시터가 형성되며, 액정셀은 픽셀 전극, 공통 전극 및 액정층을 포함한다. 픽셀 전극에 인가되는 데이터 전압과, 공통 전극에 인가되는 공통 전압에 의해 액정셀들의 액정층에는 전계가 형성된다. 이 때, 전계에 의해 액정층을 투과하는 광량이 조절됨으로써 영상이 구현된다.
구동 회로는 게이트 라인에 게이트 출력 신호를 순차적으로 공급하기 위한 게이트 구동 회로와, 데이터 라인에 영상 신호(즉, 데이터 전압)를 공급하기 위한 데이터 구동 회로를 포함한다. 데이터 구동 회로는 데이터 라인을 구동시켜서 액정셀들에 데이터 전압을 공급한다. 게이트 구동 회로는 게이트 라인을 순차적으로 구동시켜 데이터 전압이 공급되는 디스플레이 패널의 액정셀들을 1 수평 라인씩 선택한다.
게이트 구동 회로는 게이트 신호들을 순차적으로 발생하기 위해, 다수의 스테이지들로 구성된 게이트 시프트 레지스터(shift register)를 포함한다. 시프트 레지스터의 각 스테이지는 충전과 방전을 교번으로 진행함으로써 게이트 클럭 신호와 저전위 전압 레벨로 이루어진 게이트 출력 신호를 출력한다. 스테이지들의 출력단 각각은 게이트 라인에 일 대 일로 연결된다. 스테이지들로부터 제1 레벨의 게이트 신호가 한 프레임에 한 번씩 순차적으로 발생되어 해당 게이트 라인에 공급된다.
한편, 디스플레이 장치에서 터치 입력 기능을 제공함에 있어서, 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 단말기의 슬림화를 위해 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 패널 내부에 터치 스크린을 구성하는 소자들을 내장하는 패널 내장형(In-cell type) 터치 디스플레이 장치가 개발되어 사용되고 있다.
이러한, 터치 디스플레이 장치는 터치 감지를 위한 터치 전극으로서 각 픽셀 구동을 위한 공통 전극을 사용한다. 따라서, 디스플레이 구간 동안에는 박막 트랜지스터에 공통 전압이 제공되고, 터치 구간에서는 터치 구동 신호가 터치 전극에 제공된다.
이 때, 터치 감도를 높이기 위해서 터치 전극의 개수를 증가시키는 경우, 터치 전극에 연결된 터치 라인 및 터치 신호를 센싱하기 위한 터치 센싱 유닛의 개수도 증가하게 된다.
이에 따라, 디스플레이 패널의 영역을 분할하고, 하나의 터치 라인을 분할된 영역 내의 터치 전극에 하나씩 연결함으로써 터치 라인 및 터치 센싱 유닛을 줄이는 구동 방법이 사용될 수 있다.
그러나, 이와 같이 디스플레이 패널의 영역을 분할해서 하나의 터치 라인을 복수의 터치 전극에 중복해서 연결하는 경우에는 이로 인해 터치 신호가 중복해서 발생하기 때문에, 분할된 영역 중에서 실제로 터치가 발생하지 않은 영역에서 나타나는 고스트(Ghost) 터치를 구별하는 방법이 필수적으로 요구되게 된다.
본 발명의 실시예들은 실제 터치와 고스트 터치를 구분할 수 있는 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 터치 라인이 연결되는 터치 전극의 배열을 터치 블록별로 상이하게 배치함으로써, 터치 라인 및 터치 센싱 유닛을 감소시키는 동시에, 고스트 터치를 효과적으로 식별할 수 있는 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은 복수개로 분할된 터치 블록 내에 다수의 터치 전극이 배열되고, 제 1 방향으로 연장되며 터치 블록마다 적어도 하나의 터치 전극에 연결되는 다수의 터치 라인이 배치되는 디스플레이 패널과, 다수의 터치 라인으로부터 터치 센싱 신호를 수신하고, 터치 블록별로 검출되는 터치 센싱 신호의 분포에 따라 터치를 판단하는 터치 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 다수의 터치 전극은 터치 블록 내에서 행 및 열 방향으로 서로 분리된 스플릿 타입으로 배열되는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 다수의 터치 전극은 터치 블록 내에서 인접한 행에 배치되는 터치 전극의 크기가 서로 상이한 직조 타입으로 배열되는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 다수의 터치 전극은 적어도 둘 이상의 터치 블록 내에 서로 다른 개수로 배열되는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 다수의 터치 라인은 터치 블록 내의 기준 터치 전극으로부터 일정한 점핑 간격만큼 이격된 터치 전극에 각각 연결되는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 기준 터치 전극은 터치 블록 내의 제 1 행에 위치한 터치 전극인 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 점핑 간격은 동일한 터치 블록 내에 배치된 적어도 둘 이상의 터치 라인 사이에 서로 다른 값을 가지는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 점핑 간격은 제 1 방향에 대해서, 터치 블록별로 순차적으로 증가 또는 감소하는 값을 가지는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 터치 블록별로 순차적으로 증가 또는 감소하는 값은 터치 블록 내에서 제 1 방향으로 배치되는 터치 전극 개수의 약수(1을 제외함)에 해당하지 않는 값인 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 터치 회로는 터치 센싱 신호의 분포가 정규 분포 또는 가우시안 분포인 경우에, 해당하는 터치 블록에 대한 터치를 실제 터치로 판단하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 복수개로 분할된 터치 블록 내에 다수의 터치 전극이 배열되고, 제 1 방향으로 연장되며 터치 블록마다 적어도 하나의 터치 전극에 연결되는 다수의 터치 라인이 배치되는 디스플레이 패널에 대한 터치 구동 방법에 있어서, 터치 블록별로 터치 센싱 신호를 검출하는 단계와, 각 터치 블록 내에서 최고 강도의 터치 센싱 신호를 가지는 최고 강도의 터치 전극을 검출하는 단계와, 최고 강도의 터치 전극을 기준으로 거리에 따른 터치 센싱 신호를 검출하는 단계와, 최고 강도의 터치 전극을 기준으로 거리에 따른 터치 센싱 신호가 최고 강도의 터치 전극을 기준으로 지정된 분포를 나타내는지 판단하는 단계와, 최고 강도의 터치 전극을 기준으로 거리에 따른 터치 센싱 신호가 지정된 분포에 해당하지 않는 경우에 터치 고스트로 판단하는 단계를 포함하는 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 실제 터치와 고스트 터치를 구분할 수 있는 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 라인이 연결되는 터치 전극의 배열을 터치 블록별로 상이하게 배치함으로써, 터치 라인 및 터치 센싱 유닛을 감소시키는 동시에, 고스트 터치를 효과적으로 식별할 수 있는 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 터치 구동 및 센싱 동작의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 스플릿 타입의 터치 전극이 배치된 디스플레이 패널을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 패널을 복수의 터치 블록으로 분할하고, 터치 라인을 분할된 터치 블록 별로 서로 다른 점핑 간격으로 연결하는 경우를 나타낸 예시 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 패널을 복수의 블록으로 분할하고, 터치 라인을 분할된 터치 블록 별로 서로 다른 점핑 간격으로 연결한 상태에서 터치를 검출하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 경우에 실제 터치가 발생한 제 3 터치 블록 내의 터치 전극에서 검출되는 터치 센싱 신호의 분포를 강도가 높은 순서대로 배열한 도표이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 라인이 연결되는 터치 전극의 배열이 터치 블록별로 상이하게 배치된 상태에서 터치 고스트를 판단하는 터치 구동 방법을 예시로 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 인접한 행에 배치되는 터치 전극의 크기가 서로 다른 직조 타입의 터치 전극 구조를 예시로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 영상을 표시하기 위한 디스플레이 기능과, 사용자의 터치를 센싱하는 터치 센싱 기능을 제공할 수 있다.
터치 디스플레이 장치(100)는 영상 표시 및 터치 센싱 기능을 함께 구현하도록, 데이터 라인들과 게이트 라인들이 배치되는 디스플레이 패널(110)과, 디스플레이 패널(110)을 구동하기 위한 디스플레이 구동 회로(120) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 구동 회로(120)는 기능적으로 볼 때, 데이터 라인들을 구동하기 위한 데이터 구동 회로와, 게이트 라인들을 구동하기 위한 게이트 구동 회로와, 데이터 구동 회로 및 게이트 구동 회로를 제어하기 위한 컨트롤러 등을 포함할 수 있다. 디스플레이 구동 회로(120)는 하나 이상의 집적 회로로 구현될 수 있다.
터치 디스플레이 장치(100)는 터치 센싱을 위해서 다수의 터치 전극들(TE)이 배치된 터치 스크린 패널(TSP)과, 터치 스크린 패널(TSP)의 구동 및 센싱 처리를 수행하는 터치 회로(200) 등을 포함할 수 있다.
이 때, 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 스크린 패널(TSP)은 디스플레이 패널(110)과 별도로 제작되어 디스플레이 패널(110)에 본딩되는 외장형 타입일 수도 있고, 디스플레이 패널(110)의 제작 과정에 함께 제작되어 디스플레이 패널(110)의 내부에 존재하는 내장형 타입일 수도 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 스크린 패널(TSP)은 터치 센싱 기능을 구비한 독립된 패널로 볼 수도 있고, 터치 센싱 기능과 함께 디스플레이 기능을 동시에 가지는 디스플레이 패널(110)을 의미할 수도 있다. 이하에서는 터치 스크린 패널(TSP)을 포함하는 디스플레이 패널(110)의 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
터치 회로(200)는 디스플레이 패널(110)을 구동하기 위하여 디스플레이 패널(110)로 터치 구동 신호를 공급하고, 디스플레이 패널(110)로부터 터치 센싱 신호를 수신하며, 이를 토대로, 터치 유무 및 터치 좌표를 검출한다.
이러한 터치 회로(200)는 터치 구동 신호를 공급하고 터치 센싱 신호를 수신하는 터치 센싱 회로와, 터치 유무를 검출하고 터치 좌표를 계산하는 터치 컨트롤러 등을 포함하여 구현될 수도 있다.
터치 회로(200)는 하나 또는 둘 이상의 부품(예: 집적 회로)으로 구현될 수 있으며, 디스플레이 구동 회로(120)와 별도로 구현될 수도 있다.
또한, 터치 회로(200)의 전체 또는 일부는 디스플레이 구동 회로(120) 또는 그 내부 회로와 통합되어 구현될 수 있다. 예를 들어, 터치 회로(200)의 터치 신호 스위칭 회로는 디스플레이 구동 회로(120)의 데이터 구동 회로와 함께 집적 회로로 구현될 수 있다.
한편, 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 전극들(TE)에 형성되는 커패시턴스에 기반하여 터치 유무 및 터치 좌표를 센싱할 수 있다.
터치 디스플레이 장치(100)는 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식으로서, 뮤추얼 커패시턴스(Mutual capacitance) 방식으로 터치를 센싱할 수도 있고, 셀프 커패시턴스(Self capacitance) 방식으로 터치를 센싱할 수도 있다.
뮤추얼 커패시턴스(Mutual capacitance) 기반의 터치 센싱 방식의 경우, 다수의 터치 전극들(TE)은 구동 라인을 통해 터치 구동 신호가 인가되는 구동 전극과, 센싱 라인을 통해 터치 센싱 신호가 센싱되며 구동 전극과 커패시턴스를 형성하는 센싱 전극으로 분류될 수 있다. 이 때, 구동 라인과 센싱 라인을 포함하여 터치 라인으로 지칭할 수 있다.
이러한 뮤추얼 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식의 경우, 손가락, 펜 등의 포인터 유무에 따라, 구동 전극과 센싱 전극 사이에 발생하는 뮤추얼 커패시턴스의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출한다.
셀프 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식의 경우, 각 터치 전극(TE)은 구동 전극의 역할과 센싱 전극의 역할을 모두 하게 된다. 즉, 하나의 터치 라인을 통해 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호가 인가되고, 터치 구동 신호가 인가된 터치 전극(TE)으로부터 전달되는 터치 센싱 신호를 동일한 터치 라인을 통해 수신한다. 따라서, 셀프 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식에서는, 구동 전극과 센싱 전극의 구분 및 구동 라인과 센싱 라인의 구분이 없게 된다.
이러한 셀프 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식의 경우, 손가락, 펜 등의 포인터와 터치 전극(TE) 사이에 발생하는 커패시턴스의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출한다.
이와 같이, 터치 디스플레이 장치(100)는 뮤추얼 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식으로 터치를 센싱할 수도 있고, 셀프 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식으로 터치를 센싱할 수도 있다.
또한, 이러한 터치 디스플레이 장치(100)는 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display Device), 유기 발광 디스플레이 장치(Organic Light Emitting Display Device), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 퀀텀닷 디스플레이(Quantum Dot Display) 등의 다양한 타입의 장치일 수 있다.
일 예로, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)가 액정 디스플레이 장치인 경우, 다수의 터치 전극(TE)은 디스플레이 패널(110)에 배치되며 디스플레이 구동을 위한 공통 전압이 인가되는 공통 전극들일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 터치 구동 및 센싱 동작의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 센싱 기능을 제공하기 위하여, 터치 센서의 역할을 하는 다수의 터치 전극(TE)과, 다수의 터치 전극(TE)을 순차적으로 구동하여 터치를 센싱하는 터치 회로(200) 등을 포함한다.
터치 회로(200)는 터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 구간에 다수의 터치 전극(TE)에 대하여 순차적으로 구동 및 센싱을 수행하여 터치 유무를 감지하고 터치 좌표를 산출한다.
보다 구체적으로, 터치 회로(200)는 다수의 터치 전극(TE) 중에서 적어도 하나를 센싱 대상이 되는 터치 전극(TEs)으로 선택하고, 선택된 터치 전극(TEs)으로 터치 구동 신호(TDS)를 공급한다. 그런 다음, 선택된 터치 전극(TEs)과 선택되지 않은 터치 전극(TEo)에서 수신된 터치 센싱 신호(TSS)를 토대로, 각 터치 전극(TE)에 대한 커패시턴스의 변화량(또는 전압 변화량 또는 충전량 변화량 등일 수 있음)을 파악하여, 터치 유무를 감지하거나 터치 좌표를 산출할 수 있다.
터치 회로(200)는 일 예로, 터치 센싱과 관련된 신호 생성을 제어하고, 터치 유무 감지 및 터치 좌표 산출을 위한 프로세스를 수행하는 터치 컨트롤러(220)와, 디스플레이 패널(110)에 터치 구동 신호(TDS)를 공급하고, 터치 구동 신호(TDS)가 공급된 터치 전극(TEs)로부터 터치 센싱 신호(TSS)를 검출하여 이를 터치 컨트롤러(220)에 전달하는 터치 센싱 회로(210) 등을 포함한다.
이 때, 터치 센싱이 이루어지는 터치 센싱 구간은 디스플레이 패널(110)에 영상이 표시되는 디스플레이 구동 구간과 시간적으로 분할될 수도 있고, 디스플레이 구동 구간과 동시에 수행될 수도 있다.
또한, 터치 센싱 구간에서 디스플레이 패널(110)의 데이터 라인과 게이트 라인에 터치 구동 신호(TDS)와 위상 및 진폭이 같은 교류 신호를 공급함으로써, 터치 전극(TE)의 기생 커패시턴스가 터치 센싱 결과에 미치는 영향을 줄이는 로드 프리 구동(Load Free Driving)이 이루어질 수 있으며, 이 경우에 터치 구동 신호(TDS)는 로드 프리 구동 신호에 해당할 수 있다.
이 때, 디스플레이 패널(110)에 배치되는 터치 전극(TE)의 크기는 하나의 서브픽셀의 영역 크기와 대응될 수도 있고, 둘 이상의 서브픽셀의 영역 크기와 대응될 수도 있다. 또한, 각 터치 전극(TE)은 개구부가 없는 판(Plate) 타입이거나 하나 이상의 개구부가 있는 메쉬(Mesh) 타입일 수 있다.
만약, 하나의 터치 전극(TE)이 메쉬 타입이고 둘 이상의 서브픽셀의 영역 크기와 대응되는 크기를 갖는 경우, 하나의 터치 전극(TE)은 둘 이상의 개구부를 가지며, 둘 이상의 개구부 각각의 위치 및 크기는 서브픽셀의 발광 영역의 위치 및 크기와 대응될 수 있다.
이 때, 디스플레이 패널(110)은 다수의 터치 전극(TE) 각각이 서로 분리된 스플릿 타입(Split type)이거나, 인접한 행(또는 열)에 서로 다른 크기의 터치 전극(TE)이 배치되는 직조 타입(Woven type) 일 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 스플릿 타입의 터치 전극이 배치된 디스플레이 패널을 나타낸 도면이다.
먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 스플릿 타입의 터치 전극(TE)이 배치된 디스플레이 패널(110)의 경우, 다수의 터치 전극(TE) 각각은 하나 이상의 컨택홀(CNT)을 통해 터치 라인(TL)이 전기적으로 연결될 수 있다.
다수의 터치 전극(TE)은 액티브 영역 내에 위치할 수 있다. 경우에 따라, 다수의 터치 전극(TE) 중 일부(예: 최 외곽 터치전극)는 액티브 영역의 바깥 영역(외곽 영역)에 위치하거나 액티브 영역의 바깥 영역(외곽 영역)까지 확장되어 있을 수도 있다. 여기서, 액티브 영역은 영상이 표시되는 영역이거나 터치 센싱이 가능한 영역일 수 있다.
이 때, 다수의 터치 전극(TE)에 전기적으로 연결된 다수의 터치 라인(TL)은 액티브 영역 내에 위치할 수 있다. 경우에 따라서, 터치 라인(TL)의 전체 또는 일부는 액티브 영역의 외곽에 위치할 수도 있다. 다수의 터치 전극(TE)에 전기적으로 연결된 다수의 터치 라인(TL)이 액티브 영역 내에 위치하는 경우, 다수의 터치 라인(TL)은 다수의 터치 전극(TE)과 다른 층(Layer)에 위치하여 다수의 터치 전극(TE)과 중첩될 수 있다.
다수의 터치 라인(TL) 모두는 동일하거나 유사한 길이로 터치 센싱 회로(210)와 연결되는 지점에서 반대편 지점까지 배치될 수 있다. 다수의 터치 라인(TL) 각각은 대응되는 터치 전극(TE)과 전기적으로 연결되는 위치(즉, 컨택홀(CNT)의 위치)만 달라질 수 있다.
이러한 스플릿 타입의 디스플레이 패널(110)의 경우, 하나의 터치 전극(TE)이 하나의 터치 라인(TL)과 전기적으로 연결된다면, 터치 라인(TL)의 개수는 터치 전극(TE)의 개수만큼 필요하게 될 것이다. 여기서, 터치 라인(TL)의 개수는 터치 센싱 회로(220)의 신호 입출력을 위한 터치 채널 개수에 대응된다.
예를 들어, 4X4의 터치 전극(TE)이 하나의 터치 블록을 형성하는 경우, 각 터치 블록마다 16개의 터치 전극(TE)에 각각 연결되는 16개의 터치 라인(TL)이 배치되므로, 16개의 터치 채널이 요구된다.
이와 같이, 터치 전극(TE)마다 터치 라인(TL)을 연결하는 경우에는 디스플레이 패널(110)에 배치된 터치 전극(TE)의 개수만큼 터치 라인(TL)이 필요하게 되므로, 터치 라인(TL)과 터치 채널의 개수가 증가하게 되고, 그 결과 터치 구동 회로(ROIC) 또는 터치 회로(200)의 구성이 복잡해질 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 디스플레이 패널(110)을 일정한 개수의 터치 블록으로 분할하고, 터치 라인(TL)에 직교하는 방향으로 인접한 터치 전극(TE)에 대해서 터치 블록 별로 서로 다른 점핑 간격으로 연결함으로써, 터치 라인(TL) 및 터치 채널의 개수를 감소시키고, 터치 고스트를 구별할 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 패널을 복수의 터치 블록으로 분할하고, 터치 라인을 분할된 터치 블록 별로 서로 다른 점핑 간격으로서 연결하는 경우를 나타낸 예시 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 디스플레이 패널(110)은 디스플레이 구간에서 사용되는 공통 전극을 다수 개로 블록화한 다수의 터치 전극(TE)으로 이루어질 수 있다.
이 때, 다수의 터치 전극(TE)은 가로의 행(Row) 방향 및 세로의 열(Column) 방향으로 배치되어 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 여기에서는 디스플레이 패널(110)을 구성하는 터치 전극(TE)을 단순화해서, 하나의 터치 블록(BLOCK1, BLOCK2) 마다 4개의 행과 4 개의 열로 터치 전극(TE)이 배치되는 경우를 예로 들어 나타내었다.
한편, 터치 블록(BLOCK) 내에 배치되는 터치 전극(TE)의 개수는 서로 동일할 수도 있지만, 터치 블록(BLOCK) 마다 서로 상이할 수도 있다.
이 때, 제 1 터치 블록(BLOCK1)과 제 2 터치 블록(BLOCK2)은 각각 서로 다른 타이밍에 스캔 신호가 인가되어 동작되지만, 제 1 터치 블록(BLOCK1)에서 선택된 하나의 터치 전극(예를 들어, TE(1)11)과 제 2 터치 블록(BLOCK2)에서 선택된 하나의 터치 전극(예를 들어, TE(2)11)이 동일한 터치 라인(예를 들어, TL1)으로 연결된다. 따라서, 하나의 열에 배치된 터치 전극에 대해서 분할된 터치 블록의 개수로 나눈 만큼의 터치 라인(세로 방향으로 터치 블록이 2개인 경우에, 터치 라인은 1/2로 감소)으로 터치 전극(TE)을 구동할 수 있게 된다.
즉, 하나의 터치 전극(TE)에 하나의 컨택홀(CNT)을 형성하는 경우, 하나의 열에 8개의 터치 전극(TE)이 배치되고, 이들 터치 전극(TE)을 두 개의 터치 블록(BLOCK1, BLOCK2)으로 분할하면 4 개의 터치 라인(TL)으로 한 열에 배치된 터치 전극(TE)을 모두 연결할 수 있게 된다.
예를 들어, 제 1 터치 블록(BLOCK1)의 제 1 열에 배치되는 제 1 터치 라인(TL1)은 제 1 터치 블록(BLOCK1)의 제 1 행에 위치한 터치 전극(TE(1)11)과 제 2 터치 블록(BLOCK2)의 제 1 행에 위치한 터치 전극(TE(2)11)에 동시에 연결될 수 있다. 또한, 제 2 열의 제 2 터치 라인(TL2)은 제 1 터치 블록(BLOCK1)의 제 1 행에 위치한 터치 전극(TE(1)12)과 제 2 터치 블록(BLOCK2)의 제 2 행에 위치한 터치 전극(TE(2)22)에 연결될 수 있다.
이 때, 행 방향으로 인접한 터치 전극(예를 들어, TE(1)11, TE(1)12, TE(1)13, TE(1)14)을 각각 연결하는 터치 라인(예를 들어, TL1, TL2, TL3, TL4)은 제 1 터치 블록(BLOCK1) 내에서 컨택홀(CNT)이 위치하는 터치 전극과 제 2 터치 블록(BLOCK2)에서 컨택홀(CNT)이 위치하는 터치 전극의 배치가 동일한 경우에, 터치 블록(BLOCK) 마다 터치 센싱 신호가 동일하게 발생하기 때문에 실제 터치와 고스트 터치를 구별하기 어려울 수 있다.
따라서, 실제 터치와 고스트 터치를 구별하기 위하여, 하나의 터치 라인(TL)이 터치 블록(BLOCK1, BLOCK2) 마다 연결되는 터치 전극(TE)의 배치를 서로 다르게 구성하는 것이 바람직하다.
이를 위해서, 인접한 터치 전극(TE)에 연결되는 터치 라인(TL)에 대해서 분할된 터치 블록(BLOCK) 별로 기준 터치 전극(TE_ref)으로부터 서로 다른 점핑 간격으로 컨택홀(CNT)의 위치를 배열할 수 있다.
예를 들어, 기준 터치 전극(TE_ref)을 각 터치 블록(BLOCK)에서 제 1 행에 위치하는 터치 전극으로 하는 경우, 제 1 열의 터치 라인(TL1)은 제 1 터치 블록(BLOCK1)의 제 1 행에 위치한 터치 전극(TE(1)11)과 제 2 터치 블록(BLOCK2)의 제 1 행에 위치한 터치 전극(TE(2)11)에 동시에 연결함으로써, 터치 블록별로 증가하는 점핑 간격을 0으로 할 수 있다.
반면, 제 2 열의 터치 라인(TL2)은 제 1 터치 블록(BLOCK1)의 제 1 행에 위치한 터치 전극(TE(1)12)과 제 2 터치 블록(BLOCK2)의 제 2 행에 위치한 터치 전극(TE(2)22)에 동시에 연결함으로써, 터치 블록별로 증가하는 점핑 간격을 1로 할 수 있다. 이 경우, 제 2 열의 터치 라인(TL2)은 제 3 터치 블록에서는 제 3 행에 위치하는 터치 전극에 연결될 것이다.
또한, 제 3 열의 터치 라인(TL3)은 제 1 터치 블록(BLOCK1)의 제 1 행에 위치한 터치 전극(TE(1)13)과 제 2 터치 블록(BLOCK2)의 제 4 행에 위치한 터치 전극(TE(2)43)에 동시에 연결함으로써, 터치 블록별로 증가하는 점핑 간격을 3으로 할 수 있다. 이 경우, 제 3 열의 터치 라인(TL3)은 제 3 터치 블록에서는 제 3 행(각 터치 블록은 4개의 행으로 이루어져 있으므로, 제 7 행은 제 3 행에 해당함)에 위치하는 터치 전극에 연결될 것이다.
이와 같이, 터치 블록(BLOCK1, BLOCK2) 별로 하나의 터치 라인(TL)에 연결되는 터치 전극(TE)의 배치를 다르게 구성하는 경우, 인접하는 터치 전극(TE) 사이의 관계에서 터치 블록(BLOCK1, BLOCK2) 별로 터치 센싱 신호(TSS)의 분포가 서로 상이하게 되기 때문에 실제 터치와 고스트 터치를 구별할 수 있게 된다.
여기에서는, 터치 블록(BLOCK) 별 기준 터치 전극(TE_ref)의 위치를 제 1 행의 터치 전극(TE(1)11, TE(1)12, TE(1)13, TE(1)14)으로 설정한 경우를 예로 들었지만, 기준 터치 전극(TE_ref)의 위치는 동일한 행으로 설정될 수도 있고, 터치 라인(TL)이 연결되는 열마다 다른 위치가 될 수도 있을 것이다.
이 때, 터치 블록(BLOCK1, BLOCK2) 별로 하나의 터치 라인(TL)에 연결되는 터치 전극(TE)의 배열을 달리하는 방법은 디스플레이 패널(110)에 배치되는 터치 전극(TE)의 개수에 따라, 다양하게 변경이 가능할 것이다.
다만, 터치 블록(BLOCK) 별로 증가하는 점핑 간격은 하나의 터치 라인(TL)이 연결되는 터치 블록(BLOCK) 내에서 터치 전극(TE)이 배치되는 행의 개수(여기에서는 4개의 행으로 터치 전극이 배치되므로, 4가 됨)를 기준으로, 1을 제외한 약수(4의 약수는 1, 2, 4이므로, 1을 제외하면 2와 4가 됨) 관계에 해당하지 않도록 하는 것이 효과적이다.
예를 들어, 터치 블록(BLOCK)의 개수가 3 이상일 경우, 증가하는 점핑 간격이 터치 블록(BLOCK) 내에서 열 방향으로 배치되는 터치 전극(TE)의 개수에 대해 약수의 값을 가지면(예를 들어, 터치 블록 내에서 열 방향으로 4개의 터치 전극이 배치되는 경우에 점핑 간격이 2가 되는 경우), 열 방향으로 첫 번째 터치 블록(BLOCK1)과 세 번째 터치 블록(BLOCK3)의 터치 라인(TL)이 연결되는 구조가 동일한 배열을 가질 수 있다.
그 결과, 터치 블록(BLOCK) 별로 동일한 터치 라인(TL)에 연결되는 터치 전극(TE)의 배열이 동일한 구조로 나타날 수 있기 때문에, 터치 고스트를 식별하기 어려워질 수 있게 된다.
따라서, 터치 블록(BLOCK) 내에 터치 전극(TE)이 터치 라인(TL)과 나란한 방향으로 4개씩 배열되는 경우, 1을 제외한 약수는 2와 4가 되므로, 터치 블록(BLOCK) 별로 각 터치 라인(TL)을 연결하기 위한 점핑 간격의 증가값은 0, 1, 3으로 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 위에서는 제 1 열의 터치 라인(TL1) 내지 제 3 열의 터치 라인(TL3)은 각각 점핑 간격의 증가값을 0, 1, 3으로 선택되었으므로, 제 4 열의 터치 라인(TL4)은 다시 0, 1, 3 중에서 점핑 간격의 증가값이 선택할 수 있을 것이다. 여기에서는 제 4 열의 터치 라인(TL4)이 터치 블록별로 점핑 간격이 1씩 증가하는 경우를 나타내었다
이와 같이, 터치 블록(BLOCK) 별로 동일한 터치 라인(TL)에 연결되는 터치 전극(TE)의 배열이 상이한 경우에는 각 터치 블록(BLOCK) 별로 터치 센싱 신호(TSS)의 분포를 검출하고, 특정한 터치 전극(TE)을 중심으로 정규 분포 또는 가우시안 분포를 가지는 터치 블록(BLOCK)에 대해서는 실제 터치로 판단함으로써, 터치 고스트를 구분할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 패널을 복수의 블록으로 분할하고, 터치 라인을 분할된 터치 블록 별로 서로 다른 점핑 간격으로 연결한 상태에서 터치를 검출하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서, 예를 들어 디스플레이 패널(110)은 터치 라인(TL)이 연장되는 방향으로 4개의 터치 블록(BLOCK1 ~ BLOCK4)으로 분할될 수 있으며, 각 터치 블록(BLOCK1 ~ BLOCK4) 내에는 4개의 행과 4개의 열 방향으로 4X4의 배열로 16개의 터치 전극(TE)이 각각 배치될 수 있다.
이 때, 기준 터치 전극(TE_ref)은 각 터치 블록(BLOCK1 ~ BLOCK4) 내에서 제 1 행에 배치된 터치 전극(예를 들어, TE(1)11)이 될 수 있다.
여기에서, 제 1 열의 터치 라인(TL1)은 터치 블록별로 증가하는 점핑 간격을 0으로 하고, 제 2 열의 터치 라인(TL2)은 터치 블록별로 증가하는 점핑 간격을 1로 하며, 제 3 열의 터치 라인(TL3)은 터치 블록별로 증가하는 점핑 간격을 3으로 하는 경우를 가정하기로 한다.
제 1 열의 터치 라인(TL1)은 기준 터치 전극(TE_ref)인 제 1 행의 터치 전극(예를 들어, TE(1)11)으로부터 점핑 간격이 순차적으로 0씩 증가할 수 있으므로, 제 1 열의 터치 라인(TL1)은 각 터치 블록(BLOCK1 ~ BLOCK4)에서 제 1 행에 위치하는 터치 전극(TE(1)11, TE(2)11, TE(3)11, TE(4)11)에 각각 연결될 수 있다.
제 2 열의 터치 라인(TL2)은 기준 터치 전극(TE_ref)인 제 1 행의 터치 전극(예를 들어, TE(1)12)으로부터 점핑 간격이 1씩 증가할 수 있으므로, 제 2 열의 터치 라인(TL2)은 제 1 터치 블록(BLOCK1)에서는 제 1 행의 터치 전극(TE(1)12)에 연결되고, 제 2 터치 블록(BLOCK2)에서는 제 2 행의 터치 전극(TE(2)22)에 연결되며, 제 3 터치 블록(BLOCK3)에서는 제 3 행의 터치 전극(TE(3)32)에 연결되고, 제 4 터치 블록(BLOCK4)에서는 제 4 행에 위치하는 터치 전극(TE(4)42)에 각각 연결될 수 있다.
제 3 열의 터치 라인(TL3)은 기준 터치 전극(TE_ref)인 제 1 행의 터치 전극(예를 들어, TE(1)13)으로부터 점핑 간격이 3씩 증가할 수 있으므로, 제 3 열의 터치 라인(TL3)은 제 1 터치 블록(BLOCK1)에서는 제 1 행의 터치 전극(TE(1)13)에 연결되고, 제 2 터치 블록(BLOCK2)에서는 제 4 행의 터치 전극(TE(2)43)에 연결되며, 제 3 터치 블록(BLOCK3)에서는 제 3 행의 터치 전극(TE(3)33)에 연결되고, 제 4 터치 블록(BLOCK4)에서는 제 2 행에 위치하는 터치 전극(TE(4)23)에 각각 연결될 수 있다.
한편, 터치 블록(BLOCK1 ~ BLOCK4)을 구성하는 터치 전극(TE)은 열 방향으로 4개씩 배치되므로, 1을 제외한 4의 약수인 2와 4를 점핑 간격으로 사용하는 것은 바람직하지 않으므로, 제 4 열의 터치 라인(TL4)은 0, 1, 3 중에서 점핑 간격으로 다시 선택할 수 있을 것이다. 여기에서는 제 4 열의 터치 라인(TL4)이 터치 블록별로 점핑 간격이 0씩 증가하는 경우를 나타내었다.
이와 같이, 복수의 터치 블록(BLOCK1 ~ BLOCK4)을 연결하는 터치 라인(TL)이 터치 블록별로 서로 다른 점핑 간격을 가지는 경우, 각 터치 블록(BLOCK1 ~ BLOCK4) 내에 위치하는 터치 전극(TE)의 배열은 터치 블록마다 서로 달라지게 된다.
한편, 위에서는 복수의 터치 블록(BLOCK1 ~ BLOCK4)을 연결하는 터치 라인(TL)이 터치 블록별로 서로 다른 점핑 간격으로 증가하는 경우를 예로 들어서 설명하였지만, 복수의 터치 블록(BLOCK1 ~ BLOCK4)을 연결하는 터치 라인(TL)이 터치 블록별로 서로 다른 점핑 간격으로 순차적으로 감소하도록 연결될 수도 있을 것이다.
예를 들어, 제 2 열의 터치 라인(TL2)은 기준 터치 전극(TE_ref)인 제 1 행의 터치 전극(예를 들어, TE(1)12)으로부터 점핑 간격이 1씩 감소할 수 있으며, 제 3 열의 터치 라인(TL3)은 기준 터치 전극(TE_ref)인 제 1 행의 터치 전극(예를 들어, TE(1)13)으로부터 점핑 간격이 3씩 감소할 수도 있을 것이다.
또한, 동일한 터치 라인에 배치되는 터치 전극이 모두 동일한 점핑 간격을 가지도록 배치될 수도 있지만, 하나의 터치 블록(BLOCK) 내에 배치되는 터치 전극 개수의 약수(1을 제외함)에 해당하지 않는다면 동일한 터치 라인에 해당하는 터치 전극이 서로 다른 점핑 간격을 가지도록 배치될 수도 있을 것이다.
이러한 상태에서 터치 전극(TE)에 터치가 발생하는 경우에, 터치 지점에 위치하는 터치 전극(TE)으로부터 검출되는 터치 센싱 신호(TSS)의 값이 최고 강도를 나타내게 되고, 최고 강도의 터치 전극으로부터 가까운 거리에 있는 터치 전극일수록 터치 센싱 신호(TSS)의 강도가 높게 나타난다.
따라서, 실제로 터치가 발생하는 터치 블록에서는 터치 지점을 중심으로 최고 강도의 터치 전극으로부터 인접한 터치 전극의 거리에 따라, 터치 센싱 신호(TSS)의 강도가 정규 분포 또는 가우시안 분포를 나타내게 된다.
반면, 터치 블록(BLOCK1 ~ BLOCK4)마다 터치 라인(TL)이 연결되는 터치 전극(TE)의 배열이 상이하기 때문에, 실제 터치가 발생하지 않은 터치 블록에서는 최고 강도의 터치 전극을 기준으로 인접한 터치 전극의 거리에 따라 터치 센싱 신호(TSS)의 강도가 불규칙한 분포를 나타내게 될 것이다.
여기에서는 제 3 터치 블록(BLOCK3)의 제 3 행 제 3 열에 위치하는 터치 전극(TE(3)33)에서 터치가 발생한 경우를 예로 들고 있다.
제 3 터치 블록(BLOCK3)의 제 3 행 제 3 열에 위치하는 터치 전극(TE(3)33)에서 터치가 발생한 경우, 제 3 행 제 3 열에 위치하는 터치 전극(TE(3)33)의 터치 센싱 신호(TSS)의 강도는 최고 값을 나타낼 것이며, 제 3 행 제 3 열에 위치하는 터치 전극(TE(3)33)과 인접한 터치 전극(예를 들어, TE(3)32 등)에서는 최고 강도의 터치 전극(TE(3)33)과의 거리가 가까울수록 커플링 영향으로 높은 강도의 터치 센싱 신호(TSS)가 검출될 것이다.
도 6은 도 5의 경우에 실제 터치가 발생한 제 3 터치 블록(BLOCK3) 내의 터치 전극에서 검출되는 터치 센싱 신호(TSS)의 분포를 강도가 높은 순서대로 배열한 도표이다.
이를 참조해서, 터치 센싱 신호(TSS)의 분포를 살펴보면, 터치 센싱 신호(TSS)의 강도가 가장 높은 터치 전극(TE)의 실제 터치 지점에 위치하는 제 3 행 제 3 열의 터치 전극(TE(3)33)이 될 것이다.
이 때, 제 3 터치 블록(BLOCK3)의 제 3 행 제 3 열에 위치하는 터치 전극(TE(3)33)은 제 3 터치 라인(TL3)에 의해서 제 1 터치 블록(BLOCK1)의 제 1 행 제 3 열 터치 전극(TE(1)13), 제 2 터치 블록(BLOCK2)의 제 4 행 제 3 열 터치 전극(TE(2)43), 및 제 4 터치 블록(BLOCK4)의 제 2 행 제 4 열 터치 전극(TE(4)24)과 연결된다. 따라서, 이들 터치 전극(TE(1)13, TE(2)43, 및 TE(4)24)의 터치 센싱 신호(TSS)는 제 3 터치 블록(BLOCK3)의 제 3 행 제 3 열 터치 전극(TE(3)33)과 동일한 강도로 검출될 수 있다.
이 때, 실제 터치가 발생한 제 3 터치 블록(BLOCK3)에서 제 3 행 제 3 열 터치 전극(TE(3)33)과 가장 가까운 위치에 있는 터치 전극(TE)은 가로 및 세로 방향으로 인접한 제 2 행 제 3 열 터치 전극(TE(3)23), 제 3 행 제 2 열 터치 전극(TE(3)32), 제 3 행 제 4 열 터치 전극(TE(3)34), 및 제 4 행 제 3 열 터치 전극(TE(3)43)이 될 수 있다.
따라서, 제 2 행 제 3 열 터치 전극(TE(3)23), 제 3 행 제 2 열 터치 전극(TE(3)32), 제 3 행 제 4 열 터치 전극(TE(3)34), 및 제 4 행 제 3 열 터치 전극(TE(3)43)에서 검출되는 터치 센싱 신호(TSS)는 제 3 행 제 3 열 터치 전극(TE(3)33)에서 검출되는 강도(예를 들어, 100)보다 낮지만 두 번째로 높은 강도(예를 들어, 50)를 나타낼 것이다.
그러나, 터치 라인(TL)을 통해서 제 3 터치 블록(BLOCK3)의 제 2 행 제 3 열 터치 전극(TE(3)23)과 연결되는 다른 터치 블록(BLOCK1, BLOCK2, BLOCK4) 내의 터치 전극(TE)은 서로 다른 점핑 간격으로 인해서, 해당 터치 블록 내에서 제 2 행 제 3 열에 위치하지 않게 되어, 터치 센싱 신호(TSS)의 분포가 달라지게 된다. 이는 터치 라인(TL)을 통해서 제 3 터치 블록(BLOCK3)의 제 3 행 제 2 열 터치 전극(TE(3)32), 제 3 행 제 4 열 터치 전극(TE(3)34), 및 제 4 행 제 3 열 터치 전극(TE(3)43)과 연결되는 다른 터치 블록(BLOCK1, BLOCK2, BLOCK4) 내의 터치 전극(TE)의 경우도 마찬가지일 것이다.
따라서, 제 3 터치 블록(BLOCK3) 내에서 두 번째로 높은 터치 센싱 신호(TSS)의 강도를 나타내는 터치 전극(TE(3)23, TE(3)32, TE(3)34, TE(3)43)의 분포는 다른 터치 블록(BLOCK1, BLOCK2, BLOCK4)에서 상이한 배열로 나타나게 될 것이다.
또한, 제 3 터치 블록(BLOCK3)에서 최고 강도의 터치 전극(TE(3)33)으로부터 대각선 방향으로 인접한 제 2 행 제 2 열 터치 전극(TE(3)22), 제 2 행 제 4 열 터치 전극(TE(3)24), 제 4 행 제 2 열 터치 전극(TE(3)42), 및 제 4 행 제 4 열 터치 전극(TE(3)44)은 제 3 행 제 3 열 터치 전극(TE(3)33)으로부터 두 번째로 가까운 거리에 위치하기 때문에, 제 3 행 제 3 열 터치 전극(TE(3)33)에서 검출되는 강도(예를 들어, 100)를 기준으로 세 번째로 높은 강도(예를 들어, 25)를 나타낼 것이다.
그러나, 터치 라인(TL)을 통해서 제 3 터치 블록(BLOCK3)의 제 2 행 제 2 열 터치 전극(TE(3)22)과 연결되는 다른 터치 블록(BLOCK1, BLOCK2, BLOCK4) 내의 터치 전극(TE)은 서로 다른 점핑 간격으로 인해서, 해당 터치 블록 내에서 제 2 행 제 2 열에 위치하지 않게 되어 터치 센싱 신호(TSS)의 분포가 달라지게 된다. 이는 터치 라인(TL)을 통해서 제 3 터치 블록(BLOCK3)의 제 2 행 제 2 열 터치 전극(TE(3)22), 제 2 행 제 4 열 터치 전극(TE(3)24), 및 제 3 행 제 3 열 터치 전극(TE(3)33)과 연결되는 다른 터치 블록(BLOCK1, BLOCK2, BLOCK4) 내의 터치 전극(TE)의 경우도 마찬가지일 것이다.
이와 같이, 터치 라인(TL)마다 연결하는 터치 블록(BLOCK) 별로 증가 또는 감소하는 점핑 간격을 상이하게 설정함으로써, 실제 터치가 발생한 터치 블록(예를 들어, BLOCK3)에서 나타나는 터치 센싱 신호(TSS)의 정규 분포(또는 가우시안 분포)가 터치가 발생하지 않은 터치 블록(예를 들어, BLOCK1, BLOCK2, BLOCK4)에서는 형성되지 않기 때문에, 실제 터치와 고스트 터치를 구별할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 라인이 연결되는 터치 전극의 배열이 터치 블록별로 상이하게 배치된 상태에서 터치 고스트를 판단하는 터치 구동 방법을 예시로 나타낸 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서, 터치 라인(TL)이 연결되는 터치 전극(TE)의 배열이 터치 블록(BLOCK)별로 상이하게 배치된 상태에서 터치 고스트를 판단하는 터치 구동 방법은 터치 블록(BLOCK)별로 터치 센싱 신호(TSS)를 검출하는 단계, 터치 블록(BLOCK) 내에서 최고 강도의 터치 센싱 신호(TSS)를 가지는 최고 강도의 터치 전극을 검출하는 단계, 최고 강도의 터치 전극을 기준으로 거리에 따른 터치 센싱 신호(TSS)를 검출하는 단계, 최고 강도의 터치 전극을 기준으로 거리에 따른 터치 센싱 신호(TSS)가 최고 강도의 터치 전극을 기준으로 정규 분포(또는 가우시안 분포)인지 판단하는 단계, 및 정규 분포가 아닌 경우 터치 고스트로 판단하는 단계를 포함한다.
터치 블록(BLOCK)별로 터치 센싱 신호(TSS)를 검출하는 단계는 디스플레이 패널(110)이 복수의 터치 블록(BLOCK)으로 분할된 상태에서, 터치 회로(200)를 통해 각 터치 블록(BLOCK)을 선택적으로 구동함으로써, 각 터치 블록(BLOCK) 내에 위치하는 터치 전극(TE)으로부터 터치 센싱 신호(TSS)를 수신하는 단계이다.
터치 블록(BLOCK) 내에서 최고 강도의 터치 센싱 신호(TSS)를 가지는 최고 강도의 터치 전극을 검출하는 단계는 임의의 터치 블록(BLOCK)에서 터치 센싱 신호(TSS)가 검출되는 경우, 터치 센싱 신호(TSS)가 검출된 터치 블록(BLOCK) 내에 배치된 모든 터치 전극(TE)을 대상으로 터치 센싱 신호(TSS)의 강도를 비교하여, 최고 강도의 터치 센싱 신호(TSS)를 나타내는 터치 전극(TE)을 검출하는 단계이다.
최고 강도의 터치 전극을 기준으로 거리에 따른 터치 센싱 신호(TSS)를 검출하는 단계는 최고 강도의 터치 센싱 신호(TSS)를 나타내는 터치 전극(TE)이 결정된 상태에서, 최고 강도의 터치 전극을 기준으로 가장 가까운 거리에 위치하는 터치 전극(TE)부터 순차적으로 각 터치 전극(TE)의 터치 센싱 신호(TSS)를 검출하는 단계이다.
이 때, 실제 터치가 발생한 터치 블록(BLOCK)에서는 최고 강도의 터치 전극을 기준으로 가까운 거리에 배치된 터치 전극(TE)일수록 높은 강도의 터치 센싱 신호(TSS)가 나타날 것이므로, 최고 강도의 터치 전극으로부터 거리에 반비례하는 터치 센싱 신호(TSS)가 검출될 것이다. 즉, 실제 터치가 발생한 터치 블록(BLOCK)에서는 최고 강도의 터치 전극을 기준으로 거리에 따라 정규 분포 또는 가우시안 분포를 나타내는 터치 센싱 신호(TSS)가 검출될 것이다.
최고 강도의 터치 전극을 기준으로 거리에 따른 터치 센싱 신호(TSS)가 최고 강도의 터치 전극을 기준으로 정규 분포(또는 가우시안 분포)인지 판단하는 단계는 각 터치 블록(BLOCK)을 대상으로 최고 강도의 터치 전극을 기준으로 인접한 터치 전극에서 검출되는 터치 센싱 신호(TSS)가 정규 분포 또는 가우시안 분포를 나타내는지 판단하는 단계이다.
정규 분포가 아닌 경우 터치 고스트로 판단하는 단계는 각 터치 블록(BLOCK)에서 최고 강도의 터치 전극을 기준으로 인접한 터치 전극의 터치 센싱 신호(TSS)의 분포가 정규 분포(또는 가우시안 분포)인 경우에는 해당 터치 블록(BLOCK)에서 실제 터치가 발생한 것으로 판단하지만, 그렇지 않은 경우에는 해당 터치 블록(BLOCK)의 터치 센싱 신호(TSS)를 고스트 터치로 판단하여 터치 검출에서 제외하는 단계이다.
위에서 설명한 바와 같이, 터치 블록(BLOCK) 별로 동일한 터치 라인(TL)에 연결되는 터치 전극(TE)의 배열이 상이하게 배치함으로써, 터치 라인(TL) 및 터치 채널의 개수를 감소시킬 수 있으며, 이러한 구조에서 각 터치 블록(BLOCK) 별로 터치 센싱 신호(TSS)의 분포를 통해서 실제 터치와 고스트 터치를 구분할 수 있다.
한편, 위에서는 스플릿 타입의 터치 전극(TE) 구조를 예로 들어서 설명하였지만, 터치 블록(BLOCK)에 배치되는 터치 전극(TE)의 구조는 다양하게 변경될 수 있을 것이다.
예를 들어, 터치 블록(BLOCK) 내에 배치되는 터치 전극(TE)의 크기는 서로 상이할 수 있으며, 일정한 방향으로 서로 길이가 다를 수도 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 인접한 행에 배치되는 터치 전극의 크기가 서로 다른 직조 타입의 터치 전극 구조를 예시로 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서, 직조 타입의 터치 전극(TE)이 배치된 디스플레이 패널(110)은 다수의 컨택홀을 통해 다수의 터치 전극(TE)과 전기적으로 연결되는 다수의 터치 라인(TL)을 포함하되, 인접한 행에 배치되는 터치 전극(TE)의 크기가 서로 다를 수 있다.
예를 들어, i 번째 행(i)에 배치되는 터치 전극(TE(i)1, TE(i)2, TE(i)3, TE(i)4)의 크기는 i-1 번째 행(i-1)에 배치되는 터치 전극(TE(i-1)2) 및 i+1 번째 행(i+1)에 배치되는 터치 전극(TE(i+1)1)의 크기와 다를 수 있다. 따라서, 직조 타입의 터치 전극(TE)이 배치된 디스플레이 패널(110)에서는, 다수의 행(i-4, i-3, i-2, i-1, i, i+1, i+2, i+3) 각각에 동일한 개수의 터치 전극(TE)이 배치되지 않으며, 임의의 인접한 2개의 행(예를 들어, i+1 번째 행과 i 번째 행) 중 어느 한 행(예를 들어, i 번째 행)에는 다른 행(예를 들어, i+1 번째 행)보다 많은 수의 터치 전극(TE)이 배치될 수 있다.
이 때, 행 방향으로 길게 형성되는 터치 전극(예를 들어, TE(i-1)2 와 TE(i+1)1)을 장형 터치 전극이라고 지칭하고, 나머지 터치 전극(예를 들어, TE(i)1, TE(i)2, TE(i)3, TE(i)4, 및 TE(i+2)1)은 단형 터치 전극이라고 지칭할 수 있을 것이다.
행 방향으로 길이가 긴 장형 터치 전극과 길이가 짧은 단형 터치 전극은 열 방향으로 교차 배치되면서, 매트릭스 구조로 이루어진 터치 블록(BLOCK)을 형성할 수 있다.
한편, 장형 터치 전극보다 작은 크기를 가지는 단형 터치 전극은 장형 터치 전극의 길이에 대응되도록 일정한 개수를 동일한 터치 라인(TL)으로 연결할 수 있는데, 예를 들어, i번째 행의 1번째 터치 전극(TE(i)1)과 (i+2)번째 행의 1번째 터치 전극(TE(i+2)1)을 하나의 터치 라인(TL2)에 의해 서로 전기적으로 연결할 수 있다.
이 경우, 하나의 터치 라인(TL2)에 의해 연결된 둘 이상의 터치 전극(TE(i)1 과 TE(i+2)1)은 (i+1)번째 행에 위치하는 장형 터치 전극(TE(i+1)1)에 의해 서로 떨어져 배치되지만, 터치 구동의 경우에 같은 전위 상태이므로 하나의 터치 전극(TE)으로 동작할 수 있다. 따라서, 하나의 터치 라인(TL)에 의해 연결되는 둘 이상의 단형 터치 전극은 다른 터치 전극에 의해 이격되고 서로 다른 행에 배치되더라도, 동일 라인에 의해 전기적으로 연결된 단형 터치 전극 블록을 형성하기 때문에 하나의 단형 터치 전극처럼 동작할 수 있다. 이 때, 동일 라인으로 연결된 단형 터치 전극을 하나의 단형 터치 전극으로 볼 수도 있고, 단형 터치 전극 블록이라고 할 수도 있을 것이다.
이와 같이, 길이가 짧은 단형 터치 전극을 특정 개수 단위로 동일한 터치 라인(TL)에 연결함으로써 단형 터치 전극 블록을 형성할 수 있는데, 하나의 터치 라인(TL)에 의해 동일 라인으로 연결되는 단형 터치 전극의 개수는 길이가 긴 장형 터치 전극의 크기에 따라 달라질 수 있다.
한편, 여기에서는 행 방향으로 길이가 긴 장형 터치 전극이 열 방향으로 인접한 장형 터치 전극에 대해서 동일한 위치에 배치되는 구조를 나타내고 있지만, 장형 터치 전극들이 열 방향으로 서로 어긋난 위치에 배치될 수도 있을 것이다.
이와 같이, 행 방향으로 길이가 긴 장형 터치 전극과 길이가 짧은 단형 터치 전극이 열 방향으로 교대로 배열되는 직조 타입의 터치 전극 구조의 경우, 길이가 긴 N개(N은 2 이상의 정수)의 장형 터치 전극과 열 방향으로 나란하게 배치되며 장형 터치 전극에 대응되는 M개(M은 2 이상의 정수)의 단형 터치 전극 블록을 포함하여 하나의 터치 블록(BLOCK)으로 구분할 수 있을 것이다.
예를 들어, 장형 터치 전극의 길이가 단형 터치 전극 2개의 길이에 대응되는 경우에는, 열 방향으로 배열된 2개의 단형 터치 전극이 하나의 동일 라인으로 연결된 단형 터치 전극 블록을 구성할 수 있으므로, 2개의 장형 터치 전극과 각각이 동일 라인으로 연결된 2개의 단형 터치 전극 블록을 포함하여, 하나의 터치 블록(BLOCK)으로 구분할 수 있다.
여기에서는, 2개의 장형 터치 전극과 동일 라인으로 연결된 2개의 단형 터치 전극 블록이 2X2 의 크기로 배치된 영역이 하나의 터치 블록(BLOCK)에 해당하게 될 것이다.
이와 같이, 인접한 행에 배치되는 터치 전극(TE)의 크기가 서로 다른 직조 타입의 터치 전극 구조의 경우, 하나의 터치 라인(TL)에 함께 연결되는 단형 터치 전극의 개수와 장형 터치 전극 하나의 길이에 따라 터치 블록(BLOCK)의 영역은 다양하게 변경될 수 있을 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 터치 디스플레이 장치
110: 디스플레이 패널
120: 디스플레이 구동 회로
200: 터치 회로
210: 터치 센싱 회로
220: 터치 컨트롤러

Claims (17)

  1. 복수개로 분할된 터치 블록 내에 다수의 터치 전극이 배열되고, 제 1 방향으로 연장되며 상기 터치 블록마다 적어도 하나의 터치 전극에 연결되는 다수의 터치 라인이 배치되는 디스플레이 패널; 및
    상기 다수의 터치 라인으로부터 터치 센싱 신호를 수신하고, 상기 터치 블록별로 검출되는 터치 센싱 신호의 분포에 따라 터치를 판단하는 터치 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 터치 전극은
    상기 터치 블록 내에서 행 및 열 방향으로 서로 분리된 스플릿 타입으로 배열되는 터치 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 터치 전극은
    상기 터치 블록 내에서 인접한 행에 배치되는 터치 전극의 크기가 서로 상이한 직조 타입으로 배열되는 터치 디스플레이 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 다수의 터치 전극은
    적어도 둘 이상의 터치 블록 내에 서로 다른 개수로 배열되는 터치 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 터치 라인은
    상기 터치 블록 내의 기준 터치 전극으로부터 일정한 점핑 간격만큼 이격된 터치 전극에 각각 연결되는 터치 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기준 터치 전극은
    상기 터치 블록 내의 제 1 행에 위치한 터치 전극인 터치 디스플레이 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 점핑 간격은
    동일한 터치 블록 내에 배치된 적어도 둘 이상의 터치 라인 사이에 서로 다른 값을 가지는 터치 디스플레이 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 점핑 간격은
    상기 제 1 방향에 대해서, 상기 터치 블록별로 순차적으로 증가 또는 감소하는 값을 가지는 터치 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 터치 블록별로 순차적으로 증가 또는 감소하는 값은
    상기 터치 블록 내에서 상기 제 1 방향으로 배치되는 터치 전극 개수의 약수(1을 제외함)에 해당하지 않는 값인 터치 디스플레이 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 회로는
    상기 터치 센싱 신호의 분포가 정규 분포 또는 가우시안 분포인 경우에, 해당하는 터치 블록에 대한 터치를 실제 터치로 판단하는 터치 디스플레이 장치.
  11. 복수개로 분할된 터치 블록 내에 다수의 터치 전극이 배열되고, 제 1 방향으로 연장되며 상기 터치 블록마다 적어도 하나의 터치 전극에 연결되는 다수의 터치 라인이 배치되는 디스플레이 패널에 대한 터치 구동 방법에 있어서,
    상기 터치 블록별로 터치 센싱 신호를 검출하는 단계;
    각 터치 블록 내에서 최고 강도의 터치 센싱 신호를 가지는 최고 강도의 터치 전극을 검출하는 단계;
    상기 최고 강도의 터치 전극을 기준으로 거리에 따른 터치 센싱 신호를 검출하는 단계;
    상기 최고 강도의 터치 전극을 기준으로 거리에 따른 터치 센싱 신호가 최고 강도의 터치 전극을 기준으로 지정된 분포를 나타내는지 판단하는 단계; 및
    상기 최고 강도의 터치 전극을 기준으로 거리에 따른 터치 센싱 신호가 상기 지정된 분포에 해당하지 않는 경우에 터치 고스트로 판단하는 단계를 포함하는 터치 구동 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 다수의 터치 라인은
    상기 터치 블록 내의 기준 터치 전극으로부터 일정한 점핑 간격만큼 이격된 터치 전극에 각각 연결되는 터치 구동 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기준 터치 전극은
    상기 터치 블록 내의 제 1 행에 위치한 터치 전극인 터치 구동 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 점핑 간격은
    동일한 터치 블록 내에 배치된 적어도 둘 이상의 터치 라인 사이에 서로 다른 값을 가지는 터치 구동 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 점핑 간격은
    상기 제 1 방향에 대해서, 상기 터치 블록별로 순차적으로 증가 또는 감소하는 값을 가지는 터치 구동 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 터치 블록별로 순차적으로 증가 또는 감소하는 값은
    상기 터치 블록 내에서 상기 제 1 방향으로 배치되는 터치 전극 개수의 약수(1을 제외함)에 해당하지 않는 값인 터치 구동 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 지정된 분포는
    정규 분포 또는 가우시안 분포인 터치 구동 방법.
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