KR101607694B1 - 영상표시장치 및 터치 드라이버 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 패널 및 그를 포함하는 영상표시장치에 관한 것으로, 자기 정전용량 방식으로 구동하는 터치 패널에 있어서, 다수의 터치 IC를 포함하는 터치 드라이버와; 상기 다수의 터치 IC에 의해 각각 제어되는 다수의 터치 그룹을 포함하는 터치부를 포함하며, 상기 다수의 터치 그룹은 다수의 패턴 전극으로 이루어지고, 상기 다수의 터치 IC 중 선택된 복수의 터치 IC는 동일한 타이밍에 각 터치 그룹으로 센싱 전압을 인가하는 것을 특징으로 한다.

Description

영상표시장치 및 터치 드라이버{IMAGE DISPLAY DEVICE AND TOUCH DRIVER}
본 발명은 터치 패널 및 그를 포함하는 영상표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 센싱 신호의 위상차를 조절하여 터치 IC가 출력하는 센싱 신호의 위상차에 따른 터치 노이즈를 저감할 수 있도록 하는 터치 패널 및 그를 포함하는 영상표시장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 분야에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비 전력화 등의 특징을 지닌 여러 영상표시장치, 예를 들어, 액정표시장치(Liquid Crystal Display device), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display device) 등이 연구되고 있다.
그리고, 이러한 영상표시장치의 표시패널 상에 터치패널(touch panel)을 부착하는 애드 온(Add On) 타입의 터치 스크린 패널이나, 터치패널(touch panel)이 표시패널의 내부에 형성되는 온-셀(On Cell) 또는 인-셀(In Cell) 타입의 터치 스크린 패널이 각광받고 있다.
이와 같은 터치 스크린 패널은, 영상을 표시하는 출력수단으로 사용되는 동시에, 표시된 영상의 특정부위를 터치하여 사용자의 명령을 입력 받는 입력수단으로 사용된다.
예를 들어, 사용자가 표시패널에 표시되는 영상을 보면서 화면을 터치하면, 터치 패널은 해당 부위의 위치정보를 검출하고, 영상의 위치정보와 검출된 위치정보를 비교하여 사용자의 명령을 인식할 수 있도록 검출된 위치정보를 시스템 등으로 전달하는 역할을 한다.
여기서, 터치 패널은, 위치정보 검출방식에 따라 저항막방식, 정전용량방식, 적외선방식, 초음파방식 등으로 구분될 수 있다.
이 중에서 정전용량방식은 자기용량(self capacitance) 방식과 상호용량(mutual capacitance) 방식으로 구분될 수 있다.
자기용량 방식 터치 패널은 베이스 부재에 복수의 센싱 전극이 형성되며, 외부로부터의 터치가 있는 경우에 센싱 전극에서 발생하는 정전용량의 변화를 감지하여 터치 지점의 위치정보를 검출할 수 있다.
이때, 자기용량 방식 터치 패널은 센싱 전극이 단층구조로 형성되며, 센싱 전극마다 고유의 좌표정보를 가질 수 있다.
상호용량 방식 터치 패널은 베이스 부재에 각각 서로 다른 방향성을 갖는 복수의 제 1 및 제 2 센싱 전극이 형성되며, 외부로부터의 터치가 있는 경우에 분리되어 배치된 제 1 및 제 2 센싱 전극에서의 정전용량 상호변화를 감지하여 터치 지점의 위치정보를 검출할 수 있다.
이때, 상호용량 방식 터치 패널은 제 1 및 제 2 센싱 전극이 복층구조로 형성되며, 제 1 및 제 2 센싱 전극을 통해 각각 x축 좌표정보, y축 좌표정보를 검출할 수 있다.
그런데, 영상표시장치의 내면에 형성되는 인-셀(In Cell) 타입의 터치 스크린 패널의 경우는 센싱 전극과 게이트 배선 또는 데이터 배선 사이의 거리가 작기 때문에 내부 커패시터의 용량이 매우 커지게 된다.
따라서, 인-셀(In Cell) 타입의 터치 스크린 패널의 경우에 상호용량 방식으로 위치정보를 센싱하게 되면 터치에 의한 전체 커패시터의 용량 변화량도 작고, 노이즈에 의한 영향도 많이 받게 되는 문제점이 존재한다.
이하에서는 자기용량 방식으로 구동하는 인-셀(In Cell) 타입의 터치 스크린 패널을 도면과 함께 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 자기정전 용량 방식으로 구동하는 터치 패널을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도1에 도시한 바와 같이, 터치 패널(1)은, 터치 드라이버(10)와 터치부(20)을 포함할 수 있다.
터치 드라이버(10)는 터치부(20)로 센싱 신호를 출력하여 터치 입력을 감지하는 역할을 한다.
터치부(20)는 어레이 기판(미도시) 상에 형성되는 복수개의 패턴 전극(22)을 포함할 수 있다.
이러한 패턴 전극(22)은 터치 구간에서는 터치 입력을 센싱하는 센싱 전극으로 동작하고, 표시 구간에서는 공통 전압이 인가되는 공통 전극으로 동작할 수 있다.
이때, 터치 드라이버(10)의 다수의 출력채널은 연결 라인(12)을 통해 각각의 패턴 전극과 연결될 수 있다.
예를 들어, 터치 드라이버(10)에는 40개의 출력채널이 구비되며, 각 출력채널이 40개의 패턴 전극과 각각 연결될 수 있다.
즉, 도시한 바와 같이, 제 1 내지 제 8행의 패턴 전극은 각각 제 1 내지 제 8 연결라인(12a 내지 12h)와 연결될 수 있다.
도2는 터치 패널의 터치부의 등가회로도이고, 도3은 자기정전 용량 방식의 터치 감지를 설명하기 위해 참조되는 도면이다. 도1을 더욱 참조하여 설명한다.
터치 입력이 발생하기 전(No Touch)에는 터치 패널의 터치부(20)와 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)과의 사이에서 각각 게이트 정전용량(Cgate) 및 데이터 정전용량(Cdata)이 생기고, 기타 기생용량(Cothers)이 생기게 된다.
그리고, 터치 입력이 발생(Touch)하면, 도2에 도시한 바와 같이, 터치 패널의 터치부(20)와 터치 입력수단(사용자의 손 또는 터치 기구)과의 사이에서 터치 용량(Cfinger)이 생기게 된다.
그리고, 터치부(20)에는 입력 저항과 패널 저항의 합인 저항(R)이 부하로 걸리게 된다.
이러한 터치 패널의 용량 변화로 인하여, 터치 입력이 발생하기 전(No Touch)과 터치 입력이 발생(Touch)하는 경우에 센싱 전압(Vo)가 디스 차징되어 감지 전압(Vx)이 되는데 걸리는 시간이 상이하게 된다.
즉, 도3에 도시한 바와 같이, 터치 입력이 발생하기 전(No Touch)에는 센싱 전압(Vo)이 디스 차징되어 감지 전압(Vx)이 되는데 걸리는 감지시간이 'tx'가 되는 반면에, 터치 입력이 발생(Touch)하는 경우에는 센싱 전압(Vo)이 디스 차징되어 감지 전압(Vx)이 되는데 걸리는 감지시간이 증가하여 'tx+△t'가 된다.
이는, 터치 입력이 발생(Touch)하게 되면 터치부(20)에서의 전체 용량이 'Cgate+Cdata+Cothers+Cfinger'로 늘어나기 때문에, 센싱 전압(Vo)이 디스 차징되어 감지 전압(Vx)이 되는데 걸리는 감지시간이 증가하는 것이다.
또한, 도시하지는 않았지만 이러한 터치 패널의 용량 변화로 인하여, 터치 입력이 발생하기 전(No Touch)과 터치 입력이 발생(Touch)하는 경우에 센싱 전압이 감지 전압(Vx)까지 차징되는데 걸리는 감지 시간도 증가하게 된다.
이처럼 자기용량 방식으로 구동하는 터치 패널의 경우는 각 패턴 전극에서의 미 터치시와 터치시의 감지시간의 변화를 비교함에 따라 터치 입력이 발생하였는지 여부를 판단하게 된다.
그런데, 자기용량 방식으로 구동하는 인-셀(In Cell) 타입의 터치 패널은 터치 감도를 높이기 위하여 더욱 많은 패턴 전극이 필요하다.
그런데, 현재 사용되는 터치 드라이버는 증가된 패턴 전극과 연결하기 위한 출력채널의 수가 부족하다는 문제점이 존재한다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다수의 터치 그룹을 제어하는 다수의 터치 IC에서 각각 센싱 신호를 출력하여 터치 그룹 별로 외부로부터의 터치를 센싱하도록 제어함에 있어서, 센싱 신호의 위상차를 조절하여 터치 IC가 출력하는 센싱 신호의 위상차에 따른 터치 노이즈를 저감할 수 있도록 하는 터치 패널 및 그를 포함하는 영상표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 터치 패널은, 자기 정전용량 방식으로 구동하는 터치 패널에 있어서, 다수의 터치 IC를 포함하는 터치 드라이버와; 상기 다수의 터치 IC에 의해 각각 제어되는 다수의 터치 그룹을 포함하는 터치부를 포함하며, 상기 다수의 터치 그룹은 다수의 패턴 전극으로 이루어지고, 상기 다수의 터치 IC 중 선택된 복수의 터치 IC는 동일한 타이밍에 각 터치 그룹으로 센싱 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 한다.
여기서, 상기 터치 IC는, 터치 입력이 발생하기 전에 상기 센싱 전압이 차징되거나 디스 차징되어 감지 전압이 되는데 걸리는 각 패턴 전극 별 기준 감지시간을 저장하는 메모리부와; 상기 터치 입력이 발생하는 경우에 상기 메모리부로부터 전달 받은 변화된 감지시간과 기준 감지시간을 비교하여 터치가 발생하였는지 여부 등을 판단하는 비교부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 터치 드라이버는, 상기 패턴 전극에 센싱 전압 또는 공통 전압을 전달하기 위한 전압 스위칭부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 터치 드라이버는, 상기 터치 IC가 제어하는 터치 그룹을 변경하기 위해 출력채널 연결을 스위칭하는 터치그룹 스위칭부를 더 포함할 수도 있다.
그리고, 동일한 타이밍에 각 터치 그룹으로 센싱 전압을 인가하는 상기 복수의 터치 IC는, 상기 센싱 전압이 동일한 위상이 되도록 미리 조절하여 저장된 센싱 전압을 이용하여 상기 각 터치 그룹을 제어할 수 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 터치 패널을 포함하는 영상표시장치는, 영상을 표시하는 표시패널과, 자기 정전용량 방식으로 구동하여 터치 입력을 감지하는 터치 패널을 포함하는 영상표시장치에 있어서, 상기 터치 패널은, 다수의 터치 IC를 포함하는 터치 드라이버와; 상기 다수의 터치 IC에 의해 각각 제어되는 다수의 터치 그룹을 포함하는 터치부를 포함하며, 상기 다수의 터치 그룹은 다수의 패턴 전극으로 이루어지고, 상기 다수의 터치 IC 중 선택된 복수의 터치 IC는 동일한 타이밍에 각 터치 그룹으로 센싱 전압을 인가하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 터치 IC는, 터치 입력이 발생하기 전에 상기 센싱 전압이 차징되거나 디스 차징되어 감지 전압이 되는데 걸리는 각 패턴 전극 별 기준 감지시간을 저장하는 메모리부와; 상기 터치 입력이 발생하는 경우에 상기 메모리부로부터 전달 받은 변화된 감지시간과 기준 감지시간을 비교하여 터치가 발생하였는지 여부 등을 판단하는 비교부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 터치 드라이버는, 상기 패턴 전극에 센싱 전압 또는 공통 전압을 전달하기 위한 전압 스위칭부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 터치 드라이버는, 상기 터치 IC가 제어하는 터치 그룹을 변경하기 위해 출력채널 연결을 스위칭하는 터치그룹 스위칭부를 더 포함할 수도 있다.
그리고, 동일한 타이밍에 각 터치 그룹으로 센싱 전압을 인가하는 상기 복수의 터치 IC는, 상기 센싱 전압이 동일한 위상이 되도록 미리 조절하여 저장된 센싱 전압을 이용하여 상기 각 터치 그룹을 제어할 수 있다.
일 측면에서, 본 실시예들은, 다수의 터치 IC를 포함하는 터치 드라이버와, 다수의 터치 IC에 의해 각각 제어되는 다수의 터치 그룹을 포함하는 터치부를 포함하며, 다수의 터치 그룹 각각은 다수의 패턴 전극으로 이루어지고, 다수의 터치 IC 중 선택된 복수의 터치 IC는 동일한 타이밍에 각 터치 그룹으로 센싱 전압을 인가하는 영상표시장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 본 실시예들은, 센싱 전압을 출력하는 다수의 터치 IC를 포함하되, 다수의 터치 IC 중 선택된 복수의 터치 IC는, 다수의 패턴 전극으로 이루어진 복수의 터치 그룹으로 센싱 전압을 동일한 타이밍에 출력하는 터치 드라이버를 제공할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 실시예들은, 다수의 패턴 전극이 배치된 표시패널과, 터치 구간 동안 센싱 전압을 출력하고 표시 구간 동안 센싱 전압과는 다른 전압을 출력하는 터치 드라이버를 포함하고, 터치 드라이버는, 터치 구간 동안, 터치 입력을 센싱하기 위한 센싱 전압을 패턴 전극으로 인가하는 동일한 타이밍에, 센싱 전압과 동일한 위상의 전압을 적어도 하나의 다른 패턴 전극으로 인가하는 영상표시장치를 제공할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 실시예들은, 터치 구간 동안 센싱 전압을 출력하고, 표시 구간 동안 센싱 전압과는 다른 전압을 출력하며, 센싱 전압 또는 공통 전압을 출력하기 위한 전압 스위칭부를 포함하고, 터치 구간 동안, 터치 입력을 센싱하기 위한 센싱 전압을 표시패널에 배치된 패턴 전극으로 인가하는 동일한 타이밍에, 센싱 전압과 동일한 위상의 전압을 적어도 하나의 다른 패턴 전극으로 인가하는 터치 드라이버를 제공할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치 패널 및 그를 포함하는 영상표시장치에서는, 다수의 터치 그룹을 제어하는 다수의 터치 IC에서 각각 센싱 신호를 출력하여 터치 그룹 별로 외부로부터의 터치를 센싱하도록 제어함에 있어서, 센싱 신호의 위상차를 조절하여 터치 IC가 출력하는 센싱 신호의 위상차에 따른 터치 노이즈를 저감할 수 있다.
그 결과 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio)가 향상되므로 터치의 정확성, 터치의 감도 등 터치 패널의 성능이 향상될 수 있다.
도 1은 일반적인 자기정전 용량 방식으로 구동하는 터치 패널을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도2는 터치 패널의 터치부의 등가회로도이다.
도3은 자기정전 용량 방식의 터치 감지를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치 패널을 개략적으로 도시한 도면이다.
도5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치 패널을 개략적으로 도시한 도면이다.
도6은 본 발명에 따른 터치 드라이버에서 터치부로 공급되는 다수의 센싱 신호를 도시한 타이밍도이다.
도7a 및 도7b는 본 발명에 따른 터치 패널에서의 센싱 전압의 위상차에 따른 터치 노이즈 발생을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도8a 및 도8b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 터치 패널에서의 센싱 전압 위상차를 조절하여 센싱 전압의 위상차에 따른 터치 노이즈 저감을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도9 및 도10은 본 발명에 따른 터치 패널에서의 센싱 신호의 위상차 조절에 따른 터치 노이즈 저감을 비교하기 위한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치 패널을 개략적으로 도시한 도면이다.
도4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 영상표시장치는, 영상을 표시하는 표시패널(미도시)과 소스 드라이버(미도시)와 게이트 드라이버(미도시)와 타이밍 제어부(미도시) 등을 포함한다.
표시패널은 서로 교차하여 다수의 화소를 정의하는 다수의 게이트 배선(미도시) 및 다수의 데이터 배선(미도시)이 형성되는 어레이 기판(미도시) 및 어레이 기판과 대향 합착되는 컬러필터기판을 포함할 수 있다.
그리고, 각 화소에는 스위칭 소자(미도시)와 스토리지 커패시터(미도시) 등이 형성될 수 있다.
따라서, 영상표시장치는 스위칭 소자의 턴-온/오프를 제어하여 각 화소 마다 다양한 크기의 데이터 전압을 인가함에 따라 다양한 영상을 표시할 수 있다.
스토리지 커패시터는 데이터 전압을 한 프레임(frame) 동안 일정하게 유지시키는 역할을 한다.
소스 드라이버는 적어도 하나의 소스 드라이버 IC를 포함할 수 있으며, 타이밍 제어부로부터 전달 받은 영상신호와 다수의 데이터 제어신호를 이용하여 데이터 전압을 생성하고, 생성한 데이터 전압을 데이터 배선을 통해 표시패널로 공급할 수 있다.
게이트 드라이버는 예를 들어, GIP(Gate In Panel)방식 등으로 형성될 수 있으며, 타이밍 제어부로부터 전달 받은 제어신호를 이용하여 게이트 전압을 생성하고, 생성된 게이트 전압을 게이트 배선을 통해 표시패널로 공급하도록 제어할 수 있다.
여기서, 게이트 제어신호는, 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock) 등을 포함할 수 있다.
타이밍 제어부는 LVDS(Low Voltage Differential Signal) 인터페이스를 통해 그래픽 카드와 같은 시스템(System)으로부터 다수의 영상 신호 및 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE) 등과 같은 다수의 제어신호를 전달 받을 수 있다.
그리고, 타이밍 제어부는, 다수의 제어신호를 이용하여 게이트 드라이버를 제어하기 위한 게이트 제어신호와 소스 드라이버를 제어하기 위한 데이터 제어신호를 생성할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 외부로부터 전달 받은 전원전압을 이용하여 영상표시장치의 구성요소들을 구동하기 위한 구동전압을 생성하여 공급하는 전원 공급부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 영상표시장치는 터치 입력을 감지하는 터치 패널(100)를 더욱 구비할 수 있다.
터치 패널(100)은, 다수의 터치 IC(IC1 내지 IC6)를 구비하는 터치 드라이버(110)와 복수개의 패턴 전극(122)을 포함하는 터치부(120)를 포함할 수 있다.
터치 드라이버(110)는 메모리부(미도시)와 비교부(미도시) 등을 포함할 수 있으며, 터치부(120)로 센싱 신호를 출력하여 터치 입력을 감지하는 역할을 할 수 있다.
메모리부(미도시)는 터치 입력이 발생하기 전에 센싱 전압이 디스 차징되어 감지 전압이 되는데 걸리는 각 패턴 전극 별 기준 감지시간을 저장할 수 있다.
그리고, 메모리부(미도시)는 터치 입력이 발생하기 전에 전압이 감지 전압까지 차징되는데 걸리는 기준 감지 시간을 저장할 수도 있다.
비교부는 터치 입력이 발생하는 경우에 메모리부로부터 전달 받은 변화된 감지시간과 기준 감지시간을 비교하여 터치가 발생하였는지 여부 등을 판단하고, 터치가 발생한 위치에 관한 위치 정보를 얻을 수 있다.
그리고, 터치 드라이버(110)는 패턴 전극(122)에 센싱 전압 또는 공통 전압을 전달하기 위한 전압 스위칭부(미도시)를 더욱 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 패턴 전극(122)은 터치 구간에서 터치 입력을 센싱하는 센싱 전극으로 동작하고, 표시 구간에서 공통 전압이 인가되는 공통 전극으로 동작할 수 있다.
이때, 패턴 전극(122)은 전압 스위칭부의 스위칭에 따라 터치 구간에서 센싱 전압을 전달 받고, 표시 구간에서 공통 전압을 전달받을 수 있다.
즉, 전압 스위칭부는 예를 들어, 타이밍 제어부로부터 공급되는 동기 신호에 따라 센싱 전압을 전달하거나, 공통 전압을 전달할 수 있다.
예를 들어, 터치 구간에서는 패턴 전극(122) 마다 센싱 전압을 순차적으로 전달할 수 있고, 표시 구간에서는 동일한 타이밍에 다수의 패턴 전극(122)으로 동일한 공통 전압을 전달할 수 있다.
한편, 본 발명의 터치부(120)에는 다수의 패턴 전극(122)으로 이루어지는 다수의 터치 그룹(120A 내지 120F)이 정의될 수 있으며, 다수의 터치 그룹(120A 내지 120F)은 다수의 터치 IC(IC1 내지 IC6)에 의해 각각 제어될 수 있다.
예를 들어, 각 터치 그룹이 30개의 패턴 전극으로 이루어진다고 하면, 제 1 터치 IC(IC1)는 30개의 출력채널을 통해 제 1 터치 그룹(120A)의 30개의 패턴 전극으로 동시에 센싱 전압을 전달할 수 있다.
마찬가지로, 제 2 내지 제6 터치 IC(IC2 내지 IC6)는 30개의 출력채널을 통해 제 2 내지 제 6 터치 그룹(120B 내지 120F)의 각 30개의 패턴 전극으로 각각 센싱 전압을 전달할 수 있다.
그리고, 본 발명의 터치 드라이버(110)는 다수의 터치 그룹(120A 내지 120F) 중 선택된 복수개의 터치 그룹으로 동일한 타이밍에 센싱 전압이 전달되도록 제어할 수도 있다.
예를 들어, 다수의 터치 그룹(120A 내지 120F)을 세 부분으로 나누고, 제 1 및 제 4 터치 IC(IC1, IC4)는 동일한 타이밍에 센싱 전압을 출력하고, 순차적으로 제 2 및 제 5 터치 IC(IC2, IC5)는 동일한 타이밍에 센싱 전압을 출력하며, 순차적으로 제 3 및 제 6 터치 IC(IC3, IC6)는 동일한 타이밍에 센싱 전압을 출력하도록 제어할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 자기용량 방식으로 구동하는 인-셀(In Cell) 타입의 터치 패널은 다수의 패턴 전극을 각 터치 그룹 별로 센싱하기 위하여 다수의 터치 IC를 구비하여 각각의 터치 그룹을 순차적으로 제어함에 따라 터치 감도를 높일 수 있다.
도5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치 패널을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 제 2 실시예에서의 일부 구성은 본 발명의 제 1 실시예와 실질적으로 동일하기 때문에 이하에서는 본 발명의 제 1 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치 패널(200)은, 다수의 터치 IC(IC1 내지 IC6)를 구비하는 터치 드라이버(210)와 복수개의 패턴 전극(222)을 포함하는 터치부(220)를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 터치부(220)에는 다수의 패턴 전극(222)으로 이루어지는 다수의 터치 그룹(220A 내지 220F)이 정의될 수 있으며, 다수의 터치 그룹(220A 내지 220F)은 다수의 터치 IC(ICA, ICB)에 의해 각각 제어될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 터치 드라이버(210)는 터치 IC가 제어하는 터치 그룹을 변경하기 위한 터치그룹 스위칭부(미도시)를 포함할 수 있다.
이때, 각 터치 IC에서 출력되는 센싱 전압은 터치그룹 스위칭부의 스위칭에 따라 상이한 터치 그룹으로 전달될 수 있다.
즉, 터치그룹 스위칭부는 하나의 터치 IC를 이용하여 복수의 터치 그룹을 센싱할 수 있도록 스위칭 신호에 응답하여 순차적으로 각 터치 그룹으로 센싱 전압을 전달할 수 있다.
예를 들어, 각 터치 그룹이 30개의 패턴 전극으로 이루어진다고 하면, 첫 번째 터치 IC(ICA)는 30개의 출력채널을 통해 제 1 내지 제3 터치 그룹(220A 내지 220C)의 30개의 패턴 전극으로 순차적으로 센싱 전압을 전달할 수 있다.
마찬가지로, 두 번째 터치 IC(ICB)는 30개의 출력채널을 통해 제 4 내지 제6 터치 그룹(220D 내지 220F)의 30개의 패턴 전극으로 순차적으로 센싱 전압을 전달할 수 있다.
이때, 동일한 터치 그룹에 속하는 패턴 전극으로는 동시에 센싱 전압이 전달될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자기용량 방식으로 구동하는 인-셀(In Cell) 타입의 터치 패널은 터치그룹 스위칭부를 더욱 구비함에 따라 하나의 터치 IC로 복수 개의 터치 그룹을 센싱하도록 제어할 수 있어 터치 감도를 높이면서도 터치 IC의 개수를 줄일 수 있다.
도6은 본 발명에 따른 터치 드라이버에서 터치부로 공급되는 다수의 센싱 신호를 도시한 타이밍도이다. 도4를 더욱 참조하여 설명한다.
도6에 도시한 바와 같이, 터치 드라이버의 구동 시간은 타이밍 제어부로부터 공급되는 동기 신호(Sync Signal)에 따라 터치 구간(T1)과 표시 구간(T2)으로 구분될 수 있다.
그리고, 터치 구간(T1)에서 터치 IC(IC1 내지 IC6)에서 출력되는 센싱 전압은 순차적으로 터치부(120)의 각 터치 그룹으로 전달될 수 있다.
도시된 바와 같이, 제 1 및 제 4 터치 IC(IC1, IC4)의 센싱 전압은 동일한 타이밍에 출력되고, 순차적으로 제 2 및 제 5 터치 IC(IC2, IC5)의 센싱 전압은 동일한 타이밍에 출력되며, 순차적으로 제 3 및 제 6 터치 IC(IC3, IC6)의 센싱 전압은 동일한 타이밍에 출력될 수 있다.
이때, 동일한 터치 그룹에 속하는 패턴 전극(122)으로는 동시에 센싱 전압이 전달될 수 있다.
그런데, 각 패턴 전극(122)은 터치부(120) 상의 위치에 따라서 걸리는 부하가 달라질 수 있으며, 그 결과 각 패턴 전극(122) 마다 효과적인 터치 감지를 위해서 필요한 센싱 전압이 달라질 수 있다.
따라서, 효과적인 터치 감지를 위하여 각 패턴 전극(122)에서 필요한 센싱 전압을 미리 설정할 필요가 있다.
즉, 오실로스코프 등을 통해 미리 동일한 터치 그룹의 각 패턴 전극(122)에서 필요한 전압을 측정한 후, 측정된 전압값 중에서 가장 큰 값을 해당 터치 그룹을 제어하기 위한 센싱 전압으로 설정할 수 있다.
그리고, 그렇게 설정된 센싱 전압 값은 해당 터치 그룹을 제어하기 위한 터치 IC에 미리 저장될 수 있다.
이처럼 다수의 터치 IC에는 각 터치 그룹의 모든 패턴 전극이 효과적으로 터치를 감지하기 위한 센싱 전압이 미리 저장될 수 있다.
그런데, 각 터치 그룹 별로 센싱 전압 등을 설정하는 과정을 거치더라도 각 터치 그룹은 공간적으로 분리되고 상이한 터치 IC에 의해 구동되어지기 때문에, 동일한 타이밍에 각 터치 그룹 마다 전달되는 센싱 전압 간에 위상차가 발생할 수 있다.
즉, 각각의 터치 IC의 특성이 상이하고, 각 터치 그룹 마다 걸리는 부하가 다르기 때문에, 동일한 타이밍에 동일한 센싱 전압을 출력하더라도 위상차가 발생할 수 있다.
이와 관련하여 도7a 및 도7b를 참조하여 설명하기로 한다.
도7a 및 도7b는 본 발명에 따른 터치 패널에서의 센싱 전압의 위상차에 따른 터치 노이즈 발생을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도7a에 도시한 바와 같이, 각각 동일한 타이밍에 출력되는 제 1 및 제 4 터치 IC(IC1, IC4)의 센싱 전압과 제 2 및 제 5 터치 IC(IC2, IC5)의 센싱 전압과 제 3 및 제 6 터치 IC(IC3, IC6)의 센싱 전압이 모두 위상차(x1, x2, x3)가 발생하고 있다.
그 결과 도7b에 도시한 바와 같이, 동일한 타이밍에 출력되는 제 1 및 제 4 터치 IC(IC1, IC4)의 센싱 전압의 위상차에 따라 터치 노이즈(Noise)가 발생할 수 있다.
이러한 터치 노이즈(Noise)가 발생하면, 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio)가 감소하게 되고 센싱 전압이나 다른 구동 전압 등에 영향을 미쳐 영상표시장치의 성능을 저하시키는 문제점이 발생할 수 있다.
이하에서는 터치 패널에서의 센싱 전압의 위상차를 조절하여 터치 노이즈를 저감시키는 방안에 대해 살펴보기로 한다.
도8a 및 도8b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 터치 패널에서의 센싱 전압 위상차를 조절하여 센싱 전압의 위상차에 따른 터치 노이즈 저감을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
각 센싱 전압의 위상차를 제거하여 동위상을 구현하기 위해서는 먼저, 각 패턴 전극에서의 센싱 전압을 설정할 필요가 있다.
즉, 오실로스코프 등을 통해 미리 동일한 터치 그룹의 각 패턴 전극에서 필요한 전압을 측정한 후, 측정된 전압값 중에서 가장 큰 값을 해당 터치 그룹을 제어하기 위한 센싱 전압으로 설정할 수 있다.
그리고, 각 터치 그룹에서의 센싱 전압은 오실로스코프 등을 통해 위상차가 조절된 센싱 전압은 미리 각 터치 IC에 저장될 수 있다.
도8a에 도시한 바와 같이, 각각 동일한 타이밍에 출력되는 제 1 및 제 4 터치 IC(IC1, IC4)의 센싱 전압과 제 2 및 제 5 터치 IC(IC2, IC5)의 센싱 전압과 제 3 및 제 6 터치 IC(IC3, IC6)의 센싱 전압이 위상차가 조절되어 동위상 상태이다.
그리고, 도8b에 도시한 바와 같이, 동일한 타이밍에 출력되는 제 1 및 제 4 터치 IC(IC1, IC4)의 센싱 전압이 구동된 결과, 터치 노이즈(Noise)가 저감될 수 있다.
도9 및 도10은 본 발명에 따른 터치 패널에서의 센싱 신호의 위상차 조절에 따른 터치 노이즈 저감을 비교하기 위한 도면이다.
도9는 센싱 전압간 위상차가 있을 경우의 터치 노이즈 값을 나타낸 것이고, 도10은 센싱 전압이 동위상일 경우의 터치 노이즈 값을 나타낸 것이다.
도9에 도시한 바와 같이, 센싱 전압간 위상차가 있는 경우에는 그에 따른 터치 노이즈 값이 50~80 정도가 됨을 알 수 있다.
그리고, 센싱 전압을 동위상으로 구현할 경우에는, 도10에 도시한 바와 같이, 터치 노이즈가 감소하여 약 15 이하가 됨을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 터치 패널은, 동일한 타이밍이 센싱 전압을 출력하는 터치 IC에서 센싱 전압의 위상차를 조절하고, 조절된 센싱 전압으로 각 터치 그룹을 제어함에 따라 센싱 전압의 위상차에 따른 터치 노이즈를 저감할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 이와 균등한 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
100: 터치 패널 110: 터치 드라이버
120: 터치부 122: 패턴 전극
IC1 내지 IC6: 터치 IC

Claims (28)

  1. 다수의 터치 IC를 포함하는 터치 드라이버와;
    상기 다수의 터치 IC에 의해 각각 제어되는 다수의 터치 그룹을 포함하는 터치부를 포함하며,
    상기 다수의 터치 그룹 각각은 다수의 패턴 전극으로 이루어지고,
    상기 다수의 터치 IC 중 선택된 복수의 터치 IC는 동일한 타이밍에 각 터치 그룹으로 센싱 전압을 인가하는 영상표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치 IC는,
    터치 입력이 발생하기 전에 상기 센싱 전압이 차징되거나 디스 차징되어 감지 전압이 되는데 걸리는 각 패턴 전극 별 기준 감지시간을 저장하는 메모리부와;
    상기 터치 입력이 발생하는 경우에 상기 메모리부로부터 전달 받은 변화된 감지시간과 기준 감지시간을 비교하여 터치가 발생하였는지 여부 등을 판단하는 비교부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치..
  3. 제1항에 있어서,
    상기 터치 드라이버는,
    상기 패턴 전극에 센싱 전압 또는 공통 전압을 전달하기 위한 전압 스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 터치 드라이버는,
    상기 전압 스위칭부의 스위칭에 따라, 표시 구간에서는 상기 패턴 전극에 공통 전압을 전달하고, 터치 구간에서는 상기 패턴 전극에 센싱 전압을 전달하는 영상표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 터치 드라이버는,
    동기 신호에 따라 터치 구간으로 구분되면, 상기 패턴 전극에 센싱 전압을 전달하는 영상표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 동기 신호는,
    터치 구간을 나타내는 하이 레벨과 표시 구간을 나타낸 로우 레벨을 갖는 신호인 영상표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 터치 드라이버는,
    상기 터치 IC가 제어하는 터치 그룹을 변경하기 위해 출력채널 연결을 스위칭하는 터치그룹 스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 터치 IC 중 선택된 복수의 터치 IC는 동일한 타이밍에 각 터치 그룹으로 동일한 위상의 센싱 전압을 인가하는 영상표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 터치 IC 중 선택된 복수의 터치 IC가 동일한 타이밍에 각 터치 그룹으로 센싱 전압을 인가하는 타이밍은,
    하나의 터치 구간이 분할된 복수의 구간 중 하나인 영상표시장치.
  10. 센싱 전압을 출력하는 다수의 터치 IC를 포함하되,
    상기 다수의 터치 IC 중 선택된 복수의 터치 IC는,
    다수의 패턴 전극으로 이루어진 복수의 터치 그룹으로 센싱 전압을 동일한 타이밍에 출력하는 터치 드라이버.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 터치 IC는,
    터치 입력이 발생하기 전에 상기 센싱 전압이 차징되거나 디스 차징되어 감지 전압이 되는데 걸리는 각 패턴 전극 별 기준 감지시간을 저장하는 메모리부와;
    상기 터치 입력이 발생하는 경우에 상기 메모리부로부터 전달 받은 변화된 감지시간과 기준 감지시간을 비교하여 터치가 발생하였는지 여부 등을 판단하는 비교부를 포함하는 터치 드라이버.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 패턴 전극에 센싱 전압 또는 공통 전압을 전달하기 위한 전압 스위칭부를 더 포함하는 터치 드라이버.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전압 스위칭부의 스위칭에 따라, 표시 구간에서는 상기 패턴 전극에 공통 전압을 전달하고, 터치 구간에서는 상기 패턴 전극에 센싱 전압을 전달하는 터치 드라이버.
  14. 제13항에 있어서,
    동기 신호에 따라 터치 구간으로 구분되면, 상기 패턴 전극에 센싱 전압을 전달하는 터치 드라이버.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 동기 신호는,
    터치 구간을 나타내는 하이 레벨과 표시 구간을 나타낸 로우 레벨을 갖는 신호인 터치 드라이버.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 터치 드라이버는,
    상기 터치 IC가 제어하는 터치 그룹을 변경하기 위해 출력채널 연결을 스위칭하는 터치그룹 스위칭부를 더 포함하는 터치 드라이버.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 다수의 터치 IC 중 선택된 복수의 터치 IC는,
    동일한 타이밍에 복수의 터치 그룹으로 동일한 위상의 센싱 전압을 인가하는 터치 드라이버.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 다수의 터치 IC 중 선택된 복수의 터치 IC가 동일한 타이밍에 복수의 터치 그룹으로 센싱 전압을 인가하는 타이밍은,
    하나의 터치 구간이 분할된 복수의 구간 중 하나인 터치 드라이버.
  19. 다수의 패턴 전극으로 이루어진 복수의 터치 그룹이 배치된 표시패널; 및
    터치 구간 동안 터치 입력을 센싱하기 위한 센싱 전압을 출력하고, 표시 구간 동안 상기 센싱 전압과는 다른 전압을 출력하는 터치 드라이버를 포함하고,
    상기 복수의 터치 그룹 각각은 행 방향 또는 열 방향으로 서로 인접하게 배치되고,
    상기 터치 드라이버는,
    상기 터치 구간 동안, 상기 복수의 터치 그룹 중 하나의 터치 그룹에 포함된 패턴 전극으로 상기 센싱 전압을 인가하는 동일한 타이밍에, 상기 센싱 전압과 동일한 위상의 전압을 상기 복수의 터치 그룹 중 적어도 하나의 다른 터치 그룹에 포함된 패턴 전극으로 인가하는 영상표시장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 다른 터치 그룹에 포함되고 상기 센싱 전압과 동일한 위상의 전압이 인가되는 패턴 전극은 상기 센싱 전압이 인가되는 패턴 전극과 인접한 패턴 전극인 영상표시장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 터치 드라이버는,
    상기 표시 구간 동안 상기 센싱 전압과는 다른 전압으로서 공통 전압을 상기 패턴 전극으로 출력하는 영상표시장치.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 터치 드라이버는,
    동기 신호에 따라 상기 표시 구간과 상기 터치 구간을 구분하여, 상기 센싱 전압을 출력하거나 상기 센싱 전압과는 다른 전압을 출력하는 영상표시장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 동기 신호는,
    터치 구간을 나타내는 하이 레벨과 표시 구간을 나타낸 로우 레벨을 갖는 신호인 영상표시장치.
  24. 터치 구간 동안 터치 입력을 센싱하기 위한 센싱 전압을 출력하고,
    표시 구간 동안 상기 센싱 전압과는 다른 전압을 출력하며,
    상기 센싱 전압 또는 상기 다른 전압을 출력하기 위한 전압 스위칭부를 포함하고,
    상기 터치 구간 동안, 표시패널에 행 방향 또는 열 방향으로 서로 인접하게 배치된 복수의 터치 그룹 중 하나의 터치 그룹에 포함된 패턴 전극으로 상기 센싱 전압을 인가하는 동일한 타이밍에, 상기 센싱 전압과 동일한 위상의 전압을 상기 복수의 터치 그룹 중 적어도 하나의 다른 터치 그룹에 포함된 패턴 전극으로 인가하는 터치 드라이버.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 다른 터치 그룹에 포함되고 센싱 전압과 동일한 위상의 전압이 인가되는 패턴 전극은 상기 센싱 전압이 인가되는 패턴 전극과 인접한 패턴 전극인 터치 드라이버.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 표시 구간 동안 상기 센싱 전압과는 다른 전압으로서 공통 전압을 상기 패턴 전극으로 출력하는 터치 드라이버.
  27. 제24항에 있어서,
    동기 신호에 따라 상기 표시 구간과 상기 터치 구간을 구분하여, 상기 센싱 전압을 출력하거나 상기 센싱 전압과는 다른 전압을 출력하는 터치 드라이버.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 동기 신호는,
    터치 구간을 나타내는 하이 레벨과 표시 구간을 나타낸 로우 레벨을 갖는 신호인 터치 드라이버.
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