KR101612206B1

KR101612206B1 - 터치스크린용 멀티-모드 전압

Info

Publication number: KR101612206B1
Application number: KR1020147009718A
Authority: KR
Inventors: 마르두케 유세프포르; 케빈 제이. 화이트
Original assignee: 애플 인크.
Priority date: 2011-09-23
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2016-04-12
Also published as: US20130076647A1; TW201316235A; US9268427B2; AU2012216457A1; EP2758855A1; WO2013043336A1; AU2012216457B2; KR20140061529A; AU2012101368B4; EP2758855B1; US9939950B2; AU2012101368A4; CN103019433B; CN203070245U; TWI599934B; CN103019433A; US20160195991A1

Abstract

디스플레이 단계(1000a)에 대응하는 제1 전압 모드 및 터치 감지 단계(1000b)에 대응하는 제2 전압 모드를 포함하는, 하나보다 많은 전압 모드를 적용함에 의한 터치 스크린의 작동이 제공된다. 통합형 터치 스크린 장치(220)는 디스플레이 단계(1000a)에 대응하는 제1 전압 모드와 터치 감지 단계(1000b)에 대응하는 제2 전압 모드를 선택할 수 있는 멀티-모드 전력 시스템을 포함할 수 있다. 하나 이상의 전압들 각각은 이미지의 업데이트 동안에 대응하는 제1 전압 레벨에서 터치 스크린(220)에 인가될 수 있다. 터치 감지 시스템은 터치 감지 단계(1000b) 동안에 터치를 감지할 수 있다. 하나 이상의 전압들 각각은 터치의 감지 동안에 대응하는 제2 전압 레벨에서 터치 스크린(220)에 인가될 수 있다.

Description

터치스크린용 멀티-모드 전압{MULTI-MODE VOLTAGES FOR TOUCHSCREENS}

본 발명은 대체로 터치 감지에 관한 것으로, 더 구체적으로, 터치 스크린의 상이한 동작 단계들 동안에 상이한 레벨에서 하나 이상의 전압을 인가하는 것에 관한 것이다.

버튼 또는 키, 마우스, 트랙볼, 조이스틱, 터치 센서 패널, 터치 스크린 등과 같이, 컴퓨팅 시스템에서 동작을 수행하기 위한 많은 타입의 입력 장치들이 현재 이용가능하다. 특히, 터치 스크린은, 그 가격 하락과 더불어 동작의 용이성과 융통성으로 인해 갈수록 인기가 높아지고 있다. 터치 스크린은, 터치-감응면을 갖춘 클리어 패널일 수 있는 터치 센서 패널과, 터치-감응면이 디스플레이 장치의 가시 영역의 적어도 일부를 덮을 수 있도록 부분적으로 또는 전체적으로 상기 패널의 뒤쪽에 위치할 수 있는 액정 디스플레이(LCD)와 같은 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 터치 스크린은, 종종 디스플레이 장치에 의해 표시되는 사용자 인터페이스(UI; User Interface)에 의해 지시받는 장소에서 손가락, 스타일러스 또는 기타의 물체를 사용해 터치 센서 패널을 터치함으로써 사용자가 다양한 기능을 수행하는 것을 허용할 수 있다. 일반적으로, 터치 스크린은, 터치와, 터치 센서 패널 상의 터치의 위치를 인식할 수 있으며, 그러면, 컴퓨팅 시스템은 터치시에 나타나는 표시에 따라 터치를 해석할 수 있고, 그 후, 터치에 기초하여 하나 이상의 동작을 수행할 수 있다. 일부 터치 감지 시스템의 경우, 터치를 검출하기 위해 디스플레이 상의 물리적 터치가 필요한 것은 아니다. 예를 들어, 일부 용량식 터치 감지 시스템에서, 터치를 검출하는데 이용되는 가장자리 전계(fringing field)가 디스플레이의 표면을 넘어 확장될 수 있고, 표면 부근에 접근하는 물체는 실제로 표면을 터치하지 않고도 표면 부근에서 검출될 수 있다.

용량식 터치 센서 패널은, 종종 실질적으로 투명한 기판 상에서 수평 및 수직 방향으로 행 및 열로 배열된 인듐 주석 산화물(ITO; Indium Tin Oxide)과 같은 실질적으로 투명한 도전성 재료의 구동 및 감지 라인들의 매트릭스로부터 형성될 수 있다. 전술된 바와 같이, 용량식 터치 센서 패널들이 디스플레이 상에 오버레이되어 터치 스크린을 형성할 수 있는 것은 부분적으로 그들의 실질적 투명성에 기인한다. 일부 터치 스크린은, 터치 감지 회로를 디스플레이 화소 스택업(즉, 디스플레이 화소들을 형성하는 적층된 재료층들) 내에 통합함으로써 형성될 수 있다.

이하의 설명은, 디스플레이 단계에 대응하는 제1 전압 모드와 터치 감지 단계에 대응하는 제2 전압 모드를 포함한, 하나보다 많은 전압 모드들을 적용함으로써 터치 스크린을 동작시키는 예들을 포함한다. 통합형 터치 스크린 장치는 복수의 디스플레이 화소를 포함하는 터치 스크린을 포함할 수 있다. 멀티-모드 전력 시스템은 디스플레이 단계에 대응하는 제1 전압 모드와 터치 감지 단계에 대응하는 제2 전압 모드를 선택할 수 있다. 제1 전압 모드는 터치 스크린의 하나 이상의 전압들 각각에 대한 제1 전압 레벨을 포함할 수 있고, 제2 전압 모드는 하나 이상의 전압들 각각에 대한 제2 전압 레벨을 포함할 수 있고, 각각의 제2 전압 레벨은 대응하는 제1 전압 레벨과는 상이하다. 디스플레이 시스템은 디스플레이 단계 동안에 디스플레이 화소에 의해 디스플레이된 이미지를 업데이트할 수 있다. 하나 이상의 전압들 각각은 이미지의 업데이트 동안에 대응하는 제1 전압 레벨에서 터치 스크린에 인가될 수 있다. 터치 감지 시스템은 터치 감지 단계 동안에 터치를 감지할 수 있다. 하나 이상의 전압들 각각은 터치의 감지 동안에 대응하는 제2 전압 레벨에서 터치 스크린에 인가될 수 있다. 이런 방식으로, 예를 들어, 디스플레이 시스템과 터치 감지 시스템 사이의 크로스토크(crosstalk)를 줄일 수 있다.

도 1a 내지 도 1c는 본 개시의 예에 따른 예시의 터치 스크린을 각각 포함하는 예시의 모바일 전화, 예시의 미디어 재생기, 및 예시의 개인용 컴퓨터를 나타낸다.
도 2는 본 개시의 예에 따른 예시의 터치 스크린의 한 구현을 나타내는 예시의 컴퓨팅 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 개시의 예에 따른 구동 라인 및 감지 라인의 예시의 구성을 도시하는 도 2의 터치 스크린의 더 상세한 도면이다.
도 4는 본 개시의 예에 따라 터치 감지 회로가 공통 전극(Vcom)을 포함하는 예시의 구성을 나타낸다.
도 5는 본 개시의 예에 따른 예시의 디스플레이 화소 스택업의 분해도를 나타낸다.
도 6은 본 개시의 예에 따른 예시의 터치 감지 동작을 나타낸다.
도 7은 본 개시의 예에 따른 터치 감지 단계 동안의 예시의 터치 스크린의 일부를 나타낸다.
도 8은 본 개시의 예에 따른 예시의 터치 스크린에서의 예시의 에러 메커니즘의 모델을 나타낸다.
도 9는 본 개시의 예에 따른 예시의 터치 스크린의 구동-감지 동작의 회로도를 나타낸다.
도 10은 다양한 예에 따른 디스플레이 단계와 터치 감지 단계에 대해 상이한 전압 모드들을 이용하는 터치 스크린을 작동하는 예시의 방법의 플로차트이다.
도 11은 다양한 예에 따른 예시의 제1 전압 모드를 나타낸다.
도 12는 다양한 예에 따른 예시의 제2 전압 모드를 나타낸다.
도 13은 다양한 예에 따른 또 다른 예시의 제2 전압 모드를 나타낸다.
도 14는 다양한 예에 따른 결합된 터치 감지 및 디스플레이 제어기를 포함할 수 있는 예시의 터치 스크린 장치를 나타낸다.

예들의 이하의 설명에서, 명세서의 일부를 형성하며 본 개시의 예가 실시될 수 있는 구체적인 예를 예시에 의해 보여주는 첨부된 도면들을 참조한다. 다른 예들이 이용될 수 있으며 본 개시의 예의 범위로부터 벗어나지 않고 구조적 변경이 이루어질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

이하의 설명은, 디스플레이 단계에 대응하는 제1 전압 모드와 터치 감지 단계에 대응하는 제2 전압 모드를 포함한, 하나보다 많은 전압 모드들을 적용함으로써 터치 스크린을 동작시키는 예들을 포함한다. 멀티-모드 전압들은, 예를 들어, 디스플레이 시스템과 터치 감지 시스템 사이의 크로스토크를 줄이는 것을 도울 수 있다. 크로스토크를 줄이는 것은 유익한데, 이것은 크로스토크가, 예를 들어, 터치 감지 시스템의 터치 감지 신호에 에러를 도입할 수 있기 때문이다. 터치 패널, 터치 스크린 등과 같은 장치에서의 터치 감지 회로는 다양한 에러 메커니즘을 통해 터치 감지 시스템에 들어갈 수 있는 다양한 에러 소스들에 노출될 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 회로는, 디스플레이 스크린 상에 오버레이된 터치 패널에 의해 형성된 터치 스크린에서와 같이, 다른 타입의 회로와 함께 동작할 수 있다. 터치 및 디스플레이 회로의 밀착은 터치 감지시에 크로스토크와 같은 바람직하지 않은 간섭을 야기할 수 있다. 에러의 소스들은 메커니즘들을 통해 터치 감지 시스템에 들어갈 수 있다.

터치 감지시의 에러는 터치에 대한 정보를 운반하지 않는 터치 감지 측정의 임의의 부분을 포함할 수 있다. 터치 센서로부터 출력된 터치 감지 신호는, 예를 들어, 터치에 의해 야기되며 터치에 대한 정보를 운반하는 하나 이상의 신호와, 터치에 대한 정보를 제공하지 않는 전기적 간섭, 크로스토크 등과 같은 다른 소스들에 의해 야기되는 하나 이상의 신호를 포함하는 복합 신호일 수 있다. 일부 에러 소스는 터치량을 부정확하게 반영하는 터치 정보를 운반하는 터치 감지 신호의 일부를 유발하는 터치 감지의 동작에 있어서의 변화를 야기할 수 있다.

터치 감지 회로가 다른 시스템의 회로와 더욱 근접하게 통합됨에 따라, 상이한 시스템들의 회로 요소들간의 바람직하지 않은 상호작용이 더욱 발생하기 쉽게 될 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 회로는 통합형 터치 스크린의 디스플레이 화소 스택업 내에 통합될 수 있다. 디스플레이 화소 스택업은 통상적으로, 도전성 재료(예를 들어, 금속, 실질적으로 투명한 도전체), 반도체 재료(예를 들어, 다결정성 실리콘(Poly-Si)), 및 유전체 재료(예를 들어, SiO2, 유기 재료, SiNx)와 같은 재료의 피착, 마스킹, 에칭, 도핑 등을 포함한 프로세스에 의해 제조된다. 디스플레이 화소 스택업 내에 형성된 다양한 요소들은 디스플레이 시스템의 회로로서 동작하여 디스플레이 상에 이미지를 생성할 수 있는 반면, 다른 요소들은 디스플레이 상에서 또는 그 부근에서 하나 이상의 터치를 감지하는 터치 감지 시스템의 회로로서 동작할 수 있다.

본 개시의 예에 따른 터치 스크린이 구현될 수 있는 일부 예시의 시스템이 먼저 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 설명될 것이다. 그 다음, 다양한 예에 따른 개별 터치 제어기 및 개별 LCD 구동기를 포함하는 예시의 터치 스크린 장치가 도 2를 참조하여 설명될 것이고, 본 개시의 예에 따른 통합형 터치 스크린의 예시의 물리적 구조(도 3 내지 도 5) 및 터치 감지 동작(도 6)의 더 상세한 사항들이 설명될 것이다. 그 다음, 도 7 내지 도 9는 터치 감지에 영향을 줄 수 있는 에러 메커니즘의 예를 나타내고, 이 에러 메커니즘은 트랜지스터 등의 시스템의 컴포넌트들의 커패시턴스와 같은 전기적 특성에 의존할 수 있다. 특히, 에러 메커니즘은 전압-의존적인 전기적 특성에 의존하여, 컴포넌트들의 전기적 특성이 예를 들어 컴포넌트에 인가되는 전압을 변경함으로써 조정될 수 있다. 그 다음, 다양한 예에 따른 디스플레이 및 터치 제어기의 조합을 포함하는 예시의 터치 스크린 장치가 도 10을 참조하여 설명될 것이다. 그 다음, 다양한 예에 따른 디스플레이 단계 및 터치 감지 단계에 대해 상이한 전압 레벨 설정들을 이용하여 터치 스크린을 동작시키는 예시의 방법이 도 11 내지 도 14를 참조하여 설명될 것이다.

도 1a 내지 도 1c는 본 개시의 예에 따른 터치 스크린이 구현될 수 있는 예시의 시스템을 도시한다. 도 1a는 터치 스크린(124)을 포함하는 예시의 모바일 전화(136)를 나타낸다. 도 1b는 터치 스크린(126)을 포함하는 예시의 디지털 미디어 재생기(140)를 나타낸다. 도 1c는 터치 스크린(128)을 포함하는 예시의 개인용 컴퓨터(144)를 나타낸다. 도면에 도시되어 있지는 않지만, 개인용 컴퓨터(144)는 터치-감응 디스플레이를 갖춘 태블릿 컴퓨터 또는 데스크탑 컴퓨터일 수도 있다. 터치 스크린(124, 126 및 128)은, 예를 들어, 자기-커패시턴스 또는 상호 커패시턴스, 또는 다른 터치 감지 기술에 기초할 수도 있다. 예를 들어, 자기 커패시턴스 기반의 터치 시스템에서, 터치 감지를 위한 터치 화소를 형성하기 위해 접지에 대해 자기-커패시턴스(self-capacitance)를 갖는 개개의 전극이 이용될 수 있다. 터치 화소에 물체가 접근할 때, 그 물체와 터치 화소 사이에는 접지에 대한 추가적 커패시턴스가 형성될 수 있다. 접지에 대한 이 추가적 커패시턴스는 터치 화소 입장에서 본 자기-커패시턴스의 순 증가(net increase)를 야기할 수 있다. 자기-커패시턴스에서의 이러한 증가가 터치 감지 시스템에 의해 검출 및 측정되어 복수의 물체가 터치 스크린에 터치할 때 이들의 위치를 결정할 수 있다. 상호 커패시턴스 기반의 터치 시스템은, 예를 들어, 구동 라인 및 감지 라인과 같은, 구동 영역 및 감지 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 구동 라인은 행으로 형성될 수 있는 반면 감지 라인은 열로(예를 들어, 직교) 형성될 수 있다. 터치 화소들은 행과 열의 교차부에 형성될 수 있다. 동작 동안에, 행은 AC 파형으로 여기될 수 있고, 상호 커패시턴스가 터치 화소의 행과 열 사이에 형성될 수 있다. 물체가 터치 화소에 접근할 때, 터치 화소의 행과 열 사이에서 결합중인 전하의 일부는 그 대신에 물체 상으로 결합될 수 있다. 터치 화소 양단의 전하 결합에서의 이러한 감소는 행과 열 사이의 상호 커패시턴스의 순 감소와 터치 화소 양단에 결합중인 AC 파형에서의 감소를 야기할 수 있다. 전하-결합된 AC 파형에서의 이러한 감소가 터치 감지 시스템에 의해 검출 및 측정되어 복수의 물체가 터치 스크린에 터치할 때 이들의 위치를 결정할 수 있다. 일부 예에서, 터치 스크린은 멀티-터치, 단일 터치, 프로젝션 스캔, 풀-이미징 멀티-터치, 또는 임의의 용량성 터치일 수 있다.

도 2는 본 개시의 예에 따른 예시의 터치 스크린(220)의 한 구현을 나타내는 예시의 컴퓨팅 시스템(200)의 블록도이다. 컴퓨팅 시스템(200)은, 예를 들어, 모바일 전화(136), 디지털 미디어 재생기(140), 개인용 컴퓨터(144), 또는 터치 스크린을 포함하는 임의의 모바일 또는 비-모바일 컴퓨팅 장치에 포함될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(200)은, 하나 이상의 터치 프로세서(202), 주변장치(204), 터치 제어기(206), 및 (이하에서 더 상세히 설명되는) 터치 감지 회로를 포함하는 터치 감지 시스템을 포함할 수 있다. 주변장치(204)는, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 다른 타입의 메모리 또는 스토리지, 와치독 타이머 등을 포함할 수 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다. 터치 제어기(206)는, 하나 이상의 감지 채널(208), 채널 스캔 로직(210), 및 구동기 로직(214)을 포함할 수 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다. 채널 스캔 로직(210)은, RAM(212)에 액세스하고, 감지 채널로부터 데이터를 자율적으로 판독하며, 감지 채널에 제어를 제공할 수 있다. 또한, 채널 스캔 로직(210)은, 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 터치 스크린(220)의 터치 감지 회로의 구동 영역에 선택적으로 인가될 수 있는 여기 신호(stimulation signals; 216)를 생성하도록 구동기 로직(214)을 제어할 수 있다. 일부 예들에서, 터치 제어기(206), 터치 프로세서(202), 및 주변장치(204)는 하나의 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit; ASIC) 내에 통합될 수 있다.

컴퓨팅 시스템(200)은 또한, 터치 프로세서(202)로부터의 출력을 수신하고 출력에 기초하여 동작을 수행하기 위한 호스트 프로세서(228)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 호스트 프로세서(228)는, 프로그램 스토리지(232), 및 LCD 구동기(234)와 같은 디스플레이 제어기에 접속될 수 있다. 호스트 프로세서(228)는 사용자 인터페이스(UI)의 이미지와 같은 이미지를 터치 스크린(220) 상에 생성하기 위해 LCD 구동기(234)를 이용할 수 있고, 디스플레이된 UI에 입력되는 터치와 같은, 터치 스크린(220) 상의 또는 그 부근의 터치를 검출하기 위해 터치 프로세서(202)와 터치 제어기(206)를 이용할 수 있다. 터치 입력은, 커서나 포인터와 같은 객체를 이동시키는 것, 스크롤링 및 팬닝, 제어 설정 조정, 파일이나 문서의 오픈, 메뉴 보기, 선택하기, 명령 실행, 호스트 장치에 접속된 주변장치 동작시키기, 전화 통화에 응답하기, 전화 걸기, 전화 통화 종료, 볼륨이나 오디오 설정 변경, 주소, 자주 거는 번호, 수신된 통화, 못받은 통화와 같은 전화 통신에 관한 정보 저장하기, 컴퓨터나 컴퓨터 네트워크에 로그인하기, 컴퓨터나 컴퓨터 네트워크의 제한된 영역에 대한 인증된 개별 액세스 허용하기, 컴퓨터 데스크탑의 사용자 선호 배치와 연관된 사용자 프로파일 로딩, 웹 콘텐츠로의 액세스 허용하기, 특정한 프로그램의 론칭, 메시지의 암호화 또는 암호해독 및/또는 등을 포함할 수 있지만, 이것으로 제한되지 않는 동작들을 수행하기 위해 프로그램 스토리지(232)에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 이용될 수 있다. 호스트 프로세서(228)는 또한 터치 처리에 관련되지 않을 수도 있는 추가 기능을 수행할 수도 있다.

터치 스크린(220)은 복수의 구동 라인(222) 및 복수의 감지 라인(223)을 갖는 용량식 감지 매체를 포함할 수 있는 터치 감지 회로를 포함할 수 있다. 용어 "라인(lines)"은 여기서 때때로 당업자가 쉽게 이해하는 바와 같이 단순히 도전성 경로를 의미하기 위해 사용되는 것이지만, 엄격하게 선형인 요소들로 제한되는 것은 아니며, 방향을 바꾸는 경로를 포함하고, 상이한 크기, 형상, 재료 등의 경로를 포함한다는 점에 주목해야 한다. 구동 라인(222)은 구동 인터페이스(224)를 통한 구동기 로직(214)으로부터의 여기 신호(216)에 의해 구동될 수 있고, 감지 라인(223)에서 생성된 결과적인 감지 신호(217)는 감지 인터페이스(225)를 통해 터치 제어기(206) 내의 (이벤트 검출 및 복조 회로라고도 하는) 감지 채널(208)에 전송될 수 있다. 이런 방식으로, 구동 라인 및 감지 라인들은, 터치 화소(226 및 227)와 같은 터치 화상 요소(터치 화소)라고 간주될 수 있는 용량식 감지 노드를 형성하기 위해 상호작용할 수 있는 터치 감지 회로의 일부가 될 수 있다. 이러한 이해 방식은, 터치 스크린(220)이 터치의 "이미지"를 포착하는 것으로서 간주될 때 특히 유용할 수 있다. 즉, 터치 제어기(206)가 터치 스크린의 각각의 터치 화소에서 터치가 검출되었는지를 판정한 후에, 터치가 발생한 터치 스크린에서의 터치 화소들의 패턴은 터치의 "이미지"(예를 들어, 터치 스크린을 터치하는 손가락의 패턴)로서 간주될 수 있다.

터치 스크린(220)은, 터치 감지 시스템의 터치 감지 회로 요소들이 디스플레이의 디스플레이 화소 스택업 내에 통합될 수 있는 통합형 터치 스크린일 수 있다. 본 개시의 예가 구현될 수 있는 예시의 통합형 터치 스크린이 이제 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명될 것이다. 도 3은 본 개시의 예에 따른 구동 라인(222) 및 감지 라인(223)의 예시의 구성을 도시하는 터치 스크린(220)의 더 상세한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 각 구동 라인(222)은, 접속부(305)에서 구동 라인 링크(303)에 의해 전기적으로 접속될 수 있는 하나 이상의 구동 라인 세그먼트(301)로 형성될 수 있다. 구동 라인 링크(303)는 감지 라인(223)에 전기적으로 접속되지 않고, 오히려, 구동 라인 링크는 바이패스(307)를 통해 감지 라인을 바이패스할 수 있다. 구동 라인(222) 및 감지 라인(223)은 용량적으로 상호작용하여 터치 화소(226 및 227)와 같은 터치 화소를 형성할 수 있다. 구동 라인(222)(즉, 구동 라인 세그먼트(301) 및 대응하는 구동 라인 링크(303))와 감지 라인(223)은 터치 스크린(220) 내의 전기 회로 요소들로 형성될 수 있다. 도 3의 예시의 구성에서, 터치 화소들(226 및 227) 각각은 하나의 구동 라인 세그먼트(301)의 일부, 감지 라인(223)의 일부, 및 또 다른 구동 라인 세그먼트(301)의 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 화소(226)는, 감지 라인의 일부(311)의 한편(one side) 상의 구동 라인 세그먼트의 우반부(right-half portion; 309)와, 감지 라인의 일부(311)의 반대편(opposite side) 상의 구동 라인 세그먼트의 좌반부(left-half portion; 313)를 포함할 수 있다.

회로 요소들은, 예를 들어, 전술된 바와 같이, 종래의 LCD 디스플레이에 존재할 수 있는 요소들을 포함할 수 있다. 회로 요소들은, 전체 커패시터, 전체 트랜지스터 등과 같은 전체 회로 컴포넌트들로 제한되지 않고, 평행판 커패시터의 2개의 판 중 단 하나와 같은, 회로의 일부를 포함할 수도 있다는 점에 주목해야 한다. 도 4는 공통 전극(Vcom)이 터치 감지 시스템의 터치 감지 회로의 일부를 형성할 수 있는 예시의 구성을 나타낸다. 각 디스플레이 화소는, 이미지를 디스플레이하는 디스플레이 시스템의 일부로서 동작할 수 있는, 가장자리 전계 스위칭(FFS; fringe field switching) 디스플레이와 같은, 소정 타입의 종래의 LCD 디스플레이의 디스플레이 화소의 화소 스택업(즉, 디스플레이 화소를 형성하는 적층된 재료층) 내의 디스플레이 시스템 회로의 회로 요소인 공통 전극(401)을 포함한다.

도 4에 도시된 예에서, 각각의 공통 전극(Vcom)(401)은, 터치 스크린(220)의 디스플레이 시스템의 디스플레이 회로로서 동작할 수 있고 터치 감지 시스템의 터치 감지 회로로서도 동작할 수 있는 다기능 회로 요소로서 역할할 수 있다. 이 예에서, 각각의 공통 전극(401)은 터치 스크린의 디스플레이 회로의 공통 전극으로서 동작할 수 있고, 또한 다른 공통 전극들과 함께 그룹화될 때 터치 스크린의 터치 감지 회로로서 함께 동작할 수도 있다. 예를 들어, 한 그룹의 공통 전극(401)은 터치 감지 단계 동안에 터치 감지 회로의 구동 라인 또는 감지 라인의 용량성 부분으로서 함께 동작할 수 있다. 터치 스크린(220)의 다른 회로 요소들은, 예를 들어, 한 영역의 공통 전극(401)들을 함께 전기적으로 접속하고, 전기 접속들을 스위칭하는 등에 의해, 터치 감지 회로의 일부를 형성할 수 있다.

또한, 여기서의 예들은 디스플레이 회로를 디스플레이 단계 동안에 동작하는 것으로 기술하고, 터치 감지 회로를 터치 감지 단계 동안에 동작하는 것으로 기술할 수 있지만, 디스플레이 단계와 터치 감지 단계가 부분적으로 중첩하거나, 디스플레이 단계와 터치 단계가 상이한 시간들에서 동작할 수도 있다는 점을 이해하여야 한다.

예를 들어, 도 4는 함께 그룹화되어 일반적으로 각각 구동 라인 세그먼트(301)와 감지 라인(223)에 대응하는 구동 영역 세그먼트(403)와 감지 영역(405)을 형성하는 공통 전극(401)을 도시하고 있다. 디스플레이 화소들의 다기능 회로 요소들을 한 영역 내에 그룹화한다는 것은, 그 영역의 공통 기능을 수행하기 위해 디스플레이 화소들의 다기능 회로 요소들을 함께 동작시킨다는 것을 의미할 수 있다. 기능 영역들로의 그룹화는, 하나의 접근법 또는 접근법들의 조합, 예를 들어, 시스템의 구조적 구성(예를 들어, 물리적 단절 및 바이패스, 전압 라인 구성), 시스템의 동작 구성(예를 들어, 회로 소자들의 스위칭 온/오프, 전압 라인들 상의 전압 레벨 및/또는 신호의 변경) 등을 통해 달성될 수도 있다.

터치 스크린의 디스플레이 화소들의 다기능 회로 요소들은 디스플레이 단계와 터치 단계 모두에서 동작할 수 있다. 예를 들어, 터치 단계 동안에, 공통 전극(401)은 함께 그룹화되어, 구동 영역 및 감지 영역과 같은 터치 신호 라인들을 형성할 수 있다. 일부 예에서, 회로 요소들은 그룹화되어 한 타입의 연속적인 터치 신호 라인과 또 다른 타입의 세그먼트화된 터치 신호 라인을 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 4는 구동 영역 세그먼트(403)와 감지 영역(405)이 터치 스크린(220)의 구동 라인 세그먼트(301)와 감지 라인(223)에 대응하는 한 예를 도시한다. 다른 예에서는 다른 구성이 가능하다; 예를 들어, 공통 전극(401)들은, 구동 라인들 각각이 연속적인 구동 영역으로 형성되고 감지 라인들 각각이 구동 영역을 바이패스하는 접속을 통해 함께 링크된 복수의 감지 영역 세그먼트들로 구성되도록, 함께 그룹화될 수 있다.

도 5는 예시의 통합형 터치 스크린(550)의 화소 스택업 내의 요소들의 일부를 도시하는 예시의 디스플레이 화소 스택업(500)의 분해도(z 방향으로 분해)의 3차원 도면이다. 스택업(stackups; 500)은, 공통 전극(401)과 같은, 공통 전극들을 도 4에 도시된 바와 같은 구동 영역 세그먼트와 감지 영역 내로 그룹화하고 구동 영역 세그먼트들을 링크하여 구동 라인들을 형성하는데 이용될 수 있는 도전성 라인들의 구성을 포함할 수 있다.

스택업(500)은, 제1 금속(M1) 층(501), 제2 금속(M2) 층(503), 공통 전극(Vcom) 층(505), 및 제3 금속(M3) 층(507)에서 요소들을 포함할 수 있다. 각각의 디스플레이 화소는, Vcom 층(505)에 형성되는 도 4의 공통 전극(401)과 같은, 공통 전극(509)을 포함할 수 있다. M3 층(507)은 공통 전극(509)들을 함께 전기적으로 접속할 수 있는 접속 요소(511)를 포함할 수 있다. 일부 디스플레이 화소에서, 접속 요소(511)에 단절(breaks; 513)이 포함되어 공통 전극(509)들의 상이한 그룹들을 분리시켜 각각 구동 영역 세그먼트(403)와 감지 영역(405)과 같은 구동 영역 세그먼트(515)와 감지 영역(517)을 형성할 수 있다. 단절(513)은, 구동 영역 세그먼트(515)를 감지 영역(517)으로부터 분리시킬 수 있는 x-방향의 단절들과, 하나의 구동 영역 세그먼트(515)를 또 다른 구동 영역 세그먼트로부터 분리시킬 수 있는 y-방향의 단절들을 포함할 수 있다. M1 층(501)은 터널 라인(519)을 구동 영역 세그먼트 디스플레이 화소들 내의 그룹화된 공통 전극들에 전기적으로 접속할 수 있는, 도전성 비아(521)와 같은, 접속을 통해 구동 영역 세그먼트(515)를 전기적으로 함께 접속할 수 있는 터널 라인(519)을 포함할 수 있다. 터널 라인(519)은, 감지 영역 내의 그룹화된 공통 전극들로의 접속없이, 예를 들어, 감지 영역 내의 어떠한 비아(521)도 없이, 감지 영역(517) 내의 디스플레이 화소들을 통해 이어질 수 있다. M1 층은 또한 게이트 라인(520)을 포함할 수 있다. M2 층(503)은 데이터 라인(523)을 포함할 수 있다. 명료성을 위해 단 하나의 게이트 라인(520)과 하나의 데이터 라인(523)이 도시되어 있다; 그러나, 터치 스크린은 디스플레이 화소들의 각 수평 행을 통해 이어지는 게이트 라인과, 디스플레이 화소들의 각 수직 행을 통해 이어지는 복수의 데이터 라인, 예를 들어, RGB 디스플레이 통합형 터치 스크린의 수직 행에서의 각 화소 내의 각 적, 녹, 청(RGB) 컬러 부화소에 대해 하나의 데이터 라인을 포함할 수 있다.

접속 요소(511), 터널 라인(519), 및 도전성 비아(521)와 같은 구조들은, 터치 스크린의 터치 감지 단계 동안에 터치를 검출하기 위해 터치 감지 시스템의 터치 감지 회로로서 동작할 수 있다. 데이터 라인(523)과 같은 구조들은, (도시되지 않은) 트랜지스터, 화소 전극, 공통 전압 라인, 데이터 라인 등과 같은 다른 화소 스택업 요소들과 함께, 디스플레이 단계 동안에 터치 스크린 상에 이미지를 디스플레이하는 디스플레이 시스템의 디스플레이 회로로서 동작할 수 있다. 공통 전극(509)과 같은 구조들은, 터치 감지 시스템과 디스플레이 시스템 양쪽 모두의 일부로서 동작할 수 있는 다기능 회로 요소들로서 동작할 수 있다.

터치 감지 단계에서 터치 감지가 발생하고 있을 때, 디스플레이 시스템의 일부 회로 요소와 같은, 일부 회로 요소들은, 비활성화, 전기적으로 격리, 클램프, 안정화 등등으로 될 수 있어, 회로 요소들은 터치 감지를 간섭하지 않는다. 예를 들어, 터치 감지 단계 동안에, 게이트 라인(520)은 연관된 화소 트랜지스터들을 오프 상태로 스위칭하는 고정된 전압으로 유지될 수 있다. 오프 상태의 화소 트랜지스터에 의해, 터널 라인(519)과 도전성 비아(521)에 의해 접속된 한 행의 구동 영역 세그먼트(515)를 통해 여기 신호가 전송되어 도 2의 터치 화소(226)와 같은 터치 화소를 생성하도록 여기된 구동 영역 세그먼트와 감지 영역(517) 사이에 전계를 형성할 수 있다. 이런 방식으로, 한 행의 함께 접속된 구동 영역 세그먼트(515)는 구동 라인(222)과 같은 구동 라인으로서 동작할 수 있고, 감지 영역(517)은 감지 라인(223)과 같은 감지 라인으로서 동작할 수 있다.

본 개시의 예에 따른 터치 감지 동작이 도 6을 참조하여 설명될 것이다. 도 6은 본 개시의 예들에 따른 예시의 터치 스크린의 구동 영역 세그먼트(601)와 감지 영역(603)의 디스플레이 화소들 내의 터치 감지 회로의 일부의 부분 회로도를 도시한다. 명료성을 위해, 단 하나의 구동 영역 세그먼트가 도시된다. 역시 명료성을 위해, 도 6은, 일부 회로 요소들은 터치 감지 회로가 아니라 주로 디스플레이 회로의 일부로서 동작한다는 것을 의미하기 위해 점선으로 나타낸 회로 요소들을 포함한다. 또한, 주로 구동 영역 세그먼트(601)의 단일 디스플레이 화소(601a)와 감지 영역(603)의 단일 디스플레이 화소(603a)의 관점에서 터치 감지 동작이 설명된다. 그러나, 구동 영역 세그먼트(601)의 다른 디스플레이 화소들은 디스플레이 화소(601a)에 대해 이하에서 설명되는 바와 같이 동일한 터치 감지 회로를 포함할 수 있고, 감지 영역(603)의 다른 디스플레이 화소들은 디스플레이 화소(603a)에 대해 이하에서 설명되는 바와 같이 동일한 터치 감지 회로를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 디스플레이 화소(601a) 및 디스플레이 화소(603a)의 동작의 설명은 각각 구동 영역 세그먼트(601)와 감지 영역(603)의 동작의 설명으로서 간주될 수 있다.

도 6을 참조하면, 구동 영역 세그먼트(601)는 디스플레이 화소(601a)를 포함한 복수의 디스플레이 화소를 포함한다. 디스플레이 화소(601a)는, TFT(607), 게이트 라인(611), 데이터 라인(613), 화소 전극(615), 및 공통 전극(617)을 포함할 수 있다. 도 6은, 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 터치 감지에 이용되는 구동 영역 세그먼트(601)의 디스플레이 화소들 내의 접속 요소(619)를 통해 구동 영역 세그먼트(601)의 다른 디스플레이 화소들 내의 공통 전극들에 접속된 공통 전극(617)을 도시한다. 감지 영역(603)은 디스플레이 화소(603a)를 포함한 복수의 디스플레이 화소를 포함한다. 디스플레이 화소(603a)는, TFT(609), 데이터 라인(614), 화소 전극(616), 및 공통 전극(618)을 포함한다. TFT(609)는 TFT(607)와 동일한 게이트 라인(611)에 접속될 수 있다. 도 6은, 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 터치 감지에 이용되는 감지 영역(603)의 디스플레이 화소들 내의 요소를 형성하기 위해, 예를 들어, 터치 스크린의 가장자리 영역(border region)에서 접속될 수 있는 접속 요소(620)를 통해 감지 영역(603)의 다른 디스플레이 화소들 내의 공통 전극들에 접속된 공통 전극(618)을 도시한다.

터치 감지 단계 동안에, 게이트 라인(611)은, TFT(609)를 오프 상태로 유지하는 전압을 인가할 수 있는, 전하 펌프와 같은, 전압 소스에 접속될 수 있다. 구동 신호는, 구동 영역 세그먼트(601)의 디스플레이 화소(601b) 내의 접속 요소(619)의 일부에 전기적으로 접속된 터널 라인(621)을 통해 공통 전극(617)에 인가될 수 있다. 접속 요소(619)를 통해 구동 영역 세그먼트(601) 내의 디스플레이 화소들의 모든 공통 전극(617)에 전송되는 구동 신호는, 전하 증폭기(626)와 같은 감지 증폭기에 접속될 수 있는, 감지 영역(603)의 공통 전극(618)과 구동 영역 세그먼트의 공통 전극 사이에 전계(623)를 생성할 수 있다. 전하는 감지 영역(603)의 접속된 공통 전극들의 구조 내에 주입될 수 있고, 전하 증폭기(626)는 주입된 전하를 측정될 수 있는 전압으로 변환한다. 주입된 전하의 양, 및 결과적으로 측정되는 전압은, 구동 및 감지 영역들에 대한, 손가락(627)과 같은 터치 물체의 근접성에 의존할 수 있다. 이런 방식으로, 측정된 전압은 터치 스크린 상에 또는 그 부근의 터치의 표시를 제공할 수 있다.

상기 도 3 내지 도 6에서 설명된 예시의 통합형 터치 스크린에서와 같이, 터치 감지 회로가 다른 시스템의 회로와 더욱 근접하게 통합됨에 따라, 상이한 시스템들의 회로 요소들간의 바람직하지 않은 상호작용이 더욱 발생하기 쉽게 될 수 있다. 도 7은 본 개시의 예에 따른 터치 스크린의 일부의 한 예시의 구조를 나타낸다. 예시의 구조는, 터치 감시에서의 에러에 기여할 수 있는, 예를 들어, 트랜지스터의 게이트-드레인 커패시턴스와 같은, 전기적 특성을 갖는 회로 요소들을 포함한다. 도 7은 구동 Vcom(701), 감지 Vcom(703), 및 화소 전극(705)을 포함할 수 있는 터치 스크린(700)을 도시한다. 화소 전극(705)은 드레인(709)을 통해 디스플레이 화소 TFT(707)에 접속될 수 있다. 디스플레이 화소 TFT(707)는 게이트 라인(711)에 접속될 수 있는 게이트(710)를 포함할 수 있다. 게이트 라인(711)은, (비록 대응하는 구조가 도면에는 도시되어 있지 않지만) 감지 Vcom(703)을 포함하는 디스플레이 화소를 포함한, 다른 디스플레이 화소들 내의 화소 TFT들의 게이트들에 접속될 수 있다.

디스플레이 단계 동안에, 화소 전압이 데이터 라인(723)에 의해 화소 TFT(707)의 소스(721)에 인가될 수 있다. 화소 TFT(707)는 게이트 라인(711)에 인가되는 "온" 전압(예를 들어, +10V)에 의해 온 상태로 스위칭되어, 소스(721)의 화소 전압이 드레인(709)을 통해 화소 전극(705)에 인가될 수 있도록 한다. 그러면 화소 TFT(707)는 게이트 라인(711)에 인가되는 "오프" 전압(예를 들어, -10V)에 의해 오프 상태로 스위칭되어, 화소 전극(705)은 소정 화소를 현재의 이미지에서 그 화소에 요구되는 특정 휘도에서 동작시키는 화소 전압으로 유지될 수 있도록 한다. 예를 들어, 화소 전압은 (최소 휘도, 예를 들어, 흑색에 대응할 수 있는) 0볼트로부터 (최대 휘도, 예를 들어, 백색에 대응할 수 있는) +5V까지의 범위일 수 있다. 또한, 액정 디스플레이와 같은 소정 타입의 디스플레이는 화소 전극과 Vcom 사이의 전위의 극성을 주기적으로 스위칭할 수 있는 반전 스킴을 이용할 수 있다. 일부 디스플레이에서, 예를 들어, 화소 전압의 극성은 하나 걸러 하나의 이미지 프레임마다 교대할 수 있다(예를 들어, 60 Hz 리프레시 레이트를 갖는 디스플레이 스크린의 경우 초당 60회 극성을 스위칭). 현재의 예에서, 화소 전압은 하나 걸러 하나의 이미지 프레임마다 극성을 교대하고, 그 범위는 하나의 이미지 프레임에서는 0 볼트(흑색) 내지 +5V(백색)이고, 다음 이미지 프레임에서는 0 볼트(흑색) 내지 -5V(백색)이다.

화소 전압은 드레인(709)과 게이트(710) 사이에 전계를 야기할 수 있다. 이 전계는 게이트-드레인 전압(VGD), 즉, 화소 전압과 게이트 라인 전압 사이의 차이에 의존할 수 있다. 예를 들어, 백색 화소의 VGD는 한 프레임에서는 -15V[(-10V) - (+5V)]일 수 있고, 다음 프레임에서는 -5V[(-10V) - (-5V))]일 수 있다. 이 예에서 흑색 화소의 VGD는 한 프레임에서는 -10V[(-10V) - (0 볼트)]일 수 있고, 다음 프레임에서는 -10V[(-10V) - (0 볼트)]일 수 있다.

드레인(709)과 게이트(710) 사이의 전계 중 일부는 반도체 채널(729)과 같은 반도체 채널의 일부를 통해 연장될 수 있고, 반도체에서 캐리어 생성을 유도할 수 있으므로, 드레인과 게이트 사이의 반도체 채널의 일부의 도전성을 변경한다. 변경된 도전성은, 화소 TFT(707)와 연관된 커패시턴스를 변경할 수 있는, 반도체 채널의 일부의 변경된 유전 상수에 대응한다. 구체적으로는, 화소 TFT(707)의 전기 특성들 중 하나는, 화소 TFT(707)의 유전체 층(725)을 통한 커패시턴스(CGD1)(723)와 화소 TFT의 반도체 채널(729)을 통한 커패시턴스(CGD2)(727)의 조합을 포함할 수 있는 게이트-드레인 커패시턴스(CGD)(721)이다. 유전체 층(725)과 같은 유전체 층과 연관된 커패시턴스는 비교적 주변 전계에 독립적일 수 있다. 이 점에서, 유전체 층(725)과 연관된 총 게이트-드레인 커패시턴스(CGD)(721)의 일부는 비교적 게이트(710)와 드레인(709) 사이의 전계에 독립적일 수 있다. 즉, CGD1(723)은, 상이한 이미지 프레임들이 터치 스크린(700) 상에 디스플레이될 때 화소 전극(705)에 인가될 수 있는 상이한 화소 전압들의 범위에 걸쳐 비교적 일정하게 유지될 수 있다.

반면, CGD2(727)는 반도체 채널(729)과 같은 반도체를 통한 총 게이트-드레인 커패시턴스의 일부를 나타낸다. 일부 터치 스크린에서, CGD2(727)는 화소 전극(705)의 화소 전압에 의존할 수 있다. 특히, (화소 전극(705)에 접속된) 드레인(709)과 게이트(710) 사이의 전압차는 드레인(709)과 게이트(710) 사이에 전계를 생성할 수 있다. 이 전계의 일부는 반도체 채널(729)의 영역을 통해 연장될 수 있고 반도체 채널에서 캐리어 생성을 유도할 수 있다. 즉, 전계는, 전계가 연장되는 영역에 이용되는 반도체의 도펀트의 타입에 따라, 반도체 채널의 영역에서 전자나 정공을 생성할 수 있다. 유도된 캐리어 생성은 게이트(710)와 드레인(709) 사이의 반도체 채널의 영역의 도전성을 변경할 수 있고, 이것은 반도체 채널(729)과 연관된 총 게이트-드레인 커패시턴스, 즉, CGD2(727)의 일부를 변경할 수 있다. 유도된 캐리어 생성의 양은 드레인(709)과 게이트(710) 사이의 전계의 강도에 의존할 수 있고, 결국, 디스플레이 단계에서 이미지의 업데이트 동안에 화소 전극(705)에 인가되는 화소 전압에 의존할 수 있다. 상이한 이미지 프레임들이 터치 스크린(700) 상에 디스플레이될 때 화소 전극(705)에 인가되는 화소 전압은 시간에 따라 달라질 수 있기 때문에, 총 게이트-드레인 커패시턴스, CGD(721)는 시간에 따라 달라질 수 있다. 또한, 터치 스크린(700)의 상이한 화소 전극들에 인가되는 화소 전압들은 각 이미지 프레임에서 상이할 수 있기 때문에, 터치 스크린의 부화소들의 총 게이트-드레인 커패시턴스는 임의의 주어진 이미지 프레임에 대해 상이할 수 있다. 시간 및/또는 부화소 위치에 걸친 게이트-드레인 커패시턴스에서의 차이는, 터치 감지시의 에러와 같은 에러를 야기할 수 있다.

예를 들어, 터치 감지 단계 동안에, 구동 Vcom(701)은 전계 라인(field lines; 713)을 생성할 수 있는 구동 신호에 의해 구동될 수 있다. 전계 라인(713)의 일부는 커버 유리(715)를 벗어나 손가락(717)에 도달할 수 있다. 손가락(717)에 의해 영향받는 전계 라인(713)은 감지 Vcom(703)이 터치 정보를 측정하는 것을 허용할 수 있다. 그러나, 구동 Vcom(701)으로부터 나오는 전계 라인(713)의 일부는 화소 전극(705)에 도달할 수 있다. 결과적으로, 구동 Vcom(701)을 구동할 수 있는 구동 신호의 일부는 화소 전극(705)에 의해 픽업될 수 있고, 이 신호는, 게이트와 드레인 사이의 용량성 결합 CGD(721) 때문에, 드레인(709)을 통해 게이트 라인(711)에 전달될 수 있다. 누설된 구동 신호는 또한, 도 8 및 도 9를 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 터치 감지 시스템 내에 결합될 수 있다.

도 8은 도 7의 터치 스크린(700)의 예시적 부분을 포함하는 에러 메커니즘(800)의 추가 상세사항을 나타낸다. 구동 증폭기(801)는 전술된 바와 같이 구동 신호로 구동 Vcom(701)을 구동할 수 있다. 구동 신호의 일부는 액정(719)을 통과하는 전계 라인들을 통해 화소 전극(705)에 의해 포획될 수 있다. 구동 영역 내의 디스플레이 화소들의 액정(719)은 커패시턴스, CLCdrive(803)를 가질 수 있다. 일단 화소 전극(705)에 의해 포획되고 나면, 신호는, 화소 전압에 따라 달라질 수 있는 드레인(709)과 게이트 라인(711) 사이의 커패시턴스 CGDdrive(805)를 통해 게이트 라인(711)에 전달될 수 있다. 게이트 라인(711)은 감지 영역의 디스플레이 화소들에게 공유될 수 있으므로, 누설된 구동 신호는 도면에 도시된 유사한 메커니즘을 통해 감지 영역의 디스플레이 화소들 내에 결합될 수 있다. 특히, 신호는 감지 영역의 디스플레이 화소들 내의 TFT의 게이트-드레인 커패시턴스 CGDsense(809)를 통해 감지 화소 전극(807) 내로 통과할 수 있다. 그 다음 이 신호는 화소 전극(807)으로부터 감지 영역 디스플레이 화소의 액정(719)을 통해 감지 Vcom(703)으로 통과할 수 있으며, 여기서, 액정은 연관된 커패시턴스 CLCsense(811)를 가진다. 즉, 신호는, 구동 화소 전극(705), 화소 TFT의 용량성 결합 CGDdrive(805), 게이트 라인(711), 또 다른 화소 TFT의 용량성 결합 CGDsense(809), 및 감지 화소 전극(807)을 포함하는 전기적 경로를 통해 전송될 수 있다. 누설된 신호는 감지 증폭기(813)에 의해 검출된 터치 측정에서 나타날 수 있다.

도 9는 도 7에 도시된 예시의 터치 스크린 구성(700)의 예시의 회로도를 나타낸다. 도 9는 도 8의 예시의 에러 메커니즘(800)을 포함한다. 도 7 및 도 8의 이전의 예들에서, 명료성을 위해, 단 하나의 구동 Vcom/감지 Vcom 쌍만이 설명된다. 그러나, 도 4 내지 도 6에 설명된 예에서 도시된 바와 같이, 통합형 터치 스크린의 구동 라인 및 감지 라인들은 터치 스크린의 영역에서 함께 그룹화된 복수의 디스플레이 화소들의 Vcom을 포함할 수 있다. 도 9의 예시의 회로도에서, 구동 라인(901)은 도 3 및 도 5에서 설명된 바와 같이 바이패스에 의해 서로 링크된 구동 영역 세그먼트(403)와 같은 구동 영역 세그먼트를 포함할 수 있고, 감지 라인(903)은, 도면에서 설명된 바와 같이 감지 영역에서 디스플레이 화소들의 전기적으로 서로 접속된 Vcom을 포함한, 감지 영역(405)과 같은 감지 영역을 포함하는 감지 영역(405)과 같은 감지 영역을 포함할 수 있다. 게이트 라인(905)은, 구동 라인(901)과 감지 라인(903)의 일부 내의 디스플레이 화소들의 복수 행들을 통해 이어지는 게이트 라인(711)과 같은 복수의 게이트 라인을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 구동 라인(901)에는 60개의 게이트 라인(905)이 존재할 수 있다. 유효 게이트 라인 저항(907)은, 예를 들어, 60개 게이트 라인들 각각의 게이트 라인 저항(819), TFT 저항(821), 및 라우팅 저항(823)과 같은, 복수의 게이트 라인(905)과 연관된 저항들의 조합을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 게이트-구동 커패시턴스(909)는, 복수의 구동 Vcom(701)과 각각의 대응하는 게이트 라인(905) 사이의 다양한 커패시턴스들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 게이트-구동 커패시턴스(909)는 구동 영역 내의 각 디스플레이 화소의 CLCdrive(803)와 CGDdrive(805)의 조합을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 게이트-감지 커패시턴스(911)는 감지 영역 내의 모든 디스플레이 화소들의 CLCsense(811)와 CGDsense(809)의 조합을 포함할 수 있다. 따라서, 유효 구동-감지 커패시턴스(913)는, 영역들 내의 디스플레이 화소들 각각과 연관된 다양한 커패시턴스로 인해 구동 영역과 감지 영역 사이의 총 유효 커패시턴스를 나타낼 수 있다.

구동 증폭기(801)는 구동 영역 내의 복수의 구동 Vcom으로부터 나올 수 있는 구동 신호(917)를 구동 라인(901) 상에 생성할 수 있다. 이 구동 Vcom으로부터 나오는 신호는 터치-감지 메커니즘을 통해 수신되어 신호 커패시턴스 CSIG(919)를 생성할 수 있다. 터치-감지 메커니즘은, 감지 라인(903)과, 수신된 신호를 증폭하여 감지 라인에 의해 수신된 터치 정보를 나타내는 감지 신호(923)를 야기할 수 있는 피드백 커패시턴스(921)를 갖는 감지 증폭기(813)를 포함할 수 있다. 구동 Vcom으로부터 나오는 신호는 또한, 유효 구동-감지 커패시턴스(913)에 의해 표현되는 에러를 야기할 수 있는, 에러 메커니즘(800)의 다양한 에러 메커니즘을 통해 감지 라인(903)에 의해 수신될 수 있다. 즉, 구동 신호의 일부는 다양한 에러 메커니즘을 통해 감지 라인(903)에 도달할 수 있다. 따라서, 감지 신호(923)는, 예를 들어, 터치 정보를 획득하지 않고 에러 메커니즘(800)을 통해 도달할 수 있는 소정량의 구동 신호(917)와 함께, 터치 정보를 운반할 수 있는 복수의 CSIG 신호(919)의 중첩일 수 있다. 에러 메커니즘(800)을 통한 누설된 구동 신호(917)는, 누설된 구동 신호의 양과 누설된 구동 신호의 양에서의 편차로 인해 터치 감지를 열화시킬 수 있다.

누설된 구동 신호(917)의 양은 터치 감지에 영향을 줄 수 있는데, 이것은, 예를 들어, 누설된 구동 신호(917)의 양이 증가할 때, 터치 정보를 운반하는 감지 신호(923)의 비율이 감소할 수 있어서, 터치 정보의 추출이 더욱 어렵게 될 수 있기 때문이다. 대조적으로, 감지 신호(923) 내의 누설된 구동 신호(917)의 양을 줄이는 것은 감지 신호 내의 터치 정보의 비율을 증가시킬 수 있어서, 터치 정보의 추출을 더 용이하게 할 수 있다. 감지 신호(923) 내로 누설될 수 있는 구동 신호(917)의 양은 CGDdrive(805)와 CGDsense(809)에 의존할 수 있는 유효 구동-감지 커패시턴스(913)의 양에 의존할 수 있기 때문에, 누설된 구동 신호의 양을 줄이기 위한 한 방법은 CGDdrive(805)와 CGDsense(809)의 양을 줄이는 것일 수 있다.

누설된 구동 신호(917)의 양의 편차는 터치 감지에 영향을 줄 수 있는데, 이것은, 예를 들어, 감지 신호(923) 내의 설명되지 않는 편차가 감지 신호에서의 노이즈로서 나타날 수 있기 때문이다. 예를 들어, 구동 Vcom의 특정한 영역으로부터 감지 Vcom의 특정한 영역으로 누설되는 구동 신호(917)의 양은, 많은 수의 화소들의 변화하는 개별 휘도와 특정한 반전 스킴의 이용으로부터 생길 수 있는 CGDdrive(805)와 CGDsense(809)의 편차에 의존할 수 있는 유효 구동-감지 커패시턴스(913)의 양에서의 편차에 따라 달라질 수 있다. 게다가, 특정한 구동 및 감지 영역 내의 디스플레이 화소들의 휘도는 시간에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 변화하는 양의 구동 신호들이 누설될 수 있고, 이것은 본질적으로 노이즈라고 볼 수 있는, 감지 신호(923)에서의 불규칙한 편차를 야기할 수 있다. 이 점에서, 이 노이즈를 줄이는 한 방식은 CGDdrive(805)와 CGDsense(809)에서의 변화량을 줄이는 것일 수 있다.

전술된 바와 같이, 화소 TFT의 CGDdrive(805) 및 CGDsense(809)와 같은, 게이트-드레인 커패시턴스는 TFT의 게이트와 드레인 사이의 전압차에 의존할 수 있다. 도 10 내지 도 13은 다양한 예에 따른 디스플레이 단계와 터치 감지 단계에 대해 상이한 전압 모드들을 이용하는 터치 스크린을 작동하는 예시적 방법을 나타낸다. 예를 들어, 터치 감지에서의 에러를 줄이거나 제거하도록, 화소 TFT와 같은 터치 스크린의 컴포넌트의 게이트-드레인 커패시턴스와 같은 전압-의존적 특성을 조정하기 위해 상이한 전압 모드들이 이용될 수 있다.

도 10은 다양한 예에 따른 디스플레이 단계와 터치 감지 단계에 대해 상이한 전압 모드들을 이용하는 터치 스크린을 작동하는 예시의 방법의 플로차트이다. 터치 스크린 동작의 디스플레이 단계(1000a)에서, 제1 전압 모드가 선택되고(1001), 터치 스크린 상에 디스플레이되는 이미지가 업데이트될 수 있다(1002). 디스플레이 단계 동안에, 하나 이상의 전압들이 제1 전압 모드에 대응하는 전압 레벨들에서 인가될 수 있다. 터치 감지 단계(1000b) 동안에, 제2 전압 모드가 선택될 수 있고(1003), 터치 감지가 수행될 수 있다(1004). 터치 감지 단계 동안에, 하나 이상의 전압들이 제2 전압 모드에 대응하는 전압 레벨들에서 인가될 수 있다. 디스플레이 단계와 터치 감지 단계 동안에 상이한 레벨들에서 하나 이상의 전압들을 인가하는 것은 터치 스크린의 하나 이상의 컴포넌트들의 전압-의존적 특성이 디스플레이 및 터치 감지 단계들에서 독립적으로 조정되는 것을 허용할 수 있다. 이런 방식으로, 예를 들어, 디스플레이 및 터치 감지 단계들 중 하나 또는 양쪽 모두의 동작에 최상으로 적합하게 되도록 개개의 컴포넌트 특성이 조정될 수 있다. 상이한 레벨들에서 인가되는 전압 또는 전압들은 여기서는 멀티-모드 전압 또는 멀티-모드 전압들이라고 부를 수 있다.

일부 예에서, 멀티-모드 전압들은 VGL 및 VGH를 포함할 수 있다. 터치 스크린(550)과 같은 터치 스크린을 포함할 수 있는 컴퓨팅 시스템(200)과 같은 터치 스크린 장치들은, 터치 감지 단계 동안에 인가되는 전압 레벨과는 상이한 디스플레이 단계에서의 전압 레벨에서 VGL 및 VGH를 인가할 수 있다. 일부 예에서, 게이트-드레인 커패시턴스의 양 및/또는 변화량을 줄이거나 제거하는 것을 도울 수 있는 터치 감지 단계를 위한 VGL 전압 레벨을 선택하는 것이 가능할 수 있다. 다양한 예에 따른 디스플레이 단계 및 터치 감지 단계를 위한 VGL 전압의 예시적 선택이 이제 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명될 것이다.

도 11 내지 도 13은 다양한 예에 따른 화소 TFT(707)와 같은 예시의 화소 TFT의 게이트-드레인 커패시턴스 대 게이트-드레인 전압의 그래프를 나타낸다. 각 그래프는 특정한 화소 TFT의 예시적 특성 곡선인 동일한 곡선을 나타낸다. 당업자라면, 다른 TFT, 다이오드 등과 같은 다른 컴포넌트들은 상이한 특성 곡선을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

도 11은, VGL이 -10V로 설정될 수 있고 VGH가 +10V로 설정될 수 있는, 다양한 예에 따른 예시의 제1 전압 모드를 나타낸다. 따라서, 디스플레이 단계 동안에, VGL로서 -10V가 인가될 수 있고 VGH로서 +10V가 인가될 수 있다. 예를 들어, -10V의 VGL은 화소 TFT(707)를 오프 상태로 스위칭하기 위해 터치 스크린의 게이트 라인에 인가될 수 있고, +10V의 VGH는 화소 TFT를 온 상태로 스위칭하기 위해 게이트 라인에 인가될 수 있다. 이 예에서, 화소 전압은 (최소 휘도, 예를 들어, 흑색에 대응할 수 있는) 0볼트로부터 (최대 휘도, 예를 들어, 백색에 대응할 수 있는) +5V까지의 범위일 수 있다. 또한, 화소 전극 전압은 하나 걸러 하나의 이미지 프레임마다 극성을 교대할 수 있고, 그 범위는 하나의 이미지 프레임에서는 0 볼트(흑색) 내지 +5V(백색)이고, 다음 이미지 프레임에서는 0 볼트(흑색) 내지 -5V(백색)이다. 따라서, 도 11에 나타낸 바와 같이, 한 프레임에서 백색 화소의 게이트-드레인 전압 VGDwhite1은 -15V[(-10V) - (+5V)]일 수 있고, 다음 프레임에서 백색 화소의 VGDwhite2는 -5V[(-10V) - (-5V)]일 수 있다. 이 예에서 흑색 화소의 VGDblack은 모든 프레임에서 -10V[(-10V)-(0 볼트)]일 수 있다.

도 11의 곡선에 도시된 바와 같이, 이 예시의 제1 전압 모드를 이용하는 것은 (반전 스킴의 한 프레임에서 최대 화소 휘도에 대응하는) CGD1 내지 (반전 스킴의 또 다른 프레임에서 최대 화소 휘도에 대응하는) CGD3의 범위에 이르는, CGDvariance1의 게이트-드레인 커패시턴스에서의 변화량을 초래할 수 있다.

도 12는, 결과적인 CGD 값들이 화소 TFT(707)의 실질적으로 최소 동작값들일 수 있도록 하는 레벨로 VGL이 설정될 수 있는 다양한 예에 따른 예시의 제2 전압 모드를 나타낸다. 일부 예에서, 이것은 CGD 값들의 최소 평균을 야기하는 VGL 레벨일 수 있다. 도 12에 도시된 현재의 예에서, VGL은, 흑색 화소의 VGD가 실질적으로 화소 TFT(707)의 CGD 대 VGD 곡선의 최소점에 있을 수 있게 하는 레벨로 설정될 수 있다. 이 예에서, VGL은 약 -16V로 설정될 수 있고, VGH는 약 +4V로 설정될 수 있다. 따라서, 터치 감지 단계 동안에, -16V는 터치 스크린의 게이트 라인들 모두에 인가되어 화소 TFT(707)를 오프 상태로 스위칭할 수 있다. 따라서, 도 12에 나타낸 바와 같이, 한 프레임에서 백색 화소의 게이트-드레인 전압 VGDwhite1은 -21V[(-16V) - (+5V)]일 수 있고, 다음 프레임에서 백색 화소의 VGDwhite2는 -11V[(-16V) - (-5V)]일 수 있다. 이 예에서 흑색 화소의 VGDblack은 모든 프레임에서 -16V[(-16V)-(0 볼트)]일 수 있다.

도 12의 곡선에 도시된 바와 같이, 이 예시의 제2 전압 모드를 이용하는 것은 (반전 스킴의 모든 프레임에서 최소 화소 휘도에 대응하는) CGD2 내지 (반전 스킴의 모든 프레임에서 최소 화소 휘도에 대응하는) CGD2 및 CGD3의 범위에 이르는, CGDvariance2의 게이트-드레인 커패시턴스에서의 변화량을 초래할 수 있다. CGDvariance2는 CGDvariance1보다 작을 수 있어, 에러 메커니즘(800)을 통해 감지 신호 내에 누설될 수 있는 구동 신호의 양에서의 변화량이 적어질 수 있다. 이런 방식으로, 터치 감지 동안 VGL에 대해 상이한 전압 레벨을 이용하는 것은, 터치 스크린의 컴포넌트의 전압-의존적 특성과 연관된 감지 신호 노이즈를 줄이거나 제거할 수 있다.

또한, 도 11 및 도 12의 비교로부터, 평균적으로, 예시의 제2 전압 모드는 예시의 제1 전압 모드보다 낮은 CGD 값을 야기할 수 있다는 것을 알 수 있다. 즉, 터치 감지 단계 동안 제2 전압 모드를 이용하는 것은, 화소 TFT(707)의 게이트와 드레인 사이의 용량성 결합이 줄어들 수 있기 때문에, 구동 신호 누설의 양을 줄이거나 제거할 수 있다.

도 13은, CGD 값들의 동작 범위가 CGD의 기준 값에 관해 실질적으로 대칭적일 수 있도록 하는 레벨로 VGL이 설정될 수 있는 다양한 예에 따른 또 다른 예시의 제2 전압 모드를 나타낸다. 이 예에서, CGD 값의 동작 범위는 화소 TFT(707)의 CGD 대 VGD 곡선의 실질적으로 선형 부분을 따라 놓일 수 있다. 이 예에서, VGL은 약 -7V로 설정될 수 있고, VGH는 약 +13V로 설정될 수 있다. 따라서, 터치 감지 단계 동안에, -7V는 터치 스크린의 게이트 라인들 모두에 인가되어 화소 TFT(707)를 오프 상태로 스위칭할 수 있다. 따라서, 도 13에 나타낸 바와 같이, 한 프레임에서 백색 화소의 게이트-드레인 전압 VGDwhite1은 -12V[(-7V) - (+5V)]일 수 있고, 다음 프레임에서 백색 화소의 VGDwhite2는 -2V[(-7V) - (-5V)]일 수 있다. 이 예에서 흑색 화소의 VGDblack은 모든 프레임에서 -7V[(-7V)-(0 볼트)]일 수 있다.

도 13의 곡선에 도시된 바와 같이, 이 예시의 제2 전압 모드를 이용하는 것은 (반전 스킴의 한 프레임에서 최대 화소 휘도에 대응하는) CGD1 내지 (반전 스킴의 또 다른 프레임에서 최대 화소 휘도에 대응하는) CGD3의 범위에 이르는, CGDvariance3의 게이트-드레인 커패시턴스에서의 변화량을 초래할 수 있다. CGDvariance3는 CGDvariance1보다 클 수 있지만, 반전 스킴의 한 프레임 동안에 발생할 수 있는 CGD 값들의 범위로부터 생기는 구동 신호 누설에서 변화량은 반전 스킴의 다른 프레임 동안에 CGD 값의 범위로부터 생기는 구동 신호 누설에서의 변화량을 오프셋할 수 있다. 특히, 반전 스킴의 한 프레임에서, 화소 전압은 0 볼트 내지 +5V 범위에 이를 수 있고, 이것은 VGDblack 내지 VGDwhite1의 범위에 이르는 VGD 값에 대응하며, 나아가 CGD2(흑색) 내지 CGD1(백색)의 범위에 이르는 CGD 값들에 대응한다. 마찬가지로, 다른 반전 프레임에서의 CGD 값은 CGD2(흑색) 내지 CGD3(백색)의 범위에 이를 수 있다. 따라서, 화소의 휘도가 이미지 프레임들 사이에서 변하지 않는다면, 2개 프레임의 평균 CGD 값은, 그 화소의 특정 휘도에 관계없이, 대략 CGDblack일 수 있다. 예를 들어, 지속적 백색 화소는 한 프레임에서 CGD1의 CGD 값을 가질 수 있고 다음 프레임에서 CGD3의 CGD 값을 가질 수 있어서, 그 결과 대략 CGD2(흑색)의 평균 CGD 값을 야기한다. 마찬가지로, 임의의 휘도에서의 화소들의 CGD 값들은 화소 휘도가 변하지 않는 프레임들에 걸쳐 CGD2(흑색)로 평균될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 지속적 이미지가 디스플레이된다면, 각 화소의 평균 CGD 값들은 대략 동일(예를 들어, CGD2(흑색))할 수 있다. 많은 디스플레이 응용에서, 프레임들 사이에서 화소의 휘도가 동일하게 또는 대략 동일하게 머무르는 횟수는, 프레임들 사이에서 화소의 휘도가 극적으로 변하는 횟수보다 훨씬 클 수 있다. 따라서, 많은 응용에서, 현재의 예에 따른 제2 전압 모드를 이용하는 것은 CGD의 감소된 평균 변화량을 야기할 수 있고, 이것은 예를 들어, 감지 신호에서의 연관된 노이즈를 줄이거나 제거할 수 있다. 이런 방식으로, 터치 감지 동안 VGL에 대해 상이한 전압 레벨을 이용하는 것은, 터치 스크린의 컴포넌트의 전압-의존적 특성과 연관된 감지 신호 노이즈를 줄이거나 제거할 수 있다.

이들 예에서, VGL과 VGH(즉, 20V) 사이의 차이는 제1 및 제2 전압 모드들 양쪽 모두에서 유지될 수 있다는 점에 주목해야 한다. 이런 방식으로, 예를 들어, 논리적 시스템들과 같은, 소정 회로 컴포넌트들 및 시스템들은 그들의 동작 상태를 유지할 수 있다. 그러나, 일부 예에서, VGL과 VGH 사이의 차이는 전압 모드들마다 상이할 수 있다.

일부 예에서, 제1 및 제2 전압 모드들의 선택은, 도 2의 예시적 터치 스크린 장치 내의 LCD 구동기(234)와 같은, 단일의 시스템에 의해 수행될 수 있다. 이 점에서, LCD 구동기(234)는 제1 전압 모드를 선택 및 적용하고, 이미지를 업데이트하며, 제2 전압 모드를 선택 및 적용할 수 있다. 그러면, 터치 제어기(206)는, LCD 구동기(234)가 제2 전압 모드에 대응하는 레벨들의 전압들을 인가하는 동안 터치 감지를 수행할 수 있다. 일부 예에서, 제1 및 제2 전압 모드들의 선택은 별개의 시스템들에 의해 수행될 수 있고, 전압 인가의 제어는 이 2개의 시스템들 사이에서 교대할 수 있다.

도 14는, 제1 및 제2 전압들의 선택과 인가가 다양한 예에 따라 2개의 별개의 시스템에 의해 수행될 수 있는 결합된 터치 감지 및 디스플레이 제어기를 포함할 수 있는 예시의 터치 스크린 장치(1400)를 나타낸다. 도 14는 터치 스크린(1401)과 터치 스크린 제어기(1403)를 포함할 수 있는 터치 스크린 장치(1400)를 나타낸다. 터치 스크린(1401)은, 공통 전극들이 디스플레이 단계 동안에 공통 전압 소스로서 동작할 수 있고 터치 감지 단계 동안에 구동 라인 및 감지 라인으로서 동작할 수 있는, 터치 스크린(550)과 같은, 통합형 터치 스크린일 수 있다. 명료성을 위해, 단 하나의 구동 Vcom 라인(1405)과 감지 Vcom 라인(1407)이 도면에 예시되어 있다. 터치 스크린(1401)은 또한 게이트 구동기(1409) 및 게이트 라인(1411)을 포함할 수 있다.

터치 스크린 제어기(1403)는 결합된 터치 및 디스플레이 제어기일 수 있고, 제2 전압 레벨 설정에서 전압의 선택과 인가를 제어할 수 있고 터치 스크린(1401)의 터치 감지 동작을 수행할 수 있는 터치 제어기(1413)와, 제1 전압 레벨 설정에서 전압의 선택과 인가를 제어할 수 있고 터치 스크린의 디스플레이 동작을 수행할 수 있는 LCM 제어기(1415)와 같은 디스플레이 제어기를 양쪽 모두를 포함할 수 있다. 이 점에서, 터치 스크린 제어기(1403)의 컴포넌트들 중 일부는 LCM 제어기(1415)와 터치 제어기(1413) 사이에서 공유될 수 있다. 예를 들어, 전하 펌프 클록 선택기(1417), 음전하 펌프(1419), 및 양전하 펌프(1421)를 포함한 전하 펌프 시스템은 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 디스플레이 단계와 터치 단계 양쪽 모두 동안에 이용될 수 있다. LCM 제어기(1415)와 터치 제어기(1413) 사이의 동기화 신호(BSYNC)(1423)는 디스플레이와 터치 감지 동작을 동기화하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 단계는 낮은 BSYNC(1423) 신호에 대응할 수 있고, 터치 단계는 높은 BSYNC(1423) 신호에 대응할 수 있다.

디스플레이 단계 동안에, 제1 Vcom 멀티플렉서(BCOM MUX I)(1425)와 제2 Vcom 멀티플렉서(VCOM MUX II)(1427)는 터치 스크린(1401)의 공통 전극(미도시)을 LCOM 제어기(1415)에 의해 제어되는 (도시되지 않은) Vcom 전압 소스에 접속할 수 있으므로, LCM 제어기(1415)가 Vcom 전압(VCOM)(1429)을 공통 전극에 인가하는 것을 허용한다. LCM 제어기(1415)는 게이트 라인(1411)들을 쭉 스캐닝하면서 데이터 라인(1431)에 데이터 전압을 인가함으로써 터치 스크린(1401) 상에 디스플레이된 이미지를 업데이트할 수 있다. LCM 제어기(1415)는 게이트 구동기(1409)를 제어하기 위해 타이밍 신호(1433)를 이용하여 게이트 라인들을 스캐닝할 수 있고, 전하 펌프 클록 선택기(1417)는 게이트 구동기(1409)를 통해 게이트 라인(1411)에 VGL(1435)(낮은 게이트 전압) 및 VGH(1437)(높은 게이트 전압)를 인가하도록 음전하 펌프(1419) 및 양전하 펌프(1421)를 제어하기 위해 LCM 제어기를 선택할 수 있다. 구체적으로는, 전하 펌프 클록 선택기(1417)는, 음전하 펌프(1419) 및 양전하 펌프(1421)를 제어하기 위해, 각각 낮은 전하 펌프 클록 신호(VGL_CP_CLK)(1443) 및 높은 전하 펌프 클록 신호(VGH_CP_CLK)(1445)로서, LCM 제어기(1415)로부터 신호들 LCM_CPL_CLK(1439) 및 LCM_CPH_CLK(1441)을 선택할 수 있다. 명료성을 위해, 단일의 전하 펌프 시스템이 도 14에 도시되어 있지만, 일부 게이트 라인(1411)이 터치 스크린의 한 편으로부터 구동될 수 있고 다른 게이트 라인(1411)은 터치 스크린의 다른 편으로부터 구동될 수 있도록, 터치 스크린(1401)의 반대편 상의 추가의 게이트 구동기(1409)에 전압을 인가하는데 제2 전하 펌프 시스템이 이용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 이 예에서, 디스플레이 단계 동안에 제1 전압 모드가 선택될 수 있고, LCM 제어기(1415)는 멀티-모드 전압(이 예에서는 VGL과 VGH)을 인가할 수 있어서, 화소 TFT(미도시)가 VGL(1435)(예를 들어, -10V)에 의해 스위칭 오프될 수 있고 VGH(1437)(예를 들어, +10V)에 의해 스위칭 온될 수 있다.

터치 감지 단계 동안에 제2 전압 모드가 선택될 수 있고, 터치 제어기(1413)는 멀티-모드 전압(VGL 및 VGH)을 인가할 수 있어서, 화소 TFT(미도시)는 VGL(1435)(예를 들어, 도 12의 예시적 제2 전압 모드를 이용하는 경우에는 -16V 또는 도 13의 예시적 제2 전압 모드를 이용한다면 -7V)에 의해 스위칭 오프될 수 있다. 이 예에서, 전하 펌프 시스템은 터치 제어기(1413)에 의해 이용될 수 있다. 구체적으로는, 전하 펌프 클록 선택기(1417)는, 음전하 펌프(1419) 및 양전하 펌프(1421)를 제어하여 게이트 구동기(1409)를 통해 게이트 라인(1411)에 VGL(1435) 및 VGH(1437)를 인가하기 위해, 각각 낮은 전하 펌프 클록 신호(VGL_CP_CLK)(1443) 및 높은 전하 펌프 클록 신호(VGH_CP_CLK)(1445)로서, 터치 제어기(1413)로부터 신호들 TOUCH_CPL_CLK(1447) 및 TOUCH_CPH_CLK(1449)을 선택할 수 있다. 이 예에서, 게이트 라인들 모두는 터치 감지 단계 동안에 화소 TFT들 모두를 스위칭 오프하기 위하여 제2 전압 모드에 따라 낮은 게이트 전압에서 유지될 수 있다. 즉, VGL(1435)은 현재의 예에서 터치 감지 단계 동안에 게이트 라인들 모두에 인가될 수 있다. 터치 제어기(1413)는 또한 전하 펌프가 인에이블될 것인지 디스에이블될 것인지를 선택하기 위해 전하 펌프 클록 선택기(1417)에 신호 TOUCH_CP_EN(1451)을 전송할 수 있다.

VCOM MUX II(1427)는 각각의 감지 Vcom 라인(1407)과 연관된 공통 전극들을 대응하는 감지 채널(1453)에 접속할 수 있다. 터치 제어기(1413)는, 구동 Vcom 라인(1405)에 구동 신호(VSTM)(1457)를 인가하면서 구동 Vcom 라인들과 연관된 공통 전극들을 구동 채널들(1455)에 접속하는 VCOM MUX I(1425)를 제어함으로써 구동 Vcom 라인(1405)을 특정한 스캔 순서로 스캔할 수 있다. 각 구동 신호(1457)는, 감지 Vcom 라인 상에 감지 신호를 야기하는, 손가락과 같은 터치 물체의 근접성에 따라 달라질 수 있는 신호 커패시턴스(CSIG)(1459)를 통해 감지 Vcom 라인(1407)에 결합될 수 있다. 터치 제어기(1413)는 감지 채널(1453)을 통해 감지 Vcom 라인(1407)으로부터 감지 신호(VSENSE)(1461)를 수신할 수 있다. 각 감지 채널(1453)은 감지 신호(1461)를 증폭하는 감지 증폭기(1463)를 포함할 수 있다. 증폭된 감지 신호는 터치 스크린(1401) 상의 터치를 결정하기 위해 터치 제어기(1413)에 의해 추가로 처리될 수 있다.

이 예에서, 게이트-구동 결합(1466) 및 게이트-감지 결합(1465)은, 전술된 바와 같이 제2 전압 모드를 이용하여 줄여지거나 제거되어 터치 감지에서의 대응하는 에러를 줄이거나 제거할 수 있다.

일부 예에서, 터치 및 디스플레이 단계에서 상이한 전압 레벨들에서 인가되는 전압이나 전압들은 터치 스크린 장치를 위한 기준 전압들을 포함할 수 있다. 예를 들어, VGL 및 VGH는, 일부 터치 스크린 장치에서 각각 가장 낮은 전압 및 가장 높은 전압일 수 있고, 시스템 기준 전압으로서 이용될 수 있다. 본 개시의 예들이 첨부된 도면들을 참조하여 완전히 설명되었지만, 상이한 예들의 특징들의 결합, 한 특징이나 특징들의 생략 등을 포함하지만 이것으로 제한되지 않는 다양한 변경이나 수정이 본 설명 및 도면들에 비추어 당업자에게 명백할 것이라는 점에 주목해야 한다.

예를 들어, 전술된 컴퓨팅 시스템(200)의 기능들 하나 이상은 메모리(예를 들어, 도 2의 주변장치(204)들 중 하나)에 저장되고 터치 프로세서(202)에 의해 실행되거나, 프로그램 스토리지(232)에 저장되고 호스트 프로세서(228)에 의해 실행되는 펌웨어에 의해 수행될 수 있다. 펌웨어는 또한, 컴퓨터-기반의 시스템, 프로세서-포함 시스템, 또는 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스로부터 명령을 가져와 그 명령을 실행할 수 있는 기타의 시스템과 같은, 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 사용되거나 이들과 연계하여 사용되는 임의의 컴퓨터-판독가능한 매체 내에 저장 및/또는 수송될 수 있다. 본 명세서의 정황에서, "컴퓨터-판독가능한 매체"는 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 사용되거나 이와 연계하여 사용되는 프로그램을 포함하거나 저장할 수 있는 임의의 매체일 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 매체는, 전자적, 자기적, 광학적, 전자기적, 적외선, 또는 반도체 시스템, 장치 또는 디바이스, 포터블 컴퓨터 디스켓(자기적), RAM(random access memory)(자기적), ROM(read-only memory)(자기적), EPROM(erasable programmable read-only memory)(자기적), CD, CD-R, CD-RW, DVD, DVD-R 또는 DVD-RW와 같은 포터블 광학 디스크, 또는 컴팩트 플래시 카드, 보안 디지털 카드, USB 메모리 디바이스, 메모리 스틱 등과 같은 플래시 메모리을 포함할 수 있지만, 이것으로만 제한되는 것은 아니다.

펌웨어는 또한, 컴퓨터-기반의 시스템, 프로세서-포함 시스템, 또는 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스로부터 명령을 가져와 그 명령을 실행할 수 있는 기타의 시스템과 같은, 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 사용되거나 이들과 연계하여 사용되는 임의의 수송 매체 내에서 전파될 수 있다. 본 명세서의 정황에서, "수송 매체"는 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 사용되거나 이와 연계하여 사용되는 프로그램을 전달, 전파 또는 수송할 수 있는 임의의 매체일 수 있다. 수송 판독가능한 매체는 전자적, 자기적, 광학적, 전자기적 또는 적외선 유선 또는 무선 전파 매체를 포함할 수 있지만, 이것으로만 제한되는 것은 아니다.

x-방향 및 y-방향이 각각 수평 방향 및 수직 방향에 해당할 수 있는 카테시안 좌표계(Cartesian coordinate system)를 참조하여 예들이 여기서 설명될 수도 있다. 그러나, 당업자라면 특정한 좌표계에 대한 참조는 단순히 명료성의 목적을 위한 것이며, 요소들의 방향을 특정한 방향이나 특정한 좌표계로 제한하기 위한 것이 아님을 이해할 것이다. 또한, 예의 설명에서는 특정한 재료나 재료 타입이 포함될 수 있지만, 당업자라면 동일한 기능을 달성하는 다른 재료가 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 이하의 예들에서 기술되는 "금속 층"은 임의의 전기 도전성 재료의 층일 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

일부 예에서, 구동 라인 및/또는 감지 라인은, 예를 들어, 전형적인 LCD 디스플레이에 이미 존재하는 기타의 요소들(예를 들어, 기타의 전극들, 도전 층 및/또는 반도체 층, 예를 들어, 신호를 운반하거나 전압을 저장하는 등, 전형적인 LCD 디스플레이의 회로 요소로서 또한 기능하는 금속 라인들), 전형적인 LCD 스택업 요소들이 아닌 LCD 스택업에 형성된 기타의 요소들(예를 들어, 그 기능이 실질적으로 터치 스크린의 터치 감지 시스템을 위한 것인, 기타의 금속 라인들, 플레이트들), 및 (예를 들어, 외부의 실질적으로 투명한 도전성 플레이트, 와이어, 및 기타의 요소들과 같은) LCD 스택업 외부에 형성된 요소들을 포함한, 기타의 요소들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 시스템의 일부는 공지된 터치 패널 오버레이와 유사한 요소들을 포함할 수 있다.

이 예에서, 각각의 부화소는 적색(R), 녹색(G), 또는 청색(B) 부화소일 수 있고, 3개 모두의 R, G, 및 B 부화소들의 조합은 하나의 컬러 디스플레이 화소를 형성한다. 이 예는 적색, 녹색, 및 청색 부화소들을 포함하고 있지만, 부화소는 광의 다른 색상들 또는 전자기 복사(예를 들어, 적외선)의 다른 파장들에 기초하거나 단색 구성에 기초할 수도 있다.

따라서, 상기에 따르면, 본 개시의 일부 예는, 복수의 디스플레이 화소를 포함하는 터치 스크린, 디스플레이 단계에 대응하는 제1 전압 모드 ―제1 전압 모드는 터치 스크린의 하나 이상의 전압들 각각에 대한 제1 전압 레벨을 포함함― 를 선택하고 터치 감지 단계에 대응하는 제2 전압 모드 ―제2 전압 모드는 하나 이상의 전압들 각각에 대한 제2 전압 레벨을 포함하고, 각각의 제2 전압 레벨은 대응하는 제1 전압 레벨과는 상이함― 를 선택하는 멀티-모드 전력 시스템, 디스플레이 단계 동안에 디스플레이 화소들에 의해 디스플레이된 이미지를 업데이트 ―이미지의 업데이트 동안에 하나 이상의 전압들 각각이 대응하는 제1 전압 레벨에서 터치 스크린에 인가됨― 하는 디스플레이 시스템, 및 터치 감지 단계 동안에 터치를 감지 ―터치 감지 동안에 하나 이상의 전압들 각각이 대응하는 제2 전압 레벨에서 터치 스크린에 인가됨― 하는 터치 감지 시스템을 포함하는 통합형 터치 스크린 장치에 관한 것이다. 추가적으로, 또는 상기 개시된 예들 중 하나 이상에 대한 대안으로서, 일부 예에서, 하나 이상의 전압은 전압-의존 전기 특성을 갖는 터치 스크린 컴포넌트에 인가되는 전압을 포함한다. 추가적으로, 또는 상기 개시된 예들 중 하나 이상에 대한 대안으로서, 일부 예에서, 전기 특성은 터치 스크린 컴포넌트와 연관된 커패시턴스를 포함한다. 추가적으로, 또는 상기 개시된 예들 중 하나 이상에 대한 대안으로서, 일부 예에서, 터치 스크린 컴포넌트는 각 디스플레이 화소의 화소 트랜지스터를 포함하고, 터치 스크린은 복수의 게이트 라인을 더 포함하며, 각 게이트 라인은 각 디스플레이 화소 내의 화소 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 하나 이상의 전압은 화소 트랜지스터를 오프 상태로 스위칭하는 게이트 라인 전압을 포함한다. 추가적으로, 또는 상기 개시된 예들 중 하나 이상에 대한 대안으로서, 일부 예에서, 단일의 전압 소스는 제1 전압 레벨 및 제2 전압 레벨 양쪽 모두에서 하나 이상의 전압들 중 하나를 인가한다. 추가적으로, 또는 상기 개시된 예들 중 하나 이상에 대한 대안으로서, 일부 예에서, 단일 전압 소스는 디스플레이 단계 동안에 디스플레이 시스템에 의해 제어되고 터치 감지 단계 동안에 터치 감지 시스템에 의해 제어된다. 추가적으로, 또는 상기 개시된 예들 중 하나 이상에 대한 대안으로서, 일부 예에서, 제1 전압 레벨에서의 터치 스크린 컴포넌트로의 전압의 인가는 터치 스크린 컴포넌트의 제1 커패시턴스를 야기하고, 제2 전압 레벨에서의 터치 스크린 컴포넌트로의 전압의 인가는 터치 스크린 컴포넌트의 제2 커패시턴스를 야기하며, 제2 커패시턴스는 제1 커패시턴스보다 작다. 추가적으로, 또는 상기 개시된 예들 중 하나 이상에 대한 대안으로서, 일부 예에서, 전기 특성의 전압 의존성은 전기 특성값 대 전압값을 나타내는 곡선에 대응하며, 여기서, 제1 전압 레벨에서의 터치 스크린 컴포넌트로의 전압의 인가는 곡선의 제1 부분에서 터치 스크린 컴포넌트의 동작 범위를 야기하고, 제2 전압 레벨에서의 터치 스크린 컴포넌트로의 전압의 인가는 곡선의 제2 부분에서 터치 스크린 컴포넌트의 동작 범위를 야기하며, 곡선의 제2 부분은 곡선의 제1 부분보다 선형적이다. 추가적으로, 또는 상기 개시된 예들 중 하나 이상에 대한 대안으로서, 일부 예에서, 전기 특성의 전압 의존성은 전기 특성값 대 전압값을 나타내는 곡선에 대응하며, 여기서, 제1 전압 레벨에서의 터치 스크린 컴포넌트로의 전압의 인가는 곡선의 제1 부분에서 터치 스크린 컴포넌트의 동작 범위를 야기하고, 제2 전압 레벨에서의 터치 스크린 컴포넌트로의 전압의 인가는 곡선의 제2 부분에서 터치 스크린 컴포넌트의 동작 범위를 야기하며, 곡선의 제2 부분에서의 전기 특성값들의 평균은 곡선의 제1 부분에서의 전기 특성값들의 평균보다 작다. 추가적으로, 또는 상기 개시된 예들 중 하나 이상에 대한 대안으로서, 일부 예에서, 터치 스크린 컴포넌트는 각 디스플레이 화소에 화소 트랜지스터를 포함하고, 전기 특성값은 화소 트랜지스터의 게이트-드레인 커패시턴스를 포함하며, 제2 전압 레벨에서의 화소 트랜지스터로의 전압의 인가는 화소 트랜지스터의 게이트-드레인 커패시턴스를 곡선의 최소 커패시턴스로 설정한다.

본 개시의 일부 예들은 복수의 디스플레이 화소를 갖는 터치 스크린을 포함하는 통합형 터치 스크린 장치를 작동하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 방법은 디스플레이 단계에 대응하는 제1 전압 모드 ―제1 전압 모드는 터치 스크린의 하나 이상의 전압들 각각에 대한 제1 전압 레벨을 포함함― 를 선택하는 단계, 디스플레이 단계 동안에 디스플레이 화소에 의해 디스플레이된 이미지를 업데이트 ―이미지의 업데이트 동안에 하나 이상의 전압들 각각은 대응하는 제1 전압 레벨에서 터치 스크린에 인가됨― 하는 단계, 터치 감지 단계에 대응하는 제2 전압 모드 ―제2 전압 모드는 하나 이상의 전압들 각각에 대한 제2 전압 레벨을 포함하고, 각각의 제2 전압 레벨은 대응하는 제1 전압 레벨과는 상이함― 를 선택하는 단계, 및 터치 감지 단계 동안에 터치를 감지 ―터치의 감지 동안에 하나 이상의 전압들 각각은 대응하는 제2 전압 레벨에서 터치 스크린에 인가됨― 하는 단계를 포함한다. 추가적으로, 또는 상기 개시된 예들 중 하나 이상에 대한 대안으로서, 일부 예에서, 하나 이상의 전압은 전압-의존 전기 특성을 갖는 터치 스크린 컴포넌트에 인가되는 전압을 포함한다. 추가적으로, 또는 상기 개시된 예들 중 하나 이상에 대한 대안으로서, 일부 예에서, 전기 특성은 터치 스크린 컴포넌트와 연관된 커패시턴스를 포함한다. 추가적으로, 또는 상기 개시된 예들 중 하나 이상에 대한 대안으로서, 일부 예에서, 터치 스크린 컴포넌트는 각 디스플레이 화소의 화소 트랜지스터를 포함하고, 터치 스크린은 복수의 게이트 라인을 더 포함하며, 각 게이트 라인은 각 디스플레이 화소 내의 화소 트랜지스터의 게이트에 접속되고, 하나 이상의 전압은 화소 트랜지스터를 오프 상태로 스위칭하는 게이트 라인 전압을 포함한다. 추가적으로, 또는 상기 개시된 예들 중 하나 이상에 대한 대안으로서, 일부 예에서, 단일의 전압 소스는 제1 전압 레벨 및 제2 전압 레벨 양쪽 모두에서 하나 이상의 전압들 중 하나를 인가한다. 추가적으로, 또는 상기 개시된 예들 중 하나 이상에 대한 대안으로서, 일부 예에서, 단일 전압 소스는 디스플레이 단계 동안에 디스플레이 시스템에 의해 제어되고 터치 감지 단계 동안에 터치 감지 시스템에 의해 제어된다. 추가적으로, 또는 상기 개시된 예들 중 하나 이상에 대한 대안으로서, 일부 예에서, 제1 전압 레벨에서의 터치 스크린 컴포넌트로의 전압의 인가는 터치 스크린 컴포넌트의 제1 커패시턴스를 야기하고, 제2 전압 레벨에서의 터치 스크린 컴포넌트로의 전압의 인가는 터치 스크린 컴포넌트의 제2 커패시턴스를 야기하며, 제2 커패시턴스는 제1 커패시턴스보다 작다. 추가적으로, 또는 상기 개시된 예들 중 하나 이상에 대한 대안으로서, 일부 예에서, 전기 특성의 전압 의존성은 전기 특성값 대 전압값을 나타내는 곡선에 대응하며, 여기서, 제1 전압 레벨에서의 터치 스크린 컴포넌트로의 전압의 인가는 곡선의 제1 부분에서 터치 스크린 컴포넌트의 동작 범위를 야기하고, 제2 전압 레벨에서의 터치 스크린 컴포넌트로의 전압의 인가는 곡선의 제2 부분에서 터치 스크린 컴포넌트의 동작 범위를 야기하며, 곡선의 제2 부분은 곡선의 제1 부분보다 선형적이다. 추가적으로, 또는 상기 개시된 예들 중 하나 이상에 대한 대안으로서, 일부 예에서, 전기 특성의 전압 의존성은 전기 특성값 대 전압값을 나타내는 곡선에 대응하며, 여기서, 제1 전압 레벨에서의 터치 스크린 컴포넌트로의 전압의 인가는 곡선의 제1 부분에서 터치 스크린 컴포넌트의 동작 범위를 야기하고, 제2 전압 레벨에서의 터치 스크린 컴포넌트로의 전압의 인가는 곡선의 제2 부분에서 터치 스크린 컴포넌트의 동작 범위를 야기하며, 곡선의 제2 부분에서의 전기 특성값들의 평균은 곡선의 제1 부분에서의 전기 특성값들의 평균보다 작다. 추가적으로, 또는 상기 개시된 예들 중 하나 이상에 대한 대안으로서, 일부 예에서, 터치 스크린 컴포넌트는 각 디스플레이 화소에 화소 트랜지스터를 포함하고, 전기 특성값은 화소 트랜지스터의 게이트-드레인 커패시턴스를 포함하며, 제2 전압 레벨에서의 화소 트랜지스터로의 전압의 인가는 화소 트랜지스터의 게이트-드레인 커패시턴스를 곡선의 최소 커패시턴스로 설정한다.

예들이 첨부된 도면을 참조하여 완전히 기술되었지만, 당업자에게는 다양한 변경 및 수정이 명백해질 것이라는 점에 주목해야 한다. 이와 같은 변경 및 수정은 첨부된 특허청구범위에 의해 정의되는 다양한 예들의 범위 내에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

Claims

통합형 터치 스크린 장치로서,
복수의 디스플레이 화소들을 포함하는 터치 스크린;
제1 전압을 선택하고 제2 전압을 선택하도록 구성되는 멀티-모드 전력 시스템 - 상기 제1 전압은 디스플레이 단계에 대응하고, 상기 제2 전압은 터치 감지 단계에 대응하며, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압과는 상이함 -;
상기 디스플레이 단계 동안에 상기 디스플레이 화소들에 의해 디스플레이된 이미지를 업데이트하도록 구성되는 디스플레이 시스템 - 상기 이미지의 업데이트 동안에 상기 제1 전압은 상기 터치 스크린에 인가됨 -; 및
상기 터치 감지 단계 동안에 터치를 감지하도록 구성되는 터치 감지 시스템 - 상기 터치의 감지 동안에 상기 제2 전압은 상기 터치 스크린에 인가됨 -
을 포함하고,
상기 제1 전압의 선택은 터치 스크린 컴포넌트가 제1 커패시턴스 및 제2 커패시턴스에서 동작하도록 야기하고, 상기 제1 커패시턴스는 상기 터치 스크린 컴포넌트의 제3 커패시턴스보다 작으며, 상기 제2 커패시턴스는 상기 제3 커패시턴스보다 크고, 상기 제3 커패시턴스는 상기 터치 스크린 컴포넌트의 커패시턴스 곡선 상에서 상기 제1 커패시턴스 및 상기 제2 커패시턴스 사이에 있고,
상기 제2 전압의 선택은 상기 터치 스크린 컴포넌트가 제4 커패시턴스 및 제5 커패시턴스에서 동작하도록 야기하고, 상기 제4 커패시턴스 및 상기 제5 커패시턴스는 상기 터치 스크린 컴포넌트의 제6 커패시턴스보다 크고, 상기 제6 커패시턴스는 상기 터치 스크린 컴포넌트의 커패시턴스 곡선 상에서 상기 제4 커패시턴스 및 상기 제5 커패시턴스 사이에 있는, 통합형 터치 스크린 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 전압 및 제2 전압은 상기 터치 스크린 컴포넌트에 인가되고, 상기 터치 스크린 컴포넌트는 전압-의존적 커패시턴스를 가지는, 통합형 터치 스크린 장치.
제2항에 있어서,
상기 터치 스크린 컴포넌트는 각 디스플레이 화소의 화소 트랜지스터를 포함하고,
상기 터치 스크린은 복수의 게이트 라인들을 더 포함하며, 각 게이트 라인은 각 디스플레이 화소 내의 화소 트랜지스터의 게이트에 접속되고,
상기 제2 전압은 상기 화소 트랜지스터를 오프 상태로 스위칭하는 게이트 라인에 인가되는, 통합형 터치 스크린 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 전압의 상기 터치 스크린 컴포넌트로의 인가는, 상기 터치 스크린 컴포넌트의 제1 및 제2 커패시턴스를 야기하고,
상기 제2 전압의 상기 터치 스크린 컴포넌트로의 인가는, 상기 터치 스크린 컴포넌트의 제4 및 제5 커패시턴스를 야기하고,
상기 제1 및 제2 커패시턴스는 상기 제4 및 제5 커패시턴스보다 큰, 통합형 터치 스크린 장치.
제2항에 있어서,
상기 커패시턴스의 전압 의존성은 커패시턴스 값 대 전압 값을 나타내는 곡선에 대응하고,
상기 터치 스크린 컴포넌트로의 상기 제1 전압의 인가는 상기 곡선의 제1 부분에서 상기 터치 스크린 컴포넌트의 동작 범위를 야기하고,
상기 터치 스크린 컴포넌트로의 상기 제2 전압의 인가는 상기 곡선의 제2 부분에서 상기 터치 스크린 컴포넌트의 동작 범위를 야기하며,
상기 곡선의 제2 부분은 상기 곡선의 제1 부분보다 선형적인, 통합형 터치 스크린 장치.
제2항에 있어서,
상기 커패시턴스의 전압 의존성은 커패시턴스 값 대 전압 값을 나타내는 곡선에 대응하고,
상기 터치 스크린 컴포넌트로의 상기 제1 전압의 인가는 상기 곡선의 제1 부분에서 상기 터치 스크린 컴포넌트의 동작 범위를 야기하고,
상기 터치 스크린 컴포넌트로의 상기 제2 전압의 인가는 상기 곡선의 제2 부분에서 상기 터치 스크린 컴포넌트의 동작 범위를 야기하며,
상기 곡선의 상기 제2 부분에서의 커패시턴스 값들의 평균은 상기 곡선의 상기 제1 부분에서의 커패시턴스 값들의 평균보다 작은, 통합형 터치 스크린 장치.
제6항에 있어서,
상기 터치 스크린 컴포넌트는 각 디스플레이 화소에 화소 트랜지스터를 포함하고,
상기 커패시턴스 값은 상기 화소 트랜지스터의 게이트-드레인 커패시턴스를 포함하며,
상기 화소 트랜지스터로의 상기 제2 전압의 인가는 상기 화소 트랜지스터의 게이트-드레인 커패시턴스를 상기 곡선의 최소 커패시턴스로 설정하는, 통합형 터치 스크린 장치.
복수의 디스플레이 화소들을 갖는 터치 스크린을 포함하는 통합형 터치 스크린 장치를 작동하는 방법으로서,
제1 전압을 선택하는 단계 - 상기 제1 전압은 디스플레이 단계에 대응함 -;
상기 디스플레이 단계 동안에 상기 디스플레이 화소들에 의해 디스플레이된 이미지를 업데이트하는 단계 - 상기 제1 전압은 상기 이미지의 업데이트 동안에 상기 터치 스크린에 인가됨 -;
제2 전압을 선택하는 단계 - 상기 제2 전압은 터치 감지 단계에 대응하고, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압과 상이함 -; 및
상기 터치 감지 단계 동안에 터치를 감지하는 단계 - 상기 제2 전압은 상기 터치의 감지 동안에 상기 터치 스크린에 인가됨 -
를 포함하고,
상기 제1 전압의 선택은 터치 스크린 컴포넌트가 제1 커패시턴스 및 제2 커패시턴스에서 동작하도록 야기하고, 상기 제1 커패시턴스는 상기 터치 스크린 컴포넌트의 제3 커패시턴스보다 작고, 상기 제2 커패시턴스는 상기 제3 커패시턴스보다 크고, 상기 제3 커패시턴스는 상기 터치 스크린 컴포넌트의 커패시턴스 곡선 상에서 상기 제1 커패시턴스 및 상기 제2 커패시턴스 사이이고,
상기 제2 전압의 선택은 상기 터치 스크린 컴포넌트가 제4 커패시턴스 및 제5 커패시턴스에서 동작하도록 야기하고, 상기 제4 커패시턴스 및 상기 제5 커패시턴스는 상기 터치 스크린 컴포넌트의 제6 커패시턴스보다 크고, 상기 제6 커패시턴스는 상기 터치 스크린 컴포넌트의 커패시턴스 곡선 상에서 상기 제4 커패시턴스 및 상기 제5 커패시턴스 사이에 있는, 통합형 터치 스크린 장치 작동 방법.
제8항에 있어서,
상기 제1 전압 및 제2 전압은 상기 터치 스크린 컴포넌트에 인가되고, 상기 터치 스크린 컴포넌트는 전압-의존적 커패시턴스를 가지는, 통합형 터치 스크린 장치 작동 방법.
제9항에 있어서,
상기 터치 스크린 컴포넌트는 각 디스플레이 화소의 화소 트랜지스터를 포함하고,
상기 터치 스크린은 복수의 게이트 라인들을 더 포함하며, 각 게이트 라인은 각 디스플레이 화소 내의 화소 트랜지스터의 게이트에 접속되고,
상기 제2 전압은 상기 화소 트랜지스터를 오프 상태로 스위칭하는 게이트 라인에 인가되는, 통합형 터치 스크린 장치 작동 방법.
제9항에 있어서,
상기 제1 전압의 상기 터치 스크린 컴포넌트로의 인가는, 상기 터치 스크린 컴포넌트의 제1 및 제2 커패시턴스를 야기하고,
상기 제2 전압의 상기 터치 스크린 컴포넌트로의 인가는, 상기 터치 스크린 컴포넌트의 제4 및 제5 커패시턴스를 야기하고,
상기 제1 및 제2 커패시턴스는 상기 제4 및 제5 커패시턴스보다 큰, 통합형 터치 스크린 장치 작동 방법.
제9항에 있어서,
상기 커패시턴스의 전압 의존성은 커패시턴스 값 대 전압 값을 나타내는 곡선에 대응하고,
상기 터치 스크린 컴포넌트로의 상기 제1 전압의 인가는 상기 곡선의 제1 부분에서 상기 터치 스크린 컴포넌트의 동작 범위를 야기하고,
상기 터치 스크린 컴포넌트로의 상기 제2 전압의 인가는 상기 곡선의 제2 부분에서 상기 터치 스크린 컴포넌트의 동작 범위를 야기하며,
상기 곡선의 제2 부분은 상기 곡선의 제1 부분보다 선형적인, 통합형 터치 스크린 장치 작동 방법.
제9항에 있어서,
상기 커패시턴스의 전압 의존성은 커패시턴스 값 대 전압 값을 나타내는 곡선에 대응하고,
상기 터치 스크린 컴포넌트로의 상기 제1 전압의 인가는 상기 곡선의 제1 부분에서 상기 터치 스크린 컴포넌트의 동작 범위를 야기하고,
상기 터치 스크린 컴포넌트로의 상기 제2 전압의 인가는 상기 곡선의 제2 부분에서 상기 터치 스크린 컴포넌트의 동작 범위를 야기하며,
상기 곡선의 상기 제2 부분에서의 커패시턴스 값들의 평균은 상기 곡선의 상기 제1 부분에서의 커패시턴스 값들의 평균보다 작은, 통합형 터치 스크린 장치 작동 방법.
제13항에 있어서,
상기 터치 스크린 컴포넌트는 각 디스플레이 화소에 화소 트랜지스터를 포함하고,
상기 커패시턴스 값은 상기 화소 트랜지스터의 게이트-드레인 커패시턴스를 포함하며,
상기 화소 트랜지스터로의 상기 제2 전압의 인가는 상기 화소 트랜지스터의 게이트-드레인 커패시턴스를 상기 곡선의 최소 커패시턴스로 설정하는, 통합형 터치 스크린 장치 작동 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 커패시턴스들은 상기 터치 스크린 컴포넌트의 제1 부분과 제2 부분 사이에 있는, 통합형 터치 스크린 장치.
제8항에 있어서,
상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 커패시턴스들은 상기 터치 스크린 컴포넌트의 제1 부분과 제2 부분 사이에 있는, 통합형 터치 스크린 장치 작동 방법.
제15항에 있어서,
상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 커패시턴스들은 상기 터치 스크린 컴포넌트의 제1 부분과 제2 부분을 가로질러 인가되는 해당 전압들에 대응되는, 통합형 터치 스크린 장치.
제16항에 있어서,
상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 커패시턴스들은 상기 터치 스크린 컴포넌트의 제1 부분과 제2 부분을 가로질러 인가되는 해당 전압들에 대응되는, 통합형 터치 스크린 장치 작동 방법.
제15항에 있어서,
상기 터치 스크린 컴포넌트는 화소 트랜지스터를 포함하고,
상기 터치 스크린 컴포넌트의 제1 부분은 상기 화소 트랜지스터의 게이트를 포함하고,
상기 터치 스크린 컴포넌트의 제2 부분은 상기 화소 트랜지스터의 드레인을 포함하고,
상기 제1 전압 및 제2 전압은 상기 화소 트랜지스터의 게이트에 인가되는 게이트 라인 전압들을 포함하는, 통합형 터치 스크린 장치.
제16항에 있어서,
상기 터치 스크린 컴포넌트는 화소 트랜지스터를 포함하고,
상기 터치 스크린 컴포넌트의 제1 부분은 상기 화소 트랜지스터의 게이트를 포함하고,
상기 터치 스크린 컴포넌트의 제2 부분은 상기 화소 트랜지스터의 드레인을 포함하고,
상기 제1 전압 및 제2 전압은 상기 화소 트랜지스터의 게이트에 인가되는 게이트 라인 전압들을 포함하는, 통합형 터치 스크린 장치 작동 방법.