KR101840009B1 - 터치 스크린 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수직동기신호와 수평동기신호를 입력받는 타이밍제어부를 포함하여, 화상을 표시하는 디스플레이부, 구동전극들을 포함하는 터치센싱부, 제어신호에 응답하여 상기 터치센싱부에 구동신호를 공급하는 터치콘트롤러 및 상기 수직동기신호와 수평동기신호로부터 상기 제어신호를 생성하여 상기 터치콘트롤러로 공급하는 제어신호생성부를 포함하되, 상기 제어신호는, 제 1제어펄스 및 제 2제어펄스 중 어느 하나를 포함하고, 상기 터치콘트롤러는, 상기 각 제어펄스의 상승엣지 또는 하강엣지에 대응하여 상기 터치센싱부의 각 구동전극들에 구동신호를 공급하며, 상기 제 1제어펄스는 상기 수직동기신호의 상승엣지 또는 하강엣지에 대응되고, 상기 제 2제어펄스는 상기 수평동기신호의 상승엣지 또는 하강엣지에 대응된다.

Description

터치 스크린 패널{Touch Screen Panel}
본 발명은 터치 스크린 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터치 구동시 발생할 수 있는 커플링 노이즈의 발생을 억제하는 터치 스크린 패널에 관한 것이다.
터치 스크린 패널은 디스플레이부를 통해 화상을 표시함과 동시에 사용자의 손 또는 물체를 이용한 터치를 인식함으로써, 사용자의 명령을 입력받도록 한 입력장치이다.
이와 같은 터치 스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전용량 방식 등이 알려져 있다.
이 중 정전용량 방식의 터치 스크린 패널은, 터치활성영역에 분산되어 형성되는 다수의 감지전극들을 포함하며, 이에 의해 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 정전용량이 변화되는 지점을 검출하여 접촉위치를 파악하게 된다.
그러나, 종래 터치 스크린 패널의 구동은 디스플레이부의 수직동기신호 및 수평동기신호와 무관하게 이루어져 왔다.
따라서, 디스플레이부에서 공급되는 주사신호와 데이터신호의 전압값이 변화하는 구간에서도 터치 구동이 이루어졌고, 이에 따라 접촉위치를 파악하기 위하여 상기 감지전극들로부터 출력되는 센싱신호를 읽어들일 때, 주사신호 및 데이터신호와의 커플링 노이즈가 발생하게 된다. 이러한 노이즈는 결국 정확한 터치 위치의 검출을 어렵게 만드는 문제점이 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 주사신호와 데이터신호가 일정한 전압값으로 공급되는 기간 동안 터치 구동을 진행함으로써 노이즈 발생을 억제하고, 이에 따라 정확환 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 스크린 패널을 제공하기 위한 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 수직동기신호와 수평동기신호를 입력받는 타이밍제어부를 포함하여, 화상을 표시하는 디스플레이부, 구동전극들을 포함하는 터치센싱부, 제어신호에 응답하여 상기 터치센싱부에 구동신호를 공급하는 터치콘트롤러 및 상기 수직동기신호와 수평동기신호로부터 상기 제어신호를 생성하여 상기 터치콘트롤러로 공급하는 제어신호생성부를 포함하되, 상기 제어신호는, 제 1제어펄스 및 제 2제어펄스 중 어느 하나를 포함하고, 상기 터치콘트롤러는, 상기 각 제어펄스의 상승엣지 또는 하강엣지에 대응하여 상기 터치센싱부의 각 구동전극들에 구동신호를 공급하며, 상기 제 1제어펄스는 상기 수직동기신호의 상승엣지 또는 하강엣지에 대응되고, 상기 제 2제어펄스는 상기 수평동기신호의 상승엣지 또는 하강엣지에 대응된다.
또한, 상기 터치콘트롤러는, 상기 각 제어펄스의 상승엣지 또는 하강엣지로부터 소정 기간 이후에 상기 구동신호의 공급을 시작하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 터치센싱부는, 상기 구동전극들과 교차되는 감지전극들을 더 포함한다.
또한, 상기 디스플레이부는, 주사선들 및 데이터선들과 접속되는 화소들을 포함하는 화소부, 상기 주사선들을 통해 각 화소에 주사신호를 제공하는 주사구동부 및 상기 데이터선들을 통해 각 화소에 데이터신호를 제공하는 데이터구동부를 포함하고, 상기 타이밍제어부는 상기 주사구동부와 상기 데이터구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 터치콘트롤러는, 특정 주사선에 공급되는 주사신호와 상기 주사선에 접속된 한 행의 화소들에 공급되는 데이터신호가 일정하게 공급되는 기간 중에 특정 구동전극에 상기 구동신호를 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어신호는, 상기 제 1제어펄스로 이루어진 제 1제어신호와 상기 제 2제어펄스로 이루어진 제 2제어신호를 포함한다.
또한, 상기 제 1제어펄스는, 그 상승엣지가 상기 수직동기신호의 상승엣지 또는 하강엣지와 일치하고, 그 하강엣지가 상기 수평동기신호의 상승엣지 또는 하강엣지와 일치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2제어펄스는, 그 상승엣지 또는 하강엣지가 상기 수평동기신호의 상승엣지 또는 하강엣지와 일치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어신호생성부는, 상기 타이밍제어부에 포함되는 것을 특징으로 한다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 주사신호와 데이터신호가 일정한 전압값으로 공급되는 기간 동안 터치 구동을 진행함으로써 노이즈 발생을 억제하고, 이에 따라 정확환 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 스크린 패널을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 터치센싱부를 나타낸 도면이다.
도 3a, 3b는 본 발명의 실시예에 의한 제어신호를 나타낸 파형도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 터치콘트롤러가 구동신호를 공급하는 것을 나타낸 파형도이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 터치센싱부를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치 스크린 패널은 디스플레이부(10), 터치센싱부(20), 터치콘트롤러(30) 및 제어신호생성부(40)를 포함한다.
디스플레이부(10)는 화상을 표시하는 장치로써, 유기 전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Display: OLED), 액정 표시장치(Liquid Crystal Display: LCD) 등이 될 수 있다.
또한, 디스플레이부(10)는 그 내부에 포함된 주사구동부(130), 데이터구동부(140)을 제어하고, 상기 제어에 필요한 수직동기신호(Vsync)와 수평동기신호(Hsync)를 입력받는 타이밍제어부(150)를 포함한다.
터치센싱부(20)는 터치콘트롤러(30)로부터 구동신호(Ld)를 공급받는 다수의 구동전극들(Tx)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 상기 터치센싱부(20)는 다수의 구동전극들(Tx)과 상기 구동전극들(Tx)과 교차되는 다수의 감지전극들(Rx)을 포함하는 것이 바람직하다.
이 때, 터치콘트롤러(30)는 상기 감지전극들(Rx)로부터 출력되는 센싱신호(소정의 전류 또는 전압)를 측정함으로써, 정전용량의 변화를 파악하여 터치 위치를 파악하게 된다.
터치센싱부(20)를 구성하는 구동전극들(Tx)과 감지전극들(Rx)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), CNT(Carbon Nano Tube), 그래핀(Graphene) 등과 같은 투명 도전성 물질로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 구동전극들(Tx)과 감지전극들(Rx)의 형상은 도 2에 도시된 바(bar) 형상에 한정되지는 않으며, 다이아몬드 형태 등과 같이 변화될 수 있다.
그리고 구동전극들(Tx)과 감지전극들(Rx)은 동일한 층에 위치할 수 있으며, 또한 서로 상이한 층에 위치하여도 무방하다.
터치콘트롤러(30)는 상기 터치센싱부(20)로 구동신호(Ld)를 공급하되, 상기 구동신호(Ld)를 제어신호(Esync)에 동기시켜 공급함으로써 디스플레이부(10)에서 공급되는 주사신호 및 데이터신호와의 사이에서 발생할 수 있는 커플링 노이즈를 제거한다.
도 3a, 3b는 본 발명의 실시예에 의한 제어신호를 나타낸 파형도이다.
이 때, 터치콘트롤러(30)로 공급되는 제어신호(Esync)는 제어신호생성부(40)에 의해 생성된다.
터치콘트롤러(30)가 수직동기신호(Vsync)와 수평동기신호(Hsync)를 반영하여 구동신호(Ld)를 공급할 수 있도록, 상기 제어신호(Esync)는 수직동기신호(Vsync)와 수평동기신호(Hsync)로부터 생성된다.
이를 위하여, 제어신호생성부(40)는 외부로부터 직접 수직 및 수평동기신호(Vsync, Hsync)를 공급받을 수도 있으나, 도 1에 도시된 바와 같이 타이밍제어부(150)로부터 공급받을 수도 있다.
또한, 제어신호생성부(40)는 타이밍제어부(150)와 별도로 존재하여도 되나, 타이밍제어부(150)에 포함되어도 무방하다.
제어신호(Esync)는 제 1제어펄스(Ep1)와 제 2제어펄스(Ep2)을 포함하는데, 도 3a에 도시된 바와 같이 상기 각 펄스(Ep1, Ep2)는 함께 하나의 제어신호(Esync)를 이루며 출력될 수 있으며, 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 각 펄스(Ep1, Ep2)는 따로 각각의 제 1제어신호(Esync1), 제 2제어신호(Esync2)를 이루며 출력될 수 있다.
이 때, 터치콘트롤러(30)는 제 1제어펄스(Ep1)과 제 2제어펄스(Ep2)의 하강엣지 또는 상승엣지에 대응하여 터치센싱부(20)의 구동전극들(Tx)에 구동신호(Ld)을 공급할 수 있다.
또한, 디스플레이부(10)에서 출력되는 주사신호와 데이터신호가 일정한 전압값을 유지하는 기간 중에 구동신호(Ld)가 구동전극(Tx)에 공급되기 위하여, 터치콘트롤러(30)는 상기 각 펄스(Ep1, Ep2)의 상승엣지 또는 하강엣지로부터 소정 기간 이후에 구동신호(Ld)의 공급을 시작할 수 있다.
즉, 각 펄스(Ep1, Ep2)의 상승엣지 또는 하강엣지와 구동신호(Ld) 사이에는 소정의 기간이 존재하게 되며, 상기 기간은 터치 스크린 패널의 특성 등에 따라 다양하게 설계될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 디스플레이부(10)는 주사선들(S1 내지 Sn) 및 데이터선들(D1 내지 Dm)과 접속되는 다수의 화소들(110)을 포함하는 화소부(120), 주사선들(S1 내지 Sn)을 통해 각 화소(110)에 주사신호를 공급하는 주사구동부(130), 데이터선들(D1 내지 Dm)을 통해 데이터신호를 각 화소(110)에 공급하는 데이터구동부(140) 및, 상기 주사구동부(130)와 데이터구동부(140)를 제어하기 위한 타이밍제어부(150)를 포함한다.
주사구동부(130)는 타이밍제어부(150)의 주사구동부 제어신호(SCS)에 응답하여 주사신호를 생성하고, 생성된 주사신호를 주사선들(S1 내지 Sn)로 공급한다.
데이터구동부(140)는 타이밍제어부(150)의 데이터구동부 제어신호(DCS)에 따라 데이터신호를 주사구동부(130)에 의해 공급되는 주사신호에 맞추어 각 화소(110)에 공급한다.
타이밍제어부(150)는 외부에서 공급되는 데이터(RGB)를 디스플레이부(10)의 구동에 알맞도록 정렬하여 데이터구동부(140)에 공급한다. 또한, 타이밍제어부(150)는 외부로부터 입력되는 도트클럭(DCLK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수직 및 수평동기신호(Vsync, Hsync)를 이용하여 주사구동부 제어신호(SCS)와 데이터구동부 제어신호(DCS)를 생성하고, 이를 주사구동부(130)와 데이터구동부(140)로 공급함으로써 각 구동부(130, 140)를 제어한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 터치콘트롤러가 구동신호를 공급하는 것을 나타낸 파형도이다.
터치콘트롤러(30)는 제어신호생성부(40)에 의해 입력되는 제어신호(Esync)에 대응하여 구동신호(Ld)를 구동전극들(Tx)로 공급한다.
이 때, 터치콘트롤러(30)는 특정 주사선(Si)에 공급되는 주사신호와 상기 주사선(Si)에 접속된 한 행의 화소들에 공급되는 데이터신호(Vdata)가 일정하게 공급되는 기간(CT) 중에 특정 구동전극(Txj)에 구동신호(Ld)를 공급한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 주사신호와 데이터신호는 일정한 전압값을 유지하는 안정구간(CT)을 갖는다. 이상적으로는 바로 상기 안정구간(CT)로 돌입할 수 있으나, 실제적으로는 안정구간(CT)의 전압값으로 변화되는 천이구간(TT)이 존재하게 된다.
따라서, 이러한 천이구간(TT)에서 터치센싱부(20)가 구동되는 경우에 상기 주사신호 및 데이터신호와 커플링 노이즈가 발생하게 되어, 정확한 터치 위치를 검출하기 어렵게 된다.
그러므로, 주사신호와 데이터신호가 일정한 전압값을 갖는 안정구간(CT) 중에 구동신호(Ld)를 각각의 구동전극들(Tx)에 공급함으로써, 노이즈의 발생을 억제할 수 있게 된다.
이를 위하여, 터치콘트롤러(30)는 제어신호(Esync)에 포함된 제 1제어펄스(Ep1)와 제 2제어펄스(Ep2)의 상승엣지 또는 하강엣지로부터 소정의 지연구간(DT)을 설정하여, 구동신호(Ld)가 상기 안정구간(CT)에서 공급되도록 한다. 즉, 구동신호(Ld)의 공급 시작과 공급 완료 모두가 안정구간(CT)에서 진행되도록 한다.
도 4에서는, 제 2제어펄스(Ep2)의 하강엣지를 기준으로 설정된 지연구간(DT)을 도시하였으나, 제 2제어펄스(Ep2)의 상승엣지를 기준으로 지연구간(DT)이 설정되어도 무방하며, 또한, 제 1제어펄스(Ep1)에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 4에서는 주사신호가 하이레벨전압을 갖는 경우를 도시한 것으로, 각 화소(110)에 포함된 구동트랜지스터에 따라 로우레벨전압을 가질 수 있음은 자명한 바이다.
본 발명의 실시예에 의한 제어신호생성부(40)는 수직동기신호(Vsync)와 수평동기신호(Hsync)를 이용하여 제어신호(Esync)를 생성한다.
일례로, 제어신호(Esync)의 제 1제어펄스(Ep1)는 그 상승엣지가 수직동기신호(Vsync)의 상승엣지와 일치하고, 그 하강엣지는 수평동기신호(Hsync)의 하강엣지와 일치하도록 형성될 수 있다.
또한, 제어신호(Esync)의 제 2제어펄스(Ep2)는 그 하강엣지가 수평동기신호(Hsync)의 하강엣지와 일치하도록 형성될 수 있으며, 그 상승엣지는 이전 수평동기신호(Hsync)의 하강엣지와 다음 수평동기신호(Hsync)의 상승엣지 사이에 위치하는 것이 바람직하다.
제 1제어펄스(Ep1)는 제 2제어펄스(Ep2)보다 긴 기간으로 형성되는 것이 바람직하며, 터치콘트롤러(30)는 소정 기간 이상으로 펄스가 지속되는 경우에 제 1제어펄스(Ep1)로 인식할 수 있으며, 이에 따라 각 프레임을 구분할 수 있게 된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 디스플레이부 20: 터치센싱부
30: 터치콘트롤러 40: 제어신호생성부
110: 화소 120: 화소부
130: 주사구동부 140: 데이터구동부
150: 타이밍제어부

Claims (9)

  1. 수직동기신호와 수평동기신호를 입력받는 타이밍제어부를 포함하여, 화상을 표시하는 디스플레이부;
    구동전극들을 포함하는 터치센싱부;
    제어신호에 응답하여 상기 터치센싱부에 구동신호를 공급하는 터치콘트롤러; 및
    상기 수직동기신호와 수평동기신호로부터 상기 제어신호를 생성하여 상기 터치콘트롤러로 공급하는 제어신호생성부; 를 포함하되,
    상기 제어신호는, 제 1제어펄스 및 제 2제어펄스 중 어느 하나를 포함하고,
    상기 터치콘트롤러는, 상기 각 제어펄스의 상승엣지 또는 하강엣지에 대응하여 상기 터치센싱부의 각 구동전극들에 구동신호를 공급하며,
    상기 제 1제어펄스는 상기 수직동기신호의 상승엣지 또는 하강엣지에 대응되고,
    상기 제 2제어펄스는 상기 수평동기신호의 상승엣지 또는 하강엣지에 대응되는 터치 스크린 패널.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 터치콘트롤러는,
    상기 각 제어펄스의 상승엣지 또는 하강엣지로부터 소정 기간 이후에 상기 구동신호의 공급을 시작하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 터치센싱부는,
    상기 구동전극들과 교차되는 감지전극들을 더 포함하는 터치 스크린 패널.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 디스플레이부는,
    주사선들 및 데이터선들과 접속되는 화소들을 포함하는 화소부;
    상기 주사선들을 통해 각 화소에 주사신호를 제공하는 주사구동부; 및
    상기 데이터선들을 통해 각 화소에 데이터신호를 제공하는 데이터구동부; 를 포함하고,
    상기 타이밍제어부는, 상기 주사구동부와 상기 데이터구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 터치콘트롤러는,
    특정 주사선에 공급되는 주사신호와 상기 주사선에 접속된 한 행의 화소들에 공급되는 데이터신호가 일정하게 공급되는 기간 중에 특정 구동전극에 상기 구동신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제어신호는,
    상기 제 1제어펄스로 이루어진 제 1제어신호와 상기 제 2제어펄스로 이루어진 제 2제어신호를 포함하는 터치 스크린 패널.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제 1제어펄스는,
    그 상승엣지가 상기 수직동기신호의 상승엣지 또는 하강엣지와 일치하고, 그 하강엣지가 상기 수평동기신호의 상승엣지 또는 하강엣지와 일치하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 제 2제어펄스는,
    그 상승엣지 또는 하강엣지가 상기 수평동기신호의 상승엣지 또는 하강엣지와 일치하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 제어신호생성부는,
    상기 타이밍제어부에 포함되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
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