KR102020281B1 - 터치드라이버 및 그 구동방법과 이를 이용한 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 특히, 터치로 인식된 두 개의 로우데이터를 인터폴레이션으로 처리하여, 두 개의 리얼터치좌표 사이에 중간터치좌표를 산출할 수 있는, 터치드라이버 및 그 구동방법과 이를 이용한 표시장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 터치드라이버는, 인셀터치패널에 형성되어 있는 터치패널로부터 전송된 감지신호를 디지털신호로 변환하여 연속적인 두 개의 로우데이터들을 생성하는 감지부; 및 상기 두 개의 로우데이터를 인터폴레이션으로 처리하여, 상기 두 개의 로우데이터와 대응되는 두 개의 리얼터치좌표들 사이에 위치하는 중간터치좌표를 산출하며, 상기 두 개의 리얼터치좌표들 및 상기 중간터치좌표를 이용하여 터치관련 응용프로그램을 구동시킬 응용부로, 상기 터치좌표들을 출력하기 위한 제어부를 포함한다.

Description

터치드라이버 및 그 구동방법과 이를 이용한 표시장치{TOUCH DRIVER, DRIVING METHOD THEREOF AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 특히, 터치를 인식할 수 있는 터치패널이 형성되어 있는 표시장치에 관한 것이다.

휴대전화, 테블릿PC, 노트북 등을 포함한 다양한 종류의 전자제품에는 평판표시장치(FPD : Flat Panel Display)가 이용되고 있다. 평판표시장치에는, 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP : Plasma Display Panel), 유기발광표시장치(OLED : Organic Electro Luminescence Display) 등이 있으며, 최근에는 전기영동표시장치(EPD : ELECTROPHORETIC DISPLAY)도 널리 이용되고 있다.

평판표시장치(이하, 간단히 '표시장치'라 함)들 중에서, 액정표시장치는 양산화 기술, 구동 수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 장점으로 인하여 현재 가장 널리 상용화되고 있다.

표시장치들 중에서, 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Display Device)는 응답속도가 1ms 이하로서 고속의 응답속도를 가지며, 소비 전력이 낮고, 자체 발광이므로 시야각에 문제가 없어서, 차세대 표시장치로 주목받고 있다.

한편, 표시장치가 장착된 전자제품에 제어신호를 입력하는 방법으로는, 터치패널을 이용하는 방법과, 버튼을 이용하는 방법이 있으나, 최근에는 터치패널을 이용하는 방법이 널리 이용되고 있다.

표시장치에 터치패널을 구성하는 방법으로는, 온 셀 타입(On Cell Type), 인 셀 타입(In-Cell Type) 및 하이브리드 인 셀 타입(Hybrid In-Cell Type) 등이 있다.

최근에는, 인셀 타입 및 하이브리드 인셀 타입 등과 같이, 터치패널이 표시장치의 패널에 일체로 형성되고 있다. 이하에서는, 터치패널이 일체로 형성되어 있는 패널을 인셀터치패널이라 한다.

도 1은 종래의 표시장치에서 영상출력기간과 터치감지기간을 나타낸 다양한 파형도이다.

(a)는 터치패널이 구비되어 있지 않은 표시장치(Normal LCD)에서의 영상출력기간을 도시하고 있다. (a)에 도시된 파형은 수직동기신호(Vsync)일 수 있다. 이 경우, 1프레임 기간은 영상이 출력되는 영상출력기간(Display)과, 영상이 출력되지 않는 블랭크 기간으로 구분된다.

(b)는 터치패널이 내장되어 있는 인셀터치패널에서의 영상출력기간과 터치감지기간을 나타낸 것이다. 인셀터치패널의 경우, 터치패널을 구성하는 터치전극이 공통전극으로도 이용되고 있기 때문에, 영상출력(display)과 터치감지(Touch)가 동시에 구동될 수 없다. 따라서, 1프레임 기간은 (b)에 도시된 바와 같이, 영상출력기간(display)과, 터치감지기간(Touch)으로 구분된다.

도 2는 종래의 표시장치에서 인셀터치패널을 이용하여 원을 그리는 경우에 실제로 표시되는 영상을 나타낸 예시도이다.

상기한 바와 같이, 종래의 인셀터치패널을 이용한 표시장치에서는, 1프레임 기간이, 영상출력기간(display)과, 터치감지기간(Touch)으로 구분된다.

따라서, 빠른 속도로 (a)에 도시된 바와 같은 곡선을 그리고자 할 때, 레포트 레이트(Report rate), 1프레임이 60Hz이기 때문에, 터치좌표 데이터의 수가 작아, (b)에 도시된 바와 같이, 매끄럽지 못한 곡선이 표시된다.

또한, 곡선 등을 그리는 기능이 아니더라도, 터치좌표 데이터의 수가 작아지면, 사용자가 터치를 통해 달성하고자 하는 목적이 왜곡되어, 사용자가 의도하지 않은 결과가 출력될 수도 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 터치로 인식된 두 개의 로우데이터를 인터폴레이션으로 처리하여, 두 개의 리얼터치좌표 사이에 중간터치좌표를 산출할 수 있는, 터치드라이버 및 그 구동방법과 이를 이용한 표시장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치드라이버는, 인셀터치패널에 형성되어 있는 터치패널로부터 전송된 감지신호를 디지털신호로 변환하여 연속적인 두 개의 로우데이터들을 생성하는 감지부; 및 상기 두 개의 로우데이터를 인터폴레이션으로 처리하여, 상기 두 개의 로우데이터와 대응되는 두 개의 리얼터치좌표들 사이에 위치하는 중간터치좌표를 산출하며, 상기 두 개의 리얼터치좌표들 및 상기 중간터치좌표를 이용하여 터치관련 응용프로그램을 구동시킬 응용부로, 상기 터치좌표들을 출력하기 위한 제어부를 포함한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치드라이버 구동방법은, 인셀터치패널에 형성되어 있는 터치패널로부터 전송된 감지신호를 디지털신호로 변환하여 연속적인 두 개의 로우데이터를 생성하는 단계; 및 상기 두 개의 로우데이터를 인터폴레이션으로 처리하여, 상기 두 개의 로우데이터와 대응되는 두 개의 리얼터치좌표들 사이에 위치하는 중간터치좌표를 산출하며, 상기 두 개의 리얼터치좌표들 및 상기 중간터치좌표를 이용하여 터치관련 응용프로그램을 구동시킬 응용부로, 상기 터치좌표들을 출력하는 단계를 포함한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시장치는, 터치패널이 일체로 형성되어 있는 인셀터치패널; 상기 터치패널로부터 수신된 감지신호를 이용하여, 터치가 인식된 두 개의 리얼터치좌표들 사이에 위치하는 중간터치좌표를 산출하며, 상기 두 개의 리얼터치좌표들 및 상기 중간터치좌표를 이용하여 터치관련 응용프로그램을 구동시킬 응용부로, 상기 터치좌표들을 출력하기 위한 터치드라이버; 및 상기 인셀터치패널에 형성된 게이트라인들과 데이터라인들로 출력될 신호들을 생성하며, 상기 터치드라이버의 기능을 제어하기 위한 구동부를 포함한다.

본 발명에 의하면, 인셀터치패널에서 실제로 터치가 감지된 리얼터치좌표들 이외에, 두 개의 리얼터치좌표들 사이에 위치될 중간터치좌표가 생성됨으로써, 터치성능이 향상되고, 신호대 잡음비(SNR)가 향상될 수 있다.

본 발명에 의하면, 리얼터치좌표들 사이의 거리에 따라, 중간터치좌표가 생성되기 때문에, 평균값에 의해 생성된 평균터치좌표보다 정확도가 높아지며, 좌표 전송으로 인해 전체 데이터(Data) 연산량에 대한 영향이 적어질 수 있다.

도 1은 종래의 표시장치에서 영상출력기간과 터치감지기간을 나타낸 다양한 파형도.
도 2는 종래의 표시장치에서 인셀터치패널을 이용하여 원을 그리는 경우에 실제로 표시되는 영상을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 표시장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 뮤추얼 방식의 터치패널을 나타낸 예시도이.
도 5는 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 셀프캡 방식의 터치패널을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 터치드라이버 구동방법을 나타낸 일실시예 흐름도.
도 7은 본 발명에 따른 터치드라이버 구동방법 중 뮤추얼 방식을 이용하고 있는 표시장치에서 로우데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 터치드라이버 구동방법 중 셀프캡 방식을 이용하고 있는 표시장치에서 로우데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 9는 본 발명에 따른 터치드라이버 구동방법 중 인터폴레이션을 이용하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 10은 본 발명에 따른 터치드라이버 구동방법에 의해 표시되는 곡선의 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명에 적용되는 인셀터치패널은, 인셀터치패널에 형성되어 있는 전극이 공통전극 및 터치전극으로 이용될 수 있도록 형성된 것으로서, 본 발명은 공통전극이 요구되는 다양한 형태의 표시장치에 적용될 수 있다. 그러나, 이하에서는 설명의 편의상, 공통전극이 필수적으로 요구되는 액정표시장치를 본 발명의 일예로 하여, 본 발명이 설명된다.

도 3은 본 발명에 따른 표시장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 뮤추얼 방식의 터치패널을 나타낸 예시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 셀프캡 방식의 터치패널을 나타낸 예시도이다.

본 발명에 따른 표시장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 터치패널이 일체로 형성되어 있는 인셀터치패널(100), 상기 터치패널로부터 수신된 감지신호를 이용하여, 터치가 인식된 두 개의 리얼터치좌표들 사이에 위치하는 중간터치좌표를 산출하며, 상기 두 개의 리얼터치좌표들 및 상기 중간터치좌표를 이용하여 터치관련 응용프로그램을 구동시킬 응용부로, 상기 터치좌표들을 출력하기 위한 터치드라이버(600) 및 상기 인셀터치패널에 형성된 게이트라인들과 데이터라인들로 출력될 신호들을 생성하며, 상기 터치드라이버(600)의 기능을 제어하기 위한 구동부(200, 300, 400)를 포함한다.

우선, 상기 인셀터치패널(100)은 표시영역(120)에 형성된 게이트라인들(GL1 내지 GLg)과 데이터라인들(DL1 내지 DLd)의 교차로 정의되는 영역마다 형성된 픽셀들을 포함하며, 상기 픽셀들 각각에는 박막트랜지스터(TFT)가 형성되어 있다.

상기 박막트랜지스터(TFT)는 상기 게이트라인으로부터 공급되는 스캔신호에 응답하여, 상기 데이터라인으로부터 공급된 데이터전압을 상기 픽셀전극에 공급한다. 상기 픽셀전극이 상기 데이터전압에 응답하여 공통전극과의 사이에 위치하는 액정을 구동함으로써 빛의 투과율이 조절된다.

본 발명에 적용되는 인셀터치패널의 액정모드는, TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드뿐 아니라 어떠한 종류의 액정모드도 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 액정표시장치는 투과형 액정표시장치, 반투과형 액정표시장치, 반사형 액정표시장치 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다.

한편, 상기 인셀터치패널(100)에는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 터치패널(130)이 내장되어 있다.

일반적으로, 터치패널은 그 배치 위치에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있다.

즉, 터치패널은 컬러필터기판의 상단면에 부착되는 형태(온 셀 타입(On cell type))로 구성되거나, 터치패널을 구성하는 터치전극이 액정표시장치를 구성하는 TFT기판의 동일한 층에 형성되는 형태(인 셀 타입(In-cell type))로 구성되거나, 터치패널의 터치전극을 구성하는 두 개의 전극들 중 어느 하나는 액정표시장치의 TFT기판에 형성되고, 다른 하나는 컬러필터기판의 상단면에 형성되는 형태(하이브리드 인셀 타입(Hybrid type))로 구성될 수 있다.

본 발명은 인셀 타입 및 하이브리드 인셀 타입 등과 같이, 터치패널이 표시장치의 패널에 일체로 형성되어 있는 표시장치에 적용된다. 따라서, 이하에서는, 터치패널이 일체로 형성되어 있는 패널을 인셀터치패널이라 하며, 인셀터치패널을 일예로 하여 본 발명이 설명된다.

또한, 터치패널은 사용자로부터의 터치를 감지하기 위한 것으로서, 저항막 방식, 정전용량 방식 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. 그러나, 이하에서는 정전용량 방식을 이용하는 터치패널이 본 발명의 일예로서 설명된다.

정전용량 방식은 다시, 뮤츄얼(mutual) 방식과, 셀프캡(Self Cap) 방식으로 구분될 수 있다.

뮤추얼 방식의 터치패널(130)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 구동펄스가 입력되는 복수의 구동전극(111) 및 구동펄스에 의해 생성된 감지신호가 유도되는 복수의 수신전극(121)을 포함한다. 구동전극(111) 및 수신전극들을 통칭하여 터치전극이라 한다.

셀프캡 방식의 터치패널(130)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 구동펄스가 입력되는 복수의 터치전극(131)들을 포함한다.

즉, 뮤추얼 방식의 터치패널(130)에서는, 터치전극이 구동전극(111) 및 수신전극(121)으로 구분되나, 셀프캡 방식의 터치패널(130)에는, 동일한 기능을 수행하는 복수의 터치전극(131)들이 형성되어 있다.

한편, 상기 터치전극은, 영상출력기간에는 상기 픽셀들로 공급될 공통전압을 공급받으며, 터치감지기간에는 터치감지를 위한 구동펄스를 공급받는다. 즉, 상기 터치전극은, 영상출력을 위한 기능 및 터치감지를 위한 기능을 일정 기간 동안 반복적으로 수행한다.

다음, 상기 구동부(200, 300, 400)는, 상기 데이터라인들로 데이터전압을 출력하고, 상기 게이트라인들로 스캔신호를 출력하기 위한 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 데이터전압을 출력하기 위한 데이터 드라이버(300), 상기 스캔신호를 출력하기 위한 게이트 드라이버(200) 및 상기 데이터 드라이버와 상기 게이트 드라이버의 기능을 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러로 구성될 수 있다. 상기 구동부(200)를 구성하는 상기 게이트 드라이버(200), 상기 데이터 드라이버(300) 및 상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 표시장치의 크기, 표시장치의 기능 등에 따라, 다양한 형태로 상기 인셀터치패널에 연결될 수 있다.

상기 데이터 드라이버(300)는, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 디지털 영상데이터를 데이터전압으로 변환하여 상기 게이트라인에 스캔신호가 공급되는 1수평기간마다 1수평라인분의 상기 데이터전압을 상기 데이터라인들에 공급한다.

상기 데이터 드라이버(300)는, 칩온필름(COF) 형태로 상기 패널(100)에 연결되는 적어도 하나 이상의 소스 드라이브 IC(300)들로 구성될 수 있다.

상기 데이터 드라이버(300)는, 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터 공급되는 감마전압들을 이용하여, 상기 영상데이터를 상기 데이터전압으로 변환시킨 후 상기 데이터라인으로 출력시킨다. 이를 위해, 상기 데이터 드라이버(300)는, 쉬프트 레지스터부, 래치부, 디지털 아날로그 변환부(DAC) 및 출력버퍼를 포함하고 있다.

상기 쉬프트 레지스터부는, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 수신된 데이터 제어신호들(SSC, SSP 등)을 이용하여 샘플링 신호를 출력한다.

상기 래치부는 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 순차적으로 수신된 상기 디지털 영상데이터(Data)를 래치하고 있다가, 상기 디지털 아날로그 변환부(DAC)(330)로 동시에 출력하는 기능을 수행한다.

상기 디지털 아날로그 변환부는 상기 래치부로부터 전송되어온 상기 영상데이터들을 동시에 정극성 또는 부극성의 데이터 전압으로 변환하여 출력한다. 즉, 상기 디지털 아날로그 변환부는, 상기 감마전압 발생부(도시하지 않음)로부터 공급되는 감마전압을 이용하여, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 극성제어신호(POL)에 따라, 상기 영상데이터들을 정극성 또는 부극성의 데이터전압으로 변환하여 상기 데이터라인들로 출력한다. 이 경우, 상기 감마전압 발생부는 상기 입력전압(Vdd)을 이용하여 상기 영상데이터를 상기 데이터전압으로 변환시킨다.

상기 출력버퍼는 상기 디지털 아날로그 변환부로부터 전송되어온 정극성 또는 부극성의 데이터전압을, 상기 타이밍 컨트롤러(400)로부터 전송되어온 소스출력인에이블신호(SOE)에 따라, 상기 패널의 데이터라인(DL)들로 출력한다.

상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 외부 시스템(미도시)으로부터 입력되는 타이밍 신호, 즉, 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 이용하여, 상기 게이트 드라이버(200)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)와 상기 데이터 드라이버(300)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)를 생성하며, 상기 데이터 드라이버(300)로 전송될 영상데이터(RGB)를 생성한다.

이를 위해, 상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 외부 시스템으로부터 입력영상데이터(Input Data) 및 타이밍 신호들을 수신하기 위한 수신부, 각종 제어신호들을 생성하기 위한 제어신호 생성부, 상기 입력영상데이터를 재정렬하여, 재정렬된 영상데이터(Data)를 출력하기 위한 데이터 정렬부 및 상기 제어신호들과 상기 영상데이터를 출력하기 위한 출력부를 포함한다.

즉, 상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 외부 시스템으로부터 입력되는 입력영상데이터(Input Data)를 상기 패널(100)의 구조 및 특성에 맞게 재정렬시켜, 재정렬된 상기 영상데이터를 상기 데이터 드라이버(300)로 전송한다. 이러한 기능은, 상기 데이터 정렬부에서 실행될 수 있다.

상기 타이밍 컨트롤러는 상기 외부 시스템으로부터 전송되어온 타이밍 신호들, 즉, 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync) 및 데이터인에이블신호(DE) 등을 이용하여, 상기 데이터 드라이버를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS) 및 상기 게이트 드라이버를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)를 생성하여, 상기 제어신호들을 상기 데이터 드라이버와 상기 게이트 드라이버로 전송하는 기능을 수행한다. 이러한 기능은, 상기 제어신호 생성부에서 실행될 수 있다.

상기 제어신호 생성부에서 발생되는 데이터 제어신호들에는 소스 스타트 펄스(SSP), 소스 쉬프트 클럭신호(SSC), 소스 출력 이네이블 신호(SOE), 극성제어신호(POL) 등이 포함된다.

상기 제어신호 생성부에서 발생되는 게이트 제어신호(GCS)들로는 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 쉬프트 클럭(GSC), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE), 게이트 스타트신호(VST), 게이트클럭(GCLK) 등이 있다.

또한, 상기 타이밍 컨트롤러(400)는, 1프레임 기간 중, 영상출력기간에는 상기 데이터 드라이버(300)와 상기 게이트 드라이버(200)를 구동시켜, 상기 인셀터치패널(100)을 통해 영상이 출력되도록 하며, 1프레임 기간 중, 터치감지기간에는 상기 터치드라이버(600)를 구동시켜, 터치가 감지되도록 한다.

상기 게이트 드라이버(200)는, 상기 타임 컨트롤러(400)에서 전송되는 게이트 제어신호를 이용하여, 상기 게이트라인들(GL1 내지 GLg) 각각에 순차적으로 게이트온신호를 공급한다.

여기서, 상기 게이트온신호는 상기 게이트라인들에 연결되어 있는 스위칭용 박막트랜지스터를 턴온시킬 수 있는 전압을 말한다. 상기 스위칭용 박막트랜지스터를 턴오프시킬 수 있는 전압은 게이트오프신호라하며, 상기 게이트온신호와 상기 게이트오프신호를 총칭하여 스캔신호라 한다.

상기 박막트랜지스터가 N타입인 경우, 상기 게이트온신호는 하이레벨의 전압이며, 상기 게이트오프신호는 로우레벨의 전압이다. 상기 박막트랜지스터가 P타입인 경우, 상기 게이트온신호는 로우레벨의 전압이며, 상기 게이트오프신호는 하이레벨의 전압이다.

상기 게이트 드라이버(200)는, 상기 패널(100) 내에 실장되는 게이트인패널(Gate In Panel : GIP)(210)들로 구성될 수도 있다.

마지막으로, 터치드라이버(600)는, 상기 터치패널로부터 수신된 감지신호를 이용하여, 터치가 인식된 두 개의 리얼터치좌표들 사이에 위치하는 중간터치좌표를 산출하며, 상기 두 개의 리얼터치좌표들 및 상기 중간터치좌표를 이용하여 터치관련 응용프로그램을 구동시킬 응용부로, 상기 터치좌표들을 출력하는 기능을 수행한다.

상기 터치드라이버(600)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 인셀터치패널(100)에 형성되어 있는 터치패널(130)로부터 전송된 감지신호를 디지털신호로 변환하여 연속적인 두 개의 로우데이터들을 생성하는 감지부(610) 및 상기 두 개의 로우데이터를 인터폴레이션으로 처리하여, 상기 두 개의 로우데이터와 대응되는 두 개의 리얼터치좌표들 사이에 위치하는 중간터치좌표를 산출하며, 상기 두 개의 리얼터치좌표들 및 상기 중간터치좌표를 이용하여 터치관련 응용프로그램을 구동시킬 응용부로, 상기 터치좌표들을 출력하기 위한 제어부(620)를 포함한다.

상기 터치패널(130)이 뮤추얼 방식의 터치패널인 경우, 상기 감지부(610)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 구동펄스를 출력하기 위한 구동전압 생성부(611) 및 상기 감지신호를 수신한 후 상기 감지신호를 디지털신호로 변환하여 상기 두 개의 로우데이터를 생성하기 위한 수신부(612)로 구성될 수 있다.

상기 터치패널(130)이 셀프캡 방식의 터치패널인 경우, 상기 감지부(610)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 구동펄스를 출력하는 한편, 상기 터치전극(131)으로부터 상기 감지신호를 수신한 후 상기 감지신호를 디지털신호로 변환하여 상기 두 개의 로우데이터들은 생성하기 위한 복수의 감지부(613)로 구성될 수 있다.

상기 제어부(620)는, 상기 두 개의 로우데이터들 중, 시간적으로 먼저 감지된 제1로우데이터와, 시간적으로 나중에 감지된 제2로우데이터에 대하여, 서로 다른 가중치를 적용하여, 상기 인터폴레이션(Interpolation)을 수행한다.

특히, 상기 제1로우데이터에 부여되는 제1가중치는, 상기 제2로우데이터에 부여되는 제2가중치보다 크게 형성될 수 있다.

상기 인터폴레이션 및 가중치에 대하여는, 이하에서, 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명된다.

도 6은 본 발명에 따른 터치드라이버 구동방법을 나타낸 일실시예 흐름도이고, 도 7은 본 발명에 따른 터치드라이버 구동방법 중 뮤추얼 방식을 이용하고 있는 표시장치에서 로우데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 예시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 터치드라이버 구동방법 중 셀프캡 방식을 이용하고 있는 표시장치에서 로우데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 예시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 터치드라이버 구동방법 중 인터폴레이션을 이용하는 방법을 설명하기 위한 예시도이며, 도 10은 본 발명에 따른 터치드라이버 구동방법에 의해 표시되는 곡선의 예시도이다.

본 발명에 따른 터치드라이버 구동방법은, 도 6에 도시된 바와 같이, 인셀터치패널(100)에 형성되어 있는 터치패널(130)로부터 전송된 감지신호를 디지털신호로 변환하여 연속적인 두 개의 로우데이터를 생성하는 단계(S602), 상기 두 개의 로우데이터를 인터폴레이션으로 처리하여, 상기 두 개의 로우데이터와 대응되는 두 개의 리얼터치좌표들 사이에 위치하는 중간터치좌표를 산출하는 단계(S604) 및 상기 두 개의 리얼터치좌표들 및 상기 중간터치좌표를 이용하여 터치관련 응용프로그램을 구동시킬 응용부로, 상기 터치좌표들을 출력하는 단계(S606)를 포함한다.

제1단계로서, 상기 두 개의 로우데이터를 생성하는 단계(S602)는, 종래의 일반적인 터치드라이버에서 생성되는 로우데이터와 동일한 데이터이다.

즉, 터치감지기간 동안 상기 터치전극으로 구동펄스가 인가되어 감지신호가 수신되면, 상기 수신부(612) 또는 감지부(613)는, 아날로그 형태의 상기 감지신호를 이용하여, 디지털 형태의 상기 두 개의 로우데이터들을 생성한다.

첫 번째 방법으로서, 도 4에 도시된 바와 같은 뮤추얼 방식의 터치패널(130)이 적용되는 경우, 상기 터치드라이버(600)는, 도 7에 도시된 바와 같은 방법을 이용하여 터치여부를 판단한 후 상기 로우데이터를 생성할 수 있다.

예를 들어, 도 7은, 4개의 구동펄스가 하나의 구동전극(111)으로 입력된 경우, 상기 수신전극(121)과 상기 구동전극(111) 사이에 걸리는 뮤추얼 캡(Mutual Capacitance)에 의한 충전(charge)량의 변화가 도시되어 있다.

터치가 없는 경우(Touch 전)의 4개의 구동펄스에 의한 전체 충전량과, 터치가 있는 경우(Touch 후)의 4개의 구동펄스에 의한 전체 충전량이 다름을 알 수 있다. 즉, 터치가 없는 경우의 전체 충전량과, 터치가 있는 경우의 전체 충전량이 일정한 값(z) 만큼 차이가 발생될 수 있다. 도 7에서, x는 터치가 없는 경우, 하나의 구동펄스에 의해 충전되는 충전량이며, y는 터치가 있는 경우, 하나의 구동펄스에 의해 충전되는 충전량이다.

따라서, 상기 터치드라이버(600)는, 상기 충전량의 변화를 이용하여, 해당 구동전극 및 수신전극의 교차영역에서 터치가 발생되었는지의 여부를 판단할 수 있다. 이 경우, 상기 터치드라이버(600)는 도 7에 도시된 바와 같은 아날로그 형태의 감지신호들을 이용하여 터치가 있는 것으로 판단되면, 상기 감지신호들을, 도 9에 도시된 바와 같은 디지털 형태의 로우데이터(a, a0, a1)로 변환시킨다.

두 번째 방법으로서, 도 5에 도시된 바와 같은 셀프캡 방식의 터치패널(130)이 적용되는 경우, 상기 터치드라이버(600)는, 도 8에 도시된 바와 같은 방법을 이용하여 터치여부를 판단한 후 상기 로우데이터를 생성할 수 있다.

즉, 셀프캡 방식에서의 터치여부판단(Sensing)은, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같은 구동펄스의 충전(Charging) 또는 방전(Discharging)을 이용하게 된다. 부연하여 설명하면, 셀프캡 방식은, 터치했을 때와 터치하지 않았을 경우의 캐패시턴스(Cap)값의 변화에 따른 전압 기울기 변화를 이용하여 터치여부를 감지한다.

예를 들어, 도 8의 (b)에 도시된 그래프는, 도 8의 (a)에 도시된 구동펄스의 후단부(B)를 확대시킨 것으로서, 방전(Discharging)을 이용한 경우를 나타낸 것이다.

이 경우, 셀프캡 방식을 이용하는 상기 터치드라이버(600)는, 구동펄스에 의해 발생되는 감지신호가, 최대값(Vo)에서 Vx(기준전압 또는 센싱전압)까지 떨어지는 시간차를 감지하여 터치여부를 판단할 수 있다.

즉, 셀프캡 방식의 터치패널에서, 손가락 등에 의한 터치가 이루어지면, 손가락의 캐패시턴스(Cf)에 의해, 감지신호의 최대값(Vo)으로부터 기준전압(Vx)에 이르는 센싱시간이 증가되어, 터치가 없는 경우에 감지신호의 최대값(Vo)으로부터 센싱전압(Vx)에 이르는 기준시간과의 시간차(△t)가 발생된다. 상기 터치IC(300)는 이러한 시간차가 일정 범위를 벗어나면 터치가 이루어졌다고 판단된다.

이 경우, 상기 터치드라이버(600)는, 도 8에 도시된 바와 같은 감지신호들을 이용하여 터치가 있는 것으로 판단되면, 상기 감지신호들을, 도 9에 도시된 바와 같은 디지털 형태의 로우데이터(a, a0, a1)로 변환시킨다.

여기서, 디지털 형태로 변환된 상기 로우데이터(a, a0, a1)는, 사용자의 터치로 인하여 임의의 시간에, 임의의 터치전극으로부터 검출된 신호에 의해 생성된 것으로서, 터치가 발생된 시간 정보 및 터치의 위치정보(리얼터치좌표)를 모두 포함하고 있다.

이하에서는, 연속적으로 감지된 두 개의 로우데이터들 중, 시간적으로 먼저 감지된 로우데이터를 제1로우데이터(a0)라 하며, 시간적으로 나중에 감지된 로우데이터를 제2로우데이터(a1)라 한다.

즉, 상기 제1로우데이터(a0)는 제1터치시간 및 제1리얼터치좌표를 포함하고 있으며, 상기 제2로우데이터(a1)는 제2터치시간 및 제2리얼터치좌표를 포함하고 있다.

제2단계로서, 상기 터치드라이버(600)의 상기 제어부(620)는, 상기 두 개의 로우데이터를 인터폴레이션으로 처리하여, 상기 두 개의 로우데이터와 대응되는 두 개의 리얼터치좌표들 사이에 위치하는 중간터치좌표를 산출한다(S604). 상기 중간터치좌표는 상기 제1로우데이터(a0)와 상기 제2로우데이터(a1)에 의해 임의로 생성된 것으로서, 인터폴레이션을 이용하여 산출된다.

인터폴레이션(Interpolation)은 보간법이라고도 한다. 인터폴레이션의 정의하면 다음과 같다.

인터폴레이션interpolation, 보간)이라는 말은, 기존에 알고 있는 특정 지점이나 지역의 속성값을 이용하여 알려지지 않은 지점이나 지역의 속성값을 찾아내는 것으로서, 이미 알고 있는 두 점의 값을 이용해서 두 점 사이의 임의 점의 값을 찾아낼 때 쓰이는 방법이다.

즉, 본 발명은 이미 알고 있는 두 개의 로우데이터(a0, a1)의 시간정보 및 터치좌표를 이용하여, 두 개의 로우데이터 사이의 또 다른 중간터치좌표를 생성하고 있으며, 이를 위해, 인터폴레이션(interpolation)을 이용하고 있다.

상기한 바와 같이, 상기 터치드라이버(600)는, 두 개의 연속된 로우데이터(a0, a1)를 이용하여, 인터폴레이션된 중간터치좌표를 갖는 중간데이터(b)를 산출한다. [수학식 1]은 상기 중간터치좌표를 산출하는 식이다.

[수학식 2]에서 Y2는 인터폴레이션된 중간터치좌표이고, Y0는 제1로우데이터의 제1리얼터치좌표이고, Y1은 제2로우데이터의 제2리얼터치좌표이고, W0는 제1리얼터치좌표(Y0)에 적용되는 제1가중치이고, W1은 제2리얼터치좌표(Y1)에 적용되는 가중치이며, D는 오프셋(Offset) 값이다.

한편, 인터폴레이션 되어야 할 좌표를 기준으로, 시간적 거리에 대해, 제1리얼터치좌표(Y0)는 -1, 제2리얼터치좌표(Y1)는 +1만큼의 거리에 있음을 알 수 있다. 따라서, tb : td = -1 : +1 이 된다. 여기서, tb 및 td는 참조되는 터치인터럽트(Interrupt)의 시간 거리이다.

부연하여 설명하면, 상기 tb 및 td가 의미하는 것은, 산출된 중간데이터(b)를 기준으로, 제1로우데이터(a0)는 중간데이터(b) 보다 앞서서 측정된 데이터이며, 제2로우데이터(a1)는 중간데이터(b) 보다 나중에 측정된 데이터라는 것이다.

한편, 제1가중치(W0) = 1 - W1 이고, 제2가중치(W1) = tb / td 이고, D = 0 으로 설정될 수 있다. 이 경우, 제1가중치(W0)는 2가 되며, 제2가중치(W1)는 -1이 된다.

상기한 바와 같은, 관계를 고려할 때, [수학식 1]은 [수학식 2]로 간단히 변경될 수 있다.

즉, [수학식 1]에서, 제1가중치(W0), 제2가중치(W1) 및 오프셋값(D)을 대입하면, [수학식 2]가 된다.

[수학식 2]를 통해, 상기 제1로우데이터(a0)가 검출된 제1리얼터치좌표(Y0)와, 상기 제2로우데이터(a1)가 검출된 제2리얼터치좌표(Y1) 사이에 위치하는, 중간터치좌표(Y2)가 산출된다.

상기 중간터치좌표(Y2)는 인터폴레이션된 값으로서, 상기 제1리얼터치좌표(Y0)와 상기 제2리얼터치좌표(Y1)가 이루는 곡선상의 1지점이 된다.

제3단계로서, 상기 터치드라이버(600)는, 상기 두 개의 리얼터치좌표들(Y0, Y1) 및 상기 중간터치좌표(Y2)를 이용하여 터치관련 응용프로그램을 구동시킬 응용부로, 상기 터치좌표들을 출력한다(S606).

여기서, 상기 응용부는, 상기 구동부 중, 특히, 상기 타이밍 컨트롤러(400)가 될 수 있으며, 또는 상기 타이밍 컨트롤러(400)로 타이밍신호와 영상데이터들을 전송하는 외부 시스템이 될 수도 있다.

즉, 상기 응용부는, 상기 두 개의 리얼터치좌표들(Y0, Y1) 및 상기 중간터치좌표(Y2)를 이용하여 터치관련 응용프로그램을 구동하는 것으로서, 상기한 바와 같은 터치가, 도 10에 도시된 바와 같은 그림을 그리는 응용프로그램에서 실행된 경우, 상기 터치드라이버(600)에서 생성된 상기 두 개의 리얼터치좌표들(Y0, Y1) 및 상기 중간터치좌표(Y2)는 상기 외부 시스템으로 전송될 수 있다.

부연하여 설명하면, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 표시장치가 스마트폰에 적용된 경우, 상기 터치드라이버(600)에서 생성된 상기 두 개의 리얼터치좌표들(Y0, Y1) 및 상기 중간터치좌표(Y2)는 상기 스마트폰의 기능을 제어하는 외부 시스템(마이크로 프로세서)로 전송될 수 있.

이 경우, 상기 외부 시스템은, 상기 상기 터치드라이버(600)에서 생성된 상기 두 개의 리얼터치좌표들(Y0, Y1) 및 상기 중간터치좌표(Y2)를 이용하여, 도 10에 도시된 바와 같은 곡선을 출력하도록 하는, 영상데이터들을 상기 타이밍 컨트롤러(400)로 전송할 수 있다. 상기 타이밍 컨트롤러(400)는 상기 영상데이터들을 이용하여, 상기 게이트 드라이버(200)와 상기 데이터 드라이버(300)를 제어함으로써, 상기 인셀터치패널(100)을 통해 도 10에 도시된 바와 같은 곡선이 표시되도록 할 수 있다.

즉, 상기한 바와 같은 인터폴레이션 과정을 통해, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제1리얼터치좌표(Y0)와 상기 제2리얼터치좌표(Y1)가 이루는 곡선상의 1지점이 중간터치좌표(Y2)로 산출될 수 있으며, 산출된 상기 좌표들에 의해, 도 10에 도시된 바와 같은 곡선이 상기 인셀터치패널(100)을 통해 출력될 수 있다. 도 10에 도시된 곡선은, 시계방향으로 터치가 이루어져 그려지는 곡선이다.

이때, 상기 제1리얼터치좌표(Y0)와 상기 중간터치좌표(Y2), 및 상기 중간터치좌표(Y2)와 상기 제2리얼터치좌표(Y1) 간에는 직선이 그어진다. 그러나, 상기한 바와 같이, 상기 중간터치좌표(Y2)가 상기 제1리얼터치좌표(Y0)와, 상기 제2리얼터치좌표(Y1) 사이의 곡선상에 위치되어 있기 때문에, 상기 곡선은 보다 더 스무스(smooth)하게 표시될 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명을 간단히 정리하면 다음과 같다.

본 발명은 인셀터치패널에서, 터치(Touch) 수 변동 시, 시간적 거리에 따른 중간터치좌표(Y2)를 산출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 인셀터치패널에서, 비주기적인 로우데이터들에 의한 비연속적인 리얼터치좌표를 보완하기 위해, 연속된 두 개의 로우데이터가 이루는 두 개의 리얼터치좌표들 사이에 위치하는 중간터치좌표를, 인터폴레이션을 통해 산출한다. 본 발명에 의하면, 터치의 신호대 잡음비(SNR)가 향상될 수 있다.

본 발명은, 실제 터치가 이루어진 리얼터치좌표 사이의 거리에 따라 중간터치좌표를 생성하기 때문에, 평균값에 의해 생성된 좌표값보다, 정확도가 높아지고, 좌표 전송으로 인해 전체 데이터 연산량에 대한 영향이 적다.

즉, 본 발명은 실제 터치가 이루어진 리얼터치좌표 사이의 거리에 따른 비율을 인터폴레이션을 이용해 계산하여, 임의의 중간터치좌표를 생성할 수 있다.

이러한 경우, 실제 리얼터치좌표의 수보다 약 2배 정도 많은 터치좌표들이 생성될 수 있기 때문에, 터치의 정확성이 높아질 수 있다.

즉, 리얼터치좌표들에 의해서만 곡선을 그리는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 곡선의 면이 매끄럽지 못했으나, 본 발명을 적용하면, 도 10에 도시된 바와 같이, 인터폴레이션된 중간터치좌표(Y2)가 추가됨으로 인하여, 기존 곡선보다 매끄러운 곡선이 표시될 수 있다.

상기 설명에서는, 상기 중간터치좌표(Y2)를 이용하여, 도 10에 도시된 바와 같은 곡선을 그리는 응용프로그램에 대하여만 설명되었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다, 즉, 상기 응용부는, 상기 중간터치좌표를 이용하여 두 개의 리얼터치좌표 사이의 거리를 계산하거나, 상기 중간터치좌표를 포함한 곡선과 매칭되어 있는 제어신호 또는 메뉴를 출력할 수도 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 인셀터치패널 200 : 게이트 드라이버
300 : 데이터 드라이버 400 : 타이밍 컨트롤러
600 : 터치드라이버

Claims (10)

1. 인셀터치패널에 형성되어 있는 터치패널로부터 전송된 감지신호를 디지털신호로 변환하여 연속적인 두 개의 로우데이터들을 생성하는 감지부; 및
   상기 두 개의 로우데이터들을 인터폴레이션으로 처리하여, 상기 두 개의 로우데이터들에 대응되는 두 개의 리얼터치좌표들 사이에 위치하는 중간터치좌표를 산출하며, 상기 두 개의 리얼터치좌표들 및 상기 중간터치좌표를 이용하여 터치관련 응용프로그램을 구동시킬 응용부로, 상기 터치좌표들을 출력하기 위한 제어부를 포함하며,
   상기 제어부는,
   상기 터치패널로부터 전송된 감지신호를 이용하여 산출된 상기 두 개의 로우데이터들 중, 시간적으로 먼저 감지된 제1로우데이터와, 시간적으로 나중에 감지된 제2로우데이터에 대하여, 서로 다른 가중치를 적용하여, 상기 인터폴레이션을 수행하는 것을 특징으로 하는 터치드라이버.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2로우데이터에 부여되는 제2가중치가, 상기 제1로우데이터에 부여되는 제1가중치보다 큰 것을 특징으로 하는 터치드라이버.
4. 인셀터치패널에 형성되어 있는 터치패널로부터 전송된 감지신호를 디지털신호로 변환하여 연속적인 두 개의 로우데이터들을 생성하는 단계;
   상기 두 개의 로우데이터들을 인터폴레이션으로 처리하여, 상기 두 개의 로우데이터들에 대응되는 두 개의 리얼터치좌표들 사이에 위치하는 중간터치좌표를 산출하는 단계; 및
   상기 두 개의 리얼터치좌표들 및 상기 중간터치좌표를 이용하여 터치관련 응용프로그램을 구동시킬 응용부로, 상기 터치좌표들을 출력하는 단계를 포함하며,
   상기 중간터치좌표를 산출하는 단계는,
   상기 터치패널로부터 전송된 감지신호를 이용하여 산출된 상기 두 개의 로우데이터들 중, 시간적으로 먼저 감지된 제1로우데이터와, 시간적으로 나중에 감지된 제2로우데이터에 대하여, 서로 다른 가중치를 적용하여, 상기 인터폴레이션을 수행하는 것을 특징으로 하는 드라이버 구동방법.
5. 터치패널이 일체로 형성되어 있는 인셀터치패널;
   상기 터치패널로부터 수신된 감지신호를 이용하여, 터치가 인식된 두 개의 리얼터치좌표들 사이에 위치하는 중간터치좌표를 산출하며, 상기 두 개의 리얼터치좌표들 및 상기 중간터치좌표를 이용하여 터치관련 응용프로그램을 구동시킬 응용부로, 상기 터치좌표들을 출력하기 위한 터치드라이버; 및
   상기 인셀터치패널에 형성된 게이트라인들과 데이터라인들로 출력될 신호들을 생성하며, 상기 터치드라이버의 기능을 제어하기 위한 구동부를 포함하고,
   상기 터치드라이버는,
   상기 터치패널로부터 전송된 감지신호를 디지털신호로 변환하여 연속적인 두 개의 로우데이터들을 생성하는 감지부; 및
   상기 두 개의 로우데이터들을 인터폴레이션으로 처리하여, 상기 두 개의 로우데이터들에 대응되는 두 개의 리얼터치좌표들 사이에 위치하는 중간터치좌표를 산출하여 출력하는 제어부를 포함하며,
   상기 제어부는,
   상기 터치패널로부터 전송된 감지신호를 이용하여 산출된 상기 두 개의 로우데이터들 중, 시간적으로 먼저 감지된 제1로우데이터와, 시간적으로 나중에 감지된 제2로우데이터에 대하여, 서로 다른 가중치를 적용하여, 상기 인터폴레이션을 수행하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 제1로우데이터에 부여되는 제1가중치가, 상기 제2로우데이터에 부여되는 제2가중치보다 큰 것을 특징으로 하는 표시장치.
9. 제 5 항에 있어서,
   상기 터치패널은, 뮤추얼 방식 또는 셀프캡 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
10. 제 5 항에 있어서,
    상기 응용부는,
    상기 구동부이거나 또는 상기 구동부로 타이밍신호와 영상데이터들을 전송하는 외부시스템인 것을 특징으로 하는 표시장치.

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