KR102080199B1 - 터치전극의 정전용량 산출 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정전용량 산출 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 터치패널을 구성하는 터치전극들 각각에 대해 수집된 로우데이터들을 이용하여 상기 터치전극들 각각의 정전용량을 산출하여, 상기 터치패널의 불량여부를 판단할 수 있는, 터치전극의 정전용량 산출 장치 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 터치전극의 정전용량산출 장치는, 터치패널과 연결되어 있는 터치감지부로부터, 상기 터치패널에 형성되어 있는 터치전극들 각각의 로우데이터를 수신하는 수신부; 상기 로우데이터를 저장하기 위한 저장부; 상기 로우데이터를 이용하여 상기 터치전극들 각각의 정전용량을 산출하는 산출부; 및 산출된 상기 정전용량을 출력하는 출력부를 포함한다.

Description

터치전극의 정전용량 산출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF CALCULATING CAPACITANCE OF TOUCH ELECTRODE}
본 발명은 정전용량 산출 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 셀프캡 방식의 터치패널을 형성하는 터치전극의 정전용량을 산출하는, 장치 및 방법에 관한 것이다.
터치패널은, 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 표시장치(PDP : Plasma Display Panel Device), 유기발광표시장치(OLED : Organic Light Emitting Display Device), 전기영동표시장치(EPD : Electrophoretic Display Device) 등과 같은 표시장치에 설치되며, 사용자가 표시장치를 보면서 손가락이나 펜 등으로 화면을 직접 접촉하여 정보를 입력할 수 있도록 하는, 입력장치의 한 종류이다.
터치패널은, 표시장치를 구성하는 패널과 독립적으로 제조된 후 상기 패널의 상단면에 부착될 수도 있으며, 상기 패널에 일체로 형성될 수도 있다.
예를 들어, 터치패널은, 영상이 표시되는 패널의 픽셀 내에 내재되는 인셀(in cell) 타입, 상기 패널의 상부에 형성되는 온셀(on cell) 타입 및 상기 패널과 별도로 제조된 후 상기 패널의 상부에 합착되는 애드온(add on) 타입 등으로 구분될 수 있다.
도 1은 셀프캡 방식의 터치패널을 이용하는 일반적인 표시장치의 구성을 나타낸 예시도이다.
터치패널이 형성되어 있는 일반적인 표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 터치패널(60)이 형성되어 있는 패널(10) 및 상기 터치패널을 구동하기 위한 터치감지부(30)를 포함하고 있다.
상기 터치패널을 구동하는 방법은, 저항식 방식과 정전용량 방식이 있으며, 정전용량 방식은 다시 셀프캡(Self Cap) 방식과 뮤츄얼(mutual) 방식으로 구분될 수 있다.
이중, 셀프캡(Self Cap) 방식을 이용하고 있는 일반적인 표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 터치전극(61)에서 터치전극배선(62)을 독립적으로 뽑아내어, 가로방향 터치전극 개수(q)와 세로방향 터치전극 개수(p)를 고려하여 q x p = n개의 감지기(31)가 요구된다.
상기 감지기(31)의 숫자가 적은 경우, 상기 터치감지부(30) 자체가 하나의 집적회로(IC)로 구성될 수 있으며, 상기 감지기(31)가 많이 요구되는 경우에는 복수 개의 감지기(31)로 구성된 집적회로(터치IC)가 복수 개 모여 상기 터치감지부(30)가 구성될 수도 있다.
상기 감지기(31)들 각각은, 터치감지기간 동안 수십 개 이상의 구동펄스를 상기 터치전극(61)으로 인가하며, 상기 터치전극으로부터 수신되는 감지신호를 분석하여 해당 터치전극이 터치되었는지의 여부를 판단한다.
일반적으로, 셀프캡 방식에서의 터치여부판단(Sensing)은, 터치전압의 충전(Charging) 및 방전(Discharging)을 이용하게 된다. 즉, 셀프캡 방식은, 터치했을 때와 터치하지 않았을 경우의 캐패시턴스(Cap)의 변화에 따른, 전압 기울기의 변화를 이용하여 터치여부를 감지한다.
셀프캡 방식에서, 터치여부를 감지하는 방법으로는, 완화진동방식(Relaxation Oscillation Type)이 널리 이용되고 있다.
상기 완화진동방식(Relaxation Oscillator Type)은 상기 터치전극(61)의 셀프 캐패시턴스 값(Self Capacitance Value)과 충전 및 방전(Charge, Discharge) 횟수에 따라 센싱(Sensing) 시간이 결정된다.
상기한 바와 같은 완화진동방식에서는, 셀프 캐패시턴스 값(Self Cap. Value)에 의해 결정된 시간을 기준발진기(Reference Oscillator)에서 발생된 클럭(Clock)으로 카운트한다.
상기한 바와 같은 완화진동방식에서는, 결정된 시간을 기준 발진기 클럭(rence Oscillator Clock)으로 카운트함으로써, 디지털 코드(Digital Code)값을 얻을 수 있다.
도 2 및 도 3은 셀프캡 방식의 터치패널을 이용하는 일반적인 표시장치에서 상기 터치패널을 구성하는 터치전극들의 정전용량을 분석하는 방법을 나타낸 예시도이다.
상기 셀프캡 방식의 터치패널을 구성하는 터치전극들의 특성, 특히, 정전용량들이 균일해야만이, 각 터치전극들로부터 수신된 감지신호들에 의해 판단된 터치여부의 신뢰도가 증가될 수 있다.
예를 들어, 터치전극들의 정전용량들이 서로 다른 값을 가지고 있다면, 동일한 전류가 동일한 기간 동안 상기 터치전극들로 공급되더라도, 상기 터치전극들에 충전되는 충전전압(홀드전압)의 크기가 달라지게 된다. 상기 홀드전압의 크기가 달라지면, 상기 홀드전압을 이용하여 판단되는 터치여부의 신뢰도가 감소된다.
즉, 두 개의 터치전극들의 정전용량이 서로 다르다면, 모든 터치전극들에 터치가 없거나, 또는 모든 전극들에 터치가 있는 상태에서, 두 개의 터치전극들에 동일한 전류가 동일한 기간 동안 동안 공급되더라도, 어느 하나의 터치전극에서는 터치가 있는 것으로 판단되고, 또 다른 터치전극에서는 터치가 없는 것으로 판단되는 터치불량이 발생될 수 있다.
상기한 바와 같은 터치불량을 미연에 방지하기 위해, 상기 표시장치가 제조되면, 도 2 또는 도 3에 도시된 방법을 통해, 상기 터치전극들의 정전용량들의 편차가 판단된다.
첫째, 도 2에 도시된 방법에서는, 상기 터치패널을 구성하는 터치전극들(터치전극 1 to 9)에 대해 신호대잡음비(SNR : Signal to Noise Ratio)를 측정하여, 상기 신호대잡음비들이 기 설정된 오차범위에 포함되지 않으면, 상기 터치패널이 불량한 것으로 판단된다. 즉, 상기 터치전극들의 신호대잡음비를 분석하여, 간접적으로 상기 터치전극들의 정전용량들의 균일도를 판단함으로써, 상기 터치패널의 불량여부가 판단될 수 있다.
그러나, 상기 터치패널을 구성하는 모든 터치전극들의 신호대잡음비를 측정하기 위해서는 테스트 시간이 증가하게 된다. 따라서, 일반적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 터치패널을 구성하는 모든 터치전극들 중 일부의 터치전극들에 대해서남 신호대잡음비가 측정되고 있으며, 측정된 신호대잡음비만을 이용하여 상기 터치패널의 불량여부가 판단되고 있다. 도 2에서는 9개의 터치전극들에 대해 신호대잡음비가 측정되고 있는 터치패널이 도시되어 있다.
상기한 바와 같이 신호대잡음비를 이용하여 터치패널의 불량여부를 판단하는 방법에서는, 모든 터치전극들의 신호대잡음비가 측정되기 어려우며, 따라서, 모든 터치전극들의 균일성이 정확히 판단될 수 없다.
둘째, 도 3에 도시된 방법에서는, 상기 터치패널에 드로윙(Drawing) 테스를 하여, 상기 터치전극들에 끊김 현상이 있는지의 여부에 따라, 상기 터치패널의 불량여부가 판단된다. 즉, 상기 터치전극들에서 끊김 현상이 있는지의 여부를 분석하여, 간접적으로 상기 터치전극들의 정전용량들의 균일도를 판단함으로써, 상기 터치패널의 불량여부가 판단될 수 있다.
그러나, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 터치패널의 모든 터치전극들을 드로윙하기 위해서는, 테스트 시간이 증가되며, 이에 따라 표시장치의 제조 기간이 증가될 수 있다. 또한, 모든 터치전극들에 균일한 터치를 수행하는 것도 어렵기 때문에, 드로윙을 이용한 방법에 의해서도, 모든 터치전극들의 균일성이 정확히 판단될 수 없다.
특히, 상기한 바와 같은 종래의 방법은, 상기 터치패널의 불량여부를 좌우하는, 상기 터치전극들의 정전용량을 직접산출하여, 상기 터치패널의 불량여부를 판단하는 것이 아니라, 신호대잡음비 또는 드로윙 특성 등을 이용하여, 상기 터치패널의 불량여부를 간접적으로 판단하고 있다. 따라서, 상기 터치패널의 불량여부가 정확히 판단될 수 없다. 또한, 상기 터치전극들의 정전용량이 직접 산출되지 않기 때문에, 상기 패널이 실제로 구동되는 경우, 상기 정전용량들의 편차에 따른 에러가 보정될 수 없다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 터치패널을 구성하는 터치전극들 각각에 대해 수집된 로우데이터들을 이용하여 상기 터치전극들 각각의 정전용량을 산출하여, 상기 터치패널의 불량여부를 판단할 수 있는, 터치전극의 정전용량 산출 장치 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치전극의 정전용량산출 장치는, 터치패널과 연결되어 있는 터치감지부로부터, 상기 터치패널에 형성되어 있는 터치전극들 각각의 로우데이터를 수신하는 수신부; 상기 로우데이터를 저장하기 위한 저장부; 상기 로우데이터를 이용하여 상기 터치전극들 각각의 정전용량을 산출하는 산출부; 및 산출된 상기 정전용량을 출력하는 출력부를 포함한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치전극의 정전용량 산출 방법은, 터치패널과 연결되어 있는 터치감지부로부터, 상기 터치패널에 형성되어 있는 터치전극들 각각의 로우데이터를 수신하는 단계; 및 상기 로우데이터를 이용하여 상기 터치전극들 각각의 정전용량을 산출하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 터치패널을 구성하는 모든 터치전극들의 정전용량이 산출될 수 있기 때문에, 상기 터치패널의 불량여부가 정확히 판단될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 모든 터치전극들의 정전용량이 산출될 수 있기 때문에, 상기 터치패널이 실제로 구동되는 경우, 상기 정전용량의 편차에 의해 발생되는 에러가 보정될 수 있다.
도 1은 셀프캡 방식의 터치패널을 이용하는 일반적인 표시장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 2 및 도 3은 셀프캡 방식의 터치패널을 이용하는 일반적인 표시장치에서 상기 터치패널을 구성하는 터치전극들의 정전용량을 분석하는 방법을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 터치전극의 정전용량 산출 장치를 이용하여 정전용량이 산출되고 있는 표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 터치전극의 정전용량 산출 장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명이 적용되는 표시장치에 적용되는 터치전압과 슬로프전압과 홀드전압을 나타낸 타이밍도.
도 7은 본 발명에 따른 터치전극의 정전용량 산출 방법의 일실시예 흐름도.
도 8은 본 발명에 따른 터치전극의 정전용량 산출 방법에 적용되는 터치전압과 슬로프전압과 홀드전압을 나타낸 타이밍도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
이하에서는 설명의 편의상, 액정표시장치가 본 발명의 일예로서 설명되겠으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 공통전극 및 공통전압을 이용하여 영상을 표시할 수 있는 다양한 표시장치에 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 터치전극의 정전용량 산출 장치를 이용하여 정전용량이 산출되고 있는 표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도이다. 도 5는 본 발명에 따른 터치전극의 정전용량 산출 장치의 구성을 나타낸 예시도이다.
본 발명에 따른 터치전극의 정전용량 산출 장치 및 방법은, 인셀(In-Cell) 터치패널이 형성되어 있는 표시장치뿐만 아니라, 애드온 터치패널, 하이브리드 인셀 터치패널, 온셀 터치패널 등이 형성되어 있는 표시장치에도 적용될 수 있다. 그러나, 터치전극들의 용량 차이에 의한 불량은, 인셀 터치패널이 형성되어 있는 표시장치에 가장 큰 영향을 미친다. 따라서, 이하에서는, 설명의 편의상 인셀 터치패널이 형성되어 있는 표시장치를 일예로 하여 본 발명이 설명된다.
상기 인셀(In-Cell) 터치패널은, 상기 표시장치를 구성하는 패널에 내재되어 있다.
상기 인셀 터치패널을 구동하는 방법에는, 저항식 방식과 정전용량 방식이 있다.
상기 정전용량 방식은 다시 셀프캡(Self Cap) 방식과 뮤츄얼(mutual) 방식으로 구분될 수 있으며, 이 중, 본 발명은 셀프캡(Self Cap) 방식을 이용하고 있다.
즉, 본 발명은, 인셀 터치패널을 이용하고, 셀프캡 방식을 이용하는 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
본 발명이 적용되는 표시장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 터치전극(510)들로 형성되는 셀프캡 방식의 터치패널(500)이 내장되어 있으며, 데이터 라인과 게이트 라인의 교차에 의해 정의되는 픽셀이 형성되어 있는는 패널(100), 슬로프전압에 의해 산출된 센싱데이터를 이용하여, 상기 터치패널에서의 터치여부를 판단하는 터치감지부(600) 및 상기 패널(100) 내에 형성되어 있는 데이터 라인으로는 영상신호를 출력하고 상기 게이트 라인으로는 스캔신호를 출력하며 상기 터치전극들로는 공통전압을 출력하기 위한 구동부(400)를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 터치전극의 정전용량 산출 장치(700)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 터치감지부(600)와 연결되어 있으며, 상기 터치감지부(600)로부터 수신되는 상기 센싱데이터들을 이용하여, 상기 터치패널(100)에 형성되어 있는 상기 터치전극(510)들의 정전용량을 산출할 수 있다.
첫째, 본 발명이 적용되는 상기 표시장치의 구성을 설명하면 다음과 같다.
우선, 상기 패널(100)은 영상을 출력하는 기능을 수행하고 있으며, 상기 패널(100)에는 복수의 터치전극(510)들로 형성되는 셀프캡 방식의 상기 터치패널(500)이 내장되어 있다.
상기 패널(100)은 상기 표시장치의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 특히, 상기 표시장치가 액정표시장치(LCD)인 경우에는, 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성되어 있는 액정패널이 될 수 있다.
이 경우, 상기 패널(100)의 하부 유리기판에는, 다수의 데이터 라인들, 상기 데이터 라인들과 교차되는 다수의 게이트 라인들, 상기 데이터 라인들과 상기 게이트 라인들의 교차부들에 형성되는 다수의 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor)들, 상기 픽셀에 데이터전압을 충전시키기 위한 다수의 픽셀전극들 및 상기 픽셀전극과 함께 액정층에 충전된 액정을 구동하기 위한 터치전극(510)이 형성된다. 상기 패널(100)에는, 상기 데이터 라인들과 상기 게이트 라인들의 교차 구조에 의해 상기 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치된다.
상기 패널(100)의 상부 유리기판에는 블랙매트릭스(BM)와 컬러필터가 형성된다.
본 발명은 상기한 바와 같이 패널(100) 내에, 터치패널(500)을 구성하는 터치전극(510)이 포함되어 있는 터치패널 내장형 표시장치에 관한 것이다.
다음, 상기 터치패널(500)은 사용자의 터치여부를 감지하는 기능을 수행하는 것으로서, 특히, 본 발명에 적용되는 상기 터치패널(500)은 셀프캡(Self Cap) 방식을 적용한 정전용량 방식을 이용하고 있다. 상기 터치패널(500)은 복수의 터치전극(510)과 복수의 터치전극배선(520)을 포함하고 있다.
복수의 상기 터치전극(510)들 각각은 상기 패널(100)에 형성된 복수의 픽셀들에 걸쳐 형성될 수 있다. 상기 터치전극(510)들은 터치감지기간 동안에는 상기 터치감지부(600)로부터 인가되는 전류 또는 전압에 의해 상승하여, 터치여부를 판단하도록 하는 홀드전압(VH)을 발생시키는 기능을 수행하며, 영상출력기간 동안에는 각 픽셀에 형성되어 있는 상기 픽셀전극과 함께 액정을 구동하는 기능을 수행한다.
복수의 상기 터치전극배선(520)들 각각은 상기 터치전극(510)과 연결되어 있으며, 그 끝단은 상기 터치감지부(600)와 연결되어 있다.
본 발명에 적용되는 상기 터치패널(500)은, 상기한 바와 같이, 정전용량 방식을 이용하는 것으로서, 상기 패널(100)에 내장되어 있다. 즉, 본 발명에 적용되는 상기 터치패널(500)의 상기 터치전극(510)은, 상기 픽셀전극과 함께 액정을 구동하기 위한 공통전극의 기능 및 터치여부를 판단하는 매체로서의 기능을 수행한다.
다음, 상기 구동부(400)는, 상기 게이트 라인으로 입력되는 신호들을 제어하기 위한 게이트 드라이버, 상기 데이터 라인으로 입력되는 신호들을 제어하기 위한 데이터 드라이버 및 상기 게이트 드라이버와 상기 데이터 드라이버를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러로 구성될 수 있다. 상기 구동부(400)를 구성하는 상기 게이트 드라이버, 상기 데이터 드라이버 및 상기 타이밍 컨트롤러는, 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 집적회로(IC)로 구성될 수도 있으나, 개별적으로 구성될 수도 있다.
첫째, 상기 타이밍 컨트롤러는 외부시스템으로부터 데이터 인에이블 신호, 도트 클럭 등의 타이밍신호를 입력받아 상기 데이터 드라이버와 상기 게이트 드라이버의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들을 발생한다. 또한, 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 외부시스템으로부터 입력된 입력영상데이터를 재정렬하여, 재정렬된 영상데이터를 상기 데이터 드라이버로 출력하는 기능을 수행한다.
상기 타이밍 컨트롤러는 상기 데이터 드라이버와 상기 게이트 드라이버를 제어함과 아울러, 상기 터치감지부(600)의 입/출력 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호 및 상기 터치감지부가 공통전압 또는 터치전하 중 어느 하나를 상기 터치전극(510)에 인가하도록 하기 위한 제어신호들을 발생하여 상기 터치감지부(600)로 전송할 수 있다.
즉, 상기 터치전극(510)으로 출력되는 공통전압은 공통전압 생성부에서 생성되어 상기 구동부(400)를 통해 출력될 수도 있으나, 상기 구동부(400)로부터 상기 제어신호를 전송받은 상기 터치감지부(600)를 통해 출력될 수도 있다 또한, 상기 터치전하는 상기 구동부(400)로부터 상기 제어신호를 전송받은 상기 터치감지부(600)를 통해 출력될 수 있으며, 상기 터치감지부(600)로부터 출력된 후 상기 구동부(400)를 통해 상기 터치전극(510)으로 공급될 수도 있다.
둘째, 상기 데이터 드라이버는 상기 타이밍 컨트롤러로부터 입력된 상기 영상데이터를 데이터 전압으로 변환하여, 상기 게이트 라인에 스캔펄스가 공급되는 1수평기간마다 1수평라인분의 데이터 전압을 상기 데이터라인들에 공급한다. 즉, 상기 데이터 드라이버는 감마전압 발생부(미도시)로부터 공급되는 감마전압들을 이용하여, 상기 영상데이터를 데이터 전압으로 변환시킨 후 상기 데이터라인들로 출력시킨다.
상기 데이터 드라이버는 상기 타이밍 컨트롤러로부터 전송되어온 소스 스타트 펄스를 소스 쉬프트 클럭에 따라 쉬프트시켜 샘플링 신호를 발생한다. 그리고, 상기 데이터 드라이버는 상기 소스 쉬프트 클럭에 따라 입력되는 상기 영상데이터를 상기 샘플링 신호에 따라 래치하여, 상기 데이터 전압으로 변경한 후, 상기 소스 출력 인에이블 신호에 응답하여 수평 라인 단위로 상기 데이터 전압을 상기 데이터라인들에 공급한다.
이를 위해, 상기 데이터 드라이버는 쉬프트 레지스터부, 래치부, 디지털 아날로그 변환부 및 출력버퍼 등을 포함하여 구성될 수 있다.
셋째, 상기 게이트 드라이버는 상기 타이밍 컨트롤러에서 생성된 게이트 제어신호들을 이용하여 상기 게이트 라인들에 순차적으로 스캔펄스를 공급한다. 상기 스캔펄스에 응답하여 상기 패널(100)의 박막트랜지스터들(TFT)은 상기 패널의 수평라인 단위로 구동된다.
마지막으로, 상기 터치감지부(600)는 상기한 바와 같이, 1프레임기간 중 터치감지기간 동안, 상기 터치전극들에 터치전압 또는 터치전하를 공급하고, 슬로프전압에 의해 산출된 센싱데이터를 이용하여, 상기 터치패널(500)에서의 터치여부를 판단하는 기능을 수행한다. 여기서, 상기 터치전압은, 상기 터치전하에 의해 상기 터치전극들에 공급되는 전압이다. 즉, 상기 터치전하들이, 상기 터치전극에 공급됨에 따라, 상기 터치전극에 상기 터치전압이 공급되는 것이다. 이하에서, 터치전압이라 함은, 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 터치전하에 의해 상기 터치전극에 공급되는 전압을 의미한다. 부연하여 설명하면, 상기 터치전압이 상기 터치전극에 공급된다는 것은, 상기 터치전극으로 터치전하가 공급되는 것을 의미한다. 또한, 이하에서는, 상기 터치전하에 의한 전류를 터치전류라 한다. 즉, 터치전하를 상기 터치전극에 공급한다는 것은, 상기 터치전극에 터치전류를 공급하는 것을 의미한다.
이를 위해, 상기 터치감지부(600)는, 충전모드에서, 상기 터치패널에 형성되어 있는 상기 터치전극(510)으로 터치전압 또는 터치전하를 공급하고, 전압홀드모드에서, 상기 터치전극(510)으로 공급된 전압을 홀딩시켜 홀드전압을 산출하고, 비교모드에서, 상기 홀드전압과 슬로프전압을 이용하여 센싱데이터를 산출하며, 판단모드에서, 상기 센싱데이터를 이용하여 상기 터치전극(510)에서의 터치여부를 판단한다.
상기 터치감지부(600)는 터치여부 판단의 정확도를 높이기 위해, 하나의 터치전극(510)으로부터 수십 개 이상의 상기 센싱데이터를 수집한 후, 수십 개 이상의 상기 센싱데이터를 이용하여, 상기 터치전극에서의 터치여부를 판단한다.
이 경우, 하나의 터치여부 판단을 위해 수집된 수십 개 이상의 상기 센싱데이터들에 의해 생성된 데이터를 로우데이터라 한다. 즉, 상기 터치감지부(600)는, 실질적으로, 상기 로우데이터를 이용하여 상기 터치전극의 터치여부를 판단한다. 상기 로우데이터는, 예를 들어, 상기 센싱데이터들을 합산하는 것에 의해 산출될 수 있다.
상기 터치감지부(600)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 구동부(400)와 독립적으로 형성될 수도 있으나, 상기 구동부(400), 특히, 상기 구동부(400)를 구성하는 상기 타이밍 컨트롤러와 일체로 형성될 수도 있다.
둘째, 본 발명에 따른 터치전극의 정전용량 산출 장치의 구성을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 터치전극의 정전용량 산출 장치(700)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 터치패널(500)과 연결되어 있는 상기 터치감지부(600)로부터, 상기 터치패널(500)에 형성되어 있는 상기 터치전극(510)들 각각의 로우데이터를 수신하는 수신부(710), 상기 로우데이터를 저장하기 위한 저장부(730), 상기 센싱데이터를 이용하여 상기 터치전극(510)들 각각의 정전용량을 산출하는 산출부(720) 및 산출된 상기 정전용량을 출력하는 출력부(740)를 포함한다.
우선, 상기 수신부(710)는, 상기 터치감지부(600)로부터 상기 터치패널(500)에 형성되어 있는 상기 터치전극(510)들 각각의 로우데이터를 수신한다.
예를 들어, 상기 터치감지부(600)는, 상기 터치전극(510)으로부터 수신된 감지신호를 이용하여, 상기 센싱데이터를 생성한다. 상기한 바와 같이, 상기 터치감지부(600)는 수십 개 이상의 상기 센싱데이터를 이용하여 하나의 로우데이터를 생성하며, 상기 로우데이터를 이용하여 상기 터치전극(510)에서의 터치여부를 판단한다. 상기 터치감지부(600)는 상기 로우데이터를 상기 수신부(710)로 전송한다.
다음, 상기 저장부(730)는, 상기 정전용량의 산출을 위해 필요한 각종 프로그램들 및 데이터를 저장한다.
상기 로우데이트는, 상기 수신부(710)를 통해 수신된 후 상기 저장부(730)에 저장될 수 있다.
다음, 상기 출력부(740)는, 산출된 상기 정전용량에 대한 정보를, 관리자가 모니터링할 수 있도록 출력하거나, 또는, 상기 정전용량을 또 다른 장치, 예를 들어, 관리자가 이용하는 개인용 컴퓨터(PC) 등으로 전송하는 기능을 수행한다.
다음, 상기 입력부(750)는, 상기 정전용량의 산출을 위해 필요한 각종 정보들을 입력받는 기능을 수행한다.
마지막으로, 상기 산출부(720)는, 상기 센싱데이터를 이용하여 상기 터치전극(510)들 각각의 정전용량을 산출한다.
이 경우, 상기 산출부(720)는, 상기 터치감지부(600)가 상기 로우데이터를 산출하는 순서의 역순서를 이용하여 상기 정전용량을 산출한다.
예를 들어, 상기 산출부(720)는, 상기 로우데이터를 이용하여 하나의 상기 센싱데이터를 산출하고, 하나의 상기 센싱데이터를 이용하여 상기 센싱데이터가 측정된 터치전극(510)의 홀드전압을 산출하고, 상기 터치감지부(600) 내부에서 상기 터치전극으로 공급되는 터치전류의 값과, 상기 터치전류가 상기 터치전극에 공급되는 시간을 읽어오며, 상기 터치전류와 상기 시간과 상기 홀드전압을 이용하여 상기 터치전극의 정전용량을 산출한다.
상기 산출부(720)가 상기 터치전극의 정전용량을 산출하는 구체적인 방법은, 이하에서, 도 7 및 도 8을 참조하여 상세히 설명된다.
상기 터치전극의 정전용량 산출을 위해 이용되는 상기 터치전류의 값은 상기 터치감지부(600)로부터 전송되거나, 또는 상기 저장부(730)로부터 전송될 수 있다.
예를 들어, 상기 터치전극들에서의 터치여부를 판단하기 위해서는, 상기한 바와 같이, 상기 충전모드에서, 상기 터치패널에 형성되어 있는 상기 터치전극(510)으로 터치전류가 공급되어야 한다.
이 경우, 상기 터치전극(510)들로, 동일한 값의 터치전류가 공급되어야 한다. 그러나, 상기 터치감지부(600)의 제조 공정중에 발생되는 각종 원인들에 의해, 상기 터치감지부(600)로부터 생성되어 상기 터치전극(510)들 각각으로 전송되는 터치전류의 값들이 서로 다를 수 있다.
따라서, 상기 터치감지부(600)가 제조되면, 상기 터치감지부(600)로부터 각 터치전극(510)들로 출력되는 상기 터치전류의 값이 측정되며, 측정된 상기 터치전류의 값들은 상기 터치감지부(600)의 저장부(미도시)에 저장된다. 상기 터치감지부(600)의 저장부에 저장되어 있는, 상기 터치전류의 값들은, 상기 터치전극의 정전용량 산출 장치(700)가 구동되면, 상기 수신부(710)로 전송된다. 상기 산출부(720)는 상기 터치전류의 값들을 이용하여, 상기 터치전극(510)들 각각의 정전용량을 산출할 수 있다.
그러나, 상기 터치전류의 값들은, 상기 터치전극의 정전용량 산출 장치(700)의 상기 저장부(730)에 직접 저장되어 있다가, 상기 산출부(720)에 의해 이용될 수 있다.
도 6은 본 발명이 적용되는 표시장치에 적용되는 터치전압과 슬로프전압과 홀드전압을 나타낸 타이밍도이다. 상기 터치전압(Vnotouch, Vtouch)은 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 터치전하에 의해 상기 터치전극에 공급되는 전압을 의미한다. 즉, 상기 터치전극에 상기 터치전하가 공급됨에 따라, 상기 터치전극의 터치전압은 서서히 증가된다.
본 발명에 따른 터치전극의 정전용량 산출 방법을 설명하기에 앞서, 도 6을 참조하여, 상기 표시장치의 상기 터치감지부(600)가, 상기 터치전극(510)에서의 터치여부를 판단하는 방법을 간단히 설명하면 다음과 같다.
우선, 1프레임 기간 중 터치감지기간에, 상기 터치감지부(600)는, 상기 터치전극(510)으로 상기 터치전하를 공급한다. 이에 따라, 도 6의 (a)에 도시된 충전모드(Charge Mode)와 같이, 상기 터치전극(510)들 각각의 터치전압들(Vnotouch, Vav, Vtouch)이 상승한다.
즉, 상기 터치감지부(600)가 상기 터치전극(510)으로 상기 터치전하를 공급하면, 상기 터치전극(510)의 터치전압이 서서히 상승된다.
이 경우, 도 6의 (a)에서 Vtouch로 표시되어 있는 그래프는, 터치가 있는 터치전극(이하, 간단히 '제1터치전극'이라 함)에서 상승되고 있는 터치전압을 나타내고 있으며, Vnotouch로 표시되어 있는 그래프는, 터치가 없는 터치전극(이하, 간단히 '제2터치전극'이라 함)에서 상승되고 있는 터치전압을 나타내고 있다. 또한, Vav로 표시되어 있는 그래프는, 상기 터치패널(500)에 형성되어 있는 모든 터치전극들의 평균터치전압을 나타내고 있다.
상기 터치전극(510)들로 상기 터치전류를 공급하기에 앞서, 상기 터치전극(510)들에 잔존하는 전류를 제거하는 리셋(Reset) 과정이 수행될 수도 있다. 즉, 도 6의 (a)에 도시된 리셋모드(Reset Mode)에서, 상기 터치감지부(600)는, 각 터치전극에 일정 전압을 인가하여, 상기 터치전극의 전하를 0으로 만든다.
즉, 상기 충전모드에서는, 전하가 0인 상기 터치전극(510)에 일정 전류(Charge Pump)가 주입되어, 상기 터치전극(510)의 터치전극이 선형적으로 증가된다.
다음, 전압홀드모드(Charge Mode)에서는, 상기 터치전류가 증가됨에 따라 선형적으로 증가된 상기 터치전압을 홀드시켜, 홀드전압(VH1 or VH2)이 형성된다. 도 6의 (a)에 도시된 VH1은 터치가 이루어지고 있는 상기 제1터치전극에서의 홀드전압(이하, 간단히 '제1홀드전압'이라 함)을 의미하며, VH2는 터치가 없는 상기 제2터치전극에서의 홀드전압(이하, 간단히 '제2홀드전압'이라 함)을 의미한다.
이 경우, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 제2터치전극으로 공급되는 터치전류와 동일한 전류가, 상기 제1터치전극으로 공급되더라도, 상기 제1터치전극의 상승속도가 늦어진다. 따라서, 상기 전압홀드모드가 도달한 시점에서의, 상기 제1터치전극의 상기 제1홀드전압(VH1)의 크기는, 상기 전압홀드모드가 도달한 시점에서의 상기 제2터치전극의 상기 제2홀드전압(VH2)의 크기보다 작다.
상기 제1홀드전압 또는 상기 제2홀드전압(이하, 간단히 '홀드전압'이라 함)은, 아래의 [수학식 1]에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112013116198633-pat00001
즉, 상기 홀드전압(V(t))은, 상기 터치전극의 정전용량(C), 상기 터치전류(Ich) 및 상기 터치전류가 상기 터치전극에 주입된 시간(t)에 의해 산출될 수 있다.
마지막으로, 비교모드(Compare Mode)에서, 상기 터치감지부(600)는, 슬로프전압(Vslope)을 생성하여, 상기 슬로프전압이 상기 홀드전압(VH1 or VH2)에 도달하는 시간을 측정한다. 이 경우, 상기 터치감지부(600)는 상기 슬로프전압이, 터치여부의 판단에 기준이 되는 기준전압(Reference Voltage : VR)에 도달하는 시간을 저장하고 있다. 따라서, 상기 터치감지부(600)는 상기 슬로프전압이 상기 홀드전압(VH1 or VH2)에 도달하는 시간을, 상기 슬로프 전압이 상기 기준전압(VR)에 도달하는 시간과 비교한다.
이 경우, 상기 슬로프전압이 상기 홀드전압(VH1 or VH2)에 도달하는 시간이, 상기 슬로프 전압이 상기 기준전압(VR)에 도달하는 시간보다 짧다면, 상기 터치감지부(600)는, 상기 홀드전압이 생성된 터치전극에서 터치가 발생되지 않은 것으로 판단한다.
그러나, 상기 슬로프전압이 상기 홀드전압(VH1 or VH2)에 도달하는 시간이, 상기 슬로프 전압이 상기 기준전압(VR)에 도달하는 시간보다 길다면, 상기 터치감지부(600)는, 상기 홀드전압이 생성된 터치전극에서 터치가 발생된 것으로 판단한다.
예를 들어, 도 6의 (a)에서, 상기 제1터치전극에서의 홀드전압이 상기 제1홀드전압(VH1)이고, 상기 슬로프전압이 Vslope로 표시된 전압이고, 상기 기준전압이 VR로 표시된 전압인 경우, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 슬로프전압(Vslope)이 상기 비교모드의 시작 시점으로부터, 상기 제1홀드전압(VH1)에 도달하는 시간(X)은, 상기 슬로프 전압(Vslope)이 상기 기준전압(VR)에 도달하는 시간보다 길다. 이 경우, 상기 터치감지부(600)는, 상기 제1홀드전압(VH1)이 생성된 상기 제1터치전극에서 터치가 발생된 것으로 판단할 수 있다. 즉, 도 6의 (b)에서 Touch로 표시되어 있는 그래프는, 상기 제1터치전극에 대한 그래프이이며, Reference Data로 표시되어 있는 그래프는, 상기 슬로프 전압(Vslope)이 상기 기준전압(VR)에 도달하는 시간을 나타낸 그래프이다.
또한, 상기 제2터치전극에서의 홀드전압이 상기 제2홀드전압(VH2)이고, 상기 슬로프전압이 Vslope로 표시된 전압이고, 상기 기준전압이 VR로 표시된 전압인 경우, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 슬로프전압(Vslope)이 상기 비교모드의 시작 시점으로부터, 상기 제2홀드전압(VH2)에 도달하는 시간은, 상기 슬로프 전압(Vslope)이 상기 기준전압(VR)에 도달하는 시간보다 짧다. 이 경우, 상기 터치감지부(600)는, 상기 제2홀드전압(VH2)이 생성된 상기 터치전극에서 터치가 발생되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 즉, 도 6의 (b)에서 No Touch로 표시되어 있는 그래프는, 상기 제2터치전극에 대한 그래프이며, Reference Data로 표시되어 있는 그래프는, 상기 슬로프 전압(Vslope)이 상기 기준전압(VR)에 도달하는 시간을 나타낸 그래프이다.
상기한 바와 같이, 상기 터치감지부(600)는, 터치전극에서 발생된 홀드전압(VH1 or VH2)과, 슬로프전압(Vslope)이 동일해 지는 시간을, 상기 슬로프전압이 상기 기준전압(VR)과 동일해 지는 시간과 비교하여, 상기 터치전극에서의 터치여부를 판단하고 있다.
이 경우, 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 터치감지부(600)는, 실질적으로, 상기 로우데이터를 이용하여 상기 터치전극의 터치여부를 판단한다. 상기 로우데이터는, 하나의 터치여부 판단을 위해, 수집된 수십 개 이상의 상기 센싱데이터들에 의해 산출되는 데이터로서, 상기 수십 개 이상의 센싱데이터들 각각은, 하나의 상기 터치전극에 대해 상기한 바와 같은, 리셋모드, 충전모드, 전압홀드모드 및 상기 비교모드를 거쳐 수집된다.
그러나, 종래 기술에서 설명된 바와 같이, 상기 터치전극들 각각의 정전용량이 서로 다르면, 상기 터치감지부(600)에서의 터치여부 판단에 에러가 발생될 수 있다.
예를 들어, 터치가 없는(또는 터치가 있는) 두 개의 터치전극들에, 동일한 터치전류(Ich)가 동일한 시간(t) 동안 주입되더라도, 상기 [수학식 1]에 의해, 상기 홀드전압이 서로 달라질 수 있다.
상기 홀드전압의 편차가 커진다면, 터치가 없는(또는 터치가 있는) 두 개의 터치전극들 중 어느 하나는 터치가 있는 것으로 판단될 수 있으며, 나머지 하나는 터치가 있는 것으로 판단될 수 있다.
따라서, 상기 터치전극들의 정전용량은, 터치여부 판단에 있어서 중요한 요소이다.
본 발명에 따른 터치전극의 정전용량 산출 장치 및 방법은, 상기한 바와 같이, 터치여부 판단에 있어서 중요한 요소인, 상기 터치전극의 정전용량을, 자동적으로 산출할 수 있으며, 특히, 상기 터치패널을 구성하는 모든 터치전극들의 정전용량들을 모두 산출할 수 있다는 특징을 가지고 있다.
이하에서는, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 터치전극의 정전용량 산출 방법이 구체적으로 설명된다.
도 7은 본 발명에 따른 터치전극의 정전용량 산출 방법의 일실시예 흐름도이며, 도 8은 본 발명에 따른 터치전극의 정전용량 산출 방법에 적용되는 터치전압과 슬로프전압과 홀드전압을 나타낸 타이밍도이다.
본 발명에 따른 터치전극의 정전용량 산출 방법은, 상기 터치패널(500)과 연결되어 있는 상기 터치감지부(600)로부터, 상기 터치패널(500)에 형성되어 있는 터치전극(510)들 각각의 로우데이터를 수신하는 단계(602) 및 상기 로우데이터를 이용하여 상기 터치전극(510)들 각각의 정전용량을 산출하는 단계(604 내지 614)를 포함한다.
본 발명에 따른 터치전극의 정전용량 산출 방법은, 상기 터치감지부(600)가 산출한 상기 터치전극들 각각의 상기 로우데이터들을 이용하여, 상기 터치전극들의 정전용량을 산출한다. 즉, 본 발명에서는, 상기 터치감지부(600)가 상기 로우데이터를 산출하는 순서의 역순서를 이용하여, 상기 터치전극들 각각의 정전용량이 산출된다. 이하에서는, 상기 로우데이터가 50개의 상기 센싱데이터들에 의해 산출된 데이터인 경우를 일예로 하여 본 발명이 설명된다.
특히, 상기 정전용량을 산출하는 단계는, 상기 로우데이터로부터, 상기 로우데이터가 측정된 터치전극의 홀드전압을 산출하는 단계(604 내지 610), 상기 터치감지부 내부에서 상기 터치전극으로 공급되는 터치전류의 값과, 상기 터치전류가 상기 터치전극에 공급되는 시간을 읽어오는 단계 및 상기 터치전류와 상기 시간과 상기 홀드전압을 이용하여 상기 터치전극의 정전용량을 산출하는 단계(612)를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 터치전극의 정전용량 산출 장치(700)는, 상기 과정들을 통해 산출된 상기 정전용량들을 이용하여 상기 터치패널(500)의 불량여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 상기 터치전극의 정전용량 산출 장치(700)는, 산출된 상기 정전용량들 중 기 설정된 정전용량범위를 벗어나는 정전용량이 기 설정된 갯수를 초과하면, 상기 터치패널을 불량으로 판단할 수 있다.
보다 구체적인 예로서, 상기 터치패널(500)을 구성하는 20개의 상기 터치전극들에 대한 정전용량들 중, 상기 기 설정된 정전용량범위를 벗어나는 정전용량이 3개를 초과한다면, 상기 터치전극의 정전용량 산출 장치(700)는, 상기 터치패널을 불량으로 판단할 수 있다.
이하에서는, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 터치전극의 정전용량 산출 방법이 상세히 설명된다.
우선, 상기 터치감지부(600)는 상기 터치전극(510)들 각각의 로우데이터를 산출하여, 상기 로우데이터를 상기 터치전극의 정전용량 산출 장치(700)로 전송한다(602).
상기 터치감지부(600)가 상기 로우데이터를 산출하는 방법은, 상기에서 도 6을 참조하여 설명된 방법이 적용된다. 상기 로우데이터가 산출되는 방법을 간단히 정리하면 다음과 같다.
첫째, 상기 터치전극(510)들로 상기 터치전류를 공급하기에 앞서, 상기 터치전극(510)들에 잔존하는 전류를 제거하는 리셋(Reset) 과정이 수행될 수 있다.
둘째, 1프레임 기간 중 터치감지기간에, 상기 터치감지부(600)는, 상기 터치전극(510)으로 상기 터치전류를 공급하며, 이에 따라, 상기 터치전극(510)들 각각의 터치전압(Vnotouch)이 상승한다. 상기 동작은 상기 충전모드(Charge Mode)에서 이루어진다.
셋째, 상기 전압홀드모드(Charge Mode)에서는, 상기 터치전류가 증가됨에 따라 선형적으로 증가된 상기 터치전압을 홀드시켜, 홀드전압(VH)이 형성된다.
넷째, 상기 비교모드(Compare Mode)에서, 상기 터치감지부(600)는, 상기 슬로프전압(Vslope)을 생성하여, 상기 슬로프전압이 상기 홀드전압(VH)에 도달하는 시간을 측정하고, 상기 슬로프전압이 상기 홀드전압(VH)에 도달하는 시간을, 상기 슬로프 전압이 상기 기준전압(VR)에 도달하는 시간과 비교하여, 상기 센싱데이터를 산출한다.
다섯째, 상기 터치전극(510)에 대하여, 상기 센싱데이터를 산출하는 과정은 수십회 이상 반복적으로 수행될 수 있다. 이하에서는, 하나의 터치전극에 대해 상기 센싱데이터가 50개 산출되어, 하나의 상기 로우데이터가 산출되는 경우를 일예로 하여 본 발명이 설명된다. 상기 로우데이터는, 50개의 상기 센싱데이터를 합산하는 것에 의해 산출될 수 있다.
여섯째, 상기 터치감지부(600)는, 상기 로우데이터를 이용하여, 상기 터치전극에서의 터치여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 슬로프전압(Vslope)이 상기 비교모드의 시작 시점으로부터, 상기 홀드전압(VH)에 도달하는 시간이, 상기 슬로프 전압(Vslope)이 상기 기준전압(VR)에 도달하는 시간보다 짧다면, 상기 터치감지부(600)는, 상기 홀드전압(VH)이 생성된 상기 터치전극에서 터치가 발생되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
이 경우, 도 8의 (b)에서는, 하나의 상기 센싱데이터를 이용하여 상기 터치여부가 판단되고 있으나, 상기한 바와 같이, 상기 터치감지부(600)는, 50개의 상기 센싱데이터들에 의해 산출된 상기 로우데이터를 이용하여, 하나의 상기 터치전극에서의 터치여부를 판단할 수 있다. 하나의 센싱데이터를 이용하여 상기 터치여부가 판단되는 원리와, 50개의 상기 로우데이터에 의해 산출된 상기 로우데이터를 이용하여 상기 터치여부가 판단되는 원리는 동일 또는 유사하다.
일곱째, 상기 터치감지부(600)는, 상기 터치패널(500)을 구성하는 모든 터치전극들(510)들 각각에 대해 수집된 상기 로우 데이터들을 상기 터치전극의 정전용량 산출 장치로 전송한다.
예를 들어, 상기 터치패널(500)을 구성하는 터치전극(510)들이, 20개인 경우, 상기 터치감지부(600)는, 20개의 상기 로우 데이터들을 생성하여, 20개의 상기 로우 데이터들을 상기 터치전극의 정전용량 산출 장치(700)로 전송한다(602). 20개의 상기 로우 데이터들 각각은, 50개의 센싱데이터들의 합산에 의해 산출될 수 있으며, 50개의 상기 센싱데이터들 각각은, 상기 리셋모드(Reset Mode), 상기 충전모드(Charge Mode) 및 상기 전압홀드모드(Voltage Holde Mode)를 통해 산출된다.
이하에서는, 하나의 상기 로우 데이터를 이용하여, 하나의 상기 터치전극의 정전용량이 산출되는 방법이 설명된다. 상기 터치패널(500)을 구성하는 나머지 19개의 터치전극들의 정전용량들은, 이하에서 설명되는 방법과 동일한 방법을 통해 산출될 수 있다.
다음, 상기 터치전극의 정전용량 산출 장치(700)의 상기 산출부(720)는, 상기 로우데이터를 이용하여, 하나의 센싱데이터를 산출한다(604).
상기한 바와 같이, 상기 로우데이터는, 50개의 상기 센싱데이터들의 합산에 의해 산출되므로, [수학식 2]에 기재된 바와 같이, 상기 로우데이터(Raw Data)를 상기 센싱데이터들의 숫자(Integration)로 나누면, 하나의 상기 센싱데이터(Sensing Data)가 산출된다.
Figure 112013116198633-pat00002
다음, 상기 센싱데이터를 이용하여 상기 센싱데이터의 출력펄스의 폭(시간)이 계산된다(606). 예를 들어, 도 6에서, Y로 표시된 값과 대응되는 값이 상기 센싱데이터이다. 즉, 상기 센싱데이터는 도 6에서 Y로 표시된 펄스의 폭에 대응되는 값으로서, 예를 들어, 클럭수가 될 수 있다.
상기 센싱데이터는 [수학식 3]에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112013116198633-pat00003
상기 센싱데이터는 상기 산출과정(604)에 의해 이미 알고 있으며, 상기 카운트 클럭 타임(count clock time)은 상기 터치감지부(600)에 설정되어 있는 값이다.
따라서, 상기 센싱데이터, 상기 카운트 클럭 타임을 상기 [수학식 3]에 대입함으로써, 상기 센싱데이터의 출력펄스의 폭(Output high pulse width)이 산출될 수 있다. 상기 출력펄스의 폭(Output high pulse width)은 상기한 바와 같이, 도 6에서 Y로 표시된 펄스의 폭이 될 수 있다.
다음, 출력펄스의 폭을 이용하여 ΔV가 산출된다(608). 상기 ΔV는 도 8에 도시된 B에 대응되는 값이다. 즉, 상기 ΔV는 상기 비교모드의 시작 시점에서의 상기 슬로프전압(Vslope)과 상기 홀드전압(VH) 간의 차값이다.
상기 ΔV는 [수학식 4]에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112013116198633-pat00004
[수학식 4]에서 Slope icon은 상기 슬로프전압(Vslope)을 형성하기 위해 상기 터치감지부(600)가 이용하는 전류이고, 상기 20pF은 상기 터치감지부(600) 내부에 형성되어 있는 정전용량으로서, 기 설정되어 있는 값이다.
따라서, 상기 출력펄스의 폭(Output high pulse width)과 상기 Slope icon의 값을 상기 [수학식 4]에 대입함으로써, 상기 ΔV(B)가 산출될 수 있다.
다음, 상기 ΔV(B)를 이용하여 상기 터치전극에서의 상기 홀드전압(VH)이 산출될 수 있다(610).
상기 홀드전압은 [수학식 5]에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112013116198633-pat00005
상기 DC Reference Voltage(VR)는 상기 터치감지부(600)에 설정되어 있는 값이다. 상기 오프셋전압(도 8에서 'A'로 표시되어 있음)은 상기 비교모드의 시작 시점에서의 상기 슬로프전압(Vslope)과 상기 기준전압(VR) 간의 차값으로서, 상기 슬로프전압과 상기 기준전압이 상기 터치감지부(600)에 설정되어 있기 때문에, 상기 오프셋전압도 산출될 수 있다.
따라서, 상기 ΔV(B)와, 상기 DC Reference Voltage(VR)와, 상기 오프셋 전압(A)을 상기 [수학식 5]에 대입함으로써, 상기 홀드전압(VH)이 산출될 수 있다.
마지막으로, 상기 홀드전압(VH)을 이용하여, 상기 로우데이터가 산출된 상기 터치전극의 정전용량(C)이 산출될 수 있다(612).
상기 터치전극의 정전용량(C)은 [수학식 6]에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112013116198633-pat00006
[수학식 6]은, 상기 터치전극에 대한 홀드전압(VH)을 산출하기 위해 이용된 식으로서, [수학식 1]에 기재된 수학식과 동일한 식이다.
즉, 상기 홀드전압(VH=V(t))은, 상기 터치전극에 공급된 상기 터치전류(Ich)와, 상기 터치전류가 공급된 시간 및 상기 터치전극의 정전용량에 의해 산출되는 값이다. 여기서, 상기 홀드전압(V(t))은 상기 [수학식 5]를 통해 산출될 수 있고, 상기 터치전류(Ich)는 상기한 바와 같이, 상기 터치감지부(600)의 제조시에 생성되어, 상기 산출부(720)에서 읽혀지는 값이며, 상기 터치전류가 공급되는 시간 역시, 상기 터치감지부(600)에 설정되어 있는 값이다.
따라서, 상기 산출부(720)는, 산출된 홀드전압(V(t)=VH)과, 상기 저장부(730) 또는 상기 터치감지부(600)로부터 전송되어온 상기 터치전류(Ich) 및 상기 터치전류가 공급된 시간(t)을 상기 [수학식 6]에 대입함으로써, 상기 정전용량(C)을 산출할 수 있다.
상기 설명에서는, 하나의 터치전극으로부터 산출된 상기 로우데이터를 이용하여, 하나의 터치전극에 대한 정전용량(C)이 산출되는 방법이 설명되었다.
그러나, 상기 터치감지부(600)로부터, 상기 터치패널(500)을 구성하는 모든 터치전극들에 대한 상기 로우데이터를 수신한 상기 산출부(720)는, 상기에서 설명된 방법을 이용하여, 상기 모든 터치전극들 각각의 정전용량을 산출할 수 있다.
상기 터치패널(500)을 구성하는 모든 상기 터치전극(510)들의 정전용량이 본 발명에 의해 산출됨으로써, 상기 터치패널의 불량여부가 판단될 수 있다.
즉, 상기 산출부(720)는 상기 정전용량들을 기 설정된 값과 비교하여, 상기 기 설정된 값을 초과하거나, 상기 기 설정된 값에 미달되는 정전용량이 기 설정된 숫자보다 많은 경우에는, 상기 터치패널을 불량으로 판단할 수 있다(614).
또한, 상기 산출부(720)는, 또 다른 제어장치에서 상기한 바와 같은 불량 판단 과정(614)이 이루어질 수 있도록, 상기 정전용량들에 대한 정보를 상기 제어장치로 전송할 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 : 패널 400 : 구동부
500 : 터치패널 510 : 터치전극
520 : 터치전극배선 600 : 터치감지부
700 : 터치전극의 정전용량 산출 장치

Claims (10)

  1. 터치패널과 연결되어 있는 터치감지부로부터, 상기 터치패널에 형성되어 있는 터치전극들 각각의 로우데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 로우데이터를 이용하여 상기 터치전극들 각각의 정전용량을 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 터치전극들 각각의 정전용량을 산출하는 단계는,
    상기 터치감지부가 상기 로우데이터를 산출하는 순서의 역순서를 이용하여 상기 정전용량을 산출하고,
    상기 로우데이터를 산출하는 순서의 역순서를 이용하여 상기 정전용량을 산출하는 것은,
    상기 로우데이터로부터, 상기 로우데이터가 측정된 터치전극의 홀드전압을 산출하는 단계;
    상기 터치감지부 내부에서 상기 터치전극으로 공급되는 터치전류의 값과, 상기 터치전류가 상기 터치전극에 공급되는 시간을 읽어오는 단계; 및
    상기 터치전류와 상기 시간과 상기 홀드전압을 이용하여 상기 터치전극들 각각의 정전용량을 산출하는 단계를 포함하는 터치전극의 정전용량 산출 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치전류의 값은 상기 터치감지부로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 터치전극의 정전용량 산출 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전용량들을 이용하여 상기 터치패널의 불량여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 터치전극의 정전용량 산출 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 터치패널의 불량여부를 판단하는 단계는,
    산출된 상기 정전용량들 중 기 설정된 정전용량범위를 벗어나는 정전용량이 기 설정된 갯수를 초과하면, 상기 터치패널이 불량으로 판단되는 것을 특징으로 하는 터치전극의 정전용량 산출 방법.
  7. 터치패널과 연결되어 있는 터치감지부로부터, 상기 터치패널에 형성되어 있는 터치전극들 각각의 로우데이터를 수신하는 수신부;
    상기 로우데이터를 저장하기 위한 저장부;
    상기 로우데이터를 이용하여 상기 터치전극들 각각의 정전용량을 산출하는 산출부; 및
    산출된 상기 정전용량을 출력하는 출력부를 포함하고,
    상기 산출부는,
    상기 터치감지부가 상기 로우데이터를 산출하는 순서의 역순서를 이용하여 상기 정전용량을 산출하고,
    상기 로우데이터를 이용하여 상기 로우데이터가 측정된 터치전극의 홀드전압을 산출하고, 상기 터치감지부 내부에서 상기 터치전극으로 공급되는 터치전류의 값과, 상기 터치전류가 상기 터치전극에 공급되는 시간을 읽어오며, 상기 터치전류와 상기 시간과 상기 홀드전압을 이용하여 상기 터치전극의 정전용량을 산출하는 것을 특징으로 하는 터치전극의 정전용량 산출 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 터치전류의 값은 상기 터치감지부로부터 전송되거나, 또는 상기 저장부로부터 전송되는 것을 특징으로 하는 터치전극의 정전용량 산출 장치.
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