KR102122001B1 - 촉각영상 표현방법 및 이를 수행하기 위한 터치스크린 장치 - Google Patents

촉각영상 표현방법 및 이를 수행하기 위한 터치스크린 장치 Download PDF

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Abstract

정전용량 방식의 터치스크린 패널을 통한 터치 동작시 촉각영상에 의해 발생되는 전기장이 터치 동작을 방해하는 것을 방지하기 위한 촉각영상 표현방법 및 이를 수행하기 위한 터치스크린 장치가 개시된다. 터치스크린 장치는 촉각 터치패널, 터치전압 인가부 및 촉각전압 인가부를 포함한다. 촉각 터치패널은 복수의 터치 구동라인들과 복수의 터치 센싱라인들을 포함하여 터치 기능과 햅틱 기능을 수행한다. 터치전압 인가부는 터치 구동전압을 촉각 터치패널에 인가한다. 촉각전압 인가부는 사용자의 터치 동작에 대응하는 터치 센싱전압이 터치 센싱라인을 통해 수신되면, 터치 구동전압이 미인가되는 블랭크 구간 동안, 표시되는 영상에 대응하는 촉각전압을 촉각 터치패널에 인가한다.

Description

촉각영상 표현방법 및 이를 수행하기 위한 터치스크린 장치{METHOD FOR REPRESENTING A TACTILE IMAGE AND TOUCH SCREEN APPARATUS FOR PERFORMING THE METHOD}
본 발명은 촉각영상 표현방법 및 이를 수행하기 위한 터치스크린 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정전용량 방식의 터치스크린 패널 상에 햅틱 기능을 구현하기 위한 촉각영상 표현방법 및 이를 수행하기 위한 터치스크린 장치에 관한 것이다.
사람들은 다양한 어플리케이션에서 전자 및 기계 장치와 인터페이싱하고, 더욱 자연스럽고 사용하기 쉬우며 유익한 인터페이스에 대한 요구는 끊임없는 관심사이다. 이러한 상황에 있어서, 사람들은 다양한 어플리케이션의 컴퓨터 장치와 인터페이싱한다. 상기한 어플리케이션에는 게임, 시뮬레이션 및 어플리케이션 프로그램과 같은 컴퓨터 생성 환경과 상호 작용하는 것이 있다. 마우스 및 트랙볼과 같은 컴퓨터 입력 장치는 상기한 어플리케이션에서 입력을 제공하고 그래픽 환경에서 커서를 컨트롤하는데 종종 사용된다.
몇몇 인터페이스 장치에서, 포스 피드백 또는 햅틱 피드백도 사용자에게 제공되는데, 이러한 것을 "햅틱 피드백(haptic feedback)"이라 한다. 예를들어, 조이스틱, 마우스 게임 패드, 스티어링 휠 또는 다른 유형의 장치의 햅틱 버전은 게임 또는 다른 어플리케이션 프로그램과 같은 그래픽 환경에서 발생하는 이벤트 또는 상호 작용에 기초하여 사용자에게 포스를 출력할 수 있다.
휴대용 컴퓨터 또는 랩톱 컴퓨터와 같은 전자 장치에서 마우스는 전형적으로 작업상 너무 넓은 작업 공간을 차지한다. 그 결과, 트랙볼과 같은 보다 소형의 장치가 종종 사용된다. 일반적으로 휴대용 컴퓨터에서 흔히 쓰이는 장치는 "터치패드(touchpad)"이며, 이는 컴퓨터의 키보드 근처에 제공되는 작은 4각형 모양의 평면 패드이다. 터치패드는 터치패드에 가해지는 압력을 검출하는 용량성 센서 또는 압력 센서와 같은 다양한 감지 기술에 의하여 지시 물체(pointing object)의 위치를 감지한다. 사용자는 손끝으로 터치패드에 접촉하고, 그 패드 상의 손가락을 움직여서 그래픽 환경에 디스플레이된 커서를 움직인다.
한편, 터치스크린은 디스플레이 스크린에 층으로 덮인 감지 패드에서 정보를 입력하는데 사용되는 유사 장치이며, 이는 개인 휴대 정보 단말기(PDA)와 같은 장치 및 다른 휴대용 전자 장치에서 사용된다.
정전용량 방식의 터치스크린 패널 위에 햅틱 기능을 구현하기 위한 촉각패널을 배치하면, 전자장이 터치스크린 패널과 촉각패널 사이에 형성되어 핑거에 의한 전자장의 변화를 센싱할 수 없다. 만일, 터치스크린 패널과 촉각패널이 별도로 배치되면, 햅틱 기능을 갖는 터치스크린 장치의 두께 및 무게가 증가하고, 투과율이 감소한다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 정전용량 방식의 터치스크린 패널을 통한 터치 동작시 촉각영상에 의해 발생되는 전기장이 터치 동작을 방해하는 것을 방지하기 위한 촉각영상 표현방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 촉각영상 표현방법을 수행하기 위한 터치스크린 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따르면, 복수의 터치 구동라인들과 복수의 터치 센싱라인들을 포함하는 촉각 터치패널에 터치 기능과 햅틱 기능을 제공하는 촉각영상 표현방법이 제공된다. 상기 촉각영상 표현방법에서, 터치 구동전압이 상기 촉각 터치패널에 인가된다. 사용자의 터치 동작에 대응하는 터치 센싱전압이 상기 터치 센싱라인을 통해 수신되면, 상기 터치 구동전압이 미인가되는 블랭크 구간 동안, 표시되는 영상에 대응하는 촉각전압이 상기 촉각 터치패널에 인가된다.
일실시예에서, 상기 촉각전압은 영상이 표시되는 프레임 구간마다 위상이 반전될 수 있다.
일실시예에서, 상기 촉각전압은 상기 영상을 표시하는 표시패널의 스위칭 소자를 액티브시키는 스캔신호가 미인가되는 구간 동안 인가될 수 있다.
일실시예에서, 상기 수직 블랭크 구간은 터치 구간 및 촉각 구간으로 구분될 수 있다. 여기서, 상기 촉각전압은 상기 촉각 구간내의 기설정된 시간에 인가될 수 있다.
일실시예에서, 서로 인접하는 터치 프레임 구간들에 대응하여 인가되는 촉각전압들은 서로 다른 위상을 가질 수 있다.
일실시예에서, 상기 터치 구동전압이 인가되는 터치 프레임 구간은 제1 촉각 프레임 구간과 제2 촉각 프레임 구간으로 구분될 수 있다. 여기서, 상기 제1 촉각 프레임 구간에 인가되는 촉각전압과 상기 제2 촉각 프레임 구간에 인가되는 촉각전압은 서로 다른 위상을 가질 수 있다.
일실시예에서, 상기 터치 구동전압이 인가되는 두 개의 터치 프레임 구간들은 하나의 촉각 프레임 구간으로 정의될 수 있다. 여기서, 제1 터치 프레임 구간 동안 상기 촉각전압은 상기 터치 구동전압이 인가되기 이전에 인가될 수 있고, 제2 터치 프레임 구간 동안 상기 촉각전압은 상기 터치 구동전압이 인가된 후에 인가될 수 있다.
일실시예에서, (4N-3)번째(여기서, N은 자연수) 터치 프레임 구간에 인가되는 촉각전압과 (4N-1)번째 터치 프레임 구간에 인가되는 촉각전압은 서로 다른 위상을 가질 수 있다.
일실시예에서, 영상의 수직 블랭크 구간은 터치 구간과 촉각 구간으로 구분될 수 있다. 여기서, 상기 터치 구동전압은 상기 터치 구간 동안 인가되고, 상기 촉각전압은 상기 촉각 구간 동안 인가될 수 있다.
일실시예에서, 영상의 수직 블랭크 구간은 터치 구간과 촉각 구간으로 구분되고, 상기 촉각 구간은 제1 촉각 프레임 구간 및 제2 촉각 프레임 구간으로 구분될 수 있다. 여기서, 상기 터치 구동전압은 터치 구간 동안 인가될 수 있고, 제1 촉각전압은 제1 촉각 프레임 구간 동안 인가되고, 상기 제2 촉각 프레임 구간 동안 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압이 인가될 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 터치스크린 장치는 촉각 터치패널, 터치전압 인가부 및 촉각전압 인가부를 포함한다. 상기 촉각 터치패널은 복수의 터치 구동라인들과 복수의 터치 센싱라인들을 포함하여 터치 기능과 햅틱 기능을 수행한다. 상기 터치전압 인가부는 터치 구동전압을 상기 촉각 터치패널에 인가한다. 상기 촉각전압 인가부는 사용자의 터치 동작에 대응하는 터치 센싱전압이 상기 터치 센싱라인을 통해 수신되면, 상기 터치 구동전압이 미인가되는 블랭크 구간 동안, 표시되는 영상에 대응하는 촉각전압을 상기 촉각 터치패널에 인가한다.
일실시예에서, 상기 터치 구동라인들과 상기 터치 센싱라인들은 동일한 기판에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 터치 구동라인들과 상기 터치 센싱라인들은 서로 교차하고, 서로 교차하는 영역에는 절연층이 더 배치되어 상기 터치 구동라인들과 상기 터치 센싱라인들을 전기적으로 절연시킬 수 있다. 또한, 상기 터치 구동라인들과 상기 터치 센싱라인들은 서로 평행할 수 있다. 또한, 상기 촉각전압 인가부는 상기 터치 구동라인 및 상기 터치 센싱라인에 상기 촉각전압을 인가할 수 있다.
일실시예에서, 상기 터치 구동라인들과 상기 터치 센싱라인들은 서로 다른 기판에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 촉각전압 인가부는 상기 터치 센싱라인에 상기 촉각전압을 인가할 수 있다.
일실시예에서, 상기 촉각전압은 영상이 표시되는 프레임 구간마다 위상이 반전되어 상기 촉각 터치패널에 인가될 수 있다.
일실시예에서, 상기 촉각전압은 상기 터치 센싱라인을 통해 검출된 터치 부위에 대응하여 인가될 수 있다.
일실시예에서, 상기 터치스크린 장치는 상기 촉각 터치패널 아래에 배치된 표시패널을 더 포함하고, 상기 촉각 터치패널과 상기 표시패널 사이에 배치되어 상기 촉각전압이 상기 표시패널에 인가되는 것을 차단하는 쉴드층을 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 터치스크린 장치는 상기 표시패널에 배치된 스위칭 소자를 액티브시키는 스캔신호를 출력하는 스캔 구동부를 더 포함하고, 상기 촉각전압 인가부는 상기 스캔신호가 미인가되는 블랭크 구간 동안 상기 터치 구동라인 및 상기 터치 센싱라인 각각에 촉각전압을 인가할 수 있다.
일실시예에서, 상기 블랭크 구간은 상기 영상의 수직 블랭크 구간일 수 있다.
일실시예에서, 상기 터치전압 인가부와 상기 촉각전압 인가부는 하나의 터치 구동전압과 하나의 촉각전압을 상기 촉각 터치패널에 인가할 수 있다.
일실시예에서, 하나의 터치 프레임 구간은 제1 촉각 프레임 구간과 제2 촉각 프레임 구간으로 분할될 수 있다. 여기서, 상기 촉각전압 인가부는 상기 제1 촉각 프레임 구간 동안 제1 촉각전압을 상기 촉각 터치패널에 인가하고, 상기 제2 촉각 프레임 구간 동안 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압을 상기 촉각 터치패널에 인가할 수 있다.
일실시예에서, 2개의 터치 프레임 구간은 하나의 터치 프레임 구간으로 정의될 수 있다. 여기서, 상기 촉각전압 인가부는, 제1 터치 프레임 구간 동안, 상기 터치 구동전압이 인가되기 이전에 촉각전압을 상기 촉각 터치패널에 인가하고, 제2 터치 프레임 구간 동안, 상기 터치 구동전압이 인가된 후에 촉각전압을 상기 촉각 터치패널에 인가할 수 있다.
일실시예에서, 상기 촉각전압 인가부는 (4N-3)번째(여기서, N은 자연수) 터치 프레임 구간 동안 제1 촉각전압을 상기 촉각 터치패널에 인가하고, (4N-1)번째 터치 프레임 구간 동안 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압을 상기 촉각 터치패널에 인가할 수 있다.
일실시예에서, 영상의 수직 블랭크 구간은 터치 구간과 촉각 구간으로 구분될 수 있다. 여기서, 상기 터치전압 인가부는 터치 구간 동안 상기 터치 구동전압을 상기 촉각 터치패널에 인가하고, 상기 촉각전압 인가부는 촉각 구간 동안 상기 촉각전압을 상기 촉각 터치패널에 인가할 수 있다.
일실시예에서, 영상의 수직 블랭크 구간은 터치 구간과 촉각 구간으로 구분되고, 상기 촉각 구간은 제1 촉각 프레임 구간과 제2 촉각 프레임 구간으로 구분될 수 있다. 여기서, 상기 터치전압 인가부는 상기 터치 구간 동안 상기 터치 구동전압을 상기 촉각 터치패널에 인가할 수 있다. 또한, 상기 촉각전압 인가부는 상기 제1 촉각 프레임 구간 동안 제1 촉각전압을 상기 촉각 터치패널에 인가하고, 상기 제2 촉각 프레임 구간 동안 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압을 상기 촉각 터치패널에 인가할 수 있다.
이러한 촉각영상 표현방법 및 이를 수행하기 위한 터치스크린 장치에 의하면, 정전용량 방식의 터치스크린 장치에 햅틱 기능을 부여하기 위해 터치 구동전압이 미인가되는 블랭크 구간 동안, 표시되는 영상에 대응하는 촉각전압을 촉각 터치패널에 인가함으로써, 터치 동작시 촉각영상에 의해 발생되는 전기장이 터치 동작을 방해하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 촉각영상 표현방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 터치스크린 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제1 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 4는 도 2에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제2 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 5는 도 2에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제3 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 6은 도 2에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제4 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 7은 도 2에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제5 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 8은 도 2에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제6 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 10은 도 9에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제1 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 11은 도 2에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제2 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 12는 도 9에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제3 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 13은 도 9에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제4 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 15는 도 14에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 17은 도 16에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 19는 도 18에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제1 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 20은 도 18에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제2 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 21은 도 18에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제3 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 22는 도 18에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제4 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 23은 도 18에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제5 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 25는 도 24에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 예를 설명하기 위한 파형도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명에 따른 촉각영상 표현방법 및 이를 수행하기 위한 터치스크린 장치를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 촉각영상 표현방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 표시패널상에 영상을 표시한다(단계 S110). 상기 표시패널상에 표시되는 영상은 다양한 질감을 가질 수 있다. 예를들어, 나무의 껍질이나 바위 표면처럼 울퉁불퉁한 질감의 영상일 수도 있고, 금속 질감의 영상일 수도 있고, 옷감과 같은 천 질감의 영상일 수도 있다.
상기 영상이 표시되지 않는 디스플레이 수직 블랭크 구간동안, 터치 구동전압을 상기 표시패널 위에 배치된 촉각 터치패널에 형성된 터치 구동라인에 공급하고(단계 S120), 터치 센싱전압을 상기 촉각 터치패널에 형성된 터치 센싱라인을 통해 수신한다(단계 S130). 상기 터치 구동라인과 상기 터치 센싱라인은 하나의 기판상에 형성될 수도 있고, 서로 다른 기판상에 형성될 수 있다. 상기 터치 구동라인과 상기 터치 센싱라인이 서로 다른 기판에 형성된다면, 상기 터치 센싱라인이 형성된 기판은 상기 터치 구동라인이 형성된 기판 위에 배치된다.
터치 동작시, 상기 터치 구동라인들에 터치 구동전압(또는 구동전압 또는 구동전류)이 인가되면, 해당 터치 구동라인에 인접하는 상기 터치 센싱라인의 주변에는 캐패시터가 형성된다. 사람의 신체나 터치 펜 등의 터치 수단이 접근(또는 접촉)하면, 상기 캐패시터로부터 전하가 흘러나가면서 전기장의 세기가 변동된다. 상기한 전기장의 변동값은 상기 터치 센싱라인을 통해 수집된다.
이어, 터치가 발생되었는지의 여부를 체크한다(단계 S140). 예를들어, 수집된 터치 센싱전압이 기준전압보다 크거나 작은 것으로 체크되면 해당 부위에 터치가 발생된 것으로 판별될 수 있다.
단계 S140에서 터치가 발생되지 않은 것으로 체크되면, 촉각영상 표현방법의 종료 여부를 체크한다(단계 S142). 단계 S142에서 종료로 체크되면 촉각영상 표현방법을 종료하고, 미종료로 체크되면 단계 S110으로 피드백한다.
한편, 단계 S140에서, 터치가 발생된 것으로 체크되면, 수집된 터치 센싱전압들을 근거로 터치위치를 판별한다(단계 S150).
이어, 표시되는 영상에 대응하는 촉각전압을 터치발생 부위의 터치전극에 공급한 후(단계 S160), 단계 S110으로 피드백한다. 상기 촉각전압은 다양한 크기의 폭과 진폭을 갖는 펄스 형태로 인가될 수 있다. 예를들어, 울퉁불퉁한 질감의 정도가 크다면, 큰 진폭의 촉각전압이 인가되고, 울퉁불퉁한 질감의 정도가 작다면, 작은 진폭의 촉각전압이 인가될 수 있다. 또한, 상기 촉각전압은 다양한 타이밍으로 인가될 수 있다. 예를들어, 상기 촉각전압은, 상기 터치 구동전압이 인가되는 터치구간과는 별개로 구분된 촉각 구간 동안, 동일한 타이밍에 인가될 수도 있고, 서로 다른 타이밍에 인가될 수도 있다. 또한, 상기 촉각전압은, 상기 터치 구동전압이 인가되는 터치 구간 동안, 상기 터치 구동전압이 인가되지 않는 다른 타이밍에 인가될 수도 있다. 이때, 상기 촉각전압은 순차적인 타이밍에 인가될 수 있다. 상기한 촉각전압이 인가되는 다양한 타이밍들의 예는 후술되는 도면들을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
이상에서 설명된 바와 같이, 터치 구동전압이 미인가되는 블랭크 구간 동안, 표시되는 영상에 대응하는 촉각전압을 촉각 터치패널에 인가함으로써, 터치 동작시 촉각영상에 의해 발생되는 전기장이 터치 동작을 방해하는 것을 방지할 수 있다.
이하에서, 상기한 촉각영상 표현방법을 수행하기 위한 다양한 터치스크린 장치들에 대해서 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 터치스크린 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 터치스크린 장치(100)는 촉각 터치패널(110), 전압 송수신부(120), 표시패널(130), 데이터 구동부(140), 스캔 구동부(150) 및 타이밍 제어부(160)를 포함한다.
상기 촉각 터치패널(110)은 복수의 터치 구동라인들(112)과 복수의 터치 센싱라인들(114)을 포함하고, 터치 기능과 햅틱 기능을 수행한다. 상기 터치 구동라인들(112)은 Y축과 평행하게 연장되고 X축 방향으로 배열된다. 상기 터치 센싱라인들(114)은 X축과 평행하게 연장되고 Y축 방향으로 배열된다.
본 실시예에서, 상기 터치 구동라인들(112)은 사각형상의 ITO 패턴들이 체인 형상으로 연결된 구조를 갖는다. 또한, 상기 터치 센싱라인들(114)은 사각형상의 ITO 패턴들이 체인 형상으로 연결된 구조를 갖는다. 이에 따라, XY 평면상에서 관찰할 때, 상기 촉각 터치패널(110)은 격자 형상을 가질 수 있다. 도 2에서 상기 터치 구동라인들(112)과 상기 터치 센싱라인들(114)은 교차하므로 교차하는 영역에는 별도의 절연층(미도시)이 더 형성된다.
상기 전압 송수신부(120)는 터치전압 인가부(122), 센싱전압 수집부(124) 및 촉각전압 인가부(126)를 포함하고, 상기 촉각 터치패널(110) 및 상기 타이밍 제어부(160)에 각각 연결된다.
상기 터치전압 인가부(122)는 상기 터치 구동라인들(112) 각각에 연결되어 상기 터치 구동라인들(112)에 터치 구동전압을 인가한다.
상기 센싱전압 수집부(122)는 상기 터치 센싱라인들(114) 각각에 연결되어 터치 센싱전압을 수신하고, 수신된 터치 센싱전압을 상기 타이밍 제어부(160)에 제공한다.
상기 촉각전압 인가부(126)는 상기 터치 구동라인들(112) 각각 및 상기 터치 센싱라인들(114) 각각에 연결되어, 상기 터치 구동전압이 미인가되는 블랭크 구간 동안, 상기 표시패널(130)상에 표시되는 영상에 대응하는 촉각전압을 상기 터치 구동라인들(112) 각각 및 상기 터치 센싱라인들(114) 각각에 인가한다. 상기 블랭크 구간은 영상의 수직 블랭크 구간일 수 있다. 상기 촉각전압은 터치 구동전압보다 큰 전압이다. 예를들어, 상기 표시패널(130)상에 표시되는 영상이 울퉁불퉁한 질감의 영상이라면, 상기 촉각전압 인가부(126)는 제1 크기의 촉각전압을 제공한다. 상기 촉각전압은 햅틱 효과를 높이기 위해 교류로 인가될 수 있다. 예를들어, 첫번째 블랭크 구간 동안, 제1 위상을 갖는 제1 촉각전압이 인가되고, 두번째 블랭크 구간 동안, 상기 제1 위상에 반전하는 제2 위상을 갖는 제2 촉각전압이 인가될 수 있다.
상기 촉각전압 인가부(126)와 상기 터치전압 인가부(122)는 서로 다른 시간에 동작된다. 상기 터치전압 인가부(122)와 상기 촉각전압 인가부(126)의 동작은 상기 타이밍 제어부(160)의 제어에 이루어질 수 있다.
상기 표시패널(130)은 상기 촉각 터치패널(110) 아래에 배치된다. 상기 표시패널(130)은 액정표시패널, 플라즈마 표시패널, 유기발광표시패널 등일 수 있다. 상기 표시패널(130)이 액정표시패널이라면, 상기 표시패널(130)은 영상 표시를 위해 복수의 화소전극들(미도시), 상기 화소전극들을 액티브시키기 위한 복수의 스위칭 소자들(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 스위칭 소자는 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 데이터 구동부(140)는 상기 표시패널(130)에 배치된 화소전극에 데이터신호를 제공한다. 예를들어 상기 표시패널(130)에 스위칭 소자가 구비되면, 상기 데이터 구동부(140)는 상기 스위칭 소자를 경유하여 상기 화소전극에 데이터신호를 제공한다.
상기 스캔 구동부(150)는 상기 표시패널(130)에 배치된 스위칭 소자를 액티브시키는 스캔신호를 출력한다. 상기 스캔신호가 상기 스위칭 소자에 인가되면, 상기 스위칭 소자는 턴-온되어 상기 데이터신호를 상기 화소전극에 전달한다. 이때, 상기 촉각전압 인가부(126)는 상기 스캔신호가 미인가되는 수직 블랭크 구간 동안 상기 터치 구동라인들(112) 각각 및 상기 터치 센싱라인들(114) 각각에 촉각전압을 인가한다.
상기 타이밍 제어부(160)는 상기 표시패널(130)상에 영상을 표시하기 위해 영상데이터와 상기 영상데이터에 대응하는 제1 제어신호를 상기 데이터구동부(150)에 제공하고, 상기 표시패널(130)에 구비되는 스위칭소자를 액티브시키기 위한 제2 제어신호를 상기 스캔구동부(160)에 제공한다. 또한, 상기 타이밍 제어부(160)는 터치기능을 수행하기 위해 상기 터치전압 인가부(122)에 제3 제어신호를 제공하고, 상기 센싱전압 수집부(130)에서 제공되는 터치 센싱전압을 수신한다. 또한, 상기 타이밍 제어부(160)는 햅틱 기능을 수행하기 위해 상기 촉각전압 인가부(124)에 제4 제어신호를 제공한다.
본 실시예에서, 상기 터치스크린 장치(100)는 쉴드층(170)을 더 포함할 수 있다. 상기 쉴드층(170)은 상기 촉각 터치패널(110)과 상기 표시패널(130) 사이에 배치되어 상기 촉각전압 인가부(126)에서 출력되는 상기 촉각전압이 상기 표시패널(130)에 인가되는 것을 차단한다.
한편, 상기 쉴드층(170)은 상기 표시패널(130)내에 배치될 수도 있다. 상기 표시패널(130)이 어레이 기판, 상기 어레이 기판에 대향하는 대향 기판 및 상기 어레이 기판과 상기 대향기판간에 게재된 액정층을 포함하는 액정표시패널이라면, 상기 쉴드층(170)은 상기 대향기판에 형성될 수 있다. 한편, 상기 쉴드층(170)은 상기 어레이 기판에 형성될 수도 있다.
이하에서, 도 2에 도시된 촉각 터치패널(110)에 인가되는 터치 구동전압과 촉각전압의 다양한 타이밍들에 대해 설명한다. 이하의 파형도들에서, D1, D2, D3,…, Dn(n은 자연수)은 터치 구동라인들을 의미하고, S1, S2, S3,…, Sn은 터치 센싱라인을 의미한다.
도 3은 도 2에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제1 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 표시패널상에 영상이 표시되지 않는 수직 블랭크 구간(V_Blank Interval)은 터치 구간(Touch Interval)과 촉각 구간(Tactile Interval)으로 구분된다.
상기 터치 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(122)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(124)에서 수집된다.
상기 촉각 구간 동안, 촉각전압이 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn) 각각에 인가되는 타이밍은 동일하다. 본 실시예에서, 상기 촉각전압은 상기 촉각 구간내의 기설정된 시간에 인가된다. 예를들어, 첫번째 터치 구동라인에 인가되는 촉각전압의 인가 시간과 두번째 터치 구동라인에 인가되는 촉각전압의 인가 시간은 동일하다. 또한, 첫번째 터치 센싱라인에 인가되는 촉각전압의 인가 시간과 두번째 터치 센싱라인에 인가되는 촉각전압의 인가 시간은 동일하다.
상기 촉각전압은 매 프레임 구간마다 위상이 반전되어 인가될 수 있다. 예를들어, 첫번째 수직 블랭크 구간에 대응하는 촉각 구간 동안, 제1 촉각전압이 인가된다. 두번째 수직 블랭크 구간에 대응하는 촉각 구간 동안, 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압이 인가된다. 이처럼, 매 프레임 구간마다 촉각전압의 위상이 반전되어 인가되므로써, 햅틱 효과(또는 진동 효과)를 높일 수 있다.
도 3에서 모든 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 모든 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 촉각전압이 동시에 인가되는 것을 도시하였으나, 터치가 발생된 영역에 대응하여 국부적으로 상기 촉각전압이 인가될 수도 있다.
예를들어, 상기 센싱전압 수집부(124)가 상기 터치 센싱전압을 수집하면, 상기 타이밍 제어부(160)는 이를 분석하여 어느 위치에서 터치가 발생되는지를 판별할 수 있다. 이때, 상기 타이밍 제어부(160)는 터치가 발생된 부위에 대한 정보를 상기 촉각전압 인가부(126)에 제공한다. 상기 촉각전압 인가부(126)는 터치가 발생된 부위에 대응하는 해당 터치 구동라인 및 해당 터치 센싱라인에 촉각전압이 인가된다. 상기 터치가 발생된 부위에 대응하여 촉각전압이 인가되는 터치 구동라인 및 터치 센싱라인은 복수 개일 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 영상이 표시되지 않는 수직 블랭크 구간중 터치 구간 동안 터치 구동전압을 인가하고 터치 센싱전압을 수집하고, 촉각 구간 동안 촉각전압을 터치 구동라인과 터치 센싱라인에 동시에 인가함으로써, 표시패널상에 표시되는 영상에 햅틱 기능을 부여할 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제2 예를 설명하기 위한 파형도이다. 도 4에서, 상기 터치 구동라인들에 인가되는 촉각 전압의 크기는 상기 터치 구동라인들에 인가되는 터치 구동전압보다 크게 도시하였다. 또한, 상기 터치 센싱라인에 인가되는 터치 센싱전압의 크기는 상기 터치 센싱라인에 인가되는 촉각 전압의 크기보다 낮게 도시하였다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 영상이 표시되지 않는 수직 블랭크 구간은 터치 구간과 촉각 구간으로 구분된다. 상기 촉각 구간은 제1 촉각 프레임 구간과 제2 촉각 프레임 구간으로 구분된다.
상기 터치 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(122)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(124)에서 수집된다. 상기 터치 센싱전압을 수집하기 위해 상기 센싱전압 수집부(124)는 첫번째 터치 구동전압이 인가되는 시간부터 마지막 터치 구동전압이 인가되는 시간까지 일정 레벨의 전압을 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 인가한다. 예를들어, 제1 터치 센싱라인(S1)을 통해 수집된 제1 센싱전압이 상기 일정 레벨의 전압보다 높거나 낮다면, 상기 제1 터치 센싱라인(S1)을 통해 터치가 발생되는 것을 판별할 수 있다.
상기 제1 촉각 프레임 구간 동안, 제1 촉각전압이 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn) 각각에 서로 동일한 타이밍에 인가된다.
상기 제2 촉각 프레임 구간 동안, 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압이 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn) 각각에 서로 동일한 타이밍에 인가된다.
이상에서 설명된 바와 같이, 수직 블랭크 구간의 제1 촉각 프레임 구간 동안 제1 촉각전압이 상기 터치 구동라인들 및 상기 터치 센싱라인들에 서로 동일한 타이밍에 인가되고, 수직 블랭크 구간의 제2 촉각 프레임 구간 동안 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압이 상기 터치 구동라인들 및 상기 터치 센싱라인들에 서로 동일한 타이밍에 인가함으로써, 표시패널상에 표시되는 영상에 햅틱 기능을 부여할 수 있다.
도 5는 도 2에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제3 예를 설명하기 위한 파형도이다. 도 5에서, 상기 터치 구동라인들에 인가되는 촉각 전압의 크기는 상기 터치 구동라인들에 인가되는 터치 구동전압보다 크게 도시하였다. 또한, 상기 터치 센싱라인에 인가되는 터치 센싱전압의 크기는 상기 터치 센싱라인에 인가되는 촉각 전압의 크기보다 낮게 도시하였다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 하나의 터치 프레임 구간은 제1 촉각 프레임 구간과 제2 촉각 프레임 구간으로 구분된다.
상기 터치 프레임 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(122)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(124)에서 수집된다. 상기 터치 센싱전압을 수집하기 위해 상기 센싱전압 수집부(124)는 터치 구동전압이 인가되는 시간마다 일정 레벨의 전압을 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 인가한다. 예를들어, 모든 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에는 터치 구동전압이 인가되는 시간마다 일정레벨의 전압이 연속적으로 인가된다. 이에 따라, 예를들어, 제1 터치 센싱라인(S1)을 통해 수집된 제1 센싱전압이 상기 일정 레벨의 전압보다 높거나 낮다면, 상기 제1 터치 센싱라인(S1)을 통해 터치가 발생되는 것을 판별할 수 있다.
상기 제1 촉각 프레임 구간 동안, 제1 촉각전압은 터치 구동전압이 인가된 후에 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 순차적으로 인가된다. 상기 제1 촉각전압들은 상기 터치 구동전압이 인가되는 시간이나 상기 터치 센싱전압이 인가되는 시간과 중첩되지 않도록 인가된다.
상기 제2 촉각 프레임 구간 동안, 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압은 터치 구동전압이 인가되기 이전에 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 순차적으로 인가된다. 상기 제2 촉각전압들은 상기 터치 구동전압이 인가되는 시간이나 상기 터치 센싱전압이 인가되는 시간과 중첩되지 않도록 인가된다.
도 5에서 모든 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 모든 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 촉각전압이 인가되는 것을 도시하였으나, 상기 촉각전압은 촉각 터치패널상에 터치가 발생된 영역에 대응하여 국부적으로 인가될 수 있다.
예를들어, 상기 센싱전압 수집부(332)가 터치 센싱전압을 수집하면, 상기 타이밍 제어부(360)는 이를 분석하여 어느 위치에서 터치가 발생되는지를 판별할 수 있다. 이때, 상기 타이밍 제어부(160)는 터치가 발생된 부위에 대한 정보(예를들어, 터치 구동라인 및 터치 센싱라인에 대한 정보)를 상기 촉각전압 인가부(326)에 제공한다. 상기 촉각전압 인가부(326)는 터치가 발생된 부위에 대응하는 해당 터치 구동라인 및 해당 터치 센싱라인에 촉각전압을 인가한다. 상기 터치가 발생된 부위에 대응하여 촉각전압이 인가되는 터치 구동라인 및 터치 센싱라인 각각은 복수 개일 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 터치 구동전압이 인가되는 하나의 터치 프레임 구간중 제1 촉각 프레임 구간에는 제1 촉각전압이 터치 구동라인 및 터치 센싱라인들에 인가되고, 제2 촉각 프레임 구간에는 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압이 터치 구동라인 및 터치 센싱라인들에 인가함으로써, 표시패널상에 표시되는 영상에 햅틱 기능을 부여할 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제4 예를 설명하기 위한 파형도이다. 도 6에서, 상기 터치 구동라인들에 인가되는 촉각 전압의 크기는 상기 터치 구동라인들에 인가되는 터치 구동전압보다 크게 도시하였다. 또한, 상기 터치 센싱라인에 인가되는 터치 센싱전압의 크기는 상기 터치 센싱라인에 인가되는 촉각 전압의 크기보다 낮게 도시하였다.
도 2 및 도 6을 참조하면, 영상이 표시되지 않는 홀수번째 수직 블랭크 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(122)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(124)에서 수집된다. 이때, 제1 촉각전압은 상기 터치 구동전압이 인가되는 시간과 상기 터치 센싱전압이 수집되는 시간이 아닌 시간 동안 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn) 각각에는 순차적으로 인가된다.
한편, 영상이 표시되지 않는 짝수번째 수직 블랭크 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(122)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(124)에서 수집된다. 이때, 상기 제1 위상과 반전하는 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압은 상기 터치 구동전압이 인가되는 시간과 상기 터치 센싱전압이 수집되는 시간이 아닌 시간 동안 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn) 각각에는 순차적으로 인가된다.
도 6에서, 상기 터치 센싱전압을 수집하기 위해 상기 센싱전압 수집부(124)는 터치 구동전압이 인가되는 시간마다 일정 레벨의 전압을 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 인가한다. 예를들어, 모든 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에는 터치 구동전압이 인가되는 시간마다 일정레벨의 전압이 연속적으로 인가된다. 이에 따라, 예를들어, 제1 터치 센싱라인(S1)을 통해 수집된 제1 센싱전압이 상기 일정 레벨의 전압보다 높거나 낮다면, 상기 제1 터치 센싱라인(S1)을 통해 터치가 발생되는 것을 판별할 수 있다.
도 6에서 모든 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 모든 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 촉각전압이 순차적으로 인가되는 것을 도시하였으나, 터치가 발생된 영역에 대응하여 상기 촉각전압은 국부적으로 인가될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 영상이 표시되지 않는 홀수번째 수직 블랭크 구간 동안, 제1 촉각전압을 순차적으로 인가하고, 영상이 표시되지 않는 짝수번째 수직 블랭크 구간 동안, 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압을 순차적으로 인가함으로써, 표시패널상에 표시되는 영상에 햅틱 기능을 부여할 수 있다.
도 7은 도 2에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제5 예를 설명하기 위한 파형도이다. 도 7에서, 상기 터치 구동라인들에 인가되는 촉각 전압의 크기는 상기 터치 구동라인들에 인가되는 터치 구동전압보다 크게 도시하였다. 또한, 상기 터치 센싱라인에 인가되는 터치 센싱전압의 크기는 상기 터치 센싱라인에 인가되는 촉각 전압의 크기보다 낮게 도시하였다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 두 개의 터치 프레임 구간들은 하나의 촉각 프레임 구간을 정의한다. 첫번째 터치 프레임 구간 동안 촉각전압은 터치 구동전압이 인가되기 이전에 인가되고, 두번째 터치 프레임 구간 동안 촉각전압은 터치 구동전압이 인가된 후에 인가된다.
첫번째 터치 프레임 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(122)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(124)에서 수집된다. 이때, 촉각전압은 터치 구동전압이 인가되기 이전에 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 순차적으로 인가된다.
상기 두번째 터치 프레임 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(122)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(124)에서 수집된다. 이때, 촉각전압은 터치 구동전압이 인가된 후에 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 순차적으로 인가된다.
도 7에서, 상기 터치 센싱전압을 수집하기 위해 상기 센싱전압 수집부(124)는 터치 구동전압이 인가되는 시간마다 일정 레벨의 전압을 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 인가한다. 예를들어, 모든 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에는 터치 구동전압이 인가되는 시간마다 일정레벨의 전압이 연속적으로 인가된다. 이에 따라, 예를들어, 제1 터치 센싱라인(S1)을 통해 수집된 제1 센싱전압이 상기 일정 레벨의 전압보다 높거나 낮다면, 상기 제1 터치 센싱라인(S1)을 통해 터치가 발생되는 것을 판별할 수 있다.
도 7에서 모든 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 모든 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 촉각전압이 인가되는 것을 도시하였으나, 상기 촉각전압은 촉각 터치패널상에 터치가 발생된 영역에 대응하여 국부적으로 인가될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 2개의 터치 프레임 구간을 하나의 촉각 프레임 구간으로 설정하고, 첫번째 터치 프레임 구간에는 터치 구동전압이 인가되기 이전에 촉각전압이 상기 터치 구동라인들 및 상기 터치 센싱라인들에 순차적으로 인가되고, 두번째 터치 프레임 구간에는 터치 구동전압이 인가된 후에 촉각전압이 상기 터치 구동라인들 및 상기 터치 센싱라인들에 순차적으로 인가되므로써, 표시패널상에 표시되는 영상에 햅틱 기능을 부여할 수 있다.
도 8은 도 2에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제6 예를 설명하기 위한 파형도이다. 도 8에서, 상기 터치 구동라인들에 인가되는 촉각 전압의 크기는 상기 터치 구동라인들에 인가되는 터치 구동전압보다 크게 도시하였다. 또한, 상기 터치 센싱라인에 인가되는 터치 센싱전압의 크기는 상기 터치 센싱라인에 인가되는 촉각 전압의 크기보다 낮게 도시하였다.
도 2 및 도 8을 참조하면, (4N-3)번째(여기서, N은 자연수) 터치 프레임 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(122)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(124)에서 수집된다. 이때, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn) 각각에서 터치 센싱전압이 센싱되는 시간과는 다른 시간에 제1 촉각전압이 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 순차적으로 인가된다.
(4N-2)번째 터치 프레임 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(320)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(124)에서 수집된다. 이때, 상기 제1 촉각전압은 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 인가되지 않는다.
(4N-1)번째 터치 프레임 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(320)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(124)에서 수집된다. 이때, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn) 각각에서 터치 센싱전압이 센싱되는 시간과는 다른 시간에 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압이 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 순차적으로 인가된다.
(4N)번째 터치 프레임 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(320)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(124)에서 수집된다. 이때, 상기 제2 촉각전압은 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 인가되지 않는다.
도 8에서, 상기 터치 센싱전압을 수집하기 위해 상기 센싱전압 수집부(124)는 터치 구동전압이 인가되는 시간마다 일정 레벨의 전압을 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 인가한다. 예를들어, 모든 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에는 터치 구동전압이 인가되는 시간마다 일정레벨의 전압이 연속적으로 인가된다. 이에 따라, 예를들어, 제1 터치 센싱라인(S1)을 통해 수집된 제1 센싱전압이 상기 일정 레벨의 전압보다 높거나 낮다면, 상기 제1 터치 센싱라인(S1)을 통해 터치가 발생되는 것을 판별할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 두번째 및 네번째 터치 프레임 구간 동안 촉각전압들이 인가되지 않고, 첫번째 및 세번째 터치 프레임 구간 동안 촉각전압들이 상기 터치 구동라인들 및 상기 터치 센싱라인들에 순차적으로 인가되므로써, 표시패널상에 표시되는 영상에 햅틱 기능을 부여할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치(200)는 촉각 터치패널(210), 전압 송수신부(220), 표시패널(230), 데이터 구동부(240), 스캔 구동부(250) 및 타이밍 제어부(260)를 포함한다.
상기 촉각 터치패널(210)은 복수의 터치 구동라인들(212)과 복수의 터치 센싱라인들(214)을 포함하고, 터치 기능과 햅틱 기능을 수행한다. 상기 터치 구동라인들(212)은 Y축과 평행하게 연장되고 X축 방향으로 배열된다. 상기 터치 센싱라인들(214)은 X축과 평행하게 연장되고 Y축 방향으로 배열된다. 본 실시예에서, 상기 터치 구동라인들(212)은 막대형상의 ITO 패턴 구조를 갖는다. 또한, 상기 터치 센싱라인들(214)은 막대형상의 ITO 패턴 구조를 갖는다. 상기 터치 구동라인들(212) 각각의 크기는 상기 터치 센싱라인들(214) 각각의 크기보다 클 수 있다.
상기 터치 구동라인들(212) 각각은 구동라우터(미도시)를 통해 상기 터치전압 인가부(222)에 연결된다. 상기 터치 구동라인들(212) 각각은 상기 구동라우터를 통해 상기 터치전압 인가부(222)로부터 터치 구동전압을 제공받는다.
상기 터치 센싱라인들(214) 각각은 센싱라우터(미도시)를 통해 상기 센싱전압 수집부(224)에 연결된다. 상기 터치 센싱라인들(214) 각각은 터치 센싱전압을 상기 센싱라우터를 통해 상기 센신전압수집부(224)에 전달한다.
상기 터치 구동라인들(212) 각각은 Y축과 평행하게 하나의 ITO 패턴으로 배치될 수도 있고, 복수개의 ITO 패턴으로 배치될 수도 있다.
상기 터치 구동라인들(212) 각각이 하나의 ITO 패턴으로 배치된다면, 상기 터치 센싱라인들(214) 각각은 복수개의 ITO 패턴으로 구성되어 상기 터치 구동라인들(212) 각각에 인접하게 배치된다.
상기 터치 구동라인들(212) 각각이 복수의 ITO 패턴들로 배치된다면, 상기 터치 센싱라인들(214) 각각은 복수개의 ITO 패턴으로 구성되어 상기 터치 구동라인들(212) 각각에 인접하게 지그재그 형태로 배치될 수 있다. 즉, Y축 방향으로 배치된 터치 구동라인들(212) 각각과 터치 센싱라인들(214) 각각은 서로 지그재그 형태로 배치될 수 있다.
상기 전압 송수신부(220)는 터치전압 인가부(222), 센싱전압 수집부(224) 및 촉각전압 인가부(226)를 포함하고, 상기 촉각 터치패널(210) 및 상기 타이밍 제어부(260)에 각각 연결된다.
상기 터치전압 인가부(222)는 상기 터치 구동라인들(212) 각각에 연결되어 상기 터치 구동라인들(212)에 터치 구동전압을 인가한다.
상기 센싱전압 수집부(222)는 상기 터치 센싱라인들(214) 각각에 연결되어 터치 센싱전압을 수신하고, 수신된 터치 센싱전압을 상기 타이밍 제어부(260)에 제공한다.
상기 촉각전압 인가부(226)는 상기 터치 구동라인들(212) 각각 및 상기 터치 센싱라인들(214) 각각에 연결되어, 상기 터치 구동전압이 미인가되는 블랭크 구간 동안, 상기 표시패널(230)상에 표시되는 영상에 대응하는 촉각전압을 상기 터치 구동라인들(212) 각각 및 상기 터치 센싱라인들(214) 각각에 인가한다.
상기 블랭크 구간은 영상의 수직 블랭크 구간일 수 있다. 상기 촉각전압은 터치 구동전압보다 큰 전압이다. 예를들어, 상기 표시패널(230)상에 표시되는 영상이 울퉁불퉁한 질감의 영상이라면, 상기 촉각전압 인가부(226)는 제1 크기의 촉각전압을 제공한다. 상기 촉각전압은 햅틱 효과를 높이기 위해 교류로 인가될 수 있다. 예를들어, 첫번째 블랭크 구간 동안, 제1 촉각전압이 인가되고, 두번째 블랭크 구간 동안, 상기 제1 위상에 반전하는 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압이 인가될 수 있다.
상기 촉각전압 인가부(226)와 상기 터치전압 인가부(222)는 서로 다른 시간에 동작된다. 상기 터치전압 인가부(222)와 상기 촉각전압 인가부(226)의 동작은 상기 타이밍 제어부(260)의 제어에 이루어질 수 있다.
상기 표시패널(230)은 상기 촉각 터치패널(210) 아래에 배치된다. 상기 표시패널(230)은 도 2에 도시된 표시패널(130)과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 데이터 구동부(240) 및 상기 스캔 구동부(250) 각각은 도 2에서 설명된 상기 데이터 구동부(150) 및 상기 스캔구동부(160)와 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 타이밍 제어부(260)는 상기 표시패널(230)상에 영상을 표시하기 위해 영상데이터와 상기 영상데이터에 대응하는 제1 제어신호를 상기 데이터구동부(250)에 제공하고, 상기 표시패널(230)에 구비되는 스위칭소자를 액티브시키기 위한 제2 제어신호를 상기 스캔구동부(260)에 제공한다. 또한, 상기 타이밍 제어부(260)는 터치기능을 수행하기 위해 상기 터치전압 인가부(222)에 제3 제어신호를 제공하고, 상기 센싱전압 수집부(230)에서 제공되는 터치 센싱전압을 수신한다. 또한, 상기 타이밍 제어부(260)는 햅틱 기능을 수행하기 위해 상기 촉각전압 인가부(224)에 제4 제어신호를 제공한다.
본 실시예에서, 상기 터치스크린 장치(200)는 쉴드층(270)을 더 포함할 수 있다. 상기 쉴드층(270)은 상기 촉각 터치패널(210)과 상기 표시패널(230) 사이에 배치되어 상기 촉각전압 인가부(226)에서 출력되는 상기 촉각전압이 상기 표시패널(230)에 인가되는 것을 차단한다.
한편, 상기 쉴드층(270)은 상기 표시패널(230)내에 배치될 수도 있다. 상기 표시패널(230)이 어레이 기판, 상기 어레이 기판에 대향하는 대향 기판 및 상기 어레이 기판과 상기 대향기판간에 게재된 액정층을 포함하는 액정표시패널이라면, 상기 쉴드층(270)은 상기 대향기판에 형성될 수 있다. 한편, 상기 쉴드층(270)은 상기 어레이 기판에 형성될 수도 있다.
이하에서, 도 9에 도시된 촉각 터치패널(210)에 인가되는 터치 구동전압과 촉각전압의 다양한 타이밍들에 대해 설명한다. 이하의 파형도들에서, D1, D2, D3,…, Dn(n은 자연수)은 터치 구동라인들을 의미하고, S1, S2, S3,…, Sn은 터치 센싱라인을 의미한다.
도 10은 도 9에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제1 예를 설명하기 위한 파형도이다. 도 10에서, 상기 터치 구동라인들에 인가되는 촉각 전압의 크기는 상기 터치 구동라인들에 인가되는 터치 구동전압보다 크게 도시하였다. 또한, 상기 터치 센싱라인에 인가되는 터치 센싱전압의 크기는 상기 터치 센싱라인에 인가되는 촉각 전압의 크기보다 낮게 도시하였다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 영상이 표시되지 않는 홀수번째 프레임에 후속하는 홀수번째 수직 블랭크 구간은 제1 터치 구간과 제1 촉각 구간으로 구분되고, 영상이 표시되지 않는 짝수번째 프레임에 후속하는 짝수번째 수직 블랭크 구간은 제2 터치 구간과 제2 촉각 구간으로 구분된다.
상기 제1 터치 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(222)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(224)에서 수집된다. 도 9에서, 하나의 터치 구동라인에는 두개의 터치 센싱라인들이 대응한다. 따라서, 첫번째 터치 구동라인(D1)에 인가되는 터치 구동전압에 대응하는 터치 센싱전압을 수집하기 위해, 상기 센싱전압 수집부(224)는 첫번째 터치 센싱라인(S1)과 두번째 터치 센싱라인(S1)으로부터 동시에 터치 센싱전압들을 수집한다. 또한, 두번째 터치 구동라인(D2)에 인가되는 터치 구동전압에 대응하는 터치 센싱전압을 수집하기 위해, 상기 센싱전압 수집부(224)는 세번째 터치 센싱라인(S3)과 네번째 터치 센싱라인(S4)으로부터 동시에 터치 센싱전압들을 수집한다.
상기 제1 촉각 구간 동안, 제1 촉각전압이 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn) 각각에 동시에 인가된다.
상기 제2 터치 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(222)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(224)에서 수집된다.
상기 제3 촉각 구간 동안, 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압이 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn) 각각에 동시에 인가된다.
도 10에서 모든 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 모든 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 촉각전압이 인가되는 것을 도시하였으나, 상기 촉각전압은 촉각 터치패널상에 터치가 발생된 영역에 대응하여 국부적으로 인가될 수 있다.
예를들어, 상기 센싱전압 수집부(224)가 터치 센싱전압을 수집하면, 상기 타이밍 제어부(260)는 이를 분석하여 어느 위치에서 터치가 발생되는지를 판별할 수 있다. 이때, 상기 타이밍 제어부(260)는 터치가 발생된 부위에 대한 정보를 상기 촉각전압 인가부(226)에 제공한다. 상기 촉각전압 인가부(226)는 터치가 발생된 부위에 대응하는 해당 터치 구동라인 및 해당 터치 센싱라인에 촉각전압이 인가된다. 상기 터치가 발생된 부위에 대응하여 촉각전압이 인가되는 터치 구동라인 및 터치 센싱라인은 복수 개일 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 홀수번째 터치 프레임 구간의 제1 촉각 구간 동안 제1 촉각전압이 상기 터치 구동라인들 및 상기 터치 센싱라인들에 동시에 인가되고, 짝수번째 터치 프레임 구간의 제2 촉각 구간 동안 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압이 상기 터치 구동라인들 및 상기 터치 센싱라인들에 인가함으로써, 표시패널상에 표시되는 영상에 햅틱 기능을 부여할 수 있다.
도 11은 도 9에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제2 예를 설명하기 위한 파형도이다. 도 11에서, 상기 터치 구동라인들에 인가되는 촉각 전압의 크기는 상기 터치 구동라인들에 인가되는 터치 구동전압보다 크게 도시하였다. 또한, 상기 터치 센싱라인에 인가되는 터치 센싱전압의 크기는 상기 터치 센싱라인에 인가되는 촉각 전압의 크기보다 낮게 도시하였다.
도 9 및 도 11을 참조하면, 영상이 표시되지 않는 수직 블랭크 구간은 터치 구간과 촉각 구간으로 구분된다. 상기 촉각 구간은 제1 촉각 프레임 구간과 제2 촉각 프레임 구간으로 구분된다.
상기 터치 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(222)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(224)에서 순차적으로 수집된다. 도 9에서, 하나의 터치 구동라인에는 두개의 터치 센싱라인들이 대응한다. 따라서, 첫번째 터치 구동라인(D1)에 인가되는 터치 구동전압에 대응하는 터치 센싱전압을 수집하기 위해, 상기 센싱전압 수집부(224)는 첫번째 터치 센싱라인(S1)과 두번째 터치 센싱라인(S1)으로부터 동시에 터치 센싱전압들을 수집한다. 또한, 두번째 터치 구동라인(D2)에 인가되는 터치 구동전압에 대응하는 터치 센싱전압을 수집하기 위해, 상기 센싱전압 수집부(224)는 세번째 터치 센싱라인(S3)과 네번째 터치 센싱라인(S4)으로부터 동시에 터치 센싱전압들을 수집한다.
상기 제1 촉각 프레임 구간 동안, 제1 촉각전압이 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn) 각각에 순차적으로 인가된다.
상기 제2 촉각 프레임 구간 동안, 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압이 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn) 각각에 순차적으로 인가된다.
이상에서 설명된 바와 같이, 수직 블랭크 구간의 제1 촉각 프레임 구간 동안 제1 촉각전압이 상기 터치 구동라인들 및 상기 터치 센싱라인들에 순차적으로 인가되고, 수직 블랭크 구간의 제2 촉각 프레임 구간 동안 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압이 상기 터치 구동라인들 및 상기 터치 센싱라인들에 순차적으로 인가함으로써, 표시패널상에 표시되는 영상에 햅틱 기능을 부여할 수 있다.
도 12는 도 9에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제3 예를 설명하기 위한 파형도이다. 도 12에서, 상기 터치 구동라인들에 인가되는 촉각 전압의 크기는 상기 터치 구동라인들에 인가되는 터치 구동전압보다 크게 도시하였다. 또한, 상기 터치 센싱라인에 인가되는 터치 센싱전압의 크기는 상기 터치 센싱라인에 인가되는 촉각 전압의 크기보다 낮게 도시하였다.
도 9 및 도 12를 참조하면, 홀수번째 터치 프레임 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(222)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(224)에서 수집된다. 이때, 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에는 제1 촉각전압들이 순차적으로 인가된다. 상기 제1 촉각전압들은 상기 터치 구동전압이 인가되는 시간이나 상기 터치 센싱전압이 인가되는 시간과 중첩되지 않도록 인가된다.
짝수번째 터치 프레임 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(222)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(224)에서 수집된다. 이때, 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에는 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압들이 순차적으로 인가된다. 상기 제2 촉각전압들은 상기 터치 구동전압이 인가되는 시간이나 상기 터치 센싱전압이 인가되는 시간과 중첩되지 않도록 인가된다.
도 9에서, 하나의 터치 구동라인에는 두개의 터치 센싱라인들이 대응한다. 따라서, 첫번째 터치 구동라인(D1)에 인가되는 터치 구동전압에 대응하는 터치 센싱전압을 수집하기 위해, 상기 센싱전압 수집부(224)는 첫번째 터치 센싱라인(S1)과 두번째 터치 센싱라인(S1)으로부터 동시에 터치 센싱전압들을 수집한다. 또한, 두번째 터치 구동라인(D2)에 인가되는 터치 구동전압에 대응하는 터치 센싱전압을 수집하기 위해, 상기 센싱전압 수집부(224)는 세번째 터치 센싱라인(S3)과 네번째 터치 센싱라인(S4)으로부터 동시에 터치 센싱전압들을 수집한다.
도 12에서 모든 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 및 모든 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 촉각전압이 인가되는 것을 도시하였으나, 상기 촉각전압은 촉각 터치패널상에 터치가 발생된 영역에 대응하여 국부적으로 인가될 수 있다.
예를들어, 상기 센싱전압 수집부(224)가 터치 센싱전압을 수집하면, 상기 타이밍 제어부(260)는 이를 분석하여 어느 위치에서 터치가 발생되는지를 판별할 수 있다. 이때, 상기 타이밍 제어부(260)는 터치가 발생된 부위에 대한 정보를 상기 촉각전압 인가부(226)에 제공한다. 상기 촉각전압 인가부(226)는 터치가 발생된 부위에 대응하는 해당 터치 구동라인 및 해당 터치 센싱라인에 촉각전압이 인가된다. 상기 터치가 발생된 부위에 대응하여 촉각전압이 인가되는 터치 구동라인 및 터치 센싱라인은 복수 개일 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 홀수번째 터치 프레임 구간에서 제1 촉각전압이 터치 센싱라인들에 순차적으로 인가되고, 짝수번째 터치 프레임 구간에서 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압이 터치 센싱라인들에 인가함으로써, 표시패널상에 표시되는 영상에 햅틱 기능을 부여할 수 있다.
도 13은 도 9에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제4 예를 설명하기 위한 파형도이다. 도 13에서, 상기 터치 구동라인들에 인가되는 촉각 전압의 크기는 상기 터치 구동라인들에 인가되는 터치 구동전압보다 크게 도시하였다. 또한, 상기 터치 센싱라인에 인가되는 터치 센싱전압의 크기는 상기 터치 센싱라인에 인가되는 촉각 전압의 크기보다 낮게 도시하였다.
도 9 및 도 13을 참조하면, 영상이 표시되지 않는 홀수번째 프레임에 후속하는 홀수번째 수직 블랭크 구간은 제1 터치 구간과 제1 촉각 구간으로 구분되고, 영상이 표시되지 않는 짝수번째 프레임에 후속하는 짝수번째 수직 블랭크 구간은 제2 터치 구간과 제2 촉각 구간으로 구분된다.
상기 제1 터치 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(222)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3, , Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3, , Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(224)에서 동시에 수집된다.
상기 제1 촉각 구간 동안, 제1 촉각전압이 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3, , Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3, , Sn) 각각에 동시에 인가된다.
상기 제2 터치 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(222)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3, , Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3, , Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(224)에서 동시에 수집된다.
상기 제3 촉각 구간 동안, 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압이 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3, , Dn) 및 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3, , Sn) 각각에 동시에 인가된다.
도 13에서 모든 터치 구동라인들(D1, D2, D3, , Dn) 및 모든 터치 센싱라인들(S1, S2, S3, , Sn)에 촉각전압이 인가되는 것을 도시하였으나, 상기 촉각전압은 촉각 터치패널상에 터치가 발생된 영역에 대응하여 국부적으로 인가될 수 있다.
예를들어, 상기 센싱전압 수집부(224)가 터치 센싱전압을 수집하면, 상기 타이밍 제어부(260)는 이를 분석하여 어느 위치에서 터치가 발생되는지를 판별할 수 있다. 이때, 상기 타이밍 제어부(260)는 터치가 발생된 부위에 대한 정보를 상기 촉각전압 인가부(226)에 제공한다. 상기 촉각전압 인가부(226)는 터치가 발생된 부위에 대응하는 해당 터치 구동라인 및 해당 터치 센싱라인에 촉각전압이 인가된다. 상기 터치가 발생된 부위에 대응하여 촉각전압이 인가되는 터치 구동라인 및 터치 센싱라인은 복수 개일 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 홀수번째 터치 프레임 구간의 제1 촉각 구간 동안 제1 촉각전압이 상기 터치 구동라인들 및 상기 터치 센싱라인들에 동시에 인가되고, 짝수번째 터치 프레임 구간의 제2 촉각 구간 동안 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압이 상기 터치 구동라인들 및 상기 터치 센싱라인들에 인가함으로써, 표시패널상에 표시되는 영상에 햅틱 기능을 부여할 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치는 촉각 터치패널(1210), 전압 송수신부(220), 표시패널(230), 데이터 구동부(240), 스캔 구동부(250) 및 타이밍 제어부(260)를 포함한다. 상기 표시패널(230), 상기 데이터 구동부(240), 상기 스캔 구동부(250) 및 상기 타이밍 제어부(260)는 도 9에 도시된 상기 표시패널(230), 상기 데이터 구동부(240), 상기 스캔 구동부(250) 및 상기 타이밍 제어부(260)와 동일하므로 동일한 도면부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 촉각 터치패널(1210)은 복수의 터치 구동라인들(1212)과 복수의 터치 센싱패턴들(1214)을 포함하고, 터치 기능과 햅틱 기능을 수행한다. 상기 터치 구동라인들(1212)은 Y축과 평행하게 연장되고 X축 방향으로 배열된다. 상기 터치 센싱패턴들(1214)은 X축과 평행하게 연장되고 Y축 방향으로 배열된다. 본 실시예에서, 상기 터치 구동라인들(1212)은 막대형상의 ITO 패턴 구조를 갖는다. 또한, 상기 터치 센싱패턴들(1214)은 ITO 패턴 구조를 갖고서 하나의 터치 구동라인에 인접하게 배치된다. 즉, 상기 터치 구동라인들과 상기 터치 센싱패턴들은 일대다 방식으로 배열된다.
상기 터치 구동라인들(1212) 각각은 구동라우터(미도시)를 통해 상기 터치전압 인가부(222)에 연결된다. 상기 터치 구동라인들(1212) 각각은 상기 구동라우터를 통해 상기 터치전압 인가부(222)로부터 터치 구동전압을 제공받는다.
상기 터치 센싱패턴들(1214) 각각은 센싱라우터(미도시)를 통해 상기 센싱전압 수집부(224)에 연결된다. 상기 터치 센싱패턴들(1214) 각각은 터치 센싱전압을 상기 센싱라우터를 통해 상기 센신전압수집부(224)에 전달한다.
상기 전압 송수신부(220)는 터치전압 인가부(222), 센싱전압 수집부(224) 및 촉각전압 인가부(226)를 포함하고, 상기 촉각 터치패널(1210) 및 상기 타이밍 제어부(260)에 각각 연결된다.
상기 터치전압 인가부(222)는 상기 터치 구동라인들(1212) 각각에 연결되어 상기 터치 구동라인들(1212)에 터치 구동전압을 인가한다.
상기 센싱전압 수집부(224)는 상기 터치 센싱패턴들(1214) 각각에 연결되어 터치 센싱전압을 수신하고, 수신된 터치 센싱전압을 상기 타이밍 제어부(260)에 제공한다.
상기 촉각전압 인가부(226)는 상기 터치 구동라인들(1212) 각각 및 상기 터치 센싱패턴들(1214) 각각에 연결되어, 상기 터치 구동전압이 미인가되는 블랭크 구간 동안, 상기 표시패널(230)상에 표시되는 영상에 대응하는 촉각전압을 상기 터치 구동라인들(1212) 각각 및 상기 터치 센싱패턴들(1214) 각각에 인가한다.
상기 촉각전압 인가부(226)와 상기 터치전압 인가부(222)는 서로 다른 시간에 동작된다. 상기 터치전압 인가부(222)와 상기 촉각전압 인가부(226)의 동작은 상기 타이밍 제어부(260)의 제어에 이루어질 수 있다.
본 실시예에서, 상기 터치스크린 장치(200)는 쉴드층(270)을 더 포함할 수 있다. 상기 쉴드층(270)은 도 9에서 설명되었으므로 상세한 설명은 생략한다.
이하에서, 도 14에 도시된 촉각 터치패널(1210)에 인가되는 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 타이밍에 대해 설명한다. 이하의 파형도에서, D1, D2, D3,…, Dn(n은 자연수)은 터치 구동라인들을 의미하고, S1, S2, S3,…, Sn은 터치 센싱패턴을 의미한다.
도 15는 도 14에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 예를 설명하기 위한 파형도이다. 도 15에서, 상기 터치 구동라인들에 인가되는 촉각 전압의 크기는 상기 터치 구동라인들에 인가되는 터치 구동전압보다 크게 도시하였다. 또한, 상기 터치 센싱패턴에 인가되는 터치 센싱전압의 크기는 상기 터치 센싱패턴에 인가되는 촉각 전압의 크기보다 낮게 도시하였다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 영상이 표시되지 않는 수직 블랭크 구간은 터치 구간과 촉각 구간으로 구분된다.
상기 터치 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(222)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 동시에 인가되고, 상기 터치 센싱패턴들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(224)에서 순차적으로 수집된다. 도 14에서, 3개의 터치 구동라인들이 배치되고, 터치 구동라인들 각각에는 복수개의 터치 센싱패턴들이 배치된다. 따라서, 첫번째 행에 대응하는 터치 센싱패턴들로부터 터치 센싱전압들을 동시에 수집한다. 이어, 두번째 행에 대응하는 터치 센싱패턴들로부터 터치 센싱전압들을 동시에 수집한다. 이어, 세번째 행에 대응하는 터치 센싱패턴들로부터 터치 센싱전압들을 동시에 수집한다. 이러한 방식으로 마지막 행에 대응하는 터치 센싱패턴들로부터 터치 센싱전압들을 동시에 수집한다.
상기 촉각 구간 동안, 터치 구동전압 및 터치 센싱전압들은 비활성화된다. 여기서, 첫번째 행의 첫번째 열에 터치가 발생되면 첫번째 행의 첫번째 열에 배치된 터치 센싱패턴에 촉각전압이 인가되고, 세번째 행의 두번째 열에 배치된 터치 센싱패턴에 터치가 발생되면, 세번째 행의 두번째 열에 배치된 터치 센싱패턴에 촉각전압이 인가된다.
이상에서 설명된 바와 같이, 수직 블랭크 구간의 촉각 구간 동안 터치가 발생된 터치 센싱패턴에 촉각전압을 인가함으로써, 표시패널상에 표시되는 영상에 햅틱 기능을 부여할 수 있다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치는 촉각 터치패널(2210), 전압 송수신부(220), 표시패널(230), 데이터 구동부(240), 스캔 구동부(250) 및 타이밍 제어부(260)를 포함한다. 상기 표시패널(230), 상기 데이터 구동부(240), 상기 스캔 구동부(250) 및 상기 타이밍 제어부(260)는 도 9에 도시된 상기 표시패널(230), 상기 데이터 구동부(240), 상기 스캔 구동부(250) 및 상기 타이밍 제어부(260)와 동일하므로 동일한 도면부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 촉각 터치패널(2210)은 복수의 터치 센싱라인들(2212)과 복수의 터치 구동패턴들(2214)을 포함하고, 터치 기능과 햅틱 기능을 수행한다. 상기 터치 센싱라인들(2212)은 Y축과 평행하게 연장되고 X축 방향으로 배열된다. 상기 터치 구동패턴들(2214)은 X축과 평행하게 연장되고 Y축 방향으로 배열된다. 본 실시예에서, 상기 터치 센싱라인들(2212)은 막대형상의 ITO 패턴 구조를 갖는다. 또한, 상기 터치 구동패턴들(2214)은 ITO 패턴 구조를 갖고서 하나의 터치 센싱라인에 인접하게 배치된다. 즉, 상기 터치 센싱라인과 상기 터치 구동패턴은 일대다 방식으로 배열된다.
상기 터치 센싱라인들(2212) 각각은 센싱라우터(미도시)를 통해 상기 센싱전압 수집부(224)에 연결된다. 상기 터치 센싱라인들(2212) 각각은 터치 센싱전압을 상기 센싱라우터를 통해 상기 센싱전압 수집부(224)에 전달한다.
상기 터치 구동패턴들(2214) 각각은 구동라우터(미도시)를 통해 상기 터치전압 인가부(222)에 연결된다. 상기 터치 구동패턴들(2214) 각각은 상기 구동라우터로부터 터치 구동전압을 제공받는다.
상기 전압 송수신부(220)는 터치전압 인가부(222), 센싱전압 수집부(224) 및 촉각전압 인가부(226)를 포함하고, 상기 촉각 터치패널(2210) 및 상기 타이밍 제어부(260)에 각각 연결된다.
상기 터치전압 인가부(222)는 상기 터치 구동패턴들(2214) 각각에 연결되어 상기 터치 구동패턴들(2214)에 터치 구동전압을 인가한다.
상기 센싱전압 수집부(222)는 상기 터치 센싱라인들(2212) 각각에 연결되어 터치 센싱전압을 수신하고, 수신된 터치 센싱전압을 상기 타이밍 제어부(260)에 제공한다.
상기 촉각전압 인가부(226)는 상기 터치 센싱라인들(2212) 각각 및 상기 터치 구동패턴들(2214) 각각에 연결되어, 상기 터치 구동전압이 미인가되는 블랭크 구간 동안, 상기 표시패널(230)상에 표시되는 영상에 대응하는 촉각전압을 상기 터치 센싱라인들(2212) 각각 및 상기 터치 구동패턴들(2214) 각각에 인가한다.
상기 촉각전압 인가부(226)와 상기 터치전압 인가부(222)는 서로 다른 시간에 동작된다. 상기 터치전압 인가부(222)와 상기 촉각전압 인가부(226)의 동작은 상기 타이밍 제어부(260)의 제어에 이루어질 수 있다.
본 실시예에서, 상기 터치스크린 장치(200)는 쉴드층(270)을 더 포함할 수 있다. 상기 쉴드층(270)은 도 9에서 설명되었으므로 상세한 설명은 생략한다.
이하에서, 도 16에 도시된 촉각 터치패널(2210)에 인가되는 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 다양한 타이밍들에 대해 설명한다. 이하의 파형도들에서, D1, D2, D3,…, Dn(n은 자연수)은 터치 구동패턴들을 의미하고, S1, S2, S3,…, Sn은 터치 센싱라인을 의미한다.
도 17은 도 16에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 예를 설명하기 위한 파형도이다. 도 17에서, 상기 터치 구동패턴들에 인가되는 촉각 전압의 크기는 상기 터치 구동패턴들에 인가되는 터치 구동전압보다 크게 도시하였다. 또한, 상기 터치 센싱라인에 인가되는 터치 센싱전압의 크기는 상기 터치 구동패턴들에 인가되는 촉각 전압의 크기보다 낮게 도시하였다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 영상이 표시되지 않는 수직 블랭크 구간은 터치 구간과 촉각 구간으로 구분된다.
상기 터치 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(222)에서 출력되어 상기 터치 구동패턴들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 행단위로 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(224)에서 동시에 수집된다. 도 16에서, n개의 터치 센싱라인들이 배치되고, 터치 센싱라인들 각각에 대응하여 복수의 터치 구동패턴들이 배치된다.
따라서, 첫번째 행에 대응하는 터치 구동패턴들에 터치 구동전압이 동시에 인가된다. 이어, 두번째 행에 대응하는 터치 구동패턴들에 터치 구동전압이 동시에 인가된다. 이어, 세번째 행에 대응하는 터치 구동패턴들에 터치 구동전압이 동시에 인가된다. 이러한 방식으로 마지막 행에 대응하는 터치 구동패턴들에 터치 구동전압이 동시에 인가된다.
상기 촉각 구간 동안, 터치 구동전압 및 터치 센싱전압들은 비활성화된다. 여기서, 첫번째 행의 첫번째 열에 터치가 발생되면 첫번째 행의 첫번째 열에 배치된 터치 구동패턴에 촉각전압이 인가되고, 세번째 행의 두번째 열에 터치가 발생되면, 세번째 행의 두번째 열에 배치된 터치 구동패턴에 촉각전압이 인가된다. 상기한 촉각전압은 다음 프레임의 촉각 구간 동안 인가될 수도 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 수직 블랭크 구간의 촉각 구간 동안 터치가 발생된 터치 구동패턴에 촉각전압을 인가함으로써, 표시패널상에 표시되는 영상에 햅틱 기능을 부여할 수 있다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치(300)는 촉각 터치패널(310), 터치전압 인가부(320), 전압 송수신부(330), 표시패널(340), 데이터 구동부(350), 스캔 구동부(360) 및 타이밍 제어부(370)를 포함한다.
상기 촉각 터치패널(310)은 제1 기판(312)과, 상기 제1 기판(312) 위에 배치된 제2 기판(314)을 포함하고, 터치 기능과 햅틱 기능을 수행한다.
상기 제1 기판(312)에는 복수의 터치 구동라인들(313)이 형성된다. 상기 터치 구동라인들(313)은 X축과 평행하게 연장되고 Y축 방향으로 배열된다. 상기 터치 구동라인들(313)은 막대형상의 ITO 패턴 구조를 가질 수 있다.
상기 제2 기판(314)에는 복수의 터치 센싱라인들(315)이 형성된다. 상기 터치 센싱라인들(315)은 Y축과 평행하게 연장되고 X축 방향으로 배열된다. 상기 터치 센싱라인들(315)은 막대형상의 ITO 패턴 구조를 가질 수 있다. XY 평면상에서 관찰할 때, 상기 터치 구동라인들(313)과 상기 터치 센싱라인들(315)은 서로 교차할 수 있다.
상기 터치전압 인가부(320)는 상기 터치 구동라인들(313) 각각에 연결되어 상기 터치 구동라인들(313) 각각에 터치 구동전압을 인가한다.
상기 전압 송수신부(330)는 센싱전압 수집부(332) 및 촉각전압 인가부(334)를 포함한다.
상기 센싱전압 수집부(332)는 상기 터치 센싱라인들(315) 각각에 연결되어, 터치 센싱전압들을 수집하고, 수신된 터치 센싱전압들을 상기 타이밍 제어부(370)에 제공한다.
상기 촉각전압 인가부(334)는 상기 터치 센싱라인들(315) 각각에 연결되어, 상기 터치 구동전압이 미인가되는 블랭크 구간 동안, 상기 표시패널(340)상에 표시되는 영상에 대응하는 촉각전압을 상기 터치 센싱라인들(315) 각각에 인가한다. 상기 촉각전압은 터치 구동전압보다 큰 전압이다. 예를들어, 상기 표시패널(340)상에 표시되는 영상이 울퉁불퉁한 질감의 영상이라면, 상기 촉각전압 인가부(334)는 제1 크기의 촉각전압을 제공한다.
상기 표시패널(340)은 상기 촉각 터치패널(310) 아래에 배치된다. 상기 표시패널(340)은 도 2에 도시된 표시패널(130)과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 데이터 구동부(350) 및 상기 스캔 구동부(360) 각각은 도 2에서 설명된 상기 데이터 구동부(150) 및 상기 스캔구동부(160)와 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 타이밍 제어부(370)는, 상기 표시패널(340)상에 영상을 표시하기 위해, 영상데이터와 상기 영상데이터에 대응하는 제1 제어신호를 상기 데이터구동부(350)에 제공하고, 상기 표시패널(340)에 구비되는 스위칭소자를 액티브시키기 위한 제2 제어신호를 상기 스캔구동부(360)에 제공한다. 또한, 상기 타이밍 제어부(370)는, 터치기능을 수행하기 위해, 상기 터치전압 인가부(320)에 제3 제어신호를 제공하고, 상기 센싱전압 수집부(332)에서 제공되는 터치 센싱전압을 수신한다. 또한, 상기 타이밍 제어부(370)는, 햅틱 기능을 수행하기 위해, 상기 촉각전압 인가부(334)에 제4 제어신호를 제공한다.
본 실시예에서, 상기 터치스크린 장치(300)는 쉴드층(380)을 더 포함할 수 있다. 상기 쉴드층(380)은 상기 촉각 터치패널(310)과 상기 표시패널(340) 사이에 배치되어 상기 촉각전압 인가부(334)에서 출력되는 상기 촉각전압이 상기 표시패널(340)에 인가되는 것을 차단한다.
한편, 상기 쉴드층(380)은 상기 표시패널(340)내에 배치될 수도 있다. 상기 표시패널(340)이 어레이 기판, 상기 어레이 기판에 대향하는 대향 기판 및 상기 어레이 기판과 상기 대향기판간에 게재된 액정층을 포함하는 액정표시패널이라면, 상기 쉴드층(380)은 상기 대향기판에 형성될 수도 있고, 상기 어레이 기판에 형성될 수도 있다.
이하에서, 도 18에 도시된 촉각 터치패널에 인가되는 터치 구동전압과 촉각전압의 다양한 타이밍들에 대해 설명한다. 이하의 파형도들에서, D1, D2, D3,…, Dn(n은 자연수)은 터치 구동라인들을 의미하고, S1, S2, S3,…, Sn은 터치 센싱라인을 의미한다.
도 19는 도 18에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제1 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 영상이 표시되지 않는 홀수번째 수직 블랭크 구간(V_Blank Interval)은 제1 터치 구간(Touch Interval)과 제1 촉각 구간(Tactile Interval)으로 구분되고, 영상이 표시되지 않는 짝수번째 수직 블랭크 구간은 제2 터치 구간과 제2 촉각 구간으로 구분된다.
상기 제1 터치 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(320)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(332)에서 수집된다.
상기 제1 촉각 구간 동안, 제1 촉각전압이 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn) 각각에 동시에 인가된다.
상기 제2 터치 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(320)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(332)에서 수집된다.
상기 제2 촉각 구간 동안, 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압이 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn) 각각에 동시에 인가된다.
도 19에서 모든 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 촉각전압이 인가되는 것을 도시하였으나, 상기 촉각전압은 촉각 터치패널상에 터치가 발생된 영역에 대응하여 국부적으로 인가될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 홀수번째 수직 블랭크 구간의 촉각 구간에서 제1 촉각전압이 터치 센싱라인들에 인가되고, 짝수번째 수직 블랭크 구간의 촉각 구간에서 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압이 터치 센싱라인들에 인가함으로써, 표시패널상에 표시되는 영상에 햅틱 기능을 부여할 수 있다.
도 20은 도 18에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제2 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 18 및 도 20을 참조하면, 영상의 수직 블랭크 구간을 터치 구간과 촉각 구간으로 구분하고, 상기 촉각 구간을 제1 촉각 프레임 구간 및 제2 촉각 프레임 구간으로 구분한다.
상기 터치 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(320)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(332)에서 수집된다.
상기 제1 촉각 프레임 구간 동안, 제1 촉각전압이 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn) 각각에 인가된다.
상기 제2 촉각 프레임 구간 동안, 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압이 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn) 각각에 인가된다.
도 20에서 모든 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 촉각전압이 인가되는 것을 도시하였으나, 상기 촉각전압은 촉각 터치패널상에 터치가 발생된 영역에 대응하여 국부적으로 인가될 수 있다.
도 21은 도 18에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제3 예를 설명하기 위한 파형도이다. 도 21에서, 상기 터치 센싱라인에 인가되는 터치 센싱전압의 크기는 상기 터치 센싱라인에 인가되는 촉각 전압의 크기보다 낮게 도시하였다.
도 18 및 도 21을 참조하면, 하나의 터치 프레임 구간은 제1 촉각 프레임 구간과 제2 촉각 프레임 구간으로 구분된다.
상기 터치 프레임 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(320)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(332)에서 수집된다.
상기 제1 촉각 프레임 구간 동안, 제1 촉각전압은 터치 구동전압이 인가된 후에 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 순차적으로 인가된다.
상기 제2 촉각 프레임 구간 동안, 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압은 터치 구동전압이 인가되기 이전에 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 순차적으로 인가된다.
도 21에서 모든 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 촉각전압이 인가되는 것을 도시하였으나, 상기 촉각전압은 촉각 터치패널상에 터치가 발생된 영역에 대응하여 국부적으로 인가될 수 있다.
예를들어, 상기 센싱전압 수집부(332)가 터치 센싱전압을 수집하면, 상기 타이밍 제어부(360)는 이를 분석하여 어느 위치에서 터치가 발생되는지를 판별할 수 있다. 이때, 상기 타이밍 제어부(360)는 터치가 발생된 부위에 대한 정보를 상기 촉각전압 인가부(334)에 제공한다. 상기 촉각전압 인가부(334)는 터치가 발생된 부위에 대응하는 해당 터치 센싱라인에 촉각전압을 인가한다. 상기 터치가 발생된 부위에 대응하여 촉각전압이 인가되는 터치 센싱라인은 복수 개일 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 터치 구동전압이 인가되는 하나의 터치 프레임 구간중 제1 촉각 프레임 구간에는 제1 촉각전압이 터치 센싱라인들에 인가되고, 제2 촉각 프레임 구간에는 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압이 터치 센싱라인들에 인가함으로써, 표시패널상에 표시되는 영상에 햅틱 기능을 부여할 수 있다.
도 22는 도 18에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제4 예를 설명하기 위한 파형도이다. 도 22에서, 상기 터치 센싱라인에 인가되는 터치 센싱전압의 크기는 상기 터치 센싱라인에 인가되는 촉각 전압의 크기보다 낮게 도시하였다.
도 18 및 도 22를 참조하면, 두개의 터치 프레임 구간들은 하나의 촉각 프레임 구간을 정의하고, 첫번째 터치 프레임 구간에는 터치 구동전압이 인가되기 이전에 촉각전압이 인가되고, 두번째 터치 프레임 구간에는 터치 구동전압이 인가된 후에 촉각전압이 인가된다.
첫번째 터치 프레임 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(320)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(332)에서 수집된다. 이때, 촉각전압은 터치 구동전압이 인가되기 이전에 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 순차적으로 인가된다.
상기 두번째 터치 프레임 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(320)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(332)에서 수집된다. 이때, 촉각전압은 터치 구동전압이 인가된 후에 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 순차적으로 인가된다.
이상에서 설명된 바와 같이, 2개의 터치 프레임 구간을 하나의 촉각 프레임 구간으로 설정하고, 첫번째 터치 프레임 구간에는 터치 구동전압이 인가되기 이전에 촉각전압이 상기 터치 센싱라인들에 순차적으로 인가되고, 두번째 터치 프레임 구간에는 터치 구동전압이 인가된 후에 촉각전압이 상기 터치 센싱라인들에 순차적으로 인가되므로써, 표시패널상에 표시되는 영상에 햅틱 기능을 부여할 수 있다.
도 23은 도 18에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압, 터치 센싱전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 제5 예를 설명하기 위한 파형도이다. 도 23에서, 상기 터치 센싱라인에 인가되는 터치 센싱전압의 크기는 상기 터치 센싱라인에 인가되는 촉각 전압의 크기보다 낮게 도시하였다.
도 18 및 도 23을 참조하면, (4N-3)번째(여기서, N은 자연수) 터치 프레임 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(320)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(332)에서 수집된다. 이때, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn) 각각에서 터치 센싱전압이 센싱되는 시간과는 다른 시간에 제1 촉각전압이 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 순차적으로 인가된다.
(4N-2)번째 터치 프레임 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(320)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(332)에서 수집된다. 이때, 상기 제1 촉각전압은 인가되지 않는다.
(4N-1)번째 터치 프레임 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(320)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(332)에서 수집된다. 이때, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn) 각각에서 터치 센싱전압이 센싱되는 시간과는 다른 시간에 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압이 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 순차적으로 인가된다.
(4N)번째 터치 프레임 구간 동안, 터치 구동전압은 상기 터치전압 인가부(320)에서 출력되어 상기 터치 구동라인들(D1, D2, D3,…, Dn) 각각에 순차적으로 인가되고, 상기 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 대응하는 터치 센싱전압들은 상기 센싱전압 수집부(332)에서 수집된다. 이때, 제2 촉각전압은 인가되지 않는다.
도 23에서, (4N-3)번째 터치 프레임 구간 및 (4N-1)번째 터치 프레임 구간 동안, 모든 터치 센싱라인들(S1, S2, S3,…, Sn)에 제1 촉각전압 및 제2 촉각전압이 각각 인가되는 것을 도시하였으나, 국부적으로 상기 제1 촉각전압 또는 상기 제2 촉각전압이 인가된다.
이상에서 설명된 바와 같이, 두번째 및 네번째 터치 프레임 구간 동안 촉각전압들이 인가되지 않고, 첫번째 및 세번째 터치 프레임 구간 동안 촉각전압들이 순차적으로 인가되므로써, 표시패널상에 표시되는 영상에 햅틱 기능을 부여할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 영상이 표시되지 않는 수직 블랭크 구간은 터치 구간 및 촉각 구간으로 구분된다. 촉각전압들이 상기 촉각 구간 동안 상기 터치 센싱라인에 순차적으로 인가되므로써, 표시패널상에 표시되는 영상에 햅틱 기능을 부여할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 영상이 표시되지 않는 수직 블랭크 구간은 터치 구간, 제1 촉각 프레임 구간 및 제2 촉각 프레임 구간으로 구분된다. 위상이 반전된 촉각전압들이 상기 제1 촉각 프레임 구간 및 상기 제2 촉각 프레임 구간 동안 상기 터치 센싱라인에 동시에 인가되므로써, 표시패널상에 표시되는 영상에 햅틱 기능을 부여할 수 있다.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 24를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치는 촉각 터치패널(3210), 전압 송수신부(220), 표시패널(230), 데이터 구동부(240), 스캔 구동부(250) 및 타이밍 제어부(260)를 포함한다. 상기 전압 송수신부(220), 상기 표시패널(230), 상기 데이터 구동부(240), 상기 스캔 구동부(250) 및 상기 타이밍 제어부(260)는 도 9에 도시된 상기 전압 송수신부(220), 상기 표시패널(230), 상기 데이터 구동부(240), 상기 스캔 구동부(250) 및 상기 타이밍 제어부(260)와 동일하므로 동일한 도면부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 촉각 터치패널(3210)은 매트릭스 타입으로 배치된 복수의 감지패턴들(3212)을 포함하고, 터치 기능과 햅틱 기능을 수행한다.
상기 감지패턴들(3212) 각각은 상기 전압 송수신부(220)의 터치전압 인가부(222)에 연결되어 감지 신호를 제공받고, 상기 전압 송수신부(220)의 센싱전압 수집부(224)에 연결된다. 특정 감지패턴에 터치가 발생되면 상기 감지 신호에는 변형이 발생되고, 변형된 감지 신호 자체의 변화량은 상기 센싱전압 수집부(224)가 측정하여 터치 발생 유/무를 감지한다.
특정 감지패턴에서 터치가 발생되면, 해당 감지패턴에 촉각전압을 인가한다. 상기 촉각전압은 터치가 발생된 감지패턴에만 인가될 수도 있고, 모든 감지패턴들에 인가될 수도 있다.
이하에서, 도 24에 도시된 촉각 터치패널(3210)에 인가되는 터치 구동전압 및 촉각전압의 다양한 타이밍들에 대해 설명한다. 이하의 파형도들에서, D1, D2, D3,…, D42는 감지패턴들을 의미한다.
도 25는 도 24에 도시된 터치스크린 장치에서 터치 구동전압 및 촉각전압의 송수신 타이밍의 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 24 및 도 25를 참조하면, 영상이 표시되지 않은 수직 블랭크 구간은 터치 구간과 촉각 구간으로 구분된다.
상기 터치 구간 동안, 첫번째 열의 첫번째 감지패턴(D1)부터 마지막 열의 마지막 감지패턴(D42)까지 감지 신호를 순차적으로 인가하고 피드백되는 감지 신호의 변화량을 측정하여 터치 좌표를 검출한다.
상기 촉각 구간 동안, 특정 감지 패턴에서 터치가 발생된 것으로 체크되면, 해당 감지 패턴에 촉각 전압을 인가한다. 예를들어, 첫번째 열의 두번째 감지패턴(D2) 및 네번째 열의 세번째 감지패턴(D24)에서 터치가 각각 발생되면, 촉각 구간 동안 첫번째 열의 두번째 감지패턴(D2) 및 네번째 열의 세번째 감지패턴(D42) 각각에 촉각 전압이 동시에 인가된다. 상기한 촉각 전압은 다음 프레임의 촉각 구간 동안 인가될 수도 있다.
본 실시예에서, 터치가 발생된 특정 감지패턴에만 촉각 전압이 인가되는 것을 도시하였으나, 터치가 발생되면 모든 감지패턴들에 촉각 전압을 인가할 수도 있다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 정전용량 방식의 터치스크린 장치에 햅틱 기능을 부여하기 위해 터치 구동전압이 미인가되는 블랭크 구간 동안, 표시되는 영상에 대응하는 촉각전압을 촉각 터치패널에 인가함으로써, 터치 동작시 촉각영상에 의해 발생되는 전기장이 터치 동작을 방해하는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 터치스크린 장치에 햅틱 기능을 부여하더라도 터치스크린 장치의 두께나 무게가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 기존의 정전용량 방식의 터치구동라인 및 터치센싱라인들이 형성된 터치 패널을 촉각영상을 표현하는 촉각 터치패널로 활용함으로써 별도의 햅틱 구현을 위한 촉각패널이 불필요하므로 터치스크린 장치의 투과율이 감소하는 것을 방지할 수 있다.
100, 200, 300 : 터치스크린 장치 110, 210, 310 : 촉각 터치패널
122, 222, 320 : 터치전압 인가부 220, 330 : 전압 송수신부
130, 230, 340 : 표시패널 140, 240 : 350 : 데이터 구동부
150, 250, 360 : 스캔 구동부 160, 260, 370 : 타이밍 제어부
124, 224, 332 : 센싱전압 수집부 126, 226, 334 : 촉각전압 인가부
312, 314 : 기판 170, 270, 380 : 쉴드층
112, 212, 313, D1, D2, D3,…, Dn : 터치 구동라인
114, 214, 315, S1, S2, S3,…, Sn : 터치 센싱라인

Claims (28)

  1. 복수의 터치 구동라인들과 복수의 터치 센싱라인들을 포함하는 촉각 터치패널에 터치 기능과 햅틱 기능을 제공하는 촉각영상 표현방법에서,
    터치 구동전압을 상기 촉각 터치패널에 인가하는 단계; 및
    사용자의 터치 동작에 대응하는 터치 센싱전압이 상기 터치 센싱라인을 통해 수신되면, 상기 터치 구동전압이 미인가되는 블랭크 구간 동안, 표시되는 영상에 대응하는 촉각전압을 상기 촉각 터치패널에 인가하는 단계를 포함하고,
    상기 터치 구동전압이 인가되는 두 개의 터치 프레임 구간들은 하나의 촉각 프레임 구간으로 정의되고,
    제1 터치 프레임 구간 동안 상기 촉각전압은 상기 터치 구동전압이 인가되기 이전에 인가되고,
    제2 터치 프레임 구간 동안 상기 촉각전압은 상기 터치 구동전압이 인가된 후에 인가되는 것을 특징으로 하는 촉각영상 표현방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 촉각전압은 영상이 표시되는 프레임 구간마다 위상이 반전된 것을 특징으로 하는 촉각영상 표현방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 촉각전압은 상기 영상을 표시하는 표시패널의 스위칭 소자를 액티브시키는 스캔신호가 미인가되는 구간 동안 인가되는 것을 특징으로 하는 촉각영상 표현방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 서로 인접하는 상기 터치 프레임 구간들에 대응하여 인가되는 촉각전압들은 서로 다른 위상을 갖는 것을 특징으로 하는 촉각영상 표현방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 복수의 터치 구동라인들과 복수의 터치 센싱라인들을 포함하는 촉각 터치패널에 터치 기능과 햅틱 기능을 제공하는 촉각영상 표현방법에서,
    터치 구동전압을 상기 촉각 터치패널에 인가하는 단계; 및
    사용자의 터치 동작에 대응하는 터치 센싱전압이 상기 터치 센싱라인을 통해 수신되면, 상기 터치 구동전압이 미인가되는 블랭크 구간 동안, 표시되는 영상에 대응하는 촉각전압을 상기 촉각 터치패널에 인가하는 단계를 포함하고,
    (4N-3)번째(여기서, N은 자연수) 터치 프레임 구간에 인가되는 촉각전압과 (4N-1)번째 터치 프레임 구간에 인가되는 촉각전압은 서로 다른 위상을 갖는 것을 특징으로 하는 촉각영상 표현방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 복수의 터치 구동라인들과 복수의 터치 센싱라인들을 포함하여 터치 기능과 햅틱 기능을 수행하는 촉각 터치패널;
    터치 구동전압을 상기 촉각 터치패널에 인가하는 터치전압 인가부; 및
    사용자의 터치 동작에 대응하는 터치 센싱전압이 상기 터치 센싱라인을 통해 수신되면, 상기 터치 구동전압이 미인가되는 블랭크 구간 동안, 표시되는 영상에 대응하는 촉각전압을 상기 촉각 터치패널에 인가하는 촉각전압 인가부를 포함하고,
    2개의 터치 프레임 구간은 하나의 촉각 프레임 구간으로 정의되고,
    상기 촉각전압 인가부는, 제1 터치 프레임 구간 동안, 상기 터치 구동전압이 인가되기 이전에 촉각전압을 상기 촉각 터치패널에 인가하고, 제2 터치 프레임 구간 동안, 상기 터치 구동전압이 인가된 후에 촉각전압을 상기 촉각 터치패널에 인가하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 터치 구동라인들과 상기 터치 센싱라인들은 동일한 기판에 배치된 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 터치 구동라인들과 상기 터치 센싱라인들은 서로 교차하고, 서로 교차하는 영역에는 절연층이 더 배치되어 상기 터치 구동라인들과 상기 터치 센싱라인들을 전기적으로 절연시키는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 터치 구동라인들과 상기 터치 센싱라인들은 서로 평행한 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 촉각전압 인가부는 상기 터치 구동라인 및 상기 터치 센싱라인에 상기 촉각전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 터치 구동라인들과 상기 터치 센싱라인들은 서로 다른 기판에 배치된 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 촉각전압 인가부는 상기 터치 센싱라인에 상기 촉각전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  18. 제11항에 있어서, 상기 촉각전압은 영상이 표시되는 프레임 구간마다 위상이 반전되어 상기 촉각 터치패널에 인가되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  19. 제11항에 있어서, 상기 촉각전압은 상기 터치 센싱라인을 통해 검출된 터치 부위에 대응하여 인가되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  20. 제11항에 있어서, 상기 촉각 터치패널 아래에 배치된 표시패널을 더 포함하고,
    상기 촉각 터치패널과 상기 표시패널 사이에 배치되어 상기 촉각전압이 상기 표시패널에 인가되는 것을 차단하는 쉴드층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 표시패널에 배치된 스위칭 소자를 액티브시키는 스캔신호를 출력하는 스캔 구동부를 더 포함하고,
    상기 촉각전압 인가부는 상기 스캔신호가 미인가되는 블랭크 구간 동안 상기 터치 구동라인 및 상기 터치 센싱라인 각각에 촉각전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  22. 제11항에 있어서, 상기 블랭크 구간은 상기 영상의 수직 블랭크 구간인 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  23. 제11항에 있어서, 상기 터치전압 인가부와 상기 촉각전압 인가부는 하나의 터치 구동전압과 하나의 촉각전압을 상기 촉각 터치패널에 인가하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
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  26. 복수의 터치 구동라인들과 복수의 터치 센싱라인들을 포함하여 터치 기능과 햅틱 기능을 수행하는 촉각 터치패널;
    터치 구동전압을 상기 촉각 터치패널에 인가하는 터치전압 인가부; 및
    사용자의 터치 동작에 대응하는 터치 센싱전압이 상기 터치 센싱라인을 통해 수신되면, 상기 터치 구동전압이 미인가되는 블랭크 구간 동안, 표시되는 영상에 대응하는 촉각전압을 상기 촉각 터치패널에 인가하는 촉각전압 인가부를 포함하고,
    상기 촉각전압 인가부는 (4N-3)번째(여기서, N은 자연수) 터치 프레임 구간 동안 제1 촉각전압을 상기 촉각 터치패널에 인가하고, (4N-1)번째 터치 프레임 구간 동안 상기 제1 촉각전압과 위상이 반전된 제2 촉각전압을 상기 촉각 터치패널에 인가하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107250957B (zh) 2015-02-10 2020-04-21 三菱电机株式会社 触摸屏以及触摸面板装置
JP6575748B2 (ja) * 2015-06-01 2019-09-18 Ｔｉａｎｍａ Ｊａｐａｎ株式会社 触覚提示装置及び触覚提示装置の駆動方法
KR102489956B1 (ko) * 2015-12-30 2023-01-17 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법
CN107122075B (zh) * 2017-04-27 2020-01-07 京东方科技集团股份有限公司 触控装置驱动方法、触控装置及触控显示装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011014109A (ja) * 2008-07-17 2011-01-20 Nec Lcd Technologies Ltd 表示装置及び表示装置の駆動方法
US20120062516A1 (en) * 2009-06-04 2012-03-15 Qiliang Chen Touch with feedback system

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020064603A (ko) * 2001-02-02 2002-08-09 김응선 인체 반응형 터치 스크린
US7342573B2 (en) 2004-07-07 2008-03-11 Nokia Corporation Electrostrictive polymer as a combined haptic-seal actuator
JP4968515B2 (ja) 2006-11-15 2012-07-04 ソニー株式会社 基板支持振動構造、触覚機能付きの入力装置及び電子機器
KR101516982B1 (ko) 2008-12-24 2015-04-30 삼성전자주식회사 진동 터치 센서와 진동 터치 센싱 방법 및 진동 터치 스크린 디스플레이 패널
RU2554518C2 (ru) * 2009-08-11 2015-06-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Гибридное устройство отображения
KR101188007B1 (ko) 2010-06-21 2012-10-05 삼성전기주식회사 햅틱 피드백 액츄에이터, 햅틱 피드백 디바이스 및 전자장치
EP3605280B1 (en) * 2011-05-10 2022-12-14 North Western University A touch interface device having an electrostatic multitouch surface and method for controlling the device
TWI447631B (zh) * 2011-12-07 2014-08-01 Ind Tech Res Inst 投射式電容觸控裝置及其觸控面板的觸控方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011014109A (ja) * 2008-07-17 2011-01-20 Nec Lcd Technologies Ltd 表示装置及び表示装置の駆動方法
US20120062516A1 (en) * 2009-06-04 2012-03-15 Qiliang Chen Touch with feedback system

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