KR102159067B1 - 터치센서패널 구동방법 및 터치입력장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 터치센서패널 구동방법은, 디스플레이 동기신호에 따라 터치센서패널에 터치 구동신호를 인가하는 터치센서패널 구동방법에 있어서, 상기 터치센서패널에 인가하는 상기 터치 구동신호는 상기 디스플레이 동기신호와 동기화하여 인가하고, 상기 터치 구동신호는 제1 터치 구동신호 및 상기 제1 터치 구동신호와 180˚ 반전된 위상을 가진 제2 터치 구동신호를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

터치센서패널 구동방법 및 터치입력장치{TOUCH SENSOR PANEL DRIVING METHOD AND TOUCH INPUT APPARATUS}
본 발명은 터치센서패널 구동방법 및 터치입력장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 디스플레이 노이즈를 감소시키기 위해 위상이 변경된 터치 구동신호를 터치센서패널에 인가하는, 터치센서패널 구동방법 및 터치입력장치에 관한 것이다.
컴퓨팅 시스템의 조작을 위해 다양한 종류의 입력 장치들이 이용되고 있다. 예컨대, 버튼(button), 키(key), 조이스틱(joystick) 및 터치 스크린과 같은 입력 장치가 이용되고 있다. 터치 스크린의 쉽고 간편한 조작으로 인해 컴퓨팅 시스템의 조작시 터치 스크린의 이용이 증가하고 있다.
터치 스크린은 터치-감응 표면(touch-sensitive surface)을 구비한 투명한 패널일 수 있는 터치 센서 패널(touch sensor panel)을 포함할 수 있다. 이러한 터치 센서 패널은 디스플레이 스크린의 전면에 부착되어 터치-감응 표면이 디스플레이 스크린의 보이는 면을 덮을 수 있다. 터치 스크린은 사용자가 손가락 등으로 디스플레이 스크린을 단순히 접촉함으로써 사용자가 컴퓨팅 시스템을 조작할 수 있도록 한다. 일반적으로, 터치 스크린은 디스플레이 스크린 상의 접촉 및 접촉 위치를 인식하고 컴퓨팅 시스템은 이러한 접촉을 해석함으로써 이에 따라 연산을 수행할 수 있다.
일반적으로는 각각의 행 배선에 특정 주파수를 갖는 구동 신호를 입력한 후, 각각의 열 배선을 통해 해당 주파수의 신호를 감지함으로써, 터치의 유무 및 그 위치를 식별해낸다. 그러나, 다양한 이유로 해당 주파수 대역에 노이즈가 존재하게 되면, 터치 감지의 정밀도가 떨어지게 된다. 따라서, 상기 구동 신호의 주파수, 즉, 터치 감지에 사용되는 주파수를 변경하여야 할 필요가 있다.
본 발명은 전술한 필요성에 의해 고안된 것으로, 터치 감지에 있어서 구동 신호의 주파수 대역에 노이즈가 존재하는 경우구동 신호의 주파수에서 노이즈에 의한 영향을 최소화시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한, 더미 스캔을 통한 주파수 호핑을 통해 해당 노이즈로부터 벗어나기 위한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따라 디스플레이 동기신호에 따라 터치센서패널에 터치 구동신호를 인가하는 터치센서패널 구동방법은, 상기 터치센서패널에 인가하는 상기 터치 구동신호는 상기 디스플레이 동기신호와 동기화하여 인가하고, 상기 터치 구동신호는 제1 터치 구동신호 및 상기 제1 터치 구동신호와 180˚ 반전된 위상을 가진 제2 터치 구동신호를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치는, 터치센서패널 및
디스플레이 동기신호에 따라 상기 터치센서패널에 터치 구동신호를 인가할 때, 상기 디스플레이 동기신호와 동기화하여 상기 터치 구동신호를 인가하도록 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 터치 구동신호는 제1 터치 구동신호 및 상기 제1 터치 구동신호와 180˚ 반전된 위상을 가진 제2 터치 구동신호를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 터치 감지에 있어서 구동 신호의 주파수 대역에 노이즈가 존재하는 경우, 구동 신호의 주파수에서 노이즈를 최소화시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치입력장치(1000)에 포함되는 정전 용량 방식의 터치센서패널(10) 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치입력장치(1000)에서 터치 위치 검출 및 디스플레이 동작을 제어하기 위한 제어 블록을 예시한 도면
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 따른 터치입력장치(1000)에서 디스플레이 모듈(200)의 구성을 설명하기 위한 개념도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치센서패널(10)에서 복수의 구동전극과 복수의 수신전극의 배치 예를 설명하기 위해 참조되는 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 터치센서패널과 디스플레이 모듈이 동기화하여 터치입력장치가 구동되는 것을 설명하기 위해 참조되는 도면
도 6은 본 발명에 따른 터치센서패널 구동방법을 기술하기 위해 참조되는 도면
도 7은 본 발명에 따른 주파수 호핑 과정을 기술하기 위해 참조되는 도면
도 8은 본 발명에 따른 주파수 호핑 과정의 순서도
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 터치센서패널 구동방법을 소개한다. 이하에서는 정전용량 방식의 터치입력장치(1000)에 대해 예시하나, 임의의 방식으로 터치 위치를 검출할 수 있는 터치입력장치(1000)를 구동하는 방식에도 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 터치입력장치(1000)에 포함되는 정전 용량 방식의 터치센서패널(10) 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도이다. 도 1a를 참조하면, 터치센서패널(10)는 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn) 및 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함하며, 상기 터치센서패널(10)의 동작을 위해 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)에 구동신호를 인가하는 구동부(12), 및 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)으로부터 터치 표면에 대한 터치에 따라 변화되는 정전용량 변화량에 대한 정보를 포함하는 감지신호를 수신하여 터치 및 터치 위치를 검출하는 감지부(11)를 포함할 수 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 터치센서패널(10)는 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다. 도 1a에서는 터치센서패널(10)의 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)이 직교 어레이를 구성하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)이 대각선, 동심원 및 3차원 랜덤 배열 등을 비롯한 임의의 수의 차원 및 이의 응용 배열을 갖도록 할 수 있다. 여기서, n 및 m은 양의 정수로서 서로 같거나 다른 값을 가질 수 있으며 실시예에 따라 크기가 달라질 수 있다.
복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 각각 서로 교차하도록 배열될 수 있다. 구동전극(TX)은 제1축 방향으로 연장된 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)을 포함하고 수신전극(RX)은 제1축 방향과 교차하는 제2축 방향으로 연장된 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치센서패널(10)에서 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 서로 동일한 층에 형성될 수 있다. 예컨대, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 후술하게 될 디스플레이 패널(200A)의 상면에 형성될 수 있다.
또한, 도 4c에 도시된 바와 같이, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 서로 다른 층에 형성될 수 있다. 예컨대, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm) 중 어느 하나는 디스플레이 패널(200A)의 상면에 형성되고, 나머지 하나는 후술하게될 커버의 하면에 형성되거나 디스플레이 패널(200A)의 내부에 형성될 수 있다.
복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극 (RX1 내지 RXm)은 투명 전도성 물질(예를 들면, 산화주석(SnO2) 및 산화인듐(In2O3) 등으로 이루어지는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide)) 등으로 형성될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 다른 투명 전도성 물질 또는 불투명 전도성 물질로 형성될 수도 있다. 예컨대, 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 은잉크(silver ink), 구리(copper), 은나노(nano silver) 및 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nanotube) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)는 메탈 메쉬(metal mesh)로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 구동부(12)는 구동신호를 구동전극(TX1 내지 TXn)에 인가할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 구동신호는 제1구동전극(TX1)부터 제n구동전극(TXn)까지 순차적으로 한번에 하나의 구동전극에 대해서 인가될 수 있다. 이러한 구동신호의 인가는 재차 반복적으로 이루어질 수 있다. 이는 단지 예시일 뿐이며, 실시예에 따라 다수의 구동전극에 구동신호가 동시에 인가될 수도 있다.
감지부(11)는 수신전극(RX1 내지 RXm)을 통해 구동신호가 인가된 구동전극(TX1 내지 TXn)과 수신전극(RX1 내지 RXm) 사이에 생성된 정전용량(Cm: 14)에 관한 정보를 포함하는 감지신호를 수신함으로써 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있다. 예컨대, 감지신호는 구동전극(TX)에 인가된 구동신호가 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이에 생성된 정전용량(Cm: 14)에 의해 커플링된 신호일 수 있다. 이와 같이, 제1구동전극(TX1)부터 제n구동전극(TXn)까지 인가된 구동신호를 수신전극(RX1 내지 RXm)을 통해 감지하는 과정은 터치센서패널(10)를 스캔(scan)한다고 지칭할 수 있다.
예를 들어, 감지부(11)는 각각의 수신전극(RX1 내지 RXm)과 스위치를 통해 연결된 수신기(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 스위치는 해당 수신전극(RX)의 신호를 감지하는 시간구간에 온(on)되어서 수신전극(RX)으로부터 감지신호가 수신기에서 감지될 수 있도록 한다. 수신기는 증폭기(미도시) 및 증폭기의 부(-)입력단과 증폭기의 출력단 사이, 즉 궤환 경로에 결합된 궤환 캐패시터를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 증폭기의 정(+)입력단은 그라운드(ground)에 접속될 수 있다. 또한, 수신기는 궤환 캐패시터와 병렬로 연결되는 리셋 스위치를 더 포함할 수 있다. 리셋 스위치는 수신기에 의해 수행되는 전류에서 전압으로의 변환을 리셋할 수 있다. 증폭기의 부입력단은 해당 수신전극(RX)과 연결되어 정전용량(Cm: 14)에 대한 정보를 포함하는 전류 신호를 수신한 후 적분하여 전압으로 변환할 수 있다. 감지부(11)는 수신기를 통해 적분된 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 ADC(미도시: analog to digital converter)를 더 포함할 수 있다. 추후, 디지털 데이터는 프로세서(미도시)에 입력되어 터치센서패널(10)에 대한 터치 정보를 획득하도록 처리될 수 있다. 감지부(11)는 수신기와 더불어, ADC 및 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.
제어부(13)는 구동부(12)와 감지부(11)의 동작을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 제어부(13)는 구동제어신호를 생성한 후 구동부(12)에 전달하여 구동신호가 소정 시간에 미리 설정된 구동전극(TX)에 인가되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(13)는 감지제어신호를 생성한 후 감지부(11)에 전달하여 감지부(11)가 소정 시간에 미리 설정된 수신전극(RX)으로부터 감지신호를 입력받아 미리 설정된 기능을 수행하도록 할 수 있다.
도 1a에서 구동부(12) 및 감지부(11)는 터치센서패널(10)에 대한 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 검출 장치(미도시)를 구성할 수 있다. 터치 검출 장치는 제어부(13)를 더 포함할 수 있다. 터치 검출 장치는 터치센서패널(10)를 포함하는 터치입력장치(1000)에서 후술하게될 터치 센서 제어기(1100)에 해당하는 터치 센싱 IC(touch sensing Integrated Circuit) 상에 집적되어 구현될 수 있다. 터치센서패널(10)에 포함된 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 예컨대 전도성 트레이스(conductive trace) 및/또는 회로 기판상에 인쇄된 전도성 패턴(conductive pattern)등을 통해서 터치 센싱 IC에 포함된 구동부(12) 및 감지부(11)에 연결될 수 있다. 터치 센싱 IC는 전도성 패턴이 인쇄된 회로 기판, 예컨대 터치 회로 기판(이하 터치PCB로 지칭) 상에 위치할 수 있다. 실시예에 따라 터치 센싱 IC는 터치입력장치(1000)의 작동을 위한 메인보드 상에 실장되어 있을 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 구동전극(TX)과 수신전극(RX)의 교차 지점마다 소정 값의 정전용량(Cm)이 생성되며, 손가락과 같은 객체가 터치센서패널(10)에 근접하는 경우 이러한 정전용량의 값이 변경될 수 있다. 도 1a에서 상기 정전용량은 상호 정전용량(Cm, mutual capacitance)을 나타낼 수 있다. 이러한 전기적 특성을 감지부(11)에서 감지하여 터치센서패널(10)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치를 감지할 수 있다. 예컨대, 제1축과 제2축으로 이루어진 2차원 평면으로 이루어진 터치센서패널(10)의 표면에 대한 터치의 여부 및/또는 그 위치를 감지할 수 있다.
보다 구체적으로, 터치센서패널(10)에 대한 터치가 일어날 때 구동신호가 인가된 구동전극(TX)을 검출함으로써 터치의 제2축 방향의 위치를 검출할 수 있다. 이와 마찬가지로, 터치센서패널(10)에 대한 터치시 수신전극(RX)을 통해 수신된 수신신호로부터 정전용량 변화를 검출함으로써 터치의 제1축 방향의 위치를 검출할 수 있다.
위에서는 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이의 상호 정전용량 변화량에 기초하여, 터치 위치를 감지하는 터치센서패널(10)의 동작 방식에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 도 1b와 같이, 자기 정전용량(self capacitance)의 변화량에 기초하여 터치 위치를 감지하는 것도 가능하다.
도 1b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치입력장치(1000)에 포함되는 또다른 정전용량 방식의 터치센서패널(10) 및 이의 동작을 설명하기 위한 개략도이다. 도 1b에 도시된 터치센서패널(10)에는 복수의 터치 전극(30)이 구비된다. 복수의 터치 전극(30)은 도 4d에 도시된 바와 같이, 일정한 간격을 두고 격자 모양으로 배치될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
제어부(13)에 의해 생성된 구동제어신호는 구동부(12)에 전달되고, 구동부(12)는 구동제어신호에 기초하여, 소정 시간에 미리 설정된 터치 전극(30)에 구동신호를 인가한다. 또한, 제어부(13)에 의해 생성된 감지제어신호는 감지부(11)에 전달되고, 감지부(11)는 감지제어신호에 기초하여, 소정 시간에 미리 설정된 터치 전극(30)으로부터 감지신호를 입력받는다. 이때, 감지신호는 터치 전극(30)에 형성된 자기 정전용량 변화량에 대한 신호일 수 있다.
이때, 감지부(11)가 감지한 감지신호에 의하여, 터치센서패널(10)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치가 검출된다. 예컨대, 터치 전극(30)의 좌표를 미리 알고 있기 때문에, 터치센서패널(10)의 표면에 대한 객체의 터치의 여부 및/또는 그 위치를 감지할 수 있게 된다.
이상에서는, 편의상 구동부(12)와 감지부(11)가 별개의 블록으로 나뉘어 동작하는 것으로 설명되었지만, 터치 전극(30)에 구동신호를 인가하고, 터치 전극(30)으로부터 감지신호를 입력받는 동작을 하나의 구동 및 감지부에서 수행하는 것도 가능하다.
이상에서 터치센서패널(10)로서 정전용량 방식의 터치 센서 패널이 상세하게 설명되었으나, 본 발명의 실시예에 따른 터치입력장치(1000)에서 터치 여부 및 터치 위치를 검출하기 위한 터치센서패널(10)는 전술한 방법 이외의 표면 정전용량 방식, 프로젝티드(projected) 정전용량 방식, 저항막 방식, 표면 탄성파 방식(SAW: surface acoustic wave), 적외선(infrared) 방식, 광학적 이미징 방식(optical imaging), 분산 신호 방식(dispersive signal technology) 및 음성 펄스 인식(acoustic pulse recognition) 방식 등 임의의 터치 센싱 방식을 이용하여 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치입력장치(1000)에서 터치 위치 검출 및 디스플레이 동작을 제어하기 위한 제어 블록을 예시한다. 터치입력장치(1000)에서 제어 블록은 전술한 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 제어기(1100) 및 디스플레이 패널을 구동하기 위한 디스플레이 제어기(1200)를 포함하여 구성될 수 있다. 디스플레이 제어기(1200)는 터치입력장치(1000)의 작동을 위한 메인보드(main board) 상의 중앙 처리 유닛인 CPU(central processing unit) 또는 AP(application processor) 등으로부터 입력을 받아 디스플레이 패널(200A)에 원하는 내용을 디스플레이 하도록 하는 제어회로를 포함할 수 있다. 이러한 제어회로는 디스플레이 회로 기판(이하 디스플레이PCB로 지칭)에 실장될 수 있다. 이러한 제어회로는 디스플레이 패널 제어 IC, 그래픽 제어 IC(graphic controller IC) 및 기타 디스플레이 패널(200A) 작동에 필요한 회로를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 터치 센서 제어기(1100) 및 디스플레이 제어기(1200) 는 서로 다른 구성요소로서 터치입력장치(1000)에 포함될 수 있다. 예컨대, 터치 센서 제어기(1100) 및 디스플레이 제어기(1200)는 각각 서로 다른 칩(chip)으로 구성될 수 있다. 이때, 터치입력장치(1000)의 프로세서(1500)는 터치 센서 제어기(1100) 및 디스플레이 제어기(1200)에 대한 호스트(host) 프로세서로서 기능할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치입력장치(1000)는 셀폰(cell phone), PDA(Personal Data Assistant), 스마트폰(smartphone), 태블랫 PC(tablet Personal Computer), MP3 플레이어, 노트북(notebook) 등과 같은 디스플레이 화면 및/또는 터치 스크린을 포함하는 전자 장치를 포함할 수 있다.
이와 같은 터치입력장치(1000)를 얇고(slim) 경량(light weight)으로 제작하기 위해, 전술한 바와 같이 별개로 구성되는 터치 센서 제어기(1100) 및 디스플레이 제어기(1200)가 실시예에 따라 하나 이상의 구성으로 통합될 수 있다. 이에 더하여 프로세서(1500)에 이들 각각의 제어기가 통합되는 것도 가능하다. 이와 더불어, 실시예에 따라 디스플레이 패널(200A)에 터치센서패널(10)가 통합될 수 있다.
실시예에 따른 터치입력장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치센서패널(10)가 디스플레이 패널(200A) 외부 또는 내부에 위치할 수 있다. 실시예에 따른 터치입력장치(1000)의 디스플레이 패널(200A)은 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode: OLED) 등에 포함된 디스플레이 패널일 수 있다. 이에 따라, 사용자는 디스플레이 패널에 표시된 화면을 시각적으로 확인하면서 터치 표면에 터치를 수행하여 입력 행위를 수행할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 따른 터치입력장치(1000)에서 디스플레이 모듈(200)의 구성을 설명하기 위한 개념도이다. 먼저, 도 3a를 참조하여, LCD 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)을 포함하는 디스플레이 모듈(200)의 구성을 설명하기로 한다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(200)은 LCD 패널인 디스플레이 패널(200A), 디스플레이 패널(200A) 상부에 배치되는 제1편광층(271) 및 디스플레이 패널(200A) 하부에 배치되는 제2편광층(272)을 포함할 수 있다. 또한, LCD 패널인 디스플레이 패널(200A)은 액정 셀(liquid crystal cell)을 포함하는 액정층(250), 액정층(250)의 상부에 배치되는제1기판층(261) 및 액정층(250)의 하부에 배치되는 제2기판층(262)을 포함할 수 있다. 이때, 제1기판층(261)은 컬러필터 글라스(color filter glass)일 수 있고, 제2기판층(262)은 TFT 글라스(TFT glass)일 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1기판층(261) 및 제2기판층(262) 중 적어도 하나는 플라스틱과 같은 벤딩(bending) 가능한 물질로 형성될 수 있다. 도 3a에서 제2기판층(262)은, 데이터 라인(data line), 게이트 라인(gate line), TFT, 공통 전극(Vcom: common electrode) 및 픽셀 전극(pixel electrode) 등을 포함하는 다양한 층으로 이루어질 수 있다. 이들 전기적 구성요소들은, 제어된 전기장을 생성하여 액정층(250)에 위치한 액정들을 배향시키도록 작동할 수 있다.
다음으로, 도 3b를 참조하여, OLED 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)을 포함하는 디스플레이 모듈(200)의 구성을 설명하기로 한다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(200)은 OLED 패널인 디스플레이 패널(200A), 디스플레이 패널(200A) 상부에 배치되는 제1편광층(282)을 포함할 수 있다. 또한, OLED 패널인 디스플레이 패널(200A)은 OLED(Organic Light-Emitting Diode)를 포함하는 유기물층(280), 유기물층(280)의 상부에 배치되는 제1기판층(281) 및 유기물층(280) 하부에 배치되는 제2기판층(283)을 포함할 수 있다. 이때, 제1기판층(281)은 인캡 글라스(Encapsulation glass)일 수 있고, 제2기판층(283)은 TFT 글라스(TFT glass)일 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1기판층(281) 및 제2기판층(283) 중 적어도 하나는 플라스틱과 같은 벤딩(bending) 가능한 물질로 형성될 수 있다. OLED 패널의 경우, 게이트 라인, 데이터 라인, 제1전원라인(ELVDD), 제2전원라인(ELVSS) 등의 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 전극을 포함할 수 있다. OLED(Organic Light-Emitting Diode) 패널은 형광 또는 인광 유기물 박막에 전류를 흘리면 전자와 정공이 유기물층에서 결합하면서 빛이 발생하는 원리를 이용한 자체 발광형 디스플레이 패널로서, 발광층을 구성하는 유기물질이 빛의 색깔을 결정한다.
구체적으로, OLED는 유리나 플라스틱 위에 유기물을 도포해 전기를 흘리면, 유기물이 광을 발산하는 원리를 이용한다. 즉, 유기물의 양극과 음극에 각각 정공과 전자를 주입하여 발광층에 재결합시키면 에너지가 높은 상태인 여기자(excitation)를 형성하고, 여기자가 에너지가 낮은 상태로 떨어지면서 에너지가 방출되어 특정한 파장의 빛이 생성되는 원리를 이용하는 것이다. 이때, 발광층의 유기물에 따라 빛의 색깔이 달라진다.
OLED는 픽셀 매트릭스를 구성하고 있는 픽셀의 동작특성에 따라 라인 구동 방식의 PM-OLED(Passive-matrix Organic Light-Emitting Diode)와 개별 구동 방식의 AM-OLED(Active-matrix Organic Light-Emitting Diode)가 존재한다. 양자 모두 백라이트를 필요로 하지 않기 때문에 디스플레이 모듈을 매우 얇게 구현할 수 있고, 각도에 따라 명암비가 일정하고, 온도에 따른 색 재현성이 좋다는 장점을 갖는다. 또한, 미구동 픽셀은 전력을 소모하지 않는다는 점에서 매우 경제적이다.
동작 면에서 PM-OLED는 높은 전류로 스캐닝 시간(scanning time) 동안만 발광을 하고, AM-OLED는 낮은 전류로 프레임 시간(frame time)동안 계속 발광 상태를 유지한다. 따라서, AM-OLED는 PM-OLED에 비해서 해상도가 좋고, 대면적 디스플레이 패널 구동이 유리하며, 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 또한, 박막 트랜지스터(TFT)를 내장하여 각 소자를 개별적으로 제어할 수 있기 때문에 정교한 화면을 구현하기 쉽다.
또한, 유기물층(280)은 HIL(Hole Injection Layer, 정공주입층), HTL(Hole Transfer Layer, 정공수송층), EIL(Emission Material Layer, 전자주입층), ETL(Electron Transfer Layer, 전자수송층), EML(Electron Injection Layer, 발광층)을 포함할 수 있다.
각 층에 대해 간략히 설명하면, HIL은 정공을 주입시키며, CuPc 등의 물질을 이용한다. HTL은 주입된 정공을 이동시키는 기능을 하고, 주로, 정공의 이동성(hole mobility)이 좋은 물질을 이용한다. HTL은 아릴라민(arylamine), TPD 등이 이용될 수 있다. EIL과 ETL은 전자의 주입과 수송을 위한 층이며, 주입된 전자와 정공은 EML에서 결합되어 발광한다. EML은 발광되는 색을 표현하는 소재로서, 유기물의 수명을 결정하는 호스트(host)와 색감과 효율을 결정하는 불순물(dopant)로 구성된다. 이는, OLED 패널에 포함되는 유기물층(280)의 기본적인 구성을 설명한 것일 뿐, 본 발명은 유기물층(280)의 층구조나 소재 등에 한정되지 않는다.
유기물층(280)은 애노드(Anode)(미도시)와 캐소드(Cathode)(미도시) 사이에 삽입되며, TFT가 온(On) 상태가 되면, 구동 전류가 애노드에 인가되어 정공이 주입되고 캐소드에는 전자가 주입되어, 유기물층(280)으로 정공과 전자가 이동하여 빛을 발산한다.
당해 기술분야의 당업자에게는, LCD 패널 또는 OLED 패널이 디스플레이 기능을 수행하기 위해 다른 구성을 더 포함할 수 있으며 변형이 가능함이 자명할 것이다.
본 발명에 따른 터치입력장치(1000)의 디스플레이 모듈(200)은 디스플레이 패널(200A) 및 디스플레이 패널(200A)를 구동하기 위한 구성을 포함할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 패널(200A)이 LCD 패널인 경우, 디스플레이 모듈(200)은 제2편광층(272) 하부에 배치되는 백라이트 유닛(미도시: backlight unit)을 포함하여 구성될 수 있고, LCD패널의 작동을 위한 디스플레이 패널 제어 IC, 그래픽 제어 IC 및 기타 회로를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치입력장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치센서패널(10)는 디스플레이 모듈(200) 외부 또는 내부에 위치할 수 있다.
터치입력장치(1000)에서 터치센서패널(10)가 디스플레이 모듈(200)의 외부에 배치되는 경우, 디스플레이 모듈(200) 상부에는 터치 센서 패널이 배치될 수 있고, 터치센서패널(10)가 터치 센서 패널에 포함될 수 있다. 터치입력장치(1000)에 대한 터치 표면은 터치 센서 패널의 표면일 수 있다.
터치입력장치(1000)에서 터치센서패널(10)가 디스플레이 모듈(200)의 내부에 배치되는 경우, 터치센서패널(10)가 디스플레이 패널(200A) 외부에 위치하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 터치센서패널(10)가 제1기판층(261,281)의 상면에 형성될 수 있다. 이때, 터치입력장치(1000)에 대한 터치 표면은 디스플레이 모듈(200)의 외면으로서 도 3a 및 도 3b에서 상부면 또는 하부면이 될 수 있다.
터치입력장치(1000)에서 터치센서패널(10)가 디스플레이 모듈(200)의 내부에 배치되는 경우, 실시예에 따라 터치센서패널(10) 중 적어도 일부는 디스플레이 패널(200A) 내에 위치하도록 구성되고 터치센서패널(10) 중 적어도 나머지 일부는 디스플레이 패널(200A) 외부에 위치하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 터치센서패널(10)를 구성하는 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 중 어느 하나의 전극은 디스플레이 패널(200A) 외부에 위치하도록 구성될 수 있으며, 나머지 전극은 디스플레이 패널(200A) 내부에 위치하도록 구성될 수도 있다. 구체적으로, 터치센서패널(10)를 구성하는 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 중 어느 하나의 전극은 제1기판층(261,281) 상면에 형성될 수 있으며, 나머지 전극은 제1기판층(261,281) 하면 또는 제2기판층(262,283) 상면에 형성될 수 있다.
터치입력장치(1000)에서 터치센서패널(10)가 디스플레이 모듈(200)의 내부에 배치되는 경우, 터치센서패널(10)가 디스플레이 패널(200A) 내부에 위치하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 터치센서패널(10)가 제1기판층(261,281)의 하면 또는 제2기판층(262,283)의 상면에 형성될 수 있다.
디스플레이 패널(200A) 내부에 터치센서패널(10)가 배치되는 경우, 터치 센서 동작을 위한 전극이 추가로 배치될 수도 있으나, 디스플레이 패널(200A) 내부에 위치하는 다양한 구성 및/또는 전극이 터치 센싱을 위한 터치센서패널(10)로 이용될 수도 있다. 구체적으로, 디스플레이 패널(200A)이 LCD 패널인 경우, 터치센서패널(10)에 포함되는 전극 중 적어도 어느 하나는 데이터 라인(data line), 게이트 라인(gate line), TFT, 공통 전극(Vcom: common electrode) 및 픽셀 전극(pixel electrode) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 디스플레이 패널(200A)이 OLED 패널인 경우, 터치센서패널(10)에 포함되는 전극 중 적어도 어느 하나는 데이터 라인(data line), 게이트 라인(gate line), 제1전원라인(ELVDD) 및 제2전원라인(ELVSS) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이 때, 터치센서패널(10)는 도 1a에서 설명된 구동전극 및 수신전극으로 동작하여 구동전극 및 수신전극 사이의 상호정전용량에 따라 터치 위치를 검출할 수 있다. 또한, 터치센서패널(10)는 도 1b에서 설명된 단일 전극(30)으로 동작하여 단일 전극(30) 각각의 자기정전용량에 따라 터치 위치를 검출할 수 있다. 이 때, 터치센서패널(10)에 포함되는 전극이 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 전극일 경우, 제1 시간구간에 디스플레이 패널(200A)을 구동하고, 제1 시간구간과 다른 제2 시간구간에 터치 위치를 검출할 수 있다.
일반적으로, 터치센서패널(10)을 구성하는 구동전극 및/또는 수신전극과 디스플레이 모듈(200)에 포함되는 전극 사이의 거리가 가까워질수록 기생 커패시턴스가 커지게 된다. 그리고, 기생 커패시턴스가 커질수록 터치센서패널(10)을 구성하는 구동전극 및/또는 수신전극과 디스플레이 모듈(200)에 포함되는 전극 사이의 커패시턴스 커플링이 커지게 되므로, 터치센서패널(10)이 구동되는데 있어서 디스플레이 모듈(200)에서 생성되는 노이즈의 영향이 커지게 된다. 따라서, 디스플레이 모듈(200)의 노이즈의 영향으로부터 벗어나기 위하여 도 5와 같이 터치센서패널(10)과 디스플레이 모듈(200)을 동기화시켜서 터치입력장치(1000)를 동작할 수 있다.
구체적으로 도 5에 도시한 바와 같이, 디스플레이 모듈(200)에서 생성되는 수평 동기화 신호(H-sync, Horizontal-sync)에 디스플레이 노이즈가 시간적으로 동기화되어 발생할 수 있다. 이러한 노이즈를 피하기 위하여 예를 들면, 수평 동기화 신호가 '0'인 구간에 터치 구동신호를 입력할 수 있다. 즉, 제1 수평 동기화 신호가 입력된 후 제1 수평 동기화 신호의 하향 에지 부분을 경과한 지점부터 터치 구동신호가 입력되도록 제어할 수 있다.
이와 같이, 터치 구동신호가 수평 동기화 신호와 동기화되기 위해서, 터치 구동신호는 수평 동기화 신호의 n배 또는 1/n배의 주파수를 갖게 된다. 예를 들어, 수평 동기화 신호가 178kHz라면 터치 구동신호는 178kHz, 356kHz, 534kHz.. 또는 89kHz, 59.33kHz 등을 갖게 된다. 한편, 수평 동기화 신호의 입력으로 수평 동기화 신호의 기본 주파수(fundamental frequency) 및 고조파(harmonic)를 포함하는 디스플레이 노이즈가 발생한다. 그런데, 터치 구동신호는 수평 동기화 신호의 n배 또는 1/n배의 주파수를 가지므로 터치 구동신호가 디스플레이 노이즈로부터 영향을 받게 되어, 터치입력장치(1000)의 성능이 감소하게 된다. 다시 말해, 터치 구동신호는 디스플레이 노이즈를 피하기 위하여 수평 동기화 신호와 동기화 되어 구동하는 경우라도, 수평 동기화 신호의 n배 또는 1/n배의 주파수를 가지므로 디스플레이 노이즈로부터 완전히 자유로울 수 없게 된다. 또한, 외부로부터 수평 동기화 신호의 n배 또는 1/n배의 주파수를 가지는 노이즈가 유입될 경우, 해당 노이즈를 피할 수 있는 방법이 없어 터치 입력 장치의 성능이 감소하게 된다. 따라서, 본 발명에서는, 이러한 터치입력장치(1000)의 성능을 개선하기 위해 새롭게 구현된 터치 구동신호에 기반한 터치센서패널 구동방법에 대해서 기술하고자 한다.
도 6은 본 발명에 따른 터치센서패널 구동방법을 기술하기 위해 참조되는 도면이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치 구동신호는 제어부(13)에 의해 수평 동기화 신호(이하 디스플레이 동기신호로 명명한다.)의 에지 부분 이외의 구간으로 인가될 수 있다. 특히, 본 발명에서는 디스플레이 동기신호의 하향 에지가 경과한 이후에 터치 구동신호가 인가될 수 있다. 다만, 실시예에 따라서는 디스플레이 동기신호의 상향 에지가 경과하고 하향 에지가 발생하기 이전 시점에 터치 구동신호가 인가될 수도 있다.
해당 터치 구동신호의 일부를 위상이 반전된 형태로 터치센서패널(100)에 인가하면, 디스플레이 모듈(200)에서 발생하는 노이즈로부터의 영향을 제거할 수 있게 된다. 구체적으로, 도 6a의 점선 영역 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 터치 구동신호는 제1 터치 구동신호(S1) 및 제1 터치 구동신호(S1)와 180˚반전된 위상을 가진 제2 터치 구동신호(S2)를 포함할 수 있다. 다만, 다른 실시예에 따라 제2 터치 구동신호(S2)가 다른 각도 (180˚보다 작은 각도 또는 180˚보다 크거가 360˚보다 작은 각도)만큼 변경된 위상을 가지도록 구현할 수도 있다.
제어부(13)는 제1 터치 구동신호와 제2 터치 구동신호를 일정 주기로 번갈아 인가할 수 있다. 그리고, 일정 주기에 대한 정보는 미리 설정되어 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 본 발명에서는, 제1 터치 구동신호가 인가되는 주기와 제2 터치 구동신호가 인가되는 주기가 동일하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 터치 구동신호가 4번 인가된 후, 제2 터치 구동신호가 4번 인가되도록 구현될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에 따라 제1 터치 구동신호와 제2 터치 구동신호가 인가되는 횟수가 다르도록 구현될 수도 있다.
또한, 본 발명에서는, 제1 터치 구동신호와 이의 변경된 위상인 제2 터치 구동신호를 예시하였으나, 제1 터치 구동신호와 변경된 위상을 가진 제3 터치 구동신호, 제4 터치 구동신호 등을 더 포함할 수 있다. 이 때, 제3 터치 구동신호와 제4 터치 구동신호가 인가되는 주기는 동일하도록 구현될 수도 있고, 다르게 구현될 수도 있다.
이 때, 도 6에서는 터치 구동신호가 디스플레이 동기신호의 주파수의 1/2배의 주파수를 가진 것을 예시하였으나, 이외에도 터치 구동신호는 디스플레이 동기신호의 주파수의 1/n배 또는 n배의 주파수(n≥2인 자연수)를 가질 수 있다.
한편, 도 6에 도시한 바와 같이, ADC(Analogue Digital Converter) 출력값의 스캔은 터치 구동신호가 하이(high)인 구간과 로우(low)인 구간에서 각각 한번 또는 그 이상씩 이루어질 수 있다. 구체적으로, 제1 터치 구동신호 및 상기 제2 터치 구동신호가 각각 하이(high)인 구간과 로우(low)인 구간에서 적어도 한번씩 ADC(Analogue Digital Converter) 출력값을 획득할 수 있다. 또는, 다른 실시예에 따라 ADC(Analogue Digital Converter) 출력값의 스캔은 하이(high)인 구간과 로우(low)인 구간을 포함한 소정의 구간에서 한번만 이루어질 수도 있다.
이하의 설명에서는 출력값을 획득하는 시점을 '스캐닝 포인트'라 한다. 디스플레이 노이즈에는 디스플레이 동기신호 주파수의 기본 주파수 성분 및 고조파 성분이 포함되며, 도 6에 도시한 바와 같이 터치 구동신호가 하이(high)인 구간과 로우(low)인 구간에서 각각 한번씩 스캔하여 일정 구간만큼 더하게 되면, 디스플레이 동기신호 주파수의 기본 주파수 성분 및 고조파 성분 노이즈가 상쇄되어 제거할 수 있다. 상기 일정 구간은 제1 터치 구동신호 및 상기 제2 터치 구동신호의 한 주기 또는 그 양의 정수배의 주기가 될 수 있다.
구체적으로, 스캐닝 포인트에서 추출된 ADC(Analogue Digital Converter) 출력값과 이에 대응하는 터치 구동신호의 샘플링 계수를 곱한 후, 일정 기간 동안 모두 합하여 노이즈를 제거할 수 있다. 그리고, 샘플링 계수는 제1 터치 구동신호 및/또는 제2 터치 구동신호가 하이(high)인 구간에서 +1이고, 제1 터치 구동신호 및/또는 제2 터치 구동신호가 로우(low)인 구간에서 -1일 수 있다. 참고로, 본 발명에서 제2 터치 구동신호는 제1 터치 구동신호와 180˚반전된 위상을 가지므로, 제1 터치 구동신호의 하이(high, +1) 구간이 제2 터치 구동신호의 로우(low, -1) 구간으로 변경되고, 제1 터치 구동신호의 로우(low, -1) 구간이 제2 터치 구동신호의 하이(high, +1) 구간으로 변경될 수 있다.
예를 들어, 기본 주파수 성분의 노이즈의 경우에, ADC(Analogue Digital Converter) 출력값은 매 스캐닝 포인트마다 -100이 출력되나, 하기 수학식 1에 대입하여 제1 터치 구동신호가 인가되는 구간 및 제2 터치 구동신호가 인가되는 구간 동안 모두 합하게 되면, 최종적으로 0 이 출력된다.
[수학식 1]
Figure 112018091521540-pat00001
1/2 하모닉 노이즈의 경우에는, ADC(Analogue Digital Converter) 출력값은 +100과 -100이 교차하여 출력되나, 상기 수학식 1에 대입하여 제1 터치 구동신호가 인가되는 구간 및 제2 터치 구동신호가 인가되는 구간 동안 모두 합하게 되면, 최종적으로 0 이 출력된다.
1/4 하모닉 노이즈의 경우에는, ADC(Analogue Digital Converter) 출력값은 +200, +50, -200, -50이 교차하여 출력되나, 상기 수학식 1에 대입하여 제1 터치 구동신호가 인가되는 구간 및 제2 터치 구동신호가 인가되는 구간 동안 모두 합하게 되면, 최종적으로 0 이 출력됨을 알 수 있다.
전술한 바와 같이, ADC(Analogue Digital Converter) 출력값과 이에 대응하는 터치 구동신호의 샘플링 계수를 곱한 후, 일정 기간 동안 모두 합하여 노이즈를 제거할 수 있으며, 본 발명의 일정 기간은 제1 터치 구동신호 및 제2 터치 구동신호가 한번 반복되는 주기의 N배(N은 1 이상의 자연수)일 수 있다. 예를 들어, 도 6b에 도시한 바와 같이, 제1 터치 구동신호가 4번 인가되고 이와 반대되는 위상으로 제2 터치 구동신호가 4번 인가되는 구간을 제1 주기라고 한다면, 상기 제1 주기가 한번 반복되거나 그 이상 반복되는 주기마다 모두 합하여 노이즈를 제거할 수 있다.
이하에서는, 도 6의 터치 구동신호에 대응하는 주파수의 성분을 도 7과 하기 수학식 2를 참고하여 분석하고자 한다. 이하의 분석에서는 구형파를 그 기본 주파수 성분의 신호로 대치하여 분석한다.
도 7a와 같이 터치 구동신호는 제1 터치 구동신호와 이와 180˚위상반전된 제2 터치 구동신호를 포함하며, 도 7a의 터치 구동신호는 도 7b의 (a)-1과 (a)-2를 곱하고, 도 7b의 (b)-1과 (b)-2를 곱하며, 곱한 결과를 다시 합하여 최종적으로 획득될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112018091521540-pat00002
결과적으로, 도 7b에 도시한 바와 같이, 터치 구동신호는 구동주파수(ftx) 및 상기 구동주파수의 위상을 변경하기 위한 위상반전주파수(fmod)로 구성된 유효주파수로 구동됨을 알 수 있다. 구체적으로, 유효주파수 = 구동주파수(ftx) ± 위상반전주파수(fmod)의 식이 성립한다. 즉, 구동주파수(ftx)를 갖는 신호를 위상반전 주기(1/fmod)로 위상을 반전시키면 주파수 도메인에서는 ftx+fmod에 해당하는 주파수 성분과 ftx-fmod에 해당하는 주파수 성분이 나타남을 알 수 있으며, 결과적으로 터치 구동신호의 유효주파수는 디스플레이 동기신호의 주파수 및 그 고조파와는 달라지게 되어 디스플레이 동기신호로부터 발생되는 노이즈의 영향이 대폭 감소하게 된다.
한편, 지금까지는 디스플레이 동기신호로부터 발생되는 노이즈의 영향을 감소시키기 위해 위상을 변경하여 터치 구동신호를 인가한 터치센서패널 구동방식에 대해 기술하였으며, 이하에서는, 유효주파수에 노이즈가 발생되고 있는 경우에 더미 스캔을 통한 주파수 호핑을 통해 해당 노이즈로부터 벗어나기 위한 터치센서패널 구동방식에 대해 기술하고자 한다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따르면, 터치 구동신호를 디스플레이 동기신호와 동기되는 주파수 신호로 구성하면서도 fmod 주파수 변경을 통한 주파수 호핑의 효과까지 얻을 수 있어서, 디스플레이 동기신호와 동기화되어 구동하는 종래 터치센서패널 구동방법에서는 주파수 호핑을 할 수 없었던 근본적인 한계까지 극복할 수 있게 되는 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 호핑 과정을 설명하기 위해 참조되는 순서도이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 현재의 유효주파수를 기초로 터치센서패널을 구동하는 중에, 현재의 유효주파수에서의 노이즈 레벨을 스캔하는 제1 더미스캔을 수행할 수 있다(S810). 현재의 유효주파수 = 현재의 구동주파수 ± 현재의 위상반전주파수이다. 제1 더미스캔은 일 실시예에 따라 현재의 구동주파수를 현재의 위상반전주파수에 해당하는 주기로 위상반전하는 과정에서 노이즈 레벨을 읽어들임으로써 수행할 수 있다. 또는, 다른 실시예에 따라 현재의 유효주파수 값(ftx+fmod, ftx-fmod)에 해당하는 주파수를 기초로 노이즈 레벨을 읽어들임으로써 수행할 수 있다.
제1 더미스캔 수행 결과, 제어부(13)에서 유효주파수에서의 노이즈값이 제1 임계치 이상인 경우로 판단하는 경우(s820), 새로운 유효주파수로 제2 더미스캔을 수행할 수 있다(s830). 제1 임계치에 대한 정보는 미리 설정되어 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 만일, 노이즈 값이 제1 임계치 미만인 것으로 판단하는 경우에는, 현재의 유효주파수에서 노이즈 레벨이 허용치 이내이므로 주파수 호핑 알고리즘 수행을 종료할 수 있다.
새로운 유효주파수는 구동주파수 또는 위상반전주파수(fmod) 중 하나를 변경하여 획득될 수 있다. 즉, 구동주파수만을 변경하여, 새로운 구동주파수를 현재의 위상반전주파수마다 위상반전하여 제2 더미스캔을 수행할 수 있다. 또는, 위상반전주파수만을 변경하여, 현재의 구동주파수를 새로운 위상반전주파수마다 위상반전하여 제2 더미스캔을 수행할 수 있다. 또는, 구동주파수와 위상반전주파수 모두를 변경하여 제2 더미스캔을 수행할 수도 있다. 또한, 구동주파수 변경 수치와 위상반전주파수 변경 수치는 미리 설정되어 메모리(미도시)에 저장될 수 있다.
또는, 새로운 유효주파수 값에 해당하는 주파수를 기초로 제2 더미스캔을 수행할 수도 있다. 즉, 변경된 구동주파수 또는 변경된 위상반전주파수가 반영된 최종 유효주파수를 위상반전스캔이 아닌 일반 스캔 방식을 이용하여 더미스캔할 수 있다. 예를 들어, 위상반전주파수(fmod)를 f'mod로 변경하여 새로운 유효주파수 ftx+f'mod 및 ftx-f'mod로 변경하는 실시예에서는, 새로운 유효주파수 값(ftx+f'mod , ftx-f'mod)에 해당하는 주파수를 기초로 제2 더미스캔을 수행할 수 있다. 또는, 구동주파수(ftx)를 f'tx로 변경하여 새로운 유효주파수 f'tx+fmod 및 f'tx-fmod로 변경하는 실시예에서는, 새로운 유효주파수 값(f'tx+fmod , f'tx-fmod)에 해당하는 주파수를 기초로 제2 더미스캔을 수행할 수 있다.
제2 더미스캔 수행 결과 노이즈 값이 제2 임계치 미만인 것으로 판단되는 경우(s840), 새로운 유효주파수에서의 노이즈 레벨이 허용치 이내이므로 새로운 유효주파수로 주파수 호핑을 수행할 수 있다(s850). 즉, 제2 임계치 미만인 것으로 판단되면, 해당 새로운 유효주파수를 구동신호로 변경하여 변경된 구동신호로 터치 패널을 구동할 수 있다. 제2 임계치에 대한 정보는 미리 설정되어 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 만일, 노이즈 값이 제2 임계치 이상인 것으로 판단하는 경우에는, 이 새로운 유효주파수에서의 노이즈 레벨도 허용치 이상이므로 다시 다른 유효주파수로 더미 스캔을 수행하여 전술한 s830 내지 s840을 반복 수행할 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 디스플레이 동기신호에 따라 발생하는 노이즈를 제거하기 위해 터치센서패널에 터치 구동신호를 인가하는 터치센서패널 구동방법에 있어서,
    상기 터치센서패널에 인가하는 상기 터치 구동신호는 상기 디스플레이 동기신호와 동기화하여 인가하고,
    상기 터치 구동신호는 제1 터치 구동신호 및 상기 제1 터치 구동신호와 180˚ 반전된 위상을 가진 제2 터치 구동신호를 포함하고,
    상기 제1 터치 구동신호 및 상기 제2 터치 구동신호가 하이(high)인 구간과 로우(low)인 구간에서 적어도 한번씩 출력값을 획득하고,
    상기 획득한 출력값에 소정의 샘플링 계수를 곱한 값을 일정 기간 동안 합하여 상기 노이즈를 제거하는,
    터치센서패널 구동방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 터치 구동신호는 상기 디스플레이 동기신호의 주파수의 1/n배 또는 n배의 주파수를 가지는,
    터치센서패널 구동방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 터치 구동신호 및 상기 제2 터치 구동신호를 일정 주기로 번갈아 인가하는,
    터치센서패널 구동방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 출력값은 ADC(Analogue Digital Converter) 출력값인,
    터치센서패널 구동방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 샘플링 계수는 상기 제1 터치 구동신호 및 상기 제2 터치 구동신호가 하이(high)인 구간에서 1이고, 상기 제1 터치 구동신호 및 상기 제2 터치 구동신호가 로우(low)인 구간에서 -1인,
    터치센서패널 구동방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 일정 기간은 상기 제1 터치 구동신호 및 상기 제2 터치 구동신호가 한번 반복되는 주기의 N배(N은 1 이상의 자연수)인,
    터치센서패널 구동방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 터치 구동신호는 구동주파수(ftx) 및 상기 구동주파수의 위상을 변경하기 위한 위상반전주파수(fmod)로 구성된 유효주파수로 구동되며,
    상기 유효주파수를 기초로 노이즈 레벨을 스캔하는 더미스캔을 수행하여, 수행한 더미스캔 결과에 따라 주파수 호핑을 수행하는,
    터치센서패널 구동방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 유효주파수는 상기 구동주파수(ftx) 및 상기 위상반전주파수(fmod)에 대하여 하기 식을 만족하고,
    유효주파수 = 구동주파수(ftx) ± 위상반전주파수(fmod),
    상기 주파수 호핑 수행은,
    현재의 유효주파수로 제1 더미스캔을 수행하는 제1 단계;
    상기 제1 더미스캔을 수행한 결과 획득한 노이즈 값이 제1 임계치 이상이면 새로운 유효주파수로 제2 더미스캔을 수행하는 제2 단계; 및
    상기 새로운 유효주파수로 상기 제2 더미스캔을 수행한 결과 획득한 노이즈 값이 제2 임계치 이하이면 상기 새로운 유효주파수로 주파수 호핑을 수행하는 제3 단계;를 포함하여 이루어지는,
    터치센서패널 구동방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    상기 구동주파수(ftx)를 상기 위상반전주파수(fmod)마다 위상반전하여 상기 제1 더미스캔을 수행하는 것인,
    터치센서패널 구동방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    상기 현재의 유효주파수 값에 해당하는 주파수를 기초로 상기 제1 더미스캔을 수행하는 것인,
    터치센서패널 구동방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    새로운 구동주파수를 상기 위상반전주파수(fmod)마다 위상반전하여 상기 제2 더미스캔을 수행하는 것인,
    터치센서패널 구동방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    상기 구동주파수(ftx)를 새로운 위상반전주파수마다 위상반전하여 상기 제2 더미스캔을 수행하는 것인,
    터치센서패널 구동방법.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    상기 새로운 유효주파수 값에 해당하는 주파수를 기초로 상기 제2 더미스캔을 수행하는 것인,
    터치센서패널 구동방법.
  14. 터치센서패널; 및
    디스플레이 동기신호에 따라 상기 터치센서패널에 터치 구동신호를 인가할 때, 상기 디스플레이 동기신호와 동기화하여 상기 터치 구동신호를 인가하도록 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 터치 구동신호는 제1 터치 구동신호 및 상기 제1 터치 구동신호와 180˚ 반전된 위상을 가진 제2 터치 구동신호를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 터치 구동신호 및 상기 제2 터치 구동신호가 하이(high)인 구간과 로우(low)인 구간에서 적어도 한번씩 출력값을 획득하고, 상기 획득한 출력값에 소정의 샘플링 계수를 곱한 값을 일정 기간 동안 합하여 노이즈를 제거하는,
    터치입력장치.


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