KR102187827B1 - 터치 스크린 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 스크린 시스템을 개시하며, 터치 스크린이 디스플레이 모듈에 결합된 시스템에서 터치 스크린의 구동에 화상이 영향을 받는 것을 개선하기 위하여 터치 회로를 구동하는 전압 환경을 개선하여 화상이 터치 스크린의 구동에 영향없이 정상적으로 디스플레이되도록 구성한 것이다.

Description

터치 스크린 시스템{Touch Screen System}
본 발명은 터치 스크린 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치 스크린이 디스플레이 모듈에 결합된 시스템에서 터치 스크린의 구동에 화상이 영향을 받는 것을 개선한 터치 스크린 시스템에 관한 것이다.
터치 스크린 시스템은 사용자의 터치를 인식하기 위한 터치 스크린을 구비하며, 터치 스크린은 복수 개의 구동 라인 및 복수 개의 센싱 라인을 포함하고 각 구동 라인과 각 센싱 라인의 사이에 터치에 대응하여 캐패시턴스가 변화되는 커플링 캐패시터가 형성된다.
터치를 인식하기 위해서 구동 신호가 터치 스크린의 복수 개의 구동 라인에 제공되고, 구동 신호에 대응한 센싱 신호가 복수 개의 센싱 라인에서 출력된다. 터치에 대응한 커플링 캐패시터의 캐패시턴스 변화는 센싱 신호의 변화를 발생한다. 그러므로, 터치 스크린 시스템은 센싱 신호의 변화를 검출하여 사용자의 터치 위치를 판단할 수 있다.
터치 스크린 시스템은 디스플레이 패널과 결합되는 것이 일반적이며, 터치 스크린 시스템의 터치 스크린은 디스플레이 패널과 다양한 방법으로 결합될 수 있다. 그 일례로, 터치 스크린은 커플링 캐패시터가 디스플레이 모듈의 화소의 공통 전극을 공유하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 구성되는 터치 스크린은 인-셀(In-Cell) 방식 터치 스크린이라 정의할 수 있다. 이하, 설명되는 터치 스크린은 인-셀 방식 터치 스크린을 의미한다.
공통 전극을 공유하는 터치 스크린과 디스플레이 패널은 시분할 방식으로 구분된 구간에 구동되도록 제어된다. 즉, 디스플레이 구간과 터치 구간이 연속하여 반복되며, 디스플레이 구간에는 디스플레이 패널이 구동되고, 터치 구간에는 터치 스크린이 구동된다.
디스플레이 패널의 화소는 공통 전극에 인가된 전압을 기준으로 소스 구동 신호의 레벨에 대응하도록 화상을 디스플레이한다. 이때 화상의 디스플레이를 위하여 공통 전압(Vcom)이 공통 전극에 인가된다. 그리고, 터치 스크린의 커플링 캐패시터는 공통 전극에 인가되는 전압을 기준으로 구동 신호를 수신하고 터치 유무에 따라 가변되는 센싱 신호를 출력한다. 이‹š 터치 인식을 위하여 기준 전압(Vref)이 공통 전극에 인가된다.
이와 같이, 공통 전극에는 디스플레이 구간과 터치 구간에 대응하여 공통 전압(Vcom)과 기준 전압(Vref)이 인가되며, 공통 전압(Vcom)과 기준 전압(Vref)은 서로 다른 레벨을 갖도록 설계된다.
따라서, 디스플레이 구간과 터치 구간이 시분할 방식에 의하여 연속하여 반복되는 경우, 터치 구간에 인가된 기준 전압(Vref)이 화소의 기생 캐패시터에 충전될 수 있으며, 디스플레이 구간에서 공통 전극에 인가되는 공통 전압(Vcom)의 레벨은 화소의 기생 캐패시터에 충전된 전압에 의하여 가변될 수 있다. 이러한 공통 전압(Vcom)의 레벨 변화는 화소에서 표시되는 화상의 변화를 초래한다. 동일한 소스 구동 신호가 인가되는 경우에도, 화상은 변화된 레벨을 갖는 공통 전압에 의하여 서로 다른 밝기로 표현될 수 있다. 즉, 터치 구간의 터치 스크린 구동에 의하여 디스플레이 패널에서 표시되는 화상이 영향을 받을 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 디스플레이 패널과 인-셀 방식 터치 스크린이 결합된 경우, 디스플레이 패널의 화소가 터치 스크린의 동작에 영향을 받지 않고 정상적으로 화상을 디스플레이 할 수 있도록 함에 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 디스플레이 패널과 인-셀 방식 터치 스크린이 결합된 경우, 디스플레이 전압을 이용하여 센싱 신호의 수신을 수행하여 디스플레이 구간의 화상이 정상적으로 디스플레이 될 수 있도록 함에 있다. 특히, 디스플레이 구간에 인가되는 공통 전압이 터치 구간에 인-셀 방식 터치 스크린에 공유되는 공통 전극에 제공됨으로써 디스플레이 구간에 화상이 안정적으로 디스플레이 될 수 있도록 함에 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 스크린 시스템은, 적어도 하나가 디스플레이 모듈에 공유된 터치 스크린의 제1 전극 및 제2 전극에 연결되고 터치 인식을 수행하는 터치 회로;를 포함하며, 상기 터치 회로는 상기 제1 전극에 구동 신호를 제공하고 상기 제2 전극에서 센싱 신호를 수신하며 상기 디스플레이 모듈의 화소에 제공되는 디스플레이 전압을 이용하여 상기 구동 신호의 제공과 상기 센싱 신호의 수신 중 적어도 어느 하나를 수행함을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 디스플레이 패널과 인-셀 방식 터치 스크린이 결합된 경우, 공유되는 공통 전극에 인가되는 공통 전압(Vcom)과 같은 디스플레이 전압을 이용하여 센싱 신호의 수신을 수행할 수 있으며, 디스플레이 패널의 화소가 정상적으로 디스플레이 될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 터치 스크린 시스템의 일 실시예를 나타내는 블록도.
도 2는 도 1의 터치 스크린 시스템을 구체적으로 도시한 도면.
도 3은 도 1의 터치 스크린 시스템의 동작을 위한 파형도.
도 4는 도 1의 터치 회로의 센싱 신호를 수신하기 위한 회로를 예시한 회로도.
도 5는 도 4의 샘플링 회로의 동작을 위한 파형도.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 터치 스크린 시스템의 바람직한 실시예에 대한 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 터치 스크린 시스템의 실시예는 디스플레이 패널(100)을 이용하도록 구현되며, 디스플레이 패널(100)은 디스플레이 회로(120)에 의하여 구동되도록 구성된다.
본 발명에 따른 실시예는 터치 스크린(170)과 터치 회로(140)를 포함하며, 터치 스크린(170)은 인-셀 방식 터치 스크린을 의미한다.
디스플레이 패널(100)은 복수 개의 화소를 포함하며, 각 화소는 박막 트랜지스터(M)와 액정 표시 소자(LC)를 포함하고, 박막 트랜지스터(M)는 게이트 라인(GL)과 소스 라인(SL)이 교차하는 위치에 형성되며, 액정 표시 소자(LC)는 박막 트랜지스터(M)에 연결된다. 즉, 디스플레이 패널(100)은 복수 개의 화소와 각 화소 별로 연결되는 복수 개의 소스 라인(SL) 및 복수 개의 게이트 라인(GL)을 포함하며, 각 소스 라인(SL)과 각 게이트 라인(SL)이 교차하는 위치에 상기한 화소가 형성된다. 그리고, 화소와 소스 라인(SL) 및 게이트 라인(GL)의 수는 화면의 크기와 해상도에 따라서 가변될 수 있다.
여기에서, 화소에 포함되는 박막 트랜지스터(M)는 게이트에 게이트 라인(GL)이 연결되고 소스에 소스 라인(SL)이 연결되며 드레인에 액정 표시 소자(LC)의 일측 전극이 연결되도록 구성된다. 그리고, 액정 표시 소자(LC)는 타측 전극이 공통 전극(도시되지 않음)으로 구현되며 공통 전압(Vcom)이 인가되도록 구성될 수 있다.
여기에서, 공통 전극은 복수 개의 화소들에 대하여 공통으로 적용되도록 구성되는 것이 일반적이다. 공통 전극은 본 발명에 따른 실시예로 구현되는 터치 스크린(170)과 공유를 위하여 복수의 영역으로 분할된 형상 등으로 구성될 수 있다.
디스플레이 회로(120)는 소스 라인(SL)에 소스 구동 신호를 제공하는 소스 드라이버 집적회로, 게이트 라인(GL)에 게이트 구동 신호를 제공하는 게이트 드라이버 집적회로, 데이터와 클럭 신호를 이용하여 소스 드라이버 집적회로에 데이터와 소스 제어 신호를 제공하고 게이트 드라이버 집적회로에 게이트 제어 신호를 제공하는 타이밍 컨트롤러 및 각부에 필요한 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함할 수 있다.
터치 회로(140) 및 터치 스크린(170)의 상세한 구성은 도 2를 참조하여 설명한다.
터치 스크린(170)은 적어도 하나가 디스플레이 모듈(160)에 공유된 제1 전극(200) 및 제2 전극(220)을 포함하고, 제1 전극(200)과 제2 전극(220) 간에 커플링 커패시터(도시되지 않음)가 형성되며, 제1 전극(200)에 구동 신호(Tx)가 제공되고, 제2 전극(220)에 센싱 신호(Rx)가 출력되는 구성을 갖는다.
본 발명에 따른 실시예로 터치 스크린(170)의 제2 전극(220)은 디스플레이 패널(100)의 화소를 이루는 공통 전극을 이용하여 구성될 수 있다. 즉, 제2 전극(220)은 화소에 적용되는 디스플레이 전압 중 액정 표시 소자(LC)에 인가되는 공통 전압(Vcom)을 제공받으며 센싱 신호(Rx)를 출력할 수 있다.
도 2의 터치 스크린(170)은 열 별로 제2 전극(220), 제1 전극(200)이 반복하여 구성되며, 제2 전극(220)은 각 열 별로 싱글 패턴을 갖는 공통 전극으로 구성된 것으로 예시되고, 제1 전극(200)은 각 열 별로 복수 개의 분할된 패턴으로 구성된 것으로 예시된다. 즉, 제1 전극(200)은 복수의 행을 이루도록 배치된다. 인접한 열에 배치된 제1 전극(200)과 제2 전극(220)은 이격되며, 이격된 공간에 의하여 커플링 캐패시터가 형성된다. 각 행의 제1 전극(200)들은 서로 전기적으로 연결되고 구동 신호(Tx)가 공통으로 인가된다. 그리고, 각 열의 제2 전극(200)은 서로 전기적으로 분리되며 각각 센싱 신호(Rx)를 출력한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 터치 스크린 시스템이 구성되며, 디스플레이 패널(100)과 터치 스크린(170)은 시분할 방식으로 구동되고, 시분할 방식으로 구동되기 위하여 적어도 터치 동기 신호(Tsync)를 공유한다. 이에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다.
디스플레이 회로(120)는 디스플레이 패널(100)을 구동하기 위하여 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync)를 이용하며, 터치 동기 신호(Tsync)와 공통 전압 동기 신호(Vcom_sync)를 생성하여서 화상의 구동에 이용하거나 터치 회로(140)에 제공할 수 있다.
수직 동기 신호(Vsync)는 화상을 프레임을 구분하기 위한 신호이며, 수평 동기 신호(Hsync)는 화상을 표현할 스캔 라인을 구분하기 위한 신호이다.
공통 전압 동기 신호(Vcom_sync)는 하이 레벨의 유지 시간과 로우 레벨의 유지 시간이 동일하도록 토글링되며 화상의 한 프레임 동안 복수의 주기를 갖도록 형성된다. 화상의 한 프레임은 수직 동기 신호(Vsync)의 한 주기에 해당한다. 그리고, 일예로 하이 레벨은 디스플레이 구간에 대응되고 로우 레벨은 터치 구간에 대응될 수 있다. 공통 전압 동기 신호(Vcom_sync)는 하이 레벨을 유지하는 동안 복수 주기의 수평 동기 신호(Hsync)를 포함할 수 있다.
또한, 터치 동기 신호(T_sync)는 공통 전압 동기 신호(Vcom_sync)를 기준으로 터치 구간이 수축된 파형을 갖는다. 터치 동기 신호(Tsync)의 디스플레이 구간(도 3의 하이 레벨 구간에 대응됨)은 공통 전압 동기 신호(Vcom_sync)와 비교하여 디스플레이 구간에서 터치 구간(도 3의 로우 레벨 구간에 대응됨)으로 천이될 때 공통 전압(Vcom) 안정화를 위한 시간(X)동안 확장된 구간과 터치 구간에서 디스플레이 구간으로 천이될 때 공통 전압(Vcom) 안정화를 위한 시간(Y) 동안 확장된 구간을 갖는다.
디스플레이 회로(120)는 터치 동기 신호(Tsync)가 하이 레벨로 활성화되는 동안 수평 동기 신호(Hsync)에 동기하여 라인 스캔을 수행하여 화상을 디스플레이하며, 터치 동기 신호(Tsync)가 로우 레벨로 비활성화되는 동안 화상을 디스플레이하는 것을 홀딩(Holding)한다. 보다 상세하게, 디스플레이 회로(120)는 공통 전압 동기 신호(Vcom_sync)가 활성화되는 동안 화상을 디스플레이하고, 그 후 공통 전압 동기 신호(Vcom_sync)가 비활성화되고 터치 동기 신호(Tsync)가 활성화를 유지하는 시간(X)동안 공통 전압(Vcom)의 안정화를 위하여 화상을 디스플레이하는 것을 홀딩한다. 또한, 디스플레이 회로(120)는 터치 인식을 수행된 후 공통 전압 동기 신호(Vcom_sync)가 비활성화를 유지하고 터치 동기 신호(Tsync)가 활성화되는 시간(Y) 동안 공통 전압(Vcom)의 안정화를 위하여 화상을 디스플레이하는 것을 홀딩하고 그 후 공통 전압 동기 신호(Vcom_sync)가 활성화되면 화상을 디스플레이하는 것을 재개한다.
구체적으로 도시되지 않았으나, 디스플레이 회로(120)는 터치 동기 신호(Tsync)를 터치 회로(140)로 제공하도록 구성될 수 있으며, 터치 회로(140)는 터치 동기 신호(Tsync)를 수신하도록 구성될 수 있다. 터치 회로(140)는 터치 동기 신호(Tsync)가 비활성화되는 터치 구간 동안 구동 신호(Tx)를 터치 시크린(170)에 제공하고 센싱 신호(Rx)를 수신하도록 제어될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예로 구성되는 터치 회로(140)는 화소의 디스플레이 전압 중 하나인 공통 전압을 이용할 수 있으며, 공통 전압을 이용하여 구동 신호를 생성하고 센싱 신호를 수신하도록 구성된다. 공통 전압은 화소가 화상을 디스플레이하는데 이용될 수 있는 디스플레이 전압의 하나를 예시한 것이다.
터치 회로(140)는 터치 스크린(170)에 제공되는 구동 신호와 터치 스크린(170)에서 출력되는 센싱 신호에 대응하여 디스플레이 전압을 적용하도록 실시될 수 있다.
즉, 터치 회로(140)는 디스플레이 전압을 로우 전압으로 이용하여서 펄스가 토글링되는 구동 신호를 제공할 있다. 구동 신호는 디스플레이 전압과 특정한 하이 레벨의 구동 전압 간을 토글링하는 펄스들을 갖도록 생성되며 커플링 캐패시터의 일측 전극을 이루는 제1 전극(200)에 제공될 수 있다.
또한, 터치 회로(140)는 디스플레이 전압을 이용하여서 센싱 신호를 수신할 수 있다. 센싱 신호를 출력하는 제2 전극(220)이 공통 전극으로 구성되며, 터치 회로(140)는 공통 전극에 인가되는 디스플레이 전압을 이용하여 센싱 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
이에 대하여 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 터치 회로(140)의 터치 회로의 센싱 신호를 수신하기 위한 회로를 예시한 것이다.
도 4의 터치 회로(140)는 센싱 신호를 수신하는 아날로그 로직 회로를 예시한 것이며, 미분 회로(300), 샘플링 회로(320) 및 적분 회로(340)를 포함한 것을 예시한다. 도 4의 터치 회로(140)는 기준 전압(Vref)과 디스플레이 전압(Vdis)을 구분하여 기재하고 있으며, 기준 전압(Vref)은 터치 회로(140) 내부에서 필요에 따라 임의로 생성하여 사용하는 전압을 의미하며 디스플레이 전압과 다른 레벨을 가질 수 있다. 그리고 디스플레이 전압(Vdis)은 상술한 바와 같이 화소가 화상을 디스플레이하는데 이용될 수 있는 전압이며 공통 전압이 예시될 수 있다.
미분 회로(300)는 터치 스크린(170)에서 적어도 하나의 센싱 신호를 수신하고, 디스플레이 전압(Vdis)을 이용하는 제1 증폭기(302)를 이용하여 센싱 신호(Rx)를 미분하도록 구성된다.
미분 회로(300)는 하나의 센싱 신호(Rx) 또는 인접한 한 쌍의 센싱 라인의 센싱 신호(Rx1, Rx2)를 수신할 수 있으며, 본 발명에 따른 실시예의 설명을 위하여 인접한 한 쌍의 센싱 라인의 센싱 신호들(Rx1, Rx2)을 수신하는 것을 예시한다.
보다 구체적으로, 미분 회로(300)는 포지티브 입력단(+)과 네가티브 입력단(-)을 갖는 제1 증폭기(302), 센싱 신호(Rx1, Rx2)를 제1 증폭기(302)의 포지티브 입력단(+)과 네가티브 입력단(-)에 전달하는 저항들(Ro1, Ro2), 기준 전압(Vref)을 제1 증폭기(302)의 포지티브 입력단(+)에 전달하는 저항(R1), 제1 증폭기(302)의 네가티브 입력단(-)과 출력단 간에 연결되는 저항(R2) 및 직렬 연결되며 저항(R2)에 대하여 병렬로 연결되는 스위치(SW0) 및 캐패시터(Co)를 포함한다.
상기한 구성에 의하여 제1 증폭기(302)는 센싱 신호들(Rx1, Rx2)의 차동 신호를 미분 신호(So)로서 출력한다. 즉, 제1 증폭기(302)는 기준 전압(Vref)즉 공통 전압(Vcom)을 기준으로 동작하여서 미분 신호(S0)를 출력한다.
한편, 샘플링 회로(320)는 미분 신호(So)의 라이징 에지에 대한 샘플링을 위한 캐패시터(Csc1)와 미분 신호(So)의 폴링 에지에 대한 샘플링을 위한 캐패시터(Csc2)를 포함하여 구성되며, 기준 전압(Vref)과 디스플레이 전압(Vdis)을 이용하여 미분 신호의 라이징 에지와 폴링 에지에 대한 샘플링을 각각 수행한다.
보다 구체적으로, 샘플링 회로(320)는 미분 회로(300)의 출력에 대하여 병렬로 구성되는 캐패시터들(Csc1, Csc2), 미분 신호(So)의 라이징 에지에 대응하여 캐패시터(Csc1)의 양단에 제1 증폭기(302)의 출력과 디스플레이 전압(Vdis)이 인가되는 제1 샘플링을 위한 제1 경로를 형성하는 제1 스위치들, 미분 신호(So)의 폴링 에지에 대응하여 캐패시터(Csc2)의 양단에 제1 증폭기(302)의 출력과 디스플레이 전압(Vdis)이 인가되는 제2 샘플링을 위한 제2 경로를 형성하는 제2 스위치들 및 제1 및 제2 샘플링 이후 캐패시터들(Csc1, Csc2)에 샘플링된 신호의 합을 적분 회로(340)의 제2 증폭기(342)의 일단에 인가하기 위한 제3 경로를 형성하는 제3 스위치들을 포함한다.
여기에서, 제1 스위치들은 제1 증폭기(302)의 출력단과 캐패시터(Csc1) 사이에 연결된 스위치(SW1) 및 캐패시터(Csc1)에 디스플레이 전압(Vdis)의 인가를 스위칭하는 스위치(SW2)를 포함한다. 스위치(SW1)와 스위치(SW2)는 제1 샘플링 제어 신호(CK1)에 의하여 스위칭 동작하도록 구성된다.
그리고, 제2 스위치들은 제1 증폭기(302)의 출력단과 캐패시터(Csc2) 사이에 연결된 스위치(SW3) 및 캐패시터(Csc2)에 디스플레이 전압(Vdis)의 인가를 스위칭하는 스위치(SW4)를 포함한다. 스위치(SW3)와 스위치(SW4)는 제2 샘플링 제어 신호(CK2)에 의하여 스위칭 동작하도록 구성된다.
그리고, 제3 스위치들은 스위치(SW1)와 병렬로 연결되고 캐패시터(Csc1)에 기준 전압(Vref)의 인가를 스위칭하는 스위치(SW5), 캐패시터(Csc1)와 캐패시터(Csc2) 사이에 직렬로 연결된 스위치(SW6, SW7) 및 스위치(SW4)와 병렬로 연결되고 캐패시터(Csc2)에 기준 전압(Vref)의 인가를 스위칭하는 스위치(SW8)를 포함한다. 스위치(SW5) 내지 스위치(SW8)는 제3 샘플링 제어 신호(CK3)에 의하여 스위칭 동작하도록 구성된다. 또한, 스위치(SW6)와 스위치(SW7) 사이의 노드는 제2 증폭기(343)의 네가티브 입력단(-)에 연결된다.
한편, 적분 회로(340)는 기준 전압(Vref)을 이용하는 제2 증폭기(342)를 이용하여 샘플링 회로(320)에 샘플링된 신호를 적분하도록 구성된다.
보다 구체적으로, 적분 회로(340)는 포지티브 입력단(+)과 네가티브 입력단(-)을 갖는 제2 증폭기(342), 제2 증폭기(342)의 네가티브 입력단(-)과 출력단 간에 연결되는 캐패시터(Cf) 및 캐패시터(Cf)에 대하여 병렬로 연결되는 스위치(SW9)를 포함한다.
상기한 구성에 의하여 제2 증폭기(342)는 네가이트 입력단(-)에 인가되는 샘플링 신호를 적분한 적분 신호(Aout)를 출력한다.
상기한 구성에서 미분 회로(300)는 고역 통과 필터 기능을 수행하며, 적분 회로(340)는 저역 통과 필터 기능을 수행할 수 있다.
구동 펄스(Tx)는 복수 개의 주기적인 펄스들을 포함할 수 있으며, 그에 대응한 센싱 신호(Rx)에 의한 미분 신호는 적분 회로(340)에서 펄스 단위로 적분된다. 즉, 적분 회로(340)는 한 주기의 구동 펄스(Tx)에 포함된 복수 개의 주기적인 펄스에 대응한 미분 신호를 적분한 신호를 적분 신호(Aout)로 출력하는 기능을 갖는다. 그러므로, 적분 회로(340)는 신호의 누적에 의한 노이즈 필터링 기능을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이 구성되는 도 4의 본 발명에 따른 터치 회로(140)의 동작에 대해서 도 5를 참조하여 설명한다.
미분 회로(300)는 터치 스크린(170)에서 인접한 한 쌍의 센싱 라인의 센싱 신호들(Rx1, Rx2)을 수신하고 미분 신호(So)를 출력한다. 미분 회로(300)는 상술한 바와 같이 디스플레이 전압(Vdis)을 이용하여 센싱 신호(Rx1, Rx2)의 미분을 수행한다. 이때, 디스플레이 전압(Vdis)은 상술한 바와 같이 화소의 공통 전극에 인가되는 공통 전압(Vcom)이 이용된다.
샘플링 회로(320)는 미분 신호(So)를 수신하며 스위치들(SW1 내지 SW8)의 스위칭 동작에 의하여 미분 신호(So)의 라이징 에지와 폴링 에지에 대한 샘플링을 수행하고 샘플링된 신호를 적분 회로(340)에 전달한다.
보다 구체적으로, 미분 신호(So)의 라이징 에지에 대응하여 샘플링 제어 신호(CK1)가 인에이블되면 스위치들(SW1, SW2)이 턴온된다. 이때 다른 스위치들(SW3 내지 SW8)은 턴오프 상태를 유지한다. 스위치들(SW1, SW2)이 턴온되면, 캐패시터(Csc1)의 양단에 미분 신호(So)와 디스플레이 전압(Vdis)이 인가되고, 캐패시터(Csc1)는 미분 신호(So)에 대응하는 값을 샘플링한다.
그 후, 미분 신호(So)의 폴링 에지에 대응하여 샘플링 제어 신호(CK2)가 인에이블되면 스위치들(SW3, SW4)이 턴온된다. 이때 다른 스위치들(SW1, SW2, SW5 내지 SW8)은 턴오프 상태를 유지한다. 스위치들(SW3, SW4)이 턴온되면, 캐패시터(Csc2)의 양단에 미분 신호(So)와 디스플레이 전압(Vdis)이 인가되고, 캐패시터(Csc2)는 미분 신호(So)에 대응하는 값을 샘플링한다.
그 후, 미분 신호(So)가 폴링된 후 샘플링 제어 신호(CK3)가 인에이블되면 스위치들(SW5 내지 SW8)이 턴온된다. 이때 다른 스위치들(SW1 내지 SW4)은 턴오프 상태를 유지한다. 스위치들(SW5 내지 SW8)이 턴온되면, 캐패시터들(Csc1, Csc2)은 직렬로 연결되고, 캐패시터(Csc1)와 캐패시터(Csc2)에는 각각 기준 전압(Vref)이 인가된다. 이와 같이 직렬로 연결된 캐패시터들(Csc1, Csc2)에 샘플링된 전압은 제2 증폭기(342)의 네가티브 입력단(-)에 인가된다. 이‹š, 제2 증폭기(342)의 네가티브 입력단(-)에는 캐패시터들(Csc1, Csc2)에 샘플링된 전압이 합산되어 인가된다.
적분 회로(340)는 샘플링 회로(320)에서 전달되는 샘플링 전압을 적분하고 적분 신호(Aout)를 출력한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 터치 스크린 시스템의 실시예는 디스플레이 구간에서 화소의 구동을 위하여 공통 전압을 이용하고, 터치 구간에서 터치를 인식하기 위하여 구동 신호를 구동하거나 센싱 신호를 수신할 때 공통 전압을 이용한다.
그러므로, 디스플레이 구간과 터치 구간에서 균일한 레벨의 공통 전압이 화소의 공통 전극에 인가되는 것이 유지될 수 있으며, 공통 전극의 공통 전압의 레벨이 변화되는 것이 방지될 수 있다.
그러므로, 본 발명은 디스플레이 패널과 인-셀 방식 터치 스크린이 결합된 경우에 공유되는 공통 전극에 인가되는 공통 전압(Vcom)과 같은 디스플레이 전압을 이용하여 터치 인식을 수행할 수 있고, 그 결과 터치 동작에 영향을 받지않고 디스플레이 패널의 화소가 정상적으로 디스플레이 될 수 있다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
100 : 디스플레이 패널 120 : 디스플레이 회로
140 : 터치 회로 170 : 터치 스크린
200 : 제1 전극 220 : 제2 전극
300 : 미분 회로 302 : 제1 증폭기
320 : 샘플링 회로 340 : 적분 회로
342 : 제2 증폭기

Claims (9)

  1. 적어도 하나가 디스플레이 모듈에 공유된 터치 스크린의 제1 전극 및 제2 전극에 연결되고 터치 인식을 수행하는 터치 회로;를 포함하며,
    상기 터치 회로는 상기 제1 전극에 구동 신호를 제공하고 상기 제2 전극에서 센싱 신호를 수신하며, 상기 디스플레이 모듈의 화소에 제공되는 디스플레이 전압을 이용하여 상기 구동 신호의 제공하고, 상기 디스플레이 전압을 기준 전압으로 이용하여 상기 센싱 신호를 수신함을 특징으로 하는 터치 스크린 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 터치 회로는 상기 디스플레이 전압으로서 상기 화소의 공통 전압을 이용하도록 구성되는 터치 스크린 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 터치 회로는 구동 전압과 상기 디스플레이 전압을 이용하여 상기 구동 신호를 생성하는 터치 스크린 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 터치 회로는 상기 디스플레이 모듈의 구동을 위한 디스플레이 구간과 상기 터치 스크린의 구동을 위한 터치 구간을 구분하는 터치 동기 신호를 수신하고, 상기 터치 구간에서 상기 디스플레이 전압을 기준 전압으로 이용하여 상기 센싱 신호를 수신하도록 구성되는 터치 스크린 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 터치 회로는,
    상기 터치 스크린에서 적어도 하나의 상기 센싱 신호를 수신하고, 상기 디스플레이 전압을 상기 기준 전압으로 이용하는 제1 증폭기를 이용하여 상기 센싱 신호를 미분하는 미분 회로;
    상기 미분 회로에서 출력되는 미분 신호의 라이징 에지와 폴링 에지에 대해 상기 디스플레이 전압을 이용한 샘플링을 각각 수행하는 제1 및 제2 캐패시터를 포함하는 샘플링 회로; 및
    제2 증폭기를 이용하여 상기 샘플링 회로에 샘플링된 신호를 적분하는 적분 회로;를 포함하는 터치 스크린 시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 미분 회로는 상기 제1 증폭기에서 한 쌍의 센싱 신호를 수신하고, 한 쌍의 상기 센싱 신호 중 어느 하나에 상기 디스플레이 전압을 적용하는 터치 스크린 시스템.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 샘플링 회로는,
    상기 미분 회로의 출력에 대하여 병렬로 구성되는 상기 제1 캐패시터와 상기 제2 캐패시터;
    상기 미분 신호의 상기 라이징 에지에 대응하여 상기 제1 캐패시터의 양단에 상기 제1 증폭기의 출력과 상기 디스플레이 전압이 인가되는 제1 샘플링을 위한 제1 경로를 형성하는 제1 스위치들;
    상기 미분 신호의 상기 폴링 에지에 대응하여 상기 제2 캐패시터의 양단에 상기 제1 증폭기의 출력과 상기 디스플레이 전압이 인가되는 제2 샘플링을 위한 제2 경로를 형성하는 제2 스위치들; 및
    상기 제1 및 제2 샘플링 이후 상기 제1 캐패시터와 상기 제2 캐패시터에 샘플링된 신호의 합을 제2 증폭기의 일단에 인가하기 위한 제3 경로를 형성하는 제3 스위치들;을 포함하는 터치 스크린 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 터치 스크린은 상기 디스플레이 모듈의 공통 전극을 공유하는 인-셀 방식으로 상기 디스플레이 모듈과 결합되는 터치 스크린 시스템.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은 액정 표시 모듈로 구성되는 터치 스크린 시스템.
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