KR102325176B1

KR102325176B1 - 감소된 기생 커패시턴스를 위한 변조된 전력 공급부

Info

Publication number: KR102325176B1
Application number: KR1020217015189A
Authority: KR
Inventors: 스티븐 엘 모레인; 조셉 커스 레이놀즈
Original assignee: 시냅틱스 인코포레이티드
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2014-08-06
Publication date: 2021-11-11
Also published as: KR20210061472A; JP2016532231A; CN104995589B; CN105183256A; JP6336604B2; US20160109986A1; KR20160065771A; KR102257173B1; CN105183256B; US9841860B2; US9244581B2; US20150091850A1; CN104995589A; WO2015047550A1

Abstract

통합된 용량성 센싱 디바이스를 갖는 디스플레이 디바이스를 포함하는 입력 디바이스. 입력 디바이스는 복수의 센서 전극들과 복수의 디스플레이 전극들, 변조된 레퍼런스 신호를 제공하도록 구성된 변조된 전력 공급부, 및 프로세싱 시스템을 포함한다. 프로세싱 시스템은 제 1 시간 기간 동안 용량성 센싱을 위해 변조된 레퍼런스 신호에 기초하는 변조된 용량성 센싱 신호에 의해 복수의 센서 전극들을 구동하도록 구성된 센서 모듈을 포함한다. 프로세싱 시스템은 또한 제 1 시간 기간 동안 변조된 레퍼런스 신호에 기초하는 변조된 신호들에 의해 디스플레이 디바이스의 복수의 디스플레이 전극들을 구동하도록 구성된 디스플레이 드라이버 모듈을 포함한다. 변조된 신호들은 복수의 디스플레이 전극들과 복수의 센서 전극들 사이의 전압이 실질적으로 일정하게 유지되게 한다.

Description

감소된 기생 커패시턴스를 위한 변조된 전력 공급부{MODULATED POWER SUPPLY FOR REDUCED PARASITIC CAPACITANCE}

본 발명의 실시형태들은 일반적으로 터치 센싱을 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로, 변조된 전력 공급부를 갖는 용량성 터치 센싱 디바이스에 관한 것이다.

근접 센서 디바이스들 (또한 터치패드들 또는 터치 센서 디바이스들로 보통 칭함) 을 포함하는 입력 디바이스들이 다양한 전자 시스템들에서 광범위하게 사용된다. 근접 센서 디바이스는 통상적으로 표면에 의해 종종 디마킹되는 (demarked) 센싱 영역을 포함하며, 그 센싱 영역에서 근접 센서 디바이스가 하나 이상의 입력 오브젝트들의 존재, 위치 및/또는 모션을 결정한다. 근접 센서 디바이스들은 전자 시스템에 대한 인터페이스들을 제공하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 근접 센서 디바이스들은 대형 컴퓨팅 시스템들에 대한 입력 디바이스들 (예컨대, 노트북 또는 데스크탑 컴퓨터들에 통합되는 불투명한 터치패드들, 또는 그 주변장치) 로서 종종 사용된다. 근접 센서 디바이스들은 또한 소형 컴퓨팅 시스템들 (예컨대, 셀룰러 폰들에 통합된 터치 스크린들) 에서 종종 사용된다.

많은 근접 센서 디바이스들은, 센서 전극에 근접하는 손가락 또는 스타일러스와 같은 입력 오브젝트들의 존재를 표시하는 커패시턴스에서의 변화를 측정하기 위해 센서 전극들의 어레이를 사용한다. 많은 스킴들이 용량성 터치 센싱을 위해 가능하다. 하나의 스킴에서, 그리드 또는 "매트릭스" 로 배열된 "매트릭스 센싱", 센서 전극들이 용량성 이미지를 생성하기 위해 구동된다. 센서 전극들은 절대 커패시턴스 모드에서 구동될 수도 있으며, 이 모드에서 센서 전극들은, 존재한다면, 센서 전극들과 입력 오브젝트 사이의 용량성 커플링의 정도를 결정하기 위해 신호에 의해 구동된다.

절대 센싱 모드에서 구동되는 센서 전극들은 입력 오브젝트 이외의 전도성 오브젝트들과 센서 전극들 사이의 기생 커패시턴스와 관련된 효과들을 경험할 수도 있다. 보다 구체적으로, 입력 디바이스와 연관되는 전도성 오브젝트들은 용량성 센싱을 위해 구동된 센서 전극에 의해 센싱된 커패시턴스에 기여한다. 기생 커패시턴스의 현존은 입력 입력 오브젝트의 존재를 검출하기 위한 능력을 감소시킨다. 이러한 쟁점은, 센싱 전극이 디스플레이 픽셀 셀의 부분이고, 이에 따라 센싱 전극이 몇몇 전도성 엘리먼트들, 예컨대 디스플레이 셀의 픽셀 전극, 및 픽셀 트랜지스터의 단자들에 매우 근접하는, "인-셀 (in-cell)" 디스플레이 실시형태들에서 더욱 극심하다.

따라서, 개선된 근접 센서 디바이스에 대한 필요성이 존재한다.

본 명세서에 기재된 실시형태들은, 통합된 용량성 센싱 디바이스를 갖는 디스플레이 디바이스를 포함하는 입력 디바이스, 용량성 센싱을 위한 방법, 및 통합된 입력 센싱 디바이스를 포함하는 디스플레이 디바이스를 위한 프로세싱 시스템을 포함한다.

일 실시형태에서, 입력 디바이스는 복수의 센서 전극들, 복수의 디스플레이 전극들, 변조된 레퍼런스 신호를 제공하도록 구성된 변조된 전력 공급부, 및 프로세싱 시스템을 포함한다. 프로세싱 시스템은 제 1 시간 기간 동안 용량성 센싱을 위해 변조된 레퍼런스 신호에 기초하는 변조된 용량성 센싱 신호에 의해 복수의 센서 전극들을 구동하도록 구성된 센서 모듈을 포함한다. 프로세싱 시스템은 또한 제 1 시간 기간 동안 변조된 레퍼런스 신호에 기초하여 변조된 신호들에 의해 디스플레이 디바이스의 복수의 디스플레이 전극들을 구동하도록 구성된 디스플레이 드라이버 모듈을 포함한다. 변조된 신호들은 복수의 디스플레이 전극들과 복수의 센서 전극들 사이의 전압이 실질적으로 일정하게 유지되게 한다.

다른 실시형태에 있어서, 방법은 제 1 시간 기간 동안 용량성 센싱을 위해 변조된 레퍼런스 신호에 기초하는 변조된 용량성 센싱 신호에 의해 복수의 센서 전극들을 구동하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 제 1 시간 기간 동안 변조된 레퍼런스 신호에 기초하여 변조된 신호들에 의해 디스플레이 디바이스의 복수의 디스플레이 전극들을 구동하는 단계를 포함한다. 변조된 신호들은 복수의 디스플레이 전극들과 복수의 센서 전극들 사이의 전압이 실질적으로 일정하게 유지되게 한다.

다른 실시형태에 있어서, 프로세싱 시스템은 제 1 시간 기간 동안 용량성 센싱을 위해 변조된 레퍼런스 신호에 기초하는 변조된 용량성 센싱에 의해 복수의 센서 전극들을 구동하도록 구성된 센서 모듈을 포함한다. 프로세싱 시스템은 또한 제 1 시간 기간 동안 변조된 레퍼런스 신호에 기초하여 변조된 신호들에 의해 디스플레이 디바이스의 복수의 디스플레이 전극들을 구동하도록 구성된 디스플레이 드라이버 모듈을 포함한다. 변조된 신호들은 복수의 디스플레이 전극들과 복수의 센서 전극들 사이의 전압이 실질적으로 일정하게 유지되게 한다.

본 발명의 위에서 언급된 특징들이 상세히 이해될 수 있도록 위에서 간략히 요약된 본 발명의 더욱 특정한 설명이 실시형태들을 참조하여 이루어질 수도 있으며, 실시형태들의 일부는 첨부 도면들에서 예시된다. 하지만, 첨부 도면들은 본 발명의 대표적인 실시형태들만을 예시하므로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않고, 본 발명은 다른 동등하게 유효한 실시형태들을 허용할 수도 있다는 것에 유의한다.
도 1 은 입력 디바이스의 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 2a 는 도 1 의 입력 디바이스에 사용될 수도 있는 센서 전극들의 간략화된 예시의 어레이를 도시한다.
도 2b 는 기생 커패시턴스를 도시하는, 입력 디바이스와 통합된 디스플레이 디바이스의 등축 개략도이다.
도 3 은 액정 디스플레이 셀의 횡단면 부분 개략도이다.
도 4a 는 변조된 전력 공급부 없이 터치 센싱 및 픽셀 업데이팅이 동시에 발생하는 종래 입력 디바이스의 동작을 도시하는 그래프를 예시한다.
도 4b 는 변조된 전력 공급부를 사용하는, 터치 센싱 및 픽셀 업데이팅이 동시에 발생하는 입력 디바이스의 동작을 도시하는 그래프를 예시한다.
도 5a 는 입력 디바이스와 통합된 디스플레이 디바이스의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 5b 는 픽셀 트랜지스터 게이트에 변조된 전압을 제공하기 위한 일 예의 회로를 도시한다.
도 6 은 용량성 터치 센싱을 위해 센서 전극을 구동하기 위한 일 예의 회로를 도시한다.
도 7a 는 디스플레이 패널의 일부의 클로즈업 하향식 (top-down) 도이다.
도 7b 는 디스플레이 패널의 일부의 클로즈업 하향식 도이다.
이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 곳에서 동일한 참조 번호들이 사용되고 있다. 일 실시형태에서 개시된 엘리먼트들은 구체적인 인용 없이 다른 실시형태들에서 이롭게 사용될 수도 있음이 고려된다. 여기에서 참조되는 도면들은 구체적으로 언급되지 않는 한 일정한 비율로 도시된 것으로 이해되지 않아야 한다. 또한, 도면들은 종종 간략화되고 상세들 및 컴포넌트들은 제시 및 설명의 명확성을 위해 생략된다. 도면들 및 논의는 하기에서 논의된 원리들을 설명하기 위해 제공되며, 여기서 같은 지정들은 같은 엘리먼트들을 지칭한다.

다음의 상세한 설명은 사실상 단지 예시적일 뿐이며 발명 또는 발명의 적용 및 용도들을 제한하려고 의도되지 않는다. 게다가, 앞서 기술적 분야, 배경기술, 간단한 개요 또는 다음의 상세한 설명에서 제시된 임의의 표현된 또는 축약된 이론에 얽매이도록 하는 의도는 없다.

본 기술의 다양한 실시형태들은 용량성 센싱 입력 디바이스에서 기생 커패시턴스를 감소시키기 위한 입력 디바이스들 및 방법들을 제공한다. 특히, 본 명세서에 기재된 실시형태들은 입력 디바이스에서 센서 전극들에 의해 경험되는 기생 커패시턴스를 감소시키도록 입력 디바이스 내의 신호들을 변조하기 위해 변조된 전력 공급부를 이롭게 사용한다. 부가적으로, 일부 다른 실시형태들은 디스플레이 및 입력 디바이스들 내의 디스플레이 엘리먼트들 및 터치 센싱 엘리먼트들에 제공된 신호들을 변조하기 위해 변조된 전력 공급부를 포함하는 디스플레이 디바이스와 통합된 입력 디바이스를 제공한다.

도 1 은 본 기술의 실시형태들에 따른 입력 디바이스 (100) 의 개략적인 블록 다이어그램이다. 본 개시물의 예시된 실시형태들이 디스플레이 디바이스와 통합된 입력 디바이스로서 나타나 있지만, 본 발명은 디스플레이 디바이스와 통합되지 않은 입력 디바이스에서 실시될 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 는 전자 시스템 (150) 에 입력을 제공하도록 구성될 수도 있다. 본 문헌에서 사용된 바와 같이, 용어 "전자 시스템" (또는 "전자 디바이스") 은 대체로 정보를 전자적으로 프로세싱할 수 있는 임의의 시스템을 지칭한다. 전자 시스템들의 일부 한정이 아닌 예들은 모든 사이즈 및 형상들의 개인용 컴퓨터들, 예컨대 데스크탑 컴퓨터들, 랩탑 컴퓨터들, 노트북 컴퓨터들, 테블릿들, 웹 브라우저들, e-북 리더들, 및 개인용 디지털 보조기들 (PDA들) 을 포함한다. 부가적인 예의 전자 시스템들은 복합 입력 디바이스들, 예컨대 입력 디바이스 (100) 및 별도의 조이스틱들 또는 키 스위치들을 포함하는 물리 키보드들을 포함한다. 추가적인 예의 전자 시스템들은 데이터 입력 디바이스들 (원격 제어들 및 마우스들을 포함), 및 데이터 출력 디바이스들 (디스플레이 스크린들 및 프린터들을 포함) 을 포함한다. 다른 예들은 원격 단자들, 키오스크들, 및 비디오 게임 머신들 (예를 들어, 비디오 게임 콘솔들, 포터블 게이밍 디바이스들 등) 을 포함한다. 다른 예들은 통신 디바이스들 (스마트 폰들과 같은 셀룰러 폰들을 포함), 및 미디어 디바이스들 (레코더들, 에디터들, 및 플레이어들, 예컨대 텔레비전들, 셋톱 박스들, 뮤직 플레이어들, 디지털 포토 프레임들, 및 디지털 카메라들) 을 포함한다. 부가적으로, 전자 시스템은 입력 디바이스에 대한 호스트 또는 슬레이브일 수 있다.

입력 디바이스 (100) 는 전자 시스템의 물리적 부분으로서 구현될 수 있고 또는 전자 시스템으로부터 물리적으로 분리될 수 있다. 적절하게, 입력 디바이스 (100) 는, 버스들, 네트워크들, 및 다른 유선 또는 무선 상호접속들 중 어느 하나 이상을 사용하여 전자 시스템의 부분들과 통신할 수도 있다. 예들은 I²C, SPI, PS/2, 유니버설 시리얼 버스 (USB), 블루투스, RF, 및 IRDA 를 포함한다.

도 1 에서, 입력 디바이스 (100) 는 센싱 영역 (170) 에서의 하나 이상의 입력 오브젝트들 (140) 에 의해 제공된 입력을 센싱하도록 구성된 근접 센서 디바이스 (또한 "터치패드" 또는 "터치 센서 디바이스" 로서 종종 지칭됨) 로서 나타나 있다. 예시의 입력 오브젝트들은, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 손가락들 및 스타일러스들을 포함한다.

센싱 영역 (170) 은, 입력 디바이스 (100) 가 사용자 입력 (예를 들어, 하나 이상의 입력 오브젝트들 (140) 에 의해 제공된 사용자 입력) 을 검출할 수 있는 입력 디바이스 (100) 의 위, 주위, 내 및/또는 근방의 임의의 공간을 망라한다. 특정 센싱 영역들의 사이즈들, 형상들 및 위치들은 실시형태에 걸쳐 광범위하게 변화할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 센싱 영역 (170) 은, 신호 대 잡음 비가 충분히 정확한 오브젝트 검출을 막을 때까지, 하나 이상의 방향들에서 입력 디바이스 (100) 의 표면으로부터 공간 내부로 연장한다. 이러한 센싱 영역 (170) 이 특정 방향으로 연장하는 거리는, 다양한 실시형태들에 있어서, 대략 밀리미터 미만, 밀리미터, 센티미터 이상일 수도 있으며, 사용된 센싱 기술의 유형 및 원하는 정확도에 따라 현저하게 변화할 수도 있다. 따라서, 일부 실시형태들은, 입력 디바이스 (100) 의 어떠한 표면들과도 접촉하지 않는 것, 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면 (예를 들어, 터치 표면들) 와 접촉하는 것, 일부 양의 가해진 힘 또는 압력과 커플링된 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면들과 접촉하는 것, 및/또는 그 조합을 포함하는 입력을 센싱한다. 다양한 실시형태들에 있어서, 입력 표면들은 센서 전극들이 상주하는 케이싱들의 표면들에 의해, 센서 전극들 상부에 적용된 페이스 시트들 또는 임의의 다른 케이싱들 등에 의해 제공될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 센싱 영역 (170) 은 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면 상으로 프로젝트될 때 직사각형 형상을 갖는다.

입력 디바이스 (100) 는 센싱 영역 (170) 에서 사용자 입력을 검출하기 위해 센싱 기술들 및 센서 컴포넌트들의 임의의 조합을 사용할 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 는 사용자 입력을 검출하기 위해 복수의 센싱 엘리먼트들 (124) 을 포함한다. 센싱 엘리먼트들 (124) 은 복수의 센서 전극들 (120) 을 포함한다. 몇몇 한정이 아닌 예들로서, 입력 디바이스 (100) 는 용량성, 탄성, 저항성, 유도성, 마그네틱 음파, 초음파 및/또는 광학 기법들을 사용할 수도 있다.

일부 구현들은 1 차원, 2 차원, 3 차원 또는 상위 차원 공간들에 걸쳐 이미지들을 제공하도록 구성된다. 일부 구현들은 특정 축들 또는 평면들을 따라 입력의 프로젝션들을 제공하도록 구성된다.

입력 디바이스 (100) 의 일부 저항성 구현들에 있어서, 플렉시블이고 전도성의 제 1 층은 전도성의 제 2 층으로부터 하나 이상의 스페이서 엘리먼트들에 의해 분리된다. 동작 동안, 하나 이상의 전압 구배들이 층들에 걸쳐 생성된다. 플렉시블의 제 1 층을 가압하면 층들 사이에서 전기적 컨택을 생성하는 것을 충분히 편향시킬 수 있어서, 층들 사이의 컨택의 지점(들)을 반영하는 전압 출력들을 야기한다. 이들 전압 출력들은 포지션 정보를 결정하기 위해 사용될 수도 있다.

입력 디바이스 (100) 의 일부 유도성 구현들에서, 하나 이상의 센싱 엘리먼트들 (124) 은 공명 코일 또는 코일들의 쌍에 의해 유도된 루프 전류들을 픽업한다. 전류의 진폭, 위상 및 주파수의 일부 조합이 그 후 포지션 정보를 결정하기 위해 사용될 수도 있다.

입력 디바이스 (100) 의 일부 용량성 구현들에 있어서, 전압 또는 전류가 전계를 생성하기 위해 인가된다. 근방의 입력 오브젝트들은 전계에서의 변화들을 야기시키고, 전압, 전류 등에서의 변화들에 따라 검출될 수도 있는 용량성 커플링에서의 검출가능 변화들을 생성한다.

일부 용량성 구현들은 전계들을 생성하기 위해 용량성 센싱 엘리먼트들 (124) 의 어레이들 또는 다른 규칙적이거나 불규칙적인 패턴들을 사용한다. 일부 용량성 구현들에서, 별도의 센싱 엘리먼트들 (124) 이 함께 오믹으로 쇼트되어 더 큰 센서 전극들을 형성한다. 일부 용량성 구현들은 균일하게 저항성일 수도 있는 저항성 시트들을 사용한다.

위에서 논의된 바와 같이, 일부 용량성 구현들은 센서 전극들 (120) 과 입력 오브젝트 사이의 용량성 커플링에서의 변화들에 기초하여 "셀프 커패시턴스" (또는 "절대 커패시턴스") 센싱 방법들을 사용한다. 다양한 실시형태들에 있어서, 센서 전극들 (120) 근방의 입력 오브젝트는 센서 전극들 (120) 근방의 전계를 변경하며, 이로써 측정된 용량성 커플링을 변화시킨다. 일 구현에 있어서, 절대 커패시턴스 센싱 방법은 레퍼런스 전압 (예를 들어, 시스템 그라운드) 에 대하여 센서 전극들 (120) 을 변조하는 것에 의해, 그리고 센서 전극들 (120) 과 입력 오브젝트들 (140) 사이의 용량성 커플링을 검출하는 것에 의해 동작한다.

부가적으로, 위에서 논의된 바와 같이, 일부 용량성 구현들은 센서 전극들 (120) 사이의 용량성 커플링에서의 변화들에 기초한 "상호 커패시턴스" (또는 "트랜스커패시턴스") 센싱 방법들을 사용한다. 다양한 실시형태들에 있어서, 센서 전극들 (120) 근방의 입력 오브젝트 (140) 는 센서 전극들 (120) 사이의 전계를 변경하며, 이로써 측정된 용량성 커플링을 변화시킨다. 일 구현에 있어서, 트랜스용량성 센싱 방법은, 하기에서 더 설명되는 바와 같이, 하나 이상의 송신기 센서 전극들 (또한 "송신기 전극들") 과 하나 이상의 수신기 센서 전극들 (또한 "수신기 전극들") 사이의 용량성 커플링에 의해 동작한다. 송신기 센서 전극들은 변조된 신호들을 송신하기 위해 레퍼런스 전압들 (예를 들어, 시스템 그라운드) 에 대하여 변조될 수도 있다. 수신기 센서 전극들을 결과의 신호들의 수신을 용이하게 하기 위해 레퍼런스 전압에 대하여 실질적으로 일정하게 유지될 수도 있다. 결과의 신호는 하나 이상의 변조된 신호들, 및/또는 환경적 간섭의 하나 이상의 소스들 (예를 들어, 다른 전자기 신호들) 에 대응하는 효과(들)을 포함할 수도 있다. 센서 전극들 (120) 은 전용 송신기 전극들 또는 수신기 전극들일 수도 있고, 또는 송신 및 수신의 양자를 위해 구성될 수도 있다.

도 1 에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 디바이스 (100) 의 부분으로서 나타나 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 센싱 영역 (170) 에서 입력을 검출하기 위해 입력 디바이스 (100) 의 하드웨어를 동작시키도록 구성된다. 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 집적 회로들 (IC들) 및/또는 다른 회로 컴포넌트들의 부분들 또는 전부를 포함한다 (예를 들어, 상호 커패시턴스 센서 디바이스를 위한 프로세싱 시스템은 송신기 센서 전극들에 의해 신호들을 송신하도록 구성된 송신기 회로, 및/또는 수신기 센서 전극들에 의해 신호들을 수신하도록 구성된 수신기 회로를 포함할 수도 있다). 일부 실시형태들에 있어서, 프로세싱 시스템 (110) 은 또한 전기적으로 판독가능한 명령들, 예컨대 펌웨어 코드, 소프트웨어 코드 등을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 을 구성하는 컴포넌트들이, 예컨대 입력 디바이스 (100) 의 센싱 엘리먼트(들)(124) 근방에 함께 위치된다. 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 의 컴포넌트들은 입력 디바이스 (100) 의 센싱 엘리먼트(들)(124) 에 가까운 하나 이상의 컴포넌트들, 및 다른 곳의 하나 이상의 컴포넌트들과 물리적으로 분리된다. 예를 들어, 입력 디바이스 (100) 는 데스크탑 컴퓨터에 커플링된 주변장치일 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 은 데스크탑 컴퓨터의 중앙 프로세싱 유닛 및 중앙 프로세싱 유닛과 분리된 하나 이상의 IC들 (아마도 펌웨어와 연관됨) 을 작동시키도록 구성된 소프트웨어를 포함할 수도 있다. 다른 예로서, 입력 디바이스 (100) 는 폰에 물리적으로 통합될 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 은 그 폰의 메인 프로세서의 부분인 펌웨어 및 회로들을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 디바이스 (100) 를 구현하는데 전용된다. 다른 실시형태들에 있어서, 프로세싱 시스템 (110) 은 디스플레이 스크린들을 동작시키는 것, 햅틱 액츄에이터들을 구동하는 것과 같은 다른 기능들을 또한 수행한다. 하나 이상의 실시형태들에 있어서, 그리드 전극이 2 이상의 센서 전극들 (120) 사이에 배치될 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 이 그 센서 전극들을 보호하도록 구성될 수도 있는 보호 전극을 보호 신호에 의해 구동하도록 구성될 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 보호 신호는 센서 전극들을 보호하고 차폐하도록 구성되는 차폐 신호일 수도 있다. 그리드 전극은 센서 전극과 동일한 층 상에 배치될 수도 있고 하나 이상의 공통 전극들을 포함할 수도 있다. 다른 실시형태들에 있어서, 그리드 전극은 센서 전극들과 별도의 층 상에 배치될 수도 있다. 일 실시형태에서, 제 1 그리드 전극은 센서 전극과 공통인 제 1 층 상에 배치될 수도 있고 제 2 그리드 전극은 센서 전극들과 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면 사이에 있는 제 2 층 상에 배치될 수도 있다. 일 실시형태에서, 그리드 전극은 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 개별적으로 구동될 수도 있는 다중 세그먼트들로 세그먼트될 수도 있다. 일 실시형태에서, 제 1 그리드 전극은 센서 전극들의 제 1 서브세트를 적어도 부분적으로 제한하도록 배치되고, 제 2 그리드 전극은 센서 전극들의 제 2 서브세트를 적어도 부분적으로 제한하도록 배치된다. 다른 실시형태들에 있어서, 입력 디바이스 (100) 는 2 개 초과의 그리드 전극들을 포함할 수도 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 그리드 전극이 그리드 전극으로서 지칭될 수도 있다. 그리드 전극(들) 및 센서 전극은 Vcom 전극의 전체 표면을 망라할 수도 있다.

프로세싱 시스템 (110) 은 프로세싱 시스템 (110) 의 상이한 기능들을 취급하는 모듈들의 세트로서 구현될 수도 있다. 각각의 모듈은 프로세싱 시스템 (110), 펌웨어, 소프트웨어 또는 그 조합의 부분인 회로를 포함할 수도 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 모듈들의 상이한 조합들이 사용될 수도 있다. 예시의 모듈들은 센서 전극들 및 디스플레이 스크린과 같은 하드웨어를 동작시키기 위한 하드웨어 동작 모듈들, 센서 신호들 및 포지션 정보와 같은 데이터를 프로세싱하기 위한 데이터 프로세싱 모듈들, 및 정보를 리포팅하기 위한 리포팅 모듈들을 포함한다. 추가적인 예시의 모듈들은 입력을 검출하기 위해 센싱 엘리먼트(들)(124) 을 동작시키도록 구성된 센서 동작 모듈들, 모드 변화 제스처들과 같은 제스처들을 식별하도록 구성된 식별 모듈들, 및 동작 모드들을 변화시키기 위한 모드 변화 모듈들을 포함한다.

일부 실시형태들에 있어서, 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 액션들을 직접 야기시키는 것에 의해 센싱 영역 (170) 에서의 사용자 입력에 대응한다. 예시의 액션들은 동작 모드들 뿐만 아니라 GUI 액션들, 예컨대 커서 이동, 선택, 메뉴 네비게이션 및 다른 기능들을 변화시키는 것을 포함한다. 일부 실시형태들에 있어서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력에 관한 정보를 전자 시스템의 일부 부분에 (예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 으로부터 분리된 전자 시스템의 중앙 프로세싱 시스템이 존재하는 경우, 그러한 별도의 중앙 프로세싱 시스템에) 제공한다. 일부 실시형태들에 있어서, 전자 시스템의 일부 부분은, 예컨대 모드 변화 액션들 및 GUI 액션들을 포함하는 액션들의 전체 범위를 용이하게 하기 위해, 사용자 입력에 따라 작동하도록 프로세싱 시스템 (110) 으로부터 수신된 정보를 프로세싱한다.

예를 들어, 일부 실시형태들에 있어서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센싱 영역 (170) 에서의 입력 (또는 입력 없음) 을 표시하는 전기 신호들을 생성하기 위해 입력 디바이스 (100) 의 센싱 엘리먼트(들)(124) 을 동작시킨다. 프로세싱 시스템 (110) 은 전자 시스템에 제공된 정보를 생성하는데 있어서 전기 신호들에 대하여 임의의 적절한 양의 프로세싱을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 은 센싱 엘리먼트들 (124) 로부터 획득된 아날로그 전기 신호들을 디지털화할 수도 있다. 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 필터링 또는 다른 신호 컨디셔닝을 수행할 수도 있다. 또 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 정보가 전기 신호들과 베이스라인 사이의 차이를 반영하도록, 베이스라인을 빼거나 그렇지 않으면 더할 수도 있다. 또 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 포지션 정보의 결정, 커맨드들로서의 입력들의 인식, 필적의 인식 등을 할 수도 있다.

본 명세서에서 대체로 사용된 바와 같은 "포지션 정보" 는 절대 포지션, 상대 포지션, 속도, 가속도, 및 공간 정보의 다른 유형들을 포함한다. 예시적인 "0-차원" 포지션 정보는 근방/원방 또는 접촉/비접촉 정보를 포함한다. 예시적인 "1-차원" 포지션 정보는 축을 따르는 포지션들을 포함한다. 예시적인 "2-차원" 포지션 정보는 평면에서의 모션들을 포함한다. 예시적인 "3-차원" 포지션 정보는 공간에서의 순간 속도 또는 평균 속도를 포함한다. 추가적인 예들은 공간 정보의 다른 표현들을 포함한다. 포지션 정보의 하나 이상의 유형들에 관한 이력 데이터는 또한, 예를 들어 시간에 걸친 포지션, 모션 또는 순간 속도를 추적하는 이력 데이터를 포함하여 결정되고 및/또는 저장될 수도 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 입력 디바이스 (100) 는 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 또는 일부 다른 프로세싱 시스템에 의해 동작되는 부가적인 입력 컴포넌트들로 구현된다. 이들 부가적인 입력 컴포넌트들은 센싱 영역 (170) 에서의 입력에 대한 중복 기능 또는 일부 다른 기능을 제공할 수도 있다. 도 1 은 입력 디바이스 (100) 를 사용하여 아이템들의 선택을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있는 센싱 영역 (170) 근방의 버튼들 (130) 을 나타낸다. 부가적인 입력 컴포넌트들의 다른 유형들은 슬라이더들, 볼들, 휠들, 스위치들 등을 포함한다. 대조적으로, 일부 실시형태들에 있어서, 입력 디바이스 (100) 는 다른 입력 컴포넌트들 없이 구현될 수도 있다.

일부 구현들에 있어서, 입력 디바이스 (100) 는 터치 스크린 인터페이스를 포함하고, 센싱 영역 (170) 은 디스플레이 디바이스 (160) 의 디스플레이 스크린의 활성 영역의 적어도 부분을 오버랩한다. 예를 들어, 입력 디바이스 (100) 는 디스플레이 스크린을 오버랩하고 연관된 전자 시스템에 대해 터치 스크린 인터페이스를 제공하는 실질적으로 투명한 센싱 엘리먼트들 (124) 을 포함할 수도 있다. 디스플레이 스크린은 사용자에게 시각적 인터페이스를 디스플레이할 수 있는 임의의 유형의 동적 디스플레이일 수도 있고, 발광 다이오드 (LED), 유기 LED (OLED), 캐소드 레이 튜브 (CRT), 액정 디스플레이 (LCD), 플라즈마, 일렉트로루미네선스 (EL), 또는 다른 디스플레이 기술 중 임의의 유형을 포함할 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 및 디스플레이 디바이스 (160) 는 물리적 엘리먼트들을 공유할 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시형태들은 디스플레이 및 센싱을 위해 동일한 전기 컴포넌트들의 일부를 사용할 수도 있다. 다른 예로서, 디스플레이 디바이스 (160) 는 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 동작될 수도 있다.

본 기술의 많은 실시형태들이 완전히 기능하는 장치의 컨택스트에서 기재되어 있지만, 본 기술의 메커니즘은 다양한 형태들의 프로그램 제품 (예를 들어, 소프트웨어) 으로서 분산될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 본 기술의 메커니즘은 전자 프로세서들에 의해 판독가능한 정보 베어링 매체들 (예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 판독가능한 비일시적 컴퓨터 판독가능 및/또는 기록가능/기재가능 정보 베어링 매체들) 상에 소프트웨어 프로그램으로서 구현되고 분산될 수도 있다. 부가적으로, 본 기술의 실시형태들은 분산을 수행하는데 사용된 매체의 특정 유형에 관계없이 동등하게 적용한다. 비일시적, 전기적 판독가능 매체들의 예들은 다양한 디스크들, 메모리 스틱들, 메모리 카드들, 메모리 모듈들 등을 포함한다. 전기적 판독가능 매체들은 플래시, 광학, 자기, 홀로그래픽, 또는 임의의 다른 저장 기술에 기초할 수도 있다.

도 2a 는 일부 실시형태들에 따른, 패턴 (200) 과 연관된 센싱 영역 (170) 에서 센싱하도록 구성된 센싱 엘리먼트들 (124) 의 예시적인 패턴 (200) 의 일부를 나타낸다. 도시 및 설명의 명료함을 위해, 도 2a 는 간단한 직사각형들의 패턴에서의 센싱 엘리먼트들 (124) 의 센서 전극들 (120) 을 나타내며, 다양한 다른 컴포넌트들을 나타내지 않는다. 센싱 엘리먼트들 (124) 의 예시적인 패턴 (200) 은 X 컬럼들 및 Y 로우들로 배열된 센서 전극들 (120_{X, Y})(센서 전극들 (120) 로서 집합적으로 지칭됨) 의 어레이를 포함하고, 여기서 X 및 Y 는 양의 정수들이다. 센싱 엘리먼트들 (124) 의 패턴은 다른 구성들, 예컨대 극성 어레이들, 반복 패턴들, 비반복 패턴들, 단일 로우 또는 컬럼, 또는 다른 적절한 배열을 갖는, 복수의 센서 전극들 (120) 을 포함한다. 센서 전극들 (120) 은 프로세싱 시스템 (110) 에 커플링되고 센싱 영역 (170) 에서의 입력 오브젝트 (140) 의 존재 (또는 그 부재) 를 결정하는데 사용된다.

동작의 제 1 모드에 있어서, 센서 전극들 (120)(120-1, 120-2, 120-3, ... 120-n) 의 배열은 절대 센싱 기법들을 통해 입력 오브젝트의 존재를 검출하는데 사용될 수도 있다. 즉, 프로세싱 시스템 (110) 은, 신호에 의해 각각의 센서 전극 (120) 을 구동하고, 입력 오브젝트의 포지션을 결정하기 위해 프로세싱 시스템 (110) 또는 다른 프로세서에 의해 사용되는, 변조된 신호에 대응하는 효과들을 포함하는 결과의 신호를 수신한다.

센서 전극 (120) 은 통상적으로 서로 오믹으로 격리된다. 즉, 하나 이상의 절연체들이 센서 전극들 (120) 을 분리하고 그들이 서로 전기적으로 쇼팅하는 것을 방지한다. 일부 실시형태들에 있어서, 센서 전극 (120) 은 절연 갭에 의해 분리된다. 센서 전극들 (120) 을 분리하는 절연 갭은 전기적 절연 재료로 충진될 수도 있고, 또는 에어갭일 수도 있다.

동작의 제 2 모드에 있어서, 센서 전극들 (120)(120-1, 120-2, 120-3, ... 120-n) 은 프로파일 센싱 기법들을 통해 입력 오브젝트의 존재를 검출하는데 사용될 수도 있다. 즉, 프로세싱 시스템 (110) 은 로우 마다 그리고 그 후 컬럼 마다 변조된 신호들에 의해 센서 전극들 (120) 을 구동하도록 구성된다. 본 구성에 있어서 센서 전극들 (120) 을 구동하는 것에 응답하여 생성된 신호들은 센싱 영역 내의 입력 오브젝트 (140) 의 포지션과 관련된 정보를 제공한다.

동작의 제 3 모드에 있어서, 센서 전극들 (120) 은 트랜스용량성 센싱 기법들을 통해 입력 오브젝트의 존재를 검출하는데 사용된 송신기 및 수신기 전극들의 그룹으로 스플릿될 수도 있다. 즉, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극들 (120) 의 제 1 그룹을 변조된 신호에 의해 구동하고, 센서 전극들 (120) 의 제 2 그룹에 의해 결과의 신호들을 수신할 수도 있으며, 여기서 결과의 신호는 변조된 신호에 대응하는 효과들을 포함한다. 결과의 신호는 입력 오브젝트의 포지션을 결정하기 위해 프로세싱 시스템 (110) 또는 다른 프로세서에 의해 사용된다.

입력 디바이스 (100) 는 상술한 모드들 중 어느 하나에서 동작하도록 구성될 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 는 또한 상술한 모드들 중 임의의 2 개 이상의 모드들 사이에서 스위칭하도록 구성될 수도 있다.

국부화된 용량성 커플링의 영역들은 "용량성 픽셀들" 로 칭할 수도 있다. 용량성 픽셀들은 동작의 제 1 모드에 있어서 개별 센서 전극 (120) 과 그라운드 사이, 동작의 제 2 모드에 있어서 센서 전극들 (120) 의 그룹과 그라운드 사이, 그리고 동작의 제 3 모드에 있어서 송신기 및 수신기 전극으로서 사용된 센서 전극들 (120) 의 그룹들 사이에서 형성될 수도 있다. 용량성 커플링은 센싱 엘리먼트들 (124) 과 연관된 센싱 영역 (170) 에서의 입력 오브젝트들 (140) 의 모션 및 근접도에 따라 변화하고, 이로써 입력 디바이스 (100) 의 센싱 영역에서 입력 오브젝트의 존재의 표시기 (indicator) 로써 사용될 수도 있다.

일부 실시형태들에 있어서, 센서 전극들 (120) 은 이들 용량성 커플링들을 결정하기 위해 "스캔" 된다. 즉, 일 실시형태에 있어서, 하나 이상의 센서 전극들 (120) 은 변조된 신호들을 송신하도록 구동된다. 송신기들은 하나의 송신기 전극이 한번에 송신하거나, 다중 송신기 전극들이 동시에 송신하도록 동작될 수도 있다. 다중 송신기 전극들이 동시에 송신하는 경우, 다중 송신기 전극들은 동시에 변조된 신호를 송신하고 실질적으로 큰 송신기 전극을 효과적으로 생성할 수도 있다. 대안으로, 다중 송신기 전극들은 상이한 변조된 신호들을 송신할 수도 있다. 예를 들어, 다중 송신기 전극들은 결과의 신호들에 대한 그 결합된 효과들이 독립적으로 결정되는 것을 가능하게 하는 하나 이상의 코딩 스킴들에 따라 상이한 변조된 신호들을 송신할 수도 있다.

수신기 센서 전극들로서 구성된 센서 전극들 (120) 은 결과의 신호들을 획득하도록 단일로 또는 다중으로 동작될 수도 있다 결과의 신호들은 용량성 픽셀들에서 용량성 커플링들의 측정을 결정하는데 사용될 수도 있다.

다른 실시형태에 있어서, 센서 전극들은, 하나 보다 많은 센서 전극들이 따로 따로 구동되고 수신되거나, 센서 전극들이 동시에 구동되고 수신되도록 동작될 수도 있다. 그러한 실시형태들에 있어서, 절대 용량성 측정이 하나 이상의 센서 전극들 (120) 의 각각으로부터 동시에 획득될 수도 있다.

일 실시형태에 있어서, 센서 전극들 (120) 의 각각이 동시에 구동되고 수신되어, 센서 전극들 (120) 의 각각으로부터 동시에 절대 용량성 측정을 획득한다. 다양한 실시형태들에 있어서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극들 (120) 의 일부에 의해 선택적으로 구동하고 수신하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 센서 전극들은 호스트 프로세서를 운영하는 어플리케이션, 입력 디바이스의 상태, 및 센싱 디바이스의 동작 어플리케이션에 기초하여 선택될 수도 있지만, 이에 제한되지 않는다.

용량성 픽셀들로부터의 측정들의 세트는 픽셀들에서 용량성 커플링을 나타내는 "용량성 이미지" (또한, "용량성 프레임") 를 형성한다. 다중 용량성 이미지들은 센싱 영역에서 입력에 관한 정보를 도출하기 위해 사용된 그들 사이의 차이들 및 다중 시간 기간들에 걸쳐 획득될 수도 있다. 예를 들어, 시간의 연속적인 기간들에 걸쳐 획득된 연속적인 용량성 이미지들은 센싱 영역에 진입하고, 진출하고, 그 영역 내에 있는 하나 이상의 입력 오브젝트들의 모션(들)을 추적하는데 사용될 수 있다.

입력 디바이스 (100) 의 백그라운드 커패시턴스는 센싱 영역 (170) 에서 입력 오브젝트가 없는 것과 연관된 용량성 이미지이다. 백그라운드 커패시턴스는 환경 및 동작 조건들에 따라 변화하고, 다양한 방식들로 추정될 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시형태들은 입력 오브젝트가 센싱 영역 (170) 에 있다고 결정되지 않을 때 "베이스라인 이미지들" 을 취하고 그 백그라운드 커패시턴스의 추정들로서 그러한 베이스라인 이미지들을 사용한다.

용량성 이미지들은 더 효율적인 프로세싱을 위해 입력 디바이스 (100) 의 백그라운드 커패시턴스에 대해 조정될 수 있다. 일부 실시형태들은 "베이스라이닝된 용량성 이미지" 를 생성하기 위해 용량성 픽셀들에서 용량성 커플링들의 측정들을 "베이스라이닝" 하는 것에 의해 이를 달성한다. 즉, 일부 실시형태들은 그러한 픽셀들과 연관된 "베이스라인 이미지" 의 적절한 "베이스라인 값들" 과 커패시턴스 이미지를 형성하는 측정들을 비교하고, 그 베이스라인 이미지로부터 변화들을 결정한다.

일부 터치 스크린 실시형태들에 있어서, 센서 전극들 (120) 의 하나 이상은 디스플레이 스크린의 디스플레이를 업데이트하는데 사용된 하나 이상의 공통 전극들을 포함한다. 하나 이상의 실시형태에 있어서, 공통 전극들은 V_COM 전극의 하나 이상의 세그먼트들, 소스 드라이브 라인, 게이트 라인, 애노드 전극 또는 캐소드 전극 또는 임의의 다른 디스플레이 엘리먼트를 포함한다. 이들 공통 전극들은 적절한 디스플레이 스크린 기판 상에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 공통 전극들은 일부 디스플레이 스크린들 (예를 들어, 인플레인 스위칭 (IPS) 또는 플레인 투 라인 스위칭 (PLS) 유기 발광 다이오드 (OLED)) 에서의 투영 기판 (유리 기판, TFT 유리 또는 임의의 다른 투명 재료) 상에, 일부 디스플레이 스크린들 (예를 들어, 패터닝된 수직 정렬 (PVA) 또는 다중 도메인 수직 정렬 (MVA)) 의 컬러필터의 유리의 하부 상에, 발광층 (OLED) 등 상부에 배치될 수도 있다. 그러한 실시형태들에 있어서, 공통 전극은 또한 "조합 전극" 으로서 지칭될 수 있는데, 이는 이 전극이 다중 기능들을 수행하기 때문이다. 다양한 실시형태들에 있어서, 센서 전극들 (120) 의 각각은 하나 이상의 공통 전극들을 포함한다. 다른 실시형태들에 있어서, 적어도 2 개의 센서 전극들 (120) 은 적어도 하나의 공통 전극을 공유할 수도 있다.

다양한 터치 스크린 실시형태들에 있어서, "용량성 프레임 레이트" (연속적인 용량성 이미지들이 획득되는 레이트) 는 "디스플레이 프레임 레이트" (동일한 이미지를 재디스플레이하기 위해 스크린을 리프레시하는 것을 포함하는, 디스플레이 이미지가 업데이트되는 레이트) 와 동일하거나 상이할 수도 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 용량성 프레임 레이트는 디스플레이 프레임 레이트의 정수배이다. 다른 실시형태들에 있어서, 용량성 프레임 레이트는 디스플레이 프레임 레이트의 분수배이다. 또 다른 추가적인 실시형태들에 있어서, 용량성 프레임 레이트는 디스플레이 프레임 레이트의 임의의 분수 또는 정수일 수도 있다.

계속해서 도 2a 를 참조하면, 센싱 전극들 (120) 에 커플링된 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 모듈 (204) 을 포함하고, 옵션으로 디스플레이 드라이버 모듈 (208) 을 포함한다. 센서 모듈 (204) 은 입력 센싱이 요망되는 기간들 동안 센싱 전극들 (120) 상으로 변조된 신호를 구동하도록 구성된 회로를 포함한다. 변조된 신호는 일반적으로 입력 센싱을 위해 할당된 시간의 주기에 걸쳐 하나 이상의 버스트들을 포함하는 변조된 신호이다. 변조된 신호는 센싱 영역 (170) 에서의 입력 오브젝트의 더 강건한 위치 정보를 획득하기 위해 변화될 수도 있는 진폭, 주파수 및 전압을 가질 수도 있다. 센서 모듈 (204) 은 하나 이상의 센서 전극들 (120) 에 선택적으로 커플링될 수도 있다. 예를 들어, 센서 모듈 (204) 은 센서 전극들 (120) 의 선택된 부분들에 커플링될 수도 있다. 또 다른 예에 있어서, 센서 모듈 (204) 은 센서 전극들 (120) 의 상이한 부분에 커플링될 수도 있다. 또 다른 예에서, 센서 모듈 (204) 은 모든 센서 전극들(120) 에 커플링되고, 절대 또는 트랜스용량성 센싱 모드 중 어느 하나에서 동작할 수도 있다.

하나 이상의 실시형태들에 있어서, 용량성 센싱 (또는 입력 센싱) 및 디스플레이 업데이팅이 적어도 부분적으로 오버랩 기간들 동안 발생할 수도 있다. 예를 들어, 공통 전극이 디스플레이 업데이팅을 위해 구동될 때, 공통 전극은 또한 용량성 센싱을 위해 구동될 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 용량성 센싱 및 디스플레이 업데이팅은 비디스플레이 업데이트 기간들로서 또한 지칭되는, 오버랩하지 않는 기간들 동안 발생할 수도 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 비디스플레이 업데이트 기간들은 디스플레이 프레임의 2 개의 디스플레이 라인들에 대한 디스플레이 라인 업데이트 기간들 사이에서 발생할 수도 있고 적어도 디스플레이 업데이트 기간들 만큼 긴 시간일 수도 있다. 그러한 실시형태에 있어서, 비디스플레이 업데이트 기간은 긴 수평 블랭킹 기간, 긴 h-블랭킹 기간 또는 분산된 블랭킹 기간으로서 지칭될 수도 있다. 다른 실시형태들에 있어서, 비디스플레이 업데이트 기간은 수평 블랭킹 기간들 및 수직 블랭킹 기간들을 포함할 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 상이한 비디스플레이 업데이트 시간들의 임의의 조합 중 어느 하나 이상 동안, 또는 디스플레이 업데이트 시간 동안 용량성 센싱을 위해 센서 전극들 (120) 을 구동하도록 구성될 수도 있다.

센서 모듈 (204) 은 또한 입력 센싱이 요망되는 기간들 동안 변조된 신호에 대응하는 효과들을 포함하는 센서 전극들 (120) 에 의해 결과의 신호를 수신하도록 구성된 회로를 포함한다. 센서 모듈 (204) 은 센싱 영역 (170) 에서의 입력 오브젝트 (140) 의 포지션을 결정할 수도 있고, 또는 결과의 신호를 표시하는 정보를 포함하는 신호를 다른 모듈 또는 프로세서, 예를 들어 센싱 영역 (170) 에서의 입력 오브젝트 (140) 의 포지션을 결정하기 위한, 결정 모듈 또는 전자 디바이스 (150) 의 프로세서 (즉, 호스트 프로세서) 에 제공할 수도 있다.

디스플레이 드라이버 모듈 (208) 은 프로세싱 시스템 (110) 에 또는 이 시스템과 별도로 포함될 수도 있다. 디스플레이 드라이버 모듈 (208) 은 비센싱 (예를 들어, 디스플레이 업데이팅) 기간들 동안 또는 센싱 기간들 동안 디스플레이 디바이스 (160) 의 디스플레이에 디스플레이 이미지 업데이트 정보를 제공하도록 구성된 회로를 포함한다.

위에서 논의된 바와 같이, 센싱 엘리먼트들 (124) 의 센서 전극들 (120) 은, 서로 오믹으로 격리되는, 별개의 기하학적 형태들, 다각형들, 바들, 패드들, 라인들 또는 다른 형상들로서 형성될 수도 있다. 센서 전극들 (120) 은 회로를 통해 전기적으로 커플링되어 센서 전극들 (120) 의 별개의 전극에 대해 큰 평면 면적을 갖는 전극들을 형성할 수도 있다. 센서 전극들 (120) 은 불투명 또는 불투명이 아닌 전도성 재료들로부터 제조될 수도 있다. 센서 전극들 (120) 이 디스플레이 디바이스와 함께 사용되는 실시형태들에 있어서, 센서 전극들 (120) 에 대해 불투명이 아닌 전도성 재료들을 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 센서 전극들 (120) 이 디스플레이 디바이스와 함께 사용되지 않는 실시형태들에 있어서, 센서 성능을 개선하기 위해 센서 전극들 (120) 에 대해 낮은 비저항을 갖는 불투명 전도성 재료들을 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 센서 전극들 (120) 을 제조하기에 적절한 재료들은 특히 ITO, 알루미늄, 은, 구리, 및 전도성 탄소 재료들 등을 포함한다. 센서 전극들 (120) 은 개구 영역이 없거나 거의 없는 (즉, 홀들에 의해 인터럽되지 않는 평면 표면을 갖는) 전도성 재료의 인접 바디로서 형성될 수도 있고, 또는 대안으로 관통하는 개구들을 갖는 재료의 바디를 형성하도록 제조될 수도 있다. 예를 들어, 센서 전극들 (120) 은 복수의 상호접속된 박형의 금속 배선들과 같은, 전도성 재료의 메시로 형성될 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 센서 전극들 (120) 의 길이 및 폭 중 적어도 하나는 약 1 내지 약 2 mm 의 범위일 수도 있다. 다른 실시형태들에 있어서, 센서 전극들의 길이 및 폭 중 적어도 하나는 약 1 mm 미만이거나 약 2 mm 초과일 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 길이 및 폭이 유사하지 않을 수도 있고, 길이 및 폭 중 하나가 약 1 내지 약 2 mm 의 범위일 수도 있다. 또한, 다양한 실시형태들에 대하여, 센서 전극들 (120) 은 약 4 내지 약 5 mm 의 범위로 중심 대 중심 피치를 포함할 수도 있지만, 다른 실시형태들에 있어서, 피치는 약 4 mm 미만이거나 약 5 mm 초과일 수도 있다.

감소된 기생 커패시턴스를 위한 변조된 전력 공급부

센서 전극들 (120) 이 용량성 센싱을 위해 변조된 신호들에 의해 구동되고 있을 때, 센서 전극들 (120) 은 센서 전극들 (120) 과 다른 근방의 전도성 컴포넌트들, 예컨대 다른 센서 전극들 (120) 뿐만 아니라 트레이스들 및 다른 전극들 사이의 용량성 커플링에 기인하는 기생 커패시턴스와 관련된 효과들을 경험할 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 이 기생 용량 커패시턴스는 용량성 센싱 기법들의 사용을 통해 그 입력 오브젝트의 존재를 검출하는 능력을 감소시킬 수 있다.

기생 커패시턴스와 관련된 효과들을 감소시키기 위해서, 입력 디바이스 (100) 의 다양한 컴포넌트들에 전력을 제공하는 전력 공급부는 변조된 전력 공급 신호들 및 변조된 그라운드 신호를 생성하도록 구성된다. 변조된 전력 공급 신호들 및 변조된 그라운드 신호는, 접지에 관하여 변조된 신호에 의해 구동되는 대신, 접지에 관하여 실질적으로 일정한 전압에서 보통 유지되게 되는 상술한 입력 디바이스 (100) 의 다양한 컴포넌트들을 야기한다. 즉, 변조된 전력 공급부에 의해 입력 디바이스 (100) 에 전력을 공급하는 것에 의해, 입력 디바이스 (100) 에서의 다양한 신호들이 변조된다. 센서 전극들 (120) 은 그 후 변조된 그라운드 신호에 관하여 일정한 전압에서 센서 전극들 (120) 을 유지하는 것에 의해 간단히 동작될 수 있다. 입력 디바이스 (140) 가 (일반적) 으로 접지에 있기 때문에, 센서 전극들 (120) 과 입력 오브젝트 (140) 사이의 전압 차이는 시간에 따라 달라진다. 추가로, 센서 전극들 (120) 을 변조된 신호에 관하여 일정한 전압에서 유지하는 것에 의해, 그리고 이에 따른 입력 디바이스 (100) 의 다른 컴포넌트들에 의해, 센서 전극들 (120) 에 의해 경험된 기생 커패시턴스가 감소된다. 보다 구체적으로, 센서 전극들 (120) 의 전압이 입력 디바이스 (100) 의 다른 컴포넌트들에 관하여 실질적으로 일정하게 유지되기 때문에, 기생 커패시턴스가 감소된다.

다양한 실시형태들에 있어서, 입력 디바이스 (100) 는 통합된 입력 센싱 디바이스를 갖는 디스플레이 디바이스 (160) 를 포함할 수도 있다. 상술한 바와 같이, 그러한 실시형태들에 있어서, 하나 이상의 디스플레이 전극들은 디스플레이 업데이팅 및 용량성 센싱의 양자를 수행하도록 구성될 수도 있다. 디스플레이 업데이트 기간들 동안, V_COM 층에서의 전극 (공통 전극 또는 V_COM 전극) 은 저장 커패시터 및 액정 재료에 대한 고정 전극을 형성하고, V_COM 전극들과 픽셀 전극 사이에 전하가 저장된다. V_COM 전극과 픽셀 전극 사이에 저장된 전하의 양은 광의 투과를 결정한다. OLED 에 대하여, 디스플레이 업데이트 기간들 동안, 캐소드 층 (공통 전극 또는 캐소드 전극) 에서의 전극은 저장 커패시터에 대한 고정 전극을 형성하고, 캐소드 층과 애노드 층 사이에 전하가 저장된다. 입력 센싱 기간 동안, 센서 전극들 (120) 에 대응하는 하나 이상의 공통 전극들은 제 1 전압 포텐셜로 구동되고, 제 1 전압 포텐셜로 센서 전극(들)을 구동하는데 필요한 결과의 전하가 센서 모듈 (204) 에 의해 측정된다. 다양한 실시형태들에 있어서, 센서 전극들은 제 1 전압 포텐셜과 제 2 전압 포텐셜 사이에서 센서 전극(들)을 천이시키는 변조된 전압에 의해 구동될 수도 있다. 다른 실시형태들에 있어서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극 상의 대응 전압 및 전하의 미리 결정된 양에 의해 센서 전극을 구동하도록 구성될 수도 있다. 위의 실시형태들 중 어느 것에 있어서, 센서 전극들 상으로 구동된 신호는 변조된 신호로서 지칭될 수도 있고, 측정되는 전하 또는 전류는 센서 전극(들)에 의해 수신되는 결과의 신호들로서 지칭될 수도 있다. 결과의 신호는 센서 전극과 근접 전도체들 사이의 국부적 기생 커패시턴스 및 센서 전극과 입력 오브젝트 사이의 커패시턴스의 양자를 포함한다. 다양한 실시형태들에 있어서, 센서 모듈 (204) 및 입력 디바이스 (100) 의 능력들이 결과의 신호들에 존재하는 기생 커패시턴스를 감소시키는 것에 의해 개선될 수도 있다.

도 2b 는 센서 전극 (120) 에 대한 복수의 국부적 기생 커패시턴스를 도시한다. 도시된 실시형태에 있어서, Csource 는 센서 전극과 소스 라인 사이의 기생 커패시턴스를 나타내고, Cadj 는 센서 전극과 인접 (또는 근접) 센서 전극들 사이의 기생 커패시턴스를 나타내고, Cpe 는 센서 전극과 픽셀 전극 사이의 기생 커패시턴스를 나타내며, Cgate 는 센서 전극과 게이트 라인 사이의 기생 커패시턴스를 나타낸다. 도 2b 에 도시된 기생 커패시턴스들은 다수의 기생 커패시턴스들의 서브세트일 수도 있다. 또한, 다양한 실시형태들에 있어서, 센서 전극과 다중 게이트 라인들, 소스 라인들, 인접 센서 전극들 및/또는 픽셀 전극들 사이에 기생 용량성 커플링들이 있을 수도 있다.

일 실시형태에 있어서, 기생 커패시턴스는 용량성 센싱을 위해 구동되는 센서 전극에 근방인 센서 전극 상으로 및/또는 다른 목적들, 예컨대 디스플레이 업데이팅을 제공하는 전극 상으로 보호 신호를 구동하는 것에 의해 실질적으로 감소되거나 소거될 수도 있다. 보호 신호는 전극들 (즉, 게이트 라인, 소스 라인, 센서 전극들) 사이의 상대적 전압이 실질적으로 일정하도록 구성될 수도 있다. 이에 따라, 용량성 센싱을 위해 변조된 신호에 의해 구동된 센서 전극과 근방의 전극들 사이의 기생 커패시턴스를 감소시키기 위해, 이 근방의 전극들이 주파수, 위상 및/또는 진폭 중 적어도 하나에서 변조된 신호와 유사한 보호 신호에 의해 구동된다. 이 보호 신호는 본 명세서에서 간단히 "변조된 신호" 로서 지칭될 수도 있다.

일 실시형태에 있어서, 효과적으로 보호하는 것은 인접 전극 (예컨대, 픽셀 전극 또는 임의의 다른 근방의 전극) 을 프로세싱 시스템으로부터 전기적으로 격리시키는 것이다. 전기적 격리는 변화되지 않는 용량성 센싱을 위해 구동되는 센서 전극과 격리된 전극 사이에서 상대적 전압을 유지하게 될 것이다. 하지만, 격리된 전극은 또한, 격리된 전극 상의 전압이 용량성 센싱을 위해 구동된 센서 전극에 대해 상이하지 않도록 하는, 다른 전극들에 대한 기생 커패시턴스를 가지게 된다. 이들 다른 전극들은 또한 보호 신호에 의해 구동될 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 픽셀 전극은 게이트 라인이 액세스 트랜지스터를 턴 오프할 때 격리된다.

다른 실시형태들에 있어서, 근방의 전극들은 보호 신호에 의해 구동되어, 용량성 센싱을 위해 구동된 센서 전극과 근방의 전극들 사이의 기생 커패시턴스를 실질적으로 감소시킨다. 일 실시형태에 있어서, 보호 신호의 진폭은 변조된 신호의 진폭보다 크거나 작을 수도 있다.

변조의 임의의 실제 형태는 변조된 전력 공급부에 의해 인가될 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 변조된 전력 공급부에 의해 인가된 변조는 100 kHz 와 500 kHz 사이의 주파수를 갖는 사인파이다. 다른 실시형태들에 있어서, 다른 파형들 및/또는 주파수들이 적용될 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 전력 공급부는 격리된 전력 공급부를 포함한다. 다른 실시형태들에 있어서, 전력 공급부는 격리되지 않은 전력 공급부를 포함한다.

입력 디바이스 (100) 에 변조된 전력 공급부를 포함시키는 하나의 이점은, 센서 전극들 (120) 이 변조된 그라운드 신호에 관하여 일정한 전압에서 유지되기 때문에, 센서 전극들 (120) 을 구동하기 위한 회로가 최소 복잡도로 제조될 수 있다는 것이다. 적절한 회로의 일 예가 도 6 에 대하여 제공된다.

변조된 전력 공급부를 포함하는 추가적인 이점은, 입력 디바이스 (100) 의 컴포넌트들이 변조될 때, 기생 커패시턴스에 기인하여 도출된 유도 전류와 관련된 전력 소모가 감소된다는 것이다. 이로써, 센서 전극들 (120) 을 구동하는데 필요한 전력의 양이 변조된 전력 공급부를 포함하지 않는 입력 디바이스 (100) 에 비해 감소된다.

입력 디바이스 (100) 에 변조된 전력 공급부를 포함시키는 추가적인 이점은 디스플레이 디바이스를 포함하는 입력 디바이스 (100) 의 실시형태들에서 실현된다. 많은 전형적인 터치/디스플레이 실시형태들에 의하면, 터치 센싱은 디스플레이에서의 픽셀들이 업데이트되지 않는 시간에 수행되어야 한다. 디스플레이 디바이스와 통합된 입력 디바이스 (100) 를 포함하는 본 발명의 실시형태들은 변조된 전력 공급부의 포함으로부터 이로운데, 이는 변조된 전력 공급부가 적어도 부분적으로 오버랩하는 시간 기간들 동안 터치 센싱 및 디스플레이 업데이팅이 수행되는 터치 및 디스플레이 타이밍 스킴을 용이하게 하는 것을 돕기 때문이다. 이러한 오버랩하는 타이밍 스킴은 또한 본 명세서에서 "오버랩 타이밍" 으로서 지칭된다. 오버랩 타이밍은 도 4b 에 관하여 더 상세하게 논의된다. 이제 디스플레이를 포함하는 실시형태들이 도 3 내지 도 7b 에 관하여 더욱 더 상세하게 논의된다.

도 3 은 액정 디스플레이 셀 (300) 의 단면의 부분 개략도이다. 디스플레이 셀 (300) 은 공통 전압층 (V_COM 층)(302), 소스 라인 (304), 게이트 라인 (306), 액정 재료 (308), 픽셀 전극 (310), 및 소스 (312a), 게이트 (312b) 및 드레인 (312c) 을 갖는 픽셀 트랜지스터 (312) 를 포함한다. 디스플레이 셀이 액정 디스플레이 셀 (300) 로서 도시되어 있지만, 디스플레이 셀 (300) 은, 예를 들어 유기 발광 다이오드 (OLED) 와 같은 상이한 유형의 디스플레이 셀일 수도 있다는 것을 알아야 한다.

V_COM 층은 유전체로서 액정 재료 (308) 를 포함하는 커패시터의 일 전극을 형성한다. 픽셀 전극 (310) 은 커패시터 전극을 형성한다. 액정 재료에 걸쳐 전압을 인가하면, 액정 재료 (308) 가 액정 재료 (308) 를 통과하는 백라이트로부터 많거나 적게 광이 방출되는 것을 허용하는, 광학 특성들을 변화시킨다. 액정 재료 (308) 에 걸친 전압 레벨은 액정 재료 (308) 를 통과하는 광의 양을 결정한다.

이로써, 업데이팅 픽셀 값들은 픽셀 전극 (310) 을 V_COM 층 (302) 에 관하여 소정의 전압으로 설정하는 것에 의해 일반적으로 달성된다. V_COM 은 통상적으로 시스템 그라운드와 시스템 Vcc (즉, 전력 공급 전압) 사이의 어딘가의 레벨에서 유지된다. 일반적으로, V_COM 은 이들 2 전압들의 중간에서 유지된다. 절대 그라운드에서 또는 Vcc 대신에 중간 전압에서 V_COM 을 유지하는 목적은 도트 반전 (dot inversion) 과 같은 전압 밸런싱 스킴이 사용될 수 있도록 하는 것이다. 도트 반전은, 단일 전압 방향이 액정 재료들 (308) 에 걸쳐 항상 인가되지 않도록, 액정 재료들 (308) 이 양의 전압 다음 음의 전압으로 교대로 하전하는 스킴이다. 단지 단일 방향에서의 전압만이 반복적으로 또는 일정하게 인가되는 경우 액정 재료들 (308) 이 약화를 경험할 수도 있기 때문에, 상술한 반전 스킴들이 이러한 약화를 감소 또는 소거하는 것을 돕는다.

픽셀값들을 업데이팅하기 위한 레퍼런스 전압으로서 기능하는 것에 부가하여, V_COM 은 또한 터치 센싱을 위한 센서 전극 (120) 으로서 동작될 수도 있다. V_COM 이 센서 전극 (120) 으로서 동작되는 종래 기술의 입력 디바이스들에 있어서, 픽셀값들은 업데이트되며, 그 후 터치 센싱이 수행된다. 즉, 통상적으로, "오버랩 타이밍" 은 도 4a 에 관하여 하기에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 수행되지 않는다. 하지만, 도 4b 에 관하여 설명되는 바와 같이, 본 발명의 실시형태들은 터치 센싱 및 디스플레이 업데이팅이 오버랩 시간 기간들에서 수행되게 한다.

도 4a 는 변조된 전력 공급부 없이 픽셀 업데이팅 및 터치 센싱이 동시에 발생하는 종래 입력 디바이스의 동작을 도시하는 그래프 (400) 를 예시한다. V_COM 그래프 (402) 에 의해 알 수 있는 바와 같이, V_COM 에 대한 전압은 시간 경과에 따라 변화하지만, 픽셀 전극 그래프 (404) 로 표시된 픽셀 전극의 전압은 일정하게 머무른다. V_COM 에 대한 전압이 변화하고 있기 때문에, 픽셀 전극과 V_COM 전극 사이의 전압 차이가 시간 경과에 따라 변화하며, 이는 액정 재료 (308) 에 걸쳐 원하는 전압 차이가 인가되지 않는 것을 의미한다. 이 그래프 (400) 는 픽셀 업데이트들 및 터치 센싱이 동시에 수행될 수 없는 전형적인 이유를 예시한다. 도 4b 에 도시된 상이한 스킴은, 픽셀 업데이트들 및 터치 센싱이 동시에 수행될 수 있게 한다.

도 4b 는 변조된 전력 공급부를 사용하여 터치 센싱 및 업데이팅이 동시에 발생하는 입력 디바이스의 동작을 도시하는 그래프 (450) 를 예시한다. 알 수 있는 바와 같이, V_COM (452) 에 대한 그래프 및 픽셀 전극 (454) 에 대한 그래프 모두가 시간에 따라 변화한다. 부가적으로, 픽셀 전극 (454) 과 V_COM (452) 사이의 전압 차이 (ΔV 로 표시됨) 는 실질적으로 일정하게 유지된다.

V_COM 상의 전압이 시간 경과에 따라 달라지기 때문에, V_COM 은 V_COM 과 입력 오브젝트 (140) 사이의 용량성 커플링을 검출하는데 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 입력 오브젝트 (140) 에 관하여 V_COM 의 전압을 변화시키는 것은 측정될 수 있는 V_COM 에서의 전류 플로우의 양을 유도하게 된다. 픽셀 전극 (454) 의 전압이 접지에 관하여 시간 경과에 따라 변화하더라도, 픽셀 전극 (454) 과 V_COM (452) 사이의 전압 차이는 실질적으로 일정하게 유지한다. 이로써, 일정한 전압 변화가 액정 재료 (308) 에 걸쳐 인가되며, 이는 액정 재료 (308) 가 원하는 투과율로 조정될 수 있다는 것을 의미한다. 픽셀 전극과 V_COM 사이의 임의의 전압 변화는 선택될 수도 있다. 이러한 전압 변화가 실질적으로 일정하게 유지되는 한, 원하는 값이 서브픽셀 엘리먼트에 인가된다.

도 4a 및 도 4b 에 의해 예시된 바와 같이, V_COM 전극(들)(또는 V_COM) 을 센서 전극으로서 사용하기 위해서, V_COM 이 변조된다. 이것은 전형적으로, 픽셀 값들의 업데이팅이 입력 오브젝트가 센싱하는 것과 동시에 행해질 수 없다는 것을 의미한다. 하지만, 전력 공급부를 변조하는 것에 의해, V_COM 이 접지에 관하여 변조되고, 또한 변조되는 픽셀 전극 (310) 에 인가된 전압에 관하여 일정하게 유지된다. 또한, 전력 공급부를 변조하는 것에 의해, 디스플레이 셀 (300) 내의 전도성 엘리먼트들이 또한 변조되며, 이는 V_COM 과 이들 전도성 엘리먼트들 사이의 기생 커패시턴스가 변조된 전력 공급부를 포함하지 않는 입력 디바이스 (100) 에 비해 감소된다는 것을 의미한다. 추가로, V_COM 이 변조되기 때문에, 서브픽셀 값들이 입력 오브젝트가 센싱되는 것과 동시에 업데이트될 수 있다,

도 5a 는 일 실시형태에 따른, 입력 디바이스와 통합되고 변조된 전력 공급부를 포함하는 디스플레이 디바이스 (500) 의 개략적인 다이어그램이다. 나타낸 바와 같이, 디스플레이 디바이스 (500) 는 디스플레이 패널 (502), 게이트 드라이버 (504), 소스 드라이버/수신기 모듈 (506), 변조된 전력 공급부 (508), 및 프로세싱 시스템 (510) 을 포함한다. 프로세싱 시스템 (510) 은 다양한 모듈들, 예컨대 센서 모듈 (512), 결정 모듈 (514), 및 디스플레이 드라이버 모듈 (516) 을 포함한다. 디스플레이 패널 (502) 은 공통 전압 (V_COM) 전극들을 포함하는 센서 전극들을 포함한다. 디스플레이 패널은 또한 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 을 포함한다. 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 은 픽셀들에서의 컬러들을 디스플레이하기 위한 컴포넌트들을 포함한다. 디스플레이 패널 (502) 은 또한 나타내지 않은 백라이트 및 다른 컴포넌트들을 포함한다.

도 3 을 잠시 참조하면, 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 은 각각 픽셀 전극들 (310) 을 구동하기 위한 픽셀 트랜지스터들을 포함한다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 픽셀 트랜지스터들은 게이트 (312b), 소스 (312a) 및 드레인 (312c) 을 포함한다. 게이트 (312b) 는 게이트 드라이버 (504) 에 커플링된다. 소스 (312a) 는 소스 드라이버/수신기 모듈 (506) 에 커플링된다. 드레인 (312c) 은 픽셀 전극 (310) 에 커플링된다. 도 3 을 참조하여 기재된 바와 같이, 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 은 액정과는 상이한 기술 (예컨대, OLED) 에 기초한 구성을 가질 수도 있으며, 이 경우 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 은 적절한 컴포넌트들을 가지게 된다.

도 5a 를 다시 참조하면, 프로세싱 시스템 (510) 은 일반적으로 도 2a 에 도시된 프로세싱 시스템 (110) 의 기능을 포함한다. 게이트 드라이버 (504) 및 소스 드라이버/수신기 모듈 (506) 은 디스플레이를 위해 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 의 각각을 구동하기 위한 신호들을 생성한다. 보다 구체적으로, 게이트 드라이버 (504) 는 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 의 특정 로우에 게이트 전압을 제공하는 것에 의해 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 의 로우를 선택한다. 소스 드라이버/수신기 모듈 (506) 은 업데이트 될 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 에 소스 신호들을 제공한다. 소스 신호들은, 액정 디스플레이 실시형태들에 있어서, 액정 재료 (308) 로 하여금 백라이트로부터 원하는 양의 광을 투과하게 하기 위해서, 액정 재료 (308) 에 걸쳐 특정 전압 차이를 인가하도록 선택된 전압 레벨들이다. 다른 디스플레이 기술 실시형태들 (예컨대, 유기 발광 다이오드 (OLED)) 에 있어서, 소스 신호들은 특정 디스플레이 기술에 따라 상이하게 기능한다.

소스 드라이버/수신기 모듈 (508) 은 또한 센서 전극들 (120) 로부터 결과의 신호들을 수신하도록 구성된 회로를 포함한다. 일부 실시형태들에 있어서, 소스 드라이버/수신기 모듈 (506) 은 하나 이상의 전극들 (120) 과 입력 디바이스 사이의 커패시턴스에서의 변화를 측정하도록 각각 구성되는 다중 수신기 채널들을 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 커패시턴스에서의 변화를 측정하는 것은, 패널 그라운드 (532) 에 관하여 특정 전압에서 센서 전극 (120) 을 유지하면서 그 전압에서 센서 전극 (120) 을 유지하는데 필요한 전류의 양을 측정하는 것을 포함한다. 수신기 채널의 일 예는 도 6 에 관하여 도시되고 기재된 회로 (600) 이다. 센싱 채널들의 각각은 하나 이상의 멀티플렉서들과 같은 선택 회로에 의해 하나 이상의 센서 전극들 (120) 에 선택적으로 커플링될 수도 있다.

소스 드라이버/수신기 모듈 (506) 은 터치 센싱 및 디스플레이 업데이팅 기능의 양자를 수행하도록 구성된 하나 이상의 집적 회로 칩들로서 구현될 수도 있다. 일부 실시형태들에 있어서, 소스 드라이버/수신기 모듈 (506) 의 기능의 적어도 일부는 센서 모듈 (512) 에 의해 수행된다. 다른 실시형태들에 있어서, 센서 모듈 (512) 은 원하는 신호들에 의해 센서 전극들 (120) 을 구동하도록 소스 드라이버/수신기 모듈 (506) 에 지시한다. 또한, 다양한 실시형태들에 있어서, 센서 모듈 (512) 은 소스 드라이버/수신기 모둘 (506) 로부터 커패시턴스에서의 측정된 변화들을 수신하고 프로세싱한다.

일부 실시형태들에 있어서, 프로세싱 시스템 (510) 은 전력 공급부 (508) 로 하여금 변조된 레퍼런스 신호 또는 비변조된 레퍼런스 신호 중 어느 하나를 소스 드라이브/수신기 모듈 (506) 에 제공하는 것과 게이트 드라이버 (504) 에 제공하는 것 사이에서 선택하게 하도록 구성되어, 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 이 변조된 또는 비변조된 신호들 중 어느 하나에 의해 구동될 수도 있다. 보다 구체적으로, 게이트 드라이버 (504) 는 프로세싱 시스템 (510) 의 선택에 의존하여 변조되거나 비변조되는 게이트 드라이버 전격 공급 전압 (534) 을 수신한다. 유사하게, 소스 드라이버/수신기 모듈 (506) 은 프로세싱 시스템 (510) 의 선택에 의존하여 변조되거나 비변조되는 소스 드라이버 전력 공급 전압 (536) 을 수신한다. 이들 2 개의 전력 공급 전압들은 본 명세서에서 "레퍼런스 전압들" 로서 지칭될 수도 있고, 변조될 때, "변조된 레퍼런스 전압들" 로서 지칭될 수도 있다. 이로써, 소스 신호들, 즉 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 의 소스 단자들 (312a) 에 제공된 신호들, 및 게이트 신호들, 즉 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 의 게이트 단자들 (312b) 에 제공된 신호들은, 프로세싱 시스템 (510) 이 전력 공급부 (508) 로 하여금 변조된 또는 비변조된 신호들을 제공하게 하는지 여부에 기초하여 변조되거나 변조되지 않는다.

도 5b 를 잠시 참조하면, 도 5b 는 일 실시형태에 따른, 변조된 신호에 의해 게이트 라인을 구동하기 위한 일 예의 회로 (550) 를 예시한다. 도 5b 에 예시된 실시형태에 있어서, 스위치 (트랜지스터 쌍) 는 게이트 라인으로의 전압 출력이 게이트 전압 로우 (vgl) 또는 게이트 전압 하이 (vgh) 공급 전압들 중 어느 하나인지를 결정한다. 출력이 하이일 때, 전압은 변조되는 vgh 로부터 나와서, 출력이 변조된다. 출력이 로우이면, 전압은 vgl 로부터 나와서 출력이 또한 변조된다.

도 5a 를 다시 참조하면, 프로세싱 시스템 (510) 은 센서 전극들 (120) 및 디스플레이 전극들 (예를 들어, 소스 전극들 및/또는 게이트 전극들) 을 함께 구동하는 기간들을 결정하도록 구성된다. 일부 실시형태들에 있어서, 디스플레이 전극들 및 센서 전극들 (120) 을 함께 구동하는 것은, 디스플레이 업데이트 신호들에 의한 디스플레이 전극들 및 용량성 센싱 신호들에 의한 센서 전극들 (120) 을 동시에 구동하는 것을 포함한다.

프로세싱 시스템 (510) 이 센서 전극들 (120) 및 디스플레이 전극들을 함께 구동하는 기간들 동안, 프로세싱 시스템 (510) 은 변조된 디스플레이 업데이트 신호들에 의해 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 을 구동하고, 또한 변조된 용량성 센싱 신호들에 의해 센서 전극들 (120) 을 구동한다. 일부 실시형태들에 있어서, 디스플레이 업데이트 신호들 및 용량성 센싱 신호들에 인가된 변조는 동일한 정도의 주파수, 및/또는 위상에 대한 전압 변동들을 포함한다. 일부 실시형태들에 있어서, 변조는 불균일하게 인가되고, 이로써 픽셀 트랜지스터 (312) 의 소스 (312a) 및 센서 전극 (120) 에 인가된 신호들 사이의 전압 차이가 일정하게 유지된다. 이러한 환경들에 있어서, 서브픽셀 값들은 V_COM (즉, 센서 전극들 (120)), 소스 라인들 및 게이트 라인들 모두가 접지에 관하여 변조되는 동안 업데이트된다.

센서 전극들 (120) 및 디스플레이 전극들을 함께 구동하는 것에 부가하여, 프로세싱 시스템 (510) 은 디스플레이 전극들 중 어느 하나를 구동하고 센서 전극들은 구동하지 않을 수도 있고, 또는 센서 전극들 (120) 중 어느 하나를 구동하고 디스플레이 전극들을 구동하지 않을 수도 있다. 프로세싱 시스템 (510) 이 디스플레이 전극들을 구동하지만 센서 전극들 (120) 은 구동하지 않는 시간 기간들에 있어서, 프로세싱 시스템 (510) 은 비변조된 신호들에 의해 디스플레이 전극들을 구동할 수도 있다. 센서 전극들 (120) 이 이들 시간 기간들 동안 변조된 신호들에 의해 구동되지 않기 때문에, 기생 커패시턴스들과 관련된 효과들이 일반적으로 경험되지 않으며, 이에 따라 디스플레이 전극들이 보호를 위해 변조된 신호들에 의해 구동되지 않는다.

일 예에 있어서, 센서 모듈 (512) 은 제 1 시간 기간 동안 변조된 레퍼런스 신호에 기초하는 용량성 센싱 신호들에 의해 센서 전극들 (120) 을 구동하도록 구성된다. 이들 용량성 센싱 신호들은 상술한 바와 같이 용량성 센싱이 수행될 수 있도록 센서 전극들 (120) 을 변조하도록 구성된다. 디스플레이 드라이버 모듈 (516) 은 또한 제 1 시간 기간 동안 디스플레이 업데이팅을 위해 변조된 레퍼런스 신호에 기초한 변조된 디스플레이 업데이트 신호들에 의해 디스플레이 전극들을 구동하도록 구성된다. 디스플레이 업데이트 신호들은 디스플레이 전극들과 센서 전극들 사이의 전압이 실질적으로 일정하게 유지되게 하도록 구성된다. 이로써, 용량성 센싱 및 디스플레이 업데이팅이 발생하는 제 1 시간 기간에 있어서, 디스플레이 업데이트 신호들 및 터치 센싱 신호들이 모두 변조되며, 이는 기생 커패시턴스의 효과들을 감소시킨다. 제 1 시간 기간은 도 2a 를 참조하여 위에서 논의된 디스플레이 업데이트 시간들의 전부 또는 부분을 포함할 수도 있다.

부가적으로, 일부 실시형태들에 있어서, 센서 모듈 (512) 은 디스플레이 업데이팅이 발생하지 않는 동안인 제 2 시간 기간 동안, 용량성 센싱을 위해 센서 전극들 (120) 을 구동하도록 구성된다. 제 2 시간 기간에 있어서, 디스플레이 전극들은 연관된 픽셀 트랜지스터를 스위칭 오프시키는 것에 의해 플로팅하도록 야기될 수도 있다. 디스플레이 전극들이 플로팅되는 그러한 상황에 있어서, 용량성 효과들에 기인하여, 디스플레이 전극들에서의 전압이 일반적으로 센서 전극들 (120) 의 전압들을 따르며, 이로써 상술한 커패시턴스에 기여하지 않는다. 이로써, 용량성 센싱이 발생하지만 디스플레이 업데이팅이 발생하지 않는 제 2 시간 기간에 있어서, 디스플레이 전극들은 변조된 신호들에 의해 구동되지 않는다. 다른 실시형태들에 있어서, 디스플레이 전극은 일정한 전압에서 유지될 수도 있다. 제 2 시간 기간은 도 2a 에 관하여 위에서 논의된 비디스플레이 업데이트 기간 (또한, "디스플레이 업데이트 시간들" 로서 지칭됨) 의 전부 또는 부분을 포함할 수도 있다.

게다가, 일부 실시형태들에 있어서, 센서 모듈 (512) 은 디스플레이 드라이버 모듈 (516) 이 디스플레이 업데이팅을 위해 디스플레이 전극들을 구동하지 않는 동안인 제 3 시간 기간 동안, 용량성 센싱을 위해 센서 전극들 (120) 을 구동하지 않도록 구성된다. 제 3 시간 기간 동안, 디스플레이 드라이버 모듈 (516) 은 비변조된 디스플레이 신호들에 의해 디스플레이 전극들을 구동한다. 제 3 시간 기간에 있어서, 센서 전극들이 용량성 센싱을 위해 구동되지 않기 때문에, 상술한 기생 커패시턴스 효과들이 일반적으로 용량성 센싱에 영향을 미치지 않으며, 이로써 디스플레이 전극들이 변조된 신호들에 의해 구동되지 않는다. 제 3 시간 기간은 도 2a 에 관하여 위에서 논의된 디스플레이 업데이트 신간의 전부 또는 부분을 포함할 수도 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 제 1, 제 2 및 제 3 시간 기간들의 임의의 조합이 발생할 수도 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 시간 기간들이 발생할 수도 있거나, 제 1 및 제 3 시간 기간들이 발생할 수도 있거나, 제 2 또는 제 3 시간 기간들이 발생할 수도 있거나, 또는 그러한 기간들의 다른 조합들이 발생할 수도 있다.

프로세싱 시스템 (510) 은 또한 소스 드라이버/수신기 모듈 (506) 로부터 수신된 신호들을 프로세싱하도록 구성된 결정 회로를 포함하는 결정 모듈 (514) 을 포함한다. 일부 실시형태들에 있어서, 프로세싱 시스템 (510) 은 센서 전극들 (120) 과 입력 오브젝트 (140) 사이의 용량성 커플링에서의 변화들을 결정하도록 구성된다. 결정 모듈 (514) 은 소스 드라이버/수신기 드라이버 모듈 (506) 에서의 수신기 채널들의 각각에 선택적으로 커플링될 수도 있다.

디스플레이 드라이버 모듈 (516) 은 프로세싱 시스템 (510) 에 포함되거나 이와 분리될 수도 있다. 디스플레이 드라이버 모듈 (516) 은 디스플레이 패널 (502) 의 디스플레이에 디스플레이 이미지 업데이트 정보를 제공하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 디스플레이 드라이버 모둘 (516) 은 특정된 값들로 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 을 업데이트하기 위해 게이트 드라이버 (504) 및 소스 드라이버/수신기 모듈 (506) 을 제어하기 위한 회로를 포함한다.

일 실시형태에 있어서, 입력 디바이스 (100) 는 변조된 전력 공급부 (508) 와 커플링된 적어도 하나의 용량성 센싱 제어기를 포함한다. 용량성 센싱 제어기는 변조된 전력 공급부 (508) 에 변조된 레퍼런스 신호를 제공하도록 구성되어 , 변조된 전력 공급부 (508) 가 다양한 디스플레이 전극들 및 센서 전극들에 변조된 신호들을 제공하도록 구성된다. 일 실시형태에 있어서, 변조된 전력 공급부 (508) 는 변조된 레퍼런스 신호들을 게이트 라인들, 소스 라인들 및/또는 공통 전극들에 제공하도록 구성된다. 다른 실시형태에 있어서, 입력은 변조된 전력 공급부 (508) 와 커플링된 타이밍 제어기를 포함하고, 타이밍 제어기는 변조된 전력 공급부 (508) 에 변조된 레퍼런스 신호를 제공하도록 구성된다.

V_COM 이 변조될 때, V_COM 은 용량성 커플링을 통해 입력 오브젝트의 존재를 검출하는데 사용될 수 있다. V_COM 에서의 전압이 변조때문에 변화할 때, 센서 전극 (120) 과 입력 오브젝트 (140) 사이의 용량성 커플링을 표시하는 신호가 생성된다. 이러한 방식으로 용량성 커플링을 측정하기 위한 일 예의 회로 (600) 가 도 6 에 관하여 하기에 제공된다.

도 6 은 본 명세서에서 용량성 터치 센싱을 위한 센서 전극들 (120) 을 구동하기 위해 "AFE 채널" 로서 또한 지칭되는, 일 예의 아날로그 프론트 엔드 채널 (600) 을 예시한다. 나타낸 바와 같이, AFE 채널 (600) 은 전하 축적기 (602), 변조된 전력 공급부 (508), 분압기 (610), 및 센서 전극 (120) 을 포함한다. 도 6 에 도시된 변조된 전력 공급부 (508) 는 AFE 채널 (600) 을 갖는 전기 회로의 부분이고 이로써 도 6 에 도시된 다른 컴포넌트들에 전기적으로 커플링되지만, 변조된 전력 공급부 (508) 가 도 5a 에 도시된 변조된 전력 공급부 (508) 를 나타낸다는 것을 알아야 한다. 이에 따라, 도 6 에 도시된 변조된 전력 공급부 (508) 는 AFE 채널 (600) 의 나머지와 상이한 물리적 위치에 위치될 수도 있다. 부가적으로, 센서 전극 (120) 이 도 6 에 나타낸 바와 같이 AFE 채널 (600) 에 전기적으로 커플링되지만, 센서 전극들 (120) 은 AFE 채널 (600) 내에 물리적으로 위치되지 않는다는 것을 이해해야 한다.

AFE 채널 (600) 은 변조된 그라운드 신호에 관하여 일정한 전압에서 센서 전극을 유지하는데 필요한 전하의 양을 결정하기 위한 전하 축적기 (602) 를 포함한다. 전하 축적기 (602) 는 연산 증폭기의 출력 및 반전 입력 사이에서 용량성 피드백을 갖는 연산 증폭기 (604) 를 포함한다. 비반전 입력은 변조되는 레퍼런스 전압에 커플링된다. 일 실시형태에 있어서, 변조된 레퍼런스 전압은 변조된 레퍼런스 전압을 변조된 그라운드의 전압과 변조된 전력 공급 전압 사이의 고정 전압에서 유지하는, 분압기 (610) 의 출력이다. 연산 증폭기의 양전압 전력 공급 단자 및 음전압 전력 공급 단자들은 디스플레이 패널 (502) 의 변조된 그라운드 라인 (532) 및 변조된 전력 공급 라인 (530) 에 각각 커플링된다.

변조된 전력 공급 전압, 변조된 그라운드 전압, 및 변조된 레퍼런스 전압이 변조로 인해 변화할 때, 연산 증폭기의 출력이 적절하게 조정된다. 보다 구체적으로, 연산 증폭기는 연산 증폭기의 반전 입력이 연산 증폭기의 비반전 입력에 인가된 변조 신호를 따르도록 구성된다. 이로써, 센서 전극 (120) 에 커플링된 연산 증폭기의 반전 입력은, 센서 전극 (120) 이 변조 신호를 따르게 한다. 연산 증폭기의 출력에서의 전압은 변조된 그라운드 신호 (612) 에 관하여 일정한 전압에서 센서 전극 (120) 을 유지하는데 필요한 전하의 양을 표시한다.

전하 축적기 (602) 는, 입력 오브젝트 (140) 에 관한 변조 전압에서라도, 변조된 그라운드 신호에 관하여 일정한 전압에서 센서 전극 (120) 을 유지하도록 동작한다. 입력 오브젝트 (140) 가 센서 전극 (120) 근방의 센싱 영역 (170) 으로 이동될 때, 센서 전극 (120) 의 전압으로 하여금 센싱 영역 (170) 에 입력 오브젝트 (140) 가 존재하지 않는 상태와 비교하여 변조 변화들을 추적하게 하기 위해서 연산 증폭기가 필요로 하는 전류의 양이 흐른다. 이로써 이러한 전류의 양은 센서 전극 (120) 과 입력 오브젝트 (140) 사이에서 용량성 커플링을 표시하며 연산 증폭기의 출력에 반영된다.

전하 축적기 (602) 의 출력은 다양한 지원 컴포넌트들, 예컨대 복조기 회로, 로우 패스 필터, 샘플 및 유지 회로, 다른 유용한 전자 컴포넌트들, 예컨대 필터들 및 아날로그-디지털 컨버터들 (ADC들) 등에 커플링될 수도 있다. 지원 컴포넌트들은 입력 오브젝트 (140) 에 대한 센서 전극 (120) 의 용량성 커플링 또는 그 결핍과 관련된 측정들을 전하 축적기 (602) 로부터 취하도록 기능한다.

기생 커패시턴스 (620) 는 별개의 엘리먼트는 아니지만, 대신 입력 디바이스 (100) 에서의 센서 전극 (120) 과 다른 컴포넌트들 사이의 커패시턴스의 양을 나타낸다. 전력 공급부를 변조하는 것은 변조된 전력 공급부를 포함하지 않는 입력 디바이스와 비교하여 기생 커패시턴스의 양을 감소시킨다.

도 7a 및 도 7b 는 센서 전극 (120) 및 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 에 대한 트레이스들을 라우팅하기 위한 상이한 레이아웃들을 예시하는 몇몇 디스플레이 패널 구성들을 예시한다. 도 7a 는 단일 게이트 라인을 포함하는 구성을 예시한다. 도 7b 는 듀얼 게이트 라인을 포함하는 구성을 예시한다.

도 7a 는 터치 및 디스플레이 엘리먼트들의 구성 (700) 을 도시하는 디스플레이 패널 (502) 의 일부의 클로즈업 하향식 도이다. 구성 (700) 은 센서 전극들 (120) 및 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 을 포함한다.

센서 전극들 (120) 의 각각은 세그먼트된 V_COM 층의 일부를 포함한다. 각각의 센서 전극 (120) 은 나타낸 바와 같이 형상이 거의 직사각형이다. 부가적으로, 각각의 센서 전극들 (120) 은 4 개의 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 을 오버랩한다. 다양한 실시형태들에 있어서, 센서 전극들 (120) 은 4 개 보다 많거나 적은 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 을 오버랩할 수도 있다. 센서 전극들 (120) 은 서로 오믹으로 격리되어, 각각의 센서 전극 (120) 이 별도로 구동될 수 있다. 센서 전극들 (120) 은, 도 7a 에서는 특정 형상으로 도시되어 있지만, 당업자가 이해하게 되는 바와 같이, 임의의 실현가능한 형상으로 형성될 수도 있다.

서브픽셀 엘리먼트들 (520) 은 픽셀 전극 (310) 을 포함한다. 도 7a 에 나타내지 않은 액정 재료가 픽셀 전극 (310) 과 센서 전극 (120) 사이에 배치된다. 픽셀 전극 (310) 및 센서 전극 (120) 은 함께 작동하여, 도 3 에 관하여 기재된 바와 같이, 액정 재료에 걸쳐 전압을 제공한다.

서브픽셀 엘리먼트들 (520) 의 각각은 게이트 (312b), 소스 (312a) 및 드레인 (312c) 을 갖는 픽셀 트랜지스터 (312) 를 포함한다. 게이트 라인들 (702) 은 픽셀 트랜지스터 (312) 의 게이트들 (312b) 을 게이트 드라이버 (504) 에 커플링한다. 유사하게, 소스 라인들 (704) 은 픽셀 트랜지스터들 (312) 의 소스들 (312a) 을 소스 드라이버/수신기 드라이버 모듈 (506) 에 커플링한다. 접속 엘리먼트 (705) 를 통해 센서 전극 (120) 에 커플링되고, 소스 라인 (704) 에 인접하여 배치되는 센서 전극 라인 (706) 은, 센서 전극 (120) 에 신호들을 제공하고, 소스 드라이버/수신기 모듈 (506) 에 커플링된다.

게이트 라인 (702) 이 활성화될 때, 소스 라인 (704) 상부에 제공된 신호는, 게이트 라인 (702) 에 의해 활성화된 픽셀 트랜지스터 (312) 를 통해, 구동된 게이트 라인 (702) 및 구동된 소스 라인 (704) 의 양자에 공통인 서브픽셀 엘리먼트 (520) 에 대한 픽셀 전극 (310) 까지 구동된다. 동시에, V_COM 전극으로서 작용하는 센서 전극 (120) 은 패널 그라운드 (532) 에 관하여 일정한 전압에서 유지된다. 센서 전극 (120) 은 센서 전극 (120) 을 일정한 전압에서 유지하는데 필요한 전류의 양을 결정하는 소스 드라이버/수신기 모듈 (506) 에 있어서, AFE 채널 (600) 과 같은 AFE 채널에 커플링된다. 이로써, 픽셀 업데이팅 및 터치 센싱이 동시에 수행된다.

도 7b 는 터치 및 디스플레이 엘리먼트들의 구성 (750) 을 도시하는 디스플레이 패널 (502) 의 일부의 클로즈업 하향식 도이다. 나타낸 바와 같이, 구성 (750) 은 센서 전극들 (120) 및 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 을 도시한다.

센서 전극들 (120) 및 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 은 도 7a 에 도시된 것들과 유사하다. 하지만, 서브픽셀 엘리먼트들의 각각은, 도 7a 에서와 같은 단일 게이트 라인 (702) 대신 제 1 게이트 라인 (752a) 및 제 2 게이트 라인 (752b) 을 포함한다. 서브픽셀 엘리먼트들 (520) 은 대안으로 제 1 게이트 라인 (752a) 및 제 2 게이트 라인 (752b) 에 커플링된다. 2 개의 게이트 라인들의 사용은 센서 전극 라인 (756) 에 대한 공간을 자유롭게 한다. 이는 소스 라인들 (754) 의 각각이 2 개의 상이한 게이트 라인들 (752a 및 752b) 에 의해 선택되는, 2 개의 인접한 서브픽셀들에 대해 사용될 수 있기 때문이다.

도 7a 및 도 7b 에 도시된 구성들에 부가하여, 센서 전극 라인들이 소스 라인들 또는 드레인 라인들 위 또는 아래에 배치되는 구성들이 또한 가능하다. 보다 구체적으로, 센서 전극 라인들은 게이트 라인 또는 소스 라인 중 어느 하나에 인접하는 대신, 이들 라인들 중 어느 하나의 바로 위 또는 아래에 배치될 수도 있다.

결론

본 기술의 다양한 실시형태들은 용량성 센싱 입력 디바이스에서 기생 커패시턴스를 감소시키기 위한 입력 디바이스들 및 방법들을 제공한다. 특히, 본 명세서에 기재된 실시형태들은 입력 디바이스에서 센서 전극들에 의해 경험되는 기생 커패시턴스를 감소시키기 위해 입력 디바이스 내의 신호들을 변조하도록 변조된 전력 공급부를 이롭게 사용한다. 부가적으로, 일부 다른 실시형태들은 디스플레이 디바이스 내의 터치 센싱 엘리먼트들 및 디스플레이 엘리먼트들에 제공된 신호들을 변조하기 위해 변조된 전력 공급부를 포함하는 디스플레이 디바이스에 터치 센싱 능력들을 제공한다. 변조된 전력 공급부에 의해, 입력 디바이스의 센서 전극들과 다른 컴포넌트들 사이의 용량성 커플링이 감소됨으로써, 입력 오브젝트들을 센싱하는 능력을 증가시킨다.

따라서, 본 명세서에 기술된 실시형태들 및 예들은 본 발명 및 그것의 특정한 어플리케이션을 최상으로 설명하기 위하여 제시되었고 이에 의해 당업자들이 본 발명을 제작하고 사용하는 것을 가능하게 한다. 하지만, 당업자들은 상기 설명 및 예들이 예시 및 예를 위해서만 제시되었다는 것을 인식할 것이다. 기술된 설명은 본 발명을 망라하는 것이 되거나 또는 개시된 정밀한 형태로 제한하려는 의도는 아니다.

상기를 고려하여, 본 개시물의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims

프로세싱 시스템으로서,
제 1 시간 기간 동안 용량성 센싱을 위해 변조된 참조 신호에 기초하는 변조된 용량성 센싱 신호로 복수의 센서 전극들 중 제 1 센서 전극을 구동하도록 구성된 센서 회로를 포함하고,
상기 제 1 시간 기간 동안 디스플레이 디바이스의 복수의 디스플레이 전극들은 상기 변조된 참조 신호에 기초하여 변조된 신호들로 구동되는, 프로세싱 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 디스플레이 전극들 및 상기 제 1 센서 전극은 상기 제 1 시간 기간 동안 실질적으로 일정한 전압 차이를 가지는, 프로세싱 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 시간 기간 동안 상기 변조된 참조 신호에 기초하여 변조된 신호들로 상기 복수의 디스플레이 전극들을 구동하는 것은 상기 디스플레이 디바이스의 디스플레이를 업데이트하는 것인, 프로세싱 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 디스플레이 전극들은 제 2 시간 기간 동안 상기 디스플레이 디바이스의 디스플레이를 업데이트하기 위해 실질적으로 비-변조된 신호들로 구동되고, 상기 제 1 시간 기간 및 상기 제 2 시간 기간은 오버랩되지 않는, 프로세싱 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 센서 회로는 상기 복수의 센서 전극들 중 제 2 센서 전극으로 상기 변조된 용량성 센싱 신호에 대응하는 효과들을 포함하는 결과 신호를 수신하도록 더 구성되는, 프로세싱 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 센서 회로는 상기 제 1 센서 전극으로 상기 변조된 용량성 센싱 신호에 대응하는 효과들을 포함하는 결과 신호를 수신하도록 더 구성되는, 프로세싱 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 센서 전극들의 각각은 상기 디스플레이 디바이스의 적어도 하나의 공통 전극을 포함하고, 상기 복수의 디스플레이 전극들은 복수의 소스 전극들 및 복수의 게이트 전극들 중 적어도 하나를 포함하는, 프로세싱 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 변조된 신호들은 변조된 게이트 선택 신호들 및 변조된 소스 라인 업데이트 신호들 중 적어도 하나인, 프로세싱 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 변조된 참조 신호는 변조된 전력 공급부에 의해 생성되는, 프로세싱 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 시간 기간 동안 상기 변조된 참조 신호에 기초하여 상기 변조된 신호들로 상기 디스플레이 디바이스의 상기 복수의 디스플레이 전극들을 구동하도록 구성되는 디스플레이 드라이버 회로를 더 포함하는, 프로세싱 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 시간 기간은 디스플레이 프레임의 디스플레이 라인 업데이트 기간들 사이에서 발생하고, 상기 제 1 시간 기간은 적어도 상기 디스플레이 프레임의 디스플레이 라인 업데이트 기간 만큼인, 프로세싱 시스템.
입력 디바이스로서,
복수의 센서 전극들;
복수의 디스플레이 전극들;
변조된 참조 신호를 제공하도록 구성된 변조된 전력 공급부; 및
프로세싱 시스템을 포함하고,
상기 프로세싱 시스템은,
제 1 시간 기간 동안 용량성 센싱을 위해 상기 변조된 참조 신호에 기초하는 변조된 용량성 센싱 신호들로 상기 복수의 센서 전극들을 구동하고, 상기 제 1 시간 기간 동안 상기 변조된 참조 신호에 기초하여 변조된 신호들로 디스플레이 디바이스의 상기 복수의 디스플레이 전극들을 구동하도록 구성되는, 입력 디바이스.
제 12 항에 있어서,
상기 복수의 디스플레이 전극들 및 상기 복수의 센서 전극들은 상기 제 1 시간 기간 동안 실질적으로 일정한 전압 차이를 가지는, 입력 디바이스.
제 12 항에 있어서,
제 2 복수의 센서 전극들을 더 포함하고,
상기 프로세싱 시스템은, 상기 제 1 시간 기간 동안 상기 제 2 복수의 센서 전극들로 상기 변조된 용량성 센싱 신호들에 대응하는 효과들을 포함하는 결과 신호들을 수신하고, 상기 결과 신호들에 기초하여 상기 복수의 센서 전극들 중 적어도 하나의 센서 전극 및 상기 제 2 복수의 센서 전극들 중 적어도 하나의 센서 전극 사이의 커패시턴스에서의 변화들을 결정하도록 구성되는, 입력 디바이스.
제 12 항에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은, 상기 복수의 센서 전극들로 상기 변조된 용량성 센싱 신호들에 대응하는 효과들을 포함하는 결과 신호들을 수신하고, 그리고 상기 결과 신호들에 기초하여 입력 디바이스와 상기 복수의 센서 전극들 중 적어도 하나의 센서 전극 사이의 커패시턴스에서의 변화들을 결정하도록 구성되는, 입력 디바이스.
제 12 항에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은 상기 제 1 시간 기간 동안 상기 변조된 신호들로 상기 복수의 디스플레이 전극들을 구동함으로써 상기 디스플레이 디바이스의 디스플레이를 업데이트하도록 구성되는, 입력 디바이스.
제 12 항에 있어서,
상기 프로세싱 시스템은 제 2 시간 기간 동안 업데이트하는 디스플레이를 위해 실질적으로 비-변조된 신호들로 상기 복수의 디스플레이 전극들을 구동하도록 구성되고, 상기 제 1 시간 기간 및 상기 제 2 시간 기간은 오버랩되지 않는, 입력 디바이스.
제 12 항에 있어서,
상기 복수의 센서 전극들의 각각은 상기 디스플레이 디바이스의 적어도 하나의 공통 전극을 포함하는, 입력 디바이스.
입력 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
제 1 시간 기간 동안 용량성 센싱을 위해 변조된 참조 신호에 기초하는 변조된 용량성 센싱 신호로 복수의 센서 전극들 중 제 1 센서 전극을 구동하는 단계로서, 상기 제 1 시간 기간 동안 디스플레이 디바이스의 복수의 디스플레이 전극들은 상기 변조된 참조 신호에 기초하여 변조된 신호들로 구동되고, 그리고 상기 복수의 디스플레이 전극들 및 상기 복수의 센서 전극들은 상기 제 1 시간 기간 동안 실질적으로 일정한 전압 차이를 가지는, 상기 구동하는 단계를 포함하는, 입력 디바이스를 동작시키는 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 복수의 센서 전극들 중 제 2 센서 전극으로 상기 변조된 용량성 센싱 신호에 대응하는 효과들을 포함하는 결과 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는, 입력 디바이스를 동작시키는 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 제 1 센서 전극으로 상기 변조된 용량성 센싱 신호에 대응하는 효과들을 포함하는 결과 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는, 입력 디바이스를 동작시키는 방법.