KR102501018B1 - Touch Screen Device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터치 구동부의 사이즈를 증가시키지 않고도 아이들 모드에서 터치 유무를 정확하게 판단할 수 있는 터치 스크린 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 터치 스크린 장치는, 아이들 모드에서 1 프레임 기간 중 터치 센싱 기간 동안 하나의 터치 전극을 2회 센싱하여 산출되는 제1 및 제2 터치 로우 데이터 간의 차분값을 기초로 터치 유무를 판단함으로써 터치 스크린 장치에 존재하는 베이스라인 편차를 제거할 수 있어 터치 유무를 정확하게 판단할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따른 터치 스크린 장치는 노멀 모드에서 터치 로우 데이터의 갱신을 위해 이용되는 제1 버퍼에 아이들 모드에서 획득된 제1 터치 로우 데이터를 저장하고, 노멀 모드에서 터치 로우 데이터의 유지를 위해 이용되는 제2 버퍼에 아이들 모드에서 획득된 제2 터치 로우 데이터를 저장하기 때문에 추가적인 프레임 메모리나 버퍼가 요구되지 않아 터치 구동부의 사이즈를 최소화시킬 수 있다.An object of the present invention is to provide a touch screen device capable of accurately determining the presence or absence of a touch in an idle mode without increasing the size of a touch driver. To this end, the touch screen device according to the present invention detects whether or not a touch has been touched based on a difference between first and second touch raw data calculated by sensing one touch electrode twice during a touch sensing period of one frame period in an idle mode. By making the determination, it is possible to remove the baseline deviation existing in the touch screen device, so that it is possible to accurately determine whether or not there is a touch. In addition, the touch screen device according to the present invention stores first touch row data obtained in idle mode in a first buffer used for updating touch row data in normal mode, and maintains touch row data in normal mode. Since the second touch row data obtained in the idle mode is stored in the used second buffer, an additional frame memory or buffer is not required, and thus the size of the touch driver can be minimized.
Description
본 발명은 터치 스크린 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a touch screen device.
사용자와 각종 전가기기 사이의 인터페이스를 구성하기 위해 키보드, 마우스, 트랙볼, 조이스틱, 디지타이저(Digitizer) 등과 같은 다양한 입력장치(Input Device)들이 사용되고 있다. 따라서, 편리하면서도 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있는 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다.Various input devices such as a keyboard, a mouse, a track ball, a joystick, a digitizer, and the like are used to configure an interface between a user and various electronic devices. Accordingly, demand for an input device that is convenient, simple, and capable of reducing malfunctions is increasing day by day.
이와 같은 요구에 따라 사용자가 손이나 펜 등으로 화면과 직접 접촉하여 정보를 입력하는 터치 스크린 장치(Touch Screen Device)가 제안되었다. 터치 스크린 장치는 표시부에 표시되어 있는 버튼을 손가락으로 접촉하는 것만으로 정보 입력이 가능하므로 남녀노소 누구나 쉽게 사용할 수 있어, 스마트폰, 태블릿, PMP 등과 같은 휴대용 표시장치에도 적용되고 있다.In response to such a demand, a touch screen device in which a user inputs information by directly contacting a screen with a hand or a pen has been proposed. A touch screen device can input information simply by touching a button displayed on a display unit with a finger, so that anyone of any age or gender can easily use the touch screen device.
터치 스크린 장치는 미리 정해진 기간 동안 사용자의 입력이 없는 경우 소비 전력 절감을 위해 아이들 모드(Idle Mode)로 구동된다. 터치 스크린 장치가 아이들 모드로 동작중인 경우, 미리 정해진 패턴의 터치가 센싱되면 터치 스크린 장치는 웨이크업(Wake-Up)된다. 터치 스크린 장치는 아이들 모드에서 터치를 센싱함에 있어서, 도 1(a)에 도시된 바와 같이 각 터치 전극에서 터치 센싱에 의해 획득된 터치 로우 데이터(Touch Raw Data)가 미리 정해진 터치 임계값(Touch Threshold)을 초과하고, 도 1(b)에 도시된 바와 같이 터치 임계값을 초과하는 터치 로우 데이터가 미리 정해진 임계 빈도수(Repeat Time Threshold)를 초과할 때 터치가 발생된 것으로 판단한다.The touch screen device is driven in an idle mode to reduce power consumption when there is no user input for a predetermined period of time. When the touch screen device is operating in an idle mode, the touch screen device wakes up when a touch of a predetermined pattern is sensed. When the touch screen device senses a touch in idle mode, as shown in FIG. ) and, as shown in FIG. 1(b), when the touch raw data exceeding the touch threshold exceeds a predetermined repeat time threshold, it is determined that a touch has occurred.
하지만, 터치 스크린 장치의 베이스라인(Baseline)이 균일하지 않기 때문에, 도 1에 도시된 바와 같은 아이들 모드에서의 터치 센싱 방법은 각 터치 전극들간의 베이스라인 편차로 인해 터치 유무 판단시 오류가 발생할 수 있어 터치 유무를 정확하게 판단할 수 없다는 문제점이 있다.However, since the baseline of the touch screen device is not uniform, in the touch sensing method in idle mode as shown in FIG. There is a problem in that it is impossible to accurately determine the presence or absence of a touch.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 터치 구동부의 사이즈를 증가시키지 않고도 아이들 모드에서 터치 유무를 정확하게 판단할 수 있는 터치 스크린 장치를 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a touch screen device capable of accurately determining the presence or absence of a touch in an idle mode without increasing the size of a touch driver.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 터치 스크린 장치는, 공통 전극을 겸하는 터치 전극들을 포함하는 표시 패널, 아이들 모드(Idle Mode) 구동시 블랭크 기간과, 터치 전극들을 구동 및 센싱하는 제1 터치 센싱 기간을 교번하고, 노멀 모드(Normal Mode) 구동시 터치 전극들에 공통 전압을 공급하는 디스플레이 구동 기간과, 터치 전극들을 구동 및 센싱하는 제2 터치 센싱 기간을 교번하는 터치 구동부를 포함한다. 터치 구동부는, 아이들 모드의 제1 터치 센싱 기간 동안 터치 전극들 각각에 충전된 전압을 2회씩 센싱하여 제1 출력전압 및 제2 출력전압을 산출하는 복수의 터치 전압 센싱부, 각 터치 전압 센싱부에서 출력되는 제1 출력전압을 디지털 변환하여 제1 터치 로우 데이터를 생성하고, 각 터치 전압 센싱부에서 출력되는 제2 출력전압을 디지털 변환하여 제2 터치 로우 데이터를 생성하는 아날로그 디지털 변환, 복수의 터치 전압 센싱부를 아날로그 디지털 변환부에 순차적으로 연결시키는 멀티플렉서, 각 터치 전압 센싱부를 아날로그 디지털 변환부에 연결시키기 위한 채널선택신호를 생성하여 멀티플렉서로 공급하는 제어 신호 생성부, 및 제1 터치 로우 데이터 및 제2 터치 로우 데이터를 기초로 터치 유무를 판단하는 터치 판단부를 포함한다. 복수의 터치 전압 센싱부 각각은, 아이들 모드의 제1 터치 센싱 기간 동안, 각 터치 전극에 한 쌍의 제1 및 제2 구동 펄스 패턴을 연속 공급하고, 다른 터치 전극이 구동되기 이전에, 각 터치 전극에 충전된 전압을 2회 연속 센싱하여 제1 및 제2 출력 전압을 연속 산출하고, 노멀 모드의 제2 터치 센싱 기간 동안, 각 터치 전극에 각 제3 구동 펄스 패턴을 공급하고 각 터치 전극에 충전된 전압을 센싱하여 제3 출력 전압을 산출할 수 있다. 제어 신호 생성부는, 아이들 모드의 제1 터치 센싱 기간 동안, 멀티플렉서가 아날로그 디지털 변환부에 연결되는 각 터치 전압 센싱부를 선택할 때, 채널선택신호로 한 쌍의 제1 및 제2 펄스를 연속 공급하고, 노멀 모드의 제2 터치 센싱 기간 동안, 멀티플렉서가 아날로그 디지털 변환부에 연결되는 각 터치 전압 센싱부를 선택할 때, 채널선택신호로 제3 펄스를 공급할 수 있다.A touch screen device according to an aspect of the present invention for achieving the above object is a display panel including touch electrodes that also serve as a common electrode, a blank period during idle mode driving, and driving and sensing the touch electrodes. A touch driver for alternating a first touch sensing period and alternating a display driving period for supplying a common voltage to touch electrodes during normal mode driving and a second touch sensing period for driving and sensing the touch electrodes do. The touch driver includes a plurality of touch voltage sensing units configured to sense the voltage charged in each of the touch electrodes twice during the first touch sensing period of the idle mode to calculate a first output voltage and a second output voltage, and each touch voltage sensing unit. Analog-to-digital conversion of generating first touch raw data by digitally converting the first output voltage output from each touch voltage sensor and generating second touch raw data by digitally converting the second output voltage output from each touch voltage sensing unit; A multiplexer that sequentially connects the touch voltage sensing unit to the analog-to-digital conversion unit, a control signal generation unit that generates a channel selection signal for connecting each touch voltage sensing unit to the analog-to-digital conversion unit and supplies it to the multiplexer, and first touch raw data and and a touch determination unit that determines whether there is a touch based on the second touch raw data. Each of the plurality of touch voltage sensing units continuously supplies a pair of first and second driving pulse patterns to each touch electrode during the first touch sensing period of the idle mode, and before another touch electrode is driven, each touch electrode is driven. The voltage charged in the electrode is sensed twice to continuously calculate the first and second output voltages, and during the second touch sensing period in the normal mode, each third drive pulse pattern is supplied to each touch electrode and each touch electrode A third output voltage may be calculated by sensing the charged voltage. The control signal generation unit continuously supplies a pair of first and second pulses as channel selection signals when the multiplexer selects each touch voltage sensing unit connected to the analog-to-digital conversion unit during the first touch sensing period of the idle mode, During the second touch sensing period of the normal mode, when the multiplexer selects each touch voltage sensing unit connected to the analog-to-digital conversion unit, a third pulse may be supplied as a channel selection signal.
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본 발명에 따르면, 아이들 모드에서 1 프레임 기간 중 터치 센싱 기간 동안 하나의 터치 전극을 2회 센싱하여 산출되는 제1 및 제2 터치 로우 데이터 간의 차분값을 기초로 터치 유무를 판단하기 때문에, 터치 스크린 장치에 존재하는 베이스라인 편차를 제거할 수 있어 터치 유무를 정확하게 판단할 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, since the presence or absence of a touch is determined based on a difference between first and second touch raw data calculated by sensing one touch electrode twice during a touch sensing period of one frame period in an idle mode, the touch screen It is possible to remove the baseline deviation existing in the device, so that the presence or absence of a touch can be accurately determined.
또한, 본 발명에 따르면 노멀 모드(Normal Mode)의 터치 센싱 기간 동안 획득된 터치 로우 데이터의 갱신을 위해 이용되는 제1 버퍼에 아이들 모드의 터치 센싱 기간 중 획득된 제1 터치 로우 데이터를 저장하고, 노멀 모드의 터치 센싱 기간 동안 획득된 터치 로우 데이터의 유지를 위해 이용되는 제2 버퍼에 아이들 모드의 터치 센싱 기간 중 획득된 제2 터치 로우 데이터를 저장하기 때문에, 제1 터치 로 우 데이터 및 제2 터치 로우 데이터 간의 차분값을 산출하기 위해 추가적인 프레임 메모리나 버퍼가 요구되지 않아 터치 구동부의 사이즈를 최소화시킬 수 있다는 효과가 있다,Further, according to the present invention, first touch raw data obtained during the touch sensing period of the idle mode is stored in a first buffer used for updating the touch raw data acquired during the touch sensing period of the normal mode, Since the second touch raw data acquired during the touch sensing period of the idle mode is stored in the second buffer used to maintain the touch raw data acquired during the touch sensing period of the normal mode, the first touch raw data and the second touch raw data are stored. There is an effect that the size of the touch driver can be minimized because an additional frame memory or buffer is not required to calculate the difference value between touch row data.
도 1은 아이들 모드에서의 일반적인 터치 센싱 방법을 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치를 상세히 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2의 표시패널의 화소들, 터치 전극들, 터치 구동라인들, 및 터치 구동부를 보여주는 예시도면이다.
도 4는 도 3의 화소를 상세히 보여주는 예시도면이다.
도 5는 노멀 모드에서 1 프레임 기간 동안 터치 구동라인들에 공급되는 신호들을 보여주는 파형도이다.
도 6은 아이들 모드에서 1 프레임 기간 동안 터치 구동라인들에 공급되는 신호들을 보여주는 파형도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 구동부의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 8은 도 7에 도시된 터치 전압 센싱부의 구성을 보여주는 회로도이다.
도 9는 도 7에 도시된 터치 유무 판단부의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 10(a)는 도 7에 도시된 제어 신호 생성부에 의해 생성된 노멀 모드에서의 채널 선택 신호의 파형을 보여주는 도면이다.
도 10(b)는 도 7에 도시된 제어 신호 생성부에 의해 생성된 아이들 모드에서의 채널 선택 신호의 파형을 보여주는 도면이다.
도 11(a)는 채널선택신호 및 터치 구동 전압에 따른 터치 전압 센싱부의 센싱 동작을 보여주는 도면이다.
도 11(b)는 채널선택신호, 제1 터치 구동 전압, 및 제2 터치 구동 전압에 따른 터치 전압 센싱부의 센싱 동작을 보여주는 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제1 버퍼 및 제2 버퍼에 저장되는 데이터를 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 아이들 모드에서의 터치 센싱 방법을 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치의 터치 구동 방법을 보여주는 플로우차트이다.1 is a diagram conceptually showing a general touch sensing method in an idle mode.
2 is a block diagram showing in detail a touch screen device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating pixels, touch electrodes, touch driving lines, and a touch driver of the display panel of FIG. 2 .
FIG. 4 is an exemplary diagram showing the pixels of FIG. 3 in detail.
5 is a waveform diagram showing signals supplied to touch driving lines during one frame period in a normal mode.
6 is a waveform diagram showing signals supplied to touch driving lines during one frame period in an idle mode.
7 is a block diagram showing the configuration of a touch driver according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a circuit diagram showing the configuration of the touch voltage sensing unit shown in FIG. 7 .
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a touch presence determination unit shown in FIG. 7 .
FIG. 10( a ) is a diagram showing a waveform of a channel selection signal in a normal mode generated by the control signal generator shown in FIG. 7 .
FIG. 10( b ) is a diagram showing a waveform of a channel selection signal in an idle mode generated by the control signal generator shown in FIG. 7 .
11(a) is a diagram illustrating a sensing operation of a touch voltage sensing unit according to a channel selection signal and a touch driving voltage.
11(b) is a diagram illustrating a sensing operation of a touch voltage sensing unit according to a channel selection signal, a first touch driving voltage, and a second touch driving voltage.
12 and 13 are views showing data stored in a first buffer and a second buffer according to another embodiment of the present invention.
14 is a diagram conceptually showing a touch sensing method in an idle mode according to the present invention.
15A and 15B are flowcharts illustrating a touch driving method of a touch screen device according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of terms described in this specification should be understood as follows.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.Singular expressions should be understood to include plural expressions unless the context clearly defines otherwise, and terms such as “first” and “second” are used to distinguish one component from another, The scope of rights should not be limited by these terms.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that terms such as "comprise" or "having" do not preclude the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.The term “at least one” should be understood to include all possible combinations from one or more related items. For example, "at least one of the first item, the second item, and the third item" means not only the first item, the second item, or the third item, but also two of the first item, the second item, and the third item. It means a combination of all items that can be presented from one or more.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치를 보여주는 블록도이다. 도 3은 도 2의 표시패널의 화소들, 터치 전극들, 터치 구동라인들, 및 터치 구동부를 보여주는 예시도면이다. 도 4은 도 3의 화소를 상세히 보여주는 예시도면이다. 이하에서는 도 2 내지 도 4을 결부하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치에 대하여 개략적으로 설명한다.2 is a block diagram showing a touch screen device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating pixels, touch electrodes, touch driving lines, and a touch driver of the display panel of FIG. 2 . FIG. 4 is an exemplary view showing the pixels of FIG. 3 in detail. Hereinafter, a touch screen device according to an embodiment of the present invention will be schematically described in conjunction with FIGS. 2 to 4 .
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 자기 정전용량(셀프 커패시턴스, Self Capacitance) 방식으로 구현된 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 상호 용량(Mutual Capacitance) 방식 등의 다른 정전용량 방식으로도 구현 가능하다.The touch screen device according to an embodiment of the present invention has been described mainly as being implemented in a self capacitance (self capacitance) method, but is not limited thereto. That is, the touch screen device according to an embodiment of the present invention can be implemented with other capacitance methods such as a mutual capacitance method.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 터치 전극들이 표시패널(10)에 포함된 인셀 타입(In-Cell Type)으로 구현된 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 터치 전극들이 표시패널(10)상에 마련되는 온셀 타입(On-cell Type)으로 구현될 수 있다.In addition, the touch screen device according to an embodiment of the present invention has been described based on an in-cell type implementation in which touch electrodes are included in the
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD)인 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Display), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Device), 전기영동 표시장치(Electrophoresis Display Device)로 구현될 수 있다.Furthermore, the touch screen device according to an embodiment of the present invention has been described mainly as a liquid crystal display (LCD), but is not limited thereto. That is, the touch screen device according to an embodiment of the present invention may be implemented as an organic light emitting display (OLED), a plasma display device, or an electrophoresis display device.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 도 2와 같이 표시패널(10), 게이트 구동부(20), 데이터 구동부(30), 타이밍 제어부(40), 터치 구동부(50), 터치 좌표 산출부(60), 및 메인 프로세서(70)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the touch screen device according to an embodiment of the present invention includes a
표시패널(10)은 하부기판, 상부기판, 및 하부기판과 상부기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 표시패널(10)의 하부기판에는 데이터라인들(D1~Dm, m은 2 이상의 양의 정수), 게이트라인들(G1~Gn, n은 2 이상의 양의 정수), 및 터치 구동라인들(C1~Cp, p는 2 이상의 양의 정수)이 형성된다. 데이터라인들(D1~Dm)과 터치 구동라인들(C1~Cp)은 게이트라인들(G1~Gn)과 교차될 수 있다.The
데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차부들에는 도 2와 같이 화소(P)들이 형성될 수 있다. 화소(P)들 각각은 데이터라인과 게이트라인에 접속될 수 있다. 화소(P)들 각각은 도 4와 같이 트랜지스터(T), 화소전극(11), 액정셀(13), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 트랜지스터(T)는 제k(k는 1≤k≤n을 만족하는 양의 정수) 게이트라인(Gk)의 게이트신호에 의해 턴-온되어 제j(j는 1≤j≤m을 만족하는 양의 정수) 데이터라인(Dj)의 데이터전압을 화소전극(11)에 공급한다. 터치 전극(12)은 터치 구동라인들(C1~Cp) 중 어느 하나(Cq)로부터 공통전압을 공급받는다. 터치 전극(12)에 공통전압이 공급되는 경우, 터치 전극(12)은 공통전극으로서 역할을 한다. 이로 인해, 화소(P)들 각각은 화소전극(11)에 공급된 데이터전압과 터치 전극(12)에 공급된 공통전압의 전위차에 의해 발생되는 전계에 의해 액정셀(13)의 액정을 구동하여 백라이트 유닛으로부터 입사되는 빛의 투과량을 조정할 수 있다. 그 결과, 화소(P)들은 화상을 표시할 수 있다. 또한, 스토리지 커패시터(Cst)는 화소전극(11)과 터치 전극(12) 사이에 마련되어 화소전극(11)과 터치 전극(12) 간의 전압차를 일정하게 유지한다.Pixels P may be formed at intersections of the data lines D1 to Dm and the gate lines G1 to Gn, as shown in FIG. 2 . Each of the pixels P may be connected to a data line and a gate line. Each of the pixels P may include a transistor T, a
표시패널(10)에는 도 3과 같이 복수의 터치 전극(12)들이 형성된다. 터치 전극(12)들 각각은 s(s는 2 이상의 양의 정수) 개의 화소들과 중첩되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치 전극(12)의 크기는 손가락의 접촉 면적, 펜의 접촉 면적 등을 고려하여 설정될 수 있다.A plurality of
터치 전극(12)들 각각은 도 3과 같이 터치 구동라인들(C1~Cp) 중 어느 하나에 접속될 수 있다. 터치 구동라인들(C1~Cp) 각각은 터치 전극(12)들 각각과 터치 구동부(50)를 연결한다. 터치 스크린이 노멀 모드(Normal Mode)로 동작하는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 터치 전극(12)들은 터치 구동라인들(C1~Cp)을 통해 터치 구동부(50)로부터 디스플레이 구동기간(DP) 동안 공통전압(Vcom)을 공급받고, 터치 센싱기간(TP) 동안 터치 구동전압들(VD1~VDp)을 공급받을 수 있다. 터치 전극(12)들에 공통전압(Vcom)이 공급되는 경우 터치 전극(12)들은 공통전극으로서 역할을 한다.Each of the
또한, 터치 스크린이 아이들 모드(Idle Mode)로 동작하는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 터치 센싱 기간 동안(TP) 터치 전극(12)들은 터치 구동 라인(C1~Cp)을 통해 터치 구동부(50)로부터 터치 구동 전압(VD1~VDp)을 공급받는다.In addition, when the touch screen operates in idle mode, as shown in FIG. 6 , during the touch sensing period (TP), the
특히, 터치 스크린이 아이들 모드(Idle Mode)로 동작하는 경우, 본 발명에 따른 각 터치 전극(12)들은, 도 6에 도시된 바와 같이, 터치 센싱 기간(TP)동안 제1 터치 구동 전압(VDA1~VDAp) 및 제2 터치 구동 전압(VDB1~VDBp)을 순차적으로 공급받는다. 이에 따라, 본 발명에 따른 터치 전극(12)들은 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 2회에 걸쳐 센싱 된다.In particular, when the touch screen operates in idle mode, each
터치 구동라인들(C1~Cp)은 도 3과 같이 서로 인접한 두 개의 화소들 사이에 배치될 수 있다.The touch driving lines C1 to Cp may be disposed between two adjacent pixels as shown in FIG. 3 .
표시패널(10)의 상부기판에는 블랙매트릭스(Black Matrix)와 컬러필터(Color Filter) 등이 형성될 수 있다. 다만, 표시패널(10)이 COT(Color Filter On TFT) 구조로 형성되는 경우, 블랙매트릭스와 컬러필터는 표시패널(10)의 하부기판에 형성될 수 있다.A black matrix and a color filter may be formed on the upper substrate of the
표시패널(10)의 상부기판과 하부기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(Pre-Tilt Angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(10)의 상부기판과 하부기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell Gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다.A polarizer is attached to each of the upper and lower substrates of the
표시패널(10)의 하부기판의 배면 아래에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(Edge Type) 또는 직하형(Direct Type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(10)에 빛을 조사한다.A backlight unit may be disposed under the rear surface of the lower substrate of the
게이트 구동부(20)는 타이밍 제어부(40)로부터 입력되는 게이트 제어신호(GCS)에 따라 게이트 신호들을 생성한다. 게이트 구동부(20)는 노멀 모드의 디스플레이 구동기간(DP) 동안 게이트 신호들을 미리 정해진 순서대로 게이트라인들(G1~Gn)에 공급한다. 미리 정해진 순서는 순차적인 순서일 수 있다. 게이트 구동부(20)는 노멀 모드의 터치 센싱 기간(TP)과 아이들 모드에서는 게이트 신호들을 게이트 라인들(G1~Gn)에 공급하지 않는다. The
다른 실시예에 있어서 게이트 구동부(20)는 노멀 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 터치 전극에 인가되는 터치 구동 전압(VD1~VDp)으로 인한 영향을 제거하기 위해 터치 구동 전압(VD1~VDp)과 동일한 주파수 및 동일한 스윙폭을 갖는 게이트 신호들을 각 게이트 라인(G1~Gn)에 공급할 수도 있다.In another embodiment, the
데이터 구동부(30)는 타이밍 제어부(40)로부터 디지털 비디오 데이터(DATA)와 데이터 제어신호(DCS)를 입력 받는다. 데이터 구동부(30)는 데이터 제어신호(DCS)에 따라 디지털 비디오 데이터(DATA)를 아날로그 데이터 전압들로 변환한다. 데이터 구동부(30)는 노멀 모드의 디스플레이 구동기간(DP) 동안 데이터 전압들을 데이터 라인들(D1~Dm)에 공급한다. 데이터 구동부(30)는 노멀 모드의 터치 센싱기간(TP)과 아이들 모드에서는 데이터전압들을 데이터라인들(D1~Dm)에 공급하지 않는다.The
다른 실시예에 있어서 데이터 구동부(30)는 노멀 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 터치 전극에 인가되는 터치 구동 전압(VD1~VDp)으로 인한 영향을 제거하기 위해 터치 구동 전압(VD1~VDp)과 동일한 주파수 및 동일한 스윙폭을 갖는 데이터 제어 신호들을 각 데이터 라인(D1~Dm)에 공급할 수도 있다.In another embodiment, the
타이밍 제어부(40)는 메인 프로세서(70)로부터 디지털 비디오 데이터(DATA)와 타이밍 신호들(TS)을 입력 받는다. 타이밍 신호들(TS)은 수직동기신호(Vertical Synchronization Signal), 수평동기신호(Horizontal Synchronization Signal), 데이터 인에이블 신호(Data Enable Signal), 도트 클럭(Dot Clock) 등을 포함할 수 있다. 수직동기신호는 1 프레임 기간을 정의하는 신호이다. 수평동기신호는 표시패널(10)의 1 수평라인의 화소들에 데이터 전압들을 공급하는 1 수평기간을 정의하는 신호이다. 1 수평라인의 화소들은 동일한 게이트라인에 접속될 수 있다. 데이터 인에이블 신호는 유효한 디지털 비디오 데이터가 공급되는 기간을 정의하는 신호이다. 도트 클럭은 미리 정해진 주기로 짧게 반복되는 신호이다.The
타이밍 제어부(40)는 메인 프로세서(70)로부터 아이들 모드 제어신호(IMS)를 입력 받는다. 타이밍 제어부(40)는 제1 로직 레벨의 아이들 모드 제어신호(IMS)가 입력되면 게이트 구동부(20)와 데이터 구동부(30)를 노멀 모드로 동작시킨다. 타이밍 제어부(40)는 도 5에 도시된 바와 같이, 1 프레임 기간(Frame Period)을 디스플레이 구동기간(DP)과 터치 센싱기간(TP)으로 분할하고, 디스플레이 구동기간(DP) 동안 게이트 구동부(20)가 게이트 라인들(G1~Gn)에 게이트 신호들을 공급하고, 데이터 구동부(30)가 데이터 라인들(D1~Dm)에 데이터 전압들을 공급하도록 제어한다. 도 5에서는 1 프레임 기간(Frame Period)이 하나의 디스플레이 구동기간(DP)과 하나의 터치 센싱 기간(TP)을 포함하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 1 프레임 기간(Frame Period)은 복수의 디스플레이 구동기간(DP)과 복수의 터치 센싱기간(TP)을 포함할 수 있다.The
타이밍 제어부(40)는 노멀 모드에서 타이밍 신호들에 기초하여 게이트 구동부(20)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)와 데이터 구동부(30)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)를 생성한다. 타이밍 제어부(40)는 노멀 모드에서 게이트 구동부(20)에 게이트 제어신호(GCS)를 출력하고, 데이터 구동부(30)에 디지털 비디오 데이터(DATA)와 데이터 제어신호(DCS)를 출력한다.The
타이밍 제어부(40)는 노멀 모드에서 디스플레이 구동기간(DP)과 터치 센싱기간(TP)을 구분하기 위해 모드신호(MODE)를 생성할 수 있다. 타이밍 제어부(40)는 모드신호(MODE)를 터치 구동부(50)로 출력할 수 있다.The
터치 구동부(50)는 제2 로직 레벨의 아이들 모드 제어 신호(IMS)가 입력되면 아이들 모드로 동작한다. 타이밍 제어부(40)는 아이들 모드에서 휴지(休止)되며, 이로 인해 게이트 구동부(20)와 데이터 구동부(30)도 휴지된다. 즉, 본 발명의 실시예에 다른 터치 스크린 장치는 아이들 모드에서 게이트 구동부(20), 데이터 구동부(30), 타이밍 제어부(40)가 휴지되므로, 소비전력을 절감할 수 있다.The
터치 구동부(50)는 타이밍 제어부(40)로부터 모드신호(MODE)를 입력 받고, 터치 좌표 산출부(60)로부터 터치 제어 신호(TCS)를 입력 받으며, 전원 공급원(미도시)으로부터 공통전압(Vcom)을 입력 받는다.The
특히, 터치 구동부(50)는 노멀 모드의 터치 센싱 기간(TP)동안 터치 구동 전압(VD1~VDp)을 터치 전극(120)들로 공급하고, 터치 전극(12)들을 센싱하여 획득되는 터치 로우 데이터를 터치 좌표 산출부(60)로 전달한다.In particular, the
또한, 터치 구동부(50)는 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 제1 터치 구동 전압(VDA1~VDAp) 및 제2 터치 구동 전압(VDB1~VDBp)을 각 터치 전극(120)들로 공급하고, 제1 터치 구동 전압(VDA1~VDAp)으로 인한 제1 터치 로우 데이터 및 제2 터치 구동 전압(VDB1~VDBp)으로 인한 제2 터치 로우 데이터를 이용하여 터치 유무를 판단하고 그 결과를 터치 좌표 산출부(60)로 전달한다.In addition, the
구체적으로, 터치 구동부(50)는 노멀 모드에서 모드신호(MODE)에 따라 도 5와 같이 1 프레임 기간(Frame Period)을 디스플레이 구동기간(DP)과 터치 센싱기간(TP)으로 분할하여 동작한다. 터치 구동부(50)는 제1 로직 레벨의 모드신호(MODE)가 입력되면 도 5와 같이 디스플레이 구동기간(DP) 동안 공통전압(Vcom)을 터치 구동라인들(C1~Cp)에 공급한다. 터치 구동부(50)는 제2 로직 레벨의 모드신호(MODE)가 입력되는 경우 터치 센싱 기간(TP) 동안 터치 제어신호(TCS)에 따라 터치 구동전압들(VD1~VDp)을 생성하여 도 5와 같이 미리 정해진 순서대로 터치 구동라인들(C1~Cp)에 공급할 수 있다. 미리 정해진 순서는 도 5와 같이 순차적인 순서일 수 있다.Specifically, the
도 5에서는 터치 구동전압들(VD1~VDp)이 공통전압(Vcom)보다 높은 레벨의 전압을 갖는 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 터치 구동전압들(VD1~VDp) 각각은 도 5와 같이 복수 개의 펄스들을 포함할 수 있다. 터치 구동부(50)는 터치 전극(12)들로부터의 센싱 신호들을 터치 로우 데이터(TRD)로 변환하여 터치 좌표 산출부(60)로 출력한다.In FIG. 5 , it has been mainly described that the touch driving voltages VD1 to VDp have higher level voltages than the common voltage Vcom, but it is not limited thereto. Each of the touch driving voltages VD1 to VDp may include a plurality of pulses as shown in FIG. 5 . The
한편, 터치 구동부(50)는 아이들 모드에서 도 6에 도시된 바와 같이, 1 프레임 기간(Frame Period)을 블랭크 기간(BP)과 터치 센싱 기간(TP)로 분할하여 동작할 수 있다. 터치 구동부(50)는 아이들 모드의 블랭크 기간(BP) 동안 어떠한 신호 또는 전압을 터치 구동 라인들(C1~Cp)에 공급하지 않는다. 즉, 터치 구동부(50)는 블랭크 기간(BP) 동안 휴지되며, 이로 인해 터치 구동 라인들(C1~Cp)은 플로팅(Floating)된다. 터치 구동부(50)는 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 제1 터치 구동 전압(VDA1~VDAp) 및 제2 터치 구동 전압(VDB1~VDBp)을 미리 정해진 순서대로 터치 구동 라인들(C1~Cp)에 공급한다. 미리 정해진 순서는 도 6과 같이 순차적인 순서일 수 있다. 이때, 1 터치 구동 전압(VDA1~VDAp) 및 제2 터치 구동 전압(VDB1~VDBp)은 도 6에 도시된 바와 같이, 복수개의 펄스들을 포함할 수 있다.Meanwhile, in the idle mode, the
터치 구동부(50)는 노멀 모드 및 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 터치 전극(12)들에 충전된 전압을 센싱하여 출력전압을 산출하고, 산출된 출력전압을 터치 로우 데이터로 변환한다. 예를 들어, 터치 구동부(50)는 노멀 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 터치 전극(12)의 정전용량에 충전된 전압을 센싱하여 출력전압을 산출하고, 출력전압을 디지털 데이터인 터치 로우 데이터(TRD)로 변환할 수 있다. 또는 터치 구동부(50)는 터치 전극(12)의 RC 딜레이(Delay)를 센싱하고, RC 딜레이를 디지털 데이터인 터치 로우 데이터(TRD)로 변환할 수도 있다.The
이하, 도 7 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 구동부에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a touch driver according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 7 to 12 .
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 구동부의 구성을 보다 구체적으로 보여주는 블록도이고, 도 8은 터치전극들 중 제q 터치 전극과 연결되는 제q 터치 구동 라인에 접속된 터치 전압 센싱부의 구성을 보여주는 블록도이며, 도 9는 터치유무 판단부의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 10은 제어신호 생성부에 의해 생성된 채널선택신호를 보여주는 도면이고, 도 11은 터치 전압 센싱부의 센싱 동작을 보여주는 도면이다. 도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제1 버퍼 및 제2 버퍼에 저장되는 데이터를 보여주는 도면이고, 도 14는 본 발명의 일 실싱에 따라 터치 유무를 판단하는 방법을 개략적으로 보여주는 도면이다.7 is a block diagram showing the configuration of a touch driver according to an embodiment in more detail, and FIG. 8 is a touch voltage sensing unit connected to a qth touch driving line connected to a qth touch electrode among touch electrodes. It is a block diagram showing the configuration, and FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the touch presence determination unit. 10 is a diagram showing a channel selection signal generated by a control signal generator, and FIG. 11 is a diagram showing a sensing operation of a touch voltage sensing unit. 12 and 13 are diagrams showing data stored in a first buffer and a second buffer according to another embodiment of the present invention, and FIG. 14 schematically shows a method of determining the presence or absence of a touch according to an embodiment of the present invention. it is a drawing
먼저, 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 구동부(50)는 제어신호 생성부(80), 복수개의 터치 전압 센싱부(90), 멀티플렉서(100), 아날로그 디지털 변환부(110), 제1 버퍼(120), 제2 버퍼(125), 터치 유무 판단부(130), 및 인터페이스부(130)를 포함한다.First, as shown in FIG. 7 , the
제어 신호 생성부(80)는 인터페이스부(130)를 통해 터치 좌표 산출부(60)로부터 전달되는 터치 제어 신호(TSS)에 따라 터치 구동부(50)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다. 보다 구체적으로, 제어 신호 생성부(80)는 노멀 모드에서 터치 센싱 기간(TP)동안 도 10(a)에 도시된 바와 같은 채널선택신호(MC)를 생성하고, 생성된 채널선택신호(MC)를 멀티플렉서(100)로 전달한다.The control
도 10(a)에서 알 수 있듯이, 노멀 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 채널선택신호(MC)에 의해 선택되는 채널에 대응되는 각 터치 센싱 전압부(90)의 출력전압이 아날로그 디지털 변환부(110)로 출력된다. 예컨대, 제1 채널선택신호(M1)의 펄스가 하이레벨인 시간 동안 제1 채널에 대응되는 제1 터치 전압 센싱부(90)의 출력전압이 아날로그 디지털 변환부(110)로 출력되고, 제p 채널 선택신호(Mp)의 펄스가 하이레벨인 시간 동안 제p 채널에 대응되는 제p 터치 전압 센싱부(90)의 출력전압이 아날로그 디지털 변환부(110)로 출력된다.As can be seen in FIG. 10 (a), during the touch sensing period (TP) of the normal mode, the output voltage of each touch
한편, 제어 신호 생성부(80)는 아이들 모드에서 터치 센싱 기간(TP)동안 도 10(b)에 도시된 바와 같은 채널선택신호(MC)를 생성하고, 생성된 채널선택신호(MC)를 멀티플렉서(100)로 전달하고, 채널선택신호(MC)에 의해 선택되는 채널에 대응되는 각 터치 센싱 전압부(90)의 출력전압이 아날로그 디지털 변환부(110)로 출력된다.Meanwhile, the control
도 10(b)에서 알 수 있듯이, 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 생성되는 각 채널선택신호(MC)는 노멀 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 생성되는 채널선택신호(MC)와 달리 2개의 펄스를 포함한다. 예컨대, 제1 채널선택신호(M1)의 제1 펄스가 유지되는 시간 동안 제1 채널에 대응되는 제1 터치 전압 센싱부(90)의 제1 출력전압이 아날로그 디지털 변환부(110)로 출력되고, 제1 채널선택신호(M1)의 제2 펄스가 유지되는 시간 동안 제1 터치 전압 센싱부(90)의 제2 출력전압이 아날로그 디지털 변환부(110)로 출력된다.As can be seen in FIG. 10(b), each channel selection signal MC generated during the touch sensing period TP of the idle mode is different from the channel selection signal MC generated during the touch sensing period TP of the normal mode. Contains 2 pulses. For example, while the first pulse of the first channel selection signal M1 is maintained, the first output voltage of the first touch
또 다른 예로, 제p 채널 선택신호(Mp)의 제1 펄스가 유지되는 시간 동안 제p 채널에 대응되는 제p 터치 전압 센싱부(90)의 제1 출력전압이 아날로그 디지털 변환부(110)로 출력되고, 제p 채널 선택신호(Mp)의 제2 펄스가 유지되는 시간 동안 제p 터치 전압 센싱부(90)의 제2 출력전압이 아날로그 디지털 변환부(110)로 출력된다.As another example, while the first pulse of the p-th channel selection signal Mp is maintained, the first output voltage of the p-th touch
이와 같이, 본 발명에 따른 제어 신호 생성부(80)는 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 2개의 펄스를 포함하는 채널선택신호(MC)를 생성함으로써, 각 채널 선택신호(MC)에 의해 선택된 채널에 대응되는 터치 전압 센싱부(90)가 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 각 터치 전극을 2회 센싱하여 출력전압을 출력할 수 있도록 한다.As such, the control
한편, 제어 신호 생성부(80)는 도 11(a)에 도시된 바와 같이, 노멀 모드의 터치 센싱 기간(TP)에서 각 터치전압 센싱부(90)의 출력전압을 리셋시키기 위한 리셋신호(RCS)를 생성하여 터치 전압 센싱부(90)로 전달할 수 있다. 이러한, 리셋신호(RCS)에 따라 각 터치 전압 센싱부(90)는 터치 전극(12)으로 터치 구동 전압을 인가하기 직전 소정 시간 동안 각 터치 전압 센싱부(90)의 출력전압을 리셋시킬 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 11(a), the control
또한, 제어 신호 생성부(90)는 도 11(b)에 도시된 바와 같이, 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 각 터치 전압 센싱부(90)의 출력전압을 리셋시키기 위한 리세신호(RCS)를 생성하여 터치 전압 센싱부(90)로 전달할 수 있다. 이때, 리셋신호(RCS)는 터치 전극(12)으로 제1 터치 구동 전압(VDA1)이 인가되기 직전 소정 시간 동안과 제2 터치 구동 전압(VDB1)이 인가되기 직전 소정 시간 동안 각 터치 전압 센싱부(90)의 출력전압을 리셋시킬 수 있다.In addition, as shown in FIG. 11(b), the control
일 실시예에 있어서, 제어 신호 생성부(90)는 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 채널선택신호(MC)를 생성함에 있어서, 채널선택신호(MC)의 제1 펄스 및 제2 펄스의 라이징 엣지(Rising Edge)가 리셋신호(RCS)의 폴링엣지(Falling Edge)에 동기화되도록 채널선택신호(MC)를 생성할 수 있다.In one embodiment, in generating the channel selection signal MC during the touch sensing period TP of the idle mode, the control
복수개의 터치 전압 센싱부(90)는 각 터치 전극(12)의 터치를 센싱하기 위한 것으로서, 각 터치 전극(12)에 연결된 터치 구동라인 별로 접속되어 각 터치 전극(12)의 터치를 센싱한다. 각 터치 전압 센싱부(90)는 터치 전극(12)의 터치를 센싱하여 산출되는 출력전압(Vout)을 멀티플렉서(100)를 통해 아날로그 디지털 변환부(110)로 제공한다.The plurality of touch
이하, 도 8을 참조하여 터치 전압 센싱부(90)의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the configuration of the touch
도 8은 복수개의 터치 전극들 중 제q q(q는 1≤q≤p를 만족하는 양의 정수) 터치 전극에 연결된 제q 터치 구동 라인(Cq)에 접속되는 터치 전압 센싱부(90)의 구성을 도시한 것이다.FIG. 8 shows the configuration of the touch
터치 전압 센싱부(90)는 노멀 모드의 터치 센싱 기간(TP) 및 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 제q 터치 구동라인(Cq)을 통해 터치 전극(TEq)에 접속하여 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp)과 정전용량(Cf)에 충전된 전압(Va)을 센싱한다.The touch
보다 구체적으로, 터치 전압 센싱부(90)는 노멀 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 제q 터치 구동라인(Cq)을 통해 터치 전극(TEq)에 접속하여 터치 전극(TEq)으로 터치 구동 전압(VDq)을 공급하고, 터치 구동 전압(VDq)의 공급으로 인해 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp)과 정전용량(Cf)에 충전된 전압(Va)을 센싱하여 출력전압(Vout)을 산출한다. 터치 전압 센싱부(90)는 산출된 출력전압을 제q 채널선택신호(Mq)의 펄스가 하이레벨로 유지되는 시간 동안 멀티플렉서(110)를 통해 아날로그 디지털 변환부(110)로 출력한다.More specifically, the touch
한편, 터치 전압 센싱부(90)는 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 제q 터치 구동라인(Cq)을 통해 터치 전극(TEq)에 접속하여 터치 전극(TEq)으로 제1 터치 구동 전압(VDAq)을 공급하고, 제1 터치 구동 전압(VDAq)의 공급으로 인해 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp)과 정전용량(Cf)에 충전된 전압(Va)을 센싱하여 제1 출력전압(VoutA1)을 산출한다. 터치 전압 센싱부(90)는 산출된 제1 출력전압(VoutA1)을 제q 채널선택신호(Mq)의 제1 펄스가 유지되는 시간 동안 멀티플렉서(110)를 통해 아날로그 디지털 변환부(110)로 출력한다.Meanwhile, the touch
또한, 터치 전압 센싱부(90)는 리셋신호(RCS)에 의해 제1 출력전압(VoutA1)이 리셋되면 제q 터치 구동라인(Cq)을 통해 터치 전극(TEq)에 제2 터치 구동 전압(VDBq)을 공급하고, 제2 터치 구동 전압(VDBq)의 공급으로 인해 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp)과 정전용량(Cf)에 충전된 전압(Va)을 센싱하여 제2 출력전압(VoutB1)을 산출한다. 터치 전압 센싱부(90)는 산출된 제2 출력전압(VoutB1)을 제q 채널선택신호(Mq)의 제2 펄스가 유지되는 시간 동안 멀티플렉서(110)를 통해 아날로그 디지털 변환부(110)로 출력한다.In addition, when the first output voltage VoutA1 is reset by the reset signal RCS, the touch
이를 위해, 도 8에 도시된 바와 같이, 터치 전압 센싱부(90)는 터치 구동전압 출력부(140), 연산 증폭기(150), 피드백 커패시터(160), 및 리셋 스위치(170)를 포함한다.To this end, as shown in FIG. 8 , the touch
터치 구동전압 출력부(140)는 노멀 모드의 터치 센싱 기간(TP) 및 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 터치 구동라인(Cq)에 접속되어 터치 구동전압(VDq)을 터치 전극(TEq)에 출력한다.The touch driving
구체적으로, 터치 구동전압 출력부(140)는 도 11(a)에 도시된 바와 같이, 노멀 모드의 터치 센싱 기간(TP)동안 제q 터치 구동라인(Cq)을 통해 터치 전극(TEq)에 터치 구동전압(VDq)를 공급한다. 또한, 터치 구동 전압 출력부(140)는 도 11(b)에 도시된 바와 같이, 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 제q 터치 구동라인(Cq)을 통해 터치 전극(TEq)에 제1 터치 구동 전압(VDAq) 및 제2 터치 구동 전압(VDBq)를 공급한다.Specifically, as shown in FIG. 11(a) , the touch driving
터치 전극(TEq)은 제q 터치 구동라인(Cq)에 접속된다. 도 8에서 도면 부호 "Rq"는 제q 터치 구동라인(Cq)의 저항을 의미한다. 터치 전극(TEq)은 도 3과 같이 화소(P)들뿐만 아니라 게이트 라인들, 데이터라 인들 또는 다른 터치 구동라인들과 중첩될 수 있으며, 이로 인해 터치 전극(TEq)과 화소(P)들의 화소 전극들과 게이트 라인들, 데이터 라인들 또는 다른 터치 구동라인들 사이에 도 8과 같이 기생용량(Parasitic Capacitance, Cp)이 형성될 수 있다. 또한, 터치 전극(TEq)과 사람의 손가락 또는 펜 사이에는 도 8과 같이 정전용량(Cs)이 형성될 수 있다. 터치가 발생된 터치 전극(TEq)에는 기생용량(Cp)과 정전용량(Cs)이 형성되나, 터치가 발생되지 않은 터치 전극에는 기생용량(Cp)만이 형성된다. 도 8에서는 설명의 편의를 위해 터치가 발생된 터치 전극(TEq)만을 예시하였다.The touch electrode TEq is connected to the qth touch driving line Cq. In FIG. 8 , reference numeral “Rq” denotes resistance of the qth touch driving line Cq. As shown in FIG. 3 , the touch electrode TEq may overlap not only the pixels P, but also gate lines, data lines, or other touch driving lines. Parasitic capacitance (Cp) may be formed between the pixel electrodes and gate lines, data lines, or other touch driving lines as shown in FIG. 8 . In addition, capacitance Cs may be formed between the touch electrode TEq and a person's finger or pen, as shown in FIG. 8 . Parasitic capacitance Cp and capacitance Cs are formed in the touched touch electrode TEq, but only parasitic capacitance Cp is formed in the non-touched touch electrode. In FIG. 8 , only the touch electrode TEq where a touch is generated is illustrated for convenience of explanation.
연산 증폭기(150)는 제1 입력단자(IN1), 제2 입력단자(IN2), 및 출력 단자(o)를 포함한다. 연산 증폭기(150)의 제1 입력단자(IN1)는 제q 터치 구동라인(Cq)에 접속되고, 제2 입력단자(IN2)는 초기화 전압이 공급되는 초기화 전압라인(VREFL)에 접속되며, 출력 단자(o)는 아날로그 디지털 변환부(110)에 접속된다.The
이때, 도 8에 도시하지는 않았지만 출력단자(o)와 아날로그 디지털 변환부(110) 사이에 저장 커패시터(Cs)가 더 포함될 수도 있다. 저장 커패시터(Cs)는 출력 단자(o)와 그라운드 전압원 사이에 접속되어 출력 단자(o)의 출력 전압(Vout)을 충전하는 역할을 수행한다.At this time, although not shown in FIG. 8 , a storage capacitor Cs may be further included between the output terminal o and the analog-to-digital converter 110 . The storage capacitor Cs is connected between the output terminal o and the ground voltage source to charge the output voltage Vout of the output terminal o.
피드백 커패시터(Cfb, 160)는 연산 증폭기(150)의 제1 입력단자(IN1)와 출력 단자(o) 사이에 접속된다.The feedback capacitor (Cfb, 160) is connected between the first input terminal (IN1) and the output terminal (o) of the operational amplifier (150).
리셋 스위치(170)는 노멀 모드의 터치 센싱 기간(TP) 및 아이들 모드의 터치센싱 기간(TP) 동안 제어신호 생성부(80)로부터 수신되는 리셋신호(RCS)에 따라 피드백 커패시터(160)를 리셋시킨다. 특히, 본 발명에 따른 리셋 스위치(170)는 아이들 모드의 터치센싱 기간(TP) 동안 제어 신호 생성부(80)로부터 수신되는 서브 리셋 신호(SRCS)에 따라 피드백 커패시터(170)를 추가로 리셋시킨다.The
이러한 연산 증폭기(150), 피드백 커패시터(160), 및 리셋 스위치(170)의 동작에 따라 노멀 모드의 터치 센싱 기간(TP) 및 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 아래의 수학식 1과 같은 출력전압(Vout)이 터치 센싱 전압부(90)로부터 출력된다.According to the operations of the
[수학식 1][Equation 1]
Vout=((Cs+Cp)/Cfb)*VtVout=((Cs+Cp)/Cfb)*Vt
수학식 1에서, "Vout"은 연산 증폭기(150)의 출력 전압을 나타내고, "Cs"는 터치 전극(TEq)의 정전용량을 나타내며, "Cp"는 터치 전극(TEq)의 기생용량을 나타내고, "Cfb"는 피드백 커패시터(160)의 용량을 나타내며, "Vt"는 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp)과 정전용량(Cs)에 충전된 전압을 나타낸다.In
멀티플렉서(100, Multiplex: MUX)는 제어신호 생성부(80)로부터 전달되는 채널선택신호(MC)에 응답하여 복수개의 터치 전압 센싱부(90)들 중 어느 하나로부터 출력되는 출력전압(Vout)을 아날로그 디지털 변환부(110)로 출력한다.The multiplexer 100 (Multiplex: MUX) controls the output voltage Vout output from any one of the plurality of touch
특히, 본 발명에 따른 멀티플렉서(100)는 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP)동안 터치 전압 센싱부(90) 별로 제1 터치 구동 전압(VDAn)의 인가에 의해 산출되는 제1 출력전압(VoutAn) 및 제2 터치 구동 전압(VDBn)의 인가에 의해 산출되는 제2 출력전압(VoutBn)를 각각 아날로그 디지털 변환부(110)로 전달한다. 이때, 멀티플렉서(100)는 채널선택신호(MC)에 포함된 제1 펄스가 유지되는 시간 동안 제1 출력전압(VoutAn)을 아날로그 디지털 변환부(110)로 출력하고, 채널선택신호(MC)에 포함된 제2 펄스가 유지되는 시간 동안 제2 출력전압(VoutBn)을 아날로그 디지털 변환부(110)로 출력한다.In particular, the
아날로그 디지털 변환부(110, ADC)는 멀티플렉서(100)로부터 출력되는 각 터치 전압 센싱부(62)에서 출력되는 출력전압(Vout)을 디지털 데이터인 터치 로우 데이터(TRD1~TRDn)로 변환한다.The analog-to-digital conversion unit 110 (ADC) converts the output voltage Vout output from each touch voltage sensing unit 62 output from the
구체적으로, 아날로그 디지털 변환부(110)는 노멀 모드의 터치 센싱 기간(TP)동안 산출된 출력전압(Vout)을 디지털 데이터인 터치 로우 데이터(TRD)으로 변환하여 제1 버퍼(120)에 저장한다. 제1 버퍼(120)에 저장된 터치 로우 데이터는 제2 버퍼(125)에 복제되어 저장된다. 제1 버퍼(120)에 저장된 터치 로우 데이터를 제2 버퍼(125)에 복제하여 저장하는 이유는, 제1 버퍼(125)에 저장된 터치 로우 데이터가 터치 좌표 산출부(60)로 전송되기 이전에 제1 버퍼(125)가 리셋될 수 있기 때문이다. Specifically, the analog-to-digital conversion unit 110 converts the output voltage Vout calculated during the touch sensing period TP of the normal mode into touch raw data TRD, which is digital data, and stores it in the
아날로그 디지털 변환부(110)는 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP)동안 제1 터치 구동 전압(VDA)의 인가에 의해 산출된 제1 출력전압(VoutA)을 디지털 데이터인 제1 터치 로우 데이터(TRDA)으로 변환하여 제1 버퍼(120)에 저장한다. 또한, 아날로그 디지털 변환부(110)는 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP)동안 제2 터치 구동 전압(VDB)의 인가에 의해 산출된 제2 출력전압(VoutB)을 디지털 데이터인 제2 터치 로우 데이터(TRDB)으로 변환하여 제2 버퍼(125)에 저장한다.The analog-to-digital conversion unit 110 converts the first output voltage VoutA calculated by the application of the first touch driving voltage VDA during the touch sensing period TP of the idle mode into first touch raw data TRDA, which is digital data. ) and stored in the
이와 같이, 본 발명에 따르면 아날로그 디지털 변환부(110)는 아이들 모드의 터치 센싱 기간 동안 제1 터치 구동 전압(VDA)의 인가에 의해 생성된 제1 터치 로우 데이터(TRDA)는 노멀 모드의 터치 센싱 기간 동안 획득된 터치 로우 데이터의 갱신을 위해 이용되는 제1 버퍼(120)에 저장하고, 제2 터치 구동 전압(VDB)의 인가에 의해 생성된 제2 터치 로우 데이터(TRDB)는 노멀 모드의 터치 센싱 기간 동안 획득된 터치 로우 데이터의 유지를 위해 이용되는 제2 버퍼(125)에 저장하기 때문에, 제1 터치 로우 데이터(TRDA) 및 제2 터치 로우 데이터(TRDB) 간의 차분값을 산출하기 위해 추가적인 프레임 메모리나 버퍼가 요구되지 않아 터치 구동부(50)의 사이즈를 최소화시킬 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the analog-to-digital conversion unit 110 generates the first touch raw data TRDA generated by the application of the first touch driving voltage VDA during the touch sensing period in the idle mode for touch sensing in the normal mode. Stored in the
터치 유무 판단부(130)는 제1 버퍼(120)에 저장된 제1 터치 로우 데이터(TRDA) 및 제2 버퍼(125)에 저장된 제2 터치 로우 데이터(TRDB)를 이용하여 터치 유무를 판단한다. 이하, 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 터치 유무 판단부(130)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.The touch
도 9에 도시된 바와 같이, 터치 유무 판단부(130)는 감산기(900), 비교기(910), 카운터(920), 및 결정부(930)를 포함한다.As shown in FIG. 9 , the touch
먼저, 감산기(900)는 제1 버퍼(120)로부터 제1 터치 로우 데이터(TRDA)를 독출하고 제2 버퍼(125)로부터 제2 터치 로우 데이터(TRDB)를 독출한다. 이후, 감산기(900)는 제1 버퍼(120) 및 제2 버퍼(125)에서 동일한 어드레스에 기록되어 있는 제1 터치 로우 데이터(TRDA) 및 제2 터치 로우 데이터(TRDB) 간의 차분값(Differential)을 산출한다. 감산기(900)는 산출된 차분값을 비교기(910)로 전달한다. 일 실시예에 있어서, 감산기(900)는 제1 터치 로우 데이터(TRDA) 및 제2 터치 로우 데이터(TRDB)간의 차분값 산출이 완료되면 제1 버퍼(120) 및 제2 버퍼(125)를 리셋시킬 수 있다.First, the
비교기(910)는 감산기(900)로부터 전달되는 차분값과 미리 정해진 터치 임계값(Touch Threshold)을 비교하고, 차분값이 터치 임계값을 초과하는지 여부를 판단한다. 판단결과 도 14(a)에 도시된 바와 같이 차분값이 터치 임계값을 초과하는 것으로 판단되면 비교기(910)는 판단결과를 카운터(920)로 전달한다.The
카운터(920)는 비교기(910)로부터 차분값이 터치 임계값을 초과한다는 판단결과가 수신되면 터치 임계값을 초과하는 차분값의 발생 횟수(Repeat Tiem)을 증가시킨다.The
결정부(930)는 도 14(b)에 도시된 바와 같이, 카운터(920)에 의해 카운팅된 값이 미리 정해진 빈도수를 초과하면 터치가 발생된 것으로 결정하고, 터치 유무에 대한 정보를 생성하여 인터페이스부(140)로 전달한다.As shown in FIG. 14(b) , the
상술한 바와 같이, 본 발명은 터치 구동부(50)가 아이들 모드의 터치 센싱 기간 동안 하나의 터치 전극(12)을 2회 센싱함으로써 제1 터치 로우 데이터 및 제2 터치 로우 데이터를 산출한 후, 제1 터치 로우 데이터 및 제2 터치 로우 데이터의 차분값을 기초로 터치 유무를 판단하기 때문에, 터치 스크린 장치에 존재하는 베이스라인 편차를 제거할 수 있어 터치 유무를 정확하게 판단할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, after the
다시 도 7을 참조하면, 인터페이스부(140)는 터치 좌표 산출부(60)로부터 터치 제어 신호(TSS)를 수신하여 제어 신호 생성부(80)로 전달한다. 인터페이스부(140)는 노멀 모드의 터치 센싱 기간(TP)동안 제2 버퍼(125)에 저장된 터치 로우 데이터(TRD)를 터치 좌표 산출부(60)로 전달한다.Referring back to FIG. 7 , the
또한, 인터페이스부(140)는 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP)동안 터치 유무 판단부(130)에 의해 생성된 터치 유무에 대한 정보를 터치 좌표 산출부(60)로 전달한다.In addition, the
다시 도 2를 참조하면, 터치 좌표 산출부(60)는 노멀 모드에서 터치 구동부(50)로부터 터치 로우 데이터(TRD)를 입력 받는다. 터치 좌표 산출부(60)는 제1 기준값 이상인 터치 로우 데이터(TRD)가 입력되는 경우 사용자의 터치가 발생했다고 판단하고, 제1 기준값 이상의 터치 로우 데이터(TRD)의 터치 전극(12)의 좌표를 터치 좌표로 산출한다. 터치 좌표 산출부(60)는 터치 좌표 정보를 포함하는 터치 좌표 데이터(CD)를 메인 프로세서(70)로 출력한다.Referring back to FIG. 2 , the touch coordinate
또한, 터치 좌표 산출부(60)는 아이들 모드에서 터치 구동부(50)로부터 터치 유무에 대한 정보를 수신하고, 터치가 발생된 것으로 판단되면 웨이크업 신호(WS)를 메인 프로세서(70)로 출력한다.In addition, the touch coordinate calculating
메인 프로세서(70)는 네비게이션 시스템, 셋톱박스, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 노트북, 홈 시어터 시스템, 방송 수신기, 스마트폰, 태블릿, 이동 단말기 중 어느 하나의 중앙처리장치(CPU), 호스트 프로세서(Host Processor), 어플리케이션 프로세서(Application Processor), 또는 그래픽 처리장치(GPU)로 구현될 수 있다.The
메인 프로세서(70)는 노멀 모드에서 제1 로직 레벨의 아이들 모드 제어 신호(IMS)를 타이밍 제어부(40)로 출력한다. 메인 프로세서(70)는 노멀 모드에서 디지털 비디오 데이터(DATA)를 표시패널(10)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환하여 타이밍 제어부(40)에 전송한다. 메인 프로세서(70)는 터치 좌표 산출부(60)로부터 터치 좌표 데이터(CD)를 입력받을 수 있다. 메인 프로세서(70)는 노멀 모드에서 터치 좌표 데이터(CD)에 따라 터치 좌표에 존재하는 아이콘의 응용 프로그램 또는 어플리케이션 프로그램을 실행하고, 실행 프로그램에 따른 디지털 비디오 데이터(DATA)와 타이밍 신호들(TS)을 타이밍 제어부(40)로 전송한다.The
메인 프로세스(70)는 노멀 모드에서 아이들 모드로 변경되는 경우, 제2 로직 레벨의 아이들 모드 제어신호(IMS)를 타이밍 제어부(40)로 전달하고, 휴지된다. 메인 프로세서(70)는 아이들 모드에서 터치 좌표 산출부(70)로부터 웨이크업 신호(WS)가 입력되는 경우 웨이크업된다. 메인 프로세서(70)는 웨이크업 되는 경우 노멀 모드로 동작한다.When the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예는 아이들 모드에서 게이트 구동부(20), 데이터 구동부(30), 타이밍 제어부(40), 및 메인 프로세서(70)를 휴지하고, 터치 구동부(50) 및 터치 좌표 산출부(60)만을 동작하여 사용자의 터치를 센싱한다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 최소의 소비전력으로 아이들 모드에서 사용자의 터치를 센싱할 수 있게 된다. 이로 인해, 본 발명의 실시예는 터치 스크린 장치 상에 미리 정해진 패턴의 터치를 입력하는 경우, 터치 스크린 장치를 아이들 모드에서 웨이크업시킬 수 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, the
변형 실시예들Modified Embodiments
제1 변형 실시예First modified embodiment
상술한 실시예에 있어서는, 터치 구동부(50)가 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 각 터치 전극(12)을 2회 센싱하여 획득된 제1 터치 로우 데이터 및 제2 터치 로우 데이터를 이용하여 터치 유무를 판단하는 것으로 기재하였다.In the above-described embodiment, the
하지만, 변형된 실시예에 있어서, 터치 구동부(50)는 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 노멀 모드의 터치 센싱 기가(TP)과 동일하게 각 터치 전극을 1회만 센싱할 수도 있다.However, in a modified embodiment, the
이러한 실시예에 따르는 경우, 아날로그 디지털 변환부(110)는 n번째 프레임에서 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 각 터치 전압 센싱부(90)에 접속되는 터치 전극(12)들의 센싱에 의해 획득된 출력전압들을 디지털로 변환하여 터치 로우 데이터들(TRD)을 생성하고, 도 12에 도시된 바와 같이 각 터치 전압 센싱부(90) 별로 생성된 터치 로우 데이터들(TRD) 중 그 값의 크기 순서에 따라 상위에서 n개(도 12에서는 2개로 도시하였음)의 터치 로우 데이터들(예컨대, 도 12에서 max TRD, 2nd max TRD)을 선택하여 제1 버퍼(120)에 저장한다.According to this embodiment, the analog-to-digital conversion unit 110 obtains the touch voltage by sensing the
또한, 아날로그 디지털 변환부(110)는 n+1번째 프레임에서 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 각 터치 전압 센싱부(90)에 접속되는 터치 전극(12)들의 센싱에 의해 획득된 모든 출력전압들을 디지털로 변환하여 터치 로우 데이터들(TRD)을 생성하고, 도 12(b)에 도시된 바와 같이 각 터치 전압 센싱부(90) 별로 생성된 터치 로우 데이터들(TRD) 중 그 값의 크기 순서에 따라 상위에서 n개(도 12에서는 2개로 도시하였음)의 터치 로우 데이터들(예컨대, 도 12에서 max TRD, 2nd max TRD)을 선택하여 제2 버퍼(125)에 저장한다.In addition, the analog-to-digital conversion unit 110 outputs all outputs obtained by sensing the
이후, 도 9에 도시된 것과 같은 구성을 갖는 터치 유무 판단부(130)는 제1 버퍼(120) 및 제2 버퍼(125)에서 동일한 어드레스에 기록되어 있는 터치 로우 데이터들을 독출하여 차분값을 산출하고, 산출된 차분값이 터치 임계값을 초과하는 횟수가 미리 정해진 빈도수를 초과할 때 터치가 발생된 것으로 판단한다.Thereafter, the touch
제2 변형 실시예Second modified embodiment
또 다른 실시예에 있어서, 터치 구동부(50)가 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 각 터치 전극을 1회 센싱하는 경우, 아날로그 디지털 변환부(110)는 n번째 프레임에서 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 각 터치 전압 센싱부(90)에 접속되는 터치 전극(12)들의 센싱에 의해 획득된 출력전압들을 디지털로 변환하여 터치 로우 데이터들(TRD)을 생성하고, 도 13에 도시된 바와 같이 각 터치 전압 센싱부(90) 별로 생성된 터치 로우 데이터들(TRD) 중 최대값을 갖는 터치 로우 데이터(max TRD) 및 최대값을 갖는 터치 로우 데이터에 해당하는 출력전압을 출력한 터치 전압 센싱부(90)의 식별정보(max ID)를 제1 버퍼(120)에 저장한다.In another embodiment, when the
또한, 아날로그 디지털 변환부(110)는 n+1번째 프레임에서 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 각 터치 전압 센싱부(90)에 접속되는 터치 전극(12)들의 센싱에 의해 획득된 모든 출력전압들을 디지털로 변환하여 터치 로우 데이터들(TRD)을 생성하고, 도 13(b)에 도시된 바와 같이 각 터치 전압 센싱부(90) 별로 생성된 터치 로우 데이터들(TRD) 중 최대값을 갖는 터치 로우 데이터(max TRD) 및 최대값을 갖는 터치 로우 데이터에 해당하는 출력전압을 출력한 터치 전압 센싱부(90)의 식별정보(max ID)를 제2 버퍼(125)에 저장한다In addition, the analog-to-digital conversion unit 110 outputs all outputs obtained by sensing the
이후, 도 9에 도시된 것과 같은 구성을 갖는 터치 유무 판단부(130)는 제1 버퍼(120) 및 제2 버퍼(125)에서 동일한 어드레스에 기록되어 있는 터치 로우 데이터들을 독출하여 차분값을 산출하고, 산출된 차분값이 터치 임계값을 초과하는 횟수가 미리 정해진 빈도수를 초과할 때 터치가 발생된 것으로 판단한다.Thereafter, the touch
이러한 실시예에 따르는 경우, 최대값을 갖는 터치 로우 데이터에 상응하는 출력전압을 출력한 터치 전압 센싱부(90)의 식별정보가 함께 기록되기 때문에 어떤 터치 전압 센싱부(90)에 연결된 터치 전극(12)에서 터치가 발생되었는지 여부도 함께 확인할 수 있게 된다.According to this embodiment, since the identification information of the touch
제3 변형 실시예Third modified embodiment
또 다른 실시예에 있어서, 터치 구동부(50)가 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 각 터치 전극을 1회 센싱하는 경우, 아날로그 디지털 변환부(110)는 n번째 프레임에서 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 각 터치 전압 센싱부(90)에 접속되는 터치 전극(12)들의 센싱에 의해 획득된 출력전압들을 디지털로 변환하여 터치 로우 데이터들(TRD)을 생성하고, 각 터치 전압 센싱부(90) 별로 생성된 터치 로우 데이터들(TRD) 중 최대값을 갖는 터치 로우 데이터 및 각 터치 전압 센싱부(90)별로 생성된 터치 로우 데이터들의 평균값을 제1 버퍼(120)에 저장한다.In another embodiment, when the
또한, 아날로그 디지털 변환부(110)는 n+1번째 프레임에서 아이들 모드의 터치 센싱 기간(TP) 동안 각 터치 전압 센싱부(90)에 접속되는 터치 전극(12)들의 센싱에 의해 획득된 모든 출력전압들을 디지털로 변환하여 터치 로우 데이터들(TRD)을 생성하고, 각 터치 전압 센싱부(90) 별로 생성된 터치 로우 데이터들(TRD) 중 최대값을 갖는 터치 로우 데이터 및 각 터치 전압 센싱부(90)별로 생성된 터치 로우 데이터들의 평균값을 제2 버퍼(125)에 저장한다In addition, the analog-to-digital conversion unit 110 outputs all outputs obtained by sensing the
이후, 도 9에 도시된 것과 같은 구성을 갖는 터치 유무 판단부(130)는 제1 버퍼(120) 및 제2 버퍼(125)에서 동일한 어드레스에 기록되어 있는 터치 로우 데이터들(또는 평균값들)을 독출하여 차분값을 산출하고, 산출된 차분값이 터치 임계값을 초과하는 횟수가 미리 정해진 빈도수를 초과할 때 터치가 발생된 것으로 판단한다.Thereafter, the touch
제4 변형 실시예4th modified embodiment
상술한 실시예에 있어서는, 터치 유무를 판단하는 터치 유무 판단부(130)가 터치 구동부(50) 내에 포함되는 것으로 설명하였다. 하지만, 변형된 실시예에 있어서 터치 유무 판단부(130)는 터치 좌표 산출부(60) 내에 포함될 수도 있다. 이러한 실시예에 따르는 경우, 인터페이스부(140)가 제1 버퍼(120)에 저장되어 있는 터치 로우 데이터와 제2 버퍼(125)에 저장되어 있는 터치 로우 데이터를 독출하여 터치 좌표 산출부(60)로 전달하게 된다. 이후, 터치 좌표 산출부(60)에 포함되는 터치 유무 판단부(130)가 제1 버퍼(120)에 저장되어 있는 터치 로우 데이터와 제2 버퍼(125)에 저장되어 있는 터치 로우 데이터를 이용하여 터치 유무를 판단하게 된다.In the above-described embodiment, it has been described that the touch presence/
이하, 도 15a 및 도 15b를 참조하여 본 발명에 따른 터치 스크린 장치의 터치 구동 방법을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a touch driving method of a touch screen device according to the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 15A and 15B.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치의 터치 구동 방법을 보여주는 플로우차트이다.15A and 15B are flowcharts illustrating a touch driving method of a touch screen device according to an embodiment of the present invention.
도 15a 및 도 15b에 도시된 터치 스크린의 터치 구동 방법은 도 2에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 터치 스크린 장치에 적용될 수 있다.The touch driving method of the touch screen shown in FIGS. 15A and 15B may be applied to a touch screen device having a configuration as shown in FIG. 2 .
도 15a 및 도 15b에 도시된 바와 같이, 터치 스크린 장치는 아이들 모드 제어신호(IMS)의 로직 레벨에 따라 구동 모드가 노멀 모드인지 아이들 모드인지 여부를 판단한다(S1400).As shown in FIGS. 15A and 15B , the touch screen device determines whether the driving mode is a normal mode or an idle mode according to the logic level of the idle mode control signal (IMS) (S1400).
S1400의 판단결과, 구동 모드가 아이들 모드인 것으로 판단되면, 터치 스크린 장치는 각 터치 전극(12)에 제1 터치구동 전압 및 제2 터치 구동 전압을 순차적으로 공급하고(S1410), 제1 터치 구동 전압에 의해 터치 전극(12)에 충전된 전압을 센싱하여 제1 출력전압을 산출하고 제2 터치 구동전압에 의해 터치 전극(12)에 충전된 전압을 센싱하여 제2 출력전압을 산출한다(S1420).As a result of the determination in S1400, if it is determined that the driving mode is the idle mode, the touch screen device sequentially supplies a first touch driving voltage and a second touch driving voltage to each touch electrode 12 (S1410), and then first touch driving A first output voltage is calculated by sensing the voltage charged in the
이후, 터치 스크린 장치는 제1 출력전압을 디지털로 변환하여 제1 터치 로우 데이터를 생성하고, 제2 출력전압을 디지털로 변환하여 제2 터치 로우 데이터를 생성한다(S1430). 이때, 터치 스크린 장치는 제1 터치 로우 데이터는 제1 버퍼(120)에 저장하고 제2 터치 로우 데이터는 제2 버퍼(125)에 저장한다.Thereafter, the touch screen device generates first touch row data by converting the first output voltage to digital, and generates second touch row data by converting the second output voltage to digital (S1430). At this time, the touch screen device stores the first touch row data in the
이후, 터치 스크린 장치는 제1 버퍼(120)에 저장된 제1 터치 로우 데이터와 제2 버퍼(125)에 저장된 제2 터치 로우 데이터간의 차분값을 산출한다(S1440).Then, the touch screen device calculates a difference between the first touch row data stored in the
이후, 터치 스크린 장치는 S1440에서 산출된 차분값과 미리 정해진 터치 임계값을 비교하여 차분값이 터치 임계값을 초과하는지 여부를 판단한다(S1450). 판단결과 차분값이 터치 임계값을 초과하면, 터치 스크린 장치는 차분값이 터치 임계값을 초과한 횟수를 증가시킨다(S1460).Thereafter, the touch screen device compares the difference value calculated in S1440 with a predetermined touch threshold value to determine whether the difference value exceeds the touch threshold value (S1450). As a result of the determination, if the difference value exceeds the touch threshold value, the touch screen device increases the number of times the difference value exceeds the touch threshold value (S1460).
이후, 터치 스크린 장치는 차분값이 터치 임계값을 초과하는 횟수가 미리 정해진 임계 빈도수를 초과하는지 여부를 판단하고(S1470), 차분값이 터치 임계값을 초과하는 횟수가 미리 정해진 임계 빈도수를 초과하면 터치가 발생된 것으로 판단한다(S1480). 이후, 터치 스크린 장치는 웨이크업 신호를 생성하여 웨이크업되며, 노멀 모드로 동작한다. 따라서, 아이들 모드는 종료된다(S1490).Thereafter, the touch screen device determines whether the number of times the difference value exceeds the touch threshold exceeds a predetermined threshold frequency (S1470), and if the number of times the difference value exceeds the touch threshold exceeds the predetermined threshold frequency (S1470). It is determined that a touch has occurred (S1480). Thereafter, the touch screen device wakes up by generating a wakeup signal and operates in a normal mode. Accordingly, the idle mode ends (S1490).
한편, S1400의 판단결과 구동 모드가 노멀 모드인 것으로 판단되면, 터치 스크린 장치는 각 터치 전극(12)에 터치구동 전압을 공급한 후(S1500), 터치 구동 전압에 의해 터치 전극(12)에 충전된 전압을 센싱하여 출력전압을 산출한다(1510).Meanwhile, when it is determined that the driving mode is the normal mode as a result of the determination in S1400, the touch screen device supplies a touch driving voltage to each touch electrode 12 (S1500), and then charges the
이후, 터치 스크린 장치는(50)는 출력전압을 디지털로 변환하여 터치 로우 데이터를 생성하고(S1520), 생성된 터치 로우 데이터가 제1 기준값을 초과하는지 여부를 판단한다(S1530). 판단결과, 터치 로우 데이터가 제1 기준값을 초과하면 터치 스크린 장치는 터치가 발생된 것으로 판단하여 터치좌표를 산출한다(S1540).Then, the
한편 도 15에서 도시하지는 않았지만, 각 터치 전극 별로 산출된 제1 출력전압과 제2 출력전압을 순차적으로 출력하기 위한 채널선택신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, although not shown in FIG. 15 , a step of generating a channel selection signal for sequentially outputting the first output voltage and the second output voltage calculated for each touch electrode may be further included.
이러한 채널선택신호는 제1 출력전압을 출력하기 위한 제1 펄스 및 제2 출력전압을 출력하기 위한 제2 펄스를 포함한다.This channel selection signal includes a first pulse for outputting a first output voltage and a second pulse for outputting a second output voltage.
이러한 실시예에 따르는 경우 제1 펄스가 유지되는 시간 동안 S1410에서 제1 터치구동전압이 터치 전극에 공급되고, S1420에서 제1 출력전압이 산출된다. 또한, 제2 펄스가 유지되는 시간 동안 S1410에서 제2 터치구동전압이 터치 전극에 공급되고, S1420에서 제2 출력전압이 산출된다.According to this embodiment, the first touch driving voltage is supplied to the touch electrode in S1410 while the first pulse is maintained, and the first output voltage is calculated in S1420. Also, while the second pulse is maintained, the second touch driving voltage is supplied to the touch electrode in S1410 and the second output voltage is calculated in S1420.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the above-described present invention may be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
10: 표시 패널 20: 게이트 구동부
30: 데이터 구동부 40: 타이밍 제어부
50: 터치 구동부 60: 터치 좌표 산출부
70: 메인 프로세서 80: 제어 신호 생성부
90: 터치 전압 센싱부 100: 멀티플렉서
110: 아날로그 디지털 변환부 120: 제1 버퍼
125: 제2 버퍼 130: 터치 유무 판단부
140: 인터페이스부 10: display panel 20: gate driver
30: data driver 40: timing controller
50: touch drive unit 60: touch coordinate calculation unit
70: main processor 80: control signal generator
90: touch voltage sensing unit 100: multiplexer
110: analog-to-digital converter 120: first buffer
125: second buffer 130: touch presence determining unit
140: interface unit
Claims (9)
아이들 모드(Idle Mode) 구동시 블랭크 기간과, 상기 터치 전극들을 구동 및 센싱하는 제1 터치 센싱 기간을 교번하고, 노멀 모드(Normal Mode) 구동시 상기 터치 전극들에 공통 전압을 공급하는 디스플레이 구동 기간과, 상기 터치 전극들을 구동 및 센싱하는 제2 터치 센싱 기간을 교번하는 터치 구동부를 포함하고,
상기 터치 구동부는,
상기 아이들 모드의 상기 제1 터치 센싱 기간 동안 상기 터치 전극들 각각에 충전된 전압을 2회씩 센싱하여 제1 출력전압 및 제2 출력전압을 산출하는 복수의 터치 전압 센싱부;
각 터치 전압 센싱부에서 출력되는 상기 제1 출력전압을 디지털 변환하여 제1 터치 로우 데이터를 생성하고, 상기 각 터치 전압 센싱부에서 출력되는 상기 제2 출력전압을 디지털 변환하여 제2 터치 로우 데이터를 생성하는 아날로그 디지털 변환부;
상기 복수의 터치 전압 센싱부를 상기 아날로그 디지털 변환부에 순차적으로 연결시키는 멀티플렉서;
상기 각 터치 전압 센싱부를 상기 아날로그 디지털 변환부에 연결시키기 위한 채널선택신호를 생성하여 상기 멀티플렉서로 공급하는 제어 신호 생성부; 및
상기 제1 터치 로우 데이터 및 상기 제2 터치 로우 데이터를 기초로 터치 유무를 판단하는 터치 판단부를 포함하고,
상기 복수의 터치 전압 센싱부 각각은,
상기 아이들 모드의 상기 제1 터치 센싱 기간 동안, 각 터치 전극에 한 쌍의 제1 및 제2 구동 펄스 패턴을 연속 공급하고, 다른 터치 전극이 구동되기 이전에, 각 터치 전극에 충전된 전압을 2회 연속 센싱하여 상기 제1 및 제2 출력 전압을 연속 산출하고,
상기 노멀 모드의 상기 제2 터치 센싱 기간 동안, 각 터치 전극에 각 제3 구동 펄스 패턴을 공급하고 각 터치 전극에 충전된 전압을 센싱하여 제3 출력 전압을 산출하고,
상기 제어 신호 생성부는,
상기 아이들 모드의 상기 제1 터치 센싱 기간 동안, 상기 멀티플렉서가 상기 아날로그 디지털 변환부에 연결되는 각 터치 전압 센싱부를 선택할 때, 상기 채널선택신호로 한 쌍의 제1 및 제2 펄스를 연속 공급하고,
상기 노멀 모드의 상기 제2 터치 센싱 기간 동안, 상기 멀티플렉서가 상기 아날로그 디지털 변환부에 연결되는 각 터치 전압 센싱부를 선택할 때, 상기 채널선택신호로 제3 펄스를 공급하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.a display panel including touch electrodes serving as common electrodes;
A blank period during idle mode driving and a first touch sensing period for driving and sensing the touch electrodes alternate, and a display driving period for supplying a common voltage to the touch electrodes during normal mode driving and a touch driver that alternates second touch sensing periods for driving and sensing the touch electrodes;
the touch driver,
a plurality of touch voltage sensing units configured to sense a voltage charged in each of the touch electrodes twice during the first touch sensing period of the idle mode to calculate a first output voltage and a second output voltage;
The first output voltage output from each touch voltage sensing unit is digitally converted to generate first touch row data, and the second output voltage output from each touch voltage sensing unit is digitally converted to generate second touch row data. an analog-to-digital conversion unit that generates;
a multiplexer sequentially connecting the plurality of touch voltage sensing units to the analog-to-digital conversion unit;
a control signal generation unit generating a channel selection signal for connecting each of the touch voltage sensing units to the analog-to-digital conversion unit and supplying the generated channel selection signal to the multiplexer; and
a touch determination unit configured to determine whether or not there is a touch based on the first touch raw data and the second touch raw data;
Each of the plurality of touch voltage sensing units,
During the first touch sensing period in the idle mode, a pair of first and second driving pulse patterns are continuously supplied to each touch electrode, and before the other touch electrode is driven, the voltage charged in each touch electrode is reduced to 2 Continuously calculating the first and second output voltages by sensing them three times in succession;
During the second touch sensing period in the normal mode, a third driving pulse pattern is supplied to each touch electrode and a voltage charged in each touch electrode is sensed to calculate a third output voltage;
The control signal generating unit,
During the first touch sensing period of the idle mode, when the multiplexer selects each touch voltage sensing unit connected to the analog-to-digital conversion unit, a pair of first and second pulses are continuously supplied as the channel selection signal;
During the second touch sensing period of the normal mode, when the multiplexer selects each touch voltage sensing unit connected to the analog-to-digital conversion unit, a third pulse is supplied as the channel selection signal.
상기 터치 구동부는
상기 노멀 모드의 상기 제2 터치 센싱 기간 동안 획득된 터치 로우 데이터가 저장되고, 상기 아이들 모드의 상기 제1 터치 센싱 기간에서 상기 제1 터치 로우 데이터가 저장되는 제1 버퍼; 및
상기 노멀 모드의 상기 제2 터치 센싱 기간 동안 상기 제1 버퍼에 저장된 터치 로우 데이터가 복제되어 저장되고, 상기 아이들 모드의 상기 제1 터치 센싱 기간에서 상기 제2 터치 로우 데이터가 저장되는 제2 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.According to claim 1,
the touch driver
a first buffer storing touch raw data obtained during the second touch sensing period of the normal mode and storing the first touch raw data during the first touch sensing period of the idle mode; and
a second buffer in which touch row data stored in the first buffer is copied and stored during the second touch sensing period in the normal mode and in which the second touch row data is stored in the first touch sensing period in the idle mode; A touch screen device further comprising.
상기 노멀 모드의 상기 디스플레이 구동 기간 동안, 상기 표시 패널을 구동하기 위한 게이트 구동부 및 데이터 구동부와 타이밍 제어부;
상기 타이밍 제어부 및 상기 터치 구동부에 아이들 모드 제어신호를 출력하는 메인 프로세서를 포함하고,
상기 아이들 모드 제어신호가 제1 로직 레벨일 때, 상기 메인 프로세서, 상기 게이트 구동부, 상기 데이터 구동부 및 상기 타이밍 제어부와 상기 터치 구동부는 상기 디스플레이 구동 기간과 상기 제2 터치 센싱 기간이 교번하는 상기 노멀 모드로 구동되고,
상기 아이들 모드 제어신호가 제2 로직 레벨일 때, 상기 메인 프로세서, 상기 게이트 구동부, 상기 데이터 구동부 및 상기 타이밍 제어부는 휴지되고, 상기 터치 구동부만 상기 아이들 모드로 구동되는 터치 스크린 장치.According to claim 1,
a gate driver, data driver, and timing controller for driving the display panel during the display driving period in the normal mode;
a main processor outputting an idle mode control signal to the timing controller and the touch driver;
When the idle mode control signal is at a first logic level, the main processor, the gate driver, the data driver, the timing controller, and the touch driver operate in the normal mode in which the display driving period and the second touch sensing period alternate. driven by
When the idle mode control signal is at a second logic level, the main processor, the gate driver, the data driver, and the timing controller are idle, and only the touch driver is driven in the idle mode.
상기 터치 판단부는,
상기 제1 터치 로우 데이터와 상기 제2 터치 로우 데이터간의 차분값(Differential)을 산출하는 감산기;
상기 차분값과 미리 정해진 터치 임계값을 비교하여 상기 차분값이 상기 터치 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 비교기;
상기 터치 임계값을 초과하는 차분값의 발생 횟수를 카운트하는 카운터; 및
상기 카운터에 의해 카운팅된 값이 미리 정해진 임계 빈도수를 초과하면 터치가 발생된 것으로 결정하는 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.According to claim 1,
The touch determination unit,
a subtractor calculating a difference between the first touch row data and the second touch row data;
a comparator comparing the difference value with a predetermined touch threshold value and determining whether the difference value exceeds the touch threshold value;
a counter counting the number of occurrences of a difference value exceeding the touch threshold; and
and a determination unit determining that a touch has occurred when the value counted by the counter exceeds a predetermined threshold frequency.
상기 아이들 모드의 상기 제1 터치 센싱 기간 동안,
상기 채널선택신호는,
상기 제1 출력전압을 상기 아날로그 디지털 변환부로 출력하기 위한 상기 제1 펄스 및 상기 제2 출력전압을 상기 아날로그 디지털 변환부로 출력하기 위한 상기 제2 펄스를 포함하고,
상기 각 터치 전압 센싱부는,
상기 채널선택신호의 제1 펄스가 유지되는 시간 동안 상기 제1 출력전압을 산출하여 상기 아날로그 디지털 변환부로 출력하고, 상기 채널선택신호의 제2 펄스가 유지되는 시간 동안 상기 제2 출력전압을 산출하여 상기 아날로그 디지털 변환부로 출력하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.According to claim 1,
During the first touch sensing period of the idle mode,
The channel selection signal,
The first pulse for outputting the first output voltage to the analog-to-digital converter and the second pulse for outputting the second output voltage to the analog-to-digital converter;
Each of the touch voltage sensing units,
The first output voltage is calculated and outputted to the analog-to-digital converter while the first pulse of the channel selection signal is maintained, and the second output voltage is calculated while the second pulse of the channel selection signal is maintained. The touch screen device characterized in that the output to the analog-to-digital conversion unit.
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