KR102586275B1 - 패널구동장치 및 패널 구동방법 - Google Patents

패널구동장치 및 패널 구동방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102586275B1
KR102586275B1 KR1020177037016A KR20177037016A KR102586275B1 KR 102586275 B1 KR102586275 B1 KR 102586275B1 KR 1020177037016 A KR1020177037016 A KR 1020177037016A KR 20177037016 A KR20177037016 A KR 20177037016A KR 102586275 B1 KR102586275 B1 KR 102586275B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
sensor electrode
circuit
level
sensor
Prior art date
Application number
KR1020177037016A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180034335A (ko
Inventor
안용성
Original Assignee
주식회사 엘엑스세미콘
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘엑스세미콘 filed Critical 주식회사 엘엑스세미콘
Publication of KR20180034335A publication Critical patent/KR20180034335A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102586275B1 publication Critical patent/KR102586275B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04184—Synchronisation with the driving of the display or the backlighting unit to avoid interferences generated internally
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2605—Measuring capacitance
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04107—Shielding in digitiser, i.e. guard or shielding arrangements, mostly for capacitive touchscreens, e.g. driven shields, driven grounds

Abstract

본 발명은 제1앰프를 이용하여 제1센서전극으로 제1신호를 공급하여 제1센서전극의 정전용량 변화를 감지하고, 제2앰프를 이용하여 제1센서전극과 인접한 제2센서전극으로 제1신호와 파형이 동일한 제2신호를 공급하며, 제1센서전극의 정전용량 변화에 따라 센서전극에 대한 외부 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하는 패널구동장치를 제공한다.

Description

패널구동장치 및 패널구동방법
본 발명은 패널을 구동하는 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있는 복수의 센서를 포함하는 패널을 구동하는 장치에 관한 것이다.
패널은 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하기 위해 복수의 센서전극을 포함할 수 있다.
패널에 포함되는 센서전극은 패널구동장치에 의해 구동된다.
패널구동장치는 센서전극을 구동하여 센서전극과 오브젝트 사이에 형성되는 정전용량을 측정하고, 이를 통해 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지한다.
한편, 센서전극과 오브젝트 사이에만 정전용량이 형성되는 것은 아니고, 각각의 센서전극에는 다른 전극과의 사이에 형성되는 기생정전용량도 함께 형성되어 문제가 된다.
기생정전용량이 커지면 센서전극과 오브젝트 사이의 정전용량이 상대적으로 작게 감지되기 때문에 패널구동장치에 있어서의 터치감도가 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.
터치감도를 높이기 위해, 구동전류 혹은 구동전력을 크게 하는 경우, 패널구동장치의 전력소비가 증가하고 패널구동장치의 크기 또한 커지는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 일 측면에서, 센서전극에 형성되는 기생정전용량이 작게 인식되도록 하여 터치감도를 증가시키는 기술을 제공하는 것이다.
다른 측면에서, 본 발명의 목적은, 터치구동을 위한 전력소비를 최소화하는 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위해서, 일 측면에서, 본 발명은 복수의 센서전극을 포함하는 패널을 구동하는 장치를 제공한다.
이러한 패널구동장치는 제1회로, 제2회로, 제3회로 및 감지회로를 포함한다.
그리고, 제1회로는 제1레벨 및 제2레벨의 전압을 공급받아 구동되는 제1앰프를 이용하여 제1센서전극으로 제1신호를 공급할 수 있다.
그리고, 제2회로는 제1레벨 및 제2레벨의 전압을 공급받아 구동되는 제2앰프를 이용하여 제1신호와 크기 및 위상이 동기화된 제2신호를 제1센서전극과 인접한 제2센서전극으로 공급할 수 있다.
그리고, 제3회로는 제1레벨 및 제2레벨로 변동하고 제1신호와 위상이 동기화된 제3신호를 제3센서전극으로 공급할 수 있다.
그리고, 감지회로는 제1센서전극의 정전용량 변화에 따라 패널에 대한 외부 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은, 복수의 센서전극을 포함하는 패널을 구동하는 방법을 제공한다.
이러한 패널구동방법은, 제1레벨 및 제2레벨의 공급전압을 입력받아 구동되는 제1앰프를 이용하여 제1파형을 가지는 제1신호를 제1센서전극으로 공급하는 단계를 포함한다.
그리고, 이러한 패널구동방법은, 제1레벨 및 제2레벨의 공급전압을 입력받아 구동되는 제2앰프를 이용하여 제1파형과 실질적으로 동일한 파형을 가지는 제2신호를 제1센서전극과 인접한 제2센서전극으로 공급하는 단계를 포함한다.
그리고, 이러한 패널구동방법은, 제1레벨 및 제3레벨로 변동하고 제1신호와 위상이 동기화된 제3신호를 제3센서전극으로 공급하는 단계를 포함한다.
그리고, 이러한 패널구동방법은, 제1센서전극의 정전용량 변화에 따라 패널에 대한 외부 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하는 단계를 포함한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은, 복수의 화소가 배치되고, 각 화소로 데이터전압을 전달하는 복수의 데이터라인이 배치되며, 각각 복수의 데이터라인그룹과 중첩되는 복수의 센서전극을 포함하는 패널을 구동하는 장치를 제공한다.
이러한 패널구동장치는 제1회로, 제2회로 및 감지회로를 포함한다.
그리고, 제1회로는 제1센서전극으로 제1신호를 공급할 수 있다.
그리고, 제2회로는 제1센서전극과 중첩되는 복수의 데이터라인그룹으로 제1신호와 위상이 동기화된 제2신호를 공급하고, 제1센서전극과 인접한 제2센서전극과 중첩되는 복수의 데이터라인그룹 중 적어도 하나의 데이터라인그룹으로 제2신호를 공급할 수 있다.
그리고, 감지회로는 제1센서전극의 정전용량 변화에 따라 패널에 대한 외부 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 센서전극들 사이에 형성되는 기생정전용량 혹은 센서전극과 다른 전극 사이에 형성되는 기생정전용량이 작게 인식되거나 인식되지 않게 된다.그리고, 본 발명에 의하면 터치감도가 증가하고 터치구동을 위한 전력소비가 감소하게 된다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 패널구동장치의 일 예시 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 스위칭회로의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 제1회로, 제2회로 및 제3회로의 신호 생성 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 제1신호와 공급전압의 파형을 나타내는 도면이다.
도 6은 제1신호, 제2신호 및 제3신호의 파형을 나타내는 도면이다.
도 7은 센서전극에 형성되는 정전용량을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 동일한 신호가 공급되는 센서전극그룹을 나타낸 도면이다.
도 9는 패널구동장치가 데이터라인으로 제2신호를 공급하는 것을 나타내는 도면이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10에서 A 부분을 확대하여 표시한 도면이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 패널구동장치의 일 예시 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 센서전극 및 데이터라인으로 공급되는 신호에 대한 제1예시를 나타내는 도면이다.
도 14는 센서전극 및 데이터라인으로 공급되는 신호에 대한 제2예시를 나타내는 도면이다.
도 15는 센서전극 및 데이터라인으로 공급되는 신호에 대한 제3예시를 나타내는 도면이다.
도 16은 센서전극 및 데이터라인으로 공급되는 신호에 대한 제4예시를 나타내는 도면이다.
도 17은 센서전극 및 데이터라인으로 공급되는 신호에 대한 제5예시를 나타내는 도면이다.
도 18은 센서전극을 순차적으로 구동하는 제1예시를 나타내는 도면이다.
도 19는 도 18의 예시에서 각 센서전극으로 공급되는 제1신호의 타이밍다이어그램이다.
도 20은 도 18의 예시에서 각 센서전극으로 공급되는 공통전압의 타이밍다이어그램이다.
도 21은 센서전극을 순차적으로 구동하는 제2예시를 나타내는 도면이다.
도 22는 도 21의 예시에서 각 센서전극으로 공급되는 제1신호의 타이밍다이어그램이다.
도 23은 도 21의 예시에서 각 센서전극으로 공급되는 공통전압의 타이밍다이어그램이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 표시장치(100)는 패널(110) 및 패널구동장치(120)를 포함할 수 있다.
패널(110)은 표시패널(Display Panel)과 터치패널(TSP: Touch Screen Panel)을 포함할 수 있는데, 여기서 표시패널과 터치패널은 일부 구성요소를 서로 공유할 수 있다. 예를 들어, 복수의 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)은 표시패널의 일 구성(예를 들어, 공통전압을 인가하는 공통전극)일 수 있고 동시에 터치패널의 일 구성(터치를 감지하기 위한 센서전극)일 수 있다. 표시패널과 터치패널의 일부 구성요소가 서로 공유되어 있다는 측면에서, 이러한 패널(110)을 일체형 패널이라고 부르기도 하지만 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니다. 또한, 표시패널과 터치패널의 일부 구성요소가 서로 공유되는 형태로서 인셀(In-Cell) 타입의 패널이 알려져 있지만 이는 전술한 패널(110)의 일 예시일 뿐 본 발명이 적용되는 패널이 이러한 인셀(In-Cell)타입 패널로 제한되는 것은 아니다.
패널(110)에는 복수의 화소가 위치할 수 있다. 그리고, 패널구동장치(120)는 이러한 화소를 구동하여 패널(110)에 영상을 표시할 수 있다. 각각의 화소에는 화소전극이 위치할 수 있는데, 패널구동장치(120)는 이러한 화소전극으로 데이터전압을 공급함으로써 패널(110)에 영상을 표시할 수 있다.
구체적으로, 패널구동장치(120)는 특정 화소 혹은 특정 라인에 배치된 화소들을 선택하고 선택된 화소로 데이터전압을 공급함으로써 패널(110)에 영상을 표시할 수 있는데, 패널구동장치(120)는 이러한 기능을 수행하기 위해 게이트구동회로 및 데이터구동회로를 포함할 수 있다.
데이터구동회로는 디지털이미지를 패널(110)의 각 화소에 표시하기 위해 데이터라인으로 데이터전압을 공급한다.
이러한 데이터구동회로는 적어도 하나의 데이터드라이버집적회로를 포함할 수 있는데, 이러한 적어도 하나의 데이터드라이버집적회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 패널(110)에 직접 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서, 패널(110)에 집적화되어 형성될 수도 있다. 또한, 데이터구동회로는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
게이트구동회로는 각 화소에 위치하는 트랜지스터를 턴온 혹은 턴오프시켜 특정 화소를 선택하기 위해 게이트라인으로 스캔신호를 순차적으로 공급한다.
이러한 게이트구동회로는, 구동 방식에 따라서, 패널(110)의 한 측에만 위치할 수도 있고, 2개로 나누어져 패널(110)의 양측에 위치할 수도 있다.
또한, 게이트구동회로는, 적어도 하나의 게이트드라이버집적회로를 포함할 수 있는데, 이러한 적어도 하나의 게이트드라이버집적회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 패널(110)에 직접 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서, 패널(110)에 집적화되어 형성될 수도 있다. 또한, 게이트구동회로(130)는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
패널(110)에는 복수의 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)이 위치할 수 있다. 이러한 복수의 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)은 서로 이격되어 위치할 수 있다. 그리고, 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)이 위치하는 영역에는 적어도 하나의 화소가 위치할 수 있다.
패널구동장치(120)는 이러한 복수의 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)을 구동하여 패널(110)에 대한 외부 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다. 패널구동장치(120)는 복수의 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35) 전체를 구동할 수도 있고, 일부의 센서전극만 구동할 수도 있다.
패널구동장치(120)는 데이터구동회로 및 게이트구동회로와 별도의 집적회로로 구성된 센서구동회로를 이용하여 복수의 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)을 구동할 수 있다. 다른 예로서, 패널구동장치(120)에는 데이터구동회로 및 센서구동회로가 하나의 집적회로를 구성하고, 게이트구동회로가 또 다른 하나의 집적회로를 구성할 수 있다. 또 다른 예로서, 패널구동장치(120)에는 게이트구동회로 및 센서구동회로가 하나의 집적회로를 구성하고, 데이터구동회로가 또 다른 하나의 집적회로를 구성할 수 있다. 또한, 데이터구동회로, 게이트구동회로 및 센서구동회로는 일부 구성 요소를 서로 공유할 수도 있다.
패널구동장치(120)는 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)의 정전용량 변화를 감지함으로써 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하는 정전식 터치방식을 채용할 수 있다.
이러한 정전식 터치방식은, 일 예로, 상호 정전용량(mutual-capacitive) 터치방식과 자체 정전용량(self-capacitive) 터치방식으로 나뉠 수 있다.
정전식 터치방식의 한 종류인 상호 정전용량 터치방식은, 일 센서전극(Tx전극)으로 센서구동신호를 인가하고 이러한 Tx전극과 상호 커플링된 다른 일 센서전극(Rx전극)을 센싱한다. 이러한 상호 정전용량 터치방식에서는, 손가락, 펜 등의 오브젝트의 근접 혹은 터치에 따라 Rx전극에서 센싱되는 값이 달라지는데, 상호 정전용량 터치방식은 이러한 Rx전극에서의 센싱값을 이용하여 터치 유무, 터치 좌표 등을 검출한다.
정전식 터치방식의 다른 한 종류인 자체 정전용량 터치방식은, 일 센서전극으로 센서구동신호를 인가한 후 다시 해당 일 센서전극을 센싱한다. 이러한 자체 정전용량 터치방식에서는, 손가락, 펜 등의 오브젝트의 근접 혹은 터치에 따라 해당 일 센서전극에서 센싱되는 값이 달라지는데, 자체 정전용량 터치방식은 이러한 센싱값을 이용하여 터치 유무, 터치 좌표 등을 검출한다. 이러한 자체 정전용량 터치방식은 센서구동신호를 인가하는 센서전극과 센싱하는 센서전극이 동일하기 때문에, Tx전극과 Rx전극의 구분이 없다.
패널구동장치(120)는, 전술한 2가지의 정전식 터치방식(상호 정전용량 터치방식, 자체 정전용량 터치방식) 중 하나를 채용할 수 있다. 다만, 본 명세서에서는, 설명의 편의를 위해, 자체 정전용량 터치방식이 채용된 것으로 가정하여 실시예를 설명한다.
자체 정전용량 터치방식의 일 예시에서 복수의 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)은 센싱라인(SL)을 통해 패널구동장치(120)와 연결되는데, 센싱라인(SL)은 복수의 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)과 일대일로 연결될 수 있다. 설명의 편의를 위해 센싱라인(SL)과 연결되는 패널구동장치(120)의 출력핀(P11~P15, P21~P25, P31~P35)에 번호를 부여하였으나 패널구동장치(120)의 출력핀(P11~P15, P21~P25, P31~P35)이 도 1에 도시된 것과 같이 센싱라인(SL)과 일대일로 연결되지는 않을 수 있다. 예를 들어, 패널구동장치(120) 외부에 먹스(MUX)가 위치하고 패널구동장치(120)는 이러한 먹스를 통해 센싱라인(SL)과 연결될 수 있다. 이때, 패널구동장치(120)의 출력핀은 센싱라인(SL)의 수보다 작을 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 패널구동장치의 일 예시 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 패널구동장치(120)는 제1신호(VSEN)를 출력하는 제1회로(210), 제2신호(VADJ)를 출력하는 제2회로(220), 제3신호(VBUF)를 출력하는 제3회로(230) 및 공통전압(VCM)을 출력하는 제4회로(240)를 포함할 수 있다. 또한, 패널구동장치(120)는 제1신호(VSEN), 제2신호(VADJ), 제3신호(VBUF) 및 공통전압(VCM) 중 하나의 신호를 선택하여 출력핀(P11~P15, P21~P25, P31~P35)으로 전달하는 스위칭회로(250) 및 제1회로(210)의 센싱값을 바탕으로 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하는 감지회로(260)를 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위하여 스위칭회로(250)의 제1측핀(I1~I4) 및 제2측핀(O1~O5)에 번호를 부여하였다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1회로(210)는 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)의 정전용량 변화를 감지하기 위해 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)으로 제1신호(VSEN)를 공급할 수 있다. 이러한 제1신호(VSEN)는 변조된 신호이고, 제1회로(210)는 이러한 변조된 신호의 공급에 따른 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)의 반응 신호를 복조하여 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)의 정전용량 변화를 감지할 수 있다.
제2회로(220)는 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)으로 제2신호(VADJ)를 공급하여 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35) 사이에 형성되는 정전용량이 제1회로(210)에서 감지되지 않도록 할 수 있다.
제3회로(230)는 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)으로 제3신호(VBUF)를 공급하여 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35) 사이에 형성되는 정전용량이 제1회로(210)에 미치는 영향을 감소시킬 수 있다.
여기서, 제1신호(VSEN)를 구동신호라 하고, 제2신호(VADJ) 및 제3신호(VBUF)를 로드프리(Load Free)신호라고 부르기도 하나, 제1신호(VSEN), 제2신호(VADJ) 및 제3신호(VBUF)가 이러한 명칭으로 제한되는 것은 아니다.
한편, 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)은 공통전극으로 기능할 수 있는데, 제4회로(240)는 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)이 공통전극으로 기능할 때, 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)으로 공통전압(VCM)을 공급할 수 있다.
센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35) 각각은 구분된 시구간에서 서로 다른 신호를 공급받을 수 있다. 예를 들어, S11 센서전극은 제1시구간에서 제1신호(VSEN)을 공급받고, 제1시구간과 중첩되지 않는 제2시구간에서 공통전압(VCM)을 공급받을 수 있다. 특정한 실시예에서, 제1시구간을 터치센싱구간이라 하고, 제2시구간을 디스플레이구간이라 호칭하기도 하나 본 발명이 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1시구간에서 S11 센서전극은 제1신호(VSEN)을 공급받고, 제2시구간에서 공통전압(VCM)을 공급받는데, S21 센서전극은 제1시구간에서 공통전압(VCM)을 공급받고, 제2시구간에서 제1신호(VSEN)를 공급받을 수 있다.
스위칭회로(250)는 제1신호(VSEN), 제2신호(VADJ), 제3신호(VBUF) 및 공통전압(VCM) 중 하나의 신호를 선택하여 출력핀(P11~P15, P21~P25, P31~P35)으로 전달할 수 있다.
스위칭회로(250)의 제1측핀(I1~I4) 각각에는 제1회로(210), 제2회로(220), 제3회로(230) 및 제4회로(240)가 연결되고, 제2측핀(O1~O5) 각각에는 출력핀(P11~P15, P21~P25, P31~P35)이 연결될 수 있다.
스위칭회로(250)는 스위치소자를 이용하여 제1측핀(I1~I4)과 제2측핀(O1~O5)을 연결시킬 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 스위칭회로의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 스위칭회로(250)는 복수의 제1스위치(SW_SEN), 복수의 제2스위치(SW_ADJ), 복수의 제3스위치(SW_BUF) 및 복수의 제4스위치(SW_VCM)를 포함할 수 있다. 각각의 스위치(SW_SEN, SW_ADJ, SW_BUF, SW_VCM)의 수는 제2측핀(O1~O5)의 수와 같을 수 있다.
제1스위치(SW_SEN)는 I1 핀을 제2측핀(O1~O5)으로 연결시킬 수 있다. 도 1 및 도 2를 다시 참조하면, I1 핀은 제1회로(210)와 연결되어 있고, 제2측핀(O1~O5)은 출력핀(P11~P15, P21~P25, P31~P35)을 통해 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)과 연결되어 있다. 이에 따라, 제1스위치(SW_SEN)의 일단은 제1회로(210)와 연결되고 타단은 출력핀(P11~P15, P21~P25, P31~P35)을 통해 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)과 연결되게 된다.
제1스위치(SW_SEN)가 닫히면 제1회로(210)에서 출력되는 제1신호(VSEN)가 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)으로 공급되고 제1스위치(SW_SEN)가 열리면 제1회로(210)에서 출력되는 제1신호(VSEN)가 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)으로 공급되지 않게 된다.
제2스위치(SW_ADJ)는 I2 핀을 제2측핀(O1~O5)으로 연결시킬 수 있다. 도 1 및 도 2를 다시 참조하면, I2 핀은 제2회로(220)와 연결되어 있고, 제2측핀(O1~O5)은 출력핀(P11~P15, P21~P25, P31~P35)을 통해 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)과 연결되어 있다. 이에 따라, 제2스위치(SW_ADJ)의 일단은 제2회로(220)와 연결되고 타단은 출력핀(P11~P15, P21~P25, P31~P35)을 통해 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)과 연결되게 된다.
제2스위치(SW_ADJ)가 닫히면 제2회로(220)에서 출력되는 제2신호(VADJ)가 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)으로 공급되고 제2스위치(SW_ADJ)가 열리면 제2회로(220)에서 출력되는 제2신호(VADJ)가 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)으로 공급되지 않게 된다.
제3스위치(SW_BUF)는 I3 핀을 제2측핀(O1~O5)으로 연결시킬 수 있다. 도 1 및 도 2를 다시 참조하면, I3 핀은 제3회로(230)와 연결되어 있고, 제2측핀(O1~O5)은 출력핀(P11~P15, P21~P25, P31~P35)을 통해 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)과 연결되어 있다. 이에 따라, 제3스위치(SW_BUF)의 일단은 제3회로(230)와 연결되고 타단은 출력핀(P11~P15, P21~P25, P31~P35)을 통해 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)과 연결되게 된다.
제3스위치(SW_BUF)가 닫히면 제3회로(230)에서 출력되는 제3신호(VBUF)가 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)으로 공급되고 제3스위치(SW_BUF)가 열리면 제3회로(230)에서 출력되는 제3신호(VBUF)가 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)으로 공급되지 않게 된다.
제4스위치(SW_VCM)는 I4 핀을 제2측핀(O1~O5)으로 연결시킬 수 있다. 도 1 및 도 2를 다시 참조하면, I4 핀은 제4회로(240)와 연결되어 있고, 제2측핀(O1~O5)은 출력핀(P11~P15, P21~P25, P31~P35)을 통해 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)과 연결되어 있다. 이에 따라, 제4스위치(SW_VCM)의 일단은 제4회로(240)와 연결되고 타단은 출력핀(P11~P15, P21~P25, P31~P35)을 통해 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)과 연결되게 된다.
제4스위치(SW_VCM)가 닫히면 제4회로(240)에서 출력되는 제4신호(VCM)가 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)으로 공급되고 제4스위치(SW_VCM)가 열리면 제4회로(240)에서 출력되는 제4신호(VCM)가 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)으로 공급되지 않게 된다.
도 2 및 도 3에서 스위칭회로가 제1신호(VSEN), 제2신호(VADJ), 제3신호(VBUF) 및 공통전압(VCM) 중 하나의 신호를 선택하여 출력하는 실시예에 대해 설명하였다. 그런데, 스위칭회로는 이러한 신호 이외에 다른 신호를 선택하여 출력할 수도 있다. 예를 들어, 스위칭회로는 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)으로 일정한 저전압(예를 들어, 그라운드전압)을 출력시킬 수도 있고, 일정한 고전압을 출력시킬 수도 있다.
한편, 제1회로(210)는 앰프를 이용하여 제1신호(VSEN)를 생성하고 이를 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)으로 공급할 수 있다. 그리고, 제2회로(220)는 앰프를 이용하여 제2신호(VADJ)를 생성하고 이를 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)으로 공급할 수 있다.
센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)은 정전용량의 크기가 클 수 있다. 이때, 전원에서 공급되는 전력을 그대로 이용하여 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)으로 공급하면 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)의 정전용량에 비해 구동전류가 작아 왜곡된 파형의 신호가 공급될 수 있다. 예를 들어, 상승 시간(rising time)이 길어지거나 하강 시간(falling time)이 길어질 수 있다.
이러한 문제가 발생되지 않도록 하기 위해, 제1회로(210)는 앰프를 이용하여 제1신호(VSEN)를 생성하고 이를 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)으로 공급할 수 있고, 제2회로(220)는 앰프를 이용하여 제2신호(VADJ)를 생성하고 이를 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)으로 공급할 수 있다. 다만, 회로에 포함되는 앰프의 수가 증가하면 회로의 제작비용 및 사이즈가 증가할 수 있기 때문에, 제3회로(230)는 제1회로(210) 및 제2회로(220)에서 사용되는 앰프를 포함하지 않으면서 제3신호(VBUF)를 생성할 수 있다.
도 4는 제1회로, 제2회로 및 제3회로의 신호 생성 관계를 나타내는 도면이고, 도 5는 제1신호와 공급전압의 파형을 나타내는 도면이며, 도 6은 제1신호, 제2신호 및 제3신호의 파형을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 제1회로(210)는 제1앰프(A1)를 이용하여 제1신호(VSEN)를 생성하고, 제2회로(220)는 제2앰프(A2)를 이용하여 제2신호(VADJ)를 생성할 수 있다. 그리고, 제3회로(230)는 버퍼(B1)를 이용하여 제3신호(VBUF)를 생성할 수 있다.
패널구동장치(120)는 외부로부터 제1전원전압(VDL)을 공급받아 내부 소자들의 구동에 사용할 수 있다.
패널구동장치(120)는 제1전원전압(VDL)을 제3앰프(A3)를 이용하여 제2전원전압(VDLO)으로 가공하고 이러한 제2전원전압(VDLO)을 이용하여 내부 소자들을 구동할 수 있다.
제3앰프(A3)에서 출력되는 제2전원전압(VDLO)의 크기는 제3앰프(A3)의 제1입력단(+)으로 입력되는 참조전압(VREF)의 크기에 따라 제어될 수 있다.
그런데, 제3앰프(A3)는 제1전원전압(VDL)과 그라운드전압(VGND)을 공급전압으로 입력받아 구동되기 때문에, 제3앰프(A3)에서 출력되는 제2전원전압(VDLO)의 크기는 그라운드전압(VGND)과 제1전원전압(VDL)의 사이의 크기를 가질 수 있다.
제1회로(210)에 포함된 제1앰프(A1)는 공급전압으로 제1레벨의 전압과 제2레벨의 전압을 입력받아 구동될 수 있다. 도 4에 도시된 실시예에 따르면, 제1회로(210)는 그라운드전압(VGND)과 제2전원전압(VDLO)을 각각 제1레벨과 제2레벨의 공급전압으로 입력받아 구동된다.
제1회로(210)에서 출력되는 제1신호(VSEN)는 변조된 신호로서 특정 파형을 가질 수 있다. 이러한 특정 파형은 제1앰프(A1)의 제1입력단(+)으로 입력되는 구동신호(DS)의 파형에 따라 결정될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1신호(VSEN)는 제3레벨(VH) 및 제4레벨(VL)의 범위에서 변동하는 구형파일 수 있다.
이때, 제1신호(VSEN)를 생성하는 제1앰프(A1)는 제1레벨의 전압과 제2레벨의 전압을 입력받아 구동되기 때문에, 제1신호(VSEN)의 변동 범위는 제1레벨과 제2레벨의 사이일 수 있다.
구체적인 예로서, 제1레벨은 그라운드전압(VGND)이고 제2레벨은 제2전원전압(VDLO)일 수 있는데, 이러한 실시예에서 제1신호(VSEN)의 변동범위는 그라운드전압(VGND)과 제2전원전압(VDLO)의 사이일 수 있다.
제1신호(VSEN)가 제3레벨(VH) 및 제4레벨(VL)로 변동하는 구동파를 가지는 경우, 제3레벨(VH) 및 제4레벨(VL)은 제1레벨 및 제2레벨 사이의 레벨일 수 있다. 구체적인 예로서, 제1레벨은 그라운드전압(VGND)이고 제2레벨은 제2전원전압(VDLO)일 수 있는데, 이러한 실시예에서 제3레벨(VH) 및 제4레벨(VL)은 그라운드전압(VGND)과 제2전원전압(VDLO)의 사이의 레벨일 수 있다.
제2회로(220)에 포함된 제2앰프(A2)는 공급전압으로 제5레벨의 전압과 제6레벨의 전압을 입력받아 구동될 수 있다. 도 4에 도시된 실시예에 따르면, 제2회로(220)는 그라운드전압(VGND)과 제2전원전압(VDLO)을 각각 제5레벨과 제6레벨의 공급전압으로 입력받아 구동된다.
제2회로(220)에서 출력되는 제2신호(VADJ)는 제1신호(VSEN)의 파형과 실질적으로 동일한 파형을 가질 수 있다. 제1앰프(A1)와 제2앰프(A2)의 제1입력단(+)으로는 동일한 구동신호(DS)가 입력될 수 있는데, 이러한 동일한 구동신호(DS)에 따라 제2신호(VADJ)와 제1신호(VSEN)의 파형은 실질적으로 동일할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제2신호(VADJ)는 실질적으로 제1신호(VSEN)와 동일한 파형을 가지고 제3레벨(VH) 및 제4레벨(VL)의 범위에서 변동하는 구형파을 가질 수 있다.
제2신호(VADJ)는 제7레벨과 제8레벨로 변동하는 구형파를 가질 수 있는데, 이러한 제7레벨 및 제8레벨은 제3레벨(VH) 및 제4레벨(VL)과 실질적으로 동일할 수 있다. 여기서, 실질적으로 동일하다는 것은 차이가 있을 수 있으나 그 차이가 기술적으로 무시가능할 정도로 작다는 것을 의미할 수 있다.
한편, 제2신호(VADJ)를 생성하는 제2앰프(A2)는 제5레벨의 전압과 제6레벨의 전압을 입력받아 구동되기 때문에, 제2신호(VADJ)의 변동 범위는 제5레벨과 제6레벨의 사이일 수 있다.
구체적인 예로서, 제5레벨은 그라운드전압(VGND)이고 제6레벨은 제2전원전압(VDLO)일 수 있는데, 이러한 실시예에서 제2신호(VADJ)의 변동범위는 그라운드전압(VGND)과 제2전원전압(VDLO)의 사이일 수 있다.
도 4의 실시예와 같이, 제1회로(210)의 제1앰프(A1)와 제2회로(220)의 제2앰프(A2)가 동일한 공급전압으로 구동되는 경우, 제1앰프(A1)에서 생성되는 제1신호(VSEN)와 제2앰프(A2)에서 생성되는 제2신호(VADJ)의 변동범위는 같아질 수 있다.
제3회로(230)는 버퍼(B1)를 이용하거나 버퍼(B1)를 이용하지 않고 제1레벨 및 제2레벨로 변동하는 제3신호(VBUF)를 생성할 수 있다.
예를 들어, 제3회로(230)가 버퍼(B1)를 포함하는 경우, 버퍼(B1)에는 제1레벨 및 제2레벨의 공급전압이 공급될 수 있고, 이러한 제1레벨 및 제2레벨의 공급전압 중 하나의 공급전압을 선택할 수 있는 입력신호가 입력단으로 입력될 수 있다.
구체적으로 도 4의 실시예에서 버퍼(B1)로는 그라운드전압(VGND)과 제2전원전압(VDLO)이 공급전압으로 공급되고, 구동신호(DS)가 입력단으로 입력되고 있다. 이때, 버퍼(B1)는 구동신호(DS)의 값에 따라 그라운드전압(VGND) 및 제2전원전압(VDLO) 중 하나의 전압을 선택하여 제3신호(VBUF)로서 출력할 수 있다.
한편, 도 4의 실시예와 달리, 버퍼(B1)로는 그라운드전압(VGND)과 제1전원전압(VDL)이 공급전압으로 공급되고, 구동신호(DS)가 입력단으로 입력될 수 있다. 이때, 버퍼(B1)는 구동신호(DS)의 값에 따라 그라운드전압(VGND) 및 제1전원전압(VDL) 중 하나의 전압을 선택하여 제3신호(VBUF)로서 출력할 수 있다.
한편, 제3회로(230)는 버퍼(B1)를 포함하지 않고 제1레벨 및 제2레벨의 전압 중 하나를 선택하여 제3신호(VBUF)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제3회로(230)는 두 개의 입력과 하나의 출력을 가지는 스위치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 이러한 두 개의 입력으로는 제1레벨 및 제2레벨 전압이 각각 입력될 수 있다. 이때, 제3회로(230)는 구동신호(DS)를 입력받고 이러한 구동신호(DS)에 따라 스위치(미도시)를 제어하여 제1레벨 및 제2레벨의 전압 중 하나를 출력으로 내보낼 수 있다.
도 6을 참조하면, 제3신호(VBUF)의 파형은 제1신호(VSEN)의 파형과 유사한 형태를 가질 수 있으나 파형의 크기가 상이할 수 있다. 이때, 제3신호(VBUF)와 제1신호(VSEN)의 위상은 동일할 수 있다.
구체적으로, 제3신호(VBUF)의 파형은 제1레벨(예를 들어, VGND)과 제2레벨(예를 들어, VDLO)로 변동하나, 제1신호(VSEN)의 파형은 제1레벨(예를 들어, VGND)과 제2레벨(예를 들어, VDLO)의 사이에 위치하는 제3레벨(VH)과 제4레벨(VL)로 변동한다.
제1회로(210) 및 제2회로(220)는 제1레벨(예를 들어, VGND)과 제2레벨(예를 들어, VDLO)을 공급전압으로 하는 앰프(A1, A2)를 이용하여 신호(VSEN, VADJ)를 생성하기 때문에 이러한 신호(VSEN, VADJ)의 변동 범위는 공급전압의 범위(제1레벨 및 제2레벨 사이의 범위)보다 작을 수 있다.
한편, 제2회로(220)는 제2앰프(A2)를 포함하고 있기 때문에, 제1회로(210)와 실질적으로 동일한 파형을 출력할 수는 있지만 앰프를 내부 회로로 포함해야 하기 때문에 회로면적이 제3회로(230)보다 클 수 있다. 반면에, 제3회로(230)는 앰프를 사용하지 않고 제1레벨 전압과 제2레벨 전압을 그대로 이용하여 제3신호(VBUF)를 생성하기 때문에 제1회로(210)와 동일한 파형을 출력할 수 없지만 앰프를 내부 회로로 포함하지 않기 때문에 회로면적이 제2회로(220)보다 작을 수 있다.
회로면적은 최소화하면서 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35) 사이에 형성되는 정전용량의 영향은 최소화하기 위해 제1신호(VSEN)가 공급되는 제1센서전극과 인접한 제2센서전극은 제2회로(220)를 이용하여 구동하고 제1센서전극과 인접하지 않은 제3센서전극은 제3회로(230)를 이용하여 구동할 수 있다.
도 7은 센서전극에 형성되는 정전용량을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 패널구동장치(120)는 S13 센서전극으로 제1신호(VSEN)를 공급하여 S13 센서전극의 정전용량 변화를 감지할 수 있다.
패널구동장치(120)는 S13 센서전극에 인접한 S12 센서전극 및 S14 센서전극으로 제1신호(VSEN)와 실질적으로 동일한 파형을 가지는 제2신호(VADJ)를 공급할 수 있다. 그리고, 패널구동장치(120)는 S13 센서전극과 인접하지는 않으나 S13 센서전극과의 사이에 기생정전용량을 형성할 수 있는 S11 센서전극 및 S15 센서전극으로 제3신호(VBUF)를 공급할 수 있다.
도 7을 참조하면, S13 센서전극과 S12 센서전극 사이에는 제1기생정전용량(CVV1)이 형성될 수 있다. 또한, S13 센서전극과 S14 센서전극 사이에도 제1기생정전용량(CVV1)이 형성될 수 있다.
S13 센서전극과 S11 센서전극 사이에는 제2기생정전용량(CVV2)이 형성될 수 있다. 그리고, S13 센서전극과 S15 센서전극 사이에도 제2기생정전용량(CVV2)이 형성될 수 있다.
정전용량의 크기는 두 전극의 면적에 비례하고 두 전극 사이의 거리에 반비례하게 된다. 이러한 법칙에 따라 계산해 볼 때, 제2기생정전용량(CVV2)의 크기는 제1기생정전용량(CVV1)의 크기의 1/4에 해당되게 된다. 상대적으로 제2기생정전용량(CVV2)은 제1기생정전용량(CVV1)의 크기에 비해 작기 때문에 패널구동장치(120)가 S13 센서전극의 정전용량 변화를 감지하는데 미치는 영향도 제2기생정전용량(CVV2)이 제1기생정전용량(CVV1)에 비해 작게 된다.
패널구동장치(120)는 센싱 대상이 되는 제1센서전극(도 7의 실시예에서 S13 센서전극)으로 제1신호(VSEN)를 공급하고, 제1센서전극과 인접하여 상대적으로 큰 기생정전용량을 형성하는 제2센서전극(도 7의 실시예에서 S12 센서전극 및 S14 센서전극)으로는 제1신호(VSEN)와 같은 크기를 가지는 제2신호(VADJ)를 공급한다.
기생정전용량을 형성하는 두 전극(예를 들어, 제1센서전극 및 제2센서전극)으로 동일한 파형을 공급하면 기생정전용량 양단의 전압은 변하지 않기 때문에 마치 기생정전용량이 없는 것과 같은 효과가 발생하게 된다.
전술한 바와 같이, 패널구동장치(120)가 센싱 대상이 되는 제1센서전극(도 7의 실시예에서 S13 센서전극)으로 제1신호(VSEN)를 공급하고, 제1센서전극과 인접하여 상대적으로 큰 기생정전용량을 형성하는 제2센서전극(도 7의 실시예에서 S12 센서전극 및 S14 센서전극)으로는 제1신호(VSEN)와 같은 크기를 가지는 제2신호(VADJ)를 공급하게 되면, 제1센서전극과 제2센서전극 사이의 기생정전용량은 마치 없는 것과 같이 인식되게 된다. 한편, 앞서 설명하지는 않았지만, 제1신호(VSEN), 제2신호(VADJ) 및 제3신호(VBUF)는 센서전극 사이의 기생정전용량 효과를 최소화하기 위해 동일한 위상을 가질 수 있다.
이러한 방식으로 패널구동장치(120)는 인접한 두 센서전극 사이에 형성되는 기생정전용량을 없앨 수 있다. 혹은 패널구동장치(120)는 인접한 두 센서전극 사이에 형성되는 기생정전용량의 영향이 무시될 수 있도록 만들 수 있다.
또한, 패널구동장치(120)는 센싱 대상이 되는 제1센서전극(도 7의 실시예에서 S13 센서전극)으로 제1신호(VSEN)를 공급하고, 제1센서전극과 인접하지는 않으나 제1센서전극과 기생정전용량을 형성하는 제3센서전극(도 7의 실시예에서 S11 센서전극 및 S15 센서전극)으로는 제1신호(VSEN)과 위상이 같은 파형을 가지는 제3신호(VBUF)를 공급할 수 있다. 이와 같이 구동하는 경우, 제1센서전극과 제3센서전극 사이에 형성되는 기생정전용량이 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)의 센싱에 미치는 영향을 최대한 낮출 수 있다.
위와 같은 구동 방법에 의하면 센싱 대상이 되는 센서전극(예를 들어, S13 센서전극) 주변에 형성되는 제1기생정전용량(CVV1) 및 제2기생정전용량(CVV2)이 실질적으로 무시할 수 있는 상태가 된다. 이렇게 되면, 패널구동장치(120)는 S13 센서전극과 오브젝트 사이에 형성되는 터치정전용량(CFV)의 변화만을 감지하여 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있게 된다.
패널구동장치(120)는 수 개의 센서전극을 그룹단위로 묶어서 구동할 수 있다.
도 8은 동일한 신호가 공급되는 센서전극그룹을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 패널구동장치(120)는 제1방향(예를 들어, 세로방향)으로 수 개의 센서전극을 그룹단위로 묶어서 구동할 수 있다.
예를 들어, 제1회로(210)는 같은 컬럼에 위치하는 S13, S23, S33 센서전극을 센싱그룹(SENG)으로 설정하고 이러한 센싱그룹(SENG)으로 제1신호(VSEN)를 공급할 수 있다.
제2회로(220)는 제1신호(VSEN)가 공급되는 센서전극그룹에 인접하는 주변그룹(ADJG)으로 제2신호(VADJ)를 공급할 수 있다.
그리고, 제3회로(230)는 제2신호(VADJ)가 공급되는 주변그룹(ADJG)에 인접하는 버프그룹(BUFG)으로 제3신호(VBUF)를 공급할 수 있다.
도 8에 도시된 세로방향 그룹핑은 일 예시이며, 실시예에 따라 가로방향으로 그룹핑을 할 수도 있고, 다른 방향으로 그룹핑을 할 수도 있다.
한편, 패널(110)에는 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35) 이외의 다른 전극들이 있어서, 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)은 이러한 다른 전극들과도 기생정전용량을 형성할 수 있다.
예를 들어, 패널(110)에는 복수의 게이트라인 및 복수의 데이터라인이 배치될 수 있는데, 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)은 이러한 게이트라인 및 데이터라인과도 기생정전용량을 형성할 수 있다.
패널구동장치(120)는 이러한 기생정전용량을 제거하기 위해 게이트라인 및 데이터라인으로 제1신호(VSEN)와 동일한 위상의 파형을 공급할 수 있다.
예를 들어, 패널구동장치(120)는 게이트라인으로 제3신호(VBUF) 혹은 이와 실질적으로 동일한 파형을 가지는 다른 신호를 공급하여 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)과 게이트라인 사이에 형성되는 기생정전용량을 제거할 수 있다.
다른 예로서, 패널구동장치(120), 구체적인 예로서, 제2회로는 데이터라인으로 제2신호(VADJ) 혹은 이와 실질적으로 동일한 파형을 가지는 다른 신호를 공급하여 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)과 데이터라인 사이에 형성되는 기생정전용량을 제거할 수 있다.
도 9는 패널구동장치가 데이터라인으로 제2신호를 공급하는 것을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 제2신호(VADJ)를 공급하는 제2회로(220)는 패널(110)에 형성되어 있는 데이터라인(DL)과 연결되어 있으면서 이러한 데이터라인(DL)으로 제2신호(VADJ)를 공급할 수 있다.
이때, 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)으로는 제1신호(VSEN)가 공급되고 데이터라인(DL)으로는 제1신호(VSEN)와 실질적으로 동일한 파형을 가지거나 실질적으로 동일한 레벨로 변동하는 제2신호(VADJ)가 공급되게 된다. 이에 따라, 센서전극(S11~S15, S21~S25, S31~S35)과 데이터라인(DL) 사이의 기생정전용량은 실질적으로 제거되게 된다.
한편, 하나의 센서전극에는 복수의 데이터라인이 대응될 수 있다. 예를 들어, 평면상으로 볼 때, 하나의 센서전극과 복수의 데이터라인이 중첩될 수 있다. 평면상으로 중첩되어 배치되는 데이터라인이 그렇지 않은 데이터라인보다 센서전극에 대하여 큰 기생정전용량을 형성할 수 있다.
제2회로는, 이러한 기생정전용량을 제거하기 위하여, 제1신호(VSEN)가 공급되는 제1센서전극과 중첩되는 데이터라인으로 제2신호(VADJ)를 공급할 수 있다.
실시예에 따라서는, 패널구동장치가 제1센서전극과 중첩되지 않는 데이터라인으로도 제1신호(VSEN)와 위상이 동기화된 정전용량제거신호-예를 들어, 제2신호(VADJ) 혹은 제3신호(VBUF)-를 공급할 수 있다.
패널구동장치가 보다 많은 데이터라인으로 정전용량제거신호를 보낼수록 센서전극 주변의 기생정전용량이 작아진다. 하지만 그만큼 전력소비가 증가하는 문제가 있다.
정전용량제거와 전력소비 사이의 이러한 트레이드오프를 최적으로 수행하기 위해 패널구동장치는 각각의 센서전극과 대응되는 복수의 데이터라인을 복수의 데이터라인그룹으로 구분하고, 각 데이터라인그룹으로 서로 다른 신호를 공급할 수 있다.
도 10은 다른 실시예에 따른 표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 11은 도 10에서 A 부분을 확대하여 표시한 도면이다.도 10 및 도 11을 참조하면, 표시장치(1000)는 패널(1110) 및 패널구동장치(1120)를 포함할 수 있다.
패널(1110)에는 복수의 화소 및 복수의 센서전극(SOTH, SADJ, SSEN)이 배치된다.
센서전극(SOTH, SADJ, SSEN)의 면적은 화소의 면적보다 크게 형성되고, 하나의 센서전극(SOTH, SADJ, SSEN)에는 복수의 화소가 대응될 수 있다. 패널(1110)의 전면에서 평면상으로 내려다볼 때, 하나의 센서전극(SOTH, SADJ, SSEN)에는 복수의 화소가 중첩될 수 있다.
패널(1110)에는 각각의 화소로 데이터전압을 전달하는 복수의 데이터라인(DL)이 배치되고, 센서전극(SOTH, SADJ, SSEN)으로 터치구동신호를 전달하는 복수의 센싱라인(SL)이 배치될 수 있다.
하나의 센서전극(SOTH, SADJ, SSEN)에는 복수의 데이터라인(DL(1)~DL(i+j+k))이 중첩되어 배치될 수 있다. 하나의 센서전극(SOTH, SADJ, SSEN)과 중첩되는 복수의 데이터라인(DL(1)~DL(i+j+k))은 복수의 데이터라인그룹(G1, G2, G3)으로 구분될 수 있다. 그리고, 하나의 센서전극(SOTH, SADJ, SSEN)에는 이러한 복수의 데이터라인그룹(G1, G2, G3)이 중첩될 수 있다.
패널구동장치(1120)는 제1센서전극(SSEN)으로 터치구동신호를 공급하고, 제1센서전극(SSEN)의 주변에 배치되는 제2센서전극(SADJ) 및 제3센서전극(SOTH)으로 정전용량제거신호를 공급할 수 있다.
그리고, 패널구동장치(1120)는 데이터라인(DL)으로 정전용량제거신호를 공급할 수 있는데, 이때, 데이터라인그룹별로 서로 다른 신호를 공급할 수 있다.
도 12는 다른 실시예에 따른 패널구동장치의 일 예시 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 패널구동장치(1120)는 제1회로(1210), 제2회로(1220), 제3회로(1230), 제4회로(1240), 스위칭회로(1250) 및 감지회로(1260)를 포함할 수 있다.
제1회로(1210)는 제1센서전극으로 터치구동신호에 해당되는 제1신호(VSEN)를 공급할 수 있다. 그리고, 제1회로(1210)는 제1레벨 및 제2레벨의 전압을 공급받아 구동되는 제1앰프를 이용하여 제1신호(VSEN)를 생성할 수 있다. 제1신호(VSEN)는 제3레벨과 제4레벨로 변동할 수 있는데, 이때, 제3레벨과 제4레벨은 제1레벨과 제2레벨 사이의 전압이다.
제2회로(1220)는 제1신호(VSEN)와 실질적으로 동일한 파형-크기 및 위상이 동기화된 파형-을 가지는 제2신호(VADJ)를 공급할 수 있다. 그리고, 제2회로(1220)는 제1레벨 및 제2레벨이 전압을 공급받아 구동되는 제2앰프를 이용하여 제2신호(VADJ)를 생성할 수 있다. 제2신호(VADJ)는 제3레벨과 제4레벨로 변동할 수 있는데, 이때, 제3레벨과 제4레벨은 제1레벨과 제2레벨 사이의 전압이다.
제3회로(1230)는 제1레벨과 제2레벨로 변동하고 제1신호(VSEN)와 위상이 동기화된 제3신호(VBUF)를 공급할 수 있다.
그리고, 제4회로(1240)는 공통전압(VCM)을 공급할 수 있다.
제1신호(VSEN), 제2신호(VADJ), 제3신호(VBUF) 및 공통전압(VCM)은 스위칭회로(1250)를 거쳐 센서전극 혹은 데이터라인으로 공급될 수 있다.
스위칭회로(1250)는 제1신호(VSEN), 제2신호(VADJ), 제3신호(VBUF) 및 공통전압(VCM) 중 하나의 신호를 선택적으로 센서전극 혹은 데이터라인으로 공급할 수 있다. 스위칭회로(1250)는 제1신호(VSEN), 제2신호(VADJ), 제3신호(VBUF) 및 공통전압(VCM)가 아닌 다른 신호를 선택하여 센서전극 혹은 데이터라인으로 공급할 수도 있다. 예를 들어, 스위칭회로(1250)는 그라운드전압(GND)을 선택하여 데이터라인으로 공급할 수 있다.
감지회로(1260)는 제1센서전극의 정전용량 변화에 따라 패널에 대한 외부 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다.
패널구동장치(1120)는 데이터라인(DL)으로 정전용량제거신호를 공급할 수 있는데, 이때, 데이터라인그룹별로 서로 다른 신호를 공급할 수 있다.
도 13 내지 도 17은 센서전극 및 데이터라인으로 공급되는 신호에 대한 예시들을 나타내는 도면이다.
도 13은 센서전극 및 데이터라인으로 공급되는 신호에 대한 제1예시를 나타내는 도면이다.
도 13을 참조하면, 패널구동장치-예를 들어, 제1회로-는 제1센서전극(SSEN)으로 제1신호(VSEN)를 공급할 수 있다.
그리고, 패널구동장치는 제1센서전극(SSEN)과 중첩되는 복수의 데이터라인그룹(G1c, G2c, G3c)으로 정전용량제거신호(VLFD)를 공급할 수 있다. 패널구동장치가 제1센서전극(SSEN)과 중첩되는 복수의 데이터라인그룹(G1c, G2c, G3c)으로 제2신호(VADJ)를 공급하는 경우, 제2회로가 제1센서전극(SSEN)과 중첩되는 복수의 데이터라인그룹(G1c, G2c, G3c)으로 제2신호(VADJ)를 공급할 수 있다.
패널구동장치는 다른 센서전극(SADJ, SOTH)으로 그라운드전압(GND)을 공급할 수 있다. 그리고, 패널구동장치는 다른 센서전극(SADJ, SOTH)과 중첩되는 데이터라인그룹들(G1a, G2a, G3a, G1b, G2b, G3b, G1d, G2d, G3d, G1e, G2e, G3e)로 그라운드전압(GND)을 공급할 수 있다.
도 14는 센서전극 및 데이터라인으로 공급되는 신호에 대한 제2예시를 나타내는 도면이다.
도 14를 참조하면, 패널구동장치-예를 들어, 제1회로-는 제1센서전극(SSEN)으로 제1신호(VSEN)를 공급할 수 있다.
그리고, 패널구동장치는 제1센서전극(SSEN)과 중첩되는 복수의 데이터라인그룹(G1c, G2c, G3c)으로 정전용량제거신호(VLFD)를 공급할 수 있다. 패널구동장치가 제1센서전극(SSEN)과 중첩되는 복수의 데이터라인그룹(G1c, G2c, G3c)으로 제2신호(VADJ)를 공급하는 경우, 제2회로가 제1센서전극(SSEN)과 중첩되는 복수의 데이터라인그룹(G1c, G2c, G3c)으로 제2신호(VADJ)를 공급할 수 있다.
패널구동장치는 제1센서전극(SSEN)과 인접한 데이터라인그룹(G3b, G1d)으로 정전용량제거신호(VLFD)를 공급할 수 있다. 패널구동장치가 제1센서전극(SSEN)과 인접한 데이터라인그룹(G3b, G1d)으로 제2신호(VADJ)를 공급하는 경우, 제2회로가 제1센서전극(SSEN)과 인접한 데이터라인그룹(G3b, G1d)으로 제2신호(VADJ)를 공급할 수 있다.
패널구동장치는 다른 센서전극(SADJ, SOTH)으로 그라운드전압(GND)을 공급할 수 있다. 그리고, 패널구동장치는 정전용량제거신호(VLFD)가 공급되지 않는 데이터라인그룹들(G1a, G2a, G3a, G1b, G2b, G2d, G3d, G1e, G2e, G3e)로 그라운드전압(GND)을 공급할 수 있다.
도 14에 도시된 예시에서, 패널구동장치는 제1센서전극(SSEN)과 인접한 제2센서전극(SADJ)에 중첩되는 복수의 데이터라인그룹으로 서로 다른 신호를 공급한다. 구체적으로, 패널구동장치는 제2센서전극(SADJ)에 중첩되는 복수의 데이터라인그룹(G1b, G2b, G3b, G1d, G2d, G3d) 중 제1센서전극(SSEN)과 인접한 데이터라인그룹(G3b, G1d)으로는 정전용량제거신호(VLFD)를 공급하고, 인접하지 않은 데이터라인그룹(G1b, G2b, G2d, G3d)으로는 그라운드전압을 공급한다. 제1센서전극(SSEN)과 인접할수록 기생정전용량이 크게 형성되는 것을 고려할 때, 패널구동장치는 이러한 구동을 통해 제1센서전극(SSEN)에 대한 기생정전용량의 영향을 최소화하면서 전력소비를 줄이는 효과를 볼 수 있다.
도 15는 센서전극 및 데이터라인으로 공급되는 신호에 대한 제3예시를 나타내는 도면이다.
도 15를 참조하면, 패널구동장치-예를 들어, 제1회로-는 제1센서전극(SSEN)으로 제1신호(VSEN)를 공급할 수 있다.
그리고, 패널구동장치는 제1센서전극(SSEN)과 중첩되는 복수의 데이터라인그룹(G1c, G2c, G3c)으로 정전용량제거신호(VLFD)를 공급할 수 있다. 패널구동장치가 제1센서전극(SSEN)과 중첩되는 복수의 데이터라인그룹(G1c, G2c, G3c)으로 제2신호(VADJ)를 공급하는 경우, 제2회로가 제1센서전극(SSEN)과 중첩되는 복수의 데이터라인그룹(G1c, G2c, G3c)으로 제2신호(VADJ)를 공급할 수 있다.
패널구동장치-예를 들어, 제2회로-는 제1센서전극(SSEN)과 인접한 제2센서전극(SADJ)으로 제2신호(VADJ)를 공급할 수 있다. 그리고, 패널구동장치는 제2센서전극(SADJ)과 중첩되는 데이터라인그룹들(G1b, G2b, G3b, G1d, G2d, G3d)로 정전용량제거신호(VLFD)를 공급할 수 있다.
그리고, 패널구동장치는 제1센서전극(SSEN)과 인접하지 않는 제3센서전극(SOTH)으로 그라운드전압(GND)을 공급하고, 제3센서전극(SOTH)과 중첩되는 데이터라인그룹들(G1a, G2a, G3a, G1e, G2e, G3e)로 그라운드전압(GND)을 공급할 수 있다.
도 16은 센서전극 및 데이터라인으로 공급되는 신호에 대한 제4예시를 나타내는 도면이다.
도 16을 참조하면, 패널구동장치-예를 들어, 제1회로-는 제1센서전극(SSEN)으로 제1신호(VSEN)를 공급할 수 있다.
그리고, 패널구동장치는 제1센서전극(SSEN)과 중첩되는 복수의 데이터라인그룹(G1c, G2c, G3c)으로 정전용량제거신호(VLFD)를 공급할 수 있다. 패널구동장치가 제1센서전극(SSEN)과 중첩되는 복수의 데이터라인그룹(G1c, G2c, G3c)으로 제2신호(VADJ)를 공급하는 경우, 제2회로가 제1센서전극(SSEN)과 중첩되는 복수의 데이터라인그룹(G1c, G2c, G3c)으로 제2신호(VADJ)를 공급할 수 있다.
패널구동장치는 제1센서전극(SSEN)과 인접한 데이터라인그룹(G3b, G1d)으로 정전용량제거신호(VLFD)를 공급할 수 있다. 패널구동장치가 제1센서전극(SSEN)과 인접한 데이터라인그룹(G3b, G1d)으로 제2신호(VADJ)를 공급하는 경우, 제2회로가 제1센서전극(SSEN)과 인접한 데이터라인그룹(G3b, G1d)으로 제2신호(VADJ)를 공급할 수 있다.
패널구동장치-예를 들어, 제2회로-는 제1센서전극(SSEN)과 인접한 제2센서전극(SADJ)으로 제2신호(VADJ)를 공급할 수 있다. 그리고, 패널구동장치는 제2센서전극(SADJ)과 중첩되는 데이터라인그룹들 중 제1센서전극(SSEN)과 인접하지 않는 데이터라인그룹들(G1b, G2b, G2d, G3d)로 그라운드전압(GND)을 공급할 수 있다.
그리고, 패널구동장치는 제1센서전극(SSEN)과 인접하지 않는 제3센서전극(SOTH)으로 그라운드전압(GND)을 공급하고, 제3센서전극(SOTH)과 중첩되는 데이터라인그룹들(G1a, G2a, G3a, G1e, G2e, G3e)로 그라운드전압(GND)을 공급할 수 있다.
도 17은 센서전극 및 데이터라인으로 공급되는 신호에 대한 제5예시를 나타내는 도면이다.
도 17을 참조하면, 패널구동장치-예를 들어, 제1회로-는 제1센서전극(SSEN)으로 제1신호(VSEN)를 공급할 수 있다.
그리고, 패널구동장치는 제1센서전극(SSEN)과 중첩되는 복수의 데이터라인그룹(G1c, G2c, G3c)으로 정전용량제거신호(VLFD)를 공급할 수 있다. 패널구동장치가 제1센서전극(SSEN)과 중첩되는 복수의 데이터라인그룹(G1c, G2c, G3c)으로 제2신호(VADJ)를 공급하는 경우, 제2회로가 제1센서전극(SSEN)과 중첩되는 복수의 데이터라인그룹(G1c, G2c, G3c)으로 제2신호(VADJ)를 공급할 수 있다.
패널구동장치-예를 들어, 제2회로-는 제1센서전극(SSEN)과 인접한 제2센서전극(SADJ)으로 제2신호(VADJ)를 공급할 수 있다. 그리고, 패널구동장치는 제2센서전극(SADJ)과 중첩되는 데이터라인그룹들(G1b, G2b, G3b, G1d, G2d, G3d)로 정전용량제거신호(VLFD)를 공급할 수 있다.
그리고, 패널구동장치는 제1센서전극(SSEN)과 인접하지 않는 제3센서전극(SOTH)으로 제3신호(VBUF)를 공급하고, 제3센서전극(SOTH)과 중첩되는 데이터라인그룹들(G1a, G2a, G3a, G1e, G2e, G3e)로 정전용량제거신호(VLFD)를 공급할 수 있다.
한편, 패널에는 복수의 센서전극이 열과 행으로 배치되고, 각각의 센서전극은 각 열별로 혹은 각 행별로 순차적으로 구동될 수 있다. 이때, 각 열 혹은 각 행에 배치되는 센서전극의 수가 많은 경우, 패널구동장치는 각 열 혹은 각 행을 제1영역과 제2영역으로 구분하고 제1영역과 제2영역을 동시에 구동할 수 있다.
도 18은 센서전극을 순차적으로 구동하는 제1예시를 나타내는 도면이고, 도 19는 도 18의 예시에서 각 센서전극으로 공급되는 제1신호의 타이밍다이어그램이며, 도 20은 도 18의 예시에서 각 센서전극으로 공급되는 공통전압의 타이밍다이어그램이다.
도 18을 참조하면, 패널에 배치되는 센서전극들은 각 열별로 혹은 각 행별로 제1영역(1810)과 제2영역(1820)으로 구분될 수 있다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 패널구동장치-예를 들어, 제1회로-는 제1영역(1810)에 배치되는 센서전극들(LS1~LS9)에 대하여 제1방향으로 순차적으로 센서전극을 선택하면서, 제1신호(VSEN)를 공급할 수 있다.
그리고, 패널구동장치-예를 들어, 제1회로-는 동시에 제2영역(1820)에 배치되는 센서전극들(RS1~RS9)에 대하여 제1방향과 반대 방향으로 순차적으로 센서전극을 선택하면서 제1신호(VSEN)를 공급할 수 있다.
그리고, 패널구동장치-예를 들어, 제2회로-는 제1신호(VSEN)가 공급되는 센서전극에 인접한 센서전극으로 제2신호(VADJ)를 공급할 수 있다.
이러한 구동방법에서, 제1영역(1810)과 제2영역(1820)의 경계에 위치하는 센서전극(LS9, RS1)의 구동이 문제된다.
도 18에 도시된 예시에서 패널구동장치는 제1영역(1810)과 제2영역(1820)에 대하여 서로 다른 방향으로 제1신호(VSEN)를 공급하기 때문에, 경계에 위치하는 센서전극(LS9, RS1)은 동시에 제1신호(VSEN)를 공급받게 된다. 이러한 구동에서, 제1신호(VSEN)와 제2신호(VADJ)는 실질적으로 동일한 파형을 가지기 때문에, 경계에 위치하는 센서전극(LS9, RS1)은 인접한 센서전극으로 정전용량제거신호가 공급된 것과 같은 효과를 받게 된다.
한편, 센서전극이 터치구동으로 사용되지 않는 경우, 센서전극은 공통전압이 공급되는 공통전극으로 사용될 수 있다. 센서전극으로 공통전압이 공급될 때, 센서전극과 중첩되는 화소들은 디스플레이로 구동될 수 있다.
도 18, 도 19 및 20을 참조하면, 패널구동장치는 센서전극으로 제1신호(VSEN)가 공급되는 구간에서는 공통전압(VCOM)을 공급하지 않는다. 또한, 패널구동장치는 센서전극으로 제2신호(VADJ)가 공급되는 구간에서도 공통전압(VCOM)을 공급하지 않는다. 패널구동장치는 센서전극으로 제1신호(VSEN) 혹은 정전용량제거신호가 공급되지 않는 구간에서 센서전극으로 공통전압(VCOM)을 공급할 수 있다.
도 21은 센서전극을 순차적으로 구동하는 제2예시를 나타내는 도면이고, 도 22는 도 21의 예시에서 각 센서전극으로 공급되는 제1신호의 타이밍다이어그램이며, 도 23은 도 21의 예시에서 각 센서전극으로 공급되는 공통전압의 타이밍다이어그램이다.
도 21을 참조하면, 패널에 배치되는 센서전극들은 각 열별로 혹은 각 행별로 제1영역(1810)과 제2영역(1820)으로 구분될 수 있다.
도 21 및 도 22를 참조하면, 패널구동장치-예를 들어, 제1회로-는 제1영역(1810)에 배치되는 센서전극들(LS1~LS9)에 대하여 제1방향으로 순차적으로 센서전극을 선택하면서, 제1신호(VSEN)를 공급할 수 있다.
그리고, 패널구동장치-예를 들어, 제1회로-는 동시에 제2영역(1820)에 배치되는 센서전극들(RS1~RS9)에 대하여 제1방향과 같은 방향으로 순차적으로 센서전극을 선택하면서 제1신호(VSEN)를 공급할 수 있다.
그리고, 패널구동장치-예를 들어, 제2회로-는 제1신호(VSEN)가 공급되는 센서전극에 인접한 센서전극으로 제2신호(VADJ)를 공급할 수 있다.
이러한 구동방법에서, 제1영역(1810)과 제2영역(1820)의 경계에 위치하는 센서전극(LS9, RS1)의 구동이 문제된다.
도 21에 도시된 예시에서 패널구동장치는 제1영역(1810)과 제2영역(1820)에 대하여 서로 같은 방향으로 제1신호(VSEN)를 공급하기 때문에, 경계에 위치하는 센서전극(LS9, RS1)의 주변으로 정전용량제거신호를 공급하기 위해서는 다른 영역에 위치하는 센서전극으로 정전용량제거신호를 공급해야 한다.
이러한 구동을 위해, 패널구동장치-예를 들어, 제2회로-는 제1신호(VSEN)가 공급되는 센서전극과 인접한 센서전극으로 제2신호(VADJ)를 공급한다. 그리고, 패널구동장치는 제2영역(1820)에서 제1영역(1810)과의 경계에 인접한 센서전극(RS1)으로 제1신호(VSEN)가 공급될 때, 제1영역(1810)에서 제2영역(1820)과의 경계에 인접한 센서전극(LS9)으로 제2신호(VADJ)를 공급한다. 그리고, 패널구동장치는 제1영역(1810)에서 제2영역(1820)과의 경계에 인접한 센서전극(LS9)으로 제1신호(VSEN)가 공급될 때, 제2영역(1820)에서 제1영역(1810)과의 경계에 인접한 센서전극(RS1)으로 제2신호(VADJ)를 공급한다.
한편, 센서전극이 터치구동으로 사용되지 않는 경우, 센서전극은 공통전압이 공급되는 공통전극으로 사용될 수 있다. 센서전극으로 공통전압이 공급될 때, 센서전극과 중첩되는 화소들은 디스플레이로 구동될 수 있다.
도 21, 도 22 및 23을 참조하면, 패널구동장치는 센서전극으로 제1신호(VSEN)가 공급되는 구간에서는 공통전압(VCOM)을 공급하지 않는다. 또한, 패널구동장치는 센서전극으로 제2신호(VADJ)가 공급되는 구간에서도 공통전압(VCOM)을 공급하지 않는다. 패널구동장치는 센서전극으로 제1신호(VSEN) 혹은 정전용량제거신호가 공급되지 않는 구간에서 센서전극으로 공통전압(VCOM)을 공급할 수 있다.
이상에서 센서전극 사이에 형성되는 기생정전용량 혹은 센서전극과 다른 전극 사이에 형성되는 기생정전용량을 제거하는 기술의 일 실시예를 설명하였다. 이러한 실시예에 따르면, 센서전극들 사이에 형성되는 기생정전용량 혹은 센서전극과 다른 전극 사이에 형성되는 기생정전용량은 작게 인식되거나 인식되지 않게 된다. 이에 따라, 터치감도가 증가하고 터치구동을 위한 전력소비가 감소하게 된다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION
본 특허출원은 2015년 08월 26일 한국에 출원한 특허출원번호 제
10-2015-0120201 호에 대해 미국 특허법 119(a)조 (35 U.S.C § 119(a))에 따라
우선권을 주장하며, 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다.
아울러, 본 특허출원은 미국 이외에 국가에 대해서도 위와 동일한 이유로
우선권을 주장하면 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다.

Claims (20)

  1. 복수의 센서전극을 포함하는 패널을 구동하는 장치에 있어서,
    제1레벨 및 제2레벨의 전압을 공급받아 구동되는 제1앰프를 이용하여 제1센서전극으로 제1신호를 공급하는 제1회로;
    상기 제1레벨 및 상기 제2레벨의 전압을 공급받아 구동되는 제2앰프를 이용하여 상기 제1신호와 크기 및 위상이 동기화된 제2신호를 상기 제1센서전극과 인접한 제2센서전극으로 공급하는 제2회로;
    상기 제1레벨 및 상기 제2레벨로 변동하고 상기 제1신호와 위상이 동기화된 제3신호를 제3센서전극으로 공급하는 제3회로; 및
    상기 제1센서전극의 정전용량 변화에 따라 상기 패널에 대한 외부 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하는 감지회로
    를 포함하며,
    복수의 화소로 데이터전압을 전달하는 복수의 데이터라인이 상기 패널상에 배치되며,
    상기 제2회로는, 평면상으로 볼 때, 상기 제1센서전극과 중첩되는 데이터라인으로 상기 제2신호를 공급하고,
    상기 제2신호가 공급되지 않는 데이터라인에는 그라운드전압 또는 상기 제3 신호가 공급되는 패널구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1신호 및 상기 제2신호는 제3레벨 및 제4레벨로 변동하고, 상기 제3레벨 및 상기 제4레벨은 상기 제1레벨 및 상기 제2레벨 사이의 레벨인 패널구동장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3센서전극은 상기 제1센서전극과의 사이에 기생정전용량을 형성하되 상기 제1센서전극과 인접하지 않은 패널구동장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1신호, 상기 제2신호 및 상기 제3신호 중 하나의 신호 혹은 다른 신호를 선택적으로 상기 센서전극으로 출력하는 복수의 스위칭회로를 더 포함하는 패널구동장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 센서전극으로 공통전압을 공급하는 제4회로를 더 포함하고,
    상기 제1회로는 제1시구간에서 상기 제1센서전극으로 상기 제1신호를 공급하고,
    상기 제4회로는 상기 제1시구간과 중첩되지 않는 제2시구간에서 상기 제1센서전극으로 공통전압을 공급하는 패널구동장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    제1전원전압을 공급받아 구동되고 상기 제2레벨의 전압을 상기 제1앰프 및 상기 제2앰프로 출력하는 제3앰프를 더 포함하고,
    상기 제1앰프, 상기 제2앰프 및 상기 제3앰프는 상기 제1레벨에 대응되는 그라운드전압을 공유하는 패널구동장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제3회로는 상기 제1레벨의 전압과 상기 제2레벨의 전압을 선택적으로 출력하여 상기 제3신호를 생성하는 패널구동장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1회로는 둘 이상의 센서전극으로 구성되는 센싱그룹으로 상기 제1신호를 공급하고,
    상기 제2회로는 상기 센싱그룹과 인접하여 배치되고 둘 이상의 센서전극으로 구성되는 주변그룹으로 상기 제2신호를 공급하는 패널구동장치.
  10. 복수의 센서전극을 포함하는 패널을 구동하는 방법에 있어서,
    제1레벨 및 제2레벨의 공급전압을 입력받아 구동되는 제1앰프를 이용하여 제1파형을 가지는 제1신호를 제1센서전극으로 공급하는 단계;
    상기 제1레벨 및 상기 제2레벨의 공급전압을 입력받아 구동되는 제2앰프를 이용하여 상기 제1파형과 실질적으로 동일한 파형을 가지는 제2신호를 상기 제1센서전극과 인접한 제2센서전극으로 공급하는 단계;
    상기 제1레벨 및 상기 제2레벨로 변동하고 상기 제1신호와 위상이 동기화된 제3신호를 제3센서전극으로 공급하는 단계; 및
    상기 제1센서전극의 정전용량 변화에 따라 상기 패널에 대한 외부 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하는 단계
    를 포함하며,
    복수의 화소로 데이터전압을 전달하는 복수의 데이터라인이 상기 패널상에 배치되며,
    평면상으로 볼 때, 상기 제1센서전극과 중첩되는 데이터라인으로 상기 제2신호가 공급되고,
    상기 제2신호가 공급되지 않는 데이터라인에는 그라운드전압 또는 상기 제3 신호가 공급되는 패널구동방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 센서전극으로 공통전압을 공급하는 단계를 더 포함하고,
    제1시구간에서 상기 제1센서전극으로 상기 제1신호를 공급하고,
    상기 제1시구간과 중첩되지 않는 제2시구간에서 상기 복수의 센서전극으로 공통전압을 공급하는 패널구동방법.
  12. 복수의 화소가 배치되고, 상기 화소로 데이터전압을 전달하는 복수의 데이터라인이 배치되며, 각각 복수의 데이터라인그룹과 중첩되는 복수의 센서전극을 포함하는 패널을 구동하는 장치에 있어서,
    제1센서전극으로 제1신호를 공급하는 제1회로;
    상기 제1센서전극과 중첩되는 복수의 데이터라인그룹으로 상기 제1신호와 위상이 동기화된 제2신호를 공급하고, 상기 제1센서전극과 인접한 제2센서전극과 중첩되는 복수의 데이터라인그룹 중 적어도 하나의 데이터라인그룹으로 상기 제2신호를 공급하는 제2회로; 및
    상기 제1센서전극의 정전용량 변화에 따라 상기 패널에 대한 외부 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하는 감지회로
    를 포함하며,
    상기 제2회로는 상기 제2센서전극과 중첩되는 상기 복수의 데이터라인그룹 중 상기 제1센서전극과 인접한 하나의 데이터라인그룹으로만 상기 제2신호를 공급하는 패널구동장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1회로는 제1레벨 및 제2레벨의 전압을 공급받아 구동되는 제1앰프를 이용하여 상기 제1신호를 생성하고,
    상기 제2회로는 상기 제1레벨 및 상기 제2레벨의 전압을 공급받아 구동되는 제2앰프를 이용하여 상기 제1신호와 크기 및 위상이 동기화된 상기 제2신호를 생성하는 패널구동장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2회로는 상기 제2센서전극으로 상기 제2신호를 공급하는 패널구동장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1레벨 및 상기 제2레벨로 변동하고 상기 제1신호와 위상이 동기화된 제3신호를 제3센서전극으로 공급하는 제3회로를 더 포함하는 패널구동장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제1회로는,
    제1영역에 배치되는 센서전극들에 대하여 제1방향으로 순차적으로 선택하면서 상기 제1신호를 공급하고, 동시에 제2영역에 배치되는 센서전극들에 대하여 상기 제1방향과 반대 방향으로 순차적으로 선택하면서 상기 제1신호를 공급하는 패널구동장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제1회로는,
    제1영역에 배치되는 센서전극들에 대하여 제1방향으로 순차적으로 선택하면서 상기 제1신호를 공급하고, 동시에 제2영역에 배치되는 센서전극들에 대하여 상기 제1방향과 같은 방향으로 순차적으로 선택하면서 상기 제1신호를 공급하는 패널구동장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2회로는 상기 제1신호가 공급되는 센서전극과 인접한 센서전극으로 상기 제2신호를 공급하고, 상기 제2영역에서 상기 제1영역과의 경계에 인접한 센서전극으로 상기 제1신호가 공급될 때, 상기 제1영역에서 상기 제2영역과의 경계에 인접한 센서전극으로 상기 제2신호를 공급하는 패널구동장치.
  19. 삭제
  20. 제12항에 있어서,
    상기 제2센서전극과 중첩되는 복수의 데이터라인그룹 중 상기 제2신호가 공급되지 않는 데이터라인그룹으로는 그라운드전압이 공급되는 패널구동장치.
KR1020177037016A 2015-08-26 2016-08-23 패널구동장치 및 패널 구동방법 KR102586275B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150120201 2015-08-26
KR20150120201 2015-08-26
PCT/KR2016/009285 WO2017034289A1 (ko) 2015-08-26 2016-08-23 패널구동장치 및 패널구동방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180034335A KR20180034335A (ko) 2018-04-04
KR102586275B1 true KR102586275B1 (ko) 2023-10-11

Family

ID=58100263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177037016A KR102586275B1 (ko) 2015-08-26 2016-08-23 패널구동장치 및 패널 구동방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10891006B2 (ko)
KR (1) KR102586275B1 (ko)
CN (1) CN107924254B (ko)
WO (1) WO2017034289A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102485360B1 (ko) * 2017-12-20 2023-01-06 삼성전자주식회사 영상 동기 신호에 기반하여 터치 센서 컨트롤러를 제어하기 위한 전자 장치 및 방법
KR102604474B1 (ko) 2019-03-12 2023-11-22 삼성전자주식회사 안테나 장치를 포함하는 전자 장치
TW202105140A (zh) * 2019-07-15 2021-02-01 聯陽半導體股份有限公司 30076 新竹科學工業園區創新一路13號3樓 觸控屏驅動裝置以及觸控驅動方法
KR102308609B1 (ko) * 2020-01-20 2021-10-06 주식회사 지2터치 감소된 커패시턴스를 유지하여 터치 감도를 증강시킨 터치 스크린
US10908752B1 (en) * 2020-02-14 2021-02-02 Novatek Microelectronics Corp. Display panel with touch sensor
US11592925B1 (en) * 2021-11-09 2023-02-28 Synaptics Incorporated Low latency input object detection under low ground mass condition
KR102424241B1 (ko) 2022-01-19 2022-07-26 건아정보기술 주식회사 IoT 융합 시설물 관리 시스템
US11855623B1 (en) * 2022-06-30 2023-12-26 Hycon Technology Corp. Capacitive touch sensor

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3805907A1 (en) 2006-06-09 2021-04-14 Apple Inc. Touch screen liquid crystal display
US8704779B2 (en) 2008-12-26 2014-04-22 Atmel Corporation Multiple electrode touch sensitive device
JP5178631B2 (ja) 2009-05-26 2013-04-10 株式会社ジャパンディスプレイウェスト タッチセンサ、表示装置および電子機器
KR20110087758A (ko) * 2010-01-27 2011-08-03 세심광전자기술(주) 정밀도가 높은 정전용량방식 터치스크린 장치
US9164620B2 (en) 2010-06-07 2015-10-20 Apple Inc. Touch sensing error compensation
KR101341924B1 (ko) 2011-10-21 2013-12-19 포항공과대학교 산학협력단 정전식 터치센서
TWI493418B (zh) 2013-01-23 2015-07-21 Mstar Semiconductor Inc 電容式觸控系統及其驅動裝置
US10061444B2 (en) * 2013-07-31 2018-08-28 Apple Inc. Self capacitance touch sensing
US9007343B1 (en) 2013-10-01 2015-04-14 Synaptics Incorporated Display guarding techniques
US9298299B2 (en) * 2013-10-02 2016-03-29 Synaptics Incorporated Multi-sensor touch integrated display driver configuration for capacitive sensing devices
CN105830002B (zh) * 2013-11-12 2018-11-02 知觉科技株式会社 减少寄生电容影响的触摸输入感测方法及其装置
KR101633654B1 (ko) 2013-12-20 2016-06-27 엘지디스플레이 주식회사 터치스크린 패널 일체형 표시장치, 터치스크린 패널 일체형 표시패널, 데이터 구동 집적회로, 게이트 구동 집적회로 및 터치스크린 패널 일체형 표시장치의 구동 방법
US9098161B2 (en) 2013-12-20 2015-08-04 Lg Display Co., Ltd. Display device integrated with touch screen panel and method of driving the same
CN203930275U (zh) 2014-03-07 2014-11-05 敦泰科技有限公司 显示装置及其驱动电路、电子设备
US9753570B2 (en) * 2014-03-14 2017-09-05 Synaptics Incorporated Combined capacitive sensing
FR3028062B1 (fr) * 2014-10-29 2018-01-12 Fogale Nanotech Dispositif d'interface de commande capacitif integre a un ecran d'affichage
KR101580179B1 (ko) * 2015-05-29 2015-12-24 주식회사 동부하이텍 표시 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180034335A (ko) 2018-04-04
US20180239459A1 (en) 2018-08-23
US10891006B2 (en) 2021-01-12
CN107924254B (zh) 2021-06-08
CN107924254A (zh) 2018-04-17
WO2017034289A1 (ko) 2017-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102586275B1 (ko) 패널구동장치 및 패널 구동방법
CN107945752B (zh) 触摸显示装置及驱动方法和电路、数据和选通驱动电路
JP6665051B2 (ja) 表示装置及びその駆動方法
US9489076B2 (en) Touch sensitive display device having auxiliary lines supplying an auxiliary drive signal
KR101648571B1 (ko) 인 셀 터치 타입의 표시장치
US8427435B2 (en) Touch screen apparatus
US9619067B2 (en) Semiconductor device
EP3147762B1 (en) Driver integrated circuit and display apparatus including the same
KR20160082461A (ko) 표시장치 및 그 구동방법
US20130155007A1 (en) Low power driving and sensing method and system for capacitive touch panels
US10290246B2 (en) Display apparatus and driving method thereof
KR102463808B1 (ko) 터치구동장치
US20210109639A1 (en) Single-chip device for driving a panel including fingerprint sensing pixels, display pixels and touch sensors, electronic module therefor, and electronic apparatus including the single-chip device
US9916055B2 (en) Multi-chip touch system and control method therefor
JP2014170449A (ja) ドライバｉｃ及び表示入力装置
US10338439B2 (en) Touch detection using common electrodes of display device
KR20200057377A (ko) 표시 장치
US11294501B2 (en) Method for proximity sensing
US11893175B2 (en) Providing a driven shield during capacitance measurement
KR102518933B1 (ko) 패널구동장치 및 터치구동장치
US10101850B2 (en) Display device and input device
US11442586B2 (en) Canceling unwanted capacitive effects in a capacitive touch measurement, and related systems, methods, and devices
US10394373B2 (en) Active matrix touch panel with narrow bezel
KR101980749B1 (ko) 표시장치
KR102429112B1 (ko) 패널을 구동하는 기술

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant