KR102591839B1 - 터치 디스플레이 장치, 터치 구동 회로 및 터치 구동 회로의 구동 방법 - Google Patents

터치 디스플레이 장치, 터치 구동 회로 및 터치 구동 회로의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 실시예들은 터치 디스플레이 장치와 터치 구동 회로 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 터치 구동 회로 내에서 터치 발생 이전에 수신되는 센싱 신호에 기초하여 변환된 디지털 데이터(노 터치 로 데이터)의 레벨을 확인하고 노 터치 로 데이터의 레벨이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위에 포함되도록 보정하는 로직을 수행하여 노 터치 로 데이터의 레벨이 일정한 범위 내에서 유지될 수 있도록 한다. 이를 통해, 노 터치 로 데이터의 레벨 편차가 터치 로 데이터에 기초한 터치 센싱에 영향을 주는 것을 방지하며 터치 센싱의 성능을 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

터치 디스플레이 장치, 터치 구동 회로 및 터치 구동 회로의 구동 방법{TOUCH DISPLAY DEVICE, TOUCH DRIVING CIRCUIT AND METHOD FOR DRIVING THEREOF}
본 실시예들은 터치 디스플레이 장치와 터치 디스플레이 장치에 포함된 터치 구동 회로 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하는 디스플레이 장치에 대한 다양한 요구가 증가하고 있으며, 액정 디스플레이 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, 유기발광 디스플레이 장치 등과 같은 다양한 형태의 디스플레이 장치가 활용되고 있다.
이러한 디스플레이 장치는 최근 디스플레이 패널에 대한 사용자의 터치를 인식하고 인식된 터치를 기반으로 입력 처리를 수행하는 터치 디스플레이 장치로 발전되고 있다.
이러한 터치 디스플레이 장치는 디스플레이 패널에 다수의 터치 전극을 배치하고 디스플레이 패널에 대한 사용자의 터치 발생시 터치 전극에 의해 형성되는 캐패시턴스의 변화를 센싱하여 터치 유무와 터치 위치(터치 좌표)를 인식할 수 있다.
이러한 터치 디스플레이 장치는 터치 전극에 의해 형성되는 캐패시턴스의 변화를 센싱하기 위하여, 터치 발생 이전에 터치 전극으로부터 수신되는 센싱 신호와 터치 발생시 수신되는 센싱 신호의 차이를 이용할 수 있다.
이때, 터치 발생 이전에 터치 전극으로부터 수신되는 센싱 신호의 레벨이 디스플레이 패널 내의 회로, 부품 등에 의해 편차가 발생할 수 있으며, 이러한 편차는 디스플레이 패널에 대한 사용자의 터치를 정확히 센싱하는 것에 영향을 줄 수 있다.
따라서, 터치 발생 이전에 수신되는 센싱 신호의 레벨 편차를 감소시키고 터치 센싱의 성능을 개선할 수 있는 방안이 요구된다.
본 실시예들의 목적은, 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 패널 내 특성에 의한 터치 센싱 신호의 편차를 감소시키고 터치 센싱의 성능을 향상시킬 수 있는 터치 디스플레이 장치와 터치 구동 회로 및 그 구동 방법을 제공하는 데 있다.
본 실시예들의 목적은, 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 패널에 대한 사용자의 터치 발생 이전에 수신되는 센싱 신호에 기초한 데이터 레벨을 일정 수준으로 유지하여 정확한 터치 센싱이 가능하도록 하는 터치 디스플레이 장치와 터치 구동 회로 및 그 구동 방법을 제공하는 데 있다.
일 측면에서, 본 실시예들은, 디스플레이 패널에 내장된 다수의 터치 전극과, 다수의 터치 전극으로 구동 신호를 출력하고 다수의 터치 전극으로부터 센싱 신호를 수신하는 터치 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공한다.
이러한 터치 디스플레이 장치의 터치 구동 회로는, 디스플레이 패널에 내장된 다수의 터치 전극으로부터 센싱 신호를 수신하는 센싱 유닛과, 센싱 신호를 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터와, 센싱 유닛 및 아날로그 디지털 컨버터를 제어하며 디지털 데이터를 터치 프로세서로 전달하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
이러한 터치 구동 회로의 컨트롤러는, 아날로그 디지털 컨버터로부터 수신된 디지털 데이터의 평균값을 기설정된 베이스 라인의 기준 범위와 비교하고, 디지털 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위를 벗어나면 센싱 유닛으로 보정 신호를 출력하며, 보정 신호를 출력한 후 기수신된 디지털 데이터와 상이한 디지털 데이터를 재수신할 수 있다.
여기서, 컨트롤러는, 터치 전극에 대한 터치 발생 이전에 수신된 센싱 신호에 기초하여 변환된 디지털 데이터를 메모리에 저장하고, 메모리에 저장된 디지털 데이터의 평균값을 기설정된 베이스 라인의 기준 범위와 비교할 수 있다.
또한, 컨트롤러는, 디지털 데이터 중 디지털 데이터의 평균값으로부터 기설정된 범위를 벗어난 디지털 데이터를 제외하고, 나머지 디지털 데이터의 평균값을 기설정된 베이스 라인의 기준 범위와 비교할 수 있다.
이러한 컨트롤러가 보정 신호를 출력하는 경우, 컨트롤러는 센싱 유닛으로 센싱 신호에 의해 충전된 전하를 감쇄시키는 보정 신호를 출력할 수 있다.
또는, 컨트롤러는, 센싱 유닛으로 센싱 유닛에 포함된 증폭기 및 적분기 중 적어도 하나의 게인을 조정하는 보정 신호를 출력할 수도 있다.
또는, 컨트롤러는, 터치 구동 회로 내에 센싱 유닛으로 인가되는 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부로 기준 전압의 레벨을 조정하는 보정 신호를 출력할 수 있다.
컨트롤러는, 재수신된 디지털 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위에 포함되기 전까지 보정 신호를 반복하여 출력할 수 있다.
그리고, 컨트롤러는, 디지털 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위에 포함되면 디지털 데이터의 평균값을 베이스 라인으로 설정하고 레지스터에 저장한다.
전술한 터치 구동 회로는, 디스플레이 패널에 내장된 다수의 터치 전극으로부터 센싱 신호를 수신하는 단계와, 센싱 신호를 디지털 데이터로 변환하는 단계와, 디지털 데이터의 평균값을 기설정된 베이스 라인의 기준 범위와 비교하는 단계와, 디지털 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위를 벗어나면 디지털 데이터를 보정하기 위한 보정 신호를 출력하는 단계로 구동될 수 있다.
여기서, 보정 신호를 출력하는 단계는, 센싱 신호를 수신하는 센싱 유닛으로 센싱 신호에 의해 충전된 전하를 감쇄시키는 제1 보정 신호를 출력하는 단계와, 센싱 유닛으로 센싱 유닛에 포함된 증폭기 및 적분기 중 적어도 하나의 게인을 조정하는 제2 보정 신호를 출력하는 단계와, 센싱 유닛으로 인가되는 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부로 기준 전압의 레벨을 조정하는 제3 보정 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있으며, 제1 보정 신호, 제2 보정 신호 및 제3 보정 신호는 순차적으로 출력될 수 있다.
다른 측면에서, 본 실시예들은, 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널에 내장된 다수의 터치 전극과, 다수의 터치 전극으로부터 센싱 신호를 수신하고 센싱 신호를 디지털 데이터로 변환하며 디지털 데이터의 평균값을 기설정된 베이스 라인의 기준 범위와 비교하여 디지털 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위를 벗어나면 디지털 데이터를 보정하기 위한 보정 신호를 출력하는 터치 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공한다.
본 실시예들에 의하면, 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 패널에 대한 터치 발생 이전에 수신된 센싱 신호를 일정 수준으로 유지할 수 있도록 보정함으로써, 터치 센싱의 정확도를 향상시킬 수 있도록 한다.
본 실시예들에 의하면, 터치 발생 이전에 수신되는 센싱 신호의 레벨을 터치 구동 회로 내에서 보정할 수 있도록 함으로써, 디스플레이 패널의 특성 편차에 관계없이 센싱 신호의 레벨을 일정하게 유지할 수 있도록 한다.
본 실시예들에 의하면, 터치 구동 회로 내의 센싱 유닛의 전하 감쇄, 게인 조정, 기준 전압 조정을 순차적으로 수행하여 센싱 신호를 보정함으로써, 터치 발생 이전의 센싱 신호의 레벨을 용이하게 제어할 수 있도록 한다.
도 1은 본 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시예들에 따른 터치 구동 회로의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예들에 따른 터치 구동 회로에서 센싱 신호에 기초한 디지털 데이터의 보정 기능을 수행하는 구성을 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 실시예들에 따른 터치 구동 회로에서 센싱 신호에 기초한 디지털 데이터의 보정을 수행하는 다양한 방식의 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 실시예들에 따른 터치 구동 회로에서 센싱 신호에 기초한 디지털 데이터의 레벨을 조정하는 예시를 나타낸 도면이다.
도 8과 도 9는 본 실시예들에 따른 터치 구동 회로의 구동 방법의 과정을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 패널(110)에 내장된 다수의 터치 전극(TE)과, 다수의 터치 전극(TE)으로 구동 신호를 출력하고 다수의 터치 전극(TE)으로부터 센싱 신호를 수신하는 터치 구동 회로(120)와, 터치 구동 회로(120)가 수신한 센싱 신호에 기초하여 터치 유무와 터치 위치(터치 좌표)를 판단하는 터치 프로세서(130)를 포함한다.
다수의 터치 전극(TE)은 터치 구동 회로(120)와 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 터치 라인(TL)을 통해 연결될 수 있으며, 각각의 터치 라인(TL)은 터치 전극(TE)과 컨택홀을 통해 연결될 수 있다.
각각의 터치 전극(TE)은 일정한 크기를 가지며 디스플레이 패널(110)에 서로 분리되어 배치될 수 있으며, 디스플레이 패널(110)에 내장된 공통 전극(VCOM)이 터치 전극(TE)으로 이용될 수 있다.
이러한 경우, 터치 전극(TE)은 디스플레이 구동 구간에서 공통 전압이 인가되어 공통 전극(VCOM)의 역할을 하며, 터치 구동 구간에서 구동 신호가 인가되어 디스플레이 패널(110)에 대한 터치를 인식할 수 있도록 한다.
터치 구동 회로(120)는, 터치 구동 구간에서 다수의 터치 전극(TE)으로 구동 신호를 인가하고, 터치 전극(TE)으로부터 수신되는 센싱 신호를 디지털 데이터로 변환하여 터치 프로세서(130)로 전달한다.
이러한 터치 구동 회로(120)는, 터치 전극(TE)으로부터 센싱 신호를 수신하는 센싱 유닛과, 센싱 신호를 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터 등을 포함할 수 있으며, 터치 구동 회로(120)의 구성에 대해서는 도 2를 참조하여 후술한다.
터치 프로세서(130)는, 터치 구동 회로(120)로부터 수신된 디지털 데이터를 이용하여 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 터치 유무와 터치 위치(터치 좌표)를 감지할 수 있다.
터치 프로세서(130)는, 디스플레이 패널(110)에 대한 터치가 발생하기 이전의 디지털 데이터를 기준으로 터치가 발생한 상태에서의 디지털 데이터가 변동되는 정도를 확인하여 디스플레이 패널(110)에 대한 터치 유무와 터치 위치(터치 좌표)를 센싱할 수 있다.
이러한 터치 프로세서(130)는, 터치 센싱의 정확도를 향상시키기 위하여 터치 구동 회로(120)로부터 수신된 디지털 데이터에 대한 보정 알고리즘을 수행할 수 있다.
이하에서는, 도 2를 참조하여, 터치 구동 회로(120)의 구체적인 구성과 구동 방식에 대하여 설명한다.
도 2는 본 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 구동 회로(120)의 구체적인 구성을 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예들에 따른 터치 구동 회로(120)는, 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 터치 전극(TE)으로부터 센싱 신호를 수신하는 센싱 유닛(121)과, 센싱 신호를 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)와, 센싱 유닛(121)과 아날로그 디지털 컨버터(ADC)를 제어하며 디지털 데이터를 터치 프로세서(130)로 전달하는 컨트롤러(122)를 포함한다.
또한, 센싱 유닛(121)의 구동 타이밍, 센싱 유닛(121)으로 인가되는 기준 전압 등을 제어하는 정보를 저장하는 레지스터(123)와, 센싱 유닛(121)으로 인가되는 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부(124)를 포함할 수 있다.
센싱 유닛(121)은, 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 터치 전극(TE)으로부터 센싱 신호를 수신하고 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로 전달한다.
센싱 유닛(121)은, 다수의 아날로그 프런트 엔드(AFE)로 구성될 수 있으며, 각각의 아날로그 프런트 엔드(AFE)는 터치 전극(TE)과 연결된 각각의 터치 라인(TL)을 통해 센싱 신호를 수신한다.
아날로그 디지털 컨버터(ADC)는, 센싱 유닛(121)에 의해 수신된 아날로그 형태의 센싱 신호를 디지털 데이터로 변환하고 변환된 디지털 데이터를 컨트롤러(122)로 전달한다.
여기서, 다수 개의 아날로그 프런트 엔드(AFE)와 아날로그 디지털 컨버터(ADC) 사이에는 멀티플렉서(MUX)가 구성될 수 있다. 예를 들면, 10개의 아날로그 프런트 엔드(AFE)를 통해 출력되는 터치 센싱 신호를 순차적으로 아날로그 디지털 컨버터(ADC)에 전달하기 위해서 10:1 멀티플렉서(MUX)가 구성될 수 있다.
컨트롤러(122)는, 아날로그 디지털 컨버터(ADC)에 의해 변환된 디지털 데이터를 터치 프로세서(130)로 전달하여 터치 프로세서(130)가 디지털 데이터에 기초하여 디스플레이 패널(110)에 대한 터치를 인식할 수 있도록 한다.
이때, 터치 프로세서(130)가 터치 센싱을 위해 이용하는 디지털 데이터는 디스플레이 패널(110) 내의 회로 등에 의한 편차가 존재할 수 있으며, 터치 프로세서(130)는 이러한 디지털 데이터의 편차를 보정하는 로직을 수행하여 터치 센싱의 정확도를 향상시킬 수 있다.
그러나, 터치 발생시에 수신되는 디지털 데이터뿐만 아니라 터치 발생 판단의 기준이 되는 디지털 데이터도 편차가 발생할 수 있으며, 이러한 터치 발생 이전의 디지털 데이터의 편차 감소를 위해서는 별도의 튜닝 작업이 요구되는 어려움이 존재한다.
본 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 터치 구동 회로(120)는 터치 센싱을 위한 디지털 데이터의 편차를 감소하고 터치 센싱의 성능을 향상시키기 위하여, 터치 구동 회로(120) 내에서 터치 센싱의 기준이 되며 터치 발생 이전에 수신되는 센싱 신호에 기초한 디지털 데이터의 편차를 보정할 수 있는 방안을 제공한다.
도 3은 본 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 터치 구동 회로(120)에서 터치 발생 이전에 수신되는 센싱 신호에 기초한 디지털 데이터에 대한 보정 기능을 수행하는 구성을 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예들에 따른 터치 구동 회로(120)는, 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 터치 전극(TE)으로부터 센싱 신호를 수신하는 센싱 유닛(121)과, 센싱 신호를 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)와, 센싱 유닛(121) 등을 제어하는 컨트롤러(122)와, 터치 센싱과 관련된 제어 정보를 저장하는 레지스터(123)와, 센싱 유닛(121)에 인가되는 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부(124)를 포함한다.
그리고, 아날로그 디지털 컨버터(ADC)에 의해 변환되며 컨트롤러(122)에 의해 터치 프로세서(130)로 전달되는 디지털 데이터를 저장하는 메모리(125)와, 메모리(125)에 저장된 디지털 데이터에 기초하여 보정 신호를 출력하는 보정 신호 출력부(126)를 포함한다.
여기서, 보정 신호 출력부(126)는 별도의 구성으로 도시되어 있으나, 보정 신호 출력부(126)의 기능은 컨트롤러(122)에 의해 수행될 수도 있다.
센싱 유닛(121)은, 다수의 아날로그 프런트 엔드(AFE)로 구성될 수 있으며, 각각의 터치 라인(TL)과 연결된 아날로그 프런트 엔드(AFE)를 통해 센싱 신호를 수신한다.
아날로그 디지털 컨버터(ADC)는, 센싱 유닛(121)에 의해 수신된 아날로그 형태의 센싱 신호를 디지털 데이터로 변환하여 컨트롤러(122)로 전달한다.
아날로그 디지털 컨버터(ADC)에 의해 변환된 디지털 데이터는 터치 프로세서(130)가 터치 센싱을 위해 이용하는 데이터로서, "터치 로 데이터(Touch Raw Data)"로 지칭할 수도 있다.
이때, 디스플레이 패널(110)에 대한 터치 발생 이전에 수신되는 센싱 신호에 기초하여 변환된 디지털 데이터는 터치 로 데이터(Touch Raw Data)와 구분하여 "노 터치 로 데이터(No-Touch Raw Data)"로 지칭할 수 있다.
컨트롤러(122)는, 아날로그 디지털 컨버터(ADC)에 의해 변환된 디지털 데이터를 터치 프로세서(130)로 전달하여 터치 프로세서(130)가 터치 유무와 터치 위치(터치 좌표)를 센싱할 수 있도록 한다.
또한, 컨트롤러(122)는, 터치 프로세서(130)로 전달하는 디지털 데이터를 메모리(125)에 저장하고 메모리(125)에 저장된 디지털 데이터에 따라 디지털 데이터를 보정하기 위한 로직을 수행하도록 할 수도 있다.
여기서, 컨트롤러(122)는, 디스플레이 패널(110)에 대한 터치 발생 이전에 수신되는 센싱 신호에 기초하여 변환된 디지털 데이터(노 터치 로 데이터)를 메모리(125)에 저장하고, 노 터치 로 데이터에 기초하여 보정 로직을 수행하도록 할 수 있다.
즉, 터치 발생 이전에 센싱되어 터치 여부 판단의 기준이 되는 디지털 데이터에 대한 보정을 수행함으로써, 터치 발생 이전에 획득된 디지털 데이터의 편차가 터치 센싱에 영향을 주는 것을 방지하도록 한다.
보정 신호 출력부(126)는, 메모리(125)에 노 터치 로 데이터가 저장되면 노 터치 로 데이터의 평균값을 기설정된 베이스 라인의 기준 범위와 비교하고, 노 터치 로 데이터에 대한 보정 로직 수행 여부를 결정한다.
여기서, 베이스 라인은 터치 프로세서(130)가 터치 센싱을 위해 획득된 디지털 데이터(터치 로 데이터)를 비교하기 위한 기준이 되는 디지털 데이터를 의미한다.
따라서, 보정 신호 출력부(126)는, 터치 센싱의 성능을 향상시키기 위해 베이스 라인의 기준 범위를 설정하고 노 터치 로 데이터의 평균값이 설정된 베이스 라인의 기준 범위 내에 포함되도록 노 터치 로 데이터를 보정함으로써 노 터치 로 데이터의 편차로 인한 터치 센싱 성능의 저하를 방지할 수 있도록 한다.
보정 신호 출력부(126)는, 메모리(125)에 저장된 노 터치 로 데이터의 평균값을 계산하고, 저장된 노 터치 로 데이터 중 계산된 평균값으로부터 일정 범위(한계 범위)를 벗어난 데이터를 제외한 후 나머지 노 터치 로 데이터로 다시 평균값을 계산할 수 있다.
즉, 획득된 노 터치 로 데이터 중 일정한 한계를 벗어난 데이터를 제외함으로써 보정 로직의 수행 여부를 결정하기 위한 노 터치 로 데이터의 평균값을 정확히 산출할 수 있도록 한다.
보정 신호 출력부(126)는, 노 터치 로 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위를 벗어나는지 여부를 확인하고, 노 터치 로 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위를 벗어나면 노 터치 로 데이터를 보정하기 위한 보정 신호를 출력한다.
보정 신호 출력부(126)는, 센싱 유닛(121)으로 센싱 신호에 의해 충전된 전하를 감쇄시키는 보정 신호를 출력할 수 있다.
이를 통해, 센싱 유닛(121)에 충전된 전하를 감쇄시켜 노 터치 로 데이터의 평균값을 낮춰줄 수 있으며, 노 터치 로 데이터의 평균값을 낮춤으로써 노 터치 로 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위에 포함되도록 할 수 있다.
보정 신호 출력부(126)는, 센싱 유닛(121)으로 센싱 유닛(121)에 포함된 회로 소자의 게인을 조정하는 보정 신호를 출력할 수도 있다.
일 예로, 센싱 유닛(121)의 아날로그 프런트 엔드(AFE)를 구성하는 증폭기나 적분기의 게인을 조정하는 보정 신호를 출력할 수 있다.
아날로그 프런트 엔드(AFE)에 포함된 증폭기 또는 적분기의 게인을 조정해줌으로써, 센싱 유닛(121)으로부터 출력되는 센싱 신호의 크기를 조절하여 센싱 신호에 기초하여 변환되는 디지털 데이터를 조절해줄 수 있다.
이에 따라, 노 터치 로 데이터를 상향 또는 하향 조정하여 노 터치 로 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위에 포함되도록 할 수 있다.
또는, 보정 신호 출력부(126)는, 센싱 유닛(121)으로 인가되는 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부(124)로 기준 전압의 레벨을 조정하는 제어 신호를 출력할 수도 있다.
센싱 유닛(121)으로 인가되는 기준 전압의 레벨을 높여줌으로써 센싱 신호의 레벨을 낮춰줄 수도 있고, 기준 전압의 레벨을 낮춰줌으로써 센싱 신호의 레벨을 높여줄 수도 있다.
또는, 전술한 센싱 유닛(121)의 전하 감쇄, 게인 조정 및 기준 전압 레벨 조정을 제어하는 보정 신호를 순차적으로 출력하여 노 터치 로 데이터의 레벨을 조정할 수도 있다.
보정 신호 출력부(126)는, 보정 신호 출력 후 재수신되는 노 터치 로 데이터의 평균값을 기설정된 베이스 라인의 기준 범위와 비교하고, 노 터치 로 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위에 포함될 때까지 보정 신호를 반복하여 출력할 수도 있다.
컨트롤러(122)는, 재수신된 노 터치 로 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위에 포함되면, 노 터치 로 데이터의 평균값을 베이스 라인으로 설정하고 설정 정보를 레지스터(123)에 적용한다.
이러한 노 터치 로 데이터에 대한 보정 로직을 통해 노 터치 로 데이터의 편차를 감소시켜 기준 범위를 벗어나지 않는 값을 베이스 라인으로 설정할 수 있도록 한다.
그리고, 기준 범위를 벗어나지 않는 베이스 라인과 터치 발생시 획득된 터치 로 데이터를 이용하여 디스플레이 패널(110)에 대한 터치 여부 등을 감지할 수 있도록 함으로써 터치 센싱의 성능을 향상시킬 수 있도록 한다.
도 4 내지 도 6은 본 실시예들에 따른 터치 구동 회로(120)에서 노 터치 로 데이터의 편차를 보정하기 위한 각각의 로직을 나타낸 것이다.
도 4는 본 실시예들에 따른 터치 구동 회로(120)가 센싱 유닛(121) 내 전하를 감쇄시켜 노 터치 로 데이터를 보정하는 경우를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 터치 구동 회로(120)의 컨트롤러(122)는, 디스플레이 패널(110)에 대한 터치 발생 이전에 수신된 센싱 신호에 기초하여 변환된 노 터치 로 데이터를 수신하면 메모리(125)에 저장한다.
보정 신호 출력부(126)는, 메모리(125)에 저장된 노 터치 로 데이터의 평균값을 기설정된 베이스 라인의 기준 범위와 비교한다.
보정 신호 출력부(126)는, 노 터치 로 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위를 벗어나면, 센싱 유닛(121)으로 센싱 신호에 의해 충전된 전하를 감쇄시키는 보정 신호를 출력한다.
일 예로, 보정 신호 출력부(126)는, 센싱 유닛(121)을 구성하는 각각의 아날로그 프런트 엔드(AFE)로 보정 신호를 출력하여, 각각의 아날로그 프런트 엔드(AFE)와 연결된 캐패시터에 충전된 전하를 방전시키는 스위치를 턴-온 시켜 센싱 유닛(121)에 충전된 전하를 감쇄시킬 수 있다.
센싱 유닛(121)에 충전된 전하를 감쇄시킴으로써 센싱 유닛(121)으로부터 출력되는 센싱 신호의 레벨을 낮춰줄 수 있으며, 이에 따라 아날로그 디지털 컨버터(ADC)에 의해 변환된 노 터치 로 데이터의 레벨을 하향 조정할 수 있다.
컨트롤러(122)는, 보정 신호 출력 후 재수신된 노 터치 로 데이터의 레벨에 따라 보정 로직을 재수행하거나 보정 로직을 종료하고 재수신된 노 터치 로 데이터의 평균값으로 베이스 라인을 설정할 수 있다.
도 5는 본 실시예들에 따른 터치 구동 회로(120)가 센싱 유닛(121) 내 회로 소자의 게인을 조정하여 노 터치 로 데이터의 레벨을 조정하는 경우를 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 보정 신호 출력부(126)는, 노 터치 로 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위를 벗어나면 센싱 유닛(121)으로 아날로그 프런트 엔드(AFE)에 포함된 증폭기 및 적분기 중 적어도 하나의 게인을 조정하는 보정 신호를 출력할 수 있다.
아날로그 프런트 엔드(AFE)는, 증폭기, 적분기 및 샘플 앤 홀드 회로 등으로 구성될 수 있다.
여기서, 증폭기는 터치 전극(TE)으로부터 수신되는 센싱 신호를 증폭하고, 적분기는 증폭기로부터 출력되는 신호를 적분하여 적분값을 출력할 수 있다. 그리고, 샘플 앤 홀드 회로는 적분기에서 출력된 적분값을 저장할 수 있다.
즉, 적분기는 터치 전극(TE)으로부터 센싱 신호가 수신되는 구간에서 증폭기로부터 출력된 신호를 소정의 적분 횟수만큼 적분하여 출력하고, 샘플 앤 홀드 회로는 적분기에서 출력된 신호를 샘플링하고 저장하여 아날로그 디지털 컨버터(ADC)에서 샘플 앤 홀드 회로에 저장된 센싱 신호를 읽어와 디지털 데이터로 변환할 수 있도록 한다.
따라서, 보정 신호 출력부(126)에 의해 출력된 보정 신호가 아날로그 프런트 엔드(AFE)에 포함된 증폭기나 적분기의 게인을 조정해줌으로써 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로 전달되는 센싱 신호의 레벨을 조정해줄 수 있다.
컨트롤러(122)는, 센싱 유닛(121) 내 회로 소자의 게인이 조정된 상태에서 재수신되는 노 터치 로 데이터에 따라 보정 로직을 재수행하거나 보정 로직을 종료하고 터치 센싱의 기준이 되는 베이스 라인을 설정할 수도 있다.
도 6은 본 실시예들에 따른 터치 구동 회로(120)가 센싱 유닛(121)으로 인가되는 기준 전압의 레벨을 조정하여 노 터치 로 데이터의 레벨을 제어하는 경우를 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 보정 신호 출력부(126)는, 노 터치 로 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위를 벗어나면 기준 전압 생성부(124)로 보정 신호를 출력하여 센싱 유닛(121)으로 인가되는 기준 전압의 레벨을 조정할 수 있다.
센싱 유닛(121)으로 인가되는 기준 전압의 레벨을 조정해줌으로써 센싱 유닛(121)으로부터 출력되는 센싱 신호의 레벨을 조정해줄 수 있다.
보정 신호 출력부(126)는, 전술한 센싱 유닛(121)의 전하 감쇄, 게인 조정 및 기준 전압 레벨 조정을 별도로 수행할 수도 있으나, 각각의 보정 로직을 순차적으로 수행할 수도 있다.
즉, 센싱 유닛(121)의 전하를 감쇄시키는 보정 신호를 출력하고 재수신되는 노 터치 로 데이터의 레벨에 따라 게인을 조정하는 보정 신호를 출력할 수 있다. 그리고, 게인을 조정하는 보정 신호를 출력하고 재수신되는 노 터치 로 데이터의 레벨에 따라 기준 전압의 레벨을 조정하는 보정 신호를 출력할 수 있다.
따라서, 노 터치 로 데이터의 레벨을 조정할 수 있는 각각의 보정 신호를 보정 신호 출력 후 재수신되는 노 터치 로 데이터의 레벨에 따라 순차적으로 출력함으로써, 노 터치 로 데이터의 레벨이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위에 포함되도록 할 수 있다.
도 7은 본 실시예들에 따른 터치 구동 회로(120)에서 보정 신호를 출력하여 조정되는 노 터치 로 데이터를 한 면에 표시한 예시를 나타낸 것이다.
도 7을 참조하면, 노 터치 로 데이터의 레벨이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위에 포함되지 않으면, 전술한 보정 로직을 수행하여 노 터치 로 데이터의 레벨을 상향 또는 하향 조정한다.
노 터치 로 데이터의 레벨이 상향으로 치우친 경우에는 센싱 유닛(121)의 전하를 감쇄시키거나 센싱 유닛(121) 내 회로 소자의 게인을 낮춰주거나 기준 전압의 레벨을 높여줌으로써 노 터치 로 데이터의 레벨이 기준 레벨이 근접하도록 조정할 수 있다.
또한, 노 터치 로 데이터의 레벨이 하향으로 치우친 경우에도 보정 신호를 출력하여 노 터치 로 데이터의 레벨을 높여줌으로써, 노 터치 로 데이터의 레벨이 기준 레벨로부터 일정한 범위 내에 유지될 수 있도록 한다.
디스플레이 패널(110)에 대한 터치 발생 이전에 획득되는 노 터치 로 데이터의 레벨을 일정 수준으로 유지할 수 있도록 함으로써, 터치 센싱시 기준이 되는 베이스 라인의 편차를 감소시키며 일정한 범위 내에서 유지될 수 있도록 한다.
그리고, 베이스 라인이 일정한 범위를 유지할 수 있도록 함으로써 터치 발생시 획득되는 터치 로 데이터와의 변동 차이를 용이하게 감지할 수 있도록 하여 터치 센싱의 성능을 향상시킬 수 있도록 한다.
도 8과 도 9는 본 실시예들에 따른 터치 구동 회로(120)의 구동 방법의 과정을 나타낸 것이다.
도 8은 본 실시예들에 따른 터치 구동 회로(120)가 노 터치 로 데이터의 보정 로직의 수행 여부를 결정하는 과정을 나타낸 것이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예들에 따른 터치 구동 회로(120)는 베이스 라인의 기준 범위를 설정하고(S800) 센싱 유닛의 타이밍 제어 정보 등을 저장하는 레지스터(123)를 초기화한다(S810).
터치 구동 회로(120)는 디스플레이 패널(110)에 대한 터치 발생 이전에 터치 전극(TE)으로부터 수신된 센싱 신호에 기초하여 변환된 디지털 데이터를 메모리에 저장하고(S820), 저장된 디지털 데이터 중 디지털 데이터의 평균값의 한계 범위를 벗어나는 디지털 데이터를 삭제한다(S830).
디지털 데이터 중 한계 범위를 벗어난 디지털 데이터를 제외하고 평균값을 산출하며(S850), 산출된 디지털 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위에 포함되는지 여부를 확인한다(S860).
디지털 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위에 포함된 경우에는 설정된 레지스터(123)를 적용하여 터치 센싱을 수행하도록 하며(S860), 디지털 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위를 벗어나면 디지털 데이터의 레벨을 조정하기 위한 보정 로직을 수행한다(S870).
도 9는 본 실시예들에 따른 터치 구동 회로(120)가 노 터치 로 데이터의 레벨을 보정하는 과정을 나타낸 것이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예들에 따른 터치 구동 회로(120)는 디지털 데이터 보정 로직을 시작하면(S900) 센싱 유닛(121)으로 전하를 감쇄시키는 보정 신호를 출력한다(S910).
터치 구동 회로(120)는 보정 신호 출력 후 레지스터(123)의 설정값을 변경하고 재수신된 디지털 데이터의 평균값을 산출한다(S920).
재수신된 디지털 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위에 포함되지 않으면(S930), 센싱 유닛(121) 내 회로 소자의 게인을 조정하는 보정 신호를 출력한다(S940).
그리고, 레지스터(123)의 설정값을 변경하고 게인을 조정하는 보정 신호 출력 후 재수신된 디지털 데이터의 평균값을 산출한다(S950).
재수신된 디지털 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위에 포함되지 않으면(S960), 센싱 유닛(121)으로 인가되는 기준 전압의 레벨을 조정하는 보정 신호를 출력한다(S970).
터치 구동 회로(120)는 레지스터(123)의 설정값을 변경하고 보정 신호 출력 후 재수신된 디지털 데이터의 평균값을 산출한다(S980).
재수신된 디지털 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위에 포함되지 않으면(S990), 전술한 디지털 데이터의 보정 로직을 반복하여 수행한다(S1000).
터치 구동 회로(120)는 보정 신호 출력 후 재수신된 디지털 데이터의 평균값이 기설정된 베이스 라인의 기준 범위에 포함되면 보정 로직을 종료하고 설정된 레지스터(123)를 적용하여(S1010) 터치 센싱에 필요한 동작을 수행한다.
본 실시예들에 의하면, 터치 구동 회로(120) 내에서 터치 발생 이전에 수신되는 센싱 신호에 기초한 디지털 데이터의 편차를 보정하는 로직을 수행함으로써, 노 터치 로 데이터의 레벨을 일정한 범위 내에서 유지할 수 있도록 한다.
노 터치 로 데이터의 레벨을 일정한 범위 내에서 유지함으로써 터치 센싱시 비교 기준이 되는 베이스 라인을 기준 레벨로부터 일정 범위 내에서 유지할 수 있도록 하여 터치 발생시 획득되는 터치 로 데이터와의 차이를 용이하게 확인할 수 있도록 한다.
일정 레벨을 유지하는 베이스 라인과 터치 발생시 획득되는 터치 로 데이터를 이용하여 디스플레이 패널(110)에 대한 터치 여부 등을 센싱함으로써, 터치 전극(TE)으로부터 수신된 센싱 신호에 기초한 디지털 데이터의 편차를 감소시키고 터치 센싱의 성능을 향상시킬 수 있도록 한다.
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. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 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 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 터치 디스플레이 장치 110: 디스플레이 패널
120: 터치 구동 회로 121: 센싱 유닛
122: 컨트롤러 123: 레지스터
124: 기준 전압 생성부 125: 메모리
126: 보정 신호 출력부 130: 터치 프로세서

Claims (15)

  1. 디스플레이 패널에 내장된 다수의 터치 전극으로부터 센싱 신호를 수신하는 센싱 유닛;
    상기 센싱 신호를 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터; 및
    상기 디지털 데이터의 평균값을 기설정된 베이스 라인의 기준 범위와 비교하고, 상기 디지털 데이터의 평균값이 상기 기설정된 베이스 라인의 기준 범위를 벗어나면 상기 센싱 유닛으로 보정 신호를 출력하며, 상기 보정 신호를 출력한 후 기수신된 디지털 데이터와 상이한 디지털 데이터를 재수신하는 컨트롤러를 포함하며,
    상기 센싱 유닛은 다수의 아날로그 프런트 엔드를 포함하고,
    상기 보정 신호가 상기 센싱 유닛으로 출력되어 상기 다수의 아날로그 프런트 엔드 각각과 연결된 캐패시터에 충전된 전하를 방전시키는 스위치가 턴-온 되며,
    상기 전하의 방전에 따라 상기 센싱 신호의 레벨이 변경되어 상기 아날로그 디지털 컨버터로 공급되는 터치 구동 회로.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 센싱 유닛으로 상기 센싱 유닛에 포함된 증폭기 및 적분기 중 적어도 하나의 게인을 조정하는 상기 보정 신호를 출력하는 터치 구동 회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센싱 유닛으로 인가되는 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 기준 전압 생성부로 상기 기준 전압의 레벨을 조정하는 상기 보정 신호를 출력하는 터치 구동 회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 재수신된 디지털 데이터의 평균값이 상기 기설정된 베이스 라인의 기준 범위에 포함되기 전까지 상기 보정 신호를 반복하여 출력하는 터치 구동 회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 터치 전극에 대한 터치 발생 이전에 수신된 센싱 신호에 기초하여 변환된 디지털 데이터를 메모리에 저장하고, 상기 메모리에 저장된 디지털 데이터의 평균값을 상기 기설정된 베이스 라인의 기준 범위와 비교하는 터치 구동 회로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 디지털 데이터 중 상기 디지털 데이터의 평균값으로부터 기설정된 범위를 벗어난 디지털 데이터를 제외하고, 나머지 디지털 데이터의 평균값을 상기 기설정된 베이스 라인의 기준 범위와 비교하는 터치 구동 회로.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 디지털 데이터의 평균값이 상기 기설정된 베이스 라인의 기준 범위에 포함되면 상기 디지털 데이터의 평균값을 베이스 라인으로 설정하고 레지스터에 저장하는 터치 구동 회로.
  9. 디스플레이 패널에 내장된 다수의 터치 전극으로부터 센싱 신호를 센싱 유닛이 수신하는 단계;
    아날로그 디지털 컨버터가 상기 센싱 신호를 디지털 데이터로 변환하는 단계;
    상기 디지털 데이터의 평균값을 기설정된 베이스 라인의 기준 범위와 비교하는 단계; 및
    상기 디지털 데이터의 평균값이 상기 기설정된 베이스 라인의 기준 범위를 벗어나면 상기 디지털 데이터를 보정하기 위한 보정 신호를 출력하는 단계를 포함하며,
    상기 센싱 유닛은 다수의 아날로그 프런트 엔드를 포함하고,
    상기 보정 신호를 출력하는 단계는,
    상기 보정 신호인 제1 보정 신호가 상기 센싱 유닛으로 출력되어 상기 다수의 아날로그 프런트 엔드 각각과 연결된 캐패시터에 충전된 전하를 방전시키는 스위치가 턴-온 되는 단계를 포함하며,
    상기 전하의 방전에 따라 상기 센싱 신호의 레벨이 변경되어 상기 아날로그 디지털 컨버터로 공급되는 터치 구동 회로의 구동 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보정 신호를 출력하는 단계는,
    상기 센싱 유닛으로 상기 센싱 유닛에 포함된 증폭기 및 적분기 중 적어도 하나의 게인을 조정하는 제2 보정 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 센싱 유닛으로 인가되는 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부로 상기 기준 전압의 레벨을 조정하는 제3 보정 신호를 출력하는 단계를 포함하는 터치 구동 회로의 구동 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 보정 신호를 출력한 후 상기 다수의 터치 전극으로부터 수신된 센싱 신호에 기초하여 변환된 디지털 데이터의 평균값을 상기 기설정된 베이스 라인의 기준 범위와 비교하는 단계; 및
    상기 디지털 데이터의 평균값이 상기 기설정된 베이스 라인의 기준 범위에 포함되기 전까지 상기 보정 신호를 반복하여 출력하는 단계를 더 포함하는 터치 구동 회로의 구동 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 디지털 데이터의 평균값이 상기 기설정된 베이스 라인의 기준 범위에 포함되면 상기 디지털 데이터의 평균값을 베이스 라인으로 설정하는 단계를 더 포함하는 터치 구동 회로의 구동 방법.
  13. 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널에 내장된 다수의 터치 전극; 및
    상기 다수의 터치 전극으로부터 센싱 신호를 센싱 유닛을 통해 수신하고, 아날로그 디지털 컨버터가 상기 센싱 신호를 디지털 데이터로 변환하며, 상기 디지털 데이터의 평균값을 기설정된 베이스 라인의 기준 범위와 비교하여 상기 디지털 데이터의 평균값이 상기 기설정된 베이스 라인의 기준 범위를 벗어나면 상기 디지털 데이터를 보정하기 위한 보정 신호를 출력하는 터치 구동 회로를 포함하며,
    상기 센싱 유닛은 다수의 아날로그 프런트 엔드를 포함하고,
    상기 보정 신호가 상기 센싱 유닛으로 출력되어 상기 다수의 아날로그 프런트 엔드 각각과 연결된 캐패시터에 충전된 전하를 방전시키는 스위치가 턴-온 되며,
    상기 전하의 방전에 따라 상기 센싱 신호의 레벨이 변경되어 상기 아날로그 디지털 컨버터로 공급되는 터치 디스플레이 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 터치 구동 회로는,
    상기 터치 전극에 대한 터치 발생 이전에 수신된 센싱 신호에 기초하여 변환된 디지털 데이터를 저장하는 메모리를 포함하고, 상기 메모리에 저장된 디지털 데이터의 평균값을 상기 기설정된 베이스 라인의 기준 범위와 비교하는 터치 디스플레이 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 터치 구동 회로는,
    상기 센싱 유닛에 포함된 증폭기 및 적분기 중 적어도 하나의 게인을 조정하는 상기 보정 신호를 출력하거나, 상기 센싱 유닛으로 인가되는 기준 전압의 레벨을 조정하는 상기 보정 신호를 출력하는 터치 디스플레이 장치.
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