KR102600592B1 - 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 터치 센서는 다수의 구동전극들; 상기 구동전극들과 교차되는 다수의 감지전극들; 적어도 일부의 상기 구동전극들로 구동신호를 동시에 공급하는 구동부; 상기 감지전극들로부터 감지신호를 검출하는 센싱부; 및 제1 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수와, 제2 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수가 상이하도록 상기 구동부를 제어하는 터치 제어부를 포함한다.

Description

터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치{TOUCH SENSOR AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 사람의 손 또는 물체의 접촉된 위치를 직접 검출함으로써, 키보드 및 마우스와 같은 기존의 입력 장치를 대체할 수 있는 디지타이저(digitizer), 터치 스크린(touch screen) 등이 광범위하게 활용되고 있다.
위와 같은 장치들은 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서를 구비하는데, 예를 들어 정전용량 방식의 터치 센서(capacitive touch sensor), 저항막 방식의 터치 센서(resistive touch sensor), 광감지 방식의 터치 센서(optical touch sensor) 등이 사용되었다.
이 중, 정전용량 방식의 터치 센서는 사람의 손 또는 물체의 접촉에 따라 정전용량이 변화되는 지점을 검출하여 터치 위치를 파악할 수 있는 것으로서, 멀티 터치의 검출이 용이하고 정확도가 뛰어나 최근 널리 사용되고 있다.
정전용량 방식의 터치 센서는 구동신호들을 입력받는 구동전극들과, 상기 구동전극들과 교차하며 감지신호들을 출력하는 감지전극들을 포함할 수 있다. 최근에는 구동신호들을 동시에 구동전극들로 공급하는 동시 구동 방식이 제안되고 있다.
본 발명의 목적은 소비전력을 감소시킬 수 있는 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 센서는 다수의 구동전극들; 상기 구동전극들과 교차되는 다수의 감지전극들; 적어도 일부의 상기 구동전극들로 구동신호를 동시에 공급하는 구동부; 상기 감지전극들로부터 감지신호를 검출하는 센싱부; 및 제1 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수와, 제2 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수가 상이하도록 상기 구동부를 제어하는 터치 제어부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제1 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수보다, 상기 제2 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수가 많을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 감지신호로부터 노이즈 크기를 판단하고, 판단된 상기 노이즈 크기에 따라 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수가 가변되도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 터치 제어부는 상기 노이즈 크기가 미리 설정된 레퍼런스값 이상이면, 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수를 증가시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 구동기간은 상기 노이즈 크기가 상기 레퍼런스값보다 작은 노말(normal) 구동기간이고, 상기 제2 구동기간은 상기 노이즈 크기가 상기 레퍼런스값 이상인 적응(adaptive) 구동기간으로 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 터치 제어부는 상기 감지신호의 전기적 특성값을 미리 설정된 기준 범위와 비교하여 상기 노이즈 크기를 판단하는 노이즈 판단부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동부는 기설정된 구동코드들에 대응하는 상기 구동신호를 선택적으로 상기 구동전극들로 공급할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동코드들은 상기 터치 제어부에 의해 미리 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동전극들과 상기 감지전극들은, 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 표시 장치는 영상데이터에 기초하여 영상을 표시하는 표시부; 및 상기 표시패널과 중첩되는 터치 센서를 포함하되, 상기 터치 센서는 다수의 구동전극들; 상기 구동전극들과 교차되는 다수의 감지전극들; 적어도 일부의 상기 구동전극들로 구동신호를 동시에 공급하는 구동부; 상기 감지전극들로부터 감지신호를 검출하는 센싱부; 및 제1 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수와, 제2 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수가 상이하도록 상기 구동부를 제어하는 터치 제어부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 영상데이터를 분석하여 노이즈 패턴을 판단하는 데이터 분석부를 더 포함하고, 상기 터치 제어부는 상기 노이즈 패턴의 유무에 따라 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수가 가변되도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 데이터 분석부는 상기 영상데이터를 수평라인 단위로 비교하여 기준차이값 이상인 경우, 상기 영상데이터를 상기 노이즈 패턴으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 구동기간은 상기 노이즈 패턴이 발생하지 않은 노말(normal) 구동기간이고, 상기 제2 구동기간은 상기 노이즈 패턴이 발생한 적응(adaptive) 구동기간으로 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시부는 주사선들 및 데이터선들과 접속되는 복수의 화소들을 포함하며, 상기 주사선들을 통해 주사신호를 공급하는 주사 구동부; 상기 데이터선들을 통해 데이터신호를 공급하는 데이터 구동부; 및 상기 주사 구동부와 상기 데이터 구동부를 제어하는 타이밍 제어부를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 제1 구동기간 동안 구동신호가 공급되는 구동전극들의 개수와, 제2 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수가 상이하도록 제어함으로써, 노말(normal) 상태에서 동시 구동되는 구동전극들의 개수를 줄이고 전체적인 소비전력을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 구동부의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서를 포함하는 표시 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 표시 패널과 관련된 세부 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 어느 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 상(on)에 형성되었다고 할 경우, 상기 형성된 방향은 상부 방향만 한정되지 않으며 측면이나 하부 방향으로 형성된 것을 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서는 구동전극들(110), 감지전극들(120), 구동부(130), 센싱부(140) 및 터치 제어부(150)를 포함한다.
상기 구동전극들(110)은 제1 방향(예를 들어, X축 방향)으로 길게 형성되어 제1 방향과 교차하는 제2 방향(예를 들어, Y축 방향)을 따라 복수개가 배열될 수 있다.
예를 들어, 상기 구동전극들(110)은 제1 구동전극(Tx1) 내지 제4 구동전극(Tx4)으로 이루어질 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 4개의 제1 내지 제4 구동전극들(Tx1~Tx4)을 도시하였으나, 상기 구동전극들(110)의 개수는 그에 한정되지 않고, 다양하게 변화될 수 있다.
상기 감지전극들(120)은 상기 구동전극들(110)과 교차되도록 배치되어 상기 구동전극들(110)과 함께 정전용량 방식의 터치 센서로 동작할 수 있다. 상기 감지전극들(120)은 제2 방향(예를 들어, Y축 방향)으로 길게 형성되어 제1 방향(예를 들어, X축 방향)을 따라 복수개가 배열될 수 있다.
예를 들어, 상기 감지전극들(120)은 제1 감지전극(Rx1) 내지 제4 감지전극(Rx4)으로 이루어질 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 4개의 제1 내지 제4 감지전극들(Rx1~Rx4)을 도시하였으나, 상기 감지전극들(120)의 개수는 그에 한정되지 않고, 다양하게 변화될 수 있다.
상기한 바와 같은 상기 구동전극들(110)과 상기 감지전극들(120)의 배치에 의해, 서로 교차되는 상기 구동전극들(110)과 상기 감지전극들(120) 사이에는 상호 정전용량(Mutual Capacitance)이 형성되며, 상기 상호 정전용량이 형성되는 각 교차점은 터치 인식을 구현하는 각각의 감지셀로 동작할 수 있다.
상기 구동전극들(110)과 상기 감지전극들(120)은 다양한 형상, 예컨대, 막대형, 마름모형 등을 포함하는 다각형 또는 원형으로 제공될 수 있다. 상기 구동전극들(110)과 상기 감지전극들(120) 각각은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
상기 구동전극들(110)과 상기 감지전극들(120)은 투명 도전성 물질로 형성되는 것이 바람직하나, 불투명 금속 등과 같은 여타 도전성 물질로도 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동전극들(110)과 상기 감지전극들(120)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide) 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 구동전극들(110)과 상기 감지전극들(120)은 복수의 도전라인이 교차하는 구조를 갖는 메쉬(mesh) 형태로 제공될 수 있다. 이때, 일 실시예에서, 상기 구동전극들(110)과 상기 감지전극들(120)은 전도성 금속 물질 또는, 은 나노 와이어(AgNW), 카본 나노 튜브(Carbon Nano Tube), 그래핀(graphene) 등의 전도성 나노 화합물로 만들어질 수 있다.
한편, 상기 구동전극들(110)과 상기 감지전극들(120)은 서로 다른 레이어 상에 위치할 수 있다. 또는, 상기 구동전극들(110)과 상기 감지전극들(120)은 동일한 레이어 상에 위치할 수도 있다. 다만, 이 경우, 상기 구동전극들(110)과 상기 감지전극들(120)의 교차 부위에는 절연막이 부분적으로 위치할 수 있다.
상기 구동부(130)는 적어도 일부의 상기 구동전극들(110)로 구동신호를 동시에 공급한다. 구체적으로, 상기 구동부(130)는 상기 구동전극들(110) 중 일부를 선택하여 상기 구동신호를 동시에 공급할 수 있다. 또는, 상기 구동부(130)는 상기 구동전극들(110) 전체에 대하여 상기 구동신호를 동시에 공급할 수 있다.
상기 구동부(130)는 터치 제어부(150)의 제어에 따라 상기 구동전극들(110)로 구동신호를 공급한다. 이를 위하여, 상기 구동부(130)는 상기 터치 제어부(150)로부터 터치 구동 제어신호(TDS)를 입력받을 수 있다. 상기 구동신호가 동시에 공급되는 상기 구동전극들(110)의 개수는 상기 터치 구동 제어신호(TDS)에 의해 결정될 수 있다.
예를 들면, 상기 구동부(130)는 상기 터치 구동 제어신호(TDS)에 의해 상기 제1 내지 제4 구동전극들(Tx1~Tx4) 중 2개씩 짝을 지어 상기 구동신호를 동시에 공급할 수 있다. 여기서, 상기 제1 내지 제4 구동전극들(Tx1~Tx4)로 공급되는 각각의 구동신호를 제1 내지 제4 구동신호(TD1~TD4)로 가정한다.
먼저, 상기 구동부(130)는 제1 및 제2 구동전극들(Tx1, Tx2)로 제1 및 제2 구동신호(TD1, TD2)를 동시에 공급한다. 그리고, 순차적으로 제3 및 제4 구동전극들(Tx3, Tx4)로 제3 및 제4 구동신호(TD3, TD4)를 동시에 공급한다.
또한, 상기 구동부(130)는 상기 터치 구동 제어신호(TDS)에 의해 상기 제1 내지 제4 구동전극들(Tx1~Tx4) 전체로 상기 구동신호를 동시에 공급할 수 있다.
상기 센싱부(140)는 상기 감지전극들(120)로부터 감지신호를 검출한다. 여기서, 상기 감지신호는 상기 구동전극들(110)과 상기 감지전극들(120) 사이에 형성된 정전용량에 따라 일정한 파형을 갖는다. 터치 이벤트가 발생되면, 터치가 발생한 위치에서 정전용량의 변화에 따른 감지신호의 변화가 발생하고, 상기 센싱부(140)는 이를 감지할 수 있다.
예를 들면, 상기 센싱부(140)는 상기 제1 내지 제4 감지전극들(Rx1~Rx4)로부터 제1 내지 제4 감지신호(TS1~TS4)를 감지할 수 있다. 제1 감지전극(Rx1)은 제1 감지신호(TS1)를 출력하고, 제2 감지전극(Rx2)은 제2 감지신호(TS2)를 출력하며, 제3 감지전극(Rx3)은 제3 감지신호(TS3)를 출력하고, 제4 감지전극(Rx4)은 제4 감지신호(TS4)를 출력한다.
또한, 상기 감지신호는 동시 공급되는 상기 구동신호들의 합에 대응되는 값을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 및 제2 구동전극들(Tx1, Tx2)로 상기 제1 및 제2 구동신호(TD1, TD2)가 동시에 공급되는 경우, 상기 제1 내지 제4 감지신호(TS1~TS4) 각각은 상기 제1 및 제2 구동신호(TD1, TD2)의 합에 대응되는 값을 갖는다.
상기 터치 제어부(150)는 상기 감지신호를 이용하여 터치 이벤트를 검출할 수 있다. 예를 들어, 상기 터치 제어부(150)는 상기 감지신호를 이용하여, 상기 구동전극들(110)과 상기 감지전극들(120) 사이에 존재하는 정전용량의 변화량을 산출해 낼 수 있고, 이를 통해 상기 터치 이벤트가 발생한 위치를 산출할 수 있다.
상기 터치 제어부(150)는 제1 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들(110)의 개수와, 제2 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들(110)의 개수가 상이하도록 상기 구동부(130)를 제어할 수 있다.
여기서, 상기 제1 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들(110)의 개수보다, 상기 제2 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들(110)의 개수가 많도록 설정될 수 있다. 상기 제1 구동기간과 상기 제2 구동기간은 중첩되지 않으며, 특정한 조건에 의해 결정될 수 있다. 상기 특정한 조건은 상기 감지신호에 포함된 노이즈의 크기, 또는 표시부를 통해 디스플레이되는 노이즈 패턴의 유무일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 터치 제어부(150)는 상기 감지신호로부터 노이즈 크기를 판단하고, 판단된 상기 노이즈 크기에 따라 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들(110)의 개수가 가변되도록 상기 구동부(130)를 제어할 수 있다. 이를 위하여, 상기 터치 제어부(150)는 상기 감지신호의 전기적 특성값을 미리 설정된 기준 범위와 비교하여 상기 노이즈 크기를 판단하는 노이즈 판단부(155)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 터치 제어부(150)는 상기 노이즈 크기가 미리 설정된 레퍼런스값 이상이면, 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들(110)의 개수를 증가시키도록 상기 구동부(130)를 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 구동부의 동작을 설명하기 위한 파형도이다. 특히, 도 2에서는 설명의 편의를 위해 제1 내지 제4 구동전극들(Tx1~Tx4) 각각으로 공급되는 제1 내지 제4 구동신호(TD1~TD4)와, 제1 감지전극(Rx1)으로부터 검출된 제1 감지신호(TS1)를 대표적으로 도시하였다.
도 2를 참조하면, 상기 구동부(130)는 기설정된 구동코드들에 대응하는 상기 제1 내지 제4 구동신호(TD1~TD4)를 선택적으로 상기 구동전극들(110)로 공급할 수 있다. 상기 구동코드들은 상기 터치 제어부(150)에 의해 미리 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동코드들은 A 또는 -A로 설정될 수 있다. 상기 구동코드들은 하나의 코드 매트릭스를 형성할 수 있다. 상기 코드 매트릭스는 모든 구성 원소가 1이나 -1 중 어느 하나이고, 직교성(orthogonality)을 갖는 하다마드 매트릭스(Hadamard matrix)로 설정될 수 있다.
예를 들어, 상기 구동코드가 A로 설정된 경우, 상기 구동부(130)는 현재 구동기간 동안 이전 구동기간과 동일한 구동신호를 해당 구동전극으로 공급할 수 있다. 또한, 상기 구동코드가 -A로 설정된 경우, 상기 구동부(130)는 현재 구동기간 동안 이전 구동기간과 상이한 구동신호를 해당 구동전극으로 공급할 수 있다. 상기 구동코드가 A로 설정된 구동신호와 상기 구동코드가 -A로 설정된 구동신호는 반전 관계를 가질 수 있다.
상기 터치 제어부(150)는 제1 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들(110)의 개수와, 제2 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들(110)의 개수가 상이하도록 상기 구동부(130)를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 구동기간은 상기 노이즈 크기가 상기 레퍼런스값보다 작은 노말(normal) 구동기간(tn)이고, 상기 제2 구동기간은 상기 노이즈 크기가 상기 레퍼런스값 이상인 적응(adaptive) 구동기간(ta)으로 설정될 수 있다.
상기 터치 제어부(150)는 상기 노말 구동기간(tn)에서는 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들(110)의 개수를 감소시키고, 상기 적응 구동기간(ta)에서는 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들(110)의 개수를 증가시키도록 상기 구동부(130)를 제어할 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 노말 구동기간(tn) 동안 상기 구동부(130)는 2개의 구동전극들(110)로 구동신호를 동시에 공급할 수 있다. 상기 노말 구동기간(tn)은 제1 노말 구동기간(tn1), 제2 노말 구동기간(tn2), 제3 노말 구동기간(tn3) 및 제4 노말 구동기간(tn4)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 노말 구동기간(tn) 동안 상기 제1 내지 제4 노말 구동기간(tn1~tn4)이 주기적으로 다수회 반복될 수 있다.
상기 노말 구동기간(tn) 동안 상기 구동전극들(110)이 2개씩 번갈아 동시에 구동되므로, 상기 제1 노말 구동기간(tn1)과 상기 제2 노말 구동기간(tn2)에서는 상기 제1 구동전극(Tx1)과 상기 제2 구동전극(Tx2)이 동시 구동되고, 상기 제3 구동전극(Tx3)과 상기 제4 구동전극(Tx4)은 구동하지 않는다. 상기 제3 노말 구동기간(tn3) 및 상기 제4 노말 구동기간(tn4)에서는 상기 제3 구동전극(Tx3)과 상기 제4 구동전극(Tx4)이 동시 구동되며, 상기 제1 구동전극(Tx1)과 상기 제2 구동전극(Tx2)은 구동하지 않는다.
상기 제1 노말 구동기간(tn1) 동안 상기 제1 구동신호(TD1) 및 상기 제2 구동신호(TD2)는 구동코드가 A로 설정된다. 이때, 상기 제1 감지신호(TS1)는 상기 제1 구동신호(TD1) 및 상기 제2 구동신호(TD2)의 합에 대응되는 값을 갖는다.
다음으로, 상기 제2 노말 구동기간(tn2) 동안 상기 제1 구동신호(TD1)는 구동코드가 A로 설정되고, 상기 제2 구동신호(TD2)는 구동코드가 -A로 설정된다. 이때, 상기 제1 감지신호(TS1)는 상기 제1 구동신호(TD1) 및 상기 제2 구동신호(TD2)의 합에 대응되는 값을 가지며, 상기 제1 노말 구동기간(tn1) 보다 낮은 값을 갖는다.
다음으로, 상기 제3 노말 구동기간(tn3) 동안 상기 제3 구동신호(TD3) 및 상기 제4 구동신호(TD2)는 구동코드가 A로 설정된다. 이때, 상기 제1 감지신호(TS1)는 상기 제3 구동신호(TD3) 및 상기 제4 구동신호(TD4)의 합에 대응되는 값을 갖는다.
다음으로, 상기 제4 노말 구동기간(tn4) 동안 상기 제3 구동신호(TD3)는 구동코드가 A로 설정되고, 상기 제4 구동신호(TD4)는 구동코드가 -A로 설정된다. 이때, 상기 제1 감지신호(TS1)는 상기 제3 구동신호(TD3) 및 상기 제4 구동신호(TD4)의 합에 대응되는 값을 가지며, 상기 제3 노말 구동기간(tn3) 보다 낮은 값을 갖는다.
상기 제1 노말 구동기간(tn1)의 제1 및 제2 구동신호들(TD1, TD2)과 상기 제3 노말 구동기간(tn3)의 제3 및 제4 구동신호들(TD3, TD4)은 동일한 파형이며, 상기 제2 노말 구동기간(tn2)의 제1 및 제2 구동신호들(TD1, TD2)과 상기 제4 노말 구동기간(tn4)의 제3 및 제4 구동신호들(TD3, TD4)은 동일한 파형을 갖는다.
한편, 상기 적응 구동기간(ta) 동안 상기 구동부(130)는 4개의 구동전극들(110)로 구동신호를 동시에 공급할 수 있다. 상기 적응 구동기간(ta)은 제1 적응 구동기간(ta1), 제2 적응 구동기간(ta2), 제3 적응 구동기간(ta3) 및 제4 적응 구동기간(ta4)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 적응 구동기간(ta) 동안 상기 제1 내지 제4 적응 구동기간(ta1~ta4)이 주기적으로 다수회 반복될 수 있다. 상기 적응 구동기간(ta) 동안 상기 제1 감지신호(TS1)는 상기 제1 내지 제4 구동신호(TD1~TD4)의 합에 대응되는 값을 갖는다.
상기 제1 적응 구동기간(ta1) 동안 상기 제1, 제2 및 제3 구동신호(TD1, TD2, TD3)는 구동코드가 A로 설정되고, 상기 제4 구동신호(TD4)는 구동코드가 -A로 설정된다.
다음으로, 상기 제2 적응 구동기간(ta2) 동안 상기 제1, 제2 및 제4 구동신호(TD1, TD2, TD4)는 구동코드가 A로 설정되고, 상기 제3 구동신호(TD3)는 구동코드가 -A로 설정된다.
다음으로, 상기 제3 적응 구동기간(ta3) 동안 상기 제1, 제3 및 제4 구동신호(TD1, TD3, TD4)는 구동코드가 A로 설정되고, 상기 제2 구동신호(TD2)는 구동코드가 -A로 설정된다.
다음으로, 상기 제4 적응 구동기간(ta4) 동안 상기 제2, 제3 및 제4 구동신호(TD2, TD3, TD4)는 구동코드가 A로 설정되고, 상기 제1 구동신호(TD1)는 구동코드가 -A로 설정된다.
일 실시예에서, 상기 터치 제어부(150)는 상기 노말 구동기간(tn)을 디폴트로 설정하며, 상기 노이즈 크기가 상기 레퍼런스값 이상으로 판단된 경우, 상기 적응 구동기간(ta)으로 설정되도록 상기 구동부(130)를 제어할 수 있다. 그리고, 상기 터치 제어부(150)는 상기 노이즈 크기가 상기 레퍼런스값 미만으로 판단되면, 상기 노말 구동기간(tn)으로 설정되도록 상기 구동부(130)를 제어할 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 터치 제어부(150)는 상기 노말 구동기간(tn)을 디폴트로 설정하며, 미리 설정된 노이즈 패턴이 발생된 것으로 판단된 경우, 상기 적응 구동기간(ta)으로 설정되도록 상기 구동부(130)를 제어할 수 있다. 그리고, 상기 터치 제어부(150)는 상기 노이즈 패턴이 발생하지 않는 것으로 판단되면, 상기 노말 구동기간(tn)으로 설정되도록 상기 구동부(130)를 제어할 수 있다.
단, 본 실시예에서는 상기 노말 구동기간(tn) 동안 상기 구동전극들(110) 중 2개를 동시 구동하고, 상기 적응 구동기간(ta) 동안 상기 구동전극들(110) 4개를 동시 구동함을 예시하였으나, 상기 노말 구동기간(tn) 및 상기 적응 구동기간(ta) 동안 동시 구동되는 상기 구동전극들(110)의 개수는 필요에 따라 변경될 수 있을 것이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서를 포함하는 표시 장치를 개략적으로 도시한 구성도이며, 도 3b는 도 3a에 도시된 표시 패널과 관련된 세부 구성도이다.
먼저, 도 3a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 구동전극들(110), 감지전극들(120), 구동부(130), 센싱부(140), 터치 제어부(150), 표시부(200) 및 데이터 분석부(250)를 포함한다. 본 실시예는 전술된 터치 센서를 포함하는 표시 장치이므로, 실질적으로 동일한 구성에 대해 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
상기 표시부(200)는 영상데이터(data)에 기초하여 영상을 표시한다. 상기 표시부(200)는 액정 표시패널 또는 유기전계발광 표시패널일 수 있다. 상기 표시부(200)는 영상 표시를 위한 구동회로(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 이와 관련하여 상세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 구동전극들(110)과 상기 감지전극들(120)은 상기 표시부(200)와 중첩되는 활성영역(AA)에 대응하여 배치된다. 상기 구동전극들(110)과 상기 감지전극들(120)은 필름 형태로 제조되어 표시부(200)의 상부기판(미도시) 상에 접합될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 구동전극들(110)과 상기 감지전극들(120)은 인셀(In-cell) 방식으로 상기 표시부(200) 내부에 형성될 수 있다.
상기 데이터 분석부(250)는 상기 표시부(200)에 공급되는 영상데이터(data)를 분석하여 노이즈 패턴을 판단한다. 구체적으로, 상기 표시부(200)는 영상데이터(data)에 대응되는 전압으로 영상을 표시하는데, 이러한 전압의 변화가 클수록 터치 센서에 미치는 영향 즉, 커플링 노이즈가 증가된다. 따라서, 상기 데이터 분석부(250)는 상기 표시부(200)에 공급되기 전, 특정 영상데이터(data)를 수평라인 단위로 비교하여 기준차이값 이상인 경우, 특정 영상데이터(data)를 상기 노이즈 패턴으로 판단한다.
그리고, 상기 데이터 분석부(250)는 상기 노이즈 패턴에 대한 노이즈 정보(ND)를 생성하여 상기 터치 제어부(150)에 공급한다. 상기 터치 제어부(150)는 상기 노이즈 정보(ND)로부터 상기 노이즈 패턴의 유무를 판단하고, 상기 노이즈 패턴의 유무에 따라 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들(110)의 개수가 가변되도록 상기 구동부(130)를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 터치 제어부(150)는 상기 노말 구동기간(tn)을 디폴트로 설정하며, 미리 설정된 노이즈 패턴이 발생된 것으로 판단된 경우, 상기 적응 구동기간(ta)으로 설정되도록 상기 구동부(130)를 제어할 수 있다. 그리고, 상기 터치 제어부(150)는 상기 노이즈 패턴이 발생하지 않는 것으로 판단되면, 상기 노말 구동기간(tn)으로 설정되도록 상기 구동부(130)를 제어할 수 있다. 상기 노말 구동기간(tn)과 상기 적응 구동기간(ta)에서의 상기 구동부(130)의 동작은 전술한 바와 동일할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 주사 구동부(210), 데이터 구동부(220) 및 타이밍 제어부(230)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 타이밍 제어부(230)는 상기 데이터 분석부(250)를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 표시부(200)는 주사선들(S1 내지 Sn) 및 데이터선들(D1 내지 Dm)에 의하여 구동되는 화소들(Px)을 구비한다.
상기 화소들(Px)은 주사선들(S1 내지 Sn) 중 어느 하나로 공급되는 주사신호에 대응하여 수평라인 단위로 선택된다. 이때, 주사신호에 의하여 선택된 화소들(Px) 각각은 자신과 접속된 데이터선(D1 내지 Dm 중 어느 하나)으로부터 데이터신호를 공급받는다. 데이터신호를 공급받은 화소들(Px) 각각은 데이터신호에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성한다.
상기 주사 구동부(210)는 주사선들(S1 내지 Sn)과 연결되며, 타이밍 제어부(230)의 주사 제어신호(SCS)에 응답하여 주사신호를 생성하고, 생성된 주사신호를 주사선들(S1 내지 Sn)로 출력한다. 일 실시예에서, 주사 구동부(210)는 복수개의 스테이지 회로로 구성될 수 있으며, 주사선들(S1 내지 Sn)로 주사신호를 순차적으로 공급할 수 있다.
상기 데이터 구동부(220)는 데이터선들(D1 내지 Dm)과 연결되며, 타이밍 제어부(230)의 데이터 제어신호(DCS)에 응답하여 데이터신호를 생성하고, 생성된 데이터신호를 데이터선들(Dm)로 출력한다. 이때, 데이터 구동부(220)는 타이밍 제어부(230)에서 제공되는 디지털 형태의 영상데이터(data)를 아날로그 형태의 데이터신호(또는 전압)로 변환한다. 데이터신호를 생성한 데이터 구동부(140)는 주사신호에 동기되도록 데이터선들(D1 내지 Dm)로 데이터신호를 공급한다.
상기 타이밍 제어부(230)는 영상데이터(data) 및 이의 표시를 제어하기 위한 동기신호들(Vsync, Hsync)과 클럭신호(CLK) 등을 입력 받는다. 타이밍 제어부(230)는 입력되는 영상데이터(data)를 표시부(200)의 영상 표시에 적합하도록 보정하고, 보정된 영상데이터(data)를 데이터 구동부(220)에 출력한다. 또한, 타이밍 제어부(230)는 동기신호들(Vsync, Hsync)과 클럭신호(CLK)에 기초하여 주사 구동부(210) 및 데이터 구동부(220)의 구동을 제어하기 위한 구동 제어신호들(SCS, DCS)을 생성할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 제1 구동기간 동안 구동신호가 공급되는 구동전극들의 개수와, 제2 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수가 상이하도록 제어함으로써, 노말(normal) 상태에서 동시 구동되는 구동전극들의 개수를 줄이고 전체적인 소비전력을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
110: 구동전극들 120: 감지전극들
130: 구동부 140: 센싱부
150: 터치 제어부 155: 노이즈 판단부
Tx1~Tx4: 제1 내지 제4 구동전극들
TD1~TD4: 제1 내지 제4 구동신호
Rx1~Rx4: 제1 내지 제4 감지전극들
TS1~TS4: 제1 내지 제4 감지신호
200: 표시부 210: 주사 구동부
220: 데이터 구동부 230: 타이밍 제어부
250: 데이터 분석부

Claims (14)

  1. 다수의 구동전극들;
    상기 구동전극들과 교차되는 다수의 감지전극들;
    적어도 일부의 상기 구동전극들로 구동신호를 동시에 공급하는 구동부;
    상기 감지전극들로부터 감지신호를 검출하는 센싱부; 및
    제1 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수와, 제2 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수가 상이하도록 상기 구동부를 제어하는 터치 제어부를 포함하며,
    상기 제1 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수보다, 상기 제2 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수가 많으며,
    상기 터치 제어부는,
    상기 감지신호로부터 노이즈 크기를 판단하고, 판단된 상기 노이즈 크기에 따라 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수가 가변되도록 상기 구동부를 제어함을 특징으로 하는 터치 센서.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 제어부는 상기 노이즈 크기가 미리 설정된 레퍼런스값 이상이면, 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수를 증가시킴을 특징으로 하는 터치 센서.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 구동기간은 상기 노이즈 크기가 레퍼런스값보다 작은 노말(normal) 구동기간이고, 상기 제2 구동기간은 상기 노이즈 크기가 상기 레퍼런스값 이상인 적응(adaptive) 구동기간으로 설정됨을 특징으로 하는 터치 센서.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 제어부는 상기 감지신호의 전기적 특성값을 미리 설정된 기준 범위와 비교하여 상기 노이즈 크기를 판단하는 노이즈 판단부를 포함함을 특징으로 하는 터치 센서.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동부는 기설정된 구동코드들에 대응하는 상기 구동신호를 선택적으로 상기 구동전극들로 공급함을 특징으로 하는 터치 센서.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 구동코드들은 상기 터치 제어부에 의해 미리 설정됨을 특징으로 하는 터치 센서.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 구동전극들과 상기 감지전극들은,
    투명 도전성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  10. 영상데이터에 기초하여 영상을 표시하는 표시부; 및
    상기 표시부와 중첩되는 터치 센서를 포함하되,
    상기 터치 센서는
    다수의 구동전극들;
    상기 구동전극들과 교차되는 다수의 감지전극들;
    적어도 일부의 상기 구동전극들로 구동신호를 동시에 공급하는 구동부;
    상기 감지전극들로부터 감지신호를 검출하는 센싱부; 및
    제1 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수와, 제2 구동기간 동안 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수가 상이하도록 상기 구동부를 제어하는 터치 제어부를 포함하며
    상기 영상데이터를 분석하여 노이즈 패턴을 판단하는 데이터 분석부를 더 포함하고,
    상기 터치 제어부는 상기 노이즈 패턴의 유무에 따라 상기 구동신호가 공급되는 상기 구동전극들의 개수가 가변되도록 상기 구동부를 제어함을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 데이터 분석부는
    상기 영상데이터를 수평라인 단위로 비교하여 기준차이값 이상인 경우, 상기 영상데이터를 상기 노이즈 패턴으로 판단함을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 구동기간은 상기 노이즈 패턴이 발생하지 않은 노말(normal) 구동기간이고, 상기 제2 구동기간은 상기 노이즈 패턴이 발생한 적응(adaptive) 구동기간으로 설정됨을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 표시부는 주사선들 및 데이터선들과 접속되는 복수의 화소들을 포함하며,
    상기 주사선들을 통해 주사신호를 공급하는 주사 구동부;
    상기 데이터선들을 통해 데이터신호를 공급하는 데이터 구동부; 및
    상기 주사 구동부와 상기 데이터 구동부를 제어하는 타이밍 제어부를 더 포함함을 특징으로 하는 표시 장치.
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