KR102622367B1 - 터치표시장치, 터치구동회로, 터치컨트롤러 및 터치센싱방법 - Google Patents

터치표시장치, 터치구동회로, 터치컨트롤러 및 터치센싱방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예들은 터치표시장치, 터치구동회로, 터치컨트롤러 및 터치센싱방법에 관한 것으로서, 펜 터치 센싱을 위한 동작 시, 터치구동회로와 터치컨트롤러 간의 전송 시간을 줄여줄 수 있는 통신 인터페이스와 이를 활용한 패스트 전송 프로토콜을 제공한다.

Description

터치표시장치, 터치구동회로, 터치컨트롤러 및 터치센싱방법{TOUCH DISPLAY DEVICE, TOUCH DRIVING CIRCUIT, TOUCH CONTROLLER, AND TOUCH SENSING METHOD}
본 발명의 실시예들은 터치표시장치, 터치구동회로, 터치컨트롤러 및 터치센싱방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 다양한 타입의 표시장치에 대한 요가 증대되고 있다. 이러한 표시장치 중에는 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력방식을 제공할 수 있는 터치표시장치가 있다.
터치표시장치가 터치 기반의 입력 방식을 제공하기 위해서는, 사용자의 손가락이나 펜 등에 의한 터치 유무를 파악하고 터치 좌표(터치 위치)를 정확하게 감지할 수 있어야 한다.
터치표시장치는, 터치 유무 또는 터치 위치를 정확하고 빠르게 알아내야만 사용자에게 이질감 없는 만족도 높은 터치입력을 제공해줄 수 있다. 하지만, 터치표시장치 내 터치 센싱을 위한 구성요소들 간의 신호 전달 및 신호 처리에 상당히 많은 시간이 소요되어 사용자에게 높은 만족도의 터치입력을 제공해주지 못하고 있는 실정이다.
본 발명의 실시예들은 터치 센싱을 위한 구성요소들인 터치구동회로와 터치컨트롤러 간의 효율적인 통신 인터페이스를 갖는 터치표시장치, 터치구동회로, 터치컨트롤러 및 터치센싱방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은, 터치구동회로와 터치컨트롤러 간의 효율적인 통신 인터페이스를 통한 패스트 전송 프로토콜을 제시하고, 이를 통해, 신속한 신호 전달을 제공할 수 있는 터치표시장치, 터치구동회로, 터치컨트롤러 및 터치센싱방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은, 터치컨트롤러가 터치구동회로에 펜 위치 정보들을 신속하게 전달하여, 터치구동회로가 로컬 센싱을 신속하게 수행하여 펜 위치를 빠르게 트래킹 할 수 있는 터치표시장치, 터치구동회로, 터치컨트롤러 및 터치센싱방법을 제공할 수 있다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 터치전극이 배치된 터치패널과, 제1 인터페이스의 일단과 대응되는 제1 마스터 핀으로 하나 이상의 제1 펜 위치 정보를 출력하고, 제2 인터페이스의 일단에 대응되는 제2 마스터 핀으로 제1 펜 위치 정보와 다른 하나 이상의 제2 펜 위치 정보를 출력하고, 제1 마스터 핀으로부터 제1 센싱 데이터를 입력받고, 제2 마스터 핀으로부터 제2 센싱 데이터를 입력받는 터치컨트롤러와, 제1 인터페이스의 타단에 대응되는 제1 슬레이브 핀으로부터 제1 펜 위치 정보를 입력받고, 제2 인터페이스의 타단에 대응되는 제2 슬레이브 핀으로부터 제2 펜 위치 정보를 입력받고, 제1 펜 위치 정보 및 제2 펜 위치 정보에 의해 지시되는 터치패널 내 하나 이상의 로컬 영역에 배치된 터치전극들을 통해 펜 신호를 센싱하고, 센싱 결과에 따라 생성된 센싱 데이터 중 제1 센싱 데이터를 제1 슬레이브 핀으로 출력하고, 센싱 데이터 중 제2 센싱 데이터를 제2 슬레이브 핀으로 출력하는 터치구동회로를 포함하는 터치표시장치를 제공할 수 있다.
터치컨트롤러는, 커맨드 정보와 함께 제1 펜 위치 정보를 포함시킨 제1 커맨드 신호를 제1 마스터 핀으로 출력하고, 제1 커맨드 신호를 제1 마스터 핀으로 출력하는 동안, 제2 펜 위치 정보를 포함하는 제2 커맨드 신호를 제2 마스터 핀으로 출력할 수 있다. 제1 펜 위치 정보 및 제2 펜 위치 정보는 동일한 펜에 대한 펜 위치 정보들이거나 각기 다른 펜들에 대한 펜 위치 정보들일 수 있다.
터치구동회로는, 제1 슬레이브 핀으로부터 제1 펜 위치 정보를 포함하는 제1 커맨드 신호를 입력받고, 제2 슬레이브 핀으로부터 제2 펜 위치 정보를 포함하는 제2 커맨드 신호를 입력받을 수 있다.
터치컨트롤러는 어드레스 정보를 포함하는 제1 어드레스 신호를 제1 마스터 핀으로 출력하고, 터치구동회로는 어드레스 정보를 포함하는 제1 어드레스 신호를 제1 슬레이브 핀으로부터 입력받을 수 있다.
터치컨트롤러는 제3 인터페이스의 일단에 대응되는 제3 마스터 핀으로 슬레이브 선택 신호를 출력하고, 터치구동회로는 제3 인터페이스의 타단에 대응되는 제3 슬레이브 핀으로부터 슬레이브 선택 신호를 입력받을 수 있다.
슬레이브 선택 신호는 서로 다른 제1 신호 레벨과 제2 신호 레벨을 갖고, 슬레이브 선택 신호가 제2 신호 레벨을 갖는 기간은 제1 기간, 제2 기간 및 제3 기간을 포함할 수 있다.
제1 기간 동안, 제1 인터페이스를 통해, 제1 어드레스 신호가 터치컨트롤러에서 터치구동회로로 전송될 수 있다.
제2 기간 동안, 제1 인터페이스를 통해 제1 커맨드 신호에 포함된 제1 펜 위치 정보가 터치컨트롤러에서 터치구동회로로 전송되고, 제2 인터페이스를 통해 제2 펜 위치 정보가 터치컨트롤러에서 터치구동회로로 전송될 수 있다.
제3 기간 동안, 제1 인터페이스를 통해 제1 센싱 데이터가 터치구동회로에서 터치컨트롤로 전송되고, 제2 인터페이스를 통해 제1 센싱 데이터와 다른 제2 센싱 데이터가 터치구동회로에서 터치컨트롤러로 전송될 수 있다.
터치컨트롤러는 제4 인터페이스의 일단에 대응되는 제4 마스터 핀으로 제1 클럭 신호, 제2 클럭 신호 및 제3 클럭 신호를 출력할 수 있다.
터치구동회로는 제4 인터페이스의 타단에 대응되는 제4 슬레이브 핀으로부터 제1 클럭 신호, 제2 클럭 신호 및 제3 클럭 신호를 입력받을 수 있다.
제4 인터페이스를 통해 제1 클럭 신호가 터치컨트롤러에서 터치구동신호를 전송되는 기간 동안, 제1 기간이 진행될 수 있다.
제4 인터페이스를 통해 제2 클럭 신호가 터치컨트롤러에서 터치구동신호를 전송되는 기간 동안, 제2 기간이 진행될 수 있다.
제4 인터페이스를 통해 제3 클럭 신호가 터치컨트롤러에서 터치구동신호를 전송되는 기간 동안, 제3 기간이 진행될 수 있다.
터치컨트롤러는, 제1 어드레스 신호를 제1 마스터 핀으로 출력하는 동안, 제어 정보를 포함하는 제2 어드레스 신호를 제2 마스터 핀으로 출력할 수 있다. 터치구동회로는, 제1 어드레스 신호를 제1 슬레이브 핀으로부터 입력받는 동안, 제어 정보를 포함하는 제2 어드레스 신호를 제2 슬레이브 핀으로부터 입력받을 수 있다. 여기서, 제어 정보는 어드레스 정보와 다른 어드레스 정보, 구동 제어 정보 및 펜 개수 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
터치구동회로는, 제1 센싱시간 동안, 터치패널 내 하나 이상의 터치전극에 인가된 펜 신호의 제1 심볼 구간을 센싱하고, 제1 변환시간 동안, 제1 센싱시간 동안의 센싱 결과에 따른 아날로그 센싱값을 디지털 센싱값으로 변환하여 센싱 데이터를 생성하고, 제1 전송시간 동안, 제1 변환시간 동안에 생성된 센싱 데이터를 제1 센싱 데이터 및 제2 센싱 데이터로 나누어 제1 인터페이스 및 제2 인터페이스를 통해 터치컨트롤러로 전송할 수 있다.
제1 변환시간은 제1 센싱시간과 동일하거나 제1 센싱시간 보다 짧고, 제1 전송시간은 제1 변환시간과 동일하거나 제1 변환시간 보다 짧을 수 있다.
터치구동회로는, 제2 센싱시간 동안, 터치패널 내 하나 이상의 터치전극에 인가된 펜 신호의 제1 심볼 구간 다음의 제2 심볼 구간을 센싱하고, 제2 변환시간 동안, 제2 센싱시간 동안의 센싱 결과에 따른 아날로그 센싱값을 디지털 센싱값으로 변환하여 센싱 데이터를 생성하고, 제2 전송시간 동안, 제2 변환시간 동안에 생성된 센싱 데이터를 제1 센싱 데이터 및 제2 센싱 데이터로 나누어 제1 인터페이스 및 제2 인터페이스를 통해 터치컨트롤러로 전송할 수 있다.
제2 센싱시간은 제1 변환시간과 중첩되고, 제2 변환시간은 제1 전송시간과 중첩될 수 있다.
제1 변환시간은 제2 센싱시간과 동일하거나 제2 센싱시간 보다 짧고, 제1 전송시간은 제2 변환시간과 동일하거나 제2 변환시간 보다 짧을 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 터치전극이 배치된 터치패널과, 제1 인터페이스의 일단과 대응되는 제1 마스터 핀으로 제1 마스터 신호를 출력하고, 제2 인터페이스의 일단에 대응되는 제2 마스터 핀으로 제1 마스터 신호와 다른 하나 이상의 제2 마스터 신호를 출력하고, 제1 마스터 핀으로부터 제1 슬레이브 데이터를 입력받고, 제2 마스터 핀으로부터 제2 슬레이브 데이터를 입력받는 터치컨트롤러와, 제1 인터페이스의 타단에 대응되는 제1 슬레이브 핀으로부터 제1 마스터 신호를 입력받고, 제2 인터페이스의 타단에 대응되는 제2 슬레이브 핀으로부터 제2 마스터 신호를 입력받고, 제1 마스터 신호 및 제2 마스터 신호에 응답하여, 제1 슬레이브 데이터를 제1 슬레이브 핀으로 출력하고, 제2 슬레이브 데이터를 제2 슬레이브 핀으로 출력하는 터치구동회로를 포함하는 터치표시장치를 제공할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 터치구동회로와 마스터-슬레이브 동작을 수행하는 터치컨트롤러를 제공할 수 있다. 터치컨트롤러는, 제1 인터페이스에 대응되는 제1 마스터 핀과, 제2 인터페이스에 대응되는 제2 마스터 핀과, 제1 마스터 핀을 통해 제1 펜 위치 정보를 터치구동회로로 출력하고, 제2 마스터 핀을 통해 제1 펜 위치 정보와 다른 제2 펜 위치 정보를 터치구동회로로 출력하고, 터치구동회로가 제1 펜 위치 정보 및 제2 펜 위치 정보에 의해 지시되는 터치패널 내 하나 이상의 로컬 영역에 배치된 터치전극들을 통해 펜 신호를 센싱한 결과에 따라 생성된 센싱 데이터 중 제1 센싱 데이터를 제1 마스터 핀을 통해 터치구동회로로부터 입력받는 마스터 입출력 회로를 포함할 수 있다.
마스터 입출력 회로는, 제1 마스터 핀을 통해 제1 센싱 데이터를 터치구동회로로부터 입력받는 동안, 제2 마스터 핀을 통해 센싱 데이터 중 제1 센싱 데이터와 다른 제2 센싱 데이터를 터치구동회로로부터 입력받을 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 터치컨트롤러와 마스터-슬레이브 동작을 수행하는 터치구동회로를 제공할 수 있다. 터치구동회로는, 제1 인터페이스의 일단과 타단 중 타단에 대응되는 제1 슬레이브 핀과, 제2 인터페이스의 일단과 타단 중 타단에 대응되는 제2 슬레이브 핀과, 제1 슬레이브 핀을 통해 제1 펜 위치 정보를 터치컨트롤러로부터 입력받고, 제2 슬레이브 핀을 통해 제1 펜 위치 정보와 다른 제2 펜 위치 정보를 터치컨트롤러로부터 입력받고, 제1 펜 위치 정보 및 제2 펜 위치 정보에 의해 지시되는 터치패널 내 하나 이상의 로컬 영역에 배치된 터치전극들을 통해 펜 신호를 센싱하고, 센싱 결과에 따라 생성된 센싱 데이터 중 제1 센싱 데이터를 제1 슬레이브 핀을 통해 터치컨트롤러로 출력하는 슬레이브 입출력 회로를 포함할 수 있다.
슬레이브 입출력 회로는, 제1 슬레이브 핀을 통해 제1 센싱 데이터를 터치컨트롤러로 출력하는 동안, 제2 슬레이브 핀을 통해 센싱 데이터 중 제1 센싱 데이터와 다른 제2 센싱 데이터를 터치컨트롤러로 출력할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 터치컨트롤러가 제1 인터페이스를 통해 하나 이상의 제1 펜 위치 정보를 터치구동회로로 전송하고, 제2 인터페이스를 통해 제1 펜 위치 정보와 다른 하나 이상의 제2 펜 위치 정보를 터치구동회로로 전송하는 단계와, 터치구동회로가 제1 인터페이스 및 제2 인터페이스를 통해 수신한 제1 펜 위치 정보 및 제2 펜 위치 정보에 의해 지시되는 터치패널 내 하나 이상의 로컬 영역에 배치된 터치전극들을 통해 펜 신호를 센싱하는 단계와, 터치구동회로가 센싱 결과에 따라 센싱 데이터를 제1 인터페이스 및 제2 인터페이스 중 하나 이상을 통해 터치컨트롤러로 전송하는 단계와, 터치컨트롤러가 제1 인터페이스 및 제2 인터페이스 중 하나 이상을 통해 수신한 센싱데이터에 근거하여 하나 이상의 펜 터치를 센싱하는 단계를 포함하는 터치센싱방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 센싱을 위한 구성요소들인 터치구동회로와 터치컨트롤러 간의 효율적인 통신 인터페이스를 갖는 터치표시장치, 터치구동회로, 터치컨트롤러 및 터치센싱방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치구동회로와 터치컨트롤러 간의 효율적인 통신 인터페이스를 통한 패스트 전송 프로토콜을 제시하고, 이를 통해, 신속한 신호 전달을 제공할 수 있는 터치표시장치, 터치구동회로, 터치컨트롤러 및 터치센싱방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치컨트롤러가 터치구동회로에 펜 위치 정보들을 신속하게 전달하여, 터치구동회로가 로컬 센싱을 신속하게 수행하여 펜 위치를 빠르게 트래킹 할 수 있는 터치표시장치, 터치구동회로, 터치컨트롤러 및 터치센싱방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 터치시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 펜 터치 센싱을 위한 터치표시장치와 펜 간의 통신을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치컨트롤러와 터치구동회로 간의 통신 인터페이스를 나타낸 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치컨트롤러와 터치구동회로 간의 패스트 전송 프로토콜을 나타낸 다이어그램이다.
도 6은 도 5의 패스트 전송 프로토콜에 따른 펜 위치 정보 업데이트를 나타낸 다이어그램이다.
도 7은 도 5의 패스트 전송 프로토콜에 따라 동작하는 다수의 터치구동회로와 터치컨트롤러 간의 통신 인터페이스들을 나타낸 다이어그램이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치컨트롤러와 터치구동회로 간의 패스트 전송 프로토콜을 나타낸 다른 다이어그램이다.
도 9는 도 8의 패스트 전송 프로토콜에 따라 동작하는 다수의 터치구동회로와 터치컨트롤러 간의 통신 인터페이스들을 나타낸 다이어그램이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치구동회로의 내부 구성요소들을 나타낸 다이어그램이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 터치 시구간 동안 펜에서 출력되는 펜 신호를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 터치컨트롤러와 터치구동회로 간의 패스트 전송 프로토콜을 이용하는 경우, 펜 신호의 주파수를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치의 멀티플렉싱 구동을 통한 풀 센싱과 로컬 센싱을 나타낸 도면이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 패스트 전송 프로토콜을 적용하지 않은 경우와 적용한 경우에 대하여, 풀 센싱 모드에서 로컬 센싱 모드로 전환되는 것을 나타낸 다이어그램들이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 터치센싱방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 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. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 시스템 구성도이다. 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 터치시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는 영상을 디스플레이 하는 기능과, 손가락(10) 및 펜(20) 등에 의한 터치를 센싱하는 기능을 모두 제공할 수 있다.
영상 디스플레이 기능을 제공하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치되고 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인에 의해 정의된 다수의 서브픽셀이 배열된 표시패널(110)과, 다수의 데이터 라인을 구동하는 데이터구동회로(120)와, 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트구동회로(130)와, 데이터구동회로(120) 및 게이트구동회로(130)의 동작을 제어하는 디스플레이 컨트롤러(140) 등을 포함할 수 있다.
데이터구동회로(120), 게이트구동회로(130) 및 디스플레이 컨트롤러(140) 각각은 하나 이상의 개별 부품으로 구현될 수도 있다. 경우에 따라서, 데이터구동회로(120), 게이트구동회로(130) 및 디스플레이 컨트롤러(140) 중 둘 이상은 하나의 부품으로 통합되어 구현될 수도 있다. 예를 들어, 데이터구동회로(120)와 디스플레이 컨트롤러(140)는 하나의 집적회로 칩(IC Chip)으로 구현될 수 있다.
터치 센싱 기능을 제공하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는 터치 센싱 기능을 위한 터치 시스템을 포함하는 데, 터치 시스템은, 다수의 터치전극(TE)을 포함하는 터치패널(150)과, 터치패널(150)로 터치구동신호를 공급하고 터치패널(150)로부터 터치센싱신호를 검출하여, 검출된 터치센싱신호를 토대로 터치패널(150)에서의 사용자의 터치 오브젝트에 의한 터치 유무 또는 터치 위치(터치 좌표)를 센싱하는 터치센싱회로를 포함할 수 있다.
여기서, 터치 오브젝트는 손가락(10), 펜(20) 등일 수 있다. 펜(20)은 신호 송수신 기능이 없는 패시브 펜(Passive Pen) 또는 신호 송수신 기능이 있는 액티브 펜(Active Pen)일 수도 있다. 펜(20)은 스타일러스 또는 스타일러스 펜이라고도 한다.
터치센싱회로는, 일 예로, 터치패널(150)로 터치구동신호를 공급하고 터치패널(150)로부터 터치센싱신호를 검출하는 터치구동회로(160)와, 터치구동회로(160)에 의해 검출된 터치센싱신호를 토대로 터치패널(150)에서의 사용자의 터치 유무 및/또는 터치 위치를 센싱하는 터치 컨트롤러(170) 등을 포함할 수 있다.
터치구동회로(160)는 터치패널(150)로 터치구동신호를 공급하는 제1 회로 파트와 터치패널(150)로부터 터치센싱신호를 검출하는 제2 회로 파트를 포함할 수 있다. 제1 회로 파트와 제2 회로 파트는 하나로 통합되어 있을 수도 있고 분리되어 있을 수도 있다.
터치컨트롤러(170)와 터치구동회로(160)는 통신 인터페이스(COM_IF)를 통해 터치 센싱에 필요한 각종 신호를 서로 송신한다. 통신 인터페이스(COM_IF)는 터치컨트롤러(170)와 터치구동회로(160) 간의 신호 송수신을 위한 물리적인 구성들을 포함할 수 있고, 신호 송수신에 필요한 신호 포맷, 신호 송수신 방법(전송 방법)에 대한 규격 등에 대한 정보를 전송 프로토콜(Transmission Protocol)로서 더 포함할 수 있다.
터치구동회로(160) 및 터치 컨트롤러(170)는 별도의 부품으로 구현되거나, 경우에 따라서, 하나의 부품으로 통합되어 구현될 수도 있다.
한편, 데이터구동회로(120), 게이트구동회로(130) 및 터치구동회로(160) 각각은 하나 이상의 집적회로로 구현될 수 있으며, 표시패널(110)과의 전기적인 연결 관점에서 COG (Chip On Glass) 타입, COF (Chip On Film) 타입, 또는 TCP (Tape Carrier Package) 타입 등으로 구현될 수 있으며, 게이트구동회로(130)는 GIP (Gate In Panel) 타입으로도 구현될 수 있다.
한편, 디스플레이 구동을 위한 회로 구성들(DDC, GDC, DCTR)과 터치 구동 및 센싱을 위한 회로 구성들(160, 170) 각각은 하나 이상의 개별 부품으로 구현될 수 있다. 경우에 따라서 디스플레이 구동을 위한 회로 구성들(120, 130, 140) 중 하나 이상과 터치 구동 및 센싱을 위한 회로 구성들(160, 170) 중 하나 이상은 기능적으로 통합되어 하나 이상의 부품으로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 데이터구동회로(120)와 터치구동회로(160)는 하나 또는 둘 이상의 집적회로 칩에 통합 구현될 수 있다. 데이터구동회로(120)와 터치구동회로(160)가 둘 이상의 집적회로 칩에 통합 구현되는 경우, 둘 이상의 집적회로 칩 각각은 데이터 구동 기능과 터치 구동 기능을 가질 수 있다. 예를 들어, 터치구동회로(160)는 리드아웃 집적회로(ROIC: Readout IC)로 구현될 수도 있다. 또는, 터치구동회로(160)와 데이터구동회로(120)가 하나의 소스-리드아웃 집적회로(SRIC: Source-Readout IC)로 구현될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 터치패널(150)은 다수의 터치전극(TE)과 다수의 터치라인(TL)을 포함할 수 있다. 다수의 터치전극(TE) 각각은 하나 이상의 컨택홀(CNT)을 통해 해당 터치라인(TL)과 전기적으로 연결될 수 있다.
다수의 터치전극(TE)은 도 2에 도시된 바와 같이 서로 분리되고 서로 중첩되지 않는 형태로 배치될 수도 있다. 이 경우, 터치센싱회로는 터치전극(TE)과 터치 오브젝트 간의 셀프-캐패시턴스에 근거하여 터치를 센싱할 수 있다. 이와 다르게, 다수의 터치전극(TE) 중 일부는 행 방향으로 배치되고 나머지는 열 방향으로 배치될 수 있다. 이 경우, 터치센싱회로는 터치전극들(TE) 간의 뮤추얼-캐패시턴스에 근거하여 터치를 센싱할 수 있다.
다수의 터치라인(TL) 각각은 하나 이상의 터치전극(TE)과 중첩될 수 있다. 예를 들어, 다수의 터치라인(TL)은 다수의 데이터 라인 또는 다수의 게이트 라인과 평행하게 배치될 수 있다.
다수의 터치전극(TE) 각각은 둘 이상의 데이터 라인 또는 둘 이상의 게이트 라인과 중첩될 수 있다. 다수의 터치전극(TE) 각각은 둘 이상의 서브픽셀(서브픽셀 영역)과 중첩될 수 있다.
다수의 터치전극(TE) 각각의 크기는 디스플레이를 위한 하나의 서브픽셀의 영역 크기와 대응될 수도 있고, 둘 이상의 서브픽셀의 영역 크기와 대응될 수도 있다.
다수의 터치전극(TE) 각각은 개구부가 없는 판(Plate) 타입이거나 하나 이상의 개구부가 있는 메쉬(Mesh) 타입일 수 있다.
만약, 하나의 터치전극(TE)이 메쉬 타입이고 둘 이상의 서브픽셀의 영역 크기와 대응되는 크기를 갖는 경우, 하나의 터치전극(TE)은 둘 이상의 개구부를 가지며, 둘 이상의 개구부 각각의 위치 및 크기는 서브픽셀의 발광 영역의 위치 및 크기와 대응될 수 있다.
한편, 다수의 터치전극(TE)은, 터치 센싱을 위한 전용 전극일 수 있고, 디스플레이 구동 시, 공통전압이 인가되는 공통전극의 역할을 더 가질 수 있다. 특히, 터치패널(150)이 표시패널(110)에 내장되는 경우, 다수의 터치전극(TE)은 터치센서 역할과 공통전극 역할을 함께 할 수 있다.
터치패널(150)은 표시패널(110)의 외부에 존재할 수도 있다. 즉 터치패널(150)과 표시패널(110)은 별도로 제작되어 결합될 수 있다. 이러한 터치패널(150)을 외장형 타입 또는 애드-온(Add-on) 타입이라고 한다.
이와 다르게, 터치패널(150)은 표시패널(110)의 내부에 내장될 수도 있다. 즉, 표시패널(110)을 제작할 때, 터치패널(150)을 구성하는 다수의 터치전극(TE)과 다수의 터치라인(TL) 등의 터치 센서 구조는 디스플레이 구동을 위한 전극들 및 터치라인들과 함께 형성될 수 있다. 이러한 터치패널(150)을 내장형 타입이라고 한다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는, 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diode) 디스플레이, 퀀텀닷(Quantum Dot) 디스플레이 등일 수 있으며, 이에 제한되지 않고, 이하에서 설명할 터치센서 구성들과 그 터치센서 구조들, 터치센싱방법 등이 적용될 수 있다면, 그 어떠한 다양한 타입의 디스플레이일 수 있다.
일 예로, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)가 액정표시장치인 경우, 터치전극들(TE)은 표시패널(110)에 배치되며 디스플레이 구동을 위한 공통전압이 인가되는 공통전극들일 수 있다.
다른 예로, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)가 OLED 디스플레이인 경우, 표시패널(110)의 상부로 빛이 발광되는 상부 발광(Top Emission) 구조 또는 표시패널(110)의 하부로 빛이 발광되는 하부 발광(Bottom Emission) 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)가 OLED 디스플레이인 경우, 터치전극들(TE)은 표시패널(110)에 포함되며 트랜지스터들 및 유기발광다이오드들(OLED) 상에 위치하는 봉지층(Encapsulation Layer)의 상부에 배치될 수 있다. 이러한 터치전극들(TE)의 위치는 상부 발광(Top Emission) 구조에 더 적합할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)가 OLED 디스플레이인 경우, 터치전극들(TE)은 표시패널(110)에 포함되는 유기발광다이오드들(OLED)의 애노드 전극들이거나, 또는 애노드 전극들보다 아래에 위치하는 다양한 층에 위치하는 전극들일 수 있다. 이러한 터치전극들(TE)의 위치는 하부 발광(Bottom Emission) 구조에 더 적합할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)에 포함되는 터치전극들(TE)은 발광 효율을 위해 개구부들이 있는 메쉬 타입일 수 있으며, 투명전극이거나 투명전극을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)에 포함되는 터치전극들(TE)은 터치 센싱을 위한 전용 전극들일 수도 있고, 또는 디스플레이 구동과 터치 센싱에 모두 이용될 수 있는 전극들일 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는 영상을 디스플레이 하기 위한 디스플레이 구동과, 터치를 센싱하는 터치 구동을 시분할 된 기간에 별도로 수행할 수 있다.
이와 다르게, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는 영상을 디스플레이 하기 위한 디스플레이 구동과, 터치를 센싱하는 터치 구동을 동시에 수행할 수도 있다.
터치표시장치(100)는 영상을 디스플레이 하면서, 즉, 영상을 프레임 마다 업데이트 하는 것과 독립적으로 터치를 센싱할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 펜 터치 센싱을 위한 터치표시장치(100)와 펜(20) 간의 통신을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 펜 터치 센싱 시스템은, 터치표시장치(100)와 하나 이상의 펜(20)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 펜 터치 센싱 시스템은, 터치패널(150)에 접촉하거나 근접해 있는 펜(20)을 센싱하기 위하여, 터치구동회로(160)와 펜(20) 간의 양방향 통신을 제공할 수 있다.
터치패널(150)은 터치구동회로(160)와 펜(20) 간의 양방향 통신을 위한 전송매체가 될 수 있다. 즉, 터치패널(150)에 배치된 터치전극(TE)은 터치구동회로(160)와 펜(20) 간의 양방향 통신을 위한 전송매체의 역할을 할 수 있다.
터치구동회로(160)와 펜(20) 간의 양방향 통신은, 터치구동회로(160)가 터치패널(150)을 통해 펜(20)으로 신호를 전송하는 업 링크 통신(Uplink communication)과, 펜(20)이 터치패널(150)을 통해 터치구동회로(160)로 신호를 전송하는 다운 링크 통신(Downlink communication)을 포함할 수 있다.
터치구동회로(160)가 터치패널(150)을 통해 펜(20)으로 전송하는 신호를 업 링크 신호(ULS: Uplink signal)라고도 한다. 펜(20)이 터치패널(150)을 통해 터치구동회로(160)로 전송하는 신호를 다운 링크 신호(DLS: Downlink signal)라고도 한다.
펜 센싱을 위한 터치 구동 시, 터치구동회로(160)는 터치패널(150)에 배치된 다수의 터치전극(TE)의 전체 또는 일부로 업 링크 신호(ULS)를 공급할 수 있다.
이에 따라, 터치패널(150)에 접촉하거나 인접한 펜(20)은, 자신의 펜 팁을 통해서, 터치패널(150)에 포함된 하나 이상의 터치전극(TE)에 인가된 업 링크 신호(ULS)를 수신할 수 있다.
펜(20)은 업 링크 신호(ULS)에 응답하여, 터치구동회로(160)가 펜(20)의 위치, 펜(20)의 틸트(기울기), 또는 펜(20)의 각종 부가 정보 등을 센싱할 수 있도록 해주는 다운 링크 신호(DLS, 이하, 펜 신호라고도 함)를 출력할 수 있다(방사할 수 있다).
펜(20)에서 출력된 다운 링크 신호(DLS)는, 터치패널(150)에 배치된 하나 이상의 터치전극(TE)에 인가될 수 있다.
터치구동회로(160)는, 펜(20)에서 출력되어 하나 이상의 터치전극(TE)에 인가된 다운 링크 신호(DLS)를 수신할 수 있다. 터치컨트롤러(170)는 터치구동회로(160)에 의해 수신된 다운 링크 신호(DLS)를 토대로, 펜(20)의 존재 여부를 인식하고, 펜(20)의 위치, 틸트, 각종 펜 부가 정보 등을 인식할 수 있다.
터치구동회로(160)는, 멀티플렉서 회로, 다수의 아날로그 프런트 엔드(Analog Front End) 및 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter) 등을 포함할 수 있다. 각 아날로그 프런트 엔드(AFE)는 터치전극(TE)과 전기적으로 연결되는 전치 증폭기(Pre-amplifier)와, 전치 증폭기의 출력 값을 적분하고 적분 값을 출력하는 적분기(Integrator) 등을 포함할 수 있다.
경우에 따라, 터치표시장치(100)는 터치 센싱에 필요한 각종 전압 및 신호의 공급 또는 생성 등을 담당하는 터치 파워회로를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 업 링크 신호(USL)는 비콘신호(Beacon signal)를 포함할 수 있다. 비콘신호는 펜 센싱을 위하여 터치표시장치(100)가 펜(20)의 구동을 제어하거나, 펜 센싱을 위해 필요한 각종 정보를 펜(20)에게 알려주기 위한 신호일 수 있다. 비콘신호에 포함되는 정보는 펜 센싱을 위한 정보이다, 비콘신호에 포함되는 정보는 펜 구동 제어정보라고도 한다.
예를 들어, 비콘신호에 포함된 펜 구동 제어정보는, 패널정보(예: 패널상태정보, 패널식별정보, 인셀 타입 등의 패널타입정보 등), 패널구동 모드정보(예: 펜 검색 모드, 펜 모드 등의 모드식별정보), 다운 링크 신호의 특성 정보(예: 주파수, 펄스 개수 등), 펜 센싱을 위한 구동 타이밍 관련 정보, 멀티플렉서 구동정보, 파워 모드 정보(예: 소비 전력 저감을 위해 패널 및 펜 구동이 되지 않는 구동 타이밍 정보 등) 등 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 터치패널(150) 및 펜(20) 간의 구동 동기화를 위한 정보를 더 포함할 수도 있다.
예를 들어, 비콘신호는 정보 전달 기능을 갖는 신호이기 때문에, 펜 구동 제어 정보가 다수의 펄스들로 표현된 펄스 변조 신호일 수 있다. 이 경우, 비콘신호에 포함된 다수의 펄스들의 펄스 폭은 서로 일정하지 않을 수 있다.
한편, 업 링크 신호는 핑 신호(Ping Signal)를 더 포함할 수 있다. 핑 신호는 다운 링크 신호의 동기화를 위한 제어 신호일 수 있다.
예를 들어, 펜(20)은 핑 신호의 마지막 펄스를 인식한 시점 또는 그로부터 미리 정해진 일정 시간이 경과한 후에, 다운 링크 신호를 출력할 수 있다. 핑 신호는 하나의 펄스로 되어 있거나, 둘 이상의 펄스들을 포함할 수 있다. 핑 신호가 둘 이상의 펄스들을 포함하는 경우, 핑 신호는 동기화 기능을 갖는 신호이고 정보 전달 기능을 갖는 신호가 아니기 때문에, 펄스들의 펄스 폭이 일정한 펄스 변조 신호일 수 있다. 즉, 핑 신호는 위상 변화 없이, 하이레벨과 로우레벨 간을 규칙적으로 스윙 하는 신호일 수 있다. 핑 신호의 동기화 기능은 비콘 신호에 의해 제공될 수도 있다.
도 3를 참조하면, 펜(20)은 비콘 신호 등의 업 링크 신호(ULS)를 수신한 이후, 업 링크 신호(ULS)에 응답하여, 다운 링크 신호(DLS)에 해당한 펜 신호(Pen signal)를 출력할 수 있다.
다운 링크 신호(DLS)에 해당한 펜 신호(Pen signal)는, 터치구동회로(160)가 펜(20)의 위치 및/또는 틸트(기울기)를 센싱할 수 있도록 해주는 펜 위치 센싱 신호와, 터치구동회로(160)가 펜(20)의 압력(필압)이나 각종 펜 부가 정보 등을 센싱할 수 있도록 해주는 펜 데이터 신호 등을 포함할 수 있다.
여기서, 펜 부가 정보는, 일 예로, 필압, 펜 ID, 버튼 정보, 배터리 정보, 정보 에러 체크 및 정정을 위한 정보 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
펜 위치 센싱 신호는, 일정한 주파수를 갖고, 전압 레벨이 변동되는 주기적인 펄스들로 이루어진 신호이고, 펜 데이터 신호는, 정보(심볼)가 표현되기 때문에, 일정한 주파수를 갖지 않고 전압 레벨이 변동되는 비 주기적인 펄스들로 이루어지는 신호일 수 있다. 즉, 펜 위치 센싱 신호를 이루는 펄스들에서, 하이 레벨 전압 구간들의 길이가 모두 동일하고, 로우 레벨 전압 구간들의 길이가 모두 동일하다. 하지만, 펜 데이터 신호를 이루는 펄스들에서, 하이 레벨 전압 구간들 중 일부는 길이가 다를 수도 있고, 로우 레벨 전압 구간들 중 일부의 길이가 다를 수도 있다.
펜(20)이 펜 위치 센싱 신호 및 펜 데이터 신호 등의 펜 신호를 출력하는 기간 동안에는, 즉, 펜 터치를 센싱하는 기간 동안에는, 터치구동회로(160)는 전압 레벨이 일정한 신호(DC 전압)을 터치전극(TE)으로 공급할 수 있다. 이와 다르게, 손가락(10)만에 의한 터치를 센싱하는 기간 동안에는, 터치구동회로(160)가 전압 레벨이 변동되는 터치구동신호를 터치전극들(TE)로 공급할 수 있다.
터치구동회로(160)는 펜(20)에서 출력되는 펜 신호인 펜 위치 센싱 신호를 센싱하여 센싱 데이터를 터치컨트롤러(170)에 제공한다. 터치컨트롤러(170)는 수신한 센싱 데이터를 토대로 펜(20)의 펜 위치를 알아낸다.
터치컨트롤러(170)는 알아낸 펜 위치에 대한 펜 위치 정보를 터치구동회로(160)로 제공한다. 터치구동회로(160)는 제공받은 펜 위치 정보를 이용하여 펜(20)이 위치하는 지점과 대응되는 일정 영역(이하, 로컬 영역이라고도 함)만을 센싱할 수 있다.
터치패널(150)의 전 영역에 배치된 모든 터치전극들(TE)을 센싱하는 방식을 풀-센싱(Full Sensing) 방식이라고 하고, 터치패널(150)의 일부 영역(로컬 영역)에 배치된 터치전극들(TE)만을 센싱하는 방식을 로컬-센싱(Local Sensing) 방식이라고 한다.
아래에서는, 터치컨트롤러(170)와 터치구동회로(160) 간의 통신 인터페이스(COM_IF)와, 이렇나 통신 인터페이스(COM_IF)를 이용한 터치컨트롤러(170)와 터치구동회로(160) 간의 신호 송수신 방법 및 송수신 신호의 포맷 등에 대한 전송 프로토콜(Transmission Protocol)에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치컨트롤러(170)와 터치구동회로(160) 간의 통신 인터페이스(COM_IF)를 나타낸 다이어그램이고, 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치컨트롤러(170)와 터치구동회로(160) 간의 패스트 전송 프로토콜(Fast Transmission Protocol)을 나타낸 다이어그램이고, 도 6은 도 5의 패스트 전송 프로토콜에 따른 펜 위치 정보 업데이트를 나타낸 다이어그램이다. 도 7은 도 5의 패스트 전송 프로토콜에 따라 동작하는 다수의 터치구동회로(160)와 터치컨트롤러(170) 간의 통신 인터페이스(COM_IF)들을 나타낸 다이어그램이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)에서, 터치구동회로(160)와 터치컨트롤러(170)는 통신 인터페이스(COM_IF)를 통해 터치센싱에 필요한 각종 정보 및 데이터를 서로 주고 받는다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)에서, 터치구동회로(160)와 터치컨트롤러(170)는 마스터-슬레이브 동작을 수행한다. 터치구동회로(160)와 터치컨트롤러(170) 간의 통신 시, 터치컨트롤러(170)는 마스터(Master) 역할을 하고, 터치구동회로(160)는 슬레이브(Slave) 역할을 한다.
터치구동회로(160)와 터치컨트롤러(170) 간의 통신 인터페이스(COM_IF)는 제1 내지 제4 인터페이스(IF1, IF2, IF3, IF4) 등을 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 인터페이스(IF1, IF2, IF3, IF4) 중 제1 인터페이스(IF1)와 제2 인터페이스(IF2)는 양방향(Full-duplex) 전송이 가능한 인터페이스들일 수 있다.
도 4 내지 도 6을 터치컨트롤러(170)는, 제1 인터페이스(IF1)의 일단과 대응되는 제1 마스터 핀(MPIN1)으로 하나 이상의 제1 펜 위치 정보(POSI1)를 출력하고, 이와 함께, 제2 인터페이스(IF2)의 일단에 대응되는 제2 마스터 핀(MPIN2)으로 제1 펜 위치 정보(POSI1)와 다른 하나 이상의 제2 펜 위치 정보(POSI2)를 출력한다.
도 4 내지 도 6을 터치구동회로(160)는, 제1 인터페이스(IF1)의 타단에 대응되는 제1 슬레이브 핀(SPIN1)으로부터 제1 펜 위치 정보(POSI1)를 입력받고, 이와 함께, 제2 인터페이스(IF2)의 타단에 대응되는 제2 슬레이브 핀(SPIN2)으로부터 제2 펜 위치 정보(POSI2)를 입력받는다.
도 4 내지 도 6을 터치구동회로(160)는, 제1 펜 위치 정보(POSI1) 및 제2 펜 위치 정보(POSI2)에 의해 지시되는 터치패널(150) 내 하나 이상의 로컬 영역에 배치된 터치전극들(TE)을 통해 펜 신호를 센싱하고, 센싱 결과, 센싱 데이터를 생성한다.
도 4 내지 도 6을 터치구동회로(160)는, 센싱 결과에 따라 생성된 센싱 데이터 중 제1 센싱 데이터(SDATA1)를 제1 슬레이브 핀(SPIN1)으로 출력하고, 이와 함께, 센싱 데이터 중 제2 센싱 데이터(SDATA2)를 제2 슬레이브 핀(SPIN2)으로 출력할 수 있다.
도 4 내지 도 6을 터치컨트롤러(170)는, 제1 마스터 핀(MPIN1)으로부터 제1 센싱 데이터(SDATA1)를 입력받고, 이와 함께, 제2 마스터 핀(MPIN2)으로부터 제2 센싱 데이터(SDATA2)를 입력받을 수 있다.
전술한 바와 같이, 센싱 결과에 따라 생성된 센싱 데이터 중 제1 센싱 데이터(SDATA1) 및 제2 센싱 데이터(SDATA2)가 제1 인터페이스(IF1)와 제2 인터페이스(IF2)로 나뉘어서 동시에 전송되기 때문에, 터치구동회로(160)는 터치컨트롤러(170)를 전체 센싱 데이터를 더욱 짧은 시간 내에 신속하게 전송해줄 수 있다. 이에 따라, 터치컨트롤러(170)는 펜 터치에 대한 터치 유무 및/또는 터치 좌표를 더욱 신속하게 얻어낼 수 있다.
전술한 바와 같이, 센싱 결과에 따라 생성된 센싱 데이터 중 제1 센싱 데이터(SDATA1) 및 제2 센싱 데이터(SDATA2)가 제1 인터페이스(IF1)와 제2 인터페이스(IF2)로 나뉘어서 동시에 전송될 수 있는 것은, 제1 인터페이스(IF1)와 제2 인터페이스(IF2) 각각이 양방향(Full-Duplex) 전송이 가능한 인터페이스로 구현되었기 때문에 가능한 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치컨트롤러(170)는, 제1 인터페이스(IF1)에 대응되는 제1 마스터 핀(MPIN1)과, 제2 인터페이스(IF2)에 대응되는 제2 마스터 핀(MPIN2)과, 신호 입출력을 위한 마스터 입출력 회로(MIO: Master I/O Circuit) 등을 포함한다.
마스터 입출력 회로(MIO)는, 제1 마스터 핀(MPIN1)을 통해 제1 펜 위치 정보(POSI1)를 터치구동회로(160)로 출력하고, 제2 마스터 핀(MPIN2)을 통해 제1 펜 위치 정보(POSI1)와 다른 제2 펜 위치 정보(POSI2)를 터치구동회로(160)로 출력한다.
마스터 입출력 회로(MIO)는, 터치구동회로(160)가 제1 펜 위치 정보(POSI1) 및 제2 펜 위치 정보(POSI2)에 의해 지시되는 터치패널(150) 내 하나 이상의 로컬 영역에 배치된 터치전극들(TE)을 통해 펜 신호를 센싱하여 생성한 센싱 데이터 중 제1 센싱 데이터(SDATA1)를 제1 마스터 핀(MPIN1)을 통해 터치구동회로(160)로부터 입력받는다.
마스터 입출력 회로(MIO)는, 제1 마스터 핀(MPIN1)을 통해 제1 센싱 데이터(SDATA1)를 터치구동회로(160)로부터 입력받는 동안, 제2 마스터 핀(MPIN2)을 통해 센싱 데이터 중 제1 센싱 데이터(SDATA1)와 다른 제2 센싱 데이터(SDATA2)를 터치구동회로(160)로부터 입력받을 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치컨트롤러(170)는, 제3 인터페이스(IF3)에 대응되는 제3 마스터 핀(MPIN3)과, 제4 인터페이스(IF4) 에 대응되는 제4 마스터 핀(MPIN4)을 더 포함할 수 있다.
마스터 입출력 회로(MIO)는, 제3 마스터 핀(MPIN3)을 통해 슬레이브 선택 신호(SSN)를 터치구동회로(160)로 출력하고, 이와 함께, 제4 마스터 핀(MPIN4)을 통해 클럭 신호(SCLK)를 터치구동회로(160)로 출력할 수 있다.
1개의 마스터와 여러 개의 슬레이브가 연동하는 경우, 즉, 다수의 터치구동회로(160)가 터치컨트롤러(170)와 연동하는 경우, 슬레이브 선택 신호(SSN)는 여러 개의 슬레이브 중 하나를 선택하는 신호이다. 터치구동회로(160)는 터치컨트롤러(170)로부터 수신한 슬레이브 선택 신호(SSN)에 따라, 터치컨트롤러(170)와 신호 전송을 해야 하는 타이밍을 인지할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치구동회로(160)는, 제1 인터페이스(IF1)의 일단과 타단 중 타단에 대응되는 제1 슬레이브 핀(SPIN1)과, 제2 인터페이스(IF2)의 일단과 타단 중 타단에 대응되는 제2 슬레이브 핀(SPIN2)과, 신호 입출력을 위한 슬레이브 입출력 회로(SIO) 등을 포함한다.
슬레이브 입출력 회로(SIO)는, 제1 슬레이브 핀(SPIN1)을 통해 제1 펜 위치 정보(POSI1)를 터치컨트롤러(170)로부터 입력받고, 제2 슬레이브 핀(SPIN2)을 통해 제1 펜 위치 정보(POSI1)와 다른 제2 펜 위치 정보(POSI2)를 터치컨트롤러(170)로부터 입력받는다.
슬레이브 입출력 회로(SIO)는, 제1 펜 위치 정보(POSI1) 및 제2 펜 위치 정보(POSI2)에 의해 지시되는 터치패널(150) 내 하나 이상의 로컬 영역에 배치된 터치전극들(TE)을 통해 펜 신호를 센싱한 결과에 따라 생성된 센싱 데이터 중 제1 센싱 데이터(SDATA1)를 제1 슬레이브 핀(SPIN1)을 통해 터치컨트롤러(170)로 출력한다.
슬레이브 입출력 회로(SIO)는, 제1 슬레이브 핀(SPIN1)을 통해 제1 센싱 데이터(SDATA1)를 터치컨트롤러(170)로 출력하는 동안, 제2 슬레이브 핀(SPIN2)을 통해 센싱 데이터 중 제1 센싱 데이터(SDATA1)와 다른 제2 센싱 데이터(SDATA2)를 터치컨트롤러(170)로 출력할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치구동회로(160)는, 제3 인터페이스(IF3)에 대응되는 제3 슬레이브 핀(SPIN3)과, 제4 인터페이스(IF4)에 대응되는 제4 슬레이브 핀(SPIN4)을 더 포함할 수 있다.
슬레이브 입출력 회로(SIO)는, 제3 슬레이브 핀(SPIN3)을 통해 슬레이브 선택 신호(SSN)를 터치컨트롤러(170)로부터 입력받고, 제4 슬레이브 핀(SPIN4)을 통해 클럭 신호(SCLK)를 터치컨트롤러(170)로부터 입력받을 수 있다.
클럭 신호(SCLK)는 터치컨트롤러(170) 및 터치구동회로(160) 간에 주고 받는 신호의 동기를 위한 신호이다. 터치컨트롤러(170)는 클럭 신호(SCLK)에 동기화 하여 각종 신호를 출력할 수 있다. 터치구동회로(160)는 클럭 신호(SCLK)에 동기화하여 각종 신호를 출력할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 터치컨트롤러(170)는, 커맨드 정보(CMD)와 함께 제1 펜 위치 정보(POSI1)를 포함시킨 제1 커맨드 신호(CMDSIG1)를 제1 마스터 핀(MPIN1)으로 출력할 수 있다.
터치컨트롤러(170)는, 제1 커맨드 신호(CMDSIG1)를 제1 마스터 핀(MPIN1)으로 출력하는 동안, 제2 펜 위치 정보(POSI2)를 포함하는 제2 커맨드 신호(CMDSIG2)를 제2 마스터 핀(MPIN2)으로 출력할 수 있다.
여기서, 제2 커맨드 신호(CMDSIG2)는 제2 펜 위치 정보(POSI2)를 포함할 뿐, 실제의 커맨드 정보(CMD)를 포함하지 않을 수 있다. 물론, 커맨드 정보(CMD)의 정보 량이 많은 경우, 커맨드 정보(CMD)는 제1 커맨드 신호(CMDSIG1)와 제2 커맨드 신호(CMDSIG2)로 분산되어 전송될 수 있다.
터치구동회로(160)는, 제1 슬레이브 핀(SPIN1)으로부터 제1 펜 위치 정보(POSI1)를 포함하는 제1 커맨드 신호(CMDSIG1)를 입력받고, 이와 함께, 제2 슬레이브 핀(SPIN2)으로부터 제2 펜 위치 정보(POSI2)를 포함하는 제2 커맨드 신호(CMDSIG2)를 입력받을 수 있다.
이에 따라, 터치컨트롤러(170)는 짧은 시간 내에 둘 이상의 펜 위치 정보(POSI1, POSI2)를 터치구동회로(160)에 제공할 수 있으며, 터치구동회로(160)는 둘 이상의 펜 위치 정보(POSI1, POSI2)를 이용하는 후속 처리를 더욱 빠른 시점에 시작할 수 있다.
여기서, 하나 이상의 제1 펜 위치 정보(POSI1) 및 하나 이상의 제2 펜 위치 정보(POSI2)는 동일한 펜(20)에 대한 펜 위치 정보들이거나 각기 다른 펜(20)들에 대한 펜 위치 정보들일 수 있다.
예를 들어, 1개의 제1 펜 위치 정보(POSI1)와 2개의 제2 펜 위치 정보(POSI2)가 터치컨트롤러(170)에서 터치구동회로(160)로 제공된다고 할 때, 1개의 제1 펜 위치 정보(POSI1)와 2개의 제2 펜 위치 정보(POSI2)는 3개의 펜(20)에 대한 위치 정보일 수도 있고, 1개의 펜(20)에 대한 위치 정보일 수도 있으며, 2개의 펜(20)에 대한 위치 정보일 수도 있으며, 4개 이상의 펜(20)에 대한 위치 정보일 수도 있다.
도 6을 참조하면, 터치구동회로(160)는, 제1 슬레이브 핀(SPIN1)으로부터 입력된 제1 커맨드 신호(CMDSIG1)에 포함된 제1 펜 위치 정보(POSI1)에 따라, 기 저장된 펜 위치 정보를 변경하고, 제2 슬레이브 핀(SPIN2)으로부터 입력된 제2 커맨드 신호(CMDSIG2)에 포함된 제2 펜 위치 정보(POSI2)에 따라, 기 저장된 제2 펜 위치 정보를 변경할 수 있다.
도 6을 참조하여 예를 들어 설명한다.
도 6을 참조하면, 터치구동회로(160)는, 이전 펜 위치 A, B, C를 저장 관리하고 있고, 1개의 제1 펜 위치 정보(POSI1)가 포함된 제1 커맨드 신호(CMDSIG1)와 2개의 제2 펜 위치 정보(POSI2)가 포함된 제2 커맨드 신호(CMDSIG2)를 입력 받는다고 가정한다. 그리고, 1개의 제1 펜 위치 정보(POSI1)는 제1 커맨드 신호(CMDSIG1)의 뒷부분에 포함되고, 2개의 제2 펜 위치 정보(POSI2)는 제2 커맨드 신호(CMDSIG2)의 앞부분과 뒷부분에 각각 포함된다고 가정한다.
도 6을 참조하면, 펜 위치 인지 타이밍 2를 참조하면, 터치구동회로(160)는, 제2 커맨드 신호(CMDSIG2)의 앞부분에 해당하는 타이밍에 1개의 제2 펜 위치 정보(POSI2)를 인지하고, 기존에 저장 관리하고 있던 이전 펜 위치 B를 새롭게 인지된 1개의 제2 펜 위치 정보(POSI2)를 이용하여 최신의 펜 위치 B로 변경하여 저장한다.
도 6을 참조하면, 펜 위치 인지 타이밍 2를 참조하면, 터치구동회로(160)는, 제2 커맨드 신호(CMDSIG2)의 뒷부분에 해당하는 타이밍에 1개의 다른 제2 펜 위치 정보(POSI2)를 인지하고, 기존에 저장 관리하고 있던 이전 펜 위치 C를 새롭게 인지된 1개의 다른 제2 펜 위치 정보(POSI2)를 이용하여 최신의 펜 위치 C로 변경하여 저장한다.
도 6을 참조하면, 펜 위치 인지 타이밍 1을 참조하면, 터치구동회로(160)는, 제1 커맨드 신호(CMDSIG1)의 뒷부분에 해당하는 타이밍에 1개의 제1 펜 위치 정보(POSI1)를 인지하고, 기존에 저장 관리하고 있던 이전 펜 위치 A를 새롭게 인지된 1개의 제1 펜 위치 정보(POSI1)를 이용하여 최신의 펜 위치 A로 변경하여 저장한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 터치컨트롤러(170)는 어드레스 정보(ADDR)를 포함하는 제1 어드레스 신호(ADDRSIG1)를 제1 마스터 핀(MPIN1)으로 출력할 수 있다. 이에 따라, 터치구동회로(160)는 어드레스 정보(ADDR)를 포함하는 제1 어드레스 신호(ADDRSIG1)를 제1 슬레이브 핀(SPIN1)으로부터 입력받을 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 터치컨트롤러(170)는 제3 인터페이스(IF3)의 일단에 대응되는 제3 마스터 핀(MPIN3)으로 슬레이브 선택 신호(SSN)를 출력할 수 있다. 이에 따라, 터치구동회로(160)는 제3 인터페이스(IF3)의 타단에 대응되는 제3 슬레이브 핀(SPIN3)으로부터 슬레이브 선택 신호(SSN)를 입력받을 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 슬레이브 선택 신호(SSN)는 서로 다른 제1 신호 레벨(LV1)과 제2 신호 레벨(LV2)을 가질 수 있다.
제1 신호 레벨(LV1)은 비 선택을 지시하는 신호 레벨이고, 제2 신호 레벨(LV2)은 선택을 지시하는 신호 레벨일 수 있다. 예를 들어, 제2 신호 레벨(LV2)은 제1 신호 레벨(LV1)보다 낮은 전압을 갖는 신호 레벨일 수 있다. 경우에 따라, 제2 신호 레벨(LV2)은 제1 신호 레벨(LV1)보다 높은 전압을 갖는 신호 레벨일 수 있다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 슬레이브 선택 신호(SSN)는 여러 개의 슬레이브에 해당하는 여러 개의 터치구동회로(160) 중 하나를 선택하기 위한 신호이다. 각 터치구동회로(160)는 입력되는 슬레이브 선택 신호(SSN)의 신호 레벨이 제2 신호 레벨(LV2)인 경우, 터치컨트롤러(170)에 의해 자신이 선택되었고, 터치컨트롤러(170)와 신호 전송을 위한 연동 동작을 해야 한다는 것을 인식할 수 있다.
도 7을 참조하면, 다수의 터치구동회로(160) 각각은 터치컨트롤러(170)와 개별적인 통신 인터페이스(COM_IF)를 통해 마스트-슬레이브 동작을 수행하여 신호 전송 및 수신을 수행할 수 있다. 여기서, 통신 인터페이스(COM_IF)는 위에서 언급한 제1 내지 제4 인터페이스(IF1~IF4) 등을 모두 포함할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 슬레이브 선택 신호(SSN)가 제2 신호 레벨(LV2)을 갖는 기간은, 제1 기간(TP1), 제2 기간(TP2) 및 제3 기간(TP3)을 포함할 수 있다.
제1 기간(TP1) 동안, 제1 인터페이스(IF1)를 통해, 제1 어드레스 신호(ADDRSIG1)가 터치컨트롤러(170)에서 터치구동회로(160)로 전송될 수 있다.
제2 기간(TP2) 동안, 제1 인터페이스(IF1)를 통해 제1 커맨드 신호(CMDSIG1)에 포함된 제1 펜 위치 정보(POSI1)가 터치컨트롤러(170)에서 터치구동회로(160)로 전송되고, 이와 함께, 제2 인터페이스(IF2)를 통해 제2 펜 위치 정보(POSI2)가 터치컨트롤러(170)에서 터치구동회로(160)로 전송될 수 있다.
제3 기간(TP3) 동안, 제1 인터페이스(IF1)를 통해 제1 센싱 데이터(SDATA1)가 터치구동회로(160)에서 터치컨트롤로 전송되고, 이와 함께, 제2 인터페이스(IF2)를 통해 제1 센싱 데이터(SDATA1)와 다른 제2 센싱 데이터(SDATA2)가 터치구동회로(160)에서 터치컨트롤러(170)로 전송될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 터치컨트롤러(170)는 제4 인터페이스(IF4)를 통해 클럭 신호(SCLK)를 터치구동회로(160)로 제공할 수 있다. 클럭 신호(SCLK)는 터치컨트롤러(170)와 터치구동회로(160) 간의 신호 전달을 위한 타이밍의 동기화 역할을 해준다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 터치컨트롤러(170)는 제4 인터페이스(IF4)의 일단에 대응되는 제4 마스터 핀(MPIN4)으로 제1 클럭 신호(SCLK1), 제2 클럭 신호(SCLK2) 및 제3 클럭 신호(SCLK3)를 출력할 수 있다.
터치구동회로(160)는 제4 인터페이스(IF4)의 타단에 대응되는 제4 슬레이브 핀(SPIN4)으로부터 제1 클럭 신호(SCLK1), 제2 클럭 신호(SCLK2) 및 제3 클럭 신호(SCLK3)를 입력받을 수 있다.
제4 인터페이스(IF4)를 통해 제1 클럭 신호(SCLK1)가 터치컨트롤러(170)에서 터치구동신호를 전송되는 기간 동안, 제1 기간(TP1)이 진행될 수 있다. 즉, 제1 클럭 신호(SCLK1)는 어드레스 정보(ADDR)가 전송되는 제1 기간(TP1)을 위한 신호 동기화 역할을 할 수 있다.
제4 인터페이스(IF4)를 통해 제2 클럭 신호(SCLK2)가 터치컨트롤러(170)에서 터치구동신호를 전송되는 기간 동안, 제2 기간(TP2)이 진행될 수 있다. 즉, 제2 클럭 신호(SCLK2)는 커맨드 정보(CMD)가 전송되는 제2 기간(TP2)을 위한 신호 동기화 역할을 할 수 있다.
제4 인터페이스(IF4)를 통해 제3 클럭 신호(SCLK3)가 터치컨트롤러(170)에서 터치구동신호를 전송되는 기간 동안, 제3 기간(TP3)이 진행될 수 있다. 즉, 제3 클럭 신호(SCLK3)는 데이터가 전송되는 제3 기간(TP3)을 위한 신호 동기화 역할을 할 수 있다. 여기서, 실제 데이터는 위에서 언급한 제1 및 제2 센싱 데이터(SDATA1, SDATA2)와 같이, 터치구동회로(160)에서 터치컨트롤러(170)로 전송되는 리드 데이터(Read Data, RDATA1, RDATA2)일 수 있다. 또는 실제 데이터는 터치컨트롤러(170)에서 터치구동회로(160)로 전송되는 라이트 데이터(Write Data)일 수도 있다.
전술한 바와 같이, 터치컨트롤러(170)는, 커맨드 정보(CMD)가 전송되는 제2 기간(TP2) 동안, 제1 및 제2 인터페이스(IF1, IF2)를 통해, 제1 및 제2 커맨드 신호(CMDSIG1, CMDSIG2)를 통해 펜 위치 정보들(POSI1, POSI2)를 터치구동회로(160)로 제공할 수 있다.
다른 예로서, 터치컨트롤러(170)는, 데이터 전송 기간인 제3 시간(PT3) 동안, 제1 및 제2 인터페이스(IF1, IF2)를 통해, 라이트 데이터(Write Data)에 펜 위치 정보들을 포함시켜 터치구동회로(160)로 제공할 수도 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 클럭 신호(SCLK1), 제2 클럭 신호(SCLK2) 및 제3 클럭 신호(SCLK3) 각각은 다수의 펄스를 포함할 수 있다.
제1 클럭 신호(SCLK1)와 제2 클럭 신호(SCLK2) 간의 신호 간격과, 제2 클럭 신호(SCLK2)와 제3 클럭 신호(SCLK3) 간의 신호 간격은, 제1 클럭 신호(SCLK1), 제2 클럭 신호(SCLK2) 및 제3 클럭 신호(SCLK3) 각각에 포함된 다수의 펄스에서 펄스 간격보다 넓을 수 있다.
도 6을 참조하면, 터치구동회로(160)는, 입출력 제어신호(IOCS: I/O Control Signal)에 의해, 신호 입력 타이밍과 신호 출력 타이밍이 제어될 수 있다. 입출력 제어신호(IOCS)는 터치컨트롤러(170)가 터치구동회로(160)에게 제공할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 터치구동회로(160)는 제2 인터페이스(IF2)를 통해 인터럽트 요청(IRQ: Interrupt Request)을 터치컨트롤러(170)로 전송할 수 있다. 반대로, 터치컨트롤러(170)는 인터럽트 요청(IRQ)을 터치구동회로(160)로 전송할 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는, 마스터-슬레이브 동작 관점에서 노말 모드(Normal Mode)와 인터럽트 모드(Interrupt Mode)를 포함하는 2가지 처리 모드(Process Mode)를 가질 수 있다. 인터럽트 모드는, 인터럽트 요청(IRQ)이 발생하면, 인터럽트 요청(IRQ)에 따른 프로세스가 진행되는 모드이고, 노말 모드는 인터럽트 요청(IRQ)이 발생하지 않은 경우에 정상적 또는 일반적인 상황에서 정해진 프로세스가 진행되는 모드이다.
노말 모드일 때, 터치컨트롤러(170)의 내부 처리 시간은 인터럽트 모드일 때에 비해 상대적으로 길게 걸린다. 이에 따라, 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는, 터치 센싱 동작 등과 같이 신속한 처리가 필요한 동작을 인터럽트 모드에서 진행할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치컨트롤러(170)와 터치구동회로(160) 간의 패스트 전송 프로토콜(Fast Transmission Protocol)을 나타낸 다른 다이어그램이고, 도 9는 도 8의 패스트 전송 프로토콜에 따라 동작하는 다수의 터치구동회로(160)와 터치컨트롤러(170) 간의 통신 인터페이스(COM_IF)들을 나타낸 다이어그램이다.
도 8을 참조하면, 터치컨트롤러(170)는, 어드레스 정보(ADDR)를 포함하는 제1 어드레스 신호(ADDRSIG1)를 제1 마스터 핀(MPIN1)으로 출력하는 동안, 제어 정보(CONINFO)를 포함하는 제2 어드레스 신호(ADDRSIG2)를 제2 마스터 핀(MPIN2)으로 출력할 수도 있다.
예를 들어, 제2 어드레스 신호(ADDSIG2)에 포함된 제어 정보(CONINFO)는 제1 어드레스 신호(ADDRSIG1)에 포함된 어드레스 정보(ADDR)와 다른 어드레스 정보(ADDR)와, 펜 터치 센싱을 위한 구동 제어 정보(CONINFO), 기 부여되었거나 가용할 수 있는 펜 ID 정보 및 펜 개수 정보 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 전술한 바에 따르면, 제2 어드레스 신호(ADDSIG2)에 포함된 제어 정보(CONINFO)는 어드레스 정보(ADDR)를 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있다.
도 8을 참조하면, 터치구동회로(160)는, 제1 인터페이스(IF1)를 통해 제1 어드레스 신호(ADDRSIG1)를 제1 슬레이브 핀(SPIN1)으로부터 입력받는 동안, 제2 인터페이스(IF2)를 통해 제어 정보(CONINFO)를 포함하는 제2 어드레스 신호(ADDRSIG2)를 제2 슬레이브 핀(SPIN2)으로부터 입력받을 수 있다.
도 8을 참조하면, 터치구동회로(160)는 제1 인터페이스(IF1) 및 제2 인터페이스(IF2)와 다른 추가 인터페이스(IRQ_IF)를 통해 인터럽트 요청(IRQ)를 터치컨트롤러(170)로 전송할 수 있다.
터치컨트롤러(170)는 별도의 추가 인터페이스(IRQ_IF)를 통해 인터럽트 요청(IRQ)를 수신하게 되면, 인터럽트 요청(IRQ)에 의해 정의되는 동작(예: 센싱 데이터에 대한 리드 동작(Read Operation)과 이를 위한 어드레스 정보 및 커맨드 정보 전송 등)을 수행할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1 기간(TP1) 동안, 제2 인터페이스(IF2)를 통해, 제2 어드레스 신호(ADDRSIG2)가 터치컨트롤러(170)에서 터치구동회로(160)로 전송되는 경우, 터치구동회로(160)는 터치컨트롤러(170)에서의 제2 어드레스 신호(ADDRSIG2)의 출력 이전에 인터럽트 요청(IRQ)을 출력할 시간적인 여유가 없다. 따라서, 인터럽트 요청(IRQ)은 별도의 인터페이스(IRQ_IF)를 통해 터치구동회로(160)에서 터치컨트롤러(170)로 전송되는 것이다.
터치컨트롤러(170)는 위에서 언급한 제1 내지 제4 마스터 핀(MPIN1 ~ MPIN4) 이외에, 별도의 추가 인터페이스(IRQ_IF)의 일단에 대응되는 추가 마스터 핀을 더 포함할 수 있다. 터치구동회로(160)는 위에서 언급한 제1 내지 제4 슬레이브 핀(SPIN1 ~ SPIN4) 이외에, 별도의 추가 인터페이스(IRQ_IF)의 일단에 대응되는 추가 슬레이브 핀을 더 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 다수의 터치구동회로(160) 각각은 터치컨트롤러(170)와 개별적인 통신 인터페이스(COM_IF)를 통해 마스트-슬레이브 동작을 수행하여 신호 전송 및 수신을 수행할 수 있다. 여기서, 통신 인터페이스(COM_IF)는 위에서 언급한 제1 내지 제4 인터페이스(IF1~IF4) 등을 모두 포함할 수 있다.
모든 터치구동회로(160)와 터치컨트롤러(170) 사이에 개별적인 추가 인터페이스(IRQ_IF)가 모두 존재할 수도 있고, 다수의 터치구동회로(160) 중 일부와 터치컨트롤러(170) 사이에만 추가 인터페이스(IRQ_IF)가 존재할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치구동회로(160)의 내부 구성요소들을 나타낸 다이어그램이다.
도 10을 참조하면, 터치구동회로(160)는, 터치패널(150) 내 다수의 터치전극(TE)과 다수의 터치라인(TL)을 통해 전기적으로 연결되어, 다수의 터치전극(TE) 중 하나 이상을 센싱하여, 아날로그 센싱값을 출력하는 센싱유닛(SSU)과, 센싱유닛(SSU)에서 출력되는 아날로그 센싱값을 디지털 센싱값을 출력하는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)와, 터치구동회로(160)의 전반적인 동작(슬레이브 동작)을 제어하는 제어부(TG)와, 마스터인 터치컨트롤러(170)로 전송할 각종 정보 및 데이터를 저장하는 버퍼(SBUF)와, 통신 인터페이스(COM_IF)를 통해 터치컨트롤러(170)와 인터페이스 동작을 수행하기 위한 인터페이스 블록(IFB) 등을 포함할 수 있다.
도 10을 참조하면, 터치구동회로(160)는 전술한 바와 같이, 제1 인터페이스(IF1)에 대응되는 제1 슬레이브 핀(SPIN1), 제2 인터페이스(IF2)에 대응되는 제2 슬레이브 핀(SPIN2), 제3 인터페이스(IF3)에 대응되는 제3 슬레이브 핀(SPIN3), 제4 인터페이스(IF4)에 대응되는 제4 슬레이브 핀(SPIN4) 등을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 인터페이스(IF1, IF2)는 양방향 전송 인터페이스이다. 따라서, 제1 슬레이브 핀(SPIN1) 및 제2 슬레이브 핀(SPIN2)은 신호 입력(ADDRSIG1, ADDRSIG2, CMDSIG1, CMDSIG2 입력)과 신호 출력(SDATA1, SDATA2 출력)이 모두 이루어지는 핀들일 수 있다.
제3 및 제4 인터페이스(IF3, IF4)는 단방향 전송 인터페이스일 수 있다. 따라서, 제3 슬레이브 핀(SPIN3) 및 제4 슬레이브 핀(SPIN4)은 신호 입력(SSN 입력, SCLK 입력)만 이루어지는 핀들일 수 있다.
도 10을 참조하면, 터치컨트롤러(170)는, 제1 인터페이스(IF1)에 대응되는 제1 마스터 핀(MPIN1), 제2 인터페이스(IF2)에 대응되는 제2 마스터 핀(MPIN2), 제3 인터페이스(IF3)에 대응되는 제3 마스터 핀(MPIN3), 제4 인터페이스(IF4)에 대응되는 제4 마스터 핀(MPIN4) 등을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 인터페이스(IF1, IF2)는 양방향 전송 인터페이스이다. 따라서, 제1 마스터 핀(MPIN1) 및 제2 마스터 핀(MPIN2)은 신호 입력(SDATA1, SDATA2 입력)과 신호 출력 ADDRSIG1, ADDRSIG2, CMDSIG1, CMDSIG2 출력)이 모두 이루어지는 핀들일 수 있다.
제3 및 제4 인터페이스(IF3, IF4)는 단방향 전송 인터페이스일 수 있다. 따라서, 제3 마스터 핀(MPIN3) 및 제4 마스터 핀(MPIN4)은 신호 출력(SSN 출력, SCLK 출력)만 이루어지는 핀들일 수 있다.
도 10을 참조하면, 터치컨트롤러(170)는 제1 및 제2 인터페이스(IF1, IF2)를 통해 터치구동회로(160)로부터 수신한 센싱 데이터를 이용하여, 복수의 펜 위치(예: Pen Position A, B, C)를 알아내고, 이에 대한 펜 위치 정보들(POSI1, POSI2)을 제1 및 제2 인터페이스(IF1, IF2)를 통해, 짧은 시간 내 터치구동회로(160)로 전송할 수 있다.
이에 따라, 터치구동회로(160)의 인터페이스 블록(IFB)은 복수의 펜 위치(예: Pen Position A, B, C)에 대한 펜 위치 정보들(POSI1, POSI2)를 입력 받고 제어부(TG)로 전달한다.
터치구동회로(160)의 제어부(TG)는 복수의 펜 위치(예: Pen Position A, B, C)에 대한 펜 위치 정보들(POSI1, POSI2)를 이용하여, 센싱 동작 및 신호 송수신 등의 동작을 제어할 수 있다.
터치구동회로(160)의 제어부(TG)는 터치컨트롤러(170)와 인터페이스 동작에 필요한 인터페이스 요청(IF Request)을 인터페이스 블록(IFB)에 제공할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 터치 시구간 동안 펜(20)에서 출력되는 펜 신호를 나타낸 도면이고, 도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 터치컨트롤러(170)와 터치구동회로(160) 간의 패스트 전송 프로토콜을 이용하는 경우, 펜 신호의 주파수를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 터치 동기 신호(TSYNCN)에 의해 터치 센싱을 위한 터치 구동 기간이 정의될 수 있다. 터치 동기 신호(TSYNCN)는 제1 레벨과 제2 레벨을 가질 수 있으며, 제1 레벨은 디스플레이 구동 기간의 정의하고, 제2 레벨은 터치 구동 기간을 정의할 수 있다. 도 11의 예시에 따르면, 제2 레벨은 제1 레벨보다 낮은 전압 값을 가질 수 있다.
터치 동기 신호(TSYNCN)에 정의된 터치 구동 기간은 손가락(10)에 의한 터치를 센싱하는 기간일 수 있다. 이 경우, 터치구동회로(160)는 터치패널(150)의 터치전극들(TE)로 전압 레벨이 변동되는 터치구동신호를 인가할 수 있다.
터치 동기 신호(TSYNCN)에 정의된 터치 구동 기간이 펜(20)에 의한 터치를 센싱하는 기간은, 터치구동회로(160)가 펜(20)으로 업 링크 신호(ULS)를 전송하는 업 링크 기간일 수도 있고, 터치구동회로(160)가 펜(20)으로부터 다운 링크 신호(DLS)를 수신하는 다운 링크 기간일 수도 있다.
업 링크 기간 동안, 터치구동회로(160)는 터치패널(150)의 터치전극들(TE)로 각종 펜 구동 제어 정보를 포함하는 비콘 신호를 업 링크 신호(ULS)로서 인가하여, 주변의 펜(20)에 공급할 수 있다.
다운 링크 기간 동안, 펜(20)은 각종 펜 신호(Pen Signal)를 출력할 수 있다. 펜(20)에서 출력된 각종 펜 신호는 터치패널(150)의 하나 이상의 터치전극(TE)에 인가된다. 터치구동회로(160)는 하나 이상의 터치전극(TE)에 인가된 펜 신호를 센싱하여 센싱 데이터를 생성할 수 있다.
다운 링크 기간 동안, 터치구동회로(160)는, 터치패널(150)의 터치전극들(TE)로 전압 레벨이 변동되는 신호를 인가할 수도 있지만, 터치패널(150)의 터치전극들(TE)로 전압 레벨이 일정한 DC 전압을 인가할 수 있다.
다운 링크 기간은, 펜(20)의 펜 위치를 센싱하는 펜 위치 센싱 기간과, 펜(20)의 틸트를 센싱하는 펜 틸트 센싱 기간과, 펜(20)의 각종 부가 정보를 센싱하는 펜 데이터 센싱 기간 등 중 하나일 수 있다.
펜 위치 센싱 기간과 펜 틸트 센싱 기간 동안, 펜(20)에서 출력되는 다운 링크 신호(DLS)인 펜 신호는 위상 변화 없이 전압 레벨이 규칙적으로 변동되는 신호일 수 있다. 펜 데이터 센싱 기간 동안, 펜(20)에서 출력되는 다운 링크 신호(DLS)인 펜 신호는, 전압 레벨이 변동되되, 위상이 변하는 일부 구간을 포함하거나 전압 레벨 변동이 되지 않는 일부 구간을 포함할 수도 있다.
도 11의 예시는, 터치 동기 신호(TSYNCN)에 의해 정의된 터치 구동 기간이 펜 데이터 센싱 기간(다운 링크 기간)인 경우이고, 펜 신호는 펜(20)의 각종 부가 정보를 포함하는 펜 데이터 신호일 수 있다.
도 11을 참조하면, 하나의 터치 구동 기간 동안, 펜 데이터 신호인 펜 신호는, 다수의 심볼(Symbol 1 ~ 6)을 표현하는 다수의 심볼 구간(SYM1 ~ SYM6)을 포함할 수 있다. 다수의 심볼 구간 각각은 다수의 펄스로 구성될 수 있다.
도 11의 예시에 따르면, 1개의 터치 구동 기간 동안, 펜(20)에서 출력되는 펜 신호는 6개의 심볼(Symbol 1 ~ 6)에 대응되는 6개의 심볼 구간(SYM1 ~ SYM6)을 포함한다. 펜 신호에서 6개의 심볼 구간(SYM1 ~ SYM6) 각각은 6개의 펄스로 구성된다. 따라서, 1개의 터치 구동 기간 동안, 펜(20)에서 출력되는 펜 신호는 총 36개의 펄스로 구성된다.
도 11을 참조하면, 다수의 심볼 구간(SYM1 ~ SYM6) 각각은 서로 위상이 동일할 수도 있고 다를 수도 있다.
예를 들어, 다수의 심볼 구간(SYM1 ~ SYM6) 중 일부의 심볼 구간(SYM1, SYM3, SYM4, SYM6)은, 터치구동회로(160)의 내부 동작 신호와도 위상이 동일하다. 이러한 신호 상태를 정위상 상태라고 한다. 다수의 심볼 구간(SYM1 ~ SYM6) 중 다른 일부의 심볼 구간(SYM2, SYM5)은, 터치구동회로(160)의 내부 동작 신호와도 위상이 반대이다. 이러한 신호 상태를 역위상 상태라고 한다. 정위상 상태의 심볼 구간(SYM1, SYM3, SYM4, SYM6)과 역위상 상태의 심볼 구간(SYM2, SYM5)은 서로 위상이 반대인 역위상 관계에 있다.
도 11을 참조하면, 1개의 터치 구동 기간 동안, 터치구동회로(160)는, 펜(20)에서 출력되어 터치패널(150) 내 하나 이상의 터치전극(TE)에 인가된 펜 신호에서 다수의 심볼 구간(SYM1 ~ SYM6) 각각을 별도로 센싱 처리할 수 있다.
다시 말해, 터치구동회로(160)는, 제1 센싱시간(tSSU1) 동안 펜 신호의 제1 심볼 구간(SYM1)을 센싱하고, 제2 센싱시간(tSSU2) 동안 펜 신호의 제2 심볼 구간(SYM2)을 센싱하고, 제3 센싱시간 동안 펜 신호의 제3 심볼 구간(SYM3)을 센싱하고, 제4 센싱시간 동안 펜 신호의 제4 심볼 구간(SYM4)을 센싱하고, 제5 센싱시간 동안 펜 신호의 제5 심볼 구간(SYM5)을 센싱하고, 제6 센싱시간 동안 펜 신호의 제6 심볼 구간(SYM6)을 센싱할 수 있다.
터치구동회로(160)는, 제1 센싱시간(tSSU1) 동안 펜 신호의 제1 심볼 구간(SYM1)을 센싱하여 얻은 아날로그 센싱값을 제1 변환시간(tADC1) 동안 디지털 센싱값으로 변환할 수 있다.
제1 변환시간(tADC1)은 제2 센싱시간(tSSU2)과 중첩될 수 있다. 즉, 터치구동회로(160)는 펜 신호의 제2 심볼 구간(SYM2)을 센싱할 때, 펜 신호의 제1 심볼 구간(SYM1)을 센싱하여 얻은 아날로그 센싱값을 디지털 센싱값으로 변환할 수 있다. 여기서, 제1 변환시간(tADC1)은 제2 센싱시간(tSSU2)과 동일하거나 제2 센싱시간(tSSU2)보다 짧아야 한다.
터치구동회로(160)는, 제1 변환시간(tADC1) 동안 얻어진 디지털 센싱값을 포함하는 센싱 데이터를 제1 전송시간(tCOM1) 동안 통신 인터페이스(COM_IF) 내 제1 인터페이스(IF1)과 제2 인터페이스(IF2)를 통해 터치컨트롤러(170)로 전송할 수 있다.
제1 전송시간(tCOM1)은 제2 변환시간(tADC2)과 중첩될 수 있다. 즉, 터치구동회로(160)는 펜 신호의 제1 심볼 구간(SYM1)을 센싱하여 얻은 아날로그 센싱값을 디지털 센싱값으로 변환할 때, 펜 신호의 제1 심볼 구간(SYM1)에 대응되는 센싱 데이터를 터치컨트롤러(170)로 전송할 수 있다. 여기서, 제1 전송시간(tCOM1)은 제2 변환시간(tADC2)과 동일하거나 제2 변환시간(tADC2)보다 짧아야 한다.
도 11을 참조하면, 제1 센싱시간(tSSU1) 동안, 터치구동회로(160)는, 터치패널(150) 내 하나 이상의 터치전극(TE)에 인가된 펜 신호의 제1 심볼 구간(SYM1)을 센싱할 수 있다.
제1 변환시간(tADC1) 동안, 터치구동회로(160)는, 제1 센싱시간(tSSU1) 동안의 센싱 결과에 따른 아날로그 센싱값을 디지털 센싱값으로 변환하여 센싱 데이터를 생성할 수 있다.
제1 전송시간(tCOM1) 동안, 터치구동회로(160)는, 제1 변환시간(tADC1) 동안에 생성된 센싱 데이터를 제1 및 제2 센싱 데이터(SATA1, SDATA2)로 나누어 제1 인터페이스(IF1) 및 제2 인터페이스(IF2)를 통해 터치컨트롤러(170)로 전송할 수 있다.
제1 변환시간(tADC1)은 제1 센싱시간(tSSU1)과 동일하거나 제1 센싱시간(tSSU1) 보다 짧을 수 있다. 제1 전송시간(tCOM1)은 제1 변환시간(tADC1)과 동일하거나 제1 변환시간(tADC1) 보다 짧을 수 있다.
도 11을 참조하면, 제2 센싱시간(tSSU2) 동안, 터치구동회로(160)는, 터치패널(150) 내 하나 이상의 터치전극(TE)에 인가된 펜 신호의 제1 심볼 구간(SYM1) 다음의 제2 심볼 구간(SYM2)을 센싱할 수 있다.
제2 변환시간(tADC2) 동안, 터치구동회로(160)는, 제2 센싱시간(tSSU2) 동안의 센싱 결과에 따른 아날로그 센싱값을 디지털 센싱값으로 변환하여 센싱 데이터를 생성할 수 있다.
제2 전송시간(tCOM2) 동안, 터치구동회로(160)는, 제2 변환시간(tADC2) 동안에 생성된 센싱 데이터를 제1 센싱 데이터(SATA1) 및 제2 센싱 데이터(SDATA2)로 나누어 제1 인터페이스(IF1) 및 제2 인터페이스(IF2)를 통해 터치컨트롤러(170)로 전송할 수 있다.
제2 센싱시간(tSSU2)은 제1 변환시간(tADC1)과 중첩되고, 제2 변환시간(tADC2)은 제1 전송시간(tCOM1)과 중첩될 수 있다.
제1 변환시간(tADC1)은 제2 센싱시간(tSSU2)과 동일하거나 제2 센싱시간(tSSU2) 보다 짧을 수 있다. 제1 전송시간(tCOM1)은 제2 변환시간(tADC2)과 동일하거나 제2 변환시간(tADC2) 보다 짧을 수 있다.
도 11을 참조하면, 이상에서 전술한 패스트 전송 프로토콜에 다르면, 터치구동회로(160)는, 센싱 결과에 따라 얻어진 센싱 데이터를 제1 센싱 데이터(SDATA1)와 제2 센싱 데이터(SDATA2)로 나누고, 제1 센싱 데이터(SDATA1)와 제2 센싱 데이터(SDATA2)를 제1 인터페이스(IF1)와 제2 인터페이스(IF2)를 통해 각각 터치컨트롤러(170)로 전송한다. 이에 따르면, 리드 데이터(Read Data)에 해당하는 센싱 데이터들(SDATA1, SDATA2)이 전송되는 전송시간(tCOM1)을 거의 절반으로 줄일 수 있다. 따라서, 터치컨트롤러(170)가 리드 데이터(Read Data)에 해당하는 센싱 데이터들(SDATA1, SDATA2)을 수신하는 시간(즉, 터치컨트롤러(170)를 센싱 데이터들(SDATA1, SDATA2)를 리드 하는 시간(이 시간을 리드시간(Read Time)이라고 함)을 상당히 줄일 수 있다.
도 11을 참조하면, 터치구동회로(160)가 센싱 결과에 따라 얻어진 센싱 데이터를 제2 인터페이스(IF2)를 통해서만 터치컨트롤러(170)로 전송하는 경우, 리드 시간(Read Time)인 싱글 리드 시간(Single Read Time)은 싱글 리드 시간 값(tREAD1)을 갖는다. 터치구동회로(160)가 센싱 결과에 따라 얻어진 센싱 데이터를 제1 인터페이스(IF1)와 제2 인터페이스(IF2)를 통해 나누어서 터치컨트롤러(170)로 전송하는 경우, 리드 시간(Read Time)인 듀얼 리드 시간(Dual Read Time)은 듀얼 리드 시간 값(tREAD2)을 갖는다.
본 발명의 실시예들에 따른 패스트 전송 프로토콜을 이용하는 경우의 듀얼 리드 시간 값(tREAD2)은, 패스트 전송 프로토콜을 이용하지 않는 경우의 싱글 리드 시간 값(tREAD1)의 절반 이하로 작을 수 있다.
도 12를 참조하면, 펜 신호에서 하나의 심볼을 표현하는데 필요한 펄스 개수는 특정 개수(예: 6개)일 수 있다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 패스트 전송 프로토콜을 이용하는 경우, 하나의 심볼 구간에 대한 리드 시간을 듀얼 리드 시간 값(tREAD2)으로 줄일 수 있기 때문에, 이러한 펜 신호의 각 심볼 구간 내 펄스 개수의 제약 조건을 고려할 때, 펜 구동 주파수(FREQ2)를 본 발명의 실시예들을 적용하지 않은 싱글 리드 방식에 따른 펜 구동 주파수(FREQ1)에 비해서 2배 이상 높일 수 있다. 따라서, 펜 센싱 속도를 높일 수 있고, 다양한 펜 구동 주파수로 동작하는 펜(20)에 대한 센싱도 가능해질 수 있다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 패스트 전송 프로토콜을 적용하는 경우, 펜 신호의 펄스 주기(W2)는, 본 발명의 실시예들에 따른 패스트 전송 프로토콜을 미 적용한 경우의 펜 신호의 펄스 주기(W1)보다 2배 이하로 줄일 수 있다.
한편, 도 11을 참조하면, 터치 동기화 신호(TSYNCN)에 의해 정의된 터치 구동 기간이 시작되면, 펜(20)는 펜 신호를 바로 출력하는 것이 아니라, 일정한 사전 지연 시간(Pre-Gap) 후에 출력할 수 있다.
따라서, 터치구동회로(160)는 터치 동기화 신호(TSYNCN)에 의해 정의된 터치 구동 기간이 시작되면, 일정한 사전 지연 시간(Pre-Gap) 후에 펜 신호를 수신할 수 있다. 일정한 사전 지연 시간(Pre-Gap)은 터치 구동 기간을 안정적으로 시작하기 위한 기간이고, 터치구동회로(160)가 펜 신호를 수신할 수 있는 상태로 변경되는데 필요한 기간일 수 있다.
또한, 도 11을 참조하면, 펜 신호를 이루는 다수의 심볼 구간(SYM1 ~ SYM6) 사이에는 일정 시간 갭(Gap)이 있을 수 있다. 또는, 펜 신호를 이루는 다수의 심볼 구간(SYM1 ~ SYM6) 중 일부의 심볼 구간들 사이에만 일정 시간 갭(Gap)이 있을 수 있다. 이러한 시간 갭(Gap)은 심볼 구간의 센싱 처리를 안정적으로 수행하는데 필요한 기간일 수 있고, 심볼 구간 간의 위상 변경 등에 필요한 기간일 수도 있다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)의 멀티플렉싱 구동을 통한 풀 센싱과 로컬 센싱을 나타낸 도면이다. 도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 패스트 전송 프로토콜을 적용하지 않은 경우에 대하여, 풀 센싱 모드에서 로컬 센싱 모드로 전환되는 것을 나타낸 다이어그램이고, 도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 패스트 전송 프로토콜을 적용한 경우에 대하여, 풀 센싱 모드에서 로컬 센싱 모드로 전환되는 것을 나타낸 다이어그램이다.
도 13을 참조하면, 터치패널(150)은 다수의 영역(M1~M10)으로 분할 될 수 있다. 즉, 터치패널(150)에 배치된 다수의 터치전극(TE)은 다수의 영역(M1~M10)에 배치될 수 있다. 다수의 영역(M1~M10)은 동시에 센싱될 수 있는 터치전극들(TE)의 모임(그룹)이다. 다수의 영역(M1~M10) 각각은 복수의 터치전극 행을 포함할 수 있다.
터치구동회로(160)는 터치패널(150)의 다수의 영역(M1~M10) 별로 구동 및 센싱할 수 있다. 이러한 영역 별 그룹 센싱을 멀티플렉싱 구동이라고 한다.
도 13을 참조하면, 풀 센싱(Full Sensing) 방식에 따르면, 터치구동회로(160)는 터치패널(150)의 다수의 영역(M1~M10)을 순차적으로 센싱할 수 있다.
일 예로, 터치구동회로(160)는 다수의 영역(M1~M10)을 1개씩 순차적으로 센싱할 수 있다. 다른 예로, 터치구동회로(160)는 다수의 영역(M1~M10)을 2개씩 순차적으로 센싱할 수도 있다.
도 13을 참조하면, 풀 센싱 방식에 따라, 터치컨트롤러(170)는 3개의 펜 위치(A, B, C)가 센싱하게 된다. 이러한 과정은 펜 검색 과정일 수 있고, 이미 검색된 펜(20)에 대한 펜 위치를 센싱하는 과정일 수도 있다.
터치컨트롤러(170)는 3개의 펜 위치(A, B, C)에 대한 펜 위치 정보들(POSI1, POSI2)을 패스트 전송 프로토콜에 따라 제1 및 제2 인터페이스(IF1, IF2)를 통해 터치구동회로(160)로 전송한다.
도 13을 참조하면, 터치구동회로(160)는 펜 위치 정보들(POSI1, POSI2)을 제1 및 제2 인터페이스(IF1, IF2)를 통해 터치컨트롤러(170)로부터 수신하고, 3개의 펜 위치(A, B, C)에 대응되는 영역들(M2, M4, M7)에 대해서만 센싱을 수행할 수 있다. 이와 같이, 모든 영역들(M1~M10)을 센싱하지 않고, 하나 이상의 일부 영역들(M2, M4, M7)만을 센싱하는 방식을 로컬 센싱(Local Sensing)이라고 한다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 터치표시장치(100)는 풀 센싱 모드로 동작하다가, 펜 위치 인식 후, 로컬 센싱 모드로 동작할 수 있다.
먼저, 풀 센싱 모드에 대하여 설명한다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 일 예로, 터치 동기화 신호(TSYNC)에서, 로우 레벨 구간은 터치 구동 기간이고, 하이 레벨 구간은 디스플레이 구동 구간일 수 있다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 터치 구동 기간 동안, 터치구동회로(160)는 특정 주파수로 전압 레벨이 변동되는 펄스 폭 변조 신호(PWM_TX)에 따라 내부 동작을 수행할 수 있다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 터치 구동 기간 동안, 터치구동회로(160)는 다수의 영역(M1~M1)을 2개씩 순차적으로 센싱하고, 그때마다 센싱 데이터를 터치컨트롤러(170)로 전송하는 리드 동작(Read Operation)을 마스터-슬레이브 동작을 통해 수행한다.
터치구동회로(160)는, 제1 터치 구동 기간 동안, 구동 멀티플렉싱 그룹(Driving MUX)인 제1 및 제2 영역(M1, M2)에 대한 멀티플렉싱 구동(MUX 1,2)을 수행하고, 그 결과에 따라 얻어진 센싱 데이터를 리드 데이터(Read Data)로서 터치컨트롤러(170)로 전송한다. 여기서, 센싱 데이터는 센싱 멀티플렉싱 그룹(Sensing MUX)인 제1 및 제2 영역(M1, M2)에 대한 센싱 데이터이다.
터치구동회로(160)는, 제2 터치 구동 기간 동안, 구동 멀티플렉싱 그룹(Driving MUX)인 제3 및 제4 영역(M3, M4)에 대한 멀티플렉싱 구동(MUX 3,4)을 수행하고, 그 결과에 따라 얻어진 센싱 데이터를 리드 데이터(Read Data)로서 터치컨트롤러(170)로 전송한다. 여기서, 센싱 데이터는 센싱 멀티플렉싱 그룹(Sensing MUX)인 제3 및 제4 영역(M3, M4)에 대한 센싱 데이터이다.
터치구동회로(160)는, 제3 터치 구동 기간 동안, 구동 멀티플렉싱 그룹(Driving MUX)인 제5 및 제6 영역(M5, M6)에 대한 멀티플렉싱 구동(MUX 5,6)을 수행하고, 그 결과에 따라 얻어진 센싱 데이터를 리드 데이터(Read Data)로서 터치컨트롤러(170)로 전송한다. 여기서, 센싱 데이터는 센싱 멀티플렉싱 그룹(Sensing MUX)인 제5 및 제6 영역(M5, M6)에 대한 센싱 데이터이다.
터치구동회로(160)는, 제4 터치 구동 기간 동안, 구동 멀티플렉싱 그룹(Driving MUX)인 제7 및 제8 영역(M7, M8)에 대한 멀티플렉싱 구동(MUX 7,8)을 수행하고, 그 결과에 따라 얻어진 센싱 데이터를 리드 데이터(Read Data)로서 터치컨트롤러(170)로 전송한다. 여기서, 센싱 데이터는 센싱 멀티플렉싱 그룹(Sensing MUX)인 제7 및 제8 영역(M7, M8)에 대한 센싱 데이터이다.
터치구동회로(160)는, 제5 터치 구동 기간 동안, 구동 멀티플렉싱 그룹(Driving MUX)인 제9 및 제10 영역(M9, M10)에 대한 멀티플렉싱 구동(MUX 9,10)을 수행하고, 그 결과에 따라 얻어진 센싱 데이터를 리드 데이터(Read Data)로서 터치컨트롤러(170)로 전송한다. 여기서, 센싱 데이터는 센싱 멀티플렉싱 그룹(Sensing MUX)인 제9 및 제10 영역(M9, M10)에 대한 센싱 데이터이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 터치컨트롤러(170)는 리드 동작으로 통해 얻은 센싱 데이터들로부터 펜 위치들을 알아낼 수 있다. 터치컨트롤러(170)는 알아낸 펜 위치 정보들(POSI)을 포함하는 라이트 데이터(Write Data)를 터치구동회로(160)에 전송하는 라이트 동작(Write Operation)을 수행할 수 있다. 이에 따라 풀 센싱 모드에서 로컬 센싱 모드로 전환되어, 로컬 센싱이 가능한 상태가 된다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 제1 펜(20)은 제2 영역(M2)에서 제1 영역(M1)으로 이동하고, 제1 펜(20)의 위치는 X1, X2, X3, X4로 변경된다고 가정한다. 제2 펜(20)은 제4 영역(M4)에서 제5 영역(M5)으로 이동하고, 다시 제4 영역(M4)으로 이동한 이후 제5 영역(M5)으로 다시 이동하고, 제2 펜(20)의 위치는 Y1, Y2, Y3, Y4로 변경된다고 가정한다. 제3 펜(30)은 제7 영역(M7), 제8 영역(M9), 제9 영역(M9) 및 제10 영역(M10)으로 이동하고, 제3 펜(20)의 위치는 Z1, Z2, Y3, Z4로 변경된다고 가정한다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 패스트 전송 프로토콜을 적용하지 않게 되면, 터치컨트롤러(170)는, 1개의 인터페이스만을 이용하여, 중간 중간에 새롭게 트래킹 된 펜 위치 정보(POSI)를 라이트 동작(Write Operation)을 통해 전송해야 한다. 이에 따라, 터치구동회로(160)는 로컬 센싱을 위한 구동 설정을 하는데 오랜 시간이 걸리게 되고, 3개의 펜(20) 각각의 위치를 트래킹하고 업데이트하는데 오랜 시간이 걸질 수 있다.
도 15를 참조하면, 도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 패스트 전송 프로토콜을 적용하게 되면, 제1 및 제2 인터페이스(IF1, IF2) 각각은 양방향 전송이 가능하고, 또한, 제1 및 제2 인터페이스(IF1, IF2) 각각을 통한 전송이 동시에 이루어질 수 있다.
도 15를 참조하면, 리드 동작(Read Operation)이 진행되는 동안, 터치컨트롤러(170)는, 제1 및 제2 인터페이스(IF1, IF2)를 통해, 제1 커맨드 신호(CMDSIG1) 및 제2 커맨드 신호(CMDSIG2)에 많은 정보량일 수 있는 펜 위치 정보들(POSI; POSI1, POSI2)를 포함시켜 터치구동회로(160)로 짧은 시간에 빠르게 전송할 수 있다.
따라서, 별도의 라이트 동작(Write Operation)의 수행 없이, 터치구동회로(160)는 리드 동작 과정에서 입력받은 펜 위치 정보들(POSI; POSI1, POSI2)에 근거하여, 로컬 센싱을 위한 구동 설정을 하는데 상당히 빠르게 수행하여, 3개의 펜(20) 각각의 위치를 매우 빠르게 트래킹하고 업데이트할 수 잇다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 터치센싱방법의 흐름도이다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 마스터-슬레이브 동작을 수행하는 터치컨트롤러(170)와 터치구동회로(160)를 포함하는 터치표시장치(100)의 터치센싱방법은, 터치컨트롤러(170)가 제1 인터페이스(IF1)를 통해 하나 이상의 제1 펜 위치 정보(POSI1)를 터치구동회로(160)로 전송하고, 제2 인터페이스(IF2)를 통해 제1 펜 위치 정보(POSI1)와 다른 하나 이상의 제2 펜 위치 정보(POSI2)를 터치구동회로(160)로 전송하는 단계(S1610)와, 터치구동회로(160)가 제1 인터페이스(IF1) 및 제2 인터페이스(IF2)를 통해 수신한 제1 펜 위치 정보(POSI1) 및 제2 펜 위치 정보(POSI2)에 의해 지시되는 터치패널(150) 내 하나 이상의 로컬 영역에 배치된 터치전극들(TE)을 통해 펜 신호를 센싱하는 단계(S1620)와, 터치구동회로(160)가 센싱 결과에 따라 센싱 데이터를 제1 인터페이스(IF1) 및 제2 인터페이스(IF2) 중 하나 이상을 통해 터치컨트롤러(170)로 전송하는 단계(S1630)와, 터치컨트롤러(170)가 제1 인터페이스(IF1) 및 제2 인터페이스(IF2) 중 하나 이상을 통해 수신한 센싱 데이터에 근거하여 하나 이상의 펜 터치를 센싱하는 단계(S1640)를 포함할 수 잇다.
이상에서 전술한 본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)에 대하여 간략하게 다시 한번 설명한다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치표시장치(100)는, 다수의 터치전극(TE)이 배치된 터치패널(150)과, 제1 인터페이스(IF1)의 일단과 대응되는 제1 마스터 핀(MPIN1)으로 제1 마스터 신호(예: 커맨드 정보와 하나 이상의 제1 펜 위치 정보를 포함하는 제1 커맨드 신호)를 출력하고, 제2 인터페이스(IF2)의 일단에 대응되는 제2 마스터 핀(MPIN2)으로 제1 마스터 신호와 다른 하나 이상의 제2 마스터 신호(예: 하나 이상의 제2 펜 위치 정보를 포함하는 제2 커맨드 신호)를 출력하고, 제1 마스터 핀(MPIN1)으로부터 제1 슬레이브 데이터(예: 제1 센싱 데이터)를 입력받고, 제2 마스터 핀(MPIN2)으로부터 제2 슬레이브 데이터(예: 제2 센싱 데이터)를 입력받는 터치컨트롤러(170)와, 제1 인터페이스(IF1)의 타단에 대응되는 제1 슬레이브 핀(SPIN1)으로부터 제1 마스터 신호(예: 커맨드 정보와 하나 이상의 제1 펜 위치 정보를 포함하는 제1 커맨드 신호)를 입력받고, 제2 인터페이스(IF2)의 타단에 대응되는 제2 슬레이브 핀(SPIN2)으로부터 제2 마스터 신호(예: 하나 이상의 제2 펜 위치 정보를 포함하는 제2 커맨드 신호)를 입력받고, 제1 마스터 신호 및 제2 마스터 신호에 응답하여, 제1 슬레이브 데이터(예: 제1 센싱 데이터)를 제1 슬레이브 핀(SPIN1)으로 출력하고, 제2 슬레이브 데이터(예: 제2 센싱 데이터)를 제2 슬레이브 핀(SPIN2)으로 출력하는 터치구동회로(160) 등을 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 발명의 실시예들에 의하면, 터치 센싱을 위한 구성요소들인 터치구동회로(160)와 터치컨트롤러(170) 간의 효율적인 통신 인터페이스(COM_IF)를 갖는 터치표시장치(100), 터치구동회로(160), 터치컨트롤러(170) 및 터치센싱방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치구동회로(160)와 터치컨트롤러(170) 간의 효율적인 통신 인터페이스를 통한 패스트 전송 프로토콜을 제시하고, 이를 통해, 신속한 신호 전달을 제공할 수 있는 터치표시장치(100), 터치구동회로(160), 터치컨트롤러(170) 및 터치센싱방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치컨트롤러(170)가 터치구동회로(160)에 펜 위치 정보들을 신속하게 전달하여, 터치구동회로(160)가 로컬 센싱을 신속하게 수행하여 펜 위치를 빠르게 트래킹 할 수 있는 터치표시장치(100), 터치구동회로(160), 터치컨트롤러(170) 및 터치센싱방법을 제공할 수 있다.
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.

Claims (20)

  1. 다수의 터치전극이 배치된 터치패널;
    제1 인터페이스의 일단과 대응되는 제1 마스터 핀으로 하나 이상의 제1 펜 위치 정보를 출력하고, 제2 인터페이스의 일단에 대응되는 제2 마스터 핀으로 상기 제1 펜 위치 정보와 다른 하나 이상의 제2 펜 위치 정보를 출력하고, 상기 제1 마스터 핀으로부터 제1 센싱 데이터를 입력받고, 상기 제2 마스터 핀으로부터 제2 센싱 데이터를 입력받는 터치컨트롤러; 및
    상기 제1 인터페이스의 타단에 대응되는 제1 슬레이브 핀으로부터 상기 제1 펜 위치 정보를 입력받고, 상기 제2 인터페이스의 타단에 대응되는 제2 슬레이브 핀으로부터 상기 제2 펜 위치 정보를 입력받고, 상기 제1 펜 위치 정보 및 상기 제2 펜 위치 정보에 의해 지시되는 상기 터치패널 내 하나 이상의 로컬 영역에 배치된 터치전극들을 통해 펜 신호를 센싱하고, 센싱 결과에 따라 생성된 센싱 데이터 중 상기 제1 센싱 데이터를 상기 제1 슬레이브 핀으로 출력하고, 상기 센싱 데이터 중 상기 제2 센싱 데이터를 상기 제2 슬레이브 핀으로 출력하는 터치구동회로를 포함하는 터치표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치컨트롤러는,
    커맨드 정보와 함께 상기 제1 펜 위치 정보를 포함시킨 제1 커맨드 신호를 상기 제1 마스터 핀으로 출력하고, 상기 제1 커맨드 신호를 상기 제1 마스터 핀으로 출력하는 동안, 상기 제2 펜 위치 정보를 포함하는 제2 커맨드 신호를 상기 제2 마스터 핀으로 출력하고,
    상기 제1 펜 위치 정보 및 상기 제2 펜 위치 정보는 동일한 펜에 대한 펜 위치 정보들이거나 각기 다른 펜들에 대한 펜 위치 정보들이고,
    상기 터치구동회로는,
    상기 제1 슬레이브 핀으로부터 상기 제1 펜 위치 정보를 포함하는 상기 제1 커맨드 신호를 입력받고, 상기 제2 슬레이브 핀으로부터 상기 제2 펜 위치 정보를 포함하는 상기 제2 커맨드 신호를 입력받는 터치표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 터치구동회로는, 상기 제1 슬레이브 핀으로부터 입력된 상기 제1 커맨드 신호에 포함된 상기 제1 펜 위치 정보에 따라, 기 저장된 제1 펜 위치 정보를 변경하고, 상기 제2 슬레이브 핀으로부터 입력된 상기 제2 커맨드 신호에 포함된 상기 제2 펜 위치 정보에 따라, 기 저장된 제2 펜 위치 정보를 변경하는 터치표시장치.

  4. 제2항에 있어서,
    상기 터치컨트롤러는 어드레스 정보를 포함하는 제1 어드레스 신호를 상기 제1 마스터 핀으로 출력하고,
    상기 터치구동회로는 상기 어드레스 정보를 포함하는 상기 제1 어드레스 신호를 상기 제1 슬레이브 핀으로부터 입력받는 터치표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 터치컨트롤러는 제3 인터페이스의 일단에 대응되는 제3 마스터 핀으로 슬레이브 선택 신호를 출력하고,
    상기 터치구동회로는 상기 제3 인터페이스의 타단에 대응되는 제3 슬레이브 핀으로부터 상기 슬레이브 선택 신호를 입력받고,
    상기 슬레이브 선택 신호는 서로 다른 제1 신호 레벨과 제2 신호 레벨을 갖고, 상기 슬레이브 선택 신호가 상기 제2 신호 레벨을 갖는 기간은 제1 기간, 제2 기간 및 제3 기간을 포함하는 터치표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 기간 동안, 상기 제1 인터페이스를 통해, 상기 제1 어드레스 신호가 상기 터치컨트롤러에서 상기 터치구동회로로 전송되고,
    상기 제2 기간 동안, 상기 제1 인터페이스를 통해 상기 제1 커맨드 신호에 포함된 제1 펜 위치 정보가 상기 터치컨트롤러에서 상기 터치구동회로로 전송되고, 상기 제2 인터페이스를 통해 상기 제2 펜 위치 정보가 상기 터치컨트롤러에서 상기 터치구동회로로 전송되고,
    상기 제3 기간 동안, 상기 제1 인터페이스를 통해 상기 제1 센싱 데이터가 상기 터치구동회로에서 상기 터치컨트롤로 전송되고, 상기 제2 인터페이스를 통해 상기 제1 센싱 데이터와 다른 제2 센싱 데이터가 상기 터치구동회로에서 상기 터치컨트롤러로 전송되는 터치표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 터치컨트롤러는 제4 인터페이스의 일단에 대응되는 제4 마스터 핀으로 제1 클럭 신호, 제2 클럭 신호 및 제3 클럭 신호를 출력하고,
    상기 터치구동회로는 상기 제4 인터페이스의 타단에 대응되는 제4 슬레이브 핀으로부터 상기 제1 클럭 신호, 상기 제2 클럭 신호 및 상기 제3 클럭 신호를 입력받고,
    상기 제4 인터페이스를 통해 상기 제1 클럭 신호가 상기 터치컨트롤러에서 상기 터치구동회로로 전송되는 기간 동안, 상기 제1 기간이 진행되고,
    상기 제4 인터페이스를 통해 상기 제2 클럭 신호가 상기 터치컨트롤러에서 상기 터치구동회로로 전송되는 기간 동안, 상기 제2 기간이 진행되고,
    상기 제4 인터페이스를 통해 상기 제3 클럭 신호가 상기 터치컨트롤러에서 상기 터치구동회로로 전송되는 기간 동안, 상기 제3 기간이 진행되는 터치표시장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 터치컨트롤러는, 상기 제1 어드레스 신호를 상기 제1 마스터 핀으로 출력하는 동안, 제어 정보를 포함하는 제2 어드레스 신호를 상기 제2 마스터 핀으로 출력하고,
    상기 터치구동회로는, 상기 제1 어드레스 신호를 상기 제1 슬레이브 핀으로부터 입력받는 동안, 상기 제어 정보를 포함하는 제2 어드레스 신호를 상기 제2 슬레이브 핀으로부터 입력받고,
    상기 제어 정보는 상기 어드레스 정보와 다른 어드레스 정보, 구동 제어 정보 및 펜 개수 정보 중 하나 이상을 포함하는 터치표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 터치구동회로는 상기 제1 인터페이스 및 상기 제2 인터페이스와 다른 추가 인터페이스를 통해 인터럽트 요청을 상기 터치컨트롤러로 전송하는 터치표시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 터치구동회로는 상기 제2 인터페이스를 통해 인터럽트 요청을 상기 터치컨트롤러로 전송하는 터치표시장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 터치구동회로는,
    제1 센싱시간 동안, 상기 터치패널 내 하나 이상의 터치전극에 인가된 펜 신호의 제1 심볼 구간을 센싱하고,
    제1 변환시간 동안, 상기 제1 센싱시간 동안의 센싱 결과에 따른 아날로그 센싱값을 디지털 센싱값으로 변환하여 센싱 데이터를 생성하고,
    제1 전송시간 동안, 상기 제1 변환시간 동안에 생성된 센싱 데이터를 상기 제1 센싱 데이터 및 상기 제2 센싱 데이터로 나누어 상기 제1 인터페이스 및 상기 제2 인터페이스를 통해 상기 터치컨트롤러로 전송하고,
    상기 제1 변환시간은 상기 제1 센싱시간과 동일하거나 상기 제1 센싱시간 보다 짧고, 상기 제1 전송시간은 상기 제1 변환시간과 동일하거나 상기 제1 변환시간 보다 짧은 터치표시장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 터치구동회로는,
    제2 센싱시간 동안, 상기 터치패널 내 하나 이상의 터치전극에 인가된 펜 신호의 상기 제1 심볼 구간 다음의 제2 심볼 구간을 센싱하고,
    제2 변환시간 동안, 상기 제2 센싱시간 동안의 센싱 결과에 따른 아날로그 센싱값을 디지털 센싱값으로 변환하여 센싱 데이터를 생성하고,
    제2 전송시간 동안, 상기 제2 변환시간 동안에 생성된 센싱 데이터를 제1 센싱 데이터 및 제2 센싱 데이터로 나누어 상기 제1 인터페이스 및 상기 제2 인터페이스를 통해 상기 터치컨트롤러로 전송하고,
    상기 제2 센싱시간은 상기 제1 변환시간과 중첩되고, 상기 제2 변환시간은 상기 제1 전송시간과 중첩되고,
    상기 제1 변환시간은 상기 제2 센싱시간과 동일하거나 상기 제2 센싱시간 보다 짧고, 상기 제1 전송시간은 상기 제2 변환시간과 동일하거나 상기 제2 변환시간 보다 짧은 터치표시장치.
  13. 삭제
  14. 터치구동회로와 마스터-슬레이브 동작을 수행하는 터치컨트롤러에 있어서,
    제1 인터페이스에 대응되는 제1 마스터 핀;
    제2 인터페이스에 대응되는 제2 마스터 핀; 및
    상기 제1 마스터 핀을 통해 제1 펜 위치 정보를 상기 터치구동회로로 출력하고, 상기 제2 마스터 핀을 통해 상기 제1 펜 위치 정보와 다른 제2 펜 위치 정보를 상기 터치구동회로로 출력하고, 상기 터치구동회로가 상기 제1 펜 위치 정보 및 상기 제2 펜 위치 정보에 의해 지시되는 터치패널 내 하나 이상의 로컬 영역에 배치된 터치전극들을 통해 펜 신호를 센싱한 결과에 따라 생성된 센싱 데이터 중 제1 센싱 데이터를 상기 제1 마스터 핀을 통해 상기 터치구동회로로부터 입력받는 마스터 입출력 회로를 포함하는 터치컨트롤러.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 마스터 입출력 회로는, 상기 제1 마스터 핀을 통해 상기 제1 센싱 데이터를 상기 터치구동회로로부터 입력받는 동안, 상기 제2 마스터 핀을 통해 상기 센싱 데이터 중 상기 제1 센싱 데이터와 다른 제2 센싱 데이터를 상기 터치구동회로로부터 입력받는 터치컨트롤러.
  16. 제14항에 있어서,
    제3 인터페이스에 대응되는 제3 마스터 핀과, 제4 인터페이스에 대응되는 제4 마스터 핀을 더 포함하고,
    상기 마스터 입출력 회로는, 상기 제3 마스터 핀을 통해 슬레이브 선택 신호를 상기 터치구동회로로 출력하고, 상기 제4 마스터 핀을 통해 클럭 신호를 상기 터치구동회로로 출력하는 터치컨트롤러.
  17. 터치컨트롤러와 마스터-슬레이브 동작을 수행하는 터치구동회로에 있어서,
    제1 인터페이스의 일단과 타단 중 상기 타단에 대응되는 제1 슬레이브 핀;
    제2 인터페이스의 일단과 타단 중 상기 타단에 대응되는 제2 슬레이브 핀; 및
    상기 제1 슬레이브 핀을 통해 제1 펜 위치 정보를 상기 터치컨트롤러로부터 입력받고, 상기 제2 슬레이브 핀을 통해 상기 제1 펜 위치 정보와 다른 제2 펜 위치 정보를 상기 터치컨트롤러로부터 입력받고, 상기 제1 펜 위치 정보 및 상기 제2 펜 위치 정보에 의해 지시되는 터치패널 내 하나 이상의 로컬 영역에 배치된 터치전극들을 통해 펜 신호를 센싱하고, 센싱 결과에 따라 생성된 센싱 데이터 중 제1 센싱 데이터를 상기 제1 슬레이브 핀을 통해 상기 터치컨트롤러로 출력하는 슬레이브 입출력 회로를 포함하는 터치구동회로.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 슬레이브 입출력 회로는, 상기 제1 슬레이브 핀을 통해 상기 제1 센싱 데이터를 상기 터치컨트롤러로 출력하는 동안, 상기 제2 슬레이브 핀을 통해 상기 센싱 데이터 중 제1 센싱 데이터와 다른 제2 센싱 데이터를 상기 터치컨트롤러로 출력하는 터치구동회로.
  19. 제17항에 있어서,
    제3 인터페이스에 대응되는 제3 슬레이브 핀과, 제4 인터페이스에 대응되는 제4 슬레이브 핀을 더 포함하고,
    상기 슬레이브 입출력 회로는, 상기 제3 슬레이브 핀을 통해 슬레이브 선택 신호를 상기 터치컨트롤러로부터 입력받고, 상기 제4 슬레이브 핀을 통해 클럭 신호를 상기 터치컨트롤러로부터 입력받는 터치구동회로.
  20. 마스터-슬레이브 동작을 수행하는 터치컨트롤러와 터치구동회로를 포함하는 터치표시장치의 터치센싱방법에 있어서,
    상기 터치컨트롤러가 제1 인터페이스를 통해 하나 이상의 제1 펜 위치 정보를 상기 터치구동회로로 전송하고, 제2 인터페이스를 통해 제1 펜 위치 정보와 다른 하나 이상의 제2 펜 위치 정보를 상기 터치구동회로로 전송하는 단계;
    상기 터치구동회로가 상기 제1 인터페이스 및 상기 제2 인터페이스를 통해 수신한 상기 제1 펜 위치 정보 및 상기 제2 펜 위치 정보에 의해 지시되는 터치패널 내 하나 이상의 로컬 영역에 배치된 터치전극들을 통해 펜 신호를 센싱하는 단계;
    상기 터치구동회로가 센싱 결과에 따라 센싱 데이터를 상기 제1 인터페이스 및 상기 제2 인터페이스 중 하나 이상을 통해 상기 터치컨트롤러로 전송하는 단계; 및
    상기 터치컨트롤러가 상기 제1 인터페이스 및 상기 제2 인터페이스 중 하나 이상을 통해 수신한 상기 센싱데이터에 근거하여 하나 이상의 펜 터치를 센싱하는 단계를 포함하는 터치센싱방법.
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