KR20110026765A - 터치 패널 장치를 포함하는 표시 장치 및 커플링 노이즈 제거 방법 - Google Patents

터치 패널 장치를 포함하는 표시 장치 및 커플링 노이즈 제거 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 터치 패널 장치를 포함하는 표시 장치 및 커플링 노이즈 제거 방법에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 터치 패널과 터치 제어부를 포함하는 터치 패널 장치, 그리고 표시 패널과 상기 표시 패널에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 상기 표시 패널에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 패널 장치를 포함하고, 상기 터치 제어부는 상기 터치 패널로부터 입력되는 감지 출력 신호를 샘플링하여 샘플링된 신호를 생성하는 샘플링부 및 상기 샘플링된 신호를 변환하여 접촉 정보를 생성하는 A/D 변환부를 포함하고, 상기 샘플링부는 상기 감지 출력 신호의 커플링 노이즈가 없는 부분에 대해 샘플링을 수행한다.
터치 패널, 저항막 방식, 정전 용량 방식, 노이즈 제거, 커플링 노이즈

Description

터치 패널 장치를 포함하는 표시 장치 및 커플링 노이즈 제거 방법{DISPLAY DEVICE INCLUDING TOUCH PANEL DEVICE AND COUPLING-NOISE ELLIMINATING METHOD}
본 발명은 터치 패널 장치를 포함하는 표시 장치 및 커플링 노이즈 제거 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(liquid crystal display), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display) 등의 표시 장치, 휴대용 전송 장치, 그 밖의 정보 처리 장치 등은 다양한 입력 장치를 이용하여 기능을 수행한다. 최근, 이러한 입력 장치로서 터치 패널을 구비하는 입력 장치가 많이 사용되고 있다.
터치 패널 장치(touch panel device)는 터치 패널의 화면 위에 손가락 또는 터치 펜(touch pen, stylus) 등을 접촉해 문자나 그림을 쓰고 그리거나, 아이콘을 실행시켜 컴퓨터 등의 기계에 원하는 명령을 수행시키는 장치를 말한다. 터치 패널이 부착되거나 내부에 포함되어 있는 표시 장치는 사용자의 손가락 또는 터치 펜 등이 화면에 접촉하였는지 여부 및 접촉 위치 정보를 알아내고 이에 따라 영상을 표시할 수 있다.
이와 같은 터치 패널은 터치를 감지하는 방법에 따라 크게 저항막 방 식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 그리고 전자기 유도형(electro-magnetic type, EM) 등으로 나뉠 수 있다.
이 중, 저항막 방식 터치 패널은 간격재에 의해 분리되어 있는 상부 및 하부 투명 전극을 포함한다. 상부 투명 전극이 형성되어 있는 상부판이 외부 접촉에 의해 눌려 상부 투명 전극과 하부 투명 전극이 물리적으로 접촉하게 되면, 눌린 지점의 저항값에 따라 변화된 전압을 측정하여 접촉 여부 및 접촉 위치를 판단할 수 있다. 이러한 저항막 방식 터치 패널은 접촉 물체의 도전성에 무관하게 동작할 수 있으나 동시에 여러 지점이 터치될 경우 전압 변화의 값이 하나로 인식되기 때문에 여러 지점의 터치 정보를 얻기 힘들다.
정전 용량 방식의 터치 패널은 투명 전극이 형성된 필름을 포함하고, 투명 전극에 전압을 인가한 후 손가락 도전성 물체 등의 접촉에 의한 전압 변화를 측정하여 터치 여부 및 터치 위치를 알 수 있다. 이러한 정전 용량 방식은 여러 지점이 접촉이 되어도 접촉 여부 및 접촉 위치를 알아낼 수 있으나 장갑을 낀 손 등의 부도체가 접촉할 경우 전압 변화가 일어나지 않아 접촉 정보를 알아낼 수 없다.
터치 패널은 표시 장치 바깥쪽에 부착되는 외장형과 표시 장치의 내부에 부착되는 내장형으로도 나뉠 수 있다.
한편 표시 장치의 표시 패널은 데이터 전압을 스위칭하기 위한 복수의 스위칭 소자 및 스위칭 소자를 제어하여 데이터 전압을 복수의 화소에 인가하기 위한 게이트선 및 데이터선 등의 다수의 신호선을 포함한다. 게이트선은 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)을 포함하는 게이트 신호를 전달한다. 이러한 표시 패널의 게이트 신호와 같이 전압이 큰 폭으로 변화하는 신호는 내장형 또는 외장형 터치 패널의 감지 출력 신호에 영향을 주어 커플링 노이즈를 발생시킨다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 터치 패널 장치의 감지 출력 신호에 포함된 커플링 노이즈를 제거하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 터치 패널과 터치 제어부를 포함하는 터치 패널 장치, 그리고 표시 패널과 상기 표시 패널에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 상기 표시 패널에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 패널 장치를 포함하고, 상기 터치 제어부는 상기 터치 패널로부터 입력되는 감지 출력 신호를 샘플링하여 샘플링된 신호를 생성하는 샘플링부 및 상기 샘플링된 신호를 변환하여 접촉 정보를 생성하는 A/D 변환부를 포함하고, 상기 샘플링부는 상기 감지 출력 신호의 커플링 노이즈가 없는 부분에 대해 샘플링을 수행한다.
상기 커플링 노이즈는 상기 게이트 신호 생성을 위한 클록 신호 및 상기 게이트 신호 중 적어도 하나와 동기할 수 있다.
상기 샘플링부는 샘플링 인에이블 신호를 이용하여 상기 감지 출력 신호를 샘플링하고, 상기 샘플링 인에이블 신호는 상기 감지 출력 신호의 상기 커플링 노이즈에 대응하는 제1전압과 상기 커플링 노이즈가 없는 부분에 대응하는 제2전압을 포함할 수 있다.
상기 표시 패널 장치는 상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부를 제어하는 신호 제어부를 더 포함하고, 상기 샘플링 인에이블 신호는 상기 신호 제어부에서 상기 게이트 신호 생성을 위한 클록 신호 및 상기 게이트 신호 중 적어도 하나를 이용하여 생성될 수 있다.
상기 터치 제어부는 상기 게이트 신호 생성을 위한 클록 신호 및 상기 게이트 신호 중 적어도 하나를 입력 받아 상기 샘플링 인에이블 신호를 생성하는 신호 생성부를 더 포함할 수 있다.
상기 터치 제어부는 상기 감지 출력 신호의 샘플링되는 시점에 대한정보인 샘플링 시점 정보를 저장하는 레지스터를 더 포함하고, 상기 샘플링부는 상기 샘플링 시점 정보를 이용하여 상기 감지 출력 신호의 커플링 노이즈가 없는 부분에 대해 샘플링을 수행할 수 있다.
상기 샘플링 시점 정보는 상기 게이트 신호 생성을 위한 클록 신호 및 상기 게이트 신호 중 적어도 하나와 상기 감지 출력 신호를 동기시켜 생성되며, 상기 감지 출력 신호의 주기는 1 수평 주기(1H)의 정수배일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 터치 패널과 터치 제어부를 포함하는 터치 패널 장치, 그리고 표시 패널과 상기 표시 패널에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 상기 표시 패널에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 패널 장치를 포함하고, 상기 터치 제어부는 상기 터치 패널로부터 입력되는 감지 출력 신호 에서 커플링 노이즈를 제거하여 노이즈 없는 감지 출력 신호를 출력하는 노이즈 제거부, 상기 노이즈 없는 감지 출력 신호를 샘플링하여 샘플링된 신호를 생성하는 샘플링부 및 상기 샘플링된 신호를 변환하여 접촉 정보를 생성하는 A/D 변환부를 포함하고, 상기 노이즈 제거부는 상기 터치 패널로부터 기준 노이즈 신호를 더 입력 받고 상기 감지 출력 신호에서 상기 기준 노이즈 신호를 빼 상기 노이즈 없는 감지 출력 신호를 생성한다.
상기 커플링 노이즈는 상기 게이트 신호 생성을 위한 클록 신호 및 상기 게이트 신호 중 적어도 하나와 동기하고, 상기 기준 노이즈 신호는 0V를 포함하는 기준 전압과 상기 커플링 노이즈를 포함할 수 있다.
상기 터치 패널은 상기 표시 패널과 마주하고, 상기 터치 패널은 터치를 감지하는 터치 영역과 상기 터치 영역과 전기적으로 분리되어 있는 기준 노이즈 추출 영역을 포함하고, 상기 터치 영역은 상기 감지 출력 신호를 출력하는 제1전극을 포함하고, 상기 기준 노이즈 추출 영역은 0V를 포함하는 기준 전압을 인가 받으며 상기 기준 노이즈 신호를 상기 터치 제어부로 출력하는 제2전극을 포함할 수 있다.
상기 터치 영역은 복수의 x축 전극 및 상기 x축 전극과 절연하며 교차하는 복수의 y축 전극을 포함하고, 상기 감지 출력 신호는 상기 복수의 x축 전극 및 상기 복수의 y축 전극 중 상기 터치 패널의 터치 포인트에 대응하는 제1 x축 전극 및 제1 y축 전극으로부터 출력되고, 상기 기준 노이즈 신호는 상기 제1 x축 전극을 제외한 상기 복수의 x축 전극 중 적어도 하나와 상기 제1 y축 전극을 제외한 상기 복수의 y축 전극 중 적어도 하나로부터 출력될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 터치 패널과 터치 제어부를 포함 하는 터치 패널 장치, 그리고 표시 패널과 상기 표시 패널에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 상기 표시 패널에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 패널 장치를 포함하고, 상기 터치 제어부는 상기 터치 패널에 감지 입력 신호, 상기 감지 입력 신호의 반전된 신호인 반전 감지 입력 신호를 입력하고, 상기 터치 패널로부터 상기 감지 입력 신호에 대응하는 감지 출력 신호와 상기 반전 감지 입력 신호에 대응하는 반전 감지 출력 신호를 입력 받고, 상기 터치 제어부는 상기 감지 출력 신호 에서 커플링 노이즈를 제거하여 노이즈 없는 감지 출력 신호를 출력하는 노이즈 제거부, 상기 노이즈 없는 감지 출력 신호를 샘플링하여 샘플링된 신호를 생성하는 샘플링부 및 상기 샘플링된 신호를 변환하여 접촉 정보를 생성하는 A/D 변환부를 포함하고, 상기 노이즈 제거부는 상기 감지 출력 신호에서 상기 반전 감지 출력신호를 빼고 2로 나누어 상기 노이즈 없는 감지 출력 신호를 생성한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 터치 패널과 터치 제어부를 포함하는 터치 패널 장치, 그리고 표시 패널과 상기 표시 패널에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 상기 표시 패널에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 패널 장치를 포함하고, 상기 터치 제어부는 상기 터치 패널로부터 입력되는 감지 출력 신호를 샘플링하여 샘플링된 신호를 생성하는 샘플링부, 상기 샘플링된 신호에서 커플링 노이즈를 제거하는 필터, 그리고 상기 커플링 노이즈가 제거된 신호를 변환하여 접촉 정보를 생성하는 A/D 변환부를 포함한다.
상기 샘플링된 신호는 일련의 복수의 추출 데이터를 포함하고, 상기 필터는 상기 복수의 추출 데이터를 서로 비교하며, 상기 필터는 상기 복수의 추출 데이터 중 제1데이터의 값을 상기 제1데이터의 바로 앞에 위치하는 이전 데이터의 값과 바로 뒤에 위치하는 이후 데이터의 값과 비교하고, 상기 제1 데이터와 상기 이전 데이터 또는 상기 이후 데이터의 값의 차이가 일정 값 이상일 경우 상기 제1데이터를 제거할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 커플링 노이즈 제거 방법은 터치 패널과 터치 제어부를 포함하는 터치 패널 장치, 그리고 표시 패널과 상기 표시 패널에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 상기 표시 패널에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 패널 장치를 포함하는 표시 장치에서, 상기 터치 패널로부터 커플링 노이즈를 포함하는 감지 출력 신호를 입력 받는 단계, 상기 감지 출력 신호의 상기 커플링 노이즈가 없는 부분에 대해 샘플링을 수행하여 샘플링된 신호를 생성하는 단계, 그리고 상기 샘플링된 신호를 변환하여 접촉 정보를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 커플링 노이즈는 상기 게이트 신호 생성을 위한 클록 신호 및 상기 게이트 신호 중 적어도 하나와 동기할 수 있다.
상기 감지 출력 신호의 상기 커플링 노이즈가 없는 부분에 대해 샘플링을 수행하여 샘플링된 신호를 생성하는 단계는 샘플링 인에이블 신호를 이용하는 단계를 포함하고, 상기 샘플링 인에이블 신호는 상기 감지 출력 신호의 상기 커플링 노이즈에 대응하는 제1전압과 상기 커플링 노이즈가 없는 부분에 대응하는 제2전압을 포함할 수 있다.
상기 표시 패널 장치는 상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부를 제어하는 신호 제어부를 더 포함하고, 상기 샘플링 인에이블 신호는 상기 신호 제어부에서 상기 게이트 신호 생성을 위한 클록 신호 및 상기 게이트 신호 중 적어도 하나를 이용하여 생성될 수 있다.
상기 터치 제어부는 상기 게이트 신호 생성을 위한 클록 신호 및 상기 게이트 신호 중 적어도 하나를 입력 받아 상기 샘플링 인에이블 신호를 생성하는 신호 생성부를 더 포함할 수 있다.
상기 감지 출력 신호의 상기 커플링 노이즈가 없는 부분에 대해 샘플링을 수행하여 상기 샘플링된 신호를 생성하는 단계는 상기 감지 출력 신호의 샘플링되는 시점에 대한 정보인 샘플링 시점 정보를 이용하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 터치 제어부는 상기 샘플링 시점 정보를 저장하는 레지스터를 더 포함할 수 있다.
상기 샘플링 시점 정보는 상기 게이트 신호 생성을 위한 클록 신호 및 상기 게이트 신호 중 적어도 하나와 상기 감지 출력 신호를 동기시켜 생성될 수 있고, 상기 감지 출력 신호의 주기는 1 수평 주기(1H)의 정수배일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 자치의 커플링 노이즈 제거 방법은 터치 패널과 터치 제어부를 포함하는 터치 패널 장치, 그리고 표시 패널과 상기 표시 패널에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 상기 표시 패널에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 패널 장치를 포함하는 표시 장치에서, 상기 터치 패널로부터 커플링 노이즈를 포함하는 감지 출력 신호 및 기준 노이즈 신호를 입력 받는 단계, 상기 감지 출력 신호에서 상기 기준 노이즈 신호를 빼 상기 감지 출력 신호 에서 커플링 노이즈를 제거하여 노이즈 없는 감지 출력 신호를 생성하는 단계, 상기 노이즈 없는 감지 출력 신호를 샘플링하여 샘플링된 신호를 생성하는 단계, 그리고 상기 샘플링된 신호를 변환하여 접촉 정보를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 커플링 노이즈는 상기 게이트 신호 생성을 위한 클록 신호 및 상기 게이트 신호 중 적어도 하나와 동기하고, 상기 기준 노이즈 신호는 0V를 포함하는 기준 전압과 상기 커플링 노이즈를 포함할 수 있다.
상기 터치 패널은 상기 표시 패널과 마주하고, 상기 터치 패널은 터치를 감지하는 터치 영역과 상기 터치 영역과 전기적으로 분리되어 있는 기준 노이즈 추출 영역을 포함하고, 상기 터치 영역은 상기 감지 출력 신호를 출력하는 제1전극을 포함하고, 상기 기준 노이즈 추출 영역은 0V를 포함하는 기준 전압을 인가 받으며 상기 기준 노이즈 신호를 상기 터치 제어부로 출력하는 제2전극을 포함할 수 있다.
상기 터치 영역은 복수의 x축 전극 및 상기 x축 전극과 절연하며 교차하는 복수의 y축 전극을 포함하고, 상기 감지 출력 신호는 상기 복수의 x축 전극 및 상기 복수의 y축 전극 중 상기 터치 패널의 터치 포인트에 대응하는 제1 x축 전극 및 제1 y축 전극으로부터 출력되고, 상기 기준 노이즈 신호는 상기 제1 x축 전극을 제외한 상기 복수의 x축 전극 중 적어도 하나와 상기 제1 y축 전극을 제외한 상기 복수의 y축 전극 중 적어도 하나로부터 출력될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 커플링 노이즈 제거 방법은 터치 패널과 터치 제어부를 포함하는 터치 패널 장치, 그리고 표시 패널과 상기 표시 패 널에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 상기 표시 패널에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 패널 장치를 포함하는 표시 장치에서, 상기 터치 패널에 감지 입력 신호 및 상기 감지 입력 신호의 반전된 신호인 반전 감지 입력 신호를 입력하는 단계, 상기 터치 패널로부터 상기 감지 입력 신호에 대응하는 감지 출력 신호와 상기 반전 감지 입력 신호에 대응하는 반전 감지 출력 신호를 입력 받는 단계, 상기 감지 출력 신호에서 상기 반전 감지 출력신호를 빼고 2로 나누어 상기 노이즈 없는 감지 출력 신호를 생성하는 단계, 상기 노이즈 없는 감지 출력 신호를 샘플링하여 샘플링된 신호를 생성하는 단계, 그리고 상기 샘플링된 신호를 변환하여 접촉 정보를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 커플링 노이즈 제거 방법은 터치 패널과 터치 제어부를 포함하는 터치 패널 장치, 그리고 표시 패널과 상기 표시 패널에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 상기 표시 패널에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 패널 장치를 포함하는 표시 장치에서, 상기 터치 패널로부터 커플링 노이즈를 포함하는 감지 출력 신호를 입력 받는 단계, 상기 감지 출력 신호를 샘플링하여 샘플링된 신호를 생성하는 단계, 상기 샘플링된 신호에서 커플링 노이즈를 제거하는 단계, 그리고 상기 커플링 노이즈가 제거된 신호를 변환하여 접촉 정보를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 샘플링된 신호는 일련의 복수의 추출 데이터를 포함하고, 상기 샘플링된 신호에서 상기 커플링 노이즈를 제거하는 단계는 상기 복수의 추출 데이터 중 제1데이터의 값을 상기 제1데이터의 바로 앞에 위치하는 이전 데이터의 값과 바로 뒤에 위치하는 이후 데이터의 값과 비교하는 단계, 그리고 상기 제1 데이터와 상기 이전 데이터 또는 상기 이후 데이터의 값의 차이가 일정 값 이상일 경우 상기 제1데이터를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 터치 패널이 표시 패널에 부착되거나 표시 패널 내부에 위치하는 경우, 게이트 신호에 의한 커플링 노이즈를 손쉽게 제거할 수 있어 접촉 정보에 커플링 노이즈에 의한 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한 미세한 터치 해상도가 요구되는 표시 장치의 터치 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
먼저 도 1 내지 도 5를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 대하 여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널 및 표시 패널을 포함하는 표시 장치의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널 및 액정 표시 패널을 포함하는 액정 표시 장치의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 표시 패널 장치의 블록도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 터치 패널 장치의 블록도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 클록 신호, 게이트 신호, 커플링 노이즈 신호, 노이즈 없는 감지 출력 신호, 그리고 감지 출력 신호의 파형을 보여주는 파형도이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 게이트 신호와 감지 출력 신호의 실제 파형을 보여주는 파형도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(300)을 포함하는 표시 패널 장치 및 터치 패널(10)을 포함하는 터치 패널 장치를 포함한다. 터치 패널(10)은 표시 패널(300) 위에 연속하여 적층되어 있거나 또는 표시 패널(300) 위에 부착되어 있을 수 있다.
표시 패널 장치는 액정 표시 장치(liquid crystal display)와 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display) 등의 평판 표시 장치일 수 있으며, 표시 패널(300)은 이러한 평판 표시 장치의 표시 패널일 수 있다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 패널 장치는 표시 패널(300), 게이트 구동부(gate driver)(400), 데이터 구동부(data driver)(500), 그리고 신호 제어부(600)를 포함한다.
표시 패널(300)은 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(signal line)(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 각 화소(PX)는, 예를 들면 i번째(i=1, 2, …, n) 게이트선(Gi)과 j번째(j=1, 2, …, m) 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PX)는 게이트선(Gi)과 데이터선(Dj)와 연결된 스위칭 소자(도시하지 않음)를 포함한다.
게이트 구동부(400)는 표시 패널(300)의 게이트선(G1-Gn)과 연결되어 있으며 스위칭 소자를 턴 온시킬 수 있는 게이트 온 전압(Von)과 턴 오프시킬 수 있는 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.
데이터 구동부(500)는 표시 패널(300)의 데이터선(D1-Dm)과 연결되어 있으며 데이터 전압을 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한다. 신호 제어부(600)는 외부 장치(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(Din)와 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호(ICON)를 수신한다. 입력 영상 신호(Din)는 영상을 표시하는 각 화소의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며, 입력 제어 신호(ICON)의 예로는 수직 동기 신호와 수평 동기 신호, 메인 클록 신호, 데이터 인에이블 신호 등이 있다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널 장치는 터치 패 널(10)과 이와 연결되어 있는 터치 제어부(20)를 포함한다
터치 패널(10)은 터치 제어부(20)로부터 감지 입력 신호(Sin)을 입력 받고 터치 패널(10)의 면에 접촉이 가해지면 이를 감지하여 감지 출력 신호(Sout)를 터치 제어부(20)로 출력한다. 터치 제어부(20)는 감지 출력 신호를 처리하여 접촉 위치의 좌표 등의 접촉 정보(INF)를 생성하여 외부 장치(도시하지 않음)로 내보낸다. 외부 장치는 접촉 정보(INF)에 기초하여 입력 영상 신호를 표시 패널 장치에 전송한다.
도 2를 참고하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(300)을 포함하는 표시 패널 장치 및 터치 패널(10)을 포함하는 터치 패널 장치를 포함한다.
본 실시예에 따른 표시 패널(300)은 서로 마주하는 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다. 표시 패널(300)의 바깥쪽 면에는 편광판(polarizer)(12, 22)이 구비되어 있다. 두 편광판(12, 22)의 투과축은 직교할 수 있으며 두 개의 편광판(12, 22) 중 하나는 생략될 수 있다.
터치 패널(10)은 도 2에 도시한 바와 같이 표시 패널(300)과 편광판(22) 사이에 위치한다. 그러나 이와 달리 터치 패널(10)은 표시 패널(300)의 상부 표시판(200) 아래에 위치하거나 편광판(22) 바깥쪽에 부착되어 있을 수 있다. 터치 패널(10)이 편광판(22) 바깥쪽에 부착되어 있는 경우 외장형이 되고, 터치 패널(10)이 편광판(22) 안쪽에 위치하는 경우는 내장형이 된다.
도 2에 도시한 실시예에는 도 1, 도 3 및 도 4와 관련하여 앞에서 설명한 여 러 특징들이 적용될 수 있다.
그러면, 이러한 표시 장치의 동작에 대해 설명한다.
신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(Din)를 적절히 처리하여 출력 영상 신호(Dout)로 변환하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 출력 영상 신호(Dout)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호, 그리고 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호(CKV) 등을 포함한다.
도 5를 참고하면, 클록 신호(CKV)의 펄스 폭은 약 1 수평 주기(또는 1H")[수평 동기 신호, 데이터 인에이블 신호의 한 주기]이고 듀티비는 약 50%일 수 있다. 1H는 수평 동기 신호 및 데이터 인에이블 신호의 한 주기와 동일하다. 클록 신호(CKV)는 고레벨 전압(Vh)과 저레벨 전압(Vl)을 가지고 스윙하며, 클록 신호(CKV)가 고레벨 전압(Vh)으로 상승하거나 저레벨 전압(Vl)으로 하강할 때 이에 동기하여 게이트 신호가 생성된다. 게이트 신호의 펄스 폭, 즉 게이트 온 전압(Von)인 시간은 1H이다.
데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대한 출력 영상 신호(Dout)를 입력 받고, 출력 영상 신호(Dout)를 해당 데이터 전압으로 변환한 후 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자를 턴 온시키며, 이에 따라 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴 온된 스위칭 소자를 통하여 해당 화소에 인가된다.
1H가 지나면 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)는 다음 행의 화소에 대하여 동일한 동작을 반복한다. 이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 터치 패널(10)에서 출력되는 감지 출력 신호(Sout)는 여러 게이트선(예를 들어, 첫 번째 게이트선(G1)부터 k 번째 게이트선(Gk)(k=1, …, n))의 게이트 신호(Vg1, …, Vgk)에 의해 영향을 받는다. 즉, 감지 출력 신호(Sout)는 게이트 신호(Vg, …, Vgk)에 커플링(coupling)되어 게이트 신호(Vg, …, Vgk)의 전압이 급격히 상승하거나 하강할 때 노이즈 없는 감지 출력 신호(Sout0)에는 커플링 노이즈 신호(Nc)가 더해져 감지 출력 신호(Sout)로서 출력된다. 감지 출력 신호(Sout)는 복수 개의 커플링 노이즈(Ns)를 포함한다.
도 6에서 첫 번째 게이트선(G1)부터 k 번째 게이트선(Gk)(k=1, …, n)의 게이트선의 게이트 신호(Vg1, …, Vgk)는 파선으로 표시된 하나의 신호로 나타내었다.
이와 같이 감지 출력 신호(Sout)에 실리는 커플링 노이즈(Ns)는 터치 패널(10)이 표시 패널(300)의 내부에 위치하거나 도 1 및 도 2와 같이 표시 패 널(300) 위에 부착되어 있는 경우 더 심해질 수 있다. 커플링 노이즈(Ns)가 실린 감지 출력 신호(Sout)를 그대로 샘플링(sampling)하여 접촉 정보(INF)를 구하면 커플링 노이즈 값도 함께 처리될 수 있어 잘못된 접촉 정보(INF)가 구해질 수 있다.
그러면 이러한 감지 출력 신호(Sout)의 커플링 노이즈를 피해 올바른 접촉 정보(INF)를 구할 수 있는 터치 패널 장치의 커플링 노이즈 제거 방법에 대해 앞에서 설명한 도 1 내지 도 6과 함께 도 7 내지 도 9를 참고하여 상세하게 설명한다.
도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 제어부의 블록도이고, 도 9는 도 7 및 도 8에 도시한 실시예에 따른 감지 출력 신호와 샘플링 인에이블 신호의 파형도이다.
도 7을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널 장치의 터치 제어부(20)는 샘플링부(21) 및 A/D 변환부(24)를 포함한다.
샘플링부(21)는 표시 패널 장치의 신호 제어부(600)로부터 샘플링 인에이블 신호(SEN)를 입력 받고 이를 바탕으로 터치 패널(10)로부터 감지 출력 신호(Sout)를 샘플링하여 샘플링된 데이터를 A/D 변환부(24)로 보낸다.
샘플링 인에이블 신호(SEN)는 감지 출력 신호(Sout)의 커플링 노이즈(Ns)의 위치 정보에 대한 신호로서 샘플링부(21)가 커플링 노이즈(Ns)가 위치하는 영역 이외에서만 샘플링할 수 있도록 한다. 샘플링 인에이블 신호(SEN)는 저레벨 전압(Vl)과 고레벨 전압(Vh)으로 이루어지며, 신호 제어부(600)에서 클록 신호(CKV) 또는 게이트 신호(Vg1, …, Vgk)를 이용하여 생성될 수 있다. 샘플링 인에이블 신호(SEN)는 도 9에 도시한 바와 같이 게이트 신호(Vg1, …, Vgk)의 고레벨 전압(Vh) 으로의 상승 시기에 동기하는 펄스를 포함하고 주기는 1H가 된다. 샘플링부(21)는 샘플링 인에이블 신호(SEN)가 저전압(V2)인 동안에는 샘플링을 수행하지 않으며, 고전압(V1)인 동안에 감지 출력 신호(Sout)의 값을 샘플링한다. 샘플링 인에이블 신호(SEN)의 고전압(V1)과 저전압(V2)의 위치는 서로 바뀔 수 있다.
A/D 변환부(24)는 샘플링된 신호를 디지털 데이터로 변환하여 접촉 위치의 좌표 등의 접촉 정보(INF)를 생성하여 외부 장치로 내보낸다.
이와 같이 감지 출력 신호(Sout)의 커플링 노이즈(Ns)를 피하여 샘플링을 수행함으로써 접촉 정보에서 커플링 노이즈에 의한 영향을 제거할 수 있다.
도 8을 참고하면, 도 7의 실시예와 달리 샘플링 인에이블 신호(SEN)는 터치 제어부(20)의 신호 생성부(26)에서 생성될 수도 있다. 신호 생성부(26)는 표시 패널 장치로부터 클록 신호(CKV) 또는 게이트 신호를 입력 받아 도 9와 같은 샘플링 인에이블 신호(SEN)를 생성하여 샘플링부(21)에 공급할 수 있다.
다음, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널 장치의 커플링 노이즈 제거 방법에 대해 앞에서 설명한 도 1 내지 도 6과 함께 도 10 및 도 11을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 제어부의 블록도이고, 도 11은 도 10에 도시한 실시예에 따른 게이트 신호, 노이즈 없는 감지 출력 신호, 그리고 감지 출력 신호의 파형도이다.
도 10을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널 장치의 터치 제어부(20)는 동기부(28), 레지스터(30), 샘플링부(21) 및 A/D 변환부(24)를 포함한다.
동기부(28)는 표시 패널 장치로부터 클록 신호(CKV) 또는 게이트 신호(Vg1, …, Vgk)를 입력 받아 이를 감지 출력 신호(Sout)와 동기 시킴으로써 감지 출력 신호(Sout)에서 커플링 노이즈가 없는 구간, 즉 샘플링 시점을 정한다. 감지 출력 신호(Sout)의 매 주기마다 샘플링 시점이 일정하게 하기 위해서 감지 출력 신호(Sout)의 주기(Ts)는 1H의 N배(N=1, 2, …)일 수 있다. 이와 같이 하면 도 11에 도시한 바와 같이 감지 출력 신호(Sout)의 매 주기마다 커플링 노이즈(Ns)의 위치가 동일하게 된다.
이렇게 정하여진 샘플링 시점은 감지 출력 신호(Sout)의 주기(Ts) 동안의 정보인 샘플링 시점 정보(Itime)로서 레지스터(30)에 저장되었다가 샘플링부(21)로 제공된다. 샘플링 시점 정보(Itime)는 커플링 노이즈(Ns)에 대응하는 차단 구간(Bt)과 커플링 노이즈(Ns)가 없는 부분에 대응하는 샘플링 구간(At)을 포함한다.
샘플링부(21)는 레지스터(30)로부터 샘플링 시점 정보(Itime)을 입력 받고 이를 이용하여 감지 출력 신호(Sout)의 커플링 노이즈(Ns)를 피해 샘플링하여 샘플링된 결과를 A/D 변환부(24)로 보낸다. 샘플링 시점 정보(Itime)는 도 11에 도시한 바와 같이 감지 출력 신호(Sout)의 매 주기(Ts)마다 사용될 수 있다.
A/D 변환부(24)는 샘플링된 신호를 디지털 데이터로 변환하여 접촉 위치의 좌표 등의 접촉 정보(INF)를 생성하여 외부 장치로 내보낸다.
이와 같이 감지 출력 신호(Sout)의 샘플링 위치를 미리 정하여 터치 제어부(20)의 레지스터(30)에 저장하여 이용함으로써 접촉 정보(INF)에서 커플링 노이즈에 의한 영향을 용이하게 제거할 수 있다.
다음, 앞에서 설명한 도 1 내지 도 6과 함께 도 12 내지 도 16을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널 장치의 커플링 노이즈 제거 방법에 대해 상세하게 설명한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 제어부의 블록도이고, 도 13은 도 12에 도시한 실시예에 따른 감지 출력 신호, 기준 노이즈 신호, 그리고 커플링 노이즈가 제거된 감지 출력 신호의 파형도이다.
도 12를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널 장치의 터치 제어부(20)는 노이즈 제거부(32), 샘플링부(21) 및 A/D 변환부(24)를 포함한다.
노이즈 제거부(32)는 터치 패널(10)로부터 감지 출력 신호(Sout) 및 기준 노이즈 신호(Nref)를 입력 받아 감지 출력 신호(Sout)로부터 커플링 노이즈(Ns)를 제거하여 노이즈 없는 감지 출력 신호(Sout)를 생성한다. 기준 노이즈 신호(Nref)는 도 13에 도시한 바와 같이 0V와 같은 기준 전압을 기준으로 감지 출력 신호(Sout)의 커플링 노이즈(Ns)만을 포함하는 신호이다. 노이즈 제거부(32)는 입력된 감지 출력 신호(Sout)에서 기준 노이즈 신호(Nref)를 빼 줌으로써 감지 출력 신호(Sout)로부터 커플링 노이즈를 제거하여 노이즈 없는 감지 출력 신호(Sout0)를 생성할 수 있다.
샘플링부(21)는 노이즈 없는 감지 출력 신호(Sout0)를 샘플링하여 A/D 변환부(24)로 보낸다.
A/D 변환부(24)는 샘플링된 신호를 디지털 데이터로 변환하여 접촉 위치의 좌표 등의 접촉 정보(INF)를 생성하여 외부 장치로 내보낸다.
이와 같이 감지 출력 신호(Sout)에서 기준 노이즈 신호(Nref)를 빼 줌으로써 접촉 정보(INF)에서 커플링 노이즈에 의한 영향을 용이하게 제거할 수 있다.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 기준 노이즈 신호(Nref)를 생성하는 방법에 대해 도 14를 참고하여 상세하게 설명한다.
도 14는 도 12에 도시한 실시예에 따른 터치 패널 장치의 한 예를 도시한 블록도이다.
도 14를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널 장치는 터치 패널(10)과 터치 제어부(20)를 포함하며, 터치 패널(10)은 터치 영역(13)과 기준 노이즈 추출 영역(14)을 포함한다.
터치 영역(13)에는 감지 입력 신호(Sin) 또는 감지 출력 신호(Sout)를 전달하기 위한 전극이 형성되어 있으며, 기준 노이즈 추출 영역(14)에는 터치 영역(13)의 전극과 분리되어 있는 분리 전극이 별도로 형성되어 있다. 기준 노이즈 추출 영역(14)의 분리 전극의 양단에는 기준 노이즈 신호선(15)을 통해 터치 제어부(20)로부터 0V와 같은 기준 전압이 인가된다. 기준 노이즈 추출 영역(14)의 분리 전극으로부터의 출력 신호, 즉 기준 노이즈 신호(Nref)에는 분리 전극 바로 아래 쪽의 표시 패널의 게이트 신호에 의한 커플링 노이즈가 실리게 되며, 이는 터치 영역(13)으로부터의 감지 출력 신호(Sout)에 포함된 커플링 노이즈(Ns)와 동일하다고 볼 수 있다.
다음, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기준 노이즈 신호(Nref)를 생성하는 방법에 대해 도 15 및 도 16을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 15는 도 12에 도시한 실시예에 따른 터치 패널 장치의 다른 예를 도시한 블록도이고, 도 16은 도 15에 도시한 실시예에 따른 감지 출력 신호의 파형도이다.
도 15를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널(10)은 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행한 복수의 y축 전극(Ey1, Ey2, Ey3, … , Eym)과 이와 절연되어 교차하고 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행한 복수의 x축 전극(Ex1, Ex2, Ex3, …, Exn)을 포함한다. x축 전극(Ex1, Ex2, Ex3, …, Exn) 및 y축 전극(Ey1, Ey2, Ey3, … , Eym)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명 도전성 물질로 만들어질 수 있다. x축 전극(Ex1, Ex2, Ex3, …, Exn) 및 y축 전극(Ey1, Ey2, Ey3, … , Eym) 각각은 신호선을 통해 터치 제어부(20)와 연결되어 감지 입력 신호(Sin)를 입력 받거나 감지 출력 신호(Sout)를 터치 제어부(20)로 내보낸다. 이와 같은 터치 패널 장치는 동시에 여러 곳이 터치된 경우에도 멀티 터치의 접촉 정보를 구할 수 있다.
도 15에 도시한 바와 같이 터치 패널(10)의 터치 포인트(Pt)(예를 들어 x축 전극(Ex2)과 y축 전극(Ey2)의 교차 지점)에 외부의 물체가 접촉되면 도 16에 도시한 바와 같이 터치 포인트(Pt)의 x축 전극(Ex2)과 y축 전극(Ey2)로부터 터치된 위치의 정보를 담는 터치 구간(Ptp(x), Ptp(y)) 및 게이트 신호에 의한 커플링 노이즈가 실린 감지 출력 신호(Sout(x2), Sout(y2))가 출력된다. 반면 터치 포인트(Pt)를 제외한 부분의 x축 전극(Ex1, Ex3, …, Exn)과 y축 전극(Ey1, Ey3, …, Eym)으로부터는 0V와 같은 기준 전압을 기준으로 게이트 신호에 의한 커플링 노이즈만 실린 출력 신호(Sout(x1), Sout(x3), …, Sout(xn), Sout(y1), Sout(y3), …, Sout(ym))가 출력된다. 이와 같이 0V와 같은 기준 전압을 기준으로 게이트 신호에 의한 커플링 노이즈만 실린 출력 신호(Sout(x1), Sout(x3), …, Sout(xn), Sout(y1), Sout(y3), …, Sout(ym))는 도 13에 도시한 바와 같은 기준 노이즈 신호(Nref)로 사용될 수 있다.
다음, 앞에서 설명한 도 1 내지 도 6과 함께 도 17 내지 도 19를 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널 장치의 커플링 노이즈 제거 방법에 대해 상세하게 설명한다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널 장치의 블록도이고, 도 18은 도 17에 도시한 실시예에 따른 터치 제어부의 블록도이고, 도 19는 도 17 및 도 18에 도시한 실시예에 따른 감지 출력 신호, 반전 감지 출력 신호, 그리고 커플링 노이즈가 제거된 감지 출력 신호의 파형도이다.
도 17을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널 장치는 터치 패널(10)과 이와 연결되어 있는 터치 제어부(20)를 포함한다.
터치 제어부(20)는 터치 패널(10)에 반전 감지 입력 신호(/Sin) 및 감지 입력 신호(Sin)를 차례대로 입력하고 터치 패널(10)로부터 감지 출력 신호(Sout)와 반전 감지 출력 신호(Sout')를 입력 받는다. 반전 감지 입력 신호(/Sin)는 감지 입력 신호(Sin)의 극성이 반전된 신호이고, 반전 감지 출력 신호(Sout')는 반전 감지 입력 신호(/Sin)에 대응하는 출력 신호이며, 감지 출력 신호(Sout)는 감지 입력 신호(Sin)에 대응하는 출력 신호이다.
터치 제어부(20)는 감지 출력 신호(Sout)를 처리하여 접촉 위치의 좌표 등의 접촉 정보(INF)를 생성하여 외부 장치(도시하지 않음)로 내보낸다. 외부 장치는 접촉 정보(INF)에 기초하여 입력 영상 신호를 표시 패널 장치에 전송한다.
도 18을 참고하면, 터치 제어부(20)는 노이즈 제거부(34), 샘플링부(21) 및 A/D 변환부(24)를 포함한다.
노이즈 제거부(34)는 터치 패널(10)로부터 감지 출력 신호(Sout) 및 반전 감지 출력 신호(Sout')를 입력 받아 감지 출력 신호(Sout)로부터 커플링 노이즈(Ns)를 제거하여 노이즈 없는 감지 출력 신호(Sout)를 생성한다. 이러한 커플링 노이즈 제거 과정에 대해 도 19를 참고하여 설명한다.
도 19를 참고하면, 감지 출력 신호(Sout)와 반전 감지 출력 신호(Sout')에 실리는 커플링 노이즈(Ns)는 같은 위상 및 전위 값을 가지며 나머지 부분은 서로 극성만 반대이다. 따라서 도 19에 도시한 바와 같이 감지 출력 신호(Sout)에서 반전 감지 출력 신호(Sout')를 뺀 후 2로 나누면 커플링 노이즈(Ns)는 서로 상쇄되어 노이즈 없는 감지 출력 신호(Sout0)를 간단하게 얻을 수 있다.
샘플링부(21)는 노이즈 없는 감지 출력 신호(Sout0)를 샘플링하여 A/D 변환부(24)로 보내고, A/D 변환부(24)는 샘플링된 신호를 디지털 데이터로 변환하여 접촉 위치의 좌표 등의 접촉 정보(INF)를 생성하여 외부 장치로 내보낸다.
다음, 앞에서 설명한 도 1 내지 도 6과 함께 도 20 내지 도 22를 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널 장치의 커플링 노이즈 제거 방법에 대해 상세하게 설명한다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 제어부의 블록도이고, 도 21은 도 20에 도시한 실시예에 따른 감지 출력 신호의 파형도이고, 도 22는 도 21에 도시한 감지 출력 신호의 A부분을 확대한 도면이다.
도 20을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널 장치의 터치 제어부(20)는 샘플링부(21), 필터(23) 및 A/D 변환부(24)를 포함한다.
샘플링부(21)는 터치 패널(10)로부터 감지 출력 신호(Sout)를 입력 받아 샘플링하여 필터(23)로 내보낸다.
필터(23)는 샘플링된 신호의 여러 데이터에서 커플링 노이즈에 해당하는 데이터를 제거하여 A/D 변환부(24)로 내보낸다.
A/D 변환부(24)는 커플링 노이즈가 제거된 샘플링된 신호를 디지털 데이터로 변환하여 접촉 위치의 좌표 등의 접촉 정보(INF)를 생성하여 외부 장치로 내보낸다.
그러면 도 21 및 도 22를 참고하여 필터(23)의 커플링 노이즈 제거 방법에 대해 설명한다.
도 21 및 도 22에 도시한 바와 같이 디지털 데이터로 변환하기 위해 추출된 샘플링 위치(a1, a2, …, a15)에서의 데이터는 정상적인 데이터(Va)뿐만 아니라 커플링 노이즈(Ns)에 해당하는 데이터(Vb, Vc)도 포함한다. 필터(23)는 추출된 데이터(Va, Vb, Vc)의 값을 서로 비교하여 n 번째 위치(an)(n=1, 2, …, 15)에서의 데이터가 주변의 데이터와 비교하여 일정 값 이상의 차이를 나타내면 그 n 번째 위치(an)(n=1, 2, …, 15)에서의 데이터를 커플링 노이즈에 해당하는 것으로 간주하고 제거한다. 이와 같이 하면 감지 출력 신호(Sout)의 커플링 노이즈(Ns)에 해당 하는 부분이 샘플링된 경우 이를 제거하여 접촉 정보에서 커플링 노이즈에 의한 영향을 제거할 수 있다. 도 22에 도시한 실시예에서는 샘플링된 위치가 15개인 것을 예로 하여 설명하였지만 이에 한정되지 않는다.
이와 같이 본 실시예에 따르면 터치 패널(10)이 표시 패널(300)에 부착되거나 표시 패널(300) 내부에 위치하는 경우 게이트 신호에 의한 커플링 노이즈를 손쉽게 제거할 수 있어 접촉 정보에 커플링 노이즈에 의한 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한 미세한 터치 해상도가 요구되는 표시 장치의 터치 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
본 발명의 여러 실시예에서 터치 패널은 저항막 방식의 터치 패널, 정전 용량 방식의 터치 패널, 고주파를 이용한 터치 패널 등 다양한 종류의 터치 패널일 수 있다. 또한 본 발명의 여러 가지 특징은 여러 가지 다른 구조의 터치 패널을 포함하는 표시 장치에도 적용될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서는 감지 출력 신호(Sout)의 커플링 노이즈의 원인이 되는 신호로서 표시 패널 장치의 게이트 신호를 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며 고전압과 저전압 사이에서 변하는 다양한 신호일 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널 및 표시 패널을 포함하는 표시 장치의 단면도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널 및 액정 표시 패널을 포함하는 액정 표시 장치의 단면도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 표시 패널 장치의 블록도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 터치 패널 장치의 블록도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 클록 신호, 게이트 신호, 커플링 노이즈 신호, 노이즈 없는 감지 출력 신호, 그리고 감지 출력 신호의 파형을 보여주는 파형도이고,
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 게이트 신호와 감지 출력 신호의 실제 파형을 보여주는 파형도이고,
도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 제어부의 블록도이고,
도 9는 도 7 및 도 8에 도시한 실시예에 따른 감지 출력 신호와 샘플링 인에이블 신호의 파형도이고,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 제어부의 블록도이고,
도 11은 도 10에 도시한 실시예에 따른 게이트 신호, 노이즈 없는 감지 출력 신호, 그리고 감지 출력 신호의 파형도이고,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 제어부의 블록도이고,
도 13은 도 12에 도시한 실시예에 따른 감지 출력 신호, 기준 노이즈 신호, 그리고 커플링 노이즈가 제거된 감지 출력 신호의 파형도이고,
도 14는 도 12에 도시한 실시예에 따른 터치 패널 장치의 한 예를 도시한 블록도이고,
도 15는 도 12에 도시한 실시예에 따른 터치 패널 장치의 다른 예를 도시한 블록도이고,
도 16은 도 15에 도시한 실시예에 따른 감지 출력 신호의 파형도이고,
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널 장치의 블록도이고,
도 18은 도 17에 도시한 실시예에 따른 터치 제어부의 블록도이고,
도 19는 도 17 및 도 18에 도시한 실시예에 따른 감지 출력 신호, 반전 감지 출력 신호, 그리고 커플링 노이즈가 제거된 감지 출력 신호의 파형도이고,
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 제어부의 블록도이고,
도 21은 도 20에 도시한 실시예에 따른 감지 출력 신호의 파형도이고,
도 22는 도 21에 도시한 감지 출력 신호의 A부분을 확대한 도면이다.
<도면 부호의 설명>
3: 액정층 10: 터치 패널
12, 22: 편광판 13: 터치 영역
14: 기준 노이즈 추출 영역 15: 기준 노이즈 신호선
20: 터치 제어부 21: 샘플링부
23: 필터 24: A/D 변환부
26: 신호 생성부 28: 동기부
30: 레지스터 32, 34: 노이즈 제거부
100, 200: 표시판 300: 표시 패널
400: 게이트 구동부 500: 데이터 구동부
600: 신호 제어부 INF: 접촉 정보
Itime: 샘플링 시점 정보 Nc: 커플링 노이즈 신호
Ns: 커플링 노이즈 Nref: 기준 노이즈 신호
Pt: 터치 포인트 Ptp: 터치 구간
SEN: 샘플링 인에이블 신호 Sin: 감지 입력 신호
/Sin: 반전 감지 입력 신호 Sout: 감지 출력 신호
Sout': 반전 감지 출력 신호
Sout0: 노이즈 없는 감지 출력 신호
Vg: 게이트 신호

Claims (28)

  1. 터치 패널과 터치 제어부를 포함하는 터치 패널 장치, 그리고
    표시 패널과 상기 표시 패널에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 상기 표시 패널에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 패널 장치
    를 포함하고,
    상기 터치 제어부는 상기 터치 패널로부터 입력되는 감지 출력 신호를 샘플링하여 샘플링된 신호를 생성하는 샘플링부 및 상기 샘플링된 신호를 변환하여 접촉 정보를 생성하는 A/D 변환부를 포함하고,
    상기 샘플링부는 상기 감지 출력 신호의 커플링 노이즈가 없는 부분에 대해 샘플링을 수행하는
    표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 커플링 노이즈는 상기 게이트 신호 생성을 위한 클록 신호 및 상기 게이트 신호 중 적어도 하나와 동기하는 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 샘플링부는 샘플링 인에이블 신호를 이용하여 상기 감지 출력 신호를 샘플링하고,
    상기 샘플링 인에이블 신호는 상기 감지 출력 신호의 상기 커플링 노이즈에 대응하는 제1전압과 상기 커플링 노이즈가 없는 부분에 대응하는 제2전압을 포함하는
    표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 표시 패널 장치는 상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부를 제어하는 신호 제어부를 더 포함하고,
    상기 샘플링 인에이블 신호는 상기 신호 제어부에서 상기 게이트 신호 생성을 위한 클록 신호 및 상기 게이트 신호 중 적어도 하나를 이용하여 생성되는
    표시 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 터치 제어부는 상기 게이트 신호 생성을 위한 클록 신호 및 상기 게이트 신호 중 적어도 하나를 입력 받아 상기 샘플링 인에이블 신호를 생성하는 신호 생성부를 더 포함하는 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 터치 제어부는 상기 감지 출력 신호의 샘플링되는 시점에 대한정보인 샘플링 시점 정보를 저장하는 레지스터를 더 포함하고,
    상기 샘플링부는 상기 샘플링 시점 정보를 이용하여 상기 감지 출력 신호의 커플링 노이즈가 없는 부분에 대해 샘플링을 수행하는
    표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 샘플링 시점 정보는 상기 게이트 신호 생성을 위한 클록 신호 및 상기 게이트 신호 중 적어도 하나와 상기 감지 출력 신호를 동기시켜 생성되며,
    상기 감지 출력 신호의 주기는 1 수평 주기(1H)의 정수배인
    표시 장치.
  8. 터치 패널과 터치 제어부를 포함하는 터치 패널 장치, 그리고
    표시 패널과 상기 표시 패널에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 상기 표시 패널에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 패널 장치
    를 포함하고,
    상기 터치 제어부는 상기 터치 패널로부터 입력되는 감지 출력 신호 에서 커플링 노이즈를 제거하여 노이즈 없는 감지 출력 신호를 출력하는 노이즈 제거부, 상기 노이즈 없는 감지 출력 신호를 샘플링하여 샘플링된 신호를 생성하는 샘플링부 및 상기 샘플링된 신호를 변환하여 접촉 정보를 생성하는 A/D 변환부를 포함하고,
    상기 노이즈 제거부는 상기 터치 패널로부터 기준 노이즈 신호를 더 입력받 고 상기 감지 출력 신호에서 상기 기준 노이즈 신호를 빼 상기 노이즈 없는 감지 출력 신호를 생성하는
    표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 커플링 노이즈는 상기 게이트 신호 생성을 위한 클록 신호 및 상기 게이트 신호 중 적어도 하나와 동기하고,
    상기 기준 노이즈 신호는 0V를 포함하는 기준 전압과 상기 커플링 노이즈를 포함하는
    표시 장치.
  10. 제8항에서,
    상기 터치 패널은 상기 표시 패널과 마주하고,
    상기 터치 패널은 터치를 감지하는 터치 영역과 상기 터치 영역과 전기적으로 분리되어 있는 기준 노이즈 추출 영역을 포함하고,
    상기 터치 영역은 상기 감지 출력 신호를 출력하는 제1전극을 포함하고,
    상기 기준 노이즈 추출 영역은 0V를 포함하는 기준 전압을 인가 받으며 상기 기준 노이즈 신호를 상기 터치 제어부로 출력하는 제2전극을 포함하는
    표시 장치.
  11. 제8항에서,
    상기 터치 영역은 복수의 x축 전극 및 상기 x축 전극과 절연하며 교차하는 복수의 y축 전극을 포함하고,
    상기 감지 출력 신호는 상기 복수의 x축 전극 및 상기 복수의 y축 전극 중 상기 터치 패널의 터치 포인트에 대응하는 제1 x축 전극 및 제1 y축 전극으로부터 출력되고,
    상기 기준 노이즈 신호는 상기 제1 x축 전극을 제외한 상기 복수의 x축 전극 중 적어도 하나와 상기 제1 y축 전극을 제외한 상기 복수의 y축 전극 중 적어도 하나로부터 출력되는
    표시 장치.
  12. 터치 패널과 터치 제어부를 포함하는 터치 패널 장치, 그리고
    표시 패널과 상기 표시 패널에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 상기 표시 패널에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 패널 장치
    를 포함하고,
    상기 터치 제어부는 상기 터치 패널에 감지 입력 신호, 상기 감지 입력 신호의 반전된 신호인 반전 감지 입력 신호를 입력하고, 상기 터치 패널로부터 상기 감지 입력 신호에 대응하는 감지 출력 신호와 상기 반전 감지 입력 신호에 대응하는 반전 감지 출력 신호를 입력 받고,
    상기 터치 제어부는 상기 감지 출력 신호 에서 커플링 노이즈를 제거하여 노 이즈 없는 감지 출력 신호를 출력하는 노이즈 제거부, 상기 노이즈 없는 감지 출력 신호를 샘플링하여 샘플링된 신호를 생성하는 샘플링부 및 상기 샘플링된 신호를 변환하여 접촉 정보를 생성하는 A/D 변환부를 포함하고,
    상기 노이즈 제거부는 상기 감지 출력 신호에서 상기 반전 감지 출력신호를 빼고 2로 나누어 상기 노이즈 없는 감지 출력 신호를 생성하는
    표시 장치.
  13. 터치 패널과 터치 제어부를 포함하는 터치 패널 장치, 그리고
    표시 패널과 상기 표시 패널에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 상기 표시 패널에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 패널 장치
    를 포함하고,
    상기 터치 제어부는 상기 터치 패널로부터 입력되는 감지 출력 신호를 샘플링하여 샘플링된 신호를 생성하는 샘플링부, 상기 샘플링된 신호에서 커플링 노이즈를 제거하는 필터, 그리고 상기 커플링 노이즈가 제거된 신호를 변환하여 접촉 정보를 생성하는 A/D 변환부를 포함하는
    표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 샘플링된 신호는 일련의 복수의 추출 데이터를 포함하고,
    상기 필터는 상기 복수의 추출 데이터를 서로 비교하며,
    상기 필터는 상기 복수의 추출 데이터 중 제1데이터의 값을 상기 제1데이터의 바로 앞에 위치하는 이전 데이터의 값과 바로 뒤에 위치하는 이후 데이터의 값과 비교하고, 상기 제1 데이터와 상기 이전 데이터 또는 상기 이후 데이터의 값의 차이가 일정 값 이상일 경우 상기 제1데이터를 제거하는
    표시 장치.
  15. 터치 패널과 터치 제어부를 포함하는 터치 패널 장치, 그리고 표시 패널과 상기 표시 패널에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 상기 표시 패널에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 패널 장치를 포함하는 표시 장치에서,
    상기 터치 패널로부터 커플링 노이즈를 포함하는 감지 출력 신호를 입력 받는 단계,
    상기 감지 출력 신호의 상기 커플링 노이즈가 없는 부분에 대해 샘플링을 수행하여 샘플링된 신호를 생성하는 단계, 그리고
    상기 샘플링된 신호를 변환하여 접촉 정보를 생성하는 단계
    를 포함하는
    표시 장치의 커플링 노이즈 제거 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 커플링 노이즈는 상기 게이트 신호 생성을 위한 클록 신호 및 상기 게 이트 신호 중 적어도 하나와 동기하는 표시 장치의 커플링 노이즈 제거 방법.
  17. 제15항에서,
    상기 감지 출력 신호의 상기 커플링 노이즈가 없는 부분에 대해 샘플링을 수행하여 샘플링된 신호를 생성하는 단계는 샘플링 인에이블 신호를 이용하는 단계를 포함하고,
    상기 샘플링 인에이블 신호는 상기 감지 출력 신호의 상기 커플링 노이즈에 대응하는 제1전압과 상기 커플링 노이즈가 없는 부분에 대응하는 제2전압을 포함하는
    표시 장치의 커플링 노이즈 제거 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 표시 패널 장치는 상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부를 제어하는 신호 제어부를 더 포함하고,
    상기 샘플링 인에이블 신호는 상기 신호 제어부에서 상기 게이트 신호 생성을 위한 클록 신호 및 상기 게이트 신호 중 적어도 하나를 이용하여 생성되는
    표시 장치의 커플링 노이즈 제거 방법.
  19. 제17항에서,
    상기 터치 제어부는 상기 게이트 신호 생성을 위한 클록 신호 및 상기 게이 트 신호 중 적어도 하나를 입력 받아 상기 샘플링 인에이블 신호를 생성하는 신호 생성부를 더 포함하는 표시 장치의 커플링 노이즈 제거 방법.
  20. 제15항에서,
    상기 감지 출력 신호의 상기 커플링 노이즈가 없는 부분에 대해 샘플링을 수행하여 상기 샘플링된 신호를 생성하는 단계는 상기 감지 출력 신호의 샘플링되는 시점에 대한 정보인 샘플링 시점 정보를 이용하는 단계를 포함하고,
    상기 터치 제어부는 상기 샘플링 시점 정보를 저장하는 레지스터를 더 포함하는
    표시 장치의 커플링 노이즈 제거 방법.
  21. 제20항에서,
    상기 샘플링 시점 정보는 상기 게이트 신호 생성을 위한 클록 신호 및 상기 게이트 신호 중 적어도 하나와 상기 감지 출력 신호를 동기시켜 생성되며,
    상기 감지 출력 신호의 주기는 1 수평 주기(1H)의 정수배인
    표시 장치의 커플링 노이즈 제거 방법.
  22. 터치 패널과 터치 제어부를 포함하는 터치 패널 장치, 그리고 표시 패널과 상기 표시 패널에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 상기 표시 패널에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 패널 장치를 포함하는 표시 장치에서,
    상기 터치 패널로부터 커플링 노이즈를 포함하는 감지 출력 신호 및 기준 노이즈 신호를 입력 받는 단계,
    상기 감지 출력 신호에서 상기 기준 노이즈 신호를 빼 상기 감지 출력 신호 에서 커플링 노이즈를 제거하여 노이즈 없는 감지 출력 신호를 생성하는 단계,
    상기 노이즈 없는 감지 출력 신호를 샘플링하여 샘플링된 신호를 생성하는 단계, 그리고
    상기 샘플링된 신호를 변환하여 접촉 정보를 생성하는 단계
    를 포함하는
    표시 장치의 커플링 노이즈 제거 방법.
  23. 제22항에서,
    상기 커플링 노이즈는 상기 게이트 신호 생성을 위한 클록 신호 및 상기 게이트 신호 중 적어도 하나와 동기하고,
    상기 기준 노이즈 신호는 0V를 포함하는 기준 전압과 상기 커플링 노이즈를 포함하는
    표시 장치의 커플링 노이즈 제거 방법.
  24. 제22항에서,
    상기 터치 패널은 상기 표시 패널과 마주하고,
    상기 터치 패널은 터치를 감지하는 터치 영역과 상기 터치 영역과 전기적으로 분리되어 있는 기준 노이즈 추출 영역을 포함하고,
    상기 터치 영역은 상기 감지 출력 신호를 출력하는 제1전극을 포함하고,
    상기 기준 노이즈 추출 영역은 0V를 포함하는 기준 전압을 인가 받으며 상기 기준 노이즈 신호를 상기 터치 제어부로 출력하는 제2전극을 포함하는
    표시 장치의 커플링 노이즈 제거 방법.
  25. 제22항에서,
    상기 터치 영역은 복수의 x축 전극 및 상기 x축 전극과 절연하며 교차하는 복수의 y축 전극을 포함하고,
    상기 감지 출력 신호는 상기 복수의 x축 전극 및 상기 복수의 y축 전극 중 상기 터치 패널의 터치 포인트에 대응하는 제1 x축 전극 및 제1 y축 전극으로부터 출력되고,
    상기 기준 노이즈 신호는 상기 제1 x축 전극을 제외한 상기 복수의 x축 전극 중 적어도 하나와 상기 제1 y축 전극을 제외한 상기 복수의 y축 전극 중 적어도 하나로부터 출력되는
    표시 장치의 커플링 노이즈 제거 방법.
  26. 터치 패널과 터치 제어부를 포함하는 터치 패널 장치, 그리고 표시 패널과 상기 표시 패널에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 상기 표시 패널에 데 이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 패널 장치를 포함하는 표시 장치에서,
    상기 터치 패널에 감지 입력 신호 및 상기 감지 입력 신호의 반전된 신호인 반전 감지 입력 신호를 입력하는 단계,
    상기 터치 패널로부터 상기 감지 입력 신호에 대응하는 감지 출력 신호와 상기 반전 감지 입력 신호에 대응하는 반전 감지 출력 신호를 입력 받는 단계,
    상기 감지 출력 신호에서 상기 반전 감지 출력신호를 빼고 2로 나누어 상기 노이즈 없는 감지 출력 신호를 생성하는 단계,
    상기 노이즈 없는 감지 출력 신호를 샘플링하여 샘플링된 신호를 생성하는 단계, 그리고
    상기 샘플링된 신호를 변환하여 접촉 정보를 생성하는 단계
    를 포함하는
    표시 장치의 커플링 노이즈 제거 방법.
  27. 터치 패널과 터치 제어부를 포함하는 터치 패널 장치, 그리고 표시 패널과 상기 표시 패널에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부 및 상기 표시 패널에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 포함하는 표시 패널 장치를 포함하는 표시 장치에서,
    상기 터치 패널로부터 커플링 노이즈를 포함하는 감지 출력 신호를 입력 받는 단계,
    상기 감지 출력 신호를 샘플링하여 샘플링된 신호를 생성하는 단계,
    상기 샘플링된 신호에서 커플링 노이즈를 제거하는 단계, 그리고
    상기 커플링 노이즈가 제거된 신호를 변환하여 접촉 정보를 생성하는 단계
    를 포함하는 표시 장치의 커플링 노이즈 제거 방법.
  28. 제27항에서,
    상기 샘플링된 신호는 일련의 복수의 추출 데이터를 포함하고,
    상기 샘플링된 신호에서 상기 커플링 노이즈를 제거하는 단계는
    상기 복수의 추출 데이터 중 제1데이터의 값을 상기 제1데이터의 바로 앞에 위치하는 이전 데이터의 값과 바로 뒤에 위치하는 이후 데이터의 값과 비교하는 단계, 그리고
    상기 제1 데이터와 상기 이전 데이터 또는 상기 이후 데이터의 값의 차이가 일정 값 이상일 경우 상기 제1데이터를 제거하는 단계
    를 포함하는 표시 장치의 커플링 노이즈 제거 방법.
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