KR20130016894A - Display having touch sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 터치센서를 가지는 표시장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a display device having a touch sensor.
가전기기나 휴대용 정보기기의 경량화, 슬림화 추세에 따라 유저 입력 수단이 버튼형 스위치에서 터치 스크린으로 대체되고 있다. 디스플레이 장치에 적용되는 터치 스크린은 다수의 터치센서들을 포함한다. 터치센서들은 표시패널 내에 인셀 타입(In-cell type)으로 내장되거나 또는 표시패널에 결합될 수 있다. 인셀 타입의 터치센서들로는 저항막 방식(resistive type), 정전용량 방식(capacitive type), 전자 유도 방식(electro magnetic type)등이 알려져 있으며, 이들 중 특히 정전 용량 변화가 일어난 위치를 감지하여 터치된 부분을 감지하는 정전용량 방식이 널리 쓰이고 있다.User input means has been replaced with a touch screen in a button-type switch in accordance with the trend of lightening and slimming of household appliances and portable information devices. The touch screen applied to the display device includes a plurality of touch sensors. The touch sensors may be embedded in an in-cell type or coupled to the display panel. Resistive type, capacitive type and electro magnetic type are known as in-cell touch sensors. Among them, the touched part is detected by sensing the position where the capacitance change has occurred. Capacitive sensing is widely used.
정전 용량 방식의 터치센서들은 서로 교차하여 형성되는 다수의 구동 전극라인들(Tx)과 다수의 수신 전극라인들(Rx)을 포함한다. 구동 전극라인(Tx)과 수신 전극라인(Rx)의 교차부에는 도 1a와 같이 뮤추얼 커패시터(Mutual capacitor, Cm)가 생성된다. 손가락이 도 1b와 같이 터치센서에 접촉되면 그 전극 라인들(Tx, Rx) 사이의 전계가 부분적으로 차단되어 뮤추얼 커패시터(Cm)의 충전량이 낮아진다. 따라서, 터치센서를 가지는 표시장치는 터치 전후의 뮤추얼 커패시터(Cm)의 충전량 변화를 측정하여 터치를 인식할 수 있다. The capacitive touch sensors include a plurality of driving electrode lines Tx and a plurality of receiving electrode lines Rx formed to cross each other. Mutual capacitors Cm are generated at the intersections of the driving electrode line Tx and the receiving electrode line Rx as shown in FIG. 1A. When the finger contacts the touch sensor as shown in FIG. 1B, the electric field between the electrode lines Tx and Rx is partially blocked, thereby lowering the charge amount of the mutual capacitor Cm. Therefore, the display device having the touch sensor can recognize the touch by measuring the change in the charge amount of the mutual capacitor Cm before and after the touch.
최근 터치센서들을 포함한 터치 스크린의 사이즈가 증가되고 좀 더 정확한 센싱을 위해 매 터치 프레임당 다수회 반복 센싱이 요구되는 상황에서, 터치의 반응 속도가 큰 이슈가 되고 있다. 알려진 바에 의하면, 부드러운 터치 반응을 위해 요구되는 터치 프레임 레이트(touch frame rate)는 최소 60Hz 이상이다. Recently, in response to an increase in the size of a touch screen including touch sensors and requiring multiple repetitive sensing for each touch frame for more accurate sensing, the response speed of the touch becomes a big issue. It is known that the touch frame rate required for smooth touch response is at least 60 Hz.
터치 스크린의 사이즈가 증가할수록 터치센서들을 구성하기 위한 구동 채널(구동 전극라인)과 수신 채널(수신 전극라인)의 개수가 늘어나기 때문에 이들의 교차점인 센싱 포인트의 개수도 늘어난다. 터치 스크린에서 각 채널마다 시정수(time constant)는 서로 상이하다. 시정수는 입력에 얼마나 빠르게 혹은 느리게 반응할 수 있는지를 나타내는 지표로서, 채널의 라인 저항과 정전용량을 곱한 값에 그 크기가 비례한다. 시정수가 작을수록 빠르게 반응함을 의미하고, 반대로 시정수가 클수록 느리게 반응함을 의미한다. 터치 스크린에서 경로가 짧은 채널은 시정수가 작으며, 경로가 긴 채널은 시정수가 크다. As the size of the touch screen increases, the number of driving channels (driving electrode lines) and receiving channels (receiving electrode lines) for configuring touch sensors increases, so the number of sensing points which are their intersection points also increases. Time constants for each channel in the touch screen are different from each other. The time constant is an indicator of how fast or slow the response can be to the input, which is proportional to the product of the channel's line resistance and capacitance. The smaller the time constant, the faster the response. On the contrary, the larger the time constant, the slower the response. In the touch screen, the short path channel has a small time constant, and the long path channel has a large time constant.
구동 채널에 인가되는 구동 펄스와 채널별 뮤추얼 커패시터의 충방전 특성은 도 2에 도시된 바와 같다. 구동 전극라인(Tx)에 하이 레벨(H)의 구동펄스가 인가되면 뮤추얼 커패시터(Cm)에 전하가 충전되고, 구동 전극라인(Tx)에 로우 레벨(L)의 구동펄스가 인가되면 뮤추얼 커패시터(Cm)의 전하가 방전된다. 뮤추얼 커패시터의 충방전시간은 시정수에 비례하므로, 구동 채널과 수신 채널의 경로가 길면 뮤추얼 커패시터의 충방전시간이 길고, 반대로 구동 채널과 수신 채널의 경로가 짧으면 뮤추얼 커패시터의 충방전시간이 짧다.Charging and discharging characteristics of the driving pulse applied to the driving channel and the channel-specific mutual capacitor are shown in FIG. 2. When the driving pulse of the high level (H) is applied to the driving electrode line (Tx), the charge is charged to the mutual capacitor (Cm), and when the driving pulse of the low level (L) is applied to the driving electrode line (Tx), the mutual capacitor ( The charge of Cm) is discharged. Since the charge and discharge time of the mutual capacitor is proportional to the time constant, the charge and discharge time of the mutual capacitor is long when the path of the driving channel and the receiving channel is long, and the charge and discharge time of the mutual capacitor is short when the path of the driving channel and the receiving channel is short.
구동 채널(Ti,Tj,Tk)과 수신 채널(Ri,Rj,Rk)이 도 3과 같이 배치되어 뮤추얼 커패시터(Cm) 생성을 위한 채널 조합들이 구성된다고 가정하면, ①경로가 가장 길고 ③경로가 가장 짧다. ①경로에 해당되는 채널 조합은 Ti-Rk이고, ②경로에 채널 조합은 Tj-Rj이며, ③경로에 해당되는 채널 조합은 Tk-Ri이다. 구동 채널(Ti,Tj,Tk)에 인가되는 구동 펄스를 도 4의 (A)와 같이 ①경로의 최대 시정수 즉, 경로가 가장 긴 Ti-Rk 채널 조합의 시정수에 일괄적으로 맞추면, 모든 채널 조합들에 충전을 위한 충분한 시간이 부여되기는 하나 전체적인 센싱 타임이 증가하고 터치 프레임 레이트가 감소되는 단점이 있다. 구동 채널(Ti,Tj,Tk)에 인가되는 구동 펄스를 도 4의 (B)와 같이 ③경로의 최소 시정수 즉, 경로가 가장 짧은 Tk-Ri 채널 조합의 시정수에 일괄적으로 맞추면, 상대적으로 경로가 긴 다른 채널 조합들의 충전량이 감소되므로 센싱 신호가 미약하게 되어 터치 성능이 저하되는 단점이 있다.Assume that the driving channels Ti, Tj, Tk and the receiving channels Ri, Rj, Rk are arranged as shown in FIG. 3 to configure channel combinations for generating the mutual capacitor Cm. Shortest. The channel combination corresponding to the path is Ti-Rk, the channel combination in the path is Tj-Rj, and the channel combination corresponding to the path is Tk-Ri. When the driving pulses applied to the driving channels Ti, Tj, and Tk are collectively matched to the maximum time constant of the path, i.e., the time constant of the Ti-Rk channel combination with the longest path, as shown in FIG. Although channel combinations are given sufficient time for charging, the overall sensing time is increased and the touch frame rate is reduced. When the driving pulses applied to the driving channels Ti, Tj, and Tk are collectively matched to the minimum time constant of the
종래 기술은 채널 조합별로 시정수가 각각 다름에도 불구하고 동일한 주기의 구동 펄스를 모든 구동 채널들에 일괄적으로 인가하였다. 그에 따라 종래 기술에서는, 전술했듯이 뮤추얼 커패시터에 충전되는 전하량이 부족하여 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)가 낮아지게 되거나, 센싱 타임이 증가하여 터치 프레임 레이트가 감소되는 문제점이 있었다.
In the prior art, although the time constants are different for each channel combination, driving pulses having the same period are applied to all the driving channels collectively. Accordingly, in the related art, as described above, the amount of charge charged in the mutual capacitor is insufficient, so that the signal to noise ratio (SNR) is low, or the sensing time is increased, thereby reducing the touch frame rate.
따라서, 본 발명의 목적은 터치 성능의 저하 없이 센싱 시간을 감소시켜 터치 프레임 레이트를 향상시킬 수 있도록 한 터치센서를 가지는 표시장치를 제공하는 데 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a display device having a touch sensor capable of improving the touch frame rate by reducing the sensing time without degrading the touch performance.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 터치센서를 가지는 표시장치는 구동 채널들로 기능하는 다수의 구동 전극라인들; 상기 구동 전극라인들과 교차되어 수신 채널들로 기능하며, 상기 구동 채널들과 다수의 채널 조합들을 이루어 터치센서들을 구현하는 다수의 수신 전극라인들; 상기 채널 조합별 또는 상기 구동 채널별로 터치센서 구동펄스를 다르게 발생하여 상기 구동 전극라인들에 공급하는 터치센서 구동회로; 및 상기 수신 전극라인들을 통해 상기 터치센서들을 샘플링하여 디지털 터치 데이터로 변환하는 터치센서 독출회로를 구비한다.In order to achieve the above object, a display device having a touch sensor according to an embodiment of the present invention includes a plurality of drive electrode lines that function as drive channels; A plurality of receiving electrode lines intersecting with the driving electrode lines to function as receiving channels and implementing touch sensors by forming a plurality of channel combinations with the driving channels; A touch sensor driving circuit for generating a touch sensor driving pulse differently for each of the channel combinations or the driving channels and supplying the touch sensor driving pulses to the driving electrode lines; And a touch sensor reading circuit for sampling the touch sensors through the receiving electrode lines and converting the touch sensors into digital touch data.
상기 구동 전극라인들과 상기 수신 전극라인들은 서로 교차하고 그 교차부에 뮤추얼 커패시터들이 형성된다.The driving electrode lines and the receiving electrode lines cross each other, and mutual capacitors are formed at the intersections thereof.
상기 터치센서 구동회로는, 상기 뮤추얼 커패시터가 형성된 센싱 위치에 따라 시정수가 달라지는 것에 대응하여, 상기 채널 조합별로 상기 터치센서 구동펄스의 주기와 하이레벨의 펄스폭 중 적어도 어느 하나를 다르게 한 후, 상기 채널 조합들 각각에 다수회 반복 공급한다.In response to the time constant being changed according to a sensing position at which the mutual capacitor is formed, the touch sensor driving circuit changes at least one of a period of the touch sensor driving pulse and a pulse width of a high level for each channel combination, and then A plurality of repetitions are supplied to each of the channel combinations.
상기 터치센서 구동펄스의 하이레벨의 펄스폭은 상기 교차부와 상기 터치센서 구동회로 간의 거리에 비례하여 증가되고; 상기 터치센서 구동펄스의 로우레벨의 펄스폭은 상기 교차부와 상기 터치센서 독출회로 간의 거리에 비례하여 증가된다.The pulse width of the high level of the touch sensor driving pulse is increased in proportion to the distance between the crossing portion and the touch sensor driving circuit; The pulse width of the low level of the touch sensor driving pulse is increased in proportion to the distance between the crossing portion and the touch sensor readout circuit.
상기 터치센서 독출회로는, 상기 채널 조합들에 위치하는 터치 센서들 각각을 다수회씩 순차적으로 샘플링한다.The touch sensor readout circuit sequentially samples each of the touch sensors positioned in the channel combinations a plurality of times.
상기 터치센서 구동회로는, 상기 뮤추얼 커패시터가 형성된 센싱 위치에 따라 시정수가 달라지는 것에 대응하여, 상기 구동 채널별로 터치센서 구동펄스의 주기를 다르게 한다.The touch sensor driving circuit changes the period of the touch sensor driving pulse for each driving channel in response to the time constant being changed according to the sensing position at which the mutual capacitor is formed.
상기 터치센서 구동펄스의 하이레벨의 펄스폭은 상기 구동 채널들에서 동일하고; 상기 터치센서 구동펄스의 로우레벨의 펄스폭은 상기 교차부와 상기 터치센서 독출회로 간의 거리에 비례하여 증가된다.The pulse width of the high level of the touch sensor drive pulse is the same in the drive channels; The pulse width of the low level of the touch sensor driving pulse is increased in proportion to the distance between the crossing portion and the touch sensor readout circuit.
상기 터치센서 독출회로는, 동일 구동 채널 상에 존재하는 터치 센서들을 동시에 다수회씩 샘플링한다.
The touch sensor reading circuit samples a plurality of touch sensors simultaneously on the same driving channel.
본 발명은 터치 구동시간을 각 채널마다 최적으로 할당하여 불필요한 구동 소요시간을 줄여 센싱 시간을 감소시킴으로써, 터치 성능의 저하 없이 터치 프레임 레이트를 크게 향상시킬 수 있다. 터치 프레임 레이트가 향상되면, 터치 반응을 더욱 빠르면서도 부드러워진다.According to the present invention, the touch drive time is optimally allocated to each channel to reduce unnecessary driving time, thereby reducing the sensing time, thereby greatly improving the touch frame rate without degrading the touch performance. When the touch frame rate is improved, the touch response is faster and smoother.
도 1a 및 도 1b는 정전 용량 방식의 터치센서들의 터치 전후 동작을 보여 주는 도면들.
도 2는 구동 채널에 인가되는 구동 펄스와 채널별 뮤추얼 커패시터의 충방전 특성을 보여주는 도면.
도 3은 뮤추얼 커패시터 생성을 위한 구동 채널과 수신 채널의 채널 조합 구성의 일 예를 보여주는 도면.
도 4는 동일한 구동 펄스를 모든 구동 채널들에 일괄적으로 인가할 때의 문제점을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치센서를 가지는 표시장치를 보여주는 도면.
도 6은 도 5에 도시된 표시패널에 형성된 픽셀 어레이와 터치센서들의 일부를 보여 주는 등가 회로도.
도 7은 표시패널에 형성된 구동 채널들과 수신 채널들의 일 예를 보여주는 도면.
도 8a는 특정 수신 채널에서 위치별 시정수에 대한 실험 결과를 보여주는 도면.
도 8b는 특정 구동 채널에서 위치별 시정수에 대한 실험 결과를 보여주는 도면.
도 9는 뮤추얼 커패시터를 생성하기 위한 구동 채널과 수신 채널의 채널 조합들을 보여주는 도면.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따라 채널 조합별로 터치센서 구동펄스의 주기와 하이레벨의 펄스폭 중 적어도 어느 하나가 달라지는 것을 보여주는 도면들.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따라 구동 채널별로 터치센서 구동펄스의 주기가 달라지는 것을 보여주는 도면.
도 13은 본 발명에 따른 1 터치 프레임에 소요되는 시간과 터치 프레임 레이트를 각각 종래와 비교하여 보여주는 그래프.1A and 1B are views illustrating an operation before and after touch of capacitive touch sensors;
2 is a diagram illustrating charge and discharge characteristics of a driving pulse applied to a driving channel and a channel-specific mutual capacitor.
3 illustrates an example of a channel combination configuration of a driving channel and a receiving channel for generating a mutual capacitor.
4 illustrates a problem when the same drive pulse is collectively applied to all drive channels.
5 illustrates a display device having a touch sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram illustrating a part of a pixel array and touch sensors formed in the display panel shown in FIG. 5. FIG.
7 illustrates an example of driving channels and receiving channels formed on a display panel.
FIG. 8A is a diagram showing an experimental result of a time constant for each position in a specific reception channel. FIG.
FIG. 8B is a view showing the results of experiments on time constants by position in a specific drive channel. FIG.
9 illustrates channel combinations of a drive channel and a receive channel for generating a mutual capacitor.
10 and 11 illustrate at least one of a period of a touch sensor driving pulse and a high level pulse width for each channel combination according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 12 is a diagram illustrating that a period of a touch sensor driving pulse is changed for each driving channel according to a second embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 13 is a graph showing a time and a touch frame rate for one touch frame according to the present invention in comparison with each other.
이하, 도 5 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 13.
본 발명의 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자와, 그 평판 표시소자의 표시패널 내에 형성되거나 표시패널에 결합되는 터치센서들로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시소자의 일 예로서, 액정표시소자를 설명하지만 본 발명의 디스플레이 장치는 액정표시소자에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다. The display device of the present invention is a liquid crystal display (LCD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode display (Organic Light Emitting Display) , OLED), electrophoretic display (EPD), and the like, and touch sensors formed in or coupled to the display panel of the flat display device. In the following embodiments, as an example of a flat panel display element, a liquid crystal display element is described, but it should be noted that the display device of the present invention is not limited to the liquid crystal display element.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치센서를 가지는 표시장치를 보여준다. 도 6은 도 5에 도시된 표시패널에 형성된 픽셀 어레이와 터치센서들의 일부를 보여 주는 등가 회로도이다.5 shows a display device having a touch sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is an equivalent circuit diagram illustrating a part of a pixel array and touch sensors formed in the display panel shown in FIG. 5.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(100), 디스플레이 데이터 구동회로(202), 디스플레이 스캔 구동회로(204), 터치센서 구동회로(302), 터치센서 독출회로(Touch sensor read-out circuit, 304), 터치 콘트롤러(306), 타이밍 콘트롤러(400) 등을 포함한다. Referring to FIG. 5, a display device according to an exemplary embodiment of the present invention may include a
표시패널(100)은 두 장의 유리기판들 사이에 액정층이 형성된다. 표시패널(100)의 하부 기판에는 다수의 데이터라인들(D1~Dm, m은 양의 정수), 데이터라인들(D1~Dm)과 교차되는 다수의 게이트라인들(G1~Gn, n은 양의 정수), 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin Film Transistor, 도 6의 TFT), 액정셀들(도 6의 Clc)에 데이터전압을 충전시키기 위한 다수의 화소전극(11), 화소전극(11)에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, 도 6의 Cst), 터치센서들 등을 포함한다.In the
터치센서들은 도 6과 같이, 게이트라인들(G1~Gn)과 나란한 구동 전극라인들(T0~Tj, j는 n 보다 작은 양의 정수), 구동 전극라인들(T0~Tj)과 교차하고 데이터라인들(D1~Dm)과 나란한 수신 전극라인들(R0~Ri, i는 m 보다 작은 양의 정수), 및 구동 전극라인들(T0~Tj)와 수신 전극라인들(R0~Ri)의 교차부에 형성된 뮤추얼 커패시터(Cm) 등을 포함한다. 구동 전극라인들(T0~Tj)에는 터치센서를 구동하기 위한 터치센서 구동펄스가 공급되고, 수신 전극라인들(R0~Ri)에는 터치 기준전압이 공급된다. 구동 전극라인들(T0~Tj)은 뮤추얼 커패시터들(Cm)에 터치센서 구동펄스를 인가하는 구동 채널들로 기능하고, 수신 전극라인들(R0~Ri)은 뮤추얼 커패시터들(Cm)과 터치센서 독출회로(304)를 연결하기 위한 수신 채널들로 기능한다. 도 6에서, 'Tx'는 구동 전극라인들(T0~Tj) 중 어느 하나를, 'Rx'는 수신 전극라인들(R0~Ri) 중 어느 하나를 각각 나타낸다.As illustrated in FIG. 6, the touch sensors intersect the driving electrode lines T0 to Tj parallel to the gate lines G1 to Gn, and j is a positive integer smaller than n, and the driving electrode lines T0 to Tj. Receive electrode lines R0 to Ri parallel to the lines D1 to Dm, i is a positive integer smaller than m, and the intersection of the driving electrode lines T0 to Tj and the receiving electrode lines R0 to Ri. And a mutual capacitor Cm formed in the portion. Touch sensor driving pulses for driving the touch sensor are supplied to the driving electrode lines T0 to Tj, and touch reference voltages are supplied to the receiving electrode lines R0 to Ri. The driving electrode lines T0 to Tj function as driving channels for applying a touch sensor driving pulse to the mutual capacitors Cm, and the receiving electrode lines R0 to Ri may include the mutual capacitors Cm and the touch sensor. It functions as receive channels for connecting the
표시패널(100)의 픽셀들은 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)에 의해 정의된 픽셀 영역에 형성되어 매트릭스 형태로 배치된다. 픽셀들 각각의 액정셀은 화소전극(11)에 인가되는 데이터전압과 공통전극(12)에 인가되는 공통전압(Vcom)의 전압차에 따라 인가되는 전계에 의해 구동되어 입사광의 투과양을 조절한다. TFT들은 게이트라인(G1~Gn)으로부터의 게이트펄스에 응답하여 턴-온되어 데이터라인(D1~Dm)으로부터의 전압을 액정셀의 화소전극(11)에 공급한다.The pixels of the
표시패널(100)의 상부 기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등을 포함할 수 있다. 한편, 표시패널(100)의 하부 유리기판은 COT(Color filter On TFT) 구조로 구현될 수 있다. 이 경우에, 블랙매트릭스와 컬러필터는 표시패널(100)의 하부 유리기판에 형성될 수 있다. 공통전극(12)은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소전극(11)과 함께 하부 기판 상에 형성된다. 공통전극(12)에 공급되는 공통전압(Vcom)은 7V~8V 사이의 직류 전압일 수 있다. The upper substrate of the
표시패널(100)의 상부 기판과 하부 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(100)의 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성될 수 있다.Polarizing plates are attached to each of the upper and lower substrates of the
디스플레이 데이터 구동회로(202)는 다수의 소스 드라이브 IC(Integrated Circuit)을 포함한다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 콘트롤러(400)으로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 래치한다. 그리고 소스 드라이브 IC들은 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 아날로그 비디오 데이터전압을 출력한다. 아날로그 비디오 데이터전압은 데이터라인들(D1~Dm)에 공급된다.The display
디스플레이 스캔 구동회로(204)는 하나 이상의 스캔 드라이브 IC를 포함한다. 스캔 드라이브 IC는 타이밍 콘트롤러(400)의 제어 하에 아날로그 비디오 데이터전압에 동기되는 스캔펄스(또는 게이트펄스)를 게이트라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급하여 아날로그 비디오 데이터전압이 기입되는 표시패널의 라인을 선택한다. 스캔펄스는 게이트 하이전압과 게이트 로우전압 사이에서 스윙하는 펄스로 발생된다. 게이트 하이전압(VGH)은 대략 18V~20V 사이의 전압일 수 있고, 게이트 로우전압(VGL)은 대략 0V~-15V 사이의 전압일 수 있다.The display
터치센서 구동회로(302)는 외부로부터 인가되는 제1 터치센서 타이밍 제어신호(Ctx)를 기반으로 터치센서 구동펄스를 발생하고 구동 전극라인들(T0~Tj)에 터치센서 구동펄스를 순차적으로 인가하여 터치센서들을 스캐닝하되, 구동 전극라인들(T0~Tj) 각각에 N(N은 2이상의 양의 정수)회 이상 반복하여 터치센서 구동펄스를 출력한다. 따라서, 터치센서 구동회로(302)는 앞단 구동 전극라인(예컨대, Tj-2)에 터치센서 구동펄스를 N회 이상 공급한 후, 현재단 구동 전극라인(Tj-1)에 터치센서 구동펄스를 N회 이상 공급하고, 이어서 다음단 구동 전극라인(Tj)에 터치센서 구동펄스를 N회 이상 공급한다. 터치센서 구동회로(302)는 이러한 공급방식을 통해 첫번째 구동 전극라인(T0)에서 마지막 구동 전극라인(Tj)까지 터치 스캐닝 동작을 1회 완료한다. 이렇게 터치센서 구동회로(302)가 터치 스캐닝 동작을 1회 완료하는 데 소요되는 시간이 하나의 터치 프레임이 된다. 터치센서 구동회로(302)는 디스플레이 스캔 구동회로(204)의 스캔 드라이브 IC와 실질적으로 동일한 회로 구성을 갖는 스캔 드라이브 IC로 구현될 수 있다. 터치센서 구동회로(302)가 동작되는 타이밍은 디스플레이 스캔 구동회로(204)가 동작되는 타이밍과 중첩될 수도 있고, 비 중첩될 수도 있다. The touch
터치센서 구동회로(302)로부터 공급되는 터치센서 구동펄스는 뮤추얼 커패시터(Cm)를 형성하기 위한 채널 조합별로 또는, 구동 채널별로 달라진다. 터치센서 구동회로(302)는 도 7, 도 8a 및 도 8b와 같이 뮤추얼 커패시터(Cm)가 형성되는 센싱 위치에 따라 시정수(RC)가 달라지는 것을 감안하여, 도 10 및 도 11과 같이 구동 채널과 수신 채널의 교차로 이루어진 채널 조합별로 터치센서 구동펄스의 주기와 하이레벨의 펄스폭 중 적어도 어느 하나를 다르게 할 수 있다. 또한, 터치센서 구동회로(302)는 센싱 위치에 따라 시정수(RC)가 달라지는 것을 감안하여, 도 12와 같이 구동 채널별로 터치센서 구동펄스의 주기를 다르게 할 수 있다.The touch sensor driving pulses supplied from the touch
터치센서 독출회로(304)는 외부로부터 인가되는 제2 터치센서 타이밍 제어신호(Crx)를 기반으로 수신 전극라인들(R0~Ri)에 터치 기준전압을 공급한다. 터치 기준전압은 0V 보다 높고 3V 이하의 직류전압으로 설정될 수 있다. 터치센서 독출회로(304)는 수신 전극라인들(R0~Ri)을 통해 입력되는 터치센서들의 아날로그 출력, 즉 뮤추얼 커패시터(Cm)의 충전량을 샘플링 및 증폭하고, 디지털 터치 데이터로 변환하여 터치 콘트롤러(306)로 전송한다. 여기서, 터치센서 독출회로(304)는 터치센서 구동펄스의 N회 반복 공급에 의해 1 터치 프레임 내에서 터치센서들 각각의 출력을 N회 반복하여 샘플링한다. The touch sensor read
터치 콘트롤러(306)는 터치센서 독출회로(304)로부터 N회 반복적으로 입력되는 디지털 터치 데이터들을 메모리에 저장한다. 터치 콘트롤러(306)는 동일 터치센서로부터 N회 반복 출력된 디지털 터치 데이터들을 연산하고, 그 연산 결과를 바탕으로 디지털 터치 데이터들에 혼입된 노이즈 성분을 줄인다. 그리고 터치 콘트롤러(306)는 노이즈 성분을 줄인 디지털 터치 데이터들을 미리 설정된 기준값과 비교하여 기준값 이상의 터치 데이터들을 검출한다. 터치 콘트롤러(306)는 미리 설정된 터치 인식 알고리즘으로 기준값 이상의 터치 데이터들을 분석하여 터치된 터치센서들에 대한 좌표값을 산출한다. 터치 콘트롤러(306)로부터 출력된 터치 위치의 좌표값 데이터는 HID 포맷의 터치 디지털 터치 데이터로서 외부의 호스트 시스템으로 전송된다. 호스트 시스템은 터치 위치의 좌표값과 연계된 응용 프로그램을 실행한다.The
타이밍 콘트롤러(400)는 외부의 호스트 시스템으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 디스플레이 데이터 구동회로(202)와 디스플레이 스캔 구동회로(204)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 디스플레이 타이밍 제어신호들을 발생한다. 디스플레이 스캔 구동회로(204)의 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 디스플레이 데이터 구동회로(202)의 타이밍 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity, POL), 및 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다. The
타이밍 콘트롤러(400)는 디스플레이 기간 동안 디스플레이 데이터 구동회로(202)와 디스플레이 스캔 구동회로(204)의 출력을 인에이블시켜 비디오 데이터를 픽셀들에 표시한다. 그리고 타이밍 콘트롤러(400)는 터치센서 구동기간 동안 터치센서 구동회로(302)의 출력을 인에이블시키고 터치센서 독출회로(304)의 터치 신호 샘플링을 인에이블시킨다. 디스플레이 기간과 터치센서 구동기간은 서로 중첩되거나 또는 비 중첩될 수 있으며, 표시패널(100)의 종류에 따라 패널 특성을 고려하여 적절히 조절될 수 있다.The
도 7은 표시패널(100)에 형성된 구동 채널들(T0~T20)과 수신 채널들(R0~R18)의 일 예를 보여준다. 도 8a는 특정 수신 채널(R1)에서 위치별 시정수(RC)에 대한 실험 결과를 표와 그래프로 보여주며, 도 8b는 특정 구동 채널(T20)에서 위치별 시정수(RC)에 대한 실험 결과를 표와 그래프로 보여준다.FIG. 7 illustrates an example of driving channels T0 to T20 and receiving channels R0 to R18 formed on the
도 7에서, 수신 채널들(R0~R18)은 터치센서 구동회로(302)로부터 점점 멀어지는 정도에 따라 R0~R18 순으로 배치되며, 구동 채널들(T0~T20)은 터치센서 독출회로(304)로부터 점점 멀어지는 정도에 따라 T0~T20 순으로 배치된다.In FIG. 7, the reception channels R0 to R18 are arranged in the order of R0 to R18 according to the distance from the touch
도 8a와 같이 제1 수신 채널(R1)에서 시정수(RC)는, 뮤추얼 커패시터가 생성된 지점과 터치센서 독출회로(304) 간의 거리(D)에 비례하여 증가됨을 알 수 있다. 제1 수신 채널(R1)에서 T0와 교차되는 지점에 비해 T20과 교차되는 지점에서 수신 경로가 더 길다. 수신 경로가 길어질수록 수신 채널에서의 시정수는 점점 증가된다. 따라서, 제1 수신 채널(R1)에서의 시정수(RC)는 T0-R1 채널 조합에서 90ns로 가장 작고, T20-R1 채널 조합에서 260ns로 가장 크다. As shown in FIG. 8A, the time constant RC is increased in proportion to the distance D between the point where the mutual capacitor is generated and the touch sensor read
도 8b와 같이 제20 구동 채널(T20)에서 시정수(RC)는, 뮤추얼 커패시터가 생성된 지점과 터치센서 구동회로(302) 간의 거리(D)에 비례하여 증가됨을 알 수 있다. 제20 구동 채널(T20)에서 R0와 교차되는 지점에 비해 R18과 교차되는 지점에서 구동 경로가 더 길다. 구동 경로가 길어질수록 구동 채널에서의 시정수는 점점 증가된다. 따라서, 제20 구동 채널(T20)에서의 시정수(RC)는 T20-R0 채널 조합에서 80ns로 가장 작고, T20-R18 채널 조합에서 240ns로 가장 크다. As shown in FIG. 8B, in the twentieth driving channel T20, the time constant RC is increased in proportion to the distance D between the point where the mutual capacitor is generated and the touch
도 9는 뮤추얼 커패시터(Cm)를 생성하기 위한 구동 채널(Ta,Tb,Tc)과 수신 채널(Ra,Rb,Rc)의 채널 조합들을 보여준다. 9 shows channel combinations of the driving channels Ta, Tb, and Tc and the receiving channels Ra, Rb, and Rc for generating the mutual capacitor Cm.
도 9에서, "X" 방향은 터치센서 구동회로로부터 점점 멀어지는 방향을 나타내고, "Y" 방향은 터치센서 독출회로로부터 점점 멀어지는 방향을 나타낸다. 따라서, 구동 채널(Ta,Tb,Tc)과 수신 채널(Ra,Rb,Rc)의 교차로 구성되는 채널 조합들은 신호 전달 경로의 길이가 모두 다르다. 다시 말해, 채널 조합들의 시정수는 모두 다르다. 채널 조합들 중 시정수가 가장 작은 채널 조합은 Tc-Ra이고, 시정수가 가장 큰 채널 조합은 Ta-Rc이다. In Fig. 9, the direction "X" indicates a direction further away from the touch sensor driving circuit, and the direction "Y" indicates a direction further away from the touch sensor reading circuit. Accordingly, the channel combinations formed by the intersection of the driving channels Ta, Tb, and Tc and the receiving channels Ra, Rb, and Rc have different lengths of the signal transmission path. In other words, the time constants of the channel combinations are all different. Among the channel combinations, the channel combination with the smallest time constant is Tc-Ra, and the channel combination with the largest time constant is Ta-Rc.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따라 채널 조합별로 터치센서 구동펄스의 주기와 하이레벨의 펄스폭 중 적어도 어느 하나가 달라지는 것을 보여준다.10 and 11 illustrate that at least one of a period of a touch sensor driving pulse and a high level pulse width varies for each channel combination according to the first embodiment of the present invention.
도 9를 결부하여 도 10 및 도 11을 설명하면 다음과 같다.10 and 11 will be described with reference to FIG. 9.
구동 채널(Ta)과 수신 채널(Ra,Rb,Rc)의 교차로 구성되는 채널 조합들(Ta-Ra,Ta-Rb,Ta-Rc)은 센싱신호 전달 경로의 길이는 제1 값으로 서로 동일하지만, 구동신호 전달 경로의 길이는 서로 다르다. 구동 채널(Tb)과 수신 채널(Ra,Rb,Rc)의 교차로 구성되는 채널 조합들(Tb-Ra,Tb-Rb,Tb-Rc)은 센싱신호 전달 경로의 길이는 제1 값보다 작은 제2 값으로 서로 동일하지만, 구동신호 전달 경로의 길이는 서로 다르다. 구동 채널(Tc)과 수신 채널(Ra,Rb,Rc)의 교차로 구성되는 채널 조합들(Tc-Ra,Tc-Rb,Tc-Rc)은 센싱신호 전달 경로의 길이는 제2 값보다 작은 제3 값으로 서로 동일하지만, 구동신호 전달 경로의 길이는 서로 다르다. In the channel combinations Ta-Ra, Ta-Rb, and Ta-Rc constituted by the intersection of the driving channel Ta and the receiving channel Ra, Rb, and Rc, the sensing signal transmission paths have the same length as the first value. The driving signal transmission paths are different in length. The channel combinations Tb-Ra, Tb-Rb, and Tb-Rc constituted by the intersection of the driving channel Tb and the receiving channels Ra, Rb, and Rc are each a second signal whose path length of the sensing signal transmission path is smaller than the first value. Although the values are the same, the driving signal transmission paths have different lengths. The channel combinations Tc-Ra, Tc-Rb, and Tc-Rc constituted by intersections of the driving channel Tc and the receiving channels Ra, Rb, and Rc may be configured to have a third sensing signal transmission path having a length smaller than a second value. Although the values are the same, the driving signal transmission paths have different lengths.
본 발명의 제1 실시예에서는 터치 성능의 저하 없이 센싱 시간을 감소시켜 터치 프레임 레이트를 향상시키기 위해, 채널 조합별로 터치센서 구동펄스의 주기와 하이레벨의 펄스폭 중 적어도 어느 하나를 다르게 한다.In the first embodiment of the present invention, at least one of the period of the touch sensor driving pulse and the high level pulse width is changed for each channel combination in order to improve the touch frame rate by reducing the sensing time without degrading the touch performance.
이를 위해, 터치센서 구동회로는 Ta-Ra 채널 조합에 제1 펄스폭(H1)의 하이레벨(H)과 제1 펄스폭(L1)의 로우레벨(L)을 1주기로 하는 터치센서 구동펄스를 인가할 수 있다. 터치센서 구동회로는 Ta-Rb 채널 조합에 제1 펄스폭(H1)보다 넓은 제2 펄스폭(H2)의 하이레벨(H)과 제1 펄스폭(L1)의 로우레벨(L)을 1주기로 하는 터치센서 구동펄스를 인가할 수 있다. 터치센서 구동회로는 Ta-Rc 채널 조합에 제2 펄스폭(H2)보다 넓은 제3 펄스폭(H3)의 하이레벨(H)과 제1 펄스폭(L1)의 로우레벨(L)을 1주기로 하는 터치센서 구동펄스를 인가할 수 있다.To this end, the touch sensor driving circuit uses a touch sensor driving pulse having a high level H of the first pulse width H1 and a low level L of the first pulse width L1 as one period in the Ta-Ra channel combination. Can be authorized. The touch sensor driving circuit includes a high level H of the second pulse width H2 and a low level L of the first pulse width L1 for one cycle in the Ta-Rb channel combination. The touch sensor driving pulse can be applied. The touch sensor driving circuit includes a high level H of the third pulse width H3 and a low level L of the first pulse width L1 for one cycle in the Ta-Rc channel combination. The touch sensor driving pulse can be applied.
터치센서 구동회로는 Tb-Ra 채널 조합에 제1 펄스폭(H1)의 하이레벨(H)과 제1 펄스폭(L1)보다 좁은 제2 펄스폭(L2)의 로우레벨(L)을 1주기로 하는 터치센서 구동펄스를 인가할 수 있다. 터치센서 구동회로는 Tb-Rb 채널 조합에 제2 펄스폭(H2)의 하이레벨(H)과 제2 펄스폭(L2)의 로우레벨(L)을 1주기로 하는 터치센서 구동펄스를 인가할 수 있다. 터치센서 구동회로는 Tb-Rc 채널 조합에 제3 펄스폭(H3)의 하이레벨(H)과 제2 펄스폭(L2)의 로우레벨(L)을 1주기로 하는 터치센서 구동펄스를 인가할 수 있다.The touch sensor driving circuit uses the high level H of the first pulse width H1 and the low level L of the second pulse width L2 narrower than the first pulse width L1 in one cycle in the Tb-Ra channel combination. The touch sensor driving pulse can be applied. The touch sensor driving circuit may apply a touch sensor driving pulse having the high level H of the second pulse width H2 and the low level L of the second pulse width L2 as one cycle to the Tb-Rb channel combination. have. The touch sensor driving circuit may apply a touch sensor driving pulse having the high level H of the third pulse width H3 and the low level L of the second pulse width L2 as one cycle to the Tb-Rc channel combination. have.
터치센서 구동회로는 Tc-Ra 채널 조합에 제1 펄스폭(H1)의 하이레벨(H)과 제2 펄스폭(L2)보다 좁은 제3 펄스폭(L3)의 로우레벨(L)을 1주기로 하는 터치센서 구동펄스를 인가할 수 있다. 터치센서 구동회로는 Tc-Rb 채널 조합에 제2 펄스폭(H2)의 하이레벨(H)과 제3 펄스폭(L3)의 로우레벨(L)을 1주기로 하는 터치센서 구동펄스를 인가할 수 있다. 터치센서 구동회로는 Tc-Rc 채널 조합에 제3 펄스폭(H3)의 하이레벨(H)과 제3 펄스폭(L3)의 로우레벨(L)을 1주기로 하는 터치센서 구동펄스를 인가할 수 있다.The touch sensor driving circuit has a high level H of the first pulse width H1 and a low level L of the third pulse width L3 narrower than the second pulse width L2 in the Tc-Ra channel combination. The touch sensor driving pulse can be applied. The touch sensor driving circuit may apply a touch sensor driving pulse having the high level H of the second pulse width H2 and the low level L of the third pulse width L3 as one cycle to the Tc-Rb channel combination. have. The touch sensor driving circuit may apply a touch sensor driving pulse having a high level H of the third pulse width H3 and a low level L of the third pulse width L3 as one cycle to the Tc-Rc channel combination. have.
이렇게 터치센서 구동펄스를 인가하면, 채널 조합별로 충전에 필요한 시간에 맞게 차등하게 시간을 최적으로 분배할 수 있기 때문에, 터치 성능의 저하 없이 센싱 시간을 효과적으로 줄일 수 있게 된다. 상기와 같이 채널 조합별로 터치센서 구동펄스의 주기와 하이레벨의 펄스폭 중 적어도 어느 하나를 다르게 하는 것은, 터치센서 독출회로에서 채널 조합에 해당하는 터치 센서들 각각을 순차적으로 샘플링하는 데 효과적이다.When the touch sensor driving pulse is applied in this way, the time can be optimally distributed according to the time required for charging for each channel combination, thereby effectively reducing the sensing time without deteriorating touch performance. As described above, varying at least one of the period of the touch sensor driving pulse and the high level pulse width for each channel combination is effective for sequentially sampling each of the touch sensors corresponding to the channel combination in the touch sensor readout circuit. .
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따라 구동 채널별로 터치센서 구동펄스의 주기가 달라지는 것을 보여준다.12 shows that the period of the touch sensor driving pulse is changed for each driving channel according to the second embodiment of the present invention.
본 발명의 제2 실시예에서는 터치 성능의 저하 없이 센싱 시간을 감소시켜 터치 프레임 레이트를 향상시키기 위해, 터치센서 구동펄스의 하이레벨의 펄스폭은 동일하게 유지하면서 구동 채널별로 구동펄스의 주기를 다르게 한다.In the second embodiment of the present invention, in order to improve the touch frame rate by reducing the sensing time without degrading the touch performance, the period of the driving pulse is different for each driving channel while maintaining the same pulse width of the high level of the touch sensor driving pulse. do.
이를 위해, 터치센서 구동회로는 센싱신호 전달 경로의 길이가 제1 값인 Ta 구동 채널에 제4 펄스폭(H4)의 하이레벨(H)과 제4 펄스폭(L4)의 로우레벨(L)을 1주기로 하는 터치센서 구동펄스를 인가할 수 있다. 터치센서 구동회로는 센싱신호 전달 경로의 길이가 제1 값보다 작은 제2 값인 Tb 구동 채널에 제4 펄스폭(H4)의 하이레벨(H)과 제4 펄스폭(L4)보다 좁은 제5 펄스폭(L5)의 로우레벨(L)을 1주기로 하는 터치센서 구동펄스를 인가할 수 있다. 터치센서 구동회로는 센싱신호 전달 경로의 길이가 제2 값보다 작은 제3 값인 Tc 구동 채널에 제4 펄스폭(H4)의 하이레벨(H)과 제5 펄스폭(L5)보다 좁은 제6 펄스폭(L6)의 로우레벨(L)을 1주기로 하는 터치센서 구동펄스를 인가할 수 있다.To this end, the touch sensor driving circuit applies the high level H of the fourth pulse width H4 and the low level L of the fourth pulse width L4 to the Ta driving channel having a length of the sensing signal transmission path. The touch sensor drive pulse can be applied at one cycle. The touch sensor driving circuit includes a fifth pulse narrower than the high level H and the fourth pulse width L4 of the fourth pulse width H4 in the Tb driving channel having a second value of which the sensing signal transmission path is smaller than the first value. The touch sensor driving pulse having the low level L of the width L5 as one cycle may be applied. The touch sensor driving circuit may include a sixth pulse narrower than the high level H and the fifth pulse width L5 of the fourth pulse width H4 in the Tc driving channel, the length of which the sensing signal transmission path is smaller than the second value. The touch sensor driving pulse having the low level L of the width L6 as one cycle may be applied.
이렇게 터치센서 구동펄스를 인가하면, 채널 조합별로 충전에 필요한 시간에 맞게 차등하게 시간을 최적으로 분배할 수 있기 때문에, 터치 성능의 저하 없이 센싱 시간을 효과적으로 줄일 수 있게 된다. 상기와 같이 채널 조합별로 터치센서 구동펄스의 주기를 다르게 하는 것은, 터치센서 독출회로에서 동일 구동 채널 상에 존재하는 터치 센서들을 동시에 샘플링하는 데 효과적이다.When the touch sensor driving pulse is applied in this way, the time can be optimally distributed according to the time required for charging for each channel combination, thereby effectively reducing the sensing time without deteriorating touch performance. As described above, varying the period of the touch sensor driving pulse for each channel combination is effective for simultaneously sampling touch sensors existing on the same driving channel in the touch sensor readout circuit.
도 13은 본 발명에 따른 1 터치 프레임에 소요되는 시간과 터치 프레임 레이트를 각각 종래와 비교하여 보여주는 그래프이다.FIG. 13 is a graph showing a time and a touch frame rate for one touch frame according to the present invention, respectively.
도 13은 10.1인치 표시패널에 내장된 24개의 구동채널과 32개의 수신채널을 대상으로 각 채널 조합별 10회의 수신값을 누적하여 터치를 감지했을 때의 실험결과이다. 도 13의 실험결과에서 알 수 있듯이, 동일한 주기의 구동 펄스를 모든 구동 채널들에 일괄적으로 인가하는 종래 기술에서는 1 터치 프레임에 소요되는 시간이 대략 0.017초로 측정되었고 그 결과 터치 프레임 레이트가 60프레임/초로 나타났다. 반면, 채널 조합별로 터치센서 구동펄스의 주기와 하이레벨의 펄스폭 중 적어도 어느 하나를 다르게 한 본 발명의 제1 실시예에서는 1 터치 프레임에 소요되는 시간이 대략 0.011초로 측정되었고 그 결과 터치 프레임 레이트가 91프레임/초로서 종래 대비 52% 향상됨을 알 수 있었다. 그리고, 구동 채널별로 구동펄스의 주기를 다르게 한 본 발명의 제2 실시예에서는 1 터치 프레임에 소요되는 시간이 대략 0.014초로 측정되었고 그 결과 터치 프레임 레이트가 70프레임/초로서 종래 대비 17% 향상됨을 알 수 있었다.
FIG. 13 illustrates an experimental result when a touch is detected by accumulating 10 reception values for each channel combination for 24 driving channels and 32 reception channels embedded in a 10.1-inch display panel. As can be seen from the experimental results of FIG. 13, in the prior art in which driving pulses of the same period are applied to all driving channels collectively, the time required for one touch frame is measured to be approximately 0.017 seconds, and as a result, the touch frame rate is 60 frames. / Seconds. In contrast, in the first embodiment of the present invention in which at least one of the period of the touch sensor driving pulse and the high level pulse width is different for each channel combination, the time required for one touch frame is measured to be approximately 0.011 seconds, and as a result, the touch frame rate Was 91 frames / sec, a 52% improvement over the prior art. In addition, in the second embodiment of the present invention in which the period of the driving pulse is changed for each driving channel, the time required for one touch frame is measured to be approximately 0.014 seconds, and as a result, the touch frame rate is 70 frames / sec, which is 17% higher than the conventional method. Could know.
상술한 바와 같이, 본 발명은 터치 구동시간을 각 채널마다 최적으로 할당하여 불필요한 구동 소요시간을 줄여 센싱 시간을 감소시킴으로써, 터치 성능의 저하 없이 터치 프레임 레이트를 크게 향상시킬 수 있다. 터치 프레임 레이트가 향상되면, 터치 반응이 더욱 빠르면서도 부드러워진다.As described above, the present invention can optimally allocate the touch driving time to each channel to reduce unnecessary driving time and thereby reduce the sensing time, thereby greatly improving the touch frame rate without degrading the touch performance. If the touch frame rate is improved, the touch response is faster and smoother.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.
100 : 표시패널 202 : 디스플레이 데이터 구동회로
204 : 디스플레이 스캔 구동회로 302 : 터치센서 구동회로
304 : 터치센서 독출회로 306 : 터치 콘트롤러
400 : 타이밍 콘트롤러100: display panel 202: display data driving circuit
204: display scan driving circuit 302: touch sensor driving circuit
304: touch sensor readout circuit 306: touch controller
400: Timing Controller
Claims (8)
상기 구동 전극라인들과 교차되어 수신 채널들로 기능하며, 상기 구동 채널들과 다수의 채널 조합들을 이루어 터치센서들을 구현하는 다수의 수신 전극라인들;
상기 채널 조합별 또는 상기 구동 채널별로 터치센서 구동펄스를 다르게 발생하여 상기 구동 전극라인들에 공급하는 터치센서 구동회로; 및
상기 수신 전극라인들을 통해 상기 터치센서들을 샘플링하여 디지털 터치 데이터로 변환하는 터치센서 독출회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치센서를 가지는 표시장치. A plurality of drive electrode lines functioning as drive channels;
A plurality of receiving electrode lines intersecting with the driving electrode lines to function as receiving channels and implementing touch sensors by forming a plurality of channel combinations with the driving channels;
A touch sensor driving circuit for generating a touch sensor driving pulse differently for each of the channel combinations or the driving channels and supplying the touch sensor driving pulses to the driving electrode lines; And
And a touch sensor reading circuit for sampling the touch sensors through the receiving electrode lines and converting the touch sensors into digital touch data.
상기 구동 전극라인들과 상기 수신 전극라인들은 서로 교차하고 그 교차부에 뮤추얼 커패시터들이 형성되는 것을 특징으로 하는 터치센서를 가지는 표시장치. The method of claim 1,
The display device having a touch sensor, wherein the driving electrode lines and the receiving electrode lines cross each other, and mutual capacitors are formed at an intersection thereof.
상기 터치센서 구동회로는,
상기 뮤추얼 커패시터가 형성된 센싱 위치에 따라 시정수가 달라지는 것에 대응하여, 상기 채널 조합별로 상기 터치센서 구동펄스의 주기와 하이레벨의 펄스폭 중 적어도 어느 하나를 다르게 한 후, 상기 채널 조합들 각각에 다수회 반복 공급하는 것을 특징으로 하는 터치센서를 가지는 표시장치.The method of claim 2,
The touch sensor driving circuit,
In response to the time constant being changed according to the sensing position at which the mutual capacitor is formed, after changing at least one of the period of the touch sensor driving pulse and the high level pulse width for each channel combination, a plurality of times each of the channel combinations is performed. Display device having a touch sensor, characterized in that the supply repeatedly.
상기 터치센서 구동펄스의 하이레벨의 펄스폭은 상기 교차부와 상기 터치센서 구동회로 간의 거리에 비례하여 증가되고;
상기 터치센서 구동펄스의 로우레벨의 펄스폭은 상기 교차부와 상기 터치센서 독출회로 간의 거리에 비례하여 증가되는 것을 특징으로 하는 터치센서를 가지는 표시장치.The method of claim 3, wherein
The pulse width of the high level of the touch sensor driving pulse is increased in proportion to the distance between the crossing portion and the touch sensor driving circuit;
And a low level pulse width of the touch sensor driving pulse increases in proportion to a distance between the crossing portion and the touch sensor readout circuit.
상기 터치센서 독출회로는,
상기 채널 조합들에 위치하는 터치 센서들 각각을 다수회씩 순차적으로 샘플링하는 것을 특징으로 하는 터치센서를 가지는 표시장치.The method of claim 3, wherein
The touch sensor read circuit,
And a touch sensor sequentially sampling a plurality of touch sensors positioned in the channel combinations.
상기 터치센서 구동회로는,
상기 뮤추얼 커패시터가 형성된 센싱 위치에 따라 시정수가 달라지는 것에 대응하여, 상기 구동 채널별로 터치센서 구동펄스의 주기를 다르게 하는 것을 특징으로 하는 터치센서를 가지는 표시장치.The method of claim 2,
The touch sensor driving circuit,
And a touch sensor driving pulse, wherein the period of the touch sensor driving pulse is different for each driving channel in response to a time constant being changed according to a sensing position at which the mutual capacitor is formed.
상기 터치센서 구동펄스의 하이레벨의 펄스폭은 상기 구동 채널들에서 동일하고;
상기 터치센서 구동펄스의 로우레벨의 펄스폭은 상기 교차부와 상기 터치센서 독출회로 간의 거리에 비례하여 증가되는 것을 특징으로 하는 터치센서를 가지는 표시장치.The method according to claim 6,
The pulse width of the high level of the touch sensor drive pulse is the same in the drive channels;
And a low level pulse width of the touch sensor driving pulse increases in proportion to a distance between the crossing portion and the touch sensor readout circuit.
상기 터치센서 독출회로는,
동일 구동 채널 상에 존재하는 터치 센서들을 동시에 다수회씩 샘플링하는 것을 특징으로 하는 터치센서를 가지는 표시장치.The method according to claim 6,
The touch sensor read circuit,
A display device having a touch sensor, characterized in that for sampling a plurality of touch sensors present on the same drive channel at the same time.
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Cited By (8)
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---|---|---|---|---|
US8952913B2 (en) | 2012-10-23 | 2015-02-10 | Lg Display Co., Ltd. | Display device and driving method thereof |
US20140253498A1 (en) * | 2013-03-11 | 2014-09-11 | Japan Display Inc. | Touch-sensor device, display device, and electronic device |
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