KR20130131256A - 액티브 픽셀 매트릭스에 대한 정전용량식 감지 검출 방법 - Google Patents

액티브 픽셀 매트릭스에 대한 정전용량식 감지 검출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액티브 픽셀 매트릭스에 대한 정전용량식 감지 검출 방법을 제공한다. 본 방법은 액티브 픽셀 매트릭스에서 제1 감지 영역을 선택하는 단계를 포함한다. 그리고나서, 제1 감지 영역에 제1 신호를 전달한다. 다음으로, 제2 감지 영역을 선택한다. 감지를 위해 제2 감지 영역에 제2 신호를 전달한다. 최종적으로, 위치를 결정하기 위해 제1 신호 및 제2 신호의 변화를 검출하고 계산한다.

Description

액티브 픽셀 매트릭스에 대한 정전용량식 감지 검출 방법{A CAPACITIVE SENSING DETECTION METHOD FOR AN ACTIVE PIXEL MATRIX}
본 발명은 검출 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 정전용량식 감지 검출 방법에 관한 것이다.
전자 시스템과 사용자 간의 내추럴 인터페이스(natural interface)를 제공할 수 있는 터치 감지 기술은 사용자가 전자 시스템에 연관된 터치 감지 장치를 통해 요구된 정보를 입력하고 및/또는 전자 시스템을 조작할 수 있는 예컨대 이동 전화, PDA(personal digital assistants), ATM(automatic teller machines), 게임기, 의료 장치, 액정 디스플레이(LCD) 장치, 컴퓨터 처리 장치 등과 같은 다양한 분야에서 폭넓은 응용을 갖는다.
터치 위치의 검출에 이용할 수 있는 상이한 타입의 터치 감지 장치가 있다. 그 중 하나는 투명 도전성 산화물과 같은 투명 도전성 재료로 구성되고 갭에 의해 분리되어 있는 2개의 층을 포함하는 저항형 터치 감지 장치(resistive-type touch sensing device)이다. 충분한 힘으로 터치될 때, 도전성 층 중의 하나가 다른 도전성 층과 접촉하도록 휘어진다. 접촉 지점의 위치는 그 접촉 지점에서의 저항의 변화를 감지하는 컨트롤러에 의해 검출할 수 있다. 이에 응답하여, 컨트롤러는 그 접촉 지점과 연관된 기능이 있을 경우 그 기능을 수행한다.
또 다른 한 가지 타입으로는 정전용량형 터치 감지 장치가 있다. 정전용량형 터치 감지 장치는, 연속적인 저항성 층을 이용하는 아날로그 정전용량식 감지 장치와, 패턴화된 도전성 층(전극)을 이용하는 뮤추얼-타입 프로젝티드 정전용량식 감지 장치(mutual-type projected capacitive sensing device)의 2가지 타입으로 분류될 수 있다.
프로젝티드 정전용량식 터치 장치에서, 터치 센서는 컨트롤러로부터의 신호로 구동되는 일련의 패턴화된 전극을 채용한다. 유사하게, 접촉 지점의 터치 위치는 사용자의 손가락에 의해 유기된 커패시턴스를 감지함에 따라 터치에 응답하여 하나 이상의 대응하는 전극을 통해 터치 지점 쪽으로 흐르는 전류로부터 구해질 수 있다. 센서에의 손가락 터치는 도전성 층으로부터 인체까지의 정전용량성 커플링을 제공한다. 접촉 지점의 터치 위치는 터치 위치에서의 정전용량성으로 커플링된 전기 신호에서의 변화를 측정하는 컨트롤러에 의해 검출될 수 있다. 이에 따라, 컨트롤로는 터치 위치에 연관된 기능이 있을 경우 이 기능을 수행한다.
통상적으로, 정전용량식 터치 감지 검출을 이용하는 터치 패널은 방수, 스크래치 방지 및 고속 전송을 포함한 장점들을 갖는다. 더욱이, 이것은 사용자가 이러한 종류의 터치 패널을 제어하기 위해 자신의 손가락을 이용할 수 있어 매우 편리하다. 그러나, 터치 위치를 검출하기 위해 추가의 터치 패널이 요구된다. 터치 패널과 픽셀 매트릭스가 함께 적층되며, 이것은 디스플레이의 두께를 증가시킨다. 따라서, 픽셀 매트릭스에서 직접 수행될 수 있는 신규의 정전용량식 감지 검출 방법이 요구된다.
본 발명의 목적은 픽셀 매트릭스에서 수행되는 정전용량식 감지 검출 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 액티브 픽셀 매트릭스에 대한 정전용량식 감지 검출 방법을 제공한다. 상기 방법은 액티브 픽셀 매트릭스에서 제1 감지 영역을 선택하는 단계를 포함한다. 그리고나서, 상기 제1 감지 영역에 제1 신호를 전달한다. 다음으로, 제2 감지 영역을 선택한다. 감지를 위해 상기 제2 감지 영역에 제2 신호를 전달한다. 최종적으로, 위치를 결정하기 위해 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호의 변화를 검출하고 계산한다.
실시예에서, 상기 제1 감지 영역은 픽셀, 픽셀 세그먼트, 하나의 도전성 라인, 또는 복수의 도전성 라인을 포함한다.
실시예에서, 상기 제2 감지 영역은 픽셀, 픽셀 세그먼트, 하나의 도전성 라인, 또는 복수의 도전성 라인을 포함한다.
실시예에서, 상기 제2 감지 영역이 상기 제1 감지 영역과 중첩하고 있거나, 상기 제2 감지 영역이 상기 제1 감지 영역에 인접해 있거나, 또는 상기 제2 감지 영역이 상기 제1 감지 영역으로부터 떨어져 있다.
실시예에서, 상기 정전용량식 감지 검출 방법은, 상기 제1 감지 영역에 상기 제1 신호를 전달하기 전에, 상기 제1 감지 영역에 펄스 신호 또는 하이 레벨 전압 신호를 전달하는 단계를 더 포함한다.
실시예에서, 상기 정전용량식 감지 검출 방법은, 상기 제2 감지 영역에 상기 제2 신호를 전달하고 계산하기 전에, 상기 제2 감지 영역에 펄스 신호 또는 하이 레벨 전압 신호를 전달하는 단계를 더 포함한다.
실시예에서, 상기 정전용량식 감지 검출 방법은, 상기 제1 감지 영역에 상기 제1 신호를 전달하기 전에 상기 제1 감지 영역을 방전시키는 단계를 더 포함한다.
실시예에서, 상기 정전용량식 감지 검출 방법은, 상기 제2 감지 영역에 상기 제2 신호를 전달하고 계산하기 전에, 상기 제2 감지 영역을 방전시키는 단계를 더 포함한다.
실시예에서, 상기 제1 감지 영역 또는 상기 제2 감지 영역은, 디스플레이의 데이터 라인, 주사 라인(scan line), 파워 라인, 바이어스 라인, 공통 전극 라인, 판독 라인, 및 제어 라인을 포함한다.
실시예에서, 상기 액티브 픽셀 매트릭스가 디스플레이에 배치된다.
실시예에서, 상기 디스플레이는 유기 발광 디스플레이, 박막 트랜지스터 액정 디스플레이, 전기 습윤 디스플레이(Electrode Wetting display), 전기 영동 디스플레이(electrophoretic display), 미소 전기기계 시스템(MEMS) 디스플레이, 또는 옵티컬 모드 인터퍼런스 MEMS 디스플레이(optical mode interference MEMS display)이다.
실시예에서, 상기 디스플레이는 백라이트 모듈을 포함한다. 상기 정전용량식 감지 검출 방법은 상기 백라이트 모듈이 턴오프된 때에 수행된다.
실시예에서, 상기 디스플레이는 전방 광 모듈(front light module)을 포함한다. 상기 정전용량식 감지 검출 방법은 상기 전방 광 모듈이 턴오프된 때에 수행된다.
실시예에서, 상기 디스플레이는 백라이트 모듈을 포함한다. 상기 정전용량식 감지 검출 방법은 상기 백라이트 모듈에 의해 빛을 받지 않는 액티브 픽셀 매트릭스의 영역에서 수행된다.
실시예에서, 상기 디스플레이는 전방 광 모듈을 포함한다. 상기 정전용량식 감지 검출 방법은 상기 전방 광 모듈에 의해 빛을 받지 않는 액티브 픽셀 매트릭스의 영역에서 수행된다.
본 발명은 또한 정전용량식 감지 검출 방법을 수행하기 위해 액티브 픽셀 매트릭스에 배치되는 집적회로를 제공한다. 상기 정전용량식 감지 검출 방법은 액티브 픽셀 매트릭스에서 제1 감지 영역을 선택하는 단계를 포함한다. 그리고나서, 상기 제1 감지 영역에 제1 신호를 전달한다. 다음으로, 제2 감지 영역을 선택한다. 감지를 위해 상기 제2 감지 영역에 제2 신호를 전달한다. 최종적으로, 위치를 결정하기 위해 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호의 변화를 검출하고 계산한다.
상기한 구성에 따라, 주사 라인 및 데이터 라인이 정전용량식 감지 검출을 수행하기 위해 감지 매트릭스로서 이용된다. 즉, 추가의 감지 패널이 요구되지 않는다. 이에 따라 디스플레이의 두께가 감소된다. 더욱이, 감지 전극을 선택하기 위해 픽셀 매트릭의 박막 트랜지스터가 이용된다. 따라서, 표준 제조 공정을 이용하여 어레이 기판을 제조할 수 있다.
본 발명의 전술한 양태, 특징, 장점 및 실시예와 기타 양태, 특징, 장점 및 실시예를 보다 명확하게 하기 위해, 다음의 첨부 도면이 참조하여 설명된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전용량식 감지 검출을 처리하는 픽셀 매트릭스의 개략도이다.
도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전용량식 감지 검출을 수행하기 위한 픽셀 매트릭스를 도시하는 도면이다.
도 2b는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 정전용량식 감지 검출을 수행하기 위한 픽셀 매트릭스를 도시하는 도면이다.
도 3은 2개의 시간 주기 T1 및 T2로 분할되는 프레임을 도시하는 도면이다.
도 4는 영역 A1, 영역 A2, 영역 A3, 영역 A4, 영역 A5 및 영역 A6의 6개의 영역으로 분할되는 패널을 도시하는 도면이다.
도 5는 백라이트 모듈이 빛을 내도록 하기 위한 타임 차트를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 로우 방향(row direction) 위치를 결정하기 위해 정전용량식 터치 감지 검출을 이용하는 흐름도를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 컬럼 방향(column direction) 위치를 결정하기 위해 정전용량식 터치 감지 검출을 이용하는 흐름도를 도시하는 도면이다.
이하에서는 그 예가 첨부 도면에 도시되어 있는 본 발명의 실시예를 상세하게 참조하여 설명한다. 가능한 곳에서는, 동일하거나 동등한 부분을 지칭하기 위해 도면 및 상세한 설명에서 동일한 도면부호가 이용된다.
본 발명에 따라, 디스플레이의 픽셀 매트릭스는 정전용량식 감지 검출을 처리하기 위한 감지 전극으로서 이용된다. 디스플레이는 유기 발광 디스플레이, 박막 트랜지스터 액정 디스플레이, 전기 습윤 디스플레이(Electrode Wetting display), 전기 영동 디스플레이(electrophoretic display), 미소 전기기계 시스템(MEMS) 디스플레이, 또는 옵티컬 모드 인터퍼런스 MEMS 디스플레이(optical mode interference MEMS display)이다. 이 디스플레이의 픽셀 매트릭스는 IPS(In Plan Switching) 구조 또는 FFS(Fringe Field Switching) 구조로 되도록 구성된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전용량식 감지 검출을 처리하기 위한 픽셀 매트릭스의 개략도를 도시한다. 픽셀 매트릭스(100)는 액티브 매트릭스이다. 픽셀 매트릭스(100)의 전극 구조가 어레이 기판 상에 배치된다. 전극 구조는 복수의 데이터 라인(D1∼Dm) 및 복수의 주사 라인(G1∼Gn)을 포함한다. 실시예에서, 데이터 라인(D1∼Dm) 및 주사 라인(G1∼Gn)은 90도의 끼인각을 갖는다. 그러나, 또 다른 실시예에서, 데이터 라인(D1∼Dm) 및 주사 라인(G1∼Gn)은 예컨대 60도, 45도, 36도 또는 30도의 끼인각을 갖는다. 데이터 라인(D1∼Dm) 및 주사 라인(G1∼Gn)을 형성하기 위한 재료로는 금속, 합금(compound metal), 탄소나노튜브, 또는 ITO 및 IZO와 같은 투명 전도체 재료가 있다.
주사 라인 및 데이터 라인의 각각의 쌍은 픽셀을 제어한다. 예컨대, 데이터 라인 D1 및 주사 라인 G1은 픽셀 101을 제어한다. 각각의 픽셀은 박막 트랜지스터(102), 저장 커패시터(Cs), 및 픽셀 전극과 공통 전극에 의해 형성되는 액정 커패시터(Clc)를 포함하는 동일한 픽셀 구조를 갖는다. 이미지가 픽셀 매트릭스(100)에 의해 디스플레이될 때, 게이트 드라이버(103)는 주사 라인(G1∼Gn)에 주사 신호를 순차적으로 보낸다. 주사 라인(G1∼Gn) 중의 하나가 주사 신호를 수신할 때, 주사 라인에 접속된 박막 트랜지스터가 턴온된다. 이때, 데이터 라인(D1∼Dm)에 전송된 데이터 신호가 턴온된 박막 트랜지스터를 통해 픽셀에 보내진다. 그리고나서, 해당 이미지가 픽셀에 의해 디스플레이된다. 모든 주사 라인이 주사 신호에 의해 주사될 때, 프레임의 디스플레이가 완료된다. 주사 라인의 주사가 반복된다. 그리고나서, 연속 이미지가 디스플레이된다. 본 발명에서, 주사 라인(G1∼Gn) 및 데이터 라인(D1∼Dm)은 정전용량식 감지 검출을 수행하기 위한 감지 매트릭스로서 이용된다. 즉, 기판에는 추가의 감지 전극이 배치되지 않는다. 따라서, 표준 제조 공정을 이용하여 어레이 기판을 제조할 수 있다.
다른 한편으로, 센서(105)는, 소스 드라이버(104) 및 게이트 드라이버(103)와 커플링하여, 주사 라인(G1∼Gn)에 주사 신호를 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하고, 주사 신호에 따라 선택된 픽셀에 감지 신호를 출력하도록 소스 드라이버(104)를 제어하여, 정전용량식 감지 검출을 수행하여 터치 위치 및 높이를 계산한다. 주사 신호는 펄스 신호이다. 실시예에서, 센서(105)는 소스 드라이버(104) 및 게이트 드라이버(103) 외측에 위치된 독립적인 집적회로이다. 또 다른 실시예에서, 센서(105)는 소스 드라이버(104) 및 게이트 드라이버(103) 외측에 위치되는 타이밍 컨트롤러(106)에 통합된다. 또 다른 실시예에서, 센서(105)는 소스 드라이버(104) 및 게이트 드라이버(103)에 통합된다.
이에 따라, 본 발명은 정전용량식 감지 검출 방법을 제공한다. 상기 방법은 디스플레이의 액티브 픽셀 매트릭스에 적용된다. 상기 방법은 픽셀 매트릭스에서 제1 감지 영역을 선택하는 단계를 포함한다. 제1 감지 영역은 적어도 하나의 픽셀을 포함한다. 그리고나서, 제1 감지 영역에 제1 신호를 전달한다. 제2 감지 영역을 선택한다. 이 제2 감지 영역은 제1 감지 영역에 인접하거나 또는 제1 감지 영역에 부분적으로 중첩한다. 그리고나서, 제2 감지 영역에 제2 신호를 전달한다. 다음으로, 제1 신호 및 제2 신호를 감지하여 이들의 변화를 계산하며, 이로써 터치 위치 또는 터치 거리가 결정된다. 제1 신호 및 제2 신호의 전압은 모두 디스플레이의 임계 전압 미만이다.
도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전용량식 감지 검출을 수행하기 위한 픽셀 매트릭스를 도시하고 있다. 픽셀 매트릭스는 액티브 매트릭스이다. 센서(105)가 X-방향 위치를 결정하기 위해 정전용량식 감지 검출을 수행할 때, 센서(105)는 시간 t1에서 주사 라인 G1에 주사 신호 S1을 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하여, 제1 감지 영역으로서 동작하도록 픽셀 M11∼M1m을 턴온시킨다. 이에 따라, 제1 감지 영역은 픽셀 세그먼트인 픽셀 M11∼M1m을 포함한다. 이와 동시에, 센서(105)는 또한 주사 신호 S1에 따라 여기 신호(exciting signal)인 제1 신호를 데이터 라인(D1∼Dm)에 출력하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 여기 신호는 턴온된 픽셀 M11∼M1m에 전달된다. 다음으로, 센서(105)는 시간 t2에서 주사 라인 G2에 주사 신호 S2를 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하여, 제2 감지 영역으로서 동작하도록 픽셀 M21∼M2m을 턴온시킨다. 이에 따라, 제2 감지 영역은 픽셀 세그먼트인 픽셀 M21∼M2m을 포함한다. 이와 동시에, 센서(105)는 또한 주사 신호 S2에 따라 데이터 라인(D1∼Dm)을 통해 제2 감지 영역인 턴온된 픽셀 M21∼M2m을 감지하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 전술한 감지 방법은 반복 수행된다. 예컨대, 센서(105)는 시간 t3에서 주사 라인 G3에 주사 신호 S3를 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하여, 제1 감지 영역으로서 동작하도록 픽셀 M31∼M3m을 턴온시킨다. 이에 따라, 제1 감지 영역은 픽셀 세그먼트인 픽셀 M31∼M3m을 포함한다. 이와 동시에, 센서(105)는 또한 주사 신호 S3에 따라 여기 신호인 제1 신호를 데이터 라인(D1∼Dm)에 출력하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 여기 신호는 턴온된 픽셀 M31∼M3m에 전달된다. 다음으로, 센서(105)는 시간 t4에서 주사 라인 G4에 주사 신호 S4를 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하여, 제2 감지 영역으로서 동작하도록 픽셀 M41∼M4m을 턴온시킨다. 이에 따라, 제2 감지 영역은 픽셀 세그먼트인 픽셀 M41∼M4m을 포함한다. 이와 동시에, 센서(105)는 또한 주사 신호 S4에 따라 데이터 라인(D1∼Dm)을 통해 제2 감지 영역인 턴온된 픽셀 M41∼M4m을 감지하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 그 나머지도 동일한 방식으로 진행될 수 있다.
상기한 실시예에서, 제2 감지 영역은 제1 감지 영역에 인접해 있다. 즉, 여기 신호를 수신할 픽셀과 감지될 픽셀이 교번적으로 배치된다. 주사 라인(G1∼Gn)은 여기 신호를 수신할 픽셀을 선택하기 위한 제1 주사 라인과 감지될 픽셀을 선택하기 위한 제2 주사 라인으로 그룹화된다. 제1 주사 라인과 제2 주사 라인은 어레이 기판에 교번적으로 배치된다. 이에 따라, 주사 라인이 순차적으로 주사되는 동안, 소스 드라이버(104)는 픽셀에 여기 신호를 보내는 것과 X 방향 위치를 결정하기 위해 픽셀을 감지하는 것을 교번적으로 수행할 수 있다.
정전용량식 감지 검출 기술에 따라, 사용자의 손가락이 픽셀 세그먼트인 픽셀 M21∼M2m 또는 픽셀 M41∼M4m을 터치할 때, 픽셀 세그먼트에 보내진 여기 신호의 전하가 픽셀 세그먼트로부터 사용자의 손가락으로 이동되어, 픽셀 세그먼트의 커패시턴스를 변화시킨다. 그러므로, 센서(105)는 터치 위치를 결정하기 위해 데이터 라인(D1∼Dm)을 통해 커패시턴스 변화를 감지할 수 있다.
다른 한편으로, 센서(105)가 Y 방향 위치를 결정하기 위해 정전용량식 감지 검출을 수행할 때, 센서(105)는 시간 t1에서 제1 감지 영역인 픽셀 M11∼Mn1을 턴온시키기 위해 주사 라인(G1∼Gn)에 주사 신호를 순차적으로 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하고, 데이터 라인 D1을 통해 픽셀 M11∼Mn1에 여기 신호를 출력하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 이에 따라, 제1 감지 영역은 픽셀 세그먼트인 픽셀 M11∼Mn1을 포함한다. 다음으로, 센서(105)는 시간 t2에서 제2 감지 영역인 픽셀 M12∼Mn2을 턴온시키기 위해 주사 라인(G1∼Gn)에 주사 신호를 순차적으로 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하고, 데이터 라인 D2를 통해 픽셀 M12∼Mn2를 감지하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 이에 따라, 제2 감지 영역은 픽셀 세그먼트인 픽셀 M12∼Mn2를 포함하며, 이 픽셀은 제1 감지 영역인 픽셀 M11∼Mn1에 인접해 있다. 상기한 감지 방법은 반복 수행된다. 예컨대, 센서(105)는 시간 t3에서 제1 감지 영역인 픽셀 M13∼Mn3을 턴온시키기 위해 주사 라인(G1∼Gn)에 주사 신호를 순차적으로 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하고, 데이터 라인 D3을 통해 픽셀 M13∼Mn3에 여기 신호를 출력하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 이에 따라, 제1 감지 영역은 픽셀 세그먼트인 픽셀 M13∼Mn3을 포함한다. 다음으로, 센서(105)는 시간 t4에서 제2 감지 영역인 픽셀 M14∼Mn4를 턴온시키기 위해 주사 라인(G1∼Gn)에 주사 신호를 순차적으로 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하고, 데이터 라인 D4를 통해 픽셀 M14∼Mn4을 감지하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 그 나머지도 동일한 방식으로 진행될 수 있다. 이에 따라, 제2 감지 영역은 픽셀 세그먼트인 픽셀 M14∼Mn4를 포함하며, 이 픽셀은 제1 감지 영역인 픽셀 M13∼Mn3에 인접해 있다.
상기한 실시예에서, 여기 신호를 수신할 픽셀과 감지될 픽셀이 교번적으로 배치된다. 데이터 라인(D1∼Dm)은 여기 신호를 전달하기 위한 제1 데이터 라인과 픽셀을 감지하기 위한 제2 데이터 라인으로 그룹화된다. 제1 데이터 라인과 제2 데이터 라인은 어레이 기판에 교번적으로 배치된다. 이에 따라, 센서는 Y 방향 위치를 알아낼 수 있다.
상기한 검출 방법은 또한 고정된 위치의 검출을 수행하기 위해 이용될 수도 있다. 실시예에서, 센서(105)는 시간 t1에서 주사 라인 G1에 주사 신호 S1을 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하여 픽셀 M11∼M1m을 턴온시킨다. 이와 동시에, 센서(105)는 또한 주사 신호 S1에 따라 여기 신호를 데이터 라인(D1∼Dm)에 출력하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 여기 신호는 턴온된 픽셀 M11∼M1m에 전달된다. 다음으로, 센서(105)는 시간 t2에서 주사 라인 G2에 주사 신호 S2를 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하여 픽셀 M21∼M2m을 턴온시킨다. 이와 동시에, 센서(105)는 또한 주사 신호 S2에 따라 데이터 라인(D1∼Dm)을 통해 턴온된 픽셀 M21∼M2m을 감지하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 다음으로, 센서(105)는 시간 t3에서 주사 라인 G3에 주사 신호 S3를 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하여 픽셀 M31∼M3m을 턴온시킨다. 이와 동시에, 센서(105)는 또한 주사 신호 S3에 따라 여기 신호인 제1 신호를 데이터 라인(D1∼Dm)에 출력하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 여기 신호는 턴온된 픽셀 M31∼M3m에 전달된다. 다음으로, 센서(105)는 시간 t4에서 주사 라인 G4에 주사 신호 S4를 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하여 픽셀 M41∼M4m을 턴온시킨다. 이와 동시에, 센서(105)는 또한 주사 신호 S4에 따라 데이터 라인(D1∼Dm)을 통해 턴온된 픽셀 M41∼M4m을 감지하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 그 나머지도 동일한 방식으로 진행될 수 있다. 고정된 위치의 검출을 수행하기 위해, 본 실시예에서는, 센서(105)가 데이터 라인(D1∼Dm)으로부터 감지 신호를 순차적으로 수신한다. 예컨대, 시간 t2에서, 센서(105)는 데이터 라인(D1∼Dm)을 통해 턴온된 픽셀 M21∼M2m을 감지하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 이에 따라, 사용자의 손가락이 주사 라인 G1과 주사 라인 G2 사이에 위치된 위치를 터치할 때, 센서가 데이터 라인(D1∼Dm)으로부터 감지 신호를 순차적으로 수신하기 때문에, 센서(105)는 어느 데이터 라인 감지 신호가 변화되는지를 정확하게 알 수 있으며, 이로써 x 방향과 y 방향에서의 정확한 위치가 동시에 결정된다.
또 다른 실시예에서, 상기한 검출 방법은 터치 위치를 결정하기 위해 전체 패널에 동시에 적용될 수 있다. 센서(105)는 시간 t1에서 주사 라인(G1∼Gn)에 주사 신호를 동시에 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하여 픽셀 M11∼Mnm을 턴온시킨다. 이와 동시에, 센서(105)는 데이터 라인(D1∼Dm)에 여기 신호를 출력하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 여기 신호가 턴온된 픽셀 M11∼Mnm에 전달된다. 그 다음으로, 센서(105)는 시간 t2에서 데이터 라인(D1∼Dm)을 통해 턴온된 픽셀 M11∼Mnm을 감지하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 이에 따라, 사용자의 손가락이 디스플레이의 어떤 위치를 터치할 때, 센서(105)는 어느 데이터 라인 감지 신호가 변화되었는지를 정확하게 알 수 있으며, 이로써 x 방향에서의 위치가 결정된다. 다른 한편으로, 상기한 검출 방법은 y 방향 위치를 결정하기 위해서도 이용될 수 있다. 이에 따라, 정확한 위치가 획득된다.
더욱이, 터치 패널로서 픽셀 어레이가 이용될 때, 어레이 기판에 배치된 데이터 라인(D1∼Dm) 및 주사 라인(G1∼Gn)의 밀도가 매우 높기 때문에, 사용자가 디스플레이를 터치하는 경우, 복수의 데이터 라인과 주사 라인 간의 커패시턴스가 동시에 변화된다. 이러한 경우는 센서가 정확한 터치 위치를 결정하는 것을 곤란하게 한다. 상기한 문제점을 해소하기 위해, 실시예에서는, 복수의 인접한 주사 라인들이 여기 신호를 수신할 픽셀을 선택하기 위한 동일한 주사 신호를 수신하도록 제1 주사 라인 그룹으로 함께 그룹화된다. 또한, 복수의 인접한 주사 라인들이 감지할 픽셀을 선택하기 위한 동일한 주사 신호를 수신하도록 제2 주사 라인 그룹으로 함께 그룹화된다. 즉, 게이트 드라이버(103)가 주사 신호를 제1 주사 라인 그룹에 보내어 제1 주사 라인 그룹으로 접속된 픽셀들을 턴온시키는 한편, 소스 드라이버(104)가 턴온된 픽셀들에게 여기 신호를 보낸다. 그리고나서, 게이트 드라이버(103)가 제1 주사 라인 그룹에 인접한 제2 주사 라인 그룹에 주사 신호를 보내어 제2 주사 라인 그룹으로 접속된 픽셀들을 턴온시키고, 소스 드라이버(104)가 터치 위치를 결정하기 위해 이러한 턴온된 픽셀들을 감지한다.
실시예에서, 제1 주사 라인 그룹과 제2 주사 라인 그룹의 일부 주사 라인은 동일하다. 즉, 적어도 하나의 주사 라인이 제1 주사 라인 그룹뿐만 아니라 제2 주사 라인 그룹에 배치될 수 있다. 예컨대, 주사 라인 G1∼G5이 제1 주사 라인 그룹으로서 동작하도록 함께 그룹화되고, 주사 라인 G4∼G8이 제2 주사 라인 그룹으로서 동작하도록 함께 그룹화된다. 이에 따라, 제1 주사 라인 그룹 및 제2 주사 라인 그룹은 주사 라인 G4 및 G5를 포함하는 중첩 영역을 갖는다. 그러나, 또 다른 실시예에서, 2개의 인접한 제1 주사 라인 그룹 또는 2개의 제2 주사 라인 그룹 또한 중첩 영역을 가질 수 있다. 예컨대, 주사 라인 G1∼G5이 제1 주사 라인 그룹으로서 동작하도록 함께 그룹화되고, 주사 라인 G4∼G8가 또 다른 제1 주사 라인 그룹으로서 동작하도록 함께 그룹화된다. 이에 따라, 2개의 인접한 제1 주사 라인 그룹은 주사 라인 G4 및 G5를 포함하는 중첩 영역을 갖는다. 다른 한편으로, 주사 라인 G6∼G10 및 G9∼G13이 또 다른 제2 주사 라인 그룹으로서 동작하도록 함께 그룹화된다. 이에 따라, 2개의 인접한 제2 주사 라인 그룹은 주사 라인 G9 및 G10을 포함하는 중첩 영역을 갖는다. 더욱이, 또 다른 실시예에서, 제1 주사 라인 그룹은 적어도 하나의 주사 라인에 의해 제2 주사 라인 그룹과 분리된다. 실시예에서, 사용자의 손가락의 폭은 주사 라인을 그룹화하기 위한 기준으로서 작용하도록 이용되며, 예컨대 손가락의 폭의 절반인 2∼5mm이 기준이 된다. 상기한 그룹화 방법은 x 방향 위치(로우 방향) 위치를 결정하기 위해 주사 라인을 그룹화하기 위해 이용된다. 그러나, 데이터 라인을 그룹화하여 Y 방향(컬럼 방향) 위치를 결정하기 위해 동일한 그룹화 방법이 이용될 수 있다.
다른 한편으로, 감지 신호가 노이즈에 의해 영향을 받게 되는 것을 방지하기 위해, 여기 신호가 주사 라인(G1∼Gn) 및/또는 데이터 라인(D1∼Dm)에 전달되기 전에 주사 라인(G1∼Gn) 및/또는 데이터 라인(D1∼Dm)을 방전시키도록, 주사 라인(G1∼Gn) 및/또는 데이터 라인(D1∼Dm)이 접지 전압과 같은 공통 전압에 접속된다. 또 다른 실시예에서, 여기 신호가 주사 라인(G1∼Gn) 및/또는 데이터 라인(D1∼Dm)에 전달된 후에 주사 라인(G1∼Gn) 및/또는 데이터 라인(D1∼Dm)을 방전시키도록, 주사 라인(G1∼Gn) 및/또는 데이터 라인(D1∼Dm)이 공통 전압에 접속된다. 그 후, 터치 위치를 결정하기 위해 여기 신호가 감지된다. 다른 실시예에서, 여기 신호를 전달하는 과정, 여기 신호를 감지하는 과정, 및 주사 라인(G1∼Gn) 및/또는 데이터 라인(D1∼Dm)을 방전시키는 과정은 교번적으로 처리된다. 다른 한편으로, 디스플레이의 파워 라인, 바이어스 라인, 공통 전극 라인, 판독 라인, 및 제어 라인 또한 정전용량식 감지 검출을 완료하기 위해 데이터 라인(D1∼Dm) 및 주사 라인(G1∼Gn)과 연동하도록 이용된다.
또 다른 실시예에서, 센서(105)는 주사 라인(G1∼Gn)에 주사 신호를 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하기 위해 소스 드라이버(104) 및 게이트 드라이버(103)와 커플링하며, 여기서 주사 신호는 하이 레벨 전압이다. 즉, 주사 신호는 동일한 주사 라인에 접속된 픽셀들이 함께 턴온되도록 한다. 소스 드라이버(104)는 터치 위치를 감지하기 위해 턴온된 픽셀들에게 여기 신호를 동시에 전달한다. 예컨대, 센서(105)는 시간 t1에서 주사 라인 G1에 하이 레벨 주사 신호 S1을 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하여, 제1 감지 영역으로서 동작하도록 픽셀 M11∼M1m을 동시에 턴온시킨다. 이와 동시에, 센서(105)는 또한 주사 신호 S1에 따라 데이터 라인(D1∼Dm)에 여기 신호를 출력하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 여기 신호는 턴온된 픽셀 M11∼M1m에 전달된다. 그 다음으로, 센서(105)는 시간 t2에서 주사 라인 G2에 하이 레벨 주사 신호 S2를 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하여, 제2 감지 영역으로서 동작하도록 픽셀 M21∼M2m을 동시에 턴온시킨다. 이와 동시에, 센서(105)는 또한 주사 신호 S2에 따라 데이터 라인(D1∼Dm)을 통해 턴온된 픽셀 M21∼M2m을 감지하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 상기한 감지 방법은 반복 수행된다. 예컨대, 센서(105)는 시간 t3에서 주사 라인 G3에 하이 레벨 주사 신호 S3을 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하여, 제1 감지 영역으로서 동작하도록 픽셀 M31∼M3m을 동시에 턴온시킨다. 이와 동시에, 센서(105)는 또한 주사 신호 S3에 따라 데이터 라인(D1∼Dm)에 동시에 여기 신호를 출력하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 여기 신호는 턴온된 픽셀 M31∼M3m에 전달된다. 그 다음으로, 센서(105)는 시간 t4에서 주사 라인 G4에 주사 신호 S4를 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하여, 제2 감지 영역으로서 동작하도록 픽셀 M41∼M4m을 동시에 턴온시킨다. 이와 동시에, 센서(105)는 또한 주사 신호 S4에 따라 데이터 라인(D1∼Dm)을 통해 턴온된 픽셀 M41∼M4m을 감지하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 그 나머지도 동일한 방식으로 진행될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 주사 신호가 하이 레벨 전압이다. 동일한 주사 라인에 접속된 픽셀들이 함께 턴온된다. 따라서, 여기 신호를 전달하는 과정 및 여기 신호를 감지하는 과정이 동일한 주사 라인에 접속된 픽셀에 동시에 적용된다. 이것은 감지 속도를 높인다.
정전용량식 감지 검출 기술에 따라, 사용자의 손가락이 픽셀 세그먼트인 픽셀 M21∼M2m 또는 픽셀 M41∼M4m을 터치할 때, 픽셀 세그먼트인 픽셀 M11∼M1m 또는 픽셀 M31∼M3m에 보내진 여기 신호의 전하가 사용자의 손가락으로 이동되어, 픽셀 세그먼트의 커패시턴스를 변화시킨다. 그러므로, 센서(105)는 터치 위치를 결정하기 위해 데이터 라인(D1∼Dm)을 통해 커패시턴스 변화를 감지할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 센서(105)는 터치 위치를 결정하기 위해 데이터 라인(D1∼Dm)을 통해 여기 신호의 변화를 감지한다. 여기 신호의 변화는 여기 신호파의 왜곡, 여기 신호의 평균 전압값의 변화, 여기 신호의 피크값의 변화, 또는 여기 신호의 평균 전류값의 변화를 포함한다. 상기한 방법은 또한 Y 방향 위치를 결정하기 위해서도 이용될 수 있다.
더욱이, 상기한 실시예에서, 여기 신호가 픽셀에 전달되고, 그리고나서 또 다른 픽셀에서의 여기 신호의 변화를 감지함으로써 터치 위치가 결정된다. 즉, 픽셀이 터치 위치를 결정하기 위한 단위가 된다. 그러나, 또 다른 실시예에서, 여기 신호가 픽셀에 전달되고, 그리고나서 데이터 라인(또는 주사 라인)에서의 여기 신호의 변화를 감지함으로써 터치 위치가 결정된다. 즉, 픽셀과 데이터 라인(또는 주사 라인)이 터치 위치를 결정하기 위한 단위가 된다.
예컨대, 여기 신호가 픽셀에 전달되고, 그리고나서 주사 라인에서의 여기 신호의 변화를 감지함으로써 터치 위치가 결정된다. 본 실시예에서, 센서(105)는 시간 t1에서 제1 감지 영역인 픽셀 M11∼M1m을 순차적으로 턴온시키기 위해 주사 라인(G1∼Gn)에 주사 신호 S1을 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하고, 주사 신호 S1에 따라 데이터 라인(D1∼Dm)을 통해 픽셀 M11∼M1m에 여기 신호를 출력하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 그리고나서, 센서(105)는 시간 t2에서 제2 감지 영역인 주사 라인 G2를 감지하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 상기한 감지 방법은 반복 수행된다. 예컨대, 센서(105)는 시간 t3에서 제1 감지 영역인 픽셀 M31∼M3m을 순차적으로 턴온시키기 위해 주사 라인(G1∼Gn)에 주사 신호 S3을 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하고, 데이터 라인(D1∼Dm)을 통해 픽셀 M31∼M3m에 여기 신호를 출력하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 그리고나서, 센서(105)는 X 방향(로우 방향) 위치를 결정하기 위해 시간 t4에서 제2 감지 영역인 주사 라인 G4를 감지하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 그 나머지도 동일한 방식으로 진행된다. 이에 따라, 여기 신호를 수신하는 픽셀과 위치를 결정하기 위해 감지되는 주사 라인이 교번적으로 배치된다. 예컨대, 여기 신호를 수신하기 위해 이용되는 주사 라인 G1, G3, G5,..., Gn에 접속된 픽셀과 위치를 결정하기 위해 감지되도록 이용되는 주사 라인 G2, G4, G6,..., Gn-1이 교번적으로 배치된다.
정전용량식 감지 검출 기술에 따라, 사용자의 손가락이 주사 라인 G1∼G4에 의해 둘러싸인 위치를 터치할 때, 픽셀 세그먼트인 픽셀 M11∼M1m 또는 픽셀 M31∼M3m에 보내지는 여기 신호의 전하가 사용자의 손가락으로 이동되어, 픽셀 세그먼트의 커패시턴스를 변화시킨다. 그러므로, 센서(105)는 주사 라인 G2 또는 G4를 통해 이 커패시턴스 변화를 감지하여 X 방향 터치 위치를 결정할 수 있다.
상기한 방법은 또한 Y 방향 위치를 결정하기 위해서도 이용될 수 있다. 예컨대, 센서(105)는 시간 t1에서 제1 감지 영역인 픽셀 M11∼Mn1을 턴온시키기 위해 주사 라인(G1∼Gn)에 주사 신호를 순차적으로 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하고, 데이터 라인 D1을 통해 픽셀 M11∼Mn1에 여기 신호를 출력하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 주사 신호는 펄스 신호이다. 그리고나서, 센서(105)는 시간 t2에서 제2 감지 영역인 데이터 라인 D2를 감지하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 상기한 감지 방법은 반복 수행된다. 예컨대, 센서(105)는 시간 t3에서 제1 감지 영역인 픽셀 M13∼Mn3을 턴온시키기 위해 주사 라인(G1∼Gn)에 주사 신호를 순차적으로 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하고, 데이터 라인 D3을 통해 픽셀 M13∼Mn3에 여기 신호를 출력하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 그리고나서, 센서(105)는 Y 방향(컬럼 방향) 위치를 결정하기 위해 시간 t4에서 제2 감지 영역인 데이터 라인 D4를 감지하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 그 나머지도 동일한 방식으로 진행된다. 이에 따라, 여기 신호를 수신하는 픽셀과 위치를 결정하기 위해 감지되는 데이터 라인이 교번적으로 배치된다. 예컨대, 여기 신호를 수신하기 위해 이용되는 데이터 라인 D1, D3,..., Dm에 접속된 픽셀과 위치를 결정하기 위해 감지되도록 이용되는 데이터 라인 D2, D4,..., Dm-1이 교번적으로 배치된다.
또 다른 실시예에서, 여기 신호가 주사 라인에 전달되며, 그리고나서 픽셀에서의 여기 신호의 변화를 감지함으로써 터치 위치가 결정된다. 본 실시예에서, 센서(105)는 시간 t1에서 주사 라인 G1에 여기 신호를 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어한다. 그리고나서, 센서(105)는 시간 t2에서 픽셀 M21∼M2m을 순차적으로 턴온시키기 위해 주사 라인 G2에 주사 신호 S2를 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하고, 주사 신호 S2에 따라 데이터 라인(D1∼Dm)을 통해 픽셀 M21∼M2m을 감지하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 센서(105)는 시간 t3에서 주사 라인 G3에 여기 신호를 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어한다. 그리고나서, 센서(105)는 시간 t4에서 픽셀 M41∼M4m을 순차적으로 턴온시키기 위해 주사 라인 G4에 주사 신호 S4를 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하고, 주사 신호 S4에 따라 데이터 라인(D1∼Dm)을 통해 픽셀 M41∼M4m을 감지하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 그 나머지도 동일한 방식으로 진행된다. 이에 따라, 여기 신호를 수신하기 위한 주사 라인과 위치를 결정하기 위해 감지되는 픽셀이 교번적으로 배치된다. 예컨대, 여기 신호를 수신하기 위해 이용되는 주사 라인 G1, G3, G5,..., Gn과 위치를 결정하기 위해 감지되도록 이용되는 주사 라인 G2, G4, G6,..., Gn-1에 접속된 픽셀이 교번적으로 배치된다.
정전용량식 감지 검출 기술에 따라, 사용자의 손가락이 주사 라인 G1∼G4에 의해 둘러싸인 위치를 터치할 때, 주사 라인 G1 또는 G3에 보내지는 여기 신호의 전하가 사용자의 손가락으로 이동되어, 픽셀 세그먼트의 커패시턴스를 변화시킨다. 그러므로, 센서(105)는 주사 라인 G2 또는 G4에 접속된 픽셀을 통해 이 커패시턴스 변화를 감지하여 X 방향 터치 위치를 결정할 수 있다.
상기한 방법은 또한 Y 방향 위치를 결정하기 위해서도 이용될 수 있다. 본 실시예에서, 센서(105)는 시간 t1에서 데이터 라인 D1에 여기 신호를 출력하도록 소스 드라이버(103)를 제어한다. 그리고나서, 센서(105)는 시간 t2에서 픽셀 M12∼Mn2을 순차적으로 턴온시키기 위해 주사 라인(G1∼Gn)에 주사 신호를 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하고, 데이터 라인 D2를 통해 픽셀 M12∼Mn2을 감지하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 센서(105)는 시간 t3에서 데이터 라인 D3에 여기 신호를 출력하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 그리고나서, 센서(105)는 시간 t4에서 M14∼Mn4를 순차적으로 턴온시키기 위해 주사 라인(G1∼Gn)에 주사 신호를 출력하도록 게이트 드라이버(103)를 제어하고, 데이터 라인 D4를 통해 픽셀 M14∼Mn4를 감지하도록 소스 드라이버(104)를 제어한다. 그 나머지도 동일한 방식으로 진행될 수 있다. 이에 따라, 여기 신호를 수신하기 위한 데이터 라인과 위치를 결정하기 위해 감지되는 픽셀이 교번적으로 배치된다. 예컨대, 여기 신호를 수신하기 위해 이용되는 데이터 라인 D1, D3,..., Dm과 위치를 결정하기 위해 감지되도록 이용되는 데이터 라인 D2, D4,..., Dm-1에 접속된 픽셀이 교번적으로 배치된다.
도 2b는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 정전용량식 감지 검출을 수행하기 위한 픽셀 매트릭스를 도시하고 있다. 본 실시예에서, 여기 신호가 픽셀 세그먼트에 전달되고, 그리고나서 또 다른 픽셀 세그먼트에서 여기 신호의 변화를 감지함으로써 터치 위치가 결정된다. 예컨대, 도 2b에 도시된 바와 같이, 여기 신호가 데이터 라인 D1∼D30 및 주사 라인 G1∼Gn을 포함하는 픽셀 세그먼트(210)에 전달된다. 그리고나서, 데이터 라인 D31∼D60 및 주사 라인 G1∼G50을 포함하는 픽셀 세그먼트(212)에서 여기 신호의 변화를 감지함으로써 터치 위치가 결정된다. 그 나머지도 동일한 방식으로 진행된다. 픽셀 세그먼트의 크기는 상기한 실시예로 제한되지 않는다는 것에 유의하기 바란다. 예컨대, 또 다른 실시예에서는, 여기 신호가 데이터 라인 D1∼D20 및 주사 라인 G1∼G20을 포함하는 픽셀 세그먼트(210)에 전달된다. 그리고나서, 데이터 라인 D21∼D30 및 주사 라인 G1∼G40을 포함하는 픽셀 세그먼트(212)에서 여기 신호의 변화를 감지함으로써 터치 위치가 결정된다. 즉, 픽셀 세그먼트의 크기는 사용자 요구에 따라 설계될 수 있다.
또한, 위치 검출을 수행하는 동안 발생되는 노이즈 때문에 이미지 신호가 간섭을 받게 되는 것을 방지하기 위해, 여기 신호를 전달하는 과정 및 터치 위치를 결정하기 위해 여기 신호의 변화를 감지하는 과정은, 백라이트 모듈이 턴오프되는 기간에 수행된다. 실시예에서, 프레임이 2개의 시간 세그먼트(time segment), 즉 제1 시간 기간 및 제2 시간 기간으로 분할된다. 제1 시간 기간에서, 백라이트 모듈은 이미지를 디스플레이하기 위해 턴온된다. 제2 시간 기간에서, 백라이트 모듈은 정전용량식 감지 검출을 수행하여 터치 위치를 결정하기 위해 턴오프된다.
도 3은 2개의 시간 시간 T1 및 T2로 분할되는 프레임을 예시한다. 제1 시간 기간 T1에서, 이미지를 디스플레이하기 위해 백라이트 모듈이 빛을 낸다. 제2 시간 기간 T2에서, 백라이트 모듈은 정전용량식 감지 검출을 수행하여 터치 위치를 결정하기 위해 턴오프되거나 또는 어두워지게 된다(turned dark). 이에 따라, 터치 위치를 결정하기 위한 정전용량식 감지 검출은 백라이트 모듈이 턴오프되는 제2 시간 기간에서 수행되어, 위치 검출을 수행하는 동안 발생되는 노이즈로 인해 이미지 신호가 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 광원이 전방 광 모듈(front light module)이면, 여기 신호를 전달하는 과정 및 터치 위치를 결정하기 위해 여기 신호의 변화를 감지하는 과정은, 전방 광 모듈이 턴오프되는 기간에 수행된다. 또 다른 실시예에서, 디스플레이가 자체 발광 디스플레이(self-luminous display)이면, 여기 신호를 전달하는 과정 및 터치 위치를 결정하기 위해 여기 신호의 변화를 감지하는 과정은, 디스플레이가 턴오프되는 기간에 수행된다.
또 다른 실시예에서, 백라이트 모듈은 지역성(regional)에 의해 스위칭된다. 도 4는 영역 A1, 영역 A2, 영역 A3, 영역 A4, 영역 A5 및 영역 A6의 6개의 영역으로 분할되는 패널을 예시한다. 본 실시예에서, 백라이트 모듈은 6개의 영역에 따라 순차적으로 빛을 내게 된다. 도 5는 백라이트 모듈이 빛을 내게 하는 타임 차트를 예시한다. 제1 시간 기간 T1에서, 백라이트 모듈은 이미지를 디스플레이하기 위해 디스플레이의 영역 A1을 밝히기 위해 빛을 낸다. 제2 시간 기간 T2에서, 백라이트 모듈은 이미지를 디스플레이하기 위해 디스플레이의 영역 A2를 밝히도록 빛을 낸다. 그 나머지도 동일한 방식으로 진행될 수 있다. 이에 따라, 영역 A1이 제1 시간 기간에서 빛을 낼 때, 정전용량식 터치 감지 검출은 영역 A2, 영역 A3, 영역 A4, 영역 A5 및 영역 A6 중의 하나에서 수행된다. 즉, 정전용량식 터치 감지 검출은 백라이트 모듈에 의해 밝혀지지 않는 영역에서 수행된다. 실시예에서, 영역 A1, 영역 A2, 영역 A3, 영역 A4, 영역 A5 및 영역 A6이 백라이트 모듈에 의해 순차적으로 밝혀지면, 영역 A3, 영역 A4, 영역 A5, 영역 A6, 영역 A1, 및 영역 A2 또는 영역 A4, 영역 A5, 영역 A6, 영역 A1, 영역 A2, 및 영역 A3이 정전용량식 터치 감지 검출에 의해 순차적으로 검출된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 로우 방향 위치를 결정하기 위해 정전용량식 터치 감지 검출을 이용하는 흐름도를 도시한다. 이하에서는 도 2a 및 도 6을 참조하여 설명한다.
단계 401에서, 주사 라인을 제1 주사 라인 그룹과 제2 주사 라인 그룹으로 그룹화한다.
단계 402에서, 게이트 드라이버가 제1 주사 라인 그룹 및 제2 주사 라인 그룹에 주사 신호를 보낸다. 실시예에서, 디스플레이 패널은 복수의 데이터 라인(D1∼Dm) 및 이 데이터 라인(D1∼Dm)과 교차하는 복수의 주사 라인(G1∼Gn)을 포함한다. 주사 라인(G1∼Gn) 중의 홀수 번호의 주사 라인이 제1 주사 라인 그룹으로 그룹화된다. 주사 라인(G1∼Gn) 중의 짝수 번호의 주사 라인이 제2 주사 라인 그룹으로 그룹화된다. 센서(105)는 제1 주사 라인 그룹 및 제2 주사 라인 그룹에 주사 신호를 보내도록 게이트 드라이버(103)를 제어한다. 또 다른 실시예에서, 어레이 기판에 배치된 데이터 라인(D1∼Dm) 및 주사 라인(G1∼Gn)의 밀도가 매우 높기 때문에, 사용자가 디스플레이를 터치할 때, 복수의 데이터 라인과 주사 라인 간의 커패시턴스가 변화된다. 이러한 경우는 센서(105)가 정확한 터치 위치를 결정하는 것을 어렵게 한다. 상기한 문제점을 해소하기 위해, 본 실시예에서는, 복수의 인접한 주사 라인을 제1 주사 라인 그룹으로 함께 그룹화하여, 여기 신호를 수신할 픽셀을 선택하기 위해 동일한 주사 신호를 수신하도록 한다. 복수의 인접한 주사 라인을 제2 주사 라인 그룹으로 함께 그룹화하여, 감지될 픽셀을 선택하기 위해 동일한 주사 신호를 수신하도록 한다. 실시예에서, 제1 주사 라인 그룹 및 제2 주사 라인 그룹의 일부 주사 라인은 동일하다. 즉, 적어도 하나의 주사 라인이 제1 주사 라인 그룹뿐만 아니라 제2 주사 라인 그룹에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 주사 라인 그룹 및 제2 주사 라인 그룹은 중첩 영역을 갖는다. 더욱이, 또 다른 실시예에서, 사용자의 손가락의 폭은 주사 라인을 그룹화하는 기준으로서 작용하도록 이용되며, 예컨대 손가락의 폭의 절반인 2∼5mm이 기준이 된다. 다른 한편으로, 주사 신호는 펄스 신호 또는 하이 레벨 전압 신호이다. 디스플레이는 유기 발광 디스플레이, 박막 트랜지스터 액정 디스플레이, 전기 습윤 디스플레이, 전기 영동 디스플레이, 미소 전기기계 시스템(MEMS) 디스플레이, 또는 옵티컬 모드 인터퍼런스 MEMS 디스플레이이다. 이 디스플레이의 픽셀 매트릭스는 IPS(In Plan Switching) 구조 또는 FFS(Fringe Field Switching) 구조로 되도록 구성된다.
단계 403에서, 소스 드라이버가 여기 신호를 보내고, 각각 제1 주사 라인 그룹과 제2 주사 라인 그룹을 통해 여기 신호를 검출한다. 실시예에서, 게이트 드라이버(103)가 주사 신호를 제1 주사 라인 그룹에 보내는 한편, 소스 드라이버가 여기 신호를 제1 주사 라인 그룹에 접속된 픽셀에 보낸다. 게이트 드라이버(103)가 주사 신호를 제2 주사 라인 그룹에 보내는 한편, 소스 드라이버가 터치 위치를 결정하기 위해 제2 주사 라인 그룹에 접속된 픽셀에서 여기 신호를 검출한다. 또 다른 실시예에서, 게이트 드라이버(103)가 제1 주사 라인 그룹에 주사 신호를 보내는 한편, 소스 드라이버가 제1 주사 라인 그룹에 접속된 픽셀에 여기 신호를 보낸다. 게이트 드라이버(103)가 제2 주사 라인 그룹에 주사 신호를 보내는 한편, 소스 드라이버가 터치 위치를 결정하기 위해 제2 주사 라인 그룹에서 여기 신호를 검출한다. 또 다른 실시예에서, 게이트 드라이버(103)가 제1 주사 라인 그룹에 주사 신호를 보내는 한편, 소스 드라이버가 제1 주사 라인 그룹에 여기 신호를 보낸다. 게이트 드라이버(103)가 제2 주사 라인 그룹에 주사 신호를 보내는 한편, 소스 드라이버가 터치 위치를 결정하기 위해 제2 주사 라인 그룹에 접속된 픽셀에서 여기 신호를 검출한다. 또 다른 실시예에서, 게이트 드라이버(103)가 제1 주사 라인 그룹에 주사 신호를 보내는 한편, 소스 드라이버가 제1 주사 라인 그룹에 여기 신호를 보낸다. 게이트 드라이버(103)가 제2 주사 라인 그룹에 주사 신호를 보내는 한편, 소스 드라이버가 터치 위치를 결정하기 위해 제2 주사 라인 그룹에서 여기 신호를 검출한다.
단계 404에서, 데이터 라인(D1∼Dm) 및 주사 라인(G1∼Gn)이 방전된다. 실시예에서, 주사 라인(G1∼Gn) 및/또는 데이터 라인(D1∼Dm)은 노이즈에 의해 감지 신호가 영향을 받는 것을 방지하기 위해 주사 라인(G1∼Gn) 및/또는 데이터 라인(D1∼Dm)에서 전하를 제거하기 위해 접지 전압과 같은 공통 전압에 접속된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 컬럼 방향 위치를 결정하기 위해 정전용량식 터치 감지 검출을 이용하는 흐름도를 도시한다. 도 2a 및 도 7을 참조하여 설명한다.
단계 501에서, 데이터 라인이 제1 데이터 라인 그룹 및 제2 데이터 라인 그룹으로 그룹화된다.
단계 502에서, 게이트 드라이버가 제1 데이터 라인 그룹 및 제2 데이터 라인 그룹에 데이터 신호를 보낸다. 실시예에서, 디스플레이 패널은 복수의 데이터 라인(D1∼Dm) 및 이 데이터 라인(D1∼Dm)과 교차하는 복수의 데이터 라인(G1∼Gn)을 포함한다. 데이터 라인(G1∼Gn) 중의 홀수 번호의 데이터 라인은 제1 데이터 라인 그룹으로 그룹화된다. 데이터 라인(G1∼Gn) 중의 짝수 번호의 데이터 라인은 제2 데이터 라인 그룹으로 그룹화된다. 또 다른 실시예에서, 어레이 기판에 배치된 데이터 라인(D1∼Dm) 및 데이터 라인(G1∼Gn)의 밀도가 매우 높기 때문에, 사용자가 디스플레이를 터치할 때에 복수의 데이터 라인과 데이터 라인 간의 커패시턴스가 동시에 변화된다. 이러한 경우는 센서(105)가 정확한 위치 측정을 결정하는 것을 어렵게 한다. 상기한 문제점을 해소하기 위해, 실시예에서, 복수의 인접한 데이터 라인은 여기 신호를 전달하기 위한 제1 데이터 라인으로 함께 그룹화된다. 복수의 인접한 데이터 라인은 여기 신호를 감지하기 위한 제2 데이터 라인 그룹으로 함께 그룹화된다.
단계 503에서, 소스 드라이버가 각각 제1 데이터 라인 그룹 및 제2 데이터 라인 그룹을 통해 여기 신호를 보내고 여기 신호를 검출한다. 실시예에서, 게이트 드라이버(103)가 게이트 라인(G1∼Gn)에 주사 신호를 보내는 한편, 소스 드라이버가 제1 데이터 라인 그룹에 접속된 픽셀에 여기 신호를 보낸다. 게이트 드라이버(103)가 게이트 라인(G1∼Gn)에 주사 신호를 보내는 한편, 소스 드라이버가 터치 위치를 결정하기 위해 제2 데이터 라인 그룹에 접속된 픽셀에서 여기 신호를 검출한다. 또 다른 실시예에서, 게이트 드라이버(103)가 게이트 라인(G1∼Gn)에 주사 신호를 보내는 한편, 소스 드라이버가 제1 데이터 라인 그룹에 접속된 픽셀에 여기 신호를 보낸다. 게이트 드라이버(103)가 게이트 라인(G1∼Gn)에 주사 신호를 보내는 한편, 소스 드라이버가 터치 위치를 결정하기 위해 제2 데이터 라인 그룹에서 여기 신호를 검출한다. 또 다른 실시예에서, 게이트 드라이버(103)가 게이트 라인(G1∼Gn)에 주사 신호를 보내는 한편, 소스 드라이버가 제1 데이터 라인 그룹에 여기 신호를 보낸다. 게이트 드라이버(103)가 게이트 라인(G1∼Gn)에 주사 신호를 보내는 한편, 소스 드라이버가 터치 위치를 결정하기 위해 제2 데이터 라인 그룹에 접속된 픽셀에서 여기 신호를 검출한다. 또 다른 실시예에서, 게이트 드라이버(103)가 게이트 라인(G1∼Gn)에 주사 신호를 보내는 한편, 소스 드라이버가 제1 데이터 라인 그룹에 여기 신호를 보낸다. 게이트 드라이버(103)가 게이트 라인(G1∼Gn)에 주사 신호를 보내는 한편, 소스 드라이버가 터치 위치를 결정하기 위해 제2 데이터 라인에서 여기 신호를 검출한다.
단계 504에서, 데이터 라인(D1∼Dm) 및 데이터 라인(G1∼Gn)이 방전된다. 실시예에서, 데이터 라인(G1∼Gn) 및/또는 데이터 라인(D1∼Dm)은 노이즈에 의해 감지 신호가 영향을 받는 것을 방지하기 위해 데이터 라인(G1∼Gn) 및/또는 데이터 라인(D1∼Dm)에서 전하를 제거하기 위해 접지 전압과 같은 공통 전압에 접속된다.
이에 따라, 본 발명에서, 주사 라인(G1∼Gn) 및 데이터 라인(D1∼Dm)은 정전용량식 감지 검출을 수행하기 위해 감지 매트릭스로서 이용된다. 즉, 추가의 감지 패널이 요구되지 않는다. 이에 따라 디스플레이의 두께가 감소된다. 더욱이, 감지 전극을 선택하기 위해 픽셀 매트릭의 박막 트랜지스터가 이용된다. 따라서, 어레이 기판은 표준 제조 공정을 이용하여 제조될 수 있다.
당업자는 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고서도 본 발명의 구조에 대한 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 전술한 관점에서, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범위 내에 있는 본 발명에 대한 수정예 및 변형예를 포함한다.

Claims (16)

  1. 액티브 픽셀 매트릭스에 대한 정전용량식 감지 검출 방법에 있어서,
    상기 액티브 픽셀 매트릭스에서 제1 감지 영역을 선택하는 단계;
    상기 제1 감지 영역에 제1 신호를 전달하는 단계;
    제2 감지 영역을 선택하는 단계;
    상기 제2 감지 영역에 제2 신호를 전달하고 감지하는 단계; 및
    위치를 결정하기 위해 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호의 변화를 검출하고 계산하는 단계
    를 포함하는 정전용량식 감지 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 감지 영역은 픽셀, 픽셀 세그먼트, 하나의 도전성 라인, 또는 복수의 도전성 라인을 포함하는, 정전용량식 감지 검출 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 감지 영역은 픽셀, 픽셀 세그먼트, 하나의 도전성 라인, 또는 복수의 도전성 라인을 포함하는, 정전용량식 감지 검출 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 감지 영역이 상기 제1 감지 영역과 중첩하고 있거나, 상기 제2 감지 영역이 상기 제1 감지 영역에 인접해 있거나, 또는 상기 제2 감지 영역이 상기 제1 감지 영역으로부터 떨어져 있는, 정전용량식 감지 검출 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 감지 영역에 상기 제1 신호를 전달하기 전에, 상기 제1 감지 영역에 펄스 신호 또는 하이 레벨 전압 신호를 전달하는 단계를 더 포함하는, 정전용량식 감지 검출 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 감지 영역에 상기 제2 신호를 전달하고 계산하기 전에, 상기 제2 감지 영역에 펄스 신호 또는 하이 레벨 전압 신호를 전달하는 단계를 더 포함하는, 정전용량식 감지 검출 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 감지 영역에 상기 제1 신호를 전달하기 전에 상기 제1 감지 영역을 방전시키는 단계를 더 포함하는, 정전용량식 감지 검출 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 감지 영역에 상기 제2 신호를 전달하고 계산하기 전에, 상기 제2 감지 영역을 방전시키는 단계를 더 포함하는, 정전용량식 감지 검출 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 감지 영역 또는 상기 제2 감지 영역은, 디스플레이의 데이터 라인, 주사 라인(scan line), 파워 라인, 바이어스 라인, 공통 전극 라인, 판독 라인, 및 제어 라인을 포함하는, 정전용량식 감지 검출 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 액티브 픽셀 매트릭스가 디스플레이에 배치되는, 정전용량식 감지 검출 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 디스플레이는 유기 발광 디스플레이, 박막 트랜지스터 액정 디스플레이, 전기 습윤 디스플레이(Electrode Wetting display), 전기 영동 디스플레이(electrophoretic display), 미소 전기기계 시스템(MEMS) 디스플레이, 또는 옵티컬 모드 인터퍼런스 MEMS 디스플레이(optical mode interference MEMS display)인, 정전용량식 감지 검출 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 디스플레이는 백라이트 모듈을 포함하며, 청구항 1의 정전용량식 감지 검출 방법은 상기 백라이트 모듈이 턴오프된 때에 수행되는, 정전용량식 감지 검출 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 디스플레이는 전방 광 모듈(front light module)을 포함하며, 청구항 1의 정전용량식 감지 검출 방법은 상기 전방 광 모듈이 턴오프된 때에 수행되는, 정전용량식 감지 검출 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 디스플레이는 백라이트 모듈을 포함하며, 청구항 1의 정전용량식 감지 검출 방법은 상기 백라이트 모듈에 의해 빛을 받지 않는 액티브 픽셀 매트릭스의 영역에서 수행되는, 정전용량식 감지 검출 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 디스플레이는 전방 광 모듈을 포함하며, 청구항 1의 정전용량식 감지 검출 방법은 상기 전방 광 모듈에 의해 빛을 받지 않는 액티브 픽셀 매트릭스의 영역에서 수행되는, 정전용량식 감지 검출 방법.
  16. 집적회로로서, 청구항 1의 정전용량식 감지 검출 방법을 수행하기 위해 액티브 픽셀 매트릭스에 배치되는 집적회로.
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