KR20140063018A - 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

표시장치 및 그 구동방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140063018A
KR20140063018A KR1020120129847A KR20120129847A KR20140063018A KR 20140063018 A KR20140063018 A KR 20140063018A KR 1020120129847 A KR1020120129847 A KR 1020120129847A KR 20120129847 A KR20120129847 A KR 20120129847A KR 20140063018 A KR20140063018 A KR 20140063018A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
touch
signal
sensing signal
sensing
base line
Prior art date
Application number
KR1020120129847A
Other languages
English (en)
Inventor
장형욱
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020120129847A priority Critical patent/KR20140063018A/ko
Publication of KR20140063018A publication Critical patent/KR20140063018A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04111—Cross over in capacitive digitiser, i.e. details of structures for connecting electrodes of the sensing pattern where the connections cross each other, e.g. bridge structures comprising an insulating layer, or vias through substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 특히, 모든 터치전극들로부터 입력되는 수신센싱신호를 이용하여, 각 터치전극에서 터치여부의 판단에 이용되는 베이스라인신호를 생성할 수 있는, 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 표시장치는, 상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시장치 구동방법은, 터치전극들 각각으로부터 수신센싱신호를 수신하는 단계; 상기 수신센싱신호로부터 오프셋이 제거된 센싱신호와, 베이스라인신호의 차값을, 기 설정된 한계값과 비교하여 터치여부를 판단하는 단계; 및 상기 터치여부가 판단되면, 상기 베이스라인신호를 상기 모든 터치전극들을 이용하여 업데이트하며, 상기 수신센싱신호를 수신하는 단계부터 반복하는 단계를 포함한다.

Description

표시장치 및 그 구동방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 특히, 셀프캡 방식의 터치패널이 내장되어 있는 표시장치에 관한 것이다.
이동통신 단말기, 노트북 컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용될 수 있는 평판표시장치(Flat Panel DIPSlay Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다.
이러한 평판표시장치 중, 액정표시장치(Liquid Crystal DISPLAY DEVICE)는 양산 기술, 구동수단의 용이성, 고화질 및 대화면 구현의 장점으로 인해 적용 분야가 확대되고 있다.
최근 들어, 액정표시장치의 입력 장치로서 종래에 적용되었던 마우스나 키보드 등의 입력 장치를 대체하여, 사용자가 손가락이나 펜을 이용하여 직접 정보를 입력할 수 있는 터치패널이 이용되고 있다.
액정패널에 터치패널을 구성하는 방법으로는, 온 셀 타입(On Cell Type), 인 셀 타입(In-Cell Type) 및 하이브리드 인 셀 타입(Hybrid In-Cell Type) 등이 있으며, 인 셀 타입 및 하이브리드 인 셀 타입을 이용한 액정표시장치는 터치패널 내장형 액정표시장치라 한다.
도 1은 종래의 액정표시장치에서 터치를 판단하는 방법을 설명하기 위한 그래프이고, 도 2는 종래의 액정표시장치에서 공통전압과 구동펄스가 터치전극에 인가되는 타이밍을 나타낸 예시도이며, 도 3은 종래의 액정표시장치의 구성을 나타낸 예시도이다.
종래의 터치패널 내장형 액정표시장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 터치패널(60)이 내장되어 있는 액정패널(10) 및 터치패널(60)을 구동하기 위한 터치IC(30)를 포함하고 있다. 터치패널(60)을 구동하는 방법은, 저항식 방식과 정전용량 방식이 있으며, 정전용량 방식은 다시 셀프캡(Self Cap) 방식과 뮤츄얼(mutual) 방식으로 구분될 수 있다.
이중, 셀프캡(Self Cap) 방식을 이용하고 있는 종래의 액정표시장치는, 각각의 터치전극(61)에서 터치전극배선(62)을 독립적으로 뽑아내어, 가로방향 터치전극 개수(q)와 세로방향 터치전극 개수(p)를 고려하여 q x p = n개의 감지기(31)가 요구된다.
상기한 바와 같은 셀프캡 방식의 터치패널 내장형 액정표시장치에서는, 구동펄스가 입력되는 터치전극(61)이 공통전극으로도 이용되고 있기 때문에, 영상출력(display)과 터치감지(Touch)가 동시에 구동될 수 없다. 따라서, 수직동기신호(Vsync)에 의해 정해지는 1프레임 기간은, 도 2에 도시된 바와 같이, 영상출력기간(display)과, 터치감지기간(Touch)으로 구분된다.
감지기(31)들 각각은, 터치감지기간 동안 수십 개 이상의 구동펄스를 터치전극으로 인가하며, 터치전극으로부터 수신되는 감지신호를 분석하여 해당 터치전극(61)이 터치되었는지의 여부를 판단한다.
셀프캡 방식의 감지기가 터치를 감지하는 방법은 도 1에 도시된 바와 같다.
셀프캡 방식에서의 터치여부판단(Sensing)은, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같은 구동펄스의 충전(Charging) 또는 방전(Discharging)을 이용하게 된다. 즉, 셀프캡 방식은, 터치했을 때와 터치하지 않았을 경우의 캐패시턴스(Cap)값 변화에 따른 전압 기울기 변화를 이용하여 터치여부를 감지한다.
예를 들어, 도 1의 (b)에 도시된 그래프는, 도 1의 (a)에 도시된 구동펄스의 후단부(B)를 확대시킨 것으로서, 방전(Discharging)을 이용한 경우를 나타낸 것이다.
이 경우, 종래의 셀프캡 방식은, RC Delay를 측정할 때 구동펄스의 최대값(Vo)에서 Vx(센싱전압)까지 떨어지는 시간차를 감지하여 터치여부를 판단하고 있다. 손가락 등에 의한 터치가 이루어지면, 손가락의 캐패시턴스(Cf)에 의해, 구동펄스의 최대값(Vo)으로부터 센싱전압(Vx)에 이르는 센싱시간이 증가되어, 터치가 없는 경우에 구동펄스의 최대값(Vo)으로부터 센싱전압(Vx)에 이르는 기준시간과의 시간차(△t)가 발생된다. 이러한 시간차가 일정 범위를 벗어나면 터치가 이루어졌다고 판단된다.
즉, 상기한 바와 같은, 종래의 셀프캡 방식은, 터치IC(30) 내부에서 구동펄스를 생성시켜 터치전극으로 인가한 후, 터치IC(30)가 상기 터치전극(61)으로부터 전송되어온 구동펄스의 방전(또는 충전) 시간을 카운터로 카운트한다. 상기 카운트 값이 기 설정된 한계값 이상인 경우, 상기 터치IC는 이를 터치로 인식한다.
도 4는 종래의 액정표시장치에서 터치 판단시 발생되는 문제점을 설명하기 위한 예시도이다.
베이스라인신호(Baseline)는 터치전극의 센싱신호에서 터치에 의한 변화량을 계산하기 위해 사용되는 기준신호로서, 터치가 없는 경우의, 센싱신호의 특성이 아래와 같다면 베이스라인신호와 같은 별도의 기준신호가 사용될 필요가 없다.
즉, 시간에 따른 센싱신호의 레벨(Level) 변화가 매우 작고 일정하며, 터치전극의 위치에 따른 센싱신의 레벨(Level) 편차가 작다면, 상기한 바와 같은 기준신호가 사용될 필요가 없다.
그러나, 정전용량 방식의 터치패널에서는, 상기 터치패널이 위치하는 주변 환경의 전/자기적 영향 때문에, 시간에 따른 갑작스런 센싱신호의 변화가 발생될 수 있다. 또한, 상기 터치패널에서는, 터치전극으로 사용되는 투명전극(ITO)의 저항 및 정전용량에 의해, 터치전극의 위치별로 센싱신호의 편차가 기본적으로 발생되고 있다. 특히 In-Cell 타입의 터치패널에서는, 상기한 바와 같은 현상이 더욱 가중되기 때문에, 터치전극의 위치에 관계없이 안정적인 센싱신호를 검출하기 위해서는, 별도의 베이스라인(Baseline)신호가 사용되어야 한다.
종래의 액정표시장치에서 사용되는 베이스라인신호의 계산식은 [수학식 1]과 같다.
Figure pat00001
[수학식 1]에서 B(n)x,y는 베이스라인신호이고, S(n)x,y는 터치전극의 센싱신호이며, (x,y)는 터치전극의 위치좌표이다.
[수학식 1]에서 구해지는 하나의 터치전극에 대한 베이스라인신호는, 하나의 터치전극 주변에 형성되어 있는 또 다른 터치전극들의 센싱 신호는 사용하지 않고, 상기 하나의 터치전극의 센싱신호만을 이용하여 산출된다.
[수학식 1]에서 (x,y) 위치좌표에 해당되는 터치전극의 센싱신호가 센싱된 경우, 이전 프레임에 터치가 없었다면, 베이스라인신호는 [수학식 1]의 첫 번째 수식을 이용하여 계산된다. 만약, 이전 프레임에 터치가 있다면, [수학식 1]의 두 번째 수식에서와 같이, 이전 프레임에서 계산된 베이스라인신호가 현재 프레임에서 그대로 사용된다.
즉, 종래의 기술에 적용되는 베이스라인신호 생성방법에서는, 터치가 발생할 경우 베이스라인신호가 갱신되지 않고 고정된 값을 갖는다. 이 경우, 터치가 있더라도, 노이즈에 의해 센싱신호가 베이스라인신호 보다 작은 레벨까지 흔들리게 되면, 터치에 의한 변화량이 감소하여 터치 오동작 현상이 발생될 수 있다.
예를 들어, 도 4의 (a)는, 노이즈에 의해 센싱신호(y)가 상승하는 경우, 터치가 없어도 터치로 인식되는 고스트 현상이 발생되고 있는 상태를 나타내고 있다. 즉, 상기에서 설명된 바와 같이, 터치가 발생되면, 베이스라인신호(x)는 이전 프레임에서의 베이스라인신호와 동일한 값을 갖는다.
이때, 센싱신호(y)는 (a)에 도시된 바와 같이, 노이즈에 의해 상승될 수 있다. 센싱신호(y)와 베이스라인신호(x)의 차이(a)가 기 설정된 한계값을 초과하는 경우 터치로 인식된다.
터치가 발생되었다가 터치가 없어진 경우에도, 센싱신호(y)는 노이즈에 의해 지속적으로 상승된다. 그러나, 노이즈에 의해 센싱신호(y)는 전체적으로 상승되어 있고, 베이스라인신호(x)는 일정한 값을 가지고 있기 때문에, 터치가 없어진 경우의 센싱신호(y)와 베이스라인신호(x)의 차이(a')가 상기 한계값을 초과할 수도 있다. 따라서, 터치가 없음에도 불구하고, 터치가 지속적으로 인식되는 고스트현상이 발생된다.
이 경우, 터치인식시간(Trt)이 터치입력시간(Tint) 보다 크게 된다.
또 다른 예로서, 도 4의 (b)는, 노이즈에 의해 센싱신호(y)가 감소하는 경우, 터치가 발생되고 있어도 터치가 인식되지 않는 상태를 나타내고 있다. 즉, 터치가 발생된 후 터치가 없어지지 않은 경우에도, 센싱신호(y)는 노이즈에 의해 지속적으로 감소될 수 있다. 베이스라인신호(x)는 상기한 바와 같이 일단 터치가 감지되면 일정한 값을 갖는다.
따라서, 지속적으로 터치가 있더라도, 센싱신호(y)와 베이스라인신호(x)의 차이(b')가 상기 한계값보다 작아지는 경우가 발생될 수 있다.
이 경우, 터치인식시간(Trt)이 터치입력시간(Tint) 보다 작기 때문에, 터치가 있음에도 불구하고, 터치가 없는 것으로 인식되는 현상이 발생된다.
즉, 종래의 기술에 적용되는 베이스라인신호(x) 생성방법에서는, 터치가 발생할 경우, 터치가 발생된 터치전극에서의 베이스라인신호(x)가 갱신되지 않고 고정된 값을 갖기 때문에, 도 4에서 Tint이 터치입력시간을 나타내고, Trt가 터치인식시간을 나타낸다고 할 때, (a)에 도시된 바와 같이, 터치가 없어졌음에도 불구하고 터치로 인식되는 터치인식시간(Trt)이 증가할 수도 있으며, (b)에 도시된 바와 같이, 터치가 있음에도 불구하고 터치로 인식되는 터치인식시간(Trt)이 감소될 수도 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 모든 터치전극들로부터 입력되는 수신센싱신호를 이용하여, 각 터치전극에서 터치여부의 판단에 이용되는 베이스라인신호를 생성할 수 있는, 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시장치는, 복수의 터치전극들로 형성되는 셀프캡 방식의 터치패널이 내장되어 있는 패널; 및 상기 모든 터치전극들로부터 입력되는 수신센싱신호를 이용하여, 각 터치전극에서 터치여부의 판단에 이용되는 베이스라인신호를 생성하며, 상기 센싱신호와, 상기 베이스라인신호의 차값을, 기 설정된 한계값과 비교하여 터치여부를 판단하는 터치IC를 포함한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시장치 구동방법은, 터치전극들 각각으로부터 수신센싱신호를 수신하는 단계; 상기 수신센싱신호로부터 오프셋이 제거된 센싱신호와, 베이스라인신호의 차값을, 기 설정된 한계값과 비교하여 터치여부를 판단하는 단계; 및 상기 터치여부가 판단되면, 상기 베이스라인신호를 상기 모든 터치전극들을 이용하여 업데이트하며, 상기 수신센싱신호를 수신하는 단계부터 반복하는 단계를 포함한다.
본 발명은 모든 터치전극들로부터 입력되는 수신센싱신호를 이용하여, 각 터치전극에서 터치여부의 판단에 이용되는 베이스라인신호를 생성하고 있기 때문에, 셀프캡(Self) 방식의 인셀터치(In-Cell Touch)패널에서, 터치전극 간에 존재하는 기생 커패시터의 상호 작용과 주변 환경의 전자기적 영향 의해, 센신호가 상승하더라도 고스트 터치와 같은 터치 오동작이 발생되지 않는다.
또한, 본 발명에 의하면, 센싱신호가 하강하는 경우, 지속 및 저속 터치가 이루어지더라도, 터치인식이 안 되는 터치 오동작이 발생되지 않는다.
또한, 본 발명에 의하면, 터치시 저주파 노이즈가 감소되기 때문에, 신호대잡음비(SNR)가 개선될 수 있다.
도 1은 종래의 액정표시장치에서 터치를 판단하는 방법을 설명하기 위한 그래프.
도 2는 종래의 액정표시장치에서 공통전압과 구동펄스가 터치전극에 인가되는 타이밍을 나타낸 예시도.
도 3은 종래의 액정표시장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 4는 종래의 액정표시장치에서 터치 판단시 발생되는 문제점을 설명하기 위한 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 표시장치 구동방법의 일실시예 흐름도.
도 7은 본 발명에 적용되는 센싱신호 전극별 오프셋 값을 나타낸 그래프.
도 8은 본 발명에 적용되는 터치전극들 중 터치입력전극과 베이스라인신호 계산전극을 나타낸 예시도.
도 9는 본 발명에 따른 표시장치 구동방법에 의해 생성되는 베이스라인신호를 이용하여 터치를 판단하는 상태를 나타낸 예시도.
도 10은 본 발명에 따른 표시장치 구동방법의 단계별 계산 예제를 나타낸 도표.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다. 이하에서는 설명의 편의상, 액정표시장치가 본 발명의 일예로서 설명되겠으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 공통전극 및 공통전압을 이용하여 영상을 표시할 수 있는 다양한 표시장치에 적용될 수 있다.
한편, 이하에서 설명될 고스트 현상은 터치 입력이 없어도 노이즈에 의해 터치가 인식되는 현상을 말하고, 저속 터치란 Line Drawing시 5mm/s 이하의 속도로 매우 느리게 이동하는 터치 테스트를 말하며, 지속 터치란 고정된 터치 전극에 수분 이상 터치를 하는 테스트를 말한다.
도 5는 본 발명에 따른 표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도이다.
본 발명은 하이브리드 인 셀(Hybrid In-Cell) 또는 인 셀(In-Cell) 타입의 터치패널(이하, 간단히 '터치패널'이라 함)을 이용하는 터치패널 내장형 표시장치(이하, 간단히 '표시장치'라 함)에 관한 것으로서, 이러한 표시장치에서 터치패널을 구동하는 방법은, 저항 방식과 정전용량 방식으로 구분된다.
정전용량 방식은 다시 셀프캡(Self Cap) 방식과 뮤츄얼(mutual) 방식으로 구분될 수 있으며, 본 발명은 이 중에서, 셀프캡(Self Cap) 방식을 이용하고 있다.
셀프캡 방식을 이용하여 터치패널을 구동하는 방법으로는, 구동펄스의 충전(Charging) 또는 방전(Discharging)을 이용하는 방법이 있다. 이하의 설명에서는, 방전을 이용하는 방법을 일예로 하여 본 발명이 설명된다.
본 발명은 안정적인 터치인식을 위해 이용되는 베이스라인신호(Baseline)를 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 센싱신호가 노이즈에 의해 불안정하게 변화되더라도, 안정적으로 터치가 인식될 수 있도록 하는 베이스라인신호를 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
베이스라인신호는, 터치전극의 센싱신호에서 터치에 의한 변화량을 계산하기 위해 사용되는 기준신호이다. 즉, 정전용량 방식의 터치패널 중 특히, 인셀(In-Cell) 타입의 터치패널은, 주변환경의 영향을 많이 받는다.
따라서, 주변 환경의 영향이나 터치전극의 위치에 관계없이 안정적인 터치 신호를 검출하기 위해서는 별도의 베이스라인신호가 터치 인식에 사용되어야 한다.
즉, 종래기술에서 설명된, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같은 그래프에서, Δt의 값에 의해 터치가 판단될 수 있으며, Δt를 검출하기 위한 방법으로 베이스라인신호가 사용된다.
이를 위해, 본 발명에 따른 액정표시장치는 도 5에 도시된 바와 같이, 데이터라인과 게이트라인의 교차에 의해 정의되는 픽셀이 형성되어 있는 패널(100), 상기 패널(100)에 내장되어 있는 복수의 터치전극(510)들과, 복수의 터치전극들 각각에 연결되어 있는 터치전극배선(520)들로 형성되는 셀프캡 방식의 터치패널(500), 1프레임기간 중 영상출력기간에는 상기 터치전극들에 공통전압을 인가하고, 터치감지기간에는 상기 터치전극들 각각에 구동펄스들을 인가하며, 상기 구동펄스에 의해 감지되는 센싱신호를 이용하여 터치여부를 감지하기 위한 터치IC(600) 및 상기 패널(100) 내에 형성되어 있는 데이터라인으로는 영상신호를 출력하고 상기 게이트라인으로는 스캔신호를 출력하며 상기 터치전극들로는 공통전압을 출력하기 위한 구동부(400)를 포함하고 있다.
우선, 상기 패널(100)은 상기 표시장치의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 특히, 상기 표시장치가 액정표시장치(LCD)인 경우에는, 두 장의 유리기판 사이에 액정층이 형성되어 있는 액정패널이 될 수 있다.
이 경우, 상기 패널(100)의 하부 유리기판에는, 다수의 데이터라인들, 데이터라인들과 교차되는 다수의 게이트라인들, 데이터라인들과 게이트라인들의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin FilmTransistor), 픽셀에 데이터전압을 충전시키기 위한 다수의 픽셀전극(화소전극)들 및 픽셀전극과 함께 액정층에 충전된 액정을 구동하기 위한 터치전극(510)이 형성되며, 데이터라인들과 게이트라인들의 교차 구조에 의해 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치된다. 상기 패널(100)의 상부 유리기판에는 블랙매트릭스(BM)와 컬러필터가 형성된다.
본 발명은 상기한 바와 같이 패널(100) 내에, 터치패널(500)을 구성하는 터치전극(510)이 포함되어 있는 터치패널 내장형 표시장치에 관한 것이다.
다음, 상기 터치패널(500)은 사용자의 터치여부를 감지하는 기능을 수행하는 것으로서, 특히, 본 발명에 적용되는 상기 터치패널(500)은 셀프캡(Self Cap) 방식을 적용한 정전용량 방식을 이용하고 있다. 상기 터치패널(500)은 복수의 터치전극(510)과 복수의 터치전극배선(520)을 포함하고 있다.
복수의 상기 터치전극(510)들 각각은 상기 패널(100)에 형성된 복수의 픽셀들에 걸쳐 형성될 수 있다. 상기 터치전극(510)은 터치감지기간 동안에는 상기 터치IC(600)로부터 인가되는 구동펄스에 의해 터치여부를 감지하는 기능을 수행하며, 영상출력기간 동안에는 각 픽셀에 형성되어 있는 상기 픽셀전극과 함께 액정을 구동하는 기능을 수행한다.
복수의 상기 터치전극배선(520)들 각각은 상기 터치전극(510)과 연결되어 있으며, 그 끝단은 상기 터치IC(600)와 연결되어 있다.
본 발명에 적용되는 상기 터치패널(500)은, 상기한 바와 같이, 정전용량 방식을 이용하는 것으로서, 상기 패널(100)에 내장되어 있다. 즉, 본 발명에 적용되는 상기 터치패널(500)의 상기 터치전극(510)은, 상기 픽셀전극과 함께 액정을 구동하기 위한 공통전극의 기능을 수행하기 위해, 패널(100) 내부에 형성되어 있다.
한편, 도 5에는 X축 방향으로 m개의 터치전극이 형성되어 있고, Y축 방향으로 n개의 터치전극이 형성되어 있는 터치패널(500)이 도시되어 있다.
다음, 상기 구동부(400)는, 게이트라인으로 입력되는 신호들을 제어하기 위한 게이트 구동부, 데이터라인으로 입력되는 신호들을 제어하기 위한 데이터 구동부 및 게이트 구동부와 데이터 구동부를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러로 구성될 수 있다. 상기 구동부(400)를 구성하는 상기 게이트 구동부, 상기 데이터 구동부 및 상기 타이밍 컨트롤러는 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 집적회로(IC)로 구성될 수도 있으나, 개별적으로 구성될 수도 있다.
상기 타이밍 컨트롤러는 외부시스템으로부터 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 도트 클럭(CLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 상기 데이터 구동부와 상기 게이트 구동부의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(GCS, DCS)을 발생한다. 또한, 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 외부시스템으로부터 입력된 입력영상데이터를 재정렬하여, 재정렬된 영상데이터를 상기 데이터 구동부로 출력하는 기능을 수행한다.
상기 타이밍 컨트롤러는 상기 데이터 구동부와 상기 게이트 구동부를 제어함과 아울러, 상기 터치IC(600)의 입/출력 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호 및 상기 터치IC가 공통전압 또는 구동펄스 중 어느 하나를 상기 터치전극에 인가하도록 하기 위한 제어신호들을 발생하여 상기 터치IC(600)로 전송할 수 있다.
즉, 상기 터치전극(510)으로 출력되는 공통전압은 공통전압 생성부에서 생성되어 상기 구동부(400)를 통해 출력될 수도 있으나, 상기 구동부로부터 상기 제어신호를 전송받은 상기 터치IC(600)를 통해 출력될 수도 있다 또한, 상기 구동펄스는 상기 구동부(400)로부터 상기 제어신호를 전송받은 상기 터치IC(600)를 통해 출력될 수 있다.
상기 데이터 구동부는 상기 타이밍 컨트롤러로부터 입력된 영상데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여, 게이트라인에 스캔신호가 공급되는 1수평기간마다 1수평라인분의 데이터 전압을 상기 데이터라인들에 공급한다.
상기 게이트 구동부는 상기 타이밍 컨트롤러로부터 전송되어온 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP)를 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC)에 따라 쉬프트시켜, 순차적으로 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 게이트 온 전압(Von)을 갖는 스캔신호를 공급한다.
마지막으로, 상기 터치IC(600)는 상기한 바와 같이, 1프레임 중 상기 터치감지기간 동안, 상기 터치전극(510)들로 복수의 구동펄스를 인가하며, 상기 구동펄스에 의해 수신되는 센싱신호를 이용하여 상기 터치패널(500)의 터치를 감지하는 기능을 수행한다.
즉, 상기 터치IC(600)는, 1프레임기간 중 터치감지기간에는 상기 터치전극들 각각에 구동펄스들을 인가하며, 상기 구동펄스에 의해 수신되는 센싱신호를 이용하여 터치여부를 감지하는 기능을 수행한다.
이를 위해, 상기 터치IC(600)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 터치전극(510)과 연결되어 있는 복수의 구동펄스 출력기(610) 및 상기 구동펄스 출력기(610)에서 출력되는 구동펄스를 이용하여 상기 터치패널(500)의 터치여부를 감지하기 위한 감지기(620)를 포함한다.
이하에서는, 도 5 내지 도 9를 참조하여, 상기 터치IC(600)의 구체적인 구성, 기능 및 동작 방법이 상세히 설명된다.
도 6은 본 발명에 따른 표시장치 구동방법의 일실시예 흐름도이고, 도 7은 본 발명에 적용되는 센싱신호 전극별 오프셋 값을 나타낸 그래프이고, 도 8은 본 발명에 적용되는 터치전극들 중 터치입력전극과 베이스라인신호 계산전극을 나타낸 예시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 표시장치 구동방법에 의해 생성되는 베이스라인신호를 이용하여 터치를 판단하는 상태를 나타낸 예시도이며, 도 10은 본 발명에 따른 표시장치 구동방법의 단계별 계산 예제를 나타낸 도표이다.
본 발명에 따른 표시장치 구동방법은, 터치전극들 각각으로부터 수신센싱신호를 수신하는 단계(S610), 상기 수신센싱신호로부터 오프셋이 제거된 센싱신호와, 베이스라인신호의 차값을, 기 설정된 한계값과 비교하여 터치여부를 판단하는 단계(S620) 및 상기 터치여부가 판단되면, 상기 베이스라인신호를 상기 모든 터치전극들을 이용하여 업데이트하며, 상기 수신센싱신호를 수신하는 단계부터 반복하는 단계(S630)를 포함한다.
우선, 각각의 터치전극들로부터 수신센싱신호를 수신하는 단계(S610)를 상세히 설명하면 다음과 같다.
<센싱신호의 초기 오프셋 측정 및 제거 과정>
본 발명에 따른 표시장치에 전원이 인가되어, 상기 터치IC가 구동되면, 상기 터치IC(600)는 b개의 프레임동안 상기 터치전극들로 구동펄스를 인가하며, 상기 구동펄스를 센싱신호(수신셍신신호)로 입력받아 초기 오프셋(Offset)을 측정한다. 즉, 상기 구동펄스는 상기 터치IC의 출력기(610)에서 출력되어 상기 터치전극(510)들로 인가되며, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 출력기(610)에서 출력된 구동펄스는 상기 터치IC의 감지기(620)로도 입력된다. 상기 감지기(620)로 입력되는 상기 구동펄스는 센싱신호, 구체적으로는 수신센싱신호라 한다.
상기 터치전극(510)과 상기 터치IC(600)는 금속 성분의 상기 터치전극배선(520)으로 연결되어 있으며, 상기 터치전극배선(520)의 길이는 각 터치전극마다 다르다.
따라서, 상기 터치전극에 터치가 없더라도, 상기한 바와 같은 물리적인 라우팅 길이 만큼, 상기 터치IC는 RC Load로 인식한다. 따라서, 터치가 없더라도, 도 8에 도시된 바와 같은 센싱신호의 오프셋(Offset)이 감지된다.
즉, 상기 표시장치가 외부로부터 침투된 노이즈에 영상을 받지 않는 이상적인 상태로 형성되어 있고, 터치가 없다면, 모든 터치전극으로 인가된 구동펄스에 의한 센싱신호는 동일한 레벨을 갖는다.
그러나, 상기한 바와 같이, 상기 터치전극(510)과 상기 터치IC(600) 간의 거리가 상이하고, 상기 터치전극배선(520)이 금속 성분으로 형성되어 있기 때문에, 터치가 없는 상태에서, 상기 구동펄스들이 상기 터치전극들로 인가되더라도, 상기 센싱신호들은 일정한 값을 갖지 못하고, 도 7에 도시된 바와 같이, 터치전극들별로 서로 다른 편차(오프셋)를 갖는다.
본 발명은 상기한 바와 같은 편차(오프셋)에 의해, 각 터치전극별로 터치 인식의 정도가 다르게 나타나는 현상을 방지하기 위해, 상기 터치IC가 구동을 시작하면, 초기 b개의 프레임 동안 상기 감지기(620)로 입력되는 상기 센싱신호의 평균값을 구하여 b프레임 이후부터는 상기 센싱신호에서 오프셋(Offset) 성분을 제거하고 있다.
즉, 상기 터치IC(600)에 전원이 공급되어 상기 터치IC가 최초 구동될 때, 상기 출력기(610)는, b프레임 동안, 상기 터치전극(510)들로 구동펄스들을 출력하며, 상기 감지기(620)는 상기 구동펄스를 센싱신호로 입력받는다. 상기 감지기(620)는 각 터치전극별로 입력된 센싱신호들의 평균값을 이용하여, 상기 센싱신호들에서의 오프셋 성분을 제거한다.
상기 터치전극으로부터 수신된 수신센싱신호에서 상기 오프셋 성분이 제거된 센싱신호는, 이하에서 설명될 베이스라인신호의 생성에 이용된다. 즉, 상기 터치전극에서 수신된 신호는, 실질적으로는 수신센싱신호이며, 상기 수신센싱신호에서 오프셋이 제거된 신호가 센싱신호가 된다. 그러나, 이하에서는 설명의 편의상, 특별히 필요한 경우를 제외하고는, 터치전극에서 수신된 신호와 오프셋이 제거된 신호모두를 센싱신호라 한다.
부연하여 설명하면, 상기한 바와 같은 오프셋 제거 과정을 통해, 모든 터치전극들은 동일한 상태가 될 수 있다.
상기 b프레임 이후부터는 상기 구동부(400)와 상기 터치IC(600)가 정상적으로 동작된다.
따라서, 영상출력기간 동안, 상기 구동부(400)는 상기 패널(100)에 형성되어 있는 상기 터치전극(510)들로 공통전압을 인가하고, 상기 데이터라인으로 영상신호를 인가하며, 상기 게이트라인으로 스캔신호를 인가한다. 상기 공통전압, 상기 영상신호 및 상기 스캔신호에 의해 상기 패널에서는 영상이 출력된다.
또한, 터치감지기간 동안, 상기 터치IC(600)의 상기 출력기(610)는 상기 패널에 형성되어 있는 터치전극(510)들로 구동펄스를 인가하며, 상기 터치IC(600)의 상기 감지기(620)는 상기 구동펄스를 수신센싱신호로 입력받는다.
다음, 상기 수신센싱신호로부터 오프셋이 제거된 센싱신호와, 베이스라인신호의 차값을, 기 설정된 한계값과 비교하여 터치여부를 판단하는 단계(S620)를 상세히 설명하면 다음과 같다.
이하에서 설명될 터치여부 판단단계에서 이용되는 베이스라인신호는 상기 업데이트 단계(S630)를 통해 최초로 생성된 베이스라인신호이다. 즉, 상기 터치IC(600)에 최초로 전원이 공급되어 상기 터치IC(600)가 구동되면, 상기 감지기(620)는 상기 센싱신호 수집단계(S610)를 통해 수집된 센싱신호로부터 오프셋을 제거하는 한편, 모든 터치전극들로부터 수신된 센싱신호들을 이용하여, 상기 업데이트 단계(S630)를 통해 상기 베이스라인신호를 생성한다. 상기 터치IC는 상기 예에서 b개의 프레임이 출력되는 동안, 상기 오프셋 제거과정 및 초기 베이스라인신호를 생성하는 초기단계를 수행하며, 상기 b프레임 이후에는 실질적으로 터치여부를 판단하는 과정을 수행한다.
본 발명은, 도 9에 도시된 바와 같은 방법을 이용하여, 각 터치전극(510)에서의 터치여부를 판단한다.
첫째, 도 8의 (a)는, 노이즈에 의해 센싱신호(y)가 상승하는 경우를 나타내고 있다. 이 경우, 상기 하나의 터치전극(510)으로부터 수신된 센싱신호(y)로부터 상기 베이스라인신호(x)를 뺀 값이, 일정한 값을 초과하면 터치로 감지되며, 일정한 값을 초과하지 않으면 터치로 감지되지 않는다.
즉, 도 8의 (a)에서 터치전극(510)으로부터 수신된 센싱신호(y)로부터 상기 베이스라인신호(x)를 뺀 값은, 도 1에서 설명된 상기 시간차(△t)와 대응되는 값이 될 수 있다.
따라서, 상기 시간차(△t)와 대응되는 값이 기 설정된 한계값을 초과하면 터치로 감지되며, 상기 기 설정된 한계값을 초과하지 않으면 터치로 감지되지 않는다.
특히, 본 발명에서는, 터치가 감지된 이후에도, 베이스라인신호(x)가 일정한 값으로 유지되지 않고, 터치전극들의 상태에 따라 가변될 수 있다.
따라서, 터치가 감지된 이후, 센싱신호가 노이즈에 의해 상승되면, 베이스라인신호(x) 역시 상승되기 때문에, 터치가 감지되는 동안, 상기 센싱신호(y)와 상기 베이스라인신호(x)는 일정한 차이값(△t)을 유지하게 된다. 즉, 본 발명에서는 센싱신호(y) 상승 구간에서, 베이스라인신호(x)도 상승하기 때문에, 터치입력이 사라진 후에도 터치가 발생하는 고스트 현상이 발생되지 않는다.
이 경우, 터치인식시간(Trt)과 터치입력시간(Tint)은 동일함을 알 수 있다.
둘째, 도 8의 (b)는, 노이즈에 의해 센싱신호(y)가 하강하는 경우를 나타내고 있다. 이 경우 역시, 상기 하나의 터치전극(510)으로부터 수신된 센싱신호(y)로부터 상기 베이스라인신호(x)를 뺀 값이, 일정한 값을 초과하면 터치로 감지되며, 일정한 값을 초과하지 않으면 터치로 감지되지 않는다.
즉, 도 8의 (b)에서 터치전극(510)으로부터 수신된 센싱신호(y)로부터 상기 베이스라인신호(x)를 뺀 값은, 도 1에서 설명된 상기 시간차(△t)와 대응되는 값이 될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는, 터치가 감지된 이후에도, 베이스라인신호(x)가 일정한 값으로 유지되지 않고, 터치전극들의 상태에 따라 가변될 수 있다.
따라서, 터치가 감지된 이후, 센싱신호가 노이즈에 의해 하강하면, 베이스라인신호(x) 역시 하강하기 때문에, 터치가 감지되는 동안, 상기 센싱신호(y)와 상기 베이스라인신호(x)는 일정한 차이값(△t)을 유지하게 된다. 즉, 본 발명에서는 센싱신호(y) 하강 구간에서, 베이스라인신호(x)도 하강하기 때문에, 센싱신호 감소 구간에서, 저속 및 지속터치시, 터치 오동작 없이 정상적으로 터치가 판단될 수 있다.
이 경우, 터치인식시간(Trt)과 터치입력시간(Tint)은 동일함을 알 수 있다.
마지막으로, 상기 터치여부가 판단되면, 상기 베이스라인신호를 모든 터치전극들을 이용하여 업데이트한 후, 상기 센싱신호를 수신하는 단계부터 반복하는 단계(S630)를 설명하면 다음과 같다. 우선, 베이스라인신호는, 터치전극의 센싱신호에서 터치에 의한 변화량을 계산하기 위해 사용되는 일종의 기준신호이다.
상기한 바와 같이, 터치여부는, 상기 터치전극(510)으로부터 수신된 센싱신호(y)와, 상기 터치전극(510)들로부터 수신된 신호들을 이용하여 생성된 상기 베이스라인신호(x)의 차값에 의해 판단된다.
종래에는, 상기 베이스라인신호(x)가, 각 터치전극별로 개별적으로 산출되었으며, 터치가 감지된 이후에는, 상기 베이스라인신호(x)가 일정한 값으로 고정되었다.
그러나, 본 발명에서는, 상기 베이스라인신호(x)가, 모든 터치전극들의 특성을 이용하여 산출되고 있다. 따라서, 터치가 감지된 이후에도, 모든 터치전극들의 특성에 따라 베이스라인신호(x) 역시 가변되기 때문에, 터치전극들에 노이즈가 발생되더라도, 터치가 정상적으로 판단될 수 있다.
즉, 상기 터치IC(600)의 감지기(620)가 상기 모든 터치전극들을 이용하여 상기 베이스라인신호(x)를 지속적으로 업데이트하고 있기 때문에, 터치패널(500)에 노이즈가 발생되더라도, 정상적으로 터치가 판단될 수 있다.
상기 감지기(620)가 상기 베이스라인신호(x)를 생성 및 업데이트하는 방법은 다음과 같다.
<주변 터치전극의 평균값을 이용한 베이스라인신호의 기본정보 계산>
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 베이스라인신호(Baseline) 계산을 위해, 각 감지기(620)는 자신과 연결되어 있는 터치전극들뿐만 아니라, 상기 터치전극 주변의 모든 터치전극들의 센싱신호를 이용하고 있다. 이하에서 설명되는 센싱신호에는 상기 센싱신호 수집단계(610)에서 설명된 오프셋이 제거된 신호이다.
[수학식 2]는 상기 베이스라인신호(x)를 계산하는 기본 수식이며, 도 8은, 본 발명이 터치가 이루어진 터치전극뿐만 아니라, 모든 터치전극들을 이용하여 상기 베이스라인신호(x)를 생성하고 있음을 나타내고 있다. 즉, 도 8의 (a)는 터치가 이루어진 터치전극을 나타내고 있으며, 도 8의 (b)는 상기 터치가 이루어진 터치전극에서 이용될 베이스라인신호(x)가 모든 터치전극들을 이용해 게산되고 있음을 나타내고 있다.
Figure pat00002
[수학식 2]에서 m은 도 5 및 도 8에 도시된 터치패널의 X축 방향의 터치전극 개수를 나타내고, n은 Y축 방향의 터치전극 개수를 나타내고, S'(n)은 센싱신호를 나타내며, B(n)은 1차베이스라인신호를 나타낸다.
즉, [수학식 2] 및 도 8에 도시된 바와 같이, 특정 터치전극(예를 들어, 도 8에서 (2,2) 터치전극)에서 터치가 발생하면, 감지기(620)는 터치가 이루어진 터치전극을 포함한 주변의 모든 터치전극의 센싱신호의 평균값(M)을 이용하여 상기 1차베이스라인신호를 생성한다.
<평균값 정보와 각 전극별 편차 보상 과정>
상기한 바와 같이, 센싱신호에서 오프셋(Offset) 성분을 제거하더라도, 기본적으로 전극간 물리적인 라우팅 길이의 차이 때문에, 전극별 센싱신호의 크기에 편차가 발생된다. 전극의 개수가 증가할수록 이러한 편차는 자연스럽게 증가한다.
따라서, 모든 터치전극의 평균값 한 개를 이용하여, 다시 모든 터치전극의 베이스라인신호(Baseline)를 생성하면, 이런 편차에 의해, 터치 고스트 현상이 발생하여 터치 오동작을 야기할 수 있다. 이와 같이 생성된 신호가 [수학식 2]에 의해 산출된 1차베이스라인신호이다.
본 발명은 평균값(1차베이스라인신호(M))에 대해 각 터치전극별 편차를 보상하기 위해, [수학식 3] 과 같은 정규화 과정을 통해 편차 정보를 계산한다. 즉, [수학식 3]은 정규화를 이용한 편차 정보 계산식을 나타낸다.
Figure pat00003
<정규화 계수 필터링 및 최종 베이스라인신호(Baseline) 계산>
다음과 같은 두 가지 이유, 즉,
첫째, 터치IC와 터치전극간 라우팅 길이 차이에 의해 발생하는 평균값과 전극별 센싱신호의 편차 보상, 및
둘째, 터치 입력에 의한 센싱 신호와 평균값간 편차는 무시 때문에,
정규화 계수에 대한 필터링 과정이 필요하며, 정규화 계수에 대한 필터링 과정은 [수학식 4]을 통해 계산된다. 즉, [수학식 4]는 정규화 계수 필터링 계산식을 나타낸다.
Figure pat00004
터치 유/무 판단은, 이전 프레임의 터치검출 및 좌표계산 단계의 정보를 이용한다. 이전 프레임에 터치가 존재하는 경우, 현재 프레임의 정규화 계수 필터링 단계에서는 새로 갱신하지 않고 이전 프레임의 필터링 계수값을 유지한다.
터치전극별 편차가 보상된 최종 베이스라인신호(Baseline)(x)는 [수학식 5]와 같이, [수학식 2]를 통해 산출된 평균값(M)에, [수학식 4]를 통해 산출된 필터링된 정규화 계수를 곱하여 얻어진다. 즉, [수학식 5]는 최종적으로 산출된 베이스라인신호(Baseline) 계산식이다.
Figure pat00005
3x3 개의 터치전극들로 형성된 터치패널에 대한, 상기한 바와 같은 각 단계별 계산 예제가, 도 10에 도시되어 있다.
즉, n-1프레임과 n프레임에서의 센싱신호가 (a)와 같고, n프레임에서 정가운데의 터치전극(300으로 표시되어 있음)에 터치가 발생된 경우, 각 프레임별로 [수학식 2]에 의해 평균값을 구하면, (b)에 도시된 바와 같다. 다음, [수학식 3] 및 [수학식 4]를 이용하여, 정규화 및 필터링을 거친 예제는 (c) 및 (d)에 도시되어 있다. [수학식 5]에 의해 최종적으로 산출된 n프레임에서의 베이스라인신호는 (e)와 같다. 이때, n프레임의 정가운데의 터치전극의 센신신호(y)가 '300'이고, 상기 베이스라인신호(x)가 '118'이므로, 300에서 118을 뺀 값인 182가 시간차(△t)가 된다. 따라서, 상기 감지기(620)는 상기 시간차(△t)가 기 설정된 한계값보다 큰지 또는 작은지를 판단하여 터치여부를 판단한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 과정을 다시 한번 간단히 설명하면 다음과 같다.
첫째, 센싱신호가 수집되어 수신기(621)의 메모리에 저장된다. 즉, m by n 개수의 터치전극에 대해 충/방전 후 센싱신호를 디지털 값으로 변환하여 1프레임 데이터를 메모리에 저장한다(S610).
둘째, 프레임 개수를 판단한다(S610).
즉, 상기 센싱신호 수집단계(S610) 단계에서 입력된 프레임 수가 b인지 판단하여 초기 오프셋(Offset) 만을 계산할지, 아니면 전체 터치 알고리즘을 모두 동작시킬지의 여부를 판단한다.
셋째, 센싱신호의 초기 오프셋(Offset)을 계산한다(S610).
즉, 터치 입력이 없는 b개의 프레임 동안, 제어기(622)는 각 터치전극별 센싱 데이터의 오프셋(Offset) 값을 계산한다.
넷째, 초기 오프셋(Offset)을 제거한다(S610).
즉, 상기에서 계산된 오프셋을 상기 센싱신호에서 제거한다(S610).
다섯째, 터치신호 편차를 계산한다(S620).
즉, 이전 프레임의 베이스라인신호(x)와, 현재 프레임의 오프셋이 제거된 센싱신호(y) 간의 차인 Delta(△t)값을 계산한다.
여섯째, 터치 영역을 검출하고, 터치영역의 좌표를 계산한다(S620)
즉, Delta 값을 이용하여 터치 영역(터치된 터치전극)을 검출하고 터치 좌표(터치가 이루어진 정확한 픽셀의 좌표)를 계산한다.
일곱째, 베이스라인 신호를 업데이트(Baseline Update) 한다(S630).
즉, 평균값 계산, 정규화 과정, 계수 필터링 과정 및 베이스라인신호 생성 과정을 통해, 다음 프레임에서 사용될 베이스라인신호를 계산한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 베이스라인신호 생성 및 이를 포함하는 표시장치 구동방법은, 인셀터치패널(500) 구조에서, 상기 터치IC(600)에서 동작한다.
상기 수신기(621)(Touch Sensor Driving & Sensing unit)를 통해 터치전극을 센싱하고 센싱신호를 디지털 값으로 변환시켜 메모리에 저장한다.
메모리에 저장된 센싱신호를 제어기(DSP)(622)에서 읽어서 터치 인식 알고리즘을 처리하고, 최종 결과값인 터치좌표 데이터를 출력기(623)(System Interface)를 통해 표시장치의 시스템(예를 들어, 구동부(400))으로 전송한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 셀프캡 방식의 인셀터치패널에서, 터치전극 간에 존재하는 기생 커패시터의 상호 작용과, 주변 환경의 전자기적 영향 의해 야기되는, 센싱신호의 상승현상에서, 고스트 터치와 같은 터치 오동작이 개선될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 센싱신호가 하강 하는 경우, 지속 및 저속 터치시 터치인식이 안 되는 터치 오동작 또한 개선될 수 있다.
이하에서는, 최종적으로 상기한 바와 같은 본 발명이 정리된다.
첫째, 터치에 의한 센싱 신호 변화량을 계산하기 위해 베이스라인신호를 생성한다. 이때, 상기 베이스라인신호를 생성하기 위해 터치가 입력된 터치전극의 센싱신호 뿐만 아니라 터치입력이 없는 주변 터친전극의 센싱신호들 간의 평균값을 이용한다.
둘째, 상기 베이스라인생성 단계의 제1단계에서는, 터치전극별 센싱신호의 오프셋(offset)을 계산하여 제거한다(S610).
셋째, 상기 베이스라인생성 단계의 제2단계에서는, 상기 오프셋(Offset)이 제거된 센싱신호를 이용하여, [수학식 2]를 통해 센싱신호 평균값(M)을 계산한다.
넷째, 상기 베이스라인생성 단계의 제3단계에서는, 상기 제2단계에서 계산된 센싱신호 평균값(M)과 터치전극별 센싱신호간 편차를 보상하기 위해 [수학식 3]을 통해 정규화하여 각 전극별 정규화 계수를 계산한다.
다섯째, 상기 베이스라인생성 단계의 제4단계에서는, 상기 제3단계에서 계산된 정규화 계수와, 이전 프레임에서 터치전극별 터치 존재 유/무 결과를 이용하여 [수학식 4]를 통해 정규화 계수를 필터링한다.
여섯째, 상기 정규화 계수 필터링은, 이전 프레임의 터치전극에 터치가 있는 경우에는 새롭게 계수 필터링을 하지 않고, 이전 프레임에서 계산된 필터링 값을 그대로 유지한다.
일곱째, 상기 베이스라인생성 단계의 제5단계에서는, 상기 제4단계에서 필터링된 계수 값과, 상기 제2단계에서 계산된 평균값을 이용하여 [수학식 5]를 통해 각 터치전극별로 최종 베이스라인신호를 계산한다. 상기에서 최종적으로 계산된 상기 베이스라인신호는 이후의 프레임에서, 상기 터치여부의 판단에 적용된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 패널 400 : 구동부
500 : 터치패널 600 : 터치패널

Claims (10)

  1. 터치전극들 각각으로부터 수신센싱신호를 수신하는 단계;
    상기 수신센싱신호로부터 오프셋이 제거된 센싱신호와, 베이스라인신호의 차값을, 기 설정된 한계값과 비교하여 터치여부를 판단하는 단계; 및
    상기 터치여부가 판단되면, 상기 베이스라인신호를 상기 모든 터치전극들을 이용하여 업데이트하며, 상기 수신센싱신호를 수신하는 단계부터 반복하는 단계를 포함하는 표시장치 구동방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신센싱신호를 수신하는 단계는,
    기 설정된 프레임이 경과할 동안, 상기 수신센싱신호들을 이용하여 터치전극들의 오프셋을 측정하며, 상기 터치여부 판단과정에서 최초로 이용되는 초기베이스라인신호를 생성하는 단계; 및
    상기 기 설정된 프레임이 경과하면, 상기 터치전극들 각각으로부터 수신되는 상기 수신센싱신호에서, 상기 오프셋을 제거하여, 상기 센싱신호를 생성하는 단계를 포함하는 표시장치 구동방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스라인신호를 업데이트하는 단계는,
    상기 터치전극들을 통해 수신된 상기 센싱신호들의 평균값을 계산하는 단계;
    상기 센싱신호 평균값을 이용하여 각 터치전극별로 정규화 계수를 계산하는 단계;
    상기 정규화 계수를 필터링하는 단계; 및
    상기 필터링된 계수와 상기 평균값을 이용하여 상기 베이스라인신호를 업데이트하는 단계를 포함하는 표시장치 구동방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 정규화 계수를 필터링하는 단계는,
    이전 프레임에 터치가 있는 경우에는 상기 이전 프레임에서 계산된 필터링 값을 현재 프레임에서 그대로 유지하는 것을 특징으로 하는 표시장치 구동 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치여부를 판단하는 단계는,
    상기 센싱신호와, 상기 베이스라인신호의 차값이, 상기 기 설정된 한계값을 초과하는 경우에는 터치로 인식하며,
    상기 센싱신호와, 상기 베이스라인신호의 차값이, 상기 기 설정된 한계값을 초과하지 않는 경우에는 터치로 인식하지 않는 것을 특징으로 하는 표시장치 구동방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치여부를 판단하는 단계에서,
    상기 베이스라인신호는, 상기 센싱신호와 함께 상승하거나 또는 상기 센싱신호와 함께 하강하는 것을 특징으로 하는 표시장치 구동방법.
  7. 복수의 터치전극들로 형성되는 셀프캡 방식의 터치패널이 내장되어 있는 패널; 및
    상기 모든 터치전극들로부터 입력되는 수신센싱신호를 이용하여, 각 터치전극에서 터치여부의 판단에 이용되는 베이스라인신호를 생성하며, 상기 센싱신호와, 상기 베이스라인신호의 차값을, 기 설정된 한계값과 비교하여 터치여부를 판단하는 터치IC를 포함하는 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 터치IC는,
    상기 터치전극들 각각으로부터 수신센싱신호를 수신하고, 상기 수신센싱신호로부터 오프셋이 제거된 센싱신호와, 베이스라인신호의 차값을, 상기 한계값과 비교하여 터치여부를 판단하고, 상기 터치여부가 판단되면, 상기 베이스라인신호를 상기 모든 터치전극들을 이용하여 업데이트하며, 상기 수신센싱신호를 수신하는 과정을 반복하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 터치IC는,
    기 설정된 프레임이 경과할 동안, 상기 수신센싱신호들을 이용하여 터치전극들의 오프셋을 측정하고, 상기 터치여부 판단과정에서 최초로 이용되는 초기베이스라인신호를 생성하며, 상기 기 설정된 프레임이 경과하면, 상기 터치전극들 각각으로부터 수신되는 상기 수신센싱신호에서, 상기 오프셋을 제거하여, 상기 센싱신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 터치IC는,
    상기 터치전극들을 통해 수신된 상기 센싱신호들의 평균값을 계산하고, 상기 센싱신호 평균값을 이용하여 각 터치전극별로 정규화 계수를 계산하고, 상기 정규화 계수를 필터링하며, 상기 필터링된 계수와 상기 평균값을 이용하여 상기 베이스라인신호를 업데이트하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
KR1020120129847A 2012-11-16 2012-11-16 표시장치 및 그 구동방법 KR20140063018A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120129847A KR20140063018A (ko) 2012-11-16 2012-11-16 표시장치 및 그 구동방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120129847A KR20140063018A (ko) 2012-11-16 2012-11-16 표시장치 및 그 구동방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140063018A true KR20140063018A (ko) 2014-05-27

Family

ID=50891107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120129847A KR20140063018A (ko) 2012-11-16 2012-11-16 표시장치 및 그 구동방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140063018A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3101514A1 (en) * 2015-05-14 2016-12-07 Alps Electric Co., Ltd. Input device and method of operating input device
EP3106970A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-21 NXP USA, Inc. Signal adaptive filtering for touch detection
CN112130705A (zh) * 2020-08-25 2020-12-25 业成光电(无锡)有限公司 触控结构、电子装置及触控结构的驱动方法
CN113809100A (zh) * 2021-09-17 2021-12-17 京东方科技集团股份有限公司 显示面板、显示装置和控制方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3101514A1 (en) * 2015-05-14 2016-12-07 Alps Electric Co., Ltd. Input device and method of operating input device
JP2016218506A (ja) * 2015-05-14 2016-12-22 アルプス電気株式会社 入力装置及び入力装置の動作方法
US9851846B2 (en) 2015-05-14 2017-12-26 Alps Electric Co., Ltd. Input device and method of operating input device
EP3106970A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-21 NXP USA, Inc. Signal adaptive filtering for touch detection
US9811220B2 (en) 2015-06-19 2017-11-07 NXA USA, Inc. Signal adaptive filtering for touch detection
CN112130705A (zh) * 2020-08-25 2020-12-25 业成光电(无锡)有限公司 触控结构、电子装置及触控结构的驱动方法
CN112130705B (zh) * 2020-08-25 2024-04-26 业成科技（成都）有限公司 触控结构、电子装置及触控结构的驱动方法
CN113809100A (zh) * 2021-09-17 2021-12-17 京东方科技集团股份有限公司 显示面板、显示装置和控制方法
CN113809100B (zh) * 2021-09-17 2024-03-05 京东方科技集团股份有限公司 显示面板、显示装置和控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101350874B1 (ko) 표시 장치 및 그의 구동 방법
US10324547B2 (en) Active stylus pen, touch sensing system and driving method thereof
JP6037327B2 (ja) 液晶表示装置
CN107066122B (zh) 有源触控笔、触摸感测系统及其驱动方法
KR102050385B1 (ko) 터치 센싱 시스템과 그 지연 시간 감소 방법
US9519385B2 (en) Semiconductor device and electronic device
KR20140060712A (ko) 표시장치 및 그 구동방법
KR101954731B1 (ko) 액정표시장치 및 그 구동 방법
KR20170015777A (ko) 스타일러스 펜, 및 터치 센싱 시스템과 그 구동방법
JP2015184888A (ja) 表示装置
KR101808339B1 (ko) 터치 스크린과 그 구동방법, 및 그 터치 스크린 패널을 포함한 표시장치
KR20170027243A (ko) 능동형 스타일러스 펜과 그를 포함한 터치 센싱 시스템, 및 그 구동방법
KR101953109B1 (ko) 터치패널을 갖는 액정표시장치의 구동방법
KR20140063018A (ko) 표시장치 및 그 구동방법
US20140139757A1 (en) Liquid crystal display device
KR20140065602A (ko) 터치 센싱 시스템과 그 구동 방법
KR20140081260A (ko) 표시장치 및 그 구동방법
KR102006262B1 (ko) 터치 센서를 갖는 전자장치와 이의 구동 방법
KR102182979B1 (ko) 센싱 시스템
KR20140091280A (ko) 터치 패널 제어장치 및 그의 구동방법
KR102009888B1 (ko) 터치 센서를 갖는 전자장치와 이의 구동 방법
KR101993387B1 (ko) 표시장치 및 그 구동방법
KR20170052815A (ko) 능동형 스타일러스 펜과 그 구동방법 및, 능동형 스타일러스 펜을 포함한 터치 센싱 시스템
KR101920491B1 (ko) 터치센서를 가지는 표시장치와 그의 ｓｎｒ 향상방법
US20230289010A1 (en) Proximity detection device and hover detection method

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid