KR20140141111A - 터치 스크린 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 터치 스크린 구동 장치는 Tx 채널들, 상기 Tx 채널들과 교차하는 Rx 채널들, 및 상기 Tx 채널들과 상기 Rx 채널들의 교차부에 형성된 센서 노드들을 포함하는 터치 스크린; 상기 Tx 채널들에 Tx 구동펄스를 공급하는 Tx 구동회로; 상기 Rx 채널들을 통해 공급되는 상기 센서 노드들의 전압들에 포함된 옵셋 전하량을 미리 정해진 기준값으로 동일하게 보상하는 옵셋 전하량 보상회로와, Rx 샘플링 클럭에 응답하여 상기 옵셋 전하량이 보상된 센서 노드들의 전압들을 샘플링하고 샘플링된 전압들을 디지털 데이터로 변환하는 샘플링 회로를 포함한 Rx 구동회로; 및 상기 Rx 구동회로로부터 입력되는 상기 디지털 데이터를 미리 설정된 터치 인식 알고리즘으로 분석하여 터치 위치의 좌표 정보를 포함한 터치 데이터를 출력하는 터치 콘트롤러를 구비한다.

Description

터치 스크린 구동 장치{APPARATUS FOR DRIVING TOUCH SCREEN}
본 발명은 터치 스크린 구동 장치에 관한 것이다.
유저 인터페이스(User Interface, UI)는 사람(사용자)과 각종 전기, 전자 기기 등의 통신을 가능하게 하여 사용자가 기기를 쉽게 자신이 원하는 대로 제어할 수 있게 한다. 이러한 유저 인터페이스의 대표적인 예로는 키패드, 키보드, 마우스, 온스크린 디스플레이(On Screen Display, OSD), 적외선 통신 혹은 고주파(RF) 통신 기능을 갖는 원격 제어기(Remote controller) 등이 있다. 유저 인터페이스 기술은 사용자 감성과 조작 편의성을 높이는 방향으로 발전을 거듭하고 있다. 최근, 유저 인터페이스는 터치 UI, 음성 인식 UI, 3D UI 등으로 진화되고 있다.
최근, 터치 UI는 휴대용 정보기기에 필수적으로 채택되고 있는 추세에 있으며, 나아가 가전 제품에도 확대 적용되고 있다. 터치 UI를 구현하기 위한 터치 스크린의 일예로서, 최근에는 터치 뿐 아니라 근접 여부도 센싱하고 멀티 터치(또는 근접) 각각을 인식할 수 있는 상호 용량(mutual capacitance) 방식의 터치 스크린이 각광받고 있다.
상호 용량 방식의 터치 스크린은 Tx 라인들, Tx 라인들과 교차되는 Rx 라인들, 및 Tx 라인들과 Rx 라인들의 교차부에 형성된 센서 노드들을 포함한다. 센서 노드들 각각은 상호 용량을 갖는다. 터치 스크린 구동 장치는 터치(또는 근접) 전후의 센서 노드들에 충전된 전압의 변화를 감지하여 전도성 물질의 접촉(또는 근접) 여부와 그 위치를 판단한다. 센서 노드에 충전된 전압을 센싱하기 위하여, Tx 구동회로는 Tx 라인들에 구동펄스를 인가하고, Rx 구동회로는 구동펄스와 동기하여 센서 노드의 미세한 전압 변화를 샘플링하고 아날로그-디지털 변환(Analog to Digital conversion)한다.
일반적으로 터치 스크린의 Tx 라인들과 Rx 라인들은 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 상에 라우팅(routing)되어 터치 IC에 연결되므로, 각 Tx 및 Rx 채널별로 로드 저항(R)과 기생 커패시턴스(C) 값이 달라 RC 딜레이 값이 상이하게 나타난다. Tx 라인들에 인가되는 구동펄스가 노이지(noisy)하고 각 Tx 및 Rx 채널별로 RC 딜레이 값이 상이하므로, 채널마다 터치 여부를 판단하기 위한 옵셋 전하량의 크기가 달라진다. 이렇게 터치 스크린의 위치에 따라 적용되는 옵셋 전하량이 크기가 달라지면, 터치 SNR(Sigal to Noise Ratio)이 위치에 따라 달라져 터치 신뢰성을 떨어뜨린다. 예컨대, 터치 스크린의 제1 위치, 및 RC 딜레이 값이 상기 제1 위치보다 작은 터치 스크린의 제2 위치로부터 서로 동일한 크기의 센서 노드의 전압이 입력되는 경우, 위치에 따라 옵셋 전하량이 달라지는 종래의 터치 스크린 구동장치는 제2 위치만을 터치 지점으로 판단하고 제1 위치를 비 터치 지점으로 판단할 수 있다. 터치 스크린의 위치에 따른 터치 편차를 제거하기 위해서는 각 채널의 RC 딜레이 값 등에 의한 옵셋 전하량의 편차를 제거해야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 채널들 간 옵셋 전하량의 편차를 제거하여 터치의 신뢰성을 확보할 수 있도록 한 터치 스크린 구동 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 구동 장치는 Tx 채널들, 상기 Tx 채널들과 교차하는 Rx 채널들, 및 상기 Tx 채널들과 상기 Rx 채널들의 교차부에 형성된 센서 노드들을 포함하는 터치 스크린; 상기 Tx 채널들에 Tx 구동펄스를 공급하는 Tx 구동회로; 상기 Rx 채널들을 통해 공급되는 상기 센서 노드들의 전압들에 포함된 옵셋 전하량을 미리 정해진 기준값으로 동일하게 보상하는 옵셋 전하량 보상회로와, Rx 샘플링 클럭에 응답하여 상기 옵셋 전하량이 보상된 센서 노드들의 전압들을 샘플링하고 샘플링된 전압들을 디지털 데이터로 변환하는 샘플링 회로를 포함한 Rx 구동회로; 및 상기 Rx 구동회로로부터 입력되는 상기 디지털 데이터를 미리 설정된 터치 인식 알고리즘으로 분석하여 터치 위치의 좌표 정보를 포함한 터치 데이터를 출력하는 터치 콘트롤러를 구비한다.
상기 옵셋 전하량 보상회로는 각 Rx 채널마다 1개씩 접속되거나 또는, 다수의 Rx 채널들마다 1개씩 접속된다.
상기 옵셋 전하량 보상회로는, 상기 Tx 구동펄스와 역위상을 갖는 보상 펄스가 입력되는 입력단과; 상기 입력단에 병렬로 접속된 다수의 보상 커패시터들과; 상기 보상 커패시터들에 각각 직렬로 접속된 일단들과, 상기 Rx 채널들 중 적어도 어느 하나에 공통접속된 타단들을 갖는 다수의 스위치들을 구비하고; 상기 옵셋 전하량을 미리 정해진 기준값으로 보상하기 위한 보상량은, 상기 스위치들 중에서 도통되는 스위치들의 개수에 따라 결정된다.
상기 스위치들은 상기 터치 스크린의 파라미터 정보에 따라 미리 정해진 전하량 조절 레지스터 값에 따라 온 또는 오프된다.
상기 보상량은 상기 터치 스크린의 위치에 따라 달라진다.
상기 옵셋 전하량 보상회로는, 상기 입력단과 상기 보상 커패시터들 사이에 접속되어 상기 보상 펄스의 진폭을 레벨 쉬프팅시키기 위한 레벨 쉬프터를 더 포함한다.
본 발명은 Rx 구동회로내에 옵셋 전하량 보상회로를 더 포함하여 Rx 채널들을 통해 공급되는 센서 노드들의 전압들에 포함된 옵셋 전하량을 미리 정해진 기준값으로 동일하게 보상함으로써, 위치별 옵셋 전하량 편차를 제거하고, SNR 향상과 더불어 터치 신뢰성을 제고할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도.
도 2는 도 1에 포함된 터치 스크린 구동 장치를 자세히 보여 주는 도면.
도 3 내지 도 5는 터치 스크린과 표시패널의 다양한 실시예들을 보여 주는 도면들.
도 6은 터치 스크린에서 Rx 채널들 간에 RC 딜레이 차이가 발생되는 것을 보여주는 도면.
도 7은 터치 스크린과 함께 옵셋 전하량 보상회로를 포함한 Rx 구동회로의 등가회로를 보여주는 도면.
도 8은 도 7의 옵셋 전하량 보상회로의 등가회로를 예시적으로 보여주는 도면.
도 9는 도 8에 포함된 레벨 쉬프터의 기능을 보여주는 파형도.
도 10은 옵셋 전하량 보상회로의 작용 효과를 보여주는 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 이하의 설명에서, Tx 라인은 Tx 채널로, 그리고 Rx 라인을 Rx 채널로 혼용될 수 있다.
도 1는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도이다. 그리고, 도 2는 도 1에 포함된 터치 스크린 구동 장치를 보여준다. 도 3 내지 도 5는 터치 스크린과 표시패널의 다양한 실시예들을 보여 주는 도면들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(DIS), 디스플레이 구동회로(12,14), 타이밍 콘트롤러(20), 터치 스크린(TSP), 터치 스크린 구동회로(32,34), 터치 콘트롤러(30) 등을 포함한다.
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(EleCarophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자 기반으로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시소자의 일 예로서 표시장치를 액정표시소자 중심으로 설명하지만, 본 발명의 표시장치는 액정표시소자에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.
표시패널(DIS)은 두 장의 기판들 사이에 액정층이 형성된다. 표시패널(DIS)의 하부 기판에는 다수의 데이터라인들(D1~Dm, m은 자연수), 데이터라인들(D1~Dm)과 교차되는 다수의 게이트라인들(또는 스캔라인들)(G1~Gn, n은 자연수), 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin Film Transistor), 액정셀들에 데이터전압을 충전시키기 위한 다수의 화소전극, 화소전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함한다.
표시패널(DIS)의 픽셀들은 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)에 의해 정의된 픽셀 영역에 형성되어 매트릭스 형태로 배치된다. 픽셀들 각각의 액정셀은 화소전극에 인가되는 데이터전압과 공통전극에 인가되는 공통전압의 전압차에 따라 인가되는 전계에 의해 구동되어 입사광의 투과양을 조절한다. TFT들은 게이트라인(G1~Gn)으로부터의 게이트펄스에 응답하여 턴-온되어 데이터라인(D1~Dm)으로부터의 전압을 액정셀의 화소전극에 공급한다.
표시패널(DIS)의 상부 기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등을 포함할 수 있다. 표시패널(DIS)의 하부 기판은 COT(Color filter On TFT) 구조로 구현될 수 있다. 이 경우에, 블랙매트릭스와 컬러필터는 표시패널(DIS)의 하부 기판에 형성될 수 있다.
표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다.
표시패널(DIS)의 배면에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(DireCa type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(DIS)에 빛을 조사한다. 표시패널(DIS)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(VeRaical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 액정 모드로도 구현될 수 있다.
디스플레이 구동회로는 데이터 구동회로(12)와, 스캔 구동회로(14)를 포함하여 입력 영상의 비디오 데이터전압을 픽셀들에 기입한다. 데이터 구동회로(12)는타이밍 콘트롤러(20)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 출력한다. 데이터전압은 데이터라인들(D1~Dm)에 공급된다. 스캔 구동회로(14)는 데이터전압에 동기되는 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 게이트라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시패널(DIS)의 라인을 선택한다.
타이밍 콘트롤러(20)는 외부의 호스트 시스템으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(12)와 스캔 구동회로(14)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 스캔 타이밍 제어신호와 데이터 타이밍 제어신호를 발생한다. 스캔 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate StaRa Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 데이터 타이밍 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity, POL), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다.
터치 스크린(TSP)은 도 3과 같이 표시패널(DIS)의 상부 편광판(POL1) 상에 접합되거나, 도 4와 같이 상부 편광판(POL1)과 상부 기판(GLS1) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 터치 스크린(TSP)의 센서 노드들(TSCAP)은 도 5와 같이 표시패널(DIS) 내에서 픽셀 어레이와 함께 인셀(In-cell) 타입으로 하부기판에 형성될 수 있다. 도 3 내지 도 5에서 "PIX"는 액정셀의 화소전극, "GLS2"는 하부 기판, "POL2"는 하부 편광판을 각각 의미한다.
터치 스크린(TSP)은 Tx 라인들(T1~Tj, j는 n 보다 작은 양의 정수), Tx 라인들(T1~Tj)과 교차하는 Rx 라인들(R1~Ri, i는 m 보다 작은 양의 정수), 및 Tx 라인들(T1~Tj)과 Rx 라인들(R1~Ri)의 교차부들에 형성된 i×j 개의 센서 노드들(TSCAP)을 포함한다.
터치 스크린 구동회로는 Tx 구동회로(32)와, Rx 구동회로(34)를 포함한다. 터치 스크린 구동회로는 Tx 라인들(T1~Tj)에 구동펄스를 공급하고 Rx 라인들(R1~Ri)을 통해 센서 노드(TSCAP)의 전압을 센싱하여 디지털 데이터로 변환한다. Tx 구동회로(32)와 Rx 구동회로(34)는 하나의 ROIC(Read-out IC) 내에 집적될 수 있다.
Tx 구동회로(32)는 터치 콘트롤러(30)로부터 입력된 셋업신호(SUTx)에 응답하여 Tx 채널을 설정하고, 설정된 Tx 채널에 연결된 Tx 라인들(T1~Tj)에 구동펄스를 공급한다. 하나의 Tx 라인에 센서 노드(TSCAP)가 j 개 연결되어 있다면, 구동펄스가 j회 연속으로 Tx 라인에 공급된 후에, 다음 Tx 라인에도 같은 방식으로 구동펄스들이 공급된다.
Rx 구동회로(34)는 터치 콘트롤러(30)로부터 입력된 셋업신호(SURx)에 응답하여 센서 노드(TSCAP)의 전압을 수신할 Rx 채널을 설정하고, 설정된 Rx 채널과 연결된 Rx 라인(R1~Ri)을 통해 센서 노드(TSCAP)의 전압을 수신한다. Rx 구동회로(34)는 각 채널의 RC 딜레이 값 등에 의한 옵셋 전하량의 편차를 제거하기 위해, Rx 채널들을 통해 공급되는 센서 노드들(TSCAP)의 전압들에 포함된 옵셋 전하량을 미리 정해진 기준값으로 동일하게 보상한다. 그리고, Rx 구동회로(34)는 터치 콘트롤러(30)로부터 입력되는 Rx 샘플링 클럭(SRx)에 응답하여 상기 옵셋 전하량이 보상된 센서 노드들(TSCAP)의 전압들을 샘플링 커패시터(도 7의 CFB)에 충전시켜 각 센서 노드(TSCAP)의 전압을 샘플링한다. Rx 구동회로(34)는 샘플링된 센서 노드(TSCAP)의 전압을 디지털 데이터인 터치 원시 데이터(touch raw data)로 변환하여 터치 콘트롤러(30)로 전송한다.
터치 콘트롤러(30)는 I2C 버스, SPI(serial peripheral interface), 시스템 버스(System bus) 등의 인터페이스를 통해 Tx 구동회로(32)와 Rx 구동회로(34)에 연결된다. 터치 콘트롤러(30)는 셋업 신호(SUTx, SURx)를 Tx 구동회로(32)와 Rx 구동회로(34)에 공급하여 구동펄스(STx)가 출력될 Tx 채널을 설정하고 센서 노드(TSCAP)의 전압이 읽혀질 Rx 채널을 선택한다. 터치 콘트롤러(30)는 Rx 구동회로(34)에 내장된 샘플링 회로의 샘플링 스위치들을 제어하기 위한 Rx 샘플링 클럭(SRx)을 Rx 구동회로(34)에 공급하여 센서 노드(TSCAP)의 전압 샘플링 타이밍을 제어한다.
또한, 터치 콘트롤러(30)는 ADC 클럭을 Rx 구동회로(34)에 내장된 아날로그-디지털 변환기(Analog to Digital conveRaer, 이하 "ADC"라 함)에 공급하여 ADC의 동작 타이밍을 제어한다.
터치 콘트롤러(30)는 Rx 구동회로(34)로부터 입력되는 터치 원시 데이터들을 미리 설정된 터치 인식 알고리즘으로 분석하여 일정값 이상의 터치 원시 데이터들에 대한 좌표값을 추정하여 좌표 정보를 포함한 터치 데이터를 출력한다. 터치 콘트롤러(30)로부터 출력된 터치 데이터는 외부의 호스트 시스템으로 전송된다. 터치 콘트롤러(30)는 MCU(Micro Controller Unit, MCU)로 구현될 수 있다.
호스트 시스템은 외부 비디오 소스 기기 예를 들면, 네비게이션 시스템, 셋톱박스, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 방송 수신기, 폰 시스템(Phone system) 등에 접속되어 그 외부 비디오 소스 기기로부터 영상 데이터를 입력받을 수 있다. 호스트 시스템은 스케일러(scaler)를 포함한 SoC(System on chip)을 포함하여 외부 비디오 소스 기기로부터의 영상 데이터를 표시패널(DIS)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 또한, 호스트 시스템은 터치 콘트롤러(30)로부터 입력되는 터치 데이터의 좌표값과 연계된 응용 프로그램을 실행한다.
도 6은 터치 스크린(TSP)에서 Rx 채널들 간에 RC 딜레이 차이가 발생되는 것을 보여주고 있다. 도 7은 터치 스크린과 함께 옵셋 전하량 보상회로를 포함한 Rx 구동회로의 등가회로를 보여준다. 도 8은 도 7의 옵셋 전하량 보상회로의 등가회로를 예시적으로 보여준다. 그리고, 도 9는 도 8에 포함된 레벨 쉬프터의 기능을 보여주며, 도 10은 옵셋 전하량 보상회로의 작용 효과를 보여준다.
본 발명의 터치 스크린 구동 장치는 도 7 및 도 8과 같이, Tx 구동회로(32), 터치 스크린(TSP), 및 Rx 구동회로(34)를 포함한다.
Tx 구동회로(32)는 다수의 Tx 채널들(Tx1~Txj)을 구비한다. Tx 채널들(Tx1~Txj) 각각에는 도 8과 같이 셋업신호(SUTx)에 따라 스위칭되는 제1 스위치(S1)가 포함되어 있다.
터치 스크린(TSP)은 Tx 구동회로(32)으로부터 Tx 구동 펄스가 인가되면, Tx 구동 펄스가 인가되는 Tx 채널들과 접속된 센서 노드들의 전압들을 Rx 채널들을 통해 출력한다. 도 7 및 도 8에서, "Ctx"는 Tx 라인의 기생 용량, "Crx"는 Rx 라인의 기생 용량, "Rtx"는 Tx 라인의 로드 저항, "Rrx"는 Rx 라인의 로드 저항을 각각 의미하고, "CM"은 센서 노드로 구현되는 상호 용량을 의미한다.
Rx 구동회로(34)는 Rx 채널들을 통해 공급되는 센서 노드들의 전압들에 포함된 옵셋 전하량을 미리 정해진 기준값으로 동일하게 보상하는 옵셋 전하량 보상회로와, Rx 샘플링 클럭에 응답하여 상기 옵셋 전하량이 보상된 센서 노드들의 전압들을 샘플링하고 샘플링된 전압들(V1~Vi)을 디지털 데이터로 변환하는 샘플링 회로를 포함한다.
옵셋 전하량 보상회로(34(1)~34(i))는 도 7에서와 같이 각 Rx 채널마다 1개씩 접속될 수 있다. 한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 옵셋 전하량 보상회로는 2개 이상의 Rx 채널들로 구성된 Rx 채널그룹마다 1개씩 접속될 수 있다. 즉, 옵셋 전하량 보상회로는 다수의 Rx 채널들마다 1개씩 접속될 수 있다.
샘플링 회로는 적어도 하나 이상(한개 또는 다수개)의 Rx 채널들마다 접속된 샘플링 스위치들(S2), 샘플링 스위치들(S2)에 각각 연결된 연산 증폭기들(Operation Amplifier, OP), 연산 증폭기들(OS)의 출력을 순차적으로 입력받는 아날로그-디지털 변환기(ADC) 등을 포함한다.
샘플링 스위치(S2)는 도 8과 같이 Rx 채널(Rxb)과 연산 증폭기(OP)의 반전 입력단자(-) 사이에 접속된다. 연산 증폭기(OP)의 반전 입력단자(-)와 출력 단자 사이에는 샘플링 커패시터(CFB)가 접속된다. 연산 증폭기(OP)의 비반전 입력 단자(+)는 기저전압원(GND)에 접속되고, 연산 증폭기(OP)의 출력 단자는 디지털-아날로그 변환기(ADC)에 접속된다. 디지털-아날로그 변환기(ADC)는 연산 증폭기(OP)의 샘플링 커패시터(CFB)에 저장된 샘플링된 전압(Vb)을 입력받는다.
옵셋 전하량 보상회로(34(1)~34(i)) 각각은, 도 8과 같이 Tx 구동펄스와 역위상을 갖는 보상 펄스가 입력되는 입력단과, 상기 입력단에 병렬로 접속된 다수의 보상 커패시터들(Cp)과, 이 보상 커패시터들(Cp)에 각각 직렬로 접속된 일단들과 상기 Rx 채널들 중 적어도 어느 하나에 공통접속된 타단들을 갖는 다수의 스위치들(T)을 구비한다.
옵셋 전하량을 미리 정해진 기준값으로 보상하기 위한 보상량은, 상기 스위치들(T) 중에서 도통되는 스위치들의 개수에 따라 결정된다. 여기서, 상기 스위치들(T)은 터치 스크린(TSP)의 파라미터 정보에 따라 미리 정해진 전하량 조절 레지스터 값(CRR)에 따라 온 또는 오프된다. 터치 스크린(TSP)의 파라미터 정보는 Tx 라인의 기생 용량(Ctx), Rx 라인의 기생 용량(Crx), Tx 라인의 로드 저항(Rtx), Rx 라인의 로드 저항(Rrx), 센서 노드의 상호 용량(CM) 등을 포함한다.
터치 스크린(TSP)의 파라미터 정보는 터치 스크린의 위치에 따라 달라지기 때문에, RC 딜레이 값 등에 의존하는 옵셋 전하량은 터치 스크린의 위치에 따라 달라진다. 예컨대, 터치 스크린(TSP)의 제1 위치에 비해 제2 위치에서 RC 딜레이값이 더 작은 경우, 옵셋 전하량은 제2 위치에 비해 제1 위치에서 더 크고, 그에 따라 옵셋 전하량을 보상하기 위한 보상량은 제2 위치에 비해 제1 위치에서 더 크게 결정될 수 있다. 터치 스크린(TSP)에 대한 설계 스펙이 결정되면, 위치별 상기 파라미터 정보를 미리 알 수 있다. 이러한 파라미터 정보에 의해 위치별 상기 보상량이 결정되며, 결정된 보상량을 기반으로 상기 전하량 조절 레지스터 값(CRR)이 정해진다. 요구되는 보상량이 커질수록 전하량 조절 레지스터 값(CRR)에 따라 온 되는 스위치들(T)의 개수는 증대되고, 반대로 요구되는 보상량이 작아질수록 전하량 조절 레지스터 값(CRR)에 따라 온 되는 스위치들(T)의 개수는 줄어든다.
한편, 옵셋 전하량 보상회로(34(1)~34(i)) 각각은, 도 8과 같은 레벨 쉬프터(LVS)를 더 구비할 수 있다. 레벨 쉬프터(LVS)는 보상 펄스가 입력되는 입력단과 상기 보상 커패시터들 사이에 접속되어 상기 보상 펄스의 진폭(A)을 레벨 쉬프팅한다. 예를 들어, 보상 펄스의 진폭(A)은 도 9와 같이 레벨 쉬프터(LVS)에 의해 n배(nA)로 증대될 수 있다.
옵셋 전하량과 그를 보상하기 위한 보상량은, 보상 펄스의 진폭*보상 커패시터들의 합성 커패시턴스값으로 정의된다. 따라서, 보상 펄스의 진폭을 n배로 높일수록 도통되는 보상 커패시터들의 개수를 1/n 배만큼 줄일 수 있으므로, 본 발명은 레벨 쉬프터(LVS)를 통해 보상 펄스의 진폭을 적절히 조정함으로써 필요로 하는 보상 커패시터들(Cp)과 스위치들(T)의 개수를 줄일 수 있다.
이와 같이 옵셋 전하량 보상회로(34(1)~34(i)) 각각은 도 10과 같이 Rx 채널들을 통해 공급되는 센서 노드들의 전압들에 포함된 옵셋 전하량을 점선으로 표시된 기준값으로 동일하게 보상하는 역할을 한다. 그에 따라 터치 스크린(TSP)의 위치별 터치 데이터 편차가 제거되어 터치 SNR이 증대될 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아 니하는 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.
DIS : 표시패널 TSP : 터치 스크린
12 : 데이터 구동회로 14 : 스캔 구동회로
20 : 타이밍 콘트롤러 30 : 터치 콘트롤러
32 : Tx 구동회로 34 : Rx 구동회로
34(1)~34(i) : 옵셋 전하량 보상회로

Claims (6)

  1. Tx 채널들, 상기 Tx 채널들과 교차하는 Rx 채널들, 및 상기 Tx 채널들과 상기 Rx 채널들의 교차부에 형성된 센서 노드들을 포함하는 터치 스크린;
    상기 Tx 채널들에 Tx 구동펄스를 공급하는 Tx 구동회로;
    상기 Rx 채널들을 통해 공급되는 상기 센서 노드들의 전압들에 포함된 옵셋 전하량을 미리 정해진 기준값으로 동일하게 보상하는 옵셋 전하량 보상회로와, Rx 샘플링 클럭에 응답하여 상기 옵셋 전하량이 보상된 센서 노드들의 전압들을 샘플링하고 샘플링된 전압들을 디지털 데이터로 변환하는 샘플링 회로를 포함한 Rx 구동회로; 및
    상기 Rx 구동회로로부터 입력되는 상기 디지털 데이터를 미리 설정된 터치 인식 알고리즘으로 분석하여 터치 위치의 좌표 정보를 포함한 터치 데이터를 출력하는 터치 콘트롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 옵셋 전하량 보상회로는 각 Rx 채널마다 1개씩 접속되거나 또는, 다수의 Rx 채널들마다 1개씩 접속되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 구동 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 옵셋 전하량 보상회로는,
    상기 Tx 구동펄스와 역위상을 갖는 보상 펄스가 입력되는 입력단과;
    상기 입력단에 병렬로 접속된 다수의 보상 커패시터들과;
    상기 보상 커패시터들에 각각 직렬로 접속된 일단들과, 상기 Rx 채널들 중 적어도 어느 하나에 공통접속된 타단들을 갖는 다수의 스위치들을 구비하고;
    상기 옵셋 전하량을 미리 정해진 기준값으로 보상하기 위한 보상량은, 상기 스위치들 중에서 도통되는 스위치들의 개수에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 구동 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스위치들은 상기 터치 스크린의 파라미터 정보에 따라 미리 정해진 전하량 조절 레지스터 값에 따라 온 또는 오프되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린구동 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 보상량은 상기 터치 스크린의 위치에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 구동장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 옵셋 전하량 보상회로는, 상기 입력단과 상기 보상 커패시터들 사이에 접속되어 상기 보상 펄스의 진폭을 레벨 쉬프팅시키기 위한 레벨 쉬프터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 구동장치.
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