KR20150110406A - 화상픽셀의 기생 커패시턴스에 의한 터치입력감지오류를 교정하는 방법 - Google Patents

화상픽셀의 기생 커패시턴스에 의한 터치입력감지오류를 교정하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150110406A
KR20150110406A KR1020150039248A KR20150039248A KR20150110406A KR 20150110406 A KR20150110406 A KR 20150110406A KR 1020150039248 A KR1020150039248 A KR 1020150039248A KR 20150039248 A KR20150039248 A KR 20150039248A KR 20150110406 A KR20150110406 A KR 20150110406A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensing
touch input
value
input
unit
Prior art date
Application number
KR1020150039248A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101653721B1 (ko
Inventor
신형철
윤일현
Original Assignee
주식회사 센트론
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 주식회사 센트론 filed Critical 주식회사 센트론
Publication of KR20150110406A publication Critical patent/KR20150110406A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101653721B1 publication Critical patent/KR101653721B1/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
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • 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
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

표시장치에 포함된 공통전극을 터치입력감지를 감지전극으로 활용하는 입출력장치의 터치입력측정 결과를 교정하는 방법을 공개한다. 표시장치의 각 화상픽셀의 표시 상태는 터치입력측정 결과에 영향을 주는 기생 커패시턴스를 발생시킨다. 저장부는 각각의 표시 상태에 다른 기생 커패시턴스의 영향을 수치화하여 저장해 둘 수 있다. 처리부는 상기 저장된 수치를 이용하여 터치입력측정 결과를 교정한다. 표시장치를 1회 갱신하는 1개의 프레임 동안 특정 화상픽셀에 의해 발생하는 기생 커패시턴스의 값은 변화하기 때문에 이를 고려하여 교정한다.

Description

화상픽셀의 기생 커패시턴스에 의한 터치입력감지오류를 교정하는 방법{Method for calibrating touch input sensing error caused by stray capacitance on image pixel}
본 발명은 터치입력감지장치에 있어서, 화상픽셀에 의해 발생하는 기생 커패시턴스에 의한 터치입력감지오류를 교정하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
사용자의 명령을 입력받아 이 명령에 대응하는 결과를 표시장치에 출력하는 사용자 기기로서, 최근 스마트 폰, 스마트 패드, 및 랩 탑 컴퓨터라는 이름으로 지칭되는 사용자 기기들이 공개되고 있다. 특히, 이들 사용자 기기에서는 사용자의 명령을 입력받는 사용자 입력장치로서 상기 사용자 기기의 표시화면의 근처에 배치되어 있으며 상기 표시화면의 전체영역을 덮는 장치가 포함될 수 있다. 이러한 사용자 입력장치의 예로는 소위 감압식 터치패널, 정전식 터치패널, 및 스타일러스 펜 터치패널(이하, 간단히 펜 터치패널) 등을 들 수 있다. 위의 터치패널들은 서로 다른 기술(이하, 터치입력기술)에 기반을 둔 제품들이다. 상기 각 기술들은 자신만의 장단점을 가지고 있기 때문에 서로의 장점을 결합하여 제공함으로써 더 편리한 사용자 입력경험을 제공하고자 하는 시도가 이루어지고 있다. 상기 각 기술들의 기초적인 동작원리는 여러 문헌에 공개되어 있다.
표시장치에는 기준전위에 연결되는 공통전극에 포함되어 있을 수 있다. 이 공통전극을 용량방식의 터치입력에 사용되는 감지전극으로서 시간 분할하여 사용할 수 있다. 이때, 감지전극으로 사용할 때에, 표시장치의 각 화상픽셀의 표시상태에 따라 상기 감지전극과 상기 화상픽셀들 간에 형성되는 기생 커패시턴스의 값이 달라질 수 있다. 기생 커패시턴스의 값이 계속 변화하는 경우 터치입력장치의 출력값에 예상하지 못하는 오류가 발생할 수 있다는 문제가 있다.
본 발명은 터치입력감지장치에 있어서, 화상픽셀에 의해 발생하는 기생 커패시턴스에 의한 터치입력감지오류를 교정하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 관점에 따라, 복수 개의 픽셀그룹을 포함하는 표시부 및 복수 개의 감지전극을 포함하는 터치입력감지부를 포함하는 입출력장치를 제공할 수 있다. 이 장치는, 복수 개의 화상픽셀을 포함하며, 미리 결정된 시간을 갖는 제1프레임(X)에 속한 제1 시구간(T(pk))에서 그 표시상태가 갱신되도록 되어 있는 제1 픽셀그룹(Gk); 상기 제1 픽셀그룹의 상기 표시상태에 따라, 상기 복수 개의 감지전극 중 제1 감지전극(Vcom,k)과 상기 제1 픽셀그룹과의 사이에 형성되는 제1 기생 커패시턴스의 값(Cs(Gk,X-1), Cs(Gk,X))을 저장하는 저장부; 및 상기 제1 감지전극의 용량변화를 이용하여 터치입력여부를 감지하는 터치감지신호 출력부;를 포함한다. 이때, 상기 제1 시구간 이전에서의 상기 제1 기생 커패시턴스의 제1 값(Cs(Gk,X-1))과 상기 제1 시구간 이후에서의 상기 제1 기생 커패시턴스의 제2 값(Cs(Gk,X))을 상기 저장부로부터 획득하여, 상기 제1 값(Cs(Gk,X-1))과 상기 제2 값(Cs(Gk,X))에 각각 미리 결정된 가중치를 곱해 더한 대표값을 이용하여, 상기 터치감지신호 출력부로부터 출력된 값을 교정하도록 되어 있다.
본 발명의 다른 관점에 따라, 각각 복수 개의 화상픽셀을 포함하는 복수 개의 픽셀그룹을 갖는 표시부 및 복수 개의 감지전극을 포함하는 터치입력감지부를 포함하는 입출력장치를 제어하도록 되어 있으며, 처리부 및 저장부를 포함하는 입출력 제어장치를 제공할 수 있다. 이때, 상기 처리부는, 미리 결정된 시간을 갖는 제1프레임(X)에 속한 제1 시구간(T(tk))에서, 상기 복수 개의 픽셀그룹 중 제1 픽셀그룹(Gk)의 표시상태를 갱신하도록 되어 있다. 그리고 상기 저장부는, 상기 제1 픽셀그룹의 상기 표시상태에 따라, 상기 복수 개의 감지전극 중 제1 감지전극(Vcom,k)과 상기 제1 픽셀그룹과의 사이에 형성되는 제1 기생 커패시턴스의 값(Cs(Gk,X-1), Cs(Gk,X))을 저장하도록 되어 있다. 그리고 상기 처리부는, 상기 제1 시구간 이전에서의 상기 제1 기생 커패시턴스의 제1 값(Cs(Gk,X-1))과 상기 제1 시구간 이후에서의 상기 제1 기생 커패시턴스의 제2 값(Cs(Gk,X))을 상기 저장부로부터 획득하여, 상기 제1 값(Cs(Gk,X-1))과 상기 제2 값(Cs(Gk,X))에 각각 미리 결정된 가중치를 곱해 서로 더한 대표값을 이용하여, 상기 제1 감지전극의 용량변화를 이용하여 터치입력여부를 감지하는 터치감지신호 출력부로부터 출력된 값을 교정하도록 되어 있다.
본 발명의 또 다른 관점에 따라, 처리부 및 저장부를 포함하는 입출력 제어장치가, 각각 복수 개의 화상픽셀을 포함하는 복수 개의 픽셀그룹을 갖는 표시부 및 복수 개의 감지전극을 포함하는 터치입력감지부를 포함하는 입출력장치를 제어하는 입출력 제어방법을 제공할 수 있다. 이때, 상기 저장부는, 상기 복수 개의 픽셀그룹 중 제1 픽셀그룹(Gk)의 표시상태에 따라, 상기 복수 개의 감지전극 중 제1 감지전극(Vcom,k)과 상기 제1 픽셀그룹과의 사이에 형성되는 제1 기생 커패시턴스의 값(Cs(Gk,X-1), Cs(Gk,X))을 미리 저장하고 있다. 그리고 상기 처리부가, 미리 결정된 시간을 갖는 제1프레임(X)에 속한 제1 시구간(T(tk))에서, 상기 제1 픽셀그룹(Gk)의 표시상태를 갱신하는 단계; 및 상기 제1 시구간 이전에서의 상기 제1 기생 커패시턴스의 제1 값(Cs(Gk,X-1))과 상기 제1 시구간 이후에서의 상기 제1 기생 커패시턴스의 제2 값(Cs(Gk,X))을 상기 저장부로부터 획득하여, 상기 제1 값(Cs(Gk,X-1))과 상기 제2 값(Cs(Gk,X))에 각각 미리 결정된 가중치를 곱해 서로 더한 대표값을 이용하여, 상기 제1 감지전극의 용량변화를 이용하여 터치입력여부를 감지하는 터치감지신호 출력부로부터 출력된 값을 교정하는 단계를 실행할 수 있다.
본 발명에 따르면 터치입력감지장치에 있어서, 화상픽셀에 의해 발생하는 기생 커패시턴스에 의한 터치입력감지오류를 교정하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 터치입력장치와 디스플레이 장치가 결합된 일체형 입출력장치를 구성하는 입출력패널의 단면구조를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 입출력장치의 구조를 나타낸 것이다.
도 3은 도 2의 왼쪽 위에 있는 4개의 VCOM 전극 부근의 구성을 더 자세히 나타낸 것이다.
도 4a는 도 3에 도시한 화상픽셀(N11) 근처의 구조를 더 자세히 나타낸 것이다.
도 4b는 도 3에 도시한 VCOM,11 근처의 구조를 더 자세히 나타낸 것이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따라 특정 공통전극 VCOM,xx에서 터치입력이 이루어졌는지는 검출하는 회로의 구성 및 그 동작원리를 설명하는 도면이다.
도 5b는 상기 주기적 전압신호(Vdp)의 파형이 DC 성분이 없는 주기적 교류파형의 형태로 제공되는 경우의 예를 나타낸 것이다
도 5c는 도 4b의 회로에 있어서, 기생 커패시턴스의 영향을 제거하는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 구조를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시부(1000) 및 이를 행렬 형태로 구획화한 구조를 나타낸다.
도 7은 도 6에 도시한 픽셀그룹들 중 픽셀그룹(Gk)만을 따로 도시한 것이다.
도 8은 한 개의 프레임 내에서 픽셀그룹(G1~GN)의 표시상태 갱신이 발생하는 타이밍도 및 픽셀그룹(G1~GN)들에 인접한 Vcom 들이 감지하도록 되어 있는 터치입력에 관한 정보를 감지하는 규칙을 나타내는 타이밍도를 나타낸 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 이하에서 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또한, 이하에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 터치입력장치와 디스플레이 장치가 결합된 일체형 입출력장치를 구성하는 입출력패널의 단면구조를 나타낸 것이다.
입출력패널(1050)은 박막 트랜지스터 어레이 기판(1020), 컬러필터 어레이 기판(1030)과, 두 기판(1020, 1030) 사이에 채워진 액정층(1040)을 갖는 액정표시패널과, 박막 트랜지스터 어레이 기판(1020)의 하측에 형성된 백라이트 유닛(BLU)(1060)을 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터 어레이 기판(1020)은, 제1 기판(1021) 상에서 서로 교차하도록 형성된 게이트 라인들 및 데이터 라인들과, 그 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차부마다 형성된 박막 트랜지스터와, 액정셀 단위로 형성되어 박막 트랜지스터에 접속된 화소 전극을 포함하는 TFT어레이(1023)와, 그들 위에 도포된 배향막(1025)을 포함할 수 있다. 게이트 라인들과 데이터 라인들은 각각의 패드부를 통해 구동회로들로부터 신호를 공급받으며, 박막 트랜지스터는 게이트 라인에 공급되는 스캔신호에 응답하여 데이터 라인에 공급되는 화소 전압신호를 화소 전극에 공급할 수 있다.
컬러필터 어레이 기판(1030)은 제2 기판(1031) 상에 액정셀 단위로 형성된 컬러필터들(1033)과, 컬러필터들 간의 구분 및 외부광 반사를 위한 블랙 매트릭스(1035)와, 액정셀들에 공통적으로 기준전압을 공급하는 공통전극(Vcom)(1037)과, 그들 위에 도포되는 배향막(1039)을 포함할 수 있다. 이때, 공통전극(Vcom)(1037)은 여러 개로 분할되어 제공될 수 있다. 즉 복수 개의 공통전극이 존재할 수 있다. 그리고 본 발명의 일 실시예에서 상기 복수 개의 공통전극들은 터치입력감지를 위한 소자로서 활용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 입출력장치의 구조를 나타낸 것이다.
일체형 입출력장치는 입출력패널(1050), 타이밍 콘트롤러(1101), 데이터 구동부(1102), 게이트 구동부(1103), 호스트 컴퓨터(1120), 터치 IC를 포함할 수 있다. 도 2에서는, 편의를 위하여, 입출력패널(1050) 중 게이트 라인들 및 데이터 라인이 형성된 제1 기판(1021)과 복수 개의 공통전극(Vcom)(1037) 만을 도시하였다.
입출력패널(1050)은 컬러필터 어레이, 박막트랜지스터 어레이, 이들 사이에 배치된 액정층, 및 상기 액정층의 셀갭을 유지하기 위한 스페이서를 포함할 수 있다. 상기 컬러필터 어레이는, 상부기판, 상기 상부기판의 일면에 형성되는 컬러필터, 블랙 매트릭스, 그리고 상기 컬러필터와 블랙 매트릭스의 상부에 형성되는 공통전극(Vcom)을 포함할 수 있다. 박막트랜지스터 어레이는, 하부기판, 및 상기 하부기판의 일면에 서로 교차하도록 형성되는 복수 개의 데이터라인(DL)(1104)들과 복수 개의 게이트라인(GL)(1105)들, 게이트라인(1105)과 데이터라인(1104)이 교차하는 영역에 형성되는 박막 트랜지스터, 및 게이트라인(1105)과 데이터라인(1104)의 교차에 의해 정의되는 픽셀들을 포함할 수 있다. 상기 하부기판의 타면에는 하부 편광판이 배치될 수 있다.
백라이트 유닛은 입출력패널(1050)의 아래 쪽에 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 다수의 광원들을 포함하여 입출력패널(1050)에 균일하게 빛을 조사할 수 있다. 백라이트 유닛은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다. 백라이트 유닛의 광원은 HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp), LED(Light Emitting Diode) 중 어느 하나 또는 두 종류 이상의 광원을 포함할 수 있다.
데이터 구동부(1102)는 타이밍 콘트롤러(1101)의 제어 하에 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링하고 래치할 수 있다. 그리고 데이터 구동부(1102)는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압의 극성을 반전시킬 수 있다. 데이터 구동부(1102) 로부터 출력되는 정극성/부극성 데이터전압은 게이트 구동부(1103)로부터 출력되는 게이트펄스에 동기화될 수 있다. 데이터 구동부 (1102)의 소스 드라이브 IC들 각각은 COG(Chip On Glass) 공정이나 TAB(Tape Automated Bonding) 공정으로 입출력패널(1050)의 데이터라인들(1104)에 접속될 수 있다. 소스 드라이브 IC는 타이밍 콘트롤러(1101) 내에 집적되어 타이밍 콘트롤러(1101)와 함께 원칩 IC 로 구현될 수도 있다.
게이트 구동부(1103)는 타이밍 콘트롤러(1101)의 제어 하에 디스플레이 모드에서 게이트펄스( 또는 스캔펄스)를 순차적으로 출력하고 그 출력의 스윙전압을 게이트 하이 전압과 게이트 로우 전압으로 쉬프트 시킬 수 있다. 게이트 구동부(1103)로부터 출력되는 게이트펄스는 데이터 구동부(1102)로부터 출력되는 데이터전압에 동기되어 게이트라인들(1105)에 순차적으록 공급될 수 있다. 게이트 하이 전압은 박막트랜지스터(T)의 문턱전압 이상의 전압이고, 게이트 로우 전압은 박막트랜지스터(T)의 문턱전압보다 낮은 전압일 수 있다. 게이트 구동부(1103)의 게이트 드라이브 IC 들은 TAP 공정을 통해 입출력패널(1050)의 상기 하부기판의 게이트라인들(1105)에 연결되거나 GIP(Gate In Panel) 공정으로 픽셀과 함께 입출력패널(1050)의 상기 하부기판 상에 직접 형성될 수 있다.
타이밍 콘트롤러(1101)는 호스트 컴퓨터(1120)로부터의 타이밍신호를 이용하여 데이터 구동부(1102)의 동작 타이밍과 데이터전압의 극성을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호와, 게이트 구동부 (1103)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호를 발생할 수 있다.
게이트 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 이네이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함할 수 있다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 구동부(1103)로부터 매 프레임 기간마다 가장 먼저 게이트펄스를 출력하는 첫 번째 게이트 드라이브 IC에 인가되어 그 게이트 드라이브 IC의 쉬프트 시작 타이밍을 제어할 수 있다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 게이트 구동부(1103)의 게이트 드라이브 IC 들에 공통으로 입력되어 게이트 스타트 펄스(GSP)를 쉬프트 시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 이네이블신호(GOE)는 게이트 구동부(1103) 의 게이트 드라이브 IC 들의 출력 타이밍을 제어할 수 있다.
데이터 타이밍 제어신호는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호 (Polarity : POL), 및 소스 출력 이네이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함할 수 있다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동부(1102)에서 가장 먼저 데이터를 샘플링하는 첫 번째 소스 드라이브 IC에 인가되어 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어할 수 있다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 소스 드라이브 IC들 내에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭신호이다. 극성제어신호(POL)는 소스 드라이브 IC 들로부터 출력되는 데이터전압의 극성을 제어할 수 있다. 소스 출력 이네이블신호 (SOE)는 소스 드라이브 IC 들의 출력 타이밍을 제어할 수 있다. LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스를 통해 데이터 구동부(1102)에 디지털 비디오 데이터(RGB)가 입력된다면, 소스 스타트 펄스(SSP)와 소스 샘플링 클럭(SSC)은 생략될 수 있다.
호스트 컴퓨터(1120)는 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)와, 디스플레이 구동에 필요한 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, MCLK)을 LVDS 인터페이스, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 등의 인터페이스를 통해 타이밍 콘트롤러(1101)에 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상술한 타이밍 콘트롤러(1101), 데이터 구동부(1102), 및 게이트 구동부(1103)는 한 개의 DDI 칩(2, 도 6a)에 포함되어 제공될 수 있다. 도 6a에는 설명의 편의를 위하여 DDI 칩(2)이 타이밍 콘트롤러(1101), 데이터 구동부(1102), 및 게이트 구동부(1103)를 포함하는 예를 나타내었다.
이하 본 명세서에서 상기 공통전극(1037)은 'VCOM 전극(1037)'으로 지칭될 수 있다. 이때 공통전극들이 M*N 행렬형태로 배치될 수 있으며, 도 2의 예에서는 M=6, N=6이다. 이하 p번째 행(row)과 q번째 열(column)에서 교차하는 공통전극(1037)을 VCOM,pq라고 표기할 수 있다. 예컨대 2번째 행(row)과 3번째 열(column)에서 교차하는 공통전극(1037)은 VCOM,23이라고 표기할 수 있다.
일실시예에서, 공통전극(1037)들은 제1 시구간에서는 화면출력을 위한 부품으로 사용되고, 제2 시구간에서는 터치입력여부를 확인하는 부품으로 사용될 수 있다.
도 3은 도 2의 왼쪽 위에 있는 4개의 VCOM 전극(A1, B1, C1, D1) 부근의 구성을 더 자세히 나타낸 것이다.
복수 개의 데이터라인들(DL1, DL2, DL3, ...)은 도면에서 상하방향으로 연장되어 있고, 복수 개의 게이트라인들(GL1, GL2, GL3, ...)은 도면에서 좌우방향으로 연장되어 있다. 데이터라인들(DL1, DL2, DL3, ...)과 게이트라인들(GL1, GL2, GL3, ...)에 인가되는 전위를 제어함으로써, 이들 데이터라인들과 게이트라인들 사이의 교차점에 존재하는 화상픽셀에서 출력되는 화상을 제어할 수 있다. 여기서 상기 교차점에 존재하는 화상픽셀들을 부호 Nxy로 표기하였다. 예컨대, 데이터라인(DL1)과 게이트라인(GL1)이 교차하는 노드에서의 화상픽셀은 N11으로 표기하였다.
도 3에서, 한 개의 VCOM 전극에는 두 개의 데이터라인과 두 개의 게이트라인이 지나가는 것으로 예시하였으나, 한 개의 VCOM 전극이 차지하는 영역을 지나가는 데이터라인과 게이트라인의 개수는 이보다 더 많거나 더 적을 수도 있다.
도 4a는 도 3에 도시한 화상픽셀(N11) 근처의 구조를 더 자세히 나타낸 것이다.
도 4a를 살펴보면, 데이터라인(DL1)을 통해 인가되는 전기적 신호는 트랜지스터(T11)에 영향을 주게 되는데, 이때 게이트라인(GL1)이 트랜지스터(T11)의 게이트 전압을 조절하게 된다. 이때, 화상픽셀(N11) 근처에는, 데이터라인(DL1), 게이트라인(GL1), 트랜지스터(T11), 및 VCOM,11이 존재한다. 그리고 이들 구성요소들 사이에는 각종 커패시터(61~66)가 존재한다. 이러한 커패시터(61~66)들 중 일부는 의도적으로 형성한 것이며, 다른 것들은 의도하지 않게 발생한 커패시터일 수 있다. 도 4a에서는 총 6개의 커패시터들(61~66)로 모델링 하였으나, 이와 다른 개수로 모델링 될 수도 있다. 이하 이렇게 6개로 모델링된 예를 전제로 설명한다.
그럼에도 불구하고, VCOM,11에 직접 연결된 커패시터(64, 65, 66) 및 VCOM,11과 터치입력도구(17) 사이에 형성되는 커패시턴스(ΔCx,11)에 의해 터치입력 감지특성이 결정된다는 점을 이해할 수 있다. 이때 터치입력 처리 관점에서, 커패시터(61~66) 등은 총괄적으로 기생 커패시터(C11)인 것으로 간주할 수 있다.
기생 커패시터(C11)는 노드(n11~n12)를 제1극으로 하고, 노드(n21~n24)를 제2극으로 하는 커패시터인 것으로 간주할 수도 있다.
도 4a에 제시한 회로모델에서, 기생 커패시터(C11)는 VCOM,11, 데이터라인(DL1), 및 게이트라인(GL1)의 총 3개의 지점에 연결되어 있다. 이때, 기생 커패시터(C11)의 일단자는 VCOM,11에 연결된 부분이고, 타단자는 데이터라인(DL1) 및 게이트라인(GL1)에 연결된 부분인 것으로 간주할 수 있다.
VCOM,11과 커패시터(64, 65, 66)들 사이에서 흐르는 전하의 양도 데이터라인(DL1)과 게이트라인(GL1)의 가변하는 전기적 성질에 따라 함께 가변하는 것이기 때문에, 기생 커패시터(ΔCp,11)에도 기호 Δ를 포함하였다.
도 4b는 도 3에 도시한 VCOM,11 근처의 구조를 더 자세히 나타낸 것이다.
VCOM,11에는 2개의 데이터라인(DL1, DL2)과 2개의 게이트라인(GL1, GL2)이 지나가기 때문에 4개의 화상픽셀(N11, N12, N21, N22)이 형성될 수 있다. 따라서 VCOM,11에는 4개의 기생 커패시터(C11, C12, C21, C22)가 연결될 수 있다. 그리고 VCOM,11에 터치입력이 존재하는 경우 VCOM,11과 터치입력도구(17) 사이에는 커패시턴스(ΔCx,11)가 형성될 수 있다. 이때, 커패시턴스(ΔCx,11)의 값은 터치입력도구(17)의 유무 또는 근접정도에 따라 가변하는 것이기 때문에 기호 Δ를 이용하여 표시하였다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따라 특정 공통전극 VCOM,xx에서 터치입력이 이루어졌는지는 검출하는 회로의 구성 및 그 동작원리를 설명하는 도면이다.
도 5a에 제시한 터치입력감지회로(10)는 연산증폭기(215), 그리고 연산증폭기(215)의 반전 입력단자와 출력단자 사이에 연결된 적분 커패시터(Cf)를 포함할 수 있다. 이때 연산증폭기(215)의 비반전 입력단자에는 전압신호(Vdp)가 입력될 수 있다. 그리고 편의상 터치입력감지회로(10)의 입력단자(11)를 정의할 수 있는데 입력단자(11)는 연산증폭기(215)의 반전 입력단자와 동일한 단자일 수 있다. 입력단자(11)는 VCOM,xx에 연결될 수 있다.
상기 전압신호(Vdp)는 주기성을 갖는 신호일 수 있다. 나아가 DC 성분이 0(zero)인 주기 신호, 즉 교류 주기 신호일 수도 있다. 또는 전압신호(Vdp)는 주기신호가 아닐 수도 있으며, 이때 주파수 fc의 성분을 갖는 신호일 수도 있다.
도 5a에서 노드(Nx,xx)를 통해 흐르는 전류의 크기는 공통전극(VCOM,xx)와 손가락(17) 사이에 형성되는 커패시턴스(Cx,xx)와 기생 커패시턴스(Cp,xx)가 결합된 등가 커패시턴스의 크기에 의해 영향을 받을 수 있다. 이 등가 커패시턴스를 Cxe라고 이름 붙일 수 있다. 기생 커패시턴스(Cp,xx)는 공통전극(VCOM,xx)에 연결된 모든 기생 커패시턴스들을 한 개의 커패시터로서 모델링한 결과를 나타낸다. 예컨대 도 4b의 공통전극(VCOM,11)의 경우 기생 커패시턴스(Cp,xx)는 4개의 기생 커패시터(C11, C12, C21, C22)의 영향을 한 개의 커패시터로 모델링한 것일 수 있다.
도 5a에서 공통전극 VCOM,xx에서 터치입력이 이루어졌는지 여부를 확인하는 프로세스는 주기적으로 갱신될 수 있으며, 상기 갱신이 필요한 경우에 스위치(SWr)이 잠시 동안 온(on) 상태로 리셋될 수 있다.
도 5b는 도 5a에 나타낸 주기적 전압신호(Vdp)의 파형이 DC 성분이 없는 주기적 교류파형의 형태로 제공되는 경우의 예를 나타낸 것이다
도 5b의 (a)는 교류 정현파, (b)는 교류 삼각파, (c)는 교류 구형파를 나타낸 것이다. 각 경우에 있어서 연산증폭기(215)의 출력전압(Vo)은 교류 정현파, 교류 삼각파, 및 교류 구형파와 동일하거나 유사한 형태의 파형을 출력하게 된다. 출력전압(Vo)에는 상기 중심 주파수 fc와 다른 주파수 성분을 가지고 있을 수 있으며, 이러한 다른 주파수 성분은 (1) 전압신호(Vdp)에 내재되어 있던 주파수 성분이었거나, (2) 비선형 전달함수에 따라 전압신호(Vdp)로부터 왜곡되어 발생한 주파수 성분일 수도 있고, 또는 (3) 외부로 부터 유입된 노이즈에 의해 제공되는 주파수 성분일 수도 있다.
이때, 출력전압(Vo)의 진폭은 상술한 등가 커패시턴스 Cxe의 크기에 비례하고, 적분 커패시터(Cf)의 크기에 반비례하는 경향을 나타낼 수 있다. 따라서, 이때 적분 커패시터(Cf)의 크기를 미리 알고 있기 때문에, 출력전압(Vo)의 진폭을 측정함으로써 등가 커패시턴스 Cxe의 크기를 산출해낼 수 있다. 그리고 이때, 기생 커패시턴스(Cp,xx)의 값을 미리 알 수 있다면, 전극패드(VCOM,xx)와 손가락(17) 사이에 형성되는 커패시턴스(Cx,xx)의 값도 알아낼 수가 있다.
상기 주기적 전압신호(Vdp)의 파형이 DC 성분이 없는 주기적 교류파형의 형태로 제공되는 경우에 있어서, 상기 출력전압(Vo)의 진폭을 직접 측정할 수도 있지만, 상기 출력전압(Vo)에 특정 정현파를 믹싱하여 출력된 전압을 측정할 수도 있다. 이렇게 되면, 출력전압(Vo)의 성분 중 상기 정현파와 동일한 주파수 성분만이 추출될 수 있다. 상기 정현파로서 상기 전압신호(Vdp)의 중심주파수(fc)와 동일한 신호(sin(2πfc))를 이용할 수 있다. 그 결과 상기 중심주파수(fc) 이외의 주파수 성분의 노이즈들은 제거될 수 있다.
도 5c는 도 4b의 회로에 있어서, 기생 커패시턴스의 영향을 제거하는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 구조를 나타낸다.
연산증폭기(215)의 반전 입력단자(-)의 전압은 비반전 입력단자(+)의 전압와 동일한 것으로 간주된다. 따라서 반전 입력단자(-)와 동일 노드(Nx,11)에 연결되어 있는 기생 커패시턴스(Cp,11)의 일측 노드(Nx,11)의 전압은 전압신호(Vdp)와 동일하다.
이때, 기생 커패시턴스(Cp,11)의 타측 노드(n2)에 전압신호(Vdp)를 인가하게 되면, 기생 커패시턴스(Cp,11) 양단의 전위차가 0(zero)으로 되기 때문에, 기생 커패시턴스(Cp,11)를 통해 전류가 흐르지 않게 되며, 따라서 기생 커패시턴스(Cp,11)가 존재하지 않는 것처럼 작동할 수 있다.
도 4b에서는 기생 커패시턴스(Cp,11)의 상기 타측 노드(n2)가 데이터라인(DL1, DL2) 및 게이트라인(GL1, GL2)에 연결되어 있을 수 있다. 따라서 적어도 터치입력을 감지하는 시구간에서는 데이터라인(DL1, DL2) 및 게이트라인(GL1, GL2)에 전압신호(Vdp)가 제공될 수 있도록 스위치(SW1-1, SW1-2, SW1-3, SW1-4)를 설치할 수 있다. 그 외의 시구간에서는, 스위치(SW1-1, SW1-2, SW1-3, SW1-4)는, 데이터라인(DL1, DL2) 및 게이트라인(GL1, GL2)을 각각, 디스플레이를 위한 신호를 공급하는 신호공급원(S_DL1, S_DL2, S_GL1, S_GL2)에게 연결할 수 있다. 이때, 터치입력을 감지하는 시구간에서는, 스위치(SW1-1)의 단자 ⓑ에는 전압신호(Vdp)에 DC 전압(DC1)이 superimpose되어 제공될 수 있고, 스위치(SW1-2)의 단자 ⓑ에는 전압신호(Vdp)에 DC 전압(DC2)이 superimpose되어 제공될 수 있고, 스위치(SW1-3)의 단자 ⓑ에는 전압신호(Vdp)에 DC 전압(DC3)이 superimpose되어 제공될 수 있고, 그리고 스위치(SW1-4)의 단자 ⓑ에는 전압신호(Vdp)에 DC 전압(DC4)이 superimpose되어 제공될 수 있다. 이때, DC 전압(DC1), DC 전압(DC2), DC 전압(DC3), 및 DC 전압(DC4) 중 적어도 일부는 서로 다른 값일 수 있고, 아니면 모두 동일한 값일 수 있고, 또는 모두 0(zero)의 값을 가질 수도 있다. 스위치(SW1-1, SW1-2, SW1-3, SW1-4)의 단자 ⓑ에 제공되는 전압신호(Vdp)에 DC 전압이 부가되더라도 기생 커패시턴스(Cp,11) 양단의 전압이 시간에 따라 변하지 않기 때문에, 기생 커패시턴스(Cp,11)를 통해 흐르는 전류가 없으며, 따라서 기생 커패시턴스(Cp,11)가 존재하지 않는 것처럼 동작할 수 있다.
또한, 스위치(SW1)는 VCOM,11에도 연결될 수 있다. 스위치(SW1)에 의해, VCOM,11은 터치입력을 감지하는 시구간에서는 플로팅 상태로 될 수 있다. 그리고 그 이외의 시구간에서는 VCOM,11 뿐만 아니라 모든 VCOM 전극들이 미리 결정된 기준전위(Vref2)에 연결될 수 있다.
도 5a와 도 5c에서 참조번호 10은 '터치감지신호 출력부'라고 지칭될 수 있다.
<실시예>
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시부(1000) 및 이를 행렬 형태로 구획화한 구조를 나타낸다.
표시부는 x 및 y 방향으로 행렬형태로 논리적으로 분할되어 있을 수 있다.
도 6에서는 총 N개의 로우(row)로 분할되어 있다. 그리고 복수 개의 칼럼으로 분할되어 있다. 칼럼이 총 M개인 경우 표시부(1000)는 총 M*N개의 영역으로 분할될 수 있는데, 각 영역을 한 개의 '픽셀그룹'이라고 지칭할 수 있다. 한 개의 픽셀그룹에는 복수 개의 화상픽셀이 포함되어 있을 수 있다. 이때 상기 한 개의 화상픽셀은 도 3에 도시한 부호 Nyy의 화상픽셀에 대응되는 개념일 수 있다. 도 6에서는 첫 번째 칼럼(column)에 있는 픽셀그룹들에만 참조번호 G1 내지 GN을 표기하였다. 도 6에 도시한 G1 내지 GN은 각각 한 개의 픽셀그룹에 해당하며, G1 내지 GN은 모두 총 N개의 픽셀그룹에 해당한다.
도 6에서, x축을 따라 y축 방향을 따라 연장된 복수 개의 데이터라인이 배열되고, y축을 따라 x축 방향으로 연장된 복수 개의 게이트라인이 배열될 수 있다. 데이터라인들과 게이트라인들은 도 3에 도시한 것과 마찬가지의 방식으로 배열될 수 있다. 도 3에서는 한 개의 영역에 각각 2개씩의 데이터라인과 게이트라인이 배열되었지만, 도 6에서는 더 많은 개수가 배열될 수 있다. 각 데이터라인들은 y방향으로 길게 연장되어 있고, 각 게이트라인들은 x방향으로 길게 연장되어 있을 수 있다.
또한, 상기 각 픽셀그룹의 근처에는 한 개의 Vcom 전극이 대응되어 배치될 수 있다. 이때, Vcom 전극들도 M*N 행렬의 형태로 배치될 수 있으며, 복수 개의 Vcom 전극들은 서로 물리적으로 분리되어 있을 수 있다. 한 개의 Vcom 전극의 넓이는 한 개의 상기 픽셀그룹이 차지하는 면적과 유사할 수 있다.
도 7은 도 6에 도시한 픽셀그룹들 중 픽셀그룹(Gk)만을 따로 도시한 것이다.
도 7에서 x축 방향을 따라 b개의 데이터라인들이 배치될 수 있다. 그리고 y축 방향을 따라 a개의 게이트라인들이 배치될 수 있다. b개의 데이터라인들 중 b/3개는 Red 칼라 픽셀, b/3개는 Green 칼라 픽셀, b/3개는 Blue 칼라 픽셀을 위해 할당된 데이터라인일 수 있다. 예컨대 a=40, b=120일 수 있다. 따라서 총 4800개의 화상픽셀(R+G+B)이 픽셀그룹(Gk)에 배치되어 있을 수 있다.
이때 b개의 데이터라인에 원하는 데이터 신호를 각각 인가하고, a개의 게이트라인들을 일방향으로 순차적으로 한 개씩만 활성화시켜주면 a*b개의 화상픽셀들의 화상표시값이 순차적으로 갱신될 수 있다. 이러한 화상픽셀의 화상표시값 갱신방법은 종래에 잘 알려진 방법을 따를 수 있다.
공통전극(감지전극) Vcom,k에는 터치감지신호 출력부(10)가 연결되어 있을 수 있다. 이때, Vcom,k을 일 전극으로 하여 커패시턴스가 형성될 수 있는데, 이 커패시턴스는 근처에 사람의 손가락 등의 터치입력도구가 존재하는 경우와 그렇지 ㅇ않은 경우에 서로 다른 값을 가질 수 있다. 또한, 이 커패시턴스는 Vcom,k에 인접하여 배치된 픽셀그룹(Gk) 내의 a*b개의 화상픽셀들의 값이 바뀔 때마다 변화할 수 있다.
터치감지신호 출력부(10) 입장에서는, a*b개의 화상픽셀들의 값이 바뀔 때마다 변화하는 커패시턴스가 기생 커패시턴스인 것처럼 간주될 수 있다. 이때, 픽셀그룹(Gk)에 의해 형성되는 전체적인 기생 커패시턴스를 Cs(Gk)라고 표기할 수 있다. Cs(Gk)는 픽셀그룹(Gk)의 표시상태가 변할 때마다 변경될 수 있는 값이다. 그리고 Cs(Gk)는 b개의 데이터라인들에게 신호를 인가하는 제어부에서 계산하여 미리 결정된 저장부에 저장하여 놓을 수 있는 값이다.
다시 도 6으로 돌아가면, 픽셀그룹들의 표시상태를 변화시키는 제어부는 픽셀그룹(G1)의 표시상태를 먼저 갱신하고, 순차적으로 픽셀그룹(G2), 픽셀그룹(G3), ..., 픽셀그룹(Gk), ..., 픽셀그룹(GN)을 표시상태를 갱신할 수 있다. 픽셀그룹(G1) 내지 픽셀그룹(GN)의 표시상태가 모두 갱신되는 최소 시간을 한 개의 '프레임' 시간으로 지칭할 수 있다.
이제 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
도 8은 상술한 한 개의 프레임 내에서 픽셀그룹(G1~GN)의 표시상태 갱신이 발생하는 타이밍도 및 픽셀그룹(G1~GN)들에 인접한 Vcom 들이 감지하도록 되어 있는 터치입력에 관한 정보를 감지하는 규칙을 나타내는 타이밍도를 나타낸 것이다.
프레임(X)에서, 각 픽셀그룹(G1~GN)의 표시상태 갱신은 각 픽셀그룹 별로 순차적으로 이루어지되, 각 갱신 시구간은 서로 일정시간 이격되어 있다. 즉, 픽셀그룹(G1)은 구간(T(p1))에서 갱신되고, 픽셀그룹(Gk)은 구간(T(pk))에서 갱신된다. 그리고 구간(T(pk-1))과 구간(T(pk))은 구간T(tk-1)에 의해 서로 시간축에서 이격되어 있을 수 있다. (k=1, 2, ..., N)
그리고 구간(T(t1)) 내지 구간(T(tN))의 N개의 시구간 동안 도 6에 도시한 모든 Vcom 에서의 터치입력여부를 감지한다. N개의 시구간(T(tk), k=1, ..., N) 동안 터치입력신호를 감지하여 터치입력 여부를 결정하기 때문에, 오직 1개의 시구간(T(tk)) 동안만 터치입력신호를 감지하여 터치입력 여부를 결정하는 경우에 비하여 SNR이 높게 된다.
이때, 구간(T(t1)) 내지 구간(T(tN))의 N개의 시구간 동안 모든 Vcom에서의 터치입력여부를 감지할 때에, 상술한 각 픽셀그룹들의 각 표시상태에 따른 기생 커패시턴스(Cs)에 의해 터치입력에 관한 결과값이 영향을 받을 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이 Cs는 상기 제어부에서 계산하여 저장하여 놓을 수 있는 값이기 때문에, 저장되어 제공되는 Cs 값을 이용하여 상기 영향 받은 결과값을 교정할 수 있다.
다만, 이때 발생하는 문제가 있다. 이 문제를 살펴보기 위해, 특히 도 6 및 도 7에 도시한 픽셀그룹(Gk)의 경우의 예를 든다. 픽셀그룹(Gk)의 표시상태는 도 8에 도시한 구간(T(pk))에서 변화한다. 픽셀그룹(Gk)의 표시상태의 변화는 시각 tk에서 완료될 수 있다. 따라서, 픽셀그룹(Gk)에 의해 발생하는 기생 커패시턴스(Cs(Gk))의 값은 구간(T(pk))을 전후로 하여 서로 달라진다. 구간(T(pk)) 동안에는 픽셀그룹(Gk)에 의해 발생하는 기생 커패시턴스(Cs(Gk))의 값이 변화하고 있는 도중이다.
즉, 프레임(X) 중 구간(T(pk)) 이전에, 픽셀그룹(Gk)에 의해 발생하는 기생 커패시턴스(Cs(Gk))의 값은, 이전 프레임(X-1)에서 갱신되었던 기생 커패시턴스(Cs(Gk,X-1))의 값을 갖는다. 그러나 프레임(X) 중 구간(T(pk)) 이후에, 픽셀그룹(Gk)에 의해 발생하는 기생 커패시턴스(Cs(Gk))의 값은, 프레임(X)의 구간(T(pk)) 동안 갱신된 기생 커패시턴스(Cs(Gk,X))의 값을 갖는다. 즉, 프레임(X) 시구간 동안 픽셀그룹(Gk)에 의해 발생하는 기생 커패시턴스(Cs(Gk))의 값이 변화하기 때문에, 상기 각 Vcom에서의 터치입력여부를 감지결과를 교정할 때에 기생 커패시턴스(Cs(Gk))의 값을 하나로 고정하여 정해놓고 이용할 수 없다는 문제가 있다.
이를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에서는, 픽셀그룹(Gk)에 의해 발생하는 기생 커패시턴스의 영향을 보상하여 터치입력결과를 갱신하기 위하여 다음의 방법을 사용할 수 있다.
우선, 프레임(X) 구간 동안 픽셀그룹(Gk)에 대응하는 공통전극 Vcom,k에 대한 터치입력감지 프로세스를 진행한다. 즉, 구간(T(t1)) 내지 구간(T(tN))에 걸쳐 공통전극 Vcom,k에 대한 터치입력에 관한 정보를 검출하는 1 사이클의 프로세스를 수행한다. 이 1 사이클의 프로세스가 종료되면 상기 터치입력에 관한 정보가 생성될 수 있다. 즉, 프레임(X) 구간이 끝나면 상기 터치입력감지 프로세스에 의해 출력된 감지값을 획득할 수 있다.
이때, 프레임(X-1)에서 갱신된 픽셀그룹(Gk)에 의한 기생 커패시턴스(Cs(Gk,X-1))의 값과, 프레임(X)에서 갱신된 픽셀그룹(Gk)에 의한 기생 커패시턴스(Cs(Gk,X))의 값은 저장부에 저장시킬 수 있다.
그 다음, 프레임(X-1)에서 갱신되어 저장되어 있던 픽셀그룹(Gk)의 기생 커패시턴스(Cs(Gk,X-1))의 값과, 프레임(X)에서 갱신되어 저장되어 있던 픽셀그룹(Gk)의 기생 커패시턴스(Cs(Gk,X))의 값을 상기 저장부에서 획득한다. 프레임(X)에서, 픽셀그룹(Gk)의 기생 커패시턴스 값은 시각 tk 이후에 완전히 새 값으로 변경될 수 있다.
그 다음, 픽셀그룹(Gk)에 의한 기생 커패시턴스(Cs(Gk,X-1))의 값과, 픽셀그룹(Gk)에 의한 기생 커패시턴스(Cs(Gk,X))의 값에 각각 가중치 α, β를 주어 두 값의 대푯값 Cs(Gk, X, average)을 계산한다. 예컨대, 아래 수식 1과 같이 주어질 수 있다. 이때, k의 값이 커질 수록 α는 증가하고, β는 감소할 수도 있다.
[수식 1] Cs(Gk, X, average) = {α*Cs(Gk,X-1) + β*Cs(Gk,X)}/N
그 다음, 상기 계산된 평균값 Cs(Gk, X, average)을 이용하여 상기 터치입력감지 프로세스에 의해 출력된 감지값을 교정한다.
여기서 상기 공통전극 Vcom,k는 감지전극일 수 있다.
예컨대, 이하, 도 6에서 N=32, M=20, a=40, b=120인 경우를 가정한 실시예를 설명한다. 이때, 도 7에서 k=1, 2, 3, 4, ,,,, 32의 값을 가질 수 있다. 이때, Vcom,k에 대한 상기 터치입력감지 프로세스를 통한 터치입력 감지결과 출력값을 Rk라고 지칭하면, Rk는 Cs(Gk, X, average)의 값을 이용하여 교정될 수 있다. 예컨대 Rk 값이 Cs(Gk, X, average)에 의해 스케일링(scaling)될 수 있다. 이때, 구체적으로는 예컨대 Cs(Gk, X, average) = {(k-1)*Cs(Gk,X-1) + (N-k+1)*Cs(Gk,X)}/32 으로 주어질 수 있다. 즉, 수식 1에서 α=k-1, β=N-k+1로 설정할 수 있다.
기타, N, M, a, b 의 구체적인 값 및 프레임 갱신 주기에 따라 다양한 구현예가 도출될 수 있으나, 이들 구현예들이 상술한 본 발명의 기본 사상을 벗어나지 않는다는 점을 이해할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 다른 입출력장치를, 첨부한 도면들을 참조하여 설명한다. 이 입출력장치는, 복수 개의 픽셀그룹을 포함하는 표시부 및 복수 개의 감지전극을 포함하는 터치입력감지부를 포함할 수 있다. 그리고 복수 개의 화상픽셀을 포함하며, 미리 결정된 시간을 갖는 제1프레임(X)에 속한 제1 시구간(T(pk))에서 그 표시상태가 갱신되도록 되어 있는 제1 픽셀그룹(Gk); 상기 제1 픽셀그룹의 상기 표시상태에 따라, 상기 복수 개의 감지전극 중 제1 감지전극(Vcom,k)과 상기 제1 픽셀그룹과의 사이에 형성되는 제1 기생 커패시턴스의 값(Cs(Gk,X-1), Cs(Gk,X))을 저장하는 저장부; 및 상기 제1 감지전극의 용량변화를 이용하여 터치입력여부를 감지하는 터치감지신호 출력부;를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제1 시구간 이전에서의 상기 제1 기생 커패시턴스의 제1 값(Cs(Gk,X-1))과 상기 제1 시구간 이후에서의 상기 제1 기생 커패시턴스의 제2 값(Cs(Gk,X))을 상기 저장부로부터 획득하여, 상기 제1 값(Cs(Gk,X-1))과 상기 제2 값(Cs(Gk,X))에 각각 미리 결정된 가중치를 곱해 더한 대표값을 이용하여, 상기 터치감지신호 출력부로부터 출력된 값을 교정하도록 되어 있을 수 있다.
이때, 상기 표시부에는 분할된 형태로 제공되는 복수 개의 공통전극이 포함되어 있으며, 상기 복수 개의 감지전극은 상기 복수 개의 공통전극일 수 있다.
이때, 상기 제1프레임은, 상기 표시부의 표시상태를 갱신하기 위하여 할당되어 있는 복수 개의 표시부 갱신 시구간(T(pk), k=1,...,N) 및 상기 복수 개의 감지전극에 대한 터치입력을 감지하기 위하여 할당되어 있는 복수 개의 터치입력 감지 시구간(T(tk), k=1,...,N)을 포함할 수 있다. 그리고 상기 복수 개의 표시부 갱신 시구간과 상기 복수 개의 터치입력 감지 시구간은 서로 인터레이싱 되어 배치되어 있을 수 있다.
그리고, 상기 복수 개의 감지전극은, 상기 복수 개의 표시부 갱신 시구간 동안에는 모두 동일한 DC 전위를 갖도록 되어 있고, 상기 복수 개의 터치입력 감지 시구간 동안에는 상기 터치감지신호 출력부에 연결되도록 되어 있을 수 있다.
이하, 본 본 발명의 다른 실시예에 따른 입출력 제어장치를 설명한다. 이 장치는, 각각 복수 개의 화상픽셀을 포함하는 복수 개의 픽셀그룹을 갖는 표시부 및 복수 개의 감지전극을 포함하는 터치입력감지부를 포함하는 입출력장치를 제어하도록 되어 있으며, 처리부 및 저장부를 포함할 수 있다. 상기 처리부는, 미리 결정된 시간을 갖는 제1프레임(X)에 속한 제1 시구간(T(tk))에서, 상기 복수 개의 픽셀그룹 중 제1 픽셀그룹(Gk)의 표시상태를 갱신하도록 되어있고; 상기 저장부는, 상기 제1 픽셀그룹의 상기 표시상태에 따라, 상기 복수 개의 감지전극 중 제1 감지전극(Vcom,k)과 상기 제1 픽셀그룹과의 사이에 형성되는 제1 기생 커패시턴스의 값(Cs(Gk,X-1), Cs(Gk,X))을 저장하도록 되어 있으며; 그리고 상기 처리부는, 상기 제1 시구간 이전에서의 상기 제1 기생 커패시턴스의 제1 값(Cs(Gk,X-1))과 상기 제1 시구간 이후에서의 상기 제1 기생 커패시턴스의 제2 값(Cs(Gk,X))을 상기 저장부로부터 획득하여, 상기 제1 값(Cs(Gk,X-1))과 상기 제2 값(Cs(Gk,X))에 각각 미리 결정된 가중치를 곱해 서로 더한 대표값을 이용하여, 상기 제1 감지전극의 용량변화를 이용하여 터치입력여부를 감지하는 터치감지신호 출력부로부터 출력된 값을 교정하도록 되어 있을 수 있다.
이때, 상기 표시부에는 분할된 형태로 제공되는 복수 개의 공통전극이 포함되어 있으며, 상기 복수 개의 감지전극은 상기 복수 개의 공통전극일 수 있다.
이때, 상기 제1프레임은, 상기 표시부의 표시상태를 갱신하기 위하여 할당되어 있는 복수 개의 표시부 갱신 시구간(T(pk), k=1,...,N) 및 상기 복수 개의 감지전극에 대한 터치입력을 감지하기 위하여 할당되어 있는 복수 개의 터치입력 감지 시구간(T(tk), k=1,...,N)을 포함하며, 상기 복수 개의 표시부 갱신 시구간과 상기 복수 개의 터치입력 감지 시구간은 서로 인터레이싱 되어 배치되어 있을 수 있다.
이때, 상기 복수 개의 감지전극은, 상기 복수 개의 표시부 갱신 시구간 동안에는 모두 동일한 DC 전위를 갖도록 되어 있고, 상기 복수 개의 터치입력 감지 시구간 동안에는 상기 터치감지신호 출력부에 연결되도록 되어 있을 수 있다.
이하 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입출력 제어방법을 설명한다. 이 방법은, 처리부 및 저장부를 포함하는 입출력 제어장치가, 각각 복수 개의 화상픽셀을 포함하는 복수 개의 픽셀그룹을 갖는 표시부 및 복수 개의 감지전극을 포함하는 터치입력감지부를 포함하는 입출력장치를 제어하는 방법이다. 상기 저장부는, 상기 복수 개의 픽셀그룹 중 제1 픽셀그룹(Gk)의 표시상태에 따라, 상기 복수 개의 감지전극 중 제1 감지전극(Vcom,k)과 상기 제1 픽셀그룹과의 사이에 형성되는 제1 기생 커패시턴스의 값(Cs(Gk,X-1), Cs(Gk,X))을 미리 저장하고 있을 수 있다. 이때, 상기 처리부가, 미리 결정된 시간을 갖는 제1프레임(X)에 속한 제1 시구간(T(tk))에서, 상기 제1 픽셀그룹(Gk)의 표시상태를 갱신하는 단계; 및 상기 제1 시구간 이전에서의 상기 제1 기생 커패시턴스의 제1 값(Cs(Gk,X-1))과 상기 제1 시구간 이후에서의 상기 제1 기생 커패시턴스의 제2 값(Cs(Gk,X))을 상기 저장부로부터 획득하여, 상기 제1 값(Cs(Gk,X-1))과 상기 제2 값(Cs(Gk,X))에 각각 미리 결정된 가중치를 곱해 서로 더한 대표값을 이용하여, 상기 제1 감지전극의 용량변화를 이용하여 터치입력여부를 감지하는 터치감지신호 출력부로부터 출력된 값을 교정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 예시한 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명의 청구항에서 제시하고 있는 발명의 관점이 적용될 수 있는 어떠한 다른 종류의 실시예도 본 발명에 적용될 수 있다. 본 명세서의 청구항에 기재된 발명이 여기에 공개된 실시예에 의하여 제한 해석되어서는 안된다.

Claims (9)

  1. 복수 개의 픽셀그룹을 포함하는 표시부 및 복수 개의 감지전극을 포함하는 터치입력감지부를 포함하는 입출력장치로서,
    복수 개의 화상픽셀을 포함하며, 미리 결정된 시간을 갖는 제1프레임에 속한 제1 시구간에서 그 표시상태가 갱신되도록 되어 있는 제1 픽셀그룹;
    상기 제1 픽셀그룹의 상기 표시상태에 따라, 상기 복수 개의 감지전극 중 제1 감지전극과 상기 제1 픽셀그룹과의 사이에 형성되는 제1 기생 커패시턴스의 값을 저장하는 저장부; 및
    상기 제1 감지전극의 용량변화를 이용하여 터치입력여부를 감지하는 터치감지신호 출력부;
    를 포함하며,
    상기 제1 시구간 이전에서의 상기 제1 기생 커패시턴스의 제1 값과 상기 제1 시구간 이후에서의 상기 제1 기생 커패시턴스의 제2 값을 상기 저장부로부터 획득하여, 상기 제1 값과 상기 제2 값에 각각 미리 결정된 가중치를 곱해 더한 대표값을 이용하여, 상기 터치감지신호 출력부로부터 출력된 값을 교정하도록 되어 있는,
    사용자기기의 입출력장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 표시부에는 분할된 형태로 제공되는 복수 개의 공통전극이 포함되어 있으며, 상기 복수 개의 감지전극은 상기 복수 개의 공통전극인, 사용자기기의 입출력장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1프레임은, 상기 표시부의 표시상태를 갱신하기 위하여 할당되어 있는 복수 개의 표시부 갱신 시구간 및 상기 복수 개의 감지전극에 대한 터치입력을 감지하기 위하여 할당되어 있는 복수 개의 터치입력 감지 시구간을 포함하며,
    상기 복수 개의 표시부 갱신 시구간과 상기 복수 개의 터치입력 감지 시구간은 서로 인터레이싱 되어 배치되어 있는,
    사용자기기의 입출력장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수 개의 감지전극은,
    상기 복수 개의 표시부 갱신 시구간 동안에는 모두 동일한 DC 전위를 갖도록 되어 있고,
    상기 복수 개의 터치입력 감지 시구간 동안에는 상기 터치감지신호 출력부에 연결되도록 되어 있는,
    사용자기기의 입출력장치.
  5. 각각 복수 개의 화상픽셀을 포함하는 복수 개의 픽셀그룹을 갖는 표시부 및 복수 개의 감지전극을 포함하는 터치입력감지부를 포함하는 입출력장치를 제어하도록 되어 있으며, 처리부 및 저장부를 포함하는 입출력 제어장치로서,
    상기 처리부는, 미리 결정된 시간을 갖는 제1프레임에 속한 제1 시구간에서, 상기 복수 개의 픽셀그룹 중 제1 픽셀그룹의 표시상태를 갱신하도록 되어있고;
    상기 저장부는, 상기 제1 픽셀그룹의 상기 표시상태에 따라, 상기 복수 개의 감지전극 중 제1 감지전극과 상기 제1 픽셀그룹과의 사이에 형성되는 제1 기생 커패시턴스의 값을 저장하도록 되어 있으며; 그리고
    상기 처리부는, 상기 제1 시구간 이전에서의 상기 제1 기생 커패시턴스의 제1 값과 상기 제1 시구간 이후에서의 상기 제1 기생 커패시턴스의 제2 값을 상기 저장부로부터 획득하여, 상기 제1 값과 상기 제2 값에 각각 미리 결정된 가중치를 곱해 서로 더한 대표값을 이용하여, 상기 제1 감지전극의 용량변화를 이용하여 터치입력여부를 감지하는 터치감지신호 출력부로부터 출력된 값을 교정하도록 되어 있는,
    입출력 제어장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 표시부에는 분할된 형태로 제공되는 복수 개의 공통전극이 포함되어 있으며, 상기 복수 개의 감지전극은 상기 복수 개의 공통전극인, 입출력 제어장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1프레임은, 상기 표시부의 표시상태를 갱신하기 위하여 할당되어 있는 복수 개의 표시부 갱신 시구간 및 상기 복수 개의 감지전극에 대한 터치입력을 감지하기 위하여 할당되어 있는 복수 개의 터치입력 감지 시구간을 포함하며,
    상기 복수 개의 표시부 갱신 시구간과 상기 복수 개의 터치입력 감지 시구간은 서로 인터레이싱 되어 배치되어 있는,
    입출력 제어장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수 개의 감지전극은,
    상기 복수 개의 표시부 갱신 시구간 동안에는 모두 동일한 DC 전위를 갖도록 되어 있고,
    상기 복수 개의 터치입력 감지 시구간 동안에는 상기 터치감지신호 출력부에 연결되도록 되어 있는,
    입출력 제어장치.
  9. 처리부 및 저장부를 포함하는 입출력 제어장치가, 각각 복수 개의 화상픽셀을 포함하는 복수 개의 픽셀그룹을 갖는 표시부 및 복수 개의 감지전극을 포함하는 터치입력감지부를 포함하는 입출력장치를 제어하는 입출력 제어방법으로서,
    상기 저장부는, 상기 복수 개의 픽셀그룹 중 제1 픽셀그룹의 표시상태에 따라, 상기 복수 개의 감지전극 중 제1 감지전극과 상기 제1 픽셀그룹과의 사이에 형성되는 제1 기생 커패시턴스의 값을 미리 저장하고 있으며,
    상기 처리부가,
    미리 결정된 시간을 갖는 제1프레임에 속한 제1 시구간에서, 상기 제1 픽셀그룹의 표시상태를 갱신하는 단계; 및
    상기 제1 시구간 이전에서의 상기 제1 기생 커패시턴스의 제1 값과 상기 제1 시구간 이후에서의 상기 제1 기생 커패시턴스의 제2 값을 상기 저장부로부터 획득하여, 상기 제1 값과 상기 제2 값에 각각 미리 결정된 가중치를 곱해 서로 더한 대표값을 이용하여, 상기 제1 감지전극의 용량변화를 이용하여 터치입력여부를 감지하는 터치감지신호 출력부로부터 출력된 값을 교정하는 단계
    를 포함하는,
    입출력 제어방법.
KR1020150039248A 2014-03-20 2015-03-20 화상픽셀의 기생 커패시턴스에 의한 터치입력감지오류를 교정하는 방법 KR101653721B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20140032433 2014-03-20
KR1020140032433 2014-03-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150110406A true KR20150110406A (ko) 2015-10-02
KR101653721B1 KR101653721B1 (ko) 2016-09-02

Family

ID=54341497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150039248A KR101653721B1 (ko) 2014-03-20 2015-03-20 화상픽셀의 기생 커패시턴스에 의한 터치입력감지오류를 교정하는 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101653721B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113010039A (zh) * 2021-02-25 2021-06-22 海速芯(无锡)科技有限公司 利用多个触摸实现电场矩阵隔空触控装置及其使用方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100048236A (ko) * 2008-10-30 2010-05-11 삼성전자주식회사 센싱 감도를 향상시킨 터치 콘트롤러, 터치 콘트롤러를 포함하는 디스플레이 구동회로 및 디스플레이 장치
KR20110068148A (ko) * 2009-12-15 2011-06-22 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서 내장 표시장치
KR20110087904A (ko) * 2010-01-27 2011-08-03 삼성전자주식회사 터치 이미지 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 표시 장치
KR20120063772A (ko) * 2010-12-08 2012-06-18 엘지디스플레이 주식회사 터치스크린 패널 일체형 표시장치와 그의 노이즈 보상방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100048236A (ko) * 2008-10-30 2010-05-11 삼성전자주식회사 센싱 감도를 향상시킨 터치 콘트롤러, 터치 콘트롤러를 포함하는 디스플레이 구동회로 및 디스플레이 장치
KR20110068148A (ko) * 2009-12-15 2011-06-22 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서 내장 표시장치
KR20110087904A (ko) * 2010-01-27 2011-08-03 삼성전자주식회사 터치 이미지 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 표시 장치
KR20120063772A (ko) * 2010-12-08 2012-06-18 엘지디스플레이 주식회사 터치스크린 패널 일체형 표시장치와 그의 노이즈 보상방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113010039A (zh) * 2021-02-25 2021-06-22 海速芯(无锡)科技有限公司 利用多个触摸实现电场矩阵隔空触控装置及其使用方法
CN113010039B (zh) * 2021-02-25 2024-03-22 海速芯(杭州)科技有限公司 利用多个触摸实现电场矩阵隔空触控装置及其使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101653721B1 (ko) 2016-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101398238B1 (ko) 터치 스크린 패널 일체형 표시장치
US10152179B2 (en) Touch sensing apparatus and method
KR101981529B1 (ko) 터치 센싱 장치와 그 구동 방법
US9857914B2 (en) Touch sensing system
US9201554B2 (en) Touch sensing apparatus and method of driving the same
KR101321996B1 (ko) 액정표시장치 및 그 구동방법
KR101778731B1 (ko) 터치센서를 가지는 표시장치와 그 구동방법
US9152262B2 (en) Touch sensor integrated type display device comprising shielding electrodes formed between a first electrode and a pixel electrode
US20150309661A1 (en) Display device and method of driving the same
KR101763939B1 (ko) 터치스크린 패널 일체형 표시장치와 그의 노이즈 보상방법
KR20170081079A (ko) 터치 센서 내장형 표시장치
US20140168538A1 (en) Touch sensor integrated type display device
KR20130025266A (ko) 터치센서를 가지는 표시장치와 그의 터치성능 향상방법
KR101731174B1 (ko) 터치 센서 내장형 표시장치
KR101808339B1 (ko) 터치 스크린과 그 구동방법, 및 그 터치 스크린 패널을 포함한 표시장치
CN107037913B (zh) 显示装置以及输入装置
KR20150030539A (ko) 인 셀 터치 액정표시장치
KR102440812B1 (ko) 터치 센싱장치 및 이의 구동방법
KR101813980B1 (ko) 터치입력 감지장치 중 비감지영역으로부터 유입되는 노이즈 제거 방법
KR101653721B1 (ko) 화상픽셀의 기생 커패시턴스에 의한 터치입력감지오류를 교정하는 방법
KR101920767B1 (ko) 터치 센서를 갖는 표시 장치 및 그 구동 방법
KR20170051797A (ko) 센서 일체형 표시장치
KR20170079392A (ko) 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치 및 그 구동 방법
KR101829674B1 (ko) 복수 개의 독립적인 감지전극을 서로 연결하여 특정 감지전극에 대한 터치입력정보를 획득하는 방법
KR101862398B1 (ko) 터치 센서를 가지는 표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant