KR20170030272A - 터치 센서 및 터치 센싱 방법 - Google Patents

터치 센서 및 터치 센싱 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170030272A
KR20170030272A KR1020150127625A KR20150127625A KR20170030272A KR 20170030272 A KR20170030272 A KR 20170030272A KR 1020150127625 A KR1020150127625 A KR 1020150127625A KR 20150127625 A KR20150127625 A KR 20150127625A KR 20170030272 A KR20170030272 A KR 20170030272A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensing
data
touch
panel
value
Prior art date
Application number
KR1020150127625A
Other languages
English (en)
Inventor
김보성
백승호
이동훈
Original Assignee
주식회사 동부하이텍
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 동부하이텍 filed Critical 주식회사 동부하이텍
Priority to KR1020150127625A priority Critical patent/KR20170030272A/ko
Priority to US14/965,731 priority patent/US9886152B2/en
Publication of KR20170030272A publication Critical patent/KR20170030272A/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
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • 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
    • 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
    • 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
    • G06F3/0416—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
    • G06F3/04184—Synchronisation with the driving of the display or the backlighting unit to avoid interferences generated internally
    • 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
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3648—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/04—Maintaining the quality of display appearance
    • G09G2320/041—Temperature compensation
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/04—Display protection
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2354/00—Aspects of interface with display user

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)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

실시 예는 디스플레이 픽셀들 및 센싱 노드들을 포함하는 패널, 상기 센싱 노드들의 정전 용량의 변화를 감지하는 터치 센싱 블록 및 상기 패널에 제공되는 데이터의 수직 방향의 극성을 제어하는 수직 극성 제어 신호에 기초하여, 상태 정보 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러를 포함하며, 상기 터치 센싱 블록은 상기 상태 정보 신호, 및 상기 센싱 노드들의 정전 용량의 변화에 기초하여, 상기 센싱 노드들의 터치의 유무를 감지한다.

Description

터치 센서 및 터치 센싱 방법{TOUCH SENSOR AND TOUCH SENSING METHOD}
실시 예는 터치 센서 및 터치 센싱 방법에 관한 것이다.
터치 센서는 표시 장치의 화면에 표시된 문자나 도형을 사람의 손가락이나 다른 접촉 수단으로 접촉하여 사용자의 명령을 입력하는 장치로서, 영상 표시 장치 위에 부착되어 사용된다. 터치 센서는 사람의 손가락 등으로 접촉된 접촉 위치를 전기적 신호로 변환하고, 변환된 전기적 신호는 입력 신호로 이용될 수 있다.
터치 센서를 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전 용량 방식 등이 있다. 정전 용량 방식의 터치 센서는 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때, 사람의 손과 적어도 하나의 도전성 감지 패턴, 또는 접지 전극 등과 형성하는 정전 용량의 변화를 감지함으로써 접촉 위치를 전기적 신호로 변환한다.
최근에는 휴대형 단말기의 슬림화를 위하여 표시 장치의 내에 터치 스크린을 구성하는 소자들을 내장하는 인셀(Incell) 타입의 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 인셀 타입에서는 터치 정보가 디스플레이와 연관되고, 상호 영향을 줄 수 있다.
실시 예는 정확한 터치 센싱을 구현하고, 터치 센싱의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 터치 센서 및 터치 센싱 방법을 제공한다.
실시 예에 따른 터치 센서는 디스플레이 픽셀들 및 센싱 노드들을 포함하는 패널(panel); 상기 센싱 노드들의 정전 용량의 변화를 감지하는 터치 센싱 블록; 및 상기 패널에 제공되는 데이터의 수직 방향의 극성을 제어하는 수직 극성 제어 신호에 기초하여, 상태 정보 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러를 포함하며, 상기 터치 센싱 블록은 상기 상태 정보 신호, 및 상기 센싱 노드들의 정전 용량의 변화에 기초하여, 상기 센싱 노드들의 터치의 유무를 감지하는 것을 특징으로 한다.
상기 패널은 프레임(frame)을 주기로 데이터의 극성이 교번하는 프레임 인버전 방식으로 구동될 수 있다.
상기 터치 센싱 블록은 상기 센싱 노드들의 정전 용량의 변화를 감지한 결과에 따른 로데이터의 변화 값을 출력하는 센싱단; 및 상기 센싱단으로부터 제공되는 로데이터(raw data)의 변화 값, 및 상기 상태 정보 신호에 기초하여, 상기 센싱 노드들의 터치 유무를 판단하는 데이터 처리부를 포함할 수 있다.
상기 데이터 처리부는 상기 상태 정보 신호에 기초하여, 터치 유무를 판단하는 기준이 되는 기준 데이터 값을 조정하고, 조정된 기준 데이터 값 및 상기 로데이터의 변화 값에 기초하여 상기 센싱 노드들의 터치 유무를 판단할 수 있다.
상기 데이터 처리부는 상기 상태 정보 신호에 기초하여, 상기 로데이터의 변화 값을 보정하고, 상기 보정된 로데이터 변화 값, 및 터치 유무를 판단하는 기준이 되는 기준 데이터 값에 기초하여, 상기 센싱 노드들의 터치 유무를 판단할 수 있다.
상기 디스플레이 픽셀들은 복수의 그룹들로 구분되고, 복수의 그룹들 각각은 하나의 공통 전극을 공유하는 2개 이상의 디스플레이 픽셀들을 포함하며, 상기 복수의 그룹들에 대응하는 공통 전극들이 상기 센싱 노드들일 수 있다.
상기 데이터 처리부는 각 센싱 노드에 대응하는 복수의 디스플레이 픽셀들에 제공되는 정극성 데이터의 개수 및 부극성 데이터의 개수의 차이에 기초하여, 각 센싱 노드의 로데이터의 변화 값을 보정할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 터치 센서는 디스플레이 픽셀들 및 센싱 노드들을 포함하는 패널(panel); 상기 센싱 노드들의 정전 용량의 변화를 감지한 결과에 따른 로데이터의 변화 값을 생성하는 터치 센싱 블록; 및 상태 정보 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러를 포함하며, 상기 터치 센싱 블록은 상기 상태 정보 신호 및 상기 로데이터의 변화 값에 기초하여, 상기 센싱 노드들의 터치를 감지하며, 상기 상태 정보 신호는 ESD(ElectroStatic Discharge)의 유입 유무에 기초하여 생성되는 신호, 상기 패널 주위의 온도를 측정한 결과에 기초하여 생성되는 신호, 또는 상기 패널의 온 또는 오프 상태에 기초하여 생성되는 신호일 수 있다.
상기 터치 센싱 블록은 상기 상태 정보 신호에 기초하여, 터치 유무를 판단하는 기준이 되는 기준 데이터 값을 조정하고, 조정된 기준 데이터 값 및 상기 로데이터의 변화 값에 기초하여 상기 센싱 노드들의 터치 유무를 판단할 수 있다.
상기 터치 센싱 블록은 상기 상태 정보 신호에 기초하여, 상기 로데이터의 변화 값을 보정하고, 상기 보정된 로데이터 변화 값, 및 터치 유무를 판단하는 기준이 되는 기준 데이터 값에 기초하여, 상기 센싱 노드들의 터치 유무를 판단할 수 있다.
실시 예는 디스플레이 픽셀들 및 센싱 노드들을 포함하는 패널(panel)을 갖는 터치 센서에 대한 터치 센싱 방법에 관한 것으로, 상기 센싱 노드들의 정전 용량의 변화를 감지한 결과에 따른 로데이터의 변화 값을 생성하는 단계; 상기 패널을 구동하는 데이터의 극성, 상기 패널 주위의 온도, 상기 패널에 유입되는 ESD 유무, 또는 상기 패널의 온 또는 오프 상태 중 적어도 하나에 기초하여, 상태 정보 신호를 생성하는 단계; 및 상기 상태 정보 신호, 및 상기 로데이터의 변화 값에 기초하여, 상기 센싱 노드들의 터치를 감지하는 단계를 포함한다.
상기 터치를 감지하는 단계는 상기 상태 정보 신호에 기초하여, 터치 유무를 판단하는 기준이 되는 기준 데이터 값을 조정하는 단계; 및 조정된 기준 데이터 값 및 상기 로데이터의 변화 값에 기초하여 상기 센싱 노드들의 터치 유무를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 터치를 감지하는 단계는 상기 상태 정보 신호에 기초하여, 상기 로데이터의 변화 값을 보정하는 단계; 및 상기 보정된 로데이터 변화 값, 및 터치 유무를 판단하는 기준이 되는 기준 데이터 값에 기초하여, 상기 센싱 노드들의 터치 유무를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예는 정확한 터치 센싱을 구현하고, 터치 센싱의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 표시 장치의 구성도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 패널의 일 실시 예를 나타낸다.
도 3은 1 프레임 기간을 나타낸다.
도 4는 도 1에 도시된 데이터 구동부의 일 실시 예를 나타낸다.
도 5a는 인버전 방식을 구현하기 위한 실시 예에 따른 디지털-아날로그 변환기(440a)의 일 실시 예를 나타낸다.
도 5b는 인버전 방식을 구현하기 위한 실시 예에 따른 출력부의 일 실시 예를 나타낸다.
도 6은 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러의 일 실시 예를 나타낸다.
도 7은 도 1에 도시된 터치 센싱 블록의 일 실시 예를 나타낸다.
도 8은 도 7에 도시된 데이터 처리부의 터치된 센싱 노드들의 좌표 정보를 산출하는 동작의 일 실시 예를 나타낸다.
도 9는 도 7에 도시된 데이터 처리부의 터치된 센싱 노드들의 좌표 정보를 산출하는 동작의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 10은 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러의 다른 실시 예를 나타낸다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다.
도 1은 실시 예에 따른 표시 장치(100)의 구성도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 패널(210), 타이밍 컨트롤러(220), 데이터 구동부(230), 게이트 구동부(240), 및 터치 센싱 블록(250)을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 표시 장치(100)는 인셀 타입(In-Cell type)의 표시 장치일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 1의 표시 장치(100)는 터치 센싱 기능을 수행하므로 터치 센서로 표현될 수도 있다.
타이밍 컨트롤러(220), 데이터 구동부(230), 및 게이트 구동부(240)는 하나의 디스플레이 IC(401)인 제어부로 구현될 수 있다. 또한 터치 센싱 블록(250)은 하나의 터치 센싱 IC로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 디스 플레이 IC는 도 1에 도시된 구성에 도 7에 도시된 센싱단들(250-1 내지 250-k)을 더 포함할 수 있고, 도 7에 도시된 데이터 처리부(252)는 터치 유무 및 터치 좌표 정보를 산출하는 하나의 IC로 구현될 수도 있다.
디스플레이 IC(401)는 디스플레이 동작의 구간 동안에는 패널(210)을 디스플레이 구동할 수 있고, 터치 센싱 동작의 구간 동안에는 패널(210)을 터치 센싱 구동할 수 있다.
패널(210)은 터치 센서 또는 터치 스크린을 포함하는 디스플레이 패널일 수 있다. 예컨대, 패널(210)은 상부 기판(예컨대, 컬러 필터 어레이 기판), 하부 기판(예컨대, TFT 어레이 기판), 및 상부 기판과 하부 기판 사이에 배치되는 액정을 포함할 수 있다.
예컨대, 패널(210)은 하나의 프레임 동안 디스플레이 구동 및 터치 구동이 시간적으로 분할되는 정전용량 방식의 인셀 타입의 패널일 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 패널(210)의 일 실시 예를 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 패널(210)은 데이터 라인들(DL1 내지 DLm,m>1인 자연수), 게이트 라인들(GL 내지 GLn, n>1인 자연수), 및 컬러를 표시하기 위한 디스플레이 픽셀들(P11 내지 Pnm, n,m>1인 자연수)을 포함할 수 있다.
디스플레이 픽셀들(P11 내지 Pnm,n,m>1인 자연수) 각각은 픽셀 커패시터(Pc), 및 트랜지스터(TR)를 포함할 수 있다. 트랜지스터(TR)는 인접하는 2개의 교차하는 데이터 라인(예컨대, DL1)과 게이트 라인(예컨대, GL1) 중에서 게이트 라인에 연결되는 게이트(예컨대, GL1), 데이터 라인(예컨대, DL1)에 연결되는 소스 (또는 드레인), 및 픽셀 커패시터(Pc)의 일단에 연결되는 드레인(또는 소스)을 포함할 수 있다.
또한 패널(210)은 디스플레이 픽셀들(P11 내지 Pnm,n,m>1인 자연수)의 픽셀 커패시터(Pc)의 타단과 연결되는 복수의 공통 전극들(CE11 내지 CEij, i,j>1인 자연수)을 포함할 수 있다. 도 2에서는 인접하는 4개의 픽셀들(예컨대, P11,P12,P21,P22), 예컨대, 2×2 픽셀들이 하나의 그룹을 형성하고, 하나의 그룹에 속하는 픽셀들이 하나의 공통 전극(common electrode)을 공유하는 형태이지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태로 구현될 수 있다.
예컨대, 패널(210)은 2개 이상의 그룹들로 구분될 수 있으며, 2개 이상의 그룹들 각각은 복수의 디스플레이 픽셀들을 포함할 수 있다. 그룹들 각각에 속하는 디스플레이 픽셀들은 서로 중복되지 않을 수 있다.
공통 전극들(CE11 내지 CEij, i,j>1인 자연수) 각각은 그룹들 중 대응하는 어느 하나(예컨대, CE11)에 속하는 디스플레이 픽셀들(P11 내지 P22)의 픽셀 커패시터들(Pc)의 타단에 공통 접속될 수 있다.
공통 전극들(CE11 내지 CEij, i,j>1인 자연수)은 디스플레이 동작 구간에서는 액정을 구동하기 위하여 디스플레이 픽셀들(P11 내지 Pnm, n,m>1인 자연수)에 공통 전압(Vcom)을 공급하는 전극으로 사용될 수 있고, 터치 센싱 동작 구간에서는 터치 센싱을 위하여 구동 신호가 인가되는 전극으로 사용될 수 있다.
예컨대, 터치 센싱 동작 구간에서는 공통 전극들(CE11 내지 CEij, i,j>1인 자연수)이 센싱 노드들(sensing node), 좌표들(coordinates), 감지 지점들(sensing points), 노드들(nodes), 또는 센싱 노드 어레이(array)의 역할을 수행할 수 있다.
또한 터치 감지는 공통 전극들 간의 자기 커패시턴스(self-capacitance)의 변화를 감지하는 방법, 또는 공통 전극들 간의 상호 커패시턴스(mutual capacitance)의 변화를 감지하는 방법이 사용될 수 있다.
게이트 라인들은 게이트 전극의 용어로도 사용될 수 있고, 데이터 라인들은 데이터 전극의 용어로도 사용될 수 있으며, 게이트 전극 및 데이터 전극은 디스플레이 전극이라는 용어로 사용될 수 있다.
상술한 패널(210)은 일 실시 예에 따른 것으로 다른 실시 예에서는 다양한 형태의 인셀 타입의 패널로 구현 가능하다.
타이밍 컨트롤러(220)는 호스트 컨트롤러(310)로부터 제공되는 제어 신호들(CLK, data, Hsy, Vsy, Pd, Sc)에 기초하여, 패널(210)을 구동하기 위한 데이터(DATA), 데이터 구동부(230)를 제어하기 위한 제1 제어 신호(S1), 게이트 구동부(240)를 제어하기 위한 제2 제어 신호(S2), 터치 센싱 블록(250)을 제어하기 위한 제3 제어 신호(S3), 및 패널(210)의 상태 정보를 나타내는 상태 정보 신호(Ps)를 생성할 수 있다.
예컨대, 제1 제어 신호(S1)는 데이터 구동부(220)의 쉬프트 레지스터에 입력되는 소스 스타트 펄스(Source start pulse, 인에이블 신호, 소스 샘플링 클럭, 수직 극성 제어 신호(Polarity, POL), 수평 극성 제어 신호, 수평 라인 신호(또는 수평 동기 신호) 또는 프레임 신호(또는 수직 동기 신호)를 포함할 수 있다.
소스 스타트 펄스는 데이터 구동부(220)의 데이터 샘플링 시작 시점을 제어할 수 있다. 소스 샘플링 클럭은 라이징(rising) 또는 폴링(falling) 에지에 기준하여 데이터의 샘플링 동작을 제어하는 클럭 신호이다.
수직 극성 제어 신호(POL)는 데이터 구동부(220)로부터 패널(210)로 출력되는 데이터 전압의 수직 방향의 극성을 제어한다. 수평 극성 제어 신호는 데이터 구동부(220)로부터 패널(210)로 출력되는 데이터 전압의 수평 방향의 극성을 제어한다. 인에이블 신호는 데이터 구동부(220)의 출력을 제어한다.
프레임 신호(Frame signal)는 1 프레임 기간을 정의하는 신호일 수 있다. 예컨대, 프레임 신호의 1 주기는 1 프레임 기간으로 설정될 수 있다. 또한 수평 라인 신호는 패널(210)의 픽셀 어레이에서 1 라인의 픽셀들에 데이터(DATA)를 기입하는데 필요한 1 수평 기간을 정의하는 신호일 수 있다. 수평 라인 신호의 1 주기는 1 수평 기간으로 설정될 수 있다.
예컨대, 제2 제어 신호(S2)는 게이트 스타트 펄스, 게이트 쉬프트 클럭, 및 게이트 출력 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다. 게이트 스타트 펄스는 첫 번째 게이트 회로에 인가되는 시작 신호일 수 있고, 게이트 쉬프트 클럭은 게이트 스타트 펄스를 쉬프트시키기 위한 클럭 신호이고, 게이트 출력 인에이블 신호는 게이트 구동부의 출력을 제어하는 신호일 수 있다.
제3 제어 신호(S3)는 터치 센싱 블록(250)에 포함되는 센싱단들을 제어하는 제어 신호들을 포함할 수 있다.
도 3은 1 프레임 기간을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 표시 장치(100)의 1 프레임 기간(1 Frame)은 시분할된 디스플레이 구간(Pd) 및 터치 센싱 구간(Pt)을 포함할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(220)로부터 제공되는 디스 플레이 인에이블 신호(Ten)에 의하여 디스플레이 구간(Pd) 및 터치 센싱 구간(Pt)이 구분될 수 있다.
디스플레이 구간(Pd) 완료시, 패널(210)의 픽셀 전극들(예컨대, 게이트 전극, 드레인 전극, 또는 소스 전극)은 플로팅(floating) 상태가 되는데, 픽셀 전극들 간의 오버랩 커패시턴스 및 커플링(coupling)으로 인하여 픽셀의 전극들이 완전한 플로팅 상태가 되지 않고 공통 전극과 픽셀 전극들 사이에 커패시턴스가 형성될 수 있으며, 이러한 커패시턴스는 터치 센싱 구간에서 터치 센싱에 대한 노이즈(이하 "LCD 노이즈"라 한다)로 작용할 수 있다. 왜냐하면 이러한 LCD 노이즈로 인하여 터치 유무에 대한 오동작이 발생할 수 있기 때문이다.
이러한 LCD 노이즈는 데이터 라인에 제공되는 데이터의 극성에 의하여 영향을 받을 수 있다. 예컨대, 데이터 라인에 제공되는 데이터가 극성에 따라 LCD 노이즈의 크기가 달라질 수 있다.
예컨대, 데이터 라인에 정극성 데이터(+)가 제공되는 프레임 구간에서 LCD 노이즈는 데이터 라인에 부극성 데이터(-)가 제공되는 프레임 구간에서 LCD 노이즈와 다를 수 있다.
데이터의 극성에 따라 LCD 노이즈가 다르기 때문에, 터치 센싱 구간(Pt) 동안 패널(210)에 제공되는 데이터의 극성에 따라 터치 센싱에 의한 센싱 노드들의 커패시터 변화량도 다를 수 있고, 이로 인하여 터치 센싱의 신뢰성이 악화될 수 있다.
데이터 구동부(230)는 패널(210)에 데이터를 제공한다.
도 4는 도 1에 도시된 데이터 구동부의 일 실시 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 데이터 구동부(230)는 쉬프트 레지스터(shift register, 410), 래치부(latch unit, 420), 레벨 쉬프터(430), 디지털-아날로그 변환기(440), 및 출력부(450)를 포함할 수 있다.
쉬프트 레지스터(410)는 데이터(DATA)를 래치부(420)에 저장하는 타이밍을 제어하기 위하여 인에이블 신호(En) 및 클럭 신호(CLK')에 응답하여 쉬프트 신호(SR)를 발생할 수 있다.
래치부(420)는 쉬프트 신호(SR)에 응답하여 데이터(DATA)를 저장할 수 있다. 레벨 쉬프터(430)는 래치부(420)에 저장된 데이터(DATA)의 레벨을 변환할 수 있다.
디지털-아날로그 변환기(440)는 레벨 변환된 데이터를 아날로그 신호로 변환할 수 있다.
출력부(450)는 디지털-아날로그 변환기(440)로부터 출력되는 아날로그 신호를 증폭(또는 버퍼링)하고, 증폭된(또는 버퍼링된) 아날로그 신호를 데이터 라인들(DL1 내지 DLm, m>1인 자연수)을 통하여 패널(210)에 제공할 수 있다.
패널(210)의 액정의 열화를 방지하기 위하여 패널(210)의 액정에 인가되는 데이터 전압의 극성을 주기적으로 반전시키는 인버전(inversion) 방식이 사용될 수 있다.
이러한 인버전 방식을 구현하기 위하여 데이터 구동부는 수직 극성 제어 신호(POL) 및 데이터(DATA)에 기초하여, 정극성 데이터 또는 부극성 데이터를 패널(210)에 제공할 수 있다.
인버전 방식을 구현하는 방식은 디지털-아날로그 변환기(440) 또는 출력부(450)에 의하여 구현될 수 있다.
도 5a는 인버전 방식을 구현하기 위한 실시 예에 따른 디지털-아날로그 변환기(440a)의 일 실시 예를 나타낸다.
도 5a를 참조하면, 디지털-아날로그 변환기(440a)는 정극성 감마기준전압(GH)이 공급되는 제1 디코더(30a), 부극성 감마기준전압(GL)이 공급되는 제2 디코더(30b), 및 수직 극성 제어 신호(POL)에 기초하여 제1 및 제2 디코더들(30a,30b)의 출력들 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 선택기(35)를 포함할 수 있다.
도 5a는 하나의 데이터 라인에 대응하는 디지털-아날로그 변환기(440)를 나타내며, 실시 예에 따른 디지털 아날로그 변환기(440a)는 각 데이터 라인에 대응하는 제1 및 제2 디코더들(30a,30b) 및 선택기(35)를 포함할 수 있다.
제1 디코더(30a)는 레벨 쉬프터(420)의 출력인 레벨 변환된 데이터(DATA1)를 디코드한 결과에 따라 정극성 전압(PV)을 출력할 수 있다. 제2 디코더(30b)는 레벨 변환된 데이터(DATA1)를 디코드한 결과에 따라 부극성 전압(NV)을 출력할 수 있다.
선택기(35)는 수직 극성 제어 신호(POL)에 기초하여, 정극성 전압(PV) 및 부극성 전압(NV) 중 어느 하나를 출력할 수 있다.
출력부(450)는 정극성 전압(PV) 또는 부극성 전압(NV)을 버퍼링한 결과에 따른 정극성 데이터(+) 또는 부극성 데이터(-)를 출력할 수 있다. 예컨대, 정극성 데이터는 공통 전압(Vcom)보다 높은 전압을 갖는 데이터일 수 있고, 부극성 데이터는 공통 전압(Vcom)보다 낮은 전압을 갖는 데이터일 수 있다.
도 5b는 인버전 방식을 구현하기 위한 실시 예에 따른 출력부(450a)의 일 실시 예를 나타낸다.
도 5b를 참조하면, 출력부(450a)는 디지털-아날로그 변환기(430)로부터 출력되는 아날로그 신호(DATA1')를 증폭한 결과에 따른 정극성 데이터(DATA1'_P)를 출력하는 제1 증폭기(40a), 아날로그 신호(DATA1')를 증폭한 결과에 따른 부극성 데이터(DATA1'_N)를 출력하는 제2 증폭기(40b), 및 극성 제어 신호(POL)에 기초하여 정극성 데이터(DATA1'_P) 및 부극성 데이터(DATA1'_N) 중 어느 하나를 출력하는 선택기(45)를 포함할 수 있다.
예컨대, 정극성 데이터는 공통 전압(Vcom)보다 높은 전압을 갖는 데이터일 수 있고, 부극성 데이터는 공통 전압(Vcom)보다 낮은 전압을 갖는 데이터일 수 있다.
인버전 방식을 구현하는 방식은 상술한 바에 한정되는 것은 아니며, 극성 제어 신호를 이용하여 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 실시 예에 따른 인버전 방식은 프레임별로 데이터의 극성을 교번하는 프레임 인버전 방식이 사용될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며 다른 실시 예에서는 도트 인버전 또는 칼럼 인버전 방식이 사용될 수도 있다.
게이트 구동부(240)는 제2 제어 신호(S2)에 응답하여 게이트 라인들(GL1 내지 GLn, n>1인 자연수)을 구동할 수 있다.
예컨대, 게이트 구동부(240)는 제2 제어 신호(S2)에 응답하여 게이트 구동 신호(G1 ~ Gn, n>1인 자연수)를 게이트 라인들(GL1 내지 GLn, n>1인 자연수)로 출력할 수 있다. 게이트 구동 신호(G1 ~ Gn, n>1인 자연수)에 의하여 게이트 라인들 각각에 연결되는 디스플레이 픽셀의 트랜지스터(TR)는 턴 온 또는 턴 오프될 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러(220)의 일 실시 예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 타이밍 컨트롤러(220)는 호스트(310)로부터 제공되는 클럭 신호(CLK), 데이터(data), 수평 동기 신호(Hys), 수직 동기 신호(Vsy), 및 제어 신호(Sc) 등에 기초하여, 제1 내지 제3 제어 신호들(S1 내지 S3)을 생성할 수 있다. 예컨대, 수직 동기 신호(Vsy)는 1 프레임 기간을 정의하는 프레임 신호일 수 있다. 수직 동기 신호(Vsy)는 주기 신호일 수 있으며, 수직 동기 신호(Vsy)의 1 주기는 1 프레임기간으로 설정될 수 있다. 또한 예컨대, 수평 동기 신호(Hys)는 패널(210)의 픽셀 어레이에서 1 라인의 픽셀들에 데이터를 기입하는데 필요한 1 수평 기간을 정의하는 신호일 수 있다. 수평 동기 신호(Hys)는 주기 신호일 수 있고, 수평 동기 신호(Hsy)의 1 주기는 1 수평 기간으로 설정될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(220)는 제1 내지 제3 제어 신호들(S1 내지 S3) 중 적어도 하나에 기초하여 상태 정보 신호(Ps)를 생성할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(220)는 호스트(310)로부터 제공되는 신호들(CLK, data, Hys, Vsy, Sc)에 기초하여, 제1 내지 제3 제어 신호들(S1 내지 S3)을 생성하는 제어 신호 생성부(222), 및 제1 내지 제3 제어 신호들(S1 내지 S3) 중 적어도 하나에 기초하여 상태 정보 신호(Ps)를 생성하는 상태 정보 제공부(224)를 포함할 수 있다.
예컨대, 상태 정보 제공부(224)는 수직 극성 제어 신호(POL)에 기초하여, 상태 정보 신호(Ps)를 생성할 수 있다. 이때 상태 정보 신호(Ps)를 통하여 다음과 같은 패널(210)의 상태를 알 수 있다. 수직 극성 제어 신호(POL)에 기초하여, 패널(210)의 픽셀들이 정극성 데이터(+) 및 부극성 데이터(-) 중 어느 것으로 구동되었는지 알 수 있다.
또는 예컨대, 상태 정보 제공부(224)는 수직 동기 신호(Vsy), 디스플레이 인에이블 신호(Ten), 및 수직 극성 제어 신호(POL)에 기초하여, 상태 정보 신호(Ps)를 생성할 수 있다.
이때 상태 정보 신호(Ps)를 통하여 다음과 같은 패널(210)의 상태를 알 수 있다. 먼저 디스플레이 인에이블 신호(Ten)에 기초하여, 디스플레이 동작의 완료 여부를 알 수 있다. 수직 동기 신호(Vsy)에 기초하여, 어느 한 프레임의 완료 여부를 알 수 있다. 그리고 수직 극성 제어 신호(POL)에 의하여 패널(210)의 픽셀들이 정극성 데이터(+) 및 부극성 데이터(-) 중 어느 것으로 구동되었는지 알 수 있다.
또는 예컨대, 상태 정보 제공부(224)는 수평 동기 신호(Hsy), 수직 동기 신호(Vsy), 디스플레이 인에이블 신호(Ten), 및 수직 극성 제어 신호(POL)에 기초하여, 상태 정보 신호(Ps)를 생성할 수 있다. 이때 상태 정보 제공부(224)는 수평 동기 신호(Hsy)를 통하여 어느 한 수평 라인의 데이터 기입 완료 여부를 알 수 있다.
터치 센싱 블록(250)은 터치 센싱 동작(또는 터치 센싱 모드) 구간(Pt, 도 3 참조) 동안 센싱 노드들인 공통 전극들(SD11 내지 SDij, i,j>1인 자연수)에 구동 신호를 제공하고, 터치에 의하여 공통 전극들(SD11 내지 SDij, i,j>1인 자연수)의 자기 커패시터의 변화, 또는 공통 전극들 간의 상호 커패시턴스의 변화에 따라 공통 전극들(SD11 내지 SDij, i,j>1인 자연수)을 통하여 수신되는 신호를 감지할 수 있다.
디스플레이 동작 구간(Pd)에서 공통 전극들(SD11 내지 SDij, i,j>1인 자연수)에는 공통 전압(Vcom)이 제공될 수 있다.
도 2를 참조하면, 패널(210)은 공통 전극들(SD11 내지 SDij, i,j>1인 자연수)과 연결되는 센싱 라인들(L11 내지 Lij, i>1, j>1인 자연수)을 더 구비할 수 있다.
터치 센싱 블록(250)은 센싱 노드들(SD11 내지 SDij, i>1,j>1인 자연수)의 정전 용량의 변화(또는 정전 용량)를 감지한 결과에 따른 로데이터(Raw Data)의 변화 값(또는 로데이터의 값)를 출력할 수 있다.
터치 센싱 블록(250)은 상태 정보 제공부(224)로부터 제공되는 상태 정보 신호(Ps), 및 로데이터(Raw Data)의 변화 값(또는 로데이터의 값)에 기초하여 센싱 노드들의 터치의 유무 및 터치된 센싱 노드의 좌표 정보를 산출할 수 있다.
예컨대, 로데이터의 변화 값은 터치가 없을 때의 센싱 노드의 로데이터 값과 센싱 노드의 현재 로데이터 값의 차이일 수 있다. 로데이터의 변화 값이 기준 데이터 값을 초과할 경우 센싱 노드의 터치가 있는 것으로 판단될 수 있다.
상술한 바와 같이, 디스플레이 구간(Pd) 동안 패널(210)에 제공되는 데이터의 극성에 따라, 터치 센싱 구간(Pt) 동안 터치 센싱 블록(250)이 감지하는 센싱 노드들의 정전 용량의 변화(또는 정전 용량)가 다를 수 있고, 이로 인하여 로데이터(Raw Data)의 변화 값(또는 로데이터의 값)이 다를 수 있다.
터치 센싱 블록(250)은 상태 정보 신호(Ps)에 기초하여 각 프레임에서 패널(210)에 제공되는 데이터의 극성에 대한 정보를 얻을 수 있으며, 데이터의 극성에 대한 정보에 기초하여 터치 유무를 판단하는 기준 데이터의 값을 조정할 수 있으며, 조정된 기준 데이터 값, 및 로데이터(Raw Data)의 변화 값에 기초하여 터치의 유무, 및 터치된 센싱 노드의 좌표 정보를 산출할 수 있다.
도 7은 도 1에 도시된 터치 센싱 블록(250)의 일 실시 예를 나타낸다.
터치 센싱 블록(250)은 센싱 라인들(SL1 내지 SLk, k>1인 자연수)에 연결되는 센싱단들(250-1 내지 250-k, k>1인 자연수), 및 센싱단들(250-1 내지 250-k)에 연결되는 데이터 처리부(252)를 포함할 수 있다. 센싱 라인들(SL1 내지 SLk, k>1인 자연수)은 도 2에 도시된 센싱 라인들(L11 내지 Lij) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
센싱단들(250-1 내지 250-k) 각각은 센싱 라인들(SL1 내지 SLk, k>1인 자연수) 중 대응하는 어느 하나에 연결될 수 있다.
센싱단들(250-1 내지 250-k) 각각은 센싱 라인들(SL1 내지 SLk) 중 대응하는 어느 하나를 통하여 센싱 노드들(SD11 내지 SDij) 중 대응하는 어느 하나에 구동 신호를 제공하고, 대응하는 어느 하나의 센싱 노드의 정전 용량의 변화(또는 정전 용량)을 감지한 결과에 따른 로데이터(Raw Data)의 변화 값(또는 로데이터의 값)을 출력할 수 있다.
예컨대, 센싱단들(250-1 내지 250-k) 각각은 구동 신호의 공급 및 차단을 제어하는 스위치들, 센싱 라인과 연결되는 적어도 하나의 커패시터, 센싱 라인으로 수신되는 신호를 증폭하는 증폭기, 증폭기의 출력을 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기를 포함할 수 있으며, 센싱 노드의 정전 용량을 감지할 수 있다.
또는 센싱단들(250-1 내지 250-k) 각각은 센싱 노드의 정전 용량과 기준 정전 용량의 차이를 산출하는 연산기, 예컨대, 뺄셈기를 더 포함할 수 있으며, 센싱 노드의 정전 용량의 변화를 감지할 수도 있다. 이때 기준 정전 용량은 터치가 없을 때의 센싱 노드의 정전 용량일 수 있다.
데이터 처리부(252)는 센싱단들(250-1 내지 250-k)로부터 제공되는 센싱 노드들의 로데이터 값의 변화, 및 타이밍 컨트롤러(220)로부터 제공되는 상태 정보 신호(Ps)에 기초하여, 터치의 유무 및 터치된 센싱 노드들의 좌표 정보를 산출한다.
도 8은 도 7에 도시된 데이터 처리부(252)의 터치된 센싱 노드들의 좌표 정보를 산출하는 동작의 일 실시 예를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 데이터 처리부(252)는 상태 정보 신호(Ps)에 기초하여, 터치 유무를 판단하는 기준이 되는 기준 데이터의 값(DR)을 설정 또는 조정한다(S110).
예컨대, 상태 정보 신호(Ps)에 의하여 디스플레이 동작 구간 동안 패널(210)의 픽셀들이 정극성 데이터(+)로 구동되었을 경우, 데이터 처리부(252)는 제1 기준 값을 갖는 제1 기준 데이터를 설정할 수 있다.
또는 상태 정보 신호(Ps)에 의하여 디스플레이 동작 구간 동안 패널(210)의 픽셀들이 부극성 데이터(-)로 구동되었을 경우, 데이터 처리부(252)는 제2 기준 값을 갖는 제2 기준 데이터를 설정할 수 있다. 기준 데이터의 제1 기준 값과 제2 기준 값은 서로 다를 수 있다.
데이터 처리부(252)는 센싱단들(250-1 내지 250-k)로부터 제공되는 센싱 노드의 로데이터(RD)의 변화 값(또는 로데이터의 값)이 설정된 기준 데이터 값(DR)을 초과하는지 판단한다(S120).
데이터 처리부(252)는 센싱 노드의 로데이터(RD)의 변화 값(또는 로데이터의 값)이 설정된 기준 데이터 값(DR)을 초과하지 않는 경우는 터치가 없는 것(no touch)으로 판단한다(S130).
반면에, 데이터 처리부(252)는 센싱 노드의 로데이터(RD)의 변화 값이 설정된 기준 데이터 값(DR)을 초과하는 경우는 터치가 있는 것으로 판단하여, 터치가 있는 것으로 판단되는 센싱 노드의 위치 좌표 정보를 산출할 수 있다.
실시 예는 디스플레이 동작 구간 동안 패널(210)로 제공되는 데이터의 극성에 기초하여, 터치 유무를 판단하는 기준으로 되는 기준 데이터의 값을 조정함으로써, LCD 노이즈를 배제하고, 터치 신호대 잡음비(touch Signal to Noise Ratio)를 높여 정확한 터치 센싱을 구현할 수 있고, 터치 센싱의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도 9는 도 7에 도시된 데이터 처리부(252)의 터치된 센싱 노드들의 좌표 정보를 산출하는 동작의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 데이터 처리부(252)는 상태 정보 신호(Ps)에 기초하여, 로데이터(RD)의 변화 값(또는 로데이터(RD)의 값)을 보정한다(S210).
예컨대, 데이터 처리부(252)는 상태 정보 신호(Ps)에 의하여 디스플레이 동작 구간 동안 각 센싱 노드에 대응하는 픽셀들 각각에 제공되는 데이터의 극성을 알 수 있다. 데이터 처리부(252)는 각 센싱 노드에 대응한 픽셀들에 제공되는 데이터의 극성에 기초하여, 각 센싱 노드의 로데이터(RD)의 변화 값(또는 로데이터의 값)을 보정할 수 있다.
예컨대, 데이터 처리부(252)는 각 센싱 노드에 대응하는 픽셀들에 제공되는 정극성 데이터의 개수 및 부극성 데이터의 개수의 차이에 기초하여, 각 센싱 노드의 로데이터의 변화 값(또는 로데이터의 값)을 보정할 수 있다.
데이터 처리부(252)는 보정된 로데이터(RD)의 변화 값(또는 로데이터의 값)이 터치 유무를 판단하는 기준이 되는 기준 데이터 값을 초과하는지 여부를 판단한다(S220).
데이터 처리부(252)는 보정된 로데이터(ED)의 변화 값(또는 로데이터의 값)이 기준 데이터 값을 초과하지 않는 경우는 터치가 없는 것(no touch)으로 판단한다(S230).
반면에, 데이터 처리부(252)는 보정된 로데이터(ED)의 변화 값(또는 로데이터의 값)이 기준 데이터 값을 초과하는 경우, 터치가 있는 것으로 판단하여, 터치가 있는 것으로 판단되는 센싱 노드의 위치 좌표 정보를 산출할 수 있다.
도 10은 도 1에 도시된 타이밍 컨트롤러의 다른 실시 예(220a)를 나타낸다. 도 6과 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 동일한 구성에 대해서는 설명을 간략하게 하거나 생략한다.
도 10을 참조하면, 타이밍 컨트롤러(220a)는 제어 신호 생성부(222a), 및 상태 정보 제공부(224a)를 포함할 수 있다.
제어 신호 생성부(222a)는 도 6에서 설명한 바와 같이, 제1 내지 제3 제어 신호들(S1 내지 S3)을 생성할 수 있다.
상태 정보 제공부(224a)는 제1 상태 제어 신호(Ps1), 제2 상태 제어 신호(Ps2), 및 제3 상태 제어 신호(Ps3)를 생성할 수 있다.
제1 및 제2 상태 제어 신호들(Ps1, Ps2)는 패널(210)의 비정상적인 상태 또는 조건과 관련된 신호일 수 있다.
제1 상태 제어 신호(Ps1)는 ESD(ElectroStatic Discharge)의 유입 유무에 따라 생성되는 신호일 수 있다. 즉 제1 상태 제어 신호(PES)에 의하여 패널(210)에 ESD(ElectroStatic Discharge)가 유입되었는지 여부를 알 수 있다. 패널(210)의 전원 공급 단자에 인가되는 전압 또는 전류가 기설정된 기준 값을 초과하는 경우에 ESD(ElectroStatic Discharge)가 유입되었다고 판단될 수 있다.
제1 상태 제어 신호(Ps1)를 생성하기 위하여 표시 장치(100)는 ESD 검출 회로(410)를 더 포함할 수 있다.
예컨대, ESD 검출 회로(410)는 패널(210)의 전원 공급 단자에 인가되는 전압 또는 전류를 검출하고, 검출된 전압 또는 전류가 기설정된 기준 값을 초과하는지 여부에 기초하여, ESD 검출 신호(PES)를 출력할 수 있고, 상태 정보 제공부(224a)는 ESD 검출 신호(PES)에 기초하여 제1 상태 제어 신호(Ps1)를 생성할 수 있다.
ESD가 패널(210)에 유입됨에 따라 센싱 노드들의 로데이터의 변화 값이 영향을 받을 수 있으며, 이로 인하여 터치 센싱의 오동작이 발생할 수 있다.
ESD 유입에 따른 터치 센싱의 오동작을 방지하기 위하여, 데이터 처리부(250)는 제1 상태 제어 신호(Ps1)에 기초하여 ESD(ElectroStatic Discharge)의 유입이 있다고 판단되는 시점에 감지된 센싱 노드들의 로데이터를 배제시킬 수 있다. 데이터 처리부(250)는 센싱 노드들의 로데이터를 저장하는 데이터 저장부, 예컨대, 레지스터를 포함할 수 있다. 데이터 처리부(250)는 데이터 저장부에 저장된 EDS 유입 시점 이전의 센싱 노드들의 로데이터를 복원할 수 있다.
제2 상태 제어 신호(Ps2)는 패널(210) 주위의 온도에 변화에 따라 생성되는 신호일 수 있다. 즉 제2 상태 제어 신호(Ps2)에 의하여 패널(210) 주위의 온도 변화를 알 수 있다.
실시 예에 따른 표시 장치(100)는 패널(210) 주위의 온도를 측정하는 온도 검출 회로(420)를 더 포함할 수 있다. 온도 검출 회로(420)는 주위의 온도 변화에 의하여 저항값이 변하는 써미스터(thermistor)를 포함하도록 구현될 수 있다.
온도 검출 회로(420)는 패널(210) 주위의 온도를 측정한 결과에 따른 온도 검출 신호(PD)를 출력할 수 있고, 상태 정보 제공부(224a)는 온도 검출 신호(PD)에 기초하여 제2 상태 제어 신호(Ps2)를 생성할 수 있다. 여기서 패널(210) 주위의 온도는 패널(210) 주변에 위치하는 표시 장치(100)의 구성 요소들의 온도일 수 있다.
패널(210) 주변의 온도가 비정상적으로 올라감에 따라 센싱 노드의 로데이터 값이 영향을 받을 수 있으며, 이로 인하여 터치 센싱의 오동작이 발생될 수 있다.
이러한 패널(210) 주변의 온도 변화에 따른 터치 센싱의 오동작을 방지하기 위하여 데이터 처리부(250)는 제2 상태 제어 신호(Ps2)에 기초하여 패널(210) 주변의 온도가 비정상적으로 올라간 것으로 판단되는 시점에 감지된 센싱 노드들의 로데이터를 배제시킬 수 있다.
또는 데이터 처리부(250)는 제2 상태 제어 신호(Ps2)에 기초하여 터치 유무를 판단하는 기준 데이터 값을 변경할 수 있으며, 변경된 기준 데이터 값에 기초하여 터치의 유무 및 터치된 센싱 노드의 좌표 정보를 산출할 수 있다.
또는 데이터 처리부(250)는 제2 상태 제어 신호(Ps2)에 기초하여 센싱 노드의 로데이터의 변화 값을 보정할 수 있으며, 보정된 로데이터 변화 값에 기초하여 터치의 유무 및 터치된 센싱 노드의 좌표 정보를 산출할 수 있다.
제3 상태 제어 신호(Ps3)는 표시 장치(100)의 특정 기능(special function)과 관련된 신호일 수 있다.
예컨대, 제3 상태 제어 신호(Ps3)는 표시 장치(100)의 "노크 온(knock-on)" 동작과 관련된 신호일 수 있다. 여기서 노크 온 동작은 적어도 두 번 이상의 탭(tap)들이 제한 시간 이내에 연속적으로 센싱되는 것을 말한다. 예컨대, 제1 탭이 감지된 시점으로부터 제한 시간 이내에 제2 탭이 감지되면, "노크 온"이 감지된 것으로 볼 수 있다.
"노크 온" 동작은 패널(210)의 온 상태 또는 오프 상태에 따라 다른 방식으로 감지될 수 있다.
예컨대, 패널(210)이 온 상태인 경우, 터치 센싱 블록(250)은 사용자의 입력에 즉시 반응할 수 있도록 활성화 상태인 액티브 모드를 수행할 수 있다.
패널(210)이 오프 상태인 경우, 배터리를 절약하기 위하여 터치 센싱 블록(250)은 활성화 상태와 비활성화 상태가 기설정된 주기로 전환되는 모드를 수행할 수 있다. 즉 패널(210)이 오프 상태인 경우, 터치 센싱 블록(250)은 기설정된 주기마다 활성화될 수 있다.
터치 센싱 블록(250)이 활성화되는 주기가 짧을수록 패널(210)에 가해지는 노크 온이 감지되는 속도가 빨라지지만, 터치 센싱 블록(250)에서 소모되는 전력이 증가할 수 있다. 반면에 터치 센싱 블록(250)이 활성화되는 주기가 길수록 소모되는 전력은 감소하나 노크 온을 감지하는 속도는 느려질 수 있다.
상태 정보 제공부(224a)는 패널(210)의 온 상태 또는 오프 상태를 나타내는 신호(Pon)에 기초하여, 제3 상태 제어 신호(Ps3)를 생성할 수 있다.
패널(210)의 온 상태 또는 오프 상태에 따라 센싱 노드의 로데이터 값이 영향을 받을 수 있다. 데이터 처리부(250)는 제3 상태 제어 신호(Ps3)에 기초하여 터치 유무를 판단하는 기준 데이터 값을 변경할 수 있으며, 변경된 기준 데이터 값에 기초하여 터치의 유무 및 터치된 센싱 노드의 좌표 정보를 산출할 수 있다.
예컨대, 데이터 처리부(250)는 패널(210)이 오프 상태일 때의 기준 데이터 값을 패널(210)이 온 상태일 때의 기준 데이터 값보다 낮게 설정할 수 있다.
또는 데이터 처리부(250)는 제3 상태 제어 신호(Ps3)에 기초하여 센싱 노드의 로데이터의 변화 값을 보정할 수 있으며, 보정된 로데이터 변화 값에 기초하여 터치의 유무 및 터치된 센싱 노드의 좌표 정보를 산출할 수 있다.
디스플레이 픽셀들 및 센싱 노드들(P11 내지 Pnm)을 포함하는 패널(210)을 갖는 표시 장치(100)(또는 터치 센서)의 터치 센싱 방법을 설명한다.
실시 예에 따른 터치 센싱 방법은 센싱 노드들(P11 내지 Pnm)의 정전 용량의 변화를 감지한 결과에 따른 로데이터의 변화 값을 생성하는 단계, 패널(210)을 구동하는 데이터의 극성, 패널 주위의 온도, 상기 패널에 유입되는 ESD 유무, 또는 상기 패널의 온 또는 오프 상태 중 적어도 하나에 기초하여 상태 정보 신호(Ps, Ps1 내지 Ps3)를 생성하는 단계; 및 상태 정보 신호(Ps, Ps1 내지 Ps3) 및 로데이터(RD)의 변화 값에 기초하여, 센싱 노드들(P11 내지 Pnm)의 터치를 감지하는 단계를 포함한다.
터치를 감지하는 단계는 상태 정보 신호(Ps, Ps1 내지 Ps3)에 기초하여, 터치 유무를 판단하는 기준이 되는 기준 데이터 값(DR)을 조정하는 단계; 및 조정된 기준 데이터 값(DR) 및 로데이터(RD)의 변화 값에 기초하여 센싱 노드들(P11 내지 Pnm)의 터치 유무를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
또는 터치를 감지하는 단계는 상태 정보 신호(Ps, Ps1 내지 Ps3)에 기초하여, 로데이터(RD)의 변화 값을 보정하는 단계; 및 보정된 로데이터(RD) 변화 값, 및 터치 유무를 판단하는 기준이 되는 기준 데이터 값(DR)에 기초하여, 센싱 노드들(P11 내지 Pnm)의 터치 유무를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 포함되는 각 단계는 도 1 내지 도 10에서 설명한 바가 동일하게 적용될 수 있다.
도 1의 표시 장치(100)는 공통 전극들을 센싱 전극들로 사용하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 디스플레이 전극들, 예컨대, 픽셀의 게이트 전극, 소스 전극, 또는 드레인 전극 중 어느 하나를 센싱 전극으로 사용할 수 있다.
또한 센싱 전극과 디스플레이 전극들 간의 기생 커패시턴스를 줄이기 위하여 센싱 구간 동안 센싱 전극을 제외한 나머지 디스플레이 전극들 중 적어도 하나에 가이딩 신호(guarding signal)를 제공할 수 있다.
예컨대, 가이딩 신호와 센싱 노드들에 제공되는 구동 신호의 차이는 일정할 수 있다. 예컨대, 가이딩 신호는 구동 신호와 동일한 신호일 수 있다. 예컨대, 가이딩 신호는 구동 신호와 주파수(frequency), 위상(phase), 형상(shape) 또는/및 크기(amplitude) 중 적어도 하나가 동일할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
210: 패널 220: 타이밍 컨트롤러
230: 데이터 구동부 240: 게이트 구동부
250: 터치 센싱 블록.

Claims (13)

  1. 디스플레이 픽셀들 및 센싱 노드들을 포함하는 패널(panel);
    상기 센싱 노드들의 정전 용량의 변화를 감지하는 터치 센싱 블록; 및
    상기 패널에 제공되는 데이터의 수직 방향의 극성을 제어하는 수직 극성 제어 신호에 기초하여, 상태 정보 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러를 포함하며,
    상기 터치 센싱 블록은,
    상기 상태 정보 신호, 및 상기 센싱 노드들의 정전 용량의 변화에 기초하여, 상기 센싱 노드들의 터치의 유무를 감지하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패널은 프레임(frame)을 주기로 데이터의 극성이 교번하는 프레임 인버전 방식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 터치 센싱 블록은,
    상기 센싱 노드들의 정전 용량의 변화를 감지한 결과에 따른 로데이터의 변화 값을 출력하는 센싱단; 및
    상기 센싱단으로부터 제공되는 로데이터(raw data)의 변화 값, 및 상기 상태 정보 신호에 기초하여, 상기 센싱 노드들의 터치 유무를 판단하는 데이터 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  4. 제3항에 있어서, 상기 데이터 처리부는,
    상기 상태 정보 신호에 기초하여, 터치 유무를 판단하는 기준이 되는 기준 데이터 값을 조정하고, 조정된 기준 데이터 값 및 상기 로데이터의 변화 값에 기초하여 상기 센싱 노드들의 터치 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  5. 제3항에 있어서, 상기 데이터 처리부는,
    상기 상태 정보 신호에 기초하여, 상기 로데이터의 변화 값을 보정하고, 상기 보정된 로데이터 변화 값, 및 터치 유무를 판단하는 기준이 되는 기준 데이터 값에 기초하여, 상기 센싱 노드들의 터치 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 디스플레이 픽셀들은 복수의 그룹들로 구분되고,
    복수의 그룹들 각각은 하나의 공통 전극을 공유하는 2개 이상의 디스플레이 픽셀들을 포함하며,
    상기 복수의 그룹들에 대응하는 공통 전극들이 상기 센싱 노드들인 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  7. 제6항에 있어서, 상기 데이터 처리부는,
    각 센싱 노드에 대응하는 복수의 디스플레이 픽셀들에 제공되는 정극성 데이터의 개수 및 부극성 데이터의 개수의 차이에 기초하여, 각 센싱 노드의 로데이터의 변화 값을 보정하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  8. 디스플레이 픽셀들 및 센싱 노드들을 포함하는 패널(panel);
    상기 센싱 노드들의 정전 용량의 변화를 감지한 결과에 따른 로데이터의 변화 값을 생성하는 터치 센싱 블록; 및
    상태 정보 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러를 포함하며,
    상기 터치 센싱 블록은,
    상기 상태 정보 신호 및 상기 로데이터의 변화 값에 기초하여, 상기 센싱 노드들의 터치를 감지하며,
    상기 상태 정보 신호는 ESD(ElectroStatic Discharge)의 유입 유무에 기초하여 생성되는 신호, 상기 패널 주위의 온도를 측정한 결과에 기초하여 생성되는 신호, 또는 상기 패널의 온 또는 오프 상태에 기초하여 생성되는 신호인 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  9. 제8항에 있어서, 상기 터치 센싱 블록은,
    상기 상태 정보 신호에 기초하여, 터치 유무를 판단하는 기준이 되는 기준 데이터 값을 조정하고, 조정된 기준 데이터 값 및 상기 로데이터의 변화 값에 기초하여 상기 센싱 노드들의 터치 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  10. 제8항에 있어서, 상기 터치 센싱 블록은,
    상기 상태 정보 신호에 기초하여, 상기 로데이터의 변화 값을 보정하고, 상기 보정된 로데이터 변화 값, 및 터치 유무를 판단하는 기준이 되는 기준 데이터 값에 기초하여, 상기 센싱 노드들의 터치 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  11. 디스플레이 픽셀들 및 센싱 노드들을 포함하는 패널(panel)을 갖는 터치 센서의 센싱 방법에 있어서,
    상기 센싱 노드들의 정전 용량의 변화를 감지한 결과에 따른 로데이터의 변화 값을 생성하는 단계;
    상기 패널을 구동하는 데이터의 극성, 상기 패널 주위의 온도, 상기 패널에 유입되는 ESD 유무, 또는 상기 패널의 온 또는 오프 상태 중 적어도 하나에 기초하여, 상태 정보 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 상태 정보 신호, 및 상기 로데이터의 변화 값에 기초하여, 상기 센싱 노드들의 터치를 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 터치를 감지하는 단계는,
    상기 상태 정보 신호에 기초하여, 터치 유무를 판단하는 기준이 되는 기준 데이터 값을 조정하는 단계; 및
    조정된 기준 데이터 값 및 상기 로데이터의 변화 값에 기초하여 상기 센싱 노드들의 터치 유무를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 터치를 감지하는 단계는,
    상기 상태 정보 신호에 기초하여, 상기 로데이터의 변화 값을 보정하는 단계; 및
    상기 보정된 로데이터 변화 값, 및 터치 유무를 판단하는 기준이 되는 기준 데이터 값에 기초하여, 상기 센싱 노드들의 터치 유무를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 방법.
KR1020150127625A 2015-09-09 2015-09-09 터치 센서 및 터치 센싱 방법 KR20170030272A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150127625A KR20170030272A (ko) 2015-09-09 2015-09-09 터치 센서 및 터치 센싱 방법
US14/965,731 US9886152B2 (en) 2015-09-09 2015-12-10 Touch sensor and touch sensing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150127625A KR20170030272A (ko) 2015-09-09 2015-09-09 터치 센서 및 터치 센싱 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170030272A true KR20170030272A (ko) 2017-03-17

Family

ID=58190390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150127625A KR20170030272A (ko) 2015-09-09 2015-09-09 터치 센서 및 터치 센싱 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9886152B2 (ko)
KR (1) KR20170030272A (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106020542B (zh) * 2016-05-19 2019-05-03 京东方科技集团股份有限公司 像素电路及其驱动方法、基板、显示面板及电子设备
JP2018190095A (ja) * 2017-04-28 2018-11-29 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置、表示装置及び検出方法
JP6960769B2 (ja) * 2017-05-19 2021-11-05 クリエイティブ レジェンド セミコンダクター （ホンコン） リミテッド 半導体装置、表示装置及びその動作方法
CN109830213B (zh) * 2017-11-23 2021-12-21 奇景光电股份有限公司 显示设备
JP2020095106A (ja) * 2018-12-11 2020-06-18 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
CN112860105B (zh) * 2021-01-28 2022-12-30 维沃移动通信有限公司 触控位置确定方法、装置、电子设备及可读存储介质

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI417624B (zh) * 2009-11-19 2013-12-01 Innolux Display Corp 觸控顯示裝置
US9164620B2 (en) * 2010-06-07 2015-10-20 Apple Inc. Touch sensing error compensation
TWI509471B (zh) * 2013-07-15 2015-11-21 Au Optronics Corp 觸控顯示系統以及具有觸控功能之顯示面板
JP6320227B2 (ja) * 2014-01-17 2018-05-09 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
US9740349B2 (en) * 2015-09-01 2017-08-22 Himax Technologies Limited Touch driving apparatus, touch driving method and touch display system

Also Published As

Publication number Publication date
US20170068349A1 (en) 2017-03-09
US9886152B2 (en) 2018-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9874971B2 (en) Display device
US10444901B2 (en) Method and circuit for driving touch sensor and display device using the same
US10198124B2 (en) Method and circuit for driving touch sensors and display device using the same
KR20170030272A (ko) 터치 센서 및 터치 센싱 방법
US9507460B2 (en) Touch sensing device, touch sensing circuit, data driving circuit, and display device driving method
TWI608388B (zh) 顯示裝置及其驅動方法與驅動電路
KR101542397B1 (ko) 접촉 감지 기능이 있는 표시 장치 및 그 구동 방법
US8866751B2 (en) Display device and method of driving the same
JP5232949B2 (ja) 液晶表示装置及びその駆動方法
KR101682964B1 (ko) 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 터치 인식 방법
KR102038883B1 (ko) 표시장치 및 그 구동방법
US10761633B2 (en) Touch display device, touch-driving circuit, and touch-sensing method
EP3594791B1 (en) Display apparatus including a driver ic and a connection film
KR101588347B1 (ko) 액정 표시패널, 이를 포함하는 액정 표시장치 및 액정 표시장치의 구동 방법
JP2011523111A (ja) 接触及び接近を感知することができるディスプレイパネルとディスプレイ装置及びそのパネルを用いる接触及び接近感知方法
KR20090121040A (ko) 액정표시장치
KR101954731B1 (ko) 액정표시장치 및 그 구동 방법
KR20110027397A (ko) 터치센서 및 이를 갖는 액정표시장치
KR20160041770A (ko) 터치 센서를 갖는 전자장치와 이의 구동 방법
KR20150030539A (ko) 인 셀 터치 액정표시장치
JP5475498B2 (ja) タッチパネル付き表示装置
KR20140077397A (ko) 표시장치 및 그 구동방법
KR20200029834A (ko) 터치 디스플레이 패널, 터치 디스플레이 장치
KR101502371B1 (ko) 액정 표시 장치 및 이의 구동 방법
KR20160094540A (ko) 표시장치 및 그 구동방법