KR20170045432A - 터치 스크린 패널 일체형 표시장치 및 그의 제어방법 - Google Patents

터치 스크린 패널 일체형 표시장치 및 그의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 터치 스크린 패널 일체형 표시장치는, 영상데이터에 기초하여 영상을 표시하는 표시패널; 터치에 대응하여 터치 감지신호들을 생성하기 위한 터치 감지부; 상기 영상데이터를 분석하여 노이즈 기간을 판단하는 데이터 분석부; 및 상기 노이즈 기간을 회피하여 센싱기간을 설정하고, 상기 센싱기간에 대응되는 상기 터치 감지신호들에 기초하여 터치위치를 산출하는 터치 제어부를 포함한다.

Description

터치 스크린 패널 일체형 표시장치 및 그의 제어방법{DISPLAY DEVICE INTERGRATED TOUCH SCREEN PANEL AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 터치 스크린 패널 일체형 표시장치 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 특히 외부 노이즈 영향을 저감시킬 수 있는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치 및 그의 제어방법에 관한 것이다.
터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전용량 방식 등이 알려져 있다. 정전용량 방식의 터치 스크린 패널은 다수의 감지전극들을 포함하는 터치 감지부에 사람의 손 또는 스타일러스 펜이 접촉될 때 감지전극들에 형성된 정전용량의 변화를 감지함으로써 터치위치를 산출한다. 구체적으로, 터치 스크린 패널은 미리 설정된 센싱기간 동안 감지된 다수의 터치 감지신호들을 샘플링하여 터치위치를 산출할 수 있다.
한편, 터치 스크린 패널은 별도로 제작하여 표시패널의 일면에 부착되거나 직접 패터닝되어 형성될 수 있고, 터치 스크린 패널과 표시패널이 결합된 터치 스크린 패널 일체형 표시장치가 폭넓게 이용되고 있다. 그런데, 표시패널의 데이터신호가 공급되는 시점에 전압 변화에 대응한 소정의 노이즈가 발생되고, 발생된 노이즈는 표시패널과 터치 감지부 사이의 정전용량을 변동시켜 터치 오류가 발생될 수 있다.
이러한 터치 오류를 방지하기 위해, 터치 스크린 패널 일체형 표시장치는 표시패널의 데이터신호의 전압이 변화하는 구간에서 터치 구동 또는 터치 센싱이 이루어지지 않도록 터치 감지부를 제어할 수 있다. 즉, 표시패널 구동에 의한 표시패널과 터치 감지부 사이의 커플링 노이즈를 회피하도록 센싱기간이 짧게 설정될 수 있다. 그런데, 센싱기간이 줄어들면 센싱기간 동안 감지되는 터치 감지신호들의 수도 감소된다. 이와 같이, 터치 감지신호들의 수가 감소되면 외부에서 발생하는 노이즈에 영향을 받는 정도가 증가되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 외부 노이즈 영향을 저감시킬 수 있는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널 일체형 표시장치는, 영상데이터에 기초하여 영상을 표시하는 표시패널; 터치에 대응하여 터치 감지신호들을 생성하기 위한 터치 감지부; 상기 영상데이터를 분석하여 노이즈 기간을 판단하는 데이터 분석부; 및 상기 노이즈 기간을 회피하여 센싱기간을 설정하고, 상기 센싱기간에 대응되는 상기 터치 감지신호들에 기초하여 터치위치를 산출하는 터치 제어부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 데이터 분석부는 상기 영상데이터를 분석하여 수평라인 단위로 상기 표시패널과 상기 터치 감지부 사이의 커플링 노이즈의 크기를 산출할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 데이터 분석부는 일 프레임의 수평기간들 중 상기 커플링 노이즈 크기가 기준치 이상인 수평라인에 대응되는 수평기간을 상기 노이즈 기간으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 데이터 분석부는 하기 수학식을 이용해 i번째 수평라인에 대응되는 상기 커플링 노이즈의 크기를 산출할 수 있다.
Figure pat00001
(여기서, i와 j는 자연수,
Figure pat00002
는 i+1번째 행, j번째 열의 화소에 대응되는 영상데이터값,
Figure pat00003
는 i번째 행, j번째 열의 화소에 대응되는 영상데이터값,
Figure pat00004
는 영상데이터값에 따라 데이터선에 인가되는 전압 함수,
Figure pat00005
는 데이터선의 전압변동에 의해 터치 감지부에 발생하는 커플링 노이즈 함수,
Figure pat00006
는 j번째 데이터선의 가중치 계수)
일 실시예에서, 상기 가중치 계수는 데이터선의 위치가 상기 표시패널의 중앙으로부터 사이드로 갈수록 작아질 수 있다. 일 실시예에서, 상기 데이터 분석부는 상기 노이즈 기간에 대한 노이즈 정보를 생성하여 상기 터치 제어부에 공급할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 터치 감지부는 제1 감지전극들, 및 상기 제1 감지전극들과 교차하는 제2 감지전극들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 터치 제어부는 상기 제1 감지전극들로 터치 구동신호들을 공급하는 터치 구동회로와, 상기 제2 감지전극들을 통해 상기 터치 구동신호들에 대응되는 상기 터치 감지신호들을 센싱하는 터치 센싱회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 터치 제어부는 상기 센싱기간 동안 상기 터치 구동신호들을 공급하고, 상기 노이즈 기간 동안 상기 터치 구동신호들의 공급을 중단할 수 있다. 일 실시예에서, 터치 제어부는 상기 노이즈 기간 및 상기 센싱기간 동안 상기 터치 구동신호들을 공급할 수 있다.
일 실시예에서, 터치 제어부는 상기 노이즈 기간 동안 감지된 터치 감지신호들을 제외한 나머지 터치 감지신호들에 기초하여 터치위치를 산출할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 터치 제어부는 상기 센싱기간에 대응되는 상기 터치 감지신호들을 평균화한 대표값으로부터 상기 터치위치를 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 제어방법은, 영상데이터에 기초하여 영상을 표시하는 표시패널과, 터치에 대응하여 터치 감지신호들을 생성하기 위한 터치 감지부를 포함하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 제어방법에 있어서, 상기 영상데이터를 분석하여 노이즈 기간을 판단하는 단계; 및 상기 노이즈 기간을 회피하여 센싱기간을 설정하고, 상기 센싱기간에 대응되는 상기 터치 감지신호들에 기초하여 터치위치를 산출하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 노이즈 기간을 판단하는 단계는, 상기 영상데이터를 분석하여 수평라인 단위로 상기 표시패널과 상기 터치 감지부 사이의 커플링 노이즈 크기를 산출할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 노이즈 기간을 판단하는 단계는, 일 프레임의 수평기간들 중 상기 커플링 노이즈 크기가 기준치 이상인 수평라인에 대응되는 수평기간을 상기 노이즈 기간으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 노이즈 기간을 판단하는 단계는, 하기 수학식을 이용해 i번째 수평라인에 대응되는 상기 커플링 노이즈의 크기를 산출할 수 있다.
Figure pat00007
(여기서, i와 j는 자연수,
Figure pat00008
는 i+1번째 행, j번째 열의 화소에 대응되는 영상데이터값,
Figure pat00009
는 i번째 행, j번째 열의 화소에 대응되는 영상데이터값,
Figure pat00010
는 영상데이터값에 따라 데이터선에 인가되는 전압 함수,
Figure pat00011
는 데이터선의 전압변동에 의해 터치 감지부에 발생하는 커플링 노이즈 함수,
Figure pat00012
는 j번째 데이터선의 가중치 계수)
일 실시예에서, 상기 가중치 계수는 데이터선의 위치가 상기 표시패널의 중앙으로부터 사이드로 갈수록 작아질 수 있다. 일 실시예에서, 터치위치를 산출하는 단계는, 상기 센싱기간에 대응되는 상기 터치 감지신호들을 평균화한 대표값으로부터 상기 터치위치를 산출할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 터치 스크린 패널 일체형 표시장치는 영상데이터를 분석하여 노이즈 기간을 판단하고, 상기 노이즈 기간을 회피하여 센싱기간을 설정한다. 즉, 센싱기간이 고정되지 않고 영상데이터에 따라 유동적으로 설정된다. 커플링 노이즈의 크기가 작을 경우, 노이즈 기간을 회피할 필요가 없으므로, 센싱기간은 길게 설정된다. 센싱기간이 길어지면 센싱기간 동안 감지되는 터치 감지신호들의 수는 증가된다. 그리고, 샘플링 대상인 터치 감지신호들의 수가 많을수록 외부 노이즈가 상쇄되어 외부 노이즈 영향을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 개략적인 구성도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 세부 구성도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 센싱구간의 터치 구동방법을 설명하기 위한 파형도들이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 영상데이터 분석방법을 설명하기 위한 예시도들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널 일체형 표시장치는 표시패널(10), 데이터 분석부(15), 터치 감지부(20) 및 터치 제어부(25)를 포함한다.
표시패널(10)은 영상데이터(data)에 기초하여 영상을 표시한다. 표시패널(10)은 액정 표시패널 또는 유기전계발광 표시패널일 수 있다. 표시패널(10)은 영상 표시를 위한 구동회로(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 이와 관련하여 상세한 설명은 후술하기로 한다.
터치 감지부(20)는 사람의 손 또는 스타일러스 펜의 접촉에 의해 발생되는 터치 감지신호들(TSx)을 출력한다. 터치 감지부(20)는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전용량 방식 등으로 구현될 수 있다. 정전용량 방식의 터치 감지부(20)인 경우, 터치 감지신호들(TSx)은 정전용량(capacitance)에 관한 전기적 신호일 수 있다.
일 실시예에서, 터치 감지부(20)는 표시패널(10) 상에 배치될 수 있다. 구체적으로, 터치 감지부(20)는 필름 형태로 제조되어 표시패널(10)의 상부기판(미도시) 상에 접합될 수 있다. 다른 실시예에서, 터치 감지부(20)는 인셀(In-cell) 방식으로 표시패널(10) 내부에 형성될 수 있다. 구체적으로, 터치 감지부(20)는 표시패널(10) 내에서 픽셀 어레이와 함께 표시패널(10)의 하부기판(미도시)에 형성될 수 있다.
데이터 분석부(15)는 표시패널(10)에 공급되는 영상데이터(data)를 분석하여 노이즈 기간을 판단한다. 표시패널(10)에 영상이 표시되면, 표시패널(10)과 터치 감지부(20) 사이의 전기적 커플링으로 인해 커플링 노이즈가 발생할 수 있다. 구체적으로, 표시패널(10)은 영상데이터(data)에 대응되는 전압으로 영상을 표시하는데, 이러한 전압의 변화가 클수록 터치 감지부(20)에 미치는 영향 즉, 커플링 노이즈가 증가된다. 따라서, 데이터 분석부(15)는 표시패널(10)에 공급되기 전, 미리 영상데이터(data)를 분석하여 터치 감지부(20)에 발생되는 커플링 노이즈의 크기와 커플링 노이즈가 발생하는 시간대를 예측할 수 있다. 데이터 분석부(15)는 기준치 이상의 커플링 노이즈가 발생하는 시간대를 노이즈 기간으로 판단할 수 있다. 그리고, 데이터 분석부(15)는 노이즈 기간에 대한 노이즈 정보(ND)를 생성하여 터치 제어부(25)에 공급하여, 터치 제어부(25)가 노이즈 기간에서 터치센싱을 회피하도록 할 수 있다.
터치 제어부(25)는 노이즈 기간을 회피하여 센싱기간을 설정한다. 구체적으로, 터치 제어부(25)는 센싱기간 동안 터치 감지부(20)를 통해 터치 감지신호들(TSx)을 입력받는다. 여기서, 센싱기간은 노이즈 기간을 회피하도록 미리 설정된다. 터치 제어부(25)는 데이터 분석부(15)로부터 제공된 노이즈 정보(ND)에 의해 커플링 노이즈가 발생하는 시간대를 미리 파악할 수 있다. 즉, 표시패널(10)이 특정 영상데이터(data)에 기초하여 특정 영상을 표시하기 전, 터치 제어부(25)는 특정 영상 표시에 의한 노이즈 기간을 회피하도록 센싱기간을 설정한다. 그리고, 터치 제어부(25)는 표시패널(10)이 특정 영상을 표시하는 동안 디스플레이 타이밍과 동기화된 센싱기간 동안 터치 감지신호들(TSx)을 입력받는다.
그리고, 터치 제어부(25)는 센싱기간에 대응되는 터치 감지신호들(TSx)에 기초하여 터치위치(TP)를 산출한다. 일 실시예에서, 터치 제어부(25)는 터치 감지신호들(TSx)을 샘플링하여 터치위치(TP)를 산출할 수 있다. 구체적으로, 터치 제어부(25)는 일정 주기, 예컨대 프레임 단위로 터치 감지신호들(TSx)이 디지털화된 데이터값들을 누적 평균하여 대표값을 구할 수 있다. 그리고 터치 제어부(25)는 대표값을 터치 기준값과 비교하여 터치 여부를 판단할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 세부 구성도이다.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 패널 일체형 표시장치는 주사 구동부(11), 데이터 구동부(12) 및 타이밍 제어부(13)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 주사 구동부(11)와 데이터 구동부(12)는 표시패널(10)에 실장되도록 구성될 수 있고, 타이밍 제어부(13)는 데이터 분석부(15)를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 표시패널(10)은 주사선들(S1 내지 Sn) 및 데이터선들(D1 내지 Dm)에 의하여 구동되는 화소들(Px)을 구비한다.
화소들(Px)은 주사선들(S1 내지 Sn) 중 어느 하나로 공급되는 주사신호에 대응하여 수평라인 단위로 선택된다. 이때, 주사신호에 의하여 선택된 화소들(Px) 각각은 자신과 접속된 데이터선(D1 내지 Dm 중 어느 하나)으로부터 데이터신호를 공급받는다. 데이터신호를 공급받은 화소들(Px) 각각은 데이터신호에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성한다.
주사 구동부(11)는 주사선들(S1 내지 Sn)과 연결되며, 타이밍 제어부(13)의 주사 제어신호(SCS)에 응답하여 주사신호를 생성하고, 생성된 주사신호를 주사선들(S1 내지 Sn)로 출력한다. 일 실시예에서, 주사 구동부(11)는 복수개의 스테이지 회로로 구성될 수 있으며, 주사선들(S1 내지 Sn)로 주사신호를 순차적으로 공급할 수 있다.
데이터 구동부(12)는 데이터선들(D1 내지 Dm)과 연결되며, 타이밍 제어부(13)의 데이터 제어신호(DCS)에 응답하여 데이터신호를 생성하고, 생성된 데이터신호를 데이터선들(Dm)로 출력한다. 이때, 데이터 구동부(12)는 타이밍 제어부(13)에서 제공되는 디지털 형태의 영상데이터(data)를 아날로그 형태의 데이터신호(또는 전압)로 변환한다. 데이터신호를 생성한 데이터 구동부(140)는 주사신호에 동기되도록 데이터선들(D1 내지 Dm)로 데이터신호를 공급한다.
타이밍 제어부(13)는 영상데이터(data) 및 이의 표시를 제어하기 위한 동기신호들(Vsync, Hsync)과 클럭신호(CLK) 등을 입력 받는다. 타이밍 제어부(13)는 입력되는 영상데이터(data)를 표시패널(10)의 영상 표시에 적합하도록 보정하고, 보정된 영상데이터(data)를 데이터 구동부(12)에 출력한다. 또한, 타이밍 제어부(13)는 동기신호들(Vsync, Hsync)과 클럭신호(CLK)에 기초하여 주사 구동부(11) 및 데이터 구동부(12)의 구동을 제어하기 위한 구동 제어신호들(SCS, DCS)을 생성할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치 감지부(20)는 제1 감지전극들(21), 및 제1 감지전극들(21)과 교차하는 제2 감지전극들(22)을 포함할 수 있다. 제1 감지전극들(21) 및 제2 감지전극들(22)은 투명 기판(미도시) 상의 서로 다른 레이어 또는 동일 레이어 상에 형성될 수 있는 것으로, 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다. 이때, 투명 도전성 물질은 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), CNT(Carbon Nano Tube) 또는 그래핀(Graphene) 등으로 설정될 수 있다.
한편, 도 2b에서는 제1 감지전극들(21) 및 제2 감지전극들(22)이 서로 직교(orthogonal) 교차하는 형태로 배열되는 것으로 도시되었으나, 이는 하나의 실시예로서 그 외에도 기하학적 구성의 교차 형태(극좌표 배열의 동심라인 및 방사상 라인) 등으로 구현될 수 있다. 또한, 도 2b에서는 제1 감지전극들(21) 및 제2 감지전극들(22)이 바(bar) 형태로 도시되었으나, 이는 하나의 실시예로서 그 외에도 다이아몬드 형태 또는 메쉬패턴 등으로 구현될 수 있다.
터치 제어부(25)는 터치 구동회로(26)와 터치 센싱회로(27)을 포함할 수 있다. 터치 구동회로(26)는 제1 감지전극들(21)로 터치 구동신호들(TDx)을 공급한다. 구체적으로, 터치 구동회로(26)는 센싱기간 동안 제1 감지전극들(21) 각각으로 펄스파 형태의 터치 구동신호들(TDx)을 공급할 수 있다. 터치 센싱회로(27)는 제2 감지전극들(22)을 통해 터치 구동신호들(TDx)에 대응되는 터치 감지신호들(TSx)을 센싱한다. 구체적으로, 터치 감지부(20)에 터치가 발생되지 않은 상태인 경우, 터치 감지신호들(TSx)은 제1 감지전극들(21) 및 제2 감지전극들(22) 사이에 형성된 정전용량에 따라 일정한 파형을 갖는다. 터치 감지부(20)에 터치가 발생되면, 터치가 발생한 위치에서 정전용량의 변화에 따른 터치 감지신호들(TSx)의 변화가 발생한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 센싱구간의 터치 구동방법을 설명하기 위한 파형도들이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 수직 동기신호(Vsync)에 의하여 수직기간이 정의되고, 수평 동기신호(Hsync)에 의하여 수평기간이 정의될 수 있다. 일 프레임의 영상데이터는 수직기간 동안 출력되고, 그 중 수평라인 단위의 영상데이터는 수평기간 동안 출력된다. 제1 기간 내지 제5 기간(t1~t5) 각각은 하나의 수평기간에 대응된다.
데이터 분석부(15)는 영상데이터(data)를 분석하여 수평라인 단위로 커플링 노이즈(CN)의 크기를 산출한다. 구체적으로, 데이터 분석부(15)는 수평기간들 중 커플링 노이즈(CN) 크기가 기준치 이상인 수평라인에 대응되는 수평기간을 노이즈 기간(NP)으로 판단한다. 영상데이터(data)는 화소들(Px) 각각에 대응하는 영상데이터값의 집합이다. 데이터 구동부(12)는 영상데이터값들에 대응되는 전압을 데이터선들(D1 내지 Dm)로 공급한다. 데이터 분석부(15)는 하나의 데이터선으로 순차적으로 공급되는 영상데이터값들을 비교하여 전압의 변화량을 예측할 수 있다.
예를 들면, 데이터 분석부(15)는 j번째 데이터선(Dj)으로 공급되는 영상데이터값들을 비교하여, 그 차이값에 대응되는 전압 변화량(ΔV)을 예측할 수 있다. 그리고, 전압 변화량(ΔV)에 따라 커플링 노이즈(CN)의 크기가 달라진다.
터치 제어부(25)는 커플링 노이즈(CN)가 기준치 이상인 노이즈 기간(NP)을 회피하여 센싱기간(SP)을 설정한다. 터치 제어부(25)는 데이터 분석부(15)로부터 제공된 노이즈 정보(ND)에 의해 커플링 노이즈(CN)가 발생하는 시간대를 미리 파악할 수 있다.
일 실시예에서, 터치 제어부(25)는 센싱기간(SP) 동안 터치 구동신호들(TDx)을 공급하고, 노이즈 기간(NP) 동안 터치 구동신호들(TDx)의 공급을 중단할 수 있다.
예를 들면, 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 기간(t1), 제4 기간(t4) 및 제5 기간(t5)의 커플링 노이즈(CN)의 크기는 기준치 이하이고, 제2 기간(t2)과 제3 기간(t3)의 커플링 노이즈(CN)의 크기는 기준치 이상임을 가정한다. 터치 제어부(25)는 데이터 분석부(15)로부터 제공된 노이즈 정보(ND)에 기초하여, 제2 기간(t2)과 제3 기간(t3)을 노이즈 기간(NP)으로 설정하고, 제1 기간(t1), 제4 기간(t4) 및 제5 기간(t5)은 센싱기간(SP)으로 설정한다. 그리고, 터치 제어부(25)는 센싱기간(SP) 동안 터치 구동신호들(TDx)을 출력하고, 노이즈 기간(NP) 동안 터치 구동신호들(TDx)의 공급을 중단한다. 즉, 터치 제어부(25)는 노이즈 기간(NP) 동안 터치 구동회로(26)를 구동 오프시킬 수 있다. 노이즈 기간(NP) 동안 터치 구동신호들(TDx)이 공급되지 않으면, 터치 감지신호(TSx) 역시 감지되지 않는다.
다른 실시예에서, 터치 제어부(25)는 노이즈 기간(NP) 및 센싱기간(SP) 동안 터치 구동신호들(TDx)을 공급하고, 노이즈 기간(NP) 동안 감지된 터치 감지신호들(TSx)을 제외한 나머지 터치 감지신호들(TSx)에 기초하여 터치위치를 산출할 수 있다.
예를 들면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 기간(t1), 제4 기간(t4) 및 제5 기간(t5)의 커플링 노이즈(CN)의 크기는 기준치 이하이고, 제2 기간(t2)과 제3 기간(t3)의 커플링 노이즈(CN)의 크기는 기준치 이상임을 가정한다. 터치 제어부(25)는 데이터 분석부(15)로부터 제공된 노이즈 정보(ND)에 기초하여, 제2 기간(t2)과 제3 기간(t3)을 노이즈 기간(NP)으로 설정하고, 제1 기간(t1), 제4 기간(t4) 및 제5 기간(t5)은 센싱기간(SP)으로 설정한다. 그리고, 터치 제어부(25)는 노이즈 기간(NP) 및 센싱기간(SP) 동안 터치 구동신호들(TDx)을 출력하고, 노이즈 기간(NP) 동안 감지된 터치 감지신호들(TSx)을 제외한 나머지 터치 감지신호들(TSx)에 기초하여 터치위치를 산출한다. 즉, 터치 제어부(25)는 노이즈 기간(NP) 동안 터치 구동회로(26)를 계속 구동시키되, 노이즈 기간(NP) 동안 감지된 터치 감지신호들(TSx)은 노이즈 성분이 있으므로 제외시키고, 센싱기간(SP) 동안 감지된 터치 감지신호들(TSx)에 기초하여 터치위치를 산출한다.
사용자는 노이즈 기간(NP)을 판단하기 위한 커플링 노이즈(CN)의 기준치를 적절하게 설정하여, 심각한 커플링 노이즈는 회피하면서 센싱기간을 증가시킬 수 있다. 센싱기간이 증가되면 터치 감지신호들의 수는 증가되고, 터치 감지신호들의 수가 많을수록 외부 노이즈가 상쇄되어 터치 성능이 향상된다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 영상데이터 분석방법을 설명하기 위한 예시도들이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 데이터 분석부(15)는 영상데이터(data)를 분석하여 수평라인 단위로 커플링 노이즈의 크기를 산출한다. 구체적으로, 데이터 분석부(15)는 각각의 데이터선으로 순차적으로 공급되는 영상데이터값들을 비교하여 전압의 변화량을 예측할 수 있고, 데이터선들 각각의 예측된 전압의 변화량을 합산하여 수평라인 단위로 커플링 노이즈의 크기를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 데이터 분석부(15)는 하기 수학식을 이용해 i번째 수평라인에 대응되는 커플링 노이즈(CNi)의 크기를 산출할 수 있다.
Figure pat00013
여기서, i와 j는 자연수이고,
Figure pat00014
는 i+1번째 행, j번째 열의 화소에 대응되는 영상데이터값,
Figure pat00015
는 i번째 행, j번째 열의 화소에 대응되는 영상데이터값,
Figure pat00016
는 영상데이터값에 따라 데이터선(D1 내지 Dm 중 어느 하나)에 인가되는 전압 함수,
Figure pat00017
는 데이터선의 전압변동에 의해 터치 감지부에 발생하는 커플링 노이즈 함수,
Figure pat00018
는 j번째 데이터선의 가중치 계수이다.
상기 전압 함수와 커플링 노이즈 함수는 미리 설정된 수식이나 히스토그램 등을 통해 도출할 수 있다. 상기 가중치 계수는 터치 스크린 패널의 중앙으로부터 사이드로 갈수록 작아지도록 설정될 수 있다. 또한, 상기 가중치 계수는 터치 스크린 일체형 표시장치의 모델에 따라 실험적/통계적 방법으로 산출될 수 있다.
표시패널(10)의 m개의 열에 대응되는 데이터선들(D1 내지 Dm)에 걸리는 전압은 영상패턴에 따라 각각 다르게 변화할 것인데, 동일 행에 대해 m개의 데이터선들(D1 내지 Dm)의 데이터신호 공급은 동시간대에 이루어지게 되므로, 각 데이터선의 전압 변화량의 합이 터치 감지부(20)에 작용하는 커플링 노이즈(CN)를 결정하게 된다.
예를 들면, 도 4a에 도시된 바와 같이, 표시패널(10)에 디스플레이되는 영상이 i번째 행이 화이트 색상이고, i+1번째 행이 블랙 색상인 경우, 데이터선들에 걸리는 전압이 변화하게 되고, 이것이 터치 감지부(20)에 커플링 노이즈(CN)로 작용한다. 이와 같이, 수평라인 단위로 화이트 및 블랙 색상이 교대로 반복되는 줄무늬 패턴에서 커플링 노이즈(CN)는 가장 크게 나타나게 된다. 그러나, 도 4b에 도시된 바와 같이, 체크 패턴인 경우, 동일한 행에 대해서 m개의 열 중 블랙에서 화이트로 변하는 열과 화이트에서 블랙에로 변하는 열이 절반씩 동일하므로, 서로 상쇄되어 커플링 노이즈(CN)는 크지 않다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
전술된 도 1과 함께 도 5를 참조하면, 데이터 분석부(15)는 영상데이터(data)를 분석하여 수평라인 단위로 커플링 노이즈의 크기를 산출한다(S10). 데이터 분석부(15)는 각각의 데이터선으로 순차적으로 공급되는 영상데이터값들을 비교하여 전압의 변화량을 예측할 수 있다.
데이터 분석부(15)는 수평기간들 중 커플링 노이즈(CN) 크기가 기준치 이상인 수평라인에 대응되는 수평기간을 노이즈 기간(NP)으로 판단한다(S20). 즉, 터치 제어부(25)는 커플링 노이즈(CN)가 기준치 이상인 노이즈 기간(NP)을 회피하여 센싱기간(SP)을 설정한다.
터치 제어부(25)는 커플링 노이즈(CN)가 기준치 이상인 노이즈 기간(NP)을 회피하여 센싱기간(SP)을 설정한다(S30). 터치 제어부(25)는 데이터 분석부(15)로부터 제공된 노이즈 정보(ND)에 의해 커플링 노이즈(CN)가 발생하는 시간대를 미리 파악할 수 있다.
터치 제어부(25)는 센싱기간(SP) 동안 터치 구동신호들(TDx)을 출력하고, 센싱기간(SP) 동안 터치 감지신호들(TSx)을 센싱한다(S40). 여기서, 터치 제어부(25)는 노이즈 기간(NP) 동안 터치 구동신호들(TDx)의 공급을 중단하거나, 노이즈 기간(NP) 동안 감지된 터치 감지신호들(TSx)을 연산시 제외시킬 수 있다.
그리고, 터치 제어부(25)는 감지된 터치 감지신호들(TSx)에 기초하여 터치위치를 산출한다(S50). 구체적으로, 터치 제어부(25)는 일정 주기, 예컨대 프레임 단위로 터치 감지신호들(TSx)이 디지털화된 데이터값들을 누적 평균하여 대표값을 구할 수 있다. 그리고 터치 제어부(25)는 대표값을 터치 기준값과 비교하여 터치 여부를 판단할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 터치 스크린 패널 일체형 표시장치는 영상데이터를 분석하여 노이즈 기간을 판단하고, 상기 노이즈 기간을 회피하여 센싱기간을 설정한다. 즉, 센싱기간이 고정되지 않고 영상데이터에 따라 유동적으로 설정된다. 커플링 노이즈의 크기가 작을 경우, 노이즈 기간을 회피할 필요가 없으므로, 센싱기간은 길게 설정된다. 센싱기간이 길어지면 센싱기간 동안 감지되는 터치 감지신호들의 수는 증가된다. 그리고, 샘플링 대상인 터치 감지신호들의 수가 많을수록 외부 노이즈가 상쇄되어 외부 노이즈 영향을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10: 표시패널 11: 주사 구동부
12: 데이터 구동부 13: 타이밍 제어부
15: 데이터 분석부 20: 터치 감지부
21: 제1 감지전극들 22: 제2 감지전극들
25: 터치 제어부 26: 터치 구동회로
27: 터치 센싱회로

Claims (18)

  1. 영상데이터에 기초하여 영상을 표시하는 표시패널;
    터치에 대응하여 터치 감지신호들을 생성하기 위한 터치 감지부;
    상기 영상데이터를 분석하여 노이즈 기간을 판단하는 데이터 분석부; 및
    상기 노이즈 기간을 회피하여 센싱기간을 설정하고, 상기 센싱기간에 대응되는 상기 터치 감지신호들에 기초하여 터치위치를 산출하는 터치 제어부를 포함하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 분석부는
    상기 영상데이터를 분석하여 수평라인 단위로 상기 표시패널과 상기 터치 감지부 사이의 커플링 노이즈의 크기를 산출함을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 데이터 분석부는
    일 프레임의 수평기간들 중 상기 커플링 노이즈 크기가 기준치 이상인 수평라인에 대응되는 수평기간을 상기 노이즈 기간으로 판단함을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 데이터 분석부는
    하기 수학식을 이용해 i번째 수평라인에 대응되는 상기 커플링 노이즈의 크기를 산출함을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
    Figure pat00019

    (여기서, i와 j는 자연수,
    Figure pat00020
    는 i+1번째 행, j번째 열의 화소에 대응되는 영상데이터값,
    Figure pat00021
    는 i번째 행, j번째 열의 화소에 대응되는 영상데이터값,
    Figure pat00022
    는 영상데이터값에 따라 데이터선에 인가되는 전압 함수,
    Figure pat00023
    는 데이터선의 전압변동에 의해 터치 감지부에 발생하는 커플링 노이즈 함수,
    Figure pat00024
    는 j번째 데이터선의 가중치 계수)
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가중치 계수는 데이터선의 위치가 상기 표시패널의 중앙으로부터 사이드로 갈수록 작아지는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 분석부는 상기 노이즈 기간에 대한 노이즈 정보를 생성하여 상기 터치 제어부에 공급함을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 터치 감지부는
    제1 감지전극들, 및 상기 제1 감지전극들과 교차하는 제2 감지전극들을 포함함을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 터치 제어부는
    상기 제1 감지전극들로 터치 구동신호들을 공급하는 터치 구동회로와,
    상기 제2 감지전극들을 통해 상기 터치 구동신호들에 대응되는 상기 터치 감지신호들을 센싱하는 터치 센싱회로를 포함함을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 터치 제어부는
    상기 센싱기간 동안 상기 터치 구동신호들을 공급하고,
    상기 노이즈 기간 동안 상기 터치 구동신호들의 공급을 중단함을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 터치 제어부는
    상기 노이즈 기간 및 상기 센싱기간 동안 상기 터치 구동신호들을 공급함을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 터치 제어부는
    상기 노이즈 기간 동안 감지된 터치 감지신호들을 제외한 나머지 터치 감지신호들에 기초하여 터치위치를 산출함을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 터치 제어부는
    상기 센싱기간에 대응되는 상기 터치 감지신호들을 평균화한 대표값으로부터 상기 터치위치를 산출함을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  13. 영상데이터에 기초하여 영상을 표시하는 표시패널과, 터치에 대응하여 터치 감지신호들을 생성하기 위한 터치 감지부를 포함하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 제어방법에 있어서,
    상기 영상데이터를 분석하여 노이즈 기간을 판단하는 단계; 및
    상기 노이즈 기간을 회피하여 센싱기간을 설정하고, 상기 센싱기간에 대응되는 상기 터치 감지신호들에 기초하여 터치위치를 산출하는 단계를 포함하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 제어방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 노이즈 기간을 판단하는 단계는,
    상기 영상데이터를 분석하여 수평라인 단위로 상기 표시패널과 상기 터치 감지부 사이의 커플링 노이즈 크기를 산출함을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 제어방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 노이즈 기간을 판단하는 단계는,
    일 프레임의 수평기간들 중 상기 커플링 노이즈 크기가 기준치 이상인 수평라인에 대응되는 수평기간을 상기 노이즈 기간으로 판단함을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 제어방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 노이즈 기간을 판단하는 단계는,
    하기 수학식을 이용해 i번째 수평라인에 대응되는 상기 커플링 노이즈의 크기를 산출함을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 제어방법.
    Figure pat00025

    (여기서, i와 j는 자연수,
    Figure pat00026
    는 i+1번째 행, j번째 열의 화소에 대응되는 영상데이터값,
    Figure pat00027
    는 i번째 행, j번째 열의 화소에 대응되는 영상데이터값,
    Figure pat00028
    는 영상데이터값에 따라 데이터선에 인가되는 전압 함수,
    Figure pat00029
    는 데이터선의 전압변동에 의해 터치 감지부에 발생하는 커플링 노이즈 함수,
    Figure pat00030
    는 j번째 데이터선의 가중치 계수)
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 가중치 계수는 데이터선의 위치가 상기 표시패널의 중앙으로부터 사이드로 갈수록 작아지는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 제어방법.
  18. 제 13 항에 있어서, 터치위치를 산출하는 단계는,
    상기 센싱기간에 대응되는 상기 터치 감지신호들을 평균화한 대표값으로부터 상기 터치위치를 산출함을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치의 제어방법.

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