KR20170050952A - 터치구동장치 - Google Patents

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KR20170050952A KR1020150153130A KR20150153130A KR20170050952A KR 20170050952 A KR20170050952 A KR 20170050952A KR 1020150153130 A KR1020150153130 A KR 1020150153130A KR 20150153130 A KR20150153130 A KR 20150153130A KR 20170050952 A KR20170050952 A KR 20170050952A
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Abstract

본 발명은 멀티터치모드에서 센서전극으로 제1구동전압을 공급하고 원터치모드에서 센서전극그룹으로 제1구동전압보다 작은 제2구동전압을 공급하는 구동채널 및 제1모드에서 센서전극을 구동채널과 연결시키고 제2모드에서 센서전극그룹을 구동채널과 연결시키는 연결부를 포함하는 터치구동장치를 제공한다.

Description

터치구동장치{TOUCH DRIVING APPARATUS}
본 발명은 터치구동기술에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 터치패널을 구동하는 터치구동기술에 관한 것이다.
오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하기 위해 복수의 센서전극을 포함하고 있는 패널을 통상적으로 터치패널이라고 부른다.
이러한 터치패널은 형태에 따라 영상을 표시하는 표시패널과 완전히 분리되어 있을 수도 있다. 하지만, 최근에는 터치패널이 표시패널과 일체형으로 결합되어 있는 경우도 있기 때문에, 터치패널은 표시패널과의 구분없이 패널로 통칭되기도 한다. 아래에서 패널은 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하기 위한 복수의 센서전극을 포함하는 것으로 이해할 수 있다.
한편, 패널에 대한 오브젝트의 근접 혹은 터치는 이러한 패널을 구동하는 터치구동장치에 의해 감지될 수 있다. 터치구동장치는 패널로 구동전압을 공급하고 이러한 구동전압에 대한 반응신호를 수신하여 패널에 대한 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지한다.
한편, 종래의 터치구동장치는 매 프레임 주기마다 패널을 구동한다. 이 경우 터치구동장치는 패널로 오브젝트가 근접하지 않은 상황에서도 패널을 구동하게 되어 불필요하게 전력을 낭비하게 된다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 일 측면에서, 불필요한 터치구동을 제거하여 전력소모량을 줄이는 저전력 터치구동 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 복수의 센서전극을 포함하는 터치패널을 구동하는 터치구동장치에 있어서, 제1모드에서 센서전극으로 제1구동전압을 공급하고 제2모드에서 센서전극그룹으로 제1구동전압보다 작은 제2구동전압을 공급하는 구동채널 및 제1모드에서 센서전극을 구동채널과 연결시키고 제2모드에서 센서전극그룹을 구동채널과 연결시키는 연결부를 포함하는 터치구동장치를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은, 복수의 센서전극을 포함하는 터치패널을 구동하는 터치구동장치에 있어서, 제1모드에서 제1센서전극으로 구동전압을 공급하고 제2모드에서 제1센서전극을 포함하는 제1센서전극그룹으로 구동전압을 공급하는 제1구동채널, 제1모드에서 제2센서전극으로 구동전압을 공급하고 제2모드에서 제2센서전극을 포함하는 제2센서전극그룹으로 구동전압을 공급하는 제2구동채널 및 구동전압에 대한 제1센서전극그룹의 반응신호 및 구동전압에 대한 제2센서전극그룹의 반응신호의 차이를 이용하여 터치패널에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하는 감지부를 포함하는 터치구동장치를 제공한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은, 복수의 센서전극을 포함하는 터치패널을 구동하는 터치구동장치에 있어서, 제1모드에서 제1센서전극 및 제2센서전극으로 구동전압을 공급하고, 제2모드의 제1프레임에서 제1센서전극을 포함하는 제1센서전극그룹으로 구동전압을 공급하고 제2센서전극을 포함하는 제2센서전극그룹으로 제1반응신호를 수신하며, 제2모드의 제2프레임에서 제2센서전극그룹으로 구동전압을 공급하고 제1센서전극그룹으로 제2반응신호를 수신하는 구동채널부, 및 제1반응신호 및 제2반응신호의 차이를 이용하여 터치패널에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하는 감지부를 포함하는 터치구동장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 불필요한 터치구동을 제거함으로써 터치구동에 필요한 전력량을 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2a 내지 도 2c는 각 모드의 전환 관계를 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 터치구동회로의 내부 구성의 예시를 나타내는 도면이다.
도 4는 센서전극과 터치구동회로의 연결 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 센싱채널의 회로 모델이다.
도 6은 감지부가 센서전극그룹들 사이의 반응신호 차이를 이용하는 제1예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 감지부가 센서전극그룹들 사이의 반응신호 차이를 이용하는 제2예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 감지부가 센서전극그룹들 사이의 반응신호 차이를 이용하는 제3예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 센서전극그룹에 대하여 상호정전용량 방식으로 터치를 감지하는 것을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 표시장치(100)는, 패널(110), 데이터구동회로(120), 게이트구동회로(130) 및 터치구동회로(140), 타이밍제어회로(150), 호스트(160) 등을 포함한다.
패널(110)에는, 데이터구동회로(120)와 연결되는 복수의 데이터라인(DL)이 형성되고, 게이트구동회로(130)와 연결되는 복수의 게이트라인(GL)이 형성될 수 있다. 또한, 패널(110)에는 복수의 데이터라인(DL)과 복수의 게이트라인(GL)의 교차 지점에 대응되는 다수의 화소(P)가 정의될 수 있다.
이러한 각 화소(P)에는 제1전극(예를 들어, 소스전극 또는 드레인전극)이 데이터라인(DL)과 연결되고, 게이트전극이 게이트라인(GL)과 연결되며, 제2전극(예를 들어, 드레인전극 또는 소스전극)이 표시전극과 연결되는 트랜지스터가 형성될 수 있다.
또한, 패널(110)에는, 복수의 센서전극(SE)이 서로 이격되어 더 형성될 수 있다. 센서전극(SE)이 위치하는 영역에는 하나의 화소(P)가 위치할 수도 있고 다수의 화소(P)가 위치할 수도 있다.
패널(110)은 표시패널(Display Panel)과 터치패널(TSP: Touch Screen Panel)을 포함할 수 있는데, 여기서 표시패널과 터치패널은 일부 구성요소를 서로 공유할 수 있다. 예를 들어, 복수의 센서전극(SE)은 표시패널의 일 구성(예를 들어, 공통전압이 공급되는 공통전극)일 수 있고 동시에 터치패널의 일 구성(터치를 감지하기 위한 센서전극)일 수 있다. 표시패널과 터치패널의 일부 구성요소가 서로 공유되어 있다는 측면에서, 이러한 패널(110)을 일체형 패널이라고 부르기도 하지만 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니다. 또한, 표시패널과 터치패널의 일부 구성요소가 서로 공유되는 형태로서 인셀(In-Cell) 타입의 패널이 알려져 있지만 이는 전술한 패널(110)의 일 예시일 뿐 본 발명이 적용되는 패널이 이러한 인셀(In-Cell)타입 패널로 제한되는 것은 아니다.
데이터구동회로(120)는 디지털이미지를 패널(110)의 각 화소(P)에 표시하기 위해 데이터라인(DL)으로 데이터신호를 공급한다.
이러한 데이터구동회로(120)는 적어도 하나의 데이터드라이버집적회로를 포함할 수 있는데, 이러한 적어도 하나의 데이터드라이버집적회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 패널(110)에 직접 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서, 패널(110)에 집적화되어 형성될 수도 있다. 또한, 데이터구동회로(120)는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
게이트구동회로(130)는 각 화소(P)에 위치하는 트랜지스터를 턴온 혹은 턴오프시키기 위해 게이트라인(GL)으로 스캔신호를 순차적으로 공급한다.
이러한 게이트구동회로(130)는, 구동 방식에 따라서, 도 1에서와 같이 패널(110)의 한 측에만 위치할 수도 있고, 2개로 나누어져 패널(110)의 양측에 위치할 수도 있다.
또한, 게이트구동회로(130)는, 적어도 하나의 게이트드라이버집적회로를 포함할 수 있는데, 이러한 적어도 하나의 게이트드라이버집적회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 패널(110)에 직접 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서, 패널(110)에 집적화되어 형성될 수도 있다. 또한, 게이트구동회로(130)는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
터치구동회로(140)는 센싱라인(SL)과 연결된 복수의 센서전극(SE)의 전체 또는 일부로 구동전압을 공급한다.
이러한 터치구동회로(140)는 도 1에 도시된 바와 같이, 데이터구동회로(120) 및 게이트구동회로(130)와는 별도의 구성으로서, 데이터구동회로(120) 및 게이트구동회로(130)의 외부에 있을 수도 있지만, 구현 방식에 따라서, 데이터구동회로(120) 및 게이트구동회로(130) 중 적어도 하나를 포함하는 다른 별도의 드라이버집적회로의 내부 구성으로 구현될 수도 있으며, 또는, 데이터구동회로(120) 또는 게이트구동회로(130)의 내부 구성으로 구현될 수도 있다.
따라서, 터치구동회로(140)가 복수의 센서전극(SE)의 전체 또는 일부로 구동전압을 공급하는 것은, 터치구동회로(140)를 포함하는 별도의 드라이버집적회로가 복수의 센서전극(SE)의 전체 또는 일부로 구동전압을 공급하는 것으로도 볼 수 있다. 또한, 설계 방식에 따라서는, 터치구동회로(140)를 포함하는 데이터구동회로(120) 또는 게이트구동회로(130)가 복수의 센서전극(SE)의 전체 또는 일부로 구동전압을 공급하는 것으로도 볼 수도 있다.
이러한 터치구동회로(140)는 구현 및 설계 방식에 제한되지 않고, 본 명세서에서 기재되는 그 수행 기능만 동일 또는 유사하다면, 다른 구성 그 자체일 수도 있고 다른 구성의 내부 또는 외부에 위치하는 구성일 수도 있다.
또한, 도 1에서 표시장치(100)에는 하나의 터치구동회로(140)가 위치한 것으로 도시되어 있으나, 표시장치(100)는 둘 이상의 터치구동회로(140)를 포함할 수도 있다.
한편, 터치구동회로(140)가 구동전압을 복수의 센서전극(SE)의 전체 또는 일부로 공급하기 위해서는, 복수의 센서전극(SE) 각각에 연결되는 센싱라인(SL)이 필요하다. 이에 따라, 복수의 센서전극(SE) 각각에 연결되어 구동전압을 전달하는 센싱라인(SL)이 제1방향(예: 세로방향) 또는 제2방향(예: 가로방향)으로 패널(110)에 형성될 수 있다.
한편, 표시장치(100)는 센서전극(SE)을 통해 정전용량의 변화를 감지함으로써 오브젝트의 근접 혹은 터치를 인식하는 정전식 터치방식을 채용할 수 있다.
이러한 정전식 터치방식은, 일 예로, 상호 정전용량 터치방식과 셀프 정전용량 터치 방식으로 나눌 수 있다.
정전식 터치방식의 한 종류인 상호 정전용량 터치방식은, 일 센서전극(Tx전극)으로 구동전압을 공급하고 이러한 Tx전극과 상호 커플링된 다른 일 센서전극(Rx전극)을 센싱한다. 이러한 상호 정전용량 터치방식에서는, 손가락, 펜 등의 오브젝트의 근접 혹은 터치에 따라 Rx전극에서 센싱되는 값이 달라지는데, 상호 정전용량 터치방식은 이러한 Rx전극에서의 센싱값을 이용하여 터치 유무, 터치 좌표 등을 검출한다.
정전식 터치방식의 다른 한 종류인 셀프 정전용량 터치방식은, 일 센서전극(SE)으로 구동전압을 공급한 후 다시 해당 일 센서전극(SE)을 센싱한다. 이러한 셀프 정전용량 터치방식에서는, 손가락, 펜 등의 오브젝트의 근접 혹은 터치에 따라 해당 일 센서전극(SE)에서 센싱되는 값이 달라지는데, 셀프 정전용량 터치방식은 이러한 센싱값을 이용하여 터치 유무, 터치 좌표 등을 검출한다. 이러한 셀프 정전용량 터치방식은 구동전압을 공급하는 센서전극(SE)과 센싱하는 센서전극(SE)이 동일하기 때문에, Tx전극과 Rx전극의 구분이 없다.
표시장치(100)는, 전술한 2가지의 정전식 터치방식(상호 정전용량 터치방식, 셀프 정전용량 터치방식) 중 하나를 채용할 수 있다. 다만, 본 명세서에서는, 설명의 편의를 위해, 셀프 정전용량 터치방식이 채용된 것으로 가정하여 실시예를 설명한다.
한편, 표시장치(100)는 디스플레이구간과 터치구간을 구분하지 않고 센서전극(SE)을 구동할 수 있다. 일 예로서, 표시장치(100)는 데이터신호를 공급하는 구간에서 센서전극(SE)의 전체 또는 일부로 구동전압을 공급할 수 있다.
구체적인 예로서, 표시장치(100)는 화소(P)에 위치하는 표시전극으로 데이터신호를 공급함과 동시에 센서전극(SE)으로 센서구동신호를 공급할 수 있다. 이때, 표시장치(100)는 화소(P)에서 표시전극과 센서전극(SE) 사이에 형성되는 데이터전압을 일정 시간(예를 들어, 한 프레임 시간) 동안 일정하게 유지하기 위해 구동전압에 대응하여 데이터신호를 변동시킬 수 있다.
타이밍제어회로(150)는 데이터구동회로(120), 게이트구동회로(130) 및 터치구동회로(140)로 각종 제어신호를 공급한다.
타이밍제어회로(150)는 호스트(160)로부터 입력되는 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync)와 영상신호(RGB), 클럭신호(CLK) 등의 외부 타이밍 신호에 기초하여 데이터구동회로(120)를 제어하기 위한 데이터제어신호(DCS)와 게이트구동회로(130)를 제어하기 위한 게이트제어신호(GCS)를 출력할 수 있다. 또한, 타이밍제어회로(150)는 호스트(160)로부터 입력되는 영상신호(RGB)를 데이터구동회로(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식으로 변환하여 변환된 영상신호(R'G'B')를 데이터구동회로(120)로 공급할 수 있다. 일 예로, 타이밍제어회로(150)는, 패널(110)의 해상도 혹은 화소 구조에 맞게 변환하여 변환된 영상신호(R'G'B')를 데이터구동회로(120)에 공급할 수 있다. 여기서, 영상신호(RGB), 변환된 영상신호(R'G'B')는 영상 디지털 데이터, 영상 데이터, 또는 데이터라고도 한다.
데이터구동회로(120)는 타이밍제어회로(150)로부터 입력되는 데이터제어신호(DCS) 및 변환된 영상신호(R'B'G')에 응답하여, 변환된 영상신호(R'G'B')를 계조 값에 대응하는 전압 값인 아날로그 화소신호(데이터 신호 혹은 데이터 전압)로 변환하여 데이터라인(DL)에 공급할 수 있다. 그리고, 게이트구동회로(130)는 타이밍제어회로(150)로부터 입력되는 게이트제어신호(GCS)에 응답하여 게이트라인(GL)에 스캔신호를 순차적으로 공급할 수 있다.
타이밍제어회로(150)는 표시장치(100)의 모드를 결정하고 이러한 모드를 나타내는 모드신호를 데이터구동회로(120), 게이트구동회로(130) 및 터치구동회로(140)로 공급할 수 있다.
이러한 모드는 호스트(160)에서 결정될 수도 있다. 호스트(160)는 표시장치(100)의 모드를 결정하고 이러한 모드에 대한 정보를 타이밍제어회로(150)로 전송하며 타이밍제어회로(150)는 이러한 정보를 바탕으로 모드신호를 생성할 수 있다. 그리고, 타이밍제어회로(150)는 이러한 모드신호를 데이터구동회로(120), 게이트구동회로(130) 및 터치구동회로(140)로 공급할 수 있다.
이러한 모드는 터치구동회로(140)에 의해 결정될 수도 있다. 터치구동회로(140)는 표시장치(100)의 모드를 결정하고 이러한 모드에 대한 정보를 타이밍제어회로(150) 혹은 호스트(160)로 전송할 수 있다. 타이밍제어회로(150) 혹은 호스트(160)는 이러한 정보를 바탕으로 다른 회로(예를 들어, 데이터구동회로(120) 및 게이트구동회로(130))로 모드신호를 전송할 수 있다.
표시장치(100)는 구분 요소에 따라 여러 가지 모드로 구분될 수 있다.
먼저, 표시장치(100)는 표시패널의 구동 여부에 따라 모드가 구분될 수 있다. 설명의 편의를 위해 표시패널이 구동되는 모드를 도즈1(Dose 1) 모드라고 하고 표시패널이 구동되지 않는 모드를 도즈2(Dose 2) 모드라고 할 때, 표시장치(100)는 도즈1 모드와 도즈2 모드로 구동될 수 있다.
도즈1 모드에서, 데이터구동회로(120)는 데이터라인(DL)으로 데이터신호를 공급하고 게이트구동회로(130)는 게이트라인(GL)으로 스캔신호를 공급할 수 있다. 또한, 도즈2 모드에서, 데이터구동회로(120)는 데이터라인(DL)으로 데이터신호를 공급하지 않고, 게이트구동회로(130)는 게이트라인(GL)으로 스캔신호를 공급하지 않을 수 있다. 이러한 도즈2 모드에서 패널(110)로 데이터신호 및 스캔신호가 공급되지 않기 때문에 표시장치(100)는 전력소모량을 줄일 수 있다.
표시장치(100)는 터치구동 여부 혹은 터치구동 방법에 따라 모드가 구분될 수 있다. 설명의 편의를 위해 터치구동이 수행되지 않는 모드를 휴식(idle) 모드라고 하고, 둘 이상의 센서전극(SE)을 그룹단위로 묶어서 구동하는 모드를 원터치모드라고 하고, 센서전극(SE)을 하나씩 구동하는 모드를 멀티터치모드라고 한다.
휴식모드에서 터치구동회로(140)는 구동전압을 센싱라인(SL)으로 공급하지 않을 수 있다. 그리고, 원터치모드와 멀티터치모드에서 터치구동회로(140)는 센싱라인(SL)으로 구동전압을 공급할 수 있다.
원터치모드에서 터치구동회로(140)는 둘 이상의 센서전극(SE)을 그룹단위로 묶어서 구동할 수 있다. 예를 들어, 원터치모드에서 패널(110) 내에는 적어도 하나의 센서전극그룹이 형성되고 터치구동회로(140)는 이러한 센서전극그룹을 구동하여 터치를 감지할 수 있다. 더 구체적인 예로서, 원터치모드에서 패널(110) 내에는 하나의 센서전극그룹이 형성되고 터치구동회로(140)는 이러한 하나의 센서전극그룹을 구동하여 패널(110)에 대한 터치를 감지할 수 있다. 이러한 하나의 센서전극그룹에는 패널(110) 내의 모든 센서전극(SE)이 포함될 수도 있고, 패널(110) 외곽쪽에 배치되는 일부 센서전극(SE)을 제외한 나머지 센서전극(SE)이 모두 포함될 수 있다.
멀티터치모드에서 터치구동회로(140)는 복수의 센서전극(SE)을 각각 하나씩 구동할 수 있다. 이러한 멀티터치모드에서 터치구동회로(140)는 오브젝트가 패널(110)을 터치한 위치를 계산할 수 있고 이러한 위치를 좌표값으로 생성할 수 있다.
휴식모드에서는 터치구동회로(140)가 구동전압을 생성하지 않기 때문에 표시장치(100)는 전력소모량을 줄일 수 있다. 또한, 원터치모드에서는 터치구동회로(140)가 센서전극그룹 단위로 구동하기 때문에 멀티터치모드보다 구동 간격을 더 길게 할 수 있다. 이렇게 되면, 표시장치(100)는 원터치모드에서 전력소모량을 줄일 수 있게 된다.
각각의 모드는 일정한 조건에 따라 다른 모드로 전환될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 각 모드의 전환 관계를 나타내는 도면이다.
도 2a를 참조하면, 표시장치(100)는 제1시간(T1) 동안 휴식모드(M210)로 작동하다가 원터치모드(M220)로 전환될 수 있다. 그리고, 표시장치(100)는 제2시간(T2) 동안 원터치모드(M220)로 작동하다가 다시 휴식모드(M210)로 전환될 수 있다.
표시장치(100)는 원터치모드(M220)에서 제2시간(T2) 동안 터치가 인식되지 않으면 휴식모드(M210)로 전환되고, 원터치모드(M220)에서 터치가 인식되면 멀티터치모드(M230)로 전환될 수 있다.
표시장치(100)는 멀티터치모드(M230)에서 제3시간(T3) 동안 터치가 인식되지 않으면 다시 원터치모드(M220)로 전환될 수 있다. 그리고, 표시장치(100)는 멀티터치모드(M230)에서 디스플레이가 오프되면 휴식모드(M210)로 전환될 수도 있다.
도 2b는 도즈2 모드 내에서의 모드 전환 관계와 도즈2 모드에서 도즈1 모드로 전환하는 관계를 나타내는 도면이다.
도 2b를 참조하면, 표시장치(100)는 도즈2 모드(D220) 내에서 휴식모드(M210), 원터치모드(M220) 및 멀티터치모드(M230)를 순환할 수 있다.
도즈2 모드(D220) 내에서 휴식모드(M210)로 작동하는 표시장치(100)는 제1시간(T1)이 경과하면 원터치모드(M220)로 전환될 수 있다.
도즈2 모드(D220) 내에서 원터치모드(M220)로 작동하는 표시장치(100)는 제2시간(T2) 동안 터치가 감지되지 않으면 다시 휴식모드(M210)로 전환될 수 있다. 반면에서, 도즈2 모드(D220) 내에서 원터치모드(M220)로 작동하는 표시장치(100)는 제2시간(T2) 내에서 터치가 감지되면 멀티터치모드(M230)로 전환될 수 있다.
그리고, 도즈2 모드(D220) 내에서 멀티터치모드(M230)로 작동하는 표시장치(100)는 제3시간(T3) 내에서 터치가 감지되면 디스플레이모드(M240)로 전환될 수 있다. 이때, 디스플레이모드(M240)는 데이터구동회로(120)가 데이터라인(DL)으로 데이터신호를 공급하고 게이트구동회로(130)가 게이트라인(GL)으로 스캔신호를 공급하는 모드로서 패널(110)에 영상이 표시되는 모드이다. 결과적으로 도즈2 모드(D220)의 멀티터치모드(M230)에서 디스플레이모드(M240)로 전환되면 도즈2 모드(D220)도 도즈1 모드(D210)로 전환되게 된다.
도 2c는 도즈1 모드 내에서의 모드 전환 관계를 나타내는 도면이다.
도 2c를 참조하면, 도즈1 모드(D210) 내에서 표시장치(100)는 디스플레이모드(M240), 원터치모드(M220) 및 멀티터치모드(M230)를 순환할 수 있다.
도즈1 모드(D210) 내에서 디스플레이모드(M240)로 작동하는 표시장치(100)는 제4시간(T4)이 경과하면 원터치모드(M220)로 전환되거나 멀티터치모드(M230)로 전환될 수 있다. 원터치모드(M220)로 전환될지 멀티터치모드(M230)로 전환될지는 직전 모드에서의 터치 입력 상태에 따라 결정될 수 있다.
예를 들어, 디스플레이모드(M240)의 직전 모드가 원터치모드(M220)이고 이러한 원터치모드(M220)에서 터치가 감지되었다면 표시장치(100)는 디스플레이모드(M240) 다음에 멀티터치모드(M230)로 전환될 수 있다.
반면에, 디스플레이모드(M240)의 직전 모드가 원터치모드(M220)이고 이러한 원터치모드(M220)에서 터치가 감지되지 않았다면 표시장치(100)는 디스플레이모드(M240) 다음에 다시 원터치모드(M220)로 전환될 수 있다.
다른 예로서, 디스플레이모드(M240)의 직전 모드가 멀티터치모드(M230)이고, 이러한 멀티터치모드(M230)에서 터치가 감지되었다면 표시장치(100)는 디스플레이모드(M240) 다음에 다시 멀티터치모드(M230)로 전환될 수 있다.
반면에, 멀티터치모드(M230)와 디스플레이모드(M240)가 N(1이상의 자연수)차례로 서로 전환되고 이러한 과정에서 한 차례의 터치도 감지되지 않았다면 표시장치(100)는 디스플레이모드(M240) 다음에 원터치모드(M220)로 전환될 수 있다.
표시장치(100)는 전술한 실시예와 같이 일정 조건에서 저전력구동모드인 휴식모드(M210) 및 원터치모드(M220)로 구동하면서 불필요한 터치구동을 제거하고 전력소모량을 줄일 수 있다.
아래에서는 터치구동회로(140) 내의 세부 구성들이 원터치모드(M220)와 멀티터치모드(M230)로 작동되는 실시예를 좀더 구체적으로 설명한다.
도 3a 및 도 3b는 터치구동회로의 내부 구성의 예시를 나타내는 도면이다.
도 3a를 참조하면, 터치구동회로(140)는 구동채널부(310), 감지부(320) 및 제어부(330)를 포함할 수 있다.
구동채널부(310)는 센서전극(SE) 혹은 센서전극(SE)으로 구성된 센서전극그룹으로 구동전압을 공급할 수 있다.
그리고, 감지부(320)는 구동전압에 대한 센서전극(SE) 혹은 센서전극그룹의 반응신호를 이용하여 패널(110)에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다.
이때, 구동전압이 공급되는 출력라인과 반응신호가 수신되는 수신라인이 분리되어 있을 수 있다. 신호 라인이 분리되어 있다는 측면에서 구동채널부(310) 및 감지부(320)는 서로 독립된 회로 구성을 가지고 있을 수 있고, 상호 간에는 신호 혹은 통신을 통해 정보가 교환될 수 있다.
제어부(330)는 구동채널부(310)와 감지부(320)로 제어신호를 공급하여 구동채널부(310) 및 감지부(320)의 구동 모드 및 타이밍을 제어하고 감지부(320)로부터 수신되는 정보 혹은 신호를 처리하여 터치 좌표 등을 생성할 수 있다.
도 3b는 도 3a와는 다른 실시예에 따른 터치구동회로의 내부 구성의 예시이다.
도 3b를 참조하면, 터치구동회로(140)는 구동채널부(312), 감지부(322) 및 제어부(330)를 포함할 수 있다.
구동채널부(312)는 센서전극(SE) 혹은 센서전극(SE)으로 구성된 센서전극그룹으로 구동전압을 공급할 수 있다.
그리고, 감지부(322)는 구동전압에 대한 센서전극(SE) 혹은 센서전극그룹의 반응신호를 이용하여 패널(110)에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다.
이때, 구동전압이 공급되는 출력라인과 반응신호가 수신되는 수신라인은 동일한 라인일 수 있다. 동일한 신호라인을 통해 구동전압이 공급되고 반응신호가 수신된다는 측면에서 구동채널부(312) 및 감지부(322)는 일부 회로 구성을 공유하는 형태로 구성될 수 있다. 이때, 공유되는 일부 회로 구성은 저항, 캐패시터와 같은 능동 혹은 수동 소자일 수도 있고, 단순 신호라인일 수도 있다.
제어부(330)는 구동채널부(312)와 감지부(322)로 제어신호를 공급하여 구동채널부(312) 및 감지부(322)의 구동 모드 및 타이밍을 제어하고 감지부(322)로부터 수신되는 정보 혹은 신호를 처리하여 터치 좌표 등을 생성할 수 있다.
아래에서는 설명의 편의를 위해 도 3b에 도시된 실시예와 같이 터치구동회로(140)가 일부 회로 구성을 공유하는 구동채널부(312) 및 감지부(322)를 포함하는 것으로 설명한다.
도 4는 센서전극과 터치구동회로의 연결 관계를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 터치구동회로(140)는 구동채널부(312), 감지부(322) 및 제어부(330)를 포함하고, 연결부(430)를 더 포함할 수 있다.
연결부(430)는 복수의 센싱라인(SL)을 통해 복수의 센서전극(SE)과 연결될 수 있다.
연결부(430)는 먹스(432)를 포함하고 있으면서 먹스(432)를 통해 복수의 센싱라인(SL)과 연결될 수 있다.
먹스(432)는 각각으로 연결된 둘 이상의 센싱라인(SL) 중 하나를 선택하여 구동채널부(312)와 연결시킬 수 있다. 그리고, 먹스(432)는 각각으로 연결된 둘 이상의 센싱라인(SL) 중 복수의 센싱라인(SL)을 선택하여 구동채널부(312)와 연결시킬 수 있다. 일 예로서 먹스(432)는 각각으로 연결된 둘 이상의 센싱라인(SL) 전부를 선택하여 구동채널부(312)와 연결시킬 수 있다.
복수의 센서전극(SE)은 하나의 센서전극그룹(SEG)을 형성할 수 있다.
도 4를 참조하면, 하나의 먹스(432)로 연결되는 복수의 센서전극(SE)이 하나의 센서전극그룹(SEG)을 형성하고 있다.
센서전극이 가로와 세로 방향으로 매트릭스 형태로 배치될 때, 일 예로서 가로 방향으로 한 라인을 형성하는 복수의 센서전극(SE)이 하나의 센서전극그룹(SEG)을 형성할 수 있다. 다른 예로서, 세로 방향으로 한 라인을 형성하는 복수의 센서전극(SE)이 하나의 센서전극그룹(SEG)을 형성할 수 있다. 또 다른 예로서, 가로 방향으로 둘 이상의 라인을 형성하는 복수의 센서전극(SE)이 하나의 센서전극그룹(SEG)을 형성할 수 있고, 세로 방향으로 둘 이상의 라인을 형성하는 복수의 센서전극(SE)이 하나의 센서전극그룹(SEG)을 형성할 수 있다.
센서전극그룹(SEG)은 먹스(432)를 통해 구동채널부(312)와 연결될 수 있다.
이때, 구동채널부(312)는 복수의 구동채널(314)을 포함할 수 있고, 각각의 센서전극그룹(SEG)은 각각의 구동채널(314)과 연결될 수 있다.
이러한 연결관계에 따라, 각각의 구동채널(314)은 각각의 센서전극(SE)을 개별적으로 구동할 수 있고, 센서전극그룹(SEG) 전체를 구동할 수도 있다.
예를 들어, 먹스(432)가 센서전극그룹(SEG)을 구성하는 복수의 센서전극(SE)을 순차적으로 하나씩 선택하면 구동채널(314)은 각각의 센서전극(SE)을 순차적으로 구동할 수 있다. 또한, 먹스(432)가 센서전극그룹(SEG) 전체 혹은 일부를 선택하면 구동채널(314)은 선택된 복수의 센서전극(SE)을 함께 구동시킬 수 있다.
감지부(322)는 센싱라인(SL)을 통해 전달되는 센서전극(SE) 혹은 센서전극그룹(SEG)의 반응신호에 따라 패널(110)에 대한 오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다. 감지부(322)는 복수의 감지채널(324)을 포함하고, 각각의 감지채널(324)은 센서전극그룹(SEG)과 연결될 수 있다.
먹스(432)가 하나의 센서전극(SE)을 선택하면 구동채널(314)은 하나의 센서전극(SE)으로 구동전압을 공급한다. 그리고, 먹스(432)의 상태가 변경되지 않은 상태에서 감지채널(324)은 먹스(432)를 통해 전달되는 반응신호를 수신하여 터치를 감지할 수 있다.
먹스(432)가 하나의 센서전극그룹(SEG)을 선택하면 구동채널(314)은 하나의 센서전극그룹(SEG)으로 구동전압을 공급한다. 그리고, 먹스(432)의 상태가 변경되지 않은 상태에서 감지채널(324)은 먹스(432)를 통해 전달되는 반응신호를 수신하여 터치를 감지할 수 있다.
제어부(330)는 구동채널부(312), 감지부(322) 및 연결부(430)의 작동모드를 제어할 수 있다.
구동채널부(312), 감지부(322) 및 연결부(430)는 원터치모드(M220)로 작동될 수 있고 멀티터치모드(M230)로 작동될 수 있다.
멀티터치모드(M230)에서 연결부(430)는 복수의 센서전극(SE) 각각을 구동채널부(312)로 연결시킨다. 그리고, 구동채널부(312)는 복수의 센서전극(SE) 각각을 구동하고 감지부(322)는 복수의 센서전극(SE) 각각으로부터 수신되는 반응신호를 이용하여 패널(110)에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다.
원터치모드(M220)에서 연결부(430)는 복수의 센서전극(SE)을 포함하는 센서전극그룹(SEG)을 구동채널부(312)로 연결시킬 수 있다. 그리고, 구동채널부(312)는 센서전극그룹(SEG)을 구동하고 감지부(322)는 센서전극그룹(SEG)으로부터 수신되는 반응신호를 이용하여 패널(110)에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다.
도 5는 센싱채널의 회로 모델이다.
구동채널(314) 및 구동채널(314)과 연결된 감지채널(324)이 하나의 센싱채널(510)을 구성할 수 있다. 여기서, 감지채널(324)은 센서전극(SE) 혹은 센서전극그룹(SEG)으로부터 하나의 반응신호가 수신되는 회로로서 감지부(322)에 포함되는 회로 구성일 수 있다.
도 5를 참조하면, 각각의 센서전극(SE)에는 제1정전용량(CSE)이 형성되고 감지부(322)는 이러한 제1정전용량(CSE)의 크기 혹은 변화량을 측정하여 패널(110)에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다. 혹은 감지부(322)는 제1정전용량(CSE)의 크기 혹은 변화량에 연동되는 값(예를 들어, 전하량 혹은 전하변화량)을 측정하여 패널(110)에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다.
복수의 센서전극(SE)이 연결되어 센서전극그룹(SEG)을 형성할 수 있는데, 이러한 센서전극그룹(SEG)에는 제2정전용량(CSEG)이 형성될 수 있다. 그리고, 감지부(322)는 이러한 제2정전용량(CSEG)의 크기 혹은 변화량을 측정하여 패널(110)에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다. 혹은 감지부(322)는 제2정전용량(CSEG)의 크기 혹은 변화량에 연동되는 값(예를 들어, 전하량 혹은 전하변화량)을 측정하여 패널(110)에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다.
먹스(432)는 연결되어 있는 M(M은 자연수) 개의 센싱라인(SL) 중 일부 혹은 전부를 선택함으로써 각각의 센서전극(SE)을 구동채널(314)로 연결시키거나 센서전극그룹(SEG)을 구동채널(314)로 연결시킬 수 있다. 이때, 먹스(432)가 하나의 센싱라인(SL)을 구동채널(314)로 연결시키면 구동채널(314)에는 제1정전용량(CSE)이 부하로 연결된다. 또한, 먹스(432)가 복수의 센싱라인(SL)을 선택하여 센서전극그룹(SEG)을 구동채널(314)로 연결시키면 구동채널(314)에는 제2정전용량(CSEG)이 부하로 연결된다.
제2정전용량(CSEG)은 복수의 제1정전용량(CSE)이 병렬 연결되어 형성되기 때문에 크기가 제1정전용량(CSE)보다 클 수 있다.
이때, 구동채널(314)이 제1정전용량(CSE)과 제2정전용량(CSEG)을 동일한 크기의 구동전압으로 구동하게 되면, 제2정전용량(CSEG)에는 제1정전용량(CSE)보다 많은 전하가 축적될 수 있고, 이러한 큰 전하는 감지채널(324)에 부담으로 작용할 수 있다.
이에 따라, 구동채널(314)은 한 센서전극(SE)이 연결되는 모드(예를 들어, 멀티터치모드(M230))에서 제1구동전압(VDRV1)을 센서전극(SE)으로 공급하고, 한 센서전극그룹(SEG)이 연결되는 모드(예를 들어, 원터치모드(M220))에서 제2구동전압(VDRV2)을 센서전극그룹(SEG)으로 공급할 수 있다.
여기서, 제2구동전압(VDRV2)은 제1구동전압(VDRV1)보다 작을 수 있다.
[수학식 1]
Q = C x V
정전용량에 축적되는 전하량은 정전용량의 크기 및 정전용량의 전압에 비례하게 되는데, 구동채널(314)은 제2정전용량(CSEG)의 크기가 제1정전용량(CSE)보다 크기 때문에 제2구동전압(VDRV2)의 크기를 제1구동전압(VDRV1)보다 작게 하여 제2정전용량(CSEG)에 축적되는 전하량을 일부 감소시킬 수 있게 된다.
구동채널(314)은 제1구동전압(VDRV1)을 공급하는 제1구동전압원 및 제2구동전압(VDRV2)을 공급하는 제2구동전압원과 연결될 수 있다. 이때, 구동채널(314)은 제1구동전압원 및 구동채널(314)의 출력라인(L1)과 연결되는 제1스위치(SW1), 및 제2구동전압원 및 구동채널(314)의 출력라인(L1)과 연결되는 제2스위치(SW2)를 포함할 수 있다. 그리고, 멀티터치모드(M230)에서 제1스위치(SW1)를 클로즈하고 제2스위치(SW2)를 오픈하며 원터치모드(M220)에서 제1스위치(SW1)를 오픈하고 제2스위치(SW2)를 클로즈할 수 있다.
한편, 구동채널(314)은 센서전극(SE) 혹은 센서전극그룹(SEG)에 축적된 전하를 리셋시키기 위한 제3스위치(SW3)를 포함하는데, 이러한 제3스위치(SW3)는 구동채널(314)의 출력라인(L1) 및 저전압라인(VSS, 예를 들어, 그라운드전압라인)과 연결될 수 있다.
감지부(322)는 제1구동전압(VDRV1)에 대한 센서전극(SE)의 반응신호 혹은 제2구동전압(VDRV2)에 대한 센서전극그룹(SEG)의 반응신호를 이용하여 패널(110)에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다.
감지부(322)는 센서전극(SE) 혹은 센서전극그룹(SEG)의 정전용량 변화를 측정하기 위해 센서전극(SE) 혹은 센서전극그룹(SEG)에 축적된 전하량 혹은 전하변화량을 측정하는 적분기를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 적분기는 제1입력부(Amp의 (-) 입력단자)가 반응신호를 수신하는 수신라인(L2)과 연결되고 제1입력부(Amp의 (-) 입력단자)와 출력부(Amp의 출력단자) 사이에 적분캡(CFB)이 위치하며 제2입력부(Amp의 (+) 입력단자)로 참조전압(Vref)이 입력될 수 있다. 그리고, 감지부(322)는 이러한 적분기의 출력부(Amp의 출력단자) 신호를 이용하여 패널(110)에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다.
반응신호가 수신되는 수신라인(L2)은 구동채널(314)의 출력라인(L1)과 연결되어 있을 수 있다. 이에 따라, 구동전압이 직접적으로 수신라인(L2)로 공급되지 않게 하기 위해 적분기와 구동채널(314) 사이에 제4스위치(SW4)가 위치할 수 있다. 그리고, 적분기에는 적분캡(CFB)을 리셋하기 위한 제5스위치(SW5)가 적분캡(CFB)과 병렬로 연결되어 있을 수 있다.
적분캡(CFB)에 저장되는 전하는 제1정전용량(CSE)에 저장된 전하의 일부 혹은 제2정전용량(CSEG)에 저장된 전하의 일부일 수 있다. 구체적으로 적분캡(CFB)에 저장되는 전하는 제1정전용량(CSE)의 양단 전압에서 참조전압(Vref)을 뺀 값 혹은 제2정전용량(CSEG)의 양단 전압에서 참조전압(Vref)을 뺀 값에 비례할 수 있다.
감지부(322)는 원터치모드(M220)와 멀티터치모드(M230)에서 참조전압(Vref)을 서로 다르게 적용할 수 있다. 예를 들어, 감지부(322)는 멀티터치모드(M230)에서 적분기의 제2입력부(Amp의 (+) 입력단자)로 제1참조전압(VREF1)을 공급하고 원터치모드(M220)에서 제2입력부(Amp의 (+) 입력단자)로 제2참조전압(VREF2)을 공급할 수 있다. 이때, 제2참조전압(VREF2)의 크기는 제1참조전압(VREF1)보다 클 수 있다.
[수학식 2]
QSE = CSE x (VDRV - VREF1), QSEG = CSEG x (VDRV - VREF2)
수학식 2에서 QSE는 멀티터치모드(M230)에서 적분캡(CFB)에 축적되는 전하량이고, QSEG는 원터치모드(M220)에서 적분캡(CFB)에 축적되는 전하량이다. 그리고, VDRV는 센서전극(SE) 혹은 센서전극그룹(SEG)으로 전달되는 구동전압이다.
원터치모드(M220)에서 부하로 작동하는 제2정전용량(CSEG)의 크기가 멀티터치모드(M230)에서 부하로 작동하는 제1정전용량(CSE)보다 크기 때문에 감지부(322)는 제1참조전압(VREF1)보다 큰 제2참조전압(VREF2)을 사용하여 적분캡(CFB)에 축적되는 전하량을 줄일 수 있다.
원터치모드(M220)는 터치입력이 별로 없을 때, 넓은 영역에 배치되어 있는 센서전극(SE)들을 동시에 구동하여 구동에 필요한 전력소모량을 줄이는 모드이다. 이때, 터치입력이 별로 없기 때문에 원터치모드(M220)에서 구동전압이 공급되는 주기는 멀티터치모드(M230)에서 구동전압이 공급되는 주기보다 길 수 있다. 각 모드마다 이러한 구동전압의 공급주기를 다르게 설정함으로써 표시장치(100)는 전력소모량을 줄일 수 있다.
멀티터치모드(M230)에서는 터치좌표를 정확하게 추출하기 위해 모든 센서전극(SE)이 구동될 수 있다. 이에 반해, 원터치모드(M220)에서는 패널(110)에 대한 터치유무만 감지하면 되기 때문에 원터치모드(M220)의 센싱영역은 모든 센서전극(SE)이 아닌 일부의 센서전극(SE)에만 대응될 수 있다. 이에 따라, 원터치모드(M220)에 따라 제2구동전압(VDRV2)이 공급되는 센서전극(SE)의 영역은 제1구동전압(VDRV1)이 공급되는 센서전극(SE)의 영역보다 작을 수 있다.
한편, 감지부(322)는 센서전극그룹(SEG)들 사이의 반응신호 차이를 이용하여 패널(110)에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다.
도 6은 감지부가 센서전극그룹들 사이의 반응신호 차이를 이용하는 제1예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 패널(110)에는 복수의 센서전극(SE11~SE14, SE21~SE24)이 위치한다. 그리고, 일 방향으로 하나의 센서전극라인을 형성하는 센서전극(SE11~SE14, SE21~SE24)이 센서전극그룹(SEG-1, SEG-2)을 형성한다. 예를 들어, 제1센서전극라인에 위치하는 복수의 센서전극(SE11~SE14)은 제1센서전극그룹(SEG-1)을 형성하고, 제2센서전극라인에 위치하는 복수의 센서전극(SE21~SE24)은 제2센서전극그룹(SEG-2)을 형성한다.
구동채널부(312)에 포함된 제1구동채널(614-1)은 제1모드(예를 들어, 멀티터치모드)에서 제1센서전극(SE11)으로 구동전압을 공급하고 제2모드(예를 들어, 원터치모드)에서 제1센서전극(SE11)을 포함하는 제1센서전극그룹(SEG-1)으로 구동전압을 공급할 수 있다.
또한, 구동채널부(312)에 포함된 제2구동채널(614-2)은 제1모드(예를 들어, 멀티터치모드)에서 제2센서전극(SE21)으로 구동전압을 공급하고 제2모드(예를 들어, 원터치모드)에서 제2센서전극(SE21)을 포함하는 제2센서전극그룹(SEG-2)으로 구동전압을 공급할 수 있다.
이때, 제1센서전극(SE11) 및 제2센서전극(SE21)으로 각각 공급되는 구동전압과 제1센서전극그룹(SEG-1) 및 제2센서전극그룹(SEG-2)으로 각각 공급되는 구동전압의 크기는 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 예를 들어, 센서전극(SE)을 개별적으로 구동할 때의 구동전압은 센서전극그룹(SEG)을 구동할 때의 구동전압보다 클 수 있다.
감지부(322)는 제2모드에서 구동전압에 대한 제1센서전극그룹(SEG-1)의 반응신호 및 구동전압에 대한 제2센서전극그룹(SEG-2)의 반응신호 차이를 이용하여 패널(110)에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다. 이러한 방법은 일종의 차동 센싱 방법이다. 차동 센싱의 경우, 측정치(예를 들어, 정전용량의 측정치 혹은 전하량의 측정치)를 줄여주는 효과가 있을 뿐만 아니라 노이즈를 제거해 주는 효과도 있다.
예를 들어, 제1센서전극그룹(SEG-1)과 연결되는 제1센싱채널(324-1)은 제1센서전극그룹(SEG-1)의 반응신호를 처리하여 제1센서전극그룹(SEG-1)의 정전용량 혹은 정전용량의 변화량에 대응되는 제1값을 측정할 수 있다. 그리고, 제2센서전극그룹(SEG-2)과 연결되는 제2센싱채널(324-2)은 제2센서전극그룹(SEG-2)의 반응신호를 처리하여 제2센서전극그룹(SEG-2)의 정전용량 혹은 정전용량의 변화량에 대응되는 제2값을 측정할 수 있다. 감지부(322)는 이러한 제1값과 제2값의 차이를 이용하여 패널(110)에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다.
도 7은 감지부가 센서전극그룹들 사이의 반응신호 차이를 이용하는 제2예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 패널(110)에는 복수의 센서전극(SE)이 배치되고, 복수의 센서전극(SE)은 복수의 센서전극라인을 형성할 수 있다.
이때, 제1센서전극그룹(SEG-1)은 적어도 하나의 홀수번째 센서전극라인으로 구성되고, 제2센서전극그룹(SEG-2)은 적어도 하나의 짝수번째 센서전극라인으로 구성될 수 있다.
감지부(322)는 이러한 홀수번째 센서전극라인으로 구성된 제1센서전극그룹(SEG-1)의 반응신호 및 짝수번째 센서전극라인으로 구성된 제2센서전극그룹(SEG-2)의 반응신호의 차이를 이용하여 패널(110)에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다.
도 8은 감지부가 센서전극그룹들 사이의 반응신호 차이를 이용하는 제3예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 패널(110)에는 복수의 센서전극(SE)이 배치되고, 복수의 센서전극(SE)은 복수의 센서전극라인을 형성할 수 있다.
이때, 제1센서전극그룹(SEG-1)은 둘 이상의 센서전극라인으로 구성되고, 제2센서전극그룹(SEG-2)은 하나의 센서전극라인-레퍼런스 센서전극라인으로, 예를 들어, 가장자리에 위치하는 센서전극라인일 수 있음-으로 구성될 수 있다.
감지부(322)는 이러한 둘 이상의 센서전극라인으로 구성된 제1센서전극그룹(SEG-1)의 반응신호 및 하나의 센서전극라인(레퍼런스 센서전극라인)으로 구성된 제2센서전극그룹(SEG-2)의 반응신호의 차이를 이용하여 패널(110)에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다.
한편, 감지부(322)는 제1센서전극그룹(SEG-1) 및 제2센서전극그룹(SEG-2)의 셀프정전용량 차이를 측정하여 패널(110)에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지할 수 있다. 이때, 제1센서전극그룹(SEG-1) 및 제2센서전극그룹(SEG-2)을 구성하는 각각의 센서전극(SE)은 패널(110)에 배치되는 게이트라인(GL)과 수직(교차)될 수 있다. 다시 말해, 화면이 주사되는 방향과 센서전극그룹(SEG)에서의 센서전극(SE)의 배치방향이 서로 수직될 수 있다.
한편, 터치구동회로(140)는 센서전극그룹(SEG)에 대하여 상호정전용량 방식으로 터치를 감지할 수 있다.
도 9는 센서전극그룹에 대하여 상호정전용량 방식으로 터치를 감지하는 것을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 패널(110)에는 복수의 센서전극(SE11~SE14, SE21~SE24)이 배치된다.
구동채널부(312)는 제1모드(예를 들어, 멀티터치모드)에서 제1센서전극(SE11) 및 제2센서전극(SE21)으로 구동전압을 공급하고, 제2모드(예를 들어, 원터치모드)의 제1프레임에서 제1센서전극(SE11)을 포함하는 제1센서전극그룹(SEG-1)으로 제1프레임구동전압(TX1)을 공급하고 제2센서전극(SE21)을 포함하는 제2센서전극그룹(SEG-2)으로 제1반응신호(RX1)를 수신하며, 제2모드의 제2프레임에서 제2센서전극그룹(SEG-2)으로 제2프레임구동전압(TX2)을 공급하고 제1센서전극그룹(SEG-1)으로 제2반응신호(RX2)를 수신할 수 있다.
이러한 구동방식은 구동전압을 입력하는 전극과 반응신호를 수신하는 전극이 분리되어 있는 방식으로 상호정전용량 방식이라고 부르기도 한다.
도 9에 도시된 실시예에서 제1센서전극그룹(SEG-1)과 제2센서전극그룹(SEG-2)은 서로 분리되어 있으나 서로 인접하여 있기 때문에 두 센서전극그룹(SEG-1, SEG-2) 사이에 상호정전용량이 형성된다. 제1프레임에 공급되는 제1프레임구동전압(TX1)은 제1센서전극그룹(SEG-1)으로 공급되고 두 센서전극그룹(SEG-1, SEG-2) 사이의 상호정전용량을 통해 제2센서전극그룹(SEG-2)으로 전달되어 제1반응신호(RX1)를 출력하게 된다. 마찬가지로, 제2프레임에 공급되는 제2프레임구동전압(TX2)은 제2센서전극그룹(SEG-2)으로 공급되고, 두 센서전극그룹(SEG-1, SEG-2) 사이의 상호정전용량을 통해 제1센서전극그룹(SEG-1)으로 전달되어 제2반응신호(RX2)를 출력하게 된다.
감지부(322)는 이러한 제1반응신호(RX1)와 제2반응신호(RX2)의 차이를 이용하여 패널(110)에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하게 된다. 이러한 방식을 2-프레임 차동센싱이라고 부를 수도 있으나 본 발명이 이러한 명칭으로 제한되는 것은 아니다.
이러한 실시예에서 복수의 센서전극(SE11~SE14, SE21~SE24)은 복수의 센서전극라인을 형성하고, 제1센서전극그룹(SEG-1)은 적어도 하나의 홀수번째 센서전극라인으로 구성되고 제2센서전극그룹(SEG-2)은 적어도 하나의 짝수번째 센서전극라인으로 구성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 불필요한 터치구동을 제거함으로써 터치구동에 필요한 전력량을 감소시킬 수 있다.
구체적인 실시예로서, 표시장치(100)는 원터치모드에서 복수의 센서전극(SE)을 그룹단위로 묶어서 구동함으로써 전력소모량을 감소시킬 수 있다. 이때, 복수의 센서전극(SE)을 센서전극그룹(SEG)으로 묶게 되면 터치구동회로의 부하(정전용량)가 증가하는 문제가 발생하는데, 본 발명의 실시예에서는 모드에 따라 구동전압의 크기를 다르게 설정하거나 차동방식으로 센싱함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있게 된다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 복수의 센서전극을 포함하는 터치패널을 구동하는 터치구동장치에 있어서,
    제1모드에서 한 센서전극으로 제1구동전압을 공급하고 제2모드에서 상기 한 센서전극을 포함하는 한 센서전극그룹으로 상기 제1구동전압보다 작은 제2구동전압을 공급하는 구동채널; 및
    상기 제1모드에서 상기 한 센서전극을 상기 구동채널과 연결시키고 상기 제2모드에서 상기 한 센서전극그룹을 상기 구동채널과 연결시키는 연결부
    를 포함하는 터치구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동채널은,
    제1구동전압원 및 상기 구동채널의 출력라인과 연결되는 제1스위치, 및 제2구동전압원 및 상기 구동채널의 출력라인과 연결되는 제2스위치를 포함하고,
    상기 제1모드에서 상기 제1스위치를 클로즈하고 상기 제2스위치를 오픈하며 상기 제2모드에서 상기 제1스위치를 오픈하고 상기 제2스위치를 클로즈하는 터치구동장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1구동전압에 대한 상기 한 센서전극의 반응신호 혹은 상기 제2구동전압에 대한 상기 한 센서전극그룹의 반응신호를 이용하여 상기 터치패널에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하는 감지부를 더 포함하는 터치구동장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 감지부가 상기 제2모드에서 상기 터치패널에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하면,
    상기 구동채널 및 상기 연결부는 상기 제1모드로 전환하여 작동하는 터치구동장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 한 센서전극 혹은 상기 한 센서전극그룹의 반응신호에 따라 상기 한 센서전극 혹은 상기 한 센서전극그룹의 전하량 혹은 전하변화량을 측정하여 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하는 터치구동장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 감지부는,
    제1입력부가 상기 반응신호의 수신라인과 연결되고 상기 제1입력부와 출력부 사이에 적분캡이 위치하며 제2입력부로 참조전압이 입력되는 적분기를 포함하고, 상기 적분기 출력부의 신호를 이용하여 상기 터치패널에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하는 터치구동장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1모드에서 상기 제2입력부로 제1참조전압이 공급되고 상기 제2모드에서 상기 제2입력부로 제2참조전압이 공급되며,
    상기 제2참조전압은 상기 제1참조전압보다 큰 터치구동장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2구동전압의 공급주기는 상기 제1구동전압의 공급주기보다 긴 터치구동장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 한 센서전극그룹은 둘 이상의 센서전극을 포함하고 상기 둘 이상의 센서전극은 먹스(MUX)를 통해 상기 구동채널과 연결되는 터치구동장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2구동전압이 공급되는 센서전극들의 영역은 상기 제1구동전압이 공급되는 센서전극들의 영역보다 작은 터치구동장치.
  11. 복수의 센서전극을 포함하는 터치패널을 구동하는 터치구동장치에 있어서,
    제1모드에서 제1센서전극으로 구동전압을 공급하고 제2모드에서 상기 제1센서전극을 포함하는 제1센서전극그룹으로 구동전압을 공급하는 제1구동채널;
    상기 제1모드에서 제2센서전극으로 구동전압을 공급하고 상기 제2모드에서 상기 제2센서전극을 포함하는 제2센서전극그룹으로 구동전압을 공급하는 제2구동채널; 및
    구동전압에 대한 상기 제1센서전극그룹의 반응신호 및 구동전압에 대한 상기 제2센서전극그룹의 반응신호의 차이를 이용하여 상기 터치패널에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하는 감지부를 포함하는 터치구동장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 센서전극은 복수의 센서전극라인을 형성하고,
    상기 제1센서전극그룹은 적어도 하나의 홀수번째 센서전극라인으로 구성되고 상기 제2센서전극그룹은 적어도 하나의 짝수번째 센서전극라인으로 구성되는 터치구동장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 센서전극은 복수의 센서전극라인을 형성하고,
    상기 제1센서전극그룹은 둘 이상의 센서전극라인으로 구성되고 상기 제2센서전극그룹은 하나의 센서전극라인으로 구성되는 터치구동장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 제1센서전극그룹 및 상기 제2센서전극그룹의 셀프정전용량 차이를 측정하여 상기 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하는 터치구동장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1센서전극그룹 및 상기 제2센서전극그룹을 구성하는 센서전극들은 상기 터치패널에 배치되는 게이트라인과 교차되어 배치되는 터치구동장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제1구동채널은,
    상기 제1모드에서 상기 제1센서전극으로 제1구동전압을 공급하고, 상기 제2모드에서 상기 제1센서전극그룹으로 상기 제1구동전압보다 작은 제2구동전압을 공급하는 터치구동장치.
  17. 복수의 센서전극을 포함하는 터치패널을 구동하는 터치구동장치에 있어서,
    제1모드에서 제1센서전극 및 제2센서전극으로 구동전압을 공급하고, 제2모드의 제1프레임에서 상기 제1센서전극을 포함하는 제1센서전극그룹으로 구동전압을 공급하고 상기 제2센서전극을 포함하는 제2센서전극그룹으로 제1반응신호를 수신하며, 상기 제2모드의 제2프레임에서 상기 제2센서전극그룹으로 구동전압을 공급하고 상기 제1센서전극그룹으로 제2반응신호를 수신하는 구동채널부; 및
    상기 제1반응신호 및 상기 제2반응신호의 차이를 이용하여 상기 터치패널에 대한 외부오브젝트의 근접 혹은 터치를 감지하는 감지부를 포함하는 터치구동장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 센서전극은 복수의 센서전극라인을 형성하고,
    상기 제1센서전극그룹은 적어도 하나의 홀수번째 센서전극라인으로 구성되고 상기 제2센서전극그룹은 적어도 하나의 짝수번째 센서전극라인으로 구성되는 터치구동장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1구동채널은,
    상기 제1모드에서 상기 제1센서전극으로 제1구동전압을 공급하고, 상기 제2모드에서 상기 제1센서전극그룹으로 상기 제1구동전압보다 작은 제2구동전압을 공급하는 터치구동장치.
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