KR20170081127A - Touch sensing system including active stylus pen - Google Patents

Touch sensing system including active stylus pen Download PDF

Info

Publication number
KR20170081127A
KR20170081127A KR1020160163495A KR20160163495A KR20170081127A KR 20170081127 A KR20170081127 A KR 20170081127A KR 1020160163495 A KR1020160163495 A KR 1020160163495A KR 20160163495 A KR20160163495 A KR 20160163495A KR 20170081127 A KR20170081127 A KR 20170081127A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
touch
period
drive signal
pen
signal
Prior art date
Application number
KR1020160163495A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102607842B1 (en
Inventor
정도영
장형욱
배상혁
한성수
김철세
김성철
주수윤
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
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 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to US15/381,410 priority Critical patent/US10474280B2/en
Priority to EP16205763.2A priority patent/EP3190490B1/en
Priority to CN201611226916.4A priority patent/CN106997255B/en
Publication of KR20170081127A publication Critical patent/KR20170081127A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102607842B1 publication Critical patent/KR102607842B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0441Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using active external devices, e.g. active pens, for receiving changes in electrical potential transmitted by the digitiser, e.g. tablet driving signals
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545Pens or stylus
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412Digitisers structurally integrated in a display
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers

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)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

본 발명은 1 프레임이 적어도 하나 이상의 터치 구동 기간과 디스플레이 구동 기간으로 시분할되는 터치 센싱 시스템으로서, 제1 펜 구동신호와 제2 펜 구동신호를 생성하는 능동형 스타일러스 펜과, 터치 구동 장치를 포함한다.
터치 구동 장치는 터치 스크린에 터치 구동신호를 인가하고, 터치 구동 기간의 제1 기간 내에서 터치 스크린을 통해 입력되는 제1 펜 구동신호를 센싱하고, 터치 구동 기간의 제2 기간 내에서 터치 스크린을 통해 입력되는 제2 펜 구동신호를 센싱한다.
The present invention is a touch sensing system in which one frame is time-divided into at least one of a touch driving period and a display driving period, and includes an active stylus pen for generating a first pen driving signal and a second pen driving signal, and a touch driving device.
The touch driving device applies a touch driving signal to the touch screen, senses a first pen driving signal input through the touch screen within a first period of the touch driving period, Sensing the second pen drive signal input via the second pen drive signal.

Description

능동형 스타일러스 펜을 포함한 터치 센싱 시스템{TOUCH SENSING SYSTEM INCLUDING ACTIVE STYLUS PEN}{TOUCH SENSING SYSTEM INCLUDING ACTIVE STYLUS PEN}

본 발명은 능동형 스타일러스 펜을 통해 터치 입력이 가능한 터치 센싱 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a touch sensing system capable of touch input through an active stylus pen.

유저 인터페이스(User Interface, UI)는 사람(사용자)이 쉽게 자신이 원하는 대로 각종 전자 기기를 제어할 수 있게 한다. 이러한 유저 인터페이스의 대표적인 예로는 키패드, 키보드, 마우스, 온 스크린 디스플레이(On Screen Display, OSD), 적외선 통신 혹은 고주파(RF) 통신 기능을 갖는 원격 제어기(Remote controller) 등이 있다. 유저 인터페이스 기술은 사용자 감성과 조작 편의성을 높이는 방향으로 발전을 거듭하고 있다. 최근, 유저 인터페이스는 터치 UI, 음성 인식 UI, 3D UI 등으로 진화되고 있다.A user interface (UI) enables a person (user) to easily control various electronic devices as he / she wants. Representative examples of such a user interface include a keypad, a keyboard, a mouse, an on screen display (OSD), a remote controller having infrared communication or radio frequency (RF) communication function, and the like. User interface technology has been developed to enhance the user's sensibility and ease of operation. Recently, the user interface has evolved into a touch UI, a voice recognition UI, a 3D UI, and the like.

터치 UI는 휴대용 정보기기에 필수적으로 채택되고 있다. 터치 UI는 표시장치의 화면 상에 터치 스크린을 형성하는 방법으로 구현되고 있다. 이러한 터치 스크린은 정전 용량 방식으로 구현될 수 있다. 정전 용량 방식의 터치 센서를 갖는 터치 스크린은 손가락 또는 전도성 물질이 터치 센서에 접촉(또는 근접)될 때, 터치 구동신호의 입력에 따른 정전 용량(capacitance) 변화 즉, 터치 센서의 전하 변화량을 센싱하여 터치 입력을 감지한다.The touch UI is essential for portable information devices. The touch UI is implemented by a method of forming a touch screen on the screen of a display device. Such a touch screen can be implemented in a capacitive manner. When a finger or a conductive material touches (or comes close to) the touch sensor, the touch screen having the capacitive touch sensor senses a change in capacitance due to the input of the touch drive signal, that is, a change in the charge of the touch sensor Touch input is detected.

최근 스마트 폰, 및 스마트 북 등에는 HID(Human Interface Device)로서 스타일러스 펜(Stylus Pen)이 사용되고 있다. 스타일러스 펜은 손가락에 비해 좀 더 세밀한 입력이 가능한 장점이 있다. 스타일러스 펜에는 수동형과 능동형이 있다. 수동형 스타일러스 펜은 터치 스크린과의 접촉 지점에서 정전용량 변화가 적어 터치 위치 검출이 어렵다. 이에 반해 능동형 스타일러스 펜은 자체적으로 펜 구동신호를 생성하여 터치 스크린과의 접촉 지점에 출력하기 때문에 수동형에 비해 터치 위치 검출이 용이하여 이에 대한 개발이 집중되고 있다.Recently, a stylus pen is used as a human interface device (HID) in smart phones and smart books. The stylus pen has the advantage of being able to input more finely than the finger. There are passive and active stylus pens. The passive stylus pen is difficult to detect the touch position because of the small change in capacitance at the point of contact with the touch screen. On the other hand, since the active stylus pen generates a pen driving signal by itself and outputs the pen driving signal to the contact point with the touch screen, the touch position detection is easier than the passive type, and development thereof is concentrated.

종래 터치 센싱 시스템에서, 능동형 스타일러스 펜은 다양한 편의 기능을 구현하기 위해 펜 구동신호와 별도로 필압 정보 등의 펜 부가 정보를 터치 IC(Integrated Circuit)에 전송하였다. 이를 위해, 종래 능동형 스타일러스 펜은 고 주파수(수~수십 MHz)의 정현파를 이용한 변조 방식으로 펜 구동신호와 펜 부가 정보를 개별적으로 터치 IC에 전송하였고, 터치 IC는 밴드 패스 필터(Band Pass Filter)와 디텍션 회로(Detection Circuit) 등을 이용하여 펜 구동신호와 펜 부가 정보를 분리하여 처리하였다. 이러한 펜 구동신호와 펜 부가 정보는 터치 스크린을 구동하는 터치 구동신호에 비해 주파수가 훨씬 높았다.In the conventional touch sensing system, the active stylus pen transmits pen additional information such as pressure information to the touch IC (Integrated Circuit) separately from the pen driving signal in order to realize various convenience functions. To this end, the conventional active stylus pen individually transmits the pen driving signal and the pen additional information to the touch IC using a modulation method using high frequency (several to several tens of MHz), and the touch IC is a band pass filter And a detection circuit to separate and process the pen driving signal and the pen additional information. These pen drive signals and pen additional information were much higher in frequency than the touch drive signals driving the touch screen.

이러한 종래 터치 센싱 시스템은 펜 구동신호와 펜 부가 정보를 분리하기 위해 터치 IC 내에 복잡한 처리 회로를 추가해야 하기 때문에 터치 IC의 사이즈와 제조 비용이 증가되는 문제가 있다. This conventional touch sensing system has a problem that the size and manufacturing cost of the touch IC are increased because a complicated processing circuit must be added in the touch IC to separate the pen driving signal and the pen additional information.

더욱이, 종래 터치 센싱 시스템은 애드 온 타입(Add-On Type)의 터치 스크린에 한하여 적용될 수 있는 것으로, 인셀 타입(In-cell Type)의 터치 스크린에는 적용될 수 없다. 애드 온 타입은 터치 스크린을 표시패널 상에 접합하는 터치 스크린 형성 방식을 의미하고, 인셀 타입은 터치 스크린의 터치 센서들을 표시패널의 픽셀 어레이에 내장하는 터치 스크린 형성 방식을 의미한다. Furthermore, the conventional touch sensing system can be applied only to an add-on type touch screen and can not be applied to an in-cell type touch screen. The add-on type means a touch screen forming method for bonding a touch screen to a display panel, and the inser type means a touch screen forming method for incorporating touch sensors of a touch screen into a pixel array of a display panel.

인셀 타입에서는 터치 센서들이 기생 용량을 통해 픽셀 신호 배선들에 커플링되어 있기 때문에, 애드 온 타입에 비해 터치 스크린에서의 RC 딜레이가 크다. 따라서, 인셀 타입의 터치 스크린에서는 RC 타임 부족으로 인해, 종래 터치 센싱 시스템에서와 같은 고 주파수의 펜 구동신호와 펜 부가 정보를 터치 IC에 정확히 전달하기 어렵다.In the in-cell type, since the touch sensors are coupled to the pixel signal lines through the parasitic capacitance, the RC delay in the touch screen is larger than in the add-on type. Therefore, it is difficult to accurately transmit the high-frequency pen drive signal and the pen additional information as in the conventional touch sensing system to the touch IC due to the lack of the RC time in the in-cell type touch screen.

따라서, 본 발명의 목적은 터치 센서들이 표시패널의 픽셀 어레이에 내장된 인셀 타입의 터치 스크린과 능동형 스타일러스 펜을 갖는 터치 센싱 시스템에서, 능동형 스타일러스 펜으로부터 입력되는 펜 부가 정보를 표시장치에서 정확히 수신 및 처리할 수 있게 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a touch sensing system in which a touch sensor has an insole type touch screen and an active stylus pen embedded in a pixel array of a display panel, And the like.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 1 프레임이 적어도 하나 이상의 터치 구동 기간과 디스플레이 구동 기간으로 시분할되는 터치 센싱 시스템으로서, 상기 터치 구동 기간에서 터치 스크린으로부터 입력되는 터치 구동신호에 동기 하여 터치 입력을 검출하기 위한 제1 펜 구동신호와 펜의 부가 기능과 관련된 부가 입력을 검출하기 위한 제2 펜 구동신호를 생성한 후, 상기 제1 펜 구동신호와 상기 제2 펜 구동신호를 상기 터치 스크린에 연속적으로 출력하는 능동형 스타일러스 펜과, 상기 터치 스크린에 상기 터치 구동신호를 인가하고, 상기 터치 구동 기간의 제1 기간 내에서 상기 터치 스크린을 통해 입력되는 상기 제1 펜 구동신호를 센싱하고, 상기 제1 기간에 이은 상기 터치 구동 기간의 제2 기간 내에서 상기 터치 스크린을 통해 입력되는 상기 제2 펜 구동신호를 센싱하는 터치 구동 장치를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a touch sensing system in which one frame is divided into at least one of a touch driving period and a display driving period, wherein a touch input is performed in synchronization with a touch driving signal input from a touch screen during the touch driving period And a second pen drive signal for detecting an additional input associated with the additional function of the pen, and for outputting the first pen drive signal and the second pen drive signal to the touch screen continuously And a second stylus pen driver for applying the touch driving signal to the touch screen, sensing the first pen driving signal inputted through the touch screen within a first period of the touch driving period, And a second period of the touch driving period, And a touch drive device for sensing the second pen drive signal.

또한, 본 발명의 터치 구동장치는 1 프레임이 적어도 하나 이상의 터치 구동 기간과 디스플레이 구동 기간으로 시분할되고 상기 터치 구동 기간에서 동작하는 것으로서, 상기 터치 구동 기간 동안 터치 구동신호를 생성하여 터치 스크린에 인가하며, 상기 터치 구동 기간의 제1 기간 내에서 스타일러스 펜으로부터 터치 스크린에 인가된 제1 펜 구동신호를 센싱하고, 상기 제1 기간에 이은 상기 터치 구동 기간의 제2 기간 내에서 상기 스타일러스 펜으로부터 상기 터치 스크린에 인가된 제2 펜 구동신호를 센싱한다. 여기서, 상기 제1 펜 구동신호와 상기 제2 펜 구동신호는 상기 터치 구동신호에 동기되고, 상기 제1 펜 구동신호는 터치 입력을 검출하기 위한 것이고, 상기 제2 펜 구동신호는 상기 스타일러스 펜의 부가 기능에 관련된 부가 입력을 검출하기 위한 것이다.In addition, in the touch-driving device of the present invention, one frame is divided into at least one of a touch driving period and a display driving period and is operated in the touch driving period, and the touch driving signal is generated and applied to the touch screen during the touch driving period , Sensing a first pen drive signal applied to the touch screen from the stylus pen within a first period of the touch drive period, sensing the first pen drive signal from the stylus pen within a second period of the touch drive period subsequent to the first period, And senses the second pen drive signal applied to the screen. Here, the first pen driving signal and the second pen driving signal are synchronized with the touch driving signal, the first pen driving signal is for detecting a touch input, and the second pen driving signal is for controlling the stylus pen For detecting an additional input related to the additional function.

첫째, 본 발명은 기존의 인셀 타입의 터치 구동장치에 제2 펜 구동신호에 대한 센싱값을 디지털 처리하기 회로를 추가하여 펜에서 전송되는 디지털 부가 정보(압력, 버튼, 펜 ID 등)을 정확히 수신할 수 있다.First, the present invention adds a circuit for digitally processing a sensed value of a second pen drive signal to a conventional touch sensor of an in-cell type to precisely receive digital additional information (pressure, button, pen ID, etc.) can do.

둘째, 본 발명은 제1 펜 구동신호와 제2 펜 구동신호를 터치 구동신호를 시간적으로 분리하여 출력하기 때문에 좀 더 정확한 정보 전송이 가능하다.Second, since the first pen drive signal and the second pen drive signal are temporally separated from each other by the touch driving signal, the present invention enables more accurate information transmission.

셋째, 본 발명은 디지털 부가 정보를 통해 2048 이상의 필압 정보를 터치 리포트 레이트와 동일하게 전송할 수 있다.Third, the present invention can transmit 2048 or more pressure information in the same manner as the touch report rate through digital additional information.

넷째, 본 발명은 디지털 부가 정보를 통해 2 이상의 버튼 정보(eraser, barrel등)를 전송할 수 있다.Fourth, the present invention can transmit two or more button information (eraser, barrel, etc.) through digital additional information.

다섯째, 본 발명은 디지털 부가 정보를 통해 펜 ID를 전송하여 동시에 다수개의 펜들을 인식하게 할 수 있다.Fifth, the present invention can transmit a pen ID through the digital additional information to simultaneously recognize a plurality of pens.

여섯째, 본 발명은 디지털 부가 정보를 3-상태로 가공하여 한정된 시간 내에 보다 많은 부가 정보를 전송할 수 있다.Sixth, the present invention can process digital additional information into three states and transmit more additional information within a limited time.

도 1은 본 발명의 터치 센싱 시스템을 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱 시스템이 적용되는 표시장치를 보여주는 도면.
도 3은 인셀 타입의 상호 용량 센서로 구현되어 도 2의 표시장치에 구비되는 터치 스크린의 일 예를 보여주는 도면.
도 4는 인셀 타입의 자기 용량 센서로 구현되어 도 2의 표시장치에 구비되는 터치 스크린의 일 예를 보여주는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 능동형 스타일러스 펜의 내부 구성을 보여주는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 능동형 스타일러스 펜에서, 터치 구동 기간 동안 터치 구동신호에 동기 하여 제1 펜 구동신호와 제2 펜 구동신호가 연속적으로 출력되는 것을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 능동형 스타일러스 펜에서, 터치 구동신호에 동기 하여 진폭 변조 방식으로 생성되는 제2 펜 구동신호를 보여주는 도면.
도 8은 본 발명에 따른 능동형 스타일러스 펜에서, 터치 구동신호에 동기 하여 주파수 변조 방식으로 생성되는 제2 펜 구동신호를 보여주는 도면.
도 9는 도 2의 표시장치에 구비된 터치 구동장치를 보여주는 도면.
도 10은 도 9의 터치 구동장치에서 제2 펜 구동신호에 대한 센싱값을 디지털 처리하기 위한 구성을 보여주는 도면.
도 11 및 도 12는 도 9의 터치 구동장치의 동작 타이밍을 설명하기 위한 파형도.
도 13및 도 14는 본 발명에 따른 능동형 스타일러스 펜에서, 터치 구동신호에 동기 하여 3-상태로 생성되는 제2 펜 구동신호를 보여주는 도면.
도 15는 제2 펜 구동신호를 3-상태로 생성하는 경우 가능한 정보 전달량을 보여주는 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a schematic illustration of a touch sensing system of the present invention.
2 is a view illustrating a display device to which a touch sensing system according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 3 is a view showing an example of a touch screen provided in the display device of FIG.
FIG. 4 is a view showing an example of a touch screen provided in the display device of FIG. 2, which is implemented by an insensitive type capacitive sensor. FIG.
5 is a view showing an internal configuration of an active stylus pen according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating that a first pen driving signal and a second pen driving signal are continuously output in synchronization with a touch driving signal during a touch driving period in an active stylus pen according to the present invention. FIG.
7 is a diagram illustrating a second pen driving signal generated in an amplitude modulation method in synchronism with a touch driving signal in an active stylus pen according to the present invention.
8 is a diagram illustrating a second pen driving signal generated in a frequency modulation manner in synchronism with a touch driving signal in an active stylus pen according to the present invention.
FIG. 9 is a view showing a touch driving device provided in the display device of FIG. 2. FIG.
10 is a diagram illustrating a configuration for digitally processing a sensing value for a second pen drive signal in the touch driver of FIG.
Fig. 11 and Fig. 12 are waveform diagrams for explaining the operation timing of the touch driver of Fig. 9; Fig.
13 and 14 illustrate a second pen drive signal generated in a 3-state in synchronism with a touch drive signal in an active stylus pen according to the present invention.
15 is a diagram showing a possible amount of information transmission when the second pen drive signal is generated in a three-state;

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Like reference numerals throughout the specification denote substantially identical components. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 터치 센싱 시스템을 개략적으로 보여준다. 1 schematically shows a touch sensing system of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 터치 센싱 시스템은 표시장치(10)와 능동형 스타일러스 펜(20)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the touch sensing system of the present invention includes a display device 10 and an active stylus pen 20.

표시장치(10)는 디스플레이 기능과 터치 검출 기능을 수행한다. 표시장치(10)는 손가락 또는 능동형 스타일러스 펜(20)과 같은 전도성 물체의 접촉에 의한 터치 검출이 가능한 것으로, 그 내부에 일체형으로 정전 용량 방식의 터치 스크린을 구비하고 있다. 여기서, 터치 스크린은 터치 센서들이 표시패널의 픽셀 어레이에 내장된 인셀 타입의 터치 스크린으로 구현된다. 표시장치(10)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 2 내지 도 4와, 도 9 내지 도 12를 참조로 후술한다.The display device 10 performs a display function and a touch detection function. The display device 10 is capable of touch detection by the contact of a finger or a conductive object such as the active stylus pen 20, and is equipped with an electrostatic capacitive type touch screen integrally therewith. Here, the touch screen is implemented as an in-cell type touch screen in which the touch sensors are embedded in the pixel array of the display panel. The specific configuration and operation of the display apparatus 10 will be described later with reference to Figs. 2 to 4 and Figs. 9 to 12. Fig.

능동형 스타일러스 펜(20)은 터치 동기신호에 기초하여 Rx 모드와 Tx 모드로 동작한다. 능동형 스타일러스 펜(20)은 터치 스크린에서 수신되는 터치 구동신호에 동기 하여 터치 입력을 검출하기 위한 제1 펜 구동신호와 펜의 부가 기능과 관련된 부가 입력을 검출하기 위한 제2 펜 구동신호를 생성하여 터치 스크린과의 접촉 지점에 연속적으로 출력함으로써 터치 스크린 상에서 터치 위치 검출을 용이하게 할 수 있고, 특히 제2 펜 구동신호를 터치 구동신호와 동일한 주파수로 가공한 후 제1 펜 구동신호와 시간적으로 분리하여 출력하기 때문에 좀 더 정확한 정보를 전송할 수 있는 장점이 있다. 능동형 스타일러스 펜(20)의 구성 및 동작은 도 5 내지 도 8을 통해 후술한다.The active stylus pen 20 operates in the Rx mode and the Tx mode based on the touch synchronous signal. The active stylus pen 20 generates a first pen driving signal for detecting a touch input in synchronism with a touch driving signal received from the touch screen and a second pen driving signal for detecting an additional input related to the additional function of the pen It is possible to easily detect the touch position on the touch screen by outputting it continuously to the point of contact with the touch screen. In particular, after processing the second pen drive signal to the same frequency as the touch drive signal, Therefore, it is possible to transmit more accurate information. The construction and operation of the active stylus pen 20 will be described later with reference to FIGS. 5 to 8. FIG.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱 시스템이 적용되는 표시장치를 보여준다. 도 3 및 도 4는 도 2의 표시장치에 구비되는 터치 스크린이 각각 인셀 타입의 상호 용량 센서 및 인셀 타입의 자기 용량 센서로 구현되는 것을 보여준다.FIG. 2 shows a display device to which a touch sensing system according to an embodiment of the present invention is applied. FIG. 3 and FIG. 4 show that the touch screen of the display device of FIG. 2 is implemented by an in-cell type mutual capacitance sensor and an insensitive type capacitance sensor, respectively.

도 2내지 도4를 참조하면, 본 발명의 표시장치(10)는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시소자(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자 기반으로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 표시장치가 액정표시소자로 구현되는 것을 설명하지만, 본 발명의 표시장치는 액정표시소자에 한정되지 않는다. 2 to 4, the display device 10 of the present invention includes a liquid crystal display (LCD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP) ), An organic light emitting diode (OLED) display, and an electrophoresis (EPD) display device. In the following embodiments, the display device is implemented as a liquid crystal display device, but the display device of the present invention is not limited to the liquid crystal display device.

표시장치(10)는 디스플레이 모듈과 터치 모듈로 이루어진다. The display device 10 comprises a display module and a touch module.

터치 모듈은 터치 스크린(TSP)과 터치 구동장치(18)를 포함한다. The touch module includes a touch screen (TSP) and a touch driver 18.

터치 스크린(TSP)은 다수의 정전 용량 센서들을 통해 터치 입력을 감지하는 정전 용량 방식으로 구현될 수 있다. 터치 스크린(TSP)은 정전 용량(capacitance)을 갖는 다수의 터치 센서들을 포함한다. 정전 용량은 자기 정전 용량(Self Capacitance)과 상호 정전 용량(Mutual Capacitance)으로 나뉘어질 수 있다. 자기 정전 용량은 한 방향으로 형성된 단층의 도체 배선을 따라 형성될 수 있고, 상호 정전 용량은 직교하는 두 도체 배선들 사이에 형성될 수 있다.The touch screen (TSP) can be implemented in a capacitive manner that senses touch input through a plurality of capacitive sensors. The touch screen TSP includes a plurality of touch sensors having a capacitance. Capacitance can be divided into Self Capacitance and Mutual Capacitance. The electrostatic capacitance can be formed along a single-layer conductor wiring formed in one direction, and mutual capacitance can be formed between two orthogonal conductor wiring.

상호 용량 센서(Cm)로 구현되는 터치 스크린(TSP)은, 도 3과 같이 Tx 전극라인들, Tx 전극라인들과 교차하는 Rx 전극라인들, 및 Tx 전극라인들과 Rx 전극라인들의 교차점들 마다 형성된 터치 센서들(Cm)을 포함할 수 있다. Tx 전극라인들은 터치 센서들(Cm) 각각에 터치 구동신호를 인가하여 터치 센서들에 전하를 공급하는 구동 신호 배선들이다. Rx 전극라인들은 터치 센서들(Cm)에 연결되어 터치 센서들의 전하를 터치 구동장치(18)로 공급하는 센서 배선들이다. 상호 용량 센싱 방법은 Tx 전극라인을 통해 Tx 전극에 구동 신호를 인가하여 터치 센서(Cm)에 전하를 공급하고, 터치 구동신호와 동기하여 Rx 전극과 Rx 전극라인을 통해 터치 센서(Cm)의 정전용량 변화를 센싱함으로써 터치 입력을 알 수 있다.The touch screen TSP implemented by the mutual capacitive sensor Cm includes Tx electrode lines, Rx electrode lines intersecting the Tx electrode lines, and a plurality of Rx electrode lines at the intersections of the Tx electrode lines and the Rx electrode lines, And the touch sensors Cm formed thereon. The Tx electrode lines are driving signal wirings for supplying a charge to the touch sensors by applying a touch driving signal to each of the touch sensors Cm. The Rx electrode lines are sensor wirings connected to the touch sensors Cm to supply the charges of the touch sensors to the touch driver 18. [ In the mutual capacitance sensing method, a driving signal is applied to the Tx electrode through a Tx electrode line to supply electric charge to the touch sensor (Cm), and the electric potential of the touch sensor (Cm) through the Rx electrode and the Rx electrode line By sensing the capacitance change, the touch input can be detected.

자기 용량 센서(Cs)로 구현되는 터치 스크린(TSP)은, 도 4와 같이 터치 전극(31)들 각각이 한 방향을 따라 형성된 센서 배선들(32)과 1:1로 연결될 수 있다. 자기 용량 센서(Cs)는 전극들(31) 각각에 형성된 정전 용량을 포함한다. 자기 용량 센싱 방법은 터치 구동신호가 센서 배선(32)을 통해 전극(31)에 인가되면 전하(Q)가 터치 센서(Cs)에 축적된다. 이때 손가락이나 전도성 물체가 전극(31)에 접촉되면 자기 용량 센서(Cs)에 추가로 기생 용량(Cf)이 연결되어 토탈 커패시턴스 값이 변한다. 따라서, 손가락이 터치된 센서와 그렇지 않은 센서 간에 커패시턴스(Capaciance) 값이 달라져 터치 여부를 판단할 수 있다.The touch screen TSP implemented by the capacitance sensor Cs may be connected in a one-to-one relationship with the sensor wires 32 formed along one direction of the touch electrodes 31 as shown in FIG. The capacitance sensor Cs includes a capacitance formed in each of the electrodes 31. [ In the capacitance sensing method, when a touch driving signal is applied to the electrode 31 through the sensor wiring 32, the electric charge Q is accumulated in the touch sensor Cs. At this time, when a finger or a conductive object contacts the electrode 31, the parasitic capacitance Cf is further connected to the capacitance sensor Cs to change the total capacitance value. Accordingly, the capacitance value between the finger-touched sensor and the non-touched sensor can be changed to determine whether the finger is touched or not.

터치 스크린(TSP)의 터치 센서들(Cm 또는 Cs)은 표시패널(DIS)의 픽셀 어레이에 내장될 수 있다. 터치 센서들(Cm 또는 Cs)을 픽셀 어레이에 내장하기 위해, 픽셀들의 공통전극은 다수의 세그먼트들(segment)로 분할될 수 있다. 이 경우, 터치 센서들(Cm 또는 Cs)은 분할된 공통전극으로 구현될 수 있다. 하나의 공통전극 세그먼트(segment)는 다수의 픽셀들에 공통으로 연결되고 하나의 터치 센서를 형성할 수 있다. 픽셀들의 공통전극에는 디스플레이 구동 기간 동안 공통전압이 인가되고, 터치 구동 기간 동안 터치 구동신호와 펜 구동신호가 인가된다.The touch sensors Cm or Cs of the touch screen TSP may be embedded in the pixel array of the display panel DIS. In order to embed the touch sensors Cm or Cs into the pixel array, the common electrode of the pixels may be divided into a plurality of segments. In this case, the touch sensors Cm or Cs may be implemented as divided common electrodes. One common electrode segment may be connected in common to a plurality of pixels and form one touch sensor. A common voltage is applied to the common electrode of the pixels during the display driving period, and a touch driving signal and a pen driving signal are applied during the touch driving period.

터치 구동장치(18)는 터치 센서의 전하 변화량을 센싱하여 손가락(또는, 스타일러스 펜)과 같은 전도성 물질의 터치 여부와 그 위치를 판단하고 터치 입력의 좌표값(XY)을 계산한다. 또한, 터치 구동장치(18)는 터치 센서의 전하 변화량을 센싱하여 능동형 스타일러스 펜(20)의 부가 기능에 대한 정보(PAF)를 생성한다. 능동형 스타일러스 펜(20)의 부가 기능에 대한 정보에는 필압 정보, 버튼 기능(소거(eraser) 기능, 배럴(barrel) 기능 등) 사용 여부에 대한 정보, ID 정보를 포함한다. The touch driver 18 senses the amount of change in the charge of the touch sensor to determine whether or not a conductive substance such as a finger (or a stylus pen) is touched and its position, and calculates a coordinate value XY of the touch input. Further, the touch driver 18 senses the amount of change in the charge of the touch sensor and generates information (PAF) about the additional function of the active stylus pen 20. The information on the additional function of the active stylus pen 20 includes information on whether or not the pressure information, the button function (eraser function, barrel function, etc.) is used, and the ID information.

디스플레이 모듈은 표시패널(DIS), 디스플레이 구동회로(12,14,16), 호스트 시스템(19)을 포함할 수 있다.The display module may include a display panel (DIS), a display driving circuit (12, 14, 16), and a host system (19).

표시패널(DIS)은 두 장의 기판들 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 표시패널(DIS)의 픽셀 어레이는 데이터라인들(D1~Dm, m은 양의 정수)과 게이트라인들(G1~Gn, n은 양의 정수)에 의해 정의된 픽셀 영역에 형성된 픽셀들을 포함한다. 픽셀들 각각은 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차부들에 형성된 TFT들(Thin Film Transistor), 데이터전압을 충전하는 픽셀전극, 픽셀전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst) 등을 포함할 수 있다.The display panel DIS includes a liquid crystal layer formed between two substrates. The pixel array of the display panel DIS includes pixels formed in the pixel region defined by the data lines (D1 to Dm, m is a positive integer) and the gate lines (G1 to Gn, n is a positive integer) . Each of the pixels includes a TFT (Thin Film Transistor) formed at intersections of the data lines D1 to Dm and the gate lines G1 to Gn, a pixel electrode for charging a data voltage, A storage capacitor (Cst) for maintaining a voltage, and the like.

표시패널(DIS)의 상부 기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등이 형성될 수 있다. 표시패널(DIS)의 하부 기판은 COT(Color filter On TFT) 구조로 구현될 수 있다. 이 경우에, 블랙매트릭스와 컬러필터는 표시패널(DIS)의 하부 기판에 형성될 수 있다. 공통전압이 공급되는 공통전극은 표시패널(DIS)의 상부 기판이나 하부 기판에 형성될 수 있다. 표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다.A black matrix, a color filter, and the like may be formed on the upper substrate of the display panel DIS. The lower substrate of the display panel DIS may be implemented with a COT (Color Filter On TFT) structure. In this case, the black matrix and the color filter can be formed on the lower substrate of the display panel DIS. The common electrode to which the common voltage is supplied may be formed on the upper substrate or the lower substrate of the display panel DIS. On the upper substrate and the lower substrate of the display panel DIS, a polarizing plate is attached, and an alignment film for forming a pre-tilt angle of the liquid crystal on the inner surface in contact with the liquid crystal is formed. A column spacer for maintaining a cell gap of the liquid crystal cell is formed between the upper substrate and the lower substrate of the display panel DIS.

표시패널(DIS)의 배면 아래에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(Direct type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(DIS)에 빛을 조사한다. 표시패널(DIS)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 액정 모드로도 구현될 수 있다. A backlight unit may be disposed below the rear surface of the display panel DIS. The backlight unit is implemented as an edge type or direct type backlight unit, and irradiates the display panel (DIS) with light. The display panel DIS may be implemented in any known liquid crystal mode such as TN (Twisted Nematic) mode, VA (Vertical Alignment) mode, IPS (In Plane Switching) mode and FFS (Fringe Field Switching) mode.

디스플레이 구동회로는 데이터 구동회로(12), 게이트 구동회로(14) 및 타이밍 콘트롤러(16)를 포함하여 입력 영상의 비디오 데이터를 표시패널(DIS)의 픽셀들에 기입한다. 데이터 구동회로(12)는 타이밍 콘트롤러(16)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 출력한다. 데이터 구동회로(12)로부터 출력된 데이터전압은 데이터라인들(D1~Dm)에 공급된다. 게이트 구동회로(14)는 데이터전압에 동기되는 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 게이트라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시패널(DIS)의 픽셀라인을 선택한다. The display driving circuit includes a data driving circuit 12, a gate driving circuit 14, and a timing controller 16, and writes video data of an input image to pixels of the display panel DIS. The data driving circuit 12 converts the digital video data RGB input from the timing controller 16 into an analog positive / negative gamma compensation voltage to output a data voltage. The data voltage output from the data driving circuit 12 is supplied to the data lines D1 to Dm. The gate drive circuit 14 sequentially supplies a gate pulse (or a scan pulse) synchronized with the data voltage to the gate lines G1 to Gn to select the pixel line of the display panel DIS to which the data voltage is written.

타이밍 콘트롤러(16)는 호스트 시스템(19)으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(14)의 동작 타이밍을 동기시킨다. 스캔 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 데이터 타이밍 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity, POL), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다.The timing controller 16 inputs timing signals such as a vertical synchronization signal Vsync, a horizontal synchronization signal Hsync, a data enable signal DE and a main clock MCLK input from the host system 19 And synchronizes the operation timings of the data driving circuit 12 and the gate driving circuit 14 with each other. The scan timing control signal includes a gate start pulse (GSP), a gate shift clock, a gate output enable signal (GOE), and the like. The data timing control signal includes a source sampling clock (SSC), a polarity control signal (Polarity), a source output enable signal (SOE), and the like.

호스트 시스템(19)은 디지털 비디오 데이터(RGB)와 함께 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, MCLK)을 타이밍 콘트롤러(16)로 전송하며, 터치 구동장치(18)로부터 입력되는 터치 좌표 정보(XY), 및 펜 부가 기능에 대한 정보(PAF)와 연계된 응용 프로그램을 실행할 수 있다.The host system 19 transmits the timing signals Vsync, Hsync, DE and MCLK to the timing controller 16 together with the digital video data RGB and outputs the touch coordinate information XY ), And information about the pen additional function (PAF).

이러한 본 발명의 표시장치(10)에서는 1 프레임이 적어도 하나 이상의 터치 구동 기간(도 6의 TP)과 디스플레이 구동 기간(도 6의 DP)으로 시분할된다. 터치 구동 기간(도 6의 TP)은 터치 동기신호(도6의 Tsync)가 제1 전압 레벨로 유지되는 기간이고, 디스플레이 구동 기간(도 6의 DP)은 터치 동기신호(도6의 Tsync)가 제2 전압 레벨로 유지되는 기간이다. 터치 동기신호(도6의 Tsync)는 타이밍 콘트롤러(16), 또는 호스트 시스템(19)에서 생성될 수도 있다.In this display device 10 of the present invention, one frame is divided into at least one touch driving period (TP in Fig. 6) and a display driving period (DP in Fig. 6). The touch driving period (TP in Fig. 6) is a period in which the touch synchronizing signal (Tsync in Fig. 6) is maintained at the first voltage level and the display driving period (DP in Fig. 6) And is maintained at the second voltage level. The touch synchronous signal (Tsync in Fig. 6) may be generated in the timing controller 16, or in the host system 19.

디스플레이 구동 기간(DP) 동안, 데이터 구동회로(12)는 타이밍 콘트롤러(16)의 제어 하에 데이터전압을 데이터라인들(D1~Dm)에 공급하고, 게이트 구동회로(14)는 타이밍 콘트롤러(16)의 제어 하에 데이터전압에 동기되는 게이트 펄스를 게이트라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급한다. 한편, 디스플레이 구동 기간(DP) 동안, 터치 구동장치(18)는 동작을 중지한다.During the display driving period DP, the data driving circuit 12 supplies the data voltages to the data lines D1 to Dm under the control of the timing controller 16, and the gate driving circuit 14 supplies the data voltages to the timing controller 16. [ A gate pulse synchronized with the data voltage is sequentially supplied to the gate lines G1 to Gn under the control of the control circuit. On the other hand, during the display driving period DP, the touch driving device 18 stops operating.

터치 구동 기간(TP) 동안, 터치 구동장치(18)는 터치 스크린(TSP)의 터치 센서들에 터치 구동신호를 인가한다. 한편, 터치 구동 기간(TP) 동안, 디스플레이 구동회로(12,14,16)는 픽셀들에 연결된 신호 라인들(D1~Dm,G1~Gn)과 터치 센서들 사이의 기생 용량을 최소화하기 위하여 터치 구동신호와 같은 진폭 및 같은 위상의 교류 신호를 신호라인들(D1~Dm,G1~Gn)에 공급할 수 있다. 이 경우 터치 센싱신호에 혼입되는 디스플레이 노이즈는 획기적으로 줄어들어 터치 센싱의 정확성이 증가된다.During the touch driving period TP, the touch driving device 18 applies a touch driving signal to the touch sensors of the touch screen TSP. During the touch driving period TP, the display driving circuits 12, 14, and 16 are turned on and off in order to minimize parasitic capacitance between the signal lines D1 to Dm and G1 to Gn connected to the pixels and the touch sensors, It is possible to supply an AC signal having the same amplitude and the same phase as the driving signal to the signal lines D1 to Dm and G1 to Gn. In this case, the display noise mixed into the touch sensing signal is remarkably reduced, and the accuracy of the touch sensing is increased.

도 5는 본 발명에 따른 능동형 스타일러스 펜(20)의 내부 구성을 보여준다. 도 6은 본 발명에 따른 능동형 스타일러스 펜(20)에서, 터치 구동 기간(TP) 동안 터치 구동신호(TS)에 동기 하여 제1 펜 구동신호(PD1)와 제2 펜 구동신호(PD2)가 연속적으로 출력되는 것을 보여준다. 도 7은 본 발명에 따른 능동형 스타일러스 펜(20)에서, 터치 구동신호(TS)에 동기 하여 진폭 변조 방식으로 생성되는 제2 펜 구동신호(PD2)를 보여준다. 그리고, 도 8은 본 발명에 따른 능동형 스타일러스 펜(20)에서, 터치 구동신호(TSP)에 동기 하여 주파수 변조 방식으로 생성되는 제2 펜 구동신호(PD2)를 보여준다.5 shows the internal structure of the active stylus pen 20 according to the present invention. 6 is a timing chart showing the operation of the active stylus pen 20 according to the present invention when the first pen drive signal PD1 and the second pen drive signal PD2 are consecutively provided in synchronization with the touch drive signal TS during the touch drive period TP . 7 shows a second pen drive signal PD2 generated in an amplitude modulation manner in synchronization with the touch drive signal TS in the active stylus pen 20 according to the present invention. 8 shows a second pen driving signal PD2 generated in a frequency modulation manner in synchronization with the touch driving signal TSP in the active stylus pen 20 according to the present invention.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 능동형 스타일러스 펜(20)은 전도성 팁(201)과, 전도성 팁(201)에 연결되는 스위칭부(202)와, 수신부(203)와, 유효성 검사부(204)와, 펜 구동신호 생성부(205)와, 파라미터 선택부(206)와, 송신부(207)를 포함하여, 터치 구동 기간(TP) 동안 터치 구동신호(TS)에 동기 하여 제1 펜 구동신호(PD1)와 제2 펜 구동신호(PD2)를 연속적으로 출력한다.5 to 8, the active stylus pen 20 of the present invention includes a conductive tip 201, a switching unit 202 connected to the conductive tip 201, a receiving unit 203, The pen drive signal generation unit 205, the parameter selection unit 206 and the transmission unit 207 in synchronization with the touch drive signal TS during the touch drive period TP, And sequentially outputs the signal PD1 and the second pen drive signal PD2.

전도성 팁(201)은 금속 등과 같은 도전성 재료로 이루어지며, 수신 전극 및 송신 전극의 역할을 한다. 전도성 팁(201)이 표시 장치(20)의 터치 스크린(TSP) 상에 접촉(Contact)될 때, 그 접촉 지점에서 전도성 팁(201)은 터치 스크린(TSP)과 커플링된다. 전도성 팁(201)은 접촉 지점에서 터치 스크린(TSP)으로부터 터치 구동신호(TS)를 수신한 후, 그에 동기되도록 능동형 스타일러스 펜(20)의 내부에서 생성된 펜 구동신호(PS)를 터치 스크린(TSP)의 상기 접촉 지점에 송신한다. 이러한 전도성 팁(201)이 수신 전극과 송신 전극 역할을 겸하기 때문에 능동형 스타일러스 펜(20)의 구조가 간소해지는 장점이 있다.The conductive tip 201 is made of a conductive material such as metal and serves as a receiving electrode and a transmitting electrode. When the conductive tip 201 is contacted on the touch screen TSP of the display device 20, the conductive tip 201 is coupled to the touch screen TSP at the contact point. The conductive tip 201 receives the touch driving signal TS from the touch screen TSP at the contact point and then outputs the pen driving signal PS generated inside the active stylus pen 20 to the touch screen TSP). Since the conductive tip 201 serves also as a receiving electrode and a transmitting electrode, the structure of the active stylus 20 is simplified.

스위칭부(202)는 전도성 팁(201)이 표시 장치(20)의 터치 스크린(TSP) 상에 접촉(Contact)될 때, 터치 구동신호(TS)의 수신 타이밍과 펜 구동신호(PS)의 송신 타이밍을 시간적으로 분리한다. 스위칭부(202)는 Rx 모드에서 전도성 팁(201)을 통해 터치 스크린(TSP)으로부터 입력되는 터치 구동신호(TS)를 수신부(203)에 전달하고, Tx 모드에서 펜 구동신호 생성부(205)에서 생성된 펜 구동신호(PS)를 전도성 팁(201)을 통해 터치 스크린(TSP)으로 송신한다.When the conductive tip 201 is in contact with the touch screen TSP of the display device 20, the switching unit 202 switches the reception timing of the touch driving signal TS and the transmission of the pen driving signal PS Timing is separated in time. The switching unit 202 transmits the touch driving signal TS inputted from the touch screen TSP to the receiving unit 203 through the conductive tip 201 in the Rx mode and outputs the touch driving signal TS to the pen driving signal generating unit 205 in the Tx mode. To the touch screen (TSP) through the conductive tip (201).

수신부(203)는 적어도 하나 이상의 증폭기와 비교기를 포함하여 스위칭부(202)를 통해 입력되는 터치 구동신호(Ts)를 디지털 처리한다.The receiving unit 203 includes at least one amplifier and a comparator and digitally processes the touch driving signal Ts inputted through the switching unit 202. [

유효성 검사부(204)는 수신부(203)로부터 터치 구동신호(Ts)를 입력 받은 후, 기 설정된 디폴트 파라미터 세트의 유효 조건을 참조로 터치 구동신호(Ts)를 분석하여 터치 구동신호(TS)의 유효성을 검사한다. 구체적으로, 유효성 검사부(204)는 터치 구동신호(Ts)에서, 도 6과 같이 N 개(N은 2 이상의 양의 정수)의 연속된 펄스가 디폴트 파라미터 세트의 유효 조건(유효 주기(PE) 및 유효 듀티(DT))을 만족하는 경우에 터치 구동신호(TS)를 유효하다고 판별할 수 있다. 이 경우, 유효성 검사부(204)는 스위칭부(202)를 Tx 모드로 전환한다.The validity checking unit 204 analyzes the touch driving signal Ts with reference to the validity condition of the set default parameter set after receiving the touch driving signal Ts from the receiving unit 203, Lt; / RTI > Specifically, the validity checker 204 determines that the number of consecutive pulses of N (N is a positive integer equal to or larger than 2) pulses are equal to the validity condition (valid period PE) of the default parameter set Effective duty DT) is satisfied, it is possible to determine that the touch driving signal TS is valid. In this case, the validity checker 204 switches the switching unit 202 to the Tx mode.

유효성 검사부(204)에 의해 터치 구동신호(TS)가 유효하다고 판별되는 경우, 펜 구동신호 생성부(205)는 디폴트 파라미터 세트의 신호 생성 조건을 참조로 터치 구동신호(TS)에 동기되는 펜 구동신호(PS)를 생성한다. 다시 말해, 펜 구동신호 생성부(205)는 Tx 모드 전환 시점에서 일정시간 지연된 후부터 레지스터에 로딩되는 디폴트 파라미터 세트의 신호 생성 조건(주기, 듀티, 개수 등)에 맞춰 터치 구동신호(TS)에 동기되는 펜 구동신호(PS)를 생성할 수 있다.When it is determined by the validity checking unit 204 that the touch driving signal TS is valid, the pen driving signal generating unit 205 generates a pen driving signal TS synchronized with the touch driving signal TS based on the signal generation condition of the default parameter set And generates a signal PS. In other words, the pen drive signal generating unit 205 synchronizes the touch drive signal TS with the signal generation conditions (cycle, duty, number, etc.) of the default parameter set loaded in the register after a certain time delay from the Tx mode switching time The pen drive signal PS can be generated.

여기서, 펜 구동신호(PS)는 터치 입력을 검출하기 위한 제1 펜 구동신호(PD1)와 펜의 부가 기능과 관련된 부가 입력을 검출하기 위한 제2 펜 구동신호(PD2)을 포함한다. 제1 펜 구동신호(PD1)는 터치 구동신호(TS)의 제1 주파수(f1) 성분에 동기되고, 제2 펜 구동신호(PD2)는 터치 구동신호(TS)의 제2 주파수(f2) 성분에 동기된다. 터치 구동신호(TS)는 터치 구동 기간(TP)의 제1 기간 동안 제1 주파수(f1)로 입력되고, 터치 구동 기간(TP)의 제2 기간 동안 제2 주파수(f2)로 입력될 수 있다. 제1 주파수(f1)와 제2 주파수(f2)는 도 11과 같이 서로 다를 수도 있고, 도 12와 같이 서로 같을 수도 있다.Here, the pen drive signal PS includes a first pen drive signal PD1 for detecting a touch input and a second pen drive signal PD2 for detecting an additional input related to the additional function of the pen. The first pen drive signal PD1 is synchronized with the first frequency f1 component of the touch drive signal TS and the second pen drive signal PD2 is synchronized with the second frequency f2 component of the touch drive signal TS Lt; / RTI > The touch driving signal TS may be input at the first frequency f1 during the first period of the touch driving period TP and at the second frequency f2 during the second period of the touch driving period TP . The first frequency f1 and the second frequency f2 may be different from each other as shown in FIG. 11, or may be equal to each other as shown in FIG.

제1 주파수(f1)와 제2 주파수(f2)가 서로 동일한 경우, 제2 펜 구동신호(PD2)는 제1 펜 구동신호(PD1)와 동일한 주파수를 갖는다(도 12 참조). 이에 반해, 제1 주파수(f1)와 제2 주파수(f2)가 서로 다른 경우, 제2 펜 구동신호(PD2)는 제1 펜 구동신호(PD1)와 다른 주파수를 갖는다(도 11 참조). 한정된 제2 기간 내에서 많은 양의 부가 기능 정보를 전송하기 위해서는, 제2 주파수(f2)를 제1 주파수(f1)에 비해 높여 제2 펜 구동신호(PD2)가 제1 펜 구동신호(PD1)에 비해 높은 주파수를 갖도록 하는 것이 바람직하다.When the first frequency f1 and the second frequency f2 are equal to each other, the second pen drive signal PD2 has the same frequency as the first pen drive signal PD1 (see FIG. 12). On the other hand, when the first frequency f1 and the second frequency f2 are different from each other, the second pen drive signal PD2 has a different frequency from the first pen drive signal PD1 (see FIG. 11). The second frequency f2 is increased with respect to the first frequency f1 so that the second pen drive signal PD2 is driven by the first pen drive signal PD1 in order to transmit a large amount of additional function information within a limited second period, It is preferable to have a higher frequency than that of the first embodiment.

펜 구동신호 생성부(205)는 터치 구동신호(TS)의 제2 주파수(f2) 성분에 동기 하여, 도 7과 같은 진폭 변조 방식을 통해 제2 펜 구동신호(PD2)를 생성할 수 있다. 펜 구동신호 생성부(205)는 디지털 정보 "1"을 나타내는 제1 전압 레벨(V1)과, 디지털 정보 "0"을 나타내며 제1 전압 레벨(V1)보다 낮은 제2 전압 레벨(V2)을 이용하여 미리 설정된 다양한 부가 기능들을 제2 펜 구동신호(PD2)로 구현한다. 진폭 변조 방식에 따르면, 제2 펜 구동신호(PD2)는 제1 전압 레벨(V1)과 제2 전압 레벨(V2)의 다양한 조합, 다시 말해 제1 진폭(A1)을 갖는 제1 펄스들과 제2 진폭(A2)을 갖는 제2 펄스들의 다양한 조합으로 이루어지게 된다. 펜 구동신호 생성부(205)는 터치 구동신호(TS)의 제2 주파수(f2) 성분에 동기 하여, 도 8과 같은 주파수 변조 방식을 통해 제2 펜 구동신호(PD2)를 생성할 수 있다. 펜 구동신호 생성부(205)는 디지털 정보 "1"을 나타내는 제1 주파수 (fa)와, 디지털 정보 "0"을 나타내며 제1 주파수 (fa)보다 빠른 제2 주파수(fb)를 이용하여 미리 설정된 다양한 부가 기능들을 제2 펜 구동신호(PD2)로 구현한다. 즉, 주파수 변조 방식에 따르면, 제2 펜 구동신호(PD2)는 제1 주파수 (fa)와 제2 주파수(fb)의 다양한 조합, 다시 말해 제1 펄스폭(W1)을 갖는 제1 펄스들과 제2 펄스폭(W2)을 갖는 제2 펄스들의 다양한 조합으로 이루어지게 된다. 제2 펜 구동신호(PD2)의 폭은 주파수에 반비례하므로, 제1 주파수 (fa)에 대한 폭(W1)이 제2 주파수(fb)에 대한 폭(W2)에 비해 더 넓다. The pen drive signal generating unit 205 can generate the second pen drive signal PD2 through the amplitude modulation method as shown in FIG. 7 in synchronization with the second frequency (f2) component of the touch drive signal TS. The pen drive signal generating unit 205 generates the pen drive signal using the first voltage level V1 representing the digital information "1 " and the second voltage level V2 representing the digital information" 0 & And implements various preset additional functions as the second pen drive signal PD2. According to the amplitude modulation scheme, the second pen drive signal PD2 includes various combinations of the first voltage level V1 and the second voltage level V2, that is, the first pulses having the first amplitude A1, And a second pulse having a second amplitude A2. The pen drive signal generating unit 205 can generate the second pen drive signal PD2 through the frequency modulation method as shown in Fig. 8 in synchronization with the second frequency f2 component of the touch drive signal TS. The pen drive signal generating unit 205 generates a pen drive signal using the first frequency fa representing the digital information "1 " and the second frequency fb representing the digital information" 0 " And implements various additional functions as the second pen drive signal PD2. That is, according to the frequency modulation method, the second pen drive signal PD2 includes various combinations of the first frequency fa and the second frequency fb, i.e., the first pulses having the first pulse width W1, And a second pulse having a second pulse width W2. Since the width of the second pen drive signal PD2 is inversely proportional to the frequency, the width W1 for the first frequency fa is wider than the width W2 for the second frequency fb.

구체적으로, 터치 구동신호(TS)가 도 12와 같이 제1 기간(SS1)과 제2 기간(SS1)에서 동일한 주파수를 가질 때, 제2 펜 구동신호(PD2)는 제1 펜 구동신호(PD1)와 동일한 주파수를 가짐과 아울러, 도 7과 같이 제1 진폭(A1)을 갖는 다수의 제1 펄스들과 상기 제1 진폭과 다른 제2 진폭(A1)을 갖는 다수의 제2 펄스들을 포함한다.Specifically, when the touch drive signal TS has the same frequency in the first period SS1 and the second period SS1 as shown in FIG. 12, the second pen drive signal PD2 is the first pen drive signal PD1 ) And a plurality of second pulses having a first amplitude A1 and a second plurality of pulses having a second amplitude A1 different from the first amplitude, as shown in FIG. 7 .

또한, 터치 구동신호(TS)가 도 12와 같이 제1 기간(SS1)과 제2 기간(SS2)에서 동일한 주파수를 가질 때, 제2 펜 구동신호(PD2)는 제1 펜 구동신호(PD1)와 동일한 주파수를 가짐과 아울러, 도 8과 같이 제1 펄스폭(W1)을 갖는 다수의 제1 펄스들과 상기 제1 펄스폭과 다른 제2 펄스폭(W2)을 갖는 다수의 제2 펄스들을 포함한다.When the touch drive signal TS has the same frequency in the first period SS1 and the second period SS2 as shown in Fig. 12, the second pen drive signal PD2 is the first pen drive signal PD1, As shown in FIG. 8, a plurality of first pulses having a first pulse width W1 and a plurality of second pulses having a second pulse width W2 different from the first pulse width, .

한편, 터치 구동신호(TS)가 도 11과 같이 제1 기간(SS1)보다 제2 기간(SS2)에서 더 높은 주파수를 가질 때, 제2 펜 구동신호(PD2)는 제1 펜 구동신호(PD1)에 비해 높은 주파수를 가짐과 아울러, 도 7과 같이 제1 진폭(A1)을 갖는 다수의 제1 펄스들과 상기 제1 진폭과 다른 제2 진폭(A1)을 갖는 다수의 제2 펄스들을 포함한다.On the other hand, when the touch driving signal TS has a higher frequency in the second period SS2 than the first period SS1 as shown in Fig. 11, the second pen driving signal PD2 is the first pen driving signal PD1 As shown in FIG. 7, a plurality of first pulses having a first amplitude A1 and a plurality of second pulses having a second amplitude A1 different from the first amplitude, as shown in FIG. 7, do.

또한, 터치 구동신호(TS)가 도 11과 같이 제1 기간(SS1)보다 제2 기간(SS2)에서 더 높은 주파수를 가질 때, 제2 펜 구동신호(PD2)는 제1 펜 구동신호(PD1)에 비해 높은 주파수를 가짐과 아울러, 도 8과 같이 제1 펄스폭(W1)을 갖는 다수의 제1 펄스들과 상기 제1 펄스폭과 다른 제2 펄스폭(W2)을 갖는 다수의 제2 펄스들을 포함한다.When the touch driving signal TS has a higher frequency in the second period SS2 than the first period SS1 as shown in Fig. 11, the second pen driving signal PD2 is the first pen driving signal PD1 As shown in FIG. 8, a plurality of first pulses having a first pulse width W1 and a plurality of second pulses having a second pulse width W2 different from the first pulse width, Pulses.

송신부(207)는 레벨 쉬프터를 포함하여 펜 구동신호 생성부(205)로부터 입력되는 펜 구동신호(PS)의 전압 레벨을 증폭한 후 스위칭부(202)에 인가한다.The transmission unit 207 amplifies the voltage level of the pen drive signal PS input from the pen drive signal generation unit 205 including the level shifter, and then applies the amplified voltage level to the switching unit 202.

도 9는 도 2의 표시장치에 구비된 터치 구동장치(18)를 보여준다. 도 10은 도 9의 터치 구동장치(18)에서 제2 펜 구동신호(PD2)에 대한 센싱값을 디지털 처리하기 위한 구성을 보여준다. 그리고, 도 11 및 도 12는 도 9의 터치 구동장치의 동작 타이밍을 설명하기 위한 파형도이다.Fig. 9 shows the touch driver 18 provided in the display device of Fig. Fig. 10 shows a configuration for digitally processing the sensing value for the second pen drive signal PD2 in the touch-driving device 18 of Fig. Figs. 11 and 12 are waveform diagrams for explaining the operation timing of the touch driver of Fig. 9. Fig.

본 발명의 실시예에 따른 터치 구동장치(18)는 IC(Integrate Circuit) 패키지로 구현될 수 있다. The touch driver 18 according to the embodiment of the present invention can be implemented in an IC (Integrate Circuit) package.

도 9 내지 도 12를 참조하면, 터치 구동장치(18)는 터치 통합 IC(SRIC)와 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU)를 포함한다. 터치 통합 IC(SRIC)는 센싱 유닛(SUT), 아날로그 디지털 변환기(ADC), 비교기(COMP), 디지털 콘트롤러(CTR), 스위칭부(SW)등을 포함한다. 9 to 12, the touch driver 18 includes a touch integrated IC (SRIC) and a microcontroller unit (MCU). The touch integrated IC (SRIC) includes a sensing unit (SUT), an analog-to-digital converter (ADC), a comparator (COMP), a digital controller (CTR), a switching unit (SW)

센싱 유닛(SUT)은 터치 스크린(TSP)의 센서 배선들에 연결되어, 터치 스크린(TSP)에 터치 구동신호(TS)를 인가함과 아울러, 제1 펜 구동신호(PD1)에 의한 터치 입력을 센싱하고 제2 펜 구동신호(PD2)에 의한 펜 부가 입력을 센싱한다. 이를 위해, 센싱 유닛(SUT)은 터치 구동신호 공급부(미도시)와, 터치 센서 채널부(혹은 채널 먹스)와, 다수의 센싱부들(AFE)과, 먹스부(MUX)를 포함한다. 터치 센서 채널부는 센서 배선들(또는 Rx 전극 라인들)을 통해 터치 센서들의 전극에 연결된다. 터치 센서 채널부는 센서 배선들을 센싱부들(AFE)에 연결한다. 센싱부들(AFE)은 센서 배선들을 통해 입력되는 터치 센서들의 전하량을 센싱한다. 센싱부들(AFE)은 터치 구동 기간(TP)의 제1 기간(SS1) 내에서 터치 스크린(TSP)을 통해 입력되는 제1 펜 구동신호(PD1)에 의한 전하량을 센싱하고, 제1 기간(SS1)에 이은 터치 구동 기간(TP)의 제2 기간(SS2) 내에서 터치 스크린(TSP)을 통해 입력되는 제2 펜 구동신호(PD2)에 의한 전하량을 센싱한다. 먹스부(MUX)는 터치 동기신호(Tsync)에 따라 제1 내지 제n 터치 구동기간(도 11 및 도 12 참조)에서 센싱부들(AFE)을 선택적으로 하나씩 스위칭부(SW)에 연결한다.The sensing unit SUT is connected to sensor wirings of the touch screen TSP to apply the touch driving signal TS to the touch screen TSP and to input the touch input by the first pen driving signal PD1 And senses the pen-added input by the second pen drive signal PD2. To this end, the sensing unit SUT includes a touch driving signal supply unit (not shown), a touch sensor channel unit (or channel mux), a plurality of sensing units AFE, and a MUX. The touch sensor channel portion is connected to the electrodes of the touch sensors through sensor wirings (or Rx electrode lines). The touch sensor channel part connects the sensor wires to the sensing parts (AFE). The sensing units AFE sense the charge amount of the touch sensors inputted through the sensor wirings. The sensing units AFE sense the amount of charge by the first pen drive signal PD1 input through the touch screen TSP in the first period SS1 of the touch drive period TP and output the first period SS1 ) Senses the amount of charge by the second pen drive signal PD2 input through the touch screen TSP in the second period SS2 of the touch drive period TP. The MUX connects the sensing units AFE to the switching unit SW one by one in the first to nth touch driving periods (see FIGS. 11 and 12) according to the touch synchronizing signal Tsync.

스위칭부(SW)는 디지털 콘트롤러(CTR)로부터의 시분할 제어신호(CONT)에 따라 스위칭되어, 각 터치 구동기간(1~n)의 제1 기간(SS1) 동안 센싱 유닛(SUT)의 출력단을 아날로그 디지털 변환기(ADC)의 입력단에 연결하고, 각 터치 구동기간(1~n)의 제2 기간(SS2) 동안 센싱 유닛(SUT)의 출력단을 비교기(COMP)의 입력단에 연결한다. The switching unit SW is switched in accordance with the time division control signal CONT from the digital controller CTR to output the output terminal of the sensing unit SUT during the first period SS1 of each touch driving period 1 to n to the analog Digital converter ADC and connects the output terminal of the sensing unit SUT to the input terminal of the comparator COMP during the second period SS2 of each touch driving period 1 to n.

각 터치 구동기간(1~n)의 제1 기간(SS1) 동안, 아날로그 디지털 변환기(ADC)는 터치 입력에 대한 아날로그 센싱값(즉, 제1 펜 구동신호(PD1)에 의한 전하량)을 디지털 터치 센싱값으로 변환한다.During the first period SS1 of each of the touch driving periods 1 to n, the analog-to-digital converter ADC converts the analog sensing value for the touch input (i.e., the charge amount by the first pen drive signal PD1) To a sensing value.

각 터치 구동기간(1~n)의 제2 기간(SS2) 동안, 비교기(COMP)는 부가 입력에 대한 아날로그 센싱값(즉, 제2 펜 구동신호(PD2)에 의한 전하량)을 미리 설정된 기준값(Vref)과 비교하여 디지털 부가 센싱값을 생성한다. 제2 펜 구동신호(PD2)가 도 7과 같은 진폭 변조 방식에 따라 제1 전압 레벨(V1)과 제2 전압 레벨(V2)의 조합으로 이뤄지는 경우, 제1 전압 레벨(V1)에 의한 전하량은 기준값(Vref)보다 크므로 디지털 정보 "1"로 생성되고, 제2 전압 레벨(V2)에 의한 전하량은 기준값(Vref)보다 작으므로 디지털 정보 "0"으로 생성될 수 있다. 제2 펜 구동신호(PD2)가 도 8과 같은 주파수 변조 방식에 따라 제1 주파수 (fa)와 제2 주파수(f2)의 조합으로 이뤄지는 경우, 제1 주파수(fa)에 의한 전하량은 기준값(Vref)보다 크므로 디지털 정보 "1"로 생성되고, 제2 주파수(f2)에 의한 전하량은 기준값(Vref)보다 작으므로 디지털 정보 "0"으로 생성될 수 있다.During the second period SS2 of each of the touch driving periods 1 to n, the comparator COMP compares the analog sensing value for the additional input (i.e., the amount of charges by the second pen drive signal PD2) Vref) to generate a digital additional sensing value. When the second pen drive signal PD2 is a combination of the first voltage level V1 and the second voltage level V2 according to the amplitude modulation method shown in Fig. 7, the amount of charge by the first voltage level V1 is Is generated as digital information "1" because it is larger than the reference value Vref, and the amount of charge due to the second voltage level V2 is smaller than the reference value Vref. When the second pen drive signal PD2 is a combination of the first frequency fa and the second frequency f2 according to the frequency modulation method as shown in FIG. 8, the amount of charge due to the first frequency fa is smaller than the reference value Vref , And the amount of charge due to the second frequency f2 is smaller than the reference value Vref, so that it can be generated as digital information "0 ".

디지털 콘트롤러(CTR)는 아날로그 디지털 변환기(ADC)로부터의 디지털 터치 센싱값을 제1 메모리에 저장하고, 비교기(COMP)로부터의 디지털 부가 센싱값을 제2 메모리에 저장한다. 그리고, 디지털 콘트롤러(CTR)는 각 터치 구동기간(1~n)을 제1 기간(SS1)과 제2 기간(SS2)을 구분하기 위한 시분할 제어신호(CONT)를 생성하여 스위칭부(SW)에 공급한다. 디지털 콘트롤러(CTR)는 제1 메모리에 저장된 디지털 터치 센싱값과 제2 메모리에 저장된 디지털 부가 센싱값을 SPI(Serial Peripheral Interface) 방식을 통해 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU)에 전송한다.The digital controller (CTR) stores the digital touch sensing value from the analog to digital converter (ADC) in the first memory and the digital additional sensing value from the comparator COMP in the second memory. The digital controller CTR generates a time division control signal CONT for distinguishing the first and second periods SS1 and SS2 from each other in the touch driving periods 1 to n and outputs the time division control signal CONT to the switching unit SW Supply. The digital controller CTR transmits the digital touch sensing value stored in the first memory and the digital additional sensing value stored in the second memory to the microcontroller unit (MCU) through the SPI (Serial Peripheral Interface) method.

마이크로 콘트롤러 유닛(MCU)은 디지털 터치 센싱값에 기초하여 터치 입력의 좌표값을 계산하고, 디지털 부가 센싱값에 기초하여 펜의 부가 기능에 대한 정보를 생성한 후, 터치 좌표 정보(XY)과 펜 부가 기능에 대한 정보(PAF)를 호스트 시스템에 전송한다.The microcontroller unit (MCU) calculates the coordinate value of the touch input based on the digital touch sensing value, generates information about the additional function of the pen based on the digital additional sensing value, And transmits information (PAF) about the additional function to the host system.

도 13및 도 14는 본 발명에 따른 능동형 스타일러스 펜에서, 터치 구동신호에 동기 하여 3-상태로 생성되는 제2 펜 구동신호를 보여준다. 그리고, 도 15는 제2 펜 구동신호를 3-상태로 생성하는 경우 가능한 정보 전달량을 보여준다.13 and 14 show a second pen drive signal generated in a three-state in synchronization with a touch driving signal in the active stylus pen according to the present invention. 15 shows a possible amount of information transfer when the second pen drive signal is generated in a 3-state.

도 13 및 도 14를 참조하면, 능동형 스타일러스 펜은 1 프레임 중의 일부 터치 구동 기간들(TP)에서 제1 펜 구동신호(Pen1~Pen4,...)를 생성하고, 나머지 터치 구동 기간들(TP)에서 제2 펜 구동신호(Data1~Data6,...)를 생성한다. 제1 펜 구동신호(Pen1~Pen4,...)와 제2 펜 구동신호(Data1~Data6,...)는 디스플레이 구동 기간(DP)을 사이에 두고 터치 스크린에 출력된다. 제1 펜 구동신호(Pen1~Pen4,...)가 생성되는 터치 구동 기간의 제1 기간과 제2 펜 구동신호(Data1~Data6,...)가 생성되는 터치 구동 기간의 제2 기간은 디스플레이 구동 기간(DP)을 사이에 두고 서로 다른 터치 구동 기간(TP) 내에 배치된다.13 and 14, the active stylus pen generates the first pen driving signals Pen1 to Pen4, ... in some of the touch driving periods TP of one frame, and the remaining touch driving periods TP The second pen drive signals Data1 to Data6, ... are generated. The first pen drive signals Pen1 through Pen4 and the second pen drive signals Data1 through Data6 are output to the touch screen during the display drive period DP. The first period of the touch driving period in which the first pen driving signals Pen1 to Pen4, ... are generated and the second period of the touch driving period in which the second pen driving signals Data1 to Data6, ... are generated Are arranged in different touch driving periods (TP) with the display driving period (DP) interposed therebetween.

펜 부가 기능과 관련된 부가 입력을 지시하는 제2 펜 구동신호(Data1~Data6,...)를 별도의 터치 구동 기간(TP)을 통해 터치 스크린에 출력하면, 부가 입력에 대한 센싱 감도를 향상시킬 수 있다. 더욱이 제1 펜 구동신호(Pen1~Pen4,...)와 제2 펜 구동신호(Data1~Data6,...)는 디스플레이 구동 기간(DP)을 사이에 두고 터치 스크린에 출력되기 때문에, 디스플레이 구동 기간(DP) 동안 센싱 데이터를 처리할 수 있기 때문에, 데이터 처리에 필요한 충분한 시간을 확보할 수 있다. When the second pen drive signals (Data1 to Data6, ...) indicating the additional input related to the pen additional function are outputted to the touch screen through the separate touch drive period TP, the sensitivity of the additional input is improved . Further, since the first pen drive signals Pen1 through Pen4, ... and the second pen drive signals Data1 through Data6, ... are output to the touch screen with the display drive period DP in between, Since the sensing data can be processed during the period DP, a sufficient time for data processing can be secured.

제2 펜 구동신호(Data1~Data6,...)는 부가 입력에 대한 정보 전달량을 증대시키기 위해 3-상태를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 펜 구동신호(Data1~Data6,...)는 터치 구동신호(TS)와 위상이 동일한 제1 상태('0') 신호들과, 터치 구동신호(TS)와 위상이 반대인 제2 상태('1') 신호들과, 능동형 스타일러스 펜을 미구동시키기 위한 제3 상태('Passive') 신호들을 포함할 수 있다.The second pen drive signals Data1 to Data6, ... may have a three-state to increase the amount of information transfer to the additional input. For example, the second pen drive signals Data1 to Data6,... May include first state ('0') signals having the same phase as the touch drive signal TS, (&Apos; 1 ') signals, and third state (' Passive ' signals) for deactivating the active stylus pen.

3-상태로 제2 펜 구동신호(Data1~Data6,...)를 구현하면, 2 비트로 3 비트의 효과를 창출할 수 있기 때문에 한정된 데이터로 더 많은 부가 기능 정보 전달이 가능해져 고성능을 발휘하기가 용이하다. 또한, 2-상태('0','1') 구현할 때에 비해 더 짧은 구동 시간으로 동일한 성능을 얻을 수 있어, 소비전력 저감에 효과적이다.If the second pen drive signals (Data1 to Data6, ...) are implemented in a three-state, three-bit effects can be created with two bits, so that more additional function information can be transmitted with limited data, . In addition, the same performance can be obtained with a shorter driving time than when two-state ('0', '1') implementation is performed, which is effective in reducing power consumption.

일 예로서, 3-상태로 제2 펜 구동신호(Data1~Data6,...)를 구현하면,도 15와 같이 3 심볼의 경우 27개의 정보 전달이 가능하다. 이에 반해, 2-상태로 제2 펜 구동신호(Data1~Data6,...)를 구현하면, 3 심볼의 경우 8개의 정보 전달만이 가능하다.As an example, if the second pen drive signals (Data1 to Data6, ...) are implemented in a three-state, 27 pieces of information can be transmitted in the case of three symbols as shown in FIG. On the other hand, if the second pen drive signals (Data1 to Data6, ...) are implemented in a two-state, only eight pieces of information can be transmitted in the case of three symbols.

한편, 도 13 및 도 14 도시되어 있지 않지만, 제1 펜 구동신호(Pen1~Pen4,...)가 생성되는 터치 구동 기간의 제1 기간과, 제2 펜 구동신호(Data1~Data6,...)가 생성되는 터치 구동 기간의 제2 기간에서, 터치 구동신호(TS)는 동일한 주파수를 가질 수 있다.Although not shown in Figs. 13 and 14, the first period of the touch driving period in which the first pen driving signals Pen1 to Pen4, ... are generated and the second period of the second pen driving signals Data1 to Data6, The touch driving signal TS may have the same frequency in the second period of the touch driving period in which the touch driving signal TS is generated.

이 경우, 제2 펜 구동신호(Data1~Data6,...)는, 제1 펜 구동신호(Pen1~Pen4,...)와 동일한 주파수를 가짐과 아울러, 터치 구동신호(TS)와 위상이 동일한 제1 상태 신호들('0')과, 터치 구동신호(TS)와 위상이 반대인 제2 상태 신호들('1')과, 능동형 스타일러스 펜을 미 구동시키기 위한 제3 상태 신호들('Passive')을 포함할 수 있다.In this case, the second pen drive signals (Data1 to Data6, ...) have the same frequency as the first pen drive signals (Pen1 to Pen4, ...) The first state signals '0', the second state signals '1' which are opposite in phase to the touch driving signal TS, and the third state signals &Quot; Passive ").

한편, 도 13 및 도 14 도시되어 있지 않지만, 제1 펜 구동신호(Pen1~Pen4,...)가 생성되는 터치 구동 기간의 제1 기간보다, 제2 펜 구동신호(Data1~Data6,...)가 생성되는 터치 구동 기간의 제2 기간에서, 터치 구동신호(TS)는 더 높은 주파수를 가질 수 있다.Although not shown in Figs. 13 and 14, the second pen drive signals Data1 to Data6,..., And the second pen drive signals Data1 to Data6, In the second period of the touch driving period in which the touch driving signal TS is generated, the touch driving signal TS may have a higher frequency.

이 경우, 제2 펜 구동신호(Data1~Data6,...)는, 제1 펜 구동신호(Pen1~Pen4,...)에 비해 높은 주파수를 가짐과 아울러, 터치 구동신호(TS)와 위상이 동일한 제1 상태 신호들('0')과, 터치 구동신호(TS)와 위상이 반대인 제2 상태 신호들('1')과, 능동형 스타일러스 펜을 미 구동시키기 위한 제3 상태 신호들('Passive')을 포함할 수 있다.In this case, the second pen drive signals Data1 to Data6, ... have higher frequencies than the first pen drive signals Pen1 to Pen4, ..., The first state signals '0', the second state signals '1', which are opposite in phase to the touch driving signal TS, and the third state signals, (&Quot; Passive ").

한편, 도 13에서, 'Beacon'신호는 펜 주파수, 펜 구동 방식(콘택, 호버링), 패널의 구동 상태(기본 구동, 저전력 구동) 등을 스타일러스 펜에 알려주기 위한 신호이다.In FIG. 13, the 'Beacon' signal is a signal for informing the stylus pen about the pen frequency, the pen driving method (contact, hovering), and the panel driving state (basic driving, low power driving).

본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.The present invention has the following effects.

첫째, 본 발명은 기존의 인셀 타입의 터치 구동장치에 제2 펜 구동신호에 대한 센싱값을 디지털 처리하기 회로를 추가하여 펜에서 전송되는 디지털 부가 정보(압력, 버튼, 펜 ID 등)을 정확히 수신할 수 있다.First, the present invention adds a circuit for digitally processing a sensed value of a second pen drive signal to a conventional touch sensor of an in-cell type to precisely receive digital additional information (pressure, button, pen ID, etc.) can do.

둘째, 본 발명은 제1 펜 구동신호와 제2 펜 구동신호를 터치 구동신호를 시간적으로 분리하여 출력하기 때문에 좀 더 정확한 정보 전송이 가능하다.Second, since the first pen drive signal and the second pen drive signal are temporally separated from each other by the touch driving signal, the present invention enables more accurate information transmission.

셋째, 본 발명은 디지털 부가 정보를 통해 2048 이상의 필압 정보를 터치 리포트 레이트와 동일하게 전송할 수 있다.Third, the present invention can transmit 2048 or more pressure information in the same manner as the touch report rate through digital additional information.

넷째, 본 발명은 디지털 부가 정보를 통해 2 이상의 버튼 정보(eraser, barrel등)를 전송할 수 있다.Fourth, the present invention can transmit two or more button information (eraser, barrel, etc.) through digital additional information.

다섯째, 본 발명은 디지털 부가 정보를 통해 펜 ID를 전송하여 동시에 다수개의 펜들을 인식하게 할 수 있다.Fifth, the present invention can transmit a pen ID through the digital additional information to simultaneously recognize a plurality of pens.

여섯째, 본 발명은 디지털 부가 정보를 3-상태로 가공하여 한정된 시간 내에 보다 많은 부가 정보를 전송할 수 있다.Sixth, the present invention can process digital additional information into three states and transmit more additional information within a limited time.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

10: 표시장치 18: 터치 구동장치
20: 스타일러스 펜
10: display device 18: touch drive device
20: Stylus Pen

Claims (22)

1 프레임이 적어도 하나 이상의 터치 구동 기간과 디스플레이 구동 기간으로 시분할되는 터치 센싱 시스템에 있어서,
상기 터치 구동 기간에서 터치 스크린으로부터 입력되는 터치 구동신호에 동기 하여 터치 입력을 검출하기 위한 제1 펜 구동신호와 펜의 부가 기능과 관련된 부가 입력을 검출하기 위한 제2 펜 구동신호를 생성한 후, 상기 제1 펜 구동신호와 상기 제2 펜 구동신호를 상기 터치 스크린에 출력하는 능동형 스타일러스 펜; 및
상기 터치 스크린에 상기 터치 구동신호를 인가하고, 상기 터치 구동 기간의 제1 기간 내에서 상기 터치 스크린을 통해 입력되는 상기 제1 펜 구동신호를 센싱하고, 상기 터치 구동 기간의 제2 기간 내에서 상기 터치 스크린을 통해 입력되는 상기 제2 펜 구동신호를 센싱하는 터치 구동 장치를 포함한 터치 센싱 시스템.
A touch sensing system in which one frame is time-divided into at least one of a touch driving period and a display driving period,
A second pen driving signal for detecting a touch input and a second pen driving signal for detecting an additional input related to an additional function of the pen are generated in synchronization with a touch driving signal input from the touch screen in the touch driving period, An active stylus pen for outputting the first pen drive signal and the second pen drive signal to the touch screen; And
Wherein the controller is configured to apply the touch driving signal to the touch screen, sense the first pen driving signal inputted through the touch screen within a first period of the touch driving period, And a touch driver for sensing the second pen drive signal input via the touch screen.
제 1 항에 있어서,
상기 능동형 스타일러스 펜은 상기 제1 펜 구동신호와 상기 제2 펜 구동신호를 상기 터치 스크린에 연속적으로 출력하고,
상기 터치 구동 기간의 상기 제1 기간과 상기 제2 기간은 동일한 터치 구동 기간 내에서 연속적으로 배치되는 터치 센싱 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the active stylus pen successively outputs the first pen drive signal and the second pen drive signal to the touch screen,
Wherein the first period and the second period of the touch driving period are continuously arranged within the same touch driving period.
제 2 항에 있어서,
상기 능동형 스타일러스 펜은 상기 터치 구동신호에 동기 하여 진폭 변조 방식 또는 주파수 변조 방식을 통해 상기 제2 펜 구동신호를 생성하는 터치 센싱 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the active stylus pen generates the second pen driving signal through an amplitude modulation method or a frequency modulation method in synchronization with the touch driving signal.
제 2 항에 있어서,
상기 터치 구동신호는 상기 제1 기간과 제2 기간에서 동일한 주파수를 가지며,
상기 제2 펜 구동신호는 상기 제1 펜 구동신호와 동일한 주파수를 가짐과 아울러, 제1 진폭을 갖는 다수의 제1 펄스들과 상기 제1 진폭과 다른 제2 진폭을 갖는 다수의 제2 펄스들을 포함하는 터치 센싱 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the touch driving signal has the same frequency in the first period and the second period,
The second pen drive signal having a same frequency as the first pen drive signal and a plurality of first pulses having a first amplitude and a plurality of second pulses having a second amplitude different from the first amplitude, Comprising a touch sensing system.
제 2 항에 있어서,
상기 터치 구동신호는 상기 제1 기간과 제2 기간에서 동일한 주파수를 가지며,
상기 제2 펜 구동신호는 상기 제1 펜 구동신호와 동일한 주파수를 가짐과 아울러, 제1 펄스폭을 갖는 다수의 제1 펄스들과 상기 제1 펄스폭과 다른 제2 펄스폭을 갖는 다수의 제2 펄스들을 포함하는 터치 센싱 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the touch driving signal has the same frequency in the first period and the second period,
Wherein the second pen drive signal has the same frequency as the first pen drive signal and has a plurality of first pulses having a first pulse width and a plurality of pulses having a second pulse width different from the first pulse width, 2 < / RTI > pulses.
제 2 항에 있어서,
상기 터치 구동신호는 상기 제1 기간보다 제2 기간에서 더 높은 주파수를 가지며,
상기 제2 펜 구동신호는 상기 제1 펜 구동신호에 비해 높은 주파수를 가짐과 아울러, 제1 진폭을 갖는 다수의 제1 펄스들과 상기 제1 진폭과 다른 제2 진폭을 갖는 다수의 제2 펄스들을 포함하는 터치 센싱 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the touch driving signal has a higher frequency in a second period than the first period,
The second pen drive signal having a higher frequency than the first pen drive signal and having a plurality of first pulses having a first amplitude and a plurality of second pulses having a second amplitude different from the first amplitude, And a touch sensing system.
제 2 항에 있어서,

상기 터치 구동신호는 상기 제1 기간보다 제2 기간에서 더 높은 주파수를 가지며,
상기 제2 펜 구동신호는 상기 제1 펜 구동신호에 비해 높은 주파수를 가짐과 아울러, 제1 펄스폭을 갖는 다수의 제1 펄스들과 상기 제1 펄스폭과 다른 제2 펄스폭을 갖는 다수의 제2 펄스들을 포함하는 터치 센싱 시스템.
3. The method of claim 2,

Wherein the touch driving signal has a higher frequency in a second period than the first period,
Wherein the second pen drive signal has a higher frequency than the first pen drive signal and has a plurality of first pulses having a first pulse width and a plurality of second pulses having a second pulse width different from the first pulse width And second pulses.
제 1 항에 있어서,
상기 능동형 스타일러스 펜은 상기 디스플레이 구동 기간을 사이에 두고 상기 제1 펜 구동신호와 상기 제2 펜 구동신호를 상기 터치 스크린에 출력하고,
상기 터치 구동 기간의 상기 제1 기간과 상기 제2 기간은 상기 디스플레이 구동 기간을 사이에 두고 서로 다른 터치 구동 기간 내에 배치되는 터치 센싱 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the active stylus pen outputs the first pen drive signal and the second pen drive signal to the touch screen during the display driving period,
Wherein the first period and the second period of the touch driving period are disposed within different touch driving periods with the display driving period interposed therebetween.
제 8 항에 있어서,
상기 터치 구동신호는 상기 제1 기간과 제2 기간에서 동일한 주파수를 가지며,
상기 제2 펜 구동신호는, 상기 제1 펜 구동신호와 동일한 주파수를 가짐과 아울러, 상기 터치 구동신호와 위상이 동일한 제1 상태 신호들과, 상기 터치 구동신호와 위상이 반대인 제2 상태 신호들과, 상기 능동형 스타일러스 펜을 미 구동시키기 위한 제3 상태 신호들을 포함하는 터치 센싱 시스템.
9. The method of claim 8,
Wherein the touch driving signal has the same frequency in the first period and the second period,
The second pen drive signal has first state signals having the same frequency as the first pen drive signal and having the same phase as the touch drive signal and a second state signal having a phase opposite to the touch drive signal, And third state signals for undoing the active stylus pen.
제 8 항에 있어서,
상기 터치 구동신호는 상기 제1 기간보다 제2 기간에서 더 높은 주파수를 가지며,
상기 제2 펜 구동신호는 상기 제1 펜 구동신호에 비해 높은 주파수를 가짐과 아울러, 상기 터치 구동신호와 위상이 동일한 제1 상태 신호들과, 상기 터치 구동신호와 위상이 반대인 제2 상태 신호들과, 상기 능동형 스타일러스 펜을 미 구동시키기 위한 제3 상태 신호들을 포함하는 터치 센싱 시스템.
9. The method of claim 8,
Wherein the touch driving signal has a higher frequency in a second period than the first period,
Wherein the second pen drive signal has a higher frequency than the first pen drive signal and includes first state signals having the same phase as the touch drive signal and a second state signal having a phase opposite to the touch drive signal, And third state signals for undoing the active stylus pen.
제 1 항에 있어서,
상기 터치 구동 장치는,
상기 터치 스크린의 센서 배선들에 연결되어, 상기 제1 펜 구동신호에 의한 상기 터치 입력을 센싱하고 상기 제2 펜 구동신호에 의한 상기 부가 입력을 센싱하는 센싱 유닛과,
상기 터치 입력에 대한 아날로그 센싱값을 디지털 터치 센싱값으로 변환하는 아날로그 디지털 변환기와,
상기 부가 입력에 대한 아날로그 센싱값을 미리 설정된 기준값과 비교하여 디지털 부가 센싱값을 생성하는 비교기와,
상기 디지털 터치 센싱값을 제1 메모리에 저장하고, 상기 디지털 부가 센싱값을 제2 메모리에 저장함과 아울러, 상기 제1 기간과 제2 기간을 구분하기 위한 시분할 제어신호를 생성하는 디지털 콘트롤러와,
상기 시분할 제어신호에 따라 스위칭되어, 상기 제1 기간 동안 상기 센싱 유닛과 상기 아날로그 디지털 변환기를 연결하고, 상기 제2 기간 동안 상기 센싱 유닛과 상기 비교기를 연결하는 스위칭부와,
상기 디지털 터치 센싱값에 기초하여 상기 터치 입력의 좌표값을 계산하고, 상기 디지털 부가 센싱값에 기초하여 상기 펜의 부가 기능에 대한 정보를 생성하는 마이크로 콘트롤러 유닛을 포함한 터치 센싱 시스템.
The method according to claim 1,
The touch-
A sensing unit, connected to sensor wirings of the touch screen, for sensing the touch input by the first pen drive signal and sensing the additional input by the second pen drive signal;
An analog-to-digital converter for converting an analog sensing value for the touch input into a digital touch sensing value,
A comparator for comparing the analog sensing value of the additional input with a predetermined reference value to generate a digital additional sensing value,
A digital controller for storing the digital touch sensing value in a first memory, storing the digital additional sensing value in a second memory, and generating a time division control signal for distinguishing the first period and the second period;
A switching unit that is switched according to the time division control signal and connects the sensing unit and the analog digital converter during the first period and connects the sensing unit and the comparator during the second period;
And a microcontroller unit for calculating a coordinate value of the touch input based on the digital touch sensing value and generating information about the additional function of the pen based on the digital additional sensing value.
1 프레임이 적어도 하나 이상의 터치 구동 기간과 디스플레이 구동 기간으로 시분할되고 상기 터치 구동 기간에서 동작하는 터치 구동 장치로서,
상기 터치 구동 기간 동안 터치 구동신호를 생성하여 터치 스크린에 인가하며, 상기 터치 구동 기간의 제1 기간 내에서 스타일러스 펜으로부터 터치 스크린에 인가된 제1 펜 구동신호를 센싱하고, 상기 터치 구동 기간의 제2 기간 내에서 상기 스타일러스 펜으로부터 상기 터치 스크린에 인가된 제2 펜 구동신호를 센싱하며,
상기 제1 펜 구동신호와 상기 제2 펜 구동신호는 상기 터치 구동신호에 동기되고,
상기 제1 펜 구동신호는 터치 입력을 검출하기 위한 것이고, 상기 제2 펜 구동신호는 상기 스타일러스 펜의 부가 기능에 관련된 부가 입력을 검출하기 위한 것인 터치 구동 장치.
1. A touch driver apparatus in which one frame is divided into at least one touch driving period and a display driving period and is operated in the touch driving period,
And a controller for sensing a first pen drive signal applied to the touch screen from the stylus pen within a first period of the touch drive period, Sensing the second pen drive signal applied to the touch screen from the stylus pen within two periods,
Wherein the first pen drive signal and the second pen drive signal are synchronized with the touch drive signal,
Wherein the first pen drive signal is for detecting a touch input and the second pen drive signal is for detecting an additional input related to an additional function of the stylus pen.
제 12 항에 있어서,
상기 제1 펜 구동신호와 상기 제2 펜 구동신호는 상기 터치 스크린에 연속적으로 인가되고,
상기 터치 구동 기간의 상기 제1 기간과 상기 제2 기간은 동일한 터치 구동 기간 내에서 연속적으로 배치되는 터치 구동 장치.
13. The method of claim 12,
The first pen drive signal and the second pen drive signal are continuously applied to the touch screen,
Wherein the first period and the second period of the touch driving period are continuously arranged within the same touch driving period.
제 13 항에 있어서,
상기 제2 펜 구동신호는 상기 터치 구동신호에 동기 하여 진폭 변조 방식 또는 주파수 변조 방식을 통해 생성되는 터치 구동 장치.
14. The method of claim 13,
And the second pen drive signal is generated through an amplitude modulation method or a frequency modulation method in synchronization with the touch driving signal.
제 13 항에 있어서,
상기 터치 구동신호는 상기 제1 기간과 제2 기간에서 동일한 주파수를 가지며,
상기 제2 펜 구동신호는 상기 제1 펜 구동신호와 동일한 주파수를 가짐과 아울러, 제1 진폭을 갖는 다수의 제1 펄스들과 상기 제1 진폭과 다른 제2 진폭을 갖는 다수의 제2 펄스들을 포함하는 터치 구동 장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the touch driving signal has the same frequency in the first period and the second period,
The second pen drive signal having a same frequency as the first pen drive signal and a plurality of first pulses having a first amplitude and a plurality of second pulses having a second amplitude different from the first amplitude, Wherein the touch-
제 13 항에 있어서,
상기 터치 구동신호는 상기 제1 기간과 제2 기간에서 동일한 주파수를 가지며,
상기 제2 펜 구동신호는 상기 제1 펜 구동신호와 동일한 주파수를 가짐과 아울러, 제1 펄스폭을 갖는 다수의 제1 펄스들과 상기 제1 펄스폭과 다른 제2 펄스폭을 갖는 다수의 제2 펄스들을 포함하는 터치 구동 장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the touch driving signal has the same frequency in the first period and the second period,
Wherein the second pen drive signal has the same frequency as the first pen drive signal and has a plurality of first pulses having a first pulse width and a plurality of pulses having a second pulse width different from the first pulse width, 2 pulses.
제 13 항에 있어서,
상기 터치 구동신호는 상기 제1 기간보다 제2 기간에서 더 높은 주파수를 가지며,
상기 제2 펜 구동신호는 상기 제1 펜 구동신호에 비해 높은 주파수를 가짐과 아울러, 제1 진폭을 갖는 다수의 제1 펄스들과 상기 제1 진폭과 다른 제2 진폭을 갖는 다수의 제2 펄스들을 포함하는 터치 구동 장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the touch driving signal has a higher frequency in a second period than the first period,
The second pen drive signal having a higher frequency than the first pen drive signal and having a plurality of first pulses having a first amplitude and a plurality of second pulses having a second amplitude different from the first amplitude, And a touch panel.
제 13 항에 있어서,

상기 터치 구동신호는 상기 제1 기간보다 제2 기간에서 더 높은 주파수를 가지며,
상기 제2 펜 구동신호는 상기 제1 펜 구동신호에 비해 높은 주파수를 가짐과 아울러, 제1 펄스폭을 갖는 다수의 제1 펄스들과 상기 제1 펄스폭과 다른 제2 펄스폭을 갖는 다수의 제2 펄스들을 포함하는 터치 구동 장치.
14. The method of claim 13,

Wherein the touch driving signal has a higher frequency in a second period than the first period,
Wherein the second pen drive signal has a higher frequency than the first pen drive signal and has a plurality of first pulses having a first pulse width and a plurality of second pulses having a second pulse width different from the first pulse width And second pulses.
제 12 항에 있어서,
상기 제1 펜 구동신호와 상기 제2 펜 구동신호는 상기 디스플레이 구동 기간을 사이에 두고 상기 터치 스크린에 인가되고,
상기 터치 구동 기간의 상기 제1 기간과 상기 제2 기간은 상기 디스플레이 구동 기간을 사이에 두고 서로 다른 터치 구동 기간 내에 배치되는 터치 구동 장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the first pen drive signal and the second pen drive signal are applied to the touch screen during the display driving period,
Wherein the first period and the second period of the touch driving period are disposed within different touch driving periods with the display driving period interposed therebetween.
제 19 항에 있어서,
상기 터치 구동신호는 상기 제1 기간과 제2 기간에서 동일한 주파수를 가지며,
상기 제2 펜 구동신호는, 상기 제1 펜 구동신호와 동일한 주파수를 가짐과 아울러, 상기 터치 구동신호와 위상이 동일한 제1 상태 신호들과, 상기 터치 구동신호와 위상이 반대인 제2 상태 신호들과, 상기 능동형 스타일러스 펜을 미 구동시키기 위한 제3 상태 신호들을 포함하는 터치 구동 장치.
20. The method of claim 19,
Wherein the touch driving signal has the same frequency in the first period and the second period,
The second pen drive signal has first state signals having the same frequency as the first pen drive signal and having the same phase as the touch drive signal and a second state signal having a phase opposite to the touch drive signal, And third state signals for undoing the active stylus pen.
제 19 항에 있어서,
상기 터치 구동신호는 상기 제1 기간보다 제2 기간에서 더 높은 주파수를 가지며,
상기 제2 펜 구동신호는 상기 제1 펜 구동신호에 비해 높은 주파수를 가짐과 아울러, 상기 터치 구동신호와 위상이 동일한 제1 상태 신호들과, 상기 터치 구동신호와 위상이 반대인 제2 상태 신호들과, 상기 능동형 스타일러스 펜을 미 구동시키기 위한 제3 상태 신호들을 포함하는 터치 구동 장치.
20. The method of claim 19,
Wherein the touch driving signal has a higher frequency in a second period than the first period,
Wherein the second pen drive signal has a higher frequency than the first pen drive signal and includes first state signals having the same phase as the touch drive signal and a second state signal having a phase opposite to the touch drive signal, And third state signals for undoing the active stylus pen.
제 12 항에 있어서,
상기 터치 스크린의 센서 배선들에 연결되어, 상기 제1 펜 구동신호에 의한 상기 터치 입력을 센싱하고 상기 제2 펜 구동신호에 의한 상기 부가 입력을 센싱하는 센싱 유닛과,
상기 터치 입력에 대한 아날로그 센싱값을 디지털 터치 센싱값으로 변환하는 아날로그 디지털 변환기와,
상기 부가 입력에 대한 아날로그 센싱값을 미리 설정된 기준값과 비교하여 디지털 부가 센싱값을 생성하는 비교기와,
상기 디지털 터치 센싱값을 제1 메모리에 저장하고, 상기 디지털 부가 센싱값을 제2 메모리에 저장함과 아울러, 상기 제1 기간과 제2 기간을 구분하기 위한 시분할 제어신호를 생성하는 디지털 콘트롤러와,
상기 시분할 제어신호에 따라 스위칭되어, 상기 제1 기간 동안 상기 센싱 유닛과 상기 아날로그 디지털 변환기를 연결하고, 상기 제2 기간 동안 상기 센싱 유닛과 상기 비교기를 연결하는 스위칭부와,
상기 디지털 터치 센싱값에 기초하여 상기 터치 입력의 좌표값을 계산하고, 상기 디지털 부가 센싱값에 기초하여 상기 펜의 부가 기능에 대한 정보를 생성하는 마이크로 콘트롤러 유닛을 포함한 터치 구동 장치.
13. The method of claim 12,
A sensing unit, connected to sensor wirings of the touch screen, for sensing the touch input by the first pen drive signal and sensing the additional input by the second pen drive signal;
An analog-to-digital converter for converting an analog sensing value for the touch input into a digital touch sensing value,
A comparator for comparing the analog sensing value of the additional input with a predetermined reference value to generate a digital additional sensing value,
A digital controller for storing the digital touch sensing value in a first memory, storing the digital additional sensing value in a second memory, and generating a time division control signal for distinguishing the first period and the second period;
A switching unit that is switched according to the time division control signal and connects the sensing unit and the analog digital converter during the first period and connects the sensing unit and the comparator during the second period;
A microcontroller unit for calculating a coordinate value of the touch input based on the digital touch sensing value and generating information about the additional function of the pen based on the digital additional sensing value.
KR1020160163495A 2015-12-31 2016-12-02 Touch sensing system including active stylus pen KR102607842B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/381,410 US10474280B2 (en) 2015-12-31 2016-12-16 Touch sensing system including active stylus pen
EP16205763.2A EP3190490B1 (en) 2015-12-31 2016-12-21 Touch sensing system including active stylus pen
CN201611226916.4A CN106997255B (en) 2015-12-31 2016-12-27 Touch sensing system with active stylus and touch driving device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20150191807 2015-12-31
KR1020150191807 2015-12-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170081127A true KR20170081127A (en) 2017-07-11
KR102607842B1 KR102607842B1 (en) 2023-12-01

Family

ID=59354674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160163495A KR102607842B1 (en) 2015-12-31 2016-12-02 Touch sensing system including active stylus pen

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102607842B1 (en)
CN (1) CN106997255B (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190079369A (en) * 2017-12-27 2019-07-05 삼성전자주식회사 Touch screen controller, Touch screen system having the same and Operating method of touch screen controller
KR20200077344A (en) * 2018-12-20 2020-06-30 엘지디스플레이 주식회사 Active pen and touch display
KR20200082506A (en) * 2018-12-28 2020-07-08 엘지디스플레이 주식회사 Touch display device and touch sensing circuit
US10838546B2 (en) 2018-07-19 2020-11-17 Silicon Works Co., Ltd. Touch driving device and display device
US10955963B2 (en) 2018-08-10 2021-03-23 Silicon Works Co., Ltd. Touch driving device and display device
KR20210081564A (en) * 2019-12-24 2021-07-02 엘지디스플레이 주식회사 Display apparatus with touch panel

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10528158B2 (en) * 2017-08-07 2020-01-07 Himax Technologies Limited Active stylus, touch sensor, and signal transmission and sensing method for active stylus and touch sensor
KR102374436B1 (en) * 2017-09-11 2022-03-14 엘지디스플레이 주식회사 Touch Device And Method Of Driving The Same
KR102457994B1 (en) * 2018-06-14 2022-10-24 엘지디스플레이 주식회사 Touch display device, micro controller, and driving method
CN112740152B (en) * 2018-09-30 2023-09-08 华为技术有限公司 Handwriting pen detection method, handwriting pen detection system and related device
KR20200079886A (en) * 2018-12-26 2020-07-06 주식회사 실리콘웍스 Touch sensing apparatus and touch sensing system
CN112817466B (en) * 2021-02-26 2024-05-10 奕力科技股份有限公司 Touch device and touch pen thereof
TWI774265B (en) * 2021-03-12 2022-08-11 元太科技工業股份有限公司 Driving circuit of display and operation method of timing controller

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110074652A (en) * 2009-12-25 2011-07-01 가부시키가이샤 와코무 Pointing member, position detection apparatus and position detection method
CN102902383A (en) * 2012-10-29 2013-01-30 深圳市汇顶科技股份有限公司 Stylus and signal transmission method thereof as well as touch controller and signal detection method thereof
US20130106764A1 (en) * 2011-10-28 2013-05-02 Atmel Corporation Scaling Voltage for Data Communication Between Active Stylus and Touch-Sensor Device
KR20140075542A (en) * 2012-12-11 2014-06-19 엘지디스플레이 주식회사 Display device with integrated touch screen and method for driving the same

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013018736A1 (en) * 2011-07-29 2013-02-07 シャープ株式会社 Display device
US8982090B2 (en) * 2012-01-01 2015-03-17 Cypress Semiconductor Corporation Optical stylus synchronization
KR101282430B1 (en) * 2012-03-26 2013-07-04 삼성디스플레이 주식회사 Stylus, pressure detecting system and the driving method thereof
CN102866792B (en) * 2012-08-20 2016-06-01 深圳市汇顶科技股份有限公司 A kind of felt pen, touch controller, touch detecting system and method thereof
US9946366B2 (en) * 2013-06-03 2018-04-17 Apple Inc. Display, touch, and stylus synchronization
US10067580B2 (en) * 2013-07-31 2018-09-04 Apple Inc. Active stylus for use with touch controller architecture
CN103729073B (en) * 2013-12-20 2016-07-06 艾攀科技有限公司 Active capacitance pen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110074652A (en) * 2009-12-25 2011-07-01 가부시키가이샤 와코무 Pointing member, position detection apparatus and position detection method
US20130106764A1 (en) * 2011-10-28 2013-05-02 Atmel Corporation Scaling Voltage for Data Communication Between Active Stylus and Touch-Sensor Device
CN102902383A (en) * 2012-10-29 2013-01-30 深圳市汇顶科技股份有限公司 Stylus and signal transmission method thereof as well as touch controller and signal detection method thereof
KR20140075542A (en) * 2012-12-11 2014-06-19 엘지디스플레이 주식회사 Display device with integrated touch screen and method for driving the same

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190079369A (en) * 2017-12-27 2019-07-05 삼성전자주식회사 Touch screen controller, Touch screen system having the same and Operating method of touch screen controller
US10838546B2 (en) 2018-07-19 2020-11-17 Silicon Works Co., Ltd. Touch driving device and display device
US10955963B2 (en) 2018-08-10 2021-03-23 Silicon Works Co., Ltd. Touch driving device and display device
KR20200077344A (en) * 2018-12-20 2020-06-30 엘지디스플레이 주식회사 Active pen and touch display
KR20200082506A (en) * 2018-12-28 2020-07-08 엘지디스플레이 주식회사 Touch display device and touch sensing circuit
KR20210081564A (en) * 2019-12-24 2021-07-02 엘지디스플레이 주식회사 Display apparatus with touch panel

Also Published As

Publication number Publication date
CN106997255A (en) 2017-08-01
KR102607842B1 (en) 2023-12-01
CN106997255B (en) 2020-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10474280B2 (en) Touch sensing system including active stylus pen
CN107272921B (en) Active stylus, touch sensing system including the same, and touch sensing method
CN106997255B (en) Touch sensing system with active stylus and touch driving device
KR102340937B1 (en) Stylus pen and touch sensing system and driving method of the same
KR102672831B1 (en) Touch sensing system and driving method of the same
US10268285B2 (en) Stylus pen, touch sensing system and driving method thereof
US10691228B2 (en) Electronic device having touch sensor and method of driving the same
US10324547B2 (en) Active stylus pen, touch sensing system and driving method thereof
KR102112092B1 (en) Touch sensing system
KR102050385B1 (en) Touch sensing system and method of reducing latency thereof
KR102520695B1 (en) Active stylus pen and touch sensing system and driving method of the same
KR102364099B1 (en) Active stylus pen and touch sensing system and driving method of the same
KR102338712B1 (en) Active touch pen and touch sensing system and driving method of the same
KR102182979B1 (en) Sensing system
KR20140066818A (en) Touch sensing system and driving method thereof
KR20140056614A (en) Touch sensing system and enhancement method of touch report rate thereof
KR102520692B1 (en) Touch sensing system
KR20170052815A (en) Active stylus pen and driving method of the same, and touch sensing system having the active stylus pen
KR20170015648A (en) Stylus pen and touch sensing system and driving method of the same
US9733778B2 (en) Touch sensing apparatus
KR20140072313A (en) Touch sensing system
KR20170015776A (en) Stylus pen and touch sensing system and driving method of the same

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