KR20190031762A

KR20190031762A - 터치표시장치 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR20190031762A
Application number: KR1020170119592A
Authority: KR
Inventors: 최수민
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2017-09-18
Filing date: 2017-09-18
Publication date: 2019-03-27
Also published as: KR102390595B1

Abstract

본 발명은, 영상신호와 다수의 타이밍신호를 이용하여 터치동기신호, 영상데이터, 데이터제어신호 및 게이트제어신호를 생성하는 타이밍제어부와, 연속되는 N개의 프레임을 포함하는 메인구간 동안 상기 터치동기신호에 따라 제1 및 제2주파수 중 하나의 터치스캔신호를 생성하고, 상기 다수의 프레임 직후의 1개의 프레임을 포함하는 보조구간 동안 상기 터치동기신호에 따라 상기 제1 및 제2주파수 중 나머지 하나의 상기 터치스캔신호를 생성하는 마이콤부와, 상기 영상데이터 및 상기 데이터제어신호를 이용하여 데이터신호를 생성하는 데이터구동부와, 상기 게이트제어신호를 이용하여 게이트신호를 생성하는 게이트구동부와, 상기 게이트신호 및 상기 데이터신호를 이용하여 영상을 표시하고, 상기 메인구간 및 상기 보조구간 동안 각각 상기 제1 및 제2주파수의 상기 터치스캔신호를 이용하여 터치를 감지하는 터치표시패널을 포함하는 터치표시장치를 제공한다.

Description

터치표시장치 및 그 구동방법 {Touch Device And Method Of Driving The Same}

본 발명은 터치표시장치에 관한 것으로, 특히 다수의 프레임의 터치구간을 메인주파수와 보조주파수로 구분하여 구동함으로써, 터치구간의 노이즈센싱구간이 제거되어 터치감지의 정확도가 향상되는 터치표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device: FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel device: PDP), 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode display device: OLED), 전계방출표시장치(field emission display device: FED) 등이 소개되어 기존의 브라운관(cathode ray tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다.

최근에는, 이러한 표시패널(display panel) 상에 터치패널(touch panel)을 부착한 터치 표시장치(또는 터치스크린)가 각광받고 있다.

터치표시장치는, 영상을 표시하는 출력수단으로 사용되는 동시에, 표시된 영상의 특정부위를 터치하여 사용자의 명령을 입력 받는 입력수단으로 사용되는 것으로, 터치표시장치의 터치패널은 위치정보 검출방식에 따라 감압방식, 정전방식, 적외선방식, 초음파방식 등으로 구분될 수 있다.

즉, 사용자가 표시패널에 표시되는 영상을 보면서 터치패널을 터치하면, 터치패널은 해당 부위의 위치정보를 검출하고 검출된 위치정보를 영상의 위치정보와 비교하여 사용자의 명령을 인식할 수 있다.

이러한 터치표시장치는, 별도의 터치패널을 표시패널에 부착하거나, 터치패널을 표시패널의 기판에 형성하여 일체화하는 형태로 제조될 수 있다.

특히, 최근에는 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 단말기의 슬림화를 위해 터치패널을 구성하는 전극 및 배선을 표시패널의 기판에 형성하여 일체화하는 형태의 인셀타입(in-cell type) 터치표시장치에 대한 수요가 증가하고 있다.

인셀타입 터치표시장치는, 1프레임의 시간구간을 영상을 표시하는 표시구간과 터치를 감지하는 터치구간으로 구분하여 각각 영상표시 및 터치감지를 수행하는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 터치표시장치에 사용되는 다수의 신호를 도시한 파형도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 터치표시장치는, 외부시스템으로부터 전달되는 다수의 타이밍신호를 이용하여 터치동기신호(TSY)를 생성하고, 생성된 터치동기신호(TSY)를 이용하여 터치스캔신호(TSS)를 생성하고, 생성된 터치스캔신호(TSS)를 이용하여 터치를 감지한다.

구체적으로, 터치동기신호(TSY)는, 1프레임(F) 중 터치표시패널이 영상을 표시하는 표시구간(DP) 동안 하이레벨(HL)을 갖고, 1프레임(F) 중 터치표시패널이 터치를 감지하는 터치구간(TP) 동안 로우레벨(LL)을 갖는 구형파(rectangular wave) 형태를 갖는다.

터치스캔신호(TSS)는, 표시구간(DP) 동안 로우레벨(LL)의 일정한 값을 갖고, 터치구간(TP) 동안 로우레벨(LL)과 하이레벨(HL) 사이에서 변화하는 다수의 펄스를 갖는다.

그리고, 종래의 터치표시장치는, 외부로부터 유입되는 노이즈 성분에 의한 터치끊김 또는 터치고스트와 같은 터치감지의 간섭 및 왜곡을 최소화 하기 위하여, 터치구간(TP)을 정상센싱구간(NSP)과 노이즈센싱구간(ASP)으로 구분하여 각각 정상 터치감지 및 노이즈 터치감지를 수행한다.

즉, 종래의 터치표시장치는, 터치구간(TP)의 정상센싱구간(NSP) 동안 제1주파수(f1)를 갖는 터치스캔신호(TSS)를 이용하여 터치를 감지하여 터치좌표를 산출하고, 터치구간(TP)의 노이즈센싱구간(ASP) 동안 제1주파수(f1)와 상이한 제2주파수(f2)를 갖는 터치스캔신호(TSS)를 이용하여 노이즈 성분을 감지하여 주파수 호핑(hopping)을 수행한다.

예를 들어, 종래의 터치표시장치가 터치스캔신호(TSS) 및 터치감지신호를 전달하는 제1 내지 제16먹스(MUX)를 포함할 경우, 터치구간(TP)의 정상센싱구간(NSP)에서는 제1 내지 제16먹스(MUX)를 순차적으로 구동하여 정상 터치감지를 수행하고, 터치구간(TP)의 노이즈센싱구간(ASP)에서는 제1 내지 제16먹스(MUX)를 4개의 먹스그룹으로 구분하고 제1 내지 제4인덱스구간(Id1 내지 Id4) 동안 각각 4개의 먹스그룹을 구동하여 노이즈 터치감지를 수행할 수 있다.

그리고, 정상센싱구간(NSP) 및 노이즈센싱구간(ASP)의 터치감지신호를 비교하여 노이즈 성분의 유입여부를 판단하고, 판단결과에 따라 제1주파수(f1)를 제2주파수(f2)로 호핑함으로써, 노이즈 성분에 의한 터치감지의 간섭 및 왜곡을 최소화 한다.

그런데, 터치감지를 위한 정상센싱구간(NSP)에 노이즈 성분 감지를 위한 노이즈센싱구간(ASP)을 추가함으로써, 터치구간(TP)이 증가하여 표시구간(DP)이 감소하는 문제가 있다.

예를 들어, 인덱스센싱구간(ISP)에서 터치스캔신호(TSS)가 약 130kHz의 제2주파수(f2)와 10개의 펄스(pulse)를 갖고, 제1 내지 제4노이즈인덱스(Id1 내지 Id4) 사이의 간격이 약 30μsec인 경우, 인덱스센싱구간(ISP)은 약 458μsec의 길이를 가질 수 있는데, 이러한 인덱스센싱구간(ISP)을 정상센싱구간(NSP)에 추가하여 터치구간(TP)을 구성하므로, 표시구간(DP)이 약 458μsec 만큼 감소할 수 있다.

이에 따라, 종래의 터치표시장치가 표시하는 영상의 품질이 저하되는 문제가 있다.

또한, 표시구간(DP) 동안 종래의 터치표시장치는 영상표시용 구동주파수인 리프레쉬 레이트(refresh rate)로 구동되어 영상을 표시하는데, 리프레쉬 레이트가 변경될 경우 터치구간(TP)이 더 감소하여 노이즈센싱구간(ASP)의 활용에 제약이 증가하여 노이즈 성분을 원활하게 감지하지 못하는 문제가 있다.

예를 들어, 종래의 터치표시장치가 약 60Hz의 리프레쉬 레이트로 구동되다가 약 75Hz의 리프레쉬 레이트로 구동될 경우, 1프레임은 약 16.7msec에서 약 13.3msec로 감소하며, 이에 따라 1프레임의 터치구간(TP)도 감소하여 노이즈센싱구간(ASP)을 충분히 확보하지 못하고, 그 결과 노이즈 성분 감지의 정확도가 감소될 수 있다.

본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 다수의 프레임을 상이한 주파수의 메인구간 및 보조구간으로 구분하여 구동함으로써, 터치구간의 노이즈센싱구간이 제거되어 정상 터치감지를 위한 구간이 증가되고 터치감지의 정확도가 향상되는 터치표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은, 상이한 주파수의 메인구간 및 보조구간의 터치감지신호를 비교하여 주파수 호핑을 수행함으로써, 터치감지의 정확도가 향상되고 리프레쉬 레이트 변경에 따른 제약이 최소화 되는 터치표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 영상신호와 다수의 타이밍신호를 이용하여 터치동기신호, 영상데이터, 데이터제어신호 및 게이트제어신호를 생성하는 타이밍제어부와, 연속되는 N개의 프레임을 포함하는 메인구간 동안 상기 터치동기신호에 따라 제1 및 제2주파수 중 하나의 터치스캔신호를 생성하고, 상기 다수의 프레임 직후의 1개의 프레임을 포함하는 보조구간 동안 상기 터치동기신호에 따라 상기 제1 및 제2주파수 중 나머지 하나의 상기 터치스캔신호를 생성하는 마이콤부와, 상기 영상데이터 및 상기 데이터제어신호를 이용하여 데이터신호를 생성하는 데이터구동부와, 상기 게이트제어신호를 이용하여 게이트신호를 생성하는 게이트구동부와, 상기 게이트신호 및 상기 데이터신호를 이용하여 영상을 표시하고, 상기 메인구간 및 상기 보조구간 동안 각각 상기 제1 및 제2주파수의 상기 터치스캔신호를 이용하여 터치를 감지하는 터치표시패널을 포함하는 터치표시장치를 제공한다.

그리고, 상기 마이콤부는, 상기 메인구간 동안 상기 제1주파수의 상기 터치스캔신호에 따른 터치감지신호로부터 터치변동량을 산출하고, 상기 보조구간 동안 상기 제2주파수의 상기 터치스캔신호에 따른 상기 터치감지신호로부터 상기 터치변동량을 산출하고, 상기 메인구간의 상기 터치변동량과 상기 보조구간의 상기 터치변동량을 이용하여 주파수 호핑의 적정성을 판단할 수 있다.

또한, 상기 마이콤부는, 상기 메인구간의 상기 터치변동량의 양의 편차와 목표치를 비교하고, 상기 메인구간의 상기 터치변동량의 음의 편차와 호핑임계치를 비교하여, 노이즈 성분의 유입 여부를 판단할 수 있다.

그리고, 상기 마이콤부는, 상기 메인구간의 상기 터치변동량의 양의 편차가 상기 목표치보다 크고, 상기 메인구간의 상기 터치변동량의 음의 편차가 호핑임계치보다 큰 경우, 상기 보조구간의 상기 터치변동량의 음의 편차와 상기 호핑임계치를 비교하여, 상기 주파수 호핑의 적정성을 판단할 수 있다.

또한, 상기 마이콤부는, 상기 보조구간의 상기 터치변동량의 음의 편차가 상기 호핑임계치보다 작은 경우, 상기 메인구간 동안 상기 제2주파수의 상기 터치스캔신호를 생성하고, 상기 보조구간 동안 상기 제1주파수의 상기 터치스캔신호를 생성할 수 있다.

그리고, 상기 마이콤부는, 상기 메인구간의 상기 터치변동량의 양의 편차가 상기 목표치보다 작거나 같은 경우이거나, 상기 메인구간의 상기 터치변동량의 음의 편차가 상기 호핑임계치보다 작거나 같은 경우, 상기 메인구간 동안 상기 제1주파수의 상기 터치스캔신호를 생성하고, 상기 보조구간 동안 상기 제2주파수의 상기 터치스캔신호를 생성할 수 있다.

한편, 본 발명은, 타이밍제어부가, 영상신호와 다수의 타이밍신호를 이용하여 터치동기신호, 영상데이터, 데이터제어신호 및 게이트제어신호를 생성하는 단계와, 마이콤부가, 연속되는 N개의 프레임을 포함하는 메인구간 동안 상기 터치동기신호에 따라 제1 및 제2주파수 중 하나의 터치스캔신호를 생성하고, 상기 다수의 프레임 직후의 1개의 프레임을 포함하는 보조구간 동안 상기 터치동기신호에 따라 상기 제1 및 제2주파수 중 나머지 하나의 상기 터치스캔신호를 생성하는 단계와, 데이터구동부가, 상기 영상데이터 및 상기 데이터제어신호를 이용하여 데이터신호를 생성하는 단계와, 게이트구동부가, 상기 게이트제어신호를 이용하여 게이트신호를 생성하는 단계와, 터치표시패널이, 상기 게이트신호 및 상기 데이터신호를 이용하여 영상을 표시하고, 상기 메인구간 및 상기 보조구간 동안 각각 상기 제1 및 제2주파수의 상기 터치스캔신호를 이용하여 터치를 감지하는 단계를 포함하는 터치표시장치의 구동방법을 제공한다.

그리고, 상기 터치표시장치의 구동방법은, 상기 마이콤부가, 상기 메인구간 동안 상기 제1주파수의 상기 터치스캔신호에 따른 터치감지신호로부터 터치변동량을 산출하는 단계와, 상기 보조구간 동안 상기 제2주파수의 상기 터치스캔신호에 따른 상기 터치감지신호로부터 상기 터치변동량을 산출하는 단계와, 상기 메인구간의 상기 터치변동량과 상기 보조구간의 상기 터치변동량을 이용하여 주파수 호핑의 적정성을 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 마이콤부가 상기 주파수 호핑의 적정성을 판단하는 단계는, 상기 마이콤부가, 상기 메인구간의 상기 터치변동량의 양의 편차와 목표치를 비교하는 단계와, 상기 마이콤부가, 상기 메인구간의 상기 터치변동량의 음의 편차와 호핑임계치를 비교하는 단계를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 터치표시장치의 구동방법은, 상기 메인구간의 상기 터치변동량의 양의 편차가 상기 목표치보다 크고, 상기 메인구간의 상기 터치변동량의 음의 편차가 호핑임계치보다 큰 경우, 상기 마이콤부가, 상기 보조구간의 상기 터치변동량의 음의 편차와 상기 호핑임계치를 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 터치표시장치의 구동방법은, 상기 보조구간의 상기 터치변동량의 음의 편차가 상기 호핑임계치보다 작은 경우, 상기 마이콤부가, 상기 메인구간 동안 상기 제2주파수의 상기 터치스캔신호를 생성하는 단계와, 상기 마이콤부가, 상기 보조구간 동안 상기 제1주파수의 상기 터치스캔신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명은, 다수의 프레임을 상이한 주파수의 메인구간 및 보조구간으로 구분하여 구동함으로써, 터치구간의 노이즈센싱구간이 제거되어 정상 터치감지를 위한 구간이 증가되고 터치감지의 정확도가 향상되는 효과를 갖는다.

그리고, 본 발명은, 상이한 주파수의 메인구간 및 보조구간의 터치감지신호를 비교하여 주파수 호핑을 수행함으로써, 터치감지의 정확도가 향상되고 리프레쉬 레이트 변경에 따른 제약이 최소화 되는 효과를 갖는다.

도 1은 종래의 터치표시장치에 사용되는 다수의 신호를 도시한 파형도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치표시장치를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치표시장치에 사용되는 다수의 신호를 도시한 파형도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치표시장치의 정상 터치감지 및 노이즈 터치감지의 판단기준을 설명하기 위한 도면.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 터치표시장치 및 그 구동방법을 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치표시장치를 도시한 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치표시장치(110)는, 타이밍제어부(120), 마이콤(microcontroller unit: MCU)부(130), 데이터구동부(140), 게이트구동부(150) 및 터치표시패널(160)을 포함하는데, 터치표시장치(110)는 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode display device: OLED display device) 또는 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD device)일 수 있다.

터치표시장치(110)는, 1프레임의 시간구간을 영상을 표시하는 표시구간(도 3의 DP)과 터치를 감지하는 터치구간(도 3의 TP)으로 구분하여 각각 영상표시 및 터치감지를 수행하는데, 표시구간(DP) 동안 터치표시패널(160)의 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)에 각각 게이트신호 및 데이터신호를 인가하여 영상을 표시하고, 터치구간(TP) 동안 터치표시패널(160)의 터치배선(TL)에 터치스캔신호(TSS)를 인가하고 터치표시패널(160)의 터치배선(TL)의 터치감지신호를 독출하여 터치를 감지한다.

타이밍제어부(120)는, 그래픽카드 또는 TV시스템과 같은 외부시스템(미도시)으로부터 전달되는 영상신호(IS)와 데이터인에이블신호(DE), 수평동기신호(HSY), 수직동기신호(VSY), 클럭(CLK) 등의 다수의 타이밍신호를 이용하여 터치동기신호(TSY), 영상데이터(RGB), 데이터제어신호(DCS) 및 게이트제어신호(GCS)를 생성하고, 생성된 터치동기신호(TSY)는 마이콤부(130)로 전달하고, 생성된 영상데이터(RGB) 및 데이터제어신호(DCS)는 데이터구동부(140)로 전달하고, 생성된 게이트제어신호(GCS)는 게이트구동부(150)로 전달한다.

마이콤부(130)는, 타이밍제어부(120)로부터 전달되는 터치동기신호(TSY)를 이용하여 터치스캔신호(TSS)를 생성하고, 생성된 터치스캔신호(TSS)를 데이터구동부(140)로 전달하고, 데이터구동부(140)로부터 전달되는 터치감지신호를 분석하여 터치여부를 판단한다.

예를 들어, 마이콤부(130)는, 마이크로프로세서와 입출력 모듈이 하나의 칩으로 만들어져 정해진 기능을 수행하는 컴퓨터를 의미하는 것으로, 중앙처리유닛(central processing unit: CPU), 메모리, 프로그래밍 가능한 입출력을 포함할 수 있다.

특히, 마이콤부(130)는, 다수의 프레임을 메인구간(도 3의 MP) 및 보조구간(도 3의 AP)으로 구분하고, 메인구간(MP)의 각 프레임의 터치구간(TP)에서는 제1주파수(도 3의 f1)를 메인주파수로 갖는 터치스캔신호(TSS)를 생성하고, 보조구간(AP)의 각 프레임의 터치구간(TP)에서는 제1주파수(f1)와 상이한 제2주파수(도 3의 f2)를 보조주파수로 갖는 터치스캔신호(TSS)를 생성할 수 있다.

예를 들어, 제1 및 제2주파수(f1, f2)는 각각 94kHz 및 130kHz일 수 있다.

그리고, 마이콤부(130)는, 메인구간(MP)의 각 프레임의 터치구간(TP)의 제1주파수(f1)를 갖는 터치스캔신호(TSS)에 따른 터치감지신호와 보조구간(AP)의 각 프레임의 터치구간(TP)의 제2주파수(f2)를 갖는 터치스캔신호(TSS)에 따른 터치감지신호를 비교하여 노이즈 성분의 유입여부를 판단하고, 판단결과에 따라 제1주파수(f1)로부터 제2주파수(f2)로의 주파수 호핑을 결정할 수 있다.

이러한 주파수 호핑에 대해서는 뒤에서 상세히 설명한다.

데이터구동부(140)는, 타이밍제어부(120)로부터 전달되는 데이터제어신호(DCS) 및 영상데이터(RGB)를 이용하여 데이터신호(데이터전압)을 생성하고, 생성된 데이터신호를 터치표시패널(160)의 데이터배선(DL)에 인가한다.

그리고, 데이터구동부(140)는, 마이콤부(130)로부터 전달되는 터치스캔신호(TSS)를 터치표시패널(160)의 터치배선(TL)에 인가하고, 터치스캔신호(TSS)에 따른 터치배선(TL)의 터치감지신호를 독출(read out)하고, 독출된 터치감지신호를 마이콤부(130)로 전달한다.

게이트구동부(150)는, 타이밍제어부(120)로부터 전달되는 게이트제어신호(GCS)를 이용하여 게이트신호(게이트전압)을 생성하고, 생성된 게이트신호를 터치표시패널(160)의 게이트배선(GL)에 인가한다.

게이트구동부(150)는, 게이트배선(GL), 데이터배선(DL), 터치배선(TL) 및 화소(P)가 형성되는 터치표시패널(160)의 기판에 함께 형성되는 게이트-인-패널(gate in panel: GIP) 타입일 수 있다.

터치표시패널(160)은, 게이트신호 및 데이터신호를 이용하여 영상을 표시하고, 터치스캔신호 및 터치감지신호를 이용하여 터치를 감지하는데, 서로 교차하여 화소(P)를 정의하는 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)과, 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)에 연결되는 화소(P)와, 데이터배선(DL)에 평행하게 이격되는 터치배선(TL)을 포함한다.

터치표시장치(110)가 유기발광다이오드 표시장치인 경우 터치표시패널(160)의 화소(P)는 스위칭 박막트랜지스터, 구동 박막트랜지스터, 스토리지 커패시터 및 발광다이오드를 포함할 수 있고, 터치표시장치(110)가 액정표시장치인 경우 터치표시패널(160)의 화소(P)는 박막트랜지스터, 스토리지 커패시터 및 액정 커패시터를 포함할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치표시장치(110)는, 게이트신호 및 데이터신호를 이용하여 영상을 표시하고, 터치스캔신호(TSS) 및 터치감지신호를 이용하여 터치를 감지하고, 특히 메인구간(MP) 및 보조구간(AP)의 터치감지신호를 이용하여 노이즈 성분의 유입여부를 판단하는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치표시장치에 사용되는 다수의 신호를 도시한 파형도로서, 도 2를 함께 참조하여 설명한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치표시장치(110)에서, 타이밍제어부(120)는, 외부시스템으로부터 전달되는 다수의 타이밍신호를 이용하여 터치동기신호(TSY)를 생성하고, 생성된 터치동기신호(TSY)를 마이콤부(130)로 전달하고, 마이콤부(130)는, 터치동기신호(TSY)를 이용하여 터치스캔신호(TSS)를 생성하고, 생성된 터치스캔신호(TSS)를 데이터구동부(140)로 전달한다.

구체적으로, 터치동기신호(TSY)는, 터치표시패널(160)이 영상을 표시하는 표시구간(DP) 동안 하이레벨(HL)을 갖고, 터치표시패널(160)이 터치를 감지하는 터치구간(TP) 동안 로우레벨(LL)을 갖는 구형파(rectangular wave) 형태를 갖는다.

특히, 마이콤부(130)는, 다수의 프레임을 메인구간(MP) 및 보조구간(AP)로 구분하고, 메인구간(MP)의 각 프레임의 터치구간(TP)에서는 제1주파수(f1)를 갖는 터치스캔신호(TSS)를 생성하고 생성된 제1주파수(f1)의 터치스캔신호(TSS)를 이용하여 정상 터치감지를 수행하고, 보조구간(AP)의 각 프레임의 터치구간(TP)에서는 제1주파수(f1)와 상이한 제2주파수(f2)를 갖는 터치스캔신호(TSS)를 생성하고 생성된 제2주파수(f2)의 터치스캔신호(TSS)를 이용하여 노이즈 터치감지를 수행할 수 있다.

그리고, 마이콤부(130)는, 메인구간(MP)의 정상 터치감지 수행에 의한 제1주파수(f1)에 대응되는 터치감지신호와 보조구간(AP)의 노이즈 터치감지 수행에 의한 제2주파수(f2)에 대응되는 터치감지신호를 비교하여 노이즈 성분의 유입여부를 판단하고, 판단결과에 따라 제1주파수(f1)로부터 제2주파수(f2)로의 주파수 호핑을 결정할 수 있다.

예를 들어, 터치표시장치(110)가 60Hz의 리프레쉬 레이트로 영상을 표시할 경우, 연속되는 4개의 프레임의 메인구간(MP)과 그 직후의 1개의 프레임의 보조구간(AP)을 반복하여 1초를 구성하는 60개의 프레임을 구성할 수 있다.

즉, 터치스캔신호(TSS)는, 제1 내지 제4프레임(F1 내지 F4)의 터치구간(TP) 동안 각각 제1주파수(f1)를 갖고, 제5프레임(F5)의 터치구간(TP) 동안 제2주파수(f2)를 가질 수 있다.

도 3에서는 제1주파수(f1)가 제2주파수(f2)보다 작은 경우를 도시한 것으로, 메인구간(MP)의 터치구간(TP)에서의 제1주파수(f1)의 터치스캔신호(TSS)의 출력기간이 보조구간(AP)의 터치구간(TP)에서의 제2주파수(f2)의 터치스캔신호(TSS)의 출력기간보다 긴 것을 도시하고 있다.

이에 따라, 1초를 구성하는 60개의 프레임 중 48개의 프레임은 제1주파수(f1)의 터치스캔신호(TSS)를 이용하는 터치구간(TP)을 포함하는 메인구간(MP)으로 구분되고, 나머지 12개의 프레임은 제2주파수(f2)의 터치스캔신호(TSS)를 이용하는 터치구간(TP)을 포함하는 보조구간(AP)으로 구분될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 1초를 구성하는 60개의 프레임 중 12개의 프레임을 제2주파수(f2) 및 노이즈 터치감지에 대응되는 보조구간(AP)으로 구분하는 것을 예로 들었으나, 다른 실시예에서는 1초를 구성하는 60개의 프레임 중 10개 이상의 프레임을 제2주파수(f2) 및 노이즈 터치감지에 대응되는 보조구간(AP)으로 구분할 수도 있다.

즉, 다른 실시예에서는, 연속되는 5개의 프레임의 메인구간(MP)과 그 직후의 1개의 프레임의 보조구간(AP)을 반복하여 1초를 구성하는 60개의 프레임 중 10개의 프레임을 보조구간(AP)으로 구분하거나, 연속되는 3개의 프레임의 메인구간(MP)과 그 직후의 1개의 프레임의 보조구간(AP)을 반복하여 1초를 구성하는 60개의 프레임 중 15개의 프레임을 보조구간(AP)으로 구분할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치표시장치(110)에서는, 1프레임의 터치구간(TP)을 정상센싱구간 및 노이즈센싱구간으로 구분하는 대신에, 1초를 구성하는 60개의 프레임을 3개 내지 5개의 연속되는 프레임의 메인구간(MP)과 그 직후의 1개의 프레임의 보조구간(AP)으로 구분하고, 메인구간(MP)의 터치구간(TP)에서는 제1주파수(f1)의 터치스캔신호(TSS)를 이용하여 정상 터치감지를 수행하고, 보조구간(AP)의 터치구간(TP)에서는 제2주파수(f2)의 터치스캔신호(TSS)를 이용하여 노이즈 터치감지를 수행하고, 정상 터치감지의 터치감지신호와 노이즈 터치감지의 터치감지신호의 비교결과에 따라 제1주파수(f1)로부터 제2주파수(f2)로의 주파수 호핑을 수행할 수 있다.

메인구간(MP)의 터치구간(TP)과 보조구간(AP)의 터치구간(TP)에 노이즈 성분 검출을 위한 별도의 구간이 추가되지 않으므로, 정상 터치감지를 위한 구간을 충분히 확보할 수 있으며, 그 결과 터치감지의 정확도가 향상되고 리프레쉬 레이트 변경에 따른 제약이 최소화 된다.

이러한 터치표시장치(110)에서의 노이즈 성분 유입여부의 판단과정을 도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치표시장치의 정상 터치감지 및 노이즈 터치감지의 판단기준을 설명하기 위한 도면으로, 도 2 및 도 3을 함께 참조하여 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치표시장치(110)는, 메인구간(MP)의 터치구간(TP) 동안 메인주파수인 제1주파수(f1)를 갖는 터치스캔신호(TSS)를 이용하여 정상 터치감지를 수행하고, 보조구간(AP)의 터치구간(TP) 동안 보조주파수인 제2주파수(f2)를 갖는 터치스캔신호(TSS)를 이용하여 노이즈 터치감지를 수행한다(st110).

구체적으로, 터치표시장치(110)는, 메인구간(MP) 및 보조구간(AP)의 터치구간(TP) 동안 각각 제1 및 제2주파수(f1, f2)의 터치스캔신호(TSS)에 따른 터치감지신호로부터 터치변동량(TC)을 산출하는데, 터치변동량(TC)은 정전용량 변화량 일 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 터치변동량(TC)은, 터치입력에 비례하는 최대세기(Imax)와 최소세기(Imin) 사이의 값을 갖는데, 0을 기준으로 양의 편차(Dp) 또는 음의 편차(Dn)로 나타난다.

노이즈 성분이 유입되지 않은 정상상태에서, 터치입력이 있는 경우의 터치변동량(TC)은 상대적으로 큰 값의 양의 편차(Dp)를 갖고, 터치입력이 없는 경우의 터치변동량(TC)은 상대적으로 작은 값의 양의 편차(Dp) 또는 음의 편차(Dn)를 가질 수 있다.

예를 들어, 정상상태에서 터치입력이 있으면 터치변동량(TC)은 +60이고, 정상상태에서 터치입력이 없으면 터치변동량(TC)은 -4~+4 일 수 있다.

노이즈 성분이 유입되는 노이즈상태에서, 터치입력이 있는 경우의 터치변동량(TC)은 상대적으로 큰 값의 음의 편차(Dp)를 갖고, 터치입력이 없는 경우의 터치변동량(TC)은 상대적으로 작은 값의 양의 편차(Dp) 또는 음의 편차(Dn)를 가질 수 있다.

즉, 터치변동량(TC)은, 정상상태에서 터치입력이 있는 경우 상대적으로 큰 양의 편차(Dp)를 갖고, 정상상태에서 터치입력이 없는 경우 실질적으로 0이 되고, 노이즈상태에서 터치입력이 있는 경우 상대적으로 큰 음의 편차(Dn)를 갖고, 노이즈상태에서 터치입력이 없는 경우 실질적으로 0이 될 수 있다.

이에 따라, 메인구간(MP) 및 보조구간(AP)의 터치구간(TP)에서 터치입력이 있는 경우의 터치변동량(TC)을 이용하여 노이즈 성분이 유입되지 않는 정상상태 또는 노이즈 성분이 유입되는 노이즈상태를 판단할 수 있으며, 노이즈상태로 판단될 경우 제1 및 제2주파수(f1, f2)의 터치스캔신호(TSS)에 따른 터치감지신호 및 터치변동량(TC)을 이용하여 제1 및 제2주파수(f1, f2) 사이의 전환인 주파수 호핑을 수행할 수 있다.

구체적으로, 노이즈 성분이 유입되지 않는 정상상태에서 터치변동량(TC)은 목표치(Itg) 미만의 값을 가질 수 있는데, 메인구간(MP)의 터치구간(TP)의 터치변동량(TC)을 목표치(Itg)와 비교하여 정상상태 또는 비정상상태와 노이즈 성분 유입 여부를 판단할 수 있다.

목표치(Itg)는, 정상상태의 터치입력에 의한 터치변동량(TC)의 평균에 대응되는데, 터치입력의 위치나 터치스캔신호(TSS)의 주파수에 따라 변동될 수 있으므로, 목표치(Itg)를 정규화된 값(normalized value)으로 설정하여 변동을 최소화 할 수 있다.

그리고, 노이즈 성분이 유입되는 노이즈상태에서 터치변동량(TC)은 호핑임계치(Iht)를 초과하는 값을 가질 수 있는데, 메인구간(MP)의 터치구간(TP)의 터치변동량(TC)을 호핑임계치(Iht)와 비교하여 정상상태 또는 노이즈상태와 노이즈 성분 유입 여부를 판단하고, 보조구간(AP)의 터치구간(TP)의 터치변동량(TC)을 호핑임계치(Iht)와 비교하여 제1주파수(f1)로부터 제2주파수(f1)로의 주파수 호핑의 적정성을 판단할 수 있다.

호핑임계치(Iht)는, 노이즈 성분의 악영향을 허용할 수 있는 수준에 대응되는데, 터치표시장치(110)의 사양에 의하여 결정될 수 있다.

다시, 도 4를 참조하면, 정상 터치감지 및 노이즈 터치감지를 수행한 후(st110), 노이즈 성분 유입 여부를 판단하기 위하여, 제1주파수(f1)에 대응되는 메인구간(MP)의 터치변동량(TC)의 양의 편차(Dp)와 목표치(Itg)의 대소를 비교하고, 제1주파수(f1)에 대응되는 메인구간(MP)의 터치변동량(TC)의 음의 편차(Dn)와 호핑임계치(Iht)의 대소를 비교한다(st112).

비교결과, 메인구간(MP)의 터치변동량(TC)의 양의 편차(Dp)가 목표치(Itg)보다 크고, 메인구간(MP)의 터치변동량(TC)의 음의 편차(Dn)가 호핑임계치(Iht)보다 큰 경우(YES), 터치표시장치(110)가 노이즈 성분이 유입되는 비정상상태를 갖는 것으로 판단할 수 있다.

비교결과, 메인구간(MP)의 터치변동량(TC)의 양의 편차(Dp)가 목표치(Itg)보다 작거나 같은 경우, 또는 메인구간(MP)의 터치변동량(TC)의 음의 편차(Dn)가 호핑임계치(Iht)보다 작거나 같은 경우(NO), 터치표시장치(110)가 노이즈 성분이 유입되지 않는 정상상태를 갖는 것으로 판단할 수 있다.

이후, 메인구간(MP)의 터치변동량(TC)의 양의 편차(Dp)가 목표치(Itg)보다 크고, 메인구간(MP)의 터치변동량(TC)의 음의 편차(Dn)가 호핑임계치(Iht)보다 큰 경우(노이즈 성분이 유입되는 비정상상태로 판단된 경우)(st112의 YES), 주파수 호핑의 적정성을 판단하기 위하여, 제2주파수(f2)에 대응되는 보조구간(AP)의 터치변동량(TC)의 음의 편차(Dn)와 호핑임계치(Iht)의 대소를 비교한다(st114).

비교결과, 보조구간(AP)의 터치변동량(TC)의 음의 편차(Dn)가 호핑임계치(Iht)보다 작은 경우, 제1주파수(f1)로부터 제2주파수(f2)로의 주파수 호핑이 적절한 것으로 판단할 수 있다(YES).

비교결과, 보조구간(AP)의 터치변동량(TC)의 음의 편차(Dn)가 호핑임계치(Iht)보다 크거나 같은 경우, 제1주파수(f1)로부터 제2주파수(f2)로의 주파수 호핑이 적절치 않은 것으로 판단할 수 있다(NO).

한편, 메인구간(MP)의 터치변동량(TC)의 양의 편차(Dp)가 목표치(Itg)보다 작거나 같은 경우, 또는 메인구간(MP)의 터치변동량(TC)의 음의 편차(Dn)가 호핑임계치(Iht)보다 작거나 같은 경우(노이즈 성분이 유입되지 않는 정상상태로 판단된 경우)(st112의 NO), 주파수 호핑을 수행하지 않고, 제1 및 제2주파수(f1, f2)를 각각 메인구간(MP)용 메인주파수 및 보조구간(AP)용 보조주파수로 유지하여 터치감지를 지속적으로 수행한다(st116).

그리고, 보조구간(AP)의 터치변동량(TC)의 음의 편차(Dn)가 호핑임계치(Iht)보다 크거나 같은 경우(제1주파수(f1)로부터 제2주파수(f2)로의 주파수 호핑이 적절치 않은 것으로 판단된 경우)(st114의 NO), 주파수 호핑을 수행하지 않고, 제1 및 제2주파수(f1, f2)를 각각 메인구간(MP)용 메인주파수 및 보조구간(AP)용 보조주파수로 유지하여 터치감지를 지속적으로 수행한다(st116).

이후, 보조구간(AP)의 터치변동량(TC)의 음의 편차(Dn)가 호핑임계치(Iht)보다 작은 경우(제1주파수(f1)로부터 제2주파수(f2)로의 주파수 호핑이 적절한 것으로 판단된 경우)(st114의 YES), 주파수 호핑을 수행하여 제2 및 제1주파수(f2, f1)를 각각 메인구간(MP)용 메인주파수 및 보조구간(AP)용 보조주파수로 전환하여 터치감지를 수행한다(st118).

본 발명의 실시예에서는 서로 상이한 2개의 주파수(f1, f2)를 메인주파수 및 보조주파수로 설정하여 주파수 호핑을 수행하는 것을 예로 들었으나, 다른 실시예에서는 서로 상이한 3개의 주파수 중 2개를 순차적으로 메인주파수 및 보조주파수로 설정하여 주파수 호핑을 수행할 수도 있다.

이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치표시장치(110)에서는, 1프레임의 터치구간(TP)을 정상센싱구간 및 노이즈센싱구간으로 구분하는 대신에, 1초를 구성하는 60개의 프레임을 3개 내지 5개의 연속되는 프레임의 메인구간(MP)과 그 직후의 1개의 프레임의 보조구간(AP)으로 구분하고, 메인구간(MP)의 터치구간(TP)에서는 제1주파수(f1)의 터치스캔신호(TSS)를 이용하여 정상 터치감지를 수행하고, 보조구간(AP)의 터치구간(TP)에서는 제2주파수(f2)의 터치스캔신호(TSS)를 이용하여 노이즈 터치감지를 수행하고, 정상 터치감지 및 노이즈 터치감지의 터치감지신호로부터 산출되는 터치변동량(TC)과 목표치(Itg) 및 호핑임계치(Iht)의 대소 비교결과에 따라 제1 및 제2주파수(f1, f2) 사이의 주파수 호핑을 수행할 수 있다.

즉, 메인구간(MP)의 터치구간(TP)과 보조구간(AP)의 터치구간(TP)에 노이즈 성분 검출을 위한 별도의 구간이 추가되지 않으므로, 터치감지를 위한 터치구간(TP)을 충분히 길게 확보할 수 있으며, 그 결과 터치감지의 정확도가 향상되고 리프레쉬 레이트 변경에 따른 제약이 최소화 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110: 터치표시장치 120: 타이밍제어부
130: 마이콤부 140: 데이터구동부
150: 게이트구동부 160: 터치표시패널
MP: 메인구간 AP: 보조구간
DP: 표시구간 TP: 터치구간

Claims

영상신호와 다수의 타이밍신호를 이용하여 터치동기신호, 영상데이터, 데이터제어신호 및 게이트제어신호를 생성하는 타이밍제어부와;
연속되는 N개의 프레임을 포함하는 메인구간 동안 상기 터치동기신호에 따라 제1 및 제2주파수 중 하나의 터치스캔신호를 생성하고, 상기 다수의 프레임 직후의 1개의 프레임을 포함하는 보조구간 동안 상기 터치동기신호에 따라 상기 제1 및 제2주파수 중 나머지 하나의 상기 터치스캔신호를 생성하는 마이콤부와;
상기 영상데이터 및 상기 데이터제어신호를 이용하여 데이터신호를 생성하는 데이터구동부와;
상기 게이트제어신호를 이용하여 게이트신호를 생성하는 게이트구동부와;
상기 게이트신호 및 상기 데이터신호를 이용하여 영상을 표시하고, 상기 메인구간 및 상기 보조구간 동안 각각 상기 제1 및 제2주파수의 상기 터치스캔신호를 이용하여 터치를 감지하는 터치표시패널
을 포함하는 터치표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 마이콤부는,
상기 메인구간 동안 상기 제1주파수의 상기 터치스캔신호에 따른 터치감지신호로부터 터치변동량을 산출하고,
상기 보조구간 동안 상기 제2주파수의 상기 터치스캔신호에 따른 상기 터치감지신호로부터 상기 터치변동량을 산출하고,
상기 메인구간의 상기 터치변동량과 상기 보조구간의 상기 터치변동량을 이용하여 주파수 호핑의 적정성을 판단하는 터치표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 마이콤부는,
상기 메인구간의 상기 터치변동량의 양의 편차와 목표치를 비교하고,
상기 메인구간의 상기 터치변동량의 음의 편차와 호핑임계치를 비교하여,
노이즈 성분의 유입 여부를 판단하는 터치표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 마이콤부는,
상기 메인구간의 상기 터치변동량의 양의 편차가 상기 목표치보다 크고,
상기 메인구간의 상기 터치변동량의 음의 편차가 호핑임계치보다 큰 경우,
상기 보조구간의 상기 터치변동량의 음의 편차와 상기 호핑임계치를 비교하여,
상기 주파수 호핑의 적정성을 판단하는 터치표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 마이콤부는,
상기 보조구간의 상기 터치변동량의 음의 편차가 상기 호핑임계치보다 작은 경우,
상기 메인구간 동안 상기 제2주파수의 상기 터치스캔신호를 생성하고,
상기 보조구간 동안 상기 제1주파수의 상기 터치스캔신호를 생성하는 터치표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 마이콤부는,
상기 메인구간의 상기 터치변동량의 양의 편차가 상기 목표치보다 작거나 같은 경우이거나,
상기 메인구간의 상기 터치변동량의 음의 편차가 상기 호핑임계치보다 작거나 같은 경우,
상기 메인구간 동안 상기 제1주파수의 상기 터치스캔신호를 생성하고,
상기 보조구간 동안 상기 제2주파수의 상기 터치스캔신호를 생성하는 터치표시장치.
타이밍제어부가, 영상신호와 다수의 타이밍신호를 이용하여 터치동기신호, 영상데이터, 데이터제어신호 및 게이트제어신호를 생성하는 단계와;
마이콤부가, 연속되는 N개의 프레임을 포함하는 메인구간 동안 상기 터치동기신호에 따라 제1 및 제2주파수 중 하나의 터치스캔신호를 생성하고, 상기 다수의 프레임 직후의 1개의 프레임을 포함하는 보조구간 동안 상기 터치동기신호에 따라 상기 제1 및 제2주파수 중 나머지 하나의 상기 터치스캔신호를 생성하는 단계와;
데이터구동부가, 상기 영상데이터 및 상기 데이터제어신호를 이용하여 데이터신호를 생성하는 단계와;
게이트구동부가, 상기 게이트제어신호를 이용하여 게이트신호를 생성하는 단계와;
터치표시패널이, 상기 게이트신호 및 상기 데이터신호를 이용하여 영상을 표시하고, 상기 메인구간 및 상기 보조구간 동안 각각 상기 제1 및 제2주파수의 상기 터치스캔신호를 이용하여 터치를 감지하는 단계
를 포함하는 터치표시장치의 구동방법.
제 7 항에 있어서,
상기 마이콤부가,
상기 메인구간 동안 상기 제1주파수의 상기 터치스캔신호에 따른 터치감지신호로부터 터치변동량을 산출하는 단계와;
상기 보조구간 동안 상기 제2주파수의 상기 터치스캔신호에 따른 상기 터치감지신호로부터 상기 터치변동량을 산출하는 단계와;
상기 메인구간의 상기 터치변동량과 상기 보조구간의 상기 터치변동량을 이용하여 주파수 호핑의 적정성을 판단하는 단계
를 더 포함하는 터치표시장치의 구동방법.
제 8 항에 있어서,
상기 마이콤부가 상기 주파수 호핑의 적정성을 판단하는 단계는,
상기 마이콤부가, 상기 메인구간의 상기 터치변동량의 양의 편차와 목표치를 비교하는 단계와;
상기 마이콤부가, 상기 메인구간의 상기 터치변동량의 음의 편차와 호핑임계치를 비교하는 단계
를 포함하는 터치표시장치의 구동방법.
제 9 항에 있어서,
상기 메인구간의 상기 터치변동량의 양의 편차가 상기 목표치보다 크고,
상기 메인구간의 상기 터치변동량의 음의 편차가 호핑임계치보다 큰 경우,
상기 마이콤부가, 상기 보조구간의 상기 터치변동량의 음의 편차와 상기 호핑임계치를 비교하는 단계
를 더 포함하는 터치표시장치의 구동방법.
제 10 항에 있어서,
상기 보조구간의 상기 터치변동량의 음의 편차가 상기 호핑임계치보다 작은 경우,
상기 마이콤부가, 상기 메인구간 동안 상기 제2주파수의 상기 터치스캔신호를 생성하는 단계와;
상기 마이콤부가, 상기 보조구간 동안 상기 제1주파수의 상기 터치스캔신호를 생성하는 단계
를 더 포함하는 터치표시장치의 구동방법.