KR20190051367A - 표시 장치 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 출원의 표시 장치에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 터치 위치 감지 기능을 지원하는 표시 장치에 관한 것이다. 본 출원의 실시 예에 따른 표시 장치는 제1 방향으로 연장된 복수의 송신 전극들 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장된 복수의 수신 전극들을 포함하는 터치 패널; 상기 복수의 수신 전극들에 전기적으로 연결 가능한 적어도 하나의 센싱 유닛을 포함하는 터치 센싱부; 및 상기 복수의 수신 전극들에 대한 셀프 커패시턴스 측정 결과에 기초하여, 상기 복수의 수신 전극들 중 상기 적어도 하나의 센싱 유닛에 제공될 적어도 하나의 수신 전극을 선택하는 멀티 플렉서부를 포함하며, 상기 터치 센싱부는 상기 복수의 수신 전극들 각각에 대해서는 셀프 커패시턴스를 측정하고, 상기 셀프 커패시턴스 측정 결과에 기초하여 선택된 상기 적어도 하나의 수신 전극에 대해서는 뮤추얼 커패시턴스를 측정한다. 본 출원의 실시 예에 따른 표시 장치는 적은 개수의 센싱 유닛을 사용하여 정확한 터치 위치를 감지할 수 있다. 따라서, 표시 장치를 제조하기 위한 비용이 절감될 뿐만 아니라, 구현되는 면적이 감소될 수 있다.

Description

표시 장치 및 그것의 동작 방법{DISPLAY DEVICE AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 출원의 표시 장치에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 터치 위치 감지 기능을 지원하는 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(Plasma Display Device), 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Display Device)와 같은 여러 가지 표시 장치가 활용되고 있다.
요즈음, 표시 장치는, 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력방식을 제공할 수 있다.
이러한 터치 기반의 입력 방식의 터치 위치 감지 방법은 터치에 의해 센싱 전극에 발생된 커패시턴스의 변화를 감지하는 방법으로서, 셀프 커패시턴스(self-capacitance)를 감지하는 방법, 상호 커패시턴스(mutual-capacitance)를 감지하는 방법 등이 있다.
이 중, 셀프 커패시턴스를 감지하는 방법은 멀티 터치 시에 고스트 현상이 발생하여 정확한 멀티 터치의 위치를 감지하는데 어려움이 있으며, 뮤추얼 커패시턴스를 감지하는 방법은 터치 패널 사이즈가 커질 경우 터치 채널 수의 증가에 따라 채널 스캔 타임이 비약적으로 증가하게 되어 처리 속도가 늦어지는 문제점이 있다.
본 출원은 정확한 터치 위치를 감지할 수 있으면서도, 적은 개수의 센싱 유닛을 사용하여 커패시턴스를 측정할 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.
본 출원의 실시 예에 따른 표시 장치는 제1 방향으로 연장된 복수의 송신 전극들 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장된 복수의 수신 전극들을 포함하는 터치 패널; 상기 복수의 수신 전극들에 전기적으로 연결 가능한 적어도 하나의 센싱 유닛을 포함하는 터치 센싱부; 및 상기 복수의 수신 전극들에 대한 셀프 커패시턴스 측정 결과에 기초하여, 상기 복수의 수신 전극들 중 상기 적어도 하나의 센싱 유닛에 제공될 적어도 하나의 수신 전극을 선택하는 멀티 플렉서부를 포함하며, 상기 터치 센싱부는 상기 복수의 수신 전극들 각각에 대해서는 셀프 커패시턴스를 측정하고, 상기 셀프 커패시턴스 측정 결과에 기초하여 선택된 상기 적어도 하나의 수신 전극에 대해서는 뮤추얼 커패시턴스를 측정한다.
실시 예에 있어서, 상기 셀프 커패시턴스 측정 결과에 기초하여 선택된 상기 적어도 하나의 수신 전극의 개수가 상기 터치 센싱부의 상기 적어도 하나의 터치 센싱 유닛의 개수보다 많을 때, 상기 적어도 하나의 센싱 유닛은 서로 다른 시점에 적어도 두 번 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작을 수행한다.
실시 예에 있어서, 상기 터치 센싱부의 상기 적어도 하나의 터치 센싱 유닛의 개수가 상기 셀프 커패시턴스 측정 결과에 기초하여 선택된 상기 적어도 하나의 수신 전극의 개수보다 많을 때, 상기 적어도 하나의 센싱 유닛은 동시에 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작을 수행한다.
실시 예에 있어서, 상기 터치 센싱부로부터 셀프 커패시턴스 측정 값을 수신하는 좌표 계산부를 더 포함하며, 상기 좌표 계산부는 셀프 커패시턴스 측정 값과 커패시턴스 임계 값의 비교 결과에 기초하여, 상기 복수의 수신 전극들 중 적어도 두 개의 수신 전극을 코오스 터치 감지 위치로 선택한다.
실시 예에 있어서, 상기 멀티 플렉서부는 상기 복수의 수신 전극들 중 대응하는 수신 전극들에 연결된 복수의 멀티 플렉서들을 포함하고, 상기 터치 센싱부는 상기 복수의 멀티 플렉서들 각각에 대응하는 복수의 센싱 유닛들을 포함한다.
실시 예에 있어서, 복수의 센싱 유닛들의 개수는 상기 복수의 수신 전극들의 개수보다 적다.
실시 예에 있어서, 상기 복수의 송신 전극들 각각에 연결된 복수의 스위치들을 포함하는 스위치부; 및 상기 복수의 스위치들 각각에 연결되며, 상기 복수의 스위치들을 통하여 수신된 상기 복수의 송신 전극들 각각에 대한 커패시턴스 정보를 상기 터치 센싱부 각각에 제공하는 제2 멀티 플렉서부를 더 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 제2 멀티 플렉서부는 상기 복수의 송신 전극들에 대한 셀프 커패시턴스 측정 결과에 기초하여, 상기 복수의 송신 전극들 중 상기 적어도 하나의 센싱 유닛에 제공될 적어도 하나의 송신 전극을 선택한다.
본 출원의 실시 예에 따른 터치 감지 동작을 지원하는 표시 장치의 동작 방법은 복수의 수신 전극들에 대한 셀프 커패시턴스를 순차적으로 측정하는 단계; 및 상기 셀프 커패시턴스의 측정 값에 기초하여, 상기 복수의 수신 전극들 중 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행될 수신 전극들을 선택하는 단계를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행될 수신 전극들의 개수와 상피 표시 장치의 센싱 유닛의 개수와 비교하는 단계를 더 포함하며, 상기 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행될 수신 전극들의 개수가 상기 센싱 유닛의 개수보다 많은 경우에, 서로 다른 시간에 적어도 두 번 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행된다.
본 출원의 실시 예에 따른 표시 장치는 적은 개수의 센싱 유닛을 사용하여 정확한 터치 위치를 감지할 수 있다. 따라서, 표시 장치를 제조하기 위한 비용이 절감될 뿐만 아니라, 구현되는 면적이 감소될 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시 예에 따른 표시 장치(100)를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 터치 패널(120) 및 제2 컨트롤러(180)의 구성 및 동작을 좀 더 자세히 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2의 센싱 유닛의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 출원의 일 실시 예에 따른 표시 장치(100)의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7 내지 도 9는 본 출원의 다른 실시 예에 따른 표시 장치(100)의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10은 본 출원의 실시 예에 따른 표시 장치(100)의 동작을 보여주는 순서도이다.
도 11은 본 출원의 일 실시 예에 따른 표시 장치(200)의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 12a 및 도 12b는 본 출원의 일 실시 예에 따른 표시 장치(200')의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 13은 본 출원의 일 실시 예에 따른 표시 장치(300)를 보여주는 블록도이다.
도 14는 도 13의 표시 장치(300)의 셀프 커패시턴스 측정 동작에 의하여 미리 선택된 Tx 전극 및 Rx 전극을 보여주는 도면이다.
도 15는 도 13 및 도 14의 표시 장치(300)의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 16은 본 출원의 다른 실시 예에 따른 표시 장치(400)를 보여주는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 출원의 일 실시 예에 따른 표시 장치(100)를 보여주는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 디스플레이부(110, 120), 제1 구동부(130), 제2 구동부(160), 및 컨트롤러(190)를 포함한다. 제1 구동부(130)는 스캔 구동부(140) 및 제1 터치 컨트롤러(150)를 포함하며, 제2 구동부(160)는 데이터 구동부(170) 및 제2 터치 컨트롤러(180)를 포함한다.
디스플레이부(110, 120)는 터치 입력 기능을 갖는 표시 장치로써, 표시 패널(display panel, 110) 및 표시 패널의 상부에 배치되는 터치 패널(touch panel, 120)을 포함한다.
표시 패널(110)은 복수의 데이터 라인(DL), 복수의 스캔 라인(SL), 그리고 데이터 라인(DL)과 스캔 라인(SL)의 교차 영역에 형성된 복수의 화소들(PXLs)을 포함한다.
화소(PXL)는 표시 패널(110) 내에 복수 개로 제공된다. 각 화소(PXL)는 영상을 표시하는 것으로서, 예를 들어, 발광 소자일 수 있다. 이 경우에, 화소(PXL)는 스캔 라인(SL), 데이터 라인(DL), 및 구동 전압 라인(DVL)에 연결된 화소 박막 트랜지스터, 화소 박막 트랜지스터에 연결된 발광 소자, 및 커패시터를 포함할 수 있다.
스캔 라인(SL)은 행 방향으로 연장되며, 데이터 라인(DL)은 스캔 라인(SL)과 교차하는 열 방향으로 연장된다. 스캔 라인(SL)은 화소 박막 트랜지스터에 스캔 신호를 전달하고, 데이터 라인(DL)은 화소 박막 트랜지스터에 데이터 신호를 전달한다. 도 1에서는 배선들이 평행하거나 교차하도록 도시되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 실제 각 배선의 연장 방향은 이와 달리 설정될 수 있다.
스캔 구동부(140) 및 데이터 구동부(170)는 컨트롤러(190)의 제어에 응답하여, 표시 패널(110)을 구동한다.
예를 들어, 스캔 구동부(140)는 컨트롤러(190)로부터 제공되는 게이트 제어신호(G-CS)에 응답해서 스캔 신호를 순차적으로 출력할 수 있다. 따라서, 다수의 화소(PXL)는 스캔 신호에 의해서 행 단위로 순차적으로 스캐닝될 수 있다.
또한, 예를 들어, 데이터 구동부(170)는 컨트롤러(190)로부터 제공되는 데이터 제어신호(D-CS)에 응답해서 영상신호들(R'G'B')을 데이터 신호들로 변환하여 출력할 수 있다. 출력된 데이터 신호들은 화소들(PXL)로 인가된다. 따라서, 각 화소(PXL)는 스캔 신호에 의해서 턴-온 되고, 턴-온된 화소(PXL)는 데이터 구동부(131)로부터 해당 데이터 전압을 수신하여 원하는 계조의 영상을 표시할 수 있다.
계속해서 도 1을 참조하면, 터치 패널(120)은, 예를 들어, 표시 패널(110)의 상부에 배치될 수 있다. 터치 스크린 패널, 터치 스크린 등의 용어로 표현될 수 있다. 터치 패널(120)은 복수의 터치 셀(TC)을 포함한다. 각 터치 셀(TC)은 사용자의 터치 이벤트를 감지하며, 제1 터치 컨트롤러(150) 및 제2 터치 컨트롤러(180)에 연결된다.
터치 셀들(TC)이 제공되는 영역인 터치 영역(TA)은 화소(PXL)가 제공되는 표시 영역(DA)과 중첩될 수 있다. 예를 들어, 터치 셀(TC)은 화소(PXL)와 일 대 일로 대응하는 개수로 제공될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다수 개의 화소(PXL) 당 하나의 비율로 제공될 수 있다. 즉, 하나의 터치 셀(TC)이 담당하는 터치 터치 영역(TA)은 다수 개의 화소(PXL)가 표시하는 영상 표시 영역(DA)에 대응할 수 있다.
터치 패널(120)은 다수의 터치 셀(TC)을 통해 커패시턴스(capacitance)의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하는 커패시턴스 터치 방식을 채용한다. 예를 들어, 이러한 커패시턴스 터치 방식은 뮤추얼 커패시턴스(Mutual Capacitance) 터치 방식과 셀프 커패시턴스(Self Capacitance) 터치 방식 등으로 나눌 수 있다.
뮤추얼 커패시턴스 터치 방식에서, 각 터치 셀(TC)은 구동 전압이 인가되는 Tx 라인(Tx 전극 또는 송신 전극이라고도 함)과 구동 전압이 센싱되고 Tx 라인과 커패시턴스를 형성하는 Rx 라인(Rx 전극 또는 수신 전극이라고도 함)을 포함한다. 이러한 뮤추얼 커패시턴스 터치 방식은, 손가락, 펜 등의 포인터의 유무에 따른 터치 전극(Tx 전극과 Rx 전극) 간의 커패시턴스의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출한다.
셀프 커패시턴스 터치 방식은, 다수의 터치 전극(TE) 각각이 손가락, 펜 등의 포인터와 커패시턴스(셀프 커패시턴스)를 형성하도록 한다. 즉, 셀프 커패시턴스 방식은 손가락, 펜 등의 포인터의 유무에 따른 각 터치 셀(TC)과 포인트 간의 커패시턴스 값을 측정하여 이를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출한다.
본 출원의 기술적 사상에 따른 실시 예에 있어서, 표시 장치(100)는 뮤추얼 커패시턴스 터치 방식과 셀프 커패시턴스 터치 방식을 모두 채용한다. 예를 들어, 표시 장치(100)는 복수의 Rx 전극들에 대한 셀프 커패시턴스를 측정함으로써, 복수의 Rx 전극들 중 터치 되었을 가능성이 높은 Rx 전극들을 대략적으로 선택할 수 있다. 이 후, 표시 장치(100)는 복수의 Rx 전극들 중 선택된 Rx 전극들에 대해서만 뮤추얼 커패시턴스를 측정함으로써, 정확하고 빠르게 터치 좌표를 계산할 수 있다.
이와 같이, 뮤추얼 커패시턴스 터치 방식과 셀프 커패시턴스 터치 방식을 모두 채용함으로써, 본 출원의 실시 예에 따른 표시 장치(100)는 정확한 터치 위치를 감지할 수 있을 뿐만 아니라, 복수의 Rx 전극들 모두에 대하여 뮤추얼 커패시턴스를 측정하는 방식에 비하여 동작 시간이 감소될 수 있다.
계속해서 도 1을 참조하면, 제1 터치 컨트롤러(150)와 제2 터치 컨트롤러(180)는 터치 셀(TC)의 터치 전극(TE)을 구동하고, 사용자의 터치 이벤트를 감지하는 동작을 수행한다.
예를 들어, 제1 터치 컨트롤러(150)는 복수의 Tx 전극에 연결되며, 타이밍 컨트롤러(150)로부터 제공된 타이밍 신호(TS)에 응답하여 Tx 전극을 구동한다. 또한, 제2 터치 컨트롤러(180)는 복수의 Rx 전극에 연결되며, 타이밍 컨트롤러(150)로부터 제공된 타이밍 신호(TS')에 응답하여 Tx 전극과 Rx 전극 사이에 형성된 뮤추얼 커패시턴스(mutual capacitance)를 감지하거나, Rx 전극의 셀프 커패시턴스(self capacitance)를 감지한다.
제2 터치 컨트롤러(180)는 뮤추얼 커패시턴스 또는 셀프 커패시턴스를 감지하기 위한 센싱 유닛(sensing unit)을 포함한다. 특히, 본 출원의 기술적 사상에 따른 실시 예에 있어서, 표시 장치(100)의 제2 터치 컨트롤러(180)에 구비된 센싱 유닛의 개수는 일반적인 표시 장치에 비하여 적을 것이다. 즉, 일반적인 표시 장치의 Rx 전극들의 일단에 센싱 유닛이 모두 연결되는데 비하여, 본 출원의 실시 예에 따른 표시 장치(100)는 Rx 전극들의 전체 개수보다 적은 개수의 센싱 유닛을 이용하여 커패시턴스 측정 동작을 수행할 것이다.
이와 같이, 일반적인 경우에 비하여 적은 개수의 센싱 유닛을 사용함으로써, 본 출원의 실시 예에 따른 표시 장치(100)는 비용이 절감될 수 있을 뿐만 아니라, 소형화에 유리한 장점이 있다. 이와 관련된, 제2 터치 컨트롤러(180)의 구성 및 동작은 이하의 도 2에서 좀 더 자세히 설명될 것이다.
한편, 컨트롤러(190)는 표시 장치(100)의 외부로부터 다수의 영상신호(RGB) 및 다수의 제어신호(CS)를 수신한다. 컨트롤러(190)는 데이터 구동부(170)와의 인터페이스 사양에 맞도록 영상신호들(RGB)의 데이터 포맷을 변환하고, 변환된 영상신호들(R'G'B')을 데이터 구동부(170)로 제공한다. 또한, 컨트롤러(150)는 다수의 제어신호(CS)에 근거하여 데이터 제어신호(D-CS, 예를 들어, 출력개시신호, 수평개시신호 등) 및 게이트 제어신호(G-CS, 예를 들어, 수직개시신호, 수직클럭신호, 및 수직클럭바신호)를 생성한다. 데이터 제어신호(D-CS)는 데이터 구동부(170)로 제공되고, 게이트 제어신호(G-CS)는 스캔 구동부(140)로 제공된다.
도 2는 도 1의 터치 패널(120) 및 제2 컨트롤러(180)의 구성 및 동작을 좀 더 자세히 보여주는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 제2 컨트롤러(180)는 멀티 플렉서부(181), 터치 센싱부(182) 및 좌표 계산부(183)를 포함한다.
멀티 플렉서부(181)는 복수의 멀티 플렉서(181_1~181_k)를 포함한다. 멀티 플렉서부(181)는 복수의 Rx 전극들에 전기적으로 연결된다. 멀티 플렉서부(181)는 컨트롤러(190)의 열 선택 제어신호(CSS)에 응답하여, 복수의 Rx 전극들 중 선택된 Rx 전극을 터치 센싱부(182)로 제공하는 동작을 수행한다.
셀프 커패시턴스 측정 동작이 수행되는 경우, 멀티 플렉서부(181)는 복수의 Rx 전극들 각각에 대한 셀프 커패시턴스 측정 동작이 수행되도록 복수의 Rx 전극과 터치 센싱부(182) 사이의 전기적 연결 통로를 형성한다. 예를 들어, 멀티 플렉서부(181)는 복수의 Rx 전극들 각각을 순차적으로 터치 센싱부(182)에 전기적으로 연결시킬 수 있다.
뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행되는 경우에, 멀티 플렉서부(181)는 복수의 Rx 전극들 중 셀프 커패시턴스 측정 동작에 의하여 미리 선택된 Rx 전극들에 대한 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행되도록, 상기 미리 선택된 Rx 전극들과 터치 센싱부(182) 사이의 전기적 연결 통로를 형성한다.
이 경우, 예를 들어, 상기 미리 선택된 Rx 전극들의 개수가 터치 센싱부(182)의 센싱 유닛들(sensing unit)의 개수보다 적은 경우, 멀티 플렉서부(181)는 상기 미리 선택된 Rx 전극들에 대한 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 동시에 수행되도록 상기 미리 선택된 Rx 전극들과 터치 센싱부(182) 사이의 전기적 연결 통로를 형성할 것이다.
반면, 다른 예로, 상기 미리 선택된 Rx 전극들의 개수가 터치 센싱부(182)의 센싱 유닛들(sensing unit)의 개수보다 많은 경우, 멀티 플렉서부(181)는 상기 미리 선택된 Rx 전극들 중 일부 Rx 전극들에 대한 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 먼저 수행되도록 일부 Rx 전극들과 터치 센싱부(182) 사이의 전기적 연결 통로를 형성할 것이다. 이후, 멀티 플렉서부(181)는 나머지 Rx 전극들에 대한 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행되도록 나머지 Rx 전극들과 터치 센싱부(182) 사이의 전기적 연결 통로를 형성할 것이다.
터치 센싱부(182)는 복수의 센싱 유닛들(182_1~182_k)을 포함한다. 터치 센싱부(182)의 센싱 유닛들(182_1~182_K) 각각은 멀티 플렉서부(181)의 멀티 플렉서들(181_1~181_k) 중 대응하는 멀티 플렉서의 출력단에 전기적으로 연결된다. 터치 센싱부(182)는 컨트롤러(190)의 제어에 응답하여, 멀티 플렉서부(181)를 통하여 제공된 Rx 전극에 대한 커패시턴스 측정 동작을 수행한다.
예를 들어, 셀프 커패시턴스 측정 동작이 수행되는 경우, 터치 센싱부(182)는 복수의 Rx 전극들 각각에 대한 셀프 커패시턴스를 순차적으로 측정할 것이다.
다른 예로, 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행되는 경우, 터치 센싱부(182)는 복수의 Rx 전극들 중 셀프 커패시턴스 측정 동작에 의하여 미리 선택된 Rx 전극들에 대한 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작을 수행할 것이다. 이 경우, 만약 상기 미리 선택된 Rx 전극들의 개수가 센싱 유닛들(182_1~182_k)의 개수보다 많다면, 센싱 유닛들(182_1~182_k) 중 적어도 하나는 적어도 두 개의 서로 다른 Rx 전극에 대한 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작을 수행할 것이다.
좌표 계산부(183)는 터치 센싱부(182)로주터 커패시턴스 측정 결과에 대한 데이터를 수신한다. 수시된 데이터에 기초하여, 좌표 계산부(183)는 터치가 감지된 위치를 산출한다.
예를 들어, 셀프 커패시턴스에 대한 측정 값이 터치 센싱부(182)로부터 수신되는 경우, 좌표 계산부(183)는 임계 커패시턴스(Cth)보다 큰 커패시턴스를 갖는 Rx 전극을 코스 터치 감지 위치(coarse touch detection position)으로 결정할 수 있다. 이 경우, 셀프 커패시턴스 방식의 정확도가 뮤추얼 커패시턴스 방식에 비하여 낮기 때문에, 좌표 계산부(183)는 적어도 두 개의 Rx 전극들이 코스 터치 감지 위치에 속하는 것으로 선택될 것이다.
예를 들어, 뮤추얼 커패시턴스에 대한 측정 값이 터치 센싱부(182)로부터 수신되는 경우, 좌표 계산부(183)는 임계 커패시턴스(Cth)보다 큰 커패시턴스를 갖는 Rx 전극을 파인 터치 감지 위치(fine touch detection position)으로 결정할 수 있다. 뮤추얼 커패시턴스를 측정함에 따라, 좌표 계산부(183)는 정확한 터치 감지 위치를 산출할 수 있다.
도 3은 도 2의 센싱 유닛의 일 예를 보여주는 도면이다. 설명의 편의상, 도 3에서는 제1 센싱 유닛(182_1)이 예시적으로 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 센싱 유닛(182_1)은 증폭 회로((amplifying circuit, 11), 아날로그-디지털 변환 회로(analog-digital converting circuit, 12) 및 디지털 필터 회로(digital filter circuit, 13)를 포함할 수 있다.
증폭 회로(11)는 사용자의 터치 이벤트에 의하여 발생하는 커패시턴스의 변화량을 증폭하여 출력하는 역할을 수행한다. 예를 들어, 증폭 회로(11)는 적어도 하나의 전하 증폭기(CA, Charge Amplifier)를 포함할 수 있으며, 전하 증폭기(CA)는 터치 이벤트에 의하여 가변되는 입력 전압(Vs)을 증폭하고, 증폭된 전압(Vout)을 출력할 수 있다.
아날로그-디지털 변환 회로(12)는 상기 증폭 회로(11)로부터 제공된 출력 전압(Vout)을 디지털 신호인 로우 데이터(Raw data)로 변환한다.
디지털 필터 회로(13)는 상기 아날로그-디지털 변환 회로(12)로부터 로우 데이터 신호(Raw data) 신호를 제공받고, 이를 디지털 필터링하여 데이터(Data)를 생성할 수 있다. 좌표 계산부(183, 도 2 참조)는 상기 데이터(Data)를 연산 처리함으로써, 터치 패널 상의 터치 동작 여부 및 터치 위치가 판단될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 바와 같이, 본 출원의 실시 예에 따른 표시 장치(100)는 복수의 Rx 전극들에 대한 셀프 커패시턴스 측정 동작을 수행하고, 이 후 코스 터치 감지 위치에 속하는 것으로 선택된 Rx 전극들에 대해서만 뮤추얼 커패시턴스를 측정한다. 따라서, 정확하고 빠르게 터치 좌표가 계산될 수 있다. 또한, 본 출원의 실시 예에 따른 표시 장치(100)는 Rx 전극들의 전체 개수보다 적은 개수의 센싱 유닛을 사용하여 구현됨으로써, 생산 비용이 절감되고, 소형화에 유리하다.
이하에서는, 도 4 내지 도 9를 참조하여, 본 출원의 실시 예에 따른 표시 장치(100)의 동작이 좀 더 자세히 설명될 것이다.
도 4 내지 도 6은 본 출원의 일 실시 예에 따른 표시 장치(100)의 동작을 설명하기 위한 도면들이다. 구체적으로, 도 4 내지 도 6에서는 셀프 커패시턴스 측정 동작에 의하여 선택된 Rx 전극의 개수가 센싱 유닛의 개수보다 적은 경우의 표시 장치(100)의 동작이 예시적으로 설명될 것이다.
도 4를 참조하면, 설명의 편의상 터치 패널(120)은 8 X 8 매트릭스인 것으로 가정된다. 또한, Tx4 전극 및 Rx3 전극이 교차하는 위치에 터치 물체가 위치하는 것으로 가정된다.
도 5를 참조하면, 먼저 셀프 커패시턴스 측정 동작이 수행된다. 예를 들어, 멀티 플렉서부(181)는 컨트롤러(190)의 제어에 응답하여 Rx1 내지 Rx8을 순차적으로 선택하며, 터치 센싱부(182)는 순차적으로 선택된 Rx1 내지 Rx8의 커패시턴스를 측정한다. 그리고, 좌표 계산부(183)는 Rx1 내지 Rx8의 커패시턴스 측정값을 커패시턴스 임계값(Cth)과 비교함으로써, 코스 터치 감지 위치를 결정한다.
예를 들어, 터치 물체가 Rx3 전극 주변에 터치된 경우, Rx3 전극에 대한 커패시턴스 측정값(C)이 최대값을 형성하고 있다. 이 경우, 예를 들어, Rx3 전극 주변의 Rx2 전극 및 Rx4 전극의 커패시턴스 측정값은 커패시턴스 임계값(Cth)보다 클 것이다. 따라서, Rx2, Rx3, Rx4 전극이 코스 터치 감지 위치(coarse touch detection position)에 속하는 것으로 선택될 것이다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 커패시턴스 임계값(Cth)은 설계자에 따라 다양할 레벨로 설정될 수 있음이 이해될 것이다.
다음으로, 도 6을 참조하면, 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행된다. 예를 들어, 제1 터치 컨트롤러(150, 도 1 참조)는 컨트롤러(190)의 제어에 응답하여 8개의 Tx 전극들 각각에 상호 커패시턴스의 측정을 위한 구동 신호를 입력할 수 있다. 설명의 편의상, 도 6에서는 Tx4 전극에 구동 신호가 입력된 것으로 가정될 것이다. 또한, 멀티 플렉서부(181)의 멀티 플렉서들(181_1~181_4)은 “2:1” 멀티 플렉서인 것으로 가정될 것이며, 이에 따라 4개의 멀티 플렉서들(181_1~181_4) 및 4개의 센싱 유닛들(182_1~182_4)이 구비되는 것으로 가정될 것이다.
이 경우, 셀프 커패시턴스 측정 동작에 의하여 Rx2, Rx3, Rx4 전극이 코스 터치 감지 위치에 속하는 것으로 미리 선택되었기 때문에, 멀티 플렉서부(181)는 컨트롤러(190)의 제어에 응답하여 Rx2, Rx3, Rx4 전극을 선택할 것이다.
예를 들어, 제2 멀티 플렉서(181_2)는 Rx2 전극이 제2 센싱 유닛(182_2)에 연결되도록, Rx2 전극을 선택할 것이다. 제3 멀티 플렉서(181_3)는 Rx3 전극이 제3 센싱 유닛(182_3)에 연결되도록, Rx3 전극을 선택할 것이다. 제4 멀티 플렉서(181_4)는 Rx4 전극이 제4 센싱 유닛(182_4)에 연결되도록, Rx4 전극을 선택할 것이다.
이 경우, 제2 센싱 유닛(182_2), 제3 센싱 유닛(182_3) 및 제4 센싱 유닛(182_4)는 동시에 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작을 수행할 수 있다. 그리고, 뮤추얼 커패시턴스 측정 값에 기초하여, 좌표 계산부(183)는 터치 물체가 Rx3에 위치하는 것으로 결정할 것이다.
도 4 내지 도 6을 참조하여 설명된 바와 같이, 본 출원의 실시 예에 따른 표시 장치(100)는 셀프 커패시턴스 측정 동작을 통하여 코스 터치 감지 위치(coarse touch detection position)를 측정하고, 이후 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작을 통하여 파인 터치 감지 위치(fine touch detection position)을 측정한다. 따라서, 정확하고 빠르게 터치 좌표가 계산될 수 있다.
뿐만 아니라, 선택된 코스 터치 감지 위치에 대해서만 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작을 수행하기 때문에, 본 출원의 실시 예에 따른 표시 장치(100)는 Rx 전극들 각각에 대하여 센싱 유닛을 구비할 필요가 없다. 예를 들어, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시 예에 따른 표시 장치(100)는 Rx 전극의 개수 대비 1/2의 센싱 유닛만을 포함할 수 있다. 따라서, 본 출원의 실시 예에 따른 표시 장치(100)는 생산 비용이 절감되고, 소형화에 유리하다는 장점이 있다.
도 7 내지 도 9는 본 출원의 다른 실시 예에 따른 표시 장치(100)의 동작을 설명하기 위한 도면들이다. 구체적으로, 도 7 내지 도 9에서는 셀프 커패시턴스 측정 동작에 의하여 선택된 Rx 전극의 개수가 센싱 유닛의 개수보다 많은 경우의 표시 장치(100)의 동작이 예시적으로 설명될 것이다.
도 7 내지 도 9의 표시 장치(100)는 도 4 내지 도 6의 표시 장치(100)와 유사하다. 따라서, 동일하거나 유사한 구성요소는 동일하거나 유사한 참조 번호를 사용하여 설명될 것이며, 중복되는 설명은 간략한 설명을 위하여 이하 생략될 것이다.
도 7을 참조하면, Tx4 전극 및 Rx2 전극이 교차하는 위치와 Tx4 전극 및 Rx6 전극이 교차하는 위치에 터치 물체가 위치하는 것으로 가정된다.
도 8을 참조하면, 먼저 셀프 커패시턴스 측정 동작이 수행된다. 예를 들어, 터치 물체가 Rx2 및 Rx6 전극 주변에 터치된 경우, Rx2 및 Rx6 전극에 대한 커패시턴스 측정값(C)이 최대값을 형성하고 있다. 이 경우, 예를 들어, Rx2 전극 주변의 Rx1 전극 및 Rx3 전극의 커패시턴스 측정값은 커패시턴스 임계값(Cth)보다 클 것이다. 또한, Rx6 전극 주변의 Rx5 전극 및 Rx7 전극의 커패시턴스 측정값은 커패시턴스 임계값(Cth)보다 클 것이다.
따라서, Rx1, Rx2, Rx3, Rx5, Rx6, Rx7 전극이 코스 터치 감지 위치에 속하는 것으로 선택될 것이다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행된다. 예를 들어, 제1 터치 컨트롤러(150, 도 1 참조)는 컨트롤러(190)의 제어에 응답하여 8개의 Tx 전극들 각각에 상호 커패시턴스의 측정을 위한 구동 신호를 입력할 수 있다. 설명의 편의상, 도 6에서는 Tx4 전극에 구동 신호가 입력된 것으로 가정될 것이다.
이 경우, Rx1, Rx2, Rx3, Rx5, Rx6, Rx7 전극이 코스 터치 감지 위치에 속하므로, 멀티 플렉서부(181)는 컨트롤러(190)의 제어에 응답하여 Rx1, Rx2, Rx3, Rx5, Rx6, Rx7 전극을 선택할 것이다.
이 때, 미리 선택된 Rx 전극의 개수는 6개로, 이는 센싱 유닛의 개수인 4개보다 많다. 이 경우, 멀티 플렉서들(181_1~181_4) 중 적어도 하나의 멀티 플렉서는 그 입력단에 연결된 Rx 전극들이 모두 코스 터치 감지 위치에 속하는 것일 수 있다.
예를 들어, 도 9에서는, 제1 멀티 플렉서(181_1), 제2 멀티 플렉서(181_2) 및 제3 멀티 플렉서(181_3)의 입력단에 연결된 Rx 전극들이 모두 코스 터치 감지 위치에 속할 수 있다.
이 경우, 멀티 플렉서부(181)는 컨트롤러(190)의 제어에 응답하여 먼저 선택된 Rx 전극들 중 일부의 Rx 전극(즉, 제1 그룹)에 대한 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작을 먼저 수행하고, 이후에 나머지 Rx 전극(즉, 제2 그룹)에 대한 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작을 수행할 것이다.
예를 들어, 제1 시간(t1)에서, 제1 내지 제 3 멀티 플렉서(182_1~182_3)는 각각 Rx1 내지 Rx3 전극을 선택할 것이다. 이 경우, 제1 내지 제 3 센싱 유닛(182_1~182_3)은 Rx1 내지 Rx3 전극에 대한 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작을 동시에 수행할 것이다.
이 후, 제2 시간(t2)에서, 제1 내지 제 3 멀티 플렉서(182_1~182_3)는 각각 Rx5 내지 Rx7 전극을 선택할 것이다. 이 경우, 제1 내지 제 3 센싱 유닛(182_1~182_3)은 Rx5 내지 Rx7 전극에 대한 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작을 동시에 수행할 것이다.
이와 같이, 뮤추얼 커패시턴스 동작을 수행하여야 할 Rx 전극들의 개수가 센싱 유닛의 개수보다 많을 때에, 본 출원의 실시 예에 따른 표시 장치(100)는 적어도 두 번에 걸쳐 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작을 수행함으로써, 정확한 터치 위치를 감지할 수 잇다.
도 10은 본 출원의 실시 예에 따른 표시 장치(100)의 동작을 보여주는 순서도이다.
S110 단계에서, 복수의 Rx 전극들 각각에 대한 셀프 커패시턴스들이 순차적으로 측정된다.
S120 단계에서, 셀프 커패시턴스 측정 결과에 기초하여, 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행될 Rx 전극들이 선택된다.
S130 단계에서, 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작을 수행하도록 선택된 Rx 전극의 개수가 센싱 유닛의 개수보다 많은 지의 여부가 판단된다.
만약 센싱 유닛의 개수가 선택된 Rx 전극의 개수보다 많다면, 선택된 Rx 전극들 각각이 센싱 유닛에 전기적으로 연결된다(S141 단계). 이후, 선택된 Rx 전극들에 대한 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 동시에 수행된다(S142 단계).
만약 선택된 Rx 전극의 개수가 센싱 유닛의 개수보다 많다면, 서로 다른 시점에 적어도 두 번 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작을 수행하는 타임 멀티플렉싱(time-multiplexing) 동작이 수행된다. 즉, 선택된 Rx 전극들 중 소정 그룹의 Rx 전극이 선택되고(S151 단계), 소정 그룹의 Rx 전극에 대한 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 동시에 수행된다(S152 단계). 예를 들어, 도 9를 참조하면, Rx1, Rx2, Rx3는 제1 그룹이라 칭해질 수 있으며, 제1 그룹에 속하는 Rx 전극들에 대한 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행될 수 있다. 이후, 다음 그룹의 Rx 전극이 선택되고(S153 단계), 다름 그룹의 Rx 전극에 대한 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 동시에 수행된다(S154 단계). 예를 들어, 도 9를 참조하면, Rx5, Rx6, Rx7은 제2 그룹이라 칭해질 수 있으며, 제2 그룹에 대한 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행될 수 있다.
이후, S160 단계에서, 선택된 Rx 전극들 중 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행되지 않은 Rx 전극이 존재하는지가 판단된다. 만약 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행되지 않은 Rx 전극이 존재한다면, 해당 Rx 전극이 속하는 그룹에 대한 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행될 것이다.
이후, S170 단계에서, 터치 좌표가 계산될 것이다.
한편, 상술한 설명은 예시적인 것이며, 본 출원의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 멀티 플렉서부(181)와 Rx 전극들 사이의 배선 연결, 사용되는 멀티 플렉서의 종류 등은 설계자에 따라 다양하게 변경 및 응용 될 수 있음이 이해될 것이다.
이하에서는, 본 출원의 기술적 사상에 따른 다양한 변형 예 및 응용 예가 좀 더 자세히 설명될 것이다.
도 11은 본 출원의 일 실시 예에 따른 표시 장치(200)의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 11의 표시 장치(200)는 도 4 내지 도 6에서 설명된 표시 장치(100)와 유사하다. 따라서, 동일하거나 유사한 구성요소는 동일하거나 유사한 참조번호를 사용하여 표기되었으며, 중복되는 설명은 간략한 설명을 위하여 이하 생략될 것이다.
도 4 내지 도 6의 멀티 플렉서부(181)가 “2:1” 멀티 플렉서를 사용하는 것에 비하여, 도 11의 멀티 플렉서부는 “4:1” 멀티 플렉서를 사용하여 구현된다. 즉, 도 11에 도시된 바와 같이, 표시 장치(200)는 4:1 멀티 플렉서인 제1 멀티 플렉서(281_1) 및 제2 멀티 플렉서(281_2)를 포함한다. 그리고, 2개의 멀티 플렉서만이 사용되기 때문에, 센싱 유닛들(282_1, 282_2) 역시 도 11과 달리 2개만이 사용될 수 있다.
한편, 이 경우, 센싱 유닛들(282_1, 282_2)의 개수(즉, 2개)가 선택된 Rx 전극들의 개수(즉, 3개) 보다 작기 때문에, 센싱 유닛들(282_1, 282_2) 중 적어도 하나는 여러 번 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 센싱 유닛(282_1)은 3번에 걸쳐 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작을 수행할 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 본 출원의 일 실시 예에 따른 표시 장치(200')의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 12의 표시 장치(200')는 도 4 및 도 11의 표시 장치(100, 200)와 유사하다. 따라서, 동일하거나 유사한 구성요소는 동일하거나 유사한 참조번호를 사용하여 표기되었으며, 중복되는 설명은 간략한 설명을 위하여 이하 생략될 것이다. 또한, 명확한 설명을 위하여, 도 12에서는 11과 같이 Rx2, Rx3 및 Rx4 전극이 셀프 커패시턴스 측정 동작에 의하여 코스 터치 감지 위치로 선택되었다고 가정될 것이다.
하나의 Rx 전극은 하나의 멀티 플렉서에 대응하는 도 4 및 도 11의 표시 장치와 달리, 도 12의 표시 장치(200')는 하나의 Rx 전극이 적어도 두 개의 멀티 플렉서에 대응할 수 있다. 다시 말하면, 서로 다른 멀티 플렉서에 소정 Rx 전극이 중첩(overlap) 되어 대응될 것이다.
이 경우, 도 11의 표시 장치(200)와 달리, 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작을 수행하는 횟수가 줄어들 수 있다.
예를 들어, 도 12a에 도시된 바와 같이, 서로 다른 멀티 플렉서에 소정 Rx 전극이 중첩(overlap) 되어 대응되되, 각 멀티 플렉서에는 서로 인접하는 Rx 전극이 대응하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, Rx3 및 Rx4 전극이 제1 및 제2 멀티 플렉서(281_1, 281_2) 모두에 중첩하여 대응하고, Rx5 및 Rx6 전극은 제2 및 제3 멀티 플렉서(281_2, 281_3) 모두에 중첩하게 대응되되, 제1 멀티 플렉서(281_1)에는 제1 내지 제4 Rx 전극들이 대응하고, 제2 멀티 플렉서(281_2)에는 제3 내지 제 6 Rx 전극들이 대응하며, 제3 멀티 플렉서(281_3)에는 제5 내지 제8 Rx 전극들이 대응할 수 있다.
이 경우, 도 12a에 도시된 바와 같이, 2번에 걸쳐 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행될 수 있으며, 결과적으로 도 11의 표시 장치(200)와 비교하여 그 측정 동작 횟수가 줄어들 수 있다.
또한, 다른 예로, 도 12b에 도시된 바와 같이, 서로 다른 멀티 플렉서에 소정 Rx 전극이 중첩(overlap) 되어 대응되되, 멀티 플렉서들 중 적어도 하나의 멀티 플렉서에는 서로 인접하지 않는 Rx 전극이 대응하도록 구현될 수 있다. 즉, Rx 전극들이 멀티 플렉서들에 분산되어 대응될 수 있다.
예를 들어, Rx2 및 Rx8 전극이 제2 및 제3 멀티 플렉서(281_2, 281_3) 모두에 중첩하여 대응하고, Rx3 및 Rx5 전극은 제1 및 제3 멀티 플렉서(281_1, 281_3) 모두에 중첩하게 대응되되, 제1 멀티 플렉서(281_1)에는 서로 인접하지 않는 Rx1, Rx3, Rx5, Rx7 전극들이 대응하고, 제2 멀티 플렉서(281_2)에는 서로 인접하지 않는 Rx2, Rx4, Rx6, Rx8 전극들이 대응할 수 있다.
이 경우, 서로 인접하는 Rx 전극들이 서로 다른 멀티 플렉서에 분산되어 있기 때문에, 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작의 횟수가 줄어들 수 있다. 예를 들어, 도 12b에 도시된 바와 같이, 1번의 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작만이 수행될 수 있으며, 결과적으로 도 11의 표시 장치(200)와 비교하여 그 측정 동작 횟수가 줄어들 수 있다.
도 13는 본 출원의 일 실시 예에 따른 표시 장치(300)를 보여주는 블록도이며, 도 14은 도 13의 표시 장치(300)의 셀프 커패시턴스 측정 동작에 의하여 미리 선택된 Tx 전극 및 Rx 전극을 보여주는 도면이다.
도 13 및 도 14의 표시 장치(300)는 도 1 및 도 2의 표시 장치(100)와 유사하다. 따라서, 동일하거나 유사한 구성요소는 동일하거나 유사한 참조번호를 사용하여 표기되었으며, 중복되는 설명은 간략한 설명을 위하여 이하 생략될 것이다.
도 1 및 도 2의 표시 장치(100)가 Rx 전극에 대한 셀프 커패시턴스 측정 동작을 지원함에 비하여, 도 13 및 도 14의 표시 장치(300)는 Tx 전극에 대한 셀프 커패시턴스 측정 동작도 추가로 지원한다. 이를 위하여, 표시 장치(300)는 스위치부(391) 및 제2 멀티플렉서부(392)를 추가로 포함한다.
스위치(391)는 컨트롤러(390)로부터의 스위치 제어신호(SC)에 응답하여 제2 멀티플렉서(392) 또는 제1 터치 컨트롤러(330)를 선택적으로 Tx 전극에 연결할 수 있다.
제2 멀티플렉서부(392)는 컨트롤러(390)의 제어에 응답하여 n개의 Tx 전극들 중 하나를 선택한다. 선택된 Tx 전극에 대한 셀프 커패시턴스 측정 값은 터치 센싱부(382)를 통하여 출력될 수 있다.
제1 터치 컨트롤러(330)는 컨트롤러(390)의 제어에 응답하여 셀프 커패시턴스 측정 동작에 의하여 미리 선택된 Tx 전극들에 대해서만 상호 커패시턴스의 측정을 위한 구동 신호를 입력할 수 있다.
예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, Tx 전극에 대한 셀프 커패시턴스 측정 동작에 의하여 Tx3 내지 Tx5 전극이 코스 터치 감지 위치로 선택될 수 있다. 이 경우, 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작 시에는 Tx3 내지 Tx5 전극만이 선택될 수 있으며, 이에 따라 모든 Tx 전극에 대한 스캔 동작을 수행하여야 하는 경우와 비교하여 센싱 시간이 절약될 수 있다. 특히, 일반적인 표시 장치의 경우에 모든 Tx 전극에 대한 스캔 동작으로 인해 센싱 시간을 보상하기 위하여 센싱 감도를 희생한다는 점을 감안할 때, 본 출원의 실시 예에 따른 표시 장치(300)는 센싱 감도의 희생 없이 빠르고 정확하게 터치 위치를 감지할 수 있다는 장점이 있다.
도 15는 도 13 및 도 14의 표시 장치(300)의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
S210 단계에서, Tx 전극에 대한 셀프 커패시턴스 측정 동작이 순차적으로 수행된다.
S220 단계에서, 셀프 커패시턴스 측정 동작에 기초하여, 뮤추얼 커패시턴스 측정을 위한 Tx 전극이 선택된다.
S230 단계에서, 선택된 Tx 전극에 대응하는 Rx 전극에 대한 셀프 커패시턴스 측정 동작이 순차적으로 수행된다.
S240 단계에서, 셀프 커패시턴스 측정 동작에 기초하여, 뮤추얼 커패시턴스 측정을 위한 Rx 전극이 선택된다.
S250 단계에서, 선택된 Rx 전극에 대한 뮤추얼 커패시턴스 측정 및 타임 멀티플렉싱 동작이 수행된다. 예를 들어, 도 10의 S130, S141, S142, S151, S152, S153, S154 및 S160 단계가 순차적으로 수행된다.
이후, S260 단계에서, 셀프 커패시턴스 측정 동작에 의하여 선택된 Tx 전극들 중 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행되지 않은 Tx 전극이 있는지 판단된다. 만약 남은 Tx 전극이 있다면, 다음 Tx 전극이 선택되며(S270 단계), S230 내지 S260 단계가 반복된다. 만약 남은 Tx 전극이 없다면, 터치 좌표가 도출된다(S280 단계).
도 16은 본 출원의 다른 실시 예에 따른 표시 장치(400)를 보여주는 도면이다. 도 16의 표시 장치(400)는 도 2 및 도 13의 표시 장치(100, 300)와 유사하다. 따라서, 동일하거나 유사한 구성요소는 동일하거나 유사한 참조번호를 사용하여 표기되었으며, 중첩되는 설명은 간략한 설명을 위하여 이하 생략될 것이다.
도 2 및 도 13의 표시 장치들과 달리, 도 16의 표시 장치(400)는 제1 및 제2 터치 컨트롤러가 하나로 통합된 통합 컨트롤러(480)를 제공한다. 즉, 도 16의 표시 장치(400)는 Tx 전극과 Rx 전극의 구분 없이, 행 방향으로 배치된 로우 전극 및 열 방향으로 배치된 컬럼 전극을 구비할 수 있다.
이 경우, 통합 컨트롤러(480)에 포함된 멀티 플렉서들(481_1~481_k) 및 센싱 유닛들(482_1~482_k)은 로우 전극 및 컬럼 전극의 셀프 커패시턴스 및 뮤추얼 커패시턴스를 측정하는데 모두 사용될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
110: 표시 패널
120: 터치 패널
130: 제1 구동부
140: 스캔 구동부
150: 제1 터치 컨트롤러
160: 제2 구동부
170: 데이터 구동부
180: 제2 터치 컨트롤러
181: 멀티 플렉서부
182: 터치 센싱부
183: 좌표 계산부
190: 컨트롤러

Claims (10)

  1. 제1 방향으로 연장된 복수의 송신 전극들 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장된 복수의 수신 전극들을 포함하는 터치 패널;
    상기 복수의 수신 전극들에 전기적으로 연결 가능한 적어도 하나의 센싱 유닛을 포함하는 터치 센싱부; 및
    상기 복수의 수신 전극들에 대한 셀프 커패시턴스 측정 결과에 기초하여, 상기 복수의 수신 전극들 중 상기 적어도 하나의 센싱 유닛에 제공될 적어도 하나의 수신 전극을 선택하는 멀티 플렉서부를 포함하며,
    상기 터치 센싱부는 상기 복수의 수신 전극들 각각에 대해서는 셀프 커패시턴스를 측정하고, 상기 셀프 커패시턴스 측정 결과에 기초하여 선택된 상기 적어도 하나의 수신 전극에 대해서는 뮤추얼 커패시턴스를 측정하는, 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 셀프 커패시턴스 측정 결과에 기초하여 선택된 상기 적어도 하나의 수신 전극의 개수가 상기 터치 센싱부의 상기 적어도 하나의 터치 센싱 유닛의 개수보다 많을 때, 상기 적어도 하나의 센싱 유닛은 서로 다른 시점에 적어도 두 번 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작을 수행하는, 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 터치 센싱부의 상기 적어도 하나의 터치 센싱 유닛의 개수가 상기 셀프 커패시턴스 측정 결과에 기초하여 선택된 상기 적어도 하나의 수신 전극의 개수보다 많을 때, 상기 적어도 하나의 센싱 유닛은 동시에 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작을 수행하는, 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 터치 센싱부로부터 셀프 커패시턴스 측정 값을 수신하는 좌표 계산부를 더 포함하며,
    상기 좌표 계산부는 셀프 커패시턴스 측정 값과 커패시턴스 임계 값의 비교 결과에 기초하여, 상기 복수의 수신 전극들 중 적어도 두 개의 수신 전극을 코오스 터치 감지 위치로 선택하는, 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 멀티 플렉서부는 상기 복수의 수신 전극들 중 대응하는 수신 전극들에 연결된 복수의 멀티 플렉서들을 포함하고,
    상기 터치 센싱부는 상기 복수의 멀티 플렉서들 각각에 대응하는 복수의 센싱 유닛들을 포함하는, 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    복수의 센싱 유닛들의 개수는 상기 복수의 수신 전극들의 개수보다 적은, 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 송신 전극들 각각에 연결된 복수의 스위치들을 포함하는 스위치부; 및
    상기 복수의 스위치들 각각에 연결되며, 상기 복수의 스위치들을 통하여 수신된 상기 복수의 송신 전극들 각각에 대한 커패시턴스 정보를 상기 터치 센싱부 각각에 제공하는 제2 멀티 플렉서부를 더 포함하는, 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 멀티 플렉서부는 상기 복수의 송신 전극들에 대한 셀프 커패시턴스 측정 결과에 기초하여, 상기 복수의 송신 전극들 중 상기 적어도 하나의 센싱 유닛에 제공될 적어도 하나의 송신 전극을 선택하는, 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 터치 센싱부는 상기 복수의 송신 전극들 각각에 대해서는 셀프 커패시턴스를 측정하고, 상기 셀프 커패시턴스 측정 결과에 기초하여 뮤추얼 커패시턴스를 측정 동작이 수행될 적어도 하나의 송신 전극을 선택하는, 표시 장치.
  10. 터치 감지 동작을 지원하는 표시 장치의 동작 방법에 있어서,
    복수의 수신 전극들에 대한 셀프 커패시턴스를 순차적으로 측정하는 단계;
    상기 셀프 커패시턴스의 측정 값에 기초하여, 상기 복수의 수신 전극들 중 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행될 수신 전극들을 선택하는 단계; 및
    상기 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행될 수신 전극들의 개수와 상피 표시 장치의 센싱 유닛의 개수와 비교하는 단계를 더 포함하며,
    상기 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행될 수신 전극들의 개수가 상기 센싱 유닛의 개수보다 많은 경우에, 서로 다른 시간에 적어도 두 번 뮤추얼 커패시턴스 측정 동작이 수행되는, 표시 장치의 동작 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20130075721A (ko) * 2010-04-30 2013-07-05 마이크로칩 테크놀로지 인코포레이티드 자기 및 상호 정전용량 둘 다 이용하는 정전용량성 터치 시스템
KR101486493B1 (ko) * 2013-09-25 2015-01-27 주식회사 애트랩 자기 커패시턴스 감지 및 상호 커패시턴스 감지를 혼용하는 터치 감지 장치 및 그 방법

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