KR20190077684A - 터치 구동 회로, 터치 컨트롤러 및 터치 디스플레이 장치 - Google Patents

터치 구동 회로, 터치 컨트롤러 및 터치 디스플레이 장치 Download PDF

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KR20190077684A
KR20190077684A KR1020170179063A KR20170179063A KR20190077684A KR 20190077684 A KR20190077684 A KR 20190077684A KR 1020170179063 A KR1020170179063 A KR 1020170179063A KR 20170179063 A KR20170179063 A KR 20170179063A KR 20190077684 A KR20190077684 A KR 20190077684A
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김주홍
장재혁
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예들은 터치 구동 회로와 터치 컨트롤러, 및 터치 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 터치 구동 회로는 터치 디스플레이 패널에 대한 펜 터치가 인식되면 펜 터치가 인식된 위치를 기반으로 펜 터치 로컬 센싱을 수행함으로써 펜 터치의 센싱 성능을 향상시킬 수 있도록 한다. 또한, 일부 터치 전극으로 펜 터치 구동 전압을 출력하는 동안 다른 일부 터치 전극으로 핑거 터치 구동 전압을 출력함으로써, 펜 터치를 센싱하는 동안 핑거 터치의 센싱 신호의 리포트 레이트를 높여줄 수 있도록 한다.

Description

터치 구동 회로, 터치 컨트롤러 및 터치 디스플레이 장치{TOUCH DRIVING CIRCUIT, TOUCH CONTROLLER AND TOUCH DISPLAY DEVICE}
본 발명의 실시예들은 터치 구동 회로, 터치 컨트롤러 및 터치 디스플레이 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하는 디스플레이 장치에 대한 다양한 요구가 증가하고 있으며, 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 디스플레이 장치(Plasma Display Device), 유기발광 디스플레이 장치(Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 장치가 활용되고 있다.
이러한 디스플레이 장치는 보다 다양한 기능을 제공하기 위하여, 디스플레이 패널에 대한 사용자의 터치를 인식하고 인식된 터치를 기반으로 입력 처리를 수행하는 기능을 제공하고 있다.
이러한 사용자의 터치를 인식하는 방식은, 일 예로, 디스플레이 패널에 다수의 터치 전극을 배치하고 터치 전극에 구동 전압이 인가된 상태에서 사용자의 터치 시 발생하는 캐패시턴스의 변화량을 센싱하여 사용자의 터치를 인식하는 방식이 있다.
이러한 사용자의 터치 인식을 통해 입력 처리를 수행함으로써 다양한 기능을 제공할 수 있으나, 사용자의 터치는 일반적으로 손가락에 의해 이루어지므로 핑거 터치의 센싱을 통해 정교한 입력 처리를 수행하는 데 어려움이 존재한다.
이에 따라, 손가락보다 좁은 접촉 면적을 갖는 펜을 이용한 터치를 인식하고 입력 처리를 수행하는 기능이 제공되고 있다. 이러한 펜 터치는 디스플레이 패널이 펜으로부터 출력된 펜 신호를 수신하고 수신된 펜 신호를 기반으로 펜 터치의 유무, 터치 좌표 등을 검출하여 센싱될 수 있다.
이와 같이, 핑거 터치 센싱은 사용자의 편리한 터치 입력이 가능하도록 하는 이점을 제공하고, 펜 터치 센싱은 정교한 터치 입력이 가능하도록 하는 이점을 제공할 수 있으나, 센싱 방식의 차이로 인해 동시에 구현하는 데 어려움이 존재한다. 따라서, 이러한 핑거 터치 센싱 기능과 펜 터치 센싱 기능을 모두 제공할 수 있는 디스플레이 장치가 요구된다.
본 발명의 실시예들의 목적은, 디스플레이 패널에 대한 핑거 터치와 펜 터치를 센싱하고, 펜 터치를 센싱하는 동안에 펜 터치의 센싱 성능을 유지하며 핑거 터치의 센싱 성능을 개선한 터치 구동 회로와 터치 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들의 목적은, 펜 터치와 핑거 터치의 센싱을 구동하는 회로의 복잡도 증가를 최소화하며 펜 터치와 핑거 터치의 센싱 성능을 개선할 수 있는 터치 구동 회로와 터치 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 터치 디스플레이 패널에 내장된 다수의 터치 전극과, 다수의 터치 전극 중 제1 그룹의 터치 전극을 구동하는 제1 터치 구동 회로와, 다수의 터치 전극 중 제2 그룹의 터치 전극을 구동하는 제2 터치 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공한다.
이러한 터치 디스플레이 장치에서, 제1 터치 구동 회로와 제2 터치 구동 회로는, 제1 터치 모드에서 터치 센싱 기간에 터치 전극으로 제1 구동 전압을 출력하고, 제2 터치 모드에서 터치 센싱 기간에 제1 터치 구동 회로가 제1 그룹의 터치 전극으로 제2 구동 전압을 출력하는 동안 제2 터치 구동 회로는 제2 그룹의 터치 전극으로 제1 구동 전압을 출력할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 터치 디스플레이 패널에 내장된 다수의 터치 전극과, 다수의 터치 전극 중 적어도 일부 터치 전극을 구동하는 다수의 터치 구동 회로와, 다수의 터치 구동 회로를 제어하는 터치 컨트롤러를 포함하고, 터치 컨트롤러는, 제1 터치 모드에서 다수의 터치 구동 회로가 제1 구동 전압을 출력하도록 제어하고, 제2 터치 모드에서 다수의 터치 구동 회로 중 제1 그룹의 터치 구동 회로는 제1 구동 전압과 제2 구동 전압을 출력하도록 제어하고, 제2 그룹의 터치 구동 회로는 제1 구동 전압을 출력하도록 제어하는 터치 디스플레이 장치를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 터치 전극으로 제1 구동 전압 또는 제2 구동 전압을 출력하는 구동 전압 출력부와, 제1 구동 전압 또는 제2 구동 전압이 인가된 터치 전극으로부터 센싱 신호를 획득하는 센싱 신호 수신부를 포함하고, 구동 전압 출력부는, 제1 터치 모드에서 다수의 터치 전극으로 제1 구동 전압을 출력하고, 제2 터치 모드에서 다수의 터치 전극 중 일부 터치 전극으로 제2 구동 전압을 출력하는 동안 다른 일부 터치 전극으로 제1 구동 전압을 출력하는 터치 구동 회로를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 터치 디스플레이 패널에 대한 펜 터치 센싱 여부에 따라 다수의 터치 구동 회로의 터치 모드를 설정하는 터치 모드 설정부와, 터치 모드 설정부에 의해 설정된 터치 모드에 기초하여 다수의 터치 구동 회로를 제어하는 구동 회로 제어부를 포함하고, 구동 회로 제어부는, 제1 터치 모드에서 다수의 터치 구동 회로가 제1 구동 전압을 출력하도록 제어하고, 제2 터치 모드에서 다수의 터치 구동 회로 중 일부 터치 구동 회로가 제2 구동 전압을 출력하는 동안 나머지 터치 구동 회로 중 적어도 하나의 터치 구동 회로가 제1 구동 전압을 출력하도록 제어하는 터치 컨트롤러를 제공한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 펜 터치를 센싱하는 동안 펜 터치가 센싱되는 영역과 펜 터치가 이루어지지 않는 영역을 구분하고 펜 터치가 이루어지지 않는 영역에서 핑거 터치의 센싱 기간을 확보함으로써, 펜 터치를 센싱하는 동안에 핑거 터치의 센싱 성능을 향상시킬 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 펜 터치가 이루어지는 영역의 터치 구동 타이밍을 기반으로 펜 터치가 이루어지지 않는 영역의 핑거 터치 센싱 기간을 설정함으로써, 터치 구동 회로의 복잡도 증가를 최소화하며 핑거 터치의 센싱 성능을 개선할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 핑거 모드에서 터치를 센싱하는 방식의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 펜 모드에서 터치를 센싱하는 방식의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 펜 모드에서 터치를 센싱하는 방식의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 핑거 모드에서 터치 센싱을 구동하는 타이밍의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6과 도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 펜 모드에서 터치 센싱을 구동하는 타이밍의 예시를 나타낸 도면이다.
도 8a와 도 8b는 도 6과 도 7에 도시된 타이밍에 따라 터치를 센싱하는 방식의 예시를 나타낸 도면이다.
도 9와 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치가 펜 모드에서 터치를 센싱하는 방식의 또 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 구동 회로의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 센싱 방법의 과정의 예시를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 다수의 터치 전극(TE)과 다수의 터치 라인(TL)이 배치된 터치 디스플레이 패널(110)과, 다수의 터치 전극(TE)을 구동하는 터치 구동 회로(120)와, 터치 구동 회로(120)를 제어하는 터치 컨트롤러(130)를 포함할 수 있다.
또한, 터치 디스플레이 장치(100)는, 터치 센싱을 위한 구성 이외에 디스플레이 구동을 위한 구성을 포함할 수 있다. 일 예로, 터치 디스플레이 패널(110)에는 다수의 게이트 라인, 다수의 데이터 라인 및 다수의 서브픽셀이 배치될 수 있다. 그리고, 터치 디스플레이 장치(100)는, 게이트 라인과 데이터 라인을 구동하기 위한 구동 회로 등을 포함하며, 게이트 라인과 데이터 라인의 구동을 통해 서브픽셀이 영상 데이터에 따른 밝기를 나타내도록 함으로써 이미지를 표시할 수 있다.
이와 같이, 터치 디스플레이 장치(100)는 화상을 표시하면서, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 터치 전극(TE)과, 터치 전극(TE)을 구동하는 터치 구동 회로(120) 등을 이용하여 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 터치를 센싱하는 기능을 제공한다.
터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 터치 전극(TE)은, 터치 디스플레이 패널(110) 상에 애드-온 타입으로 배치될 수도 있고, 터치 디스플레이 패널(110)에 내장된 형태로 배치될 수도 있다. 또한, 다수의 터치 전극(TE)이 터치 디스플레이 패널(110)에 내장된 경우 터치 디스플레이 패널(110)에서 디스플레이 구동 시 사용되는 전극이 터치 전극(TE)으로 활용될 수 있다.
일 예로, 터치 디스플레이 장치(100)가 액정 디스플레이 장치인 경우, 디스플레이 구동 시 공통 전압이 인가되는 공통 전극을 다수 개로 분할하여 터치 전극(TE)으로 이용할 수 있다.
따라서, 공통 전극을 터치 전극(TE)으로 이용하는 경우에는, 디스플레이 구동 기간에 다수의 터치 전극(TE)으로 공통 전압이 인가되고 터치 센싱 기간에 터치 구동 전압이 인가될 수 있다.
터치 디스플레이 장치(100)가 유기발광 디스플레이 장치인 경우, 봉지층 상에 터치 전극(TE)이 배치될 수 있다. 이러한 터치 전극(TE)은 금속이나 필름 형태의 센서로 이루어질 수도 있다.
터치 구동 회로(120)는, 터치 센싱 기간에 다수의 터치 전극(TE)으로 터치 구동 전압을 출력하고, 터치 구동 전압이 인가된 터치 전극(TE)으로부터 센싱 신호를 수신한다. 그리고, 센싱된 아날로그 신호를 디지털 형태의 센싱 데이터로 변환하고 변환된 센싱 데이터를 터치 컨트롤러(130)로 전송한다.
여기서, 터치 센싱 기간은 디스플레이 구동 기간과 시간적으로 분할된 기간일 수 있다. 일 예로, 하나의 영상 프레임에서 수직 블랭크 기간에 터치 센싱을 수행할 수 있다(V-Blank 센싱 방식). 또는, 하나의 영상 프레임에서 다수의 수평 블랭크 기간 중 일부 수평 블랭크 기간에서 터치 센싱을 수행할 수도 있다(LHB 센싱 방식).
터치 컨트롤러(130)는, 터치 구동 회로(120)의 구동을 제어하며, 터치 구동 회로(120)로부터 수신한 센싱 데이터에 기초하여 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 터치 유무와 터치 좌표를 검출할 수 있다.
이러한 터치 컨트롤러(130)는, 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 핑거 터치나 펜 터치를 센싱할 수 있다.
일 예로, 핑거 터치를 센싱하는 경우, 터치 컨트롤러(130)는, 터치 구동 회로(120)가 다수의 터치 전극(TE)으로 펄스 형태의 터치 구동 전압(예, AC 전압)을 출력하도록 제어하고, 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 터치 시 발생하는 캐패시턴스 변화량을 센싱하여 터치를 센싱할 수 있다.
펜 터치를 센싱하는 경우, 터치 컨트롤러(130)는, 터치 구동 회로(120)가 다수의 터치 전극(TE)으로 정전압에 해당하는 터치 구동 전압(예, DC 전압)을 출력하도록 제어한다. 그리고, 터치 디스플레이 패널(110)을 통해 펜으로 제어 신호를 전송한다. 이러한 제어 신호는 터치 디스플레이 패널(110)의 아이디, 상태(예, 펜 검색 모드, 펜 모드 등) 등에 관한 정보를 포함할 수 있으며, 펜이 제어 신호를 수신하고 펜 신호를 전송할 수 있도록 한다.
또한, 터치 컨트롤러(130)는, 터치 디스플레이 패널(110)을 통해 펜으로부터 전송된 펜 신호를 수신하고 펜 터치를 인식할 수 있다. 이러한 펜 신호는 펜의 위치 정보나 각종 펜 데이터(예, 펜 식별 정보, 필압, 펜 버튼 정보 등)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 터치 컨트롤러(130)는, 터치 구동 회로(120)를 제어하여 터치 전극(TE)으로 터치 구동 전압이 인가되도록 하며, 터치 전극(TE)을 통해 획득된 데이터에 기초하여 핑거 터치나 펜 터치를 센싱할 수 있다.
이러한 핑거 터치와 펜 터치 센싱을 수행하는 터치 디스플레이 장치(100)는, 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 펜 터치의 발생 여부에 따라 다른 모드로 동작할 수 있다.
도 2와 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 모드에 따라 핑거 터치와 펜 터치를 센싱하는 방식의 예시를 나타낸 것이다.
설명의 편의를 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)가 디스플레이 구동 기간과 시분할된 터치 센싱 기간에 터치 센싱을 수행하는 방식을 예시로 설명하며, LHB 센싱 방식을 예시로 설명하나, 본 발명의 실시예들이 이에 한정되지는 아니한다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)가 제1 터치 모드에서 터치를 센싱하는 방식의 예시를 나타낸 것으로서, 제1 터치 모드는 핑거 모드, 또는 펜 검색 모드로 볼 수 있다.
제1 터치 모드에서 터치 컨트롤러(130)는 터치 구동 회로(120)를 제어하며 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 핑거 터치를 센싱한다. 이러한 핑거 터치 센싱은 터치 디스플레이 패널(110)에서 구분된 터치 블록(TB)을 구동하는 먹스(Mux) 단위로 수행될 수 있다.
일 예로, 터치 구동 회로(120)는, 하나의 프레임 내의 터치 센싱 기간에서 Mux0,1을 이용하여 제1 터치 블록(TB1)을 구동하고, 순차적으로 제2 터치 블록(TB2), 제3 터치 블록(TB3) 및 제4 터치 블록(TB4)을 구동할 수 있다. 이러한 터치 블록(TB)의 구동은 하나의 프레임의 터치 센싱 기간에서 2회 이상 반복될 수 있으며, 이를 통해 터치 센싱 신호의 리포트 레이트(Report Rate)를 향상시켜줄 수 있다.
또한, 터치 컨트롤러(130)는, 제1 터치 모드에서 터치 디스플레이 패널(110)을 통해 제어 신호를 전송하여 펜이 제어 신호를 수신하고 수신된 제어 신호에 기초하여 펜 신호를 전송하도록 할 수 있다.
펜은 터치 디스플레이 패널(110)을 통해 수신한 제어 신호로부터 터치 디스플레이 패널(110)의 센싱 타이밍(동기 신호), 터치 모드 등과 같은 정보를 확인하고 펜 신호를 전송할 수 있다.
터치 컨트롤러(130)는, 터치 디스플레이 패널(110)을 통해 펜으로부터 전송된 펜 신호를 수신하면, 펜 터치를 센싱하기 위해 제2 터치 모드로 동작할 수 있다.
도 3은 터치 디스플레이 장치(100)가 제2 터치 모드에서 터치를 센싱하는 방식의 예시를 나타낸 것이다. 여기서, 제2 터치 모드는 펜 모드로 볼 수도 있다.
제2 터치 모드에서 터치 컨트롤러(130)는, 하나의 프레임의 터치 센싱 기간에서 펜 터치 센싱과 핑거 터치 센싱을 위한 구동을 시분할하여 수행할 수 있다.
또한, 터치 컨트롤러(130)는, 펜 터치의 센싱 신호의 리포트 레이트를 향상시키기 위하여, 펜 터치가 인식된 위치를 중심으로 펜 터치를 센싱하는 로컬 센싱을 수행할 수도 있다. 이러한 로컬 센싱을 위해 터치 컨트롤러(130)는, 어댑티브 먹스(Adaptive Mux)를 활용하여 펜 터치 센싱을 수행할 수 있다.
일 예로, 터치 컨트롤러(130)는, 제2 터치 모드에서 하나의 프레임의 터치 센싱 기간 중 펜 터치 센싱을 위한 기간에 로컬 센싱을 수행하여 펜 터치를 센싱한다. 여기서, 터치 컨트롤러(130)는, 펜 터치가 인식된 위치를 기반으로 터치 구동 회로(120)에 포함된 Mux3,4를 선택하여 펜 터치를 센싱할 수 있다.
터치 컨트롤러(130)는, 하나의 프레임의 터치 센싱 기간 중 핑거 터치 센싱을 위한 기간에 터치 블록(TB)을 순차적으로 센싱함으로써, 핑거 터치를 센싱할 수 있다.
따라서, 터치 컨트롤러(130)는, 제2 터치 모드에서 펜 터치와 핑거 터치를 센싱할 수 있으나, 터치 센싱 기간을 펜 터치 센싱을 위한 기간과 핑거 터치 센싱을 위한 기간으로 분할하여 센싱을 수행하므로 센싱 신호의 리포트 레이트가 감소될 수 있다. 여기서, 펜 터치는 로컬 센싱을 통해 리포트 레이트를 개선할 수 있으나, 핑거 터치의 경우 리포트 레이트 감소로 인해 센싱 성능이 저하될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 제2 터치 모드에서 펜 터치의 로컬 센싱이 수행되는 타이밍에 펜 터치가 인식되지 않는 영역에서 핑거 터치 센싱을 수행함으로써 핑거 터치의 센싱 성능을 개선할 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)가 제2 터치 모드에서 터치 센싱을 수행하는 방식의 다른 예시를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 다수의 터치 전극(TE)이 배치된 터치 디스플레이 패널(110)과, 터치 전극(TE)을 구동하는 제1 터치 구동 회로(121), 제2 터치 구동 회로(122) 및 터치 컨트롤러(130)를 포함할 수 있다.
터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 터치 전극(TE)은, 제1 터치 구동 회로(121)에 의해 구동되는 제1 그룹에 포함된 터치 전극(TE)과, 제2 터치 구동 회로(122)에 의해 구동되는 제2 그룹에 포함된 터치 전극(TE)으로 구분될 수 있다.
여기서, 제1 그룹의 터치 전극(TE)이 배치된 영역을 제1 영역(Pane1)이라 하고 제2 그룹의 터치 전극(TE)이 배치된 영역을 제2 영역(Pane2)이라 할 수 있다.
터치 컨트롤러(130)는, 제1 터치 구동 회로(121)와 제2 터치 구동 회로(122)를 제어하며, 터치 센싱 기간에 핑거 터치 또는 펜 터치를 센싱할 수 있도록 한다.
구체적으로, 터치 컨트롤러(130)는, 제1 터치 모드에서 핑거 터치를 센싱하기 위한 구동과 펜 검색을 위한 구동을 수행할 수 있다.
터치 컨트롤러(130)는, 제1 터치 모드에서 제1 터치 구동 회로(121)와 제2 터치 구동 회로(122)가 터치 전극(TE)으로 제1 구동 전압을 출력하도록 제어한다. 여기서, 제1 구동 전압은 펄스 형태를 갖는 전압(예, AC 전압)일 수 있다.
터치 컨트롤러(130)는, 터치 전극(TE)에 제1 구동 전압이 인가된 상태에서 제1 터치 구동 회로(121)와 제2 터치 구동 회로(122)에 의해 획득된 센싱 신호에 기초한 센싱 데이터를 수신한다. 그리고, 수신된 센싱 데이터를 이용하여 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 핑거 터치를 센싱할 수 있다.
또한, 터치 컨트롤러(130)는, 제1 터치 모드에서 터치 디스플레이 패널(110)을 통해 제어 신호를 전송하여 펜이 제어 신호를 확인하고 펜 신호를 전송하도록 할 수 있다. 이러한 제어 신호는 비콘 신호라고도 한다.
제어 신호를 수신한 펜으로부터 펜 신호가 전송되면, 터치 컨트롤러(130)는, 터치 디스플레이 패널(110)을 통해 펜 신호를 수신하고 수신된 펜 신호에 기초하여 펜의 위치를 확인할 수 있다. 그리고, 펜 터치 센싱을 위해 제2 터치 모드로 동작하며 제1 터치 구동 회로(121)와 제2 터치 구동 회로(122)를 제어한다.
터치 컨트롤러(130)는, 제2 터치 모드에서 제1 터치 구동 회로(121)나 제2 터치 구동 회로(122)가 터치 센싱 기간에 제1 구동 전압이나 제2 구동 전압을 출력하도록 제어한다. 여기서, 제2 구동 전압은 펜으로부터 펜 신호를 수신하기 위한 기간에 터치 전극(TE)으로 인가되는 전압으로 정전압(예, DC 전압)일 수 있다.
이때, 터치 컨트롤러(130)는, 인식된 펜 위치를 기반으로 제1 터치 구동 회로(121)와 제2 터치 구동 회로(122)의 제1 구동 전압, 제2 구동 전압 출력을 다르게 제어할 수 있다.
일 예로, 제1 영역(Pane1)에서 펜 터치가 인식된 경우, 터치 컨트롤러(130)는, 제1 영역(Pane1)에 배치된 터치 전극(TE)을 구동하는 제1 터치 구동 회로(121)가 제1 구동 전압과 제2 구동 전압을 출력하도록 제어한다. 그리고, 제2 영역(Pane2)에 배치된 터치 전극(TE)을 구동하는 제2 터치 구동 회로(122)는 제1 구동 전압을 출력하도록 제어한다.
제1 터치 구동 회로(121)는, 터치 센싱 기간 중 펜 터치 센싱 기간에 제2 구동 전압을 출력하고, 핑거 터치 센싱 기간에 제1 구동 전압을 출력할 수 있다.
여기서, 제1 터치 구동 회로(121)는, 펜 터치 센싱 기간에 펜 터치가 인식된 위치를 기반으로 로컬 센싱을 수행함으로써, 펜 터치를 센싱하는 신호의 리포트 레이트를 향상시켜줄 수 있다. 그리고, 핑거 터치 센싱 기간을 통해 제1 영역(Pane1)에 대한 핑거 터치도 센싱할 수 있도록 한다.
제2 터치 구동 회로(122)는, 터치 센싱 기간에 제2 영역(Pane2)에 배치된 터치 전극(TE)으로 제1 구동 전압을 출력한다.
즉, 터치 컨트롤러(130)는, 펜 터치가 인식된 위치를 기반으로 제1 터치 구동 회로(121)는 핑거 터치와 펜 터치를 센싱하도록 제어하고, 제2 터치 구동 회로(122)는 핑거 터치를 센싱하도록 제어한다.
따라서, 터치 컨트롤러(130)가 펜 터치가 인식되어 제2 터치 모드로 구동하는 기간에도 펜 터치가 인식되지 않는 제2 영역(Pane2)에서 획득되는 핑거 터치의 센싱 신호의 리포트 레이트를 향상시켜줄 수 있도록 한다.
이와 같이, 터치 컨트롤러(130)가 펜 터치를 센싱하는 제2 터치 모드에서 제1 터치 구동 회로(121)와 제2 터치 구동 회로(122)의 제어를 다르게 수행함으로써, 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 펜 터치를 인식하며 펜 터치를 센싱하는 동안에도 핑거 터치의 센싱 성능을 개선할 수 있다.
여기서, 터치 컨트롤러(130)가 제2 터치 모드로 구동하는 기간에 제1 터치 구동 회로(121)와 제2 터치 구동 회로(122)의 구동을 독립적으로 제어할 경우 구동의 복잡도가 증가할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들은, 제2 터치 모드에서 펜 터치 센싱을 수행하는 제1 터치 구동 회로(121)의 구동 타이밍을 기반으로 제2 터치 구동 회로(122)의 구동 타이밍을 설정함으로써, 구동의 복잡도 증가를 최소화하며 핑거 터치 센싱의 성능을 향상시킬 수 있는 방안을 제공한다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)가 제1 터치 모드와 제2 터치 모드에서 터치 센싱을 구동하는 타이밍의 예시를 나타낸 것으로서, 하나의 프레임의 터치 센싱 기간을 16개의 LHB 기간으로 구분하여 터치 센싱을 구동하는 경우를 예시로 나타낸 것이다.
도 5는 터치 디스플레이 장치(100)가 제1 터치 모드, 즉, 펜 터치가 인식되지 않은 경우 터치 센싱을 구동하는 타이밍을 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 터치 컨트롤러(130)는, 하나의 프레임의 터치 센싱 기간을 16개의 LHB 기간으로 구분하여 터치 센싱을 수행할 수 있으며, 8개의 LHB 단위로 구동할 수 있다.
터치 컨트롤러(130)는, LHB1 기간에 터치 디스플레이 패널(110)을 통해 펜을 위한 제어 신호인 비콘 신호를 전송할 수 있다. 또한, 이러한 비콘 신호를 LHB8 기간에 전송할 수 있다. 즉, 핑거 터치를 센싱하는 기간에 주기적으로 비콘 신호를 전송함으로써, 펜이 비콘 신호를 확인하고 펜 신호를 전송할 수 있도록 한다.
터치 컨트롤러(130)는, LHB2 기간에 터치 구동 회로(120)의 Mux0,1을 구동하여 핑거 터치 센싱을 수행한다. 여기서, 터치 컨트롤러(130)는, 터치 전극(TE)으로 펄스 형태의 제1 구동 전압을 인가하여 터치 전극(TE)을 구동한다(AC, Mux0,1 on).
그리고, LHB3 기간에 터치 구동 회로(120)의 Mux2,3을 구동하여 핑거 터치 센싱을 수행하며(AC, Mux 2,3 on), Mux4,5 및 Mux6,7을 순차적으로 구동하여 핑거 터치 센싱을 수행한다(AC, Mux 4,5 on, Mux6,7 on). 따라서, 터치 컨트롤러(130)는, 4개의 LHB 기간을 통해 터치 디스플레이 패널(110)의 전체 영역에 대한 핑거 터치 센싱을 1회 수행할 수 있다.
그리고, 터치 컨트롤러(130)는, LHB9 기간에 비콘 신호를 전송하고, LHB10, LHB11, LHB12 및 LHB13 기간에 핑거 터치 센싱을 수행하여 터치 센싱 신호를 획득한다(AC, Mux0,1 on, Mux2,3 on, Mux4,5 on, Mux6,7 on). 따라서, 터치 컨트롤러(130)는, 하나의 프레임의 터치 센싱 기간에 터치 디스플레이 패널(110)의 전체 영역에 대한 핑거 터치 센싱을 2회 수행할 수 있다.
그리고, LHB6, LHB7, LHB8, LHB14, LHB15, LHB16 기간에는 터치 노이즈 센싱 등과 같은 구동을 수행할 수 있으나, 이에 한정되지는 아니한다.
이와 같이, 터치 컨트롤러(130)는, 하나의 프레임의 터치 센싱 기간에 핑거 터치에 대한 센싱 신호를 2회 획득하도록 제1 터치 구동 회로(121)와 제2 터치 구동 회로(122)를 구동할 수 있다. 여기서, 디스플레이 구동 주파수가 60Hz라고 가정하면, 하나의 프레임에서 2회 터치 센싱 신호가 획득되므로 핑거 터치 센싱은 120Hz로 수행될 수 있다.
터치 컨트롤러(130)는, 제1 터치 모드로 핑거 터치를 센싱하는 기간 중 비콘 신호를 수신한 펜으로부터 펜 신호를 수신하면, 펜 신호로부터 펜 위치를 인식하고 펜 터치를 센싱하기 위한 제2 터치 모드로 구동할 수 있다.
이때, 터치 컨트롤러(130)는, 인식된 펜 위치를 기반으로 펜 터치가 센싱되는 영역과 펜 터치가 센싱되지 않는 영역을 구분하고, 터치 센싱을 다르게 수행할 수 있다.
도 6과 도 7은 터치 디스플레이 장치(100)가 제2 터치 모드, 즉, 펜 터치가 인식된 경우 터치 센싱을 구동하는 타이밍을 나타낸 것이다.
여기서, 도 6은 펜이 위치하는 영역의 구동 타이밍을 나타낸 것으로서 제1 터치 구동 회로(121)에 의해 구동되는 영역을 나타낸다. 그리고, 도 7은 펜이 위치하지 않은 영역의 구동 타이밍을 나타낸 것으로서, 제2 터치 구동 회로(122)에 의해 구동되는 영역을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 터치 컨트롤러(130)는, 하나의 프레임의 터치 센싱 기간을 16개의 LHB 기간으로 구분하여 터치 센싱을 수행하며, 제1 터치 모드에서와 같이, LHB1 기간과 LHB9 기간에 비콘 신호를 전송한다. 즉, 펜이 인식된 상태에서도 비콘 신호를 주기적으로 전송하여 펜이 터치 디스플레이 패널(110)의 제어 정보를 확인할 수 있도록 하며, 추가적인 펜에 대한 터치 센싱이 이루어지도록 할 수 있다.
터치 컨트롤러(130)는, 터치 센싱 기간의 LHB 기간을 구분하여 펜 터치 센싱과 핑거 터치 센싱을 수행할 수 있다.
일 예로, 터치 컨트롤러(130)는, LHB2 기간과 LHB3 기간에 펜으로부터 전송된 펜 신호를 수신하며 펜 터치 센싱을 수행한다(DC, L/S Mux on). LHB2 기간에는 펜으로부터 펜 위치에 관한 정보를 수신할 수 있고, LHB3 기간에는 각종 펜 데이터를 수신할 수 있다.
여기서, 터치 컨트롤러(130)는 터치 전극(TE)으로 정전압인 제2 구동 전압이 인가되도록 제1 터치 구동 회로(121)를 제어한다.
터치 컨트롤러(130)는, LHB4 기간과 LHB5 기간에 제1 터치 구동 회로(121)가 터치 전극(TE)으로 펄스 형태의 제1 구동 전압을 출력하도록 제어하며, Mux0,1에 의해 구동되는 영역과 Mux2,3에 의해 구동되는 영역에 대한 핑거 터치 센싱을 수행한다(AC, Mux0,1 on, Mux2,3 on).
터치 컨트롤러(130)는, LHB6, LHB7, LHB10, LHB11, LHB14, LHB15 기간에 펜 터치 센싱을 수행한다(DC, L/S Mux on). 그리고, LHB8, LHB12 기간에 핑거 터치 센싱을 수행한다(AC, Mux4,5 on, Mux6,7 on).
이때, 터치 컨트롤러(130)는, 펜 터치를 센싱하는 LHB 기간에는 로컬 센싱을 수행하여 펜 터치를 센싱한 신호의 리포트 레이트를 향상시킬 수 있다. 즉, 8개의 LHB 기간을 통해 4회 센싱 신호를 획득하므로, 펜 터치의 센싱 신호의 리포트 레이트는 240Hz가 될 수 있다.
그리고, 핑거 터치 센싱은 4개의 LHB 기간을 통해 1회 센싱 신호를 획득하므로, 핑거 터치의 센싱 신호의 리포트 레이트는 60Hz가 될 수 있다.
터치 컨트롤러(130)는, 펜 터치가 인식되지 않은 영역을 구동하는 제2 터치 구동 회로(122)의 구동을 다르게 함으로써, 제2 터치 구동 회로(122)에 의한 핑거 터치 센싱 성능을 향상시켜줄 수 있다. 또한, 제1 터치 구동 회로(121)에 의한 구동 타이밍을 기반으로 제2 터치 구동 회로(122)의 구동 타이밍을 설정함으로써, 구동의 복잡도 증가를 최소화하며 핑거 터치의 센싱 성능을 개선한다.
도 7을 참조하면, 터치 컨트롤러(130)는, 펜이 인식되지 않은 영역을 구동하는 제2 터치 구동 회로(122)가 제1 터치 구동 회로(121)에 의해 펜 터치 센싱이 수행되는 기간에 핑거 터치 센싱을 수행하도록 제어한다.
터치 컨트롤러(130)는, LHB1 기간과 LHB9 기간을 통해 비콘 신호를 전송한다. 그리고, 제1 터치 구동 회로(121)가 펜 터치 센싱을 수행하는 LHB2 기간과 LHB3 기간에 제2 터치 구동 회로(122)는 핑거 터치 센싱을 수행하도록 제어한다(AC, Mux0,1 on, Mux2,3 on).
따라서, 터치 컨트롤러(130)는, 제2 터치 구동 회로(122)가 LHB2 기간과 LHB3 기간에 제1 구동 전압을 출력하며 터치 전극(TE)을 구동하도록 제어한다.
터치 컨트롤러(130)는, 제1 터치 구동 회로(121)가 핑거 터치 센싱을 수행하는 LHB4 기간과 LHB5 기간에 제2 터치 구동 회로(122)도 핑거 터치 센싱을 수행하도록 제어한다(AC, Mux0,1 on, Mux2,3 on). 그리고, 제1 터치 구동 회로(121)와 같이, 제2 터치 구동 회로(122)도 Mux0,1과 Mux2,3을 구동하여 핑거 터치를 센싱하도록 한다. 따라서, LHB4 기간과 LHB5 기간에 제1 터치 구동 회로(121)와 제2 터치 구동 회로(122)는 동일한 터치 블록(TB)에 대한 핑거 터치 센싱을 수행할 수 있다.
즉, 터치 컨트롤러(130)는, 제1 터치 구동 회로(121)가 핑거 터치 센싱을 수행하는 LHB4, LHB5, LHB8, LHB12 기간에 제2 터치 구동 회로(122)도 동일한 터치 블록(TB)에 대한 핑거 터치 센싱을 수행하도록 제어한다(AC, Mux0,1 on, Mux2,3 on, Mux4,5 on, Mux6,7 on).
그리고, 터치 컨트롤러(130)는, 제1 터치 구동 회로(121)가 펜 터치 센싱을 수행하는 LHB2, LHB3, LHB6, LHB7, LHB10, LHB11, LHB14, LHB15 기간에 제2 터치 구동 회로(122)가 핑거 터치 센싱을 수행하도록 제어한다(AC, Mux0,1 ~ Mux6,7 on 2회 반복).
제2 터치 구동 회로(122)는, 12개의 LHB 기간에서 핑거 터치 센싱을 수행하여 핑거 터치 센싱 신호를 3회 획득하므로, 핑거 터치의 센싱 신호의 리포트 레이트가 180Hz가 될 수 있다.
따라서, 터치 컨트롤러(130)는, 펜 터치가 인식된 영역을 구동하는 제1 터치 구동 회로(121)가 로컬 센싱을 수행하는 기간에 제2 터치 구동 회로(122)를 통한 핑거 터치 센싱을 수행함으로써, 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 펜 터치가 인식되는 경우에도 핑거 터치 센싱의 리포트 레이트를 향상시킬 수 있도록 한다.
또한, 제1 터치 구동 회로(121)의 로컬 센싱 타이밍에 맞춰 제2 터치 구동 회로(122)가 핑거 터치 센싱을 수행하므로, 제2 터치 구동 회로(122)의 구동 타이밍을 변경함에 따른 구동의 복잡도 증가를 최소화할 수 있도록 한다.
도 8a와 도 8b는 도 6과 도 7에 도시된 구동 타이밍에 따라 터치 센싱을 수행하는 방식의 예시를 나타낸 것으로서, 도 8a는 LHB2 기간을 예시로 나타낸 것이고, 도 8b는 LHB4 기간을 예시로 나타낸 것이다. 다만, 편의상 Mux의 두 개의 채널로 구동되는 영역을 하나의 터치 전극(TE)으로 나타낸다.
도 8a를 참조하면, LHB2 기간에 제1 터치 구동 회로(121)는, 펜 터치 센싱을 위한 로컬 센싱을 수행한다. 따라서, 제1 터치 구동 회로(121)는 터치 전극(TE)으로 제2 구동 전압을 출력하도록 제어되고, 터치 컨트롤러(130)는 펜으로부터 수신한 펜 신호에 기초하여 펜 터치 센싱을 수행한다(DC, L/S Mux on).
그리고, LHB2 기간에 제2 터치 구동 회로(122)는, Mux0,1을 구동하여 핑거 터치 센싱을 수행한다. 제2 터치 구동 회로(122)는 터치 전극(TE)으로 제1 구동 전압을 출력하도록 제어된다. 그리고, 터치 컨트롤러(130)는 제2 터치 구동 회로(122)가 획득한 센싱 신호에 기초하여 핑거 터치를 센싱한다(AC, Mux0,1 on).
도 8b를 참조하면, LHB4 기간에 제1 터치 구동 회로(121)는, Mux0,1을 구동하여 핑거 터치 센싱을 수행한다. 따라서, 제1 터치 구동 회로(121)는, 터치 전극(TE)으로 제1 구동 전압을 출력한다(AC, Mux0,1 on).
또한, LHB4 기간에 제2 터치 구동 회로(122)는, Mux0,1을 구동하여 핑거 터치 센싱을 수행하며, 터치 전극(TE)으로 제1 구동 전압을 출력한다(AC, Mux0,1 on).
따라서, 제2 터치 구동 회로(122)는, 제2 터치 모드에서 핑거 터치 센싱이 이루어지는 기간에 동일한 터치 블록(TB)에 대한 핑거 터치 센싱을 수행하며, 펜 터치 로컬 센싱이 이루어지는 기간에 핑거 터치 센싱을 수행함으로써, 핑거 터치에 대한 센싱 신호의 리포트 레이트를 높여줄 수 있다.
이와 같이, 펜 터치를 센싱하는 동안에 핑거 터치에 대한 센싱 신호의 리포트 레이트를 향상시킨 구동은 터치 디스플레이 패널(110)이 다수의 터치 구동 회로(120)에 의해 구동되는 경우나 하나의 터치 구동 회로(120)에 의해 구동되는 경우에도 적용될 수 있다.
도 9와 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)가 제2 터치 모드에서 터치를 센싱하는 방식의 또 다른 예시를 나타낸 것이다.
도 9는 터치 디스플레이 패널(110)이 다수의 터치 구동 회로(120)에 의해 구동되는 경우를 예시로 나타낸 것이다.
도 9를 참조하면, 터치 디스플레이 패널(110)에서 제1 영역(Pane1), 제2 영역(Pane2), 제3 영역(Pane3) 및 제4 영역(Pane4)은 각각 제1 터치 구동 회로(121), 제2 터치 구동 회로(122), 제3 터치 구동 회로(123) 및 제4 터치 구동 회로(124)에 의해 구동될 수 있다. 그리고, 이러한 터치 구동 회로들(121, 122, 123, 124)은 터치 컨트롤러(130)에 의해 제어될 수 있다.
펜 터치가 인식되기 전에 터치 구동 회로들(121, 122, 123, 124)는 핑거 터치를 센싱하는 제1 터치 모드로 동작한다. 그리고, 펜 터치가 인식되면, 인식된 펜 위치를 기반으로 일부는 펜 터치 로컬 센싱을 수행하고 나머지는 핑거 터치 센싱을 수행한다.
일 예로, 제3 영역(Pane3)에서 펜 터치가 인식되면, 제3 터치 구동 회로(123)는, 터치 센싱 기간 중 펜 터치 센싱 기간에 제2 구동 전압을 출력하고 핑거 터치 센싱 기간 중 제1 구동 전압을 출력한다. 그리고, 제1 터치 구동 회로(121), 제2 터치 구동 회로(122) 및 제4 터치 구동 회로(124)는 핑거 터치 센싱을 수행하며 제1 구동 전압을 출력한다.
따라서, 제3 터치 구동 회로(123)는 240Hz로 펜 터치 센싱을 수행하고 60Hz로 펜 터치 센싱을 수행할 수 있다. 그리고, 제1 터치 구동 회로(121), 제2 터치 구동 회로(122) 및 제4 터치 구동 회로(124)는 180Hz로 핑거 터치 센싱을 수행할 수 있다.
여기서, 제2 영역(Pane2)에서 추가적인 펜이 인식되면, 제2 터치 구동 회로(122)는, 터치 센싱 기간에서 펜 터치 센싱과 핑거 터치 센싱을 수행한다.
그리고, 제1 터치 구동 회로(121)와 제4 터치 구동 회로(124)는 제2 터치 구동 회로(122)와 제3 터치 구동 회로(123)에 의해 펜 터치 센싱이 수행되는 기간에 핑거 터치 센싱을 수행한다. 즉, 제2 터치 구동 회로(122)와 제3 터치 구동 회로(123)가 제2 구동 전압을 출력하는 기간에 제1 터치 구동 회로(121)와 제4 터치 구동 회로(124)는 제1 구동 전압을 출력할 수 있으며, 180Hz로 핑거 터치를 센싱할 수 있다.
이와 같이, 펜 터치가 인식되는 위치를 기반으로 펜 터치 로컬 센싱과 핑거 터치 센싱을 수행하도록 함으로써, 터치 디스플레이 패널(110)에서 펜 터치를 센싱하는 동안에도 핑거 터치 센싱 신호의 리포트 레이트가 저하되지 않도록 할 수 있다.
또는, 하나의 터치 구동 회로(120)에 의해 터치 디스플레이 패널(110)이 구동되는 경우에도 펜 위치 기반으로 펜 터치 로컬 센싱과 핑거 터치 센싱을 수행하여 핑거 터치의 센싱 성능을 개선할 수도 있다.
도 10을 참조하면, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 터치 전극(TE)을 구동하는 터치 구동 회로(120)가 8개의 Mux를 포함하는 예시를 나타낸 것이다.
각각의 Mux는 4개의 채널을 통해 터치 전극(TE)을 구동할 수 있다.
제1 터치 모드에서 각각의 Mux는 제1 구동 전압을 터치 전극(TE)으로 출력하여 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 핑거 터치를 센싱한다. 그리고, 제2 터치 모드에서 각각의 Mux는 제2 구동 전압을 터치 전극(TE)으로 출력하여 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 펜 터치를 센싱할 수 있다.
여기서, 제2 터치 모드로 구동하는 기간에 일부 Mux는 펜 터치 로컬 센싱을 수행하고, 다른 Mux는 핑거 터치 센싱을 수행할 수 있다. 그리고, 이러한 Mux의 구동 방식은 펜 터치가 인식된 위치를 기반으로 설정될 수 있다.
일 예로, 제1 터치 모드에서 펜 터치가 인식되면 터치 구동 회로(120)는 제2 터치 모드로 동작한다. 따라서, 하나의 프레임의 터치 센싱 기간 중 펜 터치 센싱 기간에 제2 구동 전압을 출력하고, 핑거 터치 센싱 기간에 제1 구동 전압을 출력한다.
이때, 펜 터치가 인식되지 않은 영역을 구동하는 Mux는 일부 Mux가 제2 구동 전압을 출력하는 동안 제1 구동 전압을 출력하여 핑거 터치를 센싱할 수 있다.
즉, 펜 터치가 인식된 위치를 기반으로 Mux B, C, D, E는 펜 터치 로컬 센싱을 수행하며 제2 구동 전압을 출력할 수 있다. 그리고, 나머지 Mux A, F, G, H는 Mux B, C, D, E가 제2 구동 전압을 출력하는 동안 제1 구동 전압을 출력하며, 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 핑거 터치 센싱을 수행할 수 있다.
따라서, 터치 디스플레이 패널(110)이 하나의 터치 구동 회로(120)에 의해 구동되는 경우에도, 터치 구동 회로(120) 내의 Mux를 펜 터치의 위치를 기반으로 다르게 구동함으로써 펜 터치 센싱이 이루어지는 동안에 핑거 터치 센싱의 성능을 개선할 수 있도록 한다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 구동 회로(1000)의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 구동 회로(1000)는, 구동 전압 출력부(1110)와 센싱 신호 수신부(1120)를 포함할 수 있다.
구동 전압 출력부(1110)는, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 터치 전극(TE)으로 구동 전압을 출력하며, 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 핑거 터치나 펜 터치를 센싱할 수 있도록 한다.
그리고, 센싱 신호 수신부(1120)는, 구동 전압이 인가된 터치 전극(TE)으로부터 센싱 신호를 수신하고 수신된 센싱 신호를 디지털 형태의 센싱 데이터로 변환하여 터치 컨트롤러(130)로 전송한다.
여기서, 구동 전압 출력부(1110)는, 제1 터치 모드에서 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 터치 전극(TE)으로 제1 구동 전압을 출력하며 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 핑거 터치를 센싱할 수 있도록 한다.
구동 전압 출력부(1110)는, 펜 터치가 인식된 제2 터치 모드에서 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 터치 전극(TE) 중 일부 터치 전극(TE)으로 제2 구동 전압을 출력하는 동안 다른 일부 터치 전극(TE)으로 제1 구동 전압을 출력한다.
따라서, 펜 터치가 인식되는 위치를 기반으로 터치 센싱 구동을 다르게 조정함으로써, 펜 터치를 센싱하면서 핑거 터치의 센싱 성능을 개선할 수 있도록 한다. 즉, 펜 터치가 인식된 영역은 펜 터치 로컬 센싱을 통해 펜 터치의 센싱 성능을 향상시키고, 펜 터치가 인식되지 않은 영역은 펜 터치 로컬 센싱 기간에 핑거 터치 센싱을 수행함으로써 핑거 터치에 대한 센싱 신호의 리포트 레이트를 개선할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 터치 센싱 방법의 과정을 나타낸 것이다.
도 12를 참조하면, 터치 디스플레이 장치(100)의 터치 컨트롤러(130)는 제1 터치 모드에서 제1 영역(Pane1)과 제2 영역(Pane2)에 배치된 터치 전극(TE)으로 제1 구동 전압이 인가되도록 제어하며 핑거 터치 센싱을 수행한다(S1200).
그리고, 주기적으로 전송된 비콘 신호를 수신한 펜이 전송하는 펜 신호가 확인되면(S1210), 펜 신호에 기초하여 펜 위치를 판단한다(S1220).
터치 컨트롤러(130)는 펜이 제1 영역(Pane1)에서 인식된 경우(S1230), 제1 영역(Pane1)에 배치된 터치 전극(TE)으로 펜 터치 센싱 기간에 제2 구동 전압이 인가되도록 하고 핑거 터치 센싱 기간에 제1 구동 전압이 인가되도록 제어한다(S1231). 그리고, 제2 영역(Pane2)에 배치된 터치 전극(TE)으로 터치 센싱 기간 동안 제1 구동 전압이 인가되도록 제어하여 핑거 터치를 센싱할 수 있도록 한다(S1232).
터치 컨트롤러(130)는 펜이 제2 영역(Pane2)에서 인식된 경우(S1240), 제2 영역(Pane2)에 배치된 터치 전극(TE)은 제1 구동 전압 또는 제2 구동 전압이 인가되도록 제어하고(S1241), 제1 영역(Pane1)에 배치된 터치 전극(TE)은 제1 구동 전압이 인가되도록 제어한다(S1242).
따라서, 펜 터치가 센싱되는 위치에 따라 터치 디스플레이 패널(110)의 전체적인 터치 성능을 향상시켜줄 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예들은, 펜 터치에 대한 센싱을 수행하는 터치 모드에서 펜 터치가 인식된 위치를 기반으로 일부 영역은 펜 터치 로컬 센싱을 수행하고 나머지 영역은 핑거 터치 센싱을 수행할 수 있도록 한다.
따라서, 펜 터치는 로컬 센싱을 통해 센싱 신호의 리포트 레이트를 향상시키고, 펜 터치의 로컬 센싱이 이루어지는 동안 다른 영역에서는 핑거 터치 센싱을 수행함으로써 핑거 터치의 센싱 신호의 리포트 레이트를 높여줄 수 있도록 한다.
또한, 펜 터치의 로컬 센싱이 수행되는 터치 구동 회로(120)의 구동 타이밍을 기반으로 핑거 터치 센싱의 구동 타이밍을 설정함으로써, 다수의 터치 구동 회로(120)에 의해 터치 센싱을 수행하는 경우에도 구동의 복잡도 증가를 최소화하며 터치 센싱 성능을 개선할 수 있도록 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 터치 디스플레이 장치
110: 터치 디스플레이 패널
120, 121, 122, 123, 124, 1100: 터치 구동 회로
130: 터치 컨트롤러
1110: 구동 전압 출력부
1120: 센싱 신호 수신부

Claims (16)

  1. 터치 디스플레이 패널에 내장된 다수의 터치 전극;
    상기 다수의 터치 전극 중 제1 그룹의 터치 전극을 구동하는 제1 터치 구동 회로; 및
    상기 다수의 터치 전극 중 제2 그룹의 터치 전극을 구동하는 제2 터치 구동 회로를 포함하고,
    상기 제1 터치 구동 회로와 상기 제2 터치 구동 회로는,
    제1 터치 모드에서 터치 센싱 기간에 상기 터치 전극으로 제1 구동 전압을 출력하고,
    제2 터치 모드에서 상기 터치 센싱 기간에 상기 제1 터치 구동 회로가 상기 제1 그룹의 터치 전극으로 제2 구동 전압을 출력하는 동안, 상기 제2 터치 구동 회로는 상기 제2 그룹의 터치 전극으로 상기 제1 구동 전압을 출력하는 터치 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 구동 전압은 펄스 형태의 전압이고, 상기 제2 구동 전압은 정전압인 터치 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 터치 구동 회로는,
    상기 제2 터치 모드에서 상기 터치 센싱 기간에 상기 제1 그룹의 터치 전극 중 일부 터치 전극으로 상기 제2 구동 전압을 출력하는 터치 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 터치 구동 회로는,
    상기 제2 터치 모드에서 상기 터치 센싱 기간 중 펜 터치 센싱 기간에 상기 제2 구동 전압을 출력하고, 핑거 터치 센싱 기간에 상기 제1 구동 전압을 출력하는 터치 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 터치 구동 회로는,
    상기 제1 터치 구동 회로가 상기 핑거 터치 센싱 기간에 상기 제1 그룹의 터치 전극 중 제1 터치 블록에 위치하는 터치 전극으로 상기 제1 구동 전압을 출력하는 동안, 상기 제2 그룹의 터치 전극 중 상기 제1 터치 블록에 위치하는 터치 전극으로 상기 제1 구동 전압을 출력하는 터치 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 터치 구동 회로는,
    상기 제2 터치 모드에서 상기 터치 센싱 기간에 상기 제1 그룹의 터치 전극 중 일부 터치 전극으로 상기 제2 구동 전압을 출력하는 동안, 다른 일부 터치 전극으로 상기 제1 구동 전압을 출력하는 터치 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 터치 구동 회로가 상기 제2 터치 모드에서 상기 터치 센싱 기간에 상기 제1 구동 전압을 출력하는 기간의 길이는 상기 제1 터치 모드에서 상기 터치 센싱 기간에 상기 제1 구동 전압을 출력하는 기간의 길이 이상인 터치 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 터치 구동 회로와 상기 제2 터치 구동 회로를 제어하는 터치 컨트롤러를 더 포함하고,
    상기 터치 컨트롤러는,
    상기 제2 터치 모드에서 상기 제1 터치 구동 회로로부터 획득된 신호에 기초하여 펜 터치 또는 핑거 터치를 감지하고, 상기 제2 터치 구동 회로로부터 획득된 신호에 기초하여 핑거 터치를 감지하는 터치 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 터치 컨트롤러는,
    상기 제1 터치 모드에서 펜이 인식되면, 상기 제1 터치 구동 회로는 상기 제1 구동 전압과 상기 제2 구동 전압을 출력하도록 제어하고, 상기 제2 터치 구동 회로는 상기 제1 구동 전압만 출력하도록 제어하는 터치 디스플레이 장치.
  10. 터치 디스플레이 패널에 내장된 다수의 터치 전극;
    상기 다수의 터치 전극 중 적어도 일부 터치 전극을 구동하는 다수의 터치 구동 회로; 및
    상기 다수의 터치 구동 회로를 제어하는 터치 컨트롤러를 포함하고,
    상기 터치 컨트롤러는,
    제1 터치 모드에서 상기 다수의 터치 구동 회로가 제1 구동 전압을 출력하도록 제어하고,
    제2 터치 모드에서 상기 다수의 터치 구동 회로 중 제1 그룹의 터치 구동 회로는 상기 제1 구동 전압과 제2 구동 전압을 출력하도록 제어하고, 제2 그룹의 터치 구동 회로는 상기 제1 구동 전압을 출력하도록 제어하는 터치 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 구동 전압은 펄스 형태의 전압이고, 상기 제2 구동 전압은 정전압인 터치 디스플레이 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제2 터치 모드에서 상기 제1 그룹의 터치 구동 회로가 상기 제2 구동 전압을 출력하는 동안, 상기 제2 그룹의 터치 구동 회로는 상기 제1 구동 전압을 출력하는 터치 디스플레이 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 그룹의 터치 구동 회로는 상기 제1 구동 전압과 상기 제2 구동 전압을 서로 다른 기간에 출력하는 터치 디스플레이 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1 그룹의 터치 구동 회로는 상기 제1 구동 전압과 상기 제2 구동 전압을 동일한 기간에 서로 다른 터치 전극으로 출력하는 터치 디스플레이 장치.
  15. 다수의 터치 전극으로 제1 구동 전압 또는 제2 구동 전압을 출력하는 구동 전압 출력부; 및
    상기 제1 구동 전압 또는 상기 제2 구동 전압이 인가된 터치 전극으로부터 센싱 신호를 획득하는 센싱 신호 수신부를 포함하고,
    상기 구동 전압 출력부는,
    제1 터치 모드에서 상기 다수의 터치 전극으로 상기 제1 구동 전압을 출력하고,
    제2 터치 모드에서 상기 다수의 터치 전극 중 일부 터치 전극으로 상기 제2 구동 전압을 출력하는 동안, 다른 일부 터치 전극으로 상기 제1 구동 전압을 출력하는 터치 구동 회로.
  16. 터치 디스플레이 패널에 대한 펜 터치 센싱 여부에 따라 다수의 터치 구동 회로의 터치 모드를 설정하는 터치 모드 설정부; 및
    상기 터치 모드 설정부에 의해 설정된 터치 모드에 기초하여 상기 다수의 터치 구동 회로를 제어하는 구동 회로 제어부를 포함하고,
    상기 구동 회로 제어부는,
    제1 터치 모드에서 상기 다수의 터치 구동 회로가 제1 구동 전압을 출력하도록 제어하고,
    제2 터치 모드에서 상기 다수의 터치 구동 회로 중 일부 터치 구동 회로가 제2 구동 전압을 출력하는 동안, 나머지 터치 구동 회로 중 적어도 하나의 터치 구동 회로가 상기 제1 구동 전압을 출력하도록 제어하는 터치 컨트롤러.
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