KR20190141405A - 터치 전원 회로, 터치 시스템 및 터치 디스플레이 장치 - Google Patents

터치 전원 회로, 터치 시스템 및 터치 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예들은 터치 전원 회로, 터치 시스템과 터치 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 펜 터치 센싱 기간 중 업링크 신호 전송 기간에 출력되는 터치 구동 신호의 전압 레벨을 상향 조정해줌으로써, 업링크 신호 전송 성능을 개선하고 펜 터치 감지 성능을 향상시킬 수 있도록 한다. 또한, 업링크 신호 전송 이후 펜 신호의 수신 여부에 따라 업링크 신호 전송 기간에 출력되는 터치 구동 신호의 전압 레벨을 가변해줌으로써, 펜 터치 감지가 지연되거나 끊기는 기간을 최소화할 수 있도록 하며 업링크 신호의 전압 레벨을 효율적으로 제어할 수 있도록 한다.

Description

터치 전원 회로, 터치 시스템 및 터치 디스플레이 장치{TOUCH POWER CIRCUIT, TOUCH SYSTEM AND TOUCH DISPLAY DEVICE}
본 발명의 실시예들은 터치 전원 회로, 터치 시스템 및 터치 디스플레이 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하는 디스플레이 장치에 대한 요구가 증가하고 있으며, 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal 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 손가락 터치나 펜 터치 등을 인식하고 인식된 터치를 기반으로 입력 처리를 수행하는 기능을 제공하고 있다.
일 예로, 터치 인식이 가능한 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널에 배치되거나 내장된 다수의 터치 전극들을 포함하고, 이러한 터치 전극들을 구동하여 디스플레이 패널에 대한 손가락이나 펜의 터치 유무와 터치 좌표 등을 검출하는 터치 시스템을 포함할 수 있다.
여기서, 펜 터치는 손가락 터치와 같이 디스플레이 패널에 펜이 터치되면 발생하는 캐패시턴스 변화를 감지하여 센싱되거나(Passive Pen), 디스플레이 패널과 펜 사이에 송수신되는 신호에 기초하여 센싱될 수 있다(Active Pen).
구체적으로, 액티브 펜에 의한 터치는 액티브 펜이 디스플레이 패널로부터 전송된 신호를 인식하고 펜 신호를 디스플레이 패널로 전송함으로써 감지될 수 있다.
이때, 액티브 펜이 디스플레이 패널로부터 전송된 신호를 인식하지 못할 수 있으며, 이러한 경우 액티브 펜에 의한 터치 센싱이 지연되거나 끊길 수 있는 문제점이 존재한다.
본 발명의 실시예들의 목적은, 디스플레이 패널로부터 전송된 업링크 신호에 대한 액티브 펜의 인식률을 개선하여 디스플레이 패널에 대한 액티브 펜의 터치 감지 성능을 향상시킨 터치 시스템과 터치 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들의 목적은, 액티브 펜이 디스플레이 패널로부터 전송된 업링크 신호를 인식하지 못하더라도 액티브 펜의 터치 센싱이 지연되거나 끊기는 기간을 최소화할 수 있는 터치 시스템과 터치 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 터치 전극들로 터치 구동 신호를 출력하고 다수의 터치 전극들로부터 터치 센싱 신호를 수신하는 터치 센싱 회로와, 터치 센싱 회로로 터치 구동 신호를 공급하는 터치 전원 회로와, 터치 센싱 회로와 터치 전원 회로를 제어하는 터치 제어 회로를 포함하는 터치 시스템을 제공한다.
이러한 터치 시스템에서 터치 전원 회로는, 제1 기간에 터치 센싱 회로로 제1 주파수를 갖고 하이 레벨 전압이 제1 전압인 제1 터치 구동 신호를 출력하고, 제1 기간 이후의 제2 기간에 터치 센싱 회로로 제1 주파수와 다른 제2 주파수를 갖고 하이 레벨 전압이 제1 전압과 다른 제2 전압인 제2 터치 구동 신호를 출력할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 제1 전압을 생성하는 제1 전압 생성 모듈과, 제1 전압보다 낮은 제2 전압과, 제2 전압보다 낮은 제3 전압을 생성하는 제2 전압 생성 모듈과, 제1 기간에 제1 전압과 제3 전압에 기초하여 생성된 제1 터치 구동 신호를 출력하고 제1 기간 이후의 제2 기간에 제2 전압과 제3 전압에 기초하여 생성된 제2 터치 구동 신호를 출력하는 스위칭 모듈을 포함하는 터치 전원 회로를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은, 다수의 터치 전극들과 다수의 터치 라인들을 포함하는 터치 디스플레이 패널과, 다수의 터치 전극들로 터치 구동 신호를 출력하고 다수의 터치 전극들로부터 터치 센싱 신호를 수신하는 터치 센싱 회로와, 터치 센싱 회로로 터치 구동 신호를 공급하는 터치 전원 회로와, 터치 센싱 회로와 터치 전원 회로를 제어하는 터치 제어 회로를 포함하고, 터치 전원 회로는, 제1 기간에 터치 센싱 회로로 제1 주파수를 갖고 하이 레벨 전압이 제1 전압이 제1 터치 구동 신호를 출력하고, 제1 기간 이후의 제2 기간에 터치 센싱 회로로 제2 주파수를 갖고 하이 레벨 전압이 제2 전압인 제2 터치 구동 신호를 출력하는 터치 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 액티브 펜의 터치 센싱 기간에 업링크 신호의 전압 레벨을 상향 조정해줌으로써, 액티브 펜의 업링크 신호 인식률을 개선하여 디스플레이 패널에 대한 액티브 펜의 터치 감지 성능을 향상시킬 수 있도록 한다.
또한, 액티브 펜의 터치 센싱 기간 중 펜 신호를 수신하는 기간에 터치 전극으로 인가되는 신호의 전압 레벨은 업링크 신호의 전압 레벨보다 낮게 유지함으로써, 불필요한 전력 소모를 방지하며 펜 신호를 감지할 수 있도록 한다.
또한, 액티브 펜이 감지되고 펜 신호의 수신 여부에 따라 업링크 신호의 전압 레벨 또는 주파수를 가변해줌으로써, 액티브 펜의 터치 센싱이 지연되거나 끊기는 기간을 최소화할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 터치 전극과 터치 시스템의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 터치 구동 타이밍과 신호의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 시스템의 구성의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 터치 시스템에 의한 터치 구동 타이밍과 신호의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 시스템의 구성의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 터치 시스템의 스위칭 회로의 작동 진리표의 예시를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 시스템의 구성의 또 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 터치 시스템에 의한 터치 구동 타이밍과 신호의 예시를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 시스템의 구동 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, 터치 디스플레이 패널(110)과, 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130) 및 컨트롤러(140)를 포함할 수 있다. 또한, 터치 센싱을 위한 터치 시스템(200)을 포함할 수 있으며, 이러한 터치 시스템(200)은 터치 센싱 회로(210), 터치 전원 회로(220)와 터치 제어 회로(230)를 포함할 수 있다.
터치 디스플레이 패널(110)에는, 다수의 게이트 라인(GL)과 다수의 데이터 라인(DL)이 배치되고, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하는 영역에 다수의 서브픽셀(SP)이 배치된다. 또한, 터치 디스플레이 패널(110)에는, 다수의 터치 전극(TE)이 배치되거나 내장될 수 있으며, 터치 전극(TE)과 터치 시스템(200)을 서로 연결하는 다수의 터치 라인(TL)이 배치될 수 있다.
이러한 터치 디스플레이 장치(100)에서 디스플레이 구동을 위한 구성을 먼저 설명하면, 게이트 구동 회로(120)가 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 서브픽셀(SP)의 구동 타이밍을 제어한다. 그리고, 데이터 구동 회로(130)가 서브픽셀(SP)로 영상 데이터에 대응하는 데이터 전압을 공급하여 서브픽셀(SP)이 영상 데이터의 계조에 해당하는 밝기를 나타내도록 함으로써 이미지를 표시한다.
구체적으로, 게이트 구동 회로(120)는, 컨트롤러(140)에 의해 제어되며, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하여 다수의 서브픽셀(SP)의 구동 타이밍을 제어한다.
게이트 구동 회로(120)는, 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC, Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있으며, 구동 방식에 따라 터치 디스플레이 패널(110)의 일 측에만 위치할 수도 있고 양 측에 위치할 수도 있다. 또는, 게이트 구동 회로(120)는, 터치 디스플레이 패널(110)의 베젤 영역에 내장되어 GIP(Gate In Panel) 형태로 구현될 수도 있다.
데이터 구동 회로(130)는, 컨트롤러(140)로부터 영상 데이터를 수신하고, 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환한다. 그리고, 게이트 라인(GL)을 통해 스캔 신호가 인가되는 타이밍에 맞춰 데이터 전압을 각각의 데이터 라인(DL)으로 출력하여 각각의 서브픽셀(SP)이 영상 데이터에 따른 밝기를 표현하도록 한다.
데이터 구동 회로(130)는, 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로(SDIC, Source Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다.
컨트롤러(140)는, 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)로 각종 제어 신호를 공급하며, 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)의 동작을 제어한다.
컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 게이트 구동 회로(120)가 스캔 신호를 출력하도록 하며, 외부에서 수신한 영상 데이터를 데이터 구동 회로(130)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 변환하여 변환된 영상 데이터를 데이터 구동 회로(130)로 출력한다.
컨트롤러(140)는, 영상 데이터와 함께 수직 동기 신호(VSYNC), 수평 동기 신호(HSYNC), 입력 데이터 인에이블 신호(DE, Data Enable), 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호를 외부(예, 호스트 시스템)로부터 수신한다.
컨트롤러(140)는, 외부로부터 수신한 각종 타이밍 신호를 이용하여 각종 제어 신호를 생성하고 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130)로 출력할 수 있다.
일 예로, 컨트롤러(140)는, 게이트 구동 회로(120)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(GSP, Gate Start Pulse), 게이트 시프트 클럭(GSC, Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE, Gate Output Enable) 등을 포함하는 각종 게이트 제어 신호를 출력한다.
여기서, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 구동 회로(120)를 구성하는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 시프트 클럭(GSC)은 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호의 시프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로의 타이밍 정보를 지정하고 있다.
또한, 컨트롤러(140)는, 데이터 구동 회로(130)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(SSP, Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC, Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(SOE, Source Output Enable) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호를 출력한다.
여기서, 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로의 데이터 샘플링 스타트 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 소스 드라이버 집적 회로 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호(SOE)는 데이터 구동 회로(130)의 출력 타이밍을 제어한다.
이러한 터치 디스플레이 장치(100)는, 터치 디스플레이 패널(110), 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130) 및 터치 시스템(200) 등으로 각종 전압 또는 전류를 공급해주거나, 공급할 각종 전압 또는 전류를 제어하는 전원 관리 집적 회로를 더 포함할 수 있다.
각각의 서브픽셀(SP)은, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차에 의해 정의되며, 터치 디스플레이 장치(100)의 유형에 따라 액정이 배치되거나 발광 소자가 배치될 수 있다.
일 예로, 터치 디스플레이 장치(100)가 액정 디스플레이 장치인 경우, 터치 디스플레이 패널(110)로 광을 조사하는 백라이트 유닛과 같은 광원 장치를 포함하고, 터치 디스플레이 패널(110)의 서브픽셀(SP)에는 액정이 배치된다. 그리고, 각각의 서브픽셀(SP)로 데이터 전압이 인가됨에 따라 형성되는 전계에 의해 액정의 배열을 조정함으로써, 영상 데이터에 따른 밝기를 나타내며 이미지를 표시할 수 있다.
또는, 터치 디스플레이 장치(100)는, 자체 발광 소자를 이용하여 영상 데이터에 따른 밝기를 나타내며 이미지를 표시할 수 있다. 이러한 터치 디스플레이 장치(100)는, 각각의 서브픽셀(SP)에 발광 다이오드(LED)나 유기 발광 다이오드(OLED)와 같은 발광 소자를 포함하고, 데이터 전압에 따라 발광 소자에 흐르는 전류를 제어함으로써 이미지를 표시할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는, 터치 디스플레이 패널(110)에 포함된 터치 전극(TE)과 터치 시스템(200)을 이용하여 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 손가락 터치나 펜 터치를 검출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 디스플레이 패널(110)에 배치되는 터치 전극(TE)과 이러한 터치 전극(TE)을 구동하고 터치를 검출하는 터치 시스템(200)의 구조를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 터치 디스플레이 패널(110)에는 다수의 터치 전극(TE)과, 터치 전극(TE)을 터치 시스템(200)과 연결하는 다수의 터치 라인(TL)이 배치될 수 있다.
이러한 터치 전극(TE)은 터치 디스플레이 패널(110) 상에 배치되거나, 내장될 수 있다. 그리고, 터치 전극(TE)은 디스플레이 구동을 위해 이용되는 전극이거나 터치 센싱을 위해 별도로 배치된 전극일 수 있다. 또한, 터치 전극(TE)은 투명한 통전극 형태를 갖거나, 불투명한 메시 형태를 가질 수 있다.
일 예로, 터치 디스플레이 장치(100)가 액정 디스플레이 장치인 경우, 터치 전극(TE)은 터치 디스플레이 패널(110)에 내장되어 디스플레이 구동 시 공통 전압이 인가되는 공통 전극일 수 있다. 즉, 공통 전극이 터치 디스플레이 패널(110)에 분할된 구조로 배치되어, 터치 센싱을 위한 터치 전극(TE)으로 이용될 수 있다.
다른 예로, 터치 디스플레이 장치(100)가 유기발광 디스플레이 장치인 경우, 터치 전극(TE)은 유기발광다이오드(OLED)를 밀봉하는 봉지층 상에 배치될 수 있다. 즉, 터치 전극(TE)을 봉지층 상에 배치함으로써, 봉지층 내부에 배치되는 유기물이나 무기물에 영향을 미치지 않으면서 터치 센싱이 가능하도록 할 수 있다.
이러한 터치 전극(TE)은 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 터치 라인(TL)을 통해 터치 시스템(200)과 연결된다.
터치 시스템(200)은, 터치 라인(TL)을 통해 터치 전극(TE)과 연결되는 터치 센싱 회로(210)와, 터치 센싱 회로(210)로 터치 구동 신호(TDS)를 공급하는 터치 전원 회로(220)와, 터치 센싱 회로(210) 및 터치 전원 회로(220)를 제어하며 터치를 검출하는 터치 제어 회로(230)를 포함할 수 있다.
터치 센싱 회로(210)는, 다수의 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)를 출력하고 다수의 터치 전극(TE)으로부터 터치 센싱 신호(TSS)를 수신한다. 이러한 터치 센싱 회로(210)는, 디스플레이 구동 기간과 시분할된 기간에 터치 센싱을 수행할 수도 있고, 디스플레이 구동 기간과 동시에 터치 센싱을 수행할 수도 있다.
이러한 터치 센싱 회로(210)는, 터치 전극(TE)과 일대일로 연결되어 터치 센싱 신호를 수신할 수 있다. 즉, 터치 센싱 회로(210)는, 터치 라인(TL)을 통해 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)를 출력하고 터치 센싱 신호(TSS)를 수신할 수 있다.
또는, 터치 전극(TE)이 구동 전극과 센싱 전극으로 구분되어 배치되고, 터치 센싱 회로(210)는 구동 전극 및 센싱 전극과 각각 연결될 수 있다. 이러한 경우, 터치 센싱 회로(210)는 구동 전극으로 터치 구동 신호(TDS)를 출력하고 센싱 전극으로부터 터치 센싱 신호(TSS)를 수신할 수 있다.
또한, 터치 센싱 회로(210)는, 펜 터치를 센싱하는 기간에 펜으로 전송하는 업링크 신호인 제1 터치 구동 신호(TDS1)와, 펜 신호를 수신하는 기간에 터치 전극(TE)에 인가되는 제2 터치 구동 신호(TDS2)를 출력할 수 있다.
터치 센싱 회로(210)는, 수신된 터치 센싱 신호를 디지털 형태의 센싱 데이터로 변환하고 변환된 센싱 데이터를 터치 제어 회로(230)로 전송한다.
터치 전원 회로(220)는, 터치 제어 회로(230)에 의해 제어되며 터치 제어 회로(230)로부터 수신된 로직 신호에 따라 터치 구동 신호(TDS)를 생성하고 터치 센싱 회로(210)로 공급할 수 있다.
일 예로, 터치 전원 회로(220)는, 터치 제어 회로(230)로부터 수신된 로직 신호에 따라 하이 레벨 전압과 로우 레벨 전압을 설정하고, 변조된 펄스 형태의 터치 구동 신호(TDS)를 터치 센싱 회로(210)로 공급할 수 있다.
터치 제어 회로(230)는, 터치 센싱 회로(210)와 터치 전원 회로(220)의 구동을 제어한다. 그리고, 터치 센싱 회로(210)로부터 센싱 데이터를 수신하고, 수신된 센싱 데이터를 기반으로 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 사용자의 손가락 터치나 펜 터치를 검출할 수 있다.
이러한 터치 시스템(200)은 디스플레이 구동 기간과 시분할된 기간에 터치 센싱을 수행하거나, 디스플레이 구동 기간과 동시에 터치 센싱을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)의 터치 구동 타이밍과 신호의 예시를 나타낸 것으로서, 터치 시스템(200)이 디스플레이 구동 기간과 시분할된 기간에 터치 센싱을 수행하는 경우를 예시로 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 동기화 신호(TSYNC)에 따라 디스플레이 구동과 터치 센싱을 교번하여 수행할 수 있다. 여기서, 터치 센싱 기간은 디스플레이 구동 기간 사이의 블랭크 기간일 수 있으며, 수평 블랭크 기간 또는 수직 블랭크 기간일 수 있다.
터치 시스템(200)은 터치 센싱 기간에 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)를 출력한다. 그리고, 다수의 터치 전극(TE)으로부터 터치 센싱 신호(TSS)를 수신하여 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 손가락 터치나 펜 터치를 센싱할 수 있다.
여기서, 터치 시스템(200)은 터치 센싱 기간을 구분하여 손가락 터치를 센싱하거나, 펜 터치를 센싱할 수 있다.
일 예로, 터치 시스템(200)은 터치 센싱 기간 중 손가락 터치를 센싱하는 기간에 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)를 출력하여 터치 센싱 신호(TSS)를 수신하고 손가락 터치를 센싱할 수 있다.
그리고, 터치 시스템(200)은 터치 센싱 기간 중 펜 터치를 센싱하는 기간에 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)를 출력하고 터치 센싱 신호(TSS)를 수신하여 펜 터치를 센싱할 수 있다.
이때, 터치 시스템(200)은 펜 터치를 센싱하는 기간에 펜으로 전송하는 업링크 신호인 비콘(Beacon) 신호나 핑(Ping) 신호를 터치 전극(TE)으로 출력할 수 있다. 그리고, 업링크 신호를 인식한 펜이 전송하는 펜 신호(펜 데이터, 펜 포지션 등)를 수신하는 기간에 펜 신호와 동일한 주파수를 갖는 신호를 터치 전극(TE)으로 출력할 수 있다.
여기서, 비콘 신호는 펜 터치 센싱을 위해 터치 디스플레이 패널(110)에서 주기적으로 전송되는 신호일 수 있다. 그리고, 이러한 비콘 신호는 터치 디스플레이 패널(110)의 상태 정보나 펜 터치 센싱과 관련된 구동에 대한 정보를 포함할 수 있다.
따라서, 펜은 터치 디스플레이 패널(110)로부터 전송된 비콘 신호를 통해 터치 디스플레이 패널(110)의 상태나 구동 정보 등을 확인하고, 터치 디스플레이 패널(110)의 구동과 대응하여 펜 신호를 전송할 수 있다.
그리고, 핑 신호는 비콘 신호가 전송되는 기간을 제외한 기간 중 펜 센싱이 이루어지는 기간에서 일정 시간 동안 전송되는 신호로서, 터치 디스플레이 패널(110)을 구동하는 신호와 펜 신호의 동기를 위한 별도의 신호를 의미한다.
즉, 터치 디스플레이 패널(110)이 펜 신호를 수신하기 전에 핑 신호를 전송하며, 펜은 핑 신호에 기초하여 터치 디스플레이 패널(110)의 구동 신호에 동기화된 펜 신호를 전송할 수 있다.
따라서, 펜은 터치 전극(TE)을 통해 전송된 업링크 신호를 통해 구동 제어 정보나 구동 주파수를 인식하고, 인식된 정보에 기초하여 펜 신호를 전송한다. 그러므로, 펜이 업링크 신호를 인식하지 못하면 펜 터치 감지가 지연되거나 끊기게 될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)와 터치 시스템(200)은, 터치 디스플레이 패널(110)로부터 전송되는 업링크 신호를 펜 신호 수신 기간에 터치 전극(TE)에 인가되는 신호와 독립적으로 제어함으로써, 터치 디스플레이 패널(110)에 대한 펜 터치의 감지 성능을 개선할 수 있는 방안을 제공한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 시스템(200)의 구성의 예시를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 시스템(200)은, 터치 센싱 회로(210), 터치 전원 회로(220)와 터치 제어 회로(230)를 포함할 수 있다.
터치 센싱 회로(210)는, 터치 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호(TDS)를 출력하고, 터치 센싱 신호(TSS)를 수신한다. 그리고, 수신된 터치 센싱 신호(TSS)를 디지털 형태의 센싱 데이터로 변환하고 센싱 데이터를 터치 제어 회로(230)로 전송한다.
이러한 터치 센싱 회로(210)는 터치 디스플레이 장치(100)의 종류에 따라 하나 이상 배치될 수 있으며, 둘 이상의 터치 센싱 회로(210)가 배치된 경우 각각의 터치 센싱 회로(210)는 터치 디스플레이 패널(110)에서 구분된 영역에 대한 센싱을 수행할 수 있다.
터치 센싱 회로(210)는, 터치 제어 회로(230)에 의해 제어되며 터치 전원 회로(220)로부터 터치 구동 신호(TDS)를 공급받을 수 있다.
터치 전원 회로(220)는, 터치 제어 회로(230)에 의해 제어되고, 터치 구동 신호(TDS)를 생성하여 터치 센싱 회로(210)로 공급한다.
이러한 터치 전원 회로(220)는, 터치 구동 신호(TDS)의 생성에 이용되는 제1 전압(V1)을 출력하는 제1 전압 생성 모듈(221)과, 제1 전압(V1)보다 낮은 제2 전압(V2) 및 제2 전압(V2)보다 낮은 제3 전압(V3)을 출력하는 제2 전압 생성 모듈(222)과, 제1 전압 생성 모듈(221)과 제2 전압 생성 모듈(222)로부터 출력된 전압에 기초하여 터치 구동 신호(TDS)를 출력하는 스위칭 모듈(223)을 포함할 수 있다.
제1 전압 생성 모듈(221)은, 터치 제어 회로(230)의 제어에 따라 제1 전압(V1)을 생성하고 스위칭 모듈(223)로 출력할 수 있다. 이러한 제1 전압(V1)은 펜 터치 센싱 기간 중 터치 전극(TE)으로 출력되는 업링크 신호인 제1 터치 구동 신호(TDS1)의 하이 레벨 전압일 수 있다.
이러한 제1 터치 구동 신호(TDS1)는, 일 예로, 펜 신호의 동기를 위한 핑 신호일 수도 있고, 펜 터치 관련 제어 정보를 전송하는 비콘 신호일 수도 있다.
제2 전압 생성 모듈(222)은, 터치 제어 회로(230)의 제어에 따라 제2 전압(V2)과 제3 전압(V3)을 생성하고 스위칭 모듈(223)로 출력할 수 있다.
이러한 제2 전압(V2)은 펜 터치 센싱 기간 중 펜 신호 수신 기간에 터치 전극(TE)으로 출력되는 제2 터치 구동 신호(TDS2)의 하이 레벨 전압일 수 있다. 그리고, 제3 전압(V3)은 제1 터치 구동 신호(TDS1)와 제2 터치 구동 신호(TDS2)의 로우 레벨 전압일 수 있다.
또한, 제2 전압(V2)과 제3 전압(V3)은 터치 센싱 회로(210)로 출력될 수 있으며, 터치 센싱 회로(210)로 출력된 제2 전압(V2)과 제3 전압(V3)은 터치 센싱 회로(210)에 포함된 아날로그 프런트 엔드(AFE)의 기준 전압으로 이용될 수 있다.
여기서, 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)은 제3 전압(V3)보다 높은 전압이고, 제1 전압(V1)은 제2 전압(V2)보다 높은 전압일 수 있다(예, V1:15V, V2:9V, V3:6V).
스위칭 모듈(223)은, 제1 전압 생성 모듈(221)과 제2 전압 생성 모듈(222)에 의해 출력된 제1 전압(V1), 제2 전압(V2) 및 제3 전압(V3)을 입력받고 터치 제어 회로(230)의 제어에 따라 터치 구동 신호(TDS)를 생성하여 터치 센싱 회로(210)로 공급한다.
일 예로, 스위칭 모듈(223)은, 펜 터치 센싱 기간 중 업링크 신호 전송 기간에 제1 전압(V1)과 제3 전압(V3)에 기초하여 생성된 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 터치 센싱 회로(210)로 출력할 수 있다.
그리고, 스위칭 모듈(223)은, 펜 터치 센싱 기간 중 펜 신호 수신 기간에 제2 전압(V2)과 제3 전압(V3)에 기초하여 생성된 제2 터치 구동 신호(TDS2)를 터치 센싱 회로(210)로 출력할 수 있다.
따라서, 터치 센싱 회로(210)는 펜 터치 센싱 기간 중 업링크 신호 전송 기간에 하이 레벨 전압이 상향된 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 터치 전극(TE)으로 출력할 수 있다. 그리고, 업링크 신호의 하이 레벨 전압이 높아지므로 펜의 업링크 신호 인식률이 개선될 수 있다.
또한, 터치 센싱 회로(210)는 펜 신호 수신 기간에 하이 레벨 전압이 상대적으로 낮은 제2 터치 구동 신호(TDS2)를 터치 전극(TE)으로 출력하므로, 불필요한 전력 소모를 방지하며 터치 디스플레이 패널(110)의 업링크 신호 전송 성능을 개선할 수 있도록 한다.
도 5는 도 4에 도시된 터치 시스템(200)에 의한 터치 구동 타이밍과 신호의 예시를 나타낸 것이다.
도 4와 도 5를 참조하면, 터치 제어 회로(230)는 스위칭 모듈(223)의 출력을 제어하는 제1 제어 신호(CS1), 제2 제어 신호(CS2)와, 제1 전압 생성 모듈(221)이 출력하는 전압 레벨을 제어하는 제3 제어 신호(CS3)와, 제2 전압 생성 모듈(222)이 출력하는 전압 레벨을 제어하는 제4 제어 신호(CS4)를 출력할 수 있다.
제1 제어 신호(CS1)는, 제1 터치 구동 신호(TDS1)와 제2 터치 구동 신호(TDS2)의 주파수를 제어하는 신호로서, 제1 터치 구동 신호(TDS1)의 제1 주파수 및 제2 터치 구동 신호(TDS2)의 제2 주파수와 대응되는 신호일 수 있다.
여기서, 제1 주파수는 제2 주파수보다 높은 주파수일 수 있으며, 제2 주파수는 펜이 전송하는 펜 신호의 주파수와 동일한 주파수일 수 있다. 업링크 신호인 제1 터치 구동 신호(TDS1)의 주파수를 높게 설정해줌으로써, 터치 디스플레이 패널(110)에 접근하는 펜이 업링크 신호를 용이하게 인식하도록 할 수 있다.
제2 제어 신호(CS2)는, 제1 터치 구동 신호(TDS1)와 제2 터치 구동 신호(TDS2)의 전압 레벨을 제어하는 신호로서, 제1 터치 구동 신호(TDS1)가 출력되는 업링크 신호 전송 기간과 제2 터치 구동 신호(TDS2)가 출력되는 펜 신호 수신 기간을 구분하는 신호일 수 있다.
즉, 제2 제어 신호(CS2)에 따라 스위칭 모듈(223)이 제1 전압(V1)을 하이 레벨 전압으로 하는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 출력하거나, 제2 전압(V2)을 하이 레벨 전압으로 하는 제2 터치 구동 신호(TDS2)를 출력할 수 있도록 한다.
여기서, 업링크 신호가 전송되는 기간과 펜 신호를 수신하는 기간 사이에 옵셋 기간이 존재할 수 있다. 이러한 옵셋 기간은 펜 신호와 동기를 맞추기 위한 기간으로서, 옵셋 기간이 길 경우 펜 신호의 수신 기간이 부족할 수 있으므로, 옵셋 기간은 펜 신호 수신 기간에 출력되는 제2 터치 구동 신호(TDS2)의 하나의 펄스 기간보다 짧은 기간일 수 있다.
이와 같이, 업링크 신호 전송 기간에 터치 전극(TE)으로 출력되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)의 하이 레벨 전압을 높여줌으로써, 업링크 신호 전송 성능을 개선할 수 있도록 한다.
또한, 제1 터치 구동 신호(TDS1)와 제2 터치 구동 신호(TDS2)의 하이 레벨 전압을 독립적으로 제어함으로써, 업링크 신호 전송 기간과 펜 신호 전송 기간 사이의 기간이 짧아 터치 제어 회로(230)와 터치 전원 회로(220) 사이의 통신 시간에 제약이 있는 경우에도 업링크 신호 전송 성능의 개선이 가능하도록 할 수 있다.
한편, 제1 터치 구동 신호(TDS1)와 제2 터치 구동 신호(TDS2)의 전압 레벨을 제어하는 구성은 터치 전원 회로(220) 내에 포함될 수도 있으나, 터치 전원 회로(220)의 외부에 배치될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 시스템(200)의 구성의 다른 예시를 나타낸 것으로서, 터치 전원 회로(220)의 외부에 배치된 회로에 의해 터치 구동 신호(TDS)의 전압 레벨을 제어하는 경우의 예시를 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 시스템(200)은, 터치 센싱 회로(210), 터치 전원 회로(220) 및 터치 제어 회로(230)를 포함한다. 그리고, 제1 전압(V1)을 출력하는 업링크 전압 출력 회로(240)와, 터치 센싱 회로(210)로 터치 구동 신호(TDS)를 공급하는 스위칭 회로(250)를 포함할 수 있다.
여기서, 터치 전원 회로(220)는 터치 제어 회로(230)에 의해 제어되며 제2 전압(V2)과 제3 전압(V3)을 생성하여 스위칭 회로(250)로 출력한다. 그리고, 업링크 전압 출력 회로(240)는 터치 제어 회로(230)에 의해 제어되며 제1 전압(V1)을 생성하여 스위칭 회로(250)로 출력한다.
스위칭 회로(250)는 터치 제어 회로(230)에 의해 제어되며 제1 전압(V1), 제2 전압(V2) 및 제3 전압(V3)에 기초하여 생성된 터치 구동 신호(TDS)를 터치 센싱 회로(210)로 출력한다.
일 예로, 스위칭 회로(250)는 제1 전압(V1), 제2 전압(V2) 및 제3 전압(V3)의 입력단과 터치 구동 신호(TDS)의 출력단 사이에 전기적으로 연결된 4개의 스위치 S1, S2, S3, S4를 포함할 수 있다. 그리고, 이러한 스위치가 터치 제어 회로(230)로부터 전송된 제1 제어 신호(CS1)와 제2 제어 신호(CS2)에 의해 턴-온 되거나 턴-오프 되며 터치 구동 신호(TDS)를 출력할 수 있다.
도 6과 도 7에 도시된 스위칭 회로(250)의 작동 진리표의 예시를 함께 참조하여 설명하면, 터치 제어 회로(230)는 터치 구동 신호(TDS)의 주파수와 대응되는 제1 제어 신호(CS1)와, 업링크 신호 전송 기간과 펜 신호 수신 기간을 구분하는 제2 제어 신호(CS2)를 스위칭 회로(250)로 출력한다.
스위칭 회로(250)는, 제2 제어 신호(CS2)에 따라 업링크 신호 전송 기간에 터치 전극(TE)으로 인가되는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 출력하거나, 펜 신호 수신 기간에 터치 전극(TE)으로 인가되는 제2 터치 구동 신호(TDS2)를 출력할 수 있다.
일 예로, 스위칭 회로(250)는, 제2 제어 신호(CS2)가 "1"이면 제1 제어 신호(CS1)에 따라 스위치 S1 또는 S2가 턴-온 되어, 하이 레벨 전압이 15V이고, 로우 레벨 전압이 6V인 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 출력한다.
그리고, 제2 제어 신호(CS2)가 "0"이면 제1 제어 신호(CS1)에 따라 스위칭 S3 또는 S4가 턴-온 되어, 하이 레벨 전압이 9V이고, 로우 레벨 전압이 6V인 제2 터치 구동 신호(TDS2)를 출력한다.
따라서, 터치 센싱 회로(210)가 업링크 신호 전송 기간에 하이 레벨 전압이 상향 조정된 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 터치 전극(TE)으로 출력할 수 있다. 그리고, 업링크 신호의 하이 레벨 전압이 상향됨으로써, 업링크 신호 전송 성능이 향상될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 시스템(200)은, 업링크 신호의 하이 레벨 전압을 출력하는 업링크 전압 출력 회로(240)와 터치 구동 신호(TDS)의 전압 레벨을 조정하는 스위칭 회로(250)를 포함함으로써, 용이하게 업링크 신호 전송 성능을 개선할 수 있도록 한다.
한편, 업링크 신호의 전압 레벨을 상향 조정함으로써 업링크 신호의 전송 성능을 개선하더라도 펜이 업링크 신호를 인식하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 또한, 업링크 신호의 전압 레벨을 과도히 상향 조정할 경우 불필요한 전력 소모가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들은, 업링크 전압 출력 회로(240)의 출력 전압을 펜 신호 인식 여부에 따라 가변함으로써, 업링크 신호의 전압 레벨을 효율적으로 제어할 수 있는 방안을 제공한다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 시스템(200)의 구성의 또 다른 예시를 나타낸 것이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 시스템(200)은, 터치 센싱 회로(210), 터치 전원 회로(220), 터치 제어 회로(230), 업링크 전압 출력 회로(240)와 스위칭 회로(250)를 포함할 수 있다.
터치 전원 회로(220)는 터치 제어 회로(230)에 의해 제어되며 제2 전압(V2)과 제3 전압(V3)을 스위칭 회로(250)로 출력한다.
그리고, 업링크 전압 출력 회로(240)는 터치 제어 회로(230)에 의해 제어되며 제1 전압(V1)을 스위칭 회로(250)로 출력한다.
여기서, 업링크 전압 출력 회로(240)는 터치 제어 회로(230)의 제어에 따라 제1 전압(V1)을 가변하여 출력할 수 있다.
일 예로, 업링크 전압 출력 회로(240)는 터치 제어 회로(230)로부터 전송된 제3 제어 신호(CS3)에 따라 제1 레벨의 제1 전압(V11)을 출력하거나, 제1 레벨보다 높은 제2 레벨의 제1 전압(V12)을 출력할 수 있다.
구체적으로, 업링크 전압 출력 회로(240)는 전원 관리 집적 회로로부터 출력된 구동 전압(VDD)를 저항 R1, R2, R3를 이용한 전압 분배를 통해 제1 레벨의 제1 전압(V11)과 제2 레벨의 제1 전압(V12)을 출력할 수 있다. 그리고, 터치 제어 회로(230)로부터 전송된 제3 제어 신호(CS3)에 의해 제어되는 스위치를 통해 제1 레벨의 제1 전압(V11)을 출력하거나, 제2 레벨의 제1 전압(V12)을 출력할 수 있다.
이때, 터치 제어 회로(230)는 기본적으로 업링크 전압 출력 회로(240)가 제1 레벨의 제1 전압(V11)을 출력하도록 제어할 수 있다. 따라서, 업링크 신호의 전압을 상향 조정함에 따른 전력 소모를 최소화할 수 있다.
그리고, 터치 제어 회로(230)는 업링크 신호 전송 후 펜 신호가 감지되지 않으면 펜이 업링크 신호를 수신하지 못한 것으로 판단하고, 업링크 전압 출력 회로(240)가 제2 레벨의 제1 전압(V12)을 출력하도록 제어할 수 있다.
따라서, 펜이 업링크 신호를 수신하지 못하면 업링크 신호의 전압 레벨을 더 높여줌으로써, 펜이 업링크 신호를 수신할 수 있도록 한다. 이를 통해, 펜의 업링크 신호 미수신으로 인해 펜 터치 감지가 지연되거나 끊기는 기간을 최소화할 수 있도록 한다.
도 9는 도 8에 도시된 터치 시스템(200)에 의한 터치 구동 타이밍과 신호의 예시를 나타낸 것이다.
도 8과 도 9를 참조하면, 터치 시스템(200)의 터치 제어 회로(230)는 제1 제어 신호(CS1)와 제2 제어 신호(CS2)를 출력하여 스위칭 회로(250)가 업링크 신호 전송 기간에 전압 레벨이 상향 조정된 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 터치 센싱 회로(210)로 출력하도록 한다.
여기서, 터치 제어 회로(230)는 제3 제어 신호(CS3)를 업링크 전압 출력 회로(240)로 출력하여 업링크 전압 출력 회로(240)가 제1 레벨의 제1 전압(V11, 예, 12V)을 출력하도록 한다.
그리고, 스위칭 회로(250)는 제1 레벨의 제1 전압(V11)과 제3 전압(V3)에 기초한 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 출력함으로써, 6V의 전압 레벨을 갖는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 출력할 수 있다.
터치 제어 회로(230)는 업링크 신호 전송 기간 이후 펜 신호가 감지되지 않으면 펜이 업링크 신호를 수신하지 못한 것으로 판단한다.
일 예로, 터치 제어 회로(230)는 비콘을 전송하고 펜 신호를 수신한 이후에, 제1 터치 구동 신호(TDS1) 출력 후 제2 터치 구동 신호(TDS2)를 출력하는 펜 신호 수신 기간에 펜 신호가 감지되지 않으면 펜이 업링크 신호를 수신하지 못한 것으로 판단할 수 있다.
터치 제어 회로(230)는 펜이 업링크 신호를 수신하지 못한 것으로 판단하면, 제3 제어 신호(CS3)를 통해 업링크 전압 출력 회로(240)가 제2 레벨의 제1 전압(V12, 예, 18V)를 출력하도록 한다.
스위칭 회로(250)는 제2 레벨의 제1 전압(V11)과 제3 전압(V3)에 기초한 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 출력하여, 12V의 전압 레벨을 갖는 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 출력할 수 있다.
이와 같이, 펜이 업링크 신호를 수신하지 못한 것으로 판단되면, 제1 터치 구동 신호(TDS1)의 전압 레벨을 더 높여줌으로써, 펜이 업링크 신호를 인식할 수 있도록 한다. 따라서, 펜의 업링크 신호 미수신으로 인해 펜 신호가 수신되지 않는 기간을 단축시킬 수 있도록 한다.
또한, 기본적으로 제1 레벨의 제1 전압(V11)에 기초한 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 출력함으로써, 제1 터치 구동 신호(TDS1)의 전압 레벨 상향 조정으로 인한 소비 전력 증가를 최소화할 수 있도록 한다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 시스템(200)의 구동 방법의 과정의 예시를 나타낸 것이다.
도 10을 참조하면, 터치 시스템(200)은 업링크 신호 전송 기간에 하이 레벨 전압이 제1 전압(V1)인 제1 터치 구동 신호(TDS1)를 터치 전극(TE)으로 출력한다(S1000). 그리고, 펜 신호 수신 기간에 하이 레벨 전압이 제1 전압(V1)보다 낮은 제2 전압(V2)인 제2 터치 구동 신호(TDS2)를 터치 전극(TE)으로 출력한다(S1010).
따라서, 업링크 신호의 전압 레벨 상향 조정으로 인해 펜의 업링크 신호 인식률을 향상시킬 수 있도록 한다.
또한, 터치 시스템(200)은 업링크 신호 전송 기간 이후 펜 신호가 수신되지 않으면(S1020), 펜이 업링크 신호를 인식하지 못한 것으로 판단하고 제1 터치 구동 신호(TDS1)의 하이 레벨 전압을 더 높여서 출력한다(S1030).
이를 통해, 펜이 업링크 신호를 인식할 수 있도록 하여 펜 신호가 감지되지 않는 기간을 줄여줄 수 있도록 한다.
그리고, 제1 터치 구동 신호(TDS1)의 전압 레벨 상향 조정 이후에도 펜 신호가 수신되지 않으면(S1040), 터치 시스템(200)은 제1 터치 구동 신호(TDS1)의 주파수를 변경하여 출력함으로써(S1050) 펜이 업링크 신호를 인식하도록 할 수도 있다.
전술한 본 발명의 실시예들에 의하면, 펜 터치 센싱 기간 중 업링크 신호 전송 기간에 터치 전극(TE)으로 인가되는 터치 구동 신호(TDS)의 전압 레벨을 높여줌으로써, 펜의 업링크 신호 인식률을 향상시키고 펜 터치 감지 성능을 개선할 수 있도록 한다.
또한, 업링크 신호 전송 기간과 펜 신호 수신 기간에 출력되는 터치 구동 신호(TDS)의 전압 레벨을 독립적으로 제어함으로써, 업링크 신호 전송 기간에 출력되는 터치 구동 신호(TDS)의 전압 레벨 상향 조정에 의한 전력 소모 증가를 최소화하고 터치 시스템(200) 내부 회로 간의 통신 시간 제약에도 불구하고 업링크 신호의 전송 성능을 개선할 수 있도록 한다.
또한, 업링크 신호 전송 기간 이후 펜 신호의 감지 여부에 따라 업링크 신호 전송 기간에 출력되는 터치 구동 신호(TDS)의 전압 레벨을 가변해줌으로써, 펜 터치 감지 성능을 개선하고 업링크 신호의 전압 레벨을 효율적으로 제어할 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: 게이트 구동 회로 130: 데이터 구동 회로
140: 컨트롤러 200: 터치 시스템
210: 터치 센싱 회로 220: 터치 전원 회로
221: 제1 전압 생성 모듈 222: 제2 전압 생성 모듈
223: 스위칭 모듈 230: 터치 제어 회로
240: 업링크 전압 출력 회로 250: 스위칭 회로

Claims (20)

  1. 다수의 터치 전극들로 터치 구동 신호를 출력하고, 상기 다수의 터치 전극들로부터 터치 센싱 신호를 수신하는 터치 센싱 회로;
    상기 터치 센싱 회로로 상기 터치 구동 신호를 공급하는 터치 전원 회로; 및
    상기 터치 센싱 회로와 상기 터치 전원 회로를 제어하는 터치 제어 회로를 포함하고,
    상기 터치 전원 회로는,
    제1 기간에 상기 터치 센싱 회로로 제1 주파수를 갖고 하이 레벨 전압이 제1 전압인 제1 터치 구동 신호를 출력하고,
    상기 제1 기간 이후의 제2 기간에 상기 터치 센싱 회로로 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수를 갖고 하이 레벨 전압이 상기 제1 전압과 다른 제2 전압인 제2 터치 구동 신호를 출력하는 터치 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 주파수는 상기 제2 주파수보다 높고, 상기 제1 전압은 상기 제2 전압보다 높은 터치 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 터치 전원 회로는,
    상기 제2 기간 이후의 적어도 일부 기간에 상기 제1 주파수와 다른 주파수를 갖거나 하이 레벨 전압이 상기 제1 전압보다 높은 전압인 상기 제1 터치 구동 신호를 출력하는 터치 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 터치 센싱 회로는,
    상기 제2 기간에 상기 제2 터치 구동 신호와 대응하는 상기 터치 센싱 신호를 수신하는 터치 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 터치 구동 신호는 펜으로 전송되는 업링크 신호인 비콘 신호 또는 펜 동기화 신호인 터치 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기간과 상기 제2 기간 사이에 상기 제2 터치 구동 신호의 하나의 펄스 기간보다 짧은 기간이 존재하는 터치 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 터치 전원 회로는,
    상기 제1 전압, 상기 제2 전압 및 상기 제1 전압과 상기 제2 전압보다 낮은 제3 전압을 생성하는 전압 생성 모듈; 및
    상기 전압 생성 모듈에 의해 생성된 전압과 상기 터치 제어 회로로부터 전송된 제어 신호를 입력받고, 상기 제1 터치 구동 신호 또는 상기 제2 터치 구동 신호를 출력하는 스위칭 모듈을 포함하는 터치 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스위칭 모듈은,
    상기 터치 제어 회로로부터 상기 제1 주파수 및 상기 제2 주파수와 대응하는 제1 제어 신호와, 상기 제1 기간과 상기 제2 기간을 구분하는 제2 제어 신호를 수신하는 터치 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 전압 생성 모듈은,
    상기 터치 제어 회로로부터 상기 제1 전압의 레벨을 제어하는 제3 제어 신호를 수신하고,
    상기 제3 제어 신호에 따라 제1 레벨의 상기 제1 전압을 생성하거나, 상기 제1 레벨보다 높은 제2 레벨의 상기 제1 전압을 생성하는 터치 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 터치 전원 회로는,
    상기 제2 전압과 상기 제3 전압을 상기 터치 센싱 회로로 출력하는 터치 시스템.
  11. 제1 전압을 생성하는 제1 전압 생성 모듈;
    상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압과, 상기 제2 전압보다 낮은 제3 전압을 생성하는 제2 전압 생성 모듈; 및
    제1 기간에 상기 제1 전압과 상기 제3 전압에 기초하여 생성된 제1 터치 구동 신호를 출력하고, 상기 제1 기간 이후의 제2 기간에 상기 제2 전압과 상기 제3 전압에 기초하여 생성된 제2 터치 구동 신호를 출력하는 스위칭 모듈
    을 포함하는 터치 전원 회로.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 스위칭 모듈은,
    외부로부터 상기 제1 기간과 상기 제2 기간을 구분하는 제어 신호를 수신하는 터치 전원 회로.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 전압 생성 모듈은,
    구동 전원과 기저 전원을 이용하여 제1 레벨의 상기 제1 전압을 생성하거나 상기 제1 레벨보다 높은 제2 레벨의 상기 제1 전압을 생성하는 터치 전원 회로.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 터치 구동 신호는 제1 주파수를 갖고, 상기 제2 터치 구동 신호는 상기 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수를 갖는 터치 전원 회로.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 터치 구동 신호는 펜으로 전송되는 업링크 신호인 비콘 신호 또는 펜 동기화 신호인 터치 전원 회로.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제1 기간과 상기 제2 기간 사이에 상기 제2 터치 구동 신호의 하나의 펄스 기간보다 짧은 기간이 존재하는 터치 전원 회로.
  17. 다수의 터치 전극들과 다수의 터치 라인들을 포함하는 터치 디스플레이 패널;
    상기 다수의 터치 전극들로 터치 구동 신호를 출력하고, 상기 다수의 터치 전극들로부터 터치 센싱 신호를 수신하는 터치 센싱 회로;
    상기 터치 센싱 회로로 상기 터치 구동 신호를 공급하는 터치 전원 회로; 및
    상기 터치 센싱 회로와 상기 터치 전원 회로를 제어하는 터치 제어 회로를 포함하고,
    상기 터치 전원 회로는,
    제1 기간에 상기 터치 센싱 회로로 제1 주파수를 갖고 하이 레벨 전압이 제1 전압이 제1 터치 구동 신호를 출력하고, 상기 제1 기간 이후의 제2 기간에 상기 터치 센싱 회로로 제2 주파수를 갖고 하이 레벨 전압이 제2 전압인 제2 터치 구동 신호를 출력하는 터치 디스플레이 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 주파수는 상기 제2 주파수보다 높고, 상기 제1 전압은 상기 제2 전압보다 높은 터치 디스플레이 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 터치 전원 회로는,
    상기 제2 기간 이후의 적어도 일부 기간에 상기 제1 주파수와 다른 주파수를 갖거나 하이 레벨 전압이 상기 제1 전압보다 높은 전압인 상기 제1 터치 구동 신호를 출력하는 터치 디스플레이 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제1 터치 구동 신호는 펜으로 전송되는 업링크 신호인 비콘 신호 또는 펜 동기화 신호인 터치 디스플레이 장치.
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