KR20210055218A - 스타일러스 펜 및 터치 표시 장치 - Google Patents

스타일러스 펜 및 터치 표시 장치 Download PDF

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KR20210055218A
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김정겸
강민성
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 스타일러스 펜을 이용한 터치 분포의 방향 벡터 성분을 추출하여 전도성 팁의 좌표를 정확하게 추출할 수 있는 터치 표시장치에 관한 것으로서, 터치 구동신호가 인가되는 다수의 터치 전극들이 구비된 표시 장치, 자체 전원을 구비하여 상기 표시 장치로부터 제공되는 상기 터치 구동신호에 동기하여 생성된 펜 구동 신호를 생성하여 상기 표시 장치에 송신하는 스타일러스 펜을 갖는 터치 표시 장치에 있어서, 상기 스타일러스 펜은, 서로 이격되어 회로적으로 독립된 다수의 전극들; 상기 다수의 전극들에 순차적으로 동작 신호를 제공하는 전극 제어회로; 및 상기 터치 구동신호에 동기하여 상기 전극 제어회로에 동작 신호를 제공하는 신호 처리부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 영상이 표시되는 동안 스타일러스 펜의 터치 좌표를 정확히 센싱할 수 있다. 또한, 스타일러스 펜의 터치 좌표 오차를 보정해주어 정확한 펜 좌표를 센싱할 수 있다.

Description

스타일러스 펜 및 터치 표시 장치{Stylus pen and Touch display apparatus}
본 발명은 스타일러스 펜 및 터치 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스타일러스 펜을 이용한 터치 분포의 방향 벡터 성분을 추출하여 전도성 팁의 좌표를 정확하게 추출할 수 있는 터치 표시 장치에 관한 것이다.
최근에 스마트폰 또는 태블릿 PC의 보급이 활발하게 진행되고 있으며, 내장되는 접촉 위치 측정 장치에 대한 기술의 개발도 활발하게 진행되고 있다. 스마트폰 또는 태블릿 PC는 주로 터치 스크린을 구비하고 있으며, 사용자는 손가락 또는 스타일러스 펜을 이용하여 터치 스크린의 특정 좌표를 지정할 수 있다. 사용자는 터치 스크린의 특정 좌표를 지정함으로써 스마트폰에 특정한 신호를 입력할 수 있다.
터치 스크린은 전기적 방식, 적외선 방식 및 초음파 방식 등에 기초하여 동작할 수 있으며, R 타입 터치 스크린(resistive touch screen) 또는 C 타입 터치 스크린(capacitive touch screen)을 전기적 동작 방식의 예로서 들 수 있다.
종래에는 터치 스크린 중 사용자의 손가락 및 스타일러스 펜을 동시에 인식할 수 있는 R 타입 터치 스크린이 많이 이용되었다. 그러나 R 타입 터치스크린의 경우, ITO 층 사이의 공기층에 의한 반사에 의한 문제점이 존재하였다.
이에 따라, 최근에는 C 타입 터치 스크린이 많이 적용되고 있다. 여기서, C 타입 터치 스크린은 물체의 접촉에 의하여 발생하는 투명 전극의 정전 용량의 차이를 감지하는 방식으로 작동하는 터치 스크린이다. 그러나 C 타입 터치 스크린은 손과 펜의 물리적인 구분이 어려워서 펜 사용시에 의도하지 않은 손의 접촉에 의한 동작 오류를 갖는 단점이 있었다.
본 발명은 영상이 표시되는 동안 터치 좌표를 정확히 센싱할 수 있는 스타일러스 펜과 터치 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 스타일러스 펜의 터치 좌표 오차를 보정해주어 정확한 펜 좌표를 센싱할 수 있는 터치 표시 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스타일러스 펜은 서로 이격되어 회로적으로 독립된 다수의 전극들; 터치 구동 기간 동안 상기 다수의 전극들에 순차적으로 동작 신호를 제공하는 전극 제어회로; 상기 전극 제어회로에 동작 신호를 제공하는 신호 처리부; 및 상기 다수의 전극들, 전극 제어회로 및 신호 처리부에 동작 전원을 공급하는 배터리를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 스타일러스 펜은 상기 다수의 전극들이 동일한 재질로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 스타일러스 펜에서 상기 다수의 전극들이 서로 다른 면적을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 스타일러스 펜에서 상기 전극 제어회로는 표시 장치로부터 가장 먼 거리에 위치한 전극으로부터 표시 장치로부터 가장 가까운 거리에 위치한 전극으로 순차적으로 구동 펄스를 제공한다.
본 발명에 따른 터치 표시 장치는 터치 구동신호가 인가되는 다수의 터치 전극들이 구비된 표시 장치, 자체 전원을 구비하여 상기 표시 장치로부터 제공되는 상기 터치 구동신호에 동기하여 생성된 펜 구동 신호를 생성하여 상기 표시 장치에 송신하는 스타일러스 펜을 구비하되, 상기 스타일러스 펜이 서로 이격되어 회로적으로 독립된 다수의 전극들; 상기 다수의 전극들에 순차적으로 동작 신호를 제공하는 전극 제어회로; 및 상기 터치 구동신호에 동기하여 상기 전극 제어회로에 동작 신호를 제공하는 신호 처리부를 포함하여 이루어지는 것을 구성의 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스타일러스 펜은 전극을 다중화하여 각 전극들이 개별 타이밍이 센싱하고, 센싱데이터에 대한 방향 벡터 성분을 추출하여 스타일러스 펜의 좌표를 정확하게 추출할 수 있다.
본 발명에 따른 터치 표시 장치의 세부적 구성의 특징은 상기 스타일러스 펜이 상기 터치 구동 펄스에 동기하여 터치 입력을 검출하기 위한 제1 펜 구동신호와 펜의 부가 기능과 관련된 부가 입력을 검출하기 위한 제2 펜 구동신호를 생성하는 것이다.
본 발명에 따른 터치 표시 장치에서의 상기 펜의 부가 기능과 관련된 부가 입력은 필압 정보, 버튼 기능 사용 여부에 대한 정보, ID 정보를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 터치 표시 장치에서의 상기 표시 장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출표시소자(Field Emission Display: FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광다이오드 표시소자(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 중 어느 하나가 될 수 있다.
본 발명에 따른 터치 표시 장치에서의 상기 표시 장치는 접촉 물체가 접촉되는 커버; 상기 커버 하부에 위치하여 터치 구동기간 동안 터치 여부를 감지하는 터치 모듈; 및 상기 터치 모듈의 하부에 위치하여 디스플레이 구동기간 동안 표시 동작을 구현하는 디스플레이 모듈을 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 터치 표시 장치에서의 상기 터치 모듈은 다수의 터치 센서를 포함하여 터치 신호를 인식하는 터치 스크린; 및 상기 터치 구동 기간동안 상기 터치 스크린의 터치 센서들에 터치 구동신호를 인가하는 터치 구동장치를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 터치 표시 장치에서의 상기 스타일러스 펜의 신호 처리부는 상기 터치 구동신호에 동기를 이루도록 터치 구동기간 동안 상기 다수의 전극들에 순차적으로 동작 신호를 제공하도록 상기 전극 제어회로를 구동한다.
본 발명에 따른 터치 표시 장치에서의 상기 터치 모듈은 스타일러스 펜 방식의 터치 센싱과 핑거 방식의 터치 센싱을 모두 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 터치 표시 장치에서의 터치 스크린은 서로 이격된 형태로 제1 방향으로 배열된 복수의 센싱 전극열; 상기 복수의 센싱 전극열과 필름을 사이에 두고 절연되어 상기 복수의 센싱 전극열과 교차하는 제2 방향을 따라 서로 이격된 형태로 배열된 복수의 구동 전극열을 포함한다.
본 발명에 따른 터치 표시 장치에서의 상기 터치 구동장치는 상기 복수의 구동 전극열에 상기 터치 구동신호를 순차적으로 인가하는 구동 컨트롤러; 및 상기 스타일러스 펜의 다수의 전극들로부터 제공되는 펜 구동 신호에 의한 정전 용량의 변화량을 상기 복수의 센싱 전극열을 통해 수신하는 센싱 컨트롤러를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 터치 표시 장치에서의 상기 센싱 컨트롤러는 핑거 터치 유무에 따라 센싱 전극열 사이에 생성되는 정전 용량의 변화량을 수신하여 터치 위치를 판별하고, 상기 복수의 구동 전극열에서 출력되는 터치 구동신호에 따라 발생된 스타일러스 펜의 공진 펄스에 의한 정전 용량의 변화량을 이용해 터치 위치를 감지할 수 있다.
본 발명에 따른 터치 표시 장치에서의 상기 센싱 컨트롤러는 상기 스타일러스의 다수의 전극들로부터 제공된 다수의 펜 구동신호로부터 터치 분포의 방향 벡터 성분을 추출하고, 다수의 전극들의 개별 무게 중심 좌표를 추출한 후 regression으로 각 전극들의 좌표를 보정하여 최종적으로 스타일러스 펜의 전도성 팁의 좌표를 추출한다.
본 발명에 따른 스타일러스 펜은 영상이 표시되는 동안 터치 좌표를 정확히 센싱할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 터치 표시장치는 스타일러스 펜의 터치 좌표 오차를 보정해주어 정확한 펜 좌표를 센싱할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시에 따른 터치 표시 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시에 따른 터치 표시 장치에 적용되는 표시장치의 다양한 구조를 나타낸 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시에 따른 터치 표시장치의 다양한 디스플레이 모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시에 따른 터치 표시장치의 다양한 형태의 터치 모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 도 3의 P 부분에서의 스타일러스 펜이 유도 펄스에 따라 공진 펄스를 발생시키는 동작을 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시에 따른 스타일러스 펜의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시에 따른 스타일러스 펜의 전극 제어회로와 다수의 전극들 사이의 연결관계를 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 실시에 따른 스타일러스 펜의 전극에 구동 신호가 제공되는 것을 나타내는 파형도이다.
도 9는 본 발명의 실시에 따른 표시 장치와 스타일러스 펜 간의 터치 구동 동작을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시에 따른 터치 표시 장치에서 스타일러스 펜의 터치에 따른 좌표 추출의 예시도이다.
도 11은 본 발명의 실시에 따른 터치 표시 장치에서 터치 동작에 따른 정전용량의 측정, 터치 센싱 분포 및 터치 방향 벡터의 추출을 나타낸 예시도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 없는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 개시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 나타내는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편, 어떤 실시 예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 흐름도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시간 화재 감지 장치 및 이를 이용한 화재 감지 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 터치 표시 장치를 개략적으로 보여준다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 터치 표시 장치는 표시장치(10)와 능동형 스타일러스 펜(20)을 포함한다.
표시장치(10)는 디스플레이 기능과 터치 검출 기능을 수행한다. 표시장치(10)는 핑거(finger) 또는 스타일러스 펜(20)과 같은 전도성 물체의 접촉에 의한 터치 검출이 가능한 것으로, 그 내부에 일체형으로 정전 용량 방식의 터치 스크린을 구비하고 있다. 여기서, 터치 스크린은 터치 센서들이 표시패널의 픽셀 어레이에 내장된 인셀 타입의 터치 스크린으로 구현된다. 본 발명의 실시 예들에 따른 표시 장치(10)는 일 예로, 텔레비젼(TV), 모니터 등일 수 있고, 태블릿, 스마트 폰 등의 모바일 디바이스일 수 있다.
본 발명의 표시장치(10)는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출표시소자(Field Emission Display: FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광다이오드 표시소자(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자 기반으로 구현될 수 있다.
스타일러스 펜(20)은 자체 전원을 포함하는 액티브 펜(Active pen)과, 신호 송수신 기능 및 자체 전원 등이 없는 패시브 펜(Passive pen) 등을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 터치 표시 장치에서는 터치 모드에 따라 핑거(finger) 터치 방식으로 동작하거나, 펜 터치 방식으로 동작할 수 있으며, 이때 펜은 액티브 펜(Active pen)을 적용한다.
본 발명에 따른 액티브 형 스타일러스 펜(20)은 터치 동기신호에 기초하여 Rx 모드와 Tx 모드로 동작한다. 능동형 스타일러스 펜(20)은 터치 스크린에서 수신되는 터치 구동신호에 동기 하여 터치 입력을 검출하기 위한 제1 펜 구동신호와 펜의 부가 기능과 관련된 부가 입력을 검출하기 위한 제2 펜 구동신호를 생성하여 터치 스크린과의 접촉 지점에 연속적으로 출력한다.
따라서, 터치 스크린 상에서 터치 위치 검출을 용이하게 할 수 있고, 특히 제2 펜 구동신호를 터치 구동신호와 동일한 주파수로 가공한 후 제1 펜 구동신호와 시간적으로 분리하여 출력하기 때문에 좀 더 정확한 정보를 전송할 수 있는 장점이 있다.
터치 표시 장치(10)는 도 2a에 도시한 바와 같이, 커버(100), 접착층(300)에 의해 디스플레이 모듈(400) 위에 결합된 터치 모듈(200)을 포함하여 이루어지거나, 도 2b에 도시한 바와 같이, 터치 모듈(200)이 디스플레이 모듈(400)의 하부에 접착층(300)에 의해 결합되는 경우가 가능하다.
커버(100)는 접촉물체가 접촉되는 면으로, 강화처리를 하여 터치 모듈(200)의 윈도우의 기능을 할 수도 있다. 또한, 커버(100)는 유리 재질을 포함하여 형성되거나 아크릴 판재로 형성될 수도 있다. 특히, 유리 재질을 포함하여 형성되는 커버(100)는 강화유리를 포함할 수 있으며 상술된 강화유리는 압축한 냉각 공기에 의해 급랭시켜 유리 표면을 압축 변형시키고 내부를 인장 변형시켜 강화한 유리 또는 이온 치환에 의하여 화학적으로 강화한 유리를 포함한다.
접착층은 OCA(Optical Clear Adhesive)와 같은 물질로 이루어 질 수 있다. 이하에서는 터치 모듈(200)이 디스플레이 모듈(400)의 상부에 결합된 것을 예로 하여 설명하기로 한다.
도 3a 및 도 3b는 디스플레이 모듈(400)이 각각 액정 디스플레이 모듈(400)과 유기발광 디스플레이 모듈(500)로 구현된 실시 예를 나타낸 것이며, 그 외에도 전계방출 디스플레이 모듈, 플라즈마 디스플레이 모듈 및 전기 영동 디스플레이 모듈 등 다양한 평판 디스플레이 모듈로도 구현될 수 있다.
먼저, 도 3a에 도시한 바와 같이, 액정 디스플레이 모듈(400)은 컬러 필터 기판(410) 및 TFT 기판(320)을 포함하여 이루어진다. 액정 디스플레이 모듈(300)의 컬러필터 기판(410) 및 TFT 기판(420) 사이에는 액정 셀의 셀 갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서(Column Spacer)가 형성될 수 있다.
액정 디스플레이 모듈(300)의 컬러 필터 기판(410)에는 블랙 매트릭스, 컬러필터, 공통전극 등이 형성되어 있으며, 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직 전계 구동방식에서는 컬러 필터 기판(410)에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평 전계구동방식에서는 화소 전극과 함께 TFT 기판(420) 상에 형성된다.
TFT 기판(420)에는 복수의 데이터 라인 및 데이터 라인과 교차되는 복수의 게이트 라인이 형성되어 있다. 또한, 게이트라인의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT (Thin Film Transistor), 및 액정 셀에 데이터 전압을 충전시키기 위한 다수의 화소 전극, 및 화소 전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지하는 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등이 형성되어 있다. 데이터 라인과 게이트 라인의 교차 구조에 의해 액정셀은 매트릭스 형태로 배치된다.
도 3b는 디스플레이 모듈로서 유기발광 디스플레이(OLED) 모듈(500)을 적용한 실시 예를 나타낸 예시도이다. 도시한 바와 같이, TFT 기판(510), 양극층(520), 유기 발광층(530) 및 음극층(540)이 순차적으로 배치되고, 음극층(540)의 상부에는 유기 발광층(530)의 유기 발광 물질이 습기나 산소와 접촉하는 것을 방지하기 위한 봉지층(550)이 형성된 것을 나타낸다.
도시한 바와 같이, 터치 모듈과 디스플레이 모듈을 하나의 패널로 구현하는 인-셀 터치(In-cell touch) 구조로도 구현할 수 있다.
도시하지 않았으나, 필요에 따라 봉지층(550)의 상부에 평탄화층을 더 적층할 수도 있다. 평탄화층은 화면의 시인성을 더욱 개선하기 위해 굴절률 정합층을 더 포함할 수 있다.
음극층(540)은 금속 물질 바람직하게, 50nm보다 더 작은 두께를 가진 금속 물질로 형성될 수 있다. 금속 물질은 선택적으로 알루미늄, 은, 마그네슘, 칼슘, 포타슘, 리튬, 인듐 합금 또는 불화 리튬, 불화 마그네슘, 산화 리튬 및 알루미늄 혼합물일 수 있다. 음극층(540)의 두께는 50nm보다 더 작기 때문에, 유기 발광층(530)에 의해 생성된 광은 그것을 통과하여 커버(100)에 이미지를 나타낼 수 있다.
터치 모듈(200)은 도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 구동 전극열(210), 필름(220), 복수의 센싱 전극열(230)을 포함한다.
이때, 복수의 구동 전극열(210)과 복수의 센싱 전극열(230)은 (A)에 나타난 바와 같이, 필름 또는 유리 재질의 기판을 사이에 두고 복수의 구동 전극열(210)과 복수의 센싱 전극열(230)은 절연되어 형성될 수 있다. 한편, (B)에 도시한 바와 같이, 필름(220)의 상부에 복수의 구동 전극열(210)과 복수의 센싱 전극열(230)이 서로 다른 방향으로 적층된 구조를 가질 수도 있고, (C)에 도시한 바와 같이, 필름(220) 상부에 서로 다른 방향으로 교차하도록 동일 층에 배치될 수도 있다.
위에서 언급한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 모듈(200)은 핑거 방식의 터치 센싱과 펜 방식의 터치 센싱이 모두 가능하다.
다시 말해, 터치 모듈(200) 내의 복수의 센싱 전극열(210) 및 복수의 구동 전극열(230)이 터치 모듈의 터치 모드에 따라 핑거 방식의 터치 전극으로 동작하거나 펜 방식의 터치 전극으로 동작될 수 있다.
예를 들어, 터치 모듈이 핑거 방식의 터치 모듈로 동작하면, 터치 모듈(200) 내의 및 복수의 구동 전극열(230)로는 구동 펄스가 인가되고, 복수의 구동 전극열(230)과 복수의 센싱 전극열(210) 사이에 생성되는 정전용량에 있어서 핑거 터치 유무에 따른 정전용량의 변화량을 복수의 센싱 전극열(210)이 수신하여 터치 위치를 판별하고, 터치 모듈이 펜 방식의 터치 모듈로 동작하면, 터치 모듈(200) 내의 복수의 구동 전극열(230)로는 유도 펄스가 인가되고, 인가된 유도 펄스에 따라 펜 입력 수단에 의해 발생된 공진 펄스에 의한 정전용량을 복수의 센싱 전극열(210)이 수신하여 터치 위치를 판별한다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 표시 장치의 터치 모듈(200)은 도 5에 도시한 바와 같이, 다수의 터치 센서를 포함하여 터치 신호를 인식하는 터치 스크린(240)과, 터치 구동 기간동안 상기 터치 스크린의 터치 센서들에 터치 구동신호를 인가하는 터치 구동 장치(600)를 포함하여 이루어진다.
터치 구동 장치(600)는 구동 컨트롤러(610) 및 센싱 컨트롤러(620)를 포함한다.
터치 스크린(240)은 복수의 제1 전극열(230)과 교차하며 배열되는 복수의 제2 전극열(210)을 포함하며, 제1 방식의 터치 센싱과 제2 방식의 터치 센싱 모두 가능하다.
본 발명에 일 실시 예에 따른 제1 전극열은 구동 전극열이며, 제2 전극열은 센싱 전극열로 정의하기로 한다. 다시 말해, 제1 전극열은 유도 펄스 및 구동 펄스가 인가되는 구동 전극열이고, 제2 전극열은 공진 펄스에 의한 정전용량 및 핑거 터치 유무에 따른 구동 펄스에 의한 정전용량의 변화량를 수신하는 센싱 전극열이다.
또한, 제1 방식의 터치 센싱은 펜 방식의 터치 센싱이며 제2 방식의 터치 센싱은 핑거 방식의 터치 센싱으로 정의하기로 한다. 다시 말해, 제1 방식의 터치 센싱은 펜 입력에 의해 유도된 공진 펄스에 의한 정전용량을 이용해 터치 위치를 감지하는 센싱 방식이며, 제2 방식은 구동 펄스에 의한 정전용량에 있어서 핑거 터치 유무에 따른 정정용량의 변화량을 이용해 터치 위치를 감지하는 센싱 방식이다.
상술한 복수의 센싱 전극열(210)은 터치 모듈(200) 내의 제1 방향(vertical)을 따라 서로 이격된 형태로 배열되어 있으며, 복수의 구동 전극열(230)은 터치 모듈(200) 내의 복수의 센싱 전극열(210)이 형성되어 있는 제1 방향과 교차하는 제2 방향(horizontal)을 따라 서로 이격된 형태로 배열되어 있다.
여기서, 복수의 센싱 전극열(210) 및 복수의 구동 전극열(230)은 복수의 배선을 통해 구동 컨트롤러(610) 및 센싱 컨트롤러(620)와 연결되어 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 복수의 센싱 전극열(210) 및 복수의 구동 전극열(230)은 일직선으로 표현되어 있으나, 복수의 센싱 전극열(210) 및 복수의 구동 전극열(230)을 형성하고 있는 각각의 전극들은 사각형, 오각형, 육각형, 또는 원 등 특정 형상에 한정되지 않으므로, 복수의 센싱 전극열(210) 및 복수의 구동 전극열(230)은 일직선에 외에 다른 형상일 수도 있다.
다음으로, 구동 컨트롤러(610)는 복수의 구동 전극열(230)에 유도 펄스를 동시에 인가하거나, 복수의 구동 전극열(230)에 구동 펄스 또는 유도 펄스를 순차적으로 인가한다.
예를 들어, 구동 컨트롤러(610)는 터치 모듈이 펜 방식 또는 핑거 터치 방식 중 어떤 터치 센싱 방식으로 동작하는지 확인하기 위해 터치 모듈의 복수의 구동 전극열에 유도 펄스를 동시에 인가할 수 있다. 즉, 펜 방식의 터치 센싱 기간 또는 핑거 방식의 터치 센싱 기간이 종료되면 구동 컨트롤러는 터치 모듈이 어떤 터치 센싱 방식으로 동작하는지 확인하기 위해 복수의 구동 전극열에 유도 펄스를 동시에 인가할 수 있다. 이처럼, 어떤 터치 센싱방식인지 동작하는지 확인하여 단일 터치 모듈에서 효과적으로 양방향 센싱이 가능하게 한다 여기서, 펜 방식의 터치 센싱 기간 및 핑거 방식의 터치 센싱 기간은 동일한 시간일 수 있다.
또한, 구동 컨트롤러(610)는 펜 방식의 터치 센싱에서 터치 모듈의 복수의 구동 전극열(230)에 유도 펄스를 순차적으로 인가할 수 있다. 이때 순차적으로 인가되는 유도 펄스는 일정한 딜레이를 가지고 인가될 수 있으며, 상술한 딜레이 구간 동안 펜 입력에 의한 터치 위치를 감지한다.
그리고, 구동 컨트롤러(610)는 핑거 방식의 터치 센싱에서 터치 모듈의 복수의 구동 전극열(230)에 구동 펄스를 순차적으로 인가할 수 있다.
즉, 구동 컨트롤러(610)는 터치 모듈이 어느 방식의 터치 센싱 방식으로 동작하는지 확인하기 위해 복수의 구동 전극열(230)에 동시에 인가된 유도 펄스에 따른 결과에 따라, 펜 방식의 터치 센싱 기간 동안에는 복수의 구동 전극열(230)에 순차적으로 유도 펄스를 인가하고, 핑거 방식의 터치 센싱 기간 동안 복수의 구동 전극열(230)에 순차적으로 구동 펄스를 인가한다.
스타일러스 펜(20)은 유도 펄스에 따른 공진 펄스를 발생시킨다.
다시 말해, 스타일러스 펜(20)은 터치 모듈이 어느 방식의 터치 센싱 방식으로 동작하는지 확인하기 위해 복수의 구동 전극열(230)에 동시에 인가된 유도 펄스에 따른 공진 펄스를 발생시키거나, 펜 방식의 터치 위치를 감지하기 위해 복수의 구동 전극열(230)에 순차적으로 인가된 유도 펄스에 따른 공진 펄스를 발생시킨다.
상술한 스타일러스 펜(20)이 유도 펄스에 따라 공진 펄스를 발생시키는 동작에 관해서는 도 4에서 상세히 설명하기로 한다.
다음으로, 센싱 컨트롤러(620)는 펜 입력 감지부(621) 및 핑거 입력 감지부(622)를 포함하고, 동시에 인가된 유도 펄스에 따른 공진 펄스에 의한 정전용량, 순차적으로 인가된 유도 펄스에 따른 공진 펄스에 의한 정전용량, 및 순차적으로 인가된 구동 펄스에 의한 정전용량에 있어서 핑거 터치 유무에 따른 정전용량의 변화량을 복수의 센싱 전극열(210)을 통해 수신한다.
다시 말해, 센싱 컨트롤러의 펜 입력 감지부(621)에서는 동시에 인가된 유도 펄스에 따른 공진 펄스에 의한 정전용량과, 순차적으로 인가된 유도 펄스에 따른 공진 펄스에 의한 정전용량을 복수의 센싱 전극열(210)을 통해 수신한다.
또한, 센싱 컨트롤러의 핑거 입력 감지부(622)에서는 순차적으로 인가된 구동 펄스에 의한 정전용량에 있어서 핑거 터치 유무에 따른 정전용량의 변화량을 복수의 센싱 전극열(210)을 통해 수신한다.
센싱 컨트롤러(620)는 순차적으로 인가된 유도 펄스에 따른 공진 펄스에 의한 정전 용량을 복수의 센싱 전극열(210)을 통해 수신하여 펜 방식의 터치 위치를 감지하고, 순차적으로 인가된 구동 펄스에 의한 정전용량에 있어서 핑거 터치 유무에 따른 정전용량의 변화량을 복수의 센싱 전극열(210)을 통해 수신하여 핑거 방식의 터치 위치를 감지한다.
특히, 센싱 컨트롤러(620)는 순차적으로 인가된 유도 펄스에 따른 공진 펄스에 의한 정전용량을 각각의 딜레이 부분에서 수신하여 펜 방식의 터치 위치를 감지한다.
도 6은 본 발명에 따른 스타일러스 펜(20)의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 예시도이다. 도시한 바와 같이, 서로 이격되어 회로적으로 독립된 다수의 전극들(21); 상기 다수의 전극들(21)에 순차적으로 동작 신호를 제공하는 전극 제어회로(22); 및 표시 장치(10)의 터치 모듈(200) 내의 터치 구동장치(600)에서 제공하는 터치 구동신호에 동기하여 상기 전극 제어회로(22)에 동작 신호를 제공하는 신호 처리부(23) 및 스타일러스 펜(20)을 구성하는 구성요소인 전극, 전극 제어회로(22) 및 신호 처리부(23)에 동작 전원을 제공하는 배터리(24)를 포함하여 이루어진다. 본 발명에 따른 다수의 전극들(21: 21a, 21b, 21c, 21d)은 물리적으로 서로 이격되어 상기 전극 제어회로(22)로부터 독립적으로 구동 신호를 수신한다. 또한, 동일한 재질로 구성될 수 있으며, 서로 다른 면적을 가질 수도 있다. 다수의 전극들은 적어도 2개 이상으로 구비되며 다수 개일 수록 터치 좌표를 정확히 추출해낼 수 있다.
도 7은 전극 제어회로(22)와 다수의 전극들(21) 사이의 연결관계를 나타낸 예시도이다. 도시한 바와 같이, 신호 처리부(23)는 터치 모듈(200)의 터치 구동회로(600)로부터 제공된 터치 구동 신호에 동기하여 전극 제어회로(22)로 제어신호를 출력한다. 전극 제어 회로(22)는 스위칭 회로(25)를 제어하여 다수의 전극들(21a, 21b, 21c, 21d)에 구동 신호를 제공한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시에 따른 터치 표시 장치는 디스플레이 구동과 터치 구동을 시간 분할하여 수행할 수 있다. 이러한 구동 방식을 시간 분할 구동 방식이라고 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 표시 장치는 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간을 구분하기 위하여, 터치동기신호(TSYNC)를 이용할 수 있다.
예를 들어, 터치동기신호(TSYNC)에서, 제1 레벨(예:하이 레벨 또는 로우 레벨)은 디스플레이 구동 기간을 나타내고, 제2 레벨(예:로우 레벨 또는 하이 레벨)은 터치 구동 기간을 나타낼 수 있다.
디스플레이 구동 기간들 사이에 존재하는 하나의 터치 구동 기간은 손가락 터치 센싱을 위한 터치 구동 기간과 펜 터치 센싱을 위한 터치 구동 기간을 포함할 수도 있다.
또는, 디스플레이 구동 기간들 사이에 존재하는 하나의 터치 구동 기간은 손가락 터치 센싱을 위한 터치 구동 기간이거나, 펜 터치 센싱을 위한 터치 구동 기간일 수도 있다.
전극 제어회로(22)는 하나의 터치 구동기간 동안 스위칭 회로(25)를 이용하여 각 전극들(21a, 21b, 21c, 21d)에 동작 신호를 인가한다. 이때, 구동 신호의 수신 범위가 넓은 전극 즉, 전도성 팁으로부터 거리가 먼 전극(21d)로부터 구동 신호의 수신 범위가 좁은 전극(전도성 팁)의 순으로 순차적으로 동작 신호가 인가된다. 하나의 터치 구동기간 동안 각 전극들(21a, 21b, 21c, 21d) 모두에 동작신호가 제공되며, 이는 터치 모듈(200)의 터치 구동회로(600)에서 제공하는 타이밍에 동기되어 이루어지는 것이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(10)와 스타일러스 펜(20) 간의 터치 구동 동작을 나타낸 도면이다.
펜 터치를 센싱하기 위한 펜 터치 구동 시, 표시 장치(10)의 터치 구동회로(600)는 터치 스크린(240)을 매개로 하여 스타일러스 펜(20)과 신호를 주고 받는다.
구동 컨트롤러(610)에서 터치 스크린(240)으로 공급되어, 터치 스크린(200)을 통해 스타일러스 펜(20)으로 전달되는 신호를 상향링크신호 (Uplink Signal)이라고 하고, 스타일러스 펜(20)에서 터치 스크린(240)으로 출력되어, 터치 스크린(240)을 통해 센싱 컨트롤러(620)로 전달되는 신호를 하향링크신호(Downlink Signal)이라고 한다.
펜 터치 구동 및 이를 통한 펜 터치 센싱을 위한 표시 장치(10)와 펜(20) 간의 신호 송수신에 대한 방법 및 타이밍 등과, 송수신되는 신호의 포맷 등은, 프로토콜로 미리 정의되어 있고, 이러한 프로토콜은 프로그램이나 프로그램 실행과 관련된 코드 또는 데이터 등으로 구현되어, 터치 구동회로(600) 및 펜(20)에 저장되거나 터치 구동회로 (600) 및 펜(20)에 의해 실행될 수 있다.
펜 터치를 센싱하기 위한 펜 터치 구동을 위해, 표시장치(10)는, 표시장치(10)와 펜(20) 간의 연동 동작을 정의하거나 펜(20)의 구동 동작을 제어하거나 펜(20)의 구동 동작에 필요한 각종 정보를 포함하는 상향링크신호(Uplink Signal)를 펜(20)에게 제공할 수 있다.
보다 구체적으로, 표시 장치(10)의 구동 컨트롤러(610)는 상향링크신호(Uplink Signal)를 터치 스크린(240)에 포함된 다수의 터치 전극 중 하나 이상에 공급한다. 이에 따라, 터치 스크린(240)에 인접한 펜(20)은 터치 스크린(240)에 포함된 다수의 터치 전극 중 하나 이상을 통해 상향링크신호(Uplink Signal)를 수신할 수 있다.
펜(20)은 터치표시장치(10)에서 전송된 상향링크신호(Uplink Signal)에 응답하여, 터치회로(300)가 펜(20)에 대한 펜 좌표 및/또는 펜 틸트를 센싱할 수 있도록 하는 하향링크 신호(Downlink Signal)를 출력할 수 있다.
또는, 펜(20)은 구동 컨트롤러(610)에서 전송된 상향링크신호(Uplink Signal)에 응답하여, 각종 부가 정보 등을 나타내는 하향링크신호(Downlink Signal)를 출력할 수도 있다.
이와 같이, 펜(20)에서 출력된 하향링크신호(Downlink Signal)는 터치 스크린 (240)에 포함된 다수의 터치전극 중 하나 이상에 인가될 수 있다.
표시 장치(10)의 터치 구동 회로(600)는 펜(20)에서 출력된 하향링크신호를 하나 이상의 터치전극을 통해 수신 하고, 수신된 하향링크신호를 토대로, 펜(20)의 펜 좌표 및/또는 펜 틸트를 센싱하거나, 펜(20)에 대한 각종 부가 정보를 인식할 수 있다.
위에서 언급한 상향링크신호는, 일 예로, 비콘(Beacon) 또는 핑 신호(Ping Signal) 등을 포함할 수 있다.
비콘(Beacon)은, 표시장치(10)와 펜(20) 간의 연동 동작을 정의하거나 펜(20)의 구동 동작을 제어하거나 펜 (20)의 구동 동작에 필요한 각종 정보를 포함하는 제어신호이다.
예를 들어, 비콘은, 패널정보(예: 패널상태정보, 패널식별정보, 인셀 타입 등의 패널타입정보 등), 패널구동 모드정보(예: 펜 검색 모드, 펜 모드 등의 모드식별정보), 하향링크신호의 특성 정보(예: 주파수, 펄스 개수 등), 구동타이밍 관련정보, 멀티플렉서 구동정보, 파워모드정보(예: 소비 전력 저감을 위해 패널 및 펜 구동이 되지 않는 LHB 정보 등) 등 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 터치 모듈(200)과 펜(20) 간의 구동 동기화를 위한 정보를 더 포함할 수도 있다. 핑 신호는 하향링크신호의 동기화를 위한 동기 제어신호일 수 있다. 하향링크신호에 포함될 수 있는 부가정보는, 일 예로, 필압, 펜 ID, 버튼 정보, 배터리 정보, 정보 에러 체크 및 정정을 위한 정보 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 10에 도시한 바와 같이, 표시 장치(10)의 표면에 스타일러스 펜(20)을 근접 또는 접촉시키면, 터치 구동 회로(600)의 구동 컨트롤러(610)는 복수의 구동 전극열(210)에 동시에 구동 펄스를 인가함으로써 터치 유무를 검출하기 위한 구동을 수행한다. 스타일러스 펜(20)의 신호처리부(23)는 표시 장치(10)로부터 구동 펄스를 수신하여, 상기 구동 펄스의 주파수와 동일한 주파수를 갖는 스타일러스 펜 구동 신호를 생성한다. 이때, 상기 스타일러스 펜 구동 신호는 펄스파일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 스타일러스 펜 구동 신호는 표시 장치(10)의 표면으로부터 멀리 떨어진 전극(21d)로부터 가장 가까운 전극(21a)까지 순차적으로 다수의 전극들(21a, 21b, 21c, 21d)에 순차적으로 제공된다. 다수의 전극들(21a, 21b, 21c, 21d)은 각각 공진 펄스를 나타내고, 터치 구동회로(600)의 센싱 컨트롤러(620)는 상기 스타일러스 펜(20)의 다수의 전극들(21a, 21b, 21c, 21d)로부터 순차적으로 제공된 공진 펄스에 의한 정전용량을 추출한다.
이때, 도 11의 (A)에 표시된 바와 같이, 표시 장치(10)의 표면으로부터 가장 먼 거리에 위치하는 전극에 의한 공진 펄스는 가장 넓은 범위에서 센싱되고, 표시 장치(10)의 표면으로부터 가장 가까운 거리에 위치하는 전극에 의한 공진 펄스는 가장 좁은 범위에서 센싱된다. 이때, 센싱되는 전하 정전용량의 크기는 도 11의 (B)에 표시된 바와 같이 서로 다른 좌표에서 서로 다른 크기를 나타낸다. 센싱 컨트롤러(620)는 각 전극들(21a, 21b, 21c, 21d)의 터치 센싱 분포를 추출하고, 그 정전 용량의 크기를 기반으로 도 11의 (C)와 같이 터치 분포의 방향 벡터 성분을 추출한다.
이어, 다수의 전극들(21a, 21b, 21c, 21d)의 개별 무게 중심 좌표(S1, S2, S3, S4)를 추출한 후 regression으로 각 전극들(21a, 21b, 21c, 21d)의 좌표를 보정하여 스타일러스 펜의 방향 벡터와 보정된 좌표(S1, S2, S3, S4)를 일치시켜 최종적으로 스타일러스 펜(20)이 표시 장치(10)에 접촉한 좌표를 추출할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 표시 장치 20: 스타일러스 펜
21: 전극 22: 전극 제어회로
23: 신호 처리부 24: 배터리
25: 스위칭 회로 100: 커버
200: 터치 모듈 210: 구동 전극열
220: 필름 230: 센싱 전극열
300: 접착층 400: 디스플레이 모듈
410: 컬러 필터 어레이 420: TFT 기판
500: 유기 발광 디스플레이 모듈
510: TFT 기판 520: 양극층
530: 유기 발광층 540: 음극층
550: 봉지층 600: 터치 구동회로
610: 구동 컨트롤러 620: 센싱 컨트롤러
621: 펜 입력 감지부 622: 핑거 입력 감지부

Claims (17)

  1. 서로 이격되어 회로적으로 독립된 다수의 전극들;
    터치 구동 기간 동안 상기 다수의 전극들에 순차적으로 동작 신호를 제공하는 전극 제어회로;
    상기 전극 제어회로에 동작 신호를 제공하는 신호 처리부;
    상기 다수의 전극들, 전극 제어회로 및 신호 처리부에 동작 전원을 공급하는 배터리를 포함하여 이루어지는 스타일러스 펜.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 전극들은 동일한 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 전극들은 서로 다른 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 제어회로는 표시 장치로부터 가장 먼 거리에 위치한 전극으로부터 표시 장치로부터 가장 가까운 거리에 위치한 전극으로 순차적으로 구동 펄스를 제공하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜.
  5. 터치 구동신호가 인가되는 다수의 터치 전극들이 구비된 표시 장치, 자체 전원을 구비하여 상기 표시 장치로부터 제공되는 상기 터치 구동신호에 동기하여 생성된 펜 구동 신호를 생성하여 상기 표시 장치에 송신하는 스타일러스 펜을 갖는 터치 표시 장치에 있어서,
    상기 스타일러스 펜은,
    서로 이격되어 회로적으로 독립된 다수의 전극들;
    상기 다수의 전극들에 순차적으로 동작 신호를 제공하는 전극 제어회로; 및
    상기 터치 구동신호에 동기하여 상기 전극 제어회로에 동작 신호를 제공하는 신호 처리부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 스타일러스 펜은 상기 터치 구동 펄스에 동기하여 터치 입력을 검출하기 위한 제1 펜 구동신호와 펜의 부가 기능과 관련된 부가 입력을 검출하기 위한 제2 펜 구동신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 펜의 부가 기능과 관련된 부가 입력은 필압 정보, 버튼 기능 사용 여부에 대한 정보, ID 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 표시 장치는,
    액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출표시소자(Field Emission Display: FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광다이오드 표시소자(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 표시 장치는,
    접촉 물체가 접촉되는 커버;
    상기 커버 하부에 위치하여 터치 구동기간 동안 터치 여부를 감지하는 터치 모듈; 및
    상기 터치 모듈의 하부에 위치하여 디스플레이 구동기간 동안 표시 동작을 구현하는 디스플레이 모듈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 터치 모듈은,
    다수의 터치 센서를 포함하여 터치 신호를 인식하는 터치 스크린; 및
    상기 터치 구동 기간동안 상기 터치 스크린의 터치 센서들에 터치 구동신호를 인가하는 터치 구동장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치.
  11. 제 5 항에 있어서, 상기 스타일러스 펜의 신호 처리부는 상기 터치 구동신호에 동기를 이루도록 터치 구동기간 동안 상기 다수의 전극들에 순차적으로 동작 신호를 제공하도록 상기 전극 제어회로를 구동하는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 터치 모듈은 스타일러스 펜 방식의 터치 센싱과 핑거 방식의 터치 센싱을 수행하는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 터치 스크린은,
    서로 이격된 형태로 제1 방향으로 배열된 복수의 센싱 전극열;
    상기 복수의 센싱 전극열과 필름을 사이에 두고 절연되어 상기 복수의 센싱 전극열과 교차하는 제2 방향을 따라 서로 이격된 형태로 배열된 복수의 구동 전극열을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 터치 구동장치는,
    상기 복수의 구동 전극열에 상기 터치 구동신호를 순차적으로 인가하는 구동 컨트롤러; 및
    상기 스타일러스 펜의 다수의 전극들로부터 제공되는 펜 구동 신호에 의한 정전 용량의 변화량을 상기 복수의 센싱 전극열을 통해 수신하는 센싱 컨트롤러를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 센싱 컨트롤러는 핑거 터치 유무에 따라 센싱 전극열 사이에 생성되는 정전 용량의 변화량을 수신하여 터치 위치를 판별하고, 상기 복수의 구동 전극열에서 출력되는 터치 구동신호에 따라 발생된 스타일러스 펜의 공진 펄스에 의한 정전 용량의 변화량을 이용해 터치 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 센싱 컨트롤러는,
    상기 스타일러스 펜의 다수의 전극들로부터 제공된 다수의 펜 구동신호로부터 터치 분포의 방향 벡터 성분을 추출하고, 다수의 전극들의 개별 무게 중심 좌표를 추출한 후 regression으로 각 전극들의 좌표를 보정하여 최종적으로 스타일러스 펜의 전도성 팁의 좌표를 추출하는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치.
  17. 제 5 항에 있어서, 상기 전극 제어회로는 구동 신호의 수신 영역 범위가 넓은 전극으로부터 구동 신호의 수신 영역 범위가 좁은 전극으로 순차적으로 구동 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치.
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