KR20210060770A

KR20210060770A - 터치센싱장치 및 터치센싱시스템

Info

Publication number: KR20210060770A
Application number: KR1020190148181A
Authority: KR
Inventors: 최정민
Original assignee: 주식회사 실리콘웍스
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2019-11-19
Publication date: 2021-05-27

Abstract

일 실시예는 구동신호의 특성을 동적으로 제어하는 터치센싱기술에 관한 것으로서, 구동신호의 주파수와 레벨을 제어하여 터치센싱시간을 단축하고 소비전력을 줄일 수 있다.

Description

터치센싱장치 및 터치센싱시스템{TOUCH SENSING DEVICE AND TOUCH SENSING SYSTEM}

본 실시예는 구동신호의 특성을 동적으로 제어하는 터치센싱기술에 관한 것이다.

터치패널에 근접하거나 터치패널을 터치하는 외부 오브젝트를 인식하는 기술을 터치센싱기술이라고 한다. 터치패널은 평면상에서 표시패널과 같은 위치에 놓이게 되는데, 이에 따라, 사용자들은 표시패널의 영상을 보면서 터치패널로 사용자조작신호를 입력할 수 있게 된다. 이러한 사용자조작신호 발생방법은 그 이전의 다른 사용자조작신호 입력방식-예를 들어, 마우스 입력방식이나 키보드 입력방식-에 비해 놀라운 사용자 직관성을 제공해 준다.

이러한 장점에 따라, 디스플레이패널을 포함하고 있는 다양한 전자장치들에 터치센싱기술이 적용되고 있다. 터치센싱장치는 터치패널에 배치되는 구동전극으로 구동신호를 공급하고 센싱전극에 형성되는 반응신호를 수신하여 터치패널에 대한 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱할 수 있다.

한편 터치센싱장치는 터치전극을 구동하여 터치전극에 외부 오브젝트의 근접 또는 터치가 있었는지를 센싱할 수 있다. 터치센싱장치는 터치전극을 구동하기 위하여 구동신호를 송신할 수 있는데, 구동신호는 터치패널에서의 터치전극의 위치와 무관하게 동일한 특성을 가진 채로 송신되곤 했다.

예를 들어 구동신호의 주파수가 상기 특성에 해당할 수 있다. 터치전극이 터치센싱장치로부터 멀리 떨어져 위치한 경우, 터치센싱장치는 터치센싱이 가능할 정도의 충분한 주파수로 구동신호를 터치전극으로 송신할 수 있다. 그리고 터치전극이 터치센싱장치와 가까이 위치한 경우에도, 터치센싱장치는, 터치전극이 멀리 떨어진 경우와 같은 주파수로 구동신호를 송신할 수 있다. 그래서 모든 터치전극으로 송신되는 구동신호의 주파수는 터치센싱장치로부터 가장 멀리 떨어져 위치하는 터치전극을 기준으로 설정될 수 있다.

구동신호의 주파수는 터치센싱장치로부터 가장 멀리 떨어져 위치하는 터치전극을 기준으로 설정되면, 터치센싱시간이 많아질 수 있다. 터치센싱시간이 많아지면, 터치센싱에 필요한 전류와 그에 따른 전력의 소비가 증가할 수 있다. 동시에 터치센싱장치를 저전력으로 구현하는 것도 어려워질 수 있다.

또한 디스플레이 측면에서, 디스플레이의 질이 떨어질 수 있다. 터치센싱시간이 많아지면, 상대적으로 디스플레이시간은 적어질 수 있다. 디스플레이시간이 적어지면, 표시장치가 고해상도를 구현하는 것도 어려워질 수 있다.

이와 관련하여 본 실시예는 구동신호의 특성을 동적으로 조절하여 터치센싱장치에서의 소비전력과 디스플레이 품질을 개선하는 기술을 제공하고자 한다.

이러한 배경에서, 본 실시예의 일 목적은, 터치전극의 위치 또는 상기 복수의 터치전극까지의 거리에 상응하여 조정되는 주파수를 가지는 구동신호를 통해 터치를 센싱하는 기술을 제공하는 것이다.

본 실시예의 다른 목적은, 터치전극의 위치 또는 상기 복수의 터치전극까지의 거리에 상응하여 조정되는 전압레벨을 가지는 구동신호를 통해 터치를 센싱하는 기술을 제공하는 것이다.

본 실시예의 또 다른 목적은, 터치가 센싱되지 않는 구간에서는 저전력을 유지하면서 터치를 센싱하는 기술을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예는, 복수의 터치전극과 연결되고, 각 프레임마다 한 번의 터치구간을 가지는 모드에서 동작하고, 상기 터치구간에서 상기 복수의 터치전극을 센싱하는 터치센싱장치에 있어서, 상기 터치전극으로 구동신호를 송신하는 터치구동부; 및 상기 터치전극으로부터 상기 구동신호에 대응하는 반응신호를 수신하고, 상기 반응신호를 복조하여 상기 터치전극에 대한 터치 또는 근접을 센싱하기 위한 센싱전압을 생성하는 터치센싱부를 포함하고, 상기 구동신호는, 상기 터치구간에서, 각 터치전극의 위치 또는 각 터치전극까지의 거리에 상응하여 조정되는 주파수를 가지는 터치센싱장치를 제공한다.

상기 터치센싱장치에서, 상기 주파수는, 상기 터치전극이 상기 터치센싱장치로부터 멀수록 낮게 조정되고, 상기 터치전극이 상기 터치센싱장치와 가까울수록 높게 조정될 수 있다.

상기 터치센싱장치에서, 상기 구동신호는, 각 터치전극의 위치 또는 각 터치전극까지의 거리에 상응하여 조정되는 전압레벨을 가질 수 있다.

상기 터치센싱장치에서, 상기 전압레벨은, 상기 터치전극이 상기 터치센싱장치로부터 멀수록 높게 조정되고, 상기 터치전극이 상기 터치센싱장치와 가까울수록 낮게 조정될 수 있다.

상기 터치센싱장치에서, 상기 구동신호는, PWM(pulse width modulation)신호이고, 각 터치전극으로 송신되는 구동신호는, 모두 동일한 개수의 펄스를 가질 수 있다.

상기 터치센싱장치에서, 상기 터치구동부는, 각 터치전극으로 실질적으로 동일한 시간동안 상기 구동신호를 송신할 수 있다.

상기 터치센싱장치에서, 상기 터치구동부는, TMIC(touch modulation integrated chip)로부터 상기 구동신호를 수신하고, 상기 TMIC는, 상기 구동신호와 실질적으로 동일한 위상을 가지는 신호를 상기 터치전극의 주변 전극으로 송신할 수 있다.

상기 터치센싱장치에서, 상기 터치구동부는, 제1 주파수를 가지는 제1 구동신호로 제1 구동시간 동안 제1 터치전극을 구동하고, 제2 주파수를 가지는 제2 구동신호로 제2 구동시간 동안 제2 터치전극을 구동하고, 상기 터치구동부 및 터치센싱부는, 상기 제1구동시간과 상기 제2 구동시간의 차이에 해당하는 시간 동안 저전력으로 동작할 수 있다.

상기 터치센싱장치에서, 상기 터치구동부 및 터치센싱부는, 상기 저전력 동작의 타이밍을 규정하는 전력동기화신호를 수신할 수 있다.

다른 실시예는, 복수의 터치전극과 연결된 터치센싱장치에 있어서, 상기 터치전극으로 구동신호를 송신하는 터치구동부; 및 상기 터치전극으로부터 상기 구동신호에 대응하는 반응신호를 수신하고, 상기 반응신호를 복조하여 상기 터치전극에 대한 터치 또는 근접을 센싱하기 위한 센싱전압을 생성하는 터치센싱부를 포함하고, 상기 구동신호는, 각 터치전극의 위치 또는 각 터치전극까지의 거리에 상응하여 조정되는 주파수 및 전압레벨을 가지는 터치센싱장치를 제공한다.

상기 터치센싱장치에서, 상기 구동신호의 주파수는, 상기 터치전극이 상기 터치센싱장치로부터 멀수록 낮게 조정되고, 상기 구동신호의 전압레벨은, 상기 터치전극이 상기 터치센싱장치로부터 멀수록 높게 조정될 수 있다.

상기 터치센싱장치에서, 상기 구동신호의 주파수는, 상기 터치전극이 상기 터치센싱장치로부터 가까울수록 높게 조정되고, 상기 구동신호의 전압레벨은, 상기 터치전극이 상기 터치센싱장치로부터 가까울수록 낮게 조정될 수 있다.

또 다른 실시예는, 각 프레임마다 한 번의 터치구간을 가지는 모드에서 동작하는 터치센싱장치가 상기 터치구간에서 서로 다른 위치에 배치되는 복수의 터치전극을 센싱하는 방법에 있어서, 제1 터치전극으로 제1 주파수의 제1 구동신호를 공급하는 단계; 상기 제1 터치전극으로부터 수신되는 제1 반응신호를 복조하여 터치 또는 근접을 센싱하기 위한 제1 센싱전압을 생성하는 단계; 제2 터치전극으로 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수의 제2 구동신호를 공급하는 단계; 및 상기 제2 터치전극으로부터 수신되는 제2 반응신호를 복조하여 터치 또는 근접을 센싱하기 위한 제2 센싱전압을 생성하는 단계를 포함하는 터치센싱방법을 제공한다.

상기 방법에서, 상기 제2 터치전극은, 상기 제1 터치전극 보다 멀리 위치하고, 상기 제2 주파수는, 상기 제1 주파수보다 낮을 수 있다.

상기 방법에서, 상기 제1 구동신호는, 제1 전압레벨을 가지고, 상기 제2 구동신호는, 상기 제1 전압레벨과 다른 제2 전압레벨을 가질 수 있다.

상기 방법에서, 상기 제2 터치전극은, 상기 제1 터치전극 보다 멀리 위치하고, 상기 제2 전압레벨은, 상기 제1 전압레벨보다 높을 수 있다.

상기 방법에서, 상기 제1 구동신호 및 2 구동신호는, PWM신호이고 각각 동일한 개수의 펄스를 가질 수 있다.

상기 방법에서, 상기 제1 구동신호 및 2 구동신호는, 실질적으로 동일한 시간동안 각 터치전극으로 송신될 수 있다.

상기 방법에서, TMIC로부터 상기 제1 구동신호 및 상기 제2 구동신호를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 구동신호의 특성을 동적으로 조절함으로써 터치센싱시간을 줄일 수 있다.

그리고, 본 실시예에 의하면, 터치센싱시간이 감소함으로써 터치센싱에 필요한 전류와 그에 따른 전력의 소비를 줄일 수 있다.

그리고, 본 실시예에 의하면, 터치센싱시간이 감소함으로써 디스플레이시간이 증가하고 고화질의 이미지를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 표시장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 터치센싱시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 터치센싱장치의 구성도이다.
도 4는 터치전극의 위치에 따른 구동신호의 주파수와 터치센싱시간을 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 터치전극의 위치에 따른 구동신호의 주파수와 터치센싱시간을 나타내는 도면이다.
도 6은 제1 모드에서 터치동기화신호와 구동신호의 파형을 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 제1 모드에서 터치동기화신호와 구동신호의 파형을 나타내는 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 제1 모드에서 터치동기화신호와 구동신호의 파형, 그리고 터치센싱장치의 소비전력을 나타내는 제1 예시이다.
도 9는 일 실시예에 따른 제1 모드에서 터치동기화신호와 구동신호의 파형 그리고 터치센싱장치의 소비전력을 나타내는 제2 예시이다.
도 10은 제2 모드에서 터치동기화신호와 구동신호의 파형을 나타내는 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 제2 모드에서 터치동기화신호와 구동신호의 파형을 나타내는 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 제2 모드에서 터치동기화신호와 구동신호의 파형 그리고 터치센싱장치의 소비전력을 나타내는 제1 예시이다.
도 13은 일 실시예에 따른 제2 모드에서 터치동기화신호와 구동신호의 파형 그리고 터치센싱장치의 소비전력을 나타내는 제2 예시이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 제1 모드에서 터치동기화신호와 구동신호의 파형을 나타내는 도면이다.
도 15는 다른 실시예에 따른 제2 모드에서 터치동기화신호와 구동신호의 파형을 나타내는 도면이다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 제1 모드에서 터치동기화신호와 구동신호의 파형을 나타내는 도면이다.
도 17은 또 다른 실시예에 따른 제2 모드에서 터치동기화신호와 구동신호의 파형을 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명에 따른 터치센싱시스템을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 표시장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 표시장치(100)는, 패널(110), 데이터구동장치(120), 게이트구동장치(130) 및 터치센싱장치(140) 등을 포함한다.

패널(110)에는, 데이터구동장치(120)와 연결되는 복수의 데이터라인(DL)이 형성되고, 게이트구동장치(130)와 연결되는 복수의 게이트라인(GL)이 형성될 수 있다. 또한, 패널(110)에는 복수의 데이터라인(DL)과 복수의 게이트라인(GL)의 교차 지점에 대응되는 다수의 화소(P)가 정의될 수 있다.

이러한 각 화소(P)에는 제1 전극(예를 들어, 소스전극 또는 드레인전극)이 데이터라인(DL)과 연결되고, 게이트전극이 게이트라인(GL)과 연결되며, 제2 전극(예를 들어, 드레인전극 또는 소스전극)이 표시전극과 연결되는 트랜지스터가 형성될 수 있다.

또한, 패널(110)에는, 복수의 터치전극(TE)이 서로 이격되어 더 형성될 수 있다. 터치전극(TE)이 위치하는 영역에는 하나의 화소(P)가 위치할 수도 있고 다수의 화소(P)가 위치할 수도 있다.

패널(110)은 표시패널(Display Panel)과 터치패널(TSP: Touch Screen Panel)을 포함할 수 있는데, 여기서 표시패널과 터치패널은 일부 구성요소를 서로 공유할 수 있다. 예를 들어, 복수의 터치전극(TE)은 표시패널의 일 구성(예를 들어, 공통전압을 인가하는 공통전극)일 수 있고 동시에 터치패널의 일 구성(터치를 감지하기 위한 터치전극)일 수 있다. 표시패널과 터치패널의 일부 구성요소가 서로 공유되어 있다는 측면에서, 이러한 패널(110)을 일체형 패널이라고 부르기도 하지만 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니다. 또한, 표시패널과 터치패널의 일부 구성요소가 서로 공유되는 형태로서 인셀(In-Cell) 타입의 패널이 알려져 있지만 이는 전술한 패널(110)의 일 예시일 뿐 본 발명이 적용되는 패널이 이러한 인셀(In-Cell)타입 패널로 제한되는 것은 아니다.

데이터구동장치(120)는 이미지를 패널(110)의 각 화소(P)에 표시하기 위해 데이터라인(DL)으로 데이터신호를 공급한다.

이러한 데이터구동장치(120)는 적어도 하나의 데이터드라이버집적회로를 포함할 수 있는데, 이러한 적어도 하나의 데이터드라이버집적회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 패널(110)에 직접 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서, 패널(110)에 집적화되어 형성될 수도 있다. 또한, 데이터구동장치(120)는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.

게이트구동장치(130)는 각 화소(P)에 위치하는 트랜지스터를 턴온 혹은 턴오프시키기 위해 게이트라인(GL)으로 스캔신호를 순차적으로 공급한다.

이러한 게이트구동장치(130)는, 구동 방식에 따라서, 본 도면에 도시된 바와 같이 패널(110)의 한 측에만 위치할 수도 있고, 2개로 나누어져 패널(110)의 양측에 위치할 수도 있다.

또한, 게이트구동장치(130)는, 적어도 하나의 게이트드라이버집적회로를 포함할 수 있는데, 이러한 적어도 하나의 게이트드라이버집적회로는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 패널(110)에 직접 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서, 패널(110)에 집적화되어 형성될 수도 있다. 또한, 게이트구동장치(130)는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.

터치센싱장치(140)는 센싱라인(SL)과 연결된 복수의 터치전극(TE)의 전체 또는 일부로 구동신호를 인가한다.

이러한 터치센싱장치(140)는, 본 도면에 도시된 바와 같이 데이터구동장치(120) 및 게이트구동장치(130)와는 별도의 구성으로서, 데이터구동장치(120) 및 게이트구동장치(130)의 외부에 있을 수도 있지만, 구현 방식에 따라서, 데이터구동장치(120) 및 게이트구동장치(130) 중 적어도 하나를 포함하는 다른 별도의 드라이버집적회로의 내부 구성으로 구현될 수도 있으며, 또는, 데이터구동장치(120) 또는 게이트구동장치(130)의 내부 구성으로 구현될 수도 있다.

따라서, 터치센싱장치(140)가 복수의 터치전극(TE)의 전체 또는 일부로 구동신호를 인가하는 것은, 터치센싱장치(140)를 포함하는 별도의 드라이버집적회로가 복수의 터치전극(TE)의 전체 또는 일부로 구동신호를 인가하는 것으로도 볼 수 있다. 또한, 설계 방식에 따라서는, 터치센싱장치(140)를 포함하는 데이터구동장치(120) 또는 게이트구동장치(130)가 복수의 터치전극(TE)의 전체 또는 일부로 구동신호를 인가하는 것으로도 볼 수도 있다.

이러한 터치센싱장치(140)는 구현 및 설계 방식에 제한되지 않고, 본 명세서에서 기재되는 그 수행 기능만 동일 또는 유사하다면, 다른 구성 그 자체일 수도 있고 다른 구성의 내부 또는 외부에 위치하는 구성일 수도 있다.

또한, 본 도면에서 하나의 터치센싱장치(140)가 표시장치(100)에 위치한 것으로 도시되어 있으나, 표시장치(100)는 둘 이상의 터치센싱장치(140)를 포함할 수도 있다.

한편, 터치센싱장치(140)가 구동신호를 복수의 터치전극(TE)의 전체 또는 일부로 인가하기 위해서는, 복수의 터치전극(TE) 각각에 연결되는 센싱라인(SL)이 필요하다. 이에 따라, 복수의 터치전극(TE) 각각에 연결되어 구동신호를 전달하는 센싱라인(SL)이 제1 방향(예: 세로방향) 또는 제2 방향(예: 가로방향)으로 패널(110)에 형성될 수 있다.

한편, 표시장치(100)는 터치전극(TE)을 통해 정전용량의 변화를 감지함으로써 물체의 근접 혹은 터치를 인식하는 정전식 터치방식을 채용할 수 있다.

이러한 정전식 터치방식은, 일 예로, 상호정전용량터치 방식과 자체정전용량터치 방식으로 나눌 수 있다.

정전식 터치방식의 한 종류인 상호정전용량터치 방식은, 일 터치전극(Tx전극)으로 구동신호를 인가하고 상기 Tx전극과 상호 커플링된 다른 일 터치전극(Rx전극)을 센싱한다. 이러한 상호정전용량터치 방식에서는, 손가락, 펜 등의 물체의 근접 혹은 터치에 따라 Rx전극에서 센싱되는 값이 달라지는데, 상호정전용량터치 방식은 이러한 Rx전극에서의 센싱값을 이용하여 터치 유무, 터치 좌표 등을 검출한다.

정전식 터치방식의 다른 한 종류인 자체정전용량터치 방식은, 일 터치전극(TE)으로 구동신호를 인가한 후 다시 해당 일 터치전극(TE)을 센싱한다. 이러한 자체정전용량터치 방식에서는, 손가락, 펜 등의 물체의 근접 혹은 터치에 따라 해당 일 터치전극(TE)에서 센싱되는 값이 달라지는데, 자체정전용량터치 방식은 이러한 센싱값을 이용하여 터치 유무, 터치 좌표 등을 검출한다. 이러한 자체정전용량터치 방식은 구동신호를 인가하는 터치전극(TE)과 센싱하는 터치전극(TE)이 동일하기 때문에, Tx전극과 Rx전극의 구분이 없다.

표시장치(100)는, 전술한 2가지의 정전식터치방식(상호 정전용량 터치방식, 자체 정전용량 터치방식) 중 하나를 채용할 수 있다. 다만, 본 명세서에서는, 설명의 편의를 위해, 자체정전용량터치 방식이 채용된 것으로 가정하여 실시예를 설명한다.

한편, 표시장치(100)는 표시구간과 터치구간을 구분하여 터치전극(TE)을 구동할 수 있다. 일 예로서, 표시장치(100)의 터치센싱장치(140)는 데이터신호를 공급하는 구간에서는 터치전극(TE)의 전체 또는 일부로 구동신호를 인가하지 않을 수 있다.

또한 표시장치(100)는 표시구간과 터치구간을 구분하지 않고 터치전극(TE)을 구동할 수 있다. 일 예로서, 표시장치(100)의 터치센싱장치(140)는 데이터신호를 공급하는 구간에서 터치전극(TE)의 전체 또는 일부로 구동신호를 인가할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 터치센싱시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 터치센싱시스템(200)은 패널(110) 및 터치센싱장치(140)를 포함할 수 있다.

패널(110)에는 복수의 터치전극(TE)이 배치될 수 있다.

터치센싱장치(140)는 구동신호(STX)를 터치전극(TE)으로 공급할 수 있다. 구동신호(STX)는 전압 또는 전류 형태의 신호일 수 있고, 전압 형태의 구동신호(STX)는 구동전압으로 정의될 수 있다. 구동신호는 제1 기간과 제2 기간으로 이루어지는 하나의 구동주기를 포함할 수 있다.

터치센싱장치(140)는 구동신호(STX)에 대한 반응신호(SRX)를 터치전극(TE)으로부터 수신하고 반응신호(SRX)를 복조하여 패널(110)에 대한 오브젝트(10)의 터치 혹은 근접을 센싱할 수 있다. 반응신호(RXS)는 전류 또는 전압 형태의 신호일 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 터치센싱장치의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 터치센싱장치(140)는 구동부(310) 및 센싱부(320)를 포함하고, 구동부(310)와 센싱부(320)를 제어하는 제어부(330)를 더 포함할 수 있다.

구동부(310)는 구동신호(STX)를 구동전극(TXE)으로 공급할 수 있다.

센싱부(320)는 구동신호(STX)에 대한 반응신호(SRX)를 센싱전극(RXE)으로부터 수신하고 반응신호(SRX)에 따라 패널(110)에 대한 오브젝트(10)의 터치 혹은 근접을 센싱할 수 있다. 센싱부(320)는 반응신호(RXS)에 따라 센싱데이터(T_DATA)를 생성할 수 있다.

센싱데이터(T_DATA)는 반응신호(SRX)가 복조되어 생성되는 센싱값을 포함할 수 있다. 센싱값은, 예를 들어, 반응신호(SRX)의 전류 혹은 전압의 시적분값일 수 있다. 센싱값은 터치패널(110)에 대한 오브젝트(10)의 터치 유무를 판단하거나 터치 좌표를 생성하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 센싱값의 크기가 기준값보다 크거나 작으면 오브젝트에 의한 터치가 발생한 것으로 판단될 수 있다.

제어부(330)는 구동부(310)와 센싱부(320)를 제어하기 위하여 제어신호(CS)를 생성할 수 있다. 제어부(330)가 제어신호(CS)를 구동부(310) 및 센싱부(320)로 전달하면, 구동부(310) 및 센싱부(320)는 제어신호(CS)에 따라 동작할 수 있다.

구동부(310), 센싱부(320) 및 제어부(330)는 터치센싱장치(140)가 터치를 센싱하지 않는 동안에는 저전력으로 동작할 수 있다. 터치센싱장치(140)가 전력동기화신호를 수신하면, 구동부(310), 센싱부(320) 및 제어부(330)는 전력동기화신호의 타이밍에 따라 저전력으로 동작하게 된다.

터치센싱장치(140)는 TMIC(touch modulation integrated chip, 미도시)를 더 포함할 수 있다. TMIC는 구동신호(STX)를 생성하여 구동부(310)로 송신할 수 있다. TMIC는 구동신호(STX)와 실질적으로 동일한 위상을 가지는 신호를 터치전극의 주변 전극으로 송신할 수 있다.

도 4는 터치전극의 위치에 따른 구동신호의 주파수와 터치센싱시간을 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 터치센싱장치(140)는 터치전극의 위치 또는 터치센싱장치(140)에서 터치전극까지의 거리에 상관없이 동일한 주파수를 가지는 구동신호를 모든 터치전극으로 송신할 수 있다.

예를 들어 제1 내지 10 터치전극(TE_1~TE_10)이 하나의 열(column)을 이루면서 패널에 배치될 수 있다. 터치센싱은 한 열을 구성하는 제1 내지 10 터치전극(TE_1~TE_10)을 하나의 그룹으로 하여 구현될 수 있는데, 이 그룹은 채널(CH; channel)로 명명될 수 있다. 제10 터치전극(TE_10)은 터치센싱장치(140)으로부터 가장 멀리 위치할 수 있다. 제1 터치전극(TE_1)은 터치센싱장치(140)와 가장 가까이 위치할 수 있다. 제5 터치전극(TE_5)은 제1 터치전극(TE_1)과 제10 터치전극(TE_10) 사이에 위치할 수 있다.

터치센싱장치(140)는 제1 내지 10 구동신호(DRV_1~DRV_10)를 각각의 터치전극(TE_1~TE_10)으로 송신할 수 있다. 여기서 제1 내지 10 구동신호(DRV_1~DRV_10)는 모두 동일한 주파수를 가질 수 있고, 이에 따라 주기도 모두 동일할 수 있다. 제10 터치전극(TE_10)이 수신하는 제10 구동신호(DRV_10), 제1 터치전극(TE_1)이 수신하는 제1 구동신호(DRV_1) 및 제5 터치전극(TE_5)가 수신하는 제5 구동신호(DRV_5) 모두 동일한 주파수를 가질 수 있다. 제1 내지 10 구동신호(DRV_1~DRV_10)는 제1 내지 10 터치전극(TE_1~TE_10)의 위치 또는 거리에 상관없이 모두 동일한 주파수를 가질 수 있다.

터치센싱장치(140)는 제1 내지 10 구동신호(DRV_1~DRV_10)를 TPIC(Touch PMIC, 미도시) 또는 TMIC(Touch Modulation Integrated Chip, 미도시)로부터 수신할 수 있다. 제1 내지 10 구동신호(DRV_1~DRV_10)는 PWM(Pulse Width Modulation)신호일 수 있다. 제1 내지 10 구동신호(DRV_1~DRV_10)는 각각 동일한 개수의 펄스를 가질 수 있고, 실질적으로 동일한 시간동안 각 터치전극으로 송신될 수 있다.

한편 패널상에 터치전극의 위치 또는 터치센싱장치(140)에서 터치전극까지의 거리에 상관없이 터치센싱시간(TST; Touch Sensing Time)은 모두 동일할 수 있다.

예를 들어 제10 터치전극(TE_10)을 센싱하는데 걸리는 시간을 나타내는 제10 터치센싱시간(TST_10), 제1 터치전극(TE_1)을 센싱하는데 걸리는 시간을 나타내는 제1 터치센싱시간(TST_1)과 제5 터치전극(TE_5)을 센싱하는데 걸리는 시간을 나타내는 제5 터치센싱시간(TST_5)은 모두 동일할 수 있다.

도 5는 일 실시예에 따른 터치전극의 위치에 따른 구동신호의 주파수와 터치센싱시간을 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 터치센싱장치(140)는 터치전극의 위치 또는 터치센싱장치(140)에서 터치전극까지의 거리에 따라 상이한 주파수를 가지는 구동신호를 각각의 터치전극으로 송신할 수 있다.

터치센싱장치(140)는 제1 내지 10 구동신호(DRV_1~DRV_10)를 각각의 터치전극(TE_1~TE_10)으로 송신할 수 있다. 여기서 제1 내지 10 구동신호(DRV_1~DRV_10)는 서로 다른 주파수를 가질 수 있고, 이에 따라 주기도 모두 상이할 수 있다. 바람직하게는 터치전극이 터치센싱장치(140)로부터 멀리 떨어질수록 해당 터치전극이 수신하는 구동신호의 주파수는 낮아질 수 있다. 예를 들어 제1 구동신호(DRV_1)의 주파수인 제1 주파수는 가장 높고, 제10 구동신호(DRV_10)의 주파수인 제10 주파수는 가장 낮고, 제5 구동신호(DRV_5)의 주파수인 제5 주파수는 제1 주파수 보다 낮고 제10 주파수 보다 높을 수 있다.

터치센싱장치가 서로 다른 위치에 배치되는 복수의 터치전극을 센싱하는 방법은 다음과 같을 수 있다. 터치센싱장치는 제1 구동신호(DRV_1) 및 제2 구동신호(DRV_2)를 수신할 수 있다. 제1 구동신호(DRV_1) 및 제2 구동신호(DRV_2)는 TPIC(미도시) 또는 TMIC(미도시)로부터 생성되어 전송될 수 있다. 터치센싱장치는 제1 터치전극(TE_1)으로 제1 주파수의 제1 구동신호(DRV_1)를 공급할 수 있다. 터치센싱장치는 제1 터치전극(TE_1)으로부터 수신되는 제1 반응신호를 복조하여 터치 또는 근접을 센싱하기 위한 제1 센싱전압을 생성할 수 있다. 터치센싱장치는 제2 터치전극(TE_2)으로 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수의 제2 구동신호(DRV_2)를 공급할 수 있다. 제2 터치전극(TE_2)으로부터 수신되는 제2 반응신호를 복조하여 터치 또는 근접을 센싱하기 위한 제2 센싱전압을 생성할 수 있다.

한편 터치전극의 위치 또는 터치센싱장치(140)에서 터치전극까지의 거리에 따라 터치센싱시간(TST; touch sensing time)은 달라질 수 있다.

예를 들어 제10 터치센싱시간(TST_10), 제1 터치센싱시간(TST_1)과 제5 터치센싱시간(TST_5)은 서로 상이할 수 있다. 터치센싱시간은 구동신호의 주파수에 따라서 달라지는데, 주파수가 높으면 터치센싱에 적은 시간이 소요되고 주파수가 낮으면 상대적으로 많은 시간이 소요될 수 있다. 따라서 터치센싱장치(140)로부터 가장 멀리 떨어진 제10 터치전극(TE_10)은 낮은 주파수의 제10 구동신호(DRV_10)을 수신하므로, 제10 터치센싱시간(TST_10)은 가장 길 수 있다. 반면에 터치센싱장치(140)와 가장 가까운 제1 터치전극(TE_1)은 높은 주파수의 제1 구동신호(DRV_1)을 수신하므로, 제1 터치센싱시간(TST_1)은 가장 짧을 수 있다. 제5 터치전극(TE_5)은 제1 터치전극(TE_1)과 제10 터치전극(TE_10)의 중간에 위치하므로, 제5 터치센싱시간(TST_5)은 제1 터치센싱시간(TST_1) 보다는 길고 제10 터치센싱시간(TST_10) 보다는 짧을 수 있다.

도 6은 제1 모드에서 터치동기화신호와 구동신호의 파형을 나타내는 도면이다.

표시장치는 제1 모드와 제2 모드로 동작할 수 있다. 터치센싱장치는 모드에 따라서 다른 방식으로 터치전극을 센싱할 수 있다.

표시장치는 한 프레임을 출력하는 동안에 패널을 통해 영상데이터를 디스플레이하거나 패널에 대한 터치를 센싱할 수 있다. 모드는 표시장치가 디스플레이와 터치를 어떻게 구현하느냐에 따라 결정될 수 있다.

제1 모드에서 터치센싱장치는 일 프레임의 구간 중 복수의 터치구간에서 복수의 터치전극들을 부분적으로 센싱하도록 동작할 수 있다. 예를 들어 복수의 터치전극이 라인 단위로 센싱될 수 있는데, 터치센싱장치는 각 터치구간마다 패널의 일 라인상의 복수의 터치전극을 센싱할 수 있다. 제1 모드의 경우, 일 프레임의 구간은 복수의 터치구간과 복수의 디스플레이구간을 포함하고 터치구간과 디스플레이구간이 교대로 반복할 수 있다. 예를 들어 제1 모드는 LHB(Long Horizontal Blank) 모드일 수 있다. 터치구간과 디스플레이구간을 포함하는 각 구간은 LHB로 명명될 수 있다. LHB모드에서 터치구간과 디스플레이구간이 교대로 반복할 수 있다. 터치센싱장치는 각각의 터치구간에서 복수의 터치전극 중 일부를 센싱할 수 있고, 모든 터치구간이 끝나면 복수의 터치전극 전부에 대한 센싱이 완료될 수 있다.

제2 모드에서 터치센싱장치는 일 프레임의 구간 중 한 번의 터치구간에서 복수의 터치전극들을 모두 센싱하도록 동작할 수 있다. 예를 들어 터치센싱장치는 상기 한 번의 터치구간에서 패널의 모든 라인상의 복수의 터치전극을 센싱할 수 있다. 제2 모드의 경우, 일 프레임의 구간은 하나의 터치구간과 하나의 디스플레이구간을 포함하고 터치구간과 디스플레이구간이 차례로 나타날 수 있다. 예를 들어 제2 모드는 V-Blank(Vertical Blank) 모드일 수 있다. 터치구간은 V-Blank 로 명명될 수 있다. 즉, V-Blank는 일 프레임에서 패널의 마지막 라인이 디스플레이를 완료한 때부터 다음 프레임에서 패널의 첫 라인이 다시 디스플레이를 시작할 때까지의 기간을 의미할 수 있다. 터치센싱장치는 하나의 터치구간에서 복수의 터치전극 전부를 센싱할 수 있고, 하나의 터치구간이 끝나면 복수의 터치전극 전부에 대한 센싱이 완료될 수 있다.

터치센싱장치가 터치구간 또는 디스플레이구간에 맞게 동작하기 위하여, 동기화신호를 수신할 수 있다. 터치센싱장치는 동기화신호가 결정하는 터치구간에서만 터치전극을 센싱할 수 있다.

도 6을 참조하면, 제1 모드에서의 터치동기화신호(TSYNC) 및 구동신호(DRV)의 파형이 도시된다. 터치센싱장치(140)는 구동신호(DRV) 및 터치동기화신호(TSYNC)를 TPIC(미도시) 또는 TMIC(미도시)로부터 수신할 수 있다.

제1 모드-예를 들어 LHB 모드-에서 터치센싱장치는 터치구간 또는 디스플레이구간에 맞게 동작하기 위하여, 터치동기화신호(TSYNC)를 수신할 수 있다. 터치동기화신호(TSYNC)는 터치구간 또는 디스플레이구간을 결정하는 타이밍을 포함할 수 있다. 이 타이밍에 따라서 터치센싱장치는 터치구간에는 터치전극을 센싱하고 디스플레이구간에는 터치전극을 센싱하지 않을 수 있다.

터치동기화신호(TSYNC)는 터치구간과 디스플레이구간이 교대로 나타나도록 하는 타이밍을 가질 수 있다. 본 도면에서 터치동기화신호(TSYNC)가 결정하는 터치구간은 TOUCH로 나타나고, 터치동기화신호(TSYNC)가 결정하는 디스플레이구간은 DISPLAY로 나타날 수 있다.

구동신호(DRV)는 터치동기화신호(TSYNC)의 터치구간 타이밍과 동기화될 수 있다. 구동신호(DRV)는 제1 터치구간에서 제1 터치전극을 구동하는 제1 구동신호, 제2 터치구간에서 제2 터치전극을 구동하는 제2 구동신호 및 제3 터치구간에서 제3 터치전극을 구동하는 제3 구동신호를 포함할 수 있다. 제1 구동신호는 터치센싱장치에 가장 가까운 제1 터치전극을 위한 것이고, 제3 구동신호는 터치센싱장치로부터 가장 먼 제3 터치전극을 위한 것일 수 있다. 제1 내지 제3 구동신호는 터치동기화신호(TSYNC)의 각각의 터치구간 동안만 나타날 수 있다. 본 도면에서 제1 구동신호는 NEAR로, 제2 구동신호는 MIDDLE로, 제3 구동신호는 FAR로 나타날 수 있다.

한편 터치센싱장치는, 터치전극의 위치나 거리를 고려하지 않고, 터치동기화신호(TSYNC)가 한 프레임에서 결정하는 복수의 터치구간에서 모든 터치전극을 동일한 주파수로 구동할 수 있다. 터치센싱장치가 구동신호(DRV)를 수신하면, 구동신호(DRV)의 타이밍에 따라 복수의 터치전극을 차례로 구동할 수 있다. 동시에 터치센싱장치는 터치동기화신호(TSYNC)이 규정하는 터치구간 동안에만 해당 터치전극을 구동하게 된다. 여기서 모든 터치전극들을 구동하기 위한 신호는 동일한 주파수를 가질 수 있다.

예를 들어 터치센싱장치가 구동신호(DRV)를 수신하면, 터치센싱장치는 제1 터치구간에서 터치센싱장치와 가장 가까운 제1 터치전극을 제1 구동신호로 구동하고, 터치센싱장치로부터 가장 먼 제3 터치전극을 제3 구동신호로 구동할 수 있다. 여기서 제1 및 3 구동신호의 주파수는 모두 동일할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 제1 모드에서 터치동기화신호와 구동신호의 파형을 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 제1 모드에서의 터치동기화신호(TSYNC) 및 구동신호(DRV)의 파형이 도시된다.

일 실시예에 따르면, 구동신호(DRV)는 터치동기화신호(TSYNC)의 터치구간 타이밍과 동기화될 수 있다. 구동신호(DRV)는 제1 터치구간에서 제1 터치전극을 구동하는 제1 구동신호, 제2 터치구간에서 제2 터치전극을 구동하는 제2 구동신호 및 제3 터치구간에서 제3 터치전극을 구동하는 제3 구동신호를 포함할 수 있다. 제1 구동신호는 터치센싱장치에 가장 가까운 제1 터치전극을 위한 것이고, 제3 구동신호는 터치센싱장치로부터 가장 먼 제3 터치전극을 위한 것일 수 있다. 제1 내지 제3 구동신호는 터치동기화신호(TSYNC)가 정의하는 각각의 터치구간 동안만 나타날 수 있다. 본 도면에서 제1 구동신호는 NEAR로, 제2 구동신호는 MIDDLE로, 제3 구동신호는 FAR로 나타날 수 있다.

한편 터치센싱장치는, 터치전극의 위치나 거리를 고려하면서, 터치동기화신호(TSYNC)의 복수의 터치구간에서 터치전극을 상이한 주파수로 구동할 수 있다. 터치센싱장치가 구동신호(DRV)를 수신하면, 구동신호(DRV)의 타이밍에 따라 복수의 터치전극을 차례로 구동할 수 있다. 동시에 터치센싱장치는 터치동기화신호(TSYNC)가 규정하는 터치구간 동안에만 해당 터치전극을 구동하게 된다. 여기서 모든 터치전극들을 구동하기 위한 신호는 상이한 주파수를 가질 수 있다. 바람직하게 그 주파수는, 터치전극들이 터치센싱장치로부터 멀리 떨어져 위치할수록 낮아지고 터치센싱장치와 가까울수록 높아질 수 있다.

예를 들어 터치센싱장치가 구동신호(DRV)를 수신하면, 터치센싱장치는 제1 터치구간에서 터치센싱장치와 가장 가까운 제1 터치전극을 제1 구동신호로 구동하고, 터치센싱장치로부터 가장 먼 제3 터치전극을 제3 구동신호로 구동할 수 있다. 여기서 제1 구동신호의 주파수는 제3 구동신호의 주파수 보다 높을 수 있다. 제1 터치전극과 제3 터치전극의 중간에 위치한 제2 터치전극에 송신되는 제2 구동신호의 주파수는, 제1 구동신호의 주파수와 제3 구동신호의 주파수 사이일 수 있다.

터치센싱장치가 터치전극의 위치나 거리를 고려하여 터치동기화신호(TSYNC)의 복수의 터치구간에서 터치전극을 상이한 주파수로 구동하면, 터치센싱시간이 단축될 수 있다. 터치센싱장치와 가까운 터치전극들을 구동하는 신호의 주파수가 높아짐에 따라 해당 터치전극들을 센싱하는 시간도 짧아지기 때문이다.

예를 들어 제1 구동신호의 주파수가 높아짐에 따라 △TST_1 만큼의 터치센싱시간이 감소할 수 있다. 터치동기화신호(TSYNC)의 제1 터치구간도 종래보다 △TST_1 만큼 짧아질 수 있다. 제2 구동신호의 주파수가 높아짐에 따라 △TST_2 만큼의 터치센싱시간이 감소할 수 있다. 터치동기화신호(TSYNC)의 제2 터치구간도 종래보다 △TST_2 만큼 짧아질 수 있다. 물론 제2 터치전극이 제1 터치전극보다 터치센싱장치로부터 멀리 위치하므로, 제1 구동신호의 주파수에 비하여 낮지만 제3 구동신호의 주파수에 비하여는 높을 수 있다. 따라서 제2 터치전극의 터치센싱시간은 가장 먼 제3 터치전극의 터치센싱시간에 비하여 △TST_2 만큼 감소할 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따른 제1 모드에서 터치동기화신호, 구동신호의 파형 및 터치센싱장치의 소비전력을 나타내는 제1 예시이다.

도 8을 참조하면, 제1 모드에서 터치센싱장치의 소비전력은 터치 센싱 동작에 따라 달라질 수 있다. 터치센싱장치는 터치센싱을 하지 않는 동안에는 저전력으로 동작할 수 있다. 즉, 구동신호(DRV)의 주파수가 터치전극의 위치나 거리에 따라 달라지고 각 터치전극에 대한 터치센싱시간이 단축되면서, 터치센싱장치는 단축된 터치센싱시간만큼 터치센싱을 하지 않아도 되고 저전력으로 동작할 수 있다.

제1 모드-예를 들어 LHB 모드-의 터치센싱장치는 디스플레이구간에서는 저전력으로 동작할 수 있다. 터치센싱장치는 디스플레이구간에서는 터치센싱동작을 하지 않기 때문에 터치를 센싱하기 위한 만큼의 전력을 필요로 하지 않을 수 있다. 반면 터치센싱장치는 터치구간에서는 디스플레이구간 보다 상대적으로 많은 전력을 소비하면서 동작할 수 있다. 그래서 터치센싱장치는 디스플레이구간에서는 터치구간에서 보다 상대적으로 저전력으로 동작할 수 있다. 본 도면에서 터치센싱장치가 터치를 센싱하는 경우의 소비전력(PWR)은 ON으로 나타나고, 터치센싱장치가 터치를 센싱하지 않는 경우의 소비전력은 LP로 나타날 수 있다.

나아가, 제1 모드의 터치센싱장치는 단축된 터치센싱시간만큼 저전력으로 동작할 수 있다. 터치전극이 터치센싱장치와 가까울수록 터치센싱장치가 구동신호(DRV)의 주파수를 높게 하여 터치전극을 구동하면, 각 터치전극에 대한 터치센싱시간이 절약될 수 있다. 터치센싱장치는 상기 절약된 터치센싱시간만큼 센싱동작을 수행하지 않을 수 있고, 이 동안에는 저전력으로 동작할 수 있다. 구체적으로 터치센싱장치의 터치구동부가 제1 주파수를 가지는 제1 구동신호로 제1 구동시간 동안 제1 터치전극을 구동하고 제2 주파수를 가지는 제2 구동신호로 제2 구동시간 동안 제2 터치전극을 구동하면, 터치센싱장치의 터치구동부, 터치센싱부 및 제어부는 상기 제1구동시간과 상기 제2 구동시간의 차이에 해당하는 시간 동안 저전력으로 동작할 수 있다.

예를 들어 제1 구동신호 및 제2 구동신호의 주파수가 높아지면, 제1 구동신호를 통해 제1 터치전극이 센싱되는 터치센싱시간과 제2 구동신호를 통해 제2 터치전극이 센싱되는 터치센싱시간이 각각 감소할 수 있다. 각 터치전극의 터치센싱시간이 감소함에 따라 전체 터치전극의 터치센싱시간도 감소하고, 이에 따라 전체 터치센싱시간도 감소할 수 있다. 제1 터치전극을 구동하는 경우, 제1 구동신호 주파수가 높아지면서 △PWR_1 만큼의 소비전력이 감소할 수 있다. 제2 터치전극을 구동하는 경우, 제2 구동신호 주파수가 높아지면서 △PWR_2 만큼의 소비전력이 감소할 수 있다. 터치센싱장치의 전체 소비전력은 △PWR_1와 △PWR_2를 더한 만큼이 감소할 수 있다. 따라서 터치센싱장치의 저전력 동작 구간은 구동신호(DRV)의 주파수가 높아지는 것에 대응하여 길어지고, 터치센싱장치의 전체 소비전력도 감소할 수 있다. 본 도면에서 터치센싱장치가 동작하지 않은 경우의 소비전력(LP)은 디스플레이구간을 넘어서 기존의 터치구간까지 연장되어 나타날 수 있다.

한편 터치센싱장치는 전력동기화신호(PSYNC)를 수신하고, 전력동기화신호(PSYNC)에 따라 전력소비를 조정할 수 있다. 전력동기화신호(PSYNC)는 터치동기화신호(TSYNC)와 독립적으로 생성되어 터치센싱장치로 송신될 수 있다. 이에 전력동기화신호(PSYNC)가 구분하는 터치센싱장치의 소비전력은 터치동기화신호(TSYNC)의 터치구간과 디스플레이구간과 동기화되지 않을 수 있다. 그리고 전력동기화신호(PSYNC)가 구분하는 터치센싱장치의 소비전력은 구동신호(DRV)와 동기화될 수 있다. 예를 들어 전력동기화신호(PSYNC)는 구동신호(DRV)에서 제1 내지 3 구동신호가 나타나는 동안에만 제1 레벨을 가지고, 나머지 구간에는 제2 레벨을 가질 수 있다.

터치센싱장치는 전력동기화신호(PSYNC)에 따라 전력을 소비하며 동작할 수 있다. 터치센싱장치는 전력동기화신호(PSYNC)의 제1 레벨-예를 들어 저레벨-에서는 제1 전력을 소비하며 동작하고, 전력동기화신호(PSYNC)의 제2 레벨-예를 들어 고레벨-에서는 제1 전력보다 낮은 제2 전력을 소비하며 동작할 수 있다.

도 9는 일 실시예에 따른 제1 모드에서 터치동기화신호, 구동신호의 파형 및 터치센싱장치의 소비전력을 나타내는 제2 예시이다.

도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 제1 모드에서 터치센싱장치의 소비전력을 규정하는 전력동기화신호(PSYNC)는 터치동기화신호(TSYNC)가 규정하는 터치구간 및 디스플레이구간에 대응할 수 있다.

전력동기화신호(PSYNC)는 터치동기화신호(TSYNC)에 대응하도록 생성되어 터치센싱장치로 송신될 수 있다. 이에 전력동기화신호(PSYNC)가 구분하는 터치센싱장치의 소비전력은 터치동기화신호(TSYNC)의 터치구간과 디스플레이구간과 동기화될 수 있다. 동시에 전력동기화신호(PSYNC)가 구분하는 터치센싱장치의 소비전력은 구동신호(DRV)와도 동기화될 수 있다. 여기서 구동신호(DRV)의 주파수 변화에 따라 터치센싱시간이 감소하면서, 터치동기화신호(TSYNC)의 터치구간은 짧아지고 디스플레이구간은 길어질 수 있다.

예를 들어 전력동기화신호(PSYNC)는 터치동기화신호(TSYNC)의 터치구간 동안에 제1 레벨을 가지고, 디스플레이구간에는 제2 레벨을 가질 수 있다. 동시에 전력동기화신호(PSYNC)는 구동신호(DRV)에서 제1 내지 3 구동신호가 나타나는 동안에만 제1 레벨을 가지고, 나머지 구간에는 제2 레벨을 가질 수 있다.

도 10은 제2 모드에서 터치동기화신호와 구동신호의 파형을 나타내는 도면이다.

도 10을 참조하면, 제2 모드에서의 터치동기화신호(TSYNC) 및 구동신호(DRV)의 파형이 도시된다. 터치센싱장치(140)는 구동신호(DRV) 및 터치동기화신호(TSYNC)를 TPIC(미도시) 또는 TMIC(미도시)로부터 수신할 수 있다.

제2 모드-예를 들어 V-Blank 모드-에서 터치센싱장치는 터치구간 또는 디스플레이구간에 맞게 동작하기 위하여, 터치동기화신호(TSYNC)를 수신할 수 있다. 터치동기화신호(TSYNC)는 터치구간 또는 디스플레이구간을 결정하는 타이밍을 포함할 수 있다. 이 타이밍에 따라서 터치센싱장치는 터치구간에는 터치전극을 센싱하고 디스플레이구간에는 터치전극을 센싱하지 않을 수 있다.

터치동기화신호(TSYNC)는 일 프레임의 구간에서 하나의 터치구간과 하나의 디스플레이구간이 나타나도록 하는 타이밍을 가질 수 있다. 본 도면에서 터치동기화신호(TSYNC)가 결정하는 터치구간은 TOUCH로 나타나고, 터치동기화신호(TSYNC)가 결정하는 디스플레이구간은 DISPLAY로 나타날 수 있다.

구동신호(DRV)는 터치동기화신호(TSYNC)의 터치구간 타이밍과 동기화될 수 있다. 구동신호(DRV)는 하나의 터치구간에서 제1 터치전극을 구동하는 제1 구동신호, 제2 터치전극을 구동하는 제2 구동신호 및 제3 터치전극을 구동하는 제3 구동신호를 포함할 수 있다. 제1 구동신호는 터치센싱장치에 가장 가까운 제1 터치전극을 위한 것이고, 제3 구동신호는 터치센싱장치로부터 가장 먼 제3 터치전극을 위한 것일 수 있다. 제1 내지 제3 구동신호는 터치동기화신호(TSYNC)의 상기 하나의 터치구간 동안만 나타날 수 있다. 본 도면에서 제1 구동신호는 NEAR로, 제2 구동신호는 MIDDLE로, 제3 구동신호는 FAR로 나타날 수 있다.

한편 터치센싱장치는, 터치전극의 위치나 거리를 고려하지 않고, 터치동기화신호(TSYNC)가 한 프레임에서 결정하는 단일의 터치구간에서 모든 터치전극을 동일한 주파수로 구동할 수 있다. 터치센싱장치가 구동신호(DRV)를 수신하면, 구동신호(DRV)의 타이밍에 따라 복수의 터치전극을 차례로 구동할 수 있다. 동시에 터치센싱장치는 터치동기화신호(TSYNC)가 규정하는 단일의 터치구간 동안에 모든 터치전극을 구동하게 된다. 여기서 모든 터치전극들을 구동하기 위한 신호는 동일한 주파수를 가질 수 있다.

도 11은 일 실시예에 따른 제2 모드에서 터치동기화신호와 구동신호의 파형을 나타내는 도면이다.

도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 제2 모드에서의 터치동기화신호(TSYNC) 및 구동신호(DRV)의 파형이 도시된다.

일 실시예에 따르면, 구동신호(DRV)는 터치동기화신호(TSYNC)의 터치구간 타이밍과 동기화될 수 있다. 구동신호(DRV)는 하나의 터치구간에서 제1 터치전극을 구동하는 제1 구동신호, 제2 터치구간에서 제2 터치전극을 구동하는 제2 구동신호 및 제3 터치구간에서 제3 터치전극을 구동하는 제3 구동신호를 포함할 수 있다. 제1 구동신호는 터치센싱장치에 가장 가까운 제1 터치전극을 위한 것이고, 제3 구동신호는 터치센싱장치로부터 가장 먼 제3 터치전극을 위한 것일 수 있다. 제1 내지 제3 구동신호는 터치동기화신호(TSYNC)가 정의하는 단일한 터치구간의 ?揷恝? 걸쳐 나타날 수 있다. 본 도면에서 제1 구동신호는 NEAR로, 제2 구동신호는 MIDDLE로, 제3 구동신호는 FAR로 나타날 수 있다.

한편 터치센싱장치는, 터치전극의 위치나 거리를 고려하면서, 터치동기화신호(TSYNC)가 결정하는 단일한 터치구간에서 터치전극을 상이한 주파수로 구동할 수 있다. 터치센싱장치가 구동신호(DRV)를 수신하면, 구동신호(DRV)의 타이밍에 따라 복수의 터치전극을 차례로 구동할 수 있다. 동시에 터치센싱장치는 터치동기화신호(TSYNC)가 규정하는 단일한 터치구간 동안에 모든 터치전극을 구동하게 된다. 여기서 모든 터치전극들을 구동하기 위한 신호는 상이한 주파수를 가질 수 있다. 바람직하게 그 주파수는, 터치전극들이 터치센싱장치로부터 멀리 떨어져 위치할수록 낮아지고 터치센싱장치와 가까울수록 높아질 수 있다.

예를 들어 터치센싱장치가 구동신호(DRV)를 수신하면, 터치센싱장치는 터치구간에서 터치센싱장치와 가장 가까운 제1 터치전극을 제1 구동신호로 구동하고, 터치센싱장치로부터 가장 먼 제3 터치전극을 제3 구동신호로 구동할 수 있다. 여기서 제1 구동신호의 주파수는 제3 구동신호의 주파수 보다 높을 수 있다. 제1 터치전극과 제3 터치전극의 중간에 위치한 제2 터치전극에 송신되는 제2 구동신호의 주파수는, 제1 구동신호의 주파수와 제2 구동신호의 주파수 사이일 수 있다.

터치센싱장치가 터치전극의 위치나 거리를 고려하여 터치동기화신호(TSYNC)의 터치구간에서 터치전극을 상이한 주파수로 구동하면, 터치센싱시간이 단축될 수 있다. 터치센싱장치와 가까운 터치전극들을 구동하는 신호의 주파수가 높아짐에 따라 해당 터치전극들을 센싱하는 시간도 짧아지기 때문이다.

예를 들어 제1 및 2 구동신호의 주파수가 제3 구동신호의 주파수 보다 높아짐에 따라 △TST 만큼의 터치센싱시간이 감소할 수 있다. 터치동기화신호(TSYNC)의 터치구간도 종래보다 △TST 만큼 짧아질 수 있다.

도 12는 일 실시예에 따른 제2 모드에서 터치동기화신호, 구동신호의 파형 및 터치센싱장치의 소비전력을 나타내는 제1 예시이다.

도 12를 참조하면, 제2 모드에서 터치센싱장치의 소비전력은 터치 센싱 동작에 따라 달라질 수 있다. 터치센싱장치는 터치센싱을 하지 않는 동안에는 저전력으로 동작할 수 있다. 즉, 구동신호(DRV)의 주파수가 터치전극의 위치나 거리에 따라 달라지고 각 터치전극에 대한 터치센싱시간이 단축되면서, 터치센싱장치는 단축된 터치센싱시간만큼 터치센싱을 하지 않아도 되고 저전력으로 동작할 수 있다.

제2 모드-예를 들어 V-Blank 모드-의 터치센싱장치는 디스플레이구간에서는 저전력으로 동작할 수 있다. 터치센싱장치는 디스플레이구간에서는 터치센싱동작을 하지 않기 때문에 터치를 센싱하기 위한 만큼의 전력을 필요로 하지 않을 수 있다. 반면 터치센싱장치는 터치구간에서는 디스플레이구간 보다 상대적으로 많은 전력을 소비하면서 동작할 수 있다. 그래서 터치센싱장치는 디스플레이구간에서는 각 터치구간에서 보다 상대적으로 저전력으로 동작할 수 있다. 본 도면에서 터치센싱장치가 터치를 센싱하는 경우의 소비전력(PWR)은 ON으로 나타나고, 터치센싱장치가 터치를 센싱하지 않는 경우의 소비전력은 LP로 나타날 수 있다.

나아가, 제2 모드의 터치센싱장치는 단축된 터치센싱시간만큼 저전력으로 동작할 수 있다. 터치전극이 터치센싱장치와 가까울수록 터치센싱장치가 구동신호(DRV)의 주파수를 높게 하여 터치전극을 구동하면, 각 터치전극에 대한 터치센싱시간이 절약될 수 있다. 터치센싱장치는 상기 절약된 터치센싱시간만큼 센싱동작을 수행하지 않을 수 있고, 이 동안에는 저전력으로 동작할 수 있다. 구체적으로 터치센싱장치의 터치구동부가 제1 주파수를 가지는 제1 구동신호로 제1 구동시간 동안 제1 터치전극을 구동하고 제2 주파수를 가지는 제2 구동신호로 제2 구동시간 동안 제2 터치전극을 구동하면, 터치센싱장치의 터치구동부, 터치센싱부 및 제어부는 상기 제1구동시간과 상기 제2 구동시간의 차이에 해당하는 시간 동안 저전력으로 동작할 수 있다.

예를 들어 제1 구동신호 및 제2 구동신호의 주파수가 높아지면, 제1 구동신호를 통해 제1 터치전극이 센싱되는 터치센싱시간과 제2 구동신호를 통해 제2 터치전극이 센싱되는 터치센싱시간이 각각 감소할 수 있다. 각 터치전극의 터치센싱시간이 감소함에 따라 전체 터치전극의 터치센싱시간도 감소하고, 이에 따라 전체 터치센싱시간도 감소할 수 있다. 제1 터치전극을 구동하는 경우, 제1 구동신호 주파수가 높아지면서 △PWR 만큼의 소비전력이 감소할 수 있다. 따라서 터치센싱장치의 저전력 동작 구간은 구동신호(DRV)의 주파수가 높아지는 것에 대응하여 길어지고, 터치센싱장치의 전체 소비전력도 감소할 수 있다. 본 도면에서 터치센싱장치가 동작하지 않은 경우의 소비전력(LP)은 디스플레이구간을 넘어서 기존의 터치구간까지 연장되어 나타날 수 있다.

한편 제1 모드와 마찬가지로, 터치센싱장치는 제2 모드에서도 전력동기화신호(PSYNC)를 수신하고, 전력동기화신호(PSYNC)에 따라 전력소비를 조정할 수 있다. 전력동기화신호(PSYNC)는 터치동기화신호(TSYNC)와 독립적으로 생성되어 터치센싱장치로 송신될 수 있다. 이에 전력동기화신호(PSYNC)가 구분하는 터치센싱장치의 소비전력은 터치동기화신호(TSYNC)의 터치구간과 디스플레이구간과 동기화되지 않을 수 있다. 그리고 전력동기화신호(PSYNC)가 구분하는 터치센싱장치의 소비전력은 구동신호(DRV)와 동기화될 수 있다. 예를 들어 전력동기화신호(PSYNC)는 구동신호(DRV)에서 제1 내지 3 구동신호가 나타나는 동안에만 제1 레벨을 가지고, 나머지 구간에는 제2 레벨을 가질 수 있다.

도 13은 일 실시예에 따른 제2 모드에서 터치동기화신호, 구동신호의 파형 및 터치센싱장치의 소비전력을 나타내는 제2 예시이다.

도 13을 참조하면, 일 실시예에 따른 제2 모드에서 터치센싱장치의 소비전력을 규정하는 전력동기화신호(PSYNC)는 터치동기화신호(TSYNC)가 규정하는 터치구간 및 디스플레이구간에 대응할 수 있다.

도 14는 다른 실시예에 따른 제1 모드에서 터치동기화신호와 구동신호의 파형을 나타내는 도면이다.

도 14를 참조하면, 다른 실시예에 따른 제1 모드에서의 터치동기화신호(TSYNC) 및 구동신호(DRV)의 파형이 도시된다.

다른 실시예에 따르면, 터치센싱장치는, 터치전극의 위치나 거리를 고려하면서, 터치동기화신호(TSYNC)의 복수의 터치구간에서 터치전극을 상이한 레벨로 구동할 수 있다. 터치센싱장치가 구동신호(DRV)를 수신하면, 구동신호(DRV)의 타이밍에 따라 복수의 터치전극을 차례로 구동할 수 있다. 동시에 터치센싱장치는 터치동기화신호(TSYNC)가 규정하는 터치구간 동안에만 해당 터치전극을 구동하게 된다. 여기서 모든 터치전극들을 구동하기 위한 신호는 상이한 레벨을 가질 수 있다. 바람직하게 그 레벨은, 터치전극들이 터치센싱장치로부터 멀리 떨어져 위치할수록 높아지고 터치센싱장치와 가까울수록 낮아질 수 있다. 또한 그 레벨은 전압 또는 전류에 대한 것일 수 있다.

예를 들어 터치센싱장치가 구동신호(DRV)를 수신하면, 터치센싱장치는 제1 터치구간에서 터치센싱장치와 가장 가까운 제1 터치전극을 제1 구동신호로 구동하고, 터치센싱장치로부터 가장 먼 제3 터치전극을 제3 구동신호로 구동할 수 있다. 여기서 제1 구동신호의 레벨(L1)은 제3 구동신호의 레벨 보다 낮을 수 있다. 제1 터치전극과 제3 터치전극의 중간에 위치한 제2 터치전극에 송신되는 제2 구동신호의 레벨(L2)은, 제1 구동신호의 레벨(L1)과 제3 구동신호의 레벨(L3) 사이일 수 있다. 제1 구동신호의 레벨(L1), 제2 구동신호의 레벨(L2), 제3 구동신호의 레벨(L3)의 순서로 높아질 수 있다.

터치센싱장치가 터치전극의 위치나 거리를 고려하여 터치동기화신호(TSYNC)의 복수의 터치구간에서 터치전극을 상이한 레벨로 구동하면, 터치센싱장치의 소비전류 및 이에 따른 소비전력이 감소할 수 있다. 터치센싱장치와 가까운 터치전극들을 구동하는 신호의 레벨이 낮아짐에 따라 해당 터치전극들을 센싱하기 위한 전류와 전력의 양이 적어지기 때문이다.

예를 들어 제1 구동신호가 L1의 레벨을 가짐에 따라 소비전류 및 소비전력이 종래보다 감소할 수 있다. 제2 구동신호가 L2의 레벨을 가짐에 따라 소비전류 및 소비전력이 종래보다 감소할 수 있다. 따라서 터치센싱장치가 터치전극들을 모두 센싱하기 위한 소비전류 및 소비전력은 제1 구동신호의 레벨이 L3에서 L1으로 감소한 정도와 제2 구동신호의 레벨이 L3에서 L2로 감소한 정도에 상응하게 감소할 수 있다.

도 15는 다른 실시예에 따른 제2 모드에서 터치동기화신호와 구동신호의 파형을 나타내는 도면이다.

도 15를 참조하면, 다른 실시예에 따른 제2 모드에서의 터치동기화신호(TSYNC) 및 구동신호(DRV)의 파형이 도시된다.

다른 실시예에 따르면, 터치센싱장치는, 터치전극의 위치나 거리를 고려하면서, 터치동기화신호(TSYNC)의 단일한 터치구간에서 터치전극을 상이한 레벨로 구동할 수 있다. 터치센싱장치가 구동신호(DRV)를 수신하면, 구동신호(DRV)의 타이밍에 따라 복수의 터치전극을 차례로 구동할 수 있다. 동시에 터치센싱장치는 터치동기화신호(TSYNC)가 규정하는 단일한 터치구간에서 모든 터치전극을 구동하게 된다. 여기서 모든 터치전극들을 구동하기 위한 신호는 상이한 레벨을 가질 수 있다. 바람직하게 그 레벨은, 터치전극들이 터치센싱장치로부터 멀리 떨어져 위치할수록 높아지고 터치센싱장치와 가까울수록 낮아질 수 있다. 또한 그 레벨은 전압 또는 전류에 대한 것일 수 있다.

예를 들어 터치센싱장치가 구동신호(DRV)를 수신하면, 터치센싱장치는 단일한 터치구간에서 터치센싱장치와 가장 가까운 제1 터치전극을 제1 구동신호로 구동하고, 터치센싱장치로부터 가장 먼 제3 터치전극을 제3 구동신호로 구동할 수 있다. 여기서 제1 구동신호의 레벨(L1)은 제3 구동신호의 레벨 보다 낮을 수 있다. 제1 터치전극과 제3 터치전극의 중간에 위치한 제2 터치전극에 송신되는 제2 구동신호의 레벨(L2)은, 제1 구동신호의 레벨(L1)과 제3 구동신호의 레벨(L3) 사이일 수 있다. 제1 구동신호의 레벨(L1), 제2 구동신호의 레벨(L2), 제3 구동신호의 레벨(L3)의 순서로 높아질 수 있다.

터치센싱장치가 터치전극의 위치나 거리를 고려하여 터치동기화신호(TSYNC)의 단일한 터치구간에서 터치전극을 상이한 레벨로 구동하면, 터치센싱장치의 소비전류 및 이에 따른 소비전력이 감소할 수 있다. 터치센싱장치와 가까운 터치전극들을 구동하는 신호의 레벨이 낮아짐에 따라 해당 터치전극들을 센싱하기 위한 전류와 전력의 양이 적어지기 때문이다.

도 16은 또 다른 실시예에 따른 제1 모드에서 터치동기화신호와 구동신호의 파형을 나타내는 도면이다.

도 16을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 제1 모드에서의 터치동기화신호(TSYNC) 및 구동신호(DRV)의 파형이 도시된다.

또 다른 실시예에 따르면, 터치센싱장치는, 터치전극의 위치나 거리를 고려하면서, 터치동기화신호(TSYNC)의 복수의 터치구간에서 터치전극을 상이한 주파수와 상이한 레벨로 구동할 수 있다. 터치센싱장치가 구동신호(DRV)를 수신하면, 구동신호(DRV)의 타이밍에 따라 복수의 터치전극을 차례로 구동할 수 있다. 동시에 터치센싱장치는 터치동기화신호(TSYNC)가 규정하는 터치구간 동안에만 해당 터치전극을 구동하게 된다. 여기서 모든 터치전극들을 구동하기 위한 신호는 상이한 주파수와 상이한 레벨을 가질 수 있다. 바람직하게 그 주파수는, 터치전극들이 터치센싱장치로부터 멀리 떨어져 위치할수록 낮아지고 터치센싱장치와 가까울수록 높아질 수 있다. 동시에 그 레벨은, 터치전극들이 터치센싱장치로부터 멀리 떨어져 위치할수록 높아지고 터치센싱장치와 가까울수록 낮아질 수 있다. 또한 그 레벨은 전압 또는 전류에 대한 것일 수 있다.

예를 들어 터치센싱장치가 구동신호(DRV)를 수신하면, 터치센싱장치는 제1 터치구간에서 터치센싱장치와 가장 가까운 제1 터치전극을 제1 구동신호로 구동하고, 터치센싱장치로부터 가장 먼 제3 터치전극을 제3 구동신호로 구동할 수 있다. 여기서 제1 구동신호의 주파수는 제3 구동신호의 주파수 보다 높고, 제1 구동신호의 레벨(L1)은 제3 구동신호의 레벨 보다 낮을 수 있다. 제1 터치전극과 제3 터치전극의 중간에 위치한 제2 터치전극에 송신되는 제2 구동신호의 주파수는, 제1 구동신호의 주파수와 제3 구동신호의 주파수 사이이고, 제2 구동신호의 레벨(L2)은, 제1 구동신호의 레벨(L1)과 제3 구동신호의 레벨(L3) 사이일 수 있다. 제1 구동신호의 레벨(L1), 제2 구동신호의 레벨(L2), 제3 구동신호의 레벨(L3)의 순서로 높아질 수 있다.

터치센싱장치가 터치전극의 위치나 거리를 고려하여 터치동기화신호(TSYNC)의 복수의 터치구간에서 터치전극을 상이한 주파수와 상이한 레벨로 구동하면, 터치센싱시간이 감소하고 터치센싱장치의 소비전류 및 이에 따른 소비전력이 감소할 수 있다. 터치센싱장치와 가까운 터치전극들을 구동하는 신호의 주파수가 높아짐에 따라 해당 터치전극들을 센싱는데 필요한 시간이 감소할 수 있다. 그리고 터치센싱장치와 가까운 터치전극들을 구동하는 신호의 레벨이 낮아짐에 따라 해당 터치전극들을 센싱하기 위한 전류와 전력의 양이 적어질 수 있다.

예를 들어 제1 구동신호가 제1 주파수와 L1의 레벨을 가짐에 따라 제1 터치전극에 대한 터치센싱시간, 소비전류 및 소비전력이 종래보다 감소할 수 있다. 제2 구동신호가 제2 주파수와 L2의 레벨을 가짐에 따라 제2 터치전극에 대한 터치센싱시간, 소비전류 및 소비전력이 종래보다 감소할 수 있다. 따라서 터치센싱장치가 터치전극들을 모두 센싱하기 위한 터치센싱시간은 제1 및 2 주파수가 높아진 정도에 상응하게 감소할 수 있다. 그리고 터치센싱장치가 터치전극들을 모두 센싱하기 위한 소비전류 및 소비전력은 소비전류 및 소비전력은 제1 구동신호의 레벨이 L3에서 L1으로 감소한 정도와 제2 구동신호의 레벨이 L3에서 L2로 감소한 정도에 상응하게 감소할 수 있다.

도 17은 또 다른 실시예에 따른 제2 모드에서 터치동기화신호와 구동신호의 파형을 나타내는 도면이다.

도 17을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 제2 모드에서의 터치동기화신호(TSYNC) 및 구동신호(DRV)의 파형이 도시된다.

또 다른 실시예에 따르면, 터치센싱장치는, 터치전극의 위치나 거리를 고려하면서, 터치동기화신호(TSYNC)의 단일의 터치구간에서 터치전극을 상이한 주파수와 상이한 레벨로 구동할 수 있다. 터치센싱장치가 구동신호(DRV)를 수신하면, 구동신호(DRV)의 타이밍에 따라 복수의 터치전극을 차례로 구동할 수 있다. 동시에 터치센싱장치는 터치동기화신호(TSYNC)가 규정하는 단일한 터치구간에서 모든 터치전극을 구동하게 된다. 여기서 모든 터치전극들을 구동하기 위한 신호는 상이한 주파수와 상이한 레벨을 가질 수 있다. 바람직하게 그 주파수는, 터치전극들이 터치센싱장치로부터 멀리 떨어져 위치할수록 낮아지고 터치센싱장치와 가까울수록 높아질 수 있다. 동시에 그 레벨은, 터치전극들이 터치센싱장치로부터 멀리 떨어져 위치할수록 높아지고 터치센싱장치와 가까울수록 낮아질 수 있다. 또한 그 레벨은 전압 또는 전류에 대한 것일 수 있다.

예를 들어 터치센싱장치가 구동신호(DRV)를 수신하면, 터치센싱장치는 단일한 터치구간에서 터치센싱장치와 가장 가까운 제1 터치전극을 제1 구동신호로 구동하고, 터치센싱장치로부터 가장 먼 제3 터치전극을 제3 구동신호로 구동할 수 있다. 여기서 제1 구동신호의 주파수는 제3 구동신호의 주파수 보다 높고, 제1 구동신호의 레벨(L1)은 제3 구동신호의 레벨 보다 낮을 수 있다. 제1 터치전극과 제3 터치전극의 중간에 위치한 제2 터치전극에 송신되는 제2 구동신호의 주파수는, 제1 구동신호의 주파수와 제3 구동신호의 주파수 사이이고, 제2 구동신호의 레벨(L2)은, 제1 구동신호의 레벨(L1)과 제3 구동신호의 레벨(L3) 사이일 수 있다. 제1 구동신호의 레벨(L1), 제2 구동신호의 레벨(L2), 제3 구동신호의 레벨(L3)의 순서로 높아질 수 있다.

터치센싱장치가 터치전극의 위치나 거리를 고려하여 터치동기화신호(TSYNC)의 단일한 터치구간에서 터치전극을 상이한 주파수와 상이한 레벨로 구동하면, 터치센싱시간이 감소하고 터치센싱장치의 소비전류 및 이에 따른 소비전력이 감소할 수 있다. 터치센싱장치와 가까운 터치전극들을 구동하는 신호의 주파수가 높아짐에 따라 해당 터치전극들을 센싱는데 필요한 시간이 감소할 수 있다. 그리고 터치센싱장치와 가까운 터치전극들을 구동하는 신호의 레벨이 낮아짐에 따라 해당 터치전극들을 센싱하기 위한 전류와 전력의 양이 적어질 수 있다.

도 18은 본 발명에 따른 터치센싱시스템을 나타내는 도면이다.

도 18을 참조하면, 패널(110)에는 복수의 터치전극(TE)이 배치될 수 있다. 복수의 터치전극(TE)의 배치는 행과 열로 구성되는 매트릭스 형태를 가질 수 있다. 본 도면에서는 설명의 편의상 복수의 터치전극(TE)가 4Х8 로 배열된 것을 예시로 할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

터치센싱장치(140)는 패널(110)과 연결되고, 패널(110)의 터치를 센싱하기 위하여 복수의 터치전극(TE)을 구동할 수 있다. 터치센싱장치(140)는 복수의 터치전극(TE)을 그룹으로 묶어서 구동할 수 있는데, 하나의 그룹은 채널(channel)로 명명될 수 있다. 터치센싱장치(140)는 일 채널에 포함된 복수의 터치전극(TE) 중 하나를 선택하는 먹스(MUX)와 상기 일 채널의 복수의 터치전극(TE)으로부터의 반응신호를 복조하는 아날로그전단부(AFE)를 포함할 수 있다. 터치센싱장치(140)는 복수의 아날로그전단부(AFE)를 포함하고, 각각의 아날로그전단부(AFE)는 각 채널을 담당할 수 있다. 본 도면의 예시에서는 8개의 아날로그전단부(AFE)와 8개의 채널이 있는데, 각각의 아날로그전단부(AFE)는 한 채널에 포함된 4개의 터치전극(TE)을 담당할 수 있다.

또한 터치센싱장치(140)는 복수의 아날로그전단부(AFE)로부터 복조된 반응신호 중 하나를 선택하는 먹스(MUX) 및 상기 선택된 복조반응신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그디지털변환부(ADC)를 포함할 수 있다.

터치센싱장치(140)는 어느 일 채널에 포함된 복수의 터치전극(TE)를 센싱하되, 각 터치전극(TE)의 위치나 거리를 고려할 수 있다. 예를 들어 터치센싱장치(140)는 일 채널에 포함된 4개의 터치전극(TE) 중 터치센싱장치(140)와 가장 가까운 터치전극(TE)에는 높은 주파수 및/또는 낮은 레벨을 가지는 제1 구동신호(DRV_1)를 송신할 수 있다. 그리고 터치센싱장치(140)는 일 채널에 포함된 4개의 터치전극(TE) 중 터치센싱장치(140)로부터 가장 먼 터치전극(TE)에는 낮은 주파수 및/또는 높은 레벨을 가지는 제4 구동신호(DRV_4)를 송신할 수 있다. 그리고 터치센싱장치(140)는, 일 채널에 포함된 4개의 터치전극(TE) 중 터치센싱장치(140)로부터 중간 지점에 위치한 터치전극(TE)에는 중간 크기의 주파수 및/또는 레벨을 가지는 제2 및 3 구동신호(DRV_2, DRV_3)를 송신할 수 있다.

터치센싱장치(140)는 복수의 터치전극(TE)들을 포함하는 패널(110)을 부하(load)로 인식할 수 있다. 그 부하는 터치전극(TE)이 터치센싱장치(140)로부터 멀수록 커지고 터치센싱장치(140)와 가까울수록 작아질 수 있다. 즉, 복수의 터치전극(TE)의 위치 또는 터치센싱장치(140)로부터의 거리에 따라서 터치센싱장치(140)가 인식하는 부하가 달라질 수 있다. 터치센싱장치(140)는 구동신호(DRV_1~DRV_4)의 특성-예를 들어 주파수 및/또는 전압레벨-을 조정하여 조정된 구동신호(DRV_1~DRV_4)를 복수의 터치전극(TE)으로 송신할 수 있다. 이를 통해 터치센싱장치(140)는 부하(복수의 터치전극(TE))를 효율적으로 구동하게 된다.

Claims

복수의 터치전극과 연결되고, 각 프레임마다 한 번의 터치구간을 가지는 모드에서 동작하고, 상기 터치구간에서 상기 복수의 터치전극을 센싱하는 터치센싱장치에 있어서,
상기 터치전극으로 구동신호를 송신하는 터치구동부; 및
상기 터치전극으로부터 상기 구동신호에 대응하는 반응신호를 수신하고, 상기 반응신호를 복조하여 상기 터치전극에 대한 터치 또는 근접을 센싱하기 위한 센싱전압을 생성하는 터치센싱부를 포함하고,
상기 구동신호는, 상기 터치구간에서, 각 터치전극의 위치 또는 각 터치전극까지의 거리에 상응하여 조정되는 주파수를 가지는 터치센싱장치.
제1항에 있어서,
상기 주파수는, 상기 터치전극이 상기 터치센싱장치로부터 멀수록 낮게 조정되고, 상기 터치전극이 상기 터치센싱장치와 가까울수록 높게 조정되는 터치센싱장치.
제1항에 있어서,
상기 구동신호는, 각 터치전극의 위치 또는 각 터치전극까지의 거리에 상응하여 조정되는 전압레벨을 가지는 터치센싱장치.
제3항에 있어서,
상기 전압레벨은, 상기 터치전극이 상기 터치센싱장치로부터 멀수록 높게 조정되고, 상기 터치전극이 상기 터치센싱장치와 가까울수록 낮게 조정되는 터치센싱장치.
제1항에 있어서,
상기 구동신호는, PWM(pulse width modulation)신호이고,
각 터치전극으로 송신되는 구동신호는, 모두 동일한 개수의 펄스를 가지는 터치센싱장치.
제1항에 있어서,
상기 터치구동부는, 각 터치전극으로 실질적으로 동일한 시간동안 상기 구동신호를 송신하는 터치센싱장치.
제1항에 있어서,
상기 터치구동부는, TMIC(touch modulation integrated chip)로부터 상기 구동신호를 수신하고,
상기 TMIC는, 상기 구동신호와 실질적으로 동일한 위상을 가지는 신호를 상기 터치전극의 주변 전극으로 송신하는 터치센싱장치.
제1항에 있어서,
상기 터치구동부는, 제1 주파수를 가지는 제1 구동신호로 제1 구동시간 동안 제1 터치전극을 구동하고, 제2 주파수를 가지는 제2 구동신호로 제2 구동시간 동안 제2 터치전극을 구동하고,
상기 터치구동부 및 터치센싱부는, 상기 제1구동시간과 상기 제2 구동시간의 차이에 해당하는 시간 동안 저전력으로 동작하는 터치센싱장치.
제8항에 있어서,
상기 터치구동부 및 터치센싱부는, 상기 저전력 동작의 타이밍을 규정하는 전력동기화신호를 수신하는 터치센싱장치.
복수의 터치전극과 연결된 터치센싱장치에 있어서,
상기 터치전극으로 구동신호를 송신하는 터치구동부; 및
상기 터치전극으로부터 상기 구동신호에 대응하는 반응신호를 수신하고, 상기 반응신호를 복조하여 상기 터치전극에 대한 터치 또는 근접을 센싱하기 위한 센싱전압을 생성하는 터치센싱부를 포함하고,
상기 구동신호는, 각 터치전극의 위치 또는 각 터치전극까지의 거리에 상응하여 조정되는 주파수 및 전압레벨을 가지는 터치센싱장치.
제10항에 있어서,
상기 구동신호의 주파수는, 상기 터치전극이 상기 터치센싱장치로부터 멀수록 낮게 조정되고,
상기 구동신호의 전압레벨은, 상기 터치전극이 상기 터치센싱장치로부터 멀수록 높게 조정되는 터치센싱장치.
제10항에 있어서,
상기 구동신호의 주파수는, 상기 터치전극이 상기 터치센싱장치로부터 가까울수록 높게 조정되고,
상기 구동신호의 전압레벨은, 상기 터치전극이 상기 터치센싱장치로부터 가까울수록 낮게 조정되는 터치센싱장치.
각 프레임마다 한 번의 터치구간을 가지는 모드에서 동작하는 터치센싱장치가 상기 터치구간에서 서로 다른 위치에 배치되는 복수의 터치전극을 센싱하는 방법에 있어서,
제1 터치전극으로 제1 주파수의 제1 구동신호를 공급하는 단계;
상기 제1 터치전극으로부터 수신되는 제1 반응신호를 복조하여 터치 또는 근접을 센싱하기 위한 제1 센싱전압을 생성하는 단계;
제2 터치전극으로 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수의 제2 구동신호를 공급하는 단계; 및
상기 제2 터치전극으로부터 수신되는 제2 반응신호를 복조하여 터치 또는 근접을 센싱하기 위한 제2 센싱전압을 생성하는 단계를 포함하는 터치센싱방법
제13항에 있어서,
상기 제2 터치전극은, 상기 제1 터치전극 보다 멀리 위치하고,
상기 제2 주파수는, 상기 제1 주파수보다 낮은 터치센싱방법.
제13항에 있어서,
상기 제1 구동신호는, 제1 전압레벨을 가지고,
상기 제2 구동신호는, 상기 제1 전압레벨과 다른 제2 전압레벨을 가지는 터치센싱방법.
제15항에 있어서,
상기 제2 터치전극은, 상기 제1 터치전극 보다 멀리 위치하고,
상기 제2 전압레벨은, 상기 제1 전압레벨보다 높은 터치센싱방법.
제13항에 있어서,
상기 제1 구동신호 및 2 구동신호는, PWM신호이고 각각 동일한 개수의 펄스를 가지는 터치센싱방법.
제13항에 있어서,
상기 제1 구동신호 및 2 구동신호는, 실질적으로 동일한 시간동안 각 터치전극으로 송신되는 터치센싱방법.
제13항에 있어서,
TMIC로부터 상기 제1 구동신호 및 상기 제2 구동신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 터치센싱방법.