KR20220022773A - 터치 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법 - Google Patents

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

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KR20220022773A
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이홍주
조영우
장현우
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예들은 터치 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 스타일러스에서 전송되는 펜 구동 신호 중에서 일정 간격의 베이스 구간에 전송되는 베이스 펄스 신호를 이용하여, 펜 구동 신호에 동기되는 터치 구동 신호를 용이하게 생성할 수 있는 터치 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.

Description

터치 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법{TOUCH CIRCUIT, TOUCH DISPLAY DEVICE, AND TOUCH DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명의 실시예들은 터치 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 디스플레이 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정 디스플레이 장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP: Plasma Display Panel), 유기 발광 디스플레이(OLED: Organic Light Emitting Display)와 같은 여러 가지 디스플레이 장치가 활용되고 있다.
한편, 디스플레이 장치에서 터치 입력 기능을 제공함에 있어서, 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 단말기의 슬림화를 위해 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 패널 내부에 터치 스크린을 구성하는 소자들을 내장하는 패널 내장형(In-cell type) 터치 디스플레이 장치가 개발되어 사용되고 있다.
이러한, 터치 디스플레이 장치는 터치 감지를 위한 전극으로서 각 픽셀 구동을 위한 공통 전극을 함께 사용한다. 따라서, 디스플레이 구동 기간 동안에는 박막 트랜지스터에 공통 전압이 제공되고, 터치 구동 기간에서는 터치 구동 신호가 터치 전극으로 동작하는 공통 전극에 제공된다.
이러한, 터치 디스플레이 장치는 일반적으로 디스플레이 패널의 화면 변경 주기(Refresh Rate) 또는 프레임 주파수의 1 주기인 1 프레임 동안 1회만 터치를 위한 구동이 이루어진다. 예를 들어, 프레임 주파수가 60Hz 인 경우에는, 1/60s 의 수평 기간 내에서 터치 스크린 패널을 구성하는 N개의 게이트 라인을 통해 픽셀을 턴-온 또는 턴-오프하는 디스플레이 구동을 한 후에 일정 간격 동안 터치를 위한 터치 구동을 진행하게 된다. 따라서 터치 감지 빈도(Touch Report Rate)가 60Hz가 되는 것과 같다.
한편, 터치 디스플레이 장치에 대한 터치 기능은 손가락과 같은 패시브 스타일러스(passive stylus) 뿐만 아니라 디스플레이 패널과 신호를 송수신할 수 있는 액티브 스타일러스(active stylus)을 이용할 수도 있다. 패시브 스타일러스는 디스플레이 패널과의 접촉 지점에서 정전 용량의 변화가 극히 미미하여 터치 위치 검출이 어려운 단점이 있는 반면, 액티브 스타일러스는 자체적으로 펜 구동 신호를 생성하여 디스플레이 패널과의 근접 또는 접촉 지점에 출력하기 때문에 패시브 스타일러스에 비해 터치 위치 검출이 용이한 장점이 있다.
그러나, 액티브 스타일러스를 터치 디스플레이 장치에 사용하기 위해서는 액티브 스타일러스의 펜 구동 신호와 터치 디스플레이 장치의 터치 구동 신호를 동기화 시켜야 한다. 이를 위해서 액티브 스타일러스는 터치 디스플레이 장치로부터 전달되는 업 링크 신호를 수신하고, 펜 구동 신호를 업 링크 신호에 동기시켜서 출력하는 방법이 사용되고 있다.
예를 들어, 터치 디스플레이 장치는 디스플레이 패널의 정보를 포함하는 비콘 신호(Beacon) 또는 핑 신호(Ping)를 액티브 스타일러스로 전송하고, 액티브 스타일러스는 비콘 신호(Beacon) 또는 핑 신호(Ping)를 이용하여 디스플레이 패널의 상태를 판단하고, 동기화 과정을 통해 펜 구동 신호를 출력하게 된다.
그러나, 터치 디스플레이 장치가 비콘 신호(Beacon) 또는 핑 신호(Ping)를 전송하는 프로토콜을 지원하지 않는 경우, 디스플레이 패널에 인가되는 터치 구동 신호와 액티브 스타일러스에서 전송되는 펜 구동 신호의 동기가 맞지 않아서 펜 터치를 센싱하기 어려운 문제가 있다.
또한, 액티브 스타일러스는 펜 형상의 소형 구조로 이루어지기 때문에, 전력 소모를 줄이는 것이 중요한데, 액티브 스타일러스가 터치 디스플레이 장치에서 전송되는 업 링크 신호를 수신하여 터치 구동 신호에 동기되는 펜 구동 신호를 출력하는 과정에서 액티브 스타일러스의 전력 소모가 증가하는 문제가 발생한다.
본 발명의 실시예들은 스타일러스에서 전송되는 펜 구동 신호에 동기되도록 터치 구동 신호를 생성할 수 있는 터치 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 스타일러스에서 전송되는 펜 구동 신호 중에서 일정 간격의 베이스 구간에 전송되는 베이스 펄스 신호를 이용하여, 펜 구동 신호에 동기되는 터치 구동 신호를 용이하게 생성할 수 있는 터치 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 터치 디스플레이 장치에서 액티브 스타일러스의 펜 구동 신호에 동기되는 터치 구동 신호를 생성함으로써, 액티브 스타일러스의 구성을 단순하게 하고 전력 소모를 줄일 수 있는 터치 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 터치 디스플레이 장치에서 스타일러스의 펜 구동 신호에 동기되는 터치 구동 신호를 생성함으로써, 스타일러스와의 프로토콜에 상관없이 스타일러스의 펜 구동 신호를 센싱할 수 있는 터치 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널에서 전달되는 터치 센싱 신호로부터 스타일러스의 펜 구동 신호에 대응되는 펜 검출 신호를 생성하고, 펜 검출 신호를 이용하여 스타일러스의 펜 구동 신호에 동기되는 터치 구동 신호를 생성하는 터치 제어 유닛을 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 펜 구동 신호는 스타일러스에 관한 데이터가 포함되지 않은 베이스 구간과, 스타일러스에 관한 데이터가 포함된 센싱 구간으로 구분되고 터치 구동 신호는 센싱 구간에서 펜 구동 신호와 동기되는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 펜 검출 신호는 베이스 구간의 펜 구동 신호에 의해 생성된 신호인 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 펜 구동 신호와 터치 구동 신호는 정위상 또는 역위상으로 동기되는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 터치 제어 유닛은 터치 센싱 신호로부터 펜 구동 신호에 대응되는 펜 검출 신호를 생성하는 펜 검출 회로와, 펜 검출 신호가 하이 레벨을 나타내는 피크 구간과 피크 값을 검출하는 피크 검출 회로와, 메인 클럭를 기준으로 베이스 구간 내에서 마지막 하이 레벨을 포함하는 기준 구간 동안 펜 검출 신호가 하이 레벨을 유지하는 횟수를 카운팅하는 카운터와, 초기 터치 구동 신호를 메인 클럭에 따라 순차적으로 딜레이 시키는 딜레이 회로와, 딜레이 회로를 통해 딜레이된 초기 터치 구동 신호와 카운터를 통해 전달된 펜 검출 신호의 피크 값 및 피크 구간을 중첩하는 멀티플렉서와, 초기 터치 구동 신호와 펜 검출 신호의 중첩 강도가 가장 높게 나타나는 시점에 맞추어, 터치 구동 신호를 생성하는 터치 구동 신호 생성 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 펜 검출 회로는 터치 센싱 신호를 증폭하는 전치 증폭 회로와, 전치 증폭 회로의 출력 신호와 기준 신호를 비교하는 비교 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 전치 증폭 회로는 터치 센싱 신호를 반전 입력 단자로 인가받는 연산 증폭기와, 연산 증폭기의 비반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 병렬로 연결되는 피드백 커패시터와 리셋 스위치를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 리셋 스위치는 베이스 구간 동안 로우 레벨의 리셋 신호에 의해서 턴-오프되고, 전치 증폭 회로는 베이스 펄스 신호의 반대 방향으로 토글되는 출력 신호를 생성하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 멀티플렉서는 메인 클럭을 기준으로 베이스 구간 내에서 마지막 하이 레벨을 포함하는 기준 구간 동안, 초기 터치 구동 신호와 펜 검출 신호를 중첩하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 스타일러스 펜 구동 신호에 의해 생성된 디스플레이 패널의 터치 센싱 신호를 증폭하는 전치 증폭 회로와, 전치 증폭 회로의 출력 신호와 기준 신호를 비교하여, 펜 구동 신호에 대응되는 펜 검출 신호를 생성하는 비교 회로를 포함하되, 펜 검출 신호를 기준으로 스타일러스의 펜 구동 신호에 동기되는 터치 구동 신호를 마이크로 컨트롤 유닛으로부터 수신하여, 디스플레이 패널이 인가하는 터치 회로를 제공할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널에서 전달되는 터치 센싱 신호로부터 스타일러스의 펜 구동 신호에 대응되는 펜 검출 신호를 생성하고, 마이크로 컨트롤 유닛에서 전달된 초기 터치 구동 신호를 비교하여, 스타일러스의 펜 구동 신호에 동기되는 터치 구동 신호를 생성하는 터치 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 터치 센싱 신호는 스타일러스의 신호 중에서, 데이터가 포함되기 이전의 베이스 구간 동안 생성된 베이스 펄스 신호에 의한 신호인 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 스타일러스 펜 구동 신호에 의해 생성된 디스플레이 패널의 터치 센싱 신호로부터 펜 구동 신호에 대응되는 펜 검출 신호를 생성하는 펜 검출 회로와, 펜 검출 신호가 하이 레벨을 나타내는 피크 구간과 피크 값을 검출하는 피크 검출 회로와, 메인 클럭를 기준으로 베이스 구간 내에서 마지막 하이 레벨을 포함하는 기준 구간 동안 펜 검출 신호가 하이 레벨을 유지하는 횟수를 카운팅하는 카운터와, 초기 터치 구동 신호를 메인 클럭에 따라 순차적으로 딜레이 시키는 딜레이 회로와, 딜레이 회로를 통해 딜레이된 초기 터치 구동 신호와 카운터를 통해 전달된 펜 검출 신호의 피크 값 및 피크 구간을 중첩하는 멀티플렉서와, 초기 터치 구동 신호와 펜 검출 신호의 중첩 영역이 가장 큰 시점에 맞추어, 터치 구동 신호를 생성하는 터치 구동 신호 생성 회로를 포함하는 터치 회로를 제공할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 디스플레이 패널에서 전달되는 터치 센싱 신호로부터 스타일러스의 펜 구동 신호에 대응되는 펜 검출 신호를 생성하는 단계와, 펜 검출 신호를 이용하여 스타일러스의 펜 구동 신호에 동기되는 터치 구동 신호를 생성하는 단계를 포함하는 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 스타일러스에서 전송되는 펜 구동 신호에 동기되도록 터치 구동 신호를 생성할 수 있는 터치 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 스타일러스에서 전송되는 펜 구동 신호 중에서 일정 간격의 베이스 구간에 전송되는 베이스 펄스 신호를 이용하여, 펜 구동 신호에 동기되는 터치 구동 신호를 용이하게 생성할 수 있는 터치 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 디스플레이 장치에서 액티브 스타일러스의 펜 구동 신호에 동기되는 터치 구동 신호를 생성함으로써, 액티브 스타일러스의 구성을 단순하게 하고 전력 소모를 줄일 수 있는 터치 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 디스플레이 장치에서 스타일러스의 펜 구동 신호에 동기되는 터치 구동 신호를 생성함으로써, 스타일러스와의 프로토콜에 상관없이 스타일러스의 펜 구동 신호를 센싱할 수 있는 터치 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간의 타이밍을 나타낸 예시 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 시간 프리 구동의 3가지 경우를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 시간 프리 구동의 3가지 경우에 따른 터치 구동 신호를 예시로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 스타일러스에 동기된 터치 구동 신호를 생성하는 구조를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 터치 회로의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 회로를 구성하는 터치 검출 회로의 전치 증폭 회로에 대한 예시를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 회로를 구성하는 터치 검출 회로의 적분 회로에 대한 예시를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 회로를 구성하는 터치 검출 회로의 샘플링 회로에 대한 예시를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 회로를 구성하는 펜 검출 회로의 비교 회로에 대한 예시를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 펜 구동 신호에 동기되도록 터치 구동 신호를 생성하는 과정의 신호 파형도를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 구동 신호의 생성 타이밍을 결정하는 방법을 예시로 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 회로가 스타일러스에 동기된 터치 구동 신호를 생성하는 구조를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 14는은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 스타일러스에 동기된 터치 구동 신호를 생성하는 터치 회로의 블록도를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 회로가 펜 구동 신호에 동기되도록 터치 구동 신호를 생성하는 과정의 신호 파형도를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 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. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 영상 디스플레이 기능은 물론, 손가락 등과 같은 패시브 스타일러스에 대한 터치 센싱 기능과, 펜과 같은 액티브 스타일러스에 대한 터치 센싱 기능(스타일러스 인식 기능)을 제공할 수 있는 디스플레이 장치이다.
본 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 센서(Touch Sensor)로서의 다수의 터치 전극(Touch Electrode; TE)을 포함하는 터치 스크린 패널(Touch Screen panel; TSP)이 디스플레이 패널(110)에 내장된 디스플레이 장치로서, 텔레비전(TV), 모니터 등일 수도 있고, 태블릿, 스마트 폰 등의 모바일 장치일 수도 있다.
예를 들어, 터치 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 구동 기간에서 사용되는 공통 전극을 다수 개로 블록화하여 다수의 터치 전극(TE)으로 사용할 수 있다. 다른 예로서, 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 센싱 전용 전극(즉, 터치 구동 전용 전극)으로서 다수의 터치 전극(TE)을 사용할 수도 있다.
디스플레이 패널(110)은 액정 디스플레이 패널, 유기 발광 디스플레이 패널 등 다양한 타입의 패널일 수 있다.
일 예로, 디스플레이 패널(110)이 액정 디스플레이 패널인 경우, 터치 디스플레이 장치(100)는 공통 전압이 인가되어 픽셀 전극과 전계를 형성하는 공통 전극을 다수 개 블록화하여 다수의 터치 전극(TE)으로 활용할 수 있다.
다른 예로, 디스플레이 패널(110)이 유기 발광 디스플레이 패널인 경우, 터치 디스플레이 장치(100)는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED)를 구성하는 제 1 전극, 유기 발광층, 제 2 전극, 그 상부에 위치하여 밀봉 기능을 가지는 봉지층(Encapsulation Layer), 및 그 상부에 위치하는 터치 센서 금속층(Touch Sensor Metal Layer)을 포함할 수 있으며, 다수의 터치 전극(TE)은 터치 센서 금속층에 형성되어 있을 수 있다. 한편, 이러한 터치 전극(TE)은 디스플레이 패널(110)의 내부에 인셀(In-cell) 타입으로 내장될 수도 있고, 터치 전극(TE)을 포함하는 터치 스크린 패널(TSP)이 디스플레이 패널(110)의 상부에 별도로 구성될 수도 있을 것이다.
아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 다수의 터치 전극(TE)이 터치 구동 과정에서 터치 센서로 이용되고, 디스플레이 구동 과정에서는 공통 전극으로 이용되는 경우로 가정하여 설명한다.
터치 디스플레이 장치(100)는 터치 스크린 패널(TSP)이 내장된 디스플레이 패널(110)을 구동함으로써 디스플레이 패널(110)을 통해 수신된 신호를 이용하여 터치 센싱 및 스타일러스 센싱을 수행하는 터치 회로(TIC)를 포함할 수 있다.
이러한 터치 회로(TIC)는 디스플레이 패널(110)을 구성하는 터치 전극(TE)에 터치 구동 신호를 인가하고, 센싱 라인(SL)을 통해 터치 신호를 수신하는 제 1 회로와, 디스플레이 패널(110)을 통해 수신된 터치 신호를 이용하여 패시브 터치 센싱(손가락 터치 센싱) 및 액티브 터치 센싱 여부를 검출하는 제 2 회로를 포함할 수 있다.
제 1 회로는 터치 센싱 회로(ROIC; Read Out Integrated Circuit)라고 하고, 제 2 회로는 터치 컨트롤러(TCR)라고도 한다.
터치 회로(TIC)는 디스플레이 패널(110)에 형성된 터치 전극(TE)들 사이의 정전 용량의 편차를 기반으로 터치의 유무 및 위치를 센싱할 수 있다. 즉, 사용자의 손가락을 포함하는 패시브 스타일러스 또는 액티브 스타일러스가 접촉된 위치와 비접촉된 위치 사이에 정전 용량의 편차가 발생하는데, 터치 회로(TIC)는 이러한 정전 용량의 편차를 감지하는 방식으로 터치의 유무 및 위치를 센싱한다. 터치 회로(TIC)는 터치의 유무 및 위치에 대한 터치 센싱 출력 신호를 생성하고 이를 외부의 마이크로 컨트롤 유닛(도시되지 않음)으로 전달한다.
마이크로 컨트롤 유닛은 터치 회로(TIC)를 제어한다. 마이크로 컨트롤 유닛은 타이밍 컨트롤러(도시되지 않음)로부터 터치 동기 신호를 공급받아 이를 기반으로 터치 회로(TIC)를 제어하는 터치 구동 신호를 생성할 수 있다. 마이크로 컨트롤 유닛은 터치 회로(TIC)와의 사이에 정의된 인터페이스를 기반으로 터치 센싱 검출 신호 및 터치 구동 신호 등을 주고 받는다.
여기에서, 마이크로 컨트롤 유닛은 터치 컨트롤러(TCR)와 함께 하나의 집적 회로 형태로 이루어지거나, 타이밍 컨트롤러와 함께 하나의 집적 회로로 이루어질 수도 있을 것이다. 마이크로 컨트롤 유닛이 터치 컨트롤러(TCR)와 함께 하나의 집적 회로 형태로 이루어지는 경우에는 터치 센싱 회로(ROIC)를 터치 회로라고 지칭할 수도 있을 것이다.
데이터 라인에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동 회로는 소스 구동 회로 또는 소스 구동 집적 회로(Source Driving Integrated Circuit; SDIC)라고도 하며, 터치 센싱 회로(ROIC)는 데이터 구동 회로(SDIC)와 함께 통합 구동 회로(SRIC)로 구현될 수도 있다.
이 때, 통합 구동 회로(SRIC)는 필름 상에 실장된 COF (Chip On Film) 타입일 수 있으며, 디스플레이 패널(110)에 내장되거나 인쇄 회로 기판(PCB)에 실장될 수도 있다.
통합 구동 회로(SRIC)가 실장된 필름은 디스플레이 패널(110)의 본딩 부와 인쇄 회로 기판(PCB)의 본딩부 각각에 결합될 수 있다.
인쇄 회로 기판(PCB)에는 터치 컨트롤러(TCR) 등이 실장될 수 있다.
터치 센싱 회로(ROIC)와 데이터 구동 회로(SDIC)는 별도의 구동 칩으로 구현될 수도 있다. 터치 센싱 회로(ROIC)는 디스플레이 패널(110)을 이루는 다수의 터치 전극(TE)과 다수의 센싱 라인(SL)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
이 때, 터치 센싱 회로(ROIC)는 디스플레이 구동 기간과 별도로 시분할된 터치 구동 기간에 터치 센싱을 수행할 수도 있고, 터치 센싱을 수행하는 터치 구동 기간이 디스플레이 구동 기간과 동시에 진행될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치의 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간의 타이밍을 나타낸 예시 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(10)는 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame) 내에서 정해진 디스플레이 구동 기간(DP) 동안 영상 표시를 위한 디스플레이 구동을 수행하고, 정해진 터치 구동 기간(TP) 동안 손가락 또는 스타일러스에 의한 터치 입력을 센싱하기 위한 터치 구동을 수행할 수 있다.
디스플레이 구동 기간(DP)과 터치 구동 기간(TP)은 시간적으로 동일하거나 중첩되는 기간일 수도 있고, 시간적으로 분리된 기간일 수도 있으며, 이러한 구동 방식을 시간 분할 구동(Time Division Driving)이라고 할 수 있다.
반면, 디스플레이 구동 기간(DP)과 터치 구동 기간(TP)이 시간적으로 동일한 경우, 디스플레이 구동과 터치 구동이 동시에 이루어질 수 있으며, 이러한 구동 방식을 시간 프리 구동(Time Free Driving)이라고 할 수 있다.
시간 분할 구동 경우, 디스플레이 구동 기간(DP)과 터치 구동 기간(TP)은 교번할 수 있다.
이와 같이, 디스플레이 구동 기간(DP)과 터치 구동 기간(TP)이 교번하면서 시간적으로 분리되는 경우, 터치 구동 기간(TP)은 디스플레이 구동이 수행되지 않는 블랭크 기간(Blank)에 해당할 수 있다.
터치 디스플레이 장치(100)는 하이 레벨과 로우 레벨로 스윙 되는 터치 동기 신호(Tsync)를 발생시켜서 이를 통해 디스플레이 구동 기간(DP)과 터치 구동 기간(TP)을 식별하거나 제어할 수 있다. 즉, 터치 동기 신호(Tsync)는 터치 구동 기간(TP)을 정의하는 타이밍 제어 신호가 될 수 있다.
예를 들어, 터치 동기 신호(Tsync)의 하이 레벨 구간 (또는 로우 레벨 구간)은 디스플레이 구동 기간(DP)에 대응될 수 있고, 터치 동기 신호(Tsync)의 로우 레벨 구간 (또는 하이 레벨 구간)은 터치 구동 기간(TP)에 대응될 수 있다.
이 경우, 터치 센싱 회로(ROIC)는 터치 동기 신호(Tsync)가 로우 레벨인 터치 구동 기간(TP)에 터치 구동 신호를 터치 전극(TE)에 인가하고, 터치 전극(TE)으로부터 수신되는 터치 신호를 이용하여 패시브 스타일러스 또는 액티브 스타일러스의 터치 유무 및 터치 좌표를 센싱할 수 있다.
한편, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame) 내에서 디스플레이 구동 기간(DP) 및 터치 구동 기간(TP)을 할당하는 방식과 관련하여, 일 예로, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame)을 하나의 디스플레이 구동 기간(DP)과 하나의 터치 구동 기간(TP)으로 분할하고, 하나의 디스플레이 구동 기간(DP) 동안 디스플레이 구동이 진행되고, 블랭크 기간(Blank)에 해당하는 하나의 터치 구동 기간(TP) 동안 패시브 스타일러스 및 액티브 스타일러스에 의한 터치 입력을 센싱하기 위한 터치 구동이 진행될 수 있다.
다른 예로써, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame)을 둘 이상의 디스플레이 구동 기간(DP)과 둘 이상의 터치 구동 기간(TP)으로 분할하고, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame) 내에 둘 이상의 디스플레이 구동 기간(DP) 동안 디스플레이 구동이 진행되고, 둘 이상의 터치 구동 기간(TP) 동안 화면 전 영역 또는 일부 영역에서 패시브 스타일러스와 액티브 스타일러스에 의한 터치 입력을 1 차례 또는 2 차례 이상 센싱하기 위한 터치 구동이 진행될 수 있다.
이와 같이, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame)을 둘 이상의 디스플레이 구동 기간(DP)과 둘 이상의 터치 구동 기간(TP)으로 분할하여 디스플레이 구동 및 터치 구동을 진행하는 경우에, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame) 내에서 둘 이상의 터치 구동 기간(TP)에 해당하는 둘 이상의 블랭크 기간(Blank) 각각을 LHB(Long Horizontal Blank) 라고 한다.
따라서, 디스플레이 프레임 기간 내에서 스타일러스 또는 손가락에 대한 터치 센싱이 이루어지는 둘 이상의 기간을 LHB 또는 터치 구동 기간이라고 할 수 있으며, 하나의 디스플레이 프레임 기간 내에 둘 이상의 LHB 동안 수행되는 터치 구동을 “LHB 구동”이라고 한다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 시간 프리 구동의 3가지 경우를 나타낸 도면이고, 도 4는 시간 프리 구동의 3가지 경우에 따른 터치 구동 신호를 예시로 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 시간 프리 구동의 제 1 경우(Case 1)에서, 터치 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 구동과 터치 구동을 동시에 진행할 수 있다.
제 1 경우(Case 1)에서, 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 구동을 수행하기 위하여, 전압이 가변 되는 펄스 형태의 제 1 터치 구동 신호(TDS1)를 터치 전극(TE)으로 공급할 수 있다. 이 때, 제 1 경우(Case 1)에 터치 전극(TE)에 인가되는 제 1 터치 구동 신호(TDS1)는 제 1 진폭(AMP1)을 가질 수 있다.
제 1 경우(Case 1)에서, 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 구동을 수행하여, 디스플레이 패널(110)에 접촉되는 손가락의 터치를 센싱할 수 있다. 이러한 터치 센싱을 핑거 센싱(Finger Sensing)이라고 한다.
또는, 제 1 경우(Case 1)에서, 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 구동을 수행하여, 손가락 또는 스타일러스가 디스플레이 패널(110)에 접촉하지 않고 디스플레이 패널(110)에 근접한 경우에 손가락 또는 스타일러스에 의한 터치를 센싱할 수 있다. 이러한 터치 센싱을 호버 센싱(Hover Sensing)이라고 한다.
제 2 경우(Case 2)에서, 터치 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 구동만을 수행할 수 있다.
제 2 경우(Case 2), 터치 디스플레이 장치(100) 손가락에 의해 터치를 센싱할 필요가 없기 때문에, 일반적인 터치 구동을 수행하지 않는다. 즉, 제 2 경우(Case 2)에서 터치 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110)에 배치된 다수의 터치 전극(TE)으로 전압이 가변 되는 펄스 형태의 터치 구동 신호(TDS)를 공급하지 않는다.
제 2 경우(Case 2)에서, 터치 디스플레이 장치(100)는 직류 형태의 제 2 터치 구동 신호(TDS2)를 공급할 수 있다. 이 때, 제 2 경우(Case 2)에 디스플레이 패널(110)로 인가되는 신호를 제 2 터치 구동 신호(TDS2)라고 표현하였지만, 핑거 센싱이 이루어지지 않는 제 2 경우(Case 2)에 디스플레이 패널(110)에 인가되는 신호는 펄스 형태의 터치 구동 신호(TDS1과 TDS3)와 구분되는 직류 형태의 공통 전압 신호로 볼 수 있다.
따라서, 제 1 경우(Case 1)에는 센싱 라인(SL)을 통해 펄스 형태의 터치 구동 신호(TDS1)가 디스플레이 패널(110)에 인가되는 반면, 제 2 경우(Case 2)에는 센싱 라인(SL)을 통해 직류 형태의 공통 전압 신호가 디스플레이 패널(110)에 인가될 수 있다.
제 2 경우(Case 2)에서, 터치 디스플레이 장치(100)는 스타일러스로부터 전달되는 펜 구동 신호를 터치 전극(TE)을 통해 수신하여 스타일러스를 센싱할 수 있다. 터치 디스플레이 장치(100)는 스타일러스의 펜 구동 신호를 센싱하여, 스타일러스의 위치, 틸트(Tilt), 압력(필압), 또는 각종 부가 정보를 알아낼 수 있다.
제 3 경우(Case 3)에, 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 구동만을 수행할 수 있다.
제 3 경우(Case 3)에, 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 구동을 수행하기 위하여, 전압이 가변 되는 펄스 형태의 제 3 터치 구동 신호(TDS3)를 터치 전극(TE)으로 공급할 수 있다. 이 때, 제 3 경우(Case 3)에 터치 전극(TE)에 인가되는 제 3 터치 구동 신호(TDS3)는 제 1 진폭(AMP1)과 상이한 제 3 진폭(AMP3)을 가질 수 있다.
제 3 경우(Case 3)에 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 구동을 수행하여, 디스플레이 패널(110)에 접촉되는 손가락의 터치를 센싱할 수 있다.
시간 프리 구동의 제 1 경우(Case 1)는 디스플레이 구동 기간(DP)에 진행될 수 있고, 제 3 경우(Case)는 블랭크 기간(Blank)에 진행될 수 있다. 이 때, 디스플레이 구동 기간(DP) 내에서 제 1 경우(Case 1)는 제 2 경우(Case 2)로 변경될 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 구동 기간(DP) 동안, 터치 디스플레이 장치(100)는 제 1 경우(Case 1)와 같이 디스플레이 구동과 터치 구동을 함께 수행하다가, 스타일러스 센싱을 위해서 핑거 센싱을 중단함으로써 제 2 경우(Case 2)로 변경할 수 있다.
제 1 경우(Case 1)와 제 3 경우(Case 3)에서, 핑거 센싱을 위한 터치 구동이 이루어지는 경우에, 터치 전극(TE)에는 각각 제 1 진폭(AMP1) 및 제 3 진폭(AMP3)을 갖는 터치 구동 신호(TDS1, TDS3)가 인가될 수 있다.
참고로, 시간 프리 구동의 경우에는 디스플레이 구동 기간(DP)과 터치 구동 기간(TP)이 시간적으로 동일하게 진행되기 때문에, 위에서 설명한 3가지 경우(Case 1, Case 2, Case 3)가 모두 터치 구동 기간(TP)에 해당한다고 할 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면, 디스플레이 구동과 함께 터치 구동이 수행되는 경우(Case 1)에 터치 전극(TE)에 인가되는 제 1 터치 구동 신호(TDS1)의 제 1 진폭(AMP1)은, 터치 구동만 수행되는 경우(Case 3)에 터치 전극(TE)에 인가되는 제 3 터치 구동 신호(TDS3)의 제 3 진폭(AMP3)보다 작을 수 있다.
즉, 디스플레이 구동 기간(DP) 동안 터치 전극(TE)에 인가되는 제 1 터치 구동 신호(TDS1)의 제 1 진폭(AMP1)은, 블랭크 기간(Blank) 동안 터치 전극(TE)에 인가되는 제 3 터치 구동 신호(TDS3)의 제 3 진폭(AMP3)보다 작을 수 있다.
또한, 디스플레이 구동 기간(DP) 동안, 터치 회로는 제 1 진폭(AMP1)을 갖는 제 1 터치 구동 신호(TDS1) 또는 직류 전압에 해당하는 제 2 터치 구동 신호(TDS2)를 다수의 터치 전극(TE)으로 공급할 수 있다.
반면, 블랭크 기간(Blank) 동안, 터치 회로는 제 3 진폭(AMP3)을 갖는 제 3 터치 구동 신호(TDS3)를 다수의 터치 전극(TE) 중 하나 이상으로 공급할 수 있다.
이 때, 디스플레이 패널(110)은 각 프레임마다 비콘 신호를 스타일러스에 업링크 하여 스타일러스와 페어링을 수행하고, 터치 구동 기간(TP) 내에서 핑 신호를 업링크 하여 스타일러스의 펜 구동 신호에 대한 센싱 시간을 동기화 할 수 있다.
그러나, 터치 디스플레이 장치(100)가 비콘 신호(Beacon) 또는 핑 신호(Ping)를 전송하는 프로토콜을 지원하지 않는 경우에, 디스플레이 패널(110)에 인가되는 터치 구동 신호와 스타일러스에서 전송되는 펜 구동 신호의 동기가 맞지 않아서 펜 터치를 센싱하지 못하는 경우가 발생한다.
이에 따라, 본 발명의 터치 디스플레이 장치(100)는 스타일러스에서 전송되는 펜 구동 신호 중에서 데이터가 포함되기 이전의 일정 구간의 신호를 이용하여, 펜 구동 신호에 동기되는 터치 구동 신호(TDS)를 용이하게 생성할 수 있도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 스타일러스에 동기된 터치 구동 신호를 생성하는 구조를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 터치 회로(200) 및 마이크로 컨트롤 유닛(300)을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(110)은 스타일러스로부터 전달된 펜 구동 신호(Pds)에 의해 터치 센싱 신호(TSS)를 생성한다.
터치 회로(200)는 다수의 센싱 라인을 통해 디스플레이 패널(110)에서 전달되는 터치 센싱 신호(TSS)를 수신하고, 이를 이용하여 펜 검출 신호(Pout)를 생성한다.
마이크로 컨트롤 유닛(300)은 터치 회로(200)에서 전달되는 펜 검출 신호(Pout)를 이용해서 펜 구동 신호(Pds)에 동기화된 터치 구동 신호(TDS)를 생성하고, 이를 터치 회로(200)에 전달한다.
한편, 펜 구동 신호(Pds)에 동기화된 터치 구동 신호(TDS)를 생성하는 기능이 별도의 마이크로 컨트롤 유닛(300)에서 이루어지지 않고, 터치 회로(200) 내의 터치 컨트롤러(TCR)에서 이루어질 수도 있다.
또는, 마이크로 컨트롤 유닛(300)과 터치 회로(200)를 포함하여 터치 제어 유닛으로 볼 수도 있고, 마이크로 컨트롤 유닛(300)과 터치 회로(200)가 하나의 집적 회로로 구성되어 하나의 터치 집적 회로를 구성할 수도 있을 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 터치 회로의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 회로(200)는 전하를 전달하는 방법(Charge Transferring)으로 스위치드-커패시터 회로들(Switched-Capacitor Circuits)을 이용하여 터치 센싱 및 펜 신호 센싱을 할 수 있다.
즉, 터치 회로(200)는 디스플레이 패널(110)에서 전달되는 터치 센싱 신호(TSS)로부터 터치 유무 또는 터치 위치에 대한 터치 센싱 검출 신호(Sout)를 생성하는 터치 검출 회로(220)와 터치 센싱 신호(TSS)로부터 스타일러스의 펜 구동 신호(Pds)에 대응되는 펜 검출 신호(Pout)를 생성하는 펜 검출 회로(230)를 포함할 수 있다.
터치 회로(200)는 앞에서 설명한 터치 센싱 회로(ROIC)에 해당할 수 있다. 또는, 터치 회로(200)의 내부에 터치 센싱 검출 신호(Sout)를 이용해서 터치 유무 및 터치 위치를 판단하는 터치 컨트롤러(TCR)가 구비될 수도 있다.
터치 검출 회로(220)는 전치 증폭 회로(PreAmp, 222), 적분 회로(224), 및 샘플링 회로(226)을 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 회로를 구성하는 터치 검출 회로의 전치 증폭 회로에 대한 예시를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서, 터치 회로(200)를 구성하는 터치 검출 회로(220)의 전치 증폭 회로(222)는 터치 센싱 신호(TSS)를 반전 입력 단자(-)로 인가받는 연산 증폭기(Amp1)와, 연산 증폭기(Amp1)의 비반전 입력 단자(+)와 출력 단자 사이에 병렬로 연결되는 피드백 커패시터(Cfb) 및 리셋 스위치(SWrst1)를 포함할 수 있다.
이 때, 리셋 스위치(SWrst1)는 펜 구동 신호(Pds)가 인가되기 직전에 턴-온되도록 토글시켜서 전치 증폭 회로(222)를 리셋시킬 수 있을 것이다. 그러나, 본 발명의 터치 회로(200)에서는 펜 구동 신호(Pds) 내에 데이터가 포함되기 이전의 일정 구간 동안 리셋 스위치(Swrst1)를 턴-오프 상태(OFF)로 유지함으로써, 펜 구동 신호(Pds)와 반대 방향으로 토글되는 출력 전압(V1)을 생성하고, 이를 이용해서 펜 검출 신호(Pout)를 생성한다.
구체적으로, 리셋 스위치(SWrst1)는 펜 구동 신호(Pds)에 스타일러스에 관한 데이터가 포함되지 않은 베이스 구간(BASE) 동안, 로우 레벨의 리셋 신호(RST_Pamp)에 의해서 턴-오프 상태(OFF)를 유지하고, 펜 구동 신호(Pds)에 스타일러스에 관한 데이터가 포함되는 센싱 구간(SENSING) 동안은 리셋 신호(RST_Pamp)의 레벨에 따라 턴-온 및 턴-오프 상태가 변경될 수 있다.
이 때, 연산 증폭기(Amp1)의 비반전 입력 단자(+)에는 기준 레벨을 가지는 공통 전압(Vcom)이 인가될 수 있다. 이에 따라, 연산 증폭기(Amp1)는 공통 전압(Vcom)을 기준으로 펜 구동 신호(Pds)와 반대 방향으로 토글되는 톱니파 형상의 출력 전압(V1)이 생성되어 적분 회로(224)에 전달된다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 회로를 구성하는 터치 검출 회로의 적분 회로에 대한 예시를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서, 터치 회로(200)를 구성하는 터치 검출 회로(220)의 적분 회로(224)는 복수의 스위치(SW1, SW2)와 커패시터(C1)로 이루어질 수 있다.
여기에서는 동시에 턴-온 및 턴-오프되는 2개의 제 1 스위치(SW1)와 동시에 턴-온 및 턴-오프되는 2개의 제 2 스위치(SW2)의 동작에 의해서 하나의 커패시터(C1)에 전치 증폭 회로(222)의 출력 전압(V1)이 누적되는 경우를 예시로 나타내었지만, 적분 회로(224)의 구조는 다양하게 변경될 수 있을 것이다.
따라서, 적분 회로(224)를 구성하는 복수의 스위치(SW1, SW2)의 동작에 따라, 전치 증폭 회로(222)의 출력 전압(V1)이 커패시터(C1)에 누적되고, 커패시터(C1)에 누적된 적분 회로(224)의 출력 전압(V2)이 샘플링 회로(226)에 전달된다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 회로를 구성하는 터치 검출 회로의 샘플링 회로에 대한 예시를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서, 터치 회로(200)를 구성하는 터치 검출 회로(220)의 샘플링 회로(226)는 적분 회로(224)의 출력 라인이 반전 입력 단자(-)에 연결되고, 기준 전압(Vref1)이 비반전 입력 단자(+)에 인가되는 연산 증폭기(Amp2)와, 연산 증폭기(Amp2)의 반전 입력 단자(-)와 출력 단자 사이에 병렬로 연결되는 피드백 커패시터(Cfb2) 및 리셋 스위치(SWrst2)로 이루어질 수 있다. 적분 회로(224)의 커패시터(C1)에 누적된 전압은 피드백 커패시터(Cfb2)에 충전되어 터친 센싱 검출 신호(Sout)로서 터치 컨트롤러(TCR)에 전달될 수 있다.
한편, 펜 검출 회로(230)는 전치 증폭 회로(222), 비교 회로(232) 및 레벨 시프터(234)를 포함할 수 있다. 즉, 전치 증폭 회로(222)는 디스플레이 패널(110)에서 전달되는 터치 센싱 신호(TSS)를 일정한 레벨까지 증폭시키는 부분으로서, 터치 검출 회로(220) 및 펜 검출 회로(230)에 공통적으로 포함될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 회로를 구성하는 펜 검출 회로의 비교 회로에 대한 예시를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서, 터치 회로(200)를 구성하는 펜 검출 회로(230)의 비교 회로(232)는 전치 증폭 회로(222)에서 출력된 전압(V1)을 반전 입력 단자(-)로 수신하고, 기준 전압(Vref2)을 비반전 입력 단자(+)로 수신하는 연산 증폭기(Amp3)로 이루어질 수 있다.
따라서, 연산 증폭기(Amp3)는 전치 증폭 회로(222)에서 출력되는 톱니파 형상의 전압(V1)을 기준 전압(Vref2)과 비교해서, 펄스 형태의 출력 신호(V3)를 생성하고, 이를 레벨 시프터(234)로 전달한다.
레벨 시프터(234)는 비교 회로(232)의 출력 신호(V3)를 마이크로 컨트롤 유닛(300)에서 처리 가능하도록 일정한 범위의 레벨로 천이시켜서 펜 검출 신호(Pout)를 생성한다.
여기에서는 레벨 시프터(234)를 통해서 레벨이 천이된 신호를 펜 검출 신호(Pout)로 지칭하였지만, 레벨 시프터(234)는 필요에 따라 생략될 수 있으며, 이 경우는 비교 회로(232)에서 출력되는 신호가 펜 검출 신호(Pout)가 될 것이다.
마이크로 컨트롤 유닛(300)은 터치 회로(200)에서 전달되는 펜 검출 신호(Pout)에 동기되도록 터치 구동 신호(TDS)를 생성해서, 이를 터치 회로(200)에 전달한다.
이에 따라, 본 발명의 터치 디스플레이 장치(100)는 비콘 신호 또는 핑 신호를 업링크하지 않고, 스타일러스에서 전송되는 펜 구동 신호(Pds)를 이용해서 펜 구동 신호(Pds)에 동기되는 터치 구동 신호(TDS)를 생성할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 펜 구동 신호에 동기되도록 터치 구동 신호를 생성하는 과정의 신호 파형도를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서, 펜 구동 신호(Pds)에 동기되도록 터치 구동 신호(TDS)를 생성하는 구간을 베이스 구간(BASE)이라 하고, 펜 구동 신호(Pds)에 동기된 터치 구동 신호(TDS)를 이용해서 펜 터치를 센싱하는 구간을 센싱 구간(SENSING)이라고 할 수 있다.
이 때, 펜 구동 신호(Pds)와 터치 구동 신호(TDS)는 정위상으로 동기될 수도 있고, 역위상으로 동기될 수도 있다.
즉, 펜 구동 신호(Pds)와 터치 구동 신호(TDS)가 정위상으로 동기되는 경우에는 펜 구동 신호(Pds)와 터치 구동 신호(TDS)의 상승 에지와 하강 에지가 동일하게 동기된다.
반면, 펜 구동 신호(Pds)와 터치 구동 신호(TDS)가 역위상으로 동기되는 경우에는 펜 구동 신호(pds)의 상승 에지에 터치 구동 신호(TDS)의 하강 에지가 동기되고, 펜 구동 신호(Pds)의 하강 에지에 터치 구동 신호(TDS)의 상승 에지가 동기된다.
스타일러스는 터치 디스플레이 장치(100)에 데이터를 인가하기 이전에, 일정한 시간 간격을 가지는 베이스 구간(BASE) 동안 일정한 간격의 베이스 펄스 신호를 디스플레이 패널(110)에 인가할 수 있다.
스타일러스로부터 베이스 펄스 신호가 인가되는 베이스 구간(BASE) 동안 터치 회로(200)의 전치 증폭 회로(222)는 로우 레벨의 리셋 신호(RST_Pamp)에 의해서, 리셋 스위치(SWrst1)를 턴-오프시킨다.
그 결과, 전치 증폭 회로(222)는 베이스 펄스 신호에 의해 디스플레이 패널(110)에 생성되는 터치 센싱 신호(TSS)와 일정 레벨의 공통 전압(Vcom)을 비교해서, 베이스 펄스 신호의 반대 방향으로 토글되는 출력 신호(V1)를 생성한다.
비교 회로(232)는 전치 증폭 회로(222)의 출력 신호(V1)와 기준 전압(Vref2)를 비교하여, 펄스 형태의 펜 검출 신호(Pout)를 생성할 수 있다. 물론, 레벨 시프터(234)에 의해서 비교 회로(232)의 출력 신호에 대한 레벨이 조절되어 펜 검출 신호(Pout)가 생성될 수도 있다.
펜 검출 신호(Pout)는 마이크로 컨트롤 유닛(300)에 전달되고, 마이크로 컨트롤 유닛(300)은 펜 검출 신호(Pout)에 동기되는 터치 구동 신호(TDS)를 생성할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 구동 신호의 생성 타이밍을 결정하는 방법을 예시로 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서, 마이크로 컨트롤 유닛(300)은 초기 터치 구동 신호(TDS_init)를 생성하고, 이를 순차적으로 딜레이 시키면서 터치 회로(200)에서 전달된 펜 검출 신호(Pout)와 비교할 수 있다.
예를 들어, 마이크로 컨트롤 유닛(300)은 터치 회로(200)에서 출력된 펜 검출 신호(Pout)가 하이 레벨을 나타내는 피크 구간과 피크 값을 검출하고, 베이스 구간(BASE) 내에서 펜 검출 신호(Pout)에 마지막 하이 레벨이 포함되는 1 주기(P1)를 기준으로 초기 터치 구동 신호(TDS_init)와 중첩 영역을 순차적으로 비교한다.
이 때, 초기 터치 구동 신호(TDS_init)와 펜 검출 신호(Pout)가 하이 레벨에서 중첩되는 영역(Area_overlap)에 따라, 비교 신호의 출력이 달라질 수 있다.
즉, (b)의 경우와 같이, 초기 터치 구동 신호(TDS_init)와 펜 검출 신호(Pout)가 중첩되는 영역(Area_overlap)이 가장 큰 경우에 비교 신호의 강도가 가장 높아지며, 이 시점을 검출함으로써 펜 구동 신호(Pds)에 동기되는 터치 구동 신호(TDS)를 생성할 수 있다.
따라서, 순차적으로 딜레이되는 초기 터치 구동 신호(TDS_init)와 펜 검출 신호(Pout)의 중첩 영역을 비교하여, 중첩 영역이 가장 큰 시점의 초기 터치 구동 신호를 터치 구동 신호(TDS)의 타이밍으로 설정한다.
그런 다음, 펜 검출 신호(Pout)에 마지막 하이 레벨이 포함되는 1 주기(P1) 이후에 검출된 타이밍에 따라 터치 구동 신호(TDS)를 생성하면, 터치 구동 신호(TDS)가 스타일러스의 펜 구동 신호(Pds)와 동기될 수 있게 된다.
위에서는 마이크로 컨트롤 유닛(300)에서 펜 검출 신호(Pout)를 이용하여, 여기에 동기되는 터치 구동 신호(TDS)를 생성하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 앞에서 설명한 바와 같이, 마이크로 컨트롤 유닛(300)과 터치 회로(200)가 하나의 집적 회로로 구성되어 터치 집적 회로를 구성되는 경우에는, 터치 집적 회로에서 펜 구동 신호(Pds)에 동기되는 터치 구동 신호(TDS)를 생성한다고 볼 수도 있고, 마이크로 컨트롤 유닛(300)과 터치 회로(200)가 포함된 터치 제어 유닛에서 펜 구동 신호(Pds)에 동기되는 터치 구동 신호(TDS)를 생성한다고 볼 수도 있을 것이다.
한편, 터치 회로(200)와 마이크로 컨트롤 유닛(300)이 분리되는 경우에는, 터치 회로(200)에서 마이크로 컨트롤 유닛(300)으로부터 초기 터치 구동 신호(TDS_init)를 제공받아서, 펜 검출 신호(Pout)에 동기되는 터치 구동 신호(TDS)를 직접 생성할 수도 있을 것이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 회로가 스타일러스에 동기된 터치 구동 신호를 생성하는 구조를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 터치 회로(200) 및 마이크로 컨트롤 유닛(300)을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(110)은 스타일러스로부터 전달된 펜 구동 신호(Pds)에 의해 터치 센싱 신호(TSS)를 생성한다.
터치 회로(200)는 다수의 센싱 라인을 통해 디스플레이 패널(110)에서 전달되는 터치 센싱 신호(TSS)를 수신하고, 이를 이용하여 펜 검출 신호(Pout)를 생성한다.
또한, 터치 회로(200)는 마이크로 컨트롤 유닛(300)으로부터 전달되는 초기 터치 구동 신호(TDS_init)의 타이밍을 제어하여, 펜 구동 신호(Pds)에 동기화되는 터치 구동 신호(TDS)를 생성한다.
즉, 터치 회로(200)는 마이크로 컨트롤 유닛(200)에서 전달된 초기 터치 구동 신호(TDS_init)을 순차적으로 딜레이 시키면서 펜 검출 신호(Pout)에 동기되는 타이밍을 검출하고, 펜 검출 신호(Pout)에 동기되도록 변조된 초기 터치 구동 신호(TDS_init)를 터치 구동 신호(TDS)로 사용한다. 그 결과, 터치 회로(200)는 스타일러스의 펜 구동 신호(Pds)에 동기되는 터치 구동 신호(TDS)를 디스플레이 패널(110)에 공급할 수 있다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 스타일러스에 동기된 터치 구동 신호를 생성하는 터치 회로의 블록도를 나타낸 도면이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서, 스타일러스에 동기된 터치 구동 신호(TDS)를 생성하는 터치 회로(200)는 펜 검출 회로(240), 피크 검출 회로(250), 카운터(260), 딜레이 회로(270), 멀티플렉서(280), 및 터치 구동 신호 생성 회로(290)를 포함할 수 있다.
터치 회로(200)는 터치 센싱 회로(ROIC)에 해당할 수 있으며, 터치 센싱 검출 신호(Sout)를 이용해서 터치 유무 및 터치 위치를 판단하는 터치 컨트롤러(TCR)를 구비할 수도 있다.
펜 검출 회로(240)는 디스플레이 패널(110)로부터 전달되는 터치 센싱 신호(TSS)로부터 스타일러스의 펜 구동 신호(Pds)에 대응되는 펜 검출 신호(Pout)를 생성한다. 펜 검출 회로(240)는 전치 증폭 회로(222), 및 비교 회로(232)를 포함할 수 있다.
전치 증폭 회로(222)는 디스플레이 패널(110)에서 전달되는 터치 센싱 신호(TSS)를 일정한 레벨까지 증폭시키는 부분이다.
비교 회로(232)는 전치 증폭 회로(222)에서 출력된 전압(V1)을 반전 입력 단자(-)로 수신하고, 기준 전압(Vref2)을 비반전 입력 단자(+)로 수신하는 연산 증폭기(Amp3)로 이루어질 수 있다. 따라서, 연산 증폭기(Amp3)는 전치 증폭 회로(222)에서 출력되는 톱니파 형상의 전압(V1)을 기준 전압(Vref2)과 비교해서, 펜 검출 신호(Pout)를 생성한다.
피크 검출 회로(250)는 펜 검출 회로(240)에서 출력된 펜 검출 신호(Pout)가 하이 레벨을 나타내는 피크 구간과 피크 값을 검출한다. 이 때, 펜 검출 신호(Pout)는 펄스 형태로 나타나기 때문에, 베이스 구간(BASE) 내에서 하이 레벨을 가지는 구간이 복수로 나타날 수 있다. 따라서, 베이스 구간(BASE) 내에서 마지막 하이 레벨을 포함하는 1 주기(P1)를 기준 구간으로 정하고, 펜 구동 신호(Pds)의 마지막 1 주기(P1) 내에서, 초기 터치 구동 신호(TDS_init)를 딜레이시켜 가면서 펜 검출 신호(Pout)와 비교하는 것이 효과적이다.
카운터(260)는 메인 클럭(MCLK)를 기준으로 베이스 구간(BASE) 내에서 마지막 하이 레벨을 포함하는 기준 구간(P1) 동안 펜 검출 신호(Pout)가 하이 레벨을 유지하는 횟수를 카운팅 한다.
딜레이 회로(270)는 마이크로 컨트롤 유닛(300)에서 생성된 초기 터치 구동 신호(TDS_init)를 메인 클럭(MCLK)에 따라 순차적으로 딜레이 시킨다.
멀티플렉서(280)는 딜레이 회로(270)에서 전달된 딜레이된 초기 터치 구동 신호(TDS_init)와 카운터(260)를 통해 전달된 펜 검출 신호(Pout)의 피크 값 및 피크 구간을 중첩한다. 그 결과, 기준 구간(P1) 내에서 초기 터치 구동 신호(TDS_init)와 펜 검출 신호(Pout)가 중첩되는 영역이 가장 큰 경우에, 멀티플렉서(280)에 의한 비교 신호의 강도가 가장 높게 나타난다.
따라서, 기준 구간(P1) 내에서 초기 터치 구동 신호(TDS_init)와 펜 검출 신호(Pout)가 중첩되는 영역이 가장 큰 시점이 초기 터치 구동 신호(TDS_init)와 펜 검출 신호(Pout), 펜 구동 신호(Pds)가 동기되는 시점으로 판단할 수 있다.
이에 따라, 터치 구동 신호 생성 회로(290)는 초기 터치 구동 신호(TDS_init)와 펜 검출 신호(Pout)가 중첩되는 영역이 가장 큰 타이밍에 맞추어, 스타일러스의 펜 구동 신호(Pds)에 동기되는 터치 구동 신호(TDS)를 생성할 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 회로가 펜 구동 신호에 동기되도록 터치 구동 신호를 생성하는 과정의 신호 파형도를 나타낸 도면이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서, 펜 구동 신호(Pds)에 동기되도록 터치 구동 신호(TDS)를 생성하는 구간을 베이스 구간(BASE)이라 하고, 펜 구동 신호(Pds)에 동기된 터치 구동 신호(TDS)를 이용해서 펜 터치를 센싱하는 구간을 센싱 구간(SENSING)이라고 할 수 있다.
스타일러스는 터치 디스플레이 장치(100)에 데이터를 인가하기 이전에, 일정한 시간 간격을 가지는 베이스 구간(BASE) 동안 일정한 간격의 베이스 펄스 신호를 디스플레이 패널(110)에 인가할 수 있다.
스타일러스로부터 베이스 펄스 신호가 인가되는 베이스 구간(BASE) 동안 펜 검출 회로(240)의 전치 증폭 회로(222)는 로우 레벨의 리셋 신호(RST_Pamp)에 의해서, 리셋 스위치(SWrst1)를 턴-오프시킨다.
그 결과, 전치 증폭 회로(222)는 베이스 펄스 신호에 의해 디스플레이 패널(110)에 생성되는 터치 센싱 신호(TSS)와 일정 레벨의 공통 전압(Vcom)을 비교해서, 베이스 펄스 신호의 반대 방향으로 토글되는 출력 신호(V1)를 생성한다.
비교 회로(232)는 전치 증폭 회로(222)의 출력 신호(V1)와 기준 전압(Vref2)를 비교하여, 펄스 형태의 펜 검출 신호(Pout)를 생성할 수 있다. 물론, 레벨 시프터(234)에 의해서 비교 회로(232)의 출력 신호에 대한 레벨이 조절되어 펜 검출 신호(Pout)가 생성될 수도 있다.
이 때, 터치 회로(200)는 마이크로 컨트롤 유닛(300)에서 전달된 초기 터치 구동 신호(TDS_init)를 순차적으로 딜레이 시키면서, 펜 검출 신호(Pout)와 비교하여, 초기 터치 구동 신호(TDS_init)와 펜 검출 신호(Pout)가 중첩되는 영역이 가장 큰 시점을 검출할 수 있다.
즉, 펜 검출 신호(Pout)가 하이 레벨을 나타내는 피크 구간과 피크 값을 검출하고, 베이스 구간(BASE) 내에서 마지막 하이 레벨을 포함하는 1 주기(P1)를 기준 구간으로 해서, 초기 터치 구동 신호(TDS_init)와 펜 검출 신호(Pout)가 중첩되는 영역이 가장 큰 시점을 계산할 수 있다.
따라서, 초기 터치 구동 신호(TDS_init)와 펜 검출 신호(Pout)의 중첩 영역이 가장 큰 타이밍에 맞게 터치 구동 신호(TDS)를 생성함으로써, 스타일러스의 펜 구동 신호(Pds)와 동기되는 터치 구동 신호(TDS)를 발생시키고, 스타일러스의 펜 구동 신호(Pds)를 센싱할 수 있게 된다.
그 결과, 본 발명의 터치 디스플레이 장치(100)는 스타일러스의 펜 구동 신호(Pds)에 동기되는 터치 구동 신호(TDS)를 생성함으로써, 스타일러스와의 프로토콜에 상관없이 스타일러스의 펜 구동 신호(Pds)를 센싱할 수 있으며, 스타일러스의 구성을 단순하게 하고 전력 소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.
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: 디스플레이 패널
200: 터치 회로
220: 터치 검출 회로
222: 전치 증폭 회로
224: 적분 회로
226: 샘플링 회로
230, 240: 펜 검출 회로
232: 비교 회로
234: 레벨 시프터
250: 피크 검출 회로
260: 카운터
270: 딜레이 회로
280: 멀티플렉서
290: 터치 구동 신호 생성 회로
300: 마이크로 컨트롤 유닛

Claims (14)

  1. 다수의 터치 전극을 포함하는 터치 스크린 패널이 내장된 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널에서 전달되는 터치 센싱 신호로부터 스타일러스의 펜 구동 신호에 대응되는 펜 검출 신호를 생성하고, 상기 펜 검출 신호를 이용하여 상기 스타일러스의 펜 구동 신호에 동기되는 터치 구동 신호를 생성하는 터치 제어 유닛을 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 펜 구동 신호는
    상기 스타일러스에 관한 데이터가 포함되지 않은 베이스 구간; 및
    상기 스타일러스에 관한 데이터가 포함된 센싱 구간으로 구분되고,
    상기 터치 구동 신호는 상기 센싱 구간에서 상기 펜 구동 신호와 동기되는 터치 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 펜 검출 신호는
    상기 베이스 구간의 펜 구동 신호에 의해 생성된 신호인 터치 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 펜 구동 신호와 상기 터치 구동 신호는
    정위상 또는 역위상으로 동기되는 터치 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 제어 유닛은
    상기 터치 센싱 신호로부터 상기 펜 구동 신호에 대응되는 펜 검출 신호를 생성하는 펜 검출 회로;
    상기 펜 검출 신호가 하이 레벨을 나타내는 피크 구간과 피크 값을 검출하는 피크 검출 회로;
    메인 클럭를 기준으로 상기 베이스 구간 내에서 마지막 하이 레벨을 포함하는 기준 구간 동안 상기 펜 검출 신호가 하이 레벨을 유지하는 횟수를 카운팅하는 카운터;
    상기 초기 터치 구동 신호를 상기 메인 클럭에 따라 순차적으로 딜레이 시키는 딜레이 회로;
    상기 딜레이 회로를 통해 딜레이된 상기 초기 터치 구동 신호와 상기 카운터를 통해 전달된 상기 펜 검출 신호의 피크 값 및 피크 구간을 중첩하는 멀티플렉서; 및
    상기 초기 터치 구동 신호와 상기 펜 검출 신호의 중첩 영역이 가장 큰 시점에 맞추어, 터치 구동 신호를 생성하는 터치 구동 신호 생성 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 펜 검출 회로는
    상기 터치 센싱 신호를 증폭하는 전치 증폭 회로; 및
    상기 전치 증폭 회로의 출력 신호와 기준 신호를 비교하는 비교 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전치 증폭 회로는
    상기 터치 센싱 신호를 반전 입력 단자로 인가받는 연산 증폭기; 및
    상기 연산 증폭기의 비반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 병렬로 연결되는 피드백 커패시터와 리셋 스위치를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 리셋 스위치는
    상기 베이스 구간 동안 로우 레벨의 리셋 신호에 의해서 턴-오프되고,
    상기 전치 증폭 회로는 상기 베이스 펄스 신호의 반대 방향으로 토글되는 출력 신호를 생성하는 터치 디스플레이 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 멀티플렉서는
    메인 클럭을 기준으로 상기 베이스 구간 내에서 마지막 하이 레벨을 포함하는 기준 구간 동안, 상기 초기 터치 구동 신호와 상기 펜 검출 신호를 중첩하는 터치 디스플레이 장치.
  10. 스타일러스 펜 구동 신호에 의해 생성된 디스플레이 패널의 터치 센싱 신호로부터 상기 펜 구동 신호에 대응되는 펜 검출 신호를 생성하는 펜 검출 회로;
    상기 펜 검출 신호가 하이 레벨을 나타내는 피크 구간과 피크 값을 검출하는 피크 검출 회로;
    메인 클럭를 기준으로 상기 베이스 구간 내에서 마지막 하이 레벨을 포함하는 기준 구간 동안 상기 펜 검출 신호가 하이 레벨을 유지하는 횟수를 카운팅하는 카운터;
    상기 초기 터치 구동 신호를 상기 메인 클럭에 따라 순차적으로 딜레이 시키는 딜레이 회로;
    상기 딜레이 회로를 통해 딜레이된 상기 초기 터치 구동 신호와 상기 카운터를 통해 전달된 상기 펜 검출 신호의 피크 값 및 피크 구간을 중첩하는 멀티플렉서; 및
    상기 초기 터치 구동 신호와 상기 펜 검출 신호의 중첩 영역이 가장 큰 시점에 맞추어, 터치 구동 신호를 생성하는 터치 구동 신호 생성 회로를 포함하는 터치 회로.
  11. 디스플레이 패널에서 전달되는 터치 센싱 신호로부터 스타일러스의 펜 구동 신호에 대응되는 펜 검출 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 펜 검출 신호를 이용하여 상기 스타일러스의 펜 구동 신호에 동기되는 터치 구동 신호를 생성하는 단계를 포함하는 터치 구동 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 펜 구동 신호는
    상기 스타일러스에 관한 데이터가 포함되지 않은 베이스 구간; 및
    상기 스타일러스에 관한 데이터가 포함된 센싱 구간으로 구분되고,
    상기 터치 구동 신호는 상기 센싱 구간에서 상기 펜 구동 신호와 동기되는 터치 구동 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 펜 검출 신호는
    상기 베이스 구간의 펜 구동 신호에 의해 생성된 신호인 터치 구동 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 펜 구동 신호와 상기 터치 구동 신호는
    정위상 또는 역위상으로 동기되는 터치 구동 방법.
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