KR20230020790A - 터치집적회로 및 이의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 실시예는 터치구동신호를 터치전극에 공급하는 터치구동회로, 터치전극의 정전용량 변화를 터치센싱라인을 통해 센싱하는 터치센싱회로; 및 터치센싱라인과 연결되어 상기 터치전극의 정전용량 변화를 상기 터치센싱회로로 전달하는 멀티플렉서를 포함하는 터치회로를 제공할 수 있다. 터치회로의 터치전극 중 일부는 터치회로의 구동모드에 따라 선택적으로 단락되고, 터치전극의 노드가 연결되어 다른 터치전극과 전기적으로 연결될 수 있다.

Description

터치집적회로 및 이의 구동방법 {Touch Integrated Circuit and Its Driving Method}
본 실시예는 터치집적회로 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 터치전극에 터치구동신호를 전달하고 터치전극의 정전용량변화를 센싱하는 터치회로 및 이의 구동방법에 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. 터치회로는 터치패널에 배치되는 구동전극으로 구동신호를 공급하고 센싱전극에 형성되는 반응신호를 수신하여 터치패널에 대한 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱할 수 있다. 터치패널은 구동전극과 센싱전극 사이에 정전용량을 만들어내는데, 상기 정전용량의 변화는 상기 외부 오브젝트의 터치 또는 근접을 나타낼 수 있다.
한편, 터치패널의 모든 영역에 대해 외부 오브젝트의 터치 또는 근접을 센싱하기 위해서는 모든 구동전극으로 연속적인 구동신호를 공급하여야 하므로 오브젝트의 터치 또는 근접을 센싱하지 않는 경우에도 터치패널에서 지속적으로 전력이 소모되는 문제점이 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 터치패널의 구동모드에 따라 구동전극으로 공급되는 구동신호의 패턴을 변경하여 터치패널에서 소모되는 전력을 감소시킬 수 있는 터치회로 및 이를 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 터치센싱기술을 사용하지 않는 구간에서 불필요한 시스템 구동을 방지하고 터치패널의 내부의 동작을 선택적으로 제어하여 시스템의 성능 부하를 최적화할 수 있는 터치회로 및 이를 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 실시예는, 터치구동신호를 터치전극에 공급하는 터치구동회로; 상기 터치전극의 정전용량 변화를 터치센싱라인을 통해 센싱하는 터치센싱회로; 및 상기 터치센싱라인과 연결되어 상기 터치전극의 정전용량 변화를 상기 터치센싱회로로 전달하는 멀티플렉서를 포함하고, 상기 터치전극 중 일부는 터치회로의 구동모드에 따라 선택적으로 단락되고, 상기 터치전극의 노드가 연결되어 다른 터치전극과 전기적으로 연결되는, 터치회로를 제공할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 다른 측면에서, 본 실시예는, 터치구동라인을 통해 제1 터치전극 및 제2 터치전극으로 터치구동신호를 전달하는 터치구동회로; 및 상기 제1 터치전극 또는 상기 제2 터치전극에서 전달하는 터치신호를 수신하는 터치센싱회로;를 포함하고, 상기 제1 터치전극 및 상기 제2 터치전극 사이에 스위치가 배치되고, 상기 스위치는 터치회로의 구동모드에 따라 상기 제1 터치전극 및 상기 제2 터치전극을 선택적으로 단락시키는, 터치회로를 제공할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 또 다른 측면에서, 본 실시예는, 복수의 터치전극 사이에 배치된 스위치의 제어신호를 생성하는 단계; 상기 스위치 제어신호를 직렬 주변 장치 인터페이스(SPI: Serial Periheral Interface) 통신 방법을 통해 리드아웃회로로 전달하는 단계; 상기 리드아웃회로가 상기 스위치의 제어신호에 대응하여 상기 복수의 터치전극 사이를 선택적으로 단락시키는 단계를 포함하는, 터치회로 제어방법을 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 터치패널의 구동모드에 따라 터치전극 사이의 단락을 통해 하나의 멀티플렉서만을 사용하여 터치 여부를 판단할 수 있으므로 터치패널에서 소모되는 전력사용량을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 터치패널의 내부 동작 시퀀스를 간소화할 수 있으므로 데이터 처리량 및 처리속도를 감소시킬 수 있고, 데이터 처리과정에서 생기는 부하를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 터치패널의 구동모드에 대응되는 터치센싱 방법을 채택하여 터치패널의 연속적인 터치센싱을 방지할 수 있고, 불필요한 신호출력을 감소시켜 터치패널 구동을 최적화할 수 있다.
도 1은 일반적인 디스플레이장치의 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 스타일러스 펜 및 손가락의 터치센싱 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 터치회로의 통신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 터치회로의 동작을 설명하기 위한 제1 예시 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 터치회로의 동작을 설명하기 위한 제2 예시 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 터치회로의 동작을 설명하기 위한 제3 예시 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 터치회로의 동작을 설명하기 위한 제4 예시 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 터치전극 사이의 스위치 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 터치회로의 시분할 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 터치회로가 일반모드에서 구동하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11는 일 실시예에 따른 터치회로가 저전력모드에서 구동하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 터치회로의 펜/핑거 스캔 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 터치회로의 구동모드별 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 터치회로의 터치전극 사이의 채널간 단락 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1은 일반적인 디스플레이장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 표시장치(100)는 패널(110), 데이터구동회로(120), 게이트구동회로(130), 터치회로(140), 제어회로(150) 등을 포함할 수 있다.
패널(110)에는 데이터구동회로(120)와 연결되는 복수의 데이터라인(DL)이 형성되고, 게이트구동회로(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: Pixel)가 정의될 수 있다.
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 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.
데이터구동회로(120)는 이미지를 패널(110)의 각 화소(P)에 표시하기 위해 데이터라인(DL)으로 데이터신호를 공급한다. 데이터구동회로(120)는 적어도 하나의 데이터드라이버집적회로를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
게이트구동회로(130)는 각 화소(P)에 위치하는 트랜지스터를 턴온 혹은 턴오프시키기 위해 게이트라인(GL)으로 스캔신호를 순차적으로 공급한다. 게이트구동회로(130)는, 적어도 하나의 게이트드라이버집적회로를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
터치회로(140)는 센싱라인(SL)과 연결된 복수의 터치전극(TE)의 전체 또는 일부로 구동신호를 인가한다. 터치회로(140)는 터치/데이터구동회로(TDDI: Touch and Driver Driving IC), 터치/디스플레이 구동회로(TDDI: Touch and Display Driving IC), 등으로 정의될 수도 있다. 터치회로(140)는 소스리드아웃회로(SRIC: Source Readout Driving IC) 및 마이크로프로세서(MCU: Microprocessor Unit) 등을 포함하여 터치전극(TE)로부터 터치셍싱을 수행할 수 있다.
터치/디스플레이구동회로(TDDI)는 하나의 전극을 디스플레이 구동기간과 터치 구동기간에 따라 시분할하여 구동할 수 있게 되므로 회로의 크기를 감소시킬 수 있게 된다. 터치/데이터구동회로에서 사용되는 전극은 공통전극 또는 터치전극으로 정의될 수 있다.
데이터구동회로(120)와 터치회로(140)가 통합된 터치/데이터구동드라이버회로(TDDI)를 형성하는 경우, 영상 표시를 위한 디스플레이 구동 기간 동안 공통전압이 인가되는 공통전극을 여러 개로 블록화 하여 영상데이터를 획득할 수 있고, 여러 개로 블록화된 공통전극들을 다수의 터치전극(TE)으로 활용하여 터치데이터를 획득할 수 있다.
터치회로(140)가 구동신호를 복수의 터치전극(TE)의 전체 또는 일부로 인가하기 위해서는, 복수의 터치전극(TE) 각각에 연결되는 센싱라인(SL)이 필요할 수 있다. 이에 따라, 복수의 터치전극(TE) 각각에 연결되어 터치구동신호를 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. 정전식 터치방식은 상호정전용량터치 방식 또는 자체정전용량터치 방식일 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 Tx전극과 Rx전극의 구분이 없고, 일 터치전극(TE)으로 구동신호를 인가한 후 다시 해당 일 터치전극(TE)을 센싱한다.
제어회로(150)는 데이터구동회로(120), 게이트구동회로(130) 및 터치회로(140)로 각종 제어신호를 공급할 수 있다. 제어회로(150)는 각 타이밍에 맞게 데이터구동회로(120)가 각 화소(P)로 데이터전압을 공급하도록 제어하는 데이터제어신호(DCS: Data Control Signal)를 전송하거나, 게이트구동회로(130)로 게이트제어신호(GCS: Gate Control Signal)를 전송하거나, 터치회로(140)로 센싱신호를 전송할 수 있다.
제어회로(150)는 타이밍컨트롤러(Timing Controller)를 포함하여 다른 제어기능도 더 수행할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 스타일러스 펜 및 손가락의 터치센싱 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 터치센싱시스템(200)에서 표시장치(100), 터치패널(110), 또는 터치회로(140)는 오브젝트-예를 들어, 스타일러스 펜 또는 손가락-으로 업링크(Uplink, UL) 신호를 송신할 수 있다.
터치회로(140)는 터치전극으로 터치구동신호(STX)를 전달하는 터치구동회로(141) 및 터치전극에서의 정전용량변화에 대한 터치센싱신호(SRX)를 수신하는 터치센싱회로(142) 등을 포함할 수 있고, 필요에 따라 터치회로(140)의 전부 또는 일부 구성을 리드아웃회로(ROIC: Readout Integrated Circuit)으로 정의할 수 있다.
터치회로(140)의 터치구동회로(141)는 터치전극을 통해 업링크신호(UL)를 스타일러스펜(20)으로 송신할 수 있다. 스타일러스 펜(20)이 터치전극을 포함하는 패널(110)에 터치하거나 일정거리 이내로 접근하면, 스타일러스 펜(20)은 업링크신호(UL)를 수신할 수 있다. 업링크신호(UL)는 터치패널(110)의 일부 또는 전체에서 스타일러스 펜(20)으로 송신될 수 있다.
터치회로(140)에서 스타일러스 펜(20)으로 전달되는 업링크신호(UL)은 터치 패널에 관한 정보(예를 들어, 터치 패널의 상태정보, 터치 패널의 식별정보, 터치 패널의 타입정보 등), 터치 패널의 구동 모드에 관한 정보(예를 들어, 스타일러스 펜 검색 모드, 스타일러스 펜 구동 모드의 식별정보 등), 스타일러스 펜 신호의 특성정보(예를 들어, 터치 패널의 구동 주파수, 스타일러스 펜의 송신 주파수, 신호의 펄스 개수 등) 등에 관한 정보를 포함할 수 있다.
터치회로(140)의 터치센싱회로(142)는 터치전극을 통해 다운링크신호(Downlink, DL)를 스타일러스 펜(20)으로부터 수신할 수 있다. 스타일러스 펜(20)이 업링크신호(UL)를 수신하면, 스타일러스 펜(20)은 다운링크신호(DL)를 송신할 수 있다. 다운링크신호(DL)는 스타일러스 펜이 터치 또는 접근한 지점에 위치한 터치전극으로 송신될 수 있다.
다운링크신호(DL)가 터치회로(140)로 들어오면, 터치회로(140)는 스타일러스 펜(20)과 지속적으로 데이터를 주고받을 수 있다. 만약 다운링크신호(DL)가 어느 시점부터 터치회로(140)로 들어오지 않으면, 터치센싱장치는 액티브펜을 다시 서치(search)할 수 있다. 즉, 터치회로(140)는 스타일러스 펜에 다시 업링크신호(UL)를 보냄으로써 위와 같은 과정을 반복할 수 있다.
터치회로(140)는 오브젝트의 터치 또는 접근에 따른 터치전극의 정전용량 변화에 따라 터치 유무, 터치 위치, 터치 세기, 터치 간격 등을 판단할 수 있다.
또한, 터치회로(140)는 오브젝트의 터치 또는 접근에 따른 정보와 무관하게, 스타일러스 펜(20) 자체에서 생성된 다운링크신호(DL)를 수신할 수 있다.
다운링크신호(DL)는 스타일러스 펜의 상태에 관한 정보(예시적으로, 스타일러스 펜의 상태는 스타일러스 펜의 전원 정보, 스타일러스 펜의 주파수 정보, 스타일러스 펜의 프로토콜 정보, 스타일러스 펜의 움직임의 속도, 위치, 기울기 정보 등)을 포함할 수 있다.
스타일러스 펜(20)이 송신하는 다운링크신호(DL)은 구동신호의 주파수와 다른 주파수가 채택될 수 있고, 스타일러스 펜(20) 내부의 프로세서(미도시) 또는 주파수 선택 회로(미도시)에서 스타일러스 펜(20)의 상태에 관한 정보를 고려하여 채택될 수 있다.
터치회로(140)에서 패널로 접근하는 오브젝트에 의한 터치전극의 정전용량 변화에 의해 발생하는 신호와, 패널로 접근하는 오브젝트가 송신하는 다운링크신호에 의해 발생하는 신호는 구별될 수 있다.
도 2의 터치회로(140)는 상호 용량 방식의 터치센싱을 예시한 것이지만 이에 제한되지 않고, 본 발명의 기술적 사상은 자기 용량 방식의 터치센싱에서도 적용될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 터치회로의 통신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 표시장치(300)는 패널(310), 소스리드아웃회로(340), 마이크로프로세서(360), 파워회로(370), 백라이트회로(380) 등을 포함할 수 있다.
패널(310)은 전술한 도 1의 패널일 수 있고, 표시패널(display panel) 또는 터치패널(TSP: touch screen panel)가 별개로 또는 통합된 형태로 구현된 것일 수 있다.
소스리드아웃회로(SRIC: Source Readout Integrated Circuit)(340)는 아날로그유닛(341), 디지털유닛(342) 등을 포함할 수 있다.
아날로그유닛(341)은 패널(310)로 아날로그 신호-예를 들어, 터치구동신호, 터치센싱신호-를 송수신하는 회로일 수 있고, 아날로그신호를 수신하고 디지털신호로 변환하여 디지털유닛(342)로 전달할 수 있다.
디지털유닛(342)은 아날로그유닛(341)에서 변환한 디지털신호를 수신하거나, 디지털신호를 아날로그신호로 변환하여 아날로그유닛(421)로 전달할 수 있다. 또한, 디지털유닛(342)는 마이크로프로세서(360)과 디지털신호-예를 들어, 패널제어신호, 스위치제어신호 등-를 송수신을 할 수 있다. 예를 들어, 디지털유닛(342)과 마이크로프로세서(360) 사이의 통신은 직렬 주변기기 인터페이스(SPI: Serial Peripheral Interface) 방식의 통신일 수 있다.
마이크로프로세서(360)는 터치연산알고리즘회로(361), 통신프로토콜회로(362) 등을 포함할 수 있다.
터치연산알고리즘회로(361)는 디지털유닛(342)에서 전달한 터치정보를 기초로 터치좌표, 터치세기 등을 연산할 수 있고, 이러한 연산은 내부에 설정된 알고리즘 또는 외부로부터 전달받는 알고리즘을 통해 수행할 수 있다.
통신프로토콜회로(362)는 호스트(390)와 범용직렬버스(USB: Universal Serial Bus) 통신 프로토콜, 펜 통신 프로토콜, 직렬 주변기기 인터페이스(SPI: Serial Peripheral Interface) 통신 프로토콜을 생성하거나 제어하는 회로일 수 있다.
통신프로토콜회로(362)는 터치회로(340)의 디지털유닛(342)와 SPI 통신을 통해 데이터를 주고 받거나, 디지털유닛(342)를 제어하는 신호를 송수신할 수 있다.
펜 통신 프로코톨은 터치 패널에서 펜으로 업링크신호를 송신하고, 다운링크신호를 수신하기 위한 통신 규약일 수 있다.
파워회로(370)는 터치회로(340), 마이크로프로세서(360) 등에 전원을 공급하는 회로일 수 있다. 파워회로(370)는 터치회로(340) 또는 마이크로프로세서(360)의 동작에 대응하여 공급하는 전류 또는 전압을 다르게 조절하여 각 회로에서 소비되는 전력 소비량을 감소시킬 수 있다.
백라이트회로(380)는 패널(310)이 액정디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display)인 경우 사용되는 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode)의 동작을 제어하는 회로일 수 있고, 패널(310)의 종류에 따라 선택적으로 포함 여부를 달리할 수 있다.
호스트(390)는 노트북, 모니터, 태블릿 등과 같은 외부장치일 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 터치회로의 동작을 설명하기 위한 제1 예시 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 터치회로의 동작을 설명하기 위한 제2 예시 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 터치회로(440)는 터치구동회로(441)에서 전달한 터치구동신호를 터치전극으로 전달하고, 터치센싱회로(442)는 터치전극의 정전용량변화에 관한 터치센싱신호를 하나 이상의 멀티플렉서(445)를 통해 수신할 수 있다.
터치구동회로(441)는 터치구동회로(441)와 연결된 복수 개의 센싱라인(SL)을 통해 터치전극으로 터치구동신호를 전달할 수 있고, 터치센싱회로(442)는 이와 구분되는 터치센싱회로(442)와 연결된 복수 개의 센싱라인(SL)을 통해 터치전극으로부터 터치센싱신호를 전달받을 수 있다.
터치전극과 터치센싱회로(442) 사이에는 하나 이상의 멀티플렉서(445)가 더 배치될 수 있다.
멀티플렉서(445)는 터치전극에서 발생하는 정전용량 변화에 관한 복수 개의 센싱라인(SL)에서 전달되는 신호들 중 하나를 선택하여 터치센싱회로(442)로 전달할 수 있다. N개(N은 1 이상의 자연수)의 센싱라인은 N개(N은 1 이상의 자연수)의 터치전극과 연결될 수 있고, 각 터치전극에서 발생하는 터치센싱신호는 멀티플렉서(445)를 통해 터치센싱회로(442)로 전달될 수 있다.
멀티플렉서(445)는 복수 개의 멀티플렉서로 형성된 멀티플렉서 그룹을 형성할 수 있고, 각 멀티플렉서의 일 단부는 센싱라인을 통해 터치전극과 연결될 수 있다.
예를 들어, 도 4와 같이 제1 멀티플렉서(445-1)는 제1 내지 제4 터치전극(411-1, 411-2, 411-3, 411-4) 각각과 4개의 신호라인을 통해 제1 내지 제4 터치전극(411-1, 411-2, 411-3, 411-4)에 형성된 노드와 연결될 수 있다. 이 경우 제1 내지 제4 터치전극(411-1, 411-2, 411-3, 411-4)은 제1 터치그룹(411)으로 정의될 수 있고, 제1 멀티플렉서(445-1)는 제1 터치그룹(411)과 연결된 것으로 정의될 수 있다. 제2 멀티플렉서(미도시) 내지 제6 멀티플렉서(미도시)도 제2 터치그룹 내지 제6 터치그룹(412, 413, 414, 415, 416) 각각과 연결될 수 있다.
예들 들어, 도 5와 같이 제1 멀티플렉서(445-1)는 제1 내지 제8 터치전극(미도시) 각각과 8개의 신호라인을 통해 제1 내지 제8 터치전극(미도시)에 형성된 노드와 연결될 수 있다. 이 경우 제1 내지 제4 터치전극은 제1 터치그룹(411)으로 정의될 수 있고, 제5 내지 제8 터치전극은 제2 터치그룹(412)으로 정의될 수 있다. 제1 멀티플렉서(445-1)는 제1 터치그룹(411) 및 제2 터치그룹(412)과 연결된 것으로 정의될 수 있다.
도 4 및 도 5와 같이 터치구동회로(441)에서 모든 터치전극으로 터치구동신호를 공급하고, 각각의 터치전극의 정전용량 변화를 센싱하게 되면 모든 터치전극에서 정전용량의 변화를 실시간으로 센싱하게 되므로 터치패널의 구동 과정에서 소모되는 전력 사용량이 증가하게 된다. 또한, 각 터치전극 또는 각 터치전극의 그룹에 대응하는 모든 멀티플렉서(445-1, 445-2, 445-3, 445-4, 445-5, 445-6)가 동작하는 경우 터치패널의 구동 과정에서 소모되는 전력 사용량이 증가하게 된다.
도 6은 일 실시예에 따른 터치회로의 동작을 설명하기 위한 제3 예시 도면이다.
도 6을 참고하면, 제1 터치그룹(511)은 다른 터치그룹(512, 513, 514, 515, 516)과 단락되어 연결된 상태를 확인할 수 있다.
터치전극의 단락된 상태를 일부 전극-예를 들어, 1 터치전극(511-1), 제2 터치전극(512-1), 제3 터치전극(513-1), 제4 터치전극(514-1), 제5 터치전극(515-1), 제6 터치전극(516-1)-의 연결관계를 통해 설명할 수 있다.
터치그룹은 멀티플렉서와 연결된 임의의 터치전극들의 그룹으로 정의할 수 있고, 도 6에 도시된 방법에 한정되지 않는다. 제1 터치그룹(511)은 제1 멀티플렉서(545-1)와 연결된 신호라인들에 의해 연결된 터치전극들의 그룹일 수 있고, 제2 내지 제6 터치그룹(512 내지 516)도 동일한 방법으로 터치그룹이 정의될 수 있다.
제6 터치그룹(516)의 제6 터치전극(516-1)은 제1 터치그룹(511)의 제1 터치전극(511-1), 제2 터치그룹(512)의 제2 터치전극(512-1), 제3 터치그룹(513)의 제3 터치전극(513-1), 제4 터치그룹(514)의 제4 터치전극(514-1), 제5 터치그룹(515)의 제5 터치전극(515-1)과 전기적으로 연결될 수 있다. 각 터치전극은 노드와 노드 사이의 신호라인을 통해 전부 또는 일부가 선택적으로 단락되어 전기적으로 연결된 것일 수 있다.
이 경우 제1 내지 제6 터치전극(511-1 내지 516-1)은 단락되어 하나의 터치그룹(517)을 형성할 수 있고, 터치패널의 모든 위치정보를 센싱하지 않고 터치 유무 등의 간소화된 정보만을 센싱할 수 있다. 예를 들어, 제2 터치전극(512-1)는 제6 터치전극(516-1)과 단락되어 있으므로, 제2 터치전극(512-1)에 접근하는 오브젝트에 의해 생성되는 터치센싱신호는 제6 터치전극(516-1)로 전달될 수 있다. 또한, 제6 터치전극(516-1)은 제1 터치전극(511-1)과 단락되어 있으므로, 제6 터치전극(516-1)으로 전달된 신호는 제1 터치전극(511-1)로 전달될 수 있다. 제1 터치전극(511-1)은 멀티플렉서(545)와 연결된 센싱라인(SL)을 통해 멀티플렉서(545)로 터치센싱신호를 전달할 수 있다. 이와 같이 복수의 터치전극이 전기적으로 연결된 경우 신호라인을 통해 특정한 터치전극으로 순차적으로 터치센싱신호를 전달할 수 있고, 원하는 방향 또는 위치로 터치센싱신호를 전달할 수 있게 된다.
터치그룹(517) 내에 존재하는 터치전극(511-1 내지 516-1)은 가상으로 형성된 하나의 터치전극으로 취급될 수 있고, 터치패널의 구동모드 또는 터치회로의 설정값에 따라 선택적으로 단락될 수 있다.
터치그룹(517)을 형성하여 터치 데이터를 수집하는 경우 터치그룹(517) 내의 터치 데이터만 선택적으로 수집하여 통합하여 관리할 수 있어, 수집된 데이터의 처리량을 감소시킬 수 있다. 또한, 터치회로의 구동모드가 저전력 모드인 경우 시스템의 웨이크업(Wake-up) 여부만 결정하기 위한 정보만 필요하므로, 이러한 회로 구조는 터치회로의 구동모드가 저전력 모드인 경우 활용될 수 있다.
터치그룹(517)에서 수집된 데이터는 하나의 센싱라인(SL)을 통해 제1 멀티플렉서(545-1)로 전달될 수 있다.
위와 동일한 방식으로, 제2 터치전극 내지 제6 터치전극(512-1 내지 516-1)에서의 정전용량 변화에 관한 터치센싱신호들 모두는 제1 터치전극(511-1)로 전달될 수 있다. 제1 터치전극(511-1)으로 전달된 터치센싱신호들은 제1 멀티플렉서(545-1)로 전달되어 터치센싱회로(미도시)로 전달될 수 있다.
이 경우 제2 멀티플렉서(545-2) 내지 제6 멀티플렉서(545-6)은 스위치(미도시)에 의해 터치전극과 전기적 연결이 끊어질 수 있다. 예시적으로, 제2 멀티플렉서(545-2) 내지 제6 멀티플렉서(545-6)은 스위치(미도시)에 의해 센싱라인(SL)과 연결되지 않고 개방된 상태로 유지될 수 있다. 터치패널의 구조를 변경시키지 않고 제1 멀티플렉서(545-1)를 기준 멀티플렉서로 선정하고, 나머지 멀티플렉서(545-2 내지 554-6)를 개방시키는 경우 하나의 멀티플렉서만을 사용하게 되므로 내부 전력사용의 효율성을 개선시킬 수 있다. 모든 멀티플렉서를 제어하는 경우 내부 프로세서의 연산량이 증가하고 연산 난이도가 증가하게 되므로, 일부 멀티플렉서를 오프(OFF) 상태로 두는 것으로 터치 센싱 동작을 간소화할 수 있다.
터치그룹은 내부의 스위치(미도시)의 개폐에 의해 개방되거나 단락될 수 있고, 스위치(미도시)의 동작은 터치회로의 구동모드에 대응하여 선택적으로 개방되거나 단락될 수 있다.
터치회로의 구동모드가 일반모드 또는 저전력모드에 따라 내부 동작이 달라지는 경우, 전술한 도 4에서 동작을 일반모드에서 동작으로 정의하고 도 6에서 동작을 저전력모드에서 동작으로 정의할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 터치회로의 동작을 설명하기 위한 제4 예시 도면이다.
도 7을 참고하면, 하나의 멀티플렉서(545)는 제1 터치그룹(511) 및 제2 터치그룹(512)에서의 터치센싱신호를 수신하도록 센싱라인(SL)이 연결될 수 있다.
도 7과 같이 하나의 멀티플렉서에서 복수의 터치그룹과 연결된 경우 멀티플렉서의 개수를 감소시킬 수 있어 터치 패널의 크기를 감소시킬 수 있다. 예시적으로, 2개의 채널-예를 들어, 제1 터치그룹(511), 제2 터치그룹(512)-이 하나의 멀티플렉서로 연결된 구조를 가질 수 있다.
제1 터치그룹(511)은 제3 터치그룹(513)과 전기적으로 연결될 수 있고, 제3 터치그룹(513)은 제5 터치그룹(515)과 전기적으로 연결될 수 있다. 각 터치그룹의 연결관계를 종합하여 하나의 통합된 터치그룹을 형성할 수 있다.
이와 마찬가지로, 제2 터치그룹(512)는 제4 터치그룹(514)과 전기적으로 연결될 수 있고, 제4 터치그룹(514)은 제6 터치그룹(516)과 전기적으로 연결될 수 있다.
모든 터치그룹을 단락시키기 위해 내부 스위치(미도시)를 동작시키는 것보다 일부 터치그룹을 단락시키기 위해 내부 스위치(미도시)를 동작시키는 것이 전력 사용량을 저감시킬 수 있으므로, 도 7과 같이 단락된 영역을 임의로 정의하여 하나 이상의 통합된 터치그룹을 형성할 수 있다. 본 발명의 기술적 사상은 도 7에 제한되는 것은 아니다.
제1 터치그룹(511), 제3 터치그룹(513), 제5 터치그룹(515)는 홀수 번째 채널을 통합한 홀수 터치그룹으로 정의할 수 있다. 이 경우 제1 터치그룹(511), 제3 터치그룹(513), 제5 터치그룹(515) 각각에서 발생하는 터치센싱신호는 제1 터치그룹(511)의 터치전극을 통해 멀티플렉서(545-1)로 전달될 수 있다.
터치그룹은 내부의 스위치(미도시)의 개폐에 의해 개방되거나 단락될 수 있고, 스위치(미도시)의 동작은 터치회로의 구동모드에 대응하여 선택적으로 개방되거나 단락될 수 있다.
전술한 터치그룹들은 하나의 채널(Channel)을 형성하는 것으로 정의될 수 있다. 또한, 전술한 동작은 복수의 채널들 간의 단락 상태로 정의될 수 있다.
터치회로의 구동모드가 일반모드 또는 저전력모드에 따라 내부 동작이 달라지는 경우, 전술한 도 5에서 동작을 일반모드에서 동작으로 정의하고 도 7에서 동작을 저전력모드에서 동작으로 정의할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 터치전극 사이의 스위치 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 복수의 터치전극(611, 612, 613) 사이에는 스위치(646-1, 646-2) 등이 연결되어 있을 수 있다.
제1 터치전극(611)에 형성된 제1 노드(Node 1)는 제2 터치전극(612)에 형성된 제2 노드(Node 2)와 전기적으로 연결될 수 있고, 이는 물리적인 또는 가상의 연결관계일 수 있다.
제1 노드와 제2 노드 사이에는 제1 스위치(646-1)가 배치되어 외부 또는 내부 제어신호에 대응하여 제1 터치전극(611)과 제2 터치전극(612)를 선택적으로 단락시킬 수 있다.
예를 들어, 제1 터치전극(611)과 제2 터치전극(612) 사이에 형성된 제1 신호라인(L1)은 제1 스위치(646-1)에 의해 개방되거나 단락될 수 있다.
이와 마찬가지로, 제2 터치전극(612)에 형성된 제2 노드(Node 2)와 제3 터치전극(613)에 형성된 제3 노드(Node 3)도 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 노드와 제3 노드 사이에는 제2 스위치(646-2)가 배치되어 외부 또는 내부 제어신호에 대응하여 제2 터치전극(612)과 제3 터치전극(613)를 선택적으로 단락시킬 수 있다.
예를 들어, 제2 터치전극(612)과 제3 터치전극(613) 사이에 형성된 제2 신호라인(L2)은 제2 스위치(646-2)에 의해 개방되거나 단락될 수 있다.
제1 신호라인(L1)과 제2 신호라인(L2)는 하나의 도선일 수 있으나, 분리된 별개의 도선일 수 있다.
제1 스위치(646-1)와 제2 스위치(646-2)는 동시에 또는 이시에 동작할 수 있고, 각 스위치를 제어하는 신호는 독립적으로 전달될 수 있다.
제1 스위치(646-1)와 제2 스위치(646-2)는 터치회로의 구동모드-예를 들어, 일반모드, 저전력모드-에 따라 선택적으로 단락되거나 개방되어 터치전극의 노드를 연결시킬 수 있다.
제1 스위치(646-1)와 제2 스위치(646-2)의 동작은 내부 또는 외부의 스위치 제어신호를 수신하고 동작이 정의되고 변경될 수 있다.
또한, 제1 스위치(646-1)와 제2 스위치(646-2)의 동작은 리드아웃회로(미도시)의 내부 레지스터의 설정값에 대응하여 동작이 정의되고 변경될 수 있다. 이는 내부의 집적회로의 물리적인 연결상태가 변경되는 것일 수 있고, 집적회로 내부의 레지스터의 설정값 변화에 따라 각 노드를 개방하거나 단락하기 위한 동작을 수행할 수 있다.
제1 스위치(646-1)와 제2 스위치(646-2)는 센싱라인(SL)과 연결된 멀티플렉서(미도시)의 동작을 제어하는 신호와 동기화되거나, 멀티플렉서(미도시)의 전기적 연결관계를 제어하는 스위치(미도시)의 제어신호와 동기화될 수 있다.
제1 스위치(646-1)와 제2 스위치(646-2)는 터치전극들 사이에 배치된 것일 수 있지만, 터치구동회로 및 터치센싱회로 사이에 배치된 것일 수 있다.
도 8에서 설명된 터치전극들과 스위치들의 연결관계는 터치전극들의 전기적 연결관계를 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않고 터치전극, 센싱라인, 스위치 등은 다양한 연결관계 또는 배치관계를 가질 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 터치회로의 시분할 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 터치 센싱 방법(700)은 표시장치(100)을 디스플레이 구동기간 또는 터치 센싱기간으로 구분하여 패널을 구동할 수 있다. 필요에 따라 터치 센싱기간은 터치구동신호가 전달되거나 터치센싱신호가 수신되는 기간으로 정의될 수 있다.
디스플레이 구동기간(DP)과 터치 센싱기간(TP)은 시간적으로 분리된 기간으로서 교번할 수 있다.
복수의 오브젝트가 터치 또는 접근하는 경우 하나의 터치 센싱구간 내에서 각 오브젝트의 터치 센싱기간은 시분할되어 개별적으로 센싱될 수 있다.
예시적으로, 터치 센싱기간에 제1 스타일러스 펜의 터치 센싱기간(T1), 손가락 센의 터치 센싱기간(T2), 제2 스타일러스 펜의 터치 센싱기간(T3)은 구별되어 순차적으로 수행될 수 있다.
손가락 터치, 제1 스타일러스 펜의 터치, 제2 스타일러스 펜의 터치를 구별하여 센싱하기 위하여 각 센싱신호의 주파수 대역은 제1 주파수, 제2 주파수, 제3 주파수로 정의되어 센싱될 수 있다. 제1 주파수 내지 제3 주파수는 보다 정확한 터치 센싱을 위하여 서로 다른 주파수로 선택될 수 있지만, 필요에 따라 동일한 주파수로 선택될 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 터치회로가 일반모드에서 구동하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 터치회로의 구동모드가 일반모드인 경우의 구동방법(800)은 하나 이상의 슬롯(Slot)을 가질 수 있다.
터치회로는 하나의 프레임으로 정의되는 시구간 동안 복수의 슬롯을 가지도록 터치구동신호를 전달하고, 터치센싱신호를 수신할 수 있다. 예시적으로, 하나의 프레임은 16개의 슬롯을 포함할 수 있다.
예시적으로, 터치회로의 구동모드가 일반모드인 경우 제1 슬롯은 비콘신호를 전달하는 슬롯일 수 있다. 비콘신호는 오브젝트의 인식 여부를 식별하기 위한 신호일 수 있다.
예시적으로, 터치회로의 구동모드가 일반모드인 경우 제2 슬롯, 제6 슬롯, 제10 슬롯, 제14 슬롯은 펜의 위치정보를 수신하는 슬롯일 수 있다.
예시적으로, 터치회로의 구동모드가 일반모드인 경우 제3 슬롯 및 제4 슬롯은 신호를 송수신하지 않는 슬롯일 수 있다. 이는 비활성화된 슬롯으로 정의될 수 있다.
예시적으로, 터치회로의 구동모드가 일반모드인 경우 제5 슬롯, 제13 슬롯은 펜의 기울기정보를 수신하는 슬롯일 수 있다.
예시적으로, 터치회로의 구동모드가 일반모드인 경우 제7 슬롯, 제8 슬롯, 제15 슬롯, 제16 슬롯은 펜에서 전달하는 데이터를 수신하는 슬롯일 수 있다.
예시적으로, 터치회로의 구동모드가 일반모드인 경우 제9 슬롯, 제11 슬롯, 제12 슬롯은 손가락 터치를 센싱하는 슬롯일 수 있다.
전술한 하나 이상의 슬롯의 조합으로 터치 패널과 오브젝트 사이의 통신을 위한 통신 프로토콜이 정의될 수 있다.
하나의 슬롯에서 송수신하는 신호는 전술한 도 1의 신호일 수 있고, 터치를 위한 통신 프로토콜의 패턴, 개수, 타이밍은 이와 다르게 정의될 수 있다.
도 11는 일 실시예에 따른 터치회로가 저전력모드에서 구동하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 터치회로의 구동모드가 저전력모드인 경우의 구동방법(900)은 하나 이상의 슬롯(Slot)을 가질 수 있다.
예시적으로, 터치회로의 구동모드가 저전력모드인 경우 제1 슬롯은 비콘신호를 전달하는 슬롯일 수 있다.
예시적으로, 터치회로의 구동모드가 저전력모드인 경우 제2 내지 제14 슬롯은 신호를 송수신하지 않는 슬롯일 수 있다. 이는 비활성화된 슬롯으로 정의될 수 있다.
예시적으로, 터치회로의 구동모드가 저전력모드인 경우 제15 슬롯은 펜의 위치정보를 수신하는 슬롯일 수 있다.
예시적으로, 터치회로의 구동모드가 저전력모드인 경우 제16 슬롯은 손가락 터치를 센싱하는 슬롯일 수 있다.
터치회로의 구동모드가 저전력모드인 경우에는 효율적인 시스템 사용을 위해 터치회로의 구동모드가 일반모드인 경우와 비교하여 프로토콜의 각 슬롯의 동작을 선택적으로 생략하거나 변경할 수 있다.
예시적으로, 터치회로의 구동모드가 저전력모드인 경우에는 비콘신호를 전달하는 슬롯, 펜의 위치정보를 수신하는 슬롯 및 손가락 터치를 센싱하는 슬롯만을 사용할 수 있다. 이 경우 슬롯은 펜의 기울기정보 및 펜에서 전달하는 데이터를 수신하지 않으므로, 터치회로의 동작을 간소화할 수 있고 터치패널에서 소비되는 전력을 감소시킬 수 있다.
예시적으로, 터치회로의 구동모드가 저전력모드인 경우에는 터치회로의 구동모드가 일반모드인 경우와 비교하여 비활성화된 슬롯의 개수를 증가시킬 수 있고, 사용되는 슬롯의 종류를 감소시킬 수 있다.
터치회로의 구동모드가 일반모드로 변경되는 경우 터치 패널 내부의 동작 변화와 더불어 터치 패널로 전달되는 신호의 종류, 개수, 패턴도 함께 변경하여 터치 패널에서 소모되는 전력을 최소화할 수 있다.
도 11과 같이 터치 센싱 과정에서 사용되는 프로토콜을 간소화하여 연속적인 터치 센싱 과정에서 발생하는 에너지 효율 저감 문제 및 마이크로프로세서의 데이터 처리 과부화 문제를 해소할 수 있다. 또한, 오브젝트의 접근이 확인되지 않는 구간-예를 들어, 저전력모드-에서 불필요한 시스템 구동을 방지할 수 있다.
도 11에 설명된 동작과 달리, 본 발명의 기술적 사상은 하나의 프레임 내의 슬롯의 개수 및 순서는 다양하게 변형될 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 터치회로의 펜/핑거 스캔 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 터치회로의 펜/핑커 스캔 방법(1000)은 시스템 초기화 단계(S1001), 터치센싱을 시작하는 단계(S1003), 시스템의 상태를 체크하는 단계(S1005), 터치회로의 구동모드를 결정하는 단계(S1007), 펜/핑거 스캔 단계(S1009) 등을 포함할 수 있다.
시스템을 초기화하는 단계(S1001)는 내부의 연산장치, 저장장치 등의 상태를 초기화하는 단계일 수 있다.
터치센싱을 시작하는 단계(S1003)는 전술한 방법에 의해 터치구동신호를 터치전극으로 전달하거나, 터치전극으로부터 터치센싱신호를 수신하는 단계일 수 있다. 또한, 오브젝트와 터치 패널 사이의 통신을 수행할 수 있다.
시스템의 상태를 체크하는 단계(S1005)는 터치센싱의 시작 이후 오브젝트의 접근 여부, 오브젝트의 상태에 따라 시스템의 상태를 확인하는 단계일 수 있다. 시스템의 상태를 확인하기 위해 폴링(Polling) 방식으로 시스템의 상태를 지속적으로 확인할 수 있다.
터치회로의 구동모드를 결정하는 단계(S1007)는 터치회로의 구동모드를 일반모드, 저전력모드 등으로 결정하는 단계일 수 있다.
예시적으로, 시스템의 상태를 체크하고 오브젝트가 터치 패널에 일정한 시간동안 근접하지 않는다고 판단하면, 터치회로의 구동모드를 저전력모드로 결정하거나 변경할 수 있다. 다른 예시적으로, 시스템의 상태를 체크하고 오브젝트가 터치 패널에 근접한다고 판단하면, 터치회로의 구동모드를 일반모드로 결정하거나 변경할 수 있다.
일반모드에서 저전력모드로 변경되는 조건은 일정한 시간 동안 시스템에 터치 입력이 존재하지 않는 경우로 설정될 수 있고, 저전력모드에서 일반모드로 변경되는 조건은 일정한 횟수 또는 시간의 터치 입력이 존재하는 경우로 설정될 수 있다.
펜/핑거 스캔 단계(S1009)는 터치회로의 구동모드에 대응하여 펜, 핑거 등의 오브젝트의 근접 여부를 스캔하는 단계일 수 있다. 전술한 도 10, 11의 프로토콜이 오브젝트의 근접 여부를 스캔하는 과정에서 사용될 수 있다.
터치회로의 구동모드가 일반모드인 경우에는 시스템의 모든 터치전극으로 터치구동신호를 공급하고, 터치전극과 연결된 모든 센싱라인 및 멀티플렉서를 통해 터치센싱신호를 수신할 수 있다.
터치회로의 구동모드가 저전력모드인 경우에는 시스템의 전부 또는 일부 터치전극으로 터치구동신호를 공급하고, 터치전극과 연결된 일부 센싱라인 및 멀티플렉서를 통해 터치센싱신호를 수신할 수 있다.
터치회로의 구동모드가 저전력모드인 경우에는 시스템의 깨어남(Wake-up) 여부를 결정할 수 있고, 오브젝트가 접근한 경우에는 다시 터치회로의 구동모드를 일반모드로 변경할 수 있다.
또한, 펜/핑거 스캔 단계(S1009)는 펜 또는 핑거의 상태 정보를 수신할 수 있고, 터치회로의 구동모드에 대응하여 펜/핑거 스캔을 일시적으로 중단하고 일정한 조건에서 다시 터치센싱을 시작하는 단계(S1003)로 동작을 변경할 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 터치회로의 구동모드별 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 터치회로의 구동모드별 동작방법(1100)은 시스템 초기화 단계(S1101), 패널의 구동신호를 출력하고 통신하는 단계(S1102), 터치/펜 인식신호를 출력하는 단계(S1103), 터치/펜 인식 여부를 확인하는 단계(S1104), 터치/펜 상태정보를 수신하고 연산하는 단계(S1105), 시스템의 상태를 체크하는 단계(S1006), 터치회로의 구동모드가 저전력모드인지 판단하는 단계(S1007), 터치/펜 인식신호를 간소화하는 단계(S1008) 등을 포함할 수 있다.
시스템을 초기화하는 단계(S1101)는 전술한 도 12와 같이 시스템을 초기화하는 단계일 수 있다.
패널의 구동신호를 출력하고 통신하는 단계(S1102)는 패널로 터치구동신호를 전달하고 통신하는 단계일 수 있다.
터치/펜 인식신호를 출력하는 단계(S1103)는 오브젝트로 업링크 신호를 전달하는 단계일 수 있다.
터치/펜 인식 여부를 확인하는 단계(S1104)는 오브젝트의 다운링크신호를 수신하는 단계일 수 있다. 또한, 오브젝트의 접근에 따른 정전용량 변화에 관한 터치센싱신호를 수신하고, 터치/펜 인식 여부를 결정하는 단계일 수 있다.
터치/펜 상태정보를 수신하고 연산하는 단계(S1105)는 터치/펜 인식 여부를 확인하는 단계(S1104)에서 획득한 데이터에서 터치/펜 상태정보를 수신하고, 필요한 데이터의 형태로 연산하는 단계일 수 있다.
시스템의 상태를 체크하는 단계(S1006)는 전술한 도 12와 같이 시스템의 상태를 체크하는 단계일 수 있다.
터치회로의 구동모드가 저전력모드인지 판단하는 단계(S1007)는 전술한 도 12 또는 다른 기 설정된 기준에 따라 터치회로의 구동모드가 저전력모드인지 판단하는 단계일 수 있다.
터치회로의 구동모드가 일반모드인 경우 터치/펜 상태정보를 수신하고 연산하는 단계(S1105)로 돌아가 터치/펜 상태정보를 수신하고 연산하는 단계를 반복할 수 있다.
터치회로의 구동모드가 저전력모드인 경우 터치/펜 인식정보를 간소화하는 단계(S1008)를 수행할 수 있다.
터치/펜 인식신호를 간소화하는 단계(S1008)는 전술한 도 10 및 도 11과 같이, 통신 프로토콜을 간소화하는 단계일 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 터치회로의 터치전극 사이의 채널간 단락 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 터치회로의 채널간 단락 방법(1200)은 마이크로프로세서에서 데이터를 송신하는 단계(S1201), 디지털 유닛에서 데이터를 수신하는 단계(S1202), 디지털 유닛의 제어기가 명령하는 단계(S1203), 터치 패널의 내부 스위치의 상태를 변경하는 단계(S1204), 터치 패널의 채널이 단락되는 단계(S1205) 등을 포함할 수 있다.
마이크로프로세서에서 데이터를 송신하는 단계(S1201)는 마이크로프로세서(MCU)에서 데이터를 생성하여 외부의 집적회로(IC) 데이터를 송신하는 단계일 수 있다.
마이크로프로세서(MCU)는 디지털 유닛을 제어하기 위한 신호를 생성하여 소스드라이버집적회로(SRIC)의 디지털 유닛으로 전달할 수 있다. 마이크로프로세서와 디지털 유닛 사이의 통신 방법은 SPI 통신일 수 있다.
디지털 유닛에서 데이터를 수신하는 단계(S1202)는 외부의 제어신호 또는 데이터를 수신하는 단계일 수 있다.
디지털 유닛의 제어기가 명령하는 단계(S1203)는 디지털 유닛의 제어기(미도시)가 스위치(미도시)의 상태를 변경하는 제어신호를 전달하여 명령하는 단계일 수 있다.
터치 패널의 내부 스위치의 상태를 변경하는 단계(S1204)는 제어기(미도시)의 명령에 대응하여 터치전극들 사이의 연결관계를 변경할 수 있다. 예를 들어, 내부 스위치는 터치전극들은 선택적으로 개방시키거나 단락시킬 수 있다.
터치 패널의 채널이 단락되는 단계(S1205)는 터치 패널의 내부 스위치의 동작에 대응하여 터치전극들 또는 터치전극들의 그룹으로 정의된 채널이 선택적으로 단락되는 단계일 수 있다.

Claims (20)

  1. 터치구동신호를 터치전극에 공급하는 터치구동회로;
    상기 터치전극의 정전용량 변화를 터치센싱라인을 통해 센싱하는 터치센싱회로; 및
    상기 터치센싱라인과 연결되어 상기 터치전극의 정전용량 변화를 상기 터치센싱회로로 전달하는 멀티플렉서를 포함하고,
    상기 터치전극 중 일부는 터치회로의 구동모드에 따라 선택적으로 단락되고, 상기 터치전극의 노드가 연결되어 다른 터치전극과 전기적으로 연결되는, 터치회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치전극은 상기 멀티플렉서와 연결된 터치전극들의 그룹으로 정의되는 복수의 터치그룹을 포함하고, 상기 복수의 터치그룹은 내부 스위치에 의해 도선으로 연결되는, 터치회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 터치전극은 제1 터치그룹과 제2 터치그룹을 포함하고, 상기 제1 터치그룹과 제2 터치그룹은 상기 터치회로의 구동모드가 저전력모드인 경우에 단락되는, 터치회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 멀티플렉서는 상기 터치전극의 그룹으로 정의되는 복수의 터치그룹과 연결되고, 상기 복수의 터치그룹에서 전달되는 터치센싱신호들 중 하나를 선택하여 출력하는, 터치회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 터치회로의 구동모드는 일반모드 및 저전력모드를 포함하고,
    상기 일반모드에서 상기 터치센싱라인은 상기 멀티플렉서와 연결되어 있고,
    상기 저전력모드에서는 상기 터치센싱라인 중 일부가 상기 멀티플렉서와 개방되어 있는, 터치회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 터치회로의 구동모드에 따라 상기 터치전극으로 전달하는 상기 터치구동신호의 구동방식을 변경하는, 터치회로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 터치회로의 구동모드가 저전력모드인 경우 상기 터치전극이 수신하는 신호는 오브젝트의 위치신호인, 터치회로.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 터치회로의 구동모드는 상기 터치회로 내부에 저장된 설정값에 따라 정의되고, 상기 설정값이 변경에 대응하여 상기 터치전극의 연결 상태를 결정하는 스위치의 동작이 변경되는, 터치회로.
  9. 터치구동라인을 통해 제1 터치전극 및 제2 터치전극으로 터치구동신호를 전달하는 터치구동회로; 및
    상기 제1 터치전극 및 상기 제2 터치전극 중 하나 이상에서 전달하는 터치신호를 수신하는 터치센싱회로;를 포함하고,
    상기 제1 터치전극 및 상기 제2 터치전극 사이에 스위치가 배치되고, 상기 스위치는 터치회로의 구동모드에 따라 상기 제1 터치전극 및 상기 제2 터치전극을 선택적으로 단락시키는, 터치회로.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 터치센싱회로와 연결된 복수의 터치센싱라인과 연결되고, 상기 복수의 터치센싱라인에서 전달되는 신호 중 하나를 선택하여 출력하는 멀티플렉서를 더 포함하는, 터치회로.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 멀티플렉서는 상기 복수의 터치센싱라인과 연결된 기준 멀티플렉서 및 상기 복수의 터치센싱라인과 연결되지 않은 개방 멀티플렉서를 포함하고,
    상기 터치회로의 구동모드가 저전력모드인 경우 상기 기준 멀티플렉서를 통해 상기 제1 터치전극 및 상기 제2 터치전극 중 하나 이상의 전하량 변화를 센싱하는, 터치회로.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 스위치는 마이크로컨트롤러유닛의 스위치제어신호에 대응하여 상기 제1 터치전극 및 상기 제2 터치전극의 연결 상태를 변경하는, 터치회로.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 스위치는 직렬 주변 장치 인터페이스(SPI: Serial Periheral Interface) 통신을 통해 전달받은 제어신호의 타이밍에 대응하여 상기 제1 터치전극 및 상기 제2 터치전극의 단락 타이밍을 결정하는, 터치회로.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 터치회로의 구동모드가 일반모드에서 저전력모드로 변경되는 경우 하나의 프레임 내에서 사용되는 슬롯의 개수를 변경하는, 터치회로.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 터치회로의 구동모드가 저전력모드인 경우 펜 데이터 통신을 위한 슬롯은 오프 상태로 변경시키는, 터치회로.
  16. 복수의 터치전극 사이에 배치된 스위치의 제어신호를 생성하는 단계;
    상기 스위치 제어신호를 직렬 주변 장치 인터페이스(SPI: Serial Periheral Interface) 통신 방법을 통해 리드아웃회로로 전달하는 단계;
    상기 리드아웃회로가 상기 스위치의 제어신호에 대응하여 상기 복수의 터치전극 사이를 선택적으로 단락시키는 단계를 포함하는, 터치회로 제어방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 터치전극과 연결되어 외부로 터치센싱신호를 선택하여 출력하는 멀티플렉서를 더 포함하고,
    상기 단락된 터치전극에서 상기 터치센싱신호가 발생하는 경우 기준이 되는 터치센싱라인을 통해 상기 터치센싱신호를 상기 멀티플렉서로 전달하는 단계를 더 포함하는, 터치회로 제어방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 스위치는 터치회로의 구동모드에 대응하여 동작을 변경하고, 상기 터치회로의 구동모드가 저전력모드인 경우에 상기 복수의 터치전극을 선택적으로 단락시키는, 터치회로 제어방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 스위치 제어신호에 대응하여 상기 복수의 터치전극으로 전달하는 터치구동신호의 동작을 변경하는, 터치회로 제어방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 스위치 제어신호가 상기 복수의 터치전극 사이를 선택적으로 단락시키는 신호인 경우 상기 복수의 터치전극으로 전달되는 터치구동신호의 동작 시퀀스가 변경되는, 터치회로 제어방법.
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