KR101848487B1 - Apparatus and method for driving touch screen - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 스크린을 포함한 표시장치와 그의 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린을 포함한 표시장치는 Tx 라인들, 상기 Tx 라인들과 교차하는 Rx 라인들, 및 상기 Tx 라인들과 상기 Rx 라인들의 교차부에 형성된 센서 노드들을 포함하는 터치 스크린 패널; 상기 Tx 라인들에 구동펄스를 순차적으로 공급하는 Tx 구동회로; 상기 Rx 라인들을 통해 수신된 상기 센서 노드들의 신호 전압을 샘플링하여 디지털 데이터인 터치 로우 데이터로 변환하는 Rx 구동회로; 및 상기 Tx 구동회로와 상기 Rx 구동회로를 제어하고, 상기 터치 로우 데이터로부터 터치 전후의 전압 변화량인 터치 전압 변화량을 산출하고 노이즈를 제거한 후, 상기 노이즈가 제거된 터치 전압 변화량을 터치 인식 알고리즘으로 분석하여 상기 터치 입력 위치의 좌표를 추정하는 터치 컨트롤러를 포함한다.The present invention relates to a display device including a touch screen and a driving method thereof. A display device including a touch screen according to an embodiment of the present invention includes a touch screen including Tx lines, Rx lines intersecting the Tx lines, and sensor nodes formed at intersections of the Tx lines and the Rx lines. panel; A Tx driving circuit for sequentially supplying driving pulses to the Tx lines; An Rx driving circuit for sampling the signal voltage of the sensor nodes received through the Rx lines and converting the signal voltage into touch row data that is digital data; And a controller for controlling the Tx driving circuit and the Rx driving circuit to calculate a touch voltage change amount that is a voltage change amount before and after the touch from the touch row data and remove the noise and then analyze the touch voltage change amount with the noise removed by a touch recognition algorithm And a touch controller for estimating a coordinate of the touch input position.

Description

터치 스크린을 포함한 표시장치와 그의 구동 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING TOUCH SCREEN}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a display device including a touch screen,

본 발명은 터치 스크린을 포함한 표시장치와 그의 구동 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a display device including a touch screen and a driving method thereof.

가전기기나 휴대용 정보기기의 경량화, 슬림화 추세에 따라 유저 입력 수단이 버튼형 스위치에서 터치 스크린(touch screen)로 대체되고 있다. 디스플레이 장치에 적용되는 터치 스크린은 다수의 터치센서들을 포함한다. 터치센서들 표시패널 상에 온셀 타입(on-cell type)으로 형성되거나 표시패널 내에 인셀 타입(in-cell type)으로 내장될 수 있다.User input means has been replaced with a touch screen in a button-type switch in accordance with the trend of lightening and slimming of household appliances and portable information devices. A touch screen applied to a display device includes a plurality of touch sensors. The touch sensors may be formed on an on-cell type display panel or an in-cell type display panel.

정전 용량 방식의 터치 스크린들은 상호 용량(mutual capacitance) 방식으로 구현될 수 있다. 도 1a 및 도 1b는 정전 용량 방식의 터치 스크린에서 센서 노드의 터치 전후 동작을 보여 주는 도면들이다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 정전 용량 방식의 터치 스크린은 터치 구동 펄스가 공급되는 Tx 라인들과 터치 출력 신호가 출력되는 Rx 라인들을 포함한다. 정전 용량 방식의 터치 스크린은 Tx 라인들에 구동펄스를 인가하고 센서 노드의 전압을 Rx 라인들을 통해 수신함으로써 구동된다. 정전 용량 방식의 터치 스크린에서 센서 노드들 각각은 서로 교차하는 신호 배선들(Tx, Rx)의 교차부에 형성된 상호 용량(Cm)을 포함한다. 사용자의 손가락이 도 1b와 같이 센서 노드의 상호 용량(Cm)에 접근하면 그 전극들 사이의 전계가 차단되어 상호 용량(Cm)의 충전량이 낮아진다. Capacitive touch screens can be implemented in a mutual capacitance manner. 1A and 1B are diagrams showing the operation of a sensor node before and after a touch in a capacitive touch screen. 1A and 1B, the capacitive touch screen includes Tx lines to which a touch driving pulse is supplied and Rx lines to which a touch output signal is output. The capacitive touch screen is driven by applying drive pulses to the Tx lines and receiving the voltage of the sensor node through the Rx lines. In a capacitive touch screen, each of the sensor nodes includes a mutual capacitance Cm formed at an intersection of mutually intersecting signal wirings (Tx, Rx). When the finger of the user approaches the mutual capacitance Cm of the sensor node as shown in FIG. 1B, the electric field between the electrodes is cut off and the charge amount of the mutual capacitance Cm is lowered.

도 2는 노이즈가 포함된 터치 로우 데이터의 터치 전후의 전압 변화량을 보여주는 그래프이다. 도 2에서, X축은 Tx 라인들과 평행한 축이고, Y축은 Rx 라인들과 평행한 축이다. I-I' 열에는 사용자의 손가락 등에 의해 터치된 Rx 라인의 센서 노드들의 터치 전후의 전압 변화량(이하에서, '터치 전압 변화량'이라 칭한다)이 나타나 있다. 도 2에 나타난 센서 노드들의 터치 전압 변화량은 디지털 데이터로 변환된 값이다.FIG. 2 is a graph showing a voltage change amount before and after a touch of touch row data including noise. In Fig. 2, the X axis is an axis parallel to the Tx lines, and the Y axis is an axis parallel to the Rx lines. In the column I-I ', a voltage change amount (hereinafter referred to as' touch voltage change amount') before and after the touch of the sensor nodes of the Rx line touched by the user's finger or the like is shown. The amount of change in the touch voltage of the sensor nodes shown in FIG. 2 is a value converted into digital data.

도 2를 참조하면, 사용자의 손가락 등에 의해 터치된 센서 노드의 터치 전압 변화량은 다른 센서 노드의 터치 전압 변화량보다 큰 값을 갖는다. 하지만, I-I' 열에서 터치된 센서 노드와 그 이외에 다른 센서 노드들은 하나의 Rx 라인을 공유하므로, 터치된 센서 노드 이외에 다른 센서 노드들은 터치된 센서 노드의 전압 변화에 간접적으로 영향을 받는다. 그러므로, 터치된 센서 노드 이외에 다른 센서 노드들은 전압 변화가 없음에도 도 2와 같이 노이즈(noise)가 발생한다. 이러한 노이즈로 인해, 터치 컨트롤러가 터치 좌표를 산출할 때 터치 좌표를 오산출하는 등의 문제가 발생할 수 있다.
Referring to FIG. 2, the touch voltage variation amount of the sensor node touched by the user's finger or the like is larger than the touch voltage variation amount of the other sensor nodes. However, since the sensor node touched in the II 'column and the other sensor nodes share one Rx line, the sensor nodes other than the touched sensor node are indirectly affected by the voltage change of the touched sensor node. Therefore, other sensor nodes other than the touched sensor node generate noise as shown in FIG. 2 even though there is no voltage change. Due to such noise, when the touch controller calculates the touch coordinates, there may arise a problem that the touch coordinates are mis-shipped.

본 발명은 터치 좌표 산출시 터치 좌표 산출의 정확도를 높일 수 있는 터치 스크린을 포함한 표시장치와 그의 구동 방법을 제공한다.
The present invention provides a display device including a touch screen capable of increasing the accuracy of touch coordinate calculation in touch coordinate calculation and a driving method thereof.

본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린을 포함한 표시장치는 Tx 라인들, 상기 Tx 라인들과 교차하는 Rx 라인들, 및 상기 Tx 라인들과 상기 Rx 라인들의 교차부에 형성된 센서 노드들을 포함하는 터치 스크린 패널; 상기 Tx 라인들에 구동펄스를 순차적으로 공급하는 Tx 구동회로; 상기 Rx 라인들을 통해 수신된 상기 센서 노드들의 신호 전압을 샘플링하여 디지털 데이터인 터치 로우 데이터로 변환하는 Rx 구동회로; 및 상기 Tx 구동회로와 상기 Rx 구동회로를 제어하고, 상기 터치 로우 데이터로부터 터치 전후의 전압 변화량인 터치 전압 변화량을 산출하고 노이즈를 제거한 후, 상기 노이즈가 제거된 터치 전압 변화량을 터치 인식 알고리즘으로 분석하여 상기 터치 입력 위치의 좌표를 추정하는 터치 컨트롤러를 포함한다.A display device including a touch screen according to an embodiment of the present invention includes a touch screen including Tx lines, Rx lines intersecting the Tx lines, and sensor nodes formed at intersections of the Tx lines and the Rx lines. panel; A Tx driving circuit for sequentially supplying driving pulses to the Tx lines; An Rx driving circuit for sampling the signal voltage of the sensor nodes received through the Rx lines and converting the signal voltage into touch row data that is digital data; And a controller for controlling the Tx driving circuit and the Rx driving circuit to calculate a touch voltage change amount that is a voltage change amount before and after the touch from the touch row data and remove the noise and then analyze the touch voltage change amount with the noise removed by a touch recognition algorithm And a touch controller for estimating a coordinate of the touch input position.

본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 구동 방법은 Tx 라인들, 상기 Tx 라인들과 교차하는 Rx 라인들, 및 상기 Tx 라인들과 상기 Rx 라인들의 교차부에 형성된 센서 노드들을 포함하는 터치 스크린 패널을 포함하는 표시장치에 있어서, 상기 Tx 라인들에 구동펄스를 순차적으로 공급하는 제1 단계; 상기 Rx 라인들을 통해 수신된 상기 센서 노드들의 신호 전압을 샘플링하여 디지털 데이터인 터치 로우 데이터로 변환하는 제2 단계; 및 상기 터치 로우 데이터로부터 터치 전후의 전압 변화량인 터치 전압 변화량을 산출하고 노이즈를 제거한 후, 상기 노이즈가 제거된 터치 전압 변화량을 터치 인식 알고리즘으로 분석하여 상기 터치 입력 위치의 좌표를 추정하는 제3 단계를 포함한다.
A method of driving a display device according to an embodiment of the present invention includes a touch screen panel including Tx lines, Rx lines intersecting the Tx lines, and sensor nodes formed at intersections of the Tx lines and the Rx lines. The method comprising: a first step of sequentially supplying driving pulses to the Tx lines; A second step of sampling the signal voltage of the sensor nodes received through the Rx lines and converting the signal voltage into touch row data as digital data; And a third step of calculating coordinates of the touch input position by calculating a touch voltage variation amount which is a variation amount of voltage before and after the touch from the touch row data and analyzing the touch voltage variation by removing the noise, .

본 발명은 소정의 문턱 값보다 큰 값을 갖는 터치 센서가 포함된 Y 축열을 검출하고, 검출된 Y 축열의 터치 전압 변화량에서 노이즈 값을 감산한 후, 터치 좌표를 검출한다. 그 결과, 본 발명은 터치 좌표 산출시 노이즈 값을 제거할 수 있으므로, 터치 좌표 산출의 정확도를 높일 수 있다.
The present invention detects Y-axis heat including a touch sensor having a value larger than a predetermined threshold value, subtracts a noise value from a detected touch voltage variation amount of the detected Y-axis heat, and detects touch coordinates. As a result, since the noise value can be removed at the time of calculating the touch coordinates, the accuracy of touch coordinate calculation can be increased.

도 1a 및 도 1b는 정전 용량 방식의 터치 스크린에서 센서 노드의 터치 전후 동작을 보여 주는 도면들.
도 2는 노이즈가 포함된 터치 로우 데이터의 터치 전후의 전압 변화량을 보여주는 그래프.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린을 포함한 표시장치를 보여주는 블록도.
도 4는 도 3의 터치 스크린 패널, Tx 구동회로, Rx 구동회로, 및 터치 컨트롤러를 상세히 보여주는 도면.
도 5는 터치 컨트롤러의 터치 좌표 산출 방법을 보여주는 흐름도.
도 6은 터치 출력 신호의 노이즈를 포함한 출력 값과 노이즈를 제거한 출력 값을 보여주는 일 예시도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 노이즈가 제거된 터치 로우 데이터의 터치 전후의 전압 변화량을 보여주는 그래프.FIGS. 1A and 1B are diagrams illustrating the operation of a sensor node before and after a touch in a capacitive touch screen.
FIG. 2 is a graph showing a voltage change amount before and after a touch of touch row data including noise. FIG.
3 is a block diagram illustrating a display device including a touch screen according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a detailed view of the touch screen panel, the Tx driving circuit, the Rx driving circuit, and the touch controller of FIG. 3;
5 is a flowchart showing a touch coordinate calculation method of the touch controller.
6 is an exemplary view showing an output value including a noise of a touch output signal and an output value obtained by removing noise.
FIG. 7 is a graph showing a voltage change amount before and after a touch of touch row data with noise removed according to an embodiment of the present invention. FIG.

이하 첨부된 도면을 참조하여 유기발광다이오드 표시장치를 중심으로 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소들의 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 명칭과는 상이할 수 있다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals throughout the specification denote substantially identical components. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The names of components used in the following description are selected in consideration of ease of specification, and may be different from actual product names.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린을 포함한 표시장치를 보여주는 블록도이다. 도 4는 도 3의 터치 스크린 패널, Tx 구동회로, Rx 구동회로, 및 터치 컨트롤러를 상세히 보여주는 도면이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(DIS), 표시패널 구동회로, 타이밍 컨트롤러(20), 터치 스크린(TSP), 터치 스크린 구동회로, 터치 컨트롤러(30) 등을 포함한다.3 is a block diagram illustrating a display device including a touch screen according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 4 is a detailed view of the touch screen panel, the Tx driving circuit, the Rx driving circuit, and the touch controller of FIG. 3 and 4, a display device according to an embodiment of the present invention includes a display panel DIS, a display panel driving circuit, a timing controller 20, a touch screen (TSP), a touch screen driving circuit, a touch controller 30).

본 발명의 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자 중에서 어느 하나로 구현될 수 있다. 이하에서, 본 발명의 표시장치는 액정표시소자로 구현된 것을 중심으로 설명하였지만, 본 발명의 표시장치는 액정표시소자에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.The display device of the present invention can be applied to a liquid crystal display (LCD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting display , An OLED, and an electrophoresis (EPD) display device. Hereinafter, although the display device of the present invention has been described mainly with reference to the liquid crystal display device, it should be noted that the display device of the present invention is not limited to the liquid crystal display device.

표시패널(DIS)은 두 장의 유리기판들 사이에 액정층이 형성된다. 표시패널(DIS)의 하부 기판에는 다수의 데이터 라인(D), 다수의 데이터 라인(D)과 교차되는 다수의 게이트 라인(G), 데이터 라인(D)들과 게이트 라인(G)들의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT(Thin Film Transistor), 액정셀들에 데이터 전압을 충전시키기 위한 다수의 화소 전극, 화소 전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함한다.The display panel (DIS) has a liquid crystal layer formed between two glass substrates. The lower substrate of the display panel DIS is provided with a plurality of data lines D and a plurality of gate lines G intersecting with the plurality of data lines D and intersections of the data lines D and gate lines G A plurality of TFTs (Thin Film Transistors) formed in the liquid crystal cells, a plurality of pixel electrodes for charging data voltages to the liquid crystal cells, storage capacitors connected to the pixel electrodes to maintain the voltages of the liquid crystal cells, and the like .

표시패널(DIS)의 픽셀들은 데이터 라인(D)들과 게이트 라인(G)들에 의해 정의된 픽셀 영역에 형성되어 매트릭스 형태로 배치된다. 픽셀들 각각의 액정셀은 화소전극에 인가되는 데이터전압과 공통전극에 인가되는 공통전압의 전압차에 따라 인가되는 전계에 의해 구동되어 입사광의 투과량을 조절한다. TFT는 게이트라인(G)으로부터의 게이트 펄스(또는 스캔 펄스)에 응답하여 턴-온되어 데이터 라인(D)으로부터의 데이터 전압을 액정셀의 화소 전극에 공급한다. The pixels of the display panel DIS are formed in a pixel region defined by the data lines D and the gate lines G and arranged in a matrix form. The liquid crystal cells of each of the pixels are driven by an electric field applied in accordance with a voltage difference between a data voltage applied to the pixel electrode and a common voltage applied to the common electrode to control the amount of incident light. The TFT is turned on in response to the gate pulse (or scan pulse) from the gate line G to supply the data voltage from the data line D to the pixel electrode of the liquid crystal cell.

표시패널(DIS)의 상부 기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등을 포함할 수 있다. 표시패널(DIS)의 하부 기판은 COT(Color filter On TFT) 구조로 구현될 수 있다. 이 경우에, 블랙매트릭스와 컬러필터는 표시패널(DIS)의 하부 기판에 형성될 수 있다.The upper substrate of the display panel DIS may include a black matrix, a color filter, and the like. The lower substrate of the display panel DIS may be implemented with a COT (Color Filter On TFT) structure. In this case, the black matrix and the color filter can be formed on the lower substrate of the display panel DIS.

표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다.On the upper substrate and the lower substrate of the display panel DIS, a polarizing plate is attached, and an alignment film for forming a pre-tilt angle of the liquid crystal on the inner surface in contact with the liquid crystal is formed. A column spacer for maintaining a cell gap of the liquid crystal cell is formed between the upper substrate and the lower substrate of the display panel DIS.

표시패널(DIS)의 배면에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(Direct type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(DIS)에 빛을 조사한다. 표시패널(DIS)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 액정 모드로도 구현될 수 있다.A backlight unit may be disposed on the back surface of the display panel DIS. The backlight unit is implemented as an edge type or direct type backlight unit, and irradiates the display panel (DIS) with light. The display panel DIS may be implemented in any known liquid crystal mode such as TN (Twisted Nematic) mode, VA (Vertical Alignment) mode, IPS (In Plane Switching) mode and FFS (Fringe Field Switching) mode.

디스플레이 구동회로는 데이터 구동회로(12)와, 스캔 구동회로(14)를 포함하여 입력 영상의 데이터 전압을 픽셀들에 기입(writing)한다. 데이터 구동회로(12)는 타이밍 컨트롤러(20)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터 라인(D)들에 데이터 전압을 출력한다. 스캔 구동회로(14)는 데이터 전압에 동기되는 게이트 펄스를 게이트 라인(G)들에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시패널(DIS)의 라인을 선택한다.The display driving circuit includes a data driving circuit 12 and a scan driving circuit 14, and writes the data voltage of the input image to the pixels. The data driving circuit 12 converts the digital video data RGB input from the timing controller 20 into an analog positive / negative gamma compensation voltage and outputs the data voltage to the data lines D. The scan driving circuit 14 sequentially supplies gate pulses synchronized with the data voltages to the gate lines G to select the lines of the display panel DIS to which the data voltages are written.

타이밍 컨트롤러(20)는 외부의 호스트 시스템으로부터 입력되는 수직 동기신호, 수평 동기신호, 데이터 인에이블(Data Enable) 신호, 메인 클럭(Main Clock) 등의 타이밍 신호를 입력받아 데이터 구동회로(12)와 스캔 구동회로(14)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 스캔 타이밍 제어신호(GCS)와 데이터 타이밍 제어신호(DCS)를 발생한다. 스캔 타이밍 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블(Gate Output Enable) 신호 등을 포함한다. 데이터 타이밍 제어신호(DCS)는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock), 극성(Polarity) 제어신호, 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable) 등을 포함한다. The timing controller 20 receives a timing signal such as a vertical synchronizing signal, a horizontal synchronizing signal, a data enable signal and a main clock inputted from an external host system and supplies the timing signal to the data driving circuit 12 Generates a scan timing control signal (GCS) and a data timing control signal (DCS) for controlling the operation timing of the scan driving circuit (14). The scan timing control signal GCS includes a gate start pulse, a gate shift clock, a gate output enable signal, and the like. The data timing control signal DCS includes a source sampling clock, a polarity control signal, a source output enable signal, and the like.

터치 스크린(TSP)은 표시패널(DIS)의 상부 편광판 상에 접합되거나, 상부 편광판(POL1)과 상부 유리기판(GLS1) 사이에 온셀(On-cell) 타입으로 형성될 수 있다. 또한, 터치 스크린(TSP)의 센서 노드(TSN)들은 표시패널(DIS) 내에서 픽셀 어레이와 함께 인셀(In-cell) 타입으로 하부기판에 형성될 수 있다. 이하에서, 본 발명의 터치 스크린(TSP)은 온셀 타입으로 형성된 것을 중심으로 설명하였지만, 본 발명의 터치 스크린(TSP)은 온셀 타입에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.The touch screen TSP may be bonded onto the upper polarizer plate of the display panel DIS or may be formed of an on-cell type between the upper polarizer POL1 and the upper glass substrate GLS1. In addition, the sensor nodes TSN of the touch screen TSP may be formed on the lower substrate in an in-cell type together with the pixel array in the display panel DIS. Hereinafter, although the touch screen TSP of the present invention is described as being formed in an on-cell type, it should be noted that the touch screen TSP of the present invention is not limited to the on-cell type.

터치 스크린(TSP)은 Tx 라인(T)들, Tx 라인(T)들과 교차하는 Rx 라인(R)들, 및 Tx 라인(T)들과 Rx 라인(R)들의 교차부들에 형성된 i×j 개의 센서 노드(TSN)들을 포함한다.The touch screen TSP includes Tx lines T and Rx lines R intersecting with Tx lines T and ix j formed at intersections of Tx lines T and Rx lines R. Lt; RTI ID = 0.0 > (TSN) < / RTI >

터치 스크린 구동회로는 Tx 구동회로(32)와, Rx 구동회로(34)를 포함한다. Tx 구동회로(32)는 Tx 라인(T)들에 구동 펄스를 공급한다. Tx 구동회로(32)는 Tx 라인(T)들에 구동 펄스를 순차적으로 공급하거나 동시에 공급한다. 이하에서, Tx 구동회로(32)는 Tx 라인(T)들에 구동 펄스를 순차적으로 공급하는 것을 중심으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. Rx 구동회로(34)는 Rx 라인(R)들을 통해 센서 노드(TSN)의 전압을 센싱하여 디지털 데이터로 변환한다. Tx 구동회로(32)와 Rx 구동회로(34)는 하나의 ROIC(Read-out IC) 내에 집적될 수 있다.The touch screen driving circuit includes a Tx driving circuit 32 and an Rx driving circuit 34. The Tx driving circuit 32 supplies driving pulses to the Tx lines (T). The Tx drive circuit 32 sequentially supplies or simultaneously supplies drive pulses to the Tx lines T. In the following, the Tx driving circuit 32 has been described mainly with respect to the sequential supply of the driving pulses to the Tx lines T, but it should be noted that it is not limited thereto. The Rx driving circuit 34 senses the voltage of the sensor node TSN through the Rx lines R and converts the voltage into digital data. The Tx driving circuit 32 and the Rx driving circuit 34 can be integrated into one ROIC (Read-out IC).

Tx 구동회로(32)는 터치 컨트롤러(30)로부터 입력된 셋업 신호에 응답하여 구동펄스를 출력할 Tx 채널을 설정한다. Tx 구동회로(32)는 센싱 시간마다 셋업 신호에 따라 설정된 Tx 채널과 연결된 Tx 라인(T)들에 구동펄스를 공급한다. 한편, Rx 구동회로(34)는 센서 노드(TSN)의 전압을 N(N은 자연수)회 반복 누적하여 샘플링 캐패시터(capacitor)에 충전한다. 이 경우, 샘플링 커패시터의 충전량을 높이기 위하여 Tx 라인(T)들 각각에 인가되는 구동 펄스는 소정의 시간 간격으로 발생되는 N 개의 구동펄스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 Tx 라인에 센서 노드(TSN)가 j 개 연결되어 있다면, N 개의 펄스를 포함한 구동 펄스가 j 회 연속으로 Tx 라인에 공급된 후에, 다음 Tx 라인에도 같은 방식으로 구동 펄스들이 공급될 수 있다.The Tx drive circuit 32 sets a Tx channel to output a drive pulse in response to the setup signal input from the touch controller 30. [ The Tx driving circuit 32 supplies driving pulses to the Tx lines T connected to the Tx channel set according to the set-up signal at each sensing time. On the other hand, the Rx driving circuit 34 repeatedly accumulates the voltage of the sensor node TSN in N (N is a natural number) times and charges the sampling capacitor. In this case, in order to increase the charge amount of the sampling capacitor, the drive pulses applied to each of the Tx lines T may include N drive pulses generated at predetermined time intervals. For example, if j sensor nodes (TSN) are connected to one Tx line, drive pulses including N pulses are supplied to the Tx line successively j times, then drive pulses are applied to the next Tx line in the same manner Can be supplied.

Rx 구동회로(34)는 터치 컨트롤러(30)로부터 입력된 셋업 신호에 응답하여 센서 노드 전압을 수신할 Rx 채널을 설정한다. Rx 구동회로(34)는 셋업 신호에 따라 설정된 Rx 채널과 연결된 Rx 라인을 통해 센서 노드(TSN)의 전압을 수신하고, 그 센서 노드(TSN)의 전압을 샘플링한다. Rx 구동회로(34)는 샘플링된 센서 노드 전압을 아날로그-디지털 변환 시간 동안 디지털 데이터인 터치 로우 데이터(touch raw data)로 변환하여 터치 컨트롤러(30)로 전송한다.The Rx driving circuit 34 sets an Rx channel to receive the sensor node voltage in response to the setup signal input from the touch controller 30. [ The Rx driving circuit 34 receives the voltage of the sensor node TSN through the Rx line connected to the Rx channel set in accordance with the set-up signal, and samples the voltage of the sensor node TSN. The Rx drive circuit 34 converts the sampled sensor node voltage into touch raw data, which is digital data during the analog-to-digital conversion time, and transmits the touch raw data to the touch controller 30.

터치 컨트롤러(30)는 I2C 버스, SPI(serial peripheral interface), 시스템 버스(System bus) 등의 인터페이스를 통해 Tx 구동회로(32)와 Rx 구동회로(34)에 연결된다. 터치 컨트롤러(30)는 셋업 신호를 Tx 구동회로(32)와 Rx 구동회로(34)에 공급하여 구동펄스(STx)가 출력될 Tx 채널을 설정하고 센서 노드(TSN)의 전압이 읽혀질 Rx 채널을 선택한다. 터치 컨트롤러(30)는 Rx 구동회로(34)에 내장된 샘플링 회로의 샘플링 타이밍을 제어하기 위한 스위치 제어신호를 Rx 구동회로(34)에 공급하여 센서 노드 전압의 샘플링 타이밍을 제어한다. 터치 컨트롤러(30)는 Rx 구동회로(34)에 내장된 아날로그-디지털 변환기에 ADC 클럭을 공급하여 센서 노드 전압의 디지털 변환 타이밍을 제어한다.The touch controller 30 is connected to the Tx driving circuit 32 and the Rx driving circuit 34 through an interface such as an I2C bus, a serial peripheral interface (SPI), and a system bus. The touch controller 30 supplies the setup signal to the Tx drive circuit 32 and the Rx drive circuit 34 to set the Tx channel to which the drive pulse STx is to be output and to set the Rx channel on which the voltage of the sensor node TSN is to be read Select. The touch controller 30 supplies a switch control signal for controlling the sampling timing of the sampling circuit built in the Rx drive circuit 34 to the Rx drive circuit 34 to control the sampling timing of the sensor node voltage. The touch controller 30 supplies the ADC clock to the analog-to-digital converter built in the Rx driving circuit 34 to control the digital conversion timing of the sensor node voltage.

터치 컨트롤러(30)는 Rx 구동회로(34)로부터 입력되는 터치 로우 데이터로부터 터치 전후의 전압 변화량(이하에서, '터치 전압 변화량'이라 칭한다)을 산출하고 노이즈(noise)를 제거한다. 그 다음, 터치 컨트롤러(30)는 노이즈가 제거된 터치 전압 변화량을 미리 설정된 터치 인식 알고리즘으로 분석하여 소정의 기준값 이상의 터치 데이터들에 대한 좌표값을 추정함으로써, 터치 좌표 정보를 포함한 터치 데이터를 출력한다. 터치 컨트롤러(30)의 터치 좌표 산출 방법에 대한 자세한 설명은 도 5를 결부하여 후술한다. 터치 컨트롤러(30)로부터 출력된 터치 데이터는 외부의 호스트 시스템으로 전송된다. 터치 컨트롤러(30)는 센싱 시간을 줄이기 위하여 센싱 시간 동안 셋업 신호 또는 ADC 클럭을 발생할 수 있다. 터치 컨트롤러(30)는 MCU(Micro Controller Unit, MCU)로 구현될 수 있다.The touch controller 30 calculates a voltage change amount (hereinafter referred to as 'touch voltage change amount') before and after the touch from the touch row data input from the Rx driving circuit 34, and removes noise. Next, the touch controller 30 analyzes the touch voltage change amount with noise removed by a predetermined touch recognition algorithm and estimates coordinate values for touch data equal to or higher than a predetermined reference value, thereby outputting touch data including touch coordinate information . A detailed description of the touch coordinate calculation method of the touch controller 30 will be given later with reference to FIG. Touch data output from the touch controller 30 is transmitted to an external host system. The touch controller 30 may generate a setup signal or ADC clock during sensing time to reduce the sensing time. The touch controller 30 may be implemented as an MCU (Micro Controller Unit).

호스트 시스템은 외부 비디오 소스 기기 예를 들면, 네비게이션 시스템, 셋톱박스, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 방송 수신기, 폰 시스템(Phone system) 등에 접속되어 그 외부 비디오 소스 기기로부터 디지털 비디오 데이터(RGB)를 입력받을 수 있다. 호스트 시스템은 스케일러(scaler)를 포함한 SoC(System on chip)을 포함하여 외부 비디오 소스 기기로부터의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 표시패널(DIS)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 또한, 호스트 시스템은 터치 컨트롤러(30)로부터 입력되는 터치 데이터의 좌표값과 연계된 응용 프로그램을 실행한다.
The host system may be connected to an external video source device such as a navigation system, a set top box, a DVD player, a Blu-ray player, a personal computer (PC), a home theater system, a broadcast receiver, a phone system, Digital video data (RGB) can be input from the device. The host system converts digital video data (RGB) from an external video source device into a format suitable for display on a display panel (DIS), including a system on chip (SoC) including a scaler. The host system also executes an application program associated with the coordinate values of the touch data input from the touch controller 30. [

도 5는 터치 컨트롤러의 터치 좌표 산출 방법을 보여주는 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 터치 컨트롤러(30)는 제1 내지 제3 단계(S101~S103)를 통해 터치 좌표 산출시 노이즈 값을 제거하여 터치 좌표 산출의 정확도를 높일 수 있다.5 is a flowchart showing a touch coordinate calculation method of the touch controller. Referring to FIG. 5, the touch controller 30 can increase the accuracy of the touch coordinate calculation by removing the noise value during the touch coordinate calculation through the first through third steps (S101 through S103).

첫 번째로, 터치 컨트롤러(30)는 Rx 구동회로(34)로부터 터치 로우 데이터를 입력받고, 터치 전후의 전압 변화량인 터치 전압 변화량을 산출한다. 터치 컨트롤러(30)에 터치 전압 변화량에는 도 2에서 설명한 바와 같이 노이즈가 포함되어 있다. 터치 컨트롤러(30)는 터치 전압 변화량이 소정의 문턱 값(threshold value)보다 큰 값을 갖는 터치 센서(TSN)가 포함된 Y 축열을 검출한다. 그 결과, 터치 컨트롤러(30)는 도 2의 I-I' 열을 검출한다. 도 6에는 터치 컨트롤러(30)에 검출된 Y 축열의 터치 전압 변화량이 나타나 있다. 소정의 문턱 값은 실험을 통해 적정한 값으로 결정될 수 있다.First, the touch controller 30 receives the touch row data from the Rx driving circuit 34 and calculates a touch voltage change amount which is a voltage change amount before and after the touch. The amount of touch voltage change in the touch controller 30 includes noise as described with reference to Fig. The touch controller 30 detects the Y-axis heat including the touch sensor TSN whose touch voltage change amount is larger than a predetermined threshold value. As a result, the touch controller 30 detects the line I-I 'in FIG. 6 shows the amount of change in the touch voltage of the Y-axis heat detected by the touch controller 30. The predetermined threshold value can be determined as an appropriate value through experiments.

터치 컨트롤러(30)는 검출된 Y 축열의 터치 전압 변화량을 모두 합산한 후 소정의 비율을 곱하여 노이즈 값을 산출한다. 예를 들어, 도 6과 같이 검출된 Y 축열의 터치 전압 변화량을 모두 합산하면 '790'이 되고, 소정의 비율인 '2%'를 '790'에 곱하면 '15.8'이 산출된다. 디지털 데이터는 정수로만 계산되므로 소수점 이하를 버리면 터치 컨트롤러(30)에 의해 산출되는 노이즈 값은 '15'가 된다. 도 6에서는 소정의 비율이 '2%'인 것을 중심으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다. 소정의 비율은 실험을 통해 적정한 값으로 결정될 수 있다.The touch controller 30 calculates the noise value by summing up all of the detected touch voltage variations of the detected Y-axis heat and multiplying it by a predetermined ratio. For example, when the touch voltage variation amounts of the Y-axis heat detected as shown in FIG. 6 are all summed, '790' is obtained and when a predetermined ratio of '2%' is multiplied by '790', '15.8 'is calculated. Since the digital data is calculated only as an integer, if the decimal point is discarded, the noise value calculated by the touch controller 30 becomes " 15 ". In FIG. 6, although the description has been made mainly on the fact that the predetermined ratio is '2%', it should be noted that the present invention is not limited to this. The predetermined ratio can be determined as an appropriate value through experiments.

두 번째로, 터치 컨트롤러(30)는 검출된 Y 축열의 터치 전압 변화량에서 노이즈 값을 감산한다. 예를 들어, 터치 컨트롤러(30)는 도 6과 같이 터치 전압 변화량 '20'에서 노이즈 값 '15'를 감산하면 '5'가 되고, 터치 전압 변화량 '200'에서 노이즈 값 '15'를 감산하면 '185'가 되며, 터치 전압 변화량 '250'에서 노이즈 값 '15'를 감산하면 '235'가 된다.Secondly, the touch controller 30 subtracts the noise value from the detected touch voltage change amount of the Y-axis heat. For example, if the touch controller 30 subtracts the noise value 15 from the touch voltage variation 20 and subtracts the noise value 15 from the touch voltage variation 200, as shown in FIG. 6, '185', and subtracting the noise value '15' from the touch voltage change amount '250' results in '235'.

결국, 터치 컨트롤러(30)에 의해 검출된 Y 축열의 터치 전압 변화량은 도 7과 같이 노이즈 값이 거의 제거된다. 그 결과, 본 발명은 터치 좌표 산출시 노이즈 값을 제거한 터치 전압 변화량을 이용하여 터치 좌표를 산출할 수 있으므로, 터치 좌표 산출의 정확도를 높일 수 있다. (S102)As a result, the amount of change in the touch voltage of the Y-axis heat detected by the touch controller 30 substantially eliminates the noise value as shown in FIG. As a result, since the touch coordinates can be calculated using the touch voltage variation amount obtained by removing the noise value in the touch coordinate calculation, accuracy of touch coordinate calculation can be increased. (S102)

세 번째로, 터치 컨트롤러(30)는 미리 설정된 터치 인식 알고리즘을 이용하여 노이즈 값이 제거된 터치 전압 전화량을 분석하여 센서 노드(TSN)에서 터치 전압 변화량이 소정의 문턱 값 이상으로 큰 경우 터치(또는 근접) 입력으로 판단한다. 또한, 터치 컨트롤러(30)는 터치(또는 근접) 입력에 대한 좌표를 추정하여 터치 입력 위치의 터치 좌표를 산출하고, 터치 좌표를 포함한 터치 맵 데이터(HIDxy)를 호스트 시스템으로 출력한다. 터치 인식 알고리즘은 이미 공지된 여러 터치 인식 알고리즘 중에 어느 하나로 구현될 수 있다. (S103)
Thirdly, the touch controller 30 analyzes the touch voltage telephone amount whose noise value has been removed by using a preset touch recognition algorithm. When the touch voltage variation in the sensor node TSN is larger than a predetermined threshold value, Proximity) input. Also, the touch controller 30 estimates the coordinates of the touch (or proximity) input, calculates touch coordinates of the touch input position, and outputs touch map data (HIDxy) including the touch coordinates to the host system. The touch recognition algorithm can be implemented in any one of several already known touch recognition algorithms. (S103)

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

DIS : 표시패널 TSP : 터치 스크린
12 : 데이터 구동회로 14 : 스캔 구동회로
20 : 타이밍 콘트롤러 30 : 터치 콘트롤러
32 : Tx 구동회로 34 : Rx 구동회로DIS: Display panel TSP: Touch screen
12: Data driving circuit 14: Scan driving circuit
20: timing controller 30: touch controller
32: Tx driving circuit 34: Rx driving circuit

Claims (7)

Tx 라인들, 상기 Tx 라인들과 교차하는 Rx 라인들, 및 상기 Tx 라인들과 상기 Rx 라인들의 교차부에 형성된 센서 노드들을 포함하는 터치 스크린 패널;
상기 Tx 라인들에 구동펄스를 공급하는 Tx 구동회로;
상기 Rx 라인들을 통해 수신된 상기 센서 노드들의 신호 전압을 샘플링하여 디지털 데이터인 터치 로우 데이터로 변환하는 Rx 구동회로; 및
상기 Tx 구동회로와 상기 Rx 구동회로를 제어하고, 상기 터치 로우 데이터로부터 터치 전후의 전압 변화량인 터치 전압 변화량을 산출하고 노이즈를 제거한 후, 상기 노이즈가 제거된 터치 전압 변화량을 터치 인식 알고리즘으로 분석하여 상기 터치 입력 위치의 좌표를 추정하는 터치 컨트롤러를 포함하고,
상기 터치 컨트롤러는, X축이 Tx 라인들과 평행한 축이고 Y축이 상기 Rx 라인들과 평행한 축일 때, 상기 터치 전압 변화량이 소정의 문턱 값보다 큰 값을 갖는 터치 센서가 포함된 Y 축열을 검출하고, 상기 검출된 Y 축열의 터치 전압 변화량을 모두 합산하고 소정의 비율을 곱하여 상기 노이즈를 산출하고, 상기 검출된 Y 축열의 터치 전압 변화량에서 노이즈 값을 감산하는 표시장치.A touch screen panel including Tx lines, Rx lines intersecting the Tx lines, and sensor nodes formed at intersections of the Tx lines and the Rx lines;
A Tx driving circuit for supplying driving pulses to the Tx lines;
An Rx driving circuit for sampling the signal voltage of the sensor nodes received through the Rx lines and converting the signal voltage into touch row data that is digital data; And
The Tx driving circuit and the Rx driving circuit are controlled to calculate a touch voltage change amount which is a voltage change amount before and after the touch from the touch row data and remove the noise and then analyze the touch voltage change amount after the noise is removed by a touch recognition algorithm And a touch controller for estimating coordinates of the touch input position,
The touch controller includes a touch sensor having a touch sensor having a touch voltage change amount greater than a predetermined threshold value when the X axis is parallel to the Tx lines and the Y axis is parallel to the Rx lines, Summing up the amounts of change in the touch voltage of the detected Y-axis heat, multiplying the amounts by the predetermined ratio, calculating the noise, and subtracting the noise value from the detected touch voltage variation amount of the detected Y-axis heat. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 터치 컨트롤러는,
상기 터치 전압 변화량이 소정의 문턱 값 이상으로 큰 경우 터치 입력으로 판단하고, 상기 터치 입력에 대한 좌표를 추정하여 터치 입력 위치의 터치 좌표를 산출하며, 상기 터치 좌표를 포함한 터치 맵 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 표시장치.The method according to claim 1,
The touch controller includes:
Determining touch input when the touch voltage variation amount is greater than a predetermined threshold value, calculating touch coordinates of a touch input position by estimating coordinates of the touch input, and outputting touch map data including the touch coordinates . 제 1 항에 있어서,
데이터 라인들과 게이트 라인들이 형성된 표시패널;
상기 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동회로; 및
상기 게이트 라인들에 상기 데이터 전압에 동기되는 게이트 펄스를 순차적으로 공급하는 게이트 구동회로를 더 포함하는 표시장치. The method according to claim 1,
A display panel on which data lines and gate lines are formed;
A data driving circuit for supplying a data voltage to the data lines; And
And a gate driving circuit sequentially supplying a gate pulse synchronized with the data voltage to the gate lines. Tx 라인들, 상기 Tx 라인들과 교차하는 Rx 라인들, 및 상기 Tx 라인들과 상기 Rx 라인들의 교차부에 형성된 센서 노드들을 포함하는 터치 스크린 패널을 포함하는 표시장치의 구동 방법에 있어서,
상기 Tx 라인들에 구동펄스를 공급하는 제1 단계;
상기 Rx 라인들을 통해 수신된 상기 센서 노드들의 신호 전압을 샘플링하여 디지털 데이터인 터치 로우 데이터로 변환하는 제2 단계; 및
상기 터치 로우 데이터로부터 터치 전후의 전압 변화량인 터치 전압 변화량을 산출하고 노이즈를 제거한 후, 상기 노이즈가 제거된 터치 전압 변화량을 터치 인식 알고리즘으로 분석하여 상기 터치 입력 위치의 좌표를 추정하는 제3 단계를 포함하고,
상기 제 3 단계는,
X축이 Tx 라인들과 평행한 축이고 Y축이 상기 Rx 라인들과 평행한 축일 때, 상기 터치 전압 변화량이 소정의 문턱 값보다 큰 값을 갖는 터치 센서가 포함된 Y 축열을 검출하고 상기 검출된 Y 축열의 터치 전압 변화량을 모두 합산하고 소정의 비율을 곱하여 상기 노이즈를 산출하는 단계; 및
상기 검출된 Y 축열의 터치 전압 변화량에서 노이즈 값을 감산하는 단계를 포함하는 표시장치의 구동 방법.A method of driving a display device including a touch screen panel including Tx lines, Rx lines intersecting the Tx lines, and sensor nodes formed at intersections of the Tx lines and the Rx lines,
A first step of supplying driving pulses to the Tx lines;
A second step of sampling the signal voltage of the sensor nodes received through the Rx lines and converting the signal voltage into touch row data as digital data; And
A third step of calculating a touch voltage change amount, which is a voltage change amount before and after the touch from the touch row data, and removing the noise, and analyzing the touch voltage change amount with the noise removed by the touch recognition algorithm to estimate coordinates of the touch input position Including,
In the third step,
Detects a Y-axis heat including a touch sensor having a value of the touch voltage change amount larger than a predetermined threshold value when the X-axis is parallel to the Tx lines and the Y-axis is parallel to the Rx lines, Summing up the amounts of change in the touch voltage of the Y-axis heat and multiplying them by a predetermined ratio to calculate the noise; And
And subtracting the noise value from the detected amount of change in the touch voltage of the Y-axis heat. 제 6 항에 있어서,
상기 제 3 단계는,
상기 터치 전압 변화량이 소정의 문턱 값 이상으로 큰 경우 터치 입력으로 판단하고, 상기 터치 입력에 대한 좌표를 추정하여 터치 입력 위치의 터치 좌표를 산출하며, 상기 터치 좌표를 포함한 터치 맵 데이터를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 구동방법.The method according to claim 6,
In the third step,
Determining touch input when the touch voltage change amount is greater than a predetermined threshold value, calculating touch coordinates of a touch input position by estimating coordinates of the touch input, and outputting touch map data including the touch coordinates And a driving method of driving the display device.
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