WO2021172645A1 - 터치 센서 및 그의 구동 방법 - Google Patents

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WO2021172645A1
WO2021172645A1 PCT/KR2020/003507 KR2020003507W WO2021172645A1 WO 2021172645 A1 WO2021172645 A1 WO 2021172645A1 KR 2020003507 W KR2020003507 W KR 2020003507W WO 2021172645 A1 WO2021172645 A1 WO 2021172645A1
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WO
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sensing
data
sensing node
touch
row
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PCT/KR2020/003507
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Inventor
박지헌
Original Assignee
주식회사 에이코닉
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04182—Filtering of noise external to the device and not generated by digitiser components
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04186—Touch location disambiguation

Definitions

  • the present invention relates to a touch sensor and a method of driving the same, and more particularly, to a touch sensor capable of improving touch sensitivity by removing the influence of display noise and a method of driving the same.
  • Such display devices include a liquid crystal display device, a field emission display device, a plasma display device, and an organic light emitting display device. .
  • an organic light emitting display device displays an image using an organic light emitting diode that generates light by recombination of electrons and holes, which has a fast response speed and is driven with low power consumption.
  • a recent display device includes a touch sensor for receiving a user's touch as well as an image display function. Accordingly, the user can more conveniently use the display device through the touch sensor.
  • the capacitive touch sensor detects the point where the capacitance changes according to the contact of a person's hand or an object to detect the touch position,
  • the touch detection is easy and the accuracy is excellent, so it has been widely used recently.
  • the spatial distance between the display panel and the touch sensor has been reduced according to the trend of flexible organic light emitting display devices and miniaturization and thinness, and accordingly, the size of display driving noise induced by the touch sensor is increased to obtain the desired touch sensing sensitivity. It is reaching a level where it becomes impossible.
  • noise data is calculated for each row of the sensing node using a touch sensing unit including a plurality of sensing nodes composed of j rows, and sensing data output from the touch sensing unit. and a touch calculator that calculates touch data by subtracting the calculated total noise data from the sensing data corresponding thereto when the noise data calculation for each row is completed by the noise calculator,
  • the calculator sets the noise data of each sensing node included in the m (1 ⁇ m ⁇ j)-th row to the sensing data received from the touch sensing unit, and a touch event occurs at the n-th sensing node included in the m-th row.
  • the noise data of the n-th sensing node may be updated to a value obtained by adding the tracking change amount to the noise data of the n-1st sensing node included in the m-th row.
  • the noise calculator when the sum of the tracking change amount to the difference in the sensed data of the n-th sensing node and the n-1 th sensing node is greater than a preset threshold value, the touch event occurs at the n-th sensing node can be judged as
  • the tracking change amount is set as an average value of a difference in sensing data from a previous sensing node for each sensing node included in the m-th row, or at least one sensing node located before the n-th sensing node. It may be set to a value obtained by averaging the difference between the sensing data and the sensing node.
  • the noise calculator when the sum of the tracking change amount to the difference between the sensing data of the n-th sensing node and the n-1 th sensing node is greater than a preset threshold value, the n-th sensing node together with the n- It may be determined that a touch event has occurred in the first sensing node and the n+1th sensing node.
  • the touch sensing unit includes driving electrodes and sensing electrodes that are disposed to cross each other, the driving electrodes are formed to be elongated in a row direction, a plurality of the driving electrodes are arranged along a column direction, and receive a touch driving signal;
  • the sensing electrodes may be elongated in the column direction, arranged in plurality along the row direction, and may provide the sensing data to the noise calculator.
  • a method of driving a touch sensor includes: acquiring sensing data for each sensing node from a touch sensing unit including a plurality of sensing nodes composed of j rows and k columns; Comprising the steps of calculating noise data for each row of the sensing node, and when the calculation of the noise data for each row is completed, calculating touch data by subtracting the calculated total noise data from the sensing data corresponding thereto; In the step of calculating noise data for each row of the sensing node using the sensing data, the noise data of each sensing node included in the m (1 ⁇ m ⁇ j)-th row is converted into sensing data received from the touch sensing unit.
  • noise data of the n-th sensing node is added to the n-1th sensing node included in the m-th row. It can be updated as a value obtained by adding the tracking change amount to the noise data of the sensing node.
  • the step of calculating the noise data for each row of the sensing node using the sensing data includes a value obtained by adding the tracking change amount to the difference between the sensing data of the nth sensing node and the n ⁇ 1st sensing node. If it is greater than the threshold, it may be determined that a touch event has occurred in the nth sensing node.
  • the tracking change amount is set as an average value of a difference in sensing data from a previous sensing node for each sensing node included in the m-th row, or at least one sensing node located before the n-th sensing node. It may be set to a value obtained by averaging the difference between the sensing data and the sensing node.
  • the step of calculating the noise data for each row of the sensing node using the sensing data includes a value obtained by adding the tracking change amount to the difference between the sensing data of the nth sensing node and the n ⁇ 1st sensing node. If it is greater than the threshold value, it may be determined that a touch event has occurred in the n-1 th sensing node and the n+1 th sensing node together with the n th sensing node.
  • the touch sensing unit includes driving electrodes and sensing electrodes that are disposed to cross each other, the driving electrodes are formed to be elongated in a row direction, a plurality of the driving electrodes are arranged along a column direction, and receive a touch driving signal;
  • the sensing electrodes are formed to be elongated in the column direction, and are arranged in plurality along the row direction to provide the sensing data.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a display device including a touch sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating in detail the configuration of a display device having a touch sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a touch sensing unit and a touch control unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a touch map reconstructed through sensing data output from a touch sensing unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a touch map from which display noise is removed by the touch controller according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a method of driving a touch sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A to 7F are diagrams for explaining a method of driving the touch sensor illustrated in FIG. 6 .
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a method of driving a touch sensor according to another embodiment of the present invention.
  • 9A to 9F are diagrams for explaining a method of driving the touch sensor illustrated in FIG. 8 .
  • ⁇ unit (unit) means a unit that processes at least one function or operation, which is hardware, software, or hardware and a combination of software.
  • terms such as “comprises”, “comprises” or “have” described in the present specification mean that the corresponding component may be embedded, so other components are excluded. Rather, it should be construed as being able to include other components further.
  • each constituent unit in the present specification is merely a classification for each main function that each constituent unit is responsible for. That is, two or more components to be described below may be combined into one component, or one component may be divided into two or more for each more subdivided function.
  • each of the constituent units to be described below may additionally perform some or all of the functions of other constituent units in addition to the main function it is responsible for. Of course, it may be carried out by being dedicated to it.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a display device having a touch sensor according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a display device having a touch sensor according to an embodiment of the present invention in detail.
  • a display device including a touch sensor includes a touch sensor 100 , a display panel 210 , a display driving circuit 220 , and a host 250 . can do.
  • the touch sensor 100 may include a touch sensing unit 110 and a touch control unit 120 .
  • the touch sensing unit 110 may be positioned on the display panel 210 to perform a role of receiving a touch input by a user.
  • a plurality of electrodes may be provided to sense a change in capacitance due to the touch.
  • the touch control unit 120 controls the touch sensing unit 110 , and by sensing a change in capacitance using the sensing data output from the touch sensing unit 110 , it is possible to detect whether a touch event occurs and a location.
  • the touch sensor 100 composed of the above-described touch sensing unit 110 and touch control unit 120 may operate as a capacitive touch sensor.
  • the touch sensing unit 110 may be connected to the main FPCB 202 through a first flexible printed circuit board (FPCB) 201, and the touch control unit 120 is formed in the form of an integrated circuit (Integrated Circuit) to form a first FPCB It may be located on (201).
  • FPCB flexible printed circuit board
  • the touch controller 120 may transmit/receive signals to and from the host 250 located in the main FPCB 202 .
  • the location of the touch control unit 120 is not limited thereto, and may be located in another location such as the main FPCB 202 .
  • the display panel 210 includes a plurality of pixels, and a predetermined image may be displayed through the pixels.
  • the display panel 210 may display an image under the control of the display driving circuit 220 .
  • the display panel 210 may be implemented as an organic light emitting display panel.
  • the display driving circuit 220 may control an image display operation of the display panel 210 by supplying a display driving signal to the display panel 210 .
  • the display driving circuit 220 may generate a display driving signal by using the digital image data DAT and the timing signal Ts supplied from the outside.
  • the display driving circuit 220 may receive the image data DAT and the timing signal Ts from the host 250 , and the timing signal Ts may include a vertical synchronization signal and a horizontal synchronization signal.
  • the signal may include a horizontal synchronization signal, a main clock signal, a data enable signal, and the like.
  • the display driving signal may include a scan signal, a data signal, and the like.
  • the display driving circuit 220 may be formed in the form of an integrated circuit and mounted on the display panel 210 . In addition, it may be connected to the main FPCB 202 through the second FPCB 203 , and accordingly, the display driving circuit 220 may transmit/receive a signal to/from the host 250 located in the main FPCB 202 .
  • the position of the display driving circuit 220 is not limited thereto, and for example, may be connected to the display panel 210 through a separate component (eg, FPCB).
  • FPCB separate component
  • the touch control unit 120 and the display driving circuit 220 may be separately located as shown, but is not limited thereto. That is, the touch controller 120 and the display driving circuit 220 may be integrated into one chip.
  • data may be exchanged with the touch controller 120 and the display driving circuit 220 through an interface.
  • the host 250 and the touch controller 120 transmit and receive data through a low-frequency control interface such as I2C for transmitting touch coordinate information, and the host 250 and the display driving circuit 220 transmit image data.
  • a high-speed data interface such as MIPI can be used.
  • the display driving circuit 220 may include a scan driver 221 , a data driver 222 , and a timing controller 223 .
  • the scan driver 221 may supply a scan signal to the display panel 210
  • the data driver 222 may supply a data signal to the display panel 210 .
  • the timing controller 223 may control the operations of the scan driver 221 and the data driver 222 , and may receive digital image data DAT and a timing signal Ts from the host 250 for this purpose.
  • FIG. 3 is a view showing a touch sensing unit and a touch control unit according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a view showing a touch map reconstructed through sensing data output from the touch sensing unit according to an embodiment of the present invention
  • 5 is a diagram illustrating a touch map from which display noise is removed by the touch controller according to an embodiment of the present invention.
  • the touch sensing unit 110 may include a plurality of touch electrodes Tx and Rx.
  • the touch electrodes Tx and Rx include a plurality of driving electrodes (or, referred to as transmitting electrodes, Tx1 to Txj) and a plurality of sensing electrodes (or, referred to as receiving electrodes, Rx1 to Rxk). can do.
  • the driving electrodes Tx1 to Txj may be formed to be elongated in the row direction (eg, the X-axis direction), and a plurality of the driving electrodes Tx1 to Txj may be arranged along a column direction (eg, the Y-axis direction) crossing the row direction.
  • the sensing electrodes Rx1 to Rxk may be formed to be elongated in a column direction (eg, a Y-axis direction), and a plurality of sensing electrodes Rx1 to Rxk may be arranged along a row direction (eg, an X-axis direction).
  • the driving electrodes Tx1 to Txj and the sensing electrodes Rx1 to Rxk are positioned to cross each other, thereby operating as a capacitive touch sensor.
  • the intersection of the driving electrodes Tx1 to Txj and the sensing electrodes Rx1 to Rxk may form a plurality of sensing nodes, and when a touch event occurs in the touch sensor 100 , a position (sensing) associated with the touch event node) will change the mutual capacitance.
  • a touch position may be detected by detecting a change in capacitance of the sensing node.
  • a plurality of sensing nodes including j rows and k columns may be formed through j driving electrodes Tx1 to Txj and k sensing electrodes Rx1 to Rxk that are intersected with each other.
  • each of the driving electrodes Tx1 to Txj includes a plurality of first touch sensing cells 411 arranged at a predetermined interval along a row direction (eg, an X-axis direction), and the first touch A plurality of first connection patterns 412 for electrically connecting the sensing cells 411 to each other may be included.
  • each of the sensing electrodes Rx1 to Rxk includes a plurality of second touch sensing cells 421 arranged at a predetermined interval along a column direction (eg, a Y-axis direction), and the second touch sensing A plurality of second connection patterns 422 that electrically connect the cells 421 to each other may be included.
  • the second touch sensing cells 421 may be dispersedly disposed between the first touch sensing cells 411 so as not to overlap the first touch sensing cells 411 .
  • first touch sensing cells 411 and the second touch sensing cells 421 have a polygonal shape is illustrated in FIG. 3 , the first touch sensing cells 411 and the second touch sensing cells ( 421) can be variously changed.
  • the shapes of the driving electrodes Tx1 to Txj and the sensing electrodes Rx1 to Rxk are not limited thereto, and may be variously changed.
  • the driving electrodes Tx1 to Txj and the sensing electrodes Rx1 to Rxk may include a conductive material.
  • it may include a metal or an alloy thereof.
  • the metal include gold (Au), silver (Ag), aluminum (Al), molybdenum (Mo), chromium (Cr), titanium (Ti), nickel (Ni), neodymium (Nd), copper (Cu), and platinum. (Pt) etc. are mentioned.
  • the driving electrodes Tx1 to Txj and the sensing electrodes Rx1 to Rxk may be formed of a transparent conductive material.
  • the transparent conductive material include silver nanowires (AgNW), indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), antimony zinc oxide (AZO), indium tin zinc oxide (ITZO), zinc oxide (ZnO), and SnO 2 (Tin Oxide), carbon nanotubes (Carbon Nano Tube), graphene (graphene), and the like.
  • Each of the driving electrodes Tx1 to Txj and the sensing electrodes Rx1 to Rxk may be formed of a single layer or a multilayer.
  • the driving electrodes Tx1 to Txj and the sensing electrodes Rx1 to Rxk may be made of the same material or different materials.
  • the driving electrodes Tx1 to Txj and the sensing electrodes Rx1 to Rxk may be disposed on a substrate (not shown).
  • a substrate may be implemented as a separate substrate or may be implemented as various components included in the display device.
  • the substrate may be an encapsulation layer of the display panel 210 .
  • the touch sensor 100 may be designed in an on-cell method.
  • the touch sensing unit 110 may be disposed above the display panel 210 .
  • the touch driving unit 121 may supply a touch driving signal Td to the touch sensing unit 110 to drive the touch sensor 100 .
  • the touch driving unit 121 may sequentially supply the touch driving signal Td from the first driving electrode Tx1 to the j-th driving electrode Txj.
  • the present invention is not limited thereto, and the touch driving unit 121 may time-divisionally supply the touch driving signal Td according to a different order, and may also supply the touch driving signal Td to the plurality of driving electrodes according to the characteristics of the touch driving signal Td.
  • a simultaneous supply method can also be used.
  • the spatial distance between the touch sensing unit 110 and the display panel 210 has been reduced in order to achieve a trend toward miniaturization and thinning of the display device and to implement flexible characteristics, and accordingly, the touch sensing unit 110 and the display panel.
  • the effect of the parasitic capacitance (Cp) existing between (210) is also increased.
  • the parasitic capacitance Cp mainly exists between the touch electrode included in the touch sensing unit 110 and the power supply surface 211 included in the display panel 210 , and the power supply surface 211 has a voltage according to pixel operation. Since an IR drop occurs, display noise through the power supply surface 211 is induced in the touch sensing unit 110 , so that a desired touch sensing sensitivity cannot be obtained.
  • each row sharing the driving time of the driving electrodes Tx1 to Txj is affected by the same display noise, but a mismatch of the panel and the receiving end
  • the influence of the display noise for each row due to mismatch of (sensing electrodes) has a gentle slope change.
  • the influence of the display noise increases as the screen change increases, so it is necessary to properly remove the noise of the corresponding display by tracking the change in the inclination.
  • the present invention intends to utilize the noise calculator 122 and the touch calculator 123 .
  • the noise calculating unit 122 may calculate noise data for each row of the sensing node having the commonality of display noise using the sensing data output from the touch sensing unit 110 , and the touch calculating unit 123 may When the noise calculation unit 122 completes the calculation of the noise data for each row, touch data may be calculated by subtracting the calculated total noise data from the sensing data corresponding thereto.
  • the noise calculating unit 122 calculates the noise of each sensing node included in the m (1 ⁇ m ⁇ j)-th row.
  • Data is set as the sensing data received from the touch sensing unit 110, and when it is determined that a touch event has occurred in the nth sensing node included in the mth row, noise data of the nth sensing node is included in the mth row It can be updated as a value obtained by adding the tracking change amount to the noise data of the n-1th sensing node.
  • the noise calculator 122 determines that a touch event has occurred at the nth sensing node when the sum of the tracking change amount to the difference in sensing data between the nth sensing node and the n ⁇ 1st sensing node is greater than a preset threshold value. can do.
  • the tracking change amount may be set as an average value of the difference between sensing data and the previous sensing node for at least one sensing node located before the n-th sensing node in order to accurately track the change in display noise for each row of the sensing node.
  • the tracking change amount may be set as an average value of the difference between sensing data and the previous sensing node for each sensing node included in the m-th row.
  • the noise calculator 122 may sense the n ⁇ 1th sensing node together with the n ⁇ th sensing node. It can be determined that a touch event has occurred in the node and the n+1th sensing node.
  • a display noise component for each row of the sensing node can be effectively calculated, and a touch map including effective touch data as shown in FIG. 5 can be calculated by subtracting the calculated display noise component from the sensing data.
  • the touch calculator 123 may determine the location and intensity of a touch event on the touch sensor by performing a predetermined logical operation based on the calculated touch data.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a method of driving a touch sensor according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 7A to 7F are diagrams for explaining a method of driving the touch sensor shown in FIG. 6 .
  • FIG. 6 has described a method of driving the touch sensor for one frame period.
  • the touch sensing unit 110 includes a plurality of sensing nodes composed of 5 rows and 5 columns. is illustrated as an example.
  • sensing data for each sensing node is obtained from the touch sensing unit 110 including a plurality of sensing nodes consisting of j (j is an integer greater than or equal to 2) rows and k (k is an integer greater than or equal to 2) columns.
  • step ST100 may be performed. This step ST100 may be performed by the above-described noise calculator 122 .
  • the touch sensing unit 110 may include a total of 25 sensing nodes composed of 5 rows and 5 columns, and through this, the noise calculating unit 122 may each Sensing data S11 to S55 for each sensing node may be acquired (refer to FIG. 7A ).
  • a step ST110 of grouping the acquired sensing data S11 to S55 for each sensing node by row may be performed.
  • This step ST110 may be performed by the noise calculator 122 described above.
  • grouping may be performed on the obtained sensing data (S11 to S55) for each sensing node based on each row having a common display noise (see FIG. 7B ).
  • a step ST120 of setting (initializing) the noise data N11 to N55 of each sensing node as the sensing data S11 to S55 for each sensing node obtained from the touch sensing unit 110 may be performed.
  • This step ST120 may be performed by the above-described noise calculator 122 .
  • the noise data N11 to N55 of the sensing nodes included in each grouped row may be set to the same value as the sensing data S11 to S55 for each sensing node corresponding thereto (see FIG. 7C ). Accordingly, noise data of each sensing node included in the m (1 ⁇ m ⁇ j)-th row may be set as sensing data received from the touch sensing unit 110 .
  • the step of updating the noise data for each group (G1 to G5) of the sensing nodes may be performed.
  • This step may be performed by the noise calculator 122 described above, and when it is determined that a touch event has occurred in the n (2 ⁇ n ⁇ k)-th sensing node included in the m-th row, the touch event is generated.
  • the noise data of the nth sensing node may be updated as a value obtained by adding the tracking change amount to the noise data of the n ⁇ 1th sensing node included in the mth row. For example, a method of updating noise data for the first group G1 located in the first row will be described.
  • the step ST130 of calculating the tracking change amount of the first group G1 may be performed.
  • the tracking change amount may be set as an average value of the difference (D11 to D14) of sensing data from the previous sensing node for each sensing node included in the first row (refer to FIG. 7D ). That is, the initial tracking change amount of the first group G1 may be set as an average change amount of sensing data calculated for all sensing nodes.
  • the sensing data difference D1n-1 between the n-th sensing node and the n-1 sensing node is equal to the sensing data S1n of the n-th sensing node and n It may be set as a difference value between the sensing data S1n-1 of the -1th sensing node.
  • a step ST140 of determining whether a touch event has occurred in the nth sensing node included in the first group G1 may be performed.
  • This step ST140 may be performed by the above-described noise calculator 122 .
  • the noise calculator 122 is configured to calculate the n-th sensing node included in the m-th row when the sum of the tracking change amount to the difference between the sensing data of the n-th sensing node and the n-th sensing node is greater than a preset threshold, the n-th sensing node. It may be determined that a touch event has occurred in the sensing node. That is, when the following equation is satisfied, it can be determined that the touch event has occurred in the nth sensing node.
  • Smn is the sensing data of the n-th sensing node included in the m-th row
  • Smn-1 is the sensing data of the n-1 sensing node included in the m-th row
  • Vt is the tracking change amount
  • REF is a preset threshold.
  • the touch event has occurred when the following equation is satisfied, otherwise it is determined that the touch event has not occurred. have.
  • the noise data N12 of the second sensing node may be maintained without being updated (Fig. 7e), and thereafter, the step of updating the tracking variation (ST150) may be performed.
  • This step ST150 may be performed through the noise calculator 122 described above, and may be omitted if necessary.
  • the tracking change amount is set as the difference in sensing data between the nth sensing node and the previous sensing node, or The value obtained by averaging the difference in sensing data from the previously located specific sensing node to the n-th sensing node with the previous sensing node for each sensing node may be updated.
  • the tracking change is the difference between the sensing data of the second sensing node and the first sensing node ( D11) can be updated.
  • a step ST170 of determining whether the touch determination operation for the current group G1 is completed may be performed. Since the remaining sensing nodes still remain in the first group G1, the step of determining whether to touch the third sensing node (ST140) may be performed.
  • the noise data N13 of the third sensing node may be maintained without being updated.
  • the tracking variation may be updated as an average value of the difference D12 between the sensing data between the third sensing node and the second sensing node and the difference between the sensing data D11 between the second sensing node and the first sensing node.
  • the noise data N14 of the fourth sensing node may be maintained without being updated.
  • the tracking change amount is the difference between the sensing data of the 4th sensing node and the 3rd sensing node (D13), the sensing data difference between the 3rd sensing node and the 2nd sensing node (D12), and the difference between the 2nd sensing node and the 1st sensing node.
  • the average value of the sensing data difference D11 may be updated.
  • the noise data of the n-th sensing node is traced to the noise data of the n-1st sensing node included in the m-th row It can be updated with the sum of the changes.
  • the noise data N15 of the fifth sensing node is the noise data of the fourth sensing node ( It may be updated to a value (N15') obtained by adding the current tracking change amount to N14).
  • a step (ST180) of checking whether noise data of all groups has been acquired may be performed. Accordingly, each step ( S130 , ST140 , ST150 , ST160 , ST170 , ST180 ) for the remaining groups G2 to G5 may be repeatedly performed, and as noise data of all groups is acquired, finally as shown in FIG. 7f Total noise data can be calculated.
  • step ST190 the step of calculating the touch data by subtracting the calculated total noise data N11 to N55' from the corresponding sensing data (ST190) may proceed.
  • This step ST190 may be performed by the above-described touch calculator 123 .
  • the step of updating the amount of tracking variation (ST150) described above may be omitted in order to minimize the load on hardware.
  • the tracking variation average variation of sensing data calculated for all sensing nodes
  • the tracking variation initially calculated for each row in the tracking variation calculation step ST130 may be maintained and used.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a method of driving a touch sensor according to another embodiment of the present invention
  • FIGS. 9A to 9F are diagrams for explaining a method of driving the touch sensor illustrated in FIG. 8 .
  • FIG. 8 has described a method of driving the touch sensor for one frame period
  • FIG. 9A for convenience of explanation, the touch sensing unit 110 includes a plurality of sensing nodes composed of 5 rows and 5 columns. is illustrated as an example.
  • sensing data for each sensing node is obtained from the touch sensing unit 110 including a plurality of sensing nodes consisting of j (j is an integer greater than or equal to 2) rows and k (k is an integer greater than or equal to 2) columns.
  • step ST200 may be performed. This step ST200 may be performed by the noise calculator 122 described above.
  • the touch sensing unit 110 may include a total of 25 sensing nodes composed of 5 rows and 5 columns, and through this, the noise calculating unit 122 may each Sensing data S11 to S55 for each sensing node may be acquired (refer to FIG. 9A ).
  • a step ST210 of grouping the acquired sensing data S11 to S55 for each sensing node by row may be performed.
  • This step ST210 may be performed by the noise calculator 122 described above.
  • grouping may be performed on the obtained sensing data (S11 to S55) for each sensing node based on each row having a common display noise (refer to FIG. 9B ).
  • a step ST220 of setting (initializing) the noise data N11 to N55 of each sensing node as the sensing data S11 to S55 for each sensing node obtained from the touch sensing unit 110 may be performed.
  • This step ST220 may be performed by the above-described noise calculator 122 .
  • the noise data N11 to N55 of the sensing nodes included in each grouped row may be set to the same value as the sensing data S11 to S55 for each sensing node corresponding thereto (refer to FIG. 9C ). Accordingly, noise data of each sensing node included in the m (1 ⁇ m ⁇ j)-th row may be set as sensing data received from the touch sensing unit 110 .
  • the step of updating the noise data for each group (G1 to G5) of the sensing nodes may be performed.
  • This step may be performed by the noise calculator 122 described above, and when it is determined that a touch event has occurred in the n (2 ⁇ n ⁇ k)-th sensing node included in the m-th row, the touch event is generated.
  • the noise data of the nth sensing node may be updated as a value obtained by adding the tracking change amount to the noise data of the n ⁇ 1th sensing node included in the mth row. For example, a method of updating noise data for the first group G1 located in the first row will be described.
  • the tracking change amount may be set as an average value of the difference (D11 to D14) of sensing data with the previous sensing node for each sensing node included in the first row (refer to FIG. 9D ). That is, the initial tracking change amount of the first group G1 may be set as an average change amount of sensing data calculated for all sensing nodes.
  • the sensing data difference D1n-1 between the n-th sensing node and the n-1 sensing node is equal to the sensing data S1n of the n-th sensing node and n It may be set as a difference value between the sensing data S1n-1 of the -1th sensing node.
  • a step ST240 of determining whether a touch event has occurred in the n-th sensing node included in the first group G1 may be performed.
  • This step ST240 may be performed by the noise calculator 122 described above.
  • the noise calculator 122 is configured to calculate the n-th sensing node included in the m-th row when the sum of the tracking change amount to the difference between the sensing data of the n-th sensing node and the n-th sensing node is greater than a preset threshold, the n-th sensing node. It may be determined that a touch event has occurred in the sensing node. That is, when the following equation is satisfied, it can be determined that the touch event has occurred in the nth sensing node.
  • Smn is the sensing data of the n-th sensing node included in the m-th row
  • Smn-1 is the sensing data of the n-1 sensing node included in the m-th row
  • Vt is the tracking change amount
  • REF is a preset threshold.
  • the touch event has occurred when the following equation is satisfied, otherwise it is determined that the touch event has not occurred. have.
  • an update step ST250 of the tracking change may be performed. This step ST250 may be performed through the noise calculator 122 described above, and may be omitted if necessary.
  • the tracking change amount is set as the difference in sensing data between the nth sensing node and the previous sensing node, or The value obtained by averaging the difference in sensing data from the previously located specific sensing node to the n-th sensing node with the previous sensing node for each sensing node may be updated.
  • the tracking change amount of the second sensing node is determined by the second sensing node and the first sensing node. may be updated with the sensing data difference D11 of .
  • a step ST280 of determining whether a touch determination operation for the current group G1 is completed may be performed. Since the remaining sensing nodes still remain in the first group G1, the step of determining whether to touch the third sensing node (ST240) may be performed.
  • the updating step ST250 of the tracking change may be performed. Accordingly, the tracking change amount of the third sensing node is the average value of the sensing data difference (D12) between the third sensing node and the second sensing node and the sensing data difference (D11) between the second sensing node and the first sensing node. Can be updated. have.
  • the number of sensing data difference values used in calculating the tracking variation is excessively large, the burden on hardware increases. In order to alleviate this, the number of sensing data difference values used in calculating the tracking variation may be appropriately adjusted.
  • the step of setting the touch area may be performed.
  • This step ST260 may be performed through the noise calculator 122 described above. For example, when it is determined that a touch event has occurred in the n-th sensing node included in the m-th row, n- adjacent to the n-th sensing node. It may be determined that a touch event has occurred in the first sensing node and the n+1th sensing node.
  • this step (ST260) when it is determined that the touch event has occurred in the n-th sensing node included in the m-th row, the n-1 th sensing node, the n th sensing node, and the n+1 th sensing node are selected as the touch event. It can be set as a touch area.
  • the third sensing node, the fourth sensing node, and the fifth sensing node may be set as a touch region in which a touch event occurs.
  • the third sensing node even if it is determined that the touch event has not occurred in the previous step, since it is located adjacent to the fourth sensing node recognized as the touch area, it may be set as the touch area.
  • the fifth sensing node even if it is determined that the touch event does not occur in a later step, since it is located adjacent to the fourth sensing node recognized as the touch area, it may be set as the touch area.
  • step ST270 of maintaining the same tracking change amount as the previous tracking change amount without updating the tracking change amount may be performed.
  • This step ST270 may be performed through the noise calculator 122 described above.
  • the tracking change amount maintenance step S270 may be performed.
  • the step of checking the touch area may be performed.
  • step ST290 it may be determined whether each sensing node included in the first group G1 has been set as a touch area in the previous step. Thereafter, the step of updating noise data ( ST300 ) may be performed for the sensing node determined as the touch area.
  • noise data of the n-th sensing node is combined with noise data of the n-th sensing node included in the m-th row It can be updated with the sum of the tracking change amount.
  • the noise data N13 of the third sensing node set as the touch area in the previous step may be updated to a value N13' that is the sum of the tracking change amount to the noise data N12 of the second sensing node, and the fourth sensing
  • the noise data N14 of the node may be updated as a value (N14') obtained by adding the tracking change amount to the noise data N13 of the 3rd sensing node, and the noise data N15 of the 5th sensing node is the 4th sensing node. It may be updated as a value (N15') obtained by adding the tracking change amount to the noise data (N14) of .
  • existing noise data may be maintained for a sensing node that is not set as a touch area.
  • a step ST310 of determining whether the touch area check for the current group G1 is completed may be performed, and when the touch area check for the corresponding group is completed, all groups
  • a step ST320 of checking whether noise data is acquired may be performed. Accordingly, each step (S230, ST240, ST250, ST260, ST270, ST280, ST290, ST300, ST310) for the remaining groups G2 to G5 may be repeatedly performed, and as noise data of all groups is acquired Finally, total noise data as shown in FIG. 9F may be calculated.
  • a step ST330 of calculating the touch data by subtracting the calculated total noise data N11 to N55' from the corresponding sensing data may proceed (ST330).
  • This step ST330 may be performed by the above-described touch calculator 123 .
  • the step of updating the tracking variation ( ST250 ) and the step of maintaining the tracking variation ( S270 ) described above may be omitted in order to minimize the load on hardware.
  • the tracking variation average variation of sensing data calculated for all sensing nodes
  • the tracking variation initially calculated for each row in the tracking variation calculating step ST230 may be maintained and used.

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Abstract

본 발명은 j개의 행으로 이루어지는 복수의 센싱 노드를 포함하는 터치 센싱부; 상기 터치 센싱부로부터 출력되는 센싱 데이터를 이용하여 상기 센싱 노드의 각 행별로 노이즈 데이터를 산출하는 노이즈 산출부; 및 상기 노이즈 산출부에 의해 각 행별 노이즈 데이터의 산출이 완료되면, 산출된 전체 노이즈 데이터를 그에 대응하는 센싱 데이터에서 각각 차감함으로써 터치 데이터를 산출하는 터치 산출부; 를 포함하고, 상기 노이즈 산출부는, m(1≤m≤j)번째 행에 포함된 각 센싱 노드의 노이즈 데이터를 상기 터치 센싱부로부터 수신한 센싱 데이터로 설정하고, 상기 m번째 행에 포함된 n번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단된 경우 상기 n번째 센싱 노드의 노이즈 데이터를 상기 m번째 행에 포함된 n-1번째 센싱 노드의 노이즈 데이터에 추적 변화량을 합한 값으로 갱신하는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 제공할 수 있다.

Description

터치 센서 및 그의 구동 방법
본 발명은 터치 센서 및 그의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스플레이 노이즈에 의한 영향을 제거함으로써 터치 감도를 향상시킬 수 있는 터치 센서 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서, 표시 장치에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다.
이러한 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display Device), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Device) 및 유기 전계 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display Device) 등이 있다.
이 중 유기 전계 발광 표시 장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 발광 다이오드를 이용하여 영상을 표시하는 것으로, 이는 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 낮은 소비전력으로 구동되는 장점이 있다.
최근의 표시 장치는 영상 표시 기능과 더불어 사용자의 터치를 입력받기 위한 터치 센서를 구비하고 있다. 이에 따라, 사용자는 터치 센서를 통해 보다 편리하게 표시 장치를 이용할 수 있게 되었다.
다양한 방식의 터치 센서가 사용되고 있으나, 이 중 정전용량 방식의 터치 센서(capacitive touch sensor)는 사람의 손 또는 물체의 접촉에 따라 정전용량이 변화되는 지점을 검출하여 터치 위치를 파악할 수 있는 것으로서, 멀티 터치의 검출이 용이하고 정확도가 뛰어나 최근 널리 사용되고 있다.
다만, 플렉서블 유기 전계 발광 표시 장치 및 소형 경박화 추세에 따라 표시 패널과 터치 센서의 공간적인 간격이 줄어들게 되었고, 이에 따라 터치 센서로 유기되는 디스플레이 구동 노이즈의 크기가 커지게 되어 원하는 터치 센싱 감도를 얻을 수 없게 되는 수준에 이르고 있다.
본 발명의 목적은 디스플레이 노이즈에 의한 영향을 제거함으로써 터치 감도를 향상시킬 수 있는 터치 센서 및 그의 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 센서는, j개의 행으로 이루어지는 복수의 센싱 노드를 포함하는 터치 센싱부, 상기 터치 센싱부로부터 출력되는 센싱 데이터를 이용하여 상기 센싱 노드의 각 행별로 노이즈 데이터를 산출하는 노이즈 산출부, 및 상기 노이즈 산출부에 의해 각 행별 노이즈 데이터의 산출이 완료되면, 산출된 전체 노이즈 데이터를 그에 대응하는 센싱 데이터에서 각각 차감함으로써 터치 데이터를 산출하는 터치 산출부를 포함하고, 상기 노이즈 산출부는, m(1≤m≤j)번째 행에 포함된 각 센싱 노드의 노이즈 데이터를 상기 터치 센싱부로부터 수신한 센싱 데이터로 설정하고, 상기 m번째 행에 포함된 n번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단된 경우 상기 n번째 센싱 노드의 노이즈 데이터를 상기 m번째 행에 포함된 n-1번째 센싱 노드의 노이즈 데이터에 추적 변화량을 합한 값으로 갱신할 수 있다.
또한, 상기 노이즈 산출부는, 상기 n번째 센싱 노드와 상기 n-1번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이에 상기 추적 변화량을 합한 값이 기설정된 임계값보다 큰 경우, 상기 n번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 추적 변화량은, 상기 m번째 행에 포함된 각 센싱 노드별 이전 센싱 노드와의 센싱 데이터 차이를 평균한 값으로 설정되거나, 상기 n번째 센싱 노드의 이전에 위치한 적어도 하나의 센싱 노드별 이전 센싱 노드와의 센싱 데이터 차이를 평균한 값으로 설정될 수 있다.
또한, 상기 노이즈 산출부는, 상기 n번째 센싱 노드와 상기 n-1번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이에 상기 추적 변화량을 합한 값이 기설정된 임계값보다 큰 경우, 상기 n번째 센싱 노드와 함께 상기 n-1번째 센싱 노드와 n+1번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 터치 센싱부는, 상호 교차하도록 배치되는 구동 전극들과 감지 전극들을 포함하고, 상기 구동 전극들은, 행 방향으로 길게 형성되어 열 방향을 따라 다수가 배열되며, 터치 구동 신호를 공급받으며, 상기 감지 전극들은, 상기 열 방향으로 길게 형성되어, 상기 행 방향을 따라 다수가 배열되며, 상기 노이즈 산출부로 상기 센싱 데이터를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 센서의 구동 방법은, j개의 행 및 k개의 열로 이루어지는 복수의 센싱 노드를 포함하는 터치 센싱부로부터 센싱 노드별 센싱 데이터를 획득하는 단계, 상기 센싱 데이터를 이용하여 상기 센싱 노드의 각 행별로 노이즈 데이터를 산출하는 단계, 및 각 행별 노이즈 데이터의 산출이 완료되면, 산출된 전체 노이즈 데이터를 그에 대응하는 센싱 데이터에서 각각 차감함으로써 터치 데이터를 산출하는 단계를 포함하고, 상기 센싱 데이터를 이용하여 상기 센싱 노드의 각 행별로 노이즈 데이터를 산출하는 단계는, m(1≤m≤j)번째 행에 포함된 각 센싱 노드의 노이즈 데이터를 상기 터치 센싱부로부터 수신한 센싱 데이터로 설정하고, 상기 m번째 행에 포함된 n(2≤n≤k)번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단된 경우 상기 n번째 센싱 노드의 노이즈 데이터를 상기 m번째 행에 포함된 n-1번째 센싱 노드의 노이즈 데이터에 추적 변화량을 합한 값으로 갱신할 수 있다.
또한, 상기 센싱 데이터를 이용하여 상기 센싱 노드의 각 행별로 노이즈 데이터를 산출하는 단계는, 상기 n번째 센싱 노드와 상기 n-1번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이에 상기 추적 변화량을 합한 값이 기설정된 임계값보다 큰 경우, 상기 n번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 추적 변화량은, 상기 m번째 행에 포함된 각 센싱 노드별 이전 센싱 노드와의 센싱 데이터 차이를 평균한 값으로 설정되거나, 상기 n번째 센싱 노드의 이전에 위치한 적어도 하나의 센싱 노드별 이전 센싱 노드와의 센싱 데이터 차이를 평균한 값으로 설정될 수 있다.
또한, 상기 센싱 데이터를 이용하여 상기 센싱 노드의 각 행별로 노이즈 데이터를 산출하는 단계는, 상기 n번째 센싱 노드와 상기 n-1번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이에 상기 추적 변화량을 합한 값이 기설정된 임계값보다 큰 경우, 상기 n번째 센싱 노드와 함께 상기 n-1번째 센싱 노드와 n+1번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 터치 센싱부는, 상호 교차하도록 배치되는 구동 전극들과 감지 전극들을 포함하고, 상기 구동 전극들은, 행 방향으로 길게 형성되어 열 방향을 따라 다수가 배열되며, 터치 구동 신호를 공급받으며, 상기 감지 전극들은, 상기 열 방향으로 길게 형성되어, 상기 행 방향을 따라 다수가 배열되며 상기 센싱 데이터를 제공할 수 있다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 디스플레이 노이즈에 의한 영향을 제거함으로써 터치 감도를 향상시킬 수 있는 터치 센서 및 그의 구동 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 센서를 구비한 표시 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 터치 센서를 구비한 표시 장치의 구성을 상세히 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 터치 센싱부 및 터치 제어부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 터치 센싱부로부터 출력된 센싱 데이터를 통해 재구성된 터치 맵을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 터치 제어부에 의해 디스플레이 노이즈가 제거된 터치 맵을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서의 구동 방법을 나타낸 도면이다.
도 7a 내지 도 7f는 도 6에 도시된 터치 센서의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 센서의 구동 방법을 나타낸 도면이다.
도 9a 내지 도 9f는 도 8에 도시된 터치 센서의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 본 발명과 관련된 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서에서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. "연결", "결합" 또는 "접속"의 경우, 물리적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"되는 것뿐만 아니라 필요에 따라 전기적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"되는 것으로 이해될 수 있다.
본 명세서에 기재된 "~부(유닛)", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주 기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
이하, 본 발명의 실시예들과 관련된 도면들을 참고하여, 본 발명의 실시예에 의한 터치 센서 및 그의 구동 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 센서를 구비한 표시 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 터치 센서를 구비한 표시 장치의 구성을 상세히 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 터치 센서를 구비한 표시 장치는 터치 센서(100), 표시 패널(210), 디스플레이 구동 회로(220), 및 호스트(250)를 포함할 수 있다.
터치 센서(100)는 터치 센싱부(110) 및 터치 제어부(120)를 포함할 수 있다.
터치 센싱부(110)는 표시 패널(210) 상에 위치하여, 사용자에 의한 터치를 입력받는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 상기 터치에 의한 캐패시턴스(capacitance) 변화를 센싱하기 위하여 다수의 전극들을 구비할 수 있다.
터치 제어부(120)는 터치 센싱부(110)를 제어하며, 터치 센싱부(110)로부터 출력되는 센싱 데이터를 이용하여 캐패시턴스 변화를 센싱함으로써 터치 이벤트의 발생 여부 및 위치를 검출할 수 있다.
즉, 상술한 터치 센싱부(110)와 터치 제어부(120)로 구성된 터치 센서(100)는 정전용량 방식의 터치 센서로 동작할 수 있다.
이러한 터치 센싱부(110)는 제1 FPCB(Flexible Printed Circuit Board, 201)을 통해 메인 FPCB(202)와 연결될 수 있으며, 터치 제어부(120)는 집적 회로(Integrated Circuit) 형태로 형성되어 제1 FPCB(201) 상에 위치할 수 있다.
따라서, 터치 제어부(120)는 메인 FPCB(202)에 위치한 호스트(250)와 신호를 송수신할 수 있다.
다만, 터치 제어부(120)의 위치는 이에 제한되지 않으며, 메인 FPCB(202) 등과 같은 다른 장소에 위치할 수 있다.
표시 패널(210)은 다수의 화소들을 포함하고, 상기 화소들을 통하여 소정의 영상을 표시할 수 있다.
예를 들어, 표시 패널(210)은 디스플레이 구동 회로(220)의 제어에 따라, 영상을 표시할 수 있다.
일례로, 표시 패널(210)은 유기 발광 표시 패널(Organic Light Emitting Display Panel)로 구현될 수 있다.
디스플레이 구동 회로(220)는 디스플레이 구동 신호를 표시 패널(210)로 공급함으로써, 상기 표시 패널(210)의 영상 표시 동작을 제어할 수 있다.
디스플레이 구동 회로(220)는 외부로부터 공급되는 디지털 영상 데이터(DAT)와 타이밍 신호(Ts)를 이용하여, 디스플레이 구동 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 구동 회로(220)는 영상 데이터(DAT)와 타이밍 신호(Ts)를 호스트(250)로부터 공급받을 수 있고, 타이밍 신호(Ts)는 수직 동기 신호(Vertical Synchronization Signal), 수평 동기 신호(Horizontal Synchronization Signal), 메인 클럭 신호(Main Clock Signal), 데이터 인에이블 신호(Data Enable Signal) 등을 포함할 수 있다.
또한, 디스플레이 구동 신호는 주사 신호, 데이터 신호 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 구동 회로(220)는 집적 회로(Integrated Circuit) 형태로 형성되어, 표시 패널(210)에 실장될 수 있다. 또한, 제2 FPCB(203)을 통해 메인 FPCB(202)와 연결될 수 있으며, 이에 따라 디스플레이 구동 회로(220)는 메인 FPCB(202)에 위치한 호스트(250)와 신호를 송수신할 수 있다.
다만, 디스플레이 구동 회로(220)의 위치는 이에 제한되지 않으며, 예를 들어 별도의 구성 요소(예를 들어, FPCB)를 통해 표시 패널(210)과 연결될 수 있다.
터치 제어부(120) 및 디스플레이 구동 회로(220)는 도시된 바와 같이 별도로 분리되어 위치할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 터치 제어부(120)와 디스플레이 구동 회로(220)는 하나의 칩으로 통합될 수 있다.
호스트(250)의 경우, 터치 제어부(120) 및 디스플레이 구동 회로(220)와 인터페이스(interface)를 통해 데이터를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 호스트(250)와 터치 제어부(120)는 터치 좌표 정보 전달을 위한 I2C와 같은 저주파수 콘트롤 인터페이스를 통해 데이터를 송수신하고, 호스트(250)와 디스플레이 구동 회로(220)는 영상 데이터의 전송을 위해 MIPI와 같은 고속의 데이터 인터페이스를 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 디스플레이 구동 회로(220)는 주사 구동부(221), 데이터 구동부(222), 및 타이밍 제어부(223)를 포함할 수 있다.
주사 구동부(221)는 표시 패널(210)로 주사 신호를 공급할 수 있으며, 데이터 구동부(222)는 표시 패널(210)로 데이터 신호를 공급할 수 있다.
타이밍 제어부(223)는 주사 구동부(221)와 데이터 구동부(222)의 동작을 제어할 수 있으며, 이를 위해 호스트(250)로부터 디지털 영상 데이터(DAT)와 타이밍 신호(Ts)를 공급받을 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 터치 센싱부 및 터치 제어부를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 터치 센싱부로부터 출력된 센싱 데이터를 통해 재구성된 터치 맵을 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 터치 제어부에 의해 디스플레이 노이즈가 제거된 터치 맵을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 터치 센싱부(110)는 다수의 터치 전극들(Tx, Rx)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 터치 전극들(Tx, Rx)는 다수의 구동 전극들(또는 송신 전극들이라고 함, Tx1~Txj)과 다수의 감지 전극들(또는 수신 전극들이라고 함, Rx1~Rxk)를 포함할 수 있다.
구동 전극들(Tx1~Txj)은 행 방향(예를 들어, X축 방향)으로 길게 형성되어 행 방향과 교차하는 열 방향(예를 들어, Y축 방향)을 따라 복수개가 배열될 수 있다.
감지 전극들(Rx1~Rxk)은 열 방향(예를 들어, Y축 방향)으로 길게 형성되어 행 방향(예를 들어, X축 방향)을 따라 복수개가 배열될 수 있다.
구동 전극들(Tx1~Txj)과 감지 전극들(Rx1~Rxk)은 상호 교차하여 위치함으로써 정전용량 방식의 터치 센서로 동작할 수 있다.
구동 전극들(Tx1~Txj)과 감지 전극들(Rx1~Rxk)의 교차부는 다수의 센싱 노드를 형성할 수 있으며, 터치 센서(100)에 터치 이벤트가 발생하는 경우 상기 터치 이벤트와 연관된 위치(센싱 노드)의 상호 정전용량이 변화하게 된다. 이러한 센싱 노드의 정전용량의 변화를 검출하여 터치 위치를 검출할 수 있다.
예를 들어, 상호 교차 배치되는 j개의 구동 전극들(Tx1~Txj)과 k개의 감지 전극들(Rx1~Rxk)을 통하여 j개의 행 및 k개의 열로 이루어지는 복수의 센싱 노드들이 형성될 수 있다.
일례로, 각각의 구동 전극들(Tx1~Txj)은 행 방향(예를 들어, X축 방향)을 따라 소정 간격을 가지고 배열되는 복수개의 제1 터치 감지셀들(411)과, 상기 제1 터치 감지셀들(411)을 상호 전기적으로 연결하는 복수개의 제1 연결 패턴들(412)을 포함할 수 있다.
또한, 각각의 감지 전극들(Rx1~Rxk)은 열 방향(예를 들어, Y축 방향)을 따라 소정 간격을 가지고 배열되는 복수개의 제2 터치 감지셀들(421)과, 상기 제2 터치 감지셀들(421)을 상호 전기적으로 연결하는 복수개의 제2 연결 패턴들(422)을 포함할 수 있다.
이때, 제2 터치 감지셀들(421)은 제1 터치 감지셀들(411)과 중첩되지 않도록 제1 터치 감지셀들(411) 사이에 분산 배치될 수 있다.
도 3에서는 제1 터치 감지셀들(411)과 제2 터치 감지셀들(421)이 다각형의 형상을 갖는 경우를 도시하였으나, 제1 터치 감지셀들(411)과 제2 터치 감지셀들(421)의 형상은 다양하게 변화될 수 있다.
또한, 구동 전극들(Tx1~Txj)과 감지 전극들(Rx1~Rxk)의 형상은 이에 제한되지 않으며, 다양하게 변화될 수 있다.
구동 전극들(Tx1~Txj)과 감지 전극들(Rx1~Rxk)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 금속이나 이들의 합금을 포함할 수 있다. 상기 금속으로는 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 타이타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu), 백금(Pt) 등을 들 수 있다.
또한, 구동 전극들(Tx1~Txj)과 감지 전극들(Rx1~Rxk)은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 상기 투명 도전성 물질로는 은나노와이어(AgNW), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 및 SnO 2(Tin Oxide), 카본나노튜브(Carbon Nano Tube), 그래핀 (graphene) 등을 들 수 있다. 구동 전극들(Tx1~Txj)과 감지 전극들(Rx1~Rxk)은 각각 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다. 구동 전극들(Tx1~Txj)과 감지 전극들(Rx1~Rxk)은 동일한 물질로 이루어지거나, 또는 상이한 물질로 이루어질 수 있다.
구동 전극들(Tx1~Txj)과 감지 전극들(Rx1~Rxk)은 기판(미도시) 상에 배치될 수 있다. 이러한 기판은 별도의 기판으로 구현되거나, 표시 장치에 포함된 다양한 구성요소로 구현될 수 있다. 예를 들어, 기판은 앞서 표시 패널(210)의 봉지층일 수 있다.
즉, 터치 센서(100)는 온-셀(On-Cell) 방식으로 설계될 수 있다. 예를 들어, 터치 센싱부(110)는 표시 패널(210)의 상측에 배치될 수 있다.
터치 구동부(121)는 터치 센서(100)의 구동을 위하여 터치 센싱부(110)로 터치 구동 신호(Td)를 공급할 수 있다.
예를 들어, 터치 구동부(121)는 제1 구동 전극(Tx1)부터 제j 구동 전극(Txj)까지 순차적으로 터치 구동 신호(Td)를 공급할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 터치 구동부(121)는 다른 순서에 따라 시분할적으로 터치 구동 신호(Td)를 공급할 수 있으며, 또한 터치 구동 신호(Td)의 특성에 따라 복수개의 구동 전극들에 대하여 동시 공급하는 방식을 사용할 수도 있다.
한편, 표시 장치의 소형 경박화 추세 및 플렉서블(Flexible) 특성 구현 등을 위하여 터치 센싱부(110)와 표시 패널(210)의 공간적인 간격이 줄어들게 되었고, 이에 따라 터치 센싱부(110)와 표시 패널(210) 사이에 존재하는 기생 캐패시턴스(Cp)의 영향 역시 커지게 되었다.
이러한 기생 캐패시턴스(Cp)는 주로 터치 센싱부(110)에 포함된 터치 전극과 표시 패널(210)에 포함된 전원면(211) 사이에 존재하며, 상기 전원면(211)에는 화소 동작에 따른 전압 강하(IR Drop)가 발생되므로, 이러한 전원면(211)을 통한 디스플레이 노이즈가 터치 센싱부(110)에 유기되어 원하는 터치 센싱 감도를 얻을 수 없는 문제가 발생하였다.
특히, 도 4의 터치 맵을 참조하면 구동 전극들(Tx1~Txj)의 구동 시간을 공유하는 각각의 행들이 동일한 디스플레이 노이즈의 영향을 받는 것으로 볼 수 있으며, 다만 패널의 미스매치(mismatch) 및 수신단(감지전극들)의 미스매치 등으로 인하여 각 행별 디스플레이 노이즈의 영향은 완만한 기울기의 변화를 가지게 됨을 알 수 있다. 이러한 디스플레이 노이즈의 영향은 화면 변화가 클수록 커지게 되어, 이러한 기울기의 변화를 트랙킹하여 해당 디스플레이의 노이즈를 적절하게 제거할 필요가 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 노이즈 산출부(122)와 터치 산출부(123)를 활용하고자 한다.
즉, 노이즈 산출부(122)는 터치 센싱부(110)로부터 출력되는 센싱 데이터를 이용하여 디스플레이 노이즈의 공통성을 갖는 센싱 노드의 각 행별로 노이즈 데이터를 산출할 수 있으며, 터치 산출부(123)는 노이즈 산출부(122)에 의해 각 행별 노이즈 데이터의 산출이 완료되면, 산출된 전체 노이즈 데이터를 그에 대응하는 센싱 데이터에서 각각 차감함으로써 터치 데이터를 산출할 수 있다.
또한, j개의 행과 k개의 열로 이루어지는 센싱 노드들로 구성된 터치 센싱부(110)와 관련하여, 노이즈 산출부(122)는 m(1≤m≤j)번째 행에 포함된 각 센싱 노드의 노이즈 데이터를 터치 센싱부(110)로부터 수신한 센싱 데이터로 설정하고, m번째 행에 포함된 n번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단된 경우 상기 n번째 센싱 노드의 노이즈 데이터를 m번째 행에 포함된 n-1번째 센싱 노드의 노이즈 데이터에 추적 변화량을 합한 값으로 갱신할 수 있다.
또한, 노이즈 산출부(122)는 n번째 센싱 노드와 n-1번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이에 추적 변화량을 합한 값이 기설정된 임계값보다 큰 경우, n번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이때, 추적 변화량은 센싱 노드의 각 행별 디스플레이 노이즈의 변화를 정확히 트랙킹하기 위하여 n번째 센싱 노드의 이전에 위치한 적어도 하나의 센싱 노드별 이전 센싱 노드와의 센싱 데이터 차이를 평균한 값으로 설정될 수 있다.
대체적으로, 하드웨어의 부하를 최소화하기 위하여 추적 변화량은 m번째 행에 포함된 각 센싱 노드별 이전 센싱 노드와의 센싱 데이터 차이를 평균한 값으로 설정될 수 있다.
또한, 노이즈 산출부(122)는 n번째 센싱 노드와 n-1번째 센싱 노드의 차이값에 상기 추적 변화량을 합한 값이 기설정된 임계값보다 큰 경우, n번째 센싱 노드와 함께 n-1번째 센싱 노드와 n+1번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다
이러한 구성을 통하여, 센싱 노드의 각 행별 디스플레이 노이즈 성분을 유효하게 산출할 수 있으며, 산출된 디스플레이 노이즈 성분을 센싱 데이터에서 차감함으로써 도 5와 같은 유효 터치 데이터를 포함한 터치 맵을 산출할 수 있다.
따라서, 터치 산출부(123)는 산출된 터치 데이터에 기반하여 소정의 논리 연산을 수행함으로써, 터치 센서 상에 터치 이벤트가 발생한 위치 및 그 강도를 판별할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 센서의 구동 방법을 나타낸 도면이고, 도 7a 내지 도 7f는 도 6에 도시된 터치 센서의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다. 특히, 도 6에서는 한 프레임 기간 동안 이루어지는 터치 센서의 구동 방법을 설명하였으며, 도 7a에서는 설명의 편의를 위해 터치 센싱부(110)가 5개의 행과 5개의 열로 이루어지는 복수의 센싱 노드들을 포함하는 경우를 예시적으로 도시하였다.
도 6을 참조하면, 먼저 j(j는 2이상의 정수)개의 행 및 k(k는 2이상의 정수)개의 열로 이루어지는 복수의 센싱 노드를 포함하는 터치 센싱부(110)로부터 센싱 노드별 센싱 데이터를 획득하는 단계(ST100)가 수행될 수 있다. 본 단계(ST100)는 상술한 노이즈 산출부(122)에 의해 수행될 수 있다.
예를 들어, 상기 j와 k가 각각 5로 설정된 경우 터치 센싱부(110)는 5개의 행과 5개의 열로 이루어지는 총 25개의 센싱 노드들을 포함할 수 있으며, 이를 통해 노이즈 산출부(122)는 각 센싱 노드별 센싱 데이터(S11~S55)를 획득할 수 있다(도 7a 참조).
이후 획득된 센싱 노드별 센싱 데이터(S11~S55)를 행별로 그룹화하는 단계(ST110)가 수행될 수 있다. 본 단계(ST110)는 상술한 노이즈 산출부(122)에 의해 수행될 수 있다.
예를 들어, 획득된 센싱 노드별 센싱 데이터(S11~S55)에 대하여 디스플레이 노이즈의 공통성을 갖는 각 행을 기준으로 그룹화(G1~G5)를 수행할 수 있다(도 7b 참조).
또한, 각 센싱 노드의 노이즈 데이터(N11~N55)를 터치 센싱부(110)로부터 획득한 센싱 노드별 센싱 데이터(S11~S55)로 설정(초기화)하는 단계(ST120)가 수행될 수 있다. 본 단계(ST120)는 상술한 노이즈 산출부(122)에 의해 수행될 수 있다.
예를 들어, 그룹화된 각 행에 포함된 센싱 노드들의 노이즈 데이터(N11~N55)는 각각 그에 대응하는 센싱 노드별 센싱 데이터(S11~S55)와 동일한 값으로 설정될 수 있다(도 7c 참조). 이에 따라, m(1≤m≤j)번째 행에 포함된 각 센싱 노드의 노이즈 데이터는 터치 센싱부(110)로부터 수신한 센싱 데이터로 설정될 수 있다.
이후, 센싱 노드들의 각 그룹(G1~G5)별로 노이즈 데이터를 갱신하는 단계가 수행될 수 있다. 본 단계는 상술한 노이즈 산출부(122)에 의해 수행될 수 있으며, m번째 행에 포함된 n(2≤n≤k)번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단된 경우 터치 이벤트가 발생된 상기 n번째 센싱 노드의 노이즈 데이터를 상기 m번째 행에 포함된 n-1번째 센싱 노드의 노이즈 데이터에 추적 변화량을 합한 값으로 갱신할 수 있다. 예시적으로 첫번째 행에 위치한 제1 그룹(G1)을 대상으로 한 노이즈 데이터의 갱신 방법을 설명하도록 한다.
먼저, 제1 그룹(G1)의 추적 변화량을 산출하는 단계(ST130)가 수행될 수 있다. 예를 들어, 추적 변화량은 첫번째 행에 포함된 각 센싱 노드별 이전 센싱 노드와의 센싱 데이터 차이(D11~D14)를 평균한 값으로 설정될 수 있다(도 7d 참조). 즉, 제1 그룹(G1)의 초기 추적 변화량은 전체 센싱 노드를 대상으로 산출된 센싱 데이터의 평균 변화량으로 설정될 수 있다.
만약 제1 그룹(G1)이 k개의 센싱 노드를 포함하는 경우, n번째 센싱 노드와 n-1번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이(D1n-1)는 n번째 센싱 노드의 센싱 데이터(S1n)와 n-1번째 센싱 노드의 센싱 데이터(S1n-1)의 차이값으로 설정될 수 있다.
이후, 제1 그룹(G1)에 포함된 n번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생하였는지 여부를 판단하는 단계(ST140)가 수행될 수 있다. 본 단계(ST140)는 상술한 노이즈 산출부(122)에 의해 수행될 수 있다.
일례로, 노이즈 산출부(122)는 m번째 행에 포함된 n번째 센싱 노드와 상기 n-1번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이에 추적 변화량을 합한 값이 기설정된 임계값보다 큰 경우, 상기 n번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 즉, 하기 수식을 만족하는 경우 n번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
│Smn - Smn-1 + Vt│＞ REF
여기서, Smn은 m번째 행에 포함된 n번째 센싱 노드의 센싱 데이터, Smn-1은 m번째 행에 포함된 n-1번째 센싱 노드의 센싱 데이터, Vt는 추적 변화량, REF는 기설정된 임계값이다.
예를 들어, 첫번째 행(제1 그룹(G1))에 포함된 2번째 센싱 노드의 경우 하기 수식을 만족할 때 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단되고, 그렇지 않은 경우에는 터치 이벤트가 발생하지 않은 것으로 판단될 수 있다.
│S12 - S11 + Vt│＞ REF
첫번째 행(제1 그룹(G1))에 포함된 2번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생하지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 2번째 센싱 노드의 노이즈 데이터(N12)는 갱신되지 않고 유지될 수 있으며(도 7e 참조), 이후 추적 변화량의 갱신 단계(ST150)가 수행될 수 있다. 본 단계(ST150)는 상술한 노이즈 산출부(122)를 통해 수행될 수 있으며, 필요에 따라 생략될 수 있다.
일례로, m번째 행에 포함된 n번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생하지 않은 것으로 판단된 경우, 추적 변화량은 n번째 센싱 노드와 이전 센싱 노드와의 센싱 데이터 차이로 설정되거나 상기 n번째 센싱 노드의 이전에 위치한 특정 센싱 노드로부터 상기 n번째 센싱 노드까지의 각 센싱 노드별 이전 센싱 노드와의 센싱 데이터 차이를 평균한 값으로 갱신될 수 있다.
예를 들어, 첫번째 행(제1 그룹(G1))에 포함된 2번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생되지 않은 것으로 판단된 경우, 추적 변화량은 2번째 센싱 노드와 1번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이(D11)로 갱신될 수 있다.
그 후, 현재 그룹(G1)에 대한 터치 판단 동작이 완료되었는지 여부를 판단하는 단계(ST170)가 수행될 수 있다. 아직 제1 그룹(G1)에서는 나머지 센싱 노드들이 남아있기 때문에 이후 3번째 센싱 노드에 대한 터치 여부 판단 단계(ST140)가 수행될 수 있다.
만약, 첫번째 행(제1 그룹(G1))에 포함된 3번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생되지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 3번째 센싱 노드의 노이즈 데이터(N13)는 갱신되지 않고 유지될 수 있다. 또한, 추적 변화량은 3번째 센싱 노드와 2번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이(D12) 및 2번째 센싱 노드와 1번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이(D11)의 평균값으로 갱신될 수 있다.
이후, 첫번째 행(제1 그룹(G1))에 포함된 4번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생되지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 4번째 센싱 노드의 노이즈 데이터(N14)는 갱신되지 않고 유지될 수 있다. 또한, 추적 변화량은 4번째 센싱 노드와 3번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이(D13), 3번째 센싱 노드와 2번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이(D12), 및 2번째 센싱 노드와 1번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이(D11)의 평균값으로 갱신될 수 있다.
다만, 추적 변화량 산출 시 사용되는 센싱 데이터 차이값의 수가 과도하게 많아질 경우 하드웨어에 대한 부담이 높아지므로, 이를 경감시키기 위하여 추적 변화량 산출 시 사용되는 센싱 데이터 차이값의 개수를 적절히 조절할 수 있다.
이후, 첫번째 행(제1 그룹(G1))에 포함된 5번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생된 것으로 판단된 경우, 상기 5번째 센싱 노드의 노이즈 데이터(N15)를 갱신하는 단계(ST160)가 수행될 수 있다.
일례로, m번째 행에 포함된 n번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 n번째 센싱 노드의 노이즈 데이터를 상기 m번째 행에 포함된 n-1번째 센싱 노드의 노이즈 데이터에 추적 변화량을 합한 값으로 갱신할 수 있다.
예를 들어, 첫번째 행(제1 그룹(G1))에 포함된 5번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생된 것으로 판단되었으므로, 5번째 센싱 노드의 노이즈 데이터(N15)는 4번째 센싱 노드의 노이즈 데이터(N14)에 현재 추적 변화량을 합한 값(N15')으로 갱신될 수 있다.
이에 따라, 현재 그룹(G1)에 대한 터치 여부 판단 동작이 완료되었으므로(ST170), 모든 그룹의 노이즈 데이터를 획득하였는지 여부를 확인하는 단계(ST180)가 수행될 수 있다. 따라서, 나머지 그룹들(G2~G5)에 대한 각 단계(S130, ST140, ST150, ST160, ST170, ST180)가 반복적으로 수행될 수 있으며, 모든 그룹의 노이즈 데이터가 획득됨에 따라 최종적으로 도 7f와 같은 전체 노이즈 데이터가 산출될 수 있다.
각 행별 노이즈 데이터의 산출이 완료되면, 산출된 전체 노이즈 데이터(N11~N55')를 그에 대응하는 센싱 데이터에서 각각 차감함으로써 터치 데이터를 산출하는 단계(ST190)가 진행될 수 있다. 본 단계(ST190)는 상술한 터치 산출부(123)에 의해 수행될 수 있다.
이를 통해, 도 5와 같은 형태의 유효한 터치 데이터를 산출할 수 있으며, 이를 통해 터치 이벤트의 발생 위치 및 그 강도를 파악할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 추적 변화량 갱신 단계(ST150)는 하드웨어의 부하를 최소화하기 위하여 생략될 수 있다. 이 경우, 별도로 추적 변화량을 갱신할 필요없이 추적 변화량 산출 단계(ST130)에서 각 행별로 최초 산출된 추적 변화량(전체 센싱 노드를 대상으로 산출된 센싱 데이터의 평균 변화량)이 유지되며 사용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 센서의 구동 방법을 나타낸 도면이고, 도 9a 내지 도 9f는 도 8에 도시된 터치 센서의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다. 특히, 도 8에서는 한 프레임 기간 동안 이루어지는 터치 센서의 구동 방법을 설명하였으며, 도 9a에서는 설명의 편의를 위해 터치 센싱부(110)가 5개의 행과 5개의 열로 이루어지는 복수의 센싱 노드들을 포함하는 경우를 예시적으로 도시하였다.
도 8을 참조하면, 먼저 j(j는 2이상의 정수)개의 행 및 k(k는 2이상의 정수)개의 열로 이루어지는 복수의 센싱 노드를 포함하는 터치 센싱부(110)로부터 센싱 노드별 센싱 데이터를 획득하는 단계(ST200)가 수행될 수 있다. 본 단계(ST200)는 상술한 노이즈 산출부(122)에 의해 수행될 수 있다.
예를 들어, 상기 j와 k가 각각 5로 설정된 경우 터치 센싱부(110)는 5개의 행과 5개의 열로 이루어지는 총 25개의 센싱 노드들을 포함할 수 있으며, 이를 통해 노이즈 산출부(122)는 각 센싱 노드별 센싱 데이터(S11~S55)를 획득할 수 있다(도 9a 참조).
이후 획득된 센싱 노드별 센싱 데이터(S11~S55)를 행별로 그룹화하는 단계(ST210)가 수행될 수 있다. 본 단계(ST210)는 상술한 노이즈 산출부(122)에 의해 수행될 수 있다.
예를 들어, 획득된 센싱 노드별 센싱 데이터(S11~S55)에 대하여 디스플레이 노이즈의 공통성을 갖는 각 행을 기준으로 그룹화(G1~G5)를 수행할 수 있다(도 9b 참조).
또한, 각 센싱 노드의 노이즈 데이터(N11~N55)를 터치 센싱부(110)로부터 획득한 센싱 노드별 센싱 데이터(S11~S55)로 설정(초기화)하는 단계(ST220)가 수행될 수 있다. 본 단계(ST220)는 상술한 노이즈 산출부(122)에 의해 수행될 수 있다.
예를 들어, 그룹화된 각 행에 포함된 센싱 노드들의 노이즈 데이터(N11~N55)는 각각 그에 대응하는 센싱 노드별 센싱 데이터(S11~S55)와 동일한 값으로 설정될 수 있다(도 9c 참조). 이에 따라, m(1≤m≤j)번째 행에 포함된 각 센싱 노드의 노이즈 데이터는 터치 센싱부(110)로부터 수신한 센싱 데이터로 설정될 수 있다.
이후, 센싱 노드들의 각 그룹(G1~G5)별로 노이즈 데이터를 갱신하는 단계가 수행될 수 있다. 본 단계는 상술한 노이즈 산출부(122)에 의해 수행될 수 있으며, m번째 행에 포함된 n(2≤n≤k)번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단된 경우 터치 이벤트가 발생된 상기 n번째 센싱 노드의 노이즈 데이터를 상기 m번째 행에 포함된 n-1번째 센싱 노드의 노이즈 데이터에 추적 변화량을 합한 값으로 갱신할 수 있다. 예시적으로 첫번째 행에 위치한 제1 그룹(G1)을 대상으로 한 노이즈 데이터의 갱신 방법을 설명하도록 한다.
먼저, 제1 그룹(G1)의 추적 변화량을 산출하는 단계(ST230)가 수행될 수 있다. 예를 들어, 추적 변화량은 첫번째 행에 포함된 각 센싱 노드별 이전 센싱 노드와의 센싱 데이터 차이(D11~D14)를 평균한 값으로 설정될 수 있다(도 9d 참조). 즉, 제1 그룹(G1)의 초기 추적 변화량은 전체 센싱 노드를 대상으로 산출된 센싱 데이터의 평균 변화량으로 설정될 수 있다.
만약 제1 그룹(G1)이 k개의 센싱 노드를 포함하는 경우, n번째 센싱 노드와 n-1번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이(D1n-1)는 n번째 센싱 노드의 센싱 데이터(S1n)와 n-1번째 센싱 노드의 센싱 데이터(S1n-1)의 차이값으로 설정될 수 있다.
이후, 제1 그룹(G1)에 포함된 n번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생하였는지 여부를 판단하는 단계(ST240)가 수행될 수 있다. 본 단계(ST240)는 상술한 노이즈 산출부(122)에 의해 수행될 수 있다.
일례로, 노이즈 산출부(122)는 m번째 행에 포함된 n번째 센싱 노드와 상기 n-1번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이에 추적 변화량을 합한 값이 기설정된 임계값보다 큰 경우, 상기 n번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 즉, 하기 수식을 만족하는 경우 n번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
│Smn - Smn-1 + Vt│＞ REF
여기서, Smn은 m번째 행에 포함된 n번째 센싱 노드의 센싱 데이터, Smn-1은 m번째 행에 포함된 n-1번째 센싱 노드의 센싱 데이터, Vt는 추적 변화량, REF는 기설정된 임계값이다.
예를 들어, 첫번째 행(제1 그룹(G1))에 포함된 2번째 센싱 노드의 경우 하기 수식을 만족할 때 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단되고, 그렇지 않은 경우에는 터치 이벤트가 발생하지 않은 것으로 판단될 수 있다.
│S12 - S11 + Vt│＞ REF
첫번째 행(제1 그룹(G1))에 포함된 2번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생하지 않은 것으로 판단된 경우, 추적 변화량의 갱신 단계(ST250)가 수행될 수 있다. 본 단계(ST250)는 상술한 노이즈 산출부(122)를 통해 수행될 수 있으며, 필요에 따라 생략될 수 있다.
일례로, m번째 행에 포함된 n번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생하지 않은 것으로 판단된 경우, 추적 변화량은 n번째 센싱 노드와 이전 센싱 노드와의 센싱 데이터 차이로 설정되거나 상기 n번째 센싱 노드의 이전에 위치한 특정 센싱 노드로부터 상기 n번째 센싱 노드까지의 각 센싱 노드별 이전 센싱 노드와의 센싱 데이터 차이를 평균한 값으로 갱신될 수 있다.
예를 들어, 첫번째 행(제1 그룹(G1))에 포함된 2번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생되지 않은 것으로 판단된 경우, 2번째 센싱 노드의 추적 변화량은 2번째 센싱 노드와 1번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이(D11)로 갱신될 수 있다.
그 후, 현재 그룹(G1)에 대한 터치 판단 동작이 완료되었는지 여부를 판단하는 단계(ST280)가 수행될 수 있다. 아직 제1 그룹(G1)에서는 나머지 센싱 노드들이 남아있기 때문에 이후 3번째 센싱 노드에 대한 터치 여부 판단 단계(ST240)가 수행될 수 있다.
만약, 첫번째 행(제1 그룹(G1))에 포함된 3번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생되지 않은 것으로 판단된 경우, 추적 변화량의 갱신 단계(ST250)가 수행될 수 있다. 이에 따라, 3번째 센싱 노드의 추적 변화량은 3번째 센싱 노드와 2번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이(D12) 및 2번째 센싱 노드와 1번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이(D11)의 평균값으로 갱신될 수 있다.
다만, 추적 변화량 산출 시 사용되는 센싱 데이터 차이값의 수가 과도하게 많아질 경우 하드웨어에 대한 부담이 높아지므로, 이를 경감시키기 위하여 추적 변화량 산출 시 사용되는 센싱 데이터 차이값의 개수를 적절히 조절할 수 있다.
이후, 첫번째 행(제1 그룹(G1))에 포함된 4번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생된 것으로 판단된 경우, 터치 영역을 설정하는 단계(ST260)가 수행될 수 있다. 본 단계(ST260)는 상술한 노이즈 산출부(122)를 통해 수행될 수 있으며, 일례로 m번째 행에 포함된 n번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단된 경우 n번째 센싱 노드에 인접한 n-1번째 센싱 노드와 n+1번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 본 단계(ST260)에서는 m번째 행에 포함된 n번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단된 경우 n-1번째 센싱 노드, n번째 센싱 노드 및 n+1번째 센싱 노드를 터치 이벤트가 발생한 터치 영역으로 설정될 수 있다.
예를 들어, 첫번째 행(제1 그룹(G1))에 포함된 4번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생된 것으로 판단되었으므로, 4번째 센싱 노드에 인접한 3번째 센싱 노드와 5번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 3번째 센싱 노드, 4번째 센싱 노드, 및 5번째 센싱 노드가 터치 이벤트가 발생한 터치 영역으로 설정될 수 있다. 특히, 3번째 센싱 노드의 경우 이전 단계에서 터치 이벤트가 발생하지 않은 것으로 판단되었더라도, 터치 영역으로 인식된 4번째 센싱 노드에 인접 위치하므로 터치 영역으로 설정될 수 있다. 또한, 5번째 센싱 노드의 경우 이후 단계에서 터치 이벤트가 발생하지 않은 것으로 판단되었더라도, 터치 영역으로 인식된 4번째 센싱 노드에 인접 위치하므로 터치 영역으로 설정될 수 있다.
이후, 추적 변화량을 갱신하지 않고 이전 추적 변화량과 동일하게 유지하는 단계(ST270)가 수행될 수 있다. 본 단계(ST270)는 상술한 노이즈 산출부(122)를 통해 수행될 수 있다.
또한, 해당 단계(ST240)를 통해 첫번째 행(제1 그룹(G1))에 포함된 5번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생되지 않은 것으로 판단된 경우라 할지라도, 앞서 설명한 4번째 센싱 노드에 의한 영향으로 5번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 보아 추적 변화량 유지 단계(S270)가 수행될 수 있다.
이에 따라, 현재 그룹(G1)에 대한 터치 여부 판단 동작이 완료되었으므로(ST280), 터치 영역을 확인하는 단계(S290)가 수행될 수 있다.
본 단계(ST290)에서는 제1 그룹(G1)에 포함된 각 센싱 노드에 대하여 앞선 단계에서 터치 영역으로 설정되었는지 여부를 판단할 수 있다. 이후, 터치 영역으로 판단된 센싱 노드에 대해서는 노이즈 데이터를 갱신하는 단계(ST300)가 수행될 수 있다.
일례로, m번째 행에 포함된 n번째 센싱 노드가 터치 이벤트가 발생한 터치 영역으로 판단된 경우, 상기 n번째 센싱 노드의 노이즈 데이터를 상기 m번째 행에 포함된 n-1번째 센싱 노드의 노이즈 데이터에 추적 변화량을 합한 값으로 갱신할 수 있다.
따라서, 이전 단계에서 터치 영역으로 설정된 3번째 센싱 노드의 노이즈 데이터(N13)는 2번째 센싱 노드의 노이즈 데이터(N12)에 해당 추적 변화량을 합한 값(N13')으로 갱신될 수 있고, 4번째 센싱 노드의 노이즈 데이터(N14)는 3번째 센싱 노드의 노이즈 데이터(N13)에 해당 추적 변화량을 합한 값(N14')으로 갱신될 수 있으며, 5번째 센싱 노드의 노이즈 데이터(N15)는 4번째 센싱 노드의 노이즈 데이터(N14)에 해당 추적 변화량을 합한 값(N15')으로 갱신될 수 있다.
그 외, 터치 영역으로 설정되지 않은 센싱 노드에 대해서는 기존 노이즈 데이터가 유지될 수 있다.
상술한 단계(ST290, ST300) 이후에는 현재 그룹(G1)에 대한 터치 영역 확인이 완료되었는지 여부를 판단하는 단계(ST310)가 수행될 수 있으며, 해당 그룹에 대한 터치 영역 확인이 완료된 경우 모든 그룹의 노이즈 데이터를 획득하였는지 여부를 확인하는 단계(ST320)가 수행될 수 있다. 따라서, 나머지 그룹들(G2~G5)에 대한 각 단계(S230, ST240, ST250, ST260, ST270, ST280, ST290, ST300, ST310)가 반복적으로 수행될 수 있으며, 모든 그룹의 노이즈 데이터가 획득됨에 따라 최종적으로 도 9f와 같은 전체 노이즈 데이터가 산출될 수 있다.
각 행별 노이즈 데이터의 산출이 완료되면, 산출된 전체 노이즈 데이터(N11~N55')를 그에 대응하는 센싱 데이터에서 각각 차감함으로써 터치 데이터를 산출하는 단계(ST330)가 진행될 수 있다. 본 단계(ST330)는 상술한 터치 산출부(123)에 의해 수행될 수 있다.
이를 통해, 도 5와 같은 형태의 유효한 터치 데이터를 산출할 수 있으며, 이를 통해 터치 이벤트의 발생 위치 및 그 강도를 파악할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 추적 변화량 갱신 단계(ST250) 및 추적 변화량 유지 단계(S270)는 하드웨어의 부하를 최소화하기 위하여 생략될 수 있다. 이 경우, 별도로 추적 변화량을 갱신할 필요없이 추적 변화량 산출 단계(ST230)에서 각 행별로 최초 산출된 추적 변화량(전체 센싱 노드를 대상으로 산출된 센싱 데이터의 평균 변화량)이 유지되며 사용될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이지 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. j개의 행으로 이루어지는 복수의 센싱 노드를 포함하는 터치 센싱부;
    상기 터치 센싱부로부터 출력되는 센싱 데이터를 이용하여 상기 센싱 노드의 각 행별로 노이즈 데이터를 산출하는 노이즈 산출부; 및
    상기 노이즈 산출부에 의해 각 행별 노이즈 데이터의 산출이 완료되면, 산출된 전체 노이즈 데이터를 그에 대응하는 센싱 데이터에서 각각 차감함으로써 터치 데이터를 산출하는 터치 산출부; 를 포함하고,
    상기 노이즈 산출부는,
    m(1≤m≤j)번째 행에 포함된 각 센싱 노드의 노이즈 데이터를 상기 터치 센싱부로부터 수신한 센싱 데이터로 설정하고, 상기 m번째 행에 포함된 n번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단된 경우 상기 n번째 센싱 노드의 노이즈 데이터를 상기 m번째 행에 포함된 n-1번째 센싱 노드의 노이즈 데이터에 추적 변화량을 합한 값으로 갱신하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노이즈 산출부는,
    상기 n번째 센싱 노드와 상기 n-1번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이에 상기 추적 변화량을 합한 값이 기설정된 임계값보다 큰 경우, 상기 n번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 추적 변화량은,
    상기 m번째 행에 포함된 각 센싱 노드별 이전 센싱 노드와의 센싱 데이터 차이를 평균한 값으로 설정되거나, 상기 n번째 센싱 노드의 이전에 위치한 적어도 하나의 센싱 노드별 이전 센싱 노드와의 센싱 데이터 차이를 평균한 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 노이즈 산출부는,
    상기 n번째 센싱 노드와 상기 n-1번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이에 상기 추적 변화량을 합한 값이 기설정된 임계값보다 큰 경우, 상기 n번째 센싱 노드와 함께 상기 n-1번째 센싱 노드와 n+1번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 터치 센싱부는,
    상호 교차하도록 배치되는 구동 전극들과 감지 전극들을 포함하고,
    상기 구동 전극들은,
    행 방향으로 길게 형성되어 열 방향을 따라 다수가 배열되며, 터치 구동 신호를 공급받으며,
    상기 감지 전극들은,
    상기 열 방향으로 길게 형성되어, 상기 행 방향을 따라 다수가 배열되며, 상기 노이즈 산출부로 상기 센싱 데이터를 제공하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  6. j개의 행 및 k개의 열로 이루어지는 복수의 센싱 노드를 포함하는 터치 센싱부로부터 센싱 노드별 센싱 데이터를 획득하는 단계;
    상기 센싱 데이터를 이용하여 상기 센싱 노드의 각 행별로 노이즈 데이터를 산출하는 단계; 및
    각 행별 노이즈 데이터의 산출이 완료되면, 산출된 전체 노이즈 데이터를 그에 대응하는 센싱 데이터에서 각각 차감함으로써 터치 데이터를 산출하는 단계; 를 포함하고,
    상기 센싱 데이터를 이용하여 상기 센싱 노드의 각 행별로 노이즈 데이터를 산출하는 단계는,
    m(1≤m≤j)번째 행에 포함된 각 센싱 노드의 노이즈 데이터를 상기 터치 센싱부로부터 수신한 센싱 데이터로 설정하고, 상기 m번째 행에 포함된 n(2≤n≤k)번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단된 경우 상기 n번째 센싱 노드의 노이즈 데이터를 상기 m번째 행에 포함된 n-1번째 센싱 노드의 노이즈 데이터에 추적 변화량을 합한 값으로 갱신하는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 구동 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 센싱 데이터를 이용하여 상기 센싱 노드의 각 행별로 노이즈 데이터를 산출하는 단계는,
    상기 n번째 센싱 노드와 상기 n-1번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이에 상기 추적 변화량을 합한 값이 기설정된 임계값보다 큰 경우, 상기 n번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 구동 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 추적 변화량은,
    상기 m번째 행에 포함된 각 센싱 노드별 이전 센싱 노드와의 센싱 데이터 차이를 평균한 값으로 설정되거나, 상기 n번째 센싱 노드의 이전에 위치한 적어도 하나의 센싱 노드별 이전 센싱 노드와의 센싱 데이터 차이를 평균한 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 구동 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 센싱 데이터를 이용하여 상기 센싱 노드의 각 행별로 노이즈 데이터를 산출하는 단계는,
    상기 n번째 센싱 노드와 상기 n-1번째 센싱 노드의 센싱 데이터 차이에 상기 추적 변화량을 합한 값이 기설정된 임계값보다 큰 경우, 상기 n번째 센싱 노드와 함께 상기 n-1번째 센싱 노드와 n+1번째 센싱 노드에 터치 이벤트가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 구동 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 터치 센싱부는,
    상호 교차하도록 배치되는 구동 전극들과 감지 전극들을 포함하고,
    상기 구동 전극들은,
    행 방향으로 길게 형성되어 열 방향을 따라 다수가 배열되며, 터치 구동 신호를 공급받으며,
    상기 감지 전극들은,
    상기 열 방향으로 길게 형성되어 상기 행 방향을 따라 다수가 배열되며, 상기 센싱 데이터를 제공하는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 구동 방법.
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