触摸显示装置和驱动电路、触摸控制器和触摸感测方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月26日提交的韩国专利申请No.10-2019-0175004的优先权，为了所有目的通过引用将该韩国专利申请并入本文，如同在此完全阐述一样。

技术领域

本发明的实施方式涉及一种触摸显示装置、触摸驱动电路、触摸控制器和触摸感测方法。

背景技术

随着信息导向社会的发展，对显示图像的各种显示装置的需求增加。在这些显示装置之中存在触摸显示装置，代替使用按键、键盘、鼠标等的一般输入系统，触摸显示装置提供能够使用户容易、直观且方便地输入信息或命令的基于触摸的输入系统。

为了提供基于触摸的输入系统，触摸显示装置必须确定用户的手指、笔等的触摸并且精确感测触摸坐标(触摸位置)。

触摸显示装置必须精确且快速地确定触摸或触摸位置，从而可向用户提供没有不适感的满意触摸输入。然而，实际上，在触摸显示装置中在感测触摸的元件之间的信号传输和信号处理需要花费相当多的时间，不能向用户提供令人满意的触摸输入。

发明内容

本发明的实施方式提供一种触摸显示装置、以及触摸驱动电路、触摸控制器和触摸感测方法，能够独立执行显示和触摸感测，其中触摸显示装置在作为感测触摸的元件的触摸驱动电路和触摸控制器之间包括有效通信接口。

本发明的实施方式提供一种使用触摸驱动电路和触摸控制器之间的有效通信接口的快速传输协议，并且还提供一种能够提供快速信号传输的触摸显示装置、触摸驱动电路、触摸控制器和触摸感测方法。

本发明的实施方式提供一种触摸显示装置、触摸驱动电路、触摸控制器和触摸感测方法，其中触摸控制器能够向触摸驱动电路快速传输笔位置信息并且触摸驱动电路能够快速执行局部感测并快速跟踪笔位置。

根据本发明的一个方面，提供一种触摸显示装置，包括：触摸面板，在所述触摸面板中布置有多个触摸电极；触摸控制器，所述触摸控制器向与第一接口的一端对应的第一主引脚输出一条或多条第一笔位置信息，向与第二接口的一端对应的第二主引脚输出与所述第一笔位置信息不同的一条或多条第二笔位置信息，从所述第一主引脚接收第一感测数据，并且从所述第二主引脚接收第二感测数据；和触摸驱动电路，所述触摸驱动电路从与所述第一接口的另一端对应的第一从引脚接收所述一条或多条第一笔位置信息，从与所述第二接口的另一端对应的第二从引脚接收所述一条或多条第二笔位置信息，从由所述一条或多条第一笔位置信息和所述一条或多条第二笔位置信息表示的在所述触摸面板中的一个或多个局部区域中布置的触摸电极感测笔信号，并且向所述第一从引脚输出作为感测结果而产生的感测数据之中的第一感测数据，向所述第二从引脚输出所述感测数据之中的第二感测数据。

所述触摸控制器可将包括所述一条或多条第一笔位置信息以及命令信息的第一命令信号输出至所述第一主引脚，并且在将所述第一命令信号输出至所述第一主引脚的同时将包括所述一条或多条第二笔位置信息的第二命令信号输出至所述第二主引脚。所述一条或多条第一笔位置信息和所述一条或多条第二笔位置信息可以是与相同笔有关的笔位置信息或者与不同笔有关的笔位置信息。

所述触摸驱动电路可从所述第一从引脚接收包括所述一条或多条第一笔位置信息的第一命令信号，并且从所述第二从引脚接收包括所述一条或多条第二笔位置信息的第二命令信号。

所述触摸控制器可向所述第一主引脚输出包括地址信息的第一地址信号，并且其中所述触摸驱动电路可从所述第一从引脚接收包括所述地址信息的第一地址信号。

所述触摸控制器可向与第三接口的一端对应的第三主引脚输出从动选择信号，所述触摸驱动电路可从与所述第三接口的另一端对应的第三从引脚接收所述从动选择信号。

所述从动选择信号可具有彼此不同的第一信号电平和第二信号电平，并且其中所述从动选择信号具有所述第二信号电平的时段可包括第一时段、第二时段和第三时段。

在所述第一时段中，所述第一地址信号可经由所述第一接口从所述触摸控制器传输至所述触摸驱动电路。

在所述第二时段中，包括在所述第一命令信号中的一条或多条第一笔位置信息可经由所述第一接口从所述触摸控制器传输至所述触摸驱动电路，并且所述一条或多条第二笔位置信息可经由所述第二接口从所述触摸控制器传输至所述触摸驱动电路。

在所述第三时段中，所述第一感测数据可经由所述第一接口从所述触摸驱动电路传输至所述触摸控制器，并且与所述第一感测数据不同的第二感测数据可经由所述第二接口从所述触摸驱动电路传输至所述触摸控制器。

所述触摸控制器可将第一时钟信号、第二时钟信号和第三时钟信号输出至与第四接口的一端对应的第四主引脚。

所述触摸驱动电路可从与所述第四接口的另一端对应的第四从引脚接收所述第一时钟信号、所述第二时钟信号和所述第三时钟信号。

经由所述第四接口从所述触摸控制器向所述触摸驱动电路传输所述第一时钟信号的时段可包括所述第一时段，

经由所述第四接口从所述触摸控制器向所述触摸驱动电路传输所述第二时钟信号的时段可包括所述第二时段。

经由所述第四接口从所述触摸控制器向所述触摸驱动电路传输所述第三时钟信号的时段可包括所述第三时段。

所述触摸控制器可在向所述第一主引脚输出所述第一地址信号的同时向所述第二主引脚输出包括控制信息的第二地址信号。所述触摸驱动电路可在从所述第一从引脚接收所述第一地址信号的同时从所述第二从引脚接收包括所述控制信息的第二地址信号。在此，所述控制信息可包括下述中的一种或多种：与所述第一地址信号的地址信息不同的地址信息、驱动控制信息和笔数量信息。

在第一感测时间中，所述触摸驱动电路可感测提供至所述触摸面板中的一个或多个触摸电极的笔信号中的第一标记区段；其中在第一转换时间中，所述触摸驱动电路可将基于所述第一感测时间中的感测结果的模拟感测值转换为数字感测值，以产生感测数据；其中在第一传输时间中，所述触摸驱动电路可将在所述第一转换时间中产生的感测数据划分为所述第一感测数据和所述第二感测数据并且分别经由所述第一接口和所述第二接口将划分的第一感测数据和第二感测数据传输至所述触摸控制器。

所述第一转换时间可等于或短于所述第一感测时间，并且所述第一传输时间可等于或短于所述第一转换时间。

在第二感测时间中，所述触摸驱动电路可感测提供至所述触摸面板的一个或多个触摸电极的笔信号中的第二标记区段；其中在第二转换时间中，所述触摸驱动电路可将基于所述第二感测时间中的感测结果的模拟感测值转换为数字感测值，以产生所述感测数据；其中在第二传输时间中，所述触摸驱动电路可将在所述第二转换时间中产生的感测数据划分为所述第一感测数据和所述第二感测数据并且分别经由所述第一接口和所述第二接口将划分的第一感测数据和第二感测数据传输至所述触摸控制器。

所述第二感测时间可与所述第一转换时间交叠，并且所述第二转换时间与所述第一传输时间交叠。

所述第一转换时间可等于或短于所述第二感测时间，并且所述第一传输时间可等于或短于所述第二转换时间。

根据本发明的另一方面，提供一种触摸显示装置，包括：触摸面板，在所述触摸面板中布置有多个触摸电极；触摸控制器，所述触摸控制器向与第一接口的一端对应的第一主引脚输出第一主信号，向与第二接口的一端对应的第二主引脚输出与所述第一主信号不同的一个或多个第二主信号，从所述第一主引脚接收第一从数据，并且从所述第二主引脚接收第二从数据；和触摸驱动电路，所述触摸驱动电路从与所述第一接口的另一端对应的第一从引脚接收所述第一主信号，从与所述第二接口的另一端对应的第二从引脚接收所述第二主信号，并且响应于所述第一主信号和所述第二主信号向所述第一从引脚输出所述第一从数据并且向所述第二从引脚输出所述第二从数据。

根据本发明的又一方面，提供一种触摸控制器，所述触摸控制器与触摸驱动电路执行主-从操作，所述触摸控制器包括：对应于第一接口的第一主引脚；对应于第二接口的第二主引脚；和主输入/输出电路，所述主输入/输出电路经由所述第一主引脚向所述触摸驱动电路输出第一笔位置信息，经由所述第二主引脚向所述触摸驱动电路输出与所述第一笔位置信息不同的第二笔位置信息，并且经由所述第一主引脚从所述触摸驱动电路接收感测数据之中的第一感测数据，所述感测数据是作为所述触摸驱动电路利用由所述第一笔位置信息和所述第二笔位置信息表示的在触摸面板中的一个或多个局部区域中布置的触摸电极来感测笔信号的结果而产生的。

所述主输入/输出电路可在经由所述第一主引脚从所述触摸驱动电路接收所述第一感测数据的同时，经由所述第二主引脚从所述触摸驱动电路接收所述感测数据之中的与所述第一感测数据不同的第二感测数据。

根据本发明的又一方面，提供一种触摸驱动电路，触摸控制器与所述触摸驱动电路执行主-从操作，所述触摸驱动电路包括：与第一接口的第一端和第二端之中的第二端对应的第一从引脚；与第二接口的第一端和第二端之中的第二端对应的第二从引脚；和从输入/输出电路，所述从输入/输出电路经由所述第一从引脚从所述触摸控制器接收第一笔位置信息，经由所述第二从引脚从所述触摸控制器接收与所述第一笔位置信息不同的第二笔位置信息，利用由所述第一笔位置信息和所述第二笔位置信息表示的在触摸面板中的一个或多个局部区域中布置的触摸电极来感测笔信号，并且经由所述第一从引脚向所述触摸控制器输出作为感测的结果而产生的感测数据之中的第一感测数据。

所述从输入/输出电路可在经由所述第一从引脚向所述触摸控制器输出所述第一感测数据的同时，经由所述第二从引脚向所述触摸控制器输出所述感测数据之中的与所述第一感测数据不同的第二感测数据。

根据本发明的又一方面，提供一种触摸显示装置中可使用的触摸感测方法，所述触摸显示装置包括执行主-从操作的触摸控制器和触摸驱动电路，所述触摸感测方法包括：使所述触摸控制器经由第一接口将一条或多条第一笔位置信息传输至所述触摸驱动电路，并且经由第二接口将与所述一条或多条第一笔位置信息不同的一条或多条第二笔位置信息传输至所述触摸驱动电路；使所述触摸驱动电路利用触摸电极来感测笔信号，所述触摸电极布置在由经由所述第一接口和所述第二接口接收的一条或多条第一笔位置信息和所述一条或多条第二笔位置信息表示的在触摸面板中的一个或多个局部区域中；使所述触摸驱动电路经由所述第一接口和所述第二接口中的一个或多个将作为感测结果的感测数据传输至所述触摸控制器；和使所述触摸控制器基于经由所述第一接口和所述第二接口中的一个或多个接收的感测数据来感测一个或多个笔触摸。

根据本发明的实施方式，可提供一种在作为感测触摸的元件的触摸驱动电路和触摸控制器之间包括有效通信接口的触摸显示装置、触摸驱动电路、触摸控制器和触摸感测方法。

根据本发明的实施方式，可提供一种使用触摸驱动电路和触摸控制器之间的有效通信接口的快速传输协议，并且还提供一种能够提供快速信号传输的触摸显示装置、触摸驱动电路、触摸控制器和触摸感测方法。

根据本发明的实施方式，可提供一种触摸显示装置、触摸驱动电路、触摸控制器和触摸感测方法，其中触摸控制器能够向触摸驱动电路快速传输笔位置信息并且触摸驱动电路能够快速执行局部感测并快速跟踪笔位置。

附图说明

图1是示意性图解根据本发明实施方式的触摸显示装置的系统构造的示图；

图2是图解根据本发明实施方式的触摸显示装置的触摸系统的示图；

图3是图解根据本发明实施方式的触摸显示装置和用于感测笔触摸的笔之间的通信的示图；

图4是图解根据本发明实施方式的触摸控制器和触摸驱动电路之间的通信接口的示图；

图5是图解根据本发明实施方式的触摸控制器和触摸驱动电路之间的快速传输协议的示图；

图6是图解基于图5中所示的快速传输协议更新笔位置信息的示图；

图7是图解根据图5中所示的快速传输协议操作的多个触摸驱动电路和触摸控制器之间的通信接口的示图；

图8是图解根据本发明实施方式的触摸控制器和触摸驱动电路之间的快速传输协议的示图；

图9是图解根据图8中所示的快速传输协议操作的多个触摸驱动电路和触摸控制器之间的通信接口的示图；

图10是图解根据本发明实施方式的触摸驱动电路的内部元件的示图；

图11是图解在根据本发明实施方式的触摸显示装置的触摸时间区段中从笔输出的笔信号的示图；

图12是图解当使用根据本发明实施方式的触摸控制器和触摸驱动电路之间的快速传输协议时，笔信号的频率的示图；

图13是图解在根据本发明实施方式的触摸显示装置的多路复用驱动中，全面感测和局部感测的示图；

图14和图15是图解当不采用根据本发明实施方式的快速传输协议时和当采用本发明的快速传输协议时，全面感测模式切换为局部感测模式的示例的示图；

图16是图解根据本发明实施方式的触摸感测方法的流程图。

具体实施方式

在本发明的示例或实施方式的以下描述中，将参照附图，在附图中通过举例说明能够实施的具体示例或实施方式的方式进行了显示，并且在附图中可使用相同的参考标记和符号指代相同或相似的部件，即使它们显示在彼此不同的附图中。此外，在本发明的示例或实施方式的以下描述中，当确定对本文涉及的公知功能和部件的详细描述反而会使本发明一些实施方式中的主题不清楚时，将省略其详细描述。在此使用的诸如“包括”、“具有”、“包含”、“构成”之类的术语一般旨在允许增加其他部件，除非这些术语与术语“仅”一起使用。

在此可使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”和“(b)”之类的术语来描述本发明的元件。这些术语的每一个不用来限定元件的本质、顺序、次序或数量等，而是仅用于将相应元件与其他元件区分开。

当提到第一元件与第二元件“连接或结合”、“交叠”等时，其应当解释为，第一元件不仅可与第二元件“直接连接或结合”或“直接交叠”，而且还可在第一元件与第二元件之间“插入”第三元件，或者第一元件和第二元件可经由第四元件彼此“连接或结合”、“交叠”等。在此，第二元件可包括在彼此“连接或结合”、“交叠”等的两个或更多个元件中的至少一个中。

当使用诸如“在……之后”、“随后”、“接下来”、“在……之前”等之类的时间相对术语描述元件或构造的过程或操作，或者操作方法、加工方法、制造方法中的流程和步骤时，这些术语可用于描述非连续的或非顺序的过程或操作，除非一起使用了术语“直接”或“紧接”。

此外，当提到任何维度、相对尺寸等时，即使没有指明相关描述，也应当认为元件或特征或者相应信息的数值(例如，电平、范围等)包括可由各种因素(例如，工艺因素、内部或外部冲击、噪声等)导致的公差或误差范围。此外，术语“可”完全涵盖术语“能”的所有含义。

图1是示意性图解根据本发明实施方式的触摸显示装置100的系统构造的示图。图2是图解根据本发明实施方式的触摸显示装置100的触摸系统的示图。

参照图1，根据本发明实施方式的触摸显示装置100提供显示图像的功能和感测使用手指10、笔20等的触摸的功能。

为了提供图像显示功能，根据本发明实施方式的触摸显示装置100包括：显示面板110，显示面板110中布置有多条数据线和多条栅极线，并且布置有由多条数据线和多条栅极线限定的多个子像素；驱动多条数据线的数据驱动电路120；驱动多条栅极线的栅极驱动电路130；以及控制数据驱动电路120和栅极驱动电路130的操作的显示控制器140。

数据驱动电路120、栅极驱动电路130和显示控制器140的每一个可由一个或多个独立的部件实现。在一些情况下，数据驱动电路120、栅极驱动电路130和显示控制器140中的两个或更多个可集成为单个部件。例如，数据驱动电路120和显示控制器140可实现为单个集成电路芯片(IC芯片)。

为了提供触摸感测功能，根据本发明实施方式的触摸显示装置100包括用于触摸感测功能的触摸系统。触摸系统包括触摸面板150和触摸感测电路，触摸面板150包括多个触摸电极TE，触摸感测电路向触摸面板150提供触摸驱动信号，从触摸面板150检测触摸感测信号，并且基于检测的触摸感测信号感测用户的触摸物体对触摸面板150的触摸或触摸位置(触摸坐标)。

在此，触摸物体可以是手指10、笔20等。笔20可以是不具有信号发送/接收功能的无源笔(passive pen)或具有信号发送/接收功能的有源笔(active pen)。笔20也可被称为指示笔或触笔。

触摸感测电路包括：触摸驱动电路160，触摸驱动电路160向触摸面板150提供触摸驱动信号并且从触摸面板150检测触摸感测信号；和触摸控制器170，触摸控制器170基于由触摸驱动电路160检测的触摸感测信号感测用户对触摸面板150的触摸和/或触摸位置。

触摸驱动电路160包括：向触摸面板150提供触摸驱动信号的第一电路部分和从触摸面板150检测触摸感测信号的第二电路部分。第一电路部分和第二电路部分可集成为单个部分或者可彼此分离。

触摸控制器170和触摸驱动电路160经由通信接口COM_IF发送和接收触摸感测所需的各种信号。通信接口COM_IF包括用于在触摸控制器170和触摸驱动电路160之间发送和接收信号的物理元件，并且可进一步包括与信号的发送和接收所需的信号格式有关的信息以及信号发送/接收方法(传输方法)的标准作为传输协议(transmission protocol)。

触摸驱动电路160和触摸控制器170可实现为独立的部件或者在一些情况下可集成实现为单个部件。

另一方面，数据驱动电路120、栅极驱动电路130和触摸驱动电路160可实现为一个或多个集成电路，并且考虑到与显示面板110的电连接，可以以玻璃上芯片(COG)型、膜上芯片(COF)型、载带封装(TCP)型等实现。栅极驱动电路130可以以面板内栅极(GIP)型实现。

另一方面，用于显示驱动的电路元件比如数据驱动电路(DDC)、栅极驱动电路(GDC)和显示控制器(DCTR)以及用于触摸驱动和感测的电路元件160和170可实现为一个或多个独立的部件。在一些情况下，用于显示驱动的电路元件120、130和140中的一个或多个以及用于触摸驱动和感测的电路元件160和170中的一个或多个可在功能上集成实现为一个或多个部件。例如，数据驱动电路120和触摸驱动电路160可集成实现为一个或两个或更多个集成电路。当栅极驱动电路130和触摸驱动电路160集成实现为两个或更多个集成电路芯片时，两个或更多个集成电路芯片的每一个具有数据驱动功能和触摸驱动功能。例如，触摸驱动电路160可实现为读出集成电路ROIC。可选地，触摸驱动电路160和数据驱动电路120可实现为一个源极读出集成电路SRIC。

参照图2，触摸面板150包括多个触摸电极TE和多条触摸线TL。多个触摸电极TE的每一个经由一个或多个接触孔CNT电连接至相应的触摸线TL。

多个触摸电极TE可以以彼此分离且彼此不交叠的状态布置，如图2中所示。在这种情况下，触摸感测电路可基于触摸电极TE与触摸物体之间的自电容感测触摸。另一方面，多个触摸电极TE中的一些触摸电极可沿行方向布置，其他触摸电极可沿列方向布置。在这种情况下，触摸感测电路可基于触摸电极TE之间的互电容感测触摸。

多条触摸线TL的每一条与一个或多个触摸电极TE交叠。例如，多条触摸线TL与多条数据线或多条栅极线平行布置。

多个触摸电极TE的每一个与两条或更多条数据线或者两条或更多条栅极线交叠。多个触摸电极TE的每一个与两个或更多个子像素(子像素区域)交叠。

多个触摸电极TE的每一个的尺寸可对应于用于显示的一个子像素的区域的尺寸，或者可对应于两个或更多个子像素的区域的尺寸。

多个触摸电极TE的每一个可以是没有任何开口的板型，或者可以是具有一个或多个开口的网型(mesh type)。

当一个触摸电极TE是网型并且具有与两个或更多个子像素的区域的尺寸对应的尺寸时，一个触摸电极TE包括两个或更多个开口并且两个或更多个开口的位置和尺寸对应于子像素的发光区域的位置和尺寸。

另一方面，多个触摸电极TE可以是用于触摸感测的专用电极并且可进一步具有在显示驱动时被施加公共电压的公共电极的功能。特别是，当触摸面板150并入在显示面板110中时，多个触摸电极TE可执行触摸传感器的功能和公共电极的功能。

触摸面板150可设置在显示面板110的外部。就是说，触摸面板150和显示面板110可单独制造，然后彼此结合。这种触摸面板150被称为外装型或外挂型。

另一方面，触摸面板150可并入到显示面板110中。就是说，当制造显示面板110时，可与用于显示驱动的电极和线一起形成用于构成触摸面板150的触摸传感器结构，比如多个触摸电极TE和多条触摸线TL。这种触摸面板150被称为内装型。

另一方面，根据本发明实施方式的触摸显示装置100可以是液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、或量子点显示器，但不限于此，其可以是任何类型的显示器，只要能够应用下文将要描述的触摸传感器元件、触摸传感器结构和触摸感测方法即可。

例如，当根据本发明实施方式的触摸显示装置100是液晶显示装置时，触摸电极TE可以是设置在显示面板110中并且被施加用于显示驱动的公共电压的公共电极。

例如，当根据本发明实施方式的触摸显示装置100是OLED显示器时，触摸显示装置可具有光从显示面板110的顶部发射的顶部发光结构或光从显示面板110的底部发射的底部发光结构。

当根据本发明实施方式的触摸显示装置100是OLED显示器时，触摸电极TE设置在显示面板110中并且设置在位于晶体管和有机发光二极管(OLED)上的封装层上。这些触摸电极TE的位置还可适合于顶部发光结构。

当根据本发明实施方式的触摸显示装置100是OLED显示器时，触摸电极TE可以是设置在显示面板110中的有机发光二极管(OLED)的阳极电极，或者可以是位于阳极电极下方的各个层中的电极。这些触摸电极TE的位置还可适合于底部发光结构。

为了发光效率，根据本发明实施方式的触摸显示装置100中包括的触摸电极TE可以是具有开口的网型并且可以是透明电极或者可进一步包括透明电极。

根据本发明实施方式的触摸显示装置100中包括的触摸电极TE可以是用于触摸感测的专用电极，或者可以是能够用于显示驱动和触摸感测二者的电极。

另一方面，根据本发明实施方式的触摸显示装置100可在时间划分的时段中分开执行用于显示图像的显示驱动和用于感测触摸的触摸驱动。

另一方面，根据本发明实施方式的触摸显示装置100可同时执行用于显示图像的显示驱动和用于感测触摸的触摸驱动。

触摸显示装置100可在显示图像，即，更新每帧图像的同时独立地感测触摸。

图3是图解根据本发明实施方式的触摸显示装置100和用于感测笔触摸的笔20之间的通信的示图。

参照图3，根据本发明实施方式的笔触摸感测系统包括触摸显示装置100和一个或多个笔20。

为了感测与触摸面板150接触或接近的笔20，根据本发明实施方式的笔触摸感测系统在触摸驱动电路160与笔20之间提供双向通信。

触摸面板150可以是用于触摸驱动电路160与笔20之间的双向通信的传输媒介。就是说，设置在触摸面板150中的触摸电极TE可用作触摸驱动电路160与笔20之间的双向通信的传输媒介。

触摸驱动电路160与笔20之间的双向通信包括用于经由触摸面板150将信号从触摸驱动电路160发送给笔20的上行链路通信(uplink communication)、和用于经由触摸面板150将信号从笔20发送给触摸驱动电路160的下行链路通信(downlink communication)。

经由触摸面板150从触摸驱动电路160发送给笔20的信号也被称为上行链路信号ULS。经由触摸面板150从笔20发送给触摸驱动电路160的信号也被称为下行链路信号DLS。

在用于笔感测的触摸驱动时，触摸驱动电路160向设置在触摸面板150中的多个触摸电极TE的全部或一部分提供上行链路信号ULS。

因此，与触摸面板150接触或接近的笔20可经由其自身的笔尖接收施加至触摸面板150中包括的一个或多个触摸电极TE的上行链路信号ULS。

笔20响应于上行链路信号ULS输出下行链路信号DLS(下文中也被称为笔信号)，以使触摸驱动电路160感测笔20的位置、笔20的倾斜(倾斜度)、或笔20的各种辅助信息。

从笔20输出的下行链路信号DLS施加至设置在触摸面板150中的一个或多个触摸电极TE。

触摸驱动电路160接收从笔20输出并且施加至一个或多个触摸电极TE的下行链路信号DLS。触摸控制器170基于由触摸驱动电路160接收的下行链路信号DLS，识别笔20的存在和位置、倾斜以及笔20的各种辅助信息。

触摸驱动电路160包括多路复用器电路、多个模拟前端、和模数转换器ADC。每个模拟前端包括：电连接至触摸电极TE的前置放大器；和积分器，积分器将前置放大器的输出值积分并且输出积分值。

在一些情况下，触摸显示装置100进一步包括触摸电源电路，触摸电源电路负责提供或产生触摸感测所需的各种电压和信号。

例如，上行链路信号ULS包括信标信号(beacon signal)。信标信号可以是使触摸显示装置100控制笔20的驱动以进行笔感测或者向笔20通知笔感测所需的各种信息的信号。信标信号中包括的信息也被称为笔驱动控制信息。

例如，信标信号中包括的笔驱动控制信息可包括下述中的一种或多种：面板信息(例如，面板状态信息、面板识别信息、和诸如内置型之类的面板类型信息)、面板驱动模式信息(例如，模式识别信息，比如笔搜索模式和笔模式)、下行链路信号的特征信息(例如，脉冲的频率和数量)、与用于笔感测的驱动时序有关的信息、多路复用器驱动信息、和电源模式信息(例如，为了降低功耗的目的，不驱动面板和笔的驱动时序信息)，并且可进一步包括用于触摸面板150与笔20之间的驱动同步的信息。

例如，信标信号是具有信息传输功能的信号，因而可以是脉冲调制信号，其中由多个脉冲表示笔驱动控制信息。在这种情况下，信标信号中包括的多个脉冲的脉冲宽度可彼此不相等。

另一方面，上行链路信号可进一步包括PING信号。PING信号是用于同步下行链路信号的控制信号。

例如，笔20可在识别到PING信号的最后脉冲的时间点处或者从其流逝预定时间之后输出下行链路信号。PING信号包括一个脉冲或者两个或更多个脉冲。当PING信号包括两个或更多个脉冲时，PING信号是具有同步信号但不具有信息传输功能的信号，因而PING信号可以是脉冲调制信号，其中脉冲的脉冲宽度相同。就是说，PING信号可以是在相位没有变化的情况下在高电平与低电平之间规则摆动的信号。PING信号的同步功能可由信标信号提供。

参照图3，笔20在接收到上行链路信号ULS之后响应于上行链路信号ULS输出对应于下行链路信号DLS的笔信号。

对应于下行链路信号DLS的笔信号包括：笔位置感测信号，笔位置感测信号用于使触摸驱动电路160感测笔20的位置和/或倾斜(倾斜度)；和笔数据信号，笔数据信号用于使触摸驱动电路160感测压力(笔压力)或笔20的各种笔辅助信息。

例如，笔辅助信息包括下述中的一种或多种：笔压力、笔ID、按钮信息、电池信息、以及信息误差检查和修正信息。

笔位置感测信号是包括周期性脉冲(其电压电平以恒定频率变化)的信号，笔数据信号是包括非周期性脉冲(其电压电平不是以恒定频率变化)的信号。就是说，在构成笔位置感测信号的脉冲中，高电平电压区段的长度相同，并且低电平电压区段的长度相同。然而，在构成笔数据信号的脉冲中，高电平电压区段的一部分可具有不同的长度，并且低电平电压区段的一部分可具有不同的长度。

在笔20输出诸如笔位置感测信号和笔数据信号之类的笔信号的时段中，就是说，在感测笔触摸的时段中，触摸驱动电路160可向触摸电极TE提供具有恒定电压电平(DC电压)的信号。与此不同，在仅感测手指10的触摸的时段中，触摸驱动电路160向触摸电极TE提供电压电平变化的触摸驱动信号。

触摸驱动电路160感测从笔20输出的作为笔信号的笔位置感测信号，并且将感测数据提供至触摸控制器170。触摸控制器170基于接收的感测数据找出笔20的笔位置。

触摸控制器170向触摸驱动电路160提供与找到的的笔位置有关的笔位置信息。触摸驱动电路160可利用提供的笔位置信息仅感测与笔20所处的点对应的预定区域(下文中也被称为局部区域)。

用于感测设置在触摸面板150的整个区域中的全部触摸电极TE的系统被称为全面感测(full-sensing)系统，用于仅感测设置在触摸面板150的部分区域(局部区域)中的触摸电极的系统被称为局部感测(local-sensing)系统。

下面将描述触摸控制器170和触摸驱动电路160之间的通信接口COM_IF、以及利用通信接口COM_IF和发送/接收的信号格式在触摸控制器170和触摸驱动电路160之间进行信号发送/接收的方法的传输协议。

图4是图解根据本发明实施方式的触摸控制器170和触摸驱动电路160之间的通信接口COM_IF的示图。图5是图解根据本发明实施方式的触摸控制器170和触摸驱动电路160之间的快速传输协议的示图。图6是图解基于图5中所示的快速传输协议更新笔位置信息的示图。图7是图解根据图5中所示的快速传输协议操作的多个触摸驱动电路160和触摸控制器170之间的通信接口COM_IF的示图。

参照图4至图6，在根据本发明实施方式的触摸显示装置100中，触摸驱动电路160和触摸控制器170经由通信接口COM_IF发送和接收触摸感测所需的各种信息和数据。

在根据本发明实施方式的触摸显示装置100中，触摸控制器170和触摸驱动电路160执行主-从操作。在触摸驱动电路160和触摸控制器170之间通信时，触摸控制器170用作主动部(master)，触摸驱动电路160用作从动部(slave)。

触摸驱动电路160和触摸控制器170之间的通信接口COM_IF包括第一至第四接口IF1、IF2、IF3和IF4。第一至第四接口IF1、IF2、IF3和IF4之中的第一接口IF1和第二接口IF2是可进行全双工(full-duplex)传输的接口。

参照图4至图6，触摸控制器170向与第一接口IF1的一端对应的第一主引脚MPIN1输出一条或多条第一笔位置信息POSI1，并且向与第二接口IF2的一端对应的第二主引脚MPIN2输出除了一条或多条第一笔位置信息POSI1以外的一条或多条第二笔位置信息POSI2。

参照图4至图6，触摸驱动电路160从与第一接口IF1的另一端对应的第一从引脚SPIN1接收第一笔位置信息POSI1，并且从与第二接口IF2的另一端对应的第二从引脚SPIN2接收第二笔位置信息POSI2。

参照图4至图6，触摸驱动电路160利用由第一笔位置信息POSI1和第二笔位置信息POSI2表示的在触摸面板150中的一个或多个局部区域中布置的触摸电极TE来感测笔信号，并且作为感测的结果产生感测数据。

参照图4至图6，触摸驱动电路160向第一从引脚SPIN1输出作为感测结果产生的感测数据之中的第一感测数据SDATA1并且向第二从引脚SPIN2输出感测数据之中的第二感测数据SDATA2。

参照图4至图6，触摸控制器170从第一主引脚MPIN1接收第一感测数据SDATA1并且从第二主引脚MPIN2接收第二感测数据SDATA2。

如上所述，由于作为感测结果产生的感测数据之中的第一感测数据SDATA1和第二感测数据SDATA2被划分并且分别经由第一接口IF1和第二接口IF2同时传输，因此，触摸驱动电路160可在更短时间内将整个感测数据快速传输至触摸控制器170。因此，触摸控制器170可更快速地获得关于笔触摸的触摸和/或触摸位置信息。

如上所述，作为感测结果产生的感测数据之中的第一感测数据SDATA1和第二感测数据SDATA2可被划分并且分别经由第一接口IF1和第二接口IF2同时传输，因为第一接口IF1和第二接口IF2实现为可进行全双工传输的接口。

参照图4，根据本发明实施方式的触摸控制器170包括对应于第一接口IF1的第一主引脚MPIN1、对应于第二接口IF2的第二主引脚MPIN2、以及用于输入/输出信号的主输入/输出电路MIO。

主输入/输出电路MIO经由第一主引脚MPIN1向触摸驱动电路160输出第一笔位置信息POSI1，并且经由第二主引脚MPIN2向触摸驱动电路160输出除了第一笔位置信息POSI1以外的第二笔位置信息POSI2。

主输入/输出电路MIO经由第一主引脚MPIN1从触摸驱动电路160接收感测数据之中的第一感测数据SDATA1，感测数据是通过使触摸驱动电路160利用由第一笔位置信息POSI1和第二笔位置信息POSI2表示的在触摸面板150中的一个或多个局部区域中布置的触摸电极TE来感测笔信号而产生的。

主输入/输出电路MIO在经由第一主引脚MPIN1从触摸驱动电路160接收第一感测数据SDATA1的同时，经由第二主引脚MPIN2从触摸驱动电路160接收感测数据之中的除了第一感测数据SDATA1以外的第二感测数据SDATA2。

参照图4，根据本发明实施方式的触摸控制器170进一步包括对应于第三接口IF3的第三主引脚MPIN3和对应于第四接口IF4的第四主引脚MPIN4。

主输入/输出电路MIO经由第三主引脚MPIN3向触摸驱动电路160输出从动选择信号SSN并且经由第四主引脚MPIN4向触摸驱动电路160输出时钟信号SCLK。

当一个主动部和两个或更多个从动部彼此协作时，就是说，当触摸控制器170和多个触摸驱动电路160彼此协作时，从动选择信号SSN是用于选择两个或更多个从动部之一的信号。触摸驱动电路160根据从触摸控制器170接收的从动选择信号SSN识别向/从触摸控制器170发送/接收信号的时序。

参照图4，根据本发明实施方式的触摸驱动电路160包括与第一接口IF1的一端和另一端之中的另一端对应的第一从引脚SPIN1、与第二接口IF2的一端和另一端之中的另一端对应的第二从引脚SPIN2、以及用于输入/输出信号的从(salve)输入/输出电路SIO。

从或从动(slave)输入/输出电路SIO经由第一从引脚SPIN1从触摸控制器170接收第一笔位置信息POSI1，并且经由第二从引脚SPIN2从触摸控制器170接收除了第一笔位置信息POSI1以外的第二笔位置信息POSI2。

从输入/输出电路SIO经由第一从引脚SPIN1向触摸控制器170输出感测数据之中的第一感测数据SDATA1，感测数据是作为利用由第一笔位置信息POSI1和第二笔位置信息POSI2表示的在触摸面板150中的一个或多个局部区域中布置的触摸电极TE来感测笔信号的结果而产生的。

从输入/输出电路SIO在经由第一从引脚SPIN1向触摸控制器170输出感测数据之中的第一感测数据SDATA1的同时，经由第二从引脚SPIN2向触摸控制器170输出感测数据之中的除了第一感测数据SDATA1以外的第二感测数据SDATA2。

根据本发明实施方式的触摸驱动电路160进一步包括对应于第三接口IF3的第三从引脚SPIN3和对应于第四接口IF4的第四从引脚SPIN4。

从输入/输出电路SIO经由第三从引脚SPIN3从触摸控制器170接收从动选择信号SSN并且经由第四从引脚SPIN4从触摸控制器170接收时钟信号SCLK。

时钟信号SCLK是用于将在触摸控制器170和触摸驱动电路160之间传输的信号同步的信号。触摸控制器170与时钟信号SCLK同步地输出各种信号。触摸驱动电路160与时钟信号SCLK同步地输出各种信号。

参照图4和图5，触摸控制器170将包括第一笔位置信息POSI1以及命令信息CMD的第一命令信号CMDSIG1输出至第一主引脚MPIN1。

触摸控制器170在将第一命令信号CMDSIG1输出至第一主引脚MPIN1的同时将包括第二笔位置信息POSI2的第二命令信号CMDSIG2输出至第二主引脚MPIN2。

在此，第二命令信号CMDSIG2可包括第二笔位置信息POSI2，但可不包括实际的命令信息CMD。当命令信息CMD的量较大时，命令信息CMD可分配给第一命令信号CMDSIG1和第二命令信号CMDSIG2并进行传输。

触摸驱动电路160从第一从引脚SPIN1接收包括第一笔位置信息POSI1的第一命令信号CMDSIG1并且从第二从引脚SPIN2接收包括第二笔位置信息POSI2的第二命令信号CMDSIG2。

因此，触摸控制器170在较短时间内提供两条或更多条笔位置信息POSI1和POSI2，并且触摸驱动电路160可在更早的时间点利用两条或更多条笔位置信息POSI1和POSI2开始随后的处理。

在此，一条或多条第一笔位置信息POSI1和一条或多条第二笔位置信息POSI2可以是与相同笔20有关的笔位置信息，或者可以是与不同的笔20有关的笔位置信息。

例如，当从触摸控制器170向触摸驱动电路160提供一条第一笔位置信息POSI1和两条第二笔位置信息POSI2时，一条第一笔位置信息POSI1和两条第二笔位置信息POSI2可以是与三个笔20有关的位置信息，可以是与一个笔20有关的位置信息，可以是与两个笔20有关的位置信息，或者可以是与四个或更多个笔20有关的位置信息。

参照图6，触摸驱动电路160基于从第一从引脚SPIN1输入的第一命令信号CMDSIG1中包括的第一笔位置信息POSI1改变现有的第一笔位置信息，并且基于从第二从引脚SPIN2输入的第二命令信号CMDSIG2中包括的第二笔位置信息POSI2改变现有的第二笔位置信息。

下面将参照图6描述此示例。

参照图6，假设触摸驱动电路160存储并管理在前的笔位置A、B和C，并且接收包括一条第一笔位置信息POSI1的第一命令信号CMDSIG1和包括两条第二笔位置信息POSI2的第二命令信号CMDSIG2。还假设一条第一笔位置信息POSI1包括在第一命令信号CMDSIG1的后部，并且两条第二笔位置信息POSI2包括在第二命令信号CMDSIG2的前部和后部。

参照图6，对于笔位置识别时序2，触摸驱动电路160在与第二命令信号CMDSIG2的前部对应的时序处识别到一条第二笔位置信息POSI2，利用新识别到的一条第二笔位置信息POSI2将在前(previous)存储并管理的在前笔位置B变为最新的笔位置B，并且存储改变的笔位置。

参照图6，对于笔位置识别时序2，触摸驱动电路160在与第二命令信号CMDSIG2的后部对应的时序处识别到另一条第二笔位置信息POSI2，利用新识别到的另一条第二笔位置信息POSI2将在前存储并管理的在前笔位置C变为最新的笔位置C，并且存储改变的笔位置。

参照图6，对于笔位置识别时序1，触摸驱动电路160在与第一命令信号CMDSIG1的后部对应的时序处识别到一条第一笔位置信息POSI1，利用新识别到的一条第一笔位置信息POSI1将在前存储并管理的在前笔位置A变为最新的笔位置A，并且存储改变的笔位置。

参照图4至图6，触摸控制器170向第一主引脚MPIN1输出包括地址信息ADDR的第一地址信号ADDRSIG1。因此，触摸驱动电路160从第一从引脚SPIN1接收包括地址信息ADDR的第一地址信号ADDRSIG1。

参照图4至图6，触摸控制器170向与第三接口IF3的一端对应的第三主引脚MPIN3输出从动选择信号SSN。因此，触摸驱动电路160从与第三接口IF3的另一端对应的第三从引脚SPIN3接收从动选择信号SSN。

参照图5和图6，从动选择信号SSN包括彼此不同的第一信号电平LV1和第二信号电平LV2。

第一信号电平LV1是表示非选择的信号电平，第二信号电平LV2是表示选择的信号电平。例如，第二信号电平LV2可以是电压比第一信号电平LV1的电压低的信号电平。在一些情况下，第二信号电平LV2可以是电压比第一信号电平LV1的电压高的信号电平。

参照图5至图7，从动选择信号SSN是用于选择对应于多个从动部的多个触摸驱动电路160之一的信号。当输入的从动选择信号SSN的信号电平是第二信号电平LV2时，每个触摸驱动电路160可识别到触摸驱动电路160被触摸控制器170选择并且必须执行与触摸控制器170的协作以进行信号传输。

参照图7，触摸控制器170可经由相应的通信接口COM_IF与每个触摸驱动电路160执行主-从操作，从而执行信号的发送和接收。在此，通信接口COM_IF包括上述全部的第一至第四接口IF1至IF4。

参照图5和图6，从动选择信号SSN具有第二信号电平LV2的时段包括第一时段TP1、第二时段TP2和第三时段TP3。

在第一时段TP1中，第一地址信号ADDRSIG1经由第一接口IF1从触摸控制器170传输至触摸驱动电路160。

在第二时段TP2中，包括在第一命令信号CMDSIG1中的第一笔位置信息POSI1经由第一接口IF1从触摸控制器170传输至触摸驱动电路160，并且第二笔位置信息POSI2经由第二接口IF2从触摸控制器170传输至触摸驱动电路160。

在第三时段TP3中，第一感测数据SDATA1经由第一接口IF1从触摸驱动电路160传输至触摸控制器170，并且除了第一感测数据SDATA1以外的第二感测数据SDATA2经由第二接口IF2从触摸驱动电路160传输至触摸控制器170。

参照图5和图6，触摸控制器170可经由第四接口IF4向触摸驱动电路160提供时钟信号SCLK。时钟信号SCLK用于将在触摸控制器170和触摸驱动电路160之间的信号传输时序同步。

参照图5和图6，触摸控制器170将第一时钟信号SCLK1、第二时钟信号SCLK2和第三时钟信号SCLK3输出至与第四接口IF4的一端对应的第四主引脚MPIN4。

触摸驱动电路160从与第四接口IF4的另一端对应的第四从引脚SPIN4接收第一时钟信号SCLK1、第二时钟信号SCLK2和第三时钟信号SCLK3。

经由第四接口IF4从触摸控制器170向触摸驱动电路160传输第一时钟信号SCLK1的时段包括第一时段TP1。就是说，第一时钟信号SCLK1用于将传输地址信息ADDR的第一时段TP1的信号同步。

经由第四接口IF4从触摸控制器170向触摸驱动电路160传输第二时钟信号SCLK2的时段包括第二时段TP2。就是说，第二时钟信号SCLK2用于将传输命令信息CMD的第二时段TP2的信号同步。

经由第四接口IF4从触摸控制器170向触摸驱动电路160传输第三时钟信号SCLK3的时段包括第三时段TP3。就是说，第三时钟信号SCLK3用于将传输数据的第三时段TP3的信号同步。在此，实际数据可以是从触摸驱动电路160传输至触摸控制器170的读取数据RDATA1和RDATA2，比如上述的第一感测数据SDATA1和第二感测数据SDATA2。可选地，实际数据可以是从触摸控制器170传输至触摸驱动电路160的写入数据。

如上所述，触摸控制器170可在传输命令信息CMD的第二时段TP2中经由第一接口IF1和第二接口IF2，利用第一命令信号CMDSIG1和第二命令信号CMDSIG2向触摸驱动电路160提供笔位置信息POSI1和POSI2。

例如，触摸控制器170可在作为数据传输时段的第三时段TP3中经由第一接口IF1和第二接口IF2向触摸驱动电路160提供写入数据中包括的笔位置信息。

参照图5和图6，第一时钟信号SCLK1、第二时钟信号SCLK2和第三时钟信号SCLK3各自包括多个脉冲。

第一时钟信号SCLK1与第二时钟信号SCLK2之间的信号间隙(signal gap)以及第二时钟信号SCLK2与第三时钟信号SCLK3之间的信号间隙均大于第一时钟信号SCLK1、第二时钟信号SCLK2和第三时钟信号SCLK3的每一个中包括的多个脉冲中的脉冲间隙。

参照图6，触摸驱动电路160可利用输入/输出(I/O)控制信号IOCS控制信号输入时序和信号输出时序。输入/输出控制信号IOCS可从触摸控制器170提供至触摸驱动电路160。

参照图5和图6，触摸驱动电路160可经由第二接口IF2向触摸控制器170传输中断请求IRQ。另一方面，触摸控制器170也可向触摸驱动电路160传输中断请求IRQ。

考虑到主-从操作，根据本发明实施方式的触摸显示装置100包括具有正常模式和中断模式的两种处理模式。中断模式是当发出中断请求IRQ时执行基于中断请求IRQ的处理的模式，正常模式是当未发出中断请求IRQ时执行被确定为正常或一般状态的处理的模式。

在正常模式中，触摸控制器170的内部处理时间比中断模式中长。因此，根据本发明实施方式的触摸显示装置100可在中断模式中执行需要快速处理的操作，比如触摸感测操作。

图8是图解根据本发明实施方式的触摸控制器170和触摸驱动电路160之间的快速传输协议的示图。图9是图解根据图8中所示的快速传输协议操作的多个触摸驱动电路160和触摸控制器170之间的通信接口COM_IF的示图。

参照图8，触摸控制器170可在向第一主引脚MPIN1输出包括地址信息ADDR的第一地址信号ADDRSIG1的同时向第二主引脚MPIN2输出包括控制信息CONINFO的第二地址信号ADDRSIG2。

例如，第二地址信号ADDRSIG2中包括的控制信息CONINFO可包括下述中的一种或多种：除了第一地址信号ADDRSIG1中包括的地址信息ADDR以外的地址信息ADDR、用于感测笔触摸的驱动控制信息、以及在前被分配或可用的笔ID信息和笔数量信息。如上所述，第二地址信号ADDRSIG2中包括的控制信息CONINFO可包括或不包括地址信息ADDR。

参照图8，触摸驱动电路160在经由第一接口IF1从第一从引脚SPIN1接收第一地址信号ADDSIG1的同时，经由第二接口IF2从第二从引脚SPIN2接收包括控制信息CONINFO的第二地址信号ADDRSIG2。

参照图8，触摸驱动电路160经由除了第一接口IF1和第二接口IF2以外的附加接口IRQ_IF向触摸控制器170传输中断请求IRQ。

当经由附加接口IRQ_IF接收中断请求IRQ时，触摸控制器170可执行由中断请求IRQ定义的操作(例如，读取感测数据并且传输地址信息和相关命令信息的操作)。

如图8中所示，当在第一时段TP1中经由第二接口IF2从触摸控制器170向触摸驱动电路160传输第二地址信号ADDRSIG2时，在从触摸控制器170输出第二地址信号ADDRSIG2之前不存在触摸驱动电路160输出中断请求IRQ的时间裕度。因此，经由附加接口IRQ_IF从触摸驱动电路160向触摸控制器170传输中断请求IRQ。

触摸控制器170可进一步包括除了上述第一至第四主引脚MPIN1至MPIN4以外的与附加接口IRQ_IF的一端对应的附加主引脚。除了上述第一至第四从引脚SPIN1至SPIN4以外，触摸驱动电路160可进一步包括与附加接口IRQ_IF的另一端对应的附加从引脚。

参照图9，触摸控制器170可经由附加通信接口COM_IF与多个触摸驱动电路160执行主-从操作，以发送和接收信号。在此，通信接口COM_IF包括上述全部的第一至第四接口IF1至IF4。

可在触摸控制器170与全部多个触摸驱动电路160之间设置附加接口IRQ_IF，或者可仅在触摸控制器170与多个触摸驱动电路160的一部分之间设置附加接口IRQ_IF。

图10是图解根据本发明实施方式的触摸驱动电路160的内部元件的示图。

参照图10，触摸驱动电路160包括：感测单元SSU，感测单元SSU经由多条触摸线TL电连接至触摸面板150中的多个触摸电极TE，感测多个触摸电极TE中的一个或多个，并且输出模拟感测值；模数转换器ADC，模数转换器ADC将从感测单元SSU输出的模拟感测值转换为数字感测值并且输出数字感测值；控制单元TG，控制单元TG控制触摸驱动电路160的整体操作(从动操作)；缓存器SBUF，缓存器SBUF存储要传输至作为主动部的触摸控制器170的各种信息和数据；和接口块IFB，接口块IFB经由通信接口COM_IF与触摸控制器170执行接口操作。

参照图10，如上所述，触摸驱动电路160包括对应于第一接口IF1的第一从引脚SPIN1、对应于第二接口IF2的第二从引脚SPIN2、对应于第三接口IF3的第三从引脚SPIN3、和对应于第四接口IF4的第四从引脚SPIN4。

第一接口IF1和第二接口IF2是双向传输接口。因此，第一从引脚SPIN1和第二从引脚SPIN2是信号输入ADDRSIG1、ADDRSIG2、CMDSIG1和CMDSIG2以及信号输出SDATA1和SDATA2全都可支持的引脚。

第三接口IF3和第四接口IF4是单向传输接口。因此，第三从引脚SPIN3和第四从引脚SPIN4是仅信号输入SSN和SCLK可支持的引脚。

参照图10，触摸控制器170包括对应于第一接口IF1的第一主引脚MPIN1、对应于第二接口IF2的第二主引脚MPIN2、对应于第三接口IF3的第三主引脚MPIN3、和对应于第四接口IF4的第四主引脚MPIN4。

第一接口IF1和第二接口IF2是双向传输接口。因此，第一主引脚MPIN1和第二主引脚MPIN2是信号输入SDATA1和SDATA2以及信号输出ADDRSIG1、ADDRSIG2、CMDSIG1和CMDSIG2全都可支持的引脚。

第三接口IF3和第四接口IF4是单向传输接口。因此，第三主引脚MPIN3和第四主引脚MPIN4是仅信号输出SSN和SCLK可支持的引脚。

参照图10，触摸控制器170可利用经由第一接口IF1和第二接口IF2从触摸驱动电路160接收的感测数据检测多个笔位置(例如，笔位置A、B和C)，并且在短时间内经由第一接口IF1和第二接口IF2将其笔位置信息POSI1和POSI2传输至触摸驱动电路160。

因此，触摸驱动电路160的接口块IFB接收多个笔位置(例如，笔位置A、B和C)的笔位置信息POSI1和POSI2并且将输入的笔位置信息传输至控制单元TG。

触摸驱动电路160的控制单元TG可利用多个笔位置(例如，笔位置A、B和C)的笔位置信息POSI1和POSI2控制感测操作、信号发送接收操作等。

触摸驱动电路160的控制单元TG可向接口块IFB提供与触摸控制器170的接口操作所需的接口请求。

图11是图解在根据本发明实施方式的触摸显示装置100的触摸时间区段(touchtime section)中从笔20输出的笔信号的示图。图12是图解当使用根据本发明实施方式的触摸控制器170和触摸驱动电路160之间的快速传输协议时，笔信号的频率的示图。

参照图11，由触摸同步信号TSYNCN定义用于触摸感测的触摸驱动时段。触摸同步信号TSYNCN具有第一电平和第二电平，其中第一电平定义显示驱动时段，第二电平定义触摸驱动时段。参照图11，第二电平具有比第一电平的电压值低的电压值。

由触摸同步信号TSYNCN定义的触摸驱动时段可以是感测手指10的触摸的时段。在这种情况下，触摸驱动电路160可向触摸面板150的触摸电极TE施加电压电平变化的触摸驱动信号。

由触摸同步信号TSYNCN定义的触摸驱动时段可以是感测笔20的触摸的时段。此时段可以是触摸驱动电路160向笔20传输上行链路信号ULS的上行链路时段或触摸驱动电路160从笔20接收下行链路信号DLS的下行链路时段。

在上行链路时段中，触摸驱动电路160可向触摸面板150的触摸电极TE施加包括各种笔驱动控制信息的信标信号作为上行链路信号ULS，以将信标信号提供至附近的笔20。

在下行链路时段中，笔20可输出各种笔信号。从笔20输出的各种笔信号施加至触摸面板150的一个或多个触摸电极TE。触摸驱动电路160可感测施加至一个或多个触摸电极TE的笔信号并且产生感测数据。

在上行链路时段中，触摸驱动电路160可向触摸面板150的触摸电极TE施加电压电平变化的信号，或者可向触摸面板150的触摸电极TE施加具有恒定电压电平的DC电压。

下行链路时段可以是下述之一：感测笔20的笔位置的笔位置感测时段、感测笔20的倾斜的笔倾斜感测时段、以及感测笔20的各种辅助信息的笔数据感测时段。

在笔位置感测时段和笔倾斜感测时段中，作为从笔20输出的下行链路信号DLS的笔信号可以是电压电平规则变化而相位没有任何变化的信号。在笔数据感测时段中，作为从笔20输出的下行链路信号DLS的笔信号可包括电压电平变化且相位变化的部分区段(partial section)或者电压电平不变化的部分区段。

在图11所示的示例中，由触摸同步信号TSYNCN定义的触摸驱动时段是笔数据感测时段(下行链路时段)，并且笔信号是包括各种辅助信息的笔数据信号。

参照图11，在一个触摸驱动时段中，作为笔数据信号的笔信号包括表示多个标记(标记1至6)的多个标记区段SYM1至SYM6。多个标记区段的每一个包括多个脉冲。

在图11所示的示例中，在一个触摸驱动时段中，从笔20输出的笔信号包括对应于六个标记(标记1至6)的六个标记区段SYM1至SYM6。在笔信号中，六个标记区段SYM1至SYM6的每一个包括六个脉冲。因此，在一个触摸驱动时段中，从笔20输出的笔信号包括36个脉冲。

参照图11，多个标记区段SYM1至SYM6可具有相同相位或不同相位。

例如，多个标记区段SYM1至SYM6之中的部分标记区段SYM1、SYM3、SMY4和SYM6具有与触摸驱动电路160的内部操作信号相同的相位。这种信号状态被称为正相(forward-phase)状态。多个标记区段SYM1至SYM6之中的其他标记区段SYM2和SYM5具有与触摸驱动电路160的内部操作信号的相位相反的相位。这种信号状态被称为反相状态。正相状态的标记区段SYM1、SYM3、SMY4和SYM6与反相状态的标记区段SYM2和SYM5具有相位反转的反相关系。

参照图11，在一个触摸驱动时段中，触摸驱动电路160可独立地感测并处理从笔20输出并施加至触摸面板150中的一个或多个触摸电极TE的笔信号中的多个标记区段SYM1至SYM6。

换句话说，触摸驱动电路160在第一感测时间tSSU1中感测笔信号的第一标记区段SYM1，在第二感测时间tSSU2中感测笔信号的第二标记区段SYM2，在第三感测时间中感测笔信号的第三标记区段SYM3，在第四感测时间中感测笔信号的第四标记区段SYM4，在第五感测时间中感测笔信号的第五标记区段SYM5，并且在第六感测时间中感测笔信号的第六标记区段SYM6。

触摸驱动电路160可在第一转换时间tADC1中将通过在第一感测时间tSSU1中感测笔信号的第一标记区段SYM1而获得的模拟感测值转换为数字感测值。

第一转换时间tADC1与第二感测时间tSSU2交叠。就是说，触摸驱动电路160可在感测笔信号的第二标记区段SYM2时将通过感测笔信号的第一标记区段SYM1而获得的模拟感测值转换为数字感测值。在此，第一转换时间tADC1需要等于或小于第二感测时间tSSU2。

触摸驱动电路160在第一传输时间tCOM1中经由通信接口COM_IF的第一接口IF1和第二接口IF2将包括在第一转换时间tADC1中获得的数字感测值的感测数据传输至触摸控制器170。

第一传输时间tCOM1与第二转换时间tADC2交叠。就是说，触摸驱动电路160可在将通过感测笔信号的第一标记区段SYM1而获得的模拟感测值转换为数字感测值时，将与笔信号的第一标记区段SYM1对应的感测数据传输至触摸控制器170。在此，第一传输时间tCOM1需要等于或小于第二转换时间tADC2。

参照图11，在第一感测时间tSSU1中，触摸驱动电路160可感测施加至触摸面板150的一个或多个触摸电极TE的笔信号的第一标记区段SYM1。

在第一转换时间tADC1中，触摸驱动电路160可将基于第一感测时间tSSU1中的感测结果的模拟感测值转换为数字感测值并且产生感测数据。

在第一传输时间tCOM1中，触摸驱动电路160可将在第一转换时间tADC1中产生的感测数据划分为第一感测数据SDATA1和第二感测数据SDATA2并且经由第一接口IF1和第二接口IF2将第一感测数据SDATA1和第二感测数据SDATA2传输至触摸控制器170。

第一转换时间tADC1等于或小于第一感测时间tSSU1。第一传输时间tCOM1等于或小于第一转换时间tADC1。

参照图11，在第二感测时间tSSU2中，触摸驱动电路160可感测施加至触摸面板150的一个或多个触摸电极TE的笔信号中的位于第一标记区段SYM1之后的第二标记区段SYM2。

在第二转换时间tADC2中，触摸驱动电路160可将基于第二感测时间tSSU2中的感测结果的模拟感测值转换为数字感测值并且产生感测数据。

在第二传输时间tCOM2中，触摸驱动电路160可将在第二转换时间tADC2中产生的感测数据划分为第一感测数据SDATA1和第二感测数据SDATA2并且经由第一接口IF1和第二接口IF2将第一感测数据SDATA1和第二感测数据SDATA2传输至触摸控制器170。

第二感测时间tSSU2与第一转换时间tADC1交叠。第二转换时间tADC2与第一传输时间tCOM1交叠。

第一转换时间tADC1等于或小于第二感测时间tSSU2。第一传输时间tCOM1等于或小于第二转换时间tADC2。

参照图11，根据上述快速传输协议，触摸驱动电路160将作为感测结果而获得的感测数据划分为第一感测数据SDATA1和第二感测数据SDATA2并且经由第一接口IF1和第二接口IF2将第一感测数据SDATA1和第二感测数据SDATA2传输至触摸控制器170。因此，传输对应于读取数据的感测数据SDATA1和SDATA2的传输时间tCOM1可减少至几乎一半。因此，可大大减少触摸控制器170接收对应于读取数据的感测数据SDATA1和SDATA2的时间。在此，上述时间是触摸控制器170读取感测数据SDATA1和SDATA2的时间，也称为读取时间。

参照图11，当触摸驱动电路160仅经由第二接口IF2将作为感测结果而获得的感测数据传输至触摸控制器170时，作为读取时间的单个读取时间具有单个读取时间值tREAD1。当触摸驱动电路160经由第一接口IF1和第二接口IF2将作为感测结果而获得的感测数据分开传输至触摸控制器170时，作为读取时间的双重读取时间(dual read time)具有双重读取时间值tREAD2。

在使用根据本发明实施方式的快速传输协议时的双重读取时间值tREAD2等于或小于在不使用快速传输协议时的单个读取时间值tREAD1的一半。

参照图12，呈现笔信号中的一个标记所需的脉冲数量可以是预定数量(例如，六个)。

参照图12，当使用根据本发明实施方式的快速传输协议时，一个标记时间的读取时间可减少至双重读取时间值tREAD2。因此，考虑到笔信号的每个标记区段中脉冲数量的限制，笔驱动频率FREQ2可增加至不应用本发明实施方式的单个读取系统中的笔驱动频率FREQ1的两倍。因此，可增大笔感测速度并且可感测以各种笔驱动频率操作的笔20。

参照图12，当使用根据本发明实施方式的快速传输协议时，笔信号的脉冲周期W2可减小至等于或小于在不使用根据本发明实施方式的快速传输协议时笔信号的脉冲周期W1的一半。

另一方面，当由触摸同步信号TSYNCN定义的触摸驱动时段开始时，笔20不是立即输出笔信号，而是在流逝了预定的预延迟时间Pre-Gap之后输出笔信号。

因此，当由触摸同步信号TSYNCN定义的触摸驱动时段开始时，触摸驱动电路160可在流逝了预定的预延迟时间Pre-Gap之后接收笔信号。预定的预延迟时间Pre-Gap可以是用于使触摸驱动时段稳定开始的时段，或者可以是将触摸驱动电路160变为可接收笔信号的状态所需的时段。

参照图11，可在构成笔信号的多个标记区段SYM1至SYM6之间设置预定时间间隙(Gap)。可选地，可在构成笔信号的多个标记区段SYM1至SYM6中的仅部分标记区段之间设置预定时间间隙。这种时间间隙可以是稳定地执行感测标记区段的处理所需的时段，或者可以是改变标记区段的相位所需的时段。

图13是图解在根据本发明实施方式的触摸显示装置100的多路复用驱动(multiplexing driving)中，全面感测和局部感测的示图。图14是图解其中当不采用根据本发明实施方式的快速传输协议时，全面感测模式切换为局部感测模式的示例的示图。图15是图解当采用根据本发明实施方式的快速传输协议时，全面感测模式切换为局部感测模式的示例的示图。

参照图13，触摸面板150被划分为多个区域M1至M10。就是说，触摸面板150中的多个触摸电极TE布置在多个区域M1至M10中。多个区域M1至M10是能够同时被感测的触摸电极TE的组。多个区域M1至M10的每一个包括多个触摸电极行。

触摸驱动电路160可单独驱动并感测触摸面板150的多个区域M1至M10。这种按多个区域进行的分组感测被称为多路复用驱动。

参照图13，根据全面感测系统，触摸驱动电路160可按顺序感测触摸面板150的多个区域M1至M10。

例如，触摸驱动电路160可按顺序一个一个地感测多个区域M1至M10。例如，触摸驱动电路160可按顺序两个两个地感测多个区域M1至M10。

参照图13，根据全面感测系统，触摸控制器170感测三个笔位置A、B和C。这个过程可以是笔检测过程，或者可以是感测已经被检测到的笔20的笔位置的过程。

触摸控制器170根据快速传输协议经由第一接口IF1和第二接口IF2将三个笔位置A、B和C的笔位置信息POSI1和POSI2传输至触摸驱动电路160。

参照图13，触摸驱动电路160经由第一接口IF1和第二接口IF2从触摸控制器170接收笔位置信息POSI1和POSI2，并且仅感测与三个笔位置A、B和C对应的区域M2、M4和M7。以这种方式，仅感测部分区域M2、M4和M7而不感测全部区域M1至M10的系统被称为局部感测系统。

参照图13至图15，触摸显示装置100可以以全面感测模式操作，并且在识别到笔位置之后以局部感测模式操作。

下面将首先描述全面感测模式。

参照图13至图15，例如，在触摸同步信号TSYNCN中，低电平区段可以是触摸驱动时段，高电平区段可以是显示驱动时段。

参照图13至图15，在触摸驱动时段中，触摸驱动电路160基于脉宽调制信号PWM_TX(其中电压电平以具体频率变化)执行内部操作。

参照图14和图15，在触摸驱动时段中，触摸驱动电路160(也称为ROIC(读出集成电路))执行按顺序两个两个地感测多个区域M1至M10的读取操作，并且每一次利用触摸控制器170与触摸驱动电路160之间的主-从操作将感测数据传输至触摸控制器170。

在第一触摸驱动时段中，触摸驱动电路160针对作为驱动多路复用组驱动MUX的第一区域M1和第二区域M2执行多路复用驱动MUX1,2，并且将作为其结果而获得的感测数据作为读取数据传输至触摸控制器170。在此，感测数据是作为感测多路复用组感测MUX的第一区域M1和第二区域M2的感测数据。

在第二触摸驱动时段中，触摸驱动电路160针对作为驱动多路复用组驱动MUX的第三区域M3和第四区域M4执行多路复用驱动MUX3,4，并且将作为其结果而获得的感测数据作为读取数据传输至触摸控制器170。在此，感测数据是作为感测多路复用组感测MUX的第三区域M3和第四区域M4的感测数据。

在第三触摸驱动时段中，触摸驱动电路160针对作为驱动多路复用组驱动MUX的第五区域M5和第六区域M6执行多路复用驱动MUX5,6，并且将作为其结果而获得的感测数据作为读取数据传输至触摸控制器170。在此，感测数据是作为感测多路复用组感测MUX的第五区域M5和第六区域M6的感测数据。

在第四触摸驱动时段中，触摸驱动电路160针对作为驱动多路复用组驱动MUX的第七区域M7和第八区域M8执行多路复用驱动MUX7,8，并且将作为其结果而获得的感测数据作为读取数据传输至触摸控制器170。在此，感测数据是作为感测多路复用组感测MUX的第七区域M7和第八区域M8的感测数据。

在第五触摸驱动时段中，触摸驱动电路160针对作为驱动多路复用组驱动MUX的第九区域M9和第十区域M10执行多路复用驱动MUX9,10，并且将作为其结果而获得的感测数据作为读取数据传输至触摸控制器170。在此，感测数据是作为感测多路复用组感测MUX的第九区域M9和第十区域M10的感测数据。

参照图14和图15，触摸控制器170从通过读取操作获得的感测数据检测笔位置。触摸控制器170执行将包括检测的笔位置信息POSI的写入数据传输至触摸驱动电路160的写入操作。因此，全面感测模式切换为局部感测模式，使得可进行局部感测。

参照图14和图15，假设第一笔20从第二区域M2移动至第一区域M1并且第一笔20的位置从X1变为X2、X3和X4。假设第二笔20从第四区域M4移动至第五区域M5，再次移动至第四区域M4，然后再次移动至第五区域M5，并且第二笔20的位置从Y1变为Y2、Y3和Y4。假设第三笔30按顺序从第七区域M7移动至第八区域M8、第九区域M9和第十区域M10，并且第三笔20的位置变为Z1、Z2、Z3和Z4。

参照图14，当不使用根据本发明实施方式的快速传输协议时，触摸控制器170必须利用写入操作仅经由一个接口传输即时新跟踪到的笔位置信息POSI。因此，触摸驱动电路160可花费很长时间来设定用于局部感测的驱动，并且花费很长时间来跟踪和更新三个笔20的位置。

参照图15，当使用根据本发明实施方式的快速传输协议时，第一接口IF1和第二接口IF2允许双向传输，可同时执行经由第一接口IF1和第二接口IF2的传输。

参照图15，当执行读取操作时，触摸控制器170可经由第一接口IF1和第二接口IF2将包括具有大量信息的笔位置信息POSI(POSI1和POSI2)的第一命令信号CMDSIG1和第二命令信号CMDSIG2传输至触摸驱动电路160。

因此，在不用执行特定写入操作的情况下，触摸驱动电路160能够基于通过读取操作接收的笔位置信息POSI(POSI1和POSI2)快速设定用于局部感测的驱动并且快速跟踪和更新三个笔20的位置。

图16是图解根据本发明实施方式的触摸感测方法的流程图。

参照图16，根据本发明实施方式的包括执行主-从操作的触摸控制器170和触摸驱动电路160的触摸显示装置100的触摸感测方法包括：步骤S1610，使触摸控制器170经由第一接口IF1将一条或多条第一笔位置信息POSI1传输至触摸驱动电路160，并且经由第二接口IF2将除了一条或多条第一笔位置信息POSI1以外的一条或多条第二笔位置信息POSI2传输至触摸驱动电路160；步骤S1620，使触摸驱动电路160利用由经由第一接口IF1和第二接口IF2接收的一条或多条第一笔位置信息POSI1和一条或多条第二笔位置信息POSI2表示的在触摸面板150中的一个或多个局部区域中布置的触摸电极TE来感测笔信号；步骤S1630，使触摸驱动电路160经由第一接口IF1和第二接口IF2中的一个或多个将作为感测结果的感测数据传输至触摸控制器170；和步骤S1640，使触摸控制器170基于经由第一接口IF1和第二接口IF2中的一个或多个接收的感测数据来感测一个或多个笔触摸。

下面将再次简要描述根据本发明实施方式的触摸显示装置100。

根据本发明实施方式的触摸显示装置100包括：触摸面板150，其中布置有多个触摸电极TE；触摸控制器170，触摸控制器170向与第一接口IF1的一端对应的第一主引脚MPIN1输出第一主信号(例如，包括命令信息和一条或多条第一笔位置信息的第一命令信号)，向与第二接口IF2的一端对应的第二主引脚MPIN2输出除了第一主信号以外的一个或多个第二主信号(例如，包括一条或多条第二笔位置信息的第二命令信号)，从第一主引脚MPIN1接收第一从数据(例如，第一感测数据)，并且从第二主引脚MPIN2接收第二从数据(例如，第二感测数据)；和触摸驱动电路160，触摸驱动电路160从与第一接口IF1的另一端对应的第一从引脚SPIN1接收第一主信号(例如，包括命令信息和一条或多条第一笔位置信息的第一命令信号)，从与第二接口IF2的另一端对应的第二从引脚SPIN2接收第二主信号(例如，包括一条或多条第二笔位置信息的第二命令信号)，并且响应于第一主信号和第二主信号向第一从引脚SPIN1输出第一从数据(例如，第一感测数据)并且向第二从引脚SPIN2输出第二从数据(例如，第二感测数据)。

根据本发明的上述实施方式，可提供一种在作为感测触摸的元件的触摸驱动电路160和触摸控制器170之间包括有效通信接口COM_IF的触摸显示装置100、触摸驱动电路160、触摸控制器170和触摸感测方法。

根据本发明的上述实施方式，可提供一种使用触摸驱动电路160和触摸控制器170之间的有效通信接口的快速传输协议，并且还提供一种触摸显示装置100、触摸驱动电路160、触摸控制器170和触摸感测方法。

根据本发明的上述实施方式，可提供一种触摸显示装置100、触摸驱动电路160、触摸控制器170和触摸感测方法，其中触摸控制器170能够向触摸驱动电路160快速传输笔位置信息并且触摸驱动电路160能够快速执行局部感测并快速跟踪笔位置。

已提供了上面的描述以使所属领域技术人员能够获得并使用本发明的技术构思，并且在具体应用及其需求的情况下提供了上面的描述。对上述实施方式的各种修改、增加和替换对所属本领域技术人员来说将是很显然的，在不背离本发明的精神和范围的情况下，在此限定的大致原理可应用于其他实施方式和应用。上面的描述和附图仅是为了说明的目的而提供了本发明的技术构思的示例。就是说，公开的实施方式旨在例示本发明的技术构思的范围。因而，本发明的范围不限于示出的这些实施方式，而是与权利要求书一致的最宽范围。本发明的保护范围应当基于所附的权利要求书进行解释，其等同范围内的所有技术构思都应当被解释为包括在本发明的范围内。