KR20130021074A

KR20130021074A - Apparatus and method for driving touch screen

Info

Publication number: KR20130021074A
Application number: KR1020110083370A
Authority: KR
Inventors: 조지호
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-08-22
Filing date: 2011-08-22
Publication date: 2013-03-05
Also published as: KR101862395B1

Abstract

PURPOSE: A touch screen driving device and a driving method thereof are provided to reduce the total sensing time of a touch screen by processing touch coordinates estimation in parallel while sensing the sensor nodes of the touch screen. CONSTITUTION: TSODD is time for a voltage of touch screen sensor nodes to be sensed during odd numbered frames. TSEVEN is time for the voltage of touch screen sensor nodes to be sensed during even numbered frames. ALGODD is the processing time of a touch recognition algorithm program. The touch recognition algorithm program analyzes data with the touches of the previous odd numbered frames. ALGEVEN is the processing time of the touch recognition algorithm program which analyzes data in touch with previous even frames.

Description

Touch screen driving device and method {APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING TOUCH SCREEN}

본 발명은 터치 스크린 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a touch screen driving device and method.

가전기기나 휴대용 정보기기의 경량화, 슬림화 추세에 따라 유저 입력 수단이 버튼형 스위치에서 터치 스크린으로 대체되고 있다. 터치 스크린은 다수의 터치센서들을 포함한다.User input means has been replaced with a touch screen in a button-type switch in accordance with the trend of lightening and slimming of household appliances and portable information devices. The touch screen includes a plurality of touch sensors.

상호 용량(mutual capacitance) 방식의 터치 스크린(TSP)은 도 1과 같이 Tx 라인들, Tx 라인들과 교차되는 Rx 라인들, 및 Tx 라인들과 Rx 라인들의 교차부에 형성된 센서 노드들을 포함한다. 센서 노드들 각각은 상호 용량을 갖는다. 터치 스크린 구동 장치는 터치(또는 근접) 전의 센서 노드들에 충전된 전압의 변화를 감지하여 전도성 물질의 접촉(또는 근접) 여부와 그 위치를 판단한다. Mutual capacitance touch screen TSP includes Tx lines, Rx lines intersecting Tx lines, and sensor nodes formed at the intersection of Tx lines and Rx lines as shown in FIG. 1. Each of the sensor nodes has a mutual capacity. The touch screen driving device detects a change in the voltage charged in the sensor nodes before the touch (or the proximity) to determine whether the conductive material is in contact (or the proximity) and its position.

터치 스크린 구동 장치는 도 1과 같이 터치 콘트롤러(4)와, 터치 스크린 구동회로(2)를 포함한다. 터치 스크린 구동회로(2)는 터치 콘트롤러(4)로부터 입력된 셋업신호에 따라 설정된 Tx 채널과 연결된 Tx 라인에 구동펄스를 인가하여 셋업신호에 따라 설정된 Rx 라인을 통해 센서 노드의 전압을 수신한다. 이어서, 터치 스크린 구동회로(2)는 매 센서 노드의 전압을 센싱할 때마다 Rx 라인을 통해 수신된 센서 노드의 전압을 샘플링한 후에 샘플링된 전압을 디지털 데이터인 터치 로 데이터(Touch raw data)를 발생한 다음, 인터럽트 신호(IRQ)를 터치 콘트롤러(4)로 전송한 후에 터치 로 데이터를 터치 콘트롤러(20)로 전송한다. The touch screen driving apparatus includes a touch controller 4 and a touch screen driving circuit 2 as shown in FIG. 1. The touch screen driving circuit 2 applies a driving pulse to the Tx line connected to the Tx channel set according to the setup signal input from the touch controller 4 to receive the voltage of the sensor node through the Rx line set according to the setup signal. Subsequently, the touch screen driving circuit 2 samples the voltage of the sensor node received through the Rx line every time the voltage of the sensor node is sensed, and then converts the sampled voltage into touch raw data, which is digital data. After generation, the interrupt signal IRQ is transmitted to the touch controller 4, and then the touch raw data is transmitted to the touch controller 20.

터치 콘트롤러(4)는 셋업(Setup) 신호를 터치 스크린 구동회로(2)에 인가하여 센서 노드의 전압을 센싱할 Tx 채널과 Rx 채널을 설정하고, 내장된 터치 인식 알고리즘 프로그램을 실행하여 터치 구동회로(2)로부터 인터럽트(IRQ)가 수신된 후 입력되는 터치 로 데이터를 분석하여 터치 위치의 좌표를 추정하여 터치 좌표 데이터를 출력한다. 터치 콘트롤러(4)로부터 출력된 터치 좌표 데이터는 상위 시스템으로 전송된다. The touch controller 4 applies a setup signal to the touch screen driving circuit 2 to set a Tx channel and an Rx channel for sensing the voltage of the sensor node, and executes a built-in touch recognition algorithm program to execute the touch driving circuit. After the interrupt (IRQ) is received from (2), the touch touch data is analyzed, and the coordinates of the touch position are estimated to output touch coordinate data. The touch coordinate data output from the touch controller 4 is transmitted to the host system.

터치 스크린 구동 장치는 매 센서 노드의 전압을 센싱할 때마다 도 2와 같이 터치 센싱 과정과 터치 인식 알고리즘을 실행하는 과정을 반복한다. 터치 센싱 과정은 도 2와 같이 Tx 채널과 Rx 채널을 설정하는 셋업시간(t1), 센싱 완료 후에 인터럽트 신호를 발생하는 시간(t2), 및 터치 로 데이터를 터치 콘트롤러에 입력하는 시간(t3)으로 나뉘어진다. 따라서, 매 센서 노드의 전압을 센싱할 때마다 터치 센싱 후에 터치 인식 알고리즘을 실행하여 모든 센서 노드들의 전압을 센싱하여 터치 위치의 좌표를 산출하는데 필요한 터치 스크린(TSP)의 총 센싱 시간이 길어질 수 밖에 없다.The touch screen driving apparatus repeats a touch sensing process and a process of executing a touch recognition algorithm as shown in FIG. 2 whenever the voltage of each sensor node is sensed. The touch sensing process includes a setup time t1 for setting a Tx channel and an Rx channel, a time t2 for generating an interrupt signal after sensing is completed, and a time t3 for inputting touch raw data to the touch controller as shown in FIG. 2. Divided. Therefore, whenever the voltage of each sensor node is sensed, the total sensing time of the touch screen (TSP) required to calculate the coordinates of the touch position by sensing the voltage of all the sensor nodes by executing a touch recognition algorithm after touch sensing is inevitably increased. none.

터치 스크린(TSP)의 성능은 터치 스크린의 총 센싱 시간과 터치 레포트에 의해 결정된다. 터치 스크린(TSP)의 총 센싱 시간이 길어지면 터치 레포트 레이트는 감소된다. 터치 레포트 레이트는 초당 전송되는 터치 좌표값들의 개수를 의미한다. 터치 스크린(TSP)의 해상도가 높아지면 센서 노드들의 증가로 인하여 터치 스크린의 총 센싱 시간이 더 길어진다. 따라서, 터치 스크린(TSP)의 총 센싱 시간을 줄이고 터치 레포트 레이트를 높일 수 있는 방안이 요구되고 있다.
The performance of the touch screen (TSP) is determined by the total sensing time and touch report of the touch screen. If the total sensing time of the touch screen TSP is long, the touch report rate is reduced. The touch report rate refers to the number of touch coordinate values transmitted per second. As the resolution of the touch screen (TSP) increases, the total sensing time of the touch screen becomes longer due to the increase of sensor nodes. Accordingly, there is a need for a method of reducing the total sensing time of the touch screen (TSP) and increasing the touch report rate.

본 발명은 터치 스크린의 총 센싱 시간을 줄이고 터치 레포트 레이트를 높일 수 있는 터치 스크린 구동 장치를 제공한다.
The present invention provides a touch screen driving apparatus capable of reducing the total sensing time of the touch screen and increasing the touch report rate.

본 발명의 터치 스크린 구동 장치는 Tx 라인들, 상기 Tx 라인들과 교차하는 Rx 라인들, 및 상기 Tx 라인들과 상기 Rx 라인들의 교차부에 형성된 센서 노드들을 포함하는 터치 스크린; 상기 Tx 라인들에 구동펄스를 공급하는 Tx 구동회로; 상기 Rx 채널들을 통해 센서 노드의 전압을 수신하여 샘플링하고 샘플링된 센서 노드의 전압을 디지털 데이터인 터치 로 데이터로 변환하는 Rx 구동회로; 제M(M은 자연수) 프레임 기간 동안 상기 Rx 구동회로로부터 수신되는 터치 로 데이터를 제1 버퍼 메모리에 저장하고, 제M+1 프레임 기간 동안 상기 Rx 구동회로로부터 수신되는 터치 로 데이터를 제2 버퍼 메모리에 저장하는 DMA 회로; 및 상기 제M+1 프레임 기간 동안 상기 제1 버퍼 메모리로부터 읽어 들인 터치 로 데이터를 분석하여 터치 좌표 데이터를 출력하는 터치 좌표 추정회로를 포함한다. The touch screen driving apparatus of the present invention includes a touch screen including Tx lines, Rx lines crossing the Tx lines, and sensor nodes formed at an intersection of the Tx lines and the Rx lines; A Tx driving circuit for supplying driving pulses to the Tx lines; An Rx driving circuit for receiving and sampling a voltage of a sensor node through the Rx channels and converting the sampled sensor node voltage into touch raw data, which is digital data; The touch row data received from the Rx driver circuit is stored in the first buffer memory during the Mth (M is a natural number) frame period, and the touch buffer data received from the Rx driver circuit is stored in the second buffer period during the M + 1 frame period. A DMA circuit for storing in a memory; And a touch coordinate estimating circuit configured to output touch coordinate data by analyzing touch data read from the first buffer memory during the M + 1 frame period.

상기 Tx 구동회로는 기준클럭에 응답하여 상기 Tx 라인들에 구동펄스를 순차적으로 출력하는 시프트 레지스터를 포함한다. The Tx driving circuit includes a shift register which sequentially outputs driving pulses to the Tx lines in response to a reference clock.

상기 Rx 구동회로는 상기 기준클럭에 응답하여 센싱펄스들을 순차적으로 출력하는 시프트 레지스터; 상기 센싱펄스들에 응답하여 상기 센서 노드의 전압을 샘플링하는 데이터 샘플링 회로; 및 상기 센싱펄스들에 응답하여 상기 샘플링된 센서 노드의 전압을 상기 터치 로 데이터로 변환하는 아날로그-디지털 변환기를 포함한다. The Rx driving circuit may include a shift register configured to sequentially output sensing pulses in response to the reference clock; A data sampling circuit for sampling a voltage of the sensor node in response to the sensing pulses; And an analog-to-digital converter that converts the voltage of the sampled sensor node into the touch raw data in response to the sensing pulses.

상기 Rx 구동회로는 상기 센싱 펄스들에 응답하여 상기 터치 로 데이터에 동기되는 인터럽트 신호를 출력하는 인터럽트 신호 발생회로를 포함한다. The Rx driving circuit includes an interrupt signal generation circuit configured to output an interrupt signal synchronized with the touch raw data in response to the sensing pulses.

상기 DMA 회로는 상기 인터럽트 신호에 응답하여 상기 제1 및 제2 버퍼 메모리의 읽기 및 쓰기 동작을 제어하는 메모리 콘트롤러를 포함한다. The DMA circuit includes a memory controller that controls read and write operations of the first and second buffer memories in response to the interrupt signal.

본 발명의 터치 스크린 구동 방법은 상기 Tx 라인들에 구동펄스를 공급하는 단계; 상기 Rx 채널들을 통해 센서 노드의 전압을 수신하여 샘플링하고 샘플링된 센서 노드의 전압을 디지털 데이터인 터치 로 데이터로 변환하는 단계; 제M(M은 자연수) 프레임 기간 동안 상기 Rx 구동회로로부터 수신되는 터치 로 데이터를 제1 버퍼 메모리에 저장하는 단계; 제M+1 프레임 기간 동안 상기 Rx 구동회로로부터 수신되는 터치 로 데이터를 제2 버퍼 메모리에 저장하는 단계; 및 상기 제M+1 프레임 기간 동안 상기 제1 버퍼 메모리로부터 읽어 들인 터치 로 데이터를 분석하여 터치 좌표 데이터를 출력하는 단계를 포함한다.
The touch screen driving method of the present invention comprises the steps of supplying a driving pulse to the Tx lines; Receiving and sampling a voltage of a sensor node through the Rx channels and converting the sampled sensor node voltage into touch raw data, which is digital data; Storing touch raw data received from the Rx driving circuit in a first buffer memory during an Mth (M is a natural number) frame period; Storing touch raw data received from the Rx driving circuit in a second buffer memory during a M + 1 frame period; And analyzing touch data read from the first buffer memory during the M + 1 frame period and outputting touch coordinate data.

본 발명은 터치 스크린의 센서 노드들을 센싱하는 동안 터치 좌표 추정을 병렬 처리함으로써 터치 스크린의 총 센싱 시간을 대폭 줄이고 터치 레포트 레이트를 높일 수 있다. 나아가, 본 발명은 터치 스크린의 해상도를 높이더라도 터치 레포트 레이트 저하를 최소화할 수 있으므로 터치 스크린의 고해상도에 효과적으로 대응할 수 있다.
The present invention can greatly reduce the total sensing time of the touch screen and increase the touch report rate by processing the touch coordinate estimation in parallel while sensing the sensor nodes of the touch screen. Furthermore, the present invention can minimize the drop in the touch report rate even if the resolution of the touch screen is increased, thereby effectively coping with the high resolution of the touch screen.

도 1은 터치 스크린과 그 구동 장치를 보여 주는 도면이다.
도 2는 종래의 터치 스크린 구동 방법을 보여 주는 신호 시퀀스(signal sequence) 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도이다.
도 4 내지 도 6은 터치 스크린과 표시패널의 다양한 실시예들을 보여 주는 도면들이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 구동 방법을 보여 주는 신호 시퀀스 도면이다.
도 8은 도 3에 도시된 터치 콘트롤러에 내장된 버퍼 메모리들과 그 메모리 억세서 방법을 보여 주는 도면이다.
도 9는 도 3에 도시된 터치 콘트롤러와 터치 구동회로 간에 전송되는 기준 클럭, 터치 로 데이터 및 인터럽트 신호를 보여 주는 파형도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 구동 장치를 상세히 보여 주는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 Tx 구동회로의 시프트 레지스터 회로를 상세히 보여 주는 회로도이다.
도 12는 도 11에 도시된 카운터의 출력 파형을 보여 주는 파형도이다.
도 13은 도 11에 도시된 시프트 레지스터 회로의 최종 출력 파형을 보여 주는 파형도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 Rx 구동회로의 시프트 레지스터 회로를 상세히 보여 주는 회로도이다.
도 15는 도 14에 도시된 카운터의 출력 파형을 보여 주는 파형도이다.
도 16은 도 14에 도시된 시프트 레지스터 회로의 최종 출력 파형을 보여 주는 파형도이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 인터럽트 발생회로를 상세히 보여 주는 회로도이다. 1 illustrates a touch screen and a driving device thereof.
2 is a signal sequence diagram illustrating a conventional touch screen driving method.
3 is a block diagram illustrating a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 through 6 illustrate various embodiments of a touch screen and a display panel.
7 is a signal sequence diagram illustrating a touch screen driving method according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating buffer memories embedded in the touch controller illustrated in FIG. 3 and a memory accessor method thereof.
FIG. 9 is a waveform diagram illustrating a reference clock, a touch furnace data, and an interrupt signal transmitted between the touch controller and the touch driving circuit shown in FIG. 3.
10 is a block diagram illustrating in detail a touch screen driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
11 is a circuit diagram showing in detail a shift register circuit of a Tx driving circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a waveform diagram illustrating an output waveform of the counter illustrated in FIG. 11.
FIG. 13 is a waveform diagram showing a final output waveform of the shift register circuit shown in FIG.
14 is a circuit diagram showing in detail a shift register circuit of an Rx driving circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a waveform diagram illustrating an output waveform of the counter illustrated in FIG. 14.
FIG. 16 is a waveform diagram showing a final output waveform of the shift register circuit shown in FIG.
17 is a circuit diagram showing in detail an interrupt generating circuit according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Like reference numerals throughout the specification denote substantially identical components. In the following description, when it is determined that a detailed description of known functions or configurations related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(DIS), 디스플레이 구동회로, 타이밍 콘트롤러(20), 터치 스크린(TSP), 터치 스크린 구동회로, 터치 콘트롤러(30) 등을 포함한다.3 to 6, a display device according to an exemplary embodiment of the present invention may include a display panel DIS, a display driving circuit, a timing controller 20, a touch screen TSP, a touch screen driving circuit, and a touch controller 30. ), And the like.

본 발명의 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자 기반으로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시소자의 일 예로서 표시장치를 액정표시소자 중심으로 설명하지만, 본 발명의 표시장치는 액정표시소자에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.The display device of the present invention is a liquid crystal display (LCD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode display (Organic Light Emitting Display) , OLED), and electrophoretic display devices (Electrophoresis, EPD) can be implemented based on a flat panel display device. In the following embodiments, a display device is described as a liquid crystal display device as an example of a flat panel display device, but it should be noted that the display device of the present invention is not limited to a liquid crystal display device.

표시패널(DIS)은 두 장의 기판들 사이에 액정층이 형성된다. 표시패널(DIS)의 하부 기판에는 다수의 데이터라인들(D1~Dm, m은 자연수), 데이터라인들(D1~Dm)과 교차되는 다수의 게이트라인들(G1~Gn, n은 자연수), 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin Film Transistor), 액정셀들에 데이터전압을 충전시키기 위한 다수의 화소전극, 화소전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함한다. In the display panel DIS, a liquid crystal layer is formed between two substrates. The lower substrate of the display panel DIS includes a plurality of data lines D1 to Dm and m are natural numbers, a plurality of gate lines G1 to Gn and n are natural numbers intersecting the data lines D1 to Dm. A plurality of TFTs formed at intersections of the data lines D1 to Dm and the gate lines G1 to Gn, a plurality of pixel electrodes for charging data voltages to liquid crystal cells, and a pixel electrode And a storage capacitor to maintain the voltage of the liquid crystal cell.

표시패널(DIS)의 픽셀들은 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)에 의해 정의된 픽셀 영역에 형성되어 매트릭스 형태로 배치된다. 픽셀들 각각의 액정셀은 화소전극에 인가되는 데이터전압과 공통전극에 인가되는 공통전압의 전압차에 따라 인가되는 전계에 의해 구동되어 입사광의 투과양을 조절한다. TFT들은 게이트라인(G1~Gn)으로부터의 게이트펄스에 응답하여 턴-온되어 데이터라인(D1~Dm)으로부터의 전압을 액정셀의 화소전극에 공급한다. The pixels of the display panel DIS are formed in a pixel region defined by the data lines D1 to Dm and the gate lines G1 to Gn and arranged in a matrix form. Each liquid crystal cell of the pixels is driven by an electric field applied according to a voltage difference between a data voltage applied to the pixel electrode and a common voltage applied to the common electrode to control the amount of incident light. The TFTs are turned on in response to gate pulses from the gate lines G1 to Gn to supply a voltage from the data lines D1 to Dm to the pixel electrodes of the liquid crystal cell.

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

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

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

디스플레이 구동회로는 데이터 구동회로(12)와, 스캔 구동회로(14)를 포함하여 입력 영상의 비디오 데이터전압을 픽셀들에 기입한다. 데이터 구동회로(12)는타이밍 콘트롤러(20)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 출력한다. 데이터전압은 데이터라인들(D1~Dm)에 공급된다. 스캔 구동회로(14)는 데이터전압에 동기되는 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 게이트라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시패널(DIS)의 라인을 선택한다.The display driver circuit includes a data driver circuit 12 and a scan driver circuit 14 to write the video data voltage of the input image to the pixels. The data driving circuit 12 converts the digital video data RGB input from the timing controller 20 into an analog positive / negative gamma compensation voltage and outputs a data voltage. The data voltage is supplied to the data lines D1 to Dm. The scan driving circuit 14 sequentially supplies a gate pulse (or a scan pulse) synchronized with the data voltage to the gate lines G1 to Gn to select a line of the display panel DIS to which the data voltage is written.

타이밍 콘트롤러(20)는 외부의 호스트 시스템으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(12)와 스캔 구동회로(14)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 디스플레이 타이밍 제어신호들을 발생한다. 스캔 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 데이터 타이밍 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity, POL), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다.The timing controller 20 receives timing signals such as a vertical synchronization signal Vsync, a horizontal synchronization signal Hsync, a data enable signal Data Enable, and a main clock MCLK input from an external host system. Display timing control signals for controlling the operation timing of the data driver circuit 12 and the scan driver circuit 14 are generated. The scan timing control signal includes a gate start pulse (GSP), a gate shift clock, a gate output enable signal (GOE), and the like. The data timing control signal includes a source sampling clock (SSC), a polarity control signal (Polarity), a source output enable signal (SOE), and the like.

터치 스크린(TSP)은 도 4와 같이 표시패널(DIS)의 상부 편광판(POL1) 상에 접합되거나, 도 5와 같이 상부 편광판(POL1)과 상부 기판(GLS1) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 터치 스크린(TSP)은 도 6과 같이 표시패널(DIS) 내에서 픽셀 어레이와 함께 인셀(In-cell) 타입으로 하부기판에 형성될 수 있다. 도 4 내지 도 6에서 "PIX"는 액정셀의 화소전극, "GLS2"는 하부 기판, "POL2"는 하부 편광판을 각각 의미한다. The touch screen TSP may be bonded to the upper polarizer POL1 of the display panel DIS as shown in FIG. 4, or may be formed between the upper polarizer POL1 and the upper substrate GLS1 as shown in FIG. 5. In addition, the touch screen TSP may be formed on the lower substrate in an in-cell type together with the pixel array in the display panel DIS as shown in FIG. 6. 4 to 6, "PIX" means a pixel electrode of a liquid crystal cell, "GLS2" means a lower substrate, and "POL2" means a lower polarizing plate, respectively.

터치 스크린(TSP)은 Tx 라인들(T1~Tj, j는 n 보다 작은 양의 정수), Tx 라인들(T1~Tj)과 교차하는 Rx 라인들(R1~Ri, i는 m 보다 작은 양의 정수), 및 Tx 라인들(T1~Tj)과 Rx 라인들(R1~Ri)의 교차부들에 형성된 i×j 개의 센서 노드들을 포함한다. The touch screen TSP includes Tx lines (T1 to Tj, j is a positive integer smaller than n), and Rx lines R1 to Ri and i intersect the Tx lines T1 to Tj, respectively. Integer), and i × j sensor nodes formed at intersections of the Tx lines T1 to Tj and the Rx lines R1 to Ri.

터치 스크린 구동회로는 Tx 구동회로(32)와, Rx 구동회로(34)를 포함한다. 이러한 터치 스크린 구동회로는 Tx 라인들(T1~Tj)에 도 13과 같은 하이 로직 전압의 구동펄스를 공급하고 Rx 라인들(R1~Ri)을 통해 센서 노드의 전압을 센싱하여 디지털 데이터로 변환한다. Tx 구동회로(32)와 Rx 구동회로(34)는 도 10과 같이 하나의 ROIC(Read-out IC) 내에 집적될 수 있다.The touch screen driving circuit includes a Tx driving circuit 32 and an Rx driving circuit 34. The touch screen driving circuit supplies a driving pulse of a high logic voltage as shown in FIG. 13 to the Tx lines T1 to Tj and senses the voltage of the sensor node through the Rx lines R1 to Ri to convert the digital data into digital data. . The Tx driving circuit 32 and the Rx driving circuit 34 may be integrated in one read-out IC (ROIC) as shown in FIG. 10.

Tx 구동회로(32)는 터치 콘트롤러(30)로부터 입력된 기준클럭(REFCLK)에 응답하여 Tx 라인들(T1~Tj)에 하이 로직 전압의 구동펄스를 공급한다. Rx 구동회로(34)는 터치 콘트롤러(30)로부터 입력된 기준클럭(REFCLK)에 응답하여 Rx 라인들(R1~Ri)을 통해 수신된 센서 노드의 전압을 샘플링하고 샘플링된 센서 노드의 전압을 디지털 데이터인 터치 로 데이터(TDATA)로 변환한다. 기준클럭(REFCLK)은 터치 콘트롤러(30) 내의 PWM(Pulse Width Modulation) 클럭 발생회로로부터 발생된다. 터치 로 데이터(TDATA)는 터치 콘트롤러(30)로 전송된다. The Tx driving circuit 32 supplies a high logic voltage driving pulse to the Tx lines T1 to Tj in response to the reference clock REFCLK input from the touch controller 30. The Rx driving circuit 34 samples the voltage of the sensor node received through the Rx lines R1 to Ri in response to the reference clock REFCLK input from the touch controller 30, and digitalizes the voltage of the sampled sensor node. The data is converted into touch low data (TDATA). The reference clock REFCLK is generated from a pulse width modulation (PWM) clock generation circuit in the touch controller 30. The touch raw data TDATA is transmitted to the touch controller 30.

터치 콘트롤러(30)는 I2C 버스, SPI(serial peripheral interface), System bus 등의 인터페이스를 통해 Tx 구동회로(32)와 Rx 구동회로(34)에 연결된다. 터치 콘트롤러(30)는 기준클럭(REFCLK)을 Tx 구동회로(32)와 Rx 구동회로(34)에 동시에 전송하여 Tx 구동회로(32)의 출력 타이밍과 Rx 구동회로(34)의 샘플링 및 디지털 변환 타이밍을 동기시킨다.The touch controller 30 is connected to the Tx driving circuit 32 and the Rx driving circuit 34 through an interface such as an I2C bus, a serial peripheral interface (SPI), a system bus, and the like. The touch controller 30 simultaneously transmits the reference clock REFCLK to the Tx driver circuit 32 and the Rx driver circuit 34, thereby sampling the output timing of the Tx driver circuit 32 and sampling and digital conversion of the Rx driver circuit 34. Synchronize the timing.

터치 콘트롤러(30)는 두 개 이상의 버퍼 메모리를 억세스하는 직접 메모리 접근(Direct Memory Access, 이하 "DMA"라 함) 회로를 내장한다. 터치 콘트롤러(30)는 DMA 회로를 이용하여 Rx 구동회로(34)로부터 수신된 제M(M은 자연수)+1 프레임 기간의 터치 로 데이터를 버퍼 메모리에 저장(write)하고, 이와 동시에 제M 프레임 기간의 터치 로 데이터를 저장한 다른 버퍼 메모리의 데이터를 읽어 들여(read) 제M 프레임 기간의 터치 로 데이터를 미리 설정된 터치 인식 알고리즘으로 분석하여 제M 프레임 기간의 터치 위치 정보를 포함한 터치 좌표 데이터를 출력한다. 터치 좌표 데이터는 외부의 호스트 시스템으로 전송된다. 따라서, 터치 콘트롤러(30)는 제M+1 프레임 기간의 센서 노드들의 전압이 센싱되는 동안, 터치 인식 알고리즘 프로그램을 실행함으로써 제M 프레임 기간의 터치 위치를 추정할 수 있으므로 터치 스크린의 총 센싱 시간을 줄이고 터치 레포트 레이트를 높일 수 있다. The touch controller 30 incorporates a direct memory access ("DMA") circuit that accesses two or more buffer memories. The touch controller 30 writes the touch raw data of the Mth (M is a natural number) +1 frame period received from the Rx driver circuit 34 using the DMA circuit to the buffer memory, and at the same time, the Mth frame Read the data of the other buffer memory storing the data by the touch of the period and read the touch data of the M-th frame period by using a preset touch recognition algorithm to obtain touch coordinate data including the touch position information of the M-th frame period. Output Touch coordinate data is transmitted to an external host system. Accordingly, the touch controller 30 may estimate the touch position of the Mth frame period by executing a touch recognition algorithm program while the voltages of the sensor nodes of the M + 1th frame period are sensed, thereby reducing the total sensing time of the touch screen. Reduce and increase the touch report rate.

터치 콘트롤러(30)는 MCU(Micro Controller Unit, MICOM)로 구현될 수 있다. Tx 구동회로(32), Rx 구동회로(34) 및 터치 콘트롤러(30)는 하나의 IC 칩 내에 집적될 수 있다. The touch controller 30 may be implemented as a micro controller unit (MICOM). The Tx driver circuit 32, the Rx driver circuit 34, and the touch controller 30 may be integrated in one IC chip.

호스트 시스템은 외부 비디오 소스 기기 예를 들면, 네비게이션 시스템, 셋톱박스, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 방송 수신기, 폰 시스템(Phone system) 등에 접속되어 그 외부 비디오 소스 기기로부터 영상 데이터를 입력받을 수 있다. 호스트 시스템은 터치 콘트롤러(30)로부터 터치 좌표 데이터가 수신되면 터치 좌표값과 연계된 응용 프로그램을 실행한다. The host system may be connected to an external video source device such as a navigation system, a set top box, a DVD player, a Blu-ray player, a personal computer (PC), a home theater system, a broadcast receiver, a phone system, Video data can be input from the device. When the touch coordinate data is received from the touch controller 30, the host system executes an application program associated with the touch coordinate value.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 구동 방법을 보여 주는 신호 시퀀스 도면이다. 도 8은 터치 콘트롤러(30)에 내장된 버퍼 메모리들과 그 메모리 억세서 방법을 보여 주는 도면이다. 7 is a signal sequence diagram illustrating a touch screen driving method according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 8 is a diagram illustrating buffer memories embedded in the touch controller 30 and a memory accessor method thereof.

도 7 및 도 8을 참조하면, 터치 콘트롤러(30)의 DMA 회로는 터치 로 데이터를 교대로 저장하기 위한 제1 버퍼 메모리(Buffer odd)와 제2 버퍼 메모리(Buffer even)를 포함한다. 7 and 8, the DMA circuit of the touch controller 30 includes a first buffer memory and a second buffer memory for alternately storing touch row data.

터치 스크린(TSP)에 포함된 총 센서 노드들의 개수가 N(N = i×j)이라 할 때, 터치 콘트롤러(30)는 제M 프레임 기간(Mth FR.) 동안 Rx 구동회로(34)로부터 수신되는 제1 내지 제N 터치 로 데이터(Data1~DataN)를 순차적으로 제1 버퍼 메모리(Buffer odd)에 저장한다. When the total number of sensor nodes included in the touch screen TSP is N (N = i × j), the touch controller 30 receives from the Rx driving circuit 34 during the Mth frame period Mth FR. The first to Nth touch furnace data Data1 to DataN which are to be stored are sequentially stored in the first buffer memory.

터치 콘트롤러(30)는 제M 프레임 기간(Mth FR.)의 마지막 데이터인 제N 터치 로 데이터를 제1 버퍼 메모리(Buffer odd)에 저장한 후에, 제M+1 프레임((M+1)th FR.)의 첫 번째 데이터인 제1 데이터(TDATA1) 부터 터치 로 데이터를 제2 버퍼 메모리(Buffer even)에 저장하기 시작함과 동시에 터치 인식 알고리즘 프로그램을 실행하여 제M 프레임의 터치 위치 좌표를 추정하기 시작한다. 이어서, 터치 콘트롤러(30)는 제M+1 프레임 기간((M+1)th FR.)의 마지막 데이터인 제N 터치 로 데이터를 제2 버퍼 메모리(Buffer even)에 저장한 후에, 제M+2 프레임((M+2)th FR.)의 첫 번째 데이터인 제1 데이터(TDATA1) 부터 터치 로 데이터를 제1 버퍼 메모리(Buffer odd)에 저장하기 시작함과 동시에 터치 인식 알고리즘 프로그램을 실행하여 제M+1 프레임의 터치 위치 좌표를 추정하기 시작한다.The touch controller 30 stores the Nth touch row data, which is the last data of the Mth frame period Mth FR., In the first buffer memory, and then, after the M + 1th frame (M + 1) th FR.) Starts to store data in the second buffer memory from the first data TDATA1, which is the first data, and simultaneously executes a touch recognition algorithm program to estimate the touch position coordinates of the M'th frame. To start. Subsequently, the touch controller 30 stores the N-th touch row data, which is the last data of the (M + 1) th FR., In the second buffer memory (Buffer even) after the M + 1th frame period. From the first data TDATA1, which is the first data of two frames ((M + 2) th FR.), The data starts to be stored in the first buffer memory (Buffer odd) and at the same time, the touch recognition algorithm program is executed. The touch position coordinates of the M + 1th frame are estimated.

도 7에서, "TSODD"는 기수 번째 프레임 기간 동안 터치 스크린(TSP)의 센서 노드들의 전압이 센싱되는 시간이고, "TSEVEN"은 우수 번째 프레임 기간 동안 터치 스크린(TSP)의 센서 노드들의 전압이 센싱되는 시간이다. "ALGODD"는 우수 번째 프레임 기간에 실행되어 이미 저장하였던 이전 기수 프레임의 터치 로 데이터들을 분석하는 터치 인식 알고리즘 프로그램의 처리 시간이고, "ALGEVEN"는 기수 번째 프레임 기간에 실행되어 이미 저장하였던 이전 우수 프레임의 터치 로 데이터들을 분석하는 터치 인식 알고리즘 프로그램의 처리 시간이다. In FIG. 7, "TSODD" is a time at which the voltages of the sensor nodes of the touch screen (TSP) are sensed during the odd-numbered frame period, and "TSEVEN" is a time at which voltages of the sensor nodes of the touch screen (TSP) are sensed during the even-numbered frame period. It's time to become. "ALGODD" is the processing time of the touch recognition algorithm program that executes in the even-numbered frame period and analyzes the data with the touch of the previous odd frame already stored, and "ALGEVEN" is the previous even-frame that was executed and stored in the odd-numbered frame period. The processing time of the touch recognition algorithm program to analyze the data with the touch of.

도 9는 터치 콘트롤러(30)와 터치 구동회로(32, 34) 간에 전송되는 기준 클럭(REFCLK), 터치 로 데이터(TDATA) 및 인터럽트 신호(IRQ)를 보여 주는 파형도이다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 구동 장치를 상세히 보여 주는 블록도이다. FIG. 9 is a waveform diagram illustrating a reference clock REFCLK, a touch row data TDATA, and an interrupt signal IRQ transmitted between the touch controller 30 and the touch driving circuits 32 and 34. 10 is a block diagram illustrating in detail a touch screen driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 9 및 도 10을 참조하면, 터치 콘트롤러(30)는 DMA 회로와, 터치 좌표 추정회로(54)를 포함한다. DMA 회로는 제1 및 제2 버퍼 메모리(51, 52)와, 메모리 콘트롤러(53)를 포함한다. 9 and 10, the touch controller 30 includes a DMA circuit and a touch coordinate estimation circuit 54. The DMA circuit includes first and second buffer memories 51 and 52 and a memory controller 53.

Tx 구동회로(32)는 도 11과 같은 시프트 레지스터 회로를 포함한다. Rx 구동회로(34)는 도 14와 같은 시프트 레지스터(Shift Register)(41), 데이터 샘플링 회로(42), 아날로그-디지털 변환기(Analog to Digital converter, 이하 "ADC"라 함)(43), 및 도 17과 같은 인터럽트 발생회로(44)를 포함한다.The Tx driver circuit 32 includes a shift register circuit as shown in FIG. The Rx driving circuit 34 includes a shift register 41 as shown in FIG. 14, a data sampling circuit 42, an analog-to-digital converter (hereinafter referred to as "ADC") 43, and An interrupt generating circuit 44 as shown in FIG. 17 is included.

제1 및 제2 버퍼 메모리(51, 52)는 도 8에 도시된 버퍼 메모리들(Buffer odd, Buffer even)과 같이 메모리 콘트롤러(53)의 제어 하에 프레임 단위로 터치 로 데이터를 교대로 저장한다. 메모리 콘트롤러(53)는 Rx 구동회로(34)의 인터럽트 발생회로(44)로부터 수신되는 인터럽트 신호(IRQ)에 응답하여 도 8과 같은 방법으로 버퍼 메모리들(51, 52)의 읽기(read) 및 쓰기(write) 동작을 제어한다. The first and second buffer memories 51 and 52 alternately store touch-route data in units of frames under the control of the memory controller 53, such as buffer memories (Buffer odd and Buffer even) illustrated in FIG. 8. The memory controller 53 reads and reads the buffer memories 51 and 52 in the same manner as in FIG. 8 in response to the interrupt signal IRQ received from the interrupt generation circuit 44 of the Rx driver circuit 34. Control write operations.

터치 좌표 추정회로(54)는 미리 설정된 터치 인식 알고리즘 프로그램을 실행하여 버퍼 메모리들(51, 52) 중 어느 하나에 제M+1 프레임의 터치 로 데이터들(TDATA)을 분석하여 터치 위치의 좌표를 추정한다. 터치 인식 알고리즘은 공지된 어느 것도 가능하다. 터치 좌표 추정회로(54)는 터치 인식 알고리즘 프로그램에 의해 산출된 터치 좌표 데이터(HIDxy)를 호스트 시스템으로 전송한다. The touch coordinate estimation circuit 54 executes a preset touch recognition algorithm program and analyzes the touch raw data TDATA of any one of the M + 1 frames in one of the buffer memories 51 and 52 to determine the coordinates of the touch position. Estimate. The touch recognition algorithm can be any known. The touch coordinate estimation circuit 54 transmits the touch coordinate data HIDxy calculated by the touch recognition algorithm program to the host system.

Tx 구동회로(32)의 시프트 레지스터 회로는 기준클럭(REFCLK)에 응답하여 도 13과 같이 순차적으로 위상 지연되는 구동펄스를 Tx 라인들(T1~Tj)에 공급한다. The shift register circuit of the Tx driving circuit 32 supplies the driving pulses which are sequentially delayed in phase as shown in FIG. 13 to the Tx lines T1 to Tj in response to the reference clock REFCLK.

Rx 구동회로(34)의 시프트 레지스터 회로(41)는 기준클럭(REFCLK)에 응답하여 도 16과 같이 순차적으로 위상 지연되는 로우 로직 전압의 센싱펄스(S1~Si)를 출력한다. 데이터 샘플링 회로(42)는 로우 로직 전압의 센싱펄스(S1~Si)에 응답하여 Rx 라인들(R1~Ri)을 통해 수신되는 센서 노드의 전압을 도시하지 않은 샘플링 커패시터(Capacitor)에 충전시켜 센서 노드의 전압을 샘플링한다. ADC(43)는 로우 로직 전압의 센싱펄스(S1~Si)에 응답하여 샘플링된 센서 노드의 전압을 디지털 데이터인 터치 로 데이터(TDATA)로 변환하고 인터럽트 신호(IRQ)에 동기하여 터치 로 데이터(TDATA)를 터치 콘트롤러(30)로 전송한다. The shift register circuit 41 of the Rx driver circuit 34 outputs the sensing pulses S1 to Si of the low logic voltage which are sequentially delayed in phase as shown in FIG. 16 in response to the reference clock REFCLK. The data sampling circuit 42 charges the voltage of the sensor node received through the Rx lines R1 to Ri to a sampling capacitor (not shown) in response to the sensing pulses S1 to Si of the low logic voltage. Sample the voltage at the node. In response to the sensing pulses S1 to Si of the low logic voltage, the ADC 43 converts the voltage of the sampled sensor node into touch raw data TDATA, which is digital data, and synchronizes the touch raw data with the interrupt signal IRQ. TDATA) to the touch controller 30.

Tx 구동회로(32)와 Rx 구동회로(34)는 기준클럭(REFCLK)을 동시에 그 기준클럭(REFCLK)에 동기된다. 따라서, Tx 라인들(T1~Tj)에 공급되는 구동펄스의 타이밍, 센서 노드의 전압을 샘플링하는 타이밍, 및 샘플링된 센서 노드의 전압을 디지털 데이터로 변환하는 타이밍은 동일한 기준클럭(REFCLK)에 동기된다. The Tx driving circuit 32 and the Rx driving circuit 34 simultaneously synchronize the reference clock REFCLK with the reference clock REFCLK. Therefore, the timing of the driving pulses supplied to the Tx lines T1 to Tj, the timing of sampling the voltage of the sensor node, and the timing of converting the voltage of the sampled sensor node into digital data are synchronized with the same reference clock REFCLK. do.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 Tx 구동회로(32)의 시프트 레지스터 회로를 상세히 보여 주는 회로도이다. 도 12는 도 11에 도시된 카운터(72)의 출력 파형을 보여 주는 파형도이다. 도 13은 도 11에 도시된 시프트 레지스터 회로의 최종 출력 파형을 보여 주는 파형도이다. 11 is a circuit diagram showing in detail the shift register circuit of the Tx driver circuit 32 according to the embodiment of the present invention. FIG. 12 is a waveform diagram showing an output waveform of the counter 72 shown in FIG. FIG. 13 is a waveform diagram showing a final output waveform of the shift register circuit shown in FIG.

도 11 내지 도 13을 참조하면, Tx 구동회로(32)의 시프트 레지스터 회로는 카운터(72), 디멀티플렉서(Demultiplexer, DEMUX)(74), 및 AND 게이트들(77)을 포함한다. 11 to 13, the shift register circuit of the Tx driver circuit 32 includes a counter 72, a demultiplexer (DEMUX) 74, and AND gates 77.

카운터(72)는 종속적으로 접속된 j 개의 T 플립 플롭들(71), 및 AND 게이트 들(73)을 포함한다. The counter 72 includes j T flip flops 71 and AND gates 73 that are cascaded.

제1 T 플립 플롭(71)의 입력단자(T)에는 하이 로직(또는 로직값 "1")을 유지하는 입력신호(In)가 공급된다. 모든 T 플립 플롭들(71)의 클럭 단자에는 기준클럭(REFCLK)이 입력된다. AND 게이트들(73) 각각은 T 플립 플롭(71)의 입력신호와 비반전 출력신호를 논리곱(AND)한 결과를 다음 단 T 플립 플롭(71)의 입력단자에 공급한다.The input terminal T of the first T flip-flop 71 is supplied with an input signal In that maintains a high logic (or logic value "1"). The reference clock REFCLK is input to the clock terminals of all the T flip flops 71. Each of the AND gates 73 supplies a result of ANDing the input signal of the T flip flop 71 and the non-inverted output signal to the input terminal of the next stage T flip flop 71.

T 플립 플롭들(71) 각각은 하이 로직의 입력 신호가 입력되면 기준클럭(REFCLK)의 라이징 에지에 출력을 토글(toggle)시켜 출력신호의 로직값을 반전시킨다. 제q(q는 j 이하의 자연수)-1 T 플립 플롭(71)의 입력신호와 비반전 출력신호의 논리곱 결과는 제q T 플립 플롭의 입력신호로서 제q T 플립 플롭(71)의 입력단자에 공급된다. 따라서, T 플립 플롭들(71)은 순차적으로 출력을 발생한다. 제1 T 플립 플롭(71)은 기준클럭(REFCLK)을 2 분주한 클럭신호를 출력한다. 제q T 플립 플롭(71)의 출력신호의 주파수는 제q-1 T 플립 플롭(71)의 출력신호의 그것의 1/2이다. Each of the T flip-flops 71 inverts the logic value of the output signal by toggling the output at the rising edge of the reference clock REFCLK when a high logic input signal is input. Q (q is a natural number less than or equal to j)-The result of the logical product of the input signal of the T flip-flop 71 and the non-inverted output signal is the input signal of the q T flip-flop 71 as the input signal of the q T flip-flop Supplied to the terminal. Thus, the T flip flops 71 sequentially generate output. The first T flip flop 71 outputs a clock signal divided by two by the reference clock REFCLK. The frequency of the output signal of the q th T flip flop 71 is half that of the output signal of the q-1 T flip flop 71.

디멀티플렉서(74)는 인버터들(75)과, AND 게이트들(76)을 포함한다. Demultiplexer 74 includes inverters 75 and AND gates 76.

인버터들(75) 각각은 제1 내지 제j T 플립 플롭들(71) 각각의 출력들을 반전시킨다. 제1 AND 게이트(76)는 제1 내지 제j T 플립 플롭들(71)의 반전 출력들을 논리곱한 결과를 출력한다. 제q AND 게이트(76)는 제q-1 T 플립 플롭(71)의 비반전 출력과, 제q 내지 제j T 플립 플롭들(71)의 반전 출력들을 논리곱 연산한 결과를 출력한다. 제j AND 게이트(76)는 제1 내지 제j-1 T 플립 플롭(71)의 비반전 출력들을 논리곱 연산한 결과를 출력한다.Each of the inverters 75 inverts the outputs of each of the first to j th T flip flops 71. The first AND gate 76 outputs a result of ANDing the inverted outputs of the first to j th flip-flops 71. The q-th AND gate 76 outputs a result of the logical AND operation of the non-inverted output of the q-1 T flip-flop 71 and the inverted outputs of the q-th to j-th T flip-flops 71. The j-th AND gate 76 outputs a result of performing an AND operation on the non-inverting outputs of the first to j-th T flip flops 71.

AND 게이트들(77) 각각은 AND 게이트(76)의 출력과 기준클럭(REFCLK)의 논리곱 연산 결과를 출력함으로써 AND 게이트(76)의 출력을 기준클럭(REFCLK)에 동기시킨다. AND 게이트들(77)의 출력은 도 13과 같이 Tx 라인들(T1~Tj)에 순차적으로 공급되는 구동펄스이다. Each of the AND gates 77 synchronizes the output of the AND gate 76 to the reference clock REFCLK by outputting an AND product of the AND gate 76 and a result of the AND operation of the reference clock REFCLK. Outputs of the AND gates 77 are driving pulses sequentially supplied to the Tx lines T1 to Tj as shown in FIG. 13.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 Rx 구동회로(34)의 시프트 레지스터 회로(41)를 상세히 보여 주는 회로도이다. 도 15는 도 14에 도시된 카운터(82)의 출력 파형을 보여 주는 파형도이다. 도 16은 도 14에 도시된 시프트 레지스터 회로(41)의 최종 출력 파형을 보여 주는 파형도이다. 14 is a circuit diagram showing in detail the shift register circuit 41 of the Rx driving circuit 34 according to the embodiment of the present invention. FIG. 15 is a waveform diagram showing an output waveform of the counter 82 shown in FIG. FIG. 16 is a waveform diagram showing a final output waveform of the shift register circuit 41 shown in FIG.

도 14 내지 도 16을 참조하면, Rx 구동회로(34)의 시프트 레지스터 회로(41)는 카운터(82), 디멀티플렉서(84), 및 NAND 게이트들(87)을 포함한다. 14 to 16, the shift register circuit 41 of the Rx driver circuit 34 includes a counter 82, a demultiplexer 84, and NAND gates 87.

카운터(82)는 종속적으로 접속된 i 개의 T 플립 플롭들(81), 및 AND 게이트 들(83)을 포함한다. The counter 82 includes i T flip-flops 81 and AND gates 83 that are connected cascaded.

제1 T 플립 플롭(81)의 입력단자(T)에는 하이 로직(또는 로직값 "1")을 유지하는 입력신호(In)가 공급된다. 모든 T 플립 플롭들(81)의 클럭 단자에는 기준클럭(REFCLK)이 입력된다. AND 게이트들(83) 각각은 T 플립 플롭(81)의 입력신호와 비반전 출력신호를 논리곱(AND)한 결과를 다음 단 T 플립 플롭(81)의 입력단자에 공급한다.The input terminal T of the first T flip-flop 81 is supplied with an input signal In that maintains a high logic (or logic value "1"). The reference clock REFCLK is input to the clock terminals of all the T flip flops 81. Each of the AND gates 83 supplies a result of ANDing the input signal of the T flip flop 81 and the non-inverted output signal to the input terminal of the next stage T flip flop 81.

T 플립 플롭들(81) 각각은 하이 로직의 입력 신호가 입력되면 기준클럭(REFCLK)의 라이징 에지에 출력을 토글시켜 출력신호의 로직값을 반전시킨다. 제r(r는 i 이하의 자연수)-1 T 플립 플롭(81)의 입력신호와 비반전 출력신호의 논리곱 결과는 제r T 플립 플롭(81)의 입력신호로서 제r T 플립 플롭(81)의 입력단자에 공급된다. 따라서, T 플롭 플롭들(81)은 순차적으로 출력을 발생한다. 제1 T 플립 플롭(81)은 기준클럭(REFCLK)을 2 분주한 클럭신호를 출력한다. 제r T 플립 플롭(81)의 출력신호의 주파수는 제r-1 T 플립 플롭(71)의 출력신호의 그것의 1/2이다. Each of the T flip-flops 81 inverts the logic value of the output signal by toggling the output at the rising edge of the reference clock REFCLK when a high logic input signal is input. The result of the logical product of the input signal of the r th flip flop 81 and the non-inverted output signal is the r th flip flop 81 as an input signal of the r th flip flop 81. It is supplied to the input terminal of). Thus, the T flop flops 81 sequentially generate output. The first T flip-flop 81 outputs a clock signal divided by two by the reference clock REFCLK. The frequency of the output signal of the r-th T flip-flop 81 is half that of the output signal of the r-1 T flip-flop 71.

디멀티플렉서(84)는 인버터들(85)과, AND 게이트들(86)을 포함한다. Demultiplexer 84 includes inverters 85 and AND gates 86.

인버터들(85) 각각은 제1 내지 제i T 플립 플롭들(81) 각각의 출력들을 반전시킨다. 제1 AND 게이트(86)는 제1 내지 제i T 플립 플롭들(81)의 반전 출력들을 논리곱한 결과를 출력한다. 제r AND 게이트(86)는 제r-1 T 플립 플롭(81)의 비반전 출력과, 제r 내지 제i T 플립 플롭들(81)의 반전 출력들을 논리곱 연산한 결과를 출력한다. 제i AND 게이트(86)는 제1 내지 제i-1 T 플립 플롭들(81)의 비반전 출력들을 논리곱 연산한 결과를 출력한다.Each of the inverters 85 inverts the outputs of each of the first through i-th T flip flops 81. The first AND gate 86 outputs the result of ANDing the inverted outputs of the first to i-th T flip flops 81. The r-th AND gate 86 outputs the result of the logical AND operation of the non-inverted output of the r-1 T flip-flop 81 and the inverted outputs of the r-th to i-th T flip-flops 81. The i-th AND gate 86 outputs a result of performing an AND operation on the non-inverted outputs of the first to i-th T flip-flops 81.

NAND 게이트들(87) 각각은 AND 게이트(86)의 출력과 기준클럭(REFCLK)의 논리곱 연산 결과를 출력함으로써 AND 게이트(86)의 출력을 기준클럭(REFCLK)에 동기시킨다. NAND 게이트들(87)의 출력은 센싱 펄스로서 데이터 샘플링 회로(42)와 ADC(43)로 전송된다. 데이터 샘플링 회로(42)는 제r 센싱펄스에 응답하여 제r Rx 라인을 통해 입력되는 제r 센서 노드의 전압을 샘플링한다. 예를 들어, 데이터 샘플링 회로(42)는 제1 센싱펄스(S1)에 응답하여 제1 Rx 라인(R1)을 통해 입력되는 제1 센서 노드의 전압을 샘플링한 후에, 제2 센싱펄스(S2)에 응답하여 제2 Rx 라인(R2)을 통해 입력되는 제2 센서 노드의 전압을 샘플링한다. ADC(43)는 제r 센싱펄스에 응답하여 샘플링된 제r 센서 노드의 전압을 터치 로 데이터(TDATA)로 변환하여 인터럽트 신호(IRQ)에 동기하여 터치 콘트롤러(30)의 버퍼 메모리들(51, 52)로 전송한다. Each of the NAND gates 87 synchronizes the output of the AND gate 86 to the reference clock REFCLK by outputting the output of the AND gate 86 and the result of the AND operation of the reference clock REFCLK. The output of the NAND gates 87 is sent to the data sampling circuit 42 and the ADC 43 as sensing pulses. The data sampling circuit 42 samples the voltage of the r th sensor node input through the r th Rx line in response to the r th sensing pulse. For example, the data sampling circuit 42 samples the voltage of the first sensor node input through the first Rx line R1 in response to the first sensing pulse S1, and then the second sensing pulse S2. In response, the voltage of the second sensor node input through the second Rx line R2 is sampled. The ADC 43 converts the voltage of the r-sensor node sampled in response to the r-th sensing pulse into touch-ro data TDATA, and synchronizes the buffer memories 51 of the touch controller 30 with the interrupt signal IRQ. 52).

도 17은 인터럽트 발생회로(44)를 상세히 보여 주는 회로도이다. 17 is a circuit diagram showing the interrupt generation circuit 44 in detail.

도 17을 참조하면, 인터럽트 발생회로(44)는 시프트 레지스터 회로(41)로부터 입력되는 센싱 펄스들(S1~Si)에 응답하여 터치 로 데이터의 비트 각각에 동기되는 인터럽트 신호(IRQ)의 클럭을 발생한다. 이를 위하여, 인터럽트 발생회로(44)는 센싱 펄스들(S1~Si)을 반전시키는 인버터들(91)과, 인버터들(91)의 출력들을 논리합 연산하고 그 결과를 인터럽트 신호(IRQ)로서 출력하는 OR 게이트(92)를 포함한다.Referring to FIG. 17, the interrupt generation circuit 44 clocks an interrupt signal IRQ synchronized with each bit of the touch raw data in response to the sensing pulses S1 to Si input from the shift register circuit 41. Occurs. To this end, the interrupt generating circuit 44 performs an OR operation on the inverters 91 for inverting the sensing pulses S1 to Si and the outputs of the inverters 91 and outputs the result as an interrupt signal IRQ. OR gate 92 is included.

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

DIS : 표시패널 TSP : 터치 스크린
12 : 데이터 구동회로 14 : 스캔 구동회로
20 : 타이밍 콘트롤러 30 : 터치 콘트롤러
32 : Tx 구동회로 34 : Rx 구동회로
51, 52 : 버퍼 메모리 53 : 메모리 콘트롤러
54 : 터치 좌표 추정회로DIS: Display panel TSP: Touch screen
12: data driving circuit 14: scan driving circuit
20: timing controller 30: touch controller
32: Tx driving circuit 34: Rx driving circuit
51, 52: buffer memory 53: memory controller
54: touch coordinate estimation circuit

Claims

A touch screen including Tx lines, Rx lines intersecting the Tx lines, and sensor nodes formed at an intersection of the Tx lines and the Rx lines;
A Tx driving circuit for supplying driving pulses to the Tx lines;
An Rx driving circuit for receiving and sampling a voltage of a sensor node through the Rx channels and converting the sampled sensor node voltage into touch raw data, which is digital data;
The touch row data received from the Rx driver circuit is stored in the first buffer memory during the Mth (M is a natural number) frame period, and the touch buffer data received from the Rx driver circuit is stored in the second buffer period during the M + 1 frame period. A DMA circuit for storing in a memory; And
And a touch coordinate estimating circuit configured to output touch coordinate data by analyzing touch data read from the first buffer memory during the M + 1 frame period.

The method of claim 1,
The Tx drive circuit,
A shift register sequentially outputting a driving pulse to the Tx lines in response to a reference clock;
The Rx drive circuit,
A shift register for sequentially outputting sensing pulses in response to the reference clock;
A data sampling circuit for sampling a voltage of the sensor node in response to the sensing pulses; And
And an analog-to-digital converter configured to convert the voltage of the sampled sensor node into the touch raw data in response to the sensing pulses.

The method of claim 2,
The Rx drive circuit,
And an interrupt signal generation circuit configured to output an interrupt signal synchronized with the touch raw data in response to the sensing pulses.

The method of claim 3, wherein
The DMA circuit,
And a memory controller controlling read and write operations of the first and second buffer memories in response to the interrupt signal.

A method of driving a touch screen including Tx lines, Rx lines intersecting the Tx lines, and sensor nodes formed at an intersection of the Tx lines and the Rx lines,
Supplying a driving pulse to the Tx lines;
Receiving and sampling a voltage of a sensor node through the Rx channels and converting the sampled sensor node voltage into touch raw data, which is digital data;
Storing touch raw data received from the Rx driving circuit in a first buffer memory during an Mth (M is a natural number) frame period;
Storing touch raw data received from the Rx driving circuit in a second buffer memory during a M + 1 frame period; And
And analyzing the touch data read from the first buffer memory during the M + 1 frame period and outputting touch coordinate data.

The method of claim 5, wherein
The timing of the driving pulses supplied to the Tx lines, the timing of sampling the voltage of the sensor node, and the timing of converting the sampled sensor node voltage into touch low data, which is digital data, are synchronized with a reference clock. Touch screen driving method.

The method according to claim 6,
Generating an interrupt signal synchronized with the touch raw data; And
And controlling read and write operations of the first and second buffer memories in response to the interrupt signal.